[PPT]钢结构设计软件STS应用常见问题讲义

1、 钢结构设计软件STS08版应用常见问题1STS工程应用常见问题和解决方法二维建模、三维建模吊车荷载的定义二维计算关于互斥活荷载，活荷载不利布置的改进与应用构件计算长度系数的确定与应用门式刚架设计应用常见问题门式刚架设计最新改进设计混凝土柱+实腹钢梁轻钢屋盖结构时的软件应用SATWE特殊风荷载在工业建筑钢结构中的应用框架顶层为门式刚架结构的整体设计SATWE关于钢结构强柱弱梁的计算与控制STS节点设计关于节点域、强节点弱构件的计算与控制钢桁架、支架二维建模与构件计算长度确定 21、二维建模、三维建模吊车荷载的定义PKPM吊车荷载的含义吊车荷载的定义和作用软件有3个方法可以快速确定吊车荷载3PK

2、PM软件吊车荷载的含义参数含义Dmax最大轮压产生的吊车竖向荷载Dmin最小轮压产生的吊车竖向荷载Tmax吊车横向水平荷载（作用在两侧横向水平力的总和）Wt吊车桥架重量Ec1吊车竖向荷载与左（下）柱的偏心距离Ec2吊车竖向荷载与右（上）柱的偏心距离Lt吊车横向水平荷载与节点的垂直距离Tzmax吊车纵向水平荷载（三维计算时包含此参数）PKPM结构软件中输入的吊车荷载是指吊车工作时，通过轨道和吊车梁传递给结构的最不利作用力，包括竖向作用力，横向和纵向水平作用力。4吊车荷载Dmax，Dmin的定义参数含义Pmax1，Pmax2吊车1，吊车2的最大轮压L1,L2A柱两侧吊车梁的跨度X1i吊车1各轮到B

3、柱的距离X2i吊车2各轮到C柱的距离n1,n2吊车1，吊车2的单侧轮数5边跨、跨度不等时吊车荷载6吊车荷载的作用Dmax在左，Dmin在右Dmin在左，Dmax在右Tmax向右Tmax向左组合各榀刚架两侧吊车梁跨度不同时抽柱厂房：抽柱吊车荷载7抽柱吊车荷载抽柱时轴吊车荷载计算示意图最大轮压在B轴最小轮压在A轴最小轮压在A轴最大轮压在B轴302.61629.61531.2324.98软件快速计算吊车荷载的方法1、吊车梁设计计算书中输出2、二维吊车荷载定义时可以导入3、吊车平面布置，自动计算门式刚架三维设计STS框架三维建模考虑了边跨、跨度不等、抽柱等情况9方法1：吊车梁计算书输出10方法2：二维

4、建模吊车荷载导入11方法3：平面布置吊车，自动计算12应用：二维建模计算多跨厂房吊车荷载双层吊车荷载悬挂吊车荷载半龙门吊壁行吊车13各跨吊车荷载分部定义和布置各跨之间吊车荷载的组合，软件自动考虑14双层吊车荷载的定义空车吊车荷载荷载组合考虑了双层吊车的实际工作情况15半龙门吊时，建模和吊车布置半龙门吊的横向水平荷载作用露天栈桥柱的横向水平荷载作用16应用：三维建模计算三维建模时：在牛腿顶面位置增加一个标准层，要布置吊车梁吊车梁在截面定义时，按照实际的截面定义即可，但不可以将构件材质定义成为刚性梁对于中柱两侧都有并列、平行的吊车梁时，可以只输入一个吊车梁，将该吊车梁的截面等效为两侧吊车梁截面之和

5、。在SATWE、TAT和PMSAP的特殊构件定义时，将吊车梁定义为两端铰接梁。吊车梁在工具箱中单独设计17182、二维计算关于互斥活荷载，活荷载不利布置的最新改进与应用 相容活荷载与互斥活荷载活荷载不利布置19应用：钢屋架活荷载、积灰荷载、雪荷载雪荷载分布图雪荷载含义雪荷载全跨均布情况雪荷载不均匀分布情况雪荷载不均匀分布情况雪荷载左半跨均匀分布情况雪荷载右半跨均匀分布情况荷载规范要求如下：（1）【4.3.1】条，屋面均布活荷载，不应与雪荷载同时组合；（2）【4.4.3】条，积灰荷载应与雪荷载或不上人屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑；（3）【6.2.2-2】条，屋架雪荷载分布按照积雪全跨均匀

