PKPM软件课程

2024-07-16

PKPM软件课程（精选4篇）

PKPM软件课程第1篇

1 培养学生结构设计能力

《PKPM软件应用》课程包括软件操作和结构综合分析能力的培养,其中以培养学生的结构设计能力为主,本节主要介绍其中的结构概念的培养、应用规范的能力以及分析并调整结构的能力。

1.1 结构概念和结构布置能力的培养

在大学本科的各门专业课中,对构件的设计方法作了详细的讲述。学生对梁、柱、板等构件的计算比较熟悉,然而,不少学生对建筑的整体结构仍缺乏认识。例如多高层混凝土结构的梁柱布置方式、传力路径等,在没有进行结构整体分析之前,很多学生都没有理解。对一个空间刚架进行手算求解需要花费大量的时间,现在有了计算软件,可以通过程序快速求解结构,学生可以进一步理解结构的性质,从而认识各种构件在结构中的作用,学生学习的目标应放在对结构的整体分析上。实际上,PKPM是学习结构知识的工具,学生应用PKPM建模分析可逐渐掌握结构的特性,例如轴线的规律、层与层之间的关系、楼层组装的方法、结构荷载、侧向刚度、扭转刚度等。

在理解结构特性的基础上,学生需要掌握结构布置的方法。例如柱的定位、柱距的确定、梁的跨度与截面取值、板的布置等,这些都不是一次完成的,特别对于学生,需要反复调整才能得到较好的结果。这里面包括两个层次的问题:1)构件的空间位置确定问题;2)构件的截面尺寸确定问题。这两个问题应在课程中重点分析,并务必要求学生掌握。在实际教学中发现,学生往往在结构布置上出现不少问题,例如柱子没有足够的梁拉结、两个柱子距离太小、梁的主次关系不明确、次梁截面尺寸太大等问题。因此,在教学中,必须配合相应练习,从而检查学生是否已经具备结构布置的能力,如发现问题应及时补救。

1.2 分析并调整结构的能力培养

虽然各门专业课的内容与国家结构设计规范是相关的,但在教学过程中发现,不少学生对规范相当陌生。作为建筑结构设计的“法规”,规范起着重要作用,也是工程师进行设计工作的依据,通过软件应用,进一步学习并应用规范条文,是课程的目的之一。因此,在课程中应强调规范的重要性,对于一般的混凝土结构设计来说,应主要掌握《建筑结构荷载规范》《混凝土结构设计规范》《建筑抗震设计规范》《建筑地基基础设计规范》《高层建筑混凝土结构设计规程》。当然,由于课时的限制,难以对这些规范作详细解释,在教学中,可将SATWE计算参数的设置与规范结合讲解,让学生有更深刻的理解。

《PKPM软件应用》课程的核心内容是SATWE计算分析模块的应用。SATWE计算参数的设置与土木工程的各门专业课有密切的关系,教师应详细讲述每一个参数的设置方法,并通过实验操作检查学生是否掌握。除了课堂讲授之外,需要让学生多做算例,多比较在不同参数下的计算结果,才能真正掌握这部分内容。

掌握如何分析SATWE计算结果并进行调整是学习的重点,这与力学知识密不可分。首先,应分析结构整体层面上的指标,例如刚度比、刚重比、位移比、周期比、剪重比等指标,并根据规范要求进行判定,如不满足规范要求,则需要调整。结构整体层面指标不满足,应查找原因,根据力学知识进行调整。计算结果中应尽可能不出现超筋情况,这是基本要求,实际上不超筋不代表就是合理的,教师可以对学生提出更高的条件,例如提出尽可能降低成本等要求。

2 实例教学模式

在实际教学中发现,即使花费大量时间对SATWE相关设置参数和结果判断方法进行单纯的讲解,学生在实际建模分析中仍然无法正确地处理,主要原因是没有在动手操作的过程中去体会,而且单纯的讲授不容易引起学生的兴趣。因此,我们采取以实例为线索的逐步教学法,希望通过实例,让学生在实践的过程中掌握知识。实际上很多学校在教学中都很重视实践教学[2,3,4,5]。

