CECS_102-2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(条文说明)

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CECS 102:2002

中国工程建设标准化协会标准

式刚架轻型O房EA

屋钢结构

技术S

规N

I程

Technical specification for steel structure of light-weight

Buildings with gabled framesWW

网条文说明

龙

筑

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2003 北京

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《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

门

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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

CTechnical specification for steel structure of light-weight

.Buildings with gabled frames

OCECS102:2002N

.条文说明S

主编部门：中网

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龙施行日期：筑

2003年3月1日

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2003 北京

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《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

1 总则.......................................................5 3 基本设计规定....................................................6 3.1 设计原则...................................................6 3.2 作用....................................................6 3.3 材料....................................................7 3.4 变形规定...................................................7 3.5 构造要求...................................................8 4 结构形式和布置..................................................9 @ 筑龙网 www.sinoaec.com OM

4.1 结构形式...................................................C

.9 4.2 建筑尺寸...................................................C

4.5 支撑布置...................................................EA

5 作用效应计算...................................................10ON

5.1 变截面刚架内力计算........................................IS

5.2 变截面刚架侧移计算.........................................11 W

6 构件设计......................................................12W W

6.1 变截面刚架构件计算 ........................................12 6.3 檩条设计..................................................网14 6.4 墙架构件设计..............................................15

6.5 支撑构件设计龙

7 连接和节点设计筑

..............................................15

.................................................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

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附录B 斜卷边Z形冷弯型钢的截面特性...............................22

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 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

. C

O N

. W

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 1 总则

1.0.2 当多层建筑的顶层为门式刚架轻型房屋钢结构时，其设计、制作和安装可参照本规程执行。此时根据下部结构的具体情况，考虑其队顶层柱底位移的影响。

悬挂式吊车的起重量通常不大于3t，当有需要并采取可靠技术措施时,起重量允许不大于5t。

考虑到此种结构构件的截面较薄，因此不适用于有强侵蚀介质的环境。 1.0.3 本规程编制时，参照和吸取了多项国外先进标准和手册中有关轻型房屋结构

设计、制作和安装的规定。主要参考的国外标准是欧洲协调标准《钢结构设计规范》

（Eurocode 3-ENVI1993）、美国AISC《钢结构房屋荷载和抗力系数设计规范》.C

（1993），

国外手册是美国金属房屋制造协会MBMA《低层房屋体系手册》（E1996）等。

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 1 总则

悬挂式吊车的起重量通常不大于3t，当有需要并采取可靠技术措施时,起重量允许不大于5t。

考虑到此种结构构件的截面较薄，因此不适用于有强侵蚀介质的环境。 1.0.3 本规程编制时，参照和吸取了多项国外先进标准和手册中有关轻型房屋结构

设计、制作和安装的规定。主要参考的国外标准是欧洲协调标准《钢结构设计规范》

（Eurocode 3-ENVI1993）、美国AISC《钢结构房屋荷载和抗力系数设计规范》.C

（1993），

国外手册是美国金属房屋制造协会MBMA《低层房屋体系手册》（E1996）等。

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 3 基本设计规定

3.1 设计原则

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》GB 50011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E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A

O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

锚栓抗拔力的相应构造措施；支撑的连接应按支撑屈服承载力的IS

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.W

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W5.1.2 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W

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。

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3.2 作用

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

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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

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 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。

3.3 材料

3.3.1 钢材选用

2 因Q235A级钢的含碳量不能保证焊接要求，故焊接结构不宜采用，只能用于非焊接结构。屋面板的钢材宜根据板型选用，故对其钢材牌号不作具体规定。

3.3.2 本规程采用的钢材强度设计值和焊缝强度设计值及表C

3.3.2- 2和表3.3.2-3

的表注，与现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017.C

和《冷弯薄壁型钢结构技术

规范》GB 50018的规定一致。

E第6款关于厚度小于4mm的钢材或冷弯薄壁型钢的强度设计值降低的规定，以A

O 及冷弯薄壁型钢强度设计值考虑冷弯效应的规定，与现行国家标准《冷弯薄壁型钢

结构技术规范》的规定一致。

3.4 变形规定

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

网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；原规程中竖向挠龙

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，筑

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。

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3.5 构造要求

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 3.5.1 根据目前国内材料供应情况，檩条壁厚不宜小于1.5mm；根据我国目前制作和安装的一般水平，刚架构件的腹板厚度不宜小于4mm；由技术条件较好的企业制作，当有可靠的质量保证措施时，允许采用3mm。

3.5.2 轻型房屋钢结构受压构件的长细比，可比普通钢结构的规定适当放宽。表3.5.21所列数值系参照国外的有关规定对GB 50017-2002的规定值作了调整。

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 4 结构形式和布置

4.1 结构形式

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 建筑尺寸C

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。

I4.2.2 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S

.构中部分刚架的中间柱被抽掉时。

4.5 支撑布置

网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。

龙

1 端部不设支撑的开间，可按轴压力判断能否用檩条代替刚性系杆。刚性系杆筑

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λ≤180设置。

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5 作用效应计算

5.1 变截面刚架内力计算

5.1.1 因变截面构件有可能在几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，截面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 @ 筑龙网 www.sinoaec.com OM

