正確應用PKPM軟件提高建筑結構設計的準確可靠性

劉 清

（吉林省榆樹市建筑設計院有限責任公司 130400）

正確應用PKPM軟件提高建筑結構設計的準確可靠性

劉 清

（吉林省榆樹市建筑設計院有限責任公司 130400）

現如今,國內建筑設計最常用的技術軟件就是PKPM軟件,它的主要特點就是使用范圍廣、使用方便、以及操作過程的圖像顯示十分鮮明，因此被廣大的建筑設計人員所接受，并在不斷地試驗發展過程中逐步的得到推廣，我國建筑設計行業的發展進程中起到了舉足輕重的作用。但是由于這種技術還不夠完善，在使用的過程中難免會出現問題。我們就如何正確提高 PKPM軟件的準確性做出了有關報道。

PKPM軟件 建筑結構設計 常見問題 應用探討

建筑結構的計算是進行結構設計的基礎，在電子科技產品日新月異的當下，計算機技術與建筑結構計算的理論知識逐步的融合，新的建筑結構分析軟件不斷的涌入市場。計算機輔助設計(CAD)系統的出現給建筑結構設計產業帶來了前所未有的改革，它以直觀準確的特性受到了廣大使用者的親睞。PKPM 系列軟件作為一個十分實用的基礎軟件，已經成為建筑設計人員入職的基礎門檻。PMCAD、PK 、TAT 和 JCCAD 等一系列建筑結構設計的平面或者三維空間技術軟件已經有機的結合成為一個實用的結構設計試驗系統。然后在與實際的結構工作狀態相結合, 以及對該軟件在使用過程中出現頻率較高的問題和使用時的注意事項作出簡單的闡述。

1 使用PKPM軟件在設計準確性中容易出現的問題

1.1 超越規范要求進行設計

1)氣體結構:《建筑抗震設計規范》有嚴格的規定，房屋的磚砌層數超過一層的時候，房屋建筑是否滿足設計的規范就有高度以及層數這兩項指標還決定，普遍的說法就是當其中一項不滿足要求時就說名設計是不符合規范的。隨著房屋建筑的質量要求的逐漸提高，在部分抗震烈度要求較高的地區逐漸出現了7 層帶半地下室磚混住宅。由于“ 抗規” 的規定半地下室房屋的高度是由基礎到屋頂之間的高差決定的，所以事實上上述提到的7 層帶半地下室建筑應該算作是8層的房屋建筑。很顯然這樣是不符合抗震設計規范的。

2)底層框架磚房超規范設計問題。底層框架磚房一般也會出現高度和層數不滿足設計規范的狀況以外，還會出現框架本身設計師出現與實際規范向偏差的問題。“ 抗規” 明確指出底層框架是房屋建筑的四周支承結構與抗震墻的結合體。并且為了滿足抗震要求一般會選用鋼筋混凝土作為主要的建材。又或者在抗震要求不高的地區也會選用普通的磚混結購，但此時對抗震墻的結構就要求必須符合“ 抗規”中的相關章程。例：某6度抗震區建筑，設計為6層帶半地下室磚混住宅，上部結構布置均勻規整，但是上部作為主要承重和抗震墻體的內縱墻卻沒有基礎，而是坐落于地下室的內橫墻上，也就是說，上部6層墻體的線荷載，變為集中荷。

1.2 過分依賴計算機分析結果

工程項目的建設，施工過程中為了節約建材或者抱有僥幸心理的建設單位常常會忽視抗震烈度設計要求。比方說，在某些抗震烈度要求為 7的地區，普通的氣體結構建筑從地下室開始算的話第一層可以設為車庫，地面以上的部分為5層為居住房，當上部居住建筑的承重墻與地下室的承重墻不在一條直線上的時候，并且地面的居住建筑可以看作是沒有基礎。集中荷載作用在地下室的稱重墻上，荷載不能有效的傳遞給基礎。還有一個例子, 某7 層氣體結構商品樓,一樓因為要保證商業門面的整體性以及流動性，是不設縱向承重墻的，這樣就使得一層建筑只有水平承重墻，這樣的結構抗震效果顯然會比較低下。 上面的兩個例子在層數以及高度上都滿足了設計規范的要求，但是沒有能夠聯系到實際的結構特性，在建筑的選型方面就出現了較大的失誤，因此最終的產品抗震性能很差。建筑物抗震設計主要由概念設計、構造設計和結構計算三個方面的設計。地震是無法預測的，出現之后往往會具有較大的破壞性，而抗爭計算只能算作是保證建筑物抗震性能做有效的方式。

