轻型门式刚架绪论
轻型门式刚架结构
轻型门式刚架结构1.引言2.构造轻型门式刚架结构由水平梁和立柱构成，形成一个门型的结构。
这种结构的主要特点是梁柱节点简单，构造明了。
水平梁和立柱通过螺栓连接在一起，形成一个稳定的整体。
立柱一般设置在建筑物的四角，而横梁则负责承担水平荷载和重力荷载。
3.特点（1）重量轻：轻型门式刚架结构的主要材料是轻钢，因此整体结构的重量相对较轻，降低了施工成本和施工强度。
（2）施工便捷：轻型门式刚架结构采用模块化设计，构件预制，现场只需简单的机械操作和组装拼接即可完成，提高了施工效率。
（3）刚度较高：轻型门式刚架结构采用刚性的钢材构件，能够有效地抵抗风荷载和地震荷载，保证建筑物的稳定性和安全性。
（4）空间利用率高：轻型门式刚架结构不需要设置柱子，可以获得较大的内部空间，适合用作大跨度的建筑物。
（5）可更改性强：轻型门式刚架结构的构造灵活，可以根据实际需要灵活地添加或拆除构件，使得建筑物的形状和大小可以随意改变。
4.应用（1）工业厂房：轻型门式刚架结构适合用作工业厂房，可以满足大跨度、大空间的需求，并且能够有效地承受重荷和荷载。
（2）仓库：轻型门式刚架结构的组件可以简单地进行组装和拆卸，适合用作仓库，能够灵活地满足不同规模和用途的需求。
（3）体育馆：轻型门式刚架结构具有一定的美观性和功能性，在建造体育馆时，可以快速、经济地构建出稳定的建筑物。
（4）商业建筑：轻型门式刚架结构的外观造型简洁大方，适合用作商业建筑，能够与现代建筑风格相融合。
5.结论轻型门式刚架结构作为一种先进的建筑结构体系，具有重量轻、施工便捷、刚度高、空间利用率高等优点，在工业厂房、仓库、体育馆等领域得到了广泛的应用。
随着建筑技术的不断发展，轻型门式刚架结构将继续发挥其优势，成为未来建筑结构的重要发展方向。
门式刚架轻型房屋钢结构设计
+0.000 S e L 设有吊车时，柱宜采用等截面
5 、门式刚架轻型房屋钢结构使用范围 门式刚架轻型房屋钢结构设计应按《门式刚架轻型房屋钢结 构技术规程》CECS102：2002执行，适用范围见此规程1·0·2条。 1.0.2 本规程适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚 架、具有轻型屋盖和轻型外墙，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房屋钢 结构的设计、制作和安装。 门式刚架轻型房屋的外墙亦可采用砌体，此时应符合本规程 第4·4·3条的规定。 本规程不适用于强侵蚀介质环境中的房屋。 1·0·4门式刚架轻型房屋钢结构的设计，制作、安装和防护要 求，本规程未作规定者，均应按现行有关标准执行。 4·4·3门式刚架轻型房屋的外墙，当抗震设防烈度不高于6度 时，可采用轻型钢墙板或砌体；当抗震设防烈度为7度、8度时 ，可采用轻型钢墙板或非嵌砌砌体；当抗震设防烈度为9度时 ，宜采用轻型钢墙板或与柱柔性连接的轻质墙板。
钢结构设计施工图分为钢结构设计图和钢结构 施工详图两阶段，钢结构设计图由设计单位完成， 钢结构施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图 编制，有时也会由设计单位代为编制。钢结构设计 图是提供制造厂编制施工详图的依据. 深度及内容 应完整. 在设计图中,对于设计依据、荷载资料（包 括地震作用）、技术数据、材料选用及材质要求、 设计要求（包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、 涂装、防火及运输等）、结构布置、构件截面选用 以及结构的主要节点构造等均应表示清楚，以利于 施工详图的顺利编制，并能正确体现设计的意图。 主要材料应列表表示。钢结构设计制图深度和表示 方法应达到国标03G102要求。
2）结构受力体系 门式刚架钢结构房屋主要是由横向结构和纵向结构系 统组成，横向结构系统是门式刚架，它是单层房屋的基本 承重结构，承受屋面荷载，横向风荷载和地震作用，在有 吊车的工业房屋中还要承受吊车的竖向荷载和横向水平荷 载。纵向结构系统是由抗风柱，屋面水平支撑，刚性系杆 ，柱间支撑等构件组成，纵向结构主要承受纵向水闰荷载 ，工业房屋内除上述构件外，还有吊车梁及吊车制动桁架 等构件，此外还有屋面檩条外围墙梁共同组成空结构。 横向水平风荷载通过墙板传结墙梁，最终由门式刚架承受 ，纵向水平风荷载是通过山墙板传至墙架，再传给抗风柱 传至基础及屋面水平支撑最终由柱间支撑承受。
钢结构第2章 轻型门式刚架结构
