三维门式刚架

pkpm VS 3d3s目前国内用户最多当属建研院的PKPM系列软件以及同济大学3D3S系列空间钢结构软件；1，PKPM系列软件（STS、STXT、STPJ）钢结构方面的功能：1）门式刚架结构2）平面屋架、桁架结构3）钢支架结构4）空间钢框架、框－支撑结构PKPM－STS系列作为建研院开发多年的钢结构软件，在国内各地设计院拥有相当大的用户，其优点是紧扣规范，参数详尽，规则结构上设计效率比较高，后处理节点设计类型比较全面，带支撑柱脚节点设计混乱是STS的一个缺憾；最近推出的重钢设计软件STPJ填补了国内重钢设计以及后处理这方面的空白；缺点是不规则结构建模不便，计算误差大，后处理出图还有所欠缺，尽管一直在改善；钢屋架设计中风荷载添加麻烦，不准确，但钢屋架后处理出图是目前所有同类软件中最好的；屋主小评：STS在门式刚架设计以及规则多高层框架结构设计上比较有效率，后处理节点设计以及出图都不错，但是在带夹层门式刚架后处理节点设计上，不能在2维模型中很好处理；对复杂的三维空间框架模型，程序无法很好的模拟，风荷载误差比较大，后处理节点设计也无法达到要求。

屋主建议：不带夹层门式刚架以及规则三维空间框架结构，PKPM－STS系列能让你满意。

2，3D3S系列钢结构方面的功能：1）门式刚架2）钢屋架、平面、空间桁架3）多高层钢框架4）网架、网壳5）幕墙6）索膜结构7）空间任意结构8）施工过程跟踪分析3D3S系列作为建立在CAD平台上的钢结构设计软件，已有10多年的开发历史，在国内各地钢结构公司以及设计院有相当多的用户，这是一套相当全面的钢结构设计软件，几乎涵盖了钢结构的各种形式，其优点是CAD平台上的建模方式，相当灵活，程序具备完善的导荷载功能，可以完成任意结构的分析，在后处理上门式刚架、框架结构具备加工图的能力，桁架结构具备相贯线展开、输出相贯线切割数控数据的能力，网架、网壳结构具备加工图能力，膜结构具备膜裁剪能力；其缺点是由于建立在CADI平台上，受CAD的影响有时候稳定性不足，不过随着9.0才CAD2004以上版本的应用，稳定性问题已基本解决；前处理中部分设计参数不够完善，尤其多高层框架结构中，不过随着高层模块的推出，这个问题基本上可以解决了；后处理中，门式刚架节点类型不够完善，节点设计灵活性不够；多高层框架节点设计中，柱子变截面处梁柱节点设计的板件设计尺寸有误。

