工程结构计算软件PKPM讲义课件.pptx

1、工程结构计算软件工程结构计算软件本课程主要内容第一部分n结构计算软件应用及发展nPKPM软件基本功能及应用范围第二部分n结构平面计算机辅助设计PMCADn框排架计算机辅助设计PKn结构三维分析与设计软件TAT、SATWEn楼梯计算机辅助设计LTCAD n预应力结构计算机辅助设计PREC n基础工程计算机辅助设计 JCCAD本课程主要内容第三部分nPKPM与其它软件综合应用及经验总结 课程考核n成绩评定方法 完成一栋框架房屋的整体设计，具体包含以下五个方面：1. 框架房屋模型建立;2. 一标准层结构平面施工图；3. 一榀框架梁柱施工图（要求采用三维计算分析设计）；4. 一楼梯设计施工图；5. 一

2、基础设计施工图.n提交成果 上述25项相关图纸；一份该框架房屋的设计说明书，包括设计依据、设计参数、结构尺寸等完成本设计的基本信息。（电子文档纸质文档） 第一部分一、国内外结构计算软件介绍 1.1 国内外常用软件介绍n广厦建筑结构CADn天正CAD软件n理正结构系列软件n探索者结构工程CAD软件TSSDnSap2000n建筑结构分析与设计CSI ETABSnPKPM系列1.1-1）广厦建筑结构CADn广厦建筑结构CAD是一个面向民用建筑的多高层结构CAD，在容柏生院士的指导下由广东省建筑设计研究院和深圳市广厦软件有限公司联合开发，于1996年12月18日通过专家鉴定，完成从建模、计算和施工图自

3、动生成及处理一体化设计，结构计算包括空间薄臂杆系计算SS和空间墙元杆系计算SSW。n广厦建筑结构CAD是设计院开发的结构CAD的杰出代表。 n最新版本15.01.1-2）天正CAD软件 n天正CAD软件是天正工程软件有限公司基于AutoCAD平台下开发的建筑专业计算机辅助设计软件 ； n专业灵活的一般结构设计 n功能强大的钢结构设计 n方便快捷的常用工具n全新图库新颖、齐全、便捷n齐全、方便的结构规范 nTAsd可与TArch或其它建筑软件搭配使用，形成CAD成组作业，提高总体效益 1.1-3）理正结构系列软件 n理正结构工程设计系列工具箱 1）帮助设计人员快速设计、校核，解决大型软件不能解决

4、的问题是理正工具箱系列软件的基本定位，软件的最大优势在于其独特的智能设计能力和给用户带来的方便实用性。2）包含15种计算工具箱：钢筋砼结构构件、井字梁、曲折梁、异形板、无梁楼盖、交叉梁、平面刚桁架、三维刚桁架、钢结构构件、独条基础、 复合桩基承载力、独立桩承台、复合桩基水平荷载、预应力钢筋混凝土结构构件、砌体结构计算工具箱，几乎涵盖结构设计的全过程。n地基基础设计软件（基础CAD、桩基CAD、桩基优化）n人防结构设计软件 1.1-4）探索者结构工程CAD软件TSSD nTSSD软件是北京探索者软件技术有限公司的主营软件之一，以AutoCAD为平台，以Object ARX、Visual C、Au

5、to Lisp为开发工具，采用面向对象程序设计方法编写。n充分考虑设计人员的绘图习惯 n独特的小构件计算 n方便的参数化绘图 n施工图绘制工具高效实用 n平法绘图符合最新图集 n强大的图库功能 n强大的文字处理功能 n齐备的结构绘图辅助工具 n齐全的接口类型(TBSA、天正建筑、PKPM、广厦 ) n最新版本3.11.1-5）Sap2000 n在SAP2000三维图形环境中提供了多种建模、分析和设计选项，且完全在一个集成的图形界面内实现。n先进的分析技术提供了：逐步大变形分析、多重P-Delta效应、特征向量和Ritz向量分析、索分析、单拉和单压分析、Buckling屈曲分析、爆炸分析、针对阻

