第一章概述
预应力混凝土结构设计软件PREC是PKPM系列的一个功能模块。它包括预应力筋的线型自动设计,预应力结构分析计算及施工图辅助设计。
PREC软件采用PMCAD的全楼模型数据和荷载数据,并在此基础上补充预应力设计的相关信息,然后进行计算。预应力筋线型既可人工设计,也可根据结构布置和荷载状况自动生成。
对普通的以预应力梁为主的结构形式,PREC软件为用户提供了三维整体分析和二维框架和连续梁计算的两种计算分析模型。对不同的结构形式、不同的设计目标用户可任意选择使用。对预应力板柱结构体系,用户可使用SlabCAD软件进行计算设计。
预应力三维计算模型是在高层建筑结构空间有限元分析软件SATWE的基础上扩展预应力计算功能而完成的,因此,用户必须首先拥有一套SATWE软件,才可以使用PREC软件的三维计算功能。程序在PMCAD建模后,通过人工或自动布置各层梁的预应力筋线型,自动生成供三维分析用的等效荷载。应用SATWE软件的核心计算模块对等效荷载进行计算分析,获得结构的综合内力和次内力,组合SATWE的恒、活、风、地震作用后,进而确定出预应力筋和非预应力钢筋的用量。三维分析计算完成后,可接续绘出预应力梁的施工图。
预应力二维计算模型是在PK基础上扩展预应力计算功能而完成的。它为用户提供了预应力框架的二维框架和连续梁计算,再接力画出预应力梁的施工图。程序在PMCAD建模并完成各层梁的预应力筋线型布置后,生成各榀框架和连续梁的预应力计算数据文件。程序同时可以读取PK的数据文件,再补充输入预应力计算信息,或用交互方式直接输入一榀框架后,生成PREC可计算的数据文件。对每一榀框架和连续梁分别执行二维计算程序,最终计算出梁的预应力和非预应力钢筋,经过适当的人工干预修改,再分别画出施工图。
PREC软件可处理的预应力筋线型有抛物线型、折线型、直线型、直线型与抛物线型的组合线型等八种线型。每个构件上可布置多种线型,以适应构件承担的不同的荷载状况。张拉点位置可在梁端任意设置。
预应力混凝土梁的施工图是在PK二维梁施工图上扩展预应力筋内容而成。PREC软件施工图部分给出了梁预应力筋线型图,束形图及普通钢筋的配筋图。在正确选择锚具后,可进行局部承压验算,并可绘出张拉端,锚固端的大样图,给出材料统计表。
由于兼容了PKPM系列主要模块的原有功能,操作简便,自动化程度较高,便于用户学习掌握。
本预应力软件的编制中采用了多种先进技术,使其能适应各种结构和各种类型构件。如在三维结构的有限元分析中,采用了可考虑板梁与柱之间相互约束减弱效应的刚度矩阵,因此本软件能够正确计算化成等代框架的板柱体系。又如在挠度计算中,可准确计算出超静定结构中各种类型等刚度、变刚度杆件任意点的挠度,克服了一般软件在计算弯矩变号的混凝土梁、产生裂缝后的预应力梁和变截面梁挠度时无法避免的困难。此外在结构计算上,软件增加了变截面杆件的单元刚度矩阵,因此可准确地计算出加腋梁、变截面杆件的内力。
三维结构计算采用空间模型,可全面计算交叉梁系之间,墙、柱、梁之间的整体约束作用,对全楼计算一次得出结果,效率大大提高。
本软件的有关计算公式、计算方法满足《无粘结预应力混凝土结构技术规程》、《混凝土结构设计规范》的要求,同时可根据用户要求和有关规范的修订,随时增加各种新的计算方法和公式。

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