2.1 课程安排与教学内容

《PKPM软件应用》课程安排在第8学期开课,总学时32,上机实践学时12,我们发现仅12学时上机操作远远不够,学生必须在课后花时间完成相关联系。课程前3周介绍PMCAD建模的基本操作,学生熟悉各种构件的输入和修改的方法以及结构组装的方法。从第4周开始,针对实际工程进行教学。第4,5周完成实例的PMCAD建模(其中包括荷载的输入),第6周～第9周主要讲述SATWE计算参数的设置和计算结果的判断,其中包含课堂讲述、学生上机操作、课堂点评三部分,通过课堂讲述将基本知识点作简要介绍,随后让学生进行上机操作并提交作业,然后根据学生完成的情况进行点评,这部分工作需要较多的时间,必须要耐心地完成。通过点评,学生与教师之间有了交流,有利于学生进一步学习。第10周～第12周主要介绍PKPM的施工图系统,除了介绍基本操作之外,还要让学生知道一套完整的施工图所包含的内容以及其深度要求。第13周～第14周完成基础部分的设计工作,其中包括独立基础和桩基础两种基本的形式,同样需要结合实例进行教学。通过第4周～第14周的学习,学生完成一个实际工程的结构设计全过程,能体会到相关细节的处理方法,由此对PKPM软件的应用能力也得到加强。第15,16周是实践课,让学生做第二个工程实例,在完成了第一个实例的基础上,应该能独立完成实例2。

2.2 结构设计与分析能力培养

在完成实例教学的过程中,学生可以掌握用PKPM软件进行结构设计的全过程操作,但结构设计能力的提高,必须通过练习和点评的方式来达到。通过点评,指出学生的错误,并提出相关的调整方法,才能让学生的结构设计能力得到提高。教学中发现,学生往往在结构布置方面存在较多的问题,根本原因是力学、荷载传力等概念模糊,这需要对学生进行耐心的教导。

由于有了软件,结构计算方面由计算程序完成,因此,教学的重点还应放在提高学生的优化设计能力方面。在实际教学中,需要对学生提出更高层次的要求,即做到结构的优化设计,例如让学生以最节省材料为目标进行设计,或者以结构的前两阶周期均为纯平动周期等要求,学生为了满足所提的要求,便需要反复地调整结构模型,从这个过程中,自然会对软件的使用有进一步的了解,对结构概念的理解也进一步加深。

另外,为了提高学生的分析能力,我们还布置应用软件进行综合性实验的作业,该作业成绩占总评的20%。这种作业需要学生设计一个模型,并通过改变相关的参数,分析其结果的变化情况,并总结参数与计算结果的相关规律。这类作业包括很多题目,学生可选其一完成,这里列出小部分题目:“不同地震烈度对多层框架结构构件内力和配筋的影响”“寻找一种多层框架结构,使扭转周期为第一周期,并总结避免扭转周期为第一周期的规律和原则”“分析比较梁扭转折减系数取值不同对梁配筋造成的影响,并分析其原因”等等。

3 结语

本文在《PKPM软件应用》课程的实际教学的基础上,总结了该课程教学的目标和重点,介绍了实际教学中的课程安排和内容,以及培养学生设计和分析能力的一些教学方式。为进一步提高PKPM软件教学质量提供了思路。

参考文献

[1]刘艳,邓芃.建筑结构CAD课程教学改革研究[J].高等建筑教育,2009,18(5):116-118.

[2]永梅,孙国富,董峥,等.结构电算在土木工程专业课程设计教学中的应用[J].高等建筑教育,2009,18(5):112-115.

[3]范涛,徐湘涛.计算机辅助设计在土木工程毕业设计中的应用[J].山西建筑,2010,36(28):184-185.

[4]陶莉.构建基于工作过程的《结构设计软件PKPM》实践性课程的探讨[J].硅谷,2010(5):172-173.