6、分布情况、不均匀分布情况和半跨的均匀分布情况采用（如下表5种情况）；20钢屋架活荷载定义活荷载代表的含义内力计算时实际活荷载组合相容活荷载积灰荷载全跨均布第1组互斥屋面均布活荷载积灰屋面均布活荷载第2组互斥雪荷载全跨均布情况积灰雪荷载全跨均布情况第3组互斥雪荷载不均匀分布情况积灰雪荷载不均匀分布情况第4组互斥雪荷载不均匀分布情况积灰雪荷载不均匀分布情况第5组互斥雪荷载左半跨均匀分布情况积灰雪荷载左半跨均匀分布情况第6组互斥雪荷载右半跨均匀分布情况积灰雪荷载右半跨均匀分布情况21钢屋架活荷载作用各组活荷载分别一次加载 仅第1组互斥活荷载不利布置 223、构件计算长度系数的确定与应用相关规范规定软

7、件应用23门式刚架设计规程 CECS102:2002适用于单层结构考虑了结构整体抗侧移刚度考虑了摇摆柱影响、各柱轴力不同的影响考虑了柱脚约束的影响。柱脚铰接时，柱计算长度系数乘以0.85；柱脚刚接时，柱计算长度系数乘以1.2；24 按一阶弹性分析计算内力时，计算长度系数 m1.0，按有侧移框架柱的表查得 强支撑框架支撑结构（支撑桁架、剪力墙等）的侧移刚度满足（1）无支撑纯框架（2）有支撑框架按无侧移框架柱的表查得 弱支撑框架Sb不满足上式时，柱的稳定系数为建议：按有侧移框架柱的表查得钢结构设计规范GB5001725钢结构设计规范GB50017265.3.6 条新增附有摇摆柱的无支撑和弱支撑框架

8、柱的计算长度系数应乘以增大系数：各框架柱轴心压力设计值与柱子高度比值之和各摇摆柱轴心压力设计值与柱子高度比值之和摇摆柱的计算长度系数=1.0（4）“摇摆柱” 计算长度的调整钢结构设计规范GB5001727阶形柱计算长度系数确定（5.3.4条）柱顶刚接排架柱柱顶铰接排架柱钢结构设计规范GB5001728应用1：标准门式刚架结构29边柱长细比较大时的处理30稳定计算中的整体观点按悬臂柱计算长度系数2.0实际柱计算长度系数2.69陈绍蕃.钢结构设计原理第二版.科学出版社.20012.4 稳定计算中的整体观点(pp3031)31按照CECS确定柱计算长度的问题32333435下柱（9m）上柱（3m）长

9、度系数计算长度长度系数计算长度钢规刚接排架柱1.30（偏小）11.6645.4116.241钢规铰接排架柱1.6314.71019.34 （偏大）58.016门规（可用）2.6123.4537.8223.453下柱（9m）上柱（3m）长度系数计算长度长度系数计算长度钢规刚接排架柱1.31（偏小）11.7807.4522.377钢规铰接排架柱1.6314.7109.7029.136门规（不可用）2.6723.4538.0023.453应用2：20t以上吊车门式刚架结构36应用3：重型厂房刚接或铰接排架37应用4：重型厂房采用实腹钢梁轻钢屋面的工程384、门式刚架设计应用常见问题 4.1 门式刚架

10、结构形式吊车吨位大于20吨时结构类型：单层工业厂房设计规范：根据计算长度确定方法构件验算规范： 单独指定39设计规范与构件验算规范的关系40指定构件验算规范41应用方法参数输入：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（1）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（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42重型厂房采用实腹钢梁轻钢屋面的工程43不同钢号构件的定义和连接设计 参数输入：总信息中指定钢号构件查改：指定

