pkpm压型钢板混凝土组合梁设计
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PKPM进行砖混和框架结构设计的一般步骤欢迎访问我的博客:/juelu运行PMCAD模块,进行模型输入与荷载输入,荷载定义项必须点选自动计算楼板自重和添加一项荷载层,否则后面的有限元分析模块会找不到楼板荷载,并且可能报错。
设计参数要选好,砖混只需要在PMCAD里面设计,砖混不能拿到PK和有限元等模块里面。
在PMCAD里面,运行第一菜单,保存时请点选自动更新2和3菜单,然后跳到第5个菜单,直接楼板内力分析及配筋,PMCAD就是一个楼板计算和配筋模块。
如果是框架结构,运行PMCAD建模之后,请点选SATWE,其他模块都大同小异,只是拿出来亮亮相而已,SATWE模块里面,运行1,2,4菜单就可以了,如果有次梁,可以点3菜单。
SATWE是一个梁和柱组成的框架的分析程序,没有包括楼板,但楼板以及楼板上面的荷载已经通过前面的步骤,在PMCAD里面计算好并传递过来了,所以SATWE 其实就是一个骨架分析,没有任何肉。
注意点选好模型。
为什么没有说到PK,现在说了,SATWE比PK更高级,但都是计算相同的东西,目标都相同,如果你想怀旧的,可以使用PK,在框架结构里面,SATWE分析出来的内力包络及配筋包络和PK模块里面的框架分析出来的内力包络及配筋包络绝对是差不多的,我试验过了,只不过SATWE立体感,有限元,高级,我喜欢。
所以,对于砖混,只需用PMCAD就行了,砖混里面有梁,用一下PK的连梁模块分析一下,对于框架,用PMCAD建模及板配筋,然后用SATWE的1,2,4菜单进行分析得出梁,柱的内力和配筋,出图的话,板在PMCAD里面的施工图,梁,柱的施工图却不在SATWE 里面,而是在梁柱施工图模块里面,请运行1,2,4,5菜单,再次证明,很多模块都有平行关系,拿出来亮亮相而已。
如果我和几个人在做同一个软件,我也希望自己的成果能挤进封面,呵呵。
用PKPM软件进行框架与门式钢架混合结构设计【提要】多层钢框架结构是多层厂房最常用的结构,也是将来建筑产业发展的一个重点。
框架结构体系横向刚度较好,横梁高度也较小,是比较经济的结构形式。
钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势,从目前来看,钢结构建筑是对城市环境影响最小的一种结构之一,在西方已被广泛采用,所以被有关称为绿色建筑。
与钢筋混凝土结构相比,更具有在“高、大、轻”,三方面发展的独特优势。
因此,两者相结合以至达到更好的使用功能效果。
因此本人结合近期使用PKPM软件设计的一个工艺复杂的轻型钢结构生产车间,并结合PKPM软件的相关功能,进行这类框架与门式刚架混合结构的合理设计探讨。
1、概述随着工业工艺技术的复杂化、功能的多重化,轻型钢结构体系也越来越复杂,已有大量复杂的轻型门式空间结构被应用的到实际工程中,如局部带有夹层的门式刚架、下部框架上部门式刚架的混合结构等。
这些结构往往受力复杂,规范对这类结构形式也没有一个明确的规定。
怎样对这类复杂结构形式作一个经济、合理的分析,是摆在结构设计人员面前的一道课题。
笔者在近期设计了一个工艺负载的两层轻型钢结构生产车间,结构模型间图1。
底层基本柱距为6 m×7m,因生产工艺要求,去掉上部二层部分柱子,结构布置变成(24+24)m×6m.。
的大跨度空间结构。
