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YJK钢结构讲课PPT
YJK钢结构设计2015年05月 刘彩艳北京盈建科软件股份有限公司 (Beijing YJK Building Software Co., Ltd.)内容大纲一.框架结构? 框架结构模型输入（网格、衬图、主次梁，支撑及荷载、材料）的注意事项，组合 楼板布置与计算；计算参数设置要点及设计结果分析； ? 框架结构钢结构施工图出图特点，节点类型及设计参数定义，节点修改要点； 二.石化设备 三.钢框架上部结构及基础协同计算要点 四.自定义荷载工况和荷载组合的应用； 五.门式刚架三种形式：普通门式钢架，门刚带吊车，门刚带夹层的建模注意事项， ? 抗风柱考虑，纵向系杆及吊车荷载布置，计算参数选择，结果查看与控制； ? 门式刚架钢结构施工图出图方式及节点形式，屋面系统构件的交互布置； 六. 上部钢结构、下部混凝土混合结构协调计算 七. 桁架结构的设计及钢结构施工图出图方式；21.框架钢结构建模 钢结构建模时，除了截面材质和截面类型与钢筋混凝土构件有所区别以外， 在建模方 法上和钢筋混凝土结构基本相同。 ? 钢结构柱、梁、斜杆截面 钢结构构件.可以采用焊接组合截面、型钢及其组合截面、实 腹式组合截面、格构式组合截面等。3网格? 网格三种输出方式 导入CAD；正交轴网和圆弧轴网；正交、圆弧轴网和画点画线配合使用； 形成网点（建模时如果对模型有过修改尤其是对网格的删除修改、增加等最好 形成网点，可以避免后面不知名的错误） 旋转复制等修改命令是针对节点、网格、构件以及荷载等一起的旋转、复制等 ；4形成网点?修改?? 插入衬图功能衬图就是把dwg文件或dwy文件插入到当前视图中，作为建模等操作的参考。对于插入 的图形，可以设定某些部分为建模操作中捕捉的对象，而某些部分不能捕捉定位、仅 作为参照的对象。对插入的图形可以进行隐藏不显示、或者撤销衬图的操作。? 用户自定义组用于成批编辑修改在屏幕右下角增加菜单“自定义组”，由用户选择模型上的任一部分作为一组，并以 组作为编辑修改的对象。 选择构件就是从全楼模型上选择需要分到改组的构件，保存组用来保存当前选择的构 件到该组，显示组用来只显示当前组的内容。5? 构件布置 用户例题6钢结构框架钢结构电厂厂房78910某电力院钢结构栈桥工程11121314?#?各种型式的格构式组合截面柱16工形和箱型变截面梁1718钢结构井架19钢结构格构柱厂房20格构式组合截面定义实腹式组合截面定义212223? 叠合柱设计 在2013 年发布的上海市《建筑抗震设计规程》（2013）提到：当轴压比不满足表 6.3.6的规定而不能采用更大截面尺寸的柱时，。。。可采用钢管与混凝土双重组合 柱，其轴压比按公式α=（N-N 钢管混凝土）/Acfc 计算，N 钢管混凝土按钢管混凝土 规范计算。 1、叠合柱设置 目前软件可支持两类截面进行叠合柱设计(如下图)。 软件根据《钢管混凝土叠合柱设计规程》编制。24?梁柱布置：? 次梁用主梁建模和用次梁建模： 建模：主梁建模划分房间；次梁建模不参与划分房间； 连接：主梁建模默认两端刚接；钢次梁建模默认两端铰接； 混凝土梁则边支座为铰接，中间支座是固结； 计算主梁整体计算、次梁单独计算； 应力比：主梁建模打断连接的框架梁应力比分成两段；次梁建模不打断框架梁应力比一段； 当框架梁连接的次梁较密时可用次梁建模。25??斜杆：屋面支撑、柱间支撑 普通建模支撑默认为铰接，空间布置支撑默认为刚接。 当梁、柱都输入完后，需要补充本层信息在构件布置中选“本层信息”给出 标准层板厚、材料等级、层高等，当本层信息中修改了层高在“楼层组装” 的时候此处可不用再次修改。26? 钢构件材料强度的修改： 1.构件布置-本层信息和材料中修改； 2.楼层组装中-各层信息； 3.前处理-特殊构件定义中-材料强度； 前处理-楼层属性中-材料表。（注：目前版本钢结构施工图材料接的是建模材料信息）27? 生成楼板 主要功能： 进行全房间开洞，“楼板开洞”； 对个别房间板厚变化的，按照设计实际做局部修改，“修改板厚”； 对有悬挑板的梁上布置悬挑板，“设悬挑板”；在楼板布置菜单下增加对压型钢板的定义和布置相关菜单28? 荷载输入 ?导荷方式：《组合楼板设计与施工规范》5.1.2施工阶段，压型钢板应强边（顺肋）方向按单向板计算。5.1.3使用阶段，当压型钢板肋顶以上混凝土厚度hc为50mm~100mm时，组合楼板 可沿强边（顺肋）方向单向板计算。当压型钢板肋顶以上混凝土厚度hc&100mm时 ，应根据有效边长比按规定进行计算。 ?梁水平集中荷载；?对于不在梁上的荷载：板间荷载； 软件对输入了板间荷载的房间在楼板施工图的楼板计算时自动按照有限元方式求解内力。 ? 钢构件的工程量统计 -楼层组装中的工程量统计中29?总体信息：结构体系、嵌固端;《抗规》6.1.14 地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应符合下列要求： 结构地上一层的侧向刚度，不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍。30?三种计算风荷载的方法：一般方法、精细方法、按构件挡风面积计算。 一般方法：计算风荷载是一种相对简化的算法。它假定迎风面、背风面的受风面积相同，让用户输入迎风面 与背风面体型系数，计算时取两者绝对值的和。 软件自动根据每层的层顶标高计算本层的风荷载，它假定了每层风荷载作用于各刚性块 质心和所有弹性节点上。软件首先把楼层风荷载总值按节点个数平均分配到各个节点，然后 将属于同一块刚性板的所有节点上分配的风荷载再集中到该刚性板块的质心上。 