钢结构CAD软件STS(讲义)第三章
钢结构设计软件PKPM-STS中部分参数的设置
钢结构设计软件PKPM-STS中部分参数的设置章节一：绪论1.1 研究背景及意义1.2 研究现状与发展趋势1.3 研究目的和内容章节二：PKPM-STS 软件的基本原理和参数设置2.1 PKPM-STS 软件的概括2.2 PKPM-STS 软件的基本原理2.3 PKPM-STS 软件中钢结构设计中的参数设置章节三：PKPM-STS 软件中的荷载参数设置3.1 荷载及其分类3.2 天气条件参数设置3.3 分别设置弯矩、轴力、剪力等荷载参数章节四：PKPM-STS 软件中的受力参数设置4.1 材料特性参数设置4.2 截面形状参数设置4.3 华南地区风荷载系数设置章节五：PKPM-STS 软件中的设计参数设置5.1 极限状态设计参数设置5.2 组合设计参数设置5.3 常用算法参数设置章节六：结论与展望6.1 研究结论总结6.2 研究不足和展望。
第一章：绪论1.1 研究背景及意义随着我国经济的发展和城市化的进程加速，大量的钢结构建筑被兴建，其中跨度、高度和复杂的建筑结构格局受到了广泛关注。
在实际施工中，为了保证钢结构建筑的安全性和稳定性，对钢结构的设计变得越来越重要。
通过计算机辅助设计软件，可以更加准确地完成钢结构设计，提高设计效率和安全性，成为钢结构设计领域不可或缺的技术手段。
PKPM-STS 是一款广泛应用于钢结构设计的软件。
该软件集成了先进的钢结构设计理论和计算方法，使得工程师可以通过图形界面方便地完成钢结构的各种计算和分析。
本文的研究旨在探讨 PKPM-STS 软件中的部分参数设置，包括荷载参数、受力参数和设计参数的设置，以提高软件的使用效率和设计精度。
具体包括：对软件中的参数设置进行分析和解读、对各个参数设置的区别和影响进行研究，以及通过软件模拟完成设计验证。
1.2 研究现状与发展趋势PKPM-STS 软件作为一款专业的钢结构设计软件已有多年发展历史。
目前的版本已经在计算能力和应用领域上有了很大的进步。
STS应用中的问题及解析
8、门式刚梁设置了拼接点后，平面内计算长度系 数按默认-1.0取是否正确？
• 平面内计算长度系数默认值“-1”，表示由程序自动计算 计算长度系数。 • 程序把分段输入的斜梁段当作一个独立的构件,但实际上 该构件可能是斜梁的一部分,其计算长度应按整体考虑， 程序中自动搜索斜梁的竖向支承节点，先计算斜梁整体的 计算长度，再计算每一分段的计算长度系数。程序默认相 邻下端支撑柱间的梁（或梁段）具有相同的平面内计算长 度，即为这些梁连起来的长度之和。
1
10/26/2008
第一章 门式刚架的三维设计
-模型输入
1、带毗屋、带女儿墙、带天窗架、带挑檐等特殊 形式门式刚架的模型如何建立?
2、坐标错误带来的一系列问题
1）、门式刚架的三维模型中为何有些柱显示为紫色？
• 这是由于这些柱子的柱顶与柱底的横坐标值不同，即程序 认为它是斜杆而不是柱，所以显示为紫色。可以返回到 “立面编辑”中修改柱构件的布置使它的上下横坐标相同。
按一段等截面梁输入时，优化后计算结果如下： 标准截面类型 (1)27,300,300,550,950,6.0,10.0,10.0, 5 (2)16,250,250,950,6.0,10.0,10.0,5 所有钢柱的总重量 (Kg)= 1222. 所有钢梁的总重量 (Kg)= 2504. 钢梁与钢柱重量之和 (Kg)= 3726.
