规程正文.doc

目 次1总则（1）2术语和符号（2）2.1术语（2）2.2符号（2）3基本设计规定（5）3.1设计原则（5）3.2作用（5）3.3材料（6）3.4变形规定（8）3.5构造要求（9）4结构形式和布置（11）4.1结构形式（11）4.2建筑尺寸（12）4.3结构平面布置（12）4.4墙架布置（12）4.5支撑布置（13）5作用效应计算（14）5.1变截面刚架内力计算（14）5.2变截面刚架侧移计算（14）6构件设计（17）6.1变截面刚架构件计算（17）6.2等截面刚架构件计算（25）6.3檩条设计（25）6.4墙架构件设计（27）6.5支撑构件设计（28）6.6屋面板和墙板设计（28）7连接和节点设计（29）7.1焊接（29）7.2节点设计（31）8制作和安装（37）8.1制作（37）8.2安装（37）9隔热和涂装（42）9.1隔热（42）9.2涂装（42）附录A风荷载计算（43）附录B卷边Z形冷弯型钢的截面特性（48）附录C卷边槽形冷弯型钢的截面特性（50）附录D楔形梁在刚架平面内的换算长度系数（52）附录E檩条在风吸力作用下的稳定计算（56）附录F本规程用词说明（60）条文说明（60）1 总则1.0.1 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。1.0.2 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、无桥式吊车或仅有起重量不大于20t的A1A5工作级别(刚架间距6m 时不大于30t)桥式吊车或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4.4.3条的规定。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GB50068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GBT 50083、建筑结构荷载规范GB50009、建筑抗震设计规范GB50011、钢结构设计规范GB50017、冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018、钢结构工程施工质量验收规范GB50205等的有关规定, 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。1.0.4 关于门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制作、安装和防护, 本规程未作规定的,应按现行有关标准执行。 2 术语、符号2.1 术 语2.1.1 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。2.1.2 敞开式建筑 Opening building 外墙面至少有80%敞开的建筑。2.1.3 部分封闭式建筑 Partially enclosed building 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。2.1.4 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 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-2和图A-3所示。2.1.6 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-1所示。2.1.7 有效受风面积 Effective wind l0ad load 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 符 号2.2.1 作用和作用效应集中荷载;刚架柱顶等效水平力;弯矩;垂直荷载引起的檩条下翼缘侧向弯矩;工字形截面两翼缘所承担的弯矩;构件大头的弯矩设计值;忽略弹性支座影响的自由翼缘侧向弯矩;轴心力;欧拉临界力;构件小头的轴向压力设计值;高强度螺栓的预拉力;中间柱(即摇摆柱)承受的荷载;边柱承受的荷载;由截面扭转引起的作用于自由翼缘的假想侧向荷载;支座反力;刚架柱顶的水平侧移;剪力;腹板受剪板幅考虑屈曲后强度的抗剪承载力设计值;利用拉力场时腹板的屈曲剪应力。