PKPM桁架、支架、排架建模设计

桁架、、支架架、排排架桁架建建模设设计支架建建模设设计排架建建模设设计桁架的的建模模和计计算常见的的桁架架样式式：三角形形桁架架梯形桁桁架空间桁桁架桁架下下部的的短柱柱是否否有意意义？？由于桁桁架中中的杆杆件属属于轴轴心受受力构构件，，所以以必然然有一一定的的轴向向变形形，当当桁架架的跨跨度增增大以以后，，这种种变形形的累累积也也就越越大。。如果果这种种变形形的累累积得得不到到释放放的话话，就就会在在杆件件的端端部形形成一一个反反向的的作用用力。。当跨度较较大时，，端部的的水平力力就会很很大，对对桁架的的支座来来说，这这么大的的水平力力集中力力是非常常危险的的（比如如混凝土土柱就会会造成柱柱头被推推坏）。。所以一一般厂房房都会做做成能释释放水平平变形的的滑动支支座。短柱的作作用就是是模拟水水平变形形释放的的滑动支支座，必必须设置置成两端端铰接。。不同端部部约束的的弦杆轴轴力对比比不做端部变形约束对端部做水平约束支座杆都都设置成成铰接了了，是否否是机构构？程序在处处理上，，对铰接接节点做做了特殊殊处理，，使结构构依然有有解。计计算结果果中的支支座位移移不用处处理。替代方案案：滑动动支座新增加的的支座形形式，建建议使用用。但需需要注意意不能将将两个支支座端部部都加上上滑动支支座，否否则即为为机构。。如果有较较大水平平力，剪剪力无法法均匀分分配，反反而对边边柱不利利。不应设置置滑动支支座的情情况一侧柱顶顶释放剪剪力，不不约束变变形水水平荷载载都由边边柱承担担柱顶铰接接，传递递剪力相连柱共共同承担担水平力力杆件截面面的选择择，输入入截面时时需要注注意的事事项由于桁架架的杆件件都是以以轴力为为主，应应按照柱柱输入。。按梁输输入是不不正确的的，因为为梁是按按纯弯构构件进行行验算的的。一般杆件件选择使使用角钢钢或角钢钢组合，，不同的的角钢组组合形式式的几何何参数不不同，因因根据组组合的特特性，确确定杆件件的布置置。注意输入入时，对对型钢组组合截面面，肢间间距必须须留出节节点板的的厚度。。注意布置置时的截截面转角角，当存存在次弯弯矩时，，会对计计算结果果造成影影响。上下弦的的截面的的选择和和计算长长度确定定由于上弦弦杆的压压力比较较大，需需要选择择面积较较大的截截面，同同时还要要考虑稳稳定问题题。由于于还有较较大的端端部弯矩矩，截面面也要有有一定的的抗弯刚刚度。上弦杆由由于相互互间的支支持作用用，实际际平面内内计算长长度小于于1.0，可以偏偏安全取取1.0。下弦杆以以受拉为为主，程程序会自自动判断断是否为为纯拉杆杆，并自自动按拉拉杆控制制。平面外的的计算长长度还是是按照支支撑点间间距取。。

模型1（构件按柱输入）模型2（构件按梁输入）荷载简图弯矩图剪力图柱构件与与梁构件件的区别别(内力)是否有必必要将桁桁架节点点都设置置为铰接接？如何何考虑节节点的次次弯矩？？传统的计计算模型型将桁架架设为铰铰接主要要是为了了手算方方便。实实际用节节点板时时更接近近于半刚刚接。但但是由于于输入的的杆件截截面模量量比较小小，变形形导致的的节点次次弯矩也也较小，，所以按按铰接计计算时，，差别不不是太大大。为了考虑虑次弯矩矩，可以以按固接接输入。。铰接只只是输入入习惯问问题，使使用计算算机设计计时，完完全可以以都按固固接处理理（支座座杆除外外）规范中8.4.5条中对于于可不考考虑次弯弯矩的情情况作了了规定，，主要出出发点就就是转动动刚度越越小，次次弯矩就就越小。。