PKPM框架设计实例
《PKPM结构计算与制图》学生实训案例
《PKPM结构设计》工程实训案例设计资料一、工程概况某四层现浇框架办公楼，建筑平、立、剖面图依次见后图，现浇楼、屋盖，1～4层的建筑层高分别为3.9m、3.6m、3.6m和3.9m. 1～4层的结构层高分别为4.9m（从基础顶面算起，地下部分1 .0m）、3.6m、3.6m和3.9m.室内外高差0.45m。
框架填充墙内、外墙体均采用200mm厚大空页岩砖，屋面女儿墙采用200mm厚大空页岩砖。
二、本工程抗震信息：抗震设防类别：丙类；抗震设防烈度：7度，第一组；设计基本地震加速度值为0.10ｇ；场地土类别为Ⅱ类；场地特征周期：0.35s；根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.1.2条规定，抗震等级应为三级。
三、风荷载信息：风荷载：本地区基本风压为0.40KN/m²；地面粗糙度类别为C类；四、设计参数：1、建筑材料：柱：C30；梁、板：C25钢筋：板受力钢筋HRB335；梁、柱：纵向钢筋HRB400 ；箍筋HPB235 ；砼容重：25KN/m³; 钢材容重：78KN/m³填充墙内外墙体砌筑容重＜10KN/m2钢筋的砼保护层厚度：一类环境下板：20mm （C20砼）梁：25mm （C25～C45砼）柱：30mm （C25～C45砼）2、荷载信息：1）、标准层楼面恒载：板厚120mm： 4.5KN/m²板厚100mm： 4.0KN/m²板厚80mm： 3.5KN/m²雨篷板厚100mm： 5.7KN/m²卫生间板厚100mm： 6.0KN/m²2）、屋面恒载：不上人屋面板厚120mm：7.0 KN/m²不上人屋面板厚100mm：6.5 KN/m²3）、活荷载：楼面：2.0 KN/m²；不上人屋面：0.5 KN/m²走廊、门厅、楼梯间：2.5 KN/m²；雨篷：0.5 KN/m²卫生间：2.0 KN/m²4）、梁间恒载：外墙：3.0 KN/m²内墙：2.8 KN/m²女儿墙（高1100mm）：3.0 KN/m²塑钢门窗：0.45 KN/m²。
pkpm实例
pkpm软件应用之砖混结构设计实例_secret（底框-）砖混结构设计总结一、分析建筑条件，准备初步工作：1. 底框部分：（1）根据建筑条件图布置框架柱轴网，由抗震概念设计，尽量不要出现单根柱而不能形成一榀框架的情况，柱距一般为6米；（2）柱截面初步设计；单层商铺部分的框架柱截面设为350X350，底框部分的框架柱设为400X400；（3）根据柱轴网确定剪力墙的分布（长度和距离）；（4）剪力墙一般分布在楼梯间处，与电信专业协调，预留电表箱位置；（5）剪力墙往往矮而长，变形能力差，多为剪切破坏，宜开竖缝保证高宽比大于1.5；（6）根据底层店面部分的墙厚确定框架梁、柱偏心；（7）根据框架柱的设置和柱距，确定框架梁的高度和宽度（一般上面有出承重墙的框架梁宽度不小于350，其它墙梁宽度不小于300，高度不小于净跨的1/5）；（框架结构梁截面尺寸控制办法：计算时用TAT，看计算结果配筋图内的配筋率图；要求全截面配筋率1.5-1.7之间）（8）其框架和抗震墙的抗震等级，6、7度可分别按三、二级采用；2. 砖混部分：（1）根据纵横墙的布置及可能会有的屋面构架，确定构造柱的位置和种类，（最外围的构造柱直接升到女儿墙，门窗洞口处的构造柱尺寸最好与门洞处的短墙吻合）（2）根据户型布置设置梁，包括其宽度和高度（其位置应把楼板分成规则的矩形，在阳台较大窗洞处或门窗连续设置处应设置过梁，且其高度加上门窗的高度应等于楼层高度）；（3）根据户型布置确定板厚，一般取短向跨度的1/35，但是最好不要小于100，客厅不小于120，否则影响使用；阳台、厨卫一般为90，屋面板厚120，楼梯梯板厚度为板跨的1/28，且平台梁高度与其下的窗高之和要等于建筑标高；（4）根据墙体外立面的腰线做法，确定外围圈梁的高度和做法；（5）根据总体要求，设置不同的结构标准层与荷载标准层；（6）阳台处的挑梁高度为挑出长度的1/3-1/6；二、输入计算模型，进行程序计算：1. 底框部分：（1） SAT-8计算底框时不能考虑风荷载。
PKPM结构设计软件应用实例
PKPM结构设计软件入门与应用实例—钢结构目录第一章门式刚架1.1设计条件（工程实例） (4)1.2平面建模 (9)1.3计算分析 (34)1.4设计成果判断 (35)1.5施工图绘制 (49)1.6维护结构设计 (57)1.7吊车梁设计 (68)1.8支撑设计 (78)1.9三维建模与刚架二维设计 (86)第一章门式刚架门式刚架是目前应用较多的一种结构形式，PKPM系列软件的STS模块能很好的完成该结构的分析与设计。
下面就以一个具体实例，简单介绍PKPM软件在实际应用中的操作流程和对计算结果的判断方法。
1.1设计条件（工程实例）某厂房位于北京郊区，该厂房长91.5m，宽54.5m，檐口高度8.1m，女儿墙高0.6m。
屋面为双坡屋面，坡度1：15，室内外高差为0.3米。
厂房为三连跨，单跨跨度18米，每跨有2台吊车，柱距7米。
厂房端部有夹层。
本工程建筑图具体见图1.1-1、图1.1-2、图1.1-3、图1.1-4、图1.1-5和图1.1-6。
本厂房耐火等级二级，生产类别为戊类。
结构类型：门式刚架屋面材料：采用压型钢板轻钢屋面墙面材料：±0.000到1.200m采用页岩砖，1.2m以上采用压型钢板。
主体结构钢材：采用Q345-B，焊接材料采用E50系列。
维护结构钢材：采用Q235冷弯薄壁型钢。
结构的重要性：二类建筑物设计使用年限：50年本地设防烈度：8度，场地土类别II类基本风压：0.45kN/m2基本雪压：0.40 kN/m2不上人屋面活荷载：0.5 kN/m2夹层部分活荷载：2.0 kN/m2楼梯间活荷载：3.5 kN/m2本工程的刚架布置图见图1.1-7，支撑布置图见图1.1-8。
图1-2 A~K立面图图1-3 K~A立面图图1-4 1-1剖面图图1.1-7 刚架布置图图1.1-8 支撑布置图1.2平面建模L编者按：门式刚架的结构分析在设计中多以平面分析为主，相应的软件模型也为平面建模为主。
谈利用PKPM进行框架结构设计
谈利用PKPM进行框架结构设计摘要：PKPM软件是工程结构设计中比较常用的一种计算软件，对结构设计起到了很好的辅助作用，下面我们来探讨一下如何利用PKPM软件来进行框架结构设计，希望可以给相关工作人员带来有用的启示。
关键词：PKPM；框架结构1. 建模和计算1.1 布置轴网进入PMCAD中“建筑模型与荷载输入”，再依次进入“轴线输入”、“正交轴网”选项根据建筑图布置轴网，建议先布置主梁的轴网，次梁的轴网可根据需要利用“平行直线”选项进行布置，这样布置出来的轴网就不会太乱。
1.2梁、柱、板的布置轴网布置好了以后就可以进行梁、柱、板的布置了，这时需要进入“楼层定义”选项里面先建立需要的梁、柱截面，梁的高度可以取1/8~1/12轴跨进行试算，然后根据SATWE计算梁配筋率来确认梁截面是否合适，一般梁的经济配筋率为0.4%~0.8%。
柱截面需要根据层高、跨度、层数以及楼面荷载来综合考虑，可以先试算一个柱截面，同样根据SATWE计算出来的柱轴压比及配筋率来确认柱截面是否合适，一般柱的经济配筋率为0.6%~1.5%，在进行柱布置时应尽量避免短柱，短柱及不利于抗震也不经济。
在建好梁柱截面以后，根据建筑图布置梁及柱，进如入“本层信息”选项，在此处可以根据工程需要修改里面的内容，板厚一般默认为100mm，本层信息设置好了以后再依次点取“楼板生成”、“生成楼板”选项，这时生成的楼板厚度就是前面“本层信息”填写的默认厚度100mm。
在“修改板厚”选项里面可以进行板厚修改，取板跨度的1/35作为板厚度，在连接较弱的地方若不允许加梁，则可以通过增加板厚来增强连接。
至于板厚度是否合适，还应根据板配筋大小的综合考虑。
