中南大学PKPM课程设计报告.doc
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1、Central South UniversityPKPM课程设计报告学院 : 资源与安全工程学院 班级 : 城地*班 姓名: * 学号 : * 导师 : * 2012年11月11日 星期日、一、课程设计时间3二、课程设计的目的3三、课程设计的背景43.1 工程概况4四、设计过程54.1平面图设计54.2 建模与荷载输入104.3楼面荷载传导计算114.4画结构平面图114.5平面荷载显示校核134.6 SATWE计算及查看数据174.7 梁柱施工图22五 、设计心得、体会与收获33六、 附件35一、课程设计时间2012年第二学期第九、第十周。二、课程设计的目的1、学会识别建筑图,并根据建筑平面
2、准确布置结构受力构件:墙、柱、梁。2、了解各类结构设计类软件的基础上,能获得学习结构设计类软件的学习方法,能自主学习其他结构类设计软件。3、正确理解和应用我国现行有关设计规范和规程,掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图标准的规定,训练学生计算机绘图的基本技能。4、重点掌握了PKPM软件的使用方法,然后熟悉实践环节。学会利用目前国内土木行业中应用最广泛也最先进的PKPM结构设计软件进行工程结构设计,能就一个框架结构经过PKPM建模并计算后获得该结构的内力及配筋,并正确认读结构施工图纸。5、初步培养学生综合运用所学专业知识分析和解决实际工程问题的能力,固和加深在课堂所学的理论知识,使理论与实践
3、相结合,使我们真正的学到知识。6、加强我们自己对所学的专业有一个更深的了解,并培养我们对未来的信心和规划。三、课程设计的背景3.1 工程概况 该建筑工程为商住房工程,结构体系为六层现浇框架结构,一层层高4.0m,二层层高3.2m,三六层层高均为3.0m,房屋总高19.2m。设计使用年限为50年。抗震设防烈6度,建筑安全等级为 二级,建筑场地类别为类,抗震设防类别为丙类,设计基本地震加速度0.05g,设计地震特征值周期 0.35s,周期折减系数取0.7,按一组计算。基本风压为0.35KN/m2,基础、基础梁、框架柱、框架梁、楼面板、屋面梁、屋面板、楼梯等现浇混凝土构件均采用C30混凝土。各层楼板
4、厚均为100mm,楼板钢筋HPB235(A),强度设计值,fy210N/mm2;框架梁、柱主筋采用HRB400(C),强度设计值,fy360N/mm2,箍筋采用HPB235(A),强度设计值,fy210N/mm2。各层梁柱布置及尺寸见结构平面图,建筑图及结构平面布置图。建筑外墙为240厚粘土空心砖砌筑,作用于梁间面荷载5.7kN/m2。内墙为240粘土空心砖砌筑,作用于梁间面荷载5.24kN/m2。卫生间楼面恒载为6.5 kN/m2,其余房间楼面恒载为1.5 kN/m2(均需PKPM自动计算楼板自重),卫生间楼面活载为2.5 kN/m2,其余房间楼面恒载为2.0kN/m2,屋面恒载、活载分别为
5、3.0 kN/m2、0.7 kN/m2。根据地质勘查的建议,该工程采用柱下独立基础形式,基础持力层为粉质粘土,承载力特征值分别为fak210kPa,压缩模量分别为Es8 MPa,内摩擦角19,凝聚力c35 kPa,基础埋深-2.0m 。四、设计过程4.1平面图设计在整个课程设计的开始,我们首先要做的画该商住房的平面图。这个平面图老师已经给了我们,每个人都不一样,也就是我们需要做的是就把它这个图照画一片,当然我们也可以自己设计自己想要的平面图,但是由于时间比较紧迫,加上设计这方面的专业知识还不够,因此我就没有自己设计,我还是采用了老师的原图来设计。大概观察这个平面图,可以看出里面有墙、柱、门、家
6、具等。很明显,autocad可以满足我们的需要,但是autocad会很麻烦,因此,在杨老师的建议下,大家都采用天正建筑来画。利用天正建筑来画,刚好有一举两得之处。其一是之前我没有使用过天正建筑,只使用过autocad;其二是大大的方便我们的画图工作,让我的工作效率得到很大的提升。下面是具体的操作过程。在已经装好天正建筑的情况下,打开天正建筑,由于我自己安装了04版和08版CAD。在上学期的CAD设计中,我用的08版,对08版的操作和界面比较熟悉,因此我就选择08版的来打开。进入天正的操作界面后我就新建一个文件夹,名字叫做天正建筑作业。然后开始画图。有两个图,先画一层平面图。一层平面图是6m*9
