轻钢结构设计讲义

1轻钢结构设计2轻钢结构设计轻型钢结构体系是指“结构构件采用较薄板件，设计时考虑板件局部失稳后的后继强度的钢结构体系”。材料：轻型冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊型钢薄钢板、薄壁钢管、轻型热轧钢连接：拼接、焊接、大量采用轻质维护材料的单层或多层轻型钢结构建筑3轻钢结构设计优点：适用范围广，已大量应用于单层工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。施工周期短：轻钢结构的最大优点是所有构件均可以由工厂制作现场拼接安装，对一般规模较小的工业厂房仅需45天至2个月，而若采用钢筋混凝土结构则需要8—12个月左右。综合经济效益好,我国的市场价格，轻钢结构的造价已经低于钢筋混凝土结构抗震性能好,由于钢结构属于柔性结构、自重轻，因而能有效地降低地震响应及灾害影响程度，极有利于抗震。宜于拆卸搬迁。有利于环保，钢结构建筑是对城市环境影响最小的一种结构之一，在西方已被广泛采用，有“绿色建筑”之称。4轻钢结构设计通常采用门式结构以H形钢，采用焊接连接作为梁柱，以C形或Z形轻钢板作檩条，屋盖系统或楼面系统用压型彩色钢板作面层，上面可浇混凝土，压型钢板既可作为钢筋，必要时也可以再配钢筋。墙面围护也采用单层或夹层压型钢板，夹层板内部可充填各种保温层。5轻钢结构设计6轻钢结构设计3.1材料3.2轻钢屋架的设计3.3钢管屋架设计3.4门式刚架设计3.5金属拱形波纹屋面73.1轻钢结构采用的材料彩色涂层钢板压型钢板H型钢形式——HW、HM、HN种类——热轧、高频焊冷弯薄壁型钢83.1轻钢结构采用的材料93.1轻钢结构采用的材料103.1轻钢结构采用的材料113.1轻钢结构采用的材料123.1轻钢结构采用的材料133.1轻钢结构采用的材料143.1轻钢结构采用的安装153.1轻钢结构采用的安装163.1轻钢结构采用的安装173.1轻钢结构采用的安装参考书目《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》

CECS102:2002《轻型房屋钢结构应用技术手册》魏潮文中国建筑工业出版社《轻型门式刚架》张其林

山东科学技术出版社18193.2轻钢屋架设计设计规定：形式与应用屋架荷载屋架内力分析屋架杆件截面的选用屋架杆件的连接类似普通钢屋架设计203.2轻钢屋架设计设计规定：屋架杆件截面的选用（1）选用原则1）截面尺寸确定2）压杆优先选用回转半径大、厚度较薄的截面3）受压构件容许长细比要求；4）三角形屋架5）一榀屋架中，构件截面规格不宜超过6～7种；213.毕2轻钢恩屋架乱设计设计帜规定需：屋架杆敞件截面筛的选用（2）截果面形差式1）双半角钢跳组成T型钢2）大犯跨屋疫架中料主要眨杆件归可选婶用热联轧H型钢或境高频焊绵接轻型H型钢3）冷弯弃薄壁型盲钢；223.2轻钢屋腾架设计设计规宰定：5.屋架杆朴件的连涉接（1）喇伏叭形挠焊接（2）抽芯棋铆钉、表自攻螺智栓、射喊钉233.2轻钢屋梳架设计采用角叨钢或T型钢缝的三份角形摧屋架采用薄宇壁型钢虑的三角斗形屋架三角提拱屋轰架棱形屋竭架243.3钢管粥屋架扯设计杆件形直式为钢固管；壁薄阀、强勾度低押；设计节应遵羞循《冷弯滩薄壁零型钢评结构狂设计酷规范》分析方握法同普鱼通钢屋撤架难点织：节老点计烧算与兰施工尝，一党般可愉采用音卡板棉连接253.4门式碗刚架自结构嗽设计主刚扁架由芝边柱月、刚筑架梁所、中早柱等软构件准组成甘。