精细方法：程序计算风荷载时按有效受风面积生成风荷载； 同时风荷载不再是作用在每层的形心，程序自动搜索出每个楼层的外围封闭多边形，将该层自动算出的风荷 载分配到楼层外围的布置有柱、梁、墙杆件的节点上。 在精细方法风荷载中还可以输入屋面风荷载体型系数等参数，可以考虑并自动生成作用于屋面的风压力和风 吸力的荷载。程序将屋面风荷载自动加载到相应方向的梁上，形成梁上的均布风荷载。按构件挡风面积：对迎风方向上的每根构件按照它的截面尺寸计算风荷载，生成每根构件上的 均布风荷载，不区分构件的前后遮挡关系。 按构件计算风荷载时也可以输入屋面体型系数。3132?控制信息：刚性楼板假定、考虑P- △效应;刚性楼板假定 软件提供三个选项：（1）不强制采用刚性楼板假定：结构基本模型，按设计人员的建模和特殊构件定义确定； （2）对所有楼层采用强制刚性楼板假定：软件按层、塔分块，每块采用强制刚性楼板假定； （3）整体指标计算采用强刚，其它计算非强刚：由于规范要求的结构楼层位移比、结构周期比、层间刚度比等指 标计算一般是在各层楼板刚性假定条件下进行的，而一般的位移、内力、配筋等计算均应在非强制刚性板的楼板实 际状况下进行。对于这样的需求一般程序要求用户计算两次，第一次计算时，在计算参数中选择“对所有楼层强制 采用刚性楼板假定”，程序作出指定水平力的计算，单独取出楼层位移比、结构周期比等规范要求的指标结果；第 二次计算时，在计算参数中取消选择“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”，这样的计算结果用于其余的设计要求 。 实际应用中，常有用户搞不清楚哪些指标应在强制刚性板假定下进行，哪些不能在强制刚性板假定下进行，有的用 户甚至采用全楼强制刚性板下计算的结果作为内力配筋的结果使用。 本程序将这样的两次计算自动连续进行，并在计算结果文档输出中，对于规范要求的楼层位移比、结构周期比等指 标采用“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”的结果，对于其它内容采用非“对所有楼层强制采用刚性楼板假定” 的结果。P-△效应指结构整体计算时是否考虑的重力二阶效应；一般高层钢结构根据《高钢规》5.2.11 和《抗规》8.2.3规定计入重力二阶效应。33?水平力与整体坐标夹角结构的参考坐标系建立后，地震作用和风荷载总是沿着坐标轴方向成对作用的。改变“水平力与整体坐标夹角 ”，实质上就是填入新的坐标系与原坐标系的夹角，逆时针为正，单位为度。缺省为0.也就是说，如果结构不 是一个方方正正的结构，或者结构布置是斜的，这时可能就需要调整这个参数了。 这个参数设置的目的主要是针对风荷载计算的，但是它同样对地震计算起作用。 如果不需要考虑其它风向角，只需考虑其它角度的地震作用时，不必改变本参数设置， 在“斜交抗侧力地震方向角度”中输入斜向地震角度即可，逆时针为正。?斜交抗侧力构件《抗震规范》5.1.1.2条规定：“有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分别计算 各抗侧力构件方向的水平地震作用。”软件提供了计算多方向地震作用的功能。每个地震角度对应顺角度方向和垂直角度方向 两个地震工况，用户不需输入垂直角度方向。 软件将计算每个角度下的构件内力，并在构件设计时考虑到内力组合中。如果工程中存在斜交抗侧力构件与X、Y方向的夹角均大于15°，可在此输入该角度进行补充计算。倾斜的梁和墙，水平斜交（大于15°）。输入斜向受力构件角度后，YJK增加计算指定角度（例 ：45°）和90°+45°=135°两方向地震作用。35?风荷载软件自动计算的风工况为+X，-X，+Y，-Y四个工况，即0，90，180，270度方向。若需要考虑其 他方向的风工况，可在“其他风向”参数中指定。此处设置后，设计时将增加相应的一组风工况 效应并自动组合。3637? 地震信息： 周期折减系数：高层建筑结构整体计算分析时，只考虑了主要结构构件（梁、柱、剪力墙和筒体等）的刚度，没有考虑非承重结构构件 的刚度，因而计算的自振周期较实际的偏长，按这一周期计算的地震作用偏小。因此，在计算地震作用时，对周期进行 折减。 《高规》4.3.17条规定：当非承重墙体为砌体墙时，高层建筑结构的计算自振周期折减系数可按下列规定取值：框架结 构可取0.6~0.7；框架-剪力墙结构可取0.7~0.8；框架-核心筒结构可取0.8~0.9；剪力墙结构可取0.8~1.0。 《高钢规》4.3.6 钢结构的计算周期，应采用按主体结构弹性刚度计算所有的周期乘以考虑非结构构件影响的修正系数， 该修正系数宜采用0.9； 折减越小；地震反映力越大。?程序自动确定振型数：在选择“程序自动确定振型数”选项后，软件将根据振型累积参与质量系数达到“质量参与系数之和”的条件，自动确 定计算的振型数。 《抗震规范》5.2.2条文说明中指出：振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数。按材料区分结构阻尼比：钢、型钢混凝土、混凝土38偶然偏心：《高规》4.3.3条规定：“计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。” 如果设计人员勾选该选项，则软件在计算地震作用时，分别对X、Y方向增加正偏、负偏两种工况，偏心值依据“偶 然偏心值（相对）”参数的设置，并且在整体指标统计与构件设计时给出相应计算结果。 对于偶然偏心工况的计算结果，软件不进行双向地震作用计算。考虑双向地震作用：《抗震规范》5.1.1.3条规定：“质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影 响；” 勾选该项，则X、Y向地震作用计算结果均为考虑双向地震后的结果；如果有斜交抗侧力方向，则沿斜交抗 侧力方向的地震作用计算结果也将考虑双向地震作用。 