2.2.2 材料指标钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值；钢材屈服强度；钢材抗剪强度设计值；腹板屈曲后抗剪强度设计值。2.2.3 几何参数截面毛面积; 有效受风面积;加劲肋间距; 螺栓间距;建筑宽度;子板件宽度;、分别为构件小头和大头的截面高度(图6.1.3-3);、分别为螺栓中心至腹板和翼缘边缘的距离;屋面至地面的平均高度;刚架柱高度;腹板高度;腹板受压区高度;截面全部受压时的腹板有效高度;、分别为腹板受压区上、下有效截面的高度;、分别为横梁和柱的平均截面惯性矩;截面等效惯性矩;、分别为左、右两柱的截面惯性矩;刚架跨度;自由翼缘的计算长度;纵向柱距; 斜梁长度;腹板厚度;截面最大受压纤维的截面模量;有效截面最大受压纤维的截面模量;构件大头有效截面最大受压纤维的截面模量;有效净截面最大受压纤维的截面模量;2.2.4 计算系数及其它侧向刚度;受剪板件的凸曲系数;受弯板件的凸曲系数;屋面坡角;等效弯矩系数;变截面构件的楔率;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;与板件受弯、受压有关的参数;与板件受剪有关的参数;楔形柱计算长度系数;柱与梁线刚度比值;有效宽度系数;梁的整体稳定系数;均匀弯曲楔形受弯构件的整体稳定系数。3 基本设计规定3.1 设计原则3.1.1 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。3.1.2 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。3.1.3 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建筑结构荷载规范GB50009的规定采用荷载效应的基本组合计算，并符合下列要求： (3.1.3)式中 结构重要性系数。对一般的门式刚架钢构件安全等级取二级，当设计使用年限为50年时，重要性系数取不小于1.0；当设计年限为25年时，取不小于0.95； 不考虑地震作用时, 荷载效应组合的设计值; 结构构件承载力的设计值。3.1.4 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GB50011 进行抗震设计,并符合下列要求: (3.1.4)式中,考虑多遇地震作用时, 荷载和地震作用效应组合的设计值;承载力抗震调整系数。当由抗震控制结构设计时，尚应采用抗震构造措施。3.1.5 承载力抗震调整系数应按下列规定采用: 表3.1.5 承载力抗震调整系数构件或连接梁柱支撑节点螺栓焊缝0.750.750.800.850.850.93.1.6 门式刚架轻型房屋钢结构的地震作用效应可采用底部剪力法分析确定。抗震验算时，结构的阻尼比可取0.05.3.1.7 当结构构件按正常使用极限状态设计时,应根据现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009的规定采用荷载短期的标准效应组合计算变形，,并应符合本规程3.4节的要求。3.1.7 结构构件的受拉强度应按净截面计算, 受压强度应按有效净截面计算,稳定性应按有效截面计算, 变形和各种稳定系数均可按毛截面计算。 3.2 作 用3.2.1 结构自重、施工或检修集中荷载、屋面雪荷载、积灰荷载和吊车荷载，应按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009的规定采用。 悬挂荷载应按实际情况取用。3.2.2 当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算)应取0.5kNm2。注：对受荷水平投影面积大于60m2的刚架构件，屋面竖向均布活荷载标准值可取0.3 kNm2。3.2.3 垂直于建筑物表面的风荷载标准值，应按本规程附录A的规定计算。3.2.4 地震作用应按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50011的规定计算。 3.2.5 荷载效应组合应符合下列原则: 1 屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑, 应取两者中的较大值；2 积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值同时考虑；3 施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其它荷载同时考虑；4 多台吊车的组合应符合现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009的规定；5 当需要考虑地震作用时, 风荷载不与地震作用同时考虑。