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1 总 则
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1.0.1 为规范门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制作、安装
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1.0.2 本规范适用于房屋高度不大于18m,房屋高宽比小
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1.0.3 门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制作、安装及验收
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2 术语和符号
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2.1 术 语
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2.1.1 门式刚架轻型房屋 light-weight b
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2.1.2 房屋高度 height of building
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2.1.3 夹层 mezzanine 为一侧与刚架
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2.1.4 摇摆柱 leaning stanchion
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2.1.5 隅撑 diagonal brace 用
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2.1.6 抗风柱 end wall column
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2.1.7 孔口 opening 在房屋的外包面(
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2.1.8 敞开式房屋 opening building
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2.1.9 部分封闭式房屋 partially enclo
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2.1.10 封闭式房屋 enclosed buildin
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2.1.11 边缘带 edge strip 确定围
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2.1.12 端区 end zone 确定主刚架上
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2.1.13 中间区 middle zone 在外
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2.1.14 有效受风面积 effective wind
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2.2 符 号
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2.2.1 作用和作用效应 F——上翼缘所受的集中
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2.2.2 材料性能和抗力 E——钢材的弹性模量;
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2.2.3 几何参数 A0、A1——小端和大端截面
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2.2.4 计算系数及其他 kτ——受剪板件的屈曲
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3 基本设计规定
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3.1 设计原则
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3.1.1 门式刚架轻型房屋钢结构采用以概率理论为基础的极
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3.1.2 门式刚架轻型房屋钢结构的承重构件,应按承载能力
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3.1.3 当结构构件按承载能力极限状态设计时,持久设计状
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3.1.4 当抗震设防烈度7度(0.15g)及以上时,应进
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3.1.5 承载力抗震调整系数应按表3.1.5采用。 表3
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3.1.6 当结构构件按正常使用极限状态设计时,应根据现行
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3.1.7 结构构件的受拉强度应按净截面计算,受压强度应按
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3.2 材料选用
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3.2.1 钢材选用应符合下列规定: 1 用于承重
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3.2.2 连接件应符合下列规定: 1 普通螺栓应
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3.2.3 焊接材料应符合下列规定: 1 手工焊焊
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3.2.4 钢材设计指标应符合下列规定: 1 各牌
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3.2.5 当计算下列结构构件或连接时,本规范第3.2.4
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3.2.6 高强度螺栓连接时,钢材摩擦面的抗滑移系数μ应按
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3.2.7 单个高强度螺栓的预拉力设计值应按表3.2.7的
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3.3 变形规定
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3.3.1 在风荷载或多遇地震标准值作用下的单层门式刚架的
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3.3.2 门式刚架受弯构件的挠度值,不应大于表3.3.2
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3.3.3 由柱顶位移和构件挠度产生的屋面坡度改变值,不应
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3.4 构造要求
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3.4.1 钢结构构件的壁厚和板件宽厚比应符合下列规定:
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3.4.2 构件长细比应符合下列规定: 1 受压构
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3.4.3 当地震作用组合的效应控制结构设计时,门式刚架轻
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4 荷载和荷载组合的效应
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4.1 一般规定
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4.1.1 门式刚架轻型房屋钢结构采用的设计荷载应包括永久
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4.1.2 吊挂荷载宜按活荷载考虑。当吊挂荷载位置固定不变
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4.1.3 当采用压型钢板轻型屋面时,屋面按水平投影面积计
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4.1.4 设计屋面板和檩条时,尚应考虑施工及检修集中荷载
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4.2 风 荷 载
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4.2.1 门式刚架轻型房屋钢结构计算时,风荷载作用面积应