6、尼器、基础隔震和支承塑性的快速非线性分析、用能量方法进行侧移控制和分段施工分析等。 n桥梁设计者可以用SAP2000的桥梁模板建立桥梁模型，自动进行桥梁活荷载的分析和设计，进行桥梁基础隔震和桥梁施工顺序分析，进行大变形悬索桥分析和Pushover推倒分析。nSAP2000是整合的结构分析和设计软件.具备精密,直观和通用的用户界面以及为工作在交通,工业,公众工程,体育和其它设施中的工程师所开发的分析引擎和设计工具.从其基于3D物体的图像建模环境,到在一强大用户界面中整合的众多分析和设计选择。1.1-6）建筑结构分析与设计CSI ETABS n国际领先的建筑结构分析与设计软件，ETABS除一般高层

7、结构计算功能外，还可计算钢结构、钩、顶、弹簧、结构阻尼运动、斜板、变截面梁或腋梁等特殊构件和结构非线性计算（Pushover， Buckling，施工顺序加载等），甚至可以计算结构基础隔震问题，功能非常强大。 n一款大楼分析和设计软件。CSI_ETABS已经演变为一次完全完整的大楼分析并且设计环境。当你在设计简单的2D结构或为一幢的高楼进行动态分析非线性防胶滚筒漂流控制CSI_ETABS提供了解决方案。 1.1-7） PKPM系统总体介绍n成立于1988年n依托国家级研究院的技术优势n建筑行业最大的软件开发实体n应用普及率75%, 8000家设计院用户n国内应用最广泛的集成CAD系统PKPM系

8、统n经香港特区政府审批通过n与新加坡建屋发展局合作六年n正在香港、新加坡、越南、马来西亚、韩国等地推广n国外版本的开发提高了质量、锻炼了队伍PKPM英国规范版本 PKPM是是集成建筑、结构、设备、概预算、施工等专业的大型集成化CAD系统PKPMPKPM系列软件构成图系列软件构成图系列软件构成图系列软件构成图三维建筑三维建筑三维建筑三维建筑设计设计设计设计 APMAPM结构平面设计结构平面设计PMCAD结构平面设计结构平面设计结构平面设计结构平面设计PMCADPMCAD砖混及 底 框计算砖混及 底 框计算砖混及底框计算砖混及底框计算砖混及底框计算砖混及底框计算多高层多高层SATWE多高层多高层多

9、高层多高层SATWESATWE各类地基各类地基 JCCAD各类地基各类地基各类地基各类地基 JCCADJCCAD楼梯设计楼梯设计 LTCAD楼梯设计楼梯设计楼梯设计楼梯设计 LTCADLTCAD框排架框排架 PK框排架框排架框排架框排架 PKPK多高层多高层 TAT多高层多高层多高层多高层 TATTAT剪力墙剪力墙 JLQ剪力墙剪力墙剪力墙剪力墙 JLQJLQ钢结构钢结构 STS钢结构钢结构钢结构钢结构 STSSTS预应力预应力 PREC预应力预应力预应力预应力 PRECPREC砼小砌块砼小砌块 QIK砼小砌块砼小砌块砼小砌块砼小砌块 QIKQIK箱型基础箱型基础 BOX箱型基础箱型基础箱型基

10、础箱型基础 BOXBOX概预算概预算 STAT概预算概预算概预算概预算 STATSTAT给水排水给水排水 WPM给水排水给水排水给水排水给水排水 WPMWPM建筑电器建筑电器 EPM建筑电器建筑电器建筑电器建筑电器 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建筑通风建筑通风 CPM建筑通风建筑通风建筑通风建筑通风 CPMCPMn建筑设计n总平面图设计n小区规划设计n室内、外装修设计建筑n钢筋混凝土多、高层建筑n砖混结构和底框上砖房结构n钢结构n预应力混凝土结构n基础（柱下独基、墙下条基、地基梁系、筏板基础、桩基、桩筏）n箱形基础n砼小型空心砌块结构n给排

11、水设计n采暖设计n通风空调设计n建筑电气设计n室外给排水n室外供暖系统设备n施工组织设计n施工项目网络计划及管理n建筑工程投招标书制作n施工总平面图设计n基坑支护设计n脚手架设计n模板工程设计n冬季施工n砼和砂浆配合比设计施工n模型输入n专业分析计算n施工图辅助设计系统的一般工作流程A）模型的输入B）专业分析计算体系）专业分析计算体系1.内力分析2.荷载效应、组合3.安全系数4.地震作用分析5.截面配筋设计6.稳定计算平面杆系计算钢筋混凝土梁的挠度计算和裂缝宽度计算多层和高层三维分析TAT多层和高层空间有限元分析多层和高层空间有限元分析SATWE厚板转换层、复杂楼板有限元分析厚板转换层、复杂楼