图1 生产车间的结构模型显然,底层结构受力复杂,应依据《钢结构设计规范》进行空间分析,而上部结构受力却很简单,只有彩钢板屋面的自身荷载,同时跨度很大,如按钢结构设计规范进行分析控制明显不经济,不合理,故设计时上部结构按《门式刚架设计规程》进行分析控制。
另外,结构需作为一个整体空间来分析,需考虑上下不同结构形式的相互作用影响,不能忽略不同标高夹层对结构整体性能的影响,同时还需考虑上部结构的柱间支撑、屋面水平支撑及系杆等受力构件对结构整体刚度的影响。
PKPM软件中钢筋混凝土结构设计的参数设置PKPM软件广泛应用于土建工程,作为设计人员不应满足于会用该软件来计算和辅助绘图,而应弄清楚重要参数的含义。
在计算模型和荷载输入正确的情况下,关键参数的错误会导致结果错误,参数的正确设置具有更重要的意义。
下面是我结合规范谈谈在实际工作中易忽略的参数如何设置,以供设计人员参考和交流。
一、合理使用软件目前,PKPM程序拥有的空间计算程序有三个,即TAT、SATWE、PMSAP。
1、TAT它是一个空间杆件程序,对柱、墙、梁都是采用杆件模型来模拟的,特殊的就是剪力墙是采用薄壁柱原理来计算的。
因此,在用TAT程序计算框剪结构、剪力墙结构等含钢筋混凝土剪力墙的结构都要对剪力墙的洞口、节点做合理的简化,有点让实际工程来适应我们的计算程序的味道。
当然,在作结构方案时,对结构作这样的调整对建筑结构方案的简洁、合理有很大的好处。
它的楼盖是作为平面内无限刚、平面外刚度为零的假设。
在新版的TAT程序中,允许增设弹性节点,这种弹性节点允许在楼层平面内有相对位移,且能承担相应的水平力。
增加了这种弹性节点来加大TAT程序的适用范围,使得TAT程序可以计算空旷、错层结构。
2、SATWE空间组合结构有限元程序,与TAT的区别在于墙和楼板的模型不同。
SATWE对剪力墙采用的是在壳元的基础上凝聚而成的墙元模型。
采用墙元模型,在我们的工程建摸中,就不需要象TAT程序那样做那么多的简化,只需要按实际情况输入即可。
对于楼盖,SATWE程序采用多种模式来模拟。
有刚性楼板和弹性楼板两种。
其中弹性楼板又分为弹性板6、弹性板3和弹性膜。
SATWE程序主要是在这两个方面与TAT程序不同。
3、PMSAP是一个结构分析通用程序。
当然,它是偏向于建筑的,但它是一个发展方向。
现在的比较著名的通用计算程序有:SAP84、SAP91、SAP2000、ANSYS、ETABS等程序,这些程序各有特长。
二、重要和易忽略的参数设置1、SATWE中的刚性板与弹性板刚性板------平面内刚度无限大,平面外刚度为零,通过梁刚度放大系数来变相的考虑楼板的平面外实际刚度。
PKPM-混凝⼟构件配筋及钢构件验算简图【PKPM】混凝⼟构件配筋及钢构件验算简图1.混凝⼟梁和型钢混凝⼟梁:Asu1、Asu2、Asu3----为梁上部左端、跨中、右端配筋⾯积(cm2)Asd1、Asd2、Asd3----为梁下部左端、跨中、右端配筋⾯积(cm2)Asv----为梁加密区抗剪箍筋⾯积和剪扭箍筋⾯积的较⼤值(cm2)Asv0----为梁⾮加密区抗剪箍筋⾯积和剪扭箍筋⾯积的较⼤值(cm2)Ast、Ast1----为梁受扭纵筋⾯积和抗扭箍筋沿周边布置的单肢箍的⾯积,若Ast和Ast1均为0则不输出这⼀⾏(cm2)G、VT----为箍筋和剪扭配筋标志梁配筋计算说明:(1)若计算的ξ值⼩于ξb,软件按单筋⽅式计算受拉钢筋⾯积;若计算的ξ>ξb,程序⾃动按双筋⽅式计算配筋,即考虑压筋的作⽤;(2)单排筋计算时,截⾯有效⾼度h0=h-保护层厚度-12.5mm(假定梁钢筋直径为25mm);对于配筋率⼤于1%的截⾯,程序⾃动按双排计算,此时,截⾯有效⾼度h0=h-保护层厚度-37.5mm;(3)加密区和⾮加密区箍筋都是按⽤户输⼊的箍筋间距计算的,并按沿梁全长箍筋的⾯积配箍率要求控制。