PKPM软件课程第2篇

一、PKPM系列软件概述

PKPM系列软件是一套集建筑设计、结构设计、设备设计、节能设计于一体的大型建筑工程综合CAD系统。PKPM结构设计有先进的结构分析软件包, 对梁、柱、楼板、楼梯、基础及各类杆系结构进行结构分析、计算、设计。该软件由中国建筑科学研究院主持开发, 在土木工程设计领域具有广泛的应用。

PKPM系列软件适用多种结构类型包括钢筋砼框架结构和剪力墙结构、普通砖混结构及钢结构。PKPM有丰富的和成熟的结构施工图辅助设计功能, 接力结构计算结果, 可自动完成框架、排架、基础、楼梯、剪力墙等施工图绘制。该系列软件采用交互式图形的输入方法, 输入输出界面非常实用, 该系列软件输出的结果主要为程序自动生成的施工图。因此, 该系列软件在教学中非常受学生的欢迎, 在学习该系列软件过程中不仅激发学生的学习热情, 而且缩短了学生学习理论知识和实际应用的距离。

土建类专业的实践教学主要有课程设计和毕业设计。将PKPM系列软件应用在其专业实践教学的课程设计中, 学生在掌握本专业理论知识的同时, 能运用PKPM系列软件进行复杂实际工程的计算分析和施工图的绘制, 在课程设计的过程中, 通过增加学习本专业知识的兴趣, 在其相关专业知识的深度和广度方面都有很大的提高, 为以后在实际工作中熟练应用PKPM软件打下良好的基础。

二、PKPM系列软件在建筑结构课程设计教学中的方法

建筑结构课程设计主要内容为浇砼单向板肋梁楼板设计。该设计包括楼板和主次梁的计算及绘制施工图, 要求学生手算连续单向板和主次梁, 然后使用PKPM软件进行结构分析计算和绘图。因为PKPM软件系统比较大, 全部掌握软件系统的操作需要花费很多时间和精力, 所以只要求学生掌握PKPM软件相关的输入及输出计算绘图的内容, 要求掌握的内容少而精, 大概只占PKPM软件主要内容的5%—10%, 这些PKPM软件相关的内容, 大多数学生一周时间即可掌握。

需要学生掌握的有关PKPM软件的主要操作菜单的内容如下。

1. PMCAD (一级菜单)

2. Pk (一级菜单)

以上主要使用PKPM软件的一级菜单2个, 二级菜单8个。每个二级菜单下有三级菜单大约6—8个左右, 即三级菜单总数大约为2×8× (6—8) =96—128个。这些菜单结构简单, 功能合理, 简便易学, 一般学生了解熟悉这些菜单大约三天, 熟练应用大约一周[3]。

PKPM软件的输入界面采用交互式图形的输入, 从二维平面到三维空间图形式的输入方法, 输入界面非常友好和人性化。一般要求梁板布置规则、整齐、均匀、对称, 如图1所示, 这样学生在使用PKPM软件时, 数据的输入简单、方便、快捷, 一周左右的时间即可应用PKPM软件完成其课程设计的电算和绘制施工图[4]。

在用PKPM软件计算和手算完成后, 要求学生把手算的结果和PKPM软件计算的结果作比较, 一般两者的误差在10%以上, 要求学生调整PKPM计算输入参数。一般可能发生的错误是在电算中, 主梁和次梁的计算考虑水平地震荷载, 这样电算的结果会大于手算结果的10%以上。注意在电算中将水平地震荷载的参数设为0 (不考虑水平地震力) , 这样计算的误差就不会超过10%。

用PKPM软件结构计算完成后, 可通过接力程序自动生成楼板配筋图和主次梁配筋图。其中楼板配筋图选择分离式配筋, 如图2所示, 而不要选择弯起式配筋, 因为如果采用弯起式配筋, 计算的结果和绘图相对复杂, 手算和电算难以配合, 而且手算和电算结果也很难统一, 致使学生课程设计的学时加长, 用两周时间难以完成课程设计的全部内容[5]。

主梁和次梁的配筋图采用传统的直接画梁的立面, 剖面配筋方法, 主次梁如图3所示, 这样简单直观, 使学生易于掌握和接受, 而不要采用梁平法施工图画法。该法较抽象, 学生难以理解和掌握[6]。

