轻型房屋钢结构设计规范

轻型房屋钢结构设计讲座

(I)设计基本规定与荷载

一.我国轻型房屋钢结构规程简介

目前我国已制订的有关轻型房屋钢结构的规程有：北京的《门式刚架轻

型房屋钢结构技术规程》和上海的《轻型钢结构设计规程》

(一)《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:98)简介

1.性质：中国工程建设标准化协会标准

2.主编单位：中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会

3.审查单位：中国工程建设标准化协会薄壁型钢结构委员会

4.批准单位：中国工程建设标准化协会

5.主要内容：共九章，五个附录

第1章总则

第2章术语、符号

第3章基本设计规定

第4章结构形式和布置

第5章作用效应计算

第6章构件设计

第7章连接和节点设计

第8章制作和安装

第9章隔热和涂装

附录A风荷载计算

附录B斜卷边工形冷弯型钢的截面特性

附录C卷边槽形冷弯型钢的截面特性

附录D楔形梁在框架平面内的换算长度技术

附录E楝条在风吸力作用下的稳定计算

(二)《轻型钢结构设计规程》(DBJ08-68-97)简介

1.性质：上海市标准

2.主编单位：上海市金属结构协会、同济高校

3.审查单位：上海市建设委员会科学技术委员会

4.批准单位：上海市建设委员会

5.主要内容：共十一章，五个附录

第1章总则

第2章符号

第3章材料

第4章结构设计的基本规定

第5章构件与连接的计算和构造

第6章屋盖结构

第7章楼面结构

第8章单层房屋结构

第9章多层房屋结构

第10章维护结构

第11章涂装

附录A双坡与单坡屋面房屋的风荷载体型系数

附录B考虑冷弯效应的强度设计值的计算方法

附录C轴心受压构件的稳定系数

附录D关于应力蒙皮强度和刚度的整体试验方法

附录E框架柱的计算长度系数

二.轻型钢结构的应用范围

轻型钢结构在永久性建筑中的应用范围大致如下：

1用于结构中的构件与其体系

屋面体系，包括屋面板（压型钢板等）、楝条、屋架、等；

（2）楼面体系，包括楼面板（压型钢板等）、次梁等；

（3）墙面体系，包括墙板（压型钢板等）、墙梁、墙柱等；

（4）吊顶与内隔墙体系，包括隔墙板、龙骨等。

2用于下列房屋中的承重结构

（1）单层仓库和单层厂房，单跨或多跨，跨度一般不超过30m,无悬挂吊

或有悬挂吊，悬挂吊不超过53无桥吊或有桥吊，吊车为轻级工作制

2

且起重量一般不超过20to承重结构用钢量一般为10^30kg/mo

（2）多层工业厂房，柱距一般为12~24m,3~4层。承重框架用钢量一般为

30^60kg/m"o

（3）多层住宅和办公楼，柱距一般为6~9m,不超过8层。承重框架用钢量

一般为20~50kg/mZ

（4）2~3层的小别墅

（5）目前也有一种趋势，用于20层左右的高层住宅和办公楼。

轻型钢构件的类型有

1.由冷弯薄壁型钢做成

2.由热扎轻型型钢做成

3.由焊接或高频焊接轻型型钢做成

4.由圆管、方管、矩形管做成

5.由薄钢板焊成

6.由小角钢、圆钢做成（不建议采纳）

轻型钢结构可由以上一种或多种轻型钢构件组合做成

三.轻型钢结构的特点

1.特点之一：截面中板件比较薄。冷弯薄壁型钢中厚度最小为L5mm,焊

接构件中厚度最小为3.0mm；板件宽厚比比较大，有时可达250,因此对

制作、涂装、运输、安装都应有严格要求，防止构件局部变形和易受腐蚀。

2.特点之二：构件抗扭刚度比较差。在形成结构整体后，通过构件之间

的连接，构件和屋面板、墙面板之间的连接，才会大幅度提高构件的抗扭

刚度。因此在运输和安装时要有严格有效措施，防止构件发生扭转变形，

同时要重视安装节点的连接，使能形成结构的整体刚度。

3.特点之三：结构比较柔。为了防止结构变形过大或发生振动，除应重

视支撑体系外，还应非常重视屋面板、楼面板和墙面板的构造连接，使它

们能参加结构整体工作，有效的增加结构刚度。

4.特点之四：轻型钢结构一般都有冷弯成型工艺，如采纳冷弯薄壁型钢

等，因此对材料应有冷弯试验的要求，防止在冷弯过程中出现裂缝。

5.特点之五：轻型钢结构的自重很轻。这对于抗震非常有利，在一般状

况下，抗震不起限制作用。但需对结构的构造和支撑体系加以留意，应能

形成空间的稳定体系，防止节点构造的局部损坏和整个结构的倒塌。

轻型钢结构的自重对于风荷载作用是不利的。风作用的吸力会使屋

