輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

1、輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計講座(I)設(shè)計基本規(guī)定及荷載.我國輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程簡介目前我國已制訂的有關(guān)輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)程有：北京的門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技 術(shù)規(guī)程和上海的輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程(1) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(CECS 102:98)簡介1 .性 質(zhì)：中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準2 .主編單位：中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會建筑鋼結(jié)構(gòu)委員會3 .審查單位：中國工程建設(shè)標準化協(xié)會薄壁型鋼結(jié)構(gòu)委員會4 .批準單位：中國工程建設(shè)標準化協(xié)會5 .主要內(nèi)容：共九章，五個附錄第1章總則第2章術(shù)語、符號第3章基本設(shè)計規(guī)定第4章結(jié)構(gòu)形式和布置第5章作用效應計算第6章構(gòu)件設(shè)計第7章連接和節(jié)點設(shè)計第8章制作和安裝

2、第9章隔熱和涂裝附錄A風荷載計算附錄B斜卷邊工形冷彎型鋼的截面特性附錄C卷邊槽形冷彎型鋼的截面特性附錄D楔形梁在框架平面內(nèi)的換算長度技術(shù)附錄E楝條在風吸力作用下的穩(wěn)定計算(2) 輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程(DBJ 08-68-97 )簡介1 .性 質(zhì)：上海市標準2 .主編單位：上海市金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會、同濟大學3 .審查單位：上海市建設(shè)委員會科學技術(shù)委員會4 .批準單位：上海市建設(shè)委員會5 .主要內(nèi)容：共十一章，五個附錄第1章總則第2章符號第3章材料第4章結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本規(guī)定第5章構(gòu)件與連接的計算和構(gòu)造第6章屋蓋結(jié)構(gòu)第7章樓面結(jié)構(gòu)第8章單層房屋結(jié)構(gòu)第9章多層房屋結(jié)構(gòu)第10章維護結(jié)構(gòu)第11章涂裝附錄A雙坡及單坡

3、屋面房屋的風荷載體型系數(shù)附錄B考慮冷彎效應的強度設(shè)計值的計算方法附錄C軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)附錄D關(guān)于應力蒙皮強度和剛度的整體試驗方法 附錄E框架柱的計算長度系數(shù)二.輕型鋼結(jié)構(gòu)的應用范圍輕型鋼結(jié)構(gòu)在永久性建筑中的應用范圍大致如下：1用于結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件及其體系(1)屋面體系，包括屋面板(壓型鋼板等)、楝條、屋架、等；(2)樓面體系，包括樓面板(壓型鋼板等)、次梁等；(3)墻面體系，包括墻板(壓型鋼板等)、墻梁、墻柱等；(4)吊頂及內(nèi)隔墻體系，包括隔墻板、龍骨等。2用于下列房屋中的承重結(jié)構(gòu)(1)單層倉庫和單層廠房，單跨或多跨，跨度一般不超過30m,無懸掛吊或有懸掛吊，懸掛吊不超過 5t,無橋吊或有橋

4、吊，吊車為輕級工作制且起重量一般不超過20to承重結(jié)構(gòu)用鋼量一般為 1030kg/m2。(2)多層工業(yè)廠房，柱距一般為1224m, 34層。承重框架用鋼量一般為3060kg/m2。(3)多層住宅和辦公樓，柱距一般為69m,不超過 8層。承重框架用鋼量一般為2050kg/m 2。(4) 23層的小別墅(5)目前也有一種趨勢，用于20層左右的高層住宅和辦公樓。輕型鋼構(gòu)件的類型有1 .由冷彎薄壁型鋼做成2 .由熱扎輕型型鋼做成3 .由焊接或高頻焊接輕型型鋼做成4 .由圓管、方管、矩形管做成5 .由薄鋼板焊成6 .由小角鋼、圓鋼做成(不建議采用)輕型鋼結(jié)構(gòu)可由以上一種或多種輕型鋼構(gòu)件組合做成三.輕型鋼

5、結(jié)構(gòu)的特點1 .特點之一：截面中板件比較薄。冷彎薄壁型鋼中厚度最小為1.5mm,焊接構(gòu)件中厚度最小為3.0mm；板件寬厚比比較大，有時可達250,因此對制作、涂裝、運輸、安裝都應有嚴格要求，防止構(gòu)件局部變形和易受腐蝕。2 .特點之二：構(gòu)件抗扭剛度比較差。在形成結(jié)構(gòu)整體后，通過構(gòu)件之間的連接，構(gòu)件和屋 面板、墻面板之間的連接， 才會大幅度提高構(gòu)件的抗扭剛度。因此在運輸和安裝時要有嚴格有效措施，防止構(gòu)件發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形， 同時要重視安裝節(jié)點的連接， 使能形成結(jié)構(gòu)的整體剛度。3 .特點之三：結(jié)構(gòu)比較柔。為了防止結(jié)構(gòu)變形過大或發(fā)生振動，除應重視支撐體系外，還 應十分重視屋面板、樓面板和墻面板的構(gòu)造連接，使

6、它們能參與結(jié)構(gòu)整體工作，有效的增加 結(jié)構(gòu)剛度。4 .特點之四：輕型鋼結(jié)構(gòu)一般都有冷彎成型工藝，如采用冷彎薄壁型鋼等，因此對材料應 有冷彎試驗的要求，防止在冷彎過程中出現(xiàn)裂縫。5 .特點之五：輕型鋼結(jié)構(gòu)的自重很輕。這對于抗震十分有利，在一般情況下，抗震不起控制作用。但需對結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和支撐體系加以注意，應能形成空間的穩(wěn)定體系，防止節(jié)點構(gòu)造的局部損壞和整個結(jié)構(gòu)的倒塌。輕型鋼結(jié)構(gòu)的自重對于風荷載作用是不利的。風作用的吸力會使屋面、楝條受禮反向，因此要特別注意屋面板的連接，楝條下翼緣的穩(wěn)定性，防止屋面在大風作用下被掀而破壞。四.荷載及其組合原則（一）荷載標準值1 .屋面均布活荷載標準值0.5KN/m 2

