KPM排架设计及绘制施工

PKPM排架设计及绘制施工工业厂房结构设计与施工图绘制完整流程培训Contents目录PKPM排架设计全流程技术要点，从建模到施工图的完整操作指南。01PKPM软件概述与排架设计基础02PK交互建模操作流程03荷载定义与输入方法04结构计算与结果分析05施工图绘制技术06门式刚架设计专题Chapter01PKPM软件概述与排架设计基础从软件功能体系到排架结构特点的系统认知SoftwareArchitecturePKPM软件体系架构基于模块化设计思想，实现建筑结构设计全流程覆盖应用层(ApplicationLayer)结构设计施工图绘制造价分析BIM协同核心层(CoreLayer)计算引擎内核规范校验模块数据交互接口基础层(FoundationLayer)图形平台材料数据库构件库云服务平台三层架构设计确保系统稳定性与可扩展性PKPMArchitecture2024STRUCTURETYPE排架结构基本概念与特点排架结构是单层工业厂房的主要承重结构形式，由柱、屋架、基础等构件组成，柱与基础刚接、屋架与柱顶铰接。排架结构由竖向承重构件（柱）和水平承重构件（屋架或屋面梁）组成，柱底与基础刚接，柱顶与屋架铰接或刚接。适用于跨度大、吊车吨位高的单层工业厂房，能够承受较大的竖向荷载、水平风荷载和吊车横向水平力。排架计算时需考虑柱的计算长度系数，下柱按有侧移框架柱取值，上柱根据屋架刚度确定是否考虑轴向变形影响。重型厂房排架常采用阶形柱或格构柱，截面形式包括工字形、矩形、双肢格构式等，需根据吊车吨位和跨度合理选择。工业厂房钢结构排架内部实拍CORECAPABILITIESSTPJ排架设计软件核心功能STPJ软件针对重型工业厂房排架的设计特点进行了专业优化，提供从模型输入、截面优化、结构分析到施工图绘制的一体化解决方案，尤其在复杂节点自动设计和组合截面支持方面具有显著优势。模型与分析支持人机交互输入组合截面参数，可读取STS二维框排架模型数据直接进行设计提供应力图显示和构件查询功能，便于设计人员快速定位问题构件并优化截面STS模型节点设计支持30多种实腹式和格构式组合截面柱类型，覆盖重型厂房常用的各类柱截面形式肩梁、牛腿、人孔、柱脚节点可自动设计，并提供单个节点的独立设计工具30+截面施工图输出可绘制排架立面布置图、肩梁节点施工图、柱脚节点施工图等多种图纸自动生成柱构件施工详图和节点三维模型图，支持完整出图自动出图CHAPTER02PK交互建模操作流程从参数输入到构件布置的完整建模步骤详解PKPM参数配置参数输入：总信息与地震计算PK交互建模的参数输入是设计的基础环节，总信息参数确定结构基本属性，地震计算参数影响抗震设计结果。正确设置这些参数，特别是结构类型选择和荷载输入方式，对后续计算的准确性至关重要。总信息参数包括结构类型、混凝土强度等级、钢筋强度等级、保护层厚度等，直接影响构件承载力计算。构件承载力地震计算参数需输入场地类别（一至四类）、设计地震分组及抗震设防烈度（6-9度），软件据此确定地震影响系数。6-9度设防组合系数设置所有荷载按标准值输入，软件自动乘以分项系数：恒载系数1.2或1.35，活载系数1.4。×1.2/1.35/1.4结构类型选择必须选择"排架"而非"框架"，两者计算假定和内力分析方法存在本质差异，选错将导致结果不可用。排架≠框架PKPM·建模基础网格生成与轴线命名网格生成是PKPM建模的空间定位基础，合理的网格设置能够显著提高建模效率。