pkpm门式刚架设计讲义-2015

1、（10 版）版） 钢结构CAD软件STS门式刚架设计中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院建研科技股份有限公司建研科技股份有限公司 设计软件事业部设计软件事业部主要内容主要内容u STS的模型输入方法的模型输入方法 三维模型方法三维模型方法 二维模型方法二维模型方法u 门式刚架设计门式刚架设计 门式刚架二维设计门式刚架二维设计 门式刚架三维设计门式刚架三维设计 工具箱相关部分工具箱相关部分1 STS的模型输入方法的模型输入方法 三维模型方法三维模型方法 门式刚架（框排架）三维建模（以标准榀方式建立）门式刚架（框排架）三维建模（以标准榀方式建立） 框架三维建模（以标准层方式建立）框架三维建模（以标

2、准层方式建立） 空间结构建模（建模任意、灵活）空间结构建模（建模任意、灵活）1 STS的模型输入方法的模型输入方法 二维模型方法二维模型方法 PK交互输入交互输入 屋面支撑、柱间支撑、檩条墙梁、吊车梁等分别计算，通过工具箱实现屋面支撑、柱间支撑、檩条墙梁、吊车梁等分别计算，通过工具箱实现2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计主要内容：主要内容：2.1 二维建模二维建模2.2 截面优化与结构计算，结果查询截面优化与结构计算，结果查询2.3 节点设计和施工图绘制节点设计和施工图绘制2.4 门式刚架二维中常见结构模型建立门式刚架二维中常见结构模型建立2.5 10版中门式刚架二维设计改进版中门式刚架二维

3、设计改进2.6 门式刚架二维设计常见问题门式刚架二维设计常见问题例题：例题：三跨双坡门式刚架（三跨双坡门式刚架（mj3.sj），总跨度），总跨度62m，檐口高度，檐口高度4m，屋面坡度，屋面坡度1/10，刚架柱距刚架柱距6米。钢材采用米。钢材采用Q235。恒荷载。恒荷载0.3kN/m2，活荷载（取屋面活荷载和，活荷载（取屋面活荷载和雪荷载中较大值）雪荷载中较大值）0.3kN/m2，基本风压，基本风压0.5kN/m2。 （STS应用讲解例题应用讲解例题2）2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.1 二维建模二维建模 模型文件建立及读取模型文件建立及读取 网格生成与快速建模网格生成与快速建模l 网

4、格输入是建模的第一步网格输入是建模的第一步l 主要是形成计算模型的网格线主要是形成计算模型的网格线l 软件提供两点直线、平行直线、分隔线段等方式输入网格，并提供相应的网软件提供两点直线、平行直线、分隔线段等方式输入网格，并提供相应的网格、节点编辑功能格、节点编辑功能l 针对形式较有规律的结构，如框架、桁架、门式刚架提供快速建模功能针对形式较有规律的结构，如框架、桁架、门式刚架提供快速建模功能（在门式刚架快速建模时，软件能够自动为所建模型生成杆件截面与铰接信息，并根据荷（在门式刚架快速建模时，软件能够自动为所建模型生成杆件截面与铰接信息，并根据荷载信息，自动生成屋面恒、活、风荷载）载信息，自动生

5、成屋面恒、活、风荷载）2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.1 二维建模二维建模 截面定义与杆件布置截面定义与杆件布置l 截面定义截面定义l 杆件布置杆件布置 柱构件布置时可输入偏心和布置角度柱构件布置时可输入偏心和布置角度 （可处理轴线和构件中心不重合、抗风柱主惯性轴在刚架面外等问题）（可处理轴线和构件中心不重合、抗风柱主惯性轴在刚架面外等问题）2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.1 二维建模二维建模 轴心受压构件对轴心受压构件对Y轴截面分类轴截面分类l 截面分类由软件根据截面分类由软件根据GB50017自动确定，自动确定，当存在多个选择时，一般取低的（偏安全）当存在多个选择时，一般取

6、低的（偏安全）l 只有少数截面用户可以干预，例如焊接只有少数截面用户可以干预，例如焊接H形截面形截面l 用于确定轴心受压构件的稳定系数用于确定轴心受压构件的稳定系数长细比相同时，长细比相同时，b类截面稳定系类截面稳定系数数大于大于c类截面，即类截面，即b类截面稳类截面稳定承载能力高于定承载能力高于c类截面。类截面。2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.1 二维建模二维建模 铰接构件与计算长度铰接构件与计算长度l 计算长度计算长度（1）平面内）平面内 设置平面内设置平面内计算长度系数计算长度系数； 软件默认为软件默认为-1，即计算长度系数，即计算长度系数由软件自动确定由软件自动确定 用程序自动

7、计算结果用程序自动计算结果（2）平面外）平面外 设置构件平面外的设置构件平面外的计算长度计算长度； 原则为侧向支撑点间的距离；原则为侧向支撑点间的距离； 屋面和檩条对上翼缘的作用；屋面和檩条对上翼缘的作用； 取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离（隅撑间距）取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离（隅撑间距） 用户应根据平面外支撑的设置情况来修改。用户应根据平面外支撑的设置情况来修改。2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.1 二维建模二维建模 铰接构件与计算长度铰接构件与计算长度l 铰接构件铰接构件（1）设置杆件两端的约束情况，如两端刚接、一端铰接一端刚接、两端铰接等；）设置杆件两端的约束情况，如两端刚接

8、、一端铰接一端刚接、两端铰接等；（2）定义约束定义约束：设置杆端不同的约束情况：设置杆端不同的约束情况n 含义：含义： 没定义约束的杆端为完全约束情况，节点处的所有杆件，不会发生相对位移；没定义约束的杆端为完全约束情况，节点处的所有杆件，不会发生相对位移； 定义杆端定义杆端“水平向自由滑动水平向自由滑动”为杆端水平向约束完全释放，不传递水平剪力；为杆端水平向约束完全释放，不传递水平剪力； 定义杆端定义杆端“约束水平相对位移差约束水平相对位移差”是限制水平相对滑移量不超过给定的最大相对位移是限制水平相对滑移量不超过给定的最大相对位移差。差。n 应用：应用：混凝土柱屋面梁为钢梁情况。混凝土柱屋面梁

