计算机辅助结构设计(PKPM)课件PPT课件.ppt

计算机辅助结构设计 PKPM 西南科技大学 1 课程简介 本课程介绍了中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部系列软件PMCAD PK TAT等的使用 通过对两个工程实例的结构设计 介绍了PMCAD系列软件的基本功能和主要技术条件 详细讲解了菜单命令及其操作步骤 初步建立起建筑结构模型 对建筑结构模型进行补充 修改 利用软件内力计算和配筋的结果 绘制结构平面施工图 砌体结构辅助设计 图形编辑 打印及转换 本课程还介绍了框排架结构计算与绘图软件 PK 和结构三维分析与设计软件 TAT 详细讲解了TAT前处理 数据准备 各参数的确定方法 内力分析和配筋计算 对计算结果的正确性判断 接PK绘制梁柱施工图 用平法绘制梁柱施工图等 2 课程简介 通过以上学习和操作 使学生们循序渐进地熟悉结构平面计算机辅助设计的过程 能够根据建筑方案 用PMCAD系列软件进行建筑结构辅助设计 完成结构设计计算 绘制出楼板 框架梁柱结构施工图 本课程教材选用 建筑结构CAD PKPM软件应用 中国建筑工业出版社04年版 王小红 罗建阳编著 注 本课件应配合西南科技大学网络学院相应的录像课程使用 录像课程中所用的两个工程实例资料见本课件第八章后面实例1及实例2 3 本课程参考文献 1 混凝土结构设计规范 GB50010 20022 砌体结构设计规范 GB50003 20013 建筑结构荷载规范 GB50009 20014 建筑抗震设计规范 GB50011 20015 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3 20026 混凝土结构设计 周克荣等编著7 建筑结构CAD PKPM软件应用 王小红等编著8 PMCAD用户手册及技术条件 中国建筑科学研究院9 PK用户手册及技术条件 中国建筑科学研究院10 TAT用户手册及技术条件 中国建筑科学研究院 4 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 钢结构设计规范 GB50017 2003 冷弯薄壁型钢结构技术规范 GBJ50018 2002 门式钢架轻型房屋钢结构技术规程 CECS102 2002 建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068 2001 建筑结构制图标准 GB T50105 2002 建筑结构设计术语和符号标准 GB T50083 1997 5 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 教学目标 了解PKPM系列软件包括的内容 熟悉PMCAD的基本功能及应用范围 了解本课程的工程实例建筑概貌 6 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 PMCAD软件采用人机交互方式 引导用户逐层地布置各层平面和各层楼面 再输入层高就建立起一套描述建筑物整体结构的数据 PMCAD具有较强的荷载统计和传导计算功能 除计算结构自重外 还自动完成从楼板到次梁 从次梁到主梁 从主梁到承重的柱墙 再从上部结构传到基础的全部计算 加上局部的外加荷载 PMCAD可方便地建立整栋建筑的荷载数据 由于建立了整栋建筑的数据结构 PMCAD成为PKPM系列结构设计软件的核心 它为各功能设计提供数据接口 7 第一节 PMCAD的基本功能一 人机交互建立全楼结构模型人机交互方式引导用户在屏幕上逐层布置柱 梁 墙 洞口 楼板等结构构件 快速搭起全楼的结构构架 输入过程伴有中文菜单及提示 并便于用户反复修改 二 自动导算荷载建立恒活荷载库1 对于用户给出的楼面恒活荷载 程序自动进行楼板到次梁 次梁到框架梁或承重墙的分析计算 所有次梁传到主梁的支座反力 各梁到梁 各梁到节点 各梁到柱传递的力均通过平面交叉梁系计算求得 2 计算次梁 主梁及承重墙的自重 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 8 3 引导用户人机交互地输入或修改各房间楼面荷载 次梁荷载 主梁荷载 墙间荷载 节点荷载及柱间荷载 并方便用户提供复制 拷贝 反复修改等功能 4 各类荷载均可以平面图形方式标注输出 也可以数据文件方式输入 可分类详细输出各类荷载 也可综合迭加输出各类荷载 三 为各种计算模型提供计算所需数据文件1 可指定任一个轴线形成PK平面杆系计算所需的框架计算数据文件 包括结构立面 恒载 活载 风载的数据 2 可指定任一层平面的任一由次梁或主梁组成的多组连梁 形成PK按连续梁计算所需的数据文件 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 9 3 为空间有限元壳元计算程序SATWE提供数据 SATWE用壳元模型精确计算剪力墙 程序对墙自动划分壳单元并写出SATWE数据文件 这部分功能放在SATWE中 4 为三维空间杆系薄壁柱程序TAT提供计算数据 程序把所有梁柱转成三维空间杆系 把剪力墙墙肢转成薄壁柱计算模型 这部分功能放在TAT模块中 四 为上部结构各绘图CAD模块提供结构构件的精确尺寸 如梁柱总图的截面 跨度 挑梁 次梁 轴线号 偏心等 剪力墙的平面与立面模板尺寸 楼梯间布置等等 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 