计算机辅助结构设计(pkpm)课件

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1、计算机辅助结构设计计算机辅助结构设计 （PKPMPKPM） 西南科技大学 计算机结构辅助设计 课 程 简 介 本课程介绍了中国建筑科学研究院PKPM CAD工程 部系列软件PMCAD、PK、TAT等的使用。通过对两个 工程实例的结构设计，介绍了PMCAD系列软件的基本功 能和主要技术条件，详细讲解了菜单命令及其操作步骤 ，初步建立起建筑结构模型，对建筑结构模型进行补充 、修改，利用软件内力计算和配筋的结果，绘制结构平 面施工图，砌体结构辅助设计，图形编辑、打印及转换 。 本课程还介绍了框排架结构计算与绘图软件（PK） 和结构三维分析与设计软件（TAT），详细讲解了TAT前 处理-数据准备，各参

2、数的确定方法，内力分析和配筋计 算，对计算结果的正确性判断，接PK绘制梁柱施工图， 用平法绘制梁柱施工图等。 计算机结构辅助设计 课 程 简 介 通过以上学习和操作，使学生们循序渐进地熟悉结构 平面计算机辅助设计的过程，能够根据建筑方案，用 PMCAD系列软件进行建筑结构辅助设计，完成结构设计 计算，绘制出楼板、框架梁柱结构施工图 。 本课程教材选用建筑结构CADPKPM软件应用 ，中国建筑工业出版社04年版，王小红、罗建阳编著。 注：本课件应配合西南科技大学网络学院相应的录像课 程使 用。录像课程中所用的两个工程实例资料见本课件 第八 章后面实例1及实例2。 计算机结构辅助设计 本课程参考文

3、献 1.混凝土结构设计规范GB 50010-2002 2.砌体结构设计规范GB 50003-2001 3.建筑结构荷载规范GB 50009-2001 4.建筑抗震设计规范GB 50011-2001 5.高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2002 6.混凝土结构设计周克荣等编著 7. 建筑结构CADPKPM软件应用王小红等编著 8.PMCAD用户手册及技术条件中国建筑科学研究院 9.PK用户手册及技术条件中国建筑科学研究院 10.TAT用户手册及技术条件中国建筑科学研究院 计算机结构辅助设计 建筑地基基础设计规范 GB50007-2002 钢结构设计规范 GB50017-2003 冷弯薄壁型

4、钢结构技术规范GBJ50018-2002 门式钢架轻型房屋钢结构技术规程CECS102:2002 建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001 建筑结构制图标准GB/T50105-2002 建筑结构设计术语和符号标准GB/T50083-1997 计算机结构辅助设计 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 教学目标: 了解PKPM系列软件包括的内容，熟悉PMCAD的基 本功能及应用范围，了解本课程的工程实例建筑概貌。 计算机结构辅助设计 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 PMCAD 软件采用人机交互方式，引导用户逐层地布 置各层平面和各层楼面，再输入层高就建立起一套描述建 筑物整

5、体结构的数据。 PMCAD 具有较强的荷载统计和传导计算功能，除计 算结构自重外，还自动完成从楼板到次梁，从次梁到主梁 ，从主梁到承重的柱墙，再从上部结构传到基础的全部计 算，加上局部的外加荷载， PMCAD 可方便地建立整栋建 筑的荷载数据。 由于建立了整栋建筑的数据结构， PMCAD 成为 PKPM 系列结构设计软件的核心，它为各功能设计提供数 据接口。 计算机结构辅助设计 第一节、PMCAD 的基本功能 一、人机交互建立全楼结构模型 人机交互方式引导用户在屏幕上逐层布置柱、梁、墙 、洞口、楼板等结构构件，快速搭起全楼的结构构架，输 入过程伴有中文菜单及提示，并便于用户反复修改。 二、自动

