轻型门式刚架钢结构设计(配pkpm4.1实操)
轻型门式钢架设计实例

2 2
2
16 2 2
2
4。
因 1 f ,计算参数 p 可用 R 1 1.116.5 18.15 N/mm2 代替 f y ,则
p
hw t w 28.1 K 235 f y 28.75 0.143 0.8 28.1 4 235 18.15
-270.0 -39.6 -80.4
六、构件截面验算
(一)宽厚比验算 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002(以下 简称技术规程)第 6.1.1 条规定验算。 翼缘板自由外伸宽厚比
(200 8) /2 9.6 15 235 f y 12.4 ,满足规程限值要求。 10
96.6 103 1.0 270106 225 283.0 310 96 . 6 0 . 581 5840 4 1 0 . 581 24664 10 W e1 1727
(b)刚架柱平面外的整体稳定性验算 考虑压型钢板墙面与墙梁紧密连接,起到应力蒙皮作用,与柱相 连的墙梁可作为柱平面外的支撑点, 计算时按常规墙梁隅撑间距考虑, 取 l y 3000mm。 楔形柱平面外稳定验算:
所以有效宽度系数 1 ,即此时 1 号节点端截面全部有效,
1 N A f 310N/mm
2
V12 39.6 Vd hwt w f v (250 2 10) 8 125103 230kN
1 号节点端截面强度满足要求。
2 号节点端:
1 N A M We 80.4 103 / 7440 270106 225 24664104 217.9 (N/mm )
门式刚架轻钢结构设计
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门式刚架轻钢结构设计摘要:从门式刚架的概述,荷载类型,材料,结构设计方法,结构设计原则等几个方面介绍了门式刚架轻钢结构的设计思路和设计原则关键词:门式刚架的设计思路和设计原则1门式刚架结构概述门式刚架是典型的轻型钢结构,造型简洁美观,在房屋建筑中广泛应用于大面积厂房、仓库、体育馆和超市等各类公共建筑。
它具有成本低、工期短,施工方便、预工程化程度高等优点。
轻型门式刚架包括主结构(刚架、支撑体系、抗风柱等)、次结构(屋面和墙面檩条等)、辅助结构(挑檐、雨蓬、吊车梁等)、围护板材、柱脚和基础等。
2作用于门式刚架结构上的荷载类型:(1)恒载(g):结构自重和设备重;(2)活载:包括屋面均布活载、检修集中荷载(m)、积灰荷载(d)、雪荷载等;(3)风载(w)(4)温度(t)(5)吊车(c)(6)地震作用荷载(e)3材料3.1门式刚架结构钢材选用的原则是既使结构安全可靠地满足使用要求,又尽量节约结构钢材和降低造价一般而言,轻型钢结构设计中钢材的选择应考虑以下方面:3.1.1根据结构重要性,用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板,应采用q235钢和q345钢。
门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用q235b或q345a及以上等级的钢。
非焊接的檩条和墙梁等构件可采用q235a钢。
3.1.2根据荷载性质,直接承受动力荷载的结构一般采用q235b 及q345钢。
承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构可选用q235b 钢。
3.2螺栓3.2.1高强螺栓应采用符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓大六角螺母垫圈技术条件》中规定的10.9级螺栓(摩擦型高强螺栓)。
3.2.2普通螺栓采用4.8级粗制螺栓(c级),应符合现行国家标准《六角头c级》的规定。
3.3焊条3.3.1手工焊用的碳钢焊条或低合金钢焊条的性能应符合《碳钢焊条》及《低合金钢焊条》的规定。
3.3.2埋弧焊用的碳钢焊丝与焊剂或低合金钢焊丝与焊剂的性能应符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》及《低合金钢埋弧焊用焊剂》《熔化焊用钢丝》的规定。
轻型门式刚架结构设计
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第12页/共119页
三、支撑体系布置
1.柱间支撑 (1)无吊车时柱间支撑的间距宜取30~45m;当有吊车时宜 设设在温度区段中部,或当温度区段较长时宜设在三分点处, 且间距不宜大于60m; (2)当建筑物宽度大于60m时,内柱列宜适当增加柱间支撑; (3)支撑与构件的夹角应在30°~60°范围内,宜接近45°; (4)柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑,当桥 式吊车起重量大于5t时,宜采用型钢支撑; (5)柱间支撑的内力,应根据该柱列所受纵向荷载(如风、 吊车制动力)按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁架计算;
第32页/共119页
3.稳定计算
(1)当屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转时,可不计算檩 条的整体稳定性。
(2)当屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转时,可按下式 计算檩条的稳定性