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4.2.2 对于门式刚架轻型房屋,当房屋高度不大于18m、
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4.2.3 门式刚架轻型房屋构件的有效风荷载面积(A)可按
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4.3 屋面雪荷载
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4.3.1 门式刚架轻型房屋钢结构屋面水平投影面上的雪荷载
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4.3.2 单坡、双坡、多坡房屋的屋面积雪分布系数应按表4
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4.3.3 当高低屋面及相邻房屋屋面高低满足(hr—hb)
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4.3.4 各地区积雪的平均密度ρ应符合下列规定:
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4.3.5 设计时应按下列规定采用积雪的分布情况:
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4.4 地震作用
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4.4.1 门式刚架轻型房屋钢结构的抗震设防类别和抗震设防
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4.4.2 门式刚架轻型房屋钢结构应按下列原则考虑地震作用
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4.5 荷载组合和地震作用组合的效应
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4.5.1 荷载组合应符合下列原则: 1 屋面均布
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4.5.2 持久设计状况和短暂设计状况下,当荷载与荷载效应
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4.5.3 持久设计状况和短暂设计状况下,荷载基本组合的分
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4.5.4 地震设计状况下,当作用与作用效应按线性关系考虑
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4.5.5 地震设计状况下,荷载和地震作用基本组合的分项系
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5 结构形式和布置
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5.1 结构形式
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5.1.1 在门式刚架轻型房屋钢结构体系中,屋盖宜采用压型
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5.1.2 门式刚架分为单跨(图5.1.2a)、双跨(图5
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5.1.3 根据跨度、高度和荷载不同,门式刚架的梁、柱可采
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5.1.4 门式刚架的柱脚宜按铰接支承设计。当用于工业厂房
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5.1.5 门式刚架可由多个梁、柱单元构件组成。柱宜为单独
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5.2 结构布置
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5.2.1 门式刚架轻型房屋钢结构的尺寸应符合下列规定:
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5.2.2 门式刚架的单跨跨度宜为12m~48m。当有根据
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5.2.3 门式刚架轻型房屋的屋面坡度宜取1/8~1/20
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5.2.4 门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度,应符合下
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5.2.5 需要设置伸缩缝时,应符合下列规定: 1
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5.2.6 在多跨刚架局部抽掉中间柱或边柱处,宜布置托梁或
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5.2.7 屋面檩条的布置,应考虑天窗、通风屋脊、采光带、
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5.2.8 山墙可设置由斜梁、抗风柱、墙梁及其支撑组成的山
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5.2.9 房屋的纵向应有明确、可靠的传力体系。当某一柱列
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5.3 墙架布置
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5.3.1 门式刚架轻型房屋钢结构侧墙墙梁的布置,应考虑设
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5.3.2 门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙,当采用压型钢板作
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5.3.3 门式刚架轻型房屋的外墙,当抗震设防烈度在8度及
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6 结构计算分析
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6.1 门式刚架的计算
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6.1.1 门式刚架应按弹性分析方法计算。
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6.1.2 门式刚架不宜考虑应力蒙皮效应,可按平面结构分析
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6.1.3 当未设置柱间支撑时,柱脚应设计成刚接,柱应按双
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6.1.4 当采用二阶弹性分析时,应施加假想水平荷载。假想
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6.2 地震作用分析
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6.2.1 计算门式刚架地震作用时,其阻尼比取值应符合下列
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6.2.2 单跨房屋、多跨等高房屋可采用基底剪力法进行横向
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6.2.3 有吊车厂房,在计算地震作用时,应考虑吊车自重,
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6.2.4 当采用砌体墙做围护墙体时,砌体墙的质量应沿高度
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6.2.5 纵向柱列的地震作用采用基底剪力法计算时,应保证
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6.2.6 当房屋的纵向长度不大于横向宽度的1.5倍,且纵
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6.2.7 门式刚架可不进行强柱弱梁的验算。在梁柱采用端板
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6.2.8 门式刚架轻型房屋带夹层时,夹层的纵向抗震设计可
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6.3 温度作用分析
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6.3.1 当房屋总宽度或总长度超出本规范第5.2.4条规
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6.3.2 计算温度作用效应时,基本气温应按现行国家标准《
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6.3.3 房屋纵向结构采用全螺栓连接时,可对温度作用效应
