《土木工程CAD与BIM建模》课件（中）

第5章PKPM结构设计与制图2026年10月17日土木工程CAD与BIM建模本章简介建筑结构制图需要以结构建模、力学计算、截面与构造设计等为基础，过程复杂，需要借助专业的结构设计软件。本章以工程应用最为广泛的PKPM结构设计软件为例，介绍平面建模、内力计算分析和施工图设计的基本功能与操作。其中，平面建模以人机交互方式布置各层平面轴网、构件与荷载，所建立的模型可供PKPM结构设计软件的其他模块使用。结构内力计算分析采用空间有限元模型，可完成结构在恒荷载、活荷载、风荷载和地震作用下的内力分析、动力时程分析及荷载效应组合，并可对钢筋混凝土结构完成截面配筋计算。施工图设计采用人机交互方式生成设计图纸，需要在结构建模与内力计算后进行。5.1PKPM软件概述5.1.1PKPM软件功能介绍结构平面建模PMCAD模块结构空间有限元分析SATWE模块混凝土结构施工图模块基础辅助设计模块JCCAD5.1PKPM软件概述5.1.2PKPM结构设计一般流程5.1PKPM软件概述5.1.3界面环境5.2轴线与网格输入5.2.1轴线输入1.轴线图素（1）节点：直接绘制白色节点，可单点绘制或通过“定数等分”和“定距等分”功能批量绘制。（2）两点直线：用于绘制单一的直轴线。（3）平行直线：绘制一组平行的直轴线。首先绘制第一条轴线，以该轴线为基准输入复制间距和次数，间距值的正负决定了复制的方向。以“上”和“右”为正，可分别按不同的间距连续复制。（4）矩形：通过输入对角坐标绘制与X、Y轴平行的闭合矩形轴线。（5）圆：通过输入圆心和圆上一点绘制闭合圆环轴线。（6）圆弧：通过输入圆心、起始角、终止角绘制圆弧轴线。5.2轴线与网格输入5.2.1轴线输入2.轴网输入3.轴线命名与删除（1）轴线命名：凡在同一直线上的线段不论其是否贯通均视为同一轴线，输入的轴线名将在施工图中使用。对于平行的直轴线可按【Tab】键后进行批量命名。（2）删除轴名：轴线命名后，点击需要删除的轴号，按软件提示操作即可。5.2轴线与网格输入5.2.2网格生成（1）删除网点：对自动生成的网点进行删除，删除端节点会同时删除与之关联的网格。（2）网点平移：不改变构件的布置情况，对轴线、节点、间距进行调整。（3）形成网点：将几何线条转变成节点和网格线，一般会在输入轴线后自动执行。（4）网点清理：清除无用的网格和节点，如作辅助线用的网格等。（5）上节点高：节点相对于楼层层高位置的高差，默认为0。改变上节点高会相应改变节点处的柱高、墙高和与之相连的梁坡度，可用于处理坡屋顶、斜梁、升降板等的结构布置。5.3构件布置与编辑5.3.1构件布置参照定位①柱布置在节点上，每个节点只能布置一根柱。②梁、墙布置在网格上，两节点间的一段网格上仅能布置一道墙，但可布置多道标高不同的梁。③墙洞布置在网格上，该网格上还应布置墙。可在一段网格上布置多个洞口，软件会在两洞口间自动增加节点，如洞口跨越节点布置，则该洞口会被节点截成两个标准洞口。④斜杆支撑可按节点或网格布置。⑤次梁以与之相交的主梁或墙构件为参照，不需要在次梁下布置网格线，次梁的顶面标高和与它相连的主梁或墙构件的标高相同。5.3构件布置与编辑5.3.1构件布置布置方式PKPM软件提供了以下五种构件布置方式：①点取布置，选择构件截面并输入布置参数后，绘图区被捕捉靶选中的网格或节点处点击鼠标左键插入构件；若该处已布置了构件，会被当前所选截面替换；②轴线布置：被捕捉靶选中的轴线上，所有节点或网格将被插入所选构件截面；③窗口布置：用光标在图中截取窗口，窗口内的所有网格或节点将被插入所选构件截面；④围栏布置：用光标点取多点围成任意形状的围栏，围栏内所有节点或网格将插入所选构件截面；⑤直线布置：用光标拉一条线段，与该线段相交的网格将插入所选构件截面。5.3构件布置与编辑5.3.1构件布置基本操作①单击“构件”子菜单→“柱”命令，弹出“柱布置”对话框。②定义截面类型：单击新建或修改按钮，弹出“截面参数”对话框，选择截面类型并输入构件截面尺寸后，单击【确定】按钮。③布置构件：截面列表中选取定义的截面，在“柱布置参数”对话框输入柱子的偏心与转角，并在对话框下方选择合适的布置方式，然后按命令行提示在绘图区布置构件。构件修改与删除5.3构件布置与编辑5.3.2材料强度“材料强度”子菜单主要包含“本层信息”与“材料强度”两项功能。“本层信息”用于输入和确认材料强度、板厚、层高等参数。菜单中的板厚参数为本标准层的默认值，可通过“楼板”菜单做进一步修改。当墙、柱、梁、斜杆、楼板、悬挑板、圈梁等构件的材料强度等级，与“标准层信息”对话框中设置的强度不同时，可采用“材料强度”命令进行修改。5.3构件布置与编辑5.3.3楼板生成（1）生成楼板：自动生成本标准层各房间楼板，板厚默认取“标准层信息”对话框中设置的板厚，也可通过“修改板厚”命令进行修改。生成楼板后，如果修改“标准层信息”中的板厚，没有进行过手工调整的房间板厚将自动按新板厚取值。（2）楼板错层：执行命令后，每块楼板会显示其错层值，并弹出“楼板错层”对话框，输入错层高度后选择楼板，自动设置楼层错层。（3）修改板厚：执行命令后，每块楼板会显示板厚值，并弹出“修改板厚”对话框，输入板厚后选择楼板，自动修改其厚度。（4）层间楼板：层间板只能布置在支撑构件（梁、墙）上，并要求支撑构件形成闭合区域。5.3构件布置与编辑5.3.3楼板生成（6）全房间洞：将指定房间全部设置为洞口，相当于该房间无楼板，亦无楼板荷载。若建模时不需在某一房间布置楼板，但要保留楼面荷载，可将该房间的板厚设置为0。（7）布悬挑板：支持布置矩形和自定义多边形悬挑板，悬挑板宽度输入0时按网格宽度取值。（8）布预制板：需先执行“生成楼板”命令。软件提供“自动布板”和“指定布板”两种布置方式。采用自动布板时，输入预制板宽度（每个房间可有2种宽度）、板缝的最大宽度与最小宽度，由软件自动选择板的数量、板缝，并将剩余部分做成现浇带。采用指定布板时，由用户指定楼板宽度、楼板数量、板缝宽度和现浇带的位置。5.3构件布置与编辑5.3.3楼板生成（9）楼梯布置：单击“楼梯”子菜单→【布置】按钮，选择要布置楼梯的房间后，弹出“请选择楼梯布置类型”对话框。以布置双跑楼梯为例，单击双跑楼梯预览图弹出“楼梯设计”对话框，按设计要求设置楼梯参数后，单击【确定】按钮完成布置。5.3构件布置与编辑5.3.4层编辑1.楼层管理（1）增加：生成新标准层。执行命令后，弹出“选择/添加标准层”对话框。可依据当前标准层，增加新标准层，并将已有楼层内容全部或局部复制。（2）删除：删除指定标准层。（3）插入：在指定标准层后插入标准层，其网点和构件布置可从指定标准层复制。（4）合并：指定待合并的上下标准层生成新标准层，并自动替换楼层组装表，组装后的标准层高度为合并前的两层之和。5.3构件布置与编辑5.3.4层编辑2.层间编辑（1）层间编辑：同时对多个标准层进行编辑操作。左侧“标准层”列表中双击某一标准层可将其添加至“已选编辑标准层”列表中。（2）层间复制：将当前层的部分构件复制到已有的其他标准层。5.4荷载输入与参数定义5.4.1荷载输入结构建模过程中，只有结构布置与荷载布置均相同的楼层才是同一结构标准层。可布置的荷载类型包括：（1）楼面的恒荷载、活荷载、局部荷载及层间板荷载；（2）非楼面的梁间荷载、次梁荷载、墙间荷载、节点荷载、柱间荷载、隔墙荷载等；（3）人防荷载；（4）吊车荷载。