pkpm常见错误做法总结

1 / 64 pkpm 常见错误做法总结 Pkpm常见错误做法总结于下。 1 暗梁当楼面梁使用。这是最常见的错误。暗梁之所以不能当楼面梁是因为其刚度不够，荷载不能按自己设想的方式传递，即楼面荷载 板 暗梁 柱的传递方式几乎是不可能的。这样将大大低估板的内力。我个人认为，根据内力 按最短距离传递的原则，用暗梁代替梁只有在板受集中力时，在集中力处沿板的最短方向设置暗梁，可以认为集中力由暗梁承受以满足抗弯强度和裂缝要求，此时板的计算跨度绝对不能按支承于暗梁来考虑。但很多时候，这种做法也没有必要，直接加大板的受力钢筋即可，除非因抗剪需要箍筋而使用暗梁。 2 与上一个问题相对应的是，在刚度发生较大突变处，应视为梁。典型的问题是不同高程的板之间出现的错台，错台本身平面外刚度比较大 ，而板的平面外刚度较小，不管你是否愿意，板上的荷载都要传递到错台上，因此应当按梁来设计，尤其是抗剪钢筋应满足要求。地下通道、车站遇到的这种情况较多，其荷载又比较大，但大多数人对错台的处理却2 / 64 非常草率，这很令人担忧。 3 框架结构形成事实上的铰接。最常见的是梁刚度比柱大的多，使柱对梁的约束作用较弱，形成事实上的铰。这样减少了超静定次数，于抗震不利，也难以形成 “ 强柱弱梁 ” 。 坂神地震时，地铁车站柱的 破坏相当严重，也提醒我们不能忽视这个问题。地铁车站顶底板可看作筏板，其梁的刚度当然大于柱，但中板处不宜将梁的刚度做得较大。另外，地下工程如通道、涵洞、地铁车站等，有时不小心也容易作成刚度较大的顶底板和刚度较小的侧墙，这样横剖面就形成铰接的四边形，两侧墙土压力相差较大时很容易失稳，也不利于抗震。 4 板墙受力钢筋置于分布钢筋的内侧。很多人总把分布钢筋想象成类似梁的，因此配筋不小心就这样倒置。分布 钢筋的作用在于固定受力钢筋位置，传递受力及防止温度收缩裂缝，它不需要象梁柱箍筋那样外包以防止钢筋受压向外鼓出，更重要的是，板墙截面高度较小，为增加有效高度发挥受力筋作用，一般情况下应当外置受力钢筋。某些特殊情况，如地下连续墙，由于施工方便原因可牺牲板有效高度，将受力钢筋内置。 3 / 64 5 在紧靠柱的位置框架梁上搭梁。由于紧靠柱支承的位置，框架梁的转动受到约束，当其 上所搭的梁荷载较大时，将产生很大的扭矩，使框架梁的配筋变得困难。某些设计人员将此处框架梁与搭接梁的连接看作铰接，这是很不安全的，因为梁的塑性变形能力有限。 * A; q# D* H0 ) V+ n 6 板钢筋 不伸入上翻梁受力钢筋之上。这在地面上结构中还不容易出现，但在地下工程中，由于结构形式不够直观，稍有疏忽就会犯错。最常见的是通道入口处顶板有一道收口的横梁，其底部顺板向下倾斜，形成不规则的梁。多数人配筋将此梁受力钢筋仍然沿水平方向布置，板的纵向钢筋则从下侧锚入梁内。地下工程没有完全的分布钢筋，在这个横梁处，板的纵向钢筋实际上是受力钢筋，不但要按受力钢筋锚固，还应当在梁受力钢筋之上。另外，很多人认为此梁受力小，因而配筋马虎。实际上，此梁由于单边受力，有一定的扭矩，配筋应考虑板上荷载传递到此梁上。 地铁车站不计中板开洞。由于开洞的影响比较难算，也由于部分人对开洞影响没有当成一回事，因而计算时都加以忽略。当开洞较小时，这样也许没有多大影响，但地4 / 64 铁车站有时在中板沿横向平行布置三排楼、扶梯，严重削弱该处楼板刚度，虽然洞边有加强的梁，但梁高受到限制，中板厚度通常都为 400500，因此不足以弥补其刚度的损失。至于加暗梁来加强洞口，更不能弥补计算模式与实际不符的不足。鉴于加强梁高度受限，建议采用通用软件计算时 按空间结构预先计入这一不利影响，否则应加强该处侧墙抗弯、剪能力，并加强该处楼板配筋 如何判断电算结果的正确性 对于梁和扳，在出来电算结果以后，我一般采用手算结构中一些比较重要的地方， 采用公式 As=M/(fy*h0)，在这儿漏算了 s ，我一般是算出配筋面积以后，再除以，三个数字，算出结果以后与电算结果进行比较，如果相差不大，则认同电算结果，我通过很多次计算发现一般情况下是电算结果远远小于手算 结果，这种情况一般是电算过程中计算机漏算了荷载，或者与个人计算参数设置有误有 关。 我们一般都是要校核软件的配筋系统的，很多情况下，软件的计算出的内力和配筋量是没有什么问题的，可是在配筋时5 / 64 容易出错。最好根据配筋面积图和配筋图校核一下！ 要从两个方面判断： 1、合理性。 1）周期、振型和地震力。非耦联计算地震作用时，其第一周期一般在以下范围内： 框架结构 T1； 框剪结构 T1； 剪力墙结构 T1。其中 N为计算层数 振型曲线光滑连续，零点位置符合一般规律。 2）位移 位移曲线应上下渐变，不应出现较大的突变，位移值满足规范要求。 3）构件配筋的合理性。 满足要求，最小配筋率，箍筋肢距，梁加腰筋等。 2、平衡性。 分析在单一重力荷载或风荷载作用下内外力平衡条件是否6 / 64 满足。 画图的话应该自己参照配筋计算出来的面积自己画，计算机出的图比较不可靠 !要特别注意一下挑梁，大跨度梁的配筋。 