• 活荷载、互斥活荷载不利布置的应用？ 应用举例：如某工程楼面活荷载需要考虑不利布置，而不 上人屋面活荷可以不考虑活荷不利布置。 处理：将楼面活荷作为普通活荷载（相容活荷载）输入， 并在计算参数中选择“考虑相容活荷载最不利布置”； 屋面活荷作为第一组互斥活荷输入，并在计算参数中不勾 选“考虑互斥活荷最不利布置”即可。
2、坐标错误带来的一系列问题
pkpm门式刚架设计讲义-201203
2 门式刚架二维设计
2.2 截面优化与结构计算，结果查询
截面优化
优化原理 按照强度、稳定、长细比、挠度及位移限值，进行多次迭代计算，最后得到用钢 量最小的截面。
只有少数截面用户可以干预，例如焊接H 形截面
用于确定轴心受压构件的稳定系数
长细比相同时，b类截面稳定系 数大于c类截面，即b类截面稳 定承载能力高于c类截面。
2 门式刚架二维设计2.来自 二维建模 铰接构件与计算长度 计算长度
（1）平面内
设置平面内计算长度系数； 软件默认为-1，即计算长度系数 由软件自动确定 用程序自动计算结果
优化结构类型 优化根据结构类型，采取不同的优化方式。分三类：轻型门式刚架、桁架、其他 （框排架、支架等）。 注意：轻型门式刚架结构类型限制构件截面，仅能为H形截面，其他两类型对截 面没限制
优化实现 定义优化参数，设置优化分组，确定优化范围后软件自动完成结构模型优化。 优化后可直接将优化结果导入到模型中。
2 门式刚架二维设计
2.5 10版中门式刚架二维设计改进
改进交互输入时网格、节点变化后，构件、荷载信息丢失问题
平移节点后，当相连网格两端节点没有变化，保留网格上的构件、荷 载等信息；
取消节点后，当相连网格构件截面相同时，保留截面信息； 网格打断后，保留构件、以及构件上的均布和集中荷载； 变截面构件，中间增加节点后，程序自动进行截面拟合，即根据原先
形式一：只承担山墙风荷载， 不承担屋面竖向荷载；
形式二：不但承担山墙风荷 载，还承担屋面竖向荷载（ 兼作摇摆柱）
PKPM,STS钢结构模块_讲义
STS新版本(2004.10)说明
PKPM主菜单修改
门式刚架－E 新版程序说明与常见问题 框架－ 支架－
C 平面框架截面优化 2 支架截面优化
框排架－
工具箱－
2 框排架截面优化
4 “框架节点计算工具”修改为 “节点连接计算与绘图工具”
网络版，单机版使用方法
牛腿设计
1 STS-门式刚架设计——
1.2.4 参数输入
结构类型（用于确定地震计算阻尼比）
单层厂房，门式刚架取0.05
≤12层；取0.035 ＞12层；取0.02
验算规范
根据所计算的结构适用那本规范采用，有时需要多次计算，综合
考虑。
控制参数，门式刚架不按抗震规范控制高厚比，长细比。
混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)
基础设计规范（GB50007-2002） 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）
钢结构设计规范（GB50017-2003）
STS新规范版－技术条件修改要点
1.2.2 风荷载取值
檩条，刚架计算采用配套的风荷载体形系数
门式刚架规程 荷载规范
门式刚架建议按门式刚架规程采用
修正后的基本风压
1 STS-门式刚架设计——
1.2.3 吊车荷载
作用分两部分：
吊车梁的作用：以恒载输入 吊车工作的作用：
吊车荷载考虑最不利情况
ห้องสมุดไป่ตู้
吊车荷载计算3个方法
荷载效应组合根据荷载规范
组合原则：
可变荷载效应控制
永久荷载效应控制
钢结构STS设计软件应用实例详解班.
钢结构STS设计软件应用实例详解班报名简章开班时间：2009年11月16日至18日（3天），11月15报到2010年1月25日至27日（3天），1月24报到适应学员：基本掌握钢结构设计软件STS的使用方法，接触过，或将应用钢结构设计软件STS从事钢结构工程设计的相关人员。
培训目标：为基本掌握钢结构设计软件STS的使用方法的设计人员，在接触或进入应用钢结构设计软件STS从事钢结构工程设计时，能具备典型钢结构工程设计的初步技能，举一反三，进而较快投入实际钢结构的工程设计。
培训方式：采用对具普遍性的典型钢结构工程实例，应用钢结构设计软件实施设计过程的详细讲解、答疑，并辅以适当的上机操作实践。
提供详解讲义。
