淺談運(yùn)用PKPM軟件進(jìn)行無梁樓蓋計(jì)算的問題

【關(guān)鍵詞】PKPM；計(jì)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(jì)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(diǎn)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(jì)工作人員的認(rèn)可。在設(shè)計(jì)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(gè)大概了解，以便后續(xù)設(shè)計(jì)，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(gè)重要的條件是要考慮施工，采用這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的建筑物施工時(shí)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(jìn)度有很大的提高節(jié)約時(shí)間及成本。對板柱結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)來說，其設(shè)計(jì)計(jì)算主要有兩大部分組成：1）整體的空間結(jié)構(gòu)分析計(jì)算，2）基于無梁樓蓋本身的分析計(jì)算。目前，這兩方面在PKPM系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件中都有了較為成熟的分析計(jì)算。下面我們就對這兩塊計(jì)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(jì)、圖形設(shè)計(jì)、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(diǎn)。

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(jì)、圖形設(shè)計(jì)、概預(yù)算及施工建設(shè)各專業(yè)間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通共享。工程設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)中各個(gè)模塊之間也同樣實(shí)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(jì)、上部結(jié)構(gòu)及內(nèi)力分析、配筋計(jì)算、繪制施工圖、基礎(chǔ)計(jì)算程序等運(yùn)行進(jìn)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(shí)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(dú)特的人性化設(shè)計(jì)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(gè)軟件，其他軟件就很容易掌握。

計(jì)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(jì)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(jì)算模式簡單實(shí)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(jì)算及生成各種計(jì)算數(shù)據(jù)。

二、整體的空間結(jié)構(gòu)分析計(jì)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(jìn)行分析計(jì)算。但是，這兩個(gè)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(gè)軟件在建模分析計(jì)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(jìn)行首次建模時(shí)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(jì)人員的工程實(shí)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(jì)計(jì)算時(shí)，因?yàn)樵赥AT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(jìn)行計(jì)算。

2、SATWE軟件

SATWE軟件有一個(gè)顯著的特點(diǎn)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(jìn)行更為準(zhǔn)確的分析計(jì)算，在SATWE軟件中分析無梁樓蓋時(shí)，可以采用彈性樓板單元達(dá)到相對較為真實(shí)的模擬樓板的剛度和變形計(jì)算。在用這個(gè)軟件中要注意的一點(diǎn)是在新版本中增加了一種可以真實(shí)計(jì)算樓板平面內(nèi)和平面外剛度的功能�；�于這種功能，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(jìn)行三維整體分析計(jì)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(shí)還必須進(jìn)行一定的處理：在PMCAD輸入時(shí)，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(shí)梁，這里布置虛梁的目的有二個(gè)：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(diǎn)是，虛梁在整個(gè)分析中是不參與結(jié)構(gòu)的整體分析的，因?yàn)镾ATWE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(jì)算

無梁樓蓋要注意的就是計(jì)算跨度的問題，計(jì)算模型，計(jì)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(gè)時(shí)候要注意截面設(shè)計(jì)的位置，和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。對無梁樓蓋的整體分析計(jì)算完成后，在SATWE軟件中一個(gè)復(fù)雜樓板有限元計(jì)算功能，我們可以利這個(gè)功能對SLABCAD模塊進(jìn)行無梁樓蓋本身的分析計(jì)算。

3.1.首先了解說設(shè)計(jì)建筑物的參數(shù)及對計(jì)算條件進(jìn)行定義，用有限元分析數(shù)據(jù)這個(gè)功能菜單來生成相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算，在這個(gè)過程中應(yīng)該注意的是：因?yàn)橛邢拊�的�?jì)算原理所致，樓板的有限元長度劃分不同可能會對計(jì)算的結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

3.2.同時(shí)我們可以補(bǔ)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(jìn)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(shí)無法輸入的板上的任意線荷載及點(diǎn)荷載。另外需要輸入支座沉降及約束等補(bǔ)充的數(shù)據(jù)。等到補(bǔ)充數(shù)據(jù)輸入完畢后我們就可以通過有限元分析和計(jì)算菜單對無梁樓蓋進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)算也可以象無梁樓蓋結(jié)構(gòu)一樣進(jìn)行類似的處理計(jì)算。在SATWE軟件中計(jì)算厚板轉(zhuǎn)換層時(shí)，在使用PMCAD進(jìn)行輸入時(shí)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(qiáng)大的軟件，在實(shí)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(shí)間以及經(jīng)濟(jì)成本。

參考文獻(xiàn)

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