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'CECS102:2002中国工程建设标准化协会标准门式刚架轻型房屋钢结构技术规程Technicalspecificationforsteedstructureoflight-weightBuildingswithgabledframes2003北京第1页
中国工程建设标准化协会标准门式刚架轻型房屋钢结构技术规程Technicalspecificationforsteedstructureoflight-weightBuildingswithgabledframesCECS102:2002主编部门:中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会中国建筑标准设计研究所批准部门:中国工程建设标准化协会施行日期:2003年3月1日2003北京第2页
前言根据中国工程建设标准化协会(2001)建标协字第45号《关于印发中国工程建设标准化协会2001年第二批标准制、修订项目计划的通知》的要求,对原规程进行了修订。中国工程建设标准化协会标准《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:98自1998年批准发布以来,显著推动了我国门式刚架轻型房屋钢结构的发展。目前,此种结构作为我国建筑钢结构中应用最广泛的类型之一,已积累了较多的工程经验;同时,在工程实践中也发现了一些需要对原规程进行修改和补充之处。此外,在此期间相关的建筑结构国家标准普遍进行了修订,涉及本规程者也需相应修改。本次修订的主要内容是:1,调整本规程的适用范围(吊车吨位);2.调整结构重要性系数;3.补充结构抗震验算规定;4.调整钢材设计指标;5.调整屋面活荷载标准值;6.补充檩条风荷载体型系数的规定;7.调整结构刚度指标;8.补充支撑布置要求;9.完善刚架结构计算规定;10.补充檩条设计规定;11.补充隅撑设计规定;12.修改檩条在负风压下的计算规定:13.补充柱脚锚栓抗拔验算规定;14.增加钢板T型连接单面焊的规定;15.完善高强度螺栓连接设计的规定;16.删除结构构件制作的具体规定;17.补充结构工程安装允许偏差等。根据国家计委[1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》的要求,现批准协会标准《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》2002年修订版,编号为CECS102:2002,推荐给工程设计、施工、使用单位采用。自本规程施行之日起,原规程CECS102:98废止。本规程第3.1.3条第3.2.1、3.2.2、3.2.3、3.2.4条,第3.3.2条(黑体字部分),第7.2.9条(黑体字部分)、第7。2.19条,第8.1.4条,第8.2.5条(黑体字部分)建议列入《工程建设标准强制性条文》,其余为推荐性条文。本规程由中国工程建设标准化协会轻型钢结构技术委员会归口管理,由中国建筑标准设计研究所(北京车公庄大街19号,邮编:100044)负责解释。在使用中如发现需要修改或补充之处,请将意见和资料径寄解释单位。主编单位:中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会中国建筑标准设计研究所参编单位:上海美建钢结构有限公司西安建筑科技大学第3页
同济大学清华大学浙江杭萧钢构股份有限公司北京华特建筑设计顾问有限责任公司主要起草人:蔡益燕陈绍蕃沈祖炎李少甫丁芸孙余洲亮魏潮文孙晓彦张跃峰申林中国工程建设标准化协会2002年11月20日第4页
目录1总则...........................................................................................................72术语、符号........................................................................................................82.1术语......................................................................................................82.2符号......................................................................................................83基本设计规定..................................................................................................123.1设计原则...................................................................................................123.2作用....................................................................................................133.3材料....................................................................................................143.4变形规定...................................................................................................173.5构造要求...................................................................................................184结构形式和布置...............................................................................................194.1结构形式...................................................................................................194.2建筑尺寸...................................................................................................204.3结构平面布置...........................................................................................214.4墙架来布置...............................................................................................214.5支撑布置...................................................................................................225作用效应计算..................................................................................................235.1变截面刚架内力计算................................................................................235.2变截面刚架侧移计算................................................................................236构件设计..........................................................................................................276.1变截面刚架构件计算................................................................................276.2等截面刚架物件计算................................................................................376.3檩条设计...................................................................................................376.4墙架构件设计...........................................................................................396.5支撑构件设计...........................................................................................406.6屋面板和墙板设计..................................................................................417连接和节点设计...............................................................................................42第5页
