建筑结构PKPM课件.ppt

建筑结构CAD PKPM软件的应用 冯 志 镔 联系方式: (T)663264 (E-mail) (Office ) B1-107,教学计划课时安排、教学要求,课时安排： PKPM：讲课，6 学时， 上机，6学时/人 第八周进行建筑结构CAD上机考试 教学要求： PKPM：完成一栋建筑物的结构输入与计算，并提交计算结果。,需要具备相关知识,建筑结构荷载 混凝土结构设计 建筑结构抗震设计,第一部分 PKPM系列软件简介,PKPM简介,PKPM CAD 系列软件使由中国建筑科学研究院开发的，是目前国内建筑工程界应用最广，用户最多的一套计算机辅助设计系统。它集成了结构设计，钢结构设计，特种结构设计，建筑设计，节能设计，设备设计，概预算统计等一体的大型建筑工程综合CAD系统。 PKPM结构程序模块经行结构设计时需要分3步，依次执行其中的前处理模块，分析计算模块，后处理模块。,主要内容,通过对一个工程实例的结构设计，主要介绍： 结构平面计算机辅助设计PMCAD 结构空间有限元分析设计SATWE 结构基础工程计算机辅助设计JCCAD,2010版PKPM结构建模计算,保利某高层公寓项目,2010版PKPM结构建模计算,联通某高层办公楼项目,2010版PKPM结构建模计算,机电院-组合-测试,2010版PKPM结构建模计算,浙江绿城-错层,2010版PKPM结构建模计算,肇庆某足球场项目,2010版PKPM结构建模计算,同济院-场馆,（1）结构平面计算机辅助设计软件PMCAD,功能：通过人机交互方式输入各层平面布置和外加荷载信息；为各种计算模型提供所需数据文件；计算现浇板的内力和配筋；结构平面施工图辅助设计；砖混结构及底框结构上部砖混结构的抗震分析验算；做砖混结构圈梁布置，画砖混圈梁大样及构造柱大样图；统计结构工程量，以表格形式输出等。,（2）钢筋混凝土框排架及连续梁辅助设计软件PK,功能：采用二维内力计算模型进行平面框架、排架结构的内力分析和配筋计算；根据规范及构造手册要求自动进行构造钢筋配置；绘制梁柱施工图，且有多种施工图绘制方式供选择。,（3）多高层建筑结构三维分析与设计软件TAT,功能：对多、高层钢筋混凝土结构以及钢-混凝土组合结构进行内力分析和配筋计算；进行结构弹性动力时程分析等。 TAT中，剪力墙采用开口薄壁杆件模型，并假定楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为零。这使得结构自由度大为减少，计算分析得到一定程度的简化，从而大大提高了计算效率。 TAT-8用于八层以下的多层结构。,（4）多高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE,功能：与TAT类似。 SATWE中，剪力墙采用由板壳单元来模拟，既有平面内刚度又有平面外刚度。楼板既可以按弹性考虑，也可以按刚性板考虑，是一种接近实际情况的模型。由于结构自由度数增多，计算工作量增加，效率降低。 当结构布置较规则时，采用TAT即能满足精度要求，效率较高。当结构复杂，存在较多布置不规则的复杂剪力墙，或楼板局部开大洞时，应选用SATWE。 SAT-8用于八层以下的多层结构。,（5）多高层建筑结构三维分析与设计软件TAT,功能：将梁、柱进行归并，并绘制梁柱施工图。,（6）基础工程辅助设计软件JCCAD,功能：进行 柱下独立基础，砖混结构墙下条形基础，桩基、筏板基础等各种基础的结构设计与施工图设计。,（7）楼梯辅助设计软件LTCAD,功能：采用交互方式布置楼梯或直接与三维建筑软件PMCAD接口读入数据，适用于多种楼梯的辅助设计，完成楼梯内力与配筋计算及施工图设计。,（8）剪力墙辅助设计软件JLQ,功能：设计墙平面尺寸、分布筋、边框柱、端柱、暗柱及墙梁配筋，并提供两种图纸表达方式供选择。,（9）预应力混凝土结构设计软件PREC,功能：计算预应力框架梁中预应力筋和非预应力筋；绘制施工图；预应力楼板有限元分析；采用等代框架法计算板柱结构；绘制预应力板施工图等。 PREC2用来计算二维预应力框架结构。,（10）结构基本构件辅助设计软件GJ,功能：各种普通钢筋混凝土独立构件（包括梁、板、柱、砌体结构中雨篷、阳台、挑梁、墙梁等）的配筋计算、裂缝宽度及挠度计算。,包括混凝土小型空心砌块辅助设计软件QIK，箱形基础辅助设计软件BOX，弹塑性动、静力分析软件EPDA/PUSH，特殊多高层有限元分析与设计软件PMSAP，基坑支护设计软件JKZH等。,（11）其他特种结构辅助设计软件,包括门式钢架、框架、桁架、支架、框排架结构的模型输入、受力计算、施工图辅助设计等。,（12）钢结构辅助设计软件,本课程工程实例概况,某三层综合楼，一、二层为办公，三层为住宅。一、二、三层平面图见下图。现浇楼、屋盖，室内外高差0.45m，基础梁标高-0.5m。抗震设防烈度为7度，类场地，设计地震分组为第一组。混凝土强度等级：梁、板、柱为C30，主筋采用HRB335钢筋，箍筋采用HPB235钢筋。框架填充墙采用300250110水泥空心砖。,底层平面图,二层平面图,三层平面图,第二部分 结构平面计算机辅助设计 PMCAD的操作,PMCAD操作的主要步骤： （1）人机交互建立全楼结构模型，并输入荷载信息 （2）完成各层楼板楼面的详细布置 （3）进行楼面荷载传导计算 （4）画结构平面图 （5）砖混结构，进行抗震及其他计算,第一次打开软件，PKPM的隐含工作目录为C:PKPMWORK。