1、 吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 第一节 PKPM 系列软件介绍教学目标：了解 PKPM 系列软件的内容，熟悉 PMCAD 的基本功能及应用范围，实现应用软件结构建模与补充输入。本节重点：PKPM 结构模块组成及各模块基本功能、工作界面、工作目录建立。本节难点：PKPM 结构模块组成及各模块基本功能。教学过程：1 通过软件实际操作介绍软件各模块；2 体验计算机辅助结构设计过程，结合所学专业对实例建模。1PKPM 软件简介（1）PKPM 系列软件的发展我国开发 PKPM 系列软件的现实意义及其在国内外的发展。（2）PKPM 系列软件的技术特点:a.输入方式简单明了b.具有计算数据自动生成的功能
2、c.它是数据共享的集成化系统 d.可进行智能化的施工图设计（3）结构 PKPM 系列软件包括有： 结构平面计算机辅助设计软件PMCAD 钢筋砼排架及连续梁结构计算与施工图绘制软件PK 多、高层建筑结构三维分析软件TAT 高层建筑结构动力时程分析软件TAT-D 多、高层结构空间有限元分析软件SATWE 高精度平面有限元框支剪力墙计算及配筋软件FEQ 楼梯计算机辅助设计软件LTCAD 剪力墙计算机辅助设计软件JLQ 钢筋混凝土基本构件设计计算软件GJ 基础CAD（独基、条基、桩基、筏基）软件JCCAD 箱形基础计算机辅助设计软件BOX 钢结构CAD软件 STS 预应力混凝土结构设计软件PREC 混
3、凝土小型空心砌块CAD软件QIK （4）PKPM 的工作界面设置工作目录，每个工程必须存放在独立的工作目录,启动 PMCAD。工作界面包括：a 下拉菜单；b 工具栏区；c 图形显示区；d 命令提示区；f 右侧菜单区。吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 2.PMCAD 的基本工作方式PMCAD 是 PKPM 系列 CAD 软件的基本组成模块之一，为 PKPM 系列结构设计各软件的核心，它在整个系统中起到承前启后的重要作用。（1）PMCAD 的使用范围PMCAD 适用于任意平面形式结构模型的创建，其使用条件一般为：a 层数99；建筑标准层和结构标准层各99b 正交轴网，横向网格、纵向网格各100斜交
4、轴网，网格线条数2000c 网格节点总数5000d 标准柱截面100，每层柱根数1500e 标准梁截面40 ，每层梁根数（不包括次梁）1800（2）PMCAD 的基本功能a 人机交互建立全楼结构模型；b 自动导算荷载建立恒活荷载库；c 为各种计算模型提供计算所需数据文件；d 为上部结构各绘图 CAD 模块提供结构构件的精确尺寸；e 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；f 现浇钢筋混凝土楼板结构计算与配筋设计；g 结构平面施工图辅助设计；h 做砖混结构圈梁布置，画砖混圈梁大样及构造柱大样图i 砖混和底框上砖房结构的抗震计算及受压、高厚比、局部承压
5、计算；j 统计结构工程量，以表格形式输出 ；（3）PMCAD 结构建模的主要步骤； a 人机交互建立全楼结构模型；b 完成各层楼板楼面的详细布置；c 生成荷载信息；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 13 项的各类数据输入。第一节作业思考题：1.PMCAD 是关于什么的软件？其基本功能是什么？2.怎样建立一个新的专用工作文件夹？3.怎样使用节点捕捉？第二节 PMCAD 结构建模教学目标：理解 PMCAD 建模常用术语，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。本节重点：PMCAD 主菜单 1 交互式数据输入
