PKPM钢结构产品进展总结汇报

钢结构产品进展PKPM

设计软件事业部2016.10.26

钢结构新规范版本修改要点

钢结构产品主要改进

钢结构产品展望主要内容一、钢结构新规范版本修改要点主要相关规范：

《高层民用建筑钢结构技术规程》

（JGJ99-2015）2016.5.1实施；PKPM

2010版

V3.1.2

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》（GB51022-2015）

2016.8.1实施；

PKPM

2010版

V3.1.5

《钢结构设计规范》（已报批）一、钢结构新规范版本修改要点1.

高钢规明确适用范围2.

新增钢材牌号、调整材料强度3.

高钢规明确了钢结构刚重比的控制4.

高钢规中钢结构连接设计5.

区划图、抗规（2016修订）6.

门式刚架规范中的抗震设计一、钢结构新规范版本修改要点7.

对轻钢门架结构中风、雪的精细考虑8.

门钢规范构件验算变化9.

门式刚架计算长度增加单阶柱、双阶柱情况10.门钢规范节点设计11.门钢规范中围护构件设计变化明确了高钢规的适用范围新增高性能钢材GJ钢增加建筑结构用钢板：Q345GJ围护构件设计增加LQ550钢材调整钢材强度

新

规

程03

规

范调整钢材强度

强度设计值发生变化

屈服强度最小值按厚度变化

PMCAD、钢结构二维设计、框架三维连接设计、STS工具箱中梁柱构件设计工具以及连接设计工具均根据《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-2015)扩展了钢号，分别增加了Q460~Q690、Q235GJ~Q460GJ以及LQ550钢材。软件增加新钢材选择和设计

围护构件设计软件增加新钢材选择和设计明确了钢结构刚重比的控制高钢规中的钢结构连接设计

梁柱连接极限承载力验算明确了梁柱连接翼缘和腹板极限承载力的计算方法。翼缘极限承载力引入了可以由腹板的一部分来承担极限承载力的概念。腹板的极限状态是柱壁板的屈曲并丧失承载力，所以在计算上采用的是屈曲强度而不是最小抗拉强度。

柱脚连接极限承载力验算明确了外露式、外包式和埋入式三种柱脚类型的极限承载力计算方法。

螺栓群承载力验算对螺栓的验算在附录F中做了比较明确的规定，包括螺栓的极限承载力、螺栓群拉脱和挤穿情况时的承载力以及梁拼接时的极限承载力计算。区划图、抗规（

2016

修订）门式刚架规范中的抗震设计

承载力抗震调整系数变化对比可见，强度计算由0.75提高到了0.85，而稳定则是从0.75提高到了0.9，地震组合验算时，结构抗力会有所降低，这对于地震作用控制的结构会带来一定影响。门式刚架规范中的抗震设计

抗震构造措施门式刚架规范中的抗震设计算例对比，抗震控制时，构件局部稳定的变化：

对轻钢门架结构风、雪的精细考虑

风荷载1、主刚架风荷载调整系数1.1

2、考虑室内、外风压力最大组合多组工况规范修改多组风荷载，程序自动导算

软件实现对轻钢门架结构风、雪的精细考虑对设计影响分析算例对比单跨（1/10坡度）不同跨度下风荷载弯矩标准值，供设计人员参考对轻钢门架结构风、雪的精细考虑从对比来看，1/10坡度单跨铰接刚架按新规范考虑风荷载会比旧规程算得的标准内力更小，因门式刚架为对风敏感结构，所以新规范风荷载的变化对构件和变形验算会产生一定的影响。对轻钢门架结构风、雪的精细考虑

对设计影响分析

雪荷载规范变化1、基本雪压，按荷载规范GB5009规定的，100年重现期的雪压采用2、对高低跨，考虑雪堆积和漂移对轻钢门架结构风、雪的精细考虑按规范增加漂移和堆积实现软件实现对轻钢门架结构风、雪的精细考虑对设计影响以某高低跨模型为例，按哈尔滨市的雪压计算，下面分别是旧版和新版程序自动生成的高低跨交界处的雪荷载：对轻钢门架结构风、雪的精细考虑计算后的弯矩图对比：