三、PKPM系列软件在建筑结构课程设计教学中的具体应用

应用PKPM软件进行浇砼单向板肋梁楼板课程设计有两种模式: (1) 学生以传统的手算方式计算砼楼板的相关内容;应用AUTOCAD软件绘制施工图, 整个课程设计需要两周左右时间。 (2) 学生以传统的手算方式计算砼楼板的相关内容;学生借助PKPM系列软件计算砼楼板的相关内容, 并且和手算的结果相比较, 如果两种结果基本一致, 即可通过PKPM软件的接力程序自动生成施工图, 整个课程设计也需要两周左右时间。学生学习和掌握该软件需要增加一周时间, 由于PKPM软件自动生成施工图, 可以节省一周应用AUTOCAD软件绘制施工图的时间, 在学时的安排上和传统上学生以手算为主, 用AUTOCAD软件绘制施工图所用学时相同, 不用额外增加学时。两种模式在完成时间上虽然没有差别, 但从学习的效果看, 第二种模式胜于第一种模式。第二种模式的优势在于, 应用PKPM系列软件教学, 增加了教学方法的多样性和趣味性, 寓教于乐, 学生通过砼楼板的课程设计, 不仅掌握了PKPM系列软件的使用方法, 而且相关专业知识在深度和广度方面都有很大的提高。

在指导学生应用PKPM软件进行砼楼板课程设计时, 要有两次在电教教室集中讲授PKPM软件的课程, 每次可用两个学时。通过大屏幕向学生演示PKPM软件的应用, 主要有相关数据输入、结构计算参数的使用和调整、施工图的自动生成及转换。除了集中教课之外, 学生在公共计算机房作该课程设计时, 指导教师可以在机房对每个上机学生进行指导。主要解答PKPM软件的数据输入、力学模型的建立、梁柱的布置及修改、荷载的输入、设计参数的选择等方面的问题。

由于PKPM软件是空间结构分析计算, 力学模型是空间模型, 而学生手算的力学模型是平面模型。为了使手算和电算的力学模型相吻合, 在使用PKPM软件电算主次梁时, 需要选择PK菜单进行结构分析计算, 让空间模型的计算转化为平面模型计算, 使学生手算和电算力学模型一致, 这样手算的和电算的结果才能比较。

PKPM软件在国内外工程界有广泛的应用基础, 在我国应用非常普及, 几乎所有国内民用建筑设计和工业建筑设计院所都在使用PKPM系列软件。PKPM软件在钢筋砼楼板课程设计中的应用使学生不仅能将手算结果和电算结果进行比较, 相互验证, 提高计算的合理性和准确性, 而且使学生了解和掌握PKPM软件的丰富功能和广大的应用范围, 扩大了视野, 加深了学生对本专业知识的理解, 增加了学习的主动性和趣味性, 而且对以后学生在工作岗位中熟练应用PKPM系列软件打下基础, 有利于实现学校与用人单位的无缝连接。

参考文献

[1]张树珺.PKPM系列软件在土木工程专业毕业实践教学中的探索与实践[J].中国校外教育, 2011, (10) .

[2]林宗凡.建筑结构原理及设计[M].北京:高等教育出版社, 2002:8.

[3]中国建筑科学研究院 (PKPM工程部) .新规范PKPM设计软件实用手册[M].中国建筑工业出版社, 2003:7.

PKPM软件课程第3篇

钢结构厂房工程中, 为满足大跨使用空间的要求常常运用空间钢桁架来构成厂房建筑的主要平面承重构件并联系支撑各榀柱、支撑等构件, 并组成结构。

常见的空间桁架形式有对称截面形式相同的规则桁架, 其截面是三角形或四边形, 轴线形状为直线、抛物线或者圆弧等形式。这几种形式都可以通过利用PKPM中的SPAS模块中的快速建模实现。

但实际工程中还有大量的虽然对称但截面形式却有所变化的的空间桁架如图1所示桁架:此桁架特点为中间高两边低上平, 上平面长度比下端杆长。这种类型的桁架就无法采用快速建模进行建模, 但利用SPASCAD的常规建模方法也可以很快捷的建模并分析。

