1、Central South UniversityPKPM 课程设计报告学院名称 资源与安全工程学院 专业班级 城地专业 11 级 02 班学生学号 0202110226 学生姓名 郑孙斌 指导老师 樊 玲 2014 年 1 月 12 日目 录一、 PKPM 软件设计课程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61.1设计目的. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2设计内容. . . . . . .
2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3二、PKPM软件设计课程设计基本步骤 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32.1图纸描述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32.2 建筑模型与载荷输入. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32.3 结构面布置信息. . . . . . . . .
3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.4 楼面荷载传导计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72.5 PK 数据交互输入和计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82.6 SATWE 数据生成. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.7 梁柱施工图. . . . .
4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102.8 JCCAD 基础人际交互输. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.9 楼梯交互式输入. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.10 结构平面图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
5、三、总结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13四、附件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14一、 PKPM 软件设计课程设计任务书1.1 课程设计目的该课程设计是学完PKPM 软件设计课程，掌握了PKPM 软件的使用方法后进行的实践环节。目的在于使学生熟悉结构设计的全过程，学会利用目前国内土木行业中应用最广泛也最先
6、进的PKPM 结构设计软件进行工程结构设计，能就一个框架结构经过PKPM 建模并计算后获得该结构的内力及配筋，并正确认读结构施工图纸。初步培养学生综合运用所学专业知识分析和解决实际工程问题的能力。1、学会识别建筑图，并根据建筑平面准确布置结构受力构件；2、了解各类结构设计类软件的基础上，能获得学习结构设计类软件的学习方法，能自主学习其他结构类设计软件；3、正确理解和应用我国现行有关设计规范和规程，掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图标准的规定，训练学生计算机绘图的基本技能。1.2 设计内容根据所给的建筑平面图用 PKPM05 建模计算结构内力及配筋。1、熟练应用 PMCAD 菜单建立模型，
7、布置梁板荷载。2、用 STAWE 进行模型检查，设置计算参数，并进行内力和配筋计算。3、对计算结果进行分析校核，并根据计算结果对模型重新调整，直至结构计算符合规范要求。4、用 JCCAD 对结构进行基础计算5、使用 CAD 对 PKPM 的图形结果进行修改完善。二、 PKPM 软件设计课程设计基本步骤2.1 建筑平面图我的图样是信访楼平面图，共有3层，其中第一层层高4.8m ，第二、三层层高3.6m ，第一层为大厅；二三层为办公室。两户之间是楼梯间，楼梯类型为双跑楼梯。2.2 建筑模型与载荷输入2.2.1 建立轴网根据老师提供的信访楼施工平面图做出。选择“绘制轴网”输入“上开” 、“左进”两个
8、选项，分别输入对应的尺寸，在“尺寸标注”中选择“逐点标注”对生成的轴网进行尺寸标注，在“轴网柱子”中选择“轴网标注”进行对墙的轴线标注。2.2 .2 楼层定义（1）构建尺寸先布置柱，柱的大小应与所承受荷载面积的大小相一致。外围一圈柱子我布置为 300*500。其余中间柱子所承受载荷面积相对较大，均布置为 500*500。再布置主梁。主梁全部都设置为 300*550。最后布置次梁，横纵次梁也都设为 300*400。（2）楼层信息：根据该楼的用途预设层高分别设为 4800,3600,3600.2.2.3 荷载输入（1（楼面恒活（自动计算楼板自重）预设楼面：恒载 2.0 活载 2.5屋顶：恒载 2.
