PKPM基于BIM平台的装配式结构设计软件介绍

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1、PKPM-PC 装配式结构设计软件 夏夏绪绪勇勇 研研究究员员 青岛青岛市院技市院技术术交流交流 2016.4.8 主要内容主要内容 一、装配式结构设计软件开发基础 二、装配式结构分析设计 三、基于BIM平台的装配式结构设计软件 四、工程案例分享 主要内容主要内容 一、装配式结构设计软件开发基础 二、装配式结构分析设计 三、基于BIM平台的装配式结构设计软件 四、工程案例分享 装配式住宅科研基础装配式住宅科研基础 “十二五”国家科技支撑项目“十二五”国家科技支撑项目 新型预制装配式混凝土建筑技术研究与新型预制装配式混凝土建筑技术研究与 示范（示范（2011BAJ10B002011BAJ10B0

2、0） 6 6个课题，涵盖建筑、结构、构配件生产、安装施工、统计分个课题，涵盖建筑、结构、构配件生产、安装施工、统计分 析和政策研究析和政策研究 实施期：实施期：2012.012012.012016.062016.06 经费经费57885788万元，其中国拨专项经费万元，其中国拨专项经费22282228万元万元 项目负责单位：中国建筑科学研究院项目负责单位：中国建筑科学研究院 组织单位：住房城乡建设部组织单位：住房城乡建设部 预制构件实验研究预制构件实验研究 “十二五”国家科技支撑项目：“十二五”国家科技支撑项目： 组合封闭箍预制叠合梁受力性能研究：建研院组合封闭箍预制叠合梁受力性能研究：建研院

3、受弯、受剪、受扭，受弯、受剪、受扭， 1818根根 弯 剪 扭 “十二五”国家科技支撑项目：“十二五”国家科技支撑项目： 大直径大间距配筋框架柱偏心受压低周反复加载试验：建研院、同济大直径大间距配筋框架柱偏心受压低周反复加载试验：建研院、同济 大学大学 预制构件实验研究预制构件实验研究 预制节点实验研究预制节点实验研究 “十二五”国家科技支撑项目：“十二五”国家科技支撑项目： 大直径大间距配筋框架梁柱节点低周往复加载试验：建研院大直径大间距配筋框架梁柱节点低周往复加载试验：建研院4 4个；同个；同 济大学济大学 装配整体式混凝土框架结构足尺试验装配整体式混凝土框架结构足尺试验 两层两榀两跨的装

4、配式混凝土框架结构，总高度6.8m，主要受力方向梁跨度为6m 和4m；由叠合板、叠合梁、预制柱、预制楼梯以及后浇节点组成;其中预制梁、 柱采用大直径大间距配筋技术，预制柱钢筋采用灌浆套筒连接，梁钢筋在节点区 内采用锚固板锚固；预制楼梯采用上端固定铰支座，下端滑动铰支座的构造; 低周反复荷载试验，最终框架的层间位移角达到1/30，且仍保持良好的整体性。 试验结果表明装配整体式混凝土框架结构具有良好的抗震性能，破化模式和顺序 与现浇混凝土框架结构基本相同。 2016年1月7日 主编装配式行业相关标准主编装配式行业相关标准 行标行标装配式混凝土结构技术规程装配式混凝土结构技术规程JGJ1JGJ1-

5、-20142014 中国建筑标准设计研究院、中国建筑科学研究院主编中国建筑标准设计研究院、中国建筑科学研究院主编 行业标准行业标准钢筋套筒灌浆连接应用技术规程钢筋套筒灌浆连接应用技术规程JGJ355JGJ355- -20152015；中国建筑科学研究院主编，中国建筑科学研究院主编，20152015年年9 9月月1 1日实施日实施 参与编制多本装配式国标图集参与编制多本装配式国标图集； 新加坡版设计软件 SECAD 与新加坡坡建屋发展局（HDB）联合开发（1990s）； 新加坡装配式住宅走在世界前列； 新加坡政府组屋（占新加坡所有住房的8090%）基本全部采用装配式。 这些政府组屋基本上都是采用