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 10 六 现浇钢筋混凝土楼板结构计算与配筋设计计算单向 双向和异形 非矩形 楼板的板弯矩及配筋计算 可打印输出板弯矩图与配筋图 可人工干予修改板配筋级配库 可设置放大调正系数等若干配筋参数 程序根据计算结果自动选出合适的板筋级配并供设计人员审核修改 提供多种楼板钢筋画图方式和钢筋标注方式 如按房间画 通长画 连通画等等 随时干予洞口钢筋的长短级配 特别是程序拖动图面上已画好的钢筋十分方便 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 11 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 七 结构平面施工图辅助设计除楼板配筋画图外 平面图设计还包括 1 自动绘制梁 柱 墙和门窗洞口 柱可为十多种异形柱 2 标注轴线 包括弧轴线 3 标注尺寸 可对截面尺寸自动标注 也可对任意图素标注尺寸 4 标注字符 5 写中文说明 6 画予制楼板 12 7 对图面不同内容的图层管理 可对任意图层作开闭和删除操作 8 绘制各种线型图素 任意标注字符 9 图形的编辑 缩放 修改 如删除 拖动 复制等等 八 做砖混结构圈梁布置 画砖混圈梁大样及构造柱大样图圈梁及构造柱大样由软件自动生成并进行分类归并 可考虑现浇或预制板楼面及各种非正交的节点大样 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 13 九 砌体结构和底框上砖房结构的抗震计算及受压 高厚比 局部承压计算所有计算所需的数据均由结构整体模型中自动提取 省去砖混及底框计算人工准备数据的繁复工作 砖混结构中的钢筋硅阳台 雨篷 挑檐及挑梁和墙梁等构件的计算和辅助设计 可用钢筋砼基本构件设计软件GJ来完成 十 统计结构工程量 以表格形式输出 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 14 第二节 PMCAD的应用范围层数 120结构标准层 荷载标准层各 120正交网格 横向网格 纵向网格各 100斜交网格 网格线条数 5000网格节点总数 6000标准柱截面 300标准梁截面 160标准洞口 160每层柱根数 1800每层梁根数 不包括次梁 8000 每层墙数各 2500 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 15 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 每层房间数 3600每层次梁根数 800每个房间周围最多可以容纳的梁墙数 150每个节点周围不重叠的梁墙数 6每层房间次梁布置种类数 40每层房间预制板布置种类数 40每层房间楼板开洞种类数 40每个房间楼板开洞数 7每个房间次梁布置数 16 16 说明 1 结构平面的房间编号由软件根据墙或梁围成的平面闭合体自动编成房间 作为输入楼面上的次梁 预制板 洞口和导荷载 画图的一个基本单元 2 两节点最多只能安置一个洞口 安置多个洞口时 必须增设网格线与节点 3 墙的输入指结构承重墙或抗侧力墙 框架填充墙不能作为墙输入 而应作为外加荷载输入 4 次梁指在房间内布置且在PMCAD主菜单2次梁输入中布置的梁 但次梁的截面定义必须在PMCAD主菜单1主梁定义中进行 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 17 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 次梁也可以在PMCAD主菜单1主梁布置中进行 次梁作为主梁输入 当工程量大时 可能会造成梁的根数 节点数 房间数过多而超界 由于PMCAD主菜单2次梁输入中无法布置弧梁 对于弧形次梁只能作为主梁布置 5 平面布置应避免大房间内套用小房间 否则在荷载导算和统计材料时会重叠计算 可在大小房间之间用虚梁连接 将大房间进行分割 18 第一章PMCAD的基本功能与应用范围 第一章作业 1 PMCAD是关于什么的软件 2 PMCAD的基本功能是什么 3 怎样建立一个新的专用工作文件夹 3 怎样使用节点捕捉 4 怎样使用角度和距离捕捉 19 第二章建筑结构模型的建立 教学目标熟练掌握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 20 第二章建筑结构模型的建立 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 屏幕出现如下界面 21 第二章建筑结构模型的建立 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 22 第二章建筑结构模型的建立 一 建筑结构模型的初步建立过程 1 轴线输入 利用作图工具绘制建筑物整体平面定位轴线 或梁墙等长的线段 2 网点生成 程序自动将绘制的轴线分割为网格和节点 3 构件定义 定义建筑物全部柱 梁 包括次梁 墙 洞口 斜杆的截面尺寸 4 楼层定义 依照从下到上的次序进行各结构标准层平面布置 即将定义的构件布置在确定的位置 5 荷载定义 依照从下到上的次序定义荷载标准层 即各结构标准层楼面的恒载 活载 荷载相同并且相邻的标准层可定义为一个荷载标准层 23 第二章建筑结构模型的建立 6 信息输入 结构的竖向布置 即每个实际楼层确定属于哪个结构标准层 