1、輕鋼輔助結(jié)構(gòu)系統(tǒng)輕型鋼結(jié)構(gòu)的輔助結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括挑檐、雨篷、吊車梁、牛腿、樓梯、欄桿、檢修平臺和女兒墻等，它們構(gòu)成了輕型鋼結(jié)構(gòu)完整的建筑和結(jié)構(gòu)功能。1 雨篷和挑檐一、雨篷鋼結(jié)構(gòu)雨篷同鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)雨篷一樣，按排水方式可分為有組織排水和自由落水兩種。鋼結(jié)構(gòu)雨篷的主要受力構(gòu)件為雨篷梁，其常用的截面形式有軋制普通工字鋼、槽鋼、H型鋼、焊接工字形截面等，當(dāng)雨篷的造型為復(fù)雜的曲線時亦可選用矩形管或箱形截面等。在輕型門式剛架結(jié)構(gòu)中，雨篷寬度通常取柱距，即每柱上挑出一根雨篷梁，雨篷梁間通過C型鋼連接形成平面。挑出長度通常為1.5m或更大，視建筑要求而定。雨篷梁可做成等截面或變截面，截面高度應(yīng)按承載能力計算確定。

2、通常情況下雨篷梁挑出的長度較小，按構(gòu)造做法，其截面做成與其相連的C型鋼截面同高：當(dāng)柱距為6m時，連接雨篷梁的C型鋼為16，雨篷梁亦取16槽鋼；當(dāng)柱距為9m時，連接雨篷梁的C型鋼為24，雨篷梁取25槽鋼；有組織排水的雨篷可將天溝設(shè)置在雨篷的根部或?qū)⑻鞙蠎覓煸谟昱竦亩瞬浚昱袼闹茉O(shè)置凸沿，以便能有組織的將雨水排入天溝內(nèi)。圖5-15-3為幾種常見雨篷的做法。 （a）(b)圖5-1 自由落水雨篷(a)(b)(c)圖5-2 有組織排水雨篷 （a）A-A （b）B-B（c）C-C圖5-3 雨篷節(jié)點詳圖二、 挑檐在輕型門式剛架廠房結(jié)構(gòu)中，通常將天溝（彩鋼或不銹鋼）放置在挑檐上，形成外天溝。挑檐挑出構(gòu)件的間距

3、取柱距，即挑出構(gòu)件作為主剛架的一部分，挑出構(gòu)件之間由C型鋼檁條連接，。圖5-4所示為典型的挑檐構(gòu)造。圖5-4 典型的挑檐構(gòu)造 挑檐柱承受C型鋼墻梁傳遞輕質(zhì)墻體的豎向荷載和風(fēng)荷載，挑檐梁主要承受考慮天溝積水滿布荷載或積雪荷載。挑檐各構(gòu)件（挑檐柱、挑檐梁）截面通常采用軋制工字鋼或高頻H型鋼，截面大小由承載力計算確定。挑檐計算簡圖如圖5-5所示，將挑檐柱和挑檐梁示作一個整體，端部與剛架柱固接，即作為懸臂構(gòu)件計算。通常情況下輕鋼廠房結(jié)構(gòu)的挑檐所承受的荷載較小，截面多選擇200高的高頻焊接H型鋼。（a） （b）圖5-5挑檐結(jié)構(gòu)計算簡圖樓梯和欄桿樓梯和欄桿是建筑物的一個重要組成部分，本節(jié)主要講述輕鋼結(jié)構(gòu)中

4、的樓梯和欄桿的結(jié)構(gòu)計算及構(gòu)造要點。一、樓梯在輕鋼結(jié)構(gòu)中較為常用的樓梯形式有：直梯和斜梯。直梯通常是在不經(jīng)常上下或因場地限制不能設(shè)置斜梯時采用，多為檢修樓梯；經(jīng)常通行的鋼梯宜采用斜梯，它是工業(yè)建筑廠房及其構(gòu)筑物經(jīng)常采用的鋼梯形式。1. 直梯輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房的室外檢修樓梯通常采用直鋼梯，其寬度一般為600700mm。直梯的豎向荷載按1.5kN的集中力考慮。直梯的立桿及其它受力構(gòu)件一般采用角鋼，踏步通常采用d=16mm的圓鋼。圖5-17為輕鋼廠房中常見的檢修爬梯。(a)(b) A-A剖(c) B-B剖圖5-17 檢修爬梯2. 斜梯（1）概述樓梯一般由樓梯梁、踏板、平臺梁和平臺板等幾個部分組成。樓梯梁的

