STS件中钢软构结柱支撑计间算与工施图绘制晋娟的茹马 成 恩夏绪勇(中建国筑科学究研院KPMCAD工程部 北京 100P03)1 要摘 介了绍SST件中柱软支撑间算计施与工绘制程图序主要的功、操作说能明、技术条,件并通工过实例介程了主要影绍参响数计的算,以软件及的用应,供设计员人参。关键考词S T软S件柱间支撑 工施绘图制ACCLULAIONOTFRBACSBETWEENECLUMNSOFOSETELSRUTCTRUANDEDAWRNIOFDETAILGBYSSTSFTWAROJinEJuanruM ancEhne XiaXugyong(PPKMADCngineEeirgnDpaermenttC,hnaiAcdemyofBuailidngResaerhcBeiji n 1g00103A)BTSARC ItTsiinrtducedohtathtmaienufcnitnosftohpreoramforcagcllutiagbracnebeswetncelumnsandodtealdriwaiginSTSnsfotarewi,tspoeraingtinstuctioranndethcincacoldniiotsn;htealccluaitnofthoeaimnarpmetaesrawsellsahteseouthesfotwfaerrealaosedscibedrbynaeaxpme,wlhcihropidevesperxiecnferdosigenersK.EWOYRS STSDosfwtae rrabcesbeteenwoclunsm d eatildrwiagn 结钢构CD软A件SS是PKTMP系列软件一个功能的块,可以完成模钢构结的型输入、优模化设计、构计结、算接连点设节计施工与图助辅计设ST。(S0250版)柱对间撑计支和算工施图绘做制了大改进量,过工通程实例绍介TS(S2005版中)柱间撑支计和施算图绘工的改制进应用,以和便设于人计了解员与用。应 1间支柱计撑与算工施绘图的主要制能功)1软件展扩了柱间撑的支算和计图绘能,解决了功杂支撑的计复算题问并提供,相的应详绘制功能。可图计以算绘和的支撑图式形括包交支叉、门形撑撑、支双支片、撑上支撑层、层支双撑多、支撑等,如图层所示。图1 可1设以的支计形式撑2新程)序计支算时撑只,选择支撑形式需输,支入撑几信何、杆件截面、息用在作撑支上荷的等信载即息可自完成计算动并,以通过可本文或图方式形查看算计结。果)3间柱支的撑计算采用二维平面杆分析系序程实现计,时算可考以作用虑在支上的撑风荷、吊载纵向车刹车力、纵向震力。第地一作者:娟晋 女茹19 7年72月生出工 程 师硕士Eamli:[email protected]收稿日m:2期00-52-1194)新程序富丰可以了图的绘支形式以及撑撑支各中类件杆截的面形式区,分下斜杆部、部斜上杆及以平杆水并,分别选择可单角钢、角钢双合截面。新组加增形支撑人桁、式架支撑、双层支的撑绘图5)。详中节图板点度厚和角与节点板钢连焊缝接长度是与按角钢截全等面强度设的计如,果实与不符际,以通可连接数过中据折的减系数整。调2 间支柱计撑算与工图施制绘程序说明的撑计算时通支程序过供的参数输提对话入(框图2)输,支入类型撑几何尺寸、、构件截面支撑及作用等,力序自动程成支撑完算计并通,文过和本图形方显式计示结果。算8软件0天地钢结构2006 年第2期第1卷2总第5
8期
2 图间支撑柱算的计数参置设 间柱支撑了除可以选择单按拉件进行杆计外设还可,以虑刚考支性撑一拉一压按态进状设行。按一计一拉压态状行进计还设需要考虑受压件的杆稳定验算性按《钢结,构计设范》规G(B0517-2000)3心轴压受杆件计。支撑算图模绘可块接收计算力数的,据即程自动序取计算时得入输的撑信支,快速息绘制撑详支图用户也可;以接直支在详图参数输撑对入框话中入输支相撑关息实信绘图现参,输入数见3图图。3 柱间支撑详图绘的参数设制3置工 程用某工程资料应平:尺寸为90m×面24,m距柱6,m跨门单式刚,架面坡度屋/101。