Mx My f bxWex Wey
Wex、Wey—— 对主轴x、y的毛截面模量;
bx—— 受弯构件绕强轴的整体稳定性;
f —— 钢材的强度设计值。
(二)计算
(a)C型截面 (b)Z型截面 檩条计算示意图
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1.内力分析 垂直于主轴x和y的分荷载按下式计算:
px psin 0
py p cos0
式中 p—— 檩条竖向荷载设计值;
0 ——p与主轴y的夹角:对C形、槽形和工字型截面 0=,为屋面坡角; 对Z形截面 0 ,
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(三)连接 (1)檩条可设计为单跨简支构件或连续构件; (2)简支檩条和连续檩条一般通过搭接方式不同实现。 连续C形檩条可通过采用稍大一点足够长的C形槽钢套在屋面 檩条外后用螺栓锁紧实现,直卷边或带斜卷边的Z形连续檩条 可采用叠置搭接来实现。
新规下门式刚架轻钢结构设计的要点
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新规下门式刚架轻钢结构设计的要点摘要:新版《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》、《钢结构设计标准》、《建筑钢结构防火技术规范》、《工程结构通用规范》、《钢结构通用规范》实施后,门式刚架轻钢结构的设计工作发生了较大的变化。
本文针对对新规下的门式刚架轻钢结构设计的荷载取值、框架梁平面外计算长度、钢结构防火设计、独立柱基础设计等问题进行了讨论,并对其在软件中的实现及操作要点给出了建议。
关键词:门式刚架钢结构结构设计荷载取值防火独立柱基础1 引言门式刚架轻钢结构房屋具有优秀的工程性能,如:质量轻、地震反应小、制作施工方便、综合经济效益高等,是目前我国应用最为广泛的钢结构。
探讨该类型房屋的结构设计如何做到安全、经济,具有相当重要的意义,对该类型结构设计工作的论述也著述颇多。
随着《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015、《钢结构设计标准》GB 50017-2017、《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249-2017、《工程结构通用规范》GB 55001-2021、《钢结构通用规范》GB 55006-2021等设计规范的颁布与实施,针对该类型房屋的结构设计工作发生了较大的变化,规范对结构设计工作也提出了更高的要求。
本文针对与新规实施有关的问题进行了讨论。
1 门式刚架适用范围《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》中对门式刚架轻型房屋的定义:承重结构采用变截面或等截面实腹刚架,围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层房屋。
该规范1.0.2条中明确该规范的适用范围:房屋高度不大于18m,房屋高宽比小于1,承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。
当房屋高度过大,或吊车吨位、工作制级别超出规范的适用范围,此时结构设计不能按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》执行,应该按《钢结构设计标准》执行,荷载的取值则应按照《建筑结构荷载规范》执行。
pkpm~门式刚架设计操作
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目录
• 门式刚架设计概述 • PKPM软件介绍 • 门式刚架设计操作流程 • 门式刚架设计实例 • 门式刚架设计常见问题与解决方案
01
门式刚架设计概述
门式刚架的定义与特点
定义
门式刚架是一种具有三角形或梯 形截面的轻型钢结构,广泛应用 于工业厂房、仓库和商业设施等 领域。
特点
门式刚架具有结构轻巧、承载能 力强、施工方便、经济实用等优 点,能够满足现代工业和商业发 展的需求。
解决方案
在参数设置时,应充分了解材料的性能,并根据实际需求和规范要求进行合理设置。同时,应采用多种 计算和分析方法对参数进行校验和优化,确保参数设置的合理性和准确性。
问题三:计算结果不准确
总结词
详细描述
解决方案
计算结果是门式刚架设计的核心,如 果计算结果不准确,将直接影响结构 的性能和安全。
计算结果不准确可能是由于模型建立 不准确、参数设置不合理、计算方法 不正确等原因导致的。如果计算结果 不准确,可能会导致结构设计不合理、 安全性能不足等问题。
经济实用
在满足安全性和功能性的前提下,门式刚架设计应注重经济实用, 合理选用材料和施工方法,降低工程成本。
技术先进
采用先进的技术和设计理念,提高门式刚架的稳定性和承载能力, 延长其使用寿命。
02
PKPM软件介绍
PKPM软件的发展历程
1988年
1993年
PKPM系列软件的前身PMCAD诞生,标志 着中国建筑行业开始进入计算机辅助设计 时代。
在计算时,应采用合适的计算和分析 方法,确保计算结果的准确性和可靠 性。同时,应对计算结果进行校验和 优化,及时发现并修正问题。
问题四:优化方案不合理
门式刚架轻型钢结构设计

门式刚架轻型钢结构设计摘要:轻型钢结构以其施工速度快、建筑造型美观、钢材用量少、造价低廉等优势,越来越受国内外建筑商所青睐。