5、截面通常選用槽鋼、工字鋼或鋼板等；平臺梁截面一般是槽鋼或工字鋼；踏步板的做法很多，較為常用的材料有花紋鋼板、玻璃、木材以及混凝土和鋼板組成的組合踏步板；平臺板多是組合樓板、混凝土樓板、花紋鋼板等。鋼樓梯的做法較多，但其受力特點基本相同，因此其計算特點也基本相同。其計算特點是：梯梁按斜放的簡支梁計算，設(shè)計荷載按均布荷載進(jìn)行考慮，計算跨度取平臺梁間的斜長凈距；平臺梁按兩端固接梁計算，設(shè)計荷載為梯梁傳來集中力和休息平臺上的設(shè)計荷載，計算跨度取柱軸線間距離；踏步板計算可按兩端固接或兩端鉸接計算：如果踏步板的材料為鋼板，則按兩端固接進(jìn)行計算，如果踏步板的材料為玻璃、木材等，則應(yīng)按兩端簡支進(jìn)行計算，計算荷

6、載取設(shè)計荷載，計算跨度取梯梁軸線間距離；平臺板的計算詳見第四節(jié)的檢修平臺板的計算。樓梯荷載應(yīng)根據(jù)建筑類別，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB5009-2001）確定樓梯的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值。需要注意的是樓梯的活荷載往往比所在樓面的活荷載大。生產(chǎn)車間樓梯的活荷載可按實際情況確定，但不宜小于3.5kN（按水平投影面計算）。荷載的傳力路徑為（圖5-18）：均布荷載踏板均布荷載梯梁集中荷載平臺梁框架梁柱集中荷載均布荷載平臺板梯段荷載圖5-18樓梯荷載傳力路徑踏步板與樓梯梁之間可采用焊縫連接或螺栓連接，如圖5-20（a）所示，（踏步板為鋼板的情況）；梯梁與平臺梁之間一般采用螺栓連接，如圖5-20（b）所示，連接螺栓的大

7、小可根據(jù)梯梁傳到平臺梁的豎向分力進(jìn)行設(shè)計；梯梁與地面連接見5-20（c）。(a) 踏板與梯梁的連接（c） 梯梁與地面的連接(b) 梯梁與平臺梁的連接圖5-20 典型的樓梯連接圖 （2）設(shè)計實例某輕鋼工業(yè)廠房檢修平臺的鋼樓梯（如圖5-21）踏步板采用5mm花紋鋼板，鋼梯斜梁采用槽鋼，兩梯梁軸線間距離為1500mm,試確定槽鋼的型號。（恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值取0.4kN/m2,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取3.0KN/m2）。P=g+q圖5-21 樓梯斜梁計算簡圖選用10號槽鋼，材質(zhì)Q235。1）荷載計算作用于樓梯斜梁的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：作用于樓梯斜梁的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：則作用于樓梯斜梁的荷載設(shè)計值：2）內(nèi)力計算樓梯斜梁跨中最大彎

8、矩：；斜梁剪力：；3）截面驗算10號槽鋼，材質(zhì)Q235，Wx=39.7cm3,Ix=198.3 cm4；。二、欄桿1、概述在輕鋼結(jié)構(gòu)廠房中，平臺的周邊、斜梯的側(cè)邊以及因工藝要求不得通行地區(qū)的邊界均應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿。工業(yè)平臺和人行通道的欄桿應(yīng)符合GB4053-3-83的要求。平臺和斜梯的欄桿可自行設(shè)計，亦可按國家標(biāo)準(zhǔn)圖集87J432選用。欄桿由立桿、頂部扶手、中部縱條以及踢腳板等組成。工業(yè)建筑中欄桿的形式相對較為簡單，其主要構(gòu)件（立桿和頂部扶手）可選用剛度較好的角鋼（50X4）或圓鋼管(3845×2)。欄桿立柱的間距不大于1m，并應(yīng)采用不低于Q235鋼的材料制成。中部縱條可選用不小于30