7.1焊接....................................................................................................427.2节点设计...................................................................................................448制作和安装......................................................................................................508.1制作...........................................................................................................508.2安装....................................................................................................509隔热和涂装......................................................................................................569.1隔热....................................................................................................569.2涂装....................................................................................................56附录A风荷载计算.............................................................................................58附录B斜卷边Z星冷弯型钢的截面特性...........................................................64附录C卷边槽形冷弯型钢的截面特性...............................................................68附录D楔形粱在刚架平面内的换算长度系数...................................................71附录E檀条在风吸力作用下的稳定计算...........................................................77附录F单面角焊缝的技术要求..........................................................................82本规程用词说明....................................................................................................83第6页
1总则1.0.1为了适应门式刚架轻型房屋钢结构的发展,促进其合理的设计、制作和安装,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规程。1.0.2本规程适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级另晰式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构的设计、制作和安装。门式刚架轻型房屋的外墙亦可采用砌体,此时应符合本规程第4.4.3条的规定。本规程不适用于强侵蚀介质环境中的房屋。1.0.3本规程遵照现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068规定的原则,根据现行国家标准《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T50083、《建筑结构荷载规范》GB50009、《建筑抗震设计规范》GB50011、《钢结构设计规范》GB50017、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205等的一般规定,立足于我国轻型房屋钢结构设计和施工的具体条件编制而成。1.0.4门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制限安装和防护要求,本规程未作规定者,均应按现行有关标准执行。第7页
2术语、符号2.1术语2.1.1孔口opening在建筑的外包面(墙面和屋面)上未设置永久性有效封闭装置的部分。2.1.2敞开式建筑openingbuilding外墙面至少有80%敞开的建筑。2.1.3部分封闭式建筑pariial1yenc1osedbulldinR受外部正风压力的墙面上孔口总面积超过该建筑物其余外包面(墙面和屋面)上孔口面积的总和,并超过该墙毛面积的5%,且建筑物其余外包面的开孔率不超过20%的建筑。2.1.4封闭式建筑enclosedbuilding在所封闭的空间中无符合部分封闭式建筑或敞开式建筑定义的那类孔口的建筑。2.1.5边缘带edgestrip确定围护结构构件和面板上风荷载体型系数时,在外墙和屋面上划分的位于建筑物端部和边缘的区域。凡不属边缘带的均为中间区。如附录A中图A.0.2-2和图A.0.2-3所示。2.1.6端区endZone确定主刚架上风荷载体型系数时,在外墙和屋面上划分的位于建筑物端部和边缘的区域。凡不属端区的均为中间区。如附录A中图A.0.2-1所示。2.1.7有效受风面积effectivewind1oadarea确定风荷载体型系数时取用的承受风荷载的有效面积。2.2符号2.2.1作用和作用效应第8页
F——集中荷载;H——刚架拄顶等效水平力;M——弯矩;M′——垂直荷载引起的模条下翼缘侧向弯矩;M——工字形截面两翼缘所承担的弯矩;fM——构件大头的弯矩设计值;lM′——忽略弹性支座影响的自由翼缘侧向弯矩;y0N——轴心力;N——欧拉临界力;EN——构件小头的轴向压力设计值;0P——高强度螺栓的预拉力;P——中间柱(即摇摆柱)承受的荷载;1P——边柱承受的荷载;fq——由截面扭转引起的作用于自由翼缘的假想侧向荷载;yR——支座反力;u——刚架柱顶的水平侧移;V——剪力;V——腹板受剪板幅考虑屈曲后强度的抗剪承载力设计值;dτ——利用拉力场时腹板的屈曲剪应力。cr2.2.2材料指标f——钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值;f——钢材屈服强度;yf——钢材抗剪强度设计值;Vf′——腹板屈曲后抗剪强度设计值。V2.2.3几何参数A——截面毛面积;有效受风面积;第9页
a——加劲肋间距;螺栓间距;B——建筑宽度;b——子板件宽度;Sd、d——分别为构件小头和大头的截面高度;01e、e——分别为螺栓中心至腹板和翼缘边缘的距离;WtH——屋面至地面的平均高度;h——刚架柱高度;h——腹板高度;Wh——腹板受压区高度;Ch——截面全部受压时的腹板有效高度;eh、h——分别为腹板受压区上、下有效截面的高度;e1e2I、I——分别为横梁和柱的平均截面惯性矩;bCI——截面等效惯性矩;eI、I——分别为左、右两柱的截面惯性矩;lrL——刚架跨度;l——自由翼缘的计算长度;fZS——纵向柱距;斜梁长度;t——腹板厚度;WW——截面最大受压纤维的截面模量;W——有效截面最大受压纤维的截面模量;eW——构件大头有效截面最大受压纤维的截面模量;elW——有效净截面最大受压纤维的截面模量;enZ——用于计算风荷载的边缘带宽度。2.2.4计算系数及其它K——侧向刚度;第10页
K——受剪板件的凸曲系数;rK——受弯板件的凸曲系数;σα——屋面坡角;β——等效弯矩系数;mxγ——变截面构件的楔率;γ——抗力分项系数;Rη——放大系数;考虑自由翼缘弹性支承影响的修正系数;λ——与板件受弯、受压有关的参数;Pλ——与板件受剪有关的参数;Wµ——楔形柱计算长度系数;γξ——刚架柱与刚架梁的线刚度比值;tρ——有效宽度系数;ϕ——梁的整体稳定系数;bϕ——均匀弯曲楔形受弯构件的整体稳定系数。bγ第11页
3基本设计规定3.1设计原则3.1.1门式刚架轻型房屋钢结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计法,按分项系数设计表达式进行计算。3.1.2门式刚架轻型房屋钢结构的承重构件,应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。3.1.3当结构构件按承载能力极限状态设计时,应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用荷载效应的基本组合计算,并符合下列要求:γS≤R(3.1.3)0式中γ——结构重要性系数。对一般的门式刚架钢结构构件安全等级取二级,当0设计使用年限为50年时,结构承重性系数取不小于1.0;当设计使用年限为25年时,取不小于0.95;S——不考虑地震作用时,荷载效应组合的设计值;R——结构构件承载力的设计值。3.1.4在抗震设防地区,门式刚架轻型房屋钢结构应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011进行抗震验算,并符合下列要求:S≤R/γ(3.1.4)ERE式中S——考虑多遇地震作用时,荷载和地震作用效应组合的设计值;Eγ——承载力抗震调整系数。RE当由抗震控制结构设计时,尚应采取抗震构造措施。表3.1.5承载力抗震调整系数γRE构件或连接梁柱支撑节点螺栓焊缝γ0.750.750.800.850.850.90RE第12页
3.1.5承载力抗震调整系数应按表3.1.5的规定采用:3.1.6门式刚架轻型房屋钢结构的地震作用效应可采用底部剪力法分析确定。抗震验算时,结构的阻尼比可取0.05。3.1.7当结构构件按正常使用极限状态设计时,应根据现行国家标准。建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用荷载效应的标准组合计算变形,并符合本规程3.4节的要求。3.1.8结构构件的受拉强度应按净截面计算,受压强度应按有效净截面计算,稳定性应按有效截面计算,变形和各种稳定系数均可按毛截面计算。3.2作用3.2.1结构自重、施工或检修集中荷载、屋面雪荷载荷载、积灰荷载和吊车荷载,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。悬挂荷载应按实际情况取用。3.2.2当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积2计算)应取0.5KN/m。注:对受荷水平投影面积大于60m2刚架构件,屋面坚向均布活荷载的标准值可取下小于20.3KN/m。3.2.3垂直于建筑物表面的风荷载标准值,应按本规程附录A的规定计算。3.2.4地震作用应按现行国家标准《建筑坑震设计规范》GB50011的规定计算。3.2.5荷载效应组合应符合下列原则:1屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑,应取两者中的较大值;2积灰荷载与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值同时考虑;3施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其它荷载同时考虑;4多台吊车的组合应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定;5风荷载不与地震作用同时考虑。第13页
