PKPM_STS参数设置

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一、 用STS计算门刚时门刚自重放大系数该如何取值？
   yijia139： STS结构分析的结果仅仅考虑腹板、翼缘重量,即钢结构用量按截面大小乘轴线尺寸所得,(可以看一下分析结果文件)而实际上用钢量还有端板和加劲肋等,按我平常做预算总结的结果,一般再需要增加10~25%.一般情况下截面尺寸越大,端板等附件重量所占比例越小,截面尺寸越小,端板等附件重量所占的比例越大,我一般根据经验做改动,若经验不是很足,按程序推荐的1.2系数也可以.但最好不要小于1.1
  wangyibo：还有拉条，斜拉条，水平支撑等，应一并计入该放大系数。
  xqp1984：本人任为也可以不加,因端板,支撑,拉条等重量完全可以在恒载中计入,而设计时恒载往往已加大一点.
二、 钢柱计算长度系数的计算方式，何种情况下有侧移，何种情况下无侧移？
  【讨论1】在钢框架两个方向都加了支撑,那么钢框架在两个方向都应该属于支撑框架,如果楼板是刚性楼板,侧向位移应很小,柱子的计算长度系数应该小于等于1.0,计算时偏于安全可以选用1.0
【讨论2】关于框架钢柱的计算长度可以分为有支撑和无支撑两种情况:1)如果是纯框架,可以按照钢结构规范的计算方法进行计算,其中又有有侧移和无侧移的区别.关于有侧移可以认为侧移大于1/1000,无侧移为小于1/1000的情况.不过需要注意的是,钢结构规范的计算方法是不完善的,有时计算出来结果很大,SATWE软件把这种情况简化为计算长度系数为10.2)如果是带支撑的,则需要判断是强支撑还是弱支撑,不过现在好多的软件(如 PKPM)还不能进行判断,不过现在的3D3S9.0 可以进行判定,并且和SATWE有数据接口.
【答】构件的计算长度等于计算长度系数乘以杆件长度.要注意程序计算长度系数的定义,一般情况下,杆件被分割的计算点越多,则计算长度系数越大.应注意:影响构件计算长度的因素很多,程序对复杂情况下构件计算长度的计算准确性较差,因此,应注意对复杂问题进行适当的简化,对于多层通高的柱子,或上述有多个计算点分割的构件,应特别注意核算计算长度系数.
所以计算长度不能简单相信软件,要分情况定.
三、 净截面与毛截面的比值如何确定？
海澜：净截面与毛截面之比是考虑了梁柱截面由于开螺栓孔造成截面强度削弱的影响，你可以根据梁柱翼缘上开孔大小确定。 0.85是程序的缺省值，考虑了一般的情况。
zengke104：这个问题我的看法是：从设计角度而言，不应更改其数值。为什么呢我们一般钢板存在一定的负偏差，如6mm，8mm，负偏差在0.2~0.3内都为合格。按偏负0.3计算面积（bh300*250*6*8)计算面积相差0.95，若按钢结构设计规范折减系数3计算0.95*0.9＝0.855故不应更改。
huachaoshumu：我认为程序计算时用到的面积应该以名义尺寸为准。而由于材料的尺寸或材质的偏差带来的影响应当包含在材料的分项系数里。
这是个人意见，不当之处请指正。
zhangchrn：看了上面大家的意见.请问净截面与毛截面的比值,到底是螺栓开孔的影响,还是钢板负公差的影响.之前我个人以为是负公差的问题,后来听我老师说是由于螺栓开孔的问题.如果说是开孔的关系,那计算的时候最多对节点设计加强就可以了,对梁柱截面应该是没有影响的,但是你一旦改了这个0.85的数值后,梁柱截面有很大变化的.从这个结果看来,软件似乎认为的是负公差问题了.
deepwhite：STS里门式刚架设计中应该取消这个参数,材料的误差(负公差)已经考虑在钢材强度设计值的抗力分项系数里面了,详见钢结构规范的157和175页. 0.85这个比值应该是只针对框架节点设计中翼缘或者腹板的开孔削弱,门式刚架中的端板连接不用考虑.
