中南大学PKPM课程设计报告.doc

25pkpm软件设计 课程设计设计题目： 六层现浇框架住宅 学 院： 资源与安全工程学院 专业班级： 城市地下空间工程 姓 名： 学 号： 指导教师： 2012年11月12日目录一、课程设计的目的、2二、设计内容、2三、设计要求、2四、设计资料、3 4.1、工程概况、3 4.2、梁、板荷载、3 4.3、设计参数、3五、建模步骤、4六、建筑结构计算出图、66.1、生成荷载信息、6 6.2、satwe数据图、9 6.3梁、柱、基础配筋图、11七、建筑结构总信息、13八、实践体会、24一、课程设计的目的该课程设计是学完pkpm软件设计课程，掌握了pkpm软件的使用方法后进行的实践环节，该课程设计每人一题。目的在于使学生熟悉结构设计的全过程，学会利用目前国内土木行业中应用最广泛也最先进的pkpm结构设计软件进行工程结构设计，能就一个框架结构经过pkpm建模并计算后获得该结构的内力及配筋，并正确认读结构施工图纸。初步培养学生综合运用所学专业知识分析和解决实际工程问题的能力。1、学会识别建筑图，并根据建筑平面准确布置结构受力构件：墙、柱、梁。2、了解各类结构设计类软件的基础上，能获得学习结构设计类软件的学习方法，能自主学习其他结构类设计软件3、正确理解和应用我国现行有关设计规范和规程，掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图标准的规定，训练学生计算机绘图的基本技能。二、设计内容根据所给的建筑平面图用pkpm05建模计算结构内力及配筋。1、熟练应用pmcad菜单建立模型，布置梁板荷载。2、用satwe进行模型检查，设置计算参数，并进行内力和配筋计算。3、对计算结果进行分析校核，并根据计算结果对模型重新调整，直至结构计算附和规范要求。4、用jccad对结构进行基础计算。5、使用cad对pkpm的图形结果进行修改完善。三、设计要求设计完成后要求每人递交电子版模型文件和实践报告，要求内容充实、逻辑严密、图文清晰、排版整齐美观。报告内容必须包含以下内容，未列入其中的内容可根据需要自行加入使报告完整充实。1、建筑平面图2、结构平面布置图3、构件截面尺寸初选4、建模步骤5、附件：文本结果（wmass.out） 图形结果（wpj1.t、wpjc1.t（挠度）、wbemf1.t、wbemr1.t、lf1.t、chkpm.t）施工图（zpm1.t、pm1.t、pl1.t、jcpm.t） 四、设计资料4.1、工程概况所画建筑工程为住宅工程，结构体系为六层现浇框架结构，一层层高4.0m，二层层高3.2m，三六层层高均为3.0m，房屋总高19.2m。基础、基础梁、框架柱、框架梁、楼面板、屋面梁、屋面板、楼梯等现浇混凝土构件均采用c30混凝土。各层楼板厚均为100mm，楼板钢筋hpb235（a），强度设计值，fy210n/mm2；框架梁、柱主筋采用hrb400（c），强度设计值，fy360n/mm2，箍筋采用hpb235（a），强度设计值，fy210n/mm2。4.2、梁、板荷载外墙为240厚粘土空心砖砌筑，作用于梁间面荷载5.7kn/m2。内墙为240粘土空心砖砌筑，作用于梁间面荷载5.24kn/m2。（则梁间线荷载与层高有关：如二层梁间线荷载=5.7 kn/m2x3.2m=18.24 kn/m，又由于外墙开窗较多，荷载折减85%，即18.24 kn/m85%=15.5kn/m） 除开窗较多的外墙有荷载折减，其余均不折减。卫生间楼面恒载为6.5 kn/m2，其余房间楼面恒载为1.5 kn/m2（均需pkpm自动计算楼板自重），卫生间楼面活载为2.5 kn/m2，其余房间楼面恒载为2.0kn/m2，屋面恒载、活载分别为3.0 kn/m2、0.7 kn/m2。4.3、设计参数设计使用年限： 50年建筑场地类别： 类建筑安全等级： 二级抗震设防类别： 丙类抗震设防烈度： 6度地基基础设计等级： 丙级设计地震分组: 一组设计基本地震加速度： 0.05g砌体结构施工质量控制等级：b级设计地震特征值周期： 0.35s根据地质勘查的建议，该工程采用柱下独立基础形式，基础持力层为粉质粘土，承载力特征值分别为fak210kpa，压缩模量分别为es8 mpa，内摩擦角19，凝聚力c35 kpa，基础埋深-2.0m。五、建模步骤 从pmcad结构建模开始，内容包括： 1、各层平面的轴线网格，各层网格平面可以相同，也可以不同； 2、输入柱、主（次）梁、洞口、斜柱支撑等截面数据，并把这些构件 布置在平面网格和节点上； 3、各结构层主要设计参数。如楼板厚度、混凝土强度等级等； 4、输入作用在梁、墙、柱和节点上的恒、活荷载； 5、定义楼面荷载标准层和各层上的楼面恒、活均布面荷载； 6、修改设计参数； 7、根据结构标准层、荷载标准层和各层层高，楼层组装出整体模型； 8、对所建模型进行检查，发现错误并提示用户。 一、六层结构 二-五层结构 整楼模型六、建筑结构计算出图6.1，生成荷载信息内容包括：1、在各荷载标准层上修改调整各房间的恒、活均布面荷载数值。2、楼面荷载传导计算，生成各梁与墙及各梁之间的力。