而门式刚架结构体系作为轻型钢结构的一种结构形式,伴随着我国经济的高速发展,广泛应用于工业、居住和公共建筑,其发展是相当迅速的。
在以往的工程项目设计中通过比选方案,该结构形式经常被选择采用。
关键词:门式刚架;荷载;钢梁;檩条1 工程概况以某工程成品仓库门式刚架为例,简要阐述轻型门式刚架结构设计的一些基本步骤和注意事项。
该工程基本设计条件为抗震设防裂度为7度(设计基本地震加速度0.1g),Ⅳ类场地,基本风压0.55kN/m2 ,地面粗糙度为B类。
刚架抗震能力很强,7度设防时一般不需做抗震验算。
成品仓库全长105m,双坡双跨,单坡跨度27m,双跨总跨度54m,柱距7.5m,无吊车,檐口高度10.5m。
门式刚架变形能力强可以有效的抵御地震作用,但在使用荷载作用下产生的位移较大,因此不适宜安装起重量过大的吊车,通常采用重量不大于3t的悬挂式吊车起。
本项目无吊车,所以柱脚采用铰接,斜梁坡度1/15。
2 结构体系为防止出入仓库的叉车撞击钢柱和预防雨水侵入仓库,沿厂房设置了 1.2m 高矮墙。
钢柱下设置1.2m高,与墙等高的混凝土短柱。
注意在考虑基础及短柱定位时,应事先计算上部门式刚架的钢柱尺寸,保证钢柱柱脚中心与混凝土短柱中心、基础中心重合。
混凝土短柱外皮应与墙外皮对齐,同时还应考虑到轻型钢墙板的布置。
在本次成品仓库设计中,成品库建筑面积较大,超出国家防火要求,而且近期有事故表明,如果成品仓库的防火分区设置不当,当发生火灾时火情串联,难以保证人身和财产的安全,故建筑专业要求在成品库内设置防火墙,保证防火分区。
考虑到门式刚架结构在受到风荷载等外部荷载时变形比较大,如把防火墙置于钢柱间,则墙体将大大阻碍门式刚架的整体变形,对整个结构不利,所以在设计时应考虑把防火墙置于钢柱外皮布置,且与钢柱间距50mm左右的距离以确保门式刚架的变形要求。
pkpm门式刚架设计讲义课件
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吊车荷载(桥式吊车)
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
2 门式刚架二维设计
2.4 门式刚架二维中常见结构模型建立
带吊车的门式刚架结构
吊车荷载输入时部分参数含义: Dmax、 Dmin :是根据影响线求得的最大轮压、最小轮压对柱子的反力; 是软件提供的自动影响线计算工具。 WT:是大桥架和小车重量。仅是一质量,重力荷载代表值统计用,主要用在计算地震
网格生成与快速建模
网格输入是建模的第一步 主要是形成计算模型的网格线 软件提供两点直线、平行直线、分隔线段等方式输入网格,并提供相应的网
格、节点编辑功能 针对形式较有规律的结构,如框架、桁架、门式刚架提供快速建模功能
(在门式刚架快速建模时,软件能够自动为所建模型生成杆件截面与铰接信息,并根据荷载 信息,自动生成屋面恒、活、风荷载)
的变截面和分段点自动计算各分段的标准截面。
2 门式刚架二维设计
2.5 10版中门式刚架二维设计改进
钢结构参数输入与修改,按10新抗规做了调整
结构类型调整 增加程序自动判断容许长细比选项 增加按“低延性、高弹性承载力”性能设计荷载组合 钢结构增加抗震等级参数
增加“端点拖动”功能 增加Undo、Redo功能 增加导入dxf网格功能 增加了批量修改荷载功能 增加实体模型查看功能 取消了模型数据文件,即后缀为.sj的文本文件 增加女儿墙的连接设计 ……….
2 门式刚架二维设计
2.4 门式刚架二维中常见结构模型建立
带吊车的门式刚架结构
吊车荷载(悬挂吊车)
双轨悬挂吊车:荷载和桥式吊车一样; 单轨悬挂吊车:最大轮压=电葫芦重+额定起重量。 悬挂吊车只考虑轮压,不考虑刹车力。
《轻型门式刚架设计》(含设计方法与流程)
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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置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。
PKPM门式刚架设计流程
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PKPM门式刚架设计流程预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制PKPM2005年版,06年总结。
门式刚架快速建模:●门式刚架网线输入:柱高——建筑高度+300(mm)5%坡度——2.86°;10%坡度——5.71°平面外计算长度——隅撑及附跨的间距●定义铰接构件及支座情况:不带行车一般柱底是铰接的,带行车的钢柱一般是钢接的;砼柱钢梁的屋面,一般梁是铰接的。
●荷载输入:【恒荷】:a单板保温棉:0.15~0.2(kN/m*m);b双板保温棉:0.25;c吊顶板:0.15;d女儿墙(看作柱顶集中荷载);e其他吊挂设施【活荷】:a面积大于60平米取0.3,小等于取0.5 ;b雪荷载、积灰荷载中取大值,但不小于0.35(保守值);c其他附加荷载【风荷】:a自动布置:1.3*1.05*风压*柱距*高度;b女儿墙风荷(柱顶附加弯矩)【吊车荷载】:吊车跨度——总跨度-1.5m工作制——中级(A4 A5)最小轮压——2*(吊车总重+起重量)/轮数-Dmax小车重——轮数*(Dmax-Dmin)-起重量#吊车参数查询:Dmax、小车重量、吊车宽度、轮距#部分吊车参数:LDA5t 轻级跨度22.5m :Dmax——72.2 Dmin——21.5 Tmax——4.8 WT——65.5=========================吊车梁:台数——2;连接轨道孔径——22;孔距——105;材质——Q345;一般无制动梁●参数输入:【结构类型参数】:设计规范:门式刚架轻型房屋钢结构——执行《门规》。