11、构件钢号构件修改：指定构件钢号连接设计与施工图：考虑了不同钢号构件的连接设计和施工图44楔形构件腹板变化率与腹板高厚比当腹板高度变化60mm/m时，按 来控制：45楔形构件腹板变化率与腹板高厚比腹板高度变化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。46腹板高厚比不满足时的解决方法（1）调整构件端部高度，对于梁还可以调整变截面长度，尽量 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

12、加腹板厚度来满足的方法，这样用钢量增加可能较多。47工具箱：设置腹板横向加劲肋后的构件设计48解决方法：设置腹板横向加劲肋49节点设计高强度螺栓计算方法的选择 节点类型选择端板厚度计算节点计算方法反向弯矩计算连接位置腹板强度计算，加劲肋布置节点域计算，斜加劲肋设计50端板连接计算方法讨论515253端板连接计算方法讨论54柱脚抗剪键的计算作用：将柱底剪力通过抗剪键传递到基础，避免锚栓抗剪V0.4N时，要设置抗剪键，门式刚架一般都要设置抗剪键抗剪键的计算混凝土承压抗剪键根部截面抗弯， 抗剪验算（控制）抗剪键与底板连接焊缝验算软件自动确定是否需要设置抗剪键。当需要设计抗剪键时，根据抗剪键设计剪力，

13、确定抗剪键截面、长度，并进行验算。55门式刚架三维设计的应用 融合了二维设计的功能吊车平面布置屋面支撑、柱间支撑自动设计围护构件自动布置与设计刚架施工图5657 STS-门式刚架三维设计三维建模立面编辑形成横向立面纵向立面整体模型通过横向、纵向立面编辑、系杆布置来形成整体模型58 STS-门式刚架三维设计吊车荷载平面布置选择工作标高所在平面，布置吊车工作区域自动形成各榀刚架计算需要的吊车荷载纵向立面计算时，自动加载吊车纵向刹车力591 STS-门式刚架三维设计1.2.2 吊车荷载平面布置GIF60 STS-门式刚架三维设计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

14、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61 STS-门式刚架三维设计横向立面荷载横向立面荷载竖向恒活荷载，横向吊车、风、地震由用户输入62 STS-门式刚架三维设计屋面支撑荷载屋面支撑荷载搜索柱间支撑与屋面支撑，自动形成计算简图自动确定屋面风荷载迎风面积纵向风荷载软件自动加载63 STS-门式刚架三维设计纵向立面荷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（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64 STS-门式刚架三维设计 适应抽柱厂房65抽柱厂房、弹性支座1.根据托梁刚度，确

15、定弹性支座刚度2.首先计算抽柱榀，自动设置弹性支座，将反力传递给托梁，进而传递给相邻框架3.计算顺序自动考虑66 STS-门式刚架三维设计屋面、墙面构件自动布置、优化、绘图布置、优化计算和绘图布置：围护构件布置提供自动布置、交互布置结合方式。优化计算：可以完成单根构件的计算；能实现屋面檩条、墙面中墙架梁的优化，并自动根据优化结果更新模型数据。绘图：可以交互选择各类围护构件进行施工详图绘制；能自动完成所有屋面墙面围护构件施工详图绘制。67 STS-门式刚架三维设计整体结构三维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，用三维实体方式真实显示构件；自动进行围护构件之间，以及围护

16、构件与主刚架构件的连接设计（如檩条与刚架的连接、檩条与隅撑的连接、支撑与刚架构件的连接等）。681.5 三维模型图绘制整体三维模型图GIF695、门式刚架设计最新改进只承担水平风荷载的抗风柱柱顶节点设计与施工图 抗风柱定义和布置抗风柱风荷载柱顶节点设计相对位移量的查看根据相对位移量设计柱顶与梁下翼缘的距离和长圆孔螺栓、焊缝和连接板的计算705、门式刚架设计最新改进悬挂吊车吊柱自动设计 悬挂吊车吊柱设计截面计算螺栓计算、板厚计算焊缝计算716、设计混凝土柱+实腹钢梁轻钢屋盖结构时的软件应用 突出问题：计算简图和实际结构不一致节点构造与计算简图不一致72不同模型对比分析73混凝土+钢梁结构常见设计

