內容簡介
《PKPM 2010結構分析從入門到精通》以最新的PKPM 2010版本為基礎,以實際工程為主綫,從軟件基礎開始,深入挖掘PKPM的核心工具、命令與功能,以及實際的工程設計過程,幫助讀者在最短的時間內迅速掌握PKPM在工程中的應用,並深刻理解最新規範條文的設計要求。
全書共10章,內容包括PKPM建築結構設計入門、結構平麵計算機輔助設計PMCAD、建築結構有限元分析SATWE、牆梁柱施工圖設計、JCCAD基礎設計、STS鋼-框架結構設計、彆墅結構施工圖的繪製、教學樓結構施工圖的繪製、廠房結構施工圖的繪製和四層鋼-框架結構設計實例。
隨書DVD光盤中收錄瞭由一綫工程師親授的31段500分鍾的多媒體語音教學視頻,以及書中所有操作案例的源文件和工程文件,幫助讀者提高學習效率。
《PKPM 2010結構分析從入門到精通》緊扣實際工程,又注重軟件應用,適閤具備計算機基礎知識的建築及結構設計師、工程技術人員自學,也可作為各高等院校及高職高專建築、結構專業教學的標準教材。
內頁插圖
目錄
第01章 PKPM建築結構設計入門.........10
1.1 PKPM的啓動與操作界麵...............11
1.2 結構設計前準備知識................12
1.2.1 看懂建築圖.............12
1.2.2 建模(以框架結構為例) ..............12
1.2.3 計 算 ................13
1.2.4 繪圖................13
1.3 結構設計總流程..............13
1.4 PKPM 的基本工作方式
1.4.1 PKPM程序界麵 .................14
1.4.2 PKPM的坐標輸入方式 ................15
1.4.3 PKPM常用快捷鍵 ..............15
1.5 PKPM的主要設計步驟..................16
1.5.1 建立模型 ...................17
1.5.2 計算分析....................24
1.5.3 繪施工圖 ...................27
1.5.4 基礎設計 ...................32
1.6 思考與練習....................34
第02章 結構平麵計算機輔助設計PMCAD...............35
2.1 PMCAD的基本功能..................36
2.2 建築模型與荷載輸入...............37
2.2.1 軸綫輸入 ...................37
2.2.2 網格生成 ...................40
2.2.3 樓層定義 ....................41
2.2.4 荷載輸入 ...................49
2.2.5 設計參數 ..................51
2.2.6 樓層組裝....................55
2.2.7 保存與退齣.....................55
2.3 平麵荷載顯示校核...................56
2.4 畫結構平麵圖...................56
2.4.1 計算參數..................56
2.4.2 繪圖參數...................57
2.4.3 樓闆計算...................57
2.4.4 樓闆鋼筋....................58
2.4.5 繪新圖.....................60
2.5 思考與練習...................60
第03章 建築結構有限元分析SATWE.................61
3.1 SATWE簡介..................62
3.1.1 SATWE的特點 ................62
3.1.2 SATWE的基本功能 ..................62
3.1.3 SATWE的適用範圍 .....................63
3.1.4 SATWE的基本操作步驟................63
3.1.5 SATWE與TAT的區彆.................64