9、0 活载 0.7（2）设计参数根据软件初始值设置，截图如下：其他均不做改变，按照软件初始值。2.2.4 楼层组装 根据用途预设该楼一楼楼层高度4800.二层和三层高度均为3600.2.3 结构楼面布置信息（1）楼板开洞：根据施工图可知结构 第二三曾需要在左上角和右上角的两个楼梯间开动，所以选在全房间洞口在指定位置开动，效果如下：（2（ 强度等级：根据房屋建筑设计规范，设置适合的强度等级，柱砼强度为C30，梁砼强度为 C30。（3）修改板厚：根据房屋建筑设计规范，设置适合的板厚。2.4 楼面荷载传导计算由于在组装楼层是应经设定好楼面恒载和活载，所以此处不需要更改。楼面恒载 楼面活载（3（屋面恒载
10、（4（屋面活载2.5 PK 数据交互输入和计算在楼面荷载传导计算之后，生成了框架，检查无误后，我选择了编号轴线作为计算截面，形成 PK 文件。此步骤操作中，生成轴线的框架立面图以及计算它的恒载、活载图等。（1）框架立面图 （2）恒载图（3）活载图2.6 SATWE 数据生成1、这一步骤中需要做一系列的 SATW 前处理，检查运行无误后，导出所需要的文本结果和图形结果（见附录）。2、结构内力，配筋计算也是自动计算生成的3、分析结果图形和文本显示，如：文本文件输出WMASS.OUT、输出混凝土构件配筋及钢构件验算简图WPJ1.T、梁弹性挠度简图WPJC1.T、梁设计内力包络图WBEMF1.T、梁设
11、计配筋包络图WBEMR1.T（详图见附录）2.7 梁柱施工图2.7.1 梁归并（以第一层为例）2.7.2 梁平法施工图 层梁配筋图（详图见附录） 第二层挠度图（详图见附录） 第二层裂缝图（详图见附录）2.7.3 柱归并（全楼归并）归并系数为0.2，归并后的结果简图2.7.4柱立，剖面施工图对其进行尺寸标注，图名标注。（详图见附录）2.8 JCCAD 基础人际交互输入（1）参数输入改一些基本参数设置（2）荷载输入选择 SATWE 荷载，自动导入（3）柱下独基自动生成，然后 TAB 键窗口选择，进行碰撞试验，退出2.8.1 基础平面施工图首先标注轴线，然后即可生成图纸。（详图见附录）(1)基础详图
12、（详图见附录）(2)插入详图（详图见附录）2.9 楼梯交互式输入根据老师上课所讲的知识，进行布置，效果图如下：2.9.1楼梯配筋校检需进行校核，才能出图。2.9.2 楼梯施工图可以生成楼梯平面图、楼梯剖面图、楼梯配筋图。（详图见附录）2.10 结构平面图参数定义、配筋参数、边界条件、自动计算、进入绘图、生成结构平面图。（详图见附录）三、总结通过这次建筑结构 PKPM 软件的应用学习，通过樊老师给我手把手的帮助，我学到了很多东西。 首先让我们充分的运用到之前学到的 AUTOCAD 和新学到的PKPM 等相关知识，并将其互相串接，形成了一个较好的对整体制作过程的把握，锻炼了实践操作能力，在学习实践
13、中得到了锻炼，同时，也发现了自身很多的不足之处，为以后的学习奠定了良好地基础。在实践中了解了作用在结构上的荷载的传递途径和荷载计算过程，设计参数、设计恒载活载以及出图的基本过程，在已经学习了 CAD 的基础上，加深了对 PKPM 的了解，学会了使用 PKPM 中的 PMCAD 来建立模型、SATWE 来进行前处理计算、JCCAD 来设计基础人机交互输入以及梁柱施工图进行出图的实践过程，培养了自己综合运用所学知识解决建筑结构实际工程问题的动手技能，不仅让我巩固了所学的知识，学到了许多课堂中没有的东西，也让我明白了，所有工程项目是相当严谨细致的。最后，在这次设计活动中也发现了许多毛病，这对于以后学
14、习和工作都是不利的。我会努力改正毛病，完善自我。在以后的学习、工作中取得长足的进步。四、附件1、结构设计信息（1）文本文件/| 公司名称: | | 建筑结构的总信息 | SATWE 中文版 | 文件名: WMASS.OUT | |工程名称 : 设计人 : |工程代号 : 校核人 : 日期:2014/ 1/14 |/总信息 结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (kN/m3): Gc = 25.00钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00水平力的夹角 (Rad): ARF = 0.00地下室层数: MBASE= 0竖向荷载计算信息: 按模拟施工加荷计算方式 风荷载计算信息: 计算 X,Y
15、 两个方向的风荷载 地震力计算信息: 计算 X,Y 两个方向的地震力 特殊荷载计算信息: 不计算 结构类别: 框架结构 裙房层数: MANNEX= 0转换层所在层号： MCHANGE= 0墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 2.00墙元侧向节点信息: 内部节点 是否对全楼强制采用刚性楼板假定 否 采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法 结构所在地区 全国 风荷载信息 修正后的基本风压 (kN/m2): WO = 0.10地面粗糙程度: B 类 结构基本周期（秒）: T1 = 0.00体形变化分段数: MPART= 1各段最高层号: NSTi = 3各段体形系数: USi = 1.30地
