门式刚架设计经验知识
门式钢架结构设计
（a）单质点
第34页/共118页
门式钢架结构设计
学习目标
学习难点
第一节 结构形式和布置
一、门式刚架特点及适用范围（一）结构特点刚架梁、柱采用轻型H型钢（等截面或变截面）组成；刚架梁与柱刚接，柱脚与基础宜采用铰接；当设有桥式吊车、檐口标高较高或对刚度要求较高时，柱脚和基础可采用刚接；构件单元可根据运输条件划分，单元之间在现场用螺栓连接，安装方便快捷，土建工作量小。在非地震区可采用张紧的圆钢作为支撑；用C形、Z形薄壁型钢做檩条、墙梁，以彩钢板或夹芯板做屋面、墙面。
第46页/共118页
xy——杆件轴心受压稳定系数，楔形柱轴心受压稳定系数，计算长细比时取小头的回转半径；y——为轴心受压构件弯矩作用平面外的稳定系数，以小头为准；by——为均匀弯曲楔形受弯构件的整体稳定系数；
mx、
t——为等效弯矩系数；
——计算 时回转半径i0以小头为准。
对双轴对称、均匀弯曲的工字形楔形截面杆件
（a）
第14页/共118页
（b）
屋面水平支撑布置
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；屋面交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计，非交叉支撑中的受压杆件及刚性系杆应按压杆设计；刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足对压弯构件的刚度和承载力要求；屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上翼缘处；交叉支撑可采用圆钢，按拉杆设计；屋面横向水平支撑内力，应根据纵向风荷载按支承于柱顶的水平桁架计算，对于交叉支撑可不计压杆的受力。
门式刚架的一些基础知识（精）
门式刚架的一些基础知识（精）门式刚架规程适用范围：1.跨度：宜9-36米。
2.高度：宜4.5-9米。
3.挑檐长度：宜0.5-1.2米。
4。
吊车：可设置起重量<3吨的悬挂起重机，起重量<20吨的轻、中级工作制的单梁或双梁桥式车。
一、如何既保证强度，稳定性等指标，又兼顾结构的刚度在设计中，人们常常比较重视强度，稳定性等指标，由于大部分程序不对结构的刚度进行比较，而忽略了结构的刚度。
提高结构的刚度的方法：a.构件的翼缘，腹板不要太厚（6-12mm)b.翼缘的宽度不要太宽（150-220），尽量用高度调整强度，稳定性等指标二、如何确定梁的分段比：为了降低用钢量，对梁进行分段是个有效的措施之一。
分段比的确定：1、分段点的确定2、一般比率：1：2：1或1：23、参照弯距图调整三、如何定义梁、柱的平面外计算长度：梁、柱平面外计算长度应取侧向支撑点的距离；当两翼缘侧向支撑点间的距离不等时，应取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离。
注意：边柱的平面外计算长度中柱的平面外计算长度四、支撑的布置：无吊车门刚的支撑布置：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在同时设计屋盖横向水平支撑，以组成几何不变体系。
3、有托架，托架处应局部加强时，有较大振动设备，且对结构产生一定影响时或对厂房有较大空间刚度要求时，可设置纵向水平支撑。
4、柱间支撑的间距一般取30米—40米，且不大于60米。
5、当房屋较高时，柱间支撑应分层设置。
6、当端部支撑设在第二开间时，在第一开间的相应位置应设刚性系杆7、在刚架转折处（柱顶和屋脊）应设刚性系杆。
8、由支撑斜杆、竖杆组成的水平桁架和柱间竖向平面内的桁架，其直腹杆应按刚性系杆考虑，可由檩条兼作。
9、门式刚架的支撑宜采用张的十字交叉圆钢支撑，用Ф18～Ф22或更大。
10、圆钢支撑与刚架构件的连接，一般不设连接板，可直接在刚架构件上靠外侧设孔连接。
门式刚架基础理论知识简介
涂装工艺
制定合理的涂装工艺流程，确保 涂装质量符合要求，包括涂装前 的表面处理、涂装施工和涂层厚
度控制等。
涂层维护
对涂层进行定期维护和保养，确 保其长期有效性和美观性。
04 门式刚架的安装与维护
安装流程
安装主梁
按照设计图纸确定主梁位置， 并使用高强度螺栓连接主梁。
安装支撑系统
按照设计要求安装水平支撑和 垂直支撑，确保整体结构的稳 定性。
焊接工艺
焊接方法
根据材料和设计要求，选择合适 的焊接方法，如手工电弧焊、气 体保护焊等。
焊接质量
确保焊接质量符合相关标准和设 计要求，对焊缝进行外观检查和 无损检测。
焊接变形控制
采取有效措施控制焊接变形，如 选择合适的焊接顺序、预热和后 热处理等。
防腐与涂装工艺
防腐涂料选择
根据使用环境和设计要求，选择 合适的防腐涂料，如防锈漆、面
准备工作
检查基础、清理现场、准备材 料和工具。
安装次梁
根据主梁的位置和设计图纸， 安装次梁并确保其与主梁连接 牢固。
安装附件
包括屋面板、墙面板、门窗等， 确保其与主体结构的连接牢固。
维护与保养
定期检查
清洁保养
定期对门式刚架进行检查，包括结构连接 、支撑系统、屋面和墙面等。
定期清理门式刚架表面，保持其外观整洁 ，同时对金属表面进行防锈处理。
