PKPM_多层框架结构设计的主要步骤

一、执行PMCAD主菜单1，输入结构的整体模型

（一）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（位置、截面、材料），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

（二）估算（主、次）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6.3.6条规定：b≥200

2）主梁：h = (1/8～1/12) l ，b＝(1/3～1/2)h

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6.3.1条规定：矩形柱bc、hc≥300，圆形柱d≥350

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0.7～1.0

——柱轴力放大系数，考虑柱受弯曲影响， ＝1.2～1.4

——楼面竖向荷载单位面积的折算值， ＝13～15kN/m2

——柱计算截面以上的楼层数

——柱的负荷面积

3、板

楼板厚：h = l /40 ～ l /45 (单向板) 且h≥60mm

h = l /50 ～ l /45 (双向板) 且h≥80mm （三）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。

（四）定义各层楼、屋面恒、活荷载，“荷载定义”

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

（五）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。

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。

二、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。

三、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（如填充墙等）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（活）载、梯段及休息平台经平台梯梁（、梯柱）传至下层框架梁的集中恒（活）载

3、“节点荷载” 梯段及休息平台经平台梯梁（、梯柱）传至框架柱的集中恒（活）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载、梁间荷载、节点荷载等信息。

四、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。

摘 要：随着经济的发展人民生活水平的不断提高，同时，建筑业也得到了突飞猛进的发展，结构设计是整个建筑工程中十分重要的一个环结，文章结合某工程实例，对结构设计中的相

关问题进行了简要分析，一供参考.

关键词：结构设计；问题；

1．关于超长结构：

混凝土结构设计规范第9.1.1条中规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55m，而7.1.2条则规定当采取后浇带分段施工，专门的预加应力措施或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施且有充分依据的，伸缩缝间距可适当增大。这两条使我们在实际设计过程中较难把握。工程实例中超过55m 就设置伸缩缝，这显然是很难保证的，但采取后浇带分段施工后究竟应控制房屋长度多少而不至于产生裂缝等不良现象呢？笔者认为这取决于各地区的温差及混凝土不同的收缩应力。按本人在（广东省）南海地区所做的工程实例的经验，多层房屋长度超过55m在75m以内时，采取设置施工后浇带及相应的构造加强措施后，不设置伸缩缝是可行的，这在笔者长期的工程实践中也已得到证实，多个工程（比如有40mx72m的四层厂房，10mx72m的六层教学楼，10mx80m的四层宿舍，30mx80m的单层厂房，还有长达近100m 的三层商业建筑等）均未产生严重的裂缝。但在结构设计中必须对梁柱配筋进行概念上的调整。首先是长向板钢筋应双层设置，并适当加强后浇带处的梁板配筋；而两端梁柱，特别是边跨的柱配筋必须加强，以抵抗温度应力带来的推力；另外，超长结构在角部容易产生扭转效应，我们在设计中也必须对角部结构进行加强。当框架结构超过75m时，笔者认为必须采取特殊的措施才能不设置伸缩缝，譬如说采用预加应力，掺入抗裂外加剂等等，而且作为超过75m 的结构，必须对温度及收缩裂缝采取定量的分析，并相应施加预应力，这在许多工程实例中应用的效果也是众目共睹的。如果对超长结构，不能有效的分析清楚受力情况，本人建议还是应按规范要求设置伸缩缝，毕竟建筑上缝只要处理得当还是不影响观瞻的。

2．地基与基础设计：

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。

目前的短肢剪力墙体系小高层由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。基础则采用桩筏基础。如何对桩进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。例如某一工程，上部十八层带一地下室，根据勘察报告，采用Φ400预应力管桩，可选桩长有桩长25m，单桩承载力特征值Ra=900KN，桩长34m，单桩承载力特征值Ra=1300KN。采用25m桩需要290根，采用34m桩需要200根。从桩本身比较两种方案，总的桩延米数量相当，但采用25m桩为满樘布置，筏板厚需1200mm，而采用34m桩为墙下布置，筏板可减至900mm，经济性明显。因此，笔者认为基础选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值，则应考虑桩冲切，角桩冲切，墙冲切及板配筋等多方面的因素。另外，筏板长度的设置也须我们研究探讨，由于考虑地下室的使用合理性，常规我们采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝，后浇带的作用是明显的，但也给施工带来了不少麻烦，甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层，长宽均达100m以上，中间就设置几条后浇带，也没有其他措施，本人认为是不妥当的。

3. 结构计算与分析

在结构计算与分析阶段，如何准确，高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此，结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。

（1）结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。

（2）是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下建筑结构计算自振周期折减系数。 （3）振型数目是否足够。在新规范中增加一个振型参与系数的概念，理措施进行设计。并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。

（4）多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。一段时间以来，大底盘，多塔楼的建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大，就有可能出现即使振型参与系数满足要求，但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大，从而便结构出现不安全的隐患。

（5）非结构构件的计算与设计。在建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容，尤其是建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于建筑的地震作用和风荷载均较大，因此，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处

4．关于梁筏基础板筋位置：

弹性梁筏基础，由于底板受向上的反向力，设计人员会要求筏板面筋能置于地梁主筋以下，而地梁配筋有时较多甚至配置双排筋，再加上梁箍筋的影响，导致施工中板筋的弯折相当困难，遇到人防工程则更难施工。笔者认为从受力传递过程来说，板筋设置必须准确，但考虑施工困难及相应板保护层的损失，建议可以作适当放松，我院地下工程说明中规定底板面筋应有一半钢筋经斜折后放置在支承基础梁主筋下面，伸入梁内不小于15d，这是合理的。