工程结构计算软件PKPM讲义.ppt

工程结构计算软件 本课程主要内容 第一部分结构计算软件应用及发展PKPM软件基本功能及应用范围 第二部分结构平面计算机辅助设计PMCAD框排架计算机辅助设计PK结构三维分析与设计软件TAT SATWE楼梯计算机辅助设计LTCAD预应力结构计算机辅助设计PREC基础工程计算机辅助设计JCCAD 本课程主要内容 第三部分PKPM与其它软件综合应用及经验总结 课程考核 成绩评定方法完成一栋框架房屋的整体设计 具体包含以下五个方面 1 框架房屋模型建立 2 一标准层结构平面施工图 3 一榀框架梁柱施工图 要求采用三维计算分析设计 4 一楼梯设计施工图 5 一基础设计施工图 提交成果上述2 5项相关图纸 一份该框架房屋的设计说明书 包括设计依据 设计参数 结构尺寸等完成本设计的基本信息 电子文档 纸质文档 第一部分 一 国内外结构计算软件介绍 1 1国内外常用软件介绍 广厦建筑结构CAD天正CAD软件理正结构系列软件探索者结构工程CAD软件TSSDSap2000建筑结构分析与设计CSIETABSPKPM系列 1 1 1 广厦建筑结构CAD 广厦建筑结构CAD是一个面向民用建筑的多高层结构CAD 在容柏生院士的指导下由广东省建筑设计研究院和深圳市广厦软件有限公司联合开发 于1996年12月18日通过专家鉴定 完成从建模 计算和施工图自动生成及处理一体化设计 结构计算包括空间薄臂杆系计算SS和空间墙元杆系计算SSW 广厦建筑结构CAD是设计院开发的结构CAD的杰出代表 最新版本15 0 1 1 2 天正CAD软件 天正CAD软件是天正工程软件有限公司基于AutoCAD平台下开发的建筑专业计算机辅助设计软件 专业灵活的一般结构设计功能强大的钢结构设计方便快捷的常用工具全新图库新颖 齐全 便捷齐全 方便的结构规范TAsd可与TArch或其它建筑软件搭配使用 形成CAD成组作业 提高总体效益 1 1 3 理正结构系列软件 理正结构工程设计系列工具箱1 帮助设计人员快速设计 校核 解决大型软件不能解决的问题是理正工具箱系列软件的基本定位 软件的最大优势在于其独特的智能设计能力和给用户带来的方便实用性 2 包含15种计算工具箱 钢筋砼结构构件 井字梁 曲折梁 异形板 无梁楼盖 交叉梁 平面刚桁架 三维刚桁架 钢结构构件 独条基础 复合桩基承载力 独立桩承台 复合桩基水平荷载 预应力钢筋混凝土结构构件 砌体结构计算工具箱 几乎涵盖结构设计的全过程 地基基础设计软件 基础CAD 桩基CAD 桩基优化 人防结构设计软件 1 1 4 探索者结构工程CAD软件TSSD TSSD软件是北京探索者软件技术有限公司的主营软件之一 以AutoCAD为平台 以ObjectARX VisualC AutoLisp为开发工具 采用面向对象程序设计方法编写 充分考虑设计人员的绘图习惯独特的小构件计算方便的参数化绘图施工图绘制工具高效实用平法绘图符合最新图集强大的图库功能强大的文字处理功能齐备的结构绘图辅助工具齐全的接口类型 TBSA 天正建筑 PKPM 广厦 最新版本3 1 1 1 5 Sap2000 在SAP2000三维图形环境中提供了多种建模 分析和设计选项 且完全在一个集成的图形界面内实现 先进的分析技术提供了 逐步大变形分析 多重P Delta效应 特征向量和Ritz向量分析 索分析 单拉和单压分析 Buckling屈曲分析 爆炸分析 针对阻尼器 基础隔震和支承塑性的快速非线性分析 用能量方法进行侧移控制和分段施工分析等 桥梁设计者可以用SAP2000的桥梁模板建立桥梁模型 自动进行桥梁活荷载的分析和设计 进行桥梁基础隔震和桥梁施工顺序分析 进行大变形悬索桥分析和Pushover推倒分析 SAP2000是整合的结构分析和设计软件 具备精密 直观和通用的用户界面以及为工作在交通 工业 公众工程 体育和其它设施中的工程师所开发的分析引擎和设计工具 从其基于3D物体的图像建模环境 到在一强大用户界面中整合的众多分析和设计选择 1 1 6 建筑结构分析与设计CSIETABS 国际领先的建筑结构分析与设计软件 ETABS除一般高层结构计算功能外 还可计算钢结构 