钢结构厂房门式钢架钢结构结构设计及应用

第一篇：钢结构厂房门式钢架钢结构结构设计及应用

钢结构厂房门式钢架钢结构结构设计及应用

摘要：本文针对门式钢架钢结构在钢结构厂房中的普遍应用，主要分析了门式钢钢架钢结构设计应用注意问题，门式钢架钢结构发展及除锈防护。

关键词：门式钢架；钢结构；设计应用

我国钢结构已经发展很多年，特别是近些年来发展日趋完善。轻型门式钢架钢结构因为其自身具有的特点而受到钢结构厂房施工的普遍应用，本文重点对其进行研究。

一、门式钢架钢结构概述

门式钢架结构在钢结构厂房、仓库、商场中广泛应用，高层建筑中钢架结构也越来越受到重视。各类维护结构以及没有梁柱的弯顶也大量应用的薄壁彩钢板；各文化体育类型的公共建筑物中应用的钢管汇交直接焊接以及较高强度组合拉索机构；薄壁冷弯钢截面除了利用檩条在维护结构构件应用之外还可以成为构件受力的主要结构。钢架钢结构一般是指梁和柱的直线类型经过连接的节点刚性结构。工程项目中经常将铰接梁柱间的结构单层称之为排架，多跨多层的钢架类型结构则称之为框架。钢结构单层钢架厂房通常采用轻钢门式的钢架钢结构。住宅建筑物钢框架钢结构常常使用的两种结构支撑类型分别是箱型焊接截面或者是H型钢。其特点主要是具有较小的自重，良好的抗震性能以及较快的施工速度。框架结构的受力特征在荷载方面的体现是承受了水平与竖向荷载；传递竖向荷载的路线是从平板楼盖现浇到梁上的距离，之后向钢柱传递。

二、门式钢架钢结构设计应用

(一)柱网设计要求

钢结构厂房门式钢架钢结构设计首先应当按照生产工艺要求对柱网施工进行确定，尽量达到生产使用的要求，根据实际情况对钢架的跨度、高度以及设计实践确定柱网，在设计门式钢架柱网时获得以下结论：在完整一致的荷载情况下，檀高度是6米，柱距离是7米半，钢架单位跨度距离范围是18米到30米之间，钢用量大概是18到28kg/m2，当单位钢架跨度间距离大概是21到48 米时，钢用量是在25到40kg/ m2，厂房高度是12米，跨度达到48米以上时一般可用多跨类型钢架，相较于单跨类型钢架要节省18%的用钢量，因此门式钢架钢结构设计时应当按照实际情况选择经济型跨度，不适合盲目性的选择较大跨度。对于设计门式钢架钢结构来说，最重要的部门就是用钢量。

(二)作用门式钢架钢结构荷载值

作用于门式钢架钢结构的荷载一般包括：竖向与水平向的荷载、地震荷载。因为轻型钢结构具有较轻的自重，因此地震产生的反应也比较轻，针对这点来说抗震效果是很好的。

(三)计算钢架侧移内力

1.计算内力方法：针对门式变截面钢架结构来说，利用弹性分析法对各种内力实施确定，塑性分析法的使用仅在钢架拥有全部等截面钢柱时。门式钢架变截面计算内力一般利用单元杆系有限元方法。地震产生的效应作用可以利用剪力底部方法实施确定。按照荷载不同的组合情况分析内力结果，找出截面受控的内力组合，将截面的位置控制在柱底连接柱顶以及梁跨中的截面。2.计算侧移的方法：门式钢架变截面柱顶产生的侧移应当利用弹性分析确定，计算过程中获取标准荷载值，对于分享荷载系数不需要考虑。

(四)设置拉条、檩条和撑杆

1.设置檩条。檩条是属于弯双向结构构件，对其内力实施分析应当按照两个型心主轴截面计算弯矩。设计过程中，应计算檩条的强度、整体性稳固与变形情况。设计檩条过程时，需要对檩条的薄壁冷弯构件，板件受压与压弯的宽度比例，受力产生时应保持的屈曲，计算强度时应合理利用的有效宽度实施控制，对于原来截面需消弱。与此同时计算强度时应采用净断面，可以考虑使用消弱钉孔。

2.拉条设计：拉条设置与否取决于檩条在侧向上的刚度，对于H型轻型钢的较大侧向刚度以及桁架式空间檩条通常不会设置拉条。针对刚度比较差的侧向实腹式与桁架平面式檩条，为了能够减少安装应用檩条过程中产生的侧向变形，保持整体性的稳固，通常将拉条设置在檩条之间，作为侧向上的支撑点。当檩条具有的跨度在4米之内时，可以根据计算最终结果判定拉条设置与否，当檩条具有的跨度在4米之外时，在跨中檩条适合设置一道拉条。