首先，要保证结构模型和实际相符，如底层结构高度、铰接梁和框架角柱等特殊构件定义等 其次，复核输入的荷载，如建筑隔墙、电梯吊钩、空调基座、消防水箱和特殊房间荷载等 第三，计算参数必须逐一复核，使之和实际相符，详pkpm使用手册 第四，判断电算结果的正确性：下述 9 大指标全部 pass 的话，整个结构方案应是合理的 1、轴压比； 2、剪重比； 3、刚度比； 4、位移比； 5、周期比； 6、刚重比； 7、参与振动； 8、倾覆力矩比； 9、楼层最大位移与之比 具体规范条文详后附件 最后，有目的的手工复核一些特殊构件：柱轴压比、较大跨7 / 64 度的梁、上部栽柱的梁等 另外， “ 三分计算，七分构造 ” ，对楼板大洞口周边梁板、转角窗房间楼板、不能贯通框架梁之间楼板、楼梯间休息平台梁处短柱、地下室顶板、大底盘顶板等电算结果反映不出来的部位只能通过构造措 施加强，使之和计算模型相符 这篇文章可以参考： 高层建筑结构布置复杂，构件很多，计算后数据输出量很大，如何对计算结果进行分析是非常重要的问题。我们必须根据工程设计经验，对计算结构进行 分析、判断，根据其正确与否，来判断计算模型简化是否合理，输入数据是否正确，从而决定该结果能否作为施工图设计的依据。 计算结果的大致判断可以按以下的项目进行。 自振周期 对于比较正常的工程设计，其不考虑折减的计算自振周期大概在下列范围 中。 框架结构： T1=n 8 / 64 框架 -剪力墙和框架 -筒体结构： T1=n 剪力墙结构和筒中结构： T1=n 第二及第三周期近似为： T2=(1/3-1/5)T1 T3=(1/5-1/7)T1 如果计算结果偏离上述数值太远，应考虑工程中截面是否太大、太小，剪力墙数量是否合理，应适当进行调整。反之，如果截面尺寸、结构布置都正确，无特殊情况而偏离太远，则应检查输入数据是否有错误。以 上判断是根据平移振动振型分解方法来提出的，考虑扭转耦连振 动时，情况复杂很多，首先应挑出与平移振动对应振型来进行上述比教，至于扭转周期的合理数值，由于经验不足尚难提出合理的数值。 振型曲线 在正常的计算下，对于比较均匀的结构，振型曲线应是比较9 / 64 连续光滑的曲线附图一），不应有大进大出，大的凸凹曲折。 第一振型无零点；第二振型在 H处；第三振型分别在 ()及 ()H处。 地震力 根据目前许多工程的计算结果，截面尺寸、结构布置都比较正常的结构，其底部剪力大约在下述范围内： 8度，二类场地 FEK=G 式中， FEK为底部地震剪力的标准值， G为结构总重量。 层数多、刚度小时，偏于较小值；层数少、刚度大时偏于较大值；当其他烈度和场地时 ，相应调整此数值。但计算的底部剪力小于上述数值时，宜适当加大截面、提高刚度、适当增大地震力以保证安全；反之，地震力过大，宜适当降低刚度以求得合理的经济技术指标。 平位移指标 水平位移满足高层规程的要求，是合理设计的必要条件之一。但不是充分条件，即是说：合理的设计，水平位移应满足限值；但是水平位移满足，还不一定是合理的结构，还要考虑周期、地震力的大小等综合条件。 因为，抗震设计时，地震力的大 小与刚度直接相关，当刚度小，结构并不合10 / 64 时，由于地震力也小，所以位移也有可能在限值范围内，此时并不能结构合理，因为它的周期长，地震力小，并不安全。新高层规程位移限值放松较多，较容易满足，所以还应综合其他因素。 其次，将各层位移连成位移曲线，应具有以下特征： 剪力墙结构的位移曲线具有 悬臂弯曲梁的特怔，位移越往上增大越快，成外弯形曲线； Pkpm课程总结 一、 PKPM的发展方向 PKPM程序的发展方向主要有两个方面： 一个方面就是计算，它的方向就是集成化、通用化。集成化大家都能感觉到， PKPM 程序都是以 PM 程序所建数据为条件，以空间计算为核心，基础、后期的 CAD出图都能采用前面的数据。所有这些都构成了程序集成化的雏形。程序的通用化主要表现在计算上， PKPM 程序的计算程序由以前的平面计算 -三维空间杆件 -空间有限元 -整体通用有11 / 64 限元程序。能计算的结构类型有砖混、底框、钢筋混凝土结构、钢结构等。现在又在开发 特种结构的计算程序：如高压塔架、巨型油罐等。在 PM 程序中就可以建立起这些结构的空间模型。当然现在的 PKPM 系列程序还不能计算。 PKPM 程序发展的第二个方向就是开放计算参数的开关。有很多参数以前都是放在程序的 “ 黑匣子 ” 里的，设计人员不能干预。程序放开这些参数有两个原因，首先就是要让设计人员真正的掌握工程的设计过程，能够尽可能的控制设计过程。其次就是要把一些关键的责任交由设计人员来负，程序只能起 到设计工具的作用，不能代替设计。所以就需要我们的结构设计人员充分的理解程序的适用范围、条件和校对结果的合理性、可靠性。如高层建筑混凝土结构技术规程的条要求 “ 对结构分析软件的计算结果，应进行分析结果判断，确认其合理、有效后方可作为工程设计的依据 ” 。 二、空间计算程序部分 1、 PKPM几个空间程序的不同 现在， PKPM程序拥有的空间计算程序有三个，即 TAT、 SATWE、PMSAP 12 / 64 1）、 TAT-它是一个空间杆件程序，对柱、墙、梁都是采用杆件模型来模拟的，特殊的就是剪力墙是采用薄壁柱原理来计算的，在它的单元刚度矩阵中多了一个翘曲的自由度 ，相应的力矩多了双力矩 。