01框架网格输入：横向轴线定义柱距方向间距，纵向轴线定义跨度方向尺寸，可直接键入数值或鼠标点取确定位置02轴线命名规范：横向用阿拉伯数字从左至右编号，纵向用大写英文字母从下至上编号03网格编辑功能：支持轴线的插入、删除、移动和延伸操作，灵活调整已有网格以适应方案修改04辅助网格应用：定义牛腿标高、吊车梁标高等非标准楼层高度的局部构件定位结构工程师绘制轴网图纸PKPM·排架建模柱截面定义与布置操作排架柱是主要承重构件，其截面形式和布置方式直接影响结构受力性能。阶形柱的上下柱截面定义、偏心设置和对齐操作是PKPM排架建模的技术难点，需要准确掌握操作要点以避免建模错误。01截面定义下柱采用工字形截面承受较大弯矩，上柱采用矩形截面便于与屋架连接，需在截面库中分别定义并赋予不同名称。工字形·矩形02柱布置操作选择已定义的截面，鼠标点击竖向轴线位置完成布置；上柱需输入偏心距，使其中心线与下柱中心线对齐。偏心距03偏心对齐功能上柱布置完毕后使用此菜单检查并调整对齐状态，确保上下柱传力路径连续，避免产生附加偏心弯矩。传力路径04计算长度设置根据排架计算简图正确输入柱的计算长度系数，下柱按有侧移框架柱取值，上柱根据屋架刚度确定。侧移框架STRUCTURALMODELING梁布置与铰接构件设置排架结构的上部构件布置需要模拟屋架的实际受力特性。用刚性杆代替屋架进行建模，并正确设置铰接节点，是保证排架计算简图与实际受力一致的关键步骤。屋架模拟方法用刚性杆代替屋架进行建模，定义截面时选择刚性杆类型，其轴向刚度极大而弯曲刚度可忽略。刚性杆梁布置操作选择刚性杆截面，点击横向轴线位置完成布置；有吊车荷载的位置牛腿会自动生成，无需单独布置。牛腿自动生成铰接构件设置指定柱顶与屋架连接节点为铰接，释放弯矩约束，使排架计算简图符合"柱顶铰接"的结构假定。释放弯矩特殊构件处理对于有天窗架、托架等附属构件的排架，需单独定义截面并布置，同时设置正确的节点连接方式。天窗架·托架PKPM·操作实践建模技巧与常见问题处理PKPM建模过程中掌握一些操作技巧能够显著提高工作效率，同时了解软件常见的显示问题有助于正确判断建模状态，避免因误判而进行不必要的重复操作。操作技巧构件覆盖机制重新布置构件时会自动覆盖前一次结果，可利用此特性快速修改布置错误的构件，无需先删除再重建，大幅提升修改效率。批量复制建模对于多榀相同排架，可先完成一榀标准排架建模，再通过复制功能快速生成其他排架，保持结构一致性并节省大量重复工作时间。显示问题偏心对齐显示偏心对齐后柱子可能仍显示居中，这是软件显示错误，不影响实际计算和绘图结果，工程师应基于参数设置而非视觉显示进行判断。视图刷新方法如遇显示异常，可使用"重新显示"功能刷新视图，或退出后重新进入建模模块，通常能有效解决各类图形显示异常问题。检查要点全面系统检查建模完成后应逐一检查截面定义、构件布置、节点连接是否正确，建立检查清单逐项核对，避免遗漏或错误影响后续分析。构件信息查询使用"构件查询"功能可查看每个构件的详细信息，确认截面尺寸、材料强度等参数无误，是验证模型准确性的重要手段。CHAPTER03荷载定义与输入方法恒载、活载、风荷载与吊车荷载的完整输入流程荷载输入恒载与活载输入恒载和活载是排架结构的基本竖向荷载，其取值直接影响柱和基础的截面设计。正确计算和输入这两类荷载，需要依据建筑构造做法和现行荷载规范，确保荷载取值的准确性和合规性。恒载组成屋面压型钢板、檩条、保温隔热层、吊顶等永久荷载，需根据实际材料容重和厚度逐项计算后累加永久荷载恒载输入方式可选择均布荷载或集中荷载形式，均布荷载按kN/m输入，作用在屋架或屋面梁上kN/m活载取值一般不上人屋面取0.5kN/m²；受荷面积超60m²时可按通用规范取0.3kN/m²0.5kN/m²荷载组合全部按标准值输入，软件自动乘以分项系数进行组合计算，恒载系数1.2或1.35×1.2/1.35LOADPARAMETERS风荷载输入与计算参数风荷载是排架结构设计的主要水平荷载之一，对柱截面和基础设计有重要影响。