PKPM知识堂钢结构电子教案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PKPM知识堂钢结构-知识堂问答钢结构问：带夹层门式刚架结构采用STS软件如何设计？日期：2011/6/13答：门式刚架规程所规定的计算长度确定方法是针对单层轻型钢结构房屋，仅适用于单层门式刚架结构。实际工程中可能存在局部带夹层或下层整层夹层情况（如下图）。对于这类夹层梁与柱刚接形成局部二层或整体二层的结构，建议计算长度的确定方法可以采用钢结构设计规范线刚度比方法确定的计算长度系数，采用STS软件的设置为：第一，计算参数设置：门式刚架类型；按钢结构设计规范验算；有侧移框架。其他控制参数可以按门规要求输入

2、。第二，修改构件的验算规范，与夹层相连的柱、夹层梁建议设计规范指定为钢结构设计规范，轻钢屋面梁验算规范指定为门规。再进行结构计算时，计算长度确定就是按总体计算参数中的钢结构设计规范线刚度比方法确定计算长度，总体控制按门规控制，夹层部分构件按钢结构设计规范校核，轻钢屋面按门规校核。问：门式刚架柱、梁平面外计算长度如何选取？日期：2011/6/13答：采用平面分析程序，由于没有平面外信息，程序自身无法正确判断平面外计算长度的选取，程序默认取的平面外计算长度为杆件自身的长度，工程设计人员应对平面外计算长度进行确认和修改。平面外的计算长度应取平面外有效支撑之间的间距。门式刚架类型，对于边柱和屋面梁，当

3、采用压型钢板屋面、墙面，且压型钢板与檩条有可靠连接时，墙梁和檩条设置隅撑的情况下，隅撑能起到边柱和屋面梁的平面外支撑作用，则边柱和屋面梁的平面外计算长度可以取设置隅撑的间距。对于有吊车或跨度较大的厂房，柱平面外计算长度建议按柱间支撑选取。问：檩条计算方法如何选择？日期：2011/6/13答：STS程序对于冷弯薄壁檩条提供了按门规设计、与按冷弯薄壁型钢规范设计选项，如果选择门规进行檩条验算时，风吸力下翼缘稳定验算程序提供按门规附录E计算与按式（6.3.7-2）验算两个选择。选择原则如下：1、压型钢板屋面（厚度0.66mm），屋面与檩条有可靠连接（自攻螺钉等紧固件），设置单层拉条靠近上翼缘，选择按

4、门规附录E计算；2、刚度较弱的屋面（塑料瓦材料等）、非可靠连接的压型钢板（扣合式等），应选择6.3.7-2式或冷弯规范计算，拉条的约束作用应根据实际拉条设置情况选择。对于风载较大地区，建议这时应设置双层拉条、交叉拉条或型钢拉条，拉条同时约束上下翼缘。当风吸力不起控制时，可以仅在上侧设置单层拉条。问：牛腿位置的吊车荷载作用如何输入？日期：2011/6/13答：作用力分两部分：（1）吊车梁结构和轨道等产生的自重，为永久荷载，作为节点恒载（竖向力，竖向力产生的偏心弯矩）输入。（2）吊车工作时的最不利作用，作为吊车荷载输入。吊车荷载值，程序要求输入的是按照吊车资料，根据影响线求出最不利情况下的最大轮压

5、、最小轮压等对柱子的作用力（不是指吊车资料中的最大轮压和最小轮压）吊车荷载计算方法：（1）手工计算：根据影响线求解最大轮压，最小轮压，横向水平荷载产生的反力Dmax，Dmin，Tmax。如下图示，按照要计算的吊车台数，计算每一个吊车轮位于牛腿处时最大轮压产生的反力Dmaxi，其中最大的即为Dmax，再计算吊车在此位置时的Dmin，Tmax即可。（2）先计算吊车梁，吊车梁计算结果文件中给出了用于排架计算的吊车荷载值：Dmax，Dmin，Tmax。（3）直接导入吊车荷载，根据输入的吊车信息，程序自动按影响线计算（推荐采用）当为双层吊车荷载时，需要输入空车时的吊车荷载，08版本程序增加了空车吊车荷载

6、的计算。用户只要选择“计算空车时的荷载”，输入吊钩极限位置即可极限计算和导入。问：门式刚架构件腹板高厚比STS是如何控制的？日期：2011/6/13答：1、当腹板高度变化mm/m时，按来控制：2、腹板高度变化超过60mm/m时，根据规程CECS102:2002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。高厚比容许值，由下面公式推导得出：当不设置腹板横向加劲肋时，5.34，代入上式，可得：对于Q235钢，68.4；对于Q345钢，56.4。腹板高度变化超过60mm/m时，高厚比超限的解决办法：（1）调整构件

7、端部高度，对于梁还可以调整变截面长度，尽量不超过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容许高厚比的方法，这样用钢量增加可能较多问：门式刚架规程关于斜梁挠度如何理解？日期：2011/6/13答：STS对于门式刚架的挠度输出有三项：绝对挠度图、相对挠度图、坡度改变率。它们的意义分别如下：1）绝对挠度图，跨度L是指“横梁在相邻两柱之间的距离”，最大挠度值，是指在跨度范围内，梁在“恒+活”或“活”荷作用下的最大竖向变形值。挠跨比即以此为基础进行计算和控制的：/L/L。梁上部中间位置给出了本跨梁的挠跨比/

8、L，梁下部，在本跨最大挠度位置，给出该跨最大挠度值,单位为：mm。当验算不满足时，、/L数值均以红色显示。2）相对挠度图，跨度L是指“横梁的单坡坡面长度”，最大挠度值，是指在单坡坡面长度范围内，梁在“恒+活”或“活”荷作用下的最大相对挠曲值。挠跨比即以此为基础进行计算和控制的：/L/L。梁上部中间位置给出了本梁段的挠跨比/L，梁下部，在本梁段最大相对挠度位置，给出该梁段最大挠度值,单位为：mm。当验算不满足时，、/L数值均以红色显示。3）斜梁计算坡度图，只有当验算规范为门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002)时，有这一项输出验算内容。为斜梁在(恒荷+活荷)标准值作用下，钢梁挠