若输⼊的箍筋间距为加密区间距,则加密区的箍筋计算结果可直接参考,如果⾮加密区与加密区的箍筋间距不同,则应按⾮加密区箍筋间距对计算结果进⾏换算;若输⼊的箍筋间距为⾮加密区间距,则⾮加密区的箍筋计算结果可直接参考使⽤,如果加密区与⾮加密区的箍筋间距不同,则应按加密区箍筋间距对计算结果进⾏换算。
2.钢梁:没根钢梁的下⽅都标有"steel"字样,表⽰该梁为钢梁。
若该梁与刚性铺板相连,不需验算整体稳定,则R2处的数值以R2字符代替。
输⼊格式如上图所⽰。
其中:R1表⽰钢梁正应⼒强度与抗拉、抗压强度设计值的⽐值F1/f。
R2表⽰钢梁整体稳定应⼒强度与抗拉、抗压强度设计值的⽐值F2/f。
R3表⽰钢梁剪应⼒强度与抗拉、抗压强度设计值的⽐值F3/f。
PKPM做钢结构的经验集萃1、优化设计并非是把别人的设计拿过来,按照原设计思路死扣用钢量(俗称“蚊子腿上剔精肉”),因为这样通常大幅度降低了原设计的安全度,“荷载优化”是选取适当的荷载,应当兼顾业主对结构小幅改动的可能性,比如吊挂灯具、功能分区重新布局。
把恒载取得很小,用钢量没有减小太多,功能限制则限制太死。
优化首先考虑变化方案,简化结构传力模式和传力途径,做到大处节省,具体到杆件节点则要放宽。
如果原结构各部件安全储备相差严重时,可以选择一个合适的安全储备标准来调整各构件型号,该加大的加大,该减小的减小。
结构安全是整体安全,个别杆件强大没啥用。
2、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)5.0.6条:检测单位鉴定达不到要求时,经原设计单位核算认为满足安全时可以验收。
一级建造师《项目管理》中讲:检测单位鉴定达不到要求时,经原设计单位核算认为满足安全时可以验收。
对未达要求的行为承担“违约责任”。
3、网架焊接球如果采用压制钢板制作,钢板厚度公差接近±2.5mm,《强规》规定偏差不大于13%和1.5mm。
怎么办呢?制作时可以把钢板加厚1mm就可以避质检找麻烦了。
4、设置20吨以上的吊车的厂房在国内不允许按《门式刚架规程》设计,主要在于国内吊车梁安装偏差和吊车轨道安装偏差造成卡规,使水平力增加4-5倍,导致厂房剧烈晃动,没法正常使用。
总之,任何先进的设计方法都无法超越实际施工水平来实现,要求符合国情(或者“公司加工实力”)。
比如对20吨驾操吊车的门架按美国规范控制柱头位移为H/240(国内H/400),晃动得没人愿意驾操,省那一点点钢材和厂房适用性相比就显“设计扣到家”有多么可笑了。
5、什么样的维护系统需要考虑阵风系数?(1)、对脆性材料。
如玻璃幕墙,必须采用阵风系数。
(2)、对阵风作用下,对荷载临时提高能够承受的钢材等,不需要考虑阵风系数。
(3)、不该考虑阵风系数的维护系统考虑了阵风系数,安全度比主结构高出一倍,不利于主体安全。
建模前注意事项:认真阅读设计说明,获得与建模相关的信息,主要包括:结构形式、层数、所在地抗震设防等级与分组、所在地风荷载相关信息、房屋材料容重、恒载、活载等相关信息。
无地下室结构房屋,建模时与地基相连层不建入模型中。
阅读平面图、立面图、剖面图,注意轴线、构件定位和立/剖面中特有的相关构件定位信息。
