PKPM软件简介.ppt

1、第三章 PKPMCAD软件使用,PKPM系列建筑结构CAD系统软件简介 该系统是一套包含建筑设计与结构设计于一体的集成计算机辅助设计系统。 面向钢筋混凝土框、排架、框剪、剪力墙以及砖混与底框上砖房结构，不仅适用于一般多层工业与民用建筑，也可用于100层以下复杂体型的高层建筑。,PKPM系列建筑工程软件系统是中国建筑科学研究院 PKPM CAD工程部开发研制的。PKPM CAD工程部成立于1988年。 它在国内设计市场占有绝对优势，拥有8000家设计院用户。,3.1 PMCAD的使用,PMCAD是整个结构CAD的核心，是剪力墙、楼梯施工图、高层空间三维分析和各类基础CAD的必备接口软件。PMCA

2、D也是建筑CAD与结构的必要接口。,1. 用人机交互方式输入信息，在人机交互过程中提供随时编辑功能。 2. 自动进行荷载传导并自动计算结构自重，自动计算人机交互方式输入的荷载，形成整栋建筑的荷载数据库，可自动提供计算数据文件。,3. 绘制结构平面图。画出预制板、板配筋图。画砖混结构圈梁构造柱节点大样图。 4. 作砖混结构和底框上层砖房结构的抗震分析验算。 5. 统计结构工程量,并以表格形式输出。,结构平面计算机辅助设计软件 PMCAD,若输入的工程名称为WW，则有下列文件 WW图形设置和轴线图文件 WW.JWN总信息和当前层信息 WW.JZB各标准层信息,WW.BWW的备份文件 WW.BWNW

3、W.JWN的备份文件 WW.BZBWW.JZB的备份文件 WW.JAN平面轴线文件 WW.PM给PMCAD主菜单一准备的 标准格式的PM数据文件,常用功能键 F3 点网捕捉方式开关 F4 角度捕捉方式开关 F9 设置点网捕捉值 F6 显示全图 Ins 由键盘输入光标的绝对坐标值 Home 由键盘输入光标的相对坐标值 End 由键盘输入光标的相对极坐标值,鼠标左键Enter:确认，输入等 鼠标中键Tab:功能转换，输入参考点 鼠标右键Esc:取消，返回菜单等,完成PMCAD的结构建模的主要步骤：, 人机交互建立全楼结构模型 完成各层楼板楼面的详细布置 生成荷载信息 作为某一个工程的设计和计算，应

4、该先选择一个盘符建立该项工程的专用工作文件夹，然后启动PKPM程序。,对于一个新工程，执行PMCAD软件，必须依次完成结构平面计算机辅助设计主菜单主菜单13项的各类数据输入。,设计资料：,某五层现浇框架教学楼，建筑平、立、剖面图见图（1-2）、（1-3）、（1-4）、（1-5），现浇楼、屋盖，室内外高差0.45m，基础顶面距室外地面0.5m，屋顶设50KN水箱（总重100KN），抗震设防裂度为7度，类场地土，近震。混凝土强度等级：梁、板、柱为C30，主筋HRB335变形钢筋，箍筋HPB235钢筋。框架填充墙采用300250110水泥空心砖。,屋面恒载：,20厚板底混合砂浆打底 100厚钢筋混凝

5、土现浇屋面 隔汽层，刷冷底子油一道，热沥青二道，重量忽略不计 预制膨胀珍珠岩块，最薄处50厚，最厚处220厚，平均厚度， 40厚1：2.5水泥砂浆找平 二毡三油防水层： 总计,楼面恒载：,20厚底混合砂浆打底 100厚钢筋混凝土现浇楼面 30厚C20细石混凝土面层 总计,墙面恒载：,20厚底混合砂浆双面粉刷 水泥空心砖 总计 钢窗恒载： 木门恒载： 教室、办公室、厕所活载： 走廊、楼梯活载： 屋面（不上人）活载： 屋面雪载： 基本风压：,1. 基本术语：,轴线即建筑平面图上的轴线。它是确定建筑的墙、柱、梁位置的线段，也叫定位轴线。 网格线平面图中通过墙、柱、梁的轴线。 网格网格线交织后被交点分

6、割成的线段。节点网格线的交点、线段的端点、圆弧的圆心点。 墙钢筋混凝土剪力墙或承重砖墙。框架填充墙和非承重墙不在此列。墙布置在网格上，两节点之间仅能布置一片墙，墙长度即是两节点之间的距离。 主梁布置在网格上的梁，两节点之间仅能布置一根梁，梁长度即是两节点之间的距离。 柱结构设计所定义构件。柱布置在节点上，每个节点只能布置一根柱。,2.轴线输入，网点生成,绘制轴线的基本方法 键盘和鼠标输入坐标点 网点生成 (4)给轴线命名,3.构件定义，楼层定义,柱、梁的截面尺寸及材料信息定义 柱、梁的构件布置 本层修改 本层信息 偏心对齐 构件查询与修改 层编辑 换标准层,4.工程实例中构件截面尺寸估算,根据