面、楝条受礼反向，因此要特殊留意屋面板的连接，楝条下翼缘的稳定性,

防止屋面在大风作用下被掀而破坏。

四.荷载与其组合原则

（一）荷载标准值

1.屋面均布活荷载标准值

不上人屋面采纳压型钢板等轻质屋面

验算屋面板、楝条0.5KN/m2

验算屋架、刚架等0.3KN/m2

上人屋面，按运用要求确定，不得小于1.5KN/m

2.屋面板、楝条的施工或检修集中荷载标准值1.5KN

3.屋面雪荷载和积灰荷载按荷载规范取用

4.楼面活荷载按荷载规范取用

5.风荷载

垂直与建筑物表面的风荷载标准值，按下式计算

必=

式中％------基本风压，上海地区一般取0.55KN/m'

〃。-------风压高度变更系数，按下表采纳

〃。-------风荷载体型系数，可按荷载规范取用。当条件符合

时，也可按规程附录A的规定采纳

风压高度变更系数

离地面或海平面高近海市郊市区

度(m)

51.170.800.38(0.54)

101.381.000.53(0.71)

151.521.140.65(0.84)

201.631.250.74(0.94)

301.801.420.90(1.11)

*注：括弧内数值为门式刚架CECS102:98取用的数值，下同此。

6.吊车荷载按荷载规范取用

7.地震作用按抗震规范取用

(二)荷载分项系数和组合系数

1.分项系数Y

永久荷载对结构不利时1.2,有利时1.0

可变荷载L4

地震作用1.3

2.组合系数小

当有两个或两个以上的可变荷载参加组合

且其中包括风荷载时，0.85

其他状况1.0

(H)荷载组合原则

1.屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，取两者中的较大值；

2.积灰荷载应与雪荷载或屋面均布荷载两者中的较大者同时考虑；

3.对自重较轻的屋盖应验算在吸风状况下楝条、屋面压型钢板、刚

架横梁、屋架构件等截面应力反号的影响，此时永久荷载分项系

数取1.0

五.材料与其设计指标

(一)材料

1承重结构的材料

(1)材料要求

应具有抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯试验和硫磷极限含量

的合格保证。

焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。

重级工作制焊接吊车梁等应具有常温冲击韧性的合格保证。

(2)钢材牌号

压型钢板Q235和Q215钢

楝条、墙梁Q235和Q345(16Mn)钢

刚架等承重构件宜用Q345(16Mn)钢的B级或以上级别的

钢

吊车梁Q235和Q345(16Mn)钢的B级或以上级别

的钢

Q235应按国家标准《碳素结构钢》(GB700)的规定

Q345(16Mn)应按国家标准《低合金高强度结构钢》(BG/T1591)

的规定

当有牢靠依据时可采纳其他牌号以与耐侯碳素结构钢和高耐侯性

结构钢。

在同一构件中允许采纳两种不同牌号的钢材

2.连接材料

(1)焊接连接材料

选择焊条型号、焊丝和焊剂时应与主体金属轻度相适应。

当两种不同钢材相连接时，在保证可焊性的前提下，宜采纳与低强度

钢材相适应的焊接材料。

焊接连接材料应符合下列国家标准的规定

手工焊条：《碳钢焊条》(GB/T5117)

《低合金钢焊条》(GB/T5118)

埋弧自动焊、半自动焊焊丝：《熔化焊用钢丝》(GB/T14957)

二氧化碳气体爱护焊焊丝：

《气体爱护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》(GB/T

8110)

(2)螺栓连接材料

螺栓连接材料应符合下列国家标准的规定

一般螺栓：《六角头螺栓——A级和B级》(GB5782)

《六角头螺栓——C级》(GB5780)

高强度螺栓:

《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈技术条件》

(GB/T1228-1231)

《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接技术条件》(GB3632-3633)

圆柱头焊钉：《圆柱头焊钉》(GB10433)

自攻螺钉：《自钻自攻螺钉》(GB/T15856.1-15856.4,GB/T3098.11)

(二)材料的设计指标

1.钢材的强度设计值应按下表采纳

钢材的强度设计值(N/mn?)