荷载标准层及每层层高 同时输入必要的绘图 抗震计算信息 7 保存文件 确保上述的工作不被丢失 通过建立建筑物的定位轴线 形成网格和节点 在网格和节点上布置构件形成各结构标准层的平面布局 考虑整栋建筑有几个结构标准层 构件布置相同 并且相邻楼层可定义为一个结构标准层 各结构标准层和层高 荷载标准层配合形成建筑物的竖向结构布局 完成建筑结构的整体描述 24 第二章建筑结构模型的建立 二 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 每个节点只能置一根柱 25 第二章建筑结构模型的建立 三 操作过程1 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 26 第二章建筑结构模型的建立 2 构件定义 楼层定义 柱 梁的截面尺寸及材料信息定义 柱 梁的构件布置 本层修改 本层信息 偏心对齐 构件查询与修改 层编辑 换标准层 27 第二章建筑结构模型的建立 3 工程实例中构件截面尺寸估算 根据结构平面布置图进行框架梁截面尺寸估算 柱截面尺寸估算 楼板厚度估算4 构件定义定义整栋建筑的柱 梁 包括次梁 墙 洞口 门窗的洞口 斜柱支撑的截面尺寸及材料 柱 梁 斜柱支撑杆件输入截面形状类型 尺寸 材料 混凝土或钢 墙定义厚度 墙高自动取层高 材料在主菜单二定义 洞口定义矩形洞口 输入宽 高的尺寸 28 第二章建筑结构模型的建立 5 楼层定义 柱布置 主梁布置 偏心对齐 本层信息 换标准层 29 第二章建筑结构模型的建立 6 荷载定义7 楼层组装8 设计参数9 保存文件10 退出程序11 工程实例的楼层形成 30 第二章建筑结构模型的建立 本章作业1 轴线输入时选用 平行直线 与 两点直线 有什么不同 绘制轴线还有哪些方法 2 形成网点 的作用是什么 何时程序自动执行 形成网点 命令 3 梁 柱布置的基本原则是什么 其布置的方法有哪几种 4 层间编辑 的作用是什么 5 杆件查询 的作用是什么 6 荷载定义 输入的恒载 活载数值将作用在什么地方 7 楼层组装 时确定结构首层层高应注意什么 31 第三章建筑结构模型的补充 修改 教学目标本章先执行主菜单2 结构楼面布置信息 经过人机交互方式输入各楼层平面的次梁 预制板 楼板开洞 改板厚 设层间梁 设悬挑板 楼板错层等信息 再执行主菜单3 楼面荷载传导计算 通过学习人机交互方式输入各楼层楼面 梁间 柱间 墙间 节点 次梁等补充荷载信息 熟练掌握在执行完主菜单2 之后 执行主菜单3 从而完成建筑荷载信息输入与检验 执行主菜单2 及3 必须在执行主菜单1 以后进行 32 第三章建筑结构模型的补充 修改 基本术语 房间 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 次梁 在房间内布置 且在执行主菜单2时输入的梁 若在执行主菜单1时输入的梁 程序将该梁当作主梁 对于圆弧梁 因主菜单2无法输入 可把它作为主梁输入 次梁不同与主梁 它不再划分房间 力的传递由次梁到主梁 主梁参与空间整体计算 次梁作二维连续梁计算 另外 楼板自动配筋时 板底钢筋会在主梁折断 层间梁 标高不在楼层上的梁 程序在计算时只把层间梁的荷载传给主体结构 未考虑该杆件的刚度存在 33 第三章建筑结构模型的补充 修改 一 执行结构楼面布置信息菜单2各层平面布置已经完成 这里的次梁 楼板信息输入和修改是在有房间的地方才能布置次梁 预制板 楼板开洞 改板厚等 而这些操作在自下而上的各标准层中逐层进行 1 执行PMCAD软件 移动光标到结构楼面布置信息菜单2 再点击 应用 程序在屏幕上出现四个选择 1 0本菜单不是第一次执行 位在主菜单1作过修改 2 1本菜单是第一次执行 3 执行完主菜单1并保留以前输入的次梁楼板等信息 4 读修改过的CLLBDK PM文件输入次梁洞口 34 第三章建筑结构模型的补充 修改 2 次梁及其它楼层信息输入1 点击楼板开洞 出现洞口布置 洞口复制 洞口删除 全房间洞等子菜单 洞口布置功能 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 注 洞口布置具体操作见工程实例2授课录像中屋面板布置处 全房间洞功能 在指定房间内开大小为房间的洞 35 第三章建筑结构模型的补充 修改 2 点击次梁布置 出现次梁布置 次梁复制 次梁删除等菜单 次梁布置功能 按房间输入次梁信息 次梁型号指在数据文件中填写的梁标准截面类别号 距离是该次梁距房间下边轴线 或左边 或上一根次梁轴线的距离 单位 米 36 第三章建筑结构模型的补充 修改 利用次梁布置功能 还可以进行二级次梁的输入 即次梁的一端或两端搭在次梁上的输入 若是竖次梁搭在横次梁上 则在提示输入次梁型号 距离时输入三个数据 负号 次梁类型 距离 竖次梁下端连接的横次梁顺序号 第一个数据次梁类型前一定要加个负号 第三个数据也可是0 表示二级次梁从房间下轴线梁 或墙 开始 伸至第一跟横次梁 对交叉梁或二级次梁 它们相交角度必须是90 37 第三章建筑结构模型的补充 修改 次梁复制功能 将次梁布置相同的房间直接复制过来 从而简化输入 次梁布置时输入的数据相同即为相同布置 与房间大小不一定有关系 方法是先用光标点取被复制的房间 再点取需布置的房间 可连续点取 次梁删除功能 删去房间已布置好的某一次梁 在某一房间上布置或拷贝了新的次梁布置时 其上旧的次梁数据自动删除 38 第三章建筑结构模型的补充 修改 房间编号功能 可在平面图上给每一个房间标上它的编码 这是一个标注切换菜单 