PKPM钢结构计算实例
轻型门式刚架钢结构设计(配pkpm4.1实操)
连续实腹式檩条；
（2）C形和Z形檩条，宜将上翼缘肢尖（或卷边）朝向屋脊 方向；
（3）屋脊檩条应采用双檩条方案，并应在高度1/3处用圆钢
或钢管相互拉结； （4）檩条跨度由主刚架柱距决定；
（5）檩条间距应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、天沟、
屋面材料、檩条规格等因素，一般应等间距布置，但在屋脊 和檐口处，为便于屋脊盖板和天沟收边，檩条布置应做局部
柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内，形成抵抗纵向荷载 的支撑桁架；
刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足对压弯构件的刚度和承 载力要求。若不满足，应另设刚性系杆； 交叉支撑可采用张紧的圆钢，屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上 翼缘处，
• 支撑系统的传力途径：
山墙墙板
墙梁
墙架柱
屋盖水平支撑系统
实腹式檩条 热轧型钢 H型钢 冷弯薄壁型钢 适用于荷载较大的屋面 适用于压型钢 板的轻型屋面
直卷边和斜卷边Z形檩条适用于屋面坡度i＞1/3的情况。卷边C形檩 条适用于屋面坡度 i≤1/3的情况，其截面在使用中互换性大，用钢量省。
适用于屋面坡度>1/3
适用于屋面坡度≤1/3
檩条的布置和连接 （1）优先选用冷弯卷边槽钢C形和冷弯卷边Z形钢等简支或
a)
柱 双螺母及垫板
b)
柱 双螺母及垫板
底板
底板
锚栓
锚栓
铰接柱脚
a) 柱 加劲板 底板 锚栓
b)
柱 锚栓支承托座 加劲板 底板 锚栓
刚接柱脚
次梁与主梁连接示意，a，b，c为铰接连接，d为固结连接
（a）
（b）
（c）
（d）
二、门式刚架结构设计分析
吊车梁
天窗架
山墙抗风柱
pkpm结构软件应用与设计实例
pkpm结构软件应用与设计实例
一、应用
PKPM结构软件主要用于建筑、地下结构、大型工业厂房、大跨度钢结构、建筑结构的抗震设计、石油化工及重型机械厂房抗震设计等领域。
PKPM结构软件还可进行可视化分析、非线性分析、风振分析、地震动分析等计算，具有较强的扩展性和灵活性。
二、设计实例
1、层间位移分析
在一座高层建筑的结构分析过程中，需要进行层间位移分析。
首先，用户需要输入结
构参数和边界条件，然后进行分析。
分析结果显示，该建筑结构在地震作用下的层间位移
满足设计要求，具有较好的稳定性和抗震性能。
2、桥梁抗震设计
PKPM结构软件可用于桥梁结构的抗震设计。
用户需要输入桥梁结构的参数和地震作用参数，然后进行分析。
分析结果显示，该桥梁结构在地震作用下具有较好的稳定性和抗震
性能。
此外，软件还可按照规范要求进行桥梁结构的疲劳寿命分析，更加全面地评估桥梁
结构的抗震性能。
3、基础承载力计算
PKPM结构软件也可用于建筑基础的承载力计算。
用户需要输入建筑基础的几何尺寸参数和土壤参数，然后进行分析。
分析结果显示，该建筑基础具有足够的承载力，满足设计
要求。
此外，软件还可对基础和土壤的非线性特性进行分析，更加准确地评估基础的承载
能力。
4、大型机械厂房抗震设计
总之，PKPM结构软件具有广泛的应用领域和丰富的设计实例。
在工程结构设计过程中，设计师可以使用PKPM结构软件对工程结构进行全面、准确的分析和评估，从而确保工程结构在设计、建造和使用过程中的安全和稳定。
钢结构PKPM计算书
编号：本科毕业设计市龙源防水材料加工车间施工图院系：建筑工程学院姓名：学号：1137120218专业：土木工程年级：2011级指导教师：职称：教授完成日期：2015.5.1中文摘要本工程为某轻型钢结构门式刚架设计。
根据毕业设计任务书的要求，分建筑与结构两部分进行设计。
建筑部分，通过查阅《钢结构设计规范GB50017-2003》、《简明钢结构设计手册》、《建筑抗震设计规范GB 50011--2001》等相关资料，将门式刚架厂房设计为15跨，总的建筑面积为1246.9m2。
该单层门式刚架结构是以轻型焊接H型钢（变截面）作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（C型）做檩条、墙梁；以压型钢板做屋面、墙面。