钢号钢材厚度或抗拉、抗压和抗抗剪端面承压(刨平顶

直径(mm)弯ffv紧)fee

W16215125320

Q235

17~40205120320

(16315185445(410)

Q345

17~35300175425(410)

W16350205450

Q390

17~35335195435

2.焊缝的强度设计值应按下表采纳

焊缝的强度设计值(N/mn?)

对接焊缝角焊缝

焊缝质量为下列

焊接方法厚度或

级别时，抗拉和抗拉、

和焊条型钢号直径

抗压抗弯抗剪fJ抗压和

号(mm)

一、二抗剪fJ

三级

级

自动焊，

半自动

W16215215185125160

焊，二氧Q235

17~40205205175120160

化碳气体

爱护焊和

E43XX型

焊条的手

工焊

自动焊，

半自动

焊，二氧

化碳气体W16315315270185200

Q345

爱护焊和17~35300300255175200

E50XX型

焊条的手

工焊

自动焊，

半自动

焊，二氧

化碳气体(16350350300205220

Q390

爱护焊和17~35335335285195220

E55XX型

焊条的手

工焊

注：（1）自动焊和半自动焊所采纳的焊丝和焊剂，应保证其熔敷金属

抗拉强度不低于相应手工焊焊条的数值；

（2）厚度小于16nlm的钢板采纳高频电阻焊，在焊剂质量达到一级、

二级标准并经过拉力试验验证后，其焊接接头的强度设计值可

以参照对接焊缝的强度设计值确定；

（3）当两种不同钢号焊接时，焊缝的强度设计值应取强度较低钢号

栏的数值。

3.螺栓连接的强度设计值应按下表采纳

螺栓连接的强度设计值（N/mn?）

螺栓的钢号一£使螺栓锚栓承压型高强

（或性能等c级螺栓A级、B级螺栓度螺栓

剪

抗

承a-4上

级）和构件抗拉抗剪抗拉承压抗拉抗剪承压

压1I

的钢号（I

类类

孔,

孔）

一般4.6170130

螺栓级——380250————

8.8(350

级)

锚栓Q235——————140——

Q345180

承压8.8250

型高级310

强度10.9

螺栓级

Q235——305——400——465

Q345385510590

Q390400530615

注：孔壁质量属于下列状况者为I类孔:

1）在装配好的构件上按设计孔径钻成的孔；

2）在单个零件和构件上按设计孔径分别用钻模钻成的孔；

3）在单个零件上先钻成或冲成较小的孔径，然后在装配好的构件上再

扩钻至设计孔径的孔。

4.对于厚度小于和等于3.5mm的薄板，可采纳电阻电焊。每个焊点

的抗剪承载力设计值应按下表采纳

电阻点焊的抗剪承载力设计值

相焊板件中外层

较薄板件的厚度0.40.60.81.01.52.02.53.03.5

t（mm）

每个焊点的抗剪

10.12.

