轻型门式刚架结构

门式刚架轻型房屋钢结构技术规范完整版2023

1 总 则

1.0.1 为规范门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制作、安装及验收，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量，制定本规范。

1.0.2 本规范适用于房屋高度不大于18m，房屋高宽比小于1，承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、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。

本规范不适用于按现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB

50046规定的对钢结构具有强腐蚀介质作用的房屋。

1.0.3 门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制作、安装及验收，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语和符号

2.1 术 语

2.1.1 门式刚架轻型房屋 light-weight building with gabled frames

承重结构采用变截面或等截面实腹刚架，围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层房屋。

2.1.2 房屋高度 height of building

自室外地面至屋面的平均高度。当屋面坡度角不大于10°时可取檐口高度。当屋面坡度角大于10°时应取檐口高度和屋脊高度的平均值。单坡房屋当屋面坡度角不大于10°时，可取较低的檐口高度。

2.1.3 夹层 mezzanine

为一侧与刚架柱连接的室内平台，通常沿房屋纵向设置，少数情况沿山墙设置。

2.1.4 摇摆柱 leaning stanchion

上、下端铰接的轴心受压构件。

2.1.5 隅撑 diagonal brace

用于支承斜梁和柱受压翼缘的支撑构件。

2.1.6 抗风柱 end wall column

设置于山墙，用于将山墙风荷载传到屋盖水平支撑的柱子。

2.1.7 孔口 opening

在房屋的外包面(墙面和屋面)上未设置永久性有效封闭装置的部分。

门式刚架荷载取值

1.1 门式刚架适用范围

门式刚架通常用于跨度9米～36米、柱距6米，柱高4.5米～12米，设有吊车起重量较小的单层工业房屋或公共建筑（超市、娱乐体育设施、车站候车室、码头建筑）。设置桥式吊车时，宜为起重量不大于20t的中、轻级工作制的吊车，设置悬挂吊车时，其起重量不宜大于3t。

1.2 轻型门式刚架钢结构由主结构和次结构组成

主结构包括横向框架、纵向支撑及系杆，次结构包括檩条、隅撑及屋墙面板。计算分析一般是将主次结构组成的空间问题简化为二维平面问题，即横向简化为平面刚架，纵向简化为屋面水平支撑和柱间支撑，檩条简化为单跨简支或多跨连续檩条，采用钢结构设计软件进行。特点主要有：

（1）采用轻型屋面，可减小梁柱截面及基础大小。

（2）在大跨建筑中增设中间柱做成一个屋脊的多跨大双坡屋面，以避免内天沟排水。中间柱可采用钢管制作的上下铰接摇摆柱，占空间小。

（3）刚架侧向刚度可藉檩条和墙梁的隅撑保证，以减少纵向刚性构件和减小翼缘宽度。

（4）跨度较大的刚架可采用改变腹板高度、厚度及翼缘宽度的变截面。

（5）刚架的腹板允许其部分失稳，利用其屈曲后的强度，即按有效宽度设计，可减小腹板厚度，不设或少设横向加劲肋。

（6）竖向荷载通常是设计的控制荷载，地震作用一般不起控制作用。但当风荷载较大或房屋较高时，风荷载的作用不应忽视。

（7）为使非地震区支撑做得轻便，可采用张紧的圆钢。

（8）构件可全部在工厂制作，工业化程度高。构件单元可根据运输条件划分，单元之间在现场用螺栓连接，安装方便快速，土建施工量小。

2永久荷载取值问题

对于门式刚架轻型钢结构而言，永久荷载包括屋墙面板、通风器、檩条、支撑系杆、刚架梁柱及连接等构配件的自重。常见永久载取值问题： （1）永久荷载漏算或取值偏小。少算或漏算建筑已确定的构件自重、吊顶荷载或悬挂荷载，这将导致竖向永久、可变荷载控制设计时，结构计算内力及变形偏小。

