钢结构设计-墙梁设计

墙梁檩条设计指南（Version 1.0 2010-5-5）第一部分计算参数的选取一、檩条部分1、屋面一般采用斜卷边Z形连续檩条。

当柱距≥12米，且屋面荷载较大时，可采用格构式檩条或高频焊接H型钢。

2、注意不是所有的屋面檩条都是5连跨，下列情况就需要考虑檩条的实际跨度：（1）屋顶通气器和屋顶天窗在端跨一般不设置（有时候第二跨也不设置），此时檩条为单跨简支（或两跨连续）；（2）屋面有横向采光通风天窗或顺坡通气器时，檩条可能会被打断，檩条应根据实际情况确定跨数；（3）檩条本身的跨数就少于5跨。

3、屋面材料选择时，若有吊顶，须选取“有吊顶”选项。

檩条仅支承压型钢板屋面时，挠度控制为l/200；有吊顶时，挠度控制为l/240。

4、屋面倾角：建筑图所标的是坡度，需要换算成角度。

有弧形屋面梁时，须考虑檩条倾角的不断变化。

5、拉条道数的设置：当檩条跨度≤4米时，一般不设置拉条；当檩条跨度>4米、≤6米时，一般在檩条跨中设置一道拉条；当檩条跨度>6米、≤9米时，一般设置两道拉条（三分点处）；当檩条跨度为12米时，一般设置三道拉条。

拉条均为双层拉条，同时约束檩条上、下翼缘。

6、檩条间距：檩条的间距一般控制在1.0~1.5米之间，常用的间距有1.2、1.4、1.5米。

檩条间距不得超过1.5米；对于屋面荷载较大的部位（例如高低垮处），局部檩条间距可以小于1米。

7、檩条搭接长度的取值：檩条搭接长度取跨长的10%（两边各5%）。

9米跨度一般取500mm，12米跨度一般取600mm。

8、截面选择：设计时尽量选择标准截面，常用的标准截面高度有：200、220、250mm，常用的标准截面厚度有2.0、2.2、2.5mm，若需选择非标准截面，可通过“檩条库”选项增加截面参数。

（标准截面详见《钢结构设计手册》和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》）注意：（1）非标准截面的截面厚度不得大于3.0mm；（2）非标准截面的截面高度不宜大于280mm，若高度大于280mm，须采用加强措施，避免檩条侧向失稳。

4 钢结构墙梁设计4.1 墙梁的选用4.1.1 钢结构单层工业建筑侧墙墙梁的布置应考虑设置门窗，挑檐遮雨篷等构件和围护材料的要求。

4.1.2 当侧墙采用压型金属板作围护面时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距根据板型和规格确定，但不应大于计算要求的值。

4.1.3 墙梁型式一般采用卷边“C” 或“Z”形，或为轻型薄壁H 型钢，其厚度不应小于1.5mm，宜采用热浸镀锌，镀锌量为250～275g/m2（三点测试值）。

4.1.4 墙梁可设计成简支或连续构件，两端支承在焊接于刚架柱的支托上。

支托同第18.4.6条檩条支托，当墙面有条形窗或房屋较高且墙梁跨度较大时，墙架柱的数量应由计算确定，4.2 墙梁荷载4.2.1 竖向荷载包括墙体材料重量，玻璃窗重量（0.4～0.5KN/m2）,雨棚上的活荷载（屋面均布活荷载0.5KN/m2或雪荷载，有时还有积灰荷载），以及横梁自重。

4.2.2 水平风荷载其基本风压、风载体型系数和风压高度变化系数，均按《建筑结构荷载规范GB50009—2012》采用；对墙梁尚应考虑局部风压体型系数和阵风系数。

4.2.3 荷载组合（1）迎风面：1.2×竖向荷载+1.4×水平风压力荷载；（2）背风面：1.2×竖向荷载+1.4×水平风吸力荷载。

4.3 墙梁内力计算墙梁承担双向荷载，为一双向受弯构件。

当荷载未通过截面弯曲中心时，尚应考虑因荷载偏心产生的双弯扭力矩B（单侧挂墙板），如图4.3.1所示。

(a) 双侧挂墙板（b）双侧挂墙板（荷载偏心）4.3.1 墙梁受荷载情况4.3.1 竖向荷载作用下在竖向荷载q x作用下，墙梁产生弯矩M y，拉条作为一个支承点，按连续梁计算，构件计算简图及所产生弯矩图如图4.3.2所示。

4.3.2 墙梁受竖向荷载4.3.2 水平荷载作用下在水平风荷载q y作用下（迎风或背风），墙梁产生弯矩M x，构件计算简图及所产生弯矩图如图4.3.2所示。

-----------------------------------------------------------------------------| 冷弯薄壁型钢墙梁设计输出文件| | 输入数据文件: 11 | | 输出结果文件: 11 | | 设计时间: 11/16/2012 | -----------------------------------------------------------------------------===== 设计依据======建筑结构荷载规范(GB 50009--2001)冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB 50018-2002)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002)===== 设计数据======墙梁跨度(m): 6.800墙梁间距(m): 1.500设计规范: 门式刚架规程CECS102:2002风吸力下翼缘受压稳定验算：按附录E验算墙梁形式: 卷边槽形冷弯型钢C160X60X20X2.5墙梁布置方式: 口朝上钢材钢号：Q235钢拉条设置: 设置两道拉条拉条作用: 能约束墙梁外翼缘净截面系数: 1.000墙梁支承压型钢板墙,水平挠度限值为1/100墙板能阻止墙梁侧向失稳构造能保证风吸力作用墙梁内翼缘受压的稳定性墙梁支撑墙板重量单侧挂墙板墙梁上方一侧板重(kN/m) : 0.300每米宽度墙板的惯性矩(m4): 0.200000E-06建筑类型: 封闭式建筑分区: 中间区基本风压: 0.400风荷载高度变化系数: 1.000迎风风荷载体型系数: 1.000背风风荷载体型系数: -1.100迎风风荷载标准值(kN/m2): 0.400背风风荷载标准值(kN/m2): -0.440===== 截面及材料特性======墙梁形式: 卷边槽形冷弯型钢C160X60X20X2.5b = 60.000 h = 160.000c = 20.000 t = 2.500A = 0.7480E-03 Ix = 0.2881E-05 Iy = 0.3596E-06It = 0.1559E-08 Iw = 0.1888E-08Wx1 = 0.3602E-04 Wx2 = 0.3602E-04 Wy1 = 0.1947E-04 Wy2 = 0.8660E-05钢材钢号：Q235钢屈服强度fy= 235.000强度设计值f= 205.000考虑冷弯效应强度f'= 220.348===== 设计内力======-------------------------| 1.2恒载+1.4风压力组合|-------------------------绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m): Mx = 4.855绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m): My = 0.221水平剪力设计值(kN) : Vx = 2.856竖向剪力设计值(kN) : Vy = 0.585-------------------------| 1.35恒载|-------------------------绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m): Mx1 = 0.000绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m): My1 = 0.249水平剪力设计值(kN) : Vx1 = 0.000竖向剪力设计值(kN) : Vy1 = 0.659-------------------------| 1.2恒载+1.4风吸力组合|-------------------------绕主惯性轴强轴弯矩设计值(kN.m): Mx2 = -5.341绕主惯性轴弱轴弯矩设计值(kN.m): My2 = 0.221水平剪力设计值(kN) : Vxw = 3.142竖向剪力设计值(kN) : Vyw = 0.585-----------------------------------------------------------------------------===== 风压力作用验算======抗弯控制组合：1.2恒载+1.4风压力组合有效截面特性计算结果:全截面有效。

