mtstool培训手册 mtstool钢结构设计工具箱说明书使用手册.doc

mtstool 1 mts系列软件 mtstool钢结构设计工具箱钢结构设计工具箱(v2.5) 使 用 手 册 上海蓝科钢结构技术开发有限责任公司上海蓝科钢结构技术开发有限责任公司 20102010 年年 5 5 月月 mtstool 2 同济大学 四 平 路 大 连 路 上海蓝科 中山 北二 路 内环线高架 西 玉 宝 天 西 路 路 赤 峰 路 康 国 路 密 云 路 路 田 阜 新 同济大学站 巴士一汽站 至上海蓝科钢结构技术开发有限公司乘车路线：至上海蓝科钢结构技术开发有限公司乘车路线： 1.从浦东国际机场到公司： 乘机场四线至五角场，换乘 55、910 路同济大学站下车。 2.从虹桥机场到公司： 乘 926 路至人民广场，换乘 123 路至巴士一汽站下车。 3.从上海站到公司： 由北出口出站，乘 115 路至巴士一汽站下车。 联系电话：联系电话65976486 65978377（销售专线） mtstool 目录 1 目录目录 第一章第一章总体说明总体说明.1 1.1环境要求.1 1.2帮助文档.1 1.3主要功能.1 1.4公共操作说明.3 1.4.1文件.3 1.4.2视图.4 1.4.3工具.5 1.4.4窗口.6 1.4.5帮助.6 1.5版本主要功能表.7 1.5.1各版本列表.7 1.5.2界面说明.8 1.6软件购买.9 1.7版权声明.10 1.8鉴定说明.10 1.9技术支持.11 第二章第二章截面属性查询截面属性查询.12 2.1基本截面.12 2.1.1功能介绍.12 2.1.2参数说明.12 2.1.3计算原理.14 2.2实腹、格构组合截面.14 2.2.1功能介绍.15 2.2.2参数说明.15 2.3钢骨砼截面.15 2.3.1功能介绍.15 2.3.2参数说明.16 2.4钢管砼截面.17 2.4.1功能介绍.17 mtstool 目录 2 2.4.2参数说明.17 2.5钢管砼组合截面.18 2.5.1功能介绍.18 2.5.2参数说明.18 2.5.3其他说明.18 第三章第三章钢节点设计钢节点设计.19 3.1组织框架.19 3.2功能介绍与参数页面组织.21 3.2.1梁柱连接.21 3.2.2梁梁连接.25 3.2.3柱脚节点.26 3.2.4柱柱连接.27 3.2.5桁架/支撑连接28 3.2.6与混凝土连接.29 3.2.7参数页面组织.29 3.3标准参数页面介绍.33 3.3.1基本参数.33 3.3.2腹板连接参数.40 3.3.3翼缘连接参数.42 3.3.4端板参数.43 3.3.5梁柱连接参数.44 3.3.6梁梁连接参数.45 3.3.7盖板连接参数.46 3.3.8梁加劲肋设计参数.47 3.3.9抗剪键参数.48 3.3.10锚栓群参数.48 3.3.11钢筋参数.49 3.3.12栓钉群参数.50 3.3.13预埋件连接参数.51 3.3.14支座参数.52 3.3.15柱边连接参数.53 3.3.16附加参数.54 3.3.17连接参数.55 3.4零件计算.56 3.4.1焊缝群计算.56 mtstool 目录 3 3.4.2锚栓群计算.57 3.4.3螺栓群计算.58 3.4.4预埋件计算.58 3.5计算原理.59 3.5.1设计计算方法.59 3.5.2基本连接计算.60 3.5.3零件计算.65 3.5.4节点抗震设计.72 3.5.5等强内力.77 3.6钢节点设计标准例题.77 3.6.1梁柱连接标准例题.77 3.6.2柱脚连接标准例题.79 第四章第四章钢构件设计钢构件设计.82 4.1钢构件设计基本介绍.82 4.2檩条构件.85 4.2.1简支屋檩.85 4.2.2连续屋檩.94 4.2.3简支墙檩.97 4.2.4连续墙檩.101 4.3梁构件.102 4.3.1平台梁.102 4.3.2吊车梁.104 4.3.3简支组合梁.122 4.3.4吊车轨道.130 4.4其他构件.132 4.4.1抗风柱.132 4.4.2隅撑.136 4.4.3单跨构件.138 4.4.4多跨构件.146 4.5支撑构件.148 4.5.1屋面支撑.148 4.5.2柱间支撑.153 4.6桁架构件.159 4.6.1屋架桁架.159 4.6.2檩条桁架.166 mtstool 目录 4 4.6.3托架桁架.168 4.6.4水平桁架.170 4.6.5竖向桁架.172 4.6.6天窗桁架.174 第五章第五章之型钢设计之型钢设计.177 5.1之型钢设计基本介绍.177 5.2之型钢简支梁.177 5.2.1参数说明.177 5.2.2计算原理.179 