| 次梁在PKPM中不同建模方式的对比分析 |
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摘要：详细分析了应用PKPM进行结构设计时，次梁按主梁输和按次梁输两种建模方式的导荷方式、结构计算模式的不同之处，以及两种建模方式对结构周期、构件内力、配筋等所造成的不同影响；分别按两种建模方式，建立实例模型，对比两种模型的各项结果，验证所分析的正确性；为结构设计人员应用PKPM时提供了一个正确的建模方式。
关键词：PKPM建模 次梁输入 主梁输入
0 引言
设计人员进行框架结构设计时，一般使用PKPMCAD软件来进行结构计算。进行建模时，次梁有两种建模方式输入，也就是按主梁输入和按次梁输入。如果在PMCAD主菜单1中，次梁和其它主梁一起建模时，称为“按主梁输入次梁”；如果在PMCAD主菜单1中按“次梁布置”建模时，称为“按次梁输入次梁”。这两种不同的建模方式，在程序处理上有很多不同，比如导荷方式不同、结构计算模型不同等等，同时不同的建模方式，会对结构周期、构件内力计算、构件配筋等都带来不同的影响。本文详细分析这两种不同方式进行次梁建模时所带来的不同。
1 两种方式的模型对比分析
1.1 导荷方式对比分析 当次梁按主梁输入时，这时的次梁就相当于主梁，它和主梁一起参与结构的整体计算。楼板荷载直接传递到同边的主次梁上，不管是否次梁，程序把都整层梁按交叉梁系分析，至于次梁与主梁的传力关系就由程序自动确定。当次梁按次梁输入时，这时的楼板荷载传递就有明显的先后顺序，楼板荷载先传递到次梁上，然后从次梁传递荷载到主梁。如果次梁有相互交叉，则程序先对次梁做交叉梁系分析，程序确定各次梁间的力的传递关系，再传递力到主梁上。
显然这两种建模方式所带来的导荷方式的关键不同之处，是导荷的顺序不同。第一种是：楼板荷载→主梁、次梁；第二种是：楼板荷载→次梁→主梁。但两种导荷方式的结构总荷载没有变化，所以柱的轴压比基本相同。但是正因为主、次梁的荷载传递顺序的不同，必然会导致主梁构件内力的不同。
1.2 结构计算模式对比分析 当次梁按主梁输入时，次梁与主梁为刚性连接，次梁不仅仅传递竖向力，还传递弯矩。当用SATWE进行结构空间整体计算时，各层平面的交叉梁系内力计算分析由次梁和主梁一起完成。正因为次梁与主梁的刚性连接，使主梁受到影响，特别是端跨处的次梁和主梁之间这种刚性连接对主梁的影响更大。当程序出错时，我们可以对这种连接方式进行人工干预，把刚性连接指定为铰接连接。当次梁按次梁输入时，程序是按二维连续梁的模型进行计算。计算时，次梁将以铰接形式支承于主梁上，即次梁的两端部为铰支。支座主梁无竖向位移。其节点只传递竖向力，次梁与主梁无弯矩和扭矩传递。
2 两种方式的计算结果对比分析
2.1 结构周期比对比分析 根据w=√k/m，T=2π/w可发现，若结构的总体质量保持不变，当结构的整体刚度增大就会导致结构的自振频率增大，从而导致结构的自振周期减小。而当次梁按主梁输入时，由于次梁与主梁是刚性连接，参与结构的整体计算，对结构刚度有一定贡献，必然会使得结构的自振周期减小；同样，次梁按次梁输入时，次梁不参与结构整体计算，次梁有单独的计算模块，所以这时的结构自振周期比按主梁输入时的小一些。
2.2 结构构件内力对比分析 按主梁输入时，次梁与主梁一起参加结构受力分析与计算，次梁与主梁刚接，导致次梁会传给主梁扭矩。这样，由于支座主梁的位移与转角，次梁内力相对均匀一些。而按次梁输入时，按二维连续模型计算，支座主梁无竖向位移，次梁铰接与支座主梁，端跨次梁负弯矩一定为0.0，次梁与主梁无扭矩传递，跨中支座两边次梁负弯矩相等，将会导致[1] [2] [3] 下一页 |
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