即再点一下本菜单房间编号又会消失 次梁尺寸功能 可在平面图上给每一根次梁标上它的截面尺寸 这是一个标注切换菜单 即再点一下本菜单次梁截面尺寸又会消失 39 第三章建筑结构模型的补充 修改 3 输入楼板的其它信息1 预制楼板功能 对使用预制楼板的房间进行布置板布置方式分为自动布板和指定布板两种方式 2 修改板厚功能 修正指定房间的厚度 对于楼梯间 可以布置一个大洞口 导荷载时其洞口范围内的荷载将被扣除 二是也可以修改板厚为0 导荷载时该房间上的荷载 楼板上的恒载 活载 仍能近似的导致周围的梁和墙上 楼板厚为0时 该房间不会画出板钢筋 40 第三章建筑结构模型的补充 修改 3 设悬挑板功能 在平面外围的梁或墙上设置现浇悬臂板 悬挑板的输入按照屏幕下边的提示有三个步骤 当悬臂板的位置在平面外围的同一边 且悬挑长度相同时可归为一类悬挑板 4 设层间梁功能 在某标高不在楼层上 而在两层之间设连接柱或墙的梁段 例如某些楼梯间处的梁或某些特殊用途的层间梁 41 第三章建筑结构模型的补充 修改 5 楼板错层功能 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 6 梁错层功能 如在建模时输入的梁 主梁 不同于楼层其它梁的标高 可在此菜单为该梁设置错层值 该梁低于其它梁时错层值为正 目前这里输入的梁错层不在结构计算中反映 只是将错层值传到该梁绘图时画出梁错层的状态 42 第三章建筑结构模型的补充 修改 7 砖混圈梁功能 布置砖混结构的圈梁并输入相关参数 为PM主菜单六画砖混圈梁大样图提供数据 8 拷贝前层功能 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 预制板 洞口输入过程的大大简化 9 退出当某一标准层布置完毕后点取退出 提示选择下一个需作布置的标准层层号 当所有标准层布置完毕 程序保存所作的布置 退出主菜单2输入次梁楼板 43 第三章建筑结构模型的补充 修改 二 输入楼面荷载传导计算 主菜单3 1 执行主菜单3 楼面荷载传导计算菜单的目的从主菜单1的平面数据文件中已获得的荷载信息有 活荷载是否计算信息 及各荷载标准层中均布楼面恒荷载和均布楼面活荷载信息 本节的主要功能是对均布楼面荷载进行局部修正和输入非楼面传来的梁间荷载 柱间荷载 墙间荷载 节点荷载和次梁荷载 然后程序对楼面荷载作传导计算 计算框架梁自重 再对用户人机交互输入的梁间 柱间 墙间 节点 次梁等荷载归类整理 从而完成整栋建筑荷载数据库 44 第三章建筑结构模型的补充 修改 2 启动主菜单3输入荷载信息后 程序提示 本工程荷载是否第一次输入 Del 返回 并有如下三项选择 1 保留原荷载 2 第一次输入 3 由建筑传来 45 第三章建筑结构模型的补充 修改 3 荷载信息的输入1 楼面荷载 楼面荷载分恒载与活载可以根据各房间的情况进行修正均布恒载或布活荷载值 KN m2 层间拷贝将上一层的各房间楼面荷载拷贝到本层 只有上层与本层的房间形心重合的房间才能拷贝 导荷方式用本命令可以修改程序自动设定的楼面荷载传导方向 程序向房间周围构件传导楼面荷载的方式有三种 梯形三角形方式 对边传导方式 沿周边布置方式 46 第三章建筑结构模型的补充 修改 2 梁间荷载这里输入不能由程序自动导算的作用在梁上的恒载或活载 对于主 次梁的自重 程序会自动考虑 不应在梁荷输入时考虑 梁间恒载 梁间活载输入通过选择荷载的对话框和荷载类型的对话框进行梁荷输入 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 层间拷贝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 47 第三章建筑结构模型的补充 修改 3 柱间荷载这项是输入作用在平面X Y方向的柱间恒载或活载菜单 内容与梁间荷载相同 输入过程也类似 4 节点荷载此项供输入平面节点上的某些附加荷载 荷载作用点击平面上的节点 X向弯矩以顺时针向右为正 Y向弯矩向上为正 内容与操作过程与梁间荷载相类似 48 第三章建筑结构模型的补充 修改 5 次梁荷载此项供输入一级次梁及交叉次梁上的附加荷载 选择此项后 可用光标捕捉到所需次梁 按回车键 即可按提示输入一组次梁荷载 程序将自动把一级次梁荷载按两端简支往主梁上倒算 交叉次梁时做交梁内力分析 并将其支座反力导算到主梁上 49 第三章建筑结构模型的补充 修改 6 输入完毕此项选择为结束此标准层的荷载输入 程序自动倒算荷载 提示输入下一层标准层荷载或结束所有标准层的荷载输入 荷载导算 楼板自动按三种方式之一 或按指定方式 传至主梁 或传至次梁 次梁再传给主梁 对由楼面传给主梁的活荷载考了活荷载折减系数 挑板的荷载按均布荷载传给梁 但没有考虑扭矩 当某房间楼板厚度为0时 该房间楼板上的荷载仍传到房间四周的梁或墙 当房间内布置洞口时 洞口范围内的荷载在荷载传导时被扣除 50 第三章建筑结构模型的补充 修改 输入完各层外加荷载后 屏幕弹出 生成各层荷载传到基础的数据不生成传到基础的数据退回前面各层再输入荷载 51 第三章建筑结构模型的补充 修改 三 平面荷载显示校核 主菜单A 此项菜单可对主菜单3导算的结果进行效核 可效核的荷载有两类 一类是程序自动导算出的荷载 即楼面传导到承重梁 墙上的荷载和梁自重 另一类是用户在PM主菜单3中人机交互输入的荷载 52 第三章建筑结构模型的补充 修改 执行完主菜单3输入荷载信息后 选择主菜单A平面荷载显示校核 点 应用 1 楼面荷载 恒 活 2 梁墙荷载 3 次梁荷载 4 