工程案例
業務范圍
門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程
發布時間：2014-08-05
1. 形式和尺寸 單層，單跨或多跨，雙坡、單坡或多坡，常用屋面坡度小于10°屋面應為壓型鋼板（夾心板很少用），外墻除壓型板外也可用砌體跨度宜為9～36m（不是限定），國內最大72m；
高度一般不超過12m，不應大于18m；柱距應與跨度匹配，常用6、7.5、9m常用截面尺寸：單跨：加腋端高L/30左右，高寬比6.5以內，加腋長度（0.15～0.25）L；跨中高（1/50～1/60）L；工形截面高寬比2～5；多跨：中柱加腋端L/25左右，加腋長度（1/45～1/55）L；
單元運輸長度≤12m.溫度區間：縱向不大于300m，橫向不大于150m橫向為門式剛架（含搖擺柱），縱向設柱間支撐剛架構件腹板寬厚比允許不超過250，常用150左右剛架為變截面構件，單元間采用高強度螺栓端板連接次結構包括檁條、墻梁、面板、墻架等
2. 適用范圍
1）吊車起重量不大于20t的輕中級（A1～A5）橋式吊車或3t懸掛式起重機（有需要并采取可靠技術措施時允許不大于5t）。
2）不適用于有強烈侵蝕性介質的環境。
3）多層以鋼材制作為主的結構，是主要的建筑結構類型之一。鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜；材料勻質性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學的基本假定；材料塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動力荷載；建筑工期短；其工業化程度高，可進行機械化程度高的專業化生產；加工精度高、效率高、密閉性好，故可用于建造氣罐、油罐和變壓器等。
鋼結構房屋的頂層采用了門式剛架及其屋時者，該部分的設計可參照本規程，但應作整體分析，并作抗震計算。
4）關于排架的應用。
1）鋼梁與砼柱宜采用鉸接；
2）結構應作整體分析；
3）柱頂位移和橫梁撓度應按GB50017
3.調整結構重要性系數設計使用年限為50年時，重要性系數取1.0；
為25年時，重要性系數取不小于0.95，但宜慎用。
3.結構抗震驗算規定
1）因自重輕，低矮型，國外報導這種房屋抗震性能相當好。GB50011規定，單層鋼結構廠房的規定，“不適用于單層輕型鋼結構廠房”。
2）地震對單層鋼結構廠房有時控制有時不控制，試設計表明，跨高比大于3.5時一般不控制。地震不控制時寬厚比可按《門規》，地震控制時翼緣和柱長細比應適當減小，斜梁檐口部位和柱的翼緣寬厚比應特別注意，本規程對不同烈度時的要求未作具體規定。
3）試設計表明，無吊車時橫向和縱向框架7度可不作抗震驗算，但有吊車時，和無吊車8度時，一律應作抗震驗算。
4）橫向剛架和縱向框架應分別進行抗震計算
5）抗震計算宜采用底部剪力法；反應譜計算時阻尼比取0.05；
6）大跨度結構應按規定考慮豎向地震作用。
7） 當有局部多于一層并與門式剛架相連接的附屬房屋時，應按有關規范進行抗震驗算（重型樓蓋尤其應重視）；
8）當設計由抗震控制時，應采取相應的抗震構造措施。構件之間應盡量采用螺栓連接；斜梁下翼緣與剛架柱連接處的腋部宜加強，承載力宜留有余地；該處附近翼緣受壓區的寬厚比應適當減小；柱間支撐的連接是關鍵部位，角鋼連接要考慮單面連接和凈截面對承載力影響，按高于支撐屈服承載力設計；柱腳錨栓充分考慮抗剪和抗拔要求等。
4.調整鋼材設計指標
1）承重結構原則上應采用Q235B級或Q345B級以上鋼材制作。
受靜荷載的次要構件，允許用Q345A.（Q235A和Q345A都不做沖擊韌性試驗， B級規定做常溫（20℃） 沖擊，C級規定做0℃沖擊，D級規定做-20℃沖擊）
2）Q345鋼材16mm以下的，由315 N/mm2改為310N/mm2.