7、0.3KN/m 21.5 KN /m 21.5 KN不上人屋面采用壓型鋼板等輕質(zhì)屋面驗算屋面板、楝條驗算屋架、剛架等上人屋面，按使用要求確定，不得小于按荷載規(guī)范取用按荷載規(guī)范取用2 .屋面板、楝條的施工或檢修集中荷載標準值3 .屋面雪荷載和積灰荷載4 .樓面活荷載5 .風荷載垂直與建筑物表面的風荷載標準值，按下式計算Wks zW0式中W0基本風壓，上海地區(qū)一般取0.55KN/m 2風壓高度變化系數(shù)，按下表采用 風荷載體型系數(shù)，可按荷載規(guī)范取用。當條件符合時，也可按規(guī)程附錄A的規(guī)定采用風壓高度變化系數(shù)(m)近海市郊市區(qū)51.170.800.38 (0.54)101.381.000.53 (0.7

8、1)151.521.140.65 (0.84)201.631.250.74 (0.94)301.801.420.90 (1.11)*注：括弧內(nèi)數(shù)值為門式剛架 CECS 102:98取用的數(shù)值，下同此。6 .吊車荷載按荷載規(guī)范取用7 .地震作用按抗震規(guī)范取用(二)荷載分項系數(shù)和組合系數(shù)1 .分項系數(shù)丫永久荷載對結(jié)構(gòu)不利時1.2,有利時1.0可變荷載1.4地震作用1.32.組合系數(shù)少當有兩個或兩個以上的可變荷載參與組合且其中包括風荷載時，0.85其他情況1.0(三)荷載組合原則1 .屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮，取兩者中的較大值；2 .積灰荷載應與雪荷載或屋面均布荷載兩者中的較大者同時考慮；3

9、 .對自重較輕的屋蓋應驗算在吸風情況下楝條、屋面壓型鋼板、剛架橫梁、屋架構(gòu) 件等截面應力反號的影響，此時永久荷載分項系數(shù)取1.0五.材料及其設(shè)計指標(一)材料1承重結(jié)構(gòu)的材料(1)材料要求應具有抗拉強度、伸長率、屈服點、冷彎試驗和硫磷極限含量的合格保證。焊接結(jié)構(gòu)尚應具有碳含量的合格保證。(2)鋼材牌號壓型鋼板楝條、墻梁剛架等承重構(gòu)件 吊車梁重級工作制焊接吊車梁等應具有常溫沖擊韌性的合格保證。Q235 和 Q215 鋼Q235 和 Q345(16Mn)鋼宜用Q345(16Mn)鋼的B級或以上級別的鋼Q235和Q345(16Mn)鋼的B級或以上級別的鋼Q235應按國家標準碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB700)的

10、規(guī)定Q345 ( 16Mn)應按國家標準低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼(BG/T 1591 )的規(guī)定當有可靠根據(jù)時可采用其他牌號以及耐侯碳素結(jié)構(gòu)鋼和高耐侯性結(jié)構(gòu)鋼。在同一構(gòu)件中允許采用兩種不同牌號的鋼材2.連接材料(1)焊接連接材料選擇焊條型號、焊絲和焊劑時應與主體金屬輕度相適應。當兩種不同鋼材相連接時，在保證可焊性的前提下，宜采用與低強度鋼材相適應的焊接材料。焊接連接材料應符合下列國家標準的規(guī)定手工焊條：碳鋼焊條(GB/T 5117)低合金鋼焊條(GB/T 5118)埋弧自動焊、半自動焊焊絲：熔化焊用鋼絲(GB/T 14957 )二氧化碳氣體保護焊焊絲：氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲(GB/T 81

11、10)(2)螺栓連接材料螺栓連接材料應符合下列國家標準的規(guī)定普通螺栓：六角頭螺栓 A級和B級(GB 5782)六角頭螺栓 C級(GB 5780)高強度螺栓：鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓、大六角頭螺母、墊圈技術(shù)條件(GB/T 1228-1231 )鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強度螺栓連接技術(shù)條件(GB 3632-3633 )圓柱頭焊釘：圓柱頭焊釘(GB 10433)自攻螺釘：自鉆自攻螺釘 (GB/T 15856.1-15856.4 , GB/T 3098.11 )(二)材料的設(shè)計指標1 .鋼材的強度設(shè)計值應按下表采用鋼材的強度設(shè)計值(N/mm2)鋼號鋼材厚度或直徑(mm)抗拉、抗壓和抗彎 f抗剪 fv端面承壓

12、(刨平頂緊) f ceQ2350 1621512532017-40205120320Q345工 16315185445 (410)17-35300175425 (410)Q3900 1635020545017-353351954352.焊縫的強度設(shè)計值應按下表采用焊縫的強度設(shè)計值(N/mm2)焊接方法和 焊條型號鋼號厚度或直徑(mm)對接焊縫角焊縫抗壓焊縫質(zhì)量為下列級別 時，抗拉和抗彎ftw抗剪fvw抗拉、抗 壓和抗 剪ftw一、二級三級自動焊，半 自動焊，二 氧化碳氣體 保護焊和 E43XX型焊 條的手工焊Q2350 1617-40215205215205185175125120160160

