利用PKPM进行多层框架结构研发设计主要步骤

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1、一、执行PMCA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 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。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 636条规定：b2002）主梁：h = （1/81/12） I , b= （1/3 1/2）h3）次梁：h = （1/121/16）

2、I , b = （1/3 1/2）h2、框架柱：1） 抗震规范第 6.3.1条规定：矩形柱 be、hc300,圆形柱 d3502）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，=1.21.4楼面竖向荷载单位面积的折算值，=1315kN/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 /40l /45 （ 单向板）且h60mmh = l /50l /45 （ 双向板）且 h80mm（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

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

4、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PMCAI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。 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。三、执行PMCA主菜单3，输入荷载信息1、“楼

5、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。 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。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 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。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

6、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！ 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。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。 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。四、执行PMCAI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

7、件用CAD打开。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。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 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。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

8、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

9、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。 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。2

10、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。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。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

11、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。 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。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400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2

12、5m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。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。3. 结构计算与分析

13、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。 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。（1）结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有： SATWETAT、TBSA或ETABSSAP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,

14、 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。 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。（ 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。 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。（ 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

15、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。 坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。（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

16、大，从而便结构出现不安全的隐患。 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。（ 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 買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。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

17、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I5d,这是合理的。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。5关于板面设置温度应力筋：混凝土结构设计规范 GB50010-2002第10.1.9条规定在温度收缩应力较大的现浇板 区域内，钢筋间距宜取为150200mm并应在板的末配筋表面布置温度收缩钢筋，板的上下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于 0.1%。对于这一条设计人员的理解又会产生出入。 什么区域属于温度收缩应力较大的区域？笔者认为对于规则较短的建筑物我们可以在各楼 面边跨及屋面层设置

18、相应的温度应力钢筋， 而对于超长结构， 则建议在超长结构的长向均应 设置双层钢筋。 其余部位则可因人而异， 功能重要的区域设置，有条件的建设子项设置，而 不必过于强调。另外有一点，当地下室筏板厚度大于1200mm寸，笔者建议在筏板中间配置温度收缩应力钢筋以抵抗大体积混凝土所产生的收缩及温度应力，配筋量笔者建议取1/2筏板厚的0.1%，且不小于 o 12200驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。6关于梁上起柱是否设置附加钢筋：本人曾遇到某些工程有梁上起柱及次梁在主梁上面的，都在梁中设置了附加横向钢筋， 有的同志甚至在弹性地基梁基础中柱下梁内亦设置附加钢筋， 这完全没有必要。 虽然这是偏 于安全的一种做法， 但

19、如果计算不需要则就是浪费了。 混凝土结构设计规范 GB50010-2002 第 10.2.13 条规定，位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载， 应全部由附加横向钢筋 （箍 筋，吊筋）承担，附加横向钢筋宜采用箍筋。而对于次梁放在主梁上面及梁上起柱，主梁是 不必设置附加横向钢筋的。 混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图 就 是如此的。但还是有相当多的设计人员认为梁上起柱应设置横向钢筋， 其理由是柱的轴力 （集 中荷载） 会通过柱中的纵向钢筋传到梁截面。 这就不对了， 柱轴力是由柱截面的混凝土传到 梁的上表面， 而不是由柱内钢筋传递的， 否则独立基础内岂不是也要设置吊筋了？这一类问

20、题我觉得搞清楚了在工程实践中可以避免一些不必要的浪费。 猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 7关于保护层和垫层厚度：地下工程防水技术规范 （GB50108-2001） 对防水混凝土结构规定：结构厚度不应小于 250mm裂缝宽度不得大于 0.2mm,并不得贯通；迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm防水混凝土结构底板混凝土垫层，强度等级不应小于C15，厚度不小于100mm在软弱土层中不应小于150mm工程实践表明如果结构厚度或迎水面钢筋保护层厚度小于规范限值常常是 引起渗漏水现象的常见原因，因此规范修订以后对限值作了相应的提高，应引起注意。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。地下室顶板钢筋应加强，保护层和混凝土垫层及强度等

21、级应按规范加注（GB50108-2001 第4.1.6条）。否则就会产生如下类似问题：地下室外墙、底板等迎水面保护层厚40mm底板与土接触处钢筋保护层厚 35mm不适合GB50108-2001第4.1.6条；柱保护层25mm违反 GB50010-2002第9.2.1条；地下室垫层采用C10混凝土，或底板下未做混凝土垫层，违反GB501082001 第 4.1.5 条和第 4.1.5 条；未见地下混凝土构件环境类别划分与对应的钢筋 混凝土构件保护层厚度，不符合 GB50010-2002第9.2.1条等。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。8关于强柱弱梁的设计理念：强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏，中震可修，大