3.2 SATWE前處理....................64
3.2.1 分析與設計參數補充定義...................65
3.2.2 生成SATWE數據文件及數據檢查.................81
3.2.3 特殊構件補充定義.................81
3.2.4 溫度荷載定義................82
3.2.5 特殊風荷載定義..................83
3.2.6 多塔結構補充定義.................83
3.2.7 修改構件計算長度係數....................83
3.2.8 水平風荷載查詢與修改..................83
3.2.9 圖形檢查...................84
3.3 SATWE結構內力及配筋計算.................84
3.4 PM次梁內力與配筋計算...................85
3.5 分析結果圖形和文本顯示.................85
3.5.1 圖形文件的輸齣................86
3.5.2 文本文件的輸齣....................86
3.5.3 計算控製參數的分析與調整.............86
3.5.4 結構設計計算書的內容.................87
3.6 思考與練習..................90
第04章 牆梁柱施工圖設計................92
4.1 牆梁柱施工圖設計概述..............93
4.2 梁施工圖.................95
4.2.1 連續梁的生成與歸並..............95
4.2.2 梁配筋參數設置................97
4.2.3 連梁定義...................98
4.2.4 鋼筋查詢和修改..............99
4.2.5 移動標注..................99
4.2.6 立剖麵圖...............100
4.2.7 三維圖..................100
4.2.8 梁撓度圖.................101
4.2.9 梁裂縫圖.................101
4.2.10 配筋麵積查詢..............102
4.2.11 繪新圖.................102
4.3 柱施工圖....................102
4.3.1 柱施工圖參數設置..............103
4.3.2 設鋼筋層.................105
4.3.3 柱歸並...................105
4.3.4 施工圖錶示方法.................106
4.3.5 柱施工圖編輯....................108
4.4 剪力牆施工圖...................110
4.4.1 剪力牆施工圖概述..................111
4.4.2 工程設置...................113
4.4.3 繪新圖................115
4.4.4 讀取剪力牆鋼筋.................115
4.4.5 編輯剪力牆鋼筋..................116
4.4.6 牆內構件編輯....................117
4.4.7 剪力牆平麵圖..................118
4.5 思考與練習................118
第05章 JCCAD基礎設計....................120
5.1 JCCAD簡介及規範規定.................121
5.1.1 JCCAD簡介.......................121
5.1.2 規範規定....................121
5.2 地質資料輸入..................123
5.2.1 概述.....................123
5.2.2 菜單功能介紹...................124
5.3 基礎人機交互輸入......................127
5.3.1 概述......................128
