1、门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS 102:2002 介绍提纲（2004 年 5 月） 蔡益燕 1. 形式和尺寸 单层，单跨或多跨，双坡、单坡或多坡，常用屋面坡度小于 10 ，外墙除压型板外也可用砌体 屋面应为压型钢板（夹心板很少用） 网 ，国内最大 72m； 跨度宜为 936m（不是限定） 筑 et 能 高度一般不超过 12 m，不应大于 18m； 建 .n 节 柱距应与跨度匹配，常用 6、7.5、9m 国 gb 常用截面尺寸： 单跨: 加腋端高 L/30 左右高宽比 6.5 以内加腋长度（0.150.25）L； 中 na 跨中高 1/501/60L；工形截面高宽比 2 5； hi 多
2、跨: 中柱加腋端 L/25 左右加腋长度 1/451/55L； 单元运输长度12m。 .c 温度区间：纵向不大于 300m，横向不大于 150m 界 ww ，纵向设柱间支撑 横向为门式刚架（含摇摆柱） 世 /w 刚架构件腹板宽厚比允许不超过 250，常用 150 左右 源 :/ 刚架为变截面构件，单元间采用高强度螺栓端板连接能 tp 次结构包括檩条、墙梁、面板、墙架等 ht 2 适用范围 1 吊车起重量不大于 20t 的轻中级（A1A5 ）桥式吊车或 3t 悬挂式 起重机（有需要并采取可靠技术措施时允许不大于 5t） 。 2）不适用于有强烈侵蚀性介质的环境。 3 多层钢结构房屋的顶层采用了门式
3、刚架及其屋时者，该部分的设 计可参照本规程，但应作整体分析，并作抗震计算。 1 4）关于排架的应用。1）钢梁与砼柱宜采用铰接；2）结构应作整体 分析；3 ）柱顶位移和横梁挠度应按 GB50017 3调整结构重要性系数 设计使用年限为 50 年时重要性系数取 1.0 为 25 年时重要性系数取不小于 0.95，但宜慎用。 3结构抗震验算规定 网 1）因自重轻，低矮型，国外报导这种房屋抗震性能相当好。GB50011 筑 et 能 “不适用于单层轻型钢结构厂房” 规定，单层钢结构厂房的规定， 。 建 .n 节 2）地震对单层钢结构厂房有时控制有时不控制，试设计表明，跨高 比大于 3.5 时一般不控制
4、。地震不控制时宽厚比可按门规 国 gb ，地 震控制时翼缘和柱长细比应适当减小，斜梁檐口部位和柱的翼缘宽 中 na 厚比应特别注意，本规程对不同烈度时的要求未作具体规定。 hi 3）试设计表明，无吊车时横向和纵向框架 7 度可不作抗震验算，但 .c 有吊车时，和无吊车 8 度时，一律应作抗震验算。 界 ww 4）横向刚架和纵向框架应分别进行抗震计算 世 /w 5）抗震计算宜采用底部剪力法；反应谱计算时阻尼比取 0.05； 源 :/ 6）大跨度结构应按规定考虑竖向地震作用。 7 当有局部多于一层并与门式刚架相连接的附属房屋时应按有关能 tp 规范进行抗震验算（重型楼盖尤其应重视） ； ht 8）
5、当设计由抗震控制时，应采取相应的抗震构造措施。构件之间应 尽量采用螺栓连接；斜梁下翼缘与刚架柱连接处的腋部宜加强，承载 力宜留有余地；该处附近翼缘受压区的宽厚比应适当减小；柱间支撑 的连接是关键部位，角钢连接要考虑单面连接和净截面对承载力影 响，按高于支撑屈服承载力设计；柱脚锚栓充分考虑抗剪和抗拔要求 等。 2 4调整钢材设计指标 1）承重结构原则上应采用 Q235B 级或 Q345B 级以上钢材制作。 受静荷载的次要构件，允许用 Q345A。 （Q235A 和 Q345A 都不做冲击韧性试验 B 级规定做常温 20 冲 击 C 级规定做 0冲击 D 级规定做-20冲击） 2 2） Q345
