民用建筑工程设计常见问题分析及图示（钢结构和空间网格结构）05SG109-4

民用建筑工程设计常见问题分析及图示

(钢结构和空间网格结构)

批准部门：中华人民共和国建设部 批准文号：建质[2005]14号 主编单位：中冶京诚工程技术有限公司

中国建筑标准设计研究院 统一编号：BT—791 实行日期：二00五年三月一日 图集号：05SGl09—4

目 录

编制说明 钢结构

1 钢结构设计规定 1.1 基本设计规定 1.2 构件计算 1.3 连接计算 1.4 构造要求 2 冷弯薄壁型钢结构 2.1 基本设计规定 2.2 构件计算

2.3 构造要求

3 门式刚架轻型房屋钢结构 3.1 3.2 3.3 3.4

基本设计规定 支撑体系 设计计算 构造要求

4 高层民用建筑钢结构 4.1 基本设计规定 4.2 构件设计 4.3 节点设计

4.4 组合楼板设计 空间网格结构 5 空间网格结构 5.1 材料选用 5.2 结构选型 5.3 设计计算 5.4 杆件 5.5 节点设计

编 制 说 明

1．主要编制依据:

建设部建质[2004]46号文”关于印发《二00四年国家建筑标准设计编制工作计划》的通知”

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001(简称可靠度标准) 《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223-2004(简称设防分类标准)

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《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(简称荷载规范)

《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001(简称抗震规范) 《钢结构设计规范》GB 50017-2003(简称钢结构规范)

《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98(简称高钢规程)

《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJl38-2001(简称组合结构规程) 《钢骨混凝土结构设计规程》YB9082-97(简称钢骨混凝土规程)

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018-2002(简称薄壁型钢规范) 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102：2002(简称门式刚架规程) 《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91(简称网架规程) 《网壳结构技术规程》JGJ6l-2003(简称网壳规程)

《网架结构设计与施工规程应用指南》(简称网架设计指南) 《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002(简称钢结构焊接规程)

《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》GB/T16939-199(简称钢架高强度螺栓) 《钢结构工程施工质量验收规程》GB50205-2001(简称钢结构施工规范) 《建筑工程设计文件编制深度规定》建质[2003]84号(简称设计文件深度) 《施工设计文件审查要点》[2003]2号(简称审查要点)

2，编制目的：

根据现行的国家有关规范、规程，对民用建筑工程设计中由于设计人员的考虑不周和对规范、规程的理解不够全面，造成的一些不当做法和错误，以及在施工图设计文件审查中常出现的问题，进行汇总、整理、分析，并提出改进措施及依据，从而加强设计人员对规范及规程全面、准确的理解，避免类似错误的发生，合理和优化设计，提高设计质量。 3，主要内容：

本图集共分四册。第一册为工程设计管理、荷载与地震作用、地基与基础，第二册为砌体结构，第三册为混凝土结构，第四册为钢结构和空间网格结构。采用图文并茂及对照编排方式给出设计中工程技术人员容易混淆、容易忽视的问题及相关规定和改进措施示例。 本分册主要内容包括：普通钢结构、冷弯薄壁型钢结构、门式刚架轻型房屋钢结构、高层民用建筑钢结构和空间网格结构的基本设计规定、构件计算及构造要求等。

4，适用范围：

本图集适用于民用建筑或一般工业建筑工程设计，可供设计、审图、监理、施工和管理等部门的技术人员使用。

5，使用说明

5.1 本图集所列常见问题是指不符合现行国家规范、规程或不够合理、不够完善的做法，改进措施是指根据规范，规程的规定应采取的做法。

5.2 鉴于工程的具体情况，解决问题的措施不是唯一的，设计时应根据工程实际情况，注意避免本图集提出的”常见问题”，采取合理的解决措施，不宜拘泥于本图集提供的改进方案。

5.3 使用本图集应严格执行国家现行标准、规范和规程的规定，如涉及地方规定的，还应协调考虑。

1 钢结构

1.1 基本设计规定

1.1.1 在钢结构设计文件说明中未注明结构钢材的强度等级、连接材料的型号，焊缝型式，焊缝质量等级及对施工的要求。

原因分析：对于钢结构设计，在设计文件中说明设计所采用的钢材牌号、连接材料的型号、

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焊缝型式和焊缝质量等级等是必不可少的，应对钢结构制作、安装和验收起到指导作用，因此《钢结构规范》GB50017将它列为强制性条文。设计人员往往在设计文件中忽视了注明要求的必要性。

改进措施：应按《钢结构规范》CB50011第1.0.5条(强制性条文)要求，在钢结构设计文件中，注明钢材牌号、连接材料的型号(或钢号)和对钢材所要求的力学性能、化学成份及其他的附加保证项目。此外，还应注明所要求的焊缝形式、焊缝质量等级、端面刨平顶紧部位及对施工的要求。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.1.2 计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接的强度时，未采 用由吊车摆动引起的横向水平力。

原因分析：《钢结构规范》GB50017对于此处有所变化，原《钢结构设计规范》GBJl7-88此处计算的吊车横向水平力考虑增大系数，而现行《钢结构规范》规定，吊车横向水平力标准值按公式HK＝αPk,max计算。

