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1、 CECS 102:2002 中国工程建设标准化协会标准 门 式 刚 架 轻 型 房 屋 钢 结 构门 式 刚 架 轻 型 房 屋 钢 结 构 技 术 规 程技 术 规 程 Technical specification for steed structure of light-weight Buildings with gabled frames 筑 龙 网 2003 北 京 第 1 页 第 1 页 共 113 页 中国工程建设标准化协会标准 中国工程建设标准化协会标准 水力控制阀应用设计规程 Technical specification for steed structure of li
2、ght-weight Buildings with gabled frames CECS102:2002 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：2 0 0 3 年3 月1 日 筑 龙 网 2003 北 京第 2 页 第 2 页 共 113 页 前前 言 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
3、构技术规程 CECS 102:98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
4、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19861649 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，
5、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 第 3 页 共 113 页 同济大学 清华大学 浙江
6、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 第 4 页 共 113 页 目目 录 录 1 总总 则则.7 2 术语、术语、符符号号.8 2.1 术 语.8 2.2 符 号.8 3 基基本设计规定本设计规定.12 3.1 设计原则.12 3.2 作 用.13 3.3 材 料.14 3.4 变形规定.17 3.5 构造要求.18 4 结结构形式和布置构形式和布置.19 4.1 结构形式.19 4.2 建筑尺寸.20 4.3 结构
7、平面布置.21 4.4 墙架来布置.21 4.5 支撑布置.22 5 作作用效应计算用效应计算.23 5.1 变戳面刚架内力计算.23 5.2 变戳面刚架侧移计算.23 6 构构件设计件设计.27 6.1 变戳面刚架构件计算.27 6.2 等戳面刚架物件计算.37 6.3 檩条设计.37 6.4 墙架构件设计.39 6.5 支撑构件设计.40 6.6 屋面板和墙板设计.41 7 连连接和节点设计接和节点设计.42 第 5 页 第 5 页 共 113 页 7.1 焊 接.42 7.2 节点设计.44 8 制制作和安装作和安装.50 8.1 制作.50 8.2 安 装.50 9 隔隔热和涂装热和涂
8、装.56 9.1 隔 热.56 9.2 涂 装.56 附录附录 A 风荷载计算风荷载计算.58 附录附录 B 斜卷边斜卷边 Z 星冷弯型钢的截面特性星冷弯型钢的截面特性.64 附录附录 C 卷边槽形冷弯型钢的截面特性卷边槽形冷弯型钢的截面特性.68 附录附录 D 楔形粱在刚架平面内的换算长度系数楔形粱在刚架平面内的换算长度系数.71 附录附录 E 檀条在风吸力作用下的稳定计算檀条在风吸力作用下的稳定计算.77 附录附录 F 单单面角焊缝的技术要求面角焊缝的技术要求.82 本规程用词说明本规程用词说明.83 第 6 页 第 6 页 共 113 页 1 1 总 总 则 则 1.0.11.0.1 为
9、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。1.0.21.0.2 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 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GB 50068 规定的原则，根据现行国家标准建筑结构设计术语和符号
10、标准GBT50083、建筑结构荷载规范GB 50009、建筑抗震设计规范GB 50011、钢结构设计规范GB 50017、冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018、钢结构工程施工质量验收规范GB 50205 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。1.0.41.0.4 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 第 7 页 共 113 页 2 2 术语、符号 术语、符号 2 2.1 1 术 术 语 语 2.1.12.1.1 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。
11、2.1.22.1.2 敞开式建筑 opening building 外墙面至少有 80敞开的建筑。2.1.3 2.1.3 部分封闭式建筑 pariial1y enc1osed bulldinR 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。2.1.42.1.4 封闭式建筑 enclosed building 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 2.1.5 边缘带 edge strip 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
12、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。2.1.62.1.6 端区 end Zone 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。2.1.72.1.7 有效受风面积 effective wind 1oad area 确定风荷载体型系数时取用的承受风荷载的有效面积。2 2.2 2 符 符 号 号 2.2.1 作用和作用效应 第 8 页 第 8 页 共 113 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
13、模条下翼缘侧向弯矩；fM 工字形截面两翼缘所承担的弯矩；lM 构件大头的弯矩设计值；0yM 忽略弹性支座影响的自由翼缘侧向弯矩；N轴心力；EN 欧拉临界力；0N 构件小头的轴向压力设计值；P高强度螺栓的预拉力；1P 中间柱（即摇摆柱）承受的荷载；fP 边柱承受的荷载；yq 由截面扭转引起的作用于自由翼缘的假想侧向荷载；R支座反力；u刚架柱顶的水平侧移；V剪力；dV 腹板受剪板幅考虑屈曲后强度的抗剪承载力设计值；cr利用拉力场时腹板的屈曲剪应力。2.2.22.2.2 材料指标 f钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值；yf 钢材屈服强度；Vf 钢材抗剪强度设计值；Vf 腹板屈曲后抗剪强度设计值。2.2.
