GB 51022-2015 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 （完整版）
1 總 則
1.0.1 為規(guī)范門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制作、安裝及驗收，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量，制定本規(guī)范。
1.0.2 本規(guī)范適用于房屋高度不大于18m，房屋高寬比小于1，承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨實腹門式剛架、具有輕型屋蓋、無橋式吊車或有起重量不大于20t的A1～A5工作級別橋式吊車或3t懸掛式起重機(jī)的單層鋼結(jié)構(gòu)房屋。
本規(guī)范不適用于按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》GB 50046規(guī)定的對鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)腐蝕介質(zhì)作用的房屋。
1.0.3 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制作、安裝及驗收，除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2 術(shù)語和符號
3 基本設(shè)計規(guī)定
4 荷載和荷載組合的效應(yīng)
5 結(jié)構(gòu)形式和布置
6 結(jié)構(gòu)計算分析
7 構(gòu)件設(shè)計
8 支撐系統(tǒng)設(shè)計
9 檁條與墻梁設(shè)計
10 連接和節(jié)點設(shè)計
11 圍護(hù)系統(tǒng)設(shè)計
12 鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)
13 制 作
14 運(yùn)輸、安裝與驗收
附錄A 剛架柱的計算長度
A.0.1 小端鉸接的變截面門式剛架柱有側(cè)移彈性屈曲臨界荷載及計算長度系數(shù)可按下列公式計算：
式中：μ——變截面柱換算成以大端截面為準(zhǔn)的等截面柱的計算長度系數(shù)；
I0——立柱小端截面的慣性矩(mm4)；
I1——立柱大端截面慣性矩(mm4)；
H——楔形變截面柱的高度(mm)；
Kz——梁對柱子的轉(zhuǎn)動約束(N·mm)；
ic1——柱的線剛度(N·mm)，ic1＝EI1／H。
A.0.2 確定剛架梁對剛架柱的轉(zhuǎn)動約束，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 在梁的兩端都與柱子剛接時，假設(shè)梁的變形形式使得反彎點出現(xiàn)在梁的跨中，取出半跨梁，遠(yuǎn)端鉸支，在近端施加彎矩(M)，求出近端的轉(zhuǎn)角(θ)，應(yīng)由下式計算轉(zhuǎn)動約束：
2 當(dāng)剛架梁遠(yuǎn)端簡支，或剛架梁的遠(yuǎn)端是搖擺柱時，本規(guī)范第A.0.3條中的s應(yīng)為全跨的梁長；
3 剛架梁近端與柱子簡支，轉(zhuǎn)動約束應(yīng)為0。
A.0.3 楔形變截面梁對剛架柱的轉(zhuǎn)動約束，應(yīng)按剛架梁變截面情況分別按下列公式計算：
1 剛架梁為一段變截面(圖A.0.3-1)：
式中：I0——變截面梁跨中小端截面的慣性矩(mm4)；
I1——變截面粱檐口大端截面的慣性矩(mm4)；
s——變截面梁的斜長(mm)。
圖A.0.3-1 剛架梁為一段變截面及其轉(zhuǎn)動剛度計算模型
2 剛架梁為二段變截面(圖A.0.3-2)：
式中：R1——與立柱相連的第1變截面梁段，遠(yuǎn)端截面慣性矩與近端截面慣性矩之比；
R2——第2變截面梁段，近端截面慣性矩與遠(yuǎn)端截面慣性矩之比；
s1——與立柱相連的第1段變截面梁的斜長(mm)；
s2——第2段變截面梁的斜長(mm)；
s——變截面梁的斜長(mm)；