13、自動焊，半 自動焊，二 氧化碳氣體 保護焊和 E50XX型焊 條的手工焊Q3450 1617-35315300315300270255185175200200自動焊，半Q3900 16350335350335300285205195220220自動焊，二 氧化碳氣體 保護焊和 E55XX型焊 條的手工焊17-35注： （1）自動焊和半自動焊所采用的焊絲和焊劑，應保證其熔敷金屬抗拉強度不低于相應手工焊焊條的數(shù)值；（2）厚度小于16mm的鋼板采用高頻電阻焊， 在焊劑質(zhì)量達到一級、 二級標準并經(jīng) 過拉力試驗驗證后，其焊接接頭的強度設(shè)計值可以參照對接焊縫的強度設(shè)計值 確定；（3）當兩種不同鋼號焊接時，

14、焊縫的強度設(shè)計值應取強度較低鋼號欄的數(shù)值。3 .螺栓連接的強度設(shè)計值應按下表采用螺栓連接的強度設(shè)計值（N/mm2）螺栓的鋼號（或性能等 級）和構(gòu)件的 鋼號普通螺栓錨栓承壓型高強度 螺栓C級螺栓A級、B級螺栓抗拉抗剪承 壓抗拉抗剪 （I類 孔）承壓（I類 孔）抗拉抗剪承壓普通 螺栓4.6級8.8級170130380 (350)250錨栓Q235Q345140180承壓型 高強度 螺栓8.8級10.9 級250310Q235305400465Q345385510590Q390400530615注：孔壁質(zhì)量屬于下列情況者為I類孔：1）在裝配好的構(gòu)件上按設(shè)計孔徑鉆成的孔；2）在單個零件和構(gòu)件上按設(shè)計孔

15、徑分別用鉆模鉆成的孔;3）在單個零件上先鉆成或沖成較小的孔徑，然后在裝配好的構(gòu)件上再擴鉆至設(shè)計孔徑 的孔。4 .對于厚度小于和等于 3.5mm的薄板，可采用電阻電焊。 每個焊點的抗剪承載力設(shè) 計值應按下表采用電阻點焊的抗剪承載力設(shè)計值相焊板件中外層較 薄板件的厚度t（mm）0.40.60.81.01.52.02.53.03.5每個焊點的抗剪承 載力設(shè)計值Nvs（KN）0.61.11.72.34.05.98.010.212.65 .幾種情況（1）當鋼材厚度大于上述表中規(guī)定的數(shù)值時，其強度設(shè)計值應按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定取用。（2）當采用厚度小于 4mm的型鋼或冷彎薄壁型鋼時（不包括厚度不小于2.5mm的

16、Q235鎮(zhèn)靜鋼）時，上述表中的強度設(shè)計值應降低5%。取入=20。(3)當由冷彎薄壁型鋼組成的構(gòu)件全截面有效時,可按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范(GBJ-18-87)的規(guī)定采用考慮冷彎效應的強度設(shè)計值。(4)具有下列情況，強度設(shè)計值應乘以下列規(guī)定的折減系數(shù)1)單面連接的單角鋼1 .按軸心受力計算強度和連接2 .按軸心受壓計算穩(wěn)定性等邊角鋼短邊相連的不等邊角鋼長邊相連的不等邊角鋼入為長細比，對中間無聯(lián)系的單角鋼壓桿,0.850.6+0.0015入，但不大于0.5+0.0025入，但不大于 0.70應取最小回轉(zhuǎn)半徑計算,1.01.0當入20時,2)3)4)5)施工條件較差的高空安裝焊縫兩構(gòu)件的連接采用其

17、間填有墊板的連接以及單蓋板的不對稱連接拱的雙圓鋼拉桿及其連接平面桁架式楝條和三角拱斜梁，其端部主要受壓腹桿0.900.900.850.85當幾種情況同時存在時，其折減系數(shù)應連乘。設(shè)計原則輕鋼結(jié)構(gòu)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法，用分項系數(shù)的設(shè)計表達式進行計舁。承重結(jié)構(gòu)應按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行設(shè)計。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，應考慮荷載效應的基本組合以及荷載效應的偶然組合, 用荷載設(shè)計值進行計算，并采用下列表達式：不考慮地震作用時:0s R考慮多遇地震作用時:SeR/ re式中丫 0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),對于安全等級為一級、二級和三級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可分別取1.1、1.0和0.9: 一

18、般工業(yè)與民用建筑輕型鋼結(jié)構(gòu)的安全等級 可取為二級，特殊建筑的輕型鋼結(jié)構(gòu)的安全等級可根據(jù)具體情況另 行確定；S不考慮地震作用時荷載效應組合的設(shè)計值；Se考慮多遇地震作用時，荷載和地震作用效應組合的設(shè)計值；R結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的設(shè)計值；丫 RE承載力抗震調(diào)整系數(shù)，應按下表采用承載力抗震調(diào)整系數(shù)丫RE名稱梁柱支撐節(jié)點焊縫螺栓丫 RE0.700.700.800.901.01.0(二)荷載效應組合的設(shè)計值應按下式計算1 .不考慮地震作用時SgCgGkLCqlQlW八 八C八 八CqwQwCqc Qc2 .考慮地震作用時SeGCgeGeeCeEk式中G永久荷載分項系數(shù)，一般取 1.2;屋面和樓面活荷載、風荷載

19、、吊車荷載分項系數(shù),般取1.4;地震作用分項系數(shù)，一般取 1.3;Cg,Cge,Cql,Cqc,Ce永久荷載、重力荷載、屋面和樓面活荷載、風荷載、吊車荷載和地震作用的荷載效應系數(shù)Gk,Ql,Qw,Qc,Ek 永久荷載、屋面和樓面活荷載、風荷載、吊車荷載和地震作用的標準值；Ge重力荷載代表值，按現(xiàn)行國家標準建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GBJ 11）第4.1.3條的規(guī)定采用；荷載組合系數(shù)，當有兩個或兩個以上的可變荷載參與組合且其中包括風荷載時，取 0.85,其他情況則取1.0。在上述組合中，應考慮不同方向的風荷載、吊車荷載和地震作用對結(jié)構(gòu)的最不利效 應。（三）按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，應考慮荷載短期效應組合

