《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》

'《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002介绍提纲（2004年5月）蔡益燕1.形式和尺寸单层，单跨或多跨，双坡、单坡或多坡，常用屋面坡度小于10°屋面应为压型钢板（夹心板很少用），外墙除压型板外也可用砌体跨度宜为9～36m（不是限定），国内最大72m；高度一般不超过12m，不应大于18m；柱距应与跨度匹配，常用6、7.5、9m常用截面尺寸：单跨:加腋端高L/30左右,高宽比6.5以内,加腋长度（0.15～0.25）L；跨中高(1/50～1/60)L；工形截面高宽比2～5；多跨:中柱加腋端L/25左右,加腋长度(1/45～1/55)L；单元运输长度≤12m。温度区间：纵向不大于300m，横向不大于150m横向为门式刚架（含摇摆柱），纵向设柱间支撑刚架构件腹板宽厚比允许不超过250，常用150左右刚架为变截面构件，单元间采用高强度螺栓端板连接次结构包括檩条、墙梁、面板、墙架等2．适用范围1)吊车起重量不大于20t的轻中级（A1～A5）桥式吊车或3t悬挂式起重机（有需要并采取可靠技术措施时允许不大于5t）。2）不适用于有强烈侵蚀性介质的环境。3)多层钢结构房屋的顶层采用了门式刚架及其屋时者，该部分的设计可参照本规程，但应作整体分析，并作抗震计算。4）关于排架的应用。1）钢梁与砼柱宜采用铰接；2）结构应作整体分析；3）柱顶位移和横梁挠度应按GB500173．调整结构重要性系数设计使用年限为50年时,重要性系数取1.0;为25年时,重要性系数取不小于0.95，但宜慎用。3．结构抗震验算规定1）因自重轻，低矮型，国外报导这种房屋抗震性能相当好。GB50011规定，单层钢结构厂房的规定，“不适用于单层轻型钢结构厂房”。2）地震对单层钢结构厂房有时控制有时不控制，试设计表明，跨高比大于3.5时一般不控制。地震不控制时宽厚比可按《门规》，地震控制时翼缘和柱长细比应适当减小，斜梁檐口部位和柱的翼缘宽厚比应特别注意，本规程对不同烈度时的要求未作具体规定。3）试设计表明，无吊车时横向和纵向框架7度可不作抗震验算，但有吊车时，和无吊车8度时，一律应作抗震验算。4）横向刚架和纵向框架应分别进行抗震计算5）抗震计算宜采用底部剪力法；反应谱计算时阻尼比取0.05；6）大跨度结构应按规定考虑竖向地震作用。7)当有局部多于一层并与门式刚架相连接的附属房屋时,应按有关规范进行抗震验算（重型楼盖尤其应重视）；8）当设计由抗震控制时，应采取相应的抗震构造措施。构件之间应尽量采用螺栓连接；斜梁下翼缘与刚架柱连接处的腋部宜加强，承载力宜留有余地；该处附近翼缘受压区的宽厚比应适当减小；柱间支撑的连接是关键部位，角钢连接要考虑单面连接和净截面对承载力影响，按高于支撑屈服承载力设计；柱脚锚栓充分考虑抗剪和抗拔要求等。4．调整钢材设计指标1）承重结构原则上应采用Q235B级或Q345B级以上钢材制作。受静荷载的次要构件，允许用Q345A。（Q235A和Q345A都不做冲击韧性试验,B级规定做常温(20℃)冲击,C级规定做0℃冲击,D级规定做-20℃冲击）2）Q345钢材16mm以下的，由315N/mm2改为310N/mm2。3）高强度螺栓连接应为摩擦型，承压型很少用。