3.3 材 料3.3.1 钢材选用应符合下列规定：1 用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板,应采用现行国家标准碳素结构钢GBT 700规定的Q235和低合金高强度结构钢GBT 1591规定的Q345钢材。2 门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用Q235B级或Q345A及以上等级的钢。非焊接的檩条和墙梁等构件可采用Q235A钢。当有根据时, 门式刚架、檩条、墙梁和墙梁可采用其它牌号的钢制作。3 门式刚架轻型房屋的檩条和墙梁，宜选用本规程附录B规定的卷边Z形冷弯型钢或附录C规定的卷边槽形冷弯型钢。3.3.2 钢材设计指标应符合下列规定： 1 钢材强度设计值应按表3.3.2-1采用。表3.3.2-1 钢材强度设计值(Nmm2)牌号钢材厚度或直径（mm）抗拉、压、弯抗剪端面承压（磨平顶紧）Q235钢162151253251640205120Q345钢163101804001635295170 注：钢材屈服强度：对Q235钢取235N/mm2；对Q345钢取345N/mm2。2 焊缝强度设计值应按表3.3.2-2采用。 表3.3.2-2 焊缝强度设计值(Nmm2)焊接方法和焊条型号牌号钢材厚度或直径（mm）对接焊接角焊缝抗压抗拉抗剪抗拉、压、剪一、二级焊缝三级焊缝自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊Q235钢162152151851251601640205205175120自动焊、半自动焊和E50型焊条手工焊Q345钢163103102651802001635295295250170 注:1 自动焊和半自动焊采用的焊丝和焊剂，应保证其敷金属的力学性能不低于现行国家标准碳素钢埋弧焊用焊剂GB/T5293和低合金风埋弧焊用焊剂GB/T12470中相关的规定。2 焊缝质量等级应符合现行国家标准钢工程施工质量验收规范GB50205的规定。其中厚度小于8mm的对接焊缝，不宜用超声波探伤确定焊缝质量等级。 3 对接焊缝抗弯受压区强度设计值取，抗弯受拉区强度设计值取。 4 表中厚度系指计算点钢材的厚度，对轴心受力构件系指截面中较厚板件的厚度。3 螺栓连接强度设计值应按表3.3.2-3采用。表3.3.2-3 螺栓连接的强度设计值(Nmm2)螺栓的钢材牌号（或性能等级）和构件的钢材牌号普通螺栓锚栓承压型连接高强度螺栓C级螺栓A级、B级螺栓抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉抗拉抗剪承压普通螺栓4.6级8.8级1701405.6级2101908.8级400320锚栓Q235钢140Q345钢180承压型高强度螺栓8.8级40025010.9级500310构件Q235305405470Q345385510590 注:1 A级螺栓用于24mm和或150mm（按较小值）的螺栓；B级螺栓用于24mm和10或150mm（按较小值）的螺栓。为公称直径，为螺杆公称长度。2 A、B螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度，C级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度，均应符合国家标准钢结构工程施工质量验收规范GB50205的要求。4 每个高强度螺栓的预拉力，应符合现行国家标准钢结构设计规范GB50017的规定。5 冷弯薄壁型钢采用电阻点焊时，每个焊点的抗剪承载力设计值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。6 当采用厚度小于4mm的钢材或冷弯薄壁型钢时，本条第1款和第2款规定的强度设计值应降低5。 当冷弯薄壁型钢构件全截面有效时，可采用现行国家标准冷弯薄壁型钢技术规范GB50018附录C规定的考虑冷弯效应的强度设计值计算构件的强度。经退火、焊接、热镀锌等热处理的构件不予考虑。