5.3.2 地質資料.................129
5.3.3 參數輸入....................129
5.3.4 網格節點....................132
5.3.5 荷載輸入...............134
5.3.6 上部構件...............135
5.3.7 柱下獨基...................135
5.3.8 局部承壓........................137
5.3.9 圖形管理..................138
5.3.10 其他菜單介紹......................139
5.4 樁基承颱及獨基沉降計算.......................140
5.4.1 概述..................140
5.4.2 獨基沉降計算...................141
5.5 基礎施工圖...................142
5.5.1 概述...................142
5.5.2 基礎平麵圖...................143
5.5.3 基礎詳圖...................145
5.6 思考與練習...................
前言/序言
現代建築結構設計:理論、方法與實踐 本書是一部全麵而深入的現代建築結構設計指南,旨在為從事建築工程、結構工程、土木工程等領域的工程師、設計師、研究人員以及相關專業的學生提供係統性的知識體係和實踐指導。本書涵蓋瞭從基礎理論到前沿技術的廣泛內容,緻力於培養讀者紮實的理論基礎、精湛的計算技能和創新的設計思維。 第一篇:結構設計理論基石 本篇將從最根本的原則齣發,構建讀者堅實的理論基礎。 第一章:材料力學與結構安全 材料力學原理迴顧: 深入探討材料在受力作用下的變形與破壞規律。我們將詳細闡述應力、應變的概念,以及彈性模量、泊鬆比、剪切模量等關鍵力學性能參數。本書將通過豐富的實例,幫助讀者理解材料的強度、剛度和韌性如何影響結構的承載能力和使用性能。 結構安全設計理念: 引入概率論與數理統計在結構安全分析中的應用。詳細講解可靠度設計、極限狀態設計等現代結構設計方法的核心思想。我們將探討荷載的隨機性、材料強度的變異性以及各種不利因素對結構安全的影響,從而建立起科學的安全設計觀。 荷載的分類與取值: 全麵梳理建築結構所承受的各種荷載,包括恒荷載、活荷載、風荷載、雪荷載、地震荷載等。本書將依據國傢現行相關設計規範,詳細介紹各類荷載的計算方法、取值原則以及組閤方式,強調荷載組閤對結構內力計算和安全評估的重要性。 第二章:結構動力學基礎 單自由度體係動力學: 從最簡單的模型齣發,介紹自由振動、受迫振動、阻尼振動等基本概念。本書將深入剖析振動方程的建立與求解,以及固有頻率、阻尼比等關鍵動力學參數的意義。 多自由度體係動力學: 逐步過渡到更復雜的結構體係。我們將介紹模態分析的基本原理,包括振型、固有頻率的計算方法,以及結構在外部動力作用下的響應特性。 地震工程學入門: 重點關注地震對建築結構的影響。本書將介紹地震波的傳播特性、場地效應、結構地震響應譜等,並初步探討抗震設計的基本原則,為後續更深入的抗震設計內容打下基礎。 第三章:結構穩定性分析 壓杆穩定性: 詳細講解歐拉臨界力公式的推導與應用,以及考慮不同邊界條件和軸壓杆實際幾何缺陷對穩定性的影響。 平麵框架與空間結構的穩定性: 擴展穩定性分析的範圍,探討框架結構、剪力牆結構等整體結構的整體穩定性問題,以及如何通過加強構件連接、增加側嚮支撐等方式提高結構的穩定性。 第二篇:結構構件設計與分析 本篇將聚焦於建築結構中各個主要構件的設計與分析方法。 第四章:鋼筋混凝土結構設計 混凝土材料特性與配閤比設計: 深入探討混凝土的抗壓強度、抗拉強度、耐久性等關鍵性能。本書將介紹不同等級混凝土的適用範圍,以及如何根據設計要求進行配閤比優化。 受彎構件設計: 詳細介紹鋼筋混凝土梁、闆的配筋計算方法,包括等效矩形應力塊法、應變協調法等。我們將重點關注受力鋼筋、架立筋的布置,以及構造要求。 受壓構件設計: 闡述混凝土柱、剪力牆等受壓構件的承載能力計算,包括軸心受壓、偏心受壓構件的設計。將深入分析箍筋的作用,以及如何防止混凝土壓潰。 受拉構件與組閤構件設計: 探討鋼筋混凝土受拉構件(如拉杆)以及同時承受彎矩和軸力(如框架梁柱節點)的組閤構件的設計方法。 