钢结构设计软件STS应用——门式刚架部分门式刚架的建筑特点(1)轻型化,适用于单层房屋钢结构,且屋面为压型钢板,以减轻建筑自重,墙面为压型钢板或是砖墙围护结构。(2)吊车吨位:A1-A5工作级别的桥式吊车≤20t悬挂式起重机≤3t特别适用于无吊车的单跨或多跨房屋,轻型房屋的刚度相对差,吊车吨位大则刹车力大、荷载大、对结构受力的影响就大。若悬挂吊车吨位大,可能刚架挠度难于满足要求或设计效果不经济。(3)常用的跨度:18-30m,规程跨度可做到36m。(4)常用的高度:一般是4.5-9m,有桥式吊车不超过12m。门式刚架的结构特点(1)主体结构采用单层门式刚架,刚架可以是单跨、双跨或多跨,还可以带附跨。(2)采用变化构件截面的手段以适应弯矩变化是门式刚架轻型化的技术措施之一。柱脚常用铰接,当有桥式吊车时柱宜采用等截面、桥式吊车5t以上时柱脚固接。(3)刚架间距一般为6-9m,间距7.5m较合适,间距太大将增加檩条的用钢量。(4)刚架斜梁的坡度取决于屋面的排水坡度,一般为1/8-1/20。用STS进行门刚设计的简单介绍屋面恒载:一般包括屋面、檩条、支撑等构件自重,另外,悬挂的附加永久物体重量,例如喷淋系统、机械设备、电力系统和吊顶等悬挂荷载也应视为恒载,按照实际情况取用。计算刚架活载:《门刚规程》规定当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值应取0.5KN/m2,对受荷水平投影面积大于60m2的刚架构件,屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于0.3KN/m2。计算檩条活载:一般取0.5KN/m2。雪荷载:根据沈建发(2007)40号文件规定,轻型钢结构建筑基本雪压应适当提高,按《荷载规范》中给出的100年一遇雪压采用,屋面积雪分布系数按《荷载规范》中提高1.5倍采用。积灰荷载:根据《荷载规范》中要求取值。地面粗糙度:在地质报告中提供。敞开式建筑:外墙面至少有80%敞开的建筑。部分封闭式建筑:受外部正风压力的墙面上孔口总面积超过该建筑物其余外包面(墙面和屋面)上孔口面积的总和,并超过该墙毛面积的5%,且建筑物其余外包面的开孔率不超过20%的建筑。封闭式建筑:在所封闭的空间中无符合部分封闭式建筑或敞开式建筑定义的那类孔口的建筑。基本风压:根据《荷载规范》中表格取值。风压调整系数:在《门刚规程》附录A中,规定为1.05。进行立面编辑时,点击横向轴线即是进行其中一榀刚架的二维模型输入,点击纵向轴线即是进行系杆、柱间支撑的二维模型输入。在梁变截面处分段受荷宽度为所计算榀刚架在垂直刚架方向承受恒载、活载、风荷载宽度,对于中间榀一般为纵向柱距,端榀一般为端榀与第二榀间距离的一半。梁的平面外计算长度,通常有三种取法:一是取上翼缘横向支撑的节距(通常取檩距的倍数);二是取隅撑间距取3m;三是取3m,也就是在不少轻型房屋门式刚架中取2个檩距。平面外计算长度程序默认值为杆件实际长度。在STS平面分析程序中,平面内计算长度系数默认为(-1),(-1)表示由程序自动确定计算长度系数,对于门式刚架,且选择门规验算时,平面内计算长度按门规侧移刚度方法程序自动确定,如果手工修改为一个大于0的数,则程序就采用手工输入值作为计算长度系数。对于绝大多数情况,可以不用修改这个(-1)值,由程序自动确定,但是带夹层的门式刚架,对于夹层柱需要考虑手工修改。一般抗风柱为两端铰接,应该注意的是两端铰接构件不能采用变截面构件输入。注意:变截面杆件上的荷载,不允许有跨中弯矩或偏心集中力,存在该类荷载时,可在杆间增加节点,转化为节点荷载输入。应该注意的是要求输入的最大、最小轮压产生的吊车荷载,不是指吊车资料中的最大轮压和最小轮压,而是根据影响线求出的最大、最小轮压对牛腿位置的作用力。可以利用“导入吊车荷载值”这个功能计算。08版本软件中增加了悬挂吊车荷载的输入,悬挂吊车不用考虑横向水平荷载,布置在梁与梁的节点上,如果作用在梁间,需要在作用位置增加节点。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。设计规范应根据各个规范不同的适用条件选择:0.《钢结构设计规范》,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》,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。