PKPM钢结构实用教程

*钢结构软件应用培训手稿 *钢结构软件应用培训手稿 * 一、 门式刚架设计部分 1、平面刚架设计： 1.1、截面的分类和定义：注意定义截面类型，是轧制边还是焰切 边。 1.2、 抗风柱可以兼做摇摆柱输入； 可以在框架输入时输入抗风柱， 并考虑抗风柱平面外的风荷载（但不能考虑墙面荷载偏心带 来的平面外弯矩） 。 抗风柱和框架可以兼做摇摆柱或者仅做抗 风柱 （内力图不一样） ， 可以修改抗风柱平面外 （在框架平面） 计算长度（加系杆或者隅撑）并生产施工图和相应节点图。 1.3、框架恒载输入必须输入吊车梁系统给柱带来的偏心力。 1.4、吊车参数：偏心指吊车梁中心相对钢柱中心的距离；加载高 度为“吊车梁高+轨道高+垫板等厚度” 。注意：采用框架优化 计算并读入时，要查看钢柱截面高度是否变大，因为可能导 致荷载偏心值的变化。然后再截面导入。 1.5、 吊车梁计算书中的 Rmax,Rmin,Tmax 不包括吊车梁重的影响， Tmax 已经为钢柱节点所有水平力之和（包括左右轮轨） 。 1.6、 构件自重放大系数： 考虑的是钢结构计算截面外的附着物 （如 焊缝、油漆、防火涂料、节点板等导致的自重增加部分） 。 1.7、净截面和毛截面的比值：考虑螺栓孔等削弱，当所有连接全 部采用节点板连接或者局部加强时，可以取 1.0。 1.8、活载不利布置对框架计算结果的影响： A、 对单跨影响不大，挠度不变； B、 对双跨中柱刚接：中柱影响最大，与中柱刚接的梁次之，边 柱再次之，挠度变化比较大； C、 对多跨中柱铰接：中柱影响最小，边柱次之，梁和挠度以及 水平位移变化比较大。 1.9、独立基础设计输入：考虑常规基础设计，能计入基础梁传来 的墙荷载和偏心（注意是设计值，否则结果偏差比较大） 。 1.10、附加重的定义和输入：比如吊车梁的偏心集中力；砖墙维 护（和钢柱有效拉结）带来的水平地震力增大（计入质点上 下各一半） ，并有提示是否参加水平地震力计算。 1.11、构件验算规范的选择：对单层钢结构厂房框架计算输出的 平面内外计算长度系数有误（按框架梁柱刚度比确定） ，按门 式刚架输出图正确；所以出计算书要修改。另外， 普钢对 变截面钢梁没有计算方法，可以按门规计算，但控制指 标要按普钢要求（宽厚比、长细比、挠度、柱顶位移） 。 1.12、平面外的计算长度：原则为侧向有效支撑点的距离。屋面 檩条如果和屋面板在沿檩条方向有效连接有效连接，檩条可以作为屋 面梁的上翼缘侧向支撑（长圆孔不宜过大） 。隅撑可以作为屋 面梁的下翼缘侧向支撑， 隅撑布置决定因素： A、 弯矩包络图。 特别是风荷载作用弯矩图；B、结构模型。特别注意多跨铰接 中柱，并且跨度大、风载大时跨中风载弯矩图，决定跨中隅 撑是否省略。C、翼缘应力。总之和你的结构模型要一致。 1.13、牛腿设计验算项进一步完善：弯剪作用下的牛腿强度、牛 腿腹板抗剪强度、工形焊缝弯剪强度计算并在计算书中详细 给出。 1.14、门式刚架不按抗震规范控制高厚比、宽厚比。抗震级 别仅对混凝土部分有效，对门式刚架没有实际意义。 1.15、 结构阻尼比自动和选取的结构类别对应： A、 单层厂房： 0.05； B、不大于 12 层框架：0.035；C、大于 12 层框架：0.02。 1.16、摇摆柱的内力放大系数主要考虑铰接端的实际嵌固作用。 1.17、框架分强支撑、弱支撑和无支撑框架。但对弱支撑不能量 化分析。所以门式刚架按有侧移框架设计。 1.18、计算结果的查看：对按普钢设计的工程可以按轻钢 计算查看结果再用普钢结构标准控制结果。 1.19、程序修改了：A、焊缝强度，按厚度分类；B、提高了 8.8 级高强螺栓预拉力设计值；C、对 Q345/Q390/Q420 摩擦面抗 滑移系数由 0.55 改 0.5；D、焊缝计算长度焊缝长度-2*焊 脚尺寸。 