首页 > 服务团队 > 设计团队 >

设计团队

冷弯薄壁型钢房屋结构源于传统的木结构房屋,从住宅产业化、环保、抗震防灾、加速房屋建造周期等因素考虑,轻钢结构房屋住宅有广阔的市场和前景。
低层冷弯薄壁型钢结构 CAD 软件 CSHCAD 是 PKPM 软件的一个功能模块,可以完成各种低层冷弯薄壁型钢结构的快速建模,结构计算,计算结果输出功能。
低层冷弯薄壁型钢软件可以完成以下功能:
  快速建模。软件除了提供常用的交互建模方式外,还增加了标准户型库,方便设计人员快速的导入模型。针对冷弯薄壁型钢结构杆件截面小,杆件多的特点,软件提供了
“快速布墙”和“快速布梁”的功能。
  荷载自动导算。软件可以自动将屋面恒荷载、活荷载(雪荷载)、风荷载根据荷载传递途径导算到构件和节点。可以通过人机交互进行荷载修改、添加和删除。
  结构自动计算。低层冷弯薄壁型钢住宅的空间结构分析采用中国建筑科学研究院编制的“复杂多层及高层建筑结构分析与设计软件 PMSAP”完成结构内力分析。在抗剪墙板、柱及其连接设计时,恒活荷载作用采用 PMSAP 的空间分析结果,因为墙板的空间蒙皮效应在空间有限元分析中不容易模拟真实,因此对于风、地震水平作用荷载的分
析,采用了《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》推荐的简化计算方法,采用底部剪力法计算地震作用,抗剪墙按刚度分配重的水平剪力的方法。
  计算书输出。软件可以输出整体计算书和各层信息计算书,并提供 txt 及 pdf 两种格式。整体计算书包含:设计依据、风荷载作用信息、地震荷载作用信息、墙板抗剪信息。 各层计算书包含:楼层信息、墙基本信息、柱单工况内力、梁单工况内力、柱构
件验算结果、梁构件验算结果。
  设计工具。软件除空间结构建模与分析外还提供多种设计工具,便于设计人员工作。包括:楼面简支梁设计工具、外墙面抗风柱设计工具、基本构件计算工具以及图形编辑打印和转换工具。

4 基本设计规定

4.1 设计原则

4.1.1 本规程结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计法,以分项系数设计表达式进行计算。

4.1.2 本规程中的承重结构,应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。

4.1.3 当结构构件和连接按不考虑地震作用的承载能力极限状态设计时,应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用荷载效应的基本组合进行计算。当结构构件和连接按考虑地震作用的承载能力极限状态设计时,应根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的荷载效应组合进行计算,其中承载力抗震调整系数γRE取0.9。

4.1.4 当结构构件按正常使用极限状态设计时,应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的荷载效应的标准组合和现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的荷载效应组合进行计算。

4.1.5 结构构件的受拉强度应按净截面计算;受压强度应按有效净截面计算;稳定性应按有效截面计算;变形和各种稳定系数均可按毛截面计算。

4.1.6 构件中受压板件有效宽度的计算应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018计算;当板厚小于2mm时,应考虑相邻板件的约束作用。

4.2 荷载与作用

4.2.1 屋面雪荷载、风荷载,除本规程另有规定外,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。

4.2.2 屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算)应取0.5kN/m2

4.2.3 地震作用应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定计算。

4.2.4 施工集中荷载宜取1.0kN,并应在最不利位置处验算。

4.2.5 复杂体型房屋屋面的风载体型系数可按房屋屋面和墙面分区确定(图4.2.5),纵风向时屋顶(R)部分的风载体型系数应取-0.8,其余部分的风载体型系数应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009采用。


图4.2.5 房屋屋面和墙面分区
W-迎风墙;U-迎风坡屋顶;S-边墙;R-纵风向坡屋顶;L-背风墙;D-背风坡屋顶

4.2.6 复杂屋面的屋面积雪分布系数的确定应符合下列规定:
    1 当屋面坡度(α)小于或等于25°时,屋面积雪分布系数μr为1.0;当屋面坡度(α)大于或等于50°时,μr为0;当屋面坡度(α)大于25°且小于50°时,μr按线性插值取用。
    2 设计屋面承重构件时,应考虑雪荷载不均匀分布的荷载情况。各屋面的雪荷载分布系数应按下列规定进行调整(图4.2.6):
        1)对迎风面屋面积雪分布系数,取0.75μr
        2)对背风面屋面积雪分布系数,取1.25μr
        3)对侧风面屋面:在屋面无遮挡情况时,侧风面屋面积雪分布系数取0.5μr;在屋面有遮挡情况时,遮挡前侧风面屋面积雪分布系数取0.75μr,遮挡后侧风面屋面积雪分布系数取1.25μr


图4.2.6 屋面积雪分布系数

4.3 建筑设计及结构布置

4.3.1 低层冷弯薄壁型钢房屋建筑设计宜避免偏心过大或在角部开设洞口(图4.3.1)。当偏心较大时,应计算由偏心而导致的扭转对结构的影响。


图4.3.1 不宜采用的建筑平面示意

4.3.2 抗剪墙体在建筑平面和竖向宜均衡布置,在墙体转角两侧900mm范围内不宜开洞口;上、下层抗剪墙体宜在同一竖向平面内;当抗剪内墙上下错位时,错位间距不宜大于2.0m。

4.3.3 在设计基本地震加速度为0.3g及以上或基本风压为0.70kN/m2及以上的地区,低层冷弯薄壁型钢房屋建筑和结构布置应符合下列规定:
    1 与主体建筑相连的毗屋应设置抗剪墙,如图4.3.3-1(a)所示。
    2 不宜设置如图4.3.3-1(b)所示的退台。


