钢结构pkpm讲解

钢结构pkpm讲解
钢框架结构PKPM讲解（2010版）
⼀、钢结构→框架→三维模型与荷载输⼊
1、轴线输⼊→正交轴⽹（对于柱⽹⽐较规则的结构)
→轴线命名（按屏幕提⽰操作）
2、楼层定义→柱布置、梁布置
注意：关于次梁的布置有两种⽅法，即“次梁按主梁输”、“次梁按次梁输”。

“次梁按主梁输”，次梁与主梁连接⽅式为刚接，梁的相交处会形成⽆柱联接节点，节点⼜把⼀跨梁分成⼀段段的⼩梁，导致整个平⾯的梁根数和节点数会增加很多；因为划分房间单元是按梁进⾏的，因此整个平⾯的房间碎⼩，数量众多。

“次梁按次梁输”，次梁以两端铰接的形式传⼒⾄其承重梁，次梁端点不形成节点、不切分主梁，次梁与次梁之间也不形成节点，这时可避免形成过多的⽆柱节点，整个平⾯的主梁根数和节点数⼤⼤减少，房间数量也⼤⼤减少。

因此，当⼯程规模较⼤⽽节点，杆件或房间数量可能超出程序允许范围时，将“次梁按次梁输”可有效地、⼤幅度减少节点、杆件和房间的数量。

次梁按主梁输和按次梁输，在跨度相差不⼤时其差别影响不⼤，但当跨度相差较⼤时⽀座负弯矩相差较⼤，“次梁按次梁输”配筋偏⼩。

因此，建议在跨度相差不⼤的情况下“次梁按主梁输”还是合理的；但当跨度相差较⼤时还是不要嫌⿇烦，将“次梁按次梁输”结果较为合理。

注意：通常⾮主要承重构件（填充墙、楼梯、阳台、⾬棚、挑檐、空调板等）在整体建模时不⽤输⼊，秩序考虑其荷载即可。

3、构件删除（删除多余构件)
4、偏⼼对齐→柱与梁齐（根据屏幕提⽰操作）
5、截⾯显⽰→柱显⽰、主梁显⽰、次梁显⽰（以检查截⾯输⼊是否正确）
6、楼层定义→本层修改→主梁查改（⽤于楼梯间梁降标⾼）
7、此项执⾏完毕后，点击第三个按钮，以检查框架结构是否有误
8、楼板⽣成→⽣成楼板→修改板厚→压板布置（按屏幕提⽰操作）
修改板厚：设置楼梯间板厚为0，即该房间没有楼板，但是可以设置楼板⾯荷载及导荷⽅式
压板布置：⽆论布置还是需要删除压板，执⾏完压板布置或是压板删除命令后，都需要再执⾏⼀次“⽣成楼板”命令
9、、荷载输⼊→恒活设置（输⼊楼⾯荷载前必须先⽣成楼板）
恒载：⼀般是根据建筑图上楼⾯的做法来计算，恒载取值也不⼀样，在计算恒载时，还要考虑楼下是否有吊顶等。

活载：楼⾯活载可根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012），由表5.1.1查得
m
修改恒载：考虑到楼梯间的恒载值较其他房间⼤，⼀般增加1.5kN/2
10、梁间荷载→恒载输⼊（凡是上部有墙的梁上，均需布置）
此命令输⼊的是⾮楼⾯传来的作⽤在梁上的恒载或者活载，由于建模时不布置框架间的填充墙、隔墙等⾮承重墙，所以应将其荷载折算成均布线荷载布置在下层梁上，对于主梁、次梁及柱的⾃重，程序会⾃动计算，不需再考虑。

11、本层信息
12、楼层定义→换标准层
换标准层后，注意修改梁柱截⾯，荷载（当与⼀层不⼀样时）、楼梯间梁的标⾼，以及本层信息
13、设计参数
结构重要性系数：按《建筑结构可靠度设计统⼀标准》（GB50068-2001）中7.0.3条，其中安全等级根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中3.1.3条
活荷载调整系数：按设计使⽤年限50年为1.0,100年为1.1
设计地震分组、地震烈度：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中附录A。

