建筑业趋势!轻钢结构设计总结

1、cheng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、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 A1A5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

2、圆钢，但应带拉紧装置。 、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

3、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-AF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（ 0.350.80%） 和较高含锰量（ 0.701

4、.20% ）两大组。优质碳素结构钢共 31个牌号，其表示方法： 以平均含碳量（以 0.01% 为单位）、含锰量标注、脱氧程度代号组成。3、低合金高强度结构钢牌号、表示方法 本钢种是在碳素钢基础上添加总量小于 5%的一种或多种合金元素 的钢材。合金元素有硅 （Si）、锰（Mn）、钒（V）、铌（Nb）、铬（Cr）、 镍（ Ni）及稀有元素。低合金高强度结构钢均为镇静钢。参考规范低合金高强度结构钢 GB/T 1591。牌号由钢材屈服强度 字母 Q、屈服强度值、质量等级符号三部分组成。屈服点（五个等级）：Q295MP、aQ345MPaQ 390MP、aQ420MP、aQ460MP。a 质量等级： A、

5、B、C、D、 E。（以硫、磷等杂质含量由高到底排列） 例如： Q345B表示屈服强度不小于 345MPa，质量等级为 B级的低合 金高强度结构钢。第二节、钢结构用钢钢结构用钢主要是热轧成形的板材和型钢。轻型钢结构中主要采用薄壁型 钢、圆钢和小角钢。钢材所用的母材主要是普通碳素结构钢和低合金高强度结 构钢。1、热轧型钢 钢结构常用的型钢截面：“工”、“ H”、“ T”、“ ”、“”。 由于 H、T型钢具有多方面的优越性能，应用广泛 , 故简述之如下：1.1 参考规范：热轧 H型钢和部分 T 型钢 GB/T11263-19981.2 H型钢分类：宽翼缘 H型钢（ HW）、中翼缘 H型钢（ HM）、

6、窄翼缘 H型钢（HN）。H型钢钢桩（ HP）。1.3 T型钢分类：宽翼缘 T 型钢（ TW）、中翼缘 H型钢（ TM）、窄翼缘 T 型钢（ TN）。1.4 H 型钢和 H型钢桩规格标记：高度 H宽度 B腹板宽度 t 1翼缘厚度 t2表示。例:H 340 2509141.5 部分 T 型钢表示方法：高度 H宽度 B腹板宽度 t 1翼缘厚度 t2表示。 例:T2481999142、冷弯薄壁型钢 分类：一是结构用冷弯空心型钢；二是通用冷弯开口型钢。后者作 为轻型钢结构房屋檩条和墙梁的主要选材。冷弯开口型钢按照截面形状分为八种：冷弯等边角钢、冷弯不等边 角钢、冷弯等边槽钢、冷弯不等边槽钢、冷弯内卷边槽

7、钢、冷弯外卷边 槽钢、冷弯 Z 型钢、冷弯卷边 Z型钢。3、棒材、管材和板材3.1 棒材：六角钢、八角钢、扁钢、圆钢、方钢。前两种作为螺栓的坯材；扁钢为扶梯、栅栏等房屋构件（规格：厚度 宽度）；3.2 钢管：热轧无缝钢管、焊接钢管。3.3 板材：钢板、花纹钢板、建筑用压型钢板、彩色涂层钢板等。规格表示方法：宽度厚度长度( mm)表示方法不统一 具体参照连续热镀锌钢板及钢带 GBT2 518-2004、彩色涂层钢 板及钢带 GBT 12754-2006。第三节、轻型钢结构房屋选材材料选择的一般规定1、参考规范规程：门式刚架轻型房屋钢结构技术规程( CECS 102:2002) 钢结构设计规范 G

8、B50017-20032、材料选用一般规定2.1 用于承重的冷弯薄壁型钢、 热轧型钢和钢板，应采用现行国家标准 碳 素结构钢( GB/T 700 )规定的 Q235钢和低合金高强度结构钢 ( GB/T 1591)规定的 Q345钢。2.2 门式刚架、吊车梁和焊接檩条、墙梁等构件宜采用 Q235B或 Q345A 及其以上等级的钢材。非焊接檩条和墙梁等构件可采用Q235A钢。2.3 门式刚架轻型钢结构房屋的墙梁和檩条多采用冷弯薄壁型钢， 为使构 件具有合理的承载力， 截面的几何尺寸应满足宽厚比等方面的要求。2.4 承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷 含量的合格保证，对焊接结