3.撑杆设计：撑杆檩条的重要作用是对天窗缺口与檐檩位置向上或向下边檩弯曲侧向。撑杆具有的长细比例根据压杆的实际要求，可以使用方钢管、角钢制作，撑杆位置，应同时设计斜拉条。

三、门式钢架钢结构设计应用注意问题(一)控制房脊垂直程度

框架竖向斜梁的限值挠度一般规定为1/180，过去对中下垂度是否验算并没有明确规定。根据目前的新规定是需要计算的，通常要分段进行构件，利用等截面实施计算，每一段都需要在水平与竖向进行计算，不能比允许数值大，等同于对跨中垂度实施的验算

(二)砼柱与钢柱的结合问题

门式钢架钢结构设计中，部分会利用斜梁轻钢与混凝土柱结合，斜梁采用端板竖放式连接砼柱的预埋式螺栓，组成钢接，目的是想要节约钢材以及造价。在门式钢架钢结构中的框架有钢柱与砼柱组合，这个情况下梁柱只能采用铰接，不适合钢接。高层建筑物中的钢墙连接也是这样。因此，需要注意排架由钢梁与砼柱组合是允许的，可是将刚架中的钢柱用砼柱替代，不改变钢梁是不允许的。

(三)檩条存在的计算问题

檩属于薄壁冷弯结构件，压弯或是受压板件具有比较大的宽度比，在受力产生时应屈曲，计算强度需利用有效的宽度，对于原来的截面要实施减弱，不需做到全截面都有效。一般情况下设计人员对计算强度的净断面容易忽略，忽视了钉孔的减弱。这种类型的减弱一般会在6-15%之间，对于截面窄小的梁会产生比较大的影响。按照相关规定，钢架构件具备的受拉强度应按照净截面进行计算，受压强度应当按照有效的截面实施计算，稳定特性应当按照有效截面进行计算。

四、门式钢架钢结构发展及除锈防护

(一)门式钢架钢结构发展应用

可以在高性能钢材方面实施应用研究，提升强度与抗腐蚀性，经济断面类型的钢材，例如H型钢、钢板压型、方管等。可以在结构方面实施革新应用，对于空间结构、组合结构以及高层钢类型结构等方面的创新研究。理论优化以及计算机设计的辅助应用。深入研究极限状态，防止特殊荷载情况下出现的实效结构等。

(二)门式钢架钢结构除锈防护

选择对钢结构除锈方法中，其中在小型低要求构件中适合手动除锈，除锈并不彻底。相对厚实的构件使用喷砂除锈，这个方法非常彻底干净。薄壁构件或者不适合使用喷砂除锈的可以利用酸洗方法，除锈效果良好。对于钢结构采用的防护主要有防火、防腐及隔热。钢结构有关的设计规定，需要在设计方案中明确指出对钢材实施的除锈级别以及涂层涂料具备的厚度，在地面以下的柱脚应当充分利用混凝土实施包裹，发生腐蚀的柱脚不适合在地下埋入，保护钢结构的层厚应按照建筑物的耐火程度实施设计，受到高温影响，应按照情况的不同设计相应的防护隔热措施。

结束语

在门式钢架钢结构设计应用中，应合理分配与把握设计关键，能够有效的节省钢材的用量。门式钢架钢结构因为其具有的较轻重量、较低的构件等特点，在钢结构厂房建筑中被广泛的应用。

第二篇：钢架大棚钢结构施工

8.9钢架大棚钢结构施工方案

一、钢结构制作场地、存放、运输

钢结构的制作场地定在现场，20m，宽5m，完全符合施工要求。钢构件应根据钢结构的安装顺序，分单元成套供应。

运输钢构件时，根据钢构件的长度、重量选用车辆；钢构件在运输上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均应保证钢构件不产生变形、不损伤涂层。

钢构件存放场地应平整坚实、无积水。钢构件应按种类、型号、安装顺序分区存放；钢构件底层垫层垫枕应有足够的支承面，并应防止支点下沉。相同型号的钢构件叠放时，各层钢构件的支点应在同一垂直线上，并应防止钢构件被压坏和变形。

