用DS及K设计混凝土柱钢梁的注意事项

3d3s设计砼柱钢梁l

先建模2

2将H钢柱的腹板厚定义的和翼板宽大小一样，3

3定义材性为砼，4

4单元释放：将一柱绕3轴转动释放，另一柱绕3轴转动和绕2轴平动释放5

5工况组合和计算将钢梁用门钢规范进行校核，没有出现错误提示强度为０.５５９，计算很正常，校核不要将混凝土柱一起校核，否则就出现你说的那个错误提示，原因是混凝土柱的回转半径程序可能不计算，所以，长细比就超出５０，用3D3S计算砼柱+刚架梁结构，理论上不产生剪力，因为必须将一端水平约束释放掉。但实际上有点剪力，由锚栓承受。如果一端不作水平释放处理，柱顶、梁端会产生较大弯矩，不符合简支梁的受力状况。这是3d3s网网站上关于砼砼柱钢梁模型型建立的支座座设置

一根X方向的简支支梁的支座约约束条件相对对复杂：

1、两端支座节节点都需要z方向约束，其其中一端需要要X方向约束；

2、由于在结结构体系中为为空间框架，所所以平面外的的Y方向都需要要约束；

3、为防止一一根构件绕本本身轴转动，所所以一端需要要绕X轴约束，即即防止扭转。在计算有吊门刚刚时，柱底一一般是刚结，用用轻钢规范（查查表法）算就就比较保守了了，应选用一一阶分析法进进行复核，验算结果为沿((注意是"沿",不是绕)2轴挠度不足,3D3S中2轴就是腹板板方向,沿2轴的挠度就就是整个截面面沿强轴方向向的挠度,挠度不足是是正常的,最好的办法法就是加高截截面.

此种情况是是绕2轴挠度不满满足,需增加梁翼翼缘宽度.1.

乘重力加加速度（g=9.8）是为了把把力的单位t换算成kN，荷载规范范中荷载的单单位是kN。2.

吊车的竖向向和水平刹车车力是移动荷荷载，应按影影响线确定其其最不利的加加载位置。抄抄录规范有关关章节如下：：建筑结构荷载规规范

GBB

500009—2001

5

吊车荷载

5.1

吊车竖向和和水平荷载

吊车竖向荷荷载标准值，应应采用吊车最最大轮压或最最小轮压。

吊车纵向和和横向水平荷荷载，应按下下列规定采用用:1

吊车纵向水水平荷载标准准值，应按作作用在一边轨轨道上所有刹刹车轮的最大大轮压之和的的10%采用；该项项荷载的作用用点位于刹车车轮与轨道的的接触点，其其方向与轨道道方向一致。2

吊车横向水水平荷载标准准值，应取横横行小车重量量与额定起重重量之和的下下列百分数，并并乘以重力加加速度：1)软钩吊车：：——当额定起重重量不大于10t

时，应取12%；——当额定起重重量为16～50t

时，应取10%；——当额定起重重量不小于75t

时，应取8%。2)硬钩吊车:应取20%。横向向水平荷载应应等分于桥架架的两端，分分别由轨道上上的车轮平均均传至轨道，其其方向与轨道道垂直，并考考虑正反两个个方向的刹车车情况。注:

1

悬挂吊车的的水平荷载应应由支撑系统统承受，可不不计算。2

手动吊车及及电动葫芦可可不考虑水平平荷载。主结构、围护结结构、以及不不同建筑材料料的伸缩缝间间距不同；对对于混凝土柱柱+钢梁这种结结构形式，由由于柱子为混混凝土材料，应应查混凝土设设计规范，可可知伸缩缝间间距为100m(排架结构，钢钢梁与混凝土土柱铰接)，

柱子为混凝凝土柱，不能能按钢结构规规范吧，超过过60M是规定要设设置伸缩缝位移按横向位移移和纵向位移移两个方面来来考虑.

((1)，横向位移移，从钢屋架架包罗图中查查出端部的剪剪力和轴力.带入混凝土土柱中进行计计算.

(22)，纵向位移移，在纵向荷荷载组合作用用下进行计算算.

