浅谈轻型门式刚架结构的设计及应用
门式刚架轻型钢结构设计浅析
震性能好及工业化 程度 高 的特点 ， 门式 刚架 轻 型钢 结构在
【 文章编号】 １ １ ６６ （０ １１ — Ｏ４ ０ ０ — ８４ ２１ ）０ ０６ — ２ ０
支撑就无法形成有效传递 水平力 的平 面桁架结 构。系杆 一
般单独设置 ， 并与 柱 间支撑 布置 相配合 。截面选 择 多采 用
现代建筑 中得到 广泛 发展和 应用 ， 别在工 业 厂房 和仓 库 特
等的建设 中更是 占据重要 的地 位。 由于传统观 念及其他 原 因， 多年 以来钢结构 的发展 及应用 较钢筋 混凝土结 构迟缓 ，
热轧无缝钢管 ， 时也可由檩条 或屋面钢 天沟兼作 ， 时檩 有 此
一
度取隅撑 间距或两倍隅撑 间距 ， 实际上 ， 由于 隅撑都 是采用
普通螺栓连接 ， 且与 隅撑 上端 相连 的檩条 也 是通 过普通 螺 栓与刚架粱上翼缘连接 ， 因此 ， 只有梁 下翼缘 发生一 定的侧 向位移时 ， 隅撑才能起到侧 向支撑点 的作 用 ， 考虑到 梁上翼
般采用截面刚度 较大 的槽 钢或 工字钢 等型 钢来 制作 ， 型
用。
ｂ １ ７ Ａ －／（４０ ２５ ＝ ． 一 ： ｆ ４０ × ３ ） ０
Ａ ≤１０ ２
当平面外计算长度 Ｌ ＝３ 时 ， ＝ ０ ＝０９ ； ｍ Ａ ６， ． ２ 当平 面外计算长度 Ｌ ：６ ｍ时 ， －１０ ＝ ． ７ Ａ － ２ ， ０ ６ 。由此可见 ， 平 面外计算长度取值对稳定应力计算的影响 。 在 门刚设计 中 ， 有的设 计人 员对 刚架 梁平 面外 计算 长
配的过程 ， 每经 过 一个 柱 间支撑 所在 位置 ， 轴力 便分 配 一
次， 以， 所 对所 有 的系杆 统一取 一荷载进 行设 计 ， 必对 房 势
浅谈轻钢结构门式钢架的设计体会
２ ４ 抗 剪 键 的设 置 要 求 与 计 算 ．
最后 ，柱脚形成 的选择还 要考虑 土质情况及 基础造价 。当 采用钢接柱脚 ，由于基础 要承受较 大 的偏心 弯矩 ，基础 的 平 面尺寸均较铰接 柱脚基 础要大 ，土质 情况差 时差 别就更 大 。因此 ，选用何种 柱脚行形 式要根据 房屋 的高度 ，风载
要 求 需 要 布 置 吊车 ，则应 注意 以下 几 点 ： （ ）柱脚应设计成 刚性柱脚 ； １ （ ）柱应设 计成 等截面柱 ； ２ （ ）柱 间支 撑 应 由 吊 车 纵 向水 平 荷 载 控 制 设 计 ，而 不 ３
是简单 的构造设计 ，当有不小于 ５ｔ 的桥 吊时 ，宜采用型钢 支撑 。 另外 ，柱脚 形式 采用铰接还是钢接 ，除 由吊车决定外 ，
关 键 词 ： 门式铜 架 ；柱 脚 连接 ；抗 剪键 ；基 础 中图分类号 ：Ｔ ３ １ Ｕ ９ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１７ ４ １ （０ １ ５— ０ ６— ２ ６ ２— ０ １ ２ １ ）０ ０ ３ ０
０ 前
“
言
钢 结 构 具 有 以 下 特 点 ：① 重 量 轻 ，强 度 高 。普 通 钢 结 构 是钢筋混凝 土结构建 筑重量 的 １２左 右 ，而轻钢 门式钢 ／ 架 ，网架 自重仅为 ３ ｇｍ ０ｋ／ 左右 ，较轻的 自重 降低 了பைடு நூலகம்础 ｈ ． ｍ 的造价 。由于其强 度高 的特 点适用 于大跨 度、大柱网 ，增 大 了使用 面积 ；② 抗震 性能 好 ；③ 主要钢 结 构件工 厂化 ， 之 施 工 速 度 快 ，有 助 于 建 筑 产 业 化 发 展 ；④ 可 拆 卸 利 用 ，对 材 环境污染少 ，绿色环保 。
浅谈轻型门式刚架结构
浅谈轻型门式刚架结构辽宁省建筑标准设计研究院杨正余沈阳市市政工程设计中心邹付广摘要：目前，轻型门式刚架结构在我国内应用和发展速度很快，它是一种新型结构形式，广泛的应用于工业、居住和公共建筑。
本文根据与其它结构形式相比较，介绍了轻型门式刚架结构的特点、结构体系的布置和构件的设计基本要点。
关键词：轻型门式刚架结构结构布置设计近几年来，随着我国彩色钢板产量的增加和焊接H型钢的出现，门式刚架结构迅猛发展起来，目前国内每年有上千万平方米的轻钢建筑工程，主要用于轻型的厂房、仓库、体育馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。
单层轻型门式刚架结构是指以轻型焊接H形钢（等截面或变截面）、热轧H 形钢（等截面）或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（槽形、Z形等）做檩条、墙梁；以压型金属板（压型钢板、压型铝板）做屋面、墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。
一、单层轻型门式刚架结构的特点：1、门式刚架结构与混凝土结构相比较有以下特点：1）门式刚架围护结构采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成，屋面、墙面的质量都很轻质量轻。
在相同跨度和荷载情况下自重仅约为钢筋混凝土结构的1/20~1/30。
由于结构质量轻，相应地基础可以做得较小，地基处理费用也较低。
同时在相同地震烈度下结构的地震反应也很小。
2）传统钢筋混凝土结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制，柱距多为6米，当采用12米柱距时，需设置托架及墙架柱。
而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板，所以柱网布置不受模数限制，柱距大小主要根据使用要求和用钢量最省的原则来确定。
3）门式刚架结构的主要构件和配件多为工厂制作，质量易于保证，工地安装方便；除基础施工外，基本没有湿作业；构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，安装迅速。
4）门式刚架结构通常采用计算机辅助设计，设计周期短；原材料种类单一；构件采用先进自动化设备制造；运输方便等。
浅析门式刚架轻型钢结构设计与施工
３ 抗 剪 键 的设 计