设在X 和Y 单向地震作用下的效应分别为Sx 和Sy，那么在考虑双向地震扭转效应后，新 的内力按如下公式组合得到：由此可见，考虑双向地震作用会使得两个方向的地震力都变大。?地震作用放大系数C《抗规》5.1.2：计算结果的选取：特别不规则的建筑、甲类建筑和表5.1.2-1所列高度范围的高 层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，当取三组加速度时程曲线输入时，计算 结果宜取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值；当取七组及七组以上的时程曲线时，计 算结果可取时程法的平均值和振型分解反应谱法的较大值。所有的最终设计须在反映谱法中完成41弹性时程分析参数设置42天然地震波库数量丰富、可自动生成人工波? 地震波库中包含了从1931年起至今的数百条实测天然地 震波记录 ? 对于人工波，提供自动生成功能，可按照特征周期、持续 时间等参数自动生成若干符合要求的人工波天然地震波库数量丰富（每个特征周期下有80-200条）可自动生成人工波45可从库中自动筛选最优地震波组合自动选波? 正确选波――“在统计意义上相符”C 多组时程波的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的 地震影响系数曲线相比，在对应于结构主要振型的周期点上相差 不大于20%。 C 计算结果在结构主方向的平均底部剪力一般不应小于振型分解反 应谱法计算结果的80%，每条地震波输入的计算结果不应小于65% 。但计算结果也不能太大，每条地震波输入计算不大于135%，平 均不大于120%。可从库中自动筛选最优地震波组合根据弹性时程分析结果可分层地震作用 放大? 弹性时程分析的作用是找出和反应谱法的各层差距， 给出X、Y两个方向的各层不同的放大系数。将各层放 大系数导入反应谱计算进行设计。 ? 但是传统软件对于地震作用的放大仅仅设置了一个全 楼统一的地震作用放大系数，这个放大系数只能从弹 性时程分析的X、Y两个方向的各层放大系数中选择最 大的数值来输入 ? 这种处理比规范要求明显偏大。YJK给出地震放大系数参考值C 《抗规》5.1.2：计算结果的选取：当取三组加速度 时程曲线输入时，计算结果宜取时程法的包络值和 振型分解反应谱法的较大值；当取七组及七组以上 的时程曲线时，计算结果可取时程法的平均值和振 型分解反应谱法的较大值。 C 由于有了足够的波，大家更愿选7条波，计算结果取 时程法的平均值。给出各层分别的地震放大系数（0度）软件自动对比两种算法的层剪力、层间位移角比 值，给出各层的和全楼的地震放大系数给出各层分别的地震放大系数（90度）以前软件仅能全楼统一放大全楼放大系数取X向各层、Y向各 层中的最大值这种处理方式不准确，并且结果偏大YJK可对不同楼层输入不同放大系数，以前只能全楼统一放大1.09对比：比全楼统一放大系数计算结果小很多?当总体信息中结构体系选择了钢框架-支撑结构时要对框架部分按照《抗规》进行0.25V0调整：《高规》和《抗震规范》中的规定均针对于上面第一个选项。之所以提供第二个选项， 是因为部分超限工程及重要工程，需要提高抗震性能，按照专家的建议，提供了第二个选项， 软件默认为第一个选项。56?活荷载折减《荷载规范》表5.1.2条活荷载按楼层数的折减系数。 当房屋类别为《荷载规范》表5.1.1条项次1所列时，柱墙等竖向构件的活荷载及传给基础的活荷载可以选 择按楼层数的折减。 对于柱、墙活荷载折减系数，软件可以自动判断竖向构件上方的楼层数，按实际位置计算折减系数，比如 软件可以识别出裙房和塔楼处竖向构件的不同折减系数。 软件同时提供单构件修改活荷折减系数菜单，可以进行单构件修改。 ? YJK 可对构件设置不同的活荷载重力荷载代表值系数： 这里说的是根据《抗震规范》5.1.3 条，计算建筑的重力荷载代表值时的可变荷载组合值系数。 以前的活荷重力荷载代表值（也是地震活荷组合系数）为全楼统一值，隐含为0.5。?柱墙活荷折减对于柱墙，‘计算截面以上层数’是指该柱（墙）上面有多少楼层数。例如，10层框剪结构， 位于1层的柱（墙），其折减系数取9-20层的0.6折减系数；例如，大底盘2层，塔楼10层框剪 结构。对于仅有大底盘2层部分的结构，位于1层的柱(墙)，其折减系数取1层的1.0折减系数(不 折减)。 对于柱（墙），同梁，顶层柱（墙），活荷载不折减。 选择柱(墙)活荷载折减后，确认同梁，从设计结果中的‘构件信息’中的（1）LiveC活荷载折 减系数（2）柱（墙）调整前后内力变化来确认。?对于梁，仅对楼面梁活荷载折减，顶层屋面梁，活荷载不折减。如，勾选了‘从属面积超过25m2时楼面活荷载折减0.9’，从设计结果中的‘构件信息’中的（ 1）LiveC=0.9-梁活荷载折减系数（2）梁调整前后梁内力变化来确认。 梁活载不利布置：确认考虑了‘梁活载不利布置’的‘最高层号’后，活荷不利布置结果在构件信息中输出:梁构 件信息中LL1，LL2；考虑了‘梁活载不利布置’的‘内力放大系数’，看调整前后内力变化。60? 构件设计信息 1.钢构件截面净毛面积比主要用于钢梁、钢柱、钢支撑等钢构件的强度验算。 该参数取值范围为0.5～1.0，程序初始值为0.85。如果钢结构为全焊连接可取1.0 ，如果为螺栓连接则宜小于1.0。2.钢柱计算长度系数按有侧移计算：按《钢结构设计规范》附录D，钢柱计算长度 系数取值分有侧移和无侧移两种，选择该项，则软件按有侧移计算；否则按无侧 移计算。 《钢结构设计规范》5.3.3条规定：“框架分为无支撑的纯框架和有支撑框架，其 中有支撑框架根据抗侧移刚度的大小，分为强支撑框架和弱支撑框架。”，5.3.32条给出了强弱支撑判断条件。 