3.3材料3.3.1钢材选用应符合下列规定:1用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板,应采用现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700规定的Q235钢和《低合金高强度结构钢》GB/T1591规定的Q345钢。2门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用Q235B或Q345A及以上等级的钢。非焊接的檩条和墙梁等构件可采用Q235A钢。当有根据时,门式刚架、檩条和墙梁可采用其它牌号的钢制作。3门式刚架轻型房屋的擦条和墙梁,宜选用本规程附录B规定的斜卷边之形冷弯型钢或附录C规定的卷边槽形冷弯型钢。3.3.2钢材设计指标应符合下列规定:1钢材强度设计值应按表3.3.2-1采用。2焊缝强度设计值应按表3.3.2-2采用。2表3.3.2-2焊缝强度设计值(N/mm)对接焊缝角焊缝钢材厚度w焊接方法和焊牌抗拉ft或直径抗压抗剪抗拉、压、条型号号w一、二级三级ww(mm)fCfV剪ff焊缝焊缝自动焊、半自动≤16215215185125Q235焊和E43型焊160钢>16~40205205175120条的手工焊自动焊、半自动≤16310310265180Q345焊和E50型涵200钢>16~35295295250170条的手工焊注:1自动焊和半自动焊采用的焊丝和焊剂,应保证其熔敷金属的力学性能不低于现行国家标准《碳素钢埋孤焊用焊剂》GB/T5293和《低合金钢埋孤焊用焊剂》GB/T12470中相关的规定。2焊缝质量等级应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的第14页
规定。其中厚度小于8mm的对接焊缝,不宜用超声波探伤确定焊缝质量等级。ww3对接焊缝抗弯受压区强度设计值取f,抗弯受拉区强度设计值取f。Ct4表中厚度系指计算点钢材的厚度,对轴心受力构件系指截面中较厚板件的厚度3螺栓连接强度设计值应按来3.3.2-3采用。2表3.3.2-3螺栓连接强度设计值(n/mm)普通螺栓承压型连接高强度锚栓C级螺栓A级、B级螺栓螺栓钢材牌号或性能等级抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉抗拉抗剪承压bbbbbbabbbfffffffffftVCtVCttVC4.6级170140————————4.8级普通螺栓5.6级———210190—————8.8级———400320—————Q235——————140———钢锚栓Q345——————180———钢8.8级———————400250—承压型连接高10.9强度螺栓———————500310级Q235——305——405———470钢构件Q345——385——510———590钢注:1A级螺栓用于d≤24mm和l≤10d或l≤50mm(按较小值)的螺栓;B级螺栓用于d>24mm和l>10d或l>150mm(按较小值)的螺栓。d为公称直径,l为螺杆公称长度。2A、B螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度,C级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度,均应符合国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的要求。第15页
4每个高强度螺栓的预拉力,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。5冷弯薄壁型钢采用电阻点焊时,每个焊点的抗剪承载力设计值应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技求规范》GB50018的规定。6当采用厚度小于4mm的钢材或冷弯薄壁型钢时,本条第1款和第2款规定的强度设计值应降低5%。当冷弯薄壁型钢构件全截面有效时,可采用现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018附录C规定的考虑冷弯效应的强度设计值计算构件的强度。经退火、焊接、热镀锌等热处理的构件不予考虑。7当计算下列结构物件和连接时,本规程表3.3.2-1、表3.3.2-2、表3.3.2-3规定的强度设计值应乘以相应的折减系数:1)单面连接的角钢按轴心爱力计算强度和连接时0.85按轴心受压计算稳定性时等边角钢0.6+0.0015λ.但不大于1.0短边相连的不筹边角钢0.5+0.0025λ.但不大于1.0长边相连的不等边角钢0.70注:λ为长细比,对中间无连系的单角钢压杆,应按最小回转半径计算确定。当λ<20时,取λ=20。2)无垫板的单面对接焊缝0.853)施工条件较差的高空安装焊缝0.904)两构件采用搭接连接或其间填有垫板的连接以及单盖板的不对称连接0.905)平面桁架式檩条端部的主要受压腹杆0.85当以上几种憎况同时存在时,相应的折减系数应连乘。8铜材的物理性能指标应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB500l7的规定采用。第16页
3.4变形规定3.4.1计算钢结构变形时,可不考虑螺栓孔引起的截面削弱。3.4.2单层门式刚架的柱顶位移设计值,不应大于表3.4.2-1规定的限值。受弯构件的挠度与其跨度的比值,不应大于表3.4.2-2规定的限值。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。表3.4.2-1刚架柱顶位移设计值的限值吊车情况其它情况柱顶位移限值当采用轻型钢墙板时h/60无吊车当采用砌体墙时h/100当吊车有驾驶室时h/400有桥式吊车当吊车由地面操作时h/180注:表中h为刚架柱高度。表3.4.2-2受弯构件的挠度与跨度比限值构件类别构件挠度限值门式刚架斜梁仅支承压型钢板屋面和冷弯型钢檩条L/180竖尚有吊顶L/240向有悬挂起重机L/400挠檩条度仅支承压型钢板屋面L/150尚有吊顶L/240压型钢板屋面L/150墙体L/100水平墙梁挠度仅支承压型钢板墙L/100支承砌体墙L/180且≤mm注:1表中L为构件跨度;2对悬臂粱,按悬伸长度的2倍计算受弯构件的跨度。第17页
3.5构造要求3.5.1门式刚架轻型房屋钢结构的构造,应符合下列规定:1用于檩条和墙梁的冷弯薄壁型钢,其壁厚不宜小于1.5mm。用于焊接主刚架构件腹板的钢板,其厚度不宜小于4mm当有根据时可不小于3mm。2构件中受压板件的最大宽厚比,不得大于现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018规定的宽厚比限值;主刚架构件受压板件的最大宽厚比不得大于本规程第6.1.1条第1款的规定。当受压板件的局部稳定临界应力低于钢材屈服点时,应按实际应力验算板件的稳定性,或采用有效宽度计算构件的有效截面,并验算构件的强度和稳定。3.5.2构件长细比应符合下列规定:1受压构件的长细比,不宜大于表3.5.2-1规定的限值。表3.5.2-1受压构件的长细比限值构件类型长细比限值主要构件180其它构件,支撑和隅撑2202受拉构件的长细比,不宜大于表3.5.22规定的限值。表3.5.2-2受拉构件的长细比限值承受静态荷载或间接直接承受动态构件类型承受动态荷载的结构荷载的结构桁架构件350250吊车梁或吊车桁架以下的柱间300—支撑其它支撑(张紧的原钢或钢铰400—支撑除外)注:1对承受静态荷载的结构,可仅计算受拉构件在坚向平面内的长细比;2对直接或间接承受动态荷载的结构,计算单角钢受拉构件的长纫比时,应采用角钢的最小口转半径;在计算单角钢交叉受拉杆件平面外长细比时,应采用与角钢肢边平行轴的回转半径;3在永久荷载与风荷载组合作用下受压的构件,其长细比不宜大于250。第18页
4结构形式和布置4.1结构形式4.1.1在门式刚架轻型房屋钢结构体系中,屋盖宜采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条,主刚架可采用变截面实腹刚架,外墙宜采用压型钢板墙面板和冷弯薄壁型钢墙梁。主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘出平面的稳定性,由与檩条或墙粱相连接的隅撑来保证。主刚架间的交叉支撑可采用张紧的圆钢。4.1.2门式刚架分为单跨(图4.1.2a)、双跨(图4.1.2b)、多跨(图4.1.2c)刚架以及带挑檐的(图4.1.2d)和带毗屋的(图4.1.2e)刚架等形式。多跨刚架中间柱与斜梁的连接可采用铰接。多跨刚架宜采用双坡或单坡屋盖(图4.1.2f),必要时也可采用由多个双坡屋盖组成的多跨刚架形式。图4.1.2门式刚架形式示例4.1.3根据跨度、高度和荷载不同,门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字形截面或轧制H形截面。设有桥式吊车时,柱宜采用等截面构件。变截面构件通常改变腹板的高度做成楔形;必要时也可改变腹板厚度。结构构件在安装单元内一般不改变翼缘截面,当必要时,可改变翼缘厚度;邻接的安装单元可采用不同的翼缘截面,两单元相邻截面高度宜相等。4.1.4门式钢架的柱脚多按铰接支承设计,通常为平板支座,设一对或两对地脚螺栓。当用于工业厂房且有5t以上桥式吊车时,宜将柱脚设计成刚接。第19页
4.1.5门式刚架轻型房屋的屋面坡度宜取1/8~1/20,在雨水较多的地区宜取其中的较大值。4.1.6轻型房屋的外墙,除采用以压型钢板等作围护面的轻质墙体外,尚可采用砌体外墙或底部为砌体、上部为轻质材料的外墙。4.1.7门式钢架可由多个梁、柱单元构件组成。柱一般为单独的单元构件,斜梁可根据运输条件划分为若干个单元。单元构件本身采用焊接,单元构件之间可通过端板以高强度螺栓连接。4.1.8门式刚架轻型房屋可采用隔热卷材做屋面隔热和保温层,也可采用带隔热层的板材做屋面。4.2建筑尺寸4.2.1门式刚架轻型房屋钢结构的尺寸虚符合下列规定:1门式刚架的跨度,应取横向刚架柱轴线间的距离。2门式刚架的高度,应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度。高度应根据使用要求的室内净高确定,有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净空要求确定。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。4门式刚架轻型房屋的檐口高度,应取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度。门式刚架轻型房屋的最大高度,应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度。门式刚架轻型房屋的最大高度,应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度。门式刚架轻型房屋的宽度,应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离”门式刚架轻型房屋的长度,应取两端山墙墙梁外皮之间的距离。4.2.2门式刚架的跨度宜采用9~36m。当边柱宽度不等时,其外侧应对齐。门式刚架的平均高度宜采用4.5~9.0mm当有桥式吊车时不宜大于12m。门式刚架的间距,即柱网轴线间的纵向距离宜采用6~9m。挑檐长度可根据使用要求确定,宜采用0.5~1.2m。其上翼缘坡度宜与斜梁坡度第20页