9、构尚应具有含碳量的合格保证。焊接承重 构件以及非常重要的非焊接承重构件采用的钢材还应具有冷弯试验的 合格保证。 对于特殊环境和工作条件下的构件， 如低温和承受动荷载， 还应具有冲击韧性等方面的要求。具体可遵守钢结构设计规范执 行。第四章 结构设计基本原则、阶段和体系布置第一节结构设计基本原则(略)第二节结构设计阶段概述结构设计一般分为三个阶段：一是初步设计； 二是施工图设计；三是施工详图 设计。1、初步设计在明确门式刚架这一基本结构形式下， 进行结构平面布置， 空间处理， 节点连接构造的设计与处理。在结构平面布置中，主要确定柱距和跨度； 在空间处理中，主要完成屋面檩条体系布置、屋面横向水平支撑

10、、刚性系 杆、墙骨架体系布置、柱间支撑等布置；节点设计和构件截面选择主要考 率当地的制造水平和施工技术状况。2、施工图设计 本阶段进行以下三个方面的工作： 一是结构内力分析； 二是构件截面 校核和节点承载力的验算；三是施工图绘制。2.1 内力分析是在正确建立结构模型，如实输入荷载基础之上。因此，各 构件的内力、各个节点受力定义要准确。2.2 构件截面校核以下内容：强度、变形、整体稳定、局部稳定。必要时 对受力集中处要进行验算（与普钢验算内容一致）。在钢结构中，稳 定往往是决定性因素，而稳定性与长细比有密切联系。节点承载力校 核是依据初步设计确定的节点构造进行承载力的验算。2.3 施工图是构件制

11、作、安装的技术资料和依据。一般包括图纸目录、结 构设计说明、结构平面布置图、结构立面图、结构剖面图、节点详图 等内容。在结构设计总说明中应注明结构设计使用年限、钢材牌号、 连接材料的型号和对钢材所要求的力学性能、 化学成分及其他附属保 证。此外，还须注明焊缝形式、焊缝的质量等级、端面刨平顶紧的部 位及其对施工的要求。3、施工详图绘制 施工详图主要是为了加工制造，而对结构图按照构件进行“拆”图， 施工图一般由钢结构制造企业来完成，也可由设计单位提供。施工详图 的绘制最主要任务是确保构件尺寸准确，为放样提供依据，同时还应注 意构件拼接位置的确定。第三节 结构体系布置1、结构平面布置1.1 纵向温度

12、区段不大于 300m；横向温度区段不大于 150m。柱距 6m9m， 经济柱距 7.5m。1.2 刚架的选型 刚架的选型考虑跨度、数量、刚架截面形状、所确定的屋面、墙面材料。 多跨刚架对地基沉降比较敏感，中柱宜设置成等截面柱。1.3 刚架材料和截面的初步确定：主刚架一般采用 Q235、Q345（居多）。斜梁截面高度：（ 1/201/55 ）l o；柱截面高度：（ 1/101/20 ）l o 截面高宽比 h/b=25 ，柱取大，梁端宜取小。 h、b 均以 10mm 为模数递增（减）。翼缘 t 不小于 6mm，且以 2mm模数递增（减）； 腹板不小于 4mm；当腹板厚大于 6mm，以 2mm模数递

13、增（减）。将初 步选定的材料规格记录下来，便于查询。2、刚架的空间处理2.1 屋面横向水平支撑体系布置 屋面横向水平支撑一般布置于厂房两端，当两端布置不开时， 可退后一个柱距。屋面横向水平支撑间距不大于 60m。为保证水平 力的传递，必须在屋脊处、刚架柱顶端各布置一道刚性系杆。交叉 水平支撑间也必须布置刚性系杆。在同一坡度侧，刚性系杆和交叉 支撑须保证在同一平面上。屋盖水平支撑一般由交叉拉杆 （带拉紧装置的圆钢） 或压杆（角 钢）构成，交叉杆与竖杆夹角为 3060。当交叉杆为压杆时， 交叉点一定保证交叉于中点。刚性系杆采用钢管，也可采用双角钢。刚性系杆中心线与刚架 斜梁中心线对齐。2.2 柱间

14、支撑体系布置柱间支撑一般设置于建筑物中部。 当建筑物较长时，可设置两道， 分别布置与 1/3 处。柱间支撑的间距：无吊车梁： 30m50m有吊车梁：不超过 60m（ 主要是吊车梁对纵向力的传递起到有力的作用故 ） 。柱间支撑一般设置成交叉型支撑， 其杆件可拉可压。 当建筑高度 h 小于 9m，设置一层柱间支撑；当建筑高度大于 9m且有吊车梁时， 设置两层柱间支撑，并以吊车梁为水平压杆（可不设置水平压杆）， 在端部可不设置下层柱间支撑，以减少吊车梁的温度应力 ; 当建筑高 度 h 大于 9m 且没有吊车梁时，需设置成双层柱间支撑，两层柱间支 撑之间须设置水平压杆 （ 此杆必须为压杆 ）。当建筑物

