用PKPM工具箱計(jì)算檁條常見錯誤糾正

1、用PKPMX具箱計(jì)算檯條常見錯 誤糾正用 PKPM工具箱計(jì)算檁條常見錯誤糾正 第一部分：檁條計(jì)算 - 用 PKPM工具箱計(jì)算檁條 我們在進(jìn)行車間和庫房設(shè)計(jì)時，經(jīng)常要計(jì)算檁條，由于手算比較繁雜，很多人用 PKPM 工具箱來計(jì)算檁條。但是在使用 PKPM工具箱計(jì)算時，由于不能正確的選用參數(shù)，所以 提供的計(jì)算書往往錯誤很多， 當(dāng)然也就不能準(zhǔn)確計(jì)算出所需檁條的規(guī)格。 實(shí)際上，PKPM 工具箱檁條的計(jì)算版面格式是為門規(guī)庫房量身定做的，并且風(fēng)荷載的計(jì)算參數(shù)設(shè) 置是完全按照門規(guī)要求來的，即沒有按照荷規(guī)設(shè)置陣風(fēng)系數(shù)等參數(shù)。那么什 么樣的結(jié)構(gòu)是符合門規(guī)的結(jié)構(gòu)？門規(guī)附錄 A.0.1 條文說明指出：當(dāng)柱腳鉸接 且剛

2、架的 L/h 大于 2.3 和柱腳剛接且 L/h 大于 3 的低矮房屋計(jì)算風(fēng)荷載時應(yīng)該按照 門 規(guī)取值，而不應(yīng)按照荷規(guī)來取值。 所以我們平時進(jìn)行檁條計(jì)算時，就應(yīng)該分為兩種：符合門規(guī)的結(jié)構(gòu)按照門規(guī) 來計(jì)算、不符合門規(guī)的結(jié)構(gòu)要按照荷規(guī)來計(jì)算。實(shí)質(zhì)上，就是兩種風(fēng)荷載計(jì) 算方法不同而已，而風(fēng)荷載參數(shù)的正確選用對檁條的影響是至關(guān)重要的，下面就總結(jié) 一些利用 PKPM工具箱計(jì)算檁條時參數(shù)選取的注意點(diǎn)。一，參數(shù)選取1， 檁條形式：此項(xiàng)提供 12 種截面形式供選擇，一般常用“ C形檁條”及“ Z 形檁條”。 ,跨度大于 9m時檁條宜采用格構(gòu)式構(gòu)件 （門規(guī)6.3.1 條）。, 坡度較大時（i1 3）宜用直邊和斜

3、卷邊 Z 形檁條，這是因?yàn)楫?dāng)屋面坡度增大， Z 型檁條對稱于豎直 方向的抗彎截面模量利用率增大。 ,連續(xù)檁條宜采用 Z 形檁條，因其搭接方便可 通過可靠搭接實(shí)現(xiàn)剛接，從而可按連續(xù)梁計(jì)算。2， 截面名稱：與檁條形式相對應(yīng)。從節(jié)約用鋼量的角度， 選取的原則是“偏大不偏厚”。 比如 C180X70X20X2.5與 C220X75X20X2.0各初始設(shè)計(jì)條件相同時， 計(jì)算結(jié)果中強(qiáng)度、 撓度、穩(wěn)定性均相差無幾，二者的單重卻差別較大，在用量大的情況下可以節(jié)約不少用鋼。同理， C180X70X20X2.2也可用 C200X70X20X2.0代替，節(jié)約鋼材用量。設(shè) 計(jì)時選擇最優(yōu)的截面規(guī)格要通過計(jì)算比較確定。檁

