【土木建筑】03排架結(jié)構(gòu)計算機輔助設(shè)計

第3章排架結(jié)構(gòu)計算機輔助設(shè)計

?3.1計算機輔助設(shè)計——PK軟件簡介

?3.1.1軟件應(yīng)用范圍

?3.1.2計算參數(shù)的確定

?3.1.3荷載組合及內(nèi)力計算原則

?3.1.4數(shù)據(jù)文件輸入規(guī)則

?3.1.5排架柱配筋計算技術(shù)條件

?3.1.6框排架繪圖功能及主要技術(shù)條件

?3.1.4數(shù)據(jù)文件輸入規(guī)則

?3.2PK操作與數(shù)據(jù)文件

?3.2.1框架數(shù)據(jù)文件

?3.2.2排架、框排架數(shù)據(jù)文件

第3章排架結(jié)構(gòu)計算機輔助設(shè)計

?3.2.3排架結(jié)構(gòu)計算輸出結(jié)果說明

?3.2.4繪圖數(shù)據(jù)輸入文件

?3.2.5操作步驟

?3.3單層廠房設(shè)計算例

?3.3.1基本資料

?3.3.2結(jié)構(gòu)計算書

?3.4單層鋼筋混凝土工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)課程設(shè)計

任務(wù)書

?3.1計算機輔助設(shè)計——PK軟件簡介

計算機輔助設(shè)計(ComputerAidedDesign,CAD),是利

用計算機的軟硬件協(xié)助工程技術(shù)人員進行工程設(shè)計、產(chǎn)品開

發(fā)、過程管理、自動化控制等的一門綜合的、技術(shù)復(fù)雜的系

統(tǒng)工程。

計算機輔助設(shè)計已廣泛應(yīng)用于機械制造、土木工程、電

子、輕工等眾多行業(yè)，成為代表與衡量一個國家科技與工業(yè)

現(xiàn)代化水平的一個重要標志，目前常用的排架結(jié)構(gòu)CAD是PKPM

系列中PKCAD,以下著重通過一實例介紹PKCAD的實際應(yīng)用。

?3.1.1軟件應(yīng)用范圍

1.結(jié)構(gòu)形式和桿件

本程序可計算的結(jié)構(gòu)為平面桿系的框架、復(fù)式框架、

排架、框排架（某幾個跨上或某些層上作用吊車荷載的多層

框架）、剪力墻、壁式框架、連續(xù)梁、拱型結(jié)構(gòu)、內(nèi)框架、

桁架等。一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也可求解局部或全部桿

件為其他材料的平面桿系結(jié)構(gòu)（如圖3.1所示）。

圖3.1適用的結(jié)構(gòu)形式

2.PK中計算軟件

PK為用戶提供平面桿系結(jié)構(gòu)計算軟件有：框架、框

排架、排架結(jié)構(gòu)計算軟件PKH.EXE,為平面桿系結(jié)構(gòu)計算

程序，可連接框架繪圖部分繪圖。

3.框架、框排架、排架結(jié)構(gòu)計算軟件PK11.EXE

計算內(nèi)容及解題范圍、

（1）可對平面框架結(jié)構(gòu)（規(guī)則的或復(fù)雜形式的）、框排

架結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)進行內(nèi)力分析、變位計算、地震計算、

吊車計算、內(nèi)力組合，梁柱截面配筋及柱下獨立基礎(chǔ)計算

程序的解題范圍：

總節(jié)點數(shù)（包括支座的約束點）<300

柱子數(shù)<300

梁數(shù)<250

支座約束數(shù)<20

地震計算時合并的質(zhì)點數(shù)<30

跨數(shù)<20

層數(shù)<20

內(nèi)力分析采用矩陣位移法，每一節(jié)點有水平位移，

豎向位移，轉(zhuǎn)角三個自由度。

(2)在排架和框排架結(jié)構(gòu)計算時(此時NJJ為負值),

使用PKH.EXE計算。

柱段總根數(shù)W45根，有吊車荷載的跨數(shù)W7跨。

排架的跨數(shù)W9跨，排架柱的柱段總數(shù)W25根

?3.1.2計算參數(shù)的確定

(1)對于規(guī)則框架，程序可對梁、柱節(jié)點自動編號，

自動形成信息；對于非規(guī)則框架，需輸入節(jié)點坐標，桿件

關(guān)聯(lián)號及約束信息，柱子計算長度等。框排架的框架部分

繪施工圖時，柱梁的總根數(shù)不再包括排架柱上的柱段和與

排架柱較接的梁。

(2)程序可自動形成柱和梁的自重，且是否需要程序

形成柱梁自重，可由計算者在總信息中給予確定。

(3)排架柱各段的計算長度取值：排架柱在有吊車荷

載作用的組合、無吊車荷載作用的組合和在垂直排架方向

的軸壓驗算時均取用不同的計算長度，這三種情況下，計

算長度均由程序按國家標準GB50010—2002《混凝土結(jié)構(gòu)