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7 构件设计
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7.1 刚架构件计算
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7.1.1 板件屈曲后强度利用应符合下列规定: 1
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7.1.2 刚架构件的强度计算和加劲肋设置应符合下列规定:
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7.1.3 变截面柱在刚架平面内的稳定应按下列公式计算:
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7.1.4 变截面刚架梁的稳定性应符合下列规定:
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7.1.5 变截面柱的平面外稳定应分段按下列公式计算,当不
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7.1.6 斜梁和隅撑的设计,应符合下列规定: 1
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7.2 端部刚架的设计
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7.2.1 抗风柱下端与基础的连接可铰接也可刚接。在屋面材
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7.2.2 端部刚架的屋面斜梁与檩条之间,除本规范第7.2
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7.2.3 抗风柱处,端开间的两根屋面斜梁之间应设置刚性系
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7.2.4 抗风柱作为压弯杆件验算强度和稳定性,可在抗风柱
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8 支撑系统设计
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8.1 一般规定
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8.1.1 每个温度区段、结构单元或分期建设的区段、结构单
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8.1.2 柱间支撑与屋盖横向支撑宜设置在同一开间。
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8.2 柱间支撑系统
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8.2.1 柱间支撑应设在侧墙柱列,当房屋宽度大于60m时
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8.2.2 同一柱列不宜混用刚度差异大的支撑形式。在同一柱
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8.2.3 柱间支撑采用的形式宜为:门式框架、圆钢或钢索交
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8.2.4 当房屋高度大于柱间距2倍时,柱间支撑宜分层设置
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8.2.5 柱间支撑的设置应根据房屋纵向柱距、受力情况和温
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8.2.6 柱间支撑的设计,应按支承于柱脚基础上的竖向悬臂
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8.3 屋面横向和纵向支撑系统
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8.3.1 屋面端部横向支撑应布置在房屋端部和温度区段第一
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8.3.2 屋面支撑形式可选用圆钢或钢索交叉支撑;当屋面斜
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8.3.3 屋面横向支撑应按支承于柱间支撑柱顶水平桁架设计
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8.3.4 对设有带驾驶室且起重量大于15t桥式吊车的跨间
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8.4 隅撑设计
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8.4.1 当实腹式门式刚架的梁、柱翼缘受压时,应在受压翼
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8.4.2 隅撑应按轴心受压构件设计。轴力设计值N可按下式
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8.5 圆钢支撑与刚架连接节点设计
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8.5.1 圆钢支撑与刚架连接节点可用连接板连接(图8.5
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8.5.2 当圆钢支撑直接与梁柱腹板连接,应设置垫块或垫板
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9 檩条与墙梁设计
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9.1 实腹式檩条设计
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9.1.1 檩条宜采用实腹式构件,也可采用桁架式构件;跨度
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9.1.2 实腹式檩条宜采用直卷边槽形和斜卷边Z形冷弯薄壁
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9.1.3 实腹式檩条可设计成单跨简支构件也可设计成连续构
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9.1.4 实腹式檩条卷边的宽厚比不宜大于13,卷边宽度与
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9.1.5 实腹式檩条的计算,应符合下列规定: 1
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9.1.6 当檩条腹板高厚比大于200时,应设置檩托板连接
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9.1.7 檩条兼做屋面横向水平支撑压杆和纵向系杆时,檩条
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9.1.8 兼做压杆、纵向系杆的檩条应按压弯构件计算,在本
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9.1.9 吊挂在屋面上的普通集中荷载宜通过螺栓或自攻钉直
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9.1.10 檩条与刚架的连接和檩条与拉条的连接应符合下列
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9.2 桁架式檩条设计
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9.2.1 桁架式檩条可采用平面桁架式,平面桁架式檩条应设
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9.2.2 平面桁架式檩条的计算,应符合下列规定:
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9.3 拉条设计
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9.3.1 实腹式檩条跨度不宜大于12m,当檩条跨度大于4
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9.3.2 撑杆长细比不应大于220;当采用圆钢做拉条时,
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9.3.3 檩间支撑的形式可采用刚性支撑系统或柔性支撑系统
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9.3.4 屋面对檩条产生倾覆力矩,可采取变化檩条翼缘的朝
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9.4 墙梁设计
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9.4.1 轻型墙体结构的墙梁宜采用卷边槽形或卷边Z形的冷
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9.4.2 墙梁可设计成简支或连续构件,两端支承在刚架柱上
