鋼結構產品進展PKPM

設計軟件事業(yè)部2016.10.26

鋼結構新規(guī)范版本修改要點

鋼結構產品主要改進

鋼結構產品展望主要內容一、鋼結構新規(guī)范版本修改要點主要相關規(guī)范：

《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》

（JGJ99-2015）2016.5.1實施；PKPM

2010版

V3.1.2

《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)范》（GB51022-2015）

2016.8.1實施；

PKPM

2010版

V3.1.5

《鋼結構設計規(guī)范》（已報批）一、鋼結構新規(guī)范版本修改要點1.

高鋼規(guī)明確適用范圍2.

新增鋼材牌號、調整材料強度3.

高鋼規(guī)明確了鋼結構剛重比的控制4.

高鋼規(guī)中鋼結構連接設計5.

區(qū)劃圖、抗規(guī)（2016修訂）6.

門式剛架規(guī)范中的抗震設計一、鋼結構新規(guī)范版本修改要點7.

對輕鋼門架結構中風、雪的精細考慮8.

門鋼規(guī)范構件驗算變化9.

門式剛架計算長度增加單階柱、雙階柱情況10.門鋼規(guī)范節(jié)點設計11.門鋼規(guī)范中圍護構件設計變化明確了高鋼規(guī)的適用范圍新增高性能鋼材GJ鋼增加建筑結構用鋼板：Q345GJ圍護構件設計增加LQ550鋼材調整鋼材強度

新

規(guī)

程03

規(guī)

范調整鋼材強度

強度設計值發(fā)生變化

屈服強度最小值按厚度變化

PMCAD、鋼結構二維設計、框架三維連接設計、STS工具箱中梁柱構件設計工具以及連接設計工具均根據(jù)《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》(JGJ99-2015)擴展了鋼號，分別增加了Q460~Q690、Q235GJ~Q460GJ以及LQ550鋼材。軟件增加新鋼材選擇和設計

圍護構件設計軟件增加新鋼材選擇和設計明確了鋼結構剛重比的控制高鋼規(guī)中的鋼結構連接設計

梁柱連接極限承載力驗算明確了梁柱連接翼緣和腹板極限承載力的計算方法。翼緣極限承載力引入了可以由腹板的一部分來承擔極限承載力的概念。腹板的極限狀態(tài)是柱壁板的屈曲并喪失承載力，所以在計算上采用的是屈曲強度而不是最小抗拉強度。

柱腳連接極限承載力驗算明確了外露式、外包式和埋入式三種柱腳類型的極限承載力計算方法。

螺栓群承載力驗算對螺栓的驗算在附錄F中做了比較明確的規(guī)定，包括螺栓的極限承載力、螺栓群拉脫和擠穿情況時的承載力以及梁拼接時的極限承載力計算。區(qū)劃圖、抗規(guī)（

2016

修訂）門式剛架規(guī)范中的抗震設計

承載力抗震調整系數(shù)變化對比可見，強度計算由0.75提高到了0.85，而穩(wěn)定則是從0.75提高到了0.9，地震組合驗算時，結構抗力會有所降低，這對于地震作用控制的結構會帶來一定影響。門式剛架規(guī)范中的抗震設計

抗震構造措施門式剛架規(guī)范中的抗震設計算例對比，抗震控制時，構件局部穩(wěn)定的變化：

對輕鋼門架結構風、雪的精細考慮

風荷載1、主剛架風荷載調整系數(shù)1.1

2、考慮室內、外風壓力最大組合多組工況規(guī)范修改多組風荷載，程序自動導算

軟件實現(xiàn)對輕鋼門架結構風、雪的精細考慮對設計影響分析算例對比單跨（1/10坡度）不同跨度下風荷載彎矩標準值，供設計人員參考對輕鋼門架結構風、雪的精細考慮從對比來看，1/10坡度單跨鉸接剛架按新規(guī)范考慮風荷載會比舊規(guī)程算得的標準內力更小，因門式剛架為對風敏感結構，所以新規(guī)范風荷載的變化對構件和變形驗算會產生一定的影響。對輕鋼門架結構風、雪的精細考慮

對設計影響分析

雪荷載規(guī)范變化1、基本雪壓，按荷載規(guī)范GB5009規(guī)定的，100年重現(xiàn)期的雪壓采用2、對高低跨，考慮雪堆積和漂移對輕鋼門架結構風、雪的精細考慮按規(guī)范增加漂移和堆積實現(xiàn)軟件實現(xiàn)對輕鋼門架結構風、雪的精細考慮對設計影響以某高低跨模型為例，按哈爾濱市的雪壓計算，下面分別是舊版和新版程序自動生成的高低跨交界處的雪荷載：對輕鋼門架結構風、雪的精細考慮計算后的彎矩圖對比：