设计建模流程步骤:1、PM交互式数据输入轴网、轴线输入:要点,轴网输入时注意基点位置,轴线掌握平行直线、两点直线等的应用,并会使用网点编辑功能(包括平移网点、删除节点/网格、轴线命名、清理网点等)定义并布置构件(建议在楼层定义中边定义边布置):要点:梁,主梁一般梁宽250或300mm, 梁高按跨度的1/12预取值(350以上宽扁梁按1/15)柱,框架柱按照建筑定位和尺寸预定义(主框架最小尺寸350*350/400*400)注:本层修改功能位于楼层定义大项中,修改部分构件,而构建定义中的构件删除/修改功能修改全模型同类构件。
本层信息定义:要点,定义板厚(按短跨的1/30~1/40预定义),定义构件混凝土标号(根据计算进行调整)建立新标准层并修改:要点,从原层拷贝轴线、构件并修改,切忌重新建立(因为基点不同会造成竖向构件无法对齐)定义荷载标准层(即基本定义面荷载):要点,楼面恒载=板厚*容重+附加恒载,楼面活载查询规范得相应值楼层组装:要点,一个标准层可以被添加多次,组装内容=标准层+荷载层+对应的层高参数定义:框架结构——〉对应结构主材钢筋混凝土结构重要性系数:无特别说明的一般永久性建筑物均取1.0 (0.9常用于临时构筑物,1.1用于重要结构);地下室层数:按地下室在模型中建立的实际层数输入,无地下室输入0;与基础相连最大楼层号:按模型实际选取,一般为1;保护层厚度:均取35mm;负弯矩调幅系数:取0.85;混凝土容重:默认25,框架结构考虑做法输入26~28;钢材容重:78;墙主筋/分布筋类别:无剪力墙无影响,可选HPB235分布筋距离:200竖向分布筋配筋率:0.3梁柱箍筋类别:HPB235设计地震分组:按抗震规范附表A;(考试时条件提供)地震烈度:按抗震规范附表A;(考试时条件提供)场地类别:根据地质报告选择;(考试时条件提供)框架/剪力墙抗震等级:按抗震规范表6.1.2选用;(考试时条件提供)计算振型个数:按楼的自由度选择,根据层数,最大值可取层数*3;周期折减系数:根据结构形式,按高规规定取用,多层结构影响不大,可取1基本风压:按建筑结构荷载规范附录D就近取用;(考试时条件提供)地面粗糙度类别:A,现有建筑极少的地区;B,郊区和建筑较少的建成区;C,建筑较密集的地区;D,建筑极其密集的地区;(考试时条件提供);沿高度体型分段数:1~3表示竖向体型的不规则性,若规则,为1最高层号:按实际层的最高层号输入;体型系数:矩形1.3,可查辅助计算存盘退出,生成后续菜单数据2、次梁楼板布置修改板厚:要点,修改应调整的局部板厚,楼梯间板厚0次梁布置(不提倡在本菜单,可在菜单1输入):要点,次梁型号和间距间,用空格分隔楼板错层/梁错层:要点,注意参看图纸相应部位标高3、荷载布置楼面恒载:要点,楼面恒载=板厚*容重+附加恒载(附加恒载考试中给出)楼面活载要点,楼面活载查询规范得相应值(考试中给出)梁间恒载:要点,梁间恒载为梁上附加永久性构件的荷载值,如墙、栏板、栏杆等;墙线荷载=墙厚*墙高*容重(容重、墙厚考试中给出,墙高=层高-梁高),栏板/女儿墙等部位恒载,考试中给出梁间活载:要点,在梁上有栏杆、扶手等部位,由于人的倚靠产生,一般密集情况取1.0,普通情况取0.5,考试时给出具体值注,各层输入完毕后,导入计算时不折减活载,而是在计算中折减。
pkpm空间布置梁技巧PKPM空间布置梁技巧梁是建筑结构中常见的构件之一,其承载着楼板和其他荷载的重要作用。
在梁的设计和施工过程中,PKPM(Peking University Pafir Structure Mechanics)空间布置软件是一款常用的工具。
本文将介绍一些使用PKPM空间布置梁的技巧,帮助读者更好地理解和应用该软件。
一、PKPM空间布置梁的基本原理PKPM空间布置梁软件是一款基于有限元理论的专业工具,可以进行梁的静力分析和设计。
