18结构设计的计算机软件简介.ppt
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1、第18章 结构设计的计算机软件简介,返回总目录,PKPM系列CAD软件整体介绍 PMCAD简介 GJ简介 PK简介,本章内容,教学要求:本章要求学生了解和初步掌握PKPM结构计算系列软件中的“PMCAD”(结构平面计算机辅助设计软件)、“GJ”(钢筋混凝土基本构件设计计算软件)、“PK”(钢筋混凝土框、排架、连续梁结构计算与施工图绘制软件)的功能和使用方法。,近几年来,随着我国CAD应用工程的开展,已有不少国产的建筑结构CAD软件在设计院中得到普遍推广和应用,比如中国建筑科学研究院的PKPM、STS、TAT系列、TBSA、ABD,北京天正软件有限公司的天正系列等。这些软件已拥有很大的用户群,软
2、件的功能越来越全,售后服务也越来越完善。 PK是钢筋混凝土框、排架及连续梁结构计算与施工图绘制软件。它能以较高的自动化程度计算并生成各种框架、壁式框架、框排架、单跨及多跨排架和连续梁的结构施工图。 PMCAD是结构平面CAD软件。该软件可以处理各种结构的平面施工图,并可进行砌体结构抗震分析和节点大样图绘制工作。PMCAD采用人机交互方式,引导用户逐层地布置各层平面和各层楼面,输入各层层高,进而建立起一套描述建筑物整体结构的数据。此外,PMCAD还具有较强的荷载统计和传导计算功能,除计算结构自重外,还自动完成从楼板到次梁、从次梁到主梁、从主梁到承重墙、柱,再从上部结构传到基础的全部计算。这些数据
3、形成了PKPM系列软件的核心。,TAT是PKPM系列软件中面向微机的高层建筑结构空间分析计算程序,它采用空间杆系、薄壁柱计算模型,可计算各种规则的或复杂体型的钢筋混凝土框架、框剪、剪力墙、筒体结构。TAT还针对高层钢结构的特点,对水平支撑、垂直支撑、斜柱等均作了考虑,使该软件也可以用于高层钢结构的分析计算。 STS是PKPM系列软件中面向微机的钢结构分析计算程序,它包括钢结构的模型输入、优化设计、结构计算、连接节点设计与施工图辅助设计。STS以PMCAD和PK模块为基础,扩展出相应钢结构功能后组合而成。STS主菜单包括两部分:第一部分STS1是空间建模与导荷、按三维计算结果绘施工图部分,STS
4、1的建模数据可以接口TAT和SATWE,完成钢结构按三维空间杆系计算和应力验算、然后可以按三维计算结果进行框架、连梁的连接节点设计,绘制梁(连续梁)、柱、节点的施工图、结构平面布置图、全楼统计用钢量。,第二部分STS2是平面建模、计算、绘施工图部分,框架、桁架、门式钢架可以快速建模,可以进行单拉杆件的设计,可以进行平面杆系结构的内力计算和应力验算,自动进行节点设计,施工图包括框架梁、柱、节点施工图,钢桁架施工图,钢支架施工图,门式钢架施工图,钢排架柱施工图等,还可以设计钢吊车梁、檩条、墙梁等构件。 本章重点介绍其中应用最广、用户最多的PKPM结构计算系列软件中的“PMCAD”(结构平面计算机辅
5、助设计软件)、“GJ”(钢筋混凝土基本构件设计计算软件)、“PK”(钢筋混凝土框、排架、连续梁结构计算与施工图绘制软件)的功能和使用方法。,PKPM系列CAD软件整体介绍,PKPM系列CAD系统是一套集建筑设计、结构设计、设备设计、工程量统计和概预算报表等于一体的大型综合CAD系统,几乎概括了建筑结构设计所有的分支专业,本节首先对PKPM系列CAD系统软件的组成模块加以介绍。,一、PKPM系列CAD软件简介,PKPM系列CAD系统软件是由中国建筑科学研究院研制开发的。该系统采用独特的人机交互输入方式,避免了填写繁琐的数据文件。输入时用鼠标或键盘在屏幕上勾画出整个建筑物。软件有详细的中文菜单指导
6、用户操作,并提供了丰富的图形输入功能,有效地帮助输入。实践证明,这种方式设计人员容易掌握,而且比传统的方法可提高效率十几倍。 图18.1所示是PKPM软件的主菜单。在主界面上方,对应着6个模块的选项卡。打开某张选项卡,就进入了某个模块的主菜单。PKPM各部分模块主菜单分别见图 18.1 图18.6。,图18.1 结构模块主菜单,图18.2 特种结构模块主菜单,PKPM系列CAD软件整体介绍,图18.3 建筑模块主菜单,图18.4 设备模块主菜单,图18.5 概预算模块主菜单,图18.6 钢结构模块主菜单,PMCAD简介,PMCAD模块是PKPM系列结构设计各软件的核心,它为各功能设计提供数据接
