PKPM钢结构计算实例

连续实腹式檩条；
（2）C形和Z形檩条，宜将上翼缘肢尖（或卷边）朝向屋脊 方向；
（3）屋脊檩条应采用双檩条方案，并应在高度1/3处用圆钢
或钢管相互拉结； （4）檩条跨度由主刚架柱距决定；
（5）檩条间距应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、天沟、
屋面材料、檩条规格等因素，一般应等间距布置，但在屋脊 和檐口处，为便于屋脊盖板和天沟收边，檩条布置应做局部
柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内，形成抵抗纵向荷载 的支撑桁架；
刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足对压弯构件的刚度和承 载力要求。若不满足，应另设刚性系杆； 交叉支撑可采用张紧的圆钢，屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上 翼缘处，
• 支撑系统的传力途径：
山墙墙板
墙梁
墙架柱
屋盖水平支撑系统
实腹式檩条 热轧型钢 H型钢 冷弯薄壁型钢 适用于荷载较大的屋面 适用于压型钢 板的轻型屋面
直卷边和斜卷边Z形檩条适用于屋面坡度i＞1/3的情况。卷边C形檩 条适用于屋面坡度 i≤1/3的情况，其截面在使用中互换性大，用钢量省。
适用于屋面坡度>1/3
适用于屋面坡度≤1/3
檩条的布置和连接 （1）优先选用冷弯卷边槽钢C形和冷弯卷边Z形钢等简支或
a)
柱 双螺母及垫板
b)
柱 双螺母及垫板
底板
底板
锚栓
锚栓
铰接柱脚
a) 柱 加劲板 底板 锚栓
b)
柱 锚栓支承托座 加劲板 底板 锚栓
刚接柱脚
次梁与主梁连接示意，a，b，c为铰接连接，d为固结连接
（a）
（b）
（c）
（d）
二、门式刚架结构设计分析
吊车梁
天窗架
山墙抗风柱

pkpm结构软件应用与设计实例
一、应用
PKPM结构软件主要用于建筑、地下结构、大型工业厂房、大跨度钢结构、建筑结构的抗震设计、石油化工及重型机械厂房抗震设计等领域。

PKPM结构软件还可进行可视化分析、非线性分析、风振分析、地震动分析等计算，具有较强的扩展性和灵活性。

二、设计实例
1、层间位移分析
在一座高层建筑的结构分析过程中，需要进行层间位移分析。

首先，用户需要输入结
构参数和边界条件，然后进行分析。

分析结果显示，该建筑结构在地震作用下的层间位移
满足设计要求，具有较好的稳定性和抗震性能。

2、桥梁抗震设计
PKPM结构软件可用于桥梁结构的抗震设计。

用户需要输入桥梁结构的参数和地震作用参数，然后进行分析。

分析结果显示，该桥梁结构在地震作用下具有较好的稳定性和抗震
性能。

此外，软件还可按照规范要求进行桥梁结构的疲劳寿命分析，更加全面地评估桥梁
结构的抗震性能。

3、基础承载力计算
PKPM结构软件也可用于建筑基础的承载力计算。

用户需要输入建筑基础的几何尺寸参数和土壤参数，然后进行分析。

分析结果显示，该建筑基础具有足够的承载力，满足设计
要求。

此外，软件还可对基础和土壤的非线性特性进行分析，更加准确地评估基础的承载
能力。

4、大型机械厂房抗震设计
总之，PKPM结构软件具有广泛的应用领域和丰富的设计实例。

在工程结构设计过程中，设计师可以使用PKPM结构软件对工程结构进行全面、准确的分析和评估，从而确保工程结构在设计、建造和使用过程中的安全和稳定。

编号：本科毕业设计市龙源防水材料加工车间施工图院系：建筑工程学院姓名：学号：1137120218专业：土木工程年级：2011级指导教师：职称：教授完成日期：2015.5.1中文摘要本工程为某轻型钢结构门式刚架设计。

根据毕业设计任务书的要求，分建筑与结构两部分进行设计。

建筑部分，通过查阅《钢结构设计规范GB50017-2003》、《简明钢结构设计手册》、《建筑抗震设计规范GB 50011--2001》等相关资料，将门式刚架厂房设计为15跨，总的建筑面积为1246.9m2。

该单层门式刚架结构是以轻型焊接H型钢（变截面）作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（C型）做檩条、墙梁；以压型钢板做屋面、墙面。

结构部分，根据已形成的建筑图及其相关要求，查阅《建筑结构荷载规范GB50009-2001》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002》、《钢结构连接节点设计手册》、《房屋建筑钢结构设计》等相关规范和一定量的实际工程设计图，对每榀刚架的最不利荷载进行计算，利用PKPM软件完成刚架的合理截面计算，然后通过设计规范的相关要求，对刚架梁、柱、支撑、檩条、系杆、隅撑等构件进行稳定性计算，结合天正2014及AUTOCAD2007分别绘制出设计图。

