PKPM-PC装配式住宅设计软件简介
2016.5.28
随着建筑工业化的发展，装配式住宅在全国范围内正在逐步广泛应用，相应的行业标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014、国标图集、各地的地方标准图集也都纷纷编制与出版，装配式住宅适应工业化、节能、环保的发展要求，必将是未来建筑领域的发展方向。
为了适应装配式的设计要求，PKPM编制了装配式住宅设计软件PKPM-PC，提供了预制混凝土构件的脱模、运输、吊装过程中的计算工具，实现整体结构分析及相关内力调整、连接设计，在BIM平台下实现预制构件库的建立、三维拆分与预拼装、碰撞检查、构件详图、材料统计、BIM数据直接接力到生产加工设备。PKPM-PC为广大设计单位设计装配式住宅提供设计工具，提高设计效率，减小设计错误，推动住宅产业化的进程。 一、 单位优势及研发基础
中国建筑科学研究院成立于1953年，是隶属与国务院国有资产监督管理委员会的科技型企业，也是全国建筑行业最大的综合性研究和开发机构。科研及业务工作涵盖建筑结构、地基基础、工程抗震、建筑环境与节能、建筑软件、建筑机械化、建筑防火、施工技术、建筑材料等专业中的70个研究领域。 建筑工业化相关课题
“十二五”国家科技支撑项目 新型预制装配式混凝土建筑技术研究与示范（2011BAJ10B00） 项目负责单位，6个课题，涵盖建筑、结构、构配件生产、安装施工、统计分析和政策研究。 “十二五”国家科技支撑项目 组合封闭箍预制叠合梁受力性能研究
“十二五”国家科技支撑项目 大直径大间距配筋框架柱偏心受压低周反复加载试验 “十二五”国家科技支撑项目 大直径大间距配筋框架梁柱节点低周往复加载试验
装配整体式混凝土框架结构足尺试验 主编装配式行业相关标准
行标《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014 中国建筑标准设计研究院、中国建筑科学研究院主编
行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355-2015； 中国建筑科学研究院主编，2015年9月1日实施
参与编制多本装配式国标图集
软件研发基础
新加坡版设计软件 SECAD
1) 与新加坡坡建屋发展局（HDB）联合开发（1990s）； 2) 新加坡装配式住宅走在世界前列；
3) 新加坡政府组屋（占新加坡所有住房的80~90%）基本全部采用装配式。 4) 这些政府组屋基本上都是采用我们的SECAD设计
PKPM-BIM平台研发基础
承担十二五863课题“基于建筑信息模型的三维建筑工程设计软件开发与应用”。在建筑信息模型（BIM）关键技术、国产自主版权BIM系统和装配式住宅建筑设计软件方面展开了深入研究，开发自主知识产权的BIM系统PKPM-BIM。
建筑机械研发与装配式相关产品研发
1）廊坊凯博建设机械科技有限公司研发了一些列针对预制构件钢筋加工等相关机械，并致力于CAM自动化加工，并取得较大成效。
2）建研科技自主研发预制装配式构件加工、安装系列产品。
PKPM装配式结构设计软件研发
符合《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ1-2014）装配式结构设计软件推出
1） PKPM 软件的研发依托于规范的编制专家，在成熟稳定的PKPM结构设计软件基础上，实
现了JGJ1-2014对于装配式结构设计相关设计要求，已经在结构新版本中给予试用； 2） 结合国内设计规范，并联合规范参编人参与软件研发。
紧密结合国内市场需求
PKPM与北京市建筑设计研究院、上海中房建筑设计有限公司等多家有实力的设计、生产单位合作，确保软件符合国内设计习惯，设计结果能直接应用于生产；
PKPM已经与下列单位达成合作协议：
北京市建筑设计研究院有限公司 上海中房建筑设计有限公司 山东同圆设计集团有限公司 山东万斯达集团有限公司 廊坊凯博建设机械科技有限公司 中建科技集团有限公司
二、 PKPM-PC装配式结构设计软件功能简介
装配式启动主界面