2 使用PKPM軟件在設計準確性中應注意的問題

2.1 結構平面輔助設計軟件PMCAD 的應用

1)交互式結構模型的建立。結構模型中的全部數據都可以參數的形式輸入到軟件中，并且還可以在三維模式中顯示其構件的尺寸以及構件所承受的荷載。在輸入過程中一定要保證每一項數據的正確性，滿足結構力學、材料力學的模型，確保數據的合理性。值得重視的是:不同的作用荷載以及材料的尺寸應設置在不同的層面，荷載偏心的形式應當尤為注意要在軟件上顯示，重視在偏心距出現后對于承重墻以及圈梁等梁式結構連續性的影響。在操作過程中，若是已經出現了兩個以上的層面，此時在對某一層面的編輯過程中就要注意禁止對任何一個層面進行整體上的移動，因為所有的偏心設置坐標都是以原點為基礎，某一層面的移動會是圖紙上反映的層面出現整體偏差。在軟件上進行建筑結構的組裝時必須是要按照自下而上的順序進行。填充墻在輸的過程中要注意只能按照梁的輸入形式進行，并且該填充墻的輸入只能以梁上荷載形式來進行。并且輸入的數據必須是標準值。

2)PK 文件的生成。就氣體結構而言, 需要由梁的數據輸入之后形成墻梁的連續PK數據文件, 氣體結構墻體在沒有進行抗震驗算時梁上是不需要輸入荷載的。而底框磚房與氣體結構存在很大的差異，不能利用框架梁生成連梁的 PK 數據文件, 不然框架上荷載的生成過程中會出現遺漏的問題。此時軟件中出現的pk數據文件還需要在一定的程度上盡心操作，并經調整系數換算，不然文件打開后會使得梁上荷載會與標準值出現較大的偏差，導致在結構配筋的過程中出現支座鋼筋偏大而跨中鋼筋偏小的問題。

2.2 平面框排架計算及繪圖軟件PK 的應用

1)框架繪圖。在計算的過程中往往會出現結果表明梁柱屬于超筋，在這個時候可以選擇繪圖，但是要注意在這樣的數據下做出的圖紙是不正確的，此時圖紙顯示的配筋可能與計算的結果存在較大的差異，原本的超筋在此時說不定就是適筋甚至少筋。此時文件數據都需要做出相應的調整才能繪出正確的圖紙。2)柱的軸心壓力荷載是輸入柱的信息時一個十分重要的部分，PK軟件是以柱的最大配筋率來確定柱是否超筋，因此軟件顯示的數據并不能確保所選柱的截面一定就是適合的。

2.3 獨立基礎及條形基礎設計軟件JCCAD 的應用

在利用軟件進行地基計算的過程中，相關的設計工作者不能忽視兩個方面的問題:1)基礎的反作用力分布和基礎徐變的改善方式；2)基礎以上結構剛度的確保問題。有關的建筑法規以及建筑章程明確指出，基礎反作用理想化為直線分布時，計算的過程中應當乘以一定的調整系數。若將地基看作是彈性介質并理想化為彈性模型時，此時上部結構的剛度就是計算過程中應當首要考慮的因素。1)對于氣體結構:磚混荷載是經過 PMCAD 按照設計規范計算出來的荷載值為主要依據。2)對于框架結構:一般以PK 荷載為基礎, 并與經TAT、SATWE 計算后的組合荷載作為分析依據進行確定。

3 結語

在利用PKPM等一系列的軟件進行建筑結構的設計計算過程中，應當在一開始的計算模型的建立、結構荷載計算輸入、結構形式選擇以及建筑材料尺寸計算到最終的施工圖繪制過程都必須要有嚴格的計劃，確保模型結構數據化的過程中能夠滿足實際工程的需要，從而使得軟件計算的結構能夠為建筑施工工程提供切實可行的技術資料。并且在模型的建立以及計算過程中，軟件的選擇十分重要，主要每個軟件的適用范圍以及使用特性，確保軟件計算結構真實可靠。并且結構設計工作者應注重建筑規范的學習，不斷地提升對于建筑設計工作者對于建筑章程的了解程度，這樣才能使得設計人員所設計的結構滿足構造的需要，使得建筑結構在各種荷載作用下保證結構的安全性，保證結構具有良好的工作性能和耐久性能。

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1007-6344（2015）02-0164-01