钢结构STS设计软件应用实例详解班.
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钢结构设计软件《STS》日期:2011-4-29点击: STS软件可以完成钢结构的模型输入,截面优化,结构分析与构件验算,节点设计与施工图绘制。
适用于门式刚架,多、高层框架,桁架,支架,框排架,空间杆系钢结构(如塔架、网架、空间桁架)等结构类型。
还提供专业工具用于檩条、墙梁、隅撑、抗风柱、组合梁、柱间支撑、屋面支撑、吊车梁等基本构件的计算与绘图。
STS软件可以独立运行,也可以与PKPM系列其她软件数据共享,配合使用。
STS三维模型数据可以接口SATWE、TAT、或PMSAP 来完成钢结构的空间计算与构件验算,可以接口JCCAD完成基础设计。
STS二维模型数据也可以接口JCCAD完成独立基础设计。
STS软件可以用三维方法与二维方法建立结构模型。
软件提供70多种常用截面类型,以及用户自绘制的任意形状截面,构件可以就是钢材料,也可以就是混凝土材料;因此软件适用于钢结构以及钢与混凝土混合结构的设计。
常用钢截面包括各类型的热轧型钢截面,冷弯薄壁型钢截面,焊接组合截面(含变截面),实腹式组合截面,格构式组合截面等类型。
程序自带型钢库,用户可以对型钢库进行编辑与扩充。
STS的二维设计程序“PK交互输入与优化计算”用于门式刚架、平面框架、框排架、排架、桁架、支架等结构的设计。
可以计算“单拉杆件”;可以定义互斥活荷载;进行风荷载自动布置;吊车荷载包括桥式吊车荷载、双层吊车荷载、悬挂吊车荷载;可以考虑构件采用不同钢号;通过定义杆端约束实现滑动支座的设计;通过定义弹性支座实现托梁刚度的模拟;通过定义基础数据实现独立基础设计。
内力分析采用平面杆系有限元方法;可以考虑活荷载不利布置;自动计算地震作用(包括水平地震与竖向地震);荷载效应自动组合。
可以选择钢结构设计规范、门式刚架规程、冷弯薄壁型钢设计规范等标准进行构件强度与稳定性计算。
输出各种内力图、位移图、钢构件应力图与混凝土构件配筋图,输出超限信息文件、基础设计文件、详细的计算书等文档。
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。
1 概述MTS建筑钢结构设计系统是中国建筑钢结构辅助设计软件领域中近年来的一支生力军,在同济大学李国强教授领导下,由MTS开发组经过几年的努力开发,现在MTS软件可帮助用户全面解决厂房与多高层钢结构的辅助设计问题!可用于钢框架结构、钢框撑结构、混凝土-钢组合结构、门式刚架结构、钢管混凝土结构、钢骨混凝土结构、混凝土框架结构及剪力墙结构的全面设计。
为工程设计人员的分析设计提供了强有力的工具。
MTS集建模、分析、验算、设计出图于一体,不仅是一个功能强大、适用面广的钢结构分析软件,而且还是一个验算和设计工具,可以根据结构规范对构件进行验算、设计以及出图,而且针对最新的结构设计规范及时扩充、完善。
MTS中已有的规范与规程包括:《钢结构设计规范》GB50017-2003 中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2002 中华人民共和国国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 中华人民共和国国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002 中华人民共和国国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98 中华人民共和国行业标准《门式刚架轻型房层钢结构设计技术规程》CECS102:2002 中国工程建设标准化协会标准《钢管混凝土结构设计与施工规程》CECS28:90 中国工程建设标准化协会标准《型钢混凝土组合结构技术程规程》JGJ138-2001 中华人民共和国行业标准《钢-混凝土组合结构设计规程》DL/T5085-1999 中华人民共和国电力MTS分为前处理、计算、多高层后处理、厂房后处理、节点设计、自动出图、基础设计等七个模块,模块按工程设计习惯组织,基本满足了建筑钢结构的设计分析需求。
2 高层钢结构实例-廖创兴金融中心大厦廖创兴金融中心大厦位于上海南京西路、新昌路口,为高层办公楼。