对比以上结果，可见当采用新规范考虑雪荷载时，由于考虑重现期的雪压加大以及

漂移堆积的影响，高低跨交界处的柱弯矩增加了将近10%，这会对弯矩敏感的变截

面柱带来较大的影响。对轻钢门架结构风、雪的精细考虑

对设计影响旧规程新规范𝑉𝑑=𝜑𝑝𝑠ℎ𝑤𝑡𝑤𝑓𝑣其中：ℎ𝑤为板幅平均高度𝑉𝑑=χ𝑡𝑎𝑝𝜑𝑝𝑠ℎ𝑤1𝑡𝑤𝑓𝑣≤ℎ𝑤0𝑡𝑤𝑓𝑣其中：ℎ𝑤1为腹板大端高度0.223χ𝑡𝑎𝑝=1−0.35𝛼𝛾𝑝ℎ𝑤1γ𝑝=−1ℎ𝑤0取消楔率60mm/m的限制增加了楔率折减系数𝝌𝒕𝒂𝒑规范变化门钢规范构件验算变化

抗剪承载力

计算公式变化从表格的对比中可以发现新规范Vd有减小的趋势，特别是第三个构件，由于大小端高度差异较大，楔率折减系数对抗剪承载力的影响就比较大。

对变截面，新规范算得的抗剪承载力普遍减小。门钢规范构件验算变化

对设计影响

下面对一些构件进行实际对比（钢号均为Q235，按底部铰接考虑）：腹板高厚比：

250

Q235：68.4

Q345：56.4

02规程腹板高厚比：

250楔率折减系数

16规范门钢规范构件验算变化

对设计影响

对腹板高厚比影响：横向加劲肋设置规范变化规范7.1.1-4如下：门钢规范构件验算变化

抗剪承载力建模时，可设置构件横向加劲肋信息刚架施工图阶段，能完成构件横向加劲肋设计

构件面内稳定都采用大端内力和几何特性门钢规范构件验算变化对比可以发现，当计算长度一致时新规范求得的面内稳定都会减小，但是考虑到采用新规范的计算长度确定方法后，面内计算长度可能会变大，带来面内稳定略微变大的情况。门钢规范构件验算变化

对设计影响

构件面外稳定都采用大端内力和几何特性，并通过指数形式折减弯矩门钢规范构件验算变化

梁面外稳定1）整体稳定系数𝝋𝒃调整门钢规范构件验算变化采用考虑隅撑刚度的弹性屈曲临界弯矩门钢规范构件验算变化

2）考虑隅撑作为弹性支座的影响2）考虑隅撑作为弹性支座的影响对于隅撑作为梁面外支撑问题，建议如下：1）根据梁截面大小来建议：

如果梁截面过大，檩条加隅撑的约束相对刚度较小，导致应力增加较大，这是合理的，建议这时取屋面支撑的间距作为面外支撑，屋面支撑交叉点位置设置纵向通长系杆；如果梁截面不大，可以用隅撑来保证面外稳定；2）软件增加选项，自动取面外支撑与隅撑作为支撑点的稳定应力较小值，作为梁面外稳定的控制值。门钢规范构件验算变化

夹层结构规范3.3.1规定夹层处柱顶位移规范表3.3.2规定夹层梁挠跨比门钢规范构件验算变化公式考虑柱的线刚度ic以及梁对柱的转动约束刚度Kz门钢规范计算长度变化

平面内计算长度按照规范附录A实现

按A.0.1~A.0.6条，确定铰接单跨、单阶、双阶柱的计算长度系数

平面内计算长度按照规范附录A实现按A.0.8条，考虑整体失稳的方法确定。门钢规范计算长度变化对设计影响

分别对单跨、单阶、双阶的三种情况和旧规程进行对比（对比的柱子用红框标出）：门钢规范计算长度变化中梁线刚度在摇摆柱情况下减小。

对摇摆柱情况刚度更合理。门钢规范中连接设计变化

节点刚度验算柱脚节点采用低位锚栓且螺母垫板与底板焊接时，可考虑锚栓抗剪。门钢规范中连接设计变化

锚栓

锚栓抗剪

，规范10.2.15-3。

规范10.2.15-4

规定：锚栓直径和最小锚固长度

锚栓门钢规范中连接设计变化墙梁风荷载系数，规范

表4.2.3-3a，4.2.3-3b檩条风荷载系数，规范

表4.2.2-4a

~

4.2.2-7b门钢规范中围护构件设计变化

风压调整系数按1.5取值

檩条、墙梁风荷载系数变化

稳定计算取消原规程附录E风吸力作用下的计算门钢规范中围护构件设计变化

檩条强度计算，公式改为按平行轴考虑，同时增加抗剪承载力验算自重：0.3kN/m2

活载：0.5kN/m2屋面角度：5.711°

风吸：-1.16

基本风压：0.4kN/m2

跨度：6m

间距：1.5m风压：0.38新规范无论是强度还是稳定，在常见情况下都会增大对于平行轴和主惯性轴一致的截面

门钢规范中围护构件设计变化

对设计的影响下面按以下条件对比多个简支檩条在强度和稳定上的差异：对风起控制情况，新规范结果一般情况会变大门钢规范中围护构件设计变化

对于平行轴和主惯性轴不一致的截面二、钢结构产品主要改进1.