PKPM软件中输入的是荷载标准值。以下重点介绍前两类荷载的输入与修改方式。5.4荷载输入与参数定义5.4.1荷载输入1.恒活设置2.楼面荷载3.梁墙荷载5.4荷载输入与参数定义5.4.2荷载编辑（1）荷载删除：以“恒载删除”为例。执行命令后弹出“恒荷载删除”对话框。指定要删除的荷载类型，并在绘图区框选要删除的荷载。（2）荷载修改：直接点击荷载（文字或线条）弹出的对话框内进行修改，支持层间编辑。（3）荷载替换：包含梁荷载、柱荷载、墙荷载、节点荷载、次梁荷载、墙洞荷载的替换功能，具体操作与构件截面替换类似。（4）荷载复制：复制同类构件上已布置的荷载，可同时复制恒载和活载。（5）层间复制：将其他标准层上输入的荷载拷贝到当前标准层。当两标准层中某构件在平面上的位置一致时，可进行荷载复制。5.4荷载输入与参数定义5.4.3荷载校核“荷载校核”命令位于“前处理及计算”菜单，用于检查输入的荷载和自动导算的荷载是否正确，亦可进行竖向导荷和荷载统计，便于对结构的荷载进行整体分析控制。不考虑抗震设计时，竖向导荷的结果可用于基础设计。5.4.4设计参数定义5.5模型组装与保存5.5.1楼层组装“楼层”菜单的“楼层组装”命令可为标准层指定层高和底标高，并将标准层布置到建筑整体的某一标高位置，从而搭建完整的结构模型。5.5模型组装与保存5.5.2工程拼装“楼层”菜单的“工程拼装”命令可将一个或多个工程模型拼装到一起，用于实现模型输入操作的简化和大型工程的多人协同建模等。该功能可实现模型数据的完整拼装，包括结构布置、楼板布置、各类荷载、材料强度等。工程拼装可采用以下三种方式：（1）合并顶标高相同的楼层：按“楼层顶标高相同时，该两层拼接为一层”的原则进行拼装，拼装出的楼层将形成一个新的标准层。（2）楼层表叠加：将工程B的各标准层模型追加到工程A中，并将楼层组装表添加到工程A的楼层组装表末尾。（3）任意拼装方法：按楼层将任意两个工程拼装在一起，不受标高和层高的限制。5.5.3模型保存随时保存文件可防止因程序意外中断而丢失数据。可通过操作界面左上侧的保存按钮或在切换程序模块弹出保存提示进行保存操作。5.6前处理及计算5.6.1参数定义5.6前处理及计算5.6.2特殊构件补充定义“特殊构件补充定义”子菜单可补充定义特殊柱、特殊梁、特殊墙、弹性板、特殊属性等信息。补充定义的信息将用于结构计算分析和配筋设计。软件已自动对所有属性赋予初值，如无需改动，可略过本菜单。特殊构件定义信息保存在模型数据中，不会随模型修改而丢失，即构件进行平移、复制、拼装、改变截面等操作后，其特殊属性信息仍会保留。在执行“特殊构件补充定义”子菜单的任意命令后，软件自动生成标准层构件简图，并在左侧提供分级菜单。选择相应菜单项后选取具体构件，可修改该构件的属性或参数。如需同时对多个标准层进行编辑，可在左侧分级菜单中勾选“层间编辑”，并进行楼层选择设置。以下对常见构件补充定义做进一步介绍。5.6前处理及计算5.6.3荷载补充定义1.活荷折减除可在“参数定义”→“活荷载信息”中设置活荷载折减外，还可采用“荷载补充”子菜单→“活荷折减”命令，对构件的活荷载折减系数进行单独设置。2.温度荷载定义“荷载补充”子菜单→“特殊荷载”→“温度荷载”命令，通过指定结构节点的温度差定义温度荷载。3.特殊风荷载定义对于平、立面变化复杂，或对风荷载有特殊要求的结构，如空旷结构、体育场馆、工业厂房、轻钢屋面、大悬挑广告牌、候车站等，可采用“荷载补充”子菜单→“特殊荷载”→“特殊风”命令进行设置。5.6前处理及计算5.6.4施工次序补充定义复杂和高度大于150m的高层建筑结构，应考虑施工过程的影响。施工次序补充定义有“构件次序”和“楼层次序”两种方式。构件次序定义可同时对梁、柱、支撑、墙、板中的一种或几种构件同时定义安装次序和拆卸次序。“楼层次序”默认会显示“分析和设计参数补充定义”对话框→“总信息”页面默认的结构楼层施工次序（即逐层施工），可根据设计要求进行修改。5.6前处理及计算5.6.5多塔结构补充定义1.多塔定义“多塔”子菜单的“多塔定义”命令用于定义多塔信息，需输入塔数、塔号、起始层号和终止层号，并以围栏方式指定各塔的范围。2.自动生成由软件自动划分多塔模型，用户可在此基础上检查并补充。3.遮挡定义用于指定设缝多塔结构的背风面，从而在计算风荷载时自动考虑背风面的影响。设置方式与多塔定义基本相同。定义遮挡面时不需要分方向指定，只需将该塔所有的遮挡边界以围区方式指定。4.层塔属性“层塔属性”命令用于显示多塔结构的关联简图和设计参数，包括各塔中各层的层高、材料强度、保护层厚度等。5.6前处理及计算5.6.6模型简图查看1.模型简图生成数据后，PKPM软件根据结构的几何模型生成分析模型，可通过“计算模型”子菜单→“平面简图”“空间简图”命令查看构件间的连接关系；通过“恒载简图”和“活载简图”查看楼板导荷情况。2.模型修改“模型修改”中的“设计属性”命令用于指定计算长度系数、梁柱刚域、短肢墙、非短肢墙、双肢墙、刚度折减系数等。“风荷载”命令用于查看并修改软件自动导算的水平风荷载。自定义的信息在下次执行“生成数据”时仍会保留。5.6前处理及计算5.6.7生成数据与计算“计算”子菜单用于根据建模数据和补充定义，将其转换成空间结构有限元分析所需的数据格式。具体包括：（1）根据结构模型和补充定义，生成与计算相关的构件属性、参数等信息。（2）生成三维计算模型数据。根据平面模型数据确定构件的空间位置，将按层输入的模型进行上下关联，形成三维计算模型。（3）将荷载加载到三维计算模型。（4）根据力学计算要求，对模型进行简化和容错处理。使模型既能适应有限元计算需求，又确保简化后的模型能反映实际结构的力学特性。（5）在三维模型上对剪力墙和板等进行单元划分，为有限元计算做准备。项目必须正确生成数据并通过数据检查后，方可进行下一步的计算分析。实际计算时，可选择“生成数据+全部计算”连续执行操作或选择“分步计算”逐步执行操作。5.7结果查看与输出5.7.1分析结果“分析结果”子菜单用于查看振型、位移、内力、弹性挠度及楼层指标。（1）振型：查看结构的三维振型图和动画。（2）位移：查看不同荷载工况作用下结构的空间变形情况。（3）内力：查看不同荷载工况下构件的内力图。（4）弹性挠度：查看梁在各工况下的挠度，包括“绝对挠度”“相对挠度”和“跨度与挠度之比”三种显示方式。“绝对挠度”指梁的真实竖向变形，“相对挠度”指梁相对于支座节点的挠度。（5）楼层指标：查看地震和风荷载作用下的楼层位移、层间位移角、位移比、内力及刚度简图。5.7结果查看与输出5.7.2设计结果“设计结果”子菜单：查看结构的内力、配筋等计算与设计结果。（1）轴压比：查看轴压比、长细比、剪跨比、梁柱节点验算、墙稳定验算等结果。（2）配筋：查看构件配筋结果，如混凝土构件配筋、钢构件验算、转换墙配筋、配筋率、边缘构件等。（3）内力及配筋包络图：查看梁各截面设计内力和配筋包络图。（4）柱、墙截面控制内力：查看柱、墙的截面设计控制内力简图。5.7结果查看与输出5.7.3文本结果PKPM软件提供了“抗震设防专篇”“文本及计算书”的自动生成与导出功能。计算书中将计算结果分类组织，依次是主模型设计索引、设计依据、计算软件信息、项目基本信息、指标汇总信息、超筋超限信息汇总、结构模型概况、工况和组合、质量信息、荷载信息、立面规则性、抗震分析及调整、结构体系指标及二道防线调整、变形验算、结构顶点风振加速度、抗倾覆和稳定验算、图纸、补充图纸。