7、结构平面布置图进行框架梁截面尺寸估算 柱截面尺寸估算 楼板厚度,5.构件定义,柱定义 主梁定义,6.楼层定义,柱布置 主梁布置 偏心对齐 本层信息 换标准层,7.荷载定义8.楼层组装9.设计参数10.保存文件11.退出程序12.工程实例的楼层形成,1. 基本术语：,房间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。 次梁在房间内布置，且在执行主菜单2时输入的梁。若在执行主菜单1时输入的梁，程序将该梁当作主梁。对于圆弧梁，因主菜单2无法输入，可把它作为主梁输入。次梁不同与主梁，它不再划分房间，力的传递由次梁到主梁，主梁参与空间整体计算，次梁作二维连续梁计算，另

8、外，楼板自动配筋时，板底钢筋会在主梁折断。 层间梁标高不在楼层上的梁。程序在计算时只把层间梁的荷载传给主体结构，未考虑该杆件的刚度存在。,各层平面布置已经完成，这里的次梁、楼板信息输入和修改是在有房间的地方才能布置次梁、预制板、楼板开洞、改板厚等，而这些操作在自下而上的各标准层中逐层进行。 执行PMCAD软件，移动光标到输入次梁楼板菜单2，再点击应用。程序在屏幕上出现四个选择。,2. 执行输入次梁楼板菜单2,3. 次梁及其它楼层信息输入,1）点击楼板开洞，出现洞口布置、洞口复制、洞口删除、全房间洞等子菜单。 洞口布置 功能：在指定房间内指定位置开动洞 本菜单只能对矩形房间开洞。输入的尺寸以米为

9、单位。 全房间洞 功能：在指定房间内开大小为房间的洞。,2）点击次梁布置，出现次梁布置、次梁复制、次梁删除等菜单。 次梁布置 功能：按房间输入次梁信息。 次梁型号指在数据文件中填写的梁标准截面类别号，距离是该次梁距房间下边轴线（或左边）或上一根次梁轴线的距离，单位：米。,利用次梁布置功能，还可以进行二级次梁的输入，即次梁的一端或两端搭在次梁上的输入。若是竖次梁搭在横次梁上，则在提示输入次梁型号、距离时输入三个数据：-（负号）次梁类型、距离、竖次梁下端连接的横次梁顺序号。第一个数据次梁类型前一定要加个负号。第三个数据也可是0，表示二级次梁从房间下轴线梁（或墙）开始，伸至第一跟横次梁。 对交叉梁或

10、二级次梁，它们相交角度必须是90。, 次梁复制 功能：将次梁布置相同的房间直接复制过来，从而简化输入。 次梁布置时输入的数据相同即为相同布置，与房间大小不一定有关系。方法是先用光标点取被复制的房间，再点取需布置的房间，可连续点取。 次梁删除 功能：删去房间已布置好的某一次梁。 在某一房间上布置或拷贝了新的次梁布置时，其上旧的次梁数据自动删除。, 房间编号 功能：可在平面图上给每一个房间标上它的编码。这是一个标注切换菜单，即再点一下本菜单房间编号又会消失。 次梁尺寸 功能：可在平面图上给每一根次梁标上它的截面尺寸。这是一个标注切换菜单，即再点一下本菜单次梁截面尺寸又会消失。,4. 输入楼板的其它

11、信息,1）修改板厚 功能：修正指定房间的厚度。 对于楼梯间，可以布置一个大洞口，导荷载时其洞口范围内的荷载将被扣除，二是也可以修改板厚为 0 ，导荷载时该房间上的荷载（楼板上的恒载、活载）仍能近似的导致周围的梁和墙上。楼板厚为0时，该房间不会画出板钢筋。,2）设悬挑板 功能：在平面外围的梁或墙上设置现浇悬臂板。 悬挑板的输入按照屏幕下边的提示有三个步骤。当悬臂板的位置在平面外围的同一边，且悬挑长度相同时可归为一类悬挑板。 3）设层间梁 功能：在某标高不在楼层上，而在两层之间设连接柱或墙的梁段。例如某些楼梯间处的梁或某些特殊用途的层间梁。,4）楼板错层 功能：当个别房间的楼层标高不同于该层标高，

12、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。 5）梁错层 功能：如在建模时输入的梁（主梁）不同于楼层其它梁的标高，可在此菜单为该梁设置错层值，该梁低于其它梁时错层值为正。 目前这里输入的梁错层不在结构计算中反映，只是将错层值传到该梁绘图时画出梁错层的状态。,6）拷贝前层 功能：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、预制板、洞口输入过程的大大简化。,5. 输入工程实例的次梁和其它楼层信息,1）由楼梯休息平台板传到梁段上的线荷载：,0.125+0.0320+0.