14、3 2.2.3 几何参数 A截面毛面积；有效受风面积；第 9 页 第 9 页 共 113 页 a加劲肋间距；螺栓间距；B建筑宽度；Sb 子板件宽度；0d、分别为构件小头和大头的截面高度；1dWe、分别为螺栓中心至腹板和翼缘边缘的距离；teH屋面至地面的平均高度；h刚架柱高度；Wh 腹板高度；Ch 腹板受压区高度；eh 截面全部受压时的腹板有效高度；1eh、分别为腹板受压区上、下有效截面的高度；2ehbI、分别为横梁和柱的平均截面惯性矩；CIeI 截面等效惯性矩；lI、分别为左、右两柱的截面惯性矩；rIL刚架跨度；fZl自由翼缘的计算长度；S纵向柱距；斜梁长度；Wt 腹板厚度；W截面最大受压纤维
15、的截面模量；eW 有效截面最大受压纤维的截面模量；elW 构件大头有效截面最大受压纤维的截面模量；enW 有效净截面最大受压纤维的截面模量；Z用于计算风荷载的边缘带宽度。2.2.42.2.4 计算系数及其它 K侧向刚度；第 10 页 第 10 页 共 113 页 rK 受剪板件的凸曲系数；K 受弯板件的凸曲系数；屋面坡角；mx等效弯矩系数；变截面构件的楔率；R抗力分项系数；放大系数；考虑自由翼缘弹性支承影响的修正系数；P与板件受弯、受压有关的参数；W与板件受剪有关的参数；楔形柱计算长度系数；t刚架柱与刚架梁的线刚度比值；有效宽度系数；b梁的整体稳定系数；b均匀弯曲楔形受弯构件的整体稳定系数。第
16、 11 页 第 11 页 共 113 页 3 3 基本设计规定 基本设计规定 3.1 3.1 设计原则 设计原则 3.1.13.1.1 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。3.1.23.1.2 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。3.1.33.1.3 当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建筑结构荷筑结构荷载载规规范范GB 50009GB 50009 的规定采用荷载效应的基本组合计算，并符合下列要求：的规定采用荷载效应
17、的基本组合计算，并符合下列要求：SSR R (3.1.3)(3.1.3)0式中式中 结结构构重要性系数重要性系数。对一般的门式刚架钢结构构件安全等级取二级，对一般的门式刚架钢结构构件安全等级取二级，当当设计使用年限为设计使用年限为 5 50 0 年时，年时，结构承重性系数取不小于结构承重性系数取不小于 1 1.0.0；当当设计使用设计使用年限为年限为 2 25 5 年时，取不小于年时，取不小于 0.95；0.95；0S S不考虑地震作用时，荷载效应组合的设计值；不考虑地震作用时，荷载效应组合的设计值；R R结构构件承载力的设计值。结构构件承载力的设计值。3.1.43.1.4 在抗震设防地区，门
18、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GB 50011 进行抗震验算，并符合下列要求：R/（3.1.4）ESRE式中 考虑多遇地震作用时，荷载和地震作用效应组合的设计值；ESRE 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。表表 3.1.5 3.1.5 承载力抗震调整系数承载力抗震调整系数 RE构件或连接 构件或连接 梁 梁 柱 柱 支撑 支撑 节点 节点 螺栓 螺栓 焊缝 焊缝 RE 0.75 0.75 0.75 0.75 0.80 0.80 0.85 0.85 0.85 0.85 0.90 0.90 第 12 页 第 12 页 共 113 页 3.1.5
19、3.1.5 承载力抗震调整系数应按表 3.1.5 的规定采用：3.1.63.1.6 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。3.1.73.1.7 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GB 50009 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。3.1.83.1.8 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 3.2 2 作 作 用 用 3.2.1 3.2.1 结结构自重构自重、施工或检修集中
20、荷载施工或检修集中荷载、屋屋面雪荷载荷载面雪荷载荷载、积积灰荷载和吊车荷载，灰荷载和吊车荷载，应按现行国家标准应按现行国家标准建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范GB GB 5 500090009 的的规定采用规定采用。悬悬挂荷载应按实际情挂荷载应按实际情况取用。况取用。3.2.2 3.2.2 当 当采用压型钢板轻型屋面时，采用压型钢板轻型屋面时，屋屋面竖向均布活荷载的标准值面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积按水平投影面积计计算算)应应取取 0.5KN/m0.5KN/m2 2。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0.3KNm2。3.2.3 3.