授课老师：郭丽云授课大纲：第一章门式刚架设计【例题1】：多跨门式刚架例题，主要说明普通多跨门式刚架三维设计的方法。
1．1、模型输入带抗风柱的门式刚架的模型如何建立?三维模型中如何通过不同途径完成支撑的输入?如何合理确定门式刚梁的单坡分段数与分段比?如何确定门式刚架的计算长度?如何正确设置单拉杆件?两种类型抗风柱的设计方法？如何正确确定风荷载标准值及各荷载方向?如何应用“互斥活荷”?如何确定“参数输入”中的各项参数？参数输入中的“验算规范”与“构件修改”中的验算规范有何区别？新版加劲肋如何设置，及对计算结果的影响？如何确定附加重量？独立基础的设计1．2、优化与计算如何通过优化设计带来经济效益？“结构计算”及结果查看门式刚架变截面杆件高厚比如何控制，如何解决其超限问题？“绝对挠度”与“相对挠度”有何区别，如何判断计算结果的合理性？柱顶位移如何控制？1．3、屋面、墙面设计屋面、墙面构件的布置檩条、墙梁、隅撑等的计算与绘图1．4、施工图如何合理选择节点的连接形式及设计参数？自动生成各榀刚架施工图如何设计抗剪键？材料统计与报价1．5、三维效果图【例题2】：带吊车的门式刚架例题，主要说明在门式刚架的三维设计中如何进行吊车的布置与计算。
钢结构设计软件 《STS》
钢结构设计软件《STS》日期:2011-4-29点击: STS软件可以完成钢结构的模型输入,截面优化,结构分析与构件验算,节点设计与施工图绘制。
适用于门式刚架,多、高层框架,桁架,支架,框排架,空间杆系钢结构(如塔架、网架、空间桁架)等结构类型。
还提供专业工具用于檩条、墙梁、隅撑、抗风柱、组合梁、柱间支撑、屋面支撑、吊车梁等基本构件的计算与绘图。
STS软件可以独立运行,也可以与PKPM系列其她软件数据共享,配合使用。
STS三维模型数据可以接口SATWE、TAT、或PMSAP 来完成钢结构的空间计算与构件验算,可以接口JCCAD完成基础设计。
STS二维模型数据也可以接口JCCAD完成独立基础设计。
STS软件可以用三维方法与二维方法建立结构模型。
软件提供70多种常用截面类型,以及用户自绘制的任意形状截面,构件可以就是钢材料,也可以就是混凝土材料;因此软件适用于钢结构以及钢与混凝土混合结构的设计。
常用钢截面包括各类型的热轧型钢截面,冷弯薄壁型钢截面,焊接组合截面(含变截面),实腹式组合截面,格构式组合截面等类型。
程序自带型钢库,用户可以对型钢库进行编辑与扩充。
STS的二维设计程序“PK交互输入与优化计算”用于门式刚架、平面框架、框排架、排架、桁架、支架等结构的设计。
可以计算“单拉杆件”;可以定义互斥活荷载;进行风荷载自动布置;吊车荷载包括桥式吊车荷载、双层吊车荷载、悬挂吊车荷载;可以考虑构件采用不同钢号;通过定义杆端约束实现滑动支座的设计;通过定义弹性支座实现托梁刚度的模拟;通过定义基础数据实现独立基础设计。
内力分析采用平面杆系有限元方法;可以考虑活荷载不利布置;自动计算地震作用(包括水平地震与竖向地震);荷载效应自动组合。
可以选择钢结构设计规范、门式刚架规程、冷弯薄壁型钢设计规范等标准进行构件强度与稳定性计算。
输出各种内力图、位移图、钢构件应力图与混凝土构件配筋图,输出超限信息文件、基础设计文件、详细的计算书等文档。
STS研讨班讲义
支撑腹杆: 159x8 (内径:143) 跨中腹杆: 140x6 (内径:128) 上弦腹杆: 89x5 (内径:79)
网架、网壳
用
钢结构“空间结构”中的“复杂空间结构建模及分析”是SpaS CAD 与PMSAP的一个简化版本，可以完成空间杆系结构的建模与分析，不具 备墙、板、壳的设计功能。对于空间杆系结构，有钢结构STS的锁，即可 在这一模块中完成建模与分析。
钢塔架
空间桁架
空间管桁架例题
跨度: 57m 节间长度: 3m 截面: 上弦: 下弦: 254x14 (内径:226) 351x12 (内径:327)
钢结构CAD软件STS
2008 版本
中国建筑科学研究院 建筑工程软件研究所
空间杆系钢结构建模与计算
适用范围
适用于复杂空间杆系钢结构的建模、分析。如：钢塔架、空间桁架、 网架 、广告牌、体育场馆等。
功能
1. 模型输入，提供塔架、空间桁架、网架、网壳、广告牌几类结构的快 速建模，可以导入AutoCAD的网格轴线，也可以导入PM或钢结构框 架的层模型； 2. 采用PMSAP简化版本完成结构分析与构件设计 3. 型钢截面优化，塔架自动计算挡风系数 4. 不能绘制施工图
钢结构设计软件STS实例深入解析