6、钢材 16mm 以下的，由 315 N/mm 改为 310N/mm2。 网 3）高强度螺栓连接应为摩擦型，承压型很少用。 筑 et 能 5屋面活荷载标准值 建 .n 节 2 2 2 2 由 0.3kN/m 提高到 0.5 kN/m ，荷载面积60m 的构件取 0.3 kN/m 。 国 gb 两级荷载的必要性。 6补充檩条风荷载体型系数规定 中 na 1）低矮型和非低矮型房屋风荷载的划分和适用条件 hi 2）低矮型房屋风荷载的特点 .c 3）两套荷载不能混用 界 ww 门规采用 MBMA 规定得到荷载规范组支持 4） 2 5）对檩条受风面积小于 10m 风荷载的体型系数作了补充。 世 /w 2
7、2 例如，角部檩条受风面积 A10 m 时为-1.4 A1m 时为-2.9。 源 :/ 墙面风载对受风面积不敏感。能 tp 6）风荷载改用 50 年一遇基本风压调整系数由 1.1 改为 1.05。 ht 7）风荷载附录简介 封闭式房屋 部分封闭式房屋 敞开式房屋 7调整结构刚度指标 3 无吊车且采用轻型钢墙板时由 150 改为 1/60， 刚架柱顶位移限值，1） 有桥式吊车且有驾驶室时由 1240 改为 1/400，有桥式吊车由地面 操作时仍取 1/180。 2 斜梁竖向挠度表 3.4.22 注 1 有误应采用 GB50018 如下规定: “对单跨山形门式刚架 L 系一侧斜梁的坡面长度”而不是
8、构件跨 度.此外由于柱顶位移和构件挠度产生的屋面坡度改变值不应 网 大于坡度设计值的 1/3. 筑 et 能 3 跨度大于 30m 的斜梁宜起拱。 4 表 3.4.2-2 应为刚架柱顶位移计算值的限值。 建 .n 节 8. 支撑布置要求 国 gb 1）圆钢支撑仅能用于无吊车厂房，直径应由计算确定，考虑净截面 中 na 要求，不得小于 10mm。圆钢支撑与构件腹板的连接处， t5mm 时 hi 应腹板补强。宜采用专用楔形连接件，宜设置花兰螺丝。 2 有 5t 及以上吊车时，柱间支撑应采用型钢支撑。 .c 3 有 15t 以上吊车时应设置屋盖纵向支撑和增加吊车梁的侧向刚 界 ww 度。 世 /w
9、4 无吊车时柱间支撑间距不大于 3045 米，应与屋盖横向支撑位于同 源 :/ 一开间。 5）建筑物宽度大于 60 米时，在内柱宜适当设置柱间支撑。 （在外柱能 tp 。内柱不能设置交叉支撑时，可改用角撑或纵 支撑相应位置设置） ht 向刚架。 6）有吊车时，下柱支撑设在温度区间中部或三分点处，端部不设。 7）保证房屋纵向刚度的措施。 9. 刚架构件计算主要规定 1）弹性设计，不能考虑塑性。 4 2）板件最大宽厚比，翼缘为 15/ 235 f y ，腹板 250/ 235 f y 。 3）通常改变腹板高度，不改变翼缘。 4）刚架的稳定归结为楔形柱的稳定，注意计处公式特点，摇摆柱和 柱脚连接对计
10、算长度的影响。 5）腹板受弯时的有效宽度计算，受剪时的屈后强度计算方法和加劲 肋设置。 网 6）刚架柱的平面外稳定计算。 筑 et 能 7）斜梁平面内只计算强度，不计算稳定。平面外稳定归结为下翼缘 建 .n 节 的隅撑设置。 国 gb 8）考虑屈后抗剪强度时，变截面构件楔率应小于 60mm/m。 9）无吊车时柱脚铰接，下部最小宽度 200mm，注意抗剪计算。有桥 中 na 吊时柱脚刚接，宜用等截面柱。 hi 10 檩条计算 .c 1）受力特点，风吸力使下翼缘受压，上翼缘为弹性嵌固。 界 ww 2）截面有冷弯 C 形和 Z 形，高频电焊 H 型钢；构件有简支、搭接连 续、悬臂式几种。 世 /w
11、3）檩条的作用和设置，Z 形檩时的设置特点。 源 :/ 4）简支檩条不同情况的几种计算方法：1）搭接板可考虑面板约束；能 tp 5）浮动式面板不考虑面板约束，3）有可靠檩间支撑可仅计算强度。 ht 6）附录 E 的计算特点。 算例勘误：P.113，末行应为。 。 P.115 第 1 行，公式根号中的“”应为 “” 7） 搭接连续柃条的计算建议 搭接长度达到跨度 10 时可基本满足均匀连续梁模式 支座处基本上具有双柃承载力，因连接松动可考虑支座弯矩降低 10 5 风吸力作用下可仅计算跨中反弯点间的梁段稳定。 8）悬臂式檩条隔跨布置，悬臂端部设铰接段，弯矩可比简支减少一 半，仅有计算建议。 11隅
