拥有自动化存取设备的大型高架冷库位于河南省商丘市。地上一层，由冷藏室和走廊组成。结构采用接缝分隔，无地下室。檐口距室外地面高度31.2m。建筑高度31.2m。方向长宽均为83.34X57.2m。采用单层钢结构体系。设计采用YJK门式刚架设计软件进行。采用三维整体、二维单框围护结构设计。最终结果满足规范要求。
关键词：YJK门式刚架设计软件，单层钢结构，三维整体，二维单梁
一、基本信息
设防类别：标准设防类别
设防强度：7度0.1g
百年一遇的风压：0.45kN/㎡
百年一遇的雪压：0.50kN/㎡
考虑屋面板和屋面施工实践、屋面檩条、支撑自重、制冷设备、悬挂设备管道和吊顶荷载的附加屋面自重：2.0kN/㎡
活荷载：0.5kN/㎡
室内正常工作温度：-18~-23℃
没有起重机，没有夹层
柱侧距（柱中心到柱中心）：23.61m、32.21m
纵向柱间距（柱中心到柱中心）：6.8m、7.5x9m、7.4m
建筑平面图及剖面图如下图1、图2所示：
图1 建筑平面图
图2 建筑剖面布局
2. 模型建立
采用三维整体造型，无论是三维整体还是二维单框围护结构设计，满足多种需求。
标准梁是通过立面编辑功能定义的。梁按1:2:1排列成三段。靠近柱的梁采用变截面梁。标准梁排列如图3所示：
图3 标准厨房布局
考虑雪荷载的不同雪分布条件，并将其与活荷载互斥排列（图4）。此处的自定义活荷载相当于完整的屋顶活荷载定义。该自定义活荷载基于传统的活荷载组合系数。分项系数参与后续的结构分析和设计，因此不定义附加屋顶活荷载。
图4 雪荷载布置
编辑穿过立面的纵梁，以安排柱之间的支撑和拉杆。由于柱截面高度900mm大于800mm，因此按《钢结构设计手册》第四版第595页第3条第(2)款的要求采用双节柱中间支撑(图5和图6）：
图5 列间支撑布局
图6 柱间双片支撑
屋顶支撑及抗风柱布置如图7、图8所示：
图7 顶板支撑布置图
图8 抗风支柱布置（两端5根支柱）
3. 预处理
1、特殊计算参数：
本工程高度超过门式刚架高度限制18m以上，定义为单层钢结构体系；
考虑温度负荷；
检查门式刚架是否按平面结构法计算；
屋顶为轻质屋顶，蒙皮作用有限，梁刚度放大系数均设置为1；
风荷载取一百年一次的风压。考虑到本工程为单层31.2m高建筑、高层建筑、风荷载敏感建筑，在进行承载力设计时，风荷载效应放大系数为1.1，荷载规范采用计算风荷载。 ，考虑顺风方向的风振，风振系数软件自动计算，查看计算得出的风振系数均不小于1.2，满足要求；如果使用门刚度规范来计算风荷载，并将风荷载敏感系数1.1乘以最小风振系数1.2，则此时软件不会自动考虑风振。系数，这里的基本风压应该是放大1.2倍的值；
地震信息：抗震等级为4级钢结构柱间支撑计算长度系数，阻尼比为4.5%；
性能设计：轻型屋面厂房是根据两倍于地震作用的“低延性、高弹性承载力”性能进行设计的。
钢构件设计信息：执行门刚度规范GB51002-2015；
考虑节点重量，钢材容重放大1.1倍，取86；
在荷载组合中，考虑风荷载参与地震组合。本项目的功能为冷藏室。正常室内温度最低为-23℃，与关闭温度10~20℃温差较大。因此，认为地震效应参与了温度组合。组合系数为0.65；
2.特殊元件定义：
特殊梁将屋顶梁定义为门式梁，根据门刚度规范进行计算。宽厚比、高厚比依据门刚度规范第3.4.3节第1节及钢结构设计标准S4级采用围护结构控制结构；
刚性框架柱没有特殊的组件定义。宽厚比、高厚比按地震四级施工，长细比控制在150；
抗风支柱定义为门刚性抗风支柱；
材料强度：刚架柱板厚度40mm，采用Q345GJ钢材；其他钢梁支撑拉杆采用Q355钢；
特殊支撑：交叉支撑杆定义为单拉杆；支撑件和拉杆定义为门刚性支撑件；柱间交叉支撑的长细比极限值受钢支撑极限值控制，按300控制，拉杆的长细比极限值按150控制，拉力按300控制；顶板交叉支撑的长细比极限控制为350，拉杆的压缩长细比极限控制为200，拉力控制为350；
风荷载：由于本工程采用荷载规范，因此默认考虑了风荷载计算。因此，风荷单独菜单下按照负荷规格自动发电与不自动发电没有区别；但如果使用门刚性规格风荷载，则必须根据门刚性规格手动自动生成风荷载；
温度负载：通过节点输入设置温差，考虑升温20℃，降温-40℃；
计算长度：重置数据，然后检查柱长系数。本工程为单层钢结构厂房，柱子计算长度按钢结构设计标准附录E.0.2执行。对于刚架柱：将X方向（一般为强轴平面方向）计算的长度系数参数值保持为0（0表示使用软件计算结果的默认值），并修改计算的长度系数参数值Y方向（弱轴平面方向外）为0.25（立柱支撑并绑成四段）；对于抗风柱：将计算出的X、Y方向长度系数参数值分别修改为1和0.25。修改梁平面外长为支撑拉杆间距：8m。
4. 计算结果
1、查看整体三维整体计算结果（图9、图10、图11）。最大应力比不超过0.85。
图9 梁应力比
图10 柱应力比
图11 支撑应力比
2、三维和二维结果对比：
该柱被定义为门式刚性柱。经过计算，三维整体计算结果显示，与不定义为门式刚性柱时相比，柱应力比发生了变化。变化结果在5%以内，光束无变化（图12）；进入2D门户查看2D单帧计算结果，将对应结果与3D整体计算结果对比如下（图13、图14、图15和图16）：
图 12 典型标准柱无论是否定义为门式刚性柱的应力比变化
（右图为将柱定义为门式刚性柱时的结果）
图13 水平标准梁计算结果
图14 三维整体计算结果对应水平标准框结果
比较两个横向结果，二维计算结果稍大，但与三维结果相差不超过5%。横向方向受二维结果的控制。
图15 纵梁计算结果
图16 三维整体计算结果对应的纵向剖面结果
比较两个纵向结果，三维计算结果远大于二维结果。纵向结果由三维结果控制。
3、结构刚度：
Y向风况下最大水平层间位移角为1/164（图17），X向风况下最大纵向层间位移角为1/650（图18），满足规范的 1/150 限制。价值要求；地震条件下的位移小于风条件下的位移；梁在恒+带电工况下最大挠跨比为1/417钢结构柱间支撑计算长度系数，满足规范1/240的极限要求（图19）。
图17 Y向风况下三维位移图
（顶点位移约190mm，位移角度1/164）
图18 X向风况下三维位移图
（顶点位移约48mm，位移角度1/650）
图 19 恒定 + 带电条件下的梁偏转
（最大挠度77.11mm，挠度跨度比1/417）
通过上述计算分析和设计，结构的各项结果均满足规范要求，并根据这些结果进行施工图设计。