边俩柱和骗梁通魂常根汪据门荷式刚益架弯泡矩包固络图捐的形给状制宾作成摆变截涂面以页达到貌节约花材料添的目暗的；263.践4门式刚卸架结构般设计根据门万式刚架剥横向平吓面承载阵、纵向罢支撑提刑供平面喷外稳定匠的特点知，要求圆边柱和蛙梁在横泳向平面佣内具有苏较大的他刚度，惨一般采厚用焊接漏工字型史截面。中柱限以承迁受轴艺压力捞为主亦，通箭常采腹用强旺弱轴薯惯性奶矩相茧差不银大的让宽翼辆缘工晒字钢止、矩成形钢左管或震圆管向截面黑。刚架撞的主局要构井件运泥输到疤现场许后通刮过高珠强度序螺栓规节点鸟相连周。273.灾4门式彼刚架勉结构求设计283.俊4门式属刚架腰结构碌设计特点：1）重量冒轻，减狡小构件难截面尺胖寸，降笨低基础舰造价2）空绩间布充置灵学活；3）侧向洲刚度有犁保证；4）依据竭弯矩包劳络图采炸用变截守面设计虑；5）允屠许腹矩板局我部失里稳；6）竖向贷荷载为柜主要控厨制荷载剑，可不娱计地震牌作用，壤但需考氏虑风载捐作用；7）可竖采用脸张紧翻圆钢酷作为枯支撑除；8）工拨厂化肠制作躲，工摘业化驾程度静高。293.摆4门式甩刚架避结构班设计适用范畏围：1）跨度9～36拢m2）柱距6m3）柱蓝高4.制5～12羞m4）吊猴车起键重量指小303.捞4门式刚凉架结构努设计2.结构倍形式牲、尺茂寸、勺布置：2.惯1结构形赏式：1）按挨体系倘分类芦：实每腹与待格构蛮；2）按截档面分类雅：等截湿面与变社截面；3）按疑材料山分类躁：普寇通型智钢、份薄壁摄型钢欧、钢茶管等以实腹页变截面效为最常馋用；一般横夹梁与柱笨刚接，柱脚揭与基步础铰周接变截面将可以适嚷应弯矩酬变化，休节约材槐料，但吴加工与丙制造不策便，仅冻用于大牧跨结构摊。313.4门式刚赖架结构苏设计2.2建筑尺转寸：1）跨键度：刊横向兽框架阿柱轴扎线距缠离。9～36魂m2）高度确：地坪亲至柱轴铅线与梁蹦轴线交娇点高度烘；3）间距钞：相邻立横向框毕架柱轴滩线的间抬距；6～9m4）门催刚尺镇寸：忘檐口碎高度林，最凶大高些度，迎宽、洽长度5）屋顶面坡蔑度：1/2嫂0~1衬/86）柱妖轴线晚：柱泡下段垫截面种中心眼；工支业建揪筑以炮外皮7）梁擦轴线饿：最叉小端上中心君与横沫梁上蝇表面诱平行择的轴油线323.裕4门式刚搞架结构馒设计2.茎3结构布宏置：1）温度妹区段长搁度：屋面岭或墙据面采授用压稼型钢早板，拨要求寇降低修；一般凳纵向述不大架于300价m，横向斯不大于15电0m温度阶伸缩惩缝可引通过包设置允双柱晴，或找设置务次结吧构及习檩条油的可璃调节窗构造南来实锣现333.均4门式笨刚架块结构愤设计2.3结构布丽置：2）结构犬构件布标置：局部茂抽柱壮后，编应设池托架谜或托帐梁；檩条蹄的布亿置同晃单层岂厂房辱；山墙紫处可消以设虏置斜到梁、中抗风湾柱和么墙梁扮及其樱支撑郑组成深山墙言墙架3）墙架县布置：同单别层厂柏房343.4门式刚数架结构丈设计2.题3结构布田置：4）支撑选布置：使丝式每个开温度造区段梦或分脖期建稿设的胃区段娘建筑徐能构锣成稳蔬定的仗空间帅结构至骨架行。主要往原则：（1）同普踩通钢结虽构厂房墙结构（2）支撤撑的该间距捕一般坊为30m撑-40浪m，不应罢大于60m（3）支撑将可布置终在温度猛区间的芹第一个牌或第二险个开间女，当布透置在第策二个开险间时，构第一开探间的相裁应位置询应设置井刚性系花杆；353.通4门式蜡刚架冷结构雕设计2.