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1、1.单层门式钢架结构的概念、组成和体系组成 概念：以轻型焊接 H 型钢（等截面或变截面）、热轧 H 型钢（等截面）或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式钢架或格构式门式钢架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（槽型、卷边槽型、Z 形等）做檩条、墙梁；以压型金属板（压型钢板、压型铝板）做屋面、墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。组成：梁，墙，檩条，墙梁，支撑，屋面及墙面板 2.门式钢架的梁、柱构件多采用焊接变截面的 H 形截面，单跨钢架的梁柱节点采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用。柱脚可与基础刚接或铰接。3单层门式钢架结
2、构和钢筋混凝土结构相比的特点：a：质量轻。单层门式钢架房屋承重结构的用钢量一般为 1030kg/m2;在相同的跨度和荷载条件情况下自重约仅为钢筋混凝土结构的 1/301/20。b：工业化程度高，施工周期短 c：综合经济效益高 d：柱网布置比较灵活。柱距多为 6 米，当采用 12 米柱距时，需设置托架及墙架柱。4.变截面钢架（变：截面高度改变，宽厚不变）在竖向均布荷载的作用下，框架角区（梁柱节点）有较大的负弯矩，框架梁跨中有较大的正弯矩；铰接框架柱脚弯矩为零，但刚接框架柱脚有较大的正弯矩。在水平荷载的作用下，框架角区也有较大的弯矩，因此，有些框架在角区和框架梁跨中所用工字型截面高度较大。5.在门
3、式钢架结构中，焊接构件中板的最小厚度为；冷弯薄壁型钢构件中板的最小厚度为；压型钢板的最小厚度为。6.门式钢架又称山形门式钢架。按跨度分为：单跨、双跨和多跨，按屋面坡脊数分为：单脊单坡。单脊双坡和多脊多坡。7.“材料集中使用”原则：单脊双破多跨钢架，用于无桥式吊车房屋时，当钢架柱不是特别高且风荷载也不是很大时，中柱宜采用两端铰接的摇摆柱，不参与抵抗侧力，截面也比较小。边柱和梁形成钢架，承担全部抗侧力的任务（包括水平荷载和防止门架侧移失稳）。8.等截面梁的截面高度一般取跨度的 1/401/30，设有桥式吊车是，柱宜采用等截面构件。截面高度不小于柱高度的 1/20。变截面者端高不宜小于跨度的 1/4
4、01/35，中段高度则不小于跨度的 1/60。变截面柱在铰接柱脚出的截面高度不宜小于 200250mm。9.门式钢架轻型房屋屋面坡度宜取 1/201/8，在雨水较多的地区取其中的较大值。10.门式钢架上可设置起重量不大于 3t 的悬挂起重机和起重量不大于 20t 的轻、中级工作制单梁或双梁桥式吊车。超过 20t，选用排架结构。11.门式钢架轻型房屋的构件和维护结构通常刚度不大，温度应力相对较小。纵向温度区段300m;横向温度区段150m。12.支撑和刚性系杆的布置：端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。柱间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定，一般取 3045m；有吊车是不宜
5、大于 60m。在端部支撑在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。13.可变荷载：a：屋面活荷载。压型钢板轻型屋面，屋面竖向均布或活荷载的标准值应取2；对受荷水平投影面积超过 60m2的钢架结构，计算时采用的竖向均布活荷载标准值可取2。设计屋面板和檩条时应考虑施工和检修集中荷载，其标准时为 1kN。b：屋面雪荷载和积灰荷载 c：吊车荷载 d：地震作用 e：风荷载 14.门式钢架荷载组合效应原则：a：取屋面均布活荷载与雪荷载中较大值 b：积灰荷载与 a 中的较大值同时考虑 c：施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑 d：当需要考虑地震作用是，风荷载不与地震