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整

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。

O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。N

I 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：S

——面板除承担主要功能外，只能用作为抗剪嗝板抵抗其平面内的位移；W

——这种膈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；WW

——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；

网

——应采用适当的连接将膈板中的力传至主刚架，膈板应与起翼缘作用的边缘龙

构件相连；

——面板作为受力构件处理时，不得将其随意拆除；筑

——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：

——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

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力途径有效。

@ 筑龙网 www.sinoaec.com ——相邻面板间的接缝应采用铆钉、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。

——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》GB 50018的规定。

——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，以保证面板能起膈板作用。

其蒙皮性能，面板按蒙皮计算时的剪应力不得大于0.25 f

——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

——应力蒙皮膈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C

. 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O

1.25倍。

5.2 变截面刚架侧移计算.W

W5.2.1～5.2.3公式（5.2.1-1）和（W

5.2.1-2 ）是变截面刚架柱顶侧移的近似计算公式。计算表明，当柱为楔形构件时，用柱平均惯性矩代入此式算得的“值稍偏大，

但相差不多。水平风荷载和吊车水平荷载换算到柱顶时所乘的系数，对不同情况有

网

不同程度的近似。

龙

如柱顶侧移u 筑

在荷载效应分析时一并求出，则无需使用近似公式（5.2.1-1）和（5.2.1-2 ）。

5.2.4 上下端均为铰接的摇摆柱不能提供侧向刚度，但对横梁起铰支点作用。 5.2.5 当多跨刚架中间柱与斜梁刚接时，其侧向刚度可以看作几个单跨刚架刚度之和。中间柱分属两个单跨刚架，惯性矩应各分一半。两柱惯性矩不同的单跨刚架，可以按本条的公式化为相同的等效惯性矩。

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 6 构件设计

6.1 变截面刚架构件计算

6.1.1 板件最大宽厚比和屈曲后强度利用

1 工字形截面的翼缘不利用屈曲后强度，故其外伸宽厚比限值应

15235/fy。工字形截面的腹板可利用屈曲后强度，腹板宽厚比限值应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018取250235/fy。在具体设计中，应OM

按制造厂的技术条件采用适当的宽厚比。

.2 工字形截面考虑屈曲后强度的抗剪承载力计算方法很多。本条采用的是一种C

E简化方法，其计算简便，计算结果属于下限。计算公式是参照欧洲规范A

Eurocode3

一ENVI993拟定的，略加修改。当腹板高度变化超过ON

60mm／m时，本款不适用，此

时不宜利用屈后抗剪承载力。

I3、4 工字形截面考虑屈曲后强度的抗弯承载力和压弯承载力，由有效宽度法S

. 计算。参数λW

p的计算公式（6.1.1-3W）来自λp=

fP/cr，具有换算高厚比性质。的计算公式参考了欧洲规范的规定，但考虑到门式刚架构件以承受弯矩为主，压力W

相对较小，故将腹板全部有效范围适当放宽。网

6 参数λW的计算公式（龙

6.1.1-10）来自λW=

fvy/τcr ，它也具有换算高厚比性质。fvy为剪切屈服强度，即筑

fy/3；τcr为弹性临界剪应力。利用此参数可使fV的计算公式通用于不同的钢材牌号和不同尺寸的板幅。按本规程式（6.1.1-10）计算的λW值与按GB 50017式（4.3.3-3d、e）计算的λS值不同，二者的区别在于分母中的系数37和41。这是因为门式刚架的横梁端部剪力最大处往往弯矩也最大，因而不考虑翼缘对腹板提供的约束。GB 50017的对象是简支梁，梁端剪力最大处弯矩很小，翼缘可对腹板起约束作用，约束系数取1.23，因而37.23 = 41。 6.1.2 刚架构件强度计算

1、2 其中给出了当工字形截面兼承M、V和兼承M、N、V时考虑屈曲后强度的第 12 页

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相关公式。建立公式的原则是：当剪力V大于0.5Vd 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算。

1 参照美国标准AISC《钢结构房屋荷载和抗力系数设计规范》（1993）的规定，楔形柱的稳定计算仍采用等截面压弯构件的相关公式，但作了一些必要的变动。在美国标准中未区分弯矩作用平面内和平面外的稳定，不能直接应用。根据我国所作的研究和美国AOSC 1993和1999规范，也沿用本规程CECS 102：98的规定，对于楔形柱，轴力项（式中第一项）以小头为准，而弯矩项（式中第二项）以大头为准，

@ 筑龙网 www.sinoaec.com OM

轴心受压稳定系数千”、和等效弯矩系数凡，也各有特点。

2 本条所列方法中，第一种方法适合于手算。表C

6.1.3列出的系数户，系由现

行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002.附表A.1.1 的系数C

µr换算

而成，即把该表的数值乘以0.85Ic0/Ic1。0.85EA

是考虑图7.2.17a、b所示柱脚实际

上有一定转动约束，IOc0/Ic1是将数值转换成以小头为准（即在公式N

6.1.3-1 中用

NI0、Ae0但查表时计算K1仍采用大头的惯性矩S

Ic1。计算K2时引进了换算长度系数

以考虑斜梁截面变化。曲线取自G.C.Lee.W

（李兆治）等人的著作。对于中间柱为摇摆

柱的多跨刚架，中间柱不提供任何侧向刚度，但这些柱中的轴向力却有促使刚架失

稳的作用，因此边柱的µr，应乘以放大系数。

第二和第三种方法部适合于计算机计算。前者配合一阶计算程序，柱脚铰接者网

系数µr(公式6.1.3-7a)龙

已乘了0.85系数，与第一种方法一致；柱脚刚接者系数µr （公式6.1.3-7b）则用筑

1.20代替0.85，以考虑图7.2.17c所示柱脚达不到完全嵌固。这两个计算公式系由横梁为水平构件的刚架导出，故不宜用于屋面坡度大于1：5的刚架柱。第二种方法的放大系数η不同于第一种方法，原因是推导公式（6.1.3-7）时引进了考虑荷载一挠度效应的系数1.2，而摇摆柱没有荷载一挠度效应。