設(shè)計規(guī)范》中表7.3.11-1中給出的數(shù)據(jù)自動生成(用戶給出

的值不再起作用)，生成計算長度時未考慮露天吊車和棧橋

柱。

?3.1.3荷載組合及內(nèi)力計算原則

1.活載的予組合和內(nèi)力組合原則

(1)PKH程序采用每根梁作用一組活載的予組合法。

對于柱有四組活載予組合內(nèi)力：

①活1：痂ax及對應(yīng)的均幾

②活2：痂in及對應(yīng)的也幾

③活3：Miax及對應(yīng)的嶼心

④活4：Miin及對應(yīng)的心匕

其中，符號媯彎矩、A為軸力、『為剪力。對于梁有如

下四組予組合內(nèi)力：

①活L梁端加ax及對應(yīng)的心

②活2：梁端腸iin及對應(yīng)的匕

③活3：使梁跨中為正彎矩的梁端肌

④活4：使梁跨中為負彎矩的梁端肌

(2)程序認為以上作用在各節(jié)點、柱間、梁間活載

都是相容的，程序在求解各桿件最不利組合時，各個活

荷載既可以同時作用，又可以分別作用。

(3)PKH程序還可以計算任意組互相排斥的活荷

載，這樣的活荷載各組之間不會同時作用，程序自動從

各組中挑選出一組來作最不利布置組合。

2.荷載效應(yīng)組合

(1)內(nèi)力組合

n

S=YG.0G.GK+夕ZyQi°Qi°iK

z=l

(2)地震作用效應(yīng)組合

S=YG，G，GEK+XEh^kh^hk+/EV^Vk+^m/w^w^k

3.吊車荷載分析和排架柱計算

(1)結(jié)構(gòu)計算中可作吊車荷載的內(nèi)力分析與內(nèi)力

組合，每一個有吊車的跨分別作三種內(nèi)力計算：

①最大輪壓Ztoax在跨左，最小輪壓Zinin在跨右。

②最小輪壓為in在跨左，最大輪壓Ztaax在跨右。

③最大水平剎車力Tinax同時作用在跨左和跨右,

每邊作用Tmax/2o

程序輸出這三種情況下的內(nèi)力計算值，還輸出水

平剎車力作用下的各節(jié)點計算位移值(彈性計算結(jié)果

的標準值)。

內(nèi)力組合時應(yīng)考慮：

①多跨吊車豎向荷載按最不利的最多兩跨考慮。

②吊車水平荷載不論是單跨還是多跨廠房均按吊車

荷載中不利的一跨考慮。

③有地震荷載組合時吊車荷載中不再考慮水平剎車

力內(nèi)力組合時先進行吊車荷載的予組合。

(2)排架柱的計算和繪圖限于矩形斷面和工字型斷面

其配筋按對稱配筋考慮。

(3)根據(jù)國家規(guī)范GB50009—2001第5.2.2條,多跨

吊車效應(yīng)作用時乘以折減系數(shù)，該系數(shù)由用戶輸入。

(4)根據(jù)抗震規(guī)范，對于15m高度以下的平面排架，

地震計算時應(yīng)考慮空間和扭轉(zhuǎn)影響的效應(yīng)調(diào)正系數(shù)，該

系數(shù)由用戶查規(guī)范輸入。

(5)排架柱地震計算時應(yīng)考慮吊車橋架引起的地震剪

力和彎矩增大系數(shù)，該系數(shù)由用戶查規(guī)范輸入。

(6)牛腿計算時考慮吊車水平荷載。

?3.1.4數(shù)據(jù)文件輸入規(guī)則

1.節(jié)點和桿件編號

1）桁架和非規(guī)則框架

允許節(jié)點任意編號（注意盡量采用縮小帶寬的編號），

桿件任意編號，柱、梁桿件編號分開編.先編柱子后編梁。

節(jié)點編號時，可參照規(guī)則框架的編號原則，以使帶寬

最?。ㄈ鐖D3.2所示）。

圖3.2單元及節(jié)點編號

2）規(guī)則框架

程序自動形成節(jié)點和桿件編號。

編號原則內(nèi)定為：當層數(shù)〈跨數(shù)時，采用沿縱向Y

的節(jié)點編號系統(tǒng)如圖3.3所示；當層數(shù)〉跨數(shù)或跨數(shù)大

于10時，采用沿橫向淑節(jié)點編號系統(tǒng)如圖3.4所示。任

何情況下，柱腳都最后編號。這樣可保證規(guī)則框架在任

何情況下，其總剛矩陣存儲的變帶寬最小，省內(nèi)存容量

和計算時間。節(jié)點和桿件編號舉例如圖3.3和圖3.4所示,

柱梁編號采用由左向右，自下而上的順序。各跨跨度應(yīng)

以底層柱中心為準。

圖3.3層數(shù)〈跨數(shù)時編號系統(tǒng)

⑦5'⑧6'

789

3，4，

④

456

1’2,

(D

123

nrmnrmnrm

⑩??

圖3.4層數(shù)）跨數(shù)時編號系統(tǒng)

3）排架、框排架均應(yīng)按非規(guī)則框架填表

排架柱段編號應(yīng)按自下向上，自左至右的順序，在

牛腿頂處，變截面處均應(yīng)設(shè)置節(jié)點。

框排架計算柱梁編號，要將框架上的柱梁編在前面

排架柱上的柱段和與排架柱相連的兩端較支梁要編在后

面，即：先編框架上的柱號，再編排架上的柱號，再編

框架上梁號，最后編排架上梁號，這樣，在PK2繪圖時,

框架繪圖不再包含排架柱部分。排架柱的繪圖由軟件

PJZ完成。

2.單位和邏輯符號系統(tǒng)