1.20、节点域和加劲肋的设计： A、 梁柱节点斜加劲肋的设计： v ccb f tdd M =； B、 端板加劲肋的设计布置：f te N ww t 2 ； C、 端板厚度设计； D、 摩擦型螺栓节点设计。 应力按三角型分布， 注意矩心在 翼缘， 外翼相邻两排螺栓合力在外翼， 弯矩反向时按倒 三角再设计一次。 E、 摩擦型螺栓按形似三角型设计， 矩心在螺栓群中心。 如 果希望设计图中不超过三种螺栓（锚栓） ，可以设定直 径。 1.21、柱脚抗剪键的设计。 A、NV4 . 0时设置抗剪键； B、验算部位：抗剪键根部截面抗弯剪；抗剪键与柱底板焊缝 抗弯剪；混凝土承压。如果希望施工图只有一种抗剪键， 可以定义类型和型号。 1.22、混凝土柱钢梁排架结构设计。混凝土柱配筋和钢梁应力挠度 和定义的支座相关，支座有三种：A、完全抗剪支座。配筋大， 钢梁小，挠度小，轴力大，基础大；B、完全不抗剪（简支） 支座。配筋小，钢梁大，挠度大，轴力小，基础小；C、部分 抗剪支座。介于二者之间。注意和你的施工图模型一致。梁下 设置只拉杆对跨度大、风载大的排架无效。 1.23、连续檩条（墙梁）设计。 A、 搭接不下于 10是为了保证“连续”条件，截面选取由 跨中弯矩决定，搭接长度要求搭接端点弯矩小于跨中最 大弯矩。 B、 刚度折减取决与搭接方式，由于不同与栓焊固接，产生 位移要求折减，折减越多跨中弯矩越大，建议按单倍刚 度计算。 C、 支座弯矩调幅。支座搭接区域有搭接嵌套松动导致弯矩 释放要求通过调幅模拟， 可以释放 10。 注意搭接孔径。 如果是电阻点焊连接就有所不同。 D、 风载调整值 （是否*1.05） 以及风载体形系数取决与建筑 是否轻钢门架结构。 E、 如果连续墙梁承载单面墙板荷载需要按冷弯薄壁规范计 算。因为对连续墙梁规范没有规定双力矩计算方法。再 构造上下功夫，减小双力矩影响。 1.24、简支檩条设计。注意“按附录 E”设计的前提条件：A、基 材厚度不小于 0.66 毫米；B、屋面板能阻止檩条侧向位移和扭 转（压型钢板或者夹心板，用自攻螺钉、螺栓、拉铆钉或者射 钉与檩条牢固连接） 。C、扣合式、咬合式屋面板不能用附录 E 设计。 1.25、只拉构件的建模设计。注意只拉构件的计算长度，可以取消 交点节点来解决。比如柔性支撑设计。 1.26、吊车梁设计。 “其它荷载导致自重增大”指制动桁架、轨道、 悬挂荷载、走道板以及板上附加荷载和积灰。 “其它水平荷载” 对中柱指相邻吊车横向水平荷载作用。 疲劳计算默认为重级吊 车的应力变化循环次数（ 6 10*2,不下于 4 10*5次才验算疲劳） 。 中级吊车可以自定义。 1.27、 风载的选取。 轻钢明确规定用MBMA， 采用荷载规范时 “*1.05” ， 条件为：MH18;1 ),max( BA H ;坡度 0 10。和按荷载规范计 算公式： 0 ww szzk = 0 ww szgzk =计算结果比较结论： A、 铰接柱脚，且3 . 2 h l 或者刚接柱脚，且0 . 3 h l 时用荷 载规范计算结果偏安全。 B、 其它情况，用荷载规范计算结果比门规小 060。 1.28、 体形系数和承载面积相关性。 承载面积越大， 体形系数越小， 比如檩条计算中，檩条间距和长度直接影响 s 大小。 1.29、 建筑抗震设计规范关于单层钢结构厂房设计规定不适用 于单层轻钢结构。抗震控制结构构造措施： A、 构件之间尽量采用螺栓连接； B、 斜梁与钢柱连接下翼宜加腋加强； C、 斜梁与钢柱连接翼缘受压区宽厚比应减小； D、 柱脚设置抗剪键，锚栓采取提高抗拔力构造措施； E、 支撑连接按屈服承载力 1.2 倍设计 1.30、对 H 形、工形截面，当 yy ft b f 235 15 235 13时，0 . 