轻钢结构厂房设计问答Word格式文档下载.docx
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目前钢结构实际设计中，结构分析通常为线弹性分析，条件允许时考虑P-Δ，p-δ。
新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能。
这为更精确的分析结构提供了条件。
并不是所有的结构都需要使用软件：
典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形。
简单结构通过手算进行分析。
复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析。
初学者进行轻钢结构厂房构件设计时应注意什么？
构件的设计首先是材料的选择。
比较常用的是Q235（类似A3）和Q345（类似16Mn）。
通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。
经济考虑，也可以选择不同强度钢材的组合截面。
当强度起控制作用时，可选择Q345；
稳定控制时，宜使用Q235.
构件设计中，现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面。
这和结构内力计算的弹性方法并不匹配。
当前的结构软件，都提供截面验算的后处理功能。
由于程序技术的进步，一些软件可以将验算时不通过的构件，从给定的截面库里选择加大一级。
并自动重新分析验算，直至通过，如sap2000等。
这是常说的截面优化设计功能之一。
它减少了结构师的很多工作量。
但是，初学钢至少应注意两点：
1.软件在做构件（主要是柱）的截面验算时，计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定。
目前所有的程序都不能完全解决这个问题。
所以，尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件，结构师应该逐个检查。
2.当预估的截面不满足时，加大截面应该分两种情况区别对待。
（1）强度不满足，通常加大组成截面的板件厚度，其中，抗弯不满足加大翼缘厚度，抗剪不满足加大腹板厚度。
（2）变形超限，通常不应加大板件厚度，而应考虑加大截面的高度，否则，会很不经济。
使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能，很难考虑上述强度与刚度的区分，实际上，常常并不合适。
轻钢结构厂房连接节点的设计主要包括什么内容？
连接节点的设计是轻钢结构厂房设计中重要的内容之一。
在结构分析前，就应该对节点的形式有充分思考与确定。
常常出现的一种情况是，最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致，这必须避免。
按传力特性不同，节点分刚接，铰接和半刚接。
初学者宜选择可以简单定量分析的前两者。
连接的不同对结构影响甚大。
比如，有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题，但会产生较大转动，不符合结构分析中的假定。
会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果。
连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法，初学者可偏安全选用前者。
设计手册中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用，比较方便。
也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成。
具体设计主要包括以下内容：
1.焊接：
对焊接焊缝的尺寸及形式等，规范有强制规定，应严格遵守。
焊条的选用应和被连接金属材质适应。
E43对应Q235，E50对应Q345.
