全国工程结构计算软件PKPM讲义（共102）

工程结构构计算软软件本课程主主要内容容—————————————————————————————————————————第一部分分结构计算算软件应应用及发发展PKPM软件基本本功能及及应用范范围—————————————————————————————————————————第二部分分结构平面面计算机机辅助设设计PMCAD框排架计计算机辅辅助设计计PK结构三维维分析与与设计软软件TAT、SATWE楼梯计算算机辅助助设计LTCAD预应力结结构计算算机辅助助设计PREC基础工程程计算机机辅助设设计JCCAD—————————————————————————————————————————本课程主主要内容容—————————————————————————————————————————第三部分分PKPM与其它软软件综合合应用及及经验总总结——————————————————————————————————课程考核核成绩评定定方法完成一栋栋框架房房屋的整整体设计计，具体体包含以以下五个个方面：：1.框架房屋屋模型建建立;2.一标准层层结构平平面施工工图；3.一榀框架架梁柱施施工图（（要求采采用三维维计算分分析设计计）；4.一楼梯设设计施工工图；5.一基础设设计施工工图.提交成果果上述2－5项相关图图纸；一份该框架房房屋的设计说明明书，包括设设计依据据、设计计参数、、结构尺尺寸等完完成本设设计的基基本信息息。（电子文档档＋纸质质文档）第一部分分一、国内内外结构构计算软软件介绍绍1.1国内外常常用软件件介绍广厦建筑筑结构CAD天正CAD软件理正结构构系列软软件探索者结结构工程程CAD软件TSSDSap2000建筑结构构分析与与设计CSIETABSPKPM系列1.1-1）广厦建建筑结构构CAD广厦建筑筑结构CAD是一个面面向民用用建筑的的多高层层结构CAD，在容柏柏生院士士的指导导下由广广东省建建筑设计计研究院院和深圳圳市广厦厦软件有有限公司司联合开开发，于于1996年12月18日通过专专家鉴定定，完成成从建模模、计算算和施工工图自动动生成及及处理一一体化设设计，结结构计算算包括空空间薄臂臂杆系计计算SS和空间墙墙元杆系系计算SSW。广厦建筑筑结构CAD是设计院院开发的的结构CAD的杰出代代表。最新版本本15.01.1-2）天正CAD软件天正CAD软件是天天正工程程软件有有限公司司基于AutoCAD平台下开开发的建建筑专业业计算机机辅助设设计软件件；专业灵活活的一般般结构设设计功能强大大的钢结结构设计计方便快捷捷的常用用工具全新图库库新颖、、齐全、、便捷齐全、方方便的结结构规范范TAsd可与TArch或其它建建筑软件件搭配使使用，形形成CAD成组作业业，提高高总体效效益1.1-3）理正结结构系列列软件理正结构构工程设设计系列列工具箱箱1）帮助设设计人员员快速设设计、校校核，解解决大型型软件不不能解决决的问题题是理正正工具箱箱系列软软件的基基本定位位，软件件的最大大优势在在于其独独特的智智能设计计能力和和给用户户带来的的方便实实用性。。2）包含15种计算工工具箱：：钢筋砼砼结构构构件、井井字梁、、曲折梁梁、异形形板、无无梁楼盖盖、交叉叉梁、平平面刚桁桁架、三三维刚桁桁架、钢钢结构构构件、独独条基础础、复复合桩基基承载力力、独立立桩承台台、复合合桩基水水平荷载载、预应应力钢筋筋混凝土土结构构构件、砌砌体结构构计算工工具箱，，几乎涵涵盖结构构设计的的全过程程。