STS(钢结构)应用讲解PKPM2010V2.1

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。

PKPM-STS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 2010新规范版本设计软件V2.1版功能特点简介2013年10月1、规范的权威诠释PKPM 2010新规范版本设计软件受到了中国建筑科学研究院的高度关注和大力支持。

几本重要规范的主要编制专家从方案设计阶段开始即全程把关，保证了PKPM软件对新系列规范诠释的权威性与正确性。

PKPM 2010新规范版本设计软件的研发团队采用了全新的符合现代软件工程概念的研发模式，对方案设计、研发、测试、用户试用等环节进行了科学策划和有效实施，充分保证了产品的质量。

与规范颁布的进步相适应，分别在2011年3月31日、2011年9月30日和2012年6月30日推出了三个版本，这三个版本都准确反映规范设计意图，版本稳定，并得到了大量工程设计实践的考验，用户反映良好。

V2.1版本的研发延续了前三个版本的研发与测试模式，规范专家密切关注，陆续把新的相关规范设计要求加入软件，成为这些规范的权威诠释。

PKPM 2010新规范版本设计软件V2.1版改进主要依据规范：《建筑抗震设计规范》GB50011-2010《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《高层建筑筏形与箱型基础技术规范》JGJ6-2011《砌体结构设计规范》GB50003-2011《砌体结构加固设计规范》GB50702-2011《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》JGJ/T14-2011《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《高层建筑混凝土结构技术规程》（广东省标准DBJ15-92-2013）*《底部框架-抗震墙砌体房屋抗震技术规程》（JGJ248-2012）*《高层建筑钢—混凝土混合结构设计规程》（CECS230：2008）*《钢管混凝土结构设计与施工规范》（CECS28：2012）*《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002，2012版）*其中规范后面带“*”的规范或规程为V2.1版新增的设计规范。

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。

钢结构CAD软件STS的功能和应用1、STS 软件的研制目的近年来，我国钢产量跃居世界第一位，建筑钢结构的优点也越来越突出。

CAD 技术的发展和成功推广表明，借助计算机辅助设计软件来完成钢结构的计算机分析、优化设计和绘图工作，一方面可以给工程设计提供精确的计算和绘图工具，提高设计效率，使设计更加安全经济，另一方面也必将对钢结构的进一步发展起到很大的促进作用。

PKPM 系列软件是国内应用最广的一套一体化CAD 软件，曾获国家科技进步奖，是国内唯一自主平台的计算机辅助设计系统，现在已经成为了一个包括建筑设计、结构设计、设备设计，在结构设计中又包括多层和高层、工业厂房和民用建筑、上部结构和各类基础在内的综合CAD 系统，并正在向集成化和智能化的方向发展。

在这种情况下，中国建筑科学研究院PKPM CAD 工程部从1995 年5 月开始组织力量，研究开发自主版权的钢结构CAD 软件STS ，该软件的研制以PKPM CAD 工程部自主开发的CFG中文图形支撑系统为平台，以PKPM 系列软件的PMCAD、PK 为基础。

STS 的功能要求为：是一体化的CAD 软件，功能包括从钢结构建筑的模型输入、截面优化、结构分析、构件强度和稳定性验算、节点设计、直到施工详图绘制；软件可适用于多、高层框架，平面框架，连续梁，轻钢门式刚架，排架，框排架，钢桁架等多种结构形式；软件要求操作简单，自动化程度高，界面友好，易学易用；施工图详图以标准图为准，并提供方便快捷的编辑工具；是PKPM 系列软件的一个模块，可以与其他模块接口；先使STS 成为国内主流的钢结构CAD 软件，再扩充国外规范版本，走向国际软件市场。

2、STS 软件技术条件作为专业的钢结构工程设计软件，必须符合国家现行的规范、规程和标准。

STS 软件的研制主要依据有：《钢结构设计规范》（GBJ17 - 88）；《冷弯薄壁型钢结构设计规范》（GBJ18 - 87）；《高层民用建筑钢结构技术规程》（J GJ99 - 98）；《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102 ：98）；《轻型钢结构设计规程》（DBJ08 - 68 - 97）；另外，STS 软件遵循常用钢结构设计手册、标准图的规定。

P K P M-S T S钢结构经验(总19页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除PKPM-STS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。

PKPM-STS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不允许按《门式刚架规程》设计，主要在于国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控制柱头位移为H/240(国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。