9、曲变形后的坡度改变控制，坡度改变率按规程要求控制不大于1/3，超限以后，图形以红色显示。按规程的解释，双坡屋面的门式刚架，应该控制相对挠度与坡度改变率，对于绝对挠度图有输出，仅供设计参考，超限后在超限信息中不输出。问：混凝土柱实腹钢梁单层厂房如何设计？日期：2011/6/13答：柱采用混凝土柱，屋面为轻型屋面体系，屋面梁采用实腹钢梁，这类结构体系在近几年国内的实际应用中较为常见。由于混凝土柱与钢梁的连接处理难以达到刚接连接，因此梁柱的连接一般采用铰接连接形式，而一般门式刚架结构边刚架柱与梁的连接均采用刚接连接形式，由于连接形式的不同，致使这种体系单榀刚架的受力截然不同于一般的门式刚架，设计时不

10、能简单的把门式刚架的钢柱替换为混凝土柱，应根据这类结构体系的特殊性有针对的进行设计。应用STS软件，进行这类结构的设计，需要注意一下问题：1)建议的连接形式：混凝土柱与钢梁采用铰接连接，混凝土柱底采用刚接，多跨情况下的中间混凝土柱与钢梁的连接采用钢梁连续，混凝土柱铰撑于钢梁底面；2)这类结构已经超出门规的使用范围，结构类型应选择“单层钢结构厂房”，如果为抗震地区且选择了地震作用计算，程序会自动按照抗震规范第九章关于单层钢结构厂房的规定进行控制；混凝土柱应按混凝土结构设计规范进行设计，满足混凝土结构设计规范相应要求，钢梁应满足钢结构设计规范相关要求，当采用工形变截面梁时，建议梁构件承载力的校核采

11、用按门式刚架规程进行校核，以考虑轴力的影响与变截面梁的稳定计算，但局部稳定应满足钢结构设计规范、抗震规范的要求；挠度控制，考虑到所采用的轻型屋面体系对钢梁挠度不是非常敏感，在有经验的情况下可较钢结构设计规范的挠度控制指标（L/400）适当放宽；3)单榀的设计时，应采用混凝土柱与钢梁整体建模分析。钢梁对混凝土柱的约束反力与混凝土柱本身的刚度是直接相关的，为反映真实的内力情况，应该进行整体分析，并以整体分析的结果来设计基础、混凝土柱的配筋与钢梁。把它们割裂开来分别进行设计，往往使设计结果带来不安全的隐患：如果在柱与基础设计时，没有考虑屋面斜钢梁对柱的推力，会导致柱配筋与基础的设计严重偏小，按这种方

12、式设计的结构在安装过程中就有可能出现基础被翘起、混凝土柱顶位移过大、柱身出现裂缝、钢梁挠度过大等问题。而在分析钢梁时，把钢梁两端视为固定铰支座或建两根很短的下端刚接柱作为支座都会夸大混凝土柱对钢梁的约束作用，导致钢梁轴力增大、跨中弯矩减小、挠度减小等不真实情况，这时往往会出现安装后的钢梁的挠度要大于计算挠度、钢梁有可能整体屈服失稳、局部压屈等不安全问题；整体分析时，分析模型要与连接构造处理相对应。混凝土柱与钢梁的铰接连接处理一般存在三种连接构造处理：完全抗剪连接构造，这种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，这种连接构造容许梁端相对混凝土柱顶自由滑移，梁端的

13、推力由于相对的滑移而释放，作用力不传递给混凝土柱；介于以上二者之间的部分滑移连接构造，这种连接构造容许梁端相对混凝土柱顶有一定的滑移量，梁端的推力由于相对的滑移而部分释放，剩余作用力以剪力的方式传递给混凝土柱。在STS软件中，可以设置以上三类混凝土柱托梁的连接形式，并可以绘制对应的施工图处理。问：门式刚架变截面梁定义尺寸与放样尺寸是如何对应的？日期：2011/6/13答：截面定义中的定义梁端头截面高度，对应的为梁、柱轴线汇交点位置的截面高度，在施工图设计时，根据端板平置、竖直等不同的连接形式，需要对构件的端部进行切割。由于切割可能会导致实际构件的长度和端部高度的变化，比如在门式刚架中，对柱顶的

14、切割导致变截面梁大头高度差异：（图移下页）由于放样导致了变截面梁的大头高度变小。如果采用端版平置的连接方式，则是柱的大头高度变化。最后的构件表的输出则是按照放样以后的构件尺寸输出，所以可能会和原定义尺寸出现差异，这个并不是程序的错误。实际加工时应按照放样尺寸来进行，否则与计算模型会有所偏差。问：屋架建模时支座杆的如何模拟？日期：2011/6/13答：对于简支的屋架结构，单独计算屋架时，需要设立支座来模拟柱对屋架的支撑作用。对于不同支座的设置方式，对于屋架的分析结果影响较大。设置方式一，把支座直接设置在桁架下弦节点位置（如图(a)所示），这种设置方式支座对下弦两端点提供一个刚性约束，会完全约束住

15、下弦的变形，下弦内力分析结果、桁架的整体竖向变形都会严重偏小，这是一种不合理的支座设置方式。设置方式二，布置下端刚接上端铰接的小短柱来模拟支座（如图(b)所示），这种设置方式小短柱由于有一定的抗侧刚度，会对下弦两端点提供一个弹性约束，而且随着支座小短柱截面大小的调整、长度的变化，支座约束刚度就会发生变化，桁架下弦内力分析结果、桁架的整体竖向变形也都会随之发生变化，这也是一种不合理的支座设置方式。（a)支座设置下弦(b)带下端刚接小短柱支座(c)两端铰接小短柱支座(d)小短柱一侧带滑动支座桁架支座设置方式设置方式三，布置两端铰接的小短柱来模拟支座（如图(c)所示），这种设置方式看似整个结构是个机