3、结构自重计算。4、恒活荷载向底层基础的传导计算最后，各类荷载的显示校核5、打印输出。6.2、satwe数据 我主要进入接pm生成satwe数据、结构内力配筋计算、分析结果图形和文本显示这三个界面。在satwe数据里面有很多的参数，它们都是按照规范来取值的，不同的取值就会出现不同的计算结果，所以这一步很重要。6.3梁、柱、基础配筋图 出梁、柱、基础配筋图，主要看配筋率是否满足要求。如果不满足，再进行人工调整。天正cad，对于后期修改图纸是缺不了的工具。pkpm出图的效果不理想，线条、比例、字体、标注都很混乱，所以后期必须得修正过来。天正软件充分整合了cad的功能更易于操作。七、建筑结构总信息/ | 公司名称: | | | 建筑结构的总信息 | satwe 中文版 | | 文件名: wmass.out | | | |工程名称 : 设计人 : | |工程代号 : 校核人 : 日期:2012/11/ 6 | / 总信息 . 结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (kn/m3): gc = 25.00 钢材容重 (kn/m3): gs = 78.00 水平力的夹角 (rad): arf = 0.00 地下室层数: mbase= 0 竖向荷载计算信息: 按模拟施工加荷计算方式 风荷载计算信息: 计算x,y两个方向的风荷载 地震力计算信息: 计算x,y两个方向的地震力 特殊荷载计算信息: 不计算 结构类别: 框架结构 裙房层数: mannex= 0 转换层所在层号： mchange= 0 墙元细分最大控制长度(m) dmax= 2.00 墙元侧向节点信息: 内部节点 是否对全楼强制采用刚性楼板假定 否 采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法 结构所在地区 全国 风荷载信息 . 修正后的基本风压 (kn/m2): wo = 0.35 地面粗糙程度: b 类 结构基本周期（秒）: t1 = 0.00 体形变化分段数: mpart= 1 各段最高层号: nsti = 6 各段体形系数: usi = 1.30 地震信息 . 振型组合方法(cqc耦联;srss非耦联) cqc 计算振型数: nmode= 12 地震烈度: naf = 6.00 场地类别: kd = 2 设计地震分组: 一组 特征周期 tg = 0.35 多遇地震影响系数最大值 rmax1 = 0.04 罕遇地震影响系数最大值 rmax2 = 0.00 框架的抗震等级: nf = 3 剪力墙的抗震等级: nw = 3 活荷质量折减系数: rmc = 0.50 周期折减系数: tc = 1.00 结构的阻尼比 (%): damp = 5.00 是否考虑偶然偏心: 否 是否考虑双向地震扭转效应: 否 斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0 活荷载信息 . 考虑活荷不利布置的层数 从第 1 到6层 柱、墙活荷载是否折减 折算 传到基础的活荷载是否折减 折算 -柱，墙，基础活荷载折减系数- 计算截面以上的层数-折减系数 1 1.00 2-3 0.85 4-5 0.70 6-8 0.65 9-20 0.60 20 0.55 调整信息 . 中梁刚度增大系数： bk = 1.00 梁端弯矩调幅系数： bt = 0.85 梁设计弯矩增大系数： bm = 1.00 连梁刚度折减系数： blz = 0.70 梁扭矩折减系数： tb = 0.40 全楼地震力放大系数： rsf = 1.00 0.2qo 调整起始层号： kq1 = 0 0.2qo 调整终止层号： kq2 = 0 顶塔楼内力放大起算层号： ntl = 0 顶塔楼内力放大： rtl = 1.00 九度结构及一级框架梁柱超配筋系数 cpcoef91 = 1.15 是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力iauto525 = 1 是否调整与框支柱相连的梁内力 iregu_kzzb = 0 剪力墙加强区起算层号 lev_jlqjq = 1 强制指定的薄弱层个数 nweak = 0 配筋信息 . 梁主筋强度 (n/mm2): ib = 210 柱主筋强度 (n/mm2): ic = 210 墙主筋强度 (n/mm2): iw = 210 梁箍筋强度 (n/mm2): jb = 210 柱箍筋强度 (n/mm2): jc = 210 墙分布筋强度 (n/mm2): jwh = 210 梁箍筋最大间距 (mm): sb = 100.00 柱箍筋最大间距 (mm): sc = 100.00 墙水平分布筋最大间距 (mm): swh = 200.00 墙竖向筋分布最小配筋率 (%): rwv = 0.30 单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: nsw = 0 单独指定的墙竖向分布筋配筋率(%): rwv1 = 0.60 设计信息 . 