上弦杆线线刚度较较大时次次弯矩的的影响不考虑次弯矩影响，上部弦杆的弯矩为0考虑次弯矩影响，上部弦杆的弯矩较大桁架上恒恒活荷载载的输入入程序中对对于柱的的，只记记录两个个端点的的内力，，所以，，对于柱柱间的等等量竖向向荷载，，两个端端点的剪剪力都是是一样的的，特别别是铰接接时，按按照柱间间均布荷荷载和节节点荷载载输入完完全是等等效的。。为了简简化输入入，可以以直接按按均布荷荷载输入入注意均布布荷载的的类型选选择。桁架上风风荷载的的输入两种布置置方式：：自动布布置和手手动节点点布置对于规则则的桁架架模型，，可以采采用自动动布置，，程序会会自动判判断体型型系数，，并按垂垂直杆件件的方向向布置均均布风荷荷载。（（注意桁桁架的高高度，应应按实际际桁架的的高度输输入，会会影响风风压高度度变化系系数）如果存在在部分斜斜度较大大的杆件件，可能能会超出出程序的的识别范范围对于程序序无法自自动识别别的体系系，需要要手动进进行布置置。注意意通过节节点风荷荷载布置置时，程程序可以以按x,y向分解。。输入时时注意方方向，向向→为正正，向←←为负。。或者08版中直接接可以按按柱间均均布风荷荷载输入入。05版程序到到08版程序的的变动05版对斜柱的柱间风荷载自动处理作用力不垂直于构件表面，需要转化为节点风荷载输入08版对斜柱的柱间风荷载自动处理作用力垂直于构件表面，无需调整桁架上下弦及及腹杆的平面面内外计算长长度的选取默认情况下，，程序的计算算长度系数都都为-1，即由程序自自动确定，确确定的原则由由“参数输入入”-“总信息参数””-“钢柱计算长度度系数方法””控制，桁架架可按无侧移移控制。由于节点板的的转动约束，，实际的腹杆杆平面内的计计算长度系数数都偏小，规规范中认为可可以按0.8取值由于节点板平平面外基本没没有刚度，腹腹杆平面外的的计算长度可可按原长（节节点之间的距距离）取，而而对于上下弦弦杆来说，则则是平面外的的支撑点间距距离。设计参数的正正确选择设计规范应按按钢结构规范范控制长细比按按照钢结构规规范的表5.3.8和表5.3.9选取，一般可可按150/350控制。确定计算长度度方法可按““无侧移”考考虑，建议可可以按照前面面的确定规则则，手动修改改计算长度或或长度系数。。桁架结构的优优化结构类型选择择桁架桁架的杆件都都以轴力为主主，所以如果果为了达到用用钢量最小，，在分组时可可以参考内力力情况来分组组。上下弦可可分别单设一一组，腹杆按按内力相近情情况可分多组组进行优化。。优化以当前截截面的类型的的最大尺寸为为上限，如果果仍无法满足足应力比和长长细比要求，，可以修改截截面类型桁架计算结果果的查看与控控制应力比和长细细比一般桁架构件件都是按轴心心受压构件进进行强度验算算，所以如果果截面强度不不满足时，增增大截面一般般都能满足；；如果在稳定定方面存在不不满足的情况况，可以根据据不满足的方方向，减小该该方向的长细细比。长细比可以通通过增加截面面的回转半径径来减小。角钢等单轴对对称截面还要要考虑绕u轴的稳定挠度的控制：：按桁架下弦弦中心点的位位移量/桁架的跨度来来确定桁架的的整体挠度。。如果使用了铰铰接立柱作为为支座，则桁桁架的水平位位移没有参考考意义施工图和节点点设计注意程序对上上下弦杆和腹腹杆的识别是是否正确使用快速建模模时选择的支支座腹杆可以以在施工图中中进行调整，，但注意不要要偏移过大。。节点设计按照照钢结构规范范条文说明中中的表10，由支撑的轴轴力，直接决决定后面施工工图的节点板板厚度。焊缝缝的设计按照照支撑轴力计计算节点板绘制偏偏大时，可以以修改出图的的比例。构件不同钢号号的节点设计计上图节点板钢钢号采用Q235，焊缝按照Q235计算；构件缀板钢号号采用总信息息钢号Q235设计原则：在节点上，节节点板的钢号号应是采用该该节点上，所所有构件钢号号中最小的做做为节点板钢钢号。