5.8结构施工图设计5.8.1基本功能5.8结构施工图设计5.8.2操作流程（1）划分钢筋标准层。利用“设钢筋层”命令划分钢筋标准层。构件布置相同、受力特点相近的自然层可划分为同一钢筋标准层，软件按钢筋标准层绘制施工图。钢筋标准层与平面建模时的结构标准层主要有以下区别：同一结构标准层的构件与荷载布置完全相同，钢筋标准层只要求构件布置相同；结构标准层只与本层构件和荷载布置有关，钢筋标准层需考虑上层构件的影响，如屋面层与中间层不能划分为同一钢筋标准层。板、梁、柱墙的钢筋标准层需要独立设置。（2）设置设计参数。利用“设计参数”命令设置绘图与配筋参数。参数设置结果将直接影响程序自动选筋和绘图方式。构件归并分组是参数设置的重要环节之一，各类构件配筋前都会自动执行分组归并，用户可对归并方式进行设置。一般而言，对于几何形状相同、受力特点相近的构件可归为一组并采用相同配筋，以降低施工复杂度。5.8结构施工图设计5.8.2操作流程（3）生成与修改配筋。利用“施工图生成”命令完成钢筋自动选配。板模块根据荷载自动计算配筋，其他模块根据SATWE模块的计算结果配筋。对于自动生成的钢筋，用户可根据设计需求做细节修改与完善。软件自动配筋所依据的规范、标准包括《建筑抗震设计规范》GB50011-2010、《混凝土结构设计标准》GB/T50010-2010和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010等。（4）校核验算配筋。对于软件生成和手动调整的配筋结果可做进一步验算。梁可校核配筋面积、挠度、裂缝等，柱墙可校核配筋面积、双偏压承载力等。（5）绘制与完善施工图。软件提供了多种施工图表达方法，如平面整体表示法、柱墙列表法、立剖面绘图法等。软件默认采用平面整体表示方法。施工图模块提供了编辑施工图时使用的各种通用命令（如图层设置、线型设置、图素编辑等）和专业命令（如构件尺寸标注、大样图绘制、层高表绘制等）。此外，PKPM软件可将设计图转换为“.dwg”文件。5.8结构施工图设计5.8.3模板图1.参数设置参数设置包括图层、文字、线型、构件显示等内容。“设置”子菜单→“参数”→“图层”命令用于设置各类图元的层名、颜色、线型、线宽；“文字”命令用于设置文字（包括尺寸标注中的文字）样式；“线型”命令用于设置线型、线宽和标注样式；“构件显示”命令用于控制当前施工图平面构件的显示开关，其中“构件开关”控制构件的显示，“绘图开关”控制构件轮廓线的画法。“设置”子菜单→“图表”提供了“图框”“图名”“楼层表”“标高”等命令。“图框”用于插入标注图框，按<Tab>键设置图框的尺寸和形式；“图名”用于标注平面图图名，内容由软件自动生成，用户指定标注位置；“楼层表”用于插入结构楼层层高表，由软件根据楼层信息自动生成；“标高”用于标注标准层代表的一个或多个实际楼层的结构楼面标高，标高值由用户输入。5.8结构施工图设计5.8.3模板图2.施工图标注（1）轴线标注①自动：仅对正交且已命名的轴线进行自动标注。②交互：按命令行提示指定起止轴线→指定不标注的轴线→指定标注位置→指定引出线长度。③逐根：点选轴线进行标注，轴线编号结果与点取轴线的顺序无关。④弧长：按命令行提示指定起止轴线→指定不标注的轴线→指定需要标注弧长的弧网格→指定标注位置→指定引出线长度。⑤半径：按命令行提示指定起止轴线→指定不标注的轴线→指定标注位置→指定引出线长度。5.8结构施工图设计5.8.3模板图2.施工图标注（2）标注构件①梁尺寸：标注梁线与轴线的相对位置。移动光标至要标注尺寸的梁上点击鼠标左键，自动标注该梁的定位尺寸。②柱尺寸：标注柱外轮廓与所在节点的相对位置，操作与梁标注相同。③墙尺寸：标注墙线与轴线的相对位置，操作与梁标注相同。④板厚：标注房间楼板厚度，光标点取要标注的房间并指定标注位置完成标注。⑤板洞口：标注楼板洞口与布置节点的相对位置。选择要标注的房间，软件自动搜索房间内的洞口，指定标注位置和引出线长度完成标注。⑥墙洞口：标注墙洞口定位尺寸。选择要标注的墙段，指定标注位置和引出线长度完成标注。⑦梁截面：标注梁截面尺寸信息。光标点取要标注截面的梁，自动完成标注。⑧柱截面：标注柱截面尺寸信息。标注位置在柱右下方，操作与梁截面标注相同。5.8结构施工图设计5.8.3模板图3.大样“大样”子菜单包括绘制梁柱剖面、阳台挑檐、女儿墙、隔墙基础、拉梁剖面、电梯井、地沟详图和详图编辑等功能。用户只需输入参数定义大样尺寸、配筋等，软件自动绘制大样图，并标注截面尺寸、钢筋、剖面号和绘图比例等。5.8结构施工图设计5.8.4板施工图PKPM2025软件提供了基于BIMBase平台的楼板施工图模块，支持现浇钢筋混凝土楼板、压型钢板和钢筋桁架楼承板设计，可完成楼板配筋计算、施工图绘制及计算书生成等工作。以现浇板为例，其施工图设计的主要步骤包括：（1）执行“选择出图楼层”命令，选择需要绘制楼板施工图的楼层；（2）执行“计算参数”命令，输入计算参数与绘图参数；（3）板数据前处理，利用“数据编辑”子菜单的命令设置板厚、荷载、边界条件、保护层、计算方法、配筋方向等；（4）利用“楼板计算”和“验算校审”子菜单的命令计算板配筋，验算挠度与裂缝；（5）查看板各项计算结果是否满足要求，若不满足需调整板厚等参数后重新计算；（6）根据计算结果，利用“施工图”子菜单的命令绘制并查改板配筋，形成施工图。5.8结构施工图设计5.8.4板施工图计算参数与绘图参数5.8结构施工图设计5.8.4板施工图选筋出图5.8结构施工图设计5.8.5梁施工图1.钢筋标准层执行“设钢筋层”命令，在“定义钢筋标准层”对话框中设置梁的钢筋标准层，软件按结构标准层生成默认的梁钢筋标准层。对话框左侧定义树表示当前钢筋层定义情况，右侧分配表列出各自然层所属的结构标准层和钢筋标准层。5.8结构施工图设计5.8.5梁施工图2.连续梁修改（1）连续梁查改梁配筋以连续梁为基本单元，配筋时软件自动将按网格布置的梁段合并为连续梁，可通过“连续梁”→“查找”命令查看连续梁的生成结果；通过“绘图”→“连续梁编辑”命令，对连续梁进行拆分、合并、修改支座或指定属性。（2）支座修改一个连续梁由若干梁跨组成，梁跨划分对配筋有显著影响。在梁相交处，软件会对主梁和次梁进行判断，而在梁端，会对支撑梁或悬挑梁进行判断。软件自动划分的主要原则如下：框架柱或剪力墙必须作为支座；梁1和2相交时，若梁1在交点位置的恒载弯矩M＜0且为峰值点时，则梁1为次梁且此处为梁1的支座；平面建模输入的次梁与主梁相交时，主梁作为次梁的支座。按上述原则自动生成的梁支座不满足设计要求时，可使用“连续梁编辑”→“支座修改”命令调整。支座调整只影响配筋构造，不影响构件的内力和配筋面积计算。支座调整后，软件会自动重配该梁钢筋并更新施工图。5.8结构施工图设计5.8.5梁施工图2.连续梁修改（3）梁名修改连续梁采用“类型前缀+序号”的方式命名。常用类型前缀包括：KL——框架梁、L——非框架梁、WKL——屋面框架梁、KZL——框支梁。类型前缀可在“设计参数”→“梁绘图参数”对话框→“标注设置”页面设置，已绘制的梁配筋图中可双击梁名进行修改。5.8结构施工图设计5.8.5梁施工图3.