框架结构例题

1、PMCAD模块的使用一、框架结构设计例题本建筑为5层框架结构，抗震设防烈度为7度，二类场地，框架抗震等级为3级，周期折减系数取0.7，按一组计算。基本风压0.4kN/m2，地面粗糙度类别为C类，梁、板、柱的混凝土等级均为C30，梁、柱主筋选HRB400，箍筋选HPB235，板筋选HPB235。框架梁端弯矩调幅系数为0.85，结构重要性系数为1。1五层的结构层高分别为5.5m（从基础顶面算起）、3.0m、3.0m、3.0m、3.0m。各层采用现浇混凝土板，板厚取100mm。对于框架结构，非受力墙起分割空间作用，在PMCAD建模时不要布置非受力墙，而应将墙重转化为梁间荷载在荷载输入中布置。大厅、电

2、梯间处的次梁和交叉梁的某些次梁应作主梁输入，卫生间有门洞的墙下不布置二级次梁，做现浇带处理。具体楼面恒载、活载，梁间恒载按建筑荷载规范中的规定取值，或经过计算得出的结果。结构标准层：结构标准层1、结构标准层2、结构标准层3、结构标准层4。荷载标准层：荷载标准层1、荷载标准层2、荷载标准层3、荷载标准层4。楼层组合：1个标准层1+荷载标准层1（层高5.5m）； 2个标准层2+荷载标准层2（层高3.0m）； 1个标准层3+荷载标准层3（层高3.0m）； 1个标准层4+荷载标准层4（层高3.0m）。主菜单1建筑模型与荷载输入*定义第1结构标准层*建立网格*轴线输入，正交轴网，轴网输入开间：6000，

3、跨度：10，添加进深：5400，跨度1，添加进深：2100，跨度1，添加进深：5400，跨度1，添加基点：左下，转角：0，确定用光标在屏幕选择一点*轴线命名*轴线命名Tab，用光标点取起始轴，用光标点取终止轴。若不需要标轴线，用光标点取不标的轴线，Esc用光标点取两个方向的轴线，分别命名。*构件定义*柱定义*构件定义，柱定义按照设计要求，分别定义柱子的截面类型，材料类别，点取确定。例如：400mm400mm*梁定义*（没有特殊情况全部按主梁布置，次梁也按主梁布置）定义梁的截面尺寸（梁宽、梁高），材料类别，点取确定。例如：350mm600mm*楼层定义*楼层定义，分别点取柱的类型，进行柱的布置，

4、有几种类型，布置在相应位置上；点取梁的类型，按不同的类型，布置到相应的位置上。*洞口定义*每个房间：设有两个窗户，尺寸为2400mm，距离两侧轴线为400mm； 设有两道门，距离两侧轴线为600mm；注意：楼梯间的位置不要设门，把洞口留出。*第一结构标准层的本层信息*本层信息板厚100mm，板、柱、梁、剪力墙混凝土均选C30，钢筋保护层厚度15mm，梁、柱主筋选HRB400，本标准层层高5500，确定。*定义第2、3、4标准层*定义上层结构标准层以前面已定义过的标准层为基础复制过来，再进行修改，补充。换标准层添加新标准层，全部复制，确定（建立第2结构标准层）换标准层添加新标准层，全部复制，确定

5、（建立第3结构标准层）换标准层添加新标准层，全部复制，确定（建立第4结构标准层）*建立荷载标准层*建议定义楼面的恒、活载与此楼层大多数房间的一致，减少主菜单3的工作量；不同楼面荷载的楼层建立不同的荷载标准层。荷载定义，荷载定义计算活载，Enter用光标点取右侧表列第一空白处，3.5，2.0，Enter（定义第1荷载标准层）用光标点取右侧表列第一空白处，3.5，2.0，Enter（定义第2荷载标准层）用光标点取右侧表列第一空白处，3.5，2.0，Enter（定义第3荷载标准层）用光标点取右侧表列第一空白处，3.5，0.5，Enter（定义第4荷载标准层）其中，填充墙以线荷载的形式加到相应的梁段上

