PKPM08版考虑楼梯的计算方案

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《建筑抗震设计规范》GB50011－2001（2008局部修订版）第3.6.6.1条规定“计算模型的建立、必要的简化计算与处理，

应符合结构的实际工作状况；计算中应考虑楼梯构件的影响。”条文说明中指出“考虑到楼梯的梯板等具有斜撑的受力状态，

对结构的整体刚度有较明显的影响。建议在结构计算中予以适当考虑。”

为了适应新的抗震规范要求，PKPM08版给出了计算中考虑楼梯影响的解决方案：在PMCAD的模型输入中输入楼梯，可在四边形房间

输入二跑或对折的三跑、四跑楼梯。程序可自动将楼梯转化成折梁，此后接力SATWE等的结构计算即包含了楼梯构件的影响。

模型输入退出时可由用户选择是否将楼梯转化为折梁到模型中，如用户选择此项，则程序将已建好的模型拷入工作子目录下的lt子目录，

并自动将每一跑楼梯板和其上、下相连的平台板转化成一段折梁，在中间休息平台处增设250×500mm层间梁。二跑楼梯的第一跑

下接于下层的框架梁，上接中间平台梁，第二跑下接中间平台梁，上接于本层的框架梁。

原有工作子目录中的模型将不考虑模型中的楼梯布置的作用，其计算与往常相同。而在lt子目录下的模型中，楼梯已转化为折梁杆件，

该模型可由用户进一步修改。

在lt子目录下做SATWE等的结构计算，此时的计算可以考虑楼梯的作用。

1 楼梯输入

在PMCAD主菜单一的结构建模中输入楼梯，楼梯建模应在楼层组装后完成，因为此时各楼层的层高已经确定，只有层高确定之后，

各楼梯跑才能正确布置。

在【楼层定义】菜单下增设【楼梯布置】子菜单，在【楼梯布置】菜单下有三个子菜单，分别为【楼梯布置】、【楼梯删除】、

【层间复制】。楼梯建模步骤如下：

1）点击【楼梯布置】菜单，选择需布置楼梯的四边形房间（目前程序只能选择四边形房间）；

2）点击鼠标右键，程序弹出图1所示对话框，对话框右上角显示楼梯的预览图，程序根据房间宽度自动计算梯板宽度初值，

用户可修改楼梯定义参数。点击【确定】按钮完成楼梯定义与布置，如图2所示。

目前程序可布置两跑和对折的三跑、四跑板式楼梯。修改楼梯时，要先用【楼梯删除】菜单将该房间的楼梯删除再重新布置。

可用【层间复制】菜单将本层楼梯复制到其它层，要求复制楼梯的各层层高相同，且必须布置了和上跑梯板相接的杆件。

图1  楼梯定义对话框

图2  已将楼梯转化成宽扁梁且自动增加层间梁的模型

2 生成楼梯模型数据

在退出PMCAD程序时，程序将弹出图3所示对话框，最上面有一个“楼梯自动转换为梁（数据在lt目录下）”选项。勾选该项，

则程序在当前工程目录下生成以lt命名的文件夹，该文件夹中保存着将楼梯转换为宽扁折梁后的模型。如果用户要考虑楼梯参与

结构整体分析，则需将工程目录指向该lt目录重新进行计算；如果不勾选，则程序不生成lt文件夹，平面图中的楼梯只是一个显示，

不参与结构整体分析。

生成楼梯模型数据时，程序自动将每一跑楼梯用三段宽扁梁模拟，下段为模拟下平台的水平梁，中间为模拟梯板的斜梁，

上段为模拟上部平台的水平梁，三段梁的宽度均取楼梯板宽度。程序在中间休息平台处自动增设一根250×500mm的层间梁，

以传接折梁到两端柱上。

图3  生成数据

3 结构计算

考虑楼梯作用的结构计算时一定要把工作目录指向原来工作目录下级的LT子目录。

由于楼梯的布置与数据生成是在PMCAD中完成，SATWE、TAT、PMSAP等计算程序接力的是已将楼梯转化成斜梁折梁杆件的三维模型，

计算软件一般不用再作什么特别的设置，直接计算即可。

需要注意的是，程序给出的楼梯计算模型主要考虑楼梯对结构整体的影响，对于楼梯构件本身的设计，用户应使用专门的楼梯设计软件

LTCAD完成。

图4  SATWE计算模型

4 小结

在定义与布置楼梯时宜注意以下几点：

1）最好在进行完楼层组装后再进行楼梯布置，这样程序能自动计算出踏步高度与数量，便于建模。

2）楼梯间宜将板厚设为0，不宜开全房间洞。因为考虑楼梯作用的计算模型是专门生成在lt目录下的，当前工作子目录的模型计算时

不会考虑楼梯，计算模型和没有楼梯布置的模型完全相同。以前对楼梯荷载通常的做法是将其换算成楼面荷载布置到楼梯间，

并将楼梯间处板厚设为0。这样做可延续先前的计算方法。

3）转换楼梯后的计算模型将楼梯间处原1个房间划分为3个房间，且原有房间的板厚、恒活荷载等信息丢失，如果对这部分生成楼板

则程序对这三个房间的板厚、恒活荷载取为本层统一的输入值。需要时用户应手工修改。

4） 为了解决底层楼梯嵌固问题，程序在底层梁端增加了一个支撑。

5）退出PMCAD时要勾选“楼梯自动转换为梁（数据在LT目录下）”选项，这样程序才能在LT文件夹中生成模型数据。如果已经将

目录指向了LT目录，则在退出PMCAD时不要勾选该选项。

6） LT目录下包含了原有的模型和楼梯转换成斜梁的模型，用户可以对该模型进一步修改。