13 结构软件设计应用训练.pptx

第1页：模块十三结构

模块十三结构：软件设计应用训练【教学目标】能力目标：通过本章节的学习掌握结构软件设计的操作方法和原理，熟练处理简单的结构设计任务。

知识目标：通过教学使学生掌握多层结构、砌体结构和门式刚架的设计方法。态度养成目标：培养学生的动手能力，联系理论知识，学以致用。课题1PKPM结构设计软件简介课题2钢筋混凝土多层框架结构设计课题3砌体结构设计入门课题4门式刚架设计入门习题能力训练项目

第2页：模块十三结构

模块十三结构：软件设计应用训练【教学要求】自评分数所占分值相关知识能力要求知识要点10%软件的发展，其他软件的应用熟悉软件软件简介30%力学知识，建筑结构知识等设计方法多层框架设计30%简单的砌体结构的设计软件运用设计方法砌体结构设计30%简单的工业厂房的设计软件运用设计方法门式刚架设计课题1PKPM结构设计软件简介课题2钢筋混凝土多层框架结构设计课题3砌体结构设计入门课题4门式刚架设计入门习题能力训练项目

第3页：引例

引例

本页以图片（图示）为主，源文件未提取到更多文字，建议对照原课件图片补充本页要点。

第4页：课题一PKPM结构

课题一PKPM结构：设计软件简介13.1.1PKPM结构设计软件的发展及特点PKPM结构设计软件的发展PKPM结构设计软件的特点PKPM结构设计软件的模块组成

第5页：PMCADSATWE

PMCADSATWE：主要功能：

第6页：墙梁柱施工图

墙梁柱施工图：模块菜单：

第7页：JCCAD模块菜单

JCCAD模块菜单

本页以图片（图示）为主，源文件未提取到更多文字，建议对照原课件图片补充本页要点。

第8页：LTCAD模块菜单

LTCAD模块菜单

本页以图片（图示）为主，源文件未提取到更多文字，建议对照原课件图片补充本页要点。

第9页：TXT模块菜单

TXT模块菜单

本页以图片（图示）为主，源文件未提取到更多文字，建议对照原课件图片补充本页要点。

第10页：PMSAP模块菜单

PMSAP模块菜单

本页以图片（图示）为主，源文件未提取到更多文字，建议对照原课件图片补充本页要点。

第11页：PK模块菜单

PK模块菜单

本页以图片（图示）为主，源文件未提取到更多文字，建议对照原课件图片补充本页要点。

第12页：课题二钢筋混凝土多层框架结构

课题二钢筋混凝土多层框架结构：设计快速入门某六层框架办公楼，建筑平面图见图7.17，楼、屋盖现浇，室内外高差0.5m，基础顶面距室外地面0.5m，抗震设防裂度为7度，Ⅳ类场地土。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。楼层高3000mm，板厚100mm，矩形柱尺寸500×500mm，圆形柱直径500mm，梁尺寸350×500mm，次梁尺寸为300×450mm，弧形梁为400×600mm。荷载信息如下：屋面恒荷

• （1）20厚板底混合砂浆打底（15KN/m3）0.02*15=0.3KN/m3
• （2）100厚钢筋混凝土现浇屋面（20KN/m3）0.1*20=2KN/m3
• （3）预制膨胀珍珠岩块，平均厚度150（3KN/m3），0.15*3=0.45KN/m3
• （4）40厚1：2.5水泥砂浆找平（25KN/m3）0.04*25=1KN/m3
• （5）二毡三油防水层：0.3KN/m3

第13页：屋面恒荷载

屋面恒荷载：总计4.05KN/m3楼面恒荷共计3.56KN/m3墙面恒荷：⑴20厚底混合砂浆双面粉刷（15KN/m3）0.04*15=0.6KN/m3⑵水泥空心砖（10KN/m3）0.25*10=2.5KN/m3墙面恒荷总计3.26KN/m3（窗恒载：0.5KN/m3，门恒载：0.2KN/m3为方便计算，忽略不计）活荷：办公室、厕所活载：2.0KN/m3走廊、楼梯活载：2.5KN/m3屋面（不上人）活载：0.5KN/m3