施工图中如果果弦杆各段采采用了不同的的钢号，会自自动设置拼接接，并在材料料表中统计材材料上分别统统计。填板统一采用用总信息钢号号。连接节点的设设置，构件刚刚接对次弯矩矩的影响由于弦杆的截截面高度较大大，在受力上上接近于连续续梁，应全部部刚接连续处处理。当弦杆的转动动刚度较大时时，由于变形形引起的次弯弯矩就不可忽忽略了。屋架和主体结结构的整体建建模计算从设计上说，，整体计算要要好于局部分分析对柱而言，可可以真实反映映屋架对柱的的反力，如果果柱本身就是是屋架的一部部分，就更应应一体计算，，否则会有荷荷载丢失。对屋架而言，，由于考虑的的柱的约束作作用，求得的的屋架挠度值值相对更加真真实。注意屋架和主主体结构的柱柱顶连接形式式，当屋架跨跨度比较大时时，需要注意意屋架变形对对柱的推力，，此时可设滑滑动支座。注意如果整体体按无侧移确确定计算长度度时，对支座座柱的计算长长度确定会产产生影响，部部分情况下需需要手动修改改柱的计算长长度系数。结构模型对比下柱柱身剪力对比桁架端部节点位移对比（恒+活）不同支座高度度屋架模型对对比钢管桁架输入入时需要注意意的铰接设置的条条件不同于普普通桁架，应应按规范10.1.4条处理，也可可直接按固接接处理。程序只能处理理平面钢管桁桁架体系，对对于空间三角角、四边形的的桁架结构，，建议采用STS中的空间复杂杂结构模块分分析。节点设计对于管桁架，，一个节点最最多允许5管相交汇，其其中两根弦杆杆，三根腹杆杆。支架建模和计计算适用范围：单片活动支架架，主要承担担设备荷载立柱、腹杆截截面的选用与与布置一般活动支架架以承受竖向向力为主，同同时也要考虑虑上部的设备备水平荷载，，立杆应有一一定的抗弯刚刚度，一般可可以选择工字字钢或槽钢。。腹杆以轴心受受力为主，可可以选择角钢钢或者角钢组组合立柱、腹杆计计算长度的确确定支架和桁架相相类似，在设设置铰接上也也可以参考桁桁架的要求。。立柱的平面外外计算长度应应取支撑间距距，如果如本本题没有支撑撑，考虑到设设备与排架柱柱顶为铰接，，则可以偏安安全的按两端端铰接柱1.0取。立柱的平面内内计算长度可可以参考桁架架的取值，建建议偏安全的的按1.0取。交叉腹杆的平平面内计算长长度可以按从从交叉点到端端点的距离取取，平面外还还应按通长考考虑。如何输入恒、、活、风荷载载由于活动支架架本身只有自自重荷载，迎迎风面也很小小，可以不考考虑自身风荷荷载。主要的恒活荷荷载来自上部部的设备荷载载，可以作为为节点荷载加加到支架顶端端。如果上部设备备有比较大的的挡风面积，，还需要将设设备的风荷载载作为节点风风荷载加到支支架的柱顶。。单拉杆的设置置单拉杆的工作作原理就是在在受拉状态下下提供强度，，但是在受压压情况下退出出工作。由于于只考虑受拉拉，可以按拉拉杆的长细比比要求控制单拉杆布置可可能会造成结结构在某些情情况下出现机机构，特别是是地震分析时时。所以布置置时必须谨慎慎。交叉杆输输入时，建议议取消中间的的交叉节点。。截面布置角度度对设计的影影响长细比验算的的差别：新的的钢结构规范范中对单轴对对称截面绕对对称轴的平面面外长细比要要考虑扭转以以后的换算长长细比强度验算的差差别：不同构构件的X、Y轴的模量是不不同的，角度度布置的差别别会导致平面面内和平面外外稳定和强度度的差别。节点设计的差差别，不同转转角下，连接接的构造是不不同的。工字型立柱0度布置时：工字型立柱90度布置时：支座反力的合合成与基础设设计在基础节点上上由于出现了了杆件的汇交交，需要将汇汇交杆件的内内力分解并合合成。最后合合成的内力可可以在基础计计算文件中查查到。