A
•根据构件的长细比、钢材的屈服强度和表 5.1.2-1、表5.1.2-2的截面分类按附录C采 用。 •截面分类由软件根据GB50017自动确定， 当存在多个选择时，一般取低的（偏安全） •只有少数截面用户可以干预，例如焊接H 形截面 •修改截面分类要有根据，对材料要求在施 工图中要进行明确说明！
2）、恒载、活载 为何刚架与檩条的活荷载分别定义？ 《门规》3.2.2当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布
活荷载的标准值（按水平投影面积计算）应取 0.5KN/M2。对受荷水平投影面积大于60M2的刚架构 件,屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于0.3KN/M2。
钢结构设计软件STS实例深入解析
钢结构设计软件STS实例深入解析
9
轴压截面分类
相同长细比时B类的稳定系数要高于c类，按b类计算的构件承载力要高于c类。
钢结构设计软件STS实例深入解析
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建立模型-荷载输入
1）、软件对荷载的方向是如何规定的？ 荷载正负规定:水平荷载规定向右为正,竖向荷载规定向 下为正,顺时针方向的弯矩为正,反之为负。
•刚架跨度L≤18M时，横梁采用等截面为宜；L≥24M时，横梁宜采用变截面； L=21M时，视情况而定。
钢结构设计软件STS实例深入解析
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当定建义立截模面型选-取焊了接焊工接形工截形截面面轴时压，截在面截分面参类数如中何会选有用 ？
“轴压对Y轴截面分类”的一个参数选项，如下图所示。该 参数主要用于验算实腹式轴心受压构件的稳定性。用它来 确定计算稳定性时所需的轴心受压构件的稳定系数。
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3）、风荷载
如何选取风荷载的计算规范？
《荷载规范》：wk zszw0 《门规》： wk szw0
钢结构CAD软件STS的功能和应用
钢结构CAD软件STS的功能和应用1、STS 软件的研制目的近年来，我国钢产量跃居世界第一位，建筑钢结构的优点也越来越突出。
CAD 技术的发展和成功推广表明，借助计算机辅助设计软件来完成钢结构的计算机分析、优化设计和绘图工作，一方面可以给工程设计提供精确的计算和绘图工具，提高设计效率，使设计更加安全经济，另一方面也必将对钢结构的进一步发展起到很大的促进作用。
PKPM 系列软件是国内应用最广的一套一体化CAD 软件，曾获国家科技进步奖，是国内唯一自主平台的计算机辅助设计系统，现在已经成为了一个包括建筑设计、结构设计、设备设计，在结构设计中又包括多层和高层、工业厂房和民用建筑、上部结构和各类基础在内的综合CAD 系统，并正在向集成化和智能化的方向发展。
在这种情况下，中国建筑科学研究院PKPM CAD 工程部从1995 年5 月开始组织力量，研究开发自主版权的钢结构CAD 软件STS ，该软件的研制以PKPM CAD 工程部自主开发的CFG中文图形支撑系统为平台，以PKPM 系列软件的PMCAD、PK 为基础。
STS 的功能要求为：是一体化的CAD 软件，功能包括从钢结构建筑的模型输入、截面优化、结构分析、构件强度和稳定性验算、节点设计、直到施工详图绘制；软件可适用于多、高层框架，平面框架，连续梁，轻钢门式刚架，排架，框排架，钢桁架等多种结构形式；软件要求操作简单，自动化程度高，界面友好，易学易用；施工图详图以标准图为准，并提供方便快捷的编辑工具；是PKPM 系列软件的一个模块，可以与其他模块接口；先使STS 成为国内主流的钢结构CAD 软件，再扩充国外规范版本，走向国际软件市场。
2、STS 软件技术条件作为专业的钢结构工程设计软件，必须符合国家现行的规范、规程和标准。
STS 软件的研制主要依据有：《钢结构设计规范》（GBJ17 - 88）；《冷弯薄壁型钢结构设计规范》（GBJ18 - 87）；《高层民用建筑钢结构技术规程》（J GJ99 - 98）；《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102 ：98）；《轻型钢结构设计规程》（DBJ08 - 68 - 97）；另外，STS 软件遵循常用钢结构设计手册、标准图的规定。