21、2.3 垂直于建筑物表面的风荷载标准值，应按本规程附录垂直于建筑物表面的风荷载标准值，应按本规程附录 A A 的规定计算。的规定计算。3.2.4 3.2.4 地震作用应按现行国家标准地震作用应按现行国家标准建筑坑震设计规范建筑坑震设计规范GB 50011 GB 50011 的规定计算。的规定计算。3.2.53.2.5 荷载效应组合应符合下列原则：1 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 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 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 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
22、 GB 50009 的规定；5 5 风荷载不与地震作用同时考虑。第 13 页 第 13 页 共 113 页 3 3.3 3 材 材 料 料 3.3.13.3.1 钢材选用应符合下列规定：1 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GBT 700 规定的 Q235 钢和低合金高强度结构钢GBT 1591 规定的Q345 钢。2 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 3 门式刚架轻型房屋的擦条和墙梁
23、，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 3.3.2 钢材设计指标应符合下列规定：钢材设计指标应符合下列规定：1 1 钢材强度设计值应按表钢材强度设计值应按表 3.3.2-13.3.2-1 采采用用。2 2 焊缝强度设计值应按表焊缝强度设计值应按表 3.3.2-23.3.2-2 采采用用。表表 3.3.2-2 3.3.2-2 焊缝强度设计值（焊缝强度设计值（N/mmN/mm2 2）对接焊缝 对接焊缝 角焊缝 角焊缝 抗拉抗拉 wtf焊接方法和焊焊接方法和焊条型号 条型号 牌 牌 号 号 钢材厚度钢材厚度或直径或直径（mm）mm）抗压 抗压
24、wCf 一、一、二级二级焊缝 焊缝 三级 三级 焊缝 焊缝 抗剪 抗剪 wVf 抗拉抗拉、压压、剪剪 wff16 16 215 215 215 215 185 185 125 125 自动自动焊焊、半自动半自动焊和焊和 E E4 43 3 型焊型焊条的手工焊 条的手工焊 Q235 Q235 钢 钢 161640 40 205 205 205 205 175 175 120 120 160 160 16 16 310 310 310 310 265 265 180 180 自动自动焊焊、半自动半自动焊和焊和 E E5 50 0 型涵型涵条的手工焊 条的手工焊 Q345 Q345 钢 钢 1616
25、35 35 295 295 295 295 250 250 170 170 200 200 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GBT 5293 和低合金钢埋孤焊用焊剂GB/T 12470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GB 50205 的第 14 页 第 14 页 共 113 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。3 对接焊缝抗弯受压区强度设计值取，抗弯受拉区强度设计值取。wCfwtf4 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
26、厚板件的厚度 3 3 螺栓连接强度设计值应按来 3.3.2-3 采用。表表 3.3.2-3 3.3.2-3 螺栓连接强度设计值（螺栓连接强度设计值（n/mmn/mm2 2）普通螺栓 普通螺栓 C C 级螺栓 级螺栓 A A 级级、B B 级螺栓 级螺栓 锚栓 锚栓 承压型连接高强度承压型连接高强度螺栓 螺栓 钢材牌号或性能等级 钢材牌号或性能等级 抗拉抗拉 btf抗剪 抗剪 bVf 承压 承压 bCf 抗拉 抗拉 btf 抗剪 抗剪 bVf 承压 承压 bCf 抗拉 抗拉 atf 抗拉 抗拉 btf 抗剪 抗剪 bVf 承压 承压 bCf 4.64.6 级级 4.84.8 级级 170 170