每做一个新工程时，应专门建立一个文件夹，通过“改变目录”按钮将新的文件夹设置为当前工作目录。所有的数据文件都将保存在当前工作目录中。,轴线输入：绘制建筑物整体的平面定位轴线。交互输入的基础环节。结构布置不同的层，需定义不同的轴线。 网格生成：轴线交割形成网格和节点。节点：所有轴线的端点、交点以及独立输入的节点。网格：处于连续轴线上两节点中间的部分） 构件定义：将各种构件（梁、柱、墙）的不同截面尺寸定义为不同的类型。 楼层定义：是依照从下至上的次序进行各个结构标准层平面布置。凡是结构布置相同的相邻楼层都应视为同一标准层，只需输入一次。由于定位轴线和网点业已形成，布置构件时只需简单地指出哪些节点放置哪些柱；哪条网格上放置哪个墙、梁或洞口。 荷载输入：输入梁、柱、墙以及节点荷载。 楼面恒活：依照从下至上的次序定义荷载标准层。凡是楼面均布恒载和活载都相同的相邻楼层都应视为同一荷载标准层，只需输入一次。 设计参数：输入结构总信息、材料信息、地震信息、风载信息、绘图参数等。 楼层组装：进行结构竖向布置。每一个实际楼层都要确定其属于哪一个结构标准层、属于哪一个荷载标准层，其层高为多少，从而完成楼层的竖向布置。 保存文件：是确保上述各项工作不被丢弃的必须的步骤。 按照主菜单顺序一步步进行。,PMCAD主菜单,常用快捷键,F4角度捕捉开关（捕捉到指定的角度方向） F5重新显示当前图形 F6显示全图 F7以图形区域为基点，放大一倍 F8以图形区域为基点，缩小一倍 Insert绘图时由键盘输入点的绝对坐标 Home 绘图时由键盘输入点的相对直角坐标 End 绘图时由键盘输入点的相对极坐标 其余快捷键参见教材,坐标输入方式 PMCAD提供多种坐标输入方式，如绝对，相对，直角或极坐标或柱坐标或球坐标。,绝对直角坐标输入：！X,Y,Z或！X,Y 。 相对直角坐标输入：X,Y,Z或X,Y 。 绝对极坐标输入：！RA。 相对极坐标输入： RA。(R为极距，A为角度),工程实例,三个结构标准层：第一标准层对应二层楼盖，第二标准层对应三层楼盖，第三标准层对应屋盖。底层层高为二层楼盖到基础顶距离。,一般在基础梁处建一个结构标准层，该层板厚为零。进行抗震验算时应将其设为地下室。 模型中只需反应结构构件，非结构构件（如填充墙）的影响间接考虑。,底层平面图,第一结构标准层（0.500标高处）,二层平面图,第二结构标准层（4.000标高处）,三层平面图,第三结构标准层（7.600标高处）,第四结构标准层（10.900标高处）,主菜单一 PM交互式数据输入,主要功能：建立建筑物的定位轴线，相互交织形成网格和节点，再在网格和节点上布置构件形成标准层的平面布局，各标准层配以不同的层高、荷载形成建筑物的竖向结构布置。,（1）轴线输入,节点：直接绘制独立节点。 两点直线：绘制线段。 平行直线：成批绘制平行等长线段。 折线：绘制折线段。 矩形：绘制矩形轴线。 辐射线：输入一组延长线交于一点的等长辐射型轴线。 圆弧/圆环：绘制弧形或环形轴线。 正交轴网：输入的轴线为正交轴线。 圆弧轴网：绘制弧轴线及径向轴线。 轴线命名：为指定轴线命名。 轴线显示：打开或关闭轴网的显示。,（2）网格生成,轴线显示：打开或关闭轴网的显示。 形成网点：将几何线条转变成楼层布置需用的白色节点和红色网格线。程序经常根据需要自动进行。 网点编辑：有六个子菜单。 轴线命名：为指定轴线命名。 网点查询：用光标指定目标，查询节点坐标或网格长度。 网点显示：网点数据显示开关，点击后可显示节点坐标或网格长度。可用Enter和Tab键放大和缩小字符。 节点距离和节点对齐：如果有些工程规模很大，“形成网点”菜单会产生一些误差而引起网点混乱，此时应执行本菜单。程序要求输入一个归并间距（节点距离），程序初始值设定为50mm，这样，凡是间距小于50mm的节点都视为同一个节点（节点对齐）。 上节点高：本层在层高处节点的高度，程序隐含为楼层的层高，改变上节点高，也就改变了该节点处的柱高、墙高和与之相连的梁的坡度。用该菜单可更方便地处理坡屋顶。 清理网点：自动去除无用（没有布置构件）的网点和网格。,平移网点：单个或成批平移网点，从而对轴线、网格进行调整（如修改跨度）。构件布置随着网格一起改变。 删除轴线：删除轴线名称。 删除节点和删除网格：形成网点图后对网格和节点进行删除。节点的删除将导致与之联系的网格也被删除。 恢复节点和恢复网格：删除节点和网格后，没有重新进行“网格生成”命令之前，还可以进行恢复。 全体恢复：恢复被删除的网格和节点。,（3）楼层定义：平面布置的核心程序,1. 构件布置 2. 本层信息 3. 本层修改 4. 截面显示 5. 绘墙线和绘梁线 6. 偏心对齐 换标准层 层编辑,构件布置,新建：定义各类构件（柱、梁（包括主梁和次梁）、墙、洞口、斜杆）的材料和截面尺寸。 修改：修改各构件材料和截面尺寸。修改截面尺寸时，如果该构件已经布置在标准层上，则这些构件同时被修改。 柱、梁、斜柱支撑杆件需输入截面形状类型、尺寸及材料。对于墙定义其厚度，墙高程序自动取层高。对于洞口限于矩形，需输入宽和高的尺寸。,1. 构件布置,1. 