最后，整理计算书并出图。

关键词轻型钢结构门式刚架建筑结构规范设计图AbstractThis project is a light steel portal frame design. Under the graduation requirements of the task book, divided into two parts building and structure design。

Building part, by access to the 《Steel Structure Design Specification GB50017-2003》、《Concise Steel Structure Design Manua》、《code for seismic design of buildings》and other relevant information, the gabled designed to 13 across each cross-a 30m, total construction area for 1246.9m2. The single-storey gabled structure is to light welding h-shaped steel (uniform) as the main load bearing frame, with cold-formed steel (type c) do Purlin beams and walls; to steel do roofing, wall; a 80mm glass wool as an insulation material and appropriate settings supported a light house in architecture.Structural elements, according to the established building plans and related requirements, consult the《Building Structure Load Code GB50009-2001》、《cold-formed steel structures specification GB50018-2002》、《steel structure connection node design manual》、《the housing construction steel structure design》and other related specifications and a certain amount of actual engineering design, each truss pin of the most unfavorable load calculations, use PKPM software complete the rigid frame of reasonable section, and then through the design specifications of requirements on the rigid frame beams and columns, such as support, purlins, component for stability with Tianzheng2014 and AUTOCAD2007respectively out design. Finally, a finishing account book and plot.Key Words:Lightweight gabledBuildingStructureSpecificationDesign Sketch目录一、工程概况 (6)(一)气象条件 (6)(二)活荷载 (6)(三)建筑用材 (6)二、荷载取值 (6)(四)恒载（沿水平投影面的标准值） (6)(五)活荷载（标准值） (6)(六)积灰荷载（标准值） (7)(七)风荷载（标准值） (7)(八)施工及检修荷载 (7)三、荷载组合 (7)(九)荷载计算 (7)(十)荷载组合（设计值） (9)内力计算 (10)(十一)设计总信息 (10)(十二)标准截面特性 (11)(十三)恒荷载标准值作用计算结果 (12)(十四)柱内力 (12)(十五)梁内力 (12)(十六)荷载计算 (13)(十七)风荷载计算 (13)(十八)吊车荷载计算 (15)(十九)地震计算 (18)1.左震动标准值作用计算结果 (18)2.右震动标准值作用计算结果 (20)荷载效应组合计算 (23)(二十)荷载效应组合及强度、稳定、配筋计算 (23)3.钢柱 1 (23)4.钢柱 2 (29)5.钢柱 3 (36)6.钢柱 4 (42)7.钢梁 1 、4 (49)8.钢梁 2 、3 (52)五、内力包络图 (57)六、截面计算 (66)(一)选择截面 (66)（二）截面信息 (66)(二)梁构件设计 (68)七、节点设计 (70)(三)1边柱与斜梁连接高强螺栓强度验算 (70)(四)2斜梁与斜梁拼接节点 (71)(五)3屋脊梁梁拼接节点 (71)(六)4钢柱柱脚设计 (72)八、檩条设计与计算 (74)(七)1设计资料 (74)(八)2荷载情况 (74)(九)3内力计算 (74)(十)4截面特性 (75)(十一)5有效截面计算 (75)(十二)6强度计算 (75)(十三)7挠度计算 (76)九、墙梁设计与计算 (76)(十四)1设计资料 (76)(十五)2荷载情况 (77)(十六)3内力计算 (77)(十七)4截面选择及截面几何特性 (77)(十八)5强度计算 (77)(十九)6挠度计算 (77)十、隅撑设计与计算 (78)十一、支撑设计与计算 (78)十二、吊车梁计算 (79)(二十)简支焊接工字型钢吊车梁设计计算 (79)9.（一）设计信息 (79)10.（二）计算结果 (80)11.设计满足 (83)十三、基础计算 (84)(二十一)基础计算数据 (84)(二十二)基础反力 (84)(二十三)柱下基础设计信息 (89)(二十四)基础各截面验算结果 (89)十四、抗风柱设计计算 (90)(二十五)设计信息 (90)(二十六)设计依据 (90)(二十七)抗风柱设计 (90)12.1、截面特性计算 (90)13.2、风载计算 (91)14.3、柱上各断面内力计算结果 (91)15.4、抗风柱强度验算结果 (92)16.5、抗风柱平面内稳定验算结果 (92)17.6、抗风柱平面外稳定验算结果 (92)18.7、局部稳定验算 (93)19.8、挠度验算 (93)十五、致谢语 (93)一、工程概况漯河市龙源防水材料加工车间轻型门式刚架厂房。