受压长细比——180受拉长细比——300柱顶位移——1/60;有行车:1/180钢梁挠度——1/200(无吊顶);1/240(有吊顶)门式刚架梁按压弯构件验算平面内稳定性——坡度大于1:2.5时勾选【总信息参数】:净毛截面比值——0.85~0.9钢柱计算方法——门刚有侧移,桁架无侧移恒荷下柱轴向变形应考虑【地震计算参数】:根据《抗规》5.1.1-4:8、9度时的大跨度和长悬臂结构以及9度时的高层建筑,应计算竖向地震作用。
pkpm~门式刚架设计操作
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B b0 2tb 2c
式中:
b0 —柱截面宽度或高度;
tb —靴梁厚度;
c —底板悬臂长度。 再根据底板面积确定底板长度。
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计 绘制施工图:柱脚设计 底板的厚度 底板的厚度决定于板的抗弯强度。
t
6M max f
式中: M max 为底板承受的最大弯矩值。
(b)端板斜放
(c)端板平放
精于技术 工于品质
(d)斜梁拼接
PKPM/sts—门式刚架二维设计
e f 应满足扣紧螺栓 螺栓排列应符合构造要求,下图的 ew , 所用工具的净空要求,通常不小于35mm,螺栓端距不应小于2 倍螺栓孔径,两排螺栓之间的最小距离为3倍螺栓直径,最大 距离不应超过400mm。
是一种经济可靠的结构形式。
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计
使用快速建模功能建立此刚架的网格
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计
使用快速建模功能建立此刚架的网格
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计
2 . 门式刚架轻型房屋钢结构,什么情况下应采取抗震构造 措施?应采取哪些抗震构造措施?
•
•
•
答:1.根据CECS 102:2002的第3.1.4条规定:“当由抗震控制结构设计 时,尚应采取抗震构造措施。” 2.构造措施:构件之间的连接尽量采用螺栓连接;斜梁下翼缘与刚 架柱的连接处宜加腋以提高该处承载力,该处附近翼缘受压区的宽 厚比宜适当减小;柱脚的抗剪、抗拔承载力宜适当提高,柱脚地板 宜设抗剪键,并采取提高锚栓抗拔力的相应构造措施;支撑的连接 应按支撑屈服承载力1.2倍设计等。 3.设防烈度7度(0.15g)及以上时,应采取:(1)柱间支撑采用角 钢制作,可按受拉支撑设计;(2)柱脚锚栓直径不应小于M24,刚 接柱脚的抗弯连接系数应不小于1.1;锚栓长度不小于25d(d为锚栓 直径),锚栓端部应设置锚板或弯钩;柱脚底板应设置抗剪键,底 板下设置调平螺母,校准后进行二次灌浆;(3)山墙墙架宜采用 压型钢板墙板,并应设置支撑或采用抗弯框架体系。(4)屋盖水 平支撑与构件腹板的连接,当腹板厚度在5mm以下时应对连接部位 进行补强。
轻型门式刚架结构布置及PKPM计算中注意问题

轻型门式刚架结构布置及PKPM计算中注意问题摘要:轻型门式刚架作为一种传统的结构体系,经历近百年的发展,目前已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系,应用广泛。
在结构设计中考虑受力蒙皮作用可节省材料,但需满足一定条件才能考虑其作用。
我国常用计算工具PKPM,应用PKPM计算过程中需注意各构件作用,基础计算时纵横向柱底内力,尤其柱间支撑位置。
关键词:门式刚接、受力蒙皮作用、PKPM计算一、门式刚架概念及其发展门式刚架为一种传统的结构体系,该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等,门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,因此广泛应用于包括单层工业厂房、民建超级市场和展览馆、库房以及各种不同类型仓储式工业及民用建筑等,有广泛的市场应用前景。
门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国,经历了近百年的发展,目前已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系。
门式刚架轻型房屋钢结构属轻型钢结构的一个分枝,这种结构型式的主要特点是:体现轻钢结构轻型、快速、高效的特点,应用节能环保型新型建材,实现工厂化加工制作、现场施工组装、方便快捷、节约建设周期;结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价宜、经济效益明显;门式刚架与其他传统结构型式(如砖混、钢筋混凝土框排架)经济比较,造价节省200元/m2。
柱网尺寸布置自由灵活、能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。
二、结构方案选择支撑体系布置及受力蒙皮作用我国现行规范规程中关于轻型门式刚架的主要有《门式刚架轻型屋面钢结构技术规程》(CECS 102-2002 )、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)。
