PKPM钢结构设计软件STS疑难问题及工程实例解析 重庆学习班

中国建筑科学研究院科技干部培训中心

建科培训字2010第[ 82 ]号

关于举办“PKPM钢结构设计软件STS疑难问题及工程实例解析”培训班

的通知

举办时间：2010年7月17日---7月18日（16日全天为报到时间；17、18日上课） 举办地点：重庆市

转发：请转发没有收到此通知的相关单位及个人 培训内容：

本培训班就结构设计在采用PKPM软件进行设计时，遇到的一些常见、特殊问题及一些具体的工程实例进行讲解，并演示软件在工程设计应用中的新增亮点和应用难点，解答用户在设计中遇到的疑难问题，与大家进行展开面对面的研讨并对相关问题给予系统解答，同时便于设计人员了解并掌握软件的使用技巧和最新功能改进。同时欢迎大家带着问题前来咨询。 主讲专家：

马恩成：中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部钢结构软件研究室主任，高级工程师。PKPM

钢结构设计软件STS研发负责人，主要完成人，一直从事钢结构软件开发，技术咨询，软件培训工作。

夏绪勇：中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部钢结构软件研究室副主任，高级工程师，PKPM钢

结构设计软件STS主要研发人，一直从事钢结构软件开发，技术咨询，软件培训工作。

一、门式刚架二维设计：

门式刚架结构为当前国内使用最为广泛的一种钢结构厂房结构形式，但也是设计、施工安装及使用过程中出现问题较多的地方。如何正确的确定梁柱平面外计算长度，隅撑能否作为平面外的支撑点，吊车吨位超过20t后仍然采用门式刚架这种结构形式该如何设计，混凝土柱轻钢屋盖如何正确的模拟分析等问题，都是很多设计人员比较难以把握的地方。本部分的讲解结合规程条文，软件实现的技术条件，实例的计算比较，对如何正确运用STS程序设计各类门式刚架结构进行全面的讲解。讲解要点如下： 1.截面定义、截面分类的选择；

2.抗风柱的几种设置形式的构造与计算设置； 3.计算长度的合理取值；

4.风荷载体型系数按门规、荷载规范的合理选用； 5.活荷载的取值； 6.吊车荷载的定义、吊车梁自重作用的考虑；7.悬挂吊车作用的考虑； 8.设计参数中重要参数的规范出处、作用与合理取值； 9.单个构件验算规范的指定；

10.高厚比超限情况下的调整方案，构件加劲肋的设置与计算； 11.计算结果的查看，挠度、坡度改变率、柱顶位移的控制； 12.门架优化程序的使用； 13.门架节点设计；

14.超出门式刚架规程适用范围的钢结构厂房设计（如吊车吨位>20吨）； 15.混凝土柱、钢屋盖结构设计。 二、门式刚架三维设计：

屋面支撑、纵向列柱间支撑如何计算，门式刚架抽柱情况下该如何设计，这都是困扰很多设计人员的问题， 08版本为这些问题提供了便捷的解决途径。08版门式刚架模块更加突出了三维设计方法：建立结构整体模型，自动形成吊车荷载，布置屋面、墙面构件，自动计算门式刚架、屋面支撑、柱间支撑，自动绘制全套施工图，统计结构整体用钢量，报价；形成到JCCAD的数据；生成三维整体模型图和渲染效果图；适应抽柱门式刚架厂房的自动导荷与托梁支座模拟。本部分将详细讲解08版门式刚架三维设计程序的使用与实现技术条件。讲解要点如下：

1.门架三维设计的实现机制：三维建模二维计算； 2.吊车的三维平面布置、吊车荷载的自动导算；

3.纵向榀柱间支撑计算，纵向风、刹车力与地震力的自动考虑方法； 4.适应抽柱厂房情况，模拟托梁弹性支座的设置； 5.屋面、墙面设计；

6.自动生成含主结构、维护结构的三维整体模型图； 7.自动生成三维建筑渲染效果图； 8.门式刚架接力JCCAD基础设计。

三、钢结构二维计算常见问题和解决方法：

本部分讲解，归纳了长期以来咨询过程中常见的一些问题，结合规范的条文与程序的实现，用户典型的实例讲解，对这些问题给出解答。讲解要点如下：

1.结构类型与抗震设计的关系，门架的抗震设计，地震作用阻尼比取值 2.活荷载与风荷载取值

3.结构或构件变形的控制4.门架斜梁平面内稳定验算5.门架变截面杆件高厚比控制； 6.钢结构规范塑性发展系数的考虑与翼缘宽厚比控制

7.钢结构规范焊接组合工形截面腹板屈曲后强度利用与程序实现 8.轴心构件截面分类的修改与稳定系数的查取

9.钢结构规范单轴对称截面计及扭转效应换算长细比计算与程序实现 10.计算长度的确定：有侧移、无侧移的选用，摇摆柱情况下的调整 11.最小剪重比控制与调整12.近似考虑空间扭转地震作用效应增大系数 13.振型参与质量系数的计算与振型数量选取 14.规则框架层间位移校核与薄弱层内力调整

