浅谈轻钢结构的设计理念及思路 [摘要] 结合笔者近几年的工作经验，以轻钢结构设计为研究对象，对一些关键问题提出了一些看法并进行了简要分析。从纵横向温度缝、结构布置方案、支撑设置、拉条设置、拉条节点等几方面进行分析和讨论。本文又对同一问题的不同解决方案进行了经济性比较，力争使结构达到安全和经济的统一。 [关键词] 轻钢结构、结构设计、钢结构的防护、建筑设计、支撑 中图分类号：tu392.5 文献标识码：a文章编号： abstract: combined with the author in recent years working experience, with light steel structure design as the research object, some key problems and put forward some ideas and briefly analyzes. from the horizontal and vertical temperature joint, structural layout, support setting, brace node set, several aspects are analyzed and discussed. in this paper and the same problem in different solutions compared to the economy, and strive to make the structure safe and economic unity. key words: light steel structure, structure design, the corrosion protection of steel structures, building design, support 1 轻钢结构建筑系统
抗风柱设计 | | 钢材等级：Q345 柱距(m)：8.000 柱高(m)：12.100 柱截面：焊接组合H形截面: H*B1*B2*Tw*T1*T2=400*200*220*6*10*10 铰接信息：两端铰接 柱平面内计算长度系数：1.000 柱平面外计算长度：7.000 强度计算净截面系数：1.000 设计规范:《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 容许挠度限值[υ]: l/400 = 30.250 (mm) 风载信息： 基本风压W0(kN/m2)：0.420 风压力体形系数μs1：1.000 风吸力体形系数μs2：-1.000 风压高度变化系数μz：1.050 柱顶恒载(kN)：0.000 柱顶活载(kN)：0.000 墙板自承重 风载作用起始高度 y0(m)：1.100 ----- 设计依据 ----- 1、《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2012) 2、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB 51022-2015) ----- 抗风柱设计 ----- 1、截面特性计算 A =6.4800e-003; Xc =1.1000e-001; Yc =2.0602e-001; Ix =1.8694e-004; Iy =1.5547e-005; ix =1.6985e-001; iy =4.8982e-002; W1x=9.0740e-004; W2x=9.6371e-004; W1y=1.4133e-004; W2y=1.4133e-004; 2、风载计算
抗风柱上风压力作用均布风载标准值(kN/m): 3.528 抗风柱上风吸力作用均布风载标准值(kN/m): -3.528 3、柱上各断面内力计算结果 △组合号 1：1.35恒+0.7*1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 轴力(kN) ： 8.256 7.568 6.880 6.192 5.504 4.816 4.128 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 轴力(kN) ： 3.440 2.752 2.064 1.376 0.688 0.000 △组合号 2：1.2恒+1.4风压+0.7*1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 -24.902 -47.728 -65.554 -78.358 -86.139 -88.899 轴力(kN) ： 7.339 6.727 6.116 5.504 4.893 4.281 3.669 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： -86.638 -79.354 -67.048 -49.721 -27.371 0.000 轴力(kN) ： 3.058 2.446 1.835 1.223 0.612 0.000 △组合号 3：1.2恒+0.6*1.4风压+1.4活 断面号： 1 2 3 4 5 6 7 弯矩(kN.m)： 0.000 -14.941 -28.637 -39.332 -47.015 -51.684 -53.340 轴力(kN) ： 7.339 6.727 6.116 5.504 4.893 4.281 3.669 断面号： 8 9 10 11 12 13 弯矩(kN.m)： -51.983 -47.612 -40.229 -29.832 -16.423 0.000 轴力(kN) ： 3.058 2.446 1.835 1.223 0.612 0.000