摇摆柱应根据其两端连接构造的实际情况，进行合理设计。支承托架或托梁的框架柱不宜采用摇摆柱。

3 对于有侧移的刚架，在侧移弯矩作用下楔形柱的情况比等截面柱更为不利，故βmx应稍大于1.0。但是，柱弯矩实际上包括侧移弯矩和无侧移弯矩（假定刚架无

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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算

1 变截面柱平面外稳定的相关公式（6.1.4-1 ）仍按GB 50018规范以有效截面特性为准，不过对弯矩项增加了等效弯矩系数βt 、βt的取值参照AlsC（1993）规范，略有改变。

二 2 弯矩项的整体稳定系数ϕbγ进了两个与楔率有关的计算长度系数µS和µW，

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 公式取自美国AISC（1993）规范。 OM

者分别对应于绕y轴（截面弱轴）和绕Z轴（杆件纵轴）屈曲。这两个系数的计算

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C

面坡度较小时，可按GB 50018的规定在刚架平面内按压弯构件计算其强度。EA

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O离。

I4 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S

.Eurocode3一 ENVI993的规定加以简化和改写后拟定的。W

网

6.3 檩条设计

6.3.5 当之形檩条主轴的倾角接近或大于屋面坡度时，檩条有可能向屋脊方向倾

龙

倒，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筑

檩条不倾倒，可不设斜拉条。

6.3.6 屋面板与檩条的连接，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，屋面板不能作为檩条的侧向支撑，因此如何设置拉条需根据檩条的稳定计算确定。

6.3.7 实腹擦条的计算。

3 当设置拉杆或撑杆防止下翼缘失稳时，其间距一般不大于1.5m。

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6.4 墙架构件设计

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 6.4.4 墙梁的计算

1 因墙板自重至少有一部分直接传至基础，故可忽视其对墙梁的偏心作用。

6.5 支撑构件设计

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。

网龙

筑

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 7 连接和节点设计

7.1 焊接

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》，并已在国内若干钢结构制作厂采用。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Alsl规范拟定的。.C

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。E

7.2 S

节点设计I

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

W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，

网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。龙

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。美国金属房屋制造筑

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

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端板发展部分塑性时，可将所得板厚乘以0.9。

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 7.2.10 参考高钢规程并考虑单层房屋的特点，将98版表达式中的1.2改为1.0。 7.2.13 檩条搭接可减小跨中弯距。支座处截面由于搭接而加强，可以满足较大的抗弯要求。因此，檩条搭接可减少构件用钢量。搭接长度和螺栓直径应保证淋条有必要的抗弯承载力。

7.2.14 研究表明，门式刚架的破坏首先是由于受压最大翼缘屈曲引起的，斜梁下翼缘与刚架柱内翼缘连接处是出现屈曲的关键部位，在该处附近设置隅撑十分重要。当因故不能设置时，应采取增大构件截面或设置刚性撑杆等有效的技术措施。

用是使螺栓的平垫圈在不同夹角下能与支撑杆件保持垂直。不宜在构件的翼缘上开OM

7.2.15 实践表明，不宜采用钢索作支撑，因钢索在拉力下易松弛；楔形垫块的作

孔连接支撑，以免削弱构件的承载力。

.7.2.16 当屋面板和墙板采用带有少数较大突肋的板型时，墙板宜将突肋朝内，使

墙面外观平整；屋面板宜将突肋朝外，以利排水。EA

7.2.18 当锚栓直径较大时，可在端部设置锚板锚固。O7.2.19 在较大风吸力作用下柱脚锚栓被拔起而导致房屋倒塌，这种情况时有发生。N

I究其原因，是由于忽视锚栓抗拔力计算和设计所致，这次修订对此作出了专门规定。S

.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。W

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网

接触。

龙

筑

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《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 8 制作和安装

8.1 制作

8.1.1 由于在建筑工业行业产品标准《门式刚架轻型房屋钢构件》J6144-2002中对钢构件制作做出了具体规定，故本规程删去了原规程CECS 102 :98中对钢构件制作的专门规定，仅保留了若干一般规定。

8.2 安装

8.2.5

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ON

于这方面的疏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。I

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S

. 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

W保证柱脚底板达到必要的水平度，不建议采用。W

8.2.6

5 除本款的规定外，有的网MBMA会员单位取房屋端部屋面板端头搭接最大钉距

为150mm，屋面板侧边合缝搭接最大钉距龙

500mm，墙板侧边搭接最大钉距1000mm。这些做法可供参考。

筑

6 在檐口、角部、孔口周边等部位设置性能良好的泛水板和包边板，对房屋防水、外观和使用寿命有很大影响。过去很多企业对此忽视与缺少专门规定有关，这次作了补充。

8.2.7～8.2.9、8.2.11与原规程相比，补充了关于支撑面、地脚螺栓、刚架柱、刚架斜梁、压型钢板安装允许偏差的规定，主要根据《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2002的规定。