因此，在用 TAT程序计算框剪结构、剪力墙结构等含钢筋混凝土剪力墙的结构都要对剪力墙的洞口、节点做合理的简化，有点让实际工程来适应我们的计算程序的味道。作这种简化都是因为分析手段的局限所制。当然，在作结构方案时，对结构作这样的调整对建筑结构方案的简洁、合理有很大的好处。它的楼盖是作为平面内无限刚、平面外刚度不考虑的假设。在新版的 TAT程序中，允许增设弹性节点，这种弹性节点允许在楼层平面内有相对位移，且能承担相应的水平力。增加了这种弹性节点来加大 TAT程序的适用范围，使得 TAT程序可以计算空旷、错层结构。 2）、 SATWE-空间组合结构有限元程序，与 TAT 的区别在于墙和楼板的模型不同。 SATWE 对剪力墙采用的是在壳元的基础上凝聚而成的墙元模型。采用墙元模型，在我们的工程建摸中，就不需要象 TAT程序那样做那么多的简化，只需要按实际情况输入即可。对于楼盖， SATWE 程序采用多种模式来模拟。有刚性楼板和弹性楼板两种。 SATWE 程序主要是在这两个方面与 TAT程序不同。 13 / 64 3）、 PMSAP-是一个结构分析通用程序。当然，它是偏向于建筑的，但它是一个发展方向。现在的比较著名的通用计算程序有： SAP84、 SAP91、 SAP2000、 ANSYS、 ETABS 等程序，这些程序各有特长。 2、程序的参数及选择开关 1）、 PMCAD 中的参数 总信息： 结构体系、结构主材：主要是不同的结构体系有不同的调整参数。 地下室层数：必须准确填写，主要有几个原因，风荷载、地震作用效应的计算必须要用到这个参数，有了这个参数，地下室以下的风荷载、水平地震效应就没有往下传，但竖向作用效应还是往下传递。地下室侧墙的计算也要用到。底部加强区也要用到这个参数。 与基础相连接的下部楼层数：要说明的是除了 PM 荷载和最下层的荷载能传递到基础外，其他嵌固层的基脚内力现在的程序都不能传递到基础。 14 / 64 、材料信息：其他与老的程序一样填法，就是钢筋采用了新规范的新符号。 地震信息 设计地震分组：就是老的抗震规范的近震、远震。按抗震规范的附录 A 选择即可。内江的三县两区都是第一组， 6 度区，设计基本地震加速度为。 场地类别：程序是 “ 场地土类型 ” ，按地基基础规范的条的 4 款，应该是 “ 场地类别 ” 。建筑抗震设计规范的、条也是提的 “ 建筑场地 ” ，而不是 “ 场地土 ” 。一般的地质勘察报告要提出此参数的。 计算震型个数：这个参数需要根据工程的实际情况来选择。对于一般工程，不少于 9个。但如果是 2层的结构，最多也就是 6个，因为每层只有三个自 由度，两层就是 6个。对复杂、多塔、平面不规则的就要多选，一般要求 “ 有效质量系数 ” 大于 90%就可以了，证明我们的震型数取够了。 这个 “ 有效质量系数 ” 最先是美国的 WILSON教授提出来的，15 / 64 并且将它用于著名的 ETABS程序。 高层建筑混凝土结构技术规程的条要求 B 级高度的建筑和复杂的高层 建筑 “ 抗震计算时，宜考虑平扭藕连计算结构的扭转效应，振型数不应小于 15，对多塔楼结构的振型数不应少于塔数的 9倍，且计算振型数应使振型参与质量不少于总质量的 90%” 周期折减系数：这个参数是根据高层建筑混凝土结构技术规程的条要求，按条进行折减的。 框架： 框剪： 剪力墙： 风荷载： 修正后基本风压：根据建筑结构荷载规范的条 ，对与高层、高耸以及对风荷载比较敏感的其他结构，基本风压应适当提高，并应由有关的结构设计规范具体规定。按高层建16 / 64 筑混凝土结构技术规程的条，对与特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，其基本风压应按 100 年重现期的风压值采用。按规范的解释，房屋高度大于 60m 的都是对风荷载比较敏感的高层建筑。 2）、 TAT的参数及开关 、用 TAT程序计算建模应注意的几点： 剪力墙必须要有洞口，不能形成封闭 “ 口 ” 字形。这样在构件截面上的剪力流才有进口和出口，否则，程序无法对构件进行计算。这是 TAT程序对薄壁柱数学模型模拟的要求。 剪力墙内的洞口要求要上下对齐，且要有规律性。如果不这样，那么内力的传递将通过节点间刚域来传递，这与实际有时很大差别，引起很大的计算误差。且洞口布置不规律，计算结 果具有很大的突变性。 、参数：在 PM参数中说过的就不在说了。 柱的计算长度：程序中增加了一个选项 “ 柱长度系数按混凝土土规范的计算。以前老程序是按表和表采用的。条是新规范新增的 。 “ 当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计17 / 64 值的 75%以上时，框架柱的计算长度 lo 可按公式和公式计算结果的较小者取值。 这是因为近年来对框架结构二阶效应的研究表明，竖向荷载在有侧移的框架中引起的 P- 效应只增大有水平荷载在柱端截面中引起的弯矩 Mh，而原则上不增大由竖向荷载引起的弯矩 Mv。