柱间荷载 5 节点荷载 53 第三章建筑结构模型的补充 修改 通过以上主菜单1 2 3及主菜单A的操作 建立起一套描述建筑物整体结构的数据 同时进行了荷载统计和传导 除计算结构自重外 还自动完成从楼板到次梁 从次梁到主梁 从主梁到承重的柱墙 再从上部结构传到基础的全部计算 加上局部的外加荷载 建立起整栋建筑的荷载数据 至此 建筑结构模型已经建立 54 第三章建筑结构模型的补充 修改 本章作业1 第一次完成主菜单1的输入 想进入主菜单2布置次梁和悬臂雨篷板应在屏幕出现的四个选择菜单的第几个菜单 2 某层平面的某处节点网格线尺寸为2500 4500 如要在该板的中心位置开一个800 800的孔 应该选择楼板开洞菜单下的哪个命令 要输入哪些数据 3 如果某层平面的楼板在主菜单1中输入厚度为100mm 现在该层平面的一个房间楼板需要120mm 请问有什么办法 4 某层平面的某处 楼板厚度输入为0与该处作楼板开洞 无楼板 在程序上有什么不同 55 第三章建筑结构模型的补充 修改 5 如果点击 次梁布置 需要布置纵横两个方向的次梁 当点取房间后会有哪些提示 在主菜单2中输入的次梁和在主菜单1中输入的梁在程序处理上有什么不同 6 主菜单3输入荷载信息的主要功能是什么 7 主菜单3输入荷载信息中可以补充输入哪些荷载 8 楼板 梁等结构构件自重程序是如何考虑的 9 完成主菜单3后发现要局部修改模型 再执行主菜单3时想保留原来荷载输入 该怎么办 56 第四章画结构平面施工图 本章教学目标 根据输入的结构模型 通过学习执行主菜单5画结构平面图 熟练掌握怎样画框架结构的结构平面图 掌握根据输入的荷载数据计算钢筋混凝土扳内力和配筋 57 第四章画结构平面施工图 1 主菜单5的基本功能 1 绘制结构平面布置图 每执行一次菜单5 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 2 楼板配筋并画出楼板配筋平面图 通过交互及自动等多种方式绘制钢筋混凝土楼板配筋图 58 第四章画结构平面施工图 2 基本概念 1 现浇扳的内力计算方法 矩形板 单向板当两端铰支时 M中 gL 8 当一端铰支另一端固定时 M中 gL 11 M支 gL 14 当两端固定时 M中 M支 gL 16 双向板 宽 长 3 按弹性理论计算弯矩 取单块板计算其跨中和支座弯矩 对于中区格 按四边固定 对于边区格和角区格 如是砖墙支座取简支 如是梁或混凝土墙支座则取固定端计算 59 第四章画结构平面施工图 非矩形板 凸形不规则板采用边界元法计算 凹形不规则板采用有限元法计算 可变荷载的不利布置程序采用了永久荷载满布 可变荷载间隔交叉 棋盘形 布置 以求得连续板跨中的较大弯矩 这是连续板跨中弯矩的实用算法 一般适用于等跨区格连续板 2 图层每个图形都有多个图层的划分 该图形按不同的内容画在不同的图层上 通过图层管理 可修改图层属性 打开 关闭 建立和删除图层 便于控制显示和输出图形 60 第四章画结构平面施工图 3 画图和计算的参数输入 前处理菜单 中有七个选项0 6 0 继续此选项的功能有两 其一是不修改PMCAD隐含的参数 直接进入楼板配筋计算和绘制结构平面图 其二是修改了上述参数后 再执行 0 继续 1 修改楼板配筋参数此选项的功能是改变楼板配筋参数 1 配筋计算参数 2 钢筋级配表 2 修改边界条件此选项的功能是打开该结构标准层 通过显示边界可查询原边界条件 也可修改原边界 61 第四章画结构平面施工图 3 不计算楼板配筋点此选项的目的是节省楼板配筋计算的时间 但不计算楼板配筋 就不能在以后的操作中画楼板配筋 4 画平面图参数修改此选项的功能是修改画平面图的参数 如 输入平面图图纸号和比例 选择是否要绘制钢筋表 板钢筋的编号等 5 切割局部平面此选项的功能是可选取某层平面图的一部分 以便用不同比例画出此局部平面图 62 第四章画结构平面施工图 6 续画前图此选项的功能是 其一 如果此前已画过本层平面图 打算在此平面上修改补充 则可用此选项来打开已经画过的本层平面图 并继续画图 补充和修改 其二 如果打算在另一层结构平面图 如PM1 T 上经过修改补充得到本层结构平面图 如PM2 T 则可先将另一层结构平面图名 如PM1 T 拷贝成本层结构平面图名 如PM2 T 再用此项来打开本层平面图既PM2 T 然后进行补充和修改 参数输入完后 单击 确定 返回 前处理菜单 选 0 继续 程序进入楼板计算 63 第四章画结构平面施工图 4 楼板内力和配筋计算 楼板计算结果图形 菜单0 进入绘图此选项的功能是进入绘制结构平面图的操作 将在5交互式绘制结构平面图中详细说明 1 现浇板弯矩图此选项的功能是在屏幕显示现浇楼板的跨中弯矩和梁的支座弯矩 2 现浇板计算配筋图此选项的功能是根据弯矩值 经过计算 显示现浇楼板的计算配筋值和梁的支座计算配筋值 64 第四章画结构平面施工图 3 次梁上板计算配筋图此选项的功能是单独显示次梁上板的计算配筋值 4 板跨中实配钢筋图此选项的功能是显示的根据工程实际需要 按用户已设定的参数将配筋值归并后 楼板跨中的实配钢筋 5 现浇板支座实配钢筋图此选项的功能是显示的是楼板支座的实配钢筋 也是根据 楼板配筋参数 对话框中输入和选定的参数来归并的配筋 6 现浇板裂缝宽度图此选项的功能是显示现浇楼板的计算值 65 第四章画结构平面施工图 7 现浇板剪力图此选项的功能是显示现浇楼板的剪力计算结果 8 退回PMCAD主菜单上述九项选项中除 0 进入绘图 是必选项外 1 7项为楼板内力和配筋的计算结果 可作为查询和计算书的资料 其中4及5项还可对配筋进行修改 