13、02171.5/2+2.5 1.5/（1.65-0.45）3.26=8.37KN/m,2）其它结构标准层平面的输入次梁楼板信息输入。,1. 执行主菜单3.输入荷载信息菜单的目的,从主菜单1的平面数据文件中已获得的荷载信息有：活荷载是否计算信息；及各荷载标准层中均匀布楼面静荷载和均匀布楼面活荷载信息。本节的主要功能是对均布楼面荷载进行局部修正和输入非楼面传来的梁间荷载、柱间荷载、墙间荷载、节点荷载和次梁荷载。然后程序对楼面荷载作传导计算，计算框架梁自重，再对用户人机交互输入的梁间 、柱间、墙间、节点、次梁等荷载归类整理，从而完成整栋建筑荷载数据库。,2. 启动主菜单3输入荷载信息后，程序提示：,

14、1）保留原荷载 2）第一次输入 3）由建筑传来,本工程荷载是否第一次输入？（Del返回） 并有如下三项选择：,3. 荷载信息的输入,楼面荷载 楼面荷载分恒载与活载 可以根据各房间的情况进行修正均布恒载或布活荷载值（KN/m2）。 层间拷贝 将上一层的各房间楼面荷载拷贝到本层。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 用本命令可以修改程序自动设定的楼面荷载传导方向，程序向房间周围杠件传导楼面荷载的方式有三种：梯形三角形方式、对边传导方式、沿周边布置方式。,梁间荷载 这里输入不能由程序自动导算的作用在梁上的恒载或活载。对于主、次梁的自重，程序会自动考虑，不应在梁荷输入是考虑。 梁间恒

15、载、梁间活载输入 通过选择荷载的对话框和荷载类型的对话框进行梁荷输入，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。 层间拷贝 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。,柱间荷载 这项是输入作用在平面X、Y方向的柱间恒载或活 载菜单。内容与梁间荷载相同，输入过程也类似。,节点荷载 此项供输入平面节点上的某些附加荷载。荷载作用点击平面上的节点 ，X向弯矩以顺时针向右为正，Y向弯矩向上为正。内容与操作过程与梁间荷载相类似。,次梁荷载 此项供输入一级次梁及交叉次梁上的附加荷载。选择此项后，可用光标捕捉到所需次梁，按回车键，即可按提示输入一组次梁荷载。程序将自

16、动把一级次梁荷载按两端简支往主梁上倒算，交叉次梁时做交梁内力分析，并将其支座反力导算到主梁上。,输入完毕 此项选择为结束此标准层的荷载输入，程序自动倒算荷载，提示输入下一层标准层荷载或结束所有标准层的荷载输入。 荷载倒算：楼板自动按三种方式之一（或按指定方式）传至主梁，或传至次梁，次梁再传给主梁。对由楼面传给主梁的活荷载考了活荷载折减系数，挑板的荷载按均布荷载传给梁，但没有考虑扭矩。当某房间楼板厚度为0时，该房间楼板上的荷载仍传到房间四周的梁或墙，当房间内布置洞口时，洞口范围内的荷载在荷载传导时被扣除。,输入完各层外加荷载后，屏幕弹出： 生成各层荷载传到基础的数据 不生成传到基础的数据 退回前

17、面各层再输入荷载,4. 输入工程实例的荷载信息,杆件上的荷载数据：,实横、纵墙（二）： (3.3-0.45)3.26KN/m2 =9.29KN/m 大厅外纵墙：,屋顶水箱：50KN/2/2.4m =10.42KN/m 实横墙： (3.3-0.55)3.26KN/m2 =8.97KN/m 实纵墙：(3.3-0.70)3.26KN/m2 =8.48KN/m,(3.3-0.70)-1.63.26KN/m2 +1.60.45KN/m2 =3.98KN/m,教室外纵墙: (3.3-0.70)(7.5-0.5)-1.6233.26KN/m2 +1.6230.45KN/m2/(7.5-0.5)=4.62KN

