工程結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件PKPM講義

1、工程結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件工程結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件本課程主要內(nèi)容第一部分n結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件應(yīng)用及發(fā)展nPKPM軟件基本功能及應(yīng)用范圍第二部分n結(jié)構(gòu)平面計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)PMCADn框排架計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)PKn結(jié)構(gòu)三維分析與設(shè)計(jì)軟件TAT、SATWEn樓梯計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)LTCAD n預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)PREC n基礎(chǔ)工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) JCCAD本課程主要內(nèi)容第三部分nPKPM與其它軟件綜合應(yīng)用及經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 課程考核n成績(jī)?cè)u(píng)定方法 完成一棟框架房屋的整體設(shè)計(jì)，具體包含以下五個(gè)方面：1. 框架房屋模型建立;2. 一標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面施工圖；3. 一榀框架梁柱施工圖（要求采用三維計(jì)算分析設(shè)計(jì)）；4. 一樓梯設(shè)計(jì)施工圖；5. 一

2、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工圖.n提交成果 上述25項(xiàng)相關(guān)圖紙；一份該框架房屋的設(shè)計(jì)說明書，包括設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸等完成本設(shè)計(jì)的基本信息。（電子文檔紙質(zhì)文檔） 第一部分一、國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件介紹 1.1 國(guó)內(nèi)外常用軟件介紹n廣廈建筑結(jié)構(gòu)CADn天正CAD軟件n理正結(jié)構(gòu)系列軟件n探索者結(jié)構(gòu)工程CAD軟件TSSDnSap2000n建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)CSI ETABSnPKPM系列1.1-1）廣廈建筑結(jié)構(gòu)CADn廣廈建筑結(jié)構(gòu)CAD是一個(gè)面向民用建筑的多高層結(jié)構(gòu)CAD，在容柏生院士的指導(dǎo)下由廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院和深圳市廣廈軟件有限公司聯(lián)合開發(fā)，于1996年12月18日通過專家鑒定，完成從建模、計(jì)算和施工圖自

3、動(dòng)生成及處理一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)計(jì)算包括空間薄臂桿系計(jì)算SS和空間墻元桿系計(jì)算SSW。n廣廈建筑結(jié)構(gòu)CAD是設(shè)計(jì)院開發(fā)的結(jié)構(gòu)CAD的杰出代表。 n最新版本15.01.1-2）天正CAD軟件 n天正CAD軟件是天正工程軟件有限公司基于AutoCAD平臺(tái)下開發(fā)的建筑專業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件 ； n專業(yè)靈活的一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) n功能強(qiáng)大的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) n方便快捷的常用工具n全新圖庫(kù)新穎、齊全、便捷n齊全、方便的結(jié)構(gòu)規(guī)范 nTAsd可與TArch或其它建筑軟件搭配使用，形成CAD成組作業(yè)，提高總體效益 1.1-3）理正結(jié)構(gòu)系列軟件 n理正結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)系列工具箱 1）幫助設(shè)計(jì)人員快速設(shè)計(jì)、校核，解決大型軟件不能解決

4、的問題是理正工具箱系列軟件的基本定位，軟件的最大優(yōu)勢(shì)在于其獨(dú)特的智能設(shè)計(jì)能力和給用戶帶來的方便實(shí)用性。2）包含15種計(jì)算工具箱：鋼筋砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、井字梁、曲折梁、異形板、無(wú)梁樓蓋、交叉梁、平面剛桁架、三維剛桁架、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、獨(dú)條基礎(chǔ)、 復(fù)合樁基承載力、獨(dú)立樁承臺(tái)、復(fù)合樁基水平荷載、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件、砌體結(jié)構(gòu)計(jì)算工具箱，幾乎涵蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過程。n地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件（基礎(chǔ)CAD、樁基CAD、樁基優(yōu)化）n人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件 1.1-4）探索者結(jié)構(gòu)工程CAD軟件TSSD nTSSD軟件是北京探索者軟件技術(shù)有限公司的主營(yíng)軟件之一，以AutoCAD為平臺(tái)，以O(shè)bject ARX、Visual C、Au

