冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB500

Transcription

1 中华人民共和国国家标准 冷弯薄壁型钢结构技术规范 建标 发布 实施 中华人民共和国建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 联合发布

2 中华人民共和国国家标准 冷弯薄壁型钢结构技术规范 主编部门湖北省发展计划委员会 批准部门中华人民共和国建设部 施行日期年月日 北 京

3 中华人民共和国建设部公告 第 号 建设部关于发布国家标准冷弯薄壁型钢结构技术规范的公告 现批准冷弯薄壁型钢结构技术规范为国家标准编号为自年月日起实施其中第条为强制性条文必须严格执行原冷弯薄壁型钢结构技术规范同时废止本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行 二 中华人民共和国建设部 二年九月二十七日

4 前 言 本规范是根据建设部建标号文的要求由主编部门湖北省发展计划委员会主编单位中南建筑设计院会同有关单位对年国家计划委员会批准颁布的冷弯薄壁型钢结构技术规范进行全面修订而成的本规范共章个附录这次修订的主要内容有按新修订的国家标准建筑结构可靠度设计统一标准的规定增加了在采用不同安全等级时需结合考虑设计使用年限的内容增列了在单层房屋设计中考虑受力蒙皮作用的设计原则补充了弯矩作用于非对称平面内的单轴对称开口截面压弯构件稳定性的计算公式对三种不同的受压板件的有效宽厚比计算修改成以板组为计算单元考虑相邻板件的约束影响并采用统一的计算公式新增了自攻自钻螺钉拉铆钉射钉及喇叭形焊缝等新型连接方式的内容对广泛应用的压型钢板增加了用作非组合效应楼板同时承受弯矩和剪力作用的计算方法新增了应用十分广泛的薄壁型钢墙梁的设计规定与构造要求补充了多跨门式刚架体系中刚架柱的计算长度计算公式补充了刚架梁垂直挠度限值柱顶侧移限值等规定本规范将来可能进行局部修订有关局部修订的信息和条文内容将刊登在工程建设标准化杂志上本规范以黑体字标志的条文为强制性条文必须严格执行

5 本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释中南建筑设计院负责具体技术内容的解释为了提高规范的质量请各单位在执行本规范过程中结合工程实践认真总结经验并将意见和建议寄至湖北省武汉市武昌中南二路十号中南建筑设计院冷弯薄壁型钢结构技术规范国家标准管理组邮编本规范主编单位参编单位和主要起草人主编单位中南建筑设计院参编单位同济大学深圳大学西安建筑科技大学哈尔滨工业大学福州大学湖南大学东风汽车公司基建管理部武汉大学上海交通大学中国建筑标准设计研究所浙江杭萧钢构股份有限公司南昌大学福建长祥建筑钢结构有限公司喜利得中国有限公司主要起草人陈雪庭陆祖欣沈祖炎张中权何保康徐厚军张耀春魏潮文周绪红孔次融方山峰周国木梁蔡益燕陈国津郭耀杰高轩能单银木熊皓王稚

6 目 次 总则术语符号术语符号材料基本设计规定设计原则设计指标构造的一般规定构件的计算轴心受拉构件轴心受压构件受弯构件拉弯构件压弯构件构件中的受压板件连接的计算与构造连接的计算连接的构造压型钢板压型钢板的计算压型钢板的构造檩条与墙梁檀条的计算

7 檩条的构造墙梁的计算墙梁的构造屋架屋架的计算屋架的构造刚架刚架的计算刚架的构造制作安装和防腐蚀制作和安装防腐蚀附录计算系数附录截面特性附录考虑冷弯效应的强度设计值的计算方法附录侵蚀作用分类和防腐涂料底面漆配套及维护年限本规范用词说明

8 总 则 为使冷弯薄壁型钢结构的设计和施工贯彻执行国家的技术经济政策做到技术先进经济合理安全适用确保质量特制定本规范本规范适用于建筑工程的冷弯薄壁型钢结构的设计与施工本规范未考虑直接承受动力荷载的承重结构和受有强烈侵蚀作用的冷弯薄壁型钢结构的特殊要求本规范的设计原则是根据现行国家标准建筑结构可靠度设计统一标准制定的设计冷弯薄壁型钢结构时应结合工程实际合理选用材料结构方案和构造措施保证结构在运输安装和使用过程中满足强度稳定性和刚度要求符合防火防腐要求冷弯薄壁型钢结构的设计和施工除应符合本规范外尚应符合现行有关国家标准的规定

9 术语符号 术 语 板件薄壁型钢杆件中相邻两纵边之间的平板部分加劲板件两纵边均与其他板件相连接的板件部分加劲板件一纵边与其他板件相连接另一纵边由符合要求的边缘卷边加劲的板件非加劲板件一纵边与其他板件相连接另一纵边为自由的板件均匀受压板件承受轴心均匀压力作用的板件非均匀受压板件承受线性非均匀分布应力作用的板件子板件一纵边与其他板件相连接另一纵边与符合要求的中间加劲肋相连接或两纵边均与符合要求的中间加劲肋相连接的板件宽厚比板件的宽度与厚度之比有效宽厚比考虑受压板件利用屈曲后强度时为了简化计算将板件的宽度予以折减折减后板件的计算宽度与板厚之比冷弯效应因冷弯引起钢材性能改变的现象

10 受力蒙皮作用与支承构件可靠连接的压型钢板体系所具有的抵抗板自身平面内剪切变形的能力喇叭形焊缝连接圆角与圆角或圆角与平板间隙处的焊缝 符 号 作用及作用效应 计算指标 双力矩 集中荷载弯矩 轴心力 一个连接件所承受的拉力 一个连接件所承受的剪力 高强度螺栓的预拉力 剪力 钢材的弹性模量 钢材的剪变模量 电阻点焊每个焊点的抗剪承载力设计值 一个螺栓的抗拉承载力设计值 一个螺栓的抗剪承载力设计值 一个螺栓的承压承载力设计值 一个自攻螺钉或射钉的抗拉承载力设计值 一个连接件的抗剪承载力设计值 钢材的抗拉抗压和抗弯强度设计值 钢材的端面承压强度设计值 钢材的抗剪强度设计值 钢材的屈服强度

11 螺栓的承压抗拉和抗剪强度设计值 对接焊缝的抗压抗拉和抗剪强度设计值 角焊缝的抗压抗拉和抗剪强度设计值 正应力剪应力 几何参数毛截面面积净截面面积 有效截面面积 有效净截面面积 柱的高度柱的计算高度 毛截面惯性矩净截面惯性矩 毛截面抗扭惯性矩 毛截面扇性惯性矩 压型钢板边加劲肋的惯性矩 压型钢板中加劲肋的惯性矩 毛截面面积矩毛截面模量净截面模量 毛截面扇性模量 有效截面模量 有效净截面模量 卷边的高度格构式檩条上弦节间长度连接件的间距连接件的最大容许间距 截面或板件的宽度截面的计算宽度或高度

12 压型钢板中子板件的宽度 板件的有效宽度 与计算板件邻接的板件的宽度 直径构件中孔洞的直径 螺栓螺纹处的有效直径 偏心距 荷载作用点到弯心的距离 截面弯心在对称轴上的坐标以形心为原点 等效偏心距 截面或板件的高度腹板的计算高度 角焊缝的焊脚尺寸 回转半径长度或跨度侧向支承点间的距离型钢截面中心线长度 焊缝的计算长度 计算长度 扭转屈曲的计算长度 截面第 厚度 夹角长细比换算长细比 个棱角内表面的弯曲半径 弯扭屈曲的换算长细比 计算系数受压板件的稳定系数板组约束系数 连接处的螺栓数两侧向支承点间的节间总数

13 内力为压力的节间数每个螺栓的剪切面数同一截面处的连接件数构件的约束系数等效弯矩系数钢材抗拉强度与屈服强度的比值抗力分项系数计算受弯构件整体稳定系数时采用的系数计算受弯构件整体稳定系数时采用的系数计算考虑冷弯效应的强度设计值时采用的系数截面系数计算受弯构件整体稳定系数时采用的系数刚架柱的计算长度系数梁的侧向计算长度系数质量密度受压板件有效宽厚比计算系数轴心受压构件的稳定系数受弯构件的整体稳定系数应力分布不均匀系数