27、 140 140 5.65.6 级级 210 210 190 190 普通螺栓 普通螺栓 8.88.8 级级 400 400 320 320 Q235Q235钢 钢 140 140 锚栓 锚栓 Q345Q345钢 钢 180 180 8.88.8 级级 400 400 250 250 承压型连接高承压型连接高强度螺栓 强度螺栓 10.910.9级 级 500 500 310 310 Q235Q235钢 钢 305 305 405 405 470 470 构件 构件 Q345Q345钢 钢 385 385 510 510 590 590 注：1 A 级螺栓用于 d24mm 和 l10d 或 l
28、50mm（按较小值）的螺栓；B 级螺栓 用于 d24mm 和 l10d 或 l150mm（按较小值）的螺栓。d 为公称直径，l 为螺杆公称长度。2 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GB 50205 的要求。第 15 页 第 15 页 共 113 页 4 4 每个高强度螺栓的预拉力，每个高强度螺栓的预拉力，应符合现行国家标准应符合现行国家标准钢结构设计规范钢结构设计规范G GB B 5001750017的规定。的规定。5 5 冷 冷弯薄壁型钢采用电阻点焊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
29、符合现行国时，每个焊点的抗剪承载力设计值应符合现行国家标准家标准冷弯薄壁型钢结构技求规范冷弯薄壁型钢结构技求规范GB 50018GB 50018 的规定。的规定。6 当6 当采用厚度小于采用厚度小于 4 4m mm 的钢材或冷弯薄壁型钢时，本条第m 的钢材或冷弯薄壁型钢时，本条第 1 1 款和第款和第 2 2 款规定的款规定的强度设计值应降低强度设计值应降低 5 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GB 50018 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 7 当当计计算下列结构物件和连接时
30、，算下列结构物件和连接时，本规程表本规程表 3 3.3.2-1、.3.2-1、表表 3.3.2-2、3.3.2-2、表表 3 3.3.2-33.2-3规定的强度设计值应乘以相应的折减系数：规定的强度设计值应乘以相应的折减系数：1 1)单面连接的角钢 单面连接的角钢 按轴心爱力计算强度和连接时按轴心爱力计算强度和连接时 0.85 0.85 按轴心受压计算稳定性时 按轴心受压计算稳定性时 等边角钢等边角钢 0.60.60.00150.0015.但不大于但不大于 1.0 1.0 短边相连的不筹边角钢短边相连的不筹边角钢 0.50.50.00250.0025.但不大于但不大于 1.0 1.0 长边相连
31、的不等边角钢长边相连的不等边角钢 0.70 0.70 注：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20 时，取=20。2 2）无垫板的单面对接焊缝）无垫板的单面对接焊缝 0.85 0.85 3 3）施工条件较差的高空安装焊缝）施工条件较差的高空安装焊缝 0.90 0.90 4 4）两构件采用搭接连接或其间填有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垫板的连接以及单盖板的不对称对称连接连接 0.90 0.90 5 5)平面桁架式檩条端部的主要受压腹杆平面桁架式檩条端部的主要受压腹杆 0.85 0.85 当以上几种憎况同时存在时，相应的折减系数应连乘。当以上几种
32、憎况同时存在时，相应的折减系数应连乘。8 8 铜 铜材材的物理性能指标应按现行国家标准的物理性能指标应按现行国家标准钢钢结构设计规范结构设计规范GB 500l7GB 500l7 的的规规定定采用。采用。第 16 页 第 16 页 共 113 页 3.4 3.4 变形规定 变形规定 3.4.13.4.1 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 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。表表 3.