Q235与Q345连接时，应该选择低强度的E43，而不是E50.
焊接设计中不得任意加大焊缝。
焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近。
其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。
2.栓接：
铆接形式，在建筑工程中，现已很少采用。
普通螺栓抗剪性能差，可在次要结构部位使用。
高强螺栓，使用日益广泛。
常用8.8s和10.9s两个强度等级。
根据受力特点分承压型和摩擦型。
两者计算方法不同。
高强螺栓最小规格M12.常用M16~M30.超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。
自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接。
国外在低层墙板式住宅中，也常用于主结构的连接。
3.连接板：
可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm.然后验算净截面抗剪等。
4.梁腹板：
应验算栓孔处腹板的净截面抗剪。
承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。
5.节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。
构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。
此外，还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。
6.节点设计还应考虑制造厂的工艺水平。
比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。
门式刚架轻钢结构常见设计质量问题及预防措施
1.梁、柱拼接节点一般按刚接节点计算，但往往由于端部封板较簿而导致与计算有较大出入，故应严格控制封板厚，以保证端板有足够刚度。
2.有的设计斜梁与柱按刚接计算而实际工程则把钢柱省去，把斜梁支承在钢筋混凝土柱或砖柱上，造成工程事故，设计时应注意把节点构造表达清楚，节点构造一定要与计算相符。
3.多跨门式刚架中柱按摇摆柱设计，而实际工程却把中柱和斜梁焊
死致使计算简图与实际构造不符，造成工程事故。
4.檩条设计常忽略在风吸力作用下的稳定，导致大风吸力作用下很
容易失稳破坏，设计时应注意验算檩条截面在风吸力作用下是否满足要求。
5.有的工程在门式刚架斜梁拼接时，把翼缘和腹板的拼接接头放在同一截面上，造成工隐患，设计拼接接头时翼缘接头和腹板接头一定要错开。
6.有的单位檩条设计时只简单要求镀锌，没有提出镀锌方法镀锌量
，故施工单位用电镀，造成工程尚未完成，檩条已生锈，设计时要提出宜采用热镀锌带钢压制而成的翼缘，并提出镀锌量要求。
7.隅撑的位置和檩条（或墙梁）和拉条的设置是保证整体稳定的重要措施，有的工程设计把它们取消，可能造成工程隐患。
如果因特殊原因不能设隅撑时，应采取有效的可靠措施保证梁柱翼缘不出现曲屈。
8.柱脚底板下如采用剪力键，或有空隙，在安装完成时，一定要用灌浆料填实，注意底板设计时一定要有灌浆孔。
9.檩条和屋面金属板要根据支承条件和荷载情况进行选用，不应任意减薄檩条和屋面板的厚度。
10.为节省檩条和墙梁而采取连续构件。
但其塔接长度不少单位没有经过试验确定，而塔接长度和连接难于满足连续梁的条件。
在设计时，要强调若采用连续的檩条和墙梁，其塔接长度要经试验确定
，也应注意在温度变化和支座不均匀沉降下可能出现的隐患。
11.不少单位为了省钢材和省人工，将檩条和墙梁用钢板支托的侧向肋取消，这将影响檩条的抗扭刚度和墙梁受力的可靠性。
设计时应在图纸标明支座的具体做法，总说明应强调施工单位不得任意更改。
12.门式刚架斜梁和钢柱的翼缘板或腹板可以变厚度,但有的单位翼缘板由20mm突然变成8mm，相邻板突变对受力很不利，设计时应逐步变薄，一般以2mm至4mm板厚的级差变化为宜。
