轻型钢结构PDF电子书下载

第1章　综述 1

1.1　基本设计原则 1

1.1.1　极限状态 1

1.1.2　承载力设计验算 1

1.1.3　正常使用极限状态验算 2

1.2　常用荷载计算 2

1.2.1　屋面荷载 2

1.2.2　风荷载 3

1.2.3　荷载分项系数及组合值系数 4

1.3.1　钢材选用应符合的规定 5

1.3　材料和连接的设计指标 5

1.2.4　荷载效应组合原则 5

1.3.2　连接材料应符合的规定 8

1.3.3　钢材及连接的设计指标应符合的规定 8

1.4　变形规定 10

1.4.1　《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002中对结构或构件变形的规定 10

1.4.2　《钢结构设计规范》GB50017-2003中对结构或构件变形的规定 11

1.5　构造与基本构件计算 12

1.5.1　构造规定 12

1.5.2　基本构件计算 13

1.6　应用概况 24

1.6.1　国内轻型钢结构的应用概况 24

1.6.2　国内轻型钢结构的应用概况 25

2.1　支撑的作用 26

2.1.1　屋盖横向水平支撑的作用 26

2.1.2　柱间支撑的作用 26

2.2　支撑体系的布置 26

第2章　支撑 26

2.3　支撑构件设计要点 27

2.4　屋架支撑的设置 29

2.4.1　一般要求 29

2.4.2　三角形屋架的支撑设置 29

2.4.3　梯形钢屋架的支撑设置 32

2.4.6　屋架支撑的构造 35

2.4.4　三铰拱屋架的支撑设置 35

2.4.5　梭形屋架支撑的通行设置 35

2.4.7　屋架支撑的计算 36

2.4.8　屋架与支撑的连接 36

2.5　门式刚架支撑的设置 39

2.5.1　支撑设计 39

2.5.2　支撑布置 40

2.5.3　门式刚架轻型房屋钢结构（有吊车）柱间支撑布置图 41

2.5.4　门式刚架轻型房屋钢结构（有吊车）水平支撑、柱间支撑构件示意图 50

2.5.5　支撑选用 58

2.5.6　支撑与刚架的连接 61

2.6.1　支撑设计 62

2.6　天窗架支撑的设置 62

2.6.2　支撑详图 63

第3章　（墙体与）墙架（构件设计与布置） 69

3.1　墙架的概述 69

3.1.1　墙架的作用 69

3.1.2　墙架的组成 69

3.2　墙架的结构体系 69

3.3　墙架构件设计 69

3.4　墙架结构的布置 70

3.4.1　门式刚架轻型房屋钢结构墙架布置要求 70

3.4.2　门式刚架轻型房屋钢结构（有吊车）墙梁及拉条布置图 71

3.5　墙梁的构造 74

3.6　墙梁详图 75

3.7　墙梁的计算 76

3.7.1　荷载和内力计算 76

3.7.2　简支墙梁 77

3.7.3　连续墙梁 79

3.8　抗风桁架的计算 79

3.9　拉条的计算 80

3.10　作用于墙架结构的荷载 80

3.11　墙架构件的截面选择 80

3.11.1　墙架横梁的截面选择 80

3.12.1　墙架构件连接的一般要求 81

3.12　墙架构件的连接 81

3.11.2　墙架柱的截面选择 81

3.12.2　墙架构件连接节点图 82

3.13　墙架构件选用表 83

3.13.1　墙梁选用表 83

3.13.2　墙梁柱构件选用表 85

3.14　广告牌墙架设计 86

3.14.1　基本设计规定 86

3.14.2　构件和连接设计 87

4.2　门式刚架的特点及适用范围 91

4.2.1　门式刚架的特点 91

4.1　门式刚架的概述 91

第4章　门式刚架 91

4.2.2　门式刚架的适用范围 92

4.3　门式刚架的结构形式 93

4.3.1　门式刚架的结构形式表 93

4.3.2　门式刚架的结构形式图 93