承载力设计值N：0.61.11.72.34.05.98.0

26

（KN）

5.几种状况

(1)当钢材厚度大于上述表中规定的数值时，其强度设计值应按

有关规范的规定取用。

(2)当采纳厚度小于4mm的型钢或冷弯薄壁型钢时(不包括厚度

不小于2.5mm的Q235冷静钢)时，，上述表中的强度设计值应

降低5%0

(3)当由冷弯薄壁型钢组成的构件全截面有效时，可按《冷弯薄

壁型钢结构技术规范》(GBJ-18-87)的规定采纳考虑冷弯效

应的强度设计值。

(4)具有下列状况，强度设计值应乘以下列规定的折减系数

1)单面连接的单角钢

1.按轴心受力计算强度和连接0.85

2.按轴心受压计算稳定性

等边角钢0.6+0.0015入，但不大于

1.0

短边相连的不等边角钢0.5+0.0025入，但不大于

1.0

长边相连的不等边角钢0.70

人为长细比，对中间无联系的单角钢压杆，应取最小回转半径

计算，当入＜20时，取入=20。

2)施工条件较差的高空安装焊缝

0.90

3)两构件的连接采纳其间填有垫板的连接以与单盖板的不对

称连接0.90

4）拱的双圆钢拉杆与其连接

0.85

5）平面桁架式楝条和三角拱斜梁，其端部主要受压腹杆

0.85

当几种状况同时存在时，其折减系数应连乘。

六.设计原则

轻钢结构采纳以概率理论为基础的极限状态设计法，用分项系数的设

计表达式进行计算。

承重结构应按承载实力极限状态和正常运用极限状态进行设计。

（一）按承载实力极限状态设计时，应考虑荷载效应的基本组合以与荷载效

应的偶然组合，用荷载设计值进行计算，并采纳下列表达式：

不考虑地震作用时：y°S<R

RE

考虑多遇地震作用时.：SE<R/7

式中Y°—结构重要性系数，对于平安等级为一级、二级和三级

的结构构件，可分别取L1、1.0和0.9：一般工业与

民用建筑轻型钢结构的平安等级可取为二级，特殊建筑

的轻型钢结构的平安等级可依据详细状况另行确定；

S-----不考虑地震作用时荷载效应组合的设计值；

S,----考虑多遇地震作用时，荷载和地震作用效应组合的

设计值；

R-----结构构件承载力的设计值;

YRK-----承载力抗震调整系数，应按下表采纳

承载力抗震调整系数丫如

名称梁柱支撑节点焊缝螺栓

yRE0.700.700.800.901.01.0

(二)荷载效应组合的设计值应按下式计算

1.不考虑地震作用时

GKLw

S=7，CG+(P(/CQLQL+yCQWQW+y，C2c2)

2.考虑地震作用时

SE~/CGEGE+/，CEEK

式中/c-------永久荷载分项系数，一般取1.2；

yL,yw,yc-------屋面和楼面活荷载、风荷载、吊车荷载分项

系数，一般取1.4；

yE--------地震作用分项系数，一般取L3；

CC,CGE,CQL,CQC,CE——永久荷载、重力荷载、屋面和楼面活荷载、风

荷载、吊车荷载和地震作用的荷载效应系数

GK,QL,QW,QC,EK----永久荷载、屋面和楼面活荷载、风荷载、吊车

荷载和地震作用的标准值；

GE一—重力荷载代表值，按现行国家标准《建筑抗

震设计规范》(GBJ11)第4.1.3条的规定采纳;

<p——荷载组合系数，当有两个或两个以上的可变

荷载参加组合且其中包括风荷载时，取0.85,其

他状况则取1.0。

在上述组合中，应考虑不同方向的风荷载、吊车荷载和地震作用对

结构的最不利效应。

（三）按正常运用极限状态设计时，应考虑荷载短期效应组合，采纳荷载标

准值和容许变形进行计算。荷载短期效应组合的设计值可按上述公式

计算，单其中各项分项系数均取1.0o

（四）一般状况下，可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用，

并进行抗震验算，不考虑垂直地震作用。水平地震对结构的作用，可

采纳底部剪力法、振型分解反应谱法等方法进行计算。

（五）结构构件的受拉强度应按净截面计算；受压强度应按净截面计算，当

截面利用屈曲后强度时,应按有效截面计算;稳定性应按毛截面计算,

当截面利用屈曲后强度时,应按有效截面计算;变形和各种稳定系数,

除有规定者外均可按毛截面计算。

七.构造的一般规定

（一）构件壁厚与其宽厚比

1.构件壁厚

楝条、墙梁等冷弯薄壁型钢构件21.5mm

框架梁、立柱等构件23.0mm（4.0mm）

2.宽厚比现值

门式框架工形截面

柱腹板2507235//v

梁腹板300^235//v(250^235/./；.)

梁、柱翼缘15/235”,

冷弯薄壁型钢构件

两边支承2505235".

一边支承、一边卷边60,235".

