淺談PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件學(xué)習(xí)與應(yīng)用

Word版本，下載可自由編輯淺談PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件學(xué)習(xí)與應(yīng)用在實際應(yīng)用的時候往往由于練習(xí)和實踐不夠，造成不少分析差漏，給工程參數(shù)和工程質(zhì)量帶來棘手，本文就PKPM系列軟件學(xué)習(xí)要領(lǐng)和實際應(yīng)用舉行分析，旨在說明工程設(shè)計人員要不斷的舉行學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上不斷的舉行實驗練習(xí)，逐漸鞏固所學(xué)內(nèi)容和用好所學(xué)內(nèi)容。

一、回顧PKPM課程的學(xué)習(xí)

1.PKPM課程的針對性

針對建造工程設(shè)計專業(yè)，在學(xué)習(xí)過程中，最主要的四大課程教學(xué)內(nèi)容是：：結(jié)構(gòu)平面計算機(jī)協(xié)助設(shè)計；：框排架計算機(jī)協(xié)助設(shè)計；：結(jié)構(gòu)空間有限元討論設(shè)計軟件；：基礎(chǔ)工程計算機(jī)協(xié)助設(shè)計。在PKPM實踐教學(xué)這一階段，可以以不一樣種類的工程項目為載體，如磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等，學(xué)習(xí)應(yīng)用PMCAD舉行結(jié)建立模，然后接力SAT－8舉行有限元計算，再把上部結(jié)構(gòu)模型數(shù)據(jù)傳到JCCAD舉行基礎(chǔ)設(shè)計，最后采納施工圖設(shè)計模塊對智能化生成的施工圖舉行后處理并轉(zhuǎn)換為AutoCAD圖形舉行編輯，從而完成一套工程項目的結(jié)構(gòu)施工圖。

2.PKPM課程的實踐練習(xí)性

在學(xué)習(xí)過程中，參如實際工程項目的設(shè)計要求，以實際數(shù)據(jù)為依據(jù)來對本身所做項目的設(shè)計參數(shù)舉行選取，如對結(jié)構(gòu)的抗震等級、結(jié)構(gòu)體系的部署方式、不一樣用途房間的活荷載、構(gòu)件的截面尺寸、材料的強(qiáng)度等級、鋼筋的強(qiáng)度等級和采納的直徑等的選取。并采納正確的檢查辦法以包管結(jié)構(gòu)設(shè)計信息、計算信息等輸入的正確性。如經(jīng)過對整樓模型的認(rèn)真觀看，檢查構(gòu)件部署是否正確；經(jīng)過平面荷載表現(xiàn)校核這一模塊中的荷載圖，來討論荷載輸入的正確性等。驗證這些提前定的參數(shù)經(jīng)過計算后是否合理，將直接影響結(jié)構(gòu)的平安和經(jīng)濟(jì)。

經(jīng)過這個反復(fù)試算的囫圇過程，把握模型優(yōu)化的詳細(xì)辦法和操縱本事。結(jié)構(gòu)模型優(yōu)化完成后，在舉行施工圖繪圖的時候,正確挑選和應(yīng)用結(jié)構(gòu)施工圖的繪圖軟件，可以迅速精確?????地繪出施工圖。并強(qiáng)調(diào)施工圖繪制與結(jié)構(gòu)制圖學(xué)問的聯(lián)合，避開在繪制結(jié)構(gòu)施工圖時浮現(xiàn)無數(shù)不規(guī)范繪圖難題，從而包管施工圖的完整性和正確性和圖面質(zhì)量。在這個實踐教學(xué)囫圇過程中會全面運(yùn)用到大量以前所學(xué)的混凝土結(jié)構(gòu)、建造抗震、地基基礎(chǔ)、工程制圖等學(xué)問，處理實際難題的本事，都會覺得本身的專業(yè)技能。

3.PKPM課程的有效考核

我們要求在一定時光內(nèi)迅速完成相應(yīng)的結(jié)構(gòu)施工圖的繪制。實踐證實，這種考核方式，能比力客觀的考查總體學(xué)問和技能的把握狀況，能更好地刺激啟發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)樂觀性和主動性。在平常作業(yè)的要求方面，可適當(dāng)放寬時光，但一定要求本人動手去做，不行以眼高手低，真正應(yīng)用時才發(fā)覺不會操縱。并且在今后的課程里面要增設(shè)計算機(jī)協(xié)助設(shè)計的課程設(shè)計，也作為囫圇課程考核中的一部分。

二、PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件應(yīng)用

1.抗震分析

抗震分析,更是作了詳細(xì)明確的要求,設(shè)計人員在運(yùn)用軟件舉行結(jié)構(gòu)計算時,對軟的功能要有切實的了解,才干正確運(yùn)用,并且對計算結(jié)果要舉行判別,確認(rèn)其合理有效后,方能在設(shè)計中使用,千萬不行盲目依靠于計算軟件。隨著軟件功能的日益完美,相當(dāng)一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)用軟件時不夠重視其技術(shù)條件與相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相符性。PKPM系軟件在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用較廣泛。

