门式刚架轻型钢结构工业厂房经济柱距研究
关于带吊车门式刚架轻型钢结构设计问题的探究
关于带吊车门式刚架轻型钢结构设计问题的探究摘要:门式刚架结构与钢筋混凝土结构相比，具有质量轻、工业化程度高、施工周期短、综合经济效益高、柱网布置比较灵活等特点，主要用于轻型厂房、仓库、建材交易市场等。
本文我们将针对5t吊车轻型门式刚架的设计问题加以阐述与分析，确保其结构设计的可行性及经济性。
关键词:吊车；门式钢架；设计；结构一、工程概况某材料库跨度22 m、长96 m、柱距8m、柱顶标高12 m。
内设2台5t吊钩桥式吊车，均为A5工作制，吊车轨顶标高为9m、跨度为22.5 m。
二、结构形式门式刚架结构形式按跨度可分为单跨、双跨和多跨，按屋面坡脊数可分为单脊单坡、单脊双坡、多脊双坡。
对于多跨刚架而言，在相同跨度条件下，多脊多坡与单脊双坡的刚架用钢量大致相当。
因为单脊双坡具有屋面排水形式简单，而多脊双坡刚架的内天沟易产生渗透及堆雪现象，因而常做成一个屋脊的大双坡屋面。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102：2002)适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹式门式刚架起重量不大于20 t的A1一A5工作制级别桥式吊车。
门式刚架的柱脚多按铰接支承设计，通长为平板支座，设一对或两对地脚螺栓。
当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计为刚接。
因此，本工程的厂房采用单跨双坡屋面，柱脚采用刚接形式。
门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取为1/20~1/8，在雨水较多的地区取其中的较大值。
结合本工程实际，屋面坡度取值为1/15。
三、结构平面布置温度区段的长度可按《钢结构设计手册》表2~17设置，当门式刚架轻型房屋的屋面和外墙均采用压型钢板时，其温度区段长度可适当放宽。
本工程厂房跨度为22 m、长度为96 m，分别小于规范规定的120 m、220 m，因此不需设置温度伸缩缝。
凛条间距的确定应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、凛条规格等因素按计算确定，一般应等间距布置，但在屋脊处应沿屋脊两侧各布置一道，在天沟附近布置一道。
浅谈门式刚架轻型房屋设计
浅谈门式刚架轻型房屋设计门式刚架轻型房屋钢结构是近年来在钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构形式。
针对门式刚架轻型房屋钢结构设计中遇到的关于选材、檩条设计、主钢架设计、经济性比较等若干方面的问题进行了论述，并给出了一些建议。
采用大柱距托架门架钢结构方案，在一定跨度范围的实际工程中可节约钢材，是一种值得推广的经济合理的结构型式。
标签：门式刚架轻型房屋设计分析；厂房经济性比较引言这种结构型式的主要特点是：体现轻钢结构轻型、快速、高效的特点，应用节能环保型新型建材，实现工厂化加工制作、现场施工组装、方便快捷、施工周期短、造价低等优点；柱网尺寸布置自由灵活、柱网跨度大等优势被广泛的应用于工业厂房建筑中。
本文就设计低成本的门式刚架轻型钢结构房屋进行探讨。
1、工程概况门式刚架轻型钢结构房屋以其节能环保、造价低、自重轻、工厂化制作、施工周期短、柱网跨度大、柱网尺寸布置自由灵活等优势被广泛的应用于单层工业厂房建筑中，其优越性和经济效益是不言而喻的。
近年来其发展的一个显著特点是厂房跨数增多、跨度增大、柱距增大。
业主对厂房的使用空间提出了更高的要求，厂房的柱距也日趋增大，多跨厂房中的中小柱距日显不足。
下面以6m柱距、12m柱距，22m～36m多跨（通长2跨～5跨）门式刚架轻型钢结构厂房为例进行经济性分析。
这种厂房结构一般可采用大跨度实腹檩条方案（方案A）和柱间（纵向）设12m托架梁支撐次框架方案（方案B）。
2、两种结构方案的比较轻型门式刚架钢结构厂房造价主要由用钢量指标为主要组成部分，用钢量由主结构和次结构两部分组成。
笔者采用由PKPM软件对两种结构方案进行结构分析计算，并仅以在厂房中间截取一个结构计算单元进行用钢量经济指标的分析对比。
2.1设计参数该结构形式以中柱为12m柱距、边柱为6m柱距的无吊车大空间厂房，沿口标高8m。