尝3结构布姥置：4）支伴撑布横置：（4）当案柱子较痰高导致坟单层支括撑构件长角度过碎大时应阔考虑设寄置双层话柱间支塌撑；（5）刚架递柱顶、垃屋脊等例转折处慨应设置暴刚性系炼杆。结屯构纵向妇于支撑观桁架节卡点处应合设置通搭长的刚躁性系杆滚；（6）轻套钢结味构的朱刚性熔系杆珠可由刻相应臭位置界处的驻檩条枪兼作汁，刚岩度或至承载财力不班足时哀设置胸附加作系杆。363.换4门式忆刚架图结构捕设计3内力和命侧移计夜算：1、变搜截面舒门刚俭：（1）内档力：一般采坝用弹性逆方法，鹊不考虑娃蒙皮效录应；按平形面结狂构计行算，木采用飘结构属力学惯或有充限元如要芳考虑湖地震义作用遗，采绸用底穗部剪寇力法。（2）侧移栏：需注妄意刚架激柱顶等专效水平轨力计算单跨夏刚架怕；多跨膊钢架另；373.4门式席刚架嘴结构泄设计3内力和旦侧移计旦算：2、等净截面勾门刚仪：对不分直接市承受怠动荷忙载时泰，应粘考虑蒸内力汗重分葵布，挽即采精用塑导性方默法设容计；桐（逐球级加努载找辱出可他能的搬破坏胖机构仇，即弱承载患力极赢限状箭态——结构力员学）静力婚法——逐级肆加载机动法——虚位筐移原横理383.来4门式锈刚架顿结构豆设计4杆件截独面选择——变截面饥构件：（1）最大通宽厚比——防止附失稳忍（按催规范摆）屈曲后条的强度狱利用中翼孟缘属呼于三垮边支扇承一抓边自创由板魄件，闲一旦超发生钩屈曲种局部艰失稳目，其困屈曲茶后的连后继票强度溜不明鸟显；词腹板寸属于被四边耳支承棵板件挺，局应部失锤稳后疤的后厨继强掘度提思高较通多。异设计红时，与一般传不允繁许翼葱缘发基生局前部失寸稳，袍容许很腹板云局部嚷失稳点并利撒用其庆屈曲榴后强就度393.4门式刚研架结构直设计杆件蔑截面帝选择——变截面难构件：平面内摆荷载在今构件设伶计中起狮控制作矿用抗弯境能力迷与强覆弱轴翼有关稳定设形计中，喇平面内赔外的稳粥定性为稿主（2）变截磁面柱在板刚架平松面内稳扁定计算（3）变截累面柱在染刚架平碗面外稳雹定计算（4）刚架蹲构件强竞度计算栋和加劲务肋设置造规定（5）变截滥面柱柱耳端受剪肆承载力耳验算403.叶4门式刚衰架结构灭设计杆件截吨面选择——变截面族构件：（6）隅撑荒设计防止肠翼缘毕受压臣时失祝稳，且应在美受压泪翼缘洽两侧瞎设置姻隅撑413.齐4门式刚岁架结构榨设计4杆件映截面似选择——檩条忍设计惧：一般选非用实腹鸡式构件业，需验呆算下翼巴缘稳定学性宜采用嘉卷边槽斥钢或斜骑卷边Z形冷译弯薄专壁型诉钢或绵直卷选边Z型冷青弯薄活壁型纷钢当屋眨面坡珠度大丑于1/1是0，或干檩条宁跨度绸大于4m，应今在跨炭中设悄置拉振条；斧当檩读条跨冒度大假于6m，应在滨跨度三省分点处池个设置烟一道拉既条。423.涝4门式大刚架洲结构陆设计4杆件具截面明选择——墙架拿构件剑（墙面帮檩条宏）设计报：墙面毕檩条俩的布德置与主屋面斜檩条跳的布落置有宫类似情的考怪虑原雀则。墙檩猛的布兄置首抵先应炸考虑漂门窗招、挑巷檐、春遮雨磁蓬等桃构件混和围洗护材需料的帝要求只，综体合考嘱虑墙凝板板职型和再规格探，以打确定储墙檩常间距矛。墙檩的酬跨度取叶决于主殿刚架的照柱距。专当柱距肚过大，稍引起墙馋檩使用刷不经济屋时，可婶设置墙练架柱。跌墙檩的摊放置方摸式一般库与门窗娇匹配。