9、为钢梁情况。2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.1 二维建模二维建模 荷载输入（恒荷载、活荷载、风荷载）荷载输入（恒荷载、活荷载、风荷载）l 恒、活荷载输入恒、活荷载输入 活载分为相容活荷和互斥活荷。互斥活荷即几组活荷不同时发生。活载分为相容活荷和互斥活荷。互斥活荷即几组活荷不同时发生。l 风荷载输入风荷载输入注意注意：（1）针对门式刚架结构，软件提供风荷载自动布置功能，依据门式刚架规程或荷载针对门式刚架结构，软件提供风荷载自动布置功能，依据门式刚架规程或荷载规范确定构件体型系数，自动计算构件风荷载标准值；规范确定构件体型系数，自动计算构件风荷载标准值；（2）自动布置不能适应所有模型，结构

10、形式的限制请参考相关规范；）自动布置不能适应所有模型，结构形式的限制请参考相关规范；（3）当提示不能自动布置时，请交互布置；）当提示不能自动布置时，请交互布置；（4）荷载方向：水平荷载向右为正，竖向荷载向下为正，反之为负。）荷载方向：水平荷载向右为正，竖向荷载向下为正，反之为负。2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.1 二维建模二维建模 分析与设计参数定义分析与设计参数定义定义结构分析与设计相关的参数，定义结构分析与设计相关的参数，由由5个页面分别设置。个页面分别设置。l结构类型（用于确定地震计算阻尼比）结构类型（用于确定地震计算阻尼比）l验算规范验算规范根据所计算的结构适用那本规范采用，根

11、据所计算的结构适用那本规范采用，综合考虑。综合考虑。控制参数，门式刚架不按抗震规范控控制参数，门式刚架不按抗震规范控制高厚比，长细比。制高厚比，长细比。l斜梁计算斜梁计算仅按压弯构件计算强度，和平面外稳定；仅按压弯构件计算强度，和平面外稳定；按压弯构件计算强度，和平面内、平面按压弯构件计算强度，和平面内、平面 外稳定；外稳定；l有侧移，无侧移框架有侧移，无侧移框架GB50017无支撑，弱支撑，强支撑框架无支撑，弱支撑，强支撑框架门式刚架按有侧移结构门式刚架按有侧移结构l净截面和毛截面比值净截面和毛截面比值活荷载不利布置活荷载不利布置2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.1 二维建模二维建模

12、构件修改构件修改指定构件验算规范指定构件验算规范指定构件钢号指定构件钢号指定指定H形构件横向加劲肋的设置形构件横向加劲肋的设置指定构件抗震等级指定构件抗震等级恢复缺省值（同设计参数）恢复缺省值（同设计参数）构件查询构件查询构件修改构件修改构件修改构件修改构件验算规范构件验算规范参数输入中，构件修改中，都可以指定验算规范，要明确二者的关系参数输入中，构件修改中，都可以指定验算规范，要明确二者的关系参数输入：设计规范参数输入：设计规范（1）确定构件计算长度系数确定方法）确定构件计算长度系数确定方法 钢结构设计规范方法钢结构设计规范方法 门式刚架规程方法门式刚架规程方法（2）确定构件验算规范缺省值）

13、确定构件验算规范缺省值构件修改：验算规范构件修改：验算规范（1）指定构件强度、稳定性计算要采用的设计规范）指定构件强度、稳定性计算要采用的设计规范（2）不影响计算长度系数的确定方法）不影响计算长度系数的确定方法2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.1 二维建模二维建模 支座修改支座修改l 软件在所有柱底自动设置固定支座软件在所有柱底自动设置固定支座l 支座形式支座形式（1）新增三类弹性支座形式）新增三类弹性支座形式（2）当弹性支座为托梁支座，软件提供）当弹性支座为托梁支座，软件提供 “导入托梁支座刚度导入托梁支座刚度”工具，可自动导工具，可自动导入入 托梁提供的支座刚度托梁提供的支座刚度2

14、门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.1 二维建模二维建模 附加重量与基础布置附加重量与基础布置l 附加重量附加重量（1）作用：正常使用阶段没有直接作用在结构上，而地震力计算的时候，需要考虑这一部分）作用：正常使用阶段没有直接作用在结构上，而地震力计算的时候，需要考虑这一部分地震力作用时，需要把这部分重量当作附加重量输入到地震力计算时质点集中的节点上地震力作用时，需要把这部分重量当作附加重量输入到地震力计算时质点集中的节点上（2）应用：如围护用砖墙）应用：如围护用砖墙l 基础布置基础布置（1）作用：当需要计算基础时，可在此处定义和布置基础）作用：当需要计算基础时，可在此处定义和布置基础（2）适用

15、范围：）适用范围：STS二维设计程序只能完成独立基础的布置和计算二维设计程序只能完成独立基础的布置和计算（3）10版软件对基础设计做了改进版软件对基础设计做了改进2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.2 截面优化与结构计算，结果查询截面优化与结构计算，结果查询 截面优化截面优化l 优化原理优化原理按照强度、稳定、长细比、挠度及位移限值，进行多次迭代计算，最后得到用钢按照强度、稳定、长细比、挠度及位移限值，进行多次迭代计算，最后得到用钢量最小的截面。量最小的截面。l 优化结构类型优化结构类型优化根据结构类型，采取不同的优化方式。分三类：轻型门式刚架、桁架、其他优化根据结构类型，采取不同的优化方