结构变形
如发现结构变形，应立即停止使用 并进行修复或更换。
04
05 门式刚架的未来发展
新材料的应用
高强度钢材
随着冶金技术的进步，高强度钢材具 有更高的屈服强度和抗拉强度，能够 减少用钢量，降低结构自重。
耐候钢材
耐候钢材能够抵抗腐蚀、氧化等环境 因素，提高门式刚架的使用寿命，适 用于各种恶劣环境下的建筑结构。
门式钢架
一、门刚设计中，尽量少接头，梁段不超过12米，多数控制在10米以内二、门刚梁分段原则，12米以下1段，12-30米2段（多数1：2，少数1:1）,30米以上3段（1:2:1）三、pkpm中计算阵型个数是靠什么来确定的？？？首先，振型个数必须是3的倍数，并且不能大于模型的总层数*3。
一般保守的设计，直接取层数*3是没啥问题的。
四、截面定义时考虑的原则有：1、翼缘必须满足宽厚比要求，腹板满足高厚比要求，对于腹板，当不满足时，程序会按考虑屈曲强度计算。
所以说，截面翼缘满足宽厚比，显的很重要。
2、截面选择要考虑常用的板型，结合市场上常用的材料规格选择比较好，对于翼缘，常选用的规格有180，200，220，250等。
3、选择截面还要考虑节点螺栓布置的实际情况，满足规范对于螺栓的容许距离要求，综合这些因素，4、对于腹板截面，考虑的往往是制作问题，以及和翼缘截面厚度的协调问题，腹板厚度一般比翼缘小些为宜，其高厚比用到150左右比较合适，制作中的变形也比较小，板件厚度不宜低于6mm厚，否则易焊穿。
常用的门式刚架翼缘截面一般为：180×8，180×10，200×8，200×10，220×10，220×12，240×10，240×12，250×10，250×12，260×12，260×14，270×12，280×12，300×12，320×14等，常用的腹板截面为：一般为6mm和8mm厚的。
对6mm的其高度范围一般从300~750，最大可到900，对8mm厚的腹板高度范围一般从300~900，最大可到1200。
五、梁的平面外计算长度通常情况下对下翼缘取隅撑作为其侧向支撑点，计算长度取隅撑之间的距离。
对于上翼缘，一般也可以取有隅撑的檩条之间的距离。
檩距1.5m，隅撑隔一个檩条布置。
门式钢架结构设计要点
1.1 门刚结构体系基本情况门式刚架轻型钢结构主要指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、可以设置起重量不大于 20t 的中、轻级工作制桥式吊车或 3t 悬挂式起重机的单层厂房钢结构。
在轻型门式刚架结构体系中，屋盖应采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条，主刚架可采用变截面实腹刚架，外墙宜采用压型钢板墙板和冷弯薄壁型钢墙梁，也可以采用砌体外墙或底部为砌体、上部为轻质材料的外墙。
主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘的出平面稳定性，由与檩条或墙梁相连接的隅撑来保证。
主刚架间的交叉支撑可采用角钢或张紧的圆钢。
单层门式刚架轻型房屋可采用隔热卷材做屋盖隔热和保温层，也可以采用带隔热层的板材作屋面。
门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取 1/8~1/20，在雨水较多的地区宜取其中较大值。
门式刚架尺寸应符合下列规定：(1)、门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离。
(2)、门式刚架的高度，应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度。
门式刚架的高度，应根据使用要求的室内净高确定，设有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净高要求而定。
(3)、柱的轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向轴线。
工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮。
斜梁的轴线可取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。
(4)、门式刚架轻型房屋的建筑尺寸：其檐口高度，应取地坪至房屋外侧檩条下缘的高度；其最大高度，应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度；其宽度，应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离；其长度，应取两端山墙墙梁外皮之间的距离。
(5)、门式刚架的跨度，宜为 9~36m，以 3m 为模数。
边柱的宽度不相等时，其外侧要对齐。
5(6)、门式刚架的高度，宜为 4.5~9.0m，必要时可适当加大。
当有桥式吊车时不宜大于 12m。
(7)、门式刚架的间距，即柱网轴线在纵向的距离宜为 6m，也可采用 7.5m 或 9m，最大可用 12m。
跨度较小时可用 4.5m。
