T3PT全局参数设置说明

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T3PT全局参数设置总说明
1. 前言
注意:该文档只做内部交流使用!
全局设置,是用户宏观干预T3PT节点设计及图面效果的核心。

T3PT的全局设置对话框,使用的对话框风格为树形菜单,而非探索者系列软件中常用的属性页对话框。

因为子对话框数量繁多,且有可能持续扩展。

树形菜单的选择可以直接点击左侧的树,也可以点击下图中红色框选部分的下拉菜单进行选取。

点击可以将树形部分隐藏,只用下拉菜单进行切换。

全局参数涉及到的参考资料非常繁杂,大家在阅读本文档时最好可以结合一些参考资料相互印证一下参数设置是否合理,默认参数是否符合用户要求。

另外,由于T3PT仍有一些细部需要完善,有些参数的设置并不能反映到实际的功能点上,遇到这种情况,希望大家有所记录,与开发项目交流一下,共同进步。

主要参考的资料列表:
规范方面:
《钢结构设计规范》(GB50017-2003),以下简称《钢规》。

《建筑抗震设计规范》(GB50010-2010),以下简称《抗规》。

《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98),以下简称《高钢规》。

标准图集:
01SG519-多、高层民用建筑钢结构节点构造详图(含04年修改),以下简称图集01SG519。

设计手册:
《钢结构设计手册》(第三版),以下简称手册。

《钢结构连接节点设计手册》(第二版),以下简称节点手册。

《钢结构设计方法》(童根树)。

2. 使用说明
在读入分析软件的分析结果时,T3PT即对全楼节点做了初次设计,而设计的依据,很大程度上取决于全局设置。

用户可以在读入模型之前,对全局设置进行干预,以得到用户希望的设计成果。

全局参数中,菜单分级排布,一级菜单有:
1)全局参数;
2)节点布置参数;
3)图纸参数。

每个一级菜单下有若干二级菜单。

2.1 影响设计成果的参数
“全局参数”和“节点布置参数”,直接影响T3PT的节点设计和验算结果,用户在导入模型之后,如果希望全局的改变设计结果,需修改“全局参数”和“节点布置参数”菜单下相应的参数。

修改之后,必须点击“设计”菜单下的“设计所有节点”(或相应的节点,如“设计梁柱、主次梁节点”、“设计柱脚节点”……)来重新按照新设置设计节点。

2.2 影响图面效果的参数
“图纸参数”影响的是T3PT自动生成图纸的图纸元素,如比例、节点引出标注的内容和出现次数等。

该参数改变对已经生成的图纸不做修改,须重新生成。

2.3 关于PKPM钢结构模块的补充
PKPM钢结构模块中,有一个功能是做全楼的节点设计,在这个功能点上,用户也会遇到一个与T3PT全局设置菜单类似的界面,用以干预节点设计。

PKPM 的这个设置也是可以导出的,但我们不推荐使用该设置来覆盖T3PT的设置。

原因有二:一、其他的分析软件中并无这种功能,还是需要使用我们的设置;二、PKPM的设置菜单,组织形式与T3PT不尽相同,某些节点设置是PKPM没有的,用户还是需要补充设置,相当于要费两遍事。

所以,我们推荐用户:使用完Satwe计算模块后,跳过STS全楼节点设计,只使用T3PT做后处理工作。

2.4 默认值及导入导出
全局设置可以保存为默认值,T3PT会记录用户的默认设置,如图面的效果,一些节点默认的连接形式及验算方法等。

当用户再次读取其他工程时,仍可以按照用户的一般习惯,实现后处理出图。

全局设置也支持导入导出功能,只要目标电脑安装了T3PT,用户可以将一套配置应用到不同的电脑中。

3. 全局参数
3.1 总信息
3.1.1 结构重要性系数:
对于不同的结构类型和结构设计使用年限的要求,修改该项参数将对结构构件的设计内力进行调整;
3.1.2 钢截面净毛截面比值:
在等强度设计法中,由于翼缘和腹板的连接螺栓配置不能先行准确确定,因此翼缘和腹板的净截面面积开始可近似地分别取翼缘和腹板毛截面面积的0.85倍。

