三维门式刚架
pkpm与3d3s的比较

pkpm VS 3d3s目前国内用户最多当属建研院的PKPM系列软件以及同济大学3D3S系列空间钢结构软件;1,PKPM系列软件(STS、STXT、STPJ)钢结构方面的功能:1)门式刚架结构2)平面屋架、桁架结构3)钢支架结构4)空间钢框架、框-支撑结构PKPM-STS系列作为建研院开发多年的钢结构软件,在国内各地设计院拥有相当大的用户,其优点是紧扣规范,参数详尽,规则结构上设计效率比较高,后处理节点设计类型比较全面,带支撑柱脚节点设计混乱是STS的一个缺憾;最近推出的重钢设计软件STPJ填补了国内重钢设计以及后处理这方面的空白;缺点是不规则结构建模不便,计算误差大,后处理出图还有所欠缺,尽管一直在改善;钢屋架设计中风荷载添加麻烦,不准确,但钢屋架后处理出图是目前所有同类软件中最好的;屋主小评:STS在门式刚架设计以及规则多高层框架结构设计上比较有效率,后处理节点设计以及出图都不错,但是在带夹层门式刚架后处理节点设计上,不能在2维模型中很好处理;对复杂的三维空间框架模型,程序无法很好的模拟,风荷载误差比较大,后处理节点设计也无法达到要求。
屋主建议:不带夹层门式刚架以及规则三维空间框架结构,PKPM-STS系列能让你满意。
2,3D3S系列钢结构方面的功能:1)门式刚架2)钢屋架、平面、空间桁架3)多高层钢框架4)网架、网壳5)幕墙6)索膜结构7)空间任意结构8)施工过程跟踪分析3D3S系列作为建立在CAD平台上的钢结构设计软件,已有10多年的开发历史,在国内各地钢结构公司以及设计院有相当多的用户,这是一套相当全面的钢结构设计软件,几乎涵盖了钢结构的各种形式,其优点是CAD平台上的建模方式,相当灵活,程序具备完善的导荷载功能,可以完成任意结构的分析,在后处理上门式刚架、框架结构具备加工图的能力,桁架结构具备相贯线展开、输出相贯线切割数控数据的能力,网架、网壳结构具备加工图能力,膜结构具备膜裁剪能力;其缺点是由于建立在CADI平台上,受CAD的影响有时候稳定性不足,不过随着9.0才CAD2004以上版本的应用,稳定性问题已基本解决;前处理中部分设计参数不够完善,尤其多高层框架结构中,不过随着高层模块的推出,这个问题基本上可以解决了;后处理中,门式刚架节点类型不够完善,节点设计灵活性不够;多高层框架节点设计中,柱子变截面处梁柱节点设计的板件设计尺寸有误。
单元三 门式刚架和平板网架(钢结构房屋设计)

结合,其耗钢量可以大幅降低(跨度40m以内的轻面屋,
一般不超过20kg/m2),且可降低下部结构重量,整体经
济效果更好,这也是我国每年建造成百万平方米网架的原
因之一。下面对其特点作一综述:
• (1)良好的力学性能:
•
由于平板网架具有三维空间结构形体,相当于将平面
桁架的受力杆件与支撑体系容为一体,故空间刚度大增,
投影面计算)应取0.5kN/m2; • 对于受荷水平投影面积大子60m2的刚架构件可取不小于0.3kN/
m2(刚架横梁多属此种情况)。 • 风荷载应按CECS 102:2002规程附录A的规定计算。 • 雪荷载、积灰荷载及吊车荷载《荷载规范》的规定计算。 • 对地震作用计算应按《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)的
六、控制截面
• 六、控制截面
• 图8—5所示为一单跨门式刚架通常在承受屋面均布垂直
荷V、载N(恒) 组载合g1图+活。载q)、墙面恒载g2和风荷载w时的内力(M、
• 由及生面图最正(在可大弯风见剪矩荷),力,载(刚V而很m架跨大ax横)中时作梁央也用两处可的端则能截支是产面座最生(但处大负在一正弯风般弯矩荷是矩),载最(轴很大M心大负m力a时弯x)N也矩则作可(M沿用能m横的in产)粱截 全长差别不大。