Rockpine：你这话的意思是,如果我在设计门刚，时候可以将0.85改为1.0，或者是大于0.85这个值。如果改为1.0的话，我知道设计结果将会有很大变化，用钢量要小不少。如果真是这样，我将会在以后的设计中修改这个值，以提高行业的竞争力。allan兄你是编辑，我很信任你，我也是钢结构新手，很多地方不懂，还望指教。
fanlyl24：0.85这个系数只是对构件的强度有影响，对于构件一平面内外的稳定性是没有任何影响的。而我们常用的门刚往往是由稳定性来控制的。这个系数取值和实际截面开孔的多少大小有关，对于钢板的负公差问题只要在规范允许的偏差内就是可以的。0.85的系数和它无关。
帅帅的风：我作设计时都是按0.85考虑的 关于这个参数sts手册中是这样说明的 净截面与毛截面的比值（<=1) 这个参数对程序强度计算产生影响，对稳定验算没有影响 程序默认为0.85 ，当然取1.0也没有错 个人认为如果取1.0，设计应当采取措施保证1.0这个系数 1. 钢结构梁柱的翼缘板、腹板在制作、安装、使用过程中不得开孔。避免任何对构件可能造成的削弱
   2.下料时应考虑翼缘、腹板等的切割、边缘加工、焊接余量。 对于气割板件翼缘板、腹板边缘加工（刨削量规范规定为不小于2mm) （边缘加工并非必要）
   3.所有的（单面）对接焊缝必须采用垫板和引出板
根据我的经验几乎没有任何厂家能够满足上面3条要求。 特别是第三条，即使图纸如何强调，大部分厂家都是不予理会 所以这个系数应按实际情况取值。应考虑各种因素对截面的削弱 针对GB50017-3.4.2-2条（强条）及CECS102:2002-3.3.2-7-2(建议强条） 无垫板的对接焊缝  强度设计值折减系数为0.85 特别在端板处的对接（熔透）焊缝，通常受力最大
如果考虑到这一点至少要取0.85
guanfenghua：看了上面的讨论，小弟还是没有搞清楚这比值0.85是不是可以更改，现在钢结构行业竞争太过激烈，甲方往往看重的是用钢量的多少来决定取向，净截面与毛载面的取值对用钢量影响比较大，能够正确的把握比值的取值的话，对我们的设计有很大帮助。
     上面所提到的从考虑翼板的开孔来取值的话，在门式刚架中都是用端板连接的，而按等强原理还说的话，开孔后的端板也要比翼板强度高，这样子取0.85就不合理，但上面师兄也提到在门规11页中也明确指出取折减系数0.85，还请师兄们多多指教。
LC_UT：应该可以。只要在强度控制的截面位置附近没有开孔削弱的影响就可以提高这个比值。等强连接是一个原则性的概念。结构体系复杂，不可能每个节点或构件都完全符合这个条件。 门规11页的规定是指构件和连接的强度折减。我认为和这里开孔削弱的净毛截面比值是有区别的。
hulove2010：拿钢梁举例来说，如果屋面檩条采用的是靠焊接在梁上的檩托板连接的，净截面与毛截面的比值是1（如果腹板也没钻孔的话），如果是在梁上翼缘钻孔连接的，而且腹板也钻孔（屋面水平圆钢支撑用），我们所说的净截面就要考虑这些孔对截面面积的削弱。
净截面和毛截面的比值：考虑螺栓孔等削弱，当所有连接全部采用节点板连接或者局部加强时，可以取1.0。
四、 结构重要性系数如何确定？
 1、《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001）规定：对安全等级分别为一、二、三级或设计使用年限分别为100年及以上、50、25年时，重要性系数分别不应小于1.1、1.0、0.9。
 2、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)规定：一般工业与民用建筑钢结构的安全等级应取为二级，其它特殊建筑钢结构的安全等级应根据具体情况另行确定；对设计使用年限为25年的结构构件，γ0不应小于0.95；
五、 计算振型个数如何确定？
 lp011981：抗震规范条文说明5.2.2：振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数！实际工程中选择多少才能确保，振型参与质量达到总质量90%的要求？
cym1978：我在北京学习PKPM的时候老师是这样说的:根据他们的计算经验,当有效质量系数大于0.8时,其底剪力误差一般小于5%,称有效质量系数大于0.8的情形为振型数足够,否则称振型数不够.
