结构设计人员在采用PKPM软件进行设计时，经常会遇到各种各样的问题，例如软件与规范是如何结合的，在建立模型时最易犯哪些错误，一些特殊模型如何建立，计算结果的正确性如何判断，在设计时遇到的一些特殊问题该如何解决等。笔者长期从事PKPM CAD系列软件的技术咨询工作，对上述问题进行了归纳和总结，写成此书。本书最主要的特点是将软件、规范和具体的工程实例相结合，分篇分章地对设计人员在使用中所遇到的常见问题给予了系统的解答。对于不同的结构类型，结合工程实例，着重阐述了软件与规范是怎样结合的，在设计时应注意哪些问题，复杂工程如何处理，并给出了具体的解决方案。由于书中所列举的工程例题，绝大多数都来自于实际工程，因此本书简明实用，可读性和可操作性强。

   书中所有的工程实例都是尽可能采用PKPM软件的最新版本进行计算的，并体现软件的最新功能。但是随着软件的不断改进和完善，现在出现的常见问题将来有可能不再出现了。因此，希望读者用发展的眼光来看待此书，与时俱进。

目   录

上篇 常见疑难问题解答

第一章        特殊构件建模中的常见问题

第二章        结构建模中的常见问题

第三章        特殊模型的建立

第四章        SATWE软件各种参数的合理选取 

第五章        砖混及砖混底框结构常见问题

中篇 工程设计实例解析

第六章        特殊荷载的输入实例解析

第七章        设计参数合理选取实例解析

第八章        结构计算结果合理性判断实例解析

第九章        弹性楼板的设计

第十章        斜屋面结构的设计

第十一章        剪力墙连梁的设计

第十二章        次梁的输入方法对结构设计的影响

第十三章        井字梁结构的计算

第十四章        短肢剪力墙结构的设计

第十五章        复杂高层结构设计实例解析

第十六章        构件设计实例解析

第十七章        砖混结构设计实例解析

第十八章        砖混底框设计实例解析

下篇 基础工程设计实例解析

第十九章        基础荷载实例解析

第二十章        天然地基设计实例解析

第二十一章        桩基础设计实例解析 ……………………………………………220

第一章        特殊构件建模中的常见问题

1．什么叫刚性梁?在设计中刚性梁起什么作用?

   刚性梁是一种刚度无穷大的梁，其主要作用是传递荷载以及由此而产生的内力。刚性梁本身                    不变形，但做刚体运动。

2．如何实现一根柱子上托两根不在同一条直线上的梁?

   当柱范围内有两根梁不在同一条直线上时，柱内会存在两个节点，而柱只能布置在其中一个节点上，因此应在柱内两个节点之间布置一根小梁，其断面大小按照正常梁截面定义，该小梁程序自动定义为刚性梁)。

刚性梁的主要作用是封闭房间、传递荷载，否则将造成其中一根梁与柱没有搭上，从而使其变成悬臂梁或超大跨度梁。

刚性梁主要用于所示柱内不在同一条直线上的两根梁的布置情况。如果这两根梁在柱内布置方式分别位于柱的各半侧，则设计人员在建模时可以采用其中一根梁偏心的方式布置，这样就可以不布置刚性梁了。当然，设计人员采用布置刚性梁的方法也是可以的。

3．如何建立一根梁上托两道墙的模型?