自动配筋与修改梁施工图模块自动配筋的基本过程是：选择箍筋→选择腰筋→选择上部通长钢筋和支座负筋→选择和调整其它钢筋。执行“设计参数”命令，在“梁绘图参数”对话框→“纵筋参数”和“箍筋腰筋”页面对选筋参数进行设置。设置配筋参数后，执行“施工图生成”命令，软件会根据参数设置和相关设计规范、标准的规定，自动配置箍筋、腰筋、纵筋、通长筋、支座负筋、架立筋等。用户可利用“钢筋”子菜单的命令对自动生成配筋的集中标注、原位标注和附加筋进行修改。5.8结构施工图设计5.8.5梁施工图4.裂缝与挠度验算“校核”子菜单可用于梁的正常使用极限状态验算，具体功能包括自动按相关规范与标准完成挠度与裂缝验算、显示裂缝图与挠度图，以及生成裂缝与挠度计算书。此外，通过设置“设计参数”→“梁绘图参数”对话框→“挠度裂缝”页面，可设定是否根据裂缝自动选筋。选择“根据裂缝选筋”时，软件选配主筋后会计算相应的裂缝。若裂缝宽度大于允许值，则将配筋面积放大1.1倍重新选筋，软件会重复放大面积、选筋、验算裂缝的过程，直到裂缝满足要求。需注意，通过增大配筋面积减小裂缝宽度的效率很低。实际结构设计时，若裂缝宽度不满足要求，应合理采取增大截面等其他方法进行调整，不应完全依赖软件的自动选筋功能。5.8结构施工图设计5.8.5梁施工图5.施工图生成（1）文件管理混凝土结构施工图模块生成的图纸均放在工程目录下的“施工图”文件夹内。梁平法施工图的默认名称为“Beam*.T”（*代表自然层号）。梁施工图生成与管理的命令位于“绘图”子菜单，主要功能如下：①施工图生成：首次进入梁施工图模块、模型更改或重新计算后，可执行“施工图生成”命令生成梁施工图。此时，软件会删除本层已有数据，重新进行连续梁归并与选筋后重新绘图。②施工图更新：提供两种更新方式，“保留位置重选筋”在当前模板图不变的基础上重新归并选筋绘图；“保留钢筋重绘图”保留当前的配筋标注等信息，仅更新模板图。5.8结构施工图设计5.8.5梁施工图5.施工图生成（2）平面图梁平面图采用平面整体表示法，简称平法施工图，软件绘制的平法施工图完全符合图集《22G101-1混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》，即主要采用平面注写方式，分别在不同编号的梁中各选一根梁，使用集中标注和原位标注注写截面尺寸和配筋。此外，为满足实际工程中局部不出图的需求，软件提供了配筋分区功能。执行“绘图”→“配筋分区”命令，通过点选或框选等方式指定配筋构件或不配筋构件。（3）立剖面图立剖面图是传统的施工图表示法，可通过“立剖面”→“立剖面图”命令绘制。选择需要出图的连续梁，软件会用虚线标出所有同编号的梁。一次可选择多根连续梁绘制立剖面图。选好梁后，按鼠标右键或〈Esc〉键结束选择。软件弹出“立剖面绘图参数”对话框，设置参数并单击【确定】按钮，自动绘制立剖面图。5.8结构施工图设计5.8.6柱墙施工图1.设钢筋层与梁“设钢筋层”的含义和操作相同。2.设计参数执行“参数”→“设计参数”命令，在“柱墙绘图参数”对话框内对绘图设置、画法设置、标注设置、归并编号、柱纵筋、柱箍筋、边缘构件-纵筋、边缘构件-箍筋、墙身设置、连梁设置等进行参数设置。其中，前4项适用于柱和墙两类构件，5~6项适用于柱构件，最后4项适用于墙构件。“柱纵筋”设置页面包含纵筋选筋库、纵筋形式、直径、净距、配筋面积取值与放大系数等内容，需结合相关规范、标准和设计要求进行设置。5.8结构施工图设计5.8.6柱墙施工图2.设计参数3.自动归并配筋执行“施工图生成”命令，软件根据“柱墙绘图参数”对话框设定的归并方式自动实现全楼柱配筋的归并，并根据对话框中其他页面设置的参数自动选配钢筋。用户可通过“边缘构件查改”“强制拆分（柱）”“强制归并（柱）”“标注修改（柱）”“标注移动”等命令或图面单（双）击注写文字等方式，对软件自动配筋结果进行修改。5.8结构施工图设计5.8.6柱墙施工图4.配筋面积与双偏压验算采用“校核”和“柱校审”子菜单的命令校核配筋面积和验算双向偏心受压承载力。（1）配筋面积：快速核查柱配筋是否满足计算值与规范要求，无需在施工图和SATWE模块间切换。（2）配筋校核：在截面柱表、截面集中注写、墙表及原位截面注写的详图下显示归并后的配筋信息。（3）双偏压验算：自动对本层全部柱进行双偏压验算，未通过验算的柱子会高亮显示。5.柱墙施工图5.8结构施工图设计5.8.7楼梯施工图PKPM软件采用人机交互方式建立楼梯模型，完成楼梯的结构计算、配筋设计及施工图绘制。楼梯建模可采用以下两种方式：（1）读取平面建模数据，由用户指定楼梯间所在的网格，软件自动读取各层楼梯所在房间、轴线布置等信息，并接力完成楼梯布置。（2）采用人机交互方式输入各层楼梯间的梁、柱、墙、门窗、轴线后，再布置各层楼梯。楼梯设计的一般步骤如下：（1）楼梯建模与调整，可直接读取平面建模数据或采用人机交互方式输入，主要内容包括新建或打开楼梯工程、输入楼梯总信息、建立楼梯间、输入楼梯和梯梁、楼梯竖向布置与全楼组装等；（2）楼梯配筋计算与校核；（3）绘制楼梯施工图，包括楼梯平面图、立面图与配筋图等。5.9结构设计实例5.9.1结构平面建模1.轴网输入（1）插入底图打开PKPM软件，启动界面切换至“结构”选项卡，选择“SATWE核心的集成设计”模块，单击右侧【新建/打开】按钮，设置工作路径后双击项目预览图进入集成设计操作界面。结构平面建模时可导入建筑平面图作为底图。执行“轴网”菜单→“插入衬图”命令，窗口左侧弹出“衬图”面板，单击【插图】按钮，选择“*.dwg”图形文件后，软件自动导入衬图。可在图层管理选项组中，将衬图颜色修改为“灰色”或“淡彩色”，以便与结构建模时绘制的图元进行区分。（2）正交轴网首先布置标准层1。执行“轴网”→“正交轴网”命令，弹出“直线轴网输入”对话框，设置轴网开间和进深后单击【确定】按钮，绘图区指定轴网插入基点，完成正交轴网绘制。5.9结构设计实例5.9.1结构平面建模1.轴网输入5.9结构设计实例5.9.1结构平面建模1.轴网输入5.9结构设计实例5.9.1结构平面建模2.构件布置（1）梁、柱布置执行“构件”→“柱”命令，弹出“柱布置”集成面板，单击【增加】按钮，弹出“截面参数”对话框，设置柱截面类型与截面尺寸，然后单击【确定】按钮。“柱布置”集成面板选中定义的柱截面，并设置柱布置参数（偏心距离），然后用光标点取轴网节点布置框架柱，或采用轴线、窗口及围栏布置等方式。结构设计时，可先人工估算竖向荷载初选柱截面，后续按结构计算结果再做调整。采用类似方法定义梁截面并沿轴线布置梁构件。梁布置需综合考虑本层空间利用与上层承重需求（如承担隔墙荷载）的影响。布置梁构件时，可暂不设置偏轴距离，后续通过“偏心对齐”→“梁与柱齐”等命令进行调整，从而省去人工计算偏心的过程，提高建模效率。梁、柱构件布置完成后，执行“显示查询”→“截面尺寸”→“梁”和“柱”命令，可检查构件截面与布置情况。此外，可切换至“轴网”菜单，执行“网点清理”命令，清除图中无用网点，以防止对后续结构计算产生不利影响。5.9结构设计实例5.9.1结构平面建模2.构件布置（4）本层信息执行“构件”→“本层信息”命令，板厚设置为100mm，柱、梁和板混凝土强度设置为C30，主筋级别设置为HRB400，层高设置为4200mm，单击【确定】完成设置。（5）楼板生成执行“楼板”→“生成楼板”命令，软件按“本层信息”设置的板厚生成楼板。