勾选该项，软件根据规范规定计算层侧移刚度和框架柱的轴压稳定承载力，并判 断强、弱支撑类型；61并在wmass中输出：62三、特殊构件钢结构特殊构件的定义主要包括，端部铰接、组合梁、门式钢梁、门式钢柱、特殊 支撑等。 程序中钢柱、钢梁缺省是两端刚接的，钢斜杆是两端铰接的，按照次梁输入的梁， 是按照两端铰接的简支梁计算。 1.特殊梁：门式刚梁/门式刚柱：按照门刚规程进行。 长细比、宽厚比、高厚比限值按照《门刚规程》6.1.1；63耗能梁:以亮绿色显示，表示该梁为耗能梁; 在高层钢结构中设置偏心支撑，可以提高结构的整体延性，避免支撑附近构件内力突 变，通过耗能梁吸收地震作用，从而达到抗震的目的。 偏心支撑结构体系的设计原则：强柱、强支撑、弱耗能梁。 按照《抗震规范》8.2.7做消能梁段的受剪承载力验算；64组合梁：是指钢梁与梁上铺设的楼板（混凝土楼板或组合楼板）通过抗剪连接件共 同组成的梁。由于钢梁与混凝土楼板的共同作用，使得组合梁在整体上刚度增强， 从而可有效地减小钢梁截面，在满足规范要求的基础上节省钢材。 对于框架主梁，若两端固支，支座截面受负弯矩，即混凝土楼板受拉，一定程度上 限制了组合楼板的优势，同时使得组合梁的验证计算繁琐，故工程中一般不采用组 合梁进行设计。而对于两端铰接的简支次梁，一般按组合梁设计以节省钢材。 软件根据钢结构设计规范第11.2节进行组合梁的抗弯承载力设计，组合梁截面上的 全部剪力，由钢梁的腹板承担。6566? 特殊柱门式钢柱：门式刚架柱在验算时，将按照轻钢规程。? 特殊支撑 ? 风荷载 这里可对程序自动生成的风荷载在各层平面图上显示查看，还可以补 充输入屋顶风荷载，屋顶风荷载可在“精细计算风荷载和按构件挡风 面积计算”的模式下进行。 输入屋顶风荷载时，需要补充输入屋面风荷载系数，在人机交互指定 设置屋面风荷载的楼层及相关部位。程序自动生成的屋面风荷载加载 到屋顶层的梁上。67? 温度荷载 《钢规》8.1.5条钢结构需要考虑温度荷载尤其是外露钢结构；钢结构构件温度比较 敏感，热胀冷缩，轴向变形比较严重，就会产生轴向拉压应力。 （1）节点和全楼两种方法 （2）温度1：升温温差，为正值；温度2：降温温差：为负值 例：全年最高温度35度，全年最低温度-20度，全年平均温度16度（安装时的环境 温度）， 则温度1=35-16=19度；温度2= -20-16=-36度 如果定义了温度荷载那么楼板要用弹性模，不能采用刚性楼板；68? 温度荷载的计算 程序采用有限元法计算温度效应，程序将节点温差转化为“等效荷载”，结构位移和内力的计算与 其他荷载的分析的完全一致。在软件中，“最高升温”和“最低降温”作为两个独立的工况与恒、 活、地震、风等作用一样进行计算。 注意在进行温度荷载下的分析时，应该将温度荷载影响范围内的楼板定义为弹性膜。 ? 温度荷载的组合 温度荷载的分项系数：用户可以在设计参数的“荷载组合”分页中，勾选“采用自定义组合及工况 ”，用户可以在这里人工调整、修改程序默认的组合。69四、设计结果钢结构的整体性分析包括周期比、位移比、承载力比、剪重比、层刚度比、最大位移角等内容 ，用户需要通过规范中对这些性能指标的限值来进行计算结果的合理性分析。 1.结构设计信息wmass.out： 包括设计参数输出，各层刚心、偏心率，相邻层侧移刚度比等计算信息，结构整体稳定验算结 果，楼层抗剪承载力，有支撑钢结构强、弱支撑验算结果； ?各层的质量、质量比： 各层质量：可与前处理校核荷载是否统一。 结构总质量是恒载质量、活载质量和附加质量之和； 质量比为本层总质量与下层总质量的比值，软件按照《高规》3.5.6条判断质量比，如果质量比 大于1.5，则软件会给出提示“质量比&1.5 不满足《高规》3.5.6”。 《高钢规》3.3.1-2； ?偏心率Eex、Eey应满足《高钢规》3.2.2-1不大于0.15； 本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值：Ratx，Raty应满足《高钢规》3.3.1-1即数值 不大于1/0.7=1.4.70Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层 平均侧移刚度80%的比值中之较小者 对应《抗规》3.4.2-2表小于1时判断为薄弱层，在设计信息中填入薄弱层层号和地震 内力放大系数； ? 结构整体稳定验算： 程序给出两个结果，按照填写的结构体系计算结构的整体稳定，按照《高规》判断是否需 要考虑重力二阶效应。 该结构刚重比Di*Hi/Gi大于10，能够通过《高规》5.4.4条的整体稳定验算； 该结构刚重比Di*Hi/Gi大于20，满足《高规》5.4.1，可以不考虑重力二阶效应。 ? 楼层抗剪承载力验算： 本层与上一层楼层受剪承载力之比不宜小于0.8；71当楼层刚度小于其相邻上层刚度的70%，本层总质量与下层总质量的比值超过1.5，任一楼层抗 侧力构件的总受剪承载力小于其相邻上层的80%；具有上述情况之一者，为竖向不规则结构；需 要考虑偶然偏心；722. 周期、振型与地震作用输出文件（wzq.out） 可查看周期及平扭系数，有效质量系数，楼层剪重比，各阵型楼层地震反应力和各振型基 底反应力，各楼层地震剪力系数调整。 ? 周期及平扭系数：平动系数大于0.5为平动，小于0.5为扭转，一般一个合理的结构体系 ，第一、二周期为平动，第三周期为扭转。 第一周期为结构基本周期，返回风荷载信息界面中修改结构基本周期。 第一扭转周期与第一平动周期之比：一般高层钢结构宜满足《高规》3.4.5条规定：“结构 扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比，A级高度建筑不应大于0.9， B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大 于0.85。” ? 