pkpm专题之带吊车荷载作用的结构设计_secret

本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==pkpm,吊装分析篇一：PKPM学习体会pkpm程序学习的一些体会主要的内容：1.、概述2、pkpm的发展方向3、pkpm几个空间程序的不同一、概述pkpm是一个系列，除了建筑、结构、设备（给排水、采暖、通风空调、电气）设计于一体的集成化cad系统以外，目前pkpm还有建筑概预算系列（钢筋计算、工程量计算、工程计价）、施工系列软件（投标系列、安全计算系列、施工技术系列）、施工企业信息化（目前全国很多特级资质的企业都在用pkpm的信息化系统）pkpm在国内设计行业占有绝对优势，拥有用户上万家，市场占有率达90%以上，现已成为国内应用最为普遍的cad系统。

它紧跟行业需求和规范更新，不断推陈出新开发出对行业产生巨大影响的软件产品，使国产自主知识产权的软件十几年来一直占据我国结构设计行业应用和技术的主导地位。

及时满足了我国建筑行业快速发展的需要，显著提高了设计效率和质量，为实现建设部提出的“甩图板”目标做出了重要贡献。

软件所近年来在建筑节能和绿色建筑领域做了多方面拓展，在节能、节水、节地、节材、保护环境方面发挥重要作用。

我们开发的建筑节能类设计、鉴定分析软件已推广覆盖全国大部分地区，是应用最早、最广泛的节能设计软件。

201X年获华夏科技进步二等奖。

在规划、节地方面有三维居住区规划设计软件、三维日照分析软件、场地工程和土方计算软件。

在环境方面有园林设计软件、风环境计算模拟软件、环境噪声计算分析系统。

还有中国古典建筑设计软件、三维建筑造型大师软件、建筑装修设计软件。

二、pkpm的发展方向pkpm程序的发展方向主要有两个方面：●一个方面就是计算，它的方向就是集成化、通用化。

集成化大家都能感觉到，pkpm程序都是以pm程序所建数据为条件，以空间计算为核心，基础、后期的cad出图都能采用前面的数据。

谈PKPM结构设计软件梁涛【摘要】针对PKPM结构设计软件的具体应用进行了探讨，结合一些特设案例分别阐述了轻型门式刚架基础、钢框架结构等设计工作中PKPM软件的使用方法及设计过程中某些问题的解决措施，以期指导结构设计人员更熟练地应用该软件。

%This paper explores the specific application of PKPM structure design software. Combining with some specific cases, it describes the utilization methods of PKPM software in the design of light-weight steel portal frame foundation and steel frame structure and measures for solving problems occurring in design process, so as to guide structural designers to skillfully apply the software.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)034【总页数】2页(P253-254)【关键词】PKPM;结构设计;门式刚架;荷载【作者】梁涛【作者单位】山西太钢工程技术有限公司,山西太原030009【正文语种】中文【中图分类】TU201.4PKPM作为目前中国使用量最大的设计软件被各大院广泛使用，该软件界面清晰，操作简便，适用领域大，为具有中国特色的社会主义现代化建设做出了贡献。

但使用过程中也出现一些问题，本文将对该软件在一些特设案例下如何应用进行探讨。

1)轻钢门式刚架基础如何用PKPM设计的问题。

轻钢门式刚架独立基础设计方法有两个:a.方法一:单榀计算时，在右侧菜单“补充数据”中，选择布置基础，弹出基础参数输入对话框，输入基础参数，确认后点取柱底，布置到柱下端。

一、总信息1、水平力与整体坐标夹角:该参数为地震力、风荷载作用方向与结构整体坐标的夹角。

抗规》5.1.1 条和《高规》4.3.2 条规定，“一般情况下，应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算”.如果地震沿着不同方向作用,结构地震反应的大小一般也不相同，那么必然存在某个角度使得结构地震反应最为剧烈，这个方向就称为“最不利地震作用方向”。