20、，采用荷載標準值和容許變形進行計算。荷載短期效應組合的設(shè)計值可按上述公式計算，單其中各項分項系數(shù)均取1.0。（四）一般情況下，可在建筑結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向分別考慮水平地震作用，并進行抗震驗算，不考慮垂直地震作用。 水平地震對結(jié)構(gòu)的作用，可采用底部剪力法、 振型分解反應譜法等方法進行計算。（五）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受拉強度應按凈截面計算；受壓強度應按凈截面計算，當截面利用屈曲后強度時，應按有效截面計算；穩(wěn)定性應按毛截面計算，當截面利用屈曲后強度時，應按有效截面計算；變形和各種穩(wěn)定系數(shù)，除有規(guī)定者外均可按毛截面計算。七.構(gòu)造的一般規(guī)定（一）構(gòu)件壁厚及其寬厚比1 .構(gòu)件壁厚楝條、墻梁等冷彎薄壁型鋼構(gòu)件框架梁、立

21、柱等構(gòu)件2 .寬厚比現(xiàn)值門式框架工形截面柱腹板梁腹板> 1.5mm>3.0mm (4.0mm)250 235/ fy300,235/ fy ( 250,235/ fy )梁、柱翼緣15 235/fy冷彎薄壁型鋼構(gòu)件兩邊支承250 235/ fy一邊支承、一邊卷邊60 235/ fy一邊支承、一邊自由45 235/fy（二）構(gòu)件長細比1 .受壓構(gòu)件受壓構(gòu)件的長細比不宜超過下表規(guī)定受壓構(gòu)件的容許長細比項次構(gòu)件名稱容許長細比1主要構(gòu)件（如柱、桁架等）1802其他構(gòu)件及支撐220注：桁架（包括空間桁架）的受壓腹桿，當其內(nèi)力等于或小于承載能力的50%時，容許長細比可取為220。（CECS 1

22、02:98無此注）2 .受拉構(gòu)件受拉構(gòu)件的長細比不宜超過下表規(guī)定受拉構(gòu)件的長細比項次構(gòu)件名稱承受靜力荷載或間接 承受動力荷載的結(jié)構(gòu)直接承受動力荷載的 結(jié)構(gòu)1桁架的構(gòu)件3502502吊車梁或吊車桁架以 下的柱間支撐3003支撐（第2項和張緊 的圓鋼除外）400注：（1）按受拉設(shè)計的構(gòu)件在永久荷載與風荷載組合作用下受壓時，其長細比不宜超過 250;（2）計算單角鋼受拉構(gòu)件的長細比時，應采用角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑；在計算單角鋼交叉受拉桿件平面外的長細比時，應采用與角鋼肢邊平行軸的回轉(zhuǎn)半徑。（三）溫度區(qū)段長度溫度區(qū)段長度應符合下列規(guī)定縱向溫度區(qū)段（w 300m）橫向溫度區(qū)段（w 150m）（四）有關(guān)連接的

23、幾個問題1 .焊接連接（1）門式剛架柱和橫梁中翼緣與腹板的連接，當腹板厚度w 8mm時，允許采用自動或半自動埋弧焊接單面角焊縫，單需滿足下列規(guī)定:腹板厚度tw最小焊腳尺寸（k）焊喉（H）最小根部熔深焊絲直徑 1.23.2mm （ J）332.11.0442.81.2553.51.565.53.91.6764.21.886.54.62.0示意圖見下頁單面角焊縫僅適用于承受靜荷載和間接動力荷載、非露天結(jié)構(gòu)和無強腐蝕性結(jié)構(gòu)的構(gòu)件。柱與底板、柱與牛腿、梁與端板不得適用單面焊吊車梁、剛架柱在牛腿附近、斜梁在局部懸掛荷載附近不得使用單面焊 以上規(guī)定已列入上海市標準：輕型鋼結(jié)構(gòu)制作及安裝驗收規(guī)程。（2）門式

24、剛架橫梁、柱與端板的連接應采用全焊透對接焊縫，坡口形式應符合現(xiàn)行國家標準氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊坡口基本形式和尺寸（GB985）的規(guī)定2 .螺栓連接（1）普通螺栓中的 C級螺栓宜用于沿其桿軸方向受拉的連接，只有在次要連接 或臨時固定構(gòu)件的安裝連接中才能用于受剪連接。（2）承壓型高強度螺栓僅用于承受靜力荷載和間接承受動力荷載結(jié)構(gòu)中的連接； 其預拉力P和接觸面的處理方法應與摩擦型高強度螺栓相同。（3）高強度螺栓連接應根據(jù)現(xiàn)行國家標準鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗評定標準（GB50221）的規(guī)定對其預拉力，抗滑移系數(shù)進行復驗，同時連接摩擦面的表面 應平整，不得有飛邊、毛刺、焊接飛濺物、焊疤、氧化鐵皮、污垢和

25、不需要 有的涂料等。八.結(jié)構(gòu)變形的規(guī)定（一）受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件的撓度不應超過下表的容許值。受彎構(gòu)件的容許撓度項次構(gòu)件類別容許撓度1吊車梁和吊車桁架（1）手動吊車和單梁吊車（包括懸掛吊車）（2）起重量20t的橋式吊車L/500L/6002設(shè)有懸掛電動梁吊車的屋面梁或屋架（僅用可變荷載計算）L/5003手動或電動葫蘆的軌道梁L/4004有重軌（重量等于或大于38kg/m）軌道的工作平臺梁有輕軌（重量等于或小于24kg/m）軌道的工作平臺梁L/600L/4005樓蓋和工作平臺梁（第四項除外）、平臺板 （1）主梁（包括設(shè)有懸掛起重設(shè)備的梁）L/400（2）抹灰頂棚的梁（僅用可變荷載計算）（3）除（1）、