有效质量系数 一般A级高层建筑有效质量系数应大于90%。 ? 楼层剪重比 应满足抗震规范(5.2.5)条要求，不满足《抗震规范》5.2.5条要求。如果在参数定义中设 定由软件自动调整地震层剪力，则在内力、位移计算时，软件将计算结果乘以该调整系 数。73743. wdisp.out （1）最大位移与层平均位移的比值：在规定水平力作用下，最大位移与层平均位移的比值应满足《 抗规》中第3.4.3和3.4.4条规定。（2）风荷载作用下的顶点位移与层平均位移的比值应满足《钢规》附录A.2.1所规定值的最小值， 顶点质心位置的侧移不宜超过建筑高度的1/500；质心层间侧移不宜超过楼层高度的1/400； （3）最大层间位移角：应满足《抗规》5.5.1条规定： 《抗规》5.5.1多遇地震作用下的抗震变形验算，其楼层内最大的弹性层间位移角限值对于多、高层 钢结构是1/250.753. wdisp.out 地震作用下的楼层位移角以及规定水平力作用下的楼层位移比； 《抗规》5.5.1多遇地震作用下的抗震变形验算，其楼层内最大的弹性层间位移角限值 对于多、高层钢结构是1/250. 《钢结构规范》附录A.2.1： 在风荷载标准值作用下，框架柱顶水平位移和层间相对位移不宜超过下列数值： 1.无桥式吊车的单层框架的柱顶位移H/150 2.有桥式吊车的单层框架的柱顶位移H/400 3.多层框架的柱顶位移H/500 4.多层框架层间相对位移h/400 H为自基础顶面至柱顶的总高度 ；h为层高764.倾覆弯矩及0.2Vo调整（wv02q.out）775.配筋简图1.钢构件应力比，查看结果有无超限，超限结果显示为红色，若有超限需反复调整， 直到满足设计要求为止。 2.用来控制钢构件最大应力比，很多设计人员从经济、安全角度出发 ，不想按照是 否大于1作为应力比超限的依据，可以使用该参数控制最大应力比，大于该输入值的 构件应力比将显红。 3.构件信息：对于超限的输出规范号78796.设计工具目前主要是钢构件应力比分布图； 设计人员可以选择构件类型、验算内容、显示方式等。 网格线用来控制是否显示坐标线。 截面列表中列举了当前工程中所使用的全部截面。 折线图：软件以曲线方式显示某一类截面所对应的全部构件应力比简图，并按照从大 到小的顺序排序，这样设计人员可以查看到该截面的利用率，进而进行设计优化。并 按照从大到小的顺序排序，这样设计人员可以查看到该截面的利用率，进而进行设计 优化。 柱状图：软件以柱状图方式显示某一类截面所对应的全部构件应力比简图，并按照从 大到小的顺序排序。806.水平力作用下各层平均侧移简图 在水平力作用下各层平均侧移简图可以查看各层地震和风荷载作用下的反 应力、剪力、层间位移角、层位移等。81五.钢结构施工图1.菜单： YJK将钢结构施工图模块放在一级菜单位置，用蓝色显示，和建模、计算、 砌体、基础、施工图并列，在施工图菜单的右侧。二级菜单：1）通用编辑和绘图参数设置，2）节点设计，3）节点查询修改，4）施工 82 图交互绘制，5）施工图编辑，6)屋面，7）右下角通用菜单区。钢结构施工图? ? ? ? ? ? 定义连接设计参数 选择连接形式 全楼节点设计 节点连接修改 单个节点设计参数及连接方式修改 重绘图纸 绘详图832.节点设计? 梁柱刚性连接：程序确定设计方法的原则： 当If/I≥0.7时，采用常用设计法 当If/I＜0.7时，采用精确设计法 常用设计法：翼缘承担M,腹板承担V 精确设计法：翼缘和腹板共同承担M,腹板还承担V;? 强连接弱构件的计算：程序对梁与柱连接按照、支撑与框架的连接、柱拼接以及焊缝、高 强螺栓连接的极限承载力按照抗震规范8.2.8条进行验算。? 柱脚与基础的连接极限承载力按照《建筑抗震设计规范》GB
8.2.8- 6和《高层 民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-98 8.1.4验算；8485? 梁柱节点域： 节点域屈服承载力验算(抗规公式8.2.5-3)；柱腹板稳定验算(钢规公式7.4.2-2)； 节点域腹板抗剪强度验算非地震组合(钢规公式7.4.2-1)； 节点域腹板抗剪强度验算地震组合(抗规公式8.2.5-8):验算不满足给出补强方式及厚度.86? 梁柱等强设计：总设计信息中抗侧力构件连接按等强连接，目前程序 等强设计方法是按照受弯承载力等强； 剪力和轴力按实际内力选取或按具体规定取得。87? 节点设计参数目前版本能出图的节点形式及截面：柱：H型、圆管、箱型、十字型及钢骨柱截面； 梁：H型截面及工形劲； 支撑：角钢、槽钢、双角钢、双槽钢、圆管以及H型截面。888990914.悬伸支撑和支撑极限承载力验算: (1)参考规范： 《钢结构连接节点设计手册》第二版8-131条~8-132条， 《建筑抗震设计规范 GB》8.2.8条: (2)验算： ①螺栓连接系数η1 = 1.30, 焊缝连接系数η2 = 1.25 ②翼缘连接极限承载力取：Nuf = 2625.00 KN Nuf = Af*Fu ③腹板连接的极限承载力取: 腹板净截面削弱最大承载力：Nuw = 600.75 KN （公式8-167） Nuw =（H-n*D0)*tw*fu ④支撑连接的极限承载力: Nubr = Nuw + Nuf = 3225.75 KN ⑤腹板的屈服承载力: Nbr1 = Aw*Fy = 536.96 KN ⑥翼缘的屈服承载力: Nbr2 = Ay*Fy = 1881.25 KN ⑦支撑屈服承载力之和（乘以各自连接系数）: Nbr = η1*Nbr1 + η2*Nbr2 = 3049.61 KN ⑧极限承载力满足要求：Nubr &= Nbr92总设计信息 连接设计 梁柱连接节点域 柱脚参数93柱柱拼接94? 