• 规程提出抗震构造措施有：构件之间应尽量采用螺栓连
接；斜梁下翼缘与刚架柱的连接处宜加腋以提高该处的承载 力，该处附近翼缘受压区的宽厚比宜适当减小；柱脚的抗剪、 抗拔承载力宜适当提高，柱脚底板宜设置抗剪键，锚栓应采 取提高抗拔力的构造措施；支撑的连接应按屈服承载力的 1.2倍设计等。
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参数输入中结构类型的选择与抗震 规范的规定如何对应？
如何考虑“地震作用效应增大系数”？
• 根据《抗震规范》第5.2.3条规定，规则结 构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作 用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘 以增大系数，来估计水平地震作用的扭转 影响。
• 一般情况下，短边可按1.15采用，长边可 按1.05采用。
如何考虑“地震作用效应增大系数”？
• 该参数仅在二维结构设计软件中设置，原 因是在三维空间分析软件例如SATWE中，程 序在计算时已默认考虑扭转耦联的影响， 所以不需再考虑此参数。
• 当有桥式吊车时，上柱和下柱的平面外计 算长度应分别取本段内支撑与柱连接点的 距离，即本段的柱长度。
如何选取风荷载的计算规范
•《荷载规范》：
wk = βzμsμzw0 wk = βgzμsμzw0
《门规》： wk = μ s μ z w0
βz ：风振系数，高度小于30m的单层工业房屋
可按以往实践经验不考虑。
适用范围更广。
Ųz :风荷载高度变化系数,当高度小于10m时， 应按10m高度处的数值采用。
w0 ：基本风压，《门规》中是按现行《荷载
规范》规定值乘以1.05采用。
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《荷载规范》与《门规》比较
以一坡度为1/10，双坡封闭式厂房为例：
荷载规范：
门规：
-0.6
-0.5
-1.0
-0.65
h 0.8
-0.5 0.25
如何确定“钢梁还要按压弯构件验算 平面内稳定性”？
• 当设计规范选取《门规》时，此参数被激活。 • 《门规》第6.1.6-1：实腹式刚架斜梁在平面内
可按压弯构件计算强度，在平面外应按压弯构 件计算稳定。 • 当屋面坡度较大时,轴力对稳定性的影响在刚架 平面内外都不容忽视。当屋面坡度较小时, （坡度<1:2.5），可按GB50018的规定在刚架平 面内按压弯构件计算其强度。
“摇摆柱设计内力放大系数”如何确定?
• 当设计规范选取《门规》验算时才需要选 取，该项的作用是：对于摇摆柱（即两端 铰接柱），在计算其强度和稳定性时，将 柱的轴力设计值乘以该系数进行计算，用 于考虑摇摆柱并非理想铰接的不利影响 （1.5）。
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“净截面和毛截面比值”如何确定？
此项是计算构件强度时用到的一个参数。 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，此参数既是为 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。
结构平面图
整体建模－立面编辑
☺建立二维模型： • 输入几何信息 • 输入荷载信息 • 输入补充信息 ☺截面优化 ☺二维计算
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建立二维模型
☺ 如何合理确定门式刚梁的单坡分段数与分段比? ☺ 自动生成构件截面与铰接信息的原则 ☺ 焊接工形截面轴压截面分类如何选用 ☺ 软件对荷载的方向是如何规定的 ☺ 为何刚架与檩条的活荷载分别定义 ☺ 如何确定门式刚架柱、梁的平面外计算长度? ☺ 如何选取风荷载的计算规范 ☺ 参数输入中结构类型的选择与抗震规范的规定如
参数输入中结构类型的选择与抗震规 范的规定如何对应？
《抗震规范》第9.2.1条明确“单层钢结构厂 房”一节“不适用于单层轻型钢结构厂房”。所 以当结构类型选择为“门式刚架轻型房屋钢结 构”时程序不按抗震的要求控制。但当抗震控 制结构设计时，尚应注意按门规3.1.4条条文 说明规定的采取抗震构造措施。
二 维 设 计 操 作 流 程
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【例题1】：某单跨双坡门式刚架厂房，跨度 36m，总长度90m，刚架柱距7.5 m，檐口高 度9m，屋面坡度1/10，平面图如下图。钢 材采用Q345。恒荷载0.3kN/m2，活荷载 （取屋面活荷载和雪荷载中较大值） 0.3kN/m2，基本风压0.35kN/m2，地面粗糙 度为B类。檩条采用高强镀锌冷弯薄壁卷边 Z形钢檩条。
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附加重量与恒荷输入有何区别？
• 恒荷：永久作用在结构上 的荷载；
• 附加重量：正常使用情况 下不作用于结构上，但是 在地震作用下，其水平剪 力需要由刚架来承担。
组合1：1.2恒+1.4活+0.6x1.4风 组合2：1.2（恒+0.5活）+1.3地
附加重量 仅此项力的计算
如何正确设计两种类型的抗风柱?