6、中轴线的不同输入方法；轴线命名。本节难点：吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 轴线输入中的“圆弧轴线” 、 “辐射轴线”的输入操作方法。教学过程：1 讲授具体命令操作使学生了解命令的操作方法。2 对学生练习进行单独的指导，使其熟练命令的操作方法，并加深体会结构建模的实质含义。1.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。网格 网格线交织后被交点分割成的线段。节点 网格线的交点、线段的端点、圆弧的圆心点。主梁 布置在网格上的梁，两节点之间仅能布置一根梁。墙 钢筋混凝土剪力墙或承重砖墙。柱 结构设计所定义构件。2.轴
7、线输入 “轴线输入”菜单是整个交互输入程序最为重要的一环，只有在此绘制出准确的轴线才能为以后的布置工作打下良好的基础。a 节点。直接绘制的的白色节点，供以节点定位的构件使用。b 两点直线。用于在任意指定的两点间绘制轴线。具体演示（略）c 平行直线。该命令适用于绘制一组平行的直轴线。具体演示（略）注：平行直线复制向右为正、向上为正。d 辐射线。适合于绘制一组辐射状直轴线。具体演示（略）e 三点圆弧。适用于绘制一组同心圆弧轴线。具体演示（略）f 正交轴网。 “正交轴网”可不通过屏幕画图方式，而是参数定义方式形成平面正交轴网。具体演示（略）轴线输入菜单还包括“折线” 、 “圆环” 、 “圆弧” 、
8、“圆弧轴线”等命令。3.网格生成“网格生成“是程序自动将绘制的定位轴线分割成网格和节点。网格确定后就可以轴线命名。a 轴线显示。它是一个命令开关，可以画出建筑轴线并标注各跨尺寸和轴线号。b 形成网点。输入轴线后自动执行。c 网点编辑。可进行网点的平移、删除；轴线和节点的删除以及节点、网格的恢复。d 轴线命名。PMCAD 中提供了“逐根输入轴线名”和“成批输入轴线名”两种轴线输入方式。具体演示（略）网格生成菜单还包括关于网点的查询和显示，以及节点距离和节点对齐等项。举例：开间：4200*2，3300，3600，3300，4200*2进深：3600，2700，3600进行轴线输入、网格生成、轴线命
9、名。4.楼层定义吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 建筑结构由基本混凝土构件梁、板、柱、墙等构成。几种基本构件定义及操作：a 柱布置具体演示（略）b 梁布置具体演示（略）C 墙布置具体演示（略）“楼层定义”菜单项中“墙布置” ，以及“洞口布置”可按照提示进行操作。5.本层信息本层信息菜单是对本楼层的一些基本参数信息进行设置。主要有板厚、板混凝土强度等级、柱混凝土强度等级、以及钢筋的保护层厚度、本层层高等项。6.本层修改输入错误的梁、柱，或者是因为设计更改而需要删除柱、删除梁等可在本层修改项中进行修改更正。第二节作业思考题：1.轴线输入中的正交轴网可以绘制开间不同的网格线吗？2.轴线命名可以跳过不
10、执行吗？如果不执行会出现什么结果？3.本层信息若不需修改程序默认值，是否可以不执行该项？为什么？第三节 PMCAD 结构建模教学目标：理解荷载标准层的含义，掌握楼层组装的方法，掌握修改板厚、设悬挑板以及楼板开动的命名操作。本节重点：根据结构标准层与荷载标准层进行全楼组装。楼梯间处理的两种方法。本节难点：楼梯间处理的两种方法。教学过程：1.讲授具体命令操作使学生了解命令的操作方法。2.根据实例演示结合学生练习，使学生掌握楼层组装及结构深入设计的具体操作方法。1.荷载输入荷载标准层：凡荷载布置相同且相邻的楼层被视为一个荷载标准层。a.梁间荷载这里输入不能由程序自动导算的作用在梁上的恒载或 活载。b
