pkpm 初学者建模一般过程Word文档格式.docx

1、此外，高层建筑框架柱的最小尺寸hc不宜小于400mm,柱截面宽度bc不宜小于350mm,柱净高与截面长边尺寸之比宜大于42梁截面估算：梁高与跨度的关系 主梁一般取为跨度的1/81/12 次梁一般取为跨度的1/121/15 悬挑梁一般取为悬臂长的1/6 梁宽 主梁 200，250，300 次梁 200 跨度较小的厨房和厕所可以取到120，150 3楼板厚度估算：单向板：短边的1/35 双向板：短边的1/40 悬臂板：悬臂长的1/12 同时要遵守混凝土规范10.1.1中对板的最小厚度规定 在PMCAD中，不同结构层的输入和修改可以通过新建标准层和换标准层来实现， 修改每层的“本层信息”，主要是材料

2、和层高的修改，板厚可以先设置为100，后面具体修改。接下来就是荷载定义和楼层组装：荷载定义是楼板荷载的设置，这里也可以初步设置一个数值（例如住宅建筑大部分的楼板恒载和活载是多少就先定义下来，后面可以具体修改） 楼层组装就是将先前按照平面一层一层的组合为一个立体的计算模型，其中需要注意的就是层高和设置顺序。再望下是：总信息材料信息地震信息风荷载信息绘图参数 首先是总信息，基本上查找相关规范就可以：结构体系：根据具体的结构选形 结构主材：根据具体结构形式选择 结构重要系数：根据建筑的安全等级可以确定。混凝土结构设计规范材料信息：菜单里的墙主要指的是混凝土墙（剪力墙），选择纵向，横向钢筋的等级，以及

3、分布间距和配筋率（这些都在抗震规范6.4中有详细的说明），然后是梁、柱钢筋的选择，这些取值决定后面PKPM计算中钢筋的各项参数，一般受力钢筋取为HRB335，构造类钢筋为HPB235，容重，如果无特殊要求就不用改了。地震信息：1.设计地震分组：在抗规后面的附录A中有全国各城市的地震分组信息，找到项目所在城市，如果没有，参照以前该地区项目设计的设计说明中应该包括此信息 2.地震烈度：同上 3.场地类别：场地类别根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度划分为四类，我们应该能够在地质勘察报告中找到项目的场地分类信息 4.框架抗震等级：在抗震规范表6.1.2中查询 5.剪力墙抗震等级：6.计算振型个数：振

4、型个数不是简单的与结构的层数相关。对一般规则结构，结构振型的个数在刚性楼板假定的情况下，是结构层数的3倍，即每层3个，两个平动振型和一个转动振型。本人的做法是：对于一般工程，不少于9个。但如果是2层的结构，最多也就是6个，随着层数的增加而增加，但一般不超过15个 7.周期折减系数：周期折减系数与填充墙的长度、位置、数量有关，这里仅仅介绍我个人的做法 框架结构：0.60.8；框剪结构：0.70.9；剪力墙结构：0.91.0 风荷载信息：1.基本风压：按照荷载规范附录 D.4 中附表 D.4 给出的 50 年一遇的风压采用，但不得小于 0.3kN/m2。对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的

5、其他结构，基本风压应适当提高，并应由有关的结构设计规范具体规定。2.地面粗糙类别：按照新的荷载规范，将地面粗糙类别分为A、B、C、D四类，其中其中A、B类的有关参数不变，C类指有密集建筑群的城市市区，新增添的D类，是指有密集建筑群且有大量高层建筑的大城市市区 3.体型系数：同样在荷载规范中，风荷载章节有详细说明，不同的是这里可以根据建筑沿高度体型的变化分别输入体形系数，如果是简单建筑，就不用了，主要是针对复杂形式和高层中裙房的变化这些需要考虑多体型系数 最后是存盘退出，PKPM会检查必需的数据是否遗漏，如果不全会在顶部红色文字提示，按照提示完成相应的操作，再存盘退出，选择“计算后面的文件”，检