7、口。本节将对其作简要介绍。 PMCAD采用人机交互方式,引导用户逐层布置各层平面或各层楼面,再输入层高就建立起一套描述建筑物整体结构的数据。PMCAD具有较强的荷载统计和传导计算功能,除计算结构自重外,还自动完成从楼板到次梁,从次梁到主梁,从主梁到承重柱墙,再从上部结构传到基础的全部计算,加上局部的外加荷载,PMCAD可方便地建立整栋建筑的荷载数据。,一、PKPM系列CAD软件简介,PMCAD具有如下功能: (1) 人机交互建立全楼结构模型。 (2) 自动导算荷载建立恒、活荷载库。 (3) 为各种计算模型提供计算所需数据文件。 (4) 为上部结构各绘制CAD模块提供结构构件的精确尺寸。 (5)
8、 为基础设计CAD模块提供底层结构布置与轴线网格布置,还提供上部结构传来的恒、活荷载。 (6) 现浇钢筋混凝土楼板结构计算与配筋设计。,PMCAD简介,(7) 结构平面施工图辅助设计。 (8) 作砖混结构圈梁和构造柱布置,画砖混圈梁大样及构造柱大样图。 (9) 砌体结构和底层框架上砖混结构的抗震计算及受压、高厚比、局部承压计算。 (10) 统计结构工程量、以表格形式输出。,二、主要结构建模步骤,人机交互建模内容包括: (1) 各层平面的轴线网格输入。 (2) 柱、梁、墙、洞口和斜柱支撑的截面数据输入。 (3) 柱、梁、墙、洞口和支撑在平面网格和节点上的布置。 (4) 各结构层主要设计参数输入,
9、如楼板厚度、钢筋和混凝土强度等级等。 (5) 各层层高确定。 (6) 总层高,结构标准层数,荷载标准层数确定。 (7) 各荷载标准层上的楼面恒、活荷载输入。 (8) 抗震信息输入。,1. 人机交互建模,PMCAD简介,(9) 绘图参数确定。 (10) 对上一步所建模型进行检查,发现错误并提示用户;根据上、下层结构布置状况作上、下层构件连接。,各层楼板楼面的详细布置主要包括: (1) 各房间次梁布置。 (2) 各房间预制板布置。 (3) 楼板上开洞口。 (4) 修改调整各房间楼板厚度。 (5) 修改墙体为混凝土或砖墙材料。 (6) 设置现浇悬挑楼板。 (7) 设置层间梁。 (8) 设置各房间错层
10、,这一步是把前面建模和后面各设计CAD联系的一个必要操作步骤。,2. 各层楼板楼面的详细布置,PMCAD简介,(1) 人机交互输入和修改除外加荷载,主要有梁、柱、墙、节点、次梁上的荷载,也可修改各房间恒、活荷载。 (2) 楼面荷载传导计算,生成各梁与墙及各梁之间的力。 (3) 结构自重计算。 (4) 恒、活荷载向底层基础的传导计算。,3. 生成荷载信息,4. 各类荷载的显示校核,打印输出,三、操作实例,【例18.1】 本例简单说明PM的操作过程。,1. 设置PMCAD工作目录,双击PKPM快捷方式,进入PKPM主界面,选择“结构”选项卡,则显示如图18.1所示的结构模块主菜单。选中菜单左侧的P
11、MCAD选项即进入PMCAD的操作界面。,PMCAD简介,在PKPM使用过程中,每个工程文件应存放在独立的工作目录下。因此建模前,应指定工程的工作目录。可直接在“当前工作目录为”文本框中输入,也可通过单击“改变目录”按钮在“改变工作目录”对话框中进行选择,如图18.7所示。,图18.7 改变工作目录,2. PMCAD交互式数据输入,PMCAD交互式数据输入是PMCAD操作中最重要的一步。在此步中将完成各层的轴线输入,网格形成,构件、荷载和楼层的定义以及楼层组装、设计参数修改等工作。 (1) 创建或打开文件: 设置好工作目录后,选择主菜单右侧的第一项“PMCAD交互式数据输入”,再单击“应用”按
12、钮,如图18.8所示,即进入“PMCAD交互式数据输入”的启动界面,如图18.9所示。,PMCAD简介,图18.8 选择“PM交互式数据输入”,图18.9 “PMCAD交互式数据输入”启动界面,屏幕提示:“请输入文件名:”。此时,输入要建立的新文件或要打开的旧文件的名称,如输入“fram”,然后按Enter键。屏幕显示如图18.10所示。 在“旧文件/新文件(1/0):”提示下,若输入“1”,表示该文件为已存在的文件,图18.10中弹出的小窗口将显示该图形文件的图形。输入“0”,则PMCAD开始创建新文件。 输入“0”并按Enter键后,屏幕弹出“PMCAD交互式数据输入”操作界面。屏幕上部的
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