6、，同时有集中荷载的地方需要加节点荷载。Esc，前菜单（荷载标准层定义完毕）注意：一般建议不同楼面荷载的楼层定义不同的荷载标准层。*楼层组装*楼层组装，楼层组装1，标准层1，荷载标准层1，5500，添加2，标准层2，荷载标准层2，3000，添加1，标准层3，荷载标准层3，3000，添加1，标准层4，荷载标准层4，3000，添加，确定（楼层组装完毕）注意：以上楼层组装的意思为复制层数结构标准层荷载标准层层高1115500222300013330001443000*设计参数*设计参数总信息，结构体系：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；与基础相连的最大楼层号：1；

7、梁钢筋的混凝土保护层厚度：35；柱钢筋的混凝土保护层厚度：35；框架梁端负弯矩调幅系数：0.85材料信息，混凝土密度：25；钢材密度：78：墙主筋类别：HPB235；墙水平分布筋类别：HPB235；墙水平分布筋兼具：200；墙竖向分布筋类别：HPB235；墙竖向分布筋配筋率：0.3；梁箍筋类别：HPB235；柱箍筋类别：HPB235。风荷载信息，修正后的基本风压：0.4；地面粗糙类别：C ；沿高度体型分段数：1；最高层号：5；体形系数：1.4确定，前菜单。主菜单2结构楼面布置信息对房间进行划分，对楼板进行修改等。1. 楼板开洞 2.设悬挑板进行板的修改，若有预制板在此处修改，有楼梯间的位置设楼

8、板厚为0；有阳台时在此模块设置；主菜单3楼面荷载传导与计算（一）主要是检查荷载设置的正确与否，并修改。1. 选择需要输入荷载的楼层号2. 楼面活载和次梁布置（1） 楼面恒载（2） 楼面活载（3） 输完毕，进入下一个结构标准层，如此反复，输完各结构标准层房间恒载、活载调整值。（4） 生成个层荷载传到基础的数据。点取此菜单，程序自动生成传给基础的荷载数据。（二）平面荷载显示与校核这一步工作主要是把模型输入的线荷载和楼层调整的楼面荷载显示出来，看看有没有错误或是遗漏。若有则返回去修改，若没有则将此数据留存作整体计算书用。主菜单5画结构平面图选择楼层楼板计算进入绘图楼板钢筋逐间布筋画刚进表插入图框存盘

9、退出。想给出轴线的话，点取 标注轴线自动标注按以上步骤就可以绘制出楼板结构图。结构计算SATWE菜单的应用 1.接PM生成SATWE数据 2.结构内力配筋计算3. 分析结构图形和文本文件显示绘制梁柱施工图 1.梁归并2. 画梁施工图3. 柱归并4. 画柱施工图梁、柱配筋图在PK菜单中求解，分别给出具体轴号，则梁柱一榀框架结构施工图便生成。结构施工图整理在“工具”菜单中选择“T-D T图转成DWG图（T）”则选择具体的“*.T”文件，则生成相应的CAD图形。二、砖混结构设计（一）PMCAD建模过程：1.建立网格（开间、进深）2.轴线命名3.构件定义（梁、墙、洞口定义）4.楼层定义5.建立荷载标准

10、层6.楼层组装7.设计参数8.保存文件，生成接后面菜单数据文件（二）主菜单2结构楼面信息布置（三）主菜单3楼面荷载传导计算（四）主菜单4生成PK文件（五）主菜单5画结构平面图（六）砖混节点大样第四章 PK- 平面结构计算与施工图绘制PK 模块可用于钢筋混凝土框排架及连续梁结构的计算及其施工图的绘制。本章通过对 PK 部分的概括介绍， 使读者了解 PK 模块的基本使用方法。读者了解 PK 模块的基本使用方法。第一节 PK 的基本功能PK 软件主要用于平面杆系结构的计算及施工图绘制，其主要的基本功能如下：1、适用于20层、20跨以内的工业与民用建筑中各种规则和复杂类型的框架结构、框排架结构、排架结

