冷弯薄壁型钢结构技术规范 [附条文说明] GB50018-2002 建标库

4  基本设计规定

4.1  设计原则

4.1.3  新修订的国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068对结构重要性系数γ0做了两点改变:其一,γ0不仅仍考虑结构的安全等级,还考虑了结构的设计使用年限;其二,将原标准γ0取值中的“等于”均改为“不应小于”,给予不同投资者对结构安全度设计要求选择的余地。对于一般工业与民用建筑冷弯薄壁型钢结构,经统计分析其安全等级多为二级,其设计使用年限为50年,故其重要性系数不应小于1;对于设计使用年限为25年的易于替换的构件(如作为围护结构的压型钢板等),其重要性系数适当降低,取为不小于0.95;对于特殊建筑物,其安全等级及设计使用年限应根据具体情况另行确定。

4.1.5  本条系参照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定对于正常使用极限状态,应根据不同的设计要求,采用荷载的标准组合、频遇值组合或准永久组合。对于冷弯薄壁型钢结构来说,只考虑荷载效应的标准组合,采用荷载标准值和容许变形进行计算。

4.1.9  构件的变形和各种稳定系数,按理也应分别按净截面、有效截面或有效净截面计算,但计算比较繁琐,为了简化计算而作此规定,采用毛截面计算其精度在允许范围内。

4.1.10  现场实测表明,具有可靠连接的压型钢板围护体系的建筑物,其承载能力和刚度均大于按裸骨架算得的值。这种因围护墙体在自身平面内的抗剪能力而加强了的结构整体工作性能的效应称为受力蒙皮作用。考虑受力蒙皮作用不仅能节省材料和工程造价,还能反映结构的真实工作性能,提高结构的可靠性。

    连接件的类型是发挥受力蒙皮作用的关键。用自攻螺钉、抽芯铆钉(拉铆钉)和射钉等紧固件可靠连接的压型钢板和檩条、墙梁等支承构件组成的蒙皮组合体具有可观的抗剪能力,可发挥受力蒙皮作用。采用挂钩螺栓等可滑移的连接件组成的组合体不具有抗剪能力,不能发挥受力蒙皮作用。

    受力蒙皮作用的大小与压型钢板的类型、屋面和墙面是否开洞、支承檩条或墙梁的布置形式以及连接件的种类和布置形式等因素有关,为了对结构进行整体分析,应由试验方法对上述各部件组成的蒙皮组合体(包括开洞的因素在内)开展试验研究,确定相应的强度和刚度等参数。

    图1a表示有蒙皮围护的平梁门式刚架体系在水平风荷载作用下的变形情况,整个屋面像平放的深梁一样工作,檐口檩条类似上、下弦杆,除受弯外,还承受轴向压、拉作用。

图1受力蒙皮作用示意图

    为把风荷载传给基础,山墙处可设置墙梁蒙皮体系,也可设交叉支撑体系。图1b表示有蒙皮围护的山形门式刚架体系,在竖向屋面荷载作用下的变形情况。两侧屋面类似于斜放的深梁受弯,屋脊檩条受压,檐口檩条受拉。为保证受力蒙皮作用,山墙柱顶水平处应设置拉杆。当承受水平风荷作用时,也有类似于图1a的受力情况。因此脊檩、檐口檩条和山墙部位是关键部位,设计中应予重视。

    由于考虑受力蒙皮作用,压型钢板及其连接等就成了整体受力结构体系的重要组成部分,不能随便拆卸。