结构部分，根据已形成的建筑图及其相关要求，查阅《建筑结构荷载规范GB50009-2001》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002》、《钢结构连接节点设计手册》、《房屋建筑钢结构设计》等相关规范和一定量的实际工程设计图，对每榀刚架的最不利荷载进行计算，利用PKPM软件完成刚架的合理截面计算，然后通过设计规范的相关要求，对刚架梁、柱、支撑、檩条、系杆、隅撑等构件进行稳定性计算，结合天正2014及AUTOCAD2007分别绘制出设计图。
最后，整理计算书并出图。
关键词轻型钢结构门式刚架建筑结构规范设计图AbstractThis project is a light steel portal frame design. Under the graduation requirements of the task book, divided into two parts building and structure design。
Building part, by access to the 《Steel Structure Design Specification GB50017-2003》、《Concise Steel Structure Design Manua》、《code for seismic design of buildings》and other relevant information, the gabled designed to 13 across each cross-a 30m, total construction area for 1246.9m2. The single-storey gabled structure is to light welding h-shaped steel (uniform) as the main load bearing frame, with cold-formed steel (type c) do Purlin beams and walls; to steel do roofing, wall; a 80mm glass wool as an insulation material and appropriate settings supported a light house in architecture.Structural elements, according to the established building plans and related requirements, consult the《Building Structure Load Code GB50009-2001》、《cold-formed steel structures specification GB50018-2002》、《steel structure connection node design manual》、《the housing construction steel structure design》and other related specifications and a certain amount of actual engineering design, each truss pin of the most unfavorable load calculations, use PKPM software complete the rigid frame of reasonable section, and then through the design specifications of requirements on the rigid frame beams and columns, such as support, purlins, component for stability with Tianzheng2014 and AUTOCAD2007respectively out design. Finally, a finishing account book and plot.Key Words:Lightweight gabledBuildingStructureSpecificationDesign