14 材 料 用于承重结构的冷弯薄壁型钢的带钢或钢板应采用符合 现行国家标准碳素结构钢 规定的 钢和低合金 高强度结构钢 规定的 钢 当有可靠根据时可 采用其他牌号的钢材但应符合相应有关国家标准的要求 用于承重结构的冷弯薄壁型钢的带钢或钢板应具有抗拉 强度伸长率屈服强度冷弯试验和硫磷含量的合格保证对焊 接结构尚应具有碳含量的合格保证 在技术经济合理的情况下可在同一构件中采用不同牌号 的钢材 焊接采用的材料应符合下列要求 手工焊接用的焊条应符合现行国家标准碳钢焊条 或低合金钢焊条 的规定 选择的焊条型 号应与主体金属力学性能相适应 自动焊接或半自动焊接用的焊丝应符合现行国家标准 熔化焊用钢丝 的规定 选择的焊丝和焊剂应与主 体金属相适应 二氧化碳气体保护焊接用的焊丝应符合现行国家标准 气体保护电弧焊用碳钢低合金钢焊丝 的规定 当 钢和 钢相焊接时宜采用与 钢相适应 的焊条或焊丝 连接件连接材料应符合下列要求普通螺栓应符合现行国家标准 六角头螺栓 级 的规定其机械性能应符合现行国家标准紧固件机械 性能螺栓螺钉和螺柱 的规定

15 高强度螺栓应符合现行国家标准钢结构用高强度大六角头螺栓大六角螺母垫圈与技术条件或钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副的规定连接薄钢板或其他金属板采用的自攻螺钉应符合现行国家标准自钻自攻螺钉或自攻螺栓的规定在冷弯薄壁型钢结构设计图纸和材料订货文件中应注明所采用的钢材的牌号和质量等级供货条件等以及连接材料的型号或钢材的牌号必要时尚应注明对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目

16 基本设计规定 设计原则本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法以分项系数设计表达式进行计算冷弯薄壁型钢承重结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计设计冷弯薄壁型钢结构时的重要性系数应根据结构的安全等级设计使用年限确定一般工业与民用建筑冷弯薄壁型钢结构的安全等级取为二级设计使用年限为年时其重要性系数不应小于设计使用年限为年时其重要性系数不应小于特殊建筑冷弯薄壁型钢结构安全等级设计使用年限另行确定按承载能力极限状态设计冷弯薄壁型钢结构应考虑荷载效应的基本组合必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合采用荷载设计值和强度设计值进行计算荷载设计值等于荷载标准值乘以荷载分项系数强度设计值等于材料强度标准值除以抗力分项系数冷弯薄壁型钢结构的抗力分项系数按正常使用极限状态设计冷弯薄壁型钢结构应考虑荷载效应的标准组合采用荷载标准值和变形限值进行计算计算结构构件和连接时荷载荷载分项系数荷载效应组合和荷载组合值系数的取值应符合现行国家标准建筑结构荷载规范的规定 注对支承轻屋面的构件或结构屋架框架等当仅承受一个可变荷载其水平投影面积超过时屋面均布活荷载标准值宜取 设计刚架屋架檩条和墙梁时应考虑由于风吸力作用引

17 起构件内力变化的不利影响此时永久荷载的荷载分项系数应取 结构构件的受拉强度应按净截面计算受压强度应按有效净截面计算稳定性应按有效截面计算构件的变形和各种稳定系数可按毛截面计算当采用不能滑动的连接件连接压型钢板及其支承构件形成屋面和墙面等围护体系时可在单层房屋的设计中考虑受力蒙皮作用但应同时满足下列要求应由试验或可靠的分析方法获得蒙皮组合体的强度和刚度参数对结构进行整体分析和设计屋脊檐口和山墙等关键部位的檩条墙梁立柱及其连接等除了考虑直接作用的荷载产生的内力外还必须考虑由整体分析算得的附加内力进行承载力验算必须在建成的建筑物的显眼位置设立永久性标牌标明在使用和维护过程中不得随意拆卸压型钢板只有设置了临时支撑后方可拆换压型钢板并在设计文件中加以规定设计指标钢材的强度设计值应按表采用表钢材的强度设计值 钢材牌号 抗拉抗压和抗弯抗剪端面承压磨平顶紧 钢钢 计算全截面有效的受拉受压或受弯构件的强度可采用按本规范附录确定的考虑冷弯效应的强度设计值经退火焊接和热镀锌等热处理的冷弯薄壁型钢构件不得采用考虑冷弯效应的强度设计值焊缝的强度设计值应按表采用

18 表 焊缝的强度设计值 构件钢材 牌号 对接焊缝 角焊缝 抗压抗拉抗剪抗压抗拉和抗剪 钢钢 注 当 钢与 钢对接焊接时焊缝的强度设计值应按表 中 钢栏的数值采用 经 射线检查符合一二级焊缝质量标准的对接焊缝的抗拉强度设计值采 用抗压强度设计值 级普通螺栓连接的强度设计值应按表 采用 表 级普通螺栓连接的强度设计值 类别 性能等级 构件钢材的牌号 级级钢钢 用 抗拉抗剪承压电阻点焊每个焊点的抗剪承载力设计值应按表表电阻点焊的抗剪承载力设计值 采 相焊板件中外层 较薄板件的厚度 每个焊点的抗剪 承载力设计值 相焊板件中外层 较薄板件的厚度 每个焊点的抗剪 承载力设计值 计算下列情况的结构构件和连接时本规范 至

19 条规定的强度设计值应乘以下列相应的折减系数平面格构式檩条的端部主要受压腹杆单面连接的单角钢杆件按轴心受力计算强度和连接按轴心受压计算稳定性注对中间无联系的单角钢压杆为按最小回转半径计算的杆件长细比无垫板的单面对接焊缝施工条件较差的高空安装焊缝两构件的连接采用搭接或其间填有垫板的连接以及单盖板的不对称连接上述几种情况同时存在时其折减系数应连乘钢材的物理性能应符合表的规定表钢材的物理性能弹性模量剪变模量线膨胀系数质量密度以每计 构造的一般规定冷弯薄壁型钢结构构件的壁厚不宜大于也不宜小于压型钢板除外主要承重结构构件的壁厚不宜小于 构件受压部分的壁厚尚应符合下列要求构件中受压板件的最大宽厚比应符合表表受压板件的宽厚比限值 的规定 钢材牌号板件类别非加劲板件部分加劲板件加劲板件 钢 钢

20 圆管截面构件的外径与壁厚之比对于 钢不宜大于 对于 钢不宜大于 构件的长细比应符合下列要求 受压构件的长细比不宜超过表 中所列数值 表 受压构件的容许长细比 项 次 构件类别 容许长细比 主要构件如主要承重柱刚架柱桁 架和格构式刚架的弦杆及支座压杆等 其他构件及支撑 受拉构件的长细比不宜超过 但张紧的圆钢拉条的长 细比不受此限 当受拉构件在永久荷载和风荷载组合作用下受压 时长细比不宜超过 在吊车荷载作用下受压时长细比不宜 超过 用缀板或缀条连接的格构式柱宜设置横隔其间距不宜大 于 在每个运输单元的两端均应设置横隔 实腹式受弯及 压弯构件的两端和较大集中荷载作用处应设置横向加劲肋当构 件腹板高厚比较大时构造上宜设置横向加劲肋

21 构件的计算 轴心受拉构件 轴心受拉构件的强度应按下式计算 式中正应力轴心力净截面面积钢材的抗拉抗压和抗弯强度设计值高强度螺栓摩擦型连接处的强度应按下列公式计算 式中 所计算截面最外列螺栓处的高强度螺栓数 在节点或拼接处构件一端连接的高强度螺栓数 毛截面面积 计算开口截面的轴心受拉构件的强度时若轴心力不通过 截面弯心或不通过 形截面的扇性零点 则应考虑双力矩的影 响 注本条规定也适用于轴心受压拉弯压弯构件 轴心受压构件轴心受压构件的强度应按下式计算

22 式中有效净截面面积轴心受压构件的稳定性应按下式计算 式中轴心受压构件的稳定系数应按本规范表或表采用有效截面面积 计算闭口截面双轴对称的开口截面和截面全部有效的不卷边的等边单角钢轴心受压构件的稳定系数时其长细比应取按下列公式算得的较大值 式中 构件对截面主轴 轴和 轴的长细比 构件在垂直于截面主轴 轴和 轴的平面内的 计算长度 构件毛截面对其主轴 轴和 轴的回转半径 计算单轴对称开口截面如图 所示轴心受压构件 的稳定系数时其长细比应取按公式 和下式算得的较大 值 式中 弯扭屈曲的换算长细比毛截面扇性惯性矩毛截面抗扭惯性矩毛截面的弯心在对称轴上的坐标

