工程概况

本项目为江苏省某工业门刚厂房。厂房建筑面积1849m²，其中宽112m，长112m，实际檐口高度11.35m，屋面坡度5%。厂房采用门式刚架体系，刚架跨数为五跨,每跨运行两台5t吊车，刚架柱距8m；吊车柱脚刚接，抗风柱柱脚铰接。屋面及柱间支撑体系采用拉杆交叉支撑。

图1 项目简图

建模计算

针对一个标准门刚结构厂房，门刚三维软件的主要设计流程包括项目总体信息的输入、横向榀（对应主刚架）建模、纵向榀（对应柱间支撑）建模、吊车布置及计算、三维自动导荷至横/纵向榀后完成横/纵向榀的截面计算、屋面支撑系统的建模计算、屋面次结构的建模计算。

对软件横/纵向榀进行编辑时会进入类STS二维门刚模块界面（额外提供加强功能）完成主刚架和柱间支撑的建模计算。

图2 设计流程

1、总信息输入：根据工程的基本信息录入至门刚三维的网格输入模块，包括项目总信息、荷载信息、轴网信息和设计信息（地震计算参数、附加信息等）。

图3 总信息输入

2、横向榀建模：项目基本信息录入后，模型空间中会自动生成横向轴网。根据主刚架的工况条件将荷载条件与几何尺寸相同的端刚架设置为标准榀GJ-1，其余刚架设置为标准榀GJ-2。将STS二维门刚中对应工况下建模完成的GJ-1和GJ-2立面导入至标准榀中，完成横向榀的建模。

图4 横向榀布置

3、纵向榀建模：横向榀建模完成后，程序会自动根据刚架柱的位置生成纵向轴线。根据纵向榀的工况条件将A~F轴线的纵向榀设置为标准榀ZLM-1。根据门刚规范对支撑系统设计的相关规定，对标准榀ZLM-1编辑，完成上下柱交叉支撑、系杆及吊车支撑梁的布置。

图5 纵向榀布置

4、吊车建模计算：进入吊车布置模块，选择上下柱节点的标高7.5m平面进行吊车布置。输入吊车资料以及吊车梁的截面优选列表，框选轴网完成吊车布置及吊车梁截面计算。退出吊车布置模块后，程序将吊车、吊车梁自重等荷载自动导荷至横向榀中。

图6 吊车布置

5、横/纵向榀截面计算：进入横向标准榀，输入吊车外的其余荷载信息并完成主刚架的截面计算。选择自动计算-纵向导荷以及自动计算模块完成对纵向榀的风荷载、吊车纵向刹车力以及节点附加重量的自动导荷。进入纵向标准榀的编辑界面,完成柱间支撑的截面计算。程序将横/纵向榀的计算结果在三维模型空间中展示，用户可选择显示选项按需展示计算结果。

图7 荷载导算

6、屋面支撑建模计算：选择生成屋面墙面模块，自动生成屋面墙面。选择屋面支撑系杆布置模块对生成的屋面布置系杆及交叉支撑并完成相关截面计算。

图8 屋面支撑布置

7、屋面次结构建模计算：选择屋面布置模块进入屋面次结构布置模块，将STS工具箱中计算完成的屋面连续檩条截面、间距等工况信息输入至檩条基本信息中，并根据设计经验依次输入天沟、檩间支撑、斜拉条及隅撑的参数化布置信息，完成屋面次结构系统的参数化自动布置。

图9 檩条布置

成果输出

建模计算完成后，软件可提供施工图、用钢量表单和整体计算书的成果输出。

施工图

与原二维STS模块类似，软件在正式输出施工图前需要完成连接设计参数的输入。根据常规设计经验，依次完成门刚梁柱节点、梁梁节点、柱脚节点、支撑系杆节点、抗风柱节点、牛腿节点的相关参数输入，并进行节点自动设计。节点自动设计完成后，选择对应节点复核校对各节点的计算结果。

图10 连接节点设置

在自动绘图模块中设置绘图参数（出图比例、标注注释等规定）后进行自动绘图即可输出成套施工图：包括总说明、柱脚锚栓平面图及详图、刚架立面图及详图、吊车平面布置图及详图、屋面支撑平面图及详图、柱间支撑平面图及详图、屋面檩条平面图。

图11 施工图效果

用钢量表单

软件的统计报表模块提供了主结构的用钢量自动统计表单，并针对特殊构件，进行了自定义规则统计。按照本项目现场加工制造经验，自定义相关特殊构件规则并输出相应的统计结果。

图12 统计报表

整体计算书

选择自动计算模块-结果查看-整体计算书，对模型整体的大指标结果及全部标准榀超限信息进行校核。

图13  指标汇总

小结

使用PKPM门刚三维软件对本工程完成了主结构及屋面次结构的建模计算到施工图、计算书等相关成果输出的全流程设计，相比传统二维设计流程有以下几点提升：

◆节省本项目工况条件输入和建模计算相关设计用时：

包括主刚架吊车荷载自动导荷、柱间支撑自动导荷以及刚架柱和轴网的自动建模（避免重复建模）、吊车梁截面自动优选、支撑牛腿等新增节点的自动设计。

◆节省本项目施工图绘制相关人工用时：

1、用户在软件前期建模过程中利用各环节中嵌入的一些参数化自动布置功能可高效完成建模过程（如屋面次结构相关自动布置、各类型支撑布置等）；

2、程序利用前期建模形成的整体模型以及用户连接节点参数界面进行的节点设计可自动绘制成套施工图，在此基础上进行调整修改后即可完成图纸绘制；相较原有从无到有的手动绘图模式有了较大的效率提升。

◆提高设计准确度，降低校核成本：

软件建模过程中形成的三维模型可帮助用户在结构设计阶段对项目错漏碰撞的位置进行前置反馈与修改；软件整体模型的施工图自动绘制功能保障了本项目计算建模信息与施工图信息的一致性；整体计算书功能以及计算结果的三维展示功能为用户提供了全局校核计算成果的能力。