CECS102-2002 标准规范下载简介

CECS102-2002 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程.pdf

国工程建设标准化协会标#

门式刚架轻型房屋钢结构

DB15／T 353.12-2020标准下载CECS102:2002

CECS102:2002

主编部门：中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会 中国建筑标准设计研究所 批准部门：中国工程建设标准化协会 施行日期：2003年3月1日

总 则 基本设计规定 3. 1 设计原则 3. 2 作 用. 6 3. 3 材 料 3. 4 变形规定 3. 5 构造要求 8 结构形式和布置 9 4. 1 结构形式 4. 2 建筑尺寸 9 4. 5 支撑布置 9 作用效应计算 5. 1 变戳面刚架内力计算 10 5. 2 变戳面刚架侧移计算 11 构件设计 6. 1 变戳面刚架构件计算 12 6. 3 条设计 14 6. 4 墙架构件设计 15 6. 5 支撑构件设计 15 连接和节点设计 16 7. 1 焊 接， 16 7. 2 节点设计 16 8 制作和安装 .18 8. 1 制 作. 18 8. 2 安 装. 18 附录 A 风荷载计算， .20

总 则 基本设计规定 6 3. 1 设计原则 3. 2 作 用. 6 3. 3 材 料 3. 4 变形规定 3. 5 构造要求 8 结构形式和布置 4. 1 结构形式 9 4. 2 建筑尺寸 9 4. 5 支撑布置 9 作用效应计算 5. 1 变戳面刚架内力计算 5. 2 变戳面刚架侧移计算 11 构件设计 12 6. 1 变戳面刚架构件计算， 12 6. 3 条设计 14 6. 4 墙架构件设计 15 6. 5 支撑构件设计 15 连接和节点设计 16 7. 1 焊 接， 16 7. 2 节点设计 16 制作和安装 .18 8. 1 制 作. 18 8. 2 安 装. 18 附录A 风荷载计算 20

附录B 斜卷边Z形冷弯型钢的截面特性 .22 附录C 卷边槽形冷弯型钢的截面特性： .23 附录D 楔形梁在刚架平面内的换算长度系数 .24 附录E 檀条在风吸力作用下的稳定计算.. .25 附录F 单面角焊缝的技术要求 30

3.1.4由于单层门式刚架轻型房屋钢结构的自重较小，设计经验表明，当抗震设防 烈度为7度时，一般不需做抗震验算；当为8度及以上时，横向刚架和纵向框架均 需做抗震验算。当设有多于一层并与门式刚架相连接的附属建筑时，应进行抗震验 算。 《建筑抗震设计规范》GB50011考虑到轻型房屋钢结构的特点，在第9.2.1条 中指出，一般单层厂房钢结构的抗震规定“不适用于单层轻型钢结构厂房”。对轻 型房屋钢结构，当由地震作用效应组合控制设计时，尚应针对轻型钢结构的特点采 取相应的抗震构造措施。例如，构件之间的连接应尽量采用螺栓连接；斜梁下翼缘 与刚架柱的连接处宜加腋以提高该处的承载力，该处附近翼缘受压区的宽厚比宜适 当减小；柱脚的抗剪、抗拔承载力宜适当提高，柱脚底板宜设抗剪键，并采取提高 锚栓抗拨力的相应构造措施；支撑的连接应按支撑屈服承载力的1.2倍设计等。 3.1.6门式刚架轻型房屋钢结构符合高度不大于40m、以剪切变形为主和近似于单 质点结构等条件，根据《建筑抗震设计规范》第5.1.2条，可以采用底部剪力法计 算。根据该规范第8.2.2条的条文说明，单层钢结构房屋的阻尼比取0.05。 3.1.8有关净截面、有效净截面、有效截面和毛截面的定义，可参见冷弯薄壁型钢 结构设计手册。

3.2.1悬挂荷载应包括建筑给水、采暖、电气、通风、空调等系统悬挂于屋面结构 下的管道和设备荷载。 我国现行荷载规范规定，在不同情况下施工或检修荷载可取跨中集中荷载0.8k 或1.0kN。因轻型房屋屋面自重很小，故取施工或检修荷载为1.0kN。施工或检修荷 载在设计刚架构件时不需考虑。 3.2.2门式刚架轻型房屋钢结构的屋面一般采用压型钢板，自重很轻，故活荷载标