5.3之型钢组合梁.187 5.3.1参数说明.187 5.3.2计算原理.189 5.4之型钢吊车梁.199 5.4.1参数说明.199 5.4.2计算原理.206 5.5之型钢简支檩条.209 5.5.1参数说明.210 5.5.2计算原理.214 5.6之型钢抗风柱.214 5.6.1参数说明.214 5.6.2计算原理.216 第六章第六章其他相关设计其他相关设计.219 6.1其他相关设计基本介绍.219 6.2厂房相关设计.219 6.2.1屋面排水设计.219 6.3浅基础设计.221 6.3.1柱下独立基础设计.221 第七章第七章资料库查询资料库查询.234 7.1资料库基本介绍.234 7.1.1材料库.234 7.1.2截面库.235 7.1.3吊车库.236 7.1.4压型钢板库.238 7.1.5螺栓库.239 mtstool 目录 5 7.1.6钢筋库.240 7.1.7零件钢板库.241 7.1.8锚件库.242 7.1.9栓钉库.243 7.1.10地基资料库.244 7.1.11杆件荷载库.245 7.1.12荷载工况库.247 mtstool 前言 1 前前 言言 随着随着经济经济的高速的高速发发展，我国展，我国钢结钢结构建筑构建筑发发展迅速，掌握并能快速的展迅速，掌握并能快速的进进行行钢结钢结构建筑构建筑 设计设计已已经经成成为为当代当代结结构工程构工程师师必必备备的技能之一。同的技能之一。同传统传统的混凝土的混凝土结结构相比，从构相比，从结结构整体构整体 分析与分析与计计算角度，算角度，钢结钢结构主要是采用截面形式不同，其他方面与混凝土构主要是采用截面形式不同，其他方面与混凝土结结构相差并不大。构相差并不大。 但在但在节节点点计计算，构件与子算，构件与子结结构构设计设计方面，与混凝土方面，与混凝土结结构有构有较较大差大差别别， ，这这些方面也是些方面也是钢结钢结 构构设计设计特点的主要体特点的主要体现现。 。 在在实际实际工作中，大部分的工作中，大部分的钢结钢结构构节节点、构件与子点、构件与子结结构，往往可以从构，往往可以从结结构中剥离出来，构中剥离出来， 采用独立采用独立设计设计的方法的方法进进行独立行独立设计设计。 。这样这样一方面概念明确，另一方面又有可提高一方面概念明确，另一方面又有可提高设计设计效效 率。率。mtstool 正是正是针对这针对这一使用一使用领领域而开域而开发发的新型的新型钢结钢结构构设计设计工具箱工具箱软软件，目前已件，目前已经经经经 过过国内外数以千国内外数以千计计的工程的工程应应用用证证明了其适用性与正确性，被明了其适用性与正确性，被业业内的广大内的广大设计设计人人员员所接受。所接受。 在此之前，在此之前，mtstool 工具箱的大部分功能模工具箱的大部分功能模块块内嵌于内嵌于 mts 钢结钢结构构设计设计系系统统中，作中，作 为为 mts 的一个的一个组组成部分成部分发挥发挥其功效。根据市其功效。根据市场场的需求，的需求，mtstool 经过经过近一年的近一年的发发展，展， 将原有功能将原有功能进进行重新整合、拓展与改行重新整合、拓展与改进进，已，已经经从一个从一个 mts 的的纯辅纯辅助型模助型模块发块发展展为为一个一个 可以独立使用与可以独立使用与销销售的售的钢结钢结构工具箱构工具箱软软件。件。 mtstool 工具箱工具箱软软件具有如下的件具有如下的鲜鲜明特点：明特点： 1 简洁简洁与直与直观观的操作方式。与以往的操作方式。与以往钢结钢结构构设计软设计软件的件的传统传统 cad 风风格不同，格不同，mtstool 的的 界面更清爽，构架更有序，更富界面更清爽，构架更有序，更富亲亲和力。和力。设计设计参数分参数分类类一目了然，用一目了然，用户户可以根据参数可以根据参数顺顺 序依次序依次输输入，或者采用自入，或者采用自动设计动设计功能，一功能，一键键解决。用解决。用户户在在调调整所需参数的同整所需参数的同时时，所附示，所附示 意意图图会即会即时时刷新，刷新，验验算算结结果及果及计计算算书书也会根据用也会根据用户户的最新数据及的最新数据及时时更新，用更新，用户户可以随可以随 时时更改即更改即时查时查看。看。 mtstool 前言 2 2 完善的分析完善的分析设计设计功能。功能。设计设计工具的基本功能包括工具的基本功能包括:覆盖范覆盖范围围全，参数全，参数组织组织合理，合理，输输入方入方 便，便，计计算算结结果准确，果准确，设计验设计验算算结结果表达清晰。果表达清晰。mtstool 可以可以说说是国内目前是国内目前这这些方面些方面 考考虑虑最周全的同最周全的同类辅类辅助助软软件；并件；并经过经过与多个与多个钢结钢结构构软软件和参考件和参考资资料做料做详细详细考考题题，可以，可以 保保证证其精确性。