7 当计算下列结构构件和连接时，本规程表3.3.2-1、表3.3.2-2、表3.3.2-3规定的强度设计值应乘以相应的折减系数：1）单面连接的角钢 按轴心受力计算强度和连接时 0.85按轴心受压计算稳定性时 等边角钢0.6+0.0015，但不大于1.0短边相连的不等边角钢0.5+0.0025，但不大于1.0长边相连的不等边角钢 0.70 注:为长细比, 对中间无连系的单角钢压杆, 应按最小回转半径计算确定。当20时，取=20。 2) 无垫板的单面对接焊缝 0.85 3) 施工条件较差的高空安装焊缝 0.90 4) 两构件采用搭接连接或其间填有垫板的连接以及单盖板的不对称连接 0.90 5) 平面桁架式檩条端部的主要受压腹杆 0.85 当以上几种情况同时存在时, 相应的折减系数应连乘。8 钢材的物理性能指标应按现行国家标准钢结构设计规范GB50017的规定采用。 3.4 变形规定3.4.1 计算钢结构变形时, 可不考虑螺栓孔引起的截面削弱。3.4.2 单层门式刚架的柱顶位移计算值, 不应大于表3.4.2-1规定的限值。受弯构件的挠度与其跨度的比值, 不应大于表3.4.2-2所列的限值。 由于柱顶位移和构件挠度产生的屋面坡度改变值，不应大于坡度设计值的1/3。 表3.4.2-1 刚架的柱顶位移(计算值)限值吊车情况其它情况柱顶位移限值不设吊车当采用轻型钢墙板时当采用砌体墙时/60/100有桥式吊车当吊车有驾驶室时当吊车由地面操作时/400/180 注: 表中为刚架柱高度。 表3.4.2-2 受弯构件的挠度与跨度比限值构件类别构件挠度限值竖向挠度门式刚架斜梁 仅支承压型钢板屋面和冷弯型钢檩条 尚有吊顶 有悬挂起重机L/180L/240L/400檩条 仅支承压型钢板屋面 尚有吊顶L/150L/240压型钢板屋面板L/150水平挠度墙板L/100墙梁 仅支承压型钢板墙 支承砌体墙L/100L/180且50mm注: 1 表中L为构件跨度；2对悬臂梁，按悬伸长度的2倍计算受弯构件的跨度。 3.5 构造要求3.5.1 门式刚架轻型房屋钢结构的构造，应符合下列一般规定： 1 用于檩条和墙梁的冷弯薄壁型钢, 壁厚不宜小于1.5mm。用于焊接主刚架构件腹板的钢板,其厚度不宜小于4mm; 当有根据时可不小于3mm。 2 构件中受压板件的最大宽厚比, 不得大于现行国家标准冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018规定的宽厚比限值; 主刚架构件受压板件的最大宽厚比不得大于本规程第6.1.1条第1款的规定。当受压板件的局部稳定临界应力低于钢材屈服点时, 应按实际应力验算板件的稳定性,或采用有效宽度计算构件的有效截面, 并验算构件的强度和稳定。3.5.2 构件长细比应符合下列规定：1 受压构件的长细比, 不宜大于表3.5.2-1规定的限值。 表3.5.2-1 受压构件的长细比限值构件类别长细比限值主要构件180其它构件，支撑和隅撑220 2 受拉构件的长细比,不宜大于表3.5.2-2规定的限值。 表3.5.2-2 受拉构件的长细比限值构件类别承受静态荷载或间接承受动态荷载的结构直接承受动态荷载的结构桁架构件350250吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑300其它支撑（张紧的圆钢或钢铰线支撑除外）400 注: (1) 对承受静态荷载的结构, 可仅计算受拉构件在竖向平面内的长细比; (2) 对直接或间接承受动荷载的结构, 计算单角钢受拉构件的长细比时, 应采用角钢的最小回转半径;在计算单角钢交叉受拉杆件平面外长细比时,应采用与角钢肢边平行轴的回转半径; (3) 在永久荷载与风荷载组合作用下受压的构件,其长细比不宜大于250。4 结构形式和布置4.1 结构形式4.1.1 在门式刚架轻型房屋钢结构体系中, 屋盖宜采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条, 主刚架可采用变截面实腹刚架,外墙宜采用压型钢板墙面板和冷弯薄壁型钢墙梁。 主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘出平面的稳定性, 由与檩条或墙梁相连接的隅撑来保证。主刚架间的交叉支撑可采用张紧的圆钢。4.1.2 门式刚架分为单跨(图4.1.2a)、双跨(图4.1.2b)、多跨(图4.1.2c)刚架以及带挑檐的(图4.1.2d)和带毗屋的(图4.1.2e)刚架等形式。多跨刚架中间柱与斜梁的连接可采用铰接(图4.1.2f)。