GB 51022-2015 门式刚架轻型房屋钢结构技术规范 （完整版）
1 总 则
1.0.1 为规范门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制作、安装及验收，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于房屋高度不大于18m，房屋高宽比小于1，承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1～A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。
本规范不适用于按现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046规定的对钢结构具有强腐蚀介质作用的房屋。
1.0.3 门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制作、安装及验收，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
3 基本设计规定
4 荷载和荷载组合的效应
5 结构形式和布置
6 结构计算分析
7 构件设计
8 支撑系统设计
9 檩条与墙梁设计
10 连接和节点设计
11 围护系统设计
12 钢结构防护
13 制 作
14 运输、安装与验收
附录A 刚架柱的计算长度
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载及计算长度系数可按下列公式计算：
式中：μ——变截面柱换算成以大端截面为准的等截面柱的计算长度系数；
I0——立柱小端截面的惯性矩(mm4)；
I1——立柱大端截面惯性矩(mm4)；
H——楔形变截面柱的高度(mm)；
Kz——梁对柱子的转动约束(N·mm)；
ic1——柱的线刚度(N·mm)，ic1＝EI1／H。
A.0.2 确定刚架梁对刚架柱的转动约束，应符合下列规定：
1 在梁的两端都与柱子刚接时，假设梁的变形形式使得反弯点出现在梁的跨中，取出半跨梁，远端铰支，在近端施加弯矩(M)，求出近端的转角(θ)，应由下式计算转动约束：
2 当刚架梁远端简支，或刚架梁的远端是摇摆柱时，本规范第A.0.3条中的s应为全跨的梁长；
3 刚架梁近端与柱子简支，转动约束应为0。
A.0.3 楔形变截面梁对刚架柱的转动约束，应按刚架梁变截面情况分别按下列公式计算：
1 刚架梁为一段变截面(图A.0.3-1)：
式中：I0——变截面梁跨中小端截面的惯性矩(mm4)；
I1——变截面粱檐口大端截面的惯性矩(mm4)；
s——变截面梁的斜长(mm)。
图A.0.3-1 刚架梁为一段变截面及其转动刚度计算模型
2 刚架梁为二段变截面(图A.0.3-2)：
式中：R1——与立柱相连的第1变截面梁段，远端截面惯性矩与近端截面惯性矩之比；
R2——第2变截面梁段，近端截面惯性矩与远端截面惯性矩之比；
s1——与立柱相连的第1段变截面梁的斜长(mm)；
s2——第2段变截面梁的斜长(mm)；
s——变截面梁的斜长(mm)；
i11——以大端截面惯性矩计算的线刚度(N·mm)；
i21——以第2段远端截面惯性矩计算的线刚度(N·mm)；
I10、I11、I20、I21——变截面梁惯性矩(mm4)(图A.0.3-2)。
图A.0.3-2 刚架梁为二段变截面及其转动刚度计算模型
3 刚架梁为三段变截面(图A.0.3-3)：
图A.0.3-3 刚架梁为三段变截面及其转动刚度算模型
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按下列公式确定：
式中：Kz0——柱脚对柱子提供的转动约束(N·mm)；柱脚铰支时，Kz0＝0.5ic1；柱脚固定时，Kz0＝50ic1；
Kz1——中间梁(低跨屋面梁，夹层梁)对柱子提供的转动约束(N·mm)，按本规范第A.0.3条确定；
Kz2——屋面梁对上柱柱顶的转动约束(N·mm)，按本规范第A.0.3条确定；
ic1——下柱为变截面时，下柱线刚度(N·mm)；
ic2——上柱线刚度(N·mm)；
I1、I2、I10、I11——柱子的惯性矩(mm4)(图A.0.4)；
N1、N2——分别为下柱和上柱的轴力(N)；
H1、H2——分别为下柱和上柱的高度(mm)。
A.0.5 当为二阶柱或三段柱子时，下柱、中柱和上柱的计算长度，应按不同的计算模型确定(图A.0.5)，或按下列公式计算：
图A.0.4 变截面阶形刚架柱的计算模型
式中：μ1、μ2、μ3——分别为下段柱、中段柱和上段柱的计算长度系数；
ic1、ic2、ic3——分别为下段柱、中段柱和上段柱的线刚度(N·mm)。
A.0.6 当有摇摆柱(图A.0.6)时，确定梁对刚架柱的转动约束时应假设梁远端铰支在摇摆柱的柱顶，且确定的框架柱的计算长度系数应乘以放大系数η。
图A.0.6 带有摇摆柱的框架
1 放大系数η应按下列公式计算：
式中：Nj——换算到柱顶的摇摆柱的轴压力(N)；
Njk，hjk——第就、j个摇摆柱上第k个竖向荷载(N)和其作用的高度(mm)；
Pi——换算到柱顶的框架柱的轴压力(N)；
Pik、Hik——第i个柱子上第k个竖向荷载和其作用的高度(mm)；
hj——第j个摇摆柱高度(mm)；
Hi——第i个刚架柱高度(mm)。
2 当摇摆柱的柱子中间无竖向荷载时，摇摆柱的计算长度系数取1.0；
3 当摇摆柱的柱子中间作用有竖向荷载时，可考虑上、下柱段的相互作用，决定各柱段的计算长度系数。
A.0.7 采用二阶分析时，柱的计算长度应符合下列规定：
1 等截面单段柱的计算长度系数可取1.0；
2 有吊车厂房，二阶或三阶柱各柱段的计算长度系数，应按柱顶无侧移，柱顶铰接的模型确定。有夹层或高低跨，各柱段的计算长度系数可取1.0；
3 柱脚铰接的单段变截面柱子的计算长度系数μ r应按下列公式计算：
式中：γ——变截面柱的楔率；
h0、h1——分别是小端和大端截面的高度(mm)；
I0、I1——分别是小端和大端截面的惯性矩(mm4)。
A.0.8 单层多跨房屋，当各跨屋面梁的标高无突变(无高低跨)时，可考虑各柱相互支援作用，采用修正的计算长度系数进行刚架柱的平面内稳定计算。修正的计算长度系数应按下列公式计算。当计算值小于1.0时，应取1.0。
式中：Nk、hk——分别为摇摆柱上的轴力(N)和高度(mm)；
K——在檐口高度作用水平力求得的刚架抗侧刚度(N／mm)；
Pcrj——按传统方法计算的框架柱的临界荷载，其计算长度系数可按式(A.0.1-2)计算。
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不大于1／5的情况，超过此值时应考虑横梁轴向力的不利影响。