一般该值取值范围在0.75~0.85,取0.8或0.85时较多。

3.1.3 H型截面支撑采用转换连接方式:
用于说明H型截面的布置方式是按强轴布置还是弱轴布置(是采用翼缘板还是腹板与梁柱节点连
接)。

注:PKPM的输出数据中,斜杆没有输出旋转角度,即,我们无法确定H形截面这类带有强弱轴特性的支撑的摆放角度,这里提供给用户一个宏观方法调整放置角度,如果设置了90°转角,则全楼的H形截面支撑,都会采用强轴法向方向向平面外的放置方式。

3.1.4 自动设置隅撑:
在檐口位置,刚架斜梁与柱内翼缘交接点附近的檩条和墙梁处,应各设置一道隅撑。

在斜梁下翼缘受压区应设置隅撑,其间距不宜大于相应受压翼缘宽度的
16235/f y倍。

如斜梁下翼缘因故不能设隅撑,则必须采取保证刚架稳定的可靠
措施。

隅撑宜采用单角钢制作。

隅撑可连接在刚架构件下(内)翼缘附近的腹板上距翼缘不大于100mm处,也可连接在下(内)翼缘上。

隅撑与刚架、檩条或墙梁应采用螺栓连接,每端通常采用单个螺栓,隅撑与刚架构件腹板的夹角不宜小于450。

3.2 抗震信息
3.2.1 抗震等级,承载力抗震调整系数:
应根据具体工程,按抗震规范填写;
3.3 设计信息
3.3.1 采用《高钢规》进行节点设计:根据《高钢规》8.2.1条—8.2.6条进行计算;
3.3.2 :强度折减系数
根据《钢规》3.42条进行强度折减计算;
4. 节点默认布置
4.1 验算方法
在钢框架结构的节点验算中(尤其在梁柱、梁拼接及柱拼接节点中),一般使用的验算方法有三种:等强设计法、常用设计法及精确设计法。

三者的异同可
4.1.1 等强设计法:
抗震设计中,规范要求节点设计使用等强设计法。

可以使用等强设计法进行设计的节点有:梁柱刚接节点,柱拼接节点及梁拼接节点。

该设计法的设计内力来源于构件的材料及截面特性,与荷载工况组合无关,一般来讲,该设计方法所采用的内力值要远大于荷载工况的组合值。

所谓等强,是按被连接构件的翼缘和腹板的净截面面积的等强度条件来进行连接设计的。

该方法多用于抗震设计或按弹塑性设计中,以确保结构体的连续性、强度和刚度。

4.1.2 常用设计法:
对于柱拼接节点:
该设计法的流程是:被连接构件翼缘和腹板各自的截面面积分担作用在拼接连接处的轴心压力,柱翼缘同时承受轴心压力和绕强轴的全部弯矩,腹板同时承受轴心压力和全部剪力来进行拼接连接设计的。

对于梁柱刚接节点:
该设计法的流程是:考虑梁端内力向柱传递时,原则上梁端弯矩全部由梁翼缘承担,梁端剪力全部由梁腹板承担;同时梁腹板与柱的连接,除对梁端剪力进
行计算外,尚应以腹板净截面面积的抗剪承载力设计者的1/2或梁的左右两端作用弯矩和除以梁净跨长度所得到的剪力来确定;
4.1.3 精确设计法:
是以梁翼缘和腹板各自的截面惯性矩分担作用于梁端的弯矩,以梁翼缘承担弯矩,并以腹板同时承担弯矩和梁端全部剪力进行连接设计的。

4.1.4 柱脚刚接默认设计法:
根据混凝土底板最大最小应力按线性分布法计算出的混凝土受压区长度;
4.1.5 柱脚刚接精确设计法:
根据实际受力实际情况计算出的混凝土受压区长度;需要求解一超越方程,计算结果精准,是T3PT的优势。