6、查输入以后，PMCAD的初步输入就完成了，以后会根据计算中的调整反复操作PMCAD ，初学者可以多次调整做练习.还有很重要的一个就是墙（这里指的是填充墙）荷输入活载折减系数需要注意的是规范规定的情况要适当提高,某些时候不折减Satwe参数设置1.1.1 水平力与整体坐标夹角（度）规范规定:抗震规范5.1.1条和高规3.3.2条规定，“一般情况下，应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进形抗震验算”。程序实现：该参数为地震作用力方向或风荷载作用方向与结构整体坐标的夹角，逆时针方向为正，如地震沿着不同方向作用，结构地震反映的大小一般也不相同，那么必然存在某个角度使得结构地震反应最为剧

7、烈，这个方向称为最不利地震作用方向，从严格意义上讲，规范中所讲的主轴是指地震沿该轴方向作用时，结构只发生沿该轴方向的侧移而不发生扭转位移的轴线，当结构不规则时，地震作用的主轴方向就不一定时0或90 ，如最大地震力方向与主轴夹角较大时，可以输入该角度考虑最不利作用方向的影响。操作要点：由于设计人员事先很难估算结构最不利地震作用方向，因此可以先取初始值0 ，SATWE计算后在计算书WZQ.OUT中输出结构最不利方向角，如果这个角度与主轴夹角大于15，应将该角度重新计算，以考虑最不利地震作用方向的影响。注意事项：（1）为避免填入该角度后图形旋转带来的不便，也可以将最不利地震作用方向在多方向水平地震参

8、数中输入。（2）本参数不是规范要求的，供设计人员选用。（3）本参数也可以考虑最大风力作用的方向，但需要用户自行设定多个角度进行计算，比较多次计算结构取最不利值。1.1.2 混凝土容重（kN/m3）参看荷载规范附录A常用材料和构件的自重表。容重是用来计算梁、柱、墙、板重力荷载用的。初始值钢筋混凝土容重为25.0 kN/m3,这适合于一般工程情况，若采用轻只混凝土或需要考虑构件装饰层重量时，应按实际情况修改此参数。如果结构分析是不想考虑混凝土构件自重荷载，可以填0。1.1.3 对所有楼层强制采用刚性楼板假定高规5.1.5条规定，“进行高层建筑内力与位移计算时，可假定楼板在其自身平面内均无限刚性”选

9、择该项后，程序可以将用户设定的弹性楼板强制为刚性楼板参与计算。初始值为不选择该项。（1）在计算位移、周期等控制参数时，应选择该项，将弹性楼板强制为刚性楼板参与计算，以满足规范要求的计算条件，计算完成后应去掉此项选择，以弹性楼板方式进行配筋和其他就算分析。对于复杂结构，如不规则坡屋顶、体育馆看台、工业厂房，或者柱、墙不在同一标高，或者没有楼板等情况，如果采用强制刚性楼板假定，结构分析会严重失真。对这类结构可以查看位移的，或观察结构的动态变形图，考察结构的扭转效应。（2）对于错层或带夹层的结构，总是伴有大量的越层柱，如采用强制刚性楼板假定，所有越层柱将受到楼层约束，造成计算结构失真。1.1.4结构

10、的材料信息按工程实际情况设定结构材料信息1.1.5结构体系按工程实际情况确定结构体系1.1.6恒活荷载计算信息高规5.1.9条规定“高层建筑进行重力荷载作用效应分析时，柱、墙轴向变形宜考虑施工过程的影响，施工过程的模拟可根据需要采用适当的简化方法。”这是竖向力控制参数，程序设有五个选项；不计算恒活荷载，不计算竖向力。一次性加载：采用整体刚度模型，按一次加载方式计算竖向力。高层框剪结构当竖向荷载一次加上时，由于墙与柱的竖向刚度相差很大，墙柱间的连梁协调两者之间的位移差，使柱的轴力减小，墙的轴力增大，层层调整累加的结果，有时会使高层结构的顶部出现拉柱或梁没有负弯矩的不真实情况模拟施工加载1：在实际