12、板有限元分析层模型层刚度骨架曲线层模型层刚度骨架曲线平面杆系模型塑性铰图平面杆系模型塑性铰图空间模型楼层最大反应力空间模型楼层最大反应力弹塑性动力时程分析弹塑性动力时程分析砖混结构、底层框架上层砖房结构计算分析钢结构二维、三维分析计算和优化预应力结构二维及三维计算基础结构设计和计算电气软件设计计算照度计算：自动从图中提取照度计算所需数据负荷、线数、线径和管径计算：自动提取计算所需数据建筑采暖、通风空调设计计算多种系统形式（单管、双管、水平串联、高压蒸汽），从平面图自动提取计算数据，进行水力计算自动进行全楼负荷计算给排水设计计算自动提取工程数据，进行给水、循环热水、排水和喷洒系统的水力计算，并将

13、计算结果返回平面图水泵计算：可根据流量和扬程自动选泵，并可生成泵房任意角度剖面图C）施工图辅助设计施工图辅助的步骤一般是从房屋模型中提取一榀框架生成结构计算数据文件完成结构分析计算画施工图前交互输入绘图控制参数人工干预设计布置图面施工图生成钢筋混凝土梁柱施工图广东地区的梁柱表施工图梁柱钢筋的平面表示法钢筋混凝土异型截面柱施工图结构平面、楼板配筋图框架柱框架梁节点大样平面布置钢桁架支架门式刚架 柱下独立基础条形基础地基梁基础和筏板基础剪力墙施工图砖混结构施工图楼梯施工图预应力钢筋混凝土梁施工图建筑平立剖面施工图建筑详图和小区规划鸟瞰图1.采暖平面施工图和系统图给排水、采暖、通风空调施工图建筑电气

14、施工图二、进入PKPM软件系统 开始学习一、人机交互建立全楼结构模型二、自动导算荷载建立恒活荷载库三、为各种计算模型提供计算所需数据文件四、为上部结构各绘图CAD模块提供结构构件的精确尺寸五、为基础设计CAD模块提供底层结构布置与轴线网格布置，还提供上部结构传下的恒活荷载2.1 PMCAD是PKPM中的一个结构平面计算机辅助设计软件，PMCAD的基本功能： 六、现浇钢筋混凝土楼板结构计算与配筋设计 七、结构平面施工图辅助设计 八、做砖混结构圈梁布置，画砖混圈梁大样及构造柱大样图 九、砖混和底框上砖房结构的抗震计算及受压、高厚比、局部承压计算 十、统计结构工程量，以表格形式输出 2.2 完成PM

15、CAD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1-3项的各类数据输入。为了有助快速查询和设置，PMCAD提供了许多操作命令的键盘技术，教材列出了部分常用的功能键。当然也可以直接在菜单区用鼠标点取相应的功能。2.3 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

16、.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。 1）20厚板底混合砂浆打底2）100厚钢筋混凝土现浇屋面3）隔汽层，刷冷底子油一道，热沥青玛啼脂二道，重量忽略不计4）预制膨胀珍珠岩块，最薄处50厚，最厚处220厚，平均厚度5）40厚1：2.5水泥砂浆找平6）二毡三油防水层：总计屋面恒载： 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楼面恒载： 1）20厚底混合砂浆打底2）100厚钢筋混凝土现浇楼面3）30厚C20细石混凝土面层总计 320.02 170.3417KN mKN m 320.1 252.525KN mKN m 23.56gkKN m 320.03 240.7220KN mKN m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： 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熟练掌握熟练掌握PMCAD交互式数据输入界面的作交互式数据输入界面的作图和输入各层平面数据，建立结构整体模型。图和输入各层平面数据，建立结构整体模型。 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

19、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。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绘制教学楼平面的轴线网格给轴线命名轴线输入菜单输入布置柱、梁、墙的轴线n轴线可用直线、圆弧、节点等组成。屏幕上画出的线是红色的；n按F3、F4，用网格和角度控制线条的角度和长度；n绝对坐标（Ins）、相对坐标（ Home ），相对极坐标（End）；n鼠标各键功能：LEFT=Enter，Middle=Tab，Right=Del；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 工程实例中构件截面尺寸估算 根据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 构件定义 n柱定义n主梁定义 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 进入PMCAD，进行人机交互参数输入