STS - 门刚参数便览10版PKPM

门刚二维设计补充定义手册

结构类型：根据不同的结构类型选择相应的选项，程序将根据相应的规范条文计算与控制。 1）单层钢结构厂房，不适用于《门规》的单层钢结构厂房，程序将按照《抗规》内容进行控制。 2）门式刚架轻型房屋钢结构，选择此选项时，不再按《抗规》9.2章内容控制，仅执行《门规》。 3）多层钢结构厂房，按《抗规》附录H.2进行计算与控制。 4）钢框架结构，按《抗规》内容进行控制。

设计规范：应根据各个规范不同的适用条件选择。存在砼构件时，程序自动按《混规》进行计算。 1）《钢结构设计规范》（GB50017-2003），适用于工业与民用房屋和一般构筑物。

2）《门刚》（CECS102：2002），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(低烈度地区也可采用砌体)，无桥式吊车或有起重量不大于20T的A1~A5工作级桥式吊车或3T悬挂式起重机的单层房屋钢结构。

3）《轻型钢结构设计规程》（上海市标准DBJ－68－97）

4）《冷弯薄壁型钢结构设计规范》（GB50018），适用于建筑工程的冷弯薄壁型钢结构。

设计控制参数：根据选择的规范给出规范规定的柱的长细比、梁的挠跨比、柱项位移等的限值。 【程序自动确定容许长细比】勾选时程序自动按所选规范选用长细比，此时后续输入的受压（拉）构件容许长细比显示为灰色。

【受压构件的容许长细比】一般钢结构根据 《钢规》；轻钢结构根据《门规》。轻钢结构中的屋面刚性系杆及柱间交叉支撑的压杆长细比按200控制；而其它用以减少构件平面外计算长度的支撑构件按220控制。 【受拉构件的容许长细比】一般钢结构根据《钢规》5.3.9选用200或350；轻钢结构根据 表《门规》选用。 【柱顶位移的限值】一般钢结构根据 《钢规》 附录 A.2.1 条选用； 轻钢结构根据 《门规》选用。 【钢梁的挠跨比限值】一般钢结构根据《钢规》附录表 A.1.1 选用；轻钢结构根据《门规》选用。 注意：《门规》3.4.2规定，“由于柱顶和构件挠度产生的屋面坡度改变值，不应大于坡度设计值的 1/3”。实际设计中，一般均由 1/3限 值控制。从经济角度出发，建议按《上海轻钢》中的 1/200 控制。

【单层厂房排架柱计算长度折减系数】选择《钢规》验算时才需要填写，见《钢规》表5.3.4。 单层厂房排架柱内力分析，多数以一个平面受荷面积为一个计算单元，而忽略厂房的空间整体作用。单层厂房阶形柱主要承受吊车荷载，一个柱达到最大竖直荷载时，相对的另一个柱竖直荷载较小。荷载大的柱要丧失稳定，必然受到荷载小的柱的支承作用，从而较按独立柱求得的计算长度要小，故将柱的计算长度进行折减。 【当实腹梁与作用有吊车的柱刚接时，该柱按照柱上端为自由的阶形柱确定计算长度系数】：选择《钢规》验算时才需要填写，建议不勾选。详见《钢规》5.3.3条。

【轻屋盖厂房按“低延性，高弹性承载力性能化”设计】：选择 “单层结构厂房”时才需要填写，勾选。

见《抗规》9.2.14条及条文说明。

【多台吊车组合时的荷载折减系数】：《荷规》（GB50009－2006年版）5.2.2条款。

【门式刚架梁按压弯构件验算平面内稳定性】：选择《门规》时适用，对于坡度大于1：2.5的门式刚架斜梁构件，不能忽略构件轴力产生的应力，所以除应按压弯构件计算其强度和平面外稳定性之外，还应按压弯构件验算其平面内稳定性。建议一般选用。

【摇摆柱内力放大系数】：选择《门规》时适用，计算其强度和稳定性时，将柱轴力设计值乘以该系数用于考虑因摇摆柱非理想铰接的不利影响。一般可填1.5。

钢材钢号：承载力控制时选Q345，变形控制时可选Q235。

自重放大系数：考虑除了构件理论计算重量以外的节点板，连接件，等附件的重量。取1.1~1.2。 净毛截面比值：此项是计算构件时用到的一个参数。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，此参数即是为了考虑这个削弱作用而设置。只针对强度计算，对稳定计算没有影响，稳定计算多以毛截面进行计算。全焊时可取1.0；螺栓连接时可采用默认值0.85。