多跨刚架宜采用双坡或单坡屋盖，必要时也可采用由多个双坡单跨相连的多跨刚架形式。 图4.1.2 门式刚架形式示例4.1.3 根据跨度、高度及荷载不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字形截面或轧制H形截面。设有桥式吊车时，柱宜采用等截面构件。变截面构件通常改变腹板的高度做成楔形；必要时也可改变腹板厚度。结构构件在安装单元内一般不改变翼缘截面，当必要时，可改变翼缘厚度；邻接的安装单元可采用不同的翼缘截面。两单元相邻截面高度宜相等。4.1.4 门式刚架的柱脚多按铰接支承设计，通常为平板支座，设一对或两对地脚螺栓。当用于工业厂房且有以上桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接。4.1.5 门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取1/8/20, 在雨水较多的地区宜取其中的较大值。4.1.6 轻型房屋的外墙, 除采用以压型钢板等作围护面的轻质墙体外, 尚可采用砌体外墙或底部为砌体、上部为轻质材料的外墙。4.1.7 门式刚架可由多个梁、柱单元构件组成。柱一般为单独的单元构件，斜梁可根据运输条件划分为若干个单元。单元构件本身采用焊接，单元构件之间可通过端板以高强度螺栓连接。4.1.门式刚架轻型房屋可采用隔热卷材做屋面隔热和保温层,也可采用带隔热层的板材做屋面。 4.2 建筑尺寸4.2.1 门式刚架轻型房屋钢结构的尺寸应符合下列规定: 1 门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离。 2 门式刚架的高度，应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度。高度应根据使用要求的内净高确定，有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净高确定，有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净空要求确定。 3 柱的轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向轴线。工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮。斜梁的轴线可取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。 4 门式刚架轻型房屋的檐口高度，应取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度。 门式刚架轻型房屋的最大高度， 应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度。 门式刚架轻型房屋的宽度，应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离。 门式刚架轻型房屋的长度，应取两端山墙墙梁外皮之间的距离。4.2.2 门式刚架的跨度宜为936m, 当边柱宽度不等时，其外侧应对齐。门式刚架的高度宜采用4.5m9.0m，当有桥式吊车时不宜大于12mm。门式刚架的间距，即柱网轴线在纵向的距离宜采用69m。挑檐长度可根据使用要求确定，宜为0.51.2m, 其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。 4.3 结构平面布置4.3.1 门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度(伸缩缝间距),应符合下列规定:纵向温度区段不大于 300m横向温度区段不大于 150m当有计算依据时，温度区段长度可适当加大。当需要设置伸缩缝时, 可采用两种做法:在搭接檩条的螺栓连接处采用长圆孔,并使该处屋面板在构造上允许胀缩 或设置双柱。吊车梁与柱的连接处宜采用长圆孔。4.3.2 在多跨刚架局部抽掉中间柱或边柱处, 可布置托架梁。 4.3.3 屋面檩条的布置,应考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条供货规格等因素的影响。屋面压型钢板厚度和檩条间距应按计算确定。4.3.4 山墙可设置由斜梁、抗风柱、墙梁及其支撑组成的山墙墙架，或采用门式刚架。 