包括如下几个主要功能模块：
1）装配式建模； 2）装配式方案； 3）装配式深化设计； 4）装配式施工图； 5) 导出加工数据。
2.1 构件库管理
1、辅助装配式住宅标准化
独立于项目的团队共享库，企业标准
• • • • •
构件能满足加工生产要求 建筑方案初期考虑装配式模数化 构件拆分 装配式单元归并 构件深化设计可配置
1）自动设计参数规格化 2）匹配构件库中现有构件
•
工作基础重复利用，构件或单元可提取入库，简化设计工作，促进标准化。
预制构件库的维护与管理
2、系统构件库 – 国标图集
《预制混凝土剪力墙外墙板》15G365-1； 《预制混凝土剪力墙内墙板》15G365-2；
《桁架钢筋混凝土叠合板(60mm厚底板)》15G366-1； 《预制钢筋混凝土板式楼梯》15G367-1；
《预制钢筋混凝土阳台板、空调板及女儿墙》15G368-1；
《装配式混凝土结构住宅建筑设计示例（剪力墙结构）》15J939-1； 《装配式混凝土结构表示方法及示例（剪力墙结构）》15G107-1； 《装配式混凝土结构连接节点构造（2015年合订本）》G310-1～2。
3、 构件库查询及修改
目前团队共享库的类型包括两种：装配构件库、装配式附件库，通过左上角的下拉菜单进行切换，当切换到装配式构件库的时候，会把装
配单元按类型在左侧的树形列表中进行罗列，可通过点击树形列表的节点对右侧数据展示区的内容进行更新显示。
构件库中的类型包括：叠合板、预制剪力墙、预制外墙板、预制楼梯、叠合阳台、预制阳台、预制空调板等；
附件库是用来管理装配式构件中更小的一些标准件，这些标准件可能会和加工厂能生产的型号及类型由直接关系，同时作为程序中对于模型进行自动化设计时选取材料的一个依据，用户可以指定程序只能从固有的附件库中选择合适的标准件来完成装配式构件的组装。
附件库中的类型包括：钢筋套筒组件、吊装连接件、预埋支撑螺母、预埋线盒、预埋管件等。
构件库支持基本的操作：
1）过滤查询；
2）增加、修改、删除；
3）可以导入、导出构件库文件。
2.2 装配式方案确定
1、 建立装配式模型
1） 导入建筑数据（建筑转结构）
从Revit中导入模型的例题界面
2） 交互建模（现浇结构建模再拆分或构件库拼装）
装配式建模界面
3）导入PM数据
PM模型与导入的PKPM-BIM模型对比
2、装配式设计指标
1）装配式结构整体分析设计 装配式结构设计主要依据规范：
1. 《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014 2. 《混凝土结构工程施工规范》GB 50666-2011
3. 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2015 4. 《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355-2015
《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014对装配整体式混凝土结构采用的是等同现浇结构设计，在SATWE软件现浇设计的基础上完成下述设计内容：
既有预制又有现浇时，现浇部分地震内力放大
现浇部分、预制部分承担的规定水平力地震剪力百分比统计 叠合梁纵向抗剪计算
预制梁端竖向接缝的受剪承载力计算 预制柱底水平连接缝的受剪承载力计算 预制剪力墙水平接缝的受剪承载力计算
在SATWE分析参数的结构体系中增加4类装配式结构体系：装配整体式框架结构、装配整体式剪力墙结构、装配整体式部分框支剪力墙结构、装配整体式预制框架-现浇剪力墙结构。并调整信息中提供了：现浇部分地震内力放大系数。
装配式结构采用等同现浇的设计方法，在实现现浇结构所有分析、调整及相关设计的基础上，针对装配式，SATWE软件增加下面几项的分析与设计：
现浇部分地震内力放大
现浇部分、预制部分承担的规定水平力地震剪力百分比统计 叠合梁纵向抗剪计算
预制梁端竖向接缝的受剪承载力计算 预制柱底水平连接缝的受剪承载力计算 预制剪力墙水平接缝的受剪承载力计算
