YJK盈建科钢结构设计

YJK钢结构设设计2015年05月北京盈建建科软件股份份有限公公司(BeijingYJKBuildingSoftwareCo.,Ltd.)一.框架结构构框架结构模型型输入（（网格、、衬图、、主次梁梁，支撑撑及荷载载、材料料）的注注意事项项，组合合楼板布布置与计计算；计计算参数数设置要要点及设设计结果果分析；；框架结构钢结结构施工工图出图图特点，，节点类类型及设设计参数数定义，，节点修修改要点点；二.石化设备备三.钢框架上部结构构及基础协同同计算要点四.自定义荷载工况和荷荷载组合的应应用；五.门式刚架三种形形式：普通门门式钢架，门门刚带吊车，，门刚带夹层层的建模注意意事项，抗风柱考虑，，纵向系杆及及吊车荷载布布置，计算参参数选择，结结果查看与控控制；门式刚架钢结构构施工图出图图方式及节点点形式，屋面面系统构件的的交互布置；；六.上部钢结构、、下部混凝土土混合结构协调计算算七.桁架结构的设计及及钢结构施工工图出图方式式；2内容大纲1.框架钢结构建建模钢结构建模时时，除了截面面材质和截面面类型与钢筋筋混凝土构件件有所区别以以外，在建模模方法上和和钢筋混凝土土结构基本相相同。钢结构柱、梁、斜杆杆截面钢结构构件.可以采用焊接接组合截面、、型钢及其组组合截面、实腹式组合截面、格格构式组合截面等。3插入衬图功能能衬图就是把dwg文件或dwy文件插入到当当前视图中，，作为建模等等操作的参考考。对于插入入的图形，可可以设定某些些部分为建模模操作中捕捉捉的对象，而而某些部分不不能捕捉定位位、仅作为参参照的对象。。对插入的图图形可以进行行隐藏不显示示、或者撤销销衬图的操作作。用户自定义组组用于成批编编辑修改在屏幕右下角角增加菜单““自定义组””，由用户选选择模型上的的任一部分作作为一组，并并以组作为编编辑修改的对对象。选择构件就是是从全楼模型型上选择需要要分到改组的的构件，保存存组用来保存存当前选择的的构件到该组组，显示组用用来只显示当当前组的内容容。45钢结构框架钢结构电厂厂厂房67891011各种型式的格格构式组合截截面柱1213钢结构井架14钢结构格构柱柱厂房15格构式组合截截面定义实腹式组合截截面定义16梁柱布置：次梁用主梁建建模和用次梁梁建模：建模：主梁建建模划分房间间；次梁建模模不参与划分分房间；连接：主梁建建模默认两端端刚接；钢次次梁建模默认认两端铰接；；混凝土梁则边边支座为铰接接，中间支座座是固结；计算主梁整体体计算、次梁梁单独计算；；应力比：主梁梁建模打断连连接的框架梁梁应力比分成成两段；次梁梁建模不打断断框架梁应力力比一段；当框架梁连接接的次梁较密密时可用次梁梁建模。17生成楼板主要功能：进行全房间开开洞，“楼板板开洞”；对个别房间板板厚变化的，，按照设计实实际做局部修修改，“修改改板厚”；对有悬挑板的的梁上布置悬悬挑板，“设设悬挑板”；；18在楼板布置菜菜单下增加对对压型钢板的的定义和布置置相关菜单荷载输入导荷方式：《组合楼板设设计与施工工规范》5.1.2施工阶段，，压型钢板板应强边（（顺肋）方方向按单向向板计算。。5.1.3使用阶段，，当压型钢钢板肋顶以以上混凝土土厚度hc为50mm~100mm时，组合楼楼板可沿强强边（顺肋肋）方向单单向板计算算。当压型型钢板肋顶顶以上混凝凝土厚度hc>100mm时，应根据据有效边长长比按规定定进行计算算。梁水平集中中荷载；对于不在梁梁上的荷载载：板间荷载；；到荷载校校核中看荷荷载值。软件对输入了板板间荷载的的房间在楼楼板施工图图的楼板计计算时自动动按照有限限元方式求求解内力。