5．屋面活荷载标准值由0.3kN/m2提高到0.5kN/m2，荷载面积＞60m2的构件取0.3kN/m2。两级荷载的必要性。3 6．补充檩条风荷载体型系数规定1）低矮型和非低矮型房屋风荷载的划分和适用条件2）低矮型房屋风荷载的特点3）两套荷载不能混用4）《门规》采用MBMA规定得到荷载规范组支持5）对檩条受风面积小于10m2风荷载的体型系数作了补充。例如，角部檩条受风面积A＞10m2时为-1.4,A＜1m2时为-2.9。墙面风载对受风面积不敏感。6）风荷载改用50年一遇,基本风压调整系数由1.1改为1.05。7）风荷载附录简介·封闭式房屋·部分封闭式房屋·敞开式房屋7．调整结构刚度指标1）刚架柱顶位移限值，无吊车且采用轻型钢墙板时由1／50改为1/60，有桥式吊车且有驾驶室时由1／240改为1/400，有桥式吊车由地面操作时仍取1/180。2)斜梁竖向挠度表3.4.2－2注1有误,应采用GB50018如下规定:“对单跨山形门式刚架,L系一侧斜梁的坡面长度”,而不是构件跨度.此外,由于柱顶位移和构件挠度产生的屋面坡度改变值,不应大于坡度设计值的1/3.3)跨度大于30m的斜梁宜起拱。4)表3.4.2-2应为刚架柱顶位移(计算值)的限值。8.支撑布置要求1）圆钢支撑仅能用于无吊车厂房，直径应由计算确定，考虑净截面要求，不得小于10mm。圆钢支撑与构件腹板的连接处，t≤5mm时应腹板补强。宜采用专用楔形连接件，宜设置花兰螺丝。2)有5t及以上吊车时，柱间支撑应采用型钢支撑。3)有15t以上吊车时,应设置屋盖纵向支撑和增加吊车梁的侧向刚度。4)无吊车时柱间支撑间距不大于30～45米，应与屋盖横向支撑位于同一开间。5）建筑物宽度大于60米时，在内柱宜适当设置柱间支撑。（在外柱支撑相应位置设置）。内柱不能设置交叉支撑时，可改用角撑或纵向刚架。6）有吊车时，下柱支撑设在温度区间中部或三分点处，端部不设。7）保证房屋纵向刚度的措施。9.刚架构件计算主要规定1）弹性设计，不能考虑塑性。2）板件最大宽厚比，翼缘为15，腹板250。3）通常改变腹板高度，不改变翼缘。4）刚架的稳定归结为楔形柱的稳定，注意计处公式特点，摇摆柱和柱脚连接对计算长度的影响。5）腹板受弯时的有效宽度计算，受剪时的屈后强度计算方法和加劲肋设置。6）刚架柱的平面外稳定计算。7）斜梁平面内只计算强度，不计算稳定。平面外稳定归结为下翼缘的隅撑设置。8）考虑屈后抗剪强度时，变截面构件楔率应小于60mm/m。9）无吊车时柱脚铰接，下部最小宽度200mm，注意抗剪计算。有桥吊时柱脚刚接，宜用等截面柱。10．檩条计算1）受力特点，风吸力使下翼缘受压，上翼缘为弹性嵌固。2）截面有冷弯C形和Z形，高频电焊H型钢；构件有简支、搭接连续、悬臂式几种。3）檩条的作用和设置，Z形檩时的设置特点。4）简支檩条不同情况的几种计算方法：1）搭接板可考虑面板约束；5）浮动式面板不考虑面板约束，3）有可靠檩间支撑可仅计算强度。6）附录E的计算特点。算例勘误：P.113，末行①应为②。P.115,第1行，公式根号中的“＋”应为“－”。7）搭接连续柃条的计算建议·搭接长度达到跨度10%时,可基本满足均匀连续梁模式;·支座处基本上具有双柃承载力，因连接松动可考虑支座弯矩降低10%;·风吸力作用下可仅计算跨中反弯点间的梁段稳定。