【摘 要】目前工業(yè)設(shè)計人員大多采用PKPM系列軟件進行工程項目的整體分析和計算分析，本文結(jié)合以往實際淺談運用PKPM系列軟件實現(xiàn)無梁樓蓋設(shè)計計算的注意問題。
【關(guān)鍵詞】PKPM；計算；無梁樓蓋
無梁樓蓋體系在工程上有另一種說法叫板柱結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)體系在近年來發(fā)展較為迅速，與之相對應(yīng)的一種設(shè)計方法稱之為梁板結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系在工程上應(yīng)用較為廣泛并逐步發(fā)展為主流技術(shù)，它與傳統(tǒng)的密肋梁結(jié)構(gòu)體系相比較而言的相對優(yōu)點有整體性能較好，建筑空間增大，并有效增加建筑面積，發(fā)展到現(xiàn)在已得到了廣大建筑設(shè)計工作人員的認(rèn)可。在設(shè)計建筑物是要考慮建筑物所處的位置及周邊環(huán)境，并對它的抗震性能及級別有一個大概了解，以便后續(xù)設(shè)計，對于板柱結(jié)構(gòu)來說，它的抗震性能較之梁版結(jié)構(gòu)來說明顯較低。還有一個重要的條件是要考慮施工，采用這種設(shè)計結(jié)構(gòu)的建筑物施工時支模簡單穩(wěn)定，露面上的鋼筋捆扎方便快捷，一些設(shè)備安裝相對方便，從而對工作及整體施工進度有很大的提高節(jié)約時間及成本。對板柱結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)來說，其設(shè)計計算主要有兩大部分組成：1）整體的空間結(jié)構(gòu)分析計算，2）基于無梁樓蓋本身的分析計算。目前，這兩方面在PKPM系列結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件中都有了較為成熟的分析計算。下面我們就對這兩塊計算應(yīng)該注意的問題做一些簡單的介紹。
一、PKPM系列軟件簡單介紹
PKPM系列軟件是近幾年來發(fā)展較快，在各行業(yè)應(yīng)用較多的的集土木建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計、圖形設(shè)計、概預(yù)算及施工建設(shè)為一體的集成系統(tǒng)軟件，下面簡要介紹改系列軟件的技術(shù)特點。 數(shù)據(jù)間的互通共享。PKPM系列軟件具有良好的兼容性，可以在土木建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計、圖形設(shè)計、概預(yù)算及施工建設(shè)各專業(yè)間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通共享。工程設(shè)計方案開始建立的整體模型，以及平面布置、柱網(wǎng)軸線等全部數(shù)據(jù)都可以實現(xiàn)共享，這樣就可以優(yōu)化整體工作提高工作效率，減少誤差。另外，結(jié)構(gòu)設(shè)計中各個模塊之間也同樣實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的互通共享，對各種結(jié)構(gòu)模型的建立、荷載統(tǒng)計、上部結(jié)構(gòu)及內(nèi)力分析、配筋計算、繪制施工圖、基礎(chǔ)計算程序等運行進行數(shù)據(jù)共享，最大限度地利用共用的數(shù)據(jù)資源提高工作效率。
簡捷的操作模式。PKPM系列軟件采用大眾化的輸入模式，操作界面簡單明了，為用戶提供了中文的菜單指導(dǎo)用戶首次操作，并且有豐富的圖形輸入功能，為用戶節(jié)約時間，用戶可以通過單擊右側(cè)的功能菜單，工具欄選擇自己所需的工具，或著直接在窗口底部的命令提示區(qū)輸入命令完成操作，這種獨特的人性化設(shè)計避免了繁瑣數(shù)據(jù)文件的填寫，效率比傳統(tǒng)的輸入方式提高了十幾倍。PKPM系列軟件都在同樣的CFG支撐體系系統(tǒng)下工作，操作方法一致，只要會使用本系列中的一個軟件，其他軟件就很容易掌握。