钩 顶 弹簧 结构阻尼运动 斜板 变截面梁或腋梁等特殊构件和结构非线性计算 Pushover Buckling 施工顺序加载等 甚至可以计算结构基础隔震问题 功能非常强大 一款大楼分析和设计软件 CSI ETABS已经演变为一次完全完整的大楼分析并且设计环境 当你在设计简单的2D结构或为一幢的高楼进行动态分析非线性防胶滚筒漂流控制CSI ETABS提供了解决方案 1 1 7 PKPM系统总体介绍 成立于1988年依托国家级研究院的技术优势建筑行业最大的软件开发实体应用普及率75 8000家设计院用户国内应用最广泛的集成CAD系统 PKPM系统 经香港特区政府审批通过与新加坡建屋发展局合作六年正在香港 新加坡 越南 马来西亚 韩国等地推广国外版本的开发提高了质量 锻炼了队伍 PKPM英国规范版本 PKPM是集成建筑 结构 设备 概预算 施工等专业的大型集成化CAD系统 建筑设计总平面图设计小区规划设计室内 外装修设计 建筑 钢筋混凝土多 高层建筑砖混结构和底框上砖房结构钢结构预应力混凝土结构基础 柱下独基 墙下条基 地基梁系 筏板基础 桩基 桩筏 箱形基础砼小型空心砌块 结构 给排水设计采暖设计通风空调设计建筑电气设计室外给排水室外供暖系统 设备 施工组织设计施工项目网络计划及管理建筑工程投招标书制作施工总平面图设计基坑支护设计脚手架设计模板工程设计冬季施工砼和砂浆配合比设计 施工 模型输入专业分析计算施工图辅助设计 系统的一般工作流程 A 模型的输入 一个好的人机交互模型应该有以下特点 采用Windows界面和风格图形对话框方式三维的图形平台便于反复修改 输入平面轴线 布置墙体门窗 一楼平面布置 二楼平面布置 三楼平面布置 全楼组装 平面杆系结构计算 框架 连续梁 三维杆系结构计算 薄壁柱模型 空间结构有限元分析计算 墙元模型 工业厂房排架 框排架砖混结构底层框架上砖房结构钢结构轻型钢结构钢桁架 支架预应力钢筋混凝土结构 B 专业分析计算体系 平面楼板结构板柱结构 厚板转换层结构框支剪力墙结构柱下独基 条型基础桩基筏板基础箱型基础基础的截面 配筋设计和沉降计算人防计算基础与上部结构共同工作计算混凝土小型空心砌块计算 砌块排块分析楼梯结构计算 普通楼梯 螺旋楼梯 悬挑楼梯 内力分析荷载效应 组合安全系数地震作用分析截面配筋设计稳定计算 极限状态设计 结构的变型 挠度计算钢筋混凝土裂缝计算适应设计规范不断修订的需要设计规范不断地补充修订 大多数建筑要经过抗震设计 其计算内容比常规设计要增加数倍的内容 国内自主开发的软件才能及时跟上不断修订的规范 正常使用阶段 平面杆系计算 钢筋混凝土梁的挠度计算和裂缝宽度计算 挠度计算 裂缝宽度计算 多层和高层三维分析TAT 薄壁柱模型 多层和高层空间有限元分析SATWE 墙元模型 厚板转换层 复杂楼板有限元分析 SlabCAD 层模型层刚度骨架曲线 平面杆系模型塑性铰图 空间模型楼层最大反应力 弹塑性动力时程分析 EPDA 砖混结构 底层框架上层砖房结构计算分析 结构抗震验算墙体抗剪计算墙体受压计算墙体高厚比计算局部受压计算 钢结构二维 三维分析计算和优化 预应力结构二维及三维计算 三维计算 二维计算 基础结构设计和计算 基础截面 内力 配筋计算桩基 桩筏厚板有限元计算基础沉降计算 电气软件设计计算 照度计算 自动从图中提取照度计算所需数据 负荷 线数 线径和管径计算 自动提取计算所需数据 建筑采暖 通风空调设计计算 多种系统形式 单管 双管 水平串联 高压蒸汽 从平面图自动提取计算数据 进行水力计算 自动进行全楼负荷计算 给排水设计计算 自动提取工程数据 进行给水 循环热水 排水和喷洒系统的水力计算 并将计算结果返回平面图 水泵计算 可根据流量和扬程自动选泵 并可生成泵房任意角度剖面图 PKPM工程设计实例 PKPM工程设计实例 PKPM工程设计实例 C 施工图辅助设计 接力专业计算的结果模拟人工设计结构构件的专业思路生成可用于指导施工的详细图纸文件整个施工图文件的生成是自动或半自动方式的 人工输入专业控制参数对计算结果归并整理按照专业规范的节点构造的详细设计仿照人工思维选出钢筋提供人工控制 