23 扭转屈曲的计算长度无缀板时为构件的几何长度有缀板时取两相邻缀板中心线的最大间距约束系数按表采用表开口截面轴心受压和压弯构件的约束系数 项次 构件两端的支承情况 无缀板 有缀板 两端铰接端部截面可以自由翘曲 两端嵌固端部截面的翘曲完全受到约束 两端铰接端部截面的翘曲完全受到约束 弯心 o 弯心 o e0 e0 图单轴对称开口截面示意图有缀板的单轴对称开口截面轴心受压构件弯扭屈曲的换算长细比可按公式计算约束系数可按表采用但扭转屈曲的计算长度为缀板中心线的最大间距构件两支承点间至少应设置块缀板不包括构件支承点处的缀板或封头板在内格构式轴心受压构件的稳定性应按公式计算其长细比应按下列规定取和中的较大值

24 缀板连接的双肢格构式构件如图 所示 缀条连接的双肢格构式构件如图 所示 缀条连接的三肢格构式构件如图 所示 式中 格构式构件的换算长细比 整个构件对 整个构件对虚轴 单肢对其自身主轴 轴的长细比 轴的长细比 轴的长细比计算长度 取缀板间净距所有单肢毛截面的面积之和构件横截面所截各斜缀条毛截面面积之和 1 1 θ θ 1 (a) 1 (b) (c) 图格构式构件截面示意图格构式轴心受压构件当缀材为缀条时其分肢的长细比

25 不应大于构件最大长细比 的 倍当缀材为缀板时 不应 大于且不应大于的倍当时取此 时可不计算单肢的强度和稳定性斜缀条与构件轴线间的夹角宜不小于不大于格构式轴心受压构件的剪力应按下式计算 式中 剪力分担 剪力 构件所有单肢毛截面面积之和钢材的屈服强度钢的钢 的 值沿构件全长不变由承受该剪力的有关缀板或缀条 受弯构件 荷载通过截面弯心并与主轴平行的受弯构件如图所示的强度和稳定性应按下列公式计算 强度 稳定性 式中跨间对主轴轴的最大弯矩 最大剪力 对主轴 轴的较小有效净截面模量 剪应力计算剪应力处以上截面对中和轴的面积矩毛截面惯性矩 腹板厚度之和

26 受弯构件的整体稳定系数应按本规范附录 的规定计算对截面主轴轴的受压边缘的有效截面模量 钢材抗剪强度设计值 中 F F h oa, h A 弯心 o oa, h e0 图荷载通过弯心并与主轴平行的受弯构件截面示意图荷载偏离截面弯心但与主轴平行的受弯构件如图所示的强度和稳定性应按下列公式计算 ef e F ef h oa, A o oa, 弯心 h h e0 图 荷载偏离弯心但与主轴平行的受弯构件截面示意图 强度 稳定性 式中 计算弯矩与所取弯矩同一截面的双力矩当受弯构件的受压

27 翼缘上有铺板且与受压翼缘牢固相连并能阻止受压翼缘侧向变位和扭转时此时可不验算受弯构件的稳定性其他情况可按本规范附录中的规定计算与弯矩引起的应力同一验算点处的毛截面扇性模量剪应力可按公式验算荷载偏离截面弯心且与主轴倾斜的受弯构件如图所示当在构造上能保证整体稳定性时其强度可按式计算 式中对截面主轴轴的弯矩图所示的截面中轴为强轴轴为弱轴对截面主轴轴的有效净截面模量轴和轴方向的剪应力可分别按公式验算上述受弯构件当不能在构造上保证整体稳定性时可按公式计算其稳定性 式中对截面主轴轴的受压边缘的有效截面模量 h F oa, F A ho 弯心 h F o,a e0 弯心 A o F (a) e0 (b) (c) (d) 图 荷载偏离弯心且与主轴倾斜的受弯构件截面示意图

28 受弯构件支座处的腹板当有加劲肋时应按公式 算其平面外的稳定性计算长度取受弯构件截面的高度截面积取 加劲肋截面积及加劲肋两侧各 面积之和为腹板厚度支座处无加劲肋时应按第 载力 拉弯构件 拉弯构件的强度应按下式计算 计 宽度范围内的腹板截 条的规定验算局部受压承 式中对截面主轴轴的净截面模量若拉弯构件截面内出现受压区且受压板件的宽厚比大于第条规定的有效宽厚比时则在计算其净截面特性时应按图所示位置扣除受压板件的超出部分压弯构件压弯构件的强度应按下式计算 应按公式 双轴对称截面的压弯构件当弯矩作用于对称平面内时 计算弯矩作用平面内的稳定性 式中 计算弯矩取构件全长范围内的最大弯矩 等效弯矩系数 系数 钢材的弹性模量

29 构件在弯矩作用平面内的长细比 对最大受压边缘的有效截面模量 当弯矩作用在最大刚度平面内时如图 所示 尚应按 公式 计算弯矩作用平面外的稳定性 式中 截面系数对闭口截面 对其他截面 对 轴的轴心受压构件的稳定系数其长细比应按 公式 计算 当弯矩作用于最大刚度平面内时受弯构件的整体 稳定系数应按本规范附录 中 的规定计算对 于闭口截面可取应取构件计算段的最大弯矩 荷载作用点 oa, oa, (a) (b) 图双轴对称截面示意图压弯构件的等效弯矩系数应按下列规定采用构件端部无侧移且无中间横向荷载时 式中 分别为绝对值较大和较小的端弯矩当构件以 单曲率弯曲时 取正值当构件以双曲率弯曲

30 时 取负值 构件端部无侧移但有中间横向荷载时 构件端部有侧移时 单轴对称开口截面如图 所示的压弯构件当弯矩 作用于对称平面内时除应按第 条计算弯矩作用平面内的 稳定性外尚应按公式 计算其弯矩作用平面外的稳定性此 时公式 中的轴心受压构件稳定系数 应按公式 算 得的弯扭屈曲的换算长细比 由本规范表 或表 查得 式中 等效偏心距 当偏心在截面弯心一侧时 为负当偏心在与截面弯心相对的另一侧时 为 正 取构件计算段的最大弯矩 横向荷载作用位置影响系数查表 计算系数按公式 计算 横向荷载作用点到弯心的距离对于偏心压杆或当 横向荷载作用在弯心时 当荷载不作用在弯心 且荷载方向指向弯心时 为负而离开弯心时 为正 若 当压弯构件采用本规范表 或表

31 中所列型钢或当 时可不计算其弯矩作用平面外的稳 定性 当弯矩作用在对称平面内如图所示且使截面在弯 心一侧受压时尚应按下式计算 式中 对 轴的等效弯矩系数应按第 条的规定采 用 截面的较小有效截面模量 系数 单轴对称开口截面压弯构件当弯矩作用于非对称主平面 内时如图 所示 除应按公式 计算其弯矩作用平面 内的稳定性外尚应按公式 计算其弯矩作用平面外的稳 定性 荷载作用点 o 图 单轴对称开口截面绕对称轴弯曲示意图

32 式中 对 轴的轴心受压构件的稳定系数其长细比应按 公式 计算 系数 算 双轴对称截面双向压弯构件的稳定性应按下列公式计 式中 当弯矩作用于最小刚度平面内时受弯构件的整体 稳定系数应按本规范附录 中 的规定计算 对 轴的等效弯矩系数应按第 条的规定采 用 格构式压弯构件除应计算整个构件的强度和稳定性外 尚应计算单肢的强度和稳定性 计算缀板或缀条内力用的剪力应取构件的实际剪力和按第 条算得的剪力中的较大值 格构式压弯构件当弯矩绕实轴 轴作用时其弯矩作 用平面内和平面外的整体稳定性计算均与实腹式构件相同但在 计算弯矩作用平面外的整体稳定性时公式 中的 应按 第 条中的换算长细比 确定 应取 当弯矩绕虚轴 轴作用时其弯矩作用平面内的整体稳定性应按下式计算 式中均应按换算长细比确定弯矩作用平面外的 整体稳定性可不计算但应计算分肢的稳定性

33 构件中的受压板件 加劲板件部分加劲板件和非加劲板件的有效宽厚比应按下列公式计算 当 时 当 时 当 时 式中 板件宽度板件厚度板件有效宽度 计算系数当时取 压应力分布不均匀系数 受压板件边缘的最大压应力 受压板件另一边缘的应力 取正值 以压应力为正 拉应力为负 板件受压区宽度当 时 当 时 计算系数其中按本规范第

34 条条的规定确定板件受压稳定系数按第条的规定确定板组约束系数按第条的规定采用若不计相邻板件的约束作用可取受压板件的稳定系数可按下列公式计算加劲板件当时 当 时 当 部分加劲板件 最大压应力作用于支承边如图 时 所示 当 最大压应力作用于部分加劲边如图 时 所示 当 非加劲板件 最大压应力作用于支承边如图 时 所示 当 时 当 时 当 最大压应力作用于自由边如图 时 所示 注当时以上各式和值按的值采用

