门式刚架设计

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）马恩成主要内容轻钢门式刚架结构吊车梁计算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。1STS-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）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）（图3弯矩包络图）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）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）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）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，用于结构计算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）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）vccbftddMfteNwwt21STS-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1STS-门式刚架设计——1.2.13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V0.4N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、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。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）2STS-吊车梁设计——2.1.1吊车梁截面数据输入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）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