【正文】 結(jié)構(gòu)設計軟件之 PKPM系列 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 課 程 簡 介 課程的本部分介紹了中國建筑科學研究院 PKPM CAD工程部系列軟件 PMCAD、 PK、 SETWE等的使用。通過對兩個工程實例的結(jié)構(gòu)設計，介紹了 PMCAD系列軟件的基本功能和主要技術(shù)條件，詳細講解了菜單命令及其操作步驟，初步建立起建筑結(jié)構(gòu)模型，對建筑結(jié)構(gòu)模型進行補充、修改，利用軟件內(nèi)力計算和配筋的結(jié)果，繪制結(jié)構(gòu)平面施工圖，砌體結(jié)構(gòu)輔助設計，圖形編輯、打印及轉(zhuǎn)換。 本課程還介紹了框排架結(jié)構(gòu)計算與繪圖軟件（ PK）、空間有限元殼元計算程序 SATWE、結(jié)構(gòu)三維分析與設計軟件（ TAT），詳細講解了 SETWE前處理 數(shù)據(jù)準備，各參數(shù)的確定方法，內(nèi)力分析和配筋計算，對計算結(jié)果的正確性判斷，接 PK繪制梁柱施工圖，用平法繪制梁柱施工圖等。 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 課 程 簡 介 通過以上學習和操作，使學生們循序漸進地熟悉結(jié)構(gòu)平面計算機輔助設計的過程，能夠根據(jù)建筑方案，用 PMCAD系列軟件進行建筑結(jié)構(gòu)輔助設計，完成結(jié)構(gòu)設計計算，繪制出樓板、框架梁柱結(jié)構(gòu)施工圖 。 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 本課程參考文獻 1.《 混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 》 GB 500102022 2.《 砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 》 GB 500032022 3.《 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 》 GB 500092022 4.《 建筑抗震設計規(guī)范 》 GB 500112022 5.《 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 》 JGJ 32022 6.《 混凝土結(jié)構(gòu)設計 》 周克榮等編著 7.《 PMCAD用戶手冊及技術(shù)條件 》 中國建筑科學研究院 8.《 PK用戶手冊及技術(shù)條件 》 中國建筑科學研究院 9.《 TAT用戶手冊及技術(shù)條件 》 中國建筑科學研究院 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 《 建筑地基基礎設計規(guī)范 》 GB500072022 《 鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 》 GB500172022 《 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 》 GBJ500182022 《 門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 》 CECS102:2022 《 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準 》 GB500682022 《 建筑結(jié)構(gòu)制圖標準 》 GB/T501052022 《 建筑結(jié)構(gòu)設計術(shù)語和符號標準 》 GB/T500831997 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 教學目標 : 了解 PKPM系列軟件包括的內(nèi)容，熟悉 PMCAD的基本功能及應用范圍，了解本課程的工程實例建筑概貌。 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 PMCAD 軟件采用人機交互方式，引導用戶逐層地布置各層平面和各層樓面，再輸入層高就建立起一套描述建筑物整體結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。 PMCAD 具有較強的荷載統(tǒng)計和傳導計算功能，除計算結(jié)構(gòu)自重外，還自動完成從樓板到次梁，從次梁到主梁，從主梁到承重的柱墻，再從上部結(jié)構(gòu)傳到基礎的全部計算，加上局部的外加荷載， PMCAD 可方便地建立整棟建筑的荷載數(shù)據(jù)。 由于建立了整棟建筑的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， PMCAD 成為 PKPM 系列結(jié)構(gòu)設計軟件的核心，它為各功能設計提供數(shù)據(jù)接口。 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第一節(jié)、 PMCAD 的基本功能 一、人機交互建立全樓結(jié)構(gòu)模型 人機交互方式引導用戶在屏幕上逐層布置柱、梁、墻、洞口、樓板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，快速搭起全樓的結(jié)構(gòu)構(gòu)架，輸入過程伴有中文菜單及提示，并便于用戶反復修改。 