因此，框架柱柱端考虑二阶效应后的总弯矩应是： M=Mh+s*Mv 式中 s 为反映二阶效应增大 Mh 幅度的弯矩增大系数。但在传统的 lo法中，是用 同时增大 Mv和 Mh 的，即： M= 因此，如果要使所求的总弯矩相等，那么必然有： s 与 s 相应的 lo也就必然比与 相应的 lo取得大一点。 18 / 64 对于一般工程中的多层框架结构，按规 范表的 lo 计算出的 再按 1-2 公式计算出的弯矩和按规范条计算出的 lo 在按公式 1-1 算出的弯矩，两者差异不大。所以在一般多层框架，没有特殊的水平荷载和特殊的框架节点情况下，采用和计算的 lo对计算结果没有大的影响。 但是，对于 Mv/Mh 本来规范采用 lo法就是不尽和理的，因此规范就在条要求采用刚度折减法，这种方法也是国外通行的考虑二阶效应的计算方法，且也是准确的较为合理的计算方法，但遗憾 的是这种方法在 PKPM 程序中还没有得到实现。 竖向力计算信息：程序有四个选择 -不计算竖向力：它的作用主要用于对水平荷载效应的观察和对比等。 -一次性加 载计算：主要用于多层结构，而且多层结构最好采用这种加载计算法。因为施工的层层找平对多层结构的竖向变位影响很小，所以不要采用模拟施工方法计算。 -模拟施工方法 1 加载：就是按一般的模拟施工方法加载，对高层结构，一般都采用这种方法计算。但是对于 “ 框19 / 64 剪结构 ” ，采用这种方法计算在导给基础的内力中剪力墙下的内力特别大，使得其下面的基础难于设计。于是就有了下一种竖向荷载加载法。 -模拟施 工方法 2 加载：这是在 “ 模拟施工方法 1” 的基础上将竖向构件的刚度增大 10 倍的情况下再进行结构的内力计算，也就是再按模拟施工方法 1加载的情况下进行计算。采用这种方法计算出的传给基础的力比较均匀合理，可以避免墙的轴力远远大于柱的轴力的不和理情况。由于竖向构件的刚度放大，使得水平梁的两端的竖向位移差减少，从而其剪力减少，这样就削弱了楼面荷载因刚度不均而导致的内力重分配，所以这种方法更接近手工计算。 但是 我认为这种方法人为的扩大了竖向构件与水平构件的线刚度比，所以它的计算方式值得探讨。 所以，专家建议：在进行上部结构计算时采用 “ 模拟施工方法 1” ；在基础计算是，用 “ 模 拟施工方法 2” 的计算结果。这样得出的基础结果比较合理。 是否考虑 P- 效应：选择否，就按规范的条计算柱的计算20 / 64 长度系数，如果选择 “ 是 ” ，则柱的计算长度系数为 1，再按程序的计算方法来计算 P- 效应。 是否考虑梁柱重叠的影响： -不考虑：对于普通的多层框架，一般都采用这种选择。 -考虑梁端弯矩折减： M 边 =M中 -Min -考虑梁两端刚域的 影响： 扣除梁两端刚域后的梁计算长度为： Lo=L- 但计算荷载还是按节点间梁长来计算的。 水平力与整体坐标的夹角： -主要用于有斜向抗水平力结构榀时填写，在 090 之间。21 / 64 改写后，风荷载要变化，主要是受风面积变化、风荷载作用的坐标变化；抗侧力结构榀的刚度变化引起地震力的变化，所以要重新进行数检。 回填土对地下室的相对刚度： -根据程序编制专家的解释，填 3 大概为 70%80%的嵌固，填 5 就是完全嵌固，填在楼层数前加 “ -” ，表示在所填楼层 完全嵌固。到底怎样的土填 3 或填 5，完全取决于工程师的经验。 是否考虑扭转藕连：高层建筑混凝土结构技术规程的条， “ 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水 平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响； ” 建筑抗震设计规范的 条，也与高规有相同的规定。 地震设防烈度、设计地震分组、结构的抗震等级：按结构的实际填入即可。 竖向地震作用系数：程序取的是规范的计算值。 利用 PKPM进行多层 框架结构设计的主要步骤 22 / 64 PKPM系列 CAD 系统，从建筑方案设计开始，建立建筑物整体的公用数据库。平面布置、柱网轴线等全部数据都可以用于结构设计。可自动为上部结构及各种基础提供数据文件，也可以为设计软件自动生成设备条件图，做到各专业数据共享、协调一致，大大提高了工作效率， PKPM系列微机建筑结构 CAD系统的保管和复制以及设计的修改也极为方便。 传统的设计绘图方式需要设计人员忙忙碌碌地使用十几种常用绘图工具图上作业，而且一旦画错，修改很费事；一个成熟的设计人员一天最多只能出一两张图；复杂的计算如框、排架计算、剪力计算，以及煤矿巷道有限元分析等，要使从事设计的结构师头痛，而 PKPM 系列 CAD 系统软件，绘图方面、简洁、轻松、计算精确、省事；尤其是重复工作越多，工程越大，计算越烦，效率优势就越明显。另外，使用CAD 设计，图面整洁统一，不受个人线条、字体优劣影响。绝对不是一轮几个固定步骤就能把结构 分析计算完成的。 