本工程建筑层数：一层；建筑类别：三类；火灾危险性：戊类；耐火等级：二级；设计使用年限：50年；单层彩钢板外墙；双层彩钢夹心板屋面。
门式刚架轻型钢结构工业厂房最优柱距研究分析
一
、
柱距合理选择 在设计 厂房结构 中，首要 问题就是配合工 艺要
针对 以上的案例分析 ，得 出了以下相关性 的结
论 ，具 体 如下 。
求进柱 网平 面的布置 。在传统 的结构设计 中，我 国 习惯于将柱距模数 定为 ３ Ｍ ，如 ３Ｍ 、６ Ｍ 、１ ２ Ｍ等， 其 主 要 参考 依 据 就 是 预 制 钢 筋 混 凝 土 的 工 业 厂 房 的 模制数 ， 目前，很少有人 专门针对 门式刚架轻 型钢 结构是 否适 应而进行研 究。但 是 ，从综合经济角度
１ ８ ２ ４
３ ０ ３ ６
根据 以上数据分析与计算 ， 得到结构计算简图，
如 图 Ｉ所 示 。
活载、风载、吊车荷载等，设置好参数然后 点结构
计算 ，查看计算结果如果超限 了返回调整梁柱截面 再计算 ，最后进入施工 图绘制阶段。
三 、 结 论分 析
式刚架轻型钢 结构工业厂房最优 柱距 的研究分析有
表 ２参数表
钢材 Ｑ ２ ３ ５ － Ｂ Ｆ钢 基本 风压 值 ０ ． ３ ５ ｋ Ｎ ／ｍ ，近仿 取 高度变 化系 数 为 １ ． ０ 吊车基 本参 数和 基本 参数 依据 小于 ５ ～５ ０
墙架梁、屋面支撑等，在这样 的情况 下，必 须要采 取有效的方法设计好 门式钢架 ，以此来达到 降低总 用钢量 的 目的， 对工程实际具有 很大的意义和作用 其次，在 以上案例 中，由图 ２所示，可 以发现 个规律 ，随着柱距的不断增大 ，整个厂房 的用钢 量 也有 所 下 降 ， 尤 其 是对 于 用钢 量 较大 的 刚架 而 言 。
量 的变 化 曲线 ，具 体 如 图 ２所 示 。
以知道 ，这三厂 房不论是从 吊车吨位 ，还是 众跨度
毕业设计：门式刚架轻型钢结构工业厂房钢结构工程设计
毕业设计开题报告（含文献综述、外文翻译）题目工业厂房钢结构工程设计姓名学号专业班级所在学院指导教师（职称））二○一年月日毕业设计（论文）开题报告（包括选题的意义、可行性分析、研究的内容、研究方法、拟解决的关键问题、预期结果、研究进度计划等）1. 选题的背景和意义1.1选题的背景钢结构建筑具有轻质高强、力学性能良好、抗震性能优越、工业化程度高、施工速度快、外形美观、投资回收快、可再次利用及符合可持续发展政策等一系列的优点。
近年来钢结构建筑在我国出现了非常快的发展势头，应用范围不断扩大，目前，我国钢结构建筑的发展处在建国以来最好的一个时期。
但是，与国外的一些发达国家相比，我国在许多方面还存在着明显差距，如美国、日本、德国等国家，在工程建设中广泛采用钢结构，钢结构建筑占整个建筑的40%以上，而目前我国的钢结构建筑所占比重还不到5%。
由此可见，今后我国的钢结构建筑市场有着巨大的发展空间。
[1]1.2选题的意义考虑到门式刚架轻型钢结构房屋具有自重轻，用钢省，造价低，抗震性能好的特点，在抗震设防烈度为7度及以下地区不需要考虑抗震设计。
而且该种结构可跨越较大的跨度，形式美观有现代感，能充分满足使用要求，用途广泛，施工周期短且不需要大型的施工机具，因此本工程采用了门式刚架轻型房屋钢结构。
本工程是实际工程，通过此次的设计过程，可了解实际的操作，掌握具体的流程以及相关软件等工具。
进一步的将理论和实际相结合，对于今后的工作有着决定性的帮助。
另一方面，也锻炼了自己的独立分析，阅读文献（包括外文）的能力，为自身将来的发展做下基础。
2．可行性分析门式刚架轻型房屋以门式刚架为受力体系，外墙采用冷弯薄壁型钢裸条和压型钢板，承重体系和围护体系都很轻，施工速度快整休造价低，具有广阔的发展前景。
一些国外的公司采用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)相结合的一体化生产技术，在国内市场有很大的优势。
随着《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的实施，国内也相继开发出了一些门式刚架设计软件。
大吨位吊车门式刚架钢结构厂房的轻型化设计研究