4.4 墙架布置4.4.1 门式刚架轻型房屋钢结构侧墙墙梁的布置,应考虑设置门窗、挑檐、遮雨蓬等构件和围护材料的要求。4.4.2 门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙, 当采用压型钢板作围护面时,墙梁宜布置在刚架柱的外侧,其间距随墙板板型和规格确定,且不应大于计算要求的值。4.4.3 门式刚架轻型房屋的外墙，当抗震设防烈度不高于6度时, 可采用轻型钢墙板或砌体; 当抗震设防烈度为7度、8度时，可采用轻型钢墙板或非嵌砌砌体；当抗震设防烈度为9度时，宜采用轻型钢墙板或与柱柔性连接的轻质墙板。4.5 支撑布置4.5.1 门式刚架轻型房屋钢结构的支撑设置应符合下列要求: 1 在每个温度区段或分期建设的区段中, 应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。 2 在设置柱间支撑的开间，宜分别设置屋盖横向支撑，以组成几何不变体系。4.5.2 支撑和刚性系杆的布置宜符合下列规定: 1 屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开间。当端部支撑设在第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。 2 柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力情况和安装条件确定。当无吊车时宜取3045m；当有吊车时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60m。3 当建筑物宽度大于60m时，在内柱列宜适当增加柱间支撑。4 当房屋高度相对于柱间距较大时，柱间支撑宜适当增加柱间支撑。 5 在刚架转折处（单跨房屋边柱柱顶和屋脊，以及多跨房屋某些中间柱柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆。 6 由支撑斜杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑。7 在设有带驾驶且起重量大于15t桥式吊车的跨间，应在屋盖边缘设置纵向支撑桁架。当桥式吊车起重量较大时，尚应采取措施增加吊车梁的侧向刚度。4.5.3 刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足对压弯杆件的刚度和承载力要求。当不满足时，可在刚架斜梁间设置钢管、H型钢或其它截面的杆件。4.5.4 门式刚架轻型房屋钢结构的支撑, 可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑,圆钢的夹角应在3060范围内，宜接近45。4.5.5 当设有起重量不小于5t的桥式吊车时，柱间宜采用型钢支撑。在温度区段端部吊车梁以下不宜设置柱间刚性支撑。4.5.6 当不允许设置交叉柱间支撑时，可设置其它形式的支撑；当不允许设置任何支撑时，可设置纵向刚架。5 作用效应计算5.1 变截面刚架内力计算5.1.1 变截面门式刚架应采用弹性分析方法确定各种内力。仅在构件全部为等截面时才允许采用塑性分析方法, 并按现行国家标准钢结构设计规范GB50017的规定进行设计。5.1.2 变截面门式刚架宜按平面结构分析内力,一般不考虑应力虑蒙皮效应。当有必要且有条件时,可考虑屋面板的应力蒙皮效应。5.1.3 变截面门式刚架的内力可采用有限元法(直接刚度法)计算。计算时宜将构件分为若干段,每段可视为等截面；也可采用楔形单元。5.2 变截面刚架侧移计算5.2.1 变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析方法确定。当单跨变截面门式刚架斜梁上缘坡度不大于1:5时,在柱顶水平力作用下的侧移,可按下列公式估算:柱脚铰接刚架 = (2 +) (5.2.1-1)柱脚刚接刚架 = (5.2.1-2)其中 (5.2.1-3)式中，、分别为刚架柱高度和刚架跨度。当坡度大于1:10时,L应取横梁沿坡折线的总长度2s(图5.2.1); 、分别为柱和横梁的平均惯性矩, 按本规程第5.2.2条的规定计算; 刚架柱顶等效水平力, 按本规程第5.2.3条的规定采用；图5.2.1 变截面刚架的几何尺寸 刚架柱与刚架梁的线刚度比值。