钢结构里面的檩条是什么结构？

‍‍

檩条亦称檩子、桁条，垂直于屋架或椽子的水平屋顶梁，用以支撑椽子或屋面材料，檩条是横向受弯（通常是双向弯曲）构件，一般都设计成单跨简支檩条。常用的檩条有实腹式和轻钢桁架式两种。槽钢檩条，槽钢檩条分普通槽钢檩条和轻型槽钢檩条两种，普通槽钢檩条因型材的厚度较厚，强度不能充分发挥，用钢量较大。轻型槽钢檩条虽比普通槽钢檩条有所改进，但仍不够理想。角钢檩条，普通角钢檩条取材方便，但刚度较差，用钢量较大，只适用于跨度、檩距及荷载较小的情况。组合槽钢檩条由两个角钢焊成。其用钢量比普通槽钢省，但焊接工作量大，适用于跨度≤4m的情况。组合Z形钢檩条与组合槽钢檩条相似，也由两个角钢焊成。当屋面坡度i≥1/3时，它比槽钢截面受力合理。5、热轧薄壁H型钢和高频焊接薄壁H型钢檩条是一种新型的轻型型钢，具有腹板薄、抗弯刚度好、两主轴方向惯性矩比较接近及翼缘板平直易于连接等优点。檩条上弦杆为两个分开放置的小角钢，腹杆和下弦杆为圆钢，其单片腹杆体系与上弦杆体系构成T形，故称T形桁架式，如图4。在上弦两角钢间宜设置斜缀条和直撑，组成桁架系统，以增强檩条的侧向刚度。为了保证腹杆平面与上弦杆平面在受力过程中的相对位置，以抵抗部分扭矩，应沿檩条跨度方向设置3～4道钢箍，钢箍圆钢的直径不宜小于10mm。T形桁架式檩条的计算方法与平面桁架式檩条相同，近似地把上弦杆两个角钢集中到腹杆平面内进行计算。

‍‍

朝向屋脊。

1、上翼缘朝向屋脊是为了减少C、Z型檩条总存在向屋脊方向的力矩。

2、为了克服或减少这种力矩，再加上支座处有一个檩托，可以保证檩条的侧向稳定和向屋脊倒。

3、屋面板对其檩条起到一个很好的保护作用。并与屋面拉条一道形成支撑体系。

钢结构屋面檩条布置图

屋架

屋架的结构形式 : 屋架的结构形式主要取决于所采用的屋面材料和房屋的使用要求。主要以三角形屋架、三角拱屋架和梭形屋架、平坡梯形钢屋架为主

轻型钢屋架与普通钢屋架在本质上无多大差别，两者的设计方法原则相同，只是轻型钢屋架的杆件截面尺寸较小，连接构造和使用条件稍有不同。

梯形屋架铰接支座节点

檩条

檩条的形式：檩条宜优先采用实腹式构件，也可采用空腹式或格构式构件。檩条一般为单跨简支构件，实腹式檩条也可是连续构件。

空腹式檩条：空腹式檩条由角钢的上、下弦和缀板焊接组成，其主要特点是用钢量较少，能合理地利用小角钢和薄钢板，因缀板间距较密，拼装和焊接的工作量较大，故应用较少。

格构式檩条：格构式檩条可采用平面桁架式、空间桁架式及下撑式檩条。

实腹式檩条

1、槽钢檩条

分普通槽钢檩条和轻型槽钢檩条两种。普通槽钢檩条（图a）；因型材的厚度较厚，强度不能充分发挥，用钢量较大。轻型槽钢檩条虽比普通槽钢檩条有所改进，但仍不够理想。

2、高频焊接轻型H型钢檩条；高频焊接轻型H型钢(以下简称“轻型H型钢”)系引进国外先进技术生产的一种轻型型钢（图b），具有腹板薄、抗弯刚度好、两主轴方向的惯性矩比较接近，以及翼缘板平直易于连接等优点。

3、卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条：卷边槽形(C形)冷弯薄壁型钢檩条（图c）的截面互换性大，应用普遍，用钢量省，制造和安装方便。

4、卷边Z形冷弯薄壁型钢檩条：分直卷边Z形（图d）和斜卷边Z形（图e）。它的主平面x轴的刚度大，用作檩条时挠度小，用钢量省，制造和安装方便。斜卷边Z形钢存放时还可叠层堆放，占地少。当屋面坡度较大时，这种檩条的应用较为普遍。

