建筑鋼結構輔助設計軟件MTS應用實例介紹

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

簡介： MTS軟件輔助您全面解決廠房與多高層鋼結構的輔助設計問題！可用于鋼框架結構、鋼框撐結構、混凝土-鋼組合結構、門式剛架結構、鋼管混凝土結構、鋼骨混凝土結構、混凝土框架結構及剪力墻結構的全面設計。為工程設計人員的分析設計與繪圖及計算書整理提供了強有力的工具。
關鍵字：MTS 多高層鋼結構 門式剛架廠房 設計 軟件

　　1 概述

　　MTS建筑鋼結構設計系統(tǒng)是中國建筑鋼結構輔助設計軟件領域中近年來的一支生力軍，在同濟大學李國強教授領導下，由MTS開發(fā)組經過幾年的努力開發(fā)，現(xiàn)在MTS軟件可幫助用戶全面解決廠房與多高層鋼結構的輔助設計問題！可用于鋼框架結構、鋼框撐結構、混凝土-鋼組合結構、門式剛架結構、鋼管混凝土結構、鋼骨混凝土結構、混凝土框架結構及剪力墻結構的全面設計。為工程設計人員的分析設計提供了強有力的工具。

　　MTS集建模、分析、驗算、設計出圖于一體，不僅是一個功能強大、適用面廣的鋼結構分析軟件，而且還是一個驗算和設計工具，可以根據(jù)結構規(guī)范對構件進行驗算、設計以及出圖，而且針對最新的結構設計規(guī)范及時擴充、完善。MTS中已有的規(guī)范與規(guī)程包括：

《鋼結構設計規(guī)范》GB50017-2003中華人民共和國國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002中華人民共和國國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2002中華人民共和國國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2001中華人民共和國國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002中華人民共和國國家標準《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》GB50018-2002中華人民共和國國家標準《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》JGJ99-98中華人民共和國行業(yè)標準《門式剛架輕型房層鋼結構設計技術規(guī)程》CECS102:2002中國工程建設標準化協(xié)會標準《鋼管混凝土結構設計與施工規(guī)程》CECS28:90中國工程建設標準化協(xié)會標準《型鋼混凝土組合結構技術程規(guī)程》JGJ138-2001中華人民共和國行業(yè)標準《鋼-混凝土組合結構設計規(guī)程》DL/T5085-1999中華人民共和國電力

　　MTS分為前處理、計算、多高層后處理、廠房后處理、節(jié)點設計、自動出圖、基礎設計等七個模塊，模塊按工程設計習慣組織，基本滿足了建筑鋼結構的設計分析需求。

　　2 高層鋼結構實例-廖創(chuàng)興金融中心大廈

　　廖創(chuàng)興金融中心大廈位于上海南京西路、新昌路口，為高層辦公樓。建設方為廖創(chuàng)興房地產有限公司，結構形式為型鋼混凝土—筒體結構，地下五層，地上42層，下部設有裙房，建筑面積7萬平方米，結構總高度185.4米，屬B類高度建筑。

　　圖1　結構模型全圖

　　結構底層裙房平面布置（圖2）較為復雜，建筑周邊為弧形輪廓并存在斜向軸線。

　　外框部分柱距一個方向8.4米，另一方向7米，僅周邊有柱，中間抽柱形成大開間，因此中間部分梁跨度達到16.8米和14米，采用間距較密的鋼梁。

　　圖2 結構底層裙房平面圖　　　　　　　　　　　圖3 結構標準層平面圖

　　一般來此類高度建筑的柱可采用鋼柱或型鋼柱，考慮到鋼框架—核心筒結構震害較嚴重，應用較少，不宜用于高層建筑，加之業(yè)主提出防火要求等綜合考慮后，采用型鋼混凝土—筒體結構，即柱子采用SRC柱，而梁則采用工字型鋼梁，結構中主要的SRC柱及鋼梁構件的截面見下表：

截面類型材料位置柱十字形鋼骨1200*1200 + 900*600*36*45+2*(432*600*36*45)C50+Q3451-8層柱柱十字形鋼骨1100*1100 + 800*500*36*40+2*(382*500*36*40)C50+Q3459-21層柱柱十字形鋼骨1000*1000 + 730*450*30*36+2*(350*450*30*36)C50+Q34522-26層柱柱十字形鋼骨 900*900 + 630*400*30*30+2*(300*400*30*30)C50+Q34527-36層柱柱十字形鋼骨 800*800 + 500*400*25*25+2*(238*400*25*25)C50+Q34537-42層柱梁H型鋼800*350*16*30Q345柱距8.4m方向梁H型鋼800*350*14*22Q345柱距7m方向梁H型鋼650*450*16*40Q345內部主要次梁