相同。4.3结构平面布置4.3.1门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度(伸缩缝间距),应符合下列规定:纵向温度区段不大于300m;横向温度区段不大于150m。当有计算依据时,温度区段长度可适当加大。当需要设置伸缩缝时,可采用两种做法:在搭接檩条的螺栓连接处采用长圆孔,并使该处屋面板在构造上允许胀缩或设置双柱。吊车梁与柱的连接处宜采用长圆孔。4.3.2在多跨刚架局部抽掉中间柱或边柱处,可布置托梁或托架。4.3.3屋面檩条的布置,应考虑大窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条供货规格等因素的影响。屋面压型钢板厚度和檩条间距应按计算确定。4.3.4山墙可设置由斜梁、抗风柱、墙梁及其支撑组成的山墙墙架,或采用门式刚架。4.4墙架来布置4.4.1门式刚架轻型房屋钢结构侧墙墙梁的布置,应考虑设置门盖边缘设置纵向支撑桁架。当桥式吊车起重量较大时,尚应采取措施增加吊车粱的侧向刚度。窗、挑檐、遮雨篷等构件和围护材料的要求。4.4.2门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙,当采用压型钢板作围护面时,墙梁宜布置在刚架柱的外侧,其间距随墙板板型和规格确定,且不应大于计算要求的值。4.4.3门式刚架轻型房屋的外墙,当抗震设防烈度不高于6度时,可采用轻型钢墙板或砌体;当抗震设防烈度为7度、8度时,可采用轻型钢墙板或非嵌砌砌体;当抗震设防烈度为9度时,宜采用轻型钢墙板或与柱柔性连接的轻质墙板。第21页
4.5支撑布置4.5.1门式刚架轻型房屋钢结构的支撑设置应符合下列要求:1在每个温度区段或分期建设的区段中,应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。2在设置柱间支撑的开间,宜同时设置屋盖横向支撑,以组成几何不变体系。4.5.2支撑和刚性系杆的布置宜符合下列规定。1屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开间。当端部支撑设在第二个开间时,在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。2柱间支撑的间距应根据房屋纵向往距、受力情况和安装条件确定。当无吊车时宜取30~45m;当有吊车时宜设在温度区段中部,或当温度区段较长时宜设在三分点处,且间距不宜大于60m。3当建筑物宽度大于60m时,在内柱列宜适当增加柱间支撑。4当房屋高度相对于柱间距较大时,柱间支撑宜分层设置。5在刚架转折处(单跨房屋边往柱顶和屋脊,以及多跨房屋某些中间柱柱顶和屋脊)应沿房屋全长设置刚性系杆。6由支撑斜杆等组成的水平衍架,其直腹杆宜按刚性系杆考虑。7在设有带驾驶室且起重量大于15t桥式吊车的跨间,应在屋4.5.3刚性系杆可由擦条兼作,此时檩条应满足对压弯杆件的刚度和承载力要求。当不满足时,可在刚架斜梁间设置钢管、H型钢或其它截面的杆件。4.5.4门式刚架轻型房屋钢结构的支撑,可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑。OOO圆钢与构件的夹角应在30~60范围内,宜接近45。4.5.5当设有起重量不小于5t的桥式吊车时,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刚性支撑。4.5.6当不允许设置交叉柱间支撑时,可设置其它形式的支撑;当不允许设置任何支撑时,可设置纵向刚架。第22页
5作用效应计算5.1变截面刚架内力计算5.1.1变截面门式刚架应采用弹性分析方法确定各种内力。仅在构件全部为等截面时才允许采用塑性分析方法,并按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定进行设计。5.1.2变截面门式刚架宜按平面结构分析内力,一般不考虑应力蒙皮效应。当有必要且有条件时,可考虑屋面板的应力蒙皮效应。5.1.3变截面门式刚架的内力可采用有限元法(直接刚度法)计算。计算时宜将构件分为若干段,每段可视为等截面;也可采用楔形单元。5.2变截面刚架侧移计算5.2.1变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析方法确定。当单跨变截面门式刚架斜梁上缘坡度不大于1:5时,在柱顶水平力作用下的侧移μ,可按下列公式估算:柱脚铰接刚架3Hhµ=(2+ξ)(5.2.1-1)t12EIc柱脚刚接刚架3Hh3+2ξtµ=(5.2.1-2)12EI6+2ξctξ=IL/hI(5.2.1-3)tcb式中h、L——分别为刚架柱高度和刚架跨度。当坡度大于1:10时,L应取横梁沿坡折线的总长度2s(图5.2.1);I、I——分别为柱和横梁的平均惯性矩,按本规程第5.2.2条的规定计算;cbH——刚架柱顶等效水平力,按本规程第5.2.3条的规定采用;第23页
ξ——刚架柱与刚架梁的线刚度比值。t5.2.2变截面柱和横梁的平均惯性矩,可按下列公式近似计算:图5.2.1变截面刚架的几何尺寸楔形构件I=(I+I)/2(5.2.21)cc0c1双楔形横梁I=[I+βI+(1−β)I]/2(5.2.2-2)bb0b1b2式中I、I——分别为柱小头和大头的惯性矩;c0c1I、I、I——分别为楔形横梁最小截面、檐口和跨中截面的惯性矩(图5.2.1);b0b1b2β——楔形横梁长度比值(图5.2.1)。5.2.3当估算刚架在沿柱高度均布的水平风荷载作用下的侧移时(图5.2.31),柱顶等效水平力H可取:柱脚铰接框架H=0.67W(5.2.3-1)柱脚刚接框架H=0.45W(5.2.3-2)其中W=(ω+ω)h(5.2.3-3)14当估算刚架在吊车水平荷载尺作用下的侧移时(图5.2.3-2),柱顶等效水平力H可取:柱脚铰接框架H=1.15ηP(5.2.3-4)c柱脚刚接框架H=ηP(5.2.3-5)c式中W——均布风荷载的总值;第24页
ω、ω——分别为刚架两侧承受的沿柱高度均布的水平风荷载(kN/m),按12附录A规定的标准值计算;η——吊车水平荷载P作用高度与柱高度之比(图5.2.3-2)。e图5.2.3-1刚架在均布风荷载作用下柱顶的等效水平力图5.2.3-2刚架在吊车水平荷载作用下柱顶的等效水平力5.2.4中间柱为摇摆柱的两跨或多跨刚架,柱顶侧移可采用公式(5.2.1-1)或(5.2.1-2)计算,但公式(5.2.1-3)中的L应以双坡斜梁全长2s代替,5为单坡长度(图5.2.4)。图5.2.4有摇摆柱的两跨刚架5.2.5当中间柱与横梁刚性连接时,可将多跨刚架视为多个单跨刚架的组合体(每个中间柱分为两半,惯性矩各取I/2),按下列公式计算整个刚架在柱顶水平荷载作用下的侧移:Hµ=(5.2.5-1)∑Ki12EIeiK=(5.2.5-2)i3h(2+ξ)iti第25页
Ileiiξ=(5.2.5-3)tihIibiI+IIIlrlrI=+(5.2.5-4)ei4I+Ilr式中∑Ki——柱脚铰接时各单跨刚架的侧向刚度之和;h——所计算跨两柱的平均高度;il——与所计算柱相连接的单跨刚架梁的长度;iI——两柱惯性矩不相同时的等效惯性矩;eiI、I——分别为左、右两柱的惯性矩(图5.2.5);lrI——与所计算柱相连接的单跨刚架粱的惯性矩;biξ——所计算柱与相连接的单跨刚架梁的线刚度比值。ti图5.2.5左右两柱的惯性矩第26页
6构件设计6.1变截面刚架构件计算6.1.1板件最大宽厚比和屈曲后强度利用应符合下列规定:1工字形截面构件受压翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t之比,不应大于15235/f;工字形截面梁、柱构件腹板的计算高度h与其厚度t之比,不应大于yww250235/f。此处,f为钢材屈服强度。yy2当工字形截面构件腹板受弯及受压板幅利用屈曲后强度时,应按有效宽度计算截面特性。有效宽度应取:当截面全部受压时h=ρh(6.1.1-1a)ew当截面部分受拉时,受拉区全部有效,受压区有效宽度应取:h=ρh(6.1.1-1b)ec式中h——腹板受压区宽度;cρ——有效宽度系数,按本条3款的规定采用。3有效宽度系数ρ应按下列公式计算:当λ≤0.8时ρ=1(6.1.1-2a)p当0.8<λ≤1.2时ρ=1-0.9(λ-0.8)(6.1.1-2b)pp当λ>1.2时ρ=0.64-0.24(λ-1.2)(6.1.1-2c)pp式中λ——与板件受弯、受压有关的参数,按本条4款的规定采用。p4参数入应按下列公式计算:h/twwλ=(6.1.1-3)p28.1K235/fσy16K=(6.1.4-4)σ22(1+β)+0.112(1−β)+(1+β)第27页
式中β——截面边缘正应力比值(图6.1.1),1≥β≥-1;K——杆件狂正应力作用下的凸曲系数。σ当板边最大应力σ<f时,计算λ可用γσ代替式(6.1.1-3)中的f,γlpRlyR为抗力分项系数。对Q235和Q345钢,γ=1.1。R5腹板有效宽度h应按下列规则分布(图6.1.1):e当截面全部受压,即β>0时h=2h/(5-β)(6.1.1-6a)e1eh=h-h(6.1.1-6b)e2ee1当截面部分受拉,即β<0时h=0.4h(6.1.1-7a)e1eh=0.6h(6.1.1-7b)e2e6工字形截面构件腹板的受剪板幅,当腹板高度变化不超过60mm/m时可考虑屈曲后强度(拉力场),其抗剪承载力设计值应按下列公式计算:V=htf′(6.1.1-8)dwwv当λ≤0.8时f′=f(6.1.1-9a)wVV当0.8<λ<1.4时f′=[1-0.64(λ-0.8)]f(6.1.1-9b)wVwV当λ≥1.4时f′=(1-0.275λ)f(6.1.1-9c)wVwV式中f——钢材抗剪强度设计值;Vh——腹板高度,对楔形腹板取板幅平均高度;wλ——与板件受剪有关的参数,按本条7款的规定采用;wf′——腹板屈曲后抗剪强度设计值。V当利用腹板屈曲后抗剪强度时,横向加劲肋间距a宜取h~2h。ww7参数入应按下列公式计算:第28页