一、结构模型概况
1.楼层信息
(一)楼层表
2.材料信息
(一)材料表
(二)配筋信息
(1) 梁、柱、支撑
(2) 剪力墙
3.风荷载信息
基本风压：0.55(kN/m2)
地面粗糙度：D
风压高度变化修正系数η：1.00
风荷载计算用阻尼比：0.02 4.工况和组合
（一）工况表
（二）组合表
二、分析结果
1.地震作用下的基底总反力
2.结构周期及振型方向
3.各地震方向参与振型的有效质量系数
4.竖向构件的倾覆力矩及百分比
(1) X向规定水平力
(2) Y向规定水平力
5.竖向构件地震剪力及百分比
6.规定水平作用下的位移比验算
(1) X向规定水平力
(2) Y向规定水平力
7.地震作用下的楼层位移和位移角验算
(1) 单向地震力作用
结构的最大层间位移为1/1707(塔1的第2F层)
7.弹塑性层间位移角
8.抗倾覆验算
【结论】整体抗倾覆能力足够，零应力区面积满足规范要求。

9.整体稳定刚重比验算
该结构ΣN/ΣH/250 > 0.1,应考虑重力二阶效应
塔1刚重比验算
【结论】该结构刚重比Di*Hi/Gi ≥ 5,能够通过高钢规(6.1.7)的整体稳定验算
三、时程分析包络结果
1.结构底部地震剪力包络结果
2.楼层剪力包络结果
3.楼层位移角包络结果
4.楼层位移包络结果
5.层间位移包络结果。

钢结构PKPM模型设计初探摘要：本文简要介绍了PKPM模型设计前处理问题等提出了一些粗浅的见解。

关键词：钢结构框架实际工程PKPM软件前处理注意问题钢结构是目前发展很快的结构，与以前采用的钢筋混凝土结构有许多相同之处，也有不同之处。

下面简单介绍PKPM软件在钢结构设计实际应用中的操作流程一、工程实例（一）工程概况,某公司值班楼，地上2层，底层层高3.8米，2层层高3.2米，总高7米。

地上建筑面积404平米。

建筑1~2层平面图及1~2层结构布置图如下。

（二）设计要求：本工程耐火等级2级，建筑类别为3类，建筑物使用年限50年。

 结构类型：钢框架结构。

  本地设防烈度6度，场地土类别二类。

 楼板采用压型钢板非组合型楼板。

结构安全等级2级，建筑物抗震设防类别为乙类。

 （三）设计荷载：墙体材料：±0.000以上采用加气混凝土砌块，容重≤6kN/m3,基本分压：0.65kN/m2 ,基本雪压：0.40kN/m2 ，结构活荷载：  会议室：3.0 kN/ m2 ，楼梯间：3.5 kN/ m2 ，走廊、大厅：3.5 kN/ m2 ，阳台：3.5 kN/ m2 ，不上人屋面活荷载：0.5kN/ m2 ，上人屋面活荷载：2.0kN/ m2 。

结构基本构件截面：  柱：  H型700×300X12，H型200×200×12，主梁：H550×250×10×16，H550×180×8×14，H550×250×8×16 次梁：H450×150×8×12，H250×120×6×10 支撑：H250×380×16×20，H250×380×14×18。

一、计算软件
PKPM钢结构二维设计模块的门式钢架
二、建模
1.建模需要注意钢柱的转向需要旋转90°
2.系杆需要用柱布置
3.柱间支撑沿钢架方向小于60m，垂直钢架方向小于45m
4.边跨柱间支撑在有吊车时不设置落地支撑，需要让吊车梁释放温度应力
5.柱间支撑用圆管
6.柱子建模建到柱脚，长度要+300
7.交叉支撑为无侧移，门式支撑为有侧移
三、约束条件
1.系杆与钢柱为铰接
2.吊车梁与钢柱为铰接123
3.柱脚在平面内为弱轴，设置铰接
4.柱间支撑需要设置单拉杆，只有两根的时候为一拉一压不能设置单拉杆
5.截面为圆钢不需要设置铰接
四、计算长度
柱间支撑的计算长度在平面外为整根长度，在平面内为实际长度
五、加载
1.风载
(1)风载的受荷面积为高度的一半，一半直接传给地基，一半传给柱间支撑
(2)加载方式为左侧节点加一个压力，右侧节点加一个吸力，需要加左风和右风两个方向
(3)计算公式为：β(系数)*μz(高度变化系数)*μw(风荷载系数)*ω0(基本风压)*跨度*高度的
一半
2.吊车轮刹车力
刹车力为0.1倍的最大轮压，乘以单侧刹车轮数的一半，需要加载在活载里面
3.附加重量
附加重量为恒载+0.5倍的活载，可以直接加载横活里面，也可以补充数据中的附加重量加载。

