辅助设计PKPM软件

辅助设计PKPM软件（精选9篇）

辅助设计PKPM软件 第1篇

一、PKPM系列软件概述

PKPM系列软件是一套集建筑设计、结构设计、设备设计、节能设计于一体的大型建筑工程综合CAD系统。PKPM结构设计有先进的结构分析软件包, 对梁、柱、楼板、楼梯、基础及各类杆系结构进行结构分析、计算、设计。该软件由中国建筑科学研究院主持开发, 在土木工程设计领域具有广泛的应用。

PKPM系列软件适用多种结构类型包括钢筋砼框架结构和剪力墙结构、普通砖混结构及钢结构。PKPM有丰富的和成熟的结构施工图辅助设计功能, 接力结构计算结果, 可自动完成框架、排架、基础、楼梯、剪力墙等施工图绘制。该系列软件采用交互式图形的输入方法, 输入输出界面非常实用, 该系列软件输出的结果主要为程序自动生成的施工图。因此, 该系列软件在教学中非常受学生的欢迎, 在学习该系列软件过程中不仅激发学生的学习热情, 而且缩短了学生学习理论知识和实际应用的距离。

土建类专业的实践教学主要有课程设计和毕业设计。将PKPM系列软件应用在其专业实践教学的课程设计中, 学生在掌握本专业理论知识的同时, 能运用PKPM系列软件进行复杂实际工程的计算分析和施工图的绘制, 在课程设计的过程中, 通过增加学习本专业知识的兴趣, 在其相关专业知识的深度和广度方面都有很大的提高, 为以后在实际工作中熟练应用PKPM软件打下良好的基础。

二、PKPM系列软件在建筑结构课程设计教学中的方法

建筑结构课程设计主要内容为浇砼单向板肋梁楼板设计。该设计包括楼板和主次梁的计算及绘制施工图, 要求学生手算连续单向板和主次梁, 然后使用PKPM软件进行结构分析计算和绘图。因为PKPM软件系统比较大, 全部掌握软件系统的操作需要花费很多时间和精力, 所以只要求学生掌握PKPM软件相关的输入及输出计算绘图的内容, 要求掌握的内容少而精, 大概只占PKPM软件主要内容的5%10%, 这些PKPM软件相关的内容, 大多数学生一周时间即可掌握。

需要学生掌握的有关PKPM软件的主要操作菜单的内容如下。

1. PMCAD (一级菜单)

2. Pk (一级菜单)

以上主要使用PKPM软件的一级菜单2个, 二级菜单8个。每个二级菜单下有三级菜单大约68个左右, 即三级菜单总数大约为28 (68) =96128个。这些菜单结构简单, 功能合理, 简便易学, 一般学生了解熟悉这些菜单大约三天, 熟练应用大约一周[3]。

PKPM软件的输入界面采用交互式图形的输入, 从二维平面到三维空间图形式的输入方法, 输入界面非常友好和人性化。一般要求梁板布置规则、整齐、均匀、对称, 如图1所示, 这样学生在使用PKPM软件时, 数据的输入简单、方便、快捷, 一周左右的时间即可应用PKPM软件完成其课程设计的电算和绘制施工图[4]。

在用PKPM软件计算和手算完成后, 要求学生把手算的结果和PKPM软件计算的结果作比较, 一般两者的误差在10%以上, 要求学生调整PKPM计算输入参数。一般可能发生的错误是在电算中, 主梁和次梁的计算考虑水平地震荷载, 这样电算的结果会大于手算结果的10%以上。注意在电算中将水平地震荷载的参数设为0 (不考虑水平地震力) , 这样计算的误差就不会超过10%。

用PKPM软件结构计算完成后, 可通过接力程序自动生成楼板配筋图和主次梁配筋图。其中楼板配筋图选择分离式配筋, 如图2所示, 而不要选择弯起式配筋, 因为如果采用弯起式配筋, 计算的结果和绘图相对复杂, 手算和电算难以配合, 而且手算和电算结果也很难统一, 致使学生课程设计的学时加长, 用两周时间难以完成课程设计的全部内容[5]。

主梁和次梁的配筋图采用传统的直接画梁的立面, 剖面配筋方法, 主次梁如图3所示, 这样简单直观, 使学生易于掌握和接受, 而不要采用梁平法施工图画法。该法较抽象, 学生难以理解和掌握[6]。

三、PKPM系列软件在建筑结构课程设计教学中的具体应用

应用PKPM软件进行浇砼单向板肋梁楼板课程设计有两种模式: (1) 学生以传统的手算方式计算砼楼板的相关内容;应用AUTOCAD软件绘制施工图, 整个课程设计需要两周左右时间。 (2) 学生以传统的手算方式计算砼楼板的相关内容;学生借助PKPM系列软件计算砼楼板的相关内容, 并且和手算的结果相比较, 如果两种结果基本一致, 即可通过PKPM软件的接力程序自动生成施工图, 整个课程设计也需要两周左右时间。学生学习和掌握该软件需要增加一周时间, 由于PKPM软件自动生成施工图, 可以节省一周应用AUTOCAD软件绘制施工图的时间, 在学时的安排上和传统上学生以手算为主, 用AUTOCAD软件绘制施工图所用学时相同, 不用额外增加学时。两种模式在完成时间上虽然没有差别, 但从学习的效果看, 第二种模式胜于第一种模式。第二种模式的优势在于, 应用PKPM系列软件教学, 增加了教学方法的多样性和趣味性, 寓教于乐, 学生通过砼楼板的课程设计, 不仅掌握了PKPM系列软件的使用方法, 而且相关专业知识在深度和广度方面都有很大的提高。

