电算部分.docx
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电算部分
附录三用PKPM软件电算并比较分析
1.1概述
在本设计中，我运用PKPM系列软件对结构进行建模，并对其进行计算。
PKPM软件是一套功能非常强大的系列软件，它包括建筑、结构、钢结构、设备和概预算等多组计算软件。
在本次设计中，我主要用到了其中的结构平面计算机辅助设计软件中的PMCAD、SAT-8。
首先，我用PMCAD为本结构建模，用然后用SAT-8对结构进行计算和配筋设计。
通过电算结果与自己手算结果的比较，我对本结构有了更加深刻的认识。
2.2用PMCAD软件建模
PMCAD软件采用人机交互方式，设计者可以逐层地布置各层平面和各层楼面，再输入层高就可以建立起一套描述建筑物整体结构的数据。
PMCAD软件具有较强的荷载统计和传导计算的功能，除了计算结构的自重以外，它还可以自动完成从楼板到次梁，从次梁到主梁，从主梁到承重的柱墙，再从上部结构传到基础的全部计算。
通过对结构自重荷载的统计和荷载传导，再加上局部的外加荷载，PMCAD就可以非常方便地建立整个建筑的荷载数据。
在建立结构模型时，首先进行人机交互建立全楼结构模型。
进入PMCAD中的PM交互式数据输入菜单，屏幕提示：
新/旧文件，如果是新建立的文件，应输入0，如果是旧文件（对曾做的工程进行修改），输入1，然后确认。
在这个菜单里，可以完成：
轴线输入、网格生成、构件定义、楼层定义、荷载定义和楼层组装。
轴线输入可以根据设计，确定结构的轴线。
网格生成是程序自动根据已经输入的定位轴线生成网格，在这里，可以进一步对网格和节点进行编辑和修改。
然后是构件定义，可以根据结构形式进行柱定义、主梁定义、墙定义、洞口定义等。
定义完构件后，就可以进行楼层定义，依照从下至上的次序进行各个结构标准层平面布置。
凡是结构布置相同的相临楼层都应视为同一标准层，只需输入一次，本设计共定义了5个标准层。
由于定位轴线和网点业已形成，布置构件时只需简单地指出哪些接点放置哪些柱；哪条网格上放置哪个墙、梁或洞口。
在楼层定义时，点取“本层信息”菜单可以输入本层的一些结构参数，以本设计中的第1标准层为例，本层信息如下图所示。
在“荷载定义”栏中定义各个标准层的荷载，凡荷载布置相同且且相临的楼层即可定义为一个荷载标准层，这里输入每个荷载标准层上作用于楼面的均布恒荷载和活荷载，恒荷载要包括楼板的自重。
之后，可进行楼层组装，把已经做好的结构标准层和荷载标准层组装成一栋实际的建筑物，即定义每个实际楼层所属的结构标准层号、荷载标准层号和层高，自下往上布置，直至顶层。
在楼层组装菜单中，有一设计参数子菜单。
其可以显示主要结构参数，设计者可以根据本工程的状况做相应的修改。
本设计中的设计参数如下图所示。
图1.1本层信息修改
图1.2总信息
图1.3材料信息
图1.3地震信息
图1.4楼层组装
设计参数输入完毕后就可以退出PM交互式数据输入。
进入PMCAD主菜单二，输入次梁（次梁按主梁输入）楼板。
由于房间按照功能的不同，次梁布置的不同，是否开洞，开洞的大小不同，所受的荷载也不尽相同。
在此菜单可以完成各结构标准层楼板的详细设计。
建模时，可根据设计中楼梯、电梯的位置进行楼板开洞，根据房间区格的划分结合使用、受力的要求布置次梁。
本设计中，次梁的布置和洞口的开设见图1.5。
图1.5次梁布置和洞口开设
楼层的几何特性确定后，开始进行荷载布置。
通过PMCAD主菜单三输入荷载信息。
在此菜单中，可以布置楼面恒、活荷载，梁间荷载，柱间荷载，节点荷载，次梁荷载。
其中，楼面的恒、活荷载是根据荷载汇集时得到的面荷载逐间布置的，填充墙是以线荷载的形式直接加到梁上的。
分别对各个标准层进行荷载布置，退出PMCAD主菜单三，这样就完成了对整个结构的建模阶段。
4.3用SAT-8软件对结构进行计算
多高层建筑结构空间有限元分析软件，有模型化误差小、分析精度高、计算速度快、解决能力强、前后处理功能强等优点。
它的功能非常强大，可以自动读取PMCAD主菜单形成的几何数据和荷载数据，并自动将其转换成高层结构空间有限元分析所需的数据格式，并可以对原数据进行修改，程序中空间杆单元除了可以模拟常规的柱、梁外，还可以有效的模拟铰接梁、支撑等，并考虑了异型截面的情况。
SAT-8具有自动导荷、自动划分单元的功能，有比较完善的数据检查和图形检查功能。
此外它也具有很强的绘图功能，计算后，可以输出施工平面图，大大提高了设计效率。
SAT-8软件的计算特点是对全楼整体进行计算，一次算出所有层的梁、柱、墙的内力与配筋。