钢构件的工程程量统计-楼层组装中中的工程量量统计中19三种计算风荷荷载的方法法：一般方方法、精细细方法、按按构件挡风风面积计算算。一般方法：计算风荷荷载是一种种相对简化化的算法。。它假定迎迎风面、背背风面的受受风面积相相同，让用用户输入迎迎风面与背背风面体型型系数，计算时取取两者绝对对值的和。软件自动根根据每层的的层顶标高高计算本层层的风荷载载，它假定定了每层风风荷载作用用于各刚性性块质心和所有有弹性节点点上。软件件首先把楼楼层风荷载载总值按节节点个数平平均分配到到各个节点点，然后将属于同一一块刚性板板的所有节节点上分配配的风荷载载再集中到到该刚性板板块的质心心上。精细方法：程序计算风风荷载时按按有效受风风面积生成成风荷载；；同时风荷载载不再是作作用在每层层的形心，，程序自动动搜索出每每个楼层的的外围封闭闭多边形，，将该层自自动算出的的风荷载分分配到楼层层外围的布布置有柱、、梁、墙杆杆件的节点点上。在精细方法法风荷载中中还可以输输入屋面风风荷载体型型系数等参参数，可以以考虑并自自动生成作作用于屋面面的风压力力和风吸力力的荷载。。程序将屋屋面风荷载载自动加载载到相应方方向的梁上上，形成梁梁上的均布布风荷载。。按构件挡风面面积：对迎风方向上上的每根构件件按照它的截截面尺寸计算算风荷载，生生成每根构件件上的均布风风荷载，不区区分构件的前前后遮挡关系系。按构件计算风风荷载时也可可以输入屋面面体型系数。。20风荷载软件自动计算算的风工况为为+X，-X，+Y，-Y四个工况，即即0，90，180，270度方向。若需需要考虑其他他方向的风工工况，可在““其他风向””参数中指定定。此处设置置后，设计时时将增加相应应的一组风工工况效应并自自动组合。21当总体信息中中结构体系选选择了钢框架架-支撑结构时要要对框架部分分按照《抗规》进行0.25V0调整：《高规》和《抗震规范》中的规定均针针对于上面第第一个选项。。之所以提供供第二个选项项，是因为部分超超限工程及重重要工程，需需要提高抗震震性能，按照照专家的建议议，提供了第第二个选项，，软件默认为第第一个选项。。22柱墙活荷折减对于柱墙，‘‘计算截面以以上层数’是是指该柱（墙墙）上面有多多少楼层数。。例如，10层框剪结构，，位于1层的柱（墙）），其折减系系数取9-20层的0.6折减系数；例例如，大底盘盘2层，塔楼10层框剪结构。。对于仅有大大底盘2层部分的结构构，位于1层的柱(墙)，其折减系数数取1层的1.0折减系数(不折减)。对于柱（墙）），同梁，顶顶层柱（墙）），活荷载不不折减。选择柱(墙)活荷载折减后后，确认同梁梁，从设计结结果中的‘构构件信息’中中的（1）LiveC活荷载折减系系数（2）柱（墙）调调整前后内力力变化来确认认。对于梁，仅对对楼面梁活荷荷载折减，顶顶层屋面梁，，活荷载不折折减。如，勾选了‘‘从属面积超超过25m2时楼面活荷载载折减0.9’，从设计结结果中的‘构构件信息’中中的（1）LiveC=0.9-梁活荷载折减减系数（2）梁调整前后后梁内力变化化来确认。梁活载不利布置：《高规》5.1.8条规定：“高高层建筑结构构内力计算中中，当楼面活活荷载大于4kN/m2时，应考虑楼面活荷荷载不利布置置引起的结构构内力的增大大；当整体计计算中未考虑虑楼面活荷载载不利布置时，应适当增大大楼面梁的计计算弯矩。””条文说明中中指出：如果果活荷载较大大，其不利分分布对梁弯矩的影响会比较较明显，计算算时应予考虑虑。