11、施工中竖向荷载逐层增加，逐层找平，下层的变形对上层基本没有影响，连梁的调节作用也不大。程序模拟施工中逐层加载，逐层找平的加载方式计算竖向力。但为了简化计算过程，程序没有逐层增加结构刚度，而是采用整体刚度分层加载模拟进行计算。模拟施工加载2：按模拟施工1的加载方式计算竖向力，但为了防止框筒结构按刚度分配荷载可能出项的不合理情况，将筒体外围框架构件的刚度放大十倍，再进行荷载分配，显然这属于经验处理方法，但这样处理接近手工计算结果，传给基础的荷载比较合理。模拟施工加载3：新版软件增加的选项，采用分层刚度分层加载模型，再每层加载时不用总体刚度，只用本曾及以下层的刚度，虽然计算工作量大了，但其更符合施工

12、实际情况，如图不计算恒活荷载：仅用于研究分析。主要用于多层结构、钢结构和有上传荷载（例如吊柱）的结构。适用于多高层结构。仅可用于框筒结构向基础软件传递荷载（不要传递刚度）适用于多高层无吊车结构，更复合工程实际情况，推荐使用。1.1.7风荷载计算信息这是风荷载计算控制参数，程序设有两个选项，其含义如下：不计算风荷载：即不计算风荷载。计算风荷载：计算X、Y两个方向的风荷载。通常选择初始项“计算风荷载”。1.1.8地震作用计算信息规范规定：抗震规范3.1.4条规定，“抗震设防烈度为6度时，除本规范有具体规定外，对乙丙丁类建筑可不进行地震作用计算。抗震规范5.1.6条规定，“6度时的建筑（建造于类场地

13、上较高的高层建筑除外），以及生土房屋和木结构房屋等，应允许不进行截面抗震验算，但应符合有关的抗震措施要求。”“6度时建造于类场地上较高的高层建筑，7度和7度以上的建筑结构（生土房屋和木结构房屋等除外），应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。抗震规范5.1.1条规定，“8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。高规3.3.2条规定，“8度、9度抗震设计时，高层建筑中的大跨度和长悬臂结构应考虑竖向地震作用；”“9度抗震设计时应计算竖向地震作用。高规10.2.6条规定，“8度抗震设计时转换构件尚应考虑竖向地震的影响。高规10.5.2条规定，“8度抗震设计时，连体结构的连接体

14、应考虑竖向地震的影响。这是地震作用控制采纳数，程序设有三个选项，其含义如下：不计算地震作用：即不计算地震作用。计算水平地震作用：计算X、Y两个方向的地震作用计算水平和竖向地震作用：计算X、Y和Z三个方向的地震作用。按照规范规定，依据当地抗震等级及工程实际情况进行选择；用于抗震设防烈度6度以下地区的建筑（6度甲类建筑和6度类场地的高层建筑除外）。用于抗震设防烈度7、8度地区的多高层建筑，及6度甲类建筑和6度类场地的高层建筑。用于抗震设防烈度9度地区的高层建筑；8、9度地区大跨度和长悬臂结构；8度地区带有连体和转换结构的高层建筑。8（9）度地区大跨度结构一般指看度不小于24m（18m），长悬臂构件

15、指悬臂板不小于2（1.5）m，悬臂梁不小于6（4.5）m。1.1.9结构所在地区程序提供三个选项，其含义如下：选择“全国”。程序执行国家规范。选择“上海”，程序除执行国家规范外，还执行上海市有关的地方规范。选择“广东”，程序除执行国家规范外，还执行广东省有关的地方规范。初始值为“全国”。应按地区进行选择。全国除上海、广东以外的地区都应选择“全国”。上海地区的工程应选择“上海”广东地区的工程应选择“广东”二、风荷载信息下面是与风荷载计算有关的信息，如果“总信息”页中选择了“不计算风荷载”，可以不设置本页参数。1.2.1地面粗糙度类别荷载规范7.2.1条规定，“地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：

16、A类指近海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类指田野，乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类指有密集建筑的城市市区；D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。参看高规3.2.3条的有关规定。程序岸设计人员输入的地面粗糙度类别确定风压高度变化系数。按规范规定和当地情况输入地面粗糙度类别，初始值为B。1.2.2修正后的基本风压荷载规范7.1.2条规定，“基本风压应按本规范附录D.4中附表D.4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m3。高规3.2.2条规定，“对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，其基本风压应按100年重现期的风压值采用。根据荷载规范附表D.4输入本地