门式刚架设计讲解《门式刚架设计讲解篇一》嘿，今天咱们就来唠唠门式刚架设计这档子事儿。

你可能一听到“门式刚架”这词儿，就觉得特高大上，特神秘，其实啊，没那么玄乎。

门式刚架就像是建筑界的超级英雄，默默地撑起很多厂房、仓库之类的建筑。

想象一下，那些大厂房，就像一个个巨人，而门式刚架呢，就是巨人的骨架。

这骨架可不能随随便便搭，这里面讲究可多了去了。

咱先从结构形式说起。

门式刚架一般由刚架柱和刚架梁组成，它们就像一对好兄弟，互相支撑着。

柱子像两个坚强的卫士，稳稳地扎在地上，而梁呢，就像一条扁担，挑着屋顶的重量。

这两者的连接可不像咱们用胶水粘个纸飞机那么简单，那得通过节点，这个节点啊，就像是关节一样，得灵活又牢固。

我记得我刚开始接触门式刚架设计的时候，那真是一头雾水。

看着那些复杂的计算公式，感觉就像看天书似的。

什么弯矩、剪力的，我就想啊，这都是啥呀？就好比你进了一个满是外星符号的房间，完全摸不着头脑。

当时我就觉得，这门式刚架设计是不是不适合我啊？也许我就不是干这个的料。

但是呢，后来我慢慢深入了解，就发现了其中的乐趣。

比如说在确定刚架的跨度和高度的时候，这就像是给巨人定制衣服一样。

跨度大了，梁可能就受不了；高度矮了呢，又感觉整个建筑很压抑。

就像人穿衣服，太大了不合身，太小了又紧巴巴的。

在设计过程中，荷载计算也是个大问题。

风荷载、雪荷载、活荷载，这些就像一群调皮的小怪兽，时不时地给门式刚架找麻烦。

你得把这些小怪兽都考虑周全了，不然这个“巨人”可能就会被风吹倒或者被雪压垮。

这时候你可能会问，那怎么才能准确计算这些荷载呢？哎，这就需要参考很多规范啦，那些规范就像武林秘籍一样，得慢慢钻研。

门式刚架的材料选择也很关键。

钢材就像是建筑的肌肉，要选对了才能让门式刚架有足够的力量。

你要是选个软趴趴的钢材，那就像给巨人安了个病弱的身体，肯定不行。

有时候我就在想，是不是越贵的钢材就越好呢？其实也不一定，得根据实际情况来。

就像你买鞋子，不是最贵的就一定最适合你走路。

门式刚架结构中夹层的设计用pkpm软件计算时，如何建模计算？
门式刚架结构中夹层的设计：
a. 用pkpm软件计算时，如何建模计算？
b. 其计算结果中为什么有时会出现“柱超筋”？
c. 楼板配筋计算：有压型钢板与无压型钢板时计算的区别及构造要求？
d. 组合梁中剪力钉是否可以等同与栓钉直径的短钢筋来代替？若可，是用圆钢还是螺纹钢？若用弯筋，其弯起方向及构造有何要求？
e. 简支钢梁的设计是否考虑剪力钉的作用（无压型钢板时）？
回答：
a．两种建立模型方法：（１）先计算二层的门刚架，然后按三维建立一层的钢框架，然后把门刚架柱底控制内力按节点荷载加在一层的柱头上；（２）先按三维建立一层的钢框架，然后抽取一榀框架再转到门刚里面建立整个的平面门式刚架，在门刚里面可以随意画线建立模型，建议门刚架（包括一层钢柱和柱脚）和一层的平台结构分开出图，这样工作量要少的多； b.“柱超筋”可能是总信息中框架选项你没有选成钢框架；
c.压型钢板既可以作为楼板的正筋使用，厚度应该在１.０mm以上，这样楼板底部的配筋就少些，也可以只作为模板使用，厚度的选择满足构造即可，楼板配筋和不使用楼承板是一样的，只是加快了施工速度；
d.组合梁中剪力钉不可以用等同与栓钉直径的短钢筋来代替，可以用槽钢和弯起钢筋代替，在＜＜钢结构设计手册＞＞的组合结构章节中有详细的介绍；
e.简支钢梁的设计可以考虑剪力钉的作用，可作为组合结构来计算，计算方法参见＜＜钢结构设计手册＞＞中的组合结构，但两端铰接的框架梁按组合结构来分析十分困难，所以我是一般不考虑；。

第1章轻型门式刚架结构1．1 概述1．1．1 单层门式刚架结构的组成如图1—1所示，单层门式刚架结构是指以轻型焊接H形钢(等截面或变截面)、热轧H形钢(等截面)或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢(槽形、卷边槽形、Z形等)做檩条、墙梁；以压型金属板(压型钢板、压型铝板)做屋面、墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设臵支撑的一种轻型房屋结构体系。

在目前的工程实践中，门式刚架的梁、柱构件多采用焊接变截面的H形截面，单跨刚架的梁-柱节点采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用。

柱脚可与基础刚接或铰接。

围护结构采用压型钢板的居多，玻璃棉则由于其具有自重轻、保温隔热性能好及安装方便等特点，用作保温隔热材料最为普遍。

1．1．2 单层门式刚架结构的特点单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具：有以下特点：(1)质量轻围护结构由于采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成，屋面、墙面的质量都很轻，因而支承它们的门式刚架也很轻。