26、（2）款外的其它梁（包括樓梯梁）（4）平臺板L/350L/250L/150屋蓋橡條 （1 ）無積灰的瓦楞鐵屋囿L/1506（2）壓型鋼板和有枳灰的瓦楞鐵屋面L/200（3）其它屋囿L/200墻架構(gòu)件 （1 ）支柱L/400（2）抗風桁架（作為連接支柱的支承時）L/10007（3 ）砌體墻的橫梁（水平方向）L/300（4）壓型鋼板和瓦楞鐵等墻面的橫梁（水平方向）L/200（5 ）帶有玻璃窗墻面的橫梁（豎直和水平方向）L/200注：L為受彎構(gòu)件的跨度（對懸臂梁和伸臂梁為懸伸長度的2倍）（二）門式剛架門式剛架的位移限值可按下表取用類別容許值門式框架橫梁的撓度時常上人屋面：最大值L/250僅用可變荷裁

27、驗算L/300一般屋囿：最大值L/200僅用可變荷裁驗算L/250門式剛架柱頂水平位移不設(shè)橋式吊車：當用輕型墻板時H/75 (H/50)設(shè)橋式吊車：當?shù)踯囉旭{駛室時H/240當?shù)踯囉傻孛娌倏v時H/100 (H/150)注：L為橫梁在相鄰兩柱之間的跨度，H為柱高度。（三）多層框架1 .在風荷載作用下多層框架結(jié)構(gòu)在風荷載作用下的頂點水平位移預總高度之比值不宜大于1/500 ,層間相對位移預層高之比值不宜大于1/400。如采用變形限制要求較高的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和裝修材料，層間相對位移與層高之比值宜適當減小；如無隔墻時，層間相對位 移與層高之比值適當增大。2 .在地震作用下多層框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間相對

28、位移與層高之比值不宜大于下列數(shù)值：在多遇地震作用下（按彈T計算）1/300在罕遇地震作用下（按彈塑性計算）1/70如采用變形限制要求較高的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和裝修材料，在多遇地震作用下的層間相 對位移與層高之比宜適當減小。附錄A雙坡及單坡屋面房屋的風荷載體型系數(shù)A.0.1本附錄的風荷載體型系數(shù)適用于坡度不大于1/6,檐口高度不超過20m,也不超過房屋總跨度或總長度中較小值的雙坡及單坡屋面房屋。A.0.2 對坡度不大于1/6的雙坡屋面房屋，其風荷載體型系數(shù)可按下列規(guī)定取用。A.0.2.1 全封閉圍護的房屋，其風荷載體型系數(shù)分別按表A.0.2-1與表A.0.2-2取用。表承受縱向風荷載時全封閉圍護房屋的風

29、荷載體型系數(shù)科A.0.2-2迎風面背風面-表A.0.2-1中山墻端區(qū)域的寬度取表A.0.2-2中Wz的2倍。Wz值取房屋總跨度或總長度中較小值的1/10并且不大于房屋檐口高度的 2/5,單不小于房屋總跨度或總長度中較小值的 1/25或1m。A.0.2.2 部分封閉圍護的房屋，其風荷載體型系數(shù)科s分別按表A.0.2-3與表A.0.2-4取用。承受橫向風荷載時部分封閉圍護房屋的風荷載體型系數(shù)科s表A.0.2-3承受縱向風荷載時部分封閉圍護房屋的風荷載體型系數(shù)us表A.0.2-4迎風面背風面有關(guān)說明同表A.0.2-1和A.0.2-2。A.0.2.3開敞式房屋，其風荷載體型系數(shù)科S分別按表A.0.2-

30、5與表A.0.2-6取用。承受橫向風荷載時開敞式房屋的風荷載體型系數(shù)科s表A.0.2-5山墻端區(qū)域和其余區(qū)域”3.73.70+ ,05-L05A.0.2-6表承受縱向風荷載時開敞式房屋的風荷載體型系數(shù)科s注：N為橫向框架的根數(shù)，迎風面風荷載體型系數(shù)1.8N的適用條件是：1 HS0 10 3,1H 6和S 0.5。為剛架實體面積與山墻毛面積之比，H為檐口高6 BB度，B為房屋寬度，S為柱間距。A.0.2.4部分封閉圍護房屋指房屋中由一個受正風壓的墻面，其上的永久性開口面積超過該墻面面積的5%,也超過其余墻面和屋面上永久性開口面積之和，而其余墻面和屋面上的永久性開口之和不應超過這些墻面和屋面面積的

31、20%。開敞式房屋指全部外墻至少由80%以上永久性開口面積。此外都為封閉式房屋。屋面或墻面上的采光、窗戶以及由門的門洞，不作為永久性開口面積。A.0.3坡度不大于1/6的單坡屋面房屋承受橫向風荷載時，以跨度的1/2作為屋頂風荷載體型系數(shù)分區(qū)界線；該界線分區(qū)作用與雙坡房屋的屋脊線相同（圖A.0.3a）;承受縱向風荷載時，山墻檐口較低一側(cè)不另設(shè)區(qū)域Wz （圖A.0.3b）。各區(qū)域上的風荷載體型系數(shù)科s與第A.0.2條的規(guī)定相同。 Wz的取值同第 A.0.2條。(a)(b)圖A.0.3單坡屋面房屋風荷載體型系數(shù)的分區(qū)界線A.0.4坡度不大于1/6的房屋，局部風荷載體型系數(shù)科s可按表A.0.4-1和表