13.有的工程建在8度地震区，可是其柱间支撑仍用直径不大的圆纲，建议在8度地震区的工程，柱间支撑应进行计算，一般采用角钢断面为宜。
14.有的工程，不管门式刚架跨度多大，柱脚螺栓均按最小直径M20选用，造成工程事故。
锚栓应按最不利的工况进行计算，并应考虑与柱脚的刚度相称，还要考虑相关的不利因素影响，建议按本措施：
第18.7.10条采用。
15.一般当刚架跨度：
小于等于18m采用2个M24；
小于等于27m采用4个M24；
大于等于30m采用4个M30；
16.有的门式刚架安装时没有采取临时措施保证门式刚架侧向稳定，造成安装过程门式刚架倒地，建议在设计总说明中应写明对门式刚架安装的要求。
17.屋面防水和保温隔热是关键问题之一，设计时要与建筑专业配和，认真采取有效措施。
---当跨度大于30米以上时，采用固接柱脚较为合理。
---关于托梁，我们的做法是按普钢设计。
特别是要控制托梁挠度。
要是托梁的挠度太大就会使刚架内力发生变化，引起附加弯矩。
---钢梁与钢柱的连接采用刚性节点。
sts采用:
翼缘和腹板按抗弯刚度比例分配所需负担的弯矩，而剪力全部由腹板承受。
这样翼缘采用焊接，腹板采
用摩擦型高强螺栓连接，螺栓数量多，造成施工时不便，采用节点弯矩由翼缘连接焊缝承受，腹板连接螺栓只受剪，高强螺栓只排一列，有利于施工，计算简便。
---节点域抗剪不满足：
调整节点域的腹板宽或厚
变截面门式刚架构件设计出现高厚比不满足的情况时，怎么调整？
用普通螺栓连接时按算法
1:
假定中和轴在受压翼缘中心；
用高强螺栓连接时按算法
2:
假定中和轴在落栓群中心。
高强螺栓有预紧力，在弯矩作用下中和轴靠近螺栓群的形心轴，按螺栓群中心计算是偏于安全的。
普通螺栓没有预紧力，所以弯矩作用的支撑点靠近受压翼缘。
如果是高强螺栓，按受压翼缘为弯矩作用的支撑点计算螺栓的承载力是偏于不安全的。
变截面门式刚架构件，当截面高度变化率>
60mm/m时，根据规程CECS102—2002第6.1.1条第6项，按不考虑截面抗剪屈曲后强度来控制截面的高厚比。
当由于这个条件出现高厚比不满足的情况，可以通过以下任一种方式来进行调整：
1）调整截面高度变化（如调整梁构件节点位置，增长变化区段），使截面高度变化率尽量满足≤60mm/m的要求；
2）加大腹板厚度，满足程序不考虑屈曲后强度对腹板高厚比限值的要求；
3）设置横向加劲肋，用工具箱中的基本构件计算来确定满足高厚比要求的情况下，需要设置加劲肋的间距；
42米单跨的话，柱脚剪力会很大，柱底板的抗剪键达不到抗剪要求。
此时可以考虑在两柱脚之间设置拉杆，以减少柱底推力。
檩条下翼缘容易失稳应该怎么处理？
在设计过程中如果考虑在檩条上下翼缘附近均设置拉条，或者采用角钢代替拉条，是解决檩条下翼缘容易失稳的比较实际可行的方法。
这样不仅能够极大地增强檩条下翼缘的稳定性，也能很好地提高屋面的整体刚度，对屋面板安装和正常使用都有很好的作用。
本人曾经在实际工程中使用过，效果非常好。
对于门式刚架中的檩条是按拉条设在上面考虑的。
而冷弯是按拉条在下面考虑的。
所以设计人员应比较恒载与风载。
进而定拉条的位置。
如果风载实在太大大，最好是上下都加了。
根据钢梁稳定计算公式钢梁的侧向支撑点既要有一定的侧向刚度又要有一定的抗扭刚度，所以拉条设在受压翼缘防止梁侧向扭转，如果有可靠的抗扭措施，保证檩条不发生扭转则拉条可只设一道，可上翼缘也可下翼缘。
见过很多工程中为了工厂加工方便把拉条设置在檩条正中间。
也不知道它能防止檩条上翼缘还是下翼缘失稳了。
当然只要屋面板不采用隐藏式彩板。
在自攻螺丝的紧固下檩条上翼缘肯定不会失稳了。
Z型檩条搭接的长度最好不小于单跨跨度的10％，且不小于600mm，端跨的檩条搭接长度，可取檩条单跨跨度的20％。
用格构式柱，屋面采用网架。
请问这样的结构用STS如何建模？
问：
刚接手一个工业厂房，边柱高38米，跨度56米，柱距6米，设2台35吨吊车，启吊高度28米，轻屋面，轻墙面。
我想初步设计方案如下：
答：