楼梯间不能进行开洞处理，否则楼梯荷载不能进行导算；一般楼梯间的板厚取0，恒载取8.5 kN/m³,活载取3.5 kN/m³。
1.3布置荷载模型建好以后下面我们就需要布置荷载了，进入“荷载输入”选项点取“恒活设置”，输入恒载和活载，最好把“自动计算现浇板自重”勾选上，如此一来，在输入恒载时就不需要考虑本的自重了。
pkpm框架结构总信息输入示例
总信息..............................................结构材料信息: 钢砼结构..........按主体结构材料填写混凝土容重(kN/m3): Gc = 28.00.....应考虑构件装修重量，建议取28kN/m3钢材容重(kN/m3): Gs = 78.00.....一般取78kN/m3（没有计入构件装修重量）水平力的夹角(Rad): ARF = 0.00.....一般取0（地震力.风力作用方向，反时针为正）；当结构分析所得的[地震作用最大的方向]＞15度时,宜将其角度输入补充验算地下室层数: MBASE= 0.....无地下室时填0竖向荷载计算信息: 按一次性加荷计算方式......多层取[一次性加载]；高层取[模拟施工加载1]，《高规》5.1.9条，高层框剪基础宜取[模拟施工加载2]风荷载计算信息: 计算X,Y两个方向的风荷载....选[计算风荷载]地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力....选[计算水平地震力]，《抗规》5.1.1条（强条）特殊荷载计算信息: 不计算............一般情况下不考虑结构类别: 框架结构..........按结构体系选择裙房层数: MANNEX= 0.....无裙房时填0转换层所在层号：MCHANGE= 0.....无转换层时填0墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 2.00.....一般工程取2.0，框支剪力墙取1.5或1.0墙元侧向节点信息: 内部节点........…..剪力墙少时取[出口]，剪力墙多时取[内部]，[出口]精度高于[内部]，参见《手册》是否对全楼强制采用刚性楼板假定是.............计算位移与层刚度比时选[是]，《高规》5.1.5条；计算内力与配筋及其它内容时选[否]风荷载信息..........................................修正后的基本风压(kN/m2): WO = 0.30 ....取值应≥0.3 kN/m2，一般取50年一遇（n=50），《荷规》7.1.2（强条），附录D.4附表D.4地面粗糙程度: B 类.............有密集建筑群的城市市区选[C]类；乡村、乡镇、市郊等选[B]类，指有密集建筑群且房屋较高的城市市区D类；A 类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；详《荷规》7.2.1条结构基本周期（秒）: T1 = 0.06.....宜取程序默认值（按《高规》附录B公式B.0.2）；规则框架T1=(0.08-0.10)n，n为房屋层数，详见《高规》3.2.6条表3.2.6-1注；《荷规》附录E；体形变化分段数: MPART= 1.....体形无变化填1各段最高层号: NSTi = 6.....按各分段内各层的最高层层号填写各段体形系数: USi = 1.30.....《荷规》7.3.1表7.3.1；高宽比不大于4的矩形、方形、十字形平面取1.3，详见《高规》3.2.5条地震信息............................................振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC....….《抗规》3.4.3条，5.2.3条；《高规》3.3.1条2款；一般工程选[耦联]，规则结构用[非耦联]补充验算计算振型数: NMODE= 9.....《抗规》5.2.2条2款，5.2.3条2款；《高规》5.1.13条2款；参见《手册》；[耦联]取3的倍数，且≤3倍层数，[非耦联]取≤层数，参与计算振型的[有效质量系数]应≥90％地震烈度: NAF = 7.00.....《抗规》1.0.4条，1.0.5条，3.2.4条，附录A场地类别: KD = 2.....《抗规》4.1.6条表4.1.6（强条）；见地勘报告设计地震分组: 二组........《抗规》3.2.4条，附录A特征周期TG = 0.40.....II类场地一、二、三组分别取0.35s、0.40s、0.45s，《抗规》3.2.3条，5.1.4条表5.1.4-2（强条）多遇地震影响系数最大值Rmax1 = 0.08.....7度取0.08，《抗规》5.1.4条表5.1.4-1（强条）罕遇地震影响系数最大值Rmax2 = 0.50.....7度取0.50，《抗规》5.1.4条表5.1.4-1（强条）框架的抗震等级: NF = 3.....7度H≤30m取3，《抗规》6.1.2条表6.1.2（强条）剪力墙的抗震等级: NW = 2.....7度框剪取2，《抗规》6.1.2条表6.1.2 （强条）活荷质量折减系数: RMC = 0.50.....雪荷载及一般民用建筑楼面等效均布活荷载取0.5，详见《抗规》5.1.3条表5.1.3（强条）组合值系数周期折减系数: TC = 0.70.....框架砖填充墙多0.6-0.7，砖填充墙少0.7-0.8；框剪砖填充墙多0.7-0.8，砖填充墙少0.8-0.9；剪力墙 1.0；《高规》3.3.16条（强条），3.3.17条结构的阻尼比(%): DAMP = 5.00...砼结构一般取5.0；《抗规》5.1.5条1款；《高规》3.3.8条是否考虑偶然偏心: 否........单向地震力计算时选[是]，多层规则结构可不考虑，《高规》3.3.3条；参见《手册》；是否考虑双向地震扭转效应: 是........一般工程选[是]，此时可不考虑上条[偶然偏心]；《抗规》5.1.1条3款（强条）；《高规》3.3.2条2款（强条）斜交抗侧力构件方向的附加地震数=0.....无斜交构件时取0；《抗规》5.1.1条2款（强条）；斜交角度＞15应考虑；《高规》3.3.2条1款（强条）活荷载信息..........................................考虑活荷不利布置的层数从第 1 到6层.... 多层应取全部楼层；高层宜取全部楼层，《高规》5.1.8条柱、墙活荷载是否折减不折算............PM不折减时，宜选[折算]，《荷规》4.1.2条（强条）传到基础的活荷载是否折减折算............PM不折减时，宜选[折算]，《荷规》4.1.2条（强条）---------柱，墙，基础活荷载折减系数---------.....《荷规》4.1.2条表4.1.2（强条）计算截面以上的层号------折减系数1 1.00 《荷规》4.1.2条表4.1.2（强条）2---3 0.85 《荷规》4.1.2条表4.1.2（强条）4---5 0.70 《荷规》4.1.2条表4.1.2（强条）6---8 0.65 《荷规》4.1.2条表4.1.2（强条）9---20 0.60 《荷规》4.1.2条表4.1.2（强条）> 20 0.55 《荷规》4.1.2条表4.1.2（强条）调整信息........................................中梁刚度增大系数：BK = 2.00......《高规》5.2.2条；装配式楼板取1.0；现浇楼板取值1.3-2.0，一般取2.0梁端弯矩调幅系数：BT = 0.85......主梁弯矩调幅，《高规》5.2.3条；现浇框架梁0.8-0.9；装配整体式框架梁0.7-0.8梁设计弯矩增大系数：BM = 1.00......