用PKPM进行钢结构设计时的常见问题及详细解答（1）

1、钢梁拼接处用内力设计一般就能满足设计要求，为什么还要采用等强设计？

答：从概念上讲，拼接位置是构件的连续位置，如果按照内力进行拼接位置节点设计势必造成该位置承载力比连续部位要弱，该位置成为薄弱部位，在强风强震，及其他偶然情况下都很可能率先破坏，造成连续倒塌等安全隐患，所以该位置按等强设计是十分必要的。这里说的概念设计是从抵抗不利情况出发的，我们在设计时考虑的地震作用一般为多遇地震作用，也就是小震情况，而我们要通过概念设计以及相关构造保证在设防地震（中震）以及罕遇地震作用甚至是极罕遇地震下的结构安全，此时结构中很多构件出现塑性，在此情况，如果拼接节点是先于构件破坏的，那么整个结构成为机构，后果不堪设想。从规范角度来说，抗规8.2.8等条文也提到了等强连接设计以及强节点弱构件的相关验算，足见节点的重要性。

2、根据门式刚架规范4.1.3条条文说明“当屋面均布荷载标值取0.5KN/m2时，可不考虑最不利布置”计算屋面连续檩条时活荷载取0.5kN/m2时，就可以不考虑其最不利布置？

答：首先在考虑此条时应根据具体情况而定，规范中规定“本条所指的活荷载仅指屋面施工及检修时的人员荷载”同时此条表述与旧版规程类似。首先该条继承了旧规程3.2.2的说法是主要针对刚架构件而言的，刚架构件一般包括刚架梁、柱构件，对于檩条、墙梁等围护构件的计算新版规范没有单独提出，旧版规程则提出“屋面构件计算时的活荷载取值大于刚架构件计算时的取值是合理的”。活载不利布置是一般活荷载的一种属性，即可变荷载存在加载位置的随机性，例如楼面或楼面各个房间在不同时间呈现不同的人员分布，屋面雪荷载随着背阴、向阳位置、遮挡及随着太阳位置的变化，对于雪的融化及再次冻结都会产生影响，所以门式刚架规范中4.3.5也考虑了类似不利布置的情况。规范4.1.3条的规定认为人员及检修荷载取到相应数值时按照一次性加载也有较大概率能够包络活载不利布置的情况，对于雪荷载等其他活荷载类型还要根据具体情况而定。

3、采用STS钢结构施工图进行梁柱铰接节点设计时，验算腹板螺栓受剪时，为何程序给出的螺栓所受最大剪力与结果相差较大？

答：如下图所示，当螺栓列数大于2列时，梁端剪力V和螺栓群中心会存在水平向的偏心距，从而产生附加弯矩，附加弯矩M=V*Xe。然后程序会根据此弯矩和剪力按照剪弯螺栓群进行计算，采用下列公式进行计算：

Nv=(M*x_max)/(Σx_i^2)+V/nbolt，当Nv>N_v^b时，程序则会调整螺栓直径或增加螺栓个数，再次计算，直到迭代计算满足要求后，输出最后的螺栓所受最大剪力Nv，所以此时，螺栓所受的最大剪力比纯剪状态要大。

4、钢结构门式钢架设计自动生成的柱脚图中为什么没有抗剪键？

答：程序在抗剪验算考虑设置抗剪键的，当满足V≤μN，其中μ为摩擦系数，此时说明底板摩擦力就能抵抗剪力，不需要设置抗剪键，同时在节点计算书中会输出柱脚抗剪验算是否满足要求的结果。

5、门式刚架出图时，柱端板域内的斜加劲肋特别厚是什么原因？如何调整？

答：门式刚架规范10.2.7第5条规定了柱端转动刚度与梁线刚度的关系，即R≥25EIb/Lb，R为刚架梁柱节点转动刚度，以保证梁柱节点能够有足够的转动刚度。模型中梁线刚度比柱要大得多，造成验算结果不满足，并且节点转动刚度与梁线刚度的差值非常大，差值就是需要斜加劲肋所要提供的刚度，所以程序计算的柱节点域内斜加劲肋厚度就非常厚了，此时需要调整梁、柱截面尽量满足此条要求，可以减小该加劲肋厚度。

如果由于条件限制，不能对梁柱做较大的调整时，也要采取措施，增加由于梁柱之间未实现刚接时，对于梁跨中部位的影响，应适当增大强度、稳定以及梁挠度的富裕度，保证结构安全。

6、根据抗震规范表8.1.3下的注2：当某个部位各构件的承载力满足2倍地震作用组合下的内力要求是，7~9度的构件抗震等级应允许按降低一度确定在SATWE中应该如何考虑？

答：该条要求在SATWE中需要人工修改参数来执行，首先在参数中将地震影响系数最大值αmax修改为原来的2倍，然后计算得到相应的结果，人工判断强度和稳定是否满足要求，对于满足要求的构件，返回特殊构件定义中将其抗震等级修改为降低一度之后的抗震等级，再按照原来的地震动参数进行计算即可。

7、有围护结构和无围护的门式刚架除了按照门规确定的风荷载体型系数不同外，能考虑围护结构挡风面积吗？

答：首先有无围护结构并不是封闭式和敞开式的具体的判断条件，还要根据开窗比例判断是否为部分封闭式结构，封闭式、部分封闭式和敞开式三种形式决定了风荷载体型系数（门规称为风荷载系数）的不同取值。二维pk中通过用户定义的迎风宽度和构件高度确定风荷载标准值大小，不会自动考虑有无围护的情况。通过Satwe等三维分析程序并不会的自动判断有无围护结构计算风荷载受荷面积，需要人工调整风荷载或通过定义镂空层实现无围护结构的风荷载正确统计。