11、.梁间恒载、梁间活载输入具体演示（略） 。2.楼层组装楼层组装用于完成建筑物的竖向布局，即把已经定义的结构标准层和荷载标准层从下至上进行组装布置，并输入层高连接成整体结构。举例：一 6 层现浇框架教学楼，第一至五层是第一结构标准层和吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 第一荷载标准层，第六层是第二结构标准层和第二荷载标准层试进行楼层组装。 具体演示（略）3.参数设置4.执行主菜单 2输入次梁楼板（1）楼板开洞功能：在指定房间内指定位置开动洞只能对矩形房间开洞。输入的尺寸以米为单位。（2）修改板厚功能：修正指定房间的厚度。（3）设悬挑板功能：在平面外围的梁或墙上设置现浇悬臂板。（4）设层间梁功能：在
12、某标高不在楼层上，而在两层之间设连接柱或墙的梁段。（5）楼板错层功能：当个别房间楼层标高不同于该层标高时应用该项。（6）梁错层功能：如在建模时输入的梁（主梁）不同于楼层其它梁的标高，应用此项。（7）拷贝前层功能：可将上一标准层已输入的次梁、预制板、悬挑板、砖混圈梁、各房间板厚等布置直接拷贝到本层。（8）输入完毕 此项选择为结束此标准层的荷载输入，程序自动倒算荷载，提示输入下一层标准层荷载或结束所有标准层的荷载输入。5.执行主菜单 3输入荷载信息主要功能是对均布楼面荷载进行局部修正和输入非楼面传来的梁间荷载、柱间荷载、墙间荷载、节点荷载和次梁荷载。然后程序对楼面荷载作传导计算，计算框架梁自重，再
13、对用户人机交互输入的梁间 、柱间、墙间、节点、次梁等荷载归类整理，从而完成整栋建筑荷载数据库。提示信息：0.表示已经执行过主菜单 3；1. 表示第一次执行主菜单 3；2.表示由建筑传来。具体演示（略）本节作业1.第一次完成主菜单 1 的输入，想进入主菜单 2 布置次梁和悬臂雨篷板应在屏幕出现的四个选择菜单的第几个菜单？ 2.如果某层平面的楼板在主菜单 1 中输入厚度为 100mm，现在该层平面的一个房间楼板需要 120mm，请问有什么办法？3.某层平面的某处，楼板厚度输入为 0 与该处作楼板开洞（无楼板）在程序上有什么不同？吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 第
14、四节 绘制结构平面图教学目标：根据输入的结构模型, 通过学习执行主菜单 5 画结构平面图，熟练掌握怎样画框架结构的结构平面图, 掌握根据输入的荷载数据计算钢筋混凝土板内力和配筋。本节重点：结构平面图所包含的内容与实现操作步骤。本节难点：楼板的结构计算与结果判断。教学过程：1.通过软件实际操作完成绘图全部过程；2.楼板的计算与结果合理选择，结合所学专业对实例完成计算与绘图。1.主菜单 5 的基本功能（1）绘制结构平面布置图：每执行一次菜单 5，绘制一个楼层的结构平面图，每一层绘制在一张图纸上，图纸名称为PM*.T，其中*表示楼层号。（2）楼板配筋并画出楼板配筋平面图：通过交互及自动等多种方式绘制
15、钢筋混凝土楼板配筋图。 2.基本概念 （1）现浇扳的内力计算方法：a.矩形板：b.非矩形板：凸形不规则板采用边界元法计算；凹形不规则板采用有限元法计算。c.可变荷载的不利布置程序采用了永久荷载满布，可变荷载间隔交叉（棋盘形）布置，以求的连续板跨中的较大弯矩，这是连续板跨中弯矩的实用算法，一般适用于等跨区格连续板。 （2）图层通过图层管理，可修改图层属性，打开、关闭、建立和删除图层，便于控制显示和输出图形。3.画图和计算的参数输入“前处理菜单”中有七个选项 06：0、继续此选项的功能有两，其一是不修改 PMCAD 隐含的参数，直接进入楼板配筋计算和绘制结构平面图；其二是修改了上述参数后，再执行“
16、0、继续” 。1、修改楼板配筋参数此选项的功能是改变楼板配筋参数：（1）配筋计算参数；（2）钢筋级配表。2、修改边界条件此选项的功能是打开该结构标准层，通过显示边界可查询原边界条件，也可修改原边界。 3、不计算楼板配筋点此选项的目的是节省楼板配筋计算的时间，但不计算楼板配筋，就不能在以后的操作中画楼板配筋。4、画平面图参数修改此选项的功能是修改画平面图的参数。吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 5、切割局部平面此选项的功能是可选取某层平面图的一部分，以便用不同比例画出此局部平面图。6、续画前图此选项的功能:其一，如果此前已画过本层平面图，打算在此平面上修改补充；其二，如果打算在另一层结构平面图（