對比以上結果，可見當采用新規(guī)范考慮雪荷載時，由于考慮重現(xiàn)期的雪壓加大以及

漂移堆積的影響，高低跨交界處的柱彎矩增加了將近10%，這會對彎矩敏感的變截

面柱帶來較大的影響。對輕鋼門架結構風、雪的精細考慮

對設計影響舊規(guī)程新規(guī)范????=?????????????????其中：???為板幅平均高度????=χ???????????????1????????≤???0????????其中：???1為腹板大端高度0.223χ??????=1?0.35?????????1γ??=?1???0取消楔率60mm/m的限制增加了楔率折減系數(shù)????????規(guī)范變化門鋼規(guī)范構件驗算變化

抗剪承載力

計算公式變化從表格的對比中可以發(fā)現(xiàn)新規(guī)范Vd有減小的趨勢，特別是第三個構件，由于大小端高度差異較大，楔率折減系數(shù)對抗剪承載力的影響就比較大。

對變截面，新規(guī)范算得的抗剪承載力普遍減小。門鋼規(guī)范構件驗算變化

對設計影響

下面對一些構件進行實際對比（鋼號均為Q235，按底部鉸接考慮）：腹板高厚比：

250

Q235：68.4

Q345：56.4

02規(guī)程腹板高厚比：

250楔率折減系數(shù)

16規(guī)范門鋼規(guī)范構件驗算變化

對設計影響

對腹板高厚比影響：橫向加勁肋設置規(guī)范變化規(guī)范7.1.1-4如下：門鋼規(guī)范構件驗算變化

抗剪承載力建模時，可設置構件橫向加勁肋信息剛架施工圖階段，能完成構件橫向加勁肋設計

構件面內穩(wěn)定都采用大端內力和幾何特性門鋼規(guī)范構件驗算變化對比可以發(fā)現(xiàn)，當計算長度一致時新規(guī)范求得的面內穩(wěn)定都會減小，但是考慮到采用新規(guī)范的計算長度確定方法后，面內計算長度可能會變大，帶來面內穩(wěn)定略微變大的情況。門鋼規(guī)范構件驗算變化

對設計影響

構件面外穩(wěn)定都采用大端內力和幾何特性，并通過指數(shù)形式折減彎矩門鋼規(guī)范構件驗算變化

梁面外穩(wěn)定1）整體穩(wěn)定系數(shù)????調整門鋼規(guī)范構件驗算變化采用考慮隅撐剛度的彈性屈曲臨界彎矩門鋼規(guī)范構件驗算變化

2）考慮隅撐作為彈性支座的影響2）考慮隅撐作為彈性支座的影響對于隅撐作為梁面外支撐問題，建議如下：1）根據(jù)梁截面大小來建議：

如果梁截面過大，檁條加隅撐的約束相對剛度較小，導致應力增加較大，這是合理的，建議這時取屋面支撐的間距作為面外支撐，屋面支撐交叉點位置設置縱向通長系桿；如果梁截面不大，可以用隅撐來保證面外穩(wěn)定；2）軟件增加選項，自動取面外支撐與隅撐作為支撐點的穩(wěn)定應力較小值，作為梁面外穩(wěn)定的控制值。門鋼規(guī)范構件驗算變化

夾層結構規(guī)范3.3.1規(guī)定夾層處柱頂位移規(guī)范表3.3.2規(guī)定夾層梁撓跨比門鋼規(guī)范構件驗算變化公式考慮柱的線剛度ic以及梁對柱的轉動約束剛度Kz門鋼規(guī)范計算長度變化

平面內計算長度按照規(guī)范附錄A實現(xiàn)

按A.0.1~A.0.6條，確定鉸接單跨、單階、雙階柱的計算長度系數(shù)

平面內計算長度按照規(guī)范附錄A實現(xiàn)按A.0.8條，考慮整體失穩(wěn)的方法確定。門鋼規(guī)范計算長度變化對設計影響

分別對單跨、單階、雙階的三種情況和舊規(guī)程進行對比（對比的柱子用紅框標出）：門鋼規(guī)范計算長度變化中梁線剛度在搖擺柱情況下減小。

對搖擺柱情況剛度更合理。門鋼規(guī)范中連接設計變化

節(jié)點剛度驗算柱腳節(jié)點采用低位錨栓且螺母墊板與底板焊接時，可考慮錨栓抗剪。門鋼規(guī)范中連接設計變化

錨栓

錨栓抗剪

，規(guī)范10.2.15-3。

規(guī)范10.2.15-4

規(guī)定：錨栓直徑和最小錨固長度

錨栓門鋼規(guī)范中連接設計變化墻梁風荷載系數(shù)，規(guī)范

表4.2.3-3a，4.2.3-3b檁條風荷載系數(shù)，規(guī)范

表4.2.2-4a

~

4.2.2-7b門鋼規(guī)范中圍護構件設計變化

風壓調整系數(shù)按1.5取值

檁條、墻梁風荷載系數(shù)變化

穩(wěn)定計算取消原規(guī)程附錄E風吸力作用下的計算門鋼規(guī)范中圍護構件設計變化

檁條強度計算，公式改為按平行軸考慮，同時增加抗剪承載力驗算自重：0.3kN/m2

活載：0.5kN/m2屋面角度：5.711°

風吸：-1.16

基本風壓：0.4kN/m2

跨度：6m

間距：1.5m風壓：0.38新規(guī)范無論是強度還是穩(wěn)定，在常見情況下都會增大對于平行軸和主慣性軸一致的截面

門鋼規(guī)范中圍護構件設計變化

對設計的影響下面按以下條件對比多個簡支檁條在強度和穩(wěn)定上的差異：對風起控制情況，新規(guī)范結果一般情況會變大門鋼規(guī)范中圍護構件設計變化

對于平行軸和主慣性軸不一致的截面二、鋼結構產品主要改進1.