二、钢结构的制作方法及技术要求 1）检材

首先对供应部门提供的各种钢材进行检查验收，看是否符合图纸要求与质量要求，检查质量保证书或合格证，不盲目下料。

2）矫正

对弯曲、变形的钢材必须进行校正，以确保制造质量，其方法是使用螺旋式压力机，千斤顶和氧炔火焰等手段使钢材恢复平直。

3）放样

在完全熟悉图纸的基础上，可按图制作下料用的样板和样杆。样板用来控制平面几何尺寸，样杆用来控制长度尺寸，样板用油毡制作，样杆用-30*3的扁钢制作。

样板和样杆必须经技术人员检查复核。4）下料

按照施工钢结构及部件图，对各种组合件进行编号，列表，并注明每件的数量，准备就绪后，按表依次用样板划线下料。

下料时100mm以内的型钢用砂轮切割机下料。下好的材料必须除尽氧化铁，堆码整齐，注明编号和数量。

5）钢架的组装是保证本工程质量的关键，该项工作必须在钢板平台上进行，首先在钢平台上按设计图放出放样，并按规定起拱，然后按地样设置胎模具，胎模具必须水准仪测平，并加以固定，使整个钢架在模具里按规定成型。

6）焊接变形的予防和矫正

钢架和其它构件在组合过程中，由于局部焊接加热，随着焊缝的收缩，会产生焊接变形。为了保证桁架的几何精度，在焊接过程中必须采取一些必要的措施，把焊接变形控制在最小的范围。

第一种方法采取刚性固定法，把整个构件用卡兰，倒勾或其它模胎具固定在钢平台上，不让构件有曲绕的余地，（但必须能让焊缝收缩，以减小内应力）达到减小变形的目的。

第二种方法采取合理的焊接顺序和正确的施焊方法，所谓合理的焊接顺序，应先焊腹杆与节点板之间的焊缝，再焊上、下弦与节点板之间的焊缝，焊接次序不应集中，应从中间节点开始向两边节点间隔跳开焊接，在进行几个面的立体焊节时应对称施焊，以达到减小焊接变形和焊接应力的目的。所谓正确的施焊方法是指焊工在施焊时，为减小焊接变形，要根据构件具体情况和焊缝长短来采用不同的焊接方式，如对称焊法、分段退焊法、跳焊法等等。并且在施焊时在保证焊缝质量的前提下，采用适当的电流，快速施焊。

第三种方法，采取反向变形措施，即在钢架点焊成形后，先将钢架人为的向焊接变形反向弯曲一点，以达到消除焊接变形的目的。但此种方法尚无法提供确切数据，焊工如无把握可不采用。

第四种方法，利用钢架翻面对称施焊来纠正变形，其实这也就是一个合理的焊接次序问题。第一面焊接第一遍后即翻面焊另一面。

如采用了以上的办法后，构件仍有一些弯曲就得用千斤顶配合卡具来进行矫正，千斤顶每个能力必须要达到施工要求。

除了用机械办法，还可以用火焰来矫正，用两把大号焊枪把焊接变形相对部位的金属局部加热到热塑性状态。

三、钢构件的吊装

钢构件吊装前，应对钢构件的质量进行检查。钢构件的变形、缺陷超过允许偏差时，应进行处理。

吊装采用一台汽车吊进行。钢结构的柱、钢架安装就位后应立即进行校正、固定，当天安装的钢构件应形成稳定的空间体系。

吊装时要做好轴线和标高的控制。

四、钢结构构件的质量检查 1）焊缝的外观检查

对完成的焊缝必须用肉眼或低倍放大镜进行外观检查，不允许有下列缺陷存在：

⑴裂纹； ⑵严重咬边； ⑶未焊透；

⑷焊瘤及焊肉高低不平； ⑸表面沙眼及灰渣；

⑹焊缝断面尺寸不符合图纸要求。

以上各项的具体检验标准参照“钢结构施工及验收规范”3、4、14~17 条。

2）各构件的组合尺寸偏差按下列数值检查：

⑴钢架的跨度偏差，从两端支承处最外侧的距离不得超过+3～-７mm。⑵钢架跨中高度允许偏差不得大于±１０mm。⑶钢架跨中拱度偏差：为+１０～-５mm。

⑷钢柱 安装允许偏差：柱脚底座中心线对定位轴线的偏移为５.０mm；柱基准点标高+5.0～-8.0mm；挠曲矢高H/1000（15.0mm）；柱轴线垂直度为10.0mm。

杆件轴线对节点，中心的偏移不得大于3mm。

第三篇：大跨度索支承实腹式门式钢架钢结构应用研究

大跨度索支承实腹式门式钢架钢结构应用研究

提要：本文针对普通大跨度实腹式门式刚架随着跨度的增大经济性指标下降的问题，提出了索支承实腹式门式刚架结构体系。索支承实腹式门式刚架只须通过伸长撑竿施加预应力，比较于其他需要张拉钢索的预应力钢结构它是一种节点构造简单、施工简便，预应力效果明显的结构。本文详细分析了这种结构的受力性能，施工工艺和主要结点构造。通过对某72m跨度的粮食仓库采用索支承门式刚架的实例计算，得出了一些有实用意义的结论和建议，为工程设计和施工提供了参考。