这个角度与结构的刚度与质量及其位置有关,对结构可能会造成最不利的影响，在这个方向地震作用下,结构的变形及部分结构构件内力可能会达到最大. SATWE 可以自动计算出这个最不利方向角，并在WZQ。

OUT 文件中输出。

如果该角度绝对值大于15 度，建议用户按此方向角重新计算地震力，以体现最不利地震作用方向的影响。

一般并不建议用户修改该参数，原因有三：①考虑该角度后,输出结果的整个图形会旋转一个角度,会给识图带来不便；②构件的配筋应按“考虑该角度"和“不考虑该角度”两次的计算结果做包络设计；③旋转后的方向并不一定是用户所希望的风荷载作用方向.综上所述，建议用户将“最不利地震作用方向角"填到“斜交抗侧力构件夹角”栏,这样程序可以自动按最不利工况进行包络设计。

水平力与整体坐标夹角与地震信息栏中斜交抗侧力构件附加地震角度的区别是：水平力不仅改变地震力而且同时改变风荷载的作用方向；而斜交抗侧力仅改变地震力方向（增加一组或多组地震组合),是按《抗规》5.1.1 条2 款执行的。

对于计算结果，水平力需用户根据输入的角度不同分两个计算工程目录，人为比较两次计算结果,取不利情况进行配筋包络设计等;而｛斜交抗侧力}程序可自动考虑每一方向地震作用下构件内力的组合，可直接用于配筋设计,不需要人为判断。

只有在风荷载起控制作用时，现有的坐标下风荷载不能起到控制结构的最大受力状态，此时填写一个角度（逆时针为正，顺时针为负)，让坐标系发生变化，使风荷载在新的坐标系下（如何计算出风荷载产生的内力最大值的角度值？)，能起控制作用（控制结构的最大受力状态），改变参数后,地震作用和风荷载的方向(说明两者方向是一致）将同时改变，但地震作用方向已经不是最不利的方向了,故需要在附加地震作用方向上输入一个相反的角度，使地震作用方向应按原坐标系计算，使地震力最大;如不需要改变风荷载的方向，只需考虑其它角度的地震作用时，则无需改变“水平力与整体坐标的夹角”，只增加附加地震作用方向即可。

PKPM结构系列软件常见问题及解析一、门式刚架中只承担山墙风荷载，而不承担竖向荷载的一类抗风柱是否考虑计算长度放大系数η？答：对于摇摆柱，其两端铰接，柱本身不为结构整体提供抗侧刚度，同时它要承担竖向荷载，其他柱子必须为摇摆柱提供侧向支承，因此需要考虑对于其他刚架柱的计算长度放大系数η。

对于只承担风荷载，不承受竖向荷载的一类抗风柱，对于刚架柱的稳定没有明显的不利作用，计算长度系数的放大系数不需要考虑。

二、 2同一个门式刚架模型，将地基承载力特征值分别设为fak=245Kpa和fak=155kpa,为什么两次计算结果柱下独立基础的尺寸相同？答：如下图查看两柱下基础计算结果文件：发现两模型的计算结果地基最大反力Pmax均小于各自修正后的地基承载力特征值，而最小反力Pmin则接近于0，且两次计算基础零应力区控制比例均为0，所以判断两个柱下基础底面尺寸由零应力区控制，此时要满足最小反力大于0，独基尺寸就与修正后的地基承载力特征值没有直接关系了。

三、 STS钢结构二维设计右下工具栏中的“用钢量”是如何统计的？是否考虑了横向加劲肋等重量？答：程序直接采用截面面积乘以构件长度再乘以钢材容重得到钢材用量，且不会乘以调整系数，所以其他配件，像构件中的加劲肋并未统计在其中。

四、门刚规范规定：支撑拉杆长细比400，压杆长细比180，为何门式刚架三维和二维设计的结果值在小于以上限值时，显示超限？答：门式刚架设计中，对于拉杆需要在验算规范选择门式刚架规范验算，勾选程序自动确定容许长细比，同时杆件定义为单拉杆或在墙面设计中柱间支撑按照单拉杆进行设计，此时程序按照拉杆长细比限值控制。