改进措施：应按《钢结构规范》第3.2.2条规定进行设计，并与《荷载规范》GB50009规定的横向水平荷载对比，按较大值采用。计算吊车梁及其制动结构的强度、稳定以及连接强度时，按公式HK＝αPk,max计算。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.1.3 再选用钢材时未注明应要求的钢材质量等级（A、B、C、D等级），材质性能无相应保证。

原因分析：设计中容易忽视钢材的质量等级及其含义、重要性与通用条件。

改进措施：应按《钢结构规范》GB50017第3.3.1和第3.3.2条选材要求与《全国民用建筑工程设计技术措施－结构》第17.1.1条在设计文件中注明质量等级要求。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.1.4 对由抗震设计控制截面选用的承重钢结构，未对钢材材质提出材料性能补充要求，仅在设计文件中注明采用Q235钢或Q345钢。

原因分析：《抗震规范》GB50011第3.9.1、3.9.2条对钢材提出特别最低要求，应在设计文件中说明。

改进措施：《抗震规范》第3.9.1，3.9.2条对抗震钢结构钢材提出特别最低要求，即实测强屈比、伸长率、冲击韧性和屈服台阶及可焊性，并在设计文件中注明。A级钢不保证冲击韧性，且Q235—A含碳量不作交货条件，故不能用于抗震设防钢结构和焊接结构。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.1.5 焊接钢结构选用Q235-A级钢，可焊性无可靠保证。

原因分析：设计人员容易忽视Q235-A级钢是不保证含碳量(亦可不保证焊接性能)的性能条件，又未注意《钢结构规范》GB50017相关条文规定。

改进措施：按《钢结构规范》第3.3.3条(强制性条文)与《全国民用建筑工程设计技术措施一结构》第17.2.2条在设计文件中正确、合理选用钢材等级。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.1.6 对于直接承受动力荷载且需验算疲劳的结构，在设计文件中对其手工焊焊条未注明要求采用低氢型焊条，即E4315、E4316或E5015、E5016型焊条。

原因分析：手工焊接时焊条型号中关于药皮类型的确定，应按结构的受力情况和重要性区别对待，对于承受动力荷载且需验算疲劳的结构，为减少焊缝金属中的含氢量，防止冷裂纹出现，并使焊缝金属脱硫减小裂纹的倾向，应采用低氢碱性焊条。设计人员未注意查用规范有关受直接动力荷载构件对焊条选材的专门要求。

改进措施：应按《钢结构规范》GB50017第3.3.8条款要求选用焊条。对直接承受动力荷载

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且需验疲劳的结构，应选取低氢型焊条并配以相应焊剂，即对Q235钢应选E4315、E4316，对Q345钢应选E5015、E5016焊条。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.1.7 在钢结构构件计算中对t＝18mm，t＝20mm，Q235钢板强度设计值取值不同。未予以注意，造成错误。

原因分析：《钢结构规范》GB50017第3.4.1条(强制性条文)规定t＞16～40mm钢板抗拉、抗压、和抗弯强度设计值f＝205N／mm2，而原《钢结构设计规范》GBJl7-88规定t≤20mm钢板抗拉、抗压和抗弯强度设计值f＝215N／mm。 改进措施：对于钢材的强度设计值，经过多年的设计和生产经验，在大量的调查研究基础上，《钢结构规范》第3.4.l条(强制性条文)将t＝18mm和t＝20mm的Q235钢板的强度设计值调整为f＝205N／mm，应按此执行。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.1.8 在计算单面连接轴心受压单角钢和无垫板的单面施焊的对接焊缝强度时，其强度设计值未乘以折减系数。

原因分析：(1)由于平面连接的受压单角钢实际上是双向压弯构件，只是为计算简便将其作为轴心受压构件计算，应采用折减系数以考虑双向压弯的影响。

(2)经调查统计许多单面施焊不加垫板时，焊缝不能保证焊满焊件的全厚度，因此其强度设计值应乘以折减系数。

改进措施：应按《钢结构规范》GB50017第3.4.2条(强制性条文)，将强度设计值乘以折减系数0.85(稳定性计算另有规定)。如图1.1.8-1、2所示：

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－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.2 构件计算

1.2.1 钢梁上翼缘或支座受有较大集中荷载处，未设置横向加劲肋，或未进行该处腹板 局部承压强度计算。

原因分析：当梁上翼缘或支座受有较大集中荷载时，宜在该处按置构造设支承加劲肋，并应进行该处局部承压验算，否则梁会因为局部承压强度不够而发生破坏。

改进措施：应按《钢结构规范》GB50017第4.l.3、4.3.2、4.3.6、4.3.7条要求进行局部承压强度验算，同时注意此处施焊受剪。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.2.2 钢梁受压翼缘自由长度l1：与其宽度b1之比超过有关规定，未对钢梁进行整体稳 定计算。

原因分析：对钢结构的受弯构件不仅要进行强度计算，还应进行整体稳定计算，因稳定计算常起控制作用。

改进措施：应按《钢结构规范》GB50017第4.2.1条的有关规定，对钢梁进行整体稳定计算。计算整体稳定系数φb时，应遵照附录B的有关规定。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.2.3 简支箱形梁截面尺寸不满足h/b0≤6和l1/b0≤95(235／fy)未对梁的整体稳定进行计算。