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)。
钢结构设计软件《STS》日期:2011-4-29点击:STS软件可以完成钢结构的模型输入,截面优化,结构分析和构件验算,节点设计与施工图绘制。
适用于门式刚架,多、高层框架,桁架,支架,框排架,空间杆系钢结构(如塔架、网架、空间桁架)等结构类型。
还提供专业工具用于檩条、墙梁、隅撑、抗风柱、组合梁、柱间支撑、屋面支撑、吊车梁等基本构件的计算和绘图。
STS软件可以独立运行,也可以与PKPM系列其他软件数据共享,配合使用。
STS三维模型数据可以接口SATWE、TAT、或PMSAP 来完成钢结构的空间计算与构件验算,可以接口JCCAD完成基础设计。
STS二维模型数据也可以接口JCCAD完成独立基础设计。
STS软件可以用三维方法和二维方法建立结构模型。
软件提供70多种常用截面类型,以及用户自绘制的任意形状截面,构件可以是钢材料,也可以是混凝土材料;因此软件适用于钢结构以及钢与混凝土混合结构的设计。
常用钢截面包括各类型的热轧型钢截面,冷弯薄壁型钢截面,焊接组合截面(含变截面),实腹式组合截面,格构式组合截面等类型。
程序自带型钢库,用户可以对型钢库进行编辑和扩充。
STS的二维设计程序“PK交互输入与优化计算”用于门式刚架、平面框架、框排架、排架、桁架、支架等结构的设计。
可以计算“单拉杆件”;可以定义互斥活荷载;进行风荷载自动布置;吊车荷载包括桥式吊车荷载、双层吊车荷载、悬挂吊车荷载;可以考虑构件采用不同钢号;通过定义杆端约束实现滑动支座的设计;通过定义弹性支座实现托梁刚度的模拟;通过定义基础数据实现独立基础设计。
内力分析采用平面杆系有限元方法;可以考虑活荷载不利布置;自动计算地震作用(包括水平地震和竖向地震);荷载效应自动组合。
可以选择钢结构设计规范、门式刚架规程、冷弯薄壁型钢设计规范等标准进行构件强度和稳定性计算。
输出各种内力图、位移图、钢构件应力图和混凝土构件配筋图,输出超限信息文件、基础设计文件、详细的计算书等文档。
钢结构STS设计软件应用实例详解班报名简章开班时间:2009年11月16日至18日(3天),11月15报到2010年1月25日至27日(3天),1月24报到适应学员:基本掌握钢结构设计软件STS的使用方法,接触过,或将应用钢结构设计软件STS从事钢结构工程设计的相关人员。
培训目标:为基本掌握钢结构设计软件STS的使用方法的设计人员,在接触或进入应用钢结构设计软件STS从事钢结构工程设计时,能具备典型钢结构工程设计的初步技能,举一反三,进而较快投入实际钢结构的工程设计。
培训方式:采用对具普遍性的典型钢结构工程实例,应用钢结构设计软件实施设计过程的详细讲解、答疑,并辅以适当的上机操作实践。
提供详解讲义。
授课老师:郭丽云授课大纲:第一章门式刚架设计【例题1】:多跨门式刚架例题,主要说明普通多跨门式刚架三维设计的方法。
1.1、模型输入带抗风柱的门式刚架的模型如何建立?三维模型中如何通过不同途径完成支撑的输入?如何合理确定门式刚梁的单坡分段数与分段比?如何确定门式刚架的计算长度?如何正确设置单拉杆件?两种类型抗风柱的设计方法?如何正确确定风荷载标准值及各荷载方向?如何应用“互斥活荷”?如何确定“参数输入”中的各项参数?参数输入中的“验算规范”与“构件修改”中的验算规范有何区别?新版加劲肋如何设置,及对计算结果的影响?如何确定附加重量?独立基础的设计1.2、优化与计算如何通过优化设计带来经济效益?“结构计算”及结果查看门式刚架变截面杆件高厚比如何控制,如何解决其超限问题?“绝对挠度”与“相对挠度”有何区别,如何判断计算结果的合理性?柱顶位移如何控制?1.3、屋面、墙面设计屋面、墙面构件的布置檩条、墙梁、隅撑等的计算与绘图1.4、施工图如何合理选择节点的连接形式及设计参数?自动生成各榀刚架施工图如何设计抗剪键?材料统计与报价1.5、三维效果图【例题2】:带吊车的门式刚架例题,主要说明在门式刚架的三维设计中如何进行吊车的布置与计算。
吊车的平面布置及注意事项?抽柱厂房如何设计?08版本中吊车荷载有何改进?如用SATWE进行吊车荷载计算时有哪些注意事项?吊车荷载的计算是否可以传入基础?【例题3】:混凝土柱-轻钢屋盖的门式刚架例题,主要说明此类结构设计的具体方法与注意事项。