在所有輸入和輸出的數(shù)據(jù)中，除柱梁截面配筋采

用平方毫米為單位，其他均為千牛，地震計算輸出特

征向量是無量綱的值，周期以秒為單位?；炷凛斎?/p>

強度等級，鋼筋輸入級別，其各項強度標準值及設(shè)計

值由程序自動給出。邏輯符號系統(tǒng)規(guī)定如下：

(1)節(jié)點外荷載輸入時，均以順時針方向為正，

反之為負。

(2)桿間荷載輸入時以圖示外力均為正(如圖3.5

所示)。

最后組合內(nèi)力的符號取右端脫離體，符號仍以逆

時針為正，反之為負，具體來說，下纖維受拉為負，

上纖維受拉為正。

節(jié)點荷載

桿間荷載

桿件內(nèi)力輸出時，彎矩以逆時針方向為正，反之為負（圖示內(nèi)為均為正）

圖3.5坐標及荷載

3.約束信息處理

約束信息除用以說明結(jié)構(gòu)支座處的約束情況外，

亦可用*處理一較一固的桿件，支座的約束情況如圖

3.6所示。

對于局部缺梁缺柱（一般指邊角處缺梁缺柱）的框

架，最好按非規(guī)則框架格式輸入，有時可將缺的梁柱

用虛桿件代替，化為規(guī)則框架求解。虛桿件截面高度

一般小于等于50mm,寬度不限，（使其慣性矩為一般

桿件的1/1000）。

兩端錢接梁填表法：

（1）填一6（寬）、〃（高）的矩形截面（即在梁寬前加

一負號），這種梁仍給出配筋。

（2）按虛梁處理，即梁高例0.05m,梁寬萬壬意

的矩形截面。這種方式限于用在框架頂邊角處。

△

①②④

節(jié)點號為：1234

約束信息：1111201130014110

圖3.6節(jié)點及約束信息

本程序?qū)τ谔摋U件及兩端錢接桿件在繪圖時一律不予畫

出，對于虛桿件計算中給出超筋信息。

4.結(jié)構(gòu)計算的數(shù)據(jù)輸入文件

在數(shù)檢過程中會在屏幕上以圖形顯示，程序運行

后，同時產(chǎn)生彎矩包絡(luò)圖和鋼筋面積包絡(luò)圖及軸力包

絡(luò)圖，各項荷載作用下的內(nèi)力圖，以上這些圖形都可

轉(zhuǎn)換為AutoCAD圖形，打印或繪制出來。

?3.1.5排架柱配筋計算技術(shù)條件

（1）排架柱選筋根據(jù)PKH計算的鋼筋面積自動進行，

在可能的情況下考慮將上下柱段的鋼筋連通。

鋼筋混凝土矩形、工形截面柱均按對稱配筋計算，分

別進行框架平面內(nèi)的偏心受壓（如為偏心受拉，則按偏心受

拉構(gòu)件計算），框架平面外的軸心受壓計算。對大偏壓、小

偏壓、偏拉等做出判斷并據(jù)不同情況計算配筋。

當平面外軸壓計算配筋大于平面內(nèi)的偏壓（拉）配筋時，

取軸壓配筋為該柱配筋，并在輸出的配筋數(shù)字旁提示！?。?/p>

記號。

（2）排架柱上的箍筋，架立筋，腰筋，加固筋，箍筋

加密的范圍，柱的外形（例如工形截面的模板圖）等均按照

手冊《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造）》和《

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊》(冶金工業(yè)出版社出版)自動

給出，在有抗震設(shè)防時(即結(jié)構(gòu)計算時作了抗震計算)均

按抗震要求作了處理。

(3)牛腿的配筋尺寸均由軟件自動計算分析給出，

只須給出牛腿的挑出長度，牛腿的其他細部尺寸由軟件

自動給出，牛腿縱向筋的計算根據(jù)給出的外力按混凝土

結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010—2002第10.8.1條進行，作用

在牛腿頂部的水平拉力設(shè)計值從PK11的Tfnax/2取得，水

平箍筋及彎起鋼筋的計算及構(gòu)造均按GB50010—2002第

10.8.1條進行。

(4)可作排架柱在翻身、一點起吊時的配筋計算，

吊裝計算配筋大于原計算配筋時，排架柱選筋按吊裝計

算結(jié)果確定。吊裝點位置由人機交互指定，亦可隨時修

改。柱自重均乘以動力系數(shù)L5。

?3.1.6框排架繪圖功能及主要技術(shù)條件

1.框排架繪圖適用范圍

選用范圍用于工業(yè)與民用建筑中各種規(guī)則和復(fù)雜類型

的框架結(jié)構(gòu)、框排架結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)，梁柱整體畫圖時的

規(guī)模在15層以下14跨以內(nèi)梁柱各110根以內(nèi)。

梁柱分開畫的規(guī)模在220根柱，200根梁，20層，20跨

以內(nèi)。

2.排架柱繪圖

(1)單層排架的計算與排架柱的施工圖繪制。結(jié)構(gòu)計

算仍由計算機軟件PKH完成，施工圖由軟件“PJZ”完成。

對于框排架，結(jié)構(gòu)計算也由PK11完成，框排架的框架

部分繪圖由PK2完成，框排架的排架柱繪圖由“PJZ”完成

用PK11計算完排架或框排架后，只須填寫一個簡單

的排架繪圖補充數(shù)據(jù)文件，即可運行“PJZ”，或PK主

菜單項目4繪出排架柱施工圖。

(2)施工圖紙的版面布置及分頁均自動進行，每根

排架柱布置在一張圖上，由排架柱的模板立面圖，配筋

立面圖，柱與牛腿的剖面圖，鋼筋表組成。

(3)在排架和框排架結(jié)構(gòu)計算時：

①柱段總根數(shù)W45根，有吊車荷載的跨數(shù)W7跨。

②排架的跨數(shù)＜9跨，排架柱的柱段總數(shù)W25根。

(4)框排架的框架部分繪施工圖時，柱梁的總根數(shù)不

再包括排架柱上的柱段和與排架柱皎接的梁。

(5)可在排梁柱的模板立面圖的下面和左、右兩側(cè)