原因分析：箱形梁与工字形梁相比具有较好的抗扭特性，但其截面尺寸不宜超过限值。 改进措施：由于箱形截面梁的抗侧向弯曲和抗扭转刚度远远大于工字形梁，其整体稳定性很

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强，设计时应尽量避免计算其整体稳定性，《钢结构规范》GB50017也未给出整体稳定系数的计算方法，因此，《钢结构规范》第4.2.4条规定，箱形截面只要满足h/b0≤6和l1/b0≤95(235／fy)时可不计算其整体稳定性，当不满足时应进行整体稳定计算。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.2.4 支座反力比较大的梁端支承加劲肋未按轴心受压构件计算其在梁平面外的稳定性，且对加劲肋与梁腹板的连接焊缝也末进行计算。

原因分析：梁端的反力设计假定由加劲肋和部分腹板承受，加劲肋和部分腹板组成的截面按轴心受压构件计算，加劲肋与上翼缘接触面可以要求刨平顶紧后再焊接。

改进措施：应按《钢结构规范》GB50017第4.3.7条，对支承加劲肋处进行计算。计算时应注意此处按轴心受压构件考虑的截面为加劲肋和加劲肋每侧15tw(235/fy)1/2范围内组成的十字形截面，计算长度取梁腹板高度h0，如图1.2.4所示：

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.2.5 工字形截面梁受压翼缘外伸宽度b与其厚度t之比不符合有关规定。

原因分析：钢结构构件因局部稳定而对板件宽厚比是有限值要求的，尤其是当设计中考虑截面塑性发展与塑性设计时，其限值更严。

改进措施：应按《钢结构规范》GB50017第4.3.8条和第9.1.4条规定，限制工字形截面梁受压翼缘的宽厚比。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.2.6 计算单角钢受压构件长细比时，未采用角钢最小回转半径，而采用了与角钢平行轴的回转半径。

原因分析：单角钢受压构件的长细比计算一般取最小回转半径，但计算在交叉点相互连接时杆件平面外长细比时则另有规定。

改进措施：应按《钢结构规范》GB50017第5.3.8条注2规定取回转半径。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.2.7 轴心受压构件未按V＝Af／85(fy／235)1/2式计算剪力。

原因分析：对于轴心受压构件，由于在制作、安装过程中构件存在着初始偏心，在外荷载作用下不是理想的中心受压，故应考虑随着构件的弯曲伴有剪力产生，根据理论计算《钢结构规范》GB50017给出剪力计算公式V＝Af／85(fy／235)。

改进措施：应按《钢结构规范》第5.1.6条计算轴心受压构件的剪力，此剪力值可假定沿构件全长不变，对于实腹式构件由构件截面承受，对于格构式构件由缀材承受。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 1.2.8 用作减小轴心受压柱自由长度的支撑，仅按构造计算其长细比，未根据支撑力计算

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精度的。

改进措施：(1)按《薄壁型钢规范》第4.2.7条规定，对单面连接的单角钢等乘以相应的折减系数。(2)对压杆回转半径取值，按该条文所注规定执行。(3)遇有本条文规定的其他折减系数同时存在，其折减系数应连乘。(4)本条文为强制性条文。(5)各种有关连接如图2.l.5所示。(6)第4.2.7条第5款的折减系数仅用于普通螺栓连接。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.2 构件计算

2.2.1 格构式轴心受压构件未按有关规定计算剪力。 原因分析：(1）格构式轴心受压构件由于在制作、运输及安装过程中会产生初始弯曲，同时，轴心力的作用存在着不可避免的初始偏心，在轴心力作用下会产生剪力。(2)计算时按此剪力沿构件全长不变，由承受该剪力的有关缀板或缀条分担。

改进措施：(1)按《薄壁型钢规范》GB50018第5.2.7条公式(5.2.7)计算剪力，并注意不同钢材牌号的修正。(2)缀板、缀条按此剪力计算强度、稳定和连接。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.2.2 受弯构件支座处的腹板未按规定计算梁腹板的稳定和局部受压承载力。

原因分析：(1)梁的支座反力作用在梁端，因此常设支座加劲肋和梁腹板的一部组成受压杆件，其最关键计算在于平面外稳定。(2)如不设支座加劲肋应按压型板的规定，验算腹板局部受压承载力。

改进措施：(1)受弯构件支座处的腹板，应按《薄壁型钢规范》GB50018第5.3。4条规定计算。(2)当有加劲肋时，应按公式(5.2.2)计算其平面外(对图a中的y轴)的稳定性，其截面

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积取图中阴影部分。(3)支座处无加劲肋，应按第7.1.7条验算局部受压承载力。公式(7.1.7-2)中，α＝0.06，lc＝10mm，E＝206X10N/mm，θ＝90，则公式(7.1.7-2)可简化为：Rw＝92.59(f)1/2[0.5t2＋(0.2t3)1/2]，式中各符号单位如下：Rw(N)，f(N/mm2)，t(mm)。

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－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.2.3 格构式压弯构件中仅计算整个构件的强度和稳定性，未计算单肢的强度和稳定性。 原因分析：(1)格构式压弯构件应保证单肢不先于整体破坏。(2)双肢格构式压弯构件，只要分肢在两个方向的稳定性得到保证，整个构件在弯矩作用平面外的稳定性也可以得到保证， 改进措施：(1)按《薄壁型钢规范》GB50018第5.5.7条，对双肢或多肢格构式压弯构件的整体和分肢的强度和稳定性都应计算。(2)双肢压弯构件的单肢平面外稳定得到保证，整体平面外稳定可不计算。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.2.4 在构件节点处或拼接接头的一端，当螺栓沿受力方向的连接长度lb大于15d0情况下，螺栓承载力设计值未给以折减。