放大梁跨中弯矩，取值1.0-1.3；已考虑活荷载不利布置时，宜取1.0连梁刚度折减系数：BLZ = 0.70......一般工程取0.7，位移由风载控制时取≥0.8；《抗规》6.2.13条2款，《高规》5.2.1条梁扭矩折减系数：TB = 0.40......现浇楼板（刚性假定）取值0.4-1.0，一般取0.4；现浇楼板（弹性楼板）取1.0；《高规》5.2.4条全楼地震力放大系数：RSF = 1.00......用于调整抗震安全度，取值0.85-1.50，一般取1.00.2Qo 调整起始层号：KQ1 = 0......用于框剪（抗震设计时），纯框填0；参见《手册》；《抗规》6.2.13条1款；《高规》8.1.4条0.2Qo 调整终止层号：KQ2 = 0......用于框剪（抗震设计时），纯框填0；参见《手册》；《抗规》6.2.13条1款；《高规》8.1.4条顶塔楼内力放大起算层号：NTL = 0......按突出屋面部分最低层号填写，无顶塔楼填0顶塔楼内力放大：RTL = 1.00......计算振型数为9-15及以上时，宜取1.0（不调整）；计算振型数为3时，取1.5九度结构及一级框架梁柱超配筋系数CPCOEF91 = 1.15.....取1.15，《抗规》6.2.4条是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 = 1.....用于调整剪重比，《抗规》5.2.5条(强条)是否调整与框支柱相连的梁内力IREGU_KZZB = 0.....一般不调整，《高规》10.2.7条剪力墙加强区起算层号LEV_JLQJQ = 1.....《抗规》6.1.10条；《高规》7.1.9条强制指定的薄弱层个数NWEAK = 0.....强制指定时选用，否则填0，《抗规》5.5.2条，《高规》4.6.4条配筋信息........................................梁主筋强度(N/mm2): IB = 300......设计值，HPB235取210N/mm2，HRB335取300N/mm2；《砼规》4.2.1条，4.2.3条表4.2.3-1（强条）柱主筋强度(N/mm2): IC = 300......《砼规》4.2.1条，4.2.3条表4.2.3-1（强条）墙主筋强度(N/mm2): IW = 210 .....《砼规》4.2.1条，4.2.3条表4.2.3-1（强条）梁箍筋强度(N/mm2): JB = 210......《砼规》4.2.1条，4.2.3条表4.2.3-1（强条）柱箍筋强度(N/mm2): JC = 210......《砼规》4.2.1条，4.2.3条表4.2.3-1（强条）墙分布筋强度(N/mm2): JWH = 210......《砼规》4.2.1条，4.2.3条表4.2.3-1（强条）梁箍筋最大间距(mm): SB = 100.00......《砼规》10.2.10条表10.2.10；可取100-400，抗震设计时取加密区间距，一般取100，详见《抗规》6.3.3条3款（强条）柱箍筋最大间距(mm): SC = 100.00......《砼规》10.3.2条2款；可取100-400，抗震设计时取加密区间距，一般取100，详见《抗规》6.3.8条2款（强条）墙水平分布筋最大间距(mm): SWH = 200.00......《砼规》10.5.10条；可取100-300，《抗规》6.4.3条1款（强条）墙竖向筋分布最小配筋率(%): RWV = 0.30......《砼规》10.5.9条；可取0.2-1.2；抗震设计时应≥0.25，《抗规》6.4.3条1款（强条）设计信息........................................结构重要性系数: RWO = 1.00......《砼规》3.2.2条，3.2.1条（强条）；安全等级二级，设计使用年限50年，取1.00柱计算长度计算原则: 有侧移............一般按[有侧移]，用于钢结构梁柱重叠部分简化: 不作为刚域........一般不简化，《高规》5.3.4条，参见《手册》是否考虑P-Delt 效应：否................一般不考虑；《砼规》5.2.2条3款，7.3.12条；《抗规》3.6.3条；《高规》5.4.1条，5.4.2条柱配筋计算原则: 按单偏压计算......宜按[单偏压]计算；角柱、异形柱按[双偏压]验算；可按特殊构件定义角柱，程序自动按[双偏压]计算钢构件截面净毛面积比: RN = 0.85.....用于钢结构梁保护层厚度(mm): BCB = 25.00.....室内正常环境，砼强度＞C20时取≥25mm，《砼规》9.2.1条表9.2.1，环境类别见3.4.1条表3.4.1，柱保护层厚度(mm): ACA = 30.00.....室内正常环境取≥30mm，《砼规》9.2.1条表9.2.1，是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数: 否...一般工程选[否]，详见《砼规》7.3.11条3款，水平力设计弯矩占总设计弯矩75％以上时选[是]荷载组合信息........................................恒载分项系数: CDEAD= 1.20.....一般情况下取1.2，详《荷规》3.2.5条1款（强条）活载分项系数: CLIVE= 1.40.....一般情况下取1.4，详《荷规》3.2.5条2款（强条）风荷载分项系数: CWIND= 1.40.....一般情况下取1.4，详《荷规》3.2.5条2款（强条）水平地震力分项系数: CEA_H= 1.30.....取1.3，《抗规》5.1.1条1款（强条），《抗规》5.4.1条表5.4.1（强条）竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50.....取0.5，《抗规》5.1.1条4款（强条），《抗规》5.4.1条表5.4.1（强条）特殊荷载分项系数: CSPY = 0.00.....无则填0，《荷规》3.2.5条注（强条）活荷载的组合系数: CD_L = 0.70.....大多数情况下取0.7，详见《荷规》4.1.1条表4.1.1（强条）风荷载的组合系数: CD_W = 0.60.....取0.6，《荷规》7.1.4条活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L= 0.50.....雪荷载及一般民用建筑楼面等效均布活荷载取0.5，详见《抗规》5.1.3条表5.1.3（强条）组合值系数剪力墙底部加强区信息.................................剪力墙底部加强区层数IWF= 1 .......取1/8剪力墙墙肢总高与底部二层高度的较大值，《抗规》6.1.10条，《高规》7.1.9条剪力墙底部加强区高度(m) Z_STRENGTHEN= 7.00.....取1/8剪力墙墙肢总高与底部二层高度的较大值，《抗规》6.1.10条，《高规》7.1.9条。
pkpm运用实例
楼梯梯段和休息平台传到休息平台 梯梁再传到框架柱的集中活载：
(3.75K N/m +1.7×2.5)×1.8=14.4KN
现浇扳的内力计算方法 ① 矩形板：
单向板 当两端铰支时，M中＝gl2/8； 当一端铰支另一端固定时， M中＝gl2/11；M支＝gl2/14； 当两端固定时，M中＝M支＝gl2/16。 双向板（宽/ 长<3）：按弹性理论计算弯矩， 取单块板计算其跨中和支座弯矩，对于中区格，按 四边固定；对于边区格和角区格，如是砖墙支座取 简支，如是梁或混凝土墙支座则取固定端计算。
楼梯梯段传到楼层梯梁的活载：
2.5×3/2=3.75KN/m
