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YJK钢结构设计2015年05月北京盈建科软件股份有限公司(BeijingYJKBuildingSoftwareCo.,Ltd.)一.框架结构框架结构模型输入（网格、衬图、主次梁，支撑及荷载、材料）的注意事项，组合楼板布置与计算；计算参数设置要点及设计结果分析；框架结构钢结构施工图出图特点，节点类型及设计参数定义，节点修改要点；二.石化设备三.钢框架上部结构及基础协同计算要点四.自定义荷载工况和荷载组合的应用；五.门式刚架三种形式：普通门式钢架，门刚带吊车，门刚带夹层的建模注意事项，抗风柱考虑，纵向系杆及吊车荷载布置，计算参数选择，结果查看与控制；门式刚架钢结构施工图出图方式及节点形式，屋面系统构件的交互布置；六.上部钢结构、下部混凝土混合结构协调计算七.桁架结构的设计及钢结构施工图出图方式；2内容大纲1.框架钢结构建模钢结构建模时，除了截面材质和截面类型与钢筋混凝土构件有所区别以外，在建模方法上和钢筋混凝土结构基本相同。•钢结构柱、梁、斜杆截面钢结构构件.可以采用焊接组合截面、型钢及其组合截面、实腹式组合截面、格构式组合截面等。3•插入衬图功能衬图就是把dwg文件或dwy文件插入到当前视图中，作为建模等操作的参考。对于插入的图形，可以设定某些部分为建模操作中捕捉的对象，而某些部分不能捕捉定位、仅作为参照的对象。对插入的图形可以进行隐藏不显示、或者撤销衬图的操作。•用户自定义组用于成批编辑修改在屏幕右下角增加菜单“自定义组”，由用户选择模型上的任一部分作为一组，并以组作为编辑修改的对象。选择构件就是从全楼模型上选择需要分到改组的构件，保存组用来保存当前选择的构件到该组，显示组用来只显示当前组的内容。45钢结构框架钢结构电厂厂房67891011各种型式的格构式组合截面柱1213钢结构井架14钢结构格构柱厂房15格构式组合截面定义实腹式组合截面定义16•梁柱布置：•次梁用主梁建模和用次梁建模：建模：主梁建模划分房间；次梁建模不参与划分房间；连接：主梁建模默认两端刚接；钢次梁建模默认两端铰接；混凝土梁则边支座为铰接，中间支座是固结；计算主梁整体计算、次梁单独计算；应力比：主梁建模打断连接的框架梁应力比分成两段；次梁建模不打断框架梁应力比一段；当框架梁连接的次梁较密时可用次梁建模。17•生成楼板主要功能：进行全房间开洞，“楼板开洞”；对个别房间板厚变化的，按照设计实际做局部修改，“修改板厚”；对有悬挑板的梁上布置悬挑板，“设悬挑板”；18在楼板布置菜单下增加对压型钢板的定义和布置相关菜单•荷载输入•导荷方式：《组合楼板设计与施工规范》5.1.2施工阶段，压型钢板应强边（顺肋）方向按单向板计算。5.1.3使用阶段，当压型钢板肋顶以上混凝土厚度hc为50mm~100mm时，组合楼板可沿强边（顺肋）方向单向板计算。当压型钢板肋顶以上混凝土厚度hc100mm时，应根据有效边长比按规定进行计算。•梁水平集中荷载；•对于不在梁上的荷载：板间荷载；到荷载校核中看荷载值。•软件对输入了板间荷载的房间在楼板施工图的楼板计算时自动按照有限元方式求解内力。•钢构件的工程量统计-楼层组装中的工程量统计中19•三种计算风荷载的方法：一般方法、精细方法、按构件挡风面积计算。一般方法：计算风荷载是一种相对简化的算法。它假定迎风面、背风面的受风面积相同，让用户输入迎风面与背风面体型系数，计算时取两者绝对值的和。软件自动根据每层的层顶标高计算本层的风荷载，它假定了每层风荷载作用于各刚性块质心和所有弹性节点上。软件首先把楼层风荷载总值按节点个数平均分配到各个节点，然后将属于同一块刚性板的所有节点上分配的风荷载再集中到该刚性板块的质心上。精细方法：程序计算风荷载时按有效受风面积生成风荷载；同时风荷载不再是作用在每层的形心，程序自动搜索出每个楼层的外围封闭多边形，将该层自动算出的风荷载分配到楼层外围的布置有柱、梁、墙杆件的节点上。