11、构、剪力墙简化成的壁式框架结构及连续梁的结构计算与施工图绘制。可处理梁柱正交或斜交、梁错层、抽梁抽柱、底层柱不等高、铰接屋面梁等各种情况；可在任意位置设置挑 梁 、牛腿和次梁；可绘制十几种截面形式的梁，如折梁、加腋梁、变截面梁、矩形和工字形梁等。还可绘制圆形柱或 排架柱，柱的箍筋可以采用多种形式。2、按新规范要求作强柱弱梁、强剪弱弯、节点核心区、柱轴压比、柱体积配箍率的计算与验算，还可进行罕遇地震下薄弱层的弹塑性位移计算、竖向地震力计算和框架梁裂缝宽度计算。3、可按照梁柱整体画、梁柱分开画、梁柱钢筋平面图表示法和广东地区梁表柱表四种方式绘制施工图。4、按新规范和构造手册自动完成构造钢筋的配置。

12、5、具有很强的自动选筋、层跨剖面归并、自动布图等功能，同时又给设计人员提供多种方式干预选钢筋、布图、构造筋等施工图绘制结果。6、在中文菜单提示下，提供丰富的计算简图及结果图形，提供模板图及钢筋材料表。7、可与“PMCAD”软件联接，自动导荷并生成结构计算所需的数据文件。8、可与三维分析软件TAT、SATWE和PMSAP接口，绘制100层以下高层建筑的梁柱图。第二节 PK 的基本操作选择主菜单中 PK 选项，显示图 4-1 所示 PK 主菜单。由图 4-1 可知， PK 各项主菜单的操作可概括为3个部分 ：图4-1 PK主菜单一是计算模型输入，二是结构计算，三是做施工图设计。下面对三个部分实现的

13、基本功能进行简单介绍：1、计算模型输入执行PK时，首先要输入结构的计算模型。在 PKPM 软件中，有2种方式形成PK的计算模型文件。一种是通过 PK 主菜单1数据交互输入和数检来实现结构模型的人机交互输入。进行模型输入时，可采用直接输入数据文件形式，也可采用人机交互输入方式。一般采用人机交互方式，由用户直接在屏幕上勾画框架、连梁的外形尺寸，布置相应的截面和荷载，填写相关计算参数后完成。人机交互建模后也生成描述该结构的文本式数据文件。另一种是利用 PMCAD 软件，从已建立的整体空间模型直接生成任一轴线框架或任一连续梁结构的结构计算数据文件，从而省略人工准备框架计算数据的大量工作。 PMCAD

14、生成数据文件后，还要 利用 PK 主菜单 1 进一步补充绘图数据文件的内容，主要有柱对轴线的偏心、柱轴线号、框架梁上的次梁布置信息和连续梁的支座状况等信息。这时的绘图补充数据文件最好也采用人机交互方式生成。用这种方式可使用户操作大大简化。PMCAD 还可生成底框上砖房结构中底层框架的计算数据文件，该文件中包含上部各层砖房传来的恒活荷载和 整栋结构抗震分析后传递分配到该底框的水平地震力和垂直地震力。由 PK 再接力完成该底框的结构计算和绘图。2、结构计算计算模型输入完毕后，运行计算, 程序自动进行一般框架、排架、连续梁的结构计算。或者当计算剪力墙简化成的壁式框架结构或杆件节点较多时执行主菜单 A

