夜雨聆风
钢结构设计必看!3D3S软件操作指南(五)
2.4.3 柱顶荷载设计值
当考虑抗风柱作为屋面斜梁的竖向铰支座时，需输入屋面斜梁传给抗风柱柱顶的荷载，即为上端部节点荷载，由用户直接输入，压力部分输入正值时受压。
2.4.4 恒载设计值
【恒载均布值】：即墙板的自重；
【墙板中心距柱中心偏心距】：本参数主要用于考虑恒载对杆件的附加弯矩。
2.4.5 风荷载
【墙板作用起始高度】此参数控制风荷载作用区段；
其余参数按规范输入。
2.5 檩条设计
2.5.1 简支檩条
进入【围护结构】模块，点击【简支檩条】。
2.5.1.1 计算模型
可简化为两端简支的受弯构件。
2.5.1.2 基本信息
【钢材型号】选择相应的钢材标号，程序会自动获取相应的强度设计值；
对于冷弯效应对强度设计值的影响，目前程序内部根据所选规范，按如下原则处理：
《钢规》：不考虑；
《门规2002》：按《门规2002》附录E计算；
《门规2015》、《冷弯规范》：按《冷弯规范》附录C计算。
【屋面材料】无论选择压型钢板或者有吊顶，不影响内力计算，只影响挠度限值，按跨度的1/150或者1/240。
当选择验算规范为《门规2002》时，【每米紧固件数目】【截面惯性矩（mm4）】
此两项为按附录E计算冷弯效应强度设计值的参数。
2.5.1.3 檩条信息
【屋面坡度】：斜屋面与水平方向夹角的正切值，由于檩条主轴平行（或垂直）于屋面，坡度值（tanθ）影响荷载在主轴方向的分量，用户需自行输入。
【檩条跨度】：对于简支屋面檩条，此数值即为平面内计算长度，用户需自行输入。；
【檩条间距】：单个檩条的负荷面积＝檩条跨度×檩条间距，用户需自行输入；
【净截面系数】：此系数仅对薄壁型钢截面有效，且仅用于强度验算；
【轴力设计值】：杆件全截面受此轴力，输入正值表示受压，负值表示受拉；
【设置拉条数目】、【拉条作用】
这两个参数影响檩条平面外计算长度（平面内不受影响）。
假定檩条原平面外计算长度为L0，现设置n道拉条，则“拉条作用”不同选项的影响如下：
1）选择“约束檩条上翼缘”：仅对于风压组合，平面外计算长度为L0/（n+1），风吸组合仍取L0；
2）选择“约束檩条下翼缘”：仅对于风吸组合，平面外计算长度为L0/（n+1），风压组合仍取L0；
3）选择“约束檩条上、下翼缘”：风压、风吸组合，平面外计算长度均为L0/（n+1）；
➡规范索引
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》第9.3.1条
9.3.1 实腹式檩条跨度不宜大于12m，当檩条跨度大于4m时，宜在檩条间跨中位置设置拉条或撑杆；当檩条跨度大于6m时，宜在檩条跨度三分点处各设一道拉条或撑杆；当檩条跨度大于9m时，宜在檩条跨度四分点处各设一道拉条或撑杆。斜拉条和刚性撑杆组成的桁架结构体系应分别设在檐口和屋脊处（图9.3.1），当构造能保证屋脊处拉条互相拉结平衡，在屋脊处可不设斜拉条和刚性撑杆。
当单坡长度大于50m，宜在中间增加一道双向斜拉条和刚性撑杆组成的桁架结构体系（图9.3.1）。
图9.3.1双向斜拉条和撑杆体系
1-刚性撑杆；2-斜拉条；3-拉条；4-檐口位置；5-屋脊位置
L-单坡长度；a-斜拉条与刚性撑杆组成双向斜拉条和刚性撑杆体系
【檩条形式】【檩条截面】
程序会自动读取所选檩条的截面形式与尺寸，用户也可自行选择。
【屋面板跨度】
当选择验算规范为《门规2002》时，此项为按附录E计算冷弯效应强度设计值的参数。
【风吸力验算方法】
此选项仅针对《门规2002》，且仅当选择檩条形式为Z型钢与槽钢时被激活，此时用户可选择按附录E或者9.1.5-3验算风吸力稳定；
其余情况，程序会自动采取对应的风吸力验算方法。
2.5.1.4 计算内容
1）第一项针对风压力组合，勾选时才进行相应稳定验算，否则程序认为屋面能阻止檩条失稳，只进行强度验算；
✒️设计建议：
能否考虑屋面对檩条上翼缘的约束作用，与屋面做法及连接节点有关，需根据建筑图中的具体屋面做法进行判断。
➡规范索引
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》第11.1.6条
11.1.6 当采用直立缝锁边连接或扣合式连接时，屋面板不应作为檩条的侧向支撑；当屋面板采用螺钉连接时，屋面板可作为檩条的侧向支撑。
2）第二项针对风吸力组合，勾选时才进行相应稳定验算，否则程序只进行强度验算；
3）第三项针对《门规2015》，且必须为薄壁型钢截面，勾选时按《门规2015》第9.1.6条验算局部承压。
2.5.1.5 屋面荷载与风荷载
根据《荷载规范》输入，檩条自重已自动考虑；
2.5.2 连续檩条
以下未特别说明部分，均参考简支檩条。
2.5.2.1 连续屋檩定义
【连续檩条跨数】：可选择计算模型的跨数；
【连续跨形式】：默认为“对称多跨”，此时右侧示意图下的“跨度”、“搭接长度”等参数为可编辑状态，用户可进一步完善计算模型参数；