大吨位吊车门式刚架钢结构厂房的轻型化设计研究发布时间：2022-07-25T02:42:43.551Z 来源：《建筑设计管理》2022年5期作者：付金金[导读] 起重量超过20t的A6工作级别以上的桥式吊车或超过3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房，付金金广州市弘基市政建筑设计院有限公司 510000摘要：起重量超过20t的A6工作级别以上的桥式吊车或超过3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房，这导致开展钢结构厂房轻型化设计的难度有所提升。
为保证项目顺利实施，工程项目有必要在普通钢结构设计基础上与轻型钢结构规程相结合，从而进一步针对刚架钢结构厂房的轻型化设计加以分析，本文结合工程实际，分析了相关方案布置以及主钢架结构与吊车梁结构设计的具体过程。
关键词：大吨位吊车；门式刚架；钢结构厂房；轻钢结构；轻型设计引言：在开展建筑工程设计的过程中，最终的建设成效会受到多方面因素的影响，其中就包括结构施工图设计绘制以及施工现场技术服务等多环节。
其中，大跨度钢结构厂房为项目设计的重要组成部分并多采用门式钢结构，设计技术人员需要在此基础上完成结构模型建立、计算设计等环节，这也是本文探讨的主要目的。
一、设计背景随着我国工业生产水平的提升，门式刚架轻型钢结构更多地应用在工业生产当中，同时凭借其造价低、耗材少、节能环保等优势得到了广泛认可。
起重量不超过20t的A1～A5工作级别的桥式吊车或不超过3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB 51022-2015（下文简称《门刚规范》）指导设计。
然而在实际开展相关工程项目的过程中，往往会涉及到超出以上规定的起重量工作级别桥式吊车、悬挂式起重机以及采用非轻型维护系统的情况，如果仍然采用现行的《钢结构设计标准》进行设计往往会导致用钢量指标居高不下，而一味将设计重点放在减少钢材料使用量上则会导致安全系数的降低。
在这样的情况下，如何开展大吨位吊车门式刚架钢结构厂轻型化设计成为相关人员需要解决的关键问题[1]。
门式刚架轻钢结构设计中的若干问题探究
门式刚架轻钢结构设计中的若干问题探究摘要：轻型钢结构是国内外目前应用和发展速度最快的新型结构形式，广泛应用于工业、居住和公共建筑，具有施工速度快、建筑类型美观、钢材用量少、性价比高等优势，特别是近几年来，随着我国彩色钢板产量的增加和焊接H型钢的出现，门式刚架发展迅猛，在我国得到广泛应用。
关键词：门式刚架；轻钢结构；设计引言门式刚架轻型钢结构房屋具有传力路径明确、构件便于工厂化加工、自重轻、施工周期短、造价低等诸多优点，目前在工业、商业及公共设施等工业与民用建筑中得到了广泛应用。
发展的过程中也出现了一些设计和施工上的问题，如雪压将屋面压垮、风荷载将屋面掀起、结构挠度太大影响正常使用等等。
下面就对结构设计相关问题进行了分析。
一、钢结构的特点传统的厂房设计中使用钢筋混凝土结构，这种结构不尽施工时间长、抗震性差，而且很难做成大跨度的车间形式。
钢结构厂房就很好的克服了这些缺点，钢结构工业厂房有较强的承载力，强度也比较高。
而且厂房空间开阔，建筑布置比较灵活。
这些特点都为厂房的设计提供了空间和余地，可以将其设计成开放性的厂房。
由于钢结构厂房的构件尺寸比较小，墙体又比较薄，可以将管线布置在墙体中去，这样就大大增加了厂房的使用面积，这也是钢结构厂房在空间上的优势所在。
同时钢结构厂房有比较强的塑性，其内部组织十分均匀，近似于同性体的性质，具有较大的变形能力，这种性质能加强结构对动力荷载的适应性。
不仅如此，钢结构密度和强度比较大，因此承受相同的荷载时，钢结构所需的截面最小。
在截面相同时，钢结构的承载力又是最大的。
即使在超载的情形下，也不容易发生断裂，安全性能比较强。
另外，与其它结构形式相比，钢结构厂房的大部分构件都可以在加工厂中进行制作，运输起来也比较方便，构件到达施工现场时，通过焊接或者螺栓直接进行组装就可以，非常方便和高效，大大缩短了施工周期。
而且对环境的污染和影响比较少，改造和加固也很方便，因此得到广泛的推广和使用，关于钢结构厂房的设计自然成了研究的热点。
门式轻钢结构厂房用钢量与柱距的关系比较
门式轻钢结构厂房用钢量与柱距的关系比较摘要：通过算例对不同柱距门式轻钢结构厂房的用钢量进行了研究比较，对厂房总体用钢量受柱距影响的变化趋势进行了探讨，得出一些规律性的结论，采用合理的厂房柱距可使门式轻钢结构厂房用钢量节省5%~10%。