3）高強度螺栓連接應為摩擦型，承壓型很少用。
5.屋面活荷載標準值由0.3kN/m2提高到0.5kN/m2，荷載面積＞60m2的構件取0.3 kN/m2.兩級荷載的必要性。
6.補充檁條風荷載體型系數規定
1）低矮型和非低矮型房屋風荷載的劃分和適用條件
2）低矮型房屋風荷載的特點
3）兩套荷載不能混用
4）《門規》采用MBMA規定得到荷載規范組支持
5）對檁條受風面積小于10m2風荷載的體型系數作了補充。
例如，角部檁條受風面積A＞10m2時為-1.4， A＜1m2時為-2.9.墻面風載對受風面積不敏感。
6）風荷載改用50年一遇，基本風壓調整系數由1.1改為1.05.
7）風荷載附錄簡介，封閉式房屋，部分封閉式房屋，敞開式房屋
7.調整結構剛度指標
1）剛架柱頂位移限值，無吊車且采用輕型鋼墻板時由1／50改為1/60，有橋式吊車且有駕駛室時由1／240改為1/400，有橋式吊車由地面操作時仍取1/180.
2）斜梁豎向撓度表3.4.2－2注1有誤，應采用GB50018如下規定：“對單跨山形門式剛架，L系一側斜梁的坡面長度”，而不是構件跨度。此外，由于柱頂位移和構件撓度產生的屋面坡度改變值，不應大于坡度設計值的1/3. 3） 跨度大于30m的斜梁宜起拱。
4）表3.4.2-2應為剛架柱頂位移（計算值）的限值。
8. 支撐布置要求
1）圓鋼支撐僅能用于無吊車廠房，直徑應由計算確定，考慮凈截面要求，不得小于10mm.圓鋼支撐與構件腹板的連接處，t≤5mm時應腹板補強。宜采用專用楔形連接件，宜設置花蘭螺絲。
2）有5t及以上吊車時，柱間支撐應采用型鋼支撐。
3）有15t以上吊車時，應設置屋蓋縱向支撐和增加吊車梁的側向剛度。
4）無吊車時柱間支撐間距不大于30～45米，應與屋蓋橫向支撐位于同一開間。
5）建筑物寬度大于60米時，在內柱宜適當設置柱間支撐。（在外柱支撐相應位置設置）。內柱不能設置交叉支撐時，可改用角撐或縱向剛架。
6）有吊車時，下柱支撐設在溫度區間中部或三分點處，端部不設。
7）保證房屋縱向剛度的措施。
9. 剛架構件計算主要規定1）彈性設計，不能考慮塑性。
2）板件最大寬厚比，翼緣為15/ ，腹板250/
3）通常改變腹板高度，不改變翼緣。
4）剛架的穩定歸結為楔形柱的穩定，注意計處公式特點，搖擺柱和柱腳連接對計算長度的影響。
5）腹板受彎時的有效寬度計算，受剪時的屈后強度計算方法和加勁肋設置。
6）剛架柱的平面外穩定計算。
7）斜梁平面內只計算強度，不計算穩定。平面外穩定歸結為下翼緣的隅撐設置。
8）考慮屈后抗剪強度時，變截面構件楔率應小于60mm/m.