16、式。分三类：轻型门式刚架、桁架、其他（框排架、支架等）。（框排架、支架等）。注意：轻型门式刚架结构类型限制构件截面，仅能为注意：轻型门式刚架结构类型限制构件截面，仅能为H形截面，其他两类型对截面形截面，其他两类型对截面没限制没限制l 优化实现优化实现定义优化参数，设置优化分组，确定优化范围后软件自动完成结构模型优化。定义优化参数，设置优化分组，确定优化范围后软件自动完成结构模型优化。优化后可直接将优化结果导入到模型中。优化后可直接将优化结果导入到模型中。2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.2 截面优化与结构计算，结果查询截面优化与结构计算，结果查询 二维结构计算二维结构计算 功能：软件自动

17、完成模型的内力分析、杆件强度、稳定验算及结构变形验算、基功能：软件自动完成模型的内力分析、杆件强度、稳定验算及结构变形验算、基础设计等。础设计等。 计算结果查看（查看配筋包络及钢结构应力、内力包络、钢梁挠度、节计算结果查看（查看配筋包络及钢结构应力、内力包络、钢梁挠度、节点位移等）。主要查看内容：点位移等）。主要查看内容：l 计算结果文件计算结果文件l 配筋包络和钢结构应力图配筋包络和钢结构应力图注意：注意： 应力比是计算应力与强度设计值的比值应力比是计算应力与强度设计值的比值 应力比超过应力比超过1，即超限，以红色表示，即超限，以红色表示l 内力包络及各荷载工况下的内力图内力包络及各荷载工况

18、下的内力图2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.2 截面优化与结构计算，结果查询截面优化与结构计算，结果查询l 钢梁挠度图（显示钢梁的变形）钢梁挠度图（显示钢梁的变形）（1）绝对挠度图）绝对挠度图 （2）相对挠度图）相对挠度图 （3）坡度改变率）坡度改变率（4）注意：）注意：相对挠度和绝对挠度值的区别；相对挠度和绝对挠度值的区别；程序对两种挠度的挠跨比都进行了控制；设计人员需根据工程实际选择控制。程序对两种挠度的挠跨比都进行了控制；设计人员需根据工程实际选择控制。l 节点位移图节点位移图显示各工况下的节点位移图显示各工况下的节点位移图可查看柱顶水平位移是否超出容许限值可查看柱顶水平位移是否超

19、出容许限值2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.3 节点设计和施工图绘制节点设计和施工图绘制 软件适用截面软件适用截面实腹焊接实腹焊接H形截面、标准形截面、标准H型钢截面梁、柱；型钢截面梁、柱；两端铰接的圆管柱。两端铰接的圆管柱。 节点设计（参数设置、节点类型设置、节点修改、结果文件查看）节点设计（参数设置、节点类型设置、节点修改、结果文件查看）l 参数设置参数设置 参数参数“局部采用无比例绘图局部采用无比例绘图”的含义：的含义： 选中后，施工图不是按照统一比例绘制的，选中后，施工图不是按照统一比例绘制的， 局部采用夸张画法，如板厚；局部采用夸张画法，如板厚； 不选中，则整个钢架施工图按不选

20、中，则整个钢架施工图按1：1方式绘图。方式绘图。l 拼接、檩托拼接、檩托 （1）设置或取消拼接信息）设置或取消拼接信息 （2）布置梁、柱檩托）布置梁、柱檩托 （3）设置边柱）设置边柱2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.3 节点设计和施工图绘制节点设计和施工图绘制 节点设计（参数设置、节点类型设置、节点修改、结果文件查看）节点设计（参数设置、节点类型设置、节点修改、结果文件查看）l 节点设计节点设计 （1）输入或修改设计参数：参数设置对所有节点起作用）输入或修改设计参数：参数设置对所有节点起作用 （2）节点类型：可修改单个节点的连接类型）节点类型：可修改单个节点的连接类型 应用：左右梁柱连接

21、采用不同连接形式应用：左右梁柱连接采用不同连接形式 （3）悬挂吊车：根据建模信息交互指定悬挂吊车节点）悬挂吊车：根据建模信息交互指定悬挂吊车节点l 节点修改：修改单个节点的连接参数，修改后可选择是否由程序自动节点修改：修改单个节点的连接参数，修改后可选择是否由程序自动校核校核l 结果文件查看：查看节点设计结果文件，包括各梁柱节点、梁梁拼接结果文件查看：查看节点设计结果文件，包括各梁柱节点、梁梁拼接点、柱脚节点、牛腿节点等的设计结果点、柱脚节点、牛腿节点等的设计结果2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.3 节点设计和施工图绘制节点设计和施工图绘制 施工图绘制（整体施工图、构件施工图、节点施工图

22、绘制）施工图绘制（整体施工图、构件施工图、节点施工图绘制）l 整体施工图整体施工图自动绘制施工图，包括刚架自动绘制施工图，包括刚架 立面图、各节点剖面图、材立面图、各节点剖面图、材 料表。料表。l 构件施工图构件施工图 可绘制构件详图，适用与构件加工单位。可绘制构件详图，适用与构件加工单位。l 节点施工图节点施工图 可绘制选中的节点详图，包括节点索引图，各节点施工详图。可绘制选中的节点详图，包括节点索引图，各节点施工详图。2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.3 节点设计和施工图绘制节点设计和施工图绘制 统计整榀刚架材料统计整榀刚架材料l 精确统计整榀刚架构件，连接板，加劲肋的准确用量精确统

23、计整榀刚架构件，连接板，加劲肋的准确用量l 钢板按厚度统计重量钢板按厚度统计重量2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.4 门式刚架二维中常见结构模型建立门式刚架二维中常见结构模型建立 带吊车的门式刚架结构带吊车的门式刚架结构l 吊车荷载（桥式吊车）吊车荷载（桥式吊车）作用分两部分：作用分两部分：吊车梁的作用：以恒载输入吊车梁的作用：以恒载输入吊车工作的作用：吊车工作的作用：吊车荷载考虑最不利情况吊车荷载考虑最不利情况2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.4 门式刚架二维中常见结构模型建立门式刚架二维中常见结构模型建立 带吊车的门式刚架结构带吊车的门式刚架结构吊车荷载输入时部分参数含义：吊车