5、to Lisp為開發(fā)工具，采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法編寫。n充分考慮設(shè)計(jì)人員的繪圖習(xí)慣 n獨(dú)特的小構(gòu)件計(jì)算 n方便的參數(shù)化繪圖 n施工圖繪制工具高效實(shí)用 n平法繪圖符合最新圖集 n強(qiáng)大的圖庫(kù)功能 n強(qiáng)大的文字處理功能 n齊備的結(jié)構(gòu)繪圖輔助工具 n齊全的接口類型(TBSA、天正建筑、PKPM、廣廈 ) n最新版本3.11.1-5）Sap2000 n在SAP2000三維圖形環(huán)境中提供了多種建模、分析和設(shè)計(jì)選項(xiàng)，且完全在一個(gè)集成的圖形界面內(nèi)實(shí)現(xiàn)。n先進(jìn)的分析技術(shù)提供了：逐步大變形分析、多重P-Delta效應(yīng)、特征向量和Ritz向量分析、索分析、單拉和單壓分析、Buckling屈曲分析、爆炸分析、針對(duì)阻

6、尼器、基礎(chǔ)隔震和支承塑性的快速非線性分析、用能量方法進(jìn)行側(cè)移控制和分段施工分析等。 n橋梁設(shè)計(jì)者可以用SAP2000的橋梁模板建立橋梁模型，自動(dòng)進(jìn)行橋梁活荷載的分析和設(shè)計(jì)，進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)隔震和橋梁施工順序分析，進(jìn)行大變形懸索橋分析和Pushover推倒分析。nSAP2000是整合的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)軟件.具備精密,直觀和通用的用戶界面以及為工作在交通,工業(yè),公眾工程,體育和其它設(shè)施中的工程師所開發(fā)的分析引擎和設(shè)計(jì)工具.從其基于3D物體的圖像建模環(huán)境,到在一強(qiáng)大用戶界面中整合的眾多分析和設(shè)計(jì)選擇。1.1-6）建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)CSI ETABS n國(guó)際領(lǐng)先的建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件，ETABS除一般高層

7、結(jié)構(gòu)計(jì)算功能外，還可計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)、鉤、頂、彈簧、結(jié)構(gòu)阻尼運(yùn)動(dòng)、斜板、變截面梁或腋梁等特殊構(gòu)件和結(jié)構(gòu)非線性計(jì)算（Pushover， Buckling，施工順序加載等），甚至可以計(jì)算結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)隔震問題，功能非常強(qiáng)大。 n一款大樓分析和設(shè)計(jì)軟件。CSI_ETABS已經(jīng)演變?yōu)橐淮瓮耆暾拇髽欠治霾⑶以O(shè)計(jì)環(huán)境。當(dāng)你在設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的2D結(jié)構(gòu)或?yàn)橐淮钡母邩沁M(jìn)行動(dòng)態(tài)分析非線性防膠滾筒漂流控制CSI_ETABS提供了解決方案。 1.1-7） PKPM系統(tǒng)總體介紹n成立于1988年n依托國(guó)家級(jí)研究院的技術(shù)優(yōu)勢(shì)n建筑行業(yè)最大的軟件開發(fā)實(shí)體n應(yīng)用普及率75%, 8000家設(shè)計(jì)院用戶n國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的集成CAD系統(tǒng)PKPM系

8、統(tǒng)n經(jīng)香港特區(qū)政府審批通過n與新加坡建屋發(fā)展局合作六年n正在香港、新加坡、越南、馬來西亞、韓國(guó)等地推廣n國(guó)外版本的開發(fā)提高了質(zhì)量、鍛煉了隊(duì)伍PKPM英國(guó)規(guī)范版本 PKPM是是集成建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、概預(yù)算、施工等專業(yè)的大型集成化CAD系統(tǒng)PKPMPKPM系列軟件構(gòu)成圖系列軟件構(gòu)成圖系列軟件構(gòu)成圖系列軟件構(gòu)成圖三維建筑三維建筑三維建筑三維建筑設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) APMAPM結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)PMCAD結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)PMCADPMCAD磚混及 底 框計(jì)算磚混及 底 框計(jì)算磚混及底框計(jì)算磚混及底框計(jì)算磚混及底框計(jì)算磚混及底框計(jì)算多高層多高層SATWE多高層多高層多

