门式刚架轻型房屋钢结构设计

2）门式刚架设计流程
应用STS软件进行门式刚架设计的基本流程见下图。 可以先采用三维建模方法然后形成PK文件，进入二维分 析，再进入三维建模修改参数，也可以直接建立二维模 型，进行二维分析后再进入三维建模，屋面，墙面设计 及报价
开始
三维建模
二维建模
是否采用三维建模
三维模型输入 输入次梁楼板 输入荷载数据 屋面 墙面设计
及报价 形成PK文件
PK模型输入与修改
是源自文库
是否优化截面
门式刚架截面优化
门式刚架二维计算
查看结果
否
是否满足
门式刚架施工图
结束 门式刚架设计流程图
3）荷载及主要规定 CECS102：2002规程规定： 3·2·1结构自重，施工或检修集中荷载，屋面雪荷载， 积灰荷载和吊车荷载，应按现行国家标准《建筑结构荷 载规范》GB50009的规定采用。悬挂荷载应按实际情况取 用。 3·2·2 当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活 荷载的标准值（按水平投影面积计算）应取0.5kN/㎡。
单跨双坡门式刚架
双跨双坡门式刚架
多跨双坡门式刚架
带毗屋门式刚架
单坡门式刚架
4、刚架几何尺寸
一般情况由建筑师根据建筑物功能的需要而定，门 式刚架的跨度宜采用9～36m，门式刚架的平均高度宜采 用4.5～9.0m当有桥式吊车时不宜大于12M 刚架的间距 宜采用6～9m。
对于有吊车的工业厂房须满足吊车安装要求，构造 按下图要求：
共11跨,刚架柱距6m,无吊车
钢材采用Q235B 荷载: 恒荷载
活荷载
0.30 kN/m 2 0.50 kN/m 2 (取屋面活载和雪载较大值)
基本风压 0.50 kN/m 2
抗震设防烈度8(0.2g),第一组
地耐力特征值 250 kPa 场地土层标准冻土深度为 1.4 米 室内外高差 300 mm
15
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
1200
6900
24000
三维模型输入
1、斜梁的定义：斜梁定义可通过两种方式实现，即通 过设置两端相对于本层的高差和设置上节点高。设 置上节点高的方法较简单。
屋面檩条 屋面横向水平支撑
抗风柱
刚性系杆 墙梁 门框立柱 门式刚架 柱间支撑
门式刚架结构房屋透视图
外墙除采用以压形钢板等作围护面的轻质墙体外 ， 尚可采用砌体外墙或底部为砌体上部为轻质材料的外 墙 ，屋面可采用彩钢保温板及压型钢板加保温隔垫屋 面板。
3）门式刚架结构形式 根据建筑功能的要求 ，有单跨和多跨、带毗屋刚架， 根据结构设计的要求 ，与基础连接有铰接和刚接和刚接 两种刚架，一般情况采用铰接 ，当用于工业厂房且有5t 以上桥式吊车时 ，宜将柱脚设计成刚接。屋面坡度宜到 1/8～1/20
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。
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。
二、门式刚架轻型房屋钢结构设计
1）计算软件 中国建筑科学研究院研制的PKPM系列钢结构CAD软件STS 。 门式刚架设计的主界面如下图所示 ，主要包括 ：三维 模型输入，屋面墙面设计及报价，二维模型输入，门式刚 架优化，二维计算及门式刚架施工图等。
门式刚架轻型房屋钢结构设计
一、概述和受力体系
1）一般说明
随着我国经济的迅速发展，近几年单层房屋采用钢 结构呈逐步增加趋势，尤其是单层工业房屋采用门式刚 架轻型钢结构较多，门式刚架具有独特的受力形式，它 比以往排架结构更经济合理，为了适应门式刚架轻型房 屋钢结构的发展，促进其合理的设计，必须正确的应用 STS 计算软件，做到设计安全可靠，经济合理。
A1 B
Hd
+0.000
S
e
L
Dh
S 为吊车跨度 B 为吊车轮台中心至桥架端部长度 D 为自轨道顶标高至吊车最高顶点的距离 S B D 尺寸由吊车生产厂提供
C 为吊车桥架端部外边和上端柱内边边缘 之间的净空尺寸 当吊车梁顶设置人行安全通道时，C≥ 400mm，不设时≥80
h 为吊车活动部分顶面和梁下弦底面之间 的净空尺寸，一般取 250～350mm
附录A风荷载计算适用范围：屋面坡度α不大于10° 、屋面平均度高不大于18m、房屋高宽比不大于1、檐口 高度不大于房屋的最小水平尺寸。超过此范围按现行国 家标准《建筑结构荷载规范》GB50009执行。
进行STS程序演示
门式刚架例题
单跨双坡门式刚架,跨度24m,檐口高度6.90m,屋面坡度1/10,
注：对受荷水平投影面积大于60m²的刚架构件，屋面竖向均布活 荷载的标准值可取不小于0.3kN/m²。
3·2·3垂直于建筑物表面的风荷载标准值，应按本规程 附录A的规定计算。
3·2·5·1屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者 中的较大值；
3·2·5·2积灰荷载与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值 同时考虑。
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A ～A 工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