由于 门 刚 结构 自重 较 轻 ，在 风 荷 载 较 大 地 区 的 工 程 设 计 中 ，有 时
会 出现 剪力 较大 ，而 竖 向力较 小 ，甚 至会 出现 拔 力的情 况 ，此 时 ， 单单靠柱底板 与基 础顶面 的摩擦 力难 以抵抗 水平力 ，因而 ，需要设 置 抗剪键来分担 水平 剪力。抗剪键一 般采用截面 刚度 较大的槽钢或工字
柱距 ７ ２ ，边柱柱顶标 高 ８ ７ ０ ．ｍ ． ３ ｍ，【柱为摇摆柱 。仓库屋面为压型 ｝ １
钢 板 屋 面 ， 四 周 为 砌 体 围 护 结 构 。 每 列 柱 ，沿 纵 向共 布 置 四 道 柱 问
距或 两倍 隅撑 间距 ，实 际上 ， 由于 隅撑 都是 采用 普通 螺栓连 接 ，且 与隅 撑 卜端相 连 的檩条 也是 通过普 通 螺栓 与刚架 梁上 翼缘 连接 ，因 此 ，只有 梁下翼缘发 生一定的侧 向位 移时 ，隅撑才 能起到侧 向支撑 点 的作用 ，考虑到梁 缘 同时也会 发生侧 向移动 ，粱 卜 翼缘侧 向支 撑 点 ｔ部位 置 的隅 撑作为支撑 点的作用将进 一步削弱 。因此 ，如考虑 隅 ” 撑作 为 卜翼缘 侧 向支 撑点 ，应取 靠近 系杆所 在位 置 的隅 撑 。
设计计 算一般只考虑 正面角焊缝 的作用 ，计算公式 如 Ｆ：
Ｌ （ 一 ０ ４ ｖ ． Ｎ）／ （ ． Ｂ ）＋ ０ ０ ７ｆ ４
大高 度 ，减 小腹 板 厚度 ， 以便 实现 截面 最 大抗 弯承 载 能力 。因 此 ，
在 门 式 刚 架 的 实 际 设 计 一 ， 刚 架 梁 的 截 面 通 常 是 由 整 体 稳 定 控 制 ，计 ｝ １
浅谈门式刚架轻钢结构设计
值 等 进 行 简单 的论 述 ， 并提 出一 些 设 计 上 的 建 议 。 关 键 词 ： 火 分 区 ； 火涂 料 ； 防 防 门式 刚 架 ； 条 ； 接 节 点 ； 载 檩 连 荷
门式 刚 架轻 钢 结构 由于采 用轻 型 屋 面 ． 减小 可
的 内力分 析 时 ， 采用 简单塑 性理论 ， 同时满足 下列 应
梁 柱 截 面及 基础 尺 寸 ， 在大 跨 度建 筑 中增 设 中间柱 做 成 一个 屋 脊 的多 跨大 双坡 屋 面 ， 可避 免 内天 沟排
水． 中间 柱 可 采 用 上下 铰接 摇 摆 柱 ， 有 所 占空 间 具 小 ， 件 可全 部 在工 厂 制作 ， 业 化程 度 高 ， 件单 构 工 构 元 可 根 据运 输 条件 划分 ． 元 之 间在 现 场用 螺 栓连 单
（ 下转第 １２页 ） ４
１ ９ ３
的钢 材 是 Ｑ ３ ２ ５钢 和 Ｑ ４ ３ ５钢 。 当强 度起 控 制 作 用
用 屈 曲后强 度 时， 按有 效宽 度计 算截 面特 性 ； 变 应 ②
形 超 限： 常不 应加 大板 件厚 度 ， 应考 虑加 大截 面 通 而 的高度 ， 否则 ， 很不 经济 的 。 会
３刚 架 梁 、 连 接节 点 形式 比较 柱
刚架梁 柱 连接 节 点应 具有 足 够 的强 度 和刚 度 ． 以及适 当的变 形能 力 ， 同时要 求构 造 简单 ， 工 、 加 制 作、 安装 方便 。
三个 基本条件， 并遵循 《 钢结构设计 规范）Ｇ ５０ ７ ） Ｂ ０ １－ （ ２０） ０ ３的有关规定 。 平衡 条件 ： 隔离体 上 的内力 ① 任何
和外力 应相 互平衡 ， 按不 同 的荷载 组合 求 出内力 ， 再
轻型门式刚架结构设计
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三、支撑体系布置
1．柱间支撑 （1）无吊车时柱间支撑的间距宜取30～45m；当有吊车时宜 设设在温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处， 且间距不宜大于60m； （2）当建筑物宽度大于60m时，内柱列宜适当增加柱间支撑； （3）支撑与构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°； （4）柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑，当桥 式吊车起重量大于5ｔ时，宜采用型钢支撑； （5）柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向荷载（如风、 吊车制动力）按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁架计算；
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3.稳定计算
（1）当屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转时，可不计算檩 条的整体稳定性。
（2）当屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转时，可按下式 计算檩条的稳定性
Mx My f bxWex Wey
Wex、Wey—— 对主轴x、y的毛截面模量；
bx—— 受弯构件绕强轴的整体稳定性；
f —— 钢材的强度设计值。
（二）计算
（a）C型截面 （b）Z型截面 檩条计算示意图
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1.内力分析 垂直于主轴x和y的分荷载按下式计算：
px psin 0
py p cos0
式中 p—— 檩条竖向荷载设计值；
0 ——p与主轴y的夹角：对C形、槽形和工字型截面 0=，为屋面坡角； 对Z形截面 0 ，
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（三）连接 （1）檩条可设计为单跨简支构件或连续构件； （2）简支檩条和连续檩条一般通过搭接方式不同实现。 连续C形檩条可通过采用稍大一点足够长的C形槽钢套在屋面 檩条外后用螺栓锁紧实现，直卷边或带斜卷边的Z形连续檩条 可采用叠置搭接来实现。
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设计分析