§5-6冷弯型钢檩条和墙梁的设计特点冷弯薄壁型钢（cold-formed steel）系由带钢或钢板经辊轧、模压冷弯或冷拔成型，由于薄壁和截面开展，其回转半径较普通型钢截面要大，因此比较经济。

本节仅介绍应用较多的冷弯型钢檩条和墙梁的设计特点，有关冷弯薄壁型钢结构的特点，详见§6-8。

5.6.1 冷弯型钢檩条的设计特点冷弯型钢檩条（cold-formed steel purlins）较热轧型钢檩条能够较好的节约材料，目前在钢结构中应用较多。

常用的冷弯型钢檩条有Z型和C型两种截面形式，如图5.6.1所示。

檩条一般垂直于屋面坡度放置，在屋面荷载作用下绕截面的两个主轴弯曲，如果荷载作用线不经过剪力中心，还将产生扭矩。

但一般屋面的拉结体系能起到阻止檩条扭转的作用，故可不考虑扭矩的影响按双向压弯构件设计。

图5.6.1 冷弯型钢Z型和C型檩条图5.6.2 拉结体系布置为减小檩条在使用期间和施工过程中的侧向变形和扭转，当檩条跨度超过4米时应在檩条之间设置拉条及撑杆，拉条必须张紧，以保证传递拉力。

跨度在4~6米时可在跨中设置一道拉条，超过6米时在三分点处设置两道拉条。

跨度6米时可视荷载大小设一道或两道拉条。

拉条必须连到可以作为不动点的屋架节点或檩条上，所以在屋脊处要把两坡向上的脊檩用缀板相连以增强其刚度。

图5.6.2为檩条拉结体系的典型布置方案，该体系可起到檩条的侧向支承作用。

为了便于安装和阻止檩条在支承处的扭转，檩条和屋架的连接宜采用檩托，如图5.6.1所示檩托通常用角钢制作，其垂直肢的高度不宜小于檩条截面高度的3/4。

檩条端部与檩托的连接螺栓不宜少于2个，尽可能沿高度方向布置。

对于冷弯型钢檩条，应按有效截面验算其强度和整体稳定。

如果屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转，可仅按下式计算其强度，无需验算其稳定性。

否则应按公式5.6.2验算其稳定性：5.6.2冷弯型钢墙梁的设计特点Z型和C型冷弯型钢也常用作墙梁（wall girts），与热轧槽钢、角钢或工字钢墙梁相比，可省钢30%左右。

墙面C型墙梁计算技术手册墙面C型墙梁计算主要遵循《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018-2002 及《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002 中相关规定。

C型墙梁开口默认为向下。

墙梁主要承受水平风荷载，宜将其刚度较大主平面置于水平方向。

墙梁可设计成简支或连续构件，两端支承在刚架柱上。

当墙梁有一定竖向承载力，墙板落地，且墙梁与墙板间有可靠连接时，可不设中间柱，并可不考虑自重引起的弯矩和剪力。

若有条形窗或房屋较高且墙梁跨度较大时，墙架柱的数量应由计算确定；当墙梁需承受墙板重及自重时，应考虑双向弯曲。

两侧挂板墙梁和一侧挂板、另一侧设有可阻止其扭转变形的拉杆的墙梁，可不计弯扭双力矩的影响（即可取B=0），其他情况下需按实际情况计算双力矩的影响。

当墙梁跨度大于4m时，宜在跨中设置一道拉条；当墙梁跨度大于6米时，可在跨间三分点处各设置一道拉条。

拉条承担的墙体自重通过斜拉条传至承重柱或墙架柱，一般每隔5道拉条设置一对斜拉条，以分段传递墙体自重。

当墙板的竖向荷载有可靠途径直接传至地面或托梁时，可不设置拉条。

圆钢拉条直径不宜小于10mm，所需截面面积应通过计算确定。

当外侧设有压型钢板的实腹式刚架柱的内侧翼缘受压时，可沿内侧翼缘设置成对的隅撑，作为柱的侧向支承。

隅撑的另一端连接在墙梁上。

外侧设有压型钢板的墙梁在风吸力作用下的稳定性，可按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录E的规定计算。

墙梁设计时，不应考虑隅撑作为墙梁的支承点。

当墙梁仅支承压型钢板、瓦楞铁墙面时，其水平挠度限值为L/15 0（轻钢结构仅压型钢板墙面时可放大至L/100）；当墙梁位于窗洞顶部时，其水平及竖向挠度限值为L/200；当支承砌体墙时，水平挠度限值为L/180，且不大于50mm。

当仅为压型钢板时，竖向挠度不得大于10mm。

C型墙梁截面特性计算：根据《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002附录B.2. 6向内卷边槽钢：注：C型墙梁为横向放置，且开口向下，注意坐标轴的变换。

墙梁设计（1）设计资料刚架跨度18m ，高度9.6m ，屋面坡度1/9， 6.34o α=，房屋维护墙采用双层彩色压型钢板内填聚苯乙烯泡沫夹芯板，柱距6m, 墙梁间距s=1.2m ，中点位置设置一道拉条。

墙梁采用薄壁C 形钢，钢材采用Q235B ，2f=205N/mm ,抗剪强度设计值2v 120/f N mm =。

焊条采用E43型。

墙板采用单侧挂板。

结构布置见图所示。

（2）荷载情况竖向荷载（自重） 20.19KN/m水平荷载（风载）2k 0 1.780.8 1.00.45 1.050.64KN/m z z s ωβμμω==⨯⨯⨯⨯=（3）内力计算0.19 1.2 1.20.276KN/m x q =⨯⨯=0.64 1.4 1.2 1.08KN/m y q =⨯⨯=对于x 轴22x M /8 1.086/8 4.86KN.m y q l ==⨯=对于y 轴，檩条跨中设有一道拉条，考虑为侧向支承点，则跨中负弯矩为：22y M /320.2766/320.311KN.m x q l ==⨯=（4）截面选择及其截面几何特性选用薄壁卷边C 形钢截面尺寸为C1807020 2.5⨯⨯⨯，截面几何特性如下： 2848A mm =，434.66910x W mm =⨯，43max 2.58210y W mm =⨯，43min 1.11210y W mm =⨯，70.4x i mm =，644.20210x I mm =⨯，25.3y i mm =，545.44210y I mm =⨯，341.76710t I mm =⨯，963.49210w I mm =⨯，051.0e mm =，021.1x mm =（5）有效截面计算180 2.57 3.070h b ==<，7028312.5b t ==<=，且2082.5a t ==，故檩条全截面有效。

（6）正应力验算墙梁在竖向荷载和水平荷载作用下的正应力验算，本设计设置的拉条能确保阻止墙梁扭转，因此不计算B 。

8.1.1厂房结构的组成1横向框架由柱和它所支撑的屋架组成，是厂房的主要承重体系，承受结构的自重、风、雪荷载和吊车梁的竖向和横向荷载，并把这些荷载传递到基础。

2 屋盖结构承担屋盖荷载的结构体系，包括横向框架的横梁、托架、中间屋架、天窗架、檩条等。

3 支撑体系包括屋盖部分的支撑和柱间支撑等，它一方面与柱、吊车梁等组成厂房的纵向框架，承担纵向水平荷载；另一方面又把主要承重体系由个别的平面结构连成空间的整体结构，从而保证了厂房结构所必需的刚度和稳定。

4 吊车梁和制动梁（或制动桁架）主要承受吊车梁竖向及水平荷载，并将这些荷载传导横向框架和纵向框架上。

5 墙架承受墙体的自重和风荷载。

8.1.2厂房结构的设计步骤1、建筑方面首先要对厂房的建筑和结构进行合理的规划，使其满足工艺和施工要求，并考虑将来可能发生的生产流程变化和发展，然后根据工艺设计确定车间平面及高度方向的主要尺寸，同时布置柱网和温度伸缩缝，选择主要承重框架的形式，并确定框架的主要尺寸；布置屋盖结构、支撑体系及墙架体系。