35 (a) (b) (c) (d) 图部分加劲板件和非加劲板件的应力分布示意图受压板件的板组约束系数应按下列公式计算当时 当 时 式中 计算板件的宽度 与计算板件邻接的板件的宽度如果计算板件两边均有邻接板件时即计算板件为加劲板件时取压应力较大一边的邻接板件的宽度 计算板件的受压稳定系数由第邻接板件的受压稳定系数由第 条确定条确定 当时取为的上限值对于加劲板件 对于部分加劲板件 对于非加劲板件 当计算板件只有一边有邻接板件即计算板件为非加劲板件或部分加劲板件且邻接板件受拉时取 部分加劲板件中卷边的高厚比不宜大于 厚比应根据部分加劲板的宽厚比按表 采用 卷边的最小高

36 表 卷边的最小高厚比 注 卷边的高度 带卷边板件的宽度 板厚 当受压板件的宽厚比大于第条规定的有效宽厚比时受压板件的有效截面应自截面的受压部分按图所示位置扣除其超出部分即图中不带斜线部分来确定截面的受拉部分全部有效 σ 1 σ 2 σ 1 σ2 σ1 σ2 be1 be2 be1 be2 be σ 1 σ 1 σ1 σ2 σ 2 σ 2 be1 be2 be1 be2 be 1 be2 (a) 加劲板件 (b) 部分加劲板件 (c) 非加劲板件 图 受压板件的有效截面图 图 中的 和 按下列规定计算 对于加劲板件 当 时 当 时

37 对于部分加劲板件及非加劲板件 式中按第条确定圆管截面构件的外径与壁厚之比符合第条的规定时在计算中可取其截面全部有效在轴心受压构件中板件的有效宽厚比应根据由构件最大长细比所确定的轴心受压构件的稳定系数与钢材强度设计值的乘积作为按第条的规定计算在拉弯压弯和受弯构件中板件的有效宽厚比应按下列规定确定对于压弯构件截面上各板件的压应力分布不均匀系数应由构件毛截面按强度计算不考虑双力矩的影响最大压应力板件的取钢材的强度设计值其余板件的最大压应力按推算有效宽厚比按第条的规定计算对于受弯及拉弯构件截面上各板件的压应力分布不均匀系数及最大压应力应由构件毛截面按强度计算不考虑双力矩的影响有效宽厚比按第条的规定计算板件的受拉部分全部有效

38 连接的计算与构造 连接的计算 对接焊缝和角焊缝的强度应按下列公式计算 对接焊缝轴心受拉 对接焊缝轴心受压 对接焊缝受弯同时受剪 拉应力 剪应力 对接焊缝中剪应力和正应力均较大处 正面直角角焊缝受剪作用力垂直于焊缝长度方向 侧面直角角焊缝受剪作用力平行于焊缝长度方向 的剪应力 在垂直于角焊缝长度方向的应力 共同作用处 和沿角焊缝长度方向

39 式中焊缝计算长度之和采用引弧板或引出板施焊的对接焊缝每条焊缝的计算长度可取其实际长度不符合上述施焊方法的对接焊缝和所有角焊缝每条焊缝的计算长度均取实际长度减去角焊缝的焊脚尺寸连接构件中较薄板件的厚度焊缝截面模量焊缝截面的最大面积矩焊缝截面惯性矩垂直于焊缝长度方向的应力按焊缝有效截面计算沿焊缝长度方向的剪应力按焊缝有效截面计算对接焊缝的抗压抗拉强度设计值对接焊缝的抗剪强度设计值角焊缝的抗压抗拉和抗剪强度设计值喇叭形焊缝的强度应按下列公式计算当连接板件的最小厚度小于或等于时轴力垂直于焊缝轴线方向作用的焊缝如图所示的抗剪强度应按下式计算 轴力平行于焊缝轴线方向作用的焊缝如图所示的抗剪强度应按下式计算 式中 连接钢板的最小厚度

40 焊缝计算长度之和每条焊缝的计算长度均取实际长度减去应按图确定连接钢板的抗拉强度设计值 N t N 图 端缝受剪的单边喇叭形焊缝 N t N 2hf t N N (a) 单边喇叭形焊缝 (b) 喇叭形焊缝 图 纵向受剪的喇叭形焊缝 hf hf 图单边喇叭形焊缝当连接板件的最小厚度大于时纵向受剪的喇叭形

41 焊缝的强度除按公式 计算外尚应按公式 做补充 验算但 应按图 或图 确定 电阻点焊可用于构件的缀合或组合连接每个焊点所承受 的最大剪力不得大于本规范表 中规定的抗剪承载力设计 值 普通螺栓的强度应按下列规定计算 在普通螺栓杆轴方向受拉的连接中每个螺栓所受的拉力 不应大于按下式计算的抗拉承载力设计值 式中螺栓螺纹处的有效直径螺栓的抗拉强度设计值在普通螺栓的受剪连接中每个螺栓所受的剪力不应大于按下列公式计算的抗剪承载力设计值和承压承载力设计值的较小者抗剪承载力设计值 承压承载力设计值 式中剪切面数螺杆直径对于全螺纹螺栓取同一受力方向的承压构件的较小总厚度螺栓的承压抗剪强度设计值同时承受剪力和杆轴方向拉力的普通螺栓连接应符合下列公式要求

42 式中每个螺栓所承受的剪力和拉力高强度螺栓摩擦型连接中高强度螺栓的强度应按下列公式计算每个螺栓所受的剪力不应大于按下式计算的抗剪承载力设计值 式中 系数当最小板厚 时取 当最小板厚 时取传力摩擦面数抗滑移系数应按表 采用 高强度螺栓的预拉力应按表 采用 表 抗滑移系数 值 连接处构件接触面的处理方法 构件的钢材牌号 喷砂丸热轧钢材轧制表面清除浮锈冷轧钢材轧制表面清除浮锈注除锈方向应与受力方向相垂直表高强度螺栓的预拉力值 螺栓的性能等级 螺栓公称直径 级级 每个螺栓所受的沿螺栓杆轴方向的拉力不应大于按下式计算的抗拉承载力设计值

43 同时承受摩擦面间的剪力 作用的高强度螺栓应符合下列公式要求 和沿螺栓杆轴方向的拉力 在构件的节点处或拼接接头的一端当螺栓沿受力方向的 连接长度大于时应将螺栓的承载力设计值乘以折减系 数当大于时折减系数为为孔径 用于压型钢板之间和压型钢板与冷弯型钢构件之间紧密 连接的抽芯铆钉拉铆钉 规定计算 自攻螺钉和射钉连接的强度可按下列 在压型钢板与冷弯型钢等支承构件之间的连接件杆轴方 向受拉的连接中每个自攻螺钉或射钉所受的拉力应不大于按下 列公式计算的抗拉承载力设计值当只受静荷载作用时 当受含有风荷载的组合荷载作用时 式中 一个自攻螺钉或射钉的抗拉承载力设计值 紧挨钉头侧的压型钢板厚度 应满足 被连接钢板的抗拉强度设计值当连接件位于压型钢板波谷的一个四分点时如图所示其抗拉承载力设计值应乘以折减系数当两个四分点均设置连接件时如图所示则应乘以折减系数自攻螺钉在基材中的钻入深度应大于其所受的拉力应不大于按下式计算的抗拉承载力设计值

44 式中自攻螺钉的直径钉杆的圆柱状螺纹部分钻入基材中的深度基材的抗拉强度设计值 1.0 N f t (a) f 0.9 N t (b) 0.7 N 0.7 N f t (c) t f 图 压型钢板连接示意图 当连接件受剪时每个连接件所承受的剪力应不大于按下列公式计算的抗剪承载力设计值抽芯铆钉和自攻螺钉 当 时 且 当 时 当介于和之间时可由公式和插 值求得式中 射钉 一个连接件的抗剪承载力设计值 铆钉或螺钉直径 较薄板钉头接触侧的钢板的厚度较厚板在现场形成钉头一侧的板或钉尖侧的板 的厚度被连接钢板的抗拉强度设计值

45 式中被固定的单层钢板的厚度 射钉直径 被固定钢板的抗拉强度设计值 当抽芯铆钉或自攻螺钉用于压型钢板端部与支承构件如檩条的连接时其抗剪承载力设计值应乘以折减系数 下式要求 同时承受剪力和拉力作用的自攻螺钉和射钉连接应符合 式中一个连接件所承受的剪力和拉力一个连接件的抗剪和抗拉承载力设计值由两槽钢或卷边槽钢连接而成的组合工形截面如图所示其连接件如焊缝点焊螺栓等的最大纵向间距应按下列规定采用对于压弯构件应取按下列公式算得之较小者 式中 同一截面处的连接件数一个连接件的抗剪承载力设计值对于电阻点焊可取组合工形截面对平行于腹板的重心轴的惯性矩剪力取实际剪力及按第条算得的剪力中的较大值单个槽钢对轴的面积矩构件支承点间的长度单个槽钢对其自身平行于腹板的重心轴的回转半径