际工程为例， 采用 门式刚架轻型房屋钢结构设计规程， 根据设计要求， 针对带吊车门式刚架、 吊车梁及基础的受力特点、 设计方法， 进行 结 构设 计分 析 ， 解决 了设 计 中所 遇 到的 问题 。供 广 大 同行参 考 。
关键 词 ： 门 式刚 架 轻 钢结 构 门式 刚架 吊车梁 基 础
应 选用 Ｑ ２ ３ ５ Ｃ 钢。 ４ ． ４ 檩 条 及墙 梁设 计
２ 、 设计 要 求
根据《 钢结构设计规范》 （ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ ７ — ２ ０ ０ ３ ） 及《 门式 刚架 轻 型 房 屋 钢 结 构
技术规程》 （ Ｃ Ｅ Ｃ Ｓ １ ０ ２ ： ２ ０ ０ ２ ） 门刚规程相关规定 ： 主刚架的挠度限值取其跨度 为１ ／ １ ８ ０ ； 风 荷 载作 用 下主 刚架 柱顶 水 平侧 移 限值 取其 计 算 高度 的１ ／ ４ ０ ０ ； 对 中 级工 作 制桥 式 吊车 的 吊车 梁挠 度 限值取 吊车 梁跨 度 的 １ ／ １ ０ ０ ０ 。 围护 结构 参 照
《 门式 刚架 轻 型房 屋钢 结构 设 计规 程） （ Ｃ Ｅ Ｃ Ｓ １ ０ ２ ： ２ ０ ０ ２ ） ，檩条 挠 度 ≤Ｌ ／ １ ５ ０ ， 受 压杆 件 长 细 比 ≤ １ ８ ０， 吊车 梁 以 下柱 间 支 撑受 压 长 细 比 ￣ ＜２ ２ ０ ， 吊 车梁 以 下 的 柱 间支 撑受 拉 长细 比 ≤３ ０ ０ ， 其 他受 拉 支撑 长 细 比≤４ ０ ０ 。
应可采用底部剪力法分析确定。根据不同荷载组合下的内力分析结果 ， 找出 控制截面的内力组合 ， 控制截面的位置一般在柱底 、 柱顶、 柱牛腿连接处及梁 梁 跨 中等 截面 。 变截 面 门式 刚架 的柱 顶侧 移 应采 用 弹性分 析 方法 确定 ， 计 某 某 钢铁 公 司机 修 车 间 ， 其 厂房 轴 线长 度 为 １ ２ ０ ｍ， 共 两跨 ， 每跨２ ４ ｍ， 柱 端 、 不考虑荷载分项系数。如果最后验算时刚架的侧移刚度 距１ ２ ｍ， 建 筑 面 积４ ７ ０ ６ ． ６ ｎ ｆ ； 每 跨 内设 有 一 台 １ ６ ｔ 桥 式 吊车 （ 带驾驶室 ） ， 中级 算时荷载取标准值， 需 采用 下 列措 施 之 一进 行 调整 ： 放 大柱 或 （ 和） 粱 的 截面 尺 寸 ， 改 工作 制 ， 吊 车轨 顶 标 高 ８ ｍ。 自然 条 件 如 下 ： 风荷 载 ： Ｏ ． ６ ｋ Ｎ ／ ｒ ｄ， 地 面粗 糙 度 ： 不满 足 要 求 ， 把 多跨 框架 中 的个 别摇 摆柱 改为 上 端和 梁 刚接 。 Ｂ 类； 雪荷载 ： ０ ． ６ ｋ Ｎ ／ ； 屋 面活荷载 ： ０ ． ５ ｋ Ｎ ／ ￣（ 受 荷面积大 于６ Ｏ 时 主 刚 铰接 柱脚 为 刚接 柱脚 ；
浅谈轻型门式钢结构设计
期 短 且 不 需要 大 型 施 工 机具 ， 受 制 作 ， 深 安 装 企业 和广 大 用户欢 迎 。 设部 于 ２ ０ 年 颁 建 ００ 布 了 轻 型钢 结 构 制 作 安 装企 业 申报 和 评 定 轻 型 房 屋 钢 结 构 设 计 资 质 的规 定 ， 符 合 对 条件 的制 作 安 装单 位 和 专 业 钢 结 构 设 计 单 位 进 行 资 质 评 定 ， 一 步 推 动 了以 轻 型 门 进
垫！ Ｑ： Ｑ 蛆
Ｓｃｉ ｎｃｅ ｅ ａｎ ｄ Ｔｅｃｈ ｎｏ［ ｏｇｙ ｎ ｆ ｎｏｖａ ｉ Ｈｅｒ ｉ ｔ ｏｎ ａｄ
浅 谈 轻 型 门式 钢 结 构 设 计
工程技术
黄岩 ’ 宋锴 （ ． 宁北方建筑 设计院有 限责任公 司 １辽 辽宁沈 阳 １ ０ １ ２ 协 兴建筑 （ １ ０ ； ． ０ 中国） 限公司 辽宁沈 阳 有 １０ ０ ） １ ０ ３ 摘 要 ： 轻型门式刚架结构 的优 点 出发， 从 系统地阐述 了轻 型门式刚结构的平 面布 置方案以及结构设 计与 内力分析等 ， 并得 出了一些参考 性的建议 ， 出轻型 门式 刚架结构 仍具有很好 的发展 潜力 ， 工程 中会得 到越来越 广泛 的应 用 指 在 关键 词 ： 门式刚架 平 面布置 结构设 计 内力分析
５檩条 的设 计
屋面 檩条一 般设计成单 跨简支构 件 ， 实 腹 檩 条 也 可 设 计 成 连 续 构 件 。 续 檩 条 连 在 不 同 跨 度 受 到 不 同 的 弯 矩 ， 最 大 弯 应 其 力 发 生 在 端 跨 ， 端 跨 宜 比 中 间 跨 檩 条 有 故 更 强的 截 面 ， 并提 供 较 大 的 搭 接长 度 ， 续 连 檩 条 宜 选用 “ ” 檩 条 ， 檩座 连 接 处宜 采 ｚ形 在 用 螺 栓 连 接 ， 免 连 续 檩 条 因 温 差 作 用 产 避 生 内 应 力 ， 响 构 件 的受 力 。 考虑 施 工 方 影 为 便 ， 跨 檩 条 与 中 间 跨檩 条高 度 尽 量等 高 ， 端 可 采 用 不 同 厚 度 的 檩 条 ， 增 加 拉 条 来 满 或 足 要 求 。 计 时 可 以利 用 屋 脊 处 、 根 檩 条 设 两 连 成 格 构 式 平 面 桁 架 兼做 屋脊 处 刚 性 水平 系杆。 用屋脊处 的檩条兼做屋脊刚性 系 利 杆是 可行的 。 因为 在 屋 脊 处 附 近 的 两 根 檩 条 每 根 檩 条 承 受 屋面 板 传 来 的 竖 向荷 载 约 为 中间檩 条 的 １ ２ 将 屋 脊 处的 两 根 檩 条用 ／ ， 水 平 杆 件 连 成 一 个 水 平 格 构 构 件 ， 证 平 保 面外有足够 的刚度。
门式刚架结构设计浅谈
保温隔热材料多采用玻璃棉 。
不 能 有 效 防 止 最 不 利 活荷 载 出 现 ， 考 虑 活荷 载 的 最 不 利 布 置 。 应
但 拉条应适 当调 整高度。 ４柱 网布置 比较 灵 活。传 统 钢筋混 凝土 结构 形式 由于 受屋 内 ， 当风压作用下檩条下翼缘受压 时 ， ） ６ 刚 架 柱 间 支撑 的 设 计 。根 据 《 式 刚架 轻 型 房 屋 钢 结 构 技 ） 门 面 板 、 板 尺 寸 的 限 制 ， 距 多 为 ６ｍ， 墙 柱 当采 用 １ 柱 距 时 ， 设 ２ｍ 需
《 门式刚架轻型房屋钢结构技 术规程》 公布 以来 ， 这类工 程发