16、震信息 振型组合方法(CQC 耦联;SRSS 非耦联) CQC 计算振型数: NMODE= 9地震烈度: NAF = 7.00场地类别: KD = 2设计地震分组: 一组 特征周期 TG = 0.35多遇地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.08罕遇地震影响系数最大值 Rmax2 = 0.50框架的抗震等级: NF = 3剪力墙的抗震等级: NW = 3活荷质量折减系数: RMC = 0.50周期折减系数: TC = 1.00结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00是否考虑偶然偏心: 否 是否考虑双向地震扭转效应: 否 斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0活荷载信息 考虑活荷不利布置
17、的层数 从第 1 到 3 层 柱、墙活荷载是否折减 不折算 传到基础的活荷载是否折减 折算 -柱，墙，基础活荷载折减系数-计算截面以上的层数-折减系数1 1.002-3 0.854-5 0.706-8 0.659-20 0.60 20 0.55调整信息 中梁刚度增大系数： BK = 1.00梁端弯矩调幅系数： BT = 0.85梁设计弯矩增大系数： BM = 1.00连梁刚度折减系数： BLZ = 0.70梁扭矩折减系数： TB = 0.40全楼地震力放大系数： RSF = 1.000.2Qo 调整起始层号： KQ1 = 00.2Qo 调整终止层号： KQ2 = 0顶塔楼内力放大起算层号： N
18、TL = 0顶塔楼内力放大： RTL = 1.00九度结构及一级框架梁柱超配筋系数 CPCOEF91 = 1.15是否按抗震规范 5.2.5 调整楼层地震力 IAUTO525 = 1是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0剪力墙加强区起算层号 LEV_JLQJQ = 1强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 0配筋信息 梁主筋强度 (N/mm2): IB = 300柱主筋强度 (N/mm2): IC = 300墙主筋强度 (N/mm2): IW = 210梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 210柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 210墙分布筋强度 (N/mm2):
19、JWH = 210梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH = 200.00墙竖向筋分布最小配筋率 (%): RWV = 0.30单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: NSW = 0单独指定的墙竖向分布筋配筋率(%): RWV1 = 0.60设计信息 结构重要性系数: RWO = 1.00柱计算长度计算原则: 有侧移 梁柱重叠部分简化: 不作为刚域 是否考虑 P-Delt 效应： 否 柱配筋计算原则: 按单偏压计算 钢构件截面净毛面积比: RN = 0.85梁保护层厚度 (mm): BCB = 3
20、0.00柱保护层厚度 (mm): ACA = 30.00是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数: 否 荷载组合信息 恒载分项系数: CDEAD= 1.20活载分项系数: CLIVE= 1.40风荷载分项系数: CWIND= 1.40水平地震力分项系数: CEA_H= 1.30竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50特殊荷载分项系数: CSPY = 0.00活荷载的组合系数: CD_L = 0.70风荷载的组合系数: CD_W = 0.60活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L = 0.50剪力墙底部加强区信息.剪力墙底部加强区层数 IWF= 2剪力墙底部加强区高度(m) Z