24、荷载输入时部分参数含义： Dmax、 Dmin ：是根据影响线求得的最大轮压、最小轮压对柱子的反力； 是软件提供的自动影响线计算工具。 WT：是大桥架和小车重量。仅是一质量，重力荷载代表值统计用，主要用在计算地震水平力作用； EC1：相对下柱形心； Lt ：吊车梁高+轨道高； 属于双层吊车：属于双层吊车：适用同一跨内有上下双层吊车情况；输入时上下层同单层吊车一样输入。 调整系数：调整系数：是抗震规范附录J要求，对混凝土排架柱起作用，钢结构填1.0即可； 参数定义中折减系数：参数定义中折减系数：参考荷载规范表5.2.2选取。两台、四台系数实际是一跨、两跨吊车组合折减系数。2 门式刚架二维设计门式

25、刚架二维设计2.4 门式刚架二维中常见结构模型建立门式刚架二维中常见结构模型建立 带吊车的门式刚架结构带吊车的门式刚架结构l 吊车荷载（悬挂吊车）吊车荷载（悬挂吊车）双轨悬挂吊车：荷载和桥式吊车一样；单轨悬挂吊车：最大轮压=电葫芦重+额定起重量。悬挂吊车只考虑轮压，不考虑刹车力。2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.4 门式刚架二维中常见结构模型建立门式刚架二维中常见结构模型建立 带抗风柱的门式刚架结构带抗风柱的门式刚架结构形式一：只承担山墙风荷载，形式一：只承担山墙风荷载， 不承担屋面竖向荷载；不承担屋面竖向荷载；形式二：不但承担山墙风荷形式二：不但承担山墙风荷 载，还承担屋面竖向荷载（载

26、，还承担屋面竖向荷载（ 兼作摇摆柱）兼作摇摆柱）应将抗风柱传递给刚架梁的应将抗风柱传递给刚架梁的 力，传递给屋面支撑系统，力，传递给屋面支撑系统， 避免刚架梁受扭。避免刚架梁受扭。2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.4 门式刚架二维中常见结构模型建立门式刚架二维中常见结构模型建立 带夹层的门式刚架结构带夹层的门式刚架结构 带女儿墙的门式刚架结构结构带女儿墙的门式刚架结构结构 单拉杆设置单拉杆设置是只能受拉，不能受压的柔性杆件，如图例是只能受拉，不能受压的柔性杆件，如图例一旦受压，立即退出工作，重新形成刚度矩阵一旦受压，立即退出工作，重新形成刚度矩阵取消节点的作用取消节点的作用单拉杆应用：单

27、拉杆应用：混凝土柱托钢梁结构中拉杆设置（柱顶设置单拉杆抵抗梁对柱顶的推力作用）混凝土柱托钢梁结构中拉杆设置（柱顶设置单拉杆抵抗梁对柱顶的推力作用）圆钢支撑等柔性支撑的定义分析：圆钢支撑等柔性支撑的定义分析：屋面支撑：一般按拉杆设计，长细比按拉杆要求控制；屋面支撑：一般按拉杆设计，长细比按拉杆要求控制； 柱间支撑：门规规定当设有吊车起重量不小于柱间支撑：门规规定当设有吊车起重量不小于5t的桥式吊车时，柱间宜采用型的桥式吊车时，柱间宜采用型 钢钢支撑，建议按压杆设计；无吊车时可以按拉杆设计。支撑，建议按压杆设计；无吊车时可以按拉杆设计。2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.5 10版中门式刚架二

28、维设计改进版中门式刚架二维设计改进改进交互输入时网格、节点变化后，构件、荷载信息丢失问题改进交互输入时网格、节点变化后，构件、荷载信息丢失问题平移节点后，当相连网格两端节点没有变化，保留网格上的构件、荷平移节点后，当相连网格两端节点没有变化，保留网格上的构件、荷载等信息；载等信息；取消节点后，当相连网格构件截面相同时，保留截面信息；取消节点后，当相连网格构件截面相同时，保留截面信息；网格打断后，保留构件、以及构件上的均布和集中荷载；网格打断后，保留构件、以及构件上的均布和集中荷载；变截面构件，中间增加节点后，程序自动进行截面拟合，即根据原先变截面构件，中间增加节点后，程序自动进行截面拟合，即根

29、据原先的变截面和分段点自动计算各分段的标准截面。的变截面和分段点自动计算各分段的标准截面。2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.5 10版中门式刚架二维设计改进版中门式刚架二维设计改进钢结构参数输入与修改，按钢结构参数输入与修改，按10新抗规做了调整新抗规做了调整结构类型调整结构类型调整增加程序自动判断容许长细比选项增加程序自动判断容许长细比选项增加按增加按“低延性、高弹性承载力低延性、高弹性承载力”性能设计荷载组合性能设计荷载组合钢结构增加抗震等级参数钢结构增加抗震等级参数增加增加“端点拖动端点拖动”功能功能增加增加Undo、Redo功能功能增加导入增加导入dxf网格功能网格功能增加了批量

30、修改荷载功能增加了批量修改荷载功能增加实体模型查看功能增加实体模型查看功能取消了模型数据文件，即后缀为取消了模型数据文件，即后缀为.sj的文本文件的文本文件增加女儿墙的连接设计增加女儿墙的连接设计.2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.6 门式刚架二维设计常见问题门式刚架二维设计常见问题 带夹层门式刚架柱平面内长细比确定带夹层门式刚架柱平面内长细比确定 门式刚架构件腹板高厚比控制门式刚架构件腹板高厚比控制 吊车吨位超过吊车吨位超过20吨的门式刚架形式单层厂房设计吨的门式刚架形式单层厂房设计 混凝土柱实腹钢梁单层厂房设计混凝土柱实腹钢梁单层厂房设计 门式刚架结构中抽柱吊车、龙门吊荷载输入门式刚