审核和修改的手段由软件画出施工图提供人工标注 修改施工图的手段 施工图辅助的步骤一般是 从房屋模型中提取一榀框架 生成结构计算数据文件 完成结构分析计算 画施工图前交互输入绘图控制参数 人工干预设计 布置图面 施工图生成 钢筋混凝土梁柱施工图 广东地区的梁柱表施工图 梁柱钢筋的平面表示法 钢筋混凝土异型截面柱施工图 结构平面 楼板配筋图 框架柱 框架梁 节点大样 平面布置 钢桁架支架 门式刚架 钢结构施工图 柱下独立基础 条形基础 地基梁基础和筏板基础 剪力墙施工图 砖混结构施工图 平面布置图圈梁构造柱节点大样图挑檐 墙梁节点大样图 楼梯施工图 普通楼梯 螺旋楼梯 悬挑楼梯 预应力钢筋混凝土梁施工图 建筑平立剖面施工图 建筑详图和小区规划鸟瞰图 1 采暖平面施工图和系统图 给排水 采暖 通风空调施工图 建筑电气施工图 二 进入PKPM软件系统开始学习 一 人机交互建立全楼结构模型二 自动导算荷载建立恒活荷载库三 为各种计算模型提供计算所需数据文件四 为上部结构各绘图CAD模块提供结构构件的精确尺寸五 为基础设计CAD模块提供底层结构布置与轴线网格布置 还提供上部结构传下的恒活荷载 2 1PMCAD是PKPM中的一个结构平面计算机辅助设计软件 PMCAD的基本功能 六 现浇钢筋混凝土楼板结构计算与配筋设计七 结构平面施工图辅助设计八 做砖混结构圈梁布置 画砖混圈梁大样及构造柱大样图九 砖混和底框上砖房结构的抗震计算及受压 高厚比 局部承压计算十 统计结构工程量 以表格形式输出 2 2完成PMCAD的结构建模的主要步骤 人机交互建立全楼结构模型 完成各层楼板楼面的详细布置 生成荷载信息作为某一个工程的设计和计算 应该先选择一个盘符建立该项工程的专用工作文件夹 然后启动PKPM程序 对于一个新工程 执行PMCAD软件 必须依次完成结构平面计算机辅助设计主菜单主菜单1 3项的各类数据输入 为了有助快速查询和设置 PMCAD提供了许多操作命令的键盘技术 教材列出了部分常用的功能键 当然也可以直接在菜单区用鼠标点取相应的功能 2 3设计资料 某五层现浇框架教学楼 建筑平 立 剖面图见图 1 2 1 3 1 4 1 5 现浇楼 屋盖 室内外高差0 45m 基础顶面距室外地面0 5m 屋顶设50KN水箱 总重100KN 抗震设防裂度为7度 类场地土 近震 混凝土强度等级 梁 板 柱为C30 主筋HRB335变形钢筋 箍筋HPB235钢筋 框架填充墙采用300 250 110水泥空心砖 1 20厚板底混合砂浆打底2 100厚钢筋混凝土现浇屋面3 隔汽层 刷冷底子油一道 热沥青玛啼脂二道 重量忽略不计4 预制膨胀珍珠岩块 最薄处50厚 最厚处220厚 平均厚度5 40厚1 2 5水泥砂浆找平6 二毡三油防水层 总计 屋面恒载 楼面恒载 1 20厚底混合砂浆打底2 100厚钢筋混凝土现浇楼面3 30厚C20细石混凝土面层总计 墙面恒载 20厚底混合砂浆双面粉刷 水泥空心砖总计钢窗恒载 木门恒载 教室 办公室 厕所活载 走廊 楼梯活载 屋面 不上人 活载 屋面雪载 基本风压 熟练掌握PMCAD交互式数据输入界面的作图和输入各层平面数据 建立结构整体模型 基本术语 轴线 即建筑平面图上的轴线 它是确定建筑的墙 柱 梁位置的线段 也叫定位轴线 网格线 平面图中通过墙 柱 梁的轴线 网格 网格线交织后被交点分割成的线段 节点 网格线的交点 线段的端点 圆弧的圆心点 墙 钢筋混凝土剪力墙或承重砖墙 框架填充墙和非承重墙不在此列 墙布置在网格上 两节点之间仅能布置一片墙 墙长度即是两节点之间的距离 主梁 布置在网格上的梁 两节点之间仅能布置一根梁 梁长度即是两节点之间的距离 柱 结构设计所定义构件 柱布置在节点上 每个节点只能布置一根柱 轴线输入 网点生成 绘制轴线的基本方法 键盘和鼠标输入坐标点 网点生成 绘制教学楼平面的轴线网格 给轴线命名 点击轴线输入菜单 输入布置柱 梁 墙的轴线 轴线可用直线 圆弧 节点等组成 屏幕上画出的线是红色的 按F3 F4 用网格和角度控制线条的角度和长度 绝对坐标 Ins 相对坐标 Home 相对极坐标 End 鼠标各键功能 LEFT Enter Middle