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1.1 轻型钢结构的分类1

第1章 轻型钢结构设计概论1

1.2 轻型钢结构的特点及应用范围8

1.2.1 轻型钢结构的特点8

1.2.2 轻型钢结构的应用范围8

1.3 轻型钢结构设计的基本要求9

1.3.1 设计方法和原则9

1.3.2 承载能力极限状态设计表达式9

1.3.3 正常使用极限状态设计表达式11

2.1.1 钢材的分类12

第2章 轻型钢结构的材料12

2.1 结构材料12

2.1.2 钢材的力学性能和化学成分13

2.1.3 钢材的选用13

2.2 连接材料15

2.2.1 焊接材料的选用15

2.2.2 螺栓的选用16

2.3 围护结构材料16

3.1.2 屋面荷载19

3.1.1 荷载、作用的种类19

3.1 轻型钢结构的荷载和作用19

第3章 轻型钢结构的荷载、作用与设计基本规定19

3.1.3 楼面荷载20

3.1.4 风荷载20

3.1.5 雪荷载20

3.1.6 温度作用20

3.2 轻型钢结构的荷载组合21

3.3.1 钢材强度设计值21

3.3 轻型钢结构的设计指标21

3.1.8 吊车荷载21

3.1.7 地震作用21

3.3.2 连接强度设计值22

3.3.3 强度设计值的折减系数22

3.3.4 构件的容许长细比22

3.3.5 变形规定24

第4章 轻型钢结构基本构件的计算26

4.1 基本构件的分类26

4.2 普通钢结构基本构件26

4.2.1 轴心受力构件26

4.2.2 受弯构件32

4.2.3 拉弯和压弯构件41

4.3 薄壁型钢结构基本构件43

4.3.1 轴心受力构件43

4.3.2 受弯构件44

4.3.3 拉弯和压弯构件45

第5章 轻型钢结构连接计算与构造47

5.1 焊接计算与构造47

5.1.1 焊缝连接及焊缝形式47

5.1.2 焊缝质量等级49

5.1.4 角焊缝的连接计算50

5.1.3 对接焊缝的连接计算50

5.1.5 部分熔透对接焊缝的连接计算52

5.1.6 角钢与钢板、圆钢与钢板、圆钢与圆钢之间角焊缝的连接计算52

5.1.7 对接焊缝与角焊缝的连接构造54

5.1.8 喇叭形焊缝的计算与构造55

5.1.9 电阻点焊的计算与构造56

5.2 螺栓连接计算与构造57

5.2.1 普通螺栓连接的计算57

5.2.2 高强度螺栓连接的计算58

5.2.3 螺栓连接的构造要求59

5.2.4 抽丝铆钉、自攻螺钉和射钉连接60

第6章 轻型钢结构的防护63

6.1 轻型钢结构防护的重要性63

6.2 轻型钢结构防腐蚀63

6.2.1 概述63

6.2.2 轻型钢结构防腐蚀一般规定和设计原则64

6.2.3 钢材表面处理（除锈）66

6.2.4 防腐涂料的选用67

6.2.5 防腐涂层结构和厚度69

6.3.1 火灾对钢结构建筑的危害70

6.2.6 防腐涂层的保护和维修70

6.3 轻型钢结构防火70

6.3.2 轻型钢结构防火设计原则71

6.3.3 轻型钢结构防火设计和措施72

6.3.4 轻型钢结构基于性能化防火设计的概念、要求和方法75

6.4 轻型钢结构的隔热78

第7章 低层民用轻型钢结构设计80

7.1 常用的结构形式与体系80

7.2.1 低层轻型钢结构住宅结构体系81

7.2 低层轻型钢结构住宅设计81

7.2.2 低层轻型钢结构住宅结构布置要求84

7.2.3 计算简图和结构分析85

7.2.4 楼盖与屋盖结构87

7.2.5 节点设计原则89

7.2.6 轻型钢结构住宅墙体96

7.2.7 轻型钢结构住宅楼梯设计101

7.2.8 轻型钢结构住宅基础选型要求104

7.2.9 低层轻型钢结构住宅的防火与防护104

7.3.1 建筑概况107

7.3 低层轻型钢结构住宅设计实例——设计实例之一107

7.3.2 轻型钢框架（框架—支撑）结构体系109

7.3.3 低层轻型钢结构住宅采用H+H框架结构体系110

7.3.4 低层轻型钢结构住宅采用3L结构体系121

7.4 低层轻型钢结构公共建筑设计实例——设计实例之二139

7.4.1 结构特点与结构布置139

7.4.2 计算简图与结构分析140

7.4.3 低层轻型钢结构公共建筑结构设计141

8.1.1 结构组成及特点159

8.1 单层工业厂房的结构组成与传力路线159

第8章 门式刚架——单层工业厂房设计159

8.1.2 传力路线160

8.2 门式刚架结构特点及应用范围161

8.2.1 门式刚架的特点161

8.2.2 门式刚架的应用范围161

8.3 结构形式及布置162