原因分析：(1)在构件节点处或拼接接头的一端，当螺栓沿受力方向的连接长度lb大于15d0时，螺栓受力很不均匀，端部螺栓往往首先破坏，依次向内逐个破坏，故应将承载力设计值乘以折减系数。(2)这里所指螺栓为普通螺栓，不包括摩擦型高强度螺栓。

改进措施：按《薄壁型钢规范》GB50018第6.1.6条规定之条件，乘以规定的折减系数。 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.2.5 实腹式屋面檩条计算时未注意屋面能否阻止檩条侧向失稳和扭转。

原因分析：(1)实腹式檩条在屋面荷载作用下，属双向受弯，当采用开口薄壁型钢(非双轴对称)时，因荷载作用点对截面弯心的偏心，有弯曲扭转双力矩的作用。但由于板与檩条的连接能阻止或部分阻止侧向弯曲和扭转，为简化计算，不计入弯扭双力矩的影响。(2)所谓板与檩条的牢固连接，指采用自攻螺钉、螺栓、拉铆钉和射钉等的连接，且要求屋面板有一定的刚度(如压型钢板)时，才可不验算稳定。(3)对塑料瓦等刚度较弱或板与檩条连接不够牢固(如扣板、钩头螺栓连接)时，则应计算稳定性。

改进措施：按《薄壁型钢规范》GB50018第8.1.1条规定，按屋面能否阻止檩条侧向失稳和扭转作用，分别按公式(8.l.1-1)、(8.1.1-2)计算实腹式檩条的强度和稳定性。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.2.6 檩条在垂直于屋面方向的挠度未符合有关规定。

原因分析：(1)檩条的容许挠度限值属正常使用极限状态，避免因挠度过大致使面材断裂或漏水。(2)压型板因坡度很小，为防止檩条变形导致板面积水，加速锈蚀，故对其做出较严限值。

改进措施：按《薄壁型钢规范》GB50018第8.1.6条，根据屋面板材料不同，可选择相应的挠度容许值。

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－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.2.7 墙梁若在构造上不能保证其整体稳定时，未按有关规定计算其稳定性。

原因分析：(1)当墙梁两侧均有墙板，或一侧有墙板、另一侧有拉杆和撑杆体系，可阻止其扭转变形时，可认为构造上能保证墙梁整体稳定。(2)当不具备上述条件，如墙板未与墙梁牢固连接或采用挂板形式，拉条和撑杆在构造上不能阻止墙梁侧向扭转，则应验算其整体稳定性。

改进措施：(1)若构造上不能保证墙梁的整体稳定性时，应按《薄壁型钢规范》GB50018第8.3.2条规定，采用公式(5.3.3-2)计算其稳定性。(2)该式中φbx可仅考虑Mx作用，不考虑My及B的影响，按附录A.2进行计算。(3)采取防止扭转构造措施后，按《薄壁型钢规范》第8.1.1条公式(8.1.1-1)、(8.1.1-2)计算。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.2.8 墙梁的挠度未符合有关规定。

原因分析：(1)墙梁的容许挠度限值属正常使用极限状态，对水平方向和竖向有不同要求。(2)门窗洞顶部墙梁挠度限值比其他墙梁严格，因为要保证门窗的开启，以及墙梁变形时门窗玻璃不致损坏。

改进措施：按《薄壁型钢规范》GB50018第8.3.3条，根据不同使用条件，计算水平和竖向挠跨比及挠度值，并满足其容许值。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.2.9 屋架计算未考虑屋面风吸力作用时，可能导致屋架杆件内力变号的不利影响。 原因分析：(1)屋架一般以竖向荷载为主，计算各杆件受拉、受压内力，选定截面。但计算时要考虑各种不利的荷载组合，如半跨活载、刚接屋架的正反向端弯矩。(2)对轻屋面的冷弯型钢结构，由于风吸力的体形系数很大，常引起杆件内力数值和方向的变化。如数值增大或由拉杆变为压杆，均应按最不利组合值设计杆件。

改进措施：(1)荷载组合要考虑各杆件最不利的组合。(2)当永久荷载效应对结构有利时，一般情况下，其分项系数应取l.0。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.2.10 屋架计算中屋架弦杆平面外的计算长度未取侧向支承点间的距离。

原因分析：(1)屋架平面外支承点应为侧向不能移动的点，如支撑的节点。当檩条、系杆或其他杆件未与水平(或垂直)支承节点或其他不移动点相连接时，不能作为侧向支承点。(2)仅当压杆侧向支承点间的距离为平面内节间长度的2倍，可按规定考虑折减计算，因为考虑折减的公式在此条件时能与精确分析相当接近。

改进措施：(1)按《薄壁型钢规范》GB50018第9.1.2条第2款，在屋架平面外的计算长度，弦杆取侧向支承点间距离；腹杆取节点间的距离。(2)如等节间的受压弦杆或腹杆之侧向支承点间的距离为节间长度的2倍，且内力不等时，其计算长度按公式(9.1.2-1～2)考虑折减计算。如图2.2.10所示。