楼梯梯段和休息平台传到休息平台 梯梁再传到下层框架梁的集中恒载：
{[(0.15/2+0.12/0.894×25+(0.03×0.3+0.03×0.15)/0.3 ×20+17×0.02/0.894]×3/2+3.56×1.5/2+0.2×0.25 ×25+2×0.02×0.2×17}×(0.25×0.25×25+2×0.02 ×0.25×17）×1.65=22.97KN
楼梯梯段和休息平台传到休息平台梯 梁再传到下层框架梁的集中活载：
（2.5×3/2+2.5×1.5/2）×3/2=8.44KN
楼梯梯段和休息平台传到休息平 台梯梁再传到框架柱的集中恒载：
(9.32KN/m +3.56×1.7+0.25×0.25×25 +2×0.02×0.25×17)×1.8=22.97KN
总计 g k 3 .2 6 K N m 2
钢窗恒载：0 .4 5 K N m 2 木门恒载：0 .2 K N m 2
PKPM框架设计实例
砼的重度,程序缺省值为253,由于与程序可 以根据梁柱截面尺寸计算构件自重,故一般 框架结构工程中输入的荷载不包括梁,柱,墙 自重,亦不包括其粉刷重,对柱,墙来讲,取253 则偏小,应根据工程情况,考虑粉刷,取26-283 为宜，本工程取263。
二、结语
由本工程的结构设计，我们可以看到，地震 作用比较复杂，而计算时只是简单地变任意方向 为两个主轴方向，变弹塑性分析为弹性分析。故 得出的结论不一定与实际情况完全相符。所以我 们在认真计算的基础上还应重视概念设计，采取 有效的构造措施等等。另外，我们还应从结构的 整体着眼，针对一些薄弱环节如应力集中部位， 连接节点，主要抗侧力构件等进行加强处理。综 上所述个人总结了以下几点:
(2)像本工程这种住宅楼选用主次梁楼盖能实现居家对各种 不同功能房间的不同布局的要求。从上文的分析中很明显 就可以看出：
(a)柱网设计成矩形比设计成正方形更合理。另一方面
选择短跨为主梁长跨为次梁可以创造一个较小的楼盖高度。
这对于提高房屋净高，尤其现在的商品住宅建筑非常重要。
2、梁设计
1.主次梁与柱网的合理布局 本工程做主次梁楼盖的柱网布置时优先选择的柱网
是矩形(除建筑有功能要求的以外)以短跨为主梁, 长跨为次梁,而且短跨与长跨的比例应小于0.75比 较经济,本工程一般比较常取0.65-0.7,这样设计出 来的主次梁截面高度能协调一致,从而保证楼盖的 结构高度最小. 本工程主次梁布局主要是依据墙下有梁的方案来定 的. 截面按计算手册确定。
一、结构选型
建筑物的结构设计,不仅要求具有足够的承载 力,而且必须使结构具有足够抵抗侧力的刚度,使结 构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规定 的范围内.基于上述基本原理,本工程综合分析了结 构的适用,安全,抗震,经济,施工方便等因素,选取了 合适结构方案.此结构为框架体系,由钢筋砼框架承 担竖向力和侧力.本钢筋砼框架刚度布置相对比较 均匀,在满足建筑功能情况下,尽量减少平面扭转对 结构的影响.
pkpm结构设计案例
钢结构设计原理与施工课程设计――钢结构厂房屋架指导教师：张蕾春班级：08土木（1）班学生姓名：陈晖学号：Xf08220104设计时间：浙江理工大学科技与艺术学院建筑系1、设计资料某厂房总长度60m ，横向跨度18m ，纵向柱距6m 。
1. 结构形式:钢结构厂房，梯形钢屋架。
屋面坡度i=1/10；L 为屋架跨度，屋面结构采用有檩体系；地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制）。
2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。
屋架采用的钢材、焊条为：用Q235钢，焊条为E43型；3.荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L ，L 为屋架跨度，以m 为单位，q 为屋架及支撑自重，以2/m kN 为单位；②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.72/m kN ，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.352/m kN ，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载1.0k 2/m kN ，③屋面各构造层的荷载标准值：防水层 0.12/m kN保温层 0.552/m kN 屋面板 0.852/m kN悬挂管道 0.05 2/m kN2、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图所示1990135022902590261328642530286431241507.51507.51507.51507.51507.5150A ac eBC D F图一：18米跨梯形屋架几何尺寸根据上述条件设计梯形屋架支撑布置如图所示：图二：支于钢筋混凝土柱顶的梯形屋架支撑布置(a)上弦平面横向支撑；(b)下弦平面横向支撑；(c)屋脊处垂直支撑；(d)屋顶处的屋架垂直支撑1—垂直支撑；2—刚性系杆；3—柔性系杆；4—屋架；5—柱顶连系梁3、荷载标准值1)按屋面水平投影计算永久荷载标准值屋面坡度i=1/10；7.5α;995.0αc o s == 防水层自重： )/(101.0995.0/.102m kN =保温层自重： )/(553.0995.0/.5502m kN = 屋面板自重：)/(854.0995.0/.8502m kN =悬挂管道自重： )/(050.02m kN檩条自重（假设）： )/(200.02m kN屋架及支撑自重：)/(18.301811.002.1011.002.102m kN L =×+=+永久荷载标准值： )/(076.22m kN q k = 取：)/(08.22m kN q k =上述材料自重值除檩条为假设外均来自《钢结构设计指导书》2)雪荷载标准值（屋面水平投影） )/(35.035.00.120m kN s s r k =⨯==μ屋面倾角 .75=α< 25，故0.1=r μ。
PKPM框架结构设计—
PKPM框架结构设计—摘要该办公楼位于天门市，是五层框架结构。
办公楼总长57.6m，宽16.8m，总高18.3m。
此设计为五层钢筋混凝土框架结构办公楼，分为建筑设计和结构设计两部分。
在总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，采用天正建筑和PKPM 软件进行设计，综合考虑了使用功能、施工、材料、建筑设备、建筑艺术及经济等因素。
在建筑选型方面，采用“一”字型布置。
在完成结构部分的计算之后，依据建筑方案和结构设计计算结果完成结构部分的施工图设计。
结构设计内容主要是框架设计，首先必须满足水平地震力作用下的框架侧移验算的要求，其次还要满足风荷载作用下的框架侧移验算的要求。