在指导学生应用PKPM软件进行砼楼板课程设计时, 要有两次在电教教室集中讲授PKPM软件的课程, 每次可用两个学时。通过大屏幕向学生演示PKPM软件的应用, 主要有相关数据输入、结构计算参数的使用和调整、施工图的自动生成及转换。除了集中教课之外, 学生在公共计算机房作该课程设计时, 指导教师可以在机房对每个上机学生进行指导。主要解答PKPM软件的数据输入、力学模型的建立、梁柱的布置及修改、荷载的输入、设计参数的选择等方面的问题。

由于PKPM软件是空间结构分析计算, 力学模型是空间模型, 而学生手算的力学模型是平面模型。为了使手算和电算的力学模型相吻合, 在使用PKPM软件电算主次梁时, 需要选择PK菜单进行结构分析计算, 让空间模型的计算转化为平面模型计算, 使学生手算和电算力学模型一致, 这样手算的和电算的结果才能比较。

PKPM软件在国内外工程界有广泛的应用基础, 在我国应用非常普及, 几乎所有国内民用建筑设计和工业建筑设计院所都在使用PKPM系列软件。PKPM软件在钢筋砼楼板课程设计中的应用使学生不仅能将手算结果和电算结果进行比较, 相互验证, 提高计算的合理性和准确性, 而且使学生了解和掌握PKPM软件的丰富功能和广大的应用范围, 扩大了视野, 加深了学生对本专业知识的理解, 增加了学习的主动性和趣味性, 而且对以后学生在工作岗位中熟练应用PKPM系列软件打下基础, 有利于实现学校与用人单位的无缝连接。

参考文献

[1]张树珺.PKPM系列软件在土木工程专业毕业实践教学中的探索与实践[J].中国校外教育, 2011, (10) .

[2]林宗凡.建筑结构原理及设计[M].北京:高等教育出版社, 2002:8.

[3]中国建筑科学研究院 (PKPM工程部) .新规范PKPM设计软件实用手册[M].中国建筑工业出版社, 2003:7.

PKPM毕业设计答辩问题 第2篇

答:1)上下柱之间的钢筋绑扎搭接时,起始位置为梁上的一定距离M,M取柱高和500mm的较大值;

2）柱与基础相连处搭接起始位置也取M（M含义同上）。

另外，需要指出的是，在绑扎钢筋搭接范围内都要设置箍筋加密区。

问：我地区地震设防烈度为6度，设计丙类建筑时，按规范不算地震作用，此时在PK中KZDJ系数应为何值？

答：如你确定不用计算地震作用的话，该系数应填5。

问：在进行桩筏设计时，ZJ软件对桩沉降计算是否考虑群桩效应影响？

答: ZJ软件考虑群桩效应对沉降影响，向用户提供二种计算方法，“等代墩基法”和“沉降比法”。

问：我需要获得上部结构传至基础的恒十活荷载标准值，怎么做？

答：在基础CAD软件中都可找到“荷载组合”窗口，将恒十活分项系数改为1即可。

问：在输入一个框架结构时，电梯井为砖墙或砼墙板围成，我该怎么输入？

答: 应明确结构形式，框架结构不应将墙输入，只能将其简化为梁柱体系，但不要遗漏荷载。

问：基础计算时，应如何考虑上部结构刚度的影响？

PKPM软件在电力工程中的应用 第3篇

在电厂建筑结构中, 无楼板的框架结构较多, 有露天设备检修支架、除尘器支架、钢烟道支架、脱硫工程中的GGH支架等, 以上结构作用有较大水平力, 设计人员通常采用PKPM系列软件进行计算分析和设计。

PKPM结构计算模块主要由PK、TAT和SATWE三个计算核心组成。其中:PK模块为平面杆系计算程序;TAT模块为三维空间分析程序, 采用空间杆系计算框架结构;SATWE为空间组合结构有限元分析程序。当采用以上三种程序计算钢筋混凝土框架时, 会发生计算结果不一致的情况。这主要是三种程序的计算方法不同造成的, 在设计过程中应针对结构的特点选择对应的计算程序, 才能使计算结果更符合实际。

2 计算分析

2.1 计算模型

模型选为两层钢筋混凝土框架结构, 如图1所示。模型共两层, 层高均为3.6m;柱截面均设为500500, 梁截面均设为300600。为保证计算结果能清晰反映规律, 故仅在模型顶层中柱顶输入一个100kN的水平荷载, 同时不考虑地震荷载、风荷载。本文中将x轴方向称为横向, y轴方向称为纵向。

2.2 模型计算

分别采用PK、TAT、SATWE三个计算程序对该模型进行内力计算分析, 并将输入条件分成4类, 以进行对比分析:

1) 板厚为100, 无开孔, 楼面荷载输为0;

2) 板厚为100, 全房间开孔, 楼面荷载输为0;

3) 板厚为0, 无开孔, 楼面荷载输为0;

4) 板厚为0, 全房间开孔, 楼面荷载输为0;

2.3 计算结果分析

1) PK程序的计算结果显示:

结果始终不变, KJ-1和KJ-3的柱脚内力MX接近于0, 表明该柱脚内力仅由结构自重引起。由此可知PK程序不具备传导框架间水平荷载的能力, 这主要是因为PK为平面杆系计算程序, 不可能考虑到楼板平面内有很大刚度可以传递水平荷载。

2) TAT程序的计算结果显示:

无论在何种条件下, 三榀框架的柱脚内力MX均对应相等, 说明TAT程序始终遵循楼板平面内无限刚度的假定。

3) SATWE程序的计算结果显示:

楼板厚度为100且无开孔时, 三榀框架的柱脚内力MX均对应相等, 且数值相差很小;可以看出考虑了楼板平面刚度的因素;计算过程中, 保证了楼板平面内各柱节点位移相同。当楼板厚度为零或楼板全房间开孔时, SATWE的计算结果与TAT是很接近的。