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－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.3 构造要求

2.3.1 简支屋架中，当三角形屋架跨度大于15m，梯形屋架跨度大于24m时，且下弦无曲折情况下，下弦未按有关规定起拱。

原因分析：(1）冷弯薄壁型钢屋架，一般能满足正常使用要求，但为了消除由于视差的错觉所引起之屋架下挠的不安全感，确保屋架下弦与设备的净空尺寸，对较大跨度的屋架宜起拱。(2)大量试验数据证明，在设计荷载作用下，相对挠度的实测值均小于1/500。

改进措施：(1)按《薄壁型钢规范》GB50018第9.2.1条，两端简支的跨度不小于15m的三角形屋架和跨度不小于24m的梯形或平行弦屋架，且下弦无曲折时，宜起拱，拱度可取跨度的1/500。(2)可将下弦起拱，一般也将上弦等值起拱。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.3.2 屋盖未设完整支撑体系，屋盖水平支撑采用圆钢时，没有张紧装置。

原因分析：(1)由于圆钢支撑不受长细比控制，外形小，由自重产生的挠度值较大，易下垂松弛，不能有效地起受拉作用。(2)一般采用花兰螺栓张紧，效果较好。

改进措施：(1)按《薄壁型钢规范》GB50018第9.2.2条(强制性条文)，支撑构件宜自成体系，若将檩条兼作支撑系杆，应按压弯构件设计。(2)当支撑采用圆钢时，必须具有拉紧装置。(3)可用两端螺栓张拉或中部花篮螺栓张拉。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.3.3 屋架节点构造未符合有关规定。

原因分析：(1)屋架是作为铰接桁架设计的，故要求各杆件重心线交汇于节点中心，避免产生次应力。(2)冷弯型钢壁薄，刚度差，故薄弱节点宜增设加强板或采用措施增强节点刚度。(3)冷弯开口型钢截面复杂，厚度又小，设计节点时，应考虑施焊、涂装和清污的方便。 改进措施：按《薄壁型钢规范》GB50018第9.2.5条，对屋架节点的三项要求(各杆件相交于节点中心、加强薄弱环节、便于施工清污)在设计时应充分考虑，予以满足。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.3.4 设计文件未对构件除锈提出要求，对表面处理，未确定合适的除锈方法和除锈等级。 原因分析：(1)锈蚀是钢材的主要弱点，冷弯薄壁型钢防锈更为重要。(2)应根据钢材表面的锈蚀度和清洁度按《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T 8923-1988，采用目视外观或做样板、照片对比，确定锈蚀等级和除锈等级。(3)不同的除锈方法有不同的除锈等级标准。

改进措施：(1)《薄壁型钢规范》GB50018第11.2.3条要求设计提出结构表面处理的除锈方法和除锈等级。(2)要符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T 8923-1988的规定，该标准对钢材表面锈蚀从轻到重分为A、B、C、D共4个等级。(3)除锈方法和等级有：a．手动和动力工具除锈，分为St2、St3二级；b．喷射和抛射除锈，分为Sal、Sa2、 Sa21/2、Sa3共4个除锈等级；c，化学(酸洗)除锈，只有Be一个等级。如采用，应符合《薄壁型钢规范》第11.2.4规定； d，火焰除锈，只有F1一个等级。(4)现场除锈常用St2，工厂除锈常用Sa2轨。(5)具体防腐处理应符合《薄壁型钢规范》第11.2.5～11.2.12条规定。 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.3.5 设计文件未根据耐火等级进行防火设计。

原因分析：(1)钢结构耐火极限只有0.25小时，应根据建筑物耐火等级确定各种钢构件耐火极限时间要求，从而选定不同品种和厚度的防火涂料。(2)注意防火涂料与防锈油漆的相互关系。

改进措施：(1)建筑物应根据《建筑设计防火规范》GBJl6—87(2001年版)确定耐火等级(一至四级)，工业建筑还根据生产的火灾危险性分类(甲、乙、丙、丁、戊共5类)进而确定各

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构件耐火极限小时数。(2)符合该规范第2.0.3条、第7.2.8条的工业建筑钢结构可不用防火涂层。(3)防火要求须经当地消防部门审批。(4)凡无防火要求的钢结构，应选用合适油漆；有防火涂层者，如防火涂料起防锈作用，可不涂防锈底漆；如不起防锈作用，应涂不与防火涂料起化学反应的防锈底漆。(5)防火涂料的性能、涂层厚度及质量要求应符合《钢结构防火涂料》GB l4907-2002和《钢结构防火涂料应用技术规范》CECS 24：90的规定。 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 2.3.6 设计文件缺涂装设计，未对于漆膜总厚度提出要求。

原因分析：(1)薄壁型钢结构受侵蚀作用与环境(城乡、工业区、沿海)、湿度、室内外等有关，根据侵蚀程度，选定合适涂料和厚度，会得到相应的维护年限。(2)设计应提出涂料的性能、厚度和技术要求，不应指定厂家。

