PKPM程序应用中应注意的几个问题

简介： 本文讨论了PKPM程序在工程应用中存在的若干问题。在结构平面布置和电算程序存在问题。另外人为的错误也是一个很重要的原因。通过本文的介绍，提醒技术人员在使用PKPM系列软件时，一定要认真，仔细。
关键字：结构布置 电算程序 人为错误

随着社会经济的发展和人们物质生活水平的提高，以及城市发展的需要，现代建筑向复杂化、大型化发展。工程设计时对结构分析计算软件的依赖性越来越强，如何保证计算模型的合理性及计算结果的可靠性，已成为结构工程师们面对的首要问题。下面我就多年来使用中国建筑科学研究院pkpmcad工程部开发的tat,satwe计算程序时发现的部分问题谈谈自己的看法，供各位同行参考。
　　进行电算时，由于诸多原因，往往需要设计人花费大量的时间调整计算模型及计算参数，以解决电算结果中不合理的因素。

一、结构平面布置不合理

　　某工程为框架—剪力墙结构，剪力墙布置在楼梯间，位于端部。由底层内力电算结果，沿墙长度方向的弯矩值相当大（这个弯矩值是由地震力产生），造成基础面积很大。这就是剪力墙布置不合理造成的。不应将长片的剪力墙布置在端部；一定要布置在端部，应将剪力墙分为小段。

二、电算程序本身的缺陷

　　如框架—剪力墙结构，我们发现虽然受荷相同，但随着层数的增加，与剪力墙相连的梁端配筋面积也越来越大，有时大得很不合理。造成这种结果的原因是：剪力墙的刚度比柱的刚度大很多，因此剪力墙的竖向变形远远小于柱的竖向变形，这种位移差引起与剪力墙相连的梁端弯矩很大。由于位移的累加性，越到上面越大，与剪力墙相连的梁端弯矩也越大。因电算程序无法解决，只能采取措施来避免或减轻这一问题：
（1）减小柱与剪力墙的轴压比差异，以减小柱与剪力墙的位移差。
（2）降低与剪力墙相连的梁（特别是跨度较小的梁）的刚度。
（3）进行结构布置时，尽量扩大柱与剪力墙的距离，这样使梁跨度增大，从而降低梁的刚度。
（4）采取构造及施工措施：将与剪力墙相连的梁端处理为铰支，主要是为了解决与剪力墙相连端刚度偏大的问题。
　　这种情况只适用于图1所示梁与剪墙的情况。如果梁端弯矩不调整，与梁相连处的剪力墙并不能承担该集中力矩。调整时，将梁端弯矩减小后，将跨中弯矩增大。调整前的梁端弯矩与跨中弯矩之和应与调整后的梁端弯矩与跨中弯矩之和相等。对于图2的情况，我们则不进行调整，配筋若实在太大，则考虑将与剪力墙相连的梁断面减小。
　　带有转换层的剪力墙结构，我们发现与落地剪力墙相连的转换梁配筋较小，而此转换梁上部的剪力墙墙肢很长，受力应很大（图3剪力墙a），由手算进行复核，发现电算配筋面积偏小。分析原因，是由于落地剪力墙刚度大，转换层以上各层梁与落地剪力墙相连的一端弯矩大，使传到剪力墙a的轴力偏小，导致转换梁受力偏小，配筋面积偏小。这种情况，也只有将与落地剪力墙相连的转换层以上的梁端处理为铰支。

　　对于带有转换梁的结构，因为电算未进行斜截面抗裂的验算，因此，转换梁的配筋面积可能偏小。所以，我们应对转换梁的斜截面抗裂进行手算复核。

三、计算者人为错误

　　某工程采用satwe计算，发现各层配筋简图中墙配筋数据乱七八糟，经检查是未将前次的satwe计算结果文件中以“sat”，“mid”，“tmp”为后缀的文件删除而造成。某工程发现某些梁配筋面积为零，而且这些梁断面均同，多次计算如此，查弯矩图剪力图均不为零，最后发现是在梁断面输入中将材料类别误输为“7.玻璃”造成的。
　　通过上述分析，设计人员在设计中，应作到以下几点：
1.进行结构布置时，应进行多方案比较，通过电算分析后，调整结构布置不合理的部分，通过多次电算，最终形成较为合理的结构布置方案。
2.通过对计算结果的判断，调整计算模型中的不合理部分，必要时，对不同构件采用不同的计算模型，以利安全。
3.对程序中的重要参数的取值应仔细斟酌，认真校核，避免过分保守或偏于不安全。
4.不可过分依赖计算程序，应加强对计算结果的判断分析，对计算程序不能解决的问题应辅以手算或其他可靠方法处理。

参考文献：

1、中国建筑科学研究院建筑结构研究所 结构平面计算机辅助设计软件PMCAD使用说明，1998
2、中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部. PKPM用户手册.2001
3、GBJ9-87 建筑结构荷载设计规范
4、中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部. TAT〔M〕.2001
5、中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部. SATWE〔M〕.2001