h/twwλ=(6.1.1-10)w37K235/fτy2当a/h<l时K=4+5.34(a/h)(6.1.1-11a)wτw2当a/h≥时K=5.34+4(a/h)(6.1.1-11a)wτw式中K——受剪板件的凸曲系数;当不设横向加劲肋时,取K=5.34。ττa——加劲肋间距。图6.1.1有效宽度的分布6.1.2刚架构件的强度计算和加劲肋设置应符合下列规定:1工字形截面受弯构件在剪力V和弯矩M共同作用下的强度,应符合下列要求:当V≤0.5V时dM≤M(6.1.2-1a)e当0.5V<V≤V时ddV2M≤M+(M−M)[1−(−1)](6.1.2-1b)fef0.5Vd当截面为双轴对称时M=A(h+t)f(6.1.2-2)ffw式中M——两翼缘所承担的弯矩;fM——构件有效截面所承担的弯矩,M=Wf;eeeW——构件有效截面最大受压纤维的截面模量;e第29页
A——构件翼缘的截面面积;fV——腹板抗剪承载力设计值,按公式(6.1.1-8)计算。d2工字形截面压弯构件在剪力V、弯矩M和轴压力N共同作用下的强度,应符合下列要求:当V≤0.5V时dNM≤M(6.1.2-3a)eNM=M−NW/A(6.1.2-3b)eeee当0.5V≤V<V时ddNNNV2M≤M+(M−M)[1−(−1)](6.1.2-3c)fef0.5Vd式中A——有效截面面积;eNM——兼承压力N时两翼缘所能承受的弯矩。f3梁腹板应在与中柱连接处、较大集中荷载作用处和翼缘转折处设置横向加劲肋。粱腹板利用屈后强度时,其中间加劲肋除承受集中荷载和翼缘转折产生的压力外,还应承受拉力场产生的压力。该压力应按下列公式计算:N=V−0.9htτ(6.1.2-5)Swwcr当0.8<λ≤1.25时,τ=[1−0.8(λ−0.8)]f(6.1.2-6a)wcrwV2当λ>1.25时τ=f/λ(6.1.2-6b)wcrVw式中N——拉力场产生的压力;Sτ——利用拉力场时腹板的屈曲剪应力;crλ——参数,按本规程第6.1.1条7款的规定采用。w当验算加劲肋稳定性时,其截面应包括每侧15235/f宽度范围内的腹板面积,y计算长度取h。W6.1.3变截面柱在刚架平面内的稳定计算,应符合下列规定:1变截面柱在刚架平面内的稳定应按下列公式计算:第30页
NβMOmx1+≤f(6.1.3-1)ϕA[1−(N/N′)ϕ]Wxye0OExoxyel22N′=πEA/1.1λ(6.1.3-2)Exoeo式中N——小头的轴向压力设计值;OM——大头的弯矩设计值;lA——小头的有效截面面积;e0W——大头有效截面最大受压纤维的截面模量;elϕ——杆件轴心受压稳定系数,楔形柱按本条2款规定的计算长度系数由现xy行国家标准《钢结构设计规范》GB50017查得,计算长细比时取小头的回转半径;β——等效弯矩系数,按本条3款计算;mxN′——参数,计算λ时回转半径,以小头为准,计算长度系数按本条2款的Exo规定采用。注:当柱的最大弯矩不出现在大头时,M和W别取最大弯矩和该弯矩所在截面的有效lel2截面高度呈线性变化的柱,在刚架平面内的计算长度应取为h=µh式中h为柱0γ高、µ为计算长度系数。µ可由下列三种方法之一确定γγ表6.1.3柱脚铰接楔形柱的计算长度系数µγK2/K10.10.20.30.50.751.02.0≥10.00.010.4280.3680.3490.3310.3200.3180.3150.3100.020.6000.5020.4700.4400.4280.4200.4110.4040.030.7290.5990.5580.5200.5010.4920.4830.473I0.050.9310.7560.6940.6440.6180.6060.5890.580C0Ic10.071.0750.8730.8010.7420.7110.6970.6720.6500.101.2521.0270.9350.8570.8170.8010.7900.7390.151.5181.2351.1091.0210.9650.9380.8950.8720.201.7451.3951.2541.1401.0801.0451.0000.969第31页
(1)查表法。用于柱脚铰接的刚架。l)柱脚铰接单跨刚架楔形柱的µ,可由表6.1.3查得。γ柱的线刚度K1和梁的线刚度K2应分别按下列公式计算:K1=I/h(6.1.3-3)clK2=I/(2Ψs)(6.1.3-4)b0表中和式中I、I——分别为柱小头和大头的截面惯性矩;c0clI——梁最小截面惯性矩;b0S——半跨斜梁长度;ψ一一斜梁换算长度系数,由本规程附录口图D.0.2(a)~(e)的曲线查得。当梁为等截面时,ψ=1。2)多跨刚架的中间柱为摇摆柱时(图6.1.3-1),边柱计算长度应取:h=ηµh(6.1.3-5)oγ∑(Pli/hli)η=1+(6.1.3-6)∑(Pli/hli)式中µ——计算长度系数,由表6.1.3查得,但公式(6.1.3-4)中的J取与边柱γ相连的一跨横梁的坡面长度八,如图6.1.3-1所示;η——放大系数;P——摇摆柱承受的荷载;liP——边柱承受的荷载;fih——摇摆柱高度;lih——刚架边柱高度。fi摇摆柱的计算长度系数µ取1.0。γ本款中,系数µ适用于屋面坡度不大于1:5的情况,超过此值时应考虑横梁轴γ向力对柱刚度的不利影响。第32页
图6.1.3-1计算边柱时的斜梁长度3)对于本规程图4.1.2e所示带毗屋的刚架,可近似地将毗屋柱视为摇摆柱,此时主刚架柱的系数µ、可由表6.1.3查得,并应乘以按公式(6.1.3-6)计算的系γ数η。计算η时,P为毗屋柱承受的竖向荷载,P为主刚架柱承受的荷载。lf(2)一阶分析法。当刚架利用一阶分析计算程序得出柱顶水平荷载作用下的侧移刚度K=H/u时,柱计算长度系数可由下列公式计算:1)对单跨对称刚架(图6.1.3-2a),可按下列公式计算:3当柱脚铰接时µ=4.14EI/(Kh)(6.1.3-7a)γc03当柱脚刚接时µ=5.85EI/(Kh)(6.1.3-7b)γc0式中h——柱的高度。公式(6.1.3-7a)和(6.1.3-7b)也可用于图6.1.3-1所示屋面坡度不大于1:5的、有摇摆柱的多跨对称刚架的边柱,但算得的系数µ还应乘以放大系数γ∑(Pli/hli)η′=1+。摇摆柱的计算长度系数取µ=1.0。γ1.2∑(Pfi/hfi)2)对中间柱为非摇摆柱的多跨刚架(图6.1.3-2b),可按下列公式计算:1.2PE′0iPi当柱脚铰接时µγ=0.85∑(6.1.3-8a)KPhii1.2PE′0iPi当柱脚刚接时µγ=1.20∑(6.1.3-8b)KPhii2πEI0iP′=(6.1.3-9)e0i2hi式中hi、Pi、P′——分别为第i根柱的高度、竖向荷载和以小头为准的参数。e0i公式(6.1.3-8a)和(6.1.3-8b)也可用于单跨非对称刚架。第33页
图6.1.3-2一阶分析时的柱顶侧移(3)二阶分析法。当采用计入竖向荷载一侧移效应(即P-u效应)的二阶分析程序计算内力时,计算长度系数µ可按下列公式计算:γ2µ=1−0.375γ+0.08γ(1−0.0775γ)(6.1.3-10)γγ=(d/d)−1(6.1.3-11)10式中γ——构件的楔率,不大于0.268h/d及6.0;od、d——分别为柱小头和大头的截面高度(图6.1.3-3)01图6.1.3-3变截面构件的楔率3有侧移刚架柱的等效弯矩系数β取1.0。mx6.1.4变截面柱在刚架平面外的稳定计算,应符合下列规定:1变截面柱的平面外稳定应分段按下列公式计算:NβMotl+≤f(6.1.4-1)ϕAϕWyeobγel对一端弯矩为零的区段2β=1−N/N′+0.75(N/N′)(6.1.4-2)tEx0Ex0对两端弯曲应力基本相等的区段第34页
β=1.0(6.1.4-3)t式中ϕ——轴心受压构件弯矩作用平面外的稳定系数,以小头为准,按现行国家y标准《钢结构设计规范》GB50017的规定采用,计算长度取纵向支撑点间的距离。若各段线刚度差别较大,确定计算长度时可考虑各段间的相互约束。ϕ——均匀弯曲楔形受弯构件的整体稳定系数,双轴对称的工字形截面杆件bγ按本条2款的规定计算;N——所计算构件段小头截面的轴压力;oM——所计算构件段大头截面的弯矩;lβ——等效弯矩系数;tN′——在刚架平面内以小头为准的柱的参数。Exo当不能满足式(6.1.4-l)的要求时,应设置侧向支撑点(隅撑),并验算每段的平面外稳定。2均匀弯曲楔形受弯构件的整体稳定系数ϕ,对双轴对称的工字形截面杆件,bγ应按下列公式计算:4320Aoh0µS4λyoto2235ϕ=()+()((6.1.4-4)bγ2λyoWx0µW4.4hofy)λ=µl/i(6.1.4-5)yoSyoµ=1+0.023γlh/A(6.1.4-6)Sofµ=1+0.00385γl/i(6.1.4-7)Wyo式中A、h、W、t——分别为构件小头的截面面积、截面高度、截面模量、ooxoo受压翼缘截面厚度;A——受压翼缘截面面积;fi——受压翼缘与受压区腹板1/3高度组成的截面绕y轴的yo第35页
回转半径;l——楔形构件计算区段的平面外计算长度,取支撑点间的距离。当两翼缘截面不相等时,在公式(6.1.4-4)中应参照现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017公式(附B-1)加上截面不对称影响系数η项。当按式b(6.1.4-4)算得的ϕ′值大于0.6时,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017b的规定查出相应的代替ϕ值。br6.1.5变截面柱下端铰接时,应验算柱端的受剪承载力。当不满足承载力要求时,应对该处腹板进行加强。6.1.6斜梁和隅撑的设计,应符合下列规定:1实腹式刚架斜梁在平面内可按压弯构件计算强度,在平面外应按压弯构件计算稳定。2实腹式刚架斜粱的出平面计算长度,应取侧向支承点间的距离;当斜梁两翼缘侧向支承点间的距离不等时,应取最大受压翼缘侧向支承点间的距离。3当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时,必须在受压翼缘侧面布置隅撑作为斜梁的侧向支承,隅撑的另一端连接在檩条上。4隅撑应按轴心受压构件设计。轴心力N可按下列公式计算:AffyN=(6.1.6-1)60cosθ235式中A——实腹斜梁被支撑翼缘的截面面积;f——实腹斜梁钢材的强度设计值;f——实腹斜梁钢材的屈服强度;yθ一一隅撑与檩条轴线的夹角。当隅撑成对布置时,每根隅撑的计算轴压力可取按公式(6.1.6-1)计算值之半。5当斜梁上翼缘承受集中荷载处不设横向加劲肋时,除应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定验算腹板上边缘正应力、剪应力和局部压应力共同作用时的折算应力外,尚应满足下列要求:2tf235F≤15αtf(6.1.6-2)mwtfWy第36页