关键词：门式轻钢结构厂房用钢量柱距0前言随着门式轻型钢结构的应用日益增多，轻钢厂房设计市场的竞争也越来越激烈，若要在这片市场中占有一席之地，就必须不断总结经验，积累资料，以求在技术性及经济性方面做到合理。
因此有必要对轻型钢厂房的用钢量进行比较研究。
1 厂房用钢量初析及研究对象在轻型钢厂房结构中，用钢量较多的部分主要有屋面檩条，墙面墙梁，吊车梁以及厂房门式刚架。
对于屋面檩条，墙面墙梁及吊车梁部分（以下称为甲类构件），在厂房柱距增大时，由于刚架敏感的梁跨及柱高并未改变，只是框架的受荷范围有所增大，单榀刚架用钢量有所增加，但幅度不大，且在厂房长度一定的条件下，增加柱距可减少框架的数量，因而刚架部分的用钢量在柱距增大时应呈下降趋势。
为了验证以上分析，本文探讨了厂房总体用钢量受柱距影响的变化趋势，对单跨无吊车，双跨无吊车，单跨有吊车，双跨有吊车柱距分别为6m，7.5m，9m 总计12种轻钢厂房进行了计算。
由于影响厂房用钢量的因素相当多，不同的设计条件，会使厂房的用钢量差别很大。
为了便于比较研究，所的得数据而又不失其参考价值，本次计算分析的12种情况，尽可能选用实际设计中常见的结构形式及其受荷状况。
2 设计资料2．1本场地条件（1）地理位置：唐山市区（2）基本风压：0.4KN/m2（3）地面粗糙度：按B类考虑（4）基本雪压：0.4KN/m2（5）场地土类别：Ⅱ类（6）基本设防烈度：8度（近震）2．2 厂房基本尺寸（1）房屋总长度：54 m。
（2）层数：单层。
（3）跨度：21 m（单跨或双跨）。
（4）柱距：6m，7.5m，9m。
（5）柱顶标高：11 m（6）轨顶标高：8 m左右。
门式钢架跨度与柱间距的优化选择
门式钢架跨度与柱间距的优化选择轻型钢结构是国内外目前应用和发展速度最快的新型结构形式，广泛应用于工业、居住和公共建筑，具有施工速度快、建筑造型美观、钢材用量少、造价低廉等优势，而门式钢架结构体系作为轻型钢结构的一种结构形式，本人结合近几年的设计经验阐述以下门式钢架合理跨度与柱间距合理化选择。
一、合理跨度的确定不同的生产工艺流程和使用功能在很大程度上决定着厂房跨度，有的业主甚至要求轻钢生产厂家根据自己的使用功能，确定跨度。
这是很不经济的选择，希望业主再告诉设计人员（特别是钢结构厂家的设计人员）使用功能时让他推荐你使用多大跨度在尽可能满足生产工艺和使用功能上最为经济，一般情况下，当柱高、荷载一定时，适当加大跨度，钢架的用钢量增加不太明显，但节省空间，基础造价低，综合效益较为可观。
通过大量计算发现，当檐高6m、柱距为7.5m，荷载情况完全一致下，跨度 30M～35M之间的钢架单位用钢量（Q345B）为11～13kg/ m2，当跨度在24-30m之间的钢架单位用钢量为10～11kg/ m2，，当跨度在18～24m之间的钢架单位用钢量为11kg/ m2。
当跨度大于35m用钢量为大于13kg/ m2明显不经济，一般工艺流程都在35M以内，如果真需要大于35米的跨度中间应增加摇摆柱可使单跨钢架节约8%左右。
如果跨度小于18M单位用钢量没有很明显的变化并且还有逐渐增加的趋势。
因此设计门式钢架时应根据具体要求选择较为经济的跨度，不宜盲目追求大跨度或过小跨度。
二、钢架最优间距的确定钢架的间距与钢架的跨度、屋面荷载、檩条形式等因素有关，当钢架跨度较小时，选用较大的间距，会增加檩条的用钢量是不经济的。
钢架规范规定，钢架柱距宜为6m，7.5m，9m，最大可采用12m。
经过大量计算发现，如果是大型厂房柱间距7.5M最为可佳，如果一般小型厂房6～6.5米最为经济。
在设计当中不要过于追求主钢构单位用量较低，如果只追求用钢量随着柱距的增大，钢架的单位用钢量是逐渐下降的话，而对于其他结构如檩条、吊车梁、墙梁的用钢量会随着柱距的增大而增大，就房屋的总用钢量而言，随着柱距的增大先下降而后又上升。
门式刚架轻型钢结构厂房设计
应等间距布置,但在屋脊处应沿屋脊两侧各布置一道,在天沟附近布置一道。
侧墙墙梁的布置应考虑门窗、挑檐、雨蓬等构件的设置和围护材料的要求确定。
2.3支撑和刚性系杆的布置
根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》第4.5.2对支撑和刚性系杆的布置给出了明确规定。
不再具体描述,
13
2018.10 |
林业科技情报，2009，（02）：38-39.
[2]林攀举.浅谈门式钢架轻型房屋钢结构设计[J].科技资讯，2010，（21）：73.
