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PKPM钢结构设计软件STS 2003.12新规范版本修改要点

Ø STS软件经过2002年9月16日，2003年6月20日，2003年12月15日三次升级，完成了按照最新规范的修改，全面体现了新规范规定：
建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)
建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)
混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)
基础设计规范(GB 50007-2002)
冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002）
门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102:2002）
钢结构设计规范（GB50017-2003）
Ø 新规范版本STS除了体现新规范的条文规定，还增加了很多新的功能：例如连续檩条计算，组合梁计算，蜂窝梁计算，简支梁计算，基本构件计算，屋面支撑、柱间支撑计算与施工图，门式刚架钢材订货表和高强度螺栓表，框架支撑连接设计和施工图绘制等功能。根据广大用户反馈的意见和建议，程序各个模块的功能都有较大的改进。
Ø 新规范版本STS对用户手册、技术条件都进行了修改（用户手册、技术条件版本时间为2003年12月）。
Ø 新规范版本STS兼容以前程序版本的工程数据，在程序安装
光盘中提供各种模型的例题。

中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部
2003.12

一. PK交互输入与修改主要改动
1． 使用新的新建、打开文件方式。
2． 节点荷载的输入：恒、活可以输入弯矩、垂直力和水平力。
3． 扩展型钢库，增加冷弯薄壁型钢库部分截面的定义和查询。
4． 增加交互输入互斥活荷载。
5． 增加交互输入水平地震力。
6． 增加了截面定义时，截面特性的计算和查询。
7． 增加选择吊车资料，自动计算和导入吊车荷载。
8． 增加了按照钢结构规范验算时，可变荷载挠度的控制值。
注：带下划线部分为2003.12月新增功能，下同。
9． 增加输入双层吊车荷载。
10． 参数输入修改较多，总页面增加，根据新的抗震规范的要求，取消了远、近震的划分，新增了设计地震分组信息，同时增加了阻尼比参数的输入。
11． 可以修改荷载分项系数和组合系数。
12． 可以选择是否考虑活荷载最不利布置。
13． 把结构类型和规范选择分开，分4种结构类型：
i. 单层钢结构厂房；阻尼比默认值取0.05。
ii. 门式刚架轻型房屋钢结构；阻尼比默认值取0.05。
iii. ≤12层的钢结构；阻尼比默认值取0.035。
iv. ＞12层的钢结构；阻尼比默认值取0.02。
如果不考虑地震作用，分别按照用户选择的设计规范控
制板件宽厚比。如果考虑地震作用，对于门式刚架轻型房屋钢结构，不按抗震规范控制构件板件宽厚比；对于其他3中结构类型，按抗震规范控制构件板件宽厚比。
14． 分4本钢结构验算规范：
i. 钢结构设计规范GB50017-2003
ii. 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102-2002
iii. 上海市标准
iv. 冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002
15． 增加参数：门式刚架斜梁是否按压弯构件计算平面内稳定，缺省不算
16． 增加参数：交互输入多台吊车荷载组合折减系数
17． 增加参数：单层厂房阶形柱计算长度折减系数。
18． 增加参数：结构计算控制信息，如长细比，挠度，侧移等限值，用于结构计算结果的控制，当计算值大于控制值时，相应结果图形输出中用红色显示。
19． 增加参数：地震效应增大系数（抗震规范GB50011 5.2.3条）

三. 二维结构计算、以及截面优化程序主要改动
1、 荷载效应基本组合按照新的荷载规范GB 50009-2001第3.2.3条组合原则进行。无吊车的情况下，梁柱的基本组合数各为56组；有吊车时，柱的基本组合数为164组，梁为92组。

2、 地震作用按抗震规范GB 50011-2001计算。
3、 混凝土构件的配筋计算按GB50010-2002具体规定采用。
4、 独立基础设计按GB50007-2002计算。
5、 新修改了以下新规范计算内容：
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002)；
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)。
《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)。
注：有关新规范的详细修改内容见新的《STS技术条件》（2003.12）。
6、 全面改进和扩展了冷弯薄壁型钢截面按新规范GB50018-2002的计算。
7、 全面按新的《钢结构设计规范》GB50017-2003修改了构件验算内容，如：梁考虑腹板屈曲后强度计算、根据翼缘的宽厚比自动判断验算时是否考虑截面塑性发展、厚板d类截面的增加、压弯构件单轴对称截面计及扭转效应换算长细比的计算、线刚度比计算考虑横梁轴力及远端连接情况线刚度的调整、含摇摆柱的无支撑纯框架对非摇摆柱计算长度的修正等。线刚度比计算时，柱底铰接默认按平板支座处理（线刚度比0.1），柱底刚接，线刚度比取10。
8、 改进了风荷载与活荷载，风荷载与吊车荷载的荷载效应组合。
9、 可对位于同一跨的上下双层吊车按双层吊车组合的条件计算。
10、 总控制信息增加：