15.强柱弱梁验算与控制16.大跨桁架竖向地震作用计算。 四、框架设计：

钢框架结构柱间支撑、楼面支撑的输入，花纹钢板、压型钢板楼屋面时板厚的正确模拟，压型钢板组合楼盖的设计，整体分析时有效净截面系数的估算与节点设计按实际螺栓开孔的精确计算的关系，计算长度按有侧移、无侧移的取值，钢构件、钢与混凝土组合梁构件的验算内容、结果的查看与正确控制，全楼节点设计不满足抗震规范8.2.8条强节点弱构件要求的节点补强处理等，都是钢框架结构设计过程中的一些关键问题，本部分讲解结合实例与软件的实际操作，对这些问题进行详细的讲解。讲解要点如下：

1.模型、荷载输入：截面定义（钢管混凝土，实腹、格构组合、任意截面）；斜梁输入（上节点高、梁端高）；

支撑输入（柱间支撑、屋面支撑）；广义楼层（柱底标高、越层柱、越层梁）；楼板厚度（组合楼盖时，输最薄位置厚度、轻型屋面，不考虑楼板作用，板厚输为0）；次梁布置； 荷载输入、吊车平面布置；

2.压型钢板组合楼盖设计；

3.结构平面图与钢材统计（毛重）；

4.三维分析钢结构构件验算相关参数的设定：有无侧移，计算长度系数修改；特殊构件定义（铰接构件，门式刚架构件，组合梁）；考虑特殊风荷载与自定义荷载效应组合；净截面和毛截面比值；强柱弱梁校核。

5.三维分析钢结构构件验算相关验算结果的查看：钢梁、钢柱、钢支撑、组合梁的应力值的输出意义；

6.全楼连接节点设计与施工图：连接设计参数的合理选择；节点域的补强措施；抗震规范

8.2.8条强节点弱构件要求，对节点的补强；08版节点设计的改进与新增节点：钢梁与混凝土柱、剪力墙连接，槽钢次梁截面，双槽钢柱截面。

五、框架顶层为门式刚架的三维整体建模，分析，节点设计和施工图：

底部框架顶层门式刚架结构，这种结构形式近些年来在超市、展厅等结构中使用较多，按门规的条文说明，顶层门架的设计、制作、安装可以参考门式刚架规程。对于这种结构一般都需要采用三维整体分析，在三维中如何正确针对顶层门式刚架这种结构形式的特点进行建模、分析与验算，经常是设计人员难以把握的地方，从我们处理过的用户邮件工程数据来看，也是设计过程中问题非常多的地方。讲解要点如下： 1.建模方法；

2.按门规验算，特殊构件的定义，按门规验算的适用条件； 3.轻型屋面风吸力按特殊风的考虑与自定义组合； 4.顶层门架计算长度的确定；

5.这类结构三维分析的常见问题与解决方案：顶层屋面梁平面外的局部振动问题；三维计算与二维单榀计算的比较。 六、排架设计：

排架结构一般用于吊车吨位较大的厂房结构，这类结构有着其自身的显著特点，但是近年来，这类结构也多采用与门式刚架结构相同的压型钢板轻型围护、变截面实腹钢梁形式，这就涉及到门式刚架、框排架结构如何界定，框排架中的变截面实腹钢梁如何验算与控制等，在本部分讲解内容中都会结合用户实例进行详细的讲述。讲解要点如下： 1.复杂排架截面柱定义与构件验算；

2.屋架的参与计算方式：整体建模、或刚性杆梁模拟； 3.偏心的原则：杆件布置偏心，吊车轮压偏心；

4.排架阶形柱的计算长度确定，复杂阶形柱、实腹钢梁等情况下的调整； 5.双层吊车荷载的输入与程序组合实现技术条件，空车轮压的自动导算； 6.抽柱排架的建模与吊车荷载考虑；

7.排架计算设计参数的合理选取：结构类型、设计控制参数、多台吊车组合吊车荷载折减系数 、单层厂房阶形柱计算长度折减系数 、地震作用效应增大系数 、有侧移； 8.附加重量与恒载作用的区别； 9.独立基础设计；