66 第四章画结构平面施工图 5 交互式绘制结构平面图返回 楼板计算结果图形 菜单 单击 0 进入绘图 1 标注轴线2 标注尺寸3 画板钢筋 自动配筋 逐间布筋 人工布筋 通长配筋 任意配筋 洞口配筋 温度钢筋 改板钢筋4 标注字符 注柱字符 注梁字符 注墙字符 任意标字5 标注中文 写图名 中文说明6 存图退出 画钢筋表 改图纸号 重画此图 67 第五章砌体结构辅助设计 本章教学目标 根据输入的结构模型 通过学习在主菜单5所完成的同一层砖混结构平面上做圈梁布置 画圈梁节点大样图 构造柱节点大样图和圈梁布置简图 熟练掌握怎样画砖混结构大样的方法 掌握根据输入的参数进行砌体结构抗震验算 砌体结构的受压 高厚比和局部受压计算 并能根据计算结果进行分析 调整 68 第五章砌体结构辅助设计 主菜单6的基本功能 可自动设计主要节点构造控制大样构造的主要参数输入抗震基本参数 进行砌体结构抗震及其它计算 69 第五章砌体结构辅助设计 一 画砖混节点大样图1 主要节点构造圈梁两边可为予制板或现浇楼板 予制板可搭在圈梁上或顺圈梁铺放 圈梁两边的予制板和现浇板可以不等高 圈梁的断面可为矩形或L形 程序可判断是外墙圈梁或是内墙圈梁 外墙圈梁外可包一定厚度的墙 外墙圈梁处如设悬挑板 则圈梁大样处外悬一段悬挑板 除圈梁两边均搭接予制板的情况外 圈梁顶面一定与楼板板面平齐 70 第五章砌体结构辅助设计 可由用户控制圈梁的底面 一种是不管圈梁两边予制板是横放或竖放 圈梁梁底一定低于板底一定厚度 另一种是仅当圈梁上搭予制板且墙上与板等高的位置上放不下圈梁时梁梁底低于板底一定厚度 其余情况与板底平且不小于120mm 可设计圈梁下无墙的拉结圈梁 拉结圈梁可与板齐 也可放在板下 根据与其周围墙的连接位置自动设计构造柱大样 相交于节点的各墙可以正交 也可以斜交 71 第五章砌体结构辅助设计 2 控制大样构造的主要参数圈梁主筋与箍筋的直径 构造柱纵筋的直径是程序根据予制板等级及房屋总层数确定的 设置圈梁位置参数 全部板底 板底与板边均有全部板底时 表示不论板边是否有放置圈梁的位置 圈梁底面均设在板底面下一个圈梁最小高度的位置上 梁顶则根据板边位置设在板底或板顶 板底与板边均有时 根据板边是否有放置圈梁的位置来确定梁底面和顶面高度 当板边有位置时 圈梁设置在板边 梁顶与板顶齐 梁高取板厚 且不小于120mm 当板边无位置时圈梁则设在板下 72 第五章砌体结构辅助设计 无论何时 当板边只有半个圈梁位置时 圈梁一律作成L形状 梁外包砖墙厚 隐含为0 是指外墙圈梁是否外露 输0时外墙圈梁外露 否则外墙圈梁外包一层砖墙 一般可为120mm 予制板厚度是指本层大多数予制板的厚度 如各房间不同时可在修改予制板厚的菜单中修改 参数 现浇板与予制板的高差 可按大部分的布置情况填写 程序隐含值为0 73 第五章砌体结构辅助设计 3 砖混节点大样运行步骤 执行主菜单6 输入要画楼层号1 圈梁布置2 圈梁 构造柱节点大样修改3 圈梁 构造柱节点标注4 圈梁 构造柱节点大样布置 74 第五章砌体结构辅助设计 二 砌体结构抗震验算 1 砌体结构抗震验算的计算过程 按底部剪力法计算各层地震剪力 根据楼面结构刚度及墙体侧向刚度将地震剪力分配到每片墙体和每片墙体中的每个墙段 根据导算的楼面荷载及墙体自重计算墙体的平均压应力 按墙体截面的抗震受剪承载力计算公式验算各片墙体和墙段的抗震受剪承载力 75 第五章砌体结构辅助设计 2 砌体结构抗震验算的计算内容 验算每一大片墙体的抗震受剪承载力 计算对象包括门 窗 洞口在内的大片墙体 求出每一片墙体在抗震受剪时考虑压力影响的沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度 验算结果是墙体截面的抗力与其荷载效应的比值 即墙体截面的抗震受剪承载力 当比值小于1 说明该片墙体的抗力小于其荷载效应 墙体不满足抗震受剪承载力要求 验算各门 窗间墙段的抗震承载力 计算方法与大片墙体相同 当墙段的抗震受剪承载力不满足要求时 将计算出该墙段在层间竖向截面内所需的水平配筋的总截面面积 供参考使用 实际一般选择某一范围内配筋较大的墙段作为该范围墙体的水平配筋截面面积 76 第五章砌体结构辅助设计 3 基本参数输入 执行主菜单8砌体结构抗震及其它计算 输入如下若干参数 结构形式 砌体 1 2 底框一抗震墙 楼面刚度类别 1刚性 2刚柔性 3柔性 现浇或装配整体式楼盖选刚性 木楼盖或开洞率很大 平面刚度很差的楼盖选柔性 装配式钢筋混凝土楼盖选刚柔性 地下室结构嵌固高度 mm 一般情况取0 当房屋有地下室或半地下室时 输入地下室或半地下室底面至计算水平地震力的地平面的高度 该高度值应小于房屋3层高度 77 第五章砌体结构辅助设计 墙体材料的自重 kN m 混凝土剪力墙等效系数 1 6 地震烈度 6 0 05g 7 0 10g 7 0 15g 8 0 20g 8 0 30g 或9 0 3g 砌体材料 1 烧结砖2 蒸压砖3 砼砌块砖 施工质量控制等级 1 A级2 B级3 C级 构造柱参与共同工作当选择构造柱参与同工作工作 将按GB50003式 10 3 2 计算承载力 同时还根据构造柱数量来考虑承载力是否提高10 否则只考虑提高10 混凝土构造柱应在菜单1作为普通柱输入 各结构楼层的砂浆强度等级 砌块强度等级及砂浆类型 78 第五章砌体结构辅助设计 4 菜单操作 输入参数后 出现如下菜单 1 算下一层 2 受压计算 3 墙轴力图 4 墙剪力图 5 墙高厚比 6 局部承压 7 字符大小 8 计算书 9 构柱钢筋 10 退出计算 79 