钢柱计算长度系数计算方法：有侧移、无侧移。参照《钢规》5.3.3执行，对于桁架结构，应选择无侧移。 结构重要性系数：修改该项参数将对结构构 件的设计内力进行调整。详见《荷规》中 3.2.2 条。 梁柱自重计算信息：该项控制结构分析时是否考虑梁或柱的自重作用。

基础计算信息：只有在用户在补充数据→布置基础中布置了基础后，才能进行选择。因为轻钢结构一般不由地震作用控制，故选“算(不考虑地震)”。

恒载作用下柱的轴向变形：一般都应考虑，尤其是对柱轴向变 形比较敏感的结构，如桁架等，否则当结构变形以轴向变形为主时，考虑轴向变形和不考虑轴向变形内力和变形判别较大。

混凝土构件参数：当无混凝土构件时可采用默认值；当有混凝土构件时，按实际情况填写。该 部分参数只对混凝土构件起作用；对钢构件则不起作用。

地震作用计算：《抗规》5.1.1：8、9度时的大跨度和长悬臂结构，应计算竖向地震作用。 竖向地震作用系数：可根据《抗规》表 5.3.2 填写。

抗震等级：对于轻钢结构，没有抗震等级的概念。对于“混凝土柱+钢梁”的排架结构， 可根据《砼规》表 11.1.4 中“单层厂房结构”来确定抗震等级。7 度区混凝土排架抗震等级为 3 级。 计算振型个数：一般对于单层结构填 3，对于多层结构可取 3n（n 为结构层数） 。

【地震烈度】及【场地土类别】根据实际情况选取，以对应不同的地震力影响系数最大值 αmax。 周期折减系数：根据填充墙的布置情况填写。当围护墙为嵌砌时，填 0.7；当围护墙为轻质墙(如彩钢板)或贴柱外皮砌时，填 1.0。

阻尼比：详见《门规》3.1.6 条、 《抗规》5.1.5 条 1 款及 8.2.2 条及9.2.5条，门式刚架可取 0.05。 附加重量的质点数：正常使用阶段不考虑这部分荷载，仅在地震作用计算时需要计入这部分附加质量到质点上，如部分墙板的重量。

地震作用效应增大系数：根据《抗规》5.2.3 条 1 款，“短边可按 1.15 采用，长边可按 1.05 采 用”。排架结构一般是取结构横向一榀(即短边)来计算的，故一般填 1.15。 地震力计算方式：一般选取“振型分解法”即可。 由用户输入各层水平地震力：按底部剪力法计算输入。 规则框架考虑层间位移校核和薄弱层内力调整：一般勾选

荷载分项及组合系数：本页中荷载系数应根据《荷载规范》中对应条文填写，一般不需修改。 当结构楼面活荷载标准值大于 4 kN/㎡ 时， 活载分项系数应填写 1.3， 而对于其它不大于 4 kN/m 2 的楼层活荷载应乘以 1.4/1.3 的系数放大后取用。

考虑活荷不利布置：门式刚架为活载敏感结构，按理论上讲应该考虑活载不利布置，但对门式刚架来讲，活载主要是雪载，由于门式刚架一般都为坡度较小的低矮房屋，无其它建筑遮挡时，阴阳两面的雪几乎是同时融化的，无不利布置影响，所以此时可以不考虑活载不利布置。但对于存在高低跨等有可能造成积雪不均匀时，不均匀分布系数应按《荷规》相应取用， 考虑活荷不利布置。

构件验算规范

点[参数输入]菜单，输入设计参数后，显示程序缺省的构件验算规范，可以点取[构件验算] 菜单修改构件的验算规范。对于框架顶层为门式刚架的结构，或带变截面斜梁的排架结构，整体需要考虑按《钢规》进行验算，但对于变截面梁柱构件、斜梁等轴力影响较大的梁杆件，可以选取《门规》进行构件的中强度、稳定的验算。局部带夹层的门式刚架结构形式，整体按《门规》进行设计，但对于夹层梁柱，有时需按《钢规》进行校核。其它结构类型一般不需要修改，默认按参数输入中的验算规范进行验算。 修改构件验算规范后，该构件的强度和稳定性将按指定的规范计算。

荷载正负规定：无论左风、右风、吸力或压力，水平荷载一律规定向右为正，竖向荷载一律 规定向下为正，顺时针方向的弯矩为正，反之为负。如，输入右风荷载时，应输入负值。

风载计算规范：当结构跨高比L/H<2.3(柱脚铰接)和L/H<3.0(柱脚刚接)时，当柱脚铰接且刚架的l/h小于2.3 和柱脚刚接且l/h小于3.0（例如，檐口高度h为8m，刚架跨度l分别小于18m 和24m）时，应按《荷载规范》 取用；而其它情况应按《门规》取用。详见《门规》A.0.1 的条文说明。在《民用建筑技术措施》 (结构篇)2003 版中是以高跨比为 4 来区分的。

