PKPM教程菜鸟到高手

第三章PKPM软件的应用 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软件PMCAD框排架结构计算与绘图软件PK结构三维分析与设计软件TAT SATWE 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 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以及结构平面施工图的辅助设计 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 梁柱施工图设计 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APM或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300 250 110水泥空心砖 底层平面图 二层平面图 三层平面图 第二部分结构平面辅助设计软件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 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 也可以在基础梁处建一个结构标准层 该层板厚为零 注意应将其设为地下室 不计算风力 不产生振动和水平侧移 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 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 选择对象和布置构件的四种方式 光标直接选择方式用光标直接点取的方式 程序首先进入的方式 沿轴线选择方式光标点取的轴线上的所有对象被选中 按窗口选择方式用光标在图中截取一窗口 窗口内的所有对象被选中 按围栏选择方式用光标点取多个点围成一个任意形状的围栏 将围栏内所有对象被选中 按 Tab 键 可使程序在这四种方式间依次转换 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 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 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 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 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 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1 20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1 20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 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 在结构层布置时 可以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 可利用已经输好的楼层 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 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 3kN 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 3 0 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 60 16 05kN m4 115 4 5 0 50 16 6kN m4 115 4 5 0 40 16 87kN m第二结构标准层 4 115 3 6 0 60 12 35kN m4 115 3 6 0 50 12 75kN m4 115 3 6 0 40 13 17kN m第三结构标准层 4 115 3 3 0 60 11 11kN m4 115 3 3 0 50 11 52kN m4 115 3 3 0 40 11 93kN 