17、基本风压。初始值为0.3。当没有100年一遇的风压资料时，可近似将50年一遇的基本风压乘以1.1增大系数。1.2.3结构基本周期荷载规范附录E结构基本自振周期的经验公式”规定了各类结构自振周期计算的经验公式。高规3.2.6条规定，“对比较规则的结构，也可采用近似公式计算；框架结构T1=（0.080.1）n, 框架剪力墙和框架核心筒结构T1=（0.060.08）n，剪力墙结构和筒中筒结构T1=（0.050.06）n，n为结构层数。结构基本周期主要用于计算风荷载中的风振系数，SATWE给出的结构基本周期初始值是按高规3.2.6条简化公式计算的。结构基本自振周期可以采用以下三种方法取值：（1）根据规

18、范的近似公式手工计算输入。（2）采用程序简化计算的初始值。（3）在完成一次计算后，将计算书WZQ.OUT中的结构第一平动周期值输入重算。三、地震信息本页是有关地震作用的信息，共有19个参数，对于抗震设防烈度为6度和6度以下，不需要进行抗震计算，但仍需采用抗震构造措施的地区，可以再第一页中选择，本页中的地震烈度、框架抗震等级和剪力墙抗震等级按实际情况进行情况输入，其他参数可不考虑1.3.1结构规则性信息抗震规范5.2.3条规定，“规则结构不进行扭转藕联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘以增大系数”高规3.3.1条规定，“对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m的

19、高层建筑结构应采用考虑扭转藕联振动影响的振形分解反应谱法”考虑到扭转藕联计算适用于任何空间结构的分析，SATWE软件去掉了扭转藕联选项，不论结构是否规则总进行扭转藕连计算，因此不必考虑结构边榀地震效应增大。根据结构设计方案选择“规则”或“不规则”。初始值为不规则。1.3.2设计地震分组抗震规范3.2.3条规定“本规范的设计地震共分为三组。抗震规范3.2.4条规定，“设计地震分组，可按本规范附录A采用”根据抗震规范附录A设置本地区地震分组。初始值为一组。1.3.3设防烈度抗震规范3.2.2条规定，“抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系，应符合表3.2.2的规定。根据抗震规范附录A设定本

20、地区抗震设防烈度。该参数共有六个选项，6（0.05g）; 7（0.10g）;7（0.15g）; 8（0.20g）; 8（0.30g）; 9（0.40g）.初始值为7（0.10g）。1.3.4场地类别抗震规范4.1.6条规定，“建筑的场地类别，应根据土层等有效剪切波速和场地覆盖层厚度按表4.1.6划分为四类。根据规范规定和当地情况输入场地类别，该参数共有五个选项，0代表上海地区，1、2、3、4丰碑代表全国其它地区的、类场地。1.3.5框架抗震等级1.3.6剪力墙抗震等级抗震规范6.1.2条规定，“钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，丙应符合相应的计算和构造措施要求。丙

21、类建筑的抗震等级应按表6.1.2确定。参考高规4.8.1条、4.8.2条和4.8.3条有关高层建筑抗震等级的规定。根据规范规定和工程实际情况输入构件抗震等级，该参数共有六个选项，0、1、2、3、4、5分别代表抗震等级为特一级、一级、二级、三级、四级和没有抗震构造要求。1.3.7按中震（或大震）不屈服做结构设计该参数用于实现基于性能的抗震设计，选择该项可以对结构进行中震或大震不屈服设计，程序执行以下操作：（1）取消地震组合内力调整（不做强柱弱梁、强剪弱弯调整）。（2）荷载作用分项系数取1.0（组合值系数不变）。（3）抗震承载力调整系数取1.0。（4）钢筋和混凝土材料强度取标准值。进行中震或大震不

22、屈服设计时选择此项，还应按抗震等级修改（多遇地震影响系数最大值），一般中震取2.8倍小震值，大震取4.56倍的小震值。基于性能的抗震设计还有中震（或大震）弹性设计，此时不选择，但地震最大影响系数取为中震（或大震）值，构件抗震等级取“不考虑“（取消地震组合内力调整，即强柱弱梁、强剪弱弯调整）。1.3.8考虑偶然偏心高规3.3.3条规定，“计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。高规4.3.5条规定，“再考虑偶然偏心影响的地震作用下”验算楼层位移比。偶然偏心是指由偶然因素引起的结构质量变化，会导致结构固有振动特性变化，因而结构在相同地震作用下的反应也将发生变化。考虑偶然偏心，就是考虑由偶然偏心引起

