PKPM课程设计报告

1、.目录一.课程设计的目的2二.建筑设计说明 22.1工程概况 22.2梁、板荷载 22.3设计参数 3三.平面图 43.1.建筑平面图 43.2.结构平面布置图4三.构件截面尺寸初选 5四.PKPM建模过程简述5五.结果输出 95.1.文本结果（WMASS.OUT） 95.2.图形结果226. 自我总结32一、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

2、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.建筑设计说明1、工程概况所给建筑工程（上节课发给大家用天正画的建筑图）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

3、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。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/

4、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。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

5、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。三.平面图1.建筑平面图 2.结构平面布置图 三.构件截面尺寸初选1.框架梁横向框架梁，最大跨度L=3.6m，h=（1/10）h=300mm,350mm,400mm,450mm.B=240mm纵向框架梁，最大跨度L=4.8m，h=（1/10）h=300mm,350mm,400mm,450mm,500mm.B=240mm2.框架柱：用方柱取450mm*450mm柱高度：一层高4.0m，二层高3.2m，三六层高均为3.0m，房屋总高19.2m四

6、.PKPM建模过程简述轴线输入网格生成构件定义楼层定义荷载定义楼层组装保存文件。 1.框架柱截面估算： 高与宽一般可取（1/101/15）层高。并可按下列方法初步确定。 按轴压比要求 又轴压比初步确定 框架柱截面尺寸时，可按下式计算： N = N/Acfc 式中 N - 框架柱的轴压比 Ac -框架柱的 截面面积 f c-柱混凝土抗压强度设计值 N-柱轴向压力设计值 柱轴向压力设计值可初步按下式估算: N = gQSN12 式中: g -竖向荷载分项系数 Q-每个楼层上单位面积的竖向荷载,可取q=1214KN/m2S-柱一层的荷载面积 N-柱荷载楼层数 1-考虑水平力产生的附加系数,风荷载或四

7、级抗震时1=1.05,三一级抗震时1=1.051.15 2-边角柱轴向力增大系数,边柱2 =1.1,角柱2 =1.2 -柱由框架梁与剪力墙连接时,柱轴力折减系数,可取为0.70.8 框架柱轴压比 N 的限值宜满足下列规定: 抗震等级为一级时, 轴压比限值 0.7 抗震等级为二级时, 轴压比限值 0.8 抗震等级为三级时, 轴压比限值 0.9 抗震等级为四级及非抗震时, 轴压比限值 1.0 本工程为三级类场地上较高的高层建筑框架柱,其轴压比限值应适当加严,柱净高与截面长边尺寸之比小于4时,其轴压比限值按上述相应数值减小0.05。 此外，高层建筑框架柱的最小尺寸hc不宜小于400mm,柱截面宽度b

8、c不宜小于350mm,柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。2.梁截面估算： 梁高与跨度的关系 主梁一般取为跨度的1/81/12 次梁一般取为跨度的1/121/15 悬挑梁一般取为悬臂长的1/6 梁宽 主梁 200，250，300 次梁 200 跨度较小的厨房和厕所可以取到120，150 本工程统一区240mm3.楼板厚度估算： 单向板：短边的1/35 双向板：短边的1/40 悬臂板：悬臂长的1/12 同时要遵守混凝土规范10.1.1中对板的最小厚度规定 本工程统一区100mm在PMCAD中，不同结构层的输入和修改可以通过新建标准层和换标准层来实现， 修改每层的“本层信息”，主要是材料和层高的修改

9、，板厚可以先设置为100，后面具体修改。 接下来就是荷载定义和楼层组装： 荷载定义是楼板荷载的设置，这里也可以初步设置一个数值（例如住宅建筑大部分的楼板恒载和活载是多少就先定义下来，后面可以具体修改） 楼层组装就是将先前按照平面一层一层的组合为一个立体的计算模型，其中需要注意的就是层高和设置顺序。 再往下是：总信息材料信息地震信息风荷载信息绘图参数 4.首先是总信息，基本上查找相关规范就可以： 结构体系：根据具体的结构选形 结构主材：根据具体结构形式选择 结构重要系数：根据建筑的安全等级可以确定。混凝土结构设计规范3.2.1 保护层厚度：根据混凝土等级和使用环境（参考03G101-1）材料信息

10、： 菜单里的墙主要指的是混凝土墙（剪力墙），选择纵向，横向钢筋的等级，以及分布间距和配筋率（这些都在抗震规范6.4中有详细的说明），然后是梁、柱钢筋的选择，这些取值决定后面PKPM计算中钢筋的各项参数，一般受力钢筋取为HRB335，构造类钢筋为HPB235，容重，如果无特殊要求就不用改了。5.地震信息： 1）.设计地震分组：在抗规后面的附录A中有全国各城市的地震分组信息，找到项目所在城市，如果没有，参照以前该地区项目设计的设计说明中应该包括此信息 ，本工程取一组2).地震烈度：同上 ，本工程取6.03).场地类别：场地类别根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度划分为四类，我们应该能够在地质勘察报