Sketch目录一、工程概况 (6)(一)气象条件 (6)(二)活荷载 (6)(三)建筑用材 (6)二、荷载取值 (6)(四)恒载（沿水平投影面的标准值） (6)(五)活荷载（标准值） (6)(六)积灰荷载（标准值） (7)(七)风荷载（标准值） (7)(八)施工及检修荷载 (7)三、荷载组合 (7)(九)荷载计算 (7)(十)荷载组合（设计值） (9)内力计算 (10)(十一)设计总信息 (10)(十二)标准截面特性 (11)(十三)恒荷载标准值作用计算结果 (12)(十四)柱内力 (12)(十五)梁内力 (12)(十六)荷载计算 (13)(十七)风荷载计算 (13)(十八)吊车荷载计算 (15)(十九)地震计算 (18)1.左震动标准值作用计算结果 (18)2.右震动标准值作用计算结果 (20)荷载效应组合计算 (23)(二十)荷载效应组合及强度、稳定、配筋计算 (23)3.钢柱 1 (23)4.钢柱 2 (29)5.钢柱 3 (36)6.钢柱 4 (42)7.钢梁 1 、4 (49)8.钢梁 2 、3 (52)五、内力包络图 (57)六、截面计算 (66)(一)选择截面 (66)（二）截面信息 (66)(二)梁构件设计 (68)七、节点设计 (70)(三)1边柱与斜梁连接高强螺栓强度验算 (70)(四)2斜梁与斜梁拼接节点 (71)(五)3屋脊梁梁拼接节点 (71)(六)4钢柱柱脚设计 (72)八、檩条设计与计算 (74)(七)1设计资料 (74)(八)2荷载情况 (74)(九)3内力计算 (74)(十)4截面特性 (75)(十一)5有效截面计算 (75)(十二)6强度计算 (75)(十三)7挠度计算 (76)九、墙梁设计与计算 (76)(十四)1设计资料 (76)(十五)2荷载情况 (77)(十六)3内力计算 (77)(十七)4截面选择及截面几何特性 (77)(十八)5强度计算 (77)(十九)6挠度计算 (77)十、隅撑设计与计算 (78)十一、支撑设计与计算 (78)十二、吊车梁计算 (79)(二十)简支焊接工字型钢吊车梁设计计算 (79)9.（一）设计信息 (79)10.（二）计算结果 (80)11.设计满足 (83)十三、基础计算 (84)(二十一)基础计算数据 (84)(二十二)基础反力 (84)(二十三)柱下基础设计信息 (89)(二十四)基础各截面验算结果 (89)十四、抗风柱设计计算 (90)(二十五)设计信息 (90)(二十六)设计依据 (90)(二十七)抗风柱设计 (90)12.1、截面特性计算 (90)13.2、风载计算 (91)14.3、柱上各断面内力计算结果 (91)15.4、抗风柱强度验算结果 (92)16.5、抗风柱平面内稳定验算结果 (92)17.6、抗风柱平面外稳定验算结果 (92)18.7、局部稳定验算 (93)19.8、挠度验算 (93)十五、致谢语 (93)一、工程概况漯河市龙源防水材料加工车间轻型门式刚架厂房。
钢结构PKPM抗震计算模型一
一、结构模型概况
1.楼层信息
(一)楼层表
2.材料信息
(一)材料表
(二)配筋信息
(1) 梁、柱、支撑
(2) 剪力墙
3.风荷载信息
基本风压：0.55(kN/m2)
地面粗糙度：D
风压高度变化修正系数η：1.00
风荷载计算用阻尼比：0.02 4.工况和组合
（一）工况表
（二）组合表
二、分析结果
1.地震作用下的基底总反力
2.结构周期及振型方向
3.各地震方向参与振型的有效质量系数
4.竖向构件的倾覆力矩及百分比
(1) X向规定水平力
(2) Y向规定水平力
5.竖向构件地震剪力及百分比
6.规定水平作用下的位移比验算
(1) X向规定水平力
(2) Y向规定水平力
7.地震作用下的楼层位移和位移角验算
(1) 单向地震力作用
结构的最大层间位移为1/1707(塔1的第2F层)
7.弹塑性层间位移角
8.抗倾覆验算
【结论】整体抗倾覆能力足够，零应力区面积满足规范要求。
9.整体稳定刚重比验算
该结构ΣN/ΣH/250 > 0.1,应考虑重力二阶效应
塔1刚重比验算
【结论】该结构刚重比Di*Hi/Gi ≥ 5,能够通过高钢规(6.1.7)的整体稳定验算
三、时程分析包络结果
1.结构底部地震剪力包络结果
2.楼层剪力包络结果
3.楼层位移角包络结果
4.楼层位移包络结果
5.层间位移包络结果。
钢结构PKPM模型设计初探
