房屋钢结构复习总结

第1章轻型门式钢架结构

1.单层门式钢架结构的概念、组成和体系组成

概念：以轻型焊接H型钢（等截面或变截面）、热轧H型钢（等截面）或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式钢架或格构式门式钢架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（槽型、卷边槽型、Z形等）做檩条、墙梁；以压型金属板（压型钢板、压型铝板）做屋面、墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。

组成：梁，墙，檩条，墙梁，支撑，屋面及墙面板

2.门式钢架的梁、柱构件多采用焊接变截面的H形截面，单跨钢架的梁—柱节点采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用。柱脚可与基础刚接或铰接。

3．单层门式钢架结构和钢筋混凝土结构相比的特点：

a：质量轻。单层门式钢架房屋承重结构的用钢量一般为10~30kg/m2;在相同的跨度和荷载条件情况下自重约仅为钢筋混凝土结构的1/30~1/20。

b：工业化程度高，施工周期短

c：综合经济效益高

d：柱网布置比较灵活。柱距多为6米，当采用12米柱距时，需设置托架及墙架柱。

4.变截面钢架（变：截面高度改变，宽厚不变）

在竖向均布荷载的作用下，框架角区（梁柱节点）有较大的负弯矩，

框架梁跨中有较大的正弯矩；铰接框架柱脚弯矩为零，但刚接框架柱脚有较大的正弯矩。在水平荷载的作用下，框架角区也有较大的弯矩，因此，有些框架在角区和框架梁跨中所用工字型截面高度较大。

5.在门式钢架结构中，焊接构件中板的最小厚度为0.3mm；冷弯薄壁型钢构件中板的最小厚度为1.5mm；压型钢板的最小厚度为0.4mm。

6.门式钢架又称山形门式钢架。按跨度分为：单跨、双跨和多跨，按屋面坡脊数分为：单脊单坡。单脊双坡和多脊多坡。

7.“材料集中使用”原则：单脊双破多跨钢架，用于无桥式吊车房屋时，当钢架柱不是特别高且风荷载也不是很大时，中柱宜采用两端铰接的摇摆柱，不参与抵抗侧力，截面也比较小。边柱和梁形成钢架，承担全部抗侧力的任务（包括水平荷载和防止门架侧移失稳）。

8.等截面梁的截面高度一般取跨度的1/40~1/30，设有桥式吊车是，柱宜采用等截面构件。截面高度不小于柱高度的1/20。

变截面者端高不宜小于跨度的1/40~1/35，中段高度则不小于跨度的1/60。变截面柱在铰接柱脚出的截面高度不宜小于200~250mm。9.门式钢架轻型房屋屋面坡度宜取1/20~1/8，在雨水较多的地区取其

中的较大值。

10.门式钢架上可设置起重量不大于3t的悬挂起重机和起重量不大于20t的轻、中级工作制单梁或双梁桥式吊车。超过20t，选用排架结构。

11.门式钢架轻型房屋的构件和维护结构通常刚度不大，温度应力相对较小。纵向温度区段<300m;横向温度区段<150m。

12.支撑和刚性系杆的布置：端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。柱间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定，一般取30~45m；有吊车是不宜大于60m。在端部支撑在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。

13.可变荷载：

a：屋面活荷载。压型钢板轻型屋面，屋面竖向均布或活荷载的标准值应取0.5kN/m2；对受荷水平投影面积超过60m2的钢架结构，计算时采用的竖向均布活荷载标准值可取0.3kN/m2。设计屋面板和檩条时应考虑施工和检修集中荷载，其标准时为1kN。

b：屋面雪荷载和积灰荷载

c：吊车荷载

d：地震作用

e：风荷载

14.门式钢架荷载组合效应原则：

a：取屋面均布活荷载与雪荷载中较大值

b：积灰荷载与a中的较大值同时考虑

c：施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑

d：当需要考虑地震作用是，风荷载不与地震作用同时考虑

钢架内力分析，荷载效应组合有：

A 1.2*永久荷载+0.9*1.4*【积灰荷载+max{屋面均布活荷载、雪荷载}】+0.9*1.4*（风荷载+吊车竖向及水平荷载）；

B：1.0*永久荷载+1.4*风荷载

注：A用于截面强度和构件稳定性计算。B用于锚栓抗拉计算，其永久荷载的抗力分项系数取1.0。

15.钢架的内力和侧移计算：对于变截面门式钢架，应采用弹性分析方法确定各种内力，只有当钢架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑性分析方法。

16.控制截面的内力组合：控制截面的位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面（柱两端、梁跨中和支座），内力组合主要有：

a：最大轴压力Nmax和同时出现的M及V的较大值

b：最大弯矩Mmax和同时出现的V及N的较大值

c：最小轴压力Nmin和相应的M及V，出现在永久荷载和风荷载共同作用下，当柱脚铰接时M=0.

17.侧移验算：钢架的侧移不满足要求，需要采用下列措施之一进行调整：放大柱或（和）梁的截面尺寸，改铰接柱为刚接柱脚；把多跨框架中的个别摇摆柱改为上端和梁刚接。

18.梁腹板加劲肋的配置：稳定性验算，计算长度取腹板高度hw，截面取加劲肋全部和其两侧各15t w235/f y宽度范围内的腹板面积，按两端铰接轴心受压构件计算。

19.斜梁和隅撑的设计

（1）斜梁的设计：当斜梁坡度不超过1:5时，应轴力很小可按压弯构件计算其强度和钢架平面外的稳定，不计算平面内的稳定。实腹式钢架斜梁的平面外计算长度，取侧向支承点的间距。当斜梁两翼缘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。斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支承点间的最大长度，可取受压翼缘宽度的16√235/fy倍。侧向支承点由檩条（或刚性系杆）配合支撑体系来提供。

（2）隅撑设计：实腹式钢架斜梁的两端为负弯矩区，下翼缘在该处受压。为了保证梁的整体稳定，常有必要在受压翼缘两侧布置隅撑作为斜梁的侧向支承，隅撑的另一端连接在檩条上。檩条时支撑体系的组成部分，能对隅撑提供不动的支承点。隅撑间距不应大于所撑梁受压翼缘宽度的16√235/fy倍。

20.钢架斜梁与柱的连接及斜梁间的拼接：端板竖放，端板斜放，端