7、m的平面图,仔细观察就知道了该怎么做了,先点击绘制轴网,由于我所要建的轴网是正交的轴网,所以用上开间或下开间都是一样的;当然左进深和有进深是一样的。我基本的轴网建好了,有些有柱子或是墙的地方还没有轴线的话,可以用复制移动偏移等命令来实现。接下来要做的是把墙和柱画好。点击绘制墙体,就可以在轴网的任意段上画墙了。当然墙的厚度都可以控制的,240或是120,看具体位置的要求。画好了强,就开始画柱,柱子的当然是也是点击标准柱,然后设置柱的材料形状已经横纵向的尺寸还有偏心转角。不同位置的柱子,其偏心可能不同,所以柱子只能一个一个的画上去。我所定义柱子的大小是450*550,至于根据我就没有做过多的计算,
8、我只是认为先取大的,等到在PKPM里建模时可以在根据SATWE的计算结构来调整优化。家下来还需要做的就是把楼梯画进去,方法和上述的都是一样的。只是楼梯要调整方向的时候按S键或是D键。当然还有可以做其他,但是对于这个图我就只用到这两个键,就能满足我所需要的图形了。当然有门有窗的地方也是差不多的操作,都是点击相应的图标,然后把相关的参数修改,在在相应的位置放好。这个平面层的门是子母门,就是在门的编辑框里选子母门即可。最后给整个图形的轴网进行标注。当标注完之后我就开始利用裁剪功能把不需要的轴线删去,让整个图形看起来更加美观一点。一层的平面图做好之后,就开始画二到六层的平面图,基本的步骤还是一样,就是
9、二层的平面比较复杂一点,家具比较多,因此需要更加谨慎一点。我没有自己画家具,这不意味我不会CAD,相反这些家具我还是能画出来的,只是没有必要浪费时间在这一个部分上,所以我还是从网上下了些模板,把它导入到天正建筑里,利用复制粘贴就可以为我所用的了。有些图形大小不合适,这个没有关系,在天正建筑里可以改整个图形的大小(sc快捷键)。相同的操作我就不在多说了。在天正建筑里,还需要做的一件事是画出该商住房的结构平面布置图,即梁和柱的布置图。在平面布置里,只画了墙、柱,门、家具等,并没有画出来梁,但是结构平面布置图就需要梁了。在天正建筑里,没有梁这个构件可以画上去,但是我可以选择很多种方式画上去,就双线也
10、可以,就是用墙也可以,墙我还是可以设置它的高度,使之成为梁的高度。梁分为主梁和次梁,本次课程设计我没有画次梁,把次梁当成主梁来画,一个是为了方便,二个是我目前还没有掌握好。结构平面布置图看起来是简单,但是要布置合理还是一个比较大的问题。梁的高度我都是按梁长的1/10来取,次梁按梁长的1/13或1/15来取。不管是次梁还是主梁,原则还是梁长不能少于300mm 。下面的三个图依次是一层的平面图、二到六层的平面图,结构平面布置图。一层平面图二到六平面图结构平面布置图4.2 建模与荷载输入平面布置图和结构平面布置图做好,借下来要做就是进行pkpm建模以及进行后续的相关计算。打开pkpm2005,选结构
11、,然后选择pmcad,然后选择建筑模型与荷载输入。在进入软件界面之前,先改变工作目录,改成自己想要的名字,我改为了结构设计的文件夹了,点击应用即进入操作界面,开始建模月荷载输入。首先要做的绘制轴网,有了轴网才能输入梁和柱。按照之前已经画好的结构平面布置图(pkpm是盗版的,不能将结构平面布置图直接导入的pkpm里)在画相应的轴网,画轴网有多种方式,在这个工程里,轴网都是正交,因此我就用正交轴网来建。建好之后,pkpm就自动生成了轴网,然后在有点的地方我们可以输入柱子,有线的地方就可以输入梁了。进入楼层定义这一栏,开始布置柱子和梁。布置柱子和梁方法都是一样,先建立一种类型的构件,定义它的B和H边
12、以及材料类型之后就可以开始布置。按照之前的大概估计,我布置的柱子是450mm*550mm,梁的高度是按梁的跨度来计算的。布置好柱和梁之后,先点击保存一下,防止文件丢失。由于我们的工程是六层的商住房,一层高度是4米,二层高度3.2米,三到六层是3米,因此我想先建立三个图层,因为每个图层的柱子和梁布置是相同的,因此,我直接用插标注层来快速插入两个标准层,后面我又想到三层还是有点不妥,我的理由是一标准层的高度是4米,但是梁间线荷载是上一层3.2米高度的荷载,第二标准层是3.2米的高度,但是是3米高的梁间线荷载,第三标准层是3米高,但是梁间线是3米高的,还有就是顶层没有梁间线荷载,因此我认为应该建立四