(8)、挑檐长度可根据使用要求确定，宜采用 0.5~1.2m，其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。
门式刚架设计要点,新手必看
l 180
▪ 柱顶水平容许位移：
H 500
式中 l 、H分别为刚架横梁的跨度和柱的高度。
➢ 刚架梁、柱构件的强度计算
▪ 刚架内力分析
在横向均布荷载作用下，刚架弯矩图如下
q
刚架荷载计算简图
刚架弯矩图
在水平风荷载作用下，刚架弯矩图如下：
q
荷载计算简图
刚架弯矩图
▪ 轻型钢结构是以构件边缘最大压应力达到钢材屈
服点作为临界状态，没有考虑塑性发展的影响， 所以门式刚架一般按弹性理论设计。
▪ 考虑各种荷载组合内力分析结果，取出最大荷载
实腹式刚架斜梁的平面外计算长度，取侧向支承 点的间距。当斜梁两翼缘侧向支承点间的距离不 等时，应取最大受压翼缘侧向支承点间的距离。 斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支承点间最大 长度，可取斜梁下翼缘宽度的 16 235 f y 倍。
▪ 当斜梁上翼缘承受集中荷载处不设横向加劲肋时，
除应按规范规定验算腹板上边缘正应力、剪应力 和局部压应力共同作用时的折算应力外，尚应满 足下列公式的要求：
拉力场
➢ 变截面柱在刚架平面内的整体稳定计算:
变截面柱在刚架平面内的整体稳定按下列公式 计算：
N0
mxM1
f
x Ae0 1 N0 N E x0 x We1
NE x0 2EAe0 1.12
▪ 对于变截面柱，变化截面高度的目的是为了适
应弯矩的变化，合理的截面变化方式应使两端 截面的最大应力纤维同时达到限值。但是实际 上往往是大头截面用足，其应力大于小头截面， 故公式左端第二项的弯矩M1，和有效截面模量 We1应以大头为准。
Ic0
O.05
0.931 O.756
门式刚架设计要点,新手必看
O.5 0.75
1.0
2.0 ≥10.0
0.0l 0.428 O.368 O.349 0.331 0.320 0.318 0.315 0.310
0.02
0.600 0.502 0.470 0.440 0.428 0.420 O.411 O.404
0.03 O.729 0.599 O.558 0.520 0.50l 0.492 0.483 0.473
▪ 当刚架利用一阶分析计算程序得出柱顶水平荷
载作用下的侧移刚度K：H／u时，柱计算长度 系数可由下列公式计算：
▪ 对柱脚为铰接和刚接的单跨对称刚架(图1-
11a) 当柱脚铰接时
当柱脚刚接时
▪ 中间为非摇摆柱的多跨刚架(图1--11b)
当柱脚铰接时
当柱脚刚接时
图1-11 一阶分析时的柱顶位移
➢二阶分析法
和风荷载共同作用下，当柱脚铰接时M=0。
➢ 侧移计算原则：
▪ 变截面门式刚架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不满足要求，即需要
采用下列措施之一进行调整：
▪ 放大柱或梁的截面尺寸； ▪ 改铰接柱脚为刚接柱脚； ▪ 把多跨框架中的摇摆柱改为上端和梁刚接的节点
▪ 公式第一项源自等截面的稳定计算。根据分析，
小头稳定承载力的小于大头，且刚架柱的最大 轴力就作用在小头截面上，故第一项按小头运 算比按大头运算安全。
➢ 变截面柱在刚架平面内的计算长度 截面高度呈线形变化的柱，在刚架平面内的计
算长度应取为 h0 h ，式中 h为柱的几何高
度， 为计算长度系数。 可由下列三种方法确定：
1.3 刚架设计
❖ 1.3.1 荷载及荷载组合 ❖ 1.3.2 刚架的内力和侧移计算 ❖ 1.3.3 刚架柱和梁的设计
浅谈门式刚架房屋设计技术方案
浅谈门式刚架房屋设计技术方案门式刚架是一种常见的建筑结构形式，由于其良好的可靠性和经济性，被广泛应用于工业、商业及农业建筑等领域。
门式刚架房屋的设计技术方案是确保结构安全、经济、实用的重要保障。
本文将从门式刚架房屋的设计材料、构造、受力形式等方面进行详细探讨并阐述门式刚架房屋设计的技术方案。
一、设计材料门式刚架房屋的设计材料主要包括：钢材、混凝土等。
门式刚架的骨架部分采用的是优质焊接钢管，钢材的强度和抗震性能非常优越。
在实际生产施工过程中，常采用Q235B、Q345B这两种材料，这两种材料的力学性能和力学指标非常符合建筑材料的要求，具有优异的可塑性和延展性，经过设计人员的合理优化后能够保证门式刚架的整体性和稳定性。
另外，混凝土的采用可以提高门式刚架的抗震性和耐久性。
二、构造门式刚架房屋的构造分为两种，一种是工厂预制，另一种是现场制造。
工厂预制的门式刚架可以大大的提高施工的效率，而现场制造需要更多的人力和物力。
门式刚架房屋的构造具体分为以下几个方面：（1）框架件。
框架件是门式刚架最核心的部分，其结构决定着整栋建筑的稳定性。
这种框架由竖立在地基上的两组柱子和横向的连梁组合而成。
（2）房屋墙体。
门式刚架房屋墙体采用轻质隔墙板，厚度一般为50mm。
隔墙板的优点在于重量轻、隔声效果好，同时还可以随时进行拆装，易于维修。
采用这种材料可以提高门式刚架墙体的承重能力和防火性能。
（3）屋顶构造。