构件布置,删除：删除已定义的截面种类。如果该构件已布置在标准层上，则这些构件一起被删除。 布置：将构件布置在网格或节点上。 清理：将从未使用过的构件从定义表中删除。,1. 构件布置,柱布置在节点上，每节点上只能布置一根柱。梁、墙布置在网格上，两节点之间的一段网格上仅能布置一根梁或墙，梁墙长度即是两节点之间的距离。洞口也布置在网格上，可在一段网格上布置多个洞口。 当布置构件时，选取构件截面后，屏幕上弹出偏心信息对话框。如不修改其窗口中隐含数值，则可不操作该对话框而直接在网格节点上布置构件。如果需要输入偏心信息时，应点取对话框中项目输入，该值将作为今后布置的隐含值直到下次被修改。 柱相对于节点可以有偏心和转角，柱宽度方向与轴的夹角称为转角，沿柱宽方向的偏心称为沿轴偏心，向右偏为正，沿柱高方向的偏心称为偏轴偏心，以向上（柱高方向）为正。柱沿轴线布置时，柱的方向自动取轴线的方向。,构件布置四种方式： 光标直接布置方式 用光标直接在网点或网格处点取的方式（程序首先进入的方式）。若该处已有构件，将被当前值替换。可随时用F5键刷新屏幕，观察布置结果。 沿轴线布置方式 光标点取的轴线上的所有节点或网格将被插入该构件。 按窗口布置方式 用光标在图中截取一窗口，窗口内的所有网格或节点上插入该构件。 按围栏布置方式 用光标点取多个点围成一个任意形状的围栏，将围栏内所有节点与网格上插入构件。 按Tab键，可使程序在这四种方式间依次转换。,设梁或墙的偏心时，一般输入偏心的绝对值，布置梁墙时，光标偏向网格的哪一边，梁墙就也偏向哪一边。 布置洞口时，需要输入定位距离与底部标高（洞口底部距楼面的距离）。靠左和靠右分别为洞口紧贴左或右节点，居中为该洞口在该网格线上居中布置。除此之外，若键入大于0小于1的数（相对值），则为左端定位，若键入一个小于0大于-1的负数，则为右端定位。若键入数字加单位mm，则为中点定位（绝对值）。如键入1000mm，则窗口中点位于网格中点左侧1000mm，如键入-1000mm，窗口中点位于网格中点右侧1000mm。 布层间梁：设置标高不在楼层上，而在两层之间的连接柱或墙的特殊的梁段。例如某些楼梯间处的梁或某些特殊用途的层间梁。在做TAT分析时，只把层间梁的荷载传到结构上，并不考虑其刚度的影响。,按主梁输入和按次梁输入的次梁的区别,按主梁输入较为方便。 次梁按主梁输入时，梁的相交处会形成大量无柱联接节点，节点又把一跨梁分成一段段的小梁，因此梁根数和节点数会增加很多；次梁按次梁输入时，次梁端点不形成节点，不切分主梁，主梁根数和节点数大大减少。因此，当工程规模较大而节点、杆件或房间数量可能超出程序允许范围时，按次梁输入可有效地、大幅度减少节点、杆件的数量。 主梁分隔房间，次梁不分隔房间，修改板厚，楼板开洞等都以房间为单位，所以按主梁输入较方便。 当主梁输和当次梁输在程序处理上也有很多不同点，计算和绘图结果也会不同。按主梁中输入的次梁将由SATWE、TAT进行空间整体计算，由于主次梁的相互作用，主、次梁之间不仅传递竖向力，还传递弯矩和扭矩，因此能真实地反应结构的刚度，在大多数情况下计算比较准确；按次梁输入的次梁则不参与整体计算，在TAT或SATWE的“PM次梁内力与配筋计算”中按连续梁二维计算模式计算。计算时，次梁铰接于主梁支座，其端跨一定铰支，中间跨连续。其各支座均无竖向位移。,2. 本层信息,是每个结构标准层必须做的操作，是输入和确认以下结构信息： “板厚”可输入本层大部分房间的板厚值，不同板厚房间可在PMCAD主菜单二“结构楼面布置信息”进行修改。 最后一项“本标准层层高”仅是在形成透视视图时的参考值，各层层高的数据应在“信息输入”菜单中输入。,删除构件：删除已布置好的构件。删除的方式也有四种，即逐个用光标点取、沿轴线选取、窗口选取和任意开多边形选取。 构件替换：把平面上某一类型截面的构件用另一类截面替换。首先提示选择被替换的构件类型，确认后提示替换的构件类型。 构件查改：用光标指定目标，查询或修改构件的布置数据。（对已输入在平面上的内容可随时用光标指点，自动弹出TIP条显示构件截面尺寸，偏心、长短、窗口大小、位置等数据。对光标所停留处的构件按鼠标右键，可随时对该构件的布置编辑修改。）,3. 本层修改,4. 截面显示,显示通过开关控制。程序隐含对画在图上的构件截面开显示，对截面数据尺寸关显示。 显示内容有数据和截面两类。 显示的数据有构件的截面尺寸和偏心。 每层构件布置完后，可以打开截面显示，检查输入是否正确。,这里可以把墙或梁的布置连同它上面的轴线一起输入，省去先输轴线再布置墙或梁的两步操作，简化为一步操作。,5. 绘墙线和绘梁线,6. 偏心对齐,功能：根据布置的要求自动完成偏心计算与偏心布置。 共有12项对齐操作的菜单，如： 柱上下齐： 将指定柱与下层相应位置柱对齐。可选择边对齐或中对齐。 柱与柱齐：将指定柱与本层相应位置柱对齐。 梁与柱齐： 使梁与柱的某一边自动对齐。 布置梁、柱、墙时不必输入偏心，省去人工计算偏心的过程。,7. 换标准层,功能：切换标准层或添加新的标准层。 完成一个标准层平面布置后，需输入一个新的标准层。新标准层应在旧标准层基础上输入，以保证上下节点网格的对应，为此应将当前标准层的全部或一部分复制成新的标准层，在此基础上修改。 复制标准层时，可将一层全部复制，也可只复制平面的某一或某几部分。