PKPM进行多层框架结构设计的主要步骤

时间：2023-10-31 09:45:24 蔼媚土木工程毕业论文我要投稿

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PKPM进行多层框架结构设计的主要步骤

　　PKPM中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所研发的工程管理软件。中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所是我国建筑行业计算机技术开发应用的最早单位之一。以下是小编收集整理的PKPM进行多层框架结构设计的主要步骤，仅供参考，欢迎大家阅读。

　　利用PKPM进行多层框架结构设计的主要步骤

　　一、执行PMCAD主菜单1，输入结构的整体模型

　　(一)根据建筑平、立、剖面图输入轴线

　　1、结构标准层“轴线输入”

　　1)结构图中尺寸是指中心线尺寸，而非建筑平面图中的外轮廓尺寸

　　2)根据上一层建筑平面的布置，在本层结构平面图中适当增设次梁

　　3)只有楼层板、梁、柱等构件布置完全一样(位置、截面、材料)，并且层高相同时，才能归并为一个结构标准层

　　2、“网格生成”——轴线命名

　　(二)估算(主、次)梁、板、柱等构件截面尺寸，并进行“构件定义”

　　1、梁

　　1)抗震规范第6.3.6条规定：b≥200

　　2)主梁：h = (1/8～1/12) l ，b=(1/3～1/2)h

　　3)次梁：h = (1/12～1/16) l ，b=(1/3～1/2)h

　　2、框架柱：

　　1)抗震规范第6.3.1条规定：矩形柱bc、hc≥300，圆形柱d≥350

　　2)控制柱的轴压比

　　——柱的轴压比限值，抗震等级为一到四级时，分别为0.7～1.0

　　——柱轴力放大系数，考虑柱受弯曲影响， =1.2～1.4

　　——楼面竖向荷载单位面积的折算值， =13～15kN/m2

　　——柱计算截面以上的楼层数

　　——柱的负荷面积

　　3、板

　　楼板厚：h = l /40 ～ l /45 (单向板) 且h≥60mm

　　h = l /50 ～ l /45 (双向板) 且h≥80mm

　　(三)选择各标准层进行梁、柱构件布置，“楼层定义”

　　1、构件布置，柱只能布置在节点上，主梁只能布置在轴线上。

　　2、偏心，主要考虑外轮廓平齐。

　　3、本层修改，删除不需要的梁、柱等。

　　4、本层信息，给出本标准层板厚、材料等级、层高。

　　5、截面显示，查看本标准层梁、柱构件的布置及截面尺寸、偏心是否正确。

　　6、换标准层，进行下一标准层的构件布置，尽量用复制网格，以保证上下层节点对齐。

　　(四)定义各层楼、屋面恒、活荷载，“荷载定义”

　　1、荷载标准层，是指上下相邻且荷载布置完全相同的层。

　　2、此处定义的荷载是指楼、屋面统一的恒、活荷载，个别房间荷载不同的留在PM主菜单3局部修改

　　(五)根据建筑方案，将各结构标准层和荷载标准层进行组装，形成结构整体模型，“楼层组装”

　　1、楼层的组装就遵循自下而上的原则。

　　2、楼层组装完成后整个结构的层数必然等于几何层数。

　　3、确定“设计参数”，总信息、地震信息、风荷载信息等。

　　二、执行PMCAD主菜单2，布置次梁楼板

　　1、此处次梁是指未在主菜单1布置过的次梁，对于已将其当作主梁在主菜单1布置过的梁，不得重复布置。

　　2、对楼梯间进行全房间开洞，“楼板开洞”

　　3、对个别房间板厚发生变化的，按照设计实际作局部修改，“修改板厚”

　　4、对有悬挑板的梁上布置悬挑板，“设悬挑板”