• 山墙可采用门式刚架,也可设置由斜梁、抗风柱和墙粱 及其支撑组成的山墙墙架。
二、支撑的布置
• 二、支撑的布置
• 门式刚架各列柱均应设置十字形柱间支撑(当建筑物宽 度大于60m时,在中间柱列宜适当增加设置。若因建筑或 工艺上原因不能设置十字形支撑时,可设置人字形支撑), 并在同—开间设置屋盖横向支撑,以组成几何不变体系。 柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力情况和安装条 件确定。当无吊车时宜取30~45m;当有吊车时宜设在温 度区段中部,或当温度区段较长时宜设在三分点处,且间 距不宜大于60m。支撑体系应能保证在每个温度区段或分 期建设的区段中能独立构成空间稳定结构。
门式刚架结构设计

为主轴x与平行于屋面轴x1的夹角。
简支檩条(墙梁)的内力见下表:
拉条设置 情况 无拉条
跨中有一道拉 条
由 px 产生的内力
M ymax
1 8
pxl 2
拉条处负弯矩
1 32
pxl 2
Vy m ax
0.5 pxl
拉条与支座间正弯矩
1 64
pxl 2
轻钢企业的发展。中期以来,采用门式刚架轻型房屋钢结 构的工程数量越来越多,工程规模越来越大,充分展示了 这种结构的优越性。
3.1结构形式及布置
国家标准的制定情况: 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002) 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)
3.1结构形式及布置
3.2 Hale Waihona Puke 条的构造与设计钢板檩托 檩条
檩条
角钢檩托
檩条
刚架梁
刚架梁
刚架梁
(a)钢板檩托
(b)角钢檩托
檩条连接构造
檩条
角钢檩托 刚架梁
3.2 檩条的构造与设计
3.2.3 拉条与撑杆 拉条和撑杆是提高檩条侧向稳定性的重要构造措施,拉
条仅传递拉力,撑杆主要承受压力,和拉条共同作用,将 檩条沿屋面坡度方向的分力传给梁或柱。
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, 在设有带驾驶室且起重量大于15t的桥式吊车的跨间,应在屋盖边
缘设置纵向支撑桁架。
3.1结构形式及布置
3.1结构形式及布置
门式刚架结构施工图(共10张PPT)

门式刚架结构施工图
门式刚架的结构施工图由平面布置图、柱间支撑布置图、山
门式刚架的结墙构施构工件图由布平面置布置图图、、柱屋间支面撑布檩置条图、及山墙拉构件条布布置图置、屋图面檩、条墙及拉梁条布及置图拉、墙条梁布及拉置条布图置图、、构构件表及详图组成。
门式刚架的结构施工图由平面布置图、柱间支撑布置图、山墙构件布置图、屋面檩条及拉条布置图、墙梁及拉条布置图、构件表及详图组成。
24m的梁式刚架作为示例。 件表及详图组成。选取一个跨度为 一般门式刚架由刚架、山墙柱、角柱、檩条、墙梁、封墙梁、水平支撑、系杆、拉条、撑杆、隅撑、柱间支撑、钢吊车梁等构件组成。
不同构件的编号由代号、构件号组成,以下分别介绍不同构件的编号。 门式刚架的结构施工图由平面布置图、柱间支撑布置图、山墙构件布置图、屋面檩条及拉条布置图、墙梁及拉条布置图、构件表及详图组成。 门式刚架的结构施工图由平面布置图、柱间支撑布置图、山墙构件布置图、屋面檩条及拉条布置图、墙梁及拉条布置图、构件表及详图组成。 门式刚架的结构施工图由平面布置图、柱间支撑布置图、山墙构件布置图、屋面檩条及拉条布置图、墙梁及拉条布置图、构件表及详图组成。 不同构件的编号由代号、构件号组成,以下分别介绍不同构件的编号。 