按照不同荷载组合得到的内力计算结果， 按照不同荷载组合得到的内力计算结果，确定控制 截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底、 截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底、柱 柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面， 顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面，控制截 面的内力组合主要有： 面的内力组合主要有： 和同时出现的M及 的较大值 的较大值。 （1）最大轴压力 ）最大轴压力Nmax和同时出现的 及V的较大值。 和同时出现的 和同时出现的N及 的较大值 的较大值。 （2）最大弯矩 ）最大弯矩Mmax和同时出现的 及V的较大值。 和同时出现的 和相应的M及 。 （3）最小轴压力 ）最小轴压力Nmin和相应的 及V。 和相应的 2.3.2.3 变形计算 刚架的柱顶位移(计算值 计算值)限值 表2-1 刚架的柱顶位移 计算值 限值 表2-2 受弯构件的挠度与跨度比限值
2．荷载组合 计算承载能力极限状态时，对于轻型钢结 构可取下述荷载组合 （1）1.2G+1.4L； （3）1.2G+1.4C; （7）1.2G+0.9(1.4C+1.4W); 计算正常使用承载能力时，对于轻型钢结 构可取下述荷载组合：
2.3.2 刚架计算
2.3.2.1 刚架计算模型 计算模型的简化和建立必须符合实际结构的受力 特点；反过来， 特点；反过来，实际结构的设计也必须考虑到现有 理论能够分析其计算模型。 理论能够分析其计算模型。 2.3.2.2 内力计算 门式刚架的内力可采用杆系单元有限元法编制 的程序计算，目前常用的国内软件有建研院STS、 的程序计算，目前常用的国内软件有建研院 、 同济大学3D3S等。计算时可将梁、柱构件分为若 同济大学 等 计算时可将梁、 干段，每段可按等截面确定几何特性参数， 干段，每段可按等截面确定几何特性参数，也可按 楔形单元选取。 楔形单元选取。由于单层门式刚架轻型房屋钢结构 屋盖的自重较小，经验表明，当抗震设防烈度为7 屋盖的自重较小，经验表明，当抗震设防烈度为 度时，一般不需做抗震验算；当为8度及以上时 度及以上时， 度时，一般不需做抗震验算；当为 度及以上时， 横向刚架和纵向框架均需做抗震验算。 横向刚架和纵向框架均需做抗震验算。地震作用效 应可以采用底部剪力法计算， 应可以采用底部剪力法计算，此时单层钢结构房屋 的阻尼比取0.05。 的阻尼比取 。
轻型门式刚架结构设计
民用建筑
在民用建筑领域，轻型门 式刚架结构可用于商场、 超市、仓库等建筑物的建 设。
轻型门式刚架结构的发展历程
起源
轻型门式刚架结构起源于20世纪初，随着工业和经济的发展，逐渐 得到广泛应用。
发展历程
随着科技的进步和工程实践的积累，轻型门式刚架结构在材料、设 计、施工等方面不断优化，逐步形成了完善的标准和规范。
根据设计图纸，完成门式刚架的基础施工，包括桩基、基础垫层、 钢筋混凝土浇筑等。
钢构件加工
按照设计图纸要求，对钢构件进行加工制作，确保尺寸、形状、焊 接质量等符合规范要求。
钢构件安装
将加工好的钢构件运输到施工现场，进行安装，确保安装位置准确、 稳固。
施工流程与要点
连接节点处理
根据设计图纸，对钢构件之间的 连接节点进行处理，确保节点连 接牢固、安全可靠。
未来趋势
未来，随着环保和节能要求的提高，轻型门式刚架结构将继续向着高 效、环保、可持续发展的方向发展。
02 轻型门式刚架结构设计原 理
结构设计的基本原则
安全性
确保结构在正常施工和使用过程 中能够承受各种可能的作用力， 不发生破坏、失稳或过大变形。
经济性
在满足安全性和使用功能的前 提下，尽可能降低结构造价， 提高经济性。
适用性
确保结构在使用过程中具有良 好的工作性能，满足正常使用 要求。
耐久性
考虑结构的使用寿命，确保结 构在使用期限内具有良好的耐
久性能。
结构分析方法
有限元分析
利用有限元方法对结构进 行离散化，通过计算和分 析离散化的模型来预测结 构的性能和响应。
线性分析
基于线性理论对结构进行 静力、动力和稳定性分析， 以确定结构的承载能力和 稳定性。
《轻型门式钢架设计》课件
避免超载
在使用过程中，应避免超载，以免对钢架造成损坏。
常见问题及处理方法
结构变形
如发现结构变形，应及时进行校正或更换部件。
连接松动
定期检查连接部位，如发现松动应及时紧固。
锈蚀
如发现锈蚀，应立即进行清理和防锈处理。
保养与维修建议
制定维护计划
建立定期维护计划，并严格执行。
专业维修
对于较严重的损坏或问题，应请专业人员进行维修。
稳定性分析
进行稳定性分析，确保轻型门式钢架在各种工况下均能保持稳定 ，不发生失稳或屈曲。
疲劳强度分析
根据预期的循环载荷，进行疲劳强度分析，评估轻型门式钢架的 疲劳寿命。
施工图设计
细化设计
