pkpm-初学者建模一般过程

pkpm初学者建模一般过程轴线输入――网格生成――构件定义――楼层定义――荷载定义――楼层组装――保存文件注意柱、梁、楼板截面的选取，在PMCAD中柱、梁、楼板截面定义用的着：[1]框架柱截面估算：高与宽一般可取（1/10~1/15）层高。并可按下列方法初步确定。1。按轴压比要求又轴压比初步确定框架柱截面尺寸时，可按下式计算：[$micro]N=N/Acfc式中[$micro]N-----框架柱的轴压比Ac-------框架柱的截面面积fc--------柱混凝土抗压强度设计值N---------柱轴向压力设计值柱轴向压力设计值可初步按下式估算:N=γgQSNα1α2β式中:γg-----竖向荷载分项系数Q---------每个楼层上单位面积的竖向荷载,可取q=12~14KN/m[$sup2]S--------柱一层的荷载面积N---------柱荷载楼层数α1------考虑水平力产生的附加系数,风荷载或四级抗震时α1=1.05,三~一级抗震时α1=1.05~1.15α2------边角柱轴向力增大系数,边柱α2=1.1,角柱α2=1.2β------柱由框架梁与剪力墙连接时,柱轴力折减系数,可取为0.7~0.8框架柱轴压比[$micro]N的限值宜满足下列规定:抗震等级为一级时,轴压比限值0.7抗震等级为二级时,轴压比限值0.8抗震等级为三级时,轴压比限值0.9抗震等级为四级及非抗震时,轴压比限值1.0Ⅳ类场地上较高的高层建筑框架柱,其轴压比限值应适当加严,柱净高与截面长边尺寸之比小于4时,其轴压比限值按上述相应数值减小0.05。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4[2]梁截面估算：梁高与跨度的关系主梁一般取为跨度的1/8~1/12次梁一般取为跨度的1/12~1/15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：同上6.计算振型个数：振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：0.6~0.8；框剪结构：0.7~0.9；剪力墙结构：0.9~1.0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）规范规定: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。操作要点：初始值钢筋混凝土容重为25.0kN/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。注意事项：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规范规定:《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”程序实现：选择该项后，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。操作要点：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。注意事项：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详细输出，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结构的材料信息操作要点：按工程实际情况设定结构材料信息1.1.5结构体系操作要点：按工程实际情况确定结构体系1.1.6恒活荷载计算信息规范规定:《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。”程序实现：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，但其更符合施工实际情况，如图操作要点：不计算恒活荷载：仅用于研究分析。一次性加载：主要用于多层结构、钢结构和有上传荷载（例如吊柱）的结构。模拟施工加载1：适用于多高层结构。模拟施工加载2：仅可用于框筒结构向基础软件传递荷载（不要传递刚度）模拟施工加载3：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风荷载计算信息程序实现：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。操作要点：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Ⅳ类场地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Ⅳ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，连体结构的连接体应考虑竖向地震的影响。”程序实现：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。操作要点：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；不计算地震作用：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Ⅳ类场地的高层建筑除外）。计算水平地震作用：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Ⅳ类场地的高层建筑。计算水平和竖向地震作用：用于抗震设防烈度9度地区的高层建筑；