钢结构设计

PKPM做钢结构的经验集萃
容易搞错的钢结构知识点（一）

（（不断补充补充《05SG109-4》（一）中未提到的内容）



1、 优化设计并非是把别人的设计拿过来，按照原设计思路死扣用钢量（俗称“蚊子腿上剔精肉”），因为这样通常大幅度降低了原设计的安全度，“荷载优化”是选取适当的荷载，应当兼顾业主对结构小幅改动的可能性，比如吊挂灯具、功能分区重新布局。把恒载取得很小，用钢量没有减小太多，功能限制则限制太死。优化首先考虑变化方案，简化结构传力模式和传力途径，做到大处节省，具体到杆件节点则要放宽。如果原结构各部件安全储备相差严重时，可以选择一个合适的安全储备标准来调整各构件型号，该加大的加大，该减小的减小。结构安全是整体安全，个别杆件强大没啥用。

2、 《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）5.0.6条：检测单位鉴定达不到要求时，经原设计单位核算认为满足安全时可以验收。一级建造师《项目管理》中讲：检测单位鉴定达不到要求时，经原设计单位核算认为满足安全时可以验收。对未达要求的行为承担 “违约责任”。

3、 网架焊接球如果采用压制钢板制作，钢板厚度公差接近±2.5mm，《强规》规定偏差不大于13%和1.5mm。怎么办呢？制作时可以把钢板加厚1mm就可以避质检找麻烦了。

4、 设置20吨以上的吊车的厂房在国内不允许按《门式刚架规程》设计，主要在于国内吊车梁安装偏差和吊车轨道安装偏差造成卡规，使水平力增加4－5倍，导致厂房剧烈晃动，没法正常使用。总之，任何先进的设计方法都无法超越实际施工水平来实现，要求符合国情（或者“公司加工实力”）。比如对20吨驾操吊车的门架按美国规范控制柱头位移为H/240(国内H/400)，晃动得没人愿意驾操，省那一点点钢材和厂房适用性相比就显“设计扣到家”有多么可笑了。

5、 什么样的维护系统需要考虑阵风系数？（1）、对脆性材料。如玻璃幕墙，必须采用阵风系数。（2）、对阵风作用下，对荷载临时提高能够承受的钢材等，不需要考虑阵风系数。（3）、不该考虑阵风系数的维护系统考虑了阵风系数，安全度比主结构高出一倍，不利于主体安全。

6、 挠度有三种：（1）、与安全有关的控制标准。（2）、反映安装质量的控制标准。（3）、外形美观的控制标准。比如，单层网壳仅仅计算稳定性缺陷考虑1/300，挠度大了影响结构安全。但对双层网壳仅是对施工质量的控制。

7、 《网架规程》中：“温度应力计算”仅限于四边支撑网架。

8、 生物界的工程原则就是我们追求的工程设计原则：（1）、节省。用最少消耗达到最大效果。（2）、安全。做可以超载性生物体（建筑物），即使部分损坏也不危及整体生存。（3）、简单快捷。

9、 网架、网壳计算风载不大时，永久荷载占总荷载50％以内时，不需要按“1.35*恒载”考虑。

10、 网架活载取值不要小于0.5KN/M2.。

11、 如果附加荷载超过25Kg/M2，应当考虑檩条上是否有集中荷载按集中荷载计算。

12、 中国的《荷载规范》对风载的规定和美国规范比较：美国规范，向上的风吸力大些，两端水平风力大，中间风力小。《门式钢架规程》侧移近似计算方法只适合初步估算，正式的侧移计算应用弹性整体计算方法。

13、 门式钢架风载取值，对风载《全国民用建筑工程设计技术措施》规定：L/H≤4时应该用《荷载规程》；L/H>4时应该按门式钢架规程。

14、 开敞式：指的是开口面积≥80％的墙面面积。部分封闭式：A、开口集中在一墙面上。B、该墙面洞口面积大于其他墙面洞口面积之和。C、开口面大于本墙面5％。D、不均匀的大开口，内部风压加大为+0.6、-0.3（不再是±0.2）。

15、 “端区宽度”<“柱距”时，以一半为界，檩条墙梁哪边多就按哪边算。

16、 《门式刚架规程》中风压组合规定以“а<100”为前提。此时墙面风压降低10％。所以，如果“а>100”时，计算墙面风压应该按门规规定的再加10％。

17、 迎风面墙体门窗突然打开情况下的“刚性模型”“气弹性模型”风洞实验表明：屋面内表面风压为平均风压的5倍，位移为平均的5－10倍。所以不稀奇某外资公司好几座还来不及装门窗的厂房屋面板放了风筝。

18、 风振系数：（1）、H/B>1.5的高层房屋需要考虑风振系数（有计算方法）。（2）、T>0.25S的大跨度屋盖结构（没有计算方法）。（3）、比较柔性的看台挑棚结构，最大风振系数1.9。（4）、一般大跨度网架网壳或者钢结构，最大风振系数取1.5。不是“阵风系数”啊，伙计。

19、 屋面雪载和地面雪载不同：（1）、屋面雪容重比地面大。因为雪融后被吸收入积雪海绵体再重新冻结。（2）、屋面积雪通常比地面雪薄。因为屋面积雪被风吹走一部分。《荷载规范》规定：积雪分布系数 ，其中：Sk为屋面雪压；S0为地面雪压。