根据计算分析结果，对轻型门式钢架的各个 构件进行详细的结构设计，确定其截面尺寸 、连接方式等。
绘制施工图
根据细化的结构设计，绘制详细的施工图纸，包括 各个构件的详图、节点连接方式等。
更新部件
对于损坏或老化的部件，应及时进行更换。
连接方式优化
选择合适的连接方式，如焊接、螺栓连接等，以 确保结构的整体性和稳定性，同时满足施工工艺 的要求。
节能减排设计
绿色建材选择
优先选择可再生、可循环利用的环保建材，如H型钢 、高强度螺栓等，以减少对环境的污染。
节能措施
采用节能设计，如双层玻璃、保温材料等，以提高建 筑的保温隔热性能，降低能耗。
连接方式
了解轻型门式钢架常用的连接方 式，如焊接、螺栓连接等，掌握 各种连接方式的适用范围和设计 要点。
节点设计
了解节点设计的原则和方法，能 够根据实际情况进行节点设计， 确保结构的稳定性和安全性。
03 轻型门式钢架设计流程
方案设计
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。
浅述轻型门式刚架厂房结构设计
浅述轻型门式刚架厂房结构设计摘要：近年来，随着我国彩色钢板产量的增加和焊接H型钢的出现，门式刚架迅猛地发展，本文仅对门式刚架设计中的结构形式、结构布置及设计中的注意事项做了简要论述。
关键词：轻型；门式刚架；结构设计1门式刚架结构的特点1.1质量轻门式刚架是由质量较轻的金属板、玻璃棉等材料组成，因此在地震时自身所产生的地震反应就比较小，减少建筑物自身的震动带来的破坏，但是质地轻就会受到风的影响，在风很大的时候就会使钢结构产生很大的荷载，对刚架整体荷载产生一定的影响。
1.2工业化程度高，施工周期短门式刚架所需要的材料基本都是来自大型的钢材工厂，这样就使建筑材料的质量得到了保证，有利于工程整体质量的提高，由于门式刚架的施工只是把刚架的每个部分通过螺丝等连接起来，安装的时间相对比较短。
1.3综合经济效益高门式刚架结构作为厂房的主承重结构，其主要是通过电脑进行整体的结构设计，使用的建筑材料形式比较简单，特别是在安装的时候操作简单，这就会大大的缩短工程周期，也会使厂房提早的投入使用，资金的回报比较快，对于企业来说整体的经济效益也会提高。
2门式刚架设计中的结构形式门式刚架的结构形式很多，按构件体系分有实腹式和格构式；按截面组成分有等截面和变截面；按结构选材分有普通型钢、薄壁型钢、钢管或钢板焊成。
①实腹式刚架的横截面一般为H型，少数为Z型。
门式实腹式刚架适用于荷载和跨度小，尢吊车或吊车起重量较小的单层厂房或仓库等。
实腹式刚架结构构件整齐，构件的刚度较大，拆装方便，受力性能好。
②格构式的横截面为双腹杆矩形或三面腹杆三角形。
格构式刚架常用于跨度吊车吨位较大的建筑，可采用普通角钢、槽钢及钢管等，其材料选用和截面组成比较灵活。
③实腹式或格构式刚架都可以做成等截面或变截面。
当跨度和荷载较大时宜采用变截面结构，当跨度和荷载较小时，一般采用等截面结构，为的是使结构造型趋于荷载作用的弯矩图形材料分布更加合理。
对于格构式刚架来说，一般柱采用变截面，而横梁采用等截面。
门式刚架轻型钢结构
基础施工
基础设计
根据门式刚架轻型钢结构的特点和承载要求，设 计合理的基础结构，确保结构安全稳定。
基础开挖
按照基础图纸进行基础开挖，并确保开挖深度和 宽度符合设计要求。
基础浇注
浇注混凝土基础，确保混凝土强度和质量符合要 求，同时进行必要的养护。
钢构件加工与运
钢材采购
根据设计要求选购质量合格的钢材，确保材 料性能符合标准。
根据结构自重、材料和施工等 因素，计算结构的恒载。
活载
根据使用功能和规范要求，确 定结构的活载，包括人员、设 备、物料等重量。
风载
根据当地气象条件和规范要求 ，计算结构承受的风载。
雪载
根据当地气象条件和规范要求 ，计算结构承受的雪载。
结构稳定性计算
01
02
03
屈曲分析
对结构进行屈曲分析，确 保结构在载荷作用下不会 发生屈曲失稳。
防腐与防火材料
防腐材料
常用的防腐涂层包括防锈漆、富锌底漆等，根据环境和使用 条件选择合适的防腐方案，确保钢结构的使用寿命。
防火材料
在钢结构表面涂抹防火涂料，提高结构的耐火极限，保障建 筑安全。根据防火等级要求选择合适的防火涂料和涂装方案 。
03
CATALOGUE
门式刚架轻型钢结构的设计与计算
结构设计原则
定期对门式刚架轻型钢结构进行检查， 包括焊缝、螺栓连接、涂层等部位，确
保结构的完好和安全。
防锈处理
对于容易生锈的部位，应进行防锈处 理，如涂抹防锈漆、镀锌等。
防腐涂层保护
根据钢结构所处的环境和条件，选择 合适的防腐涂层，并进行定期维护和 保养。
定期保养
对钢结构进行定期保养，包括清洁、 除尘、润滑等，以延长其使用寿命。
门式刚架设计指南02轻型门式钢架设计的基本理论
