CECS102-2002 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程.pdf
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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:
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一一不考虑地震作用时,荷载效应组合的设计值; R一一结构构件承载力的设计值。 .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 十规范》GB50011进行抗震验算,并符合下列要求:
式中Sε一一考虑多遇地震作用时防水标准规范范本,荷载和地震作用效应组合的设计值; RE一一承载力抗震调整系数。 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
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。
3.2.1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。
3.2.1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 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 0.3KN/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。 3.2.51 荷载效应组合应符合下列原则: 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; 施工或检修集中荷载不与屋面材料或標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
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(按水平报 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 0. 3KN / mm。
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
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擦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。
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、吊车梁和焊接的擦条、墙梁等构件宜采用Q235B或Q345A及以上 等级的钢。非焊接的標条和墙梁等构件可采用Q235A钢。 当有根据时,门式刚架、標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:
家标《碳素钢理孤焊用焊剂》GB/T5293和《低合金钢理孤焊用焊剂》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
主:1A级螺栓用于d≤24mm和1≤10d或1≤50mm(按较小值)的螺栓:B级螺栓
用于d>24mm和1>10d或1>150mm(按较小值)的螺栓。d为公称直径,1为螺 杆公称长度。 A、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
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。
注:表中h为刚架柱高度
注:1 表中L为构件跨度
注:1表中L为构件跨度
悬臂梁,按悬伸长度的2倍计算受弯构件的
3.5.11式刚架轻型房屋钢结构的构造,应符合下列规定: 1用于標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:
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 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 边平行轴的回转半径; 3在永久荷载与凤荷载组合作用下受压的构件,其长细比不宜大于250。
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 型钢標条,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璧 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,由与標条或墙梁相 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 捍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 均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
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。
4.2.1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標条上缘的高度。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標条上缘的高度。 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 ” 门式刚旭轻型房屋的长度,应取两端山墙墙梁外皮之间的距离
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,即柱网轴线问的纵向距离宜采用6~9m。 挑檐长度可根据使用要求确定,宜采用0.51.2m。其上翼缘坡度宜与斜梁坡度
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),
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
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:在搭接擦条的螺栓连接处采用长圆孔 并使该处屋面板在构造上充许胀缩或设置双柱。 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屋面条的布置,应考虑大窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、標条供货规 格等因素的影响。屋面压型钢板厚度和条间距应按计算确定。
4.3.3屋面条的布置,应考虑大窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、標条供货规 格等因素的影响。屋面压型钢板厚度和標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。
4.4.1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的侧向刚度 窗、挑檐、遮雨逢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
4.5.1门式刚架轻型房屋钢
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 第二个开问时,在第一个开问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,此时標条应满足对压弯杆件的刚度和承载力要求 当不满足时,可在刚架斜梁问设置钢管、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, 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问支撑时,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,
5.1变戳面刚架内力计算
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变戳面刚架侧移计算
2.1变截面门式内 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u,可按下列公式估算: 柱脚铰接刚架
Hh (2 + 5.) 12EI
Hh33+25. 12EI。6 +25. E, = I.,L / hl
中h、L一一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,一一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; H一一刚架柱顶等效水平力,按本规程第5.2.3条的规定采用;
,一一刚架柱与刚架梁的线刚度比
,一一刚架柱与刚架梁的线刚度比值
柱和横梁的平均惯性矩,可按下列公式
图5.2.1变截面刚架的几何尺寸
(5. 2. 21]
式中Ic。、I一一分别为柱小头和大头的惯性矩; Ibo、Ib1、Ib2一一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); β一一楔形横梁长度比值(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. 31) 柱脚刚接框架 H=0. 45W (5. 2. 32)
I=0.67W I=0.45W W =(0, + 04)h
柱脚铰接框架 H=1. 15 nA 柱脚刚接框架 H=nP 式中W一— 均布风荷载的总值:
图5.2.4有摇摆柱的两跨刚架
.2.5当中间程与横梁刚性连接时,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:
Zk, 12EI。 K. h,(2+5,)
式中 ZK,一一柱脚铰接时各单跨刚架的侧向刚度之和; h;一一所计算跨两柱的平均高度; l一一与所计算柱相连接的单跨刚架梁的长度; Iei一一两柱惯性矩不相同时的等效惯性矩; II、I,一一分别为左、右两柱的惯性矩(图5.2.5); Ib一一与所计算柱相连接的单跨刚架梁的惯性矩;
图5.2.5左右两柱的惯性矩
6.1变戳面刚架构件计算
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 15/235/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 250/235/f,。此处,J,为钢材屈服强度。 2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:
4参数入应按下列公式计算:
6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 曲后强度(拉力场),其抗剪承载力设计值应按下列公式计算:
式中一一钢材抗剪强度设计值; hw一一腹板高度,对楔形腹板取板幅平均高度; 入一一与板件受剪有关的参数,按本条7款的规定采用; 一一腹板屈曲后抗剪强度设计值。 当利用腹板屈曲后抗剪强度时,横向加劲肋问距a宜取hu 7参数入应按下列公式计算:
hw/t. 当a/hw
hw/tw 37JK./235/f
式中K,一一受剪板件的凸曲系数;当不设横向加劲肋时,取K,=5.34。 a一一加劲肋间距。
施工安全资料图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:
1.2刚架构件的强度计算和加劲肋设置应符合下列规定:
工字形截面受弯构件在剪力V和弯矩M共同作用下的强度包装标准,应符合下列要求 当V≤0.5V,时
当 V≤0. 5V,时
M≤M. 当0.5V
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