执行“修改板厚”命令，在“修改板厚”对话框中，【板厚值】输入0，绘图区框选楼梯间，将板厚设置为0。执行“全房间洞”命令，将设备井位置楼板设置为全房间洞。（6）楼梯布置执行“楼板”→“楼梯”→“布置”命令，光标选择要布置楼梯的矩形房间，弹出“请选择楼梯布置类型”对话框。点击“平行两跑楼梯”缩略图，打开“平行两跑楼梯——智能设计”对话框。根据建筑条件设置楼梯参数，单击【确定】按钮完成楼梯布置。采用相同方法布置其他楼梯。5.9结构设计实例5.9.1结构平面建模2.构件布置5.9结构设计实例5.9.1结构平面建模3.荷载输入（1）楼面荷载布置执行“荷载”→“恒活设置”命令，按设计要求设置楼面恒荷载与活荷载标准值，并勾选【自动计算现浇楼板自重】等选项。执行“恒载”→“板”和“活载”→“板”命令，对楼梯间、卫生间等位置的楼面活荷载进行修改。执行“活载”→“楼板活荷类型”→“活荷”命令，弹出“楼板活荷载属性”对话框，选择房间属性类型，单击【布置】按钮，绘图区光标或窗口选择房间完成属性设置。5.9结构设计实例5.9.1结构平面建模3.荷载输入（1）楼面荷载布置5.9结构设计实例5.9.1结构平面建模3.荷载输入（2）梁恒荷载布置执行“恒载”→“梁墙”命令，“梁墙-恒载布置”集成面板中单击【增加】按钮，弹出“添加：梁墙荷载”对话框，勾选【填充墙计算器】，设置填充墙尺寸和容重参数后，单击【计算】按钮，自动完成填充墙折算线荷载的计算。单击【确定】按钮返回集成面板。选择要布置的荷载，采用光标、轴线或窗口等方式在绘图区选取梁构件完成荷载布置。4.楼层管理利用层编辑功能在标准层1的基础上快速生成其他结构标准层。执行“楼层”→“增加”命令，弹出“选择/添加标准层”对话框。“新增标准层方式”选择“全部复制”，单击【确定】按钮增加其他标准层。各标准层可以从操作界面右上角的下拉列表框中随时切换。对于其他标准层，采用类似标准层1的操作完成构件与荷载布置，也可利用层间编辑等功能进行快捷操作。5.9结构设计实例5.9.1结构平面建模5.模型组装（1）设计参数执行“楼层”→“设计参数”命令，弹出“楼层组装—设计参数”对话框，按设计条件修改“总信息”“材料信息”“地震信息”和“风荷载信息”。本案例中，“总信息”页面的【结构体系】设置为“框架结构”，【与基础相连构件最大底标高】设置为“-1.5”；“材料信息”页面的【梁箍筋级别】【柱箍筋级别】设置为“HRB400”；“地震信息”页面的【地震烈度】设置为“7（0.1g）”；【场地类别】设置为“二类”；【砼框架抗震等级】设置为“三级”；【周期折减系数】设置为“0.7”；风荷载信息页面的【修正后的基本风压】设置为“0.45”，【地面粗糙度类别】设置为【B】；其他参数取软件默认值，单击【确定】完成参数设置。5.9结构设计实例5.9.1结构平面建模5.模型组装（2）楼层组装本建筑主体为6层，1层为第1结构标准层，2层为第2结构标准层，3~5层为第3结构标准层，6层为第4结构标准层，机房层为第5结构标准层。首层层高为4200mm，机房层层高为4800mm，其余各层层高均为3600mm。执行“楼层”→“楼层组装”命令，在“楼层组装”对话框中按以下方式设置楼层组装信息：①“复制层数”选“1”，“标准层”选“第1标准层”，层高输入“5700”（基础顶面到楼面的高度），单击【添加】按钮；②“复制层数”选“1”，“标准层”选“第2标准层”，层高输入“3600”，单击【添加】按钮；③“复制层数”选“3”，“标准层”选“第3标准层”，层高输入“3600”，单击【添加】按钮；④“复制层数”选“1”，“标准层”选“第4标准层”，层高输入“3600”，单击【添加】按钮；⑤“复制层数”选“1”，“标准层”选“第5标准层”，层高输入“4800”，单击【添加】按钮。楼层组装完成后，执行“楼层”→“动态模型”命令，显示全楼的三维结构模型。至此，结构平面建模工作已基本完成。5.9结构设计实例5.9.2结构计算分析1.参数补充定义执行“前处理及计算”→“参数定义”命令，本例中进行下述参数设置，其余参数取默认值：①“总信息”页面，【恒活载计算信息】选择“模拟施工加载3”，【整体计算考虑楼梯刚度】勾选“考虑”；②“地震信息”页面，【特征分析参数】勾选“程序自动确定振型数”，并将【质量参与系数之和（%）】设置为“90”。③“设计信息”页面，【柱剪跨比计算原则】选择“通用方式”；④“工况信息”页面，勾选“屋面活荷载不与雪荷载同时组合”。5.9结构设计实例5.9.2结构计算分析2.模型补充定义本框架结构案例中，需对角柱进行补充定义，具体可采用以下两种方法之一：①执行“前处理及计算”→“特殊柱”命令，在左侧的“特殊构件定义”面板中点选“角柱”，并勾选“层间编辑”，弹出的对话框内选择所有标准层并单击【确定】按钮，然后在平面图中点选任一标准层的角柱，完成全楼其他相同位置的角柱定义；②“特殊构件定义”面板中点选“自动生成”→“全楼角柱”，软件自动完成角柱定义。3.计算分析执行“生成数据+全部计算”命令，软件自动完成结构内力分析与配筋计算。5.9结构设计实例5.9.2结构计算分析4.图形结果查看①振型：执行“结果”→“振型”命令，查看振型，结构前两阶振型一般应以平动为主。②楼层指标：执行“楼层指标”命令，可对地震和风荷载作用下的楼层位移、层间位移角、楼层剪力和刚度比等参数进行查看。③轴压比：执行“轴压比”命令，查看各层框架柱的轴压比。④配筋：执行“配筋”命令，查看各层梁柱配筋图。若存在超筋构件，配筋参数将以红色字体显示。5.文本结果查看执行“文本查看”命令，屏幕左侧弹出“文本目录”面板，对各项文本设计结果进行查看。此外，点击窗口右侧工具条中按钮，可分别将文本结果导出为“*.docx”“*.pdf”和“*.txt”格式的计算书。5.9结构设计实例5.9.3施工图设计5.9结构设计实例5.9.3施工图设计5.9结构设计实例5.9.3施工图设计5.9结构设计实例5.9.3施工图设计第6章PKPM基础设计与制图2026年10月17日土木工程CAD与BIM建模本章简介第5章介绍了PKPM结构设计软件中建立结构模型、完成结构计算及绘制施工图的主要功能和操作。在此基础上，JCCAD基础辅助设计模块可接力上部结构计算结果进行地基基础建模、计算及绘图。为此，本章继续介绍PKPM软件中JCCAD模块的主要功能与操作，主要包括地质模型输入、基础模型输入、基础分析与设计、结果查看及生成施工图。结合第6~7章的内容，掌握PKPM软件完成一般房屋建筑结构设计与制图的基本方法与步骤。6.1基础设计模块概况6.1.1界面环境6.1基础设计模块概况6.1.2主要功能（1）适应多种类型基础：可设计倒锥型独立基础、阶梯型独立基础、预制杯口基础、双（多）柱联合基础、墙下条形基础、筏板基础、桩基础等。（2）接力上部结构模型：接力上部结构完成基础建模，基础定位轴线、参照柱、墙等均从与基础连接的上部楼层结构模型中自动读入。（3）接力上部结构计算生成的荷载：自动读取上部结构传来的单工况荷载标准值，可读入平面建模导算的荷载、SATWE荷载、PMSAP荷载、PK荷载等。自动读取的上部荷载可与交互输入的基础荷载同工况叠加。（4）自动完成荷载效应组合：计算地基或桩基承载力时采用标准组合；基础抗冲切、抗剪、抗弯、局部承压计算时采用基本组合；沉降计算时采用准永久组合，正常使用极限状态的挠度、裂缝计算时采用标准组合和准永久组合。