钢结构设计应用常见问题

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A c f
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很明显，N2远小于
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新版本的“强柱弱梁”计算
计算轴力：
很明显，N2远小于
！
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”低延性，高弹性“的规范精神
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”低延性，高弹性“的性能化设计
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如何考虑《抗规》8.2.8条
极限承载力下，“强节点、弱构件”验算，统一形式为： j 梁柱刚接： 梁的拼接： M uj j M p M ub , sp j M p j j M 支撑连接和拼接： N ubr j Abr f y 柱的拼接： uc , sp M pc
（隅撑间距）
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1.计算长度的确定
多跨门式刚架，边柱的平面内计算长度系数偏大?
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2
钢框架的的计算长度系数
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2
钢框架的的计算长度系数
经常出现的问题： 1.软件取的计算长度系数太大，都超过了规范 的最大值，肯定错了？？ 2.我的柱子截面已经很大了，长细比还没通过， 是不是有问题呢？
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STS中的空间钢结构
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谢谢！！
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当梁不满足的时候，软件的自动调整三种方式：
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如何考虑《抗规》8.2.8条
对于外露式柱脚，很难满足！！
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梁柱刚接节点腹板螺栓过多
只是调整了一下梁的截面，腹板的螺栓增加很多！！
常用设计法：腹板只受剪力，不计入弯矩 精确设计法：腹板计入弯矩
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新版本的“强柱弱梁”计算
为了验证是否是 起到了作用，可以选取上面超 限的柱子做一下简单的验算。柱子的截面尺寸： B*H*U*T*D*F=0.350*0.350*0.000*0.012*0.000*0.012 ； 钢号 Q235 ，计算长度 6.82 ， 5.5 ，稳定系数： 0.89；构件的轴力如下图： 。
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连廊和空间桁架注意事项
调整后的结果：
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新版本的“强柱弱梁”计算
《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中的 8.2.5条，公式如下：
Px , Py为柱平面内和平面外强柱弱梁验算结果。 当Px或者Px 其中一个大于1时，软件提示超限。
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新版本的“强柱弱梁”计算
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新版本的“强柱弱梁”计算
选取三层框架办公楼，抗震设防烈度为 7 度，构 件抗震等级三级
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新版本的“强柱弱梁”计算
10版本的软件计算，提示超限：
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新版本的“强柱弱梁”计算
选用新版本的软件，没有超限提示，新版本的软 件考虑了“ ”与“与支撑斜杆相连的节点” 不做验算的判断。
两种方法的异同：
方法1：SATWE定义组合梁构件计算
1 2
SATWE中组合梁不考虑施工阶段的验算。 1 只能按完全抗剪计算，不能对连接件经行 2 验算。 1 SATWE分析计算结果中的梁挠度输出，对 1 于组合梁为短期刚度下的弹性挠度，没有 考虑钢与混凝土剪切面滑移的影响，也没 有考虑混凝土长期效应徐变下的挠度计算 1 1 负弯矩区段，混凝土板退出工作，记入等 效翼板宽度范围内的板钢筋作用，SATWE 中是按构造的最小配筋面积记入，钢筋级 别为Ⅰ级钢
(新增)柱脚刚接：
M uj,base j M pc
（外露式柱脚锚栓设计影响很大）
j 根据钢号、连接方式不同取值，01规范中统一取1.2
M u 为计入翼缘、腹板的连接极限承载力，01规范仅为“梁上下翼缘全 熔透坡口焊缝的极限受弯承载力 ”
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如何考虑《抗规》8.2.8条
抗震规范8.2.5条对于验算 “强柱弱梁 ”的情况还有 三个不需验算的条件： 1)柱所在楼层的受剪承载力比相邻上一层的受剪 承载力高出25%； 2)柱轴压比不超过0.4.，或 （N2为2倍地震作 用下的组合轴力设计值）； 3)与支撑斜杆相连的节点； 当满足上述条件之一者，可以不做“强柱弱梁”的 验算。
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梁柱刚接节点腹板螺栓过多
程序统一采用了翼缘塑性截面模量与全截面塑性模量之比是否 小于70%来确定腹板是否计入弯矩。 腹板计入的弯矩时，以前都是按腹板占全截面惯性矩的比例承 担,10规范对梁拼接栓接，可以考虑0.4的腹板传递效率系数。也 就是说腹板分担的弯矩减少，这会减少腹板螺栓群在弯剪作用下 需要的螺栓数量
10 型钢混凝土组合梁设计的注意事项 11 STS中的空间钢结构 专家相伴、设计梦想
结合实际工程分析钢结构常见几个问题
• 1、两本规范关于柱计算长度系数的问题 • 2、关于钢结构的性能化设计
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1.计算长度的确定
1 查表法（用于柱脚铰接的刚架）
多跨门刚中间为摇摆柱 边柱的计算长度系数：
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节点归并真的做不好么