10.排架计算结果的查看：构件整体、分肢、缀材的校核，挠度的控制，柱顶位移、吊车轨道顶面位移的控制；

11.排架结构施工图设计：组合截面柱肩梁、牛腿、人孔、柱脚设计与施工图。 七、桁架、钢管桁架设计：

桁架结构分析时，对不同支座模拟方式，对内力分析结果带来显著的差异；不同杆件类型的输入，也会带来完全不一样的构件验算结果；什么时候可以把屋架单独拿出来分析设计，何时又必须把桁架与下部结构整体分析；带桁架整体分析时，下部支撑排架柱顶铰固接的不同设置，也会对分析结果带来明显的差别。如何正确的把握这些关键问题，在本部分讲解内容中都会结合实例进行详细的讲述。08版新增管管相贯直接焊接的管桁架结构施工图设计，这里也会对这类结构形式的受力特点、节点承载力计算、施工图设计进行全面的介绍。讲解要点如下：

1.支座杆的正确模拟； 2.杆件输入类型：柱；

3.平面内、外计算长度的选取； 4.按两端铰接或刚接计算的选用； 5.杆件截面的选择原则； 6.风荷载输入；

7.设计参数的正确选取：结构类型、设计控制参数、柱的轴向变形、无侧移、考虑活荷最不利布置

8.复杂桁架计算建模常见的问题，注意的事项：较大节间荷载情况、带桁架整体建模计算情况下柱顶铰固接的区别；

9.桁架计算结果的查看与控制：计算结果合理性查看、长细比的控制、挠度的控制； 10.角钢、槽钢屋架施工图设计； 11.钢管桁架施工图设计。 八、支架设计：

支架结构广泛应用于通廊、管道支架等结构中，固定支架、摇摆支架的形式与程序的适用情况，立柱与交叉腹杆的计算长度的正确取值，交叉腹杆按单拉杆设计时交叉点在地震分析时可能会成为摆动机构等需要注意的问题，在本部分讲解内容中都会结合实例进行详细的讲述。讲解要点如下：

1.钢支架的形式与适用范围，摇摆支架的设计； 2.立柱、腹杆截面的选用与布置； 3.立柱、交叉腹杆计算长度的确定；

4.腹杆设置单拉杆时的计算与适用情况； 5.支座反力的合成与基础设计；

6.单片悬臂固定支架平面外受力的补充人为考虑； 7.支架计算设计参数的合理取值； 8.支架计算结果的查看与控制； 9.支架施工图设计。 九、工具箱应用：

由于钢结构设计本身比较复杂、繁琐的特点，很难在一个模型中把所有设计内容都考虑到，因此钢结构工具箱成为局部构件补充设计的一项必不可少的部分，也是钢结构设计中应用非常频繁的模块，如何正确的利用工具箱中提供的各项功能，本部分将进行详细的讲解。讲解要点如下：

1.吊车梁设计：吊车梁设计截面数据的输入；吊车梁截面的优化选择；对其他荷载的考虑（自重、走道板荷载、悬挂荷载、中列相邻跨刹车力等）；吊车梁的疲劳计算；吊车梁、制动结构施工图设计。

2.简支檩条、墙梁设计：冷弯规范或门规验算原理，验算规范的合理选用；风吸力下翼缘稳定验算方法选择；刚性檩条的考虑；墙梁弯扭双力矩的考虑。

3.连续檩条、墙梁设计：搭接长度的选用；边跨、中间垮截面的合理选择；支座双檩刚度的折减；活荷不利布置的考虑；不对称垮连续檩条的设计；两跨一连续不搭接檩条的设计。 4.屋面支撑的计算，系杆的设计：设计剪力计算跨度：取横向柱间支撑的间距；屋面分担山墙风荷载系数；

可以通过设计剪力计算工具获得刚性系杆或刚性檩条的设计轴力；

5.柱间支撑的计算与施工图：支撑种类：交叉支撑、门形支撑、双层支撑、双片支撑、多层支撑等；柱间支撑作用力：山墙风荷载、纵向刹车力、纵向地震力； 6.连接节点计算与绘图工具的使用； 7.抗风柱计算与施工图

8.蜂窝梁设计：蜂窝梁的开孔与加工方式；蜂窝梁的计算技术条件。

9.组合梁设计：栓钉连接件的设置方式：完全抗剪与部分抗剪；组合梁计算等效翼板宽度的选用；组合梁施工阶段的验算；剪跨区段的划分与连接件设计；组合使用阶段的承载力验算；组合使用阶段挠度计算考虑施工阶段钢梁的挠曲，剪切面的滑移计算，混凝土变长期效应的影响。

10.简支梁计算 11.连续梁计算

12.基本构件计算：梁构件，已知设计内力的情况下进行构件的验算，可以选择是否考虑抗震、是否利用屈曲后强度，设置加劲肋后的板局部稳定的验算；柱构件，已知设计内力下的构件验算，可以考虑双向压弯各类实腹组合截面、格构截面、钢管混凝土截面都能进行细的验算与验算中间过程输出。

十、时间及地点（开班前六天为报名截止日期）

第一期 2010年7月17日——7月18日 重庆市