任务2 PMCAD系列软件应用前的预备知1

任务2 PMCAD 系列软件应用前的预备知识
学习和应用PMCAD 系列软件之前，先要学习一些关于PMCAD 系列软件要求的预备知识。

这些知识很重要，是正确应用PMCAD 系列软件的基础。

包括荷载的计算，平面网格的概念和定义方式，结构标准层的概念，荷载标准层的概念。

2.1 荷载的计算
结构设计的一个重要的原则是构件在荷载作用下保持受力的平衡。

因此，荷载的正确与否是致关重要的因素，任何一个结构在内力计算之前，都要进行荷载计算。

荷载计算包括面荷载，柱间荷载，墙间荷载，梁间荷载，节点荷载，楼梯荷载，风荷载和地震荷载。

2.1.1 荷载输入的要求
荷载输入时的规定：单位：千牛米，千牛，米（kN/m ，kN ，m ）。

荷载输入均为荷载标准值。

荷载输入应按以下顺序输入：
节点恒载
弯矩 ，垂直力
恒载 柱间恒载
梁间恒载
节点活载 弯矩 ，垂直力
活载 柱间活载
梁间活载
节点风载 垂直力
左风 柱间风载
节点风载 垂直力
右风 柱间风载
节点风载 垂直力
地震：地震参数和附加重量。

荷载类型如图2-1,2-2,2-3所示。

2.1.2 面荷载的计算
面荷载的计算主要是楼面荷载的计算。

1）恒载：
板自重+ 双面抹灰+ 面层+ 吊顶
【例2-1】有一工程楼面板厚120mm , 采用钢筋混凝土材料，其容重为27kN/m3; 双面抹灰采用水泥砂浆，厚度每面20 mm，其容重为20kN/m3 ; 面层用地砖，地砖厚度10 mm，水泥砂浆垫层厚20 mm，其容重为20kN/m3 ;加50公斤的吊顶。

其面荷载计算：
q=0.12X27+0.04X20+0.03X20+0.5= 3.24 + 0.8 + 0.6 + 0.5 = 5.14kN/m2 2）活载：查国家荷载规范：（kN/m2 ）
住宅：2.0，食堂：2.5，礼堂：3.0，商店：3.5
书库：5.0~12.0，机房：7.0，楼梯：3.5，阳台：3.5
2.1.3 梁间荷载的计算
梁间荷载主要有由楼板的面荷载传递到梁的荷载，一般简化成线荷载；另一荷载由填充墙作用在梁上的荷载，也简化成线荷载。

1），填充墙线荷载：
（墙厚X 容重+双面抹灰）X 墙净高
【例2-2】有一工程采用钢筋混凝土框架结构。

层高3.3m, 填充墙采用空心烧结砖，其容重为20kN/m3 ; 双面抹灰采用水泥砂浆，厚度每面20 mm，其容重为20kN/m3 ; 梁高600mm。

其梁上的填充墙线荷载为：
q= (0.24m X 20kN/ m3 + 0.04m X 20kN/ m3 ) X (3.3m – 0.6 m)
= (4.8 kN/m2 + 0.8 kN/m2) X 2.7m
= 15.12 kN/m
经计算填充墙线荷载为15.12 kN/m 。

从以上计算可以看到，我们没有考虑填充墙上的门窗，是按满墙计算的。

这种算法对填充墙上有门窗的荷载偏大，但对结构的安全系数是有富余的。

如果填充墙上的门窗较大，可以考虑计算填充墙线荷载后，扣除（10—15）%的门窗荷载。

例如15.12 kN/m X 0.9 =13.608 kN/m 。

2），楼板荷载的导算
由楼板的面荷载导算到梁上，作为梁间的线荷载或集中荷载。

由于楼板分单向板和双向板，导算荷载的方法也不同。

对于单向板，按板跨的1/2距离乘楼面单位荷载值得到梁上的均布线荷载:
q = 板跨的1/2距离X 楼面单位荷载值
【例2-3】有一房间楼板为单向板，板跨为6000mm, 经计算楼面恒载为5.5 kN/ m2，导算到梁上的线荷载为：q = 5.5 kN/ m2X 3m = 16.5 kN/m 。