lp011981：我了解到一条信息：[耦联]取3的倍数且≤3倍层数，[非耦联]≤层数；针对一个具体的工程：一个30层的建筑，考虑耦联，振型数最多90个，若选择90则计算量增加很多，影响计算效率。我想知道针对这个工程（30层），振型数选择多少才能保证参与计算振型的[有效质量系数]应≥90％？
lhl44441111：振型数与楼的各层自由度有关,比如对于刚性楼板的层,只有3个自由度,而对于弹性楼层就要根据弹性质点的数量来定,一个弹性质点2个自由度,振型数=总自由度时,有效质量系数一定≥90％,振型数与楼的结构布置有关,一般通过试算来决定选择振型数。补充一点:在有些结构中,如跃层较多或者空旷的结构,振型数会大于3倍层数,故具体工程要通过不断调整振型数 直至满足要求.影响计算效率还是其次.
冷面君子：规范要求，地震作用有效质量系数要大于等于0.9；基底的地震剪力误差已很小，可认为取的振型数已满足。按侧刚计算时：单塔楼考虑耦联时应大于等于9；复杂结构应大于等于15；N 个塔楼时，振型个数应大于等于N×9。（注意各振型的贡献由于扭转分量的影响而不服从随频率增加面递减的规律）一般较规则的单塔楼结构不考虑耦联时取振型数大于等于3就可，顶部有小塔楼时就大于等于6。按总刚计算时；采用的振型数不宜小于按铡刚计算的二倍，存在长梁或跨层柱时应注意低阶振型可能是局部振型，其阶数低，但对地震作用的贡献却较小。
whq017：振型参与系数：每个质点质量与其在某一振型中相应坐标乘积之和与该振型的主质量（或者说该模态质量）之比，即为该振型的振型参与系数。一阶振型自振频率最小(周期最长)，二阶，三阶....振型的自振频率逐渐增大. 地震力大小和地面加速度大小成正比，周期越长加速度越小，地震力也越小。 自振振型曲线是在结构某一阶特征周期下算得的各个质点相对位移(模态向量)的图形示意.在形状上如实反映实际结构在该周期下的振动形态.振型零点是指在该振型下结构的位移反应为0。 振型越高，周期越短，地震力越大，但由于我们地震反应是各振型的迭代，高振型的振型参与系数小。 特别是对规则的建筑物，由于高振型的参与系数小，一般忽略高振型的影响。
      振型的有效质量：这个概念只对于串连刚片系模型有效(即基于刚性楼板假定的，不适用于一般结构。）。某一振型的某一方向的有效质量为各个质点质量与该质点在该一振型中相应方向对应坐标乘积之和的平方（(∑mx)2）。一个振型有三个方向的有效质量，而且所有振型平动方向的有效质量之和等于各个质点的的质量之和，转动方向的有效质量之和等于各个质点的转动惯量之和。
     有效质量系数：如果计算时只取了几个振型，那么这几个振型的有效质量之和与总质量之比即为有效质量系数。这个概念是由WILSON E.L. 教授提出的，用于判断参与振型数足够与否，并将其用于ETABS程序。
     振型参与质量：某一振型的主质量（或者说该模态质量）乘以该振型的振型参与系数的平方，即为该振型的振型参与质量。
     振型参与质量系数：由于有效质量系数只实用于刚性楼板假设，现在不少结构因其复杂性需要考虑楼板的弹性变形，因此需要一种更为一般的方法，不但能够适用于刚性楼板，也应该能够适用于弹性楼板。出于这个目的，我们从结构变形能的角度对此问题进行了研究，提出了一个通用方法来计算各地震方向的有效质量系数即振型参与质量系数，规范即是通过控制有效质量振型参与质量系数的大小来决定所取的振型数是否足够。（见高规（5.1.13）、抗规(5.2.2)条文说明）。这个概念不仅对糖葫芦串模型有效。一个结构所有振型的振型参与质量之和等于各个质点的质量之和。如果计算时只取了几个振型，那么这几个振型的振型参与质量之和与总质量之比即为振型参与质量系数。
由此可见，有效质量系数与振型参与质量系数概念不同，但都可以用来确定振型叠加法所需的振型数。
注释：