3.2.2门式刚架轻型房屋钢结构的屋面一般采用压型钢板，自重很轻

准值应相对加大，以确保结构安全。对于受荷水平投影面积较大的刚架构件，则活 荷载标准值可相对降低。一般说来，屋面构件计算时的活荷载取值大于刚架构件计 算时的取值是合理的

3.4.2门式刚架轻型房屋钢结构的使用经验表明，原规程关于柱顶位移的限值，对 设有桥式吊车的房屋数值偏大，对不设吊车的房屋也宜适当调整；原规程中竖向挠 度限值缺少对有悬挂起重机的规定，而有吊顶且抹灰的情况在实际工程中尚未遇到 因此，作了相应修改和补充。对于跨度大于30m的斜梁，宜起拱。 研究表明，由于平板柱脚的嵌固性、围护结构的蒙虔效应以及结构空间作用等 因素的影响，门式刚架柱顶的实标位移一般小于其设计值。对于铰接柱脚刚架，若 按位移控制值设计，刚架柱顶实际位移仅为规定值的一半左右。

4.1.2实践表明，多跨刚架采用双坡或单坡屋顶有利于屋面排水，在多雨地区宜采 用这些形式。 4.1.5当取屋面坡度小于1/20时，应校核结构变形后雨水顺利排泄的能力。校核 时应考虑安装误差、支座沉降、构件挠度、侧移和起拱的影响

4.2.1研究表明，按本条规定的刚架构件轴线与按构件实际重心线的计算结果相 比，前者偏于安全。 4.2.2门式刚架的边柱柱宽不等是常见的，例如，当采用山墙墙架时，以及双跨结 构中部分刚架的中间柱被抽掉时。

4.5.2结构柱网布置应满足使用要求，并考虑发展的可能性。当考虑扩建时，扩建 端宜设门式刚架。 1端部不设支撑的开间，可按轴压力判断能否用標条代替刚性系杆。刚性系杆 的长细比应符合受压构件的规定。 2设置柱间支撑时不必考虑温度应力。无吊车时，柱间支撑间距是参考国外有 关规定并结合我国实际情况采用的。有吊车时，型钢支撑的布置已考虑到减少温度 应力，且构件间用螺栓连接，温度变形可由螺栓连接间隙和构件变形吸收。 5刚性系杆除了承受压力和传递纵向水平力外，在安装过程中可增加刚架的侧 向刚度，保证安全。刚架侧向刚度偏柔时，加侧撑对安装有利，侧撑尺寸可按 入≤180设置。

5.1变戳面刚架内力计算

5.1.1因变截面构件有可能在儿个截面同时或接近同时出现塑性铰，故不宜利用塑 性铰出现后的应力重分布。同时，变截面门式刚架构件的腹板经常用得很薄，截 发展塑性的潜力不大，因此规定内力计算采用弹性分析方法。 5.1.2由于有关屋面板抗剪性能和板与构件螺栓连接性能的资料尚不充分，因此目 前设计中不宜考虑应力蒙皮效应，但这并非限制利用蒙皮效应。 考虑应力蒙皮效应只适用于面板为钢板的情况，此时屋面压型钢板可视为起应 力蒙皮作用的膈板。膈板的作用是，通过其刚度和抗剪承载力来提高刚架结构的 体刚度和承载力。屋面板可按沿房屋全长伸展的深梁处理，用来承受平面内荷载并 将其传至端部山墙或中间刚架。面板可视为承受平面内横向剪力的腹板，其边缘构 件可视为翼缘，承受轴向拉力和压力。 与此类似，外形为矩形的墙板也可按平面内受剪的支撑系统处理。 当符合下列条件时，方可将面板视为结构的一部分进行应力蒙皮设计： 一一面板除承担主要功能外，只能用作为抗剪隔板抵抗其平面内的位移： 一一这种隔板必需有纵向边缘构件，以承受由于膈板作用引起的翼缘力： 一一屋面板平面内的力，应通过支撑系统、其它蒙皮膈板或抗侧移方法传至基 础； 一一应采用适当的连接将板中的力传至主刚架，膈板应与起翼缘作用的边缘 构件相连； 一一面板作为受力构件处理时，不得将其随意拆除： 一一对房屋的各项技术要求，均应考虑到该建筑物的设计利用了应力蒙皮作用 应力蒙皮膈板应主要用于抵抗风荷载、雪荷载和其它通过面板传递的荷载。它 也可用来抵抗较小的瞬时荷载（如来自轻型轨道式吊车的荷载），但不能用于承受 永久性外荷载。 压型钢板考虑应力蒙皮作用的设计，应符合下列要求： 一一在压型钢板端部应采用自攻螺钉、焊缝、螺栓或其它类型的紧固件穿过面 板直接固定到支承构件上，例如，通过压型钢板的槽底固定，确保设计中假定的传

