PKPM钢建筑设计软件实例：城南金属厂设计书

某建筑工程设计有限公司

结计-2 结构设计计算书目录

结计-3 结构设计说明

（1）工程概况。本工程为某市城南金属结构厂，双跨18m；开间为6m，共计11个开间。分为构件加工车间和构件组装车间，两跨均有1台5t轻级工作制起重机并设有天窗。檐口标高9.500m，牛腿标高5.500m。结构选用轻型门式刚架，屋顶构件及墙体构件选用薄壁卷边槽钢，围护构件选用彩钢板。

（2）地基基础。地基基础根据上部结构荷载和地质条件选用现浇阶形矩形钢筋混凝土独立基础，埋深1.5m，符合结构受力特点，满足地基承载力和冻深设计要求。外围和中列柱设地梁，用以承托墙体或墙架。

（3）结构特点。本工程为某市城南金属结构厂，结构体系为轻型双跨门式刚架结构。具有强度高、重量轻、抗震性能好、造价较低、便于施工、造形美观等特点。结构安全、强度、稳定、变形等均满足现行规范规定，也满足建筑使用要求。

（4）建筑物安全等级为三级，重要性系数为1，设计使用年限为50年。

（5）荷载。

1）屋面荷载。恒荷载为0.3kN/m²，活荷载为0.3kN/m²。

2）风荷载。0.5kN/m²，全高分1段。

3）地震烈度。8（0.2g）。

4）抗震设防烈度。8度。

（6）设计软件：采用建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制的PKPM结构系列10版软件“STS”刚架三维建模、计算、绘图。基础施工图采用建筑科学研究院PKPMCAD工程部编制的PKPM结构系列软件“JCCAD”软件完成。