正确输入风荷载需要综合考虑基本风压、地形条件、建筑体型等因素，并根据结构特点进行必要的调整。风荷载工况需分别输入左风和右风两种工况，模拟风从不同方向作用于排架的受力状态左风·右风基本风压根据项目所在地的50年重现期基本风压取值，可查阅《建筑结构荷载规范》附录获取50年重现期风压高度变化系数根据地面粗糙度类别（A、B、C、D类）和计算高度确定，高度越高系数越大A/B/C/D体型系数与调整封闭式厂房按规范取值；轻钢屋面对风荷载敏感时，风压调整系数取1.1×1.1CRANELOADDEFINITION吊车荷载定义流程吊车荷载是工业厂房排架设计的核心荷载类型，其输入流程相对复杂，涉及吊车选型、参数计算、荷载导入和位置布置等多个步骤。正确完成吊车荷载输入是保证排架设计准确性的关键。01荷载定义入口在荷载输入菜单中选择"吊车荷载"，点击"增加"按钮开始定义新的吊车荷载工况。荷载工况02吊车台数设置输入吊车台数（通常为1或2台），指定第一台吊车基本信息，多台时需考虑折减系数。折减系数03从库中选择点击"从库中选择"按钮，在吊车数据库中选择与实际工程匹配的吊车型号和起重量。吊车型号04自动计算导入选中吊车后点击"确定"，软件自动计算最大轮压、最小轮压等参数，点击"自动导入"完成输入。轮压参数CRANELAYOUT&PARAMETERS吊车布置与补充参数设置吊车布置决定了吊车荷载在排架上的作用位置和方向，补充参数则处理多吊车组合、横向水平力分配等特殊情况。这两项设置完成后，即可进入结构计算阶段。吊车布置01吊车布置需指定作用跨度和方向，点击相应轴线位置完成布置02多台吊车时应注意吊车之间的最小间距要求，避免荷载重叠计算错误LAYOUT补充参数01多吊车组合折减系数：两台吊车组合时取0.9，三台及以上按规范取更小值02吊车横向水平力：按小车重量与额定起重量之和的百分比计算，由两侧柱平均承担PARAMS计算启动01所有荷载输入完毕后，点击「计算」按钮启动排架内力分析02计算前建议再次检查荷载输入是否正确，避免计算结果出现偏差COMPUTESummary·LoadInput荷载输入完整流程总结排架结构的荷载输入涵盖恒载、活载、风荷载和吊车荷载四大类型，每类荷载的输入都有其特定的操作要点和规范依据。完成全部荷载输入并检查无误后，方可进入结构计算阶段。InputSequence荷载输入顺序建议恒载→活载→左风→右风→吊车荷载，按此顺序可避免遗漏重要荷载工况，确保荷载工况的完整性和连续性。5类荷载依次输入Verification荷载检查要点逐项核对荷载数值、作用位置、方向是否正确，特别注意吊车荷载的台数、组合系数及偏心距设置。3项核心检查要素StandardValue标准值输入原则所有荷载均按标准值输入，软件自动乘以分项系数进行组合，无需手动计算设计值，简化输入流程。自动乘以分项系数Combination荷载工况组合软件自动考虑各种荷载组合工况，包括基本组合、标准组合、准永久组合等，满足不同设计阶段需求。3+种组合工况CHAPTER04结构计算与结果分析从内力分析到构件验算的计算结果解读方法WORKFLOW结构计算操作流程PKPM排架结构计算是自动化的过程，软件根据输入的模型和荷载信息，自动完成荷载组合、内力分析、截面验算等全部计算工作。