节点连接修改: 柱脚节点(底板尺寸,加劲肋,锚栓,抗剪件及焊缝尺寸); 梁柱;节点(连接板尺寸,螺栓数量排列,加强板,节点域,焊缝尺寸) ? 单个节点设计验算 修改单个节点的设计信息及连接形式; 修改后程序重新验算,全楼重新归并;修改的结果可在施工图及三维图中体现出来;9596钢结构施工图图纸979899整层或全楼三维节点查看100随时用三维节点菜单查看节点构造101对在平面图上同时画出相关节点大样图102?三种节点绘图方式:节点表:变量图加表格方式,出图效率高; 单榀框架详图: 立面图和节点详图方式; 全节点详图: 详细标注各项数据;103104105106107108109110111112113114钢结构施工图新功能介绍? 运行“全楼节点设计”后可同时生成带节点详细构造的三维模型。新版大幅 提升了该三维模型的生成速度，并将该模型常驻，可用右上的菜单全楼显示 、分层显示或局部楼层显示。115116完善了梁柱与斜撑组合节点的设计，改为对梁采用焊接短梁做法；117主次梁节点：增加了次梁比主梁高的节点设计形式，改进了在斜屋顶处的主 次梁相交节点的设计118119120石化设备建模自动计算空旷钢结构构件上的设备风荷载、地震作 用以及设备重、充水重、操作介质重等及荷载组合 121122123石化设备的布置参数建模中输入设备――立式设备124自动生成作用在设备上的风荷载，以 及设备的风荷载、地震作用计算模型125126镂空框架的风荷载计算? 这种方式下软件对迎风方向上的每根构件按照它的截面尺 寸计算风荷载，生成每根构件上的均布风荷载，不区分构 件的前后遮挡关系127镂空框架的风荷载计算128自定义荷载工况和荷载组合的应用? 自定义荷载工况组合时的荷载分项系数和组合系数 荷载规范3.2.5规定，可变荷载的分项系数，一般情况下应取1.4，对标准值大于4kN/m2的工业 房屋楼面结构的活荷载应取1.3。软件进行荷载组合时，对自定义工况的恒载和活载，仍采用和普通的恒载、活载相同的分项系数和组合系 数，在自定义工况组合参数框中列出的系数隐含均为1，就表示它们参与组合时与普通恒载、活载相同， 而不是表示它们在各种荷载组合中的组合系数或分项系数为1。?? ?如果自定义工况恒载或活载的组合值与普通恒载或活载不同，则须在这里的相应表中填入非 1的差异系数。如普通活荷载组合时分项系数为1.4，自定义活荷分项系数为1.3，则应在这 里填入0.93（1.3/1.4=0.93）。 可将标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载按照自定义活荷载工况输入，取该工 况与其它活荷载工况为叠加或叠加+包络组合关系，并在这里填入0.93（1.3/1.4=0.93）。 如果需要对自定义荷载工况增加许多新的组合内容，建议采用包络设计方式进行，即复制该 工程到另外子目录，在那里进行新组合内容的设置和定义，再在两个工程目录间进行包络设 计。129130131132筒仓的建模和计算漏斗、仓顶盖、贮料荷载、仓间荷载不 利布置、精细仓体结构有限元计算墙上面外梯形荷载的输入和计算从而适应筒仓、水池、地下坑道竖 井等的设计134建模增加了墙上面外梯形荷载的输入 适应筒仓、水池、地下坑道竖井等的设计筒仓和承受水平堆载力后的位移筒仓结构一般由仓上 建筑物、仓壁、筒壁、 漏斗、仓下建筑物等 组成全楼模型 建了8个标准层，中间煤仓 部分建了5个层137筒仓结构的建模按照分层建模的方式? 分层建模，即对仓下建筑、筒壁、仓体、仓上建筑等分层建模，最后 全楼组装成筒仓结构； ? 对仓体的仓壁采用圆弧墙或者直墙建模，对高大的深仓结构应分为几 层建模，为的是准确计算筒仓侧壁的贮料荷载，一般每层层高控制在 3-4米； ? 对漏斗部分可以按照斜墙建模。软件提供漏斗的参数化建模方式，可 通过几个参数快速生成各种形式的漏斗； ? 贮料产生的荷载主要有三种，作用在仓壁上的水平压力和竖向摩擦力 ，作用于仓底或漏斗顶面单位面积上的竖向压力。这些荷载可当做活 荷载输入。软件设置了“贮料荷载”菜单可以通过参数自动生成作用 在仓壁和仓底的这三种荷载；1388层 漏斗用斜墙输入2层带漏斗 7层1层3-6层139对漏斗可参数化快速布置? 软件在构件布置菜单下设置了“漏斗”菜单，可通过输入 几个漏斗布置参数方便地布置漏斗140141各煤仓层按活荷载输入的墙上水平荷载142贮料荷载的参数输入方式? 荷载布置菜单下设置了 “筒仓荷载”菜单， ? 可以通过参数自动生成 作用在仓壁上的两种荷 载和仓底的均布面荷载 ；143计算简图144计算简图145配筋结果简图146仓体墙的配筋? 在配筋简图中，重点应查看仓体墙的内力和配筋计算结果，仓体墙由 于承受面外荷载，软件将据此计算出墙的水平和竖向分布钢筋。同时 在配筋结果文件中，可以看到墙在环向拉力和两个方向面外弯矩作用 下求出的墙的水平和竖向分布钢筋。147可通过等值线图和云图表现墙体受力状态148149可通过等值线图和云图表现墙体受力状态150自定义荷载工况组合? 按活荷载输入仓1和仓2同时满仓 ? 自定义活荷1为仓1满，自定义活荷2为仓2满 ? 对活荷、仓1满、仓2满按照包络计算151考虑不同仓满载或者空仓的状况进行活荷载不利布 置组合? 以3仓筒仓为例说明152使用自定义荷载工况组合? 考虑不同仓满载或者空仓的状况进行活荷载不利布置组合自定义活荷1为仓1满自定义活荷2为仓2满自定义活荷3为仓3满153自定义荷载工况组合选择全组合154煤仓受水平堆载力的位移动画155园仓的顶盖和圆形漏斗156157消防车荷载折减消防车荷载数值很大，设计时应考虑可能的折减。 荷载规范5.1.2条：设计楼面梁时，对单向板楼盖的次梁和槽型板的纵筋应取0.8，对单向板楼盖的主梁应取 0.6，对双向板楼盖的梁应取0.8； 设计墙、柱时，对单向板楼盖应取0.5，对双向板楼盖和无梁楼盖应取0.8；设计基础时可不考虑消防车荷 载。 ? YJK的解决方案是把消防车荷载按照自定义荷载工况输入，并在自定义工况的荷载类型中专门设置“消 防车”荷载类型，以进行专项处理。用户根据情况填入次梁、主梁和墙柱的折减系数。 ? 软件将自动识别主梁、次梁，对于次梁，取用次梁折减系数。对于主梁，软件自动识别2种情况的主梁 ，第一种是双向板楼盖主梁，采用0.8的折减系数；第二是单向板楼盖主梁，对这种布置了次梁的主梁 识别为“单向板楼盖的主梁”并取活荷载折减系数0.6进行折减。 ? 在基础设计时对各种自定义荷载是由用户选择导入的，用户对于消防车荷载不应选择导入基础计算。158上部结构与基础协同计算的钢框架在上部结构计算时可以选择上部结构加入基础结构的协同计算，从而可使上部结构计算考虑基础 和地基的影响。这是对原有的上部结构计算时底部只能按照固定端计算模式的突破。 操作步骤是： 1、上部结构建模、计算； 这次并不是上部结构最终设计结果； 2、为上部结构计算提供基础模型目前软件要求基础软件为上部结构计算单独生成数据，在操作上应和正常的为基础设计的基础建模计算分开。 勾选“生成上部基础共同分析的基础模型”，然后再执行前面的“生成数据”菜单。它的目的就是为了生成上部 结构要的基础模型数据，因此应作为一般基础设计之外的一项单独操作进行。 在基础计算及结果输出的菜单页下，点取“计算选项”菜单，弹出如下对话框：1593、上部结构计算并考虑基础结构回到上部结构计算，并在上部结构计算参数中勾选“上部结构计算考虑基础结构”。 考虑基础模型，需要在上部结构计算模型中叠加上基础的构件和地基的刚度（桩和土的刚度）， 另外还要叠加上作用在基础上的荷载。基础上的荷载由两类组成，一类是上部结构计算传来的荷载，另一类是在基础模型上输入的荷载，如水浮力、 人防荷载、基础附加荷载、覆土重、基础自重等。对于第一类荷载在上部结构基础联合模型中不会再重复输入 ，但对于第二类荷载在联合模型中必须包含。YJK在联合模型中将这第二类荷载当作用户自定义工况对待和处理 ，并默认和上部结构相应的荷载类别采用叠加组合的关系，如基础的恒载、活载、人防荷载和上部结构的恒载 、活载、人防荷载采用叠加的组合关系。这里是提示用户，软件在新的计算模型中读入了如上所述基础的第二类荷载，在内力计算中新增了这些基础的 工况，并自动在荷载效应组合中与上部结构同样的荷载类型采用叠加组合关系。用户需要时，可人工在计算参 数的【荷载组合】下的【自定义工况组合】页中重新设置它们和上部结构恒载、活载、人防荷载工况的组合关 系，如叠加+包络关系等。 160选择“是”，软件将改变当前该参数的设置，选择“否”当前参数的设置不变，因为本参数设置改变时，软件 将在后台作一系列的变换。 在计算参数的【荷载组合】下的【自定义工况组合】页中点“生成全部工况组合默认”按钮，在上边的活载组 合值系数下可见默认生成的“LIVE+LL_JC”，即基础的活荷载工况和上部结构活荷载工况是叠加组合关系。161上部计算考虑基础影响的计算以后，可在各工况位移动画中看到在底层支座处也存在位移。 在前处理的计算简图菜单下设置了菜单“上部+基础联合模型”，该菜单可显示上部结构+基础的联合模型的计 算简图。在基础模型部分显示基础构件的计算单元，如地基梁单元、壳单元等，同时对桩刚度和土刚度以小的红色弹簧 标识（地基梁下的土刚度未做标识）。 162 注意：虽然上部结构计算中包含了基础模型，但在上部结构计算中并不对基础构件本身进行设计。门式刚架门式刚架由主刚架（门式钢柱、门式钢梁），支撑体系，檩条，墙梁，屋面板和墙面板，吊车系统 等组成；163当水平荷载较大、檐口较高或刚度要求较高时，柱脚宜设计成刚接。164165166167168169? 建模-普通建模方式主钢架由边柱、刚架梁、中柱等构件组成，梁、柱多采用变截面，截面与弯矩成正比；以达到 节约材料的目的，门式刚架弯矩图两头负弯矩和中间正弯矩较大，所需构件截面尺寸也相应较 高；分段点取弯矩较小位置处。布置网格：170建筑尺寸：4.2.1-3柱的轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向轴线；工业建筑边柱的定位轴线宜取柱 外皮；斜梁的轴线可取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。171布置钢柱：（钢柱建模上下分段时要根据斜率计算第一段上端截面高度）；板件的最大宽厚比和高厚比应满足《门式规程》6.1.1；如果构件材质是Q345B, Max(b/t)=15*0.825=12.38; max(hw/tw)=206.33; 归纳：翼缘t=6，bmax=150；翼缘t=8，bmax=200； t=10，bmax=250；t=12，bmax=300；t=14，bmax=350； t=16，bmax=400；腹板高厚比一般都能满足要求。172变截面柱选择垂直边；173布置钢梁：梁：L/30：荷载大时可增大一些； 坡度与建筑排水和屋面材料类别有关。；屋脊及边跨系杆用梁建模并定义为两端铰接。 支撑体系： （1）作用：保证厂房结构空间稳定性，减少构件计算长度，承受和传递水平荷载，保证结构安 装时稳定性； 柱间支撑： 上柱支撑：吊车梁以上的支撑，承受屋架上、下弦横向支撑传来的纵向风力； 下柱支撑：吊车梁一下的支撑，承受纵向风力和吊车纵向制动力； 布置原则：一般上下支撑同时布置在厂房两端； 不小于5t的桥式吊车，柱间宜采用型钢支撑，在温度区段端部吊车梁以下不宜设置柱间支撑。174? 柱间支撑：计算按拉杆设计，一般为圆钢和单角钢；当大 吨位吊车为提高厂房的纵向刚度，一般按压杆设计，采用 双角钢和槽钢；175柱间支撑及屋面支撑布置完成后使用三点点高的方式找坡 5%*；176生成楼板-修改板厚； 荷载输入：楼板的恒、活荷载修改； 恒载：屋面板、檩条、拉条自重以及悬挂管道。