檩条的连接构造

檩条与屋面应可靠连接，以保证屋面能起阻止檩条侧向失稳和扭转的作用，这对一般不需验算整体稳定性的实腹式檩条尤为重要。

檩条与压型钢板屋面的连接，宜采用带橡胶垫圈的自攻螺钉。

檩条的拉条和撑杆：互相采用螺栓连接。

檩条在屋架(刚架)上的布置和搁置

1、为使屋架上弦杆不产生弯矩，檩条宜位于屋架上弦节点处。当采用内天沟时，边檩应尽量靠近天沟。

2、实腹式檩条的截面均宜垂直于屋面坡面。对槽钢和Z形钢檀条，宜将上翼缘肢尖(或卷边)朝向屋脊方向，以减小屋面荷载偏心而引起的扭矩。

3、桁架式檩条的上弦杆宜垂直于屋架上弦杆，而腹杆和下弦杆宜垂直于地面。

4、脊檩方案：实腹式檩条应采用双檩方案，屋脊檩条可用槽钢、角钢或圆钢相连（见下图）。桁架式檩条在屋脊处采用单檩方案时，虽用钢量较省，但檩条型号增多，构造复杂，故一般以采用双檩为宜。

金属幕墙板，彩钢岩棉夹芯板，聚氨酯彩钢板，聚氨酯夹芯板，聚氨酯墙面板，聚氨酯屋面板，聚氨酯岩棉夹芯板，聚氨酯玻璃丝棉板，聚氨酯封边岩棉夹芯板，聚氨酯封边玻璃丝棉板，聚氨酯板，聚氨酯PU板

本文选自河南千万间新型建筑材料有限公司

（一）檩条在向上风吸力下的下翼缘失稳

1问题的提出

钢结构规范及手册的檩条规定都未考虑风向上的下翼缘失稳，拉条都是按图1布置的，当时屋面还未采用彩钢板屋面，坡度比较大，屋面比较重，拉条主要是平衡屋面荷载的水平力和对弯曲中心的扭转，拉条也只要求在屋檐加水平支撑拉住。目前，屋面已很轻很平，几次风灾中都有屋面被掀起，有一些是由于受风吸力作用檩条下翼缘失稳而引起的，因此应引起关注。

2屋面的蒙皮作用

对檩条在风吸力作用下的下翼缘失稳的验算，薄壁型钢规范是不考虑屋面蒙皮作用，计算结果很不经济。屋面蒙皮作用国内外都在研究。蒙皮作用会提高门式刚架的承载力。如波兰做的双层网架（12m×12m，24m×24m）的足尺试验，屋面波形板蒙皮作用可提高上弦承载力10%，提高下弦、腹杆承载力6%，对门式刚架承载力将会有更大的提高。但国外研究表明，准确计算蒙皮作用是不易的，计算参数对结构的形式和构造细部很敏感，必须进行足尺结构试验才能确定这些参数。屋面蒙皮作用对檩条下翼缘失稳承载力影响很大，国外正致力于考虑在檩条下翼缘失稳时利用屋面蒙皮作用，但计算公式还不成熟。

彩板屋面蒙皮的抗剪能力对檩条上翼缘提供侧向支撑是不成问题的。根据试验，只有当屋面抗剪能力Q值小时才会因Q增加而增加檩条下翼缘的失稳承载力；而Q值达一定数值后，Q值增加不会使檩条承载力有明显变化，屋面抗剪能力一般能达到此要求。因此屋面蒙皮作用对檩条下翼缘扭转失稳的约束是影响檩条承载力的重要因素。

另外，屋面蒙皮作用也可用于门式刚架的平面外稳50定，即平面外稳定计算时，其平面外支点可以采用檩条之间距，而不是采用水平支撑的间距，由于此假定不同，各种程序会有不同的计算结果。墙板的蒙皮作用也是讨论的问题，国外设计墙擦不考虑自重，不设拉条，比较简单，应该说墙体蒙皮作用是可以考虑的，但绝不能省去柱间支撑，而且不宜采用圆钢。

3计算理论

关于檩条翼缘失稳的计算理论模型，国外主要有二种，一种是有限元法；另一种是将屋面板和受拉翼缘及部分腹板简化为弹性地基，剩余的檩条腹板及受压翼缘被简化为支撑在弹性地基上的压弯构件。国内门式刚架规程也是采用欧洲规范EC3-ENV-996规定的弹性地基的经典模型。目前，考虑风的吸力作用，檩条下翼缘稳定设计的方法有四种：

（1）按照薄壁型钢规范计算，由于该规范未考虑屋面蒙皮作用，因此计算结果很保守，不适用。

（2）参考BHP、奥多Strimat公司的檩条设计手册，这些手册基本一样，承载力用W01表达，其中下角0表示风向上，1是中间一个支点，二个支点即以W02表达，承载力为标准荷载，考虑了屋面蒙皮作用心这些澳大利亚设计手册均是计算与试验的结果，又经国外工程应用，我认为是可以参考的。

（3）按澳大利亚AS/NZS4600：1996规范计算，由于本规范在国内无法律效应，很不普及也难以应用。

（4）门式刚架规程是按照欧洲规范EC3-ENV-1996规定的，也考虑了屋面蒙皮作用，假定为弹性地基的典型模型，又具有法律效应，比较合理，应该采用。但我们对照ENV1993-1-2：1996/AC提出以下问题，有些檩条计算程序也存在这些问题。