5.2.2 变截面柱和横梁的平均惯性矩, 可按下列公式近似计算：楔形构件 (5.2.2-1)双楔形横梁 (5.2.2-2)式中，、分别为柱小头和大头的惯性矩；、分别为楔形横梁最小截面、檐口和跨中截面的惯性矩（图5.2.1）；楔形横梁长度比值(图5.2.1)。5.2.3 当估算刚架在沿柱高度均布的水平风荷载作用下的侧移时(图5.2.3-1), 柱顶等效水平力H可取为: 柱脚铰接框架 0.67 (5.2.3-1) 柱脚刚接框架 0.45 (5.2.3-2)其中 () (5.2.3-3) 当估算刚架在吊车水平荷载作用下的侧移时(图5.2.3-2), 柱顶等效水平力H可取: 柱脚铰接框架 (5.2.3-4) 柱脚刚接框架 (5.2.3-5)式中 均布风荷载的总值; 、分别为刚架两侧承受的沿柱高度均布的水平风荷载（kN/m），按附录A规定的标准值计算； 吊车水平荷载作用高度与柱高度之比(图5.2.3-2)。5.2.4 中间柱为摇摆柱的两跨或多跨刚架,柱顶侧移可采用公式(5.2.1-1)或(5.2.1-2)计算, 但公式(5.2.1-3)中的L应以双坡斜梁全长2s代替, s为单坡长度(图5.2.4)。5.2.5 当中间柱与横梁刚性连接时,可将多跨刚架视为多个单跨刚架的组合体(每个中间柱分为两半, 惯性矩各取I2),按下列公式计算整个刚架在柱顶水平荷载作用下的侧移: (5.2.5-1) (5.2.5-2) (5.2.5-3) + (5.2.5-4) 式中 柱脚铰接时各单跨刚架的侧向刚度之和； 所计算跨两柱的平均高度； 与所计算柱相连接的单跨刚架梁的长度； 两柱惯性矩不相同时的等效惯性矩； 、分别为左、右两柱的惯性矩(图5.2.5)。 与所计算柱相连接的单跨刚架梁的惯性矩； 所计算柱与相连接的单跨刚架梁的线刚度比值。 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应符合下列规定： 1 工字形截面构件受压翼缘板自由外伸宽度与其厚度之比,不应大于15;工字形截面梁、柱构件腹板的计算高度与其厚度之比,不应大于250。此处, 为钢材屈服强度。 2 当工字形截面构件腹板受弯及受压板幅利用屈曲后强度时，应按有效宽度计算截面特性。有效宽度应取：当截面全部受压时 (6.1.1-1a) 当截面部分受拉时,受拉区全部有效,受压区有效宽度应取： (6.1.1-1b)式中 腹板受压区宽度；有效宽度系数,按本条3款的规定采用。 3 有效宽度系数应按下列公式计算:当0.8时 1 (6.1.1-2a)当0.81.2时 10.9(0.8) (6.1.1-2b)当1.2时 0.640.24(1.2) (6.1.1-2c)式中，与板件受弯、受压有关的参数, 按本条4款的规定采用。4 参数应按下列公式计算:= (6.1.1-3) (6.1.1-4) (6.1.1-5)式中截面边缘正应力比值（图6.1.1）,1 -1； 杆件在正应力作用下的凸曲系数。 当板边最大应力时,计算可用代替式(6.1.1-3)中的,为抗力分项系数。对Q235和Q345钢, 1.1。 5 腹板有效宽度应按下列规则分布(图6.1.1): 当截面全部受压,即0时 (6.1.1-6a) (6.1.1-6b) 当截面部分受拉,即0时 (6.1.1-7a) (6.1.1-7b)6 工字形截面构件腹板的受剪板幅，当腹板高度变化不超过60mm/m时可考虑屈曲后强度（拉力场），其抗剪承载力设计值应按下列公式计算： (6.1.1-8)当0.8时 （6.1.1-9a）当0.81.4时 （6.1.1-9b）当1.4时 （6.1.1-9c）式中 抗剪强度设计值；腹板高度，对楔形腹板取板幅平均高度；与板件受剪有关的参数，按本条7款的规定采用；腹板屈曲后抗剪强度设计值。当利用腹板屈曲后抗剪强度时，横向加劲肋间距宜取2。7 参数应按下列公式计算：（6.1.1-10）当/1时 （6.1.1-11a）当/1时 (6.1.1-11a)图6.1.1 有效宽度的分布式中 受剪板件的凸曲系数；当不设横向加劲肋时，取5.34。加劲肋间距。6.1.2 刚架构件的强度计算和加劲肋设置应符合下列规定:1 工字形截面受弯构件在剪力和弯矩共同作用下的强度,应符合下列要求:当0.5时 (6.1.2-1a)当0.5时+ ()1-( -1)2 (6.1.2-1b)当截面为双轴对称时 (6.1.2-2) 式中 两翼缘所承担的弯矩； 构件有效截面所承担的弯矩,； 构件有效截面最大受压纤维的截面模量； 构件翼缘的截面面积； 腹板抗剪承载力设计值, 按公式(6.1.1-8)计算。 