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[4]秦风池．门式钢架轻型房屋结构质量控制[J] 江苏建材 2003（3）
14|CHINA HOUSING FACILITIES。
门式刚架设计的经济性的问题
如果仅讨论门式刚架设计的经济性的问题,我有几点意见：1、首先要搞清楚设计中的参数取法。
比如计算长度的取值：平面内取值很明确，但对于平面外计算长度，国标图集应该是取隅撑间距（2.5~3米），而浙江省图集则明确取6米，两种取值大概会相差1倍。
取隅撑间距是有道理的，这和钢梁弯扭和弯曲的问题有关，有兴趣的朋友可参考一些专业书籍。
2、关于截面变化的选择有很多资料可以参考，分段长度主要还是考虑施工运输的因数。
3、关于柱脚连接，有吊车时，门规明确规定应刚接。
无吊车时，若基础条件相当好建议用刚接比较节省，反之应采取铰接。
（刚接基底偏心较大，加大基础处理成本）4、关于墙体材料，很多人认为采用砌体结构比较节省，我有不同看法。
首先，砌体结构比较重，会加大基础梁和基础的成本；另外，现在一般地区都已限制使用粘土砖，采用混凝土砌块成本也不低，在檐口较高时，砌体的高厚比不能满足要求，采用满足规范要求的构造措施后，简直就成了二层框架结构，所以不一定会经济。
不知以上几点意见各位楼主赞同否？梁的高度取跨度的1/40~1/50L,梁宽200左右,沿跨度方向梁的分段点在1/4~1/3L间.上柱头和梁同高宽,下柱300.柱距7.5米.最经济的做到主刚架8~11KG/M2,屋面墙面檩条8KG/M2,支撑2.2KG/M2.当然还要根据不同的风雪荷载有所调整.我所说的是0.55KN/M2风压,0.25KN.M2雪载作用下的结果.1 既然是同样条件钢结构厂房,我的理解是荷载条件一致,这方面就不谈了!2 从内力上讲当然是希望不要差异太大,当然是利用梁柱刚结点使的弯矩均匀些好!3 如果从钢结构经济的角度来讲,当然是希望高一点,翼缘窄一点,腹板薄一点比较经济些,但高窄型可能强度满足了,整体稳定就过不去了,这时采用支撑减少侧向支撑长度是一条途径.翼缘满足整体稳定加宽跟随局部稳定宽厚比限制又的加厚这样肯定是不经济的,应该计算时多次调试!对腹板的厚度来说对抗剪来说是往往绰绰有余,但我觉得控制它的主要是局部稳定高宽比,应该采用加劲肋的方式而不能通过加大厚度来保证腹板的局部稳定!4 钢结构易加工的特点当然是变截面更经济些!5 我看到有些钢结构雨棚,停车棚等钢结构采用腹板掏六变形蜂窝洞的方式节剩钢材,如果在钢结构厂房中也采用这样的方式不知道有没有人尝试过?前面看到有人提议柱子做铰接，我觉得的不大合适，楼主已经说了是跨度大、檐口比较高，柱脚铰接那柱顶位移控制不好，我觉得：1）柱脚刚接，情愿基础做大点，用钢反而可以减小，对柱顶位移也好。
门式钢架轻型钢结构工业厂房的结构设计与研究
门式钢架轻型钢结构工业厂房的结构设计与研究摘要：在进行工业厂房的建设时，一种较为常见的结构形式便是门式钢架轻型钢结构，该结构具有较好的稳定性，从而提高工业厂房的质量和使用寿命。
为保障该结构的使用功能可以充分发挥，在进行设计时，应充分保障其合理性和可行性。
关键词：结构构件；墙架设置；支撑设置一、门式钢架结构平面布置1.温度区段长度在门式钢架轻型钢结构的厂房中，通常选择压型钢板作为屋面、外墙，因此在设计温度区段的长度即伸缩缝间距时，应将其距离适当放宽。
通常在进行门式钢架轻型钢结构厂房的设计时，其纵向的伸缩缝距离应小于300米，横向的伸缩缝间距则应小于150米。
并且在进行伸缩缝的设置时，可选择长圆孔用在搭接檩条螺栓的连接处。
处于该位置的屋面板其构造上应可胀缩，也可进行双柱的设置，还可在柱和吊车梁相连接的地方按照纵向方向使用长圆孔。
2.结构构件布置在多跨钢架中将局部的边柱、中间柱抽掉，此时可进行托架、架梁的布置。
在进行屋面檩条的布置时，应对天窗、采光带、屋脊和屋面的材料、以及檩条自身的各项参数等进行综合考虑。
并且檩条的间距、屋面的荷载受屋面的压型钢板版型与厚度的影响，因此应进行相应的计算，并保障计算结果的准确性。
可将抗风柱、墙梁、斜梁等设置在山墙处，也可选择门式钢架。
3.墙架布置在进行门式钢架轻型钢结构中侧墙的设计时，可选择压型钢板作为围护面。
在刚架柱外侧进行墙梁的布置，并结合墙板的版型、规格确定墙梁的间距，但该间距应小于计算结果。
抗震的设防烈度小于6时，则可选择轻质钢板墙、砌体作为房屋外墙。
而当抗震设防烈度在7度8度时，则应避免选择嵌砌砌体。
而当抗震设防烈度为9度时，则可选择轻质的钢板墙、和柱进行柔性相连的轻质墙板。
4.支撑布置在门式钢架轻型钢结构中，通常需要较多的支撑结构，从而使整体结构的稳定性得到保障，并且保障局部的稳定性，使力可以有效传递。
通常将横向的水平支撑设置在横梁的顶面位置，将柱间支撑设置在钢架的柱间位置。
门式刚架轻型房屋钢结构技术规程