2.4 推论

1) 对于有楼板的钢筋混凝土框架结构, TAT程序考虑了梁传递水平力的因素, SATWE程序不但考虑了梁传递水平力还考虑了楼板传递纵向水平力的因素, 故SATWE程序内力计算结果更加接近实际情况。对于本文算例, 当楼板存在时, PK程序计算出的①③轴内力均小于TAT程序与SATWE程序的计算结果, 偏于不安全;TAT程序计算出的①③轴内力小于SATWE的计算结果, 与实际情况有一定差距, 也可能出现偏于不安全的情况。

2) 对于无楼板的钢筋混凝土框架结构, TAT程序和SATWE程序均考虑了梁传递水平力的因素, 故两种程序内力计算结果更加接近实际情况。当无楼板存在时, PK程序计算出的①③轴内力均小于TAT程序与SATWE程序的计算结果, 偏于不安全。

3 结论

1) 采用PKPM系列软件计算钢筋混凝土框架结构时, 应针对框架结构布置形式、荷载特点选用不同的计算模块。

2) 当计算框架没有布置楼板且作用有较大水平荷载时, 采用TAT程序与SATWE程序计算出的内力结果较可靠;当计算框架布置楼板且作用有较大水平荷载时, 采用SATWE程序计算的内力结果较可靠。

3) 本文的算例较简单, 仅设有y向水平荷载, 通常结构两个方向均有水平力作用, 本文认为 (1) 、 (2) 的结论同样可行。

4) 在实际工程中, 对于支架类的构筑物, 建议采用TAT程序与SATWE程序进行内力分析;对于框架形式的普通建筑物, 建议采用SATWE程序进行内力分析。

摘要：通过对两层框架顶层中柱顶受一个水平荷载这种典型情况用三种不同的方法, 得到计算结果是有差异的这一事实, 进行分析比较;目的就是要使结构设计人员在较短的时间里、准确确定在不同的荷载情况下, 选用更合适的程序。以达到结构安全、可靠和有效节省工程投资的目的。

关键词：PKPM系列软件,计算分析,钢筋混凝土框架结构

参考文献

[1]中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部.PK用户手册及技术条件[Z].

[2]中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部.TAT用户手册及技术条件[Z].

辅助设计PKPM软件 第4篇

1、框架梁高跨比取1/10~1/12（较小跨度的梁除外），这时对于一般的民用建筑其框架梁纵筋一般不会受混凝土裂缝宽度的控制，

2、梁上部通长筋，应尽量选用较细钢筋，如2、14；2、16或2、18.

3、梁纵筋直径，尽量采用较细钢筋，可减少梁的裂缝，并减少钢筋锚固长度。

4、梁纵筋布置，梁下部纵筋尽量采用单排筋（PKPM配筋率宜≤1%，配筋率＞1%程序按双排筋计算配筋）；梁上部纵筋尽量采用单排或双排筋（PKPM配筋率宜≤1.5%，配筋率＞2%梁箍筋的最小直径需提高一级），

5、梁的构造腰筋，有板一侧现浇板厚100，梁高h≤550，现浇板厚120，梁高h≤600；不设构造腰筋；无板一侧梁高h≤450，不设构造腰筋。

6、梁箍筋间距宜根据大多数梁的高度来确定，对高度较小的梁另行调整。

7、梁的归并系数取≤0.05.过大的归并系数是导致梁钢筋增加的一个重要因素。

8、计算时考虑梁柱节点刚域的影响（刚域对小跨度的梁影响较大，对大跨度的梁影响较小），梁的上部纵筋不予放大，下部纵筋放大5~10%.

辅助设计PKPM软件 第5篇

钢结构厂房工程中, 为满足大跨使用空间的要求常常运用空间钢桁架来构成厂房建筑的主要平面承重构件并联系支撑各榀柱、支撑等构件, 并组成结构。

常见的空间桁架形式有对称截面形式相同的规则桁架, 其截面是三角形或四边形, 轴线形状为直线、抛物线或者圆弧等形式。这几种形式都可以通过利用PKPM中的SPAS模块中的快速建模实现。

但实际工程中还有大量的虽然对称但截面形式却有所变化的的空间桁架如图1所示桁架:此桁架特点为中间高两边低上平, 上平面长度比下端杆长。这种类型的桁架就无法采用快速建模进行建模, 但利用SPASCAD的常规建模方法也可以很快捷的建模并分析。

2复杂空间桁架建模思路

通过上图所示, 此空间桁架模型为一个前后左右均对称的组成。由此建模时可以充分利用模型的对称性及软件提供的相应工具即可快速准确完成模型的建立。通过分析, 只要建出模型的四分之一即可通过旋转或镜像完成全部模型的建立。由图2我们看出模型侧面四分之一的建立关键在于外围四个点的确定, 即我们只需求出此四点的坐标便可勾勒出此模型侧面四分之一轮廓。求坐标时, 我们可以设其中任意一点为原点, 其他三点的绝对坐标值均为相对此原点的相对坐标值。如图3所示我们设左下角点为坐标原点, 那么根据此空间桁架的尺寸及空间位置我们求出了其他三点的坐标:软件规定以!为前缀表示的坐标即为绝对坐标。由此可知, 左下角点的绝对坐标为 (!0, 0, 0) , 则由此推算出左上角点的绝对坐标为 (!1500, -1500, 3500) , 而右上角点的绝对坐标为 (!1500, 28500, 2000) , 右下角点的绝对坐标为 (!0, 27000, 0) , 得到四点坐标后, 我们前期的分析工作即可告一段落。接下来我们可以完成腹杆的网格线, 从图上我们可以看到上弦杆被等分为十份而下弦杆被分为九份, 我们可以利用网格分割的命令轻松实现, 分割完毕后我们用折线网格的命令将各网点连接起来就可以完成模型四分之一侧面网格线的建立。完成四分之一侧面的网格线的建立后, 我们先不要急于完成全部网格线的建立, 我们接下来要做的是根据桁架侧面各杆件受力差异布置模型侧面网格线上的各杆件。这样处理的优势在于, 在后面进行镜像或复制等操作时, 复制的将不仅仅是网格线, 还包括了其上的杆件布置。同时, 此时的网格线较少, 关系看的清楚, 布置杆件时就不容易出现漏布或者错布的现象。杆件的布置首先定义所需要的杆件, 然后有选择的将各杆件布置在相应位置上。杆件布置完毕, 此时再将模型网格线其余的四分之三通过镜像完成, 此时不仅复制了网格线, 网格线上的杆件也被复制完成了。我们还需要完成建模的最后一步, 即完成上弦杆网格线的连接及杆件布置。同建立侧立面模型的思路一致, 我们也是先画出具有代表性的几个网格线并布置好相应的构件后利用路径复制或网格复制等命令实现模型的最终完成。