第14页：13.2.1建立模型

13.2.1建立模型：13.2.1建立模型1.输入轴网，形成网格

第15页：2.楼层定义

2.楼层定义：2.楼层定义3.荷载输入和设计参数根据题意设置好设计参数，然后输入荷载。

将恒活设置为3.56KN/m3和2.0KN/m3然后在菜单“楼面荷载”内进行修改，注意走廊，卫生间的活荷载与其他楼面有别。点击“屋面荷载”将恒荷改为4.05KN/m3，活荷改为0.5KN/m3进行布置，其他类同。其他荷载没有可不输入。其他标准层荷载可以进行层间复制，也可手动输入。标准层荷载输入完成后，最后输入屋面恒荷载4.05KN/m3、活荷载0.5KN/m3。

修改设计参数：框架结构、地下室为0、地震烈度为7、场面平整度为4其他数据可以不用修改。

第16页：（4）楼层组装楼层组装有三种形式

（4）楼层组装楼层组装有三种形式

• （4）楼层组装楼层组装有三种形式：楼层组装、单层拼装和工程拼装。楼层拼装是一般的组装形式，即用新建的标准层进行拼装；单层拼装和工程拼装都是将已建成的其他工程或单独的楼层进行组合拼装。如图13.23所示，选择标准层进行组装，修改层高为3000mm，选择标准层点击添加，然后确定。点击“整楼模型”，如图13.24组装后按提示“存盘退出”，即可执行下一菜单
• （5）平面荷载信息校核执行本菜单检查结构荷载、荷载图和导荷面积等

第17页：（6）画结构平面图

（6）画结构平面图

• （6）画结构平面图（此菜单也可以在内力验算完成后进行）首先设置好“绘图参数”，如绘图比例、负筋位置和特定符号等，此处默认；然后进行楼板的计算（执行自动计算即可），同时点击裂缝、挠度等观察其正确性。预置楼板菜单不执行。进入“楼板钢筋”菜单进行配置钢筋。归并负筋后可以继续做板底或支座的通长。同时，可以绘制相应的钢筋表和楼板的剖面图
• （7）形成PK文件此菜单可以在PK内执行，这里可不操作。打开选择“新建”，输入PK文件名PK-1和轴线名称1，系统提示已生成1个PK文件

第18页：

第19页：13.2.2生成SATWE数据

13.2.2生成SATWE数据：13.2.2生成SATWE数据，进行内力验算建立好模型，便可执行SATWE菜单选项，进行内力的验算

• （1）生成SATWE数据执行本目录后点击第一、第八子目录，对参数进行补入。此处没有发现错误点击退出
• （2）自动进行结构内力、配筋验算。（自动验算）
• （3）分析结果图形和文本显示。（点击查看）
• （4）如果是框支剪力墙结构还可以进行有限元分析，如图13.25工程位移简图
• （5）弹塑性分析。（点击查看）
• （6）复杂结构可执行最后一个菜单。（不执行）

第20页：

第21页：

第22页：（3）柱的平法施工图和立剖施工图

（3）柱的平法施工图和立剖施工图：13.2.3梁、墙、柱施工图

• （1）梁平法施工图用SATWE检测完成后，便可绘制梁的施工图，如图13.26所示。查看“配筋参数”设“钢筋层”|查看“挠度”“裂缝”和“配筋面积”。为了方便用户观察，可以使用三维画面，更加直观
• （2）梁立、剖施工图此菜单学会如何选取即可
• （3）柱的平法施工图和立剖施工图。进入菜单选项，点击“绘制新图”|“归并”即可。双偏压验算合格即可出图，如图13.27所示。13.2.4利用TAT进行内力验算可参考SATWE模块。本题结构简单，不执行。13.2.5利用PMSAP补充建模对于复杂的多层和高层建筑结构进行分析与设计，这里不执行

第23页：13.2.6利用PK绘制各构件的施工图

13.2.6利用PK绘制各构件的施工图：13.2.6利用PK绘制各构件的施工图

• （1）形成PK文件有两种方式：一种是在PMCAD中的PK里形成，另一种是在PK模块里形式。若在PMCAD中已形成，可以直接读取数据；而PK里可以建立更多的模型。本题在PMCAD中生成，命名为PK-1，如图13.29，故可以直接引用。然后在PK模块内打开此数据，设置好参数，对数据进行相应的补充（此处可不操作），计算即可，如图13.30
• （2）绘制框架施工图执行第二子菜单，进行挠度、裂缝验算，绘制施工图，如图13.31.
• （3）绘制柱梁施工图检查梁柱配筋，点击“绘制施工图”，选取需绘制的梁、柱施工图。特别提示:PK可以做简单的验算配筋往往过大，可适当调整

