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1、12 门式刚架设计门式刚架设计 框架设计框架设计主要内容 3第一部分 门式刚架设计依据门规进行门式刚架设计需满足哪些条件？ 跨度宜为936m 柱距宜为69m 柱高宜为4.512m 桥式吊车宜为起重量12）0.02。建立模型-参数说明142）、如何确定“钢梁还要按压弯构件验算平面内稳 定性”？ 当设计规范选取门规时，此参数被激活。 门规第6.1.6-1：实腹式刚架斜梁在平面内可按压弯 构件计算强度，在平面外应按压弯构件计算稳定。 当屋面坡度较大时,轴力对稳定性的影响在刚架平面内外 都不容忽视。当屋面坡度较小时, （坡度 H0/TW= 68.40 (CECS102:2002) *(注：腹板高度变化
2、= 74.6mm/m 60 mm/m, 按不考虑受剪板幅屈曲后强度控制 )”门规第6.1.1条第6项，腹板高度变化超过60mm/m时，已经超出了规程规定 的考虑受剪板腹屈曲后强度计算的适用范围，这时程序按不考虑利用受剪板幅 屈曲后强度来控制腹板的高厚比。在文本文件中会查到高厚比的容许值，该值 如下得出：当不设置腹板横向加劲肋时， =5.34,代入上式,可得:对于Q235钢 , =68.4;对于Q345钢, =56.4。22 当提示超限时，可以通过以下途经来进行调整： （1）调整构件端部高度，对于梁还可以调整变截面长度 ，尽量不超过60mm/m的要求。 （2）通过设置构件腹板横向加劲肋，这样可以
3、提高不考 虑屈曲后强度的容许高厚比。（工具箱、构件修改） “腹板高厚比 H0/TW= 88.33 60 mm/m, 按不考虑受剪板幅屈 曲后强度控制)” 当a/ hw 0.4N时，自动设置抗剪键。 抗剪键的计算混凝土承压 抗剪键根部截面抗弯， 抗剪验算（控制） 抗剪键与底板连接焊缝验算30 【例题2】：带吊车双跨四坡门式刚架，总跨 度60m，总长度72 m，檐口高度8m，屋面坡度 1/10，牛腿高度6m，刚架柱距6m。钢材采用 Q235。恒荷载0.3kN/m2，活荷载（取屋面活荷 载和雪荷载中较大值）0.6kN/m2，基本风压 0.5kN/m2，每跨有两台起重量为5吨的轻级工 作制吊车。吊车的
4、平面布置及注意事项？ 抽柱厂房如何设计？ 08版本中吊车荷载有何改进? 如用SATWE进行吊车荷载计算时有哪些注意事项？ 吊车荷载的计算是否可以传入基础？带吊车门式刚架结构的设计31 【例题3】一单跨双坡单层厂房，采用混凝土柱 ，轻钢屋盖（屋面梁采用实腹钢梁）。跨度为 18m，檐口高度为9 m，坡度为1/10，柱距为6 m ，屋面恒载为0.3KN/ m2,活荷载为0.5KN/ m2,基 本风压为0.35KN/ m2。混凝土柱-轻刚屋盖结构的设计32模型的正确建立 建议的连接形式：混凝土柱与钢梁采用铰接连接，混凝土 柱底采用刚接，多跨情况下的中间混凝土柱与钢梁的连接 采用钢梁连续，混凝土柱铰撑于
5、钢梁底面； 设计控制:结构类型应选择“单层钢结构厂房”，钢梁应满 足钢结构设计规范相关要求，当采用工形变截面梁时，建 议梁构件承载力的校核采用按门式刚架规程进行校核，以 考虑轴力的影响与变截面梁的稳定计算，但局部稳定应满 足钢结构设计规范、抗震规范的要求；挠度控制，考虑到 所采用的轻型屋面体系对钢梁挠度不是非常敏感，在有经 验的情况下可较钢结构设计规范的挠度控制指标（L/400） 适当放宽；33不当的模型会导致的问题 如果在柱与基础设计时，没有考虑屋面斜钢梁对柱的推 力，会导致柱配筋与基础的设计严重偏小，按这种方式 设计的结构在安装过程中就有可能出现基础被翘起、混 凝土柱顶位移过大、柱身出现裂