浅谈轻钢结构厂房优化设计 内容提要：轻钢厂房的优化设计是控制工程成本的关键一步，本文结合工程实际，从各个方面分析了所采取的结构优化措施对轻钢厂房工程用钢量的影响，同时提出经济性轻钢结构设计的要点，并提出优化设计绝不是以降低结构的安全度来取得经济效益。 主题词：轻钢厂房优化设计经济效益 轻钢厂房在不降低结构安全性的前提下，如何做得更合理、更经济，是钢结构设计师，也是建设单位最关注的一个问题，因为它直接关系到工程的造价和施工单位的中标与否。据权威资料分析，在前期规划阶段，影响工程造价的可能性为75%~95%；在初步设计阶段，影响工程造价的可能性为35%~75%；在施工图设计阶段，影响工程造价的可能性为5%~35%。因此，设计质量的好坏，设计是否优化，对工程造价将会产生直接的影响。如果能在前期决策阶段和设计阶段就事先主动参与，进行优化设计，特别是主体结构方案优化，则可能会产生巨大的经济效益，从而使工程项目既安全可靠，又经济实用，当然这需要工程各方特别是建设单位的大力支持和设计施工各方的协助、配合。 下面以某厂房优化设计为例，在结构体系、楼层梁、檩条墙梁、支撑系统、围护系统等方面进行简要分析，说明采取优化设
计措施对工程造价带来的影响，可带来一定的经济效益，供类似工程设计时参考。 一、工程概况 青岛XX精密机电有限公司一期新建工程冲压/电工厂，建筑面积14164㎡，长度87m，宽度117m，中间柱距12m，两侧边跨柱距7.5m，最大柱网尺寸12mX12m，刚架檐口标高12.450m，厂房跨度分别为10.5m+12mX8+10.5m，共10跨，其中边部一侧三跨为局部夹层，其余七跨每跨间均有3t单梁地操吊车多台，屋面为弧形屋面，主体圆弧半径R=117m，不上人轻钢屋面采用双层彩钢板加保温棉形式，屋面采用不锈钢天沟有组织排水。 本工程系台湾独资企业，设计总承包和现场施工管理亦为台资企业。 二、厂房优化设计采取的措施 结合本工程的建筑特点，根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）等相关国家规范、规程，在满足原使用要求的基础上，为合理降低造价，减少用钢量，从以下各方面进行了优化设计： 1、结构体系的选择 在主体结构设计之前，结构体系的选择对工程起着至关重要的作用，特别是像这样一个既有吊车又有局部夹层比基本的轻钢
一、设计资料 某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度24m ，长度48m ，柱距6m ，檐口标高11m ，屋面坡度1/10。屋面及墙面板均为彩色钢板，内填充保温层，考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁 均采用冷弯薄壁卷边C 型钢，钢材采用Q345钢，2 /310mm N f =，2/180mm N f v =，基础混凝土标号C30，2 /3.14mm N f c =，焊条采用E50型。刚架平面布置图，屋面檩条布置图，柱间支撑布置草图， 钢架计算模型及风荷载体形系数如下图所示。 刚架平面布置图 屋面檩条布置图
柱间支撑布置草图 计算模型及风荷载体形系数 二、荷载计算 2.1 计算模型的选取 取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。 2.2 荷载取值计算： （1） 屋盖永久荷载标准值 彩色钢板 0.40 2kN m 保温层 0.60 2kN m 檩条 0.08 2kN m 钢架梁自重 0.15 2kN m 合计 1.23 2 kN m （2） 屋面活载和雪载 0.30 2 /KN m 。
（3） 轻质墙面及柱自重标准值 0.50 2 /KN m （4） 风荷载标准值 基本风压：m kN /525.050.005.10=?=ω。根据地面粗糙度类别为B 类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用，z μ=1.0。风荷载体型系数s μ：迎风柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65。 2.3 各部分作用的荷载标准值计算 （1） 屋面荷载： 标 准 值： m kN /42.7cos 1 623.1=??θ 柱身恒载： m kN /00.3650.0=? （2） 屋面活载 屋面活载雪载m kN /81.1cos 1 630.0=? ?θ （3） 风荷载 以左吹风为例计算，右吹风同理计算，根据公式0ωμμωs z k =计算，z μ查表m h 10≤，取1.0，s μ取值如图1.2所示。（地面粗糙度B 类） 迎风面 侧面2 /131.050.005.10.125.0m kN k =???=ω，m kN q /79.06131.01=?= 屋顶2 /525.050.005.10.100.1m kN k -=???-=ω，m kN q /15.36525.02-=?-=