20、 采暖系数：中国规范不区分采暖分区与非采暖分区；美国规范区分，非采暖分区雪载加大为1.2倍。用美国软件计算是不是要小心些呢！

21、 ASTM A653 Grade33(37,40,50)相当于中国的Q235(Q255/Q275/Q340)，多用来做彩板和薄壁型钢系列，CFS计算时对照着看吧。1KSI=69N/mm2是个不小的单位。

22、 冷弯薄壁型钢的弯曲半径可以按Rmax≤min(2t,2.38mm)计算。所以，当t<1.2mm时，Rmax≤2t；t≥1.2时，R=2.4mm。可以用来计算异形薄壁型钢或者彩板的展开宽度。CFS建模也用到弯曲半径，用它比自己瞎晕一个值强！

23、 薄壁型钢防腐金属镀层，恶劣环境≥G90，一般环境条件≥G40或者G60。薄壁型钢腹板开孔不大于38*102mm，应居中，否则补强。补强方法：孔边向外25.4mm，＃8螺钉@25.4mm连接。Hh≤0.5H，Lh≤max(00.5H,102mm)。来自《住宅钢结构设计与施工》

24、 冷弯薄壁型钢结构用螺钉应不小于＃8，应穿过钢构件最少3个螺纹。

25、 门式刚架和普通框架的风载比较：
　
见《门式刚架规程》《荷载规范》
故有结论：对柱，《GB50009-2001》是《CECS102:2002》的1.63倍，前者偏于安全。对梁，《CECS102:2002》是《GB50009-2001》的1.5倍，前者安全。轻型结构计算适用于门式刚架，但未必是门式刚架；按《门式刚架规程》取用风荷载的结构可以是普通钢结构，只要是低矮房屋，L/H<4都可以使用。

26、 当轻型结构屋顶高度>18m时，风载体形系数须按《荷载规范》取值，构造措施可以按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002)规定采用。对柱脚铰接，L/H>2.3以及柱脚刚接，L/H>3.0时按《门刚规程》风载取值，如果按《荷载规范》取值，结构偏于安全。

27、 门式刚架的抗震设计原则：（1）、采用底部剪力法。因为门架属于低矮型剪切变形为主，质量刚度分布均匀，两个振型周期相差太大，以第一振型为主，所以采用底部剪力法计算。（2）、7度及其以下不需要地震计算（8度及其以上才计算地震）。但不是说就可以不采取抗震措施。（3）、门架抗震措施主要是加强节点：A、构件之间尽量采用螺栓连接；B、梁柱节点，在梁下翼加掖板；C、梁柱连接点处宽厚比适当减小；D、柱间支撑与构件连接处节点按1.2倍杆件承载力设计；E、柱间支撑和柱连接处的柱脚锚栓要做抗拔验算，并防止锚栓抗剪，设置抗剪键。

28、 砌体维护部分和钢柱的连接需要有一定柔性，需要一个适当的间隙，间隙应大于侧移值。

29、 降雪频繁的地区不适合采用采光板。

30、 屋面板材料和涂层：热镀锌基板牌号宜用StE280-2Z和StE345-2Z。涂层：（1）、不锈钢板、铝镁合金板宜用于高层建筑。（2）、镀铝锌原色板、镀层165g/ m2宜用于使用年限较久的建筑。（3）、镀锌板镀层275g/ m2，宜用于较高建筑。（4）、镀锌板镀层180g/ m2，宜用非重要建筑。（5）、彩色涂层板，涂层采用聚偏氯乙烯，宜用于较高建筑。（6）、涂层采用硅改性钢板或者高耐用性聚酯，用于一般建筑。

31、 一般端板的厚度不小于“理论计算”所得的连接螺栓直径的1.0倍，且不小于16厚。特别是承压性高强螺栓。并不是“厚度不小于螺栓直径”啊！

32、 柱底板厚度除计算满足外，还要不小于16厚，不小于柱翼缘厚度的1.5倍。另外，跨度（单跨）大于30米时，锚栓不得小于M30。

33、 门式刚架的阻尼比可取0.05,多层钢结构则根据具体情况。

34、 焊接栓钉（剪力钉）是，应该用耐热稳弧焊接磁环；当采用弯起钢筋时，一般采用Q235钢，采用槽钢时，一般采用4＃槽钢。

35、 组合梁：不许直接承受动力荷载。计算内力用弹性方法，截面强度和连接件强度按塑性方法计算。挠度裂缝按弹性方法。施工阶段需要验算强度、稳定性、挠度。混凝土强度增强到75％以前，施工活荷载可以取1.0，当下部设置支撑时（而且支撑距离≤3m），可以不验算。be=b0+min(6he1, )+min(6he2, )，其中he1和he2指“板总厚度－压型钢板波高”。

36、 对于仅承受静荷载且集中力不大，跨度≤20米的等截面组合梁，可以采用部分抗剪连接组合梁。按弹性方法计算组合梁内力时，考虑塑性发展的内力调整系数≤15％。

37、 组合梁负弯矩段，下翼缘受压，次梁可以为侧向支撑点，如果次梁和主梁高差太大时，采用隅撑支撑下翼缘，支撑点间距≤16Bs(梁受压翼缘的宽度)。宽厚比： ≤9(Q235)和7.4(Q345)。

38、 组合梁的挠度限制：施工阶段≤L/200。使用阶段：

（1）、L≤7M时，挠度≤min(200,L/250)；

（2）、7M
（3）、L>9M时，挠度≤min(300,L/400)；