6、我们的SECAD设计 装配式结构设计软件基础装配式结构设计软件基础 BIMBIM软件及软件及BIMBIM咨询基础咨询基础 承担十二五863课题“基于建筑信息模型的三维建筑工程设计软件开 发与应用”。在建筑信息模型（BIM）关键技术、国产自主版权BIM 系统和装配式住宅建筑设计软件方面展开了深入研究，开发自主知识 产权的BIM系统PKPM-BIM 建研科技信息化软件事 业部BIM中心完成了数 十项BIM咨询（正在实 施国内第一高楼636米 的“武汉绿地中 心”BIM施工总咨询）， 长期积累了系统的项目 信息化解决方案。 建筑机械研发与装配式相关产品研发建筑机械研发与装配式相关产品研发 廊坊凯博建

7、设机械科技有限公司廊坊凯博建设机械科技有限公司研发了一些列针对预制构件钢筋研发了一些列针对预制构件钢筋 加工等相关机械，并致力于加工等相关机械，并致力于CAM自动化加工，并取得较大成效自动化加工，并取得较大成效。 建研科技自主研发预制装配式构件加工、安装系列产品。建研科技自主研发预制装配式构件加工、安装系列产品。 CABR系列产品 廊坊凯博建设机械廊坊凯博建设机械 结合国内设计规范，并联合规范参编人参与软件研发； 软件研发与具有较强装配式结构设计业务的设计单位合作 PKPM已经与下列单位达成合作协议： 北京市建筑设计研究院有限公司北京市建筑设计研究院有限公司 上海中房建筑设计有限公司上海中房建

8、筑设计有限公司 山东同圆设计集团有限公司山东同圆设计集团有限公司 山东万斯达集团有限公司山东万斯达集团有限公司 廊坊凯博建设机械科技有限公司廊坊凯博建设机械科技有限公司 中建科技集团有限公司中建科技集团有限公司 PKPM装配式结构设计软件研发装配式结构设计软件研发 主要内容主要内容 一、装配式结构设计软件开发基础 二、装配式结构分析设计 三、基于BIM平台的装配式结构设计软件 四、工程案例分享 整体分析中的设计相关工作（PMCAD+SATWE） 1）PMCAD中交互指定哪些部分预制及连接位置； 2）分析时统计出现浇部分、预制部分承担的剪力百分比； 3）提供现浇部分地震剪力放大系数，可调整； 4

9、）节点连接验算； 叠合板的布置、设计与施工图（PMCAD+结构平面图） 装配式构件计算工具 主要解决装配式构件的脱模、堆放、运输、吊装过程中的计算； 装配式结构分析设计功能装配式结构分析设计功能 装配式构件、节点计算装配式构件、节点计算 PMCAD 预制构件指定预制构件指定 PMCAD 预制构件指定（叠合梁）预制构件指定（叠合梁） 叠合板布置（钢筋桁架叠合板）叠合板布置（钢筋桁架叠合板） 叠合板布置叠合板布置(PK预应力叠合板预应力叠合板 ) 叠合板布置叠合板布置 调整叠合板导荷塑性铰线调整叠合板导荷塑性铰线 装配整体式结构类型指定装配整体式结构类型指定 增加增加4类装配式结构类型：类装配式结

10、构类型： 装配整体式框架结构 装配整体式剪力墙结构 装配整体式部分框支剪力墙结构 装配整体式预制框架-现浇剪力墙结构 现浇部分地震内力放大现浇部分地震内力放大 装配结构设计内容装配结构设计内容 现浇部分地震内力放大 现浇部分、预制部分承担的规定水平力地震剪力百分比统计 叠合梁纵向抗剪计算 预制梁端竖向接缝的受剪承载力计算 预制柱底水平连接缝的受剪承载力计算 预制剪力墙水平接缝的受剪承载力计算 装配结构分析与内力调整装配结构分析与内力调整 装配整体式混凝土结构采用的是等同现浇结构设计，现浇结构按 现行规范整体分析与内力调整相关要求在装配整体式结构中同样执行 ，对应的结构类型如下： 装配整体式框架

11、结构 = 框架结构 装配整体式剪力墙结构 = 剪力墙结构 装配整体式部分框支剪力墙结构 = 部分框支剪力墙结构 装配整体式预制框架-现浇剪力墙结构 =框剪结构 如果结构楼层中剪力墙既有预制部分，又有现浇部分，现浇部分的剪 力墙地震剪力、弯矩乘以“现浇部分地震内力放大系数” 现浇部分地震内力放大现浇部分地震内力放大 现浇部分、预制部分承担的规定水平力现浇部分、预制部分承担的规定水平力 地震剪力百分比统计地震剪力百分比统计 叠合梁纵向抗剪及连接计算叠合梁纵向抗剪及连接计算 叠合梁纵向抗剪及连接计算叠合梁纵向抗剪及连接计算 叠合梁计算结果输出叠合梁计算结果输出 预制柱预制柱设计结果输出设计结果输出