规范中对于结构选型,柱间支撑,系杆、屋面支撑体系布置等提出设计要求。
PKPM--STS钢结构设计经验之门式钢架
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PKPM--STS钢结构设计经验之门式钢架门式刚架二维建模适用范围:吊车吨位在20T以下(含20T),悬挂吊车3T以下,跨度宜18~36米,高度宜4~9米,柱距6~9米。
定义构件:截面分类中轴心受压构件对Y轴截面分类中B类截面翼缘为火焰切割,截面稳定系数大于c类截面,截面稳定承载能力高于c类截面。
C类翼缘为轧制或剪切边。
长细比相同时,修改截面分类要有根据,如果选b类,要在施工图中对材料进行明确说明。
抗风柱:分两种问题:1:只承担山墙风荷载,不承担屋面竖向荷载;2:即承担山墙风荷载,又承担屋面竖向荷载。
解决1:在抗风柱翼缘上开长椭圆孔,椭圆孔的大小应根据KFZ 对梁产生的上下位移来确定。
解决2:抗风柱不承担稳定性,设置多的话会增大边柱长度系数,降低刚架整体稳定。
当跨度较大时,抗风柱间隔布置。
计算长度:门式刚架平面内软件自动识别计算长度。
平面外计算长度常要修改,原则是:有效的侧向支撑点,上翼缘受压,当屋面板与檩条有可靠连接时取檩条间距,下翼缘取隅撑间距,两者取较大值为计算长度;当屋面板与檩条无可靠连接时取屋面水平支撑,下翼缘取隅撑间距,两者取较大值为计算长度,另檐口受压要设置隅撑。
荷载输入: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0.3 kN/m2 ,一般计算的工程荷载水平投影面积均大于60,所以一般取值为0.3,檩条取0.5,活荷载与雪荷载不同时计算,输入大的数值作为活荷载。
2)风荷载:门式刚架规范适用于(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),门规中的基本风压为调整后的基本风压=荷载规范里的基本风压*1.05.围护结构受荷面积大于10,可以不考虑阵风系数。
3)柱间风荷载:荷载规范大于门规;梁间风荷载:门规大于荷载规范。
所以,柱迎风面大取荷载规范,柱迎风面小取门规。
吊车荷载:STS中Ec的尺寸为吊车梁中心线至下柱型心的距离,水平横向力的距离为轨道高和吊车梁支座距离。
轻型门式钢架结构教学钢结构设计
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当V 0.5Vd
时
M
M
N e
M
N e
Me
NWe
Ae
当 0.5Vd V Vd 时
ห้องสมุดไป่ตู้ M
M
N f
M
N e
M
N f
1
V 0.5Vd
1
2
当截面为双轴对称时
M
N f
Af hw t f
N
A
梁腹板加劲肋的配置
《规程》规定,当利用腹板屈曲后抗剪强度时,横向加劲肋 间距a宜取hw~2hw。
变截面柱整体稳定
蒙皮效应:将屋面板视为沿屋面全长伸展的深梁,可用来 承受平面内的荷载。面板可视为承受平面内横向剪力的腹 板,其边缘构件可视为翼缘,承受轴向拉力和压力。
注:一般不考虑蒙皮效应。
横向均布荷载作用下,等截面刚架弯矩图
刚架计算简图
刚架弯矩图
q
荷载计算简图
刚架弯矩图
(2)控制截面 梁:梁端、跨中 柱:柱底、柱顶、柱牛腿连接处
可由P19公式计算:
一阶分析时的柱顶位移
(3)二阶分析法
1 0.375 0.08 2(1 0.0775)
d1 d0 1 —构件的楔率; 0.268 h d0 及6.0
d 0 d1 —柱小头和大头的截面高度
变截面构件的楔率
2.刚架平面外 分段按公式计算: N0 t M1 f y Ae0 bWe1
M
2Nt
h32 h1
节点剪力由上边两排抗拉螺栓以外的螺栓承担,且
拉剪螺栓应满足:
Nv
N
b v
Nt
N
b t
1
(3)端板厚度确定(P24公式)
(4)节点域抗剪
pkpm~门式刚架设计操作56页PPT

PKPM/sts—门式刚架二维设计
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计
模型建立完成后应查
看各计算简图,以防有 输入错误的地方。
检查无误后便可进行 结构计算。
PKPM/sts—门式刚架二维设计
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计
门式刚架的各种结构形式 : 门式刚架又称山形门式刚架。其结构形式
按跨度可分为单跨、双跨和多跨。按屋面坡脊数 可分为单坡、双坡、多坡屋面。
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计
单跨单坡 摇摆柱 多跨(中间摇摆柱)
PKPM/sts—门式刚架二维设计 绘制施工图:设拼接点和布置檩托
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计 绘制施工图:节点设计
精于技术 工于品质
端板竖放 端板斜放 端板平放
PKPM/sts—门式刚架二维设计
M h1 e
(a)端板竖放
(c)端板平放
刚
架
斜
梁
与
柱
的
(b)端板斜放
连
接
及
《钢规》注:对支撑轻型屋面的构件或结构(檩条、屋架、框架),当仅有一 个可变荷载且受荷水平投影面积超过60m2时,屋面均布活荷载标准值应取为 0.3kN/m2。
精于技术 工于品质