地基基础础设计软软件（基基础CAD、桩基CAD、桩基优优化）人防结构构设计软软件1.1-4）探索者者结构工工程CAD软件TSSDTSSD软件是北北京探索索者软件件技术有有限公司司的主营营软件之之一，以以AutoCAD为平台，，以ObjectARX、VisualC、AutoLisp为开发工工具，采采用面向向对象程程序设计计方法编编写。充分考虑设计计人员的绘图图习惯独特的小构件件计算方便的参数化化绘图施工图绘制工工具高效实用用平法绘图符合合最新图集强大的图库功功能强大的文字处处理功能齐备的结构绘绘图辅助工具具齐全的接口类类型(TBSA、天正建筑、、PKPM、广厦)最新版本3.11.1-5）Sap2000在SAP2000三维图形环境境中提供了多多种建模、分分析和设计选选项，且完全全在一个集成成的图形界面面内实现。先进的分析技技术提供了：：逐步大变形形分析、多重重P-Delta效应、特征向向量和Ritz向量分析、索索分析、单拉拉和单压分析析、Buckling屈曲分析、爆爆炸分析、针针对阻尼器、、基础隔震和和支承塑性的的快速非线性性分析、用能能量方法进行行侧移控制和和分段施工分分析等。桥梁设计者可可以用SAP2000的桥梁模板建建立桥梁模型型，自动进行行桥梁活荷载载的分析和设设计，进行桥桥梁基础隔震震和桥梁施工工顺序分析，，进行大变形形悬索桥分析析和Pushover推倒分析。SAP2000是整合的结构构分析和设计计软件.具备精密,直观和通用的的用户界面以以及为工作在在交通,工业,公众工程,体育和其它设设施中的工程程师所开发的的分析引擎和和设计工具.从其基于3D物体的图像建建模环境,到在一强大用用户界面中整整合的众多分分析和设计选选择。1.1-6）建筑结构分分析与设计CSIETABS国际领先的建建筑结构分析析与设计软件件，ETABS除一般高层结结构计算功能能外，还可计计算钢结构、、钩、顶、弹弹簧、结构阻阻尼运动、斜斜板、变截面面梁或腋梁等等特殊构件和和结构非线性性计算（Pushover，Buckling，施工顺序加加载等），甚甚至可以计算算结构基础隔隔震问题，功功能非常强大大。一款大楼分析析和设计软件件。CSI_ETABS已经演变为一一次完全完整整的大楼分析析并且设计环环境。当你在在设计简单的的2D结构或为一幢幢的高楼进行行动态分析非非线性防胶滚滚筒漂流控制制CSI_ETABS提供了解决方方案。1.1-7）PKPM系统总体介绍绍成立于1988年依托国家级研研究院的技术术优势建筑行业最大大的软件开发发实体应用普及率75%,8000家设计院用户户国内应用最广广泛的集成CAD系统PKPM系统经香港特区政政府审批通过过与新加坡建屋屋发展局合作作六年正在香港、新新加坡、越南南、马来西亚亚、韩国等地地推广国外版本的开开发提高了质质量、锻炼了了队伍PKPM英国规范版本本PKPM是集成建筑、结结构、设备、、概预算、施工工等专业的大大型集成化CAD系统建筑设计总平面图设计计小区规划设计计室内、外装修修设计建筑钢筋混凝土多多、高层建筑筑砖混结构和底底框上砖房结结构钢结构预应力混凝土土结构基础（柱下独独基、墙下条条基、地基梁梁系、筏板基基础、桩基、、桩筏）箱形基础砼小型空心砌砌块结构给排水设计采暖设计通风空调设计计建筑电气设计计室外给排水室外供暖系统统设备施工组织设计计施工项目网络络计划及管理理建筑工程投招招标书制作施工总平面图图设计基坑支护设计计脚手架设计模板工程设计计冬季施工砼和砂浆配合合比设计施工模型输入专业分析计算算施工图辅助设设计系统的一般工工作流程A）模型的输入入一个好的人机机交互模型应应该有以下特特点：采用Windows