关键词：大跨度 索支承实腹式门式刚架

一、概述

我国有多例跨度60~72米的实腹式轻钢门式刚架工程，包括湛江港从美国引进的60米跨的保税仓库、北京西郊机场从美国引进的一座跨度72米的飞机库，和国内自行设计大连72米门式刚架粮仓储备库，跨度再大的就非常少见。这是因为随着跨度的增大，刚架梁的挠度和梁柱节点弯矩显著增加，对刚架起控制作用的往往是刚架梁的跨中挠度，这时候采用较高强度的钢材不能解决问题，须要加大刚架截面。此时，增大截面是为了控制变形，没有充分利用钢材的强度。

因此普通大跨度实腹式门式刚架用钢量大幅度增加，经济性指标大大下降，削弱了轻钢结构自重轻这一优势。国内自行设计的大连72米门式刚架粮仓储备库，最大截面已达到1800Ⅹ300Ⅹ12Ⅹ14，用钢量（仅刚架部分，不包括围护结构）达到49.7kg/m2[9]。

针对上述问题，目前有几种解决方法，例如采用预应力格构式门式刚架、在普通实腹式门式刚架柱顶布置直线式预应力钢索。但是预应力格构式刚架对部分杆件施加预应力，预应力钢索的布置比较复杂，节点构造繁琐给施工带来不便。门式刚架柱顶布置直线式钢索须待刚架整体安装完毕后张拉钢索施加预应力，无法避免高空作业。而且刚架中直线式预应力索的效率往往不能充分发挥作用，而且预应力对梁的平面内稳定非常不利。

为了增加斜梁刚度，并降低结构用钢量，本文提出了索支承实腹式门式刚架这种新型预应力钢结构形式。

二、索支承实腹式门式刚架的结构形式和施工工艺

索支承门式刚架梁下的拉索通过三根竖撑杆与刚架梁发生作用，此时的拉索不仅仅是给结构施加预应力的手段，而且成为刚架横梁的下弦杆，较传统采用的紧贴刚架梁下弦布置预应力索的方式具有更大的结构刚度。钢拉索两端锚固在刚架柱顶，梁跨中屋脊位置设置一道撑竿，视刚架跨度和所需预应力大小可在半跨内再各设一道，其中拉索采用高强度钢绞线，撑竿采用双层的套丝钢套管，通过旋动钢套管的外管使撑竿伸长（图1和图2）。

索支承实腹式门式刚架的特点在于施加预应力的方法有两种：可以直接张拉钢索施加预应力，也可以通过伸长撑竿施加预应力。后一种预应力施加方法是靠旋长撑杆来实现的，给索支承刚架施加预应力就是通过人为伸长撑竿来张紧和拉长钢索使钢索中产生预应力的过程。拉索预先锚固在柱顶的连接牛腿中（图5），旋长撑竿必然撑紧拉索，也就给拉索施加了预拉力。由于撑竿所受的力是拉索预应力的竖向分力，而拉索于竖直方向夹角接近90度，所以此分力相比于拉索预应力非常小。而旋转撑竿本身又是利用杠杆原理，这样施加预应力是便不需要张拉设备，采用电动扳手甚至于人工便可完成。

由于预应力的大小随钢索的伸长量变化，而钢索的伸长量可以通过撑竿的伸长来控制，因此预应力水平易于控制，同时改变撑竿的数目和位置就可以控制加在刚架梁上的向上的顶力。

索支承刚架的梁柱节点构造与普通刚架相同，但是撑竿和钢索、撑竿和梁以及钢索和刚架的连接节点需要作特殊处理。两端带有反向螺纹的钢管撑杆一端通过焊接与钢梁相连（图4），另一端焊接在槽形夹片上通过螺栓与拉索相连（图3）。钢索通过多孔夹片锚具锚固在柱牛腿上（图5）。撑竿和梁下翼缘以及槽形夹片的焊接都应采用工厂焊接以保证质量。

三、索支承大跨度门式刚架的力学性能，与一般预应力结构一样预应力调整了刚架梁、柱受力状态，降低了外荷载作用下的内力峰值和刚架梁的跨中挠度，从而使预应力刚架比普通刚架的内力和变形有大幅度下降，提高了刚架的承载力、增大了结构刚度。从刚架梁柱节点和梁跨中弯矩在受力全过程三个阶段的变化