除了其精确性。除了这这些基本功能外，些基本功能外，mtstool 还还提供提供详细计详细计算算过过程程计计算算书书与自与自动动 优优化化设计设计两个高两个高级级功能；前者通功能；前者通过图过图文并茂的方式将整个文并茂的方式将整个设计过设计过程透明化，方便第三程透明化，方便第三 方方审审核，并可以帮助工程核，并可以帮助工程师师通通过查过查看看过过程来解答程来解答对设计结对设计结果的疑果的疑问问，同，同时时也是一个很也是一个很 好的好的规规范学范学习习范例。后者，可以使我范例。后者，可以使我们们的的钢结钢结构构设计过设计过程更加便利、快速，省去了不断程更加便利、快速，省去了不断 试试算的算的烦恼烦恼与与时间时间。 。 3 参数化自参数化自动动出出图图功能。功能。钢结钢结构构设计设计出出图烦琐图烦琐是是钢结钢结构构设计难设计难点之一，点之一，mtstool 针针 对对大部分大部分节节点与构件点与构件设计设计提供了完整到位的提供了完整到位的设计图输设计图输出，使出，使设计设计分析参数，通分析参数，通过补过补充充 出出图图参数后，直接可以生成参数后，直接可以生成图纸图纸，大大减少用，大大减少用户绘图户绘图工作量。同工作量。同时计时计算参数直接算参数直接传递传递， ， 使使计计算与算与绘图绘图一体化，减少了信息一体化，减少了信息传递错误带传递错误带来的来的计计算与出算与出图图不一致不一致隐忧隐忧。此外，。此外， mtstool 的自的自动动生成生成图纸图纸与与 autocad 实现实现了无了无缝缝接口，接口，图纸转图纸转到到 autocad 中后，用中后，用户户可以象可以象处处理自己画的理自己画的图图一一样进样进行行编辑编辑与修改，大大方便了用与修改，大大方便了用户户的的图纸图纸修改修改 工作。工作。 mtstool 定位于定位于专业专业的的钢结钢结构独立构独立设计设计支持支持软软件，件，为为广大用广大用户户提供提供针对钢结针对钢结构构节节 点点(包括包括钢钢与混凝土与混凝土结结构的构的节节点点)、构件与子、构件与子结结构全面与到位的构全面与到位的辅辅助助设计设计。其不。其不仅仅可以可以胜胜 任任这这些些领领域大部分情况的参数化域大部分情况的参数化设计设计，并可以便捷解决，并可以便捷解决过过程程计计算算书书与与设计图纸绘设计图纸绘制两大制两大 设计难设计难点。点。mtstool 让让您的您的钢结钢结构构设计设计更加安全、更加安全、经济经济与快捷！与快捷！ 望广大用望广大用户户在使用中多提意在使用中多提意见见和建和建议议，如果在使用中，如果在使用中发现问题发现问题或有新的功能需要，或有新的功能需要， 欢欢迎和我迎和我们联们联系！系！ mtstool 总体说明 1 第一章第一章 总体总体说明说明 mtstool钢结构工具箱是上海蓝科钢结构技术开发有限公司自主开发的钢结构工具箱。既可 与该公司自主开发的设计软件 mts 建筑钢结构设计系统进行配套使用，也可作为设计者的便利工 具箱独立使用。 mtstool 工具箱完全按照建设部最新颁布的行业规范，在微软最新的.net 平台上开发完成。 mtstool 工具箱利用参数化设计的计算绘图一体化的方式，把各种钢结构设计计算中常涉及的参数、 规范条文有机地结合到程序中，可以模拟手算过程生成详细的计算书。具有自动设计功能，能帮助 工程师挑选最优方案，大大减少了工程师花在计算上的时间，提高设计的准确度、效率与经济性。 1.1 环境要求环境要求 mtstool钢结构工具箱对计算机软硬件环境要求不高，在目前的一般的计算机上都可以很 好的使用。 硬件与软件 推荐要求 主频 800mhz 以上 内存 128m 以上 硬盘 10g 以上 操作系统 windows2000/xp 1.2 帮助帮助文档文档 在您购买了 mtstool 工具箱的同时，我们附带mtstool 钢结构工具箱使用手册钢结构工具箱使用手册 （印刷版） 。 如果用户安装了 mtstool 工具箱，程序里包含了 windows 的 chm 联机帮助文档，方便工程师 检索。 通过上海蓝科钢结构技术开发有限公司的网站： 可以获得软件产品的最新信 息。并且可以通过中华钢结构论坛上的 g1.mts 专栏讨论相关话题。如果您有好的建议或意见，可 以到 mts 专栏上发言或者发信到我公司的信箱 。 公司长期举行合理性建议有奖征集活动，主要包括了程序功能组织建议、使用中错误信息的反 馈、标准例题的对比等，我们会根据您所提供的建议的价值进行现金奖励，详细情况可登陆 mts 专栏查询。 1.3 主要功能主要功能 mtstool 工具箱具有截面属性查询、钢节点设计、钢构件设计、之型钢设计、其他相关设计、 资料库查询六大功能。 