预制构件连接钢筋的计算与图形输出
2.3 装配式深化设计
1） 装配式在模型中的三维预拼装（包括围护墙、设备管线等）
通过三维预拼装，在设计阶段就能避免冲突或安装不上的问题，模拟施工，确定施工安装顺序。
三维模型与预拼装 多专业协同设计的BIM模型
2） 拆分工具
根据运输尺寸、吊装重量、模数化要求，自动完成构件拆分； 能根据国标设计规范要求完成自动设计。
交互拆分及拆分修改
3） 交互布置
能交互布置构件、预埋件、预留孔洞等。 4） 装配率、算量统计
提供材料统计，并自动计算预制率与装配率。 1、统计内容配置：
材料统计内容配置界面
该配置界面的操作方式与构件库中配置界面的操作时一致的，只是配置的类型及具体参数略有不同，此处不再重复说明。
2、构件用量统计报表
构件用量统计报表界面
会将各种类型本身的参数进行统计，同时也可以对各类附属件进行统计。统计的内容及显示方式由配置信息决定。
该报表支持直接打印，也支持导入Excel中再编辑。 5）构件计算工具
单构件计算工具
2.4 构件加工图
1）图纸工程信息配置 2）自动出全楼构件加工图纸
基于BIM平台的预制构件详图自动化生成研发，装配式结构图要细化到每个构件的详图，详图工作量很大，BIM平台下的详图自动化生成，保证模型与图纸的一致性，即能够增加设计效率，又能提高构件详图图纸的精度，减少错误。
自动导出全楼加工图纸
预制构件详图
3）图纸发布Dwg
2.5 BIM模型数据直接接力数控加工设计CAM
装配式结构的BIM模型数据直接接力工厂加工生产信息化管理系统，预制构件模型信息直接接力数控加工设备，自动化进行钢筋分类、钢筋机械加工、构件边摸自动摆放、管线开孔信息的自动化画线定位、浇筑混凝土量的自动计算与智能化浇筑，达到无纸化加工，也避免了加工时人工二次录入可能带来的错误，大大提高了工厂生产的效率。
BIM模型直接接力数控加工设备
基于BIM平台的装配式结构设计软件PKPM-PC的推出，比较简化装配式结构设计、生产流程，提供效率，推动住宅产业化的进程。
加工数据统计表
PKPM-PC装配式住宅设计软件简介
2016.5.28
随着建筑工业化的发展，装配式住宅在全国范围内正在逐步广泛应用，相应的行业标准《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014、国标图集、各地的地方标准图集也都纷纷编制与出版，装配式住宅适应工业化、节能、环保的发展要求，必将是未来建筑领域的发展方向。
为了适应装配式的设计要求，PKPM编制了装配式住宅设计软件PKPM-PC，提供了预制混凝土构件的脱模、运输、吊装过程中的计算工具，实现整体结构分析及相关内力调整、连接设计，在BIM平台下实现预制构件库的建立、三维拆分与预拼装、碰撞检查、构件详图、材料统计、BIM数据直接接力到生产加工设备。PKPM-PC为广大设计单位设计装配式住宅提供设计工具，提高设计效率，减小设计错误，推动住宅产业化的进程。 一、 单位优势及研发基础
中国建筑科学研究院成立于1953年，是隶属与国务院国有资产监督管理委员会的科技型企业，也是全国建筑行业最大的综合性研究和开发机构。科研及业务工作涵盖建筑结构、地基基础、工程抗震、建筑环境与节能、建筑软件、建筑机械化、建筑防火、施工技术、建筑材料等专业中的70个研究领域。 建筑工业化相关课题
“十二五”国家科技支撑项目 新型预制装配式混凝土建筑技术研究与示范（2011BAJ10B00） 项目负责单位，6个课题，涵盖建筑、结构、构配件生产、安装施工、统计分析和政策研究。 “十二五”国家科技支撑项目 组合封闭箍预制叠合梁受力性能研究
“十二五”国家科技支撑项目 大直径大间距配筋框架柱偏心受压低周反复加载试验 “十二五”国家科技支撑项目 大直径大间距配筋框架梁柱节点低周往复加载试验
装配整体式混凝土框架结构足尺试验 主编装配式行业相关标准
行标《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014 中国建筑标准设计研究院、中国建筑科学研究院主编