界面和风格格图形对话框框方式三维的图形形平台便于反复修修改输入平面轴轴线布置墙体门门窗一楼平面布布置二楼平面布布置三楼平面布布置全楼组装平面杆系结结构计算(框架、连续续梁)三维杆系结结构计算(薄壁柱模型型)空间结构有有限元分析析计算（墙墙元模型））工业厂房排排架、框排排架砖混结构底层框架上上砖房结构构钢结构轻型钢结构构钢桁架、支支架预应力钢筋筋混凝土结结构B）专业分析析计算体系系平面楼板结结构板柱结构，，厚板转换换层结构框支剪力墙墙结构柱下独基、、条型基础础桩基筏板基础箱型基础基础的截面面、配筋设设计和沉降降计算人防计算基础与上部部结构共同同工作计算算混凝土小型型空心砌块块计算，砌砌块排块分分析楼梯结构计计算（普通通楼梯、螺螺旋楼梯、、悬挑楼梯梯）内力分析荷载效应、、组合安全系数地震作用分分析截面配筋设设计稳定计算极限状态设设计结构的变型型、挠度计计算钢筋混凝土土裂缝计算算适应设计规规范不断修修订的需要要设计规范不不断地补充充修订，大大多数建筑筑要经过抗抗震设计，，其计算内内容比常规规设计要增增加数倍的的内容。国国内自主开开发的软件件才能及时时跟上不断断修订的规规范。正常使用阶阶段平面杆系计计算钢筋混凝土土梁的挠度度计算和裂裂缝宽度计计算挠度计算裂缝宽度计计算多层和高层层三维分析析TAT薄壁柱模型型多层和高层层空间有限限元分析SATWE墙元模型厚板转换层层、复杂楼楼板有限元元分析SlabCAD层模型层刚刚度骨架曲曲线平面杆系模模型塑性铰铰图空间模型楼楼层最大反反应力弹塑性动力力时程分析析EPDA砖混结构、、底层框架架上层砖房房结构计算算分析结构抗震验验算墙体抗剪计计算墙体受压计计算墙体高厚比比计算局部受压计计算钢结构二维维、三维分分析计算和和优化预应力结构构二维及三三维计算三维计算二维计算基础结构设设计和计算算基础截面、、内力、配配筋计算桩基、桩筏筏厚板有限限元计算基础沉降计计算电气软件设设计计算照度计算：：自动从图图中提取照照度计算所所需数据负荷、线数数、线径和和管径计算算：自动提提取计算所所需数据建筑采暖、、通风空调调设计计算算多种系统形形式（单管管、双管、、水平串联联、高压蒸蒸汽），从从平面图自自动提取计计算数据，，进行水力力计算自动进行全全楼负荷计计算给排水设计计计算自动提取工工程数据，，进行给水水、循环热热水、排水水和喷洒系系统的水力力计算，并将计算结结果返回平平面图水泵计算：可根据流量量和扬程自自动选泵，，并可生成成泵房任意意角度剖面面图PKPM工程设计实实例PKPM工程设计实实例PKPM工程设计实实例C）施工图辅辅助设计接力专业计计算的结果果模拟人工设设计结构构构件的专业业思路生成可用于于指导施工工的详细图图纸文件整个施工图图文件的生生成是自动动或半自动动方式的人工输入专专业控制参参数对计算结果果归并整理理按照专业规规范的节点点构造的详详细设计仿照人工思思维选出钢钢筋提供人工控控制，审核核和修改的的手段由软件画出出施工图提供供人人工工标标注注、、修修改改施施工工图图的的手手段段施工工图图辅辅助助的的步步骤骤一一般般是是从房房屋屋模模型型中中提提取取一一榀榀框框架架生成成结结构构计计算算数数据据文文件件完成成结结构构分分析析计计算算画施施工工图图前前交交互互输输入入绘绘图图控控制制参参数数人工工干干预预设设计计布置置图图面面施工工图图生生成成钢筋筋混混凝凝土土梁梁柱柱施施工工图图广东东地地区区的的梁梁柱柱表表施施工工图图梁柱柱钢钢筋筋的的平平面面表表示示法法钢筋筋混混凝凝土土异异型型截截面面柱柱施施工工图图结构构平平面面、、楼楼