2.結(jié)構(gòu)計算振型數(shù)確實定

采納振型分解反應(yīng)譜法舉行結(jié)構(gòu)水平地震作用計算時,《抗規(guī)》第5.2.2條規(guī)定:不舉行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算的結(jié)構(gòu),確定水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng),可只取前2～3個振型,當(dāng)基本自振周期大于115s或房屋高寬比大于5時,振型個數(shù)應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)。《高層建造混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(以下簡稱《高規(guī)》)第3.3.10條規(guī)定:對于不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動影響的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)計算振型數(shù)規(guī)章結(jié)構(gòu)可取3;當(dāng)建造較高、結(jié)構(gòu)沿豎向剛度不勻稱時,可取5～6。上述規(guī)范的條文說明均要求振型個數(shù)普通可以取振型參加質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量90%所需的振型數(shù)。

結(jié)構(gòu)抗震計算時,考慮平扭耦聯(lián)計算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),振型數(shù)不應(yīng)小于15;對多塔結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓數(shù)的9倍,且計算振型數(shù)應(yīng)使振型參加質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。TAT在TAT-4.out文件、SATWE在WZQ.out文件、PMSAP在工程名-TB.RPT文件中查看X,Y向的有效質(zhì)量系數(shù)。我們都知道,結(jié)構(gòu)計算振型數(shù)增強(qiáng),水平地震作用效應(yīng)增大,即內(nèi)力和變形增大;振型數(shù)如取少了,后續(xù)振型產(chǎn)生的地震作用效應(yīng)未能計入,導(dǎo)致計算結(jié)果擔(dān)心全,所以,振型數(shù)要盡量取得多。但對大型結(jié)構(gòu),過多的振型數(shù),導(dǎo)致運(yùn)算時光過長,并對計算機(jī)的內(nèi)存也要求大,而最后的那些高振型對結(jié)構(gòu)地震作用貢獻(xiàn)也不大,因此,也不必全部的振型都計算,當(dāng)有效質(zhì)量系數(shù)超過0.9,就意味著計算振型數(shù)夠了;假如小于0.9,說明后續(xù)振型產(chǎn)生的地震作用效應(yīng)不能忽視,應(yīng)增強(qiáng)振型數(shù)重算。需要注重的是,振型數(shù)也不能超過結(jié)構(gòu)固有振型總數(shù),否則,會引起計算的混亂,以致造成嚴(yán)峻的分析錯誤。結(jié)構(gòu)固有振型總個數(shù)等于結(jié)構(gòu)自由度總數(shù)。對于有n個自立的水平塊剛性樓板的結(jié)構(gòu),自立于剛性樓板的彈性節(jié)點數(shù)為m,則結(jié)構(gòu)的自由度數(shù)為(3n+2m)。所以,當(dāng)結(jié)構(gòu)存在大量彈性樓板、越層柱、大開洞錯層時如空曠的錯層工業(yè)廠房、體育館等,按常規(guī)的以樓層數(shù)為基數(shù)來確定振型數(shù),有時很可能遠(yuǎn)不夠。所以,檢查計算結(jié)果時,有效質(zhì)量系數(shù)是否超過0.9,是必需檢查項目之一。

3.周期比控制及調(diào)節(jié)辦法

《高規(guī)》第4.3.5條對結(jié)構(gòu)位移比、周期比作出了詳細(xì)控制要求。在實際工作中,位移比可以從輸出文件中直接檢查,而周期比需要先按照振型的平動系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)區(qū)別各振型是平動振型還是扭轉(zhuǎn)振型,然后從中分離找出周期最長的扭轉(zhuǎn)振振型,得到對應(yīng)的第一扭轉(zhuǎn)周期Tt,第一側(cè)振周期T1,計算出Tt/T1,看其是否符合規(guī)程要求。需要注重的是,周期比針對的是高層建造整體振動效應(yīng),要在“剛性樓板假定”前提下來分析,多層建造不必控制周期比。多塔結(jié)構(gòu)驗算周期比時,不是在同一結(jié)構(gòu)中定義多塔,而是按塔分成多個結(jié)構(gòu)分離驗算。周期比主要控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的相對關(guān)系,即抗側(cè)力構(gòu)件平面布置的合理性,避開結(jié)構(gòu)浮現(xiàn)過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。當(dāng)周期比不滿足求時,說明結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度相對于側(cè)移剛度偏小,這時單純增強(qiáng)結(jié)構(gòu)尺寸,往往收效甚微,通應(yīng)利用整體調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)布置,來獵取良好的改善效果。如加強(qiáng)外圈結(jié)構(gòu)剛度、增設(shè)抗震墻、增強(qiáng)外圍連梁的高度、減弱內(nèi)筒的剛度等措施。