力途径有效 一一相邻面板问的接缝应采用铆钉、自攻螺钉、焊缝或其它类型的紧固件固紧 紧固件的间距不得大于500mm。 一一由紧固件至面板边缘和端部的距离，应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢 结构技术规范》GB50018的规定。 一一面板上面积不大于3%的随机分布的小型孔口，可不作专门计算；面积占 15%以下的孔口应作专门验算。当孔口面积更大时，应将其改变成较小孔口，以保 证面板能起板作用。 一一兼作应力蒙皮膈板的面板，首先应按其主要功能进行抗弯设计。为了确保 其蒙皮性能，面板按蒙皮计算时的剪应力不得大于0.25f 一一应力蒙皮隔板的抗剪能力是基于面板接缝间紧固件、面板与平行于波槽构 件间紧固件或面板与端部构件间紧固件（当面板仅与纵向板边缘构件连接时）的最 小抗撕裂强度。在剪力和风吸力同时作用下，连接的抗剪承载力应不低于实际抗撕 裂承载力最小值的1.4倍；在其它失效情况下，应不低于上述最小值的1.25倍。

5.2变戳面刚架侧移计算

5.1.1板件最大宽厚比和屈曲后强度利

6.1变戳面刚架构件计算

6.1.2刚架构件强度计算

相关公式。建立公式的原则是：当剪力V大于0.5V时，腹板所能承担的弯矩应乘 以折减系

6.1.3变截面柱在刚架平面内的稳定计

侧移时，由横梁荷载引起的弯矩），而后一部分的βmx小于1.0，因此本条规定βmx 仍取1.0。

6.1.4变截面柱在刚架平面外的稳定计

6.1.6斜梁和隅撑的设计。

1当屋面坡度较大时，轴力对稳定性的影响在刚架平面内外都不容忽视。当屋 面坡度较小时，可按GB50018的规定在刚架平面内按压弯构件计算其强度 2斜梁轴力一般较小，在刚架平面内的计算长度可近似取竖向支承点间的距 离。 4本条公式用于验算腹板在集中荷载下的屈皱，是参照欧洲规范Eurocode3 ENVI993的规定加以简化和改写后拟定的

6.3.5当之形標条主轴的倾角接近或大于屋面坡度时，標条有可能向屋脊方向倾 到，此时需在檐口处设置斜拉条或在屋脊处设置斜撑杆。如有可靠的构造措施保证 標条不倾倒，可不设斜拉条。 6.3.6屋面板与標条的连接，每个肋中宜设置不多于1个螺钉。螺钉间距不宜大于 300mm，也不宜大于两个肋的宽度（即至少每隔一个肋应设置一个）。当采用扣合式 屋面板时，屋面板不能作为標条的侧向支撑，因此如何设置拉条需根据標条的稳定 计算确定。

6.3.7实腹擦条的计算。

6.5.2当有条件时，可通过对屋盖水平支撑系统的整体分析确定支撑内力。

7.1.1对接焊缝和角焊缝，

根据同济大学所做的试验研究，T形连接单面焊已列入上海市《轻型钢结构制作 及安装验算规程》，并已在国内若于钢结构制作厂采用。本条特别强调在设备和其 它技术条件具备时才能采用，并应符合本条的有关规定和附录下的要求，以确保焊 缝和工程质量。 7.1.2喇叭形焊缝的计算，系参考美国A1s1规范拟定的。试验表明当板厚，t≤4mm 时，破坏将出现在钢板而不是焊缝上，故计算公式右侧采用了钢板的强度设计值