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 3kN m3 墙厚250 考虑墙面内外侧粉刷 内墙面荷载 10 3 0 25 0 34 2 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 m3 255 4 5 0 50 12 90kN m3 255 4 5 0 40 13 22kN m第一结构标准层 3 255 3 6 0 60 9 77kN m3 255 3 6 0 50 10 09kN m3 255 3 6 0 40 10 32kN m第二结构标准层 3 255 3 3 0 60 8 79kN m3 255 3 3 0 50 9 11kN m3 255 3 3 0 40 9 35kN 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100mm 自重标准值2 5kN m2 2 面层厚度40mm 自重标准值1 00kN m2 3 底粉或吊顶 自重标准值0 5kN m2合计4 0kN m2活载 办公室 住宅 旅馆 2 0kN m2走廊 2 5kN m2卫生间 2 0kN m2厨房 2 0kN m2健身房 多功能厅 4 0kN m2楼梯 疏散 3 5kN m2挑出阳台 3 0kN m2 工程实例楼面均布恒 活荷载情况 二 楼梯间恒载 8 0kN 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4120 051 3水泥砂浆找平20200 40憎水珍珠岩保温层6040 241 3水泥砂浆找平20200 401 6水泥焦渣找坡50150 75钢筋混凝土楼板120253 0板底20厚粉刷抹平20170 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 BWN WW 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 5kN m2 多功能厅活载值改为4 0kN 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 设计楼面梁 墙 拄及基础时 楼面活荷载标准值载下列情况下应乘以规定的折减系数 1 设计楼面梁时的折减系数 1 第1 1 项 住宅 宿舍 旅馆办公楼等 当楼面梁从属面积超过25m2时 应取0 9 2 第1 2 7项 教室 试验室 食堂 礼堂 商店等 当楼面梁从属面积超过50m2时 应取0 9 2 设计墙 柱和基础时的折减系数1 第1 1 项应按表4 1 2规定采用 2 第1 2 7项应采用与其楼面梁相同的折减系数 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 主菜单五画结构平面图 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 主菜单四形成PK文件 主要功能 生成PK软件结构计算所需的数据文件 可以生成平面上任意一榀框架的结构计算数据文件 任意一层上的单跨或连续次梁的计算数据文件 以及底框结构底层框架的任意一榀数据文件 启动菜单后有三个选项 框架生成 框架荷载处理方式 生成的PK数据中 梁柱杆件的自重由PK程序计算 而楼面均布荷载和其他非楼面传来的荷载需在PMCAD中输入 对于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 以及当此集中力存在偏心时产生的框架柱平面内的弯矩予以考虑 连梁生成 第三部分框排架辅助设计软件PK的操作 主要功能 交互建立平面框架模型和荷载数据输入 框 排架和连续梁结构内力和配筋计算 绘制整榀框架施工图 绘制排架柱的施工图 绘制连续梁施工图 主菜单一PK数据交互输入和计算 三个选项 新建文件 新建交互输入文件 jh文件 分别输入框架的网格 进行构件定义和布置 并输入恒 活 风 吊车荷载及有关地震 材料等参数 过程与PMCAD主菜单一类似 打开已有交互文件 打开以前建立的 jh 文件 打开已有数据文件 打开有PMCAD主菜单四生成的 sj 文件 程序进行框架结构的内力和配筋计算 计算结果以图形和文本格式输出 计算结果图形包括弯矩包络图M T 配筋包络图AS T 轴力包络图N T 剪力包络图V T 恒载内力图D M T D N T D V