①规程[1]附录E中规定Ct1=130n是有特定条件的，根据文献[2]，只有在b =55~57，螺钉3~4个/m，而连接件（即板与檩条连接件）间距e =2br，屋面与檩条的连接刚度又因采用的隔热材料而削弱时，公式才适用。如果情况发生改变应按照etl=C100（b/100）来修正，C100取值参考表1这里，b为屋面板翼缘宽度，br为波距（为185mm），螺钉直径￠=63mrn，面板厚≥066mm

②对失稳承载力影响的还是计算长度。根据文献[2]，门式刚架规程中计算长度ey为拉条之间距离，应改为檩条自由翼缘承受压应力之长度，对于简支模条来说等于跨长l这两种说法对模条失稳承载力影响十分大，ey=l时，门式刚架规程中针对拉条对檩条下翼缘失稳公式考虑屋面扭转约束的作用非常小，而从其他理论分析以及BHP设计手册和试验可知，拉条作用非常大。我们参考澳大利亚规范中的檩条计算，其ey 也是取拉条之间的距离。因此我们认为ey用拉条之间距离是合理的。

③规程CECS102：98关于抗扭弹簧刚度Ct的式（E04-1）来自ENV1993-1-3：1996，存在明显的印刷错误，正确的表达应为下式：

Ct=1/（1/Ct1+1/Ct2）

④拉条的构造非常重要，根据BHP设计手册，拉条只用于>10的屋面，且应拉在下翼缘边，并每隔一个问距用C形压杆顶住防止扭动，较平屋面只要求二个檩条之间用C形压杆顶住即可。因此檩条拉条布置绝不能按钢结构手册的布置，一定要保证拉条不动。为了验证拉条的作用，我们与天津大学在奥多公司资助下做了檩条下翼缘失稳的整体试验，试验中檩条间距25m，檩条跨度50m，中间加一根拉条。采用双跨屋面板带3根檩条做整体试验。

试验加载到23KN/m时由于檩条的拉条未拉住而提前破坏，破坏处正在拉条附近，扭转失稳破坏迹象明显，拉条的作用很明显，如果拉条不变形，承载力将提高很多。

我们根据以上4种设计方法进行计算对比，选用C254×76×206×24，跨度475m，间距25m的简支檩条（中间加拉杆），钢材屈服应力G450MPa，设计屈服应力09×450MPa，反算檩条标准线荷载q

BHP、奥多、Stramit公司的檩条设计手册中选用c250×24，按l =48m查得：单跨q=507KN/m，双跨q=509 KN/m门式刚架规程计算结果：q=418KN/m；澳大利亚规范计算结果：q=421 KN/m；薄壁型钢规范计算结果较为保守。

以上计算结果说明，门式刚架规程及设计手册均是可以采用的，但希望尽快做足尺整体试验，不断积累数据，进一步提出合理公式。对于跨度较大的檩条，选用上海大通钢结构有限公司的高频焊接轻型H型钢来解决下翼缘失稳是经济合理的。

（二）屋面板的选用

1屋面板的抗风措施

近年来连续几次发生台风掀起屋面，如1996年湛江，1999年厦门14级台风。这些台风都已超出规范限定的范围，值得注意。台风掀起屋面板的主要原因之一是屋面板的搭接问题。板的横向搭接主要有穿透式、暗扣式（EP一个扣件与檩条连接，板则与扣件扣上）和咬边式。穿透式的缺点主要是螺栓穿透处易渗漏；暗扣式虽然避免了螺栓穿透，但必须用高强钢材并用专用的高强钢材轧机成型，保证形状准确并富有弹性，才能达到扣紧吻合，使搭接处能留一个防止毛细现象的空槽。

台风掀起屋面更主要的原因是不注意门窗的抗台风设计，台风中门被吹开，尤其卷帘门强度更差。有的窗玻璃靠腻子固定，风向外吹，腻子根本顶不住，门窗大开，向上的风力大大超过设计所考虑的。有的屋面被掀起也可能是风吸力下檩条失稳所致。

当然屋面板本身也有加强和改进的必要，如暗扣式屋面被掀起的原因，有的是扣件未采用高强钢材，扣不住板；有的是扣件边上未用螺栓与檩条连接，使扣件受弯破坏；有的在边区约1/6房屋宽度范围内未加抗台风螺栓，或抗台风螺栓垫圈面积太小，结果被拔出。

采光板更是暗扣式渗漏与可能被拔起的重点，因为采光板与屋面板横向搭接处由于二者膨胀不同，很易形成缝，而采光板刚度又比较小，附加檩条不够，采光板更柔更易形成缝，大风大雨即灌进去：采光板强度又不如面板，更易使螺栓拔出。所以建议在面板与采光板横向搭接处上面再压一根铝条，下垫胶条用螺栓及大垫圈牢牢压住，采光板跨度应不大于10m总之暗扣式用于抗台风时应特别注意防掀起与漏雨，应采取上述加强措施。