9）無吊車時柱腳鉸接，下部最小寬度200mm，注意抗剪計算。有橋吊時柱腳剛接，宜用等截面柱。
10. 檁條計算
1）受力特點，風吸力使下翼緣受壓，上翼緣為彈性嵌固。
2）截面有冷彎C形和Z形，高頻電焊H型鋼；構件有簡支、搭接連續、懸臂式幾種。
3）檁條的作用和設置，Z形檁時的設置特點。
4）簡支檁條不同情況的幾種計算方法：
1）搭接板可考慮面板約束；5）浮動式面板不考慮面板約束，3）有可靠檁間支撐可僅計算強度。
6）附錄E的計算特點。
算例勘誤：P.113，末行①應為②。
P.115，第1行，公式根號中的“＋”應為“－”。
7）搭接連續柃條的計算建議，搭接長度達到跨度10%時，可基本滿足均勻連續梁模式；支座處基本上具有雙柃承載力，因連接松動可考慮支座彎矩降低10%；風吸力作用下可僅計算跨中反彎點間的梁段穩定。
8）懸臂式檁條隔跨布置，懸臂端部設鉸接段，彎矩可比簡支減少一半，僅有計算建議。
11.隅撐計算規定
1）用隅撐代替通長系桿，減小受壓翼緣側向自由長度。
2）僅在斜梁下翼緣和柱內翼緣翼緣受壓區布置。
3）斜梁下翼緣與剛架柱內側相交處為關鍵點，此點附近應確保設置隅撐。
4）在斜梁下翼緣受壓區均應設置隅撐，其間距不應大于相應受壓翼緣寬度的16 倍。沿柱高應適當設置。
5）業主不愿設隅撐時，應采取保證剛架穩定的其它可靠措施，如設置剛性撐桿或加大截面等。
6）隅撐允許單面設置，但承載力應符合下式要求。
7）隅撐軸力N按下式計算，A為斜梁被支撐翼緣的截面面積。
12.柱腳錨栓抗拔抗剪設計
1）存在只重視上部結構，不重視錨栓設計現象。
2）錨栓上拔力計算應計入柱間支撐產生拉力的豎向量。
3）柱腳錨栓不宜用于承受柱腳底部的水平剪力。
4）柱肢抗剪鍵的設置。
5）日本柱腳設計規定13.工形截面構件T形連接單面焊
1）補充了單面焊的規定，列入附錄。
2）單面焊的應用條件和適用范圍：在設備和其它技術條件具備時才能采用。僅可用于承受靜荷載和間接動荷載、非露天和無強腐蝕性介質的結構構件。底板的連接、柱與牛腿的連接、梁端板的連接、吊車梁及支承局部懸掛荷載的吊架等，不得采用單面焊。單面焊適用于腹板厚度不大于8mm的板件，經工藝評定合格后方可采用。
3）業界對單面焊的看法
14.高強度螺栓端板連接的設計規定
1）端板優點安裝方便。超過設計承載力時為半剛性連接。不建議用普通拼接形式代替。
2）厚度計算公式簡述。
3）端板的三種布置形式。
4）外伸式和齊平式，后者是半剛性連接。
5）當端板連接只受軸力和彎矩，或剪力小于其實際抗滑移承載力（此時抗滑移系數取0.3）時，表面可不作專門處理。
6）端板連接不得采用普通螺栓代替高強度螺栓。
7） 端板厚度應由計算確定，但不小于16mm.
8）端板連接抗彎計算的中和軸位置。
9）構件與端板的連接焊縫。
計算疲勞的對接焊縫，受拉橫向焊縫應為一級；
不要計算疲勞的結構中，對接焊縫受拉不應低于二級。
角焊縫只能達到三級，不能要求一或二級；
要驗算疲勞的對接焊縫，只能規定外觀質量符合二級。
15.搖擺柱設計
1）在構造上通常采用圓管，也有采用H型鋼的。
2）搖擺柱為負剛度，在多跨廠房不宜連續三根以上。
3）不應用于支承托架或托梁。不宜設置牛腿支承吊車。
4）設計軸力應適當增大，考慮端部嵌固引起的次應力。
16.刪除結構構件制作的具體規定參見《門式剛架輕型房屋鋼構件》JG144－2002.
17.補充結構工程安裝允許偏差表8.2.7《支承面地腳螺栓允許偏差》，8.2.8《剛架柱安裝允許偏差》，8.2.9《剛架斜梁安裝允許偏差》，8.2.10《吊車梁安裝允許偏差》，8.2.11《壓型鋼板安裝允許偏差》。主要參考GB50205－2002. 18.與施工有關的幾個問題
1）剛架在施工中應及時安裝支撐，嚴格執行規定的安裝順序，必要時應增設臨時支撐，并用纜風繩充分固定（強制性規定）。
2）柱腳底板下面的每根錨栓，應設置調整螺母，校準后進行二次灌漿。底板上要留注漿孔。
3）壓型鋼板搭接長度范圍，可根據屋面坡度和所用膠條情況確定。宜采用丁基橡膠膠條。面板與檁條和面板與墻梁連接的最大釘距不得大于300.房屋端部風吸力較大，屋面板端頭搭接的釘距應適當減小。
4）在房屋的檐口、角部等部位，應設置具有良好密封性能和外觀的泛水板或包邊板。
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