4、條規(guī)格單位重量檁條規(guī)格單位重量C180X70X20X2.05.39kg/mC200X70X20X2.05.71kg/mC180X70X20X2.25.90kg/mC200X70X20X2.26.25kg/mC180X70X20X2.56.66kg/mC200X70X20X2.57.05kg/mC220X75X20X2.06.18kg/mC220X75X20X2.26.77kg/mC220X75X20X2.57.64kg/m3， 鋼材型號：默認(rèn)為 Q235鋼，市場上檁條 Q345鋼不常用。4， 屋面材料：默認(rèn)為壓型鋼板，其他選項(xiàng)有吊頂、鋼骨膨石板。壓型鋼板屋面又可分為單層壓型鋼板屋面、壓型鋼板復(fù)

5、合保溫屋面、夾芯板等。我們常用的是前兩種。 壓型鋼板構(gòu)造參見 （01J925-1、 06J925-2 、 08J925-3 ）壓型鋼板、夾芯板屋面及 墻體建筑構(gòu)造圖集。5， 屋面傾角：默認(rèn)為 5.711 為 10%的屋面坡度，根據(jù)實(shí)際情況修改。6， 檁條間距：默認(rèn)為 1.5 米。常用屋面檁條間距取值為 1.21.5 米。7， 檁條跨度：根據(jù)門剛間距填寫。8， 凈截面系數(shù)：一般考慮檁條開孔取 0.95.9， 屋面荷載： A,屋面自重（不含檁條自重） （KN/m2）: 默認(rèn)為 0.3 KN/m2. 用到的如果 是單層壓型鋼板，其自重一般不超過 0.1KN/m2，應(yīng)如實(shí)計(jì)算填寫；如果屋面采用夾 芯板

6、或復(fù)合保溫屋面，可根據(jù)建筑材料具體規(guī)格查荷規(guī)如實(shí)填寫，一般都不超 過 0.3 KN/m 2。此值對檁條計(jì)算風(fēng)吸力時有很大影響，所以要按實(shí)際填寫，不能偏 大。B, 屋面活載（ KN/m2）:取值 0.5 （門規(guī) 3.2.2 條、荷規(guī) 5.3.1 條），不能誤取 0.3 ，因?yàn)闄_條是屋面構(gòu)件， 只有計(jì)算剛架構(gòu)件時才能按 3.2.2 條注考慮取 0.3（門 規(guī) 3.2.2 條文說明）C, 雪荷載（ KN/m2）：據(jù)荷規(guī)表 E.5 取值。D, 積灰荷載（ KN/m2）: 據(jù)荷規(guī) 5.4 取值,我們飼料廠設(shè)計(jì)一般用不著。 E,施工荷載（作用在跨中） （KN）：取值不應(yīng)小于 1（荷規(guī) 5.5.1.1 條）

7、 10，屋面板能阻止檁條上翼緣側(cè)向失穩(wěn)：當(dāng)屋面板為壓型鋼板等有一定剛度的板材（這里指夾芯板或基板厚度大于 0.66mm 的壓型鋼板），且屋面板與檁條有可靠連接時，可以選擇“屋面板能阻止檁條上翼緣側(cè) 向失穩(wěn)”。通常說的可靠連接是指自攻釘連接，對于扣合式屋蓋，屋面板與檁條間有松 動余地，不能保證檁條上翼緣穩(wěn)定。當(dāng)選擇這個選項(xiàng)，在恒、活或風(fēng)壓力向下作用荷載下，檁條上翼緣受壓，則只計(jì)算 強(qiáng)度不計(jì)算穩(wěn)定。沒有選擇這個選項(xiàng)，則檁條上翼緣受壓時，強(qiáng)度、穩(wěn)定都需要計(jì)算。關(guān)于壓型鋼板能否阻止檁條失穩(wěn)的問題，有以下幾種說法：國標(biāo)圖集 10G521鋼檁條鋼墻梁中指出“屋面板材有足夠剛度（如壓型鋼板）且 與檁條牢固連