　　5、第1层布置好后，下一层的布置尽量利用“拷贝前层”避免重复工作，拷贝前层时可根据实际情况需要，决定是否拷贝前层的楼板开洞、修改板厚、设悬挑板、次梁布置等信息。

　　三、执行PMCAD主菜单3，输入荷载信息

　　1、“楼面荷载”对个别房间进行楼面荷载修改，如：板厚有变化的房间的楼面恒载、厕所的楼面恒载及门厅、走道、楼梯间的楼面活荷载等。

　　2、“梁间荷载”对梁承受的非板传来的荷载(如填充墙等)进行输入，注意，对梁承受填充墙荷载的需考虑窗洞、楼梯间全房间开洞的须根据实际情况计算梯段传至楼层梯梁的均布恒(活)载、梯段及休息平台经平台梯梁(、梯柱)传至下层框架梁的集中恒(活)载

　　3、“节点荷载” 梯段及休息平台经平台梯梁(、梯柱)传至框架柱的集中恒(活)载

　　4、程序能对梁的自重、板的导荷进行自动计算，这些荷载都不能在此处重复计算，荷载的输入是指程序不能计算和导算的外加荷载，一定要根据实际情况进行计算输入，不得多输，更不能漏掉荷载。切记，楼梯间的荷载往往容易漏掉!

　　5、第1层布置好后，下一层的布置尽量利用“层间拷贝”避免重复工作，可根据实际情况选择前面已经布置好的任意一层作荷载拷贝，还可根据实际情况选择是否拷贝楼面荷载、梁间荷载、节点荷载等信息。

　　四、执行PMCAD主菜单C ，平面荷载显示校核

　　1、显示各层输入的楼面荷载、梁间荷载、节点荷载，以供校核

　　2、如要保留各荷载文件，必须为每个文件另取文件名，“指定图名”

　　3、荷载文件格式为*.T，可用主菜单9“图形编辑、打印及转换”打开文件，或转换为DWG文件用CAD打开。

　　五、执行TAT-8主菜单1，接PM生成TAT数据

　　1、一般选择“生成荷载文件”，否则，没有TAT荷载；

　　2、一般选择“考虑风荷载”，否则，荷载组合中没有风荷载；

　　3、一般选择“不保留”以前的TAT计算参数，特别是当在PMCAD中对结构模型作过改变时(如增删构件等)，必须对TAT参数重新定义，以避免PM与TAT矛盾；

　　4、在执行本菜单以前，必须执行过PMCAD主菜单1、2、3，且在当前工作目录中存在PMCAD主菜单2生成的文件TATDA1.PM和LAYDATN.PM，以及PMCAD主菜单3生成的荷载文件DAT*.PM。

　　5、执行完本菜单后，将生成TAT计算格式的几何数据文件DATA.TAT和荷载数据文件LOAD.TAT。

　　六、执行TAT-8主菜单2，数据检查和图形检查

　　1、执行“1.数据检查”检查几何文件DATA.TAT和荷载文件LOAD.TAT。如果有错误或警告信息，屏幕会有提示，此时应进入“9.文本文件查看”打开出错信息文件TAT-C.ERR查看产生错误的原因，并作出相应修改。然后依次执行PM主菜单1、2、3，并重新进行数据检查，直到没有错误提示为止。

　　2、执行“3.参数修正”对TAT计算参数进行定义，除根据结构的实际情况选择外，几个重要参数按如下原则选取：

　　1) 总信息：

　　结构类型，按实际选取；

　　结构材料及特征，按实际选取；

　　地震力计算信息，一般选“计算水平地震”；

　　竖向力计算信息，一般选“模拟施工加载1”；

　　砼柱长度系数，一般多层房屋梁柱为刚接的框架结构，选择“不打勾”，即按第7.3.11-2条规定，底层柱取1.0，上层柱取1.25；

　　是否考虑P-Δ效应，一般多层房屋可选不考虑；

　　是否考虑梁柱重叠的影响，一般可选不考虑；

　　2) 地震信息：

　　是否考虑扭转耦连，一般需要考虑，对称的结构，可以选择不考虑；

　　计算振型个数，当地震力计算采用算法1(侧刚计算法)，不考虑耦连的振型数不大于结构的层数，考虑耦连的振型数不大于3倍的层数；当地震力计算采用算法2(总刚计算法)，振型数一般大于12；