钢构造抗风柱设计 一、简介设立在房屋构造两端山墙内，抵抗水平风荷载钢筋混凝土构造柱简称为抗风柱。将抗风柱在水平方向连接起来、起整体加固作用钢筋混凝土梁简称为抗风横梁。普通用于高耸、内部大空间、横墙少砖混构造房屋，如工业厂房、大型仓库等。图1为单层厂房透视图，咱们从图中可以看一下抗风柱位置状况： 抗风柱虽然在《钢构造设计规范》和《门式刚架规范》中均未有专门条文简介如何设计，但是作为构造受力构件，只要分析清晰它在构造体系中受力状态，按照规范有关条文进行计算分析，并满足规范规定构造规定，咱们就能合理设计出安全经济抗风柱。接下来咱们就抗风柱设计全面简介如下： 二、力学分析 抗风柱有三种布置办法： (1) 即抗风柱柱脚与基本刚接，柱顶与屋架通过弹簧片连接。 (2) 即抗风柱柱脚与基本铰接，柱顶与屋架通过长圆孔连接板或弹簧片连接。按这两种布置办法，屋面荷载所有由刚架承受,抗风柱不承受上部刚架传递竖向荷载，只承受墙体和自身重量和风荷载,成为名副其实“抗风柱”。 (3)按门式刚架轻钢构造布置，抗风柱与屋架梁刚接，与钢梁、钢柱一起构成门式刚架构造。即抗风柱柱脚与基本铰接(或刚接)，柱顶与屋架刚接。按
这种布置办法，屋面荷载由刚架及抗风柱共同承担。抗风柱同步承担竖向荷载和风荷载。 第一种布置方式即悬臂梁式。 重要特点是：抗风柱柱脚刚接，相称于咱们普通悬臂梁受力形式，抗风柱自身独立承受墙面传递风荷载。在过去重屋面单层工业厂房中，由于抗风柱和厂房构造柱所承受竖向荷载差距较大，为避免不均匀沉降对构造受力形式变化和不利影响，普通需要释放竖向约束。在轻钢厂房开始初期，咱们经常看到某些图纸中，在抗风柱顶部加设弹簧板，与主钢架连接，就是这种设计理念。 这种抗风柱重要特点是： 1）柱脚刚接； 2）截面依照实际状况，有时较大，有时就会很节约； 3）顶部弹簧板连接。 咱们当前把悬臂梁式抗风柱力学模型展示如图2所示：第二种为简支梁式，这种抗风柱特点是：柱脚铰接、顶部与主钢架铰接，这种抗风柱受力形式简朴，采用较小截面就能满足。风荷载通过抗风柱传递到主钢架，依托主钢架支撑体系承受水平风荷载。在轻型钢构造厂房设计中，受力形式简朴，力传递途径明确。 重要特点是： 1）主钢架承受竖向荷载和横向水平荷载；
轻钢结构设计
第一章绪论 1．1 钢结构的应用范围 随着我国经济、技术的迅速发展和进步，钢结构已逐步成为各类工程结构中被广泛应用的建筑结构，如工业建筑、文化体育建筑、城市现代化建筑及城乡住宅建设等。从钢材的力学特性和环境保护方面来看，钢材是目前最理想的建筑材料；从经济性方面考虑，虽然我国的钢产量在逐年提高，钢材市场的供应有所改善，但由于国民经济各部门都需要用钢材，因此，钢材在我国仍是一种比较贵重的建筑材料，必须合理应用。 在房屋建筑中，以下情况宜采用钢结构。 1．工业厂房钢结构 包括各类工业厂房，特别是重型厂房。重型厂房是指设有起重量很大(100t以上)或运行非常频繁(重级工作制)的吊车的厂房，以及直接承受很大振动荷载或受振动荷载影响很大的厂房。例如，冶炼厂的平炉车间、热轧车间、混铁炉车间；重型机械厂的铸钢车间、锻压车间、水压机车间；造船厂的船体车间；飞机制造厂的装配车间等。 2．大跨度房屋钢结构 随着结构跨度增大，结构自重对结构设计的影响迅速增加。由于钢结构具有强度高、自重轻的优点，用于大跨度结构时具有明显的经济效果。属于大跨度结构的有体育馆、展览馆、影剧院、大型交易市场、飞机库、火车站等。其结构体系主要有网架结构、悬索结构、拱式结构、预应力钢结构等。 3．高层及多层建筑 钢结构由于结构自重轻、构件体积小、装配化程度高，对高层建筑特别有利。因此，在高层建筑，特别是超高层建筑中，宜采用钢结构或钢结构框架与钢筋混凝土筒体相结合的组合结构。
近年来，在12—16层的小高层和6～8层的多层建筑中也采用钢结构，钢结构还可用于多层工业厂房，如炼油工业中采用的多层多跨钢框架等。 4．轻型钢结构 轻型钢结构是由弯曲薄壁型钢、薄壁钢管或小角钢、圆钢等组成的结构。屋面和墙体常用压型钢板等轻质材料。由于轻型钢结构具有建造速度快，用钢量省、综合经济效益好等优点，适用于吊车吨位不大于20t的中、小跨度厂房、仓库及中、小型体育馆等太空间民用建筑。此外，由于轻型钢结构装拆方便，宜用于需要拆迁的临时结构。 5. 塔椽结构 塔桅结构包括电视塔、微波塔、无线电桅杆、高压输电塔、石油钻井塔、化工排气塔、导航塔及火箭发射塔(见图1．1)等，一般均宜采用钢结构。 6．板壳结构 板壳结构包括大型储气柜、储液库等要求密闭的容器及大直径高压输油管、输气管等。另外，还有高炉的炉壳、轮船的船体等均应采用钢结构。 7．桥梁结构 钢结构一般用于跨度大于40m的各种形式的大、中跨度桥梁。 8．移动式结构 移动式结构包括桥式起重机、塔式起重机、龙门式起重机、缆式起重机、装卸桥等起重运输机械及水工闸门、升船机等金属结构。 第二章单层厂房结构与普通钢屋盖 2．1 单层厂房钢结构的组成
钢结构抗风柱的设计 一、介绍设置在房屋结构两端山墙内，抵抗水平风荷载的钢筋混凝土构造 柱简称为抗风柱。将抗风柱在水平方向连接起来、起整体加固作用的钢筋混凝 土梁简称为抗风横梁。一般用于高耸、内部大空间、横墙少的砖混结构房屋， 如工业厂房、大型仓库等。图1为单层厂房透视图，我们从图中可以看一下抗 风柱的位置情况： 抗风柱虽然在《钢结构设计规范》和《门式刚架规范》中均未有专 门条文介绍如何设计，但是作为结构受力构件，只要分析清楚它在结构体系中 的受力状态，按照规范相关条文进行计算分析，并满足规范规定的构造要求， 我们就能合理的设计出安全经济的抗风柱。接下来我们就抗风柱的设计全面介 绍如下： 二、力学分析 抗风柱有三种布置方法： (1) 即抗风柱柱脚与基础刚接，柱顶与屋架通过弹簧片连接。 (2) 即抗风柱柱脚与基础铰接，柱顶与屋架通过长圆孔连接板或弹簧片连接。按这两种布置方法，屋面荷载全部由刚架承受,抗风柱不承受上部刚架传递的竖向荷载，只承受墙体和自身的重量和风荷载,成为名副其实的“抗风柱”。 (3)按门式刚架轻钢结构布置，抗风柱与屋架梁刚接，与钢梁、钢柱一起组成门式刚架结构。即抗风柱柱脚与基础铰接(或刚接)，柱顶与屋架刚接。按这种布置方法，屋面荷载由刚架及抗风柱共同承担。抗风柱同时承担竖向荷 载和风荷载。 第一种布置方式即悬臂梁式。 主要特点是：抗风柱柱脚刚接，相当于我们一般的悬臂梁受力形式，抗风柱本身独立承受墙面传递的风荷载。在过去重屋面的单层工业厂房中，因