計算完成的數(shù)據(jù)自動生成。PKPM系列軟件可以為用戶完成數(shù)據(jù)的自動計算結(jié)構(gòu)自重，自動傳導(dǎo)恒、活荷載和風(fēng)荷載，并且自動提取結(jié)構(gòu)幾何信息，完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)單元的劃分，可以自動把剪力墻劃分成殼單元，使相對復(fù)雜的計算模式簡單實用化。并且在完成這些工作的基礎(chǔ)上自動完成內(nèi)力分析、配筋計算及生成各種計算數(shù)據(jù)。
二、整體的空間結(jié)構(gòu)分析計算
PKPM系列軟件中的TAT軟件或SATWE軟件可以對無梁樓蓋的整體空間結(jié)構(gòu)進行分析計算。但是，這兩個軟件對無梁樓蓋在整體空間結(jié)構(gòu)中建模處理是不一樣的，下面介紹這兩個軟件在建模分析計算是應(yīng)該注意的問題做簡要的論述。
1、TAT軟件
用TAT軟件對無梁樓蓋進行首次建模時需要先確定等代框架梁的高、寬即需要確定等代框架梁的剛度。而剛度它是板度決定的，經(jīng)過設(shè)計人員的工程實踐，通常取柱距的1/2作為等代框架梁的寬•高。當(dāng)確定了等代框架梁的剛度之后，我們在等代框架梁作為普通的主梁輸入。在這里我們需要注意的是，在設(shè)計計算時，因為在TAT軟件中，對于對于無梁樓蓋結(jié)構(gòu)來說，由于梁和柱子沒有相連，一般我們的處理方法應(yīng)該是必須按照規(guī)范中所規(guī)定的要將板簡化為雙向等代框架梁以此來進行計算。
2、SATWE軟件
SATWE軟件有一個顯著的特點是它具有考慮樓板彈性的功能，為了正確分析該結(jié)構(gòu)，在SATWE程序中應(yīng)將無梁樓蓋的樓板定義為彈性樓板。當(dāng)模型建立后我們可以采用SATWE進行更為準(zhǔn)確的分析計算，在SATWE軟件中分析無梁樓蓋時，可以采用彈性樓板單元達到相對較為真實的模擬樓板的剛度和變形計算。在用這個軟件中要注意的一點是在新版本中增加了一種可以真實計算樓板平面內(nèi)和平面外剛度的功能�；谶@種功能，我們就不比將樓板簡化為雙向等代框架梁體系了，而是直接對無梁樓蓋體系結(jié)構(gòu)進行三維整體分析計算，這樣工作效率有得以提高。但是即便功能這么完善，我們在建模時還必須進行一定的處理：在PMCAD輸入時，在以前需輸入等代框架梁的位置上布置截面尺寸為100*100的矩形截面虛梁。但是在邊界處及開洞處最好是布置實梁，這里布置虛梁的目的有二個：第一是為了SATWE軟件在接力PMCAD的前處理過程中能夠自動讀取樓板的外邊界信息；第二是為了輔助彈性樓板單元的劃分。這里需要說明的一點是，虛梁在整個分析中是不參與結(jié)構(gòu)的整體分析的，因為SATWE的前處理程序會自動將所有的虛梁過濾掉。
3．基于無梁樓蓋本身的分析計算
無梁樓蓋要注意的就是計算跨度的問題，計算模型，計算荷載。如果還有柱帽和托板，還要注意內(nèi)力會往支座處傾斜，這個時候要注意截面設(shè)計的位置，和節(jié)點構(gòu)造。對無梁樓蓋的整體分析計算完成后，在SATWE軟件中一個復(fù)雜樓板有限元計算功能，我們可以利這個功能對SLABCAD模塊進行無梁樓蓋本身的分析計算。
3.1.首先了解說設(shè)計建筑物的參數(shù)及對計算條件進行定義，用有限元分析數(shù)據(jù)這個功能菜單來生成相關(guān)數(shù)據(jù)計算，在這個過程中應(yīng)該注意的是：因為有限元的計算原理所致，樓板的有限元長度劃分不同可能會對計算的結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。
3.2.同時我們可以補充輸入無梁樓蓋的其它數(shù)據(jù)，比如樓板的洞口及柱帽等其它的特殊構(gòu)件。并可對樓板不同部位的板厚進修改。
3.3.我們可以在樓板上添加任意的荷載，包括在建模時無法輸入的板上的任意線荷載及點荷載。另外需要輸入支座沉降及約束等補充的數(shù)據(jù)。等到補充數(shù)據(jù)輸入完畢后我們就可以通過有限元分析和計算菜單對無梁樓蓋進行設(shè)計計算了。
4.需要注意的是對于現(xiàn)代高層建筑中比較常見的厚板轉(zhuǎn)換層的計算也可以象無梁樓蓋結(jié)構(gòu)一樣進行類似的處理計算。在SA TWE軟件中計算厚板轉(zhuǎn)換層時，在使用PMCAD進行輸入時必須注意：除了要象無梁樓蓋結(jié)構(gòu)一樣要輸入虛梁以外，層高的輸入有所改變。應(yīng)將厚板的板厚均分給與其相鄰兩層的層高。
PKPM軟件是一款很強大的軟件，在實際工作中應(yīng)用越來越廣泛 ，熟練的掌握能提高工作效率，節(jié)約時間以及經(jīng)濟成本。
參考文獻
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