多層工業(yè)建筑計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)探析

緒論：寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的1篇多層工業(yè)建筑計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)探析范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在建筑行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，在設(shè)計(jì)規(guī)劃、進(jìn)度管理、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管等方面都發(fā)揮了重要作用。本文結(jié)合某多層工業(yè)建筑工程，以中國(guó)建筑科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的工程管理軟件PKPM為例，就該計(jì)算機(jī)輔助軟件在多層工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用方法展開(kāi)了分析。引言：PKPM系列軟件功能強(qiáng)大，目前除了能夠完成基本的建筑框架結(jié)構(gòu)、采暖、空調(diào)、電氣等基礎(chǔ)設(shè)計(jì)外，還能夠?qū)崿F(xiàn)工程量計(jì)算、安全計(jì)算以及工程計(jì)價(jià)等多種功能。在國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，PKPM的市場(chǎng)占有率達(dá)到了85%以上。此外，在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的同時(shí)，PKPM系列軟件也在進(jìn)行不斷的更新和完善，為我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展和幫助建筑企業(yè)盈利都發(fā)揮了重要作用。在這一背景下探究PKPM系列軟件在多層工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中具體應(yīng)用，對(duì)提高建筑整體質(zhì)量也有一定幫助。

1、PKPM軟件

1.1基本功能

現(xiàn)階段PKPM已經(jīng)逐漸發(fā)展成為面向建筑工程全生命周期的大型集合軟件系統(tǒng)，本文僅以建筑設(shè)計(jì)部分為例，就PKPM系列軟件的基本功能進(jìn)行簡(jiǎn)單概述。1)建模功能?；谟?jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的建筑模型，在建立是需要使用到大量的建筑參數(shù)。設(shè)計(jì)人員將這些參數(shù)轉(zhuǎn)化為電子數(shù)據(jù)，以DWG文件形式存儲(chǔ)到專門的文件夾中，方便在構(gòu)建建筑模型時(shí)直接調(diào)用（汪偉平，詹萬(wàn)金，李元萸等，CAD微機(jī)工作站繪制單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)施工圖：中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)，2017年）。借助PKPM軟件建立的建筑模型，還支持在線修改和調(diào)整，這樣也有利于減輕設(shè)計(jì)壓力；2)建筑節(jié)能計(jì)算。工業(yè)廠房建筑門窗較多，需要參照《節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》中的相關(guān)要求，進(jìn)行建筑窗墻比、體形系數(shù)等數(shù)據(jù)的計(jì)算，將這些參數(shù)輸入到PKPM軟件中，可以自動(dòng)得出設(shè)計(jì)參數(shù)，提高節(jié)能設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度；3)動(dòng)態(tài)能耗計(jì)算。PKPM提供了動(dòng)態(tài)能耗分析程序，對(duì)建筑物實(shí)現(xiàn)了不間斷的能耗分析。同時(shí)，將分析結(jié)果直接與《建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)提供必要的參考。

1.2應(yīng)用特點(diǎn)

近年來(lái)“綠色建筑”理念得到了建筑行業(yè)的廣泛響應(yīng)，PKPM軟件由于在節(jié)能、節(jié)材方面有突出優(yōu)勢(shì)，也得到了廣泛的應(yīng)用?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，PKPM系列軟件的優(yōu)點(diǎn)主要有：1)操作簡(jiǎn)便，門檻較低。以往進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員不僅要掌握設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，還要掌握熱學(xué)、力學(xué)等方面的內(nèi)容。而使用PKPM軟件，則能夠提供輔助幫助，設(shè)計(jì)人員只需要使用特定的功能，就可以完成建筑設(shè)計(jì)；2)自動(dòng)化和人性化。PKPM軟件提供了自動(dòng)檢索和糾錯(cuò)功能，能夠?qū)F(xiàn)行的建筑設(shè)計(jì)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)照，如果參數(shù)不符合要求，會(huì)進(jìn)行標(biāo)注，方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行重點(diǎn)檢查。3)智能化和連貫性。如果建筑設(shè)計(jì)中缺少某項(xiàng)參數(shù)，則PKPM系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇缺省參數(shù)。這樣后期獲取詳細(xì)參數(shù)后，再重新填入模型中，實(shí)現(xiàn)了建筑模型的自動(dòng)完善，減少了建筑模型二次修改的麻煩。