4.2 螺栓参数
4.2.1 高强螺栓:
高强度螺栓连接除能承受较大的拉力外,尚能借其连接处构件接触面的摩擦可靠地承受剪力。

钢结构中用的高强度螺栓,专指在安装过程中使用特制的扳手,保证螺杆中达到规定的预拉力,从而在卸载后,使被连接的板件接触面上有符合要求的预压力。

为提高螺杆中应有的预拉力值,此种螺栓必须用高强度钢制造,因而得名。

高强螺栓的性能等级为8.8级和10.9级两种。

另外,普通螺栓中的A级和B级螺栓虽然也用高强度钢制造,但不要求规定的预拉力,仍称其为普通螺栓。

高强螺栓中,用户可干预螺栓的直径、材料及接触面处理方法。

会直接影响验算结果。

其中,主螺栓直径用于设计除主次梁节点之外的全楼连接节点,次螺栓直径主要用于设计全楼的主次梁节点及一些附属节点。

4.2.2 普通螺栓:
普通螺栓分A级、B级和C级三种。

A级和B级属精制螺栓,其抗剪、抗拉性能良好,但制造安装复杂,故很少采用。

C级普通螺栓属粗制螺栓,抗剪性能较差,主要用于沿杆轴方向受拉的连接。

普通螺栓的一些知识要点:普通螺栓一般为六角头螺栓,按照我国关于螺栓的国家标准《六角头螺栓》GB/T 5782-2000和《六角头螺栓C级》GB/T 5780-2000的规定,普通螺栓的产品等级分为A、B、C三级。

对C级螺栓,钢结构设计规范选用了其中性能等级为4.6级和4.8级两种。

4.6级表示螺栓材料的抗拉强度不小于400N/mm2,其屈服点不小于240N/mm2。

因此,C级螺栓一般采用Q235钢,为粗制螺栓。

产品等级为A级和B级的普通螺栓为精制螺栓,对螺栓杆和螺栓孔的加工要求较高。

钢结构设计规范中选用了该标准中性能等级为5.6级和8.8级
两种,为普通连接中的高强度螺栓。

4.3 焊缝参数
4.3.1 设置施焊引弧板、引出板:
《钢结构设计规范》第7.1.2条注2,当对接焊缝和T形对接与角接组合焊缝无法采用引弧板和引出板施焊时,每条焊缝的长度计算时应各减去2倍母材板厚。

4.3.2 对接焊缝质量等级:
对接熔透焊缝的质量分为一级、二级和三级,一级和二级对接焊缝的设计强度与母材金属相同,一般无需计算,三级焊缝的抗拉设计强度只有母材金属的85%,应进行焊缝的强度验算。

我国钢结构设计规范对对接焊缝的各种强度设计值作了如下规定,对接焊缝的抗压强度设计值、抗剪强度设计值和焊缝质量为一、二级时的抗拉和抗弯强度设计值均取与焊件钢材相同的相应强度设计值,而对焊缝质量为三级的抗拉强度设计值取相应焊件钢材强度设计值的0.85倍,并取以5 N/mm2为倍数的整数。

4.3.3 指定对接焊缝极限抗拉强度最小值:
在节点抗震验算中,需验算节点在罕遇地震作用下的极限承载力,焊缝的极限承载力应取极限抗拉强度最小值,程序默认自动计算,用户亦可自行指定。

4.4 连接板设置参数
4.4.1 主次板件的材料等级
用户可以指定主要、次要节点板材的材料等级,一般主要板件的材料等级与构件的材料等级相同,T3PT可以默认设置。

附属板材的材料等级理论上不用采用很高等级的材料,如定位耳板、焊接衬板、引弧板、引出板等,T3PT具有材料统计功能,该部分的设置可以体现在最终的材料统计中。

4.4.2 翼缘腹板的受剪面
用户可以指定节点连接中翼缘、腹板的板件受剪面,即连接板采用一块板还是两块板。

该参数影响节点的默认布置及验算结果,是非常重要的参数。

原则上一般取双剪。

4.4.3 可用的连接板厚度
用户可以在板厚厚度库中指定T3PT的可选板厚,该参数类似于混凝土后处理软件中的钢筋库,T3PT的节点板板厚取值只会出现用户的选择值。