12、撑计算规定 1）用隅撑代替通长系杆，减小受压翼缘侧向自由长度。 2）仅在斜梁下翼缘和柱内翼缘翼缘受压区布置。 网 3） 斜梁下翼缘与刚架柱内侧相交处为关键点，此点附近应确保设置 筑 et 能 隅撑。 4 在斜梁下翼缘受压区均应设置隅撑，其间距不应大于相应受压翼 建 .n 节 缘宽度的 16 235 / f y 倍。沿柱高应适当设置。 国 gb 5）业主不愿设隅撑时，应采取保证刚架稳定的其它可靠措施，如设 中 na 置刚性撑杆或加大截面等。 hi 6）隅撑允许单面设置，但承载力应符合下式要求。 7）隅撑轴力 N 按下式计算，A 为斜梁被支撑翼缘的截面面积。 .c Af N 界 ww f y 23
13、5 60cos 12柱脚锚栓抗拔抗剪设计 世 /w 1）存在只重视上部结构，不重视锚栓设计现象。 源 :/ 2）锚栓上拔力计算应计入柱间支撑产生拉力的竖向量。能 tp 3）柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力。 ht 4）柱肢抗剪键的设置。 5）日本柱脚设计规定 13工形截面构件 T 形连接单面焊 1 补充了单面焊的规定，列入附录。 2 单面焊的应用条件和适用范围: 在设备和其它技术条件具备时才能采用。 6 仅可用于承受静荷载和间接动荷载、非露天和无强腐蚀性介质 的结构构件。 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，不得采用单面焊。 单面焊适用于腹板厚度
14、不大于 8mm 的板件， 经工艺评定合格后 方可采用。 网 3）业界对单面焊的看法 筑 et 能 14高强度螺栓端板连接的设计规定 1）端板优点安装方便。超过设计承载力时为半刚性连接。不建议用 建 .n 节 普通拼接形式代替。 国 gb 2）厚度计算公式简述。 中 na 3）端板的三种布置形式。 hi 4）外伸式和齐平式，后者是半刚性连接。 当端板连接只受轴力和弯矩，或剪力小于其实际抗滑移承载力（此 .c 5） 时抗滑移系数取 0.3）时 表面可不作专门处理。 界 ww 6）端板连接不得采用普通螺栓代替高强度螺栓。 世 /w 7 端板厚度应由计算确定 但不小于 16mm。 源 :/ 8）端板连
15、接抗弯计算的中和轴位置。 9）构件与端板的连接焊缝。能 tp 计算疲劳的对接焊缝受拉横向焊缝应为一级 ht 不要计算疲劳的结构中对接焊缝受拉不应低于二级。 角焊缝只能达到三级不能要求一或二级； 要验算疲劳的对接焊缝只能规定外观质量符合二级。 15摇摆柱设计 1）在构造上通常采用圆管，也有采用 H 型钢的。 2）摇摆柱为负刚度，在多跨厂房不宜连续三根以上。 7 3）不应用于支承托架或托梁。不宜设置牛腿支承吊车。 4）设计轴力应适当增大，考虑端部嵌固引起的次应力。 16删除结构构件制作的具体规定 参见门式刚架轻型房屋 钢构件JG1442002。 17补充结构工程安装允许偏差 表 8.2.7支承面地
16、脚螺栓允许偏差 8.2.8刚架柱安装允许偏 网 ，8.2.9刚架斜梁安装允许偏差 差 ，8.2.10 吊车梁安装允许偏 筑 et 能 ，8.2.11压型钢板安装允许偏差 差 。主要参考 GB502052002 。 建 .n 节 18与施工有关的几个问题 1）刚架在施工中应及时安装支撑，严格执行规定的安装顺序，必要 国 gb 。 时应增设临时支撑，并用缆风绳充分固定（强制性规定） 中 na 2）柱脚底板下面的每根锚栓，应设置调整螺母，校准后进行二次灌 hi 浆。底板上要留注浆孔。 .c 3）压型钢板搭接长度范围，可根据屋面坡度和所用胶条情况确定。 界 ww 宜采用丁基橡胶胶条。面板与檩条和面板与墙梁连接的最大钉距不 得大于 300。房屋端部风吸力较大，屋面板端头搭接的钉距应适当 世 /w 减小。 源 :/ 4）在房屋的檐口、角部等部位，应设置具有良好密封性能和外观的能 tp 泛水板或包边板。 ht 8