i. 结构类型。
ii. 验算规范。
iii. 门式刚架梁验算控制：门式刚架梁是否按压弯构件验算平面内稳定。
iv. 调整与结果控制信息增加，并相应增加分析结果验算。
v. 单层厂房阶形柱计算长度折减系数。
vi. 增加单双跨吊车荷载折减系数。
vii. 拉、压杆长细比控制。
viii. 钢梁跨度/挠度控制。
ix. 柱顶位移控制。
当计算值大于控制值时，相应结果图形输出中用红色显示。
11、 计算与结果输出控制
i. 增加了超限信息输出文件，可以快速的查看所有的超限信息：包括强度、稳定、局部稳定、长细比、挠跨比、柱顶位移等超限信息，同时所有的信息同样更详细记录于结果输出文件中，便于进一步查看。
ii. 图形输出强度、稳定均以应力比方式输出，并增加后处理即时控制参数条件修改，可即时查看和修改应力利用水平、位移控制等超限信息。
iii. 调整基础计算、输出及控制，所有与基础计算相关信息及基础设计结果均在基础计算文件中输出。
iv. 梁均采用挠跨比方式控制输出，梁挠度图中增加挠跨比并
增加控制信息，解决了梁上柱挠度计算及跨度问题。按门式刚架规程计算同时给出了斜梁坡度变化率图形输出，按钢结构设计规范还按新规范给出了活荷载作用的挠度图与挠跨比控制。
v. 增加高厚比、宽厚比控制，按单层工业厂房、多层钢框架、高层钢框架、门式刚架根据相应规范《钢结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》分别共同控制。
vi. 增加左右地震作用节点位移输出（结果文件与图形），位移计算按振型分解法计算，地震作用柱顶位移同时起到控制作用。
vii. 增加门式刚架梁是否按压弯构件验算平面内稳定。
viii. 改进了门式刚架女儿墙杆件输入时，对刚架侧移刚度与计算长度计算的影响。程序自动搜索女儿墙杆件，对女儿墙杆件计算长度按线刚度比计算。
ix. 门式刚架摇摆柱，考虑非理想铰接，程序自动对设计内力增大1.5倍。

12、 优化程序修改
i. 所有二维结构计算按新规范的修改。
ii. 门式刚架优化全面改进，优化后截面考虑了截面的连续性、板件宽度的可选性，优化结果考虑了板件的宽厚比、构件
的长细比、变截面构件的楔率变化、梁的挠跨比及斜梁的坡度变化率等。结果可以直接传到结构计算。
iii. 设计限值控制条件均改为应力比控制。
iv. 门式刚架优化柱顶位移控制限值默认值修改为：1/60。

四. 门式刚架节点设计与施工图主要改动
1. 将檩托布置移到设梁拼接点菜单，增加了檩托的形式，增加了柱上檩托。
2. 所有梁柱节点采用下部伸出形式。
3. 增加了柱顶柱托梁的刚架节点形式。
4. 增加了屋脊节点端板下部伸出，上部不伸出的节点形式。
5. 增加了毗屋梁端铰接节点的设计。
6. 增加了标准H型钢截面构件的节点设计，修改了材料表。
7. 节点设计提供2种算法。
8. 节点设计可以自动调整螺栓直径，可以采用不同直径的高强度螺栓。
9. 节点设计补充了反向弯矩的验算。
10. 端板翼缘内部加劲肋可以间隔1个螺栓布置，也可以间隔2个螺栓布置，由程序计算确定。
11. 柱脚节点可以采用不同直径的锚栓。
12. 节点修改可以动态的显示修改结果。
13. 节点修改后，可以立即重新设计，刷新刚架施工图。

14. 构件图包括腹板，加劲肋的零件放样图，补充了构件上檩托的绘图和位置、编号，可以直接用于加工。
15. 构件之间的零件进行了合并。
16. 增加了钢材订货表和高强度螺栓表。

五. 门式刚架屋面墙面设计主要改动
1. 程序改进很大，不但可以布置屋面、墙面构件，统计用钢量和报价，还可以在布置图中点取檩条，墙梁，隅撑，屋面支撑，柱间支撑等构件进行计算或绘图。当点取构件计算时，计算所需要的参数能够从整体模型中提取的，程序会作为默认参数传递到构件计算对话框中。
2. 增加双C形口对口、双C形背对背、高频焊接H型钢三种形式檩条的布置、计算和详图绘制。
3. 增加双角钢柱间支撑的交互布置、计算和详图绘制。
4. 增加双片柱间支撑的交互布置和详图绘制。
5. 改进门形柱间支撑的布置，在交互布置时可以定义上部桁架的节间数n（可以为4，6，8），增加门形柱间支撑的详图绘制。
6. 改进角钢柱间支撑详图绘制程序，绘制详图时增加控制按钮：由用户选择是否画角部节点板，以及角钢中间断开或连续。
7. 增加交互设置抗风柱，点取选择抗风柱进行计算和绘制详图。
8. 隅撑布置时新增隅撑孔位置控制参数的定义；增加隅撑节点类型C（隅撑与腹板下端的加劲板相连）的交互布置、计算和详
图绘制。
9. 檩条详图中新增斜拉条孔和隅撑孔。
10. 增加拉条（直拉条、撑杆、斜拉条）详图的绘制和材料统计。
11. 增加整体结构的三维线框透视图，三维模型图和渲染图。

