CECS102-2002 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程.pdf

CECS 102:2002 中国工程建设标准化协会标准 门 式 刚 架 轻 型 房 屋 钢 结 构门 式 刚 架 轻 型 房 屋 钢 结 构 技 术 规 程技 术 规 程 Technical specification for steed structure of light-weight Buildings with gabled frames 筑 龙 网 2003 北 京 第 1 页 中国工程建设标准化协会标准 中国工程建设标准化协会标准 水力控制阀应用设计规程 Technical specification for steed structure of light-weight Buildings with gabled frames 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：2 0 0 3 年3 月1 日 筑 龙 网 2003 北 京第 2 页 前前 言 言 根据中国工程建设标准化协会（2001）建标协字第 45 号关于印发中国工程建设标准化协会 2001 年第二批标准制、修订项目计划的通知的要求，对原规程进行了修订。中国工程建设标准化协会标准 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS 102:98自 1998 年批准发布以来，显著推动了我国门式刚架轻型房屋钢结构的发展。目前，此种结构作为我国建筑钢结构中应用最广泛的类型之一，已积累了较多的工程经验；同时，在工程实践中也发现了一些需要对原规程进行修改和补充之处。此外，在此期间相关的建筑结构国家标准普遍进行了修订，涉及本规程者也需相应修改。本次修订的主要内容是：1，调整本规程的适用范围（吊车吨位）；2调整结构重要性系数；3补充结构抗震验算规定；4调整钢材设计指标；5调整屋面活荷载标准值；6补充檩条风荷载体型系数的规定；7调整结构刚度指标；8补充支撑布置要求；9完善刚架结构计算规定；10补充檩条设计规定；11补充隅撑设计规定；12修改檩条在负风压下的计算规定：13补充柱脚锚栓抗拔验算规定；14增加钢板 T 型连接单面焊的规定；15完善高强度螺栓连接设计的规定；16删除结构构件制作的具体规定；17补充结构工程安装允许偏差等。根据国家计委19861649 号文关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知的要求，现批准协会标准门式刚架轻型房屋钢结构技术规程2002 年修订版，编号为 CECS102：2002，推荐给工程设计、施工、使用单位采用。自本规程施行之日起，原规程 CECS102:98 废止。本规程第 3.1.3 条第 3.2.1、3.2.2、3.2.3、3.2.4 条，第 3.3.2 条（黑体字部分），第 7.2.9 条（黑体字部分）、第 7。2.19 条，第 8.1.4 条，第 8.2.5 条（黑体字部分）建议列入工程建设标准强制性条文，其余为推荐性条文。本规程由中国工程建设标准化协会轻型钢结构技术委员会归口管理，由中国建筑标准设计研究所（北京车公庄大街 19 号，邮编：100044）负责解释。在使用中如发现需要修改或补充之处，请将意见和资料径寄解释单位。主编单位主编单位：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 参编单位参编单位：上海美建钢结构有限公司 西安建筑科技大学 第 3 页 同济大学 清华大学 浙江杭萧钢构股份有限公司 北京华特建筑设计顾问有限责任公司 主要起草人：蔡益燕 陈绍蕃 沈祖炎 李少甫 丁芸孙 余洲亮 魏潮文 孙晓彦 张跃峰 申林 中国工程建设标准化协会 2002 年 11 月 20 日 第 4 页 目目 录 录 1 总总 则则.7 2 术语、术语、符符号号.8 2.1 术 语.8 2.2 符 号.8 3 基基本设计规定本设计规定.12 3.1 设计原则.12 3.2 作 用.13 3.3 材 料.14 3.4 变形规定.17 