T 活载内力图L M T L N T L V T 左风载弯矩图WL T 右风载弯矩图WR T 左地震弯矩图EL T 右地震弯矩图EL T 这些图形必须经查看以后才能生成 图形拼接 将以上各图形拼接在一张图纸中 主菜单二框架绘图 参数设置 参数设置 参数设置 参数设置 柱纵筋 梁上配筋 梁下配筋 改柱纵筋和梁上 下部纵筋 梁柱箍筋 改梁柱箍筋 节点箍筋 修改节点区箍筋 仅抗震等级为一 二级时起作用 梁腰筋 修改梁腰筋 悬挑梁 修改悬挑梁的各参数 也可把已有的悬挑梁转变成端头支承梁 还可把端头支承梁转变为悬挑梁 次梁 显示各梁上次梁位置的集中力 供校核次梁下的箍筋加密或吊筋配置用 修改钢筋 弹塑位移 进行罕遇地震下薄弱层弹塑性位移计算 程序按梁柱的实际配筋 材料强度的标准值进行弹塑性位移计算 并在屏幕显示结果 不满足要求时 修改梁柱截面尺寸重新计算 楼层屈服强度系数 0 5时用红色表示 框架梁裂缝挠度计算 按照框架梁实配钢筋 计算最大裂缝宽度和挠度 当裂宽或挠度超过规范规定限值时 用红色显示 此时需修改梁钢筋或截面尺寸等以满足要求 第四部分结构三维分析与设计软件TAT TAT 8 的操作 主要功能 完成结构在永久荷载 可变荷载 风荷载 地震作用下的内力计算和地震作用计算 进行荷载效应组合 对钢筋混凝土结构完成截面配筋计算 主菜单一接PM生成TAT数据 主要功能 把在PMCAD中生成的本工程的几何信息和荷载信息转为TAT计算所需的几何数据文件DATA TAT和荷载数据文件LOAD TAT 是进行TAT计算的必要接口 主菜单二数据检查和图形检查 1 数据检查 2 多塔和错层定义 多塔结构 是底盘相连 中部相连或上部相连的两个或多个结构 多塔结构的多塔部分在楼层处不再是一个无限刚平面 而是多个无限刚平面 为正确计算风力和地震作用 应将多塔的楼层正确地划分开来 错层结构 柱或墙在某层楼板处设有梁与其相连的结构 错层结构柱或墙的长度不再是该层层高 而是该柱墙上下节点实际相连的楼层高差 因此应在此处产生错层信息 从而正确地计算错层柱的刚度 内力和配筋 3 参数修正 按 高规 或 高层钢规 中有关条文进行设计和验算 0 0 90 0之间的数 当结构有斜向榀时 须改变水平力方向 3 参数修正 3 参数修正 3 参数修正 3 参数修正 3 参数修正 4 特殊梁 柱 支撑和节点定义 特殊梁 是指不调幅梁 铰接梁 连梁 两端与剪力墙相连的梁 托柱梁和叠合梁等 程序仅对两端支撑在柱或墙上的主梁调幅 根据这个原则程序自动找到所有不调幅梁 在这里由用户逐层确认和修改 其他铰接梁 连梁等也是由程序自动找出 在这里由用户进行确认和补充修改 特殊柱 指角柱 框支柱和铰接柱 角柱 框支柱与普通柱相比 内力调整系数和构造要求有较大差别 因此必须在此专门指定设置 此外 角柱程序自动按双偏压计算 铰接柱可设为下端铰接 上端铰接或两端铰接 特殊支撑 指铰接支撑 TAT对钢筋混凝土支撑默认为两端钢接 对钢结构支撑默认为两端铰接 在此可以进行修改 特殊节点 指弹性节点 在空旷结构中 没有楼板或楼板开大洞 不可能满足刚性楼板的假定 对这样的节点 可采用弹性节点来定义 使其脱离刚性楼板假定对其的影响 5 特殊荷载定义 吊车荷载 砖混底框 支座位移 温度应力等的计算 6 检查和修改各层柱计算长度系数 数检以后 程序已把各层柱的计算长度系数计算好了 这里给出了图形显示 可以进行校核 对于一些特殊情况 还可以人工进行修改 7 检查和修改各层风荷载8 检查和绘制各层几何平面图 选择此项来直观检查各层几何平面布置 各层几何平面图文件名为FP T 为楼层号 可作为计算书内容 9 检查各层荷载作用 选择此项来直观检查各层荷载图 10 空间线条图 在几何数据检查无误后 选择本项来做各层或结构全楼的的三维线框图 并且可以任意转角度观察 以确定杆件之间的连接关系 11 文本文件查看 查看和修改这一节生成的各种数据文件 主菜单三内力分析和配筋计算 主菜单四PM次梁计算 将在PMCAD主菜单二中定义的所有次梁 按照连续梁的方式进行内力和配筋计算 主菜单五分析结果图形和文本显示 1 改柱配筋并按双偏压 拉 计算本程序用于柱实配钢筋的校核 普通矩形混凝土柱配筋可按单偏压计算 按双偏压进行校核 双偏压计算配筋往往比按单偏压计算结果大 2 绘楼层振型图绘制结构各个振型的振型图 图形文件名为MODE T 3 绘各层柱 梁 墙配筋 验算图PJ T 配筋简图中各数字含义 矩形混凝土柱Uc为柱轴压比 As coner为柱一根角筋的面积 