不同构件的编号由代号、构件号组成,以下分别介绍不同构件的编号。 不同构件的编号由代号、构件号组成,以下分别介绍不同构件的编号。 门式刚架的结构施工图由平面布置图、柱间支撑布置图、山墙构件布置图、屋面檩条及拉条布置图、墙梁及拉条布置图、构件表及详图组成。 不同构件的编号由代号、构件号组成,以下分别介绍不同构件的编号。 一般门式刚架由刚架、山墙柱、角柱、檩条、墙梁、封墙梁、水平支撑、系杆、拉条、撑杆、隅撑、柱间支撑、钢吊车梁等构件组成。 一般门式刚架由刚架、山墙柱、角柱、檩条、墙梁、封墙梁、水平支撑、系杆、拉条、撑杆、隅撑、柱间支撑、钢吊车梁等构件组成。 一般门式刚架由刚架、山墙柱、角柱、檩条、墙梁、封墙梁、水平支撑、系杆、拉条、撑杆、隅撑、柱间支撑、钢吊车梁等构件组成。 一般门式刚架由刚架、山墙柱、角柱、檩条、墙梁、封墙梁、水平支撑、系杆、拉条、撑杆、隅撑、柱间支撑、钢吊车梁等构件组成。 不同构件的编号由代号、构件号组成,以下分别介绍不同构件的编号。 门式刚架的结构施工图由平面布置图、柱间支撑布置图、山墙构件布置图、屋面檩条及拉条布置图、墙梁及拉条布置图、构件表及详图组成。
门式刚架设计讲解

门式刚架设计讲解《门式刚架设计讲解篇一》嘿,今天咱们就来唠唠门式刚架设计这档子事儿。
你可能一听到“门式刚架”这词儿,就觉得特高大上,特神秘,其实啊,没那么玄乎。
门式刚架就像是建筑界的超级英雄,默默地撑起很多厂房、仓库之类的建筑。
想象一下,那些大厂房,就像一个个巨人,而门式刚架呢,就是巨人的骨架。
这骨架可不能随随便便搭,这里面讲究可多了去了。
咱先从结构形式说起。
门式刚架一般由刚架柱和刚架梁组成,它们就像一对好兄弟,互相支撑着。
柱子像两个坚强的卫士,稳稳地扎在地上,而梁呢,就像一条扁担,挑着屋顶的重量。
这两者的连接可不像咱们用胶水粘个纸飞机那么简单,那得通过节点,这个节点啊,就像是关节一样,得灵活又牢固。
我记得我刚开始接触门式刚架设计的时候,那真是一头雾水。
看着那些复杂的计算公式,感觉就像看天书似的。
什么弯矩、剪力的,我就想啊,这都是啥呀?就好比你进了一个满是外星符号的房间,完全摸不着头脑。
当时我就觉得,这门式刚架设计是不是不适合我啊?也许我就不是干这个的料。
但是呢,后来我慢慢深入了解,就发现了其中的乐趣。
比如说在确定刚架的跨度和高度的时候,这就像是给巨人定制衣服一样。
跨度大了,梁可能就受不了;高度矮了呢,又感觉整个建筑很压抑。
就像人穿衣服,太大了不合身,太小了又紧巴巴的。
在设计过程中,荷载计算也是个大问题。
风荷载、雪荷载、活荷载,这些就像一群调皮的小怪兽,时不时地给门式刚架找麻烦。
你得把这些小怪兽都考虑周全了,不然这个“巨人”可能就会被风吹倒或者被雪压垮。
这时候你可能会问,那怎么才能准确计算这些荷载呢?哎,这就需要参考很多规范啦,那些规范就像武林秘籍一样,得慢慢钻研。
门式刚架的材料选择也很关键。
钢材就像是建筑的肌肉,要选对了才能让门式刚架有足够的力量。
你要是选个软趴趴的钢材,那就像给巨人安了个病弱的身体,肯定不行。
有时候我就在想,是不是越贵的钢材就越好呢?其实也不一定,得根据实际情况来。
就像你买鞋子,不是最贵的就一定最适合你走路。
门式刚架

h/l=0.75
12
2、刚架节点的连接构造
① 钢刚架节点的连接构造
13
② 钢筋混凝土刚架节点的连接构造
1
门式刚架结构体系
凡是梁、柱之间为刚性连接的结构,统称为 刚架。当梁与柱之间为铰接的单层结构,一般 称为排架。多层多跨的刚架结构则常称为框架, 单层刚架也称为门式刚架。门式刚架外形有水 单层刚架也称为门式刚架 平横梁式和折线横梁式两种,它的选择主要服 从建筑排水和建筑造型的考虑。
第一章 建筑结构体系与选型
9