除进行活活荷载不利分分布的详细计计算分析外，，也可将未考虑活荷载载不利分布计计算的框架梁梁弯矩乘以放放大系数予以以近似考虑，，该放大系数数通常可取为1.1~1.3，活荷载大时时可选用较大大数值。近似似考虑活荷载载不利分布影影响时，梁正正、负弯矩应同时予以放放大。填写活荷不利利布置最高层层号后，低于于该层号的楼楼层均会考虑虑活荷不利布布置，按单层层实际模型计算，并给出出正、负弯矩矩包络内力。软件同时提供梁活活荷载内力放放大系数，用用来近似模拟拟活荷不利布布置。如果同时填写写了活荷不利利布置最高层层号与梁活荷荷载内力放大大系数，则软软件自动取二二者的大值进行后续设设计。确认考虑了‘‘梁活载不利利布置’的‘‘最高层号’’后，活荷不不利布置结果果在构件信息息中输出:梁构件信息中中LL1，LL2；考虑了‘梁梁活载不利布布置’的‘内内力放大系数数’，看调整整前后内力变变化。2526构件设计信息息1.钢构件截面净净毛面积比主要用用于钢梁、钢柱、钢支撑等等钢构件的强强度验算。该参数取值范范围为0.5～1.0，程序初始值值为0.85。如果钢结构构为全焊连接接可取1.0，如果为螺栓栓连接则宜小小于1.0。2.钢柱柱计计算算长长度度系系数数按按有有侧侧移移计计算算：：按按《钢结结构构设设计计规规范范》附录D，钢柱计计算长度度系数取取值分有有侧移和和无侧移移两种，，选择该该项，则则软件按按有侧移移计算；；否则按按无侧移移计算。《钢结构设设计规范范》5.3.3条规定：：“框架架分为无无支撑的的纯框架架和有支支撑框架架，其中中有支撑撑框架根根据抗侧侧移刚度度的大小小，分为为强支撑撑框架和和弱支撑撑框架。。”，5.3.3-2条给出了了强弱支支撑判断断条件。。勾选该项项，软件件根据规规范规定定计算层层侧移刚刚度和框框架柱的的轴压稳稳定承载载力，并并判断强强、弱支支撑类型；按《钢规》作强支撑撑、弱支支撑判断断《钢规》5.3.3条：当支支撑结构构（支撑撑框架、、剪力墙墙、电梯梯井等））的侧移移刚度（（产生单单位侧倾倾角的水水平力））Sb满足公式式5.3.3-1的要求时时为强支支撑框架架，计算算长度系系数µ按本规范范无侧移移框架柱柱的计算算长度系系数确定定。Sb≥3（1.2∑∑Nbi-∑Noi）（（5.3.3-1）不满足公公式5.3.3-1时，为弱弱支撑框框架，框框架柱的的轴压杆杆稳定系系数ψ按公式5.3.3-2计算并在wmass中输出：28三、特殊殊构件钢结构特特殊构件件的定义义主要包包括，端端部铰接接、组合合梁、门式钢梁梁、门式钢钢柱、特特殊支撑撑等。程序中钢钢柱、钢钢梁缺省省是两端端刚接的的，钢斜斜杆是两两端铰接接的，按按照次梁梁输入的的梁，是是按照两两端铰接接的简支支梁计算算。1.特殊梁：：门式刚梁梁/门式刚柱柱：按照照门刚规规程进行。长细比、、宽厚比比、高厚厚比限值值按照《门刚规程程》6.1.1；29耗能梁:以亮绿色色显示，，表示该该梁为耗耗能梁;在高层钢钢结构中中设置偏偏心支撑撑，可以以提高结结构的整整体延性性，避免免支撑附附近构件件内力突突变，通通过耗能能梁吸收收地震作作用，从从而达到到抗震的的目的。。偏心支撑撑结构体体系的设设计原则则：强柱柱、强支支撑、弱弱耗能梁梁。按照《抗震规规范》8.2.7做消能梁梁段的受受剪承载载力验算算；30组合梁：：是指钢钢梁与梁梁上铺设设的楼板板（混凝凝土楼板板或组合合楼板））通过抗抗剪连接接件共同同组成的的梁。由由于钢梁梁与混凝凝土楼板板的共同同作用，，使得组组合梁在在整体上上刚度增增强，从从而可有有效地减减小钢梁梁截面，，在满足足规范要要求的基基础上节节省钢材材。