迎风宽度：对于中间跨，取柱距；对于端跨，取柱距的一半。

调整系数：当风载按《荷规》取用时，应填 1.0；当风载按《门规》取用时，应填 1.05，且风载不考虑阵风系数。详见《门规》A.0.1 的条文说明。

柱底标高：因风压高度变化系数μs是指离地面h处的调整值，故此处应填入室内外高差。

风载修改：当结构的体型系数程序可自动判别时，一般不需修改。当程序出现如下提示时，用户应对构件上的风载手工修改。

注意：桁架上作用的风荷载需要等效为节点荷载来输入，不能采用自动布置。

吊车荷载值：吊车荷载是指吊车在运行中最大轮压和最小轮压对柱牛腿产生的作用，并不 是 起 重 机 厂 提 供 的 吊 车 资 料 。 可 利 用 “导入吊车荷载值”导入。也可以在主体结构计算前，先用“STS 工具箱”模块计算 吊车梁，然后将吊车梁计算书中的吊车荷载结果填入该处，可免去对吊车资料的重复输入。一般建议采用后者。

注意：①吊车桥架重用于地震作用计算时的集中质点质量。

②吊车横向水平荷载 Tmax 应为总值，程序在计算时会自动对每边取一半。

③根据《抗规》5.1.3 条的规定：对于硬钩吊车，应计入吊车悬吊物重力，而程序在自动形成的振动质点的重量中只计入了恒载、活载和吊车桥架重，并未计入吊车吊重。用户可在“补充数据”中用填写附加质点重量的方法输入硬钩吊车竖向荷载，或者在输入吊车桥架重中包括30% 硬钩吊车吊重，这样在附加质点重量里就可以不包括硬钩吊车吊重。

【考虑空间工作和扭转影响的效应调整系数】根据实际情况，按照《抗规》中附表 J.2.3-1 填写。 【吊车桥架引起的地震剪力和弯矩增大系数】根据实际情况，按照《抗规》中附表 J.2.5 填写。 其它问题..................................................

【杆件布置】杆件当作柱输入和当作梁输入，其内力计算结果是一样的。应力验算时，区别在于： 当作柱输入时，砼构件在配筋时当作偏拉偏压构件，钢结构按《钢规》计算时，当压弯构件作强度和稳定性计算，强度验算时验算两端截面。当作梁输入时，砼构件配筋按受弯构件计算，钢结构按《钢规》计算时，按纯弯构件作上下翼缘的正应力和剪应力计算和挠度计算，应力分别验算 跨中13个截面。 注意：钢桁架中，杆件一般都是压弯或轴心拉压杆件，所有构件应当作两端铰接的柱输入。

【设单拉杆】单拉杆是只能受拉，不能受压的柔性杆件，如屋面交叉水平支撑。定义单拉杆后前， 应使用“取消节点”命令来取消交叉点的节点；定义单拉杆后，杆件变为紫红色。需注意的是，当杆件编号发生改变后，应重新检查单拉杆的定义。详见 07 年《PKPM 新天地》第 4 期中“如何采用 STS软件进行单拉杆件的设计”一文。

【梁铰、柱铰及节点铰】铰接节点设置对于内力分布和梁的稳定性没有什么影响， 而对柱子的计算长度影响较大， 柱子的计算长度系数分别为：

① 刚接节点，μx=1.27；② 梁铰节点，μx=2.03；③ 柱铰节点，μx=1.70；④ 节点铰接，μx=1.70。 其中按梁铰节点设置，柱计算长度是按《钢规》中有侧移框架计算的；而柱铰和节点铰的计算长度系数相同，柱计算长度系数有所折减，折减系数为 0.85 左右。

注意： 与节点相联的杆件在该端均为铰接时， 应把所有与该节点相联杆件在该端应都设置为铰接， 可以使用“节点铰”功能实现。另外，两端铰接构件不能采用变截面构件输入，因为两端铰接构件 也不必作成变截面。

【构件平面内外计算长度】在采用 PK 计算排架结构时，构件平面内外的计算长度如何取值？

构件平面内的计算长度系数默认为-1，即由程序自动计算。程序按《门规》中 6.1.3 条 进行计算。 门式

刚架平面内计算长度的确定需要进行较复杂的计算，特别是中间存在摇摆柱时，摇摆 自身的稳定性依赖于刚架的抗侧移刚度，作用于摇摆柱上的轴力将促使刚架失稳的作用，此时边柱的计算长度会有一个较明显的放大。因此，建议对于门式刚架结构，平面内计算长度系数由程序自动计算为宜。