第二章 轻型门式钢刚架设计的基本理论第一节 结构布置和材料选用一、结构组成轻型门式钢刚架的结构体系包括以下组成部分：（1）主结构：横向刚架（包括中部和端部刚架）、楼面梁、托梁、支撑体系等；（2）次结构：屋面檩条和墙面檩条等；（3）围护结构：屋面板和墙板；（4）辅助结构：楼梯、平台、扶栏等；（5）基础。
图2-1给出了轻型门式钢刚架组成的图示说明。
图2-1 轻型钢结构的组成平面门式刚架和支撑体系再加上托梁、楼面梁等组成了轻型钢结构的主要受力骨架，即主结构体系。
屋面檩条和墙面檩条既是围护材料的支承结构，又为主结构梁柱提供了部分侧向支撑作用，构成了轻型钢建筑的次结构。
屋面板和墙面板起整个结构的围护和封闭作用，由于蒙皮效应事实上也增加了轻型钢建筑的整体刚度。
外部荷载直接作用在围护结构上。
其中，竖向和横向荷载通过次结构传递到主结构的横向门式刚架上，依靠门式刚架的自身刚度抵抗外部作用。
纵向风荷载通过屋面和墙面支撑传递到基础上。
二、结构布置轻型门式钢刚架的跨度和柱距主要根据工艺和建筑要求确定。
结构布置要考虑的主要问题是温度区间的确定和支撑体系的布置。
考虑到温度效应，轻型钢结构建筑的纵向温度区段长度不应大于300m，横向温度区段不应大于150m。
当建筑尺寸超过时，应设置温度伸缩缝。
温度伸缩缝可通过设置双柱，或设置次结构及檩条的可调节构造来实现。
支撑布置的目的是使每个温度区段或分期建设的区段建筑能构成稳定的空间结构骨架。
布置的主要原则如下：（1）柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内形成抵抗纵向荷载的支撑桁架。
支撑桁架的直杆和单斜杆应采用刚性系杆，交叉斜杆可采用柔性构件。
刚性系杆是指圆管、H 型截面、Z 或C 型冷弯薄壁截面等，柔性构件是指圆钢、拉索等只受拉截面。
柔性拉杆必须施加预紧力以抵消其自重作用引起的下垂；（2）支撑的间距一般为30m-40m ，不应大于60m ；（3）支撑可布置在温度区间的第一个或第二个开间，当布置在第二个开间时，第一开间的相应位置应设置刚性系杆；（4）o 45的支撑斜杆能最有效地传递水平荷载，当柱子较高导致单层支撑构件角度过大时应考虑设置双层柱间支撑；（5）刚架柱顶、屋脊等转折处应设置刚性系杆。
浅谈轻型门式刚架结构设计
浅谈轻型门式刚架结构设计摘要：门式刚架轻型房屋钢结构在我国的应用范围越来越广泛，技术日趋成熟，但需要总结、完善和研究的问题仍然较多，工程技术人员应根据工程实际选择计算模型，注重整体分析，进行优化设计，除主刚架强度和稳定计算外，还应注重支撑体系的布置。
只有遵循上述原则，才能保证结构设计的安全性和经济合理性。
关键词：轻钢结构；结构设计；门式刚架引言本文对门式刚架钢结构房屋的设计，总结了钢结构设计中存在的一些问题，并从结构布置、拉条设置、拉条节点、支撑设置等几方面进行分析和讨论。
1门式刚架轻型房屋钢结构优势体现及发展1.1门式刚架轻型房屋钢结构优势体现上世纪八十年开始，我国对门式刚架轻型房屋钢结构进行应用，经过近几十年来的不断发展，现阶段已经成为我国房屋建筑的一种重要组成方式。
在结构设计方面门式刚架轻型钢结构房屋主要通过应用H型钢等组成一种门式刚架承重的房屋骨架，实际的应用中这种设计非常广泛。
因为门式刚架轻型房屋结构的布设非常灵活，而且其柱网不会受到构建模数的限制。
并且，门式刚架轻型房屋在拆卸时比较方便，利于我们的回收应用，对于施工工期可以大大的减少。
此外，钢结构的应用有利于降低对能源的消耗，有效的保证了环境不被破坏，并且其应用的综合经济效益比较高，能够为企业带来很大的利益。
1.2门式刚架轻型房屋建筑的发展随着近年来我国科学技术的不断发展，对于门式刚架轻型结构的发展与应用也比较广泛。
在我国相关质量部门对门式刚架轻型房屋钢结构技术规程进行很好的规范后，对整个钢结构施工的水平及经验方面都起到了很好的提升作用。
但是，我国目前的钢结构应用设计上和一些发达国家相比，在很多方面上还需要进一步提高。
一般我国在轻型钢结构的应用形式上，主要是采用无铰门式刚架和两铰门式刚架，结构的自身截面是通过焊接H型钢保证稳定。
而对于刚架节点方面的设计，则大多都是相同的，主要是通过摩擦面处理的高强度螺栓进行连接。
在结构的维护系统方面则采用的设计标准化机制。
轻型门式刚架钢结构课件
适用性
满足结构的功能要求，保证结 构的正常使用。
耐久性
考虑结构的使用寿命，确保结 构在使用期内具有足够的耐久
性能。
结构体系的分类与特点
纯门式刚架结构体系
01
由门式刚架和支撑系统组成，具有受力明确、结构简单、施工
方便等优点。
框架-支撑结构体系
02
在门式刚架的基础上增设支撑系统，以提高结构的整体稳定性
防腐材料特性
这些防腐材料能够有效防止钢材腐蚀，延长 结构的使用寿命。
防火材料特性
这些防火材料能够提高结构的耐火极限，减 少火灾对结构的影响。
03 轻型门式刚架钢结构的结 构设计
结构设计的基本原则