3建立模型的实际操作过程

3.1建立一个新工程, 程序默认显示为透视图视窗, 在此可以看到明确X、Y、Z的方向。

3.2点击〈网格编辑〉下〈折线网格〉根据屏幕左下角的提示输入四个角点的坐标值, 形成桁架侧面网格线的轮廓。

3.3点击〈网格编辑〉下〈网格分割〉分别将上弦杆等分10份, 下弦杆等分9份。

3.4继续点击〈折线网格〉按照顺序连接好桁架侧面的腹杆网格线。

3.5点击〈杆件布置〉下〈杆件定义〉根据屏幕界面所示定义好本工程所需要全部杆件。

3.6点击〈杆件布置〉下〈杆件布置〉根据屏幕提示将各杆件布置在相应位置上, 点击〈显示控制〉下〈基本显示〉下的〈隐藏杆件〉可以将已布置的杆件隐藏, 隐藏后方便下一步的作图。

3.7点击〈直线网格〉, 根据提示捕捉点 (!0, 0, 0) 作为起始点, 输入 (0, 0, 1000) 作为终止点。此线将成为我们下一步将已有四分之一网格线镜像的辅助线, 即镜像所需对称面的线。

3.8点击〈网格放样〉下的〈网点镜像〉选择好需要镜像的部分, 单击右键确认选择然后选择上步所作的网格线及与之相连的下弦网格线作为镜像的平面, 根据提示将镜像出与已有网格线前后对称得 (即关于YOZ平面对称) 的部分网格。

3.9上步已完成了二分之一侧面网格线的建立及杆件布置, 可以点击〈显示杆件〉查看杆件布置情况, 接着来布置上弦网格线及杆件。

3.10先利用〈视窗变换〉将模型放置于〈侧立面〉, 点击〈选择显示〉选出上弦杆所在的平面, 将视窗切换至平面对模型进行操作。

3.11点击〈直线网格〉做出一根上弦平行杆, 然后如前法布置杆件, 布置完毕后点击〈路径复制〉根据提示做出上弦平面的所有平行杆。

3.12点击〈折线网格〉连出两根上弦斜杆, 布置杆件, 点击〈网格复制〉复制出其它部分的上弦斜杆。

3.13点击〈直线网格〉为完成模型的另外二分之一的镜像做出辅助线。选择已有一点 (!1500, -1500, 3500) 作起始点, 输入终止点坐标 (0, 0, -1000) 即完成了为下一步镜像所需要对称平面的一条线。对已有的部分进行镜像, 步骤同8。镜像后在各视图中检查一下模型进行查漏补缺然后就完成了全部模型的建立。此时, 必须完成最后一步即删掉前面第7和13步为镜像所做辅助线, 为后续的计算做好准备。

3.14点击〈荷载布置〉下〈荷载定义〉首先对结构所承受的荷载进行定义然后再点击〈荷载布置〉将定义好的荷载布置在相应的位置。

3.15点击〈约束布置〉根据桁架实际支撑情况, 将柱或支撑简化为约束布置在相应的节点上, 即可接力后面的计算程序对桁架进行内力分析。或者, 也可以将柱构件或者支撑构件建立起来, 整体结构进行整体分析也可。

3.16点击〈结构计算〉下<模型检查>可以利用程序对建立好的空间模型进行检查, 检查无误后, 利用〈设计参数〉菜单设置相应的计算参数。

合理的参数填好后, 点击〈结构计算〉下〈PMSAP数据〉, 形成完毕后程序提示PMSAP计算分析文件生成完毕, 可以进行计算分析!点击〈结构计算〉下〈PMSAP计算〉计算完毕后, 点击〈结构计算〉下〈结果显示〉便可看到本结构的相关结果文件。

4结论

辅助设计PKPM软件 第6篇

1 构造柱的作用

构造柱的主要作用是约束墙体错动[1]。从带构造柱墙片往复加载试验的全过程可以看出,在变形的最初阶段,构造柱只是协助砖墙抗剪,当墙体出现贯通的交叉裂缝后,构造柱约束裂开的三角形块体向外错动,即使构造柱自身上下端出现塑性铰,只要构造柱的主筋不全部断裂,仍然能将破碎墙体约束在其自身的平面内滑移,摩擦作用继续存在,墙体可以继续承担竖向压力和一定的水平地震力,达到裂而不倒的目的。因此,在地震作用下,构造柱和墙体发挥各自的特性,即构造柱对墙体起约束作用,墙体又为构造柱提供了可靠的支承,这样墙体极限承载能力有所提高,墙体脆性性质得到改善,延性提高3倍～4倍,耗能明显增大。

另外,构造柱增强了砖混结构房屋的整体性。构造柱不仅增强了内外墙连接的整体性,而且与圈梁一起形成砖墙的边框(即构成空间约束体系),箍住开裂的墙体,阻止裂缝进一步发展,限制开裂后块体错位,使墙体的竖向承载力不致大幅度下降,从而防止了墙体的倒塌,明显增强了房屋的整体性,可以避免地震情况下结构构件被逐个击破。