根据国内的工程实例统计，单层门式刚架房屋承重结构的用钢量一般为10～30kg／m2；在相同的跨度和荷载条件情况下自重约仅为钢筋混凝土结构的1／20～1／30。

由于单层门式刚架结构的质量轻，地基的处理费用相对较低，基础也可以做得比较小。

同时在相同地震烈度下门式刚架结构的地震反应小，一般情况下，地震作用参与的内力组合对刚架梁、柱杆件的设计不起控制作用。

但是风荷载对门式刚架结构构件的受力影响较大，风荷载产生的吸力可能会使屋面金属压型板、檩条的受力反向，当风荷载较大或房屋较高时，风荷载可能是刚架设计的控制荷载。

(2)工业化程度高，施工周期短门式刚架结构的主要构件和配件均为工厂制作，质量易于保证，工地安装方便。

除基础施工外，基本没有湿作业，现场施工人员的需要量也很少。

构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，是安装迅速的一个重要方面，但必须注意设计为刚性连接的节点，应具有足够的转动刚度。

门式刚架实际工程计算公式门式刚架是一种常用的结构形式，广泛应用于工业厂房、仓库、体育馆等建筑中。

它具有结构简单、承载能力强、施工方便等优点，因此备受工程师和设计师的青睐。

在实际工程中，对门式刚架的计算和设计是至关重要的，而门式刚架的计算公式是设计的基础和核心。

本文将对门式刚架的实际工程计算公式进行详细介绍和分析。

1. 门式刚架的基本结构。

门式刚架由立柱、横梁和斜撑组成，其中立柱承受着垂直荷载，横梁承受着横向荷载，而斜撑则用来增加结构的稳定性。

在实际工程中，门式刚架的计算主要涉及到立柱和横梁的受力分析，以及整个结构的稳定性和刚度计算。

2. 立柱的计算公式。

立柱是门式刚架中承受垂直荷载的主要构件，其计算公式主要涉及到受压和受拉两种情况。

在实际工程中，立柱的计算公式可以通过欧拉公式和弹性稳定性理论来进行计算。

其计算公式如下：（1）受压情况下的立柱计算公式：$$。

P_c = \frac{\pi^2 \cdot E \cdot I}{(Kl)^2}。

$$。

其中，P_c为立柱的临界压力，E为弹性模量，I为截面惯性矩，K为有效长度系数，l为立柱的长度。

（2）受拉情况下的立柱计算公式：$$。

P_t = \frac{A \cdot f_t}{\gamma_m}。

$$。

其中，P_t为立柱的临界拉力，A为立柱的截面积，f_t为材料的抗拉强度，γ_m为安全系数。

3. 横梁的计算公式。

横梁是门式刚架中承受横向荷载的主要构件，其计算公式主要涉及到受弯和剪切两种情况。

在实际工程中，横梁的计算公式可以通过梁的受力分析和梁的挠度计算来进行。

其计算公式如下：（1）受弯情况下的横梁计算公式：$$。

M = \frac{f_b \cdot W}{γ_m}。

$$。

其中，M为横梁的弯矩，f_b为材料的抗弯强度，W为横梁的截面模量，γ_m 为安全系数。

（2）受剪情况下的横梁计算公式：$$。

V = \frac{f_v \cdot A}{γ_m}。

带夹层的门式刚架结构设计摘要：随着建筑造型的复杂化，钢结构加工、安装技术的提高，目前钢结构的应用越来越普遍，钢结构类型也越来越多，有网架结构、桁架结构、框架结构等等，其中单层门式刚架就是钢结构形式的一种。

单层门式刚架是一种轻型结构，跨度大、高度大，可以满足大空间、大开间的需求，所以其主要用于工业厂房、库房。

单纯的门式刚架结构设计相对简单，但是现实中因为建筑功能的需求，比如单层空间不够用、需要设置参观走廊等等，往往门式刚架会局部带有夹层，本文主要针对这种带夹层的门式刚架结构设计进行论述。