2、结构设计方面结构方案确定以后，即可按设计资料进行静力计算、构件及连接设计，最后绘制施工图，设计时应尽量采用构件及连接的标准图集。

8.1.3柱网和温度伸缩缝的布置进行柱网布置时,应注意以下几方面的问题：满足生产工艺的要求满足结构的要求符合经济合理的要求符合柱距规定要求温度伸缩缝温度变化将引起结构变形，使厂房结构产生温度应力。

故当厂房平面尺寸较大时，为避免产生过大的温度变形和温度应力，应在厂房的横向或纵向设置温度伸缩缝。

温度伸缩缝的布置决定与厂房的纵向和横向长度。

8.2厂房结构的框架形式厂房的主要承重结构通常采用框架体系，因为框架体系的横向刚度较大，且能形成矩形的内部空间，便于桥式吊车运行，能满足使用上的要求。

框架的跨度L0 框架的跨度，一般取为上部柱中心线间的横向距离，可由下式定出：L0=LK+2S 式中LK——桥式吊车的跨度S ——由吊车梁轴线至上段柱轴线的距离，应满足下式要求：S=B+D+ b1 /2 B——吊车桥架悬伸长度，可由行车样本查得；D ——吊车外缘和柱内边缘之间的必要孔隙：b1——上段柱宽度。

浅谈钢结构建筑中墙梁、檩条的防火措施钢结构作为继木结构、钢筋混凝土结构之后的又一重要的结构形式被广泛用于大跨度空间设计和工业厂房设计中。

但是，钢铁材料的防火性能较差，实验证明，钢加热后的强度将会很快下降。

在满载的情况下，正常的施工钢加热300℃后，刚体的力量开始急剧下降，其各种力学性能如屈服强度和弹性模量、抗压能力和负载能力将显著降低。

因此，在建设项目中，必须注意钢结构的防火工作，这样才能保证钢结构建筑的安全性和耐久性，减少事故的发生。

其中，对主体钢结构（如钢柱、钢梁、屋顶承重构件等）的耐火等级的规定在规范中已经很明确，但是对压型金属板复合墙体、夹芯板复合墙体中的墙梁的耐火等级，或压型金属板复合屋面中的檩条并无明确要求，故而无法得知此类构件所需要达到的耐火极限以及具体的防火保护措施。

本文主要探讨的就是此类构件在某些特定情况下的防火措施。

2 规范中对此类构件的耐火极限的定义在GB50016-2014中，表3.2.1中对建筑物构件在不同耐火等级下都做出详细的耐火极限要求，其中均未提及檩条、墙梁归属于哪类构件，故无法明确定义其耐火极限。

在CECS 200:2006中2.1.9条，对屋盖承重构件做出了明确的定义：“用于承受屋面荷载的主要结构构件。

例如，组成屋盖网架、网壳、桁架的构件和屋面梁、支撑等。

屋面檩条一般不当做屋盖承重构件，但当檩条同时起屋盖结构系统的支撑作用时，则应当做屋盖承重构件。

”由此可见，一般情况下，屋面檩条并不属于承重构件。

由于墙梁在墙体系统中和檩条在屋面系统中起到的作用类似，应均不属于承重构件，故我们称之为次要结构件。

而在美国消防协会出版的NFPA 5000《建筑结构和安全》中，37.4.3条“MCM shall not reduce the required fire resistance rating of the exterior wall to which the MCM are attached.”MCM是指复合金属材料，虽然更多的情况是指附加在外墙上的复合金属装饰板，但是这条规范也指出了一点，即是附加在外墙中的金属构件不能减少或降低该墙体本应达到的耐火极限，屋面也理应同理。

STS简支檩条、墙梁、吊车梁参数带★的结论必须执行；带☆的结论宜执行一简支檩条1.净截面系数填：0.952.“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”是否“√”选结论：“√”选且在设计图纸说明里注明以下内容：★屋面檩条计算时认为檩条与压型钢板是通过穿透式的自攻螺钉、螺栓、拉铆钉或射钉连接的而非暗扣式连接，即认为屋面板与檩条可靠连接，屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳。

具体连接方式可参见国标图集《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》（01J925-1）中紧固件连接。

若未采用以上所述连接方式，则应尽快通知我院对檩条重新设计后再施工。

☆钢结构现场技术交底时也应将以上内容告知甲方和施工单位。

并说明如果屋面板不能阻止檩条上翼缘失稳，檩条的用钢量将增大约50%，或者是拉条的用钢量增大约100%且增加施工难度。

3.“构造保证下翼缘风吸力作用稳定性”是否“√”选结论：★当工程采用双层屋面板，且均与檩条可靠连接时，“√”选。

否则不“√”选。

4.拉条设置★依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102-2002）6.3.5、6.3.6；《冷湾薄壁型钢结构技术规范》（GB50018—2002）8.2.3、8.2.4设置。

5.计算方法结论：★冷弯薄壁“C”、“Z”型钢采用：薄钢规范GB50018计算★高频焊结“H”型钢采用：普钢规范GB50017计算拉条的设置应根据实际布置情况选取。

☆当檩条计算后，觉得规格过大时：宜设置双层拉条、交叉拉条或型钢拉条。

目的在于让拉条同时约束上下翼缘。

可以减小檩条规格。

施工图时应注意连接节点的处理。

6.轴力设计值★当屋面檩条兼作屋面支撑系统的刚性系杆时，屋面檩条就不在是单纯的受弯构件，而应根据支撑系统中此杆的压力和屋面檩条的其它内力组合，按压弯构件进行设计。

7.风荷载★建筑形式：1-封闭式；★分区：1-中间区★当房屋高度不大于18m；房屋高宽比不大于1；屋面坡度不大于10度时，按门规附录A计算风荷载★除以上的其它情况按荷载规范计算风荷载，体型系数取-1.08. 未作说明的其它栏目依据具体工程和相关规范填取。