首先进入SAT-8主菜单一，在此可以对前面的一些设计参数进行修改，对特殊构件进行定义，数据检查，并生成SATWE数据文件。
本设计中的一些设计参数信息如下列图所示。
图1.6SAT-8计算总信息
图1.7SAT-8计算地震信息
图1.8SAT-8计算荷载组合信息
图1.9SAT-8计算活荷载信息
图1.10SAT-8计算调整信息
经过对数据的前处理后，开始进行结构分析与杆件内力计算。
进入SAT-8主菜单二，设置计算控制参数，如图1.11所示。
之后进行结构计算。
进入SAT-8主菜单二，可进行构件配筋设计与验算。
图4.10SATWE计算控制参数
在SAT-8主菜单四中，可以查看计算结果的图形显示和文本显示。
1.4电算结果与手算结果进行对比分析
（一）恒、活荷载的汇集
手算结果电算结果
层数恒载活载恒载活载
（kN）（kN））（kN）（kN）
610465.02532
510778.33266474311
410898.40266416998319
310771.902664179051231
210651.832664179421231
111533.872664183981231
简析：
由以上所得的结果可以看出手算结果与电算结果相比有一定的差别。
恒荷载，总的来说电算结果比手算结果略大。
分析原因是在电算建模时，墙体的自重是以作用在梁上的线荷载的形式加上去的，并未考虑房间中管道井及卫生间隔墙的自重。
活荷载，手算结果比电算结果大得很多，主要是因为电算结果考虑了活荷载的折减，而手算未加以考虑。
（2）结构基本周期与地震力
手算结果电算结果
地震
周期
0.737
0.6122s
层号
（kN）
（kN）
6
617.09
229.09
5
336.39
205.42
4
274.91
177.17
3
213.44
156.80
2
151.97
184.38
1
75.44
113.05
由于手算用底部剪力法计算地震力，只考虑了一种震型，这里仅与电算的第一震型的地震作用进行比较。
由上面数据可知，地震周期，与手算结果相比，电算地震周期比较小。
由此可以看出，用底部剪力法计算结构的地震力时，是偏于保守的。
地震力，电算结果比手算结果大。
（三）地震作用下的位移与位移角
手算结果电算结果
层号
位移（mm）
位移角
位移（mm）
位移角
6
1.35
1/2654
1.02
1/6718
5
2.09
1/1718
1.01
1/3745
4
2.69
1/1333
1.01
1/2709
3
3.17
1/1136
1.01
1/2207
2
3.50
1/1027
1.01
1/1882
1
7.43
1/713
1.01
1/2057
位移，由比较可知，手算的刚度大于电算结果的刚度，手算的地震力大于电算所得的地震力，就位移来看，手算与电算相差不是很大，手算比电算略大些。
位移角，位移角是层间位移与层高的比值。
从手算与电算结果来分析，总体来看，手算的要比电算的大。
从变化趋势来看，它们比较接近，手算最大层间弹性位移角发生在第一层上，电算发生在第二层。
4.5电算的个人体会
首先，非常感谢老师能给我这样一个学习PKPM软件的好机会，为我们创造了这样一个良好的学习空间，通过您的热心帮助与悉心指导我受益匪浅，尤其是您那种治学严谨的作风，一丝不苟、认真求实的精神和负责的工作态度令我敬佩不已。
在刚开始进行毕业设计的时候，我从没想过最后自己会亲手用某种软件把自己设计的结构算一遍。
由于大学课程结构的安排和本身学习空间的局限性，我曾经接触过的与本专业有关的软件，除了AUTOCAD外，就没有别的了。
对于PKPM，我也是今两年在网上偶尔看到的东西。
但究竟这个软件是怎样，有什么样的功能，如何操作，就都不得而知了。
所以，当我刚开始接触PKPM系列软件的时候，真的感到“一头雾水”，不知道从哪里下手，有一点兴奋与喜悦的同时还有一些忧虑。
通老师的引导和自己的实际操作，终于“柳岸花明”了。
通过学习，对结构建模，我熟悉了PKPM系列软件的界面，掌握了软件的基本操作，并且深刻体会到这个软件果然是一个功能非常强大、非常便于上手和操作的软件系列。
PKPM系列软件从上部结构到基础，从钢筋混凝土结构到钢结构，从建筑、结构到设备与预算，都涉及到了。
而且它不仅可以建模，进行结构计算和内力分析，配筋计算，还可以把文件转化成CAD格式，直接出图，大大提高了设计效率。
我想这些都是它流行之快，使用之广的原因吧。
在电子计算机飞速发展的当今，能够熟练掌握某些专业软件变得越来越重要。
通过这次毕业设计，我运用PKPM软件对结构进行计算，在PKPM软件中观察结构在荷载作用下的变形与形态，并将部分电算结果与手算进行对比，我对结构的受力特点和形态有了一个更加深刻的认识。