设有2台01t中软钩级式吊车桥每台,吊总车质2119t量最,轮大压211t,7牛腿标高712,屋面m载0恒1k3N/2,m活013载k/mN2雪荷,载140Nk/m2,基风压为01本5Nk/2m,地粗糙面类度为B别类抗,设震防度为8烈度0(2g),Ⅱ类1场,设计地震分地(组第组一。几)何尺见寸4图 。 照《建筑按抗设震规计》(GB范5001-2100)1第92111条4定规在,厂房元单中设部上置下柱支撑,在厂房单元两、设置上柱支端。该工撑程柱间支布撑见置图5上,柱撑支人字为支撑形,柱下支撑为片支撑双图。4 房厂面、平立几何面寸图尺5纵向柱 支间撑布置311 构结向纵水平荷载计31算11 风荷载纵向风荷1按两载侧山墙上所作用风的载荷算计风。载计荷资料算基:风本压值0=ω051Nkm2,风/高压变化系数近似度取μz=110风荷,载型系体数μ=s113风荷。载准值标:k=μswzμω0016=k5N/2。m风受面积:算面积时计高度似取檐口高近和度脊高屋度平均的值半,宽度取一房跨度的厂一,半所以A=6481m,节2风点标载值:F准w=kAw=4112Nk3。1112 吊纵车水向平荷载根吊据资车,料吊车得最大轮压Pmx=125kNa。吊纵车向水荷平载标准值=T01∑Pma1x0=1×1吊车数×台台吊车每一刹车侧子数×轮Pmx=a05k。N31113 纵地震向水平用作计时简化算二为质点系体,1为G0121处m的点质的重荷力代载值,G2表为17m处2质点的的重荷力代表值载。各点重力质荷载表值计算见代表1等。重力荷载代效值表eqG0.8=5×G1(G2+=)075.1kN7能。量法算结构的自计周期振见2表把,中各集点的质重荷力作载水为荷载平,算上、下支计撑各的自相水对位平(移上撑支荷载由三道支撑分担,每支道撑作1用/3:18)娟晋,茹:ST等S软中钢件构柱间支结计算撑与工施图的绘制tSelCeonsrtctiuon2106(20,V)o12l,No1185
表
1重荷力代载值k表质点N称名表代G值屋1盖载0荷3.24.0×2/×0=923屋4梁自面重16×02/=126上0自柱重1/的2612×0.9/216=.7柱上墙的重/21.033.×/20×0=40.5屋9雪面荷0.×5.4024.×/2×900=16上柱部分山2墙0.3重0×.5(2×4.×030.2/1/+×244.0×4.20/21×1/)06=.上5部柱分抗风柱重×035.×730/2×.05=1.3.计7合6G52车吊梁自重154.2×6=下3部柱自重1分6(2.09+×57)/.=622
.3柱下部分墙重03.×(30.7+.2)2/90=1×7.73车桥架吊重量221.9×9.8×10.×=21548.下柱部山分墙重03×2..40/×(320.7+.)2/218=.3下6部柱分抗柱风重3×.05×7(.037.2+)2×/05.4=3.6计合051502表结 纵向周期计算质点号构G/kiNn∑=1Gi/ikNΔuiui∑nj=iΔu=iiuiGGiui[***********][***********][***********]4551T7=1∑n2=1Giu2i∑iin1Giu=i=016s阻4比ζ尼0105=得,γ=01,η19=001,η2=21,g=0T35s,α1mx=0a116震影响系地数=α(Tg)γTηα2max010=39列柱部底剪力准标值EFKαG=e=q10kN0由底部力法剪iFGiHi=∑nj1=jHGFjEK,得求:F1=861k4、FN231=1kN剪力系数λ6=(F+F2)1(/1G+G)=21070>091302符《建筑合震抗计设规范》(GB050112-01)第50115条。2312 支计撑算绘图、下面算计房厂度长中的央道支撑两并,行详进绘制图。个两部的端上柱支可参考下面的上柱支撑计撑算31。11 2上柱撑计支算柱上撑设计支为字形人支,撑斜杆截面双为角钢70×L5,间距10背mm。上部有三道支因撑,每道支撑分承担别的力外包:括向风载纵w/3F地,力震1/F。3计算的荷时载合为组:况1工1:2恒+111风,工4况:2112+11恒3地,荷震载合由组序程动自虑考该。