屋盖钢结构设计

第7章屋盖钢结构设计

1厂房结构的受力及荷载的传递

1.1无吊车厂房的荷载类型

荷载包括：竖向荷载和水平荷载。

竖向荷载：恒荷载、活荷载、雪荷载、积灰荷载、吊挂荷载、竖向风荷载、竖向地震荷载。

水平荷载：水平风荷载、水平地震荷载。

（1）恒荷载：主要是建筑物的自重。计算刚架或檩条时，结构自重由程序考虑，需要输入其他材料的自重荷载。比如计算刚架时，需要输入的恒载主要包括彩钢板、保温棉、檩条、拉条、系杆、支撑等自重荷载。

1）彩钢板面荷载=钢材容重X钢板厚度X基板宽度/成型后板宽度X放大

系数

如0.6mm厚V125型压型钢板自重荷载=78.5X0.0006X1/0.75X1.05=0.066kN/m2 2）保温棉自重=容重X厚度，保温棉材料一般为玻璃丝棉、岩棉、聚氨酯（多用于夹芯板）

玻璃丝棉容重约64kg/m3，岩棉容重约120kg/m3，聚氨酯容重约40kg/m3如75mm厚玻璃丝棉自重荷载=0.64X0.075=0.048kN/m2

75mm厚岩棉自重荷载=1.2X0.075=0.09kN/m2

3）檩条自重=单位长度重量/檩条间距，连续檩条应再乘以1.1

如C20020简支1.5米间距檩条自重=5.71kg/m/1.5=3.81kg/m2=0.038kN/m2

Z20020连续1.5米间距檩条自重=5.803kg/m/1.5X1.1=4.3kg/m2=0.043kN/m2

4）拉条自重=单位长度重量X拉条道数/柱距X放大系数

如7.5米柱距布置两道12圆钢拉条，自重荷载=

0.888kg/mX2/7.5X1.25=0.296kg/m2=0.003kN/m2

5）系杆重量=单位长度重量/系杆间距X放大系数

如114X3.0系杆，间距为6米，则自重

=8.213kg/m/6X1.2=1.64kg/m2=0.0164kN/m2

假设为玻璃丝棉，以上之和为0.17kN/m2；假设为岩棉，以上之和为0.22kN/m2故单层板加玻璃丝棉，屋面恒载可取0.2kN/m2左右；单层板加岩棉，则可取0.25kN/m2左右；双层板加玻璃丝棉，一般可取0.25kN/m2左右；双层板加

岩棉或岩棉夹芯板，一般可取0.3kN/m2左右。以上为经验数据，具体以计算为准。

（2）屋面均布活荷载：门规3.2.2

钢规范GB50017-2003

钢规范GB50017-2012(征求意见稿)

3.2.1设计钢结构时，荷载的标准值、荷载分项系数、荷载组合值系数、动力荷载的动力系数等，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。

(3)雪荷载：荷载规范7.1节

注意屋面积雪分布系数，详见荷载规范表7.2.1

(4)吊挂荷载：若吊挂荷载位置固定或全屋面均有布置且非动荷载时可按恒载参与计算；若吊挂荷载的位置不确定可能出现不利布置或吊挂荷载为动荷载时，应按活荷载参与计算。

(5)积灰荷载：详见荷载规范5.4.1条。

1，本厂房是否排灰；2，附近厂房是否排灰；3，是否靠近沙漠地区

以上荷载除恒载以及可按恒载考虑的吊挂荷载外均为活荷载工况。门规

3.2.5

(6)活荷载的不利布置：计算刚架和屋面檩条如何考虑活荷载的不利布置？

活荷载的不利布置通常是考虑在连续梁方面，简支梁不存在活荷载的不利布置。故单跨刚架和屋面简支檩条没有活荷载不利布置的问题。而多跨刚架以及连续檩条是否考虑活荷载不利布置对用钢量影响巨大。处于安全性以及施工的不可靠性方面考虑，建议还是考虑活荷载的不利布置。刚架重要性很高，必须要考虑，而关于檩条，蔡益燕老师主审的《门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工疑难问题释义》中这样建议：

但是，这种做法并没有规范依据，也没有可靠的软件支持。

1.2风荷载：

风荷载在门式刚架规范和荷载规范中均有规定，两者有很大区别，最重要的是风荷载体型系数的区别。

首先要选对规范。门式刚架附录A条文说明：

门式刚架规范中：

确定按照门式刚架规范来计算风荷载之后判断建筑物的类型，即敞开式、部分封闭式以及封闭式。具体定义见门规2.1术语：

计算刚架时，体型系数查表A.0.2-1

门规中没有敞开式建筑的刚架体型系数，对《门式刚架轻型房屋钢结构技术

规程》(CECS102：2002)的勘误和补遗这个文件里做了补充：

1)敞开式房屋风荷载体型参数(摘自1996版MBMA低层房屋体系手册)

此文件发表时间很久，且并没有加入2012修订版门规，所以有待商榷。3D3S中对于敞开式建筑是直接选用荷载规范中的体型系数。

计算檩条和墙梁时，体型系数查表A.0.2-2

计算山墙墙架构件，体型系数查表A.0.2-4

1.3地震荷载：门规条文说明3.1.4：

刚架的地震力可由程序计算；当设防烈度为7度及以下时，支撑系统可不做抗震验算，当为7度半及以上且吊车吨位不大时，支撑系统一般由抗震控制，需

要做抗震验算。

底部剪力法详见抗规5.2.1条。关于竖向地震力，详见抗规5.3.2条。1.4荷载传递：

刚架梁——主梁；屋面檩条——次梁；屋面板——单向板

竖向荷载作用下：

恒、活、雪、风、积灰——屋面板——檩条——刚架梁——刚架柱——基础

吊挂荷载——檩条（或直接作用于刚架梁）——刚架梁——刚架柱——基础

水平荷载作用下：

横向水平风荷载——纵向墙面板——墙面檩条——刚架柱

(风是垂直于厂房的长边吹过来的）

纵向水平风荷载——山墙墙面板——山墙檩条——抗风柱（刚架柱）——屋面水平支撑（或基础）——柱间支撑——基础

(风是垂直于厂房的短边也就是山墙吹过来的）