46 组合工形截面对 对于受弯构件 轴的回转半径 式中 一个连接件的抗拉承载力设计值对电阻点焊可取 最靠近上下翼缘的两排连接件间的垂直距离 单个槽钢的腹板中面至其弯心的距离等效荷载集度 受弯构件的等效荷载集度应按下列规定采用对于分布荷载应取实际荷载集度的倍对于集中荷载或反力应将集中力除以荷载分布长度或连接件的纵向间距取其中的较大值 a h0 h A O 弯心 O d 图组合工形截面示意图注系单个槽钢的弯心系单个槽钢腹板中心线与对称轴 的交点 连接的构造当被连接板件的厚度时焊缝的计算长度不得小于当时不得小于角焊缝的焊脚尺寸不宜大于为相连板件中较薄板件的厚度直接相贯的钢管

47 节点的角焊缝焊脚尺寸可放大到 当采用喇叭形焊缝时单边喇叭形焊缝的焊脚尺寸 图所示不得小于被连接板件的最小厚度的倍 小于 电阻点焊的焊点中距不宜小于 如 焊点边距不宜 系被连接板件中较薄板件的厚度螺栓的中距不得小于螺栓孔径的倍端距不得小于 螺栓孔径的倍边距不得小于螺栓孔径的倍如图所示在靠近弯角边缘处的螺栓孔边距尚应满足使用紧固工具的要求 力的作用方向 3d0 3d0 3d0 2d0 1.5 d d0 d0 图 螺栓最小间距示意图 抽芯铆钉拉铆钉和自攻螺钉的钉头部分应靠在较薄的板件一侧连接件的中距和端距不得小于连接件直径的倍边 距不得小于连接件直径的倍受力连接中的连接件数不宜少于个抽芯铆钉的适用直径为在受力蒙皮结构中 宜选用直径不小于 的抽芯铆钉自攻螺钉的适用直径为 在受力蒙皮结构中宜选用直径不小于的自攻螺钉自攻螺钉连接的板件上的预制孔径应符合下式要求 式中 且 自攻螺钉的公称直径被连接板的总厚度 射钉只用于薄板与支承构件即基材如檩条的连接 射

48 钉的间距不得小于射钉直径的倍且其中距不得小于到基材的端部和边缘的距离不得小于射钉的适用直径为 射钉的穿透深度指射钉尖端到基材表面的深度如图 所示应不小于 >10mm >10mm 图射钉的穿透深度基材的屈服强度应不小于被连钢板的最大屈服强度应不大于基材和被连钢板的厚度应满足表和表的要求表被连钢板的最大厚度射钉直径 单一方向 单层被固定钢板最大厚度 多层被固定钢板最大厚度 相反方向 所有被固定钢板最大厚度 表 基材的最小厚度 射钉直径 最小厚度

49 在抗拉连接中自攻螺钉和射钉的钉头或垫圈直径不得小于且应通过试验保证连接件由基材中的拔出强度不小于连接件的抗拉承载力设计值

50 压型钢板 压型钢板的计算本节有关压型钢板计算的规定仅适用于屋面板墙板和非组合效应的压型钢板楼板压型钢板如图所示受压翼缘的有效宽厚比应按下列规定采用两纵边均与腹板相连或一纵边与腹板相连另一纵边与符合第条要求的中间加劲肋相连的受压翼缘可按加劲板件由本规范第条确定其有效宽厚比有一纵边与符合第条要求的边加劲肋相连的受压翼缘可按部分加劲板件由本规范第条确定其有效宽厚比 b bs bs bs 子板件 边加劲肋 θ 中间加劲肋 h b1 图压型钢板截面示意图压型钢板腹板的有效宽厚比应按本规范第采用压型钢板受压翼缘的纵向加劲肋应符合下列规定边加劲肋 条规定

51 且 中间加劲肋 且式中边加劲肋截面对平行于被加劲板件截面之重心轴的惯性矩中间加劲肋截面对平行于被加劲板件截面之重心轴的惯性矩子板件的宽度边加劲板件的宽度板件的厚度压型钢板的强度可取一个波距或整块压型钢板的有效截面按受弯构件计算压型钢板腹板的剪应力应符合下列公式的要求当时 当 时 式中 力 腹板的平均剪应力腹板的剪切屈曲临界剪应力腹板的高厚比压型钢板支座处的腹板应按下式验算其局部受压承载

52 式中 支座反力 一块腹板的局部受压承载力设计值 系数中间支座取 端部支座取 腹板厚度 支座处的支承长度 端部支座可 取腹板倾角压型钢板同时承受弯矩 和支座反力 的截面应满足 下列要求 式中 要求 截面的弯曲承载力设计值 压型钢板同时承受弯矩和剪力的截面应满足下列 式中腹板的抗剪承载力设计值按第条的规定计算在压型钢板的一个波距上作用集中荷载时可按下式将集中荷载折算成沿板宽方向的均布线荷载并按进行单个波距或整块压型钢板有效截面的弯曲计算 式中 集中荷载 压型钢板的波距

53 折算系数由试验确定无试验依据时可取屋面压型钢板的施工或检修集中荷载按计算当施工荷载超过时则应按实际情况取用压型钢板的挠度与跨度之比不宜超过下列限值屋面板屋面坡度时屋面坡度时 墙板 楼板 仅作模板使用的压型钢板上的荷载除自重外尚应计入 湿钢筋混凝土楼板重和可能出现的施工荷载 如施工中采取了必 要的措施可不考虑浇注混凝土的冲击力挠度计算时可不计施工 荷载 压型钢板的构造 压型钢板腹板与翼缘水平面之间的夹角 不宜小于 压型钢板宜采用镀锌钢板镀铝锌钢板或在其基材上涂有 彩色有机涂层的钢板辊压成型 屋面墙面压型钢板的基材厚度宜取 用作楼 面模板的压型钢板厚度不宜小于 压型钢板宜采用长尺板 材以减少板长方向之搭接 压型钢板长度方向的搭接端必须与支承构件如檩条墙 梁等有可靠的连接搭接部位应设置防水密封胶带搭接长度不 宜小于下列限值 波高 的高波屋面压型钢板 波高 的低波屋面压型钢板屋面坡度 时 屋面坡度 时 墙面压型钢板 屋面压型钢板侧向可采用搭接式扣合式或咬合式等连接 方式 当侧向采用搭接式连接时一般搭接一波特殊要求时可搭

54 接两波搭接处用连接件紧固连接件应设置在波峰上连接件应采用带有防水密封胶垫的自攻螺钉对于高波压型钢板连接件间距一般为对于低波压型钢板连接件间距一般为 当侧向采用扣合式或咬合式连接时应在檩条上设置与压型钢板波形相配套的专门固定支座固定支座与檩条用自攻螺钉或射钉连接压型钢板搁置在固定支座上两片压型钢板的侧边应确保在风吸力等因素作用下的扣合或咬合连接可靠墙面压型钢板之间的侧向连接宜采用搭接连接通常搭接一个波峰板与板的连接件可设在波峰亦可设在波谷连接件宜采用带有防水密封胶垫的自攻螺钉辅设高波压型钢板屋面时应在檩条上设置固定支架檩条上翼缘宽度应比固定支架宽度大固定支架用自攻螺钉或射钉与檩条连接每波设置一个低波压型钢板可不设固定支架宜在波峰处采用带有防水密封胶垫的自攻螺钉或射钉与檩条连接连接件可每波或隔波设置一个但每块低波压型钢板不得小于个连接件用作非组合楼面的压型钢板支承在钢梁上时其支承长度不得小于支承在混凝土砖石砌体等其他材料上时支承长度不得小于在浇注混凝土前应将压型钢板上的油脂污垢等有害物质清除干净铺设楼面压型钢板时应避免过大的施工集中荷载必要时可设置临时支撑

55 檩条与墙梁 檀条的计算 图 屋面能起阻止檩条侧向失稳和扭转作用的实腹式檩条如所示的强度可按下式计算 屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转的实腹式檩条的稳定性可按下式计算 图实腹式檩条示意图当风荷载使实腹式檩条下翼缘受压时其稳定性可按公式计算平面格构式檩条上弦的强度按公式计算稳定性可按下式计算 式中 轴心受压构件的稳定系数根据构件的最大长细 比按本规范附录表采用