mtstool 总体说明 2 截面属性查询截面属性查询： mtstool 工具箱包含详尽的截面属性查询，可以对基本截面、组合截面、钢管钢骨砼截面进行 截面属性查询。mtstool 的截面类型包括： 图 1.3-1 截面属性类型菜单 其中，mtstool 工具箱的基本截面可以进行各种截面库的查询，也可进行自定义截面的查询， 对于自定义截面，mtstool 工具箱给出了最完备的参数，可提供各种非常规形状截面的参数查询。 钢节点设计：钢节点设计： mtstool 工具箱支持梁柱连接、梁梁连接、柱脚连接、柱柱连接、桁架/支撑连接、与混凝土 连接和零件计算七大类型的节点类型。每种大类型又有多种具体形式可供选择，包含了实际工程中 大部分的节点类型。支持验算和自动设计，能够生成导出详细的计算书，并可生成导出节点设计图。 钢构件设计：钢构件设计： mtstool 工具箱的钢构件设计包括檩条构件、梁构件、其他构件、支撑构件、桁架构件的设 计。其中檩条构件设计提供简支屋檩、连续屋檩、简支墙檩、连续墙檩的设计；梁构件设计提供平 台梁、吊车梁、简支组合梁、吊车轨道的独立设计；其他构件设计提供抗风柱、隅撑、单跨构件、 多跨构件的设计；支撑构件设计提供屋面支撑和柱间支撑的设计；桁架构件设计提供了屋架桁架、 托梁桁架、水平桁架、竖向桁架、天窗桁架、檩条桁架的设计。可生成导出详细的计算书，部分模 块支持出图功能。 之型钢设计：之型钢设计： mtstool 工具箱的之型钢设计包括之型钢简支梁、之型钢组合梁、之型钢吊车梁、之型钢简 支檩条、之型钢抗风柱的设计。可生成导出详细的计算书，部分模块支持出图功能。 mtstool 总体说明 3 其他相关设计：其他相关设计： mtstool 工具箱的其他相关设计包括柱下独立基础、屋面排水设计。 mtstool 工具箱支持柱下独立基础的设计。可进行单柱与双柱基础设计，支持基础部分的自 动设计，并根据用户需要自动设计基底配筋，可以生成导出详细的计算书，支持输出设计图功能。 mtstool 工具箱支持屋面排水设计，即设计确定天沟的尺寸及落水管的布置间距和直径，能 够生成导出详细的计算书。 资料库查询：资料库查询： mtstool 工具箱的资料库查询包括：杆件荷载库、荷载工况库、材料库、吊车库、压型钢板 库、螺栓库、钢筋库、零件钢板库、锚件库、栓钉库、地基资料库和截面库。mtstool 工具箱根 据现有的标准和行业生产现状，包含有大量的资料库信息，同时用户可以自定义添加。 1.4 公共操作说明公共操作说明 mtstool 是以工程的概念来对用户的操作进行管理。用户可以创建工程，并在同一工程里执 行 mtstool 工具箱的所有模块，并可对工程进行保存和编辑。 mtstool 工具箱界面分为下拉菜 单栏、工具条、左边工具栏、右边窗口。进入 mtstool 工具箱后，右边窗口里给出了 mtstool 工具箱具有的主要功能的快捷图标。这些功能也都能通过菜单栏和工具条来实现。 图 1.4-1 mtstool 工具条 1.4.1 文件文件 新建工程新建工程 点击“文件”中“新建工程”项或点击工具条中的快捷按钮，用户可以开始一个新的工程。 用户可点击主界面的图标进入各设计工具，或点击“工具”菜单中“开始工作” ，打开左侧“开 始工作菜单”进入各设计工具。 图 1.4-2 开始工作菜单 mtstool 总体说明 4 打开工程打开工程 点击“打开工程”项或工具条快捷按钮，用户可以打开已有的工程，查看并且编辑已有工程 的内容。 关闭工程关闭工程 点击“关闭工程”项，用户可以关闭现有活动模块的窗口。 保存保存 点击“保存工程”按钮，用户可保存该工程信息，并且可以通过“打开工程”按钮，来重新查 询编辑该工程。例如在进行完简支屋檩设计后，点击“保存工程” ，会弹出相应对话框，选择所要 保存的路径并输入所取的文件名。 点击“保存”后会弹出保存到结果列表的对话框，左边是已有的项目，选择简支屋檩 1 项目， 点击“ ”按钮，则在右边会显示简支屋檩 1，说明保存成功。点击“ ” ，会将左侧所有的项目 都保存到右侧。点击“ ” ，可启动 相应的设计工具。 也可单击操作面板下方的左/右箭头或工具下拉菜单选择不同的设计项菜单。 可单击“到起始页”按钮回到操作面板起始页面。 操作面板可以用右上角按钮关闭，可通过菜单“视图”-“操作面板”打开，用户也可拖 动操作面板使其变成浮动式工具栏。 设计页面设计页面 每个工具按特点分成若干页面分别进行设计，用户初始设计一般可以按顺序，对每个页面 进行参数设置，在调整设计时，可以直接切换至相应页面进行修改。 各页面的功能内容，一般在页面标签进行直观表达。 下拉式选框下拉式选框 只能输入相应输入框下拉列表中所列的项目之一，或使用鼠标选择。 