如何建立一个合理的整体模型?如何合理确定参数设置中的相关信息?如何合理确定构件的验算规范?如何合理控制计算结果的正确性?如何保证计算模型与节点构造相一致?第二章框架设计【例题4】:多层钢框架例题,主要说明框架三维模型输入方法、空间计算及结果分析、三维节点设计及绘施工图的具体方法与注意事项。
1.1、三维模型输入如何合理确定构件的初始截面?08版建模斜梁与次梁如何输入?组合楼板如何设计?1.2、SATWE计算如何合理确定与钢结构设计相关的参数?计算结果的查看与控制1.3、节点设计与施工图节点连接形式的合理选择连接设计参数的选择与调整“强柱弱梁”、“强连接弱构件”的验算几个节点设计失败的常见问题及解决办法三类施工图有何区别及其应用范围如何确定?【例题5】:框架顶层为门式刚架的例题,主要说明三维模型输入、荷载布置及内力分析和构件验算。
如何确定此种结构合理的三维整体模型?对比该结构三维模型的两种建立方法?如何考虑屋面板刚度及屋面的荷载导荷方式?如何利用“特殊风荷载”快速输入风荷载信息?如何正确确定构件的验算规范?如何正确确定柱子的计算长度系数?如何判断计算结果的正确性?如何进行该结构的节点设计?授课老师:朱恒第三章:桁架、支架、排架设计一、桁架1.三角型屋架的建模▪桁架下部的短柱是否有意义?▪杆件截面的选择,输入截面时需要注意的事项▪是否有必要将桁架节点都设置为铰接?如何考虑节点的次弯矩▪桁架上恒活荷载的输入,节间荷载的输入▪桁架上风荷载的输入▪桁架上下弦的平面内外计算长度的选取▪设计参数的正确选取▪桁架结构的优化▪桁架计算结果的查看与控制:计算结果合理性查看、长细比的控制、挠度的控制▪桁架施工图的参数调整2.梯形桁架,通廊的建模设计▪上下弦的截面的选择以及计算长度的确定▪连接节点的设置,构件刚接对端部次弯矩的影响3.管桁架▪如何考虑节点的次弯矩▪钢管桁架节点设计上和普通桁架的区别▪钢管桁架施工图4.屋架和主体结构的整体建模计算▪注意事项二、支架▪立柱、腹杆截面的选用与布置▪立柱、交叉腹杆计算长度的确定▪如何输入恒、活、风荷载?▪截面布置角度对应力验算的影响▪支座反力的合成与基础设计▪支架节点设计与施工图三、排架1.普通单层厂房(带吊车)建模和计算▪如何选择截面?什么时候需要用到格构截面?▪轴线的输入,柱距的确定▪偏心的原则,如何实现柱对齐▪屋面体系的选择以及和柱的连接▪如何确定排架厂房柱的计算长度系数?▪风荷载的输入▪吊车荷载的输入中需要注意的事项▪参数设置中的注意事项▪排架计算结果的查看:构件整体、分肢、缀材的校核,挠度的控制,柱顶位移、吊车轨道顶面位移的控制▪格构截面连接节点的设计(肩梁,牛腿,人孔)▪框架连接节点的调整▪肩梁设计中的外挑长度不合适的警告提示如何处理?▪柱脚是怎么设计的?不同偏压距离大小下设计有什么区别?2.普通厂房(双层吊车)的建模▪双层吊车厂房在计算上和单层吊车厂房的差别▪双层吊车的输入▪设计控制参数的选取3.多跨复杂厂房建模实例介绍▪龙门吊车的处理▪风荷载体型系数的选取收费标准:仅参加应用实例详解班每位学员收费500元;参加全程,含实例详解班、高级研讨班,(高级研讨班报名简章见下页)每位学员收费900元。
食宿自理。
钢结构STS设计软件应用实例2. 回执可复印。
3. 请最迟于当期学习班开班前5日传真回执。
钢结构STS软件(08版)高级研讨班开班时间:2009年11月19日至20日(2天),11月18报到2010年1月28日至29日(2天),1月27报到适应学员:已经掌握钢结构设计软件STS的使用要求,需要08版本软件的最新功能改进要点,软件的技术条件,需要进一步提高该软件使用程度的工程技术人员,施工图审查人员。
培训目标:掌握PKPM钢结构设计软件STS的正确使用和技术条件。
培训方式:采用软件专题讲座方式,集体答疑交流,提供STS软件培训资料。
授课老师:马恩成夏绪勇授课大纲:结合多年用户咨询热点问题和软件研发改进,讲解STS软件应用常见问题与解决方法,结合规范的相关条文,讲解软件中相关设计参数的来源、软件实现的技术条件与正确取值等方面的内容,帮助结构设计人员正确使用软件进行钢结构设计计算。
一、门式刚架二维设计门式刚架结构为当前国内使用最为广泛的一种钢结构厂房结构形式,但也是设计、施工安装及使用过程中出现问题较多的地方。