对于压杆，其容许长细比不一定是180，门规3.4.3规定地震作用组合控制构件设计时，柱长细比按150控制，可根据实际情况控制长细比。

五、门式刚架梁考虑隅撑对钢梁弹性约束时，程序是否判断门刚规范对于隅撑的要求（如隅撑上支撑点位置低于檩条中心）？当不满足相关要求时应该如何处理？答：如果用户选择了考虑隅撑作用定义并布置了隅撑相关信息，程序不自动判断隅撑是否满足要求，直接按照布置参数考虑隅撑作用下的弹性屈曲临界弯矩Mcr，进而确定稳定系数。

一、PMCAD中设计参数1、考虑结构设计使用年限的荷载调整系数，【高规5.6.1】设计使用年限为50年时取1.0，设计使用年限为100年时取1.1。

2、框架梁端负弯矩条幅系数，【高规5.2.3】在竖向荷载作用下，可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅，并应符合下列规定：装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.7~0.8，现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.8~0.9（一般取为0.85），且调幅后的跨中弯矩不应小于按简支计算的跨中弯矩的1/2。

3、保护层厚度，【砼规8.2.1】中有详细规定（新规范保护层厚度指以最外层钢筋的外边缘计算混凝土的保护层厚度）。

4、框架的抗震等级，【抗规6.1.2】中有详细规定（表6.1.2中确定的房屋的抗震等级为丙类建筑的抗震等级，甲、乙类建筑应提高一度查表6.1.2确定其抗震等级，但抗震设防烈度为9度时，乙类建筑的抗震等级应按特一级采用，甲类建筑应采取更有效的抗震措施，丁类建筑允许降低一度采取抗震措施，但已为6度时不应再降低）。

5、抗震构造措施和抗震等级，【抗规3.3.2】建筑场地为1类时，对甲、乙类建筑应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施，对丙类建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为6度时仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。

（1类场地时，丁类建筑抗震构造措施也可降低一度同丙类；2类场地时，甲、乙类建筑应按本地区抗震设防烈度提高一度采取抗震构造措施，丙类建筑按本地区抗震设防烈度采取抗震构造措施，丁类建筑可按本地区抗震设防烈度降低一度采取抗震构造措施；3、4类场地时，甲乙类建筑应按本地区抗震设防烈度提高两个等级采取抗震构造措施，丙类建筑7度半和8度半分别按8度9度采取抗震构造措施，丁类建筑7度和8度分别按6度7度采取抗震构造措施）。

6、计算振型个数，【高规5.1.13】计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的90%（振型数应为3的倍数，与结构的自由度有关，所选振型数不应大于结构的自由度，当结构按侧刚模型分析时，每层的刚性楼板有三个自由度，总自由度为3n，当按总刚模型分析时，每个节点有两个自由度，总自由度为2mn）。

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。

PKPM 设计参数PKPM 设计参数楼层组装—设计参数a.总信息1．结构体系（框架，框剪，框筒，筒中筒，剪力墙，断肢剪力墙，复杂高层，砌体，底框）。

2．结构主材（钢筋混凝土，砌体，钢和混凝土）。

4．底框层数，地下室层数按实际选用。

6．与基础相连的最大楼层号，按实际情况，如没有什么特殊情况，取1。

b.材料信息1．混凝土容重取 26-27，全剪力墙取27，取25时需输入粉刷层荷载。

2．钢材容重取 78。

3．梁柱主筋类别，按设计需要选取。

优先采用三级钢，可以节约钢材。

SATWE设计参数a.总信息1．水平力与整体坐标夹角（度），通常采用默认值。

(逆时针方向为正,当需进行多方向侧向力核算时,可改变次参数)2．混凝土容重取 26-27，钢材容重取 78。

3．裙房层数，转换层所在层号，地下室层数，均按实际取用。

(如果有转换层必须指定其层号)。

4．墙元细分最大控制长度，这是在墙元细分时需要的一个参数，对于尺寸较大的剪力墙，在作墙元细分形成一定的小壳元时，为确保分析精度，要求小壳元的边长不得大于给定限值Dmax,程序限定1.0≤Dmax≤5.0 ,隐含值为Dmax=2.0 , Dmax对分析精度略有影响,但不敏感,对于一般工程,可取Dmax=2.0 ,对于框支剪力墙结构, Dmax可取略小些, 例如Dmax=1.5或1.0 。