11、告中找到项目的场地分类信息 4).框架抗震等级：在抗震规范表中查询 本工程取三级5).剪力墙抗震等级：在抗震规范表中查询 本工程取三级6).计算振型个数：振型个数不是简单的与结构的层数相关。对一般规则结构，结构振型的个数在刚性楼板假定的情况下，是结构层数的3倍，即每层3个，两个平动振型和一个转动振型。 7).周期折减系数：周期折减系数与填充墙的长度、位置、数量有关，这里仅仅介绍我个人的做法 框架结构：0.60.8；框剪结构：0.70.9；剪力墙结构：0.91.0 6.风荷载信息：1).基本风压：按照荷载规范附录 D.4 中附表 D.4 给出的 50 年一遇的风压采用，本工程取 0.35kN/m

12、2。32).地面粗糙类别：按照新的荷载规范，将地面粗糙类别分为A、B、C、D四类，其中其中A、B类的有关参数不变，C类指有密集建筑群的城市市区，新增添的D类，是指有密集建筑群且有大量高层建筑的大城市市区 ，本次取B类。五.结果输出1.文本结果（WMASS.OUT） / | 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:2012/11/13 | / 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

13、/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

14、): 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= 15 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 = 0.50 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: R

15、MC = 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 不折算 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：

16、 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

17、筋信息 . 梁主筋强度 (N/mm2): IB = 360 柱主筋强度 (N/mm2): IC = 360 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

18、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=

19、 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= 7.2 * 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 21.927 15.651 19.200 93.6 4.9 5 1 21.927 15.968

20、 16.200 303.9 15.9 4 1 21.927 15.968 13.200 303.9 15.9 3 1 21.927 15.968 10.200 303.9 15.9 2 1 21.927 15.966 7.200 305.4 15.9 1 1 21.927 15.955 4.000 325.6 15.9 活载产生的总质量 (t): 84.346 恒载产生的总质量 (t): 1636.193 结构的总质量 (t): 1720.540 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 =

21、 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 60(30) 15(30) 0(30) 4.000 4.000 2 1 60(30) 15(30) 0(30) 3.200 7.200 3 1 60(30) 15(30) 0(30) 3.000 10.200 4 1 60(30) 15(30) 0(30) 3.000 13.200 5 1 60(30) 15(30) 0(30) 3.000 16.200 6 1 42(30) 15(30) 0(30) 3.000 19.200 *

22、 * 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 19.68 19.7 59.0 20.18 20.2 60.5 5 1 18.64 38.3 174.0 19.11 39.3 178.4 4 1 17.45 55.8 341.3 17.90 57.2 350.0 3 1 16.07 71.8 556.8 16.48 73.7 571.0 2 1 17.04 88.9 841.2 17.47 91.1 862.6 1 1 21.29 110.2 1281.9 21.84 113.0 1314.6= 各楼层等效尺寸(单位:m,m*2)= 层号

23、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 1 139.17 21.93 15.71 11.90 11.70 11.90 11.70 2 1 139.17 21.93 15.71 11.90 11.70 11.90 11.70 3 1 139.17 21.93 15.71 11.90 11.70 11.90 11.70 4 1 139.17 21.93 15.71 11.90 11.70 11.90 11.70 5 1 139.17 21.93 15.71 11.90 11.70 11.90 11.70 6 1 138.24 21.93 15.71 11

24、.82 11.72 11.82 11.72= 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 2453.85 1.06 2 1 2308.35 1.00 3 1 2297.44 1.00 4 1 2297.44 1.00 5 1 2297.44 3.22 6 1 713.00 1.00= 计算信息 = Project : 0202100107 计算日期 : 2012.11.13 开始时间 : 19:48:40 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 : 19:

25、48:40 第二步: 组装刚度矩阵并分解 开始时间 : 19:48:42 Calculate block information 刚度块总数: 1 自由度总数: 684 大约需要 2.4MB 硬盘空间 刚度组装：从 1 行到 684 行 第三步: 地震作用分析 开始时间 : 19:48:43 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 : 19:48:43 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 39 列 写出位移文件 第五步: 计算杆件内力 开始时间 : 19:

26、48:44 活载随机加载计算 计算杆件内力 结束日期 : 2012.11.13 时间 : 19:48:47 总用时 : 0: 0: 7 = 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7

27、0%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= 21.9270(m) Ystif= 15.4760(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 21.9274(m) Ymass= 15.9552(m) Gmass= 357.3925(t) Eex = 0.0001 Eey = 0.0861 Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000 Ratx1= 1.3135 Raty1= 1.4092 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00

28、RJX = 1.3837E+05(kN/m) RJY = 1.2943E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) - Floor No. 2 Tower No. 1 Xstif= 21.9270(m) Ystif= 15.4760(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 21.9274(m) Ymass= 15.9657(m) Gmass= 337.1425(t) Eex = 0.0001 Eey = 0.0884 Ratx = 0.9019 Raty = 0.8478 Ratx1= 1.1560 Raty1= 1.1649 薄弱层地震剪力放大系

29、数= 1.00 RJX = 1.2479E+05(kN/m) RJY = 1.0974E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) - Floor No. 3 Tower No. 1 Xstif= 21.9270(m) Ystif=15.4760(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass=21.9274(m) Ymass=15.9680(m) Gmass= 335.6237(t) Eex = 0.0001 Eey = 0.0889 Ratx = 1.0757 Raty = 1.0596 Ratx1=1.4098 Raty1=1.4029 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 1.3424E+05(kN/m) RJY = 1.1628E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) - Floor No. 4 Tower No. 1 Xstif=21.9270(m) Ystif=15.4760(m) Alf = 45.0000(Degree) Xma