模块二钢结构工作任务任务一学习情境1 钢结构施工详图设计钢结构工程设计分工特点钢结构的设计制图是钢结构工程的基础和指导,它直接影响着钢结构工程的质量与进度;从内容和形式上划分,钢结构制图可分为:钢结构设计制图阶段划分和深度,钢结构设计图的绘制以及钢结构施工详图的绘制等;从钢结构工程设计制图基础、屋盖钢结构设计制图的内容深度及表示方法与实例、单层房屋钢结构设计制图的内容深度及表示方法与实例、钢结构设计制作、运输、安装与防护、钢结构加固设计制图的内容深度及表示方法与实例等方面结合大量实例与实际用图详细论述了钢结构工程的设计编制方法、内容深度与表示方法;根据03G102钢结构设计制图深度和表示方法钢结构设计图KM钢结构工程设计制图钢结构施工详图KMд一、钢结构设计制图阶段划分把钢结构制图分为设计图和施工详图两个阶段;钢结构设计图应由具有相应设计资质级别的设计单位设计完成;钢结构施工详图由具有相应设计资质级别的钢结构加工制造企业或委托设计单位完成;二、钢结构设计图的深度钢结构设计图是提供编制钢结构施工详图也称钢结构加工制作详图的单位作为深化设计的依据;所以钢结构设计图在内容和尝试方面应满足编制钢结构施工详图的要求;必须对设计依据荷载资料、建筑抗震设防类别和设防标准,工程概况,材料选用和材料质量要求,结构布置,支撑设置,构件选型,构件截面和内力,以及结构的主要节点构造和控制尺寸等均应表示清楚,以便供有关主管部分审查并提供编制钢结构施工详图的人员能正确体会设计意图;设计意图的编制应充分利用图形表达设计者的要求,当图形不能完全表示清楚时,可用文字加以补充说明;设计图所表示的标高、方位应与建筑专业的图纸相一致;图纸的编制应考虑各结构系统间的相互配合和各工种的相互配合,编排顺序应便于阅图;三、钢结构设计图的内容钢结构设计图内容一般包括：图纸目录设计总说明柱脚锚栓布置图纵、横、立面图构件布置图节点详图构件图钢材及高强度螺栓估算表一设计总说明1．设计依据包括：工程设计合同书有关设计文件,岩土工程报告、设计基础资料及有关设计规范、规程等;2．设计荷载资料1各种荷载的取值；2 抗震设防烈火度和抗震设防类别;3．设计简介；简述工程概况,设计假定、特点和设计要求以及使用程序等;4．材料的选用：对各部分构件选用的钢材应按主次分别提出钢材质量等级和牌号以及性能的要求;相应钢材等级性能选用配套的焊条和焊丝的牌号及性能要求;选用高强度螺栓和普通螺栓性能级别等;5．制作安装：1制作的技术要求及允许偏差2螺栓连接精度和施拧要求;3焊缝质量要求和焊缝检验等级要求;4防腐和防火措施;5运输和安装要求;6．需要作试验的特殊说明;二柱脚锚栓布置图：首先要按一定比例绘制柱网平面布置图;在该图上标注出各个钢柱柱脚锚栓的位置,即相对于纵横轴线的位置尺寸,并在基础剖面上标出锚栓空间位置标高,标明锚栓规格数量及埋设深度;三纵、横、立面图：当房屋钢结构比较高大或平面布置比较复杂柱网不太规则,或立面高低错落,为表达清楚整个结构体系的全貌,宜绘制纵、横、立面图,主要表达结构的外形轮廓,相关尺寸和标高,纵横轴线编号及跨度尺寸和高度尺寸,剖面宜选择具有代表性的或需要特殊表示清楚的地方;四结构布置图结构布置图主要表达各个构件在平面中所处在的位置并对各种构件选用的截面进行编号如：1．屋盖平面布置图：包括屋架布置图或刚架布置图、屋盖檀条布置科和屋盖支撑布置图,屋盖檀条布置图主要表明檀条间距和编号以及檀条之间设置的直拉条、斜拉条布置和编号;屋盖支撑布置图主要表示屋盖水平支撑,纵向刚性支撑、屋面梁的隅撑等的布置及编号; 2．柱子平面布置图主要表示钢柱或门式刚架和山墙柱的布置及编号,其纵剖面表示柱间支撑及墙梁布置与编号,包括墙梁的直拉条和斜拉条布置与编号,柱隅撑布置与编号;横部面重点表示山墙柱间支撑、墙梁及拉条面布置与编号;3．吊车梁平面布置表示吊车梁、车挡及其支撑布置与编号;4．高层钢结构的结构布置图：1高层钢结构的各层平面应分别绘制结构平面布置图,若有标准屋则可合并绘制,对于平面布置较为复杂的楼层,必要时可增加剖面以便表示清楚各构件关系;2当高层结构采用钢与混凝土的组合的混合结构或部分混合结构时,则可仅表示型钢部分及其连接,而混凝土结构部分别行出图与其配合使用包括构件截面与编号;两种材料转换处宜画节点详图;3除主要构件外,楼梯结构系统构件上开洞、局部加强、围护结构等可根据不同内容分别编制专门的布置图及相关节点图,与主要平、装门面布置图配合使用;4对于双向受力构件,至少应将柱子脚底的双向内力组合值及其方向写清楚,以便于基础详图设计;5布置图应注明柱网的定位轴线编号、跨度和柱距,在剖面图中主要构件在有特殊连接或特殊变化处如柱子上的牛腿或支托处、安装接头、柱梁接头或柱子变截面面处应标注标高; 6构件编号：首先必须按“建筑结构制图标准“规定的常用构件代号作为构件编号构件代号,在实际工程中,可能会有在一项目里,同样名称而不同材料的构件,为便于区分,可在构件代号关加注材料代号,但要在图纸中加以说明;一些特殊构件代号中未作出规定,可参照规定的编制方法用汉语拼音字头编代号,在代号后面可用阿拉伯数字按构件主次顺序进行编号,一般来说只在构件的主要投影面上标注一次,不要重复编写,以防出错;7结构布置图中的构件,除钢与砼组合截面构件外,可用单线条绘制,并明确表示构件间连接点的位置;粗实线为有编号数字的构件,细实线为有关联但非主要表示的其他构件,虚线可用来表示垂直支撑和隅撑等;五节点详图1．节点详图在设计阶段就表示清楚各构件间的相互连接关系及及其构造特点,节点上应标明在整个结构物的相关位置,即应标出轴线编号、相关尺寸、主要控制标高、构件编号或截面规格、节点板厚度及加劲肋做法;构件与节点板采用焊接连接时,应标明焊脚尺寸及焊缝符号;构件采用螺栓连接时,应标明螺栓是什么螺栓、螺栓直径、数量;设计阶段的节点详图具体构造作法必须交代清楚;2．绘制那些节点图,主要为相同构件的拼接处；不同构件的连接处；不同结构材料连接处；需要特殊交代清楚的部位;3．节点的圈法；应根据设计者要表达其设计意图来圈定范围,重要的部位或连接较多的部分可圈大范围,以便看清楚其全貌,如屋脊与山墙部分,纵横墙及柱与山墙部位等;一般是在平面布置图或立面图上圈节点,重要的典型安装拼接点应绘制节点详图;六构件图格式构件包括平面桁件和立体桁架以及截面较为复杂的组合构件等需要绘制构件图2.钢结构设计图与施工详图的区别⑴识读钢结构施工图的基本知识;①掌握投影原理和形体的各种表达方法;②熟悉和掌握建筑结构制图标准及相关规定;③基本掌握钢结构的特点、构造组成,了解机械制造相关知识;3.施工详图识图⑵阅读钢结构施工详图步骤：从上往下看、从左往右看、由外往里看、由大到小看、由粗到细看,图样与说明对照看,布置详图结合看 ;课题４单层门式刚架施工图识读概述：门式刚架具有轻质、高强、工厂化、标准化程度较高,现场施工进度快等特点,因此,受到广泛的应用;它的特点是用工量较少,可装运性好,还可降低房屋高度;由于其梁柱节点多可视为刚接,使其具有卸载作用,使得实腹门式刚架具有跨度大的特点,可取跨度的1/30～1/40;目前单跨刚架的跨度国内最大已达72m;１. 工程概况：该工程为双跨双坡封闭式厂房如图5-20所示,一跨为12m,另一跨为15m,总跨度,总长28.5m;屋面坡度分别为i=1/12和i=1/15,柱距5.7m,檩距1.508m,檩条水平投影间距1.5m;门式刚架梁刚接于柱顶,有2台5t重级工作制吊车如图5－21,外天沟;檐口标高8.5m,屋面采用金属夹芯板,C型檩条;地面粗糙度类别为B类,结构重要性系数为γo＝,抗震设防烈度为7度;基本风压ω0＝m2,基本雪压s0= kN/m2;钢材采用Q235钢,焊条采用E43系列焊条;２.刚架的屋墙面围护结构宜选用有檩轻板体系,本例中采用金属夹芯板;刚架屋面的坡度可视屋面材料及排水条件的不同,在1/10～1/20间选用;３.刚架的合理间距柱距应综合考虑使用要求、刚架跨度、檩条合理跨度及荷载条件等因素确定;一般可在6～12m间选用;４.在建筑物山墙处,一般仍需设置端刚架刚架梁、刚架柱,为降低用钢量,也可用山墙横向墙架柱并增设压顶斜梁以代替端刚架;５.刚架结构的伸缩缝应按有关规定设置;伸缩缝的设置可采用双柱或只在檩条相连处设长圆孔的单柱伸缩缝构造;在每一伸缩缝区段,沿每一纵向柱列均应设置柱间垂直支撑,在区段端部柱距内应设置屋面支撑;在檩条端部的螺栓连接处在纵向采用长圆孔,并使该处屋面板在构造上允许胀缩;６.当刚架梁、柱节点处采用折线形加腋,并构造连接高度较大时,宜在此处设置纵向支撑系统,以维持刚架节点的稳定;必要时可在檩条或墙梁处增设隅撑作为横梁的侧向支承 ;７.为加强门式刚架的整体性、空间刚度和墙体围护结构的安装一般在门式刚架的柱间设置墙梁 ,墙梁一般采用C型钢;８.柱加腋托座节点,为在柱上先焊有加腋托座,梁安装在托座上后,上、下翼缘分别以拼接板与柱顶板及托座板连接,连接可为现场焊接,亦可用高强螺栓连接;９.端板连接螺栓应成对对称布置;在受拉翼缘和受压翼缘的内外两侧均应设置,并宜使每个翼缘的螺栓群中心与翼缘的中心重合或接近;10.螺栓中心至翼缘板表面的距离,应满足拧紧螺栓时的施工要求,不宜小于35mm;螺栓端距不应小于2倍的螺栓孔径;11.在门式刚架中,受压翼缘的螺栓不宜少于两排;12.与横梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度;端板的厚度可根据支承条件计算确定,但不宜小于16mm;13.柱翼缘板厚度不宜小于16mm,当柱翼缘板厚度不能满足此要求时,可在柱头翼板局部加厚;14.铰接柱脚及刚接柱脚的一般构造为采用低锚栓直接锚固柱底板,可承受柱底剪力,同时也具有一定的抗弯能力以保证柱在安装过程中的稳定；15.柱脚底板厚度t一般不宜小于16mm；柱与底板的连接焊缝一般应比柱身焊缝加厚1～2级;16.锚栓直径一般不宜小于24mm,并由计算确定;锚栓的螺帽应采用双螺帽等防松措施;本例中采用M24螺栓;。