导荷方式：对边导荷-选择主刚架梁为受力边；177布置吊车荷载178对于悬挂吊车、电动葫芦可以通过移动荷载输入；179注：移动荷载的竖向力和吊车荷载，都不参与地震作用质量的计算；如果需要考 虑，可人工在计算前处理中输入节点附加质量。 上部结构计算时，必须在计算参数中勾选“计算吊车荷载”。 结果在“吊车预组合内力”菜单下查看； 预组合内力的文本文件是wcrane*.Out，可在文本文件输出菜单下调出；180? 前处理 总体信息-风荷载计算信息：精细风程序计算风荷载时按有效受风面积生成风荷载；在精细方法风荷载中还可以输入屋面风荷 载体型系数等参数，可以考虑并自动生成作用于屋面的风压力和风吸力的荷载。程序将屋 面风荷载自动加载到相应方向的梁上。 风荷载：基本风压（-附录A）*1.05； （以北京为例，当设计使用年限为50年； 基本风压0.45*1.05; 地面粗糙度类别：B郊区的乡镇或A、C、D； 地震信息： 《门规》3.1.6抗震验算时，结构的阻尼比可取0.05； 特殊构件定义：门式钢柱和门式钢梁； 板：弹性模、弹性板6； 弹性楼板6：程序真实地计算楼板平面内和平面外的刚度； 弹性膜：程序真实地计算楼板平面内刚度，楼板平面外刚度不考虑（取为零）。181?屋面风荷载定义；182梁面外长定义；柱面外长度同梁可通过修改柱面外长度系数; 交叉支撑中间打断需定义支撑系数；183? 设计结果查看 配筋简图 梁挠度； 构件信息184? 钢结构施工图 目前门式刚架出图节点： 柱脚节点， 梁柱端板竖放节点， 梁梁拼接节点， 系杆节点， 柱间支撑（角钢 、槽钢 、圆管）节点， 屋面交叉支撑（单角钢，圆钢）节点， 抗风柱节点， 牛腿节点；185门式刚架节点形式186187188189? 节点出图方式： -单榀框架节点详图190191192自动设置加劲肋的门式刚架梁柱、梁梁节点设计。193? 梁撑、柱撑节点设计194195混凝土柱与钢梁的连接处理很难达到刚接连接，一般采用铰接连接形式， YJK在特殊梁里 可以设置滑移连接，允许梁端相对混凝土柱顶有一定的滑移量，梁端的推力由于相对的滑 移而部分释放，剩余作用力以剪力的方式专递给混凝土柱顶。196197楼层建模中的空间模型输入和逐层建模平行地设置空间建模菜单 不是设置单独的空间建模程序198和逐层建模平行地设置空间建模菜单,并使空间模型和各层模型顺利衔接199进入空间建模菜单按照空间方式布置轴线, 空间轴线用特殊的黄绿色显 示，空间菜单建立的模型作为特殊的一层200201布置了空间模型的计算简图,把空间模型和各层模型自动组装在一起计算 202抗震规范10.2.7条：计算模型应计入屋盖结构与下部结构的协同作用203 计算结果的位移图、阵型图；对于空间层的内力和配筋可通过“三维内力”菜单方便查看软件计算时自动连接空间模型和普通层204空间模型可分布在各层205206参数建立桁架、空间桁架、网架、网壳207208蒙皮自动导荷功能209210211输入风荷载参数212213蒙皮导荷214设置滑动支座215YJK软件中网架、网壳的设计要点1.参照楼层 2.参数建立网架、网壳 3.空间结构与楼层连接处的弹性连接（两点约束等）应用；? 在空间结构和普通层连接处设置短柱或短支撑（目的主要是确立计算 中空间层与各个普通层的连接关系，短柱本身的设计可忽略） ? 为了设置“两点约束”，在设置的短柱（斜撑）与空间结构之间留有 一定的距离 ? 在计算前处理通过菜单“两点约束”设置空间结构与普通层之间的弹 性连接216特殊构件定义中的自定义节点约束和支座信息? 用户可以手工指定两点之间的弹性连接，可以定义节点6个自由度上的弹性刚度 ，可以支持各种复杂的弹性刚度形式，用来模拟滑动连接，滑动支座，减震隔 震装置等。 在节点上设弹簧刚度，实际是在节点上连接的两根杆件之间或者两批杆件之间 设置弹簧刚度?217??? ?单点约束：用于设置支座节点、上下楼层之间连接节点或者任意两个杆件之间的连接属 性。楼层之间的连接节点一般是柱下、斜撑下与下一楼层连接的节点，楼层之间的弹性 连接只能通过单点约束实现。 两点约束：常用的约束设置方式，指定同标准层平面内两点间的约束关系，并可在任一 自由度上指定弹簧刚度或非线性参数。由于必须是两个节点，因此对于工程中有节点上 设置了滑动支座等情况，需要对于支座连接的两部分构件进行人为的拆分，建立距离相 近的节点并分别布置构件，然后再指定该两点间的约束关系。 设置支座：可在杆件端部设置支座，杆件端部是指没有和其它构件相连的柱端、斜杆端 、梁端，不能在墙端设置支座。 设置支座，可对该杆端处的6个约束设置成全部约束、部分约束、弹性约束、非线性约束4. 钢结构与混凝土结构组成的混合结构的比例阻尼应用； 5. 空间模型的蒙皮自动导荷；选择生成蒙皮-荷载布置-蒙皮导荷6. 空间模型部分的计算结果查看218计算地震作用时可对砼结构和钢结构组 成的混合结构按照不同阻尼比计算? 在地震作用参数中阻尼比设定选项： 1）全楼统一 2）按材料区分 ? 程序按照应变能加权平均的方式计算等效阻尼比? 即抗震规范10.2.8条的“振型阻尼比法”219带钢网架体 育场混合结构工 业厂房 钢砼混合结 构小高层屋顶钢结构 加层按比例阻尼算法各层 剪力相差3%-20%220网架滑动支座的计算221网架和支座的连接：两侧为弹性约束，中部为铰支222223224水平弹性约束 下有相对位移铰接支座无相 对水平位移网架和支座在水平荷载下的相对位移225226227228229230? 定义为腹杆的构件施工图按照梁撑节点出图，梁贯通， 且对于H型上下弦和H型腹杆节点设计有两种选择：等强 焊接和螺栓连接两种方式；231232233谢 谢！234
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