STS讲义
一、STS 平面分析程序相关新规范修改门规 CECS 102:2002 有关修改注意问题1、结构类型与抗震设计2、活荷载与风荷载取值3、柱顶位移与钢梁挠度控制4、斜梁平面内稳定验算5、变截面杆件高厚比控制6、檩条计算修改与设计方法的选取结构类型与抗震设计《建筑抗震设计规范》GB50011关于单层钢结构厂房的规定，第9.2.1条明确“不适用于单层轻型钢结构厂房”；☑ “门式刚架轻型房屋钢结构”——不按抗震的要求控制；☑ “单层钢结构厂房” ——按抗震规范“9.2 单层钢结构厂房” 控制；☑ “多层、高层框架” ——按抗震规范“8 多层和高层钢结构房屋” 控制；单层轻型钢结构厂房，抗震控制结构设计时，尚应注意按门规3.1.4条条文说明规定的采取抗震构造措施 ；☑ 规程提出抗震构造措施有：构件之间应尽量采用螺栓连接；斜梁下翼缘与刚架柱的连接宜采用加腋的方式加强；该处附近翼缘受压区的宽厚比应适当减小；柱脚的抗剪、抗拔承载力应适当提高，柱脚底板应设置抗剪键，锚栓应采取提高抗拔力的构造措施；支撑的连接应按屈服承载力的1.2倍设计等； 阻尼比取值 ；☑ 单层结构：0.05；多层（<=12）0.035；高层（>12）0.02活荷载与风荷载取值1、 将屋面活荷载由0.3kN/m2提高到0.5 kN/m2。
对于受荷载水平投影面积大于60m2的构件可取不小于0.3kN/m2 ；2、 附录A 风载计算 ；明确风荷载采用美国MBMA 的规定 ；MBMA 风荷载的适用范围是：房屋高度不大于 18米，房屋高宽比不大于1 ,屋面坡度不大于10度 与荷载规范公式比较与荷载规范取值计算结果比较柱脚铰接l/h<2.3, 柱脚刚接l/h<３.0, 荷载规范计算偏安全，其他情况比门规结果小０～６０％柱顶位移与钢梁挠度控制1、 柱顶位移限值改动较大； 风载作用柱顶位移→柱顶位移设计值 新规程无吊车采用轻型钢墙板时： h/60 无吊车采用砌体墙时： h/100 有桥式吊车带驾驶室时： h/400 有桥式吊车由地面操作时： h/1802、梁的挠度与挠跨比限值几乎没变化；相对挠度、绝对挠度的计算3、增列：由于柱顶位移和构件挠度产生的屋面坡度的改变值，不应大于坡度设计值的1/3；斜梁平面内稳定验算斜梁在平面内，可仅按压弯构件计算强度，可以不计算平面内的稳定性前提：屋面坡度较小时（GB50018，<1:2.5）变截面高厚比控制ww z s k μμ=0w w z s z k μμβ=0w w z s gz k μμβ=门规6.1.1条第6项“当腹板高度变化不超60mm/m时可考虑屈曲后强度”。
PKPM讲义 第三章 四章
钢结构CAD软件STS2008 版本中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所一STS-钢框架设计——1.1 三维和二维模型方法¾三维模型方法：建立结构整体模型用SATWE、TAT进行三维分析计算接三维分析计算结果进行节点设计绘制设计图，节点图，构件施工图，布置图统计结构整体用钢量，钢材订货表，高强度螺栓表¾二维模型方法：单榀建模，计算，二维节点设计，施工图一STS-钢框架设计——1.2 三维模型输入¾截面定义（钢管混凝土，实腹、格构组合、任意截面）¾斜梁输入（上节点高、梁端高）¾支撑输入（柱间支撑、屋面支撑）¾广义楼层（柱底标高、越层柱、越层梁）¾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0¾次梁布置，压型钢板组合楼盖设计¾荷载输入、吊车平面布置¾结构平面图与钢材统计（毛重）一STS-钢框架设计——1.3 用SATWE，TAT，PMSAP分析计算¾有无侧移，计算长度系数修改¾特殊构件定义（铰接构件，门式刚架构件，组合梁）¾考虑特殊风荷载与自定义荷载效应组合¾净截面和毛截面比值¾强柱弱梁校核选择按“按高规或高钢规进行构件设计”，即可校核强柱弱梁要求¾结果查看钢梁、钢柱、钢支撑、组合梁的应力值的输出意义一STS-钢框架设计——1.4三维框架连接节点设计¾读入设计内力¾定义连接设计参数¾选择连接形式¾全楼连接自动设计¾单个节点设计参数，连接方式修改¾计算结果查看一STS-钢框架设计——1.4.1 读入设计内力¾TAT设计内力¾SATWE设计内力¾PMSAP设计内力一STS-钢框架设计——1.4.2 