一边支承、一边自由45^235/力

（-）构件长细比

1.受压构件

受压构件的长细比不宜超过下表规定

受压构件的容许长细比

项次构件名称容许长细比

1主要构件（如柱、桁架180

等）

2其他构件与支撑220

注：桁架（包括空间桁架）的受压腹杆，当其内力等于或小于承载实力的

50%时，容许长细比可取为220。（CECS102:98无此注）

2.受拉构件

受拉构件的长细比不宜超过下表规定

受拉构件的长细比

承受静力荷载或

干脆承受动力荷

项次构件名称间接承受动力荷

载的结构

载的结构

1桁架的构件350250

吊车梁或吊车桁

2架以下的柱间支300—

撑

支撑（第2项和

3400—

张紧的圆钢除

外）

注：（1）按受拉设计的构件在永久荷载与风荷载组合作用下受压时，其长

细比不宜超过250；

（2）计算单角钢受拉构件的长细比时，应采纳角钢的最小回转半径；

在计算单角钢交叉受拉杆件平面外的长细比时，应采纳与角钢肢

边平行轴的回转半径。

（三）温度区段长度

温度区段长度应符合下列规定

纵向温度区段（W300m）横向温度区段（W150m）

（四）有关连接的几个问题

1.焊接连接

（1）门式刚架柱和横梁中翼缘与腹板的连接，当腹板厚度W8mm

时，允许采纳自动或半自动埋弧焊接单面角焊缝，单需满意

下列规定：

最小根部熔深焊

最小焊脚尺寸

腹板厚度t„焊喉（H）丝直径

（k）

1.2~3.2mm（J）

332.11.0

442.81.2

553.51.5

65.53.91.6

764.21.8

86.54.62.0

示意图见下页

单面角焊缝仅适用于承受静荷载和间接动力荷载、非露天结构和

无强腐蚀性结构的构件。

柱与底板、柱与牛腿、梁与端板不得适用单面焊

吊车梁、刚架柱在牛腿旁边、斜梁在局部悬挂荷载旁边不得运用

单面焊

以上规定已列入上海市标准：轻型钢结构制作与安装验收规程。

（2）门式刚架横梁、柱与端板的连接应采纳全焊透对接焊缝，坡

口形式应符合现行国家标准《气焊、手工电弧焊与气体爱护

焊坡口基本形式和尺寸》（GB985）的规定

2.螺栓连接

（1）一般螺栓中的C级螺栓宜用于沿其杆轴方向受拉的连接，只

有在次要连接或临时固定构件的安装连接中才能用于受剪连

接。

（2）承压型高强度螺栓仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载

结构中的连接；其预拉力P和接触面的处理方法应与摩擦型

高强度螺栓相同。

（3）高强度螺栓连接应依据现行国家标准《钢结构工程质量检验

评定标准》（GB50221）的规定对其预拉力，抗滑移系数进行

复验，同时连接摩擦面的表面应平整，不得有飞边、毛刺、

焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢和不须要有的涂料等。

A.结构变形的规定

（-）受弯构件

受弯构件的挠度不应超过下表的容许值。

受弯构件的容许挠度

项次构件类别容许挠

度

吊车梁和吊车桁架

1（1）手动吊车和单梁吊车（包括悬挂吊车）L/500

（2）起重量20t的桥式吊车L/600

设有悬挂电动梁吊车的屋面梁或屋架（仅用可变荷载计L/500

2

算）

3手动或电动葫芦的轨道梁L/400

有重轨（重量等于或大于38kg/m）轨道的工作平台梁L/600

4

有轻轨（重量等于或小于24kg/m）轨道的工作平台梁L/400

楼盖和工作平台梁（第四项除外）、平台板

（1）主梁（包括设有悬挂起重设备的梁）L/400

5（2）抹灰顶棚的梁（仅用可变荷载计算）L/350

（3）除（1）、（2）款外的其它梁（包括楼梯梁）L/250

（4）平台板L/150

屋盖楝条（1）无积灰的瓦楞铁屋面L/150

6（2）压型钢板和有积灰的瓦楞铁屋面L/200

（3）其它屋面L/200

墙架构件（1）支柱L/400

7（2）抗风桁架（作为连接支柱的支承时）L/1000

（3）砌体墙的横梁（水平方向）L/300

（4）压型钢板和瓦楞铁等墙面的横梁（水L/200

平方向）L/200

（5）带有玻璃窗墙面的横梁（竖直和水平

方向）

注：L为受弯构件的跨度（对悬臂梁和伸臂梁为悬伸长度的2倍）

（二）门式刚架

门式刚架的位移限值可按下表取用

类别容许值

门式框架横梁的挠度

时常上人屋面：最大值L/250

仅用可变荷载验L/300

算L/200

一般屋面：最大值L/250

仅用可变荷载验

算

门式刚架柱顶水平位移

不设桥式吊车：当用轻型墙板时H/75(H/50)

设桥式吊车：当吊车有驾驶室H/240

时H/100(H/150)