α=1.5−M/(Wf)(6.1.6-3)me式中F——上翼缘所受的集中荷载;t、t——分别为斜梁翼缘和腹板的厚度;fWα——参数,α≤1.0,在斜梁负弯矩区取零;mmM一一集中荷载作用处的弯矩;W——有效截面最大受压纤维的截面模量。e6斜梁不需计算整体稳定性的侧向支承点间最大长度,可取斜梁受压翼缘宽度的16235/f倍。y6.2等截面刚架物件计算6.2.1等截面刚架按弹性设计时,其构件可按本规程第6.1节的规定进行计算。6.2.2等截面刚架按塑性设计时,其构件应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017中塑性设计的规定进行设计。6.3檩条设计6.3.1檩条宜优先采用实腹式构件,也可采用空腹式构件;跨度大于9m时宜采用格构式构件,并应验算受压翼缘的稳定性。6.3.2实腹式檩条宜采用卷边槽形和斜卷边之形冷弯薄壁型钢,也可采用直卷边的Z形冷弯薄壁型钢。6.3.3格构式擦条可采用平面衍架式、空间衍架式或下撑式檩条。6.3.4模条一般设计成单跨简支构件,实腹式檩条也可设计成连续构件。6.3.5当檩条跨度大于4m时,宜在檩条间跨中位置设置拉条或撑杆。当模条跨度大于6m时,应在檩条跨度三分点处各设一道拉条或撑杆(图6.3.5)。斜拉条应与刚性檩条连接。6.3.6当采用圆钢做拉条时,圆钢直径不宜小于10mm。圆钢拉条可设在距檩条上翼第37页
图6.3.5檩条间拉条的设置缘1/3腹板高度的范围内。当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时,拉条宜在檩条上下翼缘附近适当布置。当采用扣合式屋面板时,拉条的设置应根据檩条的稳定计算确定。6.3.7实腹式檩条的计算,应符合下列规定:1当屋面能阻止檩条侧向位移和扭转时,可仅按下列公式计算檩条在风荷载效应参与组合时的强度,而整体稳定性可不做计算:MxMy+≤f(16.3.7-1)WWenxeny式中M、M——对截面工轴和y轴的弯矩;xyW、W——对主轴J和主轴y的有效净截面模量(对冷弯薄壁型钢)或净enxeny截面模量(对热轧型钢)(图6.3.7)。冷弯薄壁型钢的有效净截面,应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018第5.6节的规定计算。2当屋面不能阻止檩条侧向位移和扭转时,应按下列公式计算模条的稳定性:MxMy+≤f(6.3.7-2)ϕWWbxeyey式中W、W——对主轴X和主轴y的有效截面模量(对冷弯薄壁型钢)或毛截exey面模量(对热轧型钢);ϕ——梁的整体稳定系数,根据不同情况按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构bx技术规范》GB50018或《钢结构设计规范》GB50017的规定计算。3在风吸力作用下,当屋面能阻止上翼缘侧向位移和扭转时,受压下翼缘的稳定性应按本规程附录E的规定计算。第38页
图6.3.7檩条的主轴4计算檩条时,不应考虑隅撑作为檩条的支承点。5当檩条兼做撑杆时,其稳定性可按本规程附录E或现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范,GB50018中式(5.5.5-1)和(5.5.5-2)计算。当按GB50017计算时,如檩条上翼缘与屋面板有可靠连接,可不计式中的扭转项。6.4墙架构件设计6.4.1轻型墙体结构的墙梁宜采用卷边槽形或斜卷边之形的冷弯薄壁型钢。6.4.2墙梁可设计成简支或连续构件,两端支承在刚架柱上。当墙梁有一定竖向承载力,墙板落地,且墙梁与墙板间有可靠连接时,可不设中间柱,并可不考虑自重引起的弯矩和剪力。若有条形窗或房屋较高且墙梁跨度较大时,墙架柱的数量应由计算确定;当墙梁需承受墙板重及自重时,应考虑双向弯曲。6.4.3当墙梁跨度为4~6m时,宜在跨中设一道拉条;当墙梁跨度大于6m时,宜在跨间三分点处各设一道拉条。在最上层墙梁处宜设斜拉条将拉力传至承重柱或墙架柱;当墙板的竖向荷载有可靠途径直接传至地面或托梁时,可不设拉条。6.4.4单侧挂墙板的墙梁,应按下列公式计算其强度和稳定:1在承受朝向面板的风压时,墙梁的强度可按下列公式验算:MXMy+≤f(6.4.4-1)WWenxeny第39页
3Vy•max≤f(6.4.4-2)V2hto3VX•max≤f(6.4.4-3)V4bto式中M、M——分别为水平荷载和竖向荷载产生的弯矩,下标X和Y分别表示xy墙梁的竖向主轴和水平主轴;V、V——分别为水平荷载和竖向荷载产生的剪力;xyW、W——分别为绕主轴工和主轴y的有效净截面模量(对冷弯薄壁型enxeny钢)或净截面模量(对热轧型钢);b、h——分别为墙粱在竖向和水平向的计算高度,取型钢板件连接处两00圆弧起点之间的距离;t——墙梁壁厚。2外侧没有压型钢板的墙梁在风吸力作用下的稳定性,可按本规程附录E的规定计算。3当外侧设有压型钢板的实腹式刚架柱的内侧翼缘受压时,可沿内侧翼缘设置成对的隅撑,作为柱的侧向支承。隅撑的另一端连接在墙梁上。隅撑所受的轴压力可按公式(6.1.6-1)计算,其中被支承翼缘的截面面积和钢材的强度应取刚架柱的值。6.5支撑构件设计6.5.1门式刚架轻型房屋钢结构中的交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计,非交叉支撑中的受压杆杆件及刚性系杆应按压设计。6.5.2刚架斜梁上横向水平支撑的内力,应根据纵向风荷载按支承于柱顶的水平衍架计算:对于交叉支撑可不计压杆的受力。6.5.3刚架柱间支撑的内力,应根据该柱列所受纵向风荷载(如有吊车,还应计入吊车纵向制动力)按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁架计算;对于交叉支撑可不计第40页
压杆的受力。当同一柱列设有多道柱间支撑时,纵向力在支撑间可按均匀分布考虑。6.5.4支撑构件受拉或受压时,应按现行国家标准。钢结构设计规范》GB50017或《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018关于轴心受拉或轴心受压构件的规定计算。6.6屋面板和墙板设计6.6.1屋面板和墙板材料可选用建筑外用彩色镀锌或镀铝锌压型钢板、夹心压型复合板和玻璃纤维增强水泥外墙板(GRC板)等轻质材料。6.6.2一般建筑屋面或墙面采用的压型钢板,其厚度不宜小于0.4mm。压型钢板的计算和构造应遵照现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规程》GB50018的规定。6.6.3当在屋面板上开设直径大于300mm的圆洞和单边长度大于300mm的方洞时,宜根据计算采用次结构加强。不宜在屋脊开洞。屋面板上应避免通长大面积开孔(含采光孔),开孔宜分块均匀布置。6.6.4墙板的自重宜直接传至地面,板与板间应适当连接。第41页
7连接和节点设计7.1焊接7.1.1当采用对接焊缝和角焊缝时应符合下列规定:1当被连接板件的最小厚度大于4mm时,其对接焊缝、角焊缝和部分熔透对接焊缝的强度,应分别按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定计算。当最小厚度不大于4mm时,正面角焊缝的强度增大系数β取1.0。f2当T型接头的腹板厚度不大于8mm且不要求全熔透,在技术设备和其它技术条件具备时,经过工艺评定合格,符合附录F的规定,可采用自动或半自动埋弧焊接单面角焊缝。3焊缝质量等级的要求应按国家标准《钢结构工程施工质量验收规范)GB50205的规定执行。7.1.2当采用喇叭形焊缝时应符合下列规定:1喇叭形焊缝可分为单边喇叭形焊缝(图7.1.2-1)和喇叭形焊缝(图7.1.2-2)。单边喇叭形焊缝的焊脚尺寸hf不得小于被连接板件的厚度。2当连接板件的最小厚度不大于4mm时,喇叭形焊缝连接的强度应符合下列规定:1)当通过焊缝形心的作用力垂直于焊缝轴线方向时(图7.1.2-1a),焊缝的抗剪强度可按下列公式计算:Nτ=≤0.8f(7.1.2-1)tlw式中N——轴心拉力或轴心压力;t——被连接板件的最小厚度;l——焊缝的有效长度,等于焊缝长度扣除2倍焊脚尺寸;wf——被连接板件钢材的抗拉强度设计值。2)当通过焊缝形心的作用力平行于焊缝轴线方向时(图7.1.2-6b),焊缝第42页
的抗剪强度可按下列公式计算:Nτ=≤0.7f(7.1.2-2)tlw3当连接板的最J、厚度大于4mm时,单边喇叭形焊缝的承载力应符合下列规定:1)大当通过焊缝形心的作用力垂直于焊缝轴线方向时,焊缝的抗剪强度可按下列公式计算:Nwτ=≤0.75f(7.1.2-3)fhlfw2)当通过焊缝形心的作用力平行于焊缝轴线方向时,焊缝的抗剪强度可按下列公式计算:Nwτ=≤0.7f(7.1.2-4)fhlfw式中h——焊脚尺寸(图7.1.2-1、和图7.1.2-2);fwf——角焊缝抗剪强度设计值。f7.1.3在组合构件中,组合件间的喇叭形焊缝可采用断续焊缝。断续焊缝的长度不得小于8t和40mm,断续焊缝间的净距不得大于15t(对受压构件)或30t(对受拉构件),t为焊件的最小厚度。第43页
7.2节点设计7.2.1门式刚架斜梁与柱的连接,可采用端板竖放(图7.2.1a)、端板横放(图7.2.1b)和端板斜放(图7.2.1c)种形式。斜梁拼接时宜使端板与构件外边缘垂直(图7.2.1d)。图7.2.1刚架斜梁的连接7.2.2端板连接(图7.2.1)应按所受最大内力设计。当内力较小时,端板连接应按能够承受不小于较小、被连接截面承载力的一半设计。7.2.3主刚架构件的连接应采用高强度螺栓,可采用承压型或摩擦型连接。当为端板连接且只受轴向力和弯矩,或剪力于其抗滑移承载力(按抗滑移系数为0.3计算)时,端板表面可不作专门处理。吊车梁与制动梁的连接可采用高强度摩擦型螺栓连接或韩接。吊车梁与刚架的连接处宜设长圆孔。高强度螺栓直径可根据需要选用,通常采用M16~M24螺栓。檩条和墙梁与刚架斜梁和柱的连接通常采用M12普通螺栓。7.2.4端板连接的螺栓应成对对称布置。在斜梁的拼接处,应采用将端板两端伸出截面高度范围以外的外伸式连接(图7.2.1d)。在斜梁与刚架柱连接处的受拉区,第44页
宜采用端板外伸式连接(图7.2.1a~c)。当采用端板外伸式连接时,宜使翼缘内外的螺栓群中心与翼缘的中心重合或接近。7.2.5螺栓中心至翼缘板表面的距离,应满足拧紧螺栓时的施。工要求,不宜小于35mm。螺栓端距不应小于2倍螺栓孔径。7.2.6在门式刚架中,受压翼缘的螺栓不宜少于两排。当受拉翼缘两侧各设一排螺栓尚不能满足承载力要求时,可在翼缘内侧增设螺栓(图7.2.6),其间距可取75mm,且不小于3倍螺栓孔径。7.2.7与斜梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度(图7.2.6)。当端板上两对螺栓间的最大距离大于400mm时,应在端板的中部增设一对螺栓。7.2.8对同时受拉和受剪的螺栓,应验算螺栓在拉、剪共同作用下的强度。图7.2.9端板的支承条件1伸臂类端板6eNitt≥(7.2.9-1)bf2无加劲肋类端板3eNwtt≥(7.2.9-2)(0.5a+e)fw3两边支承类端板当端板外伸时6eeNfwtt≥(7.2.9-3a)[eb+2e(e+e)]fwifw第45页