7.2.1端板斜放可加长抗弯连接的力臂，有利于布置螺栓。端板竖放适用于 截面柱，

截面柱。 7.2.3抗滑移系数0.3是考虑涂刷防锈漆和不涂油漆的干净表面情况。端板厚度是 根据端板屈服线发挥的承载力确定的，只有采用按规范施加预拉力的高强度螺栓 才可能出现上述屈服线。因此，在端板连接中，不得用普通螺栓代替高强度螺栓。 7.2.7此处螺栓主要受拉而不是受剪，其作用方向与端板垂直。美国金属房屋制造 商协会（MBMA）规定螺栓间距不得大于600mm，本条结合我国情况适当减小。 7.2.9确定端板的厚度时，根据支承条件将端板划分为外伸板区、无加劲肋板区、 两相邻边支承板区（其中，端板平齐式连接时将平齐边视为简支边，外伸式连接时 才将该边视为固定边）和三边支承板区，然后分别计算各板区在其特定屈服模式下 螺栓达极限拉力、板区材料达全截面屈服时的板厚。在此基础上，考虑到限制其塑 性发展和保证安全性的需要，将螺栓极限拉力用抗拉承载力设计值代换，将板区材 料的屈服强度用强度设计值代换，并取各板区厚度最大值作为所计算端板的厚度。 这种端板厚度计算方法，大体上相当于塑性分析和弹性设计时得出的板厚，当允许

当锚栓直径较大时，可在端部设置锚

7.2.19在较大风吸力作用下柱脚锚程被拔起而导致房屋倒塌，这种情况时有发生 究其原因，是由于忽视锚栓抗拨力计算和设计所致，这次修订对此作出了专门规定 进行柱脚锚栓抗拔计算和设计时，与柱间支撑相连的柱要考虑支撑竖向分力的影响 7.2.20剪键应采用在刚架平面方向截面刚度较大的工字钢等垂直焊接于柱底板的 底面，其截面和连接焊缝的抗剪承载力应进行计算。若抗剪键较高，需在基础表面 做坑以便安装时将其插入，然后进行二次灌浆。抗剪键不应与基础表面的定位钢板 接触。

9刚架在施工中应及时安装支撑并在必要时增设缆风绳固定。在工程中，由 于这方面的疏蔬忽而引起的工程事故较多，造成了较大损失，因此有必要加以强调。 10实践表明，对柱脚底板用图示调整螺母进行水平度校准后再行二次灌浆固 定，对保证工程质量是非常必要的，应在实际工程中认真执行。用垫铁找平，不能 呆证柱脚底板达到必要的水平度，不建议采用

A.0.1轻型房屋钢结构的风荷载，是以我国现行国家标准《建筑结构荷载规范》GE 50009为基础确定的。计算这种房屋结构风荷载标准值时所需的风荷载体型系数，由 于我国现有资料不完备，因此主要采用了美国金属房屋制造商协会MBMA《低层房屋 体系手册》（1996）中有关小坡度房屋的规定。分析研究表明，当柱脚铰接且刚架 的1/h小于2.3和柱脚刚接且1/h小于3.0（例如，檐口高度h为8m，刚架跨度1 分别小于18m和24m）时，采用GB50009规定的风荷载体型系数进行刚架设计偏于 安全；而在其它各种情况下，按GB50009规定的风荷载体型系数计算所得控制裁面 的弯矩，较按MBMA规定的体型系数计算所得值低0～60%，即严重不安全。因此， 本规程采用了MBMA的规定值。 MBMA手册中关于风荷载的规定，是在有国际权威性的加拿大西安大略大学边界 层风洞试验室，由美国钢铁研究会AISI、美国MBMA和加拿大钢铁工业结构研究会 SICC等专业机构共同试验研究得出，是专门针对低层钢结构房屋的，内容全面且详 尽，已为多国采用，并纳入了ISO国际标准。MBMA手册规定的风荷载体型系数必须 与以50年一遇的最大英里风速（mph）为基础的速度风压（psf）配套使用。因此转 换到与我国荷载规范GB50009规定的以50年一遇的10min平均最大风速（m／s） 为基础的基本风压（kN／m）配套使用时，必须乘以1.4的平均换算系数，此外，美 国规范规定，在遇风组合时，结构构件设计的允许应力可提高1.33倍。考虑到这两 个因素的影响，引用MBMA的体型系数后，我国的基本风压值应乘以综合调整系数1.05 (即1.4/1. 33）。 关于阵风系数，荷载规范GB50009的说明中指出，“对于低矮房屋的围护结 构，按本规范提供的阵风系数确定的风荷载，与某些国外规范专为低矮房屋制定的 规定相比，有估计过高的可能。考虑到近地面端流规律的复杂性，在取得更多资料 以前，本规范暂不明确低矮房屋围护结构风荷载的具体规定，容许设计者参照国外 对低矮房屋的边界层风洞试验资料或有关规定进行设计”。由于MBMA手册中规定的 风荷载体型系数已经包含了阵风效应，且是内、外压力的峰值组合，因此在本规程 的公式（A. 0. 1)中不再考虑阵风系数。