门式刚架房屋的屋顶构造通常采用夹心彩钢板。
彩钢夹芯板既兼具保温隔热效果，又可以防火、防腐蚀、防水，是一种十分优良的材料。
三、受力形式门式刚架房屋的受力形式包括静荷载、动荷载和地震荷载。
对于不同类型的受力荷载，门式刚架房屋的设计方案也有所不同。
静荷载是指自重、铺装、家具、墙体等常见荷载，在设计门式刚架房屋时主要需要考虑框架的刚度和稳定性。
动荷载是指如人员流动等不稳定荷载，在设计时需要考虑框架的内部力学应力分析和优化。
地震荷载是指地震力对建筑物的作用，设计门式刚架结构时需要考虑地震作用下的结构强度和刚度，并加强结构中的稳定性。
PKPM--STS钢结构设计经验之门式钢架
PKPM--STS钢结构设计经验之门式钢架门式刚架二维建模适用范围：吊车吨位在20T以下（含20T）,悬挂吊车3T以下，跨度宜18~36米，高度宜4~9米，柱距6~9米。
定义构件：截面分类中轴心受压构件对Y轴截面分类中B类截面翼缘为火焰切割，截面稳定系数大于c类截面，截面稳定承载能力高于c类截面。
C类翼缘为轧制或剪切边。
长细比相同时，修改截面分类要有根据，如果选b类，要在施工图中对材料进行明确说明。
抗风柱：分两种问题：1：只承担山墙风荷载，不承担屋面竖向荷载；2：即承担山墙风荷载，又承担屋面竖向荷载。
解决1：在抗风柱翼缘上开长椭圆孔，椭圆孔的大小应根据KFZ 对梁产生的上下位移来确定。
解决2：抗风柱不承担稳定性，设置多的话会增大边柱长度系数，降低刚架整体稳定。
当跨度较大时，抗风柱间隔布置。
计算长度：门式刚架平面内软件自动识别计算长度。
平面外计算长度常要修改，原则是：有效的侧向支撑点，上翼缘受压，当屋面板与檩条有可靠连接时取檩条间距，下翼缘取隅撑间距，两者取较大值为计算长度；当屋面板与檩条无可靠连接时取屋面水平支撑，下翼缘取隅撑间距，两者取较大值为计算长度，另檐口受压要设置隅撑。
荷载输入：1）将屋面活荷载由0.3kN/m2提高到0.5 kN/m2。
对于受荷载水平投影面积大于60m2的构件可取不小于0.3 kN/m2 ，一般计算的工程荷载水平投影面积均大于60，所以一般取值为0.3，檩条取0.5，活荷载与雪荷载不同时计算，输入大的数值作为活荷载。
2）风荷载：门式刚架规范适用于（房屋高度不大于 18米，房屋高宽比不大于1 ,屋面坡度不大于10度），门规中的基本风压为调整后的基本风压=荷载规范里的基本风压*1.05.围护结构受荷面积大于10，可以不考虑阵风系数。
3）柱间风荷载：荷载规范大于门规；梁间风荷载：门规大于荷载规范。
所以，柱迎风面大取荷载规范，柱迎风面小取门规。
吊车荷载：STS中Ec的尺寸为吊车梁中心线至下柱型心的距离，水平横向力的距离为轨道高和吊车梁支座距离。
YJK门式刚架设计
YJK门式刚架设计
首先，门式刚架的结构形式一般采用框架结构，即由立柱、梁、水平支撑和斜支撑构成。
梁和立柱之间通过节点连接在一起，形成整体结构。
然后，材料选择是门式刚架设计中非常重要的一环。
一般来说，门式刚架主要采用钢材作为主要材料，因为钢材具有高强度、耐腐蚀等优点。
选用适当的钢材牌号和规格，可以保证门式刚架的承载能力和使用寿命。
在门式刚架的设计过程中，节点的设计也是非常关键的一环。
节点的设计需要考虑结构的力学性能、结构的稳定性和拆卸的方便性。
合理设计节点可以提高门式刚架的整体性能，同时也可以方便后续的施工和拆除工作。
施工工艺也是门式刚架设计中不可忽视的一环。
对于门式刚架的施工工艺，需要根据实际情况制定详细的施工方案，并且要做好施工现场管理和安全措施，确保施工的顺利进行。
在门式刚架设计过程中，还需要考虑到结构的稳定性和耐久性。
为了确保门式刚架的稳定性，在设计中需要进行相关的结构计算和分析，确保结构能够承受各种荷载条件下的作用。
同时，还需要考虑到门式刚架材料的耐久性，选择耐腐蚀性好的钢材或者进行防腐处理，保证门式刚架的使用寿命。
此外，门式刚架设计还需要兼顾施工和使用的实际情况。
在设计过程中需要考虑到施工的方便性和施工周期，以及结构的拆卸和移动等问题。
合理的设计可以提高施工效率和工程质量，缩短工期。
总之，YJK门式刚架设计需要综合考虑结构形式、材料选择、节点设计和施工工艺等方面。
通过科学的设计和施工，可以确保门式刚架的安全性和稳定性，并且提高工程的质量和效率。
门式刚架设计知识问答
门式刚架问答1.门式刚架房屋适用最大高度是多少，房屋高宽比怎么规定的18米高宽比小于12.什么是敞开式房屋，与封闭式房屋设计的区别是什么风荷载作用不同3.屋面坡度10% 5-12.5% 1/8-1/20 5.71度4.钢材用什么材料能用A级钢吗什么时候用C级钢跨度不大Q235B 跨度大Q355B非焊接次要杆件可用A级钢钢标P20 温度小于20度5. 高强螺栓抗滑移系数规定门规P14 钢标P120 抛丸喷砂0.4高强螺栓摩擦型连接高强螺栓承压型连接6.连接节点连接板最小板厚高强螺栓最小等级20mm 10.9级M207.设计指标控制柱顶位移限值1/60 1/240 1/180 1/400挠度与跨度比限值1/180 1/240屋面坡度改变值1/3长细比限值受压1/180 受拉1/300 1/4008.怎么判断地震作用起控制作用查看风荷载和地震作用下的柱顶位移比9.