为抗风柱和厂房结构柱所承受的竖向荷载差距较大，为避免不均匀沉降对结构 受力形式的改变和不利影响，一般需要释放竖向约束。在轻钢厂房开始的初期，我们经常看到一些图纸中，在抗风柱的顶部加设弹簧板，与主钢架连接，就是 这种设计理念。 这种抗风柱的主要特点是： 1）柱脚刚接； 2）截面根据实际情况，有时较大，有时就会很节省； 3）顶部弹簧板连接。 我们现在把悬臂梁式抗风柱力学模型展示如图2所示：第二种为简 支梁式，这种抗风柱的特点是：柱脚铰接、顶部与主钢架铰接，这种抗风柱的 受力形式简单，采用较小的截面就能满足。风荷载通过抗风柱传递到主钢架， 依靠主钢架的支撑体系承受水平风荷载。在轻型钢结构厂房设计中，受力形式 简单，力的传递途径明确。 主要的特点是： 1）主钢架承受竖向荷载和横向水平荷载； 2）抗风柱承受和传递水平纵向风荷载； 3）支撑体系承受纵向水平荷载。 这种抗风柱的优点是： 1）受力形式简单，截面较小； 2）铰接节点加工和安装比较方便，成本低； 3）充分发挥了整体结构的承载能力，总体成本低。 我们现在把简支梁式抗风柱力学模型展示如图3所示： 三、设计计算对于抗风柱首先要满足《钢结构设计规范》中对于钢柱的基 本规定： 1、容许长细比
毕业论文开题报告 土木工程 21米跨度门式刚架轻型房屋钢结构设计 一、选题的背景、意义 1、历史背景 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门式刚架轻钢结构具有许多其他结构不具有的优点，同时经济效益好，使其得到了广泛的应用。在初期，这种结构被用于库房等简易房屋。20世纪60年代在国外由于各种彩色钢板和H型钢和冷弯型钢的出现推动了门式刚架轻钢结构的快速发展。 轻型门式刚架结构在我国的应用大约始于20世纪80年代初期。近十多年来，随着我国钢材产量的增加和焊接H型钢的出现，压型钢板、冷弯薄壁型钢、H型钢的大批量生产，特别是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS1 02:98 )的颁布实施，轻型门式刚架结构得到迅速的发展。目前国内每年有上千万平方米的轻钢建筑工程，主要用于轻型的厂房、仓库、体育馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。 2、现状 1、外国厂家的进入,新技术新产品的引进 1). 1979年上海水产路仑库引进日本S60压型钢板成型机并用于厂房仑库的屋面，1980年上海宝钢一期工程引进日本W550、V115N压型钢板成型机，并在一期工程屋面墙面围护结构应用近60万平方米，是80年代初首次用量最大的工程。 2).1983年开始深训经济开发区蛇口工业区大量引进英国、美国、澳洲和日本等国门式刚架轻型钢结构厂房仑库。引进澳大利亚预应力门式格构型轻型钢结构仑库。随后沿海经济开发区也陆续引进国外轻钢厂房仑库，这种建筑还可以用于物流仑储、超市、批发市埸农贸市场等商业建筑；用于体育埸馆及展示场；用于办公楼等多层建筑。 3).1994年美国公司投资创建上海美建钢结构有限公司，1996年嘉定工厂建成投产。已在国内承建大中型项目500多个，建筑面积达580多万平方米。 1994年美国美联钢结构有限公司(U.S.A.公司)和美国宏宇建筑有限公司在中国建成工程数十项，产品设计、制造技术和管理软件全部从美国U.S.A.公司引进，为客户提供钢结构建筑系统，提供从房屋设计、制作到安装的完善服务。 上海宝成钢构是1993年宝钢集团投资控股，台湾理成工业公司参股的钢结构建筑
浅谈轻钢结构工程施工要点 摘要：如何做好轻钢结构工程，笔者以经历过的几个轻钢结构工程为例，对轻钢结构工程在准备阶段（包含图纸审核、市场 了解、对比规范、找出重点等）、工厂制作（设置制作质量 控制点、现场制作控制工序等）、现场安装施工（设置安装 质量控制点、现场安装控制工序、重点难点分析及处理措施 等）等方面的施工经验进行小结，浅谈轻钢结构工程施工的 施工要点。 关键词：项目实施；轻钢结构；施工 1 引言 门式刚架轻型房屋钢结构工程(轻钢结构工程)因其施工快、经济、方便，目前被广泛用于单层厂房、仓库和首层改造工程（设置夹层）中。如何做好轻钢结构工程，笔者以经历过的几个轻钢结构工程为例，对轻钢结构工程在准备阶段（包含图纸审核、市场了解、对比规范、找出重点等）、工厂制作（设置质量控制点、现场制作控制工序等）、现场施工（设置质量控制点、现场安装控制工序、重点难点分析及处理措施等）等方面的施工经验进行小结，浅谈轻钢结构工程施工的施工要点。 2 轻钢结构准备阶段的工作要点 2.1 认真审图市场调研 2.1.1 钢柱与钢梁节点：第一，弄清节点是高强螺栓刚接接头还是高强螺栓铰接接头；第二，弄清钢柱与钢梁连接高强螺栓的数量、