综上所述,在砖混结构中,构造柱对墙体的约束作用,可以增大建筑物的延性,防止或延缓建筑物在地震时突然倒塌,提高建筑物的抗侧能力,因此合理地布置构造柱是保证砖混房“大震不倒”的具体体现。

2 PKPM中构造柱的布置

2.1 构造柱布置

考虑到砌体的脆性性质,在地震中容易开裂并降低墙体承受垂直荷载的能力而倒塌。因此,GB 50011-2001建筑抗震设计规范规定,对于多层砖房应按要求设置钢筋混凝土构造柱,其目的主要是为了加强墙体的整体性,增加墙体抗侧延性,在一定程度上利用抵抗侧向地震力的能力。在PKPM建模过程时应满足《建筑抗震设计规范》第7.3条的要求[2],建模时应注意几个方面:

1)对于大房间两侧墙,由于大开间砌体墙体相对来说将受到较大的地震水平力作用,因此对于4.2 m或以上的开间两侧墙应设置构造柱加强,此时构造柱的截面和配筋均应加强。

2)当建筑布置局部墙跺不能满足规范限定的局部尺寸时,可对局部墙跺增设构造柱,或加大原有构造柱截面,以避免在地震作用下局部墙跺破坏而引起连锁反应,导致房屋倒塌。但不可以将局部墙跺全改为钢筋混凝土柱,否则将带来在平面的同一轴线上形成部分砖墙、部分钢筋混凝土墙跺的局面,这是PKPM建模过程中所不允许的。

3)在楼梯间两侧墙体一般均为承重墙体,而楼梯间墙体又没有楼板作为墙的支承,只有斜向的楼梯。楼梯不允许嵌入墙内,因此对墙体不起支承作用。楼梯间墙高而空旷,顶层墙体更是形成半高的高墙而无侧向约束。在进行PKPM抗震验算时,楼梯间的墙达不到抗震能力,为了能顺利通过PKPM抗震验算,建模时须在楼梯间的四角均设置构造柱。

2.2 注意事项

1)当房屋层数较多时,根据不同烈度区,在PKPM建模过程中适当地增加构造柱。

2)构造柱应沿整个建筑物高度对正贯通设置,在PKPM建模时构造柱在层与层之间严禁出现错位现象。

3)砖混结构中还有一种构造柱。在PKPM抗震验算时,有时会遇到砖墙竖向承载力不足又不愿意增大墙体厚度,往往在墙体中设钢筋混凝土柱予以加强,柱的厚度与墙厚一样,也可视为构造柱。该构造柱在墙体中的位置,可以在墙面的两端,也可以在墙体中部,或两者兼而有之,这种墙称为组合砖墙进行计算,满足承载力的要求,另外构造柱还应满足《砌体结构设计规范》第8.2.8条的要求。

4)当梁直接搁置在构造柱上时,尚应在楼(屋)面梁支撑处设置圈梁,而且圈梁应满足垫梁的构造要求。如不设垫梁,集中荷载引起的裂缝很快会沿马牙槎开展,造成马牙槎处砖剪断或弯坏,使构造柱处于独立受压状态,构造柱墙承载力明显降低。所以,在PKPM建模时,认为设置构造柱后,可以省去垫梁的做法是不妥当的。

3 构造柱的计算

3.1 在水平荷载作用下的计算

1)假设横向水平地震剪力全部由横墙承担,纵向水平地震剪力全部由纵墙承担。对砖混的抗震强度JGJ 13-82多层砖房设置钢筋混凝土构造柱抗震设计进行验算。

2)当在隔开间墙或每开间墙设置[且墙段中有2根以上(包括2根)]构造柱时,可考虑构造柱对截面抗震承载力的有利影响,按下式进行验算。

其中,A1为墙段折算水平截面面积;Ac为墙段构造柱混凝土水平截面积之和;ηc为构造柱参与墙体工作系数,H/B>0.5时,ηc=0.3,当H/B<0.5时,ηc=0.26(H为墙段层间计算高度;B为墙段计算宽度);Ec为混凝土弹性模量;E为砖墙体弹性模量。

3.2 在竖向荷载作用下的计算

把设置的受力柱的墙跺视为组合砌体,按GBJ 13-88组合砌体构件的计算方法进行计算。组合砖砌体轴心受压构件的承载力,按下式计算:

其中,ψcom为组合砖砌体构件的稳定系数;fA为砖砌体的截面面积;fc为混凝土轴心抗压强度设计值;Ac为混凝土的截面面积;ηs为受压钢筋的强度系数;fy为受压钢筋的强度设计值;As′为受压钢筋的截面面积。

4 结语

1)通过分析砖混结构中构造柱的抗震作用,进一步了解构造柱,认识其重要性,并能够在今后的PKPM建模过程中认真结合实际,灵活地运用规范,合理地设置构造柱的位置。

2)详细地列举了构造柱的计算公式,便于人们进一步了解构造柱参与结构的抗震作用,提高结构的整体稳定性。

3)在PKPM建模过程中,严格按照国家设计规范和规程要求,在设计过程中根据抗震规范要求合理地设置构造柱,才能提高建筑物的抗震能力,保证结构安全性。

参考文献

[1]李启鑫.设置构造柱混凝土砌块墙体受压承载力试验研究[J].建筑砌块与砌块建筑,2004(6):14-15.

[2]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范[S].