咬边式从外形看对防漏与防掀起会有利些，但也要注意采用的咬边形式，如层层卷边比较可靠，但加工安装较麻烦；图4单层咬边处刚度不够，不吻合又松动，很难加胶粘结，大风大雨就会漏进去，咬不好也会被掀起。而国外有些产品用得很好，咬边式一般只能是没有彩色涂层的钢板，彩色涂层在咬边时会剥落，咬边式在返修时也有困难，不能小面积拆换，只能整个翻修。

2彩板的优选

高强钢的板材硬度大，不易变形，能保证搭接尺寸的吻合，使防水可靠，进口板多数用G550

热镀铝镑合金进口板大多采用55%铝，435%锌，15%矽的合金成份，合金平均含量在200g/m2以上。铝合金化表面有一层不溶解于水的非活性氧化膜，防止氧化，其性能比铁活泼，比锌迟饨，电化学作用比锌慢，铝表面的致密氧化铝比锌耐蚀2倍，十分稳定，有阳极保护作用。国外也有热镀锌铝，即5%铝，95%锌，认为虽板耐蚀不如镀铝锌，但在剪板成型保护方面较优，总之这二种合金化均比热浸锌要耐蚀。国产板目前均不具备生产热镀铝锌合金的条件，仍为热镀锌板或热镀锌合金化板。

涂层目前有聚脂、硅改性聚脂、聚偏二氟乙烯PVDF（或叫氟碳PVF2）和塑料溶胶，一般国产均为聚脂，进口板有聚脂、聚偏二氟乙烯。目前关于耐久性尚无统一说法，但从退色看，聚偏二氟乙烯15年后退色20%，而聚脂7年后退色50%，可说明聚偏二氟乙烯的质量。但聚偏二氟乙烯一定要占70%，其余30%为丙烯酸。有的进口板聚偏二氟乙烯只占50%，这样性能就比聚脂好不了多少。塑料溶胶介于聚脂与聚偏二氟乙烯中间，用得不多。

3彩板的防漏

屋面渗漏水吸人保温层，使荷载会危及结构安全，设计应予以注意。

板的纵向搭接有的认为用长板不搭接，根据我们的经验也不能越长越好，太长，由于温度影响板的伸缩引起螺栓扩孔，也会渗漏，另外也担心现场轧制，有的会减少轧制次数，或损伤涂层，不能保证质量。我们现在工程中用到35m一个搭接，效果很好，但建议搭接处高低错开，并填以厚50mm的硅胶。

最近我们处理工程中发现冷凝水造成渗漏，正确的做法是保温层用铝箱作隔汽层隔绝水汽，而有的工程错误地取消了隔汽层，并错误地将保温层铺在下板上，而下板搭接方向又错误地使冷凝水渗下。

曲面彩板尤其是球壳的彩板是防渗的难题，特别是在球的顶部，现在比较多的工程均用BHP的脊板做法，即横向搭接边是切成斜边在凹横向板部分弯折成堤，然后上加盖板，在球顶部分则用三道防线即板弯折成堤，得泰复式町胶，封口板PE上加脊板。我们在珠海体育馆第一次采用了上述做法，效果尚可，但圆顶做法还是相当复杂，处理不好很易渗漏。现在比较好的办法是用夹心板做成平坦屋面，上铺瑞士独资生产的防水材料（在济南），可以有各种颜色。香港会展大厅用了效果很好，是比较可靠美观的防水做法。

（三）门式刚架的承压型高强螺栓

我国钢结构规范规定，摩擦型高强螺栓要求测定扭矩系数、摩擦系数以控制预拉应力。孔径要求比螺栓直径大2mm承压型高强螺栓除保留上述要求外，还要求孔径比螺栓直径不得大于05~10mm，减少孔径，可以在非动力荷载下允许螺栓有极小滑动，并在摩擦与顶紧共同作用下使承压型高强螺栓承载力比摩擦型的提高30%，但国内实际工程从未用过承压型高强螺栓。日本也取消了承压型高强螺栓。德国虽用承压型高强螺栓，但制定了专门验收标准，以免出现质量问题。

门式刚架规程参考了美国经验，采用了承压型高强螺栓或摩擦型高强螺栓。但美国门式刚架所谓的承压型高强螺栓内涵与我国不同。美国要求孔径比螺栓直径不大于15mm，不要求试验扭矩系数及摩擦系数，只要求螺栓用人工拧紧，然后再转l/4圈即可，目前不少美国公司在我国也是如此做法。这说明可能美国习惯于不用扭短系数，因为扭短系数与预拉力也只是间接关系，并不一定可靠；更主要的可能还是对门式刚架的高强螺栓要求并不需太高，与大跨重型钢结构及桥梁的高强螺栓应有所区别。因为门式刚架毕竟是轻钢结构，跨度小，受力小，尤其门式刚架是受弯构件，高强螺栓不是靠摩擦传递很大的拉压力。螺栓主要是受拉并承受一些剪力，在拼接处一般剪力很小，仅在支承处剪力稍大。斜支座本身可承受很大的剪力，直支座一般上面还有盖板或在下面加托板承受剪力，即使没有这些辅助件，剪力也都比较富裕，对门式刚架高强螺栓显然不需要象现在这样与大跨度钢结构要求一样。