15、 壁式框架计算。3、施工图设计根据主菜单1的计算结果，就可以进行施工图绘制了，即施工图设计部分。在PK软件中，提供了多种方式来进行施工图设计，主要有：PK主菜单2实现框架梁柱整体施工图绘制；PK主菜单3实现排架柱施工图绘制；PK主菜单4实现连续梁施工图绘制； PK主菜单5、6适用于框架的梁和柱分开绘图情况；PK主菜单7、8适用于按梁柱表画图方式。第三节 由PMCAD主菜单4形成PK文件对较规则的框架结构，其框架和连续梁的配筋计算及施工图绘制可用PK软件来完成，而PK计算所需的数据 文件可直接通过 PMCAD 主菜单4生成。执行 PMCAD 主菜单4形成PK文件，如图4-2所示。选择“应用”后屏

16、幕弹出图4-3所示“形成PK文件”启动界面。 图4-2 PMCAD形成PK文件 图4-3 形成PK文件程序提供了三种由 PMCAD 形成 PK 数据文件的方式。1、框架生成如选择“框架生成”，屏幕首先显示 PMCAD 建模生成的结构布置图，如图4-4为接第三章算例形成PK文件时的底层结构平面图。图4-4 底层结构平面图图4-5 风荷载信息对话框右侧对应有“风荷载”和“文件名称”两个选项。选择“风荷载”项，将弹出图4-5所示风荷载信息对话框，用于输入风荷载的有关信息，将风荷载计算标志设置为1后，图4-4中风荷载下的“红”将变为“红”。选择“文件名称”项，可以输入指定的文件名称，缺省生成的数据文件

17、名称为PK*,*表示轴线号。在程序“输入要计算框架的轴线号”提示下，输入要生成框架所在的轴线号，如此处要生成第3号轴线框架的数据文件，输入“3”，程序自动返回图4-3所示菜单，单击结束按钮，屏幕上就会依次出现3号轴线框架的立面和恒、活荷载简图。也可按Tab键转换为节点方式选择要转换的框架。可连续生成多榀框架，全部生成完后，选择“结束”退出，进入PK数据检查。实例4-1用 PMCAD 软件形成图4-4中3号轴线框架的PK计算数据文件。 执行PMCAD主菜单4形成PK文件。 在弹出的启动界面上，选择“框架生成”。 在“输入要计算的轴线号”提示下，输入“3”后确认。 按Esc键返回启动界面，选择“结

18、束”，即形成了3号轴线的框架数据文件，名称为PK-3.SJ 。2、砖混底框要生成上部砖房的底层框架数据，必须先执行PMCAD主菜单8，进行砖混结构抗震计算。在底层框架中若有剪力墙，可以选择将荷载不传给墙而加载到框架梁上，参加框架计算。若在“人机交互输入PM数据”时抗震等级取值为五级，则生成的PK数据中不再包括地震力作用信息，仅含有上层砖房对框架的垂直力作用。3、连梁生成如选择“连梁生成”，程序首先提示输入要计算连续梁所在的层号（当工程仅为一层时不提示），输入层号并确认后，屏幕显示 PMCAD 建模生成的结构布置图（图 4-6)，同时右侧显示“抗震等级”、“当前层号”、“已选组数”等项。选“抗震

19、等级”可以设定连续梁箍筋加密区和梁上角筋连通是否需要，抗震等级取为五级时不设加密区及角筋连通。选“已选组数”，可以输入连续梁数据文件的名称，默认文件名为：LL-生成连梁数据的顺序号，显示在其下方 。一个连梁数据文件中可以包含多根连续梁：用光标选择一根连续梁，输入该连梁的名称，再点下一根，点前还可切换层号选择，这些包含在一个数据文件中的连续梁一起计算，一起绘图。选择一根连续梁后，程序自动判断生成支座（红色为支座，蓝色为连通点），判断的原则是：次梁与主梁的连节点必为支座点；次梁与次梁交点及主梁与主梁交点，当支撑梁高大于连梁高 5Omm 以上时为支座点；墙柱支撑一定为支座点。用户可根据需要重新定义支

