PKPM在结构设计中应注意的问题

2010-04-17王宜飞胡生苗刘克玉

山西建筑 2010年30期

王宜飞胡生苗刘克玉

PKPM系列软件是目前工程应用最多的多高层结构分析软件之一,它对工程中的结构问题既可以做平面分析,也可以做空间分析。而且其适用性和正确性已经在很多工程中得到验证,但是,掌握好、运用好这一软件并不是一件容易的事,其涉及的范围之广,要设置的参数之多,都可能影响到设计工作的质量和工程质量。文献[1]中规定,在利用计算机进行结构抗震分析时,计算模型的建立、必要的简化计算与处理,应符合结构的实际状况,本文结合工程实际,提出几个在运用时应注意的一些细节性问题,以飨读者。

1 关于楼梯间中梯段板的问题

1.1 梯段板的导荷问题

混凝土板一般是按单向板或双向板进行计算的,单向板或双向板的划分主要是根据板边的边界条件进行确定的,即两对边支承和四边支承,根据文献[2]可知,对于两对边支承的板应按单向板进行计算。不管是多层砖混结构还是高层框架、框剪结构等等,楼梯间的梯段板不是参与主体施工时一起整浇的,全部是在落后于主体施工后浇的,从板的边界条件可以得到,梯段板就是属于两对边支承的这一类,所以应将其定义为单向板,特别是在楼板导荷时的计算,这一点特别重要,直接影响到导荷的正确性。PKPM提供了三种导荷方式:对边传导,梯形三角形传导,周边布置。

1.2 楼梯间梯段板的开洞与板厚为零问题

从文献[3]中可知,对楼梯间可以由两种方法进行处理:1)在其位置开有较大的洞口,导荷时其洞口范围内的荷载扣除,房间周边的梁墙上需要交互布置梯段板传过来的恒载和活载。2)将梯段板所在房间的板厚设置为零,该房间上的荷载(楼板上的恒载和活载)仍能近似的导至周边的梁和墙上。这两种方式的不同之处主要有:全房间洞上不能布置均布面荷载,而零厚度板上可布置均布面荷载,且能近似地传导到周边的梁上或墙上,而且二者在施工图中的画法也是有区别的。为了省去手工导荷的麻烦,建议楼梯间采用板厚为零的做法。

2 关于楼板中电梯井的问题

鉴于以上分析,建议电梯井在楼板中的开洞采用定义全房间为洞方式进行,而对于电梯机房,可采用定义板厚为零的方式进行[3]。

3 刀把形板的导荷问题

在民用建筑中,考虑到建筑功能的需要,常见的有如图1中阴影所示的情况的楼板,根据文献[3]可知,楼板和房间必须由梁和墙围区闭合而生成,民用建筑中的楼板一般都是比较规则的,像这样异形板虽然在楼板导荷方式中也有(周边布置),但也可以用另外一种方法进行处理,即增加虚梁。虚梁与普通钢筋混凝土梁是相对的,与一般普通梁的定义一样,只不过截面定义成100×100,PKPM内部程序自动识别,其主要作用是控制房间的形状,帮助有限元分析程序划分单元和确定网格边界,布置如图2所示。

需要说明的是,结构平面布置中增加虚梁,但在绘结构图时,该虚梁处的钢筋并不绘出。

4 楼板较厚而与楼板相交的剪力墙较薄的问题[5]

该类结构常见于主体结构转角部位开窗的纯剪力墙结构,由于该设计方案对结构的抗震性能很不利,所以常采取加强端开间楼板厚的做法加强,当楼板较厚,而剪力墙比较薄时(例如厚度为160mm),现浇板在运用PKPM进行结构设计时,假定板沿外墙边缘的支承为刚接,导致楼板的板面负筋比较粗,在常用混凝土强度等级的情况下,水平锚固长度将大于墙厚,将导致锚固性能不良,不能充分发挥其抗拉性能,引起板面负弯矩的增大,存在隐患。为此,一般将与该板相交处的剪力墙均设置为铰接处理,减少板面负筋,增加板底钢筋,这样既安全又可以满足铰接锚固要求,还可以减小混凝土裂缝宽度。这要在板配筋中边界条件中进行自定义,如图3所示。

5 大柱周边楼板配筋的问题

大多数的设计者一般按照PKPM中“画结构平面图”生成板配筋,进行相关的裂缝宽度、挠度验算,满足相关规范要求后即生成板配筋图。

文献[2]中规定,对于现浇楼盖周边与混凝土梁或混凝土墙整体浇筑的单向板或双向板,当柱角或墙壁的阳角凸出到板内尺寸较大时,应沿柱边或墙阳角边布置构造钢筋,该钢筋伸入板内的长度应从柱边或墙边算起。从PKPM的使用中可以看出,楼板的板面负筋一般不能满足这一条要求,因此,应在生成完板配筋后补充大柱周边板配筋大样详图。