　　 一根梁上托两道墙模型的操作过程如下：

　　 (1)首先在转换大梁内布置三根轴线，并将转换大梁布置在其中的一根轴线内，其余两条轴线上布置混凝土墙。

　　 (2)在转换柱和转换大梁内布置一定数量的刚性梁，其间距可以选择3—5m，但应保证在转换柱内和转换大梁跨中各至少有一道刚性梁。

(3)建立好的计算模型。

4．一个节点上所连梁数超过6根的处理方法

　　 目前的PKPM系列软件只允许一个节点最多连6根梁，如果遇到一个节点所连梁数超过6根的情况则需要加环梁解决。

5、输入层间梁注意事项：

(1)当两端有柱时，只有当高差大于500mm时SATWE才按层间梁计算，否则将简化在楼层处。绘图时高差有效。

(2)当两端有墙时，不论高差是否大于500mm，SATWE都简化在楼层处。绘图时高差有效。

6、斜支撑建模应注意的问题：

(1)在PMCAD里输入的竖向斜撑，转入SATWE后，钢支撑自动按两端饺接计算，混乱支撑自动按两端固接计算。否则，应在特殊构件里定义。

(2)对越层支撑目前SATWE只能判断一根。老版本曾在楼层处自动打断。

(3)斜柱可按斜撑输入。程序内定其长度系数为1.0。

   (4)STAWE会对支撑的端点自动处理在楼层处。《08版PKPM软件将会对此有所改进》。

第二章 结构建模中的常见问题

    1、PMCAD软件为什么提示某些房间？

轴线间形成的房间夹角小于15度时不能导荷。

2、PMCAD软件为什么提示墙下无轴线？

当墙、梁端点离得很近，软件在进行节点归并时将墙端点并入梁端点所致。08版的PMCAD改成将梁端点并入墙端点。

3、在PMCAD建模中出现悬空梁、悬臂梁和空间折梁的原因？

3.1悬空梁：当梁的标高不与楼面等高，梁端竖向构件节点未升高或梁端无支承构件所致。

3.2悬臂梁：当梁的一端竖向构件节点未升高或梁端无支承构件所致。

3.3空间折梁：当折梁下端的标高不与楼面等高，梁端竖向构件节点未升高或梁端无支承构件所致。

4、梁端定义铰接时应注意的问题？

4.1如果与节点相连的构件均定义为铰,数捡时程序给出红色警告.老版本采用总刚计算,将异常中断,目前版本可以计算..

4.2圆弧梁端不能定义为饺..

5、斜墙在程序中是如何处理的？

斜墙用节点升高的方法建模，目前，SATWE和TAT都不能计算。在PMSAP中按板建模，楼板定义为弹性板6，并能计算，但只能给出内力。

6、体育馆等空旷结构建模的常见问题？

6.1节点升高不能超过层高,

6.2圆弧形网格节点升高后形成螺旋线,

7、多塔结构建模中的常见问题？

7.1塔号以塔高排序,

7.2带变形缝的多塔,不要同构件存在于多塔,

第三章 特殊模型的建立

1、椭圆模型？

当前PMCAD没有椭圆模型菜单，可用命令行的命令建模。

1.1、进如PMCAD，在命令行输入“ellipse”。

1.2输入椭圆的圆心或端点或外切矩形。

1.3输入椭圆另一端点坐标。

1.4输入椭圆另一半轴长度。

1.5输入“explode”,用光点取椭圆分解成折线。

1.6再次输入”explode”， ,用光点取椭圆存图，形成网点。

2、错层结构？

2.1单塔错层，当错层高度小于框架梁高时可不考虑错层的影响。当错层高度大于框架梁高时可按两个标准层建模。《08版PKPM软件将会对此有所改进》

2.2多塔错层

2.2.1进如PMCAD，按标准层建模。

2.2.2在SARWE“多塔定义”修改层高，以实现多塔错层。

2.2.3洞口输入，增加节点墙布在两边，梁按菩梁输入。《08版PKPM软件将会对此有所改进》

3、斜屋面结构？

用节点升高形成坡屋面，斜梁端点布短柱。《08版PKPM软件将会对此有所改进》

4、无梁楼盖？

4.1柱柱、柱墙间布置虚梁，用SATWE计算房间内每2米布置虚梁。

4.2用PMSAP计算房间内可不布置虚梁。

4.3楼板定义为弹性板6。

第四章 SATWE软件各种参数的合理选取

    改版前的SATWE软件，共有10页参数，书中只涉及了8页，荷载组合、砌体结构没有涉及。涉及的参页，是摘要描述的，不是参数的全部。

一、总信息：

1、水平力与整体坐标夹角（度）何意？如何选取？

   该参数指地震力和风荷载作用方向与整体坐标的夹角，当结构与整体坐标不正交，需按该方向重新计算地震力和风荷载作用时可填入此参数，程序自动按输入的方向进行水平力的计算。