9、×4的扁鋼或16的圓鋼固定在立桿內(nèi)側(cè)中點處，中部縱條與上下桿件之間的間距不應(yīng)大于380mm。為保證安全，平臺欄桿均須設(shè)置擋板（踢腳板），擋板一般采用-100×4扁鋼。室外欄桿的擋板與平臺面之間宜留10mm的間隙，室內(nèi)欄桿不宜留間隙。欄桿可分段整體制作，欄桿各部件之間宜采用焊縫連接。立桿與平臺邊梁的連接可采用工地焊接或螺栓連接。欄桿設(shè)計時應(yīng)按規(guī)定考慮欄桿頂部水平荷載0.5kN/m（對住宅、宜園、幼兒園等）或1.0kN/m（對于學(xué)校、車站、展覽館等）。欄桿高度一般為1000，對高空及安全要求較高的區(qū)域，宜用1200；工業(yè)平臺欄桿的高度不應(yīng)小于1050mm；對于不經(jīng)常通行的走道平

10、臺和設(shè)備防護(hù)欄，其高度宜降低至900。平臺欄桿應(yīng)與相連接的鋼體欄桿在截面和高度上協(xié)調(diào)一致。(a)室內(nèi)欄桿及剖面（b）室外欄桿及剖面圖5-22 典型樓梯欄桿圖2、設(shè)計實例某工業(yè)平臺欄桿（如圖5-23），欄桿高度l1050mm；立桿間距750mm，采用50X4角鋼；驗算立桿的強度及立桿與平臺梁連接的焊縫強度。（欄桿頂部水平荷載q=0.5KN/m）圖5-23 欄桿計算簡圖如圖，每個立桿頂部受水平推力： 則立桿所受最大彎矩：試選用50×4角鋼（Q235） 立桿與平臺梁（或其它梁）的連接采用雙面角焊縫承擔(dān)欄桿頂部水平力產(chǎn)生的彎矩。取；則焊縫的有效厚度,焊縫的計算長度。檢修平臺和女兒墻一、檢修平

11、臺1、輕鋼檢修平臺概述平臺結(jié)構(gòu)通常由梁、柱、柱間支撐以及梯子和欄桿等輔助結(jié)構(gòu)組成。根據(jù)使用要求可分為室內(nèi)和室外平臺；承受動力荷載和承受靜力荷載的平臺；生產(chǎn)輔助用的通行、檢修平臺和中、重型設(shè)備操作平臺等。輕型鋼結(jié)構(gòu)的檢修平臺一般只承受靜力荷載，且承受的荷載一般也較小，根據(jù)承受荷載的不同，可將其分為兩類：通行平臺和操作平臺。平臺荷載一般由工藝設(shè)計人員提供。對設(shè)有一般動力設(shè)備（如小型電動機、通風(fēng)機、減速機、輸送機等振動不大的設(shè)備）以及某些機動車（如加料機、揭蓋機、機車車輛等）的平臺結(jié)構(gòu)，可將設(shè)備重（包括物料重）乘以動力系數(shù)按靜態(tài)荷載進(jìn)行計算。通行平臺的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0kN/m2，用于人行走道平

12、臺、單軌吊車檢修平臺；操作平臺的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為4.08.0kN/m2，或由工藝設(shè)計人員提供，用于一般工藝或設(shè)備檢修平臺，有小型設(shè)備或少量堆料的操作平臺等。對只承受靜力荷載且荷載較小的平臺視具體情況可將平臺梁支撐于牛腿或三角架上、設(shè)備上或吊架上；對需抗震設(shè)防的地區(qū)，有較大動力荷載或荷載較大的平臺宜支撐于獨立柱上，與廠房結(jié)構(gòu)完全分離。2、平臺梁平臺梁一般選用等截面的實腹構(gòu)件（焊接H型鋼或熱軋型鋼等），當(dāng)跨度和荷載較大，并需要較大的抗扭剛度時亦可選用箱型截面梁；當(dāng)跨度大而荷載較小時可采用桁架梁。梁的截面高度由容許撓度、梁的經(jīng)濟(jì)高度和建筑凈空要求等條件確定。次梁間距a根據(jù)鋪板的強度和剛度來確定，一般