辅助设计PKPM软件 第7篇

结构计算应选择合适的计算假定、计算简图、计算方法及计算软件。应确定输入数据 (包括荷载、计算参数等) 的准确性, 对计算结果应仔细分析, 判断其是否合理和有效。根据结构类型分别按照有关设计规范对结构在施工阶段和正常使用阶段进行强度、刚度及稳定验算。计算分析应根据相关规范规定的各项宏观技术指标来判断结构受力特性的有利和不利情况, 确定结构方案的合理性。

2 计算简图

1) 结构计算简图应基本符合结构的实际受力特征、传力关系和边界条件[1]。

2) 连梁输入方式

(1) 连梁输入有两种方式: (1) 按剪力墙开洞输入; (2) 按框架梁输入, 在特殊构件定义里定义为连梁。

(2) 一般情况下优先按方式 (1) 输入。

(3) 同一根连梁当标准层跨高比大于5时按框架梁输入, 顶层由于截面高度增大跨高比≤5时, 顶层连梁按方式 (2) 输入。

(4) 应避免较大楼面梁支承在连梁上, 如无法避免时该连梁按框架梁输入。

3) 与剪力墙肢单侧垂直相交的梁, 梁端宜按铰接输入。

4) 节点

(1) 建模时应对较近的节点进行适当的简化合并, 相邻节点距离不宜小于300mm。

(2) 各楼层节点上下尽量对齐, 上下楼层节点投影水平距离不宜小于300mm。

(3) 尽量清理无用节点和网格。

5) 小墙垛

(1) 小墙垛的长度输入墙垛的实际总尺寸, 而不是建筑轴线到洞边的距离。

(2) 净尺寸≤200mm的小墙垛在计算模型中可不输入。

6) 与地下室外墙相连的框架柱:墙与柱的偏心关系按实际输入。

7) 地下室内墙长度宜与地上剪力墙对齐, 有特殊需要时可根据实际情况加长。

8) 主楼与地下车库相连时, 主楼模型中应至少输入两跨相邻的地下车库。

9) 带斜屋面的结构, 宜按照实际布置输入斜屋面, 斜梁根据不同组合内力分别按照受弯、拉弯或压弯构件计算, 支撑斜屋面的柱应考虑水平推力产生的附加弯矩。

10) 人防顶板不必在填充墙处布置次梁。

11) 容易忽视的荷载:剪力墙结构洞处的填充墙荷载、飘窗荷载、空调板荷载等。

12) 客厅与阳台之间的门连窗处一般不需布置次梁。

3 参数选择

3.1 总信息

混凝土自重, 27k N/m3 (考虑混凝土墙抹灰装修等)

是否对全楼强制采用刚性楼板假定:否 (注:仅计算侧向刚度比、位移比、周期比时可选择“是”) 。

楼层刚度算法:楼层剪力比楼层位移算法。

模拟施工:SATWE选择模拟施工加载3。

地下室是否强制采用刚性楼板假定:是。

墙梁跨中节点作为刚性楼板的从节点:是。

计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘:是。

3.2 风荷载[2]

是否考虑顺风向风振:是。

是否计算横风向风振:否 (注:建筑物高度超过150m或高宽比大于5的高层建筑应考虑) 。

横风向风振计算方法:《建筑结构荷载规范》附录H.2

X向角沿修正比例:b/B=0.00。

Y向角沿修正比例:b/B=0.00。

是否计算扭转风振:否。

3.3 地震信息[3]

偶然偏心:计算单向地震作用时应考虑;计算双向水平地震作用时不同时考虑。

是否考虑双向地震扭转效应:当具备下列条件之一时应考虑: (1) 不考虑偶然偏心的扭转位移比>1.2时; (2) 扭转周期比大于0.9时。注:考虑双向地震作用时, 应与单向地震作用考虑偶然偏心的计算结果比较, 采用包络设计。

按主振型确定地震内力符号:否。

3.4 活荷载信息

传到墙柱的活荷载是否折减:折减。

传到基础的活荷载是否折减:折减。

3.5 调整信息

连梁刚度折减系数:BLZ=0.60。

梁扭矩折减系数:TB=0.40 (转角窗折梁、悬挑梁、不与楼板相连的梁在特殊构件定义内改为1.0) 。

3.6 配筋信息

梁箍筋强度/ (N/mm2) :JB=210。

柱箍筋强度/ (N/mm2) :JC=210。

墙水平分布筋强度/ (N/mm2) :FYH=360。

墙竖向分布筋强度/ (N/mm2) :FYW=360。

边缘构件箍筋强度/ (N/mm2) :JWB=210。

墙水平分布筋最大间距/mm:SWH=200.00 (与图纸上的实际间距一致) 。

墙竖向分布筋配筋率/%:RWV=0.25 (该值根据剪力墙抗震等级修改) 。

3.7 设计信息

柱配筋计算原则:按单偏压计算 (在PMCAD墙梁柱施工图模块中用双偏压校核) 。

剪力墙构造边缘构件的设计执行《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.16-4条规定[4]:否。