利用 PKPM进行多层框架结构设计的主要步骤 执行 PMCAD主菜单 1，输入结构的整体模型 23 / 64 根据建筑平、立、剖面图输入轴线 1、结构标准层 “ 轴线输入 ” 1）结构图中尺寸是指中心线尺寸，而非建筑平面图中的外轮廓尺寸 2）根据上一层建筑平面的布置，在本层结构平面图中适当增设次梁 3）只有楼层板、梁、柱等构件布置完全一样，并且层高相同时，才能归并为一个结构标准层 2、 “ 网格生成 ” 轴线命名 估算梁、板、柱等构件截面尺寸，并进行 “ 构件定义 ” 1、梁 1）抗震规范第条规定： b200 2）主梁： h = (1/8 1/12) l ， b (1/3 1/2)h 24 / 64 3）次梁： h = (1/12 1/16) l ， b (1/3 1/2)h 2、框架柱： 1）抗震规范第条规定：矩形柱 bc、 hc300 ，圆形柱 d350 2）控制柱的轴 压比 柱的轴压比限值，抗震等级为一到四级时，分别为 柱轴力放大系数，考虑柱受弯曲影响， 楼面竖向荷载单位面积的折算值， 柱计算截面以上的楼层数 柱的负荷面积 3、板 13 15kN/m2 楼板厚： h = l /40 l /45 (单向板 ) 且 h60mm 25 / 64 h = l /50 l /45 (双向板 ) 且 h80mm 选择各标准层进行梁、柱构件布置， “ 楼层定义 ” 1、 构件布置，柱只能布置在节点上，主梁只能布置在轴线上。 2、 偏心，主要考虑外轮廓平齐。 3、 本层修改，删除不需要的梁、柱等。 4、 本层信息，给出本标准层板厚、材料等级、层高。 5、 截面显示，查看本标准层梁、柱构件的布置及截面尺寸、偏心是否正确。 6、 换标准层，进行下一标准层的构件布置，尽量用复制网格，以保证上下层节点 对齐。 定义各层楼、屋面恒、活荷载， “ 荷载定义 ” 在具体建模计算后，有时会发现某些部位形成短梁，并且会显示为超筋 26 / 64 解决方法：在超筋部位 1 处将上下两梁，按 “ 次梁 ” 输入，使之传递集中力。在超筋部位 2处可以在形成短梁的主梁下设置加腋或按要求加宽主梁截面。 连梁按普通梁输入时，需要输入的折减系数，普通梁刚度小于连梁的刚度。同时还要验算折减后的连梁是否满足正常使用极限状态。局部连梁超筋现象很正常，不必为如何调整为全不超筋而大伤脑筋及花费大量时间。连梁是剪力墙结构的调节器，其若在地震情况下开裂，吸收地震能量，保护剪力墙不受损失。 1、 荷载标准层，是指上下相邻且荷载布置完全 相同的层。 2、 此处定义的荷载是指楼、屋面统一的恒、活荷载，个别房间荷载不同的留在 PM主菜单 3 局部修改 根据建筑方案，将各结构标准层和荷载标准层进行组装，形成结构整体模型， “ 楼层组装 ” 1、 楼层的组装就遵循自下而上的原则。 27 / 64 2、 楼层组装完成后整个结构的层数必然等于几何层数。 3、 确定 “ 设计参数 ” ，总信息、地震信息、风荷载信息等。 执行 PMCAD主菜单 2，布置次梁楼板 1、 此处次梁是指未在主菜单 1 布置过的次梁，对于已将其当作主梁在主菜单 1布置过的梁，不得重复布置。 2、 对楼梯间进行全房间开 洞， “ 楼板开洞 ” 3、 对个别房间板厚发生变化的，按照设计实际作局部修改， “ 修改板厚 ” 4、 对有悬挑板的梁上布置悬挑板， “ 设悬挑板 ” 5、 第 1层布置好后，下一层 的布置尽量利用 “ 拷贝前层 ”避免重复工作，拷贝前层时可根据实际情况需要，决定是否拷贝前层的楼板开洞、修改板厚、设悬挑板、次梁布置等信息。 28 / 64 执行 PMCAD主菜单 3，输入荷载信息 1、 “ 楼面荷载 ” 对个别房间进行楼面荷载修改，如：板厚有变化的房间的楼面恒载、厕所的楼面恒载及门厅、走道、楼梯间 的楼面活荷载等。 2、 “ 梁间荷载 ” 对梁承受的非板传来的荷载进行输入，注意，对梁承受填充墙荷载的需考虑窗洞、楼梯间全房间开洞的须根据实际情况计算梯段传至楼层梯梁的均布恒载、梯段及休息平台经平台梯梁传至下层框架梁的集中恒载 3、 “ 节点荷载 ” 梯段及休息平台经平台梯梁传至框架柱的集中恒载 4、 程序能对梁的自重、板的导荷进行自动计算，这些荷载都不能在此处重复计算，荷载的输入是指程序不能计算和导算的外加荷载，一定要根据实际情况进行计算输入，不得多输，更不能漏掉荷载。切记，楼梯间的荷载往往容易漏掉！ 5、 第 1层布置好后，下一层的布置尽量利用 “ 层间拷贝 ”避免重复工作， 可根据实际情况选择前面已经布置好的任意一层作荷载拷贝，还可根据实际情况选择是否拷贝楼面荷29 / 64 载、梁间荷载、节点荷载等信息。 执行 PMCAD主菜单 C ，平面荷载显示校核 1、 显示各层输入的楼面荷载、梁间荷载、节点荷载，以供校核 2、 如要保留各荷载文件，必须为每个文件另取文件名，“ 指定图名 ” 3、 荷载文件格式为 *.T，可用主菜单 9“ 图形编辑、打印及转换 ” 打开文件，或转换为 DWG 文件用 CAD打开。 结构设计电算常见错误做法 2016-08-15 18:50:01 来源：土木工程网收集整理 结构设计电算常见错误做法 常见错误做法总结于下。 1 暗梁当楼面梁使用。这是最常见的错误。