土木工程专业毕业论文--钢结构设计目录第1章建筑部分 1工程概况 1单层厂房平面设计 2单层厂房剖面设计 4．厂房立面设计 6．其他建筑构造 6第2章吊车梁设计9设计资料9荷载9内力计算10吊车梁截面尺寸确定及几何特征计算11梁截面承载力核算 13梁连接计算16第3章檩条的设计 19檩条毛截面几何特性19荷载计算19有效截面计算20强度计算23稳定性计算24挠度计算24拉条强度验算25第4章墙梁设计26截面选择26荷载计算26内力计算 27截面验算29拉条强度验算32第5章门式刚架设计33设计资料33荷载计算33内力计算36内力组合48截面验算49刚架柱51第6章节点设计56梁柱节点56梁梁节点58端板厚度设计59牛腿节点60牛腿根部与柱的连接焊缝计算60 牛腿根部截面强度验算62柱脚节点63确定底板厚度64第7章基础设计69基础梁设计69基础梁截面设计 69基础设计71基础底板配筋75结束语77外文翻译78参考文献87致谢88附录89第1章建筑部分工程概况1建筑面积：2500m2,土建总投资：300万元;2建筑等级：结构安全等级Ⅱ级,耐火等级为Ⅱ级,采光等级为Ⅲ级;3结构形式与结构体系：单层带吊车的轻钢结构体系,跨度30m;⑴气温：冬季采暖计算温度－7℃,夏季通风计算温度27℃;⑵风向：夏季主导风向东南,冬季主导风向西北;⑶降雨量：年降雨量,小时最大降雨量;⑷雨季施工起止日期：7月1日－8月31日;⑸冬季施工起止日期：12月10日－次年3月10日;1地形平坦,自然地表标高;2根据勘察报告,场区土层按自上而下顺序表述如下：①含沙粘土,土层平均厚度,可塑,标准地基承载力特征值fak 150kPa,不宜作为天然地基持力层；②粘土,土层平均厚度,可塑,标准地基承载力特征值fak 220kPa,,宜作为天然地基持力层；③强风化角砾岩,土层平均厚度,遇水不易软化,地基承载力特征值fak 400kPa,良好的地基持力层和下卧层；④中风化角砾岩,土层厚度大,遇水不软化,地基承载力特征值fak 1000kPa,良好的地基持力层和下卧层;3拟建场地地下水为基岩裂隙水,勘查期间在勘探深度内各孔均未见地下水;4地基基础方案分析：宜采用天然地基,全风化角砾岩、强风化角砾岩或中风化角砾岩为地基持力层,建议采用～－柱下独立基础;5抗震设防烈度为6度,拟建场地土类型为中硬场地土,场地类别为II 类;6最大冻土深.7基础及其以上覆土的平均重度20KN/m3;荷载按建筑结构荷载规范GB50009-2001选用;中级软钩工作制吊车Q＝5T两台;轨道选用铁路重轨轨高170mm;单层厂房平面设计厂房的平面设计除首先满足生产工艺的要求外,在建筑设计中应使厂房的平面形式规整以便节省投资和占地面积,选择经济合理和技术先进的柱网使厂房具有较大的通用性,并使厂房符合工业化施工的要求,正确解决采光和通风,合理地布置生活用房,妥善处理安全疏散及防火措施等;该工业厂房的平面形式采用矩形;这种平面形式较其他形式平面各工段之间靠的较紧,运输路线短捷,工艺联系紧密,工程管线较短,形式规整,占地面积少;且该厂房的宽度不大,室内采光通风都较容易解决;由于厂房生产线多为顺跨间布置,所以柱距的尺寸主要取决于结构形式与材料,以及构件标准化的要求;我国装配式钢结构厂房使用的基本柱距是6m;6m柱距厂房的单方造价最经济,所用的屋面板、吊车梁、墙板等构配件已经配套,并积累了比较成熟的设计与施工经验;同时考虑纵横向都能布置生产线,且工艺上需要进行技术改造,更新设备和重新布置生产线时,十分灵活,不受柱距的限制,使厂房具有更大的通用性,厂房柱距取6m,跨度30m,长度72m;结构耐火等级为Ⅱ级,防火规范中对此种建筑的最远点至疏散门的允许距离要求为不限,考虑到工艺设计及行走方便,厂房开设五个门,平面位置详见建筑平面图,门的宽度和高度为,厂房门采用双扇平开门;门与主要交通干道相近,能方便运输设备进出与人流疏散;为保护外墙不受雨水的侵蚀,在外墙的四周将地面做成向外倾斜的坡度,以便将屋面雨水排至远处,所以设置了散水,散水的坡度为5%,宽度取为1000mm,散水的构造做法为：素土夯实,70mm厚1：3：6碎石砖三合土,10mm水泥砂浆抹面,,散水面距地面的距离为20mm;散水做法见下图;图1-1 散水做法生产辅助用房层数为两层,一层、二层层高均为3米,包括办公室、会议室、男女洗手间、男女换衣间、男女洗浴室、,采用内隔墙隔开,内隔墙采用轻质隔墙,辅助用房分隔及门窗洞口位置详见平面图;单层厂房剖面设计由于厂房内有吊车作业,柱顶标高按下式来确定：式中：柱顶标高m,必须符合3M的模数；吊车轨顶标高m,一般由设计人员提出；吊车轨顶至小车顶面的高度m,根据吊车资料查出；小车顶面至屋架下弦底面之间的安全净空尺寸mm;此间隙尺寸,按国家标准及根据吊车起重量可取300mm,400mm,1200mm;根据设计要求,取,查吊车资料可得：取1870mm,取400mm;室内地坪标高的确定建筑物的室内外地坪高差,一般根据各种建筑物的使用性质、出人口要求、场地地形和地质情况等因素确定,其室内外最小高差应满足规范要求;在一般情况下,单层厂房室内地坪与室外地面需设置高差,以防止雨水倒灌侵入室内;但为了便于运输工具出入厂房和不加长门口坡道的长度,这个高差又不宜太大,在该厂房设计中高差取值为300mm;确定室内地坪标高为,室外标高为;该厂房设计中采用天然采光,采光设计就是根据采光等级,查规范确定窗地比来确定窗子的面积,从而布置窗户的形式及标高,以保证室内采光强度、均匀度及避免眩光;本厂房的采光等级为III级;本厂房拟采用双侧采光,因此窗地面积比为 /应大于1/4;纵墙立面采用带窗采光,生活区门窗采用800800mm以及15001800mm两种尺寸的门窗;由于生活区的遮挡光线原因,山墙同样设置门窗采光,以增加厂房的采光面积;纵墙背立面上的开窗总面积为：纵墙正立面的开窗总面积为：山墙上的开窗面积为：则开窗总面积为：建筑面积为:则床地比为：故满足采光要求;为了使厂房立面美观,本厂房采用有组织内落内排,即使落水管沿室内柱子落下,将雨水排至地下水管道;考虑到青岛气象条件以及厂房最大高度的限制,厂房屋面排水坡度取1/10,天沟纵向坡度取1％ ;具体内天沟做法如下图所示;图1-2天沟做法示意图．厂房立面设计立面设计是平面、剖面设计的继续,它和平面、剖面是不可分割的整体;平面、剖面设计中,重点从平面组合等方面,解决生产使用和经济之间的关系；在立面设计中,则主要从外观形象方面,反映平面、剖面功能,使形式与内容得到统一;厂房立面利用矩形窗,墙体勒脚等水平构件及其色彩变化形成立面划分形状,使立面简洁大方,具有开朗,明快的效果;立面上,采用底部为1000mm高的砖砌体,表面以水泥砂浆抹面;门窗框口包角板以及女儿墙盖板均采用蓝色钢板,以丰富立面,同时也突出了门窗的重点部位;．