其基本原理是通过将梁划分为有限数量的单元,利用数值计算方法求解梁的受力和变形情况。
在使用该软件进行梁的布置时,需要输入梁的几何参数、材料参数和荷载参数,然后进行计算和分析,最终得到梁的设计结果。
二、PKPM空间布置梁的步骤1. 建立模型在使用PKPM空间布置梁软件进行梁的分析和设计之前,首先需要建立梁的模型。
在建立模型时,需要输入梁的几何参数,如长度、宽度和高度等。
同时,还需要选择适当的材料参数,如弹性模量、抗弯强度等。
建立模型时,可以采用软件提供的绘图工具,也可以导入CAD文件进行建模。
2. 设置边界条件在进行梁的分析和设计之前,需要设置梁的边界条件。
边界条件是指梁的支座约束和荷载条件。
在PKPM空间布置梁软件中,可以选择梁的支座类型,如固定支座、铰支座等。
同时,还可以设置荷载条件,如集中荷载、均布荷载等。
边界条件的设置对梁的受力分析和变形计算有重要影响,因此需要根据实际情况进行合理设置。
3. 进行分析和计算在设置完边界条件之后,可以进行梁的分析和计算。
在PKPM空间布置梁软件中,可以选择不同的分析方法,如静力分析、动力分析等。
根据具体需求,选择合适的分析方法进行计算。
在计算过程中,软件会自动进行数值计算和迭代求解,得到梁的受力和变形结果。
同时,还可以进行梁的验算和优化设计,以满足工程要求。
4. 输出结果在完成梁的分析和计算之后,可以输出结果。
在PKPM空间布置梁软件中,可以生成梁的受力图、变形图和应力云图等。
PKPM做鋼結構的經驗1 优化设计并非是把别人的设计拿过来,按照原设计思路死扣用钢量(俗称“蚊子腿上剔精肉”),因为这样通常大幅度降低了原设计的安全度,“荷载优化”是选取适当的荷载,应当兼顾业主对结构小幅改动的可能性,比如吊挂灯具、功能分区重新布局。
把恒载取得很小,用钢量没有减小太多,功能限制则限制太死。
优化首先考虑变化方案,简化结构传力模式和传力途径,做到大处节省,具体到杆件节点则要放宽。
如果原结构各部件安全储备相差严重时,可以选择一个合适的安全储备标准来调整各构件型号,该加大的加大,该减小的减小。
结构安全是整体安全,个别杆件强大没啥用。
2、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)5.0.6条:检测单位鉴定达不到要求时,经原设计单位核算认为满足安全时可以验收。
一级建造师《项目管理》中讲:检测单位鉴定达不到要求时,经原设计单位核算认为满足安全时可以验收。
对未达要求的行为承担“违约责任”。
3、网架焊接球如果采用压制钢板制作,钢板厚度公差接近±2.5mm,《强规》规定偏差不大于13%和1.5mm。
怎么办呢?制作时可以把钢板加厚1mm就可以避质检找麻烦了。
4、设置20吨以上的吊车的厂房在国内不允许按《门式刚架规程》设计,主要在于国内吊车梁安装偏差和吊车轨道安装偏差造成卡规,使水平力增加4-5倍,导致厂房剧烈晃动,没法正常使用。
总之,任何先进的设计方法都无法超越实际施工水平来实现,要求符合国情(或者“公司加工实力”)。
比如对20吨驾操吊车的门架按美国规范控制柱头位移为H/240(国内H/400),晃动得没人愿意驾操,省那一点点钢材和厂房适用性相比就显“设计扣到家”有多么可笑了。
5、什么样的维护系统需要考虑阵风系数?(1)、对脆性材料。
如玻璃幕墙,必须采用阵风系数。
(2)、对阵风作用下,对荷载临时提高能够承受的钢材等,不需要考虑阵风系数。
(3)、不该考虑阵风系数的维护系统考虑了阵风系数,安全度比主结构高出一倍,不利于主体安全。