（2）计算中漏算刚架自重。如钢结构在采用STS计算刚架时，计算总信息显示“梁柱自重计算信息IA”为0，即程序设定不算自重。一般刚架计算自重参数必须填写正确。

门式刚架轻型房屋钢结构荷载计算

1.使用场所和设计载荷确定

根据房屋的实际使用场所和设计目的，确定相应的设计载荷。例如，住宅的设计载荷包括自重、活载和风载，而仓库的设计载荷包括自重、活载、风载和雪载等。

2.结构布置和材料选用

根据荷载计算的结果，确定门式刚架轻型房屋的结构布置和材料选用。结构布置要满足力学平衡条件，材料的选用要符合相关规范的要求。

3.自重计算

4.活载计算

活载是指在使用过程中产生的临时荷载，如人员、家具、设备等。根据设计载荷和相关规范，计算房屋在使用过程中的活载，并按照相应的荷载组合进行叠加计算。

5.风载计算

6.雪载计算

对于部分地区出现大雪的情况，还需要对门式刚架轻型房屋进行雪载计算。根据地区的特点和相关规范，确定雪的密度和深度等参数，然后按照相应的荷载组合进行叠加计算。

7.荷载组合计算 根据设计要求和相关规范，确定荷载的组合方式。一般来说，自重和活载按照1.2倍作用于结构，风载按照1.4倍作用于结构，雪载按照1.2倍作用于结构。

8.结构内力计算

根据门式刚架轻型房屋的结构布置、荷载组合和材料特性，采用力学方法计算结构的内力。根据内力计算结果，可以确定结构的强度和稳定性，以及所需的材料规格和截面尺寸。

9.结构验算和设计优化

对于门式刚架轻型房屋的钢结构，还需要进行验算和设计优化。验算是检查结构的强度、稳定性和安全性是否满足相关规范的要求，而设计优化是在满足规范的基础上，通过调整结构布置或材料选用等手段，使结构更经济、更合理。

综上所述，门式刚架轻型房屋钢结构荷载计算需要从使用场所和设计载荷确定开始，逐步进行自重计算、活载计算、风载计算、雪载计算、荷载组合计算、结构内力计算、结构验算和设计优化等步骤。通过科学的计算和设计，可以确保门式刚架轻型房屋钢结构的安全可靠。

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.. 轻型门式刚架钢结构——荷载计算

恒载

恒载包括刚架自重及屋面板，檩条，保温棉等重量。以下为一些常规的恒载取值：

檩条＋屋面板（0.5mm）： 0.10 KN/m2

檩条＋屋面板（0.5mm）+屋面内衬板(0.5mm) 0.15 KN/m2

檩条＋夹芯板： 0.15 KN/m2

具体的恒载计算还需要根据具体情况进行计算，如果屋面悬挂设备较多，用于悬挂设备的联系梁的重量也不容忽视，都应该计入屋面恒载。

2活载及屋面悬挂荷载

屋面活荷载：当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向活荷载的标准值应取0.5KN/m2 (注：当刚架或檩条仅有一个可变且受荷面积超过60m2时，对钢框架，活荷载可取0.3KN/m2)。

屋面悬挂荷载是指由喷淋，管道，灯具等，屋面悬挂荷载可以被包括在屋面活荷载内。

常用的屋面悬挂荷载值可参考如下：

石膏天花板吊顶 0.15 KN/m2

空调管道 0.05 KN/m2

灯具 0.05 KN/m2

喷淋 0.15 KN/m2

需要指出的是，由于轻钢结构屋面系统很轻，当采用STS 等设计软件时（该软件不允许用户增加悬挂荷载工况），屋面悬挂核载归并在活荷载是比较适合的。如将屋面悬挂荷载考虑在恒载内，则恒载＋风载组合时设计偏于不安全。

3雪荷载

在考虑雪荷载时需要注意：

1．需要按照规范50009-2012，考虑μr—屋面积雪分布系数，基本雪压乘以积雪系数便是雪荷载标准值； .

.. 2．在设计建筑结构及屋面的承重构件时，可按下列规定采用积雪的分布情况：

（1）屋面板和檩条按积雪不均匀分布的最不利情况采用；

（2）屋架和拱壳可分别按积雪全跨均匀分布情况、不均匀分布的情况和半跨的均匀分布的情况采用；

（3）框架和柱可按积雪全跨的均匀分布情况采用。

4风荷载

门式刚架的风荷载体型系数，可以按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）取值，也可按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002，2012版)。请注意以下事项：