第24页：

第25页：13.2.7运行JCCAD

13.2.7运行JCCAD：13.2.7运行JCCAD，进行基础设计

• （1）地质资料，此处不计沉降，不执行
• （2）基础人机交互选择“重新输入基础数据”或在“参数设定”内修改点击“输入荷载”|“读取荷载”|“平面”，导入平面荷载|生成独立基础（自动碰撞一次）
• （3）进行桩承台及独基沉降验算。（自动计算）
• （4）绘制基础施工图“参数设置”|“写图名”|“基础基准标高”|“桩位平面图”|“基础详图”|点击浮动窗口即可绘制基础施工图，如图13.32

第26页：13.2.7LTCAD楼梯

13.2.7LTCAD楼梯：13.2.7LTCAD楼梯设计（1）选择梯间选择“普通楼梯设计”|修改“主信息”|“新建楼梯信息”，选择“从整体模型中输入梯间”|选择后点击“楼梯布置”|“对话输入”，此处注意检查“本层层高”，进行核对|“绘制施工图”特别提示：操作完成后可重新绘制平面施工图

第27页：课题三砌体

课题三砌体：结构设计快速入门某办公楼，共6层，砖混结构，层高3000mm，平面图如图7.33所示，楼面恒荷4.7KN/m3，卫生间、楼梯为5.5KN/m3，屋面恒荷为5.5KN/m3；楼面活荷为2.5KN/m3，卫生间、楼梯活荷为3.0KN/m3，屋面活荷为0.5KN/m3。

构造柱均为240×240，梁为240×350。如果其他荷载不计，试进行结构设计（其他构件可根据结构需要和安全适当进行修改）。

第28页：13.3.1建立模型

13.3.1建立模型：13.3.1建立模型

第29页：13.3.2平面荷载

13.3.2平面荷载：13.3.2平面荷载信息校核可以选择楼层，检查荷载信息。13.3.3砌体信息及计算

• （1）参数定义根据要求，选择结构类型、楼面类型及地震烈度等
• （2）结构验算分别单击“抗震验算”、“受压验算”、“墙轴、剪力图”和“墙高厚比”等菜单，检查是否都达到要求，如果有红色数字说明验算不合格，需改动设计模型，以满足要求
• （3）全部合格，退出

第30页：13.3.4生成SATWE数据

13.3.4生成SATWE数据：13.3.4生成SATWE数据，进行内力验算

• （1）生成SATWE数据砌体结构根据结构类型不同有三个模块对结构安全进行分析，底—框、钢筋砌体结构（高层）和二维PK分析。底—框结构直接运行“底框抗震墙结构三维分析”|“生成SATWE数据”|“SATWE内力及配筋计算”|“绘制梁、柱施工图”|“图形编辑”。利用PK进行二维分析，类同于框架结构，但需要绘制连梁施工图。高层砌体结构则运行“砌体结构”第四菜单“钢筋砌体结构三维分析”，生成SATWE数据，然后进行内力分析和配筋计算。当然，本题直接回到结构中的SATWE模块下进行内力及配筋的计算即可，其过程和框架类似。其中，必须执行第一和第八菜单，检查没有错误后退出
• （2）内力及配筋计算，查看并退出。13.3.5绘制结构平面图回到第一菜单，绘制结构平面图，过程如框架结构，“参数设置”|“楼板计算”|“布置钢筋”“钢筋表和楼面剖图”|“退出”结构如13.41所示。然后运行“详图设计”对构造柱、圈梁等进行重新标注。下一页

第31页：返回

返回

本页以图片（图示）为主，源文件未提取到更多文字，建议对照原课件图片补充本页要点。

第32页：13.3.6砖混结构混凝土构件

13.3.6砖混结构混凝土构件：13.3.6砖混结构混凝土构件辅助设计执行“砌体结构”最后一个菜单对砖混结构中的挑梁、雨棚、阳台、圈梁或弧形梁进行的设计，程序图文并茂，很容易理解，根据图纸修改相应的尺寸然后点击“计算”按钮，验算通过即可。

如图13.42。13.3.7基础和楼梯参照框架结构。13.3.8图形编辑及打印执行“图形编辑及打印”模块，对已生成的图形进行图形编辑，然后打印，最好转换成CAD格式。

第33页：应用案例13-3某单跨双坡门式钢架厂房

应用案例13-3某单跨双坡门式钢架厂房：课题四门式刚架设计入门钢结构设计软件STS是PKPM系列CAD系统的一个功能模块，软件自主图形平台，可以完成钢结构的模型输入、截面优化、结构计算、节点设计与施工图绘制，是国内用户最多应用最广泛的钢结构设计软件。

