钢结构轻钢标准化手册.docx
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钢结构轻钢标准化手册
轻钢结构设计技术标准化手册
2011-9
1.总则………………………………………………………………………………1
2.钢结构材质………………………………………………………………………2
3.钢结构用材规格…………………………………………………………………3
4.建筑定位轴线与基准线…………………………………………………………4
5.主刚架设计………………………………………………………………………5
5.1主刚架标准化连接构造…………………………………………………………5
5.2主刚架构件的焊缝标准…………………………………………………………8
5.3主刚架构件的加劲肋设置………………………………………………………9
5.4抗风柱的挠度规定………………………………………………………………9
5.5主刚架构件端板式连接的安装………………………………………………10
6.支撑体系设计……………………………………………………………………11
6.1支撑布置…………………………………………………………………………11
6.2支撑设计…………………………………………………………………………11
6.3圆钢支撑标准配件……………………………………………………………12
7.檩条和墙梁设计…………………………………………………………………13
7.1檩条和墙梁的标准规格…………………………………………………………13
7.2各种檩条与墙梁的分类设计……………………………………………………15
7.3标准檩托板………………………………………………………………………18
7.4墙梁的标准连接配件……………………………………………………………20
7.5檩条和墙梁的安装定位尺寸……………………………………………………24
7.6内天沟支架………………………………………………………………………26
1总则
1.1本手册的技术条件主要依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102:
2002》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002》、《钢结构设计规范GB50017-2003》、《钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001》，同时结合公司多年来技术水平、工程经验和工艺特点编写本手册。
1.2本手册所给出的技术规定主要是配合本公司技术标准化开发，指导设计人员进行轻钢结构标准化、系列化设计，以提高设计效率和设计质量，方便制作和安装，取得综合性的经济效益。
其设计原理和计算公式可直接参考上述所列技术规范和规程，本手册不再重复罗列。
1.3本手册的应用范围符合《门式刚架轻房屋钢结构技术规程CECS102:
2002》所列范围。
1.4本手册未作规定的，应按现行有关标准执行。
2钢结构材质
2.1主刚架钢结构用材
2.1.1主刚架构件宜采用Q345A钢材，材质符合《低合金高强度结构钢GB/T1591》的规定；也可使用Q235B钢材，材质符合《碳素结构钢GB700》的规定。
2.1.2吊车梁宜采用Q345B钢材，也可采用Q235B钢材，材质分别符合上述两个规范。
2.1.3特殊低温地区的用材另行考虑。
2.2次结构构件用材
2.2.1支撑、锚栓、型钢类构件可选用Q235B钢材。
2.2.2檩条、墙梁宜优先选用Q345B镀锌卷材，也可使用Q235热轧卷材。
2.3围护板用材
2.3.1屋面板宜优先选用镀铝锌本色彩钢板，也可使用镀锌彩钢板。
其基材材质的机械性能应根据板型分别考虑，普通压型板（如HV－900型），可采用屈服强度类似于Q235材质，360卷边及暗扣板应采用屈服强度类似于Q345及以上材料。
2.3.2外墙板可选用镀锌彩钢板，也可选用镀铝锌彩钢板。
普通压型板可采用屈服强度类似于Q235材料，隐蔽式外墙板应采用屈服强度类似于Q345材料。
2.3.3内衬板宜选用镀锌彩钢板，屈服强度类似于Q235材料。
3钢结构用材规格
3.1主钢结构用材的最小规格按构造要求规定如下：
3.1.1主刚架柱底板最小厚度为20mm，抗风柱底板最小厚度为16mm。