22、震不倒的抗震设防目标而提出的。 柱破坏了建筑物整个都会倾覆， 而梁破坏则仅是某个区域失效， 因此柱较之梁破坏的损害更 大，当前我们的经济已高速发展，我们设计人员在设计中一定要将这一概念设计贯彻下去。 其一必须严格控制柱轴压比， 我们目前的计算均是基于小震下进行的， 如果小震下柱子轴压 比过高， 则大震下地震力将对边柱产生一个巨大的附加轴力 （有文章研究表明约增加 30%），则柱子根本不可能有这点安全储备， 在大震即会破坏， 那又何谈大震不倒呢？笔者认为轴压 比在任何情况下均不宜超过 0.9%，且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理，建议边柱，角柱应适当加强，特别是角柱，建议应全柱加密箍筋，且配

23、筋率不宜小于1%。所有框架柱，不包括小截面柱，笔者建议纵筋均应大于 20，且柱筋品种不宜过多，矩形截面柱尽可能对 称配筋。 而对梁配筋笔者则建议应配足梁中部筋， 而支座筋则可通过调幅让其适当降低， 以 使地震作用下能形成梁铰机制， 防止柱先于梁屈服， 使梁端能首先产生塑性铰， 保证柱端的 实际受弯承载力大于梁端的实际受弯承载力。 輒峄陽檉簖疖網儂號泶。9 剪力墙设计：9 1. 布置：剪力墙布置必须均匀合理，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且 X， Y 两向的刚重比接近。在结构布置应避免一字形剪力墙，若出现则应布置成长墙（ h/w8）； 应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上 ,若无法避免， 则剪

24、力墙相应部位应设置暗柱 ,当梁高 大于墙厚的 2.5 倍时，应计算暗柱配筋，转角处墙肢应尽可能长，因转角处应力容易集中， 有条件两个方向均应布置成长墙； 规范中对普通墙及短肢墙的界定是墙高厚比 8 倍以下为短 墙，大于 8倍则为普通墙，这就引起高厚比为 7.9 倍及 8.1 倍的两种墙的受力特性截然不同， 而配筋亦大相径庭，这显得比较机械而不合理，因此笔者建议布置长墙时高厚比能大于9。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。92. 配筋及构造：对于小高层住宅来说, 剪力墙是面广量大的，因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。921 剪力墙墙体配筋（以 200

25、 厚墙体为例）一般要求水平钢筋放在外侧 , 竖向钢筋 放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。笔者建议加强区1020Q非加强区8200双层双向即可，双排钢筋之间采用 6600x600拉筋。但地下部分墙体配筋则 另当别论。 因为地下部分墙体配筋大多由水压力， 土压力产生的侧压力控制， 而由于简化计 算经常由竖向筋控制， 此种情况下为增大计算墙体有效高度， 可将地下部分墙体的水平筋放 在内侧， 竖向钢筋放在外侧。 地下部分墙体钢筋保护层按 地下工程防水技术规范 第 4.1.6 条规定：迎水面保护层应大于50mm且在保护层内按混凝土结构设计规范第924条规定增设双向钢筋网片。 在这种情况下

26、， 很多设计人员在进行外墙裂缝验算时有效截面高度 仍按保护层50mm计算，笔者认为是不妥当的。当采取了双向钢筋网片后，计算保护层厚度 至少可按30mm来取值，这对节省墙体配筋效果相当明显。凍鈹鋨劳臘错痫婦胫籴。922. 剪力墙按规范应设置边缘构件，一. 二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件；其余剪力墙应按高层建筑混凝土结构技术规程 第 7.2.17 条设置构造边缘构件。本节仅就构造边缘构件的配筋作一点讨论。笔者认为首先要区分剪力墙的受力特性及类别，即：普通剪力墙（长墙），短肢剪力墙，小墙肢和一个方向长肢墙而另一方向属短肢墙来区别对待配筋。 对于普通剪力墙， 其

27、暗柱配筋满足规范要求 的最小配筋率，建议加强区 0.7 %，般部位0.5 %。对于短肢剪力墙，应按高规第7.1.2条控制配筋率加强区1.2 %，般部位1.0 %;对于小墙肢其受力性能较差，应严格按高规 控制其轴压比，宜按框架柱进行截面设计，并应控制其纵向钢筋配筋率加强区1.2 %，一般部位 1.0 %;而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体，设计中往往就按长肢墙进行暗柱配 筋，笔者认为这并不妥当，建议有两种方法。其一，计算中另一方向短肢不进人刚度，则配 筋可不考虑该方向短肢影响; 其二， 计算中短肢进人刚度， 则配筋中应考虑该方向短肢的不 利影响。建议该短肢配筋率加强区 1.0 %，一般部位 0.8 %。 恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。以上几点是本人对设计中经常出现的几个问题的理解。在今后的设计过程中，应以 规范为依据，不断总结，使我们的设计更经济合理。鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。