软件自动判断荷载效应组合是否适合当前的计算内容。（5）地质资料的输入：提供人机交互方式输入地质资料，完成基础沉降和桩基计算等内容。此外，软件提供读取并转换AutoCAD图形文件的功能，方便作为设计参照。6.1基础设计模块概况6.1.2主要功能（6）考虑上部结构、基础与地基的共同作用：对地基梁、筏板、桩筏等整体基础，可采用上部结构刚度凝聚法、上部结构刚度无穷大的倒楼盖法、上部结构等代刚度法等方法考虑上部结构对基础的影响。（7）提供多样化计算功能：依据相关规范、标准，提供多种基础类型的承载力、配筋、沉降、冲切抗剪及局部承压计算等功能。（8）设计功能自动化：对于独立基础、条形基础、桩承台等，软件可按规范要求和用户设置的参数自动完成设计；对于整体基础，软件可自动调整交叉地基梁的翼缘宽度、自动确定筏板基础中梁翼缘宽度等。在软件生成的设计结果基础上，可采用人机交互方式进行修改与完善。（9）施工图辅助设计：完成基础施工图设计，包括平面图、详图及剖面图等。提供了多种基础施工图表达方法，以及参数化绘制各类常用标准大样图的功能。6.1基础设计模块概况6.1.3操作流程6.2地质模型输入6.2.1基本要求（1）执行“岩土参数”命令，设置不同土层物理力学指标的默认值。（2）执行“标准孔点”命令，根据地质勘测报告设置各土层的深度与性能指标参数。（3）执行“孔点编辑”子菜单的相关命令，将“标准孔点”布置到平面图上。（4）执行“土层编辑”子菜单的相关命令，对各孔点的土层分布与指标参数进行调整。（5）通过“孔点剖面”“线段剖面”和“等高线”等命令，检查地质资料输入结果。6.2地质模型输入6.2.2岩土参数定义6.2地质模型输入6.2.3孔点输入与编辑1.标准孔点用于生成土层参数表描述场地地基的总体土层信息，作为生成各孔点数据的模板。6.2地质模型输入6.2.3孔点输入与编辑2.孔点编辑（1）单点输入：执行该命令，绘图区移动光标至适当位置，然后单击鼠标左键完成孔点布置。软件会按“标准孔点”设置孔点的默认土层参数。（2）复制孔点：复制已布置的孔点生成新孔点。执行该命令，按命令行提示点取已有孔点，然后指定新孔点的布置位置完成复制操作。（3）删除孔点：删除布置的孔点。（4）平移：执行命令，弹出“对位参数”对话框，用于设置结构物坐标系原点在地质资料坐标系中的偏心和转角。（5）拖动：执行命令，选择结构物坐标基点和平移目标点，实现结构物坐标系的平面移动。（6）导入DWG图：若地质勘测报告提供了“*.dwg”格式的钻孔平面图，可通过“导入DWG图”命令直接导入孔点位置。6.2地质模型输入6.2.3孔点输入与编辑3.土层编辑（1）孔点编辑执行“孔点编辑”命令，点选要编辑的孔点，弹出“孔点土层参数表”对话框，可对孔口标高、探孔水头标高、孔口坐标，以及各土层标高和参数进行编辑。6.2地质模型输入6.2.3孔点输入与编辑3.土层编辑（2）剖面编辑执行“剖面编辑”命令，连续点选所有要编辑的孔点，单击鼠标右键完成选择并指定剖面图插入位置后，软件自动绘制土层剖面并弹出“孔点编辑”对话框。对话框中，选择“剖面编辑”的相关命令后，将光标移动到某一土层上时，该土层会高亮显示。此时单击鼠标左键可进行土层的编辑操作，包括修改标高、添加土层、删除土层、修改土层等。6.2地质模型输入6.2.4土层查看1.孔点剖面执行“孔点剖面”命令，连续选择要查看剖面的孔点位置，单击鼠标右键并指定插入位置，软件自动绘制点柱状图。2.线段剖面操作方式与“孔点剖面”命令类似。6.2地质模型输入6.2.4土层查看3.等高线用于查看地表、选定土层或水头的等高线图。执行“等高线”命令弹出“查看等高线”对话框，选择图层并设置【第一条等值线值】【相邻等值线差值】参数，单击【应用】按钮完成绘制6.3基础模型输入用于接力上部结构与基础相连的柱墙布置和荷载信息，补充输入基础荷载或附加柱墙荷载，交互输入基础模型数据等信息。执行“基础模型”菜单的相关命令前，需先输入上部结构的模型和荷载数据。首次进入基础设计模块，软件会自动读取上部结构模型和荷载信息。若上部结构发生变更，可执行“更新上部”命令，重新读取数据。软件会在保留已有基础模型的同时，更新上部结构信息（包括构件、网格节点、荷载等）。6.3基础模型输入6.3.1参数设置6.3基础模型输入6.3.2荷载定义1.上部荷载显示2.上部荷载编辑3.附加墙柱荷载编辑6.3基础模型输入6.3.3基础布置1.独基布置（1）人工布置：执行“独基”命令，弹出“独基布置”集成面板，用于人工布置独基。布置独基前，需对其类型与设计参数进行定义。如果执行过“自动独基”命令，列表中会添加软件自动生成的独基类型。（2）自动生成执行“自动独基”→“独基自动布置”命令，弹出“自动分组布置”对话框，设置参数后绘图区选择要布置独基的构件，软件自动计算并生成独基，支持单柱、双柱和多柱独基多种形式。需注意，基础底标高采用相对标高。采用“相对于柱底”时，实际基础底标高为“输入的基底标高+柱底标高”；采用“相对于正负0”时，输入的基底标高即为实际基础底标高。6.3基础模型输入6.3.3基础布置2.桩基承台布置（1）人工布置：执行“承台”命令，弹出“承台布置”集成面板，用于人工布置桩基承台，其操作方式与独基人工布置类似。软件对人工布置的桩基承台会自动进行竖向承载力、冲切及剪切验算，并将验算结果显示的平面布置图上，供设计参考。（2）自动布置6.3基础模型输入6.3.3基础布置3.桩布置（1）单桩布置桩基础分类输入参数预制方桩单桩承载力、桩边长水下冲（钻）孔桩单桩承载力、桩直径沉管灌注桩单桩承载力、桩直径干作业钻（挖）孔桩单桩承载力、桩直径、扩大头直径、扩大头上段长、扩大头中段长、扩大头下段长预制混凝土管桩单桩承载力、桩直径、壁厚钢管桩单桩承载力、桩直径、壁厚双圆桩单桩承载力、右圆半径、左圆半径、圆心距6.3基础模型输入6.3.3基础布置3.桩布置（2）群桩布置梁下布桩、墙下布桩筏板布桩两点布桩6.3基础模型输入6.3.3基础布置3.桩布置（3）桩计算①桩长修改：执行“桩计算”→“桩长修改”命令，弹出“桩长修改”对话框，提供了“按指定桩长修改”或“按试算桩长修改”两种方式。“试算桩长”可根据桩位地质资料与单桩承载力计算桩长，软件提供“按桩承载力试算桩长”和“按桩进入持力层深度试算桩长”两类桩长试算方式。②桩承载力试算：执行“桩计算”→“桩承载力试算”命令，弹出“承载力试算”对话框，提供已布置桩的“桩承载力计算”“桩身承载力计算”和“负摩阻下拉荷载计算”功能。③桩重心校核：执行“桩计算”→“桩重心校核”命令，绘图区围取若干桩后，显示围区内荷载的合力作用点位置与合力值、桩群形心坐标与总抗力、桩群形心相对于荷载合力作用点的偏心距。6.3基础模型输入6.3.3基础布置3.桩布置（3）桩计算④桩数估算：执行“桩计算”→“桩数估算”命令，弹出“桩数量”面板，可用于查看任意标准组合下的桩数量需求分布图。⑤桩数统计与检查：执行“桩计算”→“桩数统计与检查”命令，可检查所围区域内布置的桩总数与间距是否满足规范要求。⑥桩承载率估算：执行“桩计算”→“桩承载率估算”命令，绘图区选择桩筏基础，可显示桩承载率。桩承载率是指将筏板视为刚性板时，按上部荷载标准值计算的桩反力值与单桩承载力的比值，用于初步判断桩的利用率。6.3基础模型输入6.3.3基础布置3.