33、4.2-1 3.4.2-1 刚架柱顶位移设计值的限值 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 无吊车 当采用轻型钢墙板时 当采用砌体墙时 h/60 h/100 有桥式吊车 当吊车有驾驶室时 当吊车由地面操作时 h/400 h/180 注：表中 h 为刚架柱高度。表表 3.4.2-2 3.4.2-2 受弯构件的挠度与跨度比限值 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 尚有吊顶 有悬挂起重机 L/180 L/240 L/400 檩条 仅支承压型钢板屋面 尚有吊顶 L/150 L/240 竖 向 挠 度 压型钢板屋面 L
34、/150 墙体 L/100 水 平 挠 度 墙梁 仅支承压型钢板墙 支承砌体墙 L/100 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 第 17 页 共 113 页 3.5 3.5 构造要求 构造要求 3.5.13.5.1 门式刚架轻型房屋钢结构的构造，应符合下列规定：1 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 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GB 50018 规定的宽厚
35、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。3.5.23.5.2 构件长细比应符合下列规定：1 1 受压构件的长细比，不宜大于表 3.5.2-1 规定的限值。表表 3.5.2-1 3.5.2-1 受压构件的长细比限值 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 220 2 2 受拉构件的长细比，不宜大于表 3.5.22 规定的限值。表表 3.5.2-2 3.5.2-2 受拉构件的
36、长细比限值 受拉构件的长细比限值 构件类型 承受静态荷载或间接 承受动态荷载的结构 直接承受动态 荷载的结构 桁架构件 350 250 吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑 300 其它支撑（张紧的原钢或钢铰支撑除外）400 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 在永久荷载与凤荷载组合作用下受压的构件，其长细比不宜大于 250。第 18 页 第 18 页 共 113 页 4 4 结构形式和布置 结构形式
37、和布置 4.1 4.1 结构形式 结构形式 4.1.14.1.1 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。4.1.24.1.2 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 4.1.2
38、f），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 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 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 1
39、9 页 第 19 页 共 113 页 4.1.54.1.5 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 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。4.1.74.1.7 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。4.1.84.1.8 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 4.2 建筑尺寸 建筑尺寸 4.2
40、.14.2.1 门式刚架轻型房屋钢结构的尺寸虚符合下列规定：1 1 门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离。2 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 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 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。
41、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。4.2.24.2.2 门式刚架的跨度宜采用 936m。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 4.59.0mm 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 69m。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第 20 页 第 20 页 共 113 页 相同。4.3 4.3 结构平面布置 结构平面布置 4.3.14.3.1 门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段
42、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。4.3.24.3.2 在多跨刚架局部抽掉中间柱或边柱处，可布置托梁或托架。4.3.34.3.3 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 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
43、4.4 墙架来布置 墙架来布置 4.4.14.4.1 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。4.4.24.4.2 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。4.4.34.4.3 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
44、柔性连接的轻质墙板。第 21 页 第 21 页 共 113 页 4.5 4.5 支撑布置 支撑布置 4.5.14.5.1 门式刚架轻型房屋钢结构的支撑设置应符合下列要求：1 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 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。4.5.24.5.2 支撑和刚性系杆的布置宜符合下列规定。1 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 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
45、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 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 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 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 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 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 4.5.34.5.3 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，可在刚架斜梁问设置钢管、H 型钢或其它截面的
46、杆件。4.5.44.5.4 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 30O60O范围内，宜接近 45O。4.5.54.5.5 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。4.5.64.5.6 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。第 22 页 第 22 页 共 113 页 5 5 作用效应计算 作用效应计算 5.1 5.1 变戳面刚架内力计算 变戳面刚架内力计算 5.1.15.1.1 变截面门式刚架应采用弹性分析方法确定各种内力。仅在
47、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GB 50017 的规定进行设计。5.1.25.1.2 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。5.1.35.1.3 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 5.2 变戳面刚架侧移计算 变戳面刚架侧移计算 5.2.15.2.1 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，可按下列公式估算：柱脚
48、铰接刚架 )2(123tcEIHh+=（5.2.1-1）柱脚刚接刚架 ttcEIHh2623123+=（5.2.1-2）（5.2.1-3）bcthILI/=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 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；cIbH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 第 23 页 共 113 页 刚架柱与刚架梁的线刚度比值。t5.2.2 5.2.2 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
49、楔形构件 =(（5.2.21）cI2/)10ccII+双楔形横梁 （5.2.2-2）2/)1(210bbbbIIII+=式中 、分别为柱小头和大头的惯性矩；0cI1cI0bI、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）；1b2b 楔形横梁长度比值（图 5.2.1）。5.2.35.2.3 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 （5.2.3-3）h)(41+=当估算刚架在吊车水平荷载尺作用下的侧移时（图 5
50、.2.3-2），柱顶等效水平力 H 可取：柱脚铰接框架 H=1.15cP （5.2.3-4）柱脚刚接框架 H=cP （5.2.3-5）式中 W均布风荷载的总值；第 24 页 第 24 页 共 113 页 1、分别为刚架两侧承受的沿柱高度均布的水平风荷载（kNm），按附录 A 规定的标准值计算；2吊车水平荷载作用高度与柱高度之比（图 5.2.3-2）。eP 图图 5.2.3-1 5.2.3-1 刚架在均布风荷载作用下柱顶的等效水平力 刚架在均布风荷载作用下柱顶的等效水平力 图图 5.2.3-25.2.3-2 刚架在吊车水平荷载作用下柱顶的等效水平力 刚架在吊车水平荷载作用下柱顶的等效水平力 5.