第五章砌体结构辅助设计 5 墙体抗震承载力计算结果 1 黄色数据是各大片墙体 包括门 窗 洞口 的抗震验算结果 数值是该片墙体抗力与荷载效应的比值 标注方向与该片墙的轴线垂直 当验算结果大于1时 表明满足抗震强度要求 当验算结果小于1时 表明该片墙体不满足抗震强度要求 数据用红色显示 2 蓝色数据是各门 窗间墙段的抗震验算结果 数值是该段墙体抗力与荷载效应的比值 标注方向与该墙段平行 当验算结果大于1时 表明满足抗震强度要求 当验算结果小于1时 表明该墙段不满足抗震强度要求 数据用红色显示 旁边括号给出该墙段的层间竖向截面中所需水平钢筋的总截面积 单位为m 用户可根据各墙段的钢筋面积进行适当归并后设计成配筋墙体来满足抗震要求 80 第五章砌体结构辅助设计 3 白色数字是混凝土剪力墙的剪力设计值 单位为kN 用户可根据该剪力值计算剪力墙的水平配筋 4 图形下面标出的内容是 Gi 第i层的重力荷载代表值 kN Fi 第i层的水平地震作用标准值 kN Vi 第i层的水平地震剪力 kN LD 地震烈度 GD 楼面刚度类别 M 本层砂浆强度等级 MU 本层砌块强度等级 81 第五章砌体结构辅助设计 6 构造柱钢筋的修改 在砌体结构抗震受剪验算和墙体受压承载力计算中 要用到混凝土构造柱的钢筋面积和钢筋强度 右侧菜单构柱钢筋为用户提供交互修改构造柱钢筋的功能 当墙体抗震受剪验算或墙体受压承载力计算不满足时 用户可以通过增加钢筋面积或提高钢筋强度来提高墙体承载力 82 第五章砌体结构辅助设计 三 砌体结构的受压 高厚比 局部受压计算1 墙体受压 1 墙体受压计算结果墙体受压承载力计算结果图的图名为ZC T 代表楼层号 图中数值为抗力与荷载之比 大于1表示满足 用兰色数字显示 小于1不满足 用红色数字显示 2 墙体轴力设计值计算结果墙体轴力设计值计算结果图的图名为ZN T 代表层号 轴力图中单位为千牛 米 kN m 在轴力设计值图中 黄色数据表示底层各轴各大片墙每延米的轴力设计值 标注方向与抗震验算结果相同 兰色数据表示各墙段每延米的轴力设计值 83 第五章砌体结构辅助设计 2 墙体高厚比验算墙体的高厚比 按下式计算 式中 墙体计算高度 墙体厚度 墙体容许高厚比按 砌体结构设计规范 GB50003 2002 表6 1 1确定 考虑非承重墙容许高厚比修正系数和门窗洞口容许高厚比修正系数墙体高厚比验算结果图的图名为ZG T 代表楼层号 图中数值 号前为计算的墙体高厚比值 号后为经过各项修正的容许高厚比值当时 表示满足高厚比要求 用蓝色数字显示 否则表示不满足高厚比要求 用红色数字显示 84 第五章砌体结构辅助设计 3 砌体局部受压计算砌体局部受压计算是指梁端部支承处的砌体局部受压 按以下4种情况进行计算 1 梁端无垫块 垫梁或圈梁 2 梁端设预制混凝土刚性垫块 3 梁端有与梁端现浇成整体的混凝土垫块 4 梁端有长度大于的垫梁 含圈梁 85 第五章砌体结构辅助设计 计算结果标注在平面图上 图形文件名为JBCY T 为楼层号 标注的数据中 号前的数字为抗力值 fA 后的数字为荷载效应值 当抗力大于等于荷载效应时满足局部受压承载力要求 用绿色表示 否则不满足局部受压承载力要求 用红色表示 点取右侧菜单 梁垫输入 用户可以用光标选择节点 补充输入该节点的梁垫类型及尺寸等信息 同时也可以查看和修改自动生成的计算参数 用户输入或修改了梁垫信息和计算参数后 根据新的数据重新计算 86 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 本章教学目标 本章执行PMCAD主菜单4形成PK文件 生成平面图上任意一榀框架的数据文件 提供给 钢筋混凝土排架及连续梁结构计算与施工图绘制软件 PK 熟练掌握利用计算机计算框架配筋结果 画出框架结构施工图 87 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 1 PMCAD主菜单4的基本功能生成平面图上任意一榀框架的数据文件和任意一层上单跨或连续次梁的数据文件 以供 钢筋混凝土排架及连续梁结构计算与施工图绘制软件 PK计算等数据文件 并且在文件后部还有绘图所需的若干绘图参数 88 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 2 PK主菜单 89 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 3 关于PMCAD主菜单中的 4形成PK文件 0 结束 1 框架生成 2 砖混框架 3 连梁生成 4 版本说明 90 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 1 生成PK框架数据文件点击 1 框架生成 输入要计算框架的轴线号输入风荷载信息键入输出框架的文件名称确认本榀框架各层信息生成1个PK数据文件 91 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 2 形成PK框架文件的说明1 生成的PK数据中 杆件的自重由PK程序计算 但楼板的自重应在PMCAD主菜单 输入荷载信息 时加在楼面荷载中 2 风荷载输入时 风力作用与建筑方向的夹角不应垂直框架方向 当采用程序自动计算迎风面宽度时 若宽度不准确 可人工干予修正各层迎风面宽度 来调整框架上的风力值 3 对于框架平面外的柱荷载产生的弯矩 框架节点平面外作用的弯矩 在计算平面框架时不予考虑 但对于平面外柱荷载的向下集中力 将其荷载值依其作用点与柱上下两端的距离成线性比例分配 