31、架结构中抽柱吊车、龙门吊荷载输入 软件自动确定的平面内计算长度异常处理软件自动确定的平面内计算长度异常处理2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.6 门式刚架二维设计常见问题门式刚架二维设计常见问题 门式刚架构件腹板高厚比控制门式刚架构件腹板高厚比控制2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.6 门式刚架二维设计常见问题门式刚架二维设计常见问题 吊车吨位超过吊车吨位超过20吨的门式刚架形式单层厂房设计吨的门式刚架形式单层厂房设计已经超出了门规的适用范围，应该按照钢结构设计规范来进行设计和控制已经超出了门规的适用范围，应该按照钢结构设计规范来进行设计和控制结构类型选择结构类型选择“单层钢结构厂房单

32、层钢结构厂房”梁构件验算规范建议用门规（因为钢规计算，没有考虑轴力影响；没有规定相梁构件验算规范建议用门规（因为钢规计算，没有考虑轴力影响；没有规定相应变截面梁的稳定计算）应变截面梁的稳定计算）平面内计算长度系数确定平面内计算长度系数确定 （1）上下柱段采用相同截面（非阶梯形）：建议按门规方式确定；）上下柱段采用相同截面（非阶梯形）：建议按门规方式确定；用钢结构规范计算时，可能出现下柱计算长度系数非常小情况（钢规附录用钢结构规范计算时，可能出现下柱计算长度系数非常小情况（钢规附录D- 4,D-6的计算假定是柱顶可移动但不能转动，要求梁的线刚度很大，而一般实的计算假定是柱顶可移动但不能转动，要求

33、梁的线刚度很大，而一般实腹梁的刚度难以达到对柱顶这样的约束条件）；腹梁的刚度难以达到对柱顶这样的约束条件）；（2）上下柱采用变截面的阶形柱：建议按钢结构设计规范阶形柱的方法确定。）上下柱采用变截面的阶形柱：建议按钢结构设计规范阶形柱的方法确定。2 门式刚架二维设计门式刚架二维设计2.6 门式刚架二维设计常见问题门式刚架二维设计常见问题 混凝土柱实腹钢梁单层厂房设计混凝土柱实腹钢梁单层厂房设计 混凝土柱与钢梁采用铰接连接，混凝土柱底采用刚接混凝土柱与钢梁采用铰接连接，混凝土柱底采用刚接 已经超出了门规的适用范围，结构类型选择已经超出了门规的适用范围，结构类型选择“单层钢结构厂房单层钢结构厂房”

34、三种连接构造处理：三种连接构造处理：完全抗剪连接构造（能够把梁端的推力以剪力的方式完全传递给混凝土柱）完全抗剪连接构造（能够把梁端的推力以剪力的方式完全传递给混凝土柱）完全滑移连接构造（容许梁端相对混凝土柱顶自由滑移，梁端推力由于相对的滑移而完全滑移连接构造（容许梁端相对混凝土柱顶自由滑移，梁端推力由于相对的滑移而释放，作用力不传递给混凝土柱）释放，作用力不传递给混凝土柱）部分滑移连接构造部分滑移连接构造 计算和构造要对应计算和构造要对应3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计主要内容：主要内容：3.1 门式刚架三维建模门式刚架三维建模3.2 屋面墙面设计屋面墙面设计3.3 结构计算结构计算3.4

35、 门式刚架施工图自动绘制门式刚架施工图自动绘制3.5绘制整体模型图，三维效果图绘制整体模型图，三维效果图 3.6 门式刚架接力门式刚架接力JCCAD基础设计方法基础设计方法 3.7 门式刚架三维设计常见问题门式刚架三维设计常见问题例题：例题： 单跨双坡门式刚架，总跨度单跨双坡门式刚架，总跨度2424米，总长度米，总长度 60m60m（共（共1111榀，刚架柱距榀，刚架柱距6 6米），檐口高度米），檐口高度 6.96.9米，屋面坡度米，屋面坡度1/101/10。钢材采用。钢材采用Q235Q235。恒。恒 荷载荷载0.3KN/m20.3KN/m2，活荷载，活荷载0.3KN/m20.3KN/m2，基

36、本风压，基本风压 0.5KN/m20.5KN/m23 门式刚架三维设计门式刚架三维设计可以完成三维建模、吊车平面布置，屋面墙面设计，结构自动计算，自动生成全套施工图的功能。3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.1 门式刚架三维建模门式刚架三维建模 网格输入网格输入输入厂房总信息，包括几输入厂房总信息，包括几何信息和荷载信息何信息和荷载信息确认、修改确认、修改网格间距网格间距3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.1 门式刚架三维建模门式刚架三维建模 标准榀设置及修改标准榀设置及修改l标准榀：将立面相同或相反的立面设置为同一标准榀标准榀：将立面相同或相反的立面设置为同一标准榀l模型输入和编辑是

37、针对标准榀进行（即对标准榀中某一立面进行编辑后，相模型输入和编辑是针对标准榀进行（即对标准榀中某一立面进行编辑后，相同标准榀的立面模型同时更新）同标准榀的立面模型同时更新）l建议：在建立立面模型前，首先设置标准榀，可大幅提高建模速度建议：在建立立面模型前，首先设置标准榀，可大幅提高建模速度3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.1 门式刚架三维建模门式刚架三维建模 立面编辑立面编辑通过横向、纵向纵向立面编辑来形成整体模型3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.1 门式刚架三维建模门式刚架三维建模 立面编辑立面编辑l 横向立面编辑横向立面编辑 （1）完成主刚架立面的二维模型输入，包括建立立面网格

