多层框架结构设计.doc

1、利用 PKPM 进行多层框架结构设计的主要步骤2007-05-10 10:23:15| 分类： 默认分类 | 标签：混凝土结构 字号：大中小 订阅 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

2、，并进行“ 构件定义”1、梁1）抗震规范第 6.3.6 条规定：b2002）主梁：h = (1/81/12) l ，b (1/3 1/2)h3）次梁：h = (1/121/16) l ，b(1/31/2)h2、框架柱： 1）抗震规范第 6.3.1 条规定：矩形柱 bc、hc300，圆形柱 d3502）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 0.71.0柱轴力放大系数，考虑柱受弯曲影响， 1.21.4楼面竖向荷载单位面积的折算值， 1315kN/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 h60mmh = l /50 l

3、 /45 (双向板) 且 h80mm（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

4、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

5、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

6、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

7、、 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 TATD

8、A1.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

9、”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-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

10、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 0.71.0，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 12，连梁取 11.5；梁端负弯矩调幅系数，取 0.71 对主梁进

11、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 2628 ；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

12、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

13、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 79 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

14、，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，UcN/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

15、、 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 0.20.3。3

16、、 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 T

17、AT-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

18、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

19、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

20、；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

21、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“”形标记，在随之

22、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“”形标记将变为“” ；10、 在屏幕右侧键入“要输出框架的名称”，如 pk-35、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

23、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）

24、，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

25、 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、

26、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）