谈PKPM 结构设计软件

梁 涛

PKPM作为目前中国使用量最大的设计软件被各大院广泛使用，该软件界面清晰，操作简便，适用领域大，为具有中国特色的社会主义现代化建设做出了贡献。但使用过程中也出现一些问题，本文将对该软件在一些特设案例下如何应用进行探讨。

1)轻钢门式刚架基础如何用PKPM设计的问题。

轻钢门式刚架独立基础设计方法有两个:

a.方法一:单榀计算时，在右侧菜单“补充数据”中，选择布置基础，弹出基础参数输入对话框，输入基础参数，确认后点取柱底，布置到柱下端。结构计算后，在计算结果文件中的“基础文件”中可以查看到设计出来的基础信息。

这种方法是二维门式刚架设计常用基础设计方法，但是不能自动绘图，需要您根据文本输出基础设计结果自行绘图。

b.方法二:门式刚架三维设计，接力JCCAD，读取PK荷载，在JCCAD中完成独立基础设计，这种方式可以直接出独立基础图。

在大偏心情况下，STS基础设计不允许出现基底零应力区(按机械工业部的行业标准《机械工厂结构设计规范》对于有吊车的厂房结构，不允许基础底面出现零应力区)，对于没有吊车柱基

础，也同样不允许出现大偏心，这时基础底面积相对会大一些。同时，PKPM门式刚架中出的基础施工图也没法用，没有基础短柱配筋部分。一般情况下，按构造配筋就可以满足要求。

2)钢结构夹层该如何确定其结构形式的问题。

某钢结构带夹层厂房，跨度分别为21 m的4跨，共84 m，两边21 m跨均为2层，中间部分的两个21 m跨均设10 t吊车。

针对该工程有两种不同意见:第一种把首层作为框架结构计算，二层作为门式刚架计算。第二种提出应该都为框架结构计算，还提出二层部分和有吊车的两跨应设置变形缝，分开计算，理由是吊车的水平冲击力大。经认真分析，本工程按钢结构规范来设计是没有问题的，但是要注意屋面梁由于是变截面梁，建议还应按照门式刚架规程来验算。同时，根据计算模型计算结构位移是否满足要求，如满足，就按第一种方案实施。柱的计算长度，理论上按钢结构规范的线刚度比来确定也是可以的。按门规的话，由于吊车吨位不大，也可以。

3)在钢框架结构里，我们输入的楼板厚度，程序认为是图1中的哪一个高度，如果是HC的话，那压型钢板的凹口的混凝土重量是否要按恒载输入(已经选择楼板自重程序自动计算)(见图1)。

图1 组合楼板截面图

根据仔细研究，应该取HC，这个时候不要勾选自动计算，否则是按HC厚的板来计算的自重。

4)钢结构悬挑雨篷风荷载的输入。

车间跨度7 m，高8 m，柱距7 m，屋面、墙面双层彩钢100 mm玻璃丝棉。雨篷单层彩钢板。

悬挑部分没有体形系数输入的原因。

注意:很显然，图2中自动布置风荷载对话框中的体形系数不正确(全部为1.0)，软件应该有提示“没有找到相应的体形系数”，给出的是缺省值。

图2 风载信息图

建议:不要用自动布置，查荷载规范，按照左风输入、右风输入，分部定义和布置风荷载;荷载方向，水平向右为正，竖直向下为正，反之为负。

表1 构件风荷载信息(左风)

表2 构件风荷载信息(右风)

风荷载体形表，按照如表1，表2及图3所示的体形系数输入，附模型。

图3 风荷载体形系数图

5)PKPM2010新版总是出现边跨钢梁和柱对接焊缝最大应力不满足，且Mu=Muf+Muw不满足，程序也不能自动处理，这个问题该如何解决。等强设计和现在节点设计用的弯矩分配的方法本来就有点矛盾，特别是按常用设计法设计时，翼缘肯定是不满足的。在总设计方法菜单里面“抗侧力构件按等强连接”勾掉就能解决这个问题。主要是等强设计造成的，关掉就好了。

6)PKPM STS花纹钢板和楼板的等效问题。

设计一多层钢框架平台，楼板用8 mm花纹钢板，在PKPM STS框架输入楼板厚度时，可以把花纹钢板的厚度与刚度等效为混凝土楼板的厚度，按照什么计算等效。

对于这个问题，一般按弹性模量等效。比如和C30混凝土的比值是6左右，那么一般像6厚的花纹钢板，就可以等效成6×6=36 mm厚度的C30混凝土板。

7)抗剪键的设置。

在地震作用下，厂房的纵向水平力和横向水平力很大。超出了柱脚螺栓承受的能力，这个时候柱脚底板剪力验算不满足，需要设抗剪连接件。《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》7.2.20柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力。此水平剪力可由底板与混凝土基础间的摩擦力(摩擦系数可取0.4)或设置抗剪键承受。规范:水平力要么由摩擦力承受，要么由抗剪键承受。

8)10版抗规8.2.8条新增了柱脚的极限承载力验算，这对于外露式柱脚很不利，因为一般螺栓的极限受弯承载力和柱的塑性承载力差值较大，基本上所有柱脚只有外包式或者埋入式才能算够，对于一些小型框架，如何处理。

通常情况下，如果柱脚尺寸不大的话，可以通过调整锚栓的方法满足极限承载力要求。对于门式刚架的柱脚，由于没有埋入式柱脚设计，门式刚架柱脚一般就不用了，因为不是抗震控制的。同时，目前版本还不能手工修改柱脚尺寸，只能修改最小锚栓直径、柱底混凝土强度等级等设计参数，修改参数后程序自动设计时会影响到底板尺寸。

9)设计中的荷载取值。

a.荷载取值准确。

严格按规范办事，屋面结构竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算)应取0.5 kN/m2。《门式刚架技术规程》规定不上人屋面的活荷载为0.5 kN/m2，同时当构件的荷载面积大于60 m2时可乘折减系数0.6。应按0.3 kN/m2，与钢结构设计规范的解释一致。但近两年我国大部分出现强降雪，导致很多加油站、场馆倒塌。因而我们一方面考虑投影面积大于60 m2的荷载折减，一方面要根据当地的雪荷载情况取其中的最大值，以确保建筑安全。

b.考虑活荷载的最不利布置。

应该按照规范要求考虑活荷载的不利布置，虽然规范没有明确活荷载不利布置的条件，根据经验，大部分非临时建筑都应该考虑活荷载的不利布置。

结论:PKPM软件功能强大，应用广泛，以上是我在使用过程中的一些个人经验，希望能与大家交流，共同提高我们的理论和实践水平，更好的做好设计工作，做到既经济合理，又安全可靠。

[1]罗伯光，李豫华.建筑结构设计软件PKPM形成的配筋图二次处理[J］.山西建筑，2010，36(1):367-368.