8）悬臂式檩条隔跨布置，悬臂端部设铰接段，弯矩可比简支减少一半，仅有计算建议。11．隅撑计算规定1）用隅撑代替通长系杆，减小受压翼缘侧向自由长度。2）仅在斜梁下翼缘和柱内翼缘翼缘受压区布置。3 3）斜梁下翼缘与刚架柱内侧相交处为关键点，此点附近应确保设置隅撑。4)在斜梁下翼缘受压区均应设置隅撑，其间距不应大于相应受压翼缘宽度的16倍。沿柱高应适当设置。5）业主不愿设隅撑时，应采取保证刚架稳定的其它可靠措施，如设置刚性撑杆或加大截面等。6）隅撑允许单面设置，但承载力应符合下式要求。7）隅撑轴力N按下式计算，A为斜梁被支撑翼缘的截面面积。12．柱脚锚栓抗拔抗剪设计1）存在只重视上部结构，不重视锚栓设计现象。2）锚栓上拔力计算应计入柱间支撑产生拉力的竖向量。3）柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力。4）柱肢抗剪键的设置。5）日本柱脚设计规定13．工形截面构件T形连接单面焊1)补充了单面焊的规定，列入附录。2)单面焊的应用条件和适用范围:·在设备和其它技术条件具备时才能采用。·仅可用于承受静荷载和间接动荷载、非露天和无强腐蚀性介质的结构构件。·底板的连接、柱与牛腿的连接、梁端板的连接、吊车梁及支承局部悬挂荷载的吊架等，不得采用单面焊。·单面焊适用于腹板厚度不大于8mm的板件，经工艺评定合格后方可采用。3）业界对单面焊的看法14．高强度螺栓端板连接的设计规定1）端板优点安装方便。超过设计承载力时为半刚性连接。不建议用普通拼接形式代替。2）厚度计算公式简述。3）端板的三种布置形式。4）外伸式和齐平式，后者是半刚性连接。5）当端板连接只受轴力和弯矩，或剪力小于其实际抗滑移承载力（此时抗滑移系数取0.3）时,表面可不作专门处理。6）端板连接不得采用普通螺栓代替高强度螺栓。7)端板厚度应由计算确定,但不小于16mm。8）端板连接抗弯计算的中和轴位置。9）构件与端板的连接焊缝。计算疲劳的对接焊缝,受拉横向焊缝应为一级;不要计算疲劳的结构中,对接焊缝受拉不应低于二级。角焊缝只能达到三级,不能要求一或二级；要验算疲劳的对接焊缝,只能规定外观质量符合二级。15．摇摆柱设计1）在构造上通常采用圆管，也有采用H型钢的。2）摇摆柱为负刚度，在多跨厂房不宜连续三根以上。3）不应用于支承托架或托梁。不宜设置牛腿支承吊车。4）设计轴力应适当增大，考虑端部嵌固引起的次应力。16．删除结构构件制作的具体规定参见《门式刚架轻型房屋钢构件》JG144－2002。17．补充结构工程安装允许偏差表8.2.7《支承面地脚螺栓允许偏差》,8.2.8《刚架柱安装允许偏差》，8.2.9《刚架斜梁安装允许偏差》，8.2.10《吊车梁安装允许偏差》，8.2.11《压型钢板安装允许偏差》。主要参考GB50205－2002。18．与施工有关的几个问题1）刚架在施工中应及时安装支撑，严格执行规定的安装顺序，必要时应增设临时支撑，并用缆风绳充分固定（强制性规定）。2）柱脚底板下面的每根锚栓，应设置调整螺母，校准后进行二次灌浆。底板上要留注浆孔。3）压型钢板搭接长度范围，可根据屋面坡度和所用胶条情况确定。宜采用丁基橡胶胶条。面板与檩条和面板与墙梁连接的最大钉距不得大于300。房屋端部风吸力较大，屋面板端头搭接的钉距应适当减小。4）在房屋的檐口、角部等部位，应设置具有良好密封性能和外观的泛水板或包边板。3'