17、如 PM1.T）上经过修改补充得到本层结构平面图（如 PM2.T） ，则可先将另一层结构平面图名（如 PM1.T）拷贝成本层结构平面图名（如 PM2.T） ，再用此项来打开本层平面图既 PM2.T，然后进行补充和修改。4.楼板内力和配筋计算“楼板计算结果图形”菜单0、进入绘图此选项的功能是进入绘制结构平面图的操作，将在 5 交互式绘制结构平面图中详细说明。1、现浇板弯矩图此选项的功能是在屏幕显示现浇楼板的跨中弯矩和梁的支座弯矩。2、现浇板计算配筋图此选项的功能是根据弯矩值，经过计算，显示现浇楼板的计算配筋值和梁的支座计算配筋值。3、次梁上板计算配筋图此选项的功能是单独显示次梁上板的计算配筋值。
18、4、板跨中实配钢筋图此选项的功能是显示的根据工程实际需要，按用户已设定的参数将配筋值归并后，楼板跨中的实配钢筋。5、现浇板支座实配钢筋图此选项的功能是显示的是楼板支座的实配钢筋，也是根据“楼板配筋参数”对话框中输入和选定的参数来归并的配筋。6、现浇板裂缝宽度图此选项的功能是显示现浇楼板的计算值。 7、现浇板剪力图此选项的功能是显示现浇楼板的剪力计算结果。8、退回 PMCAD 主菜单上述九项选项中除“0、进入绘图”是必选项外，17 项为楼板内力和配筋的计算结果，可作为查询和计算书的资料，其中 4 及 5 项还可对配筋进行修改。5.交互式绘制结构平面图 返回“楼板计算结果图形”菜单，单击“0、进入
19、绘图”： a.标注轴线b.标注尺寸c.画板钢筋：自动配筋、逐间布筋、人工布筋、通长配筋、任意配筋、洞口配筋、温度钢筋、改板钢筋d.标注字符：注柱字符、注梁字符、注墙字符、任意标字e.标注中文：写图名、中文说明f.存图退出：画钢筋表、改图纸号、重画此图本节作业1.绘制楼板配筋图的方法包括哪几种？“自动布筋”的优缺点是什么？2.当“现浇板裂缝宽度图”中出现红色的数字说明什么？应该如何处理？3.如何将 PKPM 中的.T 图转换为 DWG 格式的 CAD 图？吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 第五节 上机练习与指导（PMCAD）教学目标：执行 PMCAD 主菜单 1
20、、2、3、5，绘制例子 1 的各层楼板配筋图，使学生熟练结构建模过程，并结合楼内力计算结构判断计算结果的准确性。本节重点：结合例 1，掌握结构建模过程及楼板配筋过程。本节难点：结合例 1，判断楼板结构计算的准确性。教学过程：1.通过学生的练习发现问题，并且单独指导。2.演示例 1 建模及楼板配筋的全过程，讲解参数的输入。例 1：现浇 6 层框架办公楼，混凝土采用 C25， ，类场地，土设计使用年限 50 年，包括两个结构标准层，如下图所示。包括两个荷载标准层，分别为 1：楼面：恒载 4.0KN/m*m,活载 2.0 KN/m*m，2：屋面：恒载 6.0KN/m*m,活载 0.5 KN/m*m。
21、一层层高 3.6 米，以上各层 3.3 米，抗震设防烈度 7 度，应用 PKPM 结构设计软件绘制各层楼板配筋图。吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 图（1）结构标准层 1图（2）结构标准层 2 吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 第六节 上机练习与指导（PMCAD）教学目标：执行 PMCAD 主菜单 1、2、3、5，绘制例子 2 的各层楼板配筋图，使学生熟练结构建模过程，并结合工程实例 2 楼内内力计算结构判断计算结果的准确性。本节重点：结合工程实例 2，掌握结构建模过程及楼板配筋过程。本节难点：结合工程实例 2，判断楼板结构计算的准确性。教学过程：1.通过学生的练习发现问题，并且单独指导。2.