8.2.10 吊车梁安装的允许偏差MBMA有规定，但某些指标较我国现行标准宽。如吊车轨道的直线度允许偏差MBMA规定为10mm，我国《钢结构工程施工质量验收规范》

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《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

GB 50205-2002规定为3mm；吊车轨道相邻梁高差MBMA规定为3mm，我国规定为lmm；

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 上承式吊车梁顶面高差MBMA规定为10mm，我国规定为10mm（支座处）和15mm（其它处），且不大于l/1500；其余规定气我国规定基本一致。考虑到我国对轻型房屋钢结构的安装经验尚缺少总结，故一般均采用现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的规定。

网龙

筑

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《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 附录A 风荷载计算

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》GB 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 l/h 小于2.3和柱脚刚接且l/h小于3.0（例如，檐口高度h 为8m，刚架跨度l 分别小于18m和24m）时，采用GB 50009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GB 50009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.C

0～60％，即严重不安全。因此，

本规程采用了MBMA的规定值。

EMBMA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A

O 层风洞试验室，由美国钢铁研究会AISI、美国N

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ISOW

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（Wmph）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GB 50009W

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网

2）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，引用龙

（即1.4/1.33）。筑

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

关于阵风系数，荷载规范GB 50009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。考虑到近地面湍流规律的复杂性，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。

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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

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 坡度一般较小，因此，本条中引用了MBMA手册（1996）中屋面坡角不大于10情况下的规定值。这次修订，补充了屋面檩条以及挑檐部分斜梁和檩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 GB 50009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，

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OM

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

最不利组合。

.这种房屋的屋面风吸力较大，檩条在风吸力作用下有可能产生下翼缘失稳，在C

设计时应予注意。

网龙

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《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 本附录所列截面形式和尺寸已列入国家标准GB 50018的冷弯型钢系列。

附录B 斜卷边Z形冷弯型钢的截面特性

网龙

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 本附录所列截面形式和尺寸已列入国家标准GB 50018的冷弯型钢系列。

附录C 卷边槽形冷弯型钢的截面特性

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 附录D 楔形梁在刚架平面内的换算长度系数

本条的规定引自George C.Lee，The Design of Single Story Rigid Frame， 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。

网龙

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 附录E 檀条在风吸力作用下的稳定计算

E.0.1 在风吸力作用下擦条下翼缘受压，其稳定性可按弹性地基梁的压杆计算；截面扭转和侧向弯曲的效应则按作用于下翼缘的侧向荷载计算。本条根据欧洲规范EC3一ENVI996的规定对原条文作了修订，表达了檩条在风吸力作用下，上翼缘与面板连接时，下翼缘弯曲受压屈曲的承载力。

当面板的基板厚度小于0.66mm时，本附录不适用。檩条计算例题：

某公司仓库，长64m，宽60m。采用单跨门式刚架，双坡屋面，跨中设一摇摆柱，C

刚架柱距7.5m。边缘带檩距1.5m，檩条采用斜卷边之形冷弯型钢.C

Z180x2.5（图E-l），

钢材采用Q235钢，强度设计值f为205N／mm2。基本风压为E0.45kN／m2。模条的跨中设两根拉条，夹芯板与模条自重为0.20kN／A

Om2。已知楔条尺寸及有关参数如下：

b=70mm

h=180mm

c=20mm

Wt=2.5mm W

θ=22.205o

网I4xl=4388350mm 龙

Iy=412080 mm4筑

Wex=46471mm3 腹板展开宽度hd=h

E=2.06×105N/mm2=2.06×1011N/m2

ν=0.3

檩条下翼缘受压区长度lo=7500mm 拉条间距 ly=2500mm

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檩距 s=1500mm

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 荷载偏心距e=b/2=35mm

屋面板截面惯性矩I1=2x10mm/m

檩条承受的线荷载

q=γQµSµZω0s−γGGks

=1.4×1.0×1.4×0.45×1.5-1.0×0.2×1.5 =1.023KN/m (1) 抗扭弹簧刚度Ct计算

屋面板与檩条连接的连接件等效刚度Ct1，按式(E.0.4-2)计算

C=C22

t1100(b/100)=1700×(70/100)=833Nm/m/rad

.按式（E.0.4-3）计算

E Ct1=130n=130×3=390Nm/m/rad A

O取 CN

t1=833Nm/m/rad

I与面板抗弯刚度相应的抗扭刚度CS

t.2(面板通常为双跨以上)，按式（E.0.4-4）有W

CkEI4×2.06×105×2t2=Ws=×105

1500

=1.1×108Nmm/m/rad=1.1×105Nm/m/rad 则按式(E.0.4-1)有

网C11

11=

1=827Nm/m/rad

C+龙

t1Ct筑

833+

110000

Ct2的影响力不大，可也忽略不计。

（2）方法考虑自由翼缘约束影响的修正系数η计算

按式（E.0.3-1），有 14(1−ν2)h2(hd+e)h2

K=Et3

+C t4×(1−0.32)×1802 =×(180+35)2.06×105×2.52+1802

827=47.07

从而K=0.0212

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自由翼缘加1/6腹板高度民绕轴y-y的惯性矩Ifly，可近似取Z形截面绕轴y-y的惯性矩Iy减去中间2/3截面高度的腹板绕轴y-y的惯性Ia之差的一半（图E-1）。 t2h2h2

