PKPM-STS 单层门式刚架房屋设计参数的选取.doc

PKPM-STS 单层门式刚架房屋设计参数的选取

分析与设计参数定义
参数输入共有四个选项卡，结构类型参数，总信息参数，地震计算参数，荷载分项系数及组合系数。分述如下：
(一)   结构类型参数
1)  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采用不同的计算与控制。
0.单层钢结构厂房，不适用于《门规》的单层钢结构厂房选择此选项，程序将按照《抗规》9.2章内容进行控制。
1.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》。
2.不超过12层钢结构，按《抗规》8章内容进行控制，按8.3.2-1对框架梁柱板件宽厚比进行控制。
3.超过12层钢结构，按《抗规》8章内容进行控制，按8.3.2-2对框架梁柱板件宽厚比进行控制。
2)  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《砼结构设计规范》（GB50010-2002）进行计算。
0.        《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。
1.        《门式刚架轻型房屋钢结构规程》（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。
2.        《轻型钢结构设计规程》（上海市标准DBJ－68－97）
3.        《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。
3)        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。
《钢规》相应内容在“附录A结构或构件的变形容许值”中规定。《门规》相应内容在“3.4变形规定”和“3.5构造要求”中规定。《薄规》相应内容在“4.3构造的一般规定”中规定。
4)        多台吊车组合时的荷载折减系数
只有选择计算规范为《钢规》时适用，相应内容在《建筑结构荷载规范》（GB50009－2006年版）5.2.2条款。
5)        单层厂房阶形柱计算长度折减系数
只有选择计算规范为《钢规》时适用，相应内容参考《钢规》表5.3.4内容。
6)        门式刚架梁按压弯构件验算平面内稳定性
只有选择计算规范为《门规》时适用，对于坡度大于1：2.5的门式刚架斜梁构件，不能忽略构件轴力产生的应力，所以除应按压弯构件计算其强度和平面外稳定性之外，还应按压弯构件验算其平面内稳定性。（《薄规》条文说明10.1.1）
7)        摇摆柱内力放大系数
只有选择计算规范为《门规》时适用，计算其强度和稳定性时，将柱轴力设计值乘以该系数用于考虑因摇摆柱非理想铰接的不利影响。

(二)        总信息参数
1)        净毛截面比值：此项是计算构件时用到的一个参数。钢结构的连接多为螺栓连接，螺栓孔对构件的强度会有削弱作用，此参数即是为了考虑这个削弱作用而设置。它只针对强度计算，对稳定计算没有影响，稳定计算多以毛截面进行计算。全焊时可取1.0;螺栓连接时可以采用默认值0.85。
2)        自重放大系数，是考虑除了构件理论计算重量以外的节点板，连接件，等附件的重量。
3)        钢柱计算方法：有侧移计算还是无侧移计算。主要参照《钢规》5.3.3执行，对于桁架结构，应选择无侧移。
4)        因为钢结构伸长率一般都在20％以上，不能忽略因柱轴向变形带来的影响。应考虑恒载下柱的轴向变形。

(三)        地震计算参数
1）        根据《抗规》5.1.1－4：8、9度时的大跨度和长悬臂结构以及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。
2）        根据《抗规》相关规定，单层结构阻尼比取0.05;多层低于12层取0.035，高于12层取0.02。

(四)        荷载分项系数及组合系数
1）        荷载分项系数及荷载组合系数：
程序给出默认值均是依据《荷规》相关条文，一般无需更改。
2）        考虑活荷不利布置
门式刚架为活载敏感结构，按理论上讲应该考虑活载不利布置，但对门式刚架来讲，活载主要是雪载，由于门式刚架一般都为坡度较小的低矮房屋，无其它建筑遮挡时，阴阳两面的雪几乎是同时融化的，无不利布置影响，所以此时可以不考虑活载不利布置。但对于存在高低跨等有可能造成积雪不均匀时，不均匀分布系数应按《荷规》相应取用， 考虑活荷不利布置。

轻钢门式刚架结构设计要点

1. 我很少做门式刚架，但是学习怎么设计门式刚架，对于我们学习设计其它的钢结构，也会有所启示。

2. 因受加工设备限制，钢结构构件截面高度一般不能超过2m。（本要点与门式刚架的设计无关，仅作提示）

3. 一般的钢房屋结构，板厚至少为6mm才能满足强度及构造要求。轻钢结构一般多为单层，受力小，其主要构件的焊接板件则可以为3~6mm厚的板。不过目前大部分的轻钢门架大多还是采用6~10mm厚的板件。

4. 门式刚架计算时阻尼比一般取0.05。根据抗规8.2.2条，多层钢房屋（12层以下）取0.035，12层以上才取0.02，而按该条条文说明里，对于单层则取0.05。阻尼比不同，地震影响系数曲线也不同。

5. Q235A没有焊接保证，故一般不用在需焊接的构件上。而无焊接的构件如檩条和墙梁，则宜采用经济成本较低的Q235A。

6. 门式刚架之于多高层钢房屋，就好象单层厂房之于多高层混凝土房屋。抗规第八章内容，并不适用单层的门式刚架。故许多要求可放松。

7. 门式刚架不需要做“强柱弱梁”等抗震验算（当然门式刚架的各种连接要求和措施应遵循“门式刚架规程”）。

8. 门式刚架的构件长细比、宽厚比、柱顶位移等指标，都比抗规上的规定有所放松。

9. 门式刚架如同单层厂房，都没有现浇混凝土楼板。门式刚架的屋面做法，一般是压型钢板+保温隔热层。故门式刚架的计算，不能按照采用普通房屋结构的计算方法，不能简单的用satwe来设计，应用专用的“门式刚架”模块来设计。

10. 与多高层钢房屋结构不同，门式刚架的柱（相当于混凝土厂房中的排架柱）一般都采用焊接工字钢而不是箱形柱。

11. 门式刚架的温度区段长度比钢规8.1.5条有所放松。

12. 当房屋长度在规范规定温度区段长度内时，可不计算温度应力，可不考虑温度变形对结构的影响。（见钢规8.1.5条条文说明）

13. 因目前对于温度计算及温度影响尚待研究，各软件计算方法也有待商榷，故一般当房屋超过规范上规定的温度区段长度时，应按要求设置温度伸缩缝和对曝露构件如屋面采取隔热保温措施，而不是去计算其温度应力来设计。

14. 门式刚架温度伸缩缝可采用双柱做法，也可采用允许胀缩的长圆孔螺栓连接方式代替双柱做法。

15. 门式刚架一般柱脚可做成铰接柱脚。但当有5t以上吊车时，宜采用刚接柱脚。

16. 对于Φ39以下锚栓，需将其下端弯成L型，弯钩的长度为4D。当锚栓直径大于39时，难以弯折，则应做成末端焊接板件的形式。