安全性
确保结构在正常和异常使用情 况下均能保持稳定，不发生失 稳、倒塌或产生危及安全的变
形。
经济性
在满足安全性和使用要求的前 提下，力求做到经济合理，降 低工程成本。
解决节点设计中存在的难点问题，如连接方式的选择、焊接工艺的确 定等，以确保节点构造的安全性和可靠性。
04 轻型门式刚架钢结构的制 作与安装
制作流程与工艺要求
设计阶段
根据项目需求和规范进行结构设计，确定梁、柱、支撑等构件的尺寸和材料。
下料切割
按照设计图纸，使用切割机对钢材进行切割。
制作流程与工艺要求
质量检测与验收标准
验收标准
1
2
钢结构制作和安装应符合设计图纸和技术要求。
3
尺寸精度、平整度和焊接质量应符合相关规范和 标准。
质量检测与验收标准
防腐涂装应均匀、完整，涂层厚度和附着力应符合相关规范和标准。 安装完成的钢结构应牢固、稳定，满足安全使用要求。
05 轻型门式刚架钢结构的维 护与加固
第五章门式刚架轻型钢结构
传力线路：
屋面
（横向水平支撑） 纵向抗风支撑
柱间支撑 基础
水平支撑：跨度较小（18m），张紧交叉圆钢； 跨度较大，角钢或其它型钢。
“蒙皮效应”—利用屋面板和墙板的平面内刚度来提高结构 的整体抗侧刚度。
35
5.1门式刚架轻型钢结构的组成及布置
29
5.1门式刚架轻型钢结构的组成及布置
5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成 门式刚架的形式 门式刚架又称山形门式刚架。其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坡、双坡、多坡屋面。 结构形式的选取考虑生产工艺、吊车吨位及建筑尺寸等因素
30
5.1门式刚架轻型钢结构的组成及布置
5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成 门式刚架的形式
3
5.0 概述
特点
✓ 1 3 综合经济效益好 ✓ 4 柱网布置灵活
应用
✓ L = 9 m — 36 m ✓ H = 4.5 m — 9 m ✓ 吊车吨位< 20 t
4
5.0 概述
1 质量轻
1）屋面、墙面为轻质材料 2）檩条、墙架均为冷弯型钢 3）门式刚架为独特的变断面
H = 4.5 m — 9 m 吊车吨位< 20 t 5）应用范围：轻型厂房、物流中心、大型超市、体育馆、展 览厅、活动房屋、加层建筑等。
9
5.0 概述 门式刚架轻型钢结构
10
5.0 概述 门式刚架轻型钢结构
11
5.0 概述 门式刚架轻型钢结构
12
5.0 概述 冷弯薄壁型钢结构
13
5.0 概述 冷弯薄壁型钢结构
主要承重骨架－门式刚架 檩条、墙梁 －冷弯薄壁型钢 支撑 －屋面支撑、柱间支撑 屋面、墙面 －压型金属板、彩钢夹芯板 屋面及墙面保温芯材 －聚苯乙烯泡沫塑料、 聚氨酯泡 沫塑料、岩棉等
轻型门式刚架结构
➢ 构件截面尺寸小：由于结构自重轻，梁、柱截面尺寸较小，使用
面积和空间利用率高。
➢ 柱网布置比较灵活，适应性强：传统柱网受屋面板、墙板尺寸限
制。门式刚架采用压型钢板对于尺寸限制小，柱网相对灵活，可以 根据使用要求来确定。
三、门式刚架的特点
1.自重轻 2.工业化程度高，施工周期短，施工占地少 3.构件截面尺寸小 4.柱网布置比较灵活，适应性强 5.外形美观，现代感强，适用范围广泛 6.可拆迁
➢ 自重轻：采用压型钢板、冷弯薄壁型钢及玻璃棉等围护材料自重很
轻。承重门式刚架也很轻，上部结构重量减小，地基处理费用降低。
➢ 工业化程度高，施工周期短，施工占地少：所有构件均可以由
四、门式刚架的结构性能
1.屋面体系的整体性依靠檩条及隅撑来保证。 2.门式刚架的梁、柱多采用变截面形式，节省钢材。 3.组成构件较薄，对制作、涂装、运输、安装要求高。 4.构件的抗弯刚度、抗扭刚度比较小，结构整体刚度
也比较柔，易漏水。
第二章 轻型门式刚架结构
2.1 概述 2.2 设计的基本规定 2.3 结构形式和结构布置 2.4 刚架设计 2.5 刚架节点设计 2.6 檩条设计
2.1 概 述 一、轻型门式刚架结构的概念和应用
概念：以刚架作为主要承重构件，由檩条、墙 梁、压型钢板等构件组成屋面、墙面部分，结合保 温隔热材料并适当设置支撑结构组成的一种轻型房 屋结构体系。
厂房内部
厂房外立面
➢ 刚架斜梁、刚架柱－焊接H形截面或轧制H型钢 ➢ 檩条、墙梁－卷边C形或Z形冷弯薄壁型钢 ➢ 屋面板、墙面板－压型金属（钢、铝）板、彩钢夹芯板 ➢ 屋面及墙面保温芯材－聚
谈轻型门式刚架结构