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节点归并真的做不好么
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型钢混凝土组合梁设计的注意事项
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型钢混凝土组合梁设计的注意事项
PKPM软件中组合梁设计的两种途径： 1 在SATWE前处理特殊构件补充定义中定义组合梁，软件自动按照 组合构件的刚度来进行分析，并按组合梁进行承载力验算。如下图：
高钢规 6.3.2：
高钢规 5.5.2：
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有侧移还是无侧移
新版本的软件，可以两个方向分别计算：
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连廊和空间桁架注意事项
一个连廊，上下弦杆都没有轴力，软件算错了 么？
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连廊和空间桁架注意事项
1 楼板设置成弹性板 2 调整模拟施工次序
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型钢混凝土组合梁设计的注意事项
通过对比可知： 对于 SATWE三维设计的组合梁构件设计，可以实现 整体内力分析，并通过内力计算结果验算组合梁的承 载力，并输出计算结果。STS工具箱中的组合梁设计 更细致、实现的规范要求更全面。 对于SATWE三维设计的组合梁，建议在三维内力分 析的基础上，可以通过钢结构工具箱中的“组合梁计 算”模块，完善施工阶段验算、栓钉连接件的设计、 挠度的校核。两者配合使用才能对构件进行更为准确 的设计。
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1.计算长度的确定
1 一阶分析法（用于柱脚铰接的刚架）
中间有摇摆柱时，计算长度放大系数
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1.计算长度的确定
1 二阶分析法（用于柱脚铰接的刚架）
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1.计算长度的确定
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1.计算长度的确定
适用于单层结构 考虑了结构整体抗侧移刚度 考虑了摇摆柱影响、各柱轴力不同的影响 考虑了柱脚约束的影响。 柱脚铰接时， 柱计算长度系数乘以0.85； 柱脚刚接时， 柱计算长度系数乘以1.2；
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型钢混凝土组合梁设计的注意事项
2 是通过STS工具箱中的“组合梁设计”进行单构件验算，如下图：
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型钢混凝土组合梁设计的注意事项
方法2：用STS工具箱中的组合梁设计
可以考虑施工阶段及使用阶段的验算。 可以按完全抗剪和部分抗剪计算，并且能对 连接件经行验算。 可以进行施工阶段的的强度，稳定及变形验 算。施工阶段产生的挠度可以叠加到使用时 的挠度计算中（可选参数） 工具箱中对于连续组合梁，可以输入负弯矩 钢筋的级别与配筋面积，承载力计算，按输 入的钢筋进行计算
SATWE中显示的计算长度系数都是以每层的柱高为基准
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钢框架的的计算长度系数
长细比超限，如何调整计算长度系数？？ 加大柱子截面？？
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有侧移还是无侧移
按有侧移计算钢柱的计算长度系数，与无侧移计 算的结果相差太大！ 如何选择？
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有侧移还是无侧移
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钢框架的的计算长度系数
某工程柱子的计算长度系数：
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钢框架的的计算长度系数 程序到底如何得出计算程度系数： 假定在中间层结果显示：Cx=1.5 Cy=3 实际柱的计算长度： AB柱和BC柱绕X轴的计算长度系数为 Cx=1.5H/H=1.5 AC柱绕y轴的计算长度系数Cy=3H/2H=1.5 显示出来的Cy＝3H/H=3。
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1.计算长度的确定
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1.计算长度的确定
阶形柱计算长度系数确定（5.3.4条）
柱顶刚接排架柱 柱顶铰接排架柱
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1.计算长度的确定
平面内计算长度系数
用程序自动计算结果 （-1）
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 取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离
M 腹板
Iw M Ix
M 腹板
Iw 0.4 M Ix
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节点归并真的做不好么
一个模型，N多种节点，大量的图纸，软件归 并的效果太差！！
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节点归并真的做不好么
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节点归并真的做不好么
人 机 交 互 修 改 节 点 参 数
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钢结构设计常见问题
刘孝国
中国建筑科学研究院 PKPM设计软件事业部 Tel：13519315404 QQ：563193037 2014年 11 月
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主要内容
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STS系列软件简介 钢框架的的计算长度系数 有侧移和无侧移 连廊和空间桁架注意事项 新版本的“强柱弱梁”计算 ”低延性，高弹性“的性能化设计 如何考虑《抗规》8.2.8条 梁柱刚接节点腹板螺栓过多 节点归并真的做不好么 、