位移规范本本人认为应按按单层钢筋混混凝土柱厂房房进行控制.而不是<门刚>等来控制.混凝土排架柱，柱柱脚刚接，这这是可以不设设柱间支撑；；但当纵向水水平荷载很大大时，而且柱柱子截面又较较小，经过验验算柱顶位移移不能满足要要求时，就因因该设置柱间间支撑。可见见没有什么必必须或必然的的事情，只要要经过可靠的的验算能够满满足承载力和和使用要求就就行。

hanhhaiwubbian说：如果是是一般的轻型型钢结构厂房房无吊车的话话，就没有必必要设柱间支支撑了。各位位同僚，我的的想法对吗？？

我觉得这种种说法不对，一一般轻型钢结结构厂房柱脚脚在平面外都都是铰接，或或接近铰接。如如果不设柱间间支撑，平面面外就是一个个机构！当然然柱间支撑还还有其它功能能，如：承受受山墙的风荷荷载；使结构构沿纵向成为为一个无侧移移体系，从而而减小柱子平平面外的计算算长度等等对对于屋面为钢钢屋架或钢梁梁，而柱为混混凝土柱的情情况.柱脚肯定为为刚结.当然我们可可以把柱做的的平面外刚度度很大，这样样位移才能满满足要求，但但是是否经济济合理呢?

本人认为在在建筑没有特特别要求的情情况下，可以以设置成排架架--支撑体系.这样纵向荷荷载由纵向支支撑(垂直支撑)来承担(支撑可以明明显增加结构构的侧向刚度度).

而主要考虑虑混凝土柱在在平面内的性性能.具体情况具体分分析吧，抗震震等级要求比比较高或者有有大吨位行车车的砼柱钢梁梁建筑，最好好，把砖墙（填填充墙）以及及圈梁放到砼砼柱的外侧，钢钢筋拉接。柱柱间支撑必须须设置。看下下图，我们常常用的做法。

对抗震等级级要求不高或或者普通的砼砼柱钢梁建筑筑，砖墙放到到立柱里面未未尝不可，这这时候柱间支支撑根据砖墙墙性质及联系系梁的大小做做设置与不设设置的取舍。关于砼柱钢钢梁这种结构构体系处在普普钢和轻钢规规范的交集中中，所以出现现了很多疑问问，现在国家家现有规范没没有就次种结结构做详细的的说明，所以以大家只能从从日常设计和和现场情况中中多总结经验验。我个人认认为次种结构构的挠度控制制可根据屋面面材料情况而而定不能一概概而论。

1、如果屋面面材料为大型型槽形屋面板板（砼）的话话挠度应该控控制严格一些些，此时取

1//400是合理也是是符合实际，况况且屋面梁加加工是的予起起拱（1/500），则此时

屋面板抹灰灰也不会出现现过大的裂纹纹而影响正常常使用功能。

2、若屋面材材料为轻型屋屋面板（压型型钢板）时，屋屋面梁挠度控控制在1/250是符合

情况，因为为作为简支梁梁其受力特性性导致其挠度度比同等条件件下的门式刚刚架要大

一些。

3、若按1/180控制则屋面面梁挠度过大大会造成屋面面排水不畅而而引起

漏雨的情况况也屡见不鲜鲜。

综合考虑各各种因素，轻轻型屋面的梁梁挠度控制在在1/250，槽形大型型屋面板的梁梁挠度

控制在1/400。在用节点点荷载输入的的时候气楼内内的那部份梁梁要不要输活活载，请师兄兄们多多指教教.

精确一点的的做法是：把把气楼上的活活荷载导算到到两边的立柱柱上，按梁上上集中活荷载载输入到梁上上。有一个提醒，一一般的，定义义气楼柱与刚刚架斜梁铰接接、在sts-22建模时直接接建上，也把把合适的梁、柱柱截面定义好好后布置上，把把通风2、气楼与刚刚架梁的连接接定义为铰接接。

3、荷载和刚刚架同样的方方法布置上（包包括风、恒、活活等）

4、直接进行行结构计算。pk建模中的节节点铰与梁铰铰、柱铰有什什么不同关于于铰接节点的的设置问题，sts说明书里没没有给出具体体解释。下面面我用一个计计算实例来探探讨这个问题题。

建立一个单单跨，柱脚刚刚接的刚架。节节点按四种形形式，刚接，梁梁铰，柱铰和和节点铰来比比较。结果表表明：铰接节节点设置对于于内力分布和和梁的稳定性性没有什么影影响，而对柱柱子的计算长长度影响较大大，柱子的计计算长度系数数分别为：

1、刚接节点点，μx=1.227；

2、梁铰节点点，μx=2.003；

3、柱铰节点点，μx=1.770；

4、节点铰接接，μx=1.770。

其中按梁铰铰节点设置，柱柱计算长度是是按钢结构规规范中有侧移移框架计算的的。而柱铰和和节点铰的计计算长度系数数相同，柱计计算长度系数数有所折减，折折减系数为0.85左右。