门刚二维设计补充定义手册结构类型：根据不同的结构类型选择相应的选项，程序将根据相应的规范条文计算与控制。

1）单层钢结构厂房，不适用于《门规》的单层钢结构厂房，程序将按照《抗规》内容进行控制。

2）门式刚架轻型房屋钢结构，选择此选项时，不再按《抗规》9.2章内容控制，仅执行《门规》。

3）多层钢结构厂房，按《抗规》附录H.2进行计算与控制。

4）钢框架结构，按《抗规》内容进行控制。

设计规范：应根据各个规范不同的适用条件选择。

存在砼构件时，程序自动按《混规》进行计算。

1）《钢结构设计规范》（GB50017-2003），适用于工业与民用房屋和一般构筑物。

2）《门刚》（CECS102：2002），适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架，具有轻型屋盖和轻型外墙(低烈度地区也可采用砌体)，无桥式吊车或有起重量不大于20T的A1~A5工作级桥式吊车或3T悬挂式起重机的单层房屋钢结构。

3）《轻型钢结构设计规程》（上海市标准DBJ－68－97）4）《冷弯薄壁型钢结构设计规范》（GB50018），适用于建筑工程的冷弯薄壁型钢结构。

设计控制参数：根据选择的规范给出规范规定的柱的长细比、梁的挠跨比、柱项位移等的限值。

【程序自动确定容许长细比】勾选时程序自动按所选规范选用长细比，此时后续输入的受压（拉）构件容许长细比显示为灰色。

【受压构件的容许长细比】一般钢结构根据《钢规》；轻钢结构根据《门规》。

轻钢结构中的屋面刚性系杆及柱间交叉支撑的压杆长细比按200控制；而其它用以减少构件平面外计算长度的支撑构件按220控制。

【受拉构件的容许长细比】一般钢结构根据《钢规》5.3.9选用200或350；轻钢结构根据表《门规》选用。

【柱顶位移的限值】一般钢结构根据《钢规》附录 A.2.1 条选用；轻钢结构根据《门规》选用。

【钢梁的挠跨比限值】一般钢结构根据《钢规》附录表 A.1.1 选用；轻钢结构根据《门规》选用。

注意：《门规》3.4.2规定，“由于柱顶和构件挠度产生的屋面坡度改变值，不应大于坡度设计值的1/3”。

一、钢结构二维设计，地震计算参数中“阻尼比”如何确定？{PKPM官方解答}：钢结构地震分析的“阻尼比”取值按抗震规范（GB50011-2010）的要求选取，单层厂房结构（含门式钢架），采用轻型围护时，取0.045，砌体墙或重型屋盖时取0.05。

框架结构，高度在50m以下时，取0.04；高度在50m~200m之间时，取0.03，高度不小于200m时，取0.02。

[相关延伸]：1、《抗震规范》GB50010-2010中第8.2.2条规定：“钢结构抗震计算的阻尼比宜符合以下规定：1）多遇地震下的计算，高度不大于50m时可取0.04，高度大于50m且小于200m时，可取0.03；高度不小于200m时，宜取0.02. 2）当偏心支撑框架部分承担的地震抗倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时，其阻尼比可比本条1款增加0.005。

3）在罕遇地震下的弹塑性分析，阻尼比可取0.05。

”2、《抗震规范》GB50010-2010中第9.2.5条规定：“厂房抗震计算时，应根据屋盖高差、起重机设置情况，采用与厂房结构的实际工作状况相适应的计算模型计算地震作用单层厂房的阻尼比，可依据屋盖和围护墙的类型，取0.045~0.05。

”3、《门刚规程》CECS102:2002中第3.16条规定：“门式刚架轻型房屋钢结构的地震作用效应可采用底部剪力法分析确定。

抗震验算时，结构阻尼比可取0.05。

”4、10版抗震规范对于钢结构的阻尼比规定有所改变，但是在选取计算用阻尼比的时间一定要分清结构类型，PKPM知识堂给出的就很具体。

5、阻尼比指阻尼系数与临界阻尼系数之比，阻尼比是无单位量纲，表示了结构在受激振后振动的衰减形式。

可分为等于1，等于0, 大于1，0~1之间4种，阻尼比=0即不考虑阻尼系统，结构常见的阻尼比都在0~1之间。

阻尼比指阻尼系数与临界阻尼系数之比，阻尼比是无单位量纲，表示了结构在受激振后振动的衰减形式。

二、带夹层门式刚架结构采用STS软件如何设计？｛PKPM官方解答｝：门式刚架规程所规定的计算长度确定方法是针对单层轻型钢结构房屋，仅适用于单层门式刚架结构。