職工培訓教材——結構專業
（2009.10.31）
內容提要
隨著國民經濟的迅速發展，鋼結構房屋的設計已成為我國設計工作的主要內容之一。本文在總結多個專案鋼結構房屋設計的基礎上，全面介紹了單層門式剛架輕型鋼結構房屋、單層排架普通鋼結構房屋和多、高層鋼結構房屋設計的特點和經驗，僅供今後鋼結構房屋設計的參考。
1. 我國鋼結構建築的發展現狀
近十年來，隨著國民經濟的迅速發展，鋼結構在我國得到了廣泛的應用，單層門式剛架輕型鋼結構房屋大量應用於工業建築中，空間網架、立體桁架鋼結構廣泛應用於大跨度工業與民用建築中，高層鋼結構房屋越來越多地成為超高層建築的首選方案。現在，鋼結構房屋的設計已成為我國設計工作的主要內容之一。與砼結構相比，鋼結構具有許多優點：
（1） 鋼材是一種可以回爐迴圈使用的環保型材料，鋼結構對環境保護具有很大的優點；
（2）鋼結構一般均在工廠生產，現場安裝，對建築業實現工業化提供了良好的條件；
（3）鋼結構施工快捷，施工工期短，特別是單層門式剛架輕型鋼結構房屋，3—6個月就可以建成投產；
（4）鋼結構更適合在大跨度、大柱網建築中的應用。
（5）鋼結構與混凝土結構相比較，門式鋼架比混凝土單層廠房要相對便宜點。但多層、高層鋼結構則造價要高於混凝土結構，大約高20%~30%。
隨著鋼結構在我國的廣泛應用，鋼結構的生產廠家也越來越多，生產能力也越來越強。目前，生產鋼結構構件的工廠如浙江的東南、杭蕭、精工三大公司，年產量均在30萬噸以上；他們不僅能生產輕型鋼結構，還能生產重型鋼結構，如複雜的、板厚在4 0 mm以上的工型柱、箱型柱、雙向工型柱、異型柱、工型梁、箱型梁、異型梁等，有的還實現了在工廠生產線上連續機械化生產作業，這就為鋼結構的廣泛應用創造了良好的條件。
鋼結構房屋設計因種類的不同而有所不同。不同的鋼結構要採用不同的規範。因此，鋼結構房屋設計時，首先要明確該建築的型別和適合該型別所用的規範。
鋼結構房屋設計的國家標準、規範：
（1）鋼結構設計規範gb 50017—2003
（2）門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程cecs 102：2002
（3）冷彎薄壁型鋼結構技術規範gbj 50018—2002
（4）型鋼混凝土組合結構技術規程jgj 138—2001
（5）高層民用建築鋼結構技術規程jgj 99—98
（6）網架結構設計與施工規程jgj 7—91
（7）鋼網架螺栓球節點jg 11—1999
（8）鋼網架檢驗及驗收標準jg 12—1999
（9）鋼結構工程施工質量驗收規範gb 50205—2001
國家標準圖集：
（1）鋼結構設計製圖深度和表示方法03g102
（2）多、高層民用建築鋼結構節點構造詳圖 01sg519
（3）門式剛架輕型房屋鋼結構02sg518
（4） 多、高層民用建築鋼結構節點連線03sg519—1
（5） 多、高層民用建築鋼結構節點連線04sg519—2
（6） 鋼吊車梁sg520—1～2
（7） 吊車軌道聯結及車擋（適用於鋼吊車梁） 05g525
（8） 鋼柃條鋼牆樑sg521—1～4
（9） 鋼托架05g513
（10）鋼與混凝土組合樓（屋）蓋結構構造 05sg522
（11）型鋼混凝土組合結構構造4sg523
2. 鋼結構房屋分類
2.1 單層門式剛架輕型鋼結構房屋
適用於輕型屋蓋和輕型外牆（或非嵌砌砌體外牆）、房屋高度一般不大於9 m（當有橋式吊車時不宜大於12 m）、跨度一般不大於36 m、無橋式吊車或有起重量不大於20 t的a1～a5工作級別橋式吊車或3 t懸掛式起重機的單層鋼結構房屋。按cecs 102：2002規範設計。
其特點是：
（1）平面結構體系，柱腳鉸接（或剛接），柱頂剛接，柱樑截面高度可變，與剛架內力圖相接近，充分發揮材料的承載能力；
