浅谈运用PKPM软件进行无梁楼盖计算的问题

【摘 要】目前工业设计人员大多采用PKPM系列软件进行工程项目的整体分析和计算分析，本文结合以往实际浅谈运用PKPM系列软件实现无梁楼盖设计计算的注意问题。 　　

【关键词】PKPM；计算；无梁楼盖 　　 　　

无梁楼盖体系在工程上有另一种说法叫板柱结构体系，这种结构体系在近年来发展较为迅速，与之相对应的一种设计方法称之为梁板结构体系。这种结构体系在工程上应用较为广泛并逐步发展为主流技术，它与传统的密肋梁结构体系相比较而言的相对优点有整体性能较好，建筑空间增大，并有效增加建筑面积，发展到现在已得到了广大建筑设计工作人员的认可。在设计建筑物是要考虑建筑物所处的位置及周边环境，并对它的抗震性能及级别有一个大概了解，以便后续设计，对于板柱结构来说，它的抗震性能较之梁版结构来说明显较低。还有一个重要的条件是要考虑施工，采用这种设计结构的建筑物施工时支模简单稳定，露面上的钢筋捆扎方便快捷，一些设备安装相对方便，从而对工作及整体施工进度有很大的提高节约时间及成本。对板柱结构体系结构来说，其设计计算主要有两大部分组成：1）整体的空间结构分析计算，2）基于无梁楼盖本身的分析计算。目前，这两方面在PKPM系列结构设计软件中都有了较为成熟的分析计算。下面我们就对这两块计算应该注意的问题做一些简单的介绍。 　　

一、PKPM系列软件简单介绍 　　

PKPM系列软件是近几年来发展较快，在各行业应用较多的的集土木建筑、结构设计、图形设计、概预算及施工建设为一体的集成系统软件，下面简要介绍改系列软件的技术特点。 　　数据间的互通共享。PKPM系列软件具有良好的兼容性，可以在土木建筑、结构设计、图形设计、概预算及施工建设各专业间实现数据的互通共享。工程设计方案开始建立的整体模型，以及平面布置、柱网轴线等全部数据都可以实现共享，这样就可以优化整体工作提高工作效率，减少误差。另外，结构设计中各个模块之间也同样实现了数据的互通共享，对各种结构模型的建立、荷载统计、上部结构及内力分析、配筋计算、绘制施工图、基础计算程序等运行进行数据共享，最大限度地利用共用的数据资源提高工作效率。 　　
简捷的操作模式。PKPM系列软件采用大众化的输入模式，操作界面简单明了，为用户提供了中文的菜单指导用户首次操作，并且有丰富的图形输入功能，为用户节约时间，用户可以通过单击右侧的功能菜单，工具栏选择自己所需的工具，或着直接在窗口底部的命令提示区输入命令完成操作，这种独特的人性化设计避免了繁琐数据文件的填写，效率比传统的输入方式提高了十几倍。PKPM系列软件都在同样的CFG支撑体系系统下工作，操作方法一致，只要会使用本系列中的一个软件，其他软件就很容易掌握。 　　
计算完成的数据自动生成。PKPM系列软件可以为用户完成数据的自动计算结构自重，自动传导恒、活荷载和风荷载，并且自动提取结构几何信息，完成数据结构单元的划分，可以自动把剪力墙划分成壳单元，使相对复杂的计算模式简单实用化。并且在完成这些工作的基础上自动完成内力分析、配筋计算及生成各种计算数据。 　　