通过软件对结构受力形态的模拟，我对有限元有了一个初步的认识，使我对学习这方面的软件产生了极大的兴趣，并且也在很大程度上提高了我加强继续学习本专业知识的积极性。
虽然我现在对PKPM系列软件的掌握还处于一个比较初级的阶段，但通过学习PKPM系列软件，我得到了很大的启发。
今后，我将继续努力学习，尤其是要加强学习一些有关本专业的软件。
在学习PKPM软件的过程中，我克服了很多困难，得到了很大的收获，收获远远大于困难，心理充满喜悦的同时，有一丝成就感。
最后，再一次感谢老师在毕业设计过程中给予我的指导和帮助
附SATWE电算结果
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|公司名称:
|
||
|建筑结构的总信息|
|SATWE中文版|
|文件名:
WMASS.OUT|
||
|工程名称:
设计人:
|
|工程代号:
校核人:
日期:
2009/5/22|
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
总信息..............................................
结构材料信息:
钢砼结构
混凝土容重（kN/m3）:
Gc=25.00
钢材容重（kN/m3）:
Gs=78.00
水平力的夹角（Rad）:
ARF=0.00
地下室层数:
MBASE=0
竖向荷载计算信息:
按模拟施工加荷计算方式
风荷载计算信息:
计算X,Y两个方向的风荷载
地震力计算信息:
计算X,Y两个方向的地震力
特殊荷载计算信息:
不计算
结构类别:
框架结构
裙房层数:
MANNEX=0
转换层所在层号：
MCHANGE=0
墙元细分最大控制长度（m）DMAX=2.00
墙元侧向节点信息:
内部节点
是否对全楼强制采用刚性楼板假定否
采用的楼层刚度算法层间剪力比层间位移算法
风荷载信息..........................................
修正后的基本风压（kN/m2）:
WO=0.55
地面粗糙程度:
B类
结构基本周期（秒）:
T1=0.00
体形变化分段数:
MPART=1
各段最高层号:
NSTi=11
各段体形系数:
USi=1.30
地震信息............................................
振型组合方法（CQC耦联;SRSS非耦联）CQC
计算振型数:
NMODE=19
地震烈度:
NAF=7.00
场地类别:
KD=2
设计地震分组:
二组
特征周期TG=0.40
多遇地震影响系数最大值Rmax1=0.08
罕遇地震影响系数最大值Rmax2=0.50
框架的抗震等级:
NF=3
剪力墙的抗震等级:
NW=3
活荷质量折减系数:
RMC=0.50
周期折减系数:
TC=1.00
结构的阻尼比（%）:
DAMP=5.00
是否考虑偶然偏心:
否
是否考虑双向地震扭转效应:
否
斜交抗侧力构件方向的附加地震数=0
活荷载信息..........................................
考虑活荷不利布置的层数不考虑
柱、墙活荷载是否折减不折算
传到基础的活荷载是否折减折算
------------柱，墙，基础活荷载折减系数-------------
计算截面以上的层数---------------折减系数
11.00
2---30.85
4---50.70
6---80.65
9---200.60
>200.55
调整信息........................................
中梁刚度增大系数：
BK=1.00
梁端弯矩调幅系数：
BT=0.85
梁设计弯矩增大系数：
BM=1.00
连梁刚度折减系数：
BLZ=0.70
梁扭矩折减系数：
TB=0.40
全楼地震力放大系数：
RSF=1.00
0.2Qo调整起始层号：
KQ1=0
0.2Qo调整终止层号：
KQ2=0
顶塔楼内力放大起算层号：
NTL=0
顶塔楼内力放大：
RTL=1.00
九度结构及一级框架梁柱超配筋系数CPCOEF91=1.15
是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525=1
是否调整与框支柱相连的梁内力IREGU_KZZB=0
剪力墙加强区起算层号LEV_JLQJQ=1
强制指定的薄弱层个数NWEAK=0
配筋信息........................................