地震起控制作用时，有什么区别翼缘宽厚比腹板高厚比改变隅撑设置柱子长细比限值1/15010.隅撑都在哪里设置屋面檩条处屋面梁边柱檐口墙檩处抗风柱墙檩处P56 59边跨屋面檩条处不设置11.门刚屋面荷载恒载单板0.25 复合板0.3活载不小于0.3（大于60平米），且不小于当地100年基本雪压吊顶+0.15喷淋+0.2计算屋面檩条墙面檩条恒载单板0.2 复合板0.25活载0.512.屋面雪荷载考虑不均匀积雪分布一键雪荷看每个荷载工况对不对有女儿墙处2.0-1.0 双跨双坡屋面中柱处1.4 2.0-1.013.荷载组合屋面活载不与雪荷载同时考虑，取大值风不与地震同时考虑14. 按照门规，单跨最大的跨度能做多大48米15.不设缝，最大做多长，多宽纵向长300米，横向长15016.如果纵向长度横向长度超过限值怎么办设置伸缩缝双柱17.门刚阻尼比0.0518. 刚架可以设置不同种类的柱间支撑吗不可以，应设置一个类型的柱间支撑19，在什么情况下，柱间支撑需要分层房屋高度h大于二倍柱距、柱高处有质量集中点、吊车牛腿，高低屋面连接处，柱面外计算长度减小的20。
浅谈门式刚架房屋设计技术方案
浅谈门式刚架房屋设计技术方案嘿，大家好！今天我来和大家聊聊门式刚架房屋设计技术方案。
这个话题可是相当有意思，让我来给你详细讲解一下。
门式刚架房屋是一种常见的建筑结构形式，它具有承重能力强、空间利用率高、施工速度快等优点，因此在工业厂房、仓库、停车场等领域得到了广泛应用。
在设计门式刚架房屋时，我们要考虑的是建筑物的使用功能和要求。
比如，这个房屋是用来做什么的？是工业生产还是仓储？有没有特殊要求？这些都需要我们在设计之初就明确。
我们要进行的是结构方案设计。
这个阶段，我们需要根据建筑物的使用功能和要求，来确定门式刚架的布局、尺寸和材料。
其中，布局是非常关键的，它直接关系到整个建筑物的空间利用率和施工难度。
在门式刚架的布局设计中，我们要考虑的因素可不少。
比如，柱距和梁距的设置，要根据建筑物的跨度来确定，同时还要考虑到施工的便利性。
我们还要考虑屋面和墙面的材料选择，以及排水系统的设置。
这些因素都会影响到整个建筑物的使用效果和安全性。
我们来看看门式刚架的尺寸设计。
这个阶段，我们需要根据建筑物的荷载和结构性能要求，来确定门式刚架的截面尺寸和材料强度。
这可是个技术活儿，需要我们运用力学原理和工程经验来进行计算和分析。
只有确定了合适的尺寸和材料，才能保证门式刚架的承重能力和稳定性。
在设计门式刚架的尺寸时，我们还要考虑到施工过程中的误差和材料的变形。
这些因素都会影响到门式刚架的最终效果。
因此，在设计过程中，我们要预留一定的安全储备，以确保施工过程中的质量和安全性。
我们还要关注门式刚架的节点设计。
节点是门式刚架的关键部位，它的设计合理性直接关系到整个结构的稳定性。
在设计节点时，我们要考虑连接方式、焊接工艺、高强度螺栓连接等因素，以确保节点的可靠性和安全性。
除了结构方案设计，我们还要进行施工方案设计。
这个阶段，我们需要根据建筑物的规模和施工条件，来确定施工方法和施工顺序。
施工方案设计的目标是确保施工过程的顺利进行，提高施工效率，降低施工成本。
门式刚架设计讲解
门式刚架设计讲解1 综合概述门式刚架是典型的轻型钢结构，也是目前国应用最为广泛的轻型钢结构体系。
早期典型的门式刚架是1910年布鲁塞尔世博会的德国机械工程展厅，采用了多层阶形钢框架结构；1932年建成的德国埃森煤矿税收协会采用了门式钢框架结构。
1954年由托罗哈设计的德国地铁站，采用的是典型的门式刚架结构，他把装饰效果与门式刚架的受力完美结合。
在国外预制轻钢建筑进入中国之前，中国就开始了自己的轻钢建筑体系的研究。
20世纪70~80年代，部分设计人员已经开始尝试全钢结构建筑；但由于钢产量的限制及设计方法旧，钢结构建筑在中国发展举步维艰。
在改革开放的十多年间，数不清的国外轻钢建筑厂商驻入中国，无数的本地轻钢建筑公司涌现。
我国钢结构体系的发展大致经过了这样的时期：1990年以前，钢结构建筑在工业领域中的主要应用是重型厂房中的排架结构体系，在民用领域中的主要应用是螺栓球或焊接球网架结构；自1990年代起，钢结构在我国进入了快速的全面的发展和应用时期。
门式刚架结构被大量应用于工业厂房、超市、仓库中；钢框架在多高层建筑中也得到了越来越多的应用；薄壁彩钢板大量应用于各类结构的维护体系和无梁无柱穹顶中；钢管直接汇交焊接结构及其与高强度拉索的组合结构已推广应用于各类体育、文化等公共建筑中；冷弯薄壁型钢截面除广泛应用于檩条等维护结构构件外也开始作为结构的主要受力构件或其组成部件得到应用。
现代钢结构体系由热轧截面、焊接截面和冷弯薄壁型钢截面构件组成。
人们往往将钢结构划分为普通钢结构和轻型钢结构两大类。
但是，究竟如何定义或区分这两类结构，却存在着很多不同的标准。
例如，结构跨度的标准，结构层数的标准，结构用途的标准，吊车吨位的标准等。
这些标准都有一定的合理性，但是都是建立在结构体系外在因素或特征基础上的。
事实上，轻型钢结构体系的本质是“轻”，实现这一本质的条件是截面板件要“薄”，“薄”的板件受力时，容易造成局部失稳，局部失稳后，构件仍然具有承载能力，所以设计时必然要考虑板件局部失稳后的极限强度。