20、座情况，然后按 Esc 键退出。生成连梁数据文件的梁一般应是次梁或非框架平面内的主梁，它们绘图时的纵筋锚固长度将按非抗震梁取。第四节 PK 数据交互式输入和计算一、PK 程序的启动执行主菜单第1项，弹出如图4-7所示启动界面。进入 PK 前首先要选择启动方式，PK提供了新建文件、打开已有交互文件和打开已有数据文件三种方式。1、新建文件从零开始创建一个框、排架或连续梁结构模型，用户可以用鼠标和键盘采用和PMCAD 绘制平面图相同的方式，在屏幕上绘制出框排架立面图，再在立面网格上布置柱、梁截面，最后布置恒载、活载、风荷载等。2、打开已有交互文件在一个已有交互式文件的基础上，进行补充创建新文件的交互

21、式文件。进入后屏幕上显示已有结构的立面图。3、打开已有数据文件如果是从PMCAD主菜单4生成框架、连续梁或底框的数据文件，或以前用手工填写的结构计算数据文件，选用此种打开方式。无论采用哪种方式，屏幕都将弹出如图4-8所示的操作界面。本例采用“打开已有数据文件”。 二、 PK 数据交互输入1、网格生成：利用网格生成菜单可以采用与 PMCAD 交互输入相同的方式绘制出框、排架的立面网格线，此处网格线为柱的轴线和梁的顶面。2、柱布置：选择柱布置，其子菜单如图4-9所示。其操作与 PMCAD 中相同，此处不再详述。本例数据文件是由 PMCAD 主菜单第4项生成的，不需要布置柱。3、梁布置：梁布置与柱布

22、置操作相同。4、恒载输入：选择 恒载输入，其子菜单如图4-10所示。屏幕显示原有的恒载图，如图4-11所示。可以进行节点、梁间、柱间恒载的输入、删除和修改。本例不再修改。 图4-10左风输入子菜单 图4-11恒荷载图 5、活载输入活载输入与恒载输入基本相同，如图4-12所示为活荷载图。本菜单中有互斥活载用于对互斥荷载的编辑。本例中不考虑。 图4-12 活荷载图 图4-13左风输入子菜单6、左风输入选择左风输入，其子菜单如图 4-13 所示。本例采用自动布置，弹出如图4-14所示对话框，用户根据工程需要输入参数之后，按“确定”按钮，屏幕显示左风荷载图，如图4-15所示。右风输入与左风输入基本相同

23、，如图4-16所示为右风荷载图。图4-14 风荷载参数对话框 图4-15 左风荷载图 图4-16 右风荷载图图4-16 框架立面图7、计算简图应用该菜单可以显示框架立面计算简图和各种荷载作用下的计算简图。8、参数输入应用该菜单可以进行各种参数交互输入，本例采用程序默认值。9、补充数据补充数据下有附加重量和基础参数等相关选项，其中附加重量是未参加结构恒载、活载分析的重量，但应该在统计各振动质点重量时计入该重量。 基础参数用于输入设计柱下基础的参数，如图4-27所示。底框数据用于输入底框每一节点处的地震力和梁轴向力。三、计算选择计算，弹出如图4-28所示对话框，要求输入文件名。单击“OK”按钮后进

24、入结构计算子菜单。在此用户可以查看各种荷载作用下的内力图和配筋图，或用记事本打开计算文件。屏幕最初显示的是配筋包络图，如图4-29所示，其余内力图如图所示。 图4-28 文件名输入框 图4-29 配筋包络图(mm2)第五节 框架绘图执行主菜单第2 项“框架绘图”进行整体框架绘图。框架绘图的主菜单如图4-43所示。可以进行修改参数、查该梁柱及节点的纵筋和箍筋、裂缝和挠度计算、绘制施工图等操作。一、参数修改单击参数修改，其子菜单如图4-44所示，可以执行参数输入、定义钢筋库、修改梁顶标高、柱箍筋等数据。1、参数输入用于输入归并放大系数、绘图参数、钢筋信息、补充输入等操作，各项参数输入对话框如图4-