6、缝、钢梁挠度过大等问 题。而在分析钢梁时，把钢梁两端视为固定铰支座或建 两根短柱作为支座都会夸大混凝土柱对钢梁的约束作用 ，导致钢梁轴力增大、跨中弯矩减小、挠度减小等不真 实情况，这时往往会出现安装后的钢梁的挠度要大于计 算挠度、钢梁有可能整体屈服失稳、局部压屈等不安全 问题；34 整体分析时，分析模型要与连接构造处理相对应。混凝 土柱与钢梁的铰接连接处理一般存在三种连接构造处理 ： 完全抗剪连接构造，这种连接构造能够把梁端的推 力以剪力的方式完全传递给混凝土柱； 完全滑移连接 构造，这种连接构造容许梁端相对混凝土柱顶自由滑移 ，梁端的推力由于相对的滑移而释放，作用力不传递给 混凝土柱； 介于
7、以上二者之间的部分滑移连接构造， 这种连接构造容许梁端相对混凝土柱顶有一定的滑移量 ，梁端的推力由于相对的滑移而部分释放，剩余作用力 以剪力的方式传递给混凝土柱。这三种构造应分别对应 于不同的计算模型，对于这三种不同的连接计算模型， 对内力分析结果带来非常大的差异，下表为某一单跨结 构不同的连接计算模型的分析结果比较：3536 从上表的比较结果可以看出，不同的计算模型，对内力 分析结果、设计结果影响非常大：如果一个完全抗剪的 连接构造，分析时采用完全滑移的分析模型（砼柱单独 作为悬壁柱计算，不考虑钢梁的推力，也属于这种情况 ），会导致柱的配筋、基础尺寸严重的偏小，带来的后 果如同上面柱与基础设
8、计不考虑钢梁推力的情况一样。 而分析时采用的是铰接完全抗剪模式，实际处理时处理 成了长圆孔等滑动支座形式，这会导致钢梁的强度应力 比、挠度等计算结果严重偏小，同样给钢梁的设计带来 不安全隐患；37 设置单拉杆的模型38对于风载较大的地区，当风的作用能够克服屋面自重 作用（组合：1.0恒+1.4风），出现屋面作用力向上的 情况，这时通过在柱顶设置单拉杆来抵抗梁对柱顶的 推力作用，会由于出现压力致使该单拉杆失效而退出 工作，这时剪力还是能够传递到混凝土柱与基础，对 于这种情况下，这种处理是不能起到作用的，不建议 采用这种处理。39梁端铰接定义 对于定义完全滑移与部分滑移的分析模型，必须保留一 个梁
9、端为完全约束的普通铰接节点，否则会出现分析上 的可变体系，使分析无法进行。在定义完全滑移或部分 滑移约束的情况下，程序分析结果中，在查看该混凝土 柱的构件信息时，能够发现程序实际分析出来的滑移量 计算结果，根据分析结果可以用来处理设置滑移的节点 构造。40 门式刚架施工图程序中，能够根据整体分析的结果，处 理这类节点及钢梁的施工图；完全约束容许滑移容许滑移的长圆孔设 置41 在容许滑移的连接节点施工图中，底板设置长圆 孔，长圆孔标注的长度尺寸为支座底板相对于支 承面的容许滑移距离，为保证滑移的顺利进行， 垫板与底板之间不应施焊，底板于混凝土柱顶接 触面处理应保证支座底板与支承面间在容许距离 内
10、自由滑动。对于限制滑移量的连接节点中，当 滑移量达到容许距离时支承面应设置可靠抗剪措 施，限制继续滑移，使剩余剪力能够完全传递给 柱。 混凝土柱身配筋图，可以在STS二维整体分析的 基础上，接力PK进行绘图，有吊车作用的混凝土 排架柱，直接接PK模块中的排架柱绘图，普通无 吊车混凝土柱，接PK模块中的框架绘图。42第 二 部 分框 架 结 构 设 计 43 【例题4】：6层钢框架，长度25.2m，宽度18m ，两个结构标准层，标准层平面图如下图。各层 层高3.3m，恒荷载3.0kN/m2，活荷载3.0kN/m2 ，基本风压0.35kN/m2，7度地震。444546空间计算 SATWE参数的合理
11、选取与结果分析47 如何理解“水平力与整体坐标夹角”与“斜交抗侧力构件 方向附加地震数，相应角度”？ 总信息水平力与整体坐标夹角 该参数为地震力、风荷载作用方向与结构整体坐标的夹 角。当需进行多方向侧向力核算时，可改变此参数。48地震信息斜交抗侧力构件方向附加地震 数，相应角度 抗震规范第5.1.1-2条规定：有斜交抗侧 力构件的结构，当相交角度大于15度时，应 分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用 。(高钢规4.3.2) 程序最多可取5组地震力，附加地震数可在 05之间取值。在“相应角度”输入角度。比 如，在“附加地震数”中输入2，在“相应角度 ”中输入30度和45度，则程序就会自动以30