门式刚架支撑布置经验
屋面支撑及柱间支撑布置经验屋面支撑布置中注意以下问题。
(1)门式刚架的屋面支撑应和斜梁构成几何不变的桁架体系。
(2)在房屋每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置独立的空间稳定结构的支撑体系。
(3)柱距越大，吊车起重量越大且工作级别越高，支撑的刚度应越大。
(4)地震区的支撑宜适当增加，并加强其节点构造。
(5)屋面支撑一般采用交叉支撑形式，可仅按轴心拉杆设计，不考虑压杆的工作。
非地震区，可考虑用圆钢截面作为支撑。
此时，由于圆钢末端设有特殊的张紧装置，可以不控制其长细比。
地震区或风载较大时，一般用型钢截面作支撑。
支撑一般按长细比控制，当荷载较大时，还应根据内力情况，验算材料强度。
(6)系杆一般按压杆设计，常用的截面形式为圆杆截面。
柱间支撑布置中注意以下问题：(1)厂房的每个单元的每一柱列，都应设置柱间支撑，且边柱与中柱柱列应在同一开间内。
(2)有吊车时，柱间支撑应在牛腿上下分别设置上柱支撑和下柱支撑。
(3)当抗震设防烈度为8度或有桥式吊车时，厂房单元两端开间内宜设置上柱支撑。
(4)厂房各列柱的柱顶，应设置通常的水平系杆。
(5)柱间支撑的形式主要有十字形、人字形和门形等。
十字形支撑传力直接，构造简单，用料节省，刚度较大，是应用较多的一种形式；人字形和门形主要用于柱距较大或由于建筑、功能限制不能使用十字形支撑的情况。
(6)十字形支撑的设计，一般仅按受拉杆件进行设计，不考虑压杆的工作。
在布置时，其倾角一般按35°~55°考虑。
(7)柱截面高度小于800mm时，一般多是沿柱子中心线设置单片支撑。
其截面形式多为圆钢、单角钢、双脚钢组成的T形或两槽钢组成的工字型截面。
有吊车时，一般用后两种截面。
(8)柱间支撑的截面大小可由计算确定，并应验算其长细比，对于荷载不大的情况，一般由长细比控制。
(9)山墙风荷载由独立温度区段的所有柱间支撑承担，计算时，可按柱列求得，然后再平均分配到每道柱间支撑。
分层时，可分别求。
05课 门式刚架的设计
第五课门式刚架设计1、钢结构单层厂房的组成由柱和屋架（屋面梁）构成的若干榀横向框架用纵向构件和支撑连接而成的空间稳定骨架。
根据各承重结构的不同功能，可划分为下列四大系统：屋盖系统：包括天窗、檩条、屋架（屋面梁）、托架（托梁）以及屋盖系统的支撑和系杆等。
柱子系统：柱及柱间支撑。
吊车梁系统：含吊车梁（吊车桁架）、辅助桁架、制动结构以及支撑等。
墙架系统：包括墙架柱、墙架横梁、抗风桁架以及支撑、系杆。
2、横向框架常见的类型A：铰接排架。
优点：计算简单，受力明确，对桩基沉降的适应性强，且安装方便。
缺点：下段柱弯矩较大，厂房横向刚度差。
B：刚接框架特点：a:对减小下柱弯矩，增加厂房横向刚度有利。
b:下柱截面高度较小，从而减少厂房建筑面积。
c:屋架受力复杂化，连接构造亦麻烦，且对桩基的沉降较为敏感。
d:适用于桩基沉降差较小，对横向刚度要求较高的单跨厂房。
C：上刚架下悬壁式框架3、单层厂房计算A：单层厂房的横向框架通常采用一阶弹性分析。
B：横向框架一般按平面结构计算，必要时可按空间结构进行计算，按平面结构计算时，要先划分计算单元并假定屋盖在计算单元内为刚体，即不考虑其变形，各刚架顶部的水平位移相同4、单层刚架设计基本规则轻钢结构厂房适用范围如何界定？有关规定：《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015中规定：（1）适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型外墙、无桥式吊车或有起重重量不大于20t的A1～A5工作制级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构；（2）房屋高宽度小于1（2）跨度宜12～48m，有根据时可用于更大跨度。
5.2.2（3）门架高度不大于18m；（4）柱距宜6～9m。
A：实腹式刚架横梁的高跨比宜取为1/25~1/35;变截面构件最小最大高度之比为0.3~0.6.B:刚架梁柱连接节点应具有足够的强度和刚度，以及适当变形的能力，同时要求构造简单、加工、制作、安装方便，其形式和特点见下表C：实腹式刚架一般仅设单片柱间支撑。
钢结构理论与设计(设计部分)：门式刚架的设计
M W
xp
pnx
M W x
nx
只取决于截面几何形状而与材料的性质无关
的形状系数。P228
X
Y
A1
X Aw
对X轴
Y
对Y轴
1.07 ( A1 Aw )
1.5
2.普通梁抗弯强度计算 普通梁设计时只是有限制地利用截面的塑性，如工字
形截面塑性发展深度取a≤h/8。
fy
(1)单向弯曲梁
a a
x
66
檩条：考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、供货 规格等因素，等间距布置
屋面檁条布置 实例
67
屋面檁条布置实例
68
3.墙架布置
墙梁：应考虑设置门窗、挑檐、遮雨篷等构件和围护 材料的要求；
维护面：当采用压型钢板时，应布置在刚架柱外侧；