PHale Waihona Puke PM/sts—门式刚架二维设计精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计
精于技术 工于品质
PKPM/sts—门式刚架二维设计
轻型门式刚架钢结构设计(配pkpm4.1实操)
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高强度螺栓和普通螺栓连接受力的主要区别是:普通螺栓连接的螺母拧 紧的预拉力很小,受力后全靠螺杆承压和抗剪来传递剪力。而高强度螺栓时 靠拧紧螺母,对螺杆施加强大而受控制的预拉力,此预拉力将被连接的构件 夹紧。靠构件夹紧而由接触面间的摩阻力来承受连接内力是高强度螺栓连接 受力的特点。
缺点:耐腐蚀性较差,耐火性差,造价较高。
钢材种类及规格
(1)碳素结构钢
常用Q-235,质量等级A、B、C、D
(2)低合金高强度钢 常用Q345、Q390、Q420,质量等级A、B、C、D、E
设计指标
钢材的规格
1.钢板 热轧钢板有厚钢板(厚度4.5~60mm),薄钢板(厚度0.35~4mm), 还有扁钢(厚度4~60mm,宽度30~200mm),符号“ -长度×宽度×厚度) 2.热轧型钢 H型钢、角钢、工字钢、槽钢 具体规格可查阅型热轧钢规格表 3.冷弯薄壁型钢 由薄钢板经模压或弯曲而制成,其壁厚一般为1.5~5mm,包括C型,Z型,
(2)柱间支撑 ➢ ①柱间支撑在建筑物跨度小、高度低的情况下,可用带张
紧装置的圆钢做成交叉型的拉杆。也可采用角钢或槽钢。 ➢ ②在高大的建筑中柱间支撑的交叉杆除用角钢外,也可采
用钢管。 ➢ ③柱间支撑的上端与水平压杆必须与柱中心交于一点;柱
间支撑下端应尽可能与柱中心交于柱脚底面,避免出现偏 心受力。
《焊缝符号表示法》规定:焊缝符号一般由基本符号与指引线组成,必 要时还可加上补充符号和焊缝尺寸。
基本符号:表示焊缝的横截面形状,如用“ ”表示角焊缝,用“V”表示V 形坡口的对接焊缝;
补充符号:补充说明焊缝的某些特征,用“ ”表示现场安装焊缝,用 “ ”表示焊件三面带有焊缝;
指引线 :一般由横线和带箭头的斜线组成,箭头指向图形相应焊缝处, 横线上方和下方用来标注基本符号和焊缝尺寸等。
轻型门式刚架结构设计 2.doc

轻型门式刚架结构设计 2.doc
轻型门式刚架结构设计是一项非常重要的工作,涉及到建筑物的安全和稳定性。
门式刚架是一种被广泛应用的钢结构,其制作简单,使用灵活,可以适应不同的建筑设计方案。
门式刚架结构由立柱、横梁和梁柱连接件等组成。
其设计基于两个主要的考虑因素:建筑物载荷和地震力。
在确定门式刚架的结构设计方案时,需要考虑建筑物的使用目的、空间限制、强度要求、断面形状和均匀分布荷载等因素。
门式刚架的材料通常是H型钢或工字钢。
不同材料的选择取决于建筑物的负荷和地震力。
门式刚架的设计需要考虑到横向和纵向刚度,并确保整个结构的稳定性。
由于门式刚架的结构设计是一个高度技术性的工作,建议请专业工程师或设计人员进行设计工作,以确保结构的可行性和安全性。
总之,轻型门式刚架结构设计是建筑工程中必不可少的重要环节,需要根据实际要求进行设计,以确保门式刚架结构的稳定性和耐久性。
pkpm门式刚架设计讲义课件

设置合理的支撑体系,提高结构的整 体稳定性和抗震性能。
优化建议
优化结构形式
根据实际需求,采用合理的结构形式,降低 用钢量。
优化建议
精细化建模
利用PKPM软件进行精细化建模,提高计算精度。
优化建议
参数化设计
利用参数化设计方法,快议
考虑施工因素 在设计阶段充分考虑施工因素,降低施工难度和成本。
PKPM软件的适用范围
建筑行业
适用于建筑设计、建筑结构分析等。
水利水电
适用于水利水电工程的设计和分析。
市政工程
适用于市政道路、桥梁、隧道等工程的设计 和分析。
机械行业
适用于机械行业的设计和分析。
PKPM软件的操作流程
建立模型
使用PKPM软件提供的建模工 具,根据设计要求建立模型。
参数设置
根据设计要求,设置相关参数 ,如材料属性、荷载等。
确保结构在各种载荷作用 下保持稳定,不发生失稳 或过大变形。
门式刚架的构造要求
节点设计
根据受力分析结果,选择 合适的节点形式,如焊接 或螺栓连接,以确保结构 的安全性和稳定性。
支撑系统设计
合理布置支撑系统,如柱 间支撑和屋面支撑,以提 高结构的整体稳定性和承 载能力。
连接设计
根据受力要求,选择合适 的连接方式,如梁柱连接 和屋面梁连接,以确保结 构的整体性和安全性。
选择分析类型
根据设计要求,选择适合的门式刚架结构分析类型,如线性分析、 非线性分析等。
定义材料属性
输入门式刚架各部件的材料属性,如弹性模量、泊松比、密度等。
进行结构分析
运行结构分析,查看分析结果,如内力、位移、应力等。
结果查看与优化
查看分析结果
轻型钢结构门式钢架设计流程简介课件

轻型钢结构门式钢架设计流程简介课件轻型钢结构门式钢架设计流程简介轻型钢结构时钢材厚度较薄、使⽤经济截⾯且荷载较轻、使⽤年限不太长的结构,由承重构件。
轻质围护结构与配套的保温隔热材料及各种连接件、零配件和密封材料所组成。
门式刚架轻型房屋钢结构适⽤范围:单跨或多跨,跨间内可设置夹层,屋⾯坡度可以为1/8~1/20,但⼀般⼚房屋⾯坡度常取1/20(5%),吊车⼯作级别不⾼于A5、起重量不宜超过20t,檐⼝⾼度⼀般为4.5~9m,不超过18m。
门式刚架结构的特点:1,采⽤轻型屋⾯,可减⼩梁柱截⾯及基础尺⼨。
2.刚架侧向刚度可就檩条和墙梁的隅撑保证,以较少纵向刚性构件和减⼩翼缘宽度。
3.跨度较⼤的刚架可采⽤改变腹板⾼度、厚度及翼缘宽度的变截⾯。