3.5 构造要求.18 4 结结构形式和布置构形式和布置.19 4.1 结构形式.19 4.2 建筑尺寸.20 4.3 结构平面布置.21 4.4 墙架来布置.21 4.5 支撑布置.22 5 作作用效应计算用效应计算.23 5.1 变戳面刚架内力计算.23 5.2 变戳面刚架侧移计算.23 6 构构件设计件设计.27 6.1 变戳面刚架构件计算.27 6.2 等戳面刚架物件计算.37 6.3 檩条设计.37 6.4 墙架构件设计.39 6.5 支撑构件设计.40 6.6 屋面板和墙板设计.41 7 连连接和节点设计接和节点设计.42 第 5 页 7.1 焊 接.42 7.2 节点设计.44 8 制制作和安装作和安装.50 8.1 制作.50 8.2 安 装.50 9 隔隔热和涂装热和涂装.56 9.1 隔 热.56 9.2 涂 装.56 附录附录 A 风荷载计算风荷载计算.58 附录附录 B 斜卷边斜卷边 Z 星冷弯型钢的截面特性星冷弯型钢的截面特性.64 附录附录 C 卷边槽形冷弯型钢的截面特性卷边槽形冷弯型钢的截面特性.68 附录附录 D 楔形粱在刚架平面内的换算长度系数楔形粱在刚架平面内的换算长度系数.71 附录附录 E 檀条在风吸力作用下的稳定计算檀条在风吸力作用下的稳定计算.77 附录附录 F 单单面角焊缝的技术要求面角焊缝的技术要求.82 本规程用词说明本规程用词说明.83 第 6 页 1 1 总 总 则 则 1.0.11.0.1 为了适应门式刚架轻型房屋钢结构的发展，促进其合理的设计、制作和安装，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。1.0.21.0.2 本规程适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或有起重量不大于 20t 的 A1 A5 工作级另晰式吊车或 3t 悬挂式起重机的单层房屋钢结构的设计、制作和安装。门式刚架轻型房屋的外墙亦可采用砌体，此时应符合本规程第 4.4.3 条的规定。本规程不适用于强侵蚀介质环境中的房屋。1.0.3 1.0.3 本规程遵照现行国家标准建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068 规定的原则，根据现行国家标准建筑结构设计术语和符号标准GBT50083、建筑结构荷载规范GB 50009、建筑抗震设计规范GB 50011、钢结构设计规范GB 50017、冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018、钢结构工程施工质量验收规范GB 50205 等的一般规定，立足于我国轻型房屋钢结构设计和施工的具体条件编制而成。1.0.41.0.4 门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制限安装和防护要求，本规程未作规定者，均应按现行有关标准执行。第 7 页 2 2 术语、符号 术语、符号 2 2.1 1 术 术 语 语 2.1.12.1.1 孔口 opening 在建筑的外包面（墙面和屋面）上未设置永久性有效封闭装置的部分。2.1.22.1.2 敞开式建筑 opening building 外墙面至少有 80敞开的建筑。2.1.3 2.1.3 部分封闭式建筑 pariial1y enc1osed bulldinR 受外部正风压力的墙面上孔口总面积超过该建筑物其余外包面（墙面和屋面）上孔口面积的总和，并超过该墙毛面积的 5，且建筑物其余外包面的开孔率不超过20的建筑。2.1.42.1.4 封闭式建筑 enclosed building 在所封闭的空间中无符合部分封闭式建筑或敞开式建筑定义的那类孔口的建筑。2.1.5 2.1.5 边缘带 edge strip 确定围护结构构件和面板上风荷载体型系数时，在外墙和屋面上划分的位于建筑物端部和边缘的区域。凡不属边缘带的均为中间区。如附录 A 中图 A.0.2-2 和图A.0.2-3 所示。2.1.62.1.6 端区 end Zone 确定主刚架上风荷载体型系数时，在外墙和屋面上划分的位于建筑物端部和边缘的区域。