56 对檩条上弦截面主轴 和 的弯矩 轴垂直于屋面 公式中的弯矩 和 可按下列规定采用 计算 时拉条可作为侧向支承点 计算强度时支承 点处的 可按下式计算 计算稳定性时 节点和跨中处 可取侧向支承点间全长范围内的最大弯矩 式中 侧向支承点间的距离 上弦的节间长度 垂直于屋面方向的均布荷载分量 平行于屋面方向的均布荷载分量 当风荷载作用下平面格构式檩条下弦受压时下弦应采用型钢其强度和稳定性可按下列公式计算 强度 稳定性 平面格构式檩条受压弦杆在平面内的计算长度应取节间长度平面外的计算长度应取侧向支承点间的距离布置在弦杆处 的拉条可作为侧向支承点 点几何长度 端压腹杆的长细比不得大于 腹杆在平面内外的计算长度均取节 檩条在垂直屋面方向的容许挠度与其跨度之比可按下列规定采用 瓦楞铁屋面

57 压型钢板钢丝网水泥瓦和其他水泥制品瓦材屋面 檩条的构造 所示 实腹式檩条可采用檩托与屋架刚架相连接如图 檩条 加劲肋 檩托 屋架或刚架 图 实腹式檩条端部连接示意图 平面格构式檩条的高度可取跨度的 平面格构式檩条的端压腹杆应采用型钢 当风荷载使平面格构式檩条下弦受压时宜在檩条上下弦杆 处均设置拉条和撑杆 实腹式檩条跨度大于 时在受压翼缘应设置拉条或撑 杆拉条和撑杆的截面应按计算确定 圆钢拉条直径不宜小于 撑杆的长细比不得大于 当檩条上下翼缘表面均设置压型钢板并与檩条牢固连接时 可不设拉条和撑杆 利用檩条作为水平支撑压杆时檩条长细比不得大于 拉条和撑杆可作为侧向支承点 并应按压弯构件验算其强度和 稳定性 墙梁的计算 简支墙梁如图 所示的强度应按公式 和

58 下列公式计算 式中竖向荷载设计值和水平风荷载设计值所产生的剪力的最大值墙梁截面沿截面主轴方向的计算高度取相交板件连接处两内弧起点间的距离墙梁截面的厚度两侧挂墙板的墙梁和一侧挂墙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若构造上不能保证墙梁的整体稳定时尚需按公式计算其稳定性但公式中的应按仅作用着忽略及的影响的情况由附录中的规定计算墙梁的容许挠度与其跨度之比可按下列规定采用压型钢板瓦楞铁墙面水平方向窗洞顶部的墙梁水平方向和竖向且其竖向挠度不得大于墙梁的构造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当墙梁跨度大于时宜在跨中设置一道拉条当墙梁跨度大于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道拉条设置一对斜拉条如图所示以分段传递墙体自重圆钢拉条直径不宜小于所需截面面积应通过计算确定

59 斜拉条 拉条 墙梁 图 拉条布置示意图

60 屋 架 屋架的计算计算屋架各杆件内力时假定各节点均为铰接次应力可不计算但应考虑在屋面风吸力的作用下可能导致屋架杆件内力变号的不利影响并核算屋架支座锚栓的抗拉承载力屋架杆件的计算长度如图所示可按下列规定采用 屋架 屋架 支撑 侧向支承点 N1 N2 A 侧向支承点 a B 图屋架杆件计算长度示意图在屋架平面内各杆件的计算长度可取节点间的距离在屋架平面外弦杆应取侧向支承点间的距离腹杆取节点间的距离图中的腹杆应取间的距离如等节间的受压弦杆或腹杆之侧向支承点间的距离为节间长度的倍且内力不等时其计算长度应按下式确定 且

61 式中杆件的计算长度杆件的侧向支承点间的距离较大的压力计算时取正值较小的压力或拉力计算时压力取正值拉力取负值侧向不能移动的点支撑点或节点可作为屋架的侧向支承点当檩条系杆或其他杆件未与水平或垂直支撑节点或其他不移动点相连接时不能作为侧向支承点屋架的构造两端简支的跨度不小于的三角形屋架和跨度不小于的梯形或平行弦屋架当下弦无曲折时宜起拱拱度可取跨度的屋盖应设置支撑体系当支撑采用圆钢时必须具有拉紧装置屋架杆件宜采用薄壁钢管方管矩形管圆管屋架杆件的接长宜采用焊接或螺栓连接且须与杆件等强接长连接应设置在杆件内力较小的节间内屋架拼装接头的数量及位置应按施工及运输条件确定屋架节点的构造应符合下列要求杆件重心轴线宜汇交于节点中心应在薄弱处增设加强板或采取其他措施增强节点的刚度应便于施焊清除污物和涂刷油漆

62 刚 架 刚架的计算刚架梁柱的强度和稳定性应按下列规定计算刚架梁在刚架平面内可仅按压弯构件计算其强度实腹式刚架梁应按压弯构件计算其在刚架平面外的稳定性实腹式刚架柱应按压弯构件计算其强度和稳定性格构式刚架柱应按压弯构件计算其强度和弯矩作用平面内的稳定性格构式刚架梁和柱的弦杆腹杆以及缀条等应分别按轴心受拉及轴心受压构件计算各单个杆件的强度和稳定性变截面刚架柱的稳定性可按最大弯矩处的有效截面进行计算此时轴心力应取与最大弯矩同一截面处的轴心力单跨门式刚架柱在刚架平面内的计算长度应按下式计算 式中 用 柱的高度取基础顶面到柱与梁轴线交点的距离如 图 所示 刚架柱的计算长度系数按下列方法确定 刚架梁为等截面构件时 可按表 或表 取 刚架梁为变截面构件时 可按下式计算

63 H H 式中刚架在柱顶单位水平荷载作用下的侧移刚度刚架按一阶弹性分析得到的在柱顶单位水平荷载作用下的柱顶侧移刚架柱大头截面的惯性矩对于板式柱脚上述刚架柱计算长度系数宜根据柱脚构造情况乘以下列调整系数柱脚铰接 柱脚刚接 数 图 刚架柱的高度示意图 多跨门式刚架柱在刚架平面内的计算长度应按公式计算其计算长度系数可按下列规定确定 当中间柱为两端铰接柱即摇摆柱时边柱的计算长度系可按下列公式计算 式中 放大系数 按第 数中间第 第 中间第 第 条确定的单跨门式刚架柱的计算长度系 个摇摆柱的轴向力 个边柱的轴向力 个摇摆柱的高度 个边柱的高度 查表或表计算时刚架梁的长度应取梁的跨

64 度即边柱到相邻中间柱之间的距离的倍摇摆柱的计算长度系数取当中间柱为非摇摆柱时各刚架柱的计算长度系数可按下式计算 式中第根刚架柱的计算长度系数宜根据柱脚构造情 况按第条第款乘以相应的调整系数第根刚架柱以大头截面为准的欧拉临界力 第 第 根刚架柱的高度轴压力 根刚架柱大头截面的惯性矩 实腹式刚架梁和柱在刚架平面外的计算长度应取侧向支承点间的距离侧向支承点间可取设置隅撑处及柱间支撑连接点当梁或柱两翼缘的侧向支承点间的距离不等时应取最大受压翼缘侧向支承点间的距离格构式刚架梁和柱的弦杆腹杆和缀条等单个构件的计算长度如图所示应按下列规定采用 在刚架平面内各杆件均取节点间的距离在刚架平面外腹杆和缀条取节点间的距离弦杆取侧向支承点间的距离若受压弦杆在该长度范围内的内力有变化时按下列规定计算当内力均为压力时可按公式计算此时式中应取最大的压力应取最小的压力 当内力在侧向支承点间的几个节间内为压力另几个节间内为拉力时可按下式计算但不得小于受压节间的总长

65 且式中侧向支承点间的距离所有拉力的平均值计算时取负值所有压力的平均值计算时取正值两侧向支承点间节间总数内力为压力的节间数 支撑 刚架 腹杆 刚架 侧向支承点 刚架弦杆 图格构式刚架弦杆平面外计算长度示意图刚架梁的竖向挠度与其跨度的比值不宜大于表所列限值刚架柱在风荷载标准值作用下的柱顶水平位移与柱高度的比值不宜大于表所列限值以保证刚架有足够的刚度及屋面墙面等的正常使用表刚架梁的竖向挠度限值屋盖情况挠度限值仅支撑压型钢板屋面和檩条承受活荷载或雪荷载尚有吊顶有吊顶且抹灰注对于单跨山形门式刚架系一侧斜梁的坡面长度对于多跨山形门式刚架指相邻两柱之间斜梁一坡的坡面长度对于悬臂梁取其悬伸长度的倍