4.4　等截面与变截面门式刚架的比较 93

4.5　门式刚架的基本尺寸 94

4.6　刚架的选用 94

4.6.1　不同设防地区刚架选用所需的参数 94

4.6.2　刚架选用表 94

4.7　门式刚架的结构类型 116

4.9.3　螺栓 128

4.9.2　焊接材料 128

4.10　技术性能及相关标准规范 128

4.9.1　钢材选用 128

4.9　材料选用 128

4.8　技术经济指标 128

4.11　门式刚架的布置 129

4.11.1　门式刚架的布置原则 129

4.11.2　刚架构件布置示意图 132

4.12　变截面刚架内力计算 156

4.12.1　变截面刚架内力计算 156

4.12.2　塑性设计 156

4.13　变截面刚架侧移计算 157

4.14.1　板件最大宽厚比和屈曲后强度利用应符合的规定 158

4.14　变截面刚架构件计算 158

4.14.2　刚架构件的强度计算和加劲肋设置应符合的规定 159

4.14.3　变截面柱在刚架平面内的稳定计算应符合的规定 160

4.14.4　变截面柱在刚架平面外的稳定计算应符合的规定 161

4.14.5　变截面柱柱端受剪承载力验算 162

4.14.6　斜梁和隅撑的设计应符合的规定 162

4.15　等截面刚架构件计算 162

4.16　门式刚架主要连接节点的构造 162

4.16.1　梁、柱连接节点的构造 162

4.16.2　梁、柱连接节点的构造应符合的规定 163

4.16.3　刚架柱脚节点构造 164

4.17　刚架柱顶隅撑安装节点图 165

5.1.2　轻型钢屋架常用的结构形式特点 167

5.1.1　轻型钢屋架形式及应用 167

第5章　屋架（构件设计与布置） 167

5.1　轻型屋架设计规定 167

5.1.3　常用的屋面材料、屋面坡度、檩距和对应的轻型钢屋架结构形式 168

5.2　屋架的构造 168

5.3　屋架杆件截面的选择 169

5.3.1　杆件截面的形式 169

5.3.2　杆件截面的选择原则 169

5.3.3　屋架杆件截面的最小厚度（直径） 169

5.6　屋架的计算 170

5.7.1　内力计算 170

5.7　屋架内力分析 170

5.5　常见的屋架荷载 170

5.4　屋架杆件的连接设计 170

5.7.2　屋架荷载组合对杆件内力的影响 171

5.8　轻型屋架设计要点 172

5.9　三角形屋架 172

5.9.1　三角形角钢屋架 172

5.9.2　三角形薄壁型钢屋架 178

5.9.3　屋架材料选用 182

5.9.4　屋架选用表 182

5.10　轻型梯形钢屋架 185

5.10.1　角钢和T型钢屋架 185

5.10.2　钢管屋架 194

5.10.4　屋架选用表 207

5.10.3　屋架材料选用 207

5.11　三铰拱屋架 209

5.11.1　屋架的组成、特点及适用范围 209

5.11.2　屋架的内力分析 209

5.11.3　屋架杆件的截面选择 211

5.11.4　屋架的节点构造、焊缝计算及杆件拼接 212

5.11.5　三铰拱屋架及檩条选用表 216

5.11.6　常见的三铰拱屋架的内力及截面 216

5.12　梭形屋架 226

5.12.1　屋架特点及适用范围 226

5.12.2　屋架的节间划分和杆件布置 226

5.12.3　屋架的内力分析 226

5.12.4　屋架的杆件截面选择 227

5.12.5　屋架的节点构造 229

5.12.6　屋架与屋面板的连接构造 230

第6章　轻型屋面与墙面 232

6.1　轻型屋面概述 232

6.1.1　轻型屋面特点 232

6.1.2　轻型屋面的应用 233

6.1.3　轻型屋面常用材料 234

6.1.4　常用轻型屋面设计参数 235