钢结构PKPM模型设计初探摘要：本文简要介绍了PKPM模型设计前处理问题等提出了一些粗浅的见解。
关键词：钢结构框架实际工程PKPM软件前处理注意问题钢结构是目前发展很快的结构，与以前采用的钢筋混凝土结构有许多相同之处，也有不同之处。
下面简单介绍PKPM软件在钢结构设计实际应用中的操作流程一、工程实例（一）工程概况,某公司值班楼，地上2层，底层层高3.8米，2层层高3.2米，总高7米。
地上建筑面积404平米。
建筑1~2层平面图及1~2层结构布置图如下。
（二）设计要求：本工程耐火等级2级，建筑类别为3类，建筑物使用年限50年。
 结构类型：钢框架结构。
  本地设防烈度6度，场地土类别二类。
 楼板采用压型钢板非组合型楼板。
结构安全等级2级，建筑物抗震设防类别为乙类。
 （三）设计荷载：墙体材料：±0.000以上采用加气混凝土砌块，容重≤6kN/m3,基本分压：0.65kN/m2 ,基本雪压：0.40kN/m2 ，结构活荷载：  会议室：3.0 kN/ m2 ，楼梯间：3.5 kN/ m2 ，走廊、大厅：3.5 kN/ m2 ，阳台：3.5 kN/ m2 ，不上人屋面活荷载：0.5kN/ m2 ，上人屋面活荷载：2.0kN/ m2 。
结构基本构件截面：  柱：  H型700×300X12，H型200×200×12，主梁：H550×250×10×16，H550×180×8×14，H550×250×8×16 次梁：H450×150×8×12，H250×120×6×10 支撑：H250×380×16×20，H250×380×14×18。
PKPM计算柱间支撑
一、计算软件
PKPM钢结构二维设计模块的门式钢架
二、建模
1.建模需要注意钢柱的转向需要旋转90°
2.系杆需要用柱布置
3.柱间支撑沿钢架方向小于60m，垂直钢架方向小于45m
4.边跨柱间支撑在有吊车时不设置落地支撑，需要让吊车梁释放温度应力
5.柱间支撑用圆管
6.柱子建模建到柱脚，长度要+300
7.交叉支撑为无侧移，门式支撑为有侧移
三、约束条件
1.系杆与钢柱为铰接
2.吊车梁与钢柱为铰接123
3.柱脚在平面内为弱轴，设置铰接
4.柱间支撑需要设置单拉杆，只有两根的时候为一拉一压不能设置单拉杆
5.截面为圆钢不需要设置铰接
四、计算长度
柱间支撑的计算长度在平面外为整根长度，在平面内为实际长度
五、加载
1.风载
(1)风载的受荷面积为高度的一半，一半直接传给地基，一半传给柱间支撑
(2)加载方式为左侧节点加一个压力，右侧节点加一个吸力，需要加左风和右风两个方向
(3)计算公式为：β(系数)*μz(高度变化系数)*μw(风荷载系数)*ω0(基本风压)*跨度*高度的
一半
2.吊车轮刹车力
刹车力为0.1倍的最大轮压，乘以单侧刹车轮数的一半，需要加载在活载里面
3.附加重量
附加重量为恒载+0.5倍的活载，可以直接加载横活里面，也可以补充数据中的附加重量加载。
PKPM结构设计软件应用实例
PKPM结构设计软件入门与应用实例—钢结构目录第一章门式刚架1.1设计条件（工程实例） (4)1.2平面建模 (9)1.3计算分析 (34)1.4设计成果判断 (35)1.5施工图绘制 (49)1.6维护结构设计 (57)1.7吊车梁设计 (68)1.8支撑设计 (78)1.9三维建模与刚架二维设计 (86)第一章门式刚架门式刚架是目前应用较多的一种结构形式，PKPM系列软件的STS模块能很好的完成该结构的分析与设计。
下面就以一个具体实例，简单介绍PKPM软件在实际应用中的操作流程和对计算结果的判断方法。
1.1设计条件（工程实例）某厂房位于北京郊区，该厂房长91.5m，宽54.5m，檐口高度8.1m，女儿墙高0.6m。
屋面为双坡屋面，坡度1：15，室内外高差为0.3米。
厂房为三连跨，单跨跨度18米，每跨有2台吊车，柱距7米。
厂房端部有夹层。
本工程建筑图具体见图1.1-1、图1.1-2、图1.1-3、图1.1-4、图1.1-5和图1.1-6。
本厂房耐火等级二级，生产类别为戊类。
结构类型：门式刚架屋面材料：采用压型钢板轻钢屋面墙面材料：±0.000到1.200m采用页岩砖，1.2m以上采用压型钢板。
主体结构钢材：采用Q345-B，焊接材料采用E50系列。
维护结构钢材：采用Q235冷弯薄壁型钢。