当选择“不对称多跨”时，应继续单击“不对称跨信息设置”，完善计算模型参数。
【檩条间距】：对负荷面积的影响同简支檩条，由于支座处按双檩条折算为等效截面，间距越小，折算后的截面越大；
【边跨檩条间距减小一半】：当勾选此项时，对于边跨檩条，计算由均布面荷载传导至檩条上的线荷载时，受荷面积会减少一半；
【边跨跨度L1】、【中间跨度L2】：按实际跨度值输入，两跨情况下，均为边跨；
【搭接长度A】、【搭接长度B】：A~B搭接范围内，程序会按双檩条计算等效后的刚度；
【边跨截面】、【中跨截面】：选择相应的截面，目前仅支持卷边C型钢与斜卷边Z型钢。
2.5.2.2 作用荷载与分析参数
【考虑活荷最不利布置】：此功能只针对多跨连续檩条，未勾选时，按满跨布置活荷载考虑；勾选时，程序自动考虑活荷载的最不利位置；
【程序自动计算檩条截面自重】：此参数目前不起作用，无论是否勾选，均会自动考虑自重；
【支座双檩条考虑连接刚度折减系数】：搭接范围内，按双檩条计算等效刚度时，考虑此刚度折减系数；
【支座双檩条考虑连接弯矩调幅系数】：支座处弯矩乘以此调幅系数进行折减，相应跨中弯矩会增加。
2.6 墙檩设计
墙檩模块与屋檩模块基本相同，不同点在于：
1）布置方面，墙檩没有坡度选项，对于槽钢等开口截面，可以指定开口朝向；
2）没有支座处的局部承压验算；
3）荷载部分面荷载仅提供恒载；
3）对于连续墙檩，截面目前只支持斜卷边Z型钢。
2.7 隅撑设计
进入【围护结构】模块，点击【隅撑】。
2.7.1 计算模型
隅撑的计算模型为两端通过螺栓连接的轴心受压构件。
➡规范索引
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》第8.4.2条
8.4.2 隅撑应按轴心受压构件设计。轴力设计值N可按下式计算，当隅撑成对布置时，每根隅撑的计算轴力可取计算值的½。
N=Af(60cosθ） （8.4.2）
式中：A——被支撑翼缘的截面面积（mm²）
f——被支撑翼缘钢材的抗压强度设计值（N/mm²）
θ——隅撑与檩条轴线的夹角（°）
2.7.2 隅撑信息
用户可从三种节点形式中，选择一种布置隅撑，此选项仅影响隅撑的计算长度。
【按45度确定a值】
1）如果勾选“按45度角确定a”，参数c，d将不可编辑，程序将根据所选钢梁尺寸，节点形式等情况，根据45°夹角自动计算a的值；
2）如果不勾选，参数c，d与a之间存在相互关系：
a=c+n*d（其中n=0，1，2…表示第1，2，3个檩条孔的位置）
程序会从第一个檩条孔位置（n=0）开始，逐个计算a以及夹角，最终取值会使得夹角尽量接近45°；
【与梁的角度】此参数为程序自动计算，指隅撑与钢梁腹板的夹角；
【螺栓数据】
1）用户可直接输入螺栓直径，目前程序默认为C级螺栓；
2）参数a如前所述，参数b，h根据节点形式输入；
2.7.3 支撑梁与檩条信息
【支撑梁材质】：选择梁的钢材牌号；
【支撑梁形式】、【支撑梁截面】：选择相应的钢梁截面类型与具体尺寸，目前仅支持4种截面：“宽翼缘工字钢”、“楔形工字钢”、“焊接工字钢”、“轧制H型钢”；
【檩条截面】：目前仅支持3种截面：“轧制H型钢”、“Z型卷边型钢”、“冷弯卷边槽钢”；
【抬高高度】：如果勾选“抬高屋面檩条”，并输入抬高高度，程序计算时会把此数值与参数h相加。
2.8 节点设计
节点设计之前需先生成后处理模型，依次点击【后处理设计】、【生成后处理模型】，如图所示。
2.8.1 设计参数
点击【节点设计】，可以添加、删除、编辑默认的连接节点形式。点击按钮【批量设计】，选择所有的构件进行节点设计。
2.8.1.1 基本参数
点击【全局设计参数】、【基本参数】如图。
➡规范索引
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》第10.2.2条
10.2.2 刚架构件间的连接，可采用高强度螺栓端板连接。高强度螺栓直径应根据受力确定，可采用M16~M24螺栓。高强度螺栓承压型连接可用于承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构；重要结构或承受动力荷载的结构应采用高强度螺栓摩擦型连接；用来耗能的连接接头可采用承压型连接。
2.8.1.2 节点计算/构造参数
【节点计算/构造参数】如图。
2.8.1.3 柱脚
【柱脚】如图。
2.8.1.4 节点归并
【节点归并】如图。
✒️设计建议：
节点可根据构件截面类型进行归并，即一种截面形式采用统一的节点。
2.8.2 节点编辑
对于已经设计完成的连接节点，可以使用这个命令对节点中的板件/焊缝/螺栓/锚栓等零件进行修改，或对节点进行验算。
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