（7）工程指标。钢材总用量为51.2kg/m²。

结计-13 屋面檩条计算

一、设计信息

钢梁钢材：Q235。

梁跨度（m）：6.000。

梁平面外计算长度（m）：3.000。

钢梁截面：冷弯薄壁卷边槽钢：

C160×60×20×2.5；

H×B×A×T=160×60×20×2.50。

容许挠度限值[v]：1/180=33.333（mm）。

强度计算净截面系数：1.000。

计算梁截面自重作用：计算。

简支梁受荷方式：竖向单向受荷。

荷载组合分项系数：按荷载规范自动取值。

二、设计依据

1.《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）

2.《钢结构设计规范》（GB 50017—2003）

三、简支梁作用与验算

1.截面特性计算

A=7.4800e-004；X_c=1.8500e-002；Y_c=8.0000e-002；

I_x=2.8813e-006；I_y=3.5960e-007；

i_x=6.2100e-002；i_y=2.1900e-002；

W_1x=3.6020e-005；W_2x=3.6020e-005；

W_1y=1.9470e-005；W_2y=8.6600e-006。

2.简支梁自重作用计算

梁自重荷载作用计算：

简支梁自重（kN）：G=3.5231e-001；

自重作用折算梁上均布线荷载（kN/m）p=5.8718e-002。

3.梁上恒荷载作用

荷载编号 荷载类型 荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2

1 1 0.25 0.00 0.00 0.00

4.梁上活荷载作用

荷载编号 荷载类型 荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2

1 1 0.40 0.00 0.00 0.00

5.单工况荷载标准值作用支座反力（压为正，单位：kN）

△ 恒载标准值支座反力

左支座反力：R_d1=0.926，右支座反力：R_d2=0.926。

△活载标准值支座反力

左支座反力：R₁₁=1.200，右支座反力：R₁₂=1.200。

6.梁上各断面内力计算结果

△组合1：1.2恒+1.4活

断面号：1 2 3 4 5 6 7

弯矩（kN·m）：0.000 1.279 2.326 3.140 3.722 4.071 4.187

剪力（kN）：2.791 2.326 1.861 1.396 0.930 0.465 0.000

断面号：8 9 10 11 12 13

弯矩（kN·m）：4.071 3.722 3.140 2.326 1.279 0.000

剪力（kN）：-0.465 -0.930 -1.396 -1.861 -2.326 -2.791

△组合2：1.35恒+0.7×1.4活

断面号：1 2 3 4 5 6 7

弯矩（kN·m）：0.000 1.112 2.022 2.730 3.235 3.538 3.639

剪力（kN）：2.426 2.022 1.618 1.213 0.809 0.404 0.000

断面号：8 9 10 11 12 13

弯矩（kN·m）：3.538 3.235 2.730 2.022 1.112 0.000

剪力（kN）：-0.404 -0.809 -1.213 -1.618 -2.022 -2.426

7.简支梁截面强度验算

简支梁最大正弯矩（kN·m）：4.187（组合：1；控制位置：3.000m）。

有效截面特性计算：全截面有效。

强度计算最大应力（N/mm²）：116.243<f=205.000。

简支梁抗弯强度验算满足。

简支梁最大作用剪力（kN）：2.791（组合1；控制位置：0.000m）。

简支梁抗剪计算应力（N/mm²）：8.653<f_v=125.000。

简支梁抗剪承载能力满足。

8.简支梁整体稳定验算

平面外长细比λ_y：136.986。

梁整体稳定系数ϕ_b：0.796。

简支梁最大正弯矩（kN·m）：4.187（组合：1；控制位置：3.000m）。

有效截面特性计算：全截面有效。

简支梁整体稳定计算最大应力（N/mm²）：146.118<f=205.000。

简支梁整体稳定验算满足。

9.简支梁挠度验算

△ 标准组合：1.0恒+1.0活

断面号：1 2 3 4 5 6 7

弯矩（kN·m）：0.000 0.974 1.772 2.392 2.835 3.101 3.189

剪力（kN）：2.126 1.772 1.417 1.063 0.709 0.354 0.000

断面号：8 9 10 11 12 13

弯矩（kN·m）：3.101 2.835 2.392 1.772 0.974 0.000

剪力（kN）：-0.354 -0.709 -1.063 -1.417 -1.772 -2.126

简支梁挠度计算结果：

断面号：1 2 3 4 5 6 7

挠度值（mm）：0.000 5.267 10.137 14.272 17.413 19.372 20.037

断面号：8 9 10 11 12 13

挠度值（mm）：19.372 17.413 14.272 10.137 5.267 0.000

最大挠度所在位置：3.000m。

计算最大挠度：20.037（mm）<容许挠度：33.333（mm）。

简支梁挠度验算满足。(www.xing528.com)

