PKPM软件的几点认识及其在结构设计中的应用

PKPM结构设计软件

PKPM (Physical and Kinematical Pushover Method) 是一种用于结构设计的软件工具，它基于物理和动力学推挤方法，可以对建筑结构进行强度、稳定性和变形性能的分析和评估。PKPM软件具有简单易用的特点，并具备强大的计算能力和灵活性，使设计师能够轻松地进行结构设计和优化。

PKPM软件具备以下特点：

1.完整的结构分析功能：PKPM软件可以对建筑结构进行完整的分析，包括静力和动力分析。它可以分析结构的强度和稳定性，并考虑到结构的变形性能。通过对各种载荷情况进行分析，设计师可以得到结构在不同工况下的响应。

2.强大的计算能力：PKPM软件采用了先进的计算算法和方法，具有强大的计算能力。它可以处理大型和复杂的结构模型，并能够在短时间内完成计算，提高了设计效率。同时，软件还具备并行计算功能，可以利用多核处理器提高计算速度。

3.灵活的数据输入和输出：PKPM软件具备灵活的数据输入和输出功能。设计师可以使用图形用户界面直观地输入结构模型和载荷情况，并可以通过图形和表格的形式查看和分析计算结果。软件还支持多种数据格式的导入和导出，方便与其他设计软件的数据交换。

4.综合的设计功能：PKPM软件还具备综合的设计功能，可以根据不同的设计准则和规范进行结构设计和优化。它可以根据用户指定的设计参数，自动进行结构优化，找到最经济和安全的设计方案。设计师可以通过对不同设计方案的比较，选择最合适的结构方案。 总之，PKPM是一种功能强大、易用性好的结构设计软件。它不仅具备完整的分析和设计功能，还具备强大的计算能力和灵活的数据输入和输出功能。在实际工程中，PKPM软件能够为设计师提供科学准确的结构分析结果，并帮助设计师找到最合适的结构方案，提高结构安全性和经济性。

关于PKPM软件的几点认识及其在结构设计中的应用

摘要：pkpm已经成为结构设计人员最常使用的结构整体计算工具，正确使用该软件对结构设计的影响不言而喻。笔者通过多年实际使用，对其中几点有了比较深入的认识：次梁梁端的假定，虚梁的合理运用，一级框架强柱弱梁的处理，短肢剪力墙的概念设计、柱网的优化布置。

1、对结构整体计算程序的几个观点：

在现代结构设计中，建筑方案越发复杂，对结构设计的要求也越来越高，设计人员必须依靠计算程序的强大的功能去进行海量的运算。pkpm空间分析程序是一个理想的结构计算软件，在其长期的发展中越来越人性化.操作越来越简便。但其并非十全十美，笔者认为在程序应用过程中有几个问题应引起注意。

1.1 次梁梁端约束条件的假定和实现

随着pkpm的不断改进，在pmcad建模中可在其第一项即建筑模型与荷载输入里建主框架的同时输入次梁布置，这无疑给设计人员带来了很大的方便，尤其对次梁布置复杂的结构更为有效，但也随之带来一些问题。在手工计算中我们通常假定次梁端部为铰接。而程序计算时没有把次梁端部按铰接处理，梁跨中的正弯矩减少，这样难免有失安全。另外还要注意主框架梁和次梁间的协调扭转，协调扭转是由变形协调产生的，它使主框架梁和次梁间有一定的扭转变形，这样框架梁对次梁端部的约束作用就更弱。因此在计算时应将次梁的支座端部定义为铰接，更符合我们对次梁的设计假定，偏

于安全。然而这样处理存在一个矛盾：虽然次梁对主框架梁没有了扭转作用，但在设计主梁时还是应考虑这个不利因素，适当的增加主梁抗扭能力。在结构布置时也要注意这个不利因素，为了减少对框架梁的扭距应尽量使次梁连续布置，尽量避免框架梁两侧的次梁有距离比较短的错位，如果不可避免应特别注意该框架梁的抗扭，必要时应补充计算以确保框架梁的安全。

1.2 satwe对一级框架强柱弱梁的处理

satwe在计算一级框架没有很好的处理强柱弱梁这个重要的抗震概念。在现行规范中无论是抗震设计规范还是高层混凝土结构规程都对一级框架作出了严格明确的规定，要求∑mc=1.2∑mbua，即节点上、下柱截面顺时针或逆时针方向组合弯距设计值之和不小于1.2倍的节点梁端逆时针或顺时针方向的正截面受弯承载力所对应的弯距之和。satwe计算一级框架不是按梁的实配的正截面受弯承载力所对应的弯距来确定柱设计弯距的，而是通过一级框架结构梁柱钢筋超配系数1.15来控制柱配筋，通过增加柱内钢筋用量的方法达到强柱弱梁的目的。这不是规范给出的式计算方法，所以satwe计算结果不能完全解决强柱弱梁的问题。因为程序不知道设计人员调整后梁的实配钢筋，所以目前程序无法精确实现强柱弱梁计算，需要设计人员补充设计。笔者设计的某大厦是一级框架结构，在设计过程中发现程序所计算的柱配筋不能完全满足强柱弱梁的要求。按梁的实配钢筋用规范提供的近似公式mbua=fykaas（h0-α’s）/γre 先计算出梁端正截面受弯承载力所对应的弯距，再按∑