PKPM结构设计软件入门与应用实例—钢结构目录第一章门式刚架1.1设计条件（工程实例） (4)1.2平面建模 (9)1.3计算分析 (34)1.4设计成果判断 (35)1.5施工图绘制 (49)1.6维护结构设计 (57)1.7吊车梁设计 (68)1.8支撑设计 (78)1.9三维建模与刚架二维设计 (86)第一章门式刚架门式刚架是目前应用较多的一种结构形式，PKPM系列软件的STS模块能很好的完成该结构的分析与设计。

下面就以一个具体实例，简单介绍PKPM软件在实际应用中的操作流程和对计算结果的判断方法。

1.1设计条件（工程实例）某厂房位于北京郊区，该厂房长91.5m，宽54.5m，檐口高度8.1m，女儿墙高0.6m。

屋面为双坡屋面，坡度1：15，室内外高差为0.3米。

厂房为三连跨，单跨跨度18米，每跨有2台吊车，柱距7米。

厂房端部有夹层。

本工程建筑图具体见图1.1-1、图1.1-2、图1.1-3、图1.1-4、图1.1-5和图1.1-6。

本厂房耐火等级二级，生产类别为戊类。

结构类型：门式刚架屋面材料：采用压型钢板轻钢屋面墙面材料：±0.000到1.200m采用页岩砖，1.2m以上采用压型钢板。

主体结构钢材：采用Q345-B，焊接材料采用E50系列。

维护结构钢材：采用Q235冷弯薄壁型钢。

结构的重要性：二类建筑物设计使用年限：50年本地设防烈度：8度，场地土类别II类基本风压：0.45kN/m2基本雪压：0.40 kN/m2不上人屋面活荷载：0.5 kN/m2夹层部分活荷载：2.0 kN/m2楼梯间活荷载：3.5 kN/m2本工程的刚架布置图见图1.1-7，支撑布置图见图1.1-8。

图1-2 A~K立面图图1-3 K~A立面图图1-4 1-1剖面图图1.1-7 刚架布置图图1.1-8 支撑布置图1.2平面建模L编者按：门式刚架的结构分析在设计中多以平面分析为主，相应的软件模型也为平面建模为主。

楼梯梯段和休息平台传到休息平台 梯梁再传到框架柱的集中活载：
(3.75K N/m +1.7×2.5)×1.8=14.4KN
现浇扳的内力计算方法 ① 矩形板：
单向板 当两端铰支时，M中＝gl2/8； 当一端铰支另一端固定时， M中＝gl2/11；M支＝gl2/14； 当两端固定时，M中＝M支＝gl2/16。 双向板（宽/ 长<3）：按弹性理论计算弯矩， 取单块板计算其跨中和支座弯矩，对于中区格，按 四边固定；对于边区格和角区格，如是砖墙支座取 简支，如是梁或混凝土墙支座则取固定端计算。
楼梯梯段传到楼层梯梁的活载：
2.5×3/2=3.75KN/m
楼梯梯段和休息平台传到休息平台 梯梁再传到下层框架梁的集中恒载：
{[(0.15/2+0.12/0.894×25+(0.03×0.3+0.03×0.15)/0.3 ×20+17×0.02/0.894]×3/2+3.56×1.5/2+0.2×0.25 ×25+2×0.02×0.2×17}×(0.25×0.25×25+2×0.02 ×0.25×17）×1.65=22.97KN
楼梯梯段和休息平台传到休息平台梯 梁再传到下层框架梁的集中活载：
（2.5×3/2+2.5×1.5/2）×3/2=8.44KN
楼梯梯段和休息平台传到休息平 台梯梁再传到框架柱的集中恒载：
(9.32KN/m +3.56×1.7+0.25×0.25×25 +2×0.02×0.25×17)×1.8=22.97KN
总计 g k 3 .2 6 K N m 2
钢窗恒载：0 .4 5 K N m 2 木门恒载：0 .2 K N m 2

第三章桁架3.1设计条件（工程实例）某厂房建筑东西24.48m，南北72.48m，总建筑面积1774.3m2。

结构类型为混凝土柱钢屋架的排架体系。

屋架标志跨度24m，屋架间距6m，车间内设一台30t/3t中级工作制吊车。

屋架支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm。

混凝土标号C25。

具体建筑图见图3.1-1，图3.1-2，图3.1-3。

屋面结构类型：桁架屋面材料：采用压型钢板轻钢屋面屋面坡度：1：20屋架钢材：采用Q235-B，焊接材料采用E43系列。

结构的重要性：二类建筑物设计使用年限：50年本地设防烈度：8度，场地土类别III类基本风压：0.45kN/m2基本雪压：0.40 kN/m2不上人屋面活荷载：0.5 kN/m2图3.1-1 F~A立面图图3.1-3 1-1剖面图本工程中设置未设置支撑的屋架为WJ-1，设置支撑的为WJ-2，端部为WJ-3。