在刚架平面外，构件的计算长度应取有效侧向支承点间的距离，平面外的计算长度确定必须由用户指定，默认情况下软件取构件长度作为计算值。一般对于梁构件，往往需要布置隅撑来减小平面外的计算长度。 构件平面外计算长度默认为构件的长度，用户一般应人工修改。对于柱平面外的计算长度根 据《门规》6.1.4 条 1 款中 φy 参数的解释“计算长度取纵向支撑点间的距离”，即柱间支撑沿柱高 方向节点间距。当柱平面外沿厂房纵向设置通长系杆时，也可取沿柱高方向系杆的间距。用户可按长细比不超过220的构造要求来选定该系杆的截面。

对于梁平面外的计算长度根据《门规》6.1.6 条 2 款“应取侧向支承点间的距离”，一般取隅撑 的间距。屋面檩条的一般是间距 1.5m 布置，而隅撑一般是间隔两个檩间布置，故屋面钢梁平面外的计算长度一般取 3m。实际设计中，用户应根据具体工程的隅撑间距来修改梁平面外的计算长度。 【超过 20T 门式刚架单厂设计建议】

1. 对于吊车吨位超过 20T 的单层钢结构厂房，已经超出了《门规》的适用范围，应该按照 《钢规》来进行设计与控制，如：长细比、局部稳定、挠度、柱顶位移等控制指标，其 中长细比、挠度、柱顶位移控制指标在参数输入中的设计控制参数中可以按照《钢规》 进行人为指定，局部稳定程序会根据指定的构件验算规范按对应规范自动进行控制。

2. 结构类型应选择“单层钢结构厂房”，如果为抗震地区且选择了地震作用计算，程序会自动按照《抗规》第 9 章关于单层钢结构厂房的规定进行控制。 3. 屋面斜梁建议采用《门规》验算，因为：

①坡屋面的斜梁会有一定的轴力，而《钢规》 中梁是按纯弯构件验算的； ②《钢规》中不能进行变截面梁的稳定计算。

4.对于柱的计算长度系数，程序默认按照总参数中选定的验算规范进行确定（与单个构件 的验算规范无关） 如果总参数中选择的是 。 《钢规》 对有吊车的柱， ， 程序按 《钢规》 5.3.4 条阶形柱方式确定；对无吊车的柱，程序按《钢规》5.3.3 条线刚度比方法确定；如果总 参数中选择的是《门规》 ，则对所有柱计算长度系数按《门规》6.1.3 条的一阶分析法确定。

对于吊车作用柱，如果上下柱段采用相同截面（非阶形柱） ，且梁柱连接采用刚接，建 议柱计算长度按《门规》确定；如果上下柱段采用变截面的阶形柱，计算长度系数的确 定，建议按《钢规》确定，但应手工修改柱的计算长度为梁柱铰接时确定的值。详见 06 年《PKPM 新天地》第 5 期中“超过 20 吨的门式刚架单层厂房设计建议”一文。

【对于“砼柱+钢梁”排架结构设计建议】

可参考 06 年《PKPM 新天地》第 4 期中“混凝土柱实腹钢梁单层厂房设计建议”一文。 【实腹式屋面檩条计算时未注意屋面能否阻止檩条侧向失稳和扭转】

1. 实腹式檩条在屋面荷载作用下，属双向受弯，当采用开口薄壁型钢（非双轴对称）时，因荷 载作用点对截面弯心的偏心，有弯曲扭转双力矩的作用。但由于板与檩条的连接能阻止或部 分阻止侧向弯曲和扭转，为简化计算，不计入弯扭双力矩的影响。

2. 所谓板与檩条的牢固连接，指采用自攻螺钉、螺栓、拉铆钉和射钉等的连接，且要求屋面板 有一定的刚度（如压型钢板）时，才可不验算稳定。

3. 对塑料瓦等刚度较弱或板与檩条连接不够牢固（如扣板、钩头螺栓连接）时，则应计算稳定 性。 4. 应按《冷规》式（8.1.1-1、2）计算实腹式檩条的强度和稳定性。

【轴压对 Y 轴截面分类】在 STS 二维计算变截面构件输入中，构件定义框中最下面一条（轴压 对 Y 轴截面分类） ，此项怎么取值？

◆回复◆《钢规》表 5.1.2 有规定，压杆计算部分，根据截面类型和加工方法定。

刚架平面内计算长度的确定需要进行较复杂的计算，特别是中间存在摇摆柱时，摇摆 自身的稳定性依赖于刚架的抗侧移刚度，作用于摇摆柱上的轴力将促使刚架失稳的作用，此时边柱的计算长度会有一个较明显的放大。因此，建议对于门式刚架结构，平面内计算长度系数由程序自动计算为宜。