排列方式。 2.1.2 预埋安装：以钢柱基预埋地脚螺栓安装大样图为例说明，一 般设计人员会在地脚螺栓的大样图上标明丝扣长度，但是，一般设计标明的长度仅是压在钢柱底板上2个螺栓加外露3~5丝扣长度，而实际施工当中，为了精确控制钢柱底板标高，在钢柱底板下加了1个螺栓来控制标高，所以预埋螺栓的实际丝扣长度应是设计丝扣长度+50㎜。（这个问题如存在，应在图纸会审上提出，经设计确认） 2.1.3 构造措施：钢柱、钢梁加肋钢板的间距，一般设计对加肋钢板的间距没有标明，相关规范也找不到依据，所以都是施工单位凭经验去做，尤其在钢梁上两块钢板连接处（薄弱部位），焊缝两侧应有加肋钢板，所以如果设计没有写明加肋钢板的构造措施（如加肋钢板间距）应在图纸会审上提出，经设计、甲方、监理、施工等四方确认后实施。 2.1.4 材料选型：对设计选用材料（主材）应进行市场调查，笔者监 理过一工程，楼层板（压型金属板）设计选用yx—75—230—690（1）—0.8厚型，这种板市场上没有卖，只有类似楼层板kc—3w—76—780—0.8厚型出售，如能事先对材料选型问题进行预控，就能避免因材料变更而引起的工期延期，保证工程如期、顺利完工。 2.2 对比规范找出重点 2.2.1 相关规范、规程（施工阶段）主要有：
轻型门式刚架 ——计算原理 和设计实例 <9> 来源：https://www.doczj.com/doc/789059218.html, 发布时间：06-06 编辑：段文雁
二、设计实例一 1 设计资料 门式刚架车间柱网布置：长度60m；柱距6m；跨度18m。 刚架檐高：6m；屋面坡度1：10；屋面材料：夹心板；墙面材料：夹心板；天沟：钢板天沟；基础混凝土标号为C25，fc=12.5 N/mm2；材质选用：Q235-B f=215 N/mm2 f=125 N/mm2。 2 荷载取值 静载：为0.2 kN/m2；活载：0.5 kN/m2 ；雪载：0.2 kN/m2；风载：基本风压W0=0.55 kN/m2，地面粗糙度B类，风载体型系数如下图： 图3-41 风载体型系数示意图 3 荷载组合 (1). 1.2 恒载+ 1.4 活载 (2). 1.0 恒载+ 1.4 风载 (3). 1.2 恒载+ 1.4 活载+ 1.4×0.6 风载 (4). 1.2 恒载+1.4×0.7 活载+ 1.4 风载 4 内力计算 （1）计算模型 图3-42 计算模型示意图 （2）工况荷载取用 恒载活载 左风右风 图3-43 刚架上的恒载、活载、风载示意图 各单元信息如下表：
表3-5 单元信息表 单元号截面名称长度(mm) 面积(mm2) 绕2轴惯性矩(x104mm4) 绕3轴惯性矩(x104mm4) 1 Z250~450x160x8x10 5700 54407040 973974 599822728 2 L450x180x8x10 9045 7040 974 22728 3 L450x180x8x10 9045 7040 97 4 22728 表中：面积和惯性矩的上下行分别指小头和大头的值 图3-44 梁柱截面示意简图 （3）计算结果 刚架梁柱的M、N、Q见下图所示： 图3-45 恒载作用时的刚架M、N、Q图 图3-46 活载作用时的刚架M、N、Q图 图3-47 （左风）风载作用时的刚架M、N、Q图 选取荷载效应组合：（1.20 恒载+ 1.40 活载）情况下的构件内力值进行验算。组合内力数值如下表所示： 表3-6 组合内力表 单元号小节点轴力N(kN) 小节点剪力Q2(kN) 小节点弯距M(kN.m) 大节点轴力N(kN) 大节点剪力Q2(kN) 大节点弯距M(kN.m) 1 -67.97 23.16 0.00 -56.89 -23.16 132.03 2 -28.71 -54.30 -132.0 3 -23.05 -2.30 -103.14 3 -23.05 -2.30 103.1 4 -28.71 -54.30 132.03 4 -56.89 -23.16 -132.03 -67.97 23.16 0.00 5构件截面验算
轻钢结构设计总结（有用的着的下载) 轻钢结构总结 第一章、轻钢结构的特点及分类 一、门式刚架特点（在设计时需注意的事项） 1、主要承重结构为单跨或多跨实腹式门式刚架； 2、屋盖采用压型钢板屋面和冷弯薄壁型钢檩条，有时采用轧制槽钢或工字钢 檩条（现在很少采用）。 3、外墙面采用压型钢板屋面和冷弯薄壁型钢墙梁，在外墙板接近地面处，为 防止其锈蚀，可从地面砌筑1米高度左右的墙体（此做法不一定经济，尤其在软土地区）。 4、屋面和墙体可采用轻质保温隔热层。 5、建筑物内一般无桥式吊车或有不超过20t的A1~A5工作级别的桥式吊车或 是3t悬挂式吊车。 6、屋面水平支撑系统的交叉拉杆和柱间支撑可采用圆钢，但应带拉紧装置。 二、门式刚架的分类（简略） 1、按跨度数量分类： 单跨、双跨、多跨 第二章、轻型钢结构房屋材料选择 第一节、建筑常用钢种简述 土木工程常用金属材料主要是建筑钢材和铝合金。建筑钢材分为钢结构用钢和钢筋混凝土用钢。前者主要是型钢和钢板；后者主要是钢筋、钢丝、钢绞线等。建筑钢材的原料刚多为碳素刚和低合金钢。 1、碳素结构钢的牌号、表示方法 参考规范《碳素结构钢》GB/T 700，牌号由代表屈服点的字母、屈服点的数值、质量等级符号、脱氧方法四部分组成。 屈服点（共五种）：195MPa、215MPa、235MPa、255MPa、275MPa。 质量等级：A、B、C、D。