8、接時才可認(rèn)為能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)；當(dāng)屋面板采用剛度較弱的瓦 材材料或沒有與檁條牢固連接時不能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)” 。也就是說壓型鋼板是 具有足夠剛度能阻止檁條失穩(wěn)的，但圖集并沒有對壓型鋼板厚度作出要求。薄鋼規(guī)（ GB50018-2002）第 8.2.3 條及條文說明指出“當(dāng)檁條上下翼緣表面均 設(shè)置壓型鋼板，并與檁條牢固連接時，可不設(shè)拉條和撐桿。 ”這里強(qiáng)調(diào)的是上下均設(shè)置 拉條，也沒有對壓型鋼板的厚度作出要求。門規(guī)（2012 版）附錄 E及附錄 E條文說明指出附錄 E的適用條件之一是當(dāng)屋面 板基板厚度大于 0.66mm，此時認(rèn)為屋面板能阻止檁條上翼緣側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)。PKPM用戶手冊（ 2

9、010V2.1 版，2013 年發(fā)布）對工具箱計(jì)算檁條參數(shù)的相關(guān)說明也 按照門規(guī)采用 0.66mm做為劃分條件之一，從而采用不同的計(jì)算公式。綜上所述結(jié)合我們平時飼料廠涉及到的壓型鋼板厚度大多數(shù)都小于 0.66 ，而且較多 都采用扣合式連接，所以為了安全起見，我們不勾選此項(xiàng)，而通過計(jì)算拉條來維持上 翼緣的穩(wěn)定。同理，在我們沒有把握確認(rèn)屋面材料是有一定剛度的板材時（比如復(fù)合 保溫屋面的壓型鋼板厚度小于 0.66 ，且鋼絲網(wǎng)或鋁箔的剛度不能明確或估測） ，都不勾 選此項(xiàng)，此時通過設(shè)置拉條來維持上翼緣的穩(wěn)定。一般認(rèn)為夾芯板是具有足夠剛度的屋面材料， 與檁條牢固連接時是能阻止檁條側(cè)向 失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)的，此時

10、應(yīng)勾選此項(xiàng)。11， 構(gòu)造保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性： 當(dāng)檁條下翼緣作用有厚度超過 0.66mm的壓型鋼板，且與檁條有可靠連接，可以選 擇“構(gòu)造保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性” 。如果設(shè)置交叉拉條、 雙層拉條或型鋼拉條， 且拉條間距不大于 1.5m，這時檁條上下 翼緣都有約束， 且側(cè)向支撐間距都較小， 根據(jù)門規(guī) 6.3.7 條及條文說明， 可以勾選 “構(gòu) 造保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性” 。也就是說一般在下翼緣有設(shè)置拉條時，即可以勾選 “構(gòu)造保證下翼緣風(fēng)吸力作用穩(wěn)定性” 。當(dāng)選擇這個選項(xiàng)，在風(fēng)吸力向上作用荷載下，檁條下翼緣受壓，則只計(jì)算強(qiáng)度不計(jì) 算穩(wěn)定。沒有選擇這個選項(xiàng)，則檁條下翼緣受壓時，強(qiáng)度、穩(wěn)定

11、都需要計(jì)算。 12，拉條設(shè)置：根據(jù)門規(guī) 6.3.5 條、薄鋼規(guī) 8.2.3 條設(shè)置。設(shè)置交叉拉條、雙 層拉條還是設(shè)置單層拉條則要通過門規(guī) 6.3.6 條計(jì)算來確定。13，拉條作用：拉條作用“約束檁條上翼緣” “約束檁條上、下翼緣” “約束檁條下翼緣”三者如 何選擇？根據(jù)門規(guī) 6.3.6 條設(shè)置單層或者雙層拉條后選擇相應(yīng)的約束。門規(guī) 6.3.6 條設(shè)置拉條講的比較簡練，按其意思擴(kuò)展一下即：通常，在恒活荷 載的作用下，檁條上翼緣受壓，且現(xiàn)在常用的屋面板是咬合或暗扣的，不能起到阻止 檁條上翼緣失穩(wěn)的作用，故應(yīng)在檁條的上翼緣附近（ 1/3 處）設(shè)置拉條，拉條還起到承 擔(dān)沿屋面坡度方向的分力的作用（尤其