16、构，实际STS二维分析程序在处理两端铰接杆时，赋予了非常小的抗弯刚度（10-6级别），这样结构分析能够进行下去，而且支座杆对桁架只提供竖向约束，水平约束完全释放，桁架下弦根据自身的受力自由得伸缩，桁架下弦内力分析结果、桁架的整体竖向变形也不会受支座杆的影响，这种支座设置方式是合理的。设置方式四，布置下端刚接上端铰接的小短柱来模拟支座，在一侧小短柱顶设置滑动支座（如图(d)所示），这种设置方式达到的效果与设置方式三是一样的，支座杆对桁架只提供竖向约束，水平约束完全释放，这种支座设置方式也是合理的。对铰接桁架在实际结构中受力状态分析，排除柱顶设置滑动支座情况，其他情况下，下面的实际支撑柱是会对桁架

17、提供一定的约束的，但约束刚度可能达不到支座设置方式一、方式二的约束刚度，因此如果按支座设置方式一、方式二计算出来的结果是偏于不安全的。而按方式三、方式四的计算，完全不考虑支座约束刚度，对桁架的计算结果是偏于安全的，因此一般单独设计铰接桁架，支座设置方式可以选用方式三、方式四，不能选用方式一、方式二。也可以采用排架柱根据其真实的截面、高度与桁架整体建模分析，这样可以反映真实的排架柱对桁架的约束刚度。问：净截面系数如何取值？日期：2011/6/13答：净截面系数是考虑到构件表面打孔等处理导致截面削弱时，导致的被削弱断面的应力增大。所以在钢结构规范中给出的正应力计算中采用的是净截面，即开孔削弱后的截

18、面。程序在设计时，采用一个近似的净截面系数来考虑截面的削弱，净截面系数仅影响强度计算，稳定计算还是用全截面特性验算。强度计算时净截面系数对面积、抵抗矩同时折减。对于净截面系数的取值，对于一般的框架结构，如果没有特殊开孔，仅连接螺栓孔情况，可以偏于安全的取净截面系数0.85，如果有特殊开孔，看开孔位置，如果是在受力较大的控制截面位置，需要按实际开孔的削弱情况计算净截面系数。对于门式刚架结构，通过端板连接，螺栓孔在端板上，构件上不打孔的情况下，净截面系数可以适当取大一些，如取0.95。问：设计压型钢板与混凝土组合楼板时，输入的板厚是否包括压型钢板的波高？日期：2011/6/14答：压型钢板组合楼盖

19、，在框架建模时输入的楼板厚度是不含肋高的最薄位置厚度。在压型钢板施工阶段验算时，程序会自动考虑凹槽部分和压型钢板的重量。使用阶段计算或荷载导算时，还是按输入的楼面恒活荷载进行计算，如果在“荷载设置”选择“自动计算现浇板自重”，则仅考虑了输入的厚度计算自重，不含凹槽部分和压型钢板的重量。因此对于组合楼盖情况，不应选择“自动计算现浇板自重”，应把结构层的重量自行作为楼面恒载输入（可以按平均厚度计算结构层的重量）。问：楼板为压型钢板组合楼盖时，钢梁是否需要定义为组合梁？日期：2011/6/14答：是否定义组合梁主要看是否按组合梁设计，定义组合梁时需要按组合梁的要求设置栓钉抗剪件（不少于完全抗剪栓钉数

20、量的50%），如果只是构造的设置一些栓钉，就不定义组合梁按纯钢梁设计。与楼面是否是组合楼盖没有关系，钢梁上面是纯混凝土楼盖，也同样可以按组合梁来设计。问：组合梁应力图上数值意义是什么？为什么简支组合梁第一个数值为0？日期：2011/6/14答：在SATWE三维分析的应力图输出，对于组合梁上三个数值代表的意义如下：R1表示组合梁负弯矩区段弯矩与组合梁承载力的比值；R2表示组合梁正弯矩区段弯矩与组合梁承载力的比值；R3表示组合梁最大作用剪力与抗剪承载力的比值。简支组合梁，因为没有负弯矩区段，所以第一个数值为0。问：SATWE中组合梁是按弹性理论还是按塑性理论进行验算？日期：2011/6/14答：S

21、ATWE中组合梁按钢结构设计规范全截面塑性理论进行设计；正负弯矩区段承载力按完全抗剪连接组合梁计算；负弯矩区段承载力计算考虑混凝土退出工作，但计入等效翼板宽度范围内楼板配筋作用，计入的楼板配筋面积按级钢筋最小配筋面积考虑。问：SATWE中组合梁的挠度是怎么计算的？是否考虑剪切面滑移与混凝土长期效应徐变影响？日期：2011/6/14答：SATWE分析计算结果中的梁挠度输出，对于组合梁为短期刚度下的弹性挠度，没有考虑钢与混凝土剪切面滑移的影响，也没有考虑混凝土长期效应徐变下的挠度计算。对于三维设计的组合梁，建议在三维内力分析的基础上，可以通过钢结构工具箱中的“组合梁计算”模块，完善施工阶段验算、栓

22、钉连接件的设计、挠度的校核。问：钢结构单榀设计中荷载的正负号是怎样规定的？日期：2011/6/14答：钢结构二维单榀建模分析中，荷载的符号规定如下：水平作用荷载向右作用为正、向左为负，竖向荷载作用以向下为正、向上为负。所以左风荷载时所有柱间左风应该都是正值，梁上左风荷载风吸力时为负，风压力时为正；右风荷载，柱间右风应该都是负值，梁上右风荷载风吸力时为负，风压力时为正。这与荷载规范规定的体形系数的正负号是不一样的。问：钢结构单榀设计中柱间偏心荷载的偏心值是相对轴线还是柱形心？日期：2011/6/14答：钢结构二维单榀建模分析中，柱间偏心集中力的偏心值是相对所作用的柱形心的，不是相对轴线。对于不对