（四）门式刚架设计中的几个小问题

1拼接点的位置要不要在计算前定下来

拼接点是为了拼装分段，拼接点处刚度与其他断面一致，计算时根本不需考虑拼接点，但构造中却应该在拼接点处将二块拼接板伸出断面外，并在断面外布置一排拼接螺栓，这样的构造其刚度基本与截面接近，但也要注意将拼接板加厚。

2腹板纵向肋

有的工地反映，设计院已满足规程52l 3集中力下的腹板稳定要求，不需设纵向肋，但为了安全仍加了纵向肋，给加工增加了很多麻烦。设计方面可能认为门式刚架对腹板高厚比放宽太多，所以不太放心，加之门式刚架规程条文说明又加了“具体设计应根据制造厂的技术条件采用适当高原比”，估计这些说明使设计者更加保守。门式刚架规程腹板高厚比是参照欧洲规范EC3-ENV-1993-1-l及美国规范AISC一1986/89，规范考虑屈曲后强度只是形式上与我国冷弯薄壁型钢规范GBJ18-87表达一致，不必要加纵向肋只要加横向肋即可，因为腹板应力场要求竖杆。条文说明中所提制造厂技术条件是指板很薄时，如3mm，对于焊接及平整的技术有一定难度，国内公司技术水平又不具备，因此就提醒一下应根据具体条件在腹板很薄时要适当选用宽厚比并不是要加纵向肋。

　随着国家经济水平的不断提高，钢结构房屋越来越多，广泛应用于工业和民用建筑中。下面是我整理钢结构设计经验的范文，欢迎阅读!

　钢结构设计经验篇一

　1设计时钢材、焊缝质量等级的正确选用

　在钢结构设计文件中，应当注明所用钢材的质量等级(包括相适应的焊接材料型号)，并对焊缝质量提出质量等级要求。钢结构房屋所使用的钢材应当具有抗拉强度、屈服强度、伸长率、冷弯试验和硫、磷含量的合格保证;对于焊接钢结构，尚应具有含碳量的合格保证。在地震区，钢结构所使用的钢材，除了具有上述合格保证外，《建筑抗震设计规范》(gb5001l-2001)还要求它们具有冲击韧性的合格保证。为保证结构有必要的安全储备和足够的塑性变形能力，《建筑抗震设计规范》(gb5001l-2001)还对钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值、伸长率的限值和良好的可焊性等物理力学指标做出了明确的规定，并要求写入设计文件中。通常，钢结构的主要受力构件宜采用q235b 及以上等级的碳素结构钢和q345b 及以上等级的低合金高强度结构钢。不建议使用质量等级为a 级的钢材，原因是这种类型的钢材不保证冲击韧性和延性性能，q235a级钢材还不保证焊接要求的含碳量限值。在钢结构中，焊接连接已成为钢结构连接的最基本方法，焊缝质量的好坏直接影响到结构安全，所以应当根据结构或构件的重要性和受力性能及焊缝的受力情况，确定焊缝的质量等级。一般来说，板材的对接焊缝，承受动力荷载构件(如吊车梁)的较重要的焊缝，需作疲劳验算的焊缝，以及须与钢材等强的受拉、受弯对接焊缝(如框架梁、柱及其连接节点的对接焊缝，工字形截面与其端板的对接焊缝)，其焊缝应采用坡口全熔透对接焊缝，其焊缝质量等级不得低于二级。其他部位的焊缝，一般均可采用角焊缝。角焊缝由于应力集中现象严重，内部探伤亦很困难其焊缝质量等级一般只能是三级，其中某些重要角焊缝可允许要求其外观缺陷符合二级的要求。

　2门式钢架房屋的温度区段内应按规范设置独立的空间稳定支撑体系

　(1)应将屋面横向水平支撑和柱间支撑布置在同一跨间内，形成独立的空间支撑体系，既利于抗震，又给施工安装带来方便。

　(2)将屋面横向水平支撑设在端部第二个开间的同时，应在端跨相应位置设置刚性纵向系杆，使山墙的风荷载等水平力能可靠传递。

　(3)屋面支撑的布置应与山墙抗风柱的位置相协调，使抗风柱的柱顶反力能直接传到屋面横向支撑的节点上，使山墙处屋面系统受力简单化，从而保证结构的安全。

　(4)屋面横向水平支撑的直腹杆(包括屋脊处和柱顶处)应按刚性系杆考虑。采用檩条兼做时，应对檩条的刚度和承载力进行验算。否则，檩条很难起到刚性系杆作用，因为常用的z 形或c 形冷弯薄擘型钢檩条侧向刚度很差，直接影响到房屋的纵向受力和传力性能。当檩条无法起到刚性直腹杆的作用时，通常应在屋脊处、柱顶处以及屋面设置横向水平支撑直腹杆，在刚架斜梁间设置钢管、h 型钢或其它截面形式的刚性杆件，以保证房屋纵向结构安全可靠地工作。在刚架转角处(边柱柱顶和屋脊，以及多跨房屋相应位置的中间柱柱顶)的刚性系杆应沿房屋全长设置。