屋架的布置、屋架的几何尺寸，以及支撑的布置具体见图3-4，图3-5，图3-6，图3-7，图3-8。

图3.1-4 屋架几何尺寸图图3.1-5 屋架布置及上弦支撑布置图图3.1-6 屋架下弦支撑布置图图3.1-7 屋架端部竖向支撑布置图图3.1-8 屋架跨中竖向支撑布置图3.2平面建模编着按：STS的“桁架模块”可以完成平面桁架的建模、计算和施工图绘制。

对于建模，其步骤和过程基本与门式刚架的平面建模相同。

操作时，读者可参考第一章门式刚架中的相关内容。

本章仅重点叙述与桁架本身特点有关的项目。

3.2.1建立工作目录首先完成工作目录的创建，方法与1.2中方法相同（桁架模块界面如图3.2-1所示）。

接着完成文件名的输入，本工程文件名为“HJ-1”，进入桁架建模的工作界面，如图3.2-2。

图3.2—1 桁架模块界面图3.2—2 桁架建模工作界面3.2.2轴网建立利用“网格生成”\“快速建模”\“桁架”打开“桁架网线输入向导”对话框（如图3.2-3）.图3.2-3 桁架网线输入向导跨度：此处输入的跨度是屋架的标志跨度，因为本屋架跨度刚好是程序默认长度24000,不用修改。

如何进行钢结构防火计算钢结构防火设计操作步骤：（1）前处理参数中勾选进行抗火设计，并设置好抗火设计相关参数。

（2）点击前处理→特殊荷载→防火设计（3）点击梁或柱，定义抗火参数，定义完成后点击某根构件进行构件级抗火参数的定义。

（4）到结果模块，点击配筋→防火保护层厚度即可输出构件防火保护层厚度。

其中di表示计算所需防火保护层厚度，ri表示计算所需防火保护层等效热阻。

（5）到结果模块，点击钢结构防火→生成计算书。

即可输出钢结构防火文本计算书。

常见问题：Q1：如何定义防火材料，防火材料的参数如何取？A1：防火材料定义如下图所示，可新增防火材料类型和修改防火材料参数。

防火材料的参数应根据实际防火涂料填写。

Q2：程序中定义了耐火等级及涂料类型，为什么有些构件还是没有进行防火设计？A2：当构件的荷载比接近于1的时候，无论怎么增加涂层的厚度都不能满足需要达到的耐火等级要求，程序便无法进行设计，此时就需要调整构件尺寸或耐火等级使其满足设计要求。

用户可以通过构件信息，来查看是否属于此种情形。

Q3：PKPM防火计算书中各参数代表什么含义？A3：PKPM防火计算书中各参数含义如下：Ts—未涂抹防火涂料时在耐火极限时间内的钢构件最大温度Td—在耐火极限时间内的钢构件临界温度Ri—保护层涂料的等效热阻di—最终验算钢构件所需要的非膨胀型涂料厚度，单位为米Q4：为什么防火计算结果中没有输出防火保护层厚度？A4：如果是膨胀型防火材料，软件不输出保护层厚度，只输出等效热阻。

不输出保护层厚度，原因是防火技术规范5.3.2条膨胀型防火涂料等效热阻和厚度的关系，需要给定五个厚度对应的等效热阻（厂家提供），才能求出某个特定厚度下的等效热阻。

Q5：膨胀型和非膨胀型材料有何区别，如何选用？A5：膨胀型涂料是一种在高温下膨胀发泡，形成耐火隔热保护层的钢结构防火涂料，涂层厚度不小于 1.5mm。

非膨胀型材料是一种在高温下不膨胀发泡，其自身成为耐火隔热保护层的钢结构防火涂料，涂层厚度不小于15mm。

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。

某车间计算实例房屋概况：南北朝向，为一幢单层双跨排架结构建筑物，建筑面积约1460.00m2，建造于2008年。

共计8间，开间除两端为5.40m外其余均为6.00m，跨度为16.00+16.00m。

上部结构由砼柱、钢梁承重，屋盖采用C型钢檩条（175×70×25×2.5@1450mm），彩钢瓦屋面，砖砌围护墙。

3～4轴、8～9轴屋面各设6道水平支撑，水平支撑间设刚性杆；A、B、C轴柱顶钢梁间各设1道刚性水平通长系杆；檩条与钢梁间隔根设隅撑，檩条间设置直拉条/斜拉条；B～C轴设有一台5.0吨吊车。