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102:2002 介绍提纲（2004 年 5 月）蔡益燕1.形式和尺寸单层，单跨或多跨，双坡、单坡或多坡，常用屋面坡度小于10°屋面应为压型钢板（夹心板很少用），外墙除压型板外也可用砌体跨度宜为9〜36m （不是限定），国内最大72m；高度一般不超过12 m,不应大于18m；柱距应与跨度匹配，常用6、7.5、9m常用截面尺寸：单跨:加腋端高L/30左右，高宽比6.5以内，加腋长度（0.15〜0.25） L；跨中高（1/50〜1/60）L；工形截面高宽比2〜5；多跨：中柱加腋端L/25左右,加腋长度（1/45〜1/55）L；单元运输长度W12m。
温度区间：纵向不大于300m,横向不大于150m横向为门式刚架（含摇摆柱），纵向设柱间支撑刚架构件腹板宽厚比允许不超过250,常用150左右刚架为变截面构件，单元间采用高强度螺栓端板连接次结构包括檩条、墙梁、面板、墙架等2. 适用范围1）吊车起重量不大于20t的轻中级（A1〜A5）桥式吊车或3t悬挂式起重机（有需要并采取可靠技术措施时允许不大于 5t）o2）不适用于有强烈侵蚀性介质的环境。
3）多层钢结构房屋的顶层采用了门式刚架及其屋时者，该部分的设计可参照本规程，但应作整体分析，并作抗震计算。
4）关于排架的应用。
1）钢梁与砼柱宜采用铰接；2）结构应作整体分析；3）柱顶位移和横梁挠度应按GB500173.调整结构重要性系数设计使用年限为50年时,重要性系数取1.0;为25年时,重要性系数取不小于0.95,但宜慎用。
4.结构抗震验算规定1）因自重轻，低矮型，国外报导这种房屋抗震性能相当好。
GB50011规定，单层钢结构厂房的规定，"不适用于单层轻型钢结构厂房”。
2）地震对单层钢结构厂房有时控制有时不控制，试设计表明，跨高比大于3.5时一般不控制。
地震不控制时宽厚比可按《门规》，地震控制时翼缘和柱长细比应适当减小，斜梁檐口部位和柱的翼缘宽厚比应特别注意，本规程对不同烈度时的要求未作具体规定。
门式刚架轻钢结构柱网尺寸的合理选用
门式刚架轻钢结构柱网尺寸的合理选用柴昶刘迎春(中国钢结构协会) (包头钢铁设计研究院)提要关键词门式刚架用钢量门式刚架轻钢结构的柱网布置首先应满足工艺使用的要求，在设计中往往也是由工艺或业主与建筑师选定柱网尺寸，但是要作到合理的选择柱网尺寸，还离不开结构工程师的参与，这是因为除了工艺使用要求外，柱网尺寸(柱距、跨度等)的合理选定还应综合考虑结构用钢量、工期、基础工程等诸多因素的影响，在这方面结构工程师有责任提出正确的建议，协助决策。
一、柱网尺寸对结构用钢量的影响用钢量直接影响工程的造价，几乎已习惯地成为从结构因素考虑柱网选用时的重要因素，但应注意到，除柱网尺寸这一主要因素外，结构高度、材料强度、荷载大小、有无吊车、单跨多跨等都对结构用钢量变化有明显的综合影响，不能不在分析比较中，一并予以考虑。
(一) 无吊车门式刚架用钢量的分析比较1(当荷载及跨度条件变化时的用钢量分析跨度12,36及0.3KN/m、0.6KN/m、1.0KN/m三级活荷载的门式刚架用钢量变化列如表1与图1。
从图1可得出以下几点结论意见:(1)随着跨度由小变大，门式刚架的用钢量曲线呈马鞍形规律变化，较经济的用钢量跨度约在21.00,24.0m跨度区间;(2)屋面荷载(雪荷、灰荷及吊挂荷载等)增大引起门式刚架用钢量增加，特别当跨度较大时，增幅也较大。
当荷载由0.3KN/m增大到0.6KN/m时，门式刚架用钢量平均增幅为17,，最大增幅为21.2,; 22mm222乎保持为等量的常值，这一特点值得在设计应用中注意。
3(不同檐口高度时的用钢量比较由表2及表4数据可作出檐口高度不同(6.0m、8.0m)的无吊车门式刚架用钢量比较，其图线比较示于图4。
由比较可知，不论柱距、跨度及钢号如何，檐口高度的增加，均会引起总用钢量的增加。
在常用跨度及柱距条件下，檐高由6m增为8m 时，总用钢量的增幅约与12,,16,。
在风荷载较大地区，此影响程度会更加强。
门式刚架轻型钢结构工业厂房基础设计
门式刚架轻型钢结构工业厂房基础设计钢结构工业厂房的基础设计一、概述钢结构厂房系统中，当跨度较大且吊车吨位较大（单跨2×20t或更大）时，水平风荷载并未因结构自重的降低而减小，结果造成结构基础垂直反力过小而弯矩较大，另一种情况是大跨度拱形网架的自身结构水平推力过大，结果也造成基础弯矩较大，即基础偏心距过大，这给基础设计造成很大困难。
本人就在若干工程的基础设计中遇到的一些问题及解决方法进行探讨。
二、钢结构基础设计特点与要求1.基础受力特点对于钢结构厂房铰接柱脚，基础仅受轴心荷载作用，由于没有附加弯矩引起的偏心距e的作用，设计相对比较简单；而对于刚接柱脚，基础则要受附加弯矩及钢柱柱底水平力引起的偏心荷载共同作用（图1），偏心距为e=（M+Vh）/（N+G）⑴对于网架结构厂房来说，以下因素也往往决定了基础的受力特点：1）大跨度拱形网壳结构，使自身支座处水平推力较大，甚至比竖向反力还大，这时由水平力引起的水平位移将难以控制；2）大跨度平板网架结构，由于自身挠度引起支座处的水平反力也比较大，这时传递到基底的弯矩也比较大，从而使基础偏心距e较大。