　　周期折减系数，视填充墙的多少取0.7～1.0，填充墙越多，取值越小；

　　结构的阻尼比，仅对钢结构、混合结构需要相应地减小，钢结构取0.02，混合结构取0.03；

　　5%的偶然偏心，对高层应考虑由质量偶然偏心引起的可能的最不利的地震作用；

　　楼层最小地震剪力系数，选择“打勾”，程序取规范值为默认值；

　　3) 调整信息

　　0.2Q0，对高层框架剪力墙结构中框架部分地震剪力的调整；

　　梁刚度放大系数，考虑楼板对梁刚度的影响，中梁取1～2，连梁取1～1.5；

　　梁端负弯矩调幅系数，取0.7～1对主梁进行负弯矩折减，正弯矩相应增大，一般取0.85；

　　梁弯矩放大系数，考虑活荷载最不利布置时取1.0，不考虑活荷载最不利布置时常取1.2；

　　梁扭转折减系数，考虑楼板对梁的扭转效应的影响，当结构没有楼板或有弧梁时，应取1；

　　4) 材料信息

　　砼容重，考虑抹灰等影响，取26～28；

　　梁箍筋间距，应填入加密区的间距，并满足规范要求；

　　柱箍筋间距，应填入加密区的间距，并满足规范要求；

　　5) 设计信息

　　柱墙活荷载折减，一般选“按规范折减”；

　　梁、柱配筋保护层厚度，满足规范要求；

　　6) 风荷载信息

　　是否重算风荷载，如在TAT中定义了多塔、弹性节点等，应选择“重新计算”。

　　其他参数按实际或取默认值。

　　3、执行“6.检查和绘各层几何平面图FP*.T”，生成各层结构构件几何平面图。

　　4、执行“9.文本文件查看”，数检报告TAT-C.OUT。

　　七、执行TAT-8主菜单3，结构内力和配筋计算

　　1、“质量、质心坐标和刚度计算”，一般选择“打勾”，生成计算书文件TAT-M.OUT。

　　2、“结构周期、地震力计算”，一般选择“打勾”，算法一般采用“侧刚”，但空旷结构由于没有楼板，不能采用刚性楼板定义，必须用“总刚”模型。总刚模型一定是耦连的，振型数大于等于6。

　　3、“结构位移计算和输出”，一般选择“打勾”，输出一般选择“简化”。

　　周期、位移计算完成后，生成楼层位移文件，TAT-4.OUT。

　　4、“梁活荷载不利布置计算”，一般选择“打勾”。

　　5、“基础上刚度计算”，在基础计算时是否考虑上、下部结构协同工作，只有在用JCCAD时，才可以实现。

　　6、“构件内力标准值计算”，一般选择“打勾”。

　　7、“配筋及验算”，一般选择“打勾”。

　　8、“12层以下框架薄弱层计算”，对7～9度纯框架结构，应该选择“打勾”，进行罕遇地震作用下薄弱层的抗震变形验算。

　　八、执行TAT-8主菜单5，分析结果图形和文本显示

　　1、执行“3 绘各层柱、梁、墙配筋验算图PJ*.T”，查看和输出结构各层柱、梁、墙的配筋简图，红字表示超筋。

　　2、进入“9 文本文件查看”打开“超配筋信息文件GCPJ.OUT”，查看是否有超限，及什么原因引起超限：

　　1)对钢筋砼柱，有以下3种超限提示：

　　**(NUc)N，Uc=N/Ac/fc，表示轴压比超限；

　　** Rs > Rsmax，表示柱配筋率超限；

　　**(NVx)Vx，Vx > Fvx=Ax*fc*B*H0，表示柱抗剪截面不够；

　　**(NVy)Vy，Vy > Fvy=Ay*fc*B*H0，表示柱抗剪截面不够；

　　2)对钢筋砼梁，有以下4种超限提示：

　　**(Ns)X > 0.25H0，表示梁受压区高度超限；

　　**(Ns) Rs > Rsmax，表示梁主筋配筋率超限；

　　**(NTv)V，V > Fv=Av*fc*B*H0，表示梁抗剪截面不够；

　　**(NTv)V，T，V/(BH0)+T/Wt >0.25fc，表示梁剪扭截面不够；

　　3、针对具体情况，返回PM主菜单1进行构件截面的修改，重复上面的步骤，直至不出现超限信息。

　　4、执行“6 梁挠度、柱节点验算和墙边缘构件图PD*.T”，查看和输出梁的挠度图，红字表示超限。

　　5、如要作基础设计，执行“7 汇底层柱墙最大组合内力图DCNL*.T”