12、 度和120度、45度和135度各为一组，计算 水平地震作用。49总信息 转换层所在层号对于带转换层的框支剪力墙等结构，设计人员应输入 转换层所在层号，输入转换层数后，程序能够自动按 照高规的规定正确地对框支梁、柱、落地剪力墙 的抗震等级、内力等进行调整。转换层所在层号应包 含地下室层数。 对部分框支剪力墙结构，当转换层的位置设置在3层及 3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等 级尚宜按高规表4.8.2和表4.8.3的规定提高一级采 用，已为特一级时可不再提高。高规第10.2.5条。50总信息 对所有楼层强制采用刚性楼板假 定 抗震规范和高规均要求，在计算 结构的楼层位移比和层间位移
13、比时，要采 用刚性楼盖（刚性楼板假定）。若有不与 楼板相连的构件或定义了弹性楼板，输出 结果与规范要求不符。因此，设计人员在 计算位移比时应考虑“强制执行刚性板假定 ”。在计算结构的内力和配筋时，则应将此 选项去掉。 51结构材料信息中选择“有填充墙钢结构”与“无填充 墙 钢结构”对计算结果有何影响？计算风荷载时,由于选有墙体材料填充的房屋钢结构和无 墙体材料填充的房屋钢结构,结构的阻尼比取值不同,则 脉动增大系数值不同.不会影响风荷载计算时的迎风面宽度。对钢结构取0.01，对有墙体材 料填充的房屋钢结构取0.02。52总信息墙梁转框架梁的控制跨高比(0为不转) 程序对于建模时输入的剪力墙洞口
14、进行自动判 断,对于跨高比大于该值的墙梁自动转换为框架梁 ，采用梁元进行分析，否则仍按墙元分析，如果 输入零值则不进行转换。 但目前程序自动判断局限于规则对齐的洞口， 对于上下层洞口不对齐、墙厚变化等特殊情况不 进行转换，应通过平面图查看转换后的结果。53总信息 结构恒载计算模型信息 一次性加载：按一次加荷方式计算竖向力，采用整体 刚度一次加载模型，这种计算模型适用于多层结构， 或有上传荷载（如：吊柱等）的结构。其计算结果的 主要特点是结构各点的变形完全协调，并由此而产生 的弯矩在各点都能保持内力平衡状态。但是，由于竖 向荷载是一次性加载到工程中从而造成结构竖向位移 往往偏大。 模拟施工加载1
15、：采用整体刚度分层加载模型。这种 计算模型普遍应用于各种类型的下传荷载的结构，目 的是去掉下部荷载对上部结构产生的平动影响。注意 ，其不适应有吊柱的情况。54XZa 一层加载b 二层加载c 三层加载图一55 模拟施工1，只对上部结构起作用，对底部传基础荷载， 并没有起到调节作用。所以框剪结构传基础荷载还是会出 现黑洞现象，即剪力墙下的轴力很大，柱下轴力很小，造 成地基沉降、承载力等验算误差。 可以采用“模拟施工2”的计算方法解决这个问题，它是把 柱的轴向刚度提高10倍，以减少柱、墙的刚度差异，从而 起到调整传基础的荷载。56施工加载2：按模拟施工加荷方式1计算竖向力， 同时在分析过程中将竖向构
16、件的轴向刚度放大十 倍，以削弱竖向荷载按刚度的重分配。这样做将 使得柱和墙上分得的轴力比较均匀，接近手算结 果，传给基础的荷载更为合理。 模拟施工加载3 ：采用分层刚度分层加载模型。 与模拟施工加载1类似，只是在分层加载时，去 掉了没有用的刚度，使其更接近于施工过程。建 议可以首选模拟施工加载3来计算恒载。 钢的弹性模量比混凝土大的多，对钢结构可以按 “一次性加载”计算恒载。57a 一层结构b 二层结构c 三层结构 图二58模拟施工次序信息：施工次序定义：模拟施工1或3的计算模式下，为 适应某些复杂结构，新增了自定义施工次序菜单 ，可以对楼层组装的各自然层分别指定施工次序 号。程序隐含指定每一个自然层是一次施工，用户可 通过施工次序定义指定连续若干层为