23、称截面，柱形心所在位置，把鼠标移到柱位置，会有Tip显示柱截面形心相对柱左右边缘的距离。对于变截面柱，不允许输入柱间偏心集中力，如果存在这类荷载，可以人为把柱分段，增加节点，作为节点荷载输入。问：钢结构单榀设计中吊车荷载的偏心是怎样定义的，竖向偏心是相对轴线还是？日期：2011/6/14答：二维建模中吊车荷载定义时，其中的竖向荷载的偏心Ec1，Ec2是竖向轮压相对下柱形心的偏西（也就是轨道位置相对下柱形心的偏心），不是相对轴线的偏心。横向水平刹车力相对节点的垂直距离Lt，为轨道顶面位置相对牛腿的竖向距离。这两个参数的示意如下图问：钢结构单榀设计中，桁架杆件是作为柱输入还是按梁输入？日期：201

24、1/6/14答：钢结构二维设计中，按钢结构设计规范设计时，是严格区分梁柱的，梁是按钢结构设计规范纯弯构件验算的，柱考虑轴力项，按钢结构设计规范拉弯、压弯或轴心受拉、受压验算。桁架中的所有杆件以承受轴力为主，轴力项不能忽略，应该作为柱来输入，作为梁输入时，内力分析没有问题，但是构件验算按纯弯验算是有问题的。问：钢结构单榀设计中，桁架下弦是否需要定义单拉杆？日期：2011/6/14答：对于简支的屋架，下弦通常都是受拉的，但是在PK二维建模分析时，不需要人为定义下弦为单拉杆，如果人为定义单拉杆，则在风吸力单工况分析时，下弦受压退出工作，会导致结构形成机构，分析结果异常。程序在内力组合后，会自动判断是

25、拉杆或压杆，如果所有组合都是受拉，则按拉杆进行设计，按拉杆要求控制长细比，拉杆只需进行强度计算，不需验算稳定。单拉杆一般用于圆钢支撑等柔性支撑的定义分析。问：为什么构件按任意截面输入时，有时其他构件都没有内力？日期：2011/6/17答：输入任意截面必须注意其和该模型中其他构件的刚度比例，当输入任意截面刚度过大时，容易造成计算时形成的刚度矩阵奇异，最后的内力计算结果就会出现这种情况了。建议一般输入需要模拟刚性杆时，可以按照其他杆件刚度的10100倍的大小输入，或者在08版以后的程序中，程序已经提供了刚性杆，直接勾选即可。问：柱脚抗剪键的设计，是否能用螺栓抗剪？日期：2011/6/17答：在门式

26、刚架规程中的第7.2.20条中，要求门式刚架柱脚螺栓不能作为抗剪构件，水平力的一部分由柱脚底板和基础顶面的静摩擦力承担，其摩擦系数为0.4。对于所有组合中的N和V都需要验算是否0.4NV，如果不满足，则需要考虑设置抗剪键来承担多余的水平力(V-0.4N)。对于柱脚存在拉力的柱，都应设置抗剪键。抗剪键的构造一般为角钢或工字钢，焊接于底板中间位置。问：框架中柱的计算长度是怎么确定的？有没有考虑跃层柱？日期：2011/6/17答：程序对于框架结构的杆件计算长度，均是严格按照钢结构规范中的要求来确定的，即线刚度比的方法。由于三维模型中出现了两个方向的连接约束，所以程序在确定时，也是按照两个方向分别处理

27、的。比如像下图的柱，在Y方向，B点存在梁连接，而在X方向则不存在约束，形成跃层。程序在处理时，对于Y向的计算长度是以层高H为标准，而对于X向的计算长度则是考虑到该方向没有梁连接（如果该方向有梁连接，但梁端为铰接时，效果也等同于没有梁连接），以上下层高之和2H为标准。假定AB柱和BC柱绕x轴的计算长度为1.5H，而AC柱绕y轴的计算长度为3H,则对应的AB柱和BC柱绕X轴的计算长度系数为Cx=1.5H/H=1.5,而AC柱绕y轴的计算长度系数Cy=3H/2H=1.5，SATWE中显示的计算长度系数都是以每层的柱高为基准，显示出来的Cy3H/H=3。（注意，satwe中对于构件的长度系数方向的确定

28、，都是以构件截面的局部坐标为准的，工字钢截面的x,y轴就是如下图中所标的）问：为什么有些主次梁连接没有设计？日期：2011/6/17答：对于主次梁十字相交叉的情况，程序只能处理两端均为铰接或两端均为刚接的形式。对于非对称的刚接情况是应该避免的，因为对于刚接节点来说，其传递的弯矩会对主梁产生扭矩，只有两侧均为刚接时，可以保证扭矩相互抵消，否则对梁来说，受扭的情况是应该尽量避免的。主梁单侧有次梁，次梁端部只能按铰接设计，按刚接节点不能处理。还有一种不设计的情况，即端部螺栓不满足排布构造要求。程序对于螺栓的排布要求按照钢结构规范表8.3.4执行。程序在设计时需要考虑这两个布置上的要求，其中螺栓的边距

29、是从腹板的切角后位置算起的，所以在某些情况下，如果不满足（腹板高-2*切角高-2*螺栓最小边距螺栓最小间距）时，程序认为设计不满足。此时可以调整腹板切角高度和螺栓的直径来满足。对于梁截面过小的情况，如果无法通过调整螺栓来实现节点设计的要求，也可以改为全焊连接的形式。问：在框架全楼节点设计时，经常会遇到“按抗震规范8.2.8条验算不满足”，而且程序也没有做加强，这是怎么回事？日期：2011/6/17答：当模型考虑地震力时，程序需要按抗震规范（GB50011-2010）8.2.8条验算连接的极限承载力。一般验算的内容包括梁柱连接的极限受弯、受剪承载力；支撑的受拉承载力；梁梁、柱柱的拼接受弯承载力；

30、同时2010规范较2001规范还新增了柱脚的极限受弯承载力验算。在08版及以前的程序中，该提示常见于梁柱连接。由于程序在不满足8.2.8条验算时，仅做了翼缘加盖板的加强处理，而且程序对于翼缘能加盖板的条件是盖板厚度与梁翼缘厚度之和不能大于柱翼缘的厚度，再加上盖板的最小厚度为6mm。所以各种限制导致梁柱翼缘厚度差在6mm以下的梁柱节点均无法加强。在10版程序中，梁柱连接的加强方式又新增了两种：梁端部加宽翼缘加强和梁端部加腋加强。一般在不满足加宽翼缘加强或加盖板加强时，也能通过梁端部加腋来加强。但是由于10规范同时也新增了柱脚的极限承载力验算，这对于外露式柱脚很不利，所以当使用外露式柱脚时会出现大