关键词：钢结构；门式刚架；夹层；结构设计1、带夹层的门式刚架的特点门式刚架跨度大、施工快、自重轻等优点，目前这种结构形式应用越来越广泛，尤其在工业领域。

简单的门式刚架一般用PKPM的钢结构模块里的钢结构二维设计来分析计算，这时主要设计依据是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》（GB 51022-2015），此时柱脚均按铰接设计。

但是这种简单的门式刚架结构多用于库房，现实中大部分门式刚架结构的建筑局部带有夹层，此时结构不再是规则的结构体系。

首先局部夹层会导致结构质心、刚心偏移，其次夹层通常是混凝土楼板，自重较大、荷载大，地震力大，可能会带来结构扭转等诸多不利影响。

此类结构，设计时因根据夹层梁与钢柱的连接方式区别对待。

如果夹层梁与门刚柱刚接，仅采用PKPM的二维模型分析，是不合理、不准确的；因为夹层区域就是钢框架体系，屋面任然是轻钢屋面，所以此时须通过三维模型来计算夹层结构截面，并分析整个建筑的各项指标，同时采用二维模型来复核柱子截面，屋顶钢梁应以二维计算结果为准。

如果夹层梁与门刚柱铰接，此时夹层梁仅作为钢柱的水平向支撑并传递荷载，我认为可继续采用二维模型设计；但因为所有夹层梁均与钢柱铰接，此时必须增加柱间支撑，否则夹层结构是可变体系。

下面为一个带夹层的门式刚架结构的三维模型，此模型的夹层梁与门刚柱为刚接。

2、带夹层的门式刚架三维设计要点三维建模整体分析时，通常含两个标准层，其中夹层为一个标准层，屋面为另一个标准层。

门式刚架设计讲解1 综合概述门式刚架是典型的轻型钢结构，也是目前国应用最为广泛的轻型钢结构体系。

早期典型的门式刚架是1910年布鲁塞尔世博会的德国机械工程展厅，采用了多层阶形钢框架结构；1932年建成的德国埃森煤矿税收协会采用了门式钢框架结构。

1954年由托罗哈设计的德国地铁站，采用的是典型的门式刚架结构，他把装饰效果与门式刚架的受力完美结合。

在国外预制轻钢建筑进入中国之前，中国就开始了自己的轻钢建筑体系的研究。

20世纪70~80年代，部分设计人员已经开始尝试全钢结构建筑；但由于钢产量的限制及设计方法旧，钢结构建筑在中国发展举步维艰。

在改革开放的十多年间，数不清的国外轻钢建筑厂商驻入中国，无数的本地轻钢建筑公司涌现。

我国钢结构体系的发展大致经过了这样的时期：1990年以前，钢结构建筑在工业领域中的主要应用是重型厂房中的排架结构体系，在民用领域中的主要应用是螺栓球或焊接球网架结构；自1990年代起，钢结构在我国进入了快速的全面的发展和应用时期。

门式刚架结构被大量应用于工业厂房、超市、仓库中；钢框架在多高层建筑中也得到了越来越多的应用；薄壁彩钢板大量应用于各类结构的维护体系和无梁无柱穹顶中；钢管直接汇交焊接结构及其与高强度拉索的组合结构已推广应用于各类体育、文化等公共建筑中；冷弯薄壁型钢截面除广泛应用于檩条等维护结构构件外也开始作为结构的主要受力构件或其组成部件得到应用。

现代钢结构体系由热轧截面、焊接截面和冷弯薄壁型钢截面构件组成。

人们往往将钢结构划分为普通钢结构和轻型钢结构两大类。

但是，究竟如何定义或区分这两类结构，却存在着很多不同的标准。

例如，结构跨度的标准，结构层数的标准，结构用途的标准，吊车吨位的标准等。

这些标准都有一定的合理性，但是都是建立在结构体系外在因素或特征基础上的。

事实上，轻型钢结构体系的本质是“轻”，实现这一本质的条件是截面板件要“薄”，“薄”的板件受力时，容易造成局部失稳，局部失稳后，构件仍然具有承载能力，所以设计时必然要考虑板件局部失稳后的极限强度。