32、A.0.4-2的規(guī)定取用。圖A.0.4-1雙坡屋面房屋風作用區(qū)域雙坡屋面房屋局部風荷載體型系數(shù)11s表A.0.4-1構(gòu)件風作用區(qū)域全封閉圍護房屋部分封閉圍護房屋r-1.2-1.6屋楝與墻梁s-1.4-1.8承載卸積A羅10m2c-1.4-1.8w-1.1 或 + 1.0-1.5 或+1.1e-1.1 或 + 1.0-1.5 或+1.1r-1.3-1.7屋面板、墻板及連接件s-1.7-2.1c-2.9-3.3承載面積A<1m2w-1.2 或 + 1.2-1.6 或+1.3e-1.4 或 + 1.2-1.8 或+1.3外挑屋檐屋面及連接件r-1.9-2.3承載卸積A 1m2s-1.9-2.3

33、c-2.7-3.1外挑屋檐楝條及梁r-1.8-2.2承載卸積A妾10m2s-1.8-2.2c-0.9-1.3山墻墻架抗風柱w-1.0 或 + 1.0-1.4 或+1.1承載回積A與20m2e-1.1 或 + 1.0-1.5 或+1.1山墻墻架橫梁r-1.2-1.6承載卸積A#10m2s ,c-1.3-1.3注：(1)當屋面結(jié)構(gòu)以及外挑屋面構(gòu)件承載面積介于1m2和10m2之間時，可采用半對數(shù)線性插值，即s 2 S1 S10s10 si log 10A式中：si和si0分別為A=1和A=10時的局部風荷載體型系數(shù)。(2)風作用區(qū)域圖見圖A.0.4-1 ,其中 Wz的取法與第 A,0.2條相同。(3

34、)對于開敞式房屋，墻梁、墻板及連接件的風荷載體型系數(shù)取表A.0.2-5的值，屋楝、屋面板及連接件的風荷載體型系數(shù)取外挑屋檐與1.25乘表A.0.2-5兩者中之較大值。坡度大于1/20但不大于1/6的單坡屋面房屋局部風荷載體型系數(shù)科s表A.0.4-2風作用區(qū)域承載回積A (m2)AW 11<A< 10A W10c-3.41.4log(10A) -4.8-2.0s-2.60.9 log(10A) - 3.5-1.7r-2.00.6 log(10A) -2.6-1.4注：(1)風作用區(qū)域圖見圖 A.0.42(2)坡度大于1/20但不大于1/10時，局部風荷載體型系數(shù)可減少15%。(3)坡

35、度小于等于1/20時，局部風荷載體型系數(shù)采用表A.0.4-1中屋檐、屋面板及連接件的風荷載體型系數(shù)。(4)對于部分封閉圍護房屋，風吸系數(shù)應增加0.4 (指絕對值)。(5)對于開敞式房屋，局部風荷載體型系數(shù)的取值與表A.0.4-1中的注(3)相同。圖A.0.4-2單坡屋面房屋風作用區(qū)域A.0.5高出屋面的周邊凸出物，其局部風荷載體型系數(shù)科 s取1.3(II)輕型門式鋼剛架的設(shè)計（一）結(jié)構(gòu)體系屋面：壓型鋼板墻面：壓型鋼板楝條：冷彎薄壁型鋼墻梁：冷彎薄壁型鋼剛架：實腹變截面工形柱和橫梁。（翼緣寬度不改變）交叉支撐：張緊圓鋼（二）剛架形式單跨：屋面坡度屋面隔熱構(gòu)件連接結(jié)構(gòu)要點柱腳：多為較接，有橋式吊車

36、時，宜為剛接用壓型鋼板時，宜取1/101/15常用隔熱卷材，也用帶隔熱層的夾心板材工廠焊接工地高強度螺栓連接柱：工形截面楔形柱橫梁：工形截面變高度梁剛架跨度：936m剛架高度：4.57.5m剛架間距：4.512m挑檐長：0.51.2m山墻：無吊車時，不設(shè)門式剛架 有吊車時，應設(shè)門式剛架(四)支撐布置1 .屋蓋支撐應使屋蓋能夠成獨立的空間穩(wěn)定體系。2 .柱間支撐間距應按安裝條件確定，不應大于60m。3 .柱間支撐開間應同時設(shè)置屋蓋橫向支撐。4 .剛性系桿應設(shè)置在：剛架轉(zhuǎn)折處，橫梁和立柱需側(cè)向支撐處。 剛性系桿可為鋼管、H形鋼等，也可用楝條或墻梁作。二.結(jié)構(gòu)分析1 .變截面門式剛架應采用彈性方法分

37、析。2 .門式剛架通常按平面結(jié)構(gòu)分析，不考慮蒙皮效應，不考慮空間作用。3 .門式剛架內(nèi)力和位移可用有限單元法。變截面構(gòu)件可分成若干段等截面單元，也可采用楔形單元。4 .地震作用可采用底部剪力法分析。三.剛架構(gòu)件設(shè)計本節(jié)均按門式剛架技術(shù)規(guī)程(CECS 102:98)編寫。上海市輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程的公式并不一樣，但計算結(jié)果基本相同?？梢詤㈤喸撛O(shè)計規(guī)程。(一)變截面剛架構(gòu)件1.受壓板件的計算(1)工形截面構(gòu)件的腹板，當腹板高度變化w60mm/M時可考慮屈曲后強度，其抗剪承載力設(shè)計值Vdhwtw d0.8fv當 0.8 w 1.4d 1 0.64 w 0.8 fvd 1 0.275 w fvhw楔形腹板

38、取平均高度ah當且1時，k4 5.34%hwaah 2當?1時，k5.34 4%hwa當僅有支座加勁肋時，匕=5.34(2)工形截面受彎構(gòu)件在彎矩和剪力共同作用下當 VW0.5Vd時，MWMe2當 0.5VdvwVd 時，M M f Me Mf 1V 10.5VdM e WefM f Af hwt f(3)工形截面壓彎構(gòu)件在軸力、彎矩和剪力共同作用下當 VW0.5Vd 時,MeMex當 0.5VdVWVd時，m m：MeN mN 1V0.5VdM eN Me N WeAeMfN hwt AfA(4)工形截面在考慮屈曲后強度時，應按腹板的有效寬度計算截面特性腹板有效寬度分布，如下圖所示：當截面全