31、面积的不满足。因为一般螺栓的极限受弯承载力和柱的塑性承载力差值较大，调整结果会导致柱脚比较异常，所以目前程序没有做相关的调整。问：抗风柱的分别按承担轴向力和不承担轴向力输入有什么区别？日期：2011/6/17答：程序提供了两种抗风柱类型，一种是承担屋面梁传递下来的竖向荷载（兼当摇摆柱作用），另一种则不承担屋面竖向力（仅作为抗风柱使用）。对于承担轴向力的抗风柱，顾名思义，即屋面梁上的部分竖向荷载会有一部分传导到抗风柱上，使抗风柱出现轴压力，此时抗风柱作为结构的一部分参与结构计算。而不承担竖向力的抗风柱，由于结构并不向其传力，也就不参与结构整体分析，可以建立在边榀计算中并定义为第一类抗风主，也可以

32、不将其添加到模型结构中，在工具箱中单独设计。对于不承担竖向力的抗风柱，如果做法是下端刚接上端铰接的形式的话，建议可以使用工具箱中的抗风柱程序来进行验算，因为在pk交互输入与验算中只能计算上下均为铰接的抗风柱。问：牛腿计算时程序给出了最不利断面的验算，但一般手册上都没有这个断面的验算，这是怎么回事？日期：2011/6/17答：程序在处理牛腿节点时，不但考虑了腹板的根部抗剪，翼缘的抗弯性能、同时也要考虑外伸臂中的荷载最不利点。最不利点我们认为在吊车荷载作用点靠内侧半个加劲肋厚的位置，在该处剪力最大，同时截面相对也较小（没有加劲肋补强），应为危险截面，必须验算。由于大部分牛腿该断面会成为控制截面，所

33、以往往需要增加该截面的高度，导致牛腿坡度较小。目前大部分的设计手册上并未考虑该断面，从严格意义上来说，是不安全的。问：附加重量什么情况下输入？这项是什么意思？日期：2011/6/17答：在结构计算中，部分重量本身并不向主刚架传递竖向力，但是在水平地震时，由于其和主刚架有可靠的拉结，这部分质量产生的水平地震力需要有主结构承担，此时，该重量对结构的水平地震作用力就不可忽略。程序对于该部分的质量的处理是通过输入附加质量来实现的。比如像一层围护砖墙这样的自承重体系，自重直接传递给基础，不对结构产生竖向力，而在地震下与主结构的相互作用又不可忽略，此时应作为附加重量输入。附加质量的集中方式一般按“就近集中

34、”原则，如单层没有吊车的厂房，可以把一半的墙高重量输入到柱顶节点。还有像门式刚架三维建模二维分析时，在生成纵向榀数据时也会在柱顶生成附加质量。这是因为纵向榀主要计算的是结构在水平力作用下的抗侧能力和支撑内力，所以只需要将屋面的恒活折算成重力荷载代表值，作为附加质量加在结构上即可。而像吊车梁桥架重量这些，程序在计算时已自动考虑其重量并求得其相关的地震力。问：在satwe计算时，能否设置单拉杆？日期：2011/6/17答：程序目前还无法设置单拉杆，一般框架模型中都建议按照拉压杆进行控制。对于像屋面支撑这样的按单拉杆设置的杆件，建议可以将强度应力比控制在0.5以下，同时不控制其稳定应力比；对于长细比

35、的控制可以按拉杆来处理。一般对于交叉设置的单拉杆都可以这么来处理，非交叉设置的单拉杆应另行考虑。问：如何处理STPJ节点设计中的荷载和吊车肢中心不重合的错误提示？日期：2011/6/17答：一般肩梁的计算假定是将其作为简支梁来处理，上柱的轴力作为两个集中力加载在梁上。吊车荷载由于比较大，一般都将其作为集中荷载置于吊车肢型心处，这样对吊车肢来说，为轴心受压，而对肩梁来说，则不用考虑吊车竖向力由偏心造成的偏心弯矩。程序在吊车荷载输入时，提供了“吊车荷载距下柱型心的偏心”的数值输入，可以通过该值来控制吊车荷载的作用位置。如果需要考虑吊车荷载与吊车肢腹板中心重合时，则按吊车肢到截面型心的距离输入即可，

36、这时就不会有这样的提示。另外注意吊车荷载定义输入的竖向偏心值是相对下柱形心的。问：当门式刚架风荷载自动布置时出现：找不到轻钢规程中相应的荷载形式，找不到荷载规范中相应的形式，怎么办？日期：2011/6/29答：（1）出现“找不到轻钢规程中相应的荷载形式”提示的原因：轻钢规程中附录A.0.2给出了结构形式为双坡刚架和单坡刚架的体型系数，当模型结构形式不是这两种形式时，则无法按照轻钢规程中附录A确定构件体型系数，此时会出现上述提示。当出现提示时，需要用户分析模型，判断是否可以按照荷载规范确定体型系数。一般针对小坡度低矮房屋，如多跨多坡刚架，跨度大而高度小时，一般梁上风荷载较大，此时还是应该按照轻钢

37、规程由用户交互确定构件体型系数（参考（4）；当跨度小而高度大时，一般柱上风荷载较大，应该按照荷载规范确定构件体型系数。（2）出现“找不到荷载规范中相应的荷载形式”提示的原因：当模型结构形式不在软件可识别的类别中时，无法按照荷载规范确定构件的风荷载体型系数，此时会出现上述提示。这时应交互确定风荷载体型系数（参考（4）。（3）出现“找不到轻钢规程中相应的荷载形式，也找不到找不到荷载规范中相应的形式”提示的原因：当结构形式不在轻钢规程和荷载规范规定中时，会出现此提示。这时应交互确定风荷载体型系数（参考（4）。（4）当软件不能自动布置风荷载时，可借助自动布置的交互对话框完成风载布置：以左风输入为例，进