（图7）不难看出索支承刚架三个阶段的受力就是加载——卸载——再加载的过程。

自身的特点：

（1）较传统预应力门式刚架预应力效果更明显、具有更大的承载能力

施加预应力后，不难从刚架内力图（图3）上看出，不仅钢拉索对柱顶产生向内的拉力，同时与传统预应力结构比较撑竿还对刚架产生向上的顶力。向上的顶力能够抵消很大一部分竖向外荷载，因此施加了预应力后的索支撑门式刚架承受外荷载后，梁柱中最终弯矩减小甚至反号。

预应力钢索和撑竿的内力随着外荷载的施加而变化（图8和图9），在起控制作用的竖向荷载作用下钢索和撑竿的内力有显著增加，对整个刚架承受更大的外荷载起到很大作用。

（2）较传统预应力门式刚架结构具有更大的结构刚度

拉索不仅仅给结构施加了预应力，而且成为刚架横梁的下弦杆，无疑较传统采用的紧贴刚架梁下弦布置预应力索的方式具有更大的结构刚度。

此外，在竖向荷载作用下，索支承刚架的撑竿和钢拉索分别对刚架梁和柱起到弹性支撑的作用，增强了刚架特别是梁的刚度。

（3）避免刚架梁在平面内失稳

对于一般屋面坡度较小的实腹刚架来说，刚架横梁的轴向力较小，所以设计时不需验算横梁的平面内稳定承载力，而横梁的平面外的稳定性则靠檩条和隅撑来保证。预应力门式刚架中的横梁面外稳定性同样靠檩条和隅撑来保证，但其面内的力学性能与一般刚架不同。因为拉索中的预拉力在使刚架梁产生上拱变形的同时，还给斜梁施加了一个较大的轴向压力，这样斜梁就成为一个典型的压弯构件，其稳定问题不容忽视。而索支承门式刚架结构则很好的解决了这一问题：索支承结构中的拉索通过竖撑竿杆不仅给刚架施加了预应力，而且竖杆端部也成为了刚架梁在刚架平面内的一个弹性支承点，这样刚架横梁在平面内的稳定计算长度便可大为折减。布置若干个这样的竖杆便可保证了刚架梁平面内的稳定性[2]。

四、实例分析

为分析索支撑实腹式门式刚架的受力性能，本文对跨度72m，檐口高度24m，柱距9m，屋面坡度1：20的某粮食仓库采用索支撑门式刚架进行了计算。

考虑到撑竿在施加预应力过程中伸长量很大，计算时应考虑大变形。本文采用几何非线性方法进行计算，以一榀刚架为单元，按平面结构处理。

施工过程中刚架的实际受荷过程分三个阶段：

第一阶段——刚架在现场拼装完成后，此时刚架只承受自重。

第二阶段——刚架拼装后，安装钢拉索和撑竿，然后旋撑竿施加预应力，此时刚架同时承受自重和预应力。

第三阶段——刚架在正常使用阶段承受全部使用荷载。

因此，刚架受力性能分析计算按照以上三个阶段进行。

刚架在正常使用阶段的荷载最不利组合考虑以下几种计算工况：

（1）1.2恒荷载+1.4活荷载

（2）1.0恒荷载+1.4风荷载(向右)

（3）1.2恒荷载+1.4风荷载（向右）

（4）1.2恒荷载+1.4×0.85（活荷载+风荷载(向右)）

通过仔细分析表1中数据和不同阶段刚架内力变化图可以看出，施加了预应力后的梁柱节点弯矩由自重作用下的-503.67KNm增至217.03KNm，梁跨中弯矩由313.78KNm减至-365.96KNm（图7）。此时刚架梁柱的内（应）力几乎与竖向荷载作用下的内（应）力反号，预应力对刚架起到了很好的卸载作用，而且刚架梁柱的应力均不大（表1）。刚架承受外荷载作用时，虽然2、3两种荷载组合作用下由于风荷载对屋盖向上的吸力作用，刚架的内力在施加预应力后的内力基础上略有增加，但结果表明这两种工况引起的最终内力都不起控制作用。在竖向荷载作用下，刚架梁柱节点和跨中内力分别由第二阶段的217.03KNm和-365.96KNm逐渐变到-1273.12KNm和116.05KNm（图7）。

施加预应力后刚架梁的跨中挠度由自重作用下的180.2mm（向下）变为263.2mm（向上），柱顶侧移由7.2mm

（向外）变为18.8mm（向内）（表1）。

对截面进行进一步优化后，上述72m跨度的粮仓采用索支承预应力门式刚架用钢量（仅为刚架部分，未包括钢拉索和撑竿）为32.2 kg/m2，比原来用普通门式刚架（文献[8]）节省用钢量约35％左右。即采用撑竿和钢索施加预应力可以提高大跨度门式刚架的经济指标，从而增大门式刚架的经济适用跨度。