1）这里的“质量”的概念不同于通常意义上的质量。离散结构的振型总数是有限的，振型总个数等于独立质量的总个数。可以通过判断结构的独立质量数来了解结构的固有振型总数。具体地说：
每块刚性楼板有三个独立质量Mx，My，Jz；
每个弹性节点有两个独立质量mx，my；
根据这两条，可以算出结构的独立质量总数，也就知道了结构的固有振型总数。
2）若记结构固有振型总数是NM，那么参与振型数最多只能选NM个，选参与振型数大于NM是错误的，因为结构没那么多。
3）参与振型数与有效质量系数的关系：
3-1)参与振型数越多，有效质量系数越大；
3-2)参与振型数 =0 时，有效质量系数 =0
3-3)参与振型数 =NM 时，有效质量系数 =1.0
4） 参与振型数 NP 如何确定？
4-1）参与振型数 NP 在 1-NM 之间选取。
4-2）NP应该足够大，使得有效质量系数大于0.9。
有些结构，需要较多振型才能准确计算地震作用，这时尤其要注意有效质量系数是否超过了0.9。比如平面复杂，楼面的刚度不是无穷大，振型整体性差，局部振动明显的结构，这种情况往往需要很多振型才能使有效质量系数满足要求。
六、 地震周期折减系数、地震作用效应增大系数和阻尼比如何确定？
npuren：周期折减的目的是为了充分考虑框架结构和框架--剪力墙结构的填充砖墙刚度对计算周期的影响。对于框架，若砖墙较多，周期折减系数可取0.6--0.7，砖墙较少时可取0.7--0.8。对于框架--剪力墙结构，可取0.8--0.9，纯剪力墙结构周期不折减。
叮当：SATWE用户手册第15页纯剪力墙结构周期不折减的说法有问题，在图纸抗震审查时通不过。计算钢结构建筑，周期折减目前还没有哪一个规范作明确规定，一般根据建筑物的高度和平面体型，周期折减系数取0.95或0.9，图纸抗震审查时可以通过。
XIAOBIN5310：根据CECS102:2002 条文说明第90页，单层钢结构房屋的阻尼比取0.05；地震作用效应增大系数参见《建筑抗震设计规范》（GB 50011 5.2.3条）
结构阻尼比自动和选取的结构类别对应：A、单层厂房：0.05；B、不大于12层框架：0.035；C、大于12层框架：0.02。
七、 抗震等级、地震烈度和设计地震分组如何确定？
guanqq811023：我好像记得中国有些不多的地区主要是受震中距较远或更远的威胁，但震级不一定很大。应该说设计近震、远震改为设计地震分组弥补了笼统的概念，可以更好的
体现震中距和震级影响。选取的方法：规范有明确的分组了（见建筑抗震设计规范 GB 50011 附录A）
八、 荷载分项系数、荷载组合值系数如何确定？
荷载分项系数按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001第3.2.5条取；
荷载组合值系数按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001第4.3.1条取
风荷载的组合值系数为0.6
九、 关于STS中的截面优化。
rayfox：我试了不少工程，感觉优化效果还可以，其中也有一些使用的经验与大家交流：1、除非有特殊需要，否则最好不要选梁翼缘宽度一致，如果选了的话，可能会比不选费不少； 2、对于中间有摇摆柱，尤其是有好多根的时候，优化得非常不合理，边柱选的特别大，我反复比较了一下，发现可能是由于长细比控制的原因，把控制参数中的控制长细比去掉，发现优化的效果好多了。
十、 摇摆柱设计内力放大系数如何确定。
nj_bluefox：摇摆柱理论上计算都是比较小，运输和施工时很不方便，容易变形．ｐｋｐｍ就设置了放大系数这一按钮，有设计人员自己选择放大倍数．我一般设在1-2之间．这个系数不会影响计算的正确性．
wxx：摇摆柱在计算模型中按两端铰接的轴心受力构件来考虑,但实际上不可能是理想铰接,所以有的专家认为应对其内力进行适当放大.
