PKPM在闸门井启闭机室结构设计中的应用.docx

PKPM 在闸门井启闭机室结构设计中的应用陈坤城（广东省水利电力勘测设计研究院， 广东 广州 510635）［摘要］ PKPM 在闸门井启闭机室结构设计中的应用 陈坤城 （广东省水利电力勘测设计研究院， 广东 广州 510635） ［摘要］ 针对采用传统的结构力学法对闸门井启闭机室进行结构设计时， 存在的设计效率低、 精确性差等问题， 将 PKPM 应用于闸门井启闭机室的结构设计中 ， 并 给 出 了 应 用 PKPM 的前提和基本思路 。 实 例 表 明 ， 利 用 PKPM 来进行闸门井启闭机室的结构设计， 大大的提高了设计效率和计算精度。 ［关键词］ 启闭机室； PKPM； 结构设计 ［中图分类号］ ［文献标识码］ B TV743 闸门井启闭机室用于安置闸门启闭设备， 以 往对启闭机室进行结构配筋计算时， 常用的方法 是通过对计算模型、 结构荷载、 边界条件等作大 量简化和假定， 将复杂的空间三维结构， 简化为 单向板、 连续梁、 框架等一维或二维平面结构 ， 再利用结构力学法对结构进行内力计算。 这种传 统方法忽略了启闭机室板、 梁、 柱作为一个空间 整体结构产生的相互影响效应， 设计结果偏于保 守， 造成了一定的材料浪费； 同时， 由于内力计 算涉及的板、 梁、 柱数量众多， 同一梁柱结构的 不同断面受力差异较大， 将直接导致计算的繁琐 和工程设计人员工作量的加大， 已经难以适应目 前设计行业追求快速、 高效、 准确设计理念的要 求。 鉴于此， 本文引入广泛应用于建筑工程行业 的结构设计软件 PKPM 对闸门井启闭机室结构进 行三维结构整体设计。 计算多、 高层的框架、 框架—剪力墙和剪力墙结 构的有限元分析程序。 TAT 是基于薄壁杆件原理 的空间分析程序， 主要也用于多、 高层框架、 框 架—剪力墙和剪力墙结构的分析计算， 计算时剪 力墙必需开洞， 否则无法计算。 闸门井启闭机室 属于低层框架结构， 本文主要应用 PKPM 结构设 计软件中的 PMCAD 模 块 和 PK 模块来完成闸门 井启闭机室的结构设计。 应用 PKPM 计算启闭机室的前提 2 PKPM 软件的结构配筋计算程序主要是基于 《混凝土结构设计规范》 筑结构荷载设计规范 》 (GB 50010－2010)、 《建 ( GB50009—2001) 编 制 的， 而水工混凝土结构配筋计算主要依据 《水工 混凝土结构设计规范》 (DL/T 5057－2009)、 《水 工建筑物荷载设计规范》 (DL/T 5077—1997)。 两 类规范的核心理论是相同的， 都是采用以概率理 论为基础的极限状态设计法， 以可靠指标度量结 构构件的可靠度， 采用以分项系数的设计表达式 进行设计， 不同的是规范中设计表达式的系数取 1 PKPM 结构设计软件 PKPM 结构设计软件是中国建筑科学研究院 开发研制的工程设计软件， 采用人机交互方式 ， 操作简单， 功能强大 [1] 。 PKPM 软件常用的模块 值以及某些材料性能参数有一定差别 表 1 为 两类规范选用参数对比表。 由于存在上述选用系数和参数的差异， 在水 [2]。 有 PMCAD、 PK、 SATWE、 TAT 等 。 其 中 PK 模 块用于进行各种规则和复杂类型的框排架、 连续 梁结构的计算与绘图， 是最主要的梁柱结构成图 工结构设计中正确应用 PKPM 软件进行结构设计 需要满足一定的前提条件： 首先， 需要对两类规 系统。 SATWE 模块是基于壳元理论而开发的用于 ［收稿日期］ 2012-05-03 ［作者简介］ 陈坤城 （1984-）， 男， 工学硕士， 助理工程师， 现从事水工结构设计工作。 吉林水利PKPM 在闸门井启闭机室结构设计中的应用陈坤城等2012 年 07 月表 1两类规范选用参数对比表规范类别永久荷载分项系数可变荷载分项系数结构系数设计状况系数永久荷载为主可变荷载为主 永久荷载为主 可变荷载为主∕∕1.251.21.351.2 吉林水利 PKPM 在闸门井启闭机室结构设计中的应用 陈坤城等 2012 年 07 月 表 1 两类规范选用参数对比表 规范类别 永久荷载分项系数 可变荷载分项系数 结构系数 设计状况系数 永久荷载为主 可变荷载为主 永久荷载为主 可变荷载为主 ∕ ∕ 1.25 1.2 1.35 1.2 1.05 1.05 1.4 1.4 1.2 1.2 工民建规范 ∕ 持久状况 1.0 短暂状况 0.95 偶然状 况 0.85 水电行业规范 范的区别有一定的了解； 其次， 在计算过程中 ， 以下通过将 PKPM 应用于广东省清远抽水蓄 能电站上库进出水口闸门井