A.0.2本条给出了本规程所规定风荷载体型系数的适用条件。我国轻型房屋的屋面 坡度一般较小，因此，本条中弓I用了MBMA手册（1996）中屋面坡角不大于10°情况 下的规定值。这次修订，补充了屋面標条以及挑檐部分斜梁和標条在有效受风面积 小于10m²时风荷载体型系数的规定，并对MBMA的公式进行了单位换算。 须要注意，对于本规程未作规定的建筑类型和体型，如风荷载体型系数采用 GB50009的规定值，则基本风压和阵风系数也应配套地采用相应的规定值。 在这种低矮房屋的屋盖上，风荷载的作用方向与其它竖向活荷载的作用方向相 反。当房屋所受的活荷载以风荷载为主时，在刚架截面荷载效应的最不利组合中， 不应考虑与风荷载效应符号相反的其它活荷载效应。同样，当房屋所受活荷载以其 它荷载为主时，与其它活荷载效应符号相反的风荷载效应不应进入截面荷载效应的 最不利组合。 这种房屋的屋面风吸力较大，擦条在风吸力作用下有可能产生下翼缘失稳，在 设计时应予注意

附录B斜卷边Z形冷弯型钢的截面特性

附录B斜卷边Z形冷弯型钢的截面特性

附录C卷边槽形冷弯型钢的截面特性

附录C卷边槽形冷弯型钢的截面特性

附录D楔形梁在刚架平面内的换算长度系数

本条的规定弓l自GeorgeC.Lee，TheDesignofSingleStoryRigidFrame： 1981,MBMA。 对有侧移失稳的刚架，取右端为铰接的曲线，是认为门式刚架有侧移失稳时屋 脊处为反弯点。

附录E檀条在风吸力作用下的稳定计算

b=70mm h=180mm ② c=20mm t=2. 5mm 0 =22.205° Ix,=4388350mm ? I,=412080 mm Wex=46471mm 腹板展开宽度ha=h E=2.06X10°N/mm=2.06X10N/m V =0. 3 条下翼缘受压区长度l。=7500mm 拉条间距l.=2500mm

C,=C10(b/100)=1700X(70/100)=833）

C.=130n=130X3=390Nm/m/rad C.,=833Nm/m/rad

=827Nm/m/rad Ct2 833 110000

Ct的影响力不大，可也忽略不计。

从而 K=0.0212

b"ht e 70²×180×2.5 35 0.069 41 , h 4x4388350 180

Wfty 18060 5853mm 30.80 I fty fly + a + b)

180260 =24.51mm 180 2.5× + 20 + 70) 6

KL 0.0212×75004 R。= =18.50 元EI 元4×2.06×105×180260

T／CBDA 41-2020 幕墙石材板块生产技术规程(完整正版、清晰无水印).pdf2.06×105 =E/,=元 93.01 235

0.713 Φ+?+2? 1.01+/1.012+0.932

Mx M' 6.66 ×106 17500 : xWex Wfty 0.713×46471 5853

Mx M, 6.66 ×106 17500 T= xWex Wfty 0.713× 46471 5853 201.00+2.99 =203.99N/mm<205N/mm，满足要求，

=201. 00+2. 99

附录F单面角焊缝的技术要

本附录是根据同济大学所作的试验研究JTG 5610-2020标准下载，参考上海市《轻型钢结构制作 安装技术规程》拟定的