6、作用同时考虑 钢架内力分析，荷载效应组合有：A1.2*永久荷载+0.9*1.4*【积灰荷载+max屋面均布活荷载、雪荷载】+0.9*1.4*（风荷载+吊车竖向及水平荷载）；B：1.0*永久荷载+1.4*风荷载 注：A 用于截面强度和构件稳定性计算。B 用于锚栓抗拉计算，其永久荷载的抗力分项系数取。15.钢架的内力和侧移计算：对于变截面门式钢架，应采用弹性分析方法确定各种内力，只有当钢架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑性分析方法。16.控制截面的内力组合：控制截面的位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面（柱两端、梁跨中和支座），内力组合主要有：a：最大轴压力 Nmax 和同时出现
7、的 M 及 V 的较大值 b：最大弯矩 Mmax 和同时出现的 V 及 N 的较大值 c：最小轴压力 Nmin 和相应的 M 及 V，出现在永久荷载和风荷载共同作用下，当柱脚铰接时 M=0.17.侧移验算：钢架的侧移不满足要求，需要采用下列措施之一进行调整：放大柱或（和）梁的截面尺寸，改铰接柱为刚接柱脚；把多跨框架中的个别摇摆柱改为上端和梁刚接。18.梁腹板加劲肋的配置：稳定性验算，计算长度取腹板高度 hw，截面取加劲肋全部和其两侧各 15tw235/fy宽度范围内的腹板面积，按两端铰接轴心受压构件计算。19.斜梁和隅撑的设计（1）斜梁的设计：当斜梁坡度不超过 1:5 时，应轴力很小可按压弯构
8、件计算其强度和钢架平面外的稳定，不计算平面内的稳定。实腹式钢架斜梁的平面外计算长度，取侧向支承点的间距。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。斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支承点间的最大长度，可取受压翼缘宽度的 16235/fy 倍。侧向支承点由檩条（或刚性系杆）配合支撑体系来提供。（2）隅撑设计：实腹式钢架斜梁的两端为负弯矩区，下翼缘在该处受压。为了保证梁的整体稳定，常有必要在受压翼缘两侧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。檩条时支撑体系的组成部分，能对隅撑提供不动的支承点。隅撑间距不应大于所撑梁受压翼缘宽度的 16235/fy 倍。20
9、.钢架斜梁与柱的连接及斜梁间的拼接：端板竖放，端板斜放，端板平放，斜梁拼接。21.柱脚：门式钢架的柱脚，一般采用平板式铰接柱脚，当有桥式吊车或钢架侧向刚度过弱时，则应采用刚接柱脚。铰接柱脚传力：柱角焊缝底板基础地基 钢架柱脚传力：柱角焊缝靴梁（隔板、肋板）底板基础地基（主要）；含上。22.压型钢板原板的钢板基厚度通常为。压型钢板基板的材料有 Q215 和 Q235钢，工程多用 Q235A 钢。23.压型钢板的荷载组合（也是檩条荷载组合）：a:1.2*永久荷载+1.4*max屋面均布活荷载，雪荷载 b：1.2*永久荷载+1.4*施工检修集中荷载换算值 c：1.0*永久荷载+1.4*风吸力荷载 2
10、4.压型钢板的挠度限值：a：屋面板，屋面坡度1/20 时 1/250;否则 1/200 b:墙板 1/150 25.檩条设计 26：拉条：当檩条跨度大于 4m 时，应在檩条间跨中位置设置拉条。当檩条跨度大于 6m 时，应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条。作用：防止檩条侧向变形和扭转，并且提供 x 轴方向的中间支点。此中间支点的力需要传到刚度较大的构件，为此，需要在屋脊或檐口处设置斜拉条和刚性撑杆。当风吸力超过屋面永久荷载时，横向力的指向和相反。此时 Z 形钢檩条的斜拉条需要设置在屋脊处，而卷边槽钢檩条则需设在屋檐处。因此，为了兼顾两种情况，在风荷载大的地区或是在屋檐和屋脊处都设置斜拉条，或是把
11、横拉条和斜拉条都做成可以既承拉力又承压力的刚性杆。第 2 章钢屋架设计 27.吊车梁设计 28.吊车梁承受桥式吊车三个方向荷载作用：吊车的竖向荷载 P，横向水平荷载（刹车及卡轨力）T 和纵向水平荷载（刹车力）TL（沿吊车轨道方向，通过吊车梁传给柱间支撑，一般不考虑）29.吊车最大轮压：吊车的竖向标准荷载为吊车的最大轮压标准值 Pk，max，计算吊车梁的强度时，应乘以荷载分项系数Q，还应考虑吊车的动力作用，乘以动力系数。工作级别为 A1A5 的软钩吊车，动力系数取，A6A8 的吊车，动力系数取。Pk，maxPk，max 30 吊车横向水平力：吊车的工作级别为 A6A8 时，吊车运行时的摆动引起的