66 表 刚架柱顶侧移限值 吊车情况 其 他 情 况 柱顶侧移限值 无吊车 采用压型钢板等轻型钢墙板时采用砖墙时 有桥式吊车 吊车由驾驶室操作时吊车由地面操作时 注表中 为刚架柱高度 刚架的构造用于刚架梁柱的冷弯薄壁型钢其壁厚不应小于刚架梁的最小高度与其跨度之比格构式梁可取实腹式梁可取门式刚架房屋应设置支撑体系在每个温度区段或分期建设的区段应设置横梁上弦横向水平支撑及柱间支撑刚架转折处即边柱柱顶和屋脊及多跨房屋适当位置的中间柱顶应沿房屋全长设置刚性系杆刚架梁及柱的内翼缘或内肢需设置侧向支承点时可利用作为外翼缘或外肢侧向支承点用的檩条或墙梁设置隅撑如图所示隅撑应按压杆计算 ~ 刚架 隅撑 图 刚架梁或柱的隅撑 刚架梁应与檩条或屋盖的其他刚性构件可靠连接

67 制作安装和防腐蚀 制作和安装构件上应避免刻伤放样和号料应根据工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割刨边和铣平等加工余量应保证切割部位准确切口整齐切割前应将钢材切割区域表面的铁锈污物等清除干净切割后应清除毛刺熔渣和飞溅物钢材和构件的矫正应符合下列要求钢材的机械矫正应在常温下用机械设备进行冷弯薄壁型钢结构的主要受压构件当采用方管时其局部变形的纵向量测值如图所示应符合下式要求 式中 局部变形的纵向量测值 局部变形的量测标距取变形所在面的宽度 δ b b 图局部变形纵向量测示意图碳素结构钢在环境温度低于低合金结构钢在环境温度低于时不得进行冷矫正和冷弯曲

68 碳素结构钢和低合金结构钢加热温度应根据钢材性能选定但不得超过低合金结构钢在加热矫正后应在自然状态下缓慢冷却构件矫正后挠曲矢高不应超过构件长度的且不得大于构件的制孔应符合下列要求高强度螺栓孔应采用钻成孔螺栓孔周边应无毛刺破裂喇叭口和凹凸的痕迹切屑应清除干净构件的组装和工地拼装应符合下列要求构件组装应在合适的工作平台及装配胎模上进行工作平台及胎模应测平并加以固定使构件重心线在同一水平面上其误差不得大于应按施工图严格控制几何尺寸结构的工作线与杆件的重心线应交汇于节点中心两者误差不得大于组装焊接构件时构件的几何尺寸应依据焊缝等收缩变形情况预放收缩余量对有起拱要求的构件必须在组装前按规定的起拱量做好起拱起拱偏差应不大于构件长度的且不大于杆件应防止弯扭拼装时其表面中心线的偏差不得大于 杆件搭接和对接时的错缝或错位不得大于构件的定位焊位置应在正式焊缝部位内不得将钢材烧穿定位焊采用的焊接材料型号应与正式焊接用的相同构件之间连接孔中心线位置的误差不得大于冷弯薄壁型钢结构的焊接应符合下列要求焊接前应熟悉冷弯薄壁型钢的特点和焊接工艺所规定的焊接方法焊接程序和技术措施根据试验确定具体焊接参数保证焊接质量

69 焊接前应把焊接部位的铁锈污垢积水等清除干净焊条焊剂应进行烘干处理型钢对接焊接或沿截面围焊时不得在同一位置起弧灭弧而应盖过起弧处一段距离后方能灭弧不得在母材的非焊接部位和焊缝端部起弧或灭弧焊接完毕应清除焊缝表面的熔渣及两侧飞溅物并检查焊缝外观质量构件在焊接前应采取减少焊接变形的措施对接焊缝施焊时必须根据具体情况采用适宜的焊接措施如预留空隙垫衬板单面焊及双面焊等方法以保证焊透电阻点焊的各项工艺参数如通电时间焊接电流电极压力等的选择应保证焊点抗剪强度试验合格在施焊过程中各项参数均应保持相对稳定焊件接触面应紧密贴合电阻点焊宜采用圆锥形的电极头其直径应不小于为焊件中外侧较薄板件的厚度施焊过程中直径的变动幅度不得大于冷弯薄壁型钢结构构件应在涂层干燥后进行包装包装应保护构件涂层不受损伤且应保证构件在运输装卸堆放过程中不变形不损坏不散失冷弯薄壁型钢结构的安装应符合下列要求结构安装前应对构件的质量进行检查构件的变形缺陷超出允许偏差时应进行处理结构吊装时应采取适当措施防止产生永久性变形并应垫好绳扣与构件的接触部位不得利用已安装就位的冷弯薄壁型钢构件起吊其他重物不得在主要受力部位加焊其他物件安装屋面板前应采取措施保证拉条拉紧和檩条的位置正确安装压型钢板屋面时应采取有效措施将施工荷载分布至

70 较大面积防止因施工集中荷载造成构件局部压屈冷弯薄壁型钢结构制作和安装质量除应符合本规范规定外尚应符合现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范的规定当喷涂防火涂料时应符合现行国家标准钢结构防火涂料通用技术条件的规定防腐蚀冷弯薄壁型钢结构必须采取有效的防腐蚀措施构造上应考虑便于检查清刷油漆及避免积水闭口截面构件沿全长和端部均应焊接封闭冷弯薄壁型钢结构应根据其使用条件和所处环境选择相应的表面处理方法和防腐措施对冷弯薄壁型钢结构的侵蚀作用分类可参见本规范表 冷弯薄壁型钢结构应按设计要求进行表面处理除锈方法和除锈等级应符合现行国家标准涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级的规定冷弯薄壁型钢结构采用化学除锈方法时应选用具备除锈磷化钝化两个以上功能的处理液其质量应符合现行国家标准多功能钢铁表面处理液通用技术条件的规定冷弯薄壁型钢结构应根据具体情况选用下列相适应的防腐措施金属保护层表面合金化镀锌镀铝锌等防腐涂料无侵蚀性或弱侵蚀性条件下可采用油性漆酚醛漆或醇酸漆中等侵蚀性条件下宜采用环氧漆环氧酯漆过氯乙烯漆氯化橡胶漆或氯醋漆防腐涂料的底漆和面漆应相互配套

71 复合保护 用镀锌钢板制作的构件涂装前应进行除油磷化钝化 处理或除油后涂磷化底漆 表面合金化镀锌钢板镀锌钢板如压型钢板瓦楞铁等 的表面不宜涂红丹防锈漆宜涂 锌黄环氧酯底漆 或其他专用涂料进行防护 冷弯薄壁型钢采用的涂装材料应具有出厂质量证明书 并应符合设计要求 涂覆方法除设计规定外可采用手刷或机械 喷涂 涂料涂装遍数涂层厚度均应符合设计要求 当设计对 涂装无明确规定时一般宜涂 遍干膜总厚度室外构件应大 于 室内构件应大于 允许偏差为 涂装时的环境温度和相对湿度应符合涂料产品说明书的 要求当产品说明书无要求时环境温度宜在 之间相对 湿度不应大于 构件表面有结露时不得涂装涂装后 内不 得淋雨 冷弯薄壁型钢结构目测涂装质量应均匀细致无明显色 差无流挂失光起皱针孔气泡裂纹脱落脏物粘附漏涂等 必须附着良好用划痕法或粘力计检查 漆膜干透后应用干膜 测厚仪测出干膜厚度做出记录不合规定的应补涂 涂装质量不 合格的应重新处理 冷弯薄壁型钢结构的防腐处理应符合下列要求 钢材表面处理后 内应及时涂刷防腐涂料以免再度生 锈 施工图中注明不涂装的部位不得涂装安装焊缝处应留出 暂不涂装 冷弯薄壁型钢结构安装就位后应对在运输吊装过程中 漆膜脱落部位以及安装焊缝两侧未油漆部位补涂油漆使之不低 于相邻部位的防护等级

72 冷弯薄壁型钢结构外包埋入混凝土的部位可不做涂装易淋雨或积水的构件且不易再次油漆维护的部位应采取措施密封冷弯薄壁型钢结构在使用期间应定期进行检查与维护维护年限可根据结构的使用条件表面处理方法涂料品种及漆膜厚度分别按本规范表采用冷弯薄壁型钢结构重新涂装的质量应符合现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范的规定

73 附录 计算系数 轴心受压构件的稳定系数 查得 轴心受压构件的稳定系数可根据钢材的牌号按下列表格 表 钢轴心受压构件的稳定系数

74 续表 表 钢轴心受压构件的稳定系数

75 续表 受弯构件的整体稳定系数对于图所示单轴或双轴对称截面包括反对称截面的简支梁当绕对称轴轴弯曲时其整体稳定系数应按下式计算 式中 梁在弯矩作用平面外的长细比毛截面面积截面高度梁的侧向计算长度梁的侧向计算长度系数按表采用梁的跨度系数按表采用横向荷载作用点到弯心的距离对于偏心压杆或当横向荷载作用在弯心时当荷载不作用在弯心且荷