38、入“左风输入”菜单下的“自动布置”菜单，在显示的对话框中交互选择构件设置体型系数（参考荷载规范表7.3.1或轻钢规程附录A），软件将自动计算各构件上的风荷载标准值，对话框参数确定即可完成左风荷载布置。问：门式刚架二维设计中门式钢梁是否应按压弯构件验算平面内稳定？日期：2011/6/29答：（1）该项只有在设计规范选取门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002)验算时才需要选取。作用是：对于门式刚架钢梁，是仅按压弯构件计算其强度和平面外的稳定性，还是除此之外还要按压弯构件验算其平面内稳定性。如果选取该项，程序对门式刚架钢梁的平面内稳定按压弯构件验算，否则不进行其平面内稳定性验算。（

39、2）当梁的坡度较小时，主要是平面外的侧扭失稳，可不进行平面内的稳定计算，仅按压弯构件计算强度和平面外稳定；但当坡度较大时斜梁的轴力较大，平面内稳定不能忽略，此时应选钢梁还要按压弯构件验算平面内稳定。一般当门式刚架斜梁坡度大于1：2.5时才需要计算梁平面内稳定。问：门式刚架如何考虑阵风系数？日期：2011/6/29答：阵风系数主要针对围护构件，与受荷面积有关。当受荷面积越小，阵风系数越大，当受荷面积大于10平米时，体型系数基本不变。所以阵风对受荷面积小的影响较大，如屋面板的栓钉等。门式刚架主刚架分析时一般不需要考虑阵风系数，阵风的影响已包含在风荷载体型系数中。当选择按门规计算时，如果需要考虑阵风

40、系数，软件没有输入该项的接口，可直接将阵风系数乘在体型系数中。问：门式刚架三维建模中布置的系杆和屋面墙面中布置的系杆的区别？日期：2011/6/29答：门式刚架三维设计中有两处可以布置系杆，区别如下：（1）门式刚架三维建模中“系杆布置”主要是完成门架三维模型中纵向构件的输入，包括刚性系杆、吊车梁、支撑等。门架三维系杆布置时，系杆两端端点必须是主刚架模型中已有的构件分段点。在门式刚架系统中，屋脊和檐口位置的系杆必须在此处输入，主要是用于软件自动划分房间，否则无法正确生成房间信息，会导致屋面墙面设计中的屋面支撑不能正确布置。（2）屋面墙面设计中“布置系杆”主要是补充完成屋面支撑之间的刚性系杆的布置

41、。屋面墙面中布置系杆时，系杆两端端点不一定是刚架模型的分段点，也可以是两个屋面支撑的相交点，或者上述两类点的水平延长线与刚架的交点。目前仅能布置水平系杆。此类系杆的截面仅限于在屋面墙面系统中能计算和绘图的截面形式，如单角钢、角钢背对背组合、角钢十字组合等。问：屋面墙面设计中屋面支撑应该布置在第一开间，还是布置在第二开间？日期：2011/6/29答：按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002)第4.5节规定，屋面支撑需与柱间支撑在同一区域，以组成几何不变体系。屋面支撑宜设在温度区段端部的第一开间或第二开间。但有时，在第一开间内有门洞，需要将柱间支撑设在第二开间内，这时屋面支撑也应

42、相应设在第二开间内，此时，在第一开间的相应位置应设置刚性系杆。注意：有柱间支撑的开间一定要有屋面支撑，但是有屋面支撑的开间则不一定有柱间支撑。问：SpasCAD中荷载工况WX,WY与WZX,WZY,WFX,WFY有什么区别？日期：2011/6/29答：Wx,wy是自动风，设计参数中风荷载由程序自动计算的部分，和荷载输入中这两个工况输入的荷载叠加，组合中只算一个方向，另一个方向直接反号组合，类似satwe中的自动风处理。Wzx,wzy,wfx,wfy相当于satwe中的特殊风，但需要由用户自己在相应工况中输入荷载，而没有程序给出的默认值，因为复杂工程中需要考虑四个方向不同体型系数的情况，往往都比

43、较复杂，程序即使自动给出一个默认风荷载，也往往是不准确的。问：SpasCAD中的斜杆和pm中的斜杆相同吗？日期：2011/6/29答：不同，Pm中的斜杆与z轴夹角20度被认为是支撑。spasCAD中的斜杆默认为两端铰接，是标准的二力杆，只有轴力，且不传递弯矩。如果用户修改了斜杆两端约束，即任何非两端铰接的情况，将自动转换为柱，参与pmsap整体分析设计。问：SpasCAD如何在斜线方向输入一个指定长度？日期：2011/6/29答：可以沿此方向，定义工作基面，将x轴指向此方向，此时坐标系为局部坐标系，例如输入：x2500，将为沿斜线方向定位2500mm。问：SpasCAD中不小心保存了错误的模型

44、，是否有反悔的办法？日期：2011/6/29答：在工作目录下，有工程名.sps.bak*(*为1-9)，是备份文件，一共九个，循环备份，可以找最后修改日期的文件，将.bak*重命名去掉即可。问：SpasCAD有几个版本？日期：2011/6/29答：3个版本，pmsap下为完整版本，调用pmsap锁，s1,sts下包含一个简化版本，spas部分和完整版完全相同，可以计算8层以下，10000个节点，10000个杆件的工程。问：框架结构中，如何考虑支撑对于柱计算长度的影响？日期：2011/7/8答：钢结构规范框架分为无支撑纯框架和有支撑框架，其中有支撑框架又分为强支撑和弱支撑。有强支撑作用时，选择按

45、无侧移计算，无支撑作用时选择选择有侧移计算。目前还没有弱支撑的计算，如果支撑设置的不够，建议按有侧移计算，偏于安全。对于某一方向设置支撑，而另一方向没有支撑的结构，有支撑方向可以考虑按无侧移确定计算长度系数，无支撑方向必须按有侧移确定计算长度系数。应用程序时，可以先按无侧移计算一下，然后记录有支撑方向的计算长度系数，再按有侧移计算，然后手工再在程序中修改设置有支撑方向的柱长度计算系数为无侧移的计算结果。问：门式刚架结构，部分榀中间设置摇摆柱后，边柱平面内长细比不满足要求，改变柱截面也很难满足，是什么原因？日期：2011/7/8答：门式刚架边柱构件的平面内计算长度系数，是与摇摆柱的设置有关系的。