十一、风荷载取值中，刚架位置取端区还是取中间区？
xiaoniu415：如果仅从体型系数来看，取端区应该是安全点。不过设计应该是安全与经济等因数的最优化。所以一般我们按中间区取，端区加抗风柱。抗风柱的截面稍取的比刚架柱小点。注意与刚架梁的连接节点，螺栓作成长圆孔，仅传递端部的水平风荷载。
mmstam：当建筑物不太长时，就取“端区”一种就可以了。以大代小。 当建筑物较长时，要分别取两种情况计算，根据实际情况，配置刚架。此时以大代小就很浪费了。两者的不同仅在于风荷载取值。当然计算结果也不同。
li1978ren：在端区的檩条都加隅撑，并加强隅撑，考虑隅撑可以减小檩条跨度，使端区和中间区的檩条截面一致.
残雪飞月：其实关于风荷载的体形系数在CECS里说的比较清楚，CECS是参照美国的规范来编写的，山墙端无论是刚架还是檩条的体形系数都是比中间大的，所以你要是看美国人设计的工程他的端跨的檩条和中间的檩条是不一样的！
wangyibo：1、端跨可以取中间体形系数，因为大部分钢架都是算一榀（中间榀），端跨可以用中间跨。
               2、端跨檩条可以把纵横向连接，形成连续檩条。
十二、檩条净截面系数如何确定？
peixiuwei：这个系数就是考虑檩条由于孔洞等削弱因数造成净截面比毛截面的面积有所减少，具体可以通过两者的比值来确定，在檩条中，孔洞大都是设置拉条的孔洞造成。
zhhj76529：该系数还应该考虑孔洞是不是在有效截面内，如果不在，该系数可以取1.0。通常情况下，孔洞是用来设置拉条的，在腹板中央，该部分的应力很小，可以取1.0，国外的一些檩条（如SPACE），腹板上开了很多孔，有利于现场安装，也这个道理吧
十三、拉条的设置有什么要求？
    gonglingmin2004：斜拉条和撑杆共同组成屋盖刚架间的横向支撑,保证屋盖为几何不变体系.根据这个原则设斜拉条(只承受拉力)的位置也要设撑杆(压杆);对于单坡屋架,在设横向支撑的开间内,低端和高端一样要设斜拉条和撑杆支撑
设置在钢架斜梁上的檩条在垂直于地面的均布荷载作用下,沿截面两个形心主轴方向都有弯矩作用,属于双向受弯构件.无拉条时 My=qxL2/8 一根拉条设在檩条跨中时 My=qxL2/32 两根拉条位于檩条三分点时 My=qxL2/90 跨度超过4m,设一道拉条,超过6m,设两道拉条.
fxgg2004：当檩条跨度大于4M时,且在檩条间跨中位置设置拉条或撑杆,大于6M时,应在檩条跨度的三分点处各设一道拉条.当采用圆钢做拉条时,圆钢直径不宜小于10MM,圆钢拉条可设在距檩条上翼缘1/3腹板高度的范围内.