()[()cos2(90−θ)+t2sin2(90−θ)] 12332.52×1802×1802

×(×[(×cos2(90−22.205)+2.52×sin2(90−22.205)] =1233 Ia=

=51550mm4 Ifly=

Iy−Ia

412080−51550

=180260mm4

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 4Kl0.0208×25004

按式(E.0.1-4)，有

π4EI=fly

π4×2.06×105

×180260

=0.229 C

.按表E.0.1-2，有

η=

1−0.0125R1−0.0125×0.229

E1+0.198R=1+0.198×0.229

=0.954

O（3）对主轴y-y的玩矩计算（侧向弯矩N

q′I2

y/24考虑）

按表E.0.1-1，有

.K=b2hte702×180×2.5W

4I−h=4×4388350W−

=0.069 xl180

Mx=ql20cosθ/8=1.023×7500 2×cos22.205/8=6.66×106Nmm

M′22

y=qKηy/24=1.023网

×0.069×0.954×2500/24

=1.75×104Nmm 龙

(4) Wfly计算筑

①

点距y轴的距离（图E-1）为d=30.80mm W18060

fly==5853mm3

30.80

ifly

=Ifly

t(h

+a+b)第 27 页

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180260

=24.51mm

1802.5×(+20+70)

@ 筑龙网 www.sinoaec.com (5) χ的计算按式（E.0.2-6），有

R0=

KL40

π4EIfly

0.0212×75004

=4=18.50 5

π×2.06×10×180260

按式（E.0.2-5），有

1.6−0.125

lfly=0.7L0(1+13.1R0)

=0.7×7500×(1+13.1×18.501.6)−0.125

=2123mm

E按式(E.0.2-8)，有

O2.06×105

λ1=πE/fy=π235

=93.01

按式(E.0.2-4)，有

λfly=l2123

fly/ifly=

=86.63W21.51

按式(E.0.2-3)，有

λ.63

n=λfly/λ1=

8693.01

网按式（E.0.2-2），有

龙

=0.931 φ=0.5[1+α(λn筑

−0.2)+λ2n]

=0.5[1+0.21×（0.931-0.2）+0.9312]=1.01 按式（E.0.2-1）有

χ=

φ+2

+λ

1.01+.012

=0.713

+0.93

(6) 应力计算按式(E.0.1-1)，有

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M′Mx6.66×10617500y+=+ σ=

χWexWfly0.713×464715853 =201.00+2.99

=203.99N/mm＜205N/mm2，满足要求。

@ 筑龙网 www.sinoaec.com OM

网龙

筑

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《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

@ 筑龙网 www.sinoaec.com

CECS 102:2002

中国工程建设标准化协会标准

式刚架轻型O房EA

屋钢结构

技术S

规N

I程

Technical specification for steel structure of light-weight

Buildings with gabled framesWW

网条文说明

龙

筑

筑龙网

2003 北京

第 1 页

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

门

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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

CTechnical specification for steel structure of light-weight

.Buildings with gabled frames

OCECS102:2002N

.条文说明S

主编部门：中网

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龙施行日期：筑

2003年3月1日

筑龙网

2003 北京

第 2 页

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

4.1 结构形式...................................................C

.9 4.2 建筑尺寸...................................................C

4.5 支撑布置...................................................EA

5 作用效应计算...................................................10ON

5.1 变截面刚架内力计算........................................IS

5.2 变截面刚架侧移计算.........................................11 W

6 构件设计......................................................12W W

6.5 支撑构件设计龙

7 连接和节点设计筑

..............................................15

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《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

附录B 斜卷边Z形冷弯型钢的截面特性...............................22

. C

O N

. W

网龙

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第 4 页

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 1 总则

悬挂式吊车的起重量通常不大于3t，当有需要并采取可靠技术措施时,起重量允许不大于5t。

考虑到此种结构构件的截面较薄，因此不适用于有强侵蚀介质的环境。 1.0.3 本规程编制时，参照和吸取了多项国外先进标准和手册中有关轻型房屋结构

设计、制作和安装的规定。主要参考的国外标准是欧洲协调标准《钢结构设计规范》

（Eurocode 3-ENVI1993）、美国AISC《钢结构房屋荷载和抗力系数设计规范》.C

（1993），

国外手册是美国金属房屋制造协会MBMA《低层房屋体系手册》（E1996）等。

网

龙

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《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 1 总则

悬挂式吊车的起重量通常不大于3t，当有需要并采取可靠技术措施时,起重量允许不大于5t。

考虑到此种结构构件的截面较薄，因此不适用于有强侵蚀介质的环境。 1.0.3 本规程编制时，参照和吸取了多项国外先进标准和手册中有关轻型房屋结构

设计、制作和安装的规定。主要参考的国外标准是欧洲协调标准《钢结构设计规范》

（Eurocode 3-ENVI1993）、美国AISC《钢结构房屋荷载和抗力系数设计规范》.C

（1993），

国外手册是美国金属房屋制造协会MBMA《低层房屋体系手册》（E1996）等。

网

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《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 3 基本设计规定

