PKPM课程设计报告.docx
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PKPM课程设计报告
PKPM课程设计报告
《PKPM课程设计》报告
——住宅楼钢混框架结构设计
学生姓名 学 号 学 院 资源与安全工程学院 专 业 城市地下空间工程1001班 指导老师 樊玲、杨艳萍
中南大学
目录
一、绪论3
课程设计概述3工程概况3设计依据3
二、建筑设计 4
建筑平面设计4结构平面布置5
框架梁截面尺寸初估框架柱截面尺寸初估 6三、PKPM建模及计算7
建模步骤7模型参数8附件9
附件一建筑结构的总信息9附件二建筑结构的图算信息17附件三施工图26四、课程设计总结问题总结31感悟与建议31
2
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一、绪论
课程设计概述
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，该课程设计每人一题。
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：
墙、柱、梁。
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。
本次课程设计的内容为根据所给的建筑平面图用PKPM05建模计算结构内力及配筋。
具体要求如下：
1、熟练应用PMCAD菜单①②③建立模型，布置梁板荷载。
2、用SATWE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
计算附和规范要求。
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。
工程概况
该给建筑工程为住宅工程，结构体系为六层现浇框架结构，一层层高，二层层高，三～六层层高均为，房屋总高。
该工程采用柱下独立基
础形式，基础持力层为粉质粘土，基础、基础梁、框架柱、框架梁、楼面板、屋面
梁、屋面板、楼梯等现浇混凝土构件均采用C30混凝土。
各层楼板厚均为100mm，楼板钢筋HPB235，强度设计值，fy＝210N/mm2；框架梁、柱主筋采用HRB400，强度设计值，fy＝360N/mm2，箍筋采用HPB235，强度设计值，fy＝210N/mm2。
设计依据
⑴、城地10级《PKPM软件设计》课程设计任务书
⑵、相关建筑设计规范
3
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二、建筑设计
建筑平面设计
该给建筑工程为住宅工程，结构体系为六层现浇钢筋混凝土框架结构，一层层高，二层层高，三～六层层高均为，房屋总高。
6×9m独用楼梯，各主要房间的设置如下表2-1和表2-2：
表2-1一楼房间设置
序号123房间名称车位小铺面大铺面数量111单个面积
表2-2二~六楼房间设置序号123456房间名称客厅主卧次卧阳台厨房卫生间数量222222单个面积 该住宅楼分为两户，户型相同，独用楼梯，楼梯规格为双跑楼梯，踏步总数16，楼梯高度3m,平台宽度1200mm,踏步宽度260mm。
每户建筑设计为：
大门平开门，门扇开向室外，门宽1200mm。
主卧、次卧平开门，门扇开向室内，门宽900mm，门垛120mm。
主卧飘窗，窗宽1800mm,高度1500mm，出挑800mm。
次卧设一普通窗，窗宽1500mm，高1500mm。
厨房设推拉门，门宽1590mm，高2100mm；设飘窗，窗宽1460mm,高度1500mm，出挑800mm。
卫生间设推拉门，门宽990mm，高2100mm；设一普通窗，窗宽900mm，高1500mm。
该住宅楼的建筑平面图如图2-1：
4
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图2-1建筑平面图
结构平面布置
框架梁截面尺寸初估
（1）、横向框架梁A-C跨：
ll l=4100mm,h=（~）l=512~341mm,取h=400mm,取b=240mm
812D-E跨：
ll l=4800mm,h=（~）l=600~400mm,取h=500mm,取b=240mm
812
（2）、纵向框架梁B轴（四跨）：
ll l=3600mm,h=（~）l=450~300mm,取h=350mm,取b=240mm（因B轴纵向框
812架梁沿柱外边平齐放置，为减小梁柱偏心，梁宽可适当取的宽些，梁也可采用加腋的办法）C轴（四跨）:
ll l=3600mm,h=（~）l=450~300mm,取h=350mm（于主梁尺寸需大于次梁
812尺寸）,取b=240mmD轴（四跨）:
ll l=3600mm,h=（~）l=450~300mm,取h=350mm（于主梁尺寸需大于次梁
812尺寸）,取b=240mm（因D轴纵向框架梁沿柱外边平齐放置，为减小梁柱偏心，梁宽可适当取的宽些，梁也可采用加腋的办法）
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（3）、横向次梁（一跨一挑）:
ll l=4100mm,h=（~）l=512~341mm,取h=400mm,取b=240mm
812（4）、纵向次梁（单跨）：
ll l=3600mm,h=（~）l=450~300mm,取h=350mm,取b=240mm
812（5）、卫生间横向单跨次梁：
ll l=1500mm,h=（~）l=187~125mm,取h=300mm（规范要求梁高≥300）,取
812b=240mm
（6）、纵向边梁
ll l=3600mm,h=（~）l=450~300mm,取h=350mm,取b=240mm
框架柱截面初估
（1）、按轴压比要求初估框架柱截面尺寸。
（2）、框架柱截面高度和宽度一般可取层高的1/10~1/15:
11 H=4000mm,h≥（~）H=400~267mm,取柱的h=l=400mm
1015 该住宅楼的结构平面布置图如图2-2：
结构平面梁布置 结构平面柱布置
图2-2结构平面布置图
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三、PKPM建模及计算
建模步骤
一、输入前准备：
建立工程子目录“F:
\\0202100305赵佳惠”
二、根据建筑结构布置图对各层进行结构布置，初步确定梁、柱的截面尺寸，计算各层的楼面荷载、梁间线荷载及其他荷载，为结构输入作必要的数据准备。
三、执行PMCAD主菜单1“建筑模型与荷载输入”，输入结构的整体模型1、根据建筑结构平面图输入轴线
（1）、结构标准层：
“轴线输入”→“正交轴网” 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只有楼层板、梁、柱等构件布置完全一样，并且层高相同时，才能归并为一个结构标准层
（2）、“轴线输入”→“轴线命名”
2、选择各标准层进行梁、柱构件布置：
“楼层定义”→“柱布置”或“主梁布置”→“偏心对齐”①偏心，主要考虑外轮廓平齐。
②本层修改，删除不需要的梁、柱等。
③本层信息，修改本标准层板厚、材料等级、层高。
④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。
⑤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。
3、定义各标准层中梁间线荷载：
“荷载输入”→“梁间荷载”→“恒载输入” ①于每一层的层高不同，所以需要建立不同标准层，此处根据需要设三个标准层。
②有墙的地方梁上才有线荷载，无墙的地方不需要布置梁上荷载。
4、定义各层楼、屋面恒、活荷载：
“荷载输入”→“楼面恒活”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 ③此处“自动计算现浇楼板自重”
5、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”→“楼层组装”→“整楼模型” 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。
6、修改“设计参数”，总信息、地震信息、风荷载信息等。
四、执行PMCAD主菜单3“楼面荷载传导计算”，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。
五、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、保留各荷载文件，必须为每个文件另取文件名，需要全部楼层的结果
3、荷载文件格式为*.T，可用主菜单9“图形xx、打印及转换”打开文件，或转换为DWG文件用CAD打开。
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六、执行SATWE主菜单1“接PM生成SATWE数据”，必须执行子菜单中的1和7，进行参数的检查和修改。
七、执行SATWE主菜单2“结构内力、配筋计算”。
八、执行SATWE主菜单4“分析结果图形和文本显示”，根据子菜单中的2，检查梁、柱的尺寸是否符合规范要求，不符合的要回到PMCAD主菜单1“建筑模型与荷载输入”，进行截面尺寸的修改，修改完毕后必须严格执行以上所有操作，直到梁、柱的尺寸符合规范要求为止。
九、执行JCCAD主菜单2“基础人机交互输入”，修改参数、生成柱下独基：
“参数输入”→“基本参数”→“荷载输入”→“读取荷载”→“SATWE荷载”→“柱下独基”→“自动生成”
十、执行JCCAD主菜单6“基础平面施工图”，插入地基详图，文件格式为*.T，可用主菜单B“图形xx、打印及转换”打开文件，或转换为DWG文件用CAD打开。
十一、执行梁柱施工图主菜单“梁归并”、“梁平法施工图”、“柱归并”、“柱平法施工图”保留各施工图文件，文件格式为*.T，可用主菜单A“图形xx、打印及转换”打开文件，或转换为DWG文件用CAD打开。
模型参数
外墙为240厚粘土空心砖砌筑，作用于梁间面荷载/m2。
内墙为240粘土空心砖砌筑，作用于梁间面荷载/m2。
除开窗较多的外墙有荷载折减，其余均不折减。
具体各标准层梁间荷载数值如下表：
卫生间楼面恒载为kN/m2，其余房间楼面恒载为kN/m2，卫生间楼面活载为kN/m2，其余房间楼面恒载为/m2，屋面恒载、活载分别为kN/m2、kN/m2。
表各标准层梁间荷载开窗外墙上的梁未开窗外墙上的梁内墙上的梁第一标准层 第二标准层 第三标准层000设计使用年限：
50年建筑安全等级：
二级抗震设防烈度：
6度设计地震分组:
一组
建筑场地类别：
Ⅱ类抗震设防类别：
丙类地基基础设计等级：
丙级设计基本地震加速度：
设计地震特征值周期：
砌体结构施工质量控制等级：
B级
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根据地质勘查的建议，该工程采用柱下独立基础形式，基础持力层为粉质粘土，承载力特征值分别为fak＝210kPa，压缩模量分别为Es＝8MPa，内摩擦角φ＝19°，凝聚力c＝35kPa，基础埋深-。
附件
附件一、建筑结构的总信息
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|公司名称:
|| || 建筑结构的总信息 || SATWE中文版 || 文件名:
|| ||工程名称:
设计人:
卢双全 ||工程代号:
校核人:
卢双全 日期:
20XX/11/11|///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
总信息..............................................