行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355-2015； 中国建筑科学研究院主编，2015年9月1日实施
参与编制多本装配式国标图集
软件研发基础
新加坡版设计软件 SECAD
1) 与新加坡坡建屋发展局（HDB）联合开发（1990s）； 2) 新加坡装配式住宅走在世界前列；
3) 新加坡政府组屋（占新加坡所有住房的80~90%）基本全部采用装配式。 4) 这些政府组屋基本上都是采用我们的SECAD设计
PKPM-BIM平台研发基础
承担十二五863课题“基于建筑信息模型的三维建筑工程设计软件开发与应用”。在建筑信息模型（BIM）关键技术、国产自主版权BIM系统和装配式住宅建筑设计软件方面展开了深入研究，开发自主知识产权的BIM系统PKPM-BIM。
建筑机械研发与装配式相关产品研发
1）廊坊凯博建设机械科技有限公司研发了一些列针对预制构件钢筋加工等相关机械，并致力于CAM自动化加工，并取得较大成效。
2）建研科技自主研发预制装配式构件加工、安装系列产品。
PKPM装配式结构设计软件研发
符合《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ1-2014）装配式结构设计软件推出
1） PKPM 软件的研发依托于规范的编制专家，在成熟稳定的PKPM结构设计软件基础上，实
现了JGJ1-2014对于装配式结构设计相关设计要求，已经在结构新版本中给予试用； 2） 结合国内设计规范，并联合规范参编人参与软件研发。
紧密结合国内市场需求
PKPM与北京市建筑设计研究院、上海中房建筑设计有限公司等多家有实力的设计、生产单位合作，确保软件符合国内设计习惯，设计结果能直接应用于生产；
PKPM已经与下列单位达成合作协议：
北京市建筑设计研究院有限公司 上海中房建筑设计有限公司 山东同圆设计集团有限公司 山东万斯达集团有限公司 廊坊凯博建设机械科技有限公司 中建科技集团有限公司
二、 PKPM-PC装配式结构设计软件功能简介
装配式启动主界面
包括如下几个主要功能模块：
1）装配式建模； 2）装配式方案； 3）装配式深化设计； 4）装配式施工图； 5) 导出加工数据。
2.1 构件库管理
1、辅助装配式住宅标准化
独立于项目的团队共享库，企业标准
• • • • •
构件能满足加工生产要求 建筑方案初期考虑装配式模数化 构件拆分 装配式单元归并 构件深化设计可配置
1）自动设计参数规格化 2）匹配构件库中现有构件
•
工作基础重复利用，构件或单元可提取入库，简化设计工作，促进标准化。
预制构件库的维护与管理
2、系统构件库 – 国标图集
《预制混凝土剪力墙外墙板》15G365-1； 《预制混凝土剪力墙内墙板》15G365-2；
《桁架钢筋混凝土叠合板(60mm厚底板)》15G366-1； 《预制钢筋混凝土板式楼梯》15G367-1；
《预制钢筋混凝土阳台板、空调板及女儿墙》15G368-1；
《装配式混凝土结构住宅建筑设计示例（剪力墙结构）》15J939-1； 《装配式混凝土结构表示方法及示例（剪力墙结构）》15G107-1； 《装配式混凝土结构连接节点构造（2015年合订本）》G310-1～2。
3、 构件库查询及修改
目前团队共享库的类型包括两种：装配构件库、装配式附件库，通过左上角的下拉菜单进行切换，当切换到装配式构件库的时候，会把装
配单元按类型在左侧的树形列表中进行罗列，可通过点击树形列表的节点对右侧数据展示区的内容进行更新显示。
构件库中的类型包括：叠合板、预制剪力墙、预制外墙板、预制楼梯、叠合阳台、预制阳台、预制空调板等；
附件库是用来管理装配式构件中更小的一些标准件，这些标准件可能会和加工厂能生产的型号及类型由直接关系，同时作为程序中对于模型进行自动化设计时选取材料的一个依据，用户可以指定程序只能从固有的附件库中选择合适的标准件来完成装配式构件的组装。
附件库中的类型包括：钢筋套筒组件、吊装连接件、预埋支撑螺母、预埋线盒、预埋管件等。
构件库支持基本的操作：
1）过滤查询；
2）增加、修改、删除；
3）可以导入、导出构件库文件。