结构的重要性：二类建筑物设计使用年限：50年本地设防烈度：8度，场地土类别II类基本风压：0.45kN/m2基本雪压：0.40 kN/m2不上人屋面活荷载：0.5 kN/m2夹层部分活荷载：2.0 kN/m2楼梯间活荷载：3.5 kN/m2本工程的刚架布置图见图1.1-7，支撑布置图见图1.1-8。
图1-2 A~K立面图图1-3 K~A立面图图1-4 1-1剖面图图1.1-7 刚架布置图图1.1-8 支撑布置图1.2平面建模L编者按：门式刚架的结构分析在设计中多以平面分析为主，相应的软件模型也为平面建模为主。
pkpm运用实例
楼梯梯段和休息平台传到休息平台 梯梁再传到框架柱的集中活载：
(3.75K N/m +1.7×2.5)×1.8=14.4KN
现浇扳的内力计算方法 ① 矩形板：
单向板 当两端铰支时，M中＝gl2/8； 当一端铰支另一端固定时， M中＝gl2/11；M支＝gl2/14； 当两端固定时，M中＝M支＝gl2/16。 双向板（宽/ 长<3）：按弹性理论计算弯矩， 取单块板计算其跨中和支座弯矩，对于中区格，按 四边固定；对于边区格和角区格，如是砖墙支座取 简支，如是梁或混凝土墙支座则取固定端计算。
楼梯梯段传到楼层梯梁的活载：
2.5×3/2=3.75KN/m
楼梯梯段和休息平台传到休息平台 梯梁再传到下层框架梁的集中恒载：
{[(0.15/2+0.12/0.894×25+(0.03×0.3+0.03×0.15)/0.3 ×20+17×0.02/0.894]×3/2+3.56×1.5/2+0.2×0.25 ×25+2×0.02×0.2×17}×(0.25×0.25×25+2×0.02 ×0.25×17）×1.65=22.97KN
楼梯梯段和休息平台传到休息平台梯 梁再传到下层框架梁的集中活载：
（2.5×3/2+2.5×1.5/2）×3/2=8.44KN
楼梯梯段和休息平台传到休息平 台梯梁再传到框架柱的集中恒载：
(9.32KN/m +3.56×1.7+0.25×0.25×25 +2×0.02×0.25×17)×1.8=22.97KN
总计 g k 3 .2 6 K N m 2
钢窗恒载：0 .4 5 K N m 2 木门恒载：0 .2 K N m 2
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某车间计算实例
房屋概况：
南北朝向，为一幢单层双跨排架结构建筑物，建筑面积约1460.00m2，建造于2008年。
共计8间，开间除两端为5.40m外其余均为6.00m，跨度为16.00+16.00m。
上部结构由砼柱、钢梁承重，屋盖采用C型钢檩条（175×70×25×2.5@1450mm），彩钢瓦屋面，砖砌围护墙。
3～4轴、8～9轴屋面各设6道水平支撑，水平支撑间设刚性杆；A、B、C轴柱顶钢梁间各设1道刚性水平通长系杆；檩条与钢梁间隔根设隅撑，檩条间设置直拉条/斜拉条；B～C轴设有一台5.0吨吊车。
排架立面示意图
结构平面图
结构验算：
一、新建工程→钢结构→门式刚架→门式钢架二维设计（或新建工程→钢结构→框排架→pk交互输入与优化计算）
二、网络生成→快速建模→门式刚架
三、柱、梁布置
1、截面定义→增加→选取截面类型→输入截面参数
注：1、对于钢构件则需要区分轴压对Y截面分类（具体参考钢结构设计规范表5.1.2-1）；
四、计算长度（平面外、平面内）
注：1、平面内计算长度系统默认；
2、平面外计算长度（柱：取柱间支撑的高度。
梁：取水平支撑或隅撑的间距）。
五、铰接构件
注：1、对于节点处由螺栓连接＜6颗螺栓时设铰接点；
2、对于钢/砼构件连接处设铰接点。
六、恒载输入→梁间恒载
注：1、梁间恒载需将屋面恒荷载换算成梁间线荷载；
2、计算公式：屋面恒载*（梁左侧开间的一半+梁右侧开间的一半）。
七、活载输入→梁间活载
注：1、梁间恒载需将屋面恒荷载换算成梁间线荷载；
2、计算公式同梁间恒载；
3、屋面荷载取值：不上人屋面取0.5（荷载规范）；若水平投影面积大于60m2则屋面活荷载可取不小于0.3（门规）；以上荷载取值与屋面雪荷载取值相比取大值。
八、左、右风输入→自动布置
注：1、砼排架柱、轻钢屋面结构可参照（门规）；
2、地面粗糙度、风压参考（荷载规范）。
九、吊车荷载
注：1、在吊车数据库选取吊车类型、跨度、吨位相同或相近的吊车数据。
十、参数输入
1、结构类型参数
注：1、参考（门规）表3.4.2和表3.5.2；
2、总信息参数
3、地震计算参数
注：1、参数选取参考（抗震规范）；十一、结构计算。