软件根据钢结结构设计计规范第第11.2节进行组组合梁的的抗弯承承载力设设计，组组合梁截截面上的的全部剪剪力，由由钢梁的的腹板承承担。31特殊柱门式钢柱柱：门式式刚架柱柱在验算算时，将将按照轻轻钢规程程。特殊支撑风荷载这里可对程程序自动生生成的风荷荷载在各层层平面图上上显示查看看，还可以以补充输入入屋顶风荷荷载，屋顶顶风荷载可在“精细计算算风荷载和按按构件挡风风面积计算算”的模式下进进行。输入屋顶风风荷载时，，需要补充充输入屋面面风荷载系系数，在人人机交互指指定设置屋屋面风荷载载的楼层及及相关部位位。程序自自动生成的的屋面风荷荷载加载到到屋顶层的的梁上。32温度荷载《钢规》8.1.5条钢结构需需要考虑温温度荷载尤尤其是外露露钢结构；；钢结构构件件温度比较较敏感，热热胀冷缩，，轴向变形形比较严重重，就会产产生轴向拉拉压应力。（1）节点和全楼两种种方法（2）温度1：升温温差差，为正值值；温度2：降温温差差：为负值值例：全年最高温温度35度，全年最低温度度-20度，全年平平均温度16度（安装时时的环境温温度），则温度1=35-16=19度；温度2=-20-16=-36度如果定义了了温度荷载载那么楼板板要用弹性模，不能采用刚刚性楼板；3334Ratx1，Raty1:X，Y方向本层塔塔侧移刚度度与上一层层相应塔侧侧移刚度70%的比值或上上三层平平均侧移移刚度80%的比值中之之较小者对应《抗规》3.4.2-2表小于1时判断为薄薄弱层，在在设计信息息中填入薄薄弱层层号号和地震内内力放大系系数；结构整体稳稳定验算：：程序给出两两个结果，，按照填写写的结构体体系计算结结构的整体体稳定，按按照《高规》判断是否需需要考虑重重力二阶效效应。该结构刚重重比Di*Hi/Gi大于10，能够通过过《高规》5.4.4条的整体稳稳定验算；；该结结构构刚刚重重比比Di*Hi/Gi大于于20，满满足足《高规规》5.4.1，可可以以不不考考虑虑重重力力二二阶阶效效应应。。楼层层抗抗剪剪承承载载力力验验算算：：本层层与与上上一一层层楼楼层层受受剪剪承承载载力力之之比比不不宜宜小小于于0.8；6.设计计工工具具目前前主主要要是是钢钢构构件件应应力力比比分分布布图；；设计计人人员员可可以以选选择择构构件件类类型型、、验验算算内内容容、、显显示示方方式式等等。网格格线线用用来来控控制制是是否否显显示示坐坐标标线线。截面面列列表表中中列列举举了了当当前前工工程程中中所所使使用用的的全全部部截截面面。折线图：软件件以曲线方式式显示某一类类截面所对应应的全部构件件应力比简图图，并按照从从大到小的顺顺序排序，这这样设计人员员可以查看到到该截面的利利用率，进而而进行设计优优化。并按照照从大到小的的顺序排序，，这样设计人人员可以查看看到该截面的的利用率，进进而进行设计计优化。柱状图：软件件以柱状图方方式显示某一一类截面所对对应的全部构构件应力比简简图，并按照照从大到小的的顺序排序。。356.水平力作用下下各层平均侧侧移简图在水平力作用下各层层平均侧移简图可以查看看各层地震和和风荷载作用用下的反应力力、剪力、层层间位移角、、层位移等。。36五.钢结构施工图图1.菜单：YJK将钢结构施工工图模块放在在一级菜单位位置，用蓝色色显示，和建建模、计算、、砌体、基础础、施工图并并列，在施工工图菜单的右右侧。二级菜单：1）通用编辑和和绘图参数设设置，2）节点设计，，3）节点查询修修改，4）施工图交互互绘制，5）施工图编辑辑，6)屋面，7）右下角通用菜菜单区。