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9.4.3 当墙梁跨度为4m~6m时,宜在跨中设一道拉条;
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9.4.4 单侧挂墙板的墙梁,应按下列公式计算其强度和稳定
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9.4.5 双侧挂墙板的墙梁,应按本规范第9.4.4条计算
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10 连接和节点设计
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10.1 焊 接
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10.1.1 当被连接板件的最小厚度大于4mm时,其对接焊
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10.1.2 当T形连接的腹板厚度不大于8mm,并符合下列
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10.1.3 刚架构件的翼缘与端板或柱底板的连接,当翼缘厚
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10.1.4 牛腿上、下翼缘与柱翼缘的焊接应采用坡口全熔透
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10.1.5 柱子在牛腿上、下翼缘600mm范围内,腹板与
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10.1.6 当采用喇叭形焊缝时应符合下列规定:
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10.2 节点设计
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10.2.1 节点设计应传力简捷,构造合理,具有必要的延性
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10.2.2 刚架构件间的连接,可采用高强度螺栓端板连接。
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10.2.3 门式刚架横梁与立柱连接节点,可采用端板竖放(
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10.2.4 端板螺栓宜成对布置。螺栓中心至翼缘板表面的距
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10.2.5 当端板连接只承受轴向力和弯矩作用或剪力小于其
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10.2.6 端板连接应按所受最大内力和按能够承受不小于较
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10.2.7 端板连接节点设计应包括连接螺栓设计、端板厚度
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10.2.8 屋面梁与摇摆柱连接节点应设计成铰接节点,采用
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10.2.9 吊车梁承受动力荷载,其构造和连接节点应符合下
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10.2.10 用于支承吊车梁的牛腿可做成等截面,也可做成
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10.2.11 在设有夹层的结构中,夹层梁与柱可采用刚接,
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10.2.12 抽柱处托架或托梁宜与柱采用铰接连接(图 图
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10.2.13 女儿墙立柱可直接焊于屋面梁上(图10.2.
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10.2.14 气楼或天窗可直接焊于屋面梁或槽钢托梁上(图
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10.2.15 柱脚节点应符合下列规定: 1 门式
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11 围护系统设计
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11.1 屋面板和墙面板的设计
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11.1.1 屋面及墙面板可选用镀层或涂层钢板、不锈钢板、
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11.1.2 一般建筑用屋面及墙面彩色镀层压型钢板,其计算
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11.1.3 屋面板与檩条的连接方式可分为直立缝锁边连接型
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11.1.4 屋面及墙面板的材料性能,应符合下列规定:
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11.1.5 屋面及墙面外板的基板厚度不应小于0.45mm
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11.1.6 当采用直立缝锁边连接或扣合式连接时,屋面板不
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11.1.7 对房屋内部有自然采光要求时,可在金属板屋面设
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11.1.8 金属板材屋面板与相配套的屋面采光板连接时,必
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11.1.9 金属屋面以上附件的材质宜优先采用铝合金或不锈
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11.1.10 屋面板沿板长方向的搭接位置宜在屋面檩条上,
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11.1.11 屋面排水坡度不应小于表11.1.11的限值
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11.1.12 在风荷载作用下,屋面板及墙面板与檩条之间连
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11.2 保温与隔热
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11.2.1 门式刚架轻型房屋的屋面和墙面其保温隔热在满足
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11.2.2 屋面和墙面的保温隔热构造应根据热工计算确定。
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11.2.3 屋面保温隔热可采用下列方法之一: 1
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11.2.4 外墙保温隔热可采用下列方法之一: 1
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11.3 屋面排水设计
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11.3.1 天沟截面形式可采用矩形或梯形。外天沟可用彩色
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11.3.2 天沟应符合下列构造要求: 1 房屋的
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11.3.3 落水管的截面形式可采用圆形或方形截面,落水管
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12 钢结构防护
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12.1 一般规定
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12.1.1 门式刚架轻型房屋钢结构应进行防火与防腐设计。
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12.1.2 钢结构防护层设计使用年限不应低于5年;使用中
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12.1.3 钢结构设计文件中应注明钢结构定期检查和维护要
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12.2 防火设计
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12.2.1 钢结构的防火设计、钢结构构件的耐火极限应符合
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12.2.2 防火涂料施工前,钢结构构件应按本规范第12.