2复杂空间桁架建模思路

通过上图所示, 此空间桁架模型为一个前后左右均对称的组成。由此建模时可以充分利用模型的对称性及软件提供的相应工具即可快速准确完成模型的建立。通过分析, 只要建出模型的四分之一即可通过旋转或镜像完成全部模型的建立。由图2我们看出模型侧面四分之一的建立关键在于外围四个点的确定, 即我们只需求出此四点的坐标便可勾勒出此模型侧面四分之一轮廓。求坐标时, 我们可以设其中任意一点为原点, 其他三点的绝对坐标值均为相对此原点的相对坐标值。如图3所示我们设左下角点为坐标原点, 那么根据此空间桁架的尺寸及空间位置我们求出了其他三点的坐标:软件规定以!为前缀表示的坐标即为绝对坐标。由此可知, 左下角点的绝对坐标为 (!0, 0, 0) , 则由此推算出左上角点的绝对坐标为 (!1500, -1500, 3500) , 而右上角点的绝对坐标为 (!1500, 28500, 2000) , 右下角点的绝对坐标为 (!0, 27000, 0) , 得到四点坐标后, 我们前期的分析工作即可告一段落。接下来我们可以完成腹杆的网格线, 从图上我们可以看到上弦杆被等分为十份而下弦杆被分为九份, 我们可以利用网格分割的命令轻松实现, 分割完毕后我们用折线网格的命令将各网点连接起来就可以完成模型四分之一侧面网格线的建立。完成四分之一侧面的网格线的建立后, 我们先不要急于完成全部网格线的建立, 我们接下来要做的是根据桁架侧面各杆件受力差异布置模型侧面网格线上的各杆件。这样处理的优势在于, 在后面进行镜像或复制等操作时, 复制的将不仅仅是网格线, 还包括了其上的杆件布置。同时, 此时的网格线较少, 关系看的清楚, 布置杆件时就不容易出现漏布或者错布的现象。杆件的布置首先定义所需要的杆件, 然后有选择的将各杆件布置在相应位置上。杆件布置完毕, 此时再将模型网格线其余的四分之三通过镜像完成, 此时不仅复制了网格线, 网格线上的杆件也被复制完成了。我们还需要完成建模的最后一步, 即完成上弦杆网格线的连接及杆件布置。同建立侧立面模型的思路一致, 我们也是先画出具有代表性的几个网格线并布置好相应的构件后利用路径复制或网格复制等命令实现模型的最终完成。

3建立模型的实际操作过程

3.1建立一个新工程, 程序默认显示为透视图视窗, 在此可以看到明确X、Y、Z的方向。

3.2点击〈网格编辑〉下〈折线网格〉根据屏幕左下角的提示输入四个角点的坐标值, 形成桁架侧面网格线的轮廓。

3.3点击〈网格编辑〉下〈网格分割〉分别将上弦杆等分10份, 下弦杆等分9份。

3.4继续点击〈折线网格〉按照顺序连接好桁架侧面的腹杆网格线。

3.5点击〈杆件布置〉下〈杆件定义〉根据屏幕界面所示定义好本工程所需要全部杆件。

3.6点击〈杆件布置〉下〈杆件布置〉根据屏幕提示将各杆件布置在相应位置上, 点击〈显示控制〉下〈基本显示〉下的〈隐藏杆件〉可以将已布置的杆件隐藏, 隐藏后方便下一步的作图。

3.7点击〈直线网格〉, 根据提示捕捉点 (!0, 0, 0) 作为起始点, 输入 (0, 0, 1000) 作为终止点。此线将成为我们下一步将已有四分之一网格线镜像的辅助线, 即镜像所需对称面的线。

3.8点击〈网格放样〉下的〈网点镜像〉选择好需要镜像的部分, 单击右键确认选择然后选择上步所作的网格线及与之相连的下弦网格线作为镜像的平面, 根据提示将镜像出与已有网格线前后对称得 (即关于YOZ平面对称) 的部分网格。