当柱子采用冷弯薄壁型钢时，柱底板最小厚度为12mm。
3.1.2主刚架柱底锚栓最小直径为24mm，抗风柱底锚栓最小直径为20mm。
3.1.3主刚架端板最小规格为20mm，山墙支架、女儿墙小立柱、小雨蓬梁的端板厚度最小为14mm。
3.1.4主钢架构件腹板最小厚度为5mm。
3.2次结构用材最小规格按构造要求规定如下：
3.2.1主刚架圆钢支撑最小直径为16mm，山墙支架圆钢支撑最小直径为12mm。
3.2.2主框架构件连接螺栓最小规格为M16，次结构构件连接螺栓最小规格为M12。
3.2.3檩条和墙梁最小厚度为1.6mm。
3.2.4门柱、窗框、包括墙梁兼作窗框的冷弯薄壁型钢最小厚度为2.0mm。
3.3围护板用材最小规格按构造要求规定如下：
3.3.1屋面板、外墙板基材厚度最小为0.476mm，内衬板基材厚度最小为0.376mm。
4建筑定位轴线与基准线
4.1柱轴线以柱中心线为其定位轴线。
见图4.1.1。
4.2边角柱腹板中心线距端墙檩外皮线距离L参考表4.3.1定位轴线L参数表。
4.3确定屋面梁基准线G
屋面梁基准线G定在上翼缘外皮，其余配件、孔位等均以基准线G定位，见图4.4.1。
表4.3.1定位轴线L参数表：
山墙面墙梁规格
L
说 明
150型
265
280
山墙面带HV－900型内衬板
200型
315
330
山墙面带HV－900型内衬板
250型
365
380
山墙面带HV－900型内衬板
5主刚架设计
5.1主刚架标准化连接构造
确定主刚架中柱－柱、梁－梁连接标准化，见图5.1.1～图5.1.6。
5.1.1螺栓孔径比螺栓直径大1.5mm。
5.1.2螺栓孔距腹板中心距见图5.1.1，特殊情况由设计人员自定。
5.1.3中间最大螺栓孔距≤250mm，见图5.1.1。
5.1.4外排螺栓孔距板端50mm，见图5.1.1。
5.1.5等截面柱与屋面梁连接时可采用图5.1.2构造。
5.1.6铰接型螺栓居中布置见图5.1.3、图5.1.4。
5.1.7刚接型螺栓按柱翼缘对称布置见图5.1.5。
5.1.8中间螺栓距≤250mm。
5.1.9梁－梁连接螺栓应按上下翼缘对称布置，见图5.1.6。
5.1.10铰接柱脚锚栓按150X150（适合柱截面高度≥270mm），见图5.1.7所示，特殊由设计人员自定。
5.1.11抗风柱脚锚栓按150X150（适合柱截面高度≥270mm），见图5.1.8所示，特殊由设计人员自定。
5.1.12柱底锚栓垫板见图5.1.9所示，可按表5.1.1选用。
5.1.1锚栓垫板构造参数（mm）
垫板编号
锚栓规格
底板锚栓孔
垫板厚度
孔径d
孔距A
围焊尺寸hf
DBM20
M20
30
16
21.5
30
8
DBM22
M22
33
16
23.5
30
8
DBM24
M24
36
16
25.5
30
8
DBM27
M27
40
20
28.5
40
10
DBM30
M30
45
20
31.5
40
10
DBM33
M33
50
20
35
40
10
DBM36
M36
50
20
38
50
10
DBM39
M39
55
20
41
50
10
DBM42
M42
55
24
44
50
12
DBM45
M45
60
24
47
60
12
DBM48
M48
60
24
50
60
12
DBM52
M52
70
30
54
70
15
DBM56
M56
70
30
58
70
15
DBM60
M60
80
30
62
70
15
5.2主框架构件的焊缝标准
5.2.1除吊车梁外，主框架构件的腹板与翼缘之间连接焊缝可采用单面角焊缝。
5.2.2构件的T型连接，除非连接焊缝受拉外，可采用单面角焊缝，在牛腿与柱子的连接区域，其柱子翼缘与腹板之间焊缝应在牛腿的外边75mm范围内采用双面角焊缝。
5.2.3除支承加劲肋的支承端外，加劲肋可采用单面角焊缝。
5.2.4焊缝尺寸可按表5.2.1～5.2.3规定。
表5.2.1 H型组合构件焊缝设计尺寸（mm）
腹板厚度
翼缘厚度
4～6
8～10
12～16
≥18
4
4.0
4.0
4.0
5
5.0
5.0
5.0
6
5.5
6.0
7.0
8
6.5
6.5
8.0
10
6.5
8.0
12
6.5
8.0
注：
1.腹板厚度8mm以上者（不含8mm），均采用双面角焊缝。
2.对于吊车梁一律采用双面角焊缝，特殊者由设计工程师定。