展迅猛 ，规程 》 了很大 的推 动作用 。目前 国 内每 年有上千 万平 架轻 型房屋钢结构技 术规 程》 《 起 中并 没有 明确 要求 ， 就此 我 曾经请
方米的轻钢 建筑 工程 ， 主要用 于轻 型的， 房 、 库 、 一 仓 体育馆 、 览 教过《 展 门式 刚架 轻型房屋钢结构技术规 程》 的编者 ， 的答 复是轻 他 厅及活动房屋 、 加层建 筑等 。门式 刚架 的梁 、 柱多采 用焊 接 Ｈ形 钢 屋面是不上人屋面 ， 不考虑活荷 载最不利 布置 。但荷 载规范 的 变截面构 件 ， 单跨刚 架的 梁柱节 点采 用刚 接 ， 多跨 者大 多刚接 和 编 者 给 出 的 答 复 是 必 须 考 虑 。 结 合 国外 规 范 ， 外 轻 钢 屋 面 活 荷 国
第３ ６卷 第 １期 建 筑
ＳＨＡＮＸｌ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵ ＲＥ
轻型门式刚架结构设计
浅谈轻型门式刚架结构设计摘要：轻型门架钢结构具有造价低、重量轻、安装方便、施工周期短等优点，近几年来发展极快，但是采用这种钢结构的历史并不很长，在使用这种钢结构时经常发生质量问题，除材料因素之外，多数是由设计和施工经验不足造成的。
本文总结了轻型门式刚架结构的特点，对结构设计中常见的问题进行探讨。
关键词：门式刚架结构设计轻型一、轻型门式刚架结构的特点门式刚架轻型房屋钢结构体系是由刚架、屋盖、围护体系、及相应的支撑所构成的结构体系。
门式刚架与其它形式的建筑结构相比，具有以下优势：（一）构件形式经济合理，结构质量轻质量轻主要是由于围护结构的材料采用的是金属板与薄壁型钢，因而门式刚架的负荷较小，刚架自重也随之减轻。
而基础结构是与上部结构密切相关的，刚架整体变轻了，对基础的要求就会降低，基础的尺寸可以做小。
（二）抗震性能好门式刚架自重轻，地震反应较小，很适合在地震多发地区中推广使用。
（三）施工周期短门式刚架结构的主要构件和配件多为工厂制作，质量易于保证，工地安装方便；除基础施工外，基本没有湿作业；构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，安装迅速。
（四）柱网布置比较灵活传统钢筋混凝土结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制，柱距多为6米，当采用12米柱距时，需设置托架及墙架柱。
而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板，所以柱网布置不受模数限制，柱距大小主要根据使用要求和用钢量最省的原则来确定。
二、轻型门式刚架结构设计探讨（一）屋面荷载取值如某汽车企业的总装厂房长度为184m，跨度为2x24m，高度为12m，建筑面积8925㎡，屋面坡度1/20。
该厂房带有2台5t电动单梁吊车，轨顶标高7.30m。
厂房采用门式刚架结构，柱脚刚接，结构主材采用焊接h型钢，钢号为q345-b。
设计主要使用pkpm系列中的sts钢结构软件计算。
屋面恒荷载取0.30kn/㎡ (包括屋面金属绝热材料夹心板及檩条自重)，活荷载取0.50kn/㎡。
虽然《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(cecs 102:2002)规定构件的荷载面积大于60㎡的屋面活载可取0.30kn/㎡，但遇到大风或其它原因造成超载情况，就可能出现安全问题，故笔者认为活荷载取0.50kn/㎡较为稳妥。
简述轻型门式刚架结构的设计及应用
简述轻型门式刚架结构的设计及应用摘要：本文简要介绍了门式刚架结构的概况，对它的设计方法、设计步骤、材料选型和设计中需要注意的问题，做了简要介绍，有利于对轻型门式刚架结构设计有较为完整的认识。
关键词：轻型门式刚架设计步骤中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：前言：轻型门式刚架房屋钢结构在中国的应用在20世纪60年代开始兴起，20世纪90年代以来，中国的彩色钢板生产的增加和焊接h型钢的出现，轻钢结构在我国进入繁荣与发展的时代。
在目前的工程实践中，门式刚架的梁、柱多采用焊接ｈ形变截面构件，单跨刚架的梁柱节点多采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用；柱脚可与基础刚接或铰接；围护结构多采用压型钢板；保温隔热材料多采用玻璃丝棉。
门式刚架轻型房屋钢结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计法，按分项系数设计表达式进行计算；承重构件按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
一、柱网布置的确定轻钢厂房结构设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进行柱网的平面布置。
在尽可能满足生产工艺和使用功能上，应根据房屋的高度确定合理的跨度。
通过已往多个工程的设计实践，在门式刚架设计过程中对柱网布置得出以下结论：（一）通过大量的计算发现，当檐高6米，柱间距7.5米，当负载的情况是完全一样的情况下，跨度在18~30米之间的刚架单位用钢量（q235b）为18~28kg/m2；当跨度在21～48米之间的刚架单位用钢量为25～40 kg/m2；当檐高为12ｍ、跨度超过48ｍ时宜采用多跨刚架（中间设置摇摆柱），其用钢量较单跨钢架节约18％左右，因此设计门式刚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。
对门式刚架轻型钢结构而言，刚架用钢量是最主要的，当刚架跨度较小时，刚架用钢量甚至占总用钢量的50％以上，而其它各构件用钢量，特别是墙架梁、柱间支撑、屋面支撑，其用钢量所占比例较小，因此，在设计门式刚架时应精确设计，合理使用。
浅谈轻型门式刚架的优化设计
浅谈轻型门式刚架的优化设计钱小红(浙江省天正设计工程有限公司，浙江杭州310012)(}商要]20世纪九十年代以来，轻型门式刚架在我国得到了非常广泛的应用．在这过程中设计从业人员也在不断探索如何在满足规范规程，保证结构安全的务件下最大限度的降低用钢量，为业主节省造价。