计算启动在PK交互建模界面点击"计算"按钮，软件自动进行排架内力分析和构件验算，启动计算流程START计算内容各荷载工况内力计算、荷载组合分析、截面强度与稳定性验算、位移计算及配筋设计5项计算报告自动生成完整计算书文档，涵盖输入参数汇总、计算过程记录与验算结果等详细技术内容计算书结果输出输出内力图、应力比图、位移图、配筋图等成果，支持打印预览和多格式导出功能4类图STRESSANALYSIS应力比分析与构件优化应力比是衡量构件承载力利用程度的核心指标，直接反映设计的安全性和经济性。通过应力图分析，可以快速识别超限构件并进行针对性优化。应力比含义构件实际应力与容许应力的比值，小于1.0表示满足要求，数值越小安全储备越大<1.0应力图颜色标识绿色表示应力比小于0.8（经济合理），黄色表示0.8–1.0（接近限值），红色表示大于1.0（超限）绿·黄·红超限构件处理返回建模界面，调整截面尺寸或材料强度等级，重新计算直至应力比满足要求截面调整优化建议应力比过低的构件可适当减小截面以节省材料，但需综合考虑构造要求和变形限制节省材料构件查询构件查询与详细结果分析构件查询功能提供了单个构件的详细计算信息，是深入分析结构受力状态和优化设计的重要工具。内力分析查看各荷载组合下的弯矩、剪力、轴力设计值，确定最不利内力组合分析内力包络图，了解构件沿长度方向的内力分布规律和最大内力位置最不利组合配筋设计查看柱和梁的配筋计算结果，包括纵向钢筋面积、箍筋配置等详细参数核对配筋是否满足构造要求，如最小配筋率、钢筋间距、保护层厚度等构造核验变形验算查看排架侧移、柱顶位移等变形指标，确认是否满足规范限值要求对于有吊车厂房，需特别关注吊车梁位置的位移，确保不影响吊车正常运行规范限值CHAPTER05施工图绘制技术从参数设置到图纸输出的完整施工图绘制流程ConstructionDrawingWorkflow施工图绘制流程与图纸类型PKPM施工图绘制模块可自动生成排架结构的各类施工图纸，大幅提高出图效率。但自动生成的图纸仍需人工审核和调整，以确保图纸质量满足施工和审图要求。施工图类型排架立面布置图、柱施工图、梁施工图、节点详图（柱脚、肩梁、牛腿等）、预埋件图等6+类型绘图参数设置图纸比例、尺寸标注样式、钢筋标注方法、图框选择等，需在绘图前统一设置4项参数自动绘图流程选择需要绘制的图纸类型，设置参数后点击生成，软件自动完成图纸绘制一键生成人工审核调整检查尺寸标注、钢筋配置、节点构造等是否正确，必要时手动修改3项核查施工图绘制排架立面布置图绘制要点排架立面布置图是施工图的核心图纸，展示排架的整体结构形式、构件布置和主要尺寸。该图纸是施工人员理解结构设计方案的主要依据，其表达清晰度和信息完整性直接影响施工质量。图纸内容包括排架立面轮廓、柱网布置、屋架位置、吊车梁标高、支撑布置等整体结构信息尺寸标注标注柱距、跨度、各层标高、牛腿标高、屋架标高等关键尺寸，确保施工定位准确构件编号对柱、梁、支撑等构件进行统一编号，便于与详图对应和材料统计比例选择根据排架尺寸和图纸幅面选择合适比例，通常采用1:50或1:100，保证图面清晰可读1:50—1:100工程师审核结构施工图·排架立面布置示意NODEDETAILS节点详图绘制与构造要求节点详图是施工图的关键组成部分，表达构件连接的具体构造和施工要求。柱脚、肩梁、牛腿等节点的构造设计直接影响结构的安全性和施工的可行性，需要严格按照规范和构造要求绘制。柱脚节点底板尺寸、锚栓布置、加劲肋设置、混凝土基础连接构造等内容标注底板厚度、锚栓直径和数量、焊缝尺寸等关键参数，确保施工准确BASEPLATE·ANCHORBOLT肩梁节点阶形柱上下柱过渡的关键构造，表达肩梁截面、加劲肋、焊缝等构造承受剪力较大，重点检查抗剪构造和焊缝强度是否满足要求SHEARFORCE·WELDCHECK牛腿节点用于支承吊车梁，表达牛腿截面、预埋件、与柱连接构造等承受集中荷载较大，特别注意局部承压和抗剪构造设计CONCENTRATEDLOADSTEELDETAILINGSTXT钢结构详图设计软件STXT是PKPM系列中专门用于钢结构详图设计的软件，可建立三维模型并自动生成构件加工详图和零件图。