梁主筋强度（N/mm2）:
IB=300
柱主筋强度（N/mm2）:
IC=300
墙主筋强度（N/mm2）:
IW=210
梁箍筋强度（N/mm2）:
JB=210
柱箍筋强度（N/mm2）:
JC=210
墙分布筋强度（N/mm2）:
JWH=210
梁箍筋最大间距（mm）:
SB=100.00
柱箍筋最大间距（mm）:
SC=100.00
墙水平分布筋最大间距（mm）:
SWH=200.00
墙竖向筋分布最小配筋率（%）:
RWV=0.30
设计信息........................................
结构重要性系数:
RWO=1.00
柱计算长度计算原则:
有侧移
梁柱重叠部分简化:
不作为刚域
是否考虑P-Delt效应：
否
柱配筋计算原则:
按单偏压计算
钢构件截面净毛面积比:
RN=0.85
梁保护层厚度（mm）:
BCB=30.00
柱保护层厚度（mm）:
ACA=30.00
是否按砼规范（7.3.11-3）计算砼柱计算长度系数:
否
荷载组合信息........................................
恒载分项系数:
CDEAD=1.20
活载分项系数:
CLIVE=1.40
风荷载分项系数:
CWIND=1.40
水平地震力分项系数:
CEA_H=1.30
竖向地震力分项系数:
CEA_V=0.50
特殊荷载分项系数:
CSPY=0.00
活荷载的组合系数:
CD_L=0.70
风荷载的组合系数:
CD_W=0.60
活荷载的重力荷载代表值系数:
CEA_L=0.50
剪力墙底部加强区信息.................................
剪力墙底部加强区层数IWF=2
剪力墙底部加强区高度（m）Z_STRENGTHEN=8.40
*********************************************************
*各层的质量、质心坐标信息*
*********************************************************
层号塔号质心X质心Y质心Z恒载质量活载质量
（m）（m）（t）（t）
11146.51450.27240.800182.015.6
10146.92450.41337.2001168.4107.4
9146.81950.42833.6001435.8107.4
8146.81950.42830.0001435.8107.4
7146.81950.42826.4001435.8107.4
6146.81950.42822.8001435.8107.4
5146.81950.42819.2001435.8107.4
4146.81950.42815.6001435.8107.4
3146.91350.47012.0001499.0107.4
2146.83250.5168.4001591.0107.4
1146.83250.5164.2001591.0107.4
活载产生的总质量（t）:
1089.791
恒载产生的总质量（t）:
14646.109
结构的总质量（t）:
15735.900
恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载
结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量
活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果（1t=1000kg）
*********************************************************
*各层构件数量、构件材料和层高*
*********************************************************
层号塔号梁数柱数墙数层高累计高度
（混凝土）（混凝土）（混凝土）（m）（m）
11124（45）47（45）0（45）4.2004.200
21124（45）47（45）0（45）4.2008.400
31124（45）47（45）0（45）3.60012.000
41124（45）47（45）0（45）3.60015.600
51124（40）47（40）0（40）3.60019.200
61124（40）47（40）0（40）3.60022.800
71124（40）47（40）0（40）3.60026.400
81124（40）47（40）0（40）3.60030.000
91124（40）47（40）0（40）3.60033.600
101125（40）47（40）0（40）3.60037.200
11127（40）17（40）0（40）3.60040.800
*********************************************************
*风荷载信息*
*********************************************************
层号塔号风荷载X剪力X倾覆弯矩X风荷载Y剪力Y倾覆弯矩Y
11133.8733.9121.9135.63135.6488.3
101104.83138.7621.3203.60339.21709.5
91101.48240.21485.9197.07536.33640.2
8197.86338.02702.8190.05726.46255.0
7193.94432.04258.0182.43908.89526.6
6189.63521.66135.8174.071082.913424.9
5184.84606.58319.0164.761247.617916.3
4179.38685.810788.0154.171401.822962.7
3172.99758.813519.7141.751543.528519.4
2180.33839.217044.2156.011699.535657.5
1180.33919.520906.0156.011855.643450.8
===========================================================================
计算信息
===========================================================================
ProjectFileName:
hf
计算日期:
2008.5.22
开始时间:
21:
2:
14
可用内存:
392.00MB
第一步:
计算每层刚度中心、自由度等信息
开始时间:
21:
2:
14
第二步:
组装刚度矩阵并分解
开始时间:
21:
2:
18
FALE自由度优化排序
BeginningTime:
21:
2:
19.23
EndTime:
21:
2:
20.23
TotalTime（s）:
1.00
FALE总刚阵组装
BeginningTime:
21:
2:
20.23
EndTime:
21:
2:
20.93
TotalTime（s）:
0.70
VSS总刚阵LDLT分解
BeginningTime:
21:
2:
20.93
EndTime:
21:
2:
20.9
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