轻型J J'1式刚架(无吊车)由主刚架，檩条，墙梁，支撑系统，抗丽．柱组成，其中主刚架与檩条在用钢量中占的比例最大。
巨搠]门式刚架；优化设计；主刚架；檩条20世纪九十年代以来，轻型门式刚架在我国得到了非常广泛的应用，在这过程中设计,9,93k员也在不断探索如何在满足规范规程，保证结构安全的条件下最大限度的降低用钢量，为业主节省造价。
轻型门式刚架(无吊车)由主刚架，檩条，墙梁，支撑系统，抗风柱组成，其中主刚架与檩条在用钢量中占的比例最大，下面，就从这两方面入手讨论门式刚架的优化设计。
1结构形式与布置对用钢量的影响门式刚架—般采用单脊双坡和多脊双坡两种屋面形式。
多脊双坡—般采用内天沟排水，内天沟排水因天沟增加有以下弊端，1)用钢量增加，2)增加室内排水系统，3)因屋面节点较多易为日后房屋漏水留下隐患；加上国内金属屋面系统经过多年发展技术已相当成熟，对长坡度外挂天沟排水已不是难事，故设计^员在条件许可的情况下在刚架形式上应优先采用单屋脊的多跨大双坡，外挂彩板天沟的形式。
现在有不少钢结构房屋采用四周女儿皤遮挡屋脊，我以为轻钢结构立面本身不可能采用很丰富的形式，索性去掉女儿墙以节省造价。
对于不同跨度，材质选取对刚架用钢量的影响，我们以两跨门式刚架，柱顶标高8．O m，柱距7．5m，屋面恒载025K N／m2，活载025K N／m2，基本风压0．50K N／m2，屋面坡度5％，分别计算15m～36m刚架，折算成每平米的用钢量来比较。
因每个设计人员采用的截面不同，用钢量不可能相同。
但同—个人计算的刚架对于比较不同跨度的影响还是有参考价值的。
浅析门式刚架结构设计
浅析门式刚架结构设计轻型门式刚架结构质量轻，安装速度快在工业厂房中广泛使用。
该文主要分析了门式刚架结构设计过程中的平面刚架、纵向支撑系统、围护结构、吊车梁等关键部位的设计要点，并探讨了结构设计初期方案确定的重要性。
简要分析了门式刚架的设计重点、经济效益等。
标签：门式刚架;钢结构;结构设计1引言随着我国近几年经济结构转型，大型仓储类厂房大量建设。
轻型门式刚架因其轻便、经济和安装迅速等优越性被广泛使用，我国也于2016年实施《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015。
因此如何经济合理的设计是轻钢结构设计的要点。
2门式刚架概述门式刚架主要由多榀平面刚架结构用纵向支撑系统联成空间整体空间如图1。
该结构形式受力明确，竖向荷载及横向水平荷载主要由平面刚架承担，纵向水平荷载由纵向支撑系统承受和传递。
外部围护结构由屋面和墙面组成，屋面一般由屋面檩条和轻质屋面板组成，墙面则由墙梁及墙面板组成。
除了以上主要构件的设计外还应根据建筑物的防火等级进行防火设计，选择相应的防火涂料及措施。
海边、化学品存储仓库等应根据防腐蚀要求进行防腐蚀设计。
3平面刚架设计平面刚架设计是门式刚架厂房设计的重点，由随屋面坡度的横梁和钢柱组成，根据厂房的使用要求可以确定钢架高度、跨度及钢梁坡度。
为节省刚架自重及节约造价，屋面横梁一般设计成变截面梁，能更有效的利用构件截面。
刚架设计应整体计算，根据竖向和水平荷载作用下的内力结果和规范的构造要求设计合理的梁柱截面，满足构件的强度及稳定性要求。
平面刚架主要承受的竖向荷载有结构及围护构件自重、通风气楼、屋架悬挂的设备、屋面活荷载、吊车竖向荷载、雪荷载和屋面风荷载组成。
横向水平荷载主要包括风荷载、吊车横向水平荷载、设备运行荷载及地震作用等。
结构设计时还应考虑连接节点的设计及构造。
由于厂房一般跨度大，考虑到钢构件的运输货车最大只能装载15m的构件，一般构件长度宜控制在15m以内。
钢梁的拼接节点宜设置在弯矩及剪力包络图较小处，同时最好避开屋面纵向支撑系统的连接节点处。
浅谈轻型门式刚架结构
架与纵 向系杆一道传 递 山墙上 的风荷 载 ， 按规程 规定 ， 需要将 两
端 山墙 风 荷 载 加 在 一 起 除 以支 撑 道 数 ， 即得 到 每 幅 柱 问 支 撑 所 受
的荷载 。布置时将支撑布置在靠 近翼缘一侧 ， 以减小连接处 腹板
的局 部 变形 ， 利 于 侧 向支 点 的刚 度 贡 献 。 有
使受拉 翼缘两侧螺栓均匀受 力 ， 而提 高节点抗弯能力。 从 展最快的一种 。本文从设计角度对轻 型门式 刚架 结构进行 阐述 ， 布状态 ， 因此 应 尽 量 采用 外 伸 式 加 劲 肋 端板 连 接 ， 当 内力 较 小 或 有 特 殊 但 并得 出一些参考性的建议 。
１ 刚架柱 间距
应考虑使用要求 、 刚架 跨度 、 檩条 合理 跨度 及荷载 条件 等 因 素 。大量计 算发 现 ， 着柱距 的增大 ， 随 刚架 用钢量 的 比例是 趋于
要 求 时 ， 采 用 平 齐 式 。此 外 ， 板 的 放 置 方 式 对 节 点 的 刚 度 也 可 端 有 影 响 ， 板 的放 置 方 式 通 常 有 ３种 形 式 ： 放 、 放 和 斜 放 ， 端 竖 平 以 端 板斜 放 节 点 的 刚 度 为 最 大 。
逐渐下降的 ， 当柱 距增大 到一 定数值 后 ， 但 刚架 用钢量 随着 柱距 ５ 支 撑体 系 支撑体 系的设计 中应 注意以下问题 ： ） １ 屋面横 向水平支撑和 的增大下降 的幅度较为平缓 。而其他 构件 ， 如檩条 、 吊车梁 、 墙梁 以形 成独立 的空 间支撑体系 。有些 等用钢量随着柱距的增大而增加 。就 房屋的总用 钢量而言 ， 随着 柱 间支撑应 布置在同一跨 内 ， 工程 ， 屋面水平支撑 与柱问支 撑设 于端部 第二开 间 ， 必须 注意的 柱 距 的 增 大 先 下 降 而 后 上 升 。 因 此 ， 一 定 条 件 下 ， 钢 房 屋 柱 在 轻 使 距 有一 个 经 济 范 围 。一 般情 况下 ， 门式 刚 架 的 最优 间距 应 在 ６ｍ～ 是 在端跨相应位 置设 置刚性纵 向系杆 ， 山墙 的风荷载 水平力能 可靠传 递 ， 同时 屋面支 撑 的 布置必 须 与 山墙抗 风柱 的位 置 相协 ９ｍ 之 间 ， 距 不 宜 超 过 ９ｍ。一 般 来 说 ， 距 在 ７ ５ｍ 左 右 较 为 柱 柱 ． 使抗风柱 的柱顶反力能直接传 到屋面横 向支撑 的节点上。２ ） 经济。当然应视工程 的实际情 况确定 刚架 的合 理布置 以达 到较 调 ， 屋 面横 向水平支撑 和柱 间支撑 的计算 。屋面采 用交叉 式横 向水 好的经济效益。