取值原则向上取整,即:用户选择厚度为6、8、10……mm,当计算所需厚度
为9mm时,厚度取为10mm。

4.5 加劲肋设置参数
4.5.1 加劲肋板件的最小间距
参考图集01SG519,P13,柱两侧梁高不等时,柱内水平加劲肋的设置。

《高层民用建筑钢结构技术规程》第8.3.8条中,当柱两侧的梁高不等时,每个梁翼缘对应位置均应设置柱的水平加劲肋。

加劲肋间距不应小于150mm,且不应小于水平加劲肋的宽度。

当不能满足此要求时,应调整梁的端部高度,此时可将截面高度较小的梁腹板高度局部加大,腋部翼缘的坡度不得大于1:3。

当与柱相连的梁在柱的两个互相垂直的方向高度不等时,同样也应分别设置柱的水平加劲肋。

该值用户可以进行干预,不一定必须取为150mm。

目前该加腋处理T3PT仍不支持,在下一版本中会加入。

4.5.2 箱形及圆管形柱截面加劲肋设置
当柱截面为箱形或圆管形时,与柱相连的梁的高度均相等,且梁与柱的连接均为刚性连接时,柱在对应与梁上下翼缘位置处均应设置水平加劲隔板(肋)。

箱形截面柱或圆管形截面柱的水平加劲隔板(肋)的设置,根据不同的连接形式,可分为:内连式水平加劲隔板,贯通式水平加劲隔板,外连式水平加劲隔板
贯通式水平加劲隔板,会将柱打断,一般不采用。

外连式水平加劲肋(即在柱外设置环形水平加劲肋)多用于截面较小的箱形截面柱或圆管形截面柱。

外连式节点板有最小外伸宽度的限制,程序默认自动计算,用户可以自己指定,但若指定值过小(目前是180mm),则不起作用。

4.6 梁柱节点
梁柱节点在钢框架结构中是出现次数最多也最为重要的节点,该节点的设置参数也较为复杂。

梁与柱节点板用高强度螺栓相连。

节点板可以是单板,也可以是双板。

单板连接的节点板厚度不得小于梁腹板厚;双板连接时,为便于梁吊装就位,可先将一块节点板焊在柱上,待梁就位后,在工地上将另一块节点板焊接在相应位置上,再拧紧螺栓。

梁柱节点有刚接、半刚性连接及铰接的区分。

目前T3PT不支持半刚性节点
的设计。

梁与柱的铰接连接,又称为柔性连接。

铰接连接构造简单、传力简捷、施工方便,在工程中有广泛的应用。

非地震区多层或高层钢框架如果用剪力墙一类构件承受水平荷载(框架仅承受重力荷载)和提供抗侧刚度的结构体系,梁与柱连接即可采取铰接方案。

为保证铰接连接梁端能转动,以符合设计假定,节点构造上可采取下列措施:a) 在保证连接可靠的条件下,尽量减少螺栓的数量;b)梁端和柱之间留出缝隙,以使梁由转动的余地。

4.6.1 梁端部到柱边缘的距离
分为刚接、铰接两种情况:
铰接时,梁腹板不开焊接槽口,梁端到柱边缘的距离有一定偏移距离,一般取10~20mm,取15mm居多。

刚接时,梁腹板开焊接槽口,梁翼缘和腹板到柱边缘的距离不一定相同,一般梁的定位以梁腹板到柱边缘为准。

该偏移距离一般取10~20mm,取15mm居多。

4.6.2 梁腹板与上翼缘连接切角半径
梁翼缘与柱焊接时,由于翼缘传递的内力很大,应采用全熔透坡口焊缝,坡口角度30~35°,在施焊时焊条保持适当的角度,被连接的构件应留有一定的
焊根开口宽度,一般为6~10mm,使焊条能伸到连接构件的底部。

为了保证焊缝全长有效,在梁上下翼缘底面设置焊接垫板(可附在柱面上)。

垫板应比梁翼缘宽,伸出长度≥2t,且不小于30mm(t为翼缘厚度),厚度约8~10mm。

垫板通
常焊后留在原处,成为节点的组成部分。

为防止垫板部位成为梁柱连接节点断裂破坏的薄弱环节,由抗震设计要求是,垫板反面与柱翼缘相接处也应焊接。

为方便梁翼缘的施焊,梁腹板端头上下角应切割成弧形缺口,切口半径通常采用35mm。

弧形切口端部与梁翼缘的连接处,应以10mm半径的圆弧光滑过渡。

该切口半径用户可以进行干预,一般取35或40mm。

4.6.3 柱加劲肋自由外伸宽度缩进长度
该设置从加工角度出发,柱(尤指H形截面柱)内的加劲肋,一般采用双面角焊缝与柱连接,如果加劲肋外伸到柱边缘,不方便进行施焊。