3.1 设计原则

《建筑抗震设计规范》GB 50011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

O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

锚栓抗拔力的相应构造措施；支撑的连接应按支撑屈服承载力的IS

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.W

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W5.1.2 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W

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。

网

龙

筑

3.2 作用

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。

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

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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

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 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。

3.3 材料

3.3.1 钢材选用

2 因Q235A级钢的含碳量不能保证焊接要求，故焊接结构不宜采用，只能用于非焊接结构。屋面板的钢材宜根据板型选用，故对其钢材牌号不作具体规定。

3.3.2 本规程采用的钢材强度设计值和焊缝强度设计值及表C

3.3.2- 2和表3.3.2-3

的表注，与现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017.C

和《冷弯薄壁型钢结构技术

规范》GB 50018的规定一致。

E第6款关于厚度小于4mm的钢材或冷弯薄壁型钢的强度设计值降低的规定，以A

O 及冷弯薄壁型钢强度设计值考虑冷弯效应的规定，与现行国家标准《冷弯薄壁型钢

结构技术规范》的规定一致。

3.4 变形规定

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

网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；原规程中竖向挠龙

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，筑

因此，作了相应修改和补充。对于跨度大于30m的斜梁，宜起拱。

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3.5 构造要求

3.5.2 轻型房屋钢结构受压构件的长细比，可比普通钢结构的规定适当放宽。表3.5.21所列数值系参照国外的有关规定对GB 50017-2002的规定值作了调整。

网

龙

筑

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 4 结构形式和布置

4.1 结构形式

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 建筑尺寸C

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。

I4.2.2 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S

.构中部分刚架的中间柱被抽掉时。

4.5 支撑布置

网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。

龙

1 端部不设支撑的开间，可按轴压力判断能否用檩条代替刚性系杆。刚性系杆筑

的长细比应符合受压构件的规定。

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5 作用效应计算

5.1 变截面刚架内力计算

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 @ 筑龙网 www.sinoaec.com OM

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整

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。

O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。N

I 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：S

——面板除承担主要功能外，只能用作为抗剪嗝板抵抗其平面内的位移；W

——这种膈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；WW

——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；

网

——应采用适当的连接将膈板中的力传至主刚架，膈板应与起翼缘作用的边缘龙

构件相连；

——面板作为受力构件处理时，不得将其随意拆除；筑

压型钢板考虑应力蒙皮作用的设计，应符合下列要求：

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力途径有效。

@ 筑龙网 www.sinoaec.com ——相邻面板间的接缝应采用铆钉、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。

——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》GB 50018的规定。

其蒙皮性能，面板按蒙皮计算时的剪应力不得大于0.25 f

——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

——应力蒙皮膈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C

. 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O

1.25倍。

5.2 变截面刚架侧移计算.W

W5.2.1～5.2.3公式（5.2.1-1）和（W

5.2.1-2 ）是变截面刚架柱顶侧移的近似计算公式。计算表明，当柱为楔形构件时，用柱平均惯性矩代入此式算得的“值稍偏大，

但相差不多。水平风荷载和吊车水平荷载换算到柱顶时所乘的系数，对不同情况有

网

不同程度的近似。

龙

如柱顶侧移u 筑

在荷载效应分析时一并求出，则无需使用近似公式（5.2.1-1）和（5.2.1-2 ）。

第 11 页

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 6 构件设计

6.1 变截面刚架构件计算

6.1.1 板件最大宽厚比和屈曲后强度利用

1 工字形截面的翼缘不利用屈曲后强度，故其外伸宽厚比限值应

15235/fy。工字形截面的腹板可利用屈曲后强度，腹板宽厚比限值应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018取250235/fy。在具体设计中，应OM

按制造厂的技术条件采用适当的宽厚比。

.2 工字形截面考虑屈曲后强度的抗剪承载力计算方法很多。本条采用的是一种C

E简化方法，其计算简便，计算结果属于下限。计算公式是参照欧洲规范A

Eurocode3

一ENVI993拟定的，略加修改。当腹板高度变化超过ON

60mm／m时，本款不适用，此

时不宜利用屈后抗剪承载力。

I3、4 工字形截面考虑屈曲后强度的抗弯承载力和压弯承载力，由有效宽度法S

. 计算。参数λW

p的计算公式（6.1.1-3W）来自λp=

fP/cr，具有换算高厚比性质。的计算公式参考了欧洲规范的规定，但考虑到门式刚架构件以承受弯矩为主，压力W

相对较小，故将腹板全部有效范围适当放宽。网

6 参数λW的计算公式（龙

6.1.1-10）来自λW=

fvy/τcr ，它也具有换算高厚比性质。fvy为剪切屈服强度，即筑

1、2 其中给出了当工字形截面兼承M、V和兼承M、N、V时考虑屈曲后强度的第 12 页

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相关公式。建立公式的原则是：当剪力V大于0.5Vd 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算。