23、的最不利地震作用。程序设置选择开关，由设计人员自行决定是否考虑偶然偏心的影响，考虑偶然偏心时，程序将无偏心的初始质量分布作为一组地震作用效应，再按附加偏心距取X、Y地震作用方向垂直的建筑物边长的5，形成四种偏心方式的两组地震作用效应，合起来共三个地震组合进行内力分析计算，使地震组合数增加到原来的三倍。对于高层建筑结构，通常选择考虑偶然偏心。初始值为不选择。由于结构平立面布置的多样性、复杂性，大量计算分析表明，计算双向水平地震作用并考虑扭转影响与计算单向水平地震作用并考虑偶然偏心的影响相比，前者并不总是最不利的。因此抗震设计时，根据抗震规范第5.2.3条规定及其条文说明，对于多层建筑，除平面规则

24、的可通过考虑扭转藕联计算来估计水平地震作用的扭转影响外，凡属该规范第3.4.2条所指的平面不规则多层建筑，亦应考虑偶然偏心的影响。1.3.9考虑双向地震作用抗震规范5.1.1条规定，“质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响。高规3.3.1条规定，“质量和刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响。考虑双向地震扭转效应，在X和Y方向地震作用的效应分别为和，则：程序对柱采用了与其他构件略有不同的双向地震的组合方式，柱的剪力和弯矩只考虑地震作用主方向的双向地震组合，次方向不作双向地震组合。在进行柱双偏压配筋计算时，这种调整后的组合方式会使计算结构

25、更合理。考虑双向地震时，输出双向地震作用下楼层最大位移及位移比，将原地震工况内力替换成双向地震作用工况内力。当建筑结构的质量和刚度明显不对称、不均匀时，应选择该项。初始值为不选择（1）不对称不均匀的结构是不规则结构的一种，指同一平面内质量、刚度布置不对称，或虽在本层内对称，但沿高度分布不对称的结构。（2）从计算公式可以看出，考虑双向水平地震作用，意味着对X和Y方向地震作用予以放大，构件配筋也会相应增大。（3）允许同时考虑偶然偏心和双向地震作用，程序按规范要求分别计算，不进形叠加，取不利结果。1.3.9计算振型个数抗震规范5.2.2条文说明规定，“振型个数一般可以取参与质量达到总质量90所需的振

26、型数。高规5.1.13条规定，“抗震计算时，宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应，振型数不应小于15，对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90”。程序采用既适用于刚性楼板又适用于弹性楼板的通用方法计算各地震方向的有效质量系数，用于判定振型个数是否取够。计算后应查看计算书WZQ.OUT，检查X和Y两个方向的有效质量系数是否大于0.9，如都大于0.9则表示振型数取够了，否则应增加振型个数重新计算。（1）通常振型数取值应不小于3，且为3的倍数。（2）必须保证有效质量系数大于0.9，否则计算振型数量不够，说明后续振型产生的地震效应被忽略了，地震作用偏小，结构

27、设计不安全。（3）振型数也不能取的太多，不能多于结构有质量贡献的自由度总数（每个刚性板取3个，每个弹性节点取2个）。例如全部为刚性楼板的结构，振型数不能超过楼层数的3倍，否则可能出现异常。（4）当结构楼层数较多或结构层刚度突变较大时，如高层、错层、越层、多塔、楼板开大洞、顶部有小塔楼、有转换层、有弹性板等复杂结构，振型数应相对多取。1.3.11活荷载质量折减系数抗震规范5.1.3条规定，“计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。”“按等效均布荷载计算的楼面活荷载：藏书库、档案馆0.8，其他民用建筑0.5。高规3.3.6条规定，“楼面活荷载按实际情况计算时取1.0；按等效均布活荷载计算时，藏书库、档案库、库房取0.8，一般民用建筑取0.5。（1）该参数是计算重力荷载代表值时的活荷载组合系数，初始值为0.5，设计人员可以根据工程实际情况修改。（2）该折减系数只改变楼层质量，不改变荷载总值，即对竖向