当吊车由地面操

纵时

注：L为横梁在相邻两柱之间的跨度，H为柱高度。

（三）多层框架

1.在风荷载作用下

多层框架结构在风荷载作用下的顶点水平位移预总高度之比值不

宜大于1/500,层间相对位移预层高之比值不宜大于l/400o如采

纳变形限制要求较高的非结构构件和装修材料，层间相对位移与

层高之比值宜适当减小；如无隔墙时，层间相对位移与层高之比

值适当增大。

2.在地震作用下

多层框架结构在地震作用下的层间相对位移与层高之比值不宜大

于下列数值：

在多遇地震作用下（按弹性计算）1/300

在罕遇地震作用下（按弹塑性计算）1/70

如采纳变形限制要求较高的非结构构件和装修材料，在多遇地震

作用下的层间相对位移与层高之比宜适当减小。

附录A双坡与单坡屋面房屋的风荷载体型系数

本附录的风荷载体型系数适用于坡度不大于1/6,檐口高度不超过20m,

也不超过房屋总跨度或总长度中较小值的双坡与单坡屋面房屋。

A.0.2对坡度不大于1/6的双坡屋面房屋，其风荷载体型系数可按下列

规定取用。

A.0.2.1全封闭围护的房屋，其风荷载体型系数分别按表A.O.2T

与表A.0.2-2取用。

承受纵向风荷载时全封闭围护房屋的风荷载体型系数us

表A.0.2-1中山墙端区域的宽度取表A.0.2-2中Wz的2倍。Wz

值取房屋总跨度或总长度中较小值的1/10并且不大于房屋檐口高度

的2/5,单不小于房屋总跨度或总长度中较小值的1/25或Imo

A.0.2.2部分封闭围护的房屋，其风荷载体型系数Rs分别按表

A.0.2-3与表A.0.2-4取用。

承受横向风荷载时部分封闭围护房屋的风荷载体型系数uS

山墙端区域其余区域

-1.20

r0-0.15-0.95

77Tn777~m77777~7//ZZ//7

承受纵向风荷载时部分封闭围护房屋的风荷载体型系数uS

迎风面背风面

+1.00+0.75+1.00-0.20-0.05-0.20

'，WZ，/////,Wz]、WZ彳//

有关说明同表A.0.2-1和A.0.2-2。

A.0.2.3开敞式房屋，其风荷载体型系数八分别按表A.0.2-5与表

A.0.2-6取用。

承受横向风荷载时开敞式房屋的风荷载体型系数US

山墙端区域和其余区域

承受纵向风荷载时开敞式房屋的风荷载体型系数us

注：N为横向框架的根数，迎风面风荷载体型系数1.8N的适用条件是：

0.1<77<0.3,!<^-<6^^<0.5o〃为刚架实风光积与山墙毛面积之

比，H为檐口高度，B为房屋宽度，S为柱间距。

A.0.2.4部分封闭围护房屋指房屋中由一个受正风压的墙面，其上的永

久性开口面积超过该墙面面积的5%,也超过其余墙面和屋面上永久性开口

面积之和，而其余墙面和屋面上的永久性开口之和不应超过这些墙面和屋

面面积的20%。开敞式房屋指全部外墙至少由80%以上永久性开口面积。

此外都为封闭式房屋。屋面或墙面上的采光、窗户以与由门的门洞，不作

为永久性开口面积。

A.0.3坡度不大于1/6的单坡屋面房屋承受横向风荷载时，以跨度的1/2

作为屋顶风荷载体型系数分区界线；该界线分区作用与双坡房屋的屋脊线

相同（图A.0.3a）；承受纵向风荷载时，山墙檐口较低一侧不另设区域Wz

（图A.0.3b）。各区域上的风荷载体型系数L与第A.0.2条的规定相同。

Wz的取值同第A.0.2条。

(a)(b)

图A.0.3单坡屋面房屋风荷载体型系数的分区界线

A.0.4坡度不大于1/6的房屋，局部风荷载体型系数4可按表A.0.4-1

和表A.0.4-2的规定取用。

图A.0.4-1双坡屋面房屋风作用区域

双坡屋面房屋局部风荷载体型系数us

部分封闭围护房

构件风作用区域全封闭围护房屋

屋

r-1.2-1.6

s-1.4-1.8

屋楝与墙梁

c-1.4-1.8

承载面积A'lOn?

w-1.1或+1.0-1.5或+1.1

e-1.1或+1.0-1.5或+1.1

r-1.3-1.7

屋面板、墙板与连接s-1.7-2.1

件c-2.9-3.3

承载面积A^lm2w-1.2或+1.2T.6或+1.3

e-1.4或+1.2-1.8或+1.3

外挑屋檐屋面与连r-1.9-2.3

接件承载面积AWs-1.9-2.3

1m2c-2.7-3.1

r-1.8-2.2

外挑屋檐楝条与梁

s-1.8-2.2

承载面积A^lOm2

c-0.9-1.3

山墙墙架抗风柱w-1.0或+1.0-1.4或+1.1

承载面积A220m②e-1.1或+1.0-1.5或+1.1

山墙墙架横梁r-1.2-1.6

承载面积A210m之s,c-1.3-1.3

注：(1)当屋面结构以与外挑屋面构件承载面积介于1m?和10mz之间时,

可采纳半对数线性插值，即

=(2Av)-/。)+("HO一%)bg(l°A)