用“排架”模块，屋面网架可以假设为无限刚，立柱用实腹柱就可以，35T不算大。
注意规范（立柱用GB50017；
网架用3D3S软件吧，规范用网架规程）的以及风荷载体型系数选取。
网架支座铰接。
最好先用3D3S计算出支座受力，然后到STS用“排架”计算。
门式刚架厂房砖砌内隔墙稳定计算问题，在验算高厚比时有疑问
现手头设计这样一个工程，厂房长73.1m，宽47.3，柱距7.2m，檐口5.2m，双坡屋面，有中柱，半跨23.65m，现场复合屋面，砖砌外墙、内隔墙，在验算高厚比是有疑问，还望高手指点。
一、在计算外墙高厚比时，以柱距7.2m为横墙间距（显然是刚性方案）计算，但是刚架是否能作为外墙的横墙，门钢与砌体规范是不一样的，本设计钢柱柱脚是铰接，柱顶侧移按照门钢规范控制（1/240），但是砌体规范4.2.2要求作为横墙条件是最大侧移<
H/4000,按照砌体规范要求控制侧移，又要增加用钢量且很难满足，业主也不干，不知做过这方面设计得如何解决？
二、最麻烦是有一道内隔墙，在两品刚架之间的三分之一处，一直砌到内屋面板底，s=47.3m，只能是弹性方案，理论计算很难满足，别人告诉我，按照抗风柱间距加构造柱，3.6m处加一道圈梁，砖墙顶部加一道圈梁，构造柱顶用弹簧板与屋面系杆连接，这种方式是否合理？
我想知道中间3.6m处加的圈梁是否能砖墙的计算高度减半？
我认为砖墙加壁柱、加构造柱不能改变整面砖墙的计算高度，靠砖墙加壁柱、加构造柱来保证墙体稳定是不够经济的，保证稳定最重要的方式是控制横墙间距，
问题一：
１．参见《砌体结构设计规范》6.1.2.1
．当b/s≥1/30时，圈梁可视作壁柱间墙或构造间墙的不动铰支点（b为圈梁宽度）．圈梁宽为240, 240X30=7200
即可加圈梁来减少墙的计算高度．
２．柱顶侧移按照门钢规范控制（1/240），与砌体结构刚度不协调．可用刚体转动的方法设计,将外墙设计成依附于钢柱的一快刚体．不做外墙条基，外墙重量由地基梁承担．地基梁座于钢柱牛腿上．这样就释放了墙体与地面的转角．
３．宜沿钢柱做构造柱，增强墙体与钢柱的整体性（拉筋连接），以利于抗震．
问题二：
１．做钢筋混凝土壁柱，壁柱柱脚应刚接，既应做独立基础，壁柱施工完后，再砌墙．
２．钢筋混凝土壁柱与屋面钢结构，用弹簧板连接，传递水平力，释放垂直位移．
３．墙顶应做压梁．压梁与屋面钢结构要有适当的间隙．
门刚推荐轻质（柔性）墙板作维护，是有道理的．避免了主体结构与维护结构刚度不协调的矛盾．
门式刚架结构中夹层的设计用pkpm软件计算时，如何建模计算？
门式刚架结构中夹层的设计：
a.
用pkpm软件计算时，如何建模计算？
b.
其计算结果中为什么有时会出现“柱超筋”？
c.
楼板配筋计算：
有压型钢板与无压型钢板时计算的区别及构造要求？
d.
组合梁中剪力钉是否可以等同与栓钉直径的短钢筋来代替？
若可，是用圆钢还是螺纹钢？
若用弯筋，其弯起方向及构造有何要求？
e.
简支钢梁的设计是否考虑剪力钉的作用（无压型钢板时）？
回答：
a．两种建立模型方法：
（１）先计算二层的门刚架，然后按三维建立一层的钢框架，然后把门刚架柱底控制内力按节点荷载加在一层的柱头上；
（２）先按三维建立一层的钢框架，然后抽取一榀框架再转到门刚里面建立整个的平面门式刚架，在门刚里面可以随意画线建立模型，建议门刚架（包括一层钢柱和柱脚）和一层的平台结构分开出图，这样工作量要少的多；
b.“柱超筋”可能是总信息中框架选项你没有选成钢框架；
c.压型钢板既可以作为楼板的正筋使用，厚度应该在１.０mm以上，这样楼板底部的配筋就少些，也可以只作为模板使用，厚度的选择满足构造即可，楼板配筋和不使用楼承板是一样的，只是加快了施工速度；
d.组合梁中剪力钉不可以用等同与栓钉直径的短钢筋来代替，可以用槽钢和弯起钢筋代替，在＜＜钢结构设计手册＞＞的组合结构章节中有详细的介绍；
e.简支钢梁的设计可以考虑剪力钉的作用，可作为组合结构来计算，计算方法参见＜＜钢结构设计手册＞＞中的组合结构，但两端铰接的框架梁按组合结构来分析十分困难，所以我是一般不考虑；
混凝土柱上加钢屋架梁,推力如何解决?