对门式刚架轻型钢结构厂房来说，以下因素往往决定了基础的受力特点：1）厂房多台吊车，有时吊车吨位较大，横向水平位移难以控制，要求柱脚刚接，纵向水平荷载由柱间支撑承受，故柱脚多为铰接；2）由于钢结构自振周期较长，而结构自重较轻，水平地震作用相对较小，水平控制荷载多为风荷载加吊车水平制动荷载；3）结构重量轻，风荷载和吊车水平制动荷载相对较大，从而造成基础偏心距e较大，一般最大偏心距可达1.5～2.0左右；4）门式刚架轻型钢结构厂房单层或单层带夹层，基础多采用单独基础，而且埋深觉浅。
2.厂房基础的设计要求⑴根据《建筑地基基础设计规范》中规定，偏心基础的设计应遵循以下原则：当e≤b/6时p max=（F+G）/A+M/W⑵p min=（F+G）/A+M/W⑶当e＞b/6时p max=2（F+G）/3la两端均要求满足p max≤1.2f其中，b为基础宽度；l为垂直于力距作用方向的基础底面边长；a为合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离；f为地基土承载力设计值（考虑深度和宽度修正）。
门式刚架轻型钢结构有吊车厂房最优柱距研究
门式刚架轻型钢结构有吊车厂房最优柱距研究本文拟利用MATLAB曲线拟合功能，针对用钢量与柱距的变化规律进行拟合分析，建立用钢量与柱距的关系方程式，再通过数学求极值点的方法求得最优柱距。
本研究方法消除了用钢量计算数据的离散性对寻找最优柱距的影响，使求得的最优柱距结果具体明确，对工程设计具有一定的指导意义。
标签：门式刚架柱距STUDY ON OPTIMAL COLUMN SPACING OF STEEL STRUCTURE OF LIGHT-WEIGHT WORKSHOP WITH GABLED FRAMES BASED ON MATLAB Abstract：Make use of MATLAB Curve fitting function，analysis the law of steel quantity changing with column spacing，create correlative equation of steel quantity changing with column spacing，next by mathematical method of seeking extreme points obtained optimal spacing. Research methods in this paper eliminates impact that the discrete of calculations to find the optimal spacing，obtain specific and clear results of the optimal spacing，this may guide the engineering design.key word：Portal frame; column spacing《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102：2002）建议合理柱距为6～9m，但这对具体工程设计指导不明确。
浅谈门式刚架轻型钢结构厂房设计相关问题
浅谈门式刚架轻型钢结构厂房设计相关问题摘要：通过对门式刚架柱距的分析比较、合理选择柱距的问题；二维和三维分析的选择；隅撑设计的注意事项；柱间支撑的合理设计；设计中常见的超限处理措施；可供门式刚架的设计人员参考。
关键词：门式刚架轻型钢结构；厂房设计；相关问题引言门式刚架轻型钢结构在工业厂房的广泛应用主要是因为其有造价低廉、自身重量较轻、传力路径明确、加工简便以及施工周期相对较短的优点。
1结构适用范围门式刚架轻型钢结构在工业厂房以及各种临时性建筑，可根据需要设置为单跨、双跨或多跨；可为单层，也可局部夹层；有的可以采用下部一层或几层为钢框架，上部为大空间的门式刚架；根据需要，可在门式刚架中布置中、轻级的梁式、桥式或悬挂式起重机；一般门式刚架的跨度为9~36m，柱距为6~9m，房屋高度不大于18m。
2工程概况本工程位于温州龙湾区滨海园区，50年一遇基本风压Wo=0.6kN/㎡，100年一遇基本雪压So=0.35kN/㎡，总宽度21m，由于工艺要求中间不能设柱，因此只能是单跨结构。
若做成单跨混凝土框架结构，有几个主要问题：第一，单跨框架不被抗震规范所推荐，能不做尽量不做；第二，由于跨度太大，而混凝土自重都很大，这势必造成混凝土框架结构经济性太差；经综合分析比较，采用门式刚架方案。
柱距7.5m，纵向总长60m，无吊车，檐口高度7m，单脊双坡（坡度10%），场地类别为Ⅳ类。