我的感觉，按按梁铰设置符符合钢结构规规范要求，而而且偏于安全全；而按柱铰铰或节点铰设设置，较符合合实际，但没没有查到依据据。建议还是是采用梁铰为为宜。三联跨跨单层轻钢厂厂房，主钢架架采用Q345，用STS2计算，在计计算时选用结结构形式，同同样荷载同样样截面情况下下，选用钢结结构规范和门门规，应力相相差2

60，选用钢结结构规范满足足，而选用门门规则远远不不满足，按理理门规应遵照照普规，普规规能满足，门门规岂有不满满足的道理上上面各位所说说的原因，包包括有效截面面等都不是产产生这个问题题的原因。这这个问题往往往发生在柱的的平面外稳定定的计算上。这这个问题我的的分析是这样样的：首先你你看采用两种种规范计算后后的pk11..out文件，会发发现平面外稳稳定计算时的的控制荷载组组合不一样，尽尽管这些荷载载组合的内力力值是一样的的。比如，在在普钢计算时时，其控制荷荷载组合是恒恒＋活，而在在轻钢计算时时，控制作用用为恒＋地震震，尽管此时时的恒＋活的的内力值与普普钢时是一样样的。

那么，为什什么荷载、内内力、计算长长度等等都一一样，而根据据两种规范计计算出的平面面外稳定应力力却不一样呢呢？分析发现现，如果平面面内计算长度度差不多的话话，二种规范范的平面内稳稳定和强度的的计算结果是是差不多的。

问题出在二二者的平面外外稳定计算公公式中的等效效弯矩系数上上，根据二者者的公式，其其等效弯矩可可能会差3倍以上，而而稳定计算中中弯矩产生的的应力与等效效弯矩系数是是成正比的，从从而造成应力力差别很大。我我原来也没想想到小小一个个等效弯矩系系数会造成这这么大的影响响，因为我手手算时往往就就取1。

这个问题原原来与STS的人分析过过，其回答与与我上面的分分析基本一样样。各位也可可通过手算验验证。

所以，这个个问题不是STS的问题，是是规范问题。如如果是单层厂厂房，当然采采用轻钢规程程，这还好；；如果碰到双双层房子，按按理该选普钢钢，可按轻钢钢算其应力又又偏大，这时时真该挠头选选哪种规范了了

作为程序，当当然只能死套套规范，但这这样往往发生生让人琢磨不不透的问题。比比如，上次，用STS算一个3跨的厂房，每跨都有吊车，计算通过。后来，同样的厂房，同样的截面，只输了其中的一跨的吊车，计算就显示有柱子长细比超了，尽管应力小了。分析其原因，与STS计算柱子的计算长度增大系数时采用的荷载组合有关门架中梁的长细比超标准了，那么其工程实际会发生什么结果？此时如何去改变？另我现在不知道如何去计算长细比了，1、

你拿一个钢板尺，两手拿住钢板尺的两端使劲拉，能拉断吗？不会的。如果计算的话，假如钢板尺的材料是Q235，钢板尺宽30mm，厚2mm，长500mm，则断面积2*30=60mm2，拉断它需要60*235=14100N=1410kg，你不可能拉出1.4吨的力吧。

2、假如你不是使劲拉而是使劲压，那么很快就弯了，根本不需要多大的力，这就是长细比在起作用。你注意到朝哪个方向弯了吗？只会以钢板尺的宽度方向为轴线弯，不会沿厚度方向为轴线弯，是两个方向的长细比不同而已。

3、长细比就是计算长度和回转半径的比值。

回转半径

r=√（I/A）

I为惯性矩，A为截面积。

钢板尺I=b*h^3/12

b=宽=30mm，

h=厚=2mm，

I=30*2^3/12=20

r=0.577，

长细比=500/0.5777=866，

4、压曲钢板尺的力多大？

N压曲=3.14^2*E*I/L^2

E为弹性模量，206000N/mm^2

则

N压曲=3.14*3.14*206000*20/500*500=163N=16kg

你知道了吧，只需要16kg就可以将钢板尺压曲，要比拉断的力差近90倍

5、因此结构设计时压杆要控制长细比，实际计算时先算长细比λ，根据它查出稳定系数φ，然后将截面积乘以φ打折，长细比越大，φ越小，在长细比是250时，φ为0.13，也就是说许用力只有拉伸时的13%，何况钢板尺的长细比是866，打折会更多！CECS102:2002中条，最后一句"多跨刚架宜采用双坡或单坡屋盖，必要时也可采用由多个双坡屋盖组成的多跨刚架形式，