2、工程實(shí)例

某企業(yè)因?yàn)闃I(yè)務(wù)擴(kuò)展需要，新建一處多層工業(yè)建筑。建筑整體采用框架結(jié)構(gòu)，共計(jì)三層，其中一樓為生產(chǎn)車間，高度為3.2m；二樓為質(zhì)檢實(shí)驗(yàn)室和化驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室，三樓為辦公場(chǎng)所，二樓和三樓高度均為2.7m。整個(gè)建筑由于使用功能的不同，加上業(yè)務(wù)開(kāi)展需要，被劃分成多個(gè)區(qū)塊，平面布局復(fù)雜，柱截面尺寸存在較大的差異，給建筑設(shè)計(jì)增加了一定的難度。為了減輕設(shè)計(jì)壓力，同時(shí)也是加快工程進(jìn)度，設(shè)計(jì)部門使用PKPM系列軟件進(jìn)行該建筑的整體設(shè)計(jì)。具體的設(shè)計(jì)流程和技術(shù)要點(diǎn)如下。

3、多層工業(yè)建筑中計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1建筑模型的構(gòu)建

3.1.1平面網(wǎng)格

劃分平面網(wǎng)格是利用PKPM系列軟件進(jìn)行多層工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，網(wǎng)格劃分是否合理，對(duì)后期建筑模型的構(gòu)建與整體設(shè)計(jì)都會(huì)產(chǎn)生直接影響，需要引起設(shè)計(jì)人員的高度重視（劉歌青，石永久，王元清等，多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的輕型化設(shè)計(jì)與應(yīng)用：工業(yè)建筑，2014年2期40-43頁(yè)）。結(jié)合該建筑的設(shè)計(jì)要求可知，該建筑由于功能區(qū)間較多，不能簡(jiǎn)單的按照規(guī)則框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分。經(jīng)過(guò)分析后，認(rèn)為本工程可按層高劃分為5個(gè)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，即：基礎(chǔ)頂至標(biāo)高3.300處為第一結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，標(biāo)高3.300至標(biāo)高6.000處為第二結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，標(biāo)高6.000至標(biāo)高7.500處為第三結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，標(biāo)高7.500至標(biāo)高9.500處為第四結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，標(biāo)高9.500至標(biāo)高13.200處為第五結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層。這種劃分的優(yōu)勢(shì)在于盡可能的將各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了細(xì)化，對(duì)提高設(shè)計(jì)的精確性有很大幫助。完成基礎(chǔ)分層后，需要在每個(gè)平面層上分別建立軸線網(wǎng)格，并且在網(wǎng)格上標(biāo)注出建筑的梁、柱、墻等結(jié)構(gòu)，以及各個(gè)結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)。完成整個(gè)軸線網(wǎng)格的制作后，復(fù)制生成備份文件，后期有修改需要，直接在備份文件上進(jìn)行操作。

3.1.2樓層定義

將梁、柱等各構(gòu)件定義后就可以進(jìn)行樓層布置。第一結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層布置底層所有的柱，柱截面尺寸有兩種：400mm×600mm和400mm×400mm。布置時(shí)遵循“上偏為正、下偏為負(fù)，左偏為負(fù)、右偏為正”的原則。第二結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層可拷貝第一結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層的平面網(wǎng)格。主梁僅布置標(biāo)高6.000樓層的梁，柱布置除了拷貝底層柱外，本層需在梁上布置支撐技術(shù)層的柱：柱截面尺寸為250mm×250mm。第三結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層可拷貝第二結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)行修改。主梁僅布置標(biāo)高7.500樓層的梁。第四結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層主梁僅布置標(biāo)高9.500樓層的梁，柱布置取消第二結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層在梁上布置的支撐技術(shù)層的柱。第五結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層主梁僅布置標(biāo)高13.200樓層的梁。

3.1.3荷載定義

根據(jù)每個(gè)房間使用功能的不同，地面做法的不同，統(tǒng)計(jì)出占主要比例的樓面恒荷載和活荷載，進(jìn)行荷載定義。本工程的荷載標(biāo)準(zhǔn)層依照每層的使用功能不同，也劃分為五層，剛好與結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層相對(duì)應(yīng)。此外，結(jié)合多層工業(yè)建筑自身的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)荷載時(shí)也必須要考慮恒荷載、活荷載相互之間的影響，避免荷載過(guò)于集中，導(dǎo)致多層工業(yè)建筑局部應(yīng)力過(guò)大而出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