门式刚架轻型结构设计浅谈
门式刚架轻型结构设计浅谈【摘要】轻型门式刚架结构是国内外应用广泛的新型建筑结构体系，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优点。
随着我国经济的快速发展，轻型门式刚架房屋结构也得到迅速的发。
本文对门式刚架轻型结构的设计，结合具体结构系统介绍了门式钢架结构的设计过程、结构分析方法、构件校核和施工绘制等内容，并就结构空间设计模型与平面分析模型对刚加内力的影响、支撑系统的内力分析方法及冷弯薄壁型刚檩条在风吹力下的稳定性验算等问题进行了探讨。
【关键词】门式刚架轻钢结构特点设计与施工门式刚架轻钢结构是以门形钢架为结构受力载体，围护结构为薄壁c型或z型钢檩条和彩色压型钢板的体系。
本文通过对门式刚架轻型结构的设计与设计中应注意的问题作如下初步分析和探讨。
正文一、门式刚架轻钢结构的特点（一）用钢量少，自重量轻门式刚架轻钢结构采用防水、围护一体化的轻质多功能新型屋面和墙体材料组成，大大减轻了结构本身的荷载重量。
其承重构件普遍采用高强钢材，这样可以有效减轻结构自重。
通常门式钢架轻钢结构的重量只有钢筋混凝土结构的1/8——1/10，是普通钢结构重量的1/2——1/3，充分体现了新材料的优势。
（二）适应性强，设计符合美观、经济、实用的原则相对于传统的钢架结构而言，门式刚架轻钢结构从跨度、柱距布置灵活，单跨、多跨等方面可随意组合。
这些组合可应用于不同工艺、不同规模、不同用途的各类建筑中，表现出了极大的适应能力。
钢架结构一方面外观新颖别致，可塑性极强，富有时代感；另一方面造价合理，投资见效快，综合经济效益好，空间使用率高，在各个建筑施工中基本都可以使用。
（三）钢架结构施工速度快、周期短工厂化程度高，施工周期短钢结构制作简便，因门式刚架的梁、柱等基本构件均在加工厂定型制作，在现场按要求拼装而成，加快了施工进度，建设周期缩短，比钢筋混凝土排架结构工期至少缩短60%以上，对于一般规模较小的工业厂房门式刚架仅需50天至2个月，而采用钢筋混凝土排架结构，则需10～12个月。
浅谈门式刚架轻型钢结构房屋的应用
第 ３ 期
黑 龙 江 冶 金
Ｖ０ ． ０ １３
Ｎｏ ３ ．
２０ １ ０年 ９月
Ｈ ｉ ｎｊ ｎ Ｍｅ ｌ ｒｙ ｅｌ ｇ ａ ｇ ｏ ｉ ｔ ｌ ｇ ａｕ
Ｓ ｐｅ ｅ ２ ０ ｅ ｔｍｂ ｒ ０１
浅 谈 门 式 刚 架 轻 型 钢 结 构 房 屋 的 应 用
算 比较 排架 与 门式 刚 架 的工 程 造 价 ， 以确 定 结 构
方案 。
（） ２ 与网架 比较 ， 然小跨 度 网架 能大 量减小 虽 檩 条的用 钢量 （ 为通 常情 况 下小 跨 度 网架 的上 因
弦节点 间距会小 于 门式 刚架 的柱 距 ） 但 网架 自身 ， 的造 价和 支撑 网架的钢 柱造 价 又通 常 会高 于 门式
刚架 ， 以在 门式 刚 架 适 用跨 度 范 围 内 门式 刚 架 所
在工程 造价方 面会优 于 网架 。
屋或公 共建 筑 ， 别 是 在 超 市 、 乐 体育 设 施 、 特 娱 车 站候车 室等大跨 度公 共 建筑 中尤 为 适用 。与 其他
结构形 式 比较 ， 门式 刚架 在 经 济 上 的 优 势是 明显
多跨 承重 ， 具有 轻 型屋盖 和 轻型 或砌 体外 墙 、 桥 无 式 吊车或 有起 重 量 不 大 于 ２ ｔ Ａ１ ５工 作 级 ０的 ～Ａ 桥、 梁式 吊车或 ３ 悬 挂起 重 机 的单 层 房 屋 。结合 ｔ 《 钢结构设 计手册 》 以下简称 《 （ 手册 》 及 《 型钢 ） 轻 结 构设计 手册》 以下 简称 《 钢 手册 》 以及 门式 （ 轻 ） 刚架标 准 图集 ， 门式 刚架 通 常用 于跨 度 ９～３ ｍ， ６ 柱距 ６— ｍ， 有 吊车 起 重量 较小 的单 层 工 业 房 ９ 设
浅谈门式刚架轻型钢结构设计过程
浅 谈 门 式 刚 架 轻 型 钢 结 构 设 计 过 程
张 华
摘 要 ： 明确 轻 型 门式 钢 结构 设 计 整 体 思路 为 目的 ， 结 构 形 式 、 以 从 支撑 布 置 等 六 个 方 面 进行 了分 部概 述 ， 对各 流 程 中 并
遇到的部分 问题进行 了归纳 总结 ， 以期为初学设计人 员提供指导 。
问 题 以及 房 屋 通 风 采 光 问题 。
盖横向及 纵向水平 支撑 。
３ 主要 构件截 面初 估
支 撑 布置 结 束 后 ， 对 刚 架 截 面 作 初 步 的 估 算 ， 梁 可 以 选 需 钢
通 常的经济用钢跨度和 刚架 间距 ， 是据 荷载 与支座 的情况 ， 其 度来讨论 的。无 桥式 吊车 和悬挂 吊车 时 ， 刚架 的经 济跨 度 约为 择槽钢 、 截面高度通常为跨度的 １２ ／ ０～１５ ； ／ ０ 翼缘 的宽 度根据梁间侧 向支 ２ ｎ～ ４ｍ， １Ｉ ２ 大于 ３ ６ｍ就不经济 了 ； 当有桥 式 吊车时 ， 其经 济跨 撑的间距按 ｌｂ限值确定时 ， ／ 可回避钢梁整体稳定 的复杂计算 ， 这
度 大 概 在 ３ ～ ４ｍ 之 间 。 有桥 式 吊 车 时 的 经 济 跨 度 反 而 大 于 ０ｍ ３
其板 件厚度可 无桥式 吊车时的经济跨度 ， 主要是 因为 吊车梁 的用钢量在 主结 构 种方法很受欢迎。确定了截面高度 和翼缘宽度后 ， 按规范中局部稳定的构造 规定 预估 。 （ 刚架与 吊车梁 ） 中所 占比重 随刚架跨度 增加而 减少。门式 刚架 柱截面按 长细比预估 ， 通常 ５ ０＜Ａ＜１０ 简 单选择 值在 １０ ５， ０ 的间距通 常采用 ６ｍ，． ９ｍ，２ｍ等 ， ７ ５ｍ， １ 大跨度刚架宜采用大间 附近。在钢柱 的计算长度选择上 ， 常需考虑 到外 部其他结 构对 经 距 ， 度 与 间距 的 比一 般 以 ３５— 跨 ． ５为 宜 。无 桥 式 吊车 时 ， 架 间 刚
浅谈门式刚架的发展概况及工程应用(模板)