多坡多屋脊的门刚结构中，风荷载认为边跨按门规取，中间参考GB50009取值抗风柱的计算模式是跟抗风柱的布置方式相关的。

抗风柱有两种布置方法：

(1)、按传统抗风柱布置。即抗风柱柱脚与基础铰接(或刚接)，柱顶与屋架通过弹簧片连接。按这种布置方法，屋面荷载全部由刚架承受，抗风柱不承受上部刚架传递的竖向荷载，只承受墙体和自身的重量和风荷载，成为名副其实的“抗风柱”。

(2)、按门式刚架轻钢结构布置。即抗风柱柱脚与基础铰接(或刚接)，柱顶与屋架铰接。按这种布置方法，屋面荷载由刚架及抗风柱共同承担。抗风柱同时承担竖向荷载和风荷载。

对于第一种布置方式，抗风柱就可以按两端简支的梁考虑，承受计算宽度内的均布风荷载。计算长度可以按支承情况分别取值。

对于第二种布置方式，抗风柱就需要按双向受压的压弯构件考虑，在抗风柱平面内承受计算宽度内的均布风荷载，同时还受轴向压力。具体计算方法没有文献参考。

PKPM中STS之工具箱有抗风柱的计算，两种计算模式都适用。但对于第二种模式，不知道它是按什么公式计算。

抗风柱的柱脚节点分刚接和铰接两种形式。铰接时设计和构造件简单。抗风柱传递给基础的轴力只有抗风柱本身的重量和相邻轻质墙面的重量。如果采用刚接，传递给基础的弯矩和轴力要大得多，偏心距非常大，不利于基础的设计。

但有时候抗风柱比较高的时候，如果柱脚还采用铰接模式，抗风柱截面将很不经济，这时候可以做成刚接柱脚、或者设置抗风桁架。

第一种方式在各设计院普通使用。第二种在各外资钢结构公司和有些大的钢结构企业使用。因边框架受荷面积较小，屋面荷载较小，故抗风柱所受轴力不大，与只受风荷载的抗风柱相比没有很大区别，用钢量不会增加多少，边框架考虑抗风柱的支承，用等截面就可以了，所以整体来说，用钢量还是减少的。但同时会带来一个问题，就是边框架与中间框架的变形相差比较大，屋面板最后使用能适应大变形的锁缝板。1）当抗风柱仅承受自重和风载时取容许长细比为250。

2）当抗风柱承受墙体荷载，自重和风载时取容许长细比为200。

拿端墙抗风柱来说，它承受山墙的纵向风荷载和山墙本身的自重（竖向荷载）。下端柱脚与基础铰接，上端用弹簧板（日本叫loose

hole）与端刚架（梁）连接。屋面荷载则通过端刚架传给基础。与风荷载引起的弯曲应力相比，压缩应力要小得多。日本一个中学体育馆，用许用应力设计，抗风柱的弯曲应力度达84%（台风），压缩应力度只有4%（ALC

Panel

自重85kg/m2

+

墙面檩条重）。

初步设计时抗风柱一般按受弯构件考虑，墙面檩条可提供对柱的侧向支持，在抗风柱跨中弯矩最大处，设置墙檩隅撑可以保证受压情况下内翼缘的稳定。一般情况下，强度和稳定性都没有问题时，200-250的容许长细比都可满足。

值得注意的是，由于加工和施工误差，弹簧板（或者loose

hole）失效，屋面荷载通过端刚架与抗风柱的刚度比，一部分被分配到抗风柱，使抗风柱受到较大的压力，导致屈曲事故！

少数设计干脆让柱上端与端刚架铰接，将端刚架，抗风柱，墙檩合在一起建模，求得抗风柱的竖向荷载。1：用STS的的工具箱设计计抗风柱：柱柱顶的恒载、活活载是否都为为0（没有女儿儿墙）？若不不为0，则怎么输输？与恒载、活活载标准值有有什么关系啊啊？

<柱顶荷载应应为0。

2：彩板墙体体是否都是由由墙梁传至抗抗风柱？

<是。

3：

算出来的抗抗风柱（摇摆摆柱）柱底没没有剪力，是是否摇摆柱柱柱底都没有剪剪力啊，请大大虾指教！

<摇摆柱的概概念不能用于于抗风柱，承承受风载剪力力不应为0。

4：风吸力体体形系数是否否为+1，风压力是是否为-1？

<压力，系数数为0.8，吸力，系系数-0.5。轻钢结构构中日荷载主主要分为屋面面荷载（恒载载及活载）、楼楼面荷载（恒恒载及活载）、地地面堆载（活活载）及墙体体荷载（恒载载及活载）。各各种恒载取值值以建筑设计计说明（条件件图）中注明明的材料为准准；各种活载载取值根据建建筑图（条件件图）中注明明的使用功能能确定。建筑筑图中未注明明的按《荷载载规范》取值值；《荷载规规范》中未注注明的按本技技术措施取值值。

a.