板板配配筋筋图图框架架柱柱框架架梁梁节点点大大样样平面面布布置置钢桁桁架架支支架架门式式刚刚架架钢结结构构施施工工图图柱下下独独立立基基础础条形形基基础础地基基梁梁基基础础和和筏筏板板基基础础剪力力墙墙施施工工图图砖混混结结构构施施工工图图平面面布布置置图图圈梁梁构构造造柱柱节节点点大大样样图图挑檐檐、、墙墙梁梁节节点点大大样样图图楼梯梯施施工工图图普通通楼楼梯梯、、螺螺旋旋楼楼梯梯、、悬悬挑挑楼楼梯梯预应应力力钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁施施工工图图建筑筑平平立立剖剖面面施施工工图图建筑筑详详图图和和小小区区规规划划鸟鸟瞰瞰图图1.采暖暖平平面面施施工工图图和和系系统统图图给排排水水、、采采暖暖、、通通风风空空调调施施工工图图建筑筑电电气气施施工工图图二、、进进入入PKPM软件件系系统统开开始始学学习习一、、人人机机交交互互建建立立全全楼楼结结构构模模型型二、自动导算算荷载建立恒恒活荷载库三、为各种计计算模型提供供计算所需数数据文件四、为上部结结构各绘图CAD模块提供结构构构件的精确确尺寸五、为基础设设计CAD模块提供底层层结构布置与与轴线网格布布置，还提供供上部结构传传下的恒活荷荷载2.1PMCAD是PKPM中的一个结构构平面计算机机辅助设计软软件，PMCAD的基本功能：：六、现浇钢筋筋混凝土楼板板结构计算与与配筋设计七、结构平面面施工图辅助助设计八、做砖混结结构圈梁布置置，画砖混圈圈梁大样及构构造柱大样图图九、砖混和底底框上砖房结结构的抗震计计算及受压、、高厚比、局局部承压计算算十、统计结构构工程量，以以表格形式输输出2.2完成PMCAD的结构建模的的主要步骤：：⑴人机交互建建立全楼结构构模型⑵完成各层楼楼板楼面的详详细布置⑶生成荷载信信息作为某一个工工程的设计和和计算，应该该先选择一个个盘符建立该该项工程的专专用工作文件件夹，然后启启动PKPM程序。对于一个新工工程，执行PMCAD软件，必须依依次完成结构构平面计算机机辅助设计主主菜单主菜单单1-3项的各类数据据输入。为了有助快速速查询和设置置，PMCAD提供了许多操操作命令的键键盘技术，教教材列出了部部分常用的功功能键。当然然也可以直接接在菜单区用用鼠标点取相相应的功能。。2.3设计资料：某五层现浇框框架教学楼，，建筑平、立立、剖面图见见图（1-2）、（1-3）、（1-4）、（1-5），现浇楼、、屋盖，室内内外高差0.45m，基础顶面距距室外地面0.5m，屋顶设50KN水箱（总重100KN），抗震设防防裂度为7度，Ⅳ类场地土，近近震。混凝土土强度等级：：梁、板、柱柱为C30，主筋HRB335变形钢筋，箍箍筋HPB235钢筋。框架填填充墙采用300×250×110水泥空心砖。。1）20厚板底混合砂砂浆打底2）100厚钢筋混凝土土现浇屋面3）隔汽层，刷刷冷底子油一一道，热沥青青玛啼脂二道道，重量忽略略不计4）预制膨胀珍珍珠岩块，最最薄处50厚，最厚处220厚，平均厚度度5）40厚1：2.5水泥砂浆找平平6）二毡三油防防水层：总计屋面恒载：楼面恒载：1）20厚底混合砂浆浆打底2）100厚钢筋混凝土土现浇楼面3）30厚C20细石混凝土面面层总计墙面恒载：⑴20厚底混合砂浆浆双面粉刷⑵水泥空心砖总计钢窗恒载：木门恒载：教室、办公室室、厕所活载载：走廊、楼梯活活载：屋面（不上人人）活载：屋面雪载：基本风压：熟练掌握PMCAD交互式数据输输入界面的作作图和输入各各层平面数据据，建立结构构整体模型。。基本术语轴线──即