PKPM是一款在中国广泛应用的建筑结构分析与设计软件,尤其在小高层住宅的结构设计中具有重要作用。本文主要探讨了在小高层住宅结构设计中如何利用PKPM进行短肢剪力墙的部署和计算。
短肢剪力墙在小高层住宅中的应用是因为其结构优势。这种结构体系兼顾了刚度和空间合理性,既减少了结构变形,又保证了室内布局的灵活性。短肢剪力墙的受力特性类似于框剪结构,刚度分配和内力分配更为均衡,且对基础荷载的影响更为均匀。
在PKPM软件中,短肢剪力墙的输入和计算需遵循《高层建筑钢筋混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)的相关规定。在部署短肢剪力墙时,应遵循以下原则:1) 四角部署一般剪力墙,短肢剪力墙双向均匀对称布置;2) 控制短肢剪力墙的数量,使其既能满足承载力和抗侧力需求,又避免布置过于密集;3) 墙体平面和竖向应连续,避免刚度突变。
在具体操作上,PKPM的PMCAD模块用于输入剪力墙信息。当洞口较大,形成高跨比不小于5时,以连梁方式输入;反之,若洞口较小,按开洞处理。根据《高规》,短肢剪力墙定义为墙高与墙厚比例在5至8之间的墙体,高厚比小于5的不建议采用,而高厚比不大于3的应按柱设计。在SATWE前处理中,结构体系应根据短肢墙承担的地震倾覆力矩占比来设定,一般不超过结构总底部地震倾覆力矩的50%。
在计算过程中,PKPM的SATWE模块会自动识别并提升短肢剪力墙的抗震等级,但需要注意的是,对于有长肢翼缘的T形或L形剪力墙,其短肢部分可能被误判。对此,应在“特殊构件补充定义”中单独设定抗震等级。此外,计算短肢剪力墙的地震倾覆力矩时,可能会包含假短肢墙的弯矩,需额外注意。
通过工程实例,如劳伦斯小高层住宅项目,我们可以看到在设计过程中如何控制剪重比以满足规范要求。有效质量系数是判断地震作用大小的关键指标,通常要求大于90%。若不满足,可通过增加振型数来调整。在该工程案例中,选取15个振型计算后,X和Y方向的有效质量系数均满足要求,表明地震作用得到了合理考虑。
PKPM在小高层住宅中的应用涉及结构设计、计算方法和规范遵循等多个方面。正确理解和运用PKPM软件,可以确保结构的安全性和经济性,同时满足建筑功能和美学要求。