在某些钢结构工程设计较多的设计院,都会让加劲肋的自由外伸宽度向柱内缩进一个距离(一般10~15mm),方便加工绕焊。

见下面的示意图:
4.6.4 不等高梁与柱刚接时的控制参数
由上所述,当不等高梁同柱连接,且梁高差在150mm以内时,需对较矮的梁做加腋处理。

用户可以干预加腋的起始位置。

有两种方式可以进行干预:一种为指定起始处至柱边缘的距离,另一种为指定梁下翼缘的变化坡度,二者程序都会考虑,结果取大值。

4.6.5 工字形柱弱轴与梁刚接,且梁翼缘连接采用对接焊缝时
H型钢梁与H型钢柱在弱轴方向连接时,可采用如下图所示的连接方式,采用栓焊混合连接。

翼缘连接板与梁翼缘对接时,用户有两种方式进行干预梁端部至柱边缘(矩形轮廓边缘而非内侧腹板)的距离:一种为直接指定该距离,另一种为指定翼缘连接板的变化坡度,二者程序都会考虑,结果取大值。

4.6.6 梁柱栓接时的控制参数
对于一些梁的跨度小于用户输入的采用拼接的最小跨度值时,程序将自动取消对该梁采用短梁拼接的连接类型,而采用柱边固结的连接节点形式(此项在T3PT软件中暂时不起作用)
在抗震设防结构中,梁柱的工地拼接考虑构件运输,对梁而言,通常位于距梁端不远处,大震时将进入塑性区,其对接焊缝的轴向承载力不能满足须大于梁翼缘板的轴向承载力的要求。

因此其工地拼接接点宜避开塑性区,将拼接接点放在距1/10跨长或两倍梁高范围之外。

4.7 柱拼接节点
钢结构制作和安装过程中,由于运输条件的限制,或者柱截面发生变化,需要将柱和柱拼接起来。

4.7.1 柱拼接节点位置的控制参数
柱的拼接节点一般都是刚性节点,为便于现场安装操作,柱拼接接头一般设置在距楼板顶面以上1.1~1.3m的位置,同时避开水平荷载下的大弯矩区。

考虑运输方便及吊装条件等因素,柱的安装单元一般采用三层一根,长度10~12m左右。

4.7.2 耳板及耳板连接板的控制参数
当柱翼缘采用焊接方式拼接时,为便于安装就位,在翼缘两侧设置安装耳板,每个耳板上开三个螺栓孔,耳板厚度根据阵风及施工荷载确定,并不小于10mm。

拼接时,首先用连接板和螺栓将上下柱的耳板连接固定在一起,再进行柱翼缘和腹板的焊接和螺栓连接,柱焊接好后,用火焰切割将耳板切除。

连接板为单板时,其板厚宜取耳板厚度的1.2~1.4倍;为双板时,宜取耳板厚度的0.7倍。

连接耳板的螺栓直径不小于M20。

耳板及连接板如下图所示:
《高钢规》第8.4.3条对此同样做出了规定在柱的工地接头处应设置安装耳板,耳板厚度应根据阵风和其他的施工荷载确定,并不得小于10mm。

耳板宜仅设置于柱的一个方向的两侧,或柱接头受弯应力最大处。

4.7.3 柱变截面拼接时的控制参数
梁柱节点中,柱变截面位置位于梁高区域内:以箱形边柱变截面处理方式为例:
左图即柱变截面位置在梁高范围内,右图为在梁高范围之外,二者都有相应工程实例,一般在梁高范围之外的做法较多。