46、摇摆柱的稳定性需要边柱去支持，因此边柱的稳定承载力要下降，反映到计算长度系数上，就是计算长度系数增大了，长细比也就增大了。摇摆柱的数量越多，边柱的计算长度系数放大的就越多。解决方法：当边柱应力很小，但是长细比不满足要求时，调整边柱的截面用处不大，可以减少摇摆柱的数量（例如将部分摇摆柱改为上端刚接，或者下端刚接），多跨时候，一般连续摇摆柱数量不要超过3个。问：桁架构件节点端部应该设置铰接还是刚接，那个更合理。日期：2011/7/8答：钢结构设计规范8.4.5条、10.1.4条都有很明确的规定。一般对于角钢桁架，所有杆件可以视为铰接处理，比较符合传统手工计算的习惯，是计算模型的一种假定，设为铰接就

47、是忽略节点处次弯矩的影响，由于角钢杆件比较细长，转动刚度较小，完全可以忽略次弯矩的影响。而当杆件为H形、箱形等刚度较大截面，截面高度和几何长度之比较大时，一般不能忽略次弯矩影响。次弯矩的影响可以通过两个不同模型的计算结果对比判断，一个模型刚接，一个模型铰接，如果这两个模型计算结果（如弯矩、截面强度、构件稳定性等）差异较小，就表明次弯矩的影响较小。如果您所有的杆件按刚接考虑，STS程序也同样能够计算。问：STXT详图设计软件中，各类结构建模模块之间的关系？日期：2011/7/8答：STXT详图设计中提供了多个建模模块，初学者往往不清楚各个模块功能以及之间数据转换关系。以下是对各模块功能及关系的简

48、单说明：1、对于单榀比较复杂的厂房类结构，可以用第一个建模模块，通过设置标准榀及单榀快速建模的方式，完成厂房类结构，可以比较好的解决带有夹层、抗风柱、斜梁分段等问题。模型保存时会自动产生一个框架模型数据，可以直接在框架中打开，再补充建模。2、对于平面比较复杂的多高层框架结构，可以用框架模块输入。框架模型不能返回到门式刚架模块中。3、对于门式刚架模型及框架模型均可以在“屋面、墙面布置”进行维护构件布置。4、复杂空间结构建模，能导入1、2中建立的模型，不能进行屋面、墙面布置。对于一些更为复杂的空间结构，可以在该模块中完成。问：STXT软件中，已经有了PKPM结构模型，是否可以直接使用，该注意那些问

49、题？日期：2011/7/8答：STXT软件中，对现有的PKPM的结构模型提供了无缝接口，可以读取PM结构模型、STS的框架模型、计算分析内力以及STS全楼节点设计结果。如果有设计的模型数据，可以直接用来进行详图设计，避免二次建模，也减少二次建模有可能带来的模型错误。但因为在结构建模时，在模型上可能有适当的简化，不能真实的表达模型的实际位置。所以在进行详图设计时，一方面要补充在设计模型中没有表达的局部模型，另一方面也要对模型进行更为精细的调整，满足详图设计的需要。问：STXT软件中，自动连接的创建方式有哪些？日期：2011/7/8答：对于大部分的库连接节点，可以通过选择构件端部，自动弹出供选择的

50、可创建的连接类型，但是也有一些连接形式由于自身的特殊性和复杂性，不能进行连接关系的自动判断，对于这些连接，可以通过节点类型中，选择“创建方式选择”，如下图示，是通过选择不同的连接方式，如支撑交叉、门式刚架中柱托梁等方式，交互选择连接构件，完成连接创建。问：STXT软件中，后期结构模型需要变更，如果处理？日期：2011/7/8答：在详图设计中，经常遇到在模型变更情况，如果是结构模型发生变化，一种是返回到建模模块中，调整好结构模型，然后在详图设计模块打开时选择，更新模型保留连接方式。另一种方式，详图中也提供了补充建模功能，可以直接在详图中交互布置构件。如果节点连接已经完成的比较多的时候，建议采用在

51、详图中直接建模的方式，来调整设计变更。问：STXT软件中，对于局部有异形的结构，如何处理，能更多的提高工作效率？日期：2011/7/8答：目前STXT详图设计软件中提供了大量的库节点连接方式，涵盖了门式刚架、框架等常见的节点形式，对于规则的结构，连接创建的效率比较高。但是对于异形结构的处理还不是很完善（如局部弧构件、楼梯、吊车等），最好的处理方法是把规则的结构部分用软件完成，对于局部弧构件仅仅建立其与结构连接部分的零件，其自身的部分采取手工放样的方式结合使用。问：使用STXT，如何对单根框架柱进行放样？日期：2011/7/8答：新版STXT软件（2011年7月版）提供了“详图设计工具”，内含丰

52、富的构件放样工具，可以使用“详图设计工具”中的柱构件放样工具对单个柱构件放样。“柱放样工具”可以对单根柱进行放样设计。用户通过指定柱的截面、层数、层高，以及与柱相连的梁柱连接来设置所需放样结果。所需注意的是，梁与柱连接的位置需要设置为层所在位置。每层至多指定四个梁与柱连接。柱的下端可以设置成拼接和柱脚。柱顶可以设置拼接或者柱顶封板。问：使用STXT，如何对单根门式刚架梁进行放样？日期：2011/7/8答：应用新版STXT软件（2011年7月版）提供了“详图设计工具”，可以使用“详图设计工具”中的梁构件放样工具“梁放样工具”可以对单根梁进行放样设计。用户通过指定梁的截面、分段情况、以及与次梁连接