4.刚架的腹板允许其部分失稳,利⽤其屈曲后的强度,按有效宽度设计,可通过在关键部位设置加劲肋来减⼩腹板厚度,。
5.竖向荷载通常是设计的控制荷载,地震作⽤⼀般不起控制作⽤。
但当风荷载较⼤或房屋较⾼时,风荷载的作⽤不应忽视。
⼀⼚房建筑尺⼨及结构形式1.1 ⼯程名称:天津神硕能源科技有限公司⼚房1.2 ⼯程简介:本⼯程采⽤门式刚架轻型房屋钢结构。
⼚房总宽度78m,共分4跨,其中主体结构3跨,跨度各21m,局部附房1跨,跨度15m;⼚房总长度105m;⼚房刚架榀数15榀,其中三跨刚架榀数8榀,带局部附房4跨刚架榀数7榀;屋⾯坡度5%。
⼆荷载取值屋⾯永久荷载:彩⾊压型钢板 0.15kN/m2屋⾯檩条及保温 0.15kN/m2屋⾯活荷载: 0.30kN/m20.50kN/m2(⽤于檩条计算)设备吊挂活荷载: 0.15kN/m2屋⾯雪荷载: 0.40kN/m2基本风压: 0.50kN/m2 地⾯粗糙度为B类三带吊车的门式钢架应⾸先根据吊车样本确定⽜腿⾼度、檐⼝⾼度3.1吊车样本吊车⼯作制及相应的⼯作级别16tLDA型电动单梁桥式起重机⼀台,轮距19.5m,起升⾼度9m,起重机总重:8.6 4t,最⼤轮压104.7kN,最⼩轮压16.8kN;10tLDA型电动单梁桥式起重机两台,轮距19.5m,起升⾼度9m,起重机总重:7.1 0t,最⼤轮压80.0kN,最⼩轮压12.8kN。
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高强度螺栓和普通螺栓连接受力的主要区别是:普通螺栓连接的螺母拧 紧的预拉力很小,受力后全靠螺杆承压和抗剪来传递剪力。而高强度螺栓时 靠拧紧螺母,对螺杆施加强大而受控制的预拉力,此预拉力将被连接的构件 夹紧。靠构件夹紧而由接触面间的完摩整p阻pt力来承受连接内力是高强度螺栓连接29 受力的特点。
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28
高强度螺栓的受力特点(钢结构连接节点通常采用高强螺栓)
高强度螺栓连接按设计和受力要求可分为摩擦型和承压型两种。
摩擦型连接在承受剪切时,以外剪力达到板件间可能发生的最大摩阻力 为极限状态;当超过时板件间发生相对滑移,即认为连接已失效而破坏。
承压型连接在受剪时,则允许摩擦力被克服并发生板件间相对滑移,然 后外力可以继续增加,并以此后发生的螺杆剪切或孔壁承压的最终破坏为极 限状态。
雪荷载(积雪不均匀系数)
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地震荷载作用
一般来讲,对于门式轻钢结构,低烈度区,地震不起控制作 用。 钢结构的阻尼比取0.03~0.05,比混凝土结构要小。
钢结构抗震方面的优势主要是从材料较轻,承载力高,地 震过程中弹塑性变形较大,基本不会发生断裂,即钢结构 允许的变形能力大。
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压型钢板等。
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8
建筑钢结构主要荷载: ➢ 恒、活荷载 ➢ 风荷载 ➢ 雪荷载(下雪地区) ➢ 地震作用 ➢ 吊车荷载
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9
恒荷载 轻型钢板屋面恒荷载一般为0.2~0.3 kN/M2
活荷载(与屋面雪荷载不同时考虑)
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风荷载(一般为控制性荷载)
➢ 风对屋面、墙体的压力、吸力 山墙采用抗风柱抵抗风载
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焊缝符号
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(二)螺栓连接
螺栓连接是通过螺栓这种紧固件把连接件连接成为一体。 螺栓连接分普 通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
优点:施工工艺简单、安装方便,特别适用于工地安装连接,也便于拆
卸,适用于需要装拆结构和临时性连接。
缺点:需要在板件上开孔和拼装时对孔,增加制造工作量,且对制造的
精度要求较高;螺栓孔还使构件截面削弱,且被连接件常需相互搭接或增设 辅助连接板(或角钢),因而构造较繁且多费钢材。
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普通螺栓连接的构造 普通螺栓的形式和规格
钢结构采用的普通形式为大六角头型,其代号用字母M与公称 和直径(mm)表示。工程中常用M18,M20,M22,M24。按国际 标准,螺栓统一用螺栓的性能等级来表示,如“4.6级”、“8.8级” 等。小数点前数字表示螺栓材料的最低抗拉强度,如“4”表示 400N/mm2,“8”表示800N/mm2。小数点后的数字(0.6、0.8)表示 螺栓材料的屈强比,即屈服点与最低抗拉强度的比值。
强度:
拉弯或压弯构件
稳定性:
刚度:
主要由梁的挠度和柱的侧移控制完整ppt
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钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊缝连接、 螺栓连接和铆钉连接三种。