    Suimeifan：圆钢拉条可设在距檩条上翼缘1/3腹板高度的范围内是考虑在风压力下檩条的稳定,如是檩条下翼缘不设拉条保证构造上满足在风吸力下檩条的稳定(就是设双层拉条,但一般不这样做),那么就要从计算上满足檩条下翼缘在风吸力作用下檩条的稳定性要求
听说外国的做法是:拉条从第一条檩条的上翼缘拉向第二条檩条的下翼缘,然后从第二条檩条的上翼缘拉向第三条檩条的下翼缘,依此类推,不知各位高手有没这样做,如何见解
十四、风吸力作用验算方法？
flash312：如果按门规附录E计算，即屋面板可阻止檩条侧向位移和扭转，则需要输入屋面板截面惯性矩。但如果按6.3.7-2，即屋面板不能阻止檩条侧向位移和扭转的条件计算怎么办？屋面板截面惯性矩输入0么？ 另外提出一个问题：计算檩条是否应该考虑屋面板阻止檩条变形的作用。附录E说明基板厚度小于0.66mm即不适用。到目前为止我从没用过超过0.5的板，也就是说计算檩条应按照6.3.7-2。
东方乐之：风吸力压力都要考虑，当基板厚小于0.6mm是按冷弯规程计算，大于0.6mm时可按门规计算。门刚规程里也说明了基板厚小于0.6mm时风吸力计算的附录E不适用，那只有以冷弯规程计算。
十五、檩条的风荷载计算方法？
     按门刚规程附录A计算。
十六、檩条计算时，调整后的基本风压值是什么？
lsheng7825："MBMA手册规定的风荷载体型系数必须与以50年一遇的最大风速为基础的速度风压配套使用.因此转换到与我国荷载规范GB50009规定的以50年一遇的10min平均最大风速为基础的基础风压配套使用时,必须乘以1.4的平均换算系数.此外,美国规范规定,在遇风组合时,结构构件设计的允许应力可提高1.33倍.考虑到这两个因素的影响,引用MBMA的体型系数后,我国的基本风压值应乘以综合调整系数1.05(1.4/1.33).
十七、檩条计算时，什么时候设置“构造保证下风吸力内翼缘侧向稳定性？
    jhui0122：提高檩条稳定性的重要构造措施是采用拉条或撑杆从檐口一端通长连接到另一端，连接每一根檩条。檩条的侧向支撑不宜太少，根据檩条跨度的不同，可以在檩条中央设一道或者在檩条中央及四等分点处各设一道共三道拉条。一般情况下檩条上翼缘受压，所以拉条设置在檩条上翼缘1/3高的腹板范围内。 
        由于需要考虑檩条在风吸力作用下的翼缘受压，需要把拉条设置在下翼缘附近。考虑到蒙皮效应，可以考虑上翼缘的侧向稳定性由自攻螺丝连接的屋面板提供，而只在下翼缘附近设置拉条；但对于非自攻螺丝连接的屋面板，则需要在檩条上下翼缘附近设置双拉条。对于带卷边的C型截面檩条，因在风吸力作用下自由翼缘将向屋脊变形，因此宜采用角钢截面或方管截面作撑杆。研究表明，风吸力引起侧向无支撑檩条和墙梁内翼缘失稳，是造成檩条和墙梁破坏的主要原因。所以，设置合理的支撑布置形式是非常重要的。 
        采用拉条应在檐口处设置斜拉条，牢固地与檐口檩条在刚架处的节点连接。屋脊处的支撑起着将两侧的支撑联系起来的作用，以防止所有檩条向一个方向失稳，所以屋脊连接处多采用比较牢固的连接。