排架立面示意图结构平面图结构验算：一、新建工程→钢结构→门式刚架→门式钢架二维设计（或新建工程→钢结构→框排架→pk交互输入与优化计算）二、网络生成→快速建模→门式刚架三、柱、梁布置1、截面定义→增加→选取截面类型→输入截面参数注：1、对于钢构件则需要区分轴压对Y 截面分类（具体参考钢结构设计规范 表5.1.2-1）；四、计算长度（平面外、平面内）注：1、平面内计算长度系统默认；2、平面外计算长度（柱：取柱间支撑的高度。

梁：取水平支撑或隅撑的间距）。

五、铰接构件注：1、对于节点处由螺栓连接＜6颗螺栓时设铰接点；2、对于钢/砼构件连接处设铰接点。

六、恒载输入→梁间恒载注：1、梁间恒载需将屋面恒荷载换算成梁间线荷载；2、计算公式：屋面恒载*（梁左侧开间的一半+梁右侧开间的一半）。

七、活载输入→梁间活载注：1、梁间恒载需将屋面恒荷载换算成梁间线荷载；2、计算公式同梁间恒载；3、屋面荷载取值：不上人屋面取0.5（荷载规范）；若水平投影面积大于60m2则屋面活荷载可取不小于0.3（门规）；以上荷载取值与屋面雪荷载取值相比取大值。

八、左、右风输入→自动布置注：1、砼排架柱、轻钢屋面结构可参照（门规）；2、地面粗糙度、风压参考（荷载规范）。

九、吊车荷载注：1、在吊车数据库选取吊车类型、跨度、吨位相同或相近的吊车数据。

钢结构设计原理与施工课程设计――钢结构厂房屋架指导教师：张蕾春班级：08土木（1）班学生姓名：陈晖学号：Xf08220104设计时间：浙江理工大学科技与艺术学院建筑系1、设计资料某厂房总长度60m ，横向跨度18m ，纵向柱距6m 。

1. 结构形式:钢结构厂房，梯形钢屋架。

屋面坡度i=1/10；L 为屋架跨度，屋面结构采用有檩体系；地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制）。

2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。

屋架采用的钢材、焊条为：用Q235钢，焊条为E43型；3.荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L ，L 为屋架跨度，以m 为单位，q 为屋架及支撑自重，以2/m kN 为单位；②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.72/m kN ，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.352/m kN ，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载1.0k 2/m kN ，③屋面各构造层的荷载标准值：防水层 0.12/m kN保温层 0.552/m kN 屋面板 0.852/m kN悬挂管道 0.05 2/m kN2、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图所示1990135022902590261328642530286431241507.51507.51507.51507.51507.5150A ac eBC D F图一：18米跨梯形屋架几何尺寸根据上述条件设计梯形屋架支撑布置如图所示：图二：支于钢筋混凝土柱顶的梯形屋架支撑布置(a)上弦平面横向支撑；(b)下弦平面横向支撑；(c)屋脊处垂直支撑；(d)屋顶处的屋架垂直支撑1—垂直支撑；2—刚性系杆；3—柔性系杆；4—屋架；5—柱顶连系梁3、荷载标准值1)按屋面水平投影计算永久荷载标准值屋面坡度i=1/10；7.5α;995.0αc o s == 防水层自重： )/(101.0995.0/.102m kN =保温层自重： )/(553.0995.0/.5502m kN = 屋面板自重：)/(854.0995.0/.8502m kN =悬挂管道自重： )/(050.02m kN檩条自重（假设）： )/(200.02m kN屋架及支撑自重：)/(18.301811.002.1011.002.102m kN L =×+=+永久荷载标准值： )/(076.22m kN q k = 取：)/(08.22m kN q k =上述材料自重值除檩条为假设外均来自《钢结构设计指导书》2)雪荷载标准值（屋面水平投影） )/(35.035.00.120m kN s s r k =⨯==μ屋面倾角 .75=α< 25，故0.1=r μ。

式。
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9
9刚支撑
• R1----表示支撑正应力强度与抗拉、抗压强度设计值的比值F1/f。 • R2----表示支撑X向稳定应力强度与抗拉、抗压强度设计值的比值F2/f。 • R3----表示支撑Y向稳定应力强度与抗拉、抗压强度设计值的比值F3/f。
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10
10墙-柱
的竖向分布筋面积(cm)。 • H----为分布筋标志。
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11
11墙-梁
• Asu1-Asu2-Asu3-----为梁上部左端、跨中、右端配筋面积(cm)。 • Asd1-Asd2-Asd3-----为梁下部左端、跨中、右端配筋面积(cm)。 • Asv----为梁加密区抗剪箍筋面积和扭剪箍筋面积的较大值(cm)。 • Asv0----为梁非加密区抗。剪箍筋面积和扭剪箍筋面积的较大值(cm)。 • Ast、Ast1----为梁受扭纵筋面积和抗扭箍筋沿周边布置的单肢箍的面
• G----为箍筋标志。
• 注：柱全截面配筋面积As=2(Asx+Asy)-4Asc。
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4
4圆形混凝土柱
• As----为圆柱全截面配筋面积。
• Asvj、Asv、Asv0----按等面积矩形截面计算箍筋，分别为柱节点域、 加密区、非加密区箍筋面积(cm)。若该柱为剪力墙的边框柱，而且是构 造配筋控制，则程序取As、Asv均为0。
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7
7圆钢管混凝土柱
• R1----表示轴力设计值与其承载力的比值。小于1.0满足规范要求。 • [这个计算内容说明，圆管混凝土柱不能用于偏压]
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8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