二、自動導算荷載建立恒活荷載庫 對于用戶給出的樓面恒活荷載，程序自動進行樓板到次梁、次梁到框架梁或承重墻的分析計算，所有次梁傳到主梁的支座反力、各梁到梁、各梁到節(jié)點、各梁到柱傳遞的力均通過平面交叉梁系計算求得。 2 、計算次梁、主梁及承重墻的自重。 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 引導用戶人機交互地輸入或修改各房間樓面荷載、次梁荷載、主梁荷載、墻間荷載、節(jié)點荷載及柱間荷載，并方便用戶提供復制、拷貝、反復修改等功能。 各類荷載均可以平面圖形方式標注輸出，也可以數(shù)據(jù)文件方式輸入，可分類詳細輸出各類荷載，也可綜合迭加輸出各類荷載。 三、為各種計算模型提供計算所需數(shù)據(jù)文件 可指定任一個軸線形成 PK 平面桿系計算所需的框架計算數(shù)據(jù)文件，包括結(jié)構(gòu)立面、恒載、活載、風載的數(shù)據(jù)。 可指定任一層平面的任一由次梁或主梁組成的多組連梁，形成 PK 按連續(xù)梁計算所需的數(shù)據(jù)文件。 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 為空間有限元殼元計算程序 SATWE 提供數(shù)據(jù)， SATWE 用殼元模型精確計算剪力墻，程序?qū)ψ詣觿澐謿卧懗? SATWE 數(shù)據(jù)文件（這部分功能放在 SATWE 中）。 為三維空間桿系薄壁柱程序 TAT 提供計算數(shù)據(jù)，程序把所有梁柱轉(zhuǎn)成三維空間桿系，把剪力墻墻肢轉(zhuǎn)成薄壁柱計算模型。（這部分功能放在 TAT 模塊中）。 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，如梁柱總圖的截面、跨度、挑梁、次梁、軸線號、偏心等，剪力墻的平面與立面模板尺寸，樓梯間布置等等。 五、為基礎設計 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。 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 六、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板結(jié)構(gòu)計算與配筋設計 計算單向、雙向和異形（非矩形）樓板的板彎矩及配筋計算，可打印輸出板彎矩圖與配筋圖，可人工干予修改板配筋級配庫，可設置放大調(diào)正系數(shù)等若干配筋參數(shù)，程序根據(jù)計算結(jié)果自動選出合適的板筋級配并供設計人員審核修改。 提供多種樓板鋼筋畫圖方式和鋼筋標注方式，如按房間畫、通長畫、連通畫等等，隨時干予洞口鋼筋的長短級配，特別是程序拖動圖面上已畫好的鋼筋十分方便。 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 七、結(jié)構(gòu)平面施工圖輔助設計 除樓板配筋畫圖外，平面圖設計還包括： 自動繪制梁、柱、墻和門窗洞口，柱可為十多種異形柱。 2 、標注軸線，包括弧軸線。 標注尺寸，可對截面尺寸自動標注，也可對任意圖素標注尺寸。 標注字符。 寫中文說明。 畫予制樓板。 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 對圖面不同內(nèi)容的圖層管理，可對任意圖層作開閉和刪除操作。 繪制各種線型圖素，任意標注字符。 圖形的編輯、縮放、修改，如刪除、拖動、復制等等。 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 圈梁及構(gòu)造柱大樣由軟件自動生成并進行分類歸并，可考慮現(xiàn)澆或預制板樓面及各種非正交的節(jié)點大樣。 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 九、砌體結(jié)構(gòu)和底框上磚房結(jié)構(gòu)的抗震計算及受壓、高厚比、局部承壓計算 所有計算所需的數(shù)據(jù)均由結(jié)構(gòu)整體模型中自動提取，省去磚混及底框計算人工準備數(shù)據(jù)的繁復工作。 磚混結(jié)構(gòu)中的鋼筋硅陽臺、雨篷、挑檐及挑梁和墻梁等構(gòu)件的計算和輔助設計，可用鋼筋砼基本構(gòu)件設計軟件 GJ 來完成。 十、統(tǒng)計結(jié)構(gòu)工程量，以表格形式輸出 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第二節(jié)、 PMCAD 的應用范圍 層數(shù) ≤ 120 結(jié)構(gòu)標準層、荷載標準層各 ≤ 120 正交網(wǎng)格：橫向網(wǎng)格、縱向網(wǎng)格各 ≤100 斜交網(wǎng)格：網(wǎng)格線條數(shù) ≤5000 網(wǎng)格節(jié)點總數(shù) ≤6000 標準柱截面 ≤300 標準梁截面 ≤ 160 標準洞口 ≤160 每層柱根數(shù) ≤1800 每層梁根數(shù)（不包括次梁） ≤ 8000、每層墻數(shù)各 ≤2500 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 每層房間數(shù) ≤3600 每層次梁根數(shù) ≤800 每個房間周圍最多可以容納的梁墻數(shù)＜ 150 每個節(jié)點周圍不重疊的梁墻數(shù) ≤6 每層房間次梁布置種類數(shù) ≤40 每層房間預制板布置種類數(shù) ≤40 每層房間樓板開洞種類數(shù) ≤40 每個房間樓板開洞數(shù) ≤7 每個房間次梁布置數(shù) ≤16 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 說明： 結(jié)構(gòu)平面的房間編號由軟件根據(jù)墻或梁圍成的平面閉合體自動編成房間，作為輸入樓面上的次梁、預制板、洞口和導荷載、畫圖的一個基本單元。 