场地类别：按⼯程所在场地地质资料输⼊。

钢框架抗震等级：按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表8.1.3确定。

计算振型个数：3倍的层数
周期折减系数：因填充墙的抗侧刚度⽐框架结构⼤，有填充墙的框架结构周期会下降，地震作⽤加⼤。

为了考虑这种影响，应对周期进⾏折减。

框架结构，可取0.6-0.7；框架-剪⼒墙结构可取0.7-0.8，剪⼒墙结构可取0.9-1.0。

修正后的基本风压：⼀般结构取基本风压，对于风荷载⽐较敏感的⾼层和超⾼层建筑，承载⼒设计时应按基本风压的1.1倍采⽤。

地⾯粗糙度类别：按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表4.1.6确定
14、楼层组装→整楼模型
15、保存⽂件→退出程序（存盘退出）
⼆、⽣成SATWE数据
SATWE-8只能计算8层以下的结构（含地下室），SATWE涵盖SATWE-8，没有8层的限制。

⽽且SATWE中附带弹性动⼒时
程分析、弹性静⼒分析、框剪的有限元分析并且可以输⼊吊车荷载。

1、结构→SATWE→接PM⽣成SATWE数据
1.1分析与设计参数补充定义
总信息：
①、⽔平⼒与整体坐标夹⾓（度）：该参数为最不利地震⽅向与结构整体坐标的夹⾓，逆时针⽅向为正。

由于开始很难估算结
构的最不利地震⽅向，因此可以先取00，当执⾏【⽣成SATWE 数据⽂件及数据检查】菜单后，可在【分析结果图形和⽂本显⽰】菜单中的输出⽂件WZQ.OUT 中输出“地震作⽤最⼤的⽅向（度）”，如果这个⾓度与主轴夹⾓⼤于015 ，则应将该⾓度输⼊重新计算，以考虑最不利地震作⽤⽅向的影响。

②、对所有楼层强制采⽤刚性楼板假定：“刚性楼板假定”是指楼板平⾯内⽆限刚、平⾯外刚度为零的假定。

SATWE ⾃动搜索全楼楼板，对于符合条件的楼板，⾃动判断为刚性楼板，并采⽤刚性楼板假定，⽆需⽤户⼲预，初始值为不选择该项。

③、地下室强制采⽤刚性楼板假定：刚性楼板假定是不考虑板⾯外刚度的，因此对于板柱体系的地下室，将影响柱内⼒计算，因此初始值不选择该项。

恒活荷载计算信息：【选择模拟施⼯加载3】程序采⽤分层刚度分层加载模型，即分层加载时，不采⽤整体刚度，只采⽤本层及以下层的刚度，使其更接近于施⼯过程，虽然计算量很⼤，但计算结果更符合实际情况。

④、风荷载计算信息：通常选择初始项“计算⽔平风荷载”，⽽对于平、⽴⾯变化⽐较复杂，或者对风荷载有特殊要求的结构或某些部位，例如空旷结构，体育场馆，⼯业⼚房，轻钢屋⾯等，则应考虑计算特殊风荷载。

⑤、地震作⽤计算信息：按照规范规定，依据当地抗震等级及⼯程实际情况进⾏
选择。

a 不计算⽔平地震作⽤：⽤于不进⾏抗震设防的地区或者抗震设防烈度为6度的建筑（6度甲类建筑和6度IV类场地的⾼层建筑除外）。

b 计算⽔平地震作⽤：⽤于抗震设防烈度为7、8度地区的多⾼层建筑，及6度甲类建筑和6度IV类场地的⾼层建筑。

c 计算⽔平和规范简化⽅法竖向地震：⽤于抗震设防烈度为9度地区的⾼层建筑；8、9度地区⼤跨度和长悬臂结构。

d 计算⽔平和反应谱⽅法竖向地震：⽤于跨度⼤于24m的楼盖结构、跨度⼤于12m的转换结构和连体结构，以及悬挑长度⼤于5m的悬挑结构。

⑥、“规定⽔平⼒”的确定⽅式：对于⼤多数结构建议采⽤规范⽅法，CQC⽅法通常⽤于不规则结构，即楼层概念不清晰，剪⼒差⽅法⽆法计算时。

风荷载信息：
①、X/Y结构基本⾃震周期：在完成⼀次计算后，将计算书WZQ.OUT中的结构第⼀平动周期值输⼊重算。

②、风荷载作⽤下结构的阻尼⽐：《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012)附录H
地震信息：
①、抗震构造措施的抗震等级：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）3.3.2条、
3.3.3条确定。