四、刚架的结构布置和构造
1、结构布置
10
其平面呈八角形,东 西长98m,南北长 109m。屋盖的主要 承重结构是中距为 30m的两榀东西向 93m跨的双铰门架, 矢高为7m,门架顶 高为28m,其上支承 八榀全长为105m的 三跨连续桁架。
11
门式刚架的高跨比
门式刚架的高度与跨度之比,决定了刚架 的基本形式,也直接影响结构的受力状态。除 此外,高跨比还将直接影响建筑物的建筑风格。
2
一、门式刚架的结构特点
第一章 建筑结构体系与选型
3
二、门式刚架的结构种类
门式刚架的结构计算简图,按构件的布置 和支座约束条件可分成无铰刚架、两铰刚架、 三铰刚架三种。
第一章 建筑结构体系与选型
4
1. 钢筋混凝土无铰刚架
基础承受弯矩较 大。此外,由于 此刚架属于超静 定结构,和三铰 刚架相比,对地 基的不均匀沉降 和温度变化引起 的内力变化较大。
第一章 建筑结构体系与选型
7
三、门式刚架的形式及截面尺寸
1. 钢刚架结构
刚度大、耗钢少等优点 刚架的梁高可取跨度的 1/15~1/20
跨度不大, 横梁高度一般取跨度的1/20~1/12
门式刚架带夹层计算
门式刚架结构中夹层的设计用pkpm软件计算时,如何建模计算?
门式刚架结构中夹层的设计:
a. 用pkpm软件计算时,如何建模计算?
b. 其计算结果中为什么有时会出现“柱超筋”?
c. 楼板配筋计算:有压型钢板与无压型钢板时计算的区别及构造要求?
d. 组合梁中剪力钉是否可以等同与栓钉直径的短钢筋来代替?若可,是用圆钢还是螺纹钢?若用弯筋,其弯起方向及构造有何要求?
e. 简支钢梁的设计是否考虑剪力钉的作用(无压型钢板时)?
回答:
a.两种建立模型方法:(1)先计算二层的门刚架,然后按三维建立一层的钢框架,然后把门刚架柱底控制内力按节点荷载加在一层的柱头上;(2)先按三维建立一层的钢框架,然后抽取一榀框架再转到门刚里面建立整个的平面门式刚架,在门刚里面可以随意画线建立模型,建议门刚架(包括一层钢柱和柱脚)和一层的平台结构分开出图,这样工作量要少的多; b.“柱超筋”可能是总信息中框架选项你没有选成钢框架;
c.压型钢板既可以作为楼板的正筋使用,厚度应该在1.0mm以上,这样楼板底部的配筋就少些,也可以只作为模板使用,厚度的选择满足构造即可,楼板配筋和不使用楼承板是一样的,只是加快了施工速度;
d.组合梁中剪力钉不可以用等同与栓钉直径的短钢筋来代替,可以用槽钢和弯起钢筋代替,在<<钢结构设计手册>>的组合结构章节中有详细的介绍;
e.简支钢梁的设计可以考虑剪力钉的作用,可作为组合结构来计算,计算方法参见<<钢结构设计手册>>中的组合结构,但两端铰接的框架梁按组合结构来分析十分困难,所以我是一般不考虑;。
2、门式刚架
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 概述 结构选型和布置 刚架设计 压型钢板设计 檩条设计 墙梁设计 支撑及构造设计
1.1
概述
轻型门式刚架结构与一般普通钢结构相比具 有以下技术特征:
1.结构构件的横截面尺寸较小,可以有效地利用 建筑空间,降低房屋的高度,建筑造型美观。 2.门式刚架的刚度较好,自重轻,横梁与柱可以 组装,为制作、运输、安装提供了有利条件。 3.屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/51/10,是一种经济可靠的结构形式。
1.3.2 刚架内力和侧移计算