六. 檩条、墙梁、隅撑计算与施工图主要改动
1． 荷载效应组合按照新的荷载规范GB50009-2001的要求组合。
2． 檩条计算有关风荷载体形系数，根据用户选择的规范，分别按照荷载规范GB 50009，或者门式刚架规程CECS102:2002给出默认值。
3． 增加了连续檩条计算，考虑了截面变化、弯矩调幅和活荷载不利布置。
4． 增加双C形口对口、双C形背对背、高频焊接H型钢、国标宽窄翼缘H型钢、普通槽钢和轻型槽钢六种形式檩条、墙梁的计算和相应的檩条详图绘制。
5． 简支檩条计算参数设置中增加参数：屋面板跨度、轴力设计值和构造保证下翼缘风吸力作用稳定性。
6． 墙梁计算参数设置中增加参数：构造保证风吸力内翼缘侧向稳定性。
7． 简支檩条、墙梁计算时的计算方法根据不同的截面形式而变化。
8． 檩条、墙梁计算时可以设置三道、四道拉条。

9． 隅撑与檩条连接图的修改（当相连檩条形式为双C形口对口、双C形背对背、高频焊接H型钢、国标宽窄翼缘H型钢、普通槽钢和轻型槽钢）。
10． 增加隅撑节点形式C的详图绘制。
11． 增加双角钢柱间支撑详图绘制。
12． 增加双片柱间支撑详图绘制。
13． 增加门形柱间支撑详图绘制。
14． 增加国标宽、窄翼缘H型钢抗风柱的详图绘制。
15． 抗风柱绘图增加墙梁信息设置，并在抗风柱详图中体现墙檩托位置。
16． 增加拉条详图的绘制；
17． 增加多种节点详图的绘制，包括檩条及拉条安装节点、柱脚安装节点、天沟构造节点等；

七. 吊车梁设计与施工图主要改动
1． 吊车数据输入中，原来的输入的工作制改为输入工作级别，吊车原工作制等级与新的工作级别对应关系为：A1～A3对应轻级、A4～A5对应中级、A6～A7对应重级、A8对应超重级。
2． 根据钢结构设计规范GB50017，取消了横向水平荷载增大系数，对重级工作制吊车考虑了由于吊车摆动引起的横向水平力；修改了局部承压计算，腹板局部稳定计算以及加劲肋的设计；吊车竖向挠度按照一台起重量最大的吊车计算，挠度控制根据新
规范控制。
3． 根据钢结构设计规范GB50017，不但对重级工作制吊车梁，而且对应力变化次数≥5×104次的中级工作制吊车梁也可以进行疲劳计算。
4． 改进了吊车梁计算数据输入对话框。
5． 增加了单侧10，12，14，16个轮的吊车数据输入和计算。
6． 增加了考虑其他荷载（如走道板活荷载、吊挂荷载等荷载）作用的弯矩、剪力增大对吊车梁计算的影响。
7． 吊车梁施工图可以绘制变截面吊车梁（端部高度小于吊车梁总高），可以绘制同时设置横向加劲肋和纵向加劲肋时的吊车梁施工图。
8． 完善了吊车梁详图绘制，可以绘制吊车梁，制动板，制动桁架，辅助桁架，下翼缘水平支撑的施工图详图。

八. 三维框架节点设计与施工图主要改动
1、 全楼连接节点设计
Ø 完成了支撑节点的设计。
Ø 按照抗震规范进行了梁柱连接和拼接连接的连接极限承载力验算，当验算结果不满足时进行自动调整。
Ø 设计方法由程序自动选择。
Ø 设计参数增加了梁柱全焊节点，梁拼接位置根据梁跨度和截面高度确定。

Ø 增加了非正交梁柱的连接节点、钢管柱节点、钢管柱脚的设计与施工图。
Ø 节点设计可以单独修改各节点的连接螺栓直径，连接方式等参数，做到各个节点可以有不同的设计参数和连接方式，对节点设计结果可以进行修改和重新归并。
Ø 连接板可以选择单连接板或双连接板，程序也可以通过计算调整。
Ø 改进了柱脚设计，柱脚锚栓根据需要可以间隔多个加劲肋排列。
Ø 计算结果的输出也更加详细，使程序计算更加透明化，便于用户校核。