1= x 。 1.31、柱头位移控制，新旧规范差别： A、 无吊车，轻质墙板由 50 h 改为 60 h ； B、 有吊车有驾驶室，由 240 h 改 400 h ； C、 地操桥吊，由 150 h 改 180 h ； D、 砌体维护无吊车，不变（ 100 h ） 。 1.32、当屋面坡度较小时（1:2.5） ，斜梁在平面内可以仅按压弯 构件计算，不计算平面内稳定性。 1.33、薄壁型钢檩条、墙梁有效截面规范修改：受压，部分有效； 受拉侧全部有效。 增加变形控制： 檩条 200 l （门规 150 l ） 墙梁 150 l （门规 10 l ） ，并且墙梁竖向挠度不大于 10 毫米。 1.34、 对普钢规范除 1.22 条还修改： A、 规定柱头位移 （严于门规） ； B 、 组 合 焊 接 工 形 截 面 腹 板 屈 曲 候 的 利 用 ， 如 果 0 . 1) 1 5 . 0 ( 2 + feu f u MM MM V V 可以不加腹板加劲肋（和欧洲 EC3 规 范相同） ；C、观感控制挠度（恒载+活载） ，使用控制挠度（活 载作用下再控制） 。 2、门式刚架的三维建模： 2.1、标准榀定义、立面编辑（刚架二维设计） 、纵向系杆布置、 部分带夹层的刚架输入。 2.2、维护系统输入与设计：屋面构件自动布置、墙面门窗定义、 墙面构件的自动布置、构件计算与施工图绘制、刚性檩条的定 义和考虑、屋面支撑计算和绘制、柱间支撑的计算和绘制。 2.3、刚架施工图的更新和编辑：自动绘制图纸目录、自动绘制设 计说明、绘制地脚锚栓布置图、各榀刚架详图根据屋墙面构件 的布置自动更新、 对已经生成的图纸进行编辑和修改以及标注。 2.4、对有一层吊车或者两层吊车的建筑三维建模，平面分析后能 否导入。 （注意） 2.5、对有夹层甚至多层，三维建模部分只能画图不能分析，需要 TAT 或者 SATWE 分析。注意刚性型钢按虚梁处理（注意） 二、 框架结构设计部分： 结构模型的输入、斜梁和支撑的输入、组合楼板的布置和计算、 计算模块 SATWE 和 TAT 的参数选择、全楼节点设计、设计参数的 定义、节点修改、三维框架设计图、节点图、构件详图绘制、三 维模型图、构件（钢材）订货表、 （能否组合楼板配筋？注意） 自动绘制图纸目录、设计总说明、绘制平面立面布置图等施工图、 编辑修改已生产的图纸、底层框架顶层门式刚架的设计 注意： 框架节点域的计算和补强； 抗震极限承载力验算和补强 （加 盖板、加腋或者 RBS 连接） 。组合楼板厚度不包括压型钢板波幅。 三、 桁架、支架设计部分： 模型输入、二维计算、计算结果的查看和控制、节点设计与施工 图、材料表人机交互编辑。 注意：桁架构件类型为柱，长细比按支撑控制。 四、 排架结构设计部分： 排架模型输入：实腹式或者格构式组合柱截面定义与计算、计算 长度的定义和修改、单、双层吊车荷载输入、多台吊车荷载组合 的折减、双层吊车参数输入注意事项、抽柱排架的吊车荷载输入、 排架二维计算和计算结果的查看以及控制、 （抽柱排架简化计算的 简化等效原则，注意） 细节部位设计：柱肩梁设计、柱脚设计、人孔设计、节点绘制、 构件施工图 五、 工具箱的使用（与第一部分有重复） ： 吊车梁设计、吊车梁截面优化、吊车梁施工图绘制和干预。 框架节点计算工具箱的功能改进、 檩条、墙梁、隅撑、支撑的计算和施工图（改进部分功能） 支撑、抗风柱、组合梁、蜂窝梁等基本构件的计算、注意基本构 件计算中的柱构件部分可以对各种实腹式、格构式组合截面以及 钢管混凝土截面进行验算，并给出计算过程。 六、 任意空间结构的设计部分： 塔架、空间桁架、网架