输入框输入框 使用键盘自行输入数据。 当输入数据不合法时，会在相应信息栏给出提示或跳出对话框提示。 选择项选择项 程序按用户选项进行设计、验算。 当选择项为框形时，为勾选选项，可多选，当选项为圆形时，为单选。 信息栏信息栏 信息栏中按不同的选择，给出了一些内力信息、验算结果信息或相应的提示信息等。 当输入数据不合法时，信息栏中也会给出提示。 1.6 软件购买软件购买 mtstool 有绿色版和正式版两种。绿色版除了计算书和出图不能输出外，所有功能与主程序无 区别。 正式版分为单机版和网络版，单机版使用单机加密锁，只限在插入了加密锁的机器上使用，网 络版使用网络加密锁，在联网的机器中某台 (一般为服务器)上插入加密锁并运行服务程序后，相应 的客户机即能使用，网络版的节点数即为能运行正式程序的客户机数。 您可以通过以下途径获得正版软件：您可以通过以下途径获得正版软件： mtstool 总体说明 10 登陆 网站，点击“软件购买指南”链接下载合同。 与当地代理商联系，购买正版软件，mts 软件的代理商可通过登陆网站查询。 直接与/ 65976486 / 65978377（销售专线）销售人员联系购买。 邮件至 我们会有专门的销售人员与您联系。 1.7 版权声明版权声明 mtstool 工具箱软件的版权属于上海蓝科钢结构技术开发有限公司。任何人不得对本软件进 行逆向工程、逆向编辑、逆向汇编以及任何破解行为。上海蓝科钢结构技术开发有限公司对任何针 对 mtstool 工具箱的逆向工程、逆向编辑、逆向汇编以及任何破解行为保留追究法律责任。 上海蓝科钢结构技术开发有限公司保留在任何时候通过为您提供本软件的升级版本的权利和为 这类升级服务收取费用的权利。版权所有人提供给您的本软件的任何升级版本，将被视为本软件的 一部分并且要受到本版权声明条款的制约（除非本版权声明被随附本软件的升级版本的另 外一份版权声明所取代） 。如果提供了本软件的一个升级版本，则您对本软件的继续使用条件 是您接受本软件的这类替换或修改版本或升级版本以及任何随附的取代版权声明 ，并且就替换 或修改版本的软件而言，您对本软件的所有先前版本的使用将被终止。 图 1.7-1 计算机软件著作权登记证书 1.8 鉴定说明鉴定说明 mtstool 作为“mts 建筑钢结构设计系统”的独立设计工具箱，在集成于“mts 建筑钢结构 设计系统”中时即通过了国家建设部鉴定（建科鉴字2004第 021 号） ，并通过了中国金属结构协会 登记（钢软登字第 016 号） 。 mtstool 总体说明 11 图 1.8-1 建科科学成果鉴定证书 图 1.8-2 中国金属结构协会登记证书 1.9 技术支持技术支持 由于客观上的原因，上海蓝科对绿色版用户不保证提供直接的技术支持，但将尽力通过互联网 等途径提供帮助信息。 你可以通过我们的网站、论坛、qq 群、e-mail 等途径寻求我们的技术支持。 对于正版用户，您也可以通过致电/ 65976486 转 824 或 825 分机获得技术人员的服 务。 网站： 电子邮件：s qq 群：21825442 / 38314839 / 45460868 / 67281886 mtstool 截面属性查询 12 第二章第二章 截面属性查询截面属性查询 mtstool 工具箱包含详尽的截面属性查询，可以对基本截面、组合截面、钢管钢骨砼截面进行 截面属性查询。 mtstool 的基本截面类型包括：h 形、l 形、c 形、g 形、t 形、十字形、梯形、圆管形、箱 形、z 形、圆形、矩形、正多边形、u 形和变截面，共十五种截面类型； 钢骨砼截面类型包括：工字钢骨砼、箱形钢骨砼、十字钢骨砼、山形钢骨砼；钢管砼截面类型 包括：圆形钢管砼、矩形钢管砼； 实腹组合截面类型包括：tti 十字、it 山形、带腹双工字钢箱形、双 h 钢山形、工槽上开口 t 形、工槽下开口 t 形、带腹双槽（c）箱形、腹槽上开口 t 形、腹槽下开口 t 形、带腹工槽箱形、 带腹双槽（c）h 形、双角钢对顶十字、双角钢长肢背对、双角钢短肢背对、四角钢十字、双槽 （c）钢 h 形、双角（l）钢箱形、五工字形、日字形，共十九种截面类型；格构组合截面类型包 括：双角钢长肢正对、双角钢短肢正对、双箱形、四角钢箱形、双 t 形、双槽（c）钢箱形、双工 字钢箱形、工槽箱形、槽角长肢共线、槽角短肢共线、工角长肢共线、工角短肢共线、两对顶十字 组合形、二双角钢长肢背对、二双角钢短肢背对、二双槽钢背对、二四角钢十字、双圆形钢管、三 角组合圆形钢管、矩形四圆形钢管，共二十种截面类型； 钢管砼组合截面类型包括：双圆钢管砼、三角三圆钢管砼、矩形四圆钢管砼。 截面属性包括截面几何参数和截面力学参数。 