框架梁端配筋考虑受压钢筋:是。

结构中框架部分轴压比限值按纯框架结构的规定采用:否。

当边缘构件轴压比小于《建筑抗震设计规范》第6.4.5条规定的限值时一律设置构造边缘构件:是。

土的水平抗力系数的比例系数/ (MN/m4) :MI=25.00必要时根据土的类型调整。

回填土侧压力系数:0.5。

4 计算方法的选择

4.1 筏板基础

1) 基础计算前应输入正确的地质资料, 根据地质资料自动生成的基床系数计算筏板沉降量。

2) 弹性地基梁模型[5]考虑上部结构刚度单元划分尺寸1m基床系数20 000 (仅计算配筋时) 。

注:在JCCAD中读取上部荷载时考虑活荷载折减。

3) 单元划分前, 应对模型中的无效网格利用网格开关功能进行整理, 对不规则的板格利用辅助线进行划分。

4.2 楼板

1) 采用塑性算法, 塑性系数取默认值1.8。

2) 注意板格周边边界的定义, 避免出现同一板边部分固接部分简支。

3) 相邻跨板厚相差30mm及以上时, 较厚板边界按简支计算。

4) 楼板边支座或错层处支座按简支计算。

5) 采用C30混凝土、HRB400级钢筋时, 最小配筋率可采用0.18%。

4.3 地下室外墙

1) 有横墙、楼板支承的外墙按四面支承板计算, 筏板边界为固接, 墙体连续支座处简化为固接, 墙顶楼板支承边界为简支。

2) 有横墙支承的外墙, 顶部无楼板支承时, 按三面支承板计算, 筏板边界为固接, 墙体连续支座处简化为固接, 墙顶为自由边界。

5 SATWE配筋计算结果注意事项

1) 框架梁非加密区的箍筋计算值。

2) 梁抗扭箍筋计算值是指梁最外圈单肢箍筋的面积。

3) 荷载较大的梁应注意SATWE输出的计算结果中是否有受压钢筋。

4) 小墙垛的配筋。

5) 顶层外纵墙计算配筋。

6) 框架柱核心区箍筋计算值。

摘要：在利用PKPM结构设计软件进行结构设计中, 正确的参数是保证计算分析准确所必须的信息。论文总结了抗震设防烈度68度时, 采用剪力墙结构体系的多层及A级高度高层住宅结构设计中所选取的参数, 优化构件配筋不合理的问题, 提高结构专业图纸质量。

关键词：结构计算,参数,计算方法

参考文献

[1]GB50010—2010混凝土结构设计规范[S].

[2]GB50009—2012建筑结构荷载规范[S].

[3]GB50011—2010建筑抗震设计规范[S].

[4]JGJ3—2010高层建筑混凝土结构技术规范[S].

PKPM结构设计主筋配筋的建议 第8篇

1 误区分析

采取放大钢筋做法主要是考虑以下产生任意加大配筋量的原因,这里可能存在一个误区,那就是把竖向荷载作用下产生的弯矩和地震作用下产生的弯矩没有完全区分开来,而是将它们混淆在一起。因此强度储备的概念自然就在我们设计人员中体现出来,配筋时则出现宜大不宜小的情况。另外就是构件截面设计不尽合理,裂缝计算加大了配筋量。

实际上对于框架结构,或是框架—剪力墙结构(至少要承担20%的地震力)[1],梁端负弯矩都是受地震力控制的。尤其是平面活荷载较小的建筑(如住宅、办公楼等),地震作用下产生的弯矩可能比竖向荷载作用下产生的弯矩大很多,柱端弯矩更是受地震弯矩控制。对于柱脚,在竖向荷载作用下基本上都是构造配筋。也就是说,在正常使用下,梁、柱的配筋都是足足有余的[2]。

从表1可看出,我国一级抗震等级的抗震要求已接近延性要求较严的欧洲规范的高延性等级DC“H”的要求[3]。

说明我们应该考虑经济因素,一级抗震没有必要再提高抗震等级。

2 设计实例

图1～图5是一栋2层办公楼,地处昆明市东川区,场地类别为二类场地,9度地震作用下的弯矩、配筋包络图。从图1～图5中我们可以清楚地看出:梁端负弯矩完全受地震力控制,1层受地震力影响最大,2层负弯矩不足1层负弯矩1/2。而且可以想象随着建筑层数的增加,地震作用加大,受地震作用的梁、柱配筋也将增加很多。所以,大家尽可放心,只要不是使用荷载比设计荷载超出太多,或材料强度相差太大,或施工出现质量事故,在正常情况下,不论是正弯矩还是负弯矩梁都是不可能出现破坏的。因此,受地震作用控制的梁端负筋和柱子的纵向钢筋也就完全没有必要增大配筋量,多用的钢筋纯粹是浪费。

由于篇幅所限,包络图和配筋图只取一半。

结构构件在地震作用下,它的受力有一个最大的特点,那就是在强地震作用下,结构构件不存在强度储备,结构构件所受到的弯矩就是破坏弯矩。也就是说,在罕遇地震作用下,不论结构构件的承载力是大是小,它所受到的地震弯矩都是破坏弯矩。增大纵向钢筋的配筋量,其结果并不能延迟结构倒塌的时间,而只是加大结构构件地震力作用。另一方面,有人会说,增大了纵向钢筋的配筋量,会增大结构的抗震能力,如果配筋足够的话在罕遇地震作用下,就不一定会产生大的破坏;或者说,在刚好7度地震作用下,不加大配筋量的结构可能产生一些破坏,加大配筋量的结构就不一定会产生这些破坏了,这种说法是完全错误的。一栋建筑,地震作用的大小不仅仅取决于地震烈度,同时也取决于结构本身刚度。相同地震烈度作用下,结构刚度越大,地震作用也越大。在结构计算中,钢筋对结构刚度的影响,我们是没有考虑的,但它是存在的。当然,纵向钢筋增大了,抗弯承载力肯定提高了;然而由于结构刚度增大而使剪力增大,就是提高了结构的抗震设防烈度。本来是7度设防变成了7.5度,甚至8度。我们没有任何理由去提高结构的抗震设防烈度,这是浪费。

按新的GB 50011-2001(08版)建筑抗震设计规范要求,结构体系宜有多道抗震防线。对框架结构整体而言,在大震作用下节点梁端出现一定数量的塑性铰可认为是结构内部的第一道防线由于塑性铰首先出现于梁中结构并没有形成破坏机构,而仍能承受外荷载,随着外荷载的逐渐增加,当柱中先后出现一定数量的塑性铰后而形成破坏机构,从而认为结构失效[4]。可见这种任意增大梁柱钢筋不利于结构在破坏前吸收和耗散较多的地震能量。