改进措施：(1)根据《薄壁型钢规范》GB50018第11.2.5条选定防腐措施。根据第11.2.6、11.2.8、11.2.9、11.2.10条提出施工要求。(2)设计应提出涂料品种、涂装遍数、涂层厚度等要求，当设计对涂装无明确规定时，一般宜涂4～5遍，干漆膜总厚度室外构件应大于150μm，室内构件应大于125μm，(按《钢结构施工规范》GB50205第14.2.2条(强制性条文))，允许偏差为±25μm。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3 门式刚架

3.1 基本设计规定

3.1.1 在设计文件中未注明结构的设计使用年限和安全等级。

改进措施：见《可靠度标准》GB50068的第1.0.5条和第1.0.8条。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.1.2 在设计文件中未注明所采用的钢材牌号、质量等级及连接材料型号。 改进措施：见本图集的第1.1.1条。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.1.3 在设计文件中未注明所要求的钢材除锈方法、除锈等级及配套的涂料和涂层厚度。 改进措施：见本图集第1.4.22条。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.1.4 在设计文件中未注明焊缝形式及焊缝质量等级。 改进措施：见本图集的第1.1.1条。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.1.5 在设计文件中未注明建筑物的耐火等级、构件耐火极限和防火做法及要求。 改进措施：见本图集的第1.4.24条。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.1.6 钢柱脚未采用混凝土包裹防护。

改进措施：见本图集的第1.4.23条。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.1.7 在房屋的温度区段内，未设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。

改进措施：结构布置时，在温度区段内应使结构成为能保持空间稳定的独立体系，按《门式刚架规程》CECS 102第4.5.1条第1款设置支撑体系。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.2 支撑体系

3.2.1 屋面横向水平支撑与柱间支撑未布置在同一跨间内。 原因分析：布置在同一跨间内的屋面横向水平支撑和柱间支撑同门式刚架一道构成稳定的空间结构体系，既可承受和传递房屋纵向的各种荷载和作用，又方便于门式刚架结构的施工安

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装。

改进措施：根据《门式刚架规程》CECS 102第4.5.l条第2款和第4.5.2条第1款的规定，宜将屋面横向水平支撑和柱间支撑同时布置在房屋温度区段端部第一开间或第二开间，在布置柱间支撑的开间，宜同时布置屋面横向水平支撑，如图3.2.1所示。当无法布置在同一跨间时，可布置在相邻跨间，有一定搭接区，但这种情况在温度区段内只能是个别的，否则应对整个支撑系统重新合理布置。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.2.2 屋面横向水平支撑布置在房屋温度区段端部第二开间，而在第一开间相应于屋面横向水平支撑竖腹杆位置未布置纵向刚性系杆。

原因分析：房屋端墙(山墙)的风荷载或地震作用要靠屋面横向水平支撑传递给房屋纵向柱间支撑。屋面横向水平支撑布置在第二开间时，第一开间仅布置未按压弯杆件验算和加强的檩条，不足以传递端墙的风荷载或地震作用。

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改进措施：根据《门式刚架规程》》CECS 102第4.5.2条第1款的规定，在房屋温度区段的第一开间相应于屋面横向水平支撑竖腹杆位置布置满足受压杆件长细比要求和受压(压弯)杆件承载力要求的刚性系杆。如图3.2.2所示。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.2.3 屋面横向水平支撑的竖腹杆未按刚性压杆设计。 原因分析：屋面横向水平支撑的计算简图为简支于有柱间支撑柱列的门式刚架柱顶的水平桁架，其交叉斜腹杆系柔性系杆，只能承受拉力，竖腹杆必须设计成刚性压杆才能组成几何不变体系，传递端墙的荷载或作用。 改进措施：根据《门式刚架规程》》CECS 102第4.5.2条第6款和第4.5.3条的规定，将屋面横向水平支撑桁架的竖腹杆按压杆设计；当檩条位于屋面横向水平支撑桁架节点处拟由其兼作屋面横向水平支撑的竖腹杆时，檩条应满足对压弯杆件的刚度和承载力要求，必要时应加强。如图3.2.1所示。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.2.4 屋面横向水平支撑节点未与抗风柱布置相应协调。 原因分析：屋面横向水平支撑桁架的节点布置在抗风柱处，可以使抗风柱柱顶的反力直接传递，避免刚架斜梁受扭。

改进措施：首先根据房屋的使用要求布置抗风柱，然后根据抗风柱柱顶位置布置屋面横向水平支撑桁架的节点及支撑杆件；因为刚架斜梁允许在任意位置布置屋面横向水平支撑的节点，屋面横向水平支撑的交叉斜杆为柔性拉杆，与刚架斜梁的连接较为简单，可以不必等间距布置，这是门式刚架与普通屋架不同之处。在抗风柱与刚架斜梁连接处，刚架斜梁下翼缘应设隅撑。如图3.2.4所示。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.2.5 屋面横向水平支撑和柱间支撑采用圆钢时，未设张紧装置；当设有桥式吊车时，柱间支撑未采用型钢支撑。

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原因分析：圆钢支撑侧向刚度小，安装时会因自重而卞垂，再加上圆钢支撑初始弯曲和连接松弛等缺陷，不设张紧装置就不能保证支撑始终处于张紧状态，对门式刚架房屋的整体稳定性和整体刚度起不到应有的作用。当有吊车时，柱间支撑改而采用型刚支撑，也是为了保证门式刚架房屋的纵向刚度。