在精细方法风荷载中还可以输入屋面风荷载体型系数等参数，可以考虑并自动生成作用于屋面的风压力和风吸力的荷载。程序将屋面风荷载自动加载到相应方向的梁上，形成梁上的均布风荷载。按构件挡风面积：对迎风方向上的每根构件按照它的截面尺寸计算风荷载，生成每根构件上的均布风荷载，不区分构件的前后遮挡关系。按构件计算风荷载时也可以输入屋面体型系数。20•风荷载软件自动计算的风工况为+X，-X，+Y，-Y四个工况，即0，90，180，270度方向。若需要考虑其他方向的风工况，可在“其他风向”参数中指定。此处设置后，设计时将增加相应的一组风工况效应并自动组合。21•当总体信息中结构体系选择了钢框架-支撑结构时要对框架部分按照《抗规》进行0.25V0调整：《高规》和《抗震规范》中的规定均针对于上面第一个选项。之所以提供第二个选项，是因为部分超限工程及重要工程，需要提高抗震性能，按照专家的建议，提供了第二个选项，软件默认为第一个选项。22•柱墙活荷折减对于柱墙，‘计算截面以上层数’是指该柱（墙）上面有多少楼层数。例如，10层框剪结构，位于1层的柱（墙），其折减系数取9-20层的0.6折减系数；例如，大底盘2层，塔楼10层框剪结构。对于仅有大底盘2层部分的结构，位于1层的柱(墙)，其折减系数取1层的1.0折减系数(不折减)。对于柱（墙），同梁，顶层柱（墙），活荷载不折减。选择柱(墙)活荷载折减后，确认同梁，从设计结果中的‘构件信息’中的（1）LiveC活荷载折减系数（2）柱（墙）调整前后内力变化来确认。•对于梁，仅对楼面梁活荷载折减，顶层屋面梁，活荷载不折减。如，勾选了‘从属面积超过25m2时楼面活荷载折减0.9’，从设计结果中的‘构件信息’中的（1）LiveC=0.9-梁活荷载折减系数（2）梁调整前后梁内力变化来确认。梁活载不利布置：•《高规》5.1.8条规定：“高层建筑结构内力计算中，当楼面活荷载大于4kN/m2时，应考虑楼面活荷载不利布置引起的结构内力的增大；当整体计算中未考虑楼面活荷载不利布置时，应适当增大楼面梁的计算弯矩。”条文说明中指出：如果活荷载较大，其不利分布对梁弯矩的影响会比较明显，计算时应予考虑。除进行活荷载不利分布的详细计算分析外，也可将未考虑活荷载不利分布计算的框架梁弯矩乘以放大系数予以近似考虑，该放大系数通常可取为1.1~1.3，活荷载大时可选用较大数值。近似考虑活荷载不利分布影响时，梁正、负弯矩应同时予以放大。填写活荷不利布置最高层号后，低于该层号的楼层均会考虑活荷不利布置，按单层实际模型计算，并给出正、负弯矩包络内力。软件同时提供梁活荷载内力放大系数，用来近似模拟活荷不利布置。如果同时填写了活荷不利布置最高层号与梁活荷载内力放大系数，则软件自动取二者的大值进行后续设计。确认考虑了‘梁活载不利布置’的‘最高层号’后，活荷不利布置结果在构件信息中输出:梁构件信息中LL1，LL2；考虑了‘梁活载不利布置’的‘内力放大系数’，看调整前后内力变化。2526•构件设计信息1.钢构件截面净毛面积比主要用于钢梁、钢柱、钢支撑等钢构件的强度验算。该参数取值范围为0.5～1.0，程序初始值为0.85。如果钢结构为全焊连接可取1.0，如果为螺栓连接则宜小于1.0。2.钢柱计算长度系数按有侧移计算：按《钢结构设计规范》附录D，钢柱计算长度系数取值分有侧移和无侧移两种，选择该项，则软件按有侧移计算；否则按无侧移计算。《钢结构设计规范》5.3.3条规定：“框架分为无支撑的纯框架和有支撑框架，其中有支撑框架根据抗侧移刚度的大小，分为强支撑框架和弱支撑框架。”，5.3.3-2条给出了强弱支撑判断条件。勾选该项，软件根据规范规定计算层侧移刚度和框架柱的轴压稳定承载力，并判断强、弱支撑类型；按《钢规》作强支撑、弱支撑判断•《钢规》5.3.3条：当支撑结构（支撑框架、剪力墙、电梯井等）的侧移刚度（产生单位侧倾角的水平力）Sb满足公式5.3.3-1的要求时为强支撑框架，计算长度系数µ按本规范无侧移框架柱的计算长度系数确定。