39、部受壓，即2he5當截面全部受拉，即(5)腹板的有效寬度按下式計算當截面全部受壓時,hehehe2he2當截面全部受拉時，受拉區(qū)全部有效；受壓區(qū)hehei0.4he0.6hehehc當p 0.8時P =1當 0.8 p 1.2 時,1 0.9 D 0.8p當p 1.2時,0.64 0.24 D 1.2pt28.hw162_2當板邊最大應力 1 f時，可用10.11211rR 1代替上式中的fy。對Q235、Q345鋼rR 1.087橫向加勁肋除承受集中荷載、翼緣轉(zhuǎn)折產(chǎn)生的壓力外,(6)考慮橫梁腹板的屈曲后強度時, 還承受腹板拉力場產(chǎn)生的壓力當0.8Ns V1.25 時,0.9hwtw b0.8

40、w 0.8 fvfv1.25 時,NoxAe02 .變截面柱的穩(wěn)定性計算 (1)平面內(nèi)穩(wěn)定mxM1Nx We1Ne腳標0:指變截面柱的較小端腳標1:指變截面柱的較大端(2)平面外穩(wěn)定Noy Ae0bWe1變截面柱在彎矩作用平面外的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)，以變截面柱的小頭為準;均勻彎曲的楔形受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)(3)變截面楔形柱在剛架平面內(nèi)的計算長度Ho= N h計算長度系數(shù)，柱腳為較接時可按規(guī)程表查得。柱腳為錢接或剛接時也可按下式計算24EI。SH3S剛架在柱頂單位水平荷載作用下的側(cè)移剛度按一階彈性分析得到的在柱頂單位水平荷載下的側(cè)移在一般的柱腳構(gòu)造情況下，按公式計算科時，科還可以乘以柱腳與基礎(chǔ)較

41、接時，0.85柱腳與基礎(chǔ)剛接時，1.2(4)多跨門式剛架變截面楔形柱在剛架平面內(nèi)的計算長度的計算公式與單跨相同但橫梁的長度應取邊柱到相a)當中間柱為上下較接時，計算長度系數(shù)的計算與單跨相同,鄰柱之間距離的2倍。計算長度系數(shù)還應乘以放大系數(shù)YN1NfNi中間柱軸向力Nf邊柱軸向力中間柱的計算長度系數(shù) =1.0b)當中間柱非上下較接時，多柱的計算長度系數(shù)NE0i1.2N1Shi柱腳與基礎(chǔ)較接時,科還可乘以0.85柱腳與基礎(chǔ)剛接時,科還可乘以1.2(5)變截面柱在彎矩作用平面外的計算長度應取縱向支撐間的距離。(6)剛架柱的彎矩等效系數(shù)a)彎矩作用平面內(nèi)有側(cè)移框架:mx1.0無側(cè)移框架:有橫向荷載時,

42、mx1.0無橫向荷載時,mx1 0.15m20.65 0.35 一 Mib)彎矩作用平面外一端彎矩為零時,0.75 N Ex0N Ex0兩端彎矩基本相同時,1.0(7)均勻彎矩工形截面楔形受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)44320 AAsyt0235y Wx0 . w4.4h0 77ly s ：- iy03 .門式剛架橫梁的穩(wěn)定性計算(1)橫梁在平面內(nèi)和平面外的穩(wěn)定性計算公式與變截面柱的相同。(2)橫梁在平面內(nèi)的計算長度山形門式剛架斜梁長度多跨門式剛架相鄰柱子間的斜梁長度(3)橫梁在平面外的計算長度應取最大受壓翼緣側(cè)向支撐點間的距離四.支撐構(gòu)件設(shè)計(一)隅撐1 .隅撐布置：(1)實腹式剛架橫梁下翼緣受壓

43、時，可在下翼緣的受壓處布置成對的隅撐，另一端連接在楝條上。(2)實腹式剛架柱內(nèi)側(cè)翼緣受壓時，可沿內(nèi)側(cè)翼緣設(shè)置成對的隅撐，另一端連接在墻梁上。2 .隅撐截面：一般用單角鋼制作。3 .隅撐的設(shè)計按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計，軸壓力 N為：Af85 cos隅撐成對布置時，每根隅撐的計算軸力為N/2(二)其他支撐1 .支撐內(nèi)力按桁架分析起減小壓桿計算長度作用的支撐尚應增加由上式算得的內(nèi)力。式中A為被支撐受壓部位的截面面積2 .交叉支撐和柔性系桿可按拉桿設(shè)計，非交叉支撐重的受壓桿件以及剛性系桿應按壓桿設(shè)計。(n)冷彎薄壁型鋼槐條與墻梁的設(shè)計輕型門式鋼剛架因具有明顯的優(yōu)越性，已在單層輕型房屋中應用并正在日益推廣。在

44、 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)體系中，屋蓋應采用壓型鋼板屋面板和冷彎薄壁型鋼楝條，外墻面也宜采用壓型鋼板墻面板和冷彎薄壁型鋼墻梁。本文主要介紹冷彎薄壁型鋼楝條和墻梁的設(shè)計。冷彎薄壁型鋼與一般熱扎型鋼相比具有以下幾個特點：1 .材料性能的冷彎效應。冷彎效應將使材料的屈服強度提高。如何利用這已特點，可在設(shè) 計中采用考慮冷彎效應的強度設(shè)計值，在現(xiàn)行國家標準冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 中有明確規(guī)定，本文不再贅述。2 .截面中受壓板件的局部失穩(wěn)及屈曲后強度的利用。在薄壁型鋼中，板件的寬厚比一般較大，可以使截面較為展開，在相同截面積的條件下獲得較大的截面慣性矩，提高構(gòu)件的抗壓和抗彎能力。但當寬厚比超過一定限值時，