案例一：高层钢结构建筑设计
总结词：优化设计
详细描述：通过软件的优化设计功能， 可以对高层钢结构进行多方案比较， 实现最优设计方案。
案例一：高层钢结构建筑设计
总结词：协同设计
VS
详细描述：支持多专业协同设计，方 便各专业之间的数据共享和沟通，提 高设计效率。
案例二：大跨度钢结构桥梁设计
总结词
参数化建模
03
标准化设计
PKPM-钢结构设计软件遵循国家规范和标准，能够保证设计的标准化
和规范化，避免了传统手算方法中可能出现的随意性和误差。
与其他钢结构设计软件的比较
功能全面
PKPM-钢结构设计软件不仅具备基本的建模、分析和优化功能，还 提供了丰富的辅助工具和扩展模块，能够满足用户多样化的设计需 求。
技术领先
案例三：复杂钢结构节点设计
总结词：节点分析
详细描述：软件可以对复杂钢结构节点进行 详细的分析，确保节点的安全性和可靠性。
案例三：复杂钢结构节点设计
总结词
节点协同设计
详细描述
支持多专业协同设计，方便各专业之间的数 据共享和沟通，提高节点设计的效率。
05
软件与其他软件的对比
与其他有限元分析软件的比较
ABCD
机械行业
在机械行业中，PKPM软件可用于各种钢结构机 械产品的设计和分析。
电力行业
在电力行业中，PKPM软件可用于大型火力发电 厂、核电站等复杂结构的设计和分析。
02
软件功能介绍
建模功能
三维建模
支持创建三维模型，直观展示 结构形态。
参数化建模
通过参数化方式，方便调整模 型尺寸和形状。
组件库
软件经过多年的优化和升级，具有高效稳定的计算性能，能够 快速完成大规模的结构分析。