　　6、执行“9 文本文件查看” ，主要有：

　　1)TAT-M.OUT，结构控制参数、各层质量和质心坐标、各层风荷载输出文件

　　2)TAT-4.OUT，楼层位移文件

　　3)GCPJ.OUT，各层构件超配筋信息输出文件

　　九、执行TAT-8主菜单6，梁归并(全楼归并)

　　1、输入归并层数。

　　2、输入适当的归并系数，一般取0.2～0.3。

　　3、生成各层梁归并图，LGB-*.T。

　　十、执行TAT-8主菜单A，梁平面图画法

　　1、输入需要画的层号。

　　2、选择“重新生成配筋”。

　　3、执行“修改参数”，选择合适的“施工图纸规格”，“是否根据允许裂缝宽度自动选筋”选择“打勾”。

　　4、执行“继续”，查看“挠度图”、“裂缝图”，并执行“次梁加筋”，计算并布置次梁处附加筋。

　　5、对图面做相应调整，“存图退出”，生成该层梁平面施工图PL*.T。

　　6、其他层梁平面施工图依次重复上述步骤。

　　十一、执行TAT-8主菜单C，柱归并(全楼归并)

　　1、输入适当的归并系数，一般取0.2。

　　2、生成各层梁归并图，ZGB-*.T。

　　十二、执行TAT-8主菜单E，接PK绘制柱施工图->平面图柱大样画法

　　1、选择“重新选筋”。

　　2、选择合适的“图纸号”，“结构平面图绘图比例”、“柱剖面大样绘图比例”。

　　3、执行“4 绘制施工图”，“选择楼层”进行各层柱平面施工图ZPM*.T的绘制。

　　十三、执行PMCAD主菜单5，画结构平面图

　　首先确定要画的楼层号

　　1、选择“1修改楼板配筋参数”，对各项参数进行确认和修改。

　　支座受力钢筋最小直径：8

　　板分布钢筋的最大间距：250

　　双向板计算方法：弹性算法

　　边缘梁支座算法：梁截面刚度相对楼板较大时“按固端计算”，否则“按简支计算”

　　有错层楼板算法：错层较大时“按简支计算”，错层较小时“按固端计算”

　　是否根据裂缝宽度自动选筋：选择“打勾”，允许裂缝宽度取默认0.3mm

　　使用矩形连续板跨中弯矩算法：选择“打勾”

　　钢筋级别：全部选用一级钢

　　钢筋放大系数：取默认值

　　钢筋强度设计值：取默认值

　　钢筋级配表：根据工程情况增(删)级配表，给出合适的钢筋级配。

　　2、选择“2修改边界条件”，先显示边界条件，再按照工程实际情况，对楼板边界条件逐个进行调整。

　　主要是不符合在楼板配筋参数中定义的边缘梁支座算法的地方，要在此修改边界条件。

　　3、执行“4 画平面图参数修改”，确定合适的图纸号、比例尺。

　　“板钢筋要编号”：此项控制楼板钢筋标注方式。选择“打勾”，相同的钢筋编同一个号，只在其中的一根上标注钢筋级配及尺寸；选择“不打勾”，图上的每根钢筋均要标注钢筋的级配及尺寸。

　　本工程要求不画钢筋表，板钢筋均不编号，钢筋不用简化标注，柱“涂黑”，梁线选择“虚线”。

　　4、执行“0 继续”，查看楼板计算结果图形。

　　1)执行“2 现浇板计算配筋图”，生成板计算配筋图BAS*.T。

　　2)执行“6 现浇板裂缝宽度图”，查看有否裂缝宽度超限。满足，则进行下一步绘施工图；否则，应选择“返回PM主菜单”修改板厚，按上述步骤重新计算。

　　5、执行“0 进入绘图”，绘制楼板施工图PM*.T。

　　1)执行“画板钢筋”，选择“自动布筋”。此时可有2种选择：“按楼板归并结果配筋”，则只在样板间内布筋，其余与之编号一样的房间均采用相同配筋；若不归并，则每个房间的配筋均按实际配筋在图上表达。