浅析PKPM软件在建筑结构设计的中运用

摘 要：pkpm软件作为当前计算地上建筑物的常用软件，论文针对在建筑结构设计过程中应用pkpm系列软件所出现的问题，结合自己的实际工作经历，提出在应用pkpm软件进行结构设计时应注意的问题，以保证计算结果的准确性。

关键词：pkpm软件；建筑结构；设计；运用

一、pkpm软件概述

pkpm是目前国内结构工程设计中应用较为广泛的一种计算软件，它主要是针对各类地上建筑物的结构进行计算，包括建筑、结构、特种结构、设备、概预算五个方面的内容。应用范围全面，功能强大，自动化程度高，是众多建筑设计软件中最权威的设计软件之一。其中尤以结构设计软件最受设计人员的青睐，成为结构设计人员不可或缺的重要工具。[1]pkpm结构设计软件还包括许多应用软件，最常用的有pk、pmcad、tat、satwe和jccad等。

通过使用pkpm软件，可以提高计算速度，使设计周期大为缩短，但是该软件在实际应用过程中，有大量的参数是系统默认值，并不一定能满足每一个工程的实际情况，因此必须注意结合相关规范对计算参数进行调整才能使计算的结果更加准确，更加符合结构物的实际受力特性。

二、pkpm软件建筑结构设计中的常见问题

（一）功能还有待完善

pkpm建筑结构设计软件的功能十分强大，但也不是万能的，比如软件目前还不能处理板上布置砖墙线荷载、局部面荷载或集中荷载的问题。[2]pkpm的自动化程度相当高，但平面配筋图运行自动配筋后，所绘出的图纸配筋密密麻麻，相互重叠，非常零乱，这给设计人员人工调筋带来很大麻烦，而且钢筋修改后，配筋表中的钢筋不能随之改变，这也给设计人员带来很大的工作量，因此pkpm在功能上还有待进一步完善。

（二）模型还不够智能化

结构模型中所有的构件均在此项操作中输入，输入的数据（参数、截面尺寸、荷载等）尤其是控制总信息等原始数据必须正确合理，既要符合有关的规范和标准，又要结合正确的结构力学模型。应当注意的是：凡是结构布置形式及构件尺寸和荷载不同的结构层均应描述为不同的结构标准层，对于上下层柱变截面情况用构件相对于节点的偏心描述，注意在节点过密的时候墙体及梁布置的连续性。在布置过两个或更多的标准层后，不能使用图案编辑菜单对某一层或某一部分拖动或平移[3]，因为所有的节点位置都是用相对于原点的位置描述的，拖动或平移会造成上下层节点错位。全楼的组装必须是自下而上的标准层组装，不能把后一个标准层组装于前一个标准层之前。填充墙不能作为墙体输入，只能按梁输入，在梁上输入附加荷载值。

PKPM结构设计参数

1.风荷载

风压标准值计算公式为:WK=βzμsμZ W。其中:βz=1+ξυφz/μz在新规范中,基本风压Wo略有提高,而建筑的风压高度变化系数μE、脉动增大系数ξ、脉动影响系数υ都存在减小的情况。所以,按新规范计算的风压标准值可能比89规范大,也可能比89规范小。具体的变化包括下面几条:

1)、基本风压:：新的荷载规范将风荷载基本值的重现期由原来的30年一遇改为50年一遇:新高规3.2.2条规定:对于B级高度的高层建筑或特别重要的高层建筑,应按100年一遇的风压值采用。

2)、地面粗糙度类别：由原来的A、B、C类,改为A、B、C、D类。C类是指有密集建筑群的城市市区；D类为有密集建筑群,且房屋较高的城市市区。

3)、凤压高度变化系数：A、B、C类对应的风压高度变化系数略有调整。新增加的D类对应的风压高度变化系数最,比C类小20%到50%。

4)、脉动增大系数:A、B、C类对应的脉动增大系数略有调整。新增加的D类对应脉动增大系数比89规范小,约5%到10%。与结构的材料和形式有关。

5)、脉动影晌系数：在89高规中,脉动影响系数仅与地面粗糙度类别有关,对应A、B、C类的脉动影响系数分别为,0.48、0.53和0.63。在新规范中,脉动影响系数不仅与地面粗糙度类别有关,而且还与建筑的高宽比和总高度有关,其数值都小于89高规。如C类、高度为5Om、高宽比为3的建筑,υ=0.46,比89高规小28%,若为D类,则小37%。

6)、结构的基本周期：脉动增大系数ξ与结构的基本周期有关(WoT12)。结构的基本周期可采用结构力学方法计算,对于比较规则的结构,也可以采用近似方法计算:框架结构T=(0.08-1.00)N:框剪结构、框筒结构T=(0.06-0.08)N:剪力墙结构、筒中筒结构T=(0.05-0.06)N。其中N为结构层数。

2.地震作用

1）、抗震设防烈度：:新规范改变了抗震设防烈度与设计基本地震加速度值的对应关系,增加了7度(0.15g〉和8度(0.30g)两种情况(见新抗震规范表3.2.2)。