撑计支算的参数设时及置算后的计力图、应载荷风标准值用下作的节位移见图点6。果结显该支撑示算时计由合2组制,控地即震控起制用。图6作 上柱撑支算计的数设置及参算后的结计果显示图6,右中角上钢结应构力比图各构中相件关的数据σrsσtrs-inλin()strσou-tλo(ut)的义为:σsr含示强表度算计应力比(力应比指算应力与强度设计计值比的)值σs;r-itn示表面平内稳定力比应σstr-out表;示面平稳外应力定比λi;n表示面平长内细;比oλtu示表平面外长细比,下文7与此相图。同31122 下支柱计撑算下柱支撑计设双片支撑为,面为不等边角钢截7L55××6(0序自动认程为短肢平面在)。外支承担的撑外力括包风:荷载w、吊F纵向刹车力T车、震力地F+F2。按1《建抗震筑计设范》(GB规051012-010第9)2191条支撑按拉杆设计。,计时的算荷载组合为:工1:112恒况+14风,1况2工:112+1恒1吊4,况3:工11恒2+14风+017×111吊4,工4况:12恒1016×+14风+114吊1工况,:1125恒+113地,震载荷合由组程序自动虑考图。7 下支撑计算柱参的数置设及计后算结的显示 支果计撑时的算参数入输及计算的应后图力风、82件天地软钢结构 2060年2第期2第卷1总85第期
荷载标
值作用准的节下点位图见移7。计图结算显示果该,支计撑时组合算控制3,风即荷载起控作用。3121制 3、上柱下撑的支详图支详图撑制时,根据绘面前入的输何几息信、面截信,息程序动完自支撑成的详绘图制并给,相出应的材表。料撑详图支见8图图9、。图 8柱上(ZC1)支详图撑 4 论本文结绍了钢结介构CAD软件TS(20S05)版间柱支计算撑与施图绘制的工序主要功能、程操说作明技术、
条件并通,工程过例介绍了实主影要参数的响计算及软以件应的。图9 用下(柱ZC)支2详撑图参文献1考 宋曼,柴华1昶钢构设结与计算计1北京:械工机业版社出2,0002龚思礼 建筑1震设计抗手册1第二版北1:中京建国工筑业版社,出2020 CE3SC12∶20020门刚式轻型房架屋钢结技术构程4规 GB0510-7020钢3构结设规范5 G计5B0101-0201建抗震筑计设规6 中范国建筑科研学院究1钢结构CDA软STS用件手册户、术条技件北1:中国建京筑学研科究院,205(上接0第4页)4 共计 395k0的N作用均布力中心的于圆上,方向半为方向。轴X孔之与以零接间单元相触接。钢连均为标准的弹材塑性材料不,考材料虑化。接强触部位的力应和应图图变如7图图和8所。由图8示可,图知黑色形位即部为轴销产的生塑性区。在接触部的很位区小内出现了塑性域区,但绝部大分的料仍材在弹范围性作。工7 接图部位触应的分布力 结 论本文5照按宏观到微观从分析方的法由,总体析开分始,步步一对上、压环下节的进行了深点地研究。入过通对该育场体屋盖钢构相结贯点节进的行限元有析,分以得出如下结论可 : 、上下环压钢管分部的最大力为应32119M4aP图8, 接触位部的性区应变塑达未到34Q5的抗压强钢f度y30=0PMa,是于偏全的安尽。节点管部板局位部体的应元力达了屈服强度,到但然显是由计时算集中的假力引定的应起力集中现。象过通随的后触分析可以发现接只,销在轴很小接触的内面产了生性区塑,大绝分部体仍元弹性在围内正常工范。作时混同凝土部的分体元大压应力最1为0124Ma,也P远未达到抗压其度强c=3f241Pa,局M部拉力则应到达了抗其拉强ft=2度83M1P,而a进塑入状态性。体总来看该贯相点节安全可靠的是参。考献1 C文hnWe,HanDJ1PFaltisitycoSftrcturauElginenre1NewsorkYS:prignVe2lrg,a9188:4-9925郝 文化1NSYA土木工程S用实例应1北:水京利水出版电社,002:508-20293晋8娟茹,等S:T软S件钢中构结柱间撑计支与施算图工的绘Ste制eloCntsurcitno201062(,)oV1l12,No18
5