37钢结构施工图图定义连接设计计参数选择连接形式式全楼节点设计计节点连接修改改单个节节点设计参数数及连接方式式修改重绘图纸绘详图3839梁柱节点域：节点域屈服承载力力验算(抗规公式8.2.5-3)；柱腹板稳定验验算(钢规公式7.4.2-2)；节点域腹板抗剪强强度验算非地地震组合(钢规公式7.4.2-1)；节点域腹板抗抗剪强度验算算地震组合(抗规公式8.2.5-8):验算不满足给给出补强方式式及厚度.40节点设计参数数目前版本能出出图的节点形形式及截面：：柱：H型、圆管、箱箱型、十字型型及钢骨柱截面；梁：H型截面及工形形劲；支撑：角钢、、槽钢、双角角钢、双槽钢钢、圆管以及及H型截面。414243节点连接修改改:柱脚节点(底板尺寸,加劲肋,锚栓,抗剪件及焊缝缝尺寸);梁柱;节点(连接板尺寸,螺栓数量排列列,加强板,节点点域域,焊缝缝尺尺寸寸)单个个节节点点设设计计验验算算修改改单单个个节节点点的的设设计计信信息息及及连连接接形形式式;修改改后后程程序序重重新新验验算算,全楼楼重重新新归归并并;修改改的的结结果果可可在在施施工工图图及及三三维维图图中中体体现现出出来来;44钢结结构构施施工工图图按按照照大大样样加加表表格格方方式式按照照01SG519等国国标标图图的的方方式式；；对节节点点大大样样作作二二级级归归并并，，并并按按二二级级编编号号方方式式：：第一一级级为为大大样样类类型型号号，，大大样样形形式式相相同同的的归归为为同同一一种种大大样样类类型型；；第第二二级级为为该该大大样样类类型型下下的的归归并并号号，，即即对对同同类类型型节节点点下下的的多多个个要要素素（（如如螺螺栓栓、、焊焊缝缝、、节节点点板板、、截截面面尺尺寸寸等等））都都相相同同的的归归并并于于同同一一编编号号。。施工图对对同类型型节点只只出一个个大样图图，它包包含的每每个二级级节点号号的具体体尺寸注注写在表表格中；；表达清晰晰，出图图量比传传统软件件大幅减减少4546钢结构施工图图图纸47484950整层或全楼楼三维节节点查看看51随时用三三维节点点菜单查查看节点点构造52对在平面面图上同同时画出出相关节节点大样样图三种节点绘图图方式:节点表:变量图加表格格方式,出图效率高;单榀框架详图图:立面图和节点点详图方式;全节点详图:详细标注各项项数据;535455565758596061626364钢结构施工图图新功能介绍绍运行“全楼节节点设计”后后可同时生成成带节点详细细构造的三维维模型。新版版大幅提升了了该三维模型型的生成速度度，并将该模模型常驻，可可用右上的菜菜单全楼显示示、分层显示示或局部楼层层显示。6566完善了梁柱与与斜撑组合节节点的设计，，改为对梁采采用焊接短梁梁做法；67主次梁节点：：增加了次梁梁比主梁高的的节点设计形形式，改进了在斜屋顶顶处的主次次梁相交节节点的设计计686970石化设备建建模71自动计算空旷钢钢结构构件上的设设备风荷载载、地震作作用以及设设备重、充水重重、操作介质重重等及荷载载组合7273石化化设设备备的的布布置置参参数数74建模模中中输输入入设设备备———立式式设设备备75自动动生生成成作作用用在在设设备备上上的的风风荷荷载载，，以以及及设设备备的的风风荷荷载载、、地地震震作作用用计计算算模模型型76镂空空框框架架的的风风荷荷载载计计算算这种种方方式式下下软软件件对对迎迎风风方方向向上上的的每每根根构构件件按按照照它它的的截截面面尺尺寸寸计计算算风风荷荷载载，，生生成成每每根根构构件件上上的的均均布布风风荷荷载载，，不不区区分分构构件件的的前前后后遮遮挡挡关关系系77镂空空框框架架的的风风荷荷载载计计算算78门式式刚刚架架门式刚刚架架由由主主刚刚架架（（门门式式钢钢柱柱、、门门式式钢钢梁梁）），，支支撑撑体体系系，，檩檩条条，，墙墙梁梁，，屋屋面面板板和和墙墙面面板板，，吊吊车车系系统统等等组组成成；；79当水水平平荷荷载载较较大大、、檐檐口口较较高高或或刚刚度度要要求求较较高高时时，，柱柱脚脚宜宜设设计计成成刚刚接接。。