可按照直接、轴线、窗口、围栏4种方式选择复制的部分。复制标准层时，该层的轴线也被复制，可对轴线增删修改，再形成网点生成该层新的网格。,为避免楼层组装时出错，结构标准层应该按照从下到上的顺序进行定义。,8. 层编辑,删标准层：删除某个标准层。 插标准层：在当前标准层前面插入新的标准层。 层间编辑：将操作在多个或全部标准层上同时进行，省去来回切换到不同标准层再去执行同一菜单的麻烦。如需在第120标准层上的同一位置加一根梁，则可先在层间编辑菜单定义编辑120层，然后只需在一层布置梁，并根据提示选择其他标准层相同处理即可。这样不但操作大大简化，还可免除逐层操作造成的布置误差。类似操作还有画轴线，布置、删除构件，移动删除网点，修改偏心等。 层间复制：将当前标准层的构件复制到其他层。 单层拼装和工程拼装：将其他工程的单个标准层或所有标准层拼装到当前标准层或本工程相应的标准层。在结构层布置时可利用已经输好的楼层，把它们拼装在一起成为新的标准层，从而简化楼层布置的输入。 目的：协同设计多个设计人员同时设计不同的标准层或不同区域，最后拼装；充分利用以前的设计成果。,（4）荷载输入,可把前一荷载标准已输入的梁间荷载拷贝到本层上，在此基础上修改，从而简化输入。,梁间荷载,功能：输入不能由程序自动导算的作用在梁上的恒载或活载。 注意：对于主、次梁及柱的自重，程序会自动计算，不需再考虑。（可以选择是否计算楼板自重） 梁间恒载和梁间活载： 首先选择荷载类型，并设定荷载参数值，然后进行梁荷输入，或用复制拷贝的方法将已输完的梁上荷载拷贝到其它梁上。还可以对荷载进行删除、修改和查询。 布置荷载时，可以用Tab键转换方式。,外墙：水泥空心砖容重 10.3 kN/m3，墙厚250，考虑墙面外侧干挂花岗岩及内侧粉刷： 外墙面荷载：10.30.25+1.2+0.34=4.115kN/m2 外墙线荷载：4.115（层高-梁高） 第一结构标准层：4.115（4.5-0.65）=15.84kN/m 4.115（4.5-0.55）=16.25kN/m 4.115（4.5-0.45）=16.67kN/m 第二结构标准层：4.115（3.6-0.65）=12.14kN/m 4.115（3.6-0.55）=12.55kN/m 4.115（3.6-0.45）=12.96kN/m 第三结构标准层：4.115（3.3-0.65）=10.90kN/m 4.115（3.3-0.55）=11.32kN/m 4.115（3.3-0.45）=11.73kN/m 墙体荷载随梁高变化，外墙开窗适当减少。,工程实例梁间恒载,内墙：水泥空心砖容重 10.3 kN/m3，墙厚250，考虑墙面内外侧粉刷： 内墙面荷载：10.30.25+0.342=3.255kN/m2 内墙线荷载：3.255（层高-梁高） 第一结构标准层：3.255（4.5-0.60）=12.58kN/m 3.255 （4.5-0.55）=12.74kN/m 3.255 （4.5-0.50）=12.9kN/m 第一结构标准层：3.255（3.6-0.60）=9.77kN/m 3.255 （3.6-0.55）=9.93kN/m 3.255 （3.6-0.50）=10.09kN/m 第二结构标准层：3.255（3.3-0.60）=8.79kN/m 3.255 （3.3-0.55）=8.95kN/m 3.255 （3.3-0.50）=9.11kN/m 第三结构标准层梁上线荷载为女儿墙自重：线荷载5kN/m,柱间荷载,有柱X向恒载， Y向恒载， X向活载，Y向活载四种。 特殊情况下柱上的附加荷载，如柱上设牛腿承担的水平和竖向荷载等。 输入方法和梁上荷载类似。子菜单中有柱荷输入，恒载拷贝，清除荷载，荷载修改，查询荷载，数据开关等选项。,墙间荷载：主要输入墙上的特殊荷载，输入方法基本上与梁间荷载相同。 节点荷载：输入平面节点上的某些附加 荷载，包括竖向力，X、Y向的水平力，弯 矩及扭矩等。荷载作用点即为平面上的节 点。弯矩方向参照右手法则。 次梁荷载：输入次梁上的线荷载。,（5）楼面恒活,功能：定义各荷载标准层。 每荷载标准层需定义作用于楼面的均布恒、活面荷载标准值，假定每标准层上先选用统一的恒、活面荷载，如各房间不同时，可在PMCAD主菜单三“输入荷载信息”中修改调整。 凡荷载布置相同的楼层应视为一个荷载标准层。 荷载插入：在已有荷载标准层前插入一个荷载标准层。 荷载删除：删除一个荷载标准层。,一、楼面均布荷载标准值 恒载： （1）砼板厚 100 mm，自重标准值2.5 kN/m2 （2）面层厚度 40mm，自重标准值 1.00 kN/m2 （3）底粉或吊顶，自重标准值 0.5 kN/m2 合计 4.0 kN/m2 活载： 办公室、住宅、旅馆，2.0 kN/m2 走廊，2.5 kN/m2 卫生间，2.5 kN/m2 厨房，2.0kN/m2 健身房、多功能厅， 4.0kN/m2 楼梯（疏散），3.5 kN/m2 挑出阳台， 2.5kN/m2,工程实例楼面均布恒、活荷载情况,二、楼梯间 恒载：8.0 kN/m2 活载：3.5kN/m2 楼梯间的简化输入方法为将板厚取为0，忽略平台梁对框架的影响，但该部分楼面的均布荷载仍可传到框架上。楼板厚为0时，该房间不会画出板钢筋。