结构材料信息:
钢砼结构 混凝土容重（kN/m3）:
Gc= 钢材容重（kN/m3）:
Gs= 水平力的夹角（Rad）:
ARF= 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=
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
风荷载信息..........................................
修正后的基本风压（kN/m2）:
WO=
地面粗糙程度:
A类 结构基本周期:
T1= 体形变化分段数:
MPART= 1 各段最高层号:
NSTi= 6 各段体形系数:
USi=
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地震信息............................................
振型组合方法（CQC耦联;SRSS非耦联） CQC 计算振型数:
NMODE= 15 地震烈度:
NAF= 场地类别:
KD= 1
设计地震分组:
一组 特征周期 TG= 多遇地震影响系数最大值 Rmax1= 罕遇地震影响系数最大值 Rmax2= 框架的抗震等级:
NF= 0 剪力墙的抗震等级:
NW= 3 活荷质量折减系数:
RMC= 周期折减系数:
TC= 结构的阻尼比（%）:
DAMP=
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..........................................
考虑活荷不利布置的层数 从第1到6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 2---3 4---5 6---8 9---20 >20
调整信息........................................
中梁刚度增大系数：
BK= 梁端弯矩调幅系数：
BT= 梁设计弯矩增大系数：
BM= 连梁刚度折减系数：
BLZ= 梁扭矩折减系数：
TB= 全楼地震力放大系数：
RSF= 调整起始层号：
KQ1= 0 调整终止层号：
KQ2= 0 顶塔楼内力放大起算层号：
NTL= 0 顶塔楼内力放大：
RTL= 九度结构及一级框架梁柱超配筋系数CPCOEF91=
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是否按抗震规范调整楼层地震力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= 360 柱主筋强度（N/mm2）:
IC= 360 墙主筋强度（N/mm2）:
IW= 360 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）:
JWH= 210 梁箍筋最大间距（mm）:
SB= 柱箍筋最大间距（mm）:
SC= 墙水平分布筋最大间距（mm）:
SWH= 墙竖向筋分布最小配筋率（%）:
RWV=
设计信息........................................
结构重要性系数:
RWO=
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= 梁保护层厚度（mm）:
BCB= 柱保护层厚度（mm）:
ACA=
是否按砼规范计算砼柱计算长度系数:
否
荷载组合信息........................................
恒载分项系数:
CDEAD= 活载分项系数:
CLIVE= 风荷载分项系数:
CWIND= 水平地震力分项系数:
CEA_H= 竖向地震力分项系数:
CEA_V= 特殊荷载分项系数:
CSPY= 活荷载的组合系数:
CD_L= 风荷载的组合系数:
CD_W= 活荷载的重力荷载代表值系数:
CEA_L=
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_STRENGTHEN=
*********************************************************
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* 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） 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 1
活载产生的总质量（t）:
恒载产生的总质量（t）:
结构的总质量（t）:
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 52（30） 15（30） 0（30） 2 1 52（30） 15（30） 0（30） 3 1 52（30） 15（30） 0（30） 4 1 52（30） 15（30） 0（30） 5 1 52（30） 15（30） 0（30） 6 1 40（30） 15（30） 0（30）
********************************************************* * 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Y
6 1 5 1
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4 1 3 1 2 1 1 1
===========================================================================
计算信息
===========================================================================
ProjectFileName:
卢双全
计算日期 :
开始时间 :
11:
15:
33
可用内存 :
第一步:
计算每层刚度中心、自度等信息 开始时间 :
11:
15:
33
第二步:
组装刚度矩阵并分解 开始时间 :
11:
15:
35
FALE自度优化排序 BeginningTime:
11:
15:
End Time:
11:
15:
TotalTime（s） :
FALE总刚阵组装 BeginningTime:
11:
15:
End Time:
11:
15:
TotalTime（s） :
VSS总刚阵LDLT分解 BeginningTime:
11:
15:
End Time:
11:
15:
TotalTime（s） :
VSS模态分析 BeginningTime:
11:
15:
End Time:
11:
15:
TotalTime（s） :
形成地震荷载向量 形成风荷载向量
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形成垂直荷载向量
VSSLDLT回代求解 BeginningTime:
11:
15:
End Time:
11:
15:
TotalTime（s） :
第五步:
计算杆件内力 开始时间 :
11:
15:
36 活载随机加载计算 计算杆件内力 结束日期 :
时间 :
11:
15:
39 总用时 :
0:
0:
6
===========================================================================
各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息FloorNo :
层号TowerNo :
塔号
Xstif，Ystif:
刚心的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
===============================================================
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