13、為6001000mm之間。3、平臺柱與柱間支撐平臺柱的截面形式應(yīng)根據(jù)荷載的大小、柱子的高度及其受力情況并考慮材料供應(yīng)等綜合因素來確定。平臺柱一般選用等截面的實腹柱（焊接H型鋼或熱軋型鋼等）；當(dāng)柱的內(nèi)力很小時，亦可選用雙角鋼十字形組合截面；當(dāng)柱子較長時亦可選用格構(gòu)柱。平臺柱的柱腳通常設(shè)計為鉸接柱腳，用地腳螺栓直接固定在基礎(chǔ)上，按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計。為確保獨立平臺結(jié)構(gòu)的側(cè)向穩(wěn)定，一般需在柱列中部設(shè)置柱間支撐。較為常用的支撐形式為交叉式（如圖5-24a、b）；當(dāng)凈空有限制時亦可設(shè)計成門形支撐或連續(xù)的隅撐（如圖5-24c、d），隅撐設(shè)置高度（即隅撐與柱的交點至柱定的距離）不宜大于柱高的13,有時也采用橫

14、梁與柱剛接的框架形式（如圖5-24e）圖5-24 平臺柱的支撐4、平臺鋪板平臺鋪板按工藝生產(chǎn)要求分為固定式和可拆卸式；按構(gòu)造可分為板式（花紋鋼板、平鋼板、平鋼板加工沖泡或電焊花紋、鋼筋混凝土組合樓板等）、篦條式（由圓鋼或扁鋼焊成或工廠制成的鋼格板）及鋼網(wǎng)格板（工廠制造的鋼網(wǎng)板、壓焊鋼格柵板，YB4001-91）等。對通行平臺和操作平臺的平臺板宜采用花紋鋼板；對室外平臺以及有減少積灰和便于觀察設(shè)備要求的平臺，可采用篦條式鋪板或鋼網(wǎng)格板。當(dāng)室外平臺采用平鋼板時，應(yīng)在板面上設(shè)泄水孔。平臺鋪板的跨度L（凈跨）不宜大于（120150）t（t為板件的厚度）；板的最大撓度不宜大于L/150。平臺鋪板可按單跨

15、（或四邊）簡支板計算；三跨或三跨以上的連續(xù)平臺鋪板，當(dāng)按單向板計算時，可按簡支的連續(xù)板考慮；當(dāng)平臺鋪板在支座處連接牢固，且有可靠保證在板中拉力作用下支座不能產(chǎn)生側(cè)移時，鋪板可按單向拉彎構(gòu)件來計算；當(dāng)利用加勁肋作為板的支座，鋪板按四邊簡支計算時，加勁肋的容許撓度值不應(yīng)大于L250（L為加勁板的跨長），否則仍應(yīng)按單向板計算。當(dāng)加勁板按構(gòu)造設(shè)置時，平臺板均按無肋鋪板考慮。根據(jù)平臺的操作荷載，可按下表54選擇鋼鋪板的厚度（t，t6mm）表5-4 鋼鋪板厚度平臺操作荷載qk(KN/m2)101112213030可選板厚t（mm）6881010121214平臺鋪板下一般應(yīng)按一定間距設(shè)置加勁肋，加勁肋的作用

16、為：1） 保證鋪板有一定的剛度，間距一般為板厚的100150倍；2） 作為較小集中荷載（梯子、支架等）作用處的加強措施；3） 作為洞口的相關(guān)板件；4） 必要時作為平臺鋪板的邊界支承小梁，起承載作用。加勁肋的常用截面為板條或角鋼，用斷續(xù)焊縫與鋪板相連。當(dāng)加勁肋為扁鋼時，其截面高通常為其跨度的112115，且高度不小于60mm，厚度不小于5mm。當(dāng)加勁肋為角鋼時，宜選用不等邊角鋼，并將長肢肢尖與鋼板相焊，長肢與板面垂直來設(shè)置（如下圖5-25），角鋼截面一般不小于L50×4或L56×36×4。圖5-25 平臺鋪板的加勁板輕型鋼結(jié)構(gòu)的平臺設(shè)計主要是梁、柱及平臺板的設(shè)計，其