式中：4和Hi。分别为A=1和A=10时的局部风荷载体型系数。

(2)风作用区域图见图A.0.4-1,其中W,的取法与第A.0.2条相同。

(3)对于开敞式房屋，墙梁、墙板与连接件的风荷载体型系数取表A.0.2-5

的值，屋楝、屋面板与连接件的风荷载体型系数取外挑屋檐与1.25乘表

A.0.2-5两者中之较大值。

坡度大于1/20但不大于1/6的单坡屋面房屋局部风荷载体型系数Us

承载面积A(m2)

风作用区域

AW1l<A<10AW10

C-3.4L41o晨10A)一-2.0

S-2.64.8-1.7

r-2.00.9log(lOA)--1.4

3.5

0.6log(lOA)-

2.6

注：（1）风作用区域图见图A.0.4~2

（2）坡度大于1/20但不大于1/10时，局部风荷载体型系数可削减15%。

（3）坡度小于等于1/20时，局部风荷载体型系数采纳表A.0.4-1中屋檐、

屋面板与连接件的风荷载体型系数。

（4）对于部分封闭围护房屋，风吸系数应增加0.4（指肯定值）。

（5）对于开敞式房屋，局部风荷载体型系数的取值与表A.0.4-1中的注

（3）相同。

图A.0.4-2单坡屋面房屋风作用区域

A.0.5高出屋面的周边凸出物，其局部风荷载体型系数k取1.3

(n)轻型门式钢刚架的设计

一.结构设计

(-)结构体系

屋面:压型钢板

墙面:压型钢板

nnn

楝条:冷弯薄壁型钢

墙梁：冷弯薄壁型钢

刚架：实腹变截面工形柱和横梁。(翼缘宽度不变更)

交叉支撑：张紧圆钢

(-)刚架形式

单跨:

双跨:

多跨:

（三）结构要点

柱脚：多为较接，有桥式吊车时，宜为刚接

屋面坡度：用压型钢板时，宜取1/10~1/15

屋面隔热：常用隔热卷材，也用带隔热层的夹心板材

构件连接：工厂焊接

工地高强度螺栓连接

柱：工形截面楔形柱

横梁：工形截面变高度梁

刚架跨度：9~36m

刚架高度：4.5~7.5m

刚架间距：4.5~12m

挑檐长：0.5~l.2m

山墙：无吊车时，不设门式刚架

有吊车时，应设门式刚架

（四）支撑布置

1.屋盖支撑应使屋盖能够成独立的空间稳定体系。

2.柱间支撑间距应按安装条件确定，不应大于60瞑

3.柱间支撑开间应同时设置屋盖横向支撑。

4.刚性系杆应设置在：刚架转折处，横梁和立柱需侧向支撑处。

刚性系杆可为钢管、H形钢等，也可用楝条或墙梁作。

二.结构分析

1.变截面门式刚架应采纳弹性方法分析。

2.门式刚架通常按平面结构分析，不考虑蒙皮效应，不考虑空间作用。

3.门式刚架内力和位移可用有限单元法。

变截面构件可分成若干段等截面单元，也可采纳楔形单元。

4.地震作用可采纳底部剪力法分析。

三.刚架构件设计

本节均按门式刚架技术规程(CECS102:98)编写。上海市轻钢结构

设计规程的公式并不一样，但计算结果基本相同。可以参阅该设计规程。

(-)变截面刚架构件

1.受压板件的计算

(1)工形截面构件的腹板，当腹板高度变更W60mm/M时可考虑屈曲后强

度，其抗剪承载力设计值

%=儿几Q

当心K0.8Q=4

当0.8<乙<1.4Q=[l-0.64(2w-0.8)]/v

当心之1.4r,=(1-0.2752,..)/；,

h.一楔形腹板取平均高度

3一参数

当仅有支座加劲肋时,k,=5.34

（2）工形截面受弯构件在弯矩和剪力共同作用下

当VWO.5Vd时，MWMc

当0.5Vd<VWVd时，A/)1—1)

Me=Wef

%=%(如+)

(3)工形截面压弯构件在轴力、弯矩和剪力共同作用下

当VWO.5Vd时，Me<M^

(\(Vfl

当0.5VdVVWVW寸，Mf-M；11——-——1

'及105%人

W

M?=M,—N-

4

f1A.