采用双偏压计算时 角筋面积不应小于此值 cm2 采用单偏压计算时 角筋面积可不受此值限制 Asx Asy分别为该柱在B边和H边的单边配筋面积 包括角筋 cm2 Asvj表示节点域的箍筋面积 cm2 Asv表示柱箍筋加密区的箍筋面积 cm2 Asv1表示柱非加密区的箍筋面积 cm2 Asvj As coner Uc Asx Asy Asv Asv1 混凝土梁As1 As2 As3为梁上部 负弯矩 左支座 跨中 右支座的配筋面积 cm2 Asm表示梁下边的最大配筋 正弯矩 cm2 Asv表示梁在Sb 箍筋间距 范围内的剪扭箍筋面积 cm2 Ast表示梁受扭所需要的纵筋面积 cm2 Ast1表示梁受扭所需要周边箍筋的单根钢筋的面积 G VT分别为箍筋和剪扭配筋的标志 4 绘各层柱 梁 墙标准内力图PS T查看和输出各层构件在地震作用 风 恒 活载作用下的弯矩图 剪力图和轴力图 5 绘各层柱 梁 墙配筋包络图PB T查看和输出各层构件的控制配筋的内力包络图和配筋包络图 6 梁弹性挠度和墙边缘构件图PD T查看和输出各层梁的挠度和剪力墙边缘构件的配筋图 7 绘底层柱 墙最大组合内力图DCNL T把专用于基础设计的上部荷载 设计值 以图的形式查看 8 绘各层柱 梁吊车预组合内力值9 各层杆件几何 内力 配筋验算等查询查询某根梁 柱等构件的几何 内力 配筋验算等信息 以及该根构件的独立文本文件 10 文本文件查看查看结构参数 质量 风力文件TAT M OUT 楼层位移文件TAT 4 OUT等文件 重要的计算书文件 第五部分梁柱施工图设计 主菜单1梁归并 梁归并是指把配筋相近 截面尺寸相同 跨数相同 总跨数相同的若干组梁的配筋选大归并为一组 从而简化画图输出 归并可以在一层或几层范围内进行 归并后梁的编号顺序 在每层平面中先从左到右排纵向梁 再从下到上排横向梁 主菜单3梁平法施工图 功能 采用平面整体表示法绘制梁施工图 设计参数 设计参数 设计参数 主菜单4柱归并 柱归并必须在全楼范围内进行 归并条件是满足几何条件相同及满足给出的归并系数 主菜单6柱平法施工图 采用 平面柱大样画法 绘制柱施工图 截面注写1 常用 截面注写2 不常用 1 刚性板 平面内刚度无穷大 平面外刚度为0 主要用于大部分有梁体系的板 一般的非特别厚的板 平面内刚度无穷大和平面外刚度为零 相对的都是是梁的刚度 对于量大面广的普通工程 其楼板一般都不特殊 都可以简单地采用刚性楼板假定 楼板平面外的刚度 间接通过放大梁刚度来考虑 2 弹性板6 由程序据实计算板平面内外的刚度 这里的真实计算是素砼的刚度 不包括钢筋 主要用于板柱体系及板柱 剪力墙体系 这种结构没有梁 不考虑板的平面外刚度就不合理了 所以需要考虑板平面外的刚度 SATWE中的弹性楼板 3 弹性板3 平面内刚度无穷大 真实计算平面外刚度 它的应用范围和弹性板6是一样的 主要用于板柱体系及板柱 剪力墙体系 特别是在板特别厚的时候 这种模型更复合实际结构受力特点 4 弹性膜 真实计算平面内刚度 平面外为0 它主要适用于楼板开大洞 板平面内的刚度受到削弱的情况 注意 在计算位移比和周期比的时候 必须采用刚性楼板的假定 主要是考虑到如果采用了弹性楼板 会有局部震动的影响 第六部分结构计算软件计算结果的正确性判断 计算结果进行分析是非常重要的问题 对计算结果进行分析 来判断计算模型简化是否合理 输入数据是否正确等 从而决定该结果能否作为施工图设计的依据 计算结果的大致判断可以按以下的项目进行 不包括含有多塔 错层等特殊结构 自振周期振型曲线地震力水平位移特征内外力平衡渐变性对称性合理性 一 自振周期 对于一般的钢筋混凝土工程 其不考虑折减的计算自振周期大概在下列范围 框架结构 T1 0 12 0 15 N框架一剪力墙结构和框架筒体结构 T1 0 06 0 12 N剪力墙结构和筒中筒结构 T1 0 04 0 06 N式中 N为建筑物层数 第二及第三振型的周期近似为 T2 1 3 1 5 T1T3 1 5 1 7 T1 如果计算结果偏离上述数值太远 应考虑工程中构件截面是否太大 太小 剪力墙数量是否合理 应适当予以调整 反之 如果截面尺寸 结构布置都正常 无特殊情况而偏离太远 则应检查输入数据是否有错误 以上的判断是根据平移振动振型分解方法来提出的 考虑扭转耦连振动时 情况复杂得多 首先应挑出与平移振动对应的振型来进行上述比较 至于扭转周期的合理数值 由于经验不多 尚难提出合理的周期数值 二 振型曲线在正常的计算下 对于比较均