（精确方法：布置一个全房间洞，并按照导荷方式正确输入荷载）,补充说明：楼梯间的计算方法问题 目前的设计方法：在结构设计中计算分析模型一般不输入楼梯构件，将其等效为荷载加到周边构件。原因有两个，一是工程师普遍认为楼梯构件对结构受力影响不大，通过构造措施就可以保证安全；二是结构设计软件没有提供楼梯参与整体分析的功能。 汶川大地震被损坏建筑的一个特点是楼梯构件的破坏，影响了逃生通道安全，造成人员伤亡。根据2008年版建筑抗震设计规范（GB50011-2001）3.6.6条，结构计算中应考虑楼梯构件的影响。本条规定主要考虑到楼梯的梯板具有斜撑的受力状态，局部加强了抗侧刚度，对楼梯间有关的墙柱梁计算结果有明显的影响。同时楼梯是关键的安全通道，本身宜考虑抗震计算，通过这两方面的抗震计算保证生命的安全撤离。,楼梯参与整体计算的必要性 （1）结构分析中应考虑楼梯构件的刚度贡献，仅通过构造措施无法保证楼梯及周边构件安全。 （2）框架结构中楼梯及其周边构件将承担较多的地震力，是结构设计应加强的部位，因此整体分析应考虑楼梯构件的刚度。 （梯梁在地震中破坏大多在跨中发生剪扭破坏；梯板起到了支撑的作用，分配较多的地震力；支撑梯板的梯柱（板凳柱）在地震作用下可能承受较大拉力，梯柱上端节点破坏，有些甚至拉断。） （3）楼梯刚度对框架结构影响较大，楼梯及周边构件承担更多地震力。 （4）楼梯布置在端部会导致楼层刚心偏心加大，对边柱和角柱不利。 （5）剪力墙结构中，梯板支撑在两片墙时，则楼梯刚度贡献不可忽视。特别对短肢剪力墙模型，楼梯应进入空间分析。,广厦软件在空间结构模型中输入楼梯,三、不上人屋面均布荷载标准值 恒载标准值： 做法 厚度（mm）容重(KN/m3) 重量kN/m2 高分子卷材 4 12 0.05 1：3水泥砂浆找平 20 20 0.40 憎水珍珠岩保温层 60 4 0.24 1：3水泥砂浆找平 20 20 0.40 1:6水泥焦渣找坡 50 15 0.75 钢筋混凝土楼板 120 25 3.0 板底20厚粉刷抹平 20 17 0.34 合计 5.18（取5.2） 活载标准值： 0.5kN/m2,（6）设计参数,（6）设计参数,（6）设计参数,（6）设计参数,（6）设计参数,（7）楼层组装,功能：完成建筑的竖向布局。把已经定义的结构标准层和荷载标准层布置在从下至上的各楼层上，并输入层高。,（8）保存文件，退出程序,保存文件：应经常执行，随时保存，确保安全。 退出程序后，自动对模型进行数据检查。程序发现不合理的数据自动打出相应的错误信息，然后用屏幕显示的图形反映数据。若没有明显错误，数检通过，则退回到PMCAD主菜单。 执行完主菜单一后，若输入工程名为WW，则主要产生下列文件： （1）WW图形设置和轴线图文件 （2）WW.JAN平面轴线文件 （3）WW.JWN总信息和当前层信息 （4） WW.JZB各标准层信息 （5） WW.PM标准格式的PM数据文件 （6） WW. B工程名文件的备份文件 （7） WW.BWNWW.JWN的备份文件 （8）WW.BZB WW.JZB的备份文件 若需要保留模型数据，只需将（1）（5）文件保留即可。,主菜单二 结构楼面布置信息,主要功能：用人机交互方式输入有关楼板结构的信息，如铺预制板，楼板开洞，改楼板厚，楼板错层等。必须在主菜单一操作完成以后进行。,本节共有十一个菜单。 这些操作在自下而上的各结构标准层中逐层进行。 大部分操作都是以房间为单元进行。程序把由墙或梁围成的每个平面闭合形体作为一个房间。房间的划分和编号由程序自动进行。有房间的地方才能布置次梁、预制板、开洞口等。,1. 楼板开洞,洞口布置：在指定房间内指定位置开洞。本菜单只能对矩形房间开洞。输入的尺寸以米为单位。 洞口复制：洞口布置相同的房间可以直接拷贝过来 。 全房间洞：在指定房间内开大小为房间的洞。,2. 修改板厚,修正指定房间的厚度。 局部房间板厚不同。 对于楼梯间，简化输入方法为将板厚取为0，忽略平台梁对框架的影响，但该部分楼面的均布荷载仍可传到框架上。楼板厚为0时，该房间不会画出板钢筋。（精确方法：布置一个全房间洞，并按照导荷方式正确输入荷载） 注意板厚为0与全房间洞的区别。板厚为0时，该房间楼板上荷载仍传到房间四周的梁或墙上。房间内布置洞口时，洞口范围内的荷载被扣除。,预制楼板：按房间输入预制楼板。 设悬挑板：在平面外围的梁或墙上设置现浇悬臂板。按提示输入挑板长度和挑板上的恒、活载。板厚自动取挑出房间的板厚。悬挑范围为点取的某梁或墙全长。 显层间梁：层间梁的显示开关。 材料等级：对个别构件材料的强度等级进行修改。 楼板错层：当个别房间的楼层标高不同于该层标高，即出现错层时，点此菜单输入个别房间与该楼层标高的差值。房间标高低于楼层标高时的错层值为正。 砖混圈梁：对砖混结构或底框结构输入圈梁布置。 拷贝前层：可将上一标准层已输入的次梁、预制板、洞口、悬挑板、砖混圈梁、各房间板厚等布置直接拷贝到本层，再对其局部修改，从而使其余各层的次梁楼板输入过程大大简化。 所有标准层均输入完毕后退出菜单。,3. 输入楼板的其他操作,主菜单三 楼面荷载传导计算,主要功能：对均布楼面荷载进行局部修正，输入次梁荷载。然后程序自动对楼面荷载进行传导计算，并计算梁柱自重，再对人机交互输入的梁间、柱间、墙间、节点及次梁荷载进行归类整理，从而完成整栋建筑荷载数据库。