在节点设计时时，也采用了了合成以后的的内力进行设设计。排架的建模和和计算模型概况：单跨单层吊车车，上部使用用轻钢屋面，，梁柱固接如何选择截面面？何时需要要使用格构柱柱？对于吊车吨位位比较小的厂厂房，一般使使用工字型实实腹截面即能能满足格构截面从构构造上看，分分肢间距大，，因而具有较较大的截面模模量，而且中中间使用缀条条连接，保证证了分肢的平平面内的稳定定。格构柱一般分分为吊车肢和和屋盖肢，吊吊车肢以承受受吊车荷载为为主，相对截截面较大；屋屋盖肢一般轴轴力较小，可可以用槽钢或或角钢组合等等截面。阶型上柱由于于轴力较小，，截面不大，，可以使用实实腹截面。轴线的输入，，柱距的确定定轴线的确定应应该以吊车的的跨度为准，，应该以能正正确布置下吊吊车为宜。为了保证吊车车的安装（一一般吊车梁中中心应该和柱柱的吊车肢型型心一致），，建议在布置置柱时，应满满足左侧吊车车肢型心到右右侧吊车肢型型心的距离=吊车梁跨度。。偏心的原则，，如何实现柱柱对齐对于边列的阶阶型柱，考虑虑到墙面的布布置和连接，，应尽量做到到柱子的边皮皮对齐。程序序中提供了偏偏心对齐的功功能。程序内对于偏偏心给出三种种处理方式：：中心对齐即即形心对齐，，而左右边对对齐则是搜索索截面最边侧侧外皮对齐。。对于某些截面面程序不能很很好对齐的，，可以通过查查看截面数据据来手算处理理。屋面体系的选选择以及和柱柱的连接传统的排架工工业厂房的屋屋面体系一般般都选择刚性性屋架并铺设设大型屋面板板，但是相对对而言，重量量较大，水平平地震力也较较大。用轻钢屋面梁梁的形式在目目前比较常见见，成本和重重量都相对较较小。但是带带来的问题是是梁的刚度较较小，挠度较较大；同时梁梁柱连接情况况和规范中表表D给出的条件有有一定差异，，也给计算长长度系数的确确定带来了困困难。普通屋架的连连接形式一般般为铰接；轻轻型屋面梁由由于本身刚度度较小，适合合采用梁柱固固接形式（常常见的有门式式刚架的端版版连接和框架架梁柱连接））。如何确定排架架厂房柱的计计算长度系数数？带吊车的排架架厂房柱应属属于阶型柱，，程序按照规规范的表D3到D6确定其计算长长度程序用有无无吊车荷载载来判断该该柱是否阶阶型柱，，，只要存在在节点吊车车荷载，即即使上下柱柱截面一致致，也认为为是阶型柱柱。程序对两种种柱顶连接接形式做了了判断，但但是对于采采用轻型门门式刚架梁梁的情况，，由于柱顶顶刚接，程程序会按照照柱顶有转转动约束的的情况处理理长度系数数，这是不不安全的，，建议偏安安全的按铰铰接排架处处理。一般处理流流程：新的替代方方案：直接勾选该该项就可以以按照铰接接排架确定定计算长度度，但不修修改模型平面外的计计算长度应应按实际支支撑间的距距离取墙面体系一一般不应作作为排架柱柱的平面外外支撑点，，特别是当当柱轴力较较大，或截截面刚度较较大时，更更不应作为为平面外的的支撑点。。吊车荷载的的输入中需需要注意的的事项多台吊车时时，只用考考虑最大的的两台吊车车组合，注注意吊车序序号的排列列。对相邻跨，，最多考虑虑四台吊车车组合吊车位置信信息中的偏偏心距为竖竖向荷载作作用点到柱柱型心的距距离，对一一般格构柱柱而言，就就是分肢型型心到截面面型心的距距离。水平平荷载到节节点距离一一般取吊车车梁高度+吊车轨道高高度自定义输入入吊车荷载载：对于程程序默认吊吊车库中没没有的吊车车数据，可可以通过手手动修改来来实现输入入。程序自自动按影响响线计算出出最大和最最小荷载。。程序自动按按照荷载规规范5.2.1条计算横向向水平荷载载。