2.1 基本截面基本截面 2.1.1 功能介绍功能介绍 程序提供了 15 种基本类型截面的截面属性的查询，包括 h 形、l 形、c 形、g 形、t 形、十字 形、梯形、圆管形、箱形、z 形、圆形、矩形、正多边形、u 形和变截面等 15 种基本截面。对于 h 形、l 形、c 形、g 形、t 形、十字形、梯形、圆管形、箱形、z 形、圆形和矩形截面支持型钢 库截面和自定义截面的两种查询方法，而对于正多边形、u 形和变截面程序提供了自定义截面的查 询方法。 2.1.2 参数说明参数说明 现以 h 形截面查询为例来详细说明程序操作过程，界面如下图所示。 mtstool 截面属性查询 13 图 2.1-1 h 型钢截面查询 资料库：资料库：程序默认进入资料库查询。通过点击查询窗口上方资料库相应的下拉条，可以选择资料库 还是自定义； 国家型钢库：国家型钢库：程序提供了中国（英国、美国、日本的部分）常用标准 h 型截面的信息，可以在列表 中选择需要的截面进行查询； 自定义：自定义：由用户设定截面，输入相应的截面几何参数，右下角显示相应的力学参数。在自定义中， 有 2 种定义截面方法，分别是详细数据和简单数据； 简单数据：简单数据：定义 h 型界面截面宽度、截面高度、腹板厚度、翼缘厚度和交接圆弧半径； 图 2.1-2 截面查询对话框（简单数据定义） 详细数据：详细数据：除了简单数据之外，还可以考虑上下翼缘不同宽度和厚度、上下翼缘边距以及翼缘坡度 等详细信息； mtstool 截面属性查询 14 图 2.1-3 截面查询对话框（详细数据定义） 点击“切换至详细数据”按钮，可以对截面进行精确定义。在对话框的右边给出了截面的图形 和详细的截面几何参数及截面力学参数。 右下列表中显示了钢材的几何参数和力学参数。 几何参数：几何参数：截面高度 b、宽度 h、腹板厚度 tw、翼缘厚度 tf 以及交接圆弧半径 rw 等信息； 力学参数：力学参数：形心距、惯性矩、抵抗矩、回转半径、弯扭特征系数、截面面积以及剪切面积等。 2.1.3 计算原理计算原理 截面惯性矩：截面惯性矩：平面面积 a 到它坐标轴的距离平方之积，计算如下面所示： a y a x daxi dayi 2 2 截面回转半径：截面回转半径：任何转动惯量都可以写成总质量与一个长度平方的比值，即 i=mk2。此时这个 k 就称为回转半径，一般用 ix和 iy来表示；计算公式：；aii/ 截面模量：截面模量：反映截面几何性质的恒正标量，是惯性矩 ip与形心至最远点距离 d 的比值；一般用 wx和 wy来表示； 半截面面积矩：半截面面积矩：截面面积与其形心到整体形心的距离的乘积。 其他其他说说明明：本：本软软件的截面力学参数件的截面力学参数计计算采用面算采用面积积积积分方法分方法计计算，算，计计算算结结果精确且适用面广，与采用在果精确且适用面广，与采用在 autocad 中中绘绘制好截面制好截面图图形，然后将其形成面域，直接形，然后将其形成面域，直接查询查询其截面特性的方法其截面特性的方法结结果相同。果相同。 2.2 实腹、格构组合截面实腹、格构组合截面 mtstool 截面属性查询 15 2.2.1 功能介绍功能介绍 本程序提供了 19 种实腹组合截面和 20 种格构组合截面属性的查询，实腹组合截面包括：tti 十字、it 山形、带腹双工字钢箱形、双 h 钢山形、工槽上开口 t 形、工槽下开口 t 形、带腹双槽 （c）箱形、腹槽上开口 t 形、腹槽下开口 t 形、带腹工槽箱形、带腹双槽（c）h 形、双角钢对 顶十字、双角钢长肢背对、双角钢短肢背对、四角钢十字、双槽（c）钢 h 形、双角（l）钢箱形、 五工字形、日字形；格构组合截面包括：双角钢长肢正对、双角钢短肢正对、双箱形、四角钢箱形、 双 t 形、双槽（c）钢箱形、双工字钢箱形、工槽箱形、槽角长肢共线、槽角短肢共线、工角长肢 共线、工角短肢共线、两对顶十字组合形、二双角钢长肢背对、二双角钢短肢背对、二双槽钢背对、 二四角钢十字、双圆形钢管、三角组合圆形钢管、矩形四圆形钢管等。 2.2.2 参数说明参数说明 以双角钢对顶十字为例来说明程序的操作过程，界面如下图所示： 图 2.2-1 双角钢对顶十字组合截面属性查询 d d1 1：上翼水平间距； d d2 2：腹翼竖向间距； 角钢定义：角钢定义：点击“编辑”按钮会弹出角钢定义的对话框，用户可以自定义角钢截面，或者从资料库 里选择标准截面。 2.3 钢骨砼截面钢骨砼截面 2.3.1 功能介绍功能介绍 程序提供了工字、箱形、十字以及山形等四种钢骨砼截面属性的查询。设定混凝土标号、混凝 土外包高宽、型钢以及型钢中心偏差，程序可以自动算出它的质量和力学参数：形心距、刚度、抵 mtstool 截面属性查询 16 抗距以及回转半径等。 