38、、布置构件、输入）完成主刚架立面的二维模型输入，包括建立立面网格、布置构件、输入 荷载、铰接构件等荷载、铰接构件等 （2）横向立面模型确定了厂房整体外观）横向立面模型确定了厂房整体外观带夹层门式刚架带夹层门式刚架不等高门式刚架不等高门式刚架3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.1 门式刚架三维建模门式刚架三维建模 立面编辑立面编辑l 纵向立面编辑纵向立面编辑 解决柱间支撑输入、计算问题解决柱间支撑输入、计算问题l 输入柱间支撑（门形支撑，多层支撑等） （简单交叉支撑可以通过系杆输入）（简单交叉支撑可以通过系杆输入）l 进行纵向立面支撑计算纵向立面编辑中布置的柱间支撑纵向立面编辑中布置的柱间支

39、撑3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.1 门式刚架三维建模门式刚架三维建模 系杆、托梁布置及删除系杆、托梁布置及删除l 输入门式刚架纵向柱顶和屋脊处的系杆输入门式刚架纵向柱顶和屋脊处的系杆l 夹层处的纵向钢梁夹层处的纵向钢梁l 输入屋面、柱间交叉支撑输入屋面、柱间交叉支撑3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.1 门式刚架三维建模门式刚架三维建模 吊车布置吊车布置l 直接在三维模型中，指定吊车运行所在标高，程序自动进入吊车平面进行吊直接在三维模型中，指定吊车运行所在标高，程序自动进入吊车平面进行吊车布置车布置3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.1 门式刚架三维建模门式刚架三维建模 吊车

40、布置吊车布置l 在吊车平面中，定义吊在吊车平面中，定义吊 车运行范围，布置吊车车运行范围，布置吊车l 吊车布置完成后，自动形吊车布置完成后，自动形 成横向框架承担的吊车荷载成横向框架承担的吊车荷载3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.1 门式刚架三维建模门式刚架三维建模 建模时应注意问题建模时应注意问题l 建议一个工程一个工作目录，便于文件管理；建议一个工程一个工作目录，便于文件管理；l 纵向立面的网格、横轴位置的柱构件以及荷载，由软件根据三维模型自动形纵向立面的网格、横轴位置的柱构件以及荷载，由软件根据三维模型自动形成。纵向立面编辑仅用于输入和修改非横向立面的构件；成。纵向立面编辑仅用于输

41、入和修改非横向立面的构件；l 用门式刚架菜单建立的三维模型可以直接在用门式刚架菜单建立的三维模型可以直接在“框架框架”-“-“三维模型与荷载输三维模型与荷载输入入”菜单打开，如需要可在其中对模型进行局部修改，但修改的结果不能返菜单打开，如需要可在其中对模型进行局部修改，但修改的结果不能返回门式刚架三维建模；回门式刚架三维建模；l 用门式刚架建模方式不仅可以完成单纯的门式刚架结构建模，而且可以快速用门式刚架建模方式不仅可以完成单纯的门式刚架结构建模，而且可以快速完成立面比较相似的框架结构，以及框架顶层为门式刚架的结构建模。完成立面比较相似的框架结构，以及框架顶层为门式刚架的结构建模。3 门式刚架

42、三维设计门式刚架三维设计3.2 屋面墙面设计屋面墙面设计 屋面、墙面构件交互布置屋面、墙面构件交互布置屋面、墙面构件布置屋面构件布置墙面构件布置墙架梁、墙架柱、拉条、隅撑等的布置檩条、拉条、隅撑等的布置屋面支撑布置自动布置交互布置屋面构件归并刚性系杆布置门、窗洞口布置柱间支撑布置自动布置交互布置墙面构件归并屋面、墙面屋面、墙面布置流程图布置流程图3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.2 屋面墙面设计屋面墙面设计 屋面、墙面构件交互布置屋面、墙面构件交互布置l 交互布置交互布置能完成任意结构的围护构件布置。能完成任意结构的围护构件布置。l 屋面构件自动布置屋面构件自动布置对于规则、坡屋面的门式

43、刚架结构，如单跨、多跨、高低跨等都可以使用自动对于规则、坡屋面的门式刚架结构，如单跨、多跨、高低跨等都可以使用自动布置进行屋面构件布置；布置进行屋面构件布置；对于复杂结构（如四坡屋面、对于复杂结构（如四坡屋面、L L形、槽型等）自动布置效果不理想。形、槽型等）自动布置效果不理想。l 墙面构件自动布置墙面构件自动布置 可实现任意墙面的墙面构件布置。自动布置时考虑门、窗洞口的影响。可实现任意墙面的墙面构件布置。自动布置时考虑门、窗洞口的影响。3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.2 屋面墙面设计屋面墙面设计 屋面、墙面构件交互布置屋面、墙面构件交互布置l 屋面墙面中布置的屋面、柱间支撑可直接反映

44、在三维模型中。（该类支撑的屋面墙面中布置的屋面、柱间支撑可直接反映在三维模型中。（该类支撑的编辑只能回到屋面墙面中进行）编辑只能回到屋面墙面中进行）3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.2 屋面墙面设计屋面墙面设计 单根构件计算、绘图单根构件计算、绘图l 能完成单根构件，包括檩条、墙梁、隅撑、拉条、屋面支撑、柱间支撑等的能完成单根构件，包括檩条、墙梁、隅撑、拉条、屋面支撑、柱间支撑等的计算，并完成绘图计算，并完成绘图l 提供多选和全选方式选择构件绘图提供多选和全选方式选择构件绘图l 能完成檩条、墙梁的优化设计能完成檩条、墙梁的优化设计 优化原理：是根据檩条（墙梁）计算参数，自动根据选择的构件