面上標注預(yù)埋件和胡子鋼筋，用戶需作這些標注時，只

需在排架柱繪圖補充數(shù)據(jù)文件的最后部分填寫預(yù)埋件的

數(shù)據(jù)。如果用戶不填寫這些預(yù)埋件數(shù)據(jù)，原繪圖軟件仍

會正常運行。

3.歸類合并功能

將構(gòu)造相同的鋼筋歸為同一種鋼筋，將截面形狀

尺寸相同，且布筋相同的柱、梁剖面歸為同一類剖面。

將柱、梁構(gòu)造與配筋完全相同的層歸并為同一層。

構(gòu)造與配筋皆相同的層在框架立面圖上僅畫出一

層，但用標高和注釋表明其所包含表示的層數(shù)。

構(gòu)造與配筋皆相同的跨在立面圖上僅畫出一跨，

但用軸線號表明其所包含的跨數(shù)。

用戶提出的歸類百分比較大，經(jīng)歸類后畫出的層

數(shù)與跨數(shù)越少，當然，若是高與跨度不同是不會歸類

為同一層的或同一跨的。

4.提供給計算人員多種方式干預(yù)梁柱鋼筋直徑與根數(shù)的選配

(1)圖形交互式修改。用戶可在中文提示下用光

標指示修改任一鋼筋的配置。

(2)輸入實際配筋面積與PK計算的配筋面積的比

例，這是計算人員將計算結(jié)果放大、加進自己的保險

系數(shù)和控制柱梁之間的配筋比例的一種手段。該比例

分為柱鋼筋放大系數(shù)、梁下部鋼筋放大系數(shù)、梁上部

鋼筋放大系數(shù)三種。

(3)設(shè)計人員直接輸入每根梁柱的鋼筋直徑與根

數(shù)，這種情況下，程序不再根據(jù)計算結(jié)果選配鋼筋，

但鋼筋的彎鉤、搭接、錨固等構(gòu)造及剖面、鋼筋表的

歸納整理及施工圖的繪制仍由程序完成。

5.自動布置圖紙版面

(1)程序運行結(jié)果即是一個已布置好版面的完整圖

紙，用戶須輸入圖紙的規(guī)格，1為1號圖紙，1.5為1號

圖加長一半，2.25為2號圖加長四分之一。

(2)若全部內(nèi)容在一張圖紙上放不下，程序自動將

內(nèi)容在2張或3張圖紙上畫下，第一張擺放框架整體圖、

第二張擺放鋼筋明細表和剖面圖，第3張也擺放剖面圖。

對于2號圖紙，圖紙可自動加長，加長比例大于1.5時，

才安排2張圖紙。

(3)框架整體圖隱含比例為1：50,若層數(shù)較高時可

順圖紙長向放置，再受到圖框限制時自動增大比例，直

至小于圖框尺寸。

(4)柱梁剖面初定比例為1：20,擺放不下時自動增

大比例。

(5)框架整體圖和剖面圖的比例也可由用戶指定。

6.可完成模板圖的繪制

該圖僅繪制整根框架外形，設(shè)計人員還可另在上

面標注預(yù)埋件等。

?3.2PK操作與數(shù)據(jù)文件

下面通過一個實例來加以說明。

例：某2跨等高排架，跨度為24m,柱距為6m,劃分為9個

節(jié)點，6個柱段，圖中圓圈中數(shù)字為節(jié)點編號，柱左數(shù)字為柱段

編號，一共3根排架柱，其上柱截面皆為矩形，尺寸分別為400

mmX400mm（邊柱）、400mmX600mm（中柱），下截面皆為工字

型，尺寸為100mmX150mmX400mmX800mm工字形截面，每

跨設(shè)15/3t和15/5t吊車各一臺，屋架設(shè)有天窗，軌頂標高為

10.2m,墻體240mm為清水墻、鋼門窗；碎為C30,柱中主筋為

II級；Hs=3.8m,Hx=9.7m,H=13.5mo屋面恒載為3.12

kN/m2,基本風壓為0.35kN/m2,試電算此排架柱（參照圖

3.10）oo

?3.2.1框架數(shù)據(jù)文件

運行EDIT軟件編輯建立一個數(shù)據(jù)文件，文件名稱任意,

不能帶擴展名。

數(shù)據(jù)按行寫入。每行不超過80個字符，對數(shù)據(jù)的整型

實型不作限制，數(shù)據(jù)之間用逗號隔開，數(shù)據(jù)終了，另起一

行用字符END表示數(shù)據(jù)結(jié)束，數(shù)據(jù)行間可插入以C開頭的注

釋行。

數(shù)據(jù)可以采用簡單的縮寫形式，即把幾個相同的連續(xù)

的數(shù)據(jù)合在一起書寫，如連續(xù)5個4.5寫成5(4.5)；連續(xù)10

個2.3可以寫成10(2.3),小括號之外，還可用中括號口表

示更上一層的重復(fù)簡寫，每一對括號皆可跨行寫。

L總信息(17個數(shù))