当端板平齐时12eeNfwtt≥(7.2.9-3b)[eb+4e(e+e)]fwifw4三边支承类端板6eeNfwtt≥(7.2.9-4)2[e(b+2b)+4e]fwsf式中和图中N——个高强度螺栓的受拉承载力设计值;te、e——分另(为螺栓中心至腹板和翼缘板表面的距离;wfb、b——分别为端板和加劲肋板的宽度;sa——螺栓的间距;f一一端板钢材的抗拉强度设计值。7.2.10在门式刚架斜梁与柱相交的节点域,应按下列公式验算剪应力:τ≤f(7.2.1O-1)VMτ=(7.2.10-2)ddtbcc式中d、d——分别为节点域的宽度和厚度;ctd——斜梁端部高度或节点域高度;bM一一节点承受的弯矩,对多跨刚架中间柱处,应取两侧斜梁端弯矩的代数和或柱端弯矩;f——节点域钢材的抗剪强度设计值。V当不满足公式(7.2.1O-1)的要求时,应加厚腹板或设置斜加劲肋。斜加劲肋可采用图7.2.6所示形式或其它合理形式。7.2.11刚架构件的翼缘与端板的连接应采用全熔透对接焊缝,腹板与端板的连接应采用角对接组合焊缝或与腹板等强的角焊缝,坡口形式应符合现行国家标准《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB/T985的规定。在端板设置螺栓处,应按下列公式验算构件腹板的强度:第46页
0.4P当N≤0.4P时≤f(7.2.11-1)t2etwwNt2当N>0.4P时≤f(7.2.11-2)t2etww式中N——翼缘内第二排一个螺栓的轴向拉力设计值;t2P——高强度螺栓的预拉力;e——螺栓中心至腹板表面的距离;wt——腹板厚度;’wf——腹板钢材的抗拉强度设计值。。当不满足公式(7.2.11-1)和(7.2.11-2)的要求时,可设置腹板加劲肋或局部加厚腹板。7.2.12位于屋盖坡面顶部的屋脊檩条,可用槽钢(图7.2.12)、角钢或圆钢相连。檩条与刚架斜粱上翼缘的连接处应设置檩托(图7.2.14);当支承处Z形檩条叠置搭接时,可不设檩托。檩条与檩托应采用螺栓连接,檩条每端应设两个螺栓。图7.2.12脊檩间的连系槽钢7.2.13檩条与刚架连接处可采用简支连接或连续搭接。当采用连续搭接时,檩条的搭接长度2a(图7.2.13)及其连接螺栓的直径,应按连续檩条支座处承受的弯矩确定。图7.2.13斜卷边檩条的搭接图7.2.14隅撑的连接第47页
7.2.14在檐口位置,刚架斜梁与柱内翼缘交接点附近的檩条和墙梁处,应各设置一道隅撑。在斜梁下翼缘受压区应设置隅撑,其间距不得太于相应受压翼缘宽度的如斜梁下翼缘受压区因故不设置隅撑,则必须采取保证刚架稳定的可靠措施。隅撑宜采用单角钢制作。隅撑可连接在刚架构件下(内)翼缘附近的腹板上(图7.2.13)距翼缘上(图7.2.14)。隅撑与刚架、檩条或墙梁应采用螺栓连接,每端通常采用单个螺栓,计算时应考虑本规程地3.3.2条第7款规定的强度设计值折减系数。o隅撑与刚架构件腹板的夹角不宜小于45。7.2.15计算圆钢支撑受拉承载力时,应采用螺纹处的有效截面面积。图7.2.15圆钢支撑的连接圆钢支撑应采用特制的连接件与梁柱腹板连接,经校正定位后张紧固定。圆钢支撑与刚架构件的连接,可直接在刚架构件腹板上靠外侧设孔连接(图7.2.15)。当圆钢直径大于25mm或腹板厚度不太于5mm时,应对支撑孔周围进行加强。圆钢支撑与刚架的连接宜采用带槽的专用楔形垫块(图7.2.15a),或在孔两侧焊接弧形支承板(图7.2.15b)。圆钢端部应设丝扣,并宜采用花篮螺丝张紧。7.2.16屋面板之间的连接及面板与檩条或墙梁的连接,宜采用带橡皮垫目的自钻自攻螺钉。其金属连接件应符合现行国家标准《自钻自攻螺钉》GB/T15856.1~4和《紧固件机械性能一自钻自攻螺钉》GB/T3098.11的规定。7.2.17门式刚架轻型房屋钢结构的柱脚,宜采用平板式铰接柱脚(图7.2.17a、b。当有必要时。也可采用钢接柱脚(图7.2.17c、d)。变截面柱下端的宽度应视具体情况确定,但不宜小于200mm。7.2.18柱脚锚栓应采用Q235钢或Q345钢制作。锚栓的锚固长度应符合现行国家标准健筑地基基础设计规范》GB50007的第48页
图7.2.17门式刚架轻型房屋钢结构的柱脚规定,锚栓端部应按规定设置弯钧或锚板。锚栓的直径不宜小于24mm,且应采用双螺帽。7.2.19计算有柱间支撑的柱脚锚栓在风荷载作用下的上拔力时。应计入柱间支撑产生的最大竖向分力,且不考虑活荷载(或雪荷载)、积灰荷载和附加荷载的影响,恒荷载分项系戮应取1.0。7.2.20柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力。此水平剪力可由底板与混凝土基础间的摩擦力(摩擦系数可取0.4)或设置抗剪键承受。计算柱脚锚栓的受拉承载力时,应采用螺纹处的有效截面面积。第49页
8制作和安装8.1制作8.1.1门式刚架轻型房屋钢结构的制作,应按现行建筑工业行业标准《门式刚架轻型房屋钢构件》JG144-2002的规定执行。8.1.2钢结构必须按施工图制作,当需要修改设计时必须取得设计单位同意,并签署设计变更文件。8.1.3钢构件制作前应编制加工工艺文件,制定合理的工艺流程和建立质量保证体系。8.1.4钢构件所成用钢材、连接材料和涂袋材料应具有质量合格证书,并符合设计文件的要求和国家现行有关标准的规定。8.2安装8.2.1门式刚架轻型房匿钢结构的安装,应根据安装的施工组织设计进行。8.2.2施工组织设计应根据设计文件和施工图的要求制定。安装程序必须保证结构形成稳定的空间体系,并不导致结构永久变形。8.2.3刚架柱脚的锚栓应采用可靠方法定位,除测量直角边长外,尚应测量对角线长度。在混凝土灌注前和灌注后钢结构安装前,均应校对锚栓的空间位置,确保基础顶面的平面尺寸和标高符合设计要求。8.2.4构件的运输、卸车、存放,应符合下列规定:1刚架构件和薄板在运输时宜在下部用方木垫起,卸车时应防止损坏。成叠的板材从车上吊起时,要确保板的边缘和端部不损坏。板材搬运时,宜先抬高再移动,板面之间不得互相摩擦。构件起吊时应防止发生屈曲。2构件的放置、搬运、组拼和安装应由有经验的人员负责,应尽可能减少材料在现场的搬运次数。重心高的构件立放时,应设置临时支撑,并绑扎牢固。8.2.5构件的安装应符合下列规定:第50页
1应根据场地和起重设备条件,最大限度地将扩大拼装工作在地面完成。2安装顺序宜先从靠近山墙的有柱间支撑的两祸刚架开始。在刚架安装完毕后应将其间的檩条、支撑、隅撑等全部装好,并检查其铅垂度。然后,以这两榀刚架为起点,向房屋另一端顺序安装。除最初安装的两榀刚架外,其余刚架间檩条、墙梁和檐檩等的螺栓均应在校准后再拧紧。3刚架安装宜先立柱子,然后将在地面组装好的斜梁吊起就位,并与柱连接。4构件悬吊应选择合理的吊点,大跨度构件的吊点须经计算确定。对于侧向刚度小、腹板宽厚比大的构件,应采取防止构件扭曲和损坏的措施。构件的捆绑和悬吊部位,应采取防止构件局部变形和损坏的措施。5当山墙墙架宽度较小时,可先在地面装好,整体起吊安装。6各种支撑的拧紧程度,以不将构件拉弯为原则。7不得利用已安装就位的构件起吊其它重物。不得在主要受力部位焊其它物件。8檩条和墙梁安装时,应及时设置拉条并拉紧,但不应将檩条和墙梁拉弯。9刚架在施工中应及时安装支撑,必要时增设缆风绳充分固定。10刚架和支撑等配件安装就位,并经检测和校正几何尺寸确认无误后,应对柱脚底板和基础顶面之间的空间采用灌浆料填实(图8.2.5)。二次灌浆的预留空间,当柱脚铰接时不宜大于50mm,柱脚刚接时不宜大于100mm。图8.2.5柱脚的安装第51页
8.2.6面板和隔热材料的安装应符合下列规定:1在安装墙板和屋面板时,墙梁和檩条应保持平直。2隔热材料宜采用带有单面或双面防潮层的玻璃纤维毡。隔热材料的两端应固定,并将固定点之间的毡材拉紧。防潮层应置于建筑物的内侧,其面上不得有孔。防潮层的纵向和横向搭接处应粘接或锁缝。位于端部的毡材应利用防潮层反折封闭,以防雨水渗入。当隔热材料不能承担自重时,应将其铺设在支承网上。3压型钢板的纵向搭接长度应能防水渗透,可采用:屋面板150~250mm墙板60~100mm4固定式屋面板与檩条连接以及墙板与墙梁连接时,螺钉中心距不宜大于300mm。房屋端部和屋面板端头连接螺钉的间距宜加密。屋面板侧边搭接处钉距可适当放大,墙板侧边搭接处钉距可比屋面板侧边搭接处进一步加大。5在屋面板的纵横方向搭接处,应连续设置密封胶条(如丁基橡胶胶条)。檐口处的搭接边除设置胶条外,尚应设置与屋面板剖面形状相同的堵头。6在角部、檐口、屋面板孔口或突出物周围,应设置具有良好密封性能和外观的泛水板或包边板。7在屋面上施工时,应采用安全绳等安全措施,必要时应采用安全网。8.2.7支承面、地脚螺栓(锚栓)的允许偏差应符合表8.2.7的规定。注:l为锚栓总长度。8.2.8刚架柱安装的允许偏差应符合表8.2.8的规定。第52页
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8.2.9刚架斜梁安装的允许偏差应符合表8.2.9的规定。8.2.10吊车梁安装的允许偏差应符合表8.2.10的规定。第54页
注:本表未规定者,应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。8.2.11压型钢板安装的允许偏差应符合表8.2.11的规定。第55页
9隔热和涂装9.1隔热9.1.1屋面和墙面的保温隔热构造均应根据热工计算确定。9.1.2屋面和墙面的保温隔热材料应尽量相匹配。9.1.3屋面保温隔热可采用下列方法之一:1在压型钢板下设带铝箔防潮层的玻璃纤维毡或矿棉毡卷材;若防潮层未用纤维增强,尚应在底部设置钢丝网或玻璃纤维织物等具有抗拉能力的材料,以承托隔热材料的自重;2金属复合夹芯板;3在双层压型钢板中间填充保温材料。9.1.4外墙保温隔热可采用下列方法之一:1采用与屋面相同的保温隔热做法;2外侧采用压型钢板,内侧采用预制板、纸石膏板或其它纤维板,中间填充保温材料;3采用多孔砖等砌体。9.2涂装9.2.1钢结构涂装工程应在构件制作质量经检验符合标准后进行。9.2.2设计时应对构件的基材种类、表面除锈等级、涂层结构、涂层厚度、涂装方法、使用状况以及预期耐蚀寿命等综合考虑后,提出合理的除锈方法和涂装要求。1除锈等级应根据钢材表面原始状态、选用的底漆、采用的除锈方法以及工程造价等因素确定。2当采用手工除锈时,除锈质量等级应不低于现行国家标准表面处理后到涂底漆的时间间隔不应超过6h,在此期间表面应保持洁净,严禁沾水、油污等。9.2.3施工图中注明暂不涂底漆的部位不得涂漆,待安装完毕后补涂。第56页
9.2.4涂装应在适宜的温度、湿度和清洁环境中进行。1涂装固化温度应符合涂料产品说明书的要求;当产品说明书无要求时,涂装固化温度以5℃~38℃为宜。2施工环境相对湿度不应大于85%,构件表面有结露时不得涂装。3漆膜固化时间与环境温度、相对湿度和涂料品种有关,每道涂层涂装后,表面至少在4h内不得被雨淋和沾污。9.2.5构件涂底漆后,应在明显位置标注构件代号。9.2.6涂装工程验收应包括在中间检查和竣工验收中。第57页