《高钢规》第8.4.7条柱需要改变截面时,柱截面高度宜保持不变,而改变其翼缘厚度。

当需要改变柱截面高度时,对边柱宜采用图示(a)做法。

变截面的上下端均应设置隔板(a、b)。

(a、b)两种做法为柱变截面位置位于梁高区域内。

当变截面段位于梁柱接头时,可采用图示(c)做法,变截面两端距梁翼缘不宜小于150mm。

4.8 柱脚节点
4.8.1 柱脚锚栓的控制参数
柱脚底板上的锚栓应采用Q235制作,孔径宜取锚栓外径的1.5倍,锚栓螺母下的垫板孔径取锚栓直径加2mm,垫板厚度一般为0.4d~0.5d(d为锚栓外径),
但不宜小于20mm。

垫板,底板,螺母,锚栓如下图所示:
4.8.2 柱脚板件设置的控制参数
底板不需要设置加劲肋的最大悬臂长度:指的是采用外伸板螺栓连接节点设计方法,具体用户可参考《钢结构设计方法》(童根树著)。

该值为设计经验取值,一般可取120mm。

T3PT的默认柱脚设计中,会自动配置加劲肋,不设加劲肋会造成柱脚底板厚度增加。

底板计算长度外的附加长度:指在根据柱脚内力计算所得的柱脚底板尺寸外,另外增加的柱脚底板的长度和宽度(两个方向均增加)。

如上图的铰接柱脚,底板较柱截面有一个尺寸的外扩,一般取20mm(两侧各10mm)。

柱嵌固端标高:主要影响柱脚平面的标高及全楼层的标高计算。

注意:该参数只影响绘图的标高,并不改变柱的实际长度。

柱嵌固端的概念,刚接外露式柱脚、埋入式柱脚和外包式柱脚三者并不相同,见下图,红色矩形框包围处即嵌固位置:
三者是有一定差别的,尤其是对于埋入式及外包式柱脚,T3PT没有统计钢柱的埋入(或外包)在混凝土中的部分,统计上是不够精确的,请各位注意。

4.8.3 底板抗剪键的控制参数
《高钢规》第8.6.7条第五款,柱脚底板的水平反力,由底板和基础混凝土
间的摩擦力传递,摩擦系数软件内部默认取0.4。

当水平反力超过摩擦力时,可采用底板下部焊接抗剪键加强,抗剪键的最小埋入深度由计算确定。

抗剪键如下图所示:
抗剪键截面类型:用户可选的标准型钢类型(槽钢、工字钢、钢板等)。

型钢型号:相应型钢类型下,用户可选的标准型钢型号(I20a……)。

抗剪键最小埋入深度:即抗剪键的长度,用户可以指定,一般取100mm。

注意:抗剪键参数,目前T3PT并不能响应修改。

4.8.4 埋入式或包脚式柱脚的控制参数
《高钢规》第8.6.2条埋入式柱脚的埋深,对轻型工字形柱,不得小于钢柱截面高度的二倍;对于大截面H形钢柱和箱形柱,不得小于钢柱截面高度的三倍。

5. 图纸参数
5.1 图框比例
用户可以指定布置图与节点图的比例,以及布置图和节点图的图框大小,勾选后,用户可以自行选择绘制图纸的图框,用户的自定义图签也可以
通过这种方式绘制到图纸中。

定义的图框项:为用户提供了一个基础的图签功能,可加入工程号、工程名称等信息。

5.2 构件代号
用户可以在表格中为特定的构件指定符合自己院出图标准的代号前缀,表格中的构件代号,是标准图集中的名称,用户可以自行替换。

选项若被勾选,则在构件的前缀之前,还会加上“X-”字样,
代表所属楼层,如一层的第一个钢框梁归并号为:“1-GKL1”。

注意:目前该选项不能设置,后续版本会加上。

5.3 图面设置
该对话框的参数是对图面的一些补充设置。

绘制所有的梁柱节点号:指在梁柱平面布置图中,节点的引出标注是全部标注,还是一个楼层中相同的节点只标注一次。

梁柱节点号绘制柱号:指在梁柱平面布置图中,节点的引出标注是否还需要把柱归并号一并标注出来。

绘制所有柱脚节点号:指在柱脚平面布置图中,柱脚节点的引出标注是全部标注,还是相同的柱脚节点只标注一次。

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