2、如何填写群房层数？群房层数是否包含地下室层数？

   带裙房的大底盘结构，应输入裙房层数，程序能够按《高规》的规定，正确判断底部加强区所在位置，群房层数应包含地下室层数。

3、如何填写转换层所在层号？换层所在层号是否包含地下室层数？

   带转换层的结构，应输入转换层所在层号，程序能够按《高规》的规定，正确的对框支梁、拄、落地剪力墙的抗震等级、内力等进行调整，转换层所在层号应包含地下室层数。

4、墙元细分最大控制长度填多少合适？

   可取1.0-1.5。

5、对所有楼层强制采用刚性楼板假定，该如何选取？

   计算位移时选取。计算内力、配筋时不选取。

6、“墙元侧向信息”中的“内部节点”和“出口节点”有何区别？如何选取？

   一般工程可选“内部节点”。

7、如何选泽“模拟施工加载1”、“模拟施工加载2”、“模拟施工加载3”和“一次性加载”？

“一次性加载”：设定建筑结构已经完成，将荷载一次性加入。可用于多层结构。

“模拟施工加载1”：设定建筑结构已经完成，荷载分层加入，可用于高层结构。

“模拟施工加载2”：将竖向构件的刚度放10倍，其他同“模拟施工加载1”，一般工程很少采用。

“模拟施工加载3”：分层计算刚度，荷载分层加入，比较切合实际。

二、风荷载信息：

1、什么叫修正后的基本风压？输入此参是否乘以风压高度变化系数或风振系数？

沿海及强风带地区修正系数取1.1-1.2，此参数输入不乘风振系数。

2、结构基本周期是什么意思？该如何填？

  可用初始值，经计算后，取第一平动周期值。

3、如何填写“设缝多塔背风面体型系数”？

  指定档风面后，程序自动确定。

三、地震信息：

1、何时考虑“偶然偏心”？

见《高规》第3.3.3条的规定，计算单向地震时考虑。

2、何时考虑“双向地震作用”？

见《抗规》第5.1.1条的规定，用于质量和刚明显不对称、不均匀的结构。

3、“偶然偏心”和“向地震作用”同时选择，程序如何处理？

    可同时选择，程序自动取两者之间的较大值。

4、“振型个数”填多少合适？

    不超过结构层数的3倍。

5、“活荷载质量折减系数”是指什么？该如何填写？

见《抗规》第5.1.3条的规定，

6、“周期折减系数” 该如何填写？

    见《高规》第3.3.16条的规定

7、为什么有些工程输入了“周期折减系数”后，计算结果没有任何变化？

    结构自振周期很小所致。

8、“斜交抗侧力构件方向附加地震数相应角度” 是什么意思？该如何填写？

   见《抗规》第5.1.1-2条的规定，

四、活荷载信息：

1、“柱、墙及基础设计时活荷载”是否折减？该如何选择？

  应当折减，在JCCAD参数里选择。

五、调整信息：

1、”梁端负弯矩调整系数”该填多少？梁端负弯矩调整后，正弯矩程序会自动调整吗？

    一般可取0.85，正弯矩程序会自动调整。

2、”梁活载内力放大系数”主要用于什么情况？

    用于不考虑活载不利布置时。

3、“梁扭矩折减系数”在刚性楼板假定和弹性楼板下，该如何填写？

    在0.4-1.0间取值。

4、“连梁刚度折减系数”的内在含义是什么？

    指连梁开裂后的刚度折减，不小于0.5。

5、什么时侯考虑”中梁刚度放大系数“？该如何填写？

    见《高规》第5.2.2条的规定，中梁可取2,0，边梁可取1.5。

6、“剪力墙加强区起算层号“该如何填写？

    无地下室填1，有地下室填地下1层。,

7、“调整与框支柱相连的梁内力“何意？选择此项时应该注意什么？

   见《高规》第10.2.7条的规定，

8、“按抗震规范5.2.5条调整各楼层地震内力“是指什么？

   最小剪重比。

9、“托墙梁刚度放大系数”是什么意思？

   框支梁、墙共同作用的刚度放大。

10、“指定的薄弱层个数及相应薄弱层层号”中所指的薄弱层是罕遇地震的还是多遇地震的？什么情况下应该指定薄弱层层号？指定薄弱层层号后，影响程序自动判断结构的其他薄弱层吗？