其他建筑构造本设计中厂房屋面采用有檩体系,即在刚架斜梁上设置C型冷弯薄壁型钢檩条,再铺设彩钢夹芯板屋面,它施工速度快,重量轻表面带有色彩涂层、防锈、耐腐蚀、美观;屋顶坡度考虑屋面排水需要,屋面坡度取为10%;由于厂房内有重型物品的堆放或车辆行驶,由此考虑建筑物的地面构造采用混凝土实铺地面;地面在铺设时,将开挖的土回填夯实后,在上面铺设碎石或三合土,然后用1：3水泥砂浆找平,然后再铺设混凝土面层;由于在该厂房中有焊接,会产生火花,为了避免出面意外,地面采用特殊的不发光地面;地面做法如下图所示;图1-3 厂房地面做法在车间的大门外,应做行车坡道;一般坡度取1：5～1：10之间,在该厂房中取15%,则外坡道的水平长度为2000mm;坡道的构造做法是：素土夯实,20mm厚1：3水泥砂浆面层,50mmC20混凝土填层,坡道布置下图：图1-4 坡道做法示意雨棚高出门洞100mm,即标高为;雨棚尺寸确定如下：厚度为100mm,外挑为1500mm,宽度略比门洞尺寸宽,取为3600mm;屋面板采用彩色夹芯板,屋面连接形式及构造见下图：图1-5屋脊节点示意图第2章吊车梁设计设计资料吊车梁选用焊接工字形截面的简支吊车梁系统,跨度为6m,无制动结构,支撑与钢柱,采用加强受压翼缘的方式提高吊车梁的整体稳定性;焊接吊车梁的钢材型号为Q235钢,焊条为E43钢,桥式软钩吊车性能参数如下表2-1所示：表2-1吊车技术参数起重量Qt 跨度lkm 工作制吊钩类型轮距尺寸m 最大轮压PKN 小车重t 吊车总重t 轨道高mm5 6 中级软钩 170荷载计算吊车梁内力时,吊车梁的自重及作用于其上走道的活荷载、灰荷载、轨道等竖向荷载,可近似以轮压乘荷载增大系数,并考虑动力系数、吊车竖向荷载分项系数进行计算;竖向轮压：kN横向水平力：kN内力计算1支座最大剪力：图2-1 最大剪力对应的截面位置简图2最大竖向弯矩：①两台吊车三个轮图2-2 最大弯矩M对应的截面位置简图②两台吊车两个轮图2-3 最大弯矩M对应的截面位置简图③一台吊车两个轮此情况计算出来的弯矩值一定比情况②小,所以不起控制作用,在此不在计算;综上所述,第二种情况内力最大起控制作用;⑶最大水平弯矩：吊车梁截面尺寸确定及几何特征计算⑴经济高度：钢材选用Q235,此时所需梁截面抵抗矩所需梁高按经济公式⑵按刚度要求确定梁高：⑶按经验公式确定腹板厚度：⑷按抗剪要求确定腹板厚度：初选腹板-5008⑸梁翼缘截面尺寸确定：为了使截面经济合理,选用上下翼缘不对称工字形截面,所需翼板总面积按下式近似计算：上下翼缘按总面积60%及40%分配,上翼缘面积下翼缘面积翼板自由外伸宽度⑴梁对X轴的惯性矩及面积矩：图2-4 吊车梁截面简图梁对y轴的惯性矩梁截面承载力核算⑴弯曲正应力上翼缘下翼缘⑵剪应力采用突缘支座⑶腹板计算高度边缘局部压应力注：简支梁各截面折算应力一般不控制,未作验算;对稳定系数进行修正满足整体稳定性要求;腹板高厚比故按构造设置加劲肋;在腹板两侧对称配置横向加劲肋,横向加劲肋的尺寸确定：,横向加劲肋间距确定：⑴等截面简支吊车梁竖向挠度按标准值两台吊车荷载满足按一台吊车荷载满足⑵横向挠度满足1吊车梁上翼缘与腹板采用焊透的T形焊缝,焊缝质量等级为一级；2吊车梁横向加劲肋的上端与上翼缘刨平顶紧,中间横向加劲肋的下端在距受拉翼缘50-100mm处断开,不应与受拉翼缘焊接,以改善梁的抗疲劳性能;梁连接计算上翼缘与柱的水平连接：采用Q235钢级M22高强度螺栓,连接处构件截面用喷砂处理,抗滑移系数取;按一个轮的横向水平力作用计算：按柱宽以及螺栓排列要求采用3M22螺栓,每螺栓承载力设计值p150KN总设计承载力满足⑴上翼缘板与腹板连接焊缝为：⑵下翼缘板与腹板的连接焊缝为：⑶支撑加劲肋与腹板的连接焊缝为：梁两端采用突缘支座,根据梁端截面尺寸,选用支撑加劲肋截面为-140×14,伸出翼缘下面20mm,小于2t28mm,见图2-5;图2-5突缘支座⑴稳定性计算:绕腹板中线的截面惯性矩为：⑵承压强度计算：承压面积钢材端面承压强度设计值为第3章檩条的设计檩条毛截面几何特性图3-1 檩条截面图3-2 檩条截面主轴及荷载选用截面C160×70×20×3,截面的毛截面几何特性为：荷载计算⑴永久荷载标准值压型钢板檩条自重⑵可变荷载标准值按建筑结构荷载规范,取风荷载高度变化系数,风荷载体型系数;垂直于屋面的风荷载标准值吸力为：⑶考虑一下两种荷载组合①永久荷载与屋面活荷载组合檩条线荷载：弯矩设计值：②永久荷载与风荷载组合檩条线荷载：弯矩设计值：图3-3作用在檩条上的计算简图图3-4作用在檩条上的计算简图有效截面计算图3-5 跨中最大弯矩引起的截面应力符号拉为负,压为正檩条应力符号图1受压板件的稳定系数①腹板腹板为加劲板件,②上翼缘板上翼缘为部分加劲肋板件,最大压应力作用于部分加劲肋,2受压板件的有效宽度①腹板板组约束系数为由于,则所以计算得到截面有效宽度为,对于加劲肋板件：当时,②上翼缘板板组约束系数为由于所以计算得到截面有效宽度为上翼缘全截面有效,③下翼缘下翼缘受拉全截面有效;3有效净截面模量上下翼缘板全截面有效,腹板全截面有效,同时在腹板有一拉条拉条采用钢连接孔孔直径,距上翼缘边缘40,所以腹板的扣除面积宽度按12计算,如图3-4所示;图3-6 檩条有效截面示意图有效净截面模量为：强度计算故强度满足;稳定性计算稳定计算时可不考虑孔径对腹板截面削弱均按毛截面计算;永久荷载与风吸力组合下使下翼缘受压,且下翼缘跨中未设置拉条,查附表B-1得：,,取正值风吸力作用下使檩条下翼缘受压时的稳定计算;由于有屋面板密铺在檩条的上翼缘上并与其牢固相连接,且有拉条可靠连接,故稳定性满足要求;挠度计算故挠度满足要求;拉条强度验算按构造取的拉条,拉条处所受的拉力为：满足强度要求;第4章墙梁设计截面选择墙梁采用冷弯薄壁C形钢,材料采用钢,墙梁外挂彩钢夹芯板单侧挂墙板,墙梁跨度为6,墙梁间距不同,故取墙梁最大间距为,墙梁跨中设置一道拉条;初选截面,如图4-1所示;图4-1 墙梁截面图图4-2 荷载作用简图截面特性为：荷载计算1永久荷载墙体转化成线荷载墙梁转化成线荷载2风荷载根据建筑结构荷载规范计算风荷载迎风面：背风面：3 荷载设计值竖向线荷载：竖向荷载设计值：迎风荷载设计值：背风荷载设计值：内力计算1竖向荷载产生的最大弯矩跨中设一道拉条,故可看做侧向支撑,计算简图如图4-3; 图4-3竖向荷载作用到墙梁时的计算简图故竖向荷载产生的最大弯矩为：2水平荷载产生的最大弯矩墙梁在风荷载作用下计算简图如图4-4所示;图4-4水平荷载作用到墙梁时的计算简图3 支座处最大剪力在竖向荷载作用下,支座最大剪力为在水平荷载作用下,支座最大剪力为迎风：背风：4双力矩计算墙梁单侧挂墙板,竖向荷载及水平风荷载的作用线均不通过截面弯心,需考虑双力矩的影响;计算双力矩时,按跨中无支撑的简支梁计算;初选墙梁截面C16070203,,,,由附录B表B-2图查得迎风面墙梁跨中最大双力矩背风面墙梁跨中最大双力矩背风时由双力矩引起正应力符号压应力为正,拉应力为负;如图4-5所示;图4-5 双力矩、引起的应力符号图a b图4-6 