改进措施：采用圆钢支撑时，应按《门式刚架规程》CECS 102和《薄壁型钢规范》GB50018第9.2.2条的要求设置张紧装置，有吊车时，柱间支撑应采用型钢支撑；在8度及以上地震区或地震作用效应组合控制时，门式刚架房屋的屋面横向水平支撑和柱问支撑亦应采用型钢支撑。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.2.6 在刚架转折处(边柱柱顶和屋脊、多跨房屋中间柱柱顶)，未沿房屋纵向全长设置刚性系杆。

原因分析：在刚架转折处设置刚性系杆除了承受压力和传递纵向水平力外，在安装过程中可增加刚架的侧向刚度，保证结构安全。

改进措施：根据《门式刚架规程》CECS 102第4.5.2条第5款的规定，在刚架的边柱柱顶和屋脊处及多跨房屋适当位置的中间柱柱顶处，均沿房屋全长设置通长的刚性系杆；不宜由加强的檩条代替刚架转折处的刚性系杆，如图3.2.1。所示。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.2.7 压型钢板薄壁型钢檩条屋面，当檩条跨度大于4m时，未合理设置拉条、斜拉条及撑杆体系。

原因分析：冷弯薄壁型钢檩条通常采用Z型钢和卷边槽钢檩条，由于其重心高，弱轴抗弯能力差。当檩条跨度大于4m时，应设置拉条、斜拉条及撑杆体系，以提高其侧向刚度与承载力，减少其在安装和使用阶段的侧向变形和扭转。 改进措施：根据《门式刚架规程》》CECS 102第6.3.5条和6.3.6条的规定，当檩条跨度大于4m不大于6m时，应在檩条跨中设置一道拉条，当檩条跨度大于6m时，应在檩条跨度3分点处各设一道拉条，拉条宜设置在距檩条上翼缘1/3腹板高度范围内。为了防止檩条向屋脊方向弯扭失稳，在设置拉条的同时，应在檐口处增设斜拉条和撑杆；为了承受屋面的坡向分力，在屋脊处(有天窗时在天窗处)亦应增设斜拉条和撑杆；当屋面坡面过大时，在檐口和屋脊之间的适当位置必要时也宜增设斜拉条和撑杆。当门式刚架跨度不大、屋面对称屋脊布置且坡度较小时，屋脊处可不设斜拉条和撑杆。拉条应根据最大的屋面坡向分力按拉杆计算确定，撑杆则按压杆设计，如图3.2.7所示：

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

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3.3 设计计算

3.3.1 刚架梁、柱高强度螺栓连接节点的端板，不满足最小厚度16mm的要求。

原因分析：刚架梁、柱连接节点通常假定按刚性连接节点设计，要保证连接节点与计算模型相符，传力可靠，除满足计算要求外，必须严格控制端板厚度不小于16mm，以保证端板有足够的刚度。

改进措施：根据《门式刚架规程》CECS 102第7.2.9条规定，设计刚架梁、柱连接节点端板时，如计算出的端板厚度不足16mm时，应取端板厚度≥16mm；工程习惯上，端板的厚度也不宜小于节点所用高强度螺栓的直径d。同时，根据《门式刚架规程》CECS 102第7.2.11条规定，端板与刚架柱翼缘和斜梁翼缘的连接应采用全熔透对接焊，焊缝质量等级为二级；端板与刚架构件腹板的连接应采用角对接组合焊缝或与腹板等强的角焊缝，

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.3.2 柱脚锚栓的直径，不满足不小于24mm的要求，且未设置双螺帽。

原因分析：刚架柱脚通常假设与基础为铰接相连，有吊车时则应采用刚接柱脚；柱脚锚栓直径除按计算确定外，考虑到实际工程中可能会承受部分水平剪力等不利因素，其直径不宜过小。

改进措施：根据《门式刚架规程》CECS 102第7.2.18条规定，当计算出的柱脚锚栓直径小于24mm时，应取24mm。一般情况下，刚架跨度不大于18m时，采用2个M24的锚栓；刚架跨度不大于27m时，采用4个M24的锚栓；刚架跨度不大于30m时，采用4个M30的锚栓。柱脚锚栓均应设双螺帽，以防螺帽松动，影响柱脚安全可靠的工作。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.3.3 未复核有柱间支撑的柱脚锚栓在风荷载作用下的上拔力。

原因分析：门式刚架房屋端墙(山墙)上的风荷载经由抗风柱、屋面横向水平支撑等结构构件传至柱间支撑，柱间支撑的最大竖向分力使与其相连的柱脚锚栓产生上拔力。 改进措施：根据《门式刚架规程》CECS 102第7.2.19条规定，进行有柱间支撑的柱脚锚栓在风荷载作用下的上拔力计算。计算柱间支撑产生的最大竖向分力时，不考虑活荷载(或雪荷载)、积灰荷载和附加荷载的影响，恒荷载的分项系数应取l.0；计算柱脚锚栓的受拉承载力时，对Q235钢锚栓，其抗拉强度设计值fat＝140N/mm2，锚栓的面积取螺纹处的有效截面面积。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.3.4 未复核柱脚底部水平剪力能否由底板与混凝土基础间的摩擦力承受，当摩擦力不足 时，应设柱脚抗剪键。

原因分析：根据《门式刚架规程》CECS 102第7.2.20条规定，柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力。此水平剪力可由柱脚底板与混凝土基础间的摩擦力(摩擦系数可取0.4)或设置抗剪键承受。