2、 画三维框架节点施工图
Ø 增加了带支撑节点的施工图。
Ø 节点大样图提供了全新的节点图绘制方式，适合于出设计图的单位。同时增加了平面布置图、立面布置图，三维模型图的生成，精确统计全楼材料的钢材订货表生成模块。
Ø 节点大样图在选择节点后可以立即自动布置图面，绘制施工图，施工图的表达采用三维数据，可以绘制节点的各方向视图，细致标注了构件截面，细部尺寸，焊缝，螺栓孔，连接板等数据，还可以选择是否绘制所选节点的轴测图。
Ø 平面布置图可以绘制各楼层布置图，可以标注构件轴网尺寸，
轴线号，截面名称，归并号，编号等。
Ø 立面布置图能够指定任意一榀框架生成框架立面图，标注构件轴网尺寸，轴线号，截面名称，归并号，编号，楼层标高等。
Ø 三维模型图能够可以绘制各楼层，各构件，各节点，全楼的三维模型图，三维模型图真实的体现了结构的实际情况，表示了梁、柱、连接板、连接螺栓、垫板、加劲肋等零件的空间位置，还可以用实时漫游功能进行各种角度的观察，观察节点的构造和连接情况。
Ø 精确统计全楼材料能够提供精确的全楼钢材订货表及螺栓表。

3、 画三维框架构件施工详图
Ø 增加了支撑构件施工图。
Ø 适合于出构件详图的单位。
Ø 构件详图在选择构件后可以立即自动布置图面，绘制构件施工图，细致标注了构件截面，细部尺寸，焊缝，螺栓孔，连接板等数据，绘制材料表和图纸说明。
Ø 平面布置图可以绘制各楼层布置图，绘制所选楼层梁构件的构件表，可以标注构件轴网尺寸，轴线号，截面名称，归并号，编号等。
Ø 立面布置图能够指定任意一榀框架生成框架立面图，绘制所选立面梁构件、柱构件的构件表，标注构件轴网尺寸，轴线号，截面名称，归并号，编号，楼层标高等。

Ø 三维模型图（和节点施工图中相同）。
Ø 绘制全楼梁、柱构件表。
九. 工具箱新增功能
1、 支撑计算与施工图
用于交互式输入屋面支撑，柱间支撑，进行计算和绘制施工图。

2、 钢框架节点计算工具
用于交互式输入梁柱截面，端板内力，连接方式，进行梁柱连接，梁梁连接，柱脚（包括有支撑的节点）节点的计算和绘制施工图。

3、 抗风柱计算
用于抗风柱的内力，强度，稳定性，长细比，挠度计算，可以选择根据门式刚架规程和钢结构设计规范进行设计。

4、 蜂窝梁计算
进行简支蜂窝梁的内力计算及强度、稳定、挠度验算，或非简支情况下，用户输入设计内力，根据用户输入的设计内力进行强度、稳定验算。

5、 组合梁计算
按照钢结构新规范GB50017-2003对钢与混凝土组合梁进行设
计，能够完成简支或连续组合梁施工阶段的强度、稳定、变形的验算，使用阶段的强度、变形验算，以及进行抗剪连接件设计。

6、 简支梁计算
对简单的简支梁情况，进行内力分析（包括支座反力计算），强度、稳定验算，挠度验算等。

7、 钢结构基本构件计算
用于在已知构件设计内力的情况下，按照规范相关规定对构件的强度、稳定进行验算。

8、 吊车梁平面布置与安装节点图
由用户定义各种类型的吊车梁截面（包括制动结构），然后在三维建模的基础上读出平面网格，在平面网格上交互式布置吊车梁，这样就可以形成吊车梁布置的空间数据，可以很直观的绘制吊车梁平面布置图，纵向剖面图；用户在平面布置图中选择节点，程序可以根据节点的位置，绘制安装节点图。

9、 选择吊车梁画施工详图
选择吊车梁画施工详图是在吊车梁平面布置的基础上，由用户选择要绘制施工图的吊车梁，然后程序根据梁截面类型和平面位置，自动绘制吊车梁施工图。

十. 新增复杂空间结构建模及分析
是一个简化版本，在STS中只用于空间杆系结构建模和分析，不能输入和分析楼板，洞口，剪力墙，斜板等构件，如果要分析这些构件，需要在PMSAP软件中使用，不能在STS软件中使用。菜单在：钢结构－>其他结构－>“C、复杂空间结构建模与分析”，软件对于塔架、空间桁架、网架可以快速建模，可以在空间模型中布置构件、荷载；直接进行结构三维分析计算，可以按照钢结构设计规范对构件进行强度、稳定性验算。