引起的正应力符号图截面验算1有效截面验算按毛截面计算截面角点处正应力：迎风：背风：且故墙梁全截面有效;2强度计算墙梁开孔很小,可忽略不计;,强度满足;3稳定性计算①对单侧挂板的墙梁上作用迎风面荷载时,主要受压翼缘在挂墙板外侧,构造上墙板与翼缘有可靠的连接,可不作整体稳定性计算;②对背风面墙梁计算其稳定性跨中无侧向支撑,查的稳定性满足;③支座处腹板平面外稳定性腹板宽度取不大于腹板高度,查得,满足;4挠度计算水平：,满足竖向：刚度满足;拉条强度验算墙梁跨中设有一拉条采用Q235钢拉条处所受的拉力为：拉条强度验算：满足要求;第5章门式刚架设计设计资料烟台给水设备单层厂房生产车间采用单跨双坡门式刚架,刚架跨度30,柱高10,共有12榀刚架,柱距6,屋面坡度,;刚架计算简图如图5-1所示;屋面及墙面板为彩钢夹芯板；檩条、墙梁为冷弯薄壁卷边C型钢,钢材采用Q235B钢,焊条为E43型,手工焊;图5-1 刚架计算简图荷载计算1永久荷载标准值对水平投影面：彩钢夹心板檩条及悬挂物支撑自重钢架斜梁自重总计：所以,永久荷载标准值为：2可变荷载标准值活载不上人雪载雪荷载标准值；可变荷载取屋面活荷载与雪荷载中较大值：3风荷载标准值基本风压为；地面粗糙度系数按B类取值；风载体形系数建筑结构荷载规范GB50009-2001取值,如图5-2所示;图5-2风载体型系数风荷载高度变化系数按建筑结构荷载规范GB50009-2001的规定采用,当高度为10m时,数值,风振系数取;风荷载体型系数由,可得：风荷载作用见图5-3;图5-3 风荷载作用简图4吊车荷载最大轮压：,最小轮压：图5-4 吊车梁支座求、时的吊车位置利用结构力学影响线,求吊车竖向荷载标准值：吊车横向水平荷载标准值：对于软钩吊车,起重量,：内力计算1永久荷载作用下的内力刚架上的永久荷载如图5-5所示;在本设计中柱和梁采用相同的截面形式,抗弯刚度均为EI,用结构力学中的力法对结构进行计算;现取半边体系和基本体系如图5-6a,b所示;图5-5永久荷载标准值作用计算简图kN/m图5-6a 半边体系kN/m 图5-6b 基本体系kN/m作图如图5-7a,b,5-8所示图5-7a kNm 图5-7b kNm图5-8 kNm列力法典型方程,并用图乘法计算各系数如下解得：,叠加得：由对称性可得弯矩图见图5-9图5-9 永久荷载标准值作用下的弯矩图图5-10 永久荷载标准值作用下的剪力图图5-11永久荷载标准值作用下的轴力图2可变荷载作用下的内力图5-12 活荷载标准值作用下的计算简图kN/m 图5-13a 活荷载标准值作用下的弯矩图图5-13b 活荷载标准值作用下的剪力图图5-13c 活荷载标准值作用下的轴力图3风荷载作用下的内力图5-14 左风荷载标准值作用计算简图图5-14a 左风荷载标准值作用下的弯矩图图5-14b 左风荷载标准值作用下的剪力图图5-14c 左风荷载标准值作用下的轴力图4吊车荷载作用下的内力①水平力向右,最大轮压在左图5-15 吊车荷载标准值水平向右最大在左作用下的计算简图、图5-16a 吊车荷载标准值水平向右最大在左作用下的弯矩图图5-16b 吊车荷载标准值水平向右最大在左作用下的剪力图图5-16c 吊车荷载标准值水平向右最大在左作用下的轴力图②水平力向右,最大轮压在右图5-17 吊车荷载标准值水平向右最大在右作用下的计算简图、图5-17a 吊车荷载标准值水平向右最大在右作用下的弯矩图图5-17b 吊车荷载标准值水平向右最大在右作用下的剪力图图5-17c吊车荷载标准值水平向右最大在右作用下的轴力图③水平力向左,最大轮压在左图5-18吊车荷载标准值水平向左最大在左作用下的计算简图、图5-18a吊车荷载标准值水平向左最大在左作用下的弯矩图图5-18b吊车荷载标准值水平向左最大在左作用下的剪力图图5-18c吊车荷载标准值水平向左最大在左作用下的轴力图④吊车荷载作用下的内力水平向左,最大轮压在右图5-19 吊车荷载标准值水平向左最大在右作用下的计算简图、图5-19a 吊车荷载标准值水平向左最大在右作用下的弯矩图图5-19b 吊车荷载标准值水平向左最大在右作用下的剪力图图5-19c 吊车荷载标准值水平向左最大在右作用下的轴力图内力组合按四类荷载组合,分别如下图5-20截面布置内力组合表见附表5-1,最不利内力表见附表5-2;截面验算1梁截面初选初选截面如图5-21所示图5-21钢架梁截面2截面特性计算3强度验算①控制截面的强度验算取截面最不利组合正应力：剪应力：②抗剪承载力验算当时,③抗弯承载力验算由于,则4整体稳定性验算①平面内稳定斜梁坡度为1：10,不超过1：5,因轴力很小可按压弯构件计算其强度和平面外稳定,不计算平面内稳定;②平面外稳定钢梁平面外的计算长度取柱间支撑的间距即,故取ⅤⅤ截面最不利组合弯矩作用平面外,按轴心受压构件的稳定系数,根据,b类截面查得；等效弯矩系数,构件段内仅有横向荷载,均匀弯矩作用时构件的整体稳定系数,由近似公式得,取5局部稳定验算①翼缘局部稳定翼缘宽厚比满足要求②腹板局部稳定取ⅠⅠ截面应力梯度刚架柱截面选择截面选择与钢架梁相同;截面特性计算强度验算ⅠⅠ截面处最不利组合ⅡⅡ截面处最不利组合ⅣⅣ截面处最不利组合均满足要求;整体稳定性验算①平面内稳定柱的平面内有效长度柱与梁的线刚度之比：柱脚为刚接,平面内计算长度系数故平面内计算长度为：长细比：稳定性验算：取Ⅳ-Ⅳ截面最不利组合弯矩作用平面内,按轴心受压构件的稳定系数,根据,b类截面查得；参数,；等效弯矩系数,对于有侧移框架柱;②平面外稳定柱间支撑布置如图2-27所示图5-22柱间支撑布置上柱段计算长度下柱段计算长度上柱段取ⅣⅣ截面最不利组合弯矩作用平面外,按轴心受压构件的稳定系数,根据,b类截面查得；等效弯矩系数,均匀弯矩作用时构件的整体稳定系数,;下柱段取ⅠⅠ截面最不利组合则弯矩作用平面外,按轴心受压构件的稳定系数,根据,b类截面查得；等效弯矩系数,；均匀弯矩作用时构件的整体稳定系数,由近似公式得局部稳定性验算①翼缘局部稳定翼缘宽厚比满足要求;②腹板局部稳定上柱段腹板高厚比取ⅣⅣ截面应力梯度下柱段取ⅠⅠ截面最不利组合应力梯度第6章节点设计梁柱节点1 螺栓布置及验算采用M24 的级摩擦型高强度螺栓连接,摩擦面采用喷砂处理,,;螺栓布置如图6-1；图6-2所示;连接处传递内力设计值：,,;图6-1 梁柱节点布置图图6-2 梁柱节点螺栓布置图每个排螺栓的拉力为：螺栓群的抗剪力为：计算最上端螺栓的承载力为,满足要求;2 端板厚度设计对于最上排螺栓,此处端板属于伸臂类板螺栓中心至翼缘板表面的距离；端板宽度；端板钢材的抗拉强度设计值,端板厚度,取；对于第二排螺栓,此处端板属于两边支承类,端板平齐对于第三排螺栓,此处端板属于两边支承类,端板平齐对于第三排螺栓,此处端板属于两边支承类,端板平齐综上,端板厚度取;3梁柱节点域计算满足要求,因此无需加厚腹板或斜加劲肋;分别为节点域柱腹板的宽度和厚度；斜梁腹板高度或节点域高度；建立分布不均匀系数,按塑性设计时取;4验算梁腹板的强度刚架构件翼缘与端板的连接采用全熔透对接焊缝,腹板与端板的连接采用角焊缝;在端板设置螺栓处,需验算构件腹板的强度;,所以,,误差在允许范围之内;梁梁节点采用M24 的级摩擦型高强度螺栓连接,摩擦面采用喷砂处理,,;螺栓布置如图6-3、6-4所示;连接处传递内力设计值：,,;图6-3 梁梁节点布置图图6-4 梁梁节点螺栓布置图考虑轴向压力影响最下端螺栓的拉力为每个排螺栓的拉力为：螺栓群的抗剪力为：计算最上端螺栓的承载力为,满足要求;端板厚度设计对于最上排螺栓,此处端板属于伸臂类板。