图4.3.3-1 建筑立面示意


    3 由抗剪墙所围成的矩形楼面或屋面的长度与宽度之比不宜超过3。
    4 抗剪墙之间的间距不应大于12m。
    5 平面凸出部分的宽度小于主体宽度的2/3时,凸出长度L不宜超过1200mm(图4.3.3-2),超过时,凸出部分与主体部分应各自满足本规程第8章关于抗剪墙体长度的要求。


图4.3.3-2 平面凸出示意

4.3.4 外围护墙设计应符合下列规定:
    1 应满足国家现行有关标准对节能的要求。
    2 与主体钢结构应有可靠的连接。
    3 应满足防水、防火、防腐要求。
    4 节点构造和板缝设计,应满足保温、隔热、隔声、防渗要求,且坚固耐久。

4.3.5 隔墙设计应符合下列规定:
    1 应有良好的隔声、防火性能和足够的承载力。
    2 应便于埋设各种管线。
    3 门框、窗框与墙体连接应可靠,安装应方便。
    4 分室墙宜采用轻质墙板或冷弯薄壁型钢石膏板墙,也可采用易拆型隔墙板。

4.3.6 吊顶应根据工程的隔声、隔振和防火性能等要求进行设计。

4.3.7 抗剪墙体应布置在建筑结构的两个主轴方向,并应形成抗风和抗震体系。

4.4 变形限值

4.4.1 计算结构和构件的变形时,可不考虑螺栓或螺钉孔引起的构件截面削弱的影响。

4.4.2 受弯构件的挠度不宜大于表4.4.2规定的限值。

表4.4.2 受弯构件的挠度限值

    注:1 表中L为构件跨度;
        2 对悬臂梁,按悬伸长度的2倍计算受弯构件的跨度。

4.4.3 水平风荷载作用下,墙体立柱垂直于墙面的横向弯曲变形与立柱长度之比不得大于1/250。

4.4.4 由水平风荷载标准值或多遇地震作用标准值产生的层间位移与层高之比不应大于1/300。

4.5 构造的一般规定

4.5.1 构件受压板件的宽厚比不应大于表4.5.1规定的限值。


表4.5.1 受压板件的宽厚比限值

板件类别 宽厚比限值
非加劲板件 45
部分加劲板件 60
加劲板件 250

4.5.2 受压构件的长细比,不宜大于表4.5.2规定的限值。受拉构件的长细比,不宜大于350,但张紧拉条的长细比可不受此限制。当受拉构件在永久荷载和风荷载或多遇地震组合作用下受压时,长细比不宜大于250。


表4.5.2 受压构件的长细比限值

构件类别 长细比限制
主要承重构件(梁、立柱、屋架等) 150
其它构件及支撑 200

4.5.3 冷弯薄壁型钢结构承重构件的壁厚不应小于0.6mm,主要承重构件的壁厚不应小于0.75mm。

4.5.4 低层冷弯薄壁型钢房屋同一榀构架的立柱、楼板梁、屋架宜在同一平面内,构件形心之间的偏心不宜超过20mm。

4.5.5 冷弯薄壁型钢构件的腹板开孔时(图4.5.5)应满足下列要求:
    1 孔口的中心距不应小于600mm。 
    2 水平构件的孔高不应大于腹板高度的1/2和65mm的较小值。


图4.5.5 构件开孔示意

    3 竖向构件的孔高不应大于腹板高度的1/2和40mm的较小值。
    4 孔宽不宜大于110mm。
    5 孔口边至最近端部边缘的距离不得小于250mm。
    当不满足时,应根据本规程第4.5.6条的要求对孔口加强。



图4.5.6 孔口加强示意
1-立柱;2-螺钉;3-洞口加强件;4-自攻螺钉;5-梁

4.5.6 当腹板开孔不满足本规程第4.5.5条的要求时,应对孔口进行加强,见图4.5.6。孔口加强件可采用平板、槽形构件或卷边槽形构件。孔口加强件的厚度不应小于所要加强腹板的厚度,且伸出孔口四周不应小于25mm。加强件与腹板应采用螺钉连接,螺钉最大中心间距应为25mm,最小边距应为12mm。

4.5.7 在构件支座和集中荷载作用处,应设置腹板加劲件。加劲件可采用厚度不小于1.0mm的槽形构件和卷边槽形构件,且其高度宜为被加劲构件腹板高度减去10mm。加劲件与构件腹板之间应采用螺钉连接(图4.5.7)。螺钉应布置均匀。


图4.5.7 腹板加劲件的设置
1-连接螺钉;2-腹板加劲件

4.5.8 顶导梁、底导梁、边梁的槽形构件可采用如图4.5.8所示的拼接形式,每侧连接腹板的螺钉不应少于4个,连接翼缘的螺钉不应少于2个。卷边槽形构件的拼接件厚度不应小于所连接的构件厚度。

4.5.9 地脚螺栓直径不应小于12mm。承重构件中,螺钉和射钉的直径不应小于4.2mm。

4.5.10 楼面梁及屋架弦杆支承在冷弯薄壁型钢承重墙体上时,支承长度不应小于40mm。中间支座处宜设置腹板加劲件。

4.5.11 承重墙体、楼面以及屋面中的立柱、梁等承重构件应与结构面板或斜拉支撑构件可靠连接。


图4.5.8 槽形构件拼接示意
1-卷边槽形构件;2-螺钉