@ 筑龙网 www.sinoaec.com OM

轴心受压稳定系数千”、和等效弯矩系数凡，也各有特点。

2 本条所列方法中，第一种方法适合于手算。表C

6.1.3列出的系数户，系由现

行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002.附表A.1.1 的系数C

µr换算

而成，即把该表的数值乘以0.85Ic0/Ic1。0.85EA

是考虑图7.2.17a、b所示柱脚实际

上有一定转动约束，IOc0/Ic1是将数值转换成以小头为准（即在公式N

6.1.3-1 中用

NI0、Ae0但查表时计算K1仍采用大头的惯性矩S

Ic1。计算K2时引进了换算长度系数

以考虑斜梁截面变化。曲线取自G.C.Lee.W

（李兆治）等人的著作。对于中间柱为摇摆

柱的多跨刚架，中间柱不提供任何侧向刚度，但这些柱中的轴向力却有促使刚架失

稳的作用，因此边柱的µr，应乘以放大系数。

第二和第三种方法部适合于计算机计算。前者配合一阶计算程序，柱脚铰接者网

系数µr(公式6.1.3-7a)龙

已乘了0.85系数，与第一种方法一致；柱脚刚接者系数µr （公式6.1.3-7b）则用筑

摇摆柱应根据其两端连接构造的实际情况，进行合理设计。支承托架或托梁的框架柱不宜采用摇摆柱。

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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算

二 2 弯矩项的整体稳定系数ϕbγ进了两个与楔率有关的计算长度系数µS和µW，

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 公式取自美国AISC（1993）规范。 OM

者分别对应于绕y轴（截面弱轴）和绕Z轴（杆件纵轴）屈曲。这两个系数的计算

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C

面坡度较小时，可按GB 50018的规定在刚架平面内按压弯构件计算其强度。EA

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O离。

I4 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S

.Eurocode3一 ENVI993的规定加以简化和改写后拟定的。W

网

6.3 檩条设计

6.3.5 当之形檩条主轴的倾角接近或大于屋面坡度时，檩条有可能向屋脊方向倾

龙

倒，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筑

檩条不倾倒，可不设斜拉条。

6.3.7 实腹擦条的计算。

3 当设置拉杆或撑杆防止下翼缘失稳时，其间距一般不大于1.5m。

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6.4 墙架构件设计

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 6.4.4 墙梁的计算

1 因墙板自重至少有一部分直接传至基础，故可忽视其对墙梁的偏心作用。

6.5 支撑构件设计

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。

网龙

筑

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 7 连接和节点设计

7.1 焊接

7.1.1 对接焊缝和角焊缝。

缝和工程质量。

7.1.2 喇叭形焊缝的计算，系参考美国Alsl规范拟定的。.C

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。E

7.2 S

节点设计I

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

W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，

网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。龙

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。美国金属房屋制造筑

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端板发展部分塑性时，可将所得板厚乘以0.9。

用是使螺栓的平垫圈在不同夹角下能与支撑杆件保持垂直。不宜在构件的翼缘上开OM

7.2.15 实践表明，不宜采用钢索作支撑，因钢索在拉力下易松弛；楔形垫块的作

孔连接支撑，以免削弱构件的承载力。

.7.2.16 当屋面板和墙板采用带有少数较大突肋的板型时，墙板宜将突肋朝内，使

墙面外观平整；屋面板宜将突肋朝外，以利排水。EA

7.2.18 当锚栓直径较大时，可在端部设置锚板锚固。O7.2.19 在较大风吸力作用下柱脚锚栓被拔起而导致房屋倒塌，这种情况时有发生。N

I究其原因，是由于忽视锚栓抗拔力计算和设计所致，这次修订对此作出了专门规定。S

.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。W

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

接触。

龙

筑

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 8 制作和安装

8.1 制作

8.2 安装

8.2.5

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ON

于这方面的疏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。I

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S

. 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

W保证柱脚底板达到必要的水平度，不建议采用。W

8.2.6

5 除本款的规定外，有的网MBMA会员单位取房屋端部屋面板端头搭接最大钉距

为150mm，屋面板侧边合缝搭接最大钉距龙

500mm，墙板侧边搭接最大钉距1000mm。这些做法可供参考。

筑

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GB 50205-2002规定为3mm；吊车轨道相邻梁高差MBMA规定为3mm，我国规定为lmm；

网龙

筑

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 附录A 风荷载计算

安全；而在其它各种情况下，按GB 50009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.C

0～60％，即严重不安全。因此，

本规程采用了MBMA的规定值。

EMBMA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A

O 层风洞试验室，由美国钢铁研究会AISI、美国N

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ISOW

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（Wmph）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GB 50009W

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网

2）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，引用龙

（即1.4/1.33）。筑

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

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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

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 GB 50009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。

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OM

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

最不利组合。

.这种房屋的屋面风吸力较大，檩条在风吸力作用下有可能产生下翼缘失稳，在C

设计时应予注意。

网龙

筑

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《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》条文说明资料编号：CECS 102-2002-SM @

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 本附录所列截面形式和尺寸已列入国家标准GB 50018的冷弯型钢系列。

附录B 斜卷边Z形冷弯型钢的截面特性

网龙

筑

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 本附录所列截面形式和尺寸已列入国家标准GB 50018的冷弯型钢系列。

附录C 卷边槽形冷弯型钢的截面特性

网龙

筑

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 附录D 楔形梁在刚架平面内的换算长度系数

本条的规定引自George C.Lee，The Design of Single Story Rigid Frame， 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。

网龙

筑

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@ 筑龙网 www.sinoaec.com 附录E 檀条在风吸力作用下的稳定计算