Sb≥3（1.2∑Nbi-∑Noi）（5.3.3-1）不满足公式5.3.3-1时，为弱支撑框架，框架柱的轴压杆稳定系数ψ按公式5.3.3-2计算并在wmass中输出：28三、特殊构件钢结构特殊构件的定义主要包括，端部铰接、组合梁、门式钢梁、门式钢柱、特殊支撑等。程序中钢柱、钢梁缺省是两端刚接的，钢斜杆是两端铰接的，按照次梁输入的梁，是按照两端铰接的简支梁计算。1.特殊梁：门式刚梁/门式刚柱：按照门刚规程进行。长细比、宽厚比、高厚比限值按照《门刚规程》6.1.1；29耗能梁:以亮绿色显示，表示该梁为耗能梁;在高层钢结构中设置偏心支撑，可以提高结构的整体延性，避免支撑附近构件内力突变，通过耗能梁吸收地震作用，从而达到抗震的目的。偏心支撑结构体系的设计原则：强柱、强支撑、弱耗能梁。按照《抗震规范》8.2.7做消能梁段的受剪承载力验算；30组合梁：是指钢梁与梁上铺设的楼板（混凝土楼板或组合楼板）通过抗剪连接件共同组成的梁。由于钢梁与混凝土楼板的共同作用，使得组合梁在整体上刚度增强，从而可有效地减小钢梁截面，在满足规范要求的基础上节省钢材。软件根据钢结构设计规范第11.2节进行组合梁的抗弯承载力设计，组合梁截面上的全部剪力，由钢梁的腹板承担。31•特殊柱门式钢柱：门式刚架柱在验算时，将按照轻钢规程。•特殊支撑•风荷载这里可对程序自动生成的风荷载在各层平面图上显示查看，还可以补充输入屋顶风荷载，屋顶风荷载可在“精细计算风荷载和按构件挡风面积计算”的模式下进行。输入屋顶风荷载时，需要补充输入屋面风荷载系数，在人机交互指定设置屋面风荷载的楼层及相关部位。程序自动生成的屋面风荷载加载到屋顶层的梁上。32•温度荷载《钢规》8.1.5条钢结构需要考虑温度荷载尤其是外露钢结构；钢结构构件温度比较敏感，热胀冷缩，轴向变形比较严重，就会产生轴向拉压应力。（1）节点和全楼两种方法（2）温度1：升温温差，为正值；温度2：降温温差：为负值例：全年最高温度35度，全年最低温度-20度，全年平均温度16度（安装时的环境温度），则温度1=35-16=19度；温度2=-20-16=-36度如果定义了温度荷载那么楼板要用弹性模，不能采用刚性楼板；3334Ratx1，Raty1:X，Y方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者对应《抗规》3.4.2-2表小于1时判断为薄弱层，在设计信息中填入薄弱层层号和地震内力放大系数；•结构整体稳定验算：程序给出两个结果，按照填写的结构体系计算结构的整体稳定，按照《高规》判断是否需要考虑重力二阶效应。该结构刚重比Di*Hi/Gi大于10，能够通过《高规》5.4.4条的整体稳定验算；该结构刚重比Di*Hi/Gi大于20，满足《高规》5.4.1，可以不考虑重力二阶效应。•楼层抗剪承载力验算：本层与上一层楼层受剪承载力之比不宜小于0.8；6.设计工具目前主要是钢构件应力比分布图；设计人员可以选择构件类型、验算内容、显示方式等。网格线用来控制是否显示坐标线。截面列表中列举了当前工程中所使用的全部截面。折线图：软件以曲线方式显示某一类截面所对应的全部构件应力比简图，并按照从大到小的顺序排序，这样设计人员可以查看到该截面的利用率，进而进行设计优化。并按照从大到小的顺序排序，这样设计人员可以查看到该截面的利用率，进而进行设计优化。柱状图：软件以柱状图方式显示某一类截面所对应的全部构件应力比简图，并按照从大到小的顺序排序。356.水平力作用下各层平均侧移简图在水平力作用下各层平均侧移简图可以查看各层地震和风荷载作用下的反应力、剪力、层间位移角、层位移等。36五.钢结构施工图1.菜单：YJK将钢结构施工图模块放在一级菜单位置，用蓝色显示，和建模、计算、砌体、基础、施工图并列，在施工图菜单的右侧。二级菜单：1）通用编辑和绘图参数设置，2）节点设计，3）节点查询修改，4）施工图交互绘制，5）施工图编辑，6)屋面，7）右下角通用菜单区。37钢结构施工图定义连接设计参数选择连接形式全楼节点设计节点连接修改单个节点设计