坡屋面建模问题探讨.docxVIP

标题：经常有学员提问坡屋面建模方式问题，以及坡屋面建模过程中遇到的常见问题，陈工现将PKPM软件官方解答摘抄如下：

结构设计中坡屋面斜板正确建模及处理

PKPM构力科技

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在一些别墅和拥有复杂屋面的工程中，经常会有一些坡屋面形式的结构。为了正确的得到梁柱构件的内力，需要在设计中正确的建立坡屋面的模型。

首先了解一下PKPM中楼板形成的规则，在PKPM软件建模中，软件对于楼板是根据梁自动围成房间的。由于三点一定共面，但四点未必共面，所以想要正确的形成坡屋面的楼板，设计中需要确保坡屋面的斜梁能够形成共面的房间。

如果四点不共面，将会导致楼板无法正常显示，这种楼板在后期计算中会丢失，但是荷载不会丢失。如果要让楼板不仅仅正常显示，同时也能在后期正常参与计算，需要在建模中按照100*100截面的虚梁输入，这样楼板会正确的参与后期的内力计算。对于共面的斜板，软件在计算中会默认按照弹性模进行刚度计算，斜板会进行网格剖分，同时刚性楼假定对其不起作用。

为了说明设计中正确建立坡屋面模型的重要性，下面举一个案例来说明不同坡度的坡屋面对计算结果的影响，共建立5个模型进行对比，按照不同的坡屋面计算，对比结果，五个模型的情况如下：

模型1不考虑板作用，坡度10度。

模型2几何属性与荷载同模型1，唯一不同的是布置100厚斜板，不考虑板重。

模型3相比模型2，斜板坡度变为20度，荷载情况一致。

模型4相比模型2，3，斜板坡度为60度，荷载情况一致。

模型5100厚的平板模型，荷载与前面的几个模型均一致，不考虑板重。

对不同的模型进行计算，得到的结果如下：

五个模型对比结束之后，发现考虑斜板与不考虑斜板对相连的梁的内力及配筋影响明显。不同的坡屋面坡度对结构中梁、柱的内力也影响较大，随着坡度的加大，相交的梁会构成强支座效应。按照坡屋面斜板与按照平板建模计算梁柱的内力及配筋结果差异较大。

最后，再说明一下，在设计中，对于坡屋面工程的设计需要注意以下几点：

1.结构设计中需要正确的进行建模，确保坡屋面的斜板能够正确的参与后期的计算分析。

2.坡屋面的斜板软件在计算时候默认为弹性模，仅仅考虑面内的刚度，强制刚性楼板假定对其不起作用，斜板刚度可以分解为水平和竖向刚度。

3.不同的坡屋面坡度，对相连的梁柱等计算结果影响明显，在设计中需要正确考虑不同的坡度。

4.通过配筋的对比可以看到，坡度较大时，按照平屋面建模计算的梁配筋计算结果是错误的。

5.斜板本身的设计可以对楼板定义弹性板6按照有限元计算进行设计。

坡屋顶建模是“做坡”还是“放平”？

PKPM构力科技

5月前??

住宅中坡屋顶的建模一直让很多工程师头疼

如何进行建模也意见不一

面对这个问题时

结构工程师大概可以分为三种类型：

第一种是强迫症型

强调模型和图纸完全对应，不管这个坡屋顶多么复杂，办法总比困难多：加虚梁，调节点，用尽一切方法只为完美复刻建筑方案，建成后有一种强烈的成就感。最后的模型看起来非常好看，但是能不能计算、计算的是否准确就不好说了；

第二种是佛系型

同样是不管这个坡屋顶多么复杂，也不管这个坡屋顶多么简单，不管坡度有多大，全部拍平了建模，建模简单，指标可控；

第三种是介于1和2之间

坡度小的直接拍平了建模，坡度大的按照斜坡屋面建模，但建模和图纸有差距，不一定1：1完全复刻。

在我们的日常答疑工作中，很多设计师也经常咨询程序中对于不同建模方式的坡屋顶的处理有什么区别。关于这些问题我们也整理了一些思考，接下来从五个方面来介绍一下。

01

坡屋顶到底要不要

真实地在PKPM中建出来？

笔者认为要分情况。

如果是非常简单的双坡屋面，建议直接建出坡屋面，建模也非常简单，调整上节点高即可。

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如果是相对复杂一些的，比如这种屋面：

屋脊线比较多，但是仔细观察最高处10.950m，最低处10.050m，坡度18%，对于这种情况笔者认为可以直接按照平层建模，因为坡度不是特别大，计算上来说比如梁轴力的大小可以忽略。就算是把坡屋面建出来，也只是抓主要矛盾，把大坡度建出来，局部位置，可以不进行建模，否则要加很多虚梁，建模麻烦并且楼板配筋也不一定符合实际。

如果是坡度非常大的，比如这种，那还是老老实实把屋顶建出来吧，此时再按照平屋面建模就真的无法合理解释了，但还是遵循抓主要矛盾的原则，建主要坡度，局部的坡度可以忽略。

02

斜梁是用调整节点的方式

还是调整梁顶标高的方式建模？

从建模的简便性来说，调整上节点高的方式最方便，并且很多情况下，柱顶标高不在层高处，只能通过调整节点高度解决，建议用调整上节点高方式建模，且建议用降节点的方式。

03

楼板悬浮在空中如何解决？

像下图这样楼板没有正常显示说明四点没有共面。