第42卷第34期 山 西建筑Vol .42No .342 0 1 6 年 1 2 月SHANXI ARCHITECTUREDec . 2016• 53 •文章编号：1009-6825 (2016) 34-0053-02谈轻型门式刚架结构邱鑫(山西路晟交通建筑设计有限公司，山西太原030000)摘要:基于轻型门式刚架结构的组成与特点，分析了该结构的应用范围，并阐述了轻型门式刚架结构选型、平面布置及支撑系统 设计的原则，使轻型门式刚架结构的设计满足相关规范要求。
关键词:轻型门式刚架，结构形式，平面布置，支撑系统，框架结构中图分类号:TU 328 文献标识码:A 1概述 1.1组成以轻型焊接H 型钢或热轧型钢或冷弯薄壁型钢构成的刚架 为主要承重骨架，以薄壁型钢为檩条，以压型金属板为屋面墙面， 在外侧设置保温隔热材料的轻型房屋称之为轻型门式刚架。
其 中，梁柱大都采用焊接H 型钢，梁柱节点安装跨度不同，采用不同 的连接形式，对于单跨结构采用刚性连接，对于多跨采用刚铰并 用的原则。
钢柱和基础可以采用刚接,也可采用铰接。
建筑围护 采用含玻璃棉的压型钢板，它具备自重小和保温隔热的优点，所 以屋面和墙面都是采用复合结构板，而主要受力构件（梁、柱）均 为型钢。
1.2特点1)区别于传统框架结构的砌体填充墙体，轻型门式刚架的围护结构大多采用压型钢板和玻璃棉组合的材料，这种材料可以应 用在墙体，也可应用在屋顶，由于材料的自身容重小，导致组合产 品的整体质量轻，所以对于轻型门式刚架的承重结构也是非常有 利的。
由于轻型门式刚架应用多年，经过市场验证，单层轻型门 式刚架每平方米用钢量约20 kg ,在条件相同的条件下，自身重量 仅仅为传统钢筋混凝土结构的1/25。
由于自身重量轻，相关联的 地基处理和基础设计费用也能降低很多。
对于上部结构,在相同 地震烈度作用下，轻型门式刚架地震反应小，但是由于质量轻，风 荷载对轻型门式刚架的受力影响较大，所以在做设计时，风荷载 是轻型门式刚架的控制荷载。
第三章-轻型门式刚架PPT课件
屋或公共建筑（超市、娱乐体育设施、车站候
车室、码头建筑）。设置桥式吊车时，宜为起 重量不大于20t的中、轻级工作制(Al～A5)的吊 车；设置悬挂吊车时，其起重量不宜大于3t。
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• 特点 （自学) • 应用情况（略）
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3.4.2 结构形式和结构布置
• 1 结构形式
• 单层刚架结构：分为为单跨、双跨或多跨的单、双坡 门式刚架。根据需要，可带挑檐或毗屋，如图3.43所 示。根据通风、采光的需要，这种刚架厂房可设置通 风口、采光带和天窗架等。中柱可采用摇摆柱。
• 7）为使支撑做得轻便，可采用张紧的圆钢； • 8) 屋面坡度：1/10~1/20
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• 3. 结构平面布置
• （1）温度区段长度
•
一般门式刚架轻型房屋钢结构的纵向温度区
段长度不大于300m，横向温度区段长度不大于
150m。
• 当需要设置伸缩缝时，可在搭接檩条的螺栓 连接处采用长圆孔，并使该处屋面板在构造上允 许胀缩；或者设置双柱。吊车梁与柱的连接处也 沿纵向采用长圆孔。
• ⑥端部横向水平支撑宜设在温度区段端部 的第一个或第二个开间。当设置在第二个开间 时，在第一开间的相应位置宜设置刚性系杆。 刚架转折处（如柱顶和屋脊）宜设置通长的刚 性系杆。
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• ⑦ 门式刚架结构的支撑，宜采用张紧的十字交叉 圆钢组成。圆钢与构件的夹角应在30°～60°范围内。 圆钢端部都应由丝扣，校正定位后将拉条张紧固定。
•
hi ——所计算跨两柱的平均高度；
•
li ——与所计算柱相连接的单跨刚架梁的长度；
•
I ei ——两柱惯性矩不相同时的等效惯性矩；
• I l 、I r ——分别为左、右两柱的惯性矩(图3.48)。
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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展。
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。
本文先介绍轻型门式钢结构的相关的定义，再主要是结合轻型门式钢结构在我国应用的现状，对其从结构组成、材料选择、结构体系布置、除锈与防腐等几个方面进行了阐述和分析，最后对其未来有何发展，发展的方向如何进行展望。
关键词：轻型门式刚架; 轻型房屋；整体性；蒙皮效应正文：轻型钢结构体系是指结构构件采用较薄板件，设计时考虑板件局部失稳后的屈曲强度利用的钢结构体系。