5．对所有楼板强制采用刚性楼板假定（在计算结构位移比时选用此项，除了位移比计算，其他的结构分析、设计不应选择此项）。

6．墙元侧向节点信息：这是墙元刚度矩阵凝聚计算的一个控制参数，若选“出口”，则只把墙元因细分而在其内部增加的节点凝聚掉，四边上的节点均作为出口节点，墙元的边形协调性好，分析结果符合剪力墙的实际，但计算量大。

若选“内部”则只把墙元上、下边的节点作为出口节点，墙元的其他节点均作为内部节点被凝聚掉，这时，带动口的墙元两侧边中部的节点为变形不协调点。

这是对剪力墙的一种简化模拟，其精度略逊于前者，但效率高，实用性好。

【关键字】结构1.1.1水平力与整体坐标夹角（度）规范规定:《抗震规范》，“一般情况下，应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进形抗震验算”。

程序实现：该参数为地震作用力方向或风荷载作用方向与结构整体坐标的夹角，逆时针方向为正，如地震沿着不同方向作用，结构地震反映的大小一般也不相同，那么必然存在某个角度使得结构地震反应最为剧烈，这个方向称为最不利地震作用方向，从严格意义上讲，规范中所讲的主轴是指地震沿该轴方向作用时，结构只发生沿该轴方向的侧移而不发生扭转位移的轴线，当结构不规则时，地震作用的主轴方向就不一定时0°或90°，如最大地震力方向与主轴夹角较大时，可以输入该角度考虑最不利作用方向的影响。

操作要点：由于设计人员事先很难估算结构最不利地震作用方向，因此可以先取初始值0°,SATWE计算后在计算书WZQ.OUT中输出结构最不利方向角，如果这个角度与主轴夹角大于±15。

，应将该角度重新计算，以考虑最不利地震作用方向的影响。

注意事项：（1）为避免填入该角度后图形旋转带来的不便，也可以将最不利地震作用方向在多方向水平地震参数中输入。

（2）本参数不是规范要求的，供设计人员选用。

（3）本参数也可以考虑最大风力作用的方向，但需要用户自行设定多个角度进行计算，比较多次计算结构取最不利值。

1.1.2混凝土容重（kN/m3）规范规定:参看《荷载规范》附录A常用材料和构件的自重表。

容重是用来计算梁、柱、墙、板重力荷载用的。

操作要点：初始值钢筋混凝土容重为25.0kN/m3,这适合于一般工程情况，若采用轻只混凝土或需要考虑构件装饰层重量时，应按实际情况修改此参数。

注意事项：如果结构分析是不想考虑混凝土构件自重荷载，可以填0。

1.1.3对所有楼层强制采用刚性楼板假定规范规定:《高规》，“进行高层建筑内力与位移计算时，可假定楼板在其自身平面内均无限刚性”程序实现：选择该项后，程序可以将用户设定的弹性楼板强制为刚性楼板参与计算。

PKPM做钢结构的经验集萃1、优化设计并非是把别人的设计拿过来，按照原设计思路死扣用钢量（俗称“蚊子腿上剔精肉”），因为这样通常大幅度降低了原设计的安全度，“荷载优化”是选取适当的荷载，应当兼顾业主对结构小幅改动的可能性，比如吊挂灯具、功能分区重新布局。