13、个标准层。我又继续用新建标准层新建了第四标准层,然后我用老师提供给大家的数据修改了本层信息,依次修改了四个标准层的信息,梁、板、柱的混凝土构件的设计强度都是C30,修改梁柱的钢筋类别为HRB400(C),然后在修改一下层高。接下来要做的荷载输入,这里要输入的梁间线荷载。经过计算,一层的外墙梁间荷载是18.24kn/m,在外墙开穿比较多的地方荷载折减,折减后外墙的梁间荷载是15.50kn/m,内墙是是16.77kn/m;同理计算得二层到五层的梁间荷载外墙是17.1kn/m,折减后是14.53kn/m,内墙是15.72kn/m.定义好这些数据后,就开始进行恒载输入了,荷载输入的过程要仔细小心,不能
14、重复输入,也不要输入错误。下面要做的编辑楼面恒活这个菜单了,新建两组荷载,一组恒载为1.5,活载为2.0,二组恒载为3.0,活载为0.7,由于这两组数据均需要pkpm自动计算现浇楼板的自重,因此,勾上自动计算现浇楼板的自重。然后下来我点击设计参数,要修改里面的一些参数,比如风恒载的相关信息,地震信息等。做好上面的步骤之后,就开始楼层组装了,楼层组装的时候需要主要的每层的高度以后荷载层要选对,选对之后就点击确定就可以开始查看整楼模型。查看是为了全方位的观察我所建立的模型是否正确,然后具体的梁柱在空间是怎样布置的。确定没什么问题之后,点击保存,再退出,如果退出出现有警告或是提示,说明建模与荷载输入
15、可能有些问题,需要再重新查看一下。如若没有问题,那就可以了。4.3楼面荷载传导计算 由于我把楼梯处先当成楼板来计算,因此楼板处我就不开洞了,也不需要多设置悬挑梁等,故不执行第二,直接进入第三项,楼面荷载传导计算。进入楼面荷载传导计算界面,由于卫生间的恒载和活载均需要修改,那我就修改每一层的卫生间的恒载和活载,其他不变,依次修改每层的恒载和活载,最后一层是顶层,不需要修改。做好后退出。进入一步的工作。4.4画结构平面图在这个选项里,需要的画的一层的结构平面图,这个结构平面图和天正里画的结构平面布置图不一样,这个是楼板的的平面图,从这个图里我们可以得知板的配筋信息。还是老方法,点击应用,进入画平面
16、结构平面图,选择第一层来画。然后查看配筋信息和绘图信息,一般情况下这些信息都是不需要修改的,除非有特殊的要求。然后点击楼板计算。在自动计算之前,有一个菜单是边界条件,我认为的这个楼板的边界条件都是固定边界,在这个面积不是比较大的六层商住房里,我认为不需要设置变形缝,因此都是固定边界,没有简支边界。确定是固定边界后,就让它自动计算了,然后我就开始查看楼板的裂隙,弯矩等图形。这些都准备就绪之后就开始进入绘图了。关于标注尺寸和标注字符我就不在这个图里标注,那样的话会导致整张图打架的文字比较多,由于在别的图形或是文件里都能看到这些信息,因此就不需要标注出来了。这张图纸就是楼板的配筋图。标注下轴网倒是可
17、以的。然后就直接到楼板钢筋,选择逐建布置钢筋。由于这个房子的楼板面是对称的,受力也是一样,因此,相同的房间我只布置一个而已,这样也是为了过多的布置钢筋而显得整张图纸很混乱。在经过对打架的文字一些之后,可得到如下的结构平面图。第一层结构平面图4.5平面荷载显示校核选择第九项,进入平面荷载显示校核。在这个功能选项里,能够看到各层上所有荷载。进入之后关闭导算,打开点击楼面打开即可得到我们所需要的图。然后选择另存为,每一次另存为一次,然后在进入下一层的编辑。下面是各层的平面荷载显示校核。4.6 SATWE计算及查看数据接下来我要做的是SATWE的计算了。先选择第一项,接PM生成SATWE数据,也就是S
18、ATWE的前处理,在弹出来的页面里执行第一项和第七项(如有特殊定义什么的,那就执行这两者中间的一些项)在第一项,要每个信息都认真的看,有需要改的我就改,这些改的依据是老师提供给我们的资料或是我自己网上查的相关荷载规范。执行完第一项后执行七项。执行完第七项后,如果没有错,可以退出,进入下一项。如果检查有错,那可能前面哪里做错,需要回头检查,由于在之前的上机过程中已经碰到类似的问题,杨老师也已经我们解答得很好了,所以这次我自己做的时候没有什么问题,三项检查都是OK的。然后按Esc键退出再下面,就是进行很重要的步骤了:结构力学,配筋计算。点击应用进入之后只有一个页面弹出,我勾上生成传给基础的刚度,因
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