STS件中钢软构结柱支撑计间算与工施图绘制晋娟的茹马 成 恩夏绪勇(中建国筑科学究研院KPMCAD工程部 北京 100P03)1 要摘 介了绍SST件中柱软支撑间算计施与工绘制程图序主要的功、操作说能明、技术条,件并通工过实例介程了主要影绍参响数计的算,以软件及的用应,供设计员人参。关键考词S T软S件柱间支撑 工施绘图制ACCLULAIONOTFRBACSBETWEENECLUMNSOFOSETELSRUTCTRUANDEDAWRNIOFDETAILGBYSSTSFTWAROJinEJuanruM ancEhne XiaXugyong(PPKMADCngineEeirgnDpaermenttC,hnaiAcdemyofBuailidngResaerhcBeiji n 1g00103A)BTSARC ItTsiinrtducedohtathtmaienufcnitnosftohpreoramforcagcllutiagbracnebeswetncelumnsandodtealdriwaiginSTSnsfotarewi,tspoeraingtinstuctioranndethcincacoldniiotsn;htealccluaitnofthoeaimnarpmetaesrawsellsahteseouthesfotwfaerrealaosedscibedrbynaeaxpme,wlhcihropidevesperxiecnferdosigenersK.EWOYRS STSDosfwtae rrabcesbeteenwoclunsm d eatildrwiagn 结钢构CD软A件SS是PKTMP系列软件一个功能的块,可以完成模钢构结的型输入、优模化设计、构计结、算接连点设节计施工与图助辅计设ST。(S0250版)柱对间撑计支和算工施图绘做制了大改进量,过工通程实例绍介TS(S2005版中)柱间撑支计和施算图绘工的改制进应用,以和便设于人计了解员与用。应 1间支柱计撑与算工施绘图的主要制能功)1软件展扩了柱间撑的支算和计图绘能,解决了功杂支撑的计复算题问并提供,相的应详绘制功能。可图计以算绘和的支撑图式形括包交支叉、门形撑撑、支双支片、撑上支撑层、层支双撑多、支撑等,如图层所示。图1 可1设以的支计形式撑2新程)序计支算时撑只,选择支撑形式需输,支入撑几信何、杆件截面、息用在作撑支上荷的等信载即息可自完成计算动并,以通过可本文或图方式形查看算计结。果)3间柱支的撑计算采用二维平面杆分析系序程实现计,时算可考以作用虑在支上的撑风荷、吊载纵向车刹车力、纵向震力。第地一作者:娟晋 女茹19 7年72月生出工 程 师硕士Eamli:[email protected]收稿日m:2期00-52-1194)新程序富丰可以了图的绘支形式以及撑撑支各中类件杆截的面形式区,分下斜杆部、部斜上杆及以平杆水并,分别选择可单角钢、角钢双合截面。新组加增形支撑人桁、式架支撑、双层支的撑绘图5)。详中节图板点度厚和角与节点板钢连焊缝接长度是与按角钢截全等面强度设的计如,果实与不符际,以通可连接数过中据折的减系数整。调2 间支柱计撑算与工图施制绘程序说明的撑计算时通支程序过供的参数输提对话入(框图2)输,支入类型撑几何尺寸、、构件截面支撑及作用等,力序自动程成支撑完算计并通,文过和本图形方显式计示结果。算8软件0天地钢结构2006 年第2期第1卷2总第5
8期
2 图间支撑柱算的计数参置设 间柱支撑了除可以选择单按拉件进行杆计外设还可,以虑刚考支性撑一拉一压按态进状设行。按一计一拉压态状行进计还设需要考虑受压件的杆稳定验算性按《钢结,构计设范》规G(B0517-2000)3心轴压受杆件计。支撑算图模绘可块接收计算力数的,据即程自动序取计算时得入输的撑信支,快速息绘制撑详支图用户也可;以接直支在详图参数输撑对入框话中入输支相撑关息实信绘图现参,输入数见3图图。3 柱间支撑详图绘的参数设制3置工 程用某工程资料应平:尺寸为90m×面24,m距柱6,m跨门单式刚,架面坡度屋/101。