第一讲：钢结构屋面演示
1、输入交互数据的文件名
2.门式钢架快速建模里输入相应的数据，设计信息设置这一栏可以暂时不设置。

3.然后生成如下门式钢架的线条。

4.根据需要设计项目的结构类型，修改二维建模的结构参数；本演示的是一个单坡跨
的钢结构屋面。

5.根据模型的受力情况，及加工方法，把钢梁分成适当的段数。

6.输入砼的截面尺寸。

7.接下来布置砼柱。

8.接下来同样定义钢梁截面及布置钢梁。

9.定义平面外计算长度，一般为两个隅撑之间的距离。

10.因为本项目为屋面钢结构，所以布置钢梁与柱铰接。

13.自动布置左风及右风荷载。

14.与第一讲一样，输入钢结构参数：结构类型参数，总信息参数，地震计算参数及
荷尔蒙载分项及组合系数。

15.接下来就是计算机自动计算受力情况，本图显示的是应力比。

16.接下来就是绘制施工图,点这个绘制施工图的按钮。

17.在这个菜单中可以选择相应的计算图表。

18.设置施工图比例。

19.椐据车间的加工情况，设置钢梁的拼接点。

20.输入钢梁檩托板的参数。

21.输入设计的参数，轻钢的连接形式都是很简单的。

22.接下来就是软件自动生成施工图了及材料表。

（完）。

多高层计算书项目编号：多高层No.1项目名称：多高层目录一、设计依据 (4)二、软件信息 (4)三、结构模型概况 (4)1.总信息 (4)2.楼层信息 (5)3.支座信息 (5)4.材料信息 (6)5.活荷载折减 (7)6.地震信息 (8)7.风荷载信息 (8)8.调整信息 (9)9.设计信息 (9)四、工况和组合 (10)1.工况表 (10)2.组合表 (10)五、质量信息 (10)1.结构质量分布 (11)2.各层质心、刚心、偏心率信息 (12)六、荷载效应 (13)1.地震作用下的基底总反力 (13)2.支座工况反力表 (13)3.支座组合反力表-标准值 (17)4.支座组合反力表-设计值 (23)七、立面规则性 (30)1.楼层刚度 (30)2.楼层薄弱层调整系数 (31)3.各楼层受剪承载力 (32)八、抗震分析及调整 (33)1.结构周期及振型方向 (33)2.各地震方向参与振型的有效质量系数 (37)3.地震作用下楼层剪重比及其调整 (39)九、结构体系指标及二道防线调整 (41)1.竖向构件的倾覆力矩及百分比 (41)2.竖向构件地震剪力及百分比 (43)十、变形验算 (44)1.规定水平作用下的位移比验算 (44)2.地震作用下的楼层位移和位移角验算 (46)3.弹塑性层间位移角 (48)十一、风振舒适度验算 (49)十二、抗倾覆和稳定验算 (50)1.抗倾覆验算 (50)2.整体稳定刚重比验算 (50)十三、时程分析包络结果 (51)1.结构底部地震剪力包络结果 (51)2.楼层剪力包络结果 (51)3.楼层位移角包络结果 (53)4.楼层位移包络结果 (54)5.层间位移包络结果 (56)十四、构件验算结果统计 (58)1.钢构件、方钢管混凝土构件应力比统计 (58)十五、指标汇总 (59)一、设计依据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010）（2016年版）《钢结构设计规范》GB50017-2017二、软件信息3D3S14.0.0三、结构模型概况1.总信息结构材料信息：钢框架，无填充墙结构结构体系：框架结构结构重要性系数：1.00地下室层数：0嵌固端层号：0裙房层数：0转换层层号：0中梁刚度放大系数：按2010规范值取整体指标采用刚性楼板假定：是用于地震效应计算的连梁刚度折减系数：0.70地震位移自动按连梁刚度不折减计算：是2.楼层信息(一)楼层表3.支座信息支座类型说明：N：无约束 R：刚性约束 E：弹性约束D：支座位移 G：间隙约束4.材料信息(一)材料表(二)材料统计图(三)配筋信息(1) 梁、柱、支撑(2) 剪力墙5.活荷载折减楼面梁活荷载折减：不折减活荷载柱、墙活荷载折减：不折减活荷载6.地震信息地震作用计算依据：《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010）（2016年版）地震作用计算依据：7度(0.10g)场地类别：Ⅱ设计地震分组：第二组特征周期值：0.40多遇水平地震影响系数最大值：0.080罕遇水平地震影响系数最大值：0.500考虑抗侧力构件斜置地震作用：否反应谱：按规范周期折减系数：1.00计算振型数：15振型组合方法：CQC按双向地震作用考虑耦联：否计算竖向地震作用：否结构阻尼比：0.047.风荷载信息建筑结构类型：高层建筑房屋类型：钢结构参考点高度Z0（m）：0.00基本风压：0.55(kN/m2)地面粗糙度：D风压高度变化修正系数η：1.00风荷载计算用阻尼比：0.02考虑顺风向风振影响：是考虑横风向风振影响：否基本周期T1来源：模态分析8.调整信息梁端负弯矩调幅：是框支柱调整系数上限5.00调整与框支柱相连的梁内力：否薄弱层刚度计算方法：抗规方法（V/u）进行最小减重比调整：是最小剪力系数：按《抗规》表5.2.5取值0.2V0调整：程序确定调整系数0.2V0调整系数上限:1.50与柱相连的框架梁端M、V调整：否9.设计信息按高层结构进行内力调整及设计：是考虑P-Δ效应：是仅考虑竖向荷载Pz的影响：否P-Δ力（几何刚度）来源：1.0恒+0.5活考虑框架结构缺陷（假想水平力）：否考虑结构整体缺陷（屈曲模态）：否框支剪力墙结构底部加强区框支柱、剪力墙抗震等级自动提高一级：否地下一层一下抗震构造措施的抗震等级逐层降低至抗震措施四级：否转换层指定为薄弱层：否钢柱计算长度按有侧移计算：是承载力设计时风荷载效应放大系数：1.009度结构及一级框架结构梁柱钢筋超配系数：1.15梁活荷载内力放大系数：1.00梁扭矩折减系数：0.40与剪力墙面外相连的梁按框架梁设计：是连梁按对称配筋设计：是柱剪跨比设计方法：通用方法（M/Vb0）框架柱的轴压比限值按纯框架结构采用：否构造边缘构件设计执行高规7.2.16-4：否约束边缘构件层全部设为约束边缘构件：否构造边缘构件尺寸设计依据：《抗规》GB50011-2010 第6.4.5条位移指标统计时考虑斜柱：是支撑临界角：15.00°四、工况和组合1.工况表2.组合表五、质量信息1.结构质量分布根据《高规》3.5.6条的规定，楼层质量沿高度宜均匀分布，楼层质量不宜大于相邻下部楼层的1.5倍。