2 工字形截面压弯构件在剪力、弯矩和轴压力共同作用下的强度,应符合下列要求: 当0.5时 (6.1.2-3a) (6.1.2-3b)当0.5时 (6.1.2-3c) 当截面为双轴对称时 (6.1.2-4)式中 -有效截面面积；兼承压力时两翼缘所能承受的弯矩。2 梁腹板应在与中柱连接处、较大集中荷载作用处和翼缘转折处设置横向加劲肋。 梁腹板利用屈后强度时, 其中间加劲肋除承受集中荷载和翼缘转折产生的压力外, 还应承受拉力场产生的压力。该压力应按下列公式计算: (6.1.2-5)当0.81.25时, (6.1.2-6a)当1.25时 (6.1.2-6b)式中 拉力场产生的压力； 利用拉力场时腹板的屈曲剪应力； 参数, 按本规程第6.1.1条7款的规定采用。当验算加劲肋稳定性时,其截面应包括每侧宽度范围内的腹板面积,计算长度取。6.1.3 变截面柱在刚架平面内的稳定计算,应符合下列规定:1 变截面柱在刚架平面内的稳定应按下列公式计算: (6.1.3-1) (6.1.3-2)式中 小头的轴向压力设计值; 大头的弯矩设计值; 小头的有效截面的面积; 大头有效截面最大受压纤维的截面模量; 杆件轴心受压稳定系数, 楔形柱按本条2款规定的计算长度系数由现行国家标准钢结构设计规范GB50017查得,计算长细比时取小头的回转半径; 等效弯矩系数, 按本条3款计算。 欧拉临界力, 计算时回转半径以小头为准,计算长度系数按本条2款的规定采用。 注: 当柱的最大弯矩不出现在大头时, 和分别取最大弯矩和该弯矩所在截面的有效截面模量。2截面高度呈线性变化的柱, 在刚架平面内的计算长度应取为,式中为柱高, 为计算长度系数。可由下列三种方法之一确定:(1)查表法。用于柱脚铰接的刚架。 1) 柱脚铰接单跨刚架楔形柱的, 可由表6.1.3查得。表6.1.3 柱脚铰接楔形柱的计算长度系数K2K10.10.20.30.50.751.02.010.00.010.4280.3680.3490.3310.3200.3180.3150.3100.020.6000.5020.4700.4400.4280.4200.4110.4040.030.7290.5990.5580.5200.5010.4920.4830.4730.050.9310.7560.6940.6440.6180.6060.5890.5800.071.0750.8730.8010.7420.7110.6970.6720.6500.101.2521.0270.9350.8570.8170.8010.7900.7390.151.5181.2351.1091.0210.9650.9380.8950.8720.201.7451.3951.2541.1401.0801.0451.0000.969 柱的线刚度和梁的线刚度, 应分别按下列公式计算: (6.1.3-3) (6.1.3-4)表中和式中、分别为柱小头和大头的截面惯性矩; 梁最小截面惯性矩； s半跨斜梁长度;斜梁换算长度系数, 由本规程附录D图D.0.2（a）（e）的曲线查得。当梁为等截面时, 1。 2) 多跨刚架的中间柱为摇摆柱时(图6.1.3-1), 边柱计算长度应取为 (6.1.3-5) (6.1.3-6)式中, 计算长度系数，由表6.1.3查得,但公式(6.1.3-4)中的s取与边柱相连的一跨横梁的坡面长度,如图6.1.3-1所示； 放大系数； 摇摆柱承受的荷载； 边柱承受的荷载；摇摆柱高度；刚架边柱高度。 摇摆柱的计算长度系数取1.0。图6.1.3-1 计算边柱时的斜梁长度 本款中, 系数适用于屋面坡度不大于1:5的情况,超过此值时应考虑横梁轴向力对柱刚度的不利影响。3) 对于本规程图4.1.2e所示带毗屋的刚架,可近似地将毗屋柱视为摇摆柱,此时主刚架柱的系数可由表6.1.3查得, 并应乘以按公式(6.1.3-6)计算的系数。计算时,为毗屋柱承受的竖向荷载,为主刚架柱承受的荷载。(2)一阶分析法。当刚架利用一阶分析计算得出柱顶水平荷载作用下的侧移刚度时, 柱计算长度系数可由下列公式计算:1) 对单跨对称刚架（图6.1.3-2a）, 可分别按下列公式计算:当柱脚铰接时 (6.1.3-7a)当柱脚刚接时 (6.1.3-7b)式中，柱的高度。 公式(6.1.3-7a)和(6.1.3-7b)也可用于图6.1.3-1所示屋面坡度不大于1：5的、有摇摆柱的多跨对称刚架的边柱,但算得的系数还应乘以放大系数。摇摆柱的计算长度系数取1.0。 2）对中间柱为非摇摆柱的多跨刚架(图6.1.3-2b),可按下列公式计算: 当柱脚铰接时 （6.1.3-8a） 当柱脚刚接时 (6.1.3-8b) (6.1.3