(1)NJ：節(jié)點總數(shù)(包括約束節(jié)點數(shù))。

要計算吊車荷載時，NJ前加一負號，同時在第八

項左、右風載數(shù)據(jù)后輸入吊車荷載數(shù)據(jù)。

(2)NL：柱子數(shù)。

(3)NB：梁數(shù)。

(4)KZ：規(guī)則框架填1或2,非規(guī)則框架填0。KZ

填2時為規(guī)則框架缺節(jié)點。

(5)NF：支座約束數(shù)。

(6)NEL：標準截面類型總數(shù)。

(7)KLL：活載計算信息，算為1,不算為0；當

有頒互斥活載時，KLL填1+乂

(8)KW：風荷載計算信息，算為1,不算為0。

(9)KZDJ：抗震等級，一、二、三、四級抗震等

級分別填1,2,3,4O不計算地震時填5。

(10)IC：柱子混凝土強度等級，C20填20,C25填25,

C30填30,C40填40,以此類推。

(11)IC22：梁的混凝土強度等級，填法同柱。

(12)IG：鋼筋號，I級鋼為1,II級鋼為2,III級鋼為

3o

(13)IA：柱梁自重計算信息，要求計算柱自重填1,

柱梁自重都計算填2,柱梁自重都不計算填0。

(14)KAA；基礎(chǔ)計算信息，算基礎(chǔ)填1或2,不算填0；

KAA填2時，仍作基礎(chǔ)計算，但在計算基礎(chǔ)時不考慮有地

震作用的組合內(nèi)力。

(15)U1：梁支座負彎矩調(diào)幅系數(shù)。

(16)U2：梁截面慣性矩增大系數(shù)。

(17)MOD：打印輸出格式信息。

①MOD=O：僅輸出各柱、梁控制組合內(nèi)力與配筋。

②MOD=1；除MOD=O內(nèi)容外，還輸出恒、活、風，

地震各單項荷載下的內(nèi)力。

③MOD=2：除MOD=O內(nèi)容外，還輸出柱梁截面各種

組合內(nèi)力。

④MOD=3：輸出MOD=O,MOD=1,M0D=2時的全

部內(nèi)容。

當MOD在以上各情況下加10,取值10,11,12或13時,

程序計算結(jié)果按幅寬為80行格式打印輸出，否則，按

130行格式輸出。

?3.2.2排架、框排架數(shù)據(jù)文件

排架與框排架的計算數(shù)據(jù)是在原PK11的計算數(shù)據(jù)上補

充而成的。這里僅強調(diào)：

(1)總信息中第一項節(jié)點總數(shù)NJ前面加一負號。這表

示計算中將要輸入吊車荷載，NJ前無負號時，排架繪圖程

序無法執(zhí)行。

(2)風荷載數(shù)據(jù)之后，地震荷載數(shù)據(jù)之前輸入吊車荷

載數(shù)據(jù)，按跨輸入。從左至右每跨輸入H個數(shù)據(jù)，當該跨

無吊車荷載時，僅在該跨輸入一個0。

(3)兩端較接梁填表法

①填一B(寬)，H(高)的矩形截面，即在梁寬前加一

負號，這種梁仍給出配筋。

對于兩端較接梁程序無論在何時都不在施工圖中畫出

②按虛梁處理，即梁高為0.05m,梁寬任意的矩形

截面O

(4)工形截面柱填法如下：

①工形截面標志2。

②寬B(m)o

③高H(m)o

④腹板厚度BI(m)o

⑤翼緣根部厚度HH(m)o

⑥翼緣端部厚度HI2(m)o

(5)排架、框排架結(jié)構(gòu)計算填表注意事項如下：

①排架、框排架均應(yīng)按非規(guī)則框架填表。

排架柱段編號應(yīng)按自下而上，自左而右的順序，在牛

腿頂處，變截面處均應(yīng)設(shè)置節(jié)點。

框排架計算柱梁編號時，要將框架上的柱梁編在前面

排架柱上的柱段和與排架柱相連的兩端較支梁要編在后

面，即：先編框架上的柱號，再編排架上的柱號，然后

編框架上梁號，最后編排架上梁號。這樣，在PK2繪圖

時，框架繪圖不再包含排架柱部分，排架柱的繪圖由軟

件“PJZ”完成。

②在地震計算中，程序自動形成的各節(jié)點質(zhì)量中未

包含吊車吊重量，用戶可酌情在“地震計算參數(shù)”對話

框中填寫附加重量的方法輸入吊車的重量，即填寫附加

重量質(zhì)點數(shù)IW和各附加質(zhì)點的附加重量。

?3.2.3排架結(jié)構(gòu)計算輸出結(jié)果說明

本例題電算結(jié)果文件如下（節(jié)選）：

******PK11.EXE******

DATA:9/21/2005

總信息

節(jié)點總數(shù)二9柱子總數(shù)二6梁數(shù)二2

是否規(guī)則框架二20600支座約束數(shù)二3標準截面總數(shù)=5

活載計算信息二1風活載計算信息二1

抗震等級二5柱險等級二0梁險等級二0

梁柱主筋級別二2梁柱箍筋級別二1柱保護層二30

梁保護層二30

?3.2.4繪圖數(shù)據(jù)輸入文件

需為PK2或BK2建立一個數(shù)據(jù)文件，文件名稱應(yīng)為所畫

框架名稱，被直接標在施工圖上，名稱后不帶擴展名，文

件名稱小于7個字符并大于或等于3個字符，這個名稱同時

也成為施工圖的圖形名，即在AutoCAD狀態(tài)下，設(shè)計人員用

這一名稱可以調(diào)出這框架的施工圖。

數(shù)據(jù)文件中輸入鋼筋的根數(shù)和直徑時，常常寫為*.**,

小數(shù)點前數(shù)字為鋼筋根數(shù)，小數(shù)點后數(shù)字為鋼筋直徑(mm),

如：4.22表示4根直徑22的鋼筋。

排架柱繪圖補充數(shù)據(jù)文件內(nèi)容如下：

1.圖紙規(guī)格LDW

填1或2,1表示采用1號圖繪制，2表示采用2號圖繪

制O

2.各柱段鋼筋調(diào)正放大系數(shù)FDC

輸入放大系數(shù)，是設(shè)計人員對計算結(jié)果加以人工干

預(yù)的一種方法。

當所有柱段均取同一放大系數(shù)時，F(xiàn)DC即為該值。

各柱放大系數(shù)不同時，F(xiàn)DC填3然后按柱段編號順

序輸入每根柱段的放大系數(shù)。

3.主筋保護層IA（米）

4.牛腿信息

按柱段編號順序（從下至上，從左至右）逐段輸入

每段柱的如下2?10個數(shù)據(jù)。

（1）左邊牛腿伸出長度L1（米）。當該柱段左邊無

牛腿時，L1填3以下2?5項不填。

（2）牛腿上表面與該柱段上節(jié)點高差DH1（米），

高出該柱段上節(jié)點時為正。

（3）牛腿上受的垂直力W1（千牛）。

（4）W1與柱外皮距離Cl（米），當W1作用在柱截

面以內(nèi)時，C1填0。

（5）牛腿上吊車梁的高度H1（米）。此數(shù)據(jù)用來確

定抗震區(qū)柱的加固范圍。

(6)右邊牛腿伸出長度L2(米)。當該柱段右邊無牛

腿時，L2填3以下7?10項不填。

(7)牛腿上表皮與柱頂高差DH2(米)。

(8)牛腿上受的垂直力W2(千牛)。

(9)W2下柱截面外皮的距離C2(米)，當W2作用在柱

截面以內(nèi)時，C2填0。

(10)右牛腿上吊車梁的高度H2(米)。

5.排架柱軸線位置信息

按從左至右的順序，輸入每一根排架柱的軸線位置

EC(m),EC指的是軸線至柱左端的距離。輸入EC的個數(shù)

即排架的跨數(shù)加1,例如兩跨排架共3根排架柱，須輸入

3根柱的EC值。

6.柱根標高DBG(m)

DBG即結(jié)構(gòu)計算時柱底的實際標高值，一般應(yīng)為柱

與基礎(chǔ)的連接處，當該值小于0時，不能丟掉前面的負

號，程序由DBG求出各柱段標高值。

7.排架柱插入基礎(chǔ)部分的長度LZG(m)

當LZG填0(或不填)時，程序自動按0.9H(H為底段

柱截面高)并取整求出該柱插入基礎(chǔ)部分長度。

8.預(yù)埋件數(shù)據(jù)

排架柱繪圖軟件可同時在柱模板圖的正面和左、

右兩側(cè)面上標注預(yù)埋件和胡子鋼筋，當用戶需作這些

標注時，必須填寫預(yù)埋件的相關(guān)數(shù)據(jù)，用戶如不填寫

這些埋件數(shù)據(jù)，直接填“END”項，繪圖軟件仍會正

常進行。

預(yù)加件和胡子鋼筋數(shù)據(jù)填寫格式如下：

1）埋件類別數(shù)據(jù)