9、高層多高層SATWESATWE各類地基各類地基 JCCAD各類地基各類地基各類地基各類地基 JCCADJCCAD樓梯設(shè)計(jì)樓梯設(shè)計(jì) LTCAD樓梯設(shè)計(jì)樓梯設(shè)計(jì)樓梯設(shè)計(jì)樓梯設(shè)計(jì) LTCADLTCAD框排架框排架 PK框排架框排架框排架框排架 PKPK多高層多高層 TAT多高層多高層多高層多高層 TATTAT剪力墻剪力墻 JLQ剪力墻剪力墻剪力墻剪力墻 JLQJLQ鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu) STS鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu) STSSTS預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力 PREC預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力 PRECPREC砼小砌塊砼小砌塊 QIK砼小砌塊砼小砌塊砼小砌塊砼小砌塊 QIKQIK箱型基礎(chǔ)箱型基礎(chǔ) BOX箱型基礎(chǔ)箱型基礎(chǔ)箱型基

10、礎(chǔ)箱型基礎(chǔ) BOXBOX概預(yù)算概預(yù)算 STAT概預(yù)算概預(yù)算概預(yù)算概預(yù)算 STATSTAT給水排水給水排水 WPM給水排水給水排水給水排水給水排水 WPMWPM建筑電器建筑電器 EPM建筑電器建筑電器建筑電器建筑電器 EPMEPM建筑采暖建筑采暖 HPM建筑采暖建筑采暖建筑采暖建筑采暖 HPMHPM建筑通風(fēng)建筑通風(fēng) CPM建筑通風(fēng)建筑通風(fēng)建筑通風(fēng)建筑通風(fēng) CPMCPMn建筑設(shè)計(jì)n總平面圖設(shè)計(jì)n小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)n室內(nèi)、外裝修設(shè)計(jì)建筑n鋼筋混凝土多、高層建筑n磚混結(jié)構(gòu)和底框上磚房結(jié)構(gòu)n鋼結(jié)構(gòu)n預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)n基礎(chǔ)（柱下獨(dú)基、墻下條基、地基梁系、筏板基礎(chǔ)、樁基、樁筏）n箱形基礎(chǔ)n砼小型空心砌塊結(jié)構(gòu)n給排

11、水設(shè)計(jì)n采暖設(shè)計(jì)n通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)n建筑電氣設(shè)計(jì)n室外給排水n室外供暖系統(tǒng)設(shè)備n施工組織設(shè)計(jì)n施工項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃及管理n建筑工程投招標(biāo)書制作n施工總平面圖設(shè)計(jì)n基坑支護(hù)設(shè)計(jì)n腳手架設(shè)計(jì)n模板工程設(shè)計(jì)n冬季施工n砼和砂漿配合比設(shè)計(jì)施工n模型輸入n專業(yè)分析計(jì)算n施工圖輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的一般工作流程A）模型的輸入B）專業(yè)分析計(jì)算體系）專業(yè)分析計(jì)算體系1.內(nèi)力分析2.荷載效應(yīng)、組合3.安全系數(shù)4.地震作用分析5.截面配筋設(shè)計(jì)6.穩(wěn)定計(jì)算平面桿系計(jì)算鋼筋混凝土梁的撓度計(jì)算和裂縫寬度計(jì)算多層和高層三維分析TAT多層和高層空間有限元分析多層和高層空間有限元分析SATWE厚板轉(zhuǎn)換層、復(fù)雜樓板有限元分析厚板轉(zhuǎn)換層、復(fù)雜樓