12、是在屋面坡度較大的情況下） ，所以是必設(shè)的。 當(dāng)檁條在風(fēng)吸力組合作用下，下翼緣受壓時，需要進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算。如滿足穩(wěn)定要求， 則可以不做處理；如不滿足穩(wěn)定要求，應(yīng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果在檁條的下翼緣附近（ 1/3 處） 增設(shè)拉條，即設(shè)雙拉條。簡單說，如果屋面板較重、多積雪地區(qū)拉條設(shè)在上翼緣，屋 面板較輕、多強(qiáng)風(fēng)地區(qū)拉條在下翼緣也應(yīng)設(shè)置。比如上海市標(biāo)準(zhǔn)輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī) 程（ DBJ08-68-97），第 6.4.3 中規(guī)定：當(dāng)在風(fēng)吸力情況下，檁條受力反號，拉條位置 宜在檁條下翼緣 1/3 腹板高度。拉條不應(yīng)設(shè)置在檁條中間，因?yàn)樵O(shè)置在中間對上下翼緣起不到約束作用，對此， 國標(biāo)圖集 10G521鋼檁條鋼墻梁與門規(guī)

13、 6.3.6 條及薄鋼規(guī) 8.2.3 條說法均 一致。14，驗(yàn)算規(guī)范：摘錄 PKPM用戶手冊（ 2010V2.1 版）對此相關(guān)的說明：對于冷彎薄壁型鋼檁條，可 以選擇按照門式鋼架規(guī)程或冷彎薄壁型鋼規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)算。選擇門規(guī)驗(yàn)算時，風(fēng)吸力下 翼緣穩(wěn)定驗(yàn)算方法可以選擇門規(guī)附錄 E計(jì)算或者門規(guī)（式 6.3.7-2 ）計(jì)算。當(dāng)為高頻焊 H 型鋼或者熱軋型鋼截面時， 可以選擇鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范或者門式剛架規(guī)程進(jìn)行校核。 選 擇不同的規(guī)范，驗(yàn)算方法有所不同，計(jì)算結(jié)果的變形控制也不一樣。風(fēng)吸力作用驗(yàn)算方法：選擇門規(guī)附錄 E計(jì)算或者門規(guī)（式 6.3.7-2 ）計(jì)算，二者在 計(jì)算結(jié)果上存在較大差異， 在設(shè)置拉條且拉條僅

14、約束上翼緣的情況下， 式 6.3.7-2 （即 薄鋼規(guī)范）的計(jì)算結(jié)果比按附錄 E 計(jì)算結(jié)果偏大；拉條同時約束上下翼緣時，附錄 E 計(jì)算結(jié)果偏大。用戶手冊中建議風(fēng)吸力作用選擇原則：（1），壓型鋼板屋面 （厚度大于 0.66mm），屋面與檁條有可靠連接（自攻螺釘?shù)染o 固件），設(shè)置單層拉條靠近上翼緣， （三個條件滿足時）選擇按照門規(guī)附錄 E 計(jì)算。（2），剛度較弱的屋面（塑料瓦材料等） 、非可靠連接的壓型鋼板（扣合式等） ， 應(yīng)選擇 6.3.7-2 式或冷彎規(guī)范計(jì)算，拉條的約束作用應(yīng)根據(jù)實(shí)際拉條設(shè)置情況選擇。 建議這時應(yīng)設(shè)置雙層拉條、交叉拉條或型鋼拉條，拉條同時約束上下翼緣。用戶手冊與門規(guī) 6.3.