如何正确的确定梁柱平面外计算长度,隅撑能否作为平面外的支撑点,吊车吨位超过20t后仍然采用门式刚架这种结构形式该如何设计,混凝土柱轻钢屋盖如何正确的模拟分析等问题,都是很多设计人员比较难以把握的地方。
本部分的讲解结合规程条文,软件实现的技术条件,实例的计算比较,对如何正确运用STS程序设计各类门式刚架结构进行全面的讲解。
讲解要点如下:1.截面定义、截面分类的选择;2.抗风柱的几种设置形式的构造与计算设置;3.计算长度的合理取值;4.风荷载体型系数按门规、荷载规范的合理选用;5.活荷载的取值;6.吊车荷载的定义、吊车梁自重作用的考虑;7.悬挂吊车作用的考虑;8.设计参数中重要参数的规范出处、作用与合理取值;9.单个构件验算规范的指定;10.高厚比超限情况下的调整方案,构件加劲肋的设置与计算;11.计算结果的查看,挠度、坡度改变率、柱顶位移的控制;12.门架优化程序的使用;13.门架节点设计;14.超出门式刚架规程适用范围的钢结构厂房设计(如吊车吨位>20吨);15.混凝土柱、钢屋盖结构设计。
二、门式刚架三维设计屋面支撑、纵向列柱间支撑如何计算,门式刚架抽柱情况下该如何设计,这都是困扰很多设计人员的问题,08版本为这些问题提供了便捷的解决途径。
08版门式刚架模块更加突出了三维设计方法:建立结构整体模型,自动形成吊车荷载,布置屋面、墙面构件,自动计算门式刚架、屋面支撑、柱间支撑,自动绘制全套施工图,统计结构整体用钢量,报价;形成到JCCAD的数据;生成三维整体模型图和渲染效果图;适应抽柱门式刚架厂房的自动导荷与托梁支座模拟。
本部分将详细讲解08版门式刚架三维设计程序的使用与实现技术条件。
讲解要点如下:a)门架三维设计的实现机制:三维建模二维计算;b)吊车的三维平面布置、吊车荷载的自动导算;c)纵向榀柱间支撑计算,纵向风、刹车力与地震力的自动考虑方法;d)适应抽柱厂房情况,模拟托梁弹性支座的设置;e)屋面、墙面设计;f)自动生成含主结构、维护结构的三维整体模型图;g)自动生成三维建筑渲染效果图;h)门式刚架接力JCCAD基础设计。
三、钢结构二维计算常见问题和解决方法本部分讲解,归纳了长期以来咨询过程中常见的一些问题,结合规范的条文与程序的实现,用户典型的实例讲解,对这些问题给出解答。
讲解要点如下:a)结构类型与抗震设计的关系,门架的抗震设计,地震作用阻尼比取值;b)活荷载与风荷载取值;c)结构或构件变形的控制;d)门架斜梁平面内稳定验算;e)门架变截面杆件高厚比控制;f)钢结构规范塑性发展系数的考虑与翼缘宽厚比控制;g)钢结构规范焊接组合工形截面腹板屈曲后强度利用与程序实现;h)轴心构件截面分类的修改与稳定系数的查取;i)钢结构规范单轴对称截面计及扭转效应换算长细比计算与程序实现;j)计算长度的确定:有侧移、无侧移的选用,摇摆柱情况下的调整;k)最小剪重比控制与调整;l)近似考虑空间扭转地震作用效应增大系数;m)振型参与质量系数的计算与振型数量选取;n)规则框架层间位移校核与薄弱层内力调整;o)强柱弱梁验算与控制;p)大跨桁架竖向地震作用计算。
四、框架设计钢框架结构柱间支撑、楼面支撑的输入,花纹钢板、压型钢板楼屋面时板厚的正确模拟,压型钢板组合楼盖的设计,整体分析时有效净截面系数的估算与节点设计按实际螺栓开孔的精确计算的关系,计算长度按有侧移、无侧移的取值,钢构件、钢与混凝土组合梁构件的验算内容、结果的查看与正确控制,全楼节点设计不满足抗震规范8.2.8条强节点弱构件要求的节点补强处理等,都是钢框架结构设计过程中的一些关键问题,本部分讲解结合实例与软件的实际操作,对这些问题进行详细的讲解。
讲解要点如下:a)模型、荷载输入:i.截面定义(钢管混凝土,实腹、格构组合、任意截面);ii.斜梁输入(上节点高、梁端高);iii.支撑输入(柱间支撑、屋面支撑);iv.广义楼层(柱底标高、越层柱、越层梁);v.楼板厚度(组合楼盖时,输最薄位置厚度、轻型屋面,不考虑楼板作用,板厚输为0);vi.次梁布置;vii.荷载输入、吊车平面布置;b)压型钢板组合楼盖设计;c)结构平面图与钢材统计(毛重);d)三维分析钢结构构件验算相关参数的设定:i.有无侧移,计算长度系数修改;ii.特殊构件定义(铰接构件,门式刚架构件,组合梁);iii.考虑特殊风荷载与自定义荷载效应组合;iv.净截面和毛截面比值;v.强柱弱梁校核。