12、板有限元分析層模型層剛度骨架曲線層模型層剛度骨架曲線平面桿系模型塑性鉸圖平面桿系模型塑性鉸圖空間模型樓層最大反應(yīng)力空間模型樓層最大反應(yīng)力彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析磚混結(jié)構(gòu)、底層框架上層磚房結(jié)構(gòu)計(jì)算分析鋼結(jié)構(gòu)二維、三維分析計(jì)算和優(yōu)化預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)二維及三維計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算電氣軟件設(shè)計(jì)計(jì)算照度計(jì)算：自動(dòng)從圖中提取照度計(jì)算所需數(shù)據(jù)負(fù)荷、線數(shù)、線徑和管徑計(jì)算：自動(dòng)提取計(jì)算所需數(shù)據(jù)建筑采暖、通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)算多種系統(tǒng)形式（單管、雙管、水平串聯(lián)、高壓蒸汽），從平面圖自動(dòng)提取計(jì)算數(shù)據(jù)，進(jìn)行水力計(jì)算自動(dòng)進(jìn)行全樓負(fù)荷計(jì)算給排水設(shè)計(jì)計(jì)算自動(dòng)提取工程數(shù)據(jù)，進(jìn)行給水、循環(huán)熱水、排水和噴灑系統(tǒng)的水力計(jì)算，并將

13、計(jì)算結(jié)果返回平面圖水泵計(jì)算：可根據(jù)流量和揚(yáng)程自動(dòng)選泵，并可生成泵房任意角度剖面圖C）施工圖輔助設(shè)計(jì)施工圖輔助的步驟一般是從房屋模型中提取一榀框架生成結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)文件完成結(jié)構(gòu)分析計(jì)算畫施工圖前交互輸入繪圖控制參數(shù)人工干預(yù)設(shè)計(jì)布置圖面施工圖生成鋼筋混凝土梁柱施工圖廣東地區(qū)的梁柱表施工圖梁柱鋼筋的平面表示法鋼筋混凝土異型截面柱施工圖結(jié)構(gòu)平面、樓板配筋圖框架柱框架梁節(jié)點(diǎn)大樣平面布置鋼桁架支架門式剛架 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)地基梁基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)剪力墻施工圖磚混結(jié)構(gòu)施工圖樓梯施工圖預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁施工圖建筑平立剖面施工圖建筑詳圖和小區(qū)規(guī)劃鳥瞰圖1.采暖平面施工圖和系統(tǒng)圖給排水、采暖、通風(fēng)空調(diào)施工圖建筑電氣

14、施工圖二、進(jìn)入PKPM軟件系統(tǒng) 開始學(xué)習(xí)一、人機(jī)交互建立全樓結(jié)構(gòu)模型二、自動(dòng)導(dǎo)算荷載建立恒活荷載庫(kù)三、為各種計(jì)算模型提供計(jì)算所需數(shù)據(jù)文件四、為上部結(jié)構(gòu)各繪圖CAD模塊提供結(jié)構(gòu)構(gòu)件的精確尺寸五、為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)CAD模塊提供底層結(jié)構(gòu)布置與軸線網(wǎng)格布置，還提供上部結(jié)構(gòu)傳下的恒活荷載2.1 PMCAD是PKPM中的一個(gè)結(jié)構(gòu)平面計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，PMCAD的基本功能： 六、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板結(jié)構(gòu)計(jì)算與配筋設(shè)計(jì) 七、結(jié)構(gòu)平面施工圖輔助設(shè)計(jì) 八、做磚混結(jié)構(gòu)圈梁布置，畫磚混圈梁大樣及構(gòu)造柱大樣圖 九、磚混和底框上磚房結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算及受壓、高厚比、局部承壓計(jì)算 十、統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)工程量，以表格形式輸出 2.2 完成PM

15、CAD的結(jié)構(gòu)建模的主要步驟： 人機(jī)交互建立全樓結(jié)構(gòu)模型完成各層樓板樓面的詳細(xì)布置生成荷載信息作為某一個(gè)工程的設(shè)計(jì)和計(jì)算，應(yīng)該先選擇一個(gè)盤符建立該項(xiàng)工程的專用工作文件夾，然后啟動(dòng)PKPM程序。對(duì)于一個(gè)新工程，執(zhí)行PMCAD軟件，必須依次完成結(jié)構(gòu)平面計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)主菜單主菜單1-3項(xiàng)的各類數(shù)據(jù)輸入。為了有助快速查詢和設(shè)置，PMCAD提供了許多操作命令的鍵盤技術(shù)，教材列出了部分常用的功能鍵。當(dāng)然也可以直接在菜單區(qū)用鼠標(biāo)點(diǎn)取相應(yīng)的功能。2.3 設(shè)計(jì)資料： 某五層現(xiàn)澆框架教學(xué)樓，建筑平、立、剖面圖見圖（1-2）、（1-3）、（1-4）、（1-5），現(xiàn)澆樓、屋蓋，室內(nèi)外高差0.45m，基礎(chǔ)頂面距室外地面0