把恒载取得很小，用钢量没有减小太多，功能限制则限制太死。

优化首先考虑变化方案，简化结构传力模式和传力途径，做到大处节省，具体到杆件节点则要放宽。

如果原结构各部件安全储备相差严重时，可以选择一个合适的安全储备标准来调整各构件型号，该加大的加大，该减小的减小。

结构安全是整体安全，个别杆件强大没啥用。

2、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）5.0.6条：检测单位鉴定达不到要求时，经原设计单位核算认为满足安全时可以验收。

一级建造师《项目管理》中讲：检测单位鉴定达不到要求时，经原设计单位核算认为满足安全时可以验收。

对未达要求的行为承担“违约责任”。

3、网架焊接球如果采用压制钢板制作，钢板厚度公差接近±2.5mm，《强规》规定偏差不大于13%和1.5mm。

怎么办呢？制作时可以把钢板加厚1mm就可以避质检找麻烦了。

4、设置20吨以上的吊车的厂房在国内不允许按《门式刚架规程》设计，主要在于国内吊车梁安装偏差和吊车轨道安装偏差造成卡规，使水平力增加4－5倍，导致厂房剧烈晃动，没法正常使用。

总之，任何先进的设计方法都无法超越实际施工水平来实现，要求符合国情（或者“公司加工实力”）。

比如对20吨驾操吊车的门架按美国规范控制柱头位移为H/240(国内H/400)，晃动得没人愿意驾操，省那一点点钢材和厂房适用性相比就显“设计扣到家”有多么可笑了。

5、什么样的维护系统需要考虑阵风系数？（1）、对脆性材料。

如玻璃幕墙，必须采用阵风系数。

（2）、对阵风作用下，对荷载临时提高能够承受的钢材等，不需要考虑阵风系数。

（3）、不该考虑阵风系数的维护系统考虑了阵风系数，安全度比主结构高出一倍，不利于主体安全。

PKPM做鋼結構的經驗1 优化设计并非是把别人的设计拿过来，按照原设计思路死扣用钢量（俗称“蚊子腿上剔精肉”），因为这样通常大幅度降低了原设计的安全度，“荷载优化”是选取适当的荷载，应当兼顾业主对结构小幅改动的可能性，比如吊挂灯具、功能分区重新布局。

把恒载取得很小，用钢量没有减小太多，功能限制则限制太死。

优化首先考虑变化方案，简化结构传力模式和传力途径，做到大处节省，具体到杆件节点则要放宽。

如果原结构各部件安全储备相差严重时，可以选择一个合适的安全储备标准来调整各构件型号，该加大的加大，该减小的减小。

结构安全是整体安全，个别杆件强大没啥用。

2、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）5.0.6条：检测单位鉴定达不到要求时，经原设计单位核算认为满足安全时可以验收。

一级建造师《项目管理》中讲：检测单位鉴定达不到要求时，经原设计单位核算认为满足安全时可以验收。

对未达要求的行为承担“违约责任”。

3、网架焊接球如果采用压制钢板制作，钢板厚度公差接近±2.5mm，《强规》规定偏差不大于13%和1.5mm。

怎么办呢？制作时可以把钢板加厚1mm就可以避质检找麻烦了。

4、设置20吨以上的吊车的厂房在国内不允许按《门式刚架规程》设计，主要在于国内吊车梁安装偏差和吊车轨道安装偏差造成卡规，使水平力增加4－5倍，导致厂房剧烈晃动，没法正常使用。

总之，任何先进的设计方法都无法超越实际施工水平来实现，要求符合国情（或者“公司加工实力”）。

比如对20吨驾操吊车的门架按美国规范控制柱头位移为H/240(国内H/400)，晃动得没人愿意驾操，省那一点点钢材和厂房适用性相比就显“设计扣到家”有多么可笑了。

5、什么样的维护系统需要考虑阵风系数？（1）、对脆性材料。

如玻璃幕墙，必须采用阵风系数。

（2）、对阵风作用下，对荷载临时提高能够承受的钢材等，不需要考虑阵风系数。

（3）、不该考虑阵风系数的维护系统考虑了阵风系数，安全度比主结构高出一倍，不利于主体安全。