6.2　压型钢板概述 236

6.2.1　压型钢板定义与板型编号 236

6.2.2　压型钢板的特点 237

6.2.3　压型钢板的分类 238

6.2.5　压型钢板的尺寸、外形、重量及允许偏差 240

6.2.4　基板钢材、涂层材料与压型钢板的厚度 240

6.2.7　产品外形检验 244

6.2.8　压型钢板产品包装、标志和质量证明书 244

6.2.6　压型钢板技术要求 244

6.2.9　压型钢板现场复合保温板 245

6.2.10　部分厂家的产品截面特性值、型号和截面形状 247

6.2.11　常用板型规格 249

6.2.12　国内部分厂家的压型钢板产品介绍 257

6.3　压型钢板屋面、墙面的设计要点 269

6.3.1　计算 269

6.3.2　设计注意事项 272

6.3.3　关于载荷 272

6.4.1　压型钢板屋面、墙面的连接 273

6.3.4　选用合理的屋面坡度 273

6.4　压型钢板的构造 273

6.4.2　常用型号压型钢板的连接详图 274

6.4.3　屋面、墙面的其他构造要求 276

6.4.4　压型钢板楼面（非组合楼面）的构造要求 283

6.4.5　常见的楼面用压型钢板板型 283

6.4.6　《屋面工程质量验收规范》GB 50207—2002对金属板材屋面防水构造的规定 284

6.4.7　压型钢板安装与连接的一些企业技术规程 284

6.5　连接与铺设 285

6.5.1　压型钢板连接的计算 285

6.5.2　连接与铺设构件的构造要求 286

6.5.3　常用连接件和彩板配件 287

6.5.4　连接需要的辅材（密封材料） 289

6.5.5　压型钢板安装的允许偏差 290

6.6　压型钢板房屋屋面与墙面节点细部构造 291

6.6.1　压型钢板复合保温屋面及墙体构 291

6.6.2　压型钢板墙体及墙面细部节点构 294

6.6.3　其他压型钢板制品 300

6.7　夹芯板 307

6.7.1　夹芯板概述 307

6.7.2　常见夹芯板的加工工艺 309

6.7.3　夹芯板芯材与彩色涂层钢板 310

6.7.4　金属面聚苯乙烯夹芯板的性能要 311

6.7.5　金属面硬质聚氨酯夹芯板的性能要 311

6.7.6　金属面岩棉、矿渣夹芯板的性能要 312

6.7.7　夹芯板的外观质量 313

6.7.8　金属面聚苯乙烯夹芯板的检验 313

6.7.9　金属面硬质聚氨酯夹芯板与金属面岩棉、矿棉夹芯板的检验 315

6.7.10　夹芯板的包装、运输、贮存与标 318

6.8　夹芯板的连接 318

6.8.1　夹芯板的连接要求 318

6.8.2　常用板型配件与连接构造 318

6.9　夹芯板组合房屋 321

6.9.1　夹芯板组合房屋的常用连接件与密封 321

6.9.2　夹芯板组合房屋的细部节点构 321

6.10.2　常见夹芯板产品 326

6.10　夹芯板的设计与使用现状 326

6.10.1　设计与使用现状 326

6.11　发泡水泥复合板（太空板）屋面与墙面 340

6.11.1　发泡水泥复合板概述 340

6.11.2　四类标准发泡水泥复合板的应 347

6.11.3　发泡水泥复合板的选用 348

6.11.4　发泡水泥复合板的设计要点 349

6.11.5　发泡水泥复合板的构造及安装节 349

6.11.6　发泡水泥复合板的施工与验收 351

6.12　铝（铝合金）压型板与钛金属板 351

6.12.1　铝（铝合金）压型板概述 351

6.12.2　铝（铝合金）压型板的设计与应 352

6.12.3　HV-415型铝合金压型板 354

6.12.4　钛合金板的设计与应用 356

6.13　屋面、墙面的保温隔热做法 358

6.13.1　构造与材料 358