53、的梁或柱来设置所需的放样结果。所需注意的是，如果需要在梁的中间位置设置梁梁连接，需要在该连接处设置分段。当此梁分段数量为n时（n1），可以在次梁中间设置n-1个梁梁连接。此梁两端可以设置与柱连接，也可以设置为与梁连接。问：钢结构二维设计程序中的净截面系数异常怎么解决？日期：2011/7/14答：出现这个问题通常都是程序读锁异常导致的，请依次通过以下步骤排除：1、锁为正版锁；2、计算机没有感染病毒（请查看PKPM安装目录下的STS目录内的可执行文件，如PKSRW.exe，如果这些文件的修改日期比您的安装盘还要新，说明计算机感染病毒，并被病毒修改安装程序，请查杀病毒后重新安装PKPM）；3、计算机

54、的时区为北京时区；4、如果装有某类型防火墙，禁用防火墙，再打开您的工程模型，重新确认修改净截面系数、地震信息后计算，如果计算结果正常，说明防火墙拦截了读锁过程，请更换防火墙。问：钢结构二维设计结构应力图中，柱平面内稳定、长细比都显示为“*”是为什么？日期：2011/7/14答：按钢结构设计规范设计时，计算长度系数按有侧移确定时可能会出现这种情况。钢结构规范有侧移确定计算长度系数是按钢结构规附录D-2计算的，当柱段上下约束刚度比都0时（相连构件都为铰接），长度系数无穷大，无法确定出长度系数，因此显示为“*”。这时首先判断计算长度系数是否可以按无侧移确定，如桁架或强支撑结构，无侧移是最大长度系数为

55、1.0，不会出现这个问题。按有侧移时，对于上下端约束刚度都为0的柱需要人工确定并修改计算长度系数。问：吊车荷载输入时，桥架重量的做用是什么，如何计算得出？日期：2011/7/14答：吊车荷载输入时，所有的竖向作用都反映在轮压反力中，轮压反力中是包含桥架重量与额定起重量的，作为竖向荷载作用在牛腿位置。定义的“桥架重量”用于地震作用计算时的重力荷载代表统计中，牛腿位置质点质量统计时轮压反力是不统计的，只会统计定义的“桥架重量”。因此桥架重量的输入按抗震规范表5.1.3条，软钩吊车只是桥架重量，而硬钩吊车还应含30%的额定其重量。问：框架全楼节点设计时，主次梁端部节点没有设计，是什么原因？日期：20

56、11/7/14答：主次梁没有连接一般是由于以下原因导致：1、当主梁单侧有次梁时，次梁端部没有定义为铰接。主梁单侧有次梁梁时，次梁端部必须按铰接设计才能进行节点设计，按刚接无法设计。铰接定义在分析软件（SATWE、PMSAP或TAT）的前处理中设定；2、次梁截面太小，高强螺栓连接无法满足最小边距等构造要求。这时可以采用较小的螺栓直径、切角尺寸或采用全焊连接进行设计。问：08版STS软件中框架全楼节点设计时，提示按抗规8.2.8条Mu不满足要求，但是没有补强是为什么？日期：2011/7/14答：关于抗震规范8.2.8条Mu计算为强节点弱构件要求，当这项计算不满足时，08版程序一般会自动加盖板来加强

57、节点，但是按全国民用建筑工程设计技术措施要求，最小盖板厚度6mm，并且限制梁翼缘厚度+盖板厚度”连接设计参数”施工图参数”页面下的“柱底标高”项，现在是不可修改的。该项提示“柱底标高在建模楼层组装中修改”。具体的修改方法如下：第一步：”框架”三维模型与荷载输入”楼层组装”对话框中，将第一个自然层的底层标高“修改”为需要的标高。第二步：右侧菜单“设计参数”项“总信息”页面中，在“与基础相连构件的最大底标高（m）”中，输入与第一步中相同的高度。问：“总信息参数”中，“自重放大系数”的影响。日期：2011/8/26答：结构构件的自重会作为恒荷载作用在结构上，统计结构构件重量是按杆件毛截面统计的，实际

58、结构构件上可能会有加劲肋、连接板、防火防腐涂料等，可能加重构件的重量，自重放大系数是考虑构件自身重量的增加，在钢结构自重荷载计算时考虑了该项参数，但是在用钢量计算时不考虑该系数。问：STXT空间结构建模中，“设置模型插入点”的作用是什么？日期：2011/8/26答：该功能是配合菜单中“文件系统”文件导入”命令使用的。“文件导入”功能，允许您将已有的模型作为一个“子结构”插入到当前模型中。当插入时，子结构需要一个插入拖动的基点。该基点就是您在“子结构”模型中定义的“模型插入点”。具体操作步骤：第一步：建立“子结构”模型，建立完成后，“设置模型插入点”。第二步：建立整体模型，使用“文件导入”功能，

59、将第一步建立的“子结构”插入到当前模型中，此时您可以发现，鼠标拖动的“子结构”的位置，就是您在“子结构”中设置的“模型插入点”。问：STXT空间结构建模中，如何利用“轴网布置”来快速实现规则模型搭建。日期：2011/9/2答：STXT空间结构建模的“轴网定义”功能可以通过“轴网定义”对话框，建立一个可重复利用的网格（相当于标准层的快速建模工具），点击对话框的“布置”按钮，就可以直接插入到模型中。提供了“正交轴网”和“圆弧轴网”两种类型。“轴网节点拉伸功能”，是将网格的交点沿着竖直方向进行拉伸，直接建立柱所需的竖向轴线。问：STXT空间结构建模中，如何对柱朝一个中心转角对齐。日期：2011/9/

60、2答：在实际工程中，会遇到将多个柱子布置在圆弧上，并要求将柱截面对齐到该圆弧上。此时可以使用“径向转角对齐”功能。问：在STXT空间建模中，是次梁布置功能的注意事项。日期：2011/9/2答：不需要布置网格，次梁的定位是不依赖与网格的，次梁布置不会对主梁进行打断；布置次梁时，当布置完成第一个网格时命令行提示需要输入“复制数量”和“:间距”。请注意“复制数量”时在第一个次梁布置后，再复制的数量，可以指定方向，完成斜面布置。问：在STXT空间建模中，如何快速建立一个门式刚架模型？日期：2011/9/2答：对于门式刚架类厂房结构，提供了快速建模方式，可以通过建立厂房总信息建立门式刚架轴网，然后通过门