6、导算荷载建立恒活荷载库 1、对于用户给出的楼面恒活荷载，程序自动进行楼板 到次梁、次梁到框架梁或承重墙的分析计算，所有次梁传 到主梁的支座反力、各梁到梁、各梁到节点、各梁到柱传 递的力均通过平面交叉梁系计算求得。 2 、计算次梁、主梁及承重墙的自重。 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 计算机结构辅助设计 3、引导用户人机交互地输入或修改各房间楼面荷载、 次梁荷载、主梁荷载、墙间荷载、节点荷载及柱间荷载， 并方便用户提供复制、拷贝、反复修改等功能。 4、各类荷载均可以平面图形方式标注输出，也可以数 据文件方式输入，可分类详细输出各类荷载，也可综合迭 加输出各类荷载。 三、为各种计算模型提

7、供计算所需数据文件 1、可指定任一个轴线形成 PK 平面杆系计算所需的框 架计算数据文件，包括结构立面、恒载、活载、风载的数 据。 2、可指定任一层平面的任一由次梁或主梁组成的多组 连梁，形成 PK 按连续梁计算所需的数据文件。 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 计算机结构辅助设计 3、为空间有限元壳元计算程序 SATWE 提供数据， SATWE 用壳元模型精确计算剪力墙，程序对墙自动划分 壳单元并写出 SATWE 数据文件（这部分功能放在 SATWE 中）。 4、为三维空间杆系薄壁柱程序 TAT 提供计算数据，程 序把所有梁柱转成三维空间杆系，把剪力墙墙肢转成薄壁 柱计算模型。（这部

8、分功能放在 TAT 模块中）。 四、为上部结构各绘图 CAD 模块提供结构构件的精确尺 寸，如梁柱总图的截面、跨度、挑梁、次梁、轴线号、偏 心等，剪力墙的平面与立面模板尺寸，楼梯间布置等等。 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。 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 计算机结构辅助设计 六、现浇钢筋混凝土楼板结构计算与配筋设计 计算单向、双向和异形（非矩形）楼板的板弯矩及配 筋计算，可打印输出板弯矩图与配筋图，可人工干予修改 板配筋级配库，可设置放大调正系数等若干配筋参数，程 序根据计算结果自动选出合适的板筋级配并供设计人员审 核修改

9、。 提供多种楼板钢筋画图方式和钢筋标注方式，如按房间画 、通长画、连通画等等，随时干予洞口钢筋的长短级配， 特别是程序拖动图面上已画好的钢筋十分方便。 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 计算机结构辅助设计 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 七、结构平面施工图辅助设计 除楼板配筋画图外，平面图设计还包括： 1、自动绘制梁、柱、墙和门窗洞口，柱可为十 多种异形柱。 2 、标注轴线，包括弧轴线。 3、标注尺寸，可对截面尺寸自动标注，也可对 任意图素标注尺寸。 4、标注字符。 5、写中文说明。 6、画予制楼板。 计算机结构辅助设计 7、对图面不同内容的图层管理，可对任意图层作开闭 和删

10、除操作。 8、绘制各种线型图素，任意标注字符。 9、图形的编辑、缩放、修改，如删除、拖动、复制等 等。 八、做砖混结构圈梁布置，画砖混圈梁大样及构造柱大样 图 圈梁及构造柱大样由软件自动生成并进行分类归并，可考 虑现浇或预制板楼面及各种非正交的节点大样。 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 计算机结构辅助设计 九、砌体结构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 所有计算所需的数据均由结构整体模型中自动提取， 省去砖混及底框计算人工准备数据的繁复工作。 砖混结构中的钢筋硅阳台、雨篷、挑檐及挑梁和墙梁等构 件的计算和辅助设计，可用钢筋砼基本构件设计软件 GJ 来完成。 十、