12、预制剪力墙预制剪力墙设计结果输出设计结果输出 主要内容主要内容 一、装配式结构设计软件开发基础 二、装配式结构分析设计 三、基于BIM平台的装配式结构设计软件 四、工程案例分享 35 设计现状 1）按传统现浇结构方式设计， 标准化低标准化低； 2）阶段间协作差，装配式住 宅低容错率、高废品率 3）加工生产自动化程度低自动化程度低， 加工任务繁重； 4）局部试点，成本居高不下， 难以推广 方案 初设 深化 加工 运输 吊装 国内装配式设计仍按传统方式设计，各个环节之间割裂，效率低，设计问题多，成本居高不下； 解决这些问题的根本是要将装配式设计的各个环节打通，提供一体化设计，没有软件难以实现。 要

13、解决的问题要解决的问题 36 唯一的途径是要让装配式设计与BIM技术、信息化技术结 合，提供一体化设计的系统解决方案，从整体上解决问题。 应用应用BIM与信息化技术解决一体化问题与信息化技术解决一体化问题 37 PKPM-PC是什么？ 基于PKPM-BIM平台的装配式住宅设计系统 PKPM结构设计软件 PKPM-BIM平台 装配式 设计流程 装配式设计系统 PKPM BIM System 我院自主开发的BIM系统 建筑、结构、设备全专业 协同设计工作流程 1、装配式设计需要多专业模型信息； 2、涉及初设、深化、加工、安装等多个阶段； 3、需要软件工具辅助。 38 PKPM-PC 启动界面 1、

14、与整体系统集成； 2、也可以单独安装； 39 PKPM-PC 主界面 PKPM-PC做什么？ 主要框架及流程： PBIMS专业平台 构件库 BIM综合模型 应用 装配建模 外部数据接口 构件库建模 构件入库 算量统计 装配率统计 构件设计 施工、加工图 加工数据导出 预拼装 结构整体设计 常规建模 返回设计配筋 导出设计模型 建模 1、BIM综合模型； 2、构件库管理，积累工作； 3、两种建模方式； 4、围绕模型提供应用工具。 用户：设计师、深化设计、加工单位、施工单位、总承包。 41 PKPM-PC 设计流程与功能点应用说明 （1）构件库 （2）装配式结构方案 （3）深化与拆分 （4）钢筋表

15、（CAM） （5）自动加工 （6）自动出拆分图 装配式住宅设计流程 （1）构件库 （2）装配式结构方案 （3）深化与拆分 （4）钢筋表（CAM） （5）自动加工 （6）自动出拆分图 （1）构件库 PKPM-PC功能点 1、辅助装配式住宅标准化 1 构件库 独立于项目的团队共享库，企业标准 构件能满足加工生产要求 建筑方案初期考虑装配式模数化 构件拆分 装配式单元归并 构件深化设计可配置 1）自动设计参数规格化 2）匹配构件库中现有构件 工作基础重复利用，构件或单元可提取入 库，简化设计工作，促进标准化。 PKPM-PC主要功能点 2、系统构件库 国标图集 构件库 预制混凝土剪力墙外墙板15G3

16、65-1； 预制混凝土剪力墙内墙板15G365-2； 桁架钢筋混凝土叠合板(60mm厚底板) 15G366-1； 预制钢筋混凝土板式楼梯15G367-1； 预制钢筋混凝土阳台板、空调板及女儿墙 15G368-1； 装配式混凝土结构住宅建筑设计示例（剪 力墙结构）15J939-1； 装配式混凝土结构表示方法及示例（剪力 墙结构）15G107-1； 装配式混凝土结构连接节点构造（2015年 合订本）G310-12。 PKPM-PC主要功能点 3、构件库管理 构件库 * *单根钢筋修改交互界面单根钢筋修改交互界面 * *独立的构件编辑独立的构件编辑 构件库 装配式住宅设计流程 （1）构件库 （2）装配式结构方案 （3）深化与