表5.2.2加劲肋焊缝设计尺寸（mm）
加劲肋厚度
H型构件板厚度
4～6
6～8
10～16
>16
6
5.0
5.0
6.0
6.0
8
5.0
6.0
6.0
8.0
10～12
5.0
6.0
8.0
10.0
14～18
8.0
10.0
12.0
注：
对吊车梁端支承加劲肋和连接板的支承端均采用双面角焊缝，其余加劲肋可采用单面角焊缝。
表5.2.3 H型构件端板焊缝设计尺寸（mm）
端板厚度
腹板厚度
4～5
6～8
10～12
12
4.0~5.0
6.0~8.0
10.0
16
4.0~6.0
6.0~8.0
10.0
20～22
4.0~6.0
6.0~8.0
10.0~12.0
24～26
6.0~8.0
10.0~12.0
28～30
6.0~8.0
10.0~12.0
注：
对于H型构件端板焊缝，腹板处均采用双面角焊缝，翼缘均采用坡口全熔透对接焊缝。
5.2.6焊缝质量检验标准按以下规定：
1.一般吊车梁焊缝外观检查按二级标准检查，特殊者由设计工程师定。
2.一般对接焊缝厚度大于等于8mm者，按二级标准检验，作超声波检测；小于8mm者可仅作外观检查，按二级标准检验，特殊者由设计工程师确定，做XT检查。
3.端板焊缝检查按二级标准检验。
4.除上述以外的其余角焊缝按三级标准检验。
5.3主刚架构件的加劲肋设置
5.3.1在梁－柱连接处较大集中力荷载作用处、翼缘转折处，均应按构造设置加劲肋。
5.3.2主框架梁、柱构件的腹板高厚比符合公式（5.3－1）或表（5.3.1）所列数值时，可不设横向加劲肋
（5.3－1）
表5.3.1门式刚架梁、柱变截面构件腹板不设横向加劲肋最大高厚比
τ/fy
0.1
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
ho/tw
183
150
130
116
106
98
92
86
注：
本表按Q235算得，其他牌号钢材表中ho/tw值尚应乘以
。
5.4抗风柱的挠度规定：
5.4.1在风荷载作用下，当墙体为压型板时，抗风柱挠度可取L/160，对超出轻钢范围的普钢结构，建议取L/240为参考。
5.4.2在风荷载作用下，当墙体为砖墙时，抗风柱挠度可取L/300，对超出轻钢范围的普钢结构，建议取L/400为参考。
5.5主刚架构件端板式标准连接的调整
端板式连接采用高强度螺栓，其预拉力必须满足GB50205-2001的要求。
因制作原因
使端板倾斜角有偏差，安装时，可采用加楔片的办法予以调整，如图5.2.1所示。
不
宜用火焰矫正法，对于构件的侧向弯折，可在连接高强度螺栓之前用火焰矫正法予以
矫正。
表5.4.1标准楔片几何参数表（mm）：
楔件编号
t1
t2
A
B
C
D
R
H
L
XP-1501
XP-1502
XP-1503
2
4
6
≤1
≤1
≤1
25
85
165
18.5
18.5
18.5
23
23
23
67
67
67
13
13
13
60
120
200
150
150
150
XP-2001
XP-2002
XP-2003
2
4
6
≤1
≤1
≤1
25
85
165
40
40
40
30
30
30
60
60
60
15
15
15
60
120
200
200
200
200
说明：
1、材质为Q235或Q345均可。
5.6主刚架构件涂装的规定
5.6.1主刚架构件的端板式连接之接触面在喷砂除锈后，应涂刷防锈油漆，漆膜厚度应≥60μm。
5.6.2楼（夹）层部分的梁-柱之间、梁-梁之间以及柱间支撑处吊车梁高强度螺栓连接之接触面应保证其抗滑移系数，除设计另有规定外，不应涂油漆。
5.6.3柱底板之底面不涂油漆。
5.6.4杯口基础，插入部分的柱不涂油漆。
5.6.5铺有混凝土的楼层梁上翼缘和楼梯踏步板上表面不涂油漆。
6支撑体系设计
6.1支撑布置
6.1.1无吊车时，柱间支撑间距宜取30～45m；有吊车时柱间支撑宜设在温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处，且间距不宜大于45～60m。
6.1.2屋面支撑宜设置在柱间支撑的同一开间，若局部无法实现，应设刚性系杆联系柱间支撑与屋面支撑。
6.1.3当设有带驾驶室且起重量大于15t桥式吊车的跨间，应设置纵向水平支撑；当有抽柱时，抽柱区段应设置纵向水平支撑。
6.1.5有吊车梁时，应设成上、下柱间支撑，吊车梁可兼作纵向系杆。