45、在壓應力作用下，截面的板件會首先產(chǎn) 生局部失穩(wěn)，板件發(fā)生局部失穩(wěn)并不意味該板件承載力的終止。板件在局部失穩(wěn)后直到 構(gòu)件整體失效前仍能繼續(xù)承擔一定數(shù)量的荷載增量，此過程稱為局部屈曲后強度的利用。在冷彎薄壁型鋼設(shè)計時允許考慮板件的屈曲后強度，并采用有效截面法加以利用。采用有效截面法時，板件有效寬厚比的確定以及有效截面特性的計算方法等，在現(xiàn) 行國家標準冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范中豆油規(guī)定和表格可供查用。3 .構(gòu)件扭轉(zhuǎn)變形以及產(chǎn)生的翹曲應力。冷彎薄壁型鋼因板件較薄、寬厚比較大，截面的抗 扭剛度較小，對于荷載作用不通過截面剪力中心而存在的偏心十分敏感。在計算時必須 考慮因荷載作用不通過剪力中心形成的扭轉(zhuǎn)所

46、產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和約束翹曲應力。這一影 響在楝條和墻梁中尤為明顯。因此，本文將結(jié)合門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的有關(guān)條文主要介紹在冷 問薄壁型鋼楝條和墻梁設(shè)計時采用構(gòu)造措施減少扭轉(zhuǎn)變形和約束翹曲應力，以及在必須計算扭轉(zhuǎn)變形和約束翹曲應力的計算方法。,冷彎薄壁型鋼楝條的設(shè)計（一）楝條的布置跨度不超過9m的楝條宜采用卷邊槽形和斜卷邊Z形的冷彎薄壁型鋼，也可以采用直卷邊Z形的冷彎薄壁型鋼。前者可設(shè)計成連續(xù)楝條，既在與門式剛架橫梁連接處做成搭接， 斜卷邊Z形楝條可采用疊置搭接（圖1-a）,卷邊槽形楝條可用大一號或小一號卷邊槽形截面套置搭接（圖1-b）。連續(xù)楝條比單跨簡支楝條省鋼。圖1楝條搭接示意圖楝條

47、間距應根據(jù)屋面材料、楝條供貨規(guī)格按計算確定。（二）楝條上的荷載 作用在楝條上的荷載有：1 .屋面材料和楝條的自重；2 .屋面均布活荷載（按水平投影計算），其標準值一般宜取 0.5KN/m2;3 .屋面雪荷載和積灰荷載，應按現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的規(guī)定采用，并應考慮在屋面天溝，陰溝，高低跨相接處等的荷載增大系數(shù)；4 .風荷載，可按現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的規(guī)定計算，也可按門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程附錄 A的規(guī)定計算；5 .施工或檢修集中荷載，其標準值至少應取1.0KNs,當施工荷載有可能超過上述荷載時,應按實際情況取用。在設(shè)計時，可根據(jù)下列原則進行荷載效應組合：1 .屋面均布活荷載

48、不與雪荷載同時考慮，應取兩者中的較大值；2 .積灰荷載應與雪荷載或屋面均布活荷載中的較大值同時考慮；3 .施工或檢修集中荷載不與屋面材料和楝條自重以外的其他荷載同時考慮。（三）簡支楝條的計算楝條應按下列不同情況進行計算：MxMy(1)1 .當正壓力作用下即向下荷載作用下屋面能起阻止楝條失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)的作用時，可僅按下式 計算實腹式楝條的強度，而無需計算其整體穩(wěn)定性：WLnxWLny式中M x,My對截面主軸x軸和y軸的彎矩設(shè)計值;Wenx，Weny對主軸x軸和y軸的有效凈截面模量;f鋼材的強度設(shè)計值。圖2實腹式楝條的主軸2 .當正壓力作用下屋面不能阻止楝條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)時，應按下列公式計算實腹式楝

49、條的 穩(wěn)定：MxMybxWLxWey式中Wex,WeyXgE軸x和y軸的有效截面模量;bx梁的整體穩(wěn)定系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定計算；3.當屋面能阻止上翼緣側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)時，在負壓力作用下，即向上荷載作用下(如與風 吸力組合時，風吸力大于向下作用荷載的情況)，實腹式楝條的穩(wěn)定性可由下列三種方法 之一解決：(3. 1)第一種方法，按公式(2)計算；(3. 2)第二種方法，設(shè)置拉桿或撐桿防止下翼緣扭轉(zhuǎn)和側(cè)向失穩(wěn)，一般間距應不大于1.5m。(3. 3)第三種方法，即考慮屋面的彈性約束作用，按下列公式計算：1 Mx N M y 二WZ無溫(3)式中Mx對截面主軸 x軸的彎矩設(shè)計

50、值；N作用于楝條的軸向壓力設(shè)計值；My 垂直荷載設(shè)計值引起的楝條自由翼緣(下翼緣)的側(cè)向彎矩，當自由翼緣受拉時，M y為零,My My。(4)M y0 忽略彈性約束影響的自由翼緣側(cè)向彎矩,yo一12qyly8ly拉條間的距離，當無拉條時為楝條跨度；qy由于截面扭轉(zhuǎn)和側(cè)彎引起的作用于自由翼緣的等效側(cè)向荷載設(shè)計值,qy KhQx(6)qx垂直于主軸 x軸的荷載設(shè)計值:系數(shù)的計算公式表1注：Iu為截面繞u u軸的慣性矩K h系數(shù)，按表 1計算考慮自由翼緣彈性約束影響的修正系數(shù)，1 0.225R 1 1.013RR將屋面彈性約束作用等代成作用于自由翼緣的側(cè)向彈簧后，與彈簧 K有關(guān)的系數(shù)Kl；R(8)日f1yE鋼材的彈性模量;I f1y自由翼緣加1