PKPM软件在结构设计中的应用分析

 摘 要：本文针对PKPM软件的发展情况以及所具有的特点，对当前PKPM软件在结构设计中存在的问题进行一定的分析，并提出了一些PKPM软件结构设计时应该注意的事项，希望能够有效加强设计师对于软件的认识。 　　

关键词：结构设计；PKPM软件；建筑结构 　　

随着我国建筑行业发展的越来越快，对于设计软件的设计效率以及质量都有了新的要求，所以，为了能够更好的满足行业发展的需要，我国的建筑科学研究院建筑工程软件研究所在CAD的系统之上，进一步的研制出了更加高效的PKPM设计软件，而该软件，一经问世就受到了业内广泛的关注和欢迎，目前，已经成为我国设计业市场占有率最高的一款软件，几乎占据了90%以上的市场，意义深远。 　　

1 PKPM软件的发展情况与在结构设计中所具有的特点 　　

1.1 PKPM软件的发展情况 　　
在最开始的时候，PKPM软件只有两个功能模块，一个是PK排架框架设计，一个是PMCAD平面辅助设计，结合在一起统称为PKPM软件，而随着科学技术的持续发展以及建筑行业对于设计软件需求的提高，PKPM软件也进行了进一步的改进，跟CAD设计软件集成在一起，在功能上有了新的突破，如今，PKPM软件不仅拥有除了CAD设计软件本身所具有的建筑、结构、设备、设计的功能，还扩增了建筑概预算功能、施工管理功能以及施工企业信息化的功能，成为了一种全方位一统化的高技术设计软件，因而受到了设计行业的广泛欢迎。 　　
1.2 PKPM软件在结构设计中所具有的特点 　　
PKPM软件在结构设计中所具有的最大的特点就是操作过程比较简单，程序设计比较人性化以及具有一定的智能化的特点。设计师设计的过程中，不需要担心计算的问题，计算机会自动的对数据进行读取，并按要求计算出结果，省去了设计师自己计算的过程，而且，如果设计的过程中出现了数据遗漏或者是参数不准确的问题，计算机会智能提示并作相应的信息记录，方便设计师以后的检查和修改。 　　

2 PKPM软件在结构设计中注意的问题 　　

2.1 PKPM结构设计时楼梯间建模输入时解决方法 　　
由于地震时楼梯板在水平力作用下具有“斜撑”的受力状态，在水平地震作用下，将产生较大轴向拉压力；楼梯板由原先我们只考虑竖向力时的受弯构件，转变为“压弯、拉弯”构件，受力状态复杂化。楼梯间处的水平抗侧刚度较大，结构整体的水平抗侧刚度分布将不均匀，主要集中在楼梯间处。故在水平地震作用下，楼梯间的柱分配到的水平剪力较其它处明显偏大。特别是休息平台下的楼梯梁和楼梯柱，其受力非常不利。此外，从结构上说，由于楼梯间的上下楼梯板（上下直行双跑楼梯为例）沿中心线并不对称，从而造成原先对称的结构考虑了楼梯的作用后，在水平地震作用下的内力分布不对称。 　　
《抗规》6.1.15条规定和《高规》6.1.4条规定，对于框架结构楼梯构件与主体整浇时，应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响，应进行楼梯构件的抗震承载力验算。《抗规》6.1.15条文说明，当采取措施时，如梯板滑动支承于平台板上，楼梯构件对结构刚度等的影响较小时，是否参与整体计算差别不大。对于楼梯间设置刚度足够大的抗震墙的结构，楼梯构件对结构的影响较小，也可不参与整体抗震设计。 　　
2.2 结构振型数的确定 　　
采用振型分解反应谱法进行结构地震反应分析时应确定合理的振型数。要确保不丧失高振型的影响，程序要输入较多的计算振型数；但是输入的振型数过多超过了结构的自由度数，就会引起计算结果的不可靠。《抗规》5.2.2不进行扭转联合计算的结构，水平地震作用标准值的效应，可取前2～3个振型，当基本自振周期大于1.5S或房屋高宽比大于5时，振兴个数应适当增加。《高规》5.1.13-2抗震计算应考虑扭转联合，振兴数不应小于15，对于多塔结构，不应小于塔数的9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。上述规范给出的是计算振型数的下限。 　　
选取足够的振型数，对于一个大型结构计算所有的振型数，所花费的计算机资源相当大，故没有必要就算所有的振型数，因为最后的那些高振型对结构的地震作用贡献很小，所以足够就可以了。规范规定足够的振型数要保证有效质量系数超过90%，否则振型数不够，振型数不够也是造成剪重比不满足要求的一个原因。 　　
2.3 PKPM结构设计中偶然偏心、双向地震的选用 　　
偶然偏心的含义指的是：有偶然因素引起的结构质量分布的变化，会导致结构固有振动特性的变化，因而结构在相同地震作用下的反应也将发生变化。考虑偶然偏心，也就是考虑由偶然偏心引起的可能最不利的地震作用。根据《高规》3.3.3条规定“计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响”，故单向地震力计算时选[是]，双向地震力计算时选[否]，多层规则结构可不考虑。考虑偶然偏心计算时，对结构的荷载（总重、风荷载）、周期、竖向位移、风荷载作用下的位移及结构的剪重比没有影响；而对结构的地震力和地震下的位移（最大位移、层间位移、位移角等）有较大区别。 　　根据《抗规》5.1.1条规定：“质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向地震作用下的扭转影响”。一般情况下，均可在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，此时可不考虑上一条的[偶然偏心]用户可根据实际工程情况选择是否需要考虑。实际，对于多层结构而言，如果比较规则，那么可通过《抗规》第5.2.5条（剪重比的要求）来考虑结构的扭转和偶然偏心；对于高层而言，如果结构比较规则，则应选用“考虑偶然偏心”项，而不必再选“考虑双向地震作用”。对于不规则结构，不论多层还是高层均应选用“考虑双向地震作用”。 　　

3 在使用PKPM软件进行结构设计的时候应该注意到的问题 　　

由于利用PKPM软件进行设计的过程中，几乎所有的计算都是通过计算机来完成的，这样就会对计算机的分析结果造成一种依赖性，而综上所言，计算机在结构设计的过程中会存在一些超出规范规定的设计，这样，过于依赖计算机的分析结果就会导致在抗震概念设计和构造设计的过程中对抗震的效果造成一定程度的忽视，影响建筑物的抗震效果。 　　
在建立交互式结构模型的时候一定要注意，模型构件中的所有的数据和信息都要在建立交互式模型的操作中输入，同时所有的数据和信息既要符合规范的规定和标准，也要正确的结合结构力学的模型，以确保交互式结构模型的有效建立。在输入的过程中应该注意，在节点过密的时候，着重考虑墙体以及梁柱布置的连续性，不能出现偏差[2]。 　
除此之外，设计师还需要对超筋的情况情形仔细的分析和详细的判定，因为PKPM软件是以最大配筋率来进行计算的，有时候，就算是未显示超筋信息，但并不能说明柱截面的选择就是正确的。 　　

4 结束语 　　

虽然PKPM软件自问世以来就收到了广泛的关注，而且随着科技的发展一直在不停的更新和进步，智能化也越来越高，但软件毕竟取代不了人工，也一定会存在一些问题和弊端，所以，
身为设计师，一定要不停的提升自身的能力，然后才能够结合软件更好的进行设计。 　　

参考文献 　　
[1]张玲.浅谈PKPM软件在结构设计中的几点问题[J].科技风，2010（14）. 　　
[2]赵丽清.PKPM系列软件的应用与建筑结构设计[J].山西建筑，2011（9）.