（2）屋面自重輕，基礎小，用料省（一般可控制在50 kg/㎡ 以內），造價低。
當柱距為6m時，門剛的用鋼量幾乎與鋼架跨度相當，即27m跨度的鋼架，用鋼量折算為每平公尺27kg/m2。
2.2 單層排架普通鋼結構房屋（實腹式工型柱）
適用於輕、重型屋蓋和輕型外牆（或非嵌砌砌體外牆）、跨度一般不大於36 m、有起重量大於20 t的橋式吊車或3 t以上懸掛式起重機的單層鋼結構房屋。按gb 50017—2003規範設計。其特點是：
（1）平面結構體系，柱腳剛接，柱頂鉸接或剛接，柱採用等截面工型柱或雙肢柱，梁截面高度可變（當採用重屋蓋時，宜採用鋼屋架，柱頂鉸接）；
（2）由於柱腳彎矩大，相應的基礎較大，材料用量也大。
2.3 空間網架鋼結構房屋（單位的專案例項有武漢的光纜廠房、大連分院有做192m×192m跨度的網架）
適用於大跨度工業與民用建築，如正方形或接近於正方形的體育館、機場候機廳、車站或工廠，常用的網架有鋼管螺栓球節點和鋼管焊接球節點組成的四角錐網架，網架支承於四周的鋼筋砼柱、鋼柱或託梁上，並可以承擔一定的吊掛荷載，屋面維護結構採用壓型彩鋼板。網架採用「空間桁架結構通用程式lsg2」計算，其內力分布和桿件直徑、球節點直徑由四周向中間逐步增大，充分發揮材料的承載能力。
2.4 立體桁架鋼結構房屋（鋼管空間鋼結構體系）
適用於大跨度工業與民用建築。桁架與砼柱採用螺栓鉸接，桁架節點採用鋼管之間直接相貫的焊接節點，屋面維護結構採用壓型彩鋼板，有柃體系。
2.5 多層和高層鋼結構房屋（大連分院有做80m高度的電解塔）
適用於多層和高層工業與民用建築，一般採用空間結構體系，柱腳剛接，框架梁柱剛接（兩個方向），次梁與主梁鉸接，樓板採用鋼板或鋼與砼組合樓板（在壓型鋼板上現澆砼板）。按gb 50017—2003和jgj 99—98規範設計。
2.6 鋼與砼組合結構房屋
（1）型鋼砼組合結構（從略）；
（2）鋼管砼組合結構（從略）
3. 門剛規範（cecs 102：2002）與普鋼規範（gb 50017—2003）的主要差別
（1）風荷載體型係數取值不同（見cecs 102：2002附錄a），門剛結構負壓值
（2）受壓構件長細比限值不同，見表1：
表1 受壓構件容許長細比
（3）受拉構件長細比限值基本相同，見表2：
表2 受拉構件容許長細比
（4）柱頂水平位移限值不同，見表3：
表3 柱頂水平位移限值（h—柱高度）
注：「技術措施」規定，在風荷標準值作用下，按括號內數值。
（5）受彎構件的撓度容許值不同，見表4：
表4 受彎構件的撓度容許值（l為受彎構件的跨度）
輕型鋼結構房屋設計中的誤區
作者 貢介全 中華建設科技 2013年第09期 摘要 輕型鋼結構房屋廣泛應用於工業生產工程中，為業主了提供大跨度大空間，滿足業主的生產工藝流程的要求。本文對設計中的抗風柱 屋面板 檁條 吊車梁等方面做了論述。關鍵詞 輕型鋼結構房屋 抗風柱 屋面板及檁條 吊車梁 柱間支撐 主鋼材質的選擇 qualit...
門式剛架輕型鋼結構房屋設計探索
摘要 近年來，門式剛架輕型鋼結構房屋在我國城市建設中快速發展起來，而門式剛架輕型鋼結構房屋具有內部跨度大而且構造較為簡單，外觀簡潔 美觀，柱網布置十分靈活，配件生產標準化等優點，使其已在體育場館 各類工業廠房 機庫 倉庫 超市 會議中心等大型的公共建築中廣泛應用，而且對於地基承載力比較低 缺少水泥和...
房屋設計說明書
目錄一 專案概況 1 二 設計依據及設計原則 1 三 建築設計 1 1 總圖設計 1 2 建築設計 2 四 景觀設計 3 1 景觀綠化系統設計 3 2 突出環境意識，強調 人本建築 3 五 結構設計 4 1 工程概況 4 2 設計依據 4 3 建築物抗震設防 4 4 主要建築材料材質和強度等級 4 ...