2019最新3轻型门式刚架结构1物理
(完整版)轻型门式刚架结构
(完整版)轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构由柱、梁和框架组成，是一种常用于工业建筑和仓储设施的结构形式。
它具有简单、强度高