PKPM軟件在建筑結構設計中的應用

文/ 朱興治 寧夏新技術建筑設計研究院 寧夏銀川 750001

1、PKPM軟件概述

PKPM是我國目前普遍應用于結構工程設計的專業計算軟件之一，主要涉及的領域包括建筑、結構、特種結構、設備、概預算等一系列建筑物的結構計算。它憑借應用行業廣泛，功能多樣化且強大，較高的信息自動化程度等特點成為大量建筑設計軟件中最具有權威性和專業度的一種設計軟件。其中最受設計人員的青睞的是結構設計軟件，它已成為結構設計人員在設計工作中不能缺少的關鍵工具。PKPM結構設計軟件主要指的是全部應用軟件，頻率比較高的有PK、PMCAD、SATWE以及JCCAD等。

雖然使用PKPM軟件，可以提高計算速度，大大縮短設計周期，但是在實際應用過程中，由于該軟件有大量的參數是系統默認值，因此并不一定能符合每一個工程的具體實際情況，在應用中還必須結合相關規范調整其計算參數才能確保計算的結果的準確性，使結構物的實際受力特性更加符合規范。

2、PKPM軟件建筑結構設計中的常見問題

2.1 功能有待完善

雖然PKPM建筑結構設計軟件的功能十分強大，但它也不是萬能的，在功能上還有待進一步完善。比如它目前還不能處理板上布置磚墻線荷載、局部面荷載或集中荷載的問題。雖然PKPM的自動化程度很高，但在進行平面配筋圖運行自動配筋后，所繪出的圖紙呈現出配筋相互重疊，密密麻麻的凌亂狀態，非常不便于設計人員的人工調筋工作，而且在鋼筋修改以后，配筋表中的鋼筋卻不能隨之改變，這在無形中加大了設計人員的工作量。

2.2 模型還不夠智能化

在此項操作中可以輸入結構模型中的所有構件，必須準確合理輸入控制總信息等原始數據包括參數、截面的具體尺寸、承載力等，輸入的數據既要符合有關的規范標準，又要與結構力學模型正確結合。還有一點值得注意的是：一旦結構布置形式和構件的大小、承載力不同的結構層都需表示為為不同的結構標準層，針對上下層柱變截面的現象用構件相對于節點的偏心來表達，要特別關注在節點密集時墻體和梁布置不能出現斷續。在三個以上的標準層布置完畢后，不能單純運用圖案編輯菜單對某一層或其中一部分進行平移或拖動，因為在具體操作中每一個節點的位置都被用相對于原點的位置來進行表達，平移或拖動會導致上下層節點錯位。

2.3 人機交互界面舒適性亟待提高

建筑結構設計人員都比較重視軟件界面的舒適性，舒適的軟件界面可以提高設計人員的工作效率。PKPM軟件界面整體布局和按鈕布置雖然相對來說比較規范清楚，但在舒適度上還是存在不足。因此，人機界面設計屬于一門綜合性學科，它不僅涵蓋了計算機技術，還需要在心理學、語言學、認知科學、通信技術以及美術、影視劇、音樂等多個方面的學科理論為支撐，只有這樣，才能設計出滿足用戶需求令其滿意界面。所以，還要進一步改進PKPM軟件的開發界面，更好地滿足用戶的審美需求，還要每年對PKPM軟件進行重新修訂，極大的改善了新的軟件界面。

3、如何正確使用PKPM軟件

3.1 設計人員必須在工程實際具體情況的基礎上，選用相應的有受力學模型的分析計算軟件，對于那些大中型的重點工程必須使用三種不同理論模型的軟件來完成分析和對比，從而得出更為正確科學的計算結果

這就要求設計人員必須熟練運用電腦知識，并對軟件的研發背景和使用說明進行充分的了解。能夠正確判斷軟件計算結果，通過仔細分析軟件的輸出結果，最終得出科學、正確的計算結果。

3.2 PKPM軟件應用于結構設計時的注意事項

3.2.1 平面框排架計算和繪圖軟件PK的應用

第一關于框架繪圖。有些時候計算結果呈現出的梁柱超筋時，通常借助于繪圖的方式，但要時刻重視這個時候會顯示錯誤的繪圖結果，它呈現出的配筋狀態可能比計算結果要小很多，所以一定要在在對計算數據文件修改后，梁柱計算均不超出筋的情況下，其繪圖的結果才會正確；第二對每一個柱的軸壓比信息都要逐一審查。PK軟件長久以來一直是以最大配筋率來對對柱的超筋進行嚴格控制的，個別情況下軟件可能并沒有呈現出柱超筋的具體信息，但也不能代表所選的柱截面就是非常合適的。

3.2.2 獨立基礎和條形基礎設計軟件JCCAD的應用

在使用地基基礎計算軟件完成基礎計算時，有兩個問題必須引起結構設計人員的關注：即地基土的反力布局和地基土的壓縮變形的處理方式及上部結構的剛度處理方法。針對建筑地基基礎設計的規范標準，在對地基反力按直線分布的計算中，兩端邊跨需乘以放大系數。當使用彈性地基模型計算時，還要考慮上部結構剛度的影響。當基礎梁上出現剪力墻的時候，應擴大基礎梁的剛度。

3.3 生成PK的相關數據文件

對于磚混的結構，按連梁生成墻梁的PK數據文件，在尚未對磚混抗震進行驗算時，梁上還無承受上部墻體和上層樓板傳來的負荷。底框磚房的底層框架梁不能采用生成連梁的方式來生成PK數據文件，這樣便不會引起框架上地震荷載的漏項，需采用磚混底框形成數據文件。在這個階段的操作中生成的連梁PK，需要打開數據文件修改支座的狀況，還要針對現實情況修改梁和柱是鉸接還是固接。在該菜單生成的框架PK文件需打開修改梁慣性矩增大系數以及梁端彎矩調幅的系數，反之PK軟件按梁混凝土彈性工作配筋，就會有支座鋼筋偏大而跨中鋼筋偏小的情況發生。

結語：

通過以上分析發現，PKPM軟件在執行建筑結構設計應用中發揮輔助計算的作用，需要設計人員在選取、判斷許多參數的正確性后，再實施干預。所以，不僅要不斷提升設計人員本身的理論知識和工程實踐經驗，還要求設計人員在依靠該軟件時，有選擇的采取可分析性的手段。

[1]JGJ3-2010.高層建筑混凝土結構技術規程[S].

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