PKPM软件在结构设计中的应用与探讨讲义.ppt

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1、PKPM系列软件在结构设计中的应用与探讨赵兵中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所第一章PKPM软件建模常见问题第一节利用变形图判断模型的正确性一、如何看变形图1、地震和风荷载等引起的水平向变形图应X、Y两个方向都看；2、如果采用模拟施工计算，则竖向荷载变形图只看活载的，若采用一次性加载计算，则恒、活载产生的变形图看哪一个都可以；3、变形图不仅要看整体变形是否合理，还要每一层都看，尤其是复杂工程，因为有些局部变形错误整体看有时很难看清楚。4、务必认真检查主力构件的单工况内力是否合理。变形图错误一图1上图

2、中，柱1竖向变形明显高于其它框架柱，说明此柱有悬空的可能，经查，在PMCAD建模中将柱1下层的框架柱丢失了。图2变形图错误二某框支剪力墙结构，框支梁1上托不在同一条直线上的两道剪力墙，该框支梁1在恒载作用下的变形图下图所示图3图4上图红色线框显示，框支梁1上剪力墙出现一个端点悬空，此梁在PMCAD中的建模情况如下图所示图5图6经过修改后的模型，其恒载作用下的变形图如下图所示：图7变形图错误三图8顶层此柱悬空变形图错误四某些构件内力计算结果异常，往往是由于建模错误引起的，因此当发现内力计算结果奇异时宜首

3、先通过变形图判断其建模的正确性。比如某工程，梁在端部没有负弯矩（如图所示）：图9梁设计弯矩包络图图10恒载作用下梁的竖向变形图图11PMCAD建模中缺少刚性梁变形图错误五合理的模型简化在工程设计中占有重要的地位，有些设计人员在建模时刻意追求符合工程实际，而忽略了程序在应用中所存在的局限性，从而造成了计算结果的错误。例如某体育馆工程，局部建模三维轴侧图如下：图12梁1、梁2、梁3节点连接三维轴侧图图13第二标准层梁2三维轴侧图图14第一标准层梁1、梁3三维轴侧图图15SATWE软件中梁1、梁2、梁3的三

4、维轴侧图二、利用振动图判断模型的正确性通过振动图查看模型的正确性，是非常重要的，尤其是高位振型。当结构存在大量局部振动时，有些局部振动很有可能是由于建模错误产生的，因此要求每一阶振型都看。工程实例一某工程，振型数为30，第30振型作用下的第12层的振动图如下：图16上图显示圆弧梁变形异常，经查，在PMCAD中由于楼板丢失导致，如下图所示：图17以梁1为例，丢失板后的配筋计算结果如下：补上楼板后，正确的计算结果如下：第二节楼层底标高的正确输入对于08版软件，一定要充分重视楼层底标高在结构设计中的作用，因

5、为一旦层底标高不对，后面的计算结果也不可能正确。现对此参数产生的常见问题分别介绍如下：一、楼层底标高对上部结构计算的影响1、楼层底标高错误引起结构构件关系混乱工程实例一某剪力墙结构，共23层，结构平面布局基本对称，结构三维轴侧图，第7和第8标准层平面图如图1、图2和图3所示：图1结构三维轴侧图图2第7标准层结构平面图图3第8标准层结构平面图在采用SATWE软件计算后，其位移比计算结果如下：图4空间变形图原始构形图5“楼层组装”对话框图6修改后的楼层底标高对话框楼层底标高修改正确后的计算结果如下：以上计

6、算结果显示，楼层底标高正确后，计算结果也趋于正常。因此建议设计人员，对于每层的楼层底标高，尽量人工复核一遍后再接后续软件进行设计。二、楼层底标高对基础设计的影响08版JCCAD软件取消了05版的“一层上部结构荷载作用点标高”选项，代之以PMCAD软件中的“首层层底标高”，因此使用08版软件的设计人员必须正确输入“首层层底标高”参数，否则JCCAD软件无法正确读取上部结构荷载作用点位置，尤其是剪力值，从而产生错误的计算结果。工程实例三已某框架结构为例，分别将首层输入为0和-2.5m，采用独立柱基，基础底

7、标高为-4m，首层结构平面图如图7所示：图7首层结构平面图图7所示柱1的计算结果如下：柱1首层层底标高为0时的计算结果LoadMx'(kN-m)My'(kN-m)N(kN)54875.1536.603532.56柱1首层层底标高为-2.5m时的计算结果LoadMx'(kN-m)My'(kN-m)N(kN)54848.9920.793533.87通过比较可知，不同的首层层底标高计算出来的内力值并不一样，其原因在于在基础设计中，剪力值要乘以基础高度后转化为弯矩，以柱1为例，当首层层底标高为0时，由剪力值V

8、引起的基底弯矩M=4×V；当首层层底标高为-2.5m时，由剪力值V引起的基底弯矩M=（4-2.5）×V=1.5×V，所以首层层底标高为0时的弯矩值大于首层层底标高为-2.5m时的弯矩值。第二章如何采用08版软件的广义层建立错层结构模型过去05版软件建立错层结构模型时，在错层处必须将结构切开，按照镜面投影法建模，这种建模方法的缺点是结构的标准层会增加很多，同时竖向构件也会被切成数段，各种与层有关的指标如层间位移角等都需要设计人员补充计算。为了解决这个问题，