16、.5m，屋頂設(shè)50KN水箱（總重100KN），抗震設(shè)防裂度為7度，類場(chǎng)地土，近震。混凝土強(qiáng)度等級(jí)：梁、板、柱為C30，主筋HRB335變形鋼筋，箍筋HPB235鋼筋。框架填充墻采用300250110水泥空心磚。 1）20厚板底混合砂漿打底2）100厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆屋面3）隔汽層，刷冷底子油一道，熱瀝青瑪啼脂二道，重量忽略不計(jì)4）預(yù)制膨脹珍珠巖塊，最薄處50厚，最厚處220厚，平均厚度5）40厚1：2.5水泥砂漿找平6）二氈三油防水層：總計(jì)屋面恒載： 320.1 252.525KN mKN m 3135 3.5KN m 320.02 170.3417KN mKN m 20.135 3.50.47

17、 KN m 20.35 KN m 24.46gkKN m 320.04 200.820KN mKN m樓面恒載： 1）20厚底混合砂漿打底2）100厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓面3）30厚C20細(xì)石混凝土面層總計(jì) 320.02 170.3417KN mKN m 320.1 252.525KN mKN m 23.56gkKN m 320.03 240.7220KN mKN m墻面恒載： 20厚底混合砂漿雙面粉刷 水泥空心磚總計(jì)鋼窗恒載：木門恒載：教室、辦公室、廁所活載：走廊、樓梯活載：屋面（不上人）活載：屋面雪載：基本風(fēng)壓： 320.04 170.6817KN mKN m 320.25 10.32.581

18、0.3KN mKN m 23.26kgKN m 20.45 KN m 20.2 KN m 22.0 KN m 22.5 KN m 20.5 KN m 20.2 KN m 20.55 KN m熟練掌握熟練掌握PMCAD交互式數(shù)據(jù)輸入界面的作交互式數(shù)據(jù)輸入界面的作圖和輸入各層平面數(shù)據(jù)，建立結(jié)構(gòu)整體模型。圖和輸入各層平面數(shù)據(jù)，建立結(jié)構(gòu)整體模型。 基本術(shù)語(yǔ) 軸線即建筑平面圖上的軸線。它是確定建筑的墻、柱、 梁位置的線段，也叫定位軸線。網(wǎng)格線平面圖中通過墻、柱、梁的軸線。網(wǎng)格網(wǎng)格線交織后被交點(diǎn)分割成的線段。節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格線的交點(diǎn)、線段的端點(diǎn)、圓弧的圓心點(diǎn)。墻鋼筋混凝土剪力墻或承重磚墻?？蚣芴畛鋲头浅兄?墻不在此列。墻布置在網(wǎng)格上，兩節(jié)點(diǎn)之間僅能布置 一片墻，墻長(zhǎng)度即是兩節(jié)點(diǎn)之間的距離。主梁布置在網(wǎng)格上的梁，兩節(jié)點(diǎn)之間僅能布置一根梁，梁 長(zhǎng)度即是兩節(jié)點(diǎn)之間的距離。柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所定義構(gòu)件。柱布置在節(jié)點(diǎn)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只 能布置一根柱。軸線輸入，網(wǎng)點(diǎn)生成 繪制軸線的基本方法鍵盤和鼠標(biāo)輸入坐標(biāo)點(diǎn)網(wǎng)點(diǎn)生成繪制教學(xué)樓平面的軸線網(wǎng)格給軸線命名軸線輸入菜單輸入布置柱、梁、墻的軸線n軸線可用直線、圓弧、節(jié)點(diǎn)等組成。屏幕上畫出的線是紅色的；n按F3、F4，用網(wǎng)格和角度控