i11——以大端截面慣性矩計算的線剛度(N·mm)；
i21——以第2段遠(yuǎn)端截面慣性矩計算的線剛度(N·mm)；
I10、I11、I20、I21——變截面梁慣性矩(mm4)(圖A.0.3-2)。
圖A.0.3-2 剛架梁為二段變截面及其轉(zhuǎn)動剛度計算模型
3 剛架梁為三段變截面(圖A.0.3-3)：
圖A.0.3-3 剛架梁為三段變截面及其轉(zhuǎn)動剛度算模型
A.0.4 當(dāng)為階形柱或兩段柱子時，下柱和上柱的計算長度應(yīng)按下列公式確定：
式中：Kz0——柱腳對柱子提供的轉(zhuǎn)動約束(N·mm)；柱腳鉸支時，Kz0＝0.5ic1；柱腳固定時，Kz0＝50ic1；
Kz1——中間梁(低跨屋面梁，夾層梁)對柱子提供的轉(zhuǎn)動約束(N·mm)，按本規(guī)范第A.0.3條確定；
Kz2——屋面梁對上柱柱頂?shù)霓D(zhuǎn)動約束(N·mm)，按本規(guī)范第A.0.3條確定；
ic1——下柱為變截面時，下柱線剛度(N·mm)；
ic2——上柱線剛度(N·mm)；
I1、I2、I10、I11——柱子的慣性矩(mm4)(圖A.0.4)；
N1、N2——分別為下柱和上柱的軸力(N)；
H1、H2——分別為下柱和上柱的高度(mm)。
A.0.5 當(dāng)為二階柱或三段柱子時，下柱、中柱和上柱的計算長度，應(yīng)按不同的計算模型確定(圖A.0.5)，或按下列公式計算：
圖A.0.4 變截面階形剛架柱的計算模型
式中：μ1、μ2、μ3——分別為下段柱、中段柱和上段柱的計算長度系數(shù)；
ic1、ic2、ic3——分別為下段柱、中段柱和上段柱的線剛度(N·mm)。
A.0.6 當(dāng)有搖擺柱(圖A.0.6)時，確定梁對剛架柱的轉(zhuǎn)動約束時應(yīng)假設(shè)梁遠(yuǎn)端鉸支在搖擺柱的柱頂，且確定的框架柱的計算長度系數(shù)應(yīng)乘以放大系數(shù)η。
圖A.0.6 帶有搖擺柱的框架
1 放大系數(shù)η應(yīng)按下列公式計算：
式中：Nj——換算到柱頂?shù)膿u擺柱的軸壓力(N)；
Njk，hjk——第就、j個搖擺柱上第k個豎向荷載(N)和其作用的高度(mm)；
Pi——換算到柱頂?shù)目蚣苤妮S壓力(N)；
Pik、Hik——第i個柱子上第k個豎向荷載和其作用的高度(mm)；
hj——第j個搖擺柱高度(mm)；
Hi——第i個剛架柱高度(mm)。
2 當(dāng)搖擺柱的柱子中間無豎向荷載時，搖擺柱的計算長度系數(shù)取1.0；
3 當(dāng)搖擺柱的柱子中間作用有豎向荷載時，可考慮上、下柱段的相互作用，決定各柱段的計算長度系數(shù)。
A.0.7 采用二階分析時，柱的計算長度應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 等截面單段柱的計算長度系數(shù)可取1.0；
2 有吊車廠房，二階或三階柱各柱段的計算長度系數(shù)，應(yīng)按柱頂無側(cè)移，柱頂鉸接的模型確定。有夾層或高低跨，各柱段的計算長度系數(shù)可取1.0；
3 柱腳鉸接的單段變截面柱子的計算長度系數(shù)μ r應(yīng)按下列公式計算：
式中：γ——變截面柱的楔率；
h0、h1——分別是小端和大端截面的高度(mm)；
I0、I1——分別是小端和大端截面的慣性矩(mm4)。
A.0.8 單層多跨房屋，當(dāng)各跨屋面梁的標(biāo)高無突變(無高低跨)時，可考慮各柱相互支援作用，采用修正的計算長度系數(shù)進(jìn)行剛架柱的平面內(nèi)穩(wěn)定計算。修正的計算長度系數(shù)應(yīng)按下列公式計算。當(dāng)計算值小于1.0時，應(yīng)取1.0。
式中：Nk、hk——分別為搖擺柱上的軸力(N)和高度(mm)；
K——在檐口高度作用水平力求得的剛架抗側(cè)剛度(N／mm)；
Pcrj——按傳統(tǒng)方法計算的框架柱的臨界荷載，其計算長度系數(shù)可按式(A.0.1-2)計算。
A.0.9 按本附錄確定的剛架柱計算長度系數(shù)適用于屋面坡度不大于1／5的情況，超過此值時應(yīng)考慮橫梁軸向力的不利影響。
