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淺談PKPM軟件在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

發(fā)布時間:2015-02-05 16:23

  摘要:結(jié)構(gòu)計算是結(jié)構(gòu)設(shè)計中非常重要的部分,隨著科技的發(fā)展,計算機硬件技術(shù)和建筑結(jié)構(gòu)分析理論在不斷地發(fā)展和完善,計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)在建筑工程設(shè)計領(lǐng)域中也得到了廣泛應(yīng)用。PKPM系列軟件已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須正確掌握和熟練應(yīng)用的基本技能。筆者結(jié)合工作實際,簡要介紹在使用該結(jié)構(gòu)軟件的過程中容易出現(xiàn)的問題及設(shè)計時應(yīng)注意的事項。


  關(guān)鍵詞:PKPM軟件;建筑結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用


  1、PKPM軟件應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計時易出現(xiàn)的問題
  1.1不清楚軟件的技術(shù)要求
  每一種計算理論都有它的假定條件,每一個軟件的編制都符合特定的技術(shù)條件,熟悉的PKPM系列軟件也不例外,如果沒有很好地理解軟件技術(shù)條件,便不能很好地利用軟件來解決實際問題。
  1.2超越規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計
  1.2.1磚混結(jié)構(gòu)
  《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中明確指出,多層砌體房屋的設(shè)計由高度和層數(shù)兩個指標(biāo)控制,一般認(rèn)為超過了其中的一個控制指標(biāo)就是超規(guī)范設(shè)計。近年來,一些抗震設(shè)防烈度為7度的地區(qū)所建磚混建筑物,相繼出現(xiàn)7層帶半地下室磚混住宅。半地下室、全地下室的判別應(yīng)根據(jù)房屋埋深和嵌固情況確定計算簡圖。嚴(yán)格地講,按“抗規(guī)”的規(guī)定,帶半地下室住宅房屋的高度和層數(shù)應(yīng)從地下室地面算起,也就是說7層帶半地下室建筑的實際層數(shù)應(yīng)為8層。這樣的建筑無論是高度還是層數(shù)都超越了規(guī)范的規(guī)定。
  1.2.2底層框架磚房
  底層框架磚房除存在上述高度和層數(shù)超規(guī)范問題以外,還存在底層框架本身的設(shè)計超規(guī)范問題。“抗規(guī)”中提到的底層框架是指底層為框架的抗震墻承重結(jié)構(gòu)且宜采用鋼筋混凝土抗震墻,但抗震烈度為6度和7度地區(qū)可采用普通磚抗震墻,但其構(gòu)造措施必須滿足“抗規(guī)”中的有關(guān)規(guī)定。有些工程雖采用普通磚抗震墻但不滿足“抗規(guī)”要求,使底層框架抗震能力不足。
  1.3過分依賴計算機分析結(jié)果
  建筑物抗震設(shè)計包括三部分內(nèi)容:概念設(shè)計、構(gòu)造設(shè)計和結(jié)構(gòu)計算。地震是一種復(fù)雜的自然現(xiàn)象,對建筑物的地震破壞機理還不十分清楚,對地震的破壞現(xiàn)象也只是停留在感性認(rèn)識階段,建筑物抗震計算的原理只是一種近似方法。所以在進(jìn)行建筑物抗震設(shè)計時,一定要遵循“抗規(guī)”提出的抗震設(shè)計原則和抗震設(shè)計構(gòu)造要求,正確應(yīng)用CAD設(shè)計軟件,提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。實際工程中,不同程度地存在著忽視抗震概念設(shè)計和構(gòu)造設(shè)計的問題。
  例如,某7度抗震區(qū)磚混建筑,一層為汽車庫,上部五層為住宅,結(jié)構(gòu)布置均勻規(guī)整,但上部住宅的縱墻與一層汽車庫的縱墻不對齊,使作為上部主要承重和抗震墻體的內(nèi)縱墻卻沒有基礎(chǔ),而是坐落于汽車庫的內(nèi)橫墻上,也就是說上部五層墻體的線荷載變?yōu)榧泻奢d傳于汽車庫橫墻上,這種結(jié)構(gòu)的傳力路線是最不利的。
  再如,某7層磚混結(jié)構(gòu)商品樓,下部二層為商業(yè)網(wǎng)點,,上部五層為住宅,但下部一層均為貫通整個進(jìn)深的單間商店,開間為3.6m~3.9m,其實就是一層只有橫墻而沒有縱墻,這樣的建筑其縱向的抗震能力很小,是不能夠按磚混結(jié)構(gòu)來設(shè)計的。以上兩個例子雖然其層數(shù)及高度均符合規(guī)范要求,但其結(jié)構(gòu)的選型是錯誤的,導(dǎo)致其抗震性能極差,不能滿足設(shè)計要求。
  又如,底層框架結(jié)構(gòu)上部磚房的構(gòu)造措施比多層磚房的構(gòu)造措施要嚴(yán)格一些,要求構(gòu)造柱的縱向鋼筋≮4φ14,箍筋間距≯200mm等。對底框結(jié)構(gòu)的過渡層構(gòu)造要求更加嚴(yán)格,要求過渡層應(yīng)在底部框架柱對應(yīng)位置處設(shè)置構(gòu)造柱。過渡層的底板采用現(xiàn)澆混凝土板,板厚不應(yīng)小于≮120mm。不能按磚房的抗震措施來設(shè)計,也不能單憑計算結(jié)果來判斷結(jié)構(gòu)的可靠性。上述兩個例子結(jié)構(gòu)的靜力計算是沒問題的,而縱向抗震能力明顯不足。