设计参数，连接形式的选择¾混凝土框架托钢柱，按柱脚设计（08版改进）¾高强度螺栓连接，全焊连接¾螺栓直径，等级等参数¾梁拼接，柱拼接，柱分段¾门式刚架连接¾框架节点域补强¾选择节点连接形式，比较¾选择原则根据具体连接情况确定一STS-钢框架设计——1.4.3 节点设计参数－螺栓排列dθtBeR一STS-钢框架设计——1.4.5 节点设计参数－全焊连接一STS-钢框架设计——1.4.6 计算结果查看计算结果详细输出¾翼缘对接焊缝计算¾连接板与柱翼缘连接焊缝计算¾梁净截面，连接板净截面验算¾螺栓群验算一STS-钢框架设计——1.4.6.1 节点设计—柱脚设计¾预设底板尺寸¾混凝土承压验算¾确定底板厚度1¾锚栓抗拉验算¾确定底板厚度2¾抗剪键设置¾调整原则一STS-钢框架设计——1.4.6.3 节点设计方法—铰接¾梁端设计内力V¾梁柱连接：连接承担V，V*e（偏心弯矩）¾主次梁连接（1）剪力V，V*e（偏心弯矩）（2）1.3V1.4.6.4 节点域验算节点域的屈服承载力应符合下式要求:工字形截面柱和箱形截面柱的节点域应按下列公式验算：（稳定性）注:当柱节点域腹板厚度不小于梁柱截面高度之和的1/70 时可不验算节点域的稳定性¾软件按照上述要求进行了节点域验算，当验算不满足要求时，给出了满足要求的最小腹板厚度，并且自动补强。
浅谈钢结构CAD软件STS的功能和应用
７Ｓ ＳＩ 箱提 供了常 用 的一些 钢结构 基本 构件 的设 计 ． ：具 Ｔ ２
与施 工图 。
用 空 问分 析程 序计算 ， 可 以用 平面杆 系的分 析程序 计算 ， 也
５ Ｓ分别根 据这两 种 内力结果 进行 节点 设计 和绘制 施工 图。 Ｔ 节 点 连接 形式 包括 梁 柱 刚接 、 接 节点 ， 脚 刚接 、 接节 铰 柱 铰
ＧＯＮ Ｈ Ｇ Ｊ Ｇ。 ＧＣ Ｎ ＹＵ ＩＨＵ ： ＨＥ Ｓ 上
浅谈 钢 结构 Ｃ Ｄ 件 Ｓ Ｓ Ａ 软 Ｔ 的功 能和应 用
耿 凤 兰 （ 疆 绿 大 地 钢 结 构 工 程有 限公 司 新疆 乌 鲁木 齐 新 ８０ ０ ３ ０ ０）
随着 我国钢产量 的逐年增 加 ， 筑钢结 构 的优点也 越来 建
五、 节点设计 和施 工详 图绘制
在 内 力 分 析 完 成 后 ，Ｔ Ｓ Ｓ软 件 可 以延 用 三 维 、 二 维 内力 计 算 结 果 进 行 连 接 节 点 设 计 和 施 工 详 图绘 制 。 Ｔ Ｓ Ｓ的 施 工 图
根 据 标准 图编 制 ， 图纸 提 供详 细 的尺 寸标 注 、 焊缝 标 注 、 螺
构 的 模 型 输 入 、 化 设 计 、 构 计 算 、 接 节 点 设 计 与 施 工 优 结 连 图 辅 助 设 计 。具 有 如 下 特 点 ： １专 业 钢 结 构 一 体 化 Ｃ Ｄ软 件 ， 以 完 成 钢 结 构 的 模 型 ． Ａ 可
截 面优化 就是在 满足规 范要求 的前提 下 ， 找用 钢量 最 寻
越 突出 。 Ａ Ｃ Ｄ技术 的发展 和成功 推广表 明， 助计算 机辅 助 借
设计 软件 来完 成钢 结构 的计算 机 分析 、优 化设 计 和绘 图工
《钢结构CAD软件STS》课件
桥梁结构设计
桥梁模型建立
利用STS软件，可以快速建立桥梁 的3D模型，包括桥墩、桥跨、桥 面等部分，方便进行结构分析和
设计。
结构分析
STS软件可以对桥梁结构进行多种 分析，如静力分析、动力分析、疲 劳分析等，确保桥梁的安全性和稳 定性。
施工图生成
通过STS软件，可以快速生成桥梁 结构的施工图纸，包括桥梁的各个 部件的图纸，方便施工过程中的指 导和操作。
和可靠性。
自动化出图
支持自动生成施工图纸 、材料清单和加工详图
，提高设计效率。
集成化
与其他CAD软件如 AutoCAD、Revit等无 缝集成，方便数据交换
和共享。
STS软件的应用领域
01
建筑行业
用于钢结构建筑设计、幕墙设计和 施工图绘制。
工业领域
广泛应用于石油化工、电力、核能 等行业的钢结构设计。
。
1990年代，STS软件逐 渐发展成熟，被广泛应 用于建筑、桥梁和工业
领域。
2000年代至今，STS软 件不断更新升级，增加 了更多功能和模块，成 为一款全面的钢结构
CAD软件。
STS软件的主要功能特点
高效建模
支持多种建模方式，包 括线框建模、曲面建模 和实体建模，满足不同
设计需求。
精确分析