　(5)屋面支撑和柱间支撑当采用柔性圆钢拉条时，宜设张紧装置(如花兰螺栓)，当荷载较大时，柔性圆钢拉条宜改为型钢。

　3实腹式门式刚架应按规范设置隅撑

　在檩条或墙梁与刚架的连接处，在斜梁下翼缘的受压区或刚架柱内侧翼缘的受压区，至少每隔一根檩条或墙梁应设置按受压构件设计的隅撑，将檩条或墙梁与翼缘受压区直接连接起来。采用双层屋面板时亦应设置隅撑。值得设计人员注意的是，隅撑虽小，但作用很大，它是用来保证斜梁下翼缘或刚架柱内侧翼缘受压稳定的重要措施。如果工程未按规范要求设置隅撑，或者设置得很少，或者设置得不当这都将影响刚架的整体稳定性，危及结构的安全。

　4压型钢板轻型屋面拉条的合理设置

　对于有檩体系的压型钢板轻型屋面，为了减少檩条在使用阶段和施工过程中的侧向变形和扭转，通常在檩条间要设置拉条和撑杆作为檩条的侧向支点，以保证檩条的侧向稳定。拉条按拉杆设计，撑杆按压杆设计。拉条和撑杆不大，但作用不小，设计人员必须十分重视。

　5楼面结构设计

　(1)钢结构房屋和混凝土结构房屋由于材料性质不同。温度伸缩缝区段长度差别很大。例如现浇混凝土框架结构房屋。温度伸缩缝区段长度最大为55m，钢框架结构房屋。温度伸缩缝区段长度约为120mm。为了防止或减轻混凝土楼板开裂钢框架结构房屋采用现浇混凝土楼板时，原则上仍应按混凝土结构的要求留设温度伸缩缝。只有当采用设置施工后浇带和其它减小混凝土温度变化或收缩的可靠措施时，才可以适当增大温度伸缩缝区段长度。

　(2)压型钢板组合混凝土楼板，除了按计算(并满足构造要求)在钢梁上焊接栓钉外，为了保证混凝土和压型钢板共同工作，它们之间应有连接措施。其连接措施可以依靠压型钢板的纵向波槽或依靠压型钢板上的压痕、开的小洞或冲成的不闭合孔眼，也可以依靠压型钢板上焊接的横向钢筋。由于产品规格的限制，目前国内带纵向波槽的压型钢板和带压痕或开小洞的压型钢板不多。所以，当无法采用上述这两种板型时，要实现压型钢板和混凝土的连接，可在压型钢板上焊接横向钢筋。

　钢结构设计经验篇二

　一、轻型厂房： 这里主要指门式钢架，通常我们能做到的跨度大概就是15-36米的样子，其实做到36米的时候用钢量已经不小，基础也比较大(钢架比较小(如24米以内)的时候柱底铰接，比较大的时候用刚接)。当然，即使9米跨度，也可以做成钢架，而且这种情况还不少，主要用于不能打支撑又需要承受水平力的情况。其实门刚很简单，可以说是最简单的钢结构，因为有标准图集。这里我简单说一下;门刚的组成--门刚(骨架)，檩条，系杆，支撑，墙檩，抗风柱。基本上就这几样，下面一一说明。门刚，可用pkpm或者其它软件建模计算，导入荷载即可，恒载就是自重(檩条，支撑，屋面压型钢板及保温层等)，活荷载按荷载及门刚规范取即可(地震荷载通常不起控制作用)。这里要注意一点，门刚要注意尽量用较薄的杆件，这里是采用屈曲后的强度，在需要的时候设置构造加劲肋。其实这些书上都有的。通常屋面非轻钢专业户设计的这种门刚，30米跨以内的，应该控制用钢量在30kg左右。檩条，门刚图集上都有，根据荷载选取即可。檩条之间构造连接教科书或者图集上均有，通常选用C型或者Z型檩条(Z型檩条有个好处是可方便连接，并将檩条做成连续跨)。然后是系杆，系杆这个东西很重要，就是保证整体稳定的，保证整体稳定其实非常简单，就是每隔一段距离，我们要做一个稳定的结构，其它跨通过系杆与这一跨稳定的东东连接在一起就可以了，所以这一跨稳定的结构，我们要设置柱间支撑，同时要设置屋面支撑(还有一种轻钢就是采用桁架式，这个时候需要设置上下弦支撑)，以保证这一跨的静定结构。下面说支撑，其实上一条已经说明，就是那几招。墙檩：基本上同屋面檩条，由风荷载控制，抗风柱，按下端固结，上端铰接计算，其实是类似于梁来考虑的(pkpm中有专门计算抗风柱的一个工具)，这里注意一点即可，如果选用桁架式图集，这个时候抗风柱一定要同时跟上下弦连接，并在布置的时候考虑对齐(与桁架节点对齐)。