4.舉行位移比、位移角驗算時關(guān)聯(lián)選項確實定

推斷結(jié)構(gòu)是否屬扭轉(zhuǎn)不規(guī)章時,樓蓋計算,即對結(jié)構(gòu)位移比、位移角的控制要求均為在“剛性樓板假定”條件下的計算值?！犊挂?guī)》第3.4.2條的條文說明已明確應(yīng)按剛性《抗規(guī)》表3.4.2-1規(guī)定:樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移),大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值112倍為扭轉(zhuǎn)不規(guī)章。扭轉(zhuǎn)不規(guī)章結(jié)構(gòu)舉行水平地震作用計算時,應(yīng)計及扭轉(zhuǎn)影響?！陡咭?guī)》第3.3.3條規(guī)定:“計算單向地震作用時應(yīng)考慮偶然偏心的影響……”《抗規(guī)》第5.2.3條第1款規(guī)定:“規(guī)章結(jié)構(gòu)不舉行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時,平行于地震作用方向的2個邊榀其地震作用效應(yīng)應(yīng)乘以增大系……”因此,在應(yīng)用軟件驗算位移比時,總是要考慮偶然偏心。普通偶偏心對位移比的影響還比較顯然?！陡咭?guī)》第4.6.3條規(guī)定:層間位移角的計算不考慮偶然偏心的影響,因此,程序操作時應(yīng)分2次舉行。

5.結(jié)構(gòu)整體性能控制

1)位移控制：新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定,樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移角,A、B級高度高層建造均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建造不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍,B級高度高層建造、混合結(jié)構(gòu)高層建造及復(fù)雜高層建造,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.3倍。

2)周期控制：新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定,結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1之比,A級高度高層建造不應(yīng)大于0.9；B級高度高層建造、混合結(jié)構(gòu)高層建造及復(fù)雜高層建造不應(yīng)大于0.850。

3）層剛度比控制：新抗震規(guī)范附錄E2.1規(guī)定,筒體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下層的側(cè)向剛度比不宜大于2；新高規(guī)的4.4.3條規(guī)定,抗震設(shè)計的高層建造結(jié)構(gòu),其樓層側(cè)向剛度不宜小于相臨上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相臨三層側(cè)向剛度平均值的80%；新高規(guī)的5.3.7條規(guī)定,高層建造結(jié)構(gòu)計算中,當(dāng)?shù)叵率业捻敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固端時,地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍:新高規(guī)的10.2.6條規(guī)定,底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度,應(yīng)符合高規(guī)附錄D的規(guī)定。

4)、框剪結(jié)構(gòu)中框架擔(dān)當(dāng)?shù)膬A覆力矩計算；新抗震規(guī)范第6.1.3條、高規(guī)8.1.3條規(guī)定,框架一剪力墻結(jié)構(gòu),在基本振型地震作用下,若框架部分擔(dān)當(dāng)?shù)牡卣饍A覆力矩大于總地震傾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)確定,柱軸壓比限值宜按框架結(jié)構(gòu)采納。

6.結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計計算

1）柱軸壓比計算：新抗震規(guī)范6.3.7條、高規(guī)的6.4.2條和混凝土規(guī)范的11.4.16條,都規(guī)定了柱軸壓比的限值,并規(guī)定建筑于IV類場地且較高的高層建造柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)降低。柱軸壓比指柱考慮地震作用組合的軸壓力設(shè)計值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值乘積之比:可不舉行地震計算的結(jié)構(gòu),取無地震作用組合的軸壓力設(shè)計值。

2)剪力墻軸壓比計算：新抗震規(guī)范6.4.6條、高規(guī)的7.2.14條和混凝土規(guī)范的11.7.13條,都規(guī)定了剪力墻軸壓比的限值。目前新規(guī)范程序給出各個墻肢的軸壓比。

3)剪力墻強(qiáng)區(qū)：底部加新抗震規(guī)范和新高規(guī)對剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的定義略有不同,分離定義如下:新抗震規(guī)范6.1.10條規(guī)定,部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻,其底部加強(qiáng)部位的高度,可取框支層加上框支層以上兩層的高度及落地抗震墻總高度的l/8二者的較大值,且不大于15m,其它結(jié)構(gòu)的抗震墻,其底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/8和底部二層高度二者的較大值,且不大于15m。新高規(guī)的7.1.9條規(guī)定,普通剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的l/8和底部二層高度二者的較大值,當(dāng)剪力墻高度超過150m時,其底部加強(qiáng)部位的范圍可取墻肢總高度的1/10。新高規(guī)的10.2.5條規(guī)定,帶轉(zhuǎn)換層的高層建造結(jié)構(gòu),剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位可取框支層加上框支層以上兩層的高度及墻肢總高度的1/8二者的較大值。

4)剪力墻的約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件：新高規(guī)的7.2.15條規(guī)定