关键词：钢筋混凝土；框架结构；抗震设计；内力组合；AbstractThe office is located in Tianmen: five layers framework structure. The length of office building is 57.6m, the width is 16.8m, the height is 18.3m. The design for a five-layer reinforced concrete frame office building which divided into two parts-- building design and structure design. The architectural design is the premise of the overall plan, according to the requirements of the design mission, use PKPM software to design structure, considering the functional use, construction, materials, construction equipment, architectural art and economy,using"—" font layout in construction shape.After completing the calculation structure part,structure of the construction design was completed on the basis of the construction scheme and the structure design. This scheme is a business office building, reinforced concrete frame structure is divided into five layers.The main content of structure design isthe framework for the design stage,which must satisfy the request of motion checking under the action of horizontal seismic force firstly,secondly,it has to meet the request of motion checking under the action of wind force.Keywords: reinforced concrete; frame structure ; seismic design; the combination of internal force目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (5)第二章PKPM的认识 (8)2.l PKPM的概况 (8)2.2 结构平面计算机辅助设计软件( PMCAD ) (11)2.3 PMCAD主要功能 (12)2.3.1自动导算荷载 (12)2.3.2提供各类计算模型所需的数据 (12)第三章结构平面布置 (14)3.l 初步设计资料 (14)3.1.1地质资料： (14)3.1.2地震资料 (14)3.1.3 气象条件 (14)3.1.4建筑物层高与层数 (15)3.1.5材料 (15)3.2 结构选型 (15)3.3 结构布置及梁柱截面尺寸的初选 (15)3.3.1梁柱截面尺寸初选 (15)3.3.2 结构布置 (17)3.4框架结构的计算简图 (18)第四章PKPM参数分析与输入 (19)4.1 结构设计参数的合理选取 (19)4.2 地震作用效应计算与调整 (19)4.3 结构扭转周期计算 (20)4.4 错层结构的计 (20)4.5 调整信息 (21)4.6 结构整体性能控制 (22)4.7 一些特殊功能编制原理与应用 (23)4.8 特殊工程分析 (24)第五章PKPM计算参数信息 (26)5.1结构材料信息 (26)5.2风荷载信息 (26)5.3地震信息 (27)5.4活荷载信息 (27)5.5调整信息 (28)5.6 配筋信息 (28)5.7设计信息 (29)5.8荷载组合信息 (29)第六章PKPM计算及结果处理 (31)6.1各层的质量、质心坐标信息 (31)6.2各层构件数量、构件材料和层高 (31)6.3风荷载信息 (32)6.4各楼层等效尺寸 (32)6.5各楼层的单位面积质量分布 (32)6.6计算信息 (33)6.7各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息 (34) 6.8结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度 (34)6.9抗倾覆验算结果 (36)6.10结构整体稳定验算结果 (36)6.11楼层抗剪承载力、及承载力比值 (37)6.12作用效应组合 (42)6.13 结构整体性能控制 (43)6.14 结构构件设计计算 (43)第七章PKPM板的计算 (45)7.1画结构平面 (45)7.2典型板计算书 (46)7.2.1房间19 (46)7.2.2房间35 (52)7.3计算简图 (58)第八章结构施工图 (59)8.1梁归并 (59)8.2柱归并 (59)8.3板的结构施工图 (59)8.4基础施工图 (59)8.5楼梯施工图 (60)设计心得 (61)致谢 (63)参考文献 (64)附录1 (65)主要符号表 (65)附录2 (66)附录3 (66)附录4 (67)附录5 (68)第一章绪论本工程为天门市某办公楼，采用多层框架结构，建筑设计使用年限为50年，为永久性建筑。
用pkpm做框架及主要步骤
利用PKPM进行多层框架结构设计的主要步骤<续>五、执行TA T-8主菜单1,接PM生成TA T数据1、一般选择"生成荷载文件",否那么,没有TAT荷载；2、一般选择"考虑风荷载",否那么,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TA TDA1.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.TA T和荷载数据文件LOAD.TA T.六、执行TA T-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DA TA.TA T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那么选取：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X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X要求；柱箍筋间距,应填入加密区的间距,并满足规X要求；5）设计信息柱墙活荷载折减,一般选"按规X折减"；梁、柱配筋保护层厚度,满足规X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TA T-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TA T-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TA T-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.。
底框PKPM做法
7.1.8 底部框架-抗震墙房屋的结构布置，应符合下列要求：1 上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐。
2 房屋的底部，应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙，并应均匀对称布置或基本均匀对称布置。
6、7度且总层数不超过五层的底层框架－抗震墙房屋，应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙，但应计入砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力；其余情况应采用钢筋混凝土抗震墙。