二、整体的空间结构分析计算 　　

PKPM系列软件中的TAT软件或SATWE软件可以对无梁楼盖的整体空间结构进行分析计算。但是，这两个软件对无梁楼盖在整体空间结构中建模处理是不一样的，下面介绍这两个软件在建模分析计算是应该注意的问题做简要的论述。 　　
1、TAT软件 　　
用TAT软件对无梁楼盖进行首次建模时需要先确定等代框架梁的高、宽即需要确定等代框架梁的刚度。而刚度它是板度决定的，经过设计人员的工程实践，通常取柱距的1/2作为等代框架梁的宽•高。当确定了等代框架梁的刚度之后，我们在等代框架梁作为普通的主梁输入。在这里我们需要注意的是，在设计计算时，因为在TAT软件中，对于对于无梁楼盖结构来说，由于梁和柱子没有相连，一般我们的处理方法应该是必须按照规范中所规定的要将板简化为双向等代框架梁以此来进行计算。 　　
2、SATWE软件 　　
SATWE软件有一个显著的特点是它具有考虑楼板弹性的功能，为了正确分析该结构，在SATWE程序中应将无梁楼盖的楼板定义为弹性楼板。当模型建立后我们可以采用SATWE进行更为准确的分析计算，在SATWE软件中分析无梁楼盖时，可以采用弹性楼板单元达到相对较为真实的模拟楼板的刚度和变形计算。在用这个软件中要注意的一点是在新版本中增加了一种可以真实计算楼板平面内和平面外刚度的功能。基于这种功能，我们就不比将楼板简化为双向等代框架梁体系了，而是直接对无梁楼盖体系结构进行三维整体分析计算，这样工作效率有得以提高。但是即便功能这么完善，我们在建模时还必须进行一定的处理：在PMCAD输入时，在以前需输入等代框架梁的位置上布置截面尺寸为100*100的矩形截面虚梁。但是在边界处及开洞处最好是布置实梁，这里布置虚梁的目的有二个：第一是为了SATWE软件在接力PMCAD的前处理过程中能够自动读取楼板的外边界信息；第二是为了辅助弹性楼板单元的划分。这里需要说明的一点是，虚梁在整个分析中是不参与结构的整体分析的，因为SATWE的前处理程序会自动将所有的虚梁过滤掉。 　　
3．基于无梁楼盖本身的分析计算 　　
无梁楼盖要注意的就是计算跨度的问题，计算模型，计算荷载。如果还有柱帽和托板，还要注意内力会往支座处倾斜，这个时候要注意截面设计的位置，和节点构造。对无梁楼盖的整体分析计算完成后，在SATWE软件中一个复杂楼板有限元计算功能，我们可以利这个功能对SLABCAD模块进行无梁楼盖本身的分析计算。 　　
3.1.首先了解说设计建筑物的参数及对计算条件进行定义，用有限元分析数据这个功能菜单来生成相关数据计算，在这个过程中应该注意的是：因为有限元的计算原理所致，楼板的有限元长度划分不同可能会对计算的结果产生一定的影响。 　　
3.2.同时我们可以补充输入无梁楼盖的其它数据，比如楼板的洞口及柱帽等其它的特殊构件。并可对楼板不同部位的板厚进修改。 　　
3.3.我们可以在楼板上添加任意的荷载，包括在建模时无法输入的板上的任意线荷载及点荷载。另外需要输入支座沉降及约束等补充的数据。等到补充数据输入完毕后我们就可以通过有限元分析和计算菜单对无梁楼盖进行设计计算了。 　　
4.需要注意的是对于现代高层建筑中比较常见的厚板转换层的计算也可以象无梁楼盖结构一样进行类似的处理计算。在SA TWE软件中计算厚板转换层时，在使用PMCAD进行输入时必须注意：除了要象无梁楼盖结构一样要输入虚梁以外，层高的输入有所改变。应将厚板的板厚均分给与其相邻两层的层高。 　　
PKPM软件是一款很强大的软件，在实际工作中应用越来越广泛 ，熟练的掌握能提高工作效率，节约时间以及经济成本。 　　 　　 　　

参考文献 　　
[1]袁帅,李晓红.PKPM软件的应用[M].北京:北京大学出版社.2009. 　　
[2]王振远,王笑盈.应用PKPM系列软件设计注意的问题[J].建筑.2004（05）.