钢结构设计软件STS实例解析
软件咨询部 郭丽云
中国建筑科学研究院 建筑工程软件研究所
主要内容
门式刚架结构设计 框架结构设计
第一部分 门式刚架结构设计
☺《门规》的适用范围 • 《门规》1.0.2 本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、无桥式吊车或有起重量不 大于20T的A1~A5工作级别桥式吊车或3T 悬挂式起重机的单层房屋钢结构的设计、 制作和安装。
• 门式刚架当跨度较大或房屋较高时，为适 应弯矩变化，节约材料，通常采用变截面 构件来设计，变截面时根据需要可改变腹 板的高度、厚度及翼缘的宽度。在“门式刚 架网格输入向导”中需输入梁的分段数和分 段比例，它应根据构件弯矩的反弯点位置 来确定。即通过在各分段内布置不同截面 的梁来适应弯矩的变化。
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当结构类型选择“单层钢结构厂房” 时程序按 抗震规范“9.2 单层钢结构厂房” 控制。当结 构类型选择“多层、高层框架” 时程序按抗震 规范“8 多层和高层钢结构房屋” 控制。 对于选择不同的结构类型结构阻尼比取规范的 相应值：
单层结构：0.05； 多层（<=12）0.035； 高层（>12）0.02。
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焊接工形截面轴压截面分类的选用
• 当定义截面选取了焊接工形截面时，在截 面参数中会有“轴压对Y轴截面分类”的一 个参数选项，如下图所示。该参数主要用 于验算实腹式轴心受压构件的稳定性。用 它来确定计算稳定性时所需的轴心受压构 件的稳定系数。
接工形截面轴压截面分类的选用
•根据构件的长细比、钢材的屈服强度和表 5.1.2-1、表5.1.2-2的截面分类按附录C采用。 •截面分类由软件根据GB50017自动确定，当存 在多个选择时，一般取低的（偏安全） •只有少数截面用户可以干预，例如焊接H形截 面 •修改截面分类要有根据，对材料要求在施工 图中要进行明确说明！
如何确定门式刚架柱、梁的平面外 计算长度?
• 刚架梁的平面外计算长度按《门规》第 6.1.6中规定:实腹式刚架斜梁的出平面计 算长度,应取侧向支承点间的距离;当斜梁 两翼缘侧向支承点间的距离不等时,应取最 大受压翼缘侧向支承点间的距离。
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如何确定门式刚架柱、梁的平面外
计算长度?
• 对于边柱和屋面梁，当采用压型钢板屋面、 墙面，且压型钢板与檩条有可靠连接时， 墙梁和檩条设置隅撑的情况下，隅撑能起 到边柱和屋面梁的平面外支撑作用，则边 柱和屋面梁的平面外计算长度可以取设置 隅撑的间距（3000mm）。
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第一部分 门式刚架结构设计
☺依据《门规》进行门式刚架设计需满足哪 些条件？
• 跨度宜为9~36m • 柱距宜为6~9m • 柱高宜为4.5~12m • 桥式吊车宜为起重量<=20t、轻级工作制
（A1~A5）；悬挂吊车宜为起重量<= 3t • 屋面坡度宜为1/8~1/20
三 维 设 计 操 作 流 程
如何选取风荷载的计算规范
μs
:体型系数，《门规》中的体型系数是采用 美国金属房屋制造商协会 MBMA《低层房屋
体系手册》（1996）中的规定。本规定适合
于低层钢结构房屋。屋面坡度不大于10°、
屋面平均高度不大于18m，房屋高宽比不大
于1 、檐口高度不大于房屋的最小水平尺
寸；《荷载规范》第7.3节规定的体型系数
按一段等截面梁输入时，优化后计算结果如 下： 标准截面类型
(1)27,300,300,550,950,6.0,10.0,10.0, 5 (2)16,250,250,950,6.0,10.0,10.0,5 所有钢柱的总重量 (Kg)= 1222. 所有钢梁的总重量 (Kg)= 2504. 钢梁与钢柱重量之和 (Kg)= 3726. 由上图可知反弯点大致在1/3点处，所以设梁的分段数为两段，分段比 为1：2。 优化计算后结果如下： 标准截面类型 (1)27, 320, 320, 450, 850, 6.0,12.0,12.0, 5 (2)27, 300, 300, 850, 600, 6.0,10.0,10.0, 5 (3)27, 160, 160, 600, 650, 6.0,8.0, 8.0, 5 (4)27, 300, 300, 600, 850, 6.0,10.0,10.0, 5 (5)27, 160, 160, 650, 600, 6.0,8.0, 8.0, 5 所有钢柱的总重量 (Kg)= 1347. 所有钢梁的总重量 (Kg)= 1788. 钢梁与钢柱重量之和 (Kg)= 3134
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截面优化
☺如何通过优化设计带来经济效益？ ☺截面优化程序使用时应注意的事项
如何通过优化设计带来经济效益？
• 确定优化的目标：用钢量 • 截面形式 ：人为指定 • 确定相对经济的截面大小：程序自动计算
-0.55
l
柱脚铰接l/h<2.3, 柱脚刚接l/h<３.0, 荷载规范 计算偏安全，其他情况比门规结果小０～６０％
《荷载规范》与《门规》比较
• 由于 μs 的取值不同，所算得的风荷载组 合弯矩设计值也有较大差别。按《门规》 算得的值多数情况下都要比按《荷载规范》 计算的值偏小很多。《全国民用建筑工程 设计技术措施-结构》中规定在大多数 （L/h）≤4的门式刚架采用《荷载规范》 的体型系数，当（L/h）>4、风荷载较大、 屋面荷载较轻的门式刚架按《门规》中的 体型系数采用。