内置多种分析工具，如 应力、应变和稳定性分 析，确保设计的安全性
建筑结构设计
建筑模型建立
利用STS软件，可以快速建立建筑结 构的3D模型，包括墙体、楼板、屋顶 等部分，方便进行结构分析和设计。
结构分析
施工图生成
通过STS软件，可以快速生成建筑结 构的施工图纸，包括平面图、立面图 、剖面图等，方便施工过程中的指导 和操作。
PKPM钢结构CAD软件STS中主要参数的设置
PKPM钢结构设计CAD软件STS中主要参数的设置郑远林在钢结构设计工作中，目前普遍利用PKPM的STS/SATWE或同济大学的3D3S等软件进行。
这些软件都需要合理地设置各种参数，方能进行正确的计算，做出安全、经济、合理的设计。
如果先了解了各个参数的含义，熟悉规范在相关方面的规定，就能作出合理的设置。
本文以应用比较普遍的STS为例，总结一些该软件中部分参数设置的经验，说明与其相关的规范条文，并提出一些建议值，希望可以设计人员参考。
部分建议来源于PKPM工程部的书籍，在此一并采纳，方便读者查阅。
一：结构类型参数图1结构类型和设计规范的选项钢结构常用的结构形式主要有：框架、门式刚架、排架、桁架等。
门式刚架是一种应用比较广泛的结构类型。
这里有一个误区，并非《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102:2002）》（以下简称《门规》）第1.0.2条中规定的结构才是门式刚架。
不能简单地认为只要是门式刚架，就可以归类为“门式刚架轻型房屋钢结构”；也不能认为只要不满足《门规》的规定，就不能采用门式刚架。
事实上，大多数单层钢结构厂房，都是门式刚架结构。
图1为STS中提供的结构类型和设计规范。
若结构为满足《门规》第1.0.2条规定的轻钢结构，则可以选择“2-门式刚架轻型房屋钢结构”，若为不满足此规定的结构，应按实际工程类型选择“1-单层钢结构厂房”、“3-多层钢结构厂房”或“4-钢框架结构”。
设计规范应根据各个规范的适用范围和实际工程的类型作出选择。
一般来说，满足《门规》适用范围的结构，选择“1-按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）计算”，其他结构可选择“0-按《钢结构设计规范》（GB50017:2003）计算”。
对于采用冷弯薄壁型钢作为主构件的钢结构房屋，也可选择“2-按《冷弯薄壁型钢结构设计规范》（GB50018）计算”。
结构类型选择“门式刚架轻型房屋钢结构”，体现了轻型房屋钢结构的特点：通过次构件、檩条、金属屋面板和墙面板与主结构的连接，结构具有较强的蒙皮刚度。
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2008 版本
中国建筑科学研究院 建筑工程软件研究所
一 STS-钢框架设计——
1.1 三维和二维模型方法
三维模型方法：
建立结构整体模型
用SATWE、 TAT进行三维分析计算 接三维分析计算结果进行节点设计 绘制设计图，节点图，构件施工图，布置图 统计结构整体用钢量，钢材订货表，高强度螺栓表
1.4.1 读入设计内力
TAT设计内力
SATWE设计内力
PMSAP设计内力
一 STS-钢框架设计——
1.4.2 设计参数，连接形式的选择
混凝土框架托钢柱，按柱脚设计（08版改进） 高强度螺栓连接，全焊连接
螺栓直径，等级等参数
梁拼接，柱拼接，柱分段 门式刚架连接 框架节点域补强 选择节点连接形式，比较
节点域的稳定性
软件按照上述要求进行了节点域验算，当验算不满足 要求时，给出了满足要求的最小腹板厚度，并且自动 补强。
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1.4.6.5 抗震极限承载能力验算
抗震极限承载力验算
（1）Mu≥1.2Mp （2）Vu≥1.3(2Mp/Ln) 且Vu≥0.58HwTwFy 抗震极限承载力验算不满足时的措施 当（2）式不满足时，程序自动调整 当（1）式不满足式，可修改截面，或者使节点塑性铰 外移的连接形式（见图示） 08版改进：悬臂梁、次梁连接设计取消抗震极限承载 力校核
（1）加设盖板（软件采用此方法）
（2）加腋
（3）RBS连接（狗骨式连接）
一 STS-钢框架设计——
1.4.7 节点修改
类型修改：
1. 针对单个连接或部分连接修改“设计参数，连接形式”