网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目：浅谈门式刚架的发展概况及工程应用内容摘要门式刚架结构与其他类型的建筑结构相比，整个构件的截面尺寸较小，可以有效的利用建筑空间，因此可以降低房屋的高度，减小建筑的体积，而且在造型上也简洁美观。
其次，刚架构件的刚度较高，在平面内、外的刚度差别较小，制造、运输、安装都比较方便。
门式刚架还具有施工快捷、维护费用较低、造价低、改扩建灵活等特点，因此该结构形式广泛应用于中、小跨度的工业厂房或较大跨度的公共建筑中，且都收到了良好的经济效果。
门式刚架的梁柱构件多采用焊接变截面的H型钢截面，传统的设计方法大多依赖于设计者的经验水平，但是截面尺寸设计的不合理往往会导致材料的使用不经济、不合理。
本文致力于优化方法的研究，找出适合门式刚架结构优化的方法，使刚架的设计更为经济、合理。
关键词：门式刚架；设计要点；工程应用目录内容摘要 ........................................................................................................................... I 引言 . (1)1 门式刚架的发展概况 (2)1.1 适用范围 (2)1.2 门式刚架的发展现状 (2)2 门式刚架的主要结构特点 (3)2.1 结构优点 (3)2.2 力学模型 (3)2.3 屋面支撑设计 (4)3 门式刚架的主要设计要点 (5)3.1 设计与施工要点 (5)3.1.1 设计 (5)3.1.2 施工 (5)3.2 屋面活荷载的取值和布置 (5)3.3 斜梁计算长度及钢梁高厚比问题 (6)3.4 结构布置及挠度问题 (7)3.4.1 门式刚架设计内容 (7)3.4.2 门式刚架的布置 (7)3.4.3 门式刚架的优化方法 (8)4 门式刚架的主要工程应用 (11)4.1 门式刚架的结构形式和设计原则 (11)4.2 门式刚架应用工程实例 (11)4.2.1 工程概况 (11)4.2.2 荷载 (11)4.2.3 风载体型系数 (11)4.2.4 刚架的平面外计算长度 (12)4.2.5 刚架的支撑截面选用 (12)4.2.6 柱脚抗剪设计 (12)。
浅析轻型门式刚架钢结构的优化设计
2.2门式刚架建筑的缺点
1.养护费用高。轻型钢结构建筑物暴露在空气中，钢材易被腐蚀，必定期用油漆保养，混凝土则不需保养。
2.需做防火层。轻型钢结构在高温室强度会减弱，必须作防火层，这样当火灾发生时，才有足够的时间来逃生。而混凝土本身就是耐燃材料。
3.门式刚架轻型钢结构先期投入大。由于需要一些专门的设备才能生产满足要求的型钢，因为相应的设备就复杂昂贵一些，有些设备甚至需从国外进口。而钢筋混凝土所用材料可随建筑物的建造而就近运抵现场。
4.门式刚架轻钢结构的设计施工需专业的人员。只有经培训合格的人员，才可能建造出满足精度要求、安全的轻型钢结构。
3门式刚架轻型钢结构设计发展不足
4.2刚架最优间距的确定
刚架的间距与刚架的跨度、屋面荷载、擦条形式等因素有关,在刚架跨度较小的情况下,选用较大的刚架间距,增加擦条的用钢量是不经济的,因此从综合经济分析的角度看,确定合理的柱距才能既节约钢材,又使设计真正做到定型化、专门化、标准化以及轻型化,从而推动门式刚架轻钢结构体系在我国的发展。经过大量计算,笔者发现：随着柱距的增大,刚架用钢量比例是逐渐下降的,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。而其他如擦条、吊车梁、墙梁的用钢量随着柱距的增大而增加,就房屋的总用钢量而言,随柱距的增大先下降而后又上升。综合各项用钢量表明,对一定条件下的轻型钢房屋而言存在一最优柱距。表1所列即为一般情况下,柱高为6m,备种跨度对应的刚架最优间距。
1门式刚架的概述
门式刚架是门式刚架轻型房屋的最主要受力体系。门式刚架和采用冷弯薄壁型钢制成的檀条及采用压型钢板制成的外墙板、屋面板共同组成轻型钢结构房屋。典型的门式刚架轻型钢结构体系由基础、主钢架、墙梁（吊车梁）、檀条、屋面板、墙面板，抗风柱，屋面支撑，柱间支撑等组成。
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浅谈轻型门式刚架结构的设计及应用
作者：杨剑凤
来源：《装饰装修天地》2018年第06期
摘要：近年来，钢结构在建筑中的应用范围日益广泛，主要原因在于钢结构的安全性、稳定性和经济性均十分突出。
在钢结构建筑中，门式刚架轻钢结构十分普遍，该结构设计时的选材、檩条设计和整体变形等因素都直接影响到门式刚架轻型房屋结构使用的安全性和可靠性。
因此文章结合实例，就轻型门式刚架结构的设计及应用进行简要探讨。
关键词：轻型门式刚架；设计；应用
1 前言
在传统的钢结构建筑类型中，门式刚架轻钢结构体系算是一类被采用十分广泛的体系。
它主要使用等截面或者变截面的焊接H型钢当做其梁柱，同时把冷弯薄壁型钢当做檩条、墙梁和墙柱，使用彩钢板当做墙板和屋面板，并配备零件、门窗等形成的相对十分完备的建筑体系。
门式刚架轻钢结构设计有效的实现了材料的合理分工使用，构件尺寸比较小而且抗震性能十分好，实际施工的方式相对简便，对以后检查维修带来便利。
所以，要求一些从业员工在对这个结构体系进行设计的时候，要熟悉一些影响因素的影响程度，进一步快速提升轻钢结构设计的合理性。
2 轻型门式刚架结构的设计要点
2.1 荷载计算
现行荷载规范增加了以恒载为主的不利组合式，屋面活荷载中主要考虑的仅是施工荷载即偶然因素的不利影响，故又恢复到0.5kN/m2。
但注明“对不同结构可按有关设计规范作
0.2kN/m2的增减”。
现行《钢结构设计规范》规定“对支承轻屋面的构件或结构，当仅有一个可变荷载且受荷面积超过60m2时，取0.3kNm2”。
2.2 檩条设计
轻型门式刚架结构一般采用型钢作为构件，类型多为Z、C型。
使用型刚作为墙梁时要注意房屋实际受力情况做好钢材选择，Z型型钢比C型型钢更具有实用性，因此，大多使用Z型型钢作为刚架结构的主建材。
首先，使用Z型型钢作为刚架结构时，应该做好截面压力测试，按照梁或者简支作为主要的计算方式；其次，轻型门式刚架结构中首选Z型截面，但是在特殊节点处应该采用C型截面，C型截面具有较好的受力能力，耐压性较强，而且采用螺栓构架时还具有非常便利的计算方式和方法；最后，檩条与墙梁的间距不得大于相应受压翼缘宽度的16（235/fy）0.5倍。