21、_STRENGTHEN= 8.40* 各层的质量、质心坐标信息 *层号 塔号 质心 X 质心 Y 质心 Z 恒载质量 活载质量(m) (m) (t) (t)3 1 20.101 19.351 12.000 568.1 83.32 1 20.101 19.351 8.400 568.1 83.31 1 19.446 19.405 4.800 578.6 88.2活载产生的总质量 (t): 254.736恒载产生的总质量 (t): 1714.787结构的总质量 (t): 1969.523恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量活载产生的总质量和结构的总质
22、量是活载折减后的结果 (1t = 1000kg)* 各层构件数量、构件材料和层高 *层号 塔号 梁数 柱数 墙数 层高 累计高度(混凝土) (混凝土) (混凝土) (m) (m) 1 1 35(25) 24(25) 0(25) 4.800 4.8002 1 62(25) 24(25) 0(25) 3.600 8.4003 1 62(25) 24(25) 0(25) 3.600 12.000* 风荷载信息 *层号 塔号 风荷载 X 剪力 X 倾覆弯矩 X 风荷载 Y 剪力 Y 倾覆弯矩 Y3 1 8.33 8.3 30.0 20.79 20.8 74.82 1 7.86 16.2 88.3 19
23、.61 40.4 220.31 1 10.36 26.5 215.7 26.15 66.6 539.7=各楼层等效尺寸(单位:m,m*2)=层号 塔号 面积 形心 X 形心 Y 等效宽 B 等效高 H 最大宽 BMAX 最小宽 BMIN1 1 694.59 19.53 19.35 41.84 16.61 41.84 16.612 1 659.09 19.53 19.05 39.81 16.51 39.81 16.513 1 659.09 19.53 19.05 39.81 16.51 39.81 16.51=各楼层的单位面积质量分布(单位:kg/m*2)=层号 塔号 单位面积质量 gi 质量比
24、 max(gi/gi-1,gi/gi+1)1 1 959.97 1.002 1 988.29 1.033 1 988.29 1.00=计算信息 =Project File Name : cjx 计算日期 : 2014. 1.14 开始时间 : 19:59:46 可用内存 : 16.00MB 第一步: 计算每层刚度中心、自由度等信息 开始时间 : 19:59:46 第二步: 组装刚度矩阵并分解 开始时间 : 19:59:47 Calculate block information 刚度块总数: 1自由度总数: 333大约需要 2.2MB 硬盘空间刚度组装：从 1 行到 333 行第三步: 地震作
25、用分析 开始时间 : 19:59:47 方法 1 (侧刚模型) 起始列 = 1 终止列 = 9第四步: 计算位移 开始时间 : 19:59:47 形成地震荷载向量 形成风荷载向量 形成垂直荷载向量 Calculate Displacement LDLT 回代：从 1 列到 24 列写出位移文件 第五步: 计算杆件内力 开始时间 : 19:59:47 活载随机加载计算 计算杆件内力 结束日期 : 2014. 1.14时间 : 19:59:48总用时 : 0: 0: 2=各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息Floor No : 层号Tower No : 塔号Xstif，Ystif : 刚心
26、的 X，Y 坐标值Alf : 层刚性主轴的方向Xmass，Ymass : 质心的 X，Y 坐标值Gmass : 总质量Eex，Eey : X，Y 方向的偏心率Ratx，Raty : X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度 70%的比值或上三层平均侧移刚度 80%的比值中之较小者RJX，RJY，RJZ: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度=Floor No. 1 Tower No. 1Xstif= 19.5290(m) Ystif= 19.7391(m) Alf = 0.0000(Degree)Xma
27、ss= 19.4456(m) Ymass= 19.4054(m) Gmass= 755.0101(t)Eex = 0.0043 Eey = 0.0208Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000Ratx1= 0.9327 Raty1= 1.0048 薄弱层地震剪力放大系数= 1.15RJX = 1.2722E+05(kN/m) RJY = 1.7573E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m)-Floor No. 2 Tower No. 1Xstif= 19.5290(m) Ystif= 19.7430(m) Alf = 0.0000(Degree)Xmas