6.2支撑设计
6.2.1轻钢屋面支撑体系，宜考虑按整体分析确定其各构件内力，当不考虑屋面蒙皮效应，则需适当考虑纵向风荷载作用下各道支撑间的传力滞后效应，为此，建议按以下公式计算出迎风面前二道支撑的内力调整系数
：
第一道支撑
第二道支撑
式中
为支撑道数
第三道支撑及以后不调整，
、
如表6.2.1所示。
表6.2.1 传力滞后效应调整系数
支撑道数
3
1.1
1.0
4
1.2
1.0
5
1.3
1.0
6
1.4
1.08
7
1.5
1.20
注：
多于7道支撑时，按7道支撑考虑。
6.2.2所有屋面横向水平支撑宜优先考虑采用张紧的圆钢交叉支撑，其中仅拉杆工作，压杆退出工作，按静定结构计算。
6.2.3当吊车梁起重量大于等于5吨时，宜采用型钢作柱间下支撑。
6.2.4屋面横向水平的支撑桁架直腹杆，可采用专门的圆钢管。
6.2.5屋面支撑体系中的纵向系杆，可采用专门的圆钢管。
柱头有天沟处，考虑用天沟支架兼作。
按压弯构件计算其强度和稳定性，可采用双檩条形式，以提高抗侧扭稳定能力。
6.2.6为简化标准化，圆钢支撑规格统一为（按丝扣规格定）：
M12、M16、M20、M24、M27、
M30。
当内力超过M30的极限承载能力时，采用非标准化的角钢。
6.3圆钢支撑标准配件
6.3.1圆钢支撑应配置方便安装，方便张紧的配件，支撑端部标准配件为楔型垫块+垫圈+螺母，支撑中间连接标准配件为6角形钢内攻正反丝扣的花篮螺栓。
楔型垫块所用材料
为球墨铸钢，花篮螺栓所用材料为45号钢。
其余垫圈、螺母材料应符合《碳素结构钢GB700-88》的规定。
6.3.2楔型垫块标准件用于连接圆钢支撑于开孔的腹板上，腹板标准孔的做法见表6.3.1。
圆钢与构件翼缘相连时，不可在翼缘上开孔，此时应改用连接板方式连接圆钢支撑，见图6.3.3。
7檩条和墙梁设计
7.1檩条和墙梁的标准规格
7.1.1采用6种标准规格的檩条和墙梁，见图7.1.1～图7.1.4。
标准板厚为1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.75、3.0mm。
当建筑物为外天沟排水或无组织排水时，宜采用专用的檐口弧形檩条。
见图7.1.5。
7.1.2檐口弧形檩条的做法见图7.1.5
7.2各种檩条和墙梁的分类设计
7.2.1屋盖檩条宜采用标准化Z型连续檩条，所有纵向系杆可采用圆管用作刚性系杆。
7.2.2墙梁宜优先考虑采用Z型连续墙梁，当墙梁兼作窗框时，应采用C型简支墙梁。
7.2.3檩条和墙梁的强度、稳定、挠度基本计算规定是：
1.屋面板和墙面板均能阻止檩条上翼缘（外翼缘）侧向位移和扭转，但不能阻止下翼缘（内翼缘）的侧向位移和扭转。
当有内衬板时，则下翼缘（内翼缘）不发生侧向位移和扭转失稳。
2.连续搭接檩条或墙梁，搭接长度为檩条跨度的10％，对于端部跨，搭接长度向第二跨内再延伸10％跨长。
支座处嵌套松动弯矩释放暂按10％考虑。
（参考浙江大学“连续搭接檩条试验研究报告”）
3.简支墙梁在风吸力作用下稳定计算按门式刚架规程附录E公式计算。
连续搭接檩条或墙梁在风吸力作用下仅计算跨中段的稳定，按门式刚架规程附录E计算。
连续搭接檩条不考虑竖向荷载作用下支座负弯矩段的稳定问题。
4.风荷载不与活载组合，但与雪载组合，风荷载+雪载组合系数取0.9（按GB50009-2001中3.2.4条规定）。
5.悬挂荷载计入活荷载，与风荷载不组合。
6.对于连续檩条需依据荷载性质考虑其分布情况，恒载、雪载和风载的分布均为每跨满布，活载适当考虑其不利分布，具体计算模式为：
一半的活载按每跨满布，另一半活载按最不利荷载分布。
7.凡墙面板直接支承在地面上或矮墙上，则墙梁不受竖向荷载，否则计入墙面板和墙梁自重。
8.对于连续嵌套搭接檩条或墙梁，在支座处有双檩条加强效果，支座处弯矩释放10％之后，不再作为内力控制截面演算，仅对跨中截面计算其强度和稳定性。
支座处弯矩释放10％之后，在搭接端部弯矩值小于跨中弯矩，不控制设计计算。
9.有效截面的计算按GB50018-2002，并按有效截面分布计算其移轴与转轴后的主形心惯性矩等几何性质。
10.简支檩条和墙梁的挠度计算按材料力学公式计算。
连续檩条的跨中挠度计算考虑嵌套搭接刚度折减，采用浙江大学“连续搭接檩条试验研究报告”所推荐的公式计算。
7.2.4 简支C型墙梁设计计算
风荷载作用
强度计算：
