PKPM2010 门式刚架_图文

1、 钢结构 CAD 软件 STS 一、门式刚架设计 中国建筑科学研究院 设计软件事业部主要内容 ¾门式刚架二维设计¾门式刚架三维设计¾常见问题与软件处理方法¾超出门式刚架规程使用范围的钢结构 ¾混凝土柱,轻钢屋盖结构¾顶层为门式刚架的框架结构1STS- 1 STS门式刚架设计1.1 三维和二维模型方法¾二维模型方法:门式刚架、屋面支撑、柱间支撑、檩条墙梁,吊车梁等分别计算 ¾三维模型方法(推荐 :建立结构整体模型,自动形成吊车荷载布置屋面、墙面构件自动计算门式刚架、屋面支撑、柱间支撑自动绘制全套施工图统计结构整体用钢

2、量,报价形成到 JCCAD 的数据整体模型图和渲染效果图适应抽柱门式刚架厂房式 1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计 1.2 二维模型方法二维模型方法:计算檩条 墙梁 吊车梁等构件¾计算檩条,墙梁,吊车梁等构件¾计算柱间支撑,屋面支撑¾计算抗风柱¾单榀刚架建模,截面优化,结构计算¾节点设计与绘制施工图1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计 1.3 构件定义,截面分类 ¾轴心受压构件对 Y 轴截面分类 ¾长细比相同时, b 类截面稳定系数 大于 c 类截面,即 b 类截面稳 类截面定承载能力高

3、于 c 类截面。1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计 1.4 构件定义,截面分类¾截面分类由软件根据 GB50017自动确定 当存在多个选择时自动确定,当存在多个选择时,一般取低的(偏安全只有少数截面用户可以干预¾只有少数截面用户可以干预,例如焊接 H 形截面修改截面分类要有根据 对材¾修改截面分类要有根据,对材料要求在施工图中要进行明确说明!1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计 1.5 构件定义,抗风柱考虑¾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¾形式二:不但

4、承担山墙风荷载,还承担屋面竖向荷载(兼作摇摆柱¾应将抗风柱传递给刚架梁的力 传递给屋面支梁的力,传递给屋面支撑系统,避免刚架梁受扭 。1STS- 1 STS门式刚架二维设计 1.6 门式刚架计算长度取值 平面内计算长度系数¾用程序自动计算结果平面外计算长度¾原则为侧向支撑点间的距离¾屋面和檩条对上翼缘的作用¾隅撑的作用与设置(弯矩图例¾取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离(隅撑间距 (图 1 门式刚架系统(图 2 恒载,风载弯矩图(图 3 弯矩包络图 1STS- 1 STS门式刚架二维设计 1.7 活荷载与风荷载取值 103205、 将屋

5、面活荷载由 0.3kN/m提高到 0.5 kN/m2。对于受荷载水平投影面积大于 60的构件可取不小于03kN/60m 2的构件可取不小于0.3 kN/m2;2、附录A风载计算 ;w w z s k =¾MBMA 风荷载的适用范围是:房屋高度不大于 ¾明确风荷载采用美国 MBMA 的规定 ;18米,房屋高宽比不大于 1 ,屋面坡度不大于 10度 0w w z s z k =0w w z s gz k =¾与荷载规范取值计算结果比较刚架风载荷载规范与门规的比较以一坡度为1/10,双坡封闭式厂房为例:荷载规范:门规: 柱脚铰接 l/h<2.3,柱脚刚接 l/h&

6、lt;3.0, 荷载规范 计算偏安全,其他情况比门规结果小060%1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计 1.8 吊车荷载(桥式吊车 ¾作用分两部分:吊车梁的作用 以恒载输入¾吊车梁的作用:以恒载输入¾吊车工作的作用:吊车荷载考虑最不利情况¾吊车荷载计算¾牛腿设计maxD1STS- 1 STS门式刚架二维设计 1.9 吊车荷载(悬挂吊车 1STS- 1 STS门式刚架二维设计 1.10 吊车荷载 (半门形吊车 1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计 1.12 参数输入-结构类型与抗震设计 1STS-门式刚架二维设

7、计 1 STS门式刚架 维设计1.13 参数输入¾结构类型与验算规范¾摇摆柱设计内力放大系数(考虑铰接端实际有嵌固作用 ¾斜梁计算仅按 弯构件计算强度 和平面外稳定¾仅按压弯构件计算强度,和平面外稳定;¾按压弯构件计算强度,和平面内、平面外稳定;有侧移 无侧移框架¾有侧移,无侧移框架¾GB50017无支撑,弱支撑,强支撑框架¾门式刚架按有侧移结构¾净截面和毛截面比值¾活荷载不利布置1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计 1.14 构件修改指定构件验算规范 指定构件钢号 指定 H

8、形构件横向加劲肋的设置 恢复缺省值(同设计参数构件查询 构件修改 1STS- 1 STS 门式刚架二维设计 1.15 构件修改 构件验算规范 参数输入中 构件修改中参数输入中,构件修改中 都可以指定验算规范,要明确二者的关系1STS- 1 STS门式刚架二维设计 1.16 构件修改 构件验算规范 1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计1.17 构件修改-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钢结构设计规范方法门式刚架规程方法(2确定构件验算规范缺省值(3依据 计算长度系数确定 根据哪个方法确定更合理选择构件修改 验算规范构件修改:验算规范(1指定构件强度、稳