8.3.1 门式刚架的结构形式162

8.3.2 门式刚架的结构布置163

8.4.2 荷载及荷载组合165

8.4.1 截面尺寸估算165

8.4 内力与侧移计算165

8.4.3 内力计算166

8.4.4 侧移计算169

8.5 构件截面设计172

8.5.1 构件计算长度172

8.5.2 控制截面176

8.5.3 截面设计176

8.6 节点设计180

8.6.1 横梁与柱连接节点及横梁拼接节点180

8.6.2 节点域抗剪强度的验算182

8.6.3 钢牛腿的节点设计183

8.6.4 柱脚的节点设计184

8.7 屋面设计194

8.7.1 压型钢板的分类及适用范围194

8.7.2 压型钢板的计算195

8.7.3 自攻螺钉（或射钉）的强度计算197

8.7.4 压型钢板的构造要求197

8.8 檩条、墙梁及隅撑设计198

8.8.1 檩条设计198

8.8.2 墙梁设计205

8.8.3 隅撑设计206

8.9 天窗架设计207

8.9.1 天窗架结构的组成和形式207

8.9.2 天窗架内力计算207

8.9.3 天窗架构件截面设计209

8.10 支撑设计210

8.10.1 柱间支撑210

8.10.2 屋面水平支撑214

8.11.1 基本概念215

8.11 吊车梁设计215

8.10.3 天窗架支撑215

8.11.2 焊接工字形吊车梁的设计219

8.12 基础设计要点225

8.12.1 基础的类型225

8.11.2 基础的选型226

8.11.3 基础的设计226

8.13 工程设计实例分析（某单层、多跨轻型工业厂房）226

8.13.1 工程概况及设计资料226

8.13.2 结构形式及布置226

8.13.4 荷载计算228

8.13.3 设计依据及软件228

8.13.5 荷载组合231

8.13.6 内力分析与位移计算231

8.13.7 构件验算（弹性设计法）234

8.13.8 节点设计243

8.13.9 檩条、墙梁及隅撑的设计与计算246

8.13.10 支撑设计252

8.13.11 吊车梁设计253

9.1 常用的结构类型和结构体系259

9.1.1 结构类型259

第9章 多层民用轻型钢结构设计259

9.1.2 结构体系的选型和布置要求261

9.2 轻型钢框架—支撑体系的受力特点263

9.2.1 钢框架—支撑体系中支撑的类型263

9.2.2 单榀竖向悬臂桁架的内力分布特征265

9.2.3 框架—支撑体系的破坏机制266

9.2.4 钢框架—支撑体系的变形特征266

9.3.1 建立合理的计算模型267

9.3 计算模型的建立、计算单元的划分和计算方法的选择267

9.2.5 支撑框架与框架共同作用时的剪力分配267

9.3.2 单元的类型与划分268

9.3.3 内力与位移的计算方法及其选择269

9.4 轻型钢框架—支撑结构的抗震分析272

9.4.1 抗震设防和抗震计算要求272

9.4.2 结构的抗震分析275

9.4.3 多遇地震作用下结构构件的内力调整276

9.4.4 抗震概念设计要求277

9.5.1 多层轻型钢框架的变形限值282

9.5 钢框架的变形限值与近似计算282

9.5.2 框架结构侧移的近似计算283

9.5.3 框架结构的P-△效应与整体稳定性284

9.6 构件设计284

9.6.1 框架梁285

9.6.2 框架柱286

9.6.3 中心支撑287

9.6.4 偏心支撑289

9.7 基础的类型及其选型290

9.8.2 横向刚架计算291

9.8 工程设计实例291

9.8.1 设计资料及说明291

9.8.3 横向支撑计算310

9.8.4 节点设计311

第10章 多层工业轻型钢结构设计315

10.1 多层工业轻型钢结构的特点及其结构体系315

10.2 多层工业轻型钢结构的结构体系布置315

10.3 荷载和荷载效应组合316

10.3.1 荷载类型316

10.4 结构内力和位移计算317

10.4.1 计算原则317

10.3.2 荷载效应组合317

10.4.2 内力计算319

10.4.3 位移计算319

10.5 构件设计319

10.5.1 构件计算长度319

10.5.2 构件截面形式319

10.5.3 构件截面设计320

10.6 结构竖向支撑体系321

10.7 组合构件的设计321

10.7.1 组合梁设计321

10.7.2 组合楼板和非组合楼板设计340

10.8 节点设计349

10.8.1 节点设计原则349

10.8.2 钢梁与钢梁的连接节点设计350