76 载方向指向弯心时 为负而离开弯心时 为正 对 轴的受压边缘毛截面模量 毛截面扇性惯性矩 对 轴的毛截面惯性矩 扭转惯性矩 如按上列公式算得的 则应以 值代替 值 应按下式计算 表两端及跨间侧向均为简支的受弯构件的和值 序 弯矩作用平面内的 荷载及支承情况 跨间无 侧向支承 跨中设 一道侧 向支承 跨间有不少于两个等距离布置的侧向支承 号 q F /2 /2 M M

77 续表 序 弯矩作用平面内的荷载及支承情况 跨间无 侧向支承 跨中设 一道侧 向支承 跨间有不少于两个等距离布置的侧向支承 号 M /2 M/2 M M M/2 M M 对于图所示单轴对称截面简支梁轴强轴为不 对称轴当绕轴弯曲时其整体稳定系数仍可按公式计 算但需以下式代替公式

78 式中对轴的毛截面惯性矩弯心的轴坐标 b F h ea 弯心 A O e0 图单轴对称截面示意图对于图所示单轴或双轴对称截面的简支梁当绕轴弱轴弯曲时如图所示如需计算稳定性其整体稳定系数可按下式计算 当 轴为对称轴时 当 轴为非对称轴时

79 式中截面宽度弯矩作用平面外的长细比对轴对轴的受压边缘毛截面模量弯心的轴坐标当时应以代替按下式计算 e0 ea F 弯心 A O b 图 单轴对称卷边槽钢 刚架柱的计算长度系数等截面刚架柱的计算长度系数见表表等截面刚架柱的计算长度系数 柱与基础的连接方式 刚 接 铰 接 注 系柱顶处的截面惯性矩系刚架梁的截面惯性矩系刚架柱的高度系刚架梁的长度在山形门式刚架中为斜梁沿折线的总长度当横梁与柱铰接时取

80 变截面刚架柱的计算长度系数见表表变截面刚架柱的计算长度系数 柱与基础的 连接方式 铰 接 注 系柱脚处的截面惯性矩 简支梁的双力矩 的计算 式计算 简支梁的双力矩可根据荷载情况按表中所列公

81 表 简支梁双力矩 的计算公式 序号 荷载简图 O,A z e z O,A e e z F F F /2 /2 z1 z2 /3 /3 /3 O,A e z q z 当 时 任意截面处 当 时 跨中 注 弯扭特性系数 钢材的剪变模量的计算系数可由下图查得 δ k 图

82 由双力矩所产生的正向应力符号按表采用 表由双力矩所引起的正应力符号 荷载与截 面简图 e F 2 1 e F 1 2 ef ef 1 O A O O,A O,A A 弯心 截面 上的点 注表中正应力符号代表压应力代表拉应力 表中外荷载绕截面弯心顺时针方向旋转如外荷载绕截面弯心逆 时针方向旋转则表中所有符号均应反号

83 附录 截面特性 常用截面特性表 常用截面特性表见表 表 表 方钢管 尺寸 截面面积 每米长质量

84 续表 尺寸 截面面积 每米长质量 t O,A h h

85 尺寸 截面面积 每米长质量 表 等边角钢 t 0 b 0 O A 1 弯心 1 b e

86 表槽钢 尺寸 截面面积 每米长质量 t A O 弯心 h e0 1 b

87 表 卷边槽钢 尺寸 截面面积 每米长质量

88 续表 尺寸 截面面积 每米长质量 t h A O 弯心 a e0 1 b

89 表卷边形钢 尺寸 截面 面积 每米长 质 量 t O,A 1 θ a a h 1 b

90 表斜卷边形钢 尺寸 截面每米长面积质量 1 1 t r O θ b 1 2 r a 1 h 45 r r a 1 b

91 尺寸 截面面积 每米长质量 表 卷边等边角钢 t 0 b 0 O 0 a 0 1 A 弯心 e0 b 1 0

92 表 焊接薄壁圆钢管 尺寸截面面积每米长质量

93 续表 尺寸截面面积每米长质量 t d

94 截面特性的近似计算公式 下列近似计算公式均按截面中心线进行计算轴向右为正轴向上为正半圆钢管 t 弯心 A r O 重心 z0 e0 等边角钢 0 b t 0 A O 重心 0 b 0 0 e0

95 卷边等边角钢 b a 0 0 t A O 重心 b 0 d z0 a 0 0 e0 槽钢 b t h A O d z0 e0

96 向外卷边槽钢 t b a h A O d z0 e0

97 向内卷边槽钢 b t a h A O d z0 e0 形钢

98 1 m 1 t O,A θ h 1 b 1 卷边 形钢 1 m t O,A 1 θ 1 h a b 1 斜卷边 形钢

99 m 1 t O,A 1 θ 1 h 1 b θ1 a 圆钢管 t d

100 附录 考虑冷弯效应的强度设计值的计算方法 考虑冷弯效应的强度设计值 可按下式计算 式中 成型方式系数对于冷弯高频焊圆变方矩形管取对于圆管和其他方式成型的方矩形管及开口型钢取钢材的抗拉强度与屈服强度的比值对于钢可取对于钢可取型钢截面所含棱角数目型钢截面上第个棱角所对应的圆周角如图所示以弧度为单位型钢截面中心线的长度可取型钢截面积与其厚度的比值 2 i=1 θ 2 t 3 r 3 4 图 冷弯薄壁型钢截面示意图

101 型钢截面中心线的长度 亦可按下式计算 式中 型钢平板部分宽度之和型钢截面上第个棱角内表面的弯曲半径型钢厚度

102 附录 侵蚀作用分类和防腐涂料底面漆配套及维护年限 外界条件对冷弯薄壁型钢结构的侵蚀作用分类可按表采用表外界条件对冷弯薄壁型钢结构的侵蚀作用分类 序号 地区 相对湿度 对结构的侵蚀作用分类 室内采暖房屋室内非采暖房屋露天 农村一般城市的商业区及住宅 干燥无侵蚀性无侵蚀性弱侵蚀性 普通无侵蚀性弱侵蚀性中等侵蚀性 潮湿弱侵蚀性弱侵蚀性中等侵蚀性 干燥弱侵蚀性中等侵蚀性中等侵蚀性 工业区沿 海地区 普通弱侵蚀性中等侵蚀性中等侵蚀性 潮湿中等侵蚀性中等侵蚀性中等侵蚀性 注 表中的相对湿度系指当地的年平均相对湿度对于恒温恒湿或有相对湿度指标的建筑物则按室内相对湿度采用一般城市的商业区及住宅区泛指无侵蚀性介质的地区工业区是包括受侵蚀介质影响及散发轻微侵蚀性介质的地区 用 常用防腐涂料底面漆配套及维护年限可按表 采

103 表 常用防腐涂料底面漆配套及维护年限 侵蚀作用类别 表面处理 涂料类别 底面漆配套涂料 底漆道数膜厚面漆道数膜厚 维护年限年 无侵蚀性 室内 室外 弱侵蚀性 弱侵蚀性 喷砂丸除锈酸洗除锈手工或半机械化除锈 第一类 红丹油性防锈漆铁红油性防锈漆红丹酚醛防锈漆铁红酚醛防锈漆红丹醇酸防锈漆铁红醇酸底漆云铁醇酸防锈漆 各色醇酸磁漆 灰醇酸磁漆 灰云铁醇酸磁漆 室内 室外 中等侵蚀性 酸洗磷化处理喷砂丸除锈 第二类 铁红环氧树脂底漆铁红环氧化改性树脂底漆云铁环氧树脂底漆氯磺化聚乙烯防腐底漆 灰醇酸改性过氯乙烯磁漆醇酸改性氯化橡胶磁漆醇酸改性氯醋磁漆聚氨酯改性氯醋磁漆 氯磺化聚乙烯防腐面漆 注表中所列第一类或第二类中任何一种底漆氯磺化聚乙烯防腐底漆除外可和同一类别中的任一种面漆配套使用

104 本规范用词说明 为便于在执行本规范条文时区别对待对要求严格程度不同的用词说明如下表示很严格非这样做不可的用词正面词采用必须反面词采用严禁表示严格在正常情况下均应这样做的用词正面词采用应反面词采用不应或不得表示允许稍有选择在条件许可时首先应这样做的用词正面词采用宜或可反面词采用不宜规范中指明应按其他有关标准和规范执行的写法为应符合要求或规定或应按执行