28、s= 20.1014(m) Ymass= 19.3505(m) Gmass= 734.6245(t)Eex = 0.0296 Eey = 0.0244Ratx = 1.3261 Raty = 1.2385Ratx1= 1.2303 Raty1= 1.2416 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00RJX = 1.6871E+05(kN/m) RJY = 2.1763E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m)-Floor No. 3 Tower No. 1Xstif= 19.5290(m) Ystif= 19.7430(m) Alf = 0.0000(Degree)Xmass
29、= 20.1014(m) Ymass= 19.3505(m) Gmass= 734.6245(t)Eex = 0.0296 Eey = 0.0244Ratx = 1.0160 Raty = 1.0067Ratx1= 1.2500 Raty1= 1.2500 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00RJX = 1.7140E+05(kN/m) RJY = 2.1910E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m)-=抗倾覆验算结果=抗倾覆弯矩 Mr 倾覆弯矩 Mov 比值 Mr/Mov 零应力区(%)X 风荷载 412615.1 212.4 1942.63 0.00Y 风荷载 16
30、3470.4 532.4 307.04 0.00X 地 震 412615.1 4804.2 85.89 0.00Y 地 震 163470.4 5448.5 30.00 0.00=结构整体稳定验算结果=层号 X 向刚度 Y 向刚度 层高 上部重量 X 刚重比 Y 刚重比1 0.127E+06 0.176E+06 4.80 19695. 31.00 42.832 0.169E+06 0.218E+06 3.60 13027. 46.62 60.143 0.171E+06 0.219E+06 3.60 6514. 94.73 121.09该结构刚重比 Di*Hi/Gi 大于 10,能够通过高规(5.
31、4.4)的整体稳定验算该结构刚重比 Di*Hi/Gi 大于 20,可以不考虑重力二阶效应* 楼层抗剪承载力、及承载力比值 *Ratio_Bu: 表示本层与上一层的承载力之比-层号 塔号 X 向承载力 Y 向承载力 Ratio_Bu:X,Y-3 1 0.1614E+04 0.2460E+04 1.00 1.002 1 0.2027E+04 0.2672E+04 1.26 1.091 1 0.1947E+04 0.2438E+04 0.96 0.91位移输出文件/|公司名称: | | SATWE 位移输出文件 | 文件 名称: WDISP.OUT | | 工程名称: 设计人: | 工程代号 : 校
32、核人 : 日期:2014/ 1/14 |/所有位移的单位为毫米Floor : 层号Tower : 塔号Jmax : 最大位移对应的节点号JmaxD : 最大层间位移对应的节点号Max-(Z) : 节点的最大竖向位移h : 层高Max-(X)，Max-(Y) : X,Y 方向的节点最大位移Ave-(X)，Ave-(Y) : X,Y 方向的层平均位移Max-Dx ，Max-Dy : X,Y 方向的最大层间位移Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y 方向的平均层间位移Ratio-(X),Ratio-(Y): 最大位移与层平均位移的比值Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位
33、移的比值Max-Dx/h，Max-Dy/h : X,Y 方向的最大层间位移角DxR/Dx,DyR/Dy : X,Y 方向的有害位移角占总位移角的百分比例Ratio_AX,Ratio_AY : 本层位移角与上层位移角的 1.3 倍及上三层平均位移角的 1.2 倍的比值的大者X-Disp，Y-Disp，Z-Disp:节点 X,Y,Z 方向的位移= 工况 1 = X 方向地震力作用下的楼层最大位移Floor Tower Jmax Max-(X) Ave-(X) Ratio-(X) hJmaxD Max-Dx Ave-Dx Ratio-Dx Max-Dx/h DxR/Dx Ratio_AX3 1 91 9.30 8.96 1.04 3600.91 1.71 1.64 1.05 1/2102. 67.9% 0.832 1