2.2 装配式方案确定
1、 建立装配式模型
1） 导入建筑数据（建筑转结构）
从Revit中导入模型的例题界面
2） 交互建模（现浇结构建模再拆分或构件库拼装）
装配式建模界面
3）导入PM数据
PM模型与导入的PKPM-BIM模型对比
2、装配式设计指标
1）装配式结构整体分析设计 装配式结构设计主要依据规范：
1. 《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014 2. 《混凝土结构工程施工规范》GB 50666-2011
3. 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2015 4. 《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355-2015
《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014对装配整体式混凝土结构采用的是等同现浇结构设计，在SATWE软件现浇设计的基础上完成下述设计内容：
既有预制又有现浇时，现浇部分地震内力放大
现浇部分、预制部分承担的规定水平力地震剪力百分比统计 叠合梁纵向抗剪计算
预制梁端竖向接缝的受剪承载力计算 预制柱底水平连接缝的受剪承载力计算 预制剪力墙水平接缝的受剪承载力计算
在SATWE分析参数的结构体系中增加4类装配式结构体系：装配整体式框架结构、装配整体式剪力墙结构、装配整体式部分框支剪力墙结构、装配整体式预制框架-现浇剪力墙结构。并调整信息中提供了：现浇部分地震内力放大系数。
装配式结构采用等同现浇的设计方法，在实现现浇结构所有分析、调整及相关设计的基础上，针对装配式，SATWE软件增加下面几项的分析与设计：
现浇部分地震内力放大
现浇部分、预制部分承担的规定水平力地震剪力百分比统计 叠合梁纵向抗剪计算
预制梁端竖向接缝的受剪承载力计算 预制柱底水平连接缝的受剪承载力计算 预制剪力墙水平接缝的受剪承载力计算
预制构件连接钢筋的计算与图形输出
2.3 装配式深化设计
1） 装配式在模型中的三维预拼装（包括围护墙、设备管线等）
通过三维预拼装，在设计阶段就能避免冲突或安装不上的问题，模拟施工，确定施工安装顺序。
三维模型与预拼装 多专业协同设计的BIM模型
2） 拆分工具
根据运输尺寸、吊装重量、模数化要求，自动完成构件拆分； 能根据国标设计规范要求完成自动设计。
交互拆分及拆分修改
3） 交互布置
能交互布置构件、预埋件、预留孔洞等。 4） 装配率、算量统计
提供材料统计，并自动计算预制率与装配率。 1、统计内容配置：
材料统计内容配置界面
该配置界面的操作方式与构件库中配置界面的操作时一致的，只是配置的类型及具体参数略有不同，此处不再重复说明。
2、构件用量统计报表
构件用量统计报表界面
会将各种类型本身的参数进行统计，同时也可以对各类附属件进行统计。统计的内容及显示方式由配置信息决定。
该报表支持直接打印，也支持导入Excel中再编辑。 5）构件计算工具
单构件计算工具
2.4 构件加工图
1）图纸工程信息配置 2）自动出全楼构件加工图纸
基于BIM平台的预制构件详图自动化生成研发，装配式结构图要细化到每个构件的详图，详图工作量很大，BIM平台下的详图自动化生成，保证模型与图纸的一致性，即能够增加设计效率，又能提高构件详图图纸的精度，减少错误。
自动导出全楼加工图纸
预制构件详图
3）图纸发布Dwg
2.5 BIM模型数据直接接力数控加工设计CAM
装配式结构的BIM模型数据直接接力工厂加工生产信息化管理系统，预制构件模型信息直接接力数控加工设备，自动化进行钢筋分类、钢筋机械加工、构件边摸自动摆放、管线开孔信息的自动化画线定位、浇筑混凝土量的自动计算与智能化浇筑，达到无纸化加工，也避免了加工时人工二次录入可能带来的错误，大大提高了工厂生产的效率。
BIM模型直接接力数控加工设备
基于BIM平台的装配式结构设计软件PKPM-PC的推出，比较简化装配式结构设计、生产流程，提供效率，推动住宅产业化的进程。
加工数据统计表