设有2台01t中软钩级式吊车桥每台,吊总车质2119t量最,轮大压211t,7牛腿标高712,屋面m载0恒1k3N/2,m活013载k/mN2雪荷,载140Nk/m2,基风压为01本5Nk/2m,地粗糙面类度为B别类抗,设震防度为8烈度0(2g),Ⅱ类1场,设计地震分地(组第组一。几)何尺见寸4图 。 照《建筑按抗设震规计》(GB范5001-2100)1第92111条4定规在,厂房元单中设部上置下柱支撑,在厂房单元两、设置上柱支端。该工撑程柱间支布撑见置图5上,柱撑支人字为支撑形,柱下支撑为片支撑双图。4 房厂面、平立几何面寸图尺5纵向柱 支间撑布置311 构结向纵水平荷载计31算11 风荷载纵向风荷1按两载侧山墙上所作用风的载荷算计风。载计荷资料算基:风本压值0=ω051Nkm2,风/高压变化系数近似度取μz=110风荷,载型系体数μ=s113风荷。载准值标:k=μswzμω0016=k5N/2。m风受面积:算面积时计高度似取檐口高近和度脊高屋度平均的值半,宽度取一房跨度的厂一,半所以A=6481m,节2风点标载值:F准w=kAw=4112Nk3。1112 吊纵车水向平荷载根吊据资车,料吊车得最大轮压Pmx=125kNa。吊纵车向水荷平载标准值=T01∑Pma1x0=1×1吊车数×台台吊车每一刹车侧子数×轮Pmx=a05k。N31113 纵地震向水平用作计时简化算二为质点系体,1为G0121处m的点质的重荷力代载值,G2表为17m处2质点的的重荷力代表值载。各点重力质荷载表值计算见代表1等。重力荷载代效值表eqG0.8=5×G1(G2+=)075.1kN7能。量法算结构的自计周期振见2表把,中各集点的质重荷力作载水为荷载平,算上、下支计撑各的自相水对位平(移上撑支荷载由三道支撑分担,每支道撑作1用/3:18)娟晋,茹:ST等S软中钢件构柱间支结计算撑与工施图的绘制tSelCeonsrtctiuon2106(20,V)o12l,No1185
表
1重荷力代载值k表质点N称名表代G值屋1盖载0荷3.24.0×2/×0=923屋4梁自面重16×02/=126上0自柱重1/的2612×0.9/216=.7柱上墙的重/21.033.×/20×0=40.5屋9雪面荷0.×5.4024.×/2×900=16上柱部分山2墙0.3重0×.5(2×4.×030.2/1/+×244.0×4.20/21×1/)06=.上5部柱分抗风柱重×035.×730/2×.05=1.3.计7合6G52车吊梁自重154.2×6=下3部柱自重1分6(2.09+×57)/.=622
.3柱下部分墙重03.×(30.7+.2)2/90=1×7.73车桥架吊重量221.9×9.8×10.×=21548.下柱部山分墙重03×2..40/×(320.7+.)2/218=.3下6部柱分抗柱风重3×.05×7(.037.2+)2×/05.4=3.6计合051502表结 纵向周期计算质点号构G/kiNn∑=1Gi/ikNΔuiui∑nj=iΔu=iiuiGGiui[***********][***********][***********]4551T7=1∑n2=1Giu2i∑iin1Giu=i=016s阻4比ζ尼0105=得,γ=01,η19=001,η2=21,g=0T35s,α1mx=0a116震影响系地数=α(Tg)γTηα2max010=39列柱部底剪力准标值EFKαG=e=q10kN0由底部力法剪iFGiHi=∑nj1=jHGFjEK,得求:F1=861k4、FN231=1kN剪力系数λ6=(F+F2)1(/1G+G)=21070>091302符《建筑合震抗计设规范》(GB050112-01)第50115条。2312 支计撑算绘图、下面算计房厂度长中的央道支撑两并,行详进绘制图。个两部的端上柱支可参考下面的上柱支撑计撑算31。11 2上柱撑计支算柱上撑设计支为字形人支,撑斜杆截面双为角钢70×L5,间距10背mm。上部有三道支因撑,每道支撑分承担别的力外包:括向风载纵w/3F地,力震1/F。3计算的荷时载合为组:况1工1:2恒+111风,工4况:2112+11恒3地,荷震载合由组序程动自虑考该。撑计支算的参数设时及置算后的计力图、应载荷风标准值用下作的节位移见图点6。