第四篇：单层钢结构厂房围护结构设计流程

单层钢结构厂房围护结构设计流程

一、轻型门式刚架的结构体系组成Fig.1

轻钢结构厂房一

Fig.2

轻钢结构厂房二

Fig.3

轻钢结构厂房三

Fig.4

轻钢结构厂房结构体系组成轻型门式刚架的结构体系包括以下组成部分：

1、主结构：刚架、吊车梁、支撑系统；

2、围护结构：屋面檩条、墙面檩条、屋面板和墙板等；

3、辅助结构：楼梯、平台、栏杆等；

4、基础。

二、围护结构的组成轻钢结构的围护系统包括檩条、墙梁、墙面及屋面彩板、收边系统、采光系统、排水系统和通风系统等。

Fig.5

围护结构一

Fig.6

围护结构二

刚架、支撑系统以及吊车梁组成了结构的主要受力骨架，即主结构体系。屋面檩条和屋面檩条既是围护材料的支承结构，又为主结构梁柱提供了部分侧向支撑作用，构成了建筑的次结构。外部荷载（风、雪等）直接作用在围护结构上，通过围护结构再传递到主结构上。

Fig.7

冷弯薄壁型钢

三、设计流程

1.收集资料；

1.1

建筑平行作业图：

包括平、立、剖面；

门洞、窗户位置、标高；

厂房墙面、屋面做法；

厂房有无吊顶；

檐口高度、檐口节点。

1.2

公用专业（主要是暖通专业和水道）所提的资料：

屋面风机的重量和位置；

管道的重量和位置；

屋面开洞的位置和大小。

2．墙梁、檩条截面计算；

使用PKPM钢结构模块中的工具箱计算

3．绘制节点图纸。

要重视节点图纸

四、程序计算参数的选取

a．檩条计算参数的选取

Fig.8

檩条计算界面一

1、注意不是所有的屋面檩条都是5连跨，下列情况就需要考虑檩条的实际跨度：

（1）屋顶通气器和屋顶天窗在端跨一般不设置（有时候第二跨也不设置），此时檩条为单跨简支（或两跨连续）；

（2）屋面有横向采光通风天窗或顺坡通气器时，檩条可能会被打断，檩条应根据实际情况确定跨数；

（3）檩条本身的跨数就少于5跨。

2、屋面材料选择时，若有吊顶，须选取“有吊顶”选项。檩条仅支承压型钢板屋面时，挠度控制为l/200；有吊顶时，挠度控制为l/240。

《冷弯薄壁钢结构技术规范》第8.1.6-2；

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》表3.4.2-2。

3、屋面倾角：建筑图所标的是坡度，需要换算成角度。有弧形屋面梁时，须考虑檩条倾角的不断变化。

4、拉条道数的设置：

当檩条跨度≤4米时，一般不设置拉条；

当檩条跨度>4米、≤6米时，一般在檩条跨中设置一道拉条；

当檩条跨度>6米、≤9米时，一般设置两道拉条（三分点处）；

当檩条跨度为12米时，一般设置三道拉条。

拉条均为双层拉条，同时约束檩条上、下翼缘。

5、檩条间距：

檩条的间距一般控制在1.0~1.5米之间，常用的间距有1.2、1.4、1.5米。檩条间距不得超过1.5米；对于屋面荷载较大的部位（例如高低垮处），局部檩条间距可以小于1米。若有吊顶，间距不大于1.2米。

6、檩条搭接长度的取值：檩条搭接长度取跨长的10%（两边各5%）。9米跨度一般取500mm，12米跨度一般取600mm。

7、屋面一般采用斜卷边Z形连续檩条。当柱距≥12米，且屋面荷载较大时，可采用格构式檩条或高频焊接H型钢。

8、截面选择：

设计时尽量选择标准截面，常用的标准截面高度有：200、220、250mm，常用的标准截面厚度有2.0、2.2、2.5mm，若需选择非标准截面，可通过“檩条库”选项增加截面参数。

标准截面详见《钢结构设计手册》和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》；截面也参考《檩条墙梁的计算比较》。