（1）KMZ：全部排架上埋件的類別總數(shù)（包括胡子

筋）。

埋件的長寬相同時，可歸為一類，胡子筋的直徑

間距及起點位置相同時，可歸為一類。當KMZ=O時，

說明不在該排架的柱模板圖上標注埋件。

(2)依次輸入各類埋件的寬BM和高HM,共填寫KMZX2

個數(shù)。輸入的先后次序號即為該埋件的類別號；當埋件

為胡子筋時，BM和HM的格式為：

BM：-X.XXX

小數(shù)點前數(shù)字為胡子筋直徑，小數(shù)點后為胡子筋間距,

數(shù)字前面一定要加一個負號。例如：-8.50表示胡子筋

直徑8mm,間距500mm。

HM：胡子筋布置的起始標高(m)。

2)各排架柱上的埋件信息

從左至右，依次輸入每根排架柱的如下埋件信息(每

一根軸線上的所有柱段算一根排架柱)。

(1)該根柱上的埋件總個數(shù)NMJ,當該排架柱上不畫

埋件時，NMJ=O,以下三項不填。

(2)每塊埋件填寫如下3個數(shù)，共須填NMJX3個數(shù)。

①KMJ：該埋件所屬的埋件種類號，即前第一項上埋

件數(shù)據(jù)的順序號。

②XMJ：該埋件的x坐標(m)。

③YMJ：該埋件的〃坐標(m)。

坐標原點是柱左端與0.00標高的交點。

當為胡子筋時：XMJ為胡子筋伸出的長度(m),在XMJ

前加個負號，表示該胡子筋布置在柱左側(cè)，否則胡子筋

布置在柱右側(cè)。

YMJ為胡子筋往上布置的終點標高(m)(這數(shù)字和上一

項HM對應(yīng))。

9.用字母END表示數(shù)據(jù)結(jié)束

?3.2.5操作步驟

從結(jié)構(gòu)計算到完成施工圖，需填寫兩個數(shù)據(jù)文件，第

一個數(shù)據(jù)文件是結(jié)構(gòu)計算所需的數(shù)據(jù)文件；第二個文件是

繪施工圖所需的數(shù)據(jù)文件。

操作可按主菜單進行單擊PK后，顯示框、排架CAD主菜

單，如圖3.7所示，共H項。

'$PKP碑機版——系列軟件(2005.05)-X

特種結(jié)構(gòu)?建筑?設(shè)備；槽預(yù)豆?鋼結(jié)科結(jié)構(gòu)|

框排架計算機輔助設(shè)計dQM?系列

★PMCAD1PK數(shù)據(jù)交互輸入和計算|?框架模板圖

框架繪圖?壁式框架計算

★

TAT-8排架柱繪圖?圖形編輯、打印及轉(zhuǎn)換

★SAT-8

連續(xù)梁繪圖

☆TAT

★SATWE繪制柱施工圖

★梁柱施工圖繪制梁施工圖

*JCCAD繪制柱表施工圖

★LTCAD

繪制梁表施工圖

★JLQ

文件存取含理：當前工作目錄［E不應(yīng)正葩至Wk礪至'-改交目錄

轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)版|應(yīng)用(A)|工田幫助

圖3.7PK主菜單界面

①PK數(shù)據(jù)交互輸入和計算。

②框架繪圖。

③排架柱繪圖。

④連續(xù)梁繪圖。

⑤繪制柱施工圖。

⑥繪制梁施工圖。

⑦繪制柱表施工圖。

⑧繪制梁表施工圖。

⑨框架模板圖。

A壁式框架計算。

B圖形編輯、打印及轉(zhuǎn)換。

排架結(jié)構(gòu)僅執(zhí)行主菜單1,2,4

1.建立工作目錄及文件名

在主界面的下方為工作子目錄的設(shè)置區(qū)域，程序

隱含的工作目錄為：C:\pkpmworko用戶應(yīng)建立自己

的工作目錄，并且，每個工程都應(yīng)單建工作目錄。單

擊【改變目錄】按鈕，彈出如圖3.8所示的對話框，

用戶設(shè)置自己的工作目錄。

改變工作目錄

目錄名稱：

|E：\PK1205±\PK1205±確....定了

口Pkl205主~取消|

+」Pkl205主

+口Recycled

t.uJsap2000

+CjSystemVolumeIn

+.uJtemp

tdTssd2Kv2.5內(nèi)部演

七D譬顰工作v

閹二『圖-

驅(qū)動器：

圖3.8建立工作目錄對話框

2.PK數(shù)據(jù)交互輸入和數(shù)檢

結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)交互方式輸入PK主菜單第1項。這里

提供一種人機交互方式生成框架結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)文件的