钢框架增加列表出图方式，设计图纸更简洁2.

吊车系统的集成设计，带来更高效的厂房设计3.

增加自定义工况4.

图文并茂的新版计算书5.

钢结构产品其他改进6.

三维计算分析软件针对钢结构的主要改进列表出图方式：

一种更加简练的图纸表达方式

只表达设计信息，内容更少

后期归并更加灵活，归并范围更大

图纸数量大大减少（尤其针对大工程）

参数表格表达，施工图基本不需调整钢框架增加列表出图方式钢框架增加列表出图方式立面布置图新增详细画法钢框架增加列表出图方式立面布置图新增详细画法钢框架增加列表出图方式

吊车荷载布置的同时，进行吊车梁布置截面确定方式：用户交互定义、选择吊车梁标准图集

制动结构交互布置

吊车梁自身的设计设计方式：验算截面、优选截面

吊车梁系统施工图集成到厂房设计中高效的厂房设计-吊车系统集成吊车荷载布置的同时，完成吊车梁布置厂房系统施工图一般包括：主刚架施工图吊车系统施工图支撑、围护构件施工图V3.1版：集成厂房系统施工图，实现“一键绘图”高效的厂房设计-全套图纸一键生成

二维设计增加自定义组合功能增加自定义组合、工况

三维设计增加自定义工况、自定义组合功能增加自定义组合、工况图文并茂的新版计算书

输出WORD格式计算书

输出PDF格式计算书

可以自定义输出格式

可以自定义输出内容1、混凝土柱钢梁连接增加连接修改功能2、完善了坡屋面主次梁连接设计3、外包式和埋入式柱脚增加混凝土标号设置4、圆管柱与梁连接的外环板可以自定义宽度5、增加梁柱连接设计方法的选择6、二维设计增加荷载系数功能，方便方案比较7、门钢设计增加挑檐的快速输入功能8、增加剖分T型钢桁架施工图设计钢结构产品其他改进1、单拉杆设计2、特殊风荷载布置增加精细布置3、自定义工况和组合4、结果文件中输出控制限值引用的规范条文5、混合结构设计satwe可以分别设置钢和混凝土的阻尼比三维分析软件针对钢结构主要改进1、全面升级STWJ程序原STWJ程序仅适用于网架结构，新程序可以全面支持网架、网壳结构的计算、分析与设计2、正在研发STGHJ软件该软件主要针对空间管桁架结构，计划2017年推出3、空间结构高级计算模块的研发包括非线性稳定性分析、弹塑性动力时程分析等，计划2017年逐渐推出大跨空间结构系列产品进展1.

支持复杂网架、网壳结构的建模、分析与设计新版STWJ软件的若干特点2.

增加常规网架、网壳结构快速建模功能1）刚性支座，铰接支座，滑移支座，弹性支座；2）快捷的布置各种情况下的弹性支座；3）悬臂柱、橡胶垫、托梁，悬臂柱+橡胶垫、托梁+橡胶垫；4）通过指定支座的局部坐标系，实现斜支座的布置。3.

全面的支座、节点约束指定功能方便快捷的荷载布置。通过统一的左侧停靠对话框，实现多工况，多荷载类型的布置。自定义工况类型4.

荷载与工况快捷生成导荷面，更加方便地布置风荷载蒙皮生成实例方便的构件管理集5.

构件管理集的建立6.

截面方向自动指定功能7.计算、分析功能全面提升（1）增加梁单元，用于网壳结构的计算；（2）增加拉索单元，既可以对拉索施加预张力，又可以模拟单拉（压）杆；（3）增加了弹性动力时程分析功能；（4）增加特征值屈曲分析功能；（5）增加约束方程定义，用以模拟斜支座；（6）增加多点地震动响应分析功能，以考虑行波效应；（7）更加完善的施工图与计算书。低层冷弯薄壁型钢住宅设计软件设计依据：《钢结构设计规范》

GB50017-2003、《建筑结构荷载规范》

GB50009-2012、《冷弯薄壁型钢结构技术规