　二，多层钢结构(包括钢平台) 这种东西其实也比较简单，就是一个梁柱的连接过程，无非就是考虑一下梁柱的大小，其实主要是梁，通常情况，对于H或者工字钢，对于9米以内的梁，一般荷载(活荷载4以内)，梁高可以取到跨度的1/30,对于槽钢，可以1/25，对于柱子，通常情况用长细比控制，保证弱轴方向在100以内一般验算均可满足。对于国内普通厂房，通常采用设置支撑的方式来进行设计，因为这样一来简单，而来经济(梁柱其实可以采用刚性节点，但不光是节点费力费钱，整体计算的时候也要复杂-费材料一些)，当然，很多情况还是需要做成刚节点。但，通常如果设置了支撑以后，结构可按无侧移计算，(国内采用pkpm稍微麻烦一点，因为pkpm不能单侧选择无侧移或者有侧移，只能整体)相对来说很多指标均很好控制。另外，钢结构楼面一般选用花纹钢板或者格栅板，从刚度上来说，格栅板有优势，但格栅板上面走动肯定会掉灰下来。 其实钢结构设计，说到底长细比是一个很重要的概念，拉杆，压杆，都不一样。通过长细比的概率，再计算应力及稳定，重点其实是稳定。然后就ok了 总结：钢结构最重要的是支持体系，即保证稳定，所以，我们通常做成超静定体系，这样发生问题以后不至于倒塌。特别说明，钢结构虽然也可以悬挑，但通常我们都要增加支撑，特别是高层，主要是保证其为超静定体系。

　钢结构设计经验篇三

　(一) 判断结构是否适合用钢结构

　钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、雕塑、仓棚、工厂、住宅、山地建筑和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。

　(二) 结构选型与结构布置

　结构选型及布置是对结构的定性，由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。此处仅简单介绍 详请参考相关专业书籍

　在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是"概念设计",它在结构选型与布置阶段尤其重要 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施。 在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，所得结构方案往往易于手算、力学行为清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

　林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。

　钢结构通常有框架、平面桁架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。

　其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。

　结构选型时，应考虑不同结构形式的特点。在工业厂房中，当有较大悬挂荷载或大范围移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度外不需考虑雪载 )，如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳，总雪载和坡屋面相比释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型SRC柱，核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者，对抗震不利。 结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑一般的说要刚度均匀力学模型清晰尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以最直接的线路传递到基础 柱间抗侧支撑的分布应均匀其形心要尽量靠近侧向力(风、震)的作用线 否则应考虑结构的扭转 结构的抗侧应有多道防线 比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受1/4的总水平力 框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子

　(三) 预估截面

　结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。

　钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。 确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。

　柱截面按长细比预估 通常50<λ<150, 简单选择值在80附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同,可选择钢管或H型钢截面等

　对应不同的结构，规范对截面的构造要求有很大的不同，如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题，在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。

　除此之外，构件截面形式的选择没有固定的要求，结构工程师应该根据构件的受力情况，合理的选择安全经济美观的截面。

　(四) 结构分析

　目前钢结构实际设计中,结构分析通常为线弹性分析,条件允许时考虑P-Δ,p-δ

　新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能这为更精确的分析结构提供了条件。并不是所有的结构都需要使用软件:

　典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形

　简单结构通过手算进行分析

　复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析

　(五) 工程判定

　要正确使用结构软件，还应对其输出结果的做"工程判定"。比如，评估各向周期、总剪力、变形特征等。根据"工程判定"选择修改模型重新分析,还是修正计算结果

　不同的软件会有不同的适用条件初学者应充分明了此外,工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离, 为了获得实用的设计方法,有时会用误差较大的假定, 但对这种误差, 会通过"适用条件、概念及构造"的方式来保证结构的安全 钢结构设计中,"适用条件、概念及构造"是比定量计算更重要的内容

　工程师们过分信任与依赖结构软件有可能带来结构灾难，注重概念设计、工程判定和构造措施有助于避免这种灾难

　(六) 构件设计

　构件设计首先是材料的选择 比较常用的是Q235和Q345 当强度起控制作用时,可选择Q345; 稳定控制时,宜使用Q235通常主结构使用单一钢种以便于工程管理 经济考虑,也可以选择不同强度钢材的焊接组合截面(翼缘Q345，腹板Q235) 另外，焊接结构宜选择Q235B或Q345B。