（以硫、磷等杂质含量由高到底排列） 脱氧方法：F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、Z（镇静钢）、TZ（特殊镇静钢）。其中b（半镇静钢）在新规范中已经取消。 例如：Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢。 随着牌号的增大，其含碳量增加，强度提高，塑性和韧性下降，冷弯性能逐渐变差。同一牌号内的质量等级越高，钢材质量越好，例如 Q235C级优于Q235A级。 2、优质碳素结构钢 （轻钢结构主要构件不采用此钢种，故略述） 优质碳素结构钢大部分为镇静钢，对有害杂质含量控制严格，质量稳定综合性能好，但成本较高。优质碳素钢分为普通含锰量（0.35~0.80%）和较高含锰量（0.70~1.20%）两大组。
抗风柱的设计理念与建议 王崇帅1,周光华2 摘要：抗风柱是排架结构或门式刚架结构中支撑山墙墙板抵抗水平风荷载作用的主要构件。抗风柱的上端与刚架梁相连，下端设置单独的基础。抗风柱的设计方法和构造措施不但影响到抗风柱本身的受力特点，而且影响到与之相连的刚架、屋面支撑和基础的设计与受力。关键词：抗风柱，山墙，铰接，刚接。 前言：在工业厂房设计中，承担厂房山墙墙板承受的风荷载需要设置抗风柱，抗风柱是厂房支撑山墙抵抗水平风荷载作用的主要受力构件。但是由于规范、规程在抗风柱设计方面没有明确的设计规定，因此对抗风柱的设计理念说法不一。不同的节点做法不仅仅影响到抗风柱本身的受力，也对与之相连的屋面结构和基础影响较大。基于上述原因，本文对抗风柱的设计方法进行探讨，论述了一些抗风柱的设计理念与建议。 一、山墙抗风的主要结构形式山墙抗风形式主要有两种；一种是采用抗风柱与抗风梁或抗风桁架的组合，另一种是抗风柱及其屋面结构的组合。第一种结构形式在较高厂房中比较普遍，这种是把山墙柱的水平风荷载通过抗风桁架传给纵向的框架及排架，其优点是充分利用了框架及排架柱的纵向刚度，从而减小山墙柱的截面尺寸。缺点是当采用抗风梁时，抗风梁截面很大，总体而言不经济。当采用抗风桁架时，抗风桁架占据了厂房空间，致使主厂房吊车的有效起吊范围变窄，而且抗风桁架安装的精度要求很高。随着社会经济的发展，钢结构越来越多地应用于各种工业与民用建筑房屋中，山墙抗风柱大多采用钢柱。钢柱与屋面结构共同承受山墙水平风荷载是现阶段用得最广泛的形式。它考虑了屋架对钢柱的约束作用，充分利用屋架承受一部分水平风荷载的作用。 二、抗风柱有两种布置方法 1、按传统抗风柱布置。即抗风柱柱脚与基础铰接(或刚接)，柱顶与屋架通过弹簧片连接。按这种布置方法，屋面荷载全部由刚架承受,抗风柱不承受上部刚架传递的竖向荷载，只承受墙体和自身的重量和风荷载,成为名副其实的“抗风柱”。 2、按门式刚架轻钢结构布置。即抗风柱柱脚与基础铰接(或刚接)，柱顶与屋架铰接。按这种布置方法，屋面荷载由刚架及抗风柱共同承担。抗风柱同时承担竖向荷载和风荷载。对于第一种布置方式，抗风柱就可以按两端简支的梁考虑，承受计算宽度内的均布风荷载。计算长度可以按支承情况分别取值。对于第二种布置方式，抗风柱就需要按双向受压的压弯构件考虑，在抗风柱平面内承受计算宽度内的均布风荷载，同时还受轴向压力。 第一种布置方式在社会中普通使用。第二种布置方式有些钢结构企业也会使用。因边框架受荷面积较小，屋面荷载较小，故抗风柱所受轴力不大，与只受风荷载的抗风柱相比没有很大区别，用钢量不会增加多少。但同时会带来一个问题，就是边框架与中间框架的变形相差比较大，屋面板最后使用能适应大变形的锁缝板来弥补。 三、抗风柱柱脚与柱顶连接方式 1、抗风柱的柱脚节点分刚接和铰接两种形式。铰接时,基础只承受较小的轴力与剪力，设计和构造件简单。抗风柱传递给基础的轴力只有抗风柱本身的重量和相邻山墙墙板的重量。如果采用刚接,传递给基础的弯矩和轴力要大得多,偏心距非常大,不利于基础的设计。但抗风柱比较高的时候，如果柱脚还采用铰接模式，抗风柱截面将很不经济，这时候可以做成刚接柱脚、或者设置抗风桁架。 2、抗风钢柱与屋架的连接形式分为：铰接和弹簧板连接。但是铰接传递的屋面桁架竖向力
[单层门式刚架轻型钢结构设计浅谈]轻型单层工业厂房钢 结构设计 [提要]门式刚架轻型结构体系是近年来在钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构形式。介绍门式刚架轻型结构体系存在的问题;论述屋面荷载、山墙结构体系、柱脚设计的设计特点。 [关键词]门式刚架荷载山墙柱脚 :TU2:A:1671-7597(xx)1110119-01 一、前言 门式刚架轻型结构体系是用等截面或变截面的H型钢作为梁柱,以冷弯薄壁型钢作为檩条、墙梁,以彩钢板作为屋面板及墙板,现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要承重结构,再配以零件、扣件、门窗等形成的比较完善的建筑体系。这种体系可以在工厂批量生产,现场按要求拼装而成。能有效地利用材料,构件尺寸小,自重轻,抗震性能好,安装方便,施工周期短,能够形成大空间、大跨度,具有外表美观,适应性强,造价低,易维护等特点。