15、7.3 條及附錄 E.0.1 條文說明說法基本一致。而對于墻 梁設(shè)計(jì)，有別于檁條， 門規(guī) 6.4.4.2 明確規(guī)定：外側(cè)設(shè)有壓型鋼板的墻梁在風(fēng)吸力 作用下的穩(wěn)定性，可按照附錄 E 計(jì)算。15，屋面板慣性矩：是指每米屋面板的慣性矩，按門規(guī)計(jì)算時，風(fēng)吸力作用按照附錄 E 計(jì)算，必須根 據(jù)所用屋面材料查詢相應(yīng)的慣性矩輸入該數(shù)據(jù)。16，軸力設(shè)計(jì)值：PKPM用戶手冊 （2010V2.1 版）：當(dāng)輸入軸力設(shè)計(jì)值大于 0，程序自動認(rèn)為所計(jì)算檁 條為剛性檁條，按照壓彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算書中將詳細(xì)給出壓彎構(gòu)件驗(yàn)算項(xiàng)目。不 論是否輸入軸力設(shè)計(jì)值，在計(jì)算結(jié)果最后，程序都會輸出在當(dāng)前屋面荷載作用下，檁 條所能承擔(dān)的最

16、大軸力設(shè)計(jì)值。17，風(fēng)荷載： A,建筑形式：封閉式和半封閉式，根據(jù)實(shí)際情況選擇。兩種形式下計(jì)算風(fēng)吸力差別 較大。B, 分區(qū)：中間區(qū)、邊緣帶、角部，嚴(yán)格來講三種分區(qū)應(yīng)分別計(jì)算和出具計(jì)算書。如 果只算中間區(qū)一種情況，邊緣帶的檁條布置也按照中間區(qū)布置，往往偏小，檁條設(shè)計(jì) 結(jié)果不安全。C, 調(diào)整后的基本風(fēng)壓值 （KN/m2）：符合門規(guī) 的結(jié)構(gòu)，根據(jù)建筑物所在地區(qū)查 荷 規(guī)表 E.5 后要乘以 1.05 的系數(shù)。 1.05 系數(shù)的取值依據(jù)見門規(guī)附錄 A.0.1 條文 說明。對于不符合門規(guī)的結(jié)構(gòu)要按照荷規(guī)來計(jì)算，在基本風(fēng)壓上乘以陣風(fēng)系 數(shù)作為調(diào)整后的基本風(fēng)壓值輸入。我們設(shè)計(jì)的飼料廠主車間屬于后一種情況。D

17、, 風(fēng)壓高度變化系數(shù)：據(jù)荷規(guī)表 8.2.1 取值。E, 體型系數(shù)（吸力為負(fù)） ：據(jù)門規(guī)附錄 A取值。與分區(qū)相對應(yīng)一致。此取值在工具 箱中是自動給出的，隨分區(qū)和建筑形式的變化而自動變化，同時檁條間距修改后從屬 面積變化也會影響此參數(shù)的改變。門規(guī)附錄 A 的風(fēng)荷載體型系數(shù)已經(jīng)包含了陣風(fēng)效應(yīng) （門規(guī)附錄 A.0.2 條文說明）。當(dāng)柱腳鉸接且剛架的 L/h 大于 2.3 和柱腳剛接且 L/h 大于 3 的低矮房屋風(fēng)荷載的計(jì) 算必須用門規(guī)的體形系數(shù)結(jié)構(gòu)才安全，而不能用荷規(guī) 。（門規(guī)附錄 A.0.1 條 文說明）我們設(shè)計(jì)的主車間和卸料棚部分庫房并不是低矮房屋，而PKPM工具箱檁條的計(jì)算是為符合門規(guī)形式的門