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12.2.3 应根据钢结构构件的耐火极限确定防火涂层的形式
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12.2.4 防火涂料的粘结强度、抗压强度应满足设计要求,
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12.2.5 采用板材外包防火构造时,钢结构构件应按本规范
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12.2.6 当采用混凝土外包防火构造时,钢结构构件应进行
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12.2.7 对于直接承受振动作用的钢结构构件,采用防火厚
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12.3 涂 装
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12.3.1 设计时应对构件的基材种类、表面除锈等级、涂层
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12.3.2 钢材表面原始锈蚀等级,除锈方法与等级要求应符
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12.3.3 处于弱腐蚀环境和中等腐蚀环境的承重构件,工厂
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12.3.4 钢结构除锈和涂装工程应在构件制作质量经检验合
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12.3.5 应根据环境侵蚀性分类和钢结构涂装系统的设计使
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12.3.6 当环境腐蚀作用分类为弱腐蚀和中等腐蚀时,室内
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12.3.7 涂装应在适宜的温度、湿度和清洁环境中进行。涂
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12.3.8 涂层质量及厚度的检查方法应按现行国家标准《漆
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12.3.9 涂装完成后,构件的标志、标记和编号应清晰完整。
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12.3.10 涂装工程验收应包括在中间检查和竣工验收中。
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12.4 钢结构防腐其他要求
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12.4.1 宜采用易于涂装和维护的实腹式或闭口构件截面形
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12.4.2 对于屋面檩条、墙梁、隅撑、拉条等冷弯薄壁构件
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12.4.3 采用热浸镀锌等防护措施的连接件及构件,其防腐
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12.4.4 采用镀锌防腐时,室内钢构件表面双面镀锌量不应
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12.4.5 不同金属材料接触的部位,应采取避免接触腐蚀的
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13 制 作
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13.1 一般规定
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13.1.1 钢材抽样复验、焊接材料检查验收、钢结构的制作
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13.1.2 钢结构所采用的钢材、辅材、连接和涂装材料应具
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13.1.3 钢构件在制作前,应根据设计文件、施工详图的要
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13.2 钢构件加工
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13.2.1 材料放样、号料、切割、标注时应根据设计和工艺
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13.2.2 焊条、焊丝等焊接材料应根据材质、种类、规格分
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13.2.3 焊接H型截面构件时,翼缘和腹板以及端板必须校
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13.2.4 过焊孔宜用锁口机加工,也可采用划线切割,其切
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13.2.5 较厚钢板上数量较多的相同孔组宜采用钻模的方式
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13.2.6 冷弯薄壁型钢的切割面和剪切面应无裂纹、锯齿和
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13.3 构件外形尺寸
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13.3.1 钢构件外观要求无明显弯曲变形,翼缘板、端部边
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13.3.2 单层钢柱外形尺寸的偏差不应大于表13.3.2
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13.3.3 焊接实腹梁外形尺寸的偏差不应大于表13.3.
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13.3.4 檩条和墙梁外形尺寸的偏差不应大于表13.3.
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13.3.5 压型金属板的偏差不应大于表13.3.5规定的
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13.3.6 金属泛水和收边件的几何尺寸偏差不应大于表13
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13.4 构件焊缝
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13.4.1 钢结构构件的各种连接焊缝,应根据产品加工图样
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13.4.2 焊接作业环境应符合现行国家标准《钢结构焊接规
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13.4.3 焊缝无损探伤应按国家现行标准《焊缝无损检测
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13.4.4 经探伤检验不合格的焊缝,除应将不合格部位的焊
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14 运输、安装与验收
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14.1 一般规定
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14.1.1 钢结构的运输与安装应按施工组织设计进行,运输
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14.1.2 钢构件安装前,应对构件的外形尺寸,螺栓孔位置
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14.1.3 钢结构安装过程中,现场进行制孔、焊接、组装、
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14.1.4 钢结构构件在运输、存放、吊装过程损坏的涂层,
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14.1.5 钢构件在吊装前应清除表面上的油污、冰雪、泥沙
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14.2 安装与校正
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14.2.1 钢结构安装前应对房屋的定位轴线,基础轴线和标
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14.2.2 刚架柱脚的锚栓应采用可靠方法定位,房屋的平面
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14.2.3 基础顶面直接作为柱的支承面和基础顶面预埋钢板
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14.2.4 柱基础二次浇筑的预留空间,当柱脚铰接时不宜大