30米跨度，15米高。
原设计用钢屋架，钢筋混凝土柱已经做完，甲方非要改钢梁。
只好做个2米高的门式刚架，柱脚铰接，经计算，柱头在水平力的作用下位移过大，只好加上个水平拉杆，经计算须用36圆钢，施工难度太大，后改为24.5的油浸钢丝绳，上完恒载后拉了7吨的预应力。
原则上来说，钢梁水平力不能有，否则，推力混凝土悬臂柱难以承受。
1。
假如水平推力2吨，柱高7米，则弯矩140kn·
m，试想要多大配筋。
400×
400的混凝土柱，单侧也得配3@25（没好好算，估的）；
2。
一般，钢梁与柱顶用螺栓连接；
考虑抗拔是主要的。
3。
水平力可以靠椭圆空释放，虽然水平力还会有一点，但好很多。
4。
要做得严格，应该节点处设置圆钢做成辊轴的支座。
5。
如果要刚接，也是可以的，只是螺栓可能稍多一些；
梁断面也必须根据刚接设计了。
答：
如果钢屋架梁指的是H型钢，有如下几种处理：
钢梁两端加张紧拉条，且有竖向拉条与横向拉条连接
钢梁支座与混凝土柱连接处的螺栓孔作成长圆孔。
---混凝土柱为脆性材料，而钢梁为柔性材料，如何做成刚接？
做成铰接比较合适。
钢结构厂房柱和梁全部出现偏差，有的一两厘米，是怎么回事？
怎么解决？
高强螺栓安装完毕后是不容许再焊接端板的，因为在焊接高温的影响下，高强螺栓杆受热伸长，高强螺栓的原有施加的预拉应力将会丧失，这将直接影响连接节点的安全！
柱子和梁的端板合不上，你可以在两端板之间加钢板，然后在端板下面做个小牛腿，然后把高强螺栓改为承压型的。
既然基础无问题原因可能如下:
1,跨度较大施工程序不对,导致大梁发生扭曲
2,材料原因导致大梁变形
3,设计原因,计算方法不对,跨度大,挠度大
4,制作原因,封头板焊接角度不对
5,跨度大,梁的节多,施工时螺栓的扭矩不符合规范,有紧有松且顺次不对,导致梁扭曲或接头缝隙过大
6,所讲基础无问题是否包括轴线和标高
施工原因应及时上隅撑等进行规范化校正;
材料设计原因及时加材料补救;
制作原因可加垫板等方法补救----实在不行只能运回加工厂
做成铰接比较合适
若设计抗震缝或沉降缝的两边柱为双柱式，其柱的基础如何设计？
如果两边的地耐力差别不是太大，两个钢柱的基础可以设计成一体的，差别太大的话，两个基础应该分开，只要是怕基础受不了不均匀沉降产生裂缝，不均匀沉降对轻钢结构影响不是很大，可以把两个钢柱之间的距离设的大一点，以使两个基础不重叠。
挠度在设计时不符合规范，用起拱来保证可不可以这样做？
1、结构对挠度进行控制，是按正常使用极限状态进行设计。
对于钢结构来说，挠度过大容易影响屋面排水、给人造成恐惧感，对于混凝土结构来说挠度过大，会造成耐久性的局部破坏（包括混凝土裂缝）。
我认为，因建筑结构挠度过大造成的以上破坏，都能通过起拱来解决。
2、有些结构起拱很容易，比如双坡门式刚架梁，如果绝对挠度超限，可以在制作通过加大屋面坡度来调整。
有些结构起拱不太容易，比如对于大跨度梁，如果相对挠度超限，则每段梁都要起拱，由于起拱梁拼接后为折线，而挠度变形为曲线，两线很难重合，会造成屋面不平。
对于框架平梁则更难起拱了，总不能把平梁做成弧行的。
3、假如你准备用起拱的方式，来降低由挠度控制的结构的用钢量，挠度控制规定要降低，这时必须控制活载作用下的挠度，恒载产生的挠度用起拱来保证。
门式刚架无法设计柱间支撑时，如何处理？
如果无法设置剪刀撑可以做门式支撑，如果连门式支撑都不能设置可以在两个刚架间设置纵向刚架，见门刚规程页１８；
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