第7章框架结构电算分析
本章介绍在建筑结构设计中十分常用的软件：PKPM系列软件。具体步骤为；首先利用PMCAD对主楼建模；然后利用PK对某一榀横向框架进行计算分析，接着利用SAT WE进行三维有限元计算，配筋，验算。最后将电算结果同手算结果比较，从而对软件、手算过程进行评估。
7. 1 框架结构建模
7.1.1 计算参数
某大学生科技活动中心结构平面布置图见图7-1，建筑立面图见图7-20 建筑总高26. 4m，总长63. 6m，总宽35. 7m。基本风压：W=0. 35kN/m2，基本雪压S0 =O. 30kN/m2；抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0. 10g，拟建场地士类型为中软场地士，Ⅱ类建筑场地，设计地震分组为第一组。楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，各层梁、柱、板混凝土强度均采用C30，纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋，其余钢筋采用HPB300级钢筋。
（1）屋面、楼面均布活荷载标准值
上人屋面均布活荷载：2.00kN/m2
一般楼面均布活荷载：2.00kN/m2
档案库、书库、储藏室均布活荷载5.00kN/m2
电梯机房均布活荷载：7.00kN/m2
楼梯均布活荷载：3.50kN/m2
走廊均布活荷载: 3.50kN/m2
(2）屋面雪荷载标准值
屋面雪载标准值为S k =µr S0＝0. 30kN/m2
柱截面尺寸采用600mm ×600mm；板厚为120mm。梁截面尺寸为：
横向框架长跨梁b×h=300mmX700mm
横向框架短跨梁（2400mm) : b X h = 300mm×500mm 纵向框架梁：bXh=300mm×550mm
次梁：b×h =300mm×500mm
框架计算简图如图7-3所示。
图7-1结构平面布置图
7.1.2 PKPM电算
电算采用的PKPM软件为基于2010版新规范的PKPM2010版（2011.9. 30）。
1. 建筑模型与荷载输入
电算前，新建好工作目录（可以是中文，也可以是英文），进入PKPM 主程序，在第一行模块选择里面选“结构飞点左边第一个按键“PMCAD”，再双击“建筑模型与荷载输入”。
(1）轴线输入及网格生成
在右侧“轴线输入”按键下面利用“正交轴网”命令输入定位轴线；然后在“网格生成”按键下利用“轴线显示”命令可以检查轴线是否跟图纸给的轴线尺寸相符合，点击形成网点”命令，使轴线交点自动生成网点，网点的连线为网格线。在网点上可以布置柱，在网格线上可以布置梁。若有需要，还可以利用按键“轴线命名”来对已有轴线进行命名。在这一步可以灵活运用“两点直线”及“平行直线”来布置局部洞口及次梁。
（2）楼层定义
在“楼层定义”按键下，双击“柱布置”，定义600mm×600mm 这一种截面的柱，然后按照图纸上布置好。双击“主梁布置”或者“次梁布置”，需要定义300mm×700mm、300mm×500mm、300mm ×550mm”这3种截面的梁（包括主梁和次梁）。建模的时候需要考虑偏心等具体问题。柱和梁都布置好后，点“楼板生成”按键，点“生成楼板”命令。在此按键下面还可以修改板厚、布置或删除悬挑板及
预制板。用“楼层定义下面的楼梯布置”命令，把设计好的楼梯按实际参数输进去布置好。楼梯的板厚需改为0。电梯间处需要开“全房间洞”。外墙处的梁可以选择“偏心对齐”下面的柱齐”。
（3）荷载输入
在荷载输入按键下面“恒活设置”下面设置整个楼面的恒荷载和活荷载，然后可以在“楼面荷载”下面对局部不同的永久荷载和可变荷载进行修改。楼面永久荷载为4. 40kN/m2 （也可仅输入粉刷层及地砖自重 1. 4kN/m2 ，同时句选“自动计算现浇楼板自重”，下同），屋面永久荷载为6.85kN／m2时，可变荷载为2. 0kN／m2时，走廊处可变荷载为2. 5kN／m2时，楼梯间可变荷载为3.5kN／m2时，电梯机房可变荷载为7.0kN/m2点击“梁间荷载”，在梁荷定义下面定义梁荷载的类型和大小，然后在“永久荷载”输入”或“可变荷载输人”里面输入梁间荷载，最后可以通过“数据开关”来查看梁间荷载加得是否正确。检查的时候需要点“永久荷载输入”或“可变荷载输入”（视需要查看哪种荷载而“定）。根据计算结果，需要在梁间荷载里面定义荷载。其中，1～7层，横向、纵向承受外墙荷载的梁为12.47kN/m，横向、纵向承受内墙荷载的梁为9. 74kN/m，第2层局部、第4层局部、第6层局部和第7层需要考虑周边加的女儿墙荷载为3.94kN/m。
（4）设计参数
设计参数”按键下面对标准层中的构件信息、计算参数等进行确定。以上面定义的第一结构标准层为例，需输入以下主要信息：
结构类型：框架结构；
结构主材：钢筋混凝土；
结构重要性系数：1. 0;
地下室层数：0;
与基础相接的最大楼层号：1;
梁钢筋的混凝土保护层厚度：35mm;柱钢筋的混凝土保护层厚度：40mm;
框架梁端负弯矩调幅系数0. 85;
梁、柱箍筋类别：HPB300;
地震信息：7度抗震（0. 10g）；二级框架；二类一组场地；周期折减系数：0.65；计算振型个数采用21 个（一般不大于3倍的楼层数且为3 的倍数）；
风载信息：基本风压0. 35kN/m2；
场地粗糙类型：C类场地；
体型系数：1.3
这样，就将第一结构标准层建立起来了。同理，利用“添加新标准层”命令建立其余标准层。可以选择“复制标准层”等选项来建新标准层。根据实际情况，需要建立5个结构标准层，分别建好：一层、二层、三～五层、六层、七层。注意到主楼、副楼同→层层高不同，且主楼、副楼之间有变形缝，主楼、副楼可以分别用PKPM 单独建模。
(5）楼层组装：