18、/m,休息室外纵墙: (3.3-0.45)(3-0.58)-1.623.26KN/m2 +1.620.45KN/m2/(3-0.58)=5.58KN/m,走廊外横墙:,(3.3-0.45)-1.63.26KN/m2 +1.60.45KN/m2 =4.8KN/m,楼梯梯段传到楼层梯梁的活载： 2.53/2=3.75KN/m,楼梯踏步： 高150mm，踏面宽300mm.,（0.15/2+0.12/0.894）25+0.0320 +170.02/0.8943/2=9.32KN/m,楼梯梯段传到楼层梯梁的恒载：,楼梯梯段和休息平台传到休息平台梯梁再传到下层框架梁的集中恒载：,楼梯梯段和休息平台传到休息

19、平台梯梁再传到下层框架梁的集中活载： （2.53/2+2.51.5/2）3/2=8.44KN,(0.15/2+0.12/0.89425+(0.030.3+0.030.15)/0.3 20+170.02/0.8943/2+3.561.5/2+0.20.25 25+20.020.217(0.250.2525+20.02 0.2517）1.65=22.97KN,楼梯梯段和休息平台传到休息平台梯梁再传到框架柱的集中恒载：,楼梯梯段和休息平台传到休息平台梯梁再传到框架柱的集中活载： (3.75K N/m +1.72.5)1.8=14.4KN,(9.32KN/m +3.561.7+0.250.2525 +

20、20.020.2517)1.8=22.97KN,5. 荷载校核,执行完主菜单3输入荷载信息后，选择主菜单C平面荷载显示校核，点“应用”。,PKPM的安装,PK软件 功能及操作,. 适用于工业与民用建筑中各种规则和复杂类型的框架结构、框排架结构、排架结构，剪力墙简化成的壁式框架结构及连续梁。规模在30层，20跨以内。,砼框架、框排架、连续梁结构计算与施工图绘制软件（PK）,. 按新规范要求做强柱弱梁、强剪弱弯、节点核心、柱轴压比，柱体积配箍率的计算与验算，进行罕遇地震下薄弱层的弹塑性位移计算和竖向地震力计算和框架梁裂缝宽度计算。,. 可按照梁柱整体画、梁柱分开画、梁柱钢筋平面图表示法和广东地区梁

21、表柱表四种方式绘制施工图。 . 按新规范和构造手册自动完成构造钢筋的配置。,. 具有自动选筋、层跨剖面归并、自动布图等功能，同时又给设计人员提供多种方式干预选钢筋、布图、构造筋等施工图绘制结果。 . 在中文菜单提示下，提供丰富的计算简图及结果图形，提供模板图及钢筋材料表。,. 可与PMCAD软件联接，自动导荷并生成结构计算所需的数据文件。 . 可与三维分析软件TAT、SATWE 接口，绘制100层以下高层建筑的梁柱图。,二、 操作步骤,应用CAD软件进行结构设计的主要步骤,1.构件布置 依据建筑条件图进行结构布置 结构布置原则： （1）框架梁尺寸确定刚度要求 （2）框架柱尺寸轴压比要求 （3）

22、平面、立面布置（满足使用要求及结构要求） PMCAD几何建模,2.荷载选取 荷载的分类与计算 （1）永久荷载 （2）可变荷载 （3）偶然荷载 荷载取值 楼面、屋面荷载、墙体（隔墙或维护墙）的计算 PMCAD荷载输入 PMCAD的“输入荷载信息”荷载建模 楼面荷载、梁间荷载 荷载均为标准值，而非设计值,3.结构分析与计算 TAT软件 （1）剪力墙采用开口薄壁杆件模型，假定楼板在平面内刚度无限大，平面外刚度为0. （2）实际工程中布置复杂的剪力墙难以满足薄壁杆件模型的基本假定，从而使计算难以满足计算的精度要求。 SATWE软件 SATWE中用墙元（三维）模拟剪力墙是在板壳单元的基础上构造出来的，这

23、种模型更接近于实际情况。,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、判断，根据其正确与否，来判断： 计算模型简化是否合理； 输入数据是否正确。 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),对称性 合理性,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,一、自振周期,对于比较正常的工程设计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(0.120.15)N 框架一剪力墙结构和框架筒体结构： T1(0.06O.12)N 剪力墙结构和筒中筒结构： T1 (0

24、.04一O.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=（1/31/5) T1 T3=（1/51/7) T1 如果计算结果偏离上述数值太远，应考虑工程中截面是否太大、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。,二、振型曲线,在正常的计算下，对于比较均匀的结构，振型曲线应是比较连续光滑的曲线，不应有大进大出、大的凹凸曲折。 第一振型无零点；第二振型在(0.70.8)H处有一个零点；第三振型分别在(0.40.5)H及(0.80.9)H处有两个零点。,三、地震力,根据目前许多工程的计算结果，截面尺寸、结构布置都比较正常的结构，其底部剪力大约在下述范围内： 8度，II