22、演示例子 2 建模及楼板配筋的全过程，讲解参数的输入。例 2：某五层现浇框架教学楼，建筑平、立、剖面图见图（1-2） 、 （1-3） 、 （1-4） 、 （1-5） ，现浇楼、屋盖，室内外高差 0.45m，基础顶面距室外地面 0.5m，屋顶设 50KN 水箱（总重 100KN） ，抗震设防裂度为 7 度，类场地土，近震。混凝土强度等级：梁、板、柱为 C30，主筋 HRB335 变形钢筋，箍筋 HPB235 钢筋。框架填充墙采用 300250110 水泥空心砖。应用 PKPM 结构设计软件绘制各层楼板配筋图。屋面恒载： 20 厚板底混合砂浆打底 100 厚钢筋混凝土现浇屋面 隔汽层，刷冷底子油一
23、道，热沥青玛啼脂二道，重量忽略不计 预制膨胀珍珠岩块，最薄处 50 厚，最厚处 220 厚，平均厚度 40 厚 1：2.5 水泥砂浆找平 二毡三油防水层：楼面恒载： 20 厚底混合砂浆打底 100 厚钢筋混凝土现浇楼面 30 厚 C20 细石混凝土面层吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 第七节 结构空间有限元分析软件SAT8教学目标：吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 接力 PMCAD 生成的数据文件, 利用计算机计算通过前处理和数据检查，对框架进行结构空间分析，内力和配筋计算，画出梁、柱结构施工图。本节重点：SAT8 前处理中参数修正的具体参数含义，及结构计算中
24、具体参数如何选取，绘制梁、柱施工图。本节难点：补充输入参数的具体含义及其取值。教学过程：1.通过讲授，使学生明白参数的具体含义，并会绘制施工图2.通过练习与指导，使学生熟练绘制施工图的过程。 1.SAT8 的基本功能 SATWE 对剪力墙采用的是壳元基础上凝聚而成的墙元模型，对于楼盖，采用刚性楼板和弹性楼板两种方式。对比另外一种结构空间分析软件 TAT，SATWE 省去了更多的简化，计算精度更高。SAT8 指的是 8 层及 8 层以下的结构分析。 主菜单 1 和 2对来自 PM 的数据作出处理，成为符合 SATWE 程序计算的力学模型，并对数据和图形作检查，以便及时发现错误进行修改。主菜单 3
25、 和 4 进行结构的内力和配筋计算。主菜单 5 对计算的结果分析和检查。主菜单 6、7、8、9、A 绘制梁的结构施工图。主菜单 B 绘制整榀框架的施工图。主菜单 C、D、E 绘制柱的结构施工图。 2.基本概念 数据准备TAT 是 PKPM 系列 CAD 软件中的一个模块，与其它模块 组成了一个集成化的软件系统。结构建模是在 PM 中完成的，为此，必须先执行 PMCAD 主菜单 13。次梁处理 次梁在 PM 中可当主梁输入，也可当次梁输入。可变荷载的不利布置计算如果不考虑此项，为了弥补梁弯矩偏小，对梁弯矩放大系数 Bm，填大于 1 的数，一般工 程取 1.2。 梁柱归并为了减少梁和柱的类数，一般
26、进行梁柱归并。BL0 取值为 01 之间，一般可取 0.3 左右。 3.SAT8 主菜单 1 “接 PM 生成 TAT 数据” 点击应用后屏幕显示提示对话框，为 SAT8 三维空间分析作数据准备。显示各层构件编号简图：一般可不选；生成荷载文件：一定要选；考虑风荷载：根据需要而定；4.主菜单 2 “数据检查和图形检查” 屏幕显示“TAT 前处理菜单”共有九选项。数据检查：屏幕显示“数据检查选择”选择框，根据需要选择数检内容。参数修正：屏幕显示“SAT 参数修正对话框”包含六页参数信息，每个参数都显示在 PM 定义的值或缺省值，根据工程实际对参数作修改。检查和绘各层几何平面图：屏幕显示杆件的编号和