结构重要性系数: rwo = 1.00 柱计算长度计算原则: 有侧移 梁柱重叠部分简化: 不作为刚域 是否考虑 p-delt 效应： 否 柱配筋计算原则: 按单偏压计算 钢构件截面净毛面积比: rn = 0.85 梁保护层厚度 (mm): bcb = 30.00 柱保护层厚度 (mm): aca = 30.00 是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数: 否 荷载组合信息 . 恒载分项系数: cdead= 1.20 活载分项系数: clive= 1.40 风荷载分项系数: cwind= 1.40 水平地震力分项系数: cea_h= 1.30 竖向地震力分项系数: cea_v= 0.50 特殊荷载分项系数: cspy = 0.00 活荷载的组合系数: cd_l = 0.70 风荷载的组合系数: cd_w = 0.60 活荷载的重力荷载代表值系数: cea_l = 0.50 剪力墙底部加强区信息. 剪力墙底部加强区层数 iwf= 2 剪力墙底部加强区高度(m) z_strengthen= 7.20 * * 各层的质量、质心坐标信息 * * 层号 塔号 质心 x 质心 y 质心 z 恒载质量 活载质量 (m) (m) (t) (t) 6 1 25.535 17.908 19.200 495.2 8.3 5 1 25.536 18.067 16.200 502.7 24.1 4 1 25.536 18.067 13.200 502.7 24.1 3 1 25.536 18.067 10.200 502.7 24.1 2 1 25.536 18.065 7.200 505.1 24.1 1 1 25.535 17.904 4.000 471.4 23.6 活载产生的总质量 (t): 128.291 恒载产生的总质量 (t): 2979.899 结构的总质量 (t): 3108.190 恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载 结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量 活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果 (1t = 1000kg) * * 各层构件数量、构件材料和层高 * * 层号 塔号 梁数 柱数 墙数 层高 累计高度 (混凝土) (混凝土) (混凝土) (m) (m) 1 1 57(30) 19(30) 0(30) 4.000 4.000 2 1 77(30) 19(30) 0(30) 3.200 7.200 3 1 77(30) 19(30) 0(30) 3.000 10.200 4 1 77(30) 19(30) 0(30) 3.000 13.200 5 1 77(30) 19(30) 0(30) 3.000 16.200 6 1 57(30) 19(30) 0(30) 3.000 19.200 * * 风荷载信息 * * 层号 塔号 风荷载x 剪力x 倾覆弯矩x 风荷载y 剪力y 倾覆弯矩y 6 1 20.18 20.2 60.5 33.64 33.6 100.9 5 1 19.11 39.3 178.4 31.86 65.5 297.4 4 1 17.90 57.2 350.0 29.84 95.3 583.4 3 1 16.48 73.7 571.0 27.47 122.8 951.9 2 1 17.47 91.1 862.6 29.12 151.9 1438.0 1 1 21.84 113.0 1314.6 36.40 188.3 2191.4= 各楼层等效尺寸(单位:m,m*2)= 层号 塔号 面积 形心x 形心y 等效宽b 等效高h 最大宽bmax 最小宽bmin 1 1 236.10 25.54 18.01 20.16 11.87 20.16 11.87 2 1 236.10 25.54 18.01 20.16 11.87 20.16 11.87 3 1 236.10 25.54 18.01 20.16 11.87 20.16 11.87 4 1 236.10 25.54 18.01 20.16 11.87 20.16 11.87 5 1 236.10 25.54 18.01 20.16 11.87 20.16 11.87 6 1 236.10 25.54 18.01 20.16 11.87 20.16 11.87= 各楼层的单位面积质量分布(单位:kg/m*2)= 层号 塔号 单位面积质量 gi 质量比 max(gi/gi-1,gi/gi+1) 1 1 2096.82 1.00 2 1 2241.41 1.07 3 1 2231.35 1.00 4 1 2231.35 1.00 5 1 2231.35 1.05 6 1 2132.42 1.00 = 计算信息 = project