3 底层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向，第二层与底层侧向刚度的比值，6、7度时不应大于2.5，8度时不应大于2.0，且均不应小于1.0。
4 底部两层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向，底层与底部第二层侧向刚度应接近，第三层与底部第二层侧向刚度的比值，6、7 度时不应大于2.0 ，8度时不应大于1.5，且均不应小于1.0。
过去,PKPM对底层框架上部砖房结构的设计过程是：1. 用PMCAD主菜单8作整体结构分析并得出底框的地震力；2. 用PMCAD主菜单4对底层框架部分逐个提取每榀框架；3. 用PK的平面杆系有限元分析功能逐个计算每榀框架，并用PK其它菜单画底框施工图。
以上的方法对底框部分的计算及绘图效率都较低，SA TWE软件新增了底框结构空间分析功能，并提供了两种分析方法：方法一，接PMCAD主菜单8的规范算法，即“建筑抗震设计规范GB50011-2001”规定的简化方法。
它将计算分为两步，第一，仍用PMCAD主菜单8的基底剪力法作整体结构分析并得出底框层的地震力，其次，将上部砖房与底部框架分离开，并使底部框架接收上部砖房传来的恒荷载、活荷载及地震力〔包括倾覆力矩〕，最后，仅对底框部分用SA TWE进行空间分析。
方法二，有限元整体算法。
将上部砖房和底框作为一个整体，考虑砖混底框结构的特点，采用空间组合结构有限元方法进行分析，这种方法也适用于其它各种砌体结构。
用以上两种方法计算后，对底框部分的画图可以用SA TWE接力PK画图方式，即全楼归并后的成批挑选梁柱画图。
(建筑工程设计)PKPM软件在框架结构设计中的应用及施工图绘制
（建筑工程设计）PKPM软件在框架结构设计中的应用及施工图绘制第九章PKPM软件在框架结构设计中的应用9.1 PKPM软件介绍毕业设计除了需要对一榀具有代表性的框架进行手算分析外，还要求应用结构设计软件对手算结果进行复核比较并完成整个工程的结构分析及施工图。
目前国内勘察设计部门最常用的是PKPM系列软件，本章对应用该软件进行框架结构设计的过程做简单介绍，并对软件中的一些重要的参数设定加以说明。
PKPM是由中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部开发的一套集建筑设计、结构设计、设备设计及概预算、施工软件于一体的大型建筑工程综合CAD系统。
该系统在国内率先实现建筑、结构、设备、概预算数据共享。
从建筑方案设计开始，建立建筑物整体的公用数据库，全部数据可用于后续的结构设计，各层平面布置及柱网轴线可完全公用，并自动生成建筑装修材料及围护填充墙等设计荷载，经过荷载统计分析及传递计算生成荷载数据库。
并可自动地为上部结构及各类基础的结构计算提供数据文件，如平面框架、连续梁、框剪空间协同计算、高层三维分析、砖混及底框砖房抗震验算等所需的数据文件。
由于可自动生成设备设计的条件图，大大提高了结构分析的正确性及使用效率。
PKPM系列结构类设计软件装有先进的结构分析软件包，容纳了国内最流行的各种计算方法，如平面杆系、矩形及异形楼板、高层三维壳元及薄壁杆系、梁板楼梯及异形楼梯、各类基础、砖混及底框抗震、钢结构、预应力混凝土结构分析等等。
全面反映了规范要求的荷载效应组合，设计表达式，抗震设计新概念要求的强柱弱梁、强剪弱弯、节点核心、罕遇地震以及考虑扭转效应的振动耦连计算方面的内容。
该系统还具有丰富和成熟的结构施工图辅助设计功能，可完成框架、排架、连梁、结构平面、楼板配筋、节点大样、各类基础、楼梯、剪力墙等施工图绘制。
并在自动选配钢筋，按全楼或层、跨、剖面归并，布置图纸版面，人机交互干预等方面独具特色。
在砖混计算中可考虑构造柱共同工作，也可计算各种砌块材料，底框上砖房结构，CAD适用任意平面的一层或多层底框。
PKPM三维框架
结构主材：钢
计算振型个数：层数×3
楼层组装： 楼层组装 不同的标准层可以设 置不同的层高
楼层组装：整楼模型
盘退出
选择
选择：框架 2
压板布置
构标准层与第 标准层的输入： 拷贝
框架：3.楼面荷载传导与计算
点选
结构
SAT8 1.接PM生成SATWE数据来自需要修改的地方：PKPM
三维模型
打开PKPM，钢结构-框架-1.三维模型
打开正交轴网出现 此对话框
这里输入数值
输入完毕后就出现红色的网格
就 可 以 出 现 如 图 所 示 的 轴 网 。 （或 者 ） 入 ， 输 下 一 击 后 右 ， 然 线 轴
的 向 ） 所 有 轴 线 ， 移 动 光 标 可 以 去 掉 不 标
风荷载信息 修正后的基本风
地震信息修改的地方： 考虑双向地震作用， 设防烈度7(0.15g)， 场地类别：3（三）类
在这里我们必须执行的 有第一项和第七项
地震位移：<1/300 风向位移:<1/400
完毕
• 剩下的就是看图纸了。
横
1 A
轴线输入
• • • • • 节点：可以编辑节点。 两点直线：可以构建自己想要的轴线 折线； 矩形； 圆弧；
楼层定义：1柱布置 2主梁布置 3斜杆布置（上为1 下为0）
楼层定义
• 柱布置 如果布置错误，可以在本层修改里 面删除柱布置等 • 主梁布置 在这里面可以布置主梁也可布置 次梁 • 斜杆布置 可以布置柱撑（选用光标，点选 后上为1，下为0）
轴转角：输入90度时柱子是竖的，输入180度，柱是横的。 拾取数据：1光标选择2轴线选择3窗选选择4围框选择
工字钢
角铁 H型钢
四层框架结构PKPM结构计算书设计
层次
图 横向框架上的风荷载
框架侧移(表 )
风载作用下框架侧移表
层次
层高
总侧移
层间侧移
其中 为位移放大系数。
相对侧移
顶点侧移
侧移
相对侧移 满足要求。
水平风荷载作用下框架层间剪力(图 )
图 水平风荷载作用下框架层间剪力
各层柱反弯点位置表
层次
柱别
边柱
—
中柱
—
边柱
中柱
边柱
中柱
边柱
—
中柱
—
注:风荷载作用下的反弯点高度按均部水平力考虑，查附表
顶层边节点集中荷载:
中柱联系梁自重:
粉刷:
连系梁传来屋面自重:
顶层中节点集中荷载:
楼面框架节点集中荷载(恒载)标准值(如下图所示)
此处未考虑填充墙重量。
边柱连系梁自重
粉刷:
连系梁传来楼面自重:
中间层边节点集中荷载:
中柱联系梁自重:
粉刷:
连系梁传来楼面自重:
中间层中节点集中荷载:
活载计算屋面ຫໍສະໝຸດ 梁竖向线荷载(活载)标准值(如下图所示)
横梁、柱线刚度表
杆件
截面尺寸
相对刚度
边框架梁
边框架梁
中框架梁
中框架梁
底层框架柱
中层框架柱
底层框架柱
中层框架柱
每层框架柱总的抗侧移刚度见表 。
框架柱横向侧移刚度值表
项目
根数
层
柱类型及截面
二
至
四
层
边框架边柱
边框架中柱
中框架边柱
中框架边柱
中框架中柱
底
层
边框架边柱
PKPM结构设计软件入门与应用实例：钢结构框架(多高层篇)
需修改截面参数时，选择需修改的构件，再单击修改，进入“截面类型选择界面”图17，再按图18，操作完成修改。
需定义新截面时按上述图16至图18重新操作即可完成，如定义相同类型新截面时，还可选择与要定义的截面类型相同的已有截面，单击 ，进入截面参数定义界面，如图1-18，修改截面参数，单击 ，完成新截面定义。
本工程耐火等级一级，建筑类别为一类，建筑物使用年限100年。
结构类型：钢框架结构。
本地设防烈度6度，场地土类别二类。
楼板采用压型钢板非组合型楼板。
结构安全等级一级，建筑物抗震设防类别为乙类。
墙体材料：±0.000以上采用加气混凝土砌块，容重≤6kN/m3
基本分压：0.45kN/m2
基本雪压：0.40kN/m2
2.钢梁定义：选择梁布置进入梁定义的界面，如图1-19，单击 ，进入截面类型选择界面，如图1-17。
图1-19梁定义界面
本工程钢梁选用H型梁单击 ，进入截面参数定义界面，如图1-20。