11、统计结构工程量，以表格形式输出 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 计算机结构辅助设计 第二节、PMCAD 的应用范围 层数 120 结构标准层、荷载标准层各 120 正交网格：横向网格、纵向网格各100 斜交网格：网格线条数5000 网格节点总数6000 标准柱截面300 标准梁截面 160 标准洞口160 每层柱根数1800 每层梁根数（不包括次梁） 8000、每层墙数各2500 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 计算机结构辅助设计 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 每层房间数3600 每层次梁根数800 每个房间周围最多可以容纳的梁墙数150 每个节点周围不重叠的梁

12、墙数6 每层房间次梁布置种类数40 每层房间预制板布置种类数40 每层房间楼板开洞种类数40 每个房间楼板开洞数7 每个房间次梁布置数16 计算机结构辅助设计 说明： 1、结构平面的房间编号由软件根据墙或梁围成的平 面闭合体自动编成房间，作为输入楼面上的次梁、预制板 、洞口和导荷载、画图的一个基本单元。 2 、两节点最多只能安置一个洞口，安置多个洞口时 ，必须增设网格线与节点。 3 、墙的输入指结构承重墙或抗侧力墙，框架填充墙 不能作为墙输入，而应作为外加荷载输入。 4、次梁指在房间内布置且在 PMCAD 主菜单 2 次梁 输入中布置的梁，但次梁的截面定义必须在 PMCAD 主 菜单 1 主梁

13、定义中进行。 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 计算机结构辅助设计 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 次梁也可以在 PMCAD 主菜单 1 主梁布置中进行（ 次梁作为主梁输入），当工程量大时，可能会造成梁的 根数、节点数、房间数过多而超界。 由于 PMCAD 主菜单 2 次梁输入中无法布置弧梁，对 于弧形次梁只能作为主梁布置。 5、平面布置应避免大房间内套用小房间，否则在荷 载导算和统计材料时会重叠计算。可在大小房间之间用 虚梁连接，将大房间进行分割。 计算机结构辅助设计 第一章 PMCAD 的基本功能与应用范围 第一章作业： 1. PMCAD是关于什么的软件？ 2. PMCA

14、D的基本功能是什么？ 3. 怎样建立一个新的专用工作文件夹？ 3. 怎样使用节点捕捉？ 4. 怎样使用角度和距离捕捉？ 计算机结构辅助设计 第二章 建筑结构模型的建立 教学目标 熟练掌握PMCAD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。 计算机结构辅助设计 第二章 建筑结构模型的建立 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 ，屏幕出现如下界面： 计算机结构辅助设计 第二章 建筑结构模型的建立 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。 为了有助快

15、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。 计算机结构辅助设计 第二章 建筑结构模型的建立 一、建筑结构模型的初步建立过程： （1）轴线输入：利用作图工具绘制建筑物整体平面定位轴 线，或梁墙等长的线段。 （2）网点生成：程序自动将绘制的轴线分割为网格和节 点。 （3）构件定义：定义建筑物全部柱、梁（包括次梁）、 墙、洞口、斜杆的截面尺寸。 （4）楼层定义：依照从下到上的次序进行各结构标准层 平面布置，即将定义的构件布置在确定的位置。 （5）荷载定义：依照从下到上的次序定义荷载标准层，即 各结构标准层楼面的恒

16、载、活载（荷载相同并且相邻的标 准层可定义为一个荷载标准层）。 计算机结构辅助设计 第二章 建筑结构模型的建立 （6）信息输入：结构的竖向布置，即每个实际楼层确定 属于哪个结构标准层、荷载标准层及每层层高。同时输 入必要的绘图、抗震计算信息。 （7）保存文件：确保上述的工作不被丢失。 通过建立建筑物的定位轴线，形成网格和节点，在网 格和节点上布置构件形成各结构标准层的平面布局（考 虑整栋建筑有几个结构标准层，构件布置相同，并且相 邻楼层可定义为一个结构标准层），各结构标准层和层 高、荷载标准层配合形成建筑物的竖向结构布局，完成 建筑结构的整体描述。 计算机结构辅助设计 第二章 建筑结构模型的建立 二、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。