,启动主菜单3输入荷载信息后，屏幕显示,按Esc键，直接退回主菜单 1 第一次输入：第一次执行主菜单三或需删除原来输入荷载 0 保留原荷载：不是第一次执行此菜单，保留原来输入的外加荷载信息，然后对要修改的部分进行修改 2由建筑传来：程序从建筑软件APM中传导计算建筑构件生成的外加荷载 荷载输入在从下到上的标准层中进行,选择要输入荷载的标准层后，出现以下界面：,楼面荷载,楼面恒载和楼面活载： 功能：对个别房间的均布恒载和活载进行修改。本工程中包括：楼梯间恒载值改为8.0kN/m2,活载改为3.5kN/m2；走廊活载改为2.5 kN/m2，多功能厅活载值改为4.0 kN/m2。 层间拷贝： 功能：将上一层的各房间楼面荷载拷贝到本层，简化楼面荷载的输入。只有上层与本层的房间形心重合的房间才能拷贝。,导荷方式： 修改程序自动设定的楼面荷载传导方式。程序向房间周围杆件传导楼面荷载的方式有三种： 梯形三角形方式：对现浇混凝土楼板且为 矩形房间，程序采用这种方式。 对边传导方式：只将荷载向房间二对边传导。 在矩形房间上铺预制板时，程序按板 的布置方向自动取用这种荷载传导方式。 沿周边布置方式：将房间内的总荷载按房间 周长等分成均布荷载布置。对于非矩形房间 程序自动选用这种传导方式。 调屈服线：调整双向板的塑性铰线。,输入完毕：结束此标准层的输入，程序内部将自动导算荷载，并显示下一标准层。所有标准层输入完毕后，根据提示选择是否生成荷载传到基础的数据，以及是否考虑荷载折减，然后程序自动进行竖向荷载的导算。 在PMCAD主菜单一中对结构模型进行修改后，即使楼面布置信息和荷载信息不需改变，也必须将主菜单二、三过一遍，才能接TAT或SATWE进行计算。,主菜单四 画结构平面图,主要功能：完成现浇楼板的配筋计算，绘制各层结构平面图，并通过交互及自动等多种方式绘制钢筋混凝土楼板配筋图。 每执行一次本菜单，绘制一个楼层的结构平面图，每一层绘制在一张图纸上，图纸名称为PM*.T，其中*表示楼层号。,（1）配筋参数（）楼板配筋计算参数,（1）配筋参数（ ）钢筋级配表,（1）绘图参数,边界条件：查询或修改板的边界条件。 自动计算：按照静力计算手册中按弹性薄板小挠度理论给出的计算表格计算板的弯矩。 连板参数/连板计算：按照连续板计算板弯矩。 房间编号：显示各房间的编号。 计算面积：显示配筋结果，现浇板计算配筋图BAS*.T。 裂缝：现浇板裂缝宽度图CRACK*.T 。 挠度：现浇板挠度图DEFLET*.T 。 剪力：现浇板剪力图BQ*.T 。 （以上文件必须查看才能生成。可作为查询和计算书的资料） 计算书：生成楼板计算书。 改X/Y向正筋：修改板底钢筋。 改梁/墙/次梁上筋：修改支座钢筋。,（2）楼板计算,（3）绘制结构平面图,标注尺寸：标注柱、梁、墙、次梁、洞口尺寸以及楼面标高等。 标注字符：在柱、梁、墙等构件上标注任意字符。 标注轴线：在平面图上画出轴线及总尺寸线。有多种标注方式。“自动标注”仅对正交网格平面才能执行，把轴线按前面文件中的信息自动画出轴线与总尺寸线。 楼板钢筋：逐间布筋，人工布筋，任意配筋，通长配筋，洞口配筋，改板钢筋，房间归并等。 裂缝挠度：修改板筋后，重新验算裂缝挠度是否满足要求。,主菜单九 图形编辑、打印及转换,主要功能：提供了一个像AutoCAD的图形工作环境，可以用这里的绘图工具直接绘制一张新图，可以对CFG绘图系统生成的“.T”文件进行编辑，还可以将“.T”文件转换为“.DWG”文件。,第三部分 多高层建筑结构空间有限元分析软件-SATWE,SATWE参数,PKPM V2.1版本,SATWE参数 总信息,PKPM V2.1版本,水平力和整体坐标夹角（度）,此参数暂填0度。 通过结构计算之后，在WZQ.OUT文件中查看最大地震力方向角 若15度，则将数值回填到此参数框中 若15度，则不改变,WZQ.OUT,混凝土容重、钢材容重,混凝土按25kN/m3, 钢材可按78kN/m3。 一般民用建筑可填写为2627kN/m3。,裙房层数,只作为多塔楼结构的底部加强部位的判断因素,转换层所在层号,转换层所在层号：按实际所在楼层填写。,抗震规范3.4.3条规定：竖向不规则的建筑结构，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数； 新高规5.1.14条规定：楼层侧向刚度小于上层的70%或其上三层平均值的80%时，该楼层地震剪力应乘1.15增大系数； 新抗震规范3.4.3条规定，竖向不规则的建筑结构，竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25-1.5的增大系数。,只要有转换层，就必须人工输入“转换层所在层号”，以准确实现水平转换构件的地震内力放大。