PKPM建模基本流程及操作

PKPM建模基本流程及操作（用于建模验算）（上）

1.软件界面介绍

1.1 软件初始界面

软件初始界面如图1-1所示，该软件版本为PKPM2010v5.13版本（根据相关设计规范的更新，决定版本更新）。该版本包括六大主要功能模块，结构、砌体、钢结构、鉴定加固、预应力、工具工业。其中比较常用的结构、砌体、钢结构。结构主要是与混凝土框架结构有关的建模。砌体包括了纯砌体结构建模和底框结构建模。钢结构包括了排架结构、门式钢架、网壳结构、轻钢薄壁结构等，鉴定加固包括了混凝土结构、砌体结构、钢结构加固设计，此模块在工程检测中应用较少。预应力主要是预应力混凝土结构建模，此项在工程检测中也应力较少。工具工业主要是针对特种结构进行建模，如烟囱、水池，此模块中也包括一些计算小工具，如计算单个构件的配筋、内力等。针对工程检测中涉及到与结构验算相关的工作，一般采用PKPM软件模块中结构、砌体、钢结构即可，涉及到如烟囱的检测（混凝土烟囱），可用工具工业中包含的烟囱设计模块进行建模验算。

图1-1 软件初始界面

1.2 软件工作界面

软件工作界面如图2-1所示，软件工作界面大致由建模功能菜单栏、计算结果功能菜单栏、图形显示区、工具栏、命令显示区组成。

图1-2 软件工作界面

2 建模流程

PKPM软件中，PMCAD模块是建模重要结构模块，其主要作用是建立结构三维模型，定义构件材料，以及结构相关设计参数等。建模流程图如图2-1所示。

根据建筑图或结构施工图绘制轴线网格

布置结构构件，包括梁、柱、墙（洞口、次梁、层间梁等）

定义楼层材料，如混凝土强度、砂浆、砖强度

生成楼板，修改楼板厚度、悬挑板设置等楼层信息

定义设计参数，包括风荷载信息、抗震信息（关键参数必须设置正确）

楼层组装（标准层组装，楼层标高设定）

图2-1 PKPM建模流程

3 建模具体细节

3.1工作文件创建

建模工作开始前，需要建立一个工作目录文件，即创建一个文件夹，建模过程生成的各种文件会自动保存在这个工作目录中。具体流程如图3-1。首先创建一个文件夹（教学-1），文件夹可以创建在任何盘里，也可以创建在桌面。然后打开PKPM软件。

（a）

（b） 结构计算，输出相关内力图、配筋图等结果（下一步操作）

（c）

图3-1

然后在对应模块中点击图3-1（b）中圆圈中的新建项目，选中“教学-1”工作目录，点击“确认”完成工作目录创建。双击“教学-1”进入软件建模界面。

3.2 建模流程

进入建模界面，如图3-2，提示输入PK工程名，输入一个工程名即可，工程名可以任意输入，本次输入“教学楼”

3.2.1 轴网设置

建模第一步是输入轴网，轴网菜单栏所属是建立轴线相关的功能菜单，首先创建轴网，如图3-3。点击正交轴网，输入如图3-3所示数据，点击确定完成轴网输入。这里需要说明的是，在PKPM软件中，长度单位以mm为单位，角度单位是“度”。

图3-2

图3-3

图3-4

如图3-4，在图形显示区域建立了正交轴网。点击圆弧轴网，建立圆弧轴线，如图3-5所示。在圆弧开间脚中，跨数表示表示建立几个夹角，跨度表示夹角度数。在径深中，跨度表示圆弧个数，跨度表示圆弧之间间隔。

图3-5

3.2.2 构件布置

一、梁柱布置

构件栏中，显示了梁、柱、墙、斜杆、墙洞等基本构件，对框架结构而言，我们一般根据建模对象构件类型来建立构件数据库，首先建立混凝土柱，这里假定混凝土柱尺寸有2种规格，分别为500mm×500mm，400mm×400mm。那么我们就点击工具栏中柱命令，如图3-6(b)，我们点击增加命令，创建混凝土尺寸规格，如图3-6(c)，当我们把所用规格混凝土构件创建好了，如图3-6（d）所示。梁我们可以用同样的方式创建。

构件的布置方式主要5种，如图3-7（a）所示，但常用的方式一般采用如下三种布置方式即可，第一种点布置，即在轴线节点上一个一个地点击布置，第二种是轴布置，选中一条轴线，这条轴线所有节点均布置上节点，还有一种窗布置，即将要布置区域用一个窗口圈住，这个窗口范围内所有节点均布置柱。

梁柱构件布置完成后，如图3-8所示。若要查看三维图像，可以点击如图3-8(a)所示按钮。

（a）

（b）

（c）

（d）

图3-6

（a）

图3-7 图3-8

（a）

（b）模型三维图像

图3-9

当梁柱等关键构件布置好后，我们可以点击“本层信息”来设置梁柱板混凝土强度、钢筋型号等。如图3-10所示。

图3-10

二、斜杆布置

在实际工程中，存在一些斜杆，在PKPM中，可以用斜杆工具来建立混凝土斜杆。点击“斜杆”出现如图3-11。在这里需要说明的是，斜杆定义了两端标高，标高“0”表示与本层底板标高相同，标高“1”表示与本层顶板标高相同。将斜杆截面形式和截面尺寸设定好了，然后开始布置，1端表示开始布置的点位，2表示斜杆终点。布置斜杆后如图3-11(b)所示。

注意：这里斜杆布置中的旋转角指斜杆截面相对于截面中轴的转角。在PKPM中，不能直接输入和分析斜柱，可以用斜杆代替斜柱近似分析，但对于计算结果和配筋形式需要用户进行必要的修改，以适合斜柱的实际情况。 （a）