注意：（1）非标准截面的截面厚度不得大于3.0mm；（2）非标准截面的截面高度不宜大于280mm，若高度大于280mm，须采用加强措施，避免檩条侧向失稳。

Fig.9

檩条计算界面二

9、分析参数中：

（1）“屋面板能阻止檩条上翼缘受压测向失稳”选项，不选择。

（2）“构造保证风吸力下翼缘受压稳定性”选项，不选择。屋面下层彩钢板可以起到约束檩条下翼缘的作用，偏于安全，我们不选择此选项。

（3）“考虑活荷最不利布置”和“程序自动计算檩条截面自重”选项，选择。

（4）验算规范选择“薄钢规范GB50018”。门规CECS102：2002中，檩条仅支承压型钢板屋面时，挠度控制为1/150；薄钢规范GB50018中，挠度控制为1/200。

（5）支座双檩条考虑连接刚度折减系数取0.5。

（6）支座双檩条考虑连接弯矩调幅系数取0.9。

10、屋面自重：柱距不超过9米时，取0.3KN/㎡；柱距12米时，取0.35KN/㎡。

注意：有吊顶的厂房，需要计算吊顶重量（及风管重量），然后叠加到屋面自重中。

11、雪荷载不均匀系数的取值：

（1）普通位置不均匀系数1.25（全部屋面均乘1.25）；

（2）高低跨处不均匀系数2.0（影响范围：2倍的高差，但不小于4米，不大于8米）；

（3）屋顶通风器和屋顶天窗两侧不均匀系数2.0（规范中取1.1，考虑到实际情况，我们规定取2.0；影响范围同高低跨处）；

（4）注意一些地区的特殊规定：沈阳地区规定雪荷载的不均匀系数提高1.5倍，且按照百年一遇的基本雪压进行考虑。

12、风吸力的验算：对于屋面高度高于15米、基本风压大于0.4KN/㎡的厂房，需要验算屋面周边檩条的风吸力，此时屋面恒载取0.2

KN/㎡，风压体型取-2.2。

屋面周边的范围详见《建筑结构荷载规范》第41页。

b．墙梁计算参数的选取

Fig.10

墙梁计算界面

1、柱距不超过9米时，墙梁一般按照C形简支墙梁设计；柱距12米时，墙梁一般按照Z形连续墙梁进行设计。

2、注意C形墙梁的开口方向。口朝上时，计算应力比小。

3、“墙板能阻止墙梁外翼缘侧向失稳”、“构造保证风吸力内翼缘侧向稳定性”选项，不选择。墙板确实能约束墙梁的内外翼缘，偏于安全，我们不选择这两个选项。

4、拉条设置的原则同屋面檩条。

5、风荷载的取值：

（1）调整后的基本风压值：注意按照《建筑结构荷载规范》的规定值乘以1.05（见《门规》第56页）；

（2）背风体型系数：当吊车吨位大于20t时，对于墙角处的负风压系数，应按照《建筑结构荷载规范》第41页的规定取值。

五、设计注意事项

一、檩条部分

1、注意避开刚架拼接点。跨度9米的檩条中心线离拼接点的距离不小于250mm；跨度12米的檩条中心线离拼接点的距离不小于350mm。

Fig.11

刚架拼接点

Fig.12

刚架拼接点

2、第一道檩条的位置需要根据檐口节点（天沟大样）进行调整。

Fig.13

外天沟节点

3、檩条的安装方向：Z形檩条上翼缘的肢尖朝向屋脊方向，图纸中增加示意图。

Fig.14

檩托布置示意图

4、确定屋面是否有预留洞。若有，应根据留洞大小调整檩条间距。

5、当柱距≥12米（即檩条跨度≥12米）时，一般每隔一个檩条间距设置一排C形钢，C形钢的截面高度可取檩条截面高度的一半，C形钢设置的位置同拉条。

6、屋面檩条设计时，当单坡超过50m或者两跨，需要在中间正方两个方向设置斜拉条。

7、若使用多段线（PL线）画图，应定义线宽。

8、檩条节点详图中，应仔细核对螺栓孔的位置、檩托板的大小及垫片的尺寸等相关细节。

注意：9米跨的檩条单个檩托处设置4个螺栓；12米跨的檩条单个檩托处设置6个螺栓。

9、设计墙梁和檩条时，须注意《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》第7.2.14条：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。