如计入墙面自重则为：
+
无内衬板时稳定计算：
+
挠度计算：
注：
门规CECS102:
2002允许挠度为
，冷弯规范GB50018-2002允许挠度为
，
7.2.6 简支Z型墙梁设计计算
1.1强度计算：
+
无内衬板时稳定计算：
+
挠度计算简支为：
7.2.5 连续檩条设计计算：
1.恒载+活载
强度计算：
+
2.恒载+风载
强度计算：
+
当无内衬板时稳定计算：
+
7.3标准檩托板
7.3.1用于简支C型墙梁的檩（梁）托板，采用A型檩（梁）托板，凡带有HV－900型内衬板时，采用B型檩（梁）托板，见图7.3.1～图7.3.3所示。
7.3.2用于连续搭接Z型构件的檩（梁）托板，采用C型檩（梁）托板，凡带有HV－900型内衬板时，采用D型檩（梁）托。
见图7.3.4～图7.3.6所示。
7.3.3凡端框架之屋面梁和柱子（除抗风柱外）的檩（梁）托板一律采用A型檩（梁）托板，当带有HV－900型内衬板时，相应的檩（梁）托板采用B型檩（梁）托板。
7.3.4如为外挂天沟或自由排水，应采用弧型檐口檩条，此时檐口处一律采用A型檩（梁）托板，当带有HV－900型内衬板时，相应的檩（梁）托板采用B型檩（梁）托板。
7.3.5凡抗风柱所对应的位置的檩条和端跨屋盖交叉支撑所对应的兼作直腹杆的檩条，端头均应采用4个螺栓连接。
7.4墙梁的标准连接配件
7.4.1兼作窗框的墙梁标准连接片
兼作上、下窗框的墙梁，因其腹板不能连接螺栓，因此需要在翼缘卷边处焊接打好孔的标准连接片，见图7.6.1所示。
标准连接片可采用Q235或Q345材料，厚度3mm
（也可用大于3mm厚材料替换）。
标准尺寸如下：
表7.6.1 标准连接片几何参数：
标准件编号
A
B
D
备注
LJB-1501
LJB-1502
LJB-1503
LJB-1504
70
35
140
用于墙梁C150型
LJB-2001
LJB-2002
LJB-2003
LJB-2004
100
45
190
用于墙梁C200型
LJB-2501
LJB-2502
LJB-2503
LJB-2504
150
45
240
用于墙梁C250型
说明：
1、 1型号连接片可用作门、窗框与墙梁（檩）的标准连接；
2、 2型号连接片用于没有斜拉条的一般墙梁中。
也可以用3、4型号连接片代替；
3、 3、4型号连接片用于有斜拉条的墙梁中。
7.4.2门、窗竖框的标准连接片
表7.6.2-A 标准连接件A几何参数：
标准件编号
A
B
D
备注
LJB-150A
70
30
130
用于150型构件
LJB-200A
100
40
180
用于200型构件
LJB-250A
150
40
230
用于250型构件
表7.6.2-B 标准连接件B几何参数：
标准件编号
A
C
E
备注
LJB-150B
70
50
170
用于150型构件
LJB-200B
100
60
220
用于200型构件
LJB-250B
150
60
270
用于250型构件
说明：
1.标准连接片材质为Q235，也可以是Q345；
2.标准连接片A厚度为3mm；门框底板厚度为8mm；
3.如果墙梁和门框采用了非标准构件，则相应的连接片由设计人员自行设计。
也可以是Q345。
7.5檩条和墙梁的安装尺寸
7.5.1无内天沟檐口檩条的定位见图7.7.1所示，
定位参数“A”见表7.7.1所示。
表7.7.1定位参数
檩条规格
A
说明
150型
65
80
带HV－900型内衬墙面板
200型
115
130
带HV－900型内衬墙面板
250型
165
180
带HV－900型内衬墙面板
7.5.2屋面檩条和墙梁的定位见图7.7.2所示，
标准B＝15mm，当有HV－900
型内衬板时，B＝30mm。
6内天沟支架
内天沟支架采用双C型冷弯薄壁构件组成，又兼作檐口的纵向通长压杆。
其规格需要通过设计计算来确定。
对于通常的轻型钢结构可以作如下考虑。
1、材质：
Q345（如果改用Q235，则需专门计算确定）。
2、厚度：
≥2.5mm。
3、天沟横截面积：
A≤0.1M2
4、兼作纵向系杆受轴向力：
N≤60KN。
5、选用规格：
符合以上条件时，跨度8m以下时，选用2C200X70X20X2.5；跨度8m以上，10m以下时，选用2C250X83
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