②、考虑偶然偏⼼：对于⾼层建筑，通常选择考虑偶然偏⼼，X和Y向的相对偶然偏⼼的初始值为0.05。

③、考虑双向地震作⽤：对于质量和刚度分布明显不对称、不均匀的建筑结构，应考虑双向地震作⽤。

④、重⼒荷载代表值的活荷载组合值系数：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）
5.1.3条
⑤、周期折减系数：框架结构，可取0.6-0.7
⑥、结构的阻尼⽐：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）5.1.5-1条
⑦、特征周期：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）5.1.4条
⑧、地震影响系数最⼤值：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）5.1.4条
1.2 、特殊构件补充定义→特殊梁→两端铰接（每⼀层都需进⾏）
钢结构中，次梁按主梁输⼊时，程序默认为刚性连接，但实际次梁与主梁为铰接连接。

特殊柱：按提⽰定义⾓柱（每⼀层都需进⾏）
1.3、⽣成SATWE数据⽂件及数据检查、查看数检报告⽂件
2结构内⼒，配筋计算
3.1⽂本⽂件输出：
3.1.1、WMASS.OUT.txt(建筑结构的总信息⽂件）
主要查看各层刚⼼、偏⼼率、相邻层侧移刚度⽐等计算信息
Eex，Eey：X，Y⽅向的偏⼼率
应满⾜《⾼层⾼层民⽤建筑钢结构技术规程》（JGJ99-1998）中3.2.2条，不⼤于0.15，若⼤于0.15，为不规则，程序计算选择不规则，按规范应计算结构扭转的影响，程序计算需选择“偶然偏⼼”。

Ratx，Raty：X，Y⽅向本层塔侧移刚度与下⼀层相应塔侧移刚度的⽐值（剪切刚度）
⼀般为使结构规则化，通常应满⾜《⾼层⾼层民⽤建筑钢结构技术规程》（JGJ99-1998）中3.3.1条，即此数不应⼤于
1/0.7=1.4
Ratx1，Raty1：X，Y⽅向本层塔侧移刚度与下⼀层相应塔侧移刚度70％的⽐值或者上三层平均侧移刚度80％的⽐值之中较⼩者。

按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）3.4.3条，此数值⼩于1.0时，为薄弱层，必须在调整信息中调谐薄弱层个数，层号。

3.1.2、WZQ.OUT.txt(周期、地震⼒与振型输出⽂件)
振型号1.、2为平动周期，振型号3为扭转周期，这⾥注意将平动周期回代到风荷载信息中，
第⼀扭转周期与第⼀平动周期之⽐：此参数为钢筋混凝⼟结构判断结构是否规则的参数，但对于《⾼层⾼层民⽤建筑钢结构技术规程》（JGJ99-1998）没有要求，扭转、不规则反应在结构偏⼼率上，⼀般对⾼层钢结构宜满⾜《⾼层建筑混凝⼟结构技术规程》（JGJ93-2010）4.3.5条，A级建筑≤0.9,
有效质量系数：应于90％，当⼩于90％时，地震计算失真，应增加振型数直⾄满⾜。

3.1.3、WDISP.OUT.txt(位移输出⽂件）
Ratio-(x)，Ratio-(y)：最⼤位移与层平均位移的⽐值
应同时满⾜《⾼层建筑混凝⼟结构技术规程》（JGJ93-2010）4.3.5条和《⾼层⾼层民⽤建筑钢结构技术规程》（JGJ99-1998）中5.3..2条所规定的最⼩值，即不应⼤于1.3，若不满⾜，则说明刚度和质量分布不均匀，所以改善质量分布，加⼤x⽅向刚度（增加梁⾼、增加柱⼦宽度）等，减⼩y⽅向刚度，都可以祈起到这个效果。

Ratio-Dx，Ratio-Dy：最⼤层间位移与平均层间位移的⽐值
应满⾜《⾼层民⽤建筑钢结构技术规程》（JGJ99-1998）中5.5.1条，顶点质⼼侧移不超过建筑总⾼度的1/500,质⼼层间侧移不超过层⾼的1/400。