门式刚架檩条和墙梁的正确计算选择方式摘要：门式刚架轻型房屋钢结构是指承重结构采用变截面实腹刚架，围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层房屋。

门式刚架檩条和墙梁的设计较复杂，涉及到屋面板和墙板的约束问题。

本人工作中发现绝大多数人对檩条和墙梁的计算不重视，细节理解存在偏差。

因此，对这些常见问题进行分析和总结。

关键词：门式刚架、檩条、墙梁、屋面板和墙板约束0 引言门式刚架轻型房屋钢结构属轻型钢结构的一个分枝，具体指房屋高度不大于18m，房屋高宽比小于1，承重结构为单跨或多跨实腹门式钢架、具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。

这种结构型式的主要特点是:体现轻钢结构轻型、快速、高效的特点，应用节能环保型新型建材，实现工厂化加工制作、现场施工组装、方便快捷、节约建设周期;结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价宜、经济效益明显;柱网尺寸布置自由灵活、能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。

因此，时至今日，该结构型式依旧在大量应用，服务于人们的日常生活和生产需要。

1 门式刚架设计中檩条常见问题1.1 檩条设计荷载组合一般情况下檩条设计采用下面两种（最不利）荷载组合：第1种荷载组合（向下）：p1=1.3恒载+1.5（活载+0.9积灰+0.6风载（压力））第2种荷载组合（向上）：p2=1.0恒载+1.5风载（吸力）1.2 “屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”的选项问题檩条设计的第1种荷载组合是檩条上翼缘受压，计算书中“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”选项非常重要，勾选时，仅需按门刚规范第9.1.5条第1点做强度计算；不勾选时，需按门刚规范第9.1.5条第2点进行檩条整体稳定性计算，为满足抗弯承载力，需要的檩条截面比勾选时大。

屋面板与檩条的连接方式有三种，分别为直立缝锁边连接、扣合式连接和螺钉连接。

门刚规范第11.1.6条规定：“当采用直立缝锁边连接或扣合式连接时，屋面板不能作为檩条的侧向支撑；当屋面板采用螺钉连接时，屋面板可作为檩条的侧向支撑。

《钢檩条、钢墙梁》（05SG521-1-4）标准图介绍
刘敏;汪洪涛;汪一骏;李晓明
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】2007(37)5
【摘要】1 编制原则冷弯薄壁型钢构件按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002），高频焊接薄壁型钢构件按《钢结构设计规范》（GB50017-2003）确定构件允许线荷载设计值和标准值，并结合近年来的使用经验完善其构造。

在编制中高度重视在永久荷载设计值（γ=1．0）和风吸力荷载设计值组合下构件的整体稳定性和拉条的支撑使用。

【总页数】1页(P138-138)
【关键词】钢结构技术;标准图;《钢结构设计规范》;冷弯薄壁型;荷载设计值;檩条;墙梁;编制原则
【作者】刘敏;汪洪涛;汪一骏;李晓明
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TU201.1
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5.国家标准设计《钢檩条、钢墙梁》（05SG521-1～4）图集简介 [J], 唐晓丽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。