桩布置（4）桩编辑①复制：复制已有单桩（锚杆）或群桩（锚杆），布置到其他位置。执行“桩编辑”→“复制”命令，选取要复制的桩并点取复制基点和目标点，完成复制。②替换：将已布置的桩替换为其他桩类型。执行“桩编辑”→“替换”命令，弹出“桩定义”对话框。列表中选择桩类型，然后绘图区选择要替换的桩，完成替换。③移动：移动已布置的桩位置，可通过光标、窗口、围栏等捕捉方式进行操作。④镜像：通过镜像方式布置桩。⑤删除：删除已布置的桩。6.3基础模型输入6.3.4构件编辑1.复制与删除（1）删除：删除基础构件。（2）复制：复制已布置的基础构件。2.构件转换基础建模计算时，部分基础构件可用不同的基础类型来模拟，如复杂承台需采用有限元分析方法，可将其转换为筏板。3.统一修改（1）改覆土重：修改已布置基础的覆土重。（2）修标高：修改基础底标高和顶标高。（3）改承载力：修改地基承载力特征值和用于深度修正的基础埋深。（4）改厚度：修改独基或承台的一阶高度。（5）改偏心：修改砌体条基、地基梁、拉梁的偏心布置。6.3基础模型输入6.3.4构件编辑4.节点网格用于增加、编辑上部结构传入的平面网格、轴线和节点，以满足基础布置的需要。（1）加节点：在基础平面网格上增加节点，可在命令行中输入节点坐标，或利用已有节点定位。（3）删节点：删除节点，并同时删除或合并与该点相关的网格。（6）删除网格：删除不需要的网格。（7）网格延伸：将网格线延伸到指定位置。6.4分析与设计6.4.1基本功能（1）生成设计模型：读取基础建模数据生成设计模型，并提供设计模型的查看与修改功能。（2）生成分析模型：基于设计模型划分网格，生成有限元分析所需数据。（3）分析模型查看与处理：查看分析模型的单元、节点、荷载，以及桩土刚度等。（4）有限元计算：进行地基基础有限元分析，计算位移、内力、桩土反力、沉降等。（5）基础设计：按规范提供的方法或有限元分析结果完成基础设计。6.4分析与设计6.4.2设计模型1.模型信息执行“模型信息”命令，可查看基础模型的类型、尺寸、材料、承载力等信息。2.构件设计方法执行“构件设计方法”命令，弹出“独基承台柱墩设计方法”对话框。对于单柱下独基或桩承台，软件默认按规范算法计算和设计，即独基或桩承台视为刚体，荷载作用下自身不发生变形。对于多柱墙下独基或桩承台，刚体假定可能不成立，按有限元计算更为合理。通过该命令可指定独基或桩承台按规范算法或有限元算法计算。6.4分析与设计6.4.3分析模型1.生成数据“生成数据”命令的核心功能是为基础划分网格、生成桩土刚度和有限元分析模型。软件提供了“铺砌法”与“Delaunay拟合法”两种网格划分方式，并可根据用户选项自动生成弹性地基模型、倒楼盖模型、防水板模型，供后续计算与设计使用。2.分析模型执行“生成数据”命令后，软件会生成分析模型。再执行“分析模型”命令，弹出“分析模型”面板，可查看以下模型信息：（1）有限元网格信息：查看有限元网格划分，包括节点编号、单元编号和网格线。（2）单元信息：查看每个单元的厚度、材料、布筋方向和人防等级。3.单元查改用于修改单元厚度、承载力、材料强度和配筋率，并可选择按单元或构件类型修改。4.补充定义（1）布筋方向：修改软件默认的配筋方向。（2）约束定义：增加支座或修改支座属性。6.4分析与设计6.4.4桩土刚度1.基床系数执行“基床系数”命令，弹出“基床系数”面板，可用于查看、定义或修改基础基床系数。修改基床系数的操作如下：面板中输入“基床系数”，单击【添加】按钮。在列表中选择添加的基床系数，并设置布置方式后，绘图区选择有限元单元或构件进行布置。2.桩刚度执行“桩刚度”命令，弹出“桩刚度”面板，可用于查看和修改桩刚度、群桩放大系数等。以修改桩刚度为例，主要操作如下：面板中输入“抗压刚度”“抗拔刚度”和“弯曲刚度”，单击【添加】按钮。列表中选择添加的桩刚度，绘图区框选桩进行修改。6.4分析与设计6.4.5荷载1.荷载查看执行“荷载查看”命令，弹出“荷载简图”面板，可用于查看基础模型的荷载是否读取正确。其中，“设计模型”会根据用户选择显示所有上部构件的荷载、自重等信息，“分析模型”会显示每个单元网格和单元节点的荷载信息。2.板荷编辑执行“板荷编辑”命令，弹出“单元荷载编辑”对话框，可查看和编辑基础底板上的板面荷载。仅支持修改利用“基础模型”→“筏板荷载”命令输入的荷载，荷载类型包括板面恒载、板面活载、永久堆积物、覆土荷载、水浮力-抗浮水位、水浮力-常规和人防底板等效静荷载。6.4分析与设计6.4.6数据生成与计算执行“计算设计”命令，可实现柱下独立基础、墙下条形基础、弹性地基梁基础、带肋筏板基础、柱下平板基础、墙下筏板基础、柱下独立桩基承台基础、桩筏基础及大型混合基础等的分析与设计。主要操作步骤包括整体刚度组装、有限元位移计算、有限元内力计算、沉降计算、承载力验算、有限元配筋设计，以及独基和承台的规范方法设计。6.5结果查看6.5.1分析结果查看1.位移查看所有单工况与荷载组合下的基础位移图，判断基础变形是否合理。2.反力图查看所有单工况与荷载组合下的基础底部反力。对于水平力较大的荷载组合，可查看基础底部是否有零应力区；对于抗浮验算，可查看基础底部水浮力是否大于上部荷载。3.弯矩查看所有单工况与荷载组合下的基础弯矩。可查看单元平均弯矩或单元节点弯矩。对于筏板，弯矩方向按板底受拉为正、板顶受拉为负确定。4.剪力查看所有单工况与荷载组合下的基础剪力。可查看单元平均剪力或单元节点剪力。6.5结果查看6.5.2设计结果查看1.承载力校核查看地基土与桩承载力验算结果、桩身承载力验算结果等。2.设计内力查看起控制作用的基础内力，包括板单元最大弯矩、梁设计内力等，支持等值线、云图等多种方式。3.配筋查看基础配筋，包括板单元配筋和构造配筋等。4.沉降查看沉降计算结果与相关信息，主要包括：（1）构件中心点沉降。根据用户选定的计算方法，以构件为单位计算沉降。（2）构件底附加压力。构件底准永久组合下的附加压力值。（3）单元沉降。根据用户选定的计算方法，以单元为单位计算的沉降量。（4）单元底附加压力。准永久荷载组合下单元的附加压力。（5）两点沉降差。基础任意两点的沉降差和倾斜值。6.5结果查看6.5.2设计结果查看5.冲切剪切验算查看基础的冲切、剪切、局压验算结果，以校核基础的厚度是否满足规范要求。如果布置了柱墩，还可验算柱墩加筏板的厚度是否满足要求，以及柱墩本身对筏板冲切、剪切是否满足要求。6.实配钢筋软件采取分区均匀配筋方式对计算配筋进行处理，并给出实配钢筋。执行“实配裂缝”命令，弹出“实配钢筋”面板，可查看配筋与裂缝验算结果，或修改配筋。7.构件信息根据用户选定的构件，输出构件基本信息、配筋结果、冲切剪切结果、承载力验算结果等。6.5结果查看6.5.3文本结果“文本结果”子菜单提供“文本查看”“计算书”和“工程量统计”等功能，可采用文本方式输出所有计算过程和结果。计算书包括设计依据、计算软件信息、计算参数、模型概况、工况和组合、材料、结果简图（模型基本简图、板面荷载简图、承载力计算结果、配筋计算结果、沉降图、冲剪局压图）等内容，可导出为“*.docx”“*.pdf”或“*.txt”格式的文档。6.6基础施工图6.6.1参数设置执行“参数设置”命令，弹出“基础施工图参数”对话框，用于设置不同类型基础的施工图绘制内容与绘图参数。