10、屋面檩条的隅撑，应隔一设一，间距不大于3米；在柱头处应加密（3道或4道）。

Fig.15

隅撑设置示意图

11、隅撑的计算见《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》第6.1.6-4条。

12、隅撑与檩条的连接，不宜设计成双螺栓；若单螺栓计算不能满足要求，可考虑加密隅撑，减小单个隅撑的受力。

二、墙梁部分

1、墙梁计算和画图前，应先确定墙面材料。若为夹芯板（或称“横板”），则墙梁间距均采用1米；若为普通压型钢板（或称“竖板”），则墙梁间距不大于1.5米即可。

2、一般每隔5道拉条设置一对斜拉条，以分段传递墙体自重。

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》第8.4.2条。

Fig.16

拉条设置示意图

3、若使用多段线（PL线）画图，应定义线宽。

4、墙梁立面布置图中，最下面一根墙梁标高和砌体墙压顶圈梁标高的确定，常用的方法有两种：

（1）将墙梁的标高定为1.5左右（以1.2米高的砌体墙为例），压顶圈梁顶标高定为1.2；标高1.5左右的墙梁遇窗户处断开，压顶圈梁在窗框对应的位置增设预埋件。

（2）将墙梁的标高定为1.2米，压顶圈梁顶标高定为：1.2－墙梁翼缘宽。

注意：无论按照哪种方法确定标高，都需要核对建筑图纸中此处的节点大样，以便与建筑图纸保持一致。

Fig.17

方案一

Fig.18

方案一

Fig.19

方案二

Fig.20

方案二

5、厂房内隔墙墙梁注意以下地方：

（1）有走道板的地方，纵向内隔墙的拉条无法通过；

（2）横向内隔墙的墙梁需要避开吊车梁与吊车轨道。

6、有竖向窗时应注意，窗框（包括竖向的窗框和窗顶、窗低墙梁）的构件尺寸应通过计算确定。

Fig.21

窗框图一

Fig.22

窗框图二

7、当厂房大门是提升门时，设计时注意下列内容：

（1）门柱需延伸至

门高×2+500的高度；

（2）大门所承受的风荷载会通过导轨传给门柱，计算门柱时要考虑此荷载；

（3）核对大门上方是否有足够的空间：高度方向是否满足

门高×2+500；是否有走道板、系杆等构件，走道板和系杆离墙边应留一定的距离，以便让导轨和大门升上去。

Fig.23

提升门一

Fig.24

提升门二

8、当厂房大门是推拉门时，需在门梁上部设置一根H型钢（或双槽钢、双C形钢）用于固定悬挂推拉门的导轨，计算此H型钢时，应考虑通过导轨传过来的大门所承受的风荷载，以及门的重量。

Fig.25

推拉门一

Fig.26

推拉门二

9、注意常用雨篷详图的适用范围和计算条件，雨篷梁并非双墙梁就够，须计算确定雨篷梁的构件大小。雨篷悬挑长度一般取≤1米。

10、墙梁节点详图中，应（与墙梁立面布置图）核对是否缺少墙梁连接节点，并应仔细核对螺栓孔的位置、檩托板的大小及垫片的尺寸等相关细节。

注意：9米跨的墙梁单个檩托处设置4个螺栓；12米跨的墙梁单个檩托处设置6个螺栓。

11、核对墙面是否有预留洞（主要是暖通专业）：

（1）核对洞口是否碰墙梁。若碰墙梁，应与相关专业商量调整；

（2）若洞口需放置一些较轻的设备（例如轴流风机），应增加节点做法。

Fig.27

洞口节点做法

第五篇：房屋钢结构的应用

数十年来，前苏联、美国、日本三国钢产量一直在世界上居前三位。因此，这几个国家的建筑钢结构建设事业蓬勃发展。

我国近几年来，随着改革开放政策的实行和推进，经济建设工作取得了突飞猛进的进展，钢产量一跃成为世界第一。但目前与发达国家相比在许多方面还存在着明显差距。本文从国内钢结构的应用与优势方面进行举例等方法，为了使我们看到差距，以推动我国建筑钢结构的进一步发展和应用，本文多方面收集资料介绍了国内外建筑钢结构的应用概况，为把握钢结构发展的趋势做出

1.2.1 低层钢结构和轻钢结构

美国金属建筑的主要市场分布在工业、商业、社区、综合等方面，分别占到46%、31%、14%和9%的份额。

在美国，低层建筑中钢结构应用很普遍。美国钢结构学会和金属房屋制造协会联合编制了低层建筑的设计指南。低层建筑是指层高低于18米，层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等，其中两层以下的非居住用楼房建筑占70%。

轻钢建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。轻钢建筑是指以彩钢板作为屋面和墙面，以薄壁型钢作檩条和圈梁，以焊接“H”型截面做主梁，现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要结构的一种建筑，再配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系。这种体系由工厂制作，现场按要求拼装形成。具有自重轻，建设周期短，适应性强，外表美观，造价低，易维护等特点。国外轻钢结构厂商如BUTLER、BHP、ABC等都已经进入了中国市场。

1.2.2 高层及超高层钢结构

由于人类文化生活不断提高，对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻，强度高，施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高，最大的结构采用的多是钢结构，而历届奥运会的场馆也多采用钢结构。