3 结语

笔者认为:1)归并系数宜取不大于0.1,这样可确保超配筋不大于10%,从而满足规范的要求。当然,这样会增加构件的种类,增加我们的工作量。但是,可以降低钢筋的用量和提高结构在地震作用下的变形能力,使我们的设计更加完美,这才是我们应该追求的。2)尽量不要任意把2根钢筋更改为3根钢筋,以免无意中加大钢筋,因为钢筋都具有一定的保证率。3)还应当尽力避免因截面选用偏小使构件由于挠度、裂缝的原因而增大配筋量。如果一旦出现因裂缝计算增加配筋量,对一级框架则必须按照规范进行实际配筋验算,二级框架建议按规范实际配筋验算。4)严格控制柱的轴压比、合理的梁柱截面,注重节点设计,这样可以降低配筋率。

总之,只有熟练掌握规范,并在工程实践中不断总结、积累,才能使框架结构设计更加合理,配筋适宜,满足“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”的要求。

参考文献

[1]GB 50011-2001(08版),建筑抗震设计规范[S].

[2]杨宏,周诗齐.关于框架梁、柱端纵向钢筋配置的一点看法[J].四川建筑,2007,27(9):41-42.

[3]刘小映,李凤武,范云蕾.我国混凝土结构“强柱弱梁”抗震措施合理性分析[J].福建建设科技,2007(4):19.

PKPM在结构设计中应注意的问题 第9篇

1 关于楼梯间中梯段板的问题

1.1 梯段板的导荷问题

混凝土板一般是按单向板或双向板进行计算的,单向板或双向板的划分主要是根据板边的边界条件进行确定的,即两对边支承和四边支承,根据文献[2]可知,对于两对边支承的板应按单向板进行计算。不管是多层砖混结构还是高层框架、框剪结构等等,楼梯间的梯段板不是参与主体施工时一起整浇的,全部是在落后于主体施工后浇的,从板的边界条件可以得到,梯段板就是属于两对边支承的这一类,所以应将其定义为单向板,特别是在楼板导荷时的计算,这一点特别重要,直接影响到导荷的正确性。PKPM提供了三种导荷方式:对边传导,梯形三角形传导,周边布置。

1.2 楼梯间梯段板的开洞与板厚为零问题

从文献[3]中可知,对楼梯间可以由两种方法进行处理:1)在其位置开有较大的洞口,导荷时其洞口范围内的荷载扣除,房间周边的梁墙上需要交互布置梯段板传过来的恒载和活载。2)将梯段板所在房间的板厚设置为零,该房间上的荷载(楼板上的恒载和活载)仍能近似的导至周边的梁和墙上。这两种方式的不同之处主要有:全房间洞上不能布置均布面荷载,而零厚度板上可布置均布面荷载,且能近似地传导到周边的梁上或墙上,而且二者在施工图中的画法也是有区别的。为了省去手工导荷的麻烦,建议楼梯间采用板厚为零的做法。

2 关于楼板中电梯井的问题

鉴于以上分析,建议电梯井在楼板中的开洞采用定义全房间为洞方式进行,而对于电梯机房,可采用定义板厚为零的方式进行[3]。

3 刀把形板的导荷问题

在民用建筑中,考虑到建筑功能的需要,常见的有如图1中阴影所示的情况的楼板根据文献可知楼板和房间必须由梁和墙围区闭合而生成,民用建筑中的楼板一般都是比较规则的,像这样异形板虽然在楼板导荷方式中也有(周边布置),但也可以用另外一种方法进行处理,即增加虚梁。虚梁与普通钢筋混凝土梁是相对的,与一般普通梁的定义一样,只不过截面定义成100×100,PKPM内部程序自动识别,其主要作用是控制房间的形状,帮助有限元分析程序划分单元和确定网格边界,布置如图2所示。

需要说明的是,结构平面布置中增加虚梁,但在绘结构图时,该虚梁处的钢筋并不绘出。

4 楼板较厚而与楼板相交的剪力墙较薄的问题[5]

该类结构常见于主体结构转角部位开窗的纯剪力墙结构,由于该设计方案对结构的抗震性能很不利,所以常采取加强端开间楼板厚的做法加强,当楼板较厚,而剪力墙比较薄时(例如厚度为160 mm),现浇板在运用PKPM进行结构设计时,假定板沿外墙边缘的支承为刚接,导致楼板的板面负筋比较粗,在常用混凝土强度等级的情况下,水平锚固长度将大于墙厚,将导致锚固性能不良,不能充分发挥其抗拉性能,引起板面负弯矩的增大,存在隐患。为此,一般将与该板相交处的剪力墙均设置为铰接处理,减少板面负筋,增加板底钢筋,这样既安全又可以满足铰接锚固要求,还可以减小混凝土裂缝宽度。这要在板配筋中边界条件中进行自定义,如图3所示。

5 大柱周边楼板配筋的问题

大多数的设计者一般按照PKPM中“画结构平面图”生成板配筋,进行相关的裂缝宽度、挠度验算,满足相关规范要求后即生成板配筋图。

文献[2]中规定,对于现浇楼盖周边与混凝土梁或混凝土墙整体浇筑的单向板或双向板,当柱角或墙壁的阳角凸出到板内尺寸较大时,应沿柱边或墙阳角边布置构造钢筋,该钢筋伸入板内的长度应从柱边或墙边算起。从PKPM的使用中可以看出,楼板的板面负筋一般不能满足这一条要求,因此,应在生成完板配筋后补充大柱周边板配筋大样详图。

6 结语

PKPM软件是一个工具,作为设计人员,不但要熟悉相关结构设计规范和相关结构概念,也要熟悉相关结构设计规范和相关结构概念在该软件上是如何实现的,这样才能正确地把相关的规范、概念在该软件上充分实现。

参考文献

[1]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范(2008年版)[S].

[2]GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].

[3]PKPM结构软件若干常见问题剖析[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[4]JGJ 3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S].