12、水平力比刹车力更为不利。T=1Pk，max （一般软钩吊车取 0.1,硬钩取 0.2）其他情况 T=1.4g（Q+Q）/n （1.4 为荷载分项系数，Q 额定起重量，Q小车重量，n 为桥式吊车的总轮数）软钩吊车：Q 不大于 10t，取=12%；Q 为 1550t，取=10%；Q 不小于 75t，取=8%；硬钩吊车：取=20%。31.吊车梁的截面组成 a：加强上翼缘。对于吊车额定起重量 Q 小于等于 30t，跨度 l 小于等于 6m，工作级别为 A1A5 的吊车梁，用来承受吊车的横向水平力。b：设置制动梁或制动桁架。当吊车额定起重量和吊车梁跨度再大时，用以承受横向水平荷载，它的制动梁由吊车梁上翼
13、缘、钢板和槽钢组成。当柱宽度小于等于时，常用制动梁；超过时，宜采用制动桁架。为了增强吊车梁和制动结构的整体刚度和抗扭性能，对边列柱上的吊车梁，宜在外侧设置辅助桁架 cd，同时在吊车梁下翼缘和辅助桁架的下弦之间设置水平支撑。也可在靠近梁两端 1/41/3 的范围内各设置一道垂直支撑 ce。（垂直支撑对增强梁的整体刚度有利，但在吊车梁竖向挠度影响下，易破坏。）32.吊车梁疲劳验算：吊车梁在吊车荷载的反复作用（必为动荷载：竖向荷载和水平荷载）下，可能产生疲劳破坏（影响因素：产生拉应力的应力幅和次数）。因此，应选用合适的钢材标号（Q235AF）和冲击韧性（与质量等级有关，A40m 内力以水平作用为主，
14、100m）39.多层房屋的结构类型：纯框架体系（固结）、柱支撑体系（铰接）和框支撑体系（其一为固结，另一为铰接）。高层除上述结构体系外，还可采用双重体系（纯框架和支撑体系，即在梁与柱刚性连接的框架中加设斜撑）、框筒体系和框剪（由框支撑体系变来，支撑换为剪力墙）。40.框架支撑与柱支撑的定义、区别 框架支撑：横向采用纯框架体系，纵向梁以铰接于柱侧的方式将各横向框架连接，同时在部分横向框架间设置支撑。柱支撑：所有梁均铰接于柱侧，且在部分胯间设置柱间支撑以构成几何不变体系。41.多高层结构的侧向位移模式：剪切变形模式和弯曲变形模式。42.双重抗侧力体系 43.竖向布置的不规则结构是指：a 楼层刚度小
15、于其相邻上层刚度的 70%，且连续三层总的刚度降低超过 50%；b 相邻楼层质量之比超过（建筑为轻屋盖，顶层除外）；c 立面收进尺寸的比例为；d 竖向抗侧力构件不连续；e 任一楼层抗侧力构件的总受剪承载力，小于其相邻上层的 80%。44.主次梁连接 45.压型钢板与混凝土之间水平剪力的传递形式：一:依靠压型钢板的纵向波槽；二：依靠压型钢板上的压痕、小洞或冲成的不闭合的孔眼；三：依靠压型钢板上焊接的横向钢筋；四：设置于端部的锚固件。46.组合梁和组合板的构造要求：组合板中的压型钢板在刚梁上的支承长度，不应小于 50mm。在砌体上的支承长度不应小于 75mm。47.组合板在下列情况之一时应配置钢筋
16、：a为组合板提供储备承载力的附加抗拉钢筋；b在连续组合板或悬臂组合板的负弯矩区配置连续钢筋；c在集中荷载区段和孔洞周围配置分布钢筋；d改善防火效果的受拉钢筋；e在压型钢板上翼缘焊接横向钢筋，应配置在剪跨区段内，其间距宜为150300mm。连续组合梁或组合板在中间支座负弯矩区的上部纵向钢筋，应伸过梁的反弯点，并应留出锚固长度和弯钩。下部纵向钢筋在支座处应连续配置，不得中断。补：组合梁截面高度不宜超过钢梁截面高度的倍 48.地震作用：国家标准建筑抗震设防分类标准（GB 50223）中，根据建筑使用功能的重要性，将其划分为甲类、乙类、丙类和丁类四个抗震设防类别。根据小震不坏，中震可修，大震不倒的抗震
17、设计目标，高层钢结构抗震设计应进行多遇地震作用及罕遇地震作用两阶段的抗震计算。多遇地震相当于 50 年超越概率为 63.2%的地震，罕遇地震相当于 50 年超越概率为 2%3%的地震。49.地震作用分析方法：应采用两阶段设计法。第一阶段为多遇地震作用下的弹性分析，验算构件的承载力和稳定以及结构的层间侧移；第二阶段为罕遇地震下的弹塑性分析，验算结构的层间侧移和层间侧移延性比。50.a高度不超过 40m 且平面和竖向较规则的以剪切为主的建筑，可采用现行国家标准建筑抗震设计规范规定的地震作用和底部剪力法计算；b高度不超过 60m 且平面和竖向较规则的建筑，以及高度超过 60m 的建筑预估截面时，也可采用上述地震作用和底部剪力法计算；c高度超过 60m 的建筑，应采用振性分解反应谱法计算；d竖向特别不规则的建筑，宜采用时程分析法作补充计算。