内力计算原则: 根据不同荷载组合下内力分析结果,找出控 制截面的内力组合,控制截面位置一般在柱底、 柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面。 控制截面的内力组合主要有: 最大轴压力Nmax和同时出现的M及V的较大值。 最大弯矩Mmax和同时出现的V及N的较大值。 最大弯矩Mmax和同时出现的V及N的较大值。 最小轴压力Nmin和相应的M及V,出现在永久荷载 和风荷载共同作用下,当柱脚铰接时M=0。
非抗震设防地区:
抗震设防地区:
0S R
SE R / RE
正常使用极限状态
按荷载效应的标准组合计算变形 柱顶侧移: H/60, H/240;H/180,H/400 (多层层间H/500 ) 受弯构件挠度: 主梁:L/180;L/240;L/400(钢结构 L/400)
1.3.1荷载及荷载组合
门式刚架结构的特点
重量轻 工业化程度高、施 工周期短
柱网布置灵活
综合经济效益高
门式刚架结构性能: 1.门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、 隅撑来保证,从而减少了屋盖支撑的数量, 同时支撑多用张紧的圆钢做成,很轻便。
门式刚架结构大跨度建筑屋盖结构
混凝土 (m 3)
68.0 4.28
总材料用量
钢 (kg)
混凝土 (m 3)
432
7.28
365
2.98
35.0 0.87
400
3.76
380
2.42
35.0 0.87
415
3.29
2.门式刚架的类型与构造
门式刚架外形有水平横梁式和折线横梁式 刚架之间是以纵梁及板整体连接
2.门式刚架的类型与构造
房地产E网-/
4. 轻型门式刚架钢结构
问题: 1. 轻型门式刚架钢结构传力路线如何? 2. 柱间支撑有什么作用?
铰接——横梁弯矩较大,柱可做成变截面 固接——横梁弯矩较小,柱做成等截面
无铰刚架
两铰刚架
三铰刚架
3.钢筋混凝土门式刚架
பைடு நூலகம்
3.钢筋混凝土门式刚架
柱与基础的铰接
(a)
弹性垫板
(b)
铰钢条
(c)
弹性垫板 铰钢条
4. 轻型门式刚架钢结构
结构形式:单跨、双跨、多跨等等
单跨双坡 双跨双坡带毗屋
双跨双坡 双跨单坡
四跨双坡 双跨四坡
4. 轻型门式刚架钢结构
建筑尺寸:
(1)门式刚架的跨度
常用跨度宜为9~36 m,以3 m为模数
经济跨度范围约在18~21m
(2)门式刚架的跨度
无吊车房屋门式钢架高度宜取4.5~9 m
有吊车的厂房一般宜为9~12 m
(3)门式刚架的间距(柱距)
常有6m、9m、12m等
l 倍讯易
大跨度建筑屋盖结构 ——门式刚架结构
大跨度建筑屋盖结构
门式刚架 薄腹梁结构 桁架结构 拱结构 薄壳结构 网架结构
钢结构(门式刚架)
第1章轻型门式刚架结构1.1 概述1.1.1 单层门式刚架结构的组成如图1—1所示,单层门式刚架结构是指以轻型焊接H形钢(等截面或变截面)、热轧H形钢(等截面)或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架,用冷弯薄壁型钢(槽形、卷边槽形、Z形等)做檩条、墙梁;以压型金属板(压型钢板、压型铝板)做屋面、墙面;采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设臵支撑的一种轻型房屋结构体系。
在目前的工程实践中,门式刚架的梁、柱构件多采用焊接变截面的H形截面,单跨刚架的梁-柱节点采用刚接,多跨者大多刚接和铰接并用。
柱脚可与基础刚接或铰接。
围护结构采用压型钢板的居多,玻璃棉则由于其具有自重轻、保温隔热性能好及安装方便等特点,用作保温隔热材料最为普遍。
1.1.2 单层门式刚架结构的特点单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具:有以下特点:(1)质量轻围护结构由于采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成,屋面、墙面的质量都很轻,因而支承它们的门式刚架也很轻。
