PKPM软件在建筑结构设计中的应用

文/ 朱兴治 宁夏新技术建筑设计研究院 宁夏银川 750001

1、PKPM软件概述

PKPM是我国目前普遍应用于结构工程设计的专业计算软件之一，主要涉及的领域包括建筑、结构、特种结构、设备、概预算等一系列建筑物的结构计算。它凭借应用行业广泛，功能多样化且强大，较高的信息自动化程度等特点成为大量建筑设计软件中最具有权威性和专业度的一种设计软件。其中最受设计人员的青睐的是结构设计软件，它已成为结构设计人员在设计工作中不能缺少的关键工具。PKPM结构设计软件主要指的是全部应用软件，频率比较高的有PK、PMCAD、SATWE以及JCCAD等。

虽然使用PKPM软件，可以提高计算速度，大大缩短设计周期，但是在实际应用过程中，由于该软件有大量的参数是系统默认值，因此并不一定能符合每一个工程的具体实际情况，在应用中还必须结合相关规范调整其计算参数才能确保计算的结果的准确性，使结构物的实际受力特性更加符合规范。

2、PKPM软件建筑结构设计中的常见问题

2.1 功能有待完善

虽然PKPM建筑结构设计软件的功能十分强大，但它也不是万能的，在功能上还有待进一步完善。比如它目前还不能处理板上布置砖墙线荷载、局部面荷载或集中荷载的问题。虽然PKPM的自动化程度很高，但在进行平面配筋图运行自动配筋后，所绘出的图纸呈现出配筋相互重叠，密密麻麻的凌乱状态，非常不便于设计人员的人工调筋工作，而且在钢筋修改以后，配筋表中的钢筋却不能随之改变，这在无形中加大了设计人员的工作量。

2.2 模型还不够智能化

在此项操作中可以输入结构模型中的所有构件，必须准确合理输入控制总信息等原始数据包括参数、截面的具体尺寸、承载力等，输入的数据既要符合有关的规范标准，又要与结构力学模型正确结合。还有一点值得注意的是：一旦结构布置形式和构件的大小、承载力不同的结构层都需表示为为不同的结构标准层，针对上下层柱变截面的现象用构件相对于节点的偏心来表达，要特别关注在节点密集时墙体和梁布置不能出现断续。在三个以上的标准层布置完毕后，不能单纯运用图案编辑菜单对某一层或其中一部分进行平移或拖动，因为在具体操作中每一个节点的位置都被用相对于原点的位置来进行表达，平移或拖动会导致上下层节点错位。

2.3 人机交互界面舒适性亟待提高

建筑结构设计人员都比较重视软件界面的舒适性，舒适的软件界面可以提高设计人员的工作效率。PKPM软件界面整体布局和按钮布置虽然相对来说比较规范清楚，但在舒适度上还是存在不足。因此，人机界面设计属于一门综合性学科，它不仅涵盖了计算机技术，还需要在心理学、语言学、认知科学、通信技术以及美术、影视剧、音乐等多个方面的学科理论为支撑，只有这样，才能设计出满足用户需求令其满意界面。所以，还要进一步改进PKPM软件的开发界面，更好地满足用户的审美需求，还要每年对PKPM软件进行重新修订，极大的改善了新的软件界面。

3、如何正确使用PKPM软件

3.1 设计人员必须在工程实际具体情况的基础上，选用相应的有受力学模型的分析计算软件，对于那些大中型的重点工程必须使用三种不同理论模型的软件来完成分析和对比，从而得出更为正确科学的计算结果

这就要求设计人员必须熟练运用电脑知识，并对软件的研发背景和使用说明进行充分的了解。能够正确判断软件计算结果，通过仔细分析软件的输出结果，最终得出科学、正确的计算结果。

3.2 PKPM软件应用于结构设计时的注意事项

3.2.1 平面框排架计算和绘图软件PK的应用

第一关于框架绘图。有些时候计算结果呈现出的梁柱超筋时，通常借助于绘图的方式，但要时刻重视这个时候会显示错误的绘图结果，它呈现出的配筋状态可能比计算结果要小很多，所以一定要在在对计算数据文件修改后，梁柱计算均不超出筋的情况下，其绘图的结果才会正确；第二对每一个柱的轴压比信息都要逐一审查。PK软件长久以来一直是以最大配筋率来对对柱的超筋进行严格控制的，个别情况下软件可能并没有呈现出柱超筋的具体信息，但也不能代表所选的柱截面就是非常合适的。

3.2.2 独立基础和条形基础设计软件JCCAD的应用

在使用地基基础计算软件完成基础计算时，有两个问题必须引起结构设计人员的关注：即地基土的反力布局和地基土的压缩变形的处理方式及上部结构的刚度处理方法。针对建筑地基基础设计的规范标准，在对地基反力按直线分布的计算中，两端边跨需乘以放大系数。当使用弹性地基模型计算时，还要考虑上部结构刚度的影响。当基础梁上出现剪力墙的时候，应扩大基础梁的刚度。

3.3 生成PK的相关数据文件

对于砖混的结构，按连梁生成墙梁的PK数据文件，在尚未对砖混抗震进行验算时，梁上还无承受上部墙体和上层楼板传来的负荷。底框砖房的底层框架梁不能采用生成连梁的方式来生成PK数据文件，这样便不会引起框架上地震荷载的漏项，需采用砖混底框形成数据文件。在这个阶段的操作中生成的连梁PK，需要打开数据文件修改支座的状况，还要针对现实情况修改梁和柱是铰接还是固接。在该菜单生成的框架PK文件需打开修改梁惯性矩增大系数以及梁端弯矩调幅的系数，反之PK软件按梁混凝土弹性工作配筋，就会有支座钢筋偏大而跨中钢筋偏小的情况发生。

结语：

通过以上分析发现，PKPM软件在执行建筑结构设计应用中发挥辅助计算的作用，需要设计人员在选取、判断许多参数的正确性后，再实施干预。所以，不仅要不断提升设计人员本身的理论知识和工程实践经验，还要求设计人员在依靠该软件时，有选择的采取可分析性的手段。

[1]JGJ3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[2]范小平.PKPM软件在建筑结构设计中应注意的问题[J].重庆建筑，2008，（02）：28～30.

[3]赵丽清.PKPM系列软件的应用与建筑结构设计[J].山西建筑，2007，33（09）：362～363.