　　选择“通长配筋”->“板底配筋”，对相邻几个配筋相同的连续房间实现板底贯通配筋，即钢筋不在中间支座断开并锚固。

　　选择“改板钢筋”->“移动钢筋”，对钢筋标注位置重叠的钢筋作适当调整，保证图面清晰。

　　2)执行“标注轴线” ，选择“自动标注”，标注轴线并命名。

　　3)执行“存图退出”，“插入图框”

　　6、依次键入其他要画的楼层号，重复上述步骤。

　　十四、执行PMCAD主菜单9，图形编辑、打印及转换

　　1、执行“图形拼接”，将多个*.T文件合并成一个文件以方便对比查看，如可将输入的各层楼(屋)面恒(活)荷载、梁间荷载、节点荷载等拼接形成一个荷载文件，各层结构构件几何平面图FP*.T拼接形成一个构件布置文件，各层柱、梁配筋验算图PJ*.T拼接形成一个文件，各层梁平面施工图PL*.T拼接形成一个文件，各层柱平面施工图ZPM*.T拼接形成一个文件，各层楼板施工图PM*.T拼接形成一个文件，等。

　　4、 2、执行“T转DWG”，将T格式的文件转换为DWG格式的文件，以便在AutoCAD中对各文件作进一步地编辑、修改、打印

　　利用PK计算原教学楼算例中某一榀框架的主要步骤

　　一、执行PMCAD主菜单4，形成PK文件

　　7、选择“1框架生成”，否则，没有TAT荷载；

　　8、单击“风荷载”项的“x”形标记，在随之弹出的“风荷载信息”中将“风荷载计算标志”改为“1”，即计算风荷载，检查其他项无误后“确定”退出；

　　9、程序自动计算“风荷载体形系数”，若正确，则回车，“风荷载”项的“x”形标记将变为“√”；

　　10、在屏幕右侧键入“要输出框架的名称”，如pk-3

　　5、输入“要计算框架的轴线号”，如3；

　　6、程序自动计算“各层迎风面宽度”，若正确，则回车；

　　7、选择“0结束”，程序将生成一个接力PK建模的特定格式的数据文件，文件即上面第4步给出的输出框架名，pk-3。

　　二、执行PK主菜单1，PK数据交互输入和数检

　　5、选择“打开已有数据文件”，单击“文件类型”下拉框，选择“空间建模形成的平面框架文件(pk-*)”，找到前面生成的框架数据文件pk-3，打开。

　　6、单击“参数输入”对PK计算参数进行修改或确认：

　　1) 总信息参数：

　　自重自动计算IA，选“算柱和梁”；

　　其他各项按实际情况或规范要求确定。

　　2) 地震计算参数：

　　地震力计算方式IS，选“振型分解法”；

　　其他同TAT中地震参数的确定。

　　3) 结构类型

　　按实际选择，框架；

　　4) 分项及组合系数

　　各项取缺省值；

　　5) 补充参数

　　剪力墙结构或有吊车时需要输入；

　　7、单击“计算简图”，首先生成框架立面图(KLM.T)，检查无误，单击“正确”；然后生成恒载图(D-L.T)，检查无误，单击“正确”；接着生成活载图(L-L.T)，检查无误，单击“正确”；接着生成左风载图(L-W.T)，检查无误，单击“正确”；最后生成右风载图(R-W.T)，检查无误，单击“正确”；。

　　8、单击“退出程序”，退出主菜单1，完成PK计算模型的输入，程序生成PK内力计算所需的数据文件PK-3.SJ和PK0.PK。

　　三、执行PK主菜单2，框、排架结构计算

　　1、输入“计算结果文件名”，如PK-3.OUT，生成计算书文件(包含前面模型输入中所有的参数定义、结构几何数据及荷载信息)。若此处不指定文件名，则对所有工程取缺省文件名PK11.OUT。