3.1.4信息輸入

完成上述幾部分設(shè)計(jì)任務(wù)后，將獨(dú)立的設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行拼接、組裝，最終完成整個(gè)多層工業(yè)建筑的三維模型。在樓層組裝時(shí)需要注意的問(wèn)題有：明確獨(dú)立設(shè)計(jì)模塊的組裝順序，通常來(lái)說(shuō)需要按照有低到高的原則，但是同一層面上的不同模塊，也需要遵循由中心向兩側(cè)的順序進(jìn)行組裝。完成多有獨(dú)立模塊組裝后，將與該建筑所有相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，例如材料信息、風(fēng)荷載信息等，全部輸入到PKPM軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)中。輸入完畢后進(jìn)行建筑模型的運(yùn)行分析，確定不存在問(wèn)題后打印圖紙。

3.2人工干預(yù)

3.2.1各樓層詳細(xì)布置

在多層工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，后期業(yè)主可能會(huì)提出一些新的要求，設(shè)計(jì)人員需要在現(xiàn)行建筑模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行人工修改和調(diào)整。首先在PKPM軟件中打開(kāi)建筑模型，獲取建筑各樓層詳細(xì)信息，包括墻面、底板厚度，梁柱布置等。然后通過(guò)人及操作界面完成修改。修改后要重新進(jìn)行一遍模擬運(yùn)算，計(jì)算完成且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成新的文件，并進(jìn)行備份、保存。

3.2.2檢驗(yàn)計(jì)算結(jié)果

設(shè)計(jì)人員要對(duì)已經(jīng)完成的建筑設(shè)計(jì)模型，進(jìn)行參數(shù)檢驗(yàn)。PKPM系列軟件提供了記憶功能，可以將以往建筑設(shè)計(jì)的實(shí)例作為檢驗(yàn)的參照對(duì)象，為模型參數(shù)檢驗(yàn)提供了方向。檢驗(yàn)時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象有：首先，建筑設(shè)計(jì)模型雖然保證了設(shè)計(jì)參數(shù)的精確性，但是與實(shí)際情況還是存在差距，在檢驗(yàn)是允許存在一定誤差，但是需要將誤差控制在必要的范圍之內(nèi)；其次，既要關(guān)注建筑設(shè)計(jì)圖紙的整體協(xié)調(diào)性，又要確保設(shè)計(jì)圖紙的各方面細(xì)節(jié)不違背現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能保證最終檢驗(yàn)結(jié)果的參照價(jià)值。

3.2.3驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性與標(biāo)準(zhǔn)性

在完成上述一系列的建筑模型設(shè)計(jì)與結(jié)果檢驗(yàn)后，設(shè)計(jì)人員還要進(jìn)行最后一項(xiàng)檢查。將工業(yè)建筑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及其參數(shù)輸入到PKPM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，運(yùn)行系統(tǒng)軟件自動(dòng)完成參數(shù)對(duì)比。設(shè)計(jì)人員可以人工設(shè)置誤差范圍，如果設(shè)計(jì)值與標(biāo)準(zhǔn)值的誤差超過(guò)了最大誤差范圍，則需要對(duì)個(gè)別參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直到最后建筑模型各項(xiàng)參數(shù)均符合標(biāo)準(zhǔn)，方可打印圖紙，為施工部門提供參考。

4、結(jié)語(yǔ)

多層工業(yè)建筑由于自身的結(jié)構(gòu)特性，決定了必須要重視前期設(shè)計(jì)，通過(guò)體現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與可行性，為后期建筑施工建設(shè)和使用提供必要的保障。在設(shè)計(jì)階段，使用PKPM系列軟件能夠大幅度的降低設(shè)計(jì)難度，并且能夠顯示建筑各個(gè)模塊的詳細(xì)參數(shù)。另外，基于PKPM軟件的建筑模型還支持在線修改、自動(dòng)檢驗(yàn)等功能，這些都為提高多層工業(yè)建筑模型設(shè)計(jì)起到了幫助，也為下一步建筑施工質(zhì)量的提升奠定了基礎(chǔ)。

作者:劉喆 單位:中影影院投資有限公司