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1、中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部 钢结构设计软件STS应用 2005版本 马恩成 1 主要内容 轻钢门式刚架结构吊车梁计算 2 1STS 门式刚架设计 1 1三维和二维模型方法 三维模型方法 图 建立结构整体模型 布置 计算屋面 墙面构件 统计结构整体用钢量 报价 绘制施工图 立面建模 直接完成主刚架建模 优化 计算 根据立面模型形成整体模型 数据立即更新 快速形成数据 柱脚锚栓布置图 形成到JCCAD的数据 二维模型方法 计算檩条 墙梁 吊车梁等构件 建立单榀门式刚架模型 优化 计算 节点设计 绘制施工图 功能集成在一个菜单完成 精确统计单榀刚架钢材 高强度螺栓用量 3 4 1STS
2、门式刚架设计 1 2 1二维模型方法 二维模型方法 计算檩条 墙梁 吊车梁等构件计算柱间支撑 屋面支撑计算抗风柱单榀刚架建模 截面优化 结构计算节点设计与绘制施工图 5 1STS 门式刚架设计 1 2 2构件定义 抗风柱考虑 形式一 只承担山墙风荷载 不承担屋面竖向荷载 形式二 不但承担山墙风荷载 还承担屋面竖向荷载 兼作摇摆柱 6 1STS 门式刚架设计 1 2 3门式刚架计算长度取值 平面内计算长度系数用程序自动计算结果平面外计算长度原则为侧向支撑点间的距离屋面和檩条对上翼缘的作用隅撑的作用与设置 弯矩图例 取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离 隅撑间距 图1门式刚架系统 图2恒载 风载弯矩图
3、 图3弯矩包络图 7 8 9 1STS 门式刚架设计 1 2 4吊车荷载 作用分两部分 吊车梁的作用 以恒载输入吊车工作的作用 吊车荷载考虑最不利情况吊车荷载计算牛腿设计 10 1STS 门式刚架设计 1 2 5参数输入 结构类型 用于确定地震计算阻尼比 单层厂房 门式刚架取0 05 12层 取0 035 12层 取0 02验算规范根据所计算的结构适用那本规范采用 有时需要多次计算 综合考虑 控制参数 门式刚架不按抗震规范控制高厚比 长细比 摇摆柱设计内力放大系数 考虑铰接端实际有嵌固作用 11 1STS 门式刚架设计 1 2 5参数输入 斜梁计算仅按压弯构件计算强度 和平面外稳定 按压弯构件
4、计算强度 和平面内 平面外稳定 有侧移 无侧移框架GB50017无支撑 弱支撑 强支撑框架门式刚架按有侧移结构净截面和毛截面比值活荷载不利布置 图1活荷载不利布置比较 12 13 1STS 门式刚架设计 1 2 6单拉杆件 是只能受拉 不能受压的柔性杆件 如图例 一旦受压 立即退出工作 重新形成刚度矩阵取消节点 不是删除节点 14 1STS 门式刚架设计 1 2 7截面优化程序使用 验算规范选择门式刚架规程或上海标准定义构件截面 只关心截面类型 变截面还是等截面 不用关心截面尺寸布置了相同标准截面的构件 优化后截面相同平面外计算长度要修改优化限值要根据最优原则和实际情况选择直接导出优化结果 用
5、于结构计算 15 1STS 门式刚架设计 1 2 8结构计算 应力比输出的含义挠度控制 相对挠度 绝对挠度 坡度变化 计算结果输出门式刚架变截面杆件高厚比控制 主菜单 16 1STS 门式刚架设计 1 2 9节点设计相关指标 按GB50017设计指标与连接设计修改钢材强度设计值 焊缝强度设计值根据板厚分组与GBJ17 88不同 8 8级高强度螺栓预拉力提高摩擦面抗滑移系数喷砂处理由0 55修改为0 5 对于Q345 Q390 Q420 承压型连接高强度螺栓抗拉计算与普通螺栓相同角焊缝计算长度 焊缝长度 2x焊脚尺寸 17 1STS 门式刚架设计 1 2 10节点设计 节点类型选择端板厚度计算节
6、点计算方法反向弯矩计算连接位置腹板强度计算 加劲肋布置节点域计算 斜加劲肋设计 18 1STS 门式刚架设计 1 2 11节点域和加劲肋设计 节点域计算 斜加劲肋设计连接位置腹板强度计算 加劲肋布置 间隔1个或2个螺栓布置 程序自动判断 19 1STS 门式刚架设计 1 2 12螺栓直径选择 高强度螺栓直径 根据构造要求 进行自动排列 如果排列不下 会自动调整螺栓直径和间距 重新排列 直到满足要求柱脚锚栓直径 根据柱脚内力进行验算 如果不能满足 会自动增大锚栓直径 直到满足要求结果可能存在多种直径的高强度螺栓 柱脚锚栓可以在设计时 采用一种直径的高强度螺栓 20 1STS 门式刚架设计 1 2
7、 13抗剪键 作用 将柱底剪力通过抗剪键传递到基础 避免锚栓抗剪V 0 4N时 要设置抗剪键 门式刚架一般都要设置抗剪键抗剪键的做法抗剪键的计算 21 1STS 门式刚架设计 1 2 14施工图 整体施工图 节点大样图 索引图 构件详图 零件放样图 设计院 制作单位的不同需求 22 1STS 门式刚架设计 1 2 15围护结构构件计算 檩条墙梁计算 计算方法 屋面板形式 拉条设置方式 图 连续檩条计算 搭接长度 优化刚性檩条考虑屋面支撑 柱间支撑 三维图 连接大样图 23 24 25 1STS 门式刚架设计 1 3 1三维模型方法 三维模型方法 通过单榀模型 优化 计算 建立结构整体模型布置
8、计算屋面 墙面构件 粗略统计结构整体用钢量 报价 绘制施工图 26 1STS 门式刚架设计 1 3 2屋面 墙面设计 屋面墙面布置 计算 施工图屋面 墙面设计菜单中输入的檩条 墙梁 支撑等构件只用于本菜单的计算 绘图 材料统计 不会传递到三维计算中 27 1STS 门式刚架设计 1 3 3结构计算 根据传力途径 导算荷载 单独计算可以用三维分析程序计算 见底部框架 上部门式刚架结构计算 28 2STS 吊车梁设计 2 1 1吊车梁截面数据输入 29 2STS 吊车梁设计 2 1 2吊车梁截面优化 输入0表示程序自动确定输入最大截面尺寸输入最小 最大截面尺寸变截面吊车梁给出5组重量最小的截面尺寸
9、 30 2STS 吊车梁设计 2 1 3考虑其他荷载的作用 吊车轮压作用 吊车梁 制动结构 轨道自重与灰荷重等由程序计算 简化为轮压 增多系数 其他竖向荷载对强度 稳定性 竖向挠度的影响如 走道板活荷载 悬挂荷载等其他水平荷载对强度 水平挠度的影响如 相邻跨吊车的横向水平荷载作用 中列柱 31 2STS 吊车梁设计 2 1 4疲劳计算 GB50017 6 1 1当应力变化的循环次数n 5 104次时 应进行疲劳计算 GB17 88规定为n 105次 软件对中级工作制吊车可以选择是否进行疲劳计算 32 2STS 吊车梁设计 2 2吊车梁 制动结构施工图 吊车梁施工图详图 可以绘制变截面吊车梁可以绘制纵向加劲肋制动结构施工图 33