暗梁之所以不30 / 64 能当楼面梁是因为其刚度不够，荷载不能按自己设想的方式传递，即楼面荷载 板 暗梁 柱的传递方式几乎是不可能的。这样将大大低估板的内力。我个人认为，根据内力按最短距离传递的原则，用暗梁代替梁只有在板受集中力时，在集中力处沿板的最短方向设置暗梁，可以认为集中力由暗梁承受以满足抗弯强度和裂缝要求，此时板的计算跨度绝对不能按支承于暗梁来考虑。但很多时候，这种做法也没有必要，直接加大板的受力钢筋即可，除非因抗剪需要 箍筋而使用暗梁。 2 与上一个问题相对应的是，在刚度发生较大突变处，应视为梁。典型的问题是不同高程的板之间出现的错台，错台本身平面外刚度比较大，而板的平面外刚度较小，不管你是否愿意，板上的荷载都要传递到错台上，因此应当按梁来设计，尤其是抗剪钢筋应满足要求。地下通道、车站遇到的这种情况较多，其荷载又比较大，但大多数人对错台的处理却非常草率，这很令人担忧。 3 框架结构形成事实上的铰接。最常见的是梁刚度比柱大的多，使柱对梁的约束作用较弱，形成事实上的铰。这样减少了超静定次数，于抗震不利，也难以形成 “ 强柱弱梁 ” 。 坂神地震时，地铁车站柱的破坏相当严重，也提醒我们不能31 / 64 忽视这个问题。地铁车站顶底板可看作筏板，其梁的刚度当然大于柱，但中板处不宜将梁的刚度做得较大。另外，地下工程如通道、涵洞、地铁车站等，有时不小心也容易作成刚度较大的顶底板和刚度较小的侧墙，这样横剖面就形成铰接的四边形，两侧墙土 压力相差较大时很容易失稳，也不利于抗震。 4 板墙受力钢筋置于分布钢筋的内侧。很多人总把分布钢筋想象成类似梁的箍筋，因此配筋不小心就这样倒置。分布钢筋的作用在于固定受力钢筋位置，传递受力及防止温度收缩裂缝，它不需要象梁柱箍筋那样外包以防止钢筋受压向外鼓出，更重要的是，板墙截面高度较小，为增加有效高度发挥受力筋作用，一般情况下应当外置受力钢筋。某些特殊情况，如地下连续墙，由于施工方便原因可牺牲板 有效高度，将受力钢筋内置。 5 在紧靠柱的位置框架梁上搭梁。由于紧靠柱支承的位置，框架梁的转动受到约束，当其上所搭的梁荷载较大时，将产生很大的扭矩，使框架梁的配筋变得困难。某些设计人员将此处框架梁与搭接梁的连接看作铰接，这是很不安全的，因为梁的塑性变形能力有限。 * A; q# D* H0 ) V+ n 32 / 64 6 板钢筋不伸入上翻梁受力钢筋之上。这在地面上结构中还不容易出现，但在地下工程中，由于结构形式不够直观，稍有疏忽就会犯错。最常见的是通道入口处顶板有一道收口的横梁，其底部顺板向下倾斜，形成不规则的梁。多数人配筋将此梁受力钢筋仍然沿水平方向布置，板的纵向钢筋则从下侧锚入梁内。地下工程没有完全的分布钢筋，在这个横梁处，板的纵向钢筋实际上是受力钢筋，不但要按受力钢筋锚固，还应当在梁受力钢筋之上。 1 另外，很多人认为此梁受力小，因而配筋马虎。实际上，此梁由于单边受力，有一定的扭矩，配筋应考虑板上荷载传递到此梁上。 地铁车站不计中板开洞。由于开洞的影响比较难算，也由于部分人对开洞影响没有当成一回事，因而计算时都加以忽略。当开洞较小时，这样也许没有多大影响， 但地铁车站有时在中板沿横向平行布置三排楼、扶梯，严重削弱该处楼板刚度，虽然洞边有加强的梁，但梁高受到限制，中板厚度通常都为 400500，因此不足以弥补其刚度的损失。至于加暗梁来加强洞口，更不能弥补计算模式与实际不符的不足。鉴于加强梁高度受限，建议采用通用软件计算时按空间结构预先计入这一不利影响，否则应加强该处侧墙抗弯、33 / 64 剪能力，并加强该处楼板配筋 如何判断电算结果的正确性 对于梁和扳，在出来电算结果以后，我一般采用手算结构中一些比较重要的地方，采用公式 As=M/(fy*h0)，在这儿漏算了 s ，我一般是算出配筋面积以后，再除以，三个数字，算出结果以后与电算结果进行比较，如果相差不大，则认同电算结果，我通过很多次计算发现一般情况下是电算结果远远小于手算结果，这种情况一般是电算过程中计算机漏算了荷载，或者与个人计算参数设置有误有关。 我们一般都是要校核软件的配筋系统的，很多情况下，软件的计算出的内力和配筋量是没有什么问题的，可是在配筋时容易出错。最好根据配筋面积图和配筋图校核一下！ 要从两个方面判断： 1、合理性。 1）周期、振型和地震力。非耦联计算地震 作用时，其第一周期一般在以下范围内： 框架结构 T1； 34 / 64 框剪结构 T1； 剪力墙结构 T1。其中 N为计算层数 (来自 : 海 达范文网 :pkpm 常见错误做法总结 ) 振型曲线光滑连续，零点位置符合一般规律。 2）位移 位移曲线应上下渐变，不应出现较大的突变，位移值满足规范要求。 3）构件配筋的合理性。 满足构造要求，最小配筋率，箍筋肢距，梁加腰筋等。 2、平衡性。 分析在单一重力荷载或风荷载作用下内外力平衡条件是否满足。 画图的话应该自己参照配筋计算出来的面积自己画，计算机出的图比较不可靠 !要特别注意一下挑梁，大跨度梁的配筋。 