17、計算主要是通過手算或編制的小型軟件進(jìn)行，圖5-26所示為典型輕型鋼結(jié)構(gòu)的平臺構(gòu)造圖。在輕型平臺結(jié)構(gòu)中，平臺鋪板與次梁或其他構(gòu)件的連接通常采用斷續(xù)焊縫，其凈距當(dāng)鋪板計入梁或加勁肋的計算截面時不應(yīng)大于15t，其他情況不應(yīng)大于30t（t為較薄焊件的厚度）。(a)（b）(c)圖5-26 典型平臺構(gòu)造圖5、設(shè)計實例某工業(yè)獨立檢修平臺（如圖527）主梁與柱剛接，次梁與主梁鉸接。檢修平臺恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值（不包括梁自重）取0.5KN/m2，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.0KN/m2，試確定主梁和次梁的截面。圖5-27 (1) 平臺鋪板計算1）荷載計算已知：gk=0.5KN/m2，qk=2.0KN/m2。則單位寬度板上的均布荷

18、載標(biāo)準(zhǔn)值：pk=（0.5+2.0）×1=2.5 KN/m；單位寬度板上的均布的荷載設(shè)計值：p=（1.2×0.5+1.4×2.0）×1=3.4 KN/m。2）內(nèi)力計算 3）強度 4）撓度驗算（2）次梁計算(試選用5號槽鋼)1）荷載計算已知：gk=0.5+0.0544=0.5544KN/m2，qk=2.0KN/m2。一個計算單元的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：pk=（0.5544+2.0）×1=2.5544 KN/m；一個計算單元的荷載設(shè)計值：p=（1.2×0.5544+1.4×2.0）×1=3.47 KN/m。2）內(nèi)力計算次梁跨中最大

19、彎矩：支座處剪力：3）截面驗算試選用5號槽鋼，Wx=10.4cm3,材質(zhì)Q235。4）撓度驗算 （3）主梁計算（試選用8號槽鋼）1）荷載計算已知：P2.60KN ，取梁自重：p=0.08KN/m。2）內(nèi)力計算主梁為兩端固接，次梁上的荷載作為集中力傳遞到主梁上，梁端剪力：3）截面選擇試選用8號槽鋼，Wx=25.3cm3,材質(zhì)Q235。4）撓度驗算二、女兒墻高出屋面的墻體稱為女兒墻，其作用為使天溝內(nèi)置，擋住屋脊，使建筑立面更加統(tǒng)一美觀。其結(jié)構(gòu)部分一般由女兒柱、橫梁、拉條等構(gòu)件組成，其作用為支撐女兒墻墻體，保證墻體穩(wěn)定，并將其上的荷載傳遞到廠房骨架上。1、墻體分類女兒墻按其墻體材料可分為兩類：（1）

20、、輕質(zhì)墻：通常將壓型鋼板，夾心板或其他輕質(zhì)板材懸掛在墻架橫梁上，橫梁支撐在女兒柱上。（2）、砌體墻：其墻體材料為普通磚，混凝土空心砌塊或加氣混凝土砌塊，本章主要介紹輕質(zhì)女兒墻。2、女兒墻墻架構(gòu)件的形式（1）、女兒柱為女兒墻的豎向構(gòu)件，承受由橫梁傳來的豎向荷載及水平荷載。截面通常采用軋制或焊接H型鋼。（2）、橫梁為女兒墻的水平構(gòu)件，一般同時承受豎向荷載和水平荷載，是一種雙向受彎構(gòu)件。（詳見女兒墻墻架橫梁的計算）橫梁的截面形式：當(dāng)橫梁跨度小于或等于4m時，選用角鋼；當(dāng)橫梁跨度小于9m并大于4m時，可選用水平放置的冷彎C型鋼（最常用的截面形式）；當(dāng)梁跨度較大時，亦可選用槽鋼，工字鋼或H型鋼等3、女兒墻墻架構(gòu)件的荷載（1）、墻體的自重，按照各種不同墻體材料的自重疊加計算。（2）、墻架構(gòu)件自重，可按所選截面計算。（3）、水平風(fēng)荷載，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB5009-2001）取用4、女兒墻墻架構(gòu)件的計算