简支梁验算满足。

结计-14 吊车梁计算

一、设计信息

钢梁钢材：Q345。

梁跨度（m）：6.000。

梁平面外计算长度（m）：3.000。

钢梁截面：焊接组合H形截面：

H×B₁×B₂×T_w×T₁×T₂=600×300×340×8×12×12

容许挠度限值[v]：1/400=15.000（mm）。

强度计算净截面系数：1.000。

计算梁截面自重作用：计算。

简支梁受荷方式：竖向、水平向双向受荷。

荷载组合分项系数按荷载规范自动取值。

二、设计依据

1.《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）

2.《钢结构设计规范》（GB 50017—2003）

三、简支梁作用与验算

1.截面特性计算

A=1.2288e-002；X_c=1.7000e-001；Y_c=3.1148e-001；

I_x=7.8970e-004；I_y=6.6329e-005；

i_x=2.5351e-001；i_y=7.3470e-002；

W_1x=2.5353e-003；W_2x=2.7371e-003；

W_1y=3.9017e-004；W_2y=3.9017e-004。

2.简支梁自重作用计算

梁自重荷载作用计算：

简支梁自重（kN）：G=5.7876e+000；

自重作用折算梁上均布线荷载（kN/m）p=9.6461e-001。

3.梁上活荷载作用

荷载编号 荷载类型 荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2

竖向作用荷载：

1 4 96.00 3.00 0.00 0.00

水平作用荷载：

1 4 2.83 3.00 0.00 0.00

4.单工况荷载标准值作用支座反力（压为正，单位：kN）

△恒载标准值支座反力

左支座竖向反力：R_dy1=2.894，右支座反力：R_dy2=2.894；

左支座水平反力：R_dx1=0.000，右支座反力：R_dx2=0.000。

△活载标准值支座反力

左支座竖向反力：R_ly1=48.000，右支座反力：R_ly2=48.000；

左支座水平反力：R_lx1=1.415，右支座反力：R_lx2=1.415。

5.梁上各断面内力计算结果

△组合1：1.2恒+1.4活

断面号：1 2 3 4 5 6 7

竖向弯矩（kN·m）：0.000 35.192 70.094 104.707 139.030 173.064 206.809

竖向剪力（kN）：70.673 70.094 69.515 68.936 68.3586 7.779 -67.200

水平弯矩（kN·m）：0.000 0.990 1.981 2.971 3.962 4.952 5.943

水平剪力（kN）：1.981 1.981 1.981 1.981 1.981 1.981 -1.981

断面号：8 9 10 11 12 13

竖向弯矩（kN·m）：173.064 139.030 104.707 70.094 35.192 0.000

竖向剪力（kN）：-67.779 -68.358 -68.936 -69.515 -70.094 -70.673

水平弯矩（kN·m）：4.952 3.962 2.971 1.981 0.990 0.000

水平剪力（kN）：-1.981 -1.981 -1.981 -1.981 -1.981- 1.981

△组合2：1.35恒+0.7×1.4活

断面号：1 2 3 4 5 6 7

竖向弯矩（kN·m）：0.00 25.311 50.296 74.955 99.289 123.297 146.980

竖向剪力（kN）：50.947 50.296 49.644 48.993 48.342 47.691 -47.040

水平弯矩（kN·m）：0.000 0.693 1.387 2.080 2.773 3.467 4.160

水平剪力（kN）：1.387 1.387 1.387 1.387 1.387 1.387- 1.387

断面号：8 9 10 11 12 13

竖向弯矩（kN·m）123.297 99.289 74.955 50.296 25.311 0.000

竖向剪力（kN）：-47.691 -48.342 -48.993 -49.644 -50.296 -50.947

水平弯矩（kN·m）：3.467 2.773 2.080 1.387 0.693 0.000

水平剪力（kN）：-1.387 -1.387 -1.387 -1.387 -1.387 -1.387

6.局部稳定验算

翼缘宽厚比：B/T=13.83>容许宽厚比[B/T]=12.4，构造不满足，注意强度保证。

腹板计算高厚比：H₀/T_w=72.00>容许高厚比[H₀/T_w]=66.0，构造不满足，注意增加加劲板。

7.简支梁截面强度验算

简支梁强度计算控制弯矩（kN·m）：M_x=206.809，M_y=5.943；（组合：1；控制位置：3.000m）。

强度计算最大应力（N/mm²）：94.265<f=310.000。

简支梁抗弯强度验算满足。

简支梁最大作用剪力（kN）：70.673（组合：1；控制位置：0.000m）。

简支梁抗剪计算应力（N/mm²）：16.316<f_v=180.000。

简支梁抗剪承载能力满足。

8.简支梁整体稳定验算

平面外长细比λ_y：40.833。

梁整体稳定系数ϕ_b：1.000。

简支梁稳定计算控制弯矩（kN·m）：M_x=206.809，M_y=5.943（组合：1；控制位置：3.000m）。

简支梁整体稳定计算最大应力（N/mm²）：88.250<f=310.000。

简支梁整体稳定验算满足。

9.简支梁挠度验算

△ 标准组合：1.0恒+1.0活

断面号：1 2 3 4 5 6 7

弯矩（kN·m）：0.000 25.326 50.412 75.256 99.858 124.220 148.341

剪力（kN）：50.894 50.412 49.929 49.447 48.965 48.482 -48.000

断面号：8 9 10 11 12 13

弯矩（kN·m）：124.220 99.858 75.256 50.412 25.326 0.000

剪力（kN）：-48.482 -48.965 -49.447 -49.929 -50.412 -50.894

简支梁挠度计算结果：

断面号：1 2 3 4 5 6 7

挠度值（mm）：0.000 0.684 1.329 1.897 2.349 2.647 2.755

断面号：8 9 10 11 12 13

挠度值（mm）：2.647 2.349 1.897 1.329 0.684 0.000

最大挠度所在位置：3.000m。

计算最大挠度：2.755（mm）<容许挠度：15.000（mm）。

简支梁挠度验算满足。

简支梁验算满足。