门架立面图见图一3门式刚架轻型钢结构厂房设计3.1确定厂房经济柱距《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》（GB 51022-2015）规定，刚架柱距宜为6m、7.5m、9m。
经过大量计算发现，随着柱距的增大，刚架的用钢量是逐渐下降的，但当柱距增大到一定数值后，刚架用钢量随着柱距的增大下降的幅度较为平缓，而其他如檩条、吊车梁、墙梁的用钢量则会随着柱距的增大而增大，就房屋的总用钢量而言，随着柱距的增大先下降而后又上升。
因此，在一定条件下，门式刚架存在着最优柱距。
轻型钢结构门式刚架厂房结构设计探讨
轻型钢结构门式刚架厂房结构设计探讨闫平中国寰球工程公司华北规划设计院【摘要】门式刚架轻型钢结构由于其在厂房的设计与构造中优点突出，受到了广泛的应用，本文基于多年的工作经验首先对门式刚架轻型钢结构的认识做了简单的介绍，然后阐述了轻型钢结构门式刚架厂房结构设计工作的要点。
【关键词】轻型钢结构门式刚架结构设计中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：轻型门式刚架结构体系是近年来发展起来的新型结构体系，目前常用Ｈ型钢截面门式刚架为主的横向承重结构和纵向由冷弯成型的檩条、墙梁、墙柱、屋面板、墙板及各支撑体系等组成的轻钢建筑物。
这类结构体系质量轻，机械化程度高，施工周期短，综合经济效益高，柱网布置比较灵活。
一、门式刚架轻型钢结构概述门式刚架轻型钢结构是单层工业厂房中一种常见的结构型式。
特别是近十多年来，随着我国经济建设的迅速发展"由于生产的需要，这类结构以其用钢量低，重量轻，造价低，适用范围广等优点而获得广泛的应用。
不仅国外的轻钢生产厂家纷纷将整套的厂房结构体系推向国内市场，国内的轻钢生产厂家：设计单位也纷纷转向这类结构的生产和设计。
这类结构体系的最大特点就是重量轻，主要体现在如下几个方面：（1）刚架自重轻：在门式刚架结构中，尤以焊接工字形截面实腹刚架应用最为广泛。
由于截面简单，受力性能好，腹板宽厚比限值较大（有时达150——200），既采用等截面亦采用变截面形式。
（2）轻质高强屋面和屋面材料：如各种型式的压型钢板；对需要保温的厂房则可采用夹芯保温板；无螺钉孔的锁缝槽型板（或加保温层）等。
（3）薄壁型钢檩条和墙架梁：高度可达300mm，厚度最大仅为3.0mm，适用柱矩可达9——12m.由于厂房系统的自重大为降低，当跨度较大且吊车吨位较大，水平风荷载并未因自重的降低而减小，结果造成厂房结构基础垂直反力过小而弯矩较大，即基础偏心距过大，给基础设计造成很大困难。
以下就对门式钢架设计做简单的分析。
二、门式刚架设计1、门式刚架的形式门式刚架的形式有单脊单坡、单脊双坡多跨和多脊多坡等形式，必要时也可采取带挑檐和毗屋的形式。
钢结构工程中门式刚架设计造价方面分析论文
钢结构工程中门式刚架设计的造价方面的分析【摘要】门式刚架是目前单层工业厂房中一种常见的结构形式,如何降低门式刚架用钢量很值得探讨。
为此,从柱距、跨度、次构件、钢材类型以及结构形式等几方面分析了它们对用钢量的影响,并根据分析结果提出了相关合理化建议。
【关键词】门式刚架；用钢量；柱距门式刚架轻型钢结构是单层工业厂房中一种常见的结构形式,随着我国经济建设的迅速发展,这类结构以其用钢量省、造价低、施工速度快、外形美观以及适用范围广等优点而被广泛地应用。
其中用钢量省、结构轻巧、适用范围广是门式刚架最主要的特点,因此,在门式刚架的设计中,为了充分发挥其优越性,结构工程师应尽可能地优化结构设计,从而达到“用钢量最省”这个目标[1]。
1 柱距及跨度对用钢量的影响[2]经过对大量工程实例统计及计算,可以发现,柱距为7~9m时,总用钢量基本保持稳定。
小于7m时,总用钢量随柱距增大普遍呈降低趋势,降幅随跨度的增大而增加,柱距超过9m时,由于檩条、支撑、吊车梁等构件的用钢量大幅上升,造成总用钢量上升因此,对于常用刚架,建议柱距取7~9m,当无吊车或吊车吨位较小时,柱距可取8~9m,当吊车吨位较大时,柱距可取7m左右,用钢量比常规6m柱距可节省3%~5%,总造价可节省2%~6%,经济效益非常可观。
门式刚架的经济跨度一般在18~36m,吊车吨位较大时,经济跨度在24~36m,无吊车或吊车吨位较小时,经济跨度在18~24m,采用合理经济跨度可以节省钢材5%~15%,总造价降低2%~7%。
2 结构形式对用钢量的影响轻型门式刚架的形式多种多样，柱脚与基础通常做成铰接，多跨刚架的中柱多采用摇摆柱。
但当柱高度较大时，为控制风荷载作用下的柱顶位移值，柱脚宜做成刚接，多跨刚架的中柱与横梁的连接也宜采用刚接，多跨刚架宜做成多坡，较为节省钢材。
门式刚架一般采用实腹式变截面梁和柱，柱通常为楔形杆件，横梁通常做成加腋梁，加腋长度一般取跨度的1/6～1/5较为经济，楔形柱的最大截面高度取最小截面高度的2～3倍为最优截面。