图1-20截面参数定义界面
随后的操作与钢柱定义操作相同。
3.次梁布置：先在图1-19界面中定义好钢梁截面，选择次梁布置，进入次梁选择界面，如图1-19。选择所布置次梁截面后，单击 ，进入次梁布置界面，如图1-21。
图1-10五层～二十二层结构平面布置图
1.2平面建模
编者按：高层钢结构的在设计中的分析与钢筋混凝土高层结构的建模与结构分析操作过程类似，本书重点介绍的就是高层钢结构与钢筋混凝土高层结构PKPM应用的不同之处。
1.2.1建立工作目录
启动PKPM软件钢结构模块后，进入用户界面，如图1-11所示。
图1-11框架主界面
支撑：H250×380×16×20，H250×380×14×18
PKPM结构设计与应用实例第2章 PMCAD建立结构计算模型ppt
3.主梁布置
实际操作exe2-11
在图2-34所示结构中，3、4轴线交A轴线的网格线上布置一道层间梁，梁顶标高 比本层标高低2m。
图2-34
布置好层间梁的结构
提示： 1.梁、墙应布置在网格上，两节点之间的一段网格上仅能布置 一道墙，可以布置多道梁，但各梁标高不应重合。 2.通过修改梁顶标高，可以实现在一段网格线上布置多道梁 （如层间梁、越层斜梁）的建模，但两根梁间不能有重合部分。 3.虽然程序此处能够生成层间梁，但不能用这种方式建立错层 梁，错层结构的建模方式见2.8.9。 4.如果布置梁的网格线两端的节点修改了“上节点高”，则梁 顶标高跟随上节点高的调整而调整。
尺寸的构造要求确定柱的截面尺寸，且一般宜取50mm为模数。
2.在程序中定义柱类型和截面尺寸 柱截面类型
3.柱布置
实际操作exe2-10
将图2-30中E、F轴线上的柱转动相应的角度，使柱的宽度方向与轴线方向平行。
柱转动修改前
柱转动修改后
二、主梁布置
1.梁截面尺寸估算 一般当荷载或跨度较小时，现浇整体式框架结构中框架梁的截面高度可取为
第二章 PMCAD建立结构计算模型
学习目标
熟悉PMCAD建模的基本步骤； 掌握建模过程中相关参数的正确设置方法； 了解PMCAD建模过程中的常见问题及解决
方法。 能够独立完成典型的钢筋混凝土结构的计算
结构模型建立。
2.1 PMCAD的基本功能
1、用人机交互方式输入各层平面布置及各层楼面构件 和外加荷载信息；
两种处理方法的不同点是： ①全房间洞上不能布置均布面荷载。 ②零厚度板上可布置均布面荷载，且能近似地传导 荷载至周围的梁和墙上。 ③两者在施工图中的画法不同。全房间洞一般按洞 口方式画出，而零厚度板按画楼梯间的方式画出。
PKPM框架结构设计——郏县男孩
工程概况1.1建筑设计部分1.1.1工程概况本项目建筑名称为水口卫生院，建筑层数为二层，1-2层层高均为3.7m,，且都为钢筋混凝土框架结构体系，总建筑面积约为635m2，采用柱下独立基础。
建筑工程等级为三级、建筑耐火等级为二级，合理使用年限为50年，屋面防水等级为三级，本地区为地震设防烈度6度，故建筑结构设计时用构造满足其抗震要求。
建筑使用年限50年。
基本风荷载0.45kN/ m2；基本雪荷载为0.45 kN/ m2。
1.1.2设计依据《总图制图标准》(GB/T 50103-2001)《房屋建筑制图统一标准》(GB/T 50001-2001)《建筑结构制图标准》(GB/T 50105-2001)《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2002)1.1.3标高及建筑细部作法1、设计标高：室内设计标高为±0.000，室内外高差350mm。
2、屋面作法：屋面11. 水泥彩瓦（颜色见立面）2. 2.5水泥砂浆（内掺107胶），内设16号镀锌钢丝网格一曾，网格25*253. 25厚挤塑保温隔热板（50*50水泥砂浆分格条）.4. 20厚1：2.5水泥砂浆找平5. 80厚憎水性珍珠岩板保温层6. 20厚1：3水泥砂浆找平7. 现浇混凝土结构层屋面2（用于雨蓬）1. 4厚SBS卷材防水层，下涂冷底子油2. 20厚1：2.5 水泥砂浆3、楼面作法：1. 20厚1：2.5水泥砂浆压实赶光2. 素水泥浆结合层一道3. 现浇钢筋混凝土楼板结构柱混凝土采用C25，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235；梁混凝土采用C25，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。
基础采用C25，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235；板采用C25, 钢筋采用HPB235；楼梯板采用C25, 梯板及平台钢筋采用HPB235，楼梯梁纵筋采用HRB335。
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(1)从板的设计思想可以看出不论是对板厚的选取 还是板的配筋设计都不仅仅考虑其结构要有足够 的承载力，还要考虑其总体的经济效益。根据经 验，板厚一般取1/35的板跨，这既能满足厚度与 跨度的最小比值：四边简支为1/40，连续板为 1/50，又能满足施工中各种工种管线交叉时所需 的最小板厚的要求。板的配筋主要要注意板面标 高不一样处负筋要断开。另外，对某些温度变化 大的板块或大板块在板面无负筋处加0.1%的温度 钢筋。
砼的重度GC,程序缺省值为25KN/m3,由于 TAT与SATWE程序可以根据梁柱截面尺寸 计算构件自重,故一般框架结构工程中输入 的荷载不包括梁m3则偏小,应根 据工程情况,考虑粉刷,取Gc=26-28KN/m3为 宜，本工程取Gc=26KN/m3。
1、 板厚
现浇楼盖中，板的砼用量约占整个楼盖的50%60%，板厚的取值对楼盖的经济性和自重的影响 较大，在满足板的刚度和构造要求的前提下，应 尽量采用较薄的板，双向板的最小板厚度为 80mm，板的厚度与跨度的最小比值：四边简支 板为1/40，连续板为1/50。本工程最大板跨为 3.25m，其余板跨均为3m，考虑到本工程为教学 楼，板厚可以取下限。故所有板厚取100mm。 （若为住宅楼，板内埋机电暗管，因此小于3m的 板跨板厚也取100mm以上。）
(2)框架柱剪跨比(入=H/2h0)的影响 建立在截面界限破坏基础上的轴压比公式中,未考虑 剪应力的影响,没有体现出剪跨比的影响,事实上,剪跨比能 够大体反映截面上弯曲正应力与剪切应力的比例关系,因 而是框架柱破坏形式的主导因素.通常认为框架柱的剪跨 比越大,延性越好.在一般配筋条件下,当入>2时,框架柱在横 向水平剪力作用下,一般都会发生延性好的弯曲破坏;当入 ≤2时,框架柱就变成了短柱,在横向水平剪力作用下,一般发 生延性差的剪切破坏.这种情况在本工程中出现在与楼梯 休息平台相连的框架柱和墙有大开窗处的框架柱。对与短 柱本工程采取全长加密，取ф8@100。
(4)电算只能是一种工具，设计时不能完全 依赖电算结果。而应根据具体情况结合工 程经验对电算结果进行分析调整。 总之，结构设计中经常会遇到一些规 范或规程未论及的问题，这就需要设计人 员积累经验，利用正确的概念进行设计。
附加知识点：关于轴压比
规范通过限制轴压比,主要是希望柱发生延性好的大偏心 受压破坏,从而保证框架柱有足够的变形能力在高轴压比 情况下V-△滞回环骨架曲线的下降段比较陡,滞回环的丰 满程度差,在循环次数不多的情况下,框架柱丧失的承载力 较大,耗能的能力较差,在低轴压比情况下V-△滞回环骨架 曲线下降段比较平缓,框架柱承受变形能力较大,而承载力 降低不明显,对轴压比加以限制,即要求在满足一定层间变 形时(层间位角为1/500),在反复荷载作用下滞回曲线在第 三个循环抗力下降量不超过前一个循环抗力下降量,保证 在大变形下,仍有稳定的承载能力,从而保证框架柱“大震 不倒”.