2.3.2 参数说明参数说明 现以工字钢骨砼为例来说明程序操作过程，界面如下图所示： 图 2.3-1 工字钢骨砼截面属性查询 混凝土标号：混凝土标号：程序提供了从 c20-c80 等 13 种混凝土标号； 截面参数：截面参数：混凝土外包高度 h、混凝土外包宽度 b、型钢中心水平偏差 dxo、型钢中心水平偏差 dy； 钢骨参数：钢骨参数：点击“编辑”弹出钢骨定义的对话框，用户可以自定义钢骨截面（此时为工字形截面） ， 或者从资料库里选择标准截面，对话框操作同基本截面属性查询里的工字形截面查询。确定好截面 后，点击右下角的“确定”按钮即可。 界面右下显示了钢管的几何参数及力学参数等。 图 2.3-2 工字钢截面属性查询 mtstool 截面属性查询 17 2.4 钢管砼截面钢管砼截面 2.4.1 功能介绍功能介绍 程序提供了对圆形以及矩形两种钢管砼截面查询。用户定义混凝土标号以及相应的钢管，程序 可以自动算出它的质量以及力学参数：形心距、刚度、抵抗距以及回转半径等。 2.4.2 参数说明参数说明 下面以圆形钢管砼为例来详细说明程序的操作过程，界面如下图所示： 图 2.4-1 圆形钢管砼截面属性查询 混凝土标号：混凝土标号：程序提供了从 c20c80 等 13 种混凝土标号； 钢管定义：钢管定义：可以点击“编辑”按钮在弹出的对话框中自定义或者从资料库中选择截面。 界面右下显示了钢管的几何参数及力学参数等。 图 2.4-2 圆钢管截面属性查询 mtstool 截面属性查询 18 2.5 钢管砼组合截面钢管砼组合截面 2.5.1 功能介绍功能介绍 程序提供了对双圆、三角三圆、矩形四圆钢管砼组合截面属性的查询，包括几何参数和力学参 数等。 2.5.2 参数说明参数说明 以三角三圆钢管砼截面为例来说明程序的操作过程，界面如下图所示： 图 2.5-1 三角三圆钢管砼截面属性查询 水平间距水平间距 d d：用户可根据实际情况自行定义，见示意图所示； 圆钢管砼定义：圆钢管砼定义：点击“编辑”按钮在弹出的圆钢管砼定义对话框中自定义钢管砼截面，操作与圆形 钢管砼操作相同。 2.5.3 其他说明其他说明 在三角三圆以及矩形四圆钢管砼中，不但要定义水平间距 d1，还需要定义竖向间距 d2。 mtstool 钢节点设计 19 第三章第三章 钢节点设计钢节点设计 3.1 组织框架组织框架 点击操作面板的“开始工作” ，选择“工具钢节点设计” ，可进入钢节点设计模块。mtstool 工具箱的钢节点设计包括梁柱连接、梁梁连接、柱脚连接、柱柱连接、桁架/支撑连接、与混凝土连 接和零件七大类型。 点击节点连接类型名称前的“+” ，可看到该类型具有的子类型。mtstool 工具箱包含了 100 多 种节点类型。 图 3.1-1 钢节点设计界面 mtstool 工具箱标准节点设计组织：基本参数页面，设计参数页面，验算结果页面，计算书页 面，出图页面。 “基本参数”页面包括构件参数信息，控制参数选择，节点位置内力输入等等。 “设计参数”页面主要有梁柱连接参数页面，梁梁连接参数页面，端板参数页面，翼缘连接参 数页面，腹板连接参数页面，盖板参数页面，加劲环参数页面，预埋件参数页面，支座参数页面， 锚栓群参数页面，抗剪键参数页面，钢筋参数页面和栓钉群参数页面等等。用户可以自己输入相关 参数，也可以选择自动设计。 mtstool 钢节点设计 20 “验算结果”页面详细列出了验算的结果。包括焊缝验算、螺栓群验算、连接板验算、加劲肋 验算、腹板净截面验算等等。 图 3.1-2 验算结果页面 在“计算书”页面 mtstool 工具箱提供了节点连接设计的详细计算书，并能实现“打印” 、 “txt 输出”和“rtf 输出” 。 图 3.1-3 计算书页面 在“出图”页面用户可以查看节点设计图。用户可以通过在页面下方的“dxf 导出” 、 “全图” 、 mtstool 钢节点设计 21 “缩放” 、 “窗口缩放” 、 “平移”按钮对图形进行相应操作；也可以通过鼠标右键或中键滚轮进行相 应的操作。 图 3.1-4 出图页面 3.2 功能介绍功能介绍与参数页面组织与参数页面组织 3.2.1 梁柱连接梁柱连接 梁柱连接包括 h 形柱侧接、箱形（砼）柱侧接、圆形（砼）柱侧接、十字形柱侧接、任意梁柱 侧接和 h 形柱顶接六类连接方式。 h 形柱侧接形柱侧接 h 形柱侧接类型包括强轴端板竖放刚接、强轴全焊刚接、强轴栓焊刚接、强轴悬臂段螺栓刚接、 强轴悬臂段栓焊刚接、强轴悬臂段全焊刚接、弱轴悬臂段螺栓刚接、弱轴悬臂段栓焊刚接、弱轴悬 臂段全焊刚接、强轴连接板铰接、强轴全焊铰接、强轴角钢铰接、强轴端板铰接、弱轴连接板铰接、 弱轴全焊铰接等形式。 