适用于多高层框架、轻型门式刚架、桁架、支架和框排架等。应用案例13-3某单跨双坡门式钢架厂房，跨度30m,总长120m，共16榀，刚架柱距13.5m，屋面坡度1/10,钢材采用Q345.恒、活荷载0.3kN/m2,基本风压0.35kN/m2，地面粗糙度为B类。

第34页：1.网格输入

1.网格输入：1.网格输入2.设置标准榀3.立面编辑4.系杆布置5.布置支撑6.其他墙面7.抗风柱计算8.截面优化9.结构计算和施工图

第35页：图13.4313.44

图13.4313.44：课内实验一【案例概况】如图13.43、13.44、13.45所示，计算内力图，绘制框架施工图。

【案例解析】运行“结构”|“PK”|“数据输入和计算”|“框架绘图”|“绘制施工图”|“梁、柱施工图”（答案）

第36页：

第37页：

第38页：【案例概况】雨棚计算

【案例概况】雨棚计算：悬挑板宽度SL=2100mm，过梁深入支座强度DD=240mm，混凝土和墙自重均为25KN/m3，悬挑板上活荷载标准值Cq=0.7KN/m2，检修荷载Q=1KN/2.5~3.0m，混凝土选用C30，钢筋fy=300，砌体M10，MU10KN/m2，as=15mm。

（答案）

第39页：本模块小结

本模块小结：PKPM结构软件经过数十年的发展，已经具备了相当强大的功能，本章最多起到抛砖引玉的作用，经过本章的学习能了解软件，了解利用此软件进行结构设计的主要步骤，粗略掌握框架结构、砌体结构的设计即可。

结构设计软件种类也较多，但在设计过程中大同小异，可以举一反三得学习。本模块中未介绍的词语或符号等，可以查阅相关书籍。参考文献[1]张宇鑫等.PKPM结构设计应用.同济出版社，2006.[2]中国建筑科学研究院PKPM工程部.PKPM系列教材.2008.

第40页：二、实训要求

二、实训要求：综合实训一、实训目标通过实训，让学生将所学的相对琐碎的知识系统地结合起来，通过模型的建立和审查提高对本门课程的综合掌握能力，并提高学生的动手能力和PKPM结构设计软件的熟练程度。

二、实训要求及态度养成1.独立完成，根据要求按时完成实训课程；2.多讨论多提问，达到会、熟的目的；3.多参考书籍和相关的资料，借此深入学习并提高准确度。

第41页：三、实训内容

三、实训内容：1.【案例概况】某办公楼共7层，框剪结构，平面图见图13.65~图13.67。

层高3.3m，基本风压0.4kN/M2，基本雪压0.5kN/M2。土层为粘土层，建筑场地类别为II类。根据《建筑结构荷载规范》，楼屋面活荷载有：类别标准值（kN/M2）卫生间2.0楼梯2.5楼面恒荷载：4.60kN/M2；屋面恒荷载：5.50kN/M2；抗震设防：烈度为7（0.01g），第二组，结构抗震等级为三级。

其他参考数据：柱尺寸500mm×500mm，梁尺寸400mm×500mm，次梁的尺寸和位置可根据结构安全需要自行设置，板厚120mm。2.【实训编制内容及成果】1.梁、柱平法施工图2.各层的结构平面施工图

第42页：3.基础施工图

3.基础施工图：3.基础施工图，可选用独立基础，其它参数默认数值即可4.楼梯施工图，

• ③、
• ④轴线之间为电梯
• ⑤、
• ⑥轴线之间为普通双跑楼梯5.某榀框架施工图（选做，可做
• ③轴线）6.利用PK模块计算某轴线的内力（选做）四、【实训组织】对于初学者来说，可将实训的时间定为12个课时左右，具体时间安排建议如下：1.人机交互建模（2课时）2.检查荷载，数据验算（2课时）3.绘制结构平面图和梁、柱的平法施工图，并对图片进行后期处理（2课时）4.基础和楼梯的建模以及绘制各自的施工图（2课时）5.绘制单榀框架施工图或计算某轴线的内力（2课时）6.总结，交图（2课时）五、【实训成绩评定】评定要素说明比例态度素养如出勤、纪律等对实训的认真态度20%成果设计内容的完整性、准确性和灵活性等70%其它素养如完成的速度、深入程度、对软件的熟练程度等10%图13.65某办公楼1∽5层平面简图