（1）总图设置：设置基础施工图绘制的总体信息，包括绘图比例、编号顺序，以及桩位图、独基、承台、地基梁的画法等；（2）独基设置：设置独立基础的选筋归并和级配参数、独基名称、尺寸标注方式等；（3）地基梁与拉梁：设置梁选筋归并和级配参数、架立筋和纵向分布筋、裂缝宽度限值等；（4）筏板设置：设置筏板选筋级配、配筋和标注方式、裂缝验算等；（5）柱墩设置：设置柱墩归并系数、下钢筋级配和构造、尺寸标注方式等；（6）灌注桩设置：设置选筋归并和级配参数、灌注桩名称等。6.6基础施工图6.6.2底图1.绘新图重新绘制基础施工图，有旧图时会覆盖旧图。2.增量更新工程有局部变化时，可执行“增量更新”命令实现基础施工图的局部更新。进入“施工图”菜单后，软件会自动判断基础平面或计算结果是否有变化。有变化时，“增量更新”命令可用，否则，该命令置灰。6.6.3标注1.轴线标注标注轴线间距、轴号、角度等，提供“自动标注”和“交互标注”等方式。2.尺寸标注标注基础构件的尺寸与位置，执行“尺寸标注”命令，光标点取构件完成标注。3.图框图名在基础施工图中插入图框、图名及标高。6.6基础施工图6.6.4平法执行“平法”子菜单的相关命令，软件自动根据标准图集和用户参数设置，完成相应类型基础构件的平法施工图绘制。进入“施工图”菜单时，软件自动判断模型中包含的基础类型，未包含时，相应的平法绘图命令置灰。基础构件标注的具体含义可参考图集《22G101-3混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（独立基础、条形基础、筏形基础、桩基础)》。6.6.5编辑1.移动标注移动平法标注内容的位置。执行命令，点选平法标注，光标移动到适当位置单击鼠标。2.标注换位同类型基础间，将集中标注和原位标注切换至其他基础位置显示，标注内容不变。3.修改标注修改平法集中标注的配筋。点选要修改的标注内容，软件自动识别基础类型，并弹出相应的“修改标注”对话框。修改配筋后，可选择是否重新归并基础类型；选择重新归并时，已有基础类型和编号可能发生变化。6.6基础施工图6.6.5编辑4.区域补强对筏板补强钢筋。筏板配置通长筋时，对于计算钢筋面积大于通长筋面积的区域，需配置补强钢筋。软件可自动生成补强区域并绘制补强钢筋，用户可双击修改或通过“修改标注”命令修改。5.连续梁支座修改地基梁和连梁的连续梁支座。6.编号重排用于独基、地基梁、承台、拉梁、柱墩及灌注桩编号的重新排序，解决人工修改后编号不连续的问题。7.钢筋刷将尺寸相同但配筋不同的基础钢筋修改为相同钢筋，可选择直接复制或取二者的较大值。6.7地基基础分析与设计操作实例6.7.1地质模型（1）接力第5章工程实例的结构模型和分析计算结果。执行“标准孔点”命令，根据工程地质条件设置标准孔点。6.7地基基础分析与设计操作实例6.7.1地质模型（2）采用“单点输入”和“复制”命令，布置8个孔点。6.7地基基础分析与设计操作实例6.7.1地质模型（3）执行“孔点编辑”命令，图747修改8个孔点的土层厚度，完成地质模型输入。6.7地基基础分析与设计操作实例6.7.2基础模型切换至“基础模型”菜单，按以下主要步骤进行基础建模：（1）参数设置：执行“参数”命令，设置基础模型参数。本例中，对话框的“总信息”页面中，勾选【自动按楼层折减活荷载】，【柱底弯矩放大系数】选择“适用三级框架”，【室外地面标高】改为“﹣0.3”；“地基承载力”页面中，勾选【采用地质资料承载力参数】；“承台参数”页面中，勾选【桩承载力按共同作用调整】。“设计参数”页面中，【板单元内设计弯矩统计依据】选择“平均值”。其他参数采用软件默认值。（2）定义桩：执行“桩”命令，弹出“桩布置”集成面板，单击【添加】按钮弹出“[基桩/锚杆]定义”对话框。根据工程设计条件，选择“水下冲（钻）孔桩”，将【抗压承载力】【桩身承载力】和【桩直径】分别修改为1200、1500和400，单击【确认】按钮。6.7地基基础分析与设计操作实例6.7.2基础模型（3）布置拉梁：执行“拉梁”命令，布置拉梁加强结构整体性并承担底层隔墙荷载。拉梁布置完成后，执行“节点网格”→“清理网点”和“删节点”命令，对基础平面中的无用网点进行清理，以免对后续分析计算产生不利影响。（4）承台布置：执行“自动承台”→“单桩承台”命令，绘图区选择竖向构件，软件自动完成承台布置。执行“自动承台”→“承台归并”命令，设置归并参数后，框选所有承台并按鼠标右键完成归并。（5）桩长修改：执行“桩计算”→“桩长修改”命令，弹出“桩长修改”对话框中，选择【按试算桩长修改】→【按桩承载力试算桩长】，然后绘图区框选布置的桩，完成桩长修改。6.7地基基础分析与设计操作实例6.7.3分析设计与结果查看（1）生成数据与计算设计：切换至“分析与设计”菜单，执行“参数”命令设置分析和设计参数，并查看和修改分析模型、桩土刚度及荷载。执行“生成数据+计算设计”命令，软件自动完成地基基础的计算和设计。完成计算与设计后，自动跳转至“结果查看”菜单。（2）分析结果查看：执行“位移”“反力”“弯矩”和“剪力”命令，查看相应的分析结果。（3）设计结果查看：执行“承载力校核”命令，查看不同工况下地基承载力的验算结果；执行“沉降”命令，查看构件（单元）沉降与附加应力的计算结果；执行“冲剪局压”命令，在“冲切计算”面板中，【独基、承台、条基】选择“冲剪”或“受剪”可分别查看相应结果；执行“配筋”命令，查看基础构件的配筋面积和配筋率。（4）生成计算书：分析和设计结果不满足要求时，需返回“基础模型”菜单，对布置的基础进行修改。各项分析和设计结果满足要求后，可执行“计算书”→“中文计算书”命令，将地基基础的设计结果输出为word、PDF或txt文本计算书。此后，可切换至“施工图”菜单，绘制基础施工图。6.7地基基础分析与设计操作实例6.7.4施工图绘制6.7地基基础分析与设计操作实例6.7.4施工图绘制6.7地基基础分析与设计操作实例6.7.4施工图绘制第7章BIMBase三维建模2026年10月17日土木工程CAD与BIM建模本章简介近年来，随着建筑业数字化、信息化与智能化发展，建筑信息模型（BIM）技术得到快速推广与应用。BIM为建筑项目全生命周期的信息共享与协同工作提供了平台，在设计、施工和运营等过程有丰富的应用场景。本章首先介绍BIM的基本定义、主要特征、应用领域、与CAD技术的区别及相关软件；然后介绍BIMBase软件的主要功能与建模方法；最后讲解PKPM-BIM软件的建筑、结构与机电专业三维建模功能。通过本章学习了解BIM技术的发展背景和应用范围，并熟悉国产BIM软件。本章简介BIMBase是国内自主研发的BIM平台，具有几何引擎、渲染引擎、数据引擎三大核心能力，以及参数化组件、通用建模、协同设计、数据转换、数据挂载、碰撞检查、工程制图、模型轻量、二次开发九大基础功能，适用于建筑、公路、铁路等领域。建筑全专业协同设计系统（PKPM-BIM）是基于BIMBase开发的集成化BIM平台，涵盖建筑、结构、机电（给排水、暖通和电气）专业，支持智能建模、协同设计、规范审查、模拟分析、图纸清单、轻量化展示、深化算量、对接智慧运维等多场景数字化应用；各专业按照中国BIM标准编制，平台内置建筑行业规范；建筑专业支持快速建模、识别图纸生成模型、规范审查、模型分析、土建算量、图纸清单、对接绿建节能分析等多场景应用；结构专业全面优化建模方式，实现结构建模、计算、出图、审查的正向设计应用；机电专业