    见《抗规》第3.4.2条、第3.4.3的规定，

11、“九度结构及一级框架结构梁柱钢筋超配系数” 是什么意思？为什么要填写这个超配系数？

    根据规范的规定，对于9度设防烈度的各类框架及一级抗震等级的框架结构，框架梁和连梁端部剪力、框架柱端部弯矩、剪力调整应按实际配筋和材料强度标准值来计算，在出施工图前，程序也不知道实配钢筋具体是多少，因此需要设计人员根据经验输入超配系数，程序根据该值自动调整配筋面积。

12、什么情况下考虑“全楼地震作用放大系数”？

     可不考虑。

13、“顶塔楼地震作用放大系数“需要考虑吗？

     可不考虑。

六、设计信息：

1、什么情况下考虑“P-Δ效应”？

    可不选择，经运算后程序会给出判断。

2、“梁柱重叠部分简化为刚域” 是什么意思？什么时侯选择它？

    一般不简化。

3、什么情况下“凝土柱的计算长度系数计算执行混凝土规范7.3.11-3条”？

    见《混规》第7.3.11-3条。

4、柱的“单、双偏压计算”该如何选择？

   按双向弯矩比选择。

七、配筋信息：

1、“结构底部需要单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数”和 “结构底部NSW层地墙竖向分布筋配筋率”何意？该如何填写？

   见《广东高规》第10.2.4条。

八、地下室信息：

1、“回填土对地下室约束相对刚度比” 是什么意思？如何填写？

   取0-5，0表示回填土对地下室无约束。地震力下传至。

          5表示回填土对地下室全约束。地震力不下传至。

          2-4表示回填土对地下室部分约束。

取-N，相当于地下-（N+1）层顶板嵌。地震力下传至-N层。

2、“扣除地面以下几层的回填土约束层数” 是何意义？如何填写？

   见上条N。

第五章 砖混及砖混底框结构常见问题

一、砖混

  1、带地下室或半地下室的砖混结构如何设计？

  1.1将地下室或半地下室做为标准层与上部结构一起建模，程序将地下室地面自动定义0.00。

  1.2在砖混结构抗震验算中输入“地下室嵌固高度”。

  1.3当嵌固高度大于0时，程序将不计入嵌固部分的重力荷载。

  1.4计算水平地震作用时，楼层高度将扣除嵌固高度。

  1.5此种处理方法，可以保证水平地震作用的正确计算，同时可进行地下室墙体的承载力计算，并传给基础。

  1.6程序统计层数和高度都包括地下室，超出规范规定，程序会给出警告。

  2、混凝土墙与砖墙的弹性模量比如何输入？  C25 28000   1600.f 2.39 =3824 

  2.1适用范围：层内同时存混凝土墙和砖墙。

2.2物理意义：混凝土墙和砖墙的弹性模量比值。

2.3参数大小：3-6，确省值3。

2.4如何填写：混凝土墙的弹性模量是砖墙弹性模量10倍？。可填确省值3。

3、带变形缝的砖混结构如何计算？

   分别计算。

4、砖混错层结构如何计算？

4.1楼板高差小于.0.5m时，简化为无错层。

4.2若楼板高差大于.0.5m时，据抗规717条设抗震缝。

5、按照《抗震规范》5.2.4条的规定，采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间地震作用效应宜乘以放大系数3，请问PMCAD软件是如何考虑的？

5.1按标准层输入。

5.2程序自动乘以放大系数。放大系数不往下传，影响屋面相关构件。

6、PMCAD软件如何验算墙体受压承载力？

   以门、窗间墙为单元，无构造柱按无筋砌体验算，有构造柱按组合砌体验算。小于250的墙垛不验算。目前程序不能验算偏心受压构件。

7、T形截面，墙体验算时，长墙肢满足要求，短墙肢不满足要求，如何处理？

目前程序按单肢验算，T形截面用户可手工验算，方法如下：

7.1 计算T形截面的形心、面积A、惯性矩I。

7.2计算回转半径i=I/A/2，截面折算厚度ht-3.5i。

7.3计算高厚比，折减系数。

     β=γ.β.(H0/ht)   ψ= 

7.4将光标放在T形截面的两个墙面上，分别读取轴力设计值N1、N2。

7.5复核ψ.f..A/(N1+N2)是否大于1。

8、在开洞大片墙两端加构造柱能否提高中段的？

有构造柱γRE=0.9 ，无构造γRE=1.0提高11.11%.