而门式刚架结构是近年来国内应用和发展最为广泛的轻型房屋钢结构体系，承重结构为单跨或多跨门式刚架，具有轻型屋盖和轻型外墙，可以设置起重量不大于200kN的中、轻级工作制桥式吊车或30kN悬挂式起重机的房屋钢结构。
目前我国门式刚架结构的分析设计和制作安装技术成熟，初期主要应用于各类工业厂房，并形成多种定型成套体系，随着《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102：2002)的颁布实施，其应用得到了迅猛的发展，国内大约每年有上千万平方米的轻钢建筑竣工，范围已扩大到体育场馆、娱乐场所、公共建筑、仓库及储运设施，超市、零售和商业服务等领域。
1．结构特点1．1质量轻围护结构由于采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等轻质材料组成，恒荷载大幅度减小，地基的处理费用相对较低，基础也可以做得比较小，整体结构自重轻。
1．2工业化程度高，施工周期短门式刚架结构的主要构件和配件均为工厂制作，质量易于保证，构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，工地安装方便。
除基础施工外，基本没有湿作业，现场施工人员的需要量很少，劳动强度轻。
1．3综合经济效益高门式刚架结构采用了计算机辅助设计，设计周期短；构件采用先进动化设备制造；原材料的种类较少，易于筹措，便于运输；所以门式刚架结构的工程周期短，资金回报快，投资效益高。
1．4柱网布置比较灵活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，可广泛用于大中小跨度、单多层、工业民用建筑，空间布置灵活，建筑表现能力强。
门式刚架工业化程度高，安装方便快速，土建施工量小，近年来被大量采用，因此设计者及施工人员应认真学习相关规范及规程，准确理解相应规定，避免造成工程隐患。
随着我国经济的快速增长改革开放的深入，门式刚架轻型钢结构房屋行业也得到飞速发展，尤其在东南沿海地区，新建工厂仑库的需求增长促使轻型钢结构房屋加工安装的厂家如雨后春笋般的发展起来，从开始的小规模发展到现在的现代化大企业，杭萧钢构、浙江精工、恒达钢构、上海通用、吴泰钢构、四新钢构、宝钢彩板、北方空间钢构、北京福田钢构、北京多维钢构、江苏天地、成都汇源、四川恒升等企业都是专业门式刚架轻型钢结构厂家,每年的销售额都在几亿、十几亿元以上。
全国从事门式刚架轻型钢结构加工制作的厂家估计有500个左右，具有一定规模的50多家。
门式刚架轻型钢结构房屋的制作安装质量也逐步提高，建筑造型也越来越美观新颖，例如上海通用公司的康桥和月浦工业园厂房，巴特勒承建的摩托罗拉天津工程，上海美建兴建的天津开发区造币局厂房及北京一机床新厂房，湖南六建建设的长沙博世厂房等等都是行业的精品工程。
门式刚架轻型钢结构是一项最有发展前途的结构型式和制品，根据有关资料统计，2004年门式刚架轻型房屋及彩色涂层压型钢板用钢量占钢结构建筑总用钢量35.8%，其建筑面积占钢结构建筑总面积的80%以上。
2006年轻型钢结构厂家巴特勒的销售额为17亿元，工程建筑面积380万平方米；北京北方空间销售额达12.35亿元，工程建筑面积325万平方米。
连接件厂家浙江振成销售额达4亿元，自攻螺丝就买了3个亿。
门式刚架轻型房屋在各行各业各种类型的厂房仓库，超市批发市场等商店建筑、办公及学校用房、小型体育馆训练馆健身房、展览馆展示场等各个领域都得到非常广泛的应用。
说明其未来发展的美好的。
轻型门式刚架在工程中的应用轻型门式刚架在天然气净化厂及天然气压气站场中应用非常广泛，常用于压缩机厂房锅炉房库房阀门检测间等某工程中的压缩机厂房均采用的是轻型门式刚架，某压缩机厂房总长为，跨度为，高度，桥式吊车起吊重量为，采用计算后，根据刚架所受的弯矩特点，梁柱采用了变截面，相对于等截面节约了近钢材; 檩条及墙梁采用的是薄壁形钢整个设计及施工过程周期都比较短刚架安装便捷，并且施工简单，该厂房目前已投入使用门式刚架结构在我国的应用始于世纪年代初期，由于柱网布置灵活，最大跨度可做到，可用于大空间建筑体，但是科学经济的跨度为，因此门式刚架常用于体育馆展览厅车库工业厂房仓库等由于它具有质量轻施工方便且施工周期短等特点，因此在近十多年来得到了迅速的发展，目前国内有大量的钢结构工程正在开展111 门式刚架轻型结构体系在国外的发展概况门式刚架轻型结构体系始于美国。
日本和欧洲门式刚架轻型结构体系的应用也较多, 但美国的门式刚架轻型结构体系发展最快, 应用也最广泛。
由于门式刚架轻钢结构具有许多其他结构所不具备的优点, 而且经济效益十分显著, 因此这种结构形式在国外一经推出就得到了广泛应用。
国外轻型钢结构发展较早, 由于汽车工业的发展, 最初用于建造私人汽车库等简易房屋。
二次世界大战时期, 由于战争的需要, 一些拆装方便的轻钢结构建筑用于营房和库房。