根据国内的工程实例统计,单层门式刚架房屋承重结构的用钢量一般为10~30kg/m2;在相同的跨度和荷载条件情况下自重约仅为钢筋混凝土结构的1/20~1/30。
由于单层门式刚架结构的质量轻,地基的处理费用相对较低,基础也可以做得比较小。
同时在相同地震烈度下门式刚架结构的地震反应小,一般情况下,地震作用参与的内力组合对刚架梁、柱杆件的设计不起控制作用。
但是风荷载对门式刚架结构构件的受力影响较大,风荷载产生的吸力可能会使屋面金属压型板、檩条的受力反向,当风荷载较大或房屋较高时,风荷载可能是刚架设计的控制荷载。
(2)工业化程度高,施工周期短门式刚架结构的主要构件和配件均为工厂制作,质量易于保证,工地安装方便。
除基础施工外,基本没有湿作业,现场施工人员的需要量也很少。
构件之间的连接多采用高强度螺栓连接,是安装迅速的一个重要方面,但必须注意设计为刚性连接的节点,应具有足够的转动刚度。
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结构计算——刚架绘图——绘施工图 屋面墙面——自动绘图
STS软件的应用实例: 1、工程概况: 本例工程位于杭州市萧山区党山镇,长度为 70米,宽度为30米,高度为8米,跨度为30米, 开间为7.0米,有1台5吨单梁吊车,牛腿顶标高
为 6.0米,屋面坡度为5%。
2、规范选用: 满足《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS102:2002的1.0.2条,故计算时依据《门式 刚架轻型房屋钢结构技术规程》。
3、荷载取值:
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》附录A: 注:对于中间区和边缘区,风荷载体型系数不同。
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年 版):
4、材料选用:
5、参数选择及控制: 位移控制:
挠度控制:
长细比控制:
6、计算结果: 结果查询及调整:弯矩、剪力、轴力、强度、 挠度、位移、坡度变化、局部稳定、长细比。 注:在查询包络图的同时必须查询超限信息、局 部稳定、水 平位移。
节点计算: 梁柱连接节点计算:
柱脚设计:
7、构造要求 隅撑设置的构造要求:
支撑布置的构造要求:
局部稳定要求:
温度缝设置:
8、吊车梁设计: 荷载取值:
挠度控制:
2)局部稳定 3)整体稳定 2、构造(加劲肋、拉条) 局部稳定 来自腹板局部稳定:三维建模流程
网格输入——模型输入——设标准榀(选 择轴线)——立面编辑(选择轴线)—— 网格生成——快速建模——布置梁、柱— —存盘退出——系杆布置——屋面、墙面 设计——屋面、墙面布置——屋面构件— —屋面支撑——布置系杆——檩条布置 (自动)——墙面构件——加柱支撑—— ——墙梁布置(自动)
翼缘局部稳定:
9、檩条、墙梁设计 1)强度 2)挠度 3)构造要求
10、施工图的绘制及结构制图标准: 1)以实际工程为例讲解施工图制图深度要求; 2)建筑制图标准:主要介绍图框比例的缩放、图 幅大小、三道尺寸线标注; 3)建筑结构制图标准: 螺栓、焊缝、型钢等的表示方法。
网格输入
模型输入——设标准榀(选择轴线)——立面编 辑(选择轴线)——网格生成——快速建模—— 门式刚架——布置梁、柱——存盘退出
模型输入——系杆布置
屋面构件——布置支撑——布置系杆
屋面构件——自动布置——墙面构件——加 柱支撑————墙梁布置(自动)——整体 模型