二、门式刚架轻型结构体系存在的问题 尽管门式刚架轻型结构体系具有造价低、重量轻、安装方便、施工周期短等优点,但是由于我国在该方面起步较晚,在设计水平等 方面与西方发达国家相比都有着较大的差距,符合我国规范的相应的构造措施研究不够,如节点的连接、支撑的布置、结构变形的限制与控制等。因此,采用恰当的简便易行的优化设计方法,编制相应的结构设计软件,降低我国的门式刚架生产成本,是当前研究的主要课题。 我国在结构领域广泛应用的热轧H型和T型钢的生产方面落后于国外。冷弯薄壁型钢和压型钢板的防腐涂层材料及工艺方面更为明显。在耐候钢的开发方面,国内产品成本高,且在具备同等耐候能力的焊材和焊接工艺,国外的焊接工字钢生产上已普遍采用单面焊接工艺,国内仍以双面焊为主,这对于腹板较薄的构件将很困难。
第二章轻型门式钢刚架设计的差不多理论 第一节结构布置和材料选用 一、结构组成 轻型门式钢刚架的结构体系包括以下组成部分： （1）主结构：横向刚架（包括中部和端部刚架）、楼面梁、托梁、支撑体系等； （2）次结构：屋面檩条和墙面檩条等； （3）围护结构：屋面板和墙板； （4）辅助结构：楼梯、平台、扶栏等； （5）基础。 图2-1给出了轻型门式钢刚架组成的图示讲明。 图2-1 轻型钢结构的组成
平面门式刚架和支撑体系再加上托梁、楼面梁等组成了轻型钢结构的要紧受力骨架，即主结构体系。屋面檩条和墙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，构成了轻型钢建筑的次结构。屋面板和墙面板起整个结构的围护和封闭作用，由于蒙皮效应事实上也增加了轻型钢建筑的整体刚度。 外部荷载直接作用在围护结构上。其中，竖向和横向荷载通过次结构传递到主结构的横向门式刚架上，依靠门式刚架的自身刚度抵抗外部作用。纵向风荷载通过屋面和墙面支撑传递到基础上。 二、结构布置 轻型门式钢刚架的跨度和柱距要紧依照工艺和建筑要求确定。结构布置要考虑的要紧问题是温度区间的确定和支撑体系的布置。 考虑到温度效应，轻型钢结构建筑的纵向温度区段长度不应大于300m，横向温度区段不应大于150m。当建筑尺寸超过时，应设置温度伸缩缝。温度伸缩缝可通过设置双柱，或设置次结构
及檩条的可调节构造来实现。 支撑布置的目的是使每个温度区段或分期建设的区段建筑能构成稳定的空间结构骨架。布置的要紧原则如下：（1）柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内形成抵抗纵向荷载的支撑桁架。支撑桁架的直杆和单斜杆应采纳刚性系杆，交叉斜杆可采纳柔性构件。刚性系杆是指圆管、H型截面、Z或C型冷弯薄壁截面等，柔性构件是指圆钢、拉索等只受拉截面。柔性拉杆必须施加预紧力以抵消其自重作用引起的下垂； （2）支撑的间距一般为30m-40m，不应大于60m； （3）支撑可布置在温度区间的第一个或第二个开间，当布置在第二个开间时，第一开间的相应位置应设置刚性系杆； （4） 45的支撑斜杆能最有效地传递水平荷载，当柱子较高导致单层支撑构件角度过大时应考虑设置双层柱间支撑； （5）刚架柱顶、屋脊等转折处应设置刚性系杆。结构纵向于支撑桁架节点处应设置通长的刚性系杆； （6）轻钢结构的刚性系杆可由相应位置处的檩条兼作，刚度或承载力不足时设置附加系杆。 除了结构设计中必须正确设置支撑体系以确保其整体稳定性之外，还必须注意结构安装过程中的整体稳定性。安装时应该
轻钢结构设计的几点问题 【摘要】目前轻钢结构在我国已经广泛使用，并且已经积累了一定的结构设计经验，这让我国结构型式具有更大的选择性与创新性。本文从建筑结构的角度出发，针对轻钢结构的基本理论，对轻型门式钢架结构设计过程中遇到的几点问题进行探讨与思考，对于轻钢结构更好地设计及创新，具有一定的借鉴价值。 【关键词】轻钢结构；设计问题；探讨 一、轻钢结构设计概述 轻钢结构是一种新型的钢结构，具有更大的应用灵活性与广泛性。具体而言，轻钢结构是指在传统普钢结构的基础上，通过对普通钢结构的深入研究，对其结构在实际应用中所存在的一些弊端与缺陷，通过相应的技术措施加以改造与创新，从而让这种钢结构的自重更轻，性能更加优越。 在我国钢结构行业发展过程中，轻钢结构在早期就已经有了界定，主要表现为以圆钢、小角钢等制造的钢结构，但从现代工业发展的观念来看，轻钢结构早已不再局限于简单的几类，而是又研发了更多的轻钢结构型式。轻钢结构制造采用的钢材也是从传统的型材中得到的，但它与普钢结构具有很大的差异。轻钢结构采用的主要有热轧H型钢、薄壁型钢及T型钢等。不仅如此，轻钢结构设计本身的理论与普钢也是不同的。下面以《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》和《钢结构设计规范》为例，对轻钢结构与普钢结构的差异性进行简单阐述。
首先轻钢结构与普钢结构设计在荷载取值方面具有一定的差异性，重点表现在对风荷载与屋面荷载的考虑方面；其次在结构设计分析方法上存在差异性，这个差异性主要体现在钢结构计算长度确定与结构局部稳定性方面；最后轻钢结构设计与普钢结构相比，其限制条件存在很大的不同，这方面主要体现在结构变形以及长细比计算方面。我国在《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中对轻钢结构具有明确的规定，超过此规定的钢结构则不再属于轻钢结构，轻钢结构在设计过程中需要按照相应的技术规程进行工作开展，这样才能确保设计的合理性。 二、轻钢结构设计的几点问题 1.活荷载取值 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》规定“对受荷水平投影面积大于6m2的钢架构件，屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于 0.3KN/m2。”对受荷水平投影面积大于60m2的钢架构件，现在常用的设计方法是，屋面活荷载计算，计算钢架时一般取0.3KN/ m2，计算檩条时一般取0.5KN/m2。与美国规范相比，作为安全储备的活荷载取值为 0.3~0.5KN/m2，为美国规范0.6~1.0KN/m2的1/2左右。 随着全球气候异常性的出现，像大雪及大风等恶劣天气，这种情况下会使得轻钢结构存在不安全因素，再加上门式钢架本身截面小、重量轻，假如活荷载取值不合理，则很容易给轻钢结构带来更大的安全隐患。因此轻钢结构活荷载取值的大小，应依据项目的实际情况而定，并且需要综合考虑各种因素。合理的活荷载取值才能进一步确保轻钢结构的稳定性。通常来看，如轻钢结构施工所在地区冬季几乎无雪，建筑功