凡不属端区的均为中间区。如附录 A 中图 A.0.2-1 所示。2.1.72.1.7 有效受风面积 effective wind 1oad area 确定风荷载体型系数时取用的承受风荷载的有效面积。2 2.2 2 符 符 号 号 2.2.1 作用和作用效应 第 8 页 F集中荷载；H刚架拄顶等效水平力；M弯矩；M 垂直荷载引起的模条下翼缘侧向弯矩；fM 工字形截面两翼缘所承担的弯矩；lM 构件大头的弯矩设计值；0yM 忽略弹性支座影响的自由翼缘侧向弯矩；N轴心力；EN 欧拉临界力；0N 构件小头的轴向压力设计值；P高强度螺栓的预拉力；1P 中间柱（即摇摆柱）承受的荷载；fP 边柱承受的荷载；yq 由截面扭转引起的作用于自由翼缘的假想侧向荷载；R支座反力；u刚架柱顶的水平侧移；V剪力；dV 腹板受剪板幅考虑屈曲后强度的抗剪承载力设计值；cr利用拉力场时腹板的屈曲剪应力。2.2.22.2.2 材料指标 f钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值；yf 钢材屈服强度；Vf 钢材抗剪强度设计值；Vf 腹板屈曲后抗剪强度设计值。2.2.3 2.2.3 几何参数 A截面毛面积；有效受风面积；第 9 页 a加劲肋间距；螺栓间距；B建筑宽度；Sb 子板件宽度；0d、分别为构件小头和大头的截面高度；1dWe、分别为螺栓中心至腹板和翼缘边缘的距离；teH屋面至地面的平均高度；h刚架柱高度；Wh 腹板高度；Ch 腹板受压区高度；eh 截面全部受压时的腹板有效高度；1eh、分别为腹板受压区上、下有效截面的高度；2ehbI、分别为横梁和柱的平均截面惯性矩；CIeI 截面等效惯性矩；lI、分别为左、右两柱的截面惯性矩；rIL刚架跨度；fZl自由翼缘的计算长度；S纵向柱距；斜梁长度；Wt 腹板厚度；W截面最大受压纤维的截面模量；eW 有效截面最大受压纤维的截面模量；elW 构件大头有效截面最大受压纤维的截面模量；enW 有效净截面最大受压纤维的截面模量；Z用于计算风荷载的边缘带宽度。2.2.42.2.4 计算系数及其它 K侧向刚度；第 10 页 rK 受剪板件的凸曲系数；K 受弯板件的凸曲系数；屋面坡角；mx等效弯矩系数；变截面构件的楔率；R抗力分项系数；放大系数；考虑自由翼缘弹性支承影响的修正系数；P与板件受弯、受压有关的参数；W与板件受剪有关的参数；楔形柱计算长度系数；t刚架柱与刚架梁的线刚度比值；有效宽度系数；b梁的整体稳定系数；b均匀弯曲楔形受弯构件的整体稳定系数。第 11 页 3 3 基本设计规定 基本设计规定 3.1 3.1 设计原则 设计原则 3.1.13.1.1 门式刚架轻型房屋钢结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计法，按分项系数设计表达式进行计算。3.1.23.1.2 门式刚架轻型房屋钢结构的承重构件，应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。3.1.33.1.3 当当结构构件按承载能力极限状态设计时，应根据现行国家标准结构构件按承载能力极限状态设计时，应根据现行国家标准建建筑结构荷筑结构荷载载规规范范GB 50009GB 50009 的规定采用荷载效应的基本组合计算，并符合下列要求：的规定采用荷载效应的基本组合计算，并符合下列要求：SSR R (3.1.3)(3.1.3)0式中式中 结结构构重要性系数重要性系数。对一般的门式刚架钢结构构件安全等级取二级，对一般的门式刚架钢结构构件安全等级取二级，当当设计使用年限为设计使用年限为 5 50 0 年时，年时，结构承重性系数取不小于结构承重性系数取不小于 1 1.0.0；当当设计使用设计使用年限为年限为 2 25 5 年时，取不小于年时，取不小于 0.95；0.95；0S S不考虑地震作用时，荷载效应组合的设计值；不考虑地震作用时，荷载效应组合的设计值；R R结构构件承载力的设计值。结构构件承载力的设计值。3.1.43.1.4 在抗震设防地区，门式刚架轻型房屋钢结构应按现行国家标准建筑抗震设计规范GB 50011 进行抗震验算，并符合下列要求：R/（3.1