15、高度较低， 跨度较小时， 柱间支撑可采用带张紧装置的 圆钢做成交叉形状。当建筑物高大时，柱间支撑宜采用钢管。2.3 隅撑隅撑分两种， 一种布置在屋面， 另一种布置在外墙面。 前者作用 是保证刚架斜梁下翼缘的稳定性； 后者是保证边刚架柱内翼缘的稳定 性。隅撑与檩条 （或墙梁）的夹角不得小于 35，通常可选用 45。 隅撑选用角钢，参考角钢 40 450 4。隅撑与檩条（或墙梁） 的连接采用螺栓连接，螺栓每端可选用一个 M12，通常隔跨布置。在 PKPM中提供三种连接方式，第三中方式使用须谨慎，必须保证隅撑 与刚架斜梁下翼缘（刚架柱内翼缘）紧密连接。2.4 屋面檩条体系布置2.4.1 、檩条的形式

16、及截面 檩条分为型钢檩条和组合式檩条。型钢檩条简介： 冷弯薄壁型钢：檩条和墙梁最为常用冷弯薄壁型钢 （C型、Z 型）， 但其厚度不得小于 2mm（考虑腐蚀所确定下限），亦不能太厚，便 于加工。普通型钢（不常用）：常选择槽钢； 轧制工字钢：用于重荷载、跨度大的情况；但一般仅作为次梁； 角钢：一般很少使用。组合式檩条简介： 此类檩条不常用，主要有实腹式、空腹式、格构式（跨度大于 10m），一般用于特殊情况。2.4.2. 檩条布置檩条水平间距为 1m1.5m，通常选择 1.5m。在天窗、气楼处须 依据实际情况调整。屋脊处檩条：若无天窗、气楼，则每侧各离屋脊处 200mm300m，m 间距尽可能小。为

17、了便于固定纵向天沟，通常在刚架斜梁端部布置一道檩条， 但要保证其稳定性（设置撑杆、斜拉杆）。檩条跨度为 6m9m，当间距大于 10m时，可考虑采用格构式、 双檩条或是高频焊接 H型钢等。2.4.3 檩托板：檩托板的高度通常选择为檩条高度的 3/4 ，檩托板板 厚通常为 6mm，板宽通常选择 220mm。檩条间隙 10mm20m。m檩条 通常高于刚架斜梁 5mm10m。m檩托板通常与刚架斜梁角焊， 焊脚尺 寸 6mm。檩条与檩托板采用螺栓连接，每端选用两个 M12的即可。2.4.4 拉条、斜拉条、撑杆的设置拉条：檩跨小于 4m，可不设置；檩跨 4m6m，可于跨中设置一 道；檩跨 6m9m，于 1

18、/3 跨处设置两道。拉条通常采用圆钢，直径 不小于 10mm。可参考选择 22mm。斜拉条、撑杆：布置在屋脊两侧，及屋面纵向两端，主要是为 了避免因屋面板下滑，导致檩条双向受弯。屋脊两侧的斜拉条要与 刚架斜梁连接，使之有可靠的传力点。斜拉条截面同拉条，撑杆为 拉杆外套钢管，钢管规格可参考 32mm4.0mm。拉条、斜拉条、撑杆设置在檩条高度上部 1/3 范围内，当考虑 风吸力的影响，可布置在下部 1/3 高度范围内。拉条、斜拉条、撑 杆不能松弛，必须要有一定的预紧力。2.5 墙骨架体系布置 在轻钢房屋中，墙体为轻质材料，故需要设置墙骨架体系承重。如 果墙体为自承重墙（如砌体墙），则可不必设置墙骨架。2.5.1 墙骨架系统分类（按位置分类） 侧墙骨架（纵向外墙骨架）、山墙骨架（横向外墙骨架）、挂 墙骨架（高低跨处）、内隔墙骨架。主要介绍前两种，后两种略。2.5.2 侧墙骨架（一般不设置墙架柱）：当柱距不超过 9m时，不需设置墙架柱，仅布置墙梁和墙拉条。 墙梁选用冷弯薄壁型钢 C型或 Z 型，通过节点板采用螺栓与钢架柱连 接，节点板构造同屋面檩托板。拉条、斜拉条撑杆设置同屋面。如果 墙梁仅外侧挂墙面板，拉条布置在墙梁高度靠内侧 1/3 高度范围， 作为平面外侧向支撑， 减小墙梁的计算跨度。 上部斜拉条要与刚架柱