9、为什么构造柱截面和配筋增加到某一限值后，墙体的抗剪承载力不再提高？

   见《砌规》第10.3,2条。

V≤η.f(A-A)+ξf.A+0.08f.A/e/RE

10、为什么砂浆强度等级大于M10后，砌体的抗剪承载力不再提高？

    见《砌规》表.3,2.2。

11、墙体抗剪验算不满足要求时，程序给出了配筋面积，应如何使用该面积设计配筋砌体？

      最小规0.075%,最大0.17%。

二、砖混底框结构：

  1、“按经验考虑墙梁上部荷载折减”系数如何填写？

  1.1反拱作用墙梁上部荷载应折减。

  1.2选此项后，程序对所有托墙荷载进行折减，不判断是否是墙梁。

  2、“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载”参数如何填写？

  2.1选此项后，程序自动判断托梁是否是墙梁，若是墙梁则自动按规范要求计算梁上荷在，若不是墙梁则按均布荷载加到脱梁上。

  2.2若同十选取此项和前一项，则程序对于墙梁“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载”，对于非墙梁“按经验考虑墙梁上部荷载折减”。

  3、底框剪力墙抗侧移刚度是否应该考虑边框柱的作用？

     选此项后，程序按组合体计算侧刚，否则分别计算。一般选考虑边框柱的作用。

4、砖混底框不计算地震力时如何设计？

  4.1按6度设防计算。

  4.2在SATWE总信息中选择“不计算地震作用”。

中篇 工程设计实例解析

第六章 特殊荷载的输入实例解析

第一节 吊车荷载的输入实例解析

    一、要点分析

　　 在输入吊车荷载时，要注意以下问题：

　　 1．在要布置的吊车荷载处添加一新的标准层，并布置梁，否则程序在汁算吊车荷载组合时会出错。

　　 2．SATWE程序在计算带吊车的混凝土柱的计算长度系数时，是按照框架柱进行汁算的。没有执行《混凝土规范》第7．3．11—1条规定的排架柱的计算长度系数，需要设计人员根据工程实际情况人为调整。但新版的TAT软件则可以自动按排架柱计算柱的计算长度系数。

　　 3．程序中的最大轮压、最小轮压和最大水平刹车力应该足经过影响线计算后得到的值，而不应该是由吊车厂家直接提供的值。设计人员可以将吊车厂家直接提供的值输入到STS钢结构软件中，由程序自动根据影响线计算出最大、最小轮压和最大水平刹车力，然后再将计算结果输入到SATWE程序中。

第二节 温度荷载的输入实例解析

一、要点分析

1．温度荷载的分项系数一般取1．2，组合系数一般取0．8[7]。

2．输入完温度荷载后，设计人员要将楼板定义为弹性膜，因为结构在温度荷载作用下会产生拉力，  

只有弹性楼板才能计算出拉力。

     3、如果不想考虑在温度荷载作用下楼板对钩件的作用，则可以将楼板删除。

     4、在输入最高升温和最低降温时，首先确定构件处于自然状态下温度值，在程序中输入最高升温和最低降温，实际上是与自然温度值的差值。

     5、自然状态是指：

     5.1施工阶段

     5.2使用阶段

     5.3[9]建议：室外空气温度取30年一遇最高日平均气温，冬季取30年一遇最低日平均气温，使用阶段室内空气温度夏季取空调设计温度，冬季取采暖室设计温度。构件和结构的初始温度取成型时的环境温度。

     6、要考虑混凝土的徐变应力松弛特性，松弛系数可取0.3。

     7、钩件界面裂缝的影响，刚度折减系数可取0.85[9]。

目前PMSAP可以输入，SATWE无此功能。

第三节 特殊风荷载在设计中的应用

   一、要点分析

1、迎风面的计算：

        目前PKPM系列软件在计算风荷载的迎风面时，采用是简化方法。即按最外边的轮廓线投影面积作为X、Y两向迎风面，背风面同迎风面。

这种简化，对立面规则的工程，其深度可以满足要求。但对立面不规则的工程，或对风荷载有特殊要求或某些部位的工程，其深度就显的有些粗糟，需要在“特特殊风荷灾”里输入。

2、体型系数的计算：

    见《荷规》表7.3.1，迎风面0.8，背风面-0.5，输入1.3

3、下部为框架上部为门刚：

    框架部分程序自动完成，门刚部分人工输入。下载本文