　　2、选择“1显示计算结果文件”，可打开计算书文件PK-3.OUT或PK11.OUT(未指定计算结果文件名时)，查看参数定义、结构几何数据及荷载信息等。

　　3、依次选择“2弯矩包络图”——“B右地震弯矩图”，分别生成弯矩包络图M.T、配筋包络图AS.T、轴力包络图N.T、剪力包络图Q.T、恒载内力图(D-M.T，D-N.T，D-V.T)、活载内力图(L-M.T，L-N.T，L-V.T)、左风载弯矩图WL.T、右风载弯矩图WR.T、左地震弯矩图EL.T、右地震弯矩图ER.T。

　　4、选择“D图形拼接”，从计算简图、计算结果图中选择需要的拼接成一个图形文件，文件名为PK1.T。

　　5、最后，选择“0退出”。

　　四、执行PK主菜单3，框架绘图

　　1、执行“1 人机交互方式建立绘图数据文件”，输入绘图参数：

　　框架顶角处配筋方式，选择“梁筋伸入柱”；

　　柱钢筋搭接或连接方式，一般选“一次搭接”，当柱筋直径超过25时应选择“机械连接或对接焊接”；

　　梁支座连续梁端部箍筋，选择“加密”；

　　柱箍筋形式，选择“井字箍”；

　　是否根据允许裂缝宽度自动选筋，选择“打勾”；

　　其他未作说明的参数，根据实际需要确定或取程序缺省值。

　　2、输入“框架绘图数据文件名”，如PK-3，该文件名即为下面要绘制的框架施工图文件名，全名为PK-3.T：

　　依次选择“1改柱纵向钢筋”——“4改梁柱箍筋”，查看梁柱配筋；

　　选择“7框架梁的裂缝宽度计算”，查看梁的裂缝宽度是否满足规范要求；

　　选择“D钢筋砼梁的挠度计算”，查看梁的挠度是否满足规范要求；

　　最后，选择“0继续”。

　　3、是否将相同的层归并，选择“归并”；

　　最后需提交的文件为：

　　计算书文件：PK-3.OUT或PK11.OUT(未指定计算结果文件名时)

　　计算简图及内力结果图：PK1.T及PK1.DWG(由PK1.T转换)

　　框架施工图：PK-3.T及PK-3. DWG(由PK-3.T转换)

　　PKPM简介

　　PKPM中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所研发的工程管理软件。中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所是我国建筑行业计算机技术开发应用的最早单位之一。它以国家级行业研发中心、规范主编单位、工程质检中心为依托，技术力量雄厚。软件所的主要研发领域集中在建筑设计CAD软件，绿色建筑和节能设计软件，工程造价分析软件，施工技术和施工项目管理系统，图形支撑平台，企业和项目信息化管理系统等方面，并创造了PKPM、ABD等知名全国的软件品牌。

　　PKPM没有明确的中文名称，一般就直接读PKPM的英文字母。命名是这样的：最早这个软件只有两个模块，PK（排架框架设计）、PMCAD（平面辅助设计），因此合称PKPM。现在这两个模块依然还在，功能大大加强，更加入了大量功能更强大的模块，但是软件名称却不改了还是PKPM。

　　软件特点

　　1、简单

　　对建筑师无需掌握热力学原理，只要一次按键就可以得到相应的帮助。各种计算机结果以不同的颜色直观的显示设计图纸上。

　　2、人性

　　避免形成一个单纯的计算程序，在设计过程中随时帮助检验是否符合规范的标准，如窗墙比、围护结构的传热系数。各种需要的数据自动读取，生成计算结果直接输出、并形成帮助说明。克服单纯的计算软件所产生的设计过程和计算过程无法很好结合的弊端。

　　3、智能

　　如果在设计过程中缺少必要的参数，自动以缺省参数作为第一选择，并作相应的记录，以方便建筑师以后修改和设定。这样在保持设计的连贯性的同时，也方便了设计者的再次修改。

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