Max-Dx/h，Max-Dy/h：X，Y⽅向的最⼤层间位移⾓
根据《⾼层民⽤建筑钢结构技术规程》（JGJ99-1998）中5.2.11条判断是为否有侧移结构，若有侧移，即不满⾜最⼤位移限值，则返回“设计信息”界⾯，选择“钢柱计算长度系数按有侧移计算”。

3.2图形⽂件输出：
3.2.1、各层配筋构件编号简图
这两个圈代表刚度中⼼（双同⼼圆）和质量中⼼（带⼗字的圆），并不是红⾊警告的意思，数字是坐标。

两个圈越重合，说明结构越规则对称，只是提供你看看，帮助你判断结构设计是否合理，不需要调整。

3.2.2、钢构件验算简图
各构件显⽰结果所表⽰的意义可单击右侧【帮助】查看，构件结果超限则显⽰为红⾊。

3.2.3、柱轴压⽐简图
带括号的数字表⽰轴压⽐，⾼层钢结构，钢柱常采⽤箱型柱，钢柱截⾯建模时初定根据长细⽐和0.6的轴压⽐确定。

当轴压⽐不满⾜时，有两种调整⽅案，⼀是直接调整钢柱截⾯，直到满⾜（⼀般的那个轴压⽐超越0.6不多时，可以此采⽤此⽅法，超越较多时，不经济）。

⼆是在钢柱柱灌混凝⼟，在建模时⽤钢管柱等效为箱型柱，并应满⾜《矩形钢管混凝⼟结构技术规程》（CECS159：2004)中的相关要求。

采⽤此法增加结构⾃重，在柱数量较少时采⽤。

3.2.4 ⽔平作⽤下各层平均位移简图
地震⼒和风⼒作⽤下均⽆突变，因此设计⽆需加强。

三、模型调整后及分析计算
返回模型调整结构和构件截⾯后，按上述操作执⾏，并根据SATWE图形及本⽂
输出⽂件在风荷载信息界⾯修改结构基本周期，设计信息，调整信息等。

调整完毕⼀定要重新进⾏楼层组装，⽣成SATWE数据等。

四、构件定义
1、PM次梁内⼒及配筋计算（在建模时次梁按次梁⽅式输⼊时，必须执⾏）
在建模中次梁按次梁⽅式输⼊，在SATWE对结构整体分析时不带⼊次梁的刚度，次梁对结构刚度、周期、位移等不产⽣影响，当按主梁⽅式输⼊时产⽣影响。

2、框架梁设计
2.1、钢构件验算简图→构件信息→梁信息→选择梁、弹出记事本对话框
2.2、钢结构→⼯具箱→基本构件计算→梁构件验算
梁上荷载作⽤形式：根据实际情况选择，⼀般框架梁既有次梁传来的集中荷载，⼜有楼⾯板、填充墙传来的均布荷载，常选【多种类型】。

梁设计内⼒值：查SATWE构件信息⽂本中结果
腹板屈曲后强度利⽤：当梁不考虑钢与混凝⼟楼板的组合作⽤时，焊接H型钢梁通常考虑腹板屈曲后强度，但应满⾜《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中4.4节要求。

当采⽤轧制H型钢时，不能考虑腹板屈曲后强度利⽤。

平⾯外计算长度：取次梁间距
3、框架梁设计
3.1、钢构件验算简图→构件信息→柱信息→选择柱、弹出记事本对话框
3.2、钢结构→⼯具箱→基本构件计算→柱构件验算
柱计算长度系数：取SATWE构件信息⽂本中计算结果，再次情况下，当计算长度系数⼩于1.0时，需按1.0再次验算柱截⾯。

平⾯外计算长度：=计算长度系数×实际长度
柱设计内⼒：查SATWE构件信息⽂本中结果。

等效弯矩系数：《钢结构设计规范》（GB50017-2003）5.2.2条确定
五、节点设计
1、钢结构→框架→全楼节点连接设计
1设计参数定义
点击【全楼节点设计】
点击【设计参数修改与验算】点击【查询设计结果】。