6.13.2　屋面保温隔热可采用的方法 358

6.13.3　外墙保温隔热可采用的方法 358

6.14　轻型屋面、墙面防水要求和耐久性 359

第7章　网架（构件设计与布置） 360

7.1　网架概述 360

7.1.1　网架的组成 360

7.1.2　网架的特点 360

7.2　常见网架的形式 361

7.1.3　网架的适用范围 361

7.3　常见网架的组成 364

7.3.1　平面桁架系网架的组成 364

7.3.2　四角锥体网架的组成 365

7.3.3　三角锥体网架的组成 365

7.4　网架结构形式选择 365

7.5　网架主要尺寸 366

7.5.1　网格尺寸 366

7.5.2　网架高度 367

7.6　网架技术经济指标 368

7.7　网架杆件的设计要点 369

7.9.1　一般计算原则 370

7.8　网架设计的一般规定 370

7.9　网架结构的计算 370

7.9.2　空间桁架位移法的计算原则 371

7.9.3　简化计算法 371

7.9.4　地震、温度作用下的内力计算原则 375

7.9.5　组合网架结构的计算原则 376

7.10　网架节点的设计与构造 377

7.10.1　焊接钢板节点 377

7.10.2　焊接空心球节点 378

7.10.3　螺栓球节点 379

7.10.4　支座节点 381

7.11.2　网架的安装 383

7.11.1　网架的制作 383

7.11　网架的制作、安装及涂装要点 383

7.11.3　网架的涂装 384

第8章　檩条 385

8.1　檩条的概述 385

8.1.1　实腹式檩条的形式、特点及适用范围 385

8.1.2　空腹式檩条的形式、特点及适用范围 385

8.1.3　桁架式檩条的形式、特点及适用范围 386

8.1.4　下撑式檩条的形式、特点及适用范围 387

8.2　檩条的节约措施 387

8.3　檩条的布置、连接及构造 387

8.3.1　檩条的构造 387

8.3.2　檩条的布置与连接 390

8.4　檩条截面尺寸 395

8.5　檩条荷截 395

8.6　檩条的设计与计算 395

8.6.1　檩条的设计要点 395

8.6.2　檩条的计算 396

8.7　檩条选用 404

8.8　冷弯薄壁型钢构件承载能力 406

8.8.1　冷弯薄壁型钢构件承载能力符合的构造型式和计算规定 406

8.8.2 C型简支冷弯薄壁型钢构件承载能力 407

8.8.3 Z型冷弯薄壁型钢构件承载能力 413

8.9　檩条详图 431

8.10　檩条的经济指标 432

8.11.1　巴特勒LANDMARKTM2000桁架檩条系统 433

8.11　桁架檩条系统 433

8.11.2　应用范围和设计选用要求 434

8.12　檩条的安装节点图 435

8.13　屋面檩条及拉条布置图 439

第9章　天窗架（构件设计与布置） 460

9.1　天窗架概述 460

9.2　常见天窗架的形式及应用 460

9.5　轻型屋面钢天窗架的材料 461

9.6　天窗架构件选用表 461

9.4　不同跨度天窗架的窗扇高度及屋架跨度表 461

9.3　天窗架设计要点 461

9.7　天窗架杆件截面选择 463

9.8　天窗架的设计计算 463

9.9　在非抗震区不同跨度钢天窗架平面布置示意图 464

9.9.1　轻型屋面6m钢天窗架平面布置示意图 464

9.9.2　轻型屋面9m钢天窗架平面布置示意 465

9.9.3　轻型屋面12m钢天窗架平面布置示意 466

9.10　在抗震区不同跨度钢天窗架平面布置示意图 467

9.10.1　轻型屋面6m钢天窗架平面布置示意 467

9.10.2　轻型屋面9m钢天窗架平面布置示意 469

9.10.3　轻型屋面12m钢天窗架平面布置示意图 471