方法，用鍵盤或鼠標，采用和PMCAD平面軸線定位相

同的方式，在屏幕上勾畫框架立面圖，框架立面可由

各種長短、各種方向的直線組成，再在框架立面網(wǎng)格

上布置柱、梁，再布置恒、活、風荷載、吊車荷載；

進入“參數(shù)輸入”、“補充數(shù)據(jù)”等輸入。完成結(jié)構(gòu)

模型的建立和數(shù)檢。

輸入中采用的單位均為m、kNo

提取結(jié)構(gòu)計算如下簡圖(如圖3.10?圖3.15所示)

(1)框架立面圖(KLM.T)。

(2)恒載簡圖(D-L.T)。

(3)活載簡圖(L-L.T)。

(4)左風載圖(L-W.T)。

(5)右風載圖(R-W.T)。

有吊車荷載時還有：

(6)吊車荷載圖(C-H.T)。

每張圖右邊均有菜單，內(nèi)容為：①正確、②錯誤、

③周部放大三項。對正確的圖形，可直接按回車、進

入下一張圖。圖形不對，說明數(shù)據(jù)有毛病，程序退出

用戶需改動數(shù)據(jù)重新運行。

④⑥一⑥

一

(一1(2

。

04。

。

0。

寸9S6

8①

GX*

-0

0。X③

0

。(

寸(400X400)400X400)

寸

0))

0((

Z。

.010

060

88

x*X

0。

0⑦。

s寸

.一)

23600:23600

47200

圖3.10框架立面圖(KLM.T)

999

K

CMzI

寸寸寸

o

圖3.H恒載簡圖(D-L.T)

寸寸

OO

圖3.12活載簡圖(L-L.T)

23.2

6

O

6

圖3.13左風載圖(L-W.T)

圖3.14右風載圖(R-W.T)

m

33

o

s

L8.6L8.684

H

500/50°500.

500

圖3.15吊車荷載圖(C-H.T)

3.框、排架結(jié)構(gòu)計算

單擊主菜單項目2即執(zhí)行此項功能。

屏幕提示將計算結(jié)果存入一個用戶起名的數(shù)據(jù)文

件，若鍵入一個文件名，則計算結(jié)果都存到這個文件

里，屏幕上顯示各種計算結(jié)果的包絡(luò)圖和彎矩圖，如

圖3.16所示。首先屏幕上顯示圖形結(jié)果的菜單如下：

平面桿系結(jié)構(gòu)計算程序-PJ1.SJ

*FK內(nèi)力計算結(jié)果圖形輸出*

0退出1顯示計算結(jié)果文件

2彎矩包絡(luò)圖3配筋包絡(luò)圖

4軸力包絡(luò)圖5英力包絡(luò)圖

6恒載內(nèi)力圖7活載內(nèi)力包絡(luò)圖

電妾風載彎矩圖9右風截彎矩圖

A卷曲解概函B右地震彎矩圖

D圖形拼接

圖3.16計算結(jié)果輸出

①顯示計算結(jié)果文件。

②彎矩包絡(luò)圖(M.T)。

③配筋包絡(luò)圖(AS.T)o

④軸力包絡(luò)圖(N.T)。

⑤剪力包絡(luò)圖(V.T)。

⑥恒載內(nèi)力圖(D.T)。

⑦活載內(nèi)力包絡(luò)圖(LLT)。

⑧左風載彎矩圖(WL.T)。

⑨右風載彎矩圖［WR.T］。

A.左地震彎矩圖(EL.T)。

B.右地震彎矩圖(ER.T)。

D.圖形拼接當超過規(guī)范要求時，紅色顯示。

本例的計算結(jié)果圖形如圖3.17?圖3.22所示

圖3.17彎矩包絡(luò)圖(M.T)

349070503550

(0.16)(0.21)(0.16)

3700726_03760

1102F02140011070

(0.45)(0.86)(0.46)

11530219101159,0

圖3.18軸力包絡(luò)圖(N.T)

圖3.19剪力包絡(luò)圖(V.T)

圖3.20恒載彎矩圖(KN-M)

圖3.21活載彎矩包絡(luò)圖(KN-M)

479719479

166223908552012

24602492

2940

2906r2837

圖3.22配筋包絡(luò)圖(AS.T)

4.排架柱繪圖的操作

單擊主萊單項目3后程序?qū)⒁筝斎肜L圖數(shù)據(jù)文件

名，屏幕上提示：“輸入框架繪圖數(shù)據(jù)文件名

稱”(如圖3.23所示)。

1)建立繪圖數(shù)據(jù)文件

2)排架繪圖

(1)可作排架柱在翻身、一點起吊時的配筋計算,

指定吊裝點位置，顯示其彎矩圖。

(2)牛腿的配筋尺寸均由軟件自動計算分析給出,

給定牛腿細部尺寸。

(3)排架柱施工圖一一顯示。

請鍵入排架柱繪圖補充數(shù)據(jù)文件名：.