当面板的基板厚度小于0.66mm时，本附录不适用。檩条计算例题：

某公司仓库，长64m，宽60m。采用单跨门式刚架，双坡屋面，跨中设一摇摆柱，C

刚架柱距7.5m。边缘带檩距1.5m，檩条采用斜卷边之形冷弯型钢.C

Z180x2.5（图E-l），

钢材采用Q235钢，强度设计值f为205N／mm2。基本风压为E0.45kN／m2。模条的跨中设两根拉条，夹芯板与模条自重为0.20kN／A

Om2。已知楔条尺寸及有关参数如下：

b=70mm

h=180mm

c=20mm

Wt=2.5mm W

θ=22.205o

网I4xl=4388350mm 龙

Iy=412080 mm4筑

Wex=46471mm3 腹板展开宽度hd=h

E=2.06×105N/mm2=2.06×1011N/m2

ν=0.3

檩条下翼缘受压区长度lo=7500mm 拉条间距 ly=2500mm

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檩距 s=1500mm

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 荷载偏心距e=b/2=35mm

屋面板截面惯性矩I1=2x10mm/m

檩条承受的线荷载

q=γQµSµZω0s−γGGks

=1.4×1.0×1.4×0.45×1.5-1.0×0.2×1.5 =1.023KN/m (1) 抗扭弹簧刚度Ct计算

屋面板与檩条连接的连接件等效刚度Ct1，按式(E.0.4-2)计算

C=C22

t1100(b/100)=1700×(70/100)=833Nm/m/rad

.按式（E.0.4-3）计算

E Ct1=130n=130×3=390Nm/m/rad A

O取 CN

t1=833Nm/m/rad

I与面板抗弯刚度相应的抗扭刚度CS

t.2(面板通常为双跨以上)，按式（E.0.4-4）有W

CkEI4×2.06×105×2t2=Ws=×105

1500

=1.1×108Nmm/m/rad=1.1×105Nm/m/rad 则按式(E.0.4-1)有

网C11

11=

1=827Nm/m/rad

C+龙

t1Ct筑

833+

110000

Ct2的影响力不大，可也忽略不计。

（2）方法考虑自由翼缘约束影响的修正系数η计算

按式（E.0.3-1），有 14(1−ν2)h2(hd+e)h2

K=Et3

+C t4×(1−0.32)×1802 =×(180+35)2.06×105×2.52+1802

827=47.07

从而K=0.0212

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自由翼缘加1/6腹板高度民绕轴y-y的惯性矩Ifly，可近似取Z形截面绕轴y-y的惯性矩Iy减去中间2/3截面高度的腹板绕轴y-y的惯性Ia之差的一半（图E-1）。 t2h2h2

()[()cos2(90−θ)+t2sin2(90−θ)] 12332.52×1802×1802

×(×[(×cos2(90−22.205)+2.52×sin2(90−22.205)] =1233 Ia=

=51550mm4 Ifly=

Iy−Ia

412080−51550

=180260mm4

@ 筑龙网 www.sinoaec.com 4Kl0.0208×25004

按式(E.0.1-4)，有

π4EI=fly

π4×2.06×105

×180260

=0.229 C

.按表E.0.1-2，有

η=

1−0.0125R1−0.0125×0.229

E1+0.198R=1+0.198×0.229

=0.954

O（3）对主轴y-y的玩矩计算（侧向弯矩N

q′I2

y/24考虑）

按表E.0.1-1，有

.K=b2hte702×180×2.5W

4I−h=4×4388350W−

=0.069 xl180

Mx=ql20cosθ/8=1.023×7500 2×cos22.205/8=6.66×106Nmm

M′22

y=qKηy/24=1.023网

×0.069×0.954×2500/24

=1.75×104Nmm 龙

(4) Wfly计算筑

①

点距y轴的距离（图E-1）为d=30.80mm W18060

fly==5853mm3

30.80

ifly

=Ifly

t(h

+a+b)第 27 页

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180260

=24.51mm

1802.5×(+20+70)

@ 筑龙网 www.sinoaec.com (5) χ的计算按式（E.0.2-6），有

R0=

KL40

π4EIfly

0.0212×75004

=4=18.50 5

π×2.06×10×180260

按式（E.0.2-5），有

1.6−0.125

lfly=0.7L0(1+13.1R0)

=0.7×7500×(1+13.1×18.501.6)−0.125

=2123mm

E按式(E.0.2-8)，有

O2.06×105

λ1=πE/fy=π235

=93.01

按式(E.0.2-4)，有

λfly=l2123

fly/ifly=

=86.63W21.51

按式(E.0.2-3)，有

λ.63

n=λfly/λ1=

8693.01

网按式（E.0.2-2），有

龙

=0.931 φ=0.5[1+α(λn筑

−0.2)+λ2n]

=0.5[1+0.21×（0.931-0.2）+0.9312]=1.01 按式（E.0.2-1）有

χ=

φ+2

+λ

1.01+.012

=0.713

+0.93

(6) 应力计算按式(E.0.1-1)，有

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M′Mx6.66×10617500y+=+ σ=

χWexWfly0.713×464715853 =201.00+2.99

=203.99N/mm＜205N/mm2，满足要求。

@ 筑龙网 www.sinoaec.com OM

网龙

筑

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CECS_102-2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(条文说明)

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