　　結構采用MTS軟件進行了分析，其振型、周期及層間位移統(tǒng)計結果如下表，同側為SATWE的計算結果，兩者對比結果如下：

 MTSSATWE結構總質量92232（t）94712（t）結構周期T1=4.2036平1.0T1=4.3172平1.0扭0.0扭0.0T2=3.1666平0.98T1=3.3229平0.99扭0.02扭0.02T3=1.6954平0.03T1=1.7374平0.03扭0.97扭0.97X向地震最大層間位移1/10291/965Y向地震最大層間位移1/10121/889

　　由以上結果可見，MTS計算分析結果準確可靠，結構單元類型豐富，內置結構規(guī)范較多，可用于多高層鋼結構及鋼—混凝土組合結構設計。

　　3 輕型門式剛架實例-強生鋼結構廠房

　　強生鋼結構廠房位于南通如東縣北康路側，建設方為南通強生輕紡科技有限公司，是一個手套制作廠房。結構形式采用三連跨輕型門式剛架，建筑面積13,500m2，為較典型的輕鋼廠房結構（圖4）。

　　圖4 結構立面簡圖

　　結構三跨每跨跨度30m，檐口標高8m，不設吊車，柱腳為外露式鉸接。

　　結構承受的荷載信息為：屋面恒載0.25kN/m2，活載0.3 kN/m2，雪載0.25kN/m2，基本風壓0.45 kN/m2。同時按基本抗震烈度6度的設防要求考慮地震荷載作用。

　　結構中梁采用三段分段式變截面，柱采用變截面，截面規(guī)格見下表，單榀用鋼量為5.75t.

截面類型材料位置柱變截面300（860）*200*6*10Q345邊柱柱變截面300（450）*200*5*10Q345中柱梁變截面500（860）*200*6*8Q345梁變截面段梁變截面500（960）*200*6*8Q345梁變截面段梁工字鋼 500*160*5*8Q345梁等截面段

　　結構同時采用了MTS軟件中的節(jié)點設計功能，方便快捷地完成了梁柱節(jié)點、梁梁連接節(jié)點及柱腳節(jié)點的設計，見下圖：

　　梁-邊柱節(jié)點　　　　　梁-中柱節(jié)點　　　　　　梁-梁節(jié)點　　　　　柱腳節(jié)點

　　由以上可見，MTS在分析計算輕型門式剛架結構時，建模分析方便靈活，節(jié)點設計準確詳盡，能滿足工程設計及出圖的需要。

　　四、結束語

　　通過以上一些多高層及門式剛架結構實例，可以看出MTS軟件在對于鋼結構的建模和分析中具有如下特點及優(yōu)勢：

　　在荷載導算方面，MTS不僅能自動生成恒、活荷載及風荷載，更是具有支持多跨吊車的導算功能，極大方便了對于多跨多吊車廠房結構的分析驗算。

　　在程序建模與回顯方面，MTS提供了多種結構的快捷輸入，用戶可以充分利用軸線、弧形網格等輔助工具，實現(xiàn)復雜結構的快速建模，另外可以實現(xiàn)多層框架上插入平面門式剛架建模，實現(xiàn)空間門式剛架分析，這樣可以比較好的解決復雜夾層門式剛架的設計。

　　在設計驗算方面，支持鋼框架、鋼框撐及混凝土-鋼組合結構的鋼構件、圓鋼管混凝土柱、方鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土梁柱、混凝土剪力墻、梁柱的全面規(guī)范驗算與設計、構件截面調整及優(yōu)選；支持格構截面構件的分析驗算，同時也支持綴條綴板的設計驗算。支持構件類型廣泛，對各種結構適應能力強。

　　在設計圖形與文檔輸出方面，可以自動生成結構平立面圖、節(jié)點設計詳圖、構件設計詳圖、樓板布板及配筋圖、混凝土構件配筋簡圖，支持任意屏幕視圖的打印輸出與DXF導出（便于電子文檔備份），對于門式剛架結構可以全面出圖?？梢陨伤袦蕚?、分析、設計及經濟統(tǒng)計結果的文檔，并可以提供圖文并貌的WORD文檔，輸出計算書詳盡。

　　簡言之，MTS軟件是為全面解決底層鋼結構廠房與多高層鋼結構的輔助設計問題而開發(fā)的結構設計與繪圖軟件，能將現(xiàn)行的各類鋼結構規(guī)范全面溶入軟件的設計與計算中，同時也在從建模到計算分析到結果輸出的全過程中充分考慮了相應結構的特點，想用戶之所想，盡量做到便捷與準確的完美結合，以便供工程設計人員使用。