间距选择时要特别注意力学测试，防止构造角度偏差，一般檩条与墙梁的间距的结构性角度最好保持为1.5m。
此外，在进行檩条设计时要注意强度计算，檩条是轻型
门式刚架机构的主要承重点，在建筑物中承重压力较大，因此在设计要考虑屈度因素，根据截面强度以及拉条和隅撑的设置，做好檩条设计。
2.3 支撑系统主要结构方案的选择
刚性系杆构件选用型钢和钢管，并与刚架通过螺栓铰接，其截面的大小一般按压杆稳定性要求或通过受力计算决定，其设置主要考虑刚架转角和屋脊联结处（其中屋脊处的刚性系杆可由用于此处屋脊构造需要的、刚度较大的双檩条及联结所代替）。
另外，刚性系杆的间距主要取决于刚架构件的平面稳定性要求。
第一，屋面支撑。
屋面支撑受力较小，杆件截面通常可按容许长细比选择。
交叉斜杆和柔性细杆按拉杆设计，可采用单角钢，非交叉斜杆、弦杆、竖杆以及刚性系杆按压杆设计，可采用双角钢组成十字形或T形截面。
当屋架跨度较大、房屋较高且风压较大时，杆件截面应按桁架体系计算出的内力确定。
计算支撑杆件内力时，可假定在水平荷载作用下，交叉斜杆中的压杆退出工作，仅由拉杆受力。
第二，柱间支撑。
对厂房来说：分为上层支撑和下层支撑。
上层支撑计算时，为避免由于支撑刚度过大而引起较大的温度应力，支撑腹杆按柔性拉杆计算。
交叉体系的下层支撑当吊车较小时一般用圆钢，较大时应采用角钢或槽钢。
为了提高厂房纵向刚度，当吊车较大时，应交叉斜杆应按拉杆设计。
3 应用实例
以下以单层轻型门式刚架结构为例，就整个结构体系的布置、单个构件的设计要点、设计中应注意的一些问题做了系统阐述。
3.1 结构形式和结构布置
3.1.1 结构形式
门式刚架的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、多脊多坡。
屋面坡度宜取1/20～1/8。
单脊双坡多跨刚架，用于无桥式吊车的房屋时，当刚架柱不是特别高且风荷载也不是很大时，依据“材料集中使用的原则”，中柱宜采用两端铰接的摇摆柱方案。
门式刚架的柱脚多按铰接设计，当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接。
门式刚架上可设置起重量不大于3t的悬挂吊车和起重量不大于20t的轻、中级工作制的单梁或双梁桥式吊车。
3.1.2 结构布置
（1）刚架的建筑尺寸和布置。
门式刚架的跨度宜为9m～36m，当柱宽度不等时，其外侧应对齐。
高度应根据使用要求的室内净高确定，宜取4.5m～9m。
门式刚架的合理间距应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、9m。
纵向温度区段小于300m，横向温度区段小于150m（当有计算依据时，温度区段可适当放大）。
（2）檩条和墙梁的布置。
檩条间距的确定应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩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。
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。
（3）支撑和刚性系杆的布置。
①在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
②在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑，以构成几何不变体系。
③端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。
柱间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定，一般取30m～45m，有吊车时不宜大于60m。
④当房屋高度较大时，柱间支撑应分层设置；当房屋宽度大于60m时，内柱列宜适当设置支撑。
⑤当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。
⑥在刚架的转折处（边柱柱顶、屋脊及多跨刚架的中柱柱顶）应沿房屋全长设置刚性系杆。
⑦由支撑斜杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑。
⑧刚性系杆可由檩条兼做，此时檩条应满足压弯构件的承载力和刚度要求，当不满足时可在刚架斜梁间设置钢管、H型钢或其他截面形式的杆件。
⑨当房屋内设有不小于5t的吊车时，柱间支撑宜用型钢；当房屋中不允许设置柱间支撑时，应设置纵向刚架。
3.2 刚架内力和侧移计算
（1）内力计算。
对于变截面门式刚架，应采用弹性分析方法确定各种内力，只有当刚架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑性分析方法。
变截面门式刚架的内力通常采用杆系单元的有限元法（直接刚度法）编制程序上机计算。
地震作用的效应可采用底部剪力法分析确定。
根据不同荷载组合下的内力分析结果，找出控制截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面。
（2）侧移计算。
变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析方法确定，计算时荷载取标准值，不考虑荷载分项系数。
如果最后验算时刚架的侧移刚度不满足要求，需采用下列措施之一进行调整：放大柱或（和）梁的截面尺寸，改铰接柱脚为刚接柱脚；把多跨框架中的个别摇摆柱改为上端和梁刚接。
综上所述，伴随着我国各行各业的快速发展，轻型门式刚架结构得到越来越广泛的应用。
相比较于钢筋混凝土材料，轻钢门式刚架结构优势突出。
在实际应用该结构时，需要严格遵循规范标准，科学规划设计，确保建筑结构的安全性和稳定性。
参考文献：
[1] 张岳峰.论轻型建筑钢结构的设计与应用[J].工程建设与设计，2017（22）.
[2] 张扬.轻型门式刚架钢结构厂房分析及轻量化设计探讨[J].住宅与房地产，2017（17）.
[3] 陈磊.复杂钢构厂房结构设计探讨[J].门窗，2017（1）.。