相关的地震参数:地震烈度Naf,场地土类别Kd,近远震标志 Ner.这几个参数应根据建筑物所处的位置确定,在SATWE 程序的参数修正中可以设定,但最好在PMCAD程序的人机 交互中设定. 周期折减系数Tc，这一参数是考虑填充墙的刚度对框架的 影响而设置的，应根据建筑物的填充墙材料，数量等来确 定。如果是砌块墙，其早期弹性阶段刚度较大，会吸收很 大的地震力，应通过设定Tc=0.7-1.0来放大地震力,而对于 轻质隔墙,其刚度很有限,可设立Tc=0.9-1.0.该工程外墙采 用300mm水泥空心砖，内隔墙均为200mm厚的水泥空心 砖。考虑填充墙的影响，取Tc=0.9。
(2)像本工程这种住宅楼选用主次梁楼盖能实现居家对各种 不同功能房间的不同布局的要求。从上文的分析中很明显 就可以看出： (a)柱网设计成矩形比设计成正方形更合理。另一方面 选择短跨为主梁长跨为次梁可以创造一个较小的楼盖高度。 这对于提高房屋净高，尤其现在的商品住宅建筑非常重要。 (b)本工程在框架梁的弹性受力分析和承载力计算时考 虑现浇板共同工作，根据PKCAD手册的规定的取值范围 梁端弯矩的调幅系数取0.85，跨中弯矩的调幅系数取1.2， 梁扭矩折减取0.4，中梁刚度增大取1.5，边梁刚度放大1.2。 (c)根据变形协调条件主次梁应考虑作为一个整体共同 受力，而不能彼此分开单独考虑。当主梁两侧次梁跨度相 差太大要考虑次梁对主梁产生的扭矩作用，这时不能把此 端的次梁设置成铰接。
2、梁设计
1.主次梁与柱网的合理布局 本工程做主次梁楼盖的柱网布置时优先选择的柱 网是矩形(除建筑有功能要求的以外)以短跨为主 梁,长跨为次梁,而且短跨与长跨的比例应小于0.75 比较经济,本工程一般比较常取0.65-0.7,这样设计 出来的主次梁截面高度能协调一致,从而保证楼盖 的结构高度最小. 本工程主次梁布局主要是依据墙下有梁的方案来 定的. 截面按计算手册确定。
3、柱设计
柱子设计关键是控制轴压比。本工程为三 级抗震，根据规范轴压比限值取0.9。另外 一个关键问题就是短柱现象。短柱本工程 采取全长加密，取ф8@100。
4、其它
底层计算层高应算至底层柱的嵌固点,即基础顶面,有些设 计人员忽视这一点,仅将底层层高作为计算层高输入,造成 底层计算刚度大于实际值,不安全.本工程底层层高为3.8m。 考虑至基础顶面距离为0.5m，这样底层计算高度取4.3m。 为了减少麻烦,加快计算速度常不执行“特殊梁框定义” 菜单,殊不知,在此菜单中可进行角柱,框支柱这些程序无法 自行判断的构件定义。角柱,框支柱很重要,规范对其内力 均有放大系数,其构造也与其它柱有区别,应该对它们作出 定义.另外,执行本菜单还可以检查框架,连续梁,连梁等设置 是否正确.
3、楼面恒载：
50mm厚C20细石混凝土面层 24×0.05=1.2KN/㎡ 100厚钢筋混凝土板 25×0.1=2.5 KN/㎡ 涂料顶棚 0.5 KN/㎡
楼面荷载合计： 楼面活载
gk =4.2 KN/㎡ qk =2.0 KN/㎡
⑴20厚底混合砂浆单面粉刷与水刷石外墙 0.02x17=0.68＋0.8=1.48 KN/㎡ ⑵水泥空心砖 钢窗恒载：0.45 木门恒载：0.2 教室、办公室、厕所活载：2.0 走廊、楼梯活载：2.5 屋面（不上人）活载：0.5 屋面雪载：0.2(与活载不同时考虑) 基本风压：0.55 0.25x10.3=2.58KN/㎡ 总计 3.26KN/m2
3)柱子设计控制轴压比是关键。 本工程3级抗震轴压比限制为0.9。工程中为了保 证柱子的延性使柱子发生大偏心受压破坏一般控 制轴压比在0.7-0.8之间。但从前面的计算分析中 有许多对轴压比有利的影响因素。只要控制好这 些因素，可以适当的提高一些轴压比的限值。根 据同济大学 肖建庄的《混凝土框架轴压比限值分 析》中可以看出，一般可以提高0.05，这就可以 适当减小底层柱截面。
关于轴压比限值影响因素的考虑 (1)框架柱截面形状的影响 框架柱的断面形状将直接影响着柱截面界限破坏 时钢筋和砼内应变,应力的分布和砼受压边缘的极 限应变,从而影响到不同的截面形式的框架柱,反映 出的强度变形特性是不一样的,在相同条件下,圆形 柱的轴压比限值可提高10%左右.但本工程为公共 建筑，考虑房间布局的因素，只选用矩形截面的 柱而不考虑选择圆柱。
多层框架设计实例
——SATWE设计实例
1.设计资料：
某五层现浇框架教学楼，建筑平、立、剖面图见 图; 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8度，Ⅳ类场地土，第一组。 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300×250×110水泥空心砖。
二、结语
由本工程的结构设计，我们可以看到，地震 作用比较复杂，而计算时只是简单地变任意方向 为两个主轴方向，变弹塑性分析为弹性分析。故 得出的结论不一定与实际情况完全相符。所以我 们在认真计算的基础上还应重视概念设计，采取 有效的构造措施等等。另外，我们还应从结构的 整体着眼，针对一些薄弱环节如应力集中部位， 连接节点，主要抗侧力构件等进行加强处理。综 上所述个人总结了以下几点:
17 KN
m 3 0.04 17 0.68 KN m 2
一、结构选型
建筑物的结构设计,不仅要求具有足够的承载 力,而且必须使结构具有足够抵抗侧力的刚度,使结 构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规定 的范围内.基于上述基本原理,本工程综合分析了结 构的适用,安全,抗震,经济,施工方便等因素,选取了 合适结构方案.此结构为框架体系,由钢筋砼框架承 担竖向力和侧力.本钢筋砼框架刚度布置相对比较 均匀,在满足建筑功能情况下,尽量减少平面扭转对 结构的影响.
2、屋面恒载
恒载： 20厚水泥砂浆保护层 0.40kN/m2 25厚水泥砂浆找平层及防水卷材 0.90 kN/m2 120厚憎水膨胀珍珠岩保温板 0.50 kN/m2 1：6水泥砂浆找坡 1.80kN/m2 120厚现浇钢筋混凝土屋面板 3.00 kN/m2 考虑吊顶及抹灰 0.50kN/m2 =7.2kN/m2 恒载：屋面恒荷载为7.5kN/m2 活载：根据荷载规范取为0.5kN/m2
(3)箍筋的形式与含量 在利用界限破坏条件推导框架柱的轴压比限值时,并没 有考虑箍筋约束的有利影响,箍筋能改善砼的受力性能,特 别是能提高砼受压边缘的最大压应变 (4)砼的强度等级(fc)的影响 本工程不考虑采用高强砼,因为高强砼虽可以减小轴压 比,但是砼的强度等级不一样,fc和不一样,一般情况下,随着 砼强度等级的提高,变形能力变差. 总之，柱子设计关键是控制轴压比。本工程为三级抗震， 根据规范轴压比限值取0.9。另外一个关键问题就是短柱 现象，千万不要忽略了。