,嵌固端所在层号、地下室层数,地下室对风荷载计算的影响,嵌固端所在层号：地下室层数+1 地下室层数：按实际工程填写,墙元细分最大控制长度,一般取1 “内存不足”提示,仅用于位移比计算和判断振型数是否足够 构件设计则不应选择“强制刚性楼板”,对所有楼层强制采用刚性楼板假定,*因此需要进行两次计算,V1.2版 v1.3版,地下室强制采用刚性楼板假定,地下室的计算模型完全由用户控制,包含了地下室,墙梁跨中节点作为刚性板楼板从节点,(墙梁跨中节点问题) 程序默认勾选=旧版的算法 如不勾选，则认为墙梁跨中结点为弹性节点，其水平面内位移不受刚性板约束，即类似于框架梁的算法，此时墙梁剪力一般比勾选时小，但相应结构整体刚度变小、周期加长，侧移加大点,弹性板与梁变形协调,主要用于温度作用计算和斜板,平面简图对比,非协调模型,协调模型,弹性板与梁变形协调,勾选后，程序在进行弹性板划分时自动实现梁、板边界变形协调，计算结果符合实际受力 程序默认不勾选，以便于与旧版程序对比结果,计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘,勾选后，墙的无效翼缘部分内力计入框架部分，这使结构中框架、短肢墙、普通墙倾覆力矩结果更为合理 程序默认不勾选，以便于与旧版程序对比结果 墙的有效翼缘定义见砼规9.4.3条及抗规6.2.13条文说明。,恒活荷载计算信息,“不计算竖向力” 作用主要用于对水平荷载效应的观察和对比等,“一次性加载计算” 主要用于多层结构，并且最适合多层结构,“模拟施工方法2加载” 采用这种方法计算出的传给基础的力比较均匀合理，可以避免墙的轴力远远大于柱的轴力的不合理情况,“模拟施工方法1加载” 考虑分层加载、逐层找平因素影响的算法，采用整体刚度分层加载模型,“模拟施工方法3加载” 高层首选 用分层刚度取代整体刚度，更符合工程实际,（注意：对于有吊车的结构，必须用一次性加载，因为吊车对上部结构有影响，也就是对有上传荷载的结构要用一次性加载）,建议,一般对多、高层建筑首选模拟施工3 对钢结构或大型体育场馆类（指没有严格的标准楼层概念）结构应选一次性加载 当有吊车荷载时，不应选用模拟施工 3,不同的模拟施工方法，对柱、墙的轴压比计算影响也很大。建议采用PMCAD中“竖向导荷”的结果进行复核。 如果选择“模 3+VSS求解器”，可能会出现计算到“VSS回代求解”时程序死机，表明结构较为复杂，此时应选择模1进行计算。该情况多存在于多塔结构、斜屋面或开洞较多的结构中。,施工次序指定,采用模3计算时，为适应某些复杂结构，可以对楼层组装的各自然层分别指定施工次序号。 程序隐含指定每一个自然层是一次施工（简称为逐层施工），用户可通过施工次序定义指定连续若干层为一次施工（简称为多层施工）。 对一些传力复杂的结构（转换层结构、下层荷载由上层构件传递的结构形式、巨型结构等），应采用多层施工的施工次序。 广义层的结构模型，应考虑楼层的连接关系来指定施工次序。,计算水平风荷载和特殊风荷载,水平风荷载和特殊风荷载两者一般不同时选择，风荷载与特殊风荷载作为两个独立的工况，同时选择时相当于计算了两次风荷载。,地震作用计算信息,需要注意的是当选择不计算地震作用时，地震菜单的相应的抗震等级还是要填上，其余项会变灰,SATWE参数 二、风荷载信息,地面粗糙度类别,根据荷规8.2.1条进行选择，程序按用户输入的地面粗糙度类别确定风压高度变化系数。其中的 D类（密集高层市区）应慎用。,修正后的基本风压,指考虑地点和环境的影响（如沿海地区和强风地带等），在规范规定的基础上要把基本风压放大 1.1或 1.2倍。又如门规中规定，基本风压按荷载规范的规定值乘以1.05采用。,根据GB50009中取基本风压值（50年一遇）,结构基本周期,缺省值由经验公式确定 此数值通过结构计算之后，在WZQ.OUT文件中可得到精确值,回填到此参数中,承载力设计时风载效应放大系数,一般情况下，对于房屋高度大于 60m的高层建筑，承载力设计时风载计算可填入此项,用于舒适度验算的风压、阻尼比,高规第3.7.6条，对高度超过150m的高层砼结构应考虑。 程序根据新高钢规第6.5.1-4条，对风振舒适度进行验算，结果在WMASS.OUT中输出。 阻尼比对于砼结构取0.02，对混合结构可取0.010.02。验算风载取重现期为10年风压值，详荷规表E.5。,横风向风振、扭转风振计算,校核,提供校核选项，就是通过一系列的计算 计算出该结构是否满足规范中计算横扭风振的公式,体型分段数,程序限定体型系数最多可分三段取值。 若建筑物立面体型无变化时填 1。 体形分段数应只考虑上部结构， 程序会自动扣除地下室部分的风载。,SATWE参数 三、地震信息,设计地震分组；设防烈度；场地类别；混凝土框架、剪力墙、钢框架抗震等级；抗震构造措施的抗震等级。 按实际信息填写,地震信息,中震（或大震）设计,“弹性设计”和“不屈服设计”，依据见高规第3.11节 对于中（大）震弹性 地震影响系数最大值 max按中震（2.8 倍小震）或大震（4.56 倍小震）取值 取消组合内力调整（取消强柱弱梁、强剪弱弯调整） 不考虑风载 程序使用时，需要用户勾选此项，并按中震或大震输入max。,自定义地震影响系数曲线,自定义地震影响系数曲线,程序提供了默认的地震影响系数曲线，同时提供了自定义形式的曲线，该曲线是通过离散点的方式定义，计算时对于每个周期值都按照线性插值的方式确定影响系数，因此曲线的定义应保证其连续性。,斜交抗侧力构件方向附加地震数,有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15度 或者WZQ.OUT地震作用最大方向15（度）,需要添加时最大附加5个、角度用逗号或空格隔开,规范条文：新抗震规范5.1.1条规定，质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向地震作用下的扭转影响。 