墙梁布置实例
69
3.墙架布置
外墙：抗震设防烈度≤6度时,可采用砌体；＝7、8度 时，不宜采用嵌砌砌体；＝9度时，宜采用轻质 墙板
需要计算疲劳强度的梁: x y 1.0
截面塑性发展系数
3.塑性梁抗弯强度计算 对不直接承受动力荷载的固端梁、连续梁等超静定梁和 单层及两层实腹式框架结构，可采用塑性设计，容许截面 上的应力状态进入全塑性阶段。
x
fy
x
Mx f Wpnx
翼缘外伸宽度b与其厚度t之比需满足:
b 235
9
t
fy
a a
σ
fy
fy
fy
xx
M x Wnx M y f yWnx
M xp f yW pnx
Mxp fy S1nx S2nx f W y pnx
式中：
S1nx、S2nx
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
门式刚架设计经验知识一知识点：门式刚架一般多采用变截面构件，当有吊车时，柱多采用等截面。
常用的柱截面高度一般为300~700mm。
截面定义时考虑的原则有：（1）翼缘必须满足宽厚比要求，腹板满足高厚比要求。
对于腹板，当不满足要求时，程序按考虑屈曲强度计算。
所以说，截面翼缘满足宽厚比，显得很重要。
（2）截面选择要考虑常用的板型，结合市场上常用的材料规格选择比较好。
对于翼缘，常选用的规格有180、200、220、250等。
（3）选择截面还要考虑节点螺栓布置的实际情况，满足规范对于螺栓的容许距离要求。
（4）对于腹板截面，考虑的往往是制作问题，以及和翼缘截面厚度的协调问题。
腹板的厚度一般以比翼缘的小些为宜，其高厚比用到150左右比较合适。
这样，制作中的变形也比较小，板件厚度不宜低于6mm，否则焊穿。
（5）常用的门式刚架翼缘截面一般为：180x8, 180x10, 200x8, 200x10, 220x10, 220x12, 240x10, 240x12, 250x10, 250x12, 260x12,260x14, 270x12, 280x12, 300x12, 320x14等。
（6）常用的腹板截面一般为6mm和8mm厚。
对6mm的其高度范围一般为300~750mmzui最大可到900mm;对8mm厚的腹板高度范围一般为300~900mm,最大可到1200mm。
二知识点：梁的平面外计算长度通常情况下对于下翼缘取隅撑作为其侧向支撑点，计算长度取隅撑之间的距离。
对于上翼缘，一般也可以取有隅撑的檩条之间的距离。
檩距 1.5m，隅撑隔一个檩条布置。
所以，梁的平面外计算长度取3m。
柱的平面外长度取决于其平面外支点距离，本刚架在牛腿位置设置面外支撑。
由于设置了吊车，程序在此把柱分为2段，柱子平面外长度取各段柱实际长度即可。
对于平面内计算长度，在通常情况下不需要修改。
但有时平面内长度需要根据实际修改。
当有夹层时，对于按框架设计的柱的平面内计算长度需要修改。
三知识点：铰接构造相对刚接来说，简单很多，方便制作和安装，有条件时宜尽量采用。
采用的节点形式要保证结构形式为几何不变体系。
柱脚采用铰接哈哈死刚接，当自重较轻时，柱高一般关系不大。
柱底弯矩不太大，一般采用驻地为铰接的形式；有吊车且吊车吨位较大时，采用刚接柱脚。
多跨门架中柱，柱顶弯矩较小，常作为摇摆柱。
柱脚采用铰接还是刚接还要看房屋的高度和风荷载的大小，当风荷载很大，即使没有吊车，也宜设成刚接柱脚，以控制侧移。
铰接与否还应结合土质情况。
刚接柱脚由于存在弯矩，基础尺寸会较大，使综合造价上升。
四知识点：对于门式刚架来说，典型的恒载有：○1屋面恒荷载，用程序的【梁间荷载】布置。
○2当有吊车时，对于吊车梁及吊车轨道的自重，用【节点恒载】实现。
○3对于墙面系统的自重，在有需要时，用【节点恒载】实现。
屋面恒载计算：0.8mm厚压型钢板100mm保温棉0.2kN/m20.6mm厚压型钢板檩条0.1kN/m2合计0.3kN/m2四知识点：门式刚架结构与一般厂房结构不同，其高度一般都不大，但是其跨度和长度都比较大，这类房屋的风荷载体形系数有自己的特点，必须按《门规》中规定执行。
五知识点：（1）多台吊车组合时的吊车荷载折减系数当有多台吊车时，吊车荷载应按《建筑结构荷载规范》表5.2.2乘以多台吊车的荷载折减系数。
（2）门式刚架梁按压弯构件验算平面内稳定性实腹式门式刚架斜梁当坡度较小时，可不进行平面内的稳定计算，仅按压弯构件计算强度和平面外稳定性。
但当斜梁坡度较大时，斜梁轴梁轴力较大，平面内稳定不能忽略，此时应勾选“钢梁还要按压弯构件验算平面内稳定性”。
（3）摇摆柱设计内力放大系数如果考虑两端铰接的摇摆柱非理想铰接的不利影响。
可修改“摇摆柱设计内力放大系数”，在强度和稳定性设计时，将柱的轴力设计值乘以该放大系数进行计算。
（4）单层厂房排架柱计算长度折减系数当采用《钢结构设计规范》设计时，对于下端刚性固定的阶形柱（如没有桥式吊车的门式刚架），可以按《钢结构设计规范》表 5.3.4考虑在排架平面内的计算长度折减系数。
（5）钢柱计算长度系数计算方法只在按《钢结构设计规范》线刚度比计算柱平面内计算长度系数时考虑此参数，有侧移或无侧移框架应按《钢结构设计规范》的有关规定确定。