20世纪60年代以来, 国外建筑钢材的发展有了很大突破, 随着色彩丰富而耐久的彩色压型钢板的出现以及H型钢和冷弯型钢的问世, 极大地推动了门式刚架轻型钢结构的发展。
随着新型建筑材料的出现、加工设备的不断改善、设计形式的多样化, 门式刚架轻型结构体系渐渐普及到大型工业厂房、商业建筑、交通设施等建筑中, 实现了设计、分析、出图的程序化( 如大型通用化设计软件包LosekeBuilding SystemSoftware) , 构件加工、安装施工、经营管理一体化流程。
业主不是带着图纸委托加工, 而是向承包商定购某种轻型钢结构房屋, 承包商在规定时间内按业主要求按质建成, 并交付使用。
这种高质量的快速供货方式, 使业主感到十分满意, 门式刚架轻型钢结构得以迅速发展。
目前, 大部分国外轻钢公司都具有自己的门式刚架轻钢结构系列, 各公司的轻钢结构系列大同小异。
据统计, 欧美各国由轻钢结构体系建造的非住宅单层建筑物占总数的50%以上, 日本新建的1~4层建筑大都采用轻钢结构。
在许多国家, 如英、美、日、澳大利亚等已作为一种经济快捷的建筑结构体系, 以商品的形式出售。
其中, 美国门式刚架轻型结构体系应用在各领域比例为: 1) 商业( 仓库、小卖店、事务所、银行、车库设施) 占42%; 2) 制造业( 制造工厂、仓库) 占34%; 3) 文化娱乐业( 学校、教堂、娱乐、福利设施) 占9%; 4) 其他占15%[ 1]。
在日本, 门式刚架轻型结构体系有两种类型: 第一种是日本自身发展起来的, 已实现了构件标准化、定型化、装配化; 经营管理、设计、生产、施工、售后服务系统化。
第二种是1989年以来, 在从美国引进的轻钢结构体系的基础上发展起来的。
日本工程界目前正就主刚架在地震力作用时保有水平耐力( 即构件达到塑性阶段时的承载力) 所需的Ds 值的取法(Ds 为地震空间结构分维, 反映地震空间结构的相似性) , 大断面Z型冷弯薄壁型钢檩条及墙梁、高强度螺栓在椭圆孔处的受力状态等几个方面进行研究[ 2]。
112 门式刚架轻型结构体系在国内的发展概况我国门式刚架结构体系起步较晚, 是在引进国外相关材料和软件的基础上发展起来的。
早在20世纪60年代初, 我国就对由焊接的工字形截面组成的门式刚架轻型结构进行了研究试验, 主要是刚架的塑性设计, 并应用于试点工程中。
但是, 由于我国多年来一直从节约钢材和资金的角度出发, 对建筑钢结构采取限制使用的政策, 因此, 门式刚架结构体系未得到长足的发展, 无论是设计水平, 还是施工水平, 与国外相比, 都有较大的差距。
近几年来, 随着我国钢材产量的增加和焊接H型钢的出现, 压型钢板、冷弯薄壁型钢、H型钢的大批量生产, 特别是5门式刚架轻型房屋钢结构技术规程6( CECS102B98)的颁布实施, 门式刚架轻型房屋钢结构在我国大量涌现, 门式刚架轻型结构体系得到了较为广泛的应用, 推动了该种结构体系在我国的设计、成型一体化进程。
许多大型钢结构公司都增加了门式刚架轻型结构体系的生产线。
程序化设计已经取代了手工设计, 国外设计软件逐渐被我国自行编制的设计软件所替代。
据有关资料统计, 到2000年我国已建成的此类结构已达800@104m2以上, 而且以每年100@104m2以上的速度增长[ 3]。
3 我国门式刚架轻型结构体系存在的问题尽管门式刚架轻型结构体系具有造价低、重量轻、安装方便、施工周期短等优点, 近几年来发展较快, 但是由于我国在该方面起步较晚, 5门式刚架轻型房屋钢结构技术规程6( CECS102B98) 1998年才正式出版。
在此之前, 都是参照5钢结构设计规范6(GBJ 17- 88) 和5冷弯薄壁型钢结构技术规程6( GBJ18- 87) 以及国外相关规范进行设计的。
因此,在设计水平、设计经验、施工水平等方面与西方发达国家相比都有着较大的差距。
在参考国外的经验、规范的同时, 应结合国内实际情况, 开展相关理论研究与实验, 总结经验, 完善规范, 立足国情, 解决问题。
4 结语重视钢结构和扩大钢结构的使用范围是钢铁工业发达国家的重要技术政策。
我国钢产量连续9年居世界首位, 扩大钢结构的使用范围, 发展应用广泛的轻型钢结构, 可加快我国经济建设速度, 促进建筑业的现代化, 并为钢材消费提供了可观的市场。
当前钢结构行业的发展既面临机遇, 又有严峻的挑战,面对我国经济建设的迅速发展和巨大的钢结构市场, 美国、日本、澳大利亚、英国等从事钢结构生产的公司, 都加强了对我国市场的开发与占领, 外国公司给我国带来了先进的技术和设备, 也带来了新的经营管理模式, 但他们的报价仍然较高, 不易被我国的中小业主接受。
我们应不断提高研究开发能力, 掌握国外先进技术, 积极参与国内外市场竞争, 开拓钢结构市场, 在竞争中求发展, 我国钢结构行业的全面发展指日可待。