2. 对修改的节点自动重新进行设计，修改后的连接设计
结果可以立马查询
3. 全楼重新归并
修改的结果可以在计算书、施工图中体现出来
次梁布置，压型钢板组合楼盖设计 荷载输入、吊车平面布置 结构平面图与钢材统计（毛重）
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1.3 用SATWE，TAT，PMSAP分析计算
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
翼缘对接焊缝计 算
连接板与柱翼缘 连接焊缝计算 梁净截面，连接
板净截面验算
螺栓群验算
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1.4.6.1 节点设计—柱脚设计
预设底板尺寸 混凝土承压验算
确定底板厚度1
锚栓抗拉验算
确定底板厚度2
抗剪键设置
调整原则
一 STS-钢框架设计——
一 STS-钢框架设计——
1.4.8 框架支撑节点设计
常用截面，双角钢，双槽钢，H形截面，箱形截面
可采用焊缝连接，普通螺栓连接，高强度螺栓连接。 支撑与梁柱连接
支撑与梁连接
支撑与柱脚连接 支撑连接计算 支撑节点施工图，出图方式 支撑构件施工图
一 STS-钢框架设计——
选择原则根据具体连接情况确定
一 STS-钢框架设计——
1.4.3 节点设计参数－螺栓排列
一 STS-钢框架设计——
1.4.4 节点设计参数－连接参数
d
t
B
e R
一 STS-钢框架设计——
1.4.5 节点设计参数－全焊连接
一 STS-钢框架设计——
1.4.6 计算结果查看
计算结果详细输出
一 STS-钢框架设计——
1.5 三维框架施工图
设计图适用于出设计图的单位
节点图适用于出设计图的单位（设计院）
构件图适用于出详图的单位（制作单位） 平面布置图，立面布置图 三维模型图 钢材统计和高强度螺栓统计
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1.6 框架节点计算工具
梁柱连接
主次梁连接
考虑计算地震时，均采用精确设计法
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1.4.6.3 节点设计方法—铰接
梁端设计内力V 梁柱连接：
连接承担V，V*e（偏心弯矩）
主次梁连接
（1）剪力V，V*e（偏心弯矩） （2）1.3V
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1.4.6.4 节点域验算
节点域的屈服承载力
二维模型方法：
单榀建模，计算，二维节点设计，施工图
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1.2 三维模型输入
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
柱脚节点 支撑与梁柱连接 支撑与柱脚连接 设计结果可以绘制施工图
选择按“按高规或高钢规进行构件设计”，即可校核强柱弱梁要 求
结果查看
钢梁、钢柱、钢支撑、组合梁的应力值的输出意义
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1.4三维框架连接节点设计
读入设计内力
定义连接设计参数
选择连接形式 全楼连接自动设计 单个节点设计参数，连接方式修改 计算结果查看
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1.4.6.2 节点设计方法—刚接
梁端设计内力M，V 常用设计法：翼缘承担M，腹板承担V（适用范围） 精确设计法：翼缘和腹板共同承担M，腹板还承担V
M=Mf + Mw；Mf = M×If/I Mw = M－Mf
程序确定设计方法的原则： 未考虑计算地震时：
当If/I＜0.7时，采用精确设计法 当If/I≥0.7时，采用常用设计法
1.4.9 08版改进
– 适应08版结构建模改进 越层柱 越层梁 广义楼层 – 新增连接节点类型 钢梁与混凝土柱、剪力墙连接 槽钢次梁截面 双槽钢柱截面[ ]、][，型钢混凝土柱 – 其他改进 节点设计结果查看和修改 悬臂梁、次梁连接，取消抗震相关设计校核 二级次梁、层间梁连接设计 混凝土结构托钢柱按柱脚设计