10.8.3 钢柱与钢柱的拼接节点设计355

10.8.4 钢梁与钢柱的连接节点设计358

10.8.5 支撑的节点设计363

10.8.6 抗震剪力墙板与框架的连接365

10.8.7 钢梁与混凝土剪力墙的连接366

10.9.2 基础的选型368

10.9.1 基础的类型368

10.9 基础设计要点368

10.8.8 钢柱脚的节点设计368

10.9.3 基础的设计369

10.10 工程设计实例分析（三层、两跨轻型钢结构厂房设计）369

10.10.1 工程概况和设计资料369

10.10.2 结构形式及布置369

10.10.3 设计依据及软件369

10.10.4 荷载计算371

10.10.5 工荷载组合374

10.10.6 内力分析与位移计算375

10.10.7 构件截面验算378

10.10.8 节点设计399

第11章 高层轻型钢结构的设计408

11.1 钢框架—混凝土核心筒结构体系的特点408

11.2 结构布置409

11.2.1 结构平面和竖向布置409

11.2.2 平面和竖向不规则的结构410

11.3 计算模型的建立、计算单元及计算方法的选择412

11.3.1 建立合理的计算模型412

11.3.3 内力与位移的计算方法及其选择413

11.3.2 单元的类型与划分413

11.4 结构的荷载计算和抗震分析414

11.4.1 竖向荷载414

11.4.2 风荷载414

11.4.3 地震作用及抗震分析415

11.5 结构的整体稳定与P-△效应420

11.5.1 结构的整体稳定420

11.5.2 P-△效应的计算方法421

11.6 结构的变形限值与计算423

11.6.1 水平位移限值423

11.6.2 薄弱层弹塑性变形计算425

11.7 构件设计427

11.7.1 梁427

11.7.2 轴心受压柱429

11.7.3 框架柱429

11.7.4 中心支撑433

11.7.5 偏心支撑435

11.7.6 其他抗侧力构件439

11.8 连接设计446

11.8.1 梁与柱的连接446

11.8.2 柱与柱的连接450

11.8.3 梁与梁的连接452

11.8.4 柱脚454

11.8.5 中心支撑与框架的连接459

11.8.6 偏心支撑与框架的连接460

11.8.7 抗震剪力墙板与框架的连接461

11.8.8 钢构件与混凝土结构的连接463

11.9 基础设计要点464

11.10 工程设计实例465

11.10.1 工程概况465

11.10.3 荷载或作用466

11.10.2 材料466

11.10.4 框架设计468

11.10.5 芯筒设计468

11.10.6 柱脚设计468

11.10.7 结构分析468

第12章 轻型钢屋架设计472

12.1 钢屋架的受力特点及应用范围472

12.2 屋架结构形式及计算简图472

12.2.1 屋架结构形式及选用472

12.2.2 屋架内力计算方法和计算简图475

12.3 屋架结构的设计规定476

12.4 角钢和T型钢屋架482

12.4.1 特点及适用范围482

12.4.2 屋架形式482

12.4.3 杆件截面选择483

12.4.4 屋架构造484

12.4.5 节点计算488

12.5.1 特点及适用范围491

12.5.2 屋架形式491

12.5 钢管屋架491

12.5.3 杆件截面选择492

12.5.4 屋架构造492

12.5.5 节点计算497

12.6 屋架支撑设计502

12.6.1 一般要求502

12.6.2 杆件设计及截面506

12.6.3 支撑与屋架的连接构造506

12.7 钢管屋架设计实例509

13.2.1 常用轻型钢结构分析软件的种类及适用范围518

13.2 常用轻型钢结构分析软件简介518

13.1 概述518

第13章 轻型钢结构分析软件简介518

13.2.2 PKPM系列软件519

13.2.3 3D3S软件530

13.2.4 SAP 2000软件540

13.2.5 其他结构分析软件简介548

13.3 运用软件设计时需要注意的问题550

13.4 工程算例551

13.4.1 工程概况551

13.4.2 建模过程552

附表560

附表1 轴心受压构件的稳定系数560

附表2 冷弯薄壁型钢轴心受压构件的稳定系数568

附表3 截面塑性发展系数γx、γy569

附表4 冷弯薄壁型钢受弯构件的整体稳定系数570

附表5 热轧型钢的规线距离572

附表6 有侧移框架柱的计算长度系数μ575

附表7 无侧移框架柱的计算长度系数μ576

参考文献577