（b）

图3-11

三、次梁布置

点击“次梁”，程序弹出梁截面列表对话框与布置主梁时的对话框相同，即次梁与主梁采用同一套截面定义数据。次梁布置不需要网格线，而是选用与之首位两端相交的主梁或墙，此时次梁的梁顶标高和与他相连的主梁或墙的顶标高相同。如图3-12

（a）

（b）

图3-12

3.2.3 楼板生成

楼板菜单如图3-13所示。

（1）生成楼板：第一次单击“生成楼板”，程序会自动生成楼板，默认生成100mm厚楼板。这里需要强调的是楼板生成是按框架梁围区或者框架梁与墙等围成的封闭区域而定。

（2）修改板厚：如果某些房间板厚不同，如厕所，需要修改板厚，则点击修改板厚，弹出如图3-14(a)。修改板厚值，然后进行布置，布置方式有三种，“光标选择”、“窗口选择”、“围区选择”，布置方式由具体情况而定，布置方式的选择仅仅是布置方便与否。 次梁

图3-13

（a）

（b）

图3-14

（3）错层：错层的应用主要是某些厕所需要沉板，点击错层按钮，弹出如图3-15（a）对话框。错层是以向下沉板为正，布置方式与修改板厚的布置方式一样。

（4）板洞：对于某些楼板需要开洞，可以用利用PKPM板洞功能进行开洞，开洞方式有两种，一种是全房间开洞，另一种是“板洞”，如图3-15（b）。板洞布置只能布置在节点位置，若想要布置在楼板任意一个位置，需要进行板洞参数设置，通过偏移和转动来调节板洞整体位置。

（5）悬挑板：某些阳台、雨棚会设置悬挑板，在PKPM中，点击“悬挑板”进行设置，如图3-15（c）。悬挑板的参数设置如图3-15(d)。这里需要说明的是，宽度若设置为“0”，这悬挑板沿轴线布置，板厚取“0”，则悬挑板板厚与相邻楼板厚度一致。

（6）层间板：层间板的讲解在后续建立夹层时统一讲解。

（7）楼梯布置：楼梯的布置在后续单独讲解。

（a）

（b）

（c）

（d）

图3-15

3.2.4 荷载输入

一、恒活荷载布置

点击“荷载”菜单栏，进入荷载设置界面，在这里可以进行恒载、活载设置。点击“恒活设置”，弹出图3-16(a)所示。在这里对恒载的确定一般有二种方式，一种为经验值，一般恒载为4.5-5.0kN/m2 ，楼面荷载要大些，一般为6.5-7.0kN/m2 ，非下沉式卫生间，一般为6.0-6.5kN/m2 ，下沉式卫生间一般为9.0-10.0kN/m2 ，这个值包括了楼板自重，所以我们在输入时，若勾选“自动计算楼板自重”，那么就需要将楼板自重扣除，楼板自重计算未：25kNkN/m3（混凝土容重） ×0.1m（板厚）=2.5kN/m2 。另一种方式较为准确，根据实际情况进行计算，例如：一般标准层楼板荷载由装修层、功能层、楼板自重组成，那么就需要将这些荷载计算出来累加在一起就是楼板恒载，楼顶屋面有防水层、保温层、隔热层等，那么就需要根据实际情况将这些荷载考虑进去。 活载的取值一般根据规范来取值。恒活设置好后，点击确定即完成荷载布置，此时恒活荷载自动布置在楼板上。

二、导荷方式

PKPM提供了三种导荷方式，如图3-16（b），对边传导适用预制板，混凝土单向板也可以采用此种传导方式，单向板的定义可以参考《混凝土规范》9.1.1有关规定。梯形三角形传到，这种布置方式适用于混凝土矩形楼板，程序一般默认这种传导方式。周边布置：将房间内的总荷载沿房间周长等分为均布荷载布置，对于非矩形房间，程序自动选用这种传导方式，使用这种方式时，可以指定房间的某些边为不受力边。开洞房间程序自动识别为不布置荷载。

（a）

（b）

图3-16

三、调屈服线

此功能主要针对按梯形三角形方式传导荷载的房间，可以对屈服线角度进行修改，从而实现房间两边或三边受力等状态。程序一般默认的屈服线角度为45度。

四、恒活荷载修改

如图3-17，荷载工具栏提供了恒载和活载的修改方式。下面详细说明一些常用的荷载修改方式。

板面恒载修改：点击恒载工具栏中“板”，可以修改局部恒载大小，如图3-18（a），设定修改的恒载值后，选择一种布置方式，一般有三种布置方式，一般情况选光标选择，对需要修改恒载的房间进行恒载修改。

图3-17 （a）

（b）

图3-18

局部板面荷载修改：在局部及层间板荷载下拉菜单中可以看到有“板上线荷载”、“板上局部面荷载”、板上点荷载，如图3-18(b)。对于楼板上有墙的情况，就需要进行“板上线荷载”进行荷载布置。某些情况在板某个部位恒载较大，如此处有装修层，其他部位装修层较轻，此时就需要采用“板上局部面荷载”进行荷载修改。

对于板上线荷载的布置如图3-19（a），点击增加，新增板上线荷载，在板上线荷载参数中设置基本荷载参数，只需要输入容重、高度、宽度，通过“计算线荷载”，程序自动计算出线荷载值。在设置好线荷载值后，进行布置，线荷载的布置。板上线荷载的布置如图3-19（b）所示，此时布置线荷载与在轴网上新增网格线的方法一致，可以看成在模型平面中画轴线。

(a)

（b）

图3-19