参数设置中中的注意事事项吊车荷载折折减系数：：参考荷载载规范中的的5.2.2条，对于不不同工作制制吊车和组组合数的折折减量都不不一样排架柱的计计算长度折折减系数参参考钢结构构规范的表表5.3.4，在计算上上柱段的计计算长度时时，由于屋屋面和侧边边的约束，，导致计算算长度变小小，一般厂厂房取0.8即可。构件的验算算规范采用用钢结构规规范，对于于使用变截截面屋面梁梁的情况，，建议修改改梁构件的的验算规范范为门式刚刚架规程，，因为目前前钢结构规规范中没有有对变截面面的验算规规定，程序序默认并不不验算整体体稳定。总总的结构的的变形等的的控制条件件还应按钢钢结构规范范控制。如果屋面坡坡度较大时时，必须考考虑轴力对对梁验算的的影响，此此时也应选选择门式钢钢架规程，，此时钢梁梁平面外按按压弯构件件验算，平平面内可选选择是否按按压弯构件件验算。排架计算结结果的查看看应力比和长长细比的查查看：阶型上柱如如果出现长长细比超限限，可以参参考阶型柱柱计算长度度公式，其其中上下柱柱的截面惯惯性矩比和和轴力比以以及长度比比都会影响响其计算长长度系数的的选取。格构柱的验验算整体截面验验算不用考考虑平面外外稳定（规规范5.2.3），程序通通过验算单单肢的平面面外稳定来来确保整体体的平面外外稳定，单单肢的平面面外计算长长度即取柱柱的平面外外计算长度度。单肢验算平平面内计算算长度按缀缀条间距取取。设置缀缀板时，还还需要考虑虑缀板的局局部弯矩。。缀条按轴心心受压构件件验算构件的宽厚厚比、高厚厚比的要求求参考钢结结构规范，，如果考虑虑了地震力力，还应按按照抗震规规范，取两两者的最小小值。注意需要查查看在风荷荷载标准值值下的柱顶顶位移，变变形控制按按钢结构规规范A.2.1控制按阶型柱确确定计算长长度时的问问题当上柱截面面过大时容容易出现长长细比超限限不存在吊车时时按线刚度度比确定计计算长度系系数05版和08版在阶型柱柱有框架梁梁连接时的的处理如果满足A.2.2条的情况，，还需要查查看吊车水水平荷载位位移图，保保证吊车的的正常运行行。挠度应按照照绝对挠度度控制，这这点和门式式钢架规程程和冷弯薄薄壁型钢规规程中是不不一样的。。肩梁程序简化为为简支梁进进行设计，，吊车荷载载的竖向力力单独验算算吊车肢腹腹板的端部部承压。根据吊车梁梁支座类型型的不同，，可以设置置肩梁的类类型简化计算模模型都默认认吊车荷载载直接作用用在吊车肢肢型心上默认的简支支梁模型只只考虑上柱柱的内力，，如果勾选选了“中间间腹板计算算时考虑吊吊车荷载影影响”时，，在考虑上上柱内力的的同时，也也要考虑吊吊车竖向力力的传递。。由于吊车竖竖向力是一一个端部集集中荷载，，考虑到荷荷载扩散的的因素，可可以按贴板板处理，相相对更省材材料。格构截面连连接节点的的设计柱脚格构式柱脚脚一般分为为分离式和和插入式，，其中分离离式柱脚按按分肢验算算，单肢作作为轴心受受拉/压柱脚设计计；插入式式柱脚则需需要验算单单肢的杯口口强度分离式柱脚脚不同柱脚类类型之间的的差别就在在于加劲肋肋的个数和和锚栓的个个数底板的区隔隔划分越密密，底板的的厚度就能能控制的越越小插入式柱脚脚主要验算杯杯口混凝土土的抗拉和和抗冲切强强度整体式柱脚脚针对实腹组组合截面，，验算方式式同工字钢钢柱脚牛腿需要验算竖竖向荷载最最不利截面面，这点很很多设计手手册都没有有考虑，实实际计算结结果往往都都是这个截截面控制的的格构柱上的的牛腿只是是构造上不不同，验算算上依然按按照悬臂梁梁模式人孔按两端固定定支座的柱柱设计，M,N,V取自上节点点一般需要考考虑扭转的的平面外长长细比框架连接节节点的调整整程序中框架架节点的设设计是通过过调用框架架部分的节节点设计功功能来实现现的。框架架节点类型型的修改需需要进