PKPM结构设计软件入门与应用实例—钢结构

PKPM结构设计软件入门与应用实例—钢结构

前言

随着经济的高速发展，我国建筑钢结构发展迅速。结构形式的多样化和复杂化，设计周期的缩短，对结构分析与设计的效率和质量都提出了很高的要求，结构计算商用软件的出现和推广，是解决这一矛盾的有效途径。现在计算机辅助设计已经成为建筑结构设计领域工作的主流。对于有志于从事结构设计的即将毕业的土木工程专业学生来言，尽快的掌握结构计算软件已经成为一个基本技能。

在众多的结构计算软件中，由中国建筑科学研究院PKPM工程部研发的PKPM系列软件有着很高的市场占有率。该系列软件自1987年的研发以来，经过不断开发，现在已非常成熟，并且由于其与我国规范很接近，受到我国用户的青睐。无疑，掌握STS的使用对设计工作者是很重要的，尤其是对于初学者。

对于刚毕业的学生来说，大家已经具有一定的力学和结构知识，但是对软件的使用还不够熟悉，对规范的了解也比较欠缺，设计经验也很不足。因此，在介绍软件应用的同时，也应对其它几个方面给予介绍。通过实例来讲解，对初学者来说，是一种好形式。考虑到这些因素，本书的写作基本是分开为三个模块，即软件部分、设计知识、规范部分，这三个方面都围绕实例展开。我们希望通过这种方式作到实例、设计原理、规范、软件的有机结合。这种编写方式是我们对于此类书籍的一种尝试。鉴于本书工具书的定位，我们对这四部分的内容处理原则为：

软件部分侧重于讲解步骤和例题用到的参数，对于软件的技术条件等请参看PKPM公司的用户手册或技术条件。

设计知识部分侧重于讲解结构设计概念和设计经验，对于构造知识由于其内容广泛，本书也不多涉及，这些内容请参看相关构造手册和国标图集。

规范链接部分指出与设计阶段相关的规范条款，限于篇幅，对于规范具体条款内容从略，实际上是用到条文的索引。同时，也希望这种方式能有效的帮助读者自己去查阅规范，以尽快的熟悉相关规范。

本书的使用方法，我们推荐采用三阶段的学习：

1、软件部分的学习：读者先阅读设计条件，然后按照设计步骤，自己跟着软件操作一遍，在本阶段，主要是让初学者首先对软件的全局和基本的操作流程有个基本的了解。

2、设计知识的学习：本部分是作者简要统计的有关设计原理和设计经验，和作者自己在设计过程中的一些体会。结合例题阅读本文的设计知识部分，以便对于设计原理和常用经验作个熟悉。明白设计中的一些参数的来龙去脉，加深对软件的认识。

3、就是结合规范链接再把实例过一遍，明确规范都有那些要求，这样才能游刃有余。规范是设计的法规性文件，是必须遵守的，规范也是行业成熟经验的总结。对于结构的安全和经济都给予了总结。一个成熟的设计必须是符合现行规范的设计。刚接触结构设计的人，对规范是很不熟悉的。规范函盖面广，内容太多。

运用软件独立的设计，是使用软件的终极目标。这需要不断的积累和提高，特别是对于概念设计、构造设计方面，是一个不懈努力学习的结果，希望本书在这个过程中，能对读者有所帮助，我们就很欣慰了。

特别需要提到的是：PKPM工程部拥有该软件的最终解释权。程序的版本是不断更新的，我们采用的版本以2005.04以后版本为准。PKPM公司对软件升级后，相关操作与本书不符的，以其解释为准。

本书第一章、第三章由中国建筑技术集团有限公司设计七所王建编写，本书第二章由杭州浙华建筑设计事务所董卫平编写。本书在编写过程中，得到中华钢结构论坛（）的大力帮助，论坛顾问钟志宪高工给予了审校，论坛万叶青教授级高工多次给予编写意见，吴稀政高工也多次参与讨论，中国建筑科学研究院PKPM工程部对于书稿中程序的相关部分作了审定，中国建筑技术集团有限公司设计七所所长白剑波给予了很多帮助，在此一并致谢。

限于我们的水平，书中难免有不足之处，还请读者多赐教。

编者

2007.01

目录

第一章门式刚架

1.1设计条件（工程实例）

1.2平面建模

1.3计算分析

1.4设计成果判断

1.5施工图绘制

1.6维护结构设计

1.7吊车梁设计

1.8支撑设计

1.9三维建模与刚架二维设计

第二章多高层框架结构

第一节建模

第二节结构体型SATWE计算分析

第三节结构体系分析结果图形和文本显示

第四节结构构件设计

第五节节点设计

第六节施工图绘和制材料统计

第三章桁架

3.1设计条件（工程实例）

3.2平面建模

3.3设计分析

3.4桁架施工图绘制

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。