file name : yy 计算日期 : 2012.11.12 开始时间 : 14:38:54 可用内存 : 976.00mb 第一步: 计算每层刚度中心、自由度等信息 开始时间 : 14:38:54 第二步: 组装刚度矩阵并分解 开始时间 : 14:38:55 calculate block information 刚度块总数: 1 自由度总数: 852 大约需要 2.5mb 硬盘空间 刚度组装：从 1 行到 852 行 第三步: 地震作用分析 开始时间 : 14:38:55 方法 1 (侧刚模型) 起始列 = 1 终止列 = 18 第四步: 计算位移 开始时间 : 14:38:55 形成地震荷载向量 形成风荷载向量 形成垂直荷载向量 calculate displacement ldlt 回代：从 1 列到 33 列 写出位移文件 第五步: 计算杆件内力 开始时间 : 14:38:56 活载随机加载计算 计算杆件内力 结束日期 : 2012.11.12 时间 : 14:38:58 总用时 : 0: 0: 4 = 各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息 floor no : 层号 tower no : 塔号 xstif，ystif : 刚心的 x，y 坐标值 alf : 层刚性主轴的方向 xmass，ymass : 质心的 x，y 坐标值 gmass : 总质量 eex，eey : x，y 方向的偏心率 ratx，raty : x，y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值 ratx1，raty1 : x，y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值 或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者 rjx，rjy，rjz: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度 = floor no. 1 tower no. 1 xstif= 25.5380(m) ystif= 17.7664(m) alf = 45.0000(degree) xmass= 25.5352(m) ymass= 17.9040(m) gmass= 518.6689(t) eex = 0.0004 eey = 0.0178 ratx = 1.0000 raty = 1.0000 ratx1= 1.3699 raty1= 1.7509 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 rjx = 2.4535e+05(kn/m) rjy = 1.7634e+05(kn/m) rjz = 0.0000e+00(kn/m) - floor no. 2 tower no. 1 xstif= 25.5380(m) ystif= 17.7664(m) alf = 45.0000(degree) xmass= 25.5361(m) ymass= 18.0655(m) gmass= 553.2966(t) eex = 0.0003 eey = 0.0388 ratx = 0.8666 raty = 0.7223 ratx1= 1.1526 raty1= 1.2763 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 rjx = 2.1261e+05(kn/m) rjy = 1.2737e+05(kn/m) rjz = 0.0000e+00(kn/m) - floor no. 3 tower no. 1 xstif= 25.5380(m) ystif= 17.7664(m) alf = 45.0000(degree) xmass= 25.5361(m) ymass= 18.0667(m) gmass= 550.9216(t) eex = 0.0003 eey = 0.0390 ratx = 1.0726 raty = 0.9883 ratx1= 1.2654 raty1= 1.3137 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 rjx = 2.2804e+05(kn/m) rjy = 1.2587e+05(kn/m) rjz = 0.0000e+00(kn/m) - floor no. 4 tower no. 1 xstif= 25.5380(m) ystif= 17.7664(m) alf = 45.0000(degree) xmass= 25.5361(m) ymass= 18.0667(m) gmass= 550.9216(t) eex = 0.0003 eey = 0.0390 ratx = 1.0128 raty = 0.9887 ratx1=