圖3.23繪圖數(shù)據(jù)文件名稱

本例排架柱的施工圖詳見圖3.24?圖3.26所示。

600

■—■13.250

8W

202520252582018202520254

2025202220162563。223022il

9.459出50

bT

4If

E1y

64

-三

~|

T-g

一Q

202520252028202820252025ri

202520252028202830223022

0

CI

-1.750

1—1I苫|

B柱模板圖B柱配筋圖

圖3.25B軸排架柱模

圖3.24排架柱縱筋圖

板配筋施工圖

400

TT

三8So,

二三

三S

r-iI

-三

11頭

A、C軸柱模板圖A、C軸柱配筋圖

圖3.26A、C軸排架柱模板配筋施工圖

?3.3單層廠房設(shè)計算例

/?3.3.1基本資料\

1.設(shè)計對象

設(shè)計對象為某工廠金屬結(jié)構(gòu)車間廠房。

2.基本資料

(1)建設(shè)地點：某市(基本風壓0.25kN/m2,基本雪壓0.25

kN/m2)o

(2)地質(zhì)資料：地層自上而下為耕土層、黏土、中砂、卵

石、基巖，其中耕土層厚約0.5m,基礎(chǔ)坐落在黏土層上，修正

后的地基承載力特征值為=240kN/m2o

(3)建筑資料如下所述：

①建筑平面圖、立面圖、剖面圖如圖3.27、圖3.28、

圖3.29所不。

該車間為雙跨度等高廠房，跨度均為24m,每跨設(shè)有

A5級工作制雙鉤15/3t及5t吊車各一臺，廠房設(shè)有天

窗,軌頂標高10.2m。

②層面：采用卷材防水屋面，做法如下：

三氈四油防水層上鋪小石子

20mm厚水泥砂漿找平層

100mm厚水泥珍珠巖制品保溫層

一氈二油隔氣層

20mm厚水泥砂漿找平層

預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板

③墻體：240mm厚清水磚墻，鋼門窗

④室內(nèi)混凝土地面，室內(nèi)外高差點150mm。

(4)選坦材料:混凝土C30

鋼筋：采用HPB235,HRB335o

5

0

翁

=

=

二

-，

I

圖3.27平面圖

18.610

圖3.28立面圖

圖3.29剖面圖

?3.3.2結(jié)構(gòu)計算書

(1)對于規(guī)則框架，程序可對梁、柱節(jié)點自動編號，

自動形成信息；對于非規(guī)則框架，需輸入節(jié)點坐標，桿件

關(guān)聯(lián)號及約束信息，柱子計算長度等?？蚺偶艿目蚣懿糠?/p>

繪施工圖時，柱梁的總根數(shù)不再包括排架柱上的柱段和與

排架柱較接的梁。

(2)程序可自動形成柱和梁的自重，且是否需要程序

形成柱梁自重，可由計算者在總信息中給予確定。

L結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型（見表3-2）

構(gòu)件名稱（圖集）型號重力荷載

屋面板(G410一、二)YWB-2ILYWBT-1IV自重1.40kN/m2（包括灌縫）

1天溝板

(G410三)TGB68-1,TGB77-11.91kN/m；2.02kN/m

傳至屋架重力荷裁P=31kN/支柱|

(G316)CJ9-01

天窗架

(G316)DJ9-01傳至屋架重力荷載P=34kN/支柱

(G415)YWJA-24-2cc

屋架(G415)YWJA-24-2ce自重109.0kN/m?

(G415)YWJA-24-2ca

1吊車梁

(GB426二)YMDL6-8自重45.5kN/m?

1軌道連接

(G325)DGL-14自重0.81kN/m?

上柱bshs=400X400

邊柱

(mm)

下柱bix=400,hix=162,bx=IOO,hx=800

上柱bshs=400X600

中柱

(mm)

下柱bix=400,hix=162,bx=100,hx=800

表3-2構(gòu)件選型

2.定位軸線

(1)橫向定位軸線：除伸縮縫及端柱外，均通過柱

截面幾何中心；

(2)縱和定位軸線：查ZQ1—62,—.26m,

￡k=22.50m,要求加NO.08mo

①中柱：B3=0.30m,

B1+B2+B3R.26+0.19+0.30=0.75m,由于

B2=0,19>0.08m可以。

②邊柱：B3=0.40m,

Bl+B2+B3=0.26+0.09+0.40=0.75m,由于

B2=0.19>0.08m可以。

縱向定位軸線如圖3.30所示。

圖3.30縱向定位軸線

3.排架計算簡圖及柱的計算參數(shù)

1）計算畫圖

如圖3.31所示，Hs=3.8m,取=9.7m,生13.5mo

2）柱的計算參數(shù)

柱的截面尺寸如圖3.32所示，計算參數(shù)見表3-3。

圖3.31排架簡圖

參數(shù)邊柱（4、Q

255

/4s(mm)1.6X102.40X10

499

/s(mm)2.13X107.20X10

21.775X1055

Jx(mm)1.775X10

4

/x(mm)14.38X10914.38X109

=H&10.2810.281