18、剛量身定做的。那么我們就不能用工具箱計(jì)算車間屋面的 檁條了嗎？當(dāng)然不是，一般可以通過修改參數(shù)來實(shí)現(xiàn)風(fēng)荷載的正確取值。如果主車間 檁條還按照門規(guī)計(jì)算風(fēng)荷載，那么我們設(shè)計(jì)出來的檁條比實(shí)際需要會偏大，墻梁會偏 小，影響檁條的結(jié)構(gòu)安全。門規(guī)附錄 A.0.2 條文說明同時指出： “如果風(fēng)荷載體形系數(shù)采用荷規(guī)的規(guī) 定值，那么基本風(fēng)壓和陣風(fēng)系數(shù)也應(yīng)配套地采用相應(yīng)的規(guī)定值。 ”就是說，當(dāng)我們對不符合門規(guī)的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行檁條計(jì)算時，是要按照荷規(guī) 8.1.1-2 式計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載。如果要利用 PKPM工具箱計(jì)算的，體形系數(shù)就不能按 照門規(guī) 取值，但是，也不能在 PKPM工具箱中只簡單修改體形系數(shù)為 荷規(guī) 8.3

19、.3 和 8.3.4 條局部體形系數(shù)，沒有把陣風(fēng)系數(shù)算進(jìn)去，而應(yīng)該是，在基本風(fēng)壓上乘以陣 風(fēng)系數(shù)作為調(diào)整后的基本風(fēng)壓值輸入。這樣就同時修改了體形系數(shù)和基本風(fēng)壓。按照 荷規(guī) 8.3.3 和 8.3.4 條取局部體形系數(shù)， 要經(jīng)過計(jì)算和從屬面積折減， 一般都要套 用 8.3.4.3 公式折減，注意不能算錯。二，常見錯誤： 1，門式剛架符合門規(guī)規(guī)定的結(jié)構(gòu)形式， 計(jì)算其屋面檁條時， 依照荷規(guī)表 8.3.1.2 把體形系數(shù)修改為 -0.6 ，這樣是錯誤的，因?yàn)?-0.6 不是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的體形系數(shù)，這樣算 出來的檁條偏小而不安全。原因見門規(guī)附錄 A.0.1 條文說明。 2，門式剛架符合門規(guī)規(guī)定的結(jié)構(gòu)形式，計(jì)

20、算其屋面檁條時，按照門規(guī)計(jì)算， 卻只計(jì)算了中間區(qū)，沒有計(jì)算邊緣帶和角部，這樣算出來的檁條在邊緣區(qū)是不安全的， 應(yīng)分別計(jì)算且提供不同的計(jì)算書，中間區(qū)和邊緣帶或角部的檁條間距或大小應(yīng)有所區(qū) 分。對于有女兒墻的屋面結(jié)構(gòu)，邊緣帶或角部的風(fēng)吸力有一定的減弱，計(jì)算檁條時對體形系數(shù)可適當(dāng)?shù)恼蹨p。3，主車間結(jié)構(gòu)明顯不是門規(guī)范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)形式，卻按照門規(guī)取風(fēng)荷載的體型 系數(shù)，這是錯誤的，不滿足荷規(guī)第 8.3.3 條局部體形系數(shù)的要求。三，準(zhǔn)確繪圖：繪圖時需注意以下幾點(diǎn)：1， 繪圖與計(jì)算書保持一致。2， 計(jì)算書中單排拉條， 檁條詳圖也應(yīng)該畫單排拉條孔； 并且在上翼緣或者下翼緣與計(jì) 算書保持一致。第二部分：墻梁計(jì)算 - 用 PKPM工具箱計(jì)算墻梁 一，參數(shù)選取（僅列舉與檁條不同的參數(shù)）1，墻梁形式：此項(xiàng)提供 10 種截面形式供選擇，程序默認(rèn)為“ Z形檁條”。實(shí)際我們 設(shè)計(jì)墻梁時常用到“ C 形檁條（口對口）”作為門梁或者門柱，嚴(yán)格來講，應(yīng)計(jì)算并 出具此部分的計(jì)算書。2，計(jì)算彎扭雙力矩的影響： PKPM用戶手冊（ 2010V2.1 版）對此相關(guān)的說明： “當(dāng) 單側(cè)掛板，且墻板重量由墻梁支撐時