9.11.1 6m钢天窗架檩条、拉条平面布置图 473

9.11.2 9m钢天窗架檩条、拉条平面布置图 473

9.11　轻型屋面不同跨度钢天窗架檩条、拉条平面布置图 473

9.11.3 12m钢天窗架檩条、拉条平面布置图 474

9.12　轻型屋面钢天窗架上弦檩托位置图 475

9.13　轻型屋面钢天窗架安装节点图 476

9.14　轻型屋面钢天窗架详图 478

9.15　轻型屋面钢天窗架的制作、运输和安装 525

9.16　轻型屋面钢天窗架的防锈、涂装 525

第10章　连接 526

10.1　焊缝连接 526

10.1.1　焊缝连接的方法 526

10.1.2　焊缝连接的连接形式 526

10.1.3　焊缝形式 527

10.1.5　焊缝质量等级选用 530

10.1.4　喇叭形焊缝 530

10.1.6　焊缝的强度设计值 531

10.1.7　焊缝连接的构造要求 531

10.1.8　焊缝连接的计算 532

10.1.9　焊缝连接的承载力设计值 534

10.2　螺栓连接 539

10.2.1　螺栓连接的类型 539

10.2.2　普通螺栓连接的计算 539

10.2.3　高强度螺栓连接的计算 541

10.2.4　螺栓在构件节点处的承载力设计值的计算 542

10.2.5　螺栓数目的确定 542

10.2.7　螺栓连接的构造要求 543

10.2.8　螺栓的最大、最小容许距离 543

10.2.6　螺栓连接的强度设计值 543

10.2.9　普通螺栓与螺栓孔径的关系 544

10.2.10　角钢、工字钢、槽钢上的螺栓规距及相应的最大螺栓孔径 544

10.2.11　螺栓连接的承载力设计值 544

10.3　组合工字梁翼缘连接 547

10.4　梁与柱的刚性连接 548

10.5　连接节点处板件的计算 549

第11章　制作、安装与验收 551

11.1　概要 551

11.2　轻型钢结构构件制作与验收 551

11.2.1　构件制作的特点 551

11.2.2　构件制作的一般工艺 552

11.2.3　构件制作的基本要求 553

11.2.4　构件制作的尺寸容许偏差 555

11.2.5　构件制作过程允许偏差 558

11.2.6　构件制作验收 561

11.3　轻型钢结构构件安装 562

11.3.1　安装准备工作 562

11.3.2　构件安装的基本要求 563

11.3.3　安装机械选择 564

11.3.4　构件安装 564

11.3.5　构件安装的允许偏差 566

11.3.6　结构装配过程 570

11.4.1　涂装 572

11.4　涂装、隔热和防护 572

11.3.7　安装清理 572

11.4.2　隔热 574

11.4.3　防护 574

11.5　轻型钢结构分部工程竣工验收 582

11.5.1　紧固件连接工程检验项目 586

11.5.2　焊缝外观质量标准及尺寸允许偏差 588

第12章　常用材料 590

12.1　结构钢材 590

12.1.1　钢材分类 590

12.1.2　牌号或钢号表示方法、代号和符号 590

12.1.3　钢材的性能和化学成分 591

12.1.5　钢材的选用 597

12.1.4　钢材验收 597

12.1.6　碳素钢和低合金钢成品化学成分允许偏差 598

12.1.7　钢材交货状态 599

12.1.8　钢材表面质量 599

12.1.9　试验方法 599

12.1.10　耐大气腐蚀用钢材（耐候钢） 599

12.1.11　钢材品种、规格尺寸和标准 604

12.2　连接材料 671

12.2.1　焊缝连接材料 671

12.2.2　螺栓连接材料 684

12.3　涂装材料 722

12.3.1　钢结构防腐涂装材料 722

12.3.2　钢结构防火涂装材料 743