剛架結構分析管理的論文
摘要：本文介紹用四個軟件對同一個工程項目進行計算的結果�；卮痍P于節(jié)省用鋼量的軟件的疑惑。
關鍵詞：鋼結構門式剛架3D3SSTSPS2000
常常聽到這樣的說法：“某某軟件比某某軟件省用鋼量”，當然，說這樣話的人一般不是我們這個專業(yè)的人士，頂多也就是個一知半解，然而，作為真正的專業(yè)設計人員又了解構件設計的具體過程中的多少呢？在鋼結構的設計行業(yè)中有大批的只是軟件的使用者，因此，作為處在設計領域的又是軟件的編制者，有必要做做這樣的事：用不同的軟件對相同的條件下同一個工程進行計算，看看結果到底有多大的差別。
本次所選的領域是輕型鋼結構，因為這是目前使用面最廣，而且對用鋼量最敏感的結構，還有本人正好做過一個這樣的軟件，因此常常聽到最多的是關于輕鋼的用鋼量問題。
所采用的軟件都是當今行業(yè)中流行的，它們是：3D3S，STS，PS2000還有Maggie_GJ。
一、項目簡介
所選工程情況如下：
兩跨27m，四坡，坡度1/20，檐口標高7.5m，柱距9m，材料Q235。梁柱的`截面規(guī)格(梁只標了左邊跨,右邊與之對稱)，圓圈內為構件編號，梁構件的分段尺寸也作了標注，
荷載：
屋面恒荷載：0.2KN/m2
屋面活荷載：0.3KN/m2
基本雪荷載：0.45KN/m2
基本風壓：0.45KN/m2
不考慮地震。
二、分析結果
為了得到準確的結論，我們不采用讓軟件優(yōu)化構件的功能，而只是對給定的構件截面進行驗算，這里只給出各軟件所計算的編號構件控制應力。
控制應力比較表表中單位：Mpa
構件編號
3D3S
STS
PS2000
Maggie_GJ
1
180.6(167.7)
189(176)
210.8
184.9(170.1)
2
189.2(167.7)
178(164)
191.9
163.6
3
165.5(150.5)
168(154)
167.9
153.6
4
139.8(139.8)
117(105)
167.9
153.6
5
124.7(111.8)
117(105)
139.6
118.4
6
193.5(178.45)
190(176)
191.9
176.2
7
189.2(167.7)
180(167)
212.9
181.0
8
135.45(90.3)
152(76)
129.5
144.3(85.9)
對邊柱（1號構件），平面外的支撐長度考慮0.6的系數(shù)（隅撐的作用），控制應力為平面內的穩(wěn)定應力，括號內為平面外的穩(wěn)定應力值。
中柱（8號構件），控制應力為平面外穩(wěn)定應力，對于本例而言，由于活荷載均勻分布，且結構對稱，中柱主要為軸力，因此截面根據(jù)計算相對較小，但實際情況應適當考慮不均勻分布的荷載，這里的計算結果是沒考慮的，括號內為平面內的穩(wěn)定應力值。
對于斜梁（2-7號構件），《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》（CECS102：2002）規(guī)定，在平面內按壓彎構件計算其強度，在平面外才計算其穩(wěn)定，但3D3S和STS均給出了平面內的穩(wěn)定應力，而且還是控制應力。以前的《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》（CECS102：98）中曾提到斜梁的平面內的計算長度取豎向支承點間距，這條在后來的規(guī)程中被去掉了。如果當作壓彎構件進行平面內的穩(wěn)定計算，那么斜梁應該是一根彎折的構件，而軸向壓力是否順著桿件的軸線方向，或是作為水平方向來考慮呢？還有根據(jù)這樣的計算長度計算的穩(wěn)定系數(shù)是否還有意義呢？所以象柱那樣當作壓彎構件計算其平面內的穩(wěn)定實在有點牽強。而計算其平面外的穩(wěn)定實際上是進行受彎構件的整體穩(wěn)定計算，不過也兼顧到軸向力而已，但仍然是梁的特征。所以Maggie沒有計算所謂的平面內的穩(wěn)定應力。
三、題外的話
從上面的控制應力表來看，基本上都很接近，只是PS2000稍微高點，這可能是我采用的版本早些。因此，我們可以說，所謂的節(jié)省用鋼量關鍵不是軟件，而是使用軟件的人，軟件只不過是工具而已，就如同計算器一樣。那種指望對構件設計過程一點不了解的人也能輕松地完成結構設計的理想軟件即使存在，那也是一種潛在的炸彈。它生成的施工圖，可以騙騙外行的業(yè)主，也會讓專業(yè)知識貧乏的你陡生無限膨脹的自信心，從而覺得鋼結構設計不過如此。
真正的結構工程師首先具備的是力學的功底，對于一個荷載作用下的結構體，在各種邊界條件下的大致受力狀態(tài)有一定的感覺，特別是平面結構體系，對于復雜的空間結構體系，需要借助結構分析軟件的幫助來了解受力狀況。其次需要具備構件設計的理論基礎，對鋼結構而言，軸心受壓構件，壓彎構件等所需要考慮的問題應該清楚地知道。還需要掌握常用節(jié)點的連接方式以及計算方法，這里涉及到一些經驗問題。另外還需要了解設計之外的但又相關的工藝制作和安裝方面的知識，因為很多這類問題需要在設計階段考慮。當然，最為重要的還是作為結構工程師的責任心。
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