附录A风荷载计算A.0.1垂直于建筑物表面的风荷载,应按下列公式计算:ω=µµω(A.0.1)kSZo2式中ω——风荷载标准值(kN/m);kω——基本风压,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定值o乘以1.05采用;µ——风荷载高度变化系数,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009Z的规定采用;当高度小于10m时,应按10m高度处的数值采用;µ——风荷载体型系数,考虑内、外风压最大值的组合,且含阵风系数,S按A.0.2的规定采用。oA.0.2对于门式刚架轻型房屋,当其屋面坡度α不大于10、屋面平均高度不大于18m、房屋高宽比不大于1、檐口高度不大于房屋的最小水平尺寸时,风荷载体型系数尸,应按下列规定采用:1刚架的风荷载体型系数,应按表A.0.2-1的规定采用(图A.0.2-1a、图A.0.2-1b);2檩条和墙梁的风荷载体型系数,应按表A.0.2-2的规定采用(图A.0.2-2);3屋面板和墙板的风荷载体型系数,应按表A.0.2-3的规定采用(图A.0.2-2);4山墙墙架构件的风荷载体型系数,应按表A.0.2-4的规定采用(图A.0.2-2)5屋面挑檐的风荷载体型系数,应按表A.0.2-5的规定采用(图A.0.2-3)。注:对于本条未作规定的建筑类型和体型,风荷载体型系数及相应的基本风压和阵风系数可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。第58页
注:1表中,正号(压力)表示风力由外朝向表面;负号(吸力)表示风力自表面向外离开,下同;2屋面以上的周边伸出部位,对1区和5区可取+1.3,对4区和6区可取-1.3,这些系数包括了迎风面和背风面的影响;3当端部柱距不小于端区宽度时,端区风荷载超过中间区的部分,宜直接由端刚架承受;4单坡房屋的风荷载体囚系数,可按双坡房屋的两个半边处理(图A.0.2-1b)第59页
图A.0.2-1刚架的风荷载体型系数分区注:α——屋面与水平的夹角;B——建筑宽度;H——屋顶至地面的平均高度民主,哦近似取檐口高度;Z——计算围护结构构件时的房屋边缘带宽度,取建筑最小水平尺寸的10%或0.4H之中较小值,但不得小于建筑最小尺寸的4%或1m(图A.0.2-2,图A.0.2-3);计算刚架时的房屋端区宽度取Z(横向)和2Z(纵向)。第60页
注:1表中,A为构件的有效受风面积,按A.0.3的规定计算,下同;2表中列有压力和吸力时,应按两种情况进行结构构件计算,下同;3表中,带圆圈的数字表示分区号,见图A.0.2-2,下同。表A.0.2-3屋面板和墙板的风荷载体型系数结构构件分区有效受风面积(m2)封闭式建筑部分封闭式建筑中间区①A1≤1-1.3-1.7屋面板和边缘区②A1≤1-1.7-2.1紧固件角部③A1≤1-2.9-3.3-1.2-1.6中间区④A1≤1墙体和+1.2+1.3紧固件-1.4-1.8边缘带⑤A1≤1+1.2+1.3注:表中,A1为紧固件的有效受风面积。表A.0.2-4山墙墙架构件的风荷载体型系数结构构件分区有效受风面积(m2)封闭式建筑部分封闭式建筑中间区①A≥10-1.2-1.6斜梁边缘区②A≥10-1.3-1.7角部③A≥10-1.3-1.7-1.0-1.4中间区④A≥20+1.0+1.1柱-1.1-1.5边缘带⑤A≥20+1.0+1.1第61页
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表A.0.2-5挑檐的风荷载体型系数结构构件分区有效受风面积(m2)封闭式建筑中间区①A1≤1-1.9面板和边缘区②A1≤1-1.9紧固件角部③A1≤1-2.7A≤1-1.9中间区①1<A≤10+0.1logA-1.9和边缘区②10<A<50+0.858logA-2.658檩条和A≥50-1.2斜梁A≤1-2.7角部③1<A≤10+1.8logA-2.658A≥10-0.9注:挑檐的系数包括风荷载对上表面和下表面作用之和。A.0.3门式刚架轻型房屋的有效受风面积应按下列规定确定:1构件的有效受风面积A可按下列公式计算:A=lc(A.0.3)式中l——所考虑构件的跨度;c——所考虑构件的受风宽度,应大于(a+b)/2或l/3;a、b——分别为所考虑构件(墙架柱、墙梁、檩条等)在左、右侧或上、下侧与相邻构件间的距离。2无确定宽度的外墙和其它板式构件采用c=l/3;3紧固件的有效受风面积A1取对所考虑的外力起作用的表面面积。第63页
附录B斜卷边Z形冷弯型钢的截面特性第64页
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附录C卷边槽形冷弯型钢的截面特性第68页
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附录D楔形粱在刚架平面内的换算长度系数D.0.1当刚架斜梁为图5.2.1所示的楔形变截面构件时,其换算长度Lb为2ψs,s为一个坡面的长度,ψ为换算长度系数,可由图D,0.1-2查得,图中,β为相连楔形段的长度比;γ1和γ2分别为第一、二楔形段的楔率,可按下列公式确定:d1γ1=-1(D.0.1-1)d0d2γ2=-1(D.0.1-2)d0式中,d1和d2为两段式斜梁左、右端截面大头的高度;d0为斜梁中部截面小头的高度(图D.0.1-1)。当考虑有侧移失稳时,刚架脊点可视为斜梁铰接支点。第71页
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附录E檀条在风吸力作用下的稳定计算E.0.1当屋面能阻止擦条上翼缘侧向位移和扭转时,在风吸力作用下檀条下翼缘的受压稳定性可按下列公式验算:1MxNM′y(+)+≤f(E.0.1-2)χWAWexeflyM′=ηM′(E.0.1-2)yy0q′=kq(E.0.1-3)xy44R=Kl/πEI(E.0.1-4)lfly式中M——对截面主轴工的弯矩设计值(图6.3.7);xM——檩条有效截面对主轴工的截面模量。腹板有效面积的分布应按现行国家ex标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》第5.6节的规定计算;N——檩条轴向力设计值;A——檩条的有效截面面积;eM′——垂直荷载引起的檩条自由翼缘(下翼缘)的侧向弯矩;当自由翼缘受y拉时,M′为零;yM——自由翼缘加1/6腹板高度对主轴y的截面模量;flyχ——檩条下翼缘压弯屈曲时的承载力降低系数,按E.0.2的规定采用;M′——忽略弹性约束影响的自由翼缘侧向弯矩,按表E.0.1-2的规定计算;y0η——考虑自由翼缘弹性约束的修正系数,按表E.0.1-2的规定计算;q′——由于截面扭转引起的作用于自由翼缘的假想侧向荷载;xq——垂直于翼缘的荷载设计值;yR——参数;第77页
表E.0.1-1系数K的计算公式表IXl为截面绕垂直于高度的轴线的惯性矩。表E.0.1-2系数η和M′的计算公式y0拉条数量M′ηy0一根21+0.0314R-q′xly/81+0.396R两根q′l2/241−0.0125Rxy1+0.198RK——系数,按表E.0.1-1所列公式计算;l——拉条间的距离,当无拉条时为檩条跨度;yI——自由翼缘对主轴的惯性矩,取自由翼缘加1/6腹板高度的截面对主轴yfly第78页
的惯性矩;K——侧向弹簧刚度,按E.0.3的规定确定。E.0.2檩条下翼缘压弯屈曲时的承载力降低系数X应按下列规定计算:22χ=1/[φ+φ−λ]且χ≤1.0(E.0.2-1)n2φ=0.5[1+α(λ−0.2)+λ](E.0.2-2)nnλ=λ/λ(E.0.2-3)nfly1λ=l/i(E.0.2-4)flyflyfly1.6−0.125l=0.7l(1+13.1R)0≤R≤200(E.0.2-5)fly0004Kl0R=(E.0.2-6)04πEIflyi=I/A(E.0.2-7)flyflyflλ=πE/f(E.0.2-8)1y式中α——缺陷系数,上翼缘与面板相连时取0.21;l——檩条下翼缘受压区长度,简支模条取跨长,连续檩条取单跨内的0受压区长度;λ——自由翼缘的相对长细比;nλ——自由翼缘绕自身y-y轴的长细比;flyA——自由翼缘的截面面积;fll——自由翼缘的计算长度;flyi——自由翼缘加1/6腹板高度毛截面对主轴y的回转半径flyE.0.3对上翼缘受面板约束的檩条,其下翼缘受压时的侧向弹簧刚度K应按下列公式计算:2214(1−ν)h(hd+e)h=+(E.0.3-1)3KEtCt式中e——荷载的偏心距,对之型檩条为上翼缘螺钉中心至腹板中心的距离6,对第79页
槽形擦条为上翼缘螺钉至截面弯心的距离f(表E.0.1);h——檩条截面高度;h——檩条腹板展开宽度,对直腹板取h=h;ddt——檩条厚度;ν——泊桑比,取0.3;C——抗扭弹簧刚度,可按E.0.4的规定计算。tE.0.4檩条抗扭弹簧刚度C可按下列公式计算:t1C=(E.0.4-1)t11+CCt1t22C=C(b/100)(E.0.4-2)t1100或C=130n(E.0.4-3)t1C=kEI/s(E.0.4-4)t2l式中C——面板与檩条连接的抗扭刚度(Nm/m/rad);t1C——与面板抗弯刚度相应的抗扭刚度(Nm/m/rad);t2b——檩条的翼缘宽度(mm);C100——当b为100mm时面板与檩条连接的抗扭系数,每个波均连接时取2600,隔一个波连接时取1700;n——每米长度上檩条与面板连接的紧固件数目(面板每个肋不得多于1个);k——系数,单跨面板可取2,双跨以上面板可取4;I1——每米宽度面板的有效截面惯性矩;S——檩条间距(m)。采用公式(E.0.4-3)时应符合下列条件:(1)紧固件连接的面板,单波翼缘宽度不得大于120mm;(2)面板的基板厚度不得小于0.66mm;(3)檩条紧固件至截面转动中心的距离a或b-a不得小于25mm(图E.0.4)。第80页
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附录F单面角焊缝的技术要求F.0.1单面角焊缝(图F.0.1)应符合下列规定:(1)单面角焊缝适用于仅承受剪力的焊缝;(2)单面角焊缝仅可用于承受静态荷载和间接动态荷载的、非露天和不接触强腐蚀性介质的结构构件;(3)焊脚尺寸、焊喉及最小根部熔深应达到表F.0.1的要求;(4)经工艺评定合格的焊接参数、方法不得变更;(5)柱与底板的连接,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,除非设计专门规定,不得采用单面角焊缝。表F.0.1单面角焊缝参数(mm)腹板厚度最小根部熔深最小焊脚尺寸k有效厚度HtW(焊丝直径1.2~2.0)J332.11.0442.81.2553.51.465.53.91.6764.21.886.54.62.0第82页
本规程用词说明一、为便于执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:1表示很严格,非这样做不可的:正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”。2表示严格,在正常情况下均应这样做的:正面词采用“应”;反面词采用“不应”。3表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:正面词采用“宜”或“可”;反面词采用“不宜”。二、条文中指定应按其他有关标准执行时,写法为:“应符合⋯⋯的规定”或“应按⋯⋯执行”。非必须按所指定标准执行时,写法为“可参照⋯⋯执行”。第83页'
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