改进措施：按《门式刚架规程》的规定，复核柱脚底部的水平剪力是否可由柱脚底板与混凝土基础间的摩擦力承受，当摩擦力不足时，柱脚底板下应加焊抗剪键。柱脚底部的水平剪力和摩擦力均应取可能的最不利的组合设计值。柱脚抗剪键的截面尺寸和连接焊缝应按混凝土的局部抗压和抗剪键本身的弯剪承载力计算确定。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.3.5 檩条和墙梁设计计算时，未按《门式刚架规程》的附录A计算风荷载，也未考虑风吸力的不利影响。

原因分析：门式刚架轻型钢结构房屋属于低矮房屋范畴，进行风荷载计算时所需要的风荷载体形系数，由于我国现有的资料不完备，《门式刚架规程》CECS 102建议采用美国MBMA手册中的规定，并作为附录A列于规程中。为和MBMA手册配套，《门式刚架规程》要求将我国

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现行国家标准《荷载规范》GB50009的基本风压值乘以综合调整系数1.05。

改进措施：进行门式刚架轻型钢结构房屋檩条和墙梁设计计算时，取自《荷载规范》第7.1.2条的基本风压值应乘以1.05的综合调整系数，风压高度变化系数按《荷载规范》第7.2.l条和第7.2.2条的规定采用，当高度小于10m时，按10m处的数值采用；风荷载体型系数，考虑内、外风压最大值的组合，且含阵风系数，按《门式刚架规程》附录A的A.0.2条的规定采用。在风吸力作用下，冷弯薄壁型钢檩条下翼缘受压时，当屋面能阻止檩条上翼缘侧向位移和扭转时，可偏安全地按《薄壁型钢规范》GB50018的公式(8.1.l-2)进行验算，墙梁的设计计算与檩条类同。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.3.6 门式刚架轻型钢结构房屋的刚架立柱随意改为钢筋混凝土柱，仍按门式刚架结构体系进行设计，会造成工程事故。

原因分析：门式刚架轻型房屋钢结构是一种跨变结构，其斜梁和立柱可以是变截面的，也可以是等截面的，立柱与基础的连接可以铰接，也可以刚接，但斜梁与立柱必须刚接。钢筋混凝土排架结构则不同，它的屋面主构件可以是钢筋混凝土梁或钢梁，也可以是钢筋混凝土屋架或钢屋架，并且与钢筋混凝土柱顶铰接，钢筋混凝土柱脚则与基础刚接。

显然，这是完全不同的两种结构体系。因此，按门式刚架轻型钢结构设计的房屋，不应随意将刚架立柱改为钢筋混凝土柱。因为钢材和钢筋混凝土两种材料在材性、刚度和承载力方面有很大差别，不能简单代换，而且在柱顶，钢结构的斜梁与钢筋混凝土的柱是两种不同材性的构件，很难实现刚接。所以随意将门式刚架立柱改为钢筋混凝土柱会导致结构严重不安全。

改进措施：(1)不得随意将门式刚架轻型钢结构房屋的立柱改为钢筋混凝土柱，也就是说不得随意改变结构的材料和体系；(2)当必须将门式刚架轻型钢结构房屋的立柱改为钢筋混凝土柱时，钢筋混凝土柱必须与基础刚接，钢斜梁与柱顶应按能承受水平推力的铰接连接进行构造设计，所构成的跨变排架结构应重新进行内力分析，除应重新验算斜梁的承载力外，还应按承载力和柱顶位移限值确定钢筋混凝土柱的截面尺寸和配筋，也应重新复核地基及基础的承载力。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.3.7 屋面横向水平支撑、柱间支撑、抗风柱及刚架结构连接节点(含柱脚连接节点及支．撑构件连接节点)无计算书。 原因分析：屋面横向水平支撑、柱间支撑、抗风柱和刚架一道形成门式刚架结构的空间体系，共同承受屋面和墙面结构传来的垂直荷载、水平荷载和地震作用，其构件和连接的承载能力必须满足《门式刚架规程》CECS 102第3.l.3条、第3.1.4条和第7.2节的要求。 改进措施：在施工图阶段，设计单位的校审人员除校审门式刚架的计算书外，还应校审屋面横向水平支撑、柱间支撑和抗风柱等主要受力构件的计算书，也应校审刚架结构体系各连接节点的计算书；计算书齐全后才可以连同施工图图纸一道送施工图审查单位审查。支撑构件采用型钢时，连接节点应采用焊接连接节点。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 3.4 构造要求

3.4.1 檩条与刚架斜梁上翼缘连接处设置单板檩托未加焊加劲肋。

原因分析：檩托除安装时固定檩托防止檩条倾覆外，尚要承受檩条因荷载偏心产生的扭矩。因此檩托应有必要的刚度和承载力，以便对檩条端部提供扭转约束。

改进措施：根据《薄壁型钢规范》CB50018第8.2.l条规定，垂直于斜梁上翼缘设置的单板檩托，应加焊侧向加劲肋，以提高其对檩条端部扭转的约束刚度。为了有效地约束檩条端部的扭转，檩托高度不宜小于檩条高度的2/3。墙梁的支托宜参照檩托设计，如图3.4.1所示。

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