裂縫控製與變形驗算: 強調鋼筋混凝土結構在使用過程中必須關注的性能指標。本書將詳細介紹裂縫寬度驗算的方法,以及撓度、沉降等變形的控製措施。 第五章:鋼結構設計 鋼材特性與連接形式: 介紹常用鋼材的強度、塑性、韌性等性能,以及焊接、螺栓連接等各種連接方式的優缺點和適用範圍。 鋼梁、鋼柱設計: 詳細講解鋼梁的抗彎、抗剪設計,以及鋼柱的穩定性設計。我們將重點分析不同截麵形式(如工字鋼、箱型鋼)的力學性能。 鋼桁架與組閤結構設計: 介紹鋼桁架的節點設計與整體穩定性分析,以及鋼-混凝土組閤結構的設計原理與方法。 鋼結構的防腐蝕與防火: 強調鋼結構在實際應用中的耐久性問題。本書將介紹鋼結構的防腐蝕處理措施和防火等級要求,以及相應的防護設計。 第六章:砌體結構設計 磚、砌塊材料特性: 介紹磚、砌塊的強度等級、吸水率等關鍵指標,以及不同類型砌體的力學性能。 砌體承重牆設計: 詳細講解砌體承重牆的承載能力計算,以及砌體結構的構造要求,如構造柱、圈梁的作用。 砌體結構的抗震設計: 探討砌體結構在地震作用下的薄弱環節,並介紹加固與改進措施。 第三篇:結構體係與分析方法 本篇將從整體結構體係的角度,介紹不同的結構形式及其分析方法。 第七章:多層及高層建築結構體係 框架結構體係: 深入分析框架結構的受力特點,包括水平力(風、地震)和竪嚮力(重力)的傳遞途徑。介紹框架結構在不同高度下的設計要點。 剪力牆結構體係: 闡述剪力牆結構抵抗水平荷載的優勢,以及剪力牆的布置、連接設計。 框架-剪力牆結構體係: 結閤框架結構和剪力牆結構的優點,分析框架-剪力牆結構的協同工作機理,以及其在抗震設計中的應用。 筒體結構與巨型結構: 介紹更復雜的大型高層結構體係,如筒體結構(框筒、筒中筒)和巨型結構的受力特性與設計理念。 第八章:結構動力響應分析 反應譜分析法: 詳細介紹如何利用地震反應譜進行結構動力分析,包括多遇地震、設防烈度地震下的結構響應計算。 時程分析法: 引入數值模擬方法,講解如何基於實際地震波記錄進行結構的時程分析,更精確地評估結構在動力作用下的行為。 振動控製技術: 探討隔震、消能減震等先進的結構振動控製技術,以及其在提高建築抗震性能方麵的應用。 第九章:基礎結構設計 地基土的力學性質: 介紹岩土工程勘察的重要性,以及地基土的承載力、變形特性等關鍵參數。 淺基礎設計: 詳細講解獨立基礎、條形基礎、聯閤基礎等淺基礎的設計方法,包括基礎底麵積的確定、配筋計算。 深基礎設計: 介紹樁基礎(包括鑽孔灌注樁、預製樁等)的設計原理,以及樁承載力的計算方法。 基礎的整體穩定性與沉降分析: 強調基礎作為結構與地基連接的關鍵部位,其整體穩定性和沉降控製的重要性。 第四篇:現代結構分析技術與工程實踐 本篇將介紹現代化的結構分析工具和工程實踐中的重要環節。 第十章:有限元方法在結構分析中的應用 有限元方法基本原理: 介紹有限元法的基本思想,如何將連續體離散化為有限個單元,以及單元的位移插值、剛度矩陣的建立。 常用結構分析軟件介紹: 梳理市麵上主流的結構分析軟件,如ANSYS、ABAQUS、ETABS、SAP2000等,介紹它們的功能特點和適用範圍。 模型建立與結果解讀: 強調建立精確的計算模型的重要性,以及如何對軟件輸齣的計算結果進行科學的解讀和判斷。 第十一章:工程結構檢測與加固 結構檢測技術: 介紹非破損檢測、抽樣檢測等技術,用於評估現有結構的安全性、耐久性。 結構加固技術: 詳細講解粘貼鋼闆、粘貼碳縴維、增大截麵等常用結構加固方法的原理與應用。 既有建築改造與抗震加固: 探討對既有建築進行改造時,如何結閤結構加固技術提高其使用功能和抗震能力。 第十二章:可持續性結構設計與綠色建築 綠色建材的應用: 介紹可迴收、低能耗的建築材料,如再生混凝土、高性能保溫材料等。 節能減排設計: 探討如何在結構設計中考慮節能降耗,如優化結構體係減少材料用量、減少能源消耗等。 生命周期評估: 引入結構全生命周期的環境影響評估概念,鼓勵設計者從宏觀角度思考結構的環保性。 總結與展望 本書力求在理論深度、內容廣度和實踐指導性上達到新的高度。通過學習本書,讀者不僅能夠掌握現代建築結構設計的核心理論與方法,更能培養獨立分析問題、解決問題的能力。我們相信,本書將成為結構工程師、設計師以及相關專業人士寶貴的參考書和案頭必備。未來,結構工程將繼續朝著更安全、更經濟、更環保、更智能的方嚮發展,本書也將持續更新,以反映該領域的最新進展。