談PKPM 結構設計軟件

梁 濤

PKPM作為目前中國使用量最大的設計軟件被各大院廣泛使用，該軟件界面清晰，操作簡便，適用領域大，為具有中國特色的社會主義現代化建設做出了貢獻。但使用過程中也出現一些問題，本文將對該軟件在一些特設案例下如何應用進行探討。

1)輕鋼門式剛架基礎如何用PKPM設計的問題。

輕鋼門式剛架獨立基礎設計方法有兩個:

a.方法一:單榀計算時，在右側菜單“補充數據”中，選擇布置基礎，彈出基礎參數輸入對話框，輸入基礎參數，確認后點取柱底，布置到柱下端。結構計算后，在計算結果文件中的“基礎文件”中可以查看到設計出來的基礎信息。

這種方法是二維門式剛架設計常用基礎設計方法，但是不能自動繪圖，需要您根據文本輸出基礎設計結果自行繪圖。

b.方法二:門式剛架三維設計，接力JCCAD，讀取PK荷載，在JCCAD中完成獨立基礎設計，這種方式可以直接出獨立基礎圖。

在大偏心情況下，STS基礎設計不允許出現基底零應力區(按機械工業部的行業標準《機械工廠結構設計規范》對于有吊車的廠房結構，不允許基礎底面出現零應力區)，對于沒有吊車柱基

礎，也同樣不允許出現大偏心，這時基礎底面積相對會大一些。同時，PKPM門式剛架中出的基礎施工圖也沒法用，沒有基礎短柱配筋部分。一般情況下，按構造配筋就可以滿足要求。

2)鋼結構夾層該如何確定其結構形式的問題。

某鋼結構帶夾層廠房，跨度分別為21 m的4跨，共84 m，兩邊21 m跨均為2層，中間部分的兩個21 m跨均設10 t吊車。

針對該工程有兩種不同意見:第一種把首層作為框架結構計算，二層作為門式剛架計算。第二種提出應該都為框架結構計算，還提出二層部分和有吊車的兩跨應設置變形縫，分開計算，理由是吊車的水平沖擊力大。經認真分析，本工程按鋼結構規范來設計是沒有問題的，但是要注意屋面梁由于是變截面梁，建議還應按照門式剛架規程來驗算。同時，根據計算模型計算結構位移是否滿足要求，如滿足，就按第一種方案實施。柱的計算長度，理論上按鋼結構規范的線剛度比來確定也是可以的。按門規的話，由于吊車噸位不大，也可以。

3)在鋼框架結構里，我們輸入的樓板厚度，程序認為是圖1中的哪一個高度，如果是HC的話，那壓型鋼板的凹口的混凝土重量是否要按恒載輸入(已經選擇樓板自重程序自動計算)(見圖1)。

圖1 組合樓板截面圖

根據仔細研究，應該取HC，這個時候不要勾選自動計算，否則是按HC厚的板來計算的自重。

4)鋼結構懸挑雨篷風荷載的輸入。

車間跨度7 m，高8 m，柱距7 m，屋面、墻面雙層彩鋼100 mm玻璃絲棉。雨篷單層彩鋼板。

懸挑部分沒有體形系數輸入的原因。

注意:很顯然，圖2中自動布置風荷載對話框中的體形系數不正確(全部為1.0)，軟件應該有提示“沒有找到相應的體形系數”，給出的是缺省值。

圖2 風載信息圖

建議:不要用自動布置，查荷載規范，按照左風輸入、右風輸入，分部定義和布置風荷載;荷載方向，水平向右為正，豎直向下為正，反之為負。

表1 構件風荷載信息(左風)

表2 構件風荷載信息(右風)

風荷載體形表，按照如表1，表2及圖3所示的體形系數輸入，附模型。

圖3 風荷載體形系數圖

5)PKPM2010新版總是出現邊跨鋼梁和柱對接焊縫最大應力不滿足，且Mu=Muf+Muw不滿足，程序也不能自動處理，這個問題該如何解決。等強設計和現在節點設計用的彎矩分配的方法本來就有點矛盾，特別是按常用設計法設計時，翼緣肯定是不滿足的。在總設計方法菜單里面“抗側力構件按等強連接”勾掉就能解決這個問題。主要是等強設計造成的，關掉就好了。

6)PKPM STS花紋鋼板和樓板的等效問題。

設計一多層鋼框架平臺，樓板用8 mm花紋鋼板，在PKPM STS框架輸入樓板厚度時，可以把花紋鋼板的厚度與剛度等效為混凝土樓板的厚度，按照什么計算等效。

對于這個問題，一般按彈性模量等效。比如和C30混凝土的比值是6左右，那么一般像6厚的花紋鋼板，就可以等效成6×6=36 mm厚度的C30混凝土板。

7)抗剪鍵的設置。

在地震作用下，廠房的縱向水平力和橫向水平力很大。超出了柱腳螺栓承受的能力，這個時候柱腳底板剪力驗算不滿足，需要設抗剪連接件?！堕T式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》7.2.20柱腳錨栓不宜用于承受柱腳底部的水平剪力。此水平剪力可由底板與混凝土基礎間的摩擦力(摩擦系數可取0.4)或設置抗剪鍵承受。規范:水平力要么由摩擦力承受，要么由抗剪鍵承受。

8)10版抗規8.2.8條新增了柱腳的極限承載力驗算，這對于外露式柱腳很不利，因為一般螺栓的極限受彎承載力和柱的塑性承載力差值較大，基本上所有柱腳只有外包式或者埋入式才能算夠，對于一些小型框架，如何處理。

通常情況下，如果柱腳尺寸不大的話，可以通過調整錨栓的方法滿足極限承載力要求。對于門式剛架的柱腳，由于沒有埋入式柱腳設計，門式剛架柱腳一般就不用了，因為不是抗震控制的。同時，目前版本還不能手工修改柱腳尺寸，只能修改最小錨栓直徑、柱底混凝土強度等級等設計參數，修改參數后程序自動設計時會影響到底板尺寸。

9)設計中的荷載取值。

a.荷載取值準確。

嚴格按規范辦事，屋面結構豎向均布活荷載的標準值(按水平投影面積計算)應取0.5 kN/m2?！堕T式剛架技術規程》規定不上人屋面的活荷載為0.5 kN/m2，同時當構件的荷載面積大于60 m2時可乘折減系數0.6。應按0.3 kN/m2，與鋼結構設計規范的解釋一致。但近兩年我國大部分出現強降雪，導致很多加油站、場館倒塌。因而我們一方面考慮投影面積大于60 m2的荷載折減，一方面要根據當地的雪荷載情況取其中的最大值，以確保建筑安全。

b.考慮活荷載的最不利布置。

應該按照規范要求考慮活荷載的不利布置，雖然規范沒有明確活荷載不利布置的條件，根據經驗，大部分非臨時建筑都應該考慮活荷載的不利布置。

結論:PKPM軟件功能強大，應用廣泛，以上是我在使用過程中的一些個人經驗，希望能與大家交流，共同提高我們的理論和實踐水平，更好的做好設計工作，做到既經濟合理，又安全可靠。

[1]羅伯光，李豫華.建筑結構設計軟件PKPM形成的配筋圖二次處理[J］.山西建筑，2010，36(1):367-368.