宜采翁用卷正边槽衰钢或屑斜卷倒边Z形冷弯方薄壁型哨钢433.4门式矿刚架脾结构翁设计5节点牲构造：拼接443.4门式刚谣架结构鄙设计5节点想构造：1）端肢板连敬接应丝式按所颈受最并大内牢力计烘算；2）主斗钢架省构件弱连接托应采原用高卵强螺虾栓（助承压坛、摩通擦）慎；3）栓距锈应满足偿施工要绪求；4）受盘压翼燥缘螺链栓不即少于爸两排视；5）与洒斜梁镇端板膀连接克的柱不翼缘薯部分梢应与趣端板弃等厚453.4门式刚颈架结构狱设计5节点疑构造：节点蒸域剪芽力验恰算节点域氏是指弯探剪共同利作用的斥应力情煎况比较塌复杂的艰节点区滴域。节碍点域板那件的过躬度变形棚会影响觉节点刚束度，从弦而降低哨计算模华型的准赖确性，鹊对构件业强度和振结构变朋形造成览不利影僚响；未池经加强拴的节点吸域板件仗在复杂盐应力下泥甚至会勒发生破去坏。一域般通过吴增加节洒点域加你劲板或缘瑞额外增笼加该区顾域板件阁厚度来驼加强节沙点域承剧载能力463.4门式绣刚架喊结构论设计5节点票构造：刚架舰柱脚能抵抗衡弯矩作朗用的柱赖脚称为造刚接柱龄脚，相挪反不能案抵抗弯瓜矩作用努的柱脚脏称为铰罢接柱脚树，刚接弱与铰接败的区别为在于是邮否能传弯递弯矩冬，在实墙际工程药中，绝适对刚接追或绝对裂铰接都廉是不可剃能的，兼确切地胁说应该省是一种本半刚接混半铰接但状态铰接柱治脚一般缸采用两玻个锚栓胡，以保缎证其充通分转动目，但有暖时考虑遵锚栓质晃量问题凉，若一应个锚栓控质量不恋保证，挪会对整纯个结构糠受力产危生较大沟影响，怀所以为芒安全起无见，也肢可布置宜四个锚锁栓，但倒锚栓尽希量接近卧，以保障证柱脚庄转动。胃刚接柱团脚一般尾采用四李个或四聋个以上拘锚栓连深接473.缴4门式弊刚架竭结构锡设计5节点构仓造：刚架券柱脚锚栓采悬用Q2茶35或Q34遥5钢制作万，分为近弯钩式疗和锚板家式两种菠。直径匹小于M39的锚栓禾，一般堂为弯钩条式，直榨径大于M3凶9的锚栓灿，一般狠为锚板斜式483.4门式扭刚架矿结构乓设计5节点构虑造：刚架柱爱脚对于铰猫接柱脚葬，锚栓录直径由抵构造确兼定，一剥般不小败于M20；对于饺刚接柱滚脚，锚纲栓直径邻由计算干确定,一般不杂小于M3虫0。锚栓长伸度由钢引结构设颈计手册膀确定，田若锚栓介埋入基会础中长遮度不能抵满足要裕求，则确考虑将堤其焊于塌受力钢辨筋上。任为方便挖柱安装烤和调整峰，柱底坟板上锚赏栓孔为倘锚栓直爷径的1.5倍，或感直接在们底板上碗开缺口鹿。底板外上须设绍置垫板优，厚度对根据计弓算确定惹，垫板粪上开孔速较锚栓虑直径大1～2m命m，待巷安装匠、校近正完全毕后母将垫药板焊障于底微板上斧。493.4门式视刚架访结构鱼设计5节点构鞭造：刚架柱药脚在工程姿上经常箭会提出孤这样一喝些问题售：锚栓阅能否抗意剪？垫世板是否暗要与底游板焊牢近？在施梅工时锚肿栓是否靠拧紧？恢我国钢耗结构设吓计规范衫是不允趋许锚栓雾抗剪的誓，剪力撕是通过任底板和滑基础顶院面的摩铜擦力来考传递的丈，若不许满足要帅求则须肥设抗剪烛键503.4门式刚怎架结构释设计5节点构召造：牛腿柱上设惑置牛腿校以支承池吊车梁可、平台朵梁或墙苦梁513.烈5金属睡拱形哗波纹有屋盖大跨度欧拱形屋津面结构杀体系由预弦涂层膊卷板裤经轧御制后怜形成劣的一栗种外侄形呈葬拱型烈的屋司盖构拌体系我国笨于199寨2年通过子引进美摊国的施隶工设备斗引进了灭金属拱定型波纹侮屋盖结责构体系颤。用料省炉、施工狱速度快赔、跨越纪能力大诞、防水宝性能好维等突出捞的优点523.5金属拱算形波纹铸屋盖533.5金属盈拱形刘波纹障屋盖543.棵5金属拱窜形波纹暗屋盖主要特颤征：结构由岛薄钢板筛轧制而相成强度指袭标在210凭~55栋0MP伍a之间，舰极限使蹲用寿命封可达40~宇50年