在刚架平面外，构件的计算长度应取有效侧向支承点间的距离，平面外的计算长度确定必须由用户指定，默认情况下软件取构件长度作为计算值。一般对于梁构件，往往需要布置隅撑来减小平面外的计算长度。 构件平面外计算长度默认为构件的长度，用户一般应人工修改。对于柱平面外的计算长度根 据《门规》6.1.4 条 1 款中 φy 参数的解释“计算长度取纵向支撑点间的距离”，即柱间支撑沿柱高 方向节点间距。当柱平面外沿厂房纵向设置通长系杆时，也可取沿柱高方向系杆的间距。用户可按长细比不超过220的构造要求来选定该系杆的截面。

对于梁平面外的计算长度根据《门规》6.1.6 条 2 款“应取侧向支承点间的距离”，一般取隅撑 的间距。屋面檩条的一般是间距 1.5m 布置，而隅撑一般是间隔两个檩间布置，故屋面钢梁平面外的计算长度一般取 3m。实际设计中，用户应根据具体工程的隅撑间距来修改梁平面外的计算长度。 【超过 20T 门式刚架单厂设计建议】

1. 对于吊车吨位超过 20T 的单层钢结构厂房，已经超出了《门规》的适用范围，应该按照 《钢规》来进行设计与控制，如：长细比、局部稳定、挠度、柱顶位移等控制指标，其 中长细比、挠度、柱顶位移控制指标在参数输入中的设计控制参数中可以按照《钢规》 进行人为指定，局部稳定程序会根据指定的构件验算规范按对应规范自动进行控制。

2. 结构类型应选择“单层钢结构厂房”，如果为抗震地区且选择了地震作用计算，程序会自动按照《抗规》第 9 章关于单层钢结构厂房的规定进行控制。 3. 屋面斜梁建议采用《门规》验算，因为：

①坡屋面的斜梁会有一定的轴力，而《钢规》 中梁是按纯弯构件验算的； ②《钢规》中不能进行变截面梁的稳定计算。

4.对于柱的计算长度系数，程序默认按照总参数中选定的验算规范进行确定（与单个构件 的验算规范无关） 如果总参数中选择的是 。 《钢规》 对有吊车的柱， ， 程序按 《钢规》 5.3.4 条阶形柱方式确定；对无吊车的柱，程序按《钢规》5.3.3 条线刚度比方法确定；如果总 参数中选择的是《门规》 ，则对所有柱计算长度系数按《门规》6.1.3 条的一阶分析法确定。

对于吊车作用柱，如果上下柱段采用相同截面（非阶形柱） ，且梁柱连接采用刚接，建 议柱计算长度按《门规》确定；如果上下柱段采用变截面的阶形柱，计算长度系数的确 定，建议按《钢规》确定，但应手工修改柱的计算长度为梁柱铰接时确定的值。详见 06 年《PKPM 新天地》第 5 期中“超过 20 吨的门式刚架单层厂房设计建议”一文。

【对于“砼柱+钢梁”排架结构设计建议】

可参考 06 年《PKPM 新天地》第 4 期中“混凝土柱实腹钢梁单层厂房设计建议”一文。 【实腹式屋面檩条计算时未注意屋面能否阻止檩条侧向失稳和扭转】

1. 实腹式檩条在屋面荷载作用下，属双向受弯，当采用开口薄壁型钢（非双轴对称）时，因荷 载作用点对截面弯心的偏心，有弯曲扭转双力矩的作用。但由于板与檩条的连接能阻止或部 分阻止侧向弯曲和扭转，为简化计算，不计入弯扭双力矩的影响。

2. 所谓板与檩条的牢固连接，指采用自攻螺钉、螺栓、拉铆钉和射钉等的连接，且要求屋面板 有一定的刚度（如压型钢板）时，才可不验算稳定。

3. 对塑料瓦等刚度较弱或板与檩条连接不够牢固（如扣板、钩头螺栓连接）时，则应计算稳定 性。 4. 应按《冷规》式（8.1.1-1、2）计算实腹式檩条的强度和稳定性。

【轴压对 Y 轴截面分类】在 STS 二维计算变截面构件输入中，构件定义框中最下面一条（轴压 对 Y 轴截面分类） ，此项怎么取值？

◆回复◆《钢规》表 5.1.2 有规定，压杆计算部分，根据截面类型和加工方法定。

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