45、截面类型，优化原理：是根据檩条（墙梁）计算参数，自动根据选择的构件截面类型， 经过多次计算，选择用钢量最低的型钢截面类型经过多次计算，选择用钢量最低的型钢截面类型 优化结果：优化结果：优化后能自动更新模型信息优化后能自动更新模型信息3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.2 屋面墙面设计屋面墙面设计 屋面构件自动绘图屋面构件自动绘图能自动完成模型中屋面墙面围护构件施工详图的绘制。能自动完成模型中屋面墙面围护构件施工详图的绘制。出图选择绘图参数设置3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.2 屋面墙面设计屋面墙面设计 钢材统计及报价钢材统计及报价l 钢材订货表：软件自动统计所有布置的刚架柱、梁、檩

46、条、墙梁、支撑、隅钢材订货表：软件自动统计所有布置的刚架柱、梁、檩条、墙梁、支撑、隅撑等的用钢量，按标准截面形成。（此处为毛重统计）撑等的用钢量，按标准截面形成。（此处为毛重统计）l 钢材报价：按照各种材料的价格统计所有布置的刚架柱、梁、檩条、墙梁、钢材报价：按照各种材料的价格统计所有布置的刚架柱、梁、檩条、墙梁、支撑、隅撑等的单方造价、总价和总用钢量支撑、隅撑等的单方造价、总价和总用钢量3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.3 结构计算结构计算 计算顺序（计算顺序（自动确定各立面计算顺序自动确定各立面计算顺序） 荷载导算l 横向立面荷载l 屋面支撑荷载l 柱间支撑所在纵向立面荷载 自动计算

47、（依次完成所有横向、纵向立面的二维计算依次完成所有横向、纵向立面的二维计算） 结果查看（显示构件的强度、稳定性计算结果显示构件的强度、稳定性计算结果）3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.3 结构计算结构计算 计算顺序自动计算的计算顺序由软件自动确定。自动计算的计算顺序由软件自动确定。如右图（抽柱厂房），计算顺序如下：如右图（抽柱厂房），计算顺序如下：（1）首先计算抽柱榀）首先计算抽柱榀l 自动设置弹性支座自动设置弹性支座l 将反力传递给托梁将反力传递给托梁（2）再计算纵向立面）再计算纵向立面l 传力给相邻刚架传力给相邻刚架（3）再计算相邻刚架）再计算相邻刚架3 门式刚架三维设计门式刚架三维

48、设计3.3 结构计算结构计算 荷载导算荷载导算l 横向立面荷载横向立面荷载 竖向恒活荷载，横向吊车、风、地震竖向恒活荷载，横向吊车、风、地震 由用户输入由用户输入3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.3 结构计算结构计算 荷载导算荷载导算l 屋面支撑荷载屋面支撑荷载 搜索柱间支撑与屋面支撑，搜索柱间支撑与屋面支撑，自动形成计算简图自动形成计算简图 自动确定屋面风荷载迎风面积自动确定屋面风荷载迎风面积 纵向风荷载纵向风荷载软件自动加载软件自动加载3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.3 结构计算结构计算 荷载导算荷载导算l 纵向立面荷载纵向立面荷载柱间支撑所在纵向立面荷载：柱间支撑所在纵向立

49、面荷载： 纵向风荷载纵向风荷载 吊车纵向刹车力吊车纵向刹车力 重力荷载代表值重力荷载代表值（根据受荷宽度内横向立面恒载、活载自动确定）（根据受荷宽度内横向立面恒载、活载自动确定） 软件自动加载软件自动加载3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.3 结构计算结构计算 自动计算自动计算根据计算顺序，完成屋面支撑，横向、纵向立面自动计算。根据计算顺序，完成屋面支撑，横向、纵向立面自动计算。3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.3 结构计算结构计算 计算结果查看计算结果查看l 整体模型查看整体模型查看l 选择立面查看选择立面查看l 屋面支撑查看屋面支撑查看显示设置显示设置3 门式刚架三维设计门式刚架

50、三维设计3.4 门式刚架施工图自动绘制门式刚架施工图自动绘制 直接在三维模型中设计梁梁拼接、柱侧垂直直接在三维模型中设计梁梁拼接、柱侧垂直l 直接在三维模型中设置梁梁拼接，直接在三维模型中设置梁梁拼接，设置柱类型；设置柱类型；l 修改结果能实时更新；修改结果能实时更新；l 点取修改后，相同标准榀将同时更新点取修改后，相同标准榀将同时更新；3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.4 门式刚架施工图自动绘制门式刚架施工图自动绘制 参数设置参数设置参数设置适用参数设置适用与所有刚架与所有刚架3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.4 门式刚架施工图自动绘制门式刚架施工图自动绘制 自动绘图自动绘图l

51、自动完成各榀刚架施工图绘制；自动完成各榀刚架施工图绘制；l 自动生成设计总说明和柱脚锚自动生成设计总说明和柱脚锚 栓布置图；栓布置图；l 自动生成全楼钢材统计表；自动生成全楼钢材统计表；3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.4 门式刚架施工图自动绘制门式刚架施工图自动绘制柱脚锚栓图柱脚锚栓图3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.4 门式刚架施工图自动绘制门式刚架施工图自动绘制刚架施工图3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计檐口处连接檐口处连接其它部位（屋面其它部位（屋面支撑、檩托）支撑、檩托）屋脊处连接屋脊处连接3.4 门式刚架施工图自动绘制门式刚架施工图自动绘制3 门式刚架三维设计门式刚架