具体操作原则：楼层位移比或者层间位移比超过1.2，考虑双向地震。,考虑双向地震作用,考虑双向地震作用,程序处理方式：对X和Y地震作用的反应分别计为SX和SY，则双向地震扭转效应组合如下式： 框架柱的不同处理：框架柱在双向地震组合时，不组合轴向力，这样柱配筋偏大，提高了柱的安全度。,新高规3.3.3条规定 计算地震作用时，应考虑偶然偏心的影响 验算结构位移比时，总是要考虑偶然偏心,考虑偶然偏心,附加偏心距可取与地震作用方向垂直的建筑物边长的5%,A) X向地震，所有楼层的质心沿Y轴正向偏移5%，记作EXP B) X向地震，所有楼层的质心沿Y轴负向偏移5%，记作EXM C) Y向地震，所有楼层的质心沿X轴正向偏移5%，记作EYP D) Y向地震，所有楼层的质心沿X轴负向偏移5%，记作EYM 简言之，地震组合数将增加到原来的三倍,我们在程序中只考虑下列四种偏心方式：,注意,现在程序可以同时考虑偶然偏心和双向地震的作用 并且最后的结果两者取最不利结果,振型数不应小于15 对多塔结构的振型数不应小于塔楼数的9倍 且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%,计算振型个数,为了考虑框架结构和框架剪力墙结构的填充墙刚度对计算周期的影响 民用框架0.6-0.7 工业框架：0.7-0.8 框架：0.8-0.9 剪力墙：0.9-1.0,周期折减系数,结构的阻尼比（%）,用于地震作用计算的阻尼比 一般混凝土结构取0.05、钢结构取0.02、混合结构在二者之间取值。,按主振型确定地震效应符号,地震作用效应,其中 分别为j,k振型地震作用标准值的效应,梁的剪力图,原有方式各内力分量独立确定符号，可能的错误,按主振型确定符号时,用于12层以下框架薄弱层验算的max：,本参数即旧版程序的“罕遇地震影响系数最大值”，仅用于12层以下规则砼框架结构的薄弱层验算。 根据上海抗震设计规程中第5.1.4条，“上海地区的罕遇地震影响系数最大值取0.45”。,SATWE参数 四、活荷载,柱、墙设计时活折减,注意，在PMCAD的楼面荷载传导计算中也有“荷载折减”选项。 若两处都选折减，则荷载折减系数会累加，即在PMCAD中折减过的荷载将在SATWE中再次折减，使结构不安全。,全楼活荷载进行折减,传给基础的活荷载,注意：荷规中活载折减仅适用于民用建筑，对工业建筑则不应折减。,梁活荷载不利布置,梁活荷不利布置最高层号 为0时，表示不考虑活荷不利布置 为N时，表示从1到N层都考虑,一般情况下填0,考虑结构使用年限的活载调整系数,该参数取值见高规5.6.1条； 使用年限为50年时取1，100年时取1.1。在荷载效应组合时活载组合系数将乘上考虑使用年限的调整系数,SATWE参数 五、调整信息,梁端负弯矩调幅系数,一般取0.85 注意：此项调整只针对竖向荷载，对水平荷载不起作用,梁活荷载内力放大系数,通过调整梁的设计弯矩 提高其安全储备,注意： 1、对正负设计弯矩均增大 2、对于已经考虑活荷不利布置的楼层SATWE将使此项不起作用,梁扭矩折减系数,折减系数可在0.4-1.0范围内取值,注意: 若考虑楼板的弹性变形，梁的扭矩不应折减,托墙梁刚度放大系数,用户只需指定托墙梁刚度放大系数，托墙梁段的搜索由软件自动完成 建议一般取默认值100。目前对刚性杆上托墙还不能进行该项识别,实配钢筋超配系数,对于 9 度设防烈度的各类框架及一级抗震等级的框架结构， 框架梁和连梁端部剪力、框架柱端部弯距、剪力调整应按实配钢筋和材料强度标准值来计算。在出施工图前，程序也不知道实配钢筋具体是多少，因此 需要设计人员根据经验输入超配系数，程序根据该值自动调整配筋面积。,连梁刚度折减系数,为防止连梁开裂过大 该系数一般不宜小于0.55,一般工程取0.7,中梁刚度增大系数,砼规范5.2.4: 对现浇楼盖和装配整体式楼盖，宜考虑楼板作为翼缘对梁刚度和承载力的影响。,程序自动搜索中梁和边梁，两侧均与刚性楼板相连的中梁的刚度放大系数为BK，只有一侧与刚性楼板相连的中梁或边梁的刚度放大系数为1.0+（BK-1）/2，其它情况的梁刚度不放大。,砼矩形梁转T形,新版本在原有梁刚度放大系数的基础上增加选项,同时梁刚度放大系数和梁扭矩折减系数应取1,初始模型,转T形梁后平面简图,矩形梁配筋,T形梁配筋,全楼地震力放大系数,可通过此参数来放大地震力，提高结构的抗震安全度，其经验取值范围是1.0-1.5。,注意：此项调整对位移、剪重比、内力计算有影响而对周期计算没有影响。,按抗震规范第5.2.5条调整各楼层地震力,强弱轴方向 动位移比例,强轴弱轴,强轴对应 短周期方向 弱轴对应 长周期方向,动位移比例,根据第一周期在反应谱曲线的位置 加速度控制段 系数填：0 速度控制段 系数填：0-1 位移控制段 系数填：1,动位移比例填0，程序对全楼各层采用统一的地震剪力放大系数； 动位移比例填1，程序对全楼各层剪力系数采用相同的增量； 动位移在0-1之间，顶部的增加值取前2中情况的均值，中间各层的调整系数按线性分布,程序能够按照刚度比自动判断薄弱层,薄弱层调整,2011年版本，软件两本规范同时执行，并从严控制；,2012年版本，