焊缝连接
螺栓连接
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铆钉连接
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(一)焊缝连接
焊缝连接是通过电弧产生的热量使焊条和焊件局部熔化,经冷却凝结成 焊缝,从而将焊件连接成为一体。
优点:不削弱构件截面,节约钢材,构造简单,制造方便,连接刚度大,
《钢规》:
轴心受力构件的刚度:
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《门规》:
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ห้องสมุดไป่ตู้ 受压构件的局部稳定:
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2.受弯构件 计算内容:强度、整体稳定、局部稳定、刚度
强度:
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整体稳定:
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局部稳定:
腹板:通过加劲肋保证局部稳定
翼缘:通过限制翼缘宽厚比防止局部失稳
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密封性能好,在一定条件下易于采用自动化作业,生产效率高。
缺点:焊缝附近钢材因焊接高温作用形成的热影响区可能使某些部位
材质变脆,对结构的承载力、刚度和使用性能有一定影响;焊缝连接的塑性 和韧性较差,施焊时可能产生缺陷,使疲劳强度降低。
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焊缝符号集及标注方法
《焊缝符号表示法》规定:焊缝符号一般由基本符号与指引线组成,必 要时还可加上补充符号和焊缝尺寸。
门式刚架钢结构设计
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1
内容纲要
• 内容
➢ 一、钢结构基本知识回顾 ➢ 二、门式刚架结构设计分析 ➢ 三、设计实例分析 ➢ 四、总结
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2
一、钢结构基本知识回顾
➢ 1.材料性质 ➢ 2.钢结构的主要荷载 ➢ 3.构件设计 ➢ 4.钢结构的连接
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3
钢结构的特点:
1.材料性质
➢ 优点:轻质高强,材质均匀,工业化生产,施工 工期短;钢结构抗震性能好。
缺点:耐腐蚀性较差,耐火性差,造价较高。
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4
钢材种类及规格
(1)碳素结构钢
常用Q-235,质量等级A、B、C、D
(2)低合金高强度钢 常用Q345、Q390、Q420,质量等级A、B、C、D、E
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设计指标
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钢材的规格
1.钢板 热轧钢板有厚钢板(厚度4.5~60mm),薄钢板(厚度0.35~4mm), 还有扁钢(厚度4~60mm,宽度30~200mm),符号“ -长度×宽度×厚度) 2.热轧型钢 H型钢、角钢、工字钢、槽钢 具体规格可查阅型热轧钢规格表 3.冷弯薄壁型钢 由薄钢板经模压或弯曲而制成,其壁厚一般为1.5~5mm,包括C型,Z型,
钢柱柱脚的构造
柱脚的作用是将柱身的压力均匀的传给基础,并和基础牢固的连 接起来。在整个柱中,柱脚是比较费钢费工的部分。设计时应力求简 明,并尽可能符合结构的计算简图,便于安装固定。
柱脚按其与基础的连接方式的不同可分为铰接和刚接两类,轴心 受压柱、框架柱或压弯构件,这两种形式均有采用铰接柱脚不能抵抗 弯矩,刚接柱脚可以抵抗弯矩。柱脚通过锚栓固定于基础,锚栓的直 径一般为24~32mm。
基本符号:表示焊缝的横截面形状,如用“ ”表示角焊缝,用“V”表示V 形坡口的对接焊缝;
补充符号:补充说明焊缝的某些特征,用“ ”表示现场安装焊缝,用 “ ”表示焊件三面带有焊缝;
指引线 :一般由横线和带箭头的斜线组成,箭头指向图形相应焊缝处, 横线上方和下方用来标注基本符号和焊缝尺寸等。
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吊车荷载(厂房中经常见)
吊车梁一般设计成简支梁。
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钢结构构件设计计算(强度、刚度、稳定性)
1.轴心受力构件 承载能力极限状态:强度、整体稳定、局部稳定(型钢不必验算)
正常使用极限状态:刚度(对于轴心受力构件,主要由长细比控制)
完整ppt
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轴心受力构件的强度及整体稳定:
完整ppt
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