屋面恒载

屋面恒恒载根据建筑筑要求一般分分两种：①单层彩板加加保温棉；②②双层彩板加加保温棉。

单层彩彩板加保温0.18

kN/m22（最小≮0.16

kN/m22）

双层彩彩板加保温0.30

kN/m22（最小≮0.27

kN/m22）

实腹檩檩条及拉条0.05

kN/m22

桁架檩檩条及拉条0.10

kN/m22（或经檩条条计算后取实实际重）

檩条下下灯具吊载0.05

kN/m22（最小≮0.02

kN/m22）

檩条下下喷淋吊载0.15

kN/m22（最小≮0.13

kN/m22）

矿棉天天花板吊顶0.10

kN/m22

气体输输送管道0.20

kN/m22

Σ=x.xxx

kN/mm2

注：具具体项目设计计中若有其它它吊载，其大大小按业主书书面文件具体体确定。

b.

屋面活载（不不上人屋面）

因轻钢钢结构的屋面面均为不上人人屋面，故根根据《门规》条条及注，

不上人人屋面活载（用用于钢梁计算算）0.50

kN/m22（受荷投影影面积≤60

m2）；

不上人人屋面活载（用用于钢梁计算算）0.30

kN/m22（受荷投影影面积＞60

m2）；

不上人人屋面活载（用用于檩条计算算）0.50

kN/m22。

上海地地区的基本雪雪压s0=0..20

kNN/m2，根据《荷荷规》4.3.1条，雪载不不应与屋面活活载同时组合合，故（对上上海地区）屋屋面设计时可可不考虑雪载载。

c.

楼面恒载

楼面恒恒载根据建筑筑要求一般分分两种：①现浇钢筋混混凝土楼板；；②混凝土与楼楼承板的组合合楼板。

现浇钢钢筋混凝土楼楼板：

50厚细石混凝凝土面层24.0**0.05ookok.oorg

=11.20

kkN/m2

钢筋混混凝土楼板25.0*板厚

=

15厚板底抹灰20.0**0.0155=0.300

kN/mm2

----------------------------------------------------------------------------

Σ=x.xxx

kN/mm2

组合楼楼板：

50厚细石混凝凝土面层24.0**0.05

=1.200

kN/mm2

140厚组合楼板2.80

kN/m22

----------------------------------------------------------------------------

Σ=4.000

kN/mm2

d.

楼面活载

楼面活载应应按建筑图中中注明的使用用功能查《荷荷规》后确定定。《荷规》中中未指明的，由由专业负责人人拟定并经业业主同意后取取用，同时应应形成书面文文件存档。单单体结构设计计图中，应注注明设计时所所采用的活载载。

e.

地面堆载

地面堆堆载由专业负负责人拟定并并经业主同意意后取用，同同时应形成书书面文件存档档。单体结构构设计图中，应应注明设计时时所采用的地地面堆载。设设计人在进行行基础设计时时，应适当考考虑地面堆载载对基础强度度及沉降的影影响。

f.

墙体荷载

墙体荷荷载根据建筑筑专业选定的的墙体材料不不同而分为两两种：①混凝土空心心小砌块墙（同同一项目中，各各专业对砌块块名称应统一一）；②单层或双层层彩板墙。

混凝土土空心小砌块块墙：

考虑业业主在实际施施工中会采用用多孔砖，故故砌块容重取取

16.44

kN/mm3。

240厚砌块墙加加双面粉刷4.74

kN/m22

200厚砌块墙加加双面粉刷4.08

kN/m22

120厚砌块墙加加双面粉刷2.77

kN/m22

100厚砌块墙加加双面粉刷2.44

kN/m22

彩板墙墙：

单层彩彩板带保温0.18

kN/m22

双层彩彩板带保温0.30

kN/m22

防火板墙：

100厚防火板（耐耐火2小时）0.50

kN/m22。在算基础面积时时是用标准组组合，在计算算配筋时是用用基本组合算算的针对钢结构厂房房结构，采用用此法可以使使边柱和角柱柱的基础短柱柱尺寸不至于于太大（特别别是刚接柱脚脚）对于优质质地基不至于于使混凝土短短柱（尺寸过过大）和基础础尺寸比例过过于夸张。

1、

画好轴网和和轴标。这是是一切地下结结构计算和施施工的参考坐坐标系。

2、

按实际柱脚