对于双向板，导算到梁上的三角形荷载，按板跨的1/2距离乘楼面单位荷载值，其结果为梁上的三角形荷载值。

也可以把导算荷载作为满跨均布线荷载，但梁端就偏大一些。

【例2-4】有一房间如图2-4所示，计算梁A和梁B的楼面导算荷载。

经计算楼面单位荷载为5.5 kN/ m2，梁A的楼面导算三角形（或满跨均布）荷载为：Qa = 5.5 kN/ m2 X 2.1m = 11.55 kN/m
Qb = 5.5 kN/ m2 X 2.7m = 14.85 kN/m
Qa, Qb是三角形荷载，也可以简化成满跨均布荷载。

2.1.4 楼梯荷载的计算
楼梯荷载是把楼梯本身和楼梯上的活荷载一起作为荷载作用在相应的梁上，把楼梯作为荷载的计算方法如下：
1）恒载：
楼梯面荷载：（板厚+踏步高）X 容重+ 面层+ 双面抹灰
梯梁线荷载：面荷载X（1/2梯长）
楼梯平台面荷载：板厚X 容重+ 面层+ 双面抹灰
楼梯平台层间梁线荷载：平台面荷载X（1/2平台宽）
楼梯集中力：梯梁线荷载X 楼梯宽度
楼梯平台集中力：平台层间梁线荷载X 楼梯宽度
楼梯总集中力：楼梯集中力+ 楼梯平台集中力
2）活载：
楼梯面荷载：选取面活载值
梯梁线荷载：面荷载X（1/2梯长）
楼梯平台面荷载：选取面活载值
楼梯平台层间梁线荷载：平台面荷载X（1/2平台宽）
楼梯集中力：梯梁线荷载X 楼梯宽度
楼梯平台集中力：平台层间梁线荷载X 楼梯宽度
楼梯总集中力：楼梯集中力+ 楼梯平台集中力
【例2-5】某工程的楼梯间如图2-5,2-6,2-7所示，设楼梯结构板厚120mm, 楼梯平台板厚120 mm,楼梯踏步高150 mm, 踏步宽300 mm，计算楼梯作用在楼层梁上的楼梯荷载。

（1） 恒载：
楼梯梯板厚120m , 踏步高150m ，钢筋混凝土板式楼梯。

楼梯面荷载：
面恒载=（0.12 + 0.15/2）m X 27 kN/ m 3 + 0.04 mX 20 kN/ m 3 + 0.03m X 20 kN/ m 3 =
5.265+0.8 + 0.6 =
6.67 kN/ m 2 ;
梯长=1.21.22.42.4X X = 4.7m
作用在梯梁上的线荷载：q1= 6.67 kN/ m 2 X 4.7/2=6.67 X 2.35 = 15.67 kN/ m ;
作用在楼梯构造柱上的楼梯集中力p1= 15.67 kN/ m X 2.1m = 32.91 kN;
楼梯平台面荷载：0.12m X 27 kN/ m 3+ 0.04m X 20 kN/ m 3 + 0.03m X 20 kN/ m 3 =3.24+0.8+0.6=4.64 kN/ m 2
作用在层间梁（平台梯梁）的线荷载：q2=4.64 kN/ m 2 X 3/2 =6.96 kN/ m ;
作用在楼梯构造柱上的平台集中力p2= 6.96 kN/ m X 2.1m = 14.62 kN;
楼梯集中力+楼梯平台集中力 P=p1 + p2 = 32.91 kN + 14.62 kN = 47.53 kN
（2） 活载：
楼梯面荷载：
根据国家荷载规范取3.5 kN/ m 2 。

作用在梯梁上的线荷载：q1= 3.5 kN/ m2 X 4.7/2m=3.5 kN/ m X 2.35 = 8.225 kN/ m ; 作用在楼梯构造柱上的楼梯集中力p1= 8.225 kN/ m X 2.1m = 17.27 kN;
楼梯平台面荷载：根据国家荷载规范3.5 kN/ m2。

作用在层间梁（平台梯梁）的线荷载：q2=3.5 kN/ m2 X 3/2 =5.25 kN/ m ;
作用在楼梯构造柱上的平台集中力p2= 5.25 kN/ m X 2.1m = 11.03 kN;
楼梯集中力+楼梯平台集中力P=p1 + p2 = 17.27 kN + 11.03 kN = 28.3 kN。