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14.2.5 门式刚架轻型房屋钢结构在安装过程中,应根据设
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14.2.6 主构件的安装应符合下列规定: 1 安
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14.2.7 钢结构安装的校正应符合下列规定: 1
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14.2.8 有可靠依据时,可利用已安装完成的钢结构吊装其
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14.2.9 设计要求顶紧的节点,接触面应有70%的面紧贴
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14.2.10 刚架柱安装的偏差不应大于表14.2.10规
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14.2.11 刚架斜梁安装的偏差不应大于表14.2.11
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14.2.12 吊车梁安装的偏差不应大于表14.2.12规
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14.2.13 主钢结构安装调整好后,应张紧柱间支撑、屋面
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14.3 高强度螺栓
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14.3.1 对进入现场的高强度螺栓连接副应进行复检,复检
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14.3.2 对于高强度螺栓摩擦型连接,应按现行国家标准《
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14.3.3 安装时使用临时螺栓的数量,应能承受构件自重和
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14.3.4 高强度螺栓的安装严禁强行敲打入孔,扩孔可采用
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14.3.5 高强度螺栓连接的钢板接触面应平整,接触面间隙
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14.3.6 高强度螺栓连接副的拧紧应分为初拧、复拧、终拧
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14.3.7 大六角头高强度螺栓施工扭矩的验收,可先在螺杆
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14.3.8 每个节点扭矩抽检螺栓连接副数应为10%,且不
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14.4 焊接及其他紧固件
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14.4.1 安装定位焊接应符合下列规定: 1 现
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14.4.2 普通螺栓连接应符合下列规定: 1 每
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14.4.3 当构件的连接为焊接和高强度螺栓混用的连接方式
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14.4.4 自钻自攻螺钉、拉铆钉、射钉等与连接钢板应紧固
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14.4.5 射钉、拉铆钉、地脚锚栓应根据制造厂商的相关技
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14.5 檩条和墙梁的安装
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14.5.1 根据安装单元的划分,主构件安装完毕后应立即进
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14.5.2 除最初安装的两榀刚架外,其余刚架间檩条、墙梁
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14.5.3 檩条和墙梁安装时,应及时设置撑杆或拉条并拉紧
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14.5.4 檩条和墙梁等冷弯薄壁型钢构件吊装时应采取适当
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14.5.5 不得利用已安装就位的檩条和墙梁构件起吊其他重
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14.6 围护系统安装
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14.6.1 在安装墙板和屋面板时,墙梁和檩条应保持平直。
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14.6.2 隔热材料应平整铺设,两端应固定到结构主体上,
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14.6.3 固定式屋面板与檩条连接及墙板与墙梁连接时,螺
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14.6.4 在屋面板的纵横方向搭接处,应连续设置密封胶条
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14.6.5 在角部、屋脊、檐口、屋面板孔口或突出物周围,
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14.6.6 安装压型钢板屋面时,应采取有效措施将施工荷载
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14.6.7 在屋面上施工时,应采用安全绳等安全措施,必要
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14.6.8 压型钢板铺设要注意常年风向,板肋搭接应与常年
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14.6.9 每安装5块~6块压型钢板,应检查板两端的平整
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14.6.10 压型钢板安装的偏差不应大于表14.6.10
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14.7 验 收
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14.7.1 根据现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标
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14.7.2 钢结构分部工程合格质量标准应符合下列规定:
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14.7.3 钢结构分部工程竣工验收时,应提供下列文件和记
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14.7.4 钢结构工程质量验收记录应符合下列规定:
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附录A 刚架柱的计算长度
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A.0.1 小端铰接的变截面门式刚架柱有侧移弹性屈曲临界荷
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A.0.2 确定刚架梁对刚架柱的转动约束,应符合下列规定:
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A.0.3 楔形变截面梁对刚架柱的转动约束,应按刚架梁变截
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A.0.4 当为阶形柱或两段柱子时,下柱和上柱的计算长度应
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A.0.5 当为二阶柱或三段柱子时,下柱、中柱和上柱的计算
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A.0.6 当有摇摆柱(图A.0.6)时,确定梁对刚架柱的
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A.0.7 采用二阶分析时,柱的计算长度应符合下列规定:
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A.0.8 单层多跨房屋,当各跨屋面梁的标高无突变(无高低
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A.0.9 按本附录确定的刚架柱计算长度系数适用于屋面坡度
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