27、截面尺寸等几何信息。 吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 5.主菜单 3 “结构内力、配筋计算”屏幕显示“计算选择” ，所示进行的结构分析和计算。6.主菜单 4 “PM 砼次梁计算”7.主菜单 5 “分析结果图形和文本显示” 屏幕显示“SAT 输出菜单”菜单中 27 项是计算结果的图形表示；8 项是信息查询；9 项是计算结果用文本的形式表示。重点介绍二项菜单：点击菜单 3“绘各层柱、梁、墙配筋，验算图 PJ.T”图中用单线条显示了楼层结构各杆件的平面布置。 （1）矩形混凝土柱的说明：表示该柱的轴压比，B 边的配筋面积（包括角筋）cm 2，H 边的配筋面积（包括角筋）cm 2。 （2）对混凝土梁的
28、说明：第一排数字表示该梁在加密区 Sb 范围内的箍筋面积 cm2；第二排数字表示该梁上部左支座的钢筋面积 cm2，跨中的钢筋面积 cm2，右支座的钢筋面积 cm2；第三排数字表示该梁下部最大配筋 cm2，该梁需要受扭纵向钢筋面积 cm2，该梁需要受扭周边箍筋的单根钢筋面积cm2。 8.主菜单 6 “梁归并（全楼归并） ” 1）梁归并：根据提示，输入归并值，屏幕显示梁归并结果示意图。2）梁平面图画法：平法绘制梁施工图（平法）是“混凝土结构施工图平面整体表示方法”的简称。9.主菜单 C “柱归并（全楼归并） ”根据提示，输入归并值。10.主菜单 D “接 PK 绘制柱施工图a.立面剖面方式画施工图
29、b.绘制柱表施工图c.平面图柱大样画法d.柱剖面列表画法根据提示进行：修改钢筋：根据右侧菜单区的菜单进行修改。图面布置：根据右侧菜单区的菜单调整图纸规格或移动图形位置。绘制施工图：吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 进行图样移动、尺寸字符等的标注，修改和标注完毕，点击“存图退出” 。本章作业思考题：1.在执行SAT8软件之前，至少需执行PMCAD的哪几步？2.修改结构布置后应进行哪些操作？3.SAT8梁和柱箍筋计算的是什么部位的钢筋？4.配筋简图中混凝土梁是如何标注的，各有什么含义？5.配筋简图中混凝土矩形柱是如何标注的，各有什么含义？第八节 上机练习与指导（SAT8）教学目标：通过实例，使学生
30、掌握 SAT8 结构内力计算分析的过程，熟悉补充参数的具体输入，能够合理的绘制梁、柱施工图，能够判断计算结果的准确性。本节重点：结合例 3，掌握绘制梁、柱施工图的过程。本节难点：SATWE 前处理阶段参数具体输入数值的确定。教学过程：1.通过学生的练习发现问题，并且单独指导。2.演示例 3，结合工程实例重点讲解参数的输入。例 3：现浇 8 层框架办公楼，混凝土采用 C25， ，类场地，土设计使用年限 50 年，包括两个结构标准层，如例 1 图所示。包括两个荷载标准层，分别为 1：楼面：恒载 4.0KN/m*m,活载 2.0 KN/m*m，2：屋面：恒载 6.0KN/m*m,活载 0.5 KN/m*m。一层层高 3.6 米，以上各层 3.3 米，抗震设防烈度 7 度，应用 PKPM结构设计软件绘制各层梁、柱施工图。吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 吉林建筑工程学院城建学院教案用纸 吉林建筑工程学院城建学院教案用纸