当按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》计算时，与此参数无关。
六知识点：在进行门式刚架截面优化时，应注意以下问题：（1）优化结构类型应选取“轻型门式刚架”，这对这种轻型门式刚架的特定，程序采用了相应的优化搜索方法，同时能保证一跨中多段变截面梁截面高度的连续性。
（2）STS可以优化的门式刚架截面类型有：焊接工字形截面，H型钢截面。
对于其他截面类型，不能采用门式刚架方式优化。
（3）截面优化时按照分组截面为优化对象（默认为建模输入的同一标准截面构件为一组），一个分组有最不利的构件控制，所以当收礼状态差异很大的构件应采用不同的截面分组。
（4）结构建模时，不允许存在加腋截面，应采用分段变截面输入。
（5）在建模时可以定义梁、柱的平面内计算长度系数。
在优化计算时，程序可以采用定义的梁平面内计算长度系数，但不采用定义的柱平面内计算长度系数，应为当程序调整构件截面尺寸时，柱平面内计算长度系数时变化的。
六知识点：STS 的门式刚架三维设计实际上采用的是三维建模，二维计算的设计方法，即通过立面编辑的方式建立门式刚架、支撑系统的三维模型，通过吊车平面布置的方法自动生成各榀刚架的吊车荷载；通过屋面、墙面布置建立维护构件的三维模型。
自动完成主刚架、柱间支撑、屋面支撑的内力分析和构件设计，以及屋面檩条、墙面墙梁的优化和计算。
七知识点：工字形截面构件腹板的受剪板幅，当腹板高度变化不超过60mm/m时可考虑屈曲强度。
八知识点：门式钢架设计常见问题1. 钢柱、钢梁的平面外计算长度怎么取？答：a. 平面外计算长度程序默认值为杆件实际长度，平面外的计算长度应该取平面外有效支撑之间的间距，通常需要根据平面外支撑布置情况修改。
（见《STS用户手册》）b. 见《钢结构设计手册》（第三版）460页9.8.3节c. 见《钢结构设计手册》（第三版）435页，437页相关内容2. 是否可以改变钢架工字型截面翼缘的厚度？答：可以。
见《门式钢架规范》4.1.3条3. 关于STS中的错误信息：“梁高厚比超限”的解决方法？答：网友认为该错误信息出现是因为钢架的楔率>60mm/m造成的，本人却无法验证该说法。
但是增加腹板厚度确实可以解决该问题。
见《门式钢架规范》6.1.1-6条，《钢结构规范》4.3节4. 高强螺栓可以涂油漆吗？答：不可以。
油漆会使接触面的摩擦系数降低。
5. 如何确定钢架梁的分段比例？答：可根据弯矩包络图确定。
一般单跨取0.3：0.7或0.4：0.6，多跨可取0.3：0.45：0.25 6. 如何估算钢架梁柱截面？答：根据荷载与支座情况，钢梁的截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。
翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算。
确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。
柱截面按长细比预估，通常50<λ<150，简单选择值在100附近。
根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面等。
7. 关于门式钢架的恒载？答：压型钢板及保温层0.25kN/m2檩条0.05kN/m2悬挂设备0.2kN/m28. 如果钢架截面是以强度控制而非挠度控制时，可以考虑使用高强钢材。
9. 钢构的除锈方式有哪些？答：手动，适用于小型要求不高的构件，除锈不彻底喷砂，适用于比较厚实的构件，除锈彻底酸洗，适用于薄壁构件或不方便用喷砂方法除锈的构件或部位，除锈彻底10. 拉条采用圆钢时直径不宜小于10mm（见《门式钢架规范》6.3.5条）；檩托的常用厚度是8mm；隅称按设计确定（见《门式钢架规范》6.16条）；屋面彩钢板厚度不宜小于0.4mm（见《门式钢架规范》6.6.2条）。
11. 各种截面形式檩条的区别及适用条件？答：槽钢檩条，用料较大，不经济；H型钢檩条，适用于大跨度（超过10m）的情况；C型钢檩条，截面互换性大，应用普遍，用钢量省，制作安装方便Z型钢檩条，在主平面x轴的刚度大，用作檩条时挠度小，用钢量省，制造安装方便。
斜卷边Z型钢还可以折叠堆放，占地少。
当屋面坡度较大时候，这种檩条较常用；格构式檩条，用于大跨度情况。
12. 如何估算檩条截面？答：实腹式檩条的截面高度h，一般取跨度的1/35~1/50；桁架式檩条的截面高度h，一般取跨度的1/12~1/20。
13. 撑杆的作用及如何设置？答：撑杆设置在檐檩和天窗缺口处边檩。
因为该处檩条只是单边有拉条，如不设撑杆，檩条在平面外方向向一侧弯曲。
14. 多跨连续檩条的搭接长度为多少？答：搭接长度一般为跨度1/10。
15. 墙架柱的构造？答：a. 墙架柱与基础的连接一般采用铰接，以简化构造，并节约基础材料；b. 墙架柱垂直于墙面的截面高度不宜小于水平支点的1/40，通常取400~600mm，悬吊式墙架柱的截面高度可以取小些；c. 墙架柱采用焊接工字型截面时，其翼缘板与腹板的连接焊缝可按构造采用，一般取hf=6~8mm；d. 抗风桁架的截面高度一般取跨度的1/16~12.跨度较小或风荷载较大时取较大值。