钢结构设计说明

一、工程概况：

建筑面积，建筑层数，建筑高度，结构体系，基础形式等。

二、设计依据：

各类现行规范规程，地勘报告，设计软件（PKPM-STS,3D3S,MIDAS等）、政府批文、甲方提供的设计书等。

三、自然条件：

基本风压、地面粗糙度类别、基本雪压、抗震设防有关参数（设计基本地震加速度、抗震设防烈度、设计地震分组、建筑场地类别）、阻尼系数比、场地标准冻深、场地工程条件（水位标高、有无腐蚀性等）、地基持力层、地基承载力标准值（查地勘报告）、0.000对应的绝对标高o等。

四、设计荷载：

1、风荷载

风荷载主要以建筑物高度Z的风振系数或阵风系数、风荷载（局部）体型系数、风压高度变化系数和基本风压有关。

风振系数（阵风系数）：荷载规范与门刚规范有区别，荷载规范规定，风振系数与建筑物高度、体型（高宽比）、基本自振周期（T1)有关、地面粗糙度等有关，计算较复杂，一般可取1.0。维护结构采用的阵风系数与建筑高度和地面粗糙度有关，查表8.6.1可得。除门刚外的其他钢结构，应采取荷载规范计算。门刚规范直接规定：计算主刚架时取β＝1．1；计算檩条、墙梁、屋面板和墙面板及其连接时，取β＝1．5。（按荷载规范表8.6.1查询，10米高的门刚，地面粗糙度B类，β＝1．7，略高。）

风荷载（局部）体型系数：荷载规范可根据表8.3.1查询，与建筑体型、维护结构封闭程度、坡屋面形式及角度等有关。特别注意的是8.3.4条，都不直接承受风荷载（檩条、墙梁等）可考虑折减。门刚规范则规定，高度不大于18米，高宽比小于1（门刚规范适用条件）时，可查表4.2.2-1.规定很复杂，需要区分角部（檐口与山墙处）与中间部的不同，角部系数大不少，另外，分为内风压和外风压。分析二本规范体型系数的不同，拿一个封闭式双坡坡度小于5度的门刚来对比。荷载规范为0.8，-0.6，-0.5，-0.5；门刚规范0.22，-0.87，-0.55，-0.47.二则差别很大。建议符合门刚要求，按门刚计算，不符合或风荷载有特殊，按荷载规范计算。在STS软件中选择就行。（安全起见的话，可以采用荷载规范，算端部的时候采用门刚规范，出自《新钢结构设计手册》p519）

风压高度变化系数：荷载规范规定，根据地面粗糙度A,B,C,D四类查表8.2.1。门刚规范规定，10米以下直接采用10米处数据，区别在于A类时小一些，其他10米以下都没有区别。B类10米采用1。

基本风压：荷载规范查附录E，组合系数、频遇系数和准永久系数分别为0.6，0.4，0。也考虑按公式计算：

门式刚架应该是对风荷载比较敏感的建筑物。以往的经验，基本风压采用100年一遇。新的规范条文说明，风振系数1.1就是考虑对基本风压的提高，所以门刚基本风压也可采用50年一遇。对比北京的基本风压，50年一遇，是0.45kN/m2，1.1倍就是0.495kN/m2，和100年一遇的0.5kN/m2相差无几。

2、雪荷载

雪荷载主要与基本雪压和积雪分布系数有关。公式如下：

基本雪压按荷载规范附录E采用。山区的雪压如果没有资料可采用附近的雪压增加1.2倍。没有数据，也可用公式计算：

雪荷载的组合值系数0.7，频遇值0.6，永久值0.5，0.2，0。Ur不均匀分布系数还是按双坡屋面坡度小于5度考虑，则查表阳面为0.75，阴面为1.25。

门刚规范规定，基本雪压按100年考虑。门刚4.3.3条特别规定，高低跨或者间距不大于6米的房屋，或屋面突出物水平面大于4.5米时，应考虑雪堆积漂移，积雪需考虑增加40%。

设计时应按下列规定采用积雪的分布情况：屋面板和檩条计算时，按积雪不均匀分布的最不利情况采用（查门刚规范表4.3.2）；刚架斜梁按全跨积雪的均匀分布、不均匀分布和半跨积雪的均匀分布，按最不利情况采用；（均布系数为1.0）；刚架柱可按全跨积雪的均匀分布情况采用。

3、活荷载

门刚规定，当采用压型钢板轻型屋面时，屋面按水平投影面积计算的竖向活荷载的标准值应取0．5kN／m2，对承受荷载水平投影面积大于60m2的刚架构件，屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于0．3kN／m2。

吊挂荷载宜按活荷载考虑。当吊挂荷载位置固定不变时，也可按恒荷载考虑。屋面设备荷载应按实际情况采用。

设计屋面板和檩条时，尚应考虑施工及检修集中荷载，其标准值应取1．0kN且作用在结构最不利位置上；当施工荷载有可能超过时，应按实际情况采用。

4、积灰荷载

积灰荷载在门刚规范没有规定，但是积灰荷载在工业建筑容易出现，设计时应特别注意。积灰荷载可以在荷载规范5.4条查找。

5、恒荷载

恒荷载按实际荷载计算。一般可考虑在0.25kN／m2到0.35kN／m2之间。如果吊挂荷载考虑恒荷载，一般取0.1-0.5kN／m2之间。

举例：双侧夹芯板，面板和内衬板都为0.5mm，玻璃丝棉按1.0kN／m3容重考虑，100厚，檩条按卷边Z250*75*20*2.5考虑，1.5米间距。可得0.0785 0.1 0.084=0.2625kN／m2，如果玻璃丝绵200厚，就是0.3625kN／m2了。另外，拉条、隅撑、系杆及屋面支撑也应考虑，可按0.03kN／m2计算。另外，荷载规范附录A中有提到建筑墙板的容重，采用彩色钢板岩棉夹芯板100厚，为0.24kN／m2，这个再加上0.084的檩条，其他0.03kN／m2，那就是0.354kN／m2。所以恒荷载计算一定要看建筑的做法，方案阶段可以按0.3—0.35kN／m2考虑。

6、吊车荷载

吊车荷载在门刚中没有规定，主要参考荷载规范第6条。特别注意的是，6.1.2条的小字提醒，悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受；设计该支撑系统时，尚应考虑风荷载与悬挂吊车水平荷载的组合；手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。吊车荷载的水平荷载包括纵向与横向，二个10%是常用的，可以记一下。（纵向最大轮压之和10%，横向16-50T软钩吊取小车重与额定重之和的10%）。吊车荷载的竖向荷载采用吊车的最大轮压和最小轮压。

一般单跨厂房吊车不大于2台，动力系数A1-A5可采用1.05，以上的采用1.1。

7、荷载组合的原则

对于门刚，规范4.5.1条规定：
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其他荷载同时考虑；
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》GB 50009的规定；
5） 风荷载不与地震作用同时考虑。

另外，根据最新的《建筑结构可靠性设计统一标准》，作用分项系数，恒荷载改为1.3，活荷载改为1.5了。不区分横荷载还是活荷载起控制了，但是采用各荷载的组合值系数是要看哪个活荷载起控制作用，起控制的那个活荷载为1.0。另外，明确了荷载与荷载效应要是线性关系。