PKPM结构设计软件应用实例
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1欢迎下载 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 精品文档
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2欢迎下载 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。
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图1-2 A~K立面图
图1-3 K~A立面图
图1-4 1-1剖面图
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图1.1-7 刚架布置图
图1.1-8 支撑布置图
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7欢迎下载 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。本书重点介绍的就是门式刚架的平面建模。
由本工程条件可知，门式刚架可分为5榀，现在以其典型的6轴线刚架为例讲述STS的使用。
1.2.1启动门式刚架平面设计
启动PKPM软件STS模块后，进入用户界面，如图1.2-1所示，
图1.2-1 门式刚架主界面
在正式进行设计之前，需要为所分析工程建立一个独立的工作目录，存放其模型和分析数据。这样做的优点是可以避免不同工程的数据发生冲突，发生错误。和有效利用设计成果，实际设计时，往往需要经过几次反复和调整，才能确定最终方案。每个方案就相当于一个独立的工程，需要为每个方案分别建立一个工作目录。这样就可以防止程序在执行调整方案后覆盖了原方案的数据，利于方案之间的比较和提高工作效率。
建立工作目录的具体方法为：单击按钮，打开如图1.2-2所示的对话框： 精品文档
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图1.2-2 改变工作目录对话框
本工程所建工作目录定名为“6轴”。
接下来，就可以正式进行建模了（下面就以1.1节所述实例具体讲解）
在选定的工作目录“6轴”下，双击“图1.2-1”中的主菜单A后，打开如图1.2-3所示界面。
对于首次设计，需要点选“新建文件”按钮，程序弹出输入工程名的对话框（如图1.2-4所示），本工程命名为GJ-1，输入GJ-1后，单击“确定按钮，进入平面建模的主界面，如图1.2-5。
图1.2-4 输入文件名称对话框
1.2.2轴网建立
轴网是PKPM建模的基础，所有的构件必须以此为基础进行布置。轴网的正确与否直接关系到结构模型是否正确。
程序提供两种轴网输入方式，普通方式和快速建模方式。实际设计中多利用快速建模辅助一般建模方式的方法来完成。
快速建模的方法为：打开快速建模页面，根据需要改写其中参数即可。有三种途径可以打开。
1、单击“工具栏”中的按纽
2、“网格生成”/“快速建模”/门式刚架。
3、“快速建模”下拉菜单 精品文档
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图1.2-3 门式刚架PK交互输入界面
图1.2-5 门式刚架平面建模主页面
本工程轴网建立步骤：单击“网格生成”\“快速建模”\“门式刚架”，弹出“图1.2-6”精品文档
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10欢迎下载 所示页面：
图1.2-6a 门式刚架快速建模 精品文档
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图1.2-6b 门式刚架快速建模
总跨数：按实际情况填写，各具体参数的取值如页面所示。当修改其中的参数后，模型会动态更新。
当前跨：其余参数都是针对当前跨而言，通过改变当前跨，实现对整个模型的建立。
柱高是从檐口到基础顶面（钢柱底面）的距离，本工程的基础顶面标高为-0.100m。
中柱高度根据屋面坡度和边柱高度计算得出。 精品文档
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12欢迎下载 梁的分段主要是考虑受力和运输要求。
由于功能需要，此工程分为3跨，每跨跨度18米，柱距7米。
规范链接：
结构形式——《门规》4.1.1
跨度形式——《门规》4.1.2
屋面坡度——《门规》4.1.5
屋面单元划分——《门规》4.1.6
跨度确定——《门规》4.2.1第1款
高度——《门规》4.2.1第2款
轴线取法——《门规》4.2.1第3款
檐口高度、最大高度、宽度、长度——《门规》4.2.1第4款
适用范围，经济跨度，高度，柱距，挑檐长度——《门规》4.2.2
设计知识：
1、厂房的坡度和建筑排水、屋面材料类别密切相关。常用的坡度范围是1/10~1/20。
2、厂房的高度取决于使用条件和建筑要求，有吊车时还要满足吊车运行的净空要求。
3、厂房跨度取决于功能、经济要求
4、刚架的间距应考虑使用功能、刚架跨度、檩条合理跨度、荷载大小等综合确定，一般多在6~9m。
退出快速建模后，接下来可以为轴线命名。轴线命名后可以把命名的轴线数据传递到施工图绘制中。
方法为：通过[网格]\[轴线命名]菜单完成，见图1.2-7。
说明，程序提供单根轴线命名、连续轴线命名方式。现采用单根轴线方式为刚架依次命名轴线A、D、K、G。
操作时注意按命令行的提示操作即可。 精品文档
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图1.2-7 轴线命名
1.2.3布置柱
本工程柱采用采用等截面的焊接H型钢，边柱截面选用300×280×8×12，中柱截面采用280×280×8×12。
程序通过“柱布置”菜单完成柱的布置。具体步骤是：
1、单击“柱布置”，弹出下级菜单，如“图1.2-8”所示：
2、接着点击“截面定义”，程序弹出“图1.2-9”所示对话框。（完成需要布置的柱截面，）
3、首次设计，需要点击“增加”按钮，进行输入。此时，打开如“图1.2-10”的对话框。
4、选择“H型钢”类型，弹出“图1.2-11”界面。根据所选H型钢依次修改各参数即可。
5、建立了边柱截面后，通过“复制”按钮建立中柱截面。此时，只需把腹板高度由300修改为280即可。（这个功能对变截面梁更有效率，可以减少不少工作量）
6、定义完成后，接下来的工作是布置柱，先从定义好的截面库中选中要布置的截面类型。然后布置，程序提供四种选择方式，此处按TAB键转成轴线方式
注意的是对于边柱考虑偏心的影响。程序规定左偏为正，右偏为负。单位为mm。
A轴边柱布置时候，输入-150，K轴边柱则输入150，中柱无偏心。
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图1.2-8 柱布置
图1.2-9 PK-STS截面定义 精品文档
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图1.2-10 柱截面类型
图1.2-11 H型钢截面定义
设计知识：
门式刚架一般多采用变截面构件，当有吊车时，柱多用等截面的。常用的柱截面高度一般为300~700。
截面定义时考虑的原则有：
1、翼缘必须满足宽厚比要求，腹板满足高厚比要求，对于腹板，当不满足时，程序会按考虑屈曲强度计算。所以说，截面翼缘满足宽厚比，显的很重要。
2、截面选择要考虑常用的板型，结合市场上常用的材料规格选择比较好，对于翼缘，