808182838485建模模-普通通建建模模方方式式主钢钢架架由由边边柱柱、、刚刚架架梁梁、、中中柱柱等等构构件件组组成成，，梁梁、、柱柱多多采采用用变变截截面面，，截截面面与与弯弯矩矩成成正正比比；；以以达达到到节节约约材材料料的的目目的的，，门门式式刚刚架架弯弯矩矩图图两两头头负负弯弯矩矩和和中中间间正正弯弯矩矩较较大大，，所所需需构构件件截截面面尺尺寸寸也也相相应应较较高高；；分分段段点点取取弯弯矩矩较较小小位位置置处处。。布置网格格：86建筑尺寸寸：4.2.1-3柱的轴线线可取通通过柱下下端（较较小端））中心的的竖向轴轴线；工工业建筑筑边柱的的定位轴轴线宜取取柱外皮皮；斜梁梁的轴线线可取通通过变截截面梁段段最小端端中心与与斜梁上上表面平平行的轴轴线。87布置钢柱柱：（钢柱建建模上下下分段时时要根据据斜率计计算第一一段上端端截面高高度）；；板件的最大大宽厚比比和高厚厚比应满满足《门式规程程》6.1.1；如果构构件材质质是Q345B,Max(b/t)=15*0.825=12.38;max(hw/tw)=206.33;归纳：翼翼缘t=6，bmax=150；翼缘t=8，bmax=200；t=10，bmax=250；t=12，bmax=300；t=14，bmax=350；t=16，bmax=400；腹板高高厚比一一般都能能满足要要求。88变截面柱柱选择垂垂直边；；89布置钢梁梁：梁：L/30：荷载大时可增增大一些些；坡度与建建筑排水水和屋面面材料类类别有关关。；屋脊及边边跨系杆杆用梁建建模并定定义为两两端铰接接。支撑体系系：（1）作用：：保证厂厂房结构构空间稳稳定性，，减少构构件计算算长度，，承受和和传递水水平荷载载，保证证结构安安装时稳稳定性；；柱间支撑撑：上柱支撑撑：吊车车梁以上上的支撑撑，承受受屋架上上、下弦弦横向支支撑传来来的纵向向风力；；下柱支支撑：：吊车车梁一一下的的支撑撑，承承受纵纵向风风力和和吊车车纵向向制动动力；；布置原原则：：一般般上下下支撑撑同时时布置置在厂厂房两两端；；不小于于5t的桥式式吊车车，柱柱间宜宜采用用型钢钢支撑撑，在在温度度区段段端部部吊车车梁以以下不不宜设设置柱柱间支支撑。。90柱间支支撑：：计算算按拉拉杆设设计，，一般般为圆圆钢和和单角角钢；；当大大吨位位吊车车为提提高厂厂房的的纵向向刚度度，一一般按按压杆杆设计计，采采用双双角钢钢和槽槽钢；；91柱间支撑及及屋面支撑撑布置完成成后使用三三点点高的的方式找坡坡5%*30000=1500；92生成楼板-修改板厚；；荷载输入：：楼板的恒恒、活荷载载修改；恒载：屋面面板、檩条条、拉条自自重以及悬悬挂管道。。导荷方式：对对边导荷-选择主刚架架梁为受力力边；93布置吊车荷载吊车荷载作作用在吊车车柱的牛腿腿上，牛腿腿顶面将排排架柱分为为下柱和上上柱，柱的的上下端两两个截面内内力控制柱柱的配筋，，所以需要要在牛腿顶顶面处设置置一个单独独的结构标标准层。《抗震规范范》5.1.3条规定硬钩钩吊车的吊吊重较大时时，组合值值系数应按