钢结构抗风柱的设计 、介绍设置在房屋结构两端山墙内，抵抗水平风荷载的钢筋混凝土构造 柱简称为抗风柱。将抗风柱在水平方向连接起来、起整体加固作用的钢筋混凝土梁简称为抗风横梁。一般用于高耸、内部大空间、横墙少的砖混结构房屋, 如工业厂房、大型仓库等。图1为单层厂房透视图，我们从图中可以看一下抗风柱的位置情况: 抗风柱虽然在《钢结构设计规范》和《门式刚架规范》中均未有专门条 文介绍如何设计，但是作为结构受力构件，只要分析清楚它在结构体系中的受力状态，按照规范相关条文进行计算分析，并满足规范规定的构造要求，我们就能合理的设计出安全经济的抗风柱。接下来我们就抗风柱的设计全面介绍如下： 二、力学分析 抗风柱有三种布置方法: (1)即抗风柱柱脚与基础刚接，柱顶与屋架通过弹簧片连接。 (2)即抗风柱柱脚与基础铰接，柱顶与屋架通过长圆孔连接板或弹簧片连 接。按这两种布置方法，屋面荷载全部由刚架承受，抗风柱不承受上部刚架传递的竖向荷载，只承受墙体和自身的重量和风荷载，成为名副其实的“抗风柱”。 ⑶按门式刚架轻钢结构布置，抗风柱与屋架梁刚接，与钢梁、钢柱一起 组成门式刚架结构。即抗风柱柱脚与基础铰接(或刚接)，柱顶与屋架刚接。按这种布置方法，屋面荷载由刚架及抗风柱共同承担。抗风柱同时承担竖向荷载和风荷载。 第一种布置方式即悬臂梁式。 主要特点是：抗风柱柱脚刚接，相当于我们一般的悬臂梁受力形式，抗 风柱本身独立承受墙面传递的风荷载。在过去重屋面的单层工业厂房中，因为抗风柱和厂房结构柱所承受的竖向荷载差距较大，为避免不均匀沉降对结构受力形式的改变和不利影响，一般需要释放竖向约束。在轻钢厂房开始的初期, 我们经常看到一些图纸中，在抗风柱的顶部加设弹簧板，与主钢架连接，就是这种设计理念。 这种抗风柱的主要特点是: 1）柱脚刚接; 2 ）截面根据实际情况，有时较大，有时就会很节省; 3）顶部弹簧板连接。
浅谈轻钢结构 姓名： 日期：
目录 1.前言 2.轻钢结构概念及适用范围 3.材料选择 4.轻钢结构的特点 5.蒙皮效应在轻钢结构中的应用 6.轻钢结构的塑性设计及腹板屈曲后强度 7.轻钢结构在我国的发展及遇到的问题
前言 轻钢结构建筑为工业及民用建筑的一种结构形式，可适用于大跨度工业厂房、仓储库房、体育馆场及装配式民用住宅等。它具有造价低、工期快、质量优、造型新颖和各项使用功能齐全完善等优势，并符合我国现行的的规范和验收标准，每年可节约10亿元以上；适于在我国推广应用同是对传统建筑模式的变革，今后市场更广阔。20世纪90年代以来，我国钢结构建筑的发展十分迅速，特别是轻钢结构的发展 轻钢结构概念及适用范围 所谓轻钢结构通常是指由下列钢材所构成的结构：①冷弯薄壁型钢结构；②热轧轻型钢结构；③焊接或高频焊接轻型钢结构；④轻型钢管结构；⑤板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结构。 原来轻钢结构主要用于荷载较小，跨度不大的建筑。轻钢结构系新型建筑材料，它采用H 型钢及薄壁冷弯C、Z型钢组合而构建房屋骨架，屋面和墙体采用彩色涂层压型钢板或夹芯彩板，并逐步取代传统的钢筋混凝土建筑。它具有轻型美观、成本低、施工周期短、安全可靠等优点。广泛应用于工业厂房、仓库、商业建筑、办公大楼、报刊岗亭及民宅等建筑物。应用范围：轻型钢结构是H型钢为承重主体附以C型、Z型檩条及柱间支撑连接件，通过螺栓或焊接等方式固定，屋面和墙面以彩色压型钢板围护而形成的新型建筑体系，根据我国目前情况来看，这种结构由于其用度广、优势明显，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。对单层工业厂房而言，通常以H型钢，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。墙面围护也可采用单层或夹层压型钢板，夹层板内部可充填各种保温层。 轻型钢结构是H型钢为承重主体附以C型、Z型檩条及柱间支撑连接件，通过螺栓或焊接等方式固定，屋面和墙面以彩色压型钢板围护而形成的新型建筑体系， 下列结构是否适合用轻钢结构是否为轻钢，可以根据结构承受荷载的大小，以及结构类型来定的： 1、楼、屋面结构体系：如果是钢筋混凝土楼、屋面板，荷载较大不能用轻钢结构； 2、吊车荷载：如果有较大吨位的吊车就不符合轻钢结构的要求； 3、结构体系：建筑物为多层，或是比较高的单层结构也不宜按轻钢设计。 轻钢结构的材料选择 材料选择和设计中的注意事项轻钢结构作为普通钢结构的衍生结构，其基本计算理论和后者基本相同。这里着重强调几点： 1、在用材上应优先采用“H”形钢，它受力合理，拼接方便，加工容易。对于承重结构宜用Q235钢或低合金钢中的16Mn、15MnV或15MnV钢，但需注意Q235—A钢的含碳量不作为交