3.9上步已完成了二分之一侧面网格线的建立及杆件布置, 可以点击〈显示杆件〉查看杆件布置情况, 接着来布置上弦网格线及杆件。

3.10先利用〈视窗变换〉将模型放置于〈侧立面〉, 点击〈选择显示〉选出上弦杆所在的平面, 将视窗切换至平面对模型进行操作。

3.11点击〈直线网格〉做出一根上弦平行杆, 然后如前法布置杆件, 布置完毕后点击〈路径复制〉根据提示做出上弦平面的所有平行杆。

3.12点击〈折线网格〉连出两根上弦斜杆, 布置杆件, 点击〈网格复制〉复制出其它部分的上弦斜杆。

3.13点击〈直线网格〉为完成模型的另外二分之一的镜像做出辅助线。选择已有一点 (!1500, -1500, 3500) 作起始点, 输入终止点坐标 (0, 0, -1000) 即完成了为下一步镜像所需要对称平面的一条线。对已有的部分进行镜像, 步骤同8。镜像后在各视图中检查一下模型进行查漏补缺然后就完成了全部模型的建立。此时, 必须完成最后一步即删掉前面第7和13步为镜像所做辅助线, 为后续的计算做好准备。

3.14点击〈荷载布置〉下〈荷载定义〉首先对结构所承受的荷载进行定义然后再点击〈荷载布置〉将定义好的荷载布置在相应的位置。

3.15点击〈约束布置〉根据桁架实际支撑情况, 将柱或支撑简化为约束布置在相应的节点上, 即可接力后面的计算程序对桁架进行内力分析。或者, 也可以将柱构件或者支撑构件建立起来, 整体结构进行整体分析也可。

3.16点击〈结构计算〉下<模型检查>可以利用程序对建立好的空间模型进行检查, 检查无误后, 利用〈设计参数〉菜单设置相应的计算参数。

合理的参数填好后, 点击〈结构计算〉下〈PMSAP数据〉, 形成完毕后程序提示PMSAP计算分析文件生成完毕, 可以进行计算分析!点击〈结构计算〉下〈PMSAP计算〉计算完毕后, 点击〈结构计算〉下〈结果显示〉便可看到本结构的相关结果文件。

4结论

PKPM软件课程第4篇

1 构造柱的作用

构造柱的主要作用是约束墙体错动[1]。从带构造柱墙片往复加载试验的全过程可以看出,在变形的最初阶段,构造柱只是协助砖墙抗剪,当墙体出现贯通的交叉裂缝后,构造柱约束裂开的三角形块体向外错动,即使构造柱自身上下端出现塑性铰,只要构造柱的主筋不全部断裂,仍然能将破碎墙体约束在其自身的平面内滑移,摩擦作用继续存在,墙体可以继续承担竖向压力和一定的水平地震力,达到裂而不倒的目的。因此,在地震作用下,构造柱和墙体发挥各自的特性,即构造柱对墙体起约束作用,墙体又为构造柱提供了可靠的支承,这样墙体极限承载能力有所提高,墙体脆性性质得到改善,延性提高3倍～4倍,耗能明显增大。

另外,构造柱增强了砖混结构房屋的整体性。构造柱不仅增强了内外墙连接的整体性,而且与圈梁一起形成砖墙的边框(即构成空间约束体系),箍住开裂的墙体,阻止裂缝进一步发展,限制开裂后块体错位,使墙体的竖向承载力不致大幅度下降,从而防止了墙体的倒塌,明显增强了房屋的整体性,可以避免地震情况下结构构件被逐个击破。

综上所述,在砖混结构中,构造柱对墙体的约束作用,可以增大建筑物的延性,防止或延缓建筑物在地震时突然倒塌,提高建筑物的抗侧能力,因此合理地布置构造柱是保证砖混房“大震不倒”的具体体现。

2 PKPM中构造柱的布置

2.1 构造柱布置

考虑到砌体的脆性性质,在地震中容易开裂并降低墙体承受垂直荷载的能力而倒塌。因此,GB 50011-2001建筑抗震设计规范规定,对于多层砖房应按要求设置钢筋混凝土构造柱,其目的主要是为了加强墙体的整体性,增加墙体抗侧延性,在一定程度上利用抵抗侧向地震力的能力。在PKPM建模过程时应满足《建筑抗震设计规范》第7.3条的要求[2],建模时应注意几个方面:

1)对于大房间两侧墙,由于大开间砌体墙体相对来说将受到较大的地震水平力作用,因此对于4.2 m或以上的开间两侧墙应设置构造柱加强,此时构造柱的截面和配筋均应加强。

2)当建筑布置局部墙跺不能满足规范限定的局部尺寸时,可对局部墙跺增设构造柱,或加大原有构造柱截面,以避免在地震作用下局部墙跺破坏而引起连锁反应,导致房屋倒塌。但不可以将局部墙跺全改为钢筋混凝土柱,否则将带来在平面的同一轴线上形成部分砖墙、部分钢筋混凝土墙跺的局面,这是PKPM建模过程中所不允许的。

3)在楼梯间两侧墙体一般均为承重墙体,而楼梯间墙体又没有楼板作为墙的支承,只有斜向的楼梯。楼梯不允许嵌入墙内,因此对墙体不起支承作用。楼梯间墙高而空旷,顶层墙体更是形成半高的高墙而无侧向约束。在进行PKPM抗震验算时,楼梯间的墙达不到抗震能力,为了能顺利通过PKPM抗震验算,建模时须在楼梯间的四角均设置构造柱。

2.2 注意事项

1)当房屋层数较多时,根据不同烈度区,在PKPM建模过程中适当地增加构造柱。

2)构造柱应沿整个建筑物高度对正贯通设置,在PKPM建模时构造柱在层与层之间严禁出现错位现象。

3)砖混结构中还有一种构造柱。在PKPM抗震验算时,有时会遇到砖墙竖向承载力不足又不愿意增大墙体厚度,往往在墙体中设钢筋混凝土柱予以加强,柱的厚度与墙厚一样,也可视为构造柱。该构造柱在墙体中的位置,可以在墙面的两端,也可以在墙体中部,或两者兼而有之,这种墙称为组合砖墙进行计算,满足承载力的要求,另外构造柱还应满足《砌体结构设计规范》第8.2.8条的要求。

4)当梁直接搁置在构造柱上时,尚应在楼(屋)面梁支撑处设置圈梁,而且圈梁应满足垫梁的构造要求。如不设垫梁,集中荷载引起的裂缝很快会沿马牙槎开展,造成马牙槎处砖剪断或弯坏,使构造柱处于独立受压状态,构造柱墙承载力明显降低。所以,在PKPM建模时,认为设置构造柱后,可以省去垫梁的做法是不妥当的。

3 构造柱的计算

3.1 在水平荷载作用下的计算

1)假设横向水平地震剪力全部由横墙承担,纵向水平地震剪力全部由纵墙承担。对砖混的抗震强度JGJ 13-82多层砖房设置钢筋混凝土构造柱抗震设计进行验算。

2)当在隔开间墙或每开间墙设置[且墙段中有2根以上(包括2根)]构造柱时,可考虑构造柱对截面抗震承载力的有利影响,按下式进行验算。

其中,A1为墙段折算水平截面面积;Ac为墙段构造柱混凝土水平截面积之和;ηc为构造柱参与墙体工作系数,H/B>0.5时,ηc=0.3,当H/B<0.5时,ηc=0.26(H为墙段层间计算高度;B为墙段计算宽度);Ec为混凝土弹性模量;E为砖墙体弹性模量。

3.2 在竖向荷载作用下的计算

把设置的受力柱的墙跺视为组合砌体,按GBJ 13-88组合砌体构件的计算方法进行计算。组合砖砌体轴心受压构件的承载力,按下式计算:

其中,ψcom为组合砖砌体构件的稳定系数;fA为砖砌体的截面面积;fc为混凝土轴心抗压强度设计值;Ac为混凝土的截面面积;ηs为受压钢筋的强度系数;fy为受压钢筋的强度设计值;As′为受压钢筋的截面面积。

4 结语

1)通过分析砖混结构中构造柱的抗震作用,进一步了解构造柱,认识其重要性,并能够在今后的PKPM建模过程中认真结合实际,灵活地运用规范,合理地设置构造柱的位置。

2)详细地列举了构造柱的计算公式,便于人们进一步了解构造柱参与结构的抗震作用,提高结构的整体稳定性。