首先，要保证结构模型和实际相符，如底层结构高度、铰接35 / 64 梁和框架角柱等特殊构件定义等 其次，复核输入的荷载，如建筑隔墙、电梯吊钩、空调基座、消防水箱和特殊房间荷载等 第三，计算参数必须逐一复核，使之和实际相符，详 pkpm使用手册 第四，判断电算结果的正确性： 下述 9 大指标全部 pass 的话，整个结构方案应是合理的 1、轴压比； 2、剪重比； 3、刚度比； 4、位移比； 5、周期比； 6、刚重比； 7、参与振动质量比； 8、倾覆力矩比； 9、楼层最大位移与层高之比 具体规范条文详后附件 最后，有目的的手工复核一些特殊构件：柱轴压比、较大跨度的梁、上部栽柱的梁等 2 另外， “ 三分计算，七分构造 ” ，对楼板大洞口周边梁板 、转角窗房间楼板、不能贯通框架梁之间楼板、楼梯间休息平36 / 64 台梁处短柱、地下室顶板、大底盘顶板等电算结果反映不出来的部位只能通过构造措施加强，使之和计算模型相符 这篇文章可以参考： 高层建筑结构布置复杂，构件很多，计算后数据输出量很大，如何对计算结果进行分析是非常重要的问题。我们必须根据工 程设计经验，对计算结构进行分析、判断，根据其正确与否，来判断计算模型简化是否合理，输入数据是否正确，从而决定该结果能否作为施工图设计的依据。 计算结果的大致判断可以按以下的项目进行。 自振周期 对于比较正常的工程设计，其不考虑折减的计算自振周期大概在下列范围 中。 框架结构： T1=n 框架 剪力墙和框架 筒体结构： T1=n 剪力墙结构和筒中结构： T1=n 第二及第三周期近似为： 37 / 64 T2=(1/31/5)T1 T3=(1/51/7)T1 如果计算结果偏离上述数值太远，应考虑工程中截面是否太大、太小，剪力墙数量是否合理，应适当进行调整。反之，如果截面尺寸、结构布置都正确，无特殊情况而偏离太远，则应检查 输入数据是否有错误。以上判断是根据平移振动振型分解方法来提出的，考虑扭转耦连振动时，情况复杂很多，首先应挑出与平移振动对应振型来进行上述比教，至于扭转周期的合理数值，由于经验不足尚难提出合理的数值。 振型曲线 在正常的计算下，对于比较均匀的结构，振型曲线应是比较连续光滑的曲线附图一 ），不应有大进大出，大的凸凹曲折。 第一振型无零点；第二振型在 H处；第三振型分别在 () 及()H 处。 地震力 38 / 64 根据目前许多工程的计算结果，截面尺寸、结构布置都比较正常 的结构，其底部剪力大约在下述范围内： 8度，二类场地 FEK=G 式中， FEK为底部地震剪力的标准值， G为结构总重量。 层数多、刚度小时，偏于较小值；层数少、刚度大时偏于较大值；当其他烈度和场地时，相应调整此数值。但计算的底部剪力小于上述数值时，宜适当加大截面、提高刚度、适当增大地 震力以保证安全；反之，地震力过大，宜适当降低刚度以求得合理的经济技术指标。 平位移指标 水平位移满足高层规程的要求，是合理设计的必要条件之一。但不是充分条件，即是说：合理的设计，水平位移应满足限值；但是水平位移满足，还不一定是合理的结构，还要考虑周期、地震力的大小等综合条件。 因为，抗震设计时，地震力的大小与刚度直接相关，当刚度小，结构并不合时，由于地震力也小，所以位移也有可能在限值范围内 ，此 3 时并不能结构合理，因为它的周期长，地震力小，并不安全。新高层规程位移限值放松较多，较容易满足，所以还应39 / 64 综合其他因素。 其次，将各层位移连成位移曲线，应具有以下特征 ： 剪力墙结构的位移曲线具有悬臂弯曲梁的特怔，位移越往上增大越快，成外弯形曲线； 框架结构具有剪切梁的特怔，越往上增长越慢，成内收形曲线； 框架 剪力墙和框架 筒体结 构处于两者之间，为反 S形曲线，接近一直线； 在刚度较均匀的情况下，位移曲线应圆曲光滑，无突然的凸凹变化和折点。 内外力平衡 平衡条件程序 TAT 本身已严格检查，但为防止计算中的偶然因素，必要时可检查底层的平衡条件： Ni=G Vi=P 40 / 64 Ni为柱、墙在单组重力荷载下的轴力，其和应等于总重量 G，校核时，不应考虑分层加载。 Vi为风荷载作用下的底层墙、柱剪力，求和时应注意局部坐标与整体 坐标的方向的不同， P 为全部风力值。注意不要考虑剪力调整。 对于地震作用不能校核平衡条件，因为采用 SRSS 法或 CQC法进行内力组合后，不再等于总地震作用力。 对称性 对称结构在对称力作用下，对称的内力与位移必须对称。 TAT程序本身已保证了计算结果的对称性。如有反常现象应检查输入数据是否正确。 渐变性 竖向刚度、质量变化较均匀的结构，在较均匀变化的外力作用下，其内力、位移等计算结果自上而下也均匀变化 ，不应有大正大负、大出大进等突变。 41 / 64 合理性 设计较正的结构，一般而言不应有太多的超筋截面，基本上符和以下规律 : 1: 柱、墙轴力设计值绝大部分为压力。 2：柱、墙大部为构造配筋。 3：梁基本上无超筋。 4：除个别墙段外，剪力墙符合截面抗剪要求。 5：梁截面抗剪不满足要求，抗扭超限截面不多。 符合上述八项要求，可以认为计算结果大体正常，可以在工程设计中应用。 计算机和人是不能比的，一般情况下他是不会出错的，但是当你结构布置不合理，不能给她比较明确的传力途径的时候他可是胡来的，就比如说超筋的构件的配筋你一定 要主意，42 / 64 一定要复核的。