mtstool 钢节点设计 22 图 3.2-1 强轴端板竖放 图 3.2-2 强轴全焊刚接 图 3.2-3 强轴栓焊刚接 图 3.2-4 强轴悬臂段螺栓刚接 图 3.2-5 强轴悬臂段栓焊刚接 图 3.2-6 强轴悬臂段全焊刚接 图 3.2-7 弱轴悬臂段螺栓刚接 图 3.2-8 弱轴悬臂段栓焊刚接 图 3.2-9 弱轴悬臂段全焊刚接 图 3.2-10 强轴全焊铰接 图 3.2-11 强轴连接板铰接 图 3.2-12 强轴角钢铰接 mtstool 钢节点设计 23 图 3.2-13 强轴端板铰接 图 3.2-14 弱轴连接板铰接 图 3.2-15 弱轴全焊铰接 h 形柱形柱顶接顶接 h 形柱顶接包括强轴端板斜放刚接、强轴端板横放单向刚接、强轴端板横放双向刚接、强轴端 板横放单向铰接、强轴端板横放双向铰接、弱轴端板横放铰接、弱轴外露式铰接和强轴外露式铰接 八种形式。 图 3.2-16 强轴端板斜放刚接 图 3.2-17 强轴端板横放单向刚接 图 3.2-18 强轴端板横放双向刚接 图 3.2-19 强轴端板横放单向铰接 图 3.2-20 强轴端板横放双向铰接 图 3.2-21 弱轴端板横放铰接 图 3.2-22 弱轴外露式铰接 图 3.2-23 强轴外露式铰接 mtstool 钢节点设计 24 箱形（砼）柱箱形（砼）柱侧接侧接 箱形（砼）柱侧接包括全焊刚接、栓焊刚接、悬臂段螺栓刚接、悬臂段栓焊刚接、悬臂段全焊 刚接、外隔板螺栓刚接、外隔板栓焊刚接、外隔板全焊刚接、连接板铰接、外隔板螺栓铰接、全焊 铰接和外隔板焊缝铰接十二种形式。 （与 h 形柱侧接对应形式类似，图略） 。 圆形（砼）柱圆形（砼）柱侧接侧接 圆形（砼）柱侧接包括悬臂段螺栓刚接、悬臂段栓焊刚接、悬臂段全焊刚接、贯通隔板栓焊刚 接、贯通隔板全焊刚接、连接板铰接、外隔板螺栓铰接、外隔板焊缝铰接和全焊铰接九种形式。 图 3.2-24 悬臂段栓焊刚接 图 3.2-25 悬臂段螺栓刚接 图 3.2-26 悬臂段全焊刚接 图 3.2-27 贯通隔板栓焊刚接 图 3.2-28 贯通隔板全焊刚接 图 3.2-29 连接板铰接 图 3.2-30 外隔板螺栓铰接 图 3.2-31 外隔板焊缝铰接 图 3.2-32 全焊铰接 十字形柱侧接十字形柱侧接 十字形柱侧接包括全焊刚接、栓焊刚接、悬臂段螺栓刚接、悬臂段栓焊刚接、悬臂段全焊刚接、 连接板铰接和全焊铰接七种形式。 mtstool 钢节点设计 25 图 3.2-33 悬臂段全焊刚接 图 3.2-34 悬臂段栓焊刚接 图 3.2-35 悬臂段螺栓刚接 图 3.2-36 悬臂段栓焊刚接 图 3.2-37 悬臂段全焊刚接 图 3.2-38 连接板铰接 图 3.2-39 全焊铰接 任意梁柱侧接任意梁柱侧接 任意梁柱侧接目前只包括全焊刚接这一种形式。 图 3.2-40 任意梁柱侧接 3.2.2 梁梁连接梁梁连接 梁梁连接包括拼接和搭接两类连接方式。 拼接：拼接：mtstool 工具箱支持 h 形梁的全焊刚接、栓焊刚接、全螺栓刚接和端板刚接四种类型。 mtstool 钢节点设计 26 图 3.2-41 全焊刚接 图 3.2-42 栓焊刚接 图 3.2-43 全螺栓刚接 图 3.2-44 端板刚接 搭接：搭接：mtstool 工具箱支持 h 形梁的栓焊刚接、螺栓铰接、全焊刚接、全焊铰接、盖板栓焊 刚接和盖板螺栓刚接六种类型。 图 3.2-45 栓焊刚接 图 3.2-46 螺栓铰接 图 3.2-47 全焊刚接 图 3.2-48 全焊铰接 图 3.2-49 盖板栓焊刚接 图 3.2-50 盖板螺栓刚接 3.2.3 柱脚节点柱脚节点 柱脚节点包括 h 形柱、箱形柱、十字形柱、山形柱、圆形柱和多边形柱六类节点形式。 h 形柱包括外露式刚接、靴梁式刚接、外包式刚接、埋入式刚接和外露式铰接五种类型。 图 3.2-51 外露式刚接 图 3.2-52 靴梁式刚接 图 3.2-53 外包式刚接 mtstool 钢节点设计 27 图 3.2-54 埋入式刚接 图 3.2-55 外露式铰接 箱形柱、十字形柱和山形柱各自包括外露式刚接、靴梁式刚接、外包式刚接、埋入式刚接和外 露式铰接五种类型（与 h 形柱类似，图略） 。 圆形柱包括外露式刚接、靴梁式刚接、外包式刚接、埋入式刚接和外露式铰接五种类型。 图 3.2-56 外露式刚接 图 3.2-57 靴梁式刚接 图 3.2-58 外包式刚接 图 3.2-59 埋入式刚接 图 3.2-60 外露式铰接 多边形柱包括外露式刚接和外露式铰接两种类型。 图 3.2-61 外露式刚接 图 3.2-62 外露式铰接 3.2.4 柱柱连接柱柱连接 柱柱连接包括独立承载牛腿、正面全焊刚接、正面螺栓刚接、正面混合连接、侧面全焊刚接、 mtstool 钢节点设计