17、问题没有整体计算，计算简图与实际模型不符合没有考虑斜梁产生的水平推力，导致柱、柱下基础设计偏小。节点构造与计算简图不符合支座与柱顶支承面间的滑移量构造要求不符合计算模型设计拉杆，但忽略拉杆受压时的情况软件处理方法747、SATWE特殊风荷载在工业建筑钢结构中的应用 STS框架三维建模08版软件特点与PMCAD的区别任意截面定义、布置和计算柱底标高支撑定义和布置层间梁75 新增实腹式、格构式组合截面 解决重型工业厂房的三维整体设计格构式组合截面柱类型实腹式组合截面柱类型76格构式组合截面定义格构式组合截面定义与平面布置GIF77 新增吊车荷载平面布置 解决工业厂房吊车荷载的准确计算在当前标准层布

18、置吊车选择吊车工作区域自动形成吊车荷载接力SATWE、TAT分析78重型工业厂房SATWE计算SATWE、TAT计算GIF79适应高层结构的复杂截面某高层建筑拟采用的复杂截面80 新增任意截面 适应高层结构的复杂截面软件不可能无穷尽的增加截面类型STS增加任意截面编辑器可以通过型钢、钢板、自绘截面形式任意组合自动计算截面特性，用户可以查询修改截面特性直接用于SATWE、TAT、PMSAP计算STS框架三维建模可以选择和布置任意截面，SATWE、TAT、PMSAP可以完成内力计算，实时显示任意截面的平面、三维图形，准确计算截面特性，完成结构内力分析81SATWE、TAT计算任意截面SATWE、T

19、AT计算GIF827、SATWE特殊风荷载在工业建筑钢结构中的应用 SATWE软件关于风荷载的考虑方法，特殊风荷载的含义 自动计算水平风荷载时，按照建筑物外轮廓面积计算结构类型选择有、无填充墙钢结构，对于风荷载计算面积没有影响水平风荷载的查询与修改特殊风荷载的含义定义四组特殊风荷载，可以准确的考虑风荷载的实际作用基本自振周期与考虑风振影响特殊风荷载与其他荷载的组合837、SATWE特殊风荷载在工业建筑钢结构中的应用 应用 工业建筑，设备平台等结构风荷载底层框架，顶层门式刚架的结构风荷载848、框架顶层为门式刚架结构的整体设计 858、框架顶层为门式刚架结构的整体设计整体建模方法与注意事项柱间支

20、撑、屋面支撑一定要输入坡屋面的快速输入用屋面支撑和系杆模拟屋面板和檩条对刚架梁的约束结构计算时如何考虑不同类型楼板的作用，板厚定义868、框架顶层为门式刚架结构的整体设计应用SATWE计算要关注的问题应用特殊风荷载来准确考虑墙面风荷载和屋面风吸力，自定义荷载组合构件计算长度系数的确定与修改构件按照门式刚架规程的规定验算强度和稳定性计算结果的查看整体进行节点设计，绘制施工图879、SATWE关于钢结构强柱弱梁的计算当柱所在楼层的受剪承载力比上一层的受剪承载力高出25%，或柱轴向力设计值与柱全截面面积和钢材抗拉强度设计值乘积的比值不超过0.4，或作为轴心受压构件在2 倍地震力下稳定性得到保证时，可不按该式验算。8810、STS节点设计关于节点域、强节点弱构件的计算与控制 节点域的屈服承载力应符合下式要求:工字形截面柱和箱形截面柱的节点域应按下列公式验算：（稳定性）注:当柱节点域腹板厚度不小于梁柱截面高度之和的1/70 时可不验算节点域的稳定性8910、STS节点设计关于节点域、强节点弱构件的计算与控制软件按照上述要求进行了节点域验算，当验算不满足要求时，给出