　当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能。部分软件可以将不通过的构件，从给定的截面库里选择加大一级自动重新验算，直至通过，如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一，它减少了很多工作量。 但是，我们至少应注意两点：

　1软件在做构件(主要是柱)的截面验算时,计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定目前所有的程序都不能完全解决这个问题。所以,尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件,我们应该逐个检查

　2当上面第(三)条中预估的截面不满足时，加大截面应该分两种情况区别对待。

　(1) 强度不满足,通常加大组成截面的板件厚度，其中,抗弯不满足加大翼缘厚度，抗剪不满足加大腹板厚度。

　(2) 变形超限，通常不应加大板件厚度而应考虑加大截面的高度，否则会很不经济。 使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能，很难考虑上述强度与刚度的区分，实际上，除常用于网架设计外，其他结构形式常常并不合适。

　(七) 节点设计

　连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一在结构分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定有时出现的一种情况是,最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致，如果你不能确信这种不一致带来的偏差差在工程许可范围内(5%)，就必须避免。 按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接 初学者宜选择可以简单定量分析的前两者常用的参考书有丰富的推荐的节点做法及计算公式

　连接的不同对结构影响甚大比如,有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题,但会产生较大转动, 不符合结构分析中的假定 会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果

　连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法, 初学者可偏安全选用前者设计手册[2]中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用,比较方便 也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成

　具体设计主要包括以下内容:

　1焊接: 对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守 焊条的选用应和被连接金属材质适应E43对应Q235,E50对应Q345 Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50

　焊接设计中不得任意加大焊缝 焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定

　2栓接:

　铆接形式,在建筑工程中，现已很少采用

　普通螺栓抗剪性能差, 可在次要结构部位使用

　高强螺栓,使用日益广泛常用88s和109s两个强度等级根据受力特点分承压型和摩擦型两者计算方法不同 高强螺栓最小规格M12 常用M16~M30 超大规格的螺栓性能不稳定,应慎重使用。

　自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接 在低层墙板式住宅中也常用于主结构的连接 难以解决的是自攻过程中防腐层的破坏问题。

　3连接板: 需验算栓孔削弱处的净截面抗剪等 连接板厚度可简单取为梁腹板厚度加4mm，则除短梁或有较大集中荷载的梁外，常不需验算抗剪。

　4梁腹板: 应验算栓孔处腹板的净截面抗剪承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压

　5节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。此外，还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。

　6节点设计还应考虑制造厂的工艺水平 比如钢管连接节点的相贯线的切口可能需要数控机床等设备才能完成

　(八) 图纸编制

　钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段，设计图由设计单位提供，施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会由设计单位代为编制。由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾，有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍。

　1设计图: 是提供制造厂编制施工详图的依据 深度及内容应完整但不冗余 在设计图中,对于设计依据、荷载资料(包括地震作用)、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求(包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等)、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚，以利于施工详图的顺利编制，并能正确体现设计的意图。主要材料应列表表示。

　2施工详图:又称加工图或放样图等深度须能满足车间直接制造加工不完全相同的另构件单元须单独绘制表达，并应附有详尽的材料表

　设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的控制，目前比较混乱，各个设计单位

　之间及其与钢结构公司之间不尽相同。 初学者可参考他人的优秀设计并参考相关的工具书，并依据规范规定编制。

　概念设计的一个方面：

　当你在设计中，能够把结构看作构件，把构件看作结构，你就已经走近概念设计了。

　把结构当作构件，比如，一栋大厦的结构就是一根悬臂梁， 一座桁架大铁桥就是一根连续梁。

　把构件看作结构，比如，一个H型钢构件是由3块板组成的结构，一个钢管相贯的节点就是一个空间结构。

　对构件特性的把握：

　比如，钢管适合做二力(压)杆，不适合做抗弯构件。它做两端铰接柱或支撑很出色，但是很少用作梁。 当一个受弯构件被选成钢管截面，且程序计算不通过时，你不应通过加大截面来满足，而是应该改用有强弱轴的截面。

　如此等等，是基本的概念。

　概念设计能力，不单生成于丰富的经历与经验，更是来源于对基本的力学、材料等概念掌握。同时要求结构师有开阔的视野。

剪刀撑即交叉撑，因构造简单传力直接，布置灵活方便，可做成拉杆或压杆。当然，还有人字撑（八字撑）、π型支撑、甚至于有再分式的

水平撑----水平布置的支撑

系杆大部分用于把力传给支撑。如我是支撑，把手搭在你的肩膀上，另一侧有人推你的肩膀，你不会倒，有我顶着

系杆又分为刚性系杆（能承受压力或拉力）和柔性系杆（只能承受拉力），他是根据设计假定主要通过控制长细比来保证的

建议你看一下钢结构设计手册或钢结构大学教科书