果结显该支撑示算时计由合2组制,控地即震控起制用。图6作 上柱撑支算计的数设置及参算后的结计果显示图6,右中角上钢结应构力比图各构中相件关的数据σrsσtrs-inλin()strσou-tλo(ut)的义为:σsr含示强表度算计应力比(力应比指算应力与强度设计计值比的)值σs;r-itn示表面平内稳定力比应σstr-out表;示面平稳外应力定比λi;n表示面平长内细;比oλtu示表平面外长细比,下文7与此相图。同31122 下支柱计撑算下柱支撑计设双片支撑为,面为不等边角钢截7L55××6(0序自动认程为短肢平面在)。外支承担的撑外力括包风:荷载w、吊F纵向刹车力T车、震力地F+F2。按1《建抗震筑计设范》(GB规051012-010第9)2191条支撑按拉杆设计。,计时的算荷载组合为:工1:112恒况+14风,1况2工:112+1恒1吊4,况3:工11恒2+14风+017×111吊4,工4况:12恒1016×+14风+114吊1工况,:1125恒+113地,震载荷合由组程序自动虑考图。7 下支撑计算柱参的数置设及计后算结的显示 支果计撑时的算参数入输及计算的应后图力风、82件天地软钢结构 2060年2第期2第卷1总85第期
荷载标
值作用准的节下点位图见移7。计图结算显示果该,支计撑时组合算控制3,风即荷载起控作用。3121制 3、上柱下撑的支详图支详图撑制时,根据绘面前入的输何几息信、面截信,息程序动完自支撑成的详绘图制并给,相出应的材表。料撑详图支见8图图9、。图 8柱上(ZC1)支详图撑 4 论本文结绍了钢结介构CAD软件TS(20S05)版间柱支计算撑与施图绘制的工序主要功能、程操说作明技术、
条件并通,工程过例介绍了实主影要参数的响计算及软以件应的。图9 用下(柱ZC)支2详撑图参文献1考 宋曼,柴华1昶钢构设结与计算计1北京:械工机业版社出2,0002龚思礼 建筑1震设计抗手册1第二版北1:中京建国工筑业版社,出2020 CE3SC12∶20020门刚式轻型房架屋钢结技术构程4规 GB0510-7020钢3构结设规范5 G计5B0101-0201建抗震筑计设规6 中范国建筑科研学院究1钢结构CDA软STS用件手册户、术条技件北1:中国建京筑学研科究院,205(上接0第4页)4 共计 395k0的N作用均布力中心的于圆上,方向半为方向。轴X孔之与以零接间单元相触接。钢连均为标准的弹材塑性材料不,考材料虑化。接强触部位的力应和应图图变如7图图和8所。由图8示可,图知黑色形位即部为轴销产的生塑性区。在接触部的很位区小内出现了塑性域区,但绝部大分的料仍材在弹范围性作。工7 接图部位触应的分布力 结 论本文5照按宏观到微观从分析方的法由,总体析开分始,步步一对上、压环下节的进行了深点地研究。入过通对该育场体屋盖钢构相结贯点节进的行限元有析,分以得出如下结论可 : 、上下环压钢管分部的最大力为应32119M4aP图8, 接触位部的性区应变塑达未到34Q5的抗压强钢f度y30=0PMa,是于偏全的安尽。节点管部板局位部体的应元力达了屈服强度,到但然显是由计时算集中的假力引定的应起力集中现。象过通随的后触分析可以发现接只,销在轴很小接触的内面产了生性区塑,大绝分部体仍元弹性在围内正常工范。作时混同凝土部的分体元大压应力最1为0124Ma,也P远未达到抗压其度强c=3f241Pa,局M部拉力则应到达了抗其拉强ft=2度83M1P,而a进塑入状态性。体总来看该贯相点节安全可靠的是参。考献1 C文hnWe,HanDJ1PFaltisitycoSftrcturauElginenre1NewsorkYS:prignVe2lrg,a9188:4-9925郝 文化1NSYA土木工程S用实例应1北:水京利水出版电社,002:508-20293晋8娟茹,等S:T软S件钢中构结柱间撑计支与施算图工的绘Ste制eloCntsurcitno201062(,)oV1l12,No18
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