（4）工形截面在考虑屈曲后强度时，应按腹板的有效宽度计算截面特性

腹板有效宽度分布，如下图所示:

当截面全部受压，即9=@20时

,2例

“=L

5-（p

he2=he-hei

当截面全部受拉，即9=歪＜0时

巧

%=0.44

42=o.67ie

（5）腹板的有效宽度按下式计算

当截面全部受压时，he=phc

当截面全部受拉时，受拉区全部有效；受压区"=M.

当4^0.8时P=1

当0.8</lp41.20寸，p=l-0.9（/lp-0.8）

当4>1.2时，p=0.64-0.24（^-1.2）

7（1+/5）2+0.112（1-^）2+（1+??）

当板边最大应力/时，可用不巧代替上式中的fy。对Q235、Q345钢

7=1.087

（6）考虑横梁腹板的屈曲后强度时，横向加劲肋除承受集中荷载、翼缘转

折产生的压力外，还承受腹板拉力场产生的压力

N.="0.93再

当0.8＜见＜1.25时，r6=[l-0.8（4-0.8）]/,

当，＞1.25时，Th=-^-fv

2.变截面柱的稳定性计算

（1）平面内稳定

eAo.N]U/

脚标o：指变截面柱的较小端

脚标1：指变截面柱的较大端

（2）平面外稳定

%-----变截面柱在弯矩作用平面外的轴心受压稳定系数，以变截面柱的

小头为准；

%-----匀称弯曲的楔形受压构件的整体稳定系数

（3）变截面楔形柱在刚架平面内的计算长度

Ho=uh

U------计算长度系数，柱脚为较接时可按规程表查得。

柱脚为较接或刚接时也可按下式计算

S------刚架在柱顶单位水平荷载作用下的侧移刚度

A

△-----按一阶弹性分析得到的在柱顶单位水平荷载下的侧移

在一般的柱脚构造状况下，按公式计算口时，口还可以乘以

柱脚与基础较接时，0.85

柱脚与基础刚接时，1.2

（4）多跨门式刚架变截面楔形柱在刚架平面内的计算长度的计算公式与

单跨相同

a）当中间柱为上下较接时，计算长度系数的计算与单跨相同，但横梁的

长度应取边柱到相邻柱之间距离的2倍。计算长度系数还应乘以放大

系数n

N,------中间柱轴向力

Nf------边柱轴向力

中间柱的计算长度系数口=1.0

b）当中间柱非上下较接时，多柱的计算长度系数

柱脚与基础较接时，u还可乘以0.85

柱脚与基础刚接时，口还可乘以1.2

（5）变截面柱在弯矩作用平面外的计算长度应取纵向支撑间的距离。

（6）刚架柱的弯矩等效系数

a）弯矩作用平面内

有侧移框架：以=10

无侧移框架：

有横向荷载时,葭=L0

无横向荷载时,然=(1+0.15/0.65+0.35%

7=4-1

b）弯矩作用平面外

N(N丫

一端弯矩为零时，戊=1-----+0.75—

N.

rExOkNEXO>

两端弯矩基本相同时,力=1.0

（7）匀称弯矩工形截面楔形受弯构件的整体稳定系数

=432044fzr丫几4(235]

H-----:---------------

4唯4.秋I4

4=4—

ly0

4=1+0.023/

=1+0.00385/

3.门式刚架横梁的稳定性计算

（1）横梁在平面内和平面外的稳定性计算公式与变截面柱的相同。

（2）横梁在平面内的计算长度

山形门式刚架-----斜梁长度

多跨门式刚架-----相邻柱子间的斜梁长度

（3）横梁在平面外的计算长度应取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离

四.支撑构件设计

（-）隅撑

1.隅撑布置：

（1）实腹式刚架横梁下翼缘受压时、可在下翼缘的受压处布置成对的隅

撑，另一端连接在楝条上。

（2）实腹式刚架柱内侧翼缘受压时，可沿内侧翼缘设置成对的隅撑，另一

端连接在墙梁上。

2.隅撑截面：一般用单角钢制作。

3.隅撑的设计

按轴心受压构件设计，轴压力N为：