为此在第七章将介绍结构三维分析与设计软件TAT 92 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 4 PK的基本概念1 结构数据文件 主要有总信息 几何信息 荷载信息及计算参数等 该文件可通过人机交互或数据文件方式输入 也可由PMCAD主菜单4形成PK文件 2 绘图数据文件 主要有图纸规格 轴线编号 绘图比例等涉及绘图的各种信息 3 规则框架 指梁 柱分别为水平直杆和垂直直杆 无错层 无缺梁缺柱 节点均为刚性节点的框架 4 非规则框架 指有斜梁斜柱 错层 缺梁缺柱 节点有铰接点的框架 5 网格 指框架立面网格线 对于柱取中心线 对于梁取梁的顶面线 93 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 5 PK钢筋混凝土排架及连续梁结构计算与施工图绘制软件 1 PK主菜单1 数据交互输入和数检 选 打开已有交互文件 选择上一节生成的框架数据文件 点击 打开 屏幕显示 平面杆系计算简图 检查和修改 根据提示确认后 界面回到 PK主菜单 94 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 2 PK主菜单2 框 排架结构计算 输入要进行结构计算框架的数据文件名 屏幕显示 PK内力计算结果图形输出 选择框 如下所示十三选项 0退出1显示计算结果文件2弯矩包络图3配筋包络图4轴力包络图5剪力包络图6恒载内力图7活载内力包络图8左风弯矩图9右风弯矩图A左地震弯矩图B右地震弯矩图D图案拼接 95 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 3 主菜单3 框架绘图 执行主菜单3框架绘图 程序将读取结构计算结果和绘图数据文件 按梁柱整榀绘图方式绘制梁柱施工图 执行过程如下 读入绘图数据文件选筋计算 簿弱层计算 裂缝宽度及挠度计算图面布置生成框架施工图 96 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 图形修改 1 柱配筋图上显示的是 对称配筋的柱单边的根数与直径 柱左边的数字为钢筋根数 柱右边的数字为钢筋直径 2 梁上配筋图上显示的是 梁支座上部配筋的根数与直径 梁上边的数字为钢筋根数 梁下边的数字为钢筋直径 其中左边的数字为连通钢筋的根数和直径 3 柱配筋图上显示的是 梁柱箍筋的种类与直径 对于梁柱箍筋的间距 加密区的长度和间距 可点击相应菜单 会显示它们的值 并可根据菜单和提示 进行修改 4 画图参数设置及修改 是通过两张选项卡 绘图参数 和 钢筋信息 可再次进行绘图参数的修改 97 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 5 绘制施工图 单击 0继续 根据右侧菜单区 形编辑面 重新画图 修改钢筋 移动标注 等 同时屏幕顶部菜单拦提供了类似于AUTOCAD绘图环境的下拉菜单 可对图进行修改 单击 退出 程序自动存盘 该图形与绘图数据文件同名 直接由程序生成的后缀为T的文件 至此完成了一榀框架的整体施工图绘制 退出本菜单后 返回PK主菜单图 开始下一榀框架的计算和绘图 98 第六章PK数据输入 结构计算及施工图设计 本章作业思考题 1 形成的PK文件中 梁荷载是否含自重部分 风荷载自动计算是如何考虑迎风面面积的 2 风荷载计算中考虑了哪些修正系数 3 框架平面外的柱荷载 节点荷载对框架是否有影响 4 形成的PK数据文件名称的规则 5 生成PK框架数据时对没有命名轴线号的框架如何点取 99 第七章多 高层建筑结构三维分析软件TAT的使用 教学目标 本章执行多 高层建筑结构三维分析软件TAT 8及TAT 掌握在接力PMCAD生成的数据文件 利用计算机计算通过前处理和数据检查 对多层框架进行结构空间分析 内力和配筋计算 画出结构施工图 100 第七章多 高层建筑结构三维分析软件TAT的使用 1 TAT的基本功能TAT是一个三维空间分析程序 它采用空间杆系计算柱梁等杆件 采用薄壁柱原理计算剪力墙 可用来计算高层和多层的框架 框架 剪力墙和剪力墙结构 适用于平面和立面体形复杂的结构形式 TAT完成结构在永久 可变 风 地震作用下的内力计算和地震作用计算 完成荷载效应组合 并对钢筋混凝土结构完成截面配筋计算 TAT 8是计算最高层数为8层的三维空间分析程序 为普及版 TAT为高级版 TAT计算所需的全部几何信息和荷载信息是从PMCAD建立的真实建筑模型中自动提取生成的 使用户的操作得到尽可能简化 101 第七章多 高层建筑结构三维分析软件TAT的使用 TAT主菜单如下图所示 102 第七章多 高层建筑结构三维分析软件TAT的使用 2 基本概念1 数据准备 TAT是PKPM系列CAD软件中的一个模块 与其它模块组成了一个集成化的软件系统 结构建模是在PM中完成的 PM建立的是结构的实际模型 但TAT进行空间分析计算时采用的力学模型有其特殊的假定和要求 如将剪力墙转为薄壁柱 为此 必须先执行PMCAD主菜单1 2 和3 将生成的 PM 和工程名 放在当前工作目录中 然后执行TAT主菜单的1项 从PMCAD已经建立的结构模型和荷载库中直接生成TAT的几何数据文件DATA TAT和荷载数据文件LOAD TAT是进行TAT计算的必要接口 103 第七章多 高层建筑结构三维分析软件TAT的使用 2 次梁处理 次梁在PM中可当主梁输入 也可当次梁输入 如果当主梁输入 转到TAT进行整