《门规》相应内容在“3.4变形规定”和“3.5构造要求”中规定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。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。一般取1.2,如果面层采用厚涂型防火涂料还应该适量放大或者换算成荷载输入。一般对于桁架结构,选择无侧移这一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。对于不同的结构类型和结构设计使用年限的要求,取值0.95或1.0。一般都应该考虑恒载作用下柱的轴向变形,尤其是对像桁架一类对柱轴向变形比较敏感的结构。1、《技术措施》中18.8.1表示:单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进行抗震设计。18.8.7中表示:当设防烈度为7度及以上时,应采取相应抗震构造措施。2、《门刚规程》中3.2.4表示:地震作用应按现行国家《抗震规范》中规定计算。3、《抗震规范》中9.2.1表示:不适用于单层轻型钢结构厂房。4、《门刚规范》条文说明中3.1.4说法与《技术措施》中相似。《抗规》中规则结构不进行扭转耦联计算时,平行于地震作用方向的边榀的地震作用效应应乘以增大系数。程序给出默认值均是依据《荷规》相关条文,一般无需更改门式刚架是活荷载敏感结构,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,在没有其它建筑遮挡时,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。优化可以自动满足强度、稳定、长细比、柱顶位移、挠跨比、屋面坡度改变率等限制条件,这是个可选的过程,可以把优化结果中的截面数值作为自己设计的一个参考。在恒载+活载作用下梁的挠度、坡度改变率(控制在1/3以内)的验算图形查看计算书输出强度、稳定、长细比验算结果图形输出风荷载、吊车荷载、地震作用下柱顶位移图形输出屋面构件自动布置墙面构件自动布置一般采用的都是实腹式檩条,常用普通型钢檩条和薄壁型钢檩条。截面高度一般取跨度的1/35~1/50。檩条与屋面应做可靠连接,以保证屋面能起到阻止檩条侧向失稳的作用。《门规》6.3.7中说明在风吸力作用下,当屋面能阻止檩条上翼缘侧向位移和扭转时,受压下翼缘的稳定性应该按照规程中附录E的规定计算,一般不采用构造来保证稳定性。当檩条跨度≤4m时,可按计算要求确定是否设计拉条;当檩条跨度4m<l≤6m,对荷载或檩距较小的檩条可设置一道拉条;对荷载及檩距较大,或跨度>6m的檩条可设置两道拉条。一般轻刚彩板屋面取程序默认值,屋面板惯性矩在板型图籍中可以查到,根据你所采用的板型不同进行选择。一般时候檩条按受弯构件考虑,轴力为0,当考虑檩条兼做系杆时,轴力设计值包括山墙风荷载和吊车水平力,可通过手工计算得到,三维建模程序能自动计算。h取檩条截面高度的一半和100mm之间的小值。用户可以调整其余数据程序自动从整体模型中取得当墙檩的双侧都有墙面板连接时,则侧向稳定可由墙面板来防止,墙檩只需作强度的验算。表中构件名称、抗风柱高度、抗风柱间距、钢材钢号和相关的墙梁信息是程序自动从整体模型中取得和计算的。抗风柱是两端铰接的。调整后的基本风压是用《荷载规范》中查得的基本风压值乘以1.05的调整系数输入的。抗风柱的验算规范一般采用普钢规范。屋面支撑需要根据山墙抗风柱的连接类型设置情况来选取,如果山墙抗风柱两端铰接,一般考虑一半山墙风荷传递到屋面,并由屋面支撑承担。一般编号顺序是从左向右,一般对于一个等间距布置的屋面支撑,第一个与最后一个交叉支撑杆受力最大。对于圆钢优选截面的控制条件是强度控制;对于角钢是由强度、容许长细比共同控制对于坡屋面可以取平均屋面高度柱间支撑类型包括交叉支撑、门形支撑、双片支撑、双层支撑、多层支撑等交叉支撑一般按单拉杆设计,也可以按一拉一压杆设计1、屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开间,同时设置相应的柱间支撑。2、无吊车时柱间支撑的间距一般取36~45m,有吊车时不宜大于60m。3、当有吊车梁时,柱间支撑应分层设置,吊车梁以上的上部支撑应设置在端开间,并在中间或三分点处同时设置上、下部柱间支撑。4、当边柱桥式吊车起重量大于或等于10t时,下柱支撑宜设双片。5、多跨门式刚架的内柱应设置柱间支撑。谢谢!