该软件特别适合钢结构加工厂使用，能够实现从设计到制造的无缝衔接。三维建模功能支持人机交互建立钢结构三维模型，可直接读取STS软件建立的框架结构模型数据，实现数据互通与快速建模STS模型数据互通节点自动设计可快速建立柱脚、梁柱连接、主次梁连接等节点，支持输入构件端部内力进行自动设计，确保节点安全可靠端部内力自动计算详图自动绘制自动生成平面布置图、立面布置图、全楼节点施工图、构件加工详图和零部件详图，大幅提升出图效率五类图纸一键生成材料清单输出自动统计材料用量，生成材料清单，便于工程预算和材料采购管理，实现成本精准控制预算采购精准管理QualityControl施工图质量控制要点施工图质量直接关系到工程施工的安全性和经济性，必须进行严格的质量控制。从图纸完整性、尺寸准确性、构造合理性等多个维度进行审核，确保输出的施工图满足施工和审图要求。完整性检查核对图纸目录，确认所有必要的图纸（立面图、详图、预埋件图等）均已绘制完成尺寸准确性抽查关键尺寸标注，确认柱距、跨度、标高、钢筋间距等数值与计算结果一致构造合理性检查节点构造是否符合规范要求，如锚固长度、搭接长度、保护层厚度等是否满足构造规定图面规范性检查图框、标题栏、比例标注、线型使用等是否符合制图标准，确保图纸规范清晰Chapter06门式刚架设计专题轻型钢结构门式刚架的快速建模与设计要点STRUCTURALDESIGN门式刚架结构特点与设计规范门式刚架是轻型钢结构厂房的主要结构形式，具有梁柱刚接、自重轻、施工快等特点。其设计需遵循专门的门式刚架规范，在荷载取值、构件验算、构造要求等方面与一般钢结构设计存在差异。01结构特点：门式刚架由刚架柱和刚架梁刚接组成，柱脚可铰接或刚接，整体刚度大，适用于中小跨度厂房02适用范围：跨度一般不超过36m，檐口高度不超过12m，吊车起重量不超过20t的轻型钢结构厂房03专用规范：《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022，对荷载取值、构件验算有专门规定04截面形式：刚架梁柱通常采用变截面H型钢，根据弯矩分布优化截面尺寸，实现材料的经济利用门式刚架轻钢结构厂房外观实拍PARAMETERSETUP门式刚架快速建模参数设置参数化输入实现高效建模，正确设置跨度、柱距、檐口高度等基本参数与荷载信息是准确性基础。01基本参数按建筑图输入厂房跨度和柱距，跨度方向可设置单跨或多跨连续按建筑剖面图输入檐口高度，以室内地面为基准，柱底标高可设置室内外高差跨度·柱距SPAN&COLUMNSPACING02屋面参数一般按1:10输入，即坡度10%；也可按屋脊高度方式定义可将刚架梁分为多段，支持等分和不等分方式，便于优化截面设计1:10DEFAULTROOFSLOPE03荷载参数含压型钢板、檩条、保温层等，一般取0.3kN/m²不上人屋面取0.5kN/m²，受荷面积超60m²时可取0.3kN/m²0.3/0.5kN/m²·DEAD/LIVELOADWINDLOADPARAMETERS门式刚架荷载输入与风荷载处理门式刚架的荷载输入需要考虑轻钢结构的特点，特别是风荷载的处理。轻钢屋面对风荷载敏感，需按规范调整风压系数；建筑封闭形式的选择也直接影响风荷载体型系数的取值。风压调整系数轻钢屋面对风荷载敏感，根据《荷载规范》8.1.2