52、三维设计3.4 门式刚架施工图自动绘制门式刚架施工图自动绘制 刚架图更新时应注意问题刚架图更新时应注意问题l 自动计算完成后，才能进行施工图绘制；自动计算完成后，才能进行施工图绘制；l 屋面、墙面围护构件只有经过详图绘制后，在相应榀刚架详图中才能有屋面、墙面围护构件只有经过详图绘制后，在相应榀刚架详图中才能有相应的连接信息；相应的连接信息；l 围护构件信息发生变化后，需要在围护构件信息发生变化后，需要在“屋面墙面设计屋面墙面设计”菜单中重新选择并菜单中重新选择并绘制详图，然后再更新施工图。绘制详图，然后再更新施工图。3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.5 绘制整体模型图，三维效果图绘制整体

53、模型图，三维效果图 整体模型图整体模型图自动读取三维模型数据，包括刚架立面信息、围护构件布置信息，用三维实自动读取三维模型数据，包括刚架立面信息、围护构件布置信息，用三维实体方式真实显示构件。体方式真实显示构件。3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.5 绘制整体模型图，三维效果图绘制整体模型图，三维效果图 三维效果图三维效果图l 用三维实体方式真实的表示用三维实体方式真实的表示刚架主构件、围护构件；刚架主构件、围护构件；l 自动铺设屋面板、墙面板；自动铺设屋面板、墙面板；l 自动形成门、窗洞口以及雨蓬；自动形成门、窗洞口以及雨蓬；l 自动设置包边；自动设置包边；l 自动形成厂房周围道路，进行

54、自动形成厂房周围道路，进行场景设计；场景设计；l 能交互布置天沟和雨水管，并能交互布置天沟和雨水管，并提供相应的编辑功能。提供相应的编辑功能。3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.6 门式刚架接力门式刚架接力JCCAD基础设计方法基础设计方法 在门架建模时布置基础在门架建模时布置基础 执行自动计算，生成基础数据和计算文件执行自动计算，生成基础数据和计算文件 进入进入JCCAD模块的模块的“基础人机交互基础人机交互”菜单，将门式刚架三维设计完成的基础菜单，将门式刚架三维设计完成的基础荷载导入到荷载导入到JCCAD软件中，由软件中，由JCCAD软件完成独立基础的设计和施工图绘软件完成独立基础的设

55、计和施工图绘制制l 软件自动读取模型网格轴线软件自动读取模型网格轴线l 执行执行“荷载输入荷载输入”菜单菜单 选选PK文件文件 读取荷载读取荷载3 门式刚架三维设计门式刚架三维设计3.7 门式刚架三维设计常见问题门式刚架三维设计常见问题 在三维自动计算和屋面墙面设计中的支撑计算的关系在三维自动计算和屋面墙面设计中的支撑计算的关系 三维和二维中吊车布置的关系三维和二维中吊车布置的关系 托梁设置及荷载导算查看托梁设置及荷载导算查看4 工具箱相关部分工具箱相关部分4.1 檩条、墙梁计算和施工图檩条、墙梁计算和施工图 功能：可以完成简支檩条、连续檩条、简支墙梁、连续墙梁以及隅撑的计算。功能：可以完成简

56、支檩条、连续檩条、简支墙梁、连续墙梁以及隅撑的计算。用户通过参数化对话框输入需要的信息，程序自动完成构件计算并生成相应用户通过参数化对话框输入需要的信息，程序自动完成构件计算并生成相应的计算结果文件。的计算结果文件。 简支檩条计算简支檩条计算4 工具箱相关部分工具箱相关部分4.1 檩条、墙梁计算和施工图檩条、墙梁计算和施工图 简支檩条计算简支檩条计算l 拉条作用拉条作用 （1 1）约束檩条上翼缘）约束檩条上翼缘 （2 2）约束檩条上、下翼缘）约束檩条上、下翼缘 （3 3）约束檩条下翼缘）约束檩条下翼缘 应根据不同的拉条设置情况选择。当采用圆钢形式拉条，仅在靠近上翼缘位置设置应根据不同的拉条设置

57、情况选择。当采用圆钢形式拉条，仅在靠近上翼缘位置设置时，拉条能起到约束上翼缘作用；当采用双层拉条或交叉拉条时，拉条对檩条上下翼时，拉条能起到约束上翼缘作用；当采用双层拉条或交叉拉条时，拉条对檩条上下翼缘都能起到约束作用。缘都能起到约束作用。l 验算规范验算规范 （1 1）薄钢规范）薄钢规范 （2 2）门式刚架规程）门式刚架规程 当屋面板能阻止上翼缘侧向位移和扭转时，且基板厚度小于当屋面板能阻止上翼缘侧向位移和扭转时，且基板厚度小于0.66mm0.66mm时，可选择门规时，可选择门规附录附录E E计算。计算。 其他情况可选择薄钢规范或门规其他情况可选择薄钢规范或门规6.3.7-26.3.7-2计

58、算。计算。4 工具箱相关部分工具箱相关部分4.1 檩条、墙梁计算和施工图檩条、墙梁计算和施工图可以通过添加构件进行檩条、隅撑、支撑、抗风柱、拉条、墙架柱等类构件施工详图可以通过添加构件进行檩条、隅撑、支撑、抗风柱、拉条、墙架柱等类构件施工详图的绘制，也可以绘制部分连接的节点详图。的绘制，也可以绘制部分连接的节点详图。4 工具箱相关部分工具箱相关部分4.2 支撑计算和施工图支撑计算和施工图 屋面支撑计算屋面支撑计算l 实现圆钢和角钢屋面支撑的计算。实现圆钢和角钢屋面支撑的计算。l 程序提供支撑设计剪力的辅助计算工具，其中支撑跨度程序提供支撑设计剪力的辅助计算工具，其中支撑跨度S S取值受柱间支撑布置影响，取值受柱间支撑布置影响，为紧邻的两个带柱间支撑的柱列的间距（支撑力要传到柱间支撑上）为紧邻的两个带柱间支撑的柱列的间距（支撑力要传到柱间支撑上）4 工具箱相关部分工具箱相关部分4.2 支撑计算和施工图支撑计算和施工图 柱间支撑计算柱间支撑计算l 可以完成各类