  2、PKPM軟件應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意的事項
  2.1平面框排架計算及繪圖軟件PK的應(yīng)用
 、倏蚣芾L圖。有時計算結(jié)果顯示梁柱超筋時,往往能通過繪圖,但要注意此時的繪圖結(jié)果是錯誤的,其顯示的配筋情況可能比計算小得多,必須修改計算數(shù)據(jù)文件后梁柱計算都不超筋時其繪圖結(jié)果才是準(zhǔn)確的。②注意審查每一個柱的軸壓比信息。PK軟件對柱的超筋控制是以最大配筋率來控制的,有時雖然軟件未顯示柱的超筋信息,但并不能說明所選的柱截面是合適的。
  2.2獨立基礎(chǔ)及條形基礎(chǔ)設(shè)計軟件JCCAD的應(yīng)用
  采用地基基礎(chǔ)計算軟件進(jìn)行基礎(chǔ)計算時,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須注意兩個問題:地基土的反力分布和地基土的壓縮變形的處理方法及上部結(jié)構(gòu)的剛度如何處理。根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范要求,地基反力按直線分布假設(shè)進(jìn)行計算時,兩端邊跨應(yīng)乘以放大系數(shù)。當(dāng)采用彈性地基模型計算時,應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的影響。當(dāng)基礎(chǔ)梁上有剪力墻時,基礎(chǔ)梁的剛度應(yīng)擴(kuò)大。
 、賹Υu混結(jié)構(gòu):選擇荷載種類為磚混荷載,此荷載為經(jīng)PMCAD軟件進(jìn)行磚混抗震計算后的荷載。②對框架結(jié)構(gòu):一般應(yīng)計入經(jīng)PK軟件計算的PK荷載并在PK荷載中計入地震荷載組合,經(jīng)縱橫兩個方向的驗算后綜合確定基礎(chǔ)選用的合理值或計入經(jīng)TAT、SATWE計算的荷載組合。若只經(jīng)PM恒、活荷載計算,則結(jié)果在地震區(qū)會明顯偏小。③當(dāng)結(jié)構(gòu)采用樁基時注意群樁沉降的修正并進(jìn)行整體彎矩的計算。當(dāng)采用樁筏基礎(chǔ)時,一般采用厚板有限元模型進(jìn)行設(shè)計。
  2.3結(jié)構(gòu)平面輔助設(shè)計軟件PMCAD的應(yīng)用
  2.3.1建立交互式結(jié)構(gòu)模型。
  結(jié)構(gòu)模型中所有的構(gòu)件均在此項操作中輸入,輸入的數(shù)據(jù)(參數(shù)、截面尺寸、荷載等)尤其是控制總信息等原始數(shù)據(jù)必須正確合理,既要符合有關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),又要結(jié)合正確的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型。應(yīng)注意的是:凡是結(jié)構(gòu)布置形式及構(gòu)件尺寸和荷載不同的結(jié)構(gòu)層均應(yīng)描述為不同的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層,對上下層柱變截面情況用構(gòu)件相對節(jié)點的偏心描述,注意在節(jié)點過密時墻體及梁布置的連續(xù)性。在布置過兩個或更多的標(biāo)準(zhǔn)層后,不能使用圖案編輯菜單對某一層或某一部分拖動或平移,因為所有的節(jié)點位置都是用相對原點的位置描述的,拖動或平移會造成上下層節(jié)點錯位。全樓的組裝必須是自下而上的標(biāo)準(zhǔn)層組裝,不能把后一個標(biāo)準(zhǔn)層組裝于前一個標(biāo)準(zhǔn)層之前。填充墻不能作為墻體輸入,只能按梁輸入,在梁上輸入附加荷載值。在此輸入的荷載值應(yīng)是荷載標(biāo)準(zhǔn)值,不是設(shè)計值。
  2.3.2生成PK文件
  對磚混結(jié)構(gòu),按連梁生成墻梁的PK數(shù)據(jù)文件,在沒有進(jìn)行磚混抗震驗算時梁上沒有上部墻體及以上層樓板傳來的荷載。底框磚房的底層框架梁不可用生成連梁的方法生成PK數(shù)據(jù)文件,否則會引起框架上地震荷載的漏項,應(yīng)采用磚混底框形成數(shù)據(jù)文件。在此項操作中生成的連梁PK,應(yīng)打開數(shù)據(jù)文件修改支座情況,主要是依據(jù)實際情況修改梁與柱是鉸接還是固接。在此菜單生成的框架PK文件應(yīng)打開修改梁慣性矩增大系數(shù)和梁端彎矩調(diào)幅系數(shù),否則PK軟件按梁混凝土彈性工作配筋,使支座鋼筋偏大而跨中鋼筋偏小。
  3、結(jié)語
  在應(yīng)用PKPM系列軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,從模型簡化、荷載匯總、結(jié)構(gòu)計算到施工圖繪制的全過程,應(yīng)認(rèn)真考慮設(shè)計的每一環(huán)節(jié),不僅保證計算模型的簡化與實際工程相吻合,使計算假定與實際情況相一致,而且應(yīng)注意設(shè)計軟件的適用條件及其技術(shù)條件,正確地使用CAD軟件,保證計算結(jié)果準(zhǔn)確。更要加強規(guī)范的學(xué)習(xí),加強概念設(shè)計,保證結(jié)構(gòu)滿足各項構(gòu)造措施的要求,使建筑結(jié)構(gòu)能夠承受可能出現(xiàn)的各種作用,保證結(jié)構(gòu)具有良好的工作性能和耐久性能。

 

 



本文編號:12521

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