2 、兩節(jié)點最多只能安置一個洞口，安置多個洞口時，必須增設網(wǎng)格線與節(jié)點。 3 、墻的輸入指結(jié)構(gòu)承重墻或抗側(cè)力墻，框架填充墻不能作為墻輸入，而應作為外加荷載輸入。 次梁指在房間內(nèi)布置且在 PMCAD 主菜單 2 次梁輸入中布置的梁，但次梁的截面定義必須在 PMCAD 主菜單 1 主梁定義中進行。 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 次梁也可以在 PMCAD 主菜單 1 主梁布置中進行（次梁作為主梁輸入），當工程量大時，可能會造成梁的根數(shù)、節(jié)點數(shù)、房間數(shù)過多而超界。 由于 PMCAD 主菜單 2 次梁輸入中無法布置弧梁，對于弧形次梁只能作為主梁布置。 平面布置應避免大房間內(nèi)套用小房間，否則在荷載導算和統(tǒng)計材料時會重疊計算。可在大小房間之間用虛梁連接，將大房間進行分割。 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第一章 PMCAD 的基本功能與應用范圍 第一章作業(yè)： 1. PMCAD是關于什么的軟件？ 2. PMCAD的基本功能是什么？ 3. 怎樣建立一個新的專用工作文件夾？ 3. 怎樣使用節(jié)點捕捉？ 4. 怎樣使用角度和距離捕捉？ 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第二章 建筑結(jié)構(gòu)模型的建立 教學目標 熟練掌握 PMCAD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。 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第二章 建筑結(jié)構(gòu)模型的建立 作為某一個工程的設計和計算，應該先選擇一個盤符建立該項工程的專用工作文件夾，然后啟動 PKPM程序，屏幕出現(xiàn)如下界面： 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第二章 建筑結(jié)構(gòu)模型的建立 對于一個新工程，執(zhí)行 PMCAD軟件，必須依次完成結(jié)構(gòu)平面計算機輔助設計主菜單主菜單 1～ 3項的各類數(shù)據(jù)輸入。 為了有助快速查詢和設置， 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。當然也可以直接在菜單區(qū)用鼠標點取相應的功能。 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第二章 建筑結(jié)構(gòu)模型的建立 一、建筑結(jié)構(gòu)模型的初步建立過程： （ 1）軸線輸入：利用作圖工具繪制建筑物整體平面定位軸線，或梁墻等長的線段。 （ 2）網(wǎng)點生成：程序自動將繪制的軸線分割為網(wǎng)格和節(jié)點。 （ 3）構(gòu)件定義：定義建筑物全部柱、梁（包括次梁）、墻、洞口、斜桿的截面尺寸。 （ 4）樓層定義：依照從下到上的次序進行各結(jié)構(gòu)標準層平面布置，即將定義的構(gòu)件布置在確定的位置。 （ 5）荷載定義：依照從下到上的次序定義荷載標準層，即各結(jié)構(gòu)標準層樓面的恒載、活載（荷載相同并且相鄰的標準層可定義為一個荷載標準層）。 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第二章 建筑結(jié)構(gòu)模型的建立 （ 6）信息輸入：結(jié)構(gòu)的豎向布置，即每個實際樓層確定屬于哪個結(jié)構(gòu)標準層、荷載標準層及每層層高。同時輸入必要的繪圖、抗震計算信息。 （ 7）保存文件：確保上述的工作不被丟失。 通過建立建筑物的定位軸線，形成網(wǎng)格和節(jié)點，在網(wǎng)格和節(jié)點上布置構(gòu)件形成各結(jié)構(gòu)標準層的平面布局（考慮整棟建筑有幾個結(jié)構(gòu)標準層，構(gòu)件布置相同，并且相鄰樓層可定義為一個結(jié)構(gòu)標準層），各結(jié)構(gòu)標準層和層高、荷載標準層配合形成建筑物的豎向結(jié)構(gòu)布局，完成建筑結(jié)構(gòu)的整體描述。 結(jié)構(gòu)設計軟件 PKPM 第二章 建筑結(jié)構(gòu)模型的建立 二、基本術(shù)語： 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)格線交織后被交點分割成的線段。 節(jié)點 ──網(wǎng)格線的交點、線段的端點、圓弧的圓心點。 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)點之間僅能布置 一片墻，墻長度即是兩節(jié)點之間的距離。 主