9、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(3依据 构件强度、稳定性计算 用哪个规范的方法更合理选择 1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计 1.18 契形构件变化率与腹板高厚比 ¾腹板高度变化超过 60mm/m时,根据规程CECS102:2002611项 已经超出了规程规 第 6.1.1条第 6项,已经超出了规程规 定的考虑受剪板腹屈曲后强度计算适用范围,这时程 序按 不考虑利用受剪板幅屈曲后强度 来控制腹板高厚 比。 1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计1.18 解决方法(1调整构件端部高度,对于梁还可以调整变截面长 度,尽量不超过

10、 60mm/m的要求。(2通过设置构件腹板横向加劲肋,这样可以提高, 不考虑屈曲后强度的容许高厚比也可以提高。(3不建议增加腹板厚度来满足的方法,这样用钢量 增加可能较多。1STS- 1 STS门式刚架二维设计 1.18 解决方法-设置横向加劲肋 1STS- 1 STS门式刚架二维设计 1.18 解决方法-设置横向加劲肋 1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计1.19 截面优化程序使用¾验算规范选择门式刚架规程或上海标准定义构件截面 只关心截面类型(变截面还是等截面 ¾定义构件截面,只关心截面类型(变截面还是等截面, 不用关心截面尺寸布置了相同标准截面的构件

11、 优化后截面相同¾布置了相同标准截面的构件,优化后截面相同¾平面外计算长度要修改¾优化限值要根据最优原则和实际情况选择¾直接导出优化结果,用于结构计算1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计 1.20 结构计算¾应力比输出的含义挠度控制(相对挠度¾挠度控制(相对挠度,绝对挠度,坡度变化¾计算结果输出¾门式刚架变截面杆件高厚比控制 (主菜单1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计 1.21 结构计算-柱顶位移限制 1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计 1.22 节点设计相

12、关指标按 GB50017设计指标与连接设计修改钢材强度设计值 焊缝强度设计值根据板厚分组与 ¾钢材强度设计值,焊缝强度设计值根据板厚分组与 GBJ17-88不同;88¾8.8级高强度螺栓预拉力提高¾摩擦面抗滑移系数喷砂处理由 0.55修改为 0.5(对于 Q345, Q390, Q420¾承压型连接高强度螺栓抗拉计算与普通螺栓相同 角焊缝计算长度=焊缝长度 -2x¾角焊缝计算长度 焊缝长度 2x 焊脚尺寸 1STS-门式刚架二维设计 1 STS门式刚架 维设计1.22 螺栓直径选择¾高强度螺栓直径,根据构造要求,进行自动排列,如果排

13、列不下 会自动调整螺栓直径和间距 重新排列 直到满 列不下,会自动调整螺栓直径和间距,重新排列,直到满足要求柱脚锚栓直径 根据柱脚内力进行验算 如果不能满足 ¾柱脚锚栓直径,根据柱脚内力进行验算,如果不能满足, 会自动增大锚栓直径,直到满足要求结果可能存在多种直径的高强度螺栓 柱脚锚栓¾结果可能存在多种直径的高强度螺栓,柱脚锚栓¾可以在设计时,采用一种直径的高强度螺栓1STS- 1 STS门式刚架二维设计 1.23 抗剪键做法¾作用:将柱底剪力通过抗剪键传递到基础 避免锚剪键传递到基础,避免锚 栓抗剪V>04N 时 要设置抗剪键 ¾V&g

14、t;0.4N时,要设置抗剪键, 门式刚架一般都要设置抗剪键¾抗剪键的做法 1STS- 1 STS门式刚架二维设计 1.23 抗剪键计算¾抗剪键的计算¾混凝土承压¾抗剪键根部截面抗弯,抗剪验算(控制¾抗剪键与底板连接焊缝验算¾新版软件可以自动设计抗剪键¾可以选择槽钢或者普通工字钢¾截面规格自动确定¾可以绘制施工图1.24 施工图¾整体施工图,节点大样图(索引图,构件详图(零件放 样图¾设计院,制作单位的不同需求1.25 单拉杆件 ¾是只能受拉,不能受压的柔性杆 件 如图例件,如

15、图例。¾一旦受压,立即退出工作,重新 形成刚度矩阵¾取消节点(不是删除节点2STS- 2 STS门式刚架三维设计 2.1 三维模型方法三维模型方法:¾不同于 PM 按标准层建模的方法¾通过单榀立面建模,建立结构整体模型¾屋面、墙面设计¾自动计算门式刚架、屋面支撑、柱间支撑 ¾自动绘制施工图¾适应抽柱厂房应抽柱厂房2STS- 2 STS 门式刚架三维设计 2.2 三维建模-立面编辑形成 横向立面 整体模型纵向立面 横向 立 编辑 系杆布 来 成整体模型通过横向、 纵向 立面编辑、系杆布置来形成整体模型2 STS-门式

16、刚架三维设计 S S 门式刚架 维设计 2.3 三维建模-屋面墙面布置形成 形成整体 维模型 形成整体三维模型 2STS- 2 STS门式刚架三维设计 2.5 吊车荷载平面布置 ¾选择工作标高所在平面,布置吊车工作区域 ¾自动形成各榀刚架计算需要的吊车荷载 ¾纵向立面计算时,自动加载吊车纵向刹车力 1STS- 1 STS门式刚架三维设计 1.2.2 吊车荷载平面布置 2STS- 2 STS门式刚架三维设计 2.6 荷载作用与导算横向立面荷载 竖向恒活荷载,横向吊车、风、地震 由用户输入屋面支撑荷载 纵向风荷载 软件自动生成和加载柱间支撑所在纵向立面荷载 纵向风荷载 吊车纵向刹车力 重力荷载代表值 软件自动生成和加载 2STS-