25、45、4-46、4- 47、4-48所示。本例采用默认值。2、钢筋库单击钢筋库，弹出如图4-49所示对话框，用户根据工程需要勾选钢筋直径，供程序选筋时使用。二、钢筋的查看与修改以柱纵筋和梁上配筋为例简要介绍其操作功能。1、柱纵筋选择主菜单中柱纵筋，其子菜单如图4-50所示，屏幕显示所选框架的柱纵筋配筋图，如图4-51所示，图示中轴线左侧为钢筋根数，右侧为相应的钢筋直径，图中一层右侧柱的配筋为2根直径为20的HRB335 钢筋（钢筋等级在图 4-22所示的总信息中输入）和1根直径为16的HRB335 钢筋。用户可以根据工程需要和经验进行修改，干预程序进行配筋，修改时用户单击修改钢筋后命令行提示选

26、择需要修改的柱，然后输入钢筋根数和直径即可。2、梁上配筋选择主菜单中梁上配筋，其子菜单如图4-52所示，屏幕显示所选框架的梁上部配筋（负弯筋）图，如图4-53所示，图示中轴线上侧为钢筋根数，下侧为相应的钢筋直径，图中顶层边跨两端的配筋为2根直径为16的 HRB335钢筋（钢筋等级在图 4-22所示的总信息中输入），跨中按构造要求配筋，中间跨两端、跨中均为2根直径为16的HRB335 钢筋。用户可以根据工程需要和经验进行修改，干预程序进行配筋。三、变形验算1、裂缝计算运行裂缝计算程序自动绘出框架的裂缝图，如图4-54所示，其中超过允许裂缝宽度的以红色显示，以示警告，便于用户修改，限制裂缝宽度。为

27、避免此类现象的发生，在参数输入中的补充输入（图4-48所示）时勾选“是否根据裂缝宽度自动选筋”即可。2、挠度计算运行挠度计算程序弹出如图4-55所示对话框，提示用户输入活荷载的准永久系数，输入后按“OK”按钮，程序自动绘出框架的挠度图，如图 4-56 所示，其中超过允许挠度的以红色显示，以示警告，便于用户修改。四、施工图绘制运行施工图，其子菜单如图4-57所示，屏幕弹出如图4-58所示对话框，提示用户是否将相同的层归并。选择：“归并”时，如果计算的配筋中两层（或多层）的配筋结构相同，只画一层，而标两个（或多个）标高值；选择“不归并”时，无论各层配筋如何，程序都将给出所有层的配筋图。本例选择“归

28、并” 。弹出对话框要求输入框架名称，本例输入 KL6 。单击画施工图，程序自动绘出框架配筋图（并绘出图框），如图4-59所示，有截面图、整榀框架图、钢筋表 。用户可以对生成的图块、标注进行移动等操作。第六节 排架、连梁施工图一、排架柱绘图1、执行主菜单第3项：排架柱绘图，进入排架柱绘图。给出绘图数据文件名，其文件名即排架柱配筋图的图名。进入菜单后，程序读取最后一次计算的 “结构计算结果”，进入交互式输入绘图数据。2、屏幕提示“作排架柱的吊装计算吗？”，可按需要选择排架的吊装计算。若计算根据提示输入吊装时的混凝土强度等级，指定吊点位置（用光标点取）, 程序进行排架柱作翻身单点起吊的吊装验算；柱的最后配筋考虑结构计算与吊装计算截面配筋结果的较大值。3、牛腿信息选项。进入此选项可修改牛腿设计的各种信息。牛腿信息对话框如图 4-60 所示。(1)顶面与节点的高差：牛腿顶面与柱上吊车布置节点的高差，向上