普通钢屋架设计指导.doc

钢屋架设计
1荷载计算
1.1 结构上的荷载可分为下列三类：
(1) 永久荷载(permanent load)——在结构使用期间，其值不随时间变化或其变化与其平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。例如结构自重、土压力、预应力等；
(2) 可变荷载(variable load)——在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略的荷载。例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等；
(3) 偶然荷载(accidental load)——在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。例如地震作用、爆炸力、撞击力等。 (特殊事件、偶然事故)
荷载代表值(representative values of a load)——设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值，例如标准值、组合值、频遇值和准永久值。
标准值(characteristic/nominal value)——荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值（例如均值、众值、中值或某个分位值）。
组合值(combination value)——对可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。
频遇值(frequent value)——对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。
准永久值(quasi-permanent value)——对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。
荷载设计值(desigh value of a load)——荷载代表值与荷载分项系数的乘积。
荷载组合(load combination)——按极限状态设计时，为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定。
基本组合(fundamental combination)——承载能力极限状态计算时，永久作用和可变作用的组合。
偶然组合(accidental combination)——承载能力极限状态计算时，永久作用和可变作用的组合和一个偶然作用的组合。
标准组合(characteristic/nominal combination)——正常使用极限状态计算时，采用标准值或组合值为荷载代表值的组合。
频遇组合(frequent combination)——正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用频遇值或准永久值为荷载代表值的组合。
准永久组合(quasi-permanent combination)——正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。
1.2 建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的组合进行设计。
1.3 对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合，并应采用下列设计表达式进行设计：

式中 ——结构重要性系数；
——荷载效应组合的设计值；
——结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。
1.4 对于基本组合，荷载效应组合的设计值应从下列组合值中取最不利值确定：
1) 由可变荷载效应控制的组合：

3

式中 ——风荷载标准值(kN/m2)；
——高度z处的风振系数；
——风荷载体型系数；
——风压高度变化系数；
——基本风压。
2 当计算围护结构时

式中 ——高度z处的阵风系数；
——局部风压体型系数。
1.12 基本风压应按《建筑结构荷载规范》(GB50009－2001)附录D.4中附表D.4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3 kN/m2。对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构，基本风压应适当提高，并应由有关的结构设计规范具体规定。
1.13 风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取0.6、0.4和0。
1.14 对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化系数应根据地面粗糙程度类别按下表确定。
地面粗糙程度可分为A、B、C、D四类：
——A类指近海还没和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；
——B类指田野、乡村、丛林、丘壑以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；
——C类指有密集建筑群的城市市区；
——D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。

离地面或海平面高度(m)
地面粗糙度类别
A
B
C
D
5
1.17
1.00
0.74
0.62
10
1.38
1.00
0.74
0.62
15
1.52
1.14
0.74
0.62
20
1.63
1.25
0.84
0.62
25
1.80
1.42
1.00
0.62
30
1.92
1.56
1.13
0.73
40
2.03
1.67
1.25
0.84
50
2.12
1.77
1.35
0.93
60
2.20
1.86
1.45
1.02
70
2.27
1.95
1.54
1.11
80
2.34
2.02
1.62
1.19
90
2.40
2.09
1.70
1.27
100
2.64
2.38
2.03
1.61
150
2.83
2.61
2.30
1.92
200
2.99
2.80
2.54
2.19
250
3.12
2.97
2.75
2.45
300
3.12
3.12
2.94
2.68
400
3.12
3.12
3.12
2.91
≥450
3.12
3.12
3.12
3.12

1.15 对于山区的建筑物，风压高度变化系数可按平坦地面的粗糙程度类别，由上表确定外，还应考虑地形条件的修正，具体见《建筑结构荷载规范》(GB50009－2001)相关规定。

1.16 房屋和构筑物的风载体型系数，可按下列规定采用：
1）房屋和构筑物与《建筑结构荷载规范》(GB50009－2001)表7.3.1中的体型类同时，可按该表的规定采用；
2）房屋和构筑物与《建筑结构荷载规范》(GB50009－2001)表7.3.1中的体型不同时，可参考有关资料采用；
3）房屋和构筑物与《建筑结构荷载规范》(GB50009－2001)表7.3.1中的体型不同且无参考资料可以借鉴时，宜由风洞试验确定；
4）对于重要且体型复杂的房屋和构筑物，应由风洞试验确定。

15°
30°
60°

-0.6
0
＋0.8

1.17 对于基本自振周期T1大于0.25s的工程结构，如房屋、屋盖及各种高耸结构，以及对于高度H大于30m且高宽比大于1.5的高柔房屋，均应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响，具体见《建筑结构荷载规范》(GB50009－2001)相关规定。
对于一般的高耸结构，结构的基本自振周期的经验公式为：T1=(0.007~0.013)H，钢结构可取高值，钢筋混凝土结构可取低值。
1.18 荷载组合
1 屋架及支撑自重，用经验公式（水平投影面）： ，式中L为跨度，单位为米。

3重组合：
全跨永久荷载＋全跨可变荷载
全跨永久荷载＋半跨可变荷载
全跨屋架及支撑自重＋半跨屋面材料及檩条＋半跨活（或雪）荷载