我一般对电算总有点怕怕，但完全复核真是没那时间和精力，我处理的方法是比较简单的，第一次生成配筋的时候只控制钢筋的间距，不控制他的直径，这样一看他的配筋就知道他配的是不是合适，这样就基本可以判定你的结构布置是不是让它晕了，然后在间距和直径一起控制，出施工图。 我参加过 XX新版 PKPM的研讨学习， PKPM软件在结构基本梁，柱构件上的计算已经非常成熟，只要用户模型，荷载输入正确， 是不会有问题的；但是软件在板式构件，剪力墙上 4 的计算没有梁，柱构件的成熟。 在计算结果中，我们要注意检查计算书，判断有效质点，结构位移，平动周期和扭转周期的情况，如果觉得有 很大的问题，就去检查荷载输入是否有误，检查办法是逐一删除风荷载等，看计算结果有无变化！ 在做柱子的截面设计时，我们一般是先手头算一下，再用电脑计算，一般用 PKPM 算出来的柱子的轴压比和手算出来的会相差不大，但是柱子的配筋和我们实际做的 :在地下室和一层会相差一些，一般的我们把一层和地下室的提高一个等43 / 64 级，因为做过很多工程，发现底层的柱子， PKPM算出来的比较小，不是配筋不够，而是和我们实际的做法有 差别；在板的计算上与梁的计算上，基本上和手算出来的差不多，就是挑梁的比较有出入，不知道是不是我们的输入有错误，不过不管做那一个工程，每个挑梁的支座钢筋都很大，而实际上不需要那么大！ 这些就是第 21楼说的：正确性 =结构设计原理 +设计经验 +对所使用软件的熟练了解，我感觉要学习 +学习 +学习 +还是学习，才能判断计算出来的是否正确！ 1.首先我们必须承认程序计算一般是没有错误的。计算机肯定比我们手算精度高。而且使用的规范和结构理论都是一样的。 2.电算产生的错误有 3个方面：一方面是我们人输入的各个参数和荷载是否准确。第二方面是我们选择的结构模型是不是合理，主要体现在计算结构是否符合规范的要求等。另一方面是来之计算程序的问题：有些计算的理论比较复杂，在设计程序时并没有完全的模拟准确等等 ，比如现在争论比较大的 JCCAD等模块，我们院基本不使用，而是用手算来代替它，一方面其参数输入复杂，费时，还是手算来的方便快捷。 44 / 64 3.计算机在选筋的时候，比较乱。就是两个设计人员给你相同的钢筋量选的钢筋也不一样的，计算机这方面很乱来的。我们院的做法就是读取其钢筋量，自己人工选筋。 4.一般的模型我们是用 satwe 和 tat各算一下，然后对于还有疑问的地方自己手算。 PKPM 计算也常有出错的时候，特别是做底框的时候，平面较复杂，节点距离小于 150mm时，很多地方的数据都很悬殊， PKPM 最经常把框架梁默认为挑梁，计算出来的负弯矩相当大，这样的情况在做图的时候一定要注意。还有梁跨数有时也会出错。 首先，我们应该理解手算和电算的差别。手算通常是解析解或近似解，对于超静定结构，我们使 用的计算手册是解析解，我们自己做的弯矩分配法是近似解。而电算，特别是有限元，是数值解。电算和手算的基本原理，仍然是三大定律：平衡，本构，变形协调。所以，在规则的情况下，电算和手算是基本一样的。 其次，手算的时候，由于人能力有限，不可避免的要大力度的简化问题，这里面就包含大量的假定，包括对边界条件的假定。而电算中，梁、柱、墙是通过刚度和变形协调互为边45 / 64 界的。电算是更能反映结构的实际受力情况，也必定比 手算准确。 再次， GB 500102002 第条 要求 “ 结构分析所采用的电算程序应经考核和验证，其技术条件应符合本规范和有关标准的要求。对电算结果，应经判断和校核；在确认其合理有效后，方可用于工程设计。 ” JGJ 32002 第 “B 级高度的高层建筑结构和本规程第 10 规定的复杂高层建筑结构，应符合下列要求： 1 应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算 ” 。这些要求本质是防 止我们盲目的相信电算结果，而不是要我们再手算后，一根一根的和电算比较。什么是 “ 合理 ” ，我们通过经 5 PKPM 软件在应用中的问题解析讲义 目录 第一章：砖混底框的设计 “ 按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减 ” “ 按规范墙梁方法确定 托梁上部荷载 ” 46 / 64 “ 底框结构剪力墙侧移刚度是否应该考虑边框柱的作用 ” 混凝土墙与砖墙弹性模量比的输入 砖混底框结构风荷载的计算 砖混底框不计算地震力时该如何设计？ 砖混底框结构刚度比的计算与调整方法探讨 第二章：剪切、剪弯、地震力与地震层间位移比三种刚度比的计算与选择 地震力与地震层间位移比的理解与应用 剪切刚度的理解与应用 剪弯刚度的理解与应用 上海规程对刚度比的规定 47 / 64 工程算例 关于三种刚度比性质的探讨 第三章：短肢剪力墙结构的计算 短肢剪力墙 结构中底部倾覆力矩的计算 带框支结构短肢剪力墙的计算 第四章：多塔结构的计算 带变形缝结构的计算 大底盘多塔结构的计算 第五章：总刚计算模型不过的主要原因 多塔定义不对 悬空构件 48 / 64 铰接构件定义不对 第六章：错层结