鋼框架增加列表出圖方式，設計圖紙更簡潔2.

吊車系統(tǒng)的集成設計，帶來更高效的廠房設計3.

增加自定義工況4.

圖文并茂的新版計算書5.

鋼結構產品其他改進6.

三維計算分析軟件針對鋼結構的主要改進列表出圖方式：

一種更加簡練的圖紙表達方式

只表達設計信息，內容更少

后期歸并更加靈活，歸并范圍更大

圖紙數(shù)量大大減少（尤其針對大工程）

參數(shù)表格表達，施工圖基本不需調整鋼框架增加列表出圖方式鋼框架增加列表出圖方式立面布置圖新增詳細畫法鋼框架增加列表出圖方式立面布置圖新增詳細畫法鋼框架增加列表出圖方式

吊車荷載布置的同時，進行吊車梁布置截面確定方式：用戶交互定義、選擇吊車梁標準圖集

制動結構交互布置

吊車梁自身的設計設計方式：驗算截面、優(yōu)選截面

吊車梁系統(tǒng)施工圖集成到廠房設計中高效的廠房設計-吊車系統(tǒng)集成吊車荷載布置的同時，完成吊車梁布置廠房系統(tǒng)施工圖一般包括：主剛架施工圖吊車系統(tǒng)施工圖支撐、圍護構件施工圖V3.1版：集成廠房系統(tǒng)施工圖，實現(xiàn)“一鍵繪圖”高效的廠房設計-全套圖紙一鍵生成

二維設計增加自定義組合功能增加自定義組合、工況

三維設計增加自定義工況、自定義組合功能增加自定義組合、工況圖文并茂的新版計算書

輸出WORD格式計算書

輸出PDF格式計算書

可以自定義輸出格式

可以自定義輸出內容1、混凝土柱鋼梁連接增加連接修改功能2、完善了坡屋面主次梁連接設計3、外包式和埋入式柱腳增加混凝土標號設置4、圓管柱與梁連接的外環(huán)板可以自定義寬度5、增加梁柱連接設計方法的選擇6、二維設計增加荷載系數(shù)功能，方便方案比較7、門鋼設計增加挑檐的快速輸入功能8、增加剖分T型鋼桁架施工圖設計鋼結構產品其他改進1、單拉桿設計2、特殊風荷載布置增加精細布置3、自定義工況和組合4、結果文件中輸出控制限值引用的規(guī)范條文5、混合結構設計satwe可以分別設置鋼和混凝土的阻尼比三維分析軟件針對鋼結構主要改進1、全面升級STWJ程序原STWJ程序僅適用于網(wǎng)架結構，新程序可以全面支持網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構的計算、分析與設計2、正在研發(fā)STGHJ軟件該軟件主要針對空間管桁架結構，計劃2017年推出3、空間結構高級計算模塊的研發(fā)包括非線性穩(wěn)定性分析、彈塑性動力時程分析等，計劃2017年逐漸推出大跨空間結構系列產品進展1.

支持復雜網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構的建模、分析與設計新版STWJ軟件的若干特點2.

增加常規(guī)網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構快速建模功能1）剛性支座，鉸接支座，滑移支座，彈性支座；2）快捷的布置各種情況下的彈性支座；3）懸臂柱、橡膠墊、托梁，懸臂柱+橡膠墊、托梁+橡膠墊；4）通過指定支座的局部坐標系，實現(xiàn)斜支座的布置。3.

全面的支座、節(jié)點約束指定功能方便快捷的荷載布置。通過統(tǒng)一的左側?？繉υ捒?，實現(xiàn)多工況，多荷載類型的布置。自定義工況類型4.

荷載與工況快捷生成導荷面，更加方便地布置風荷載蒙皮生成實例方便的構件管理集5.

構件管理集的建立6.

截面方向自動指定功能7.計算、分析功能全面提升（1）增加梁單元，用于網(wǎng)殼結構的計算；（2）增加拉索單元，既可以對拉索施加預張力，又可以模擬單拉（壓）桿；（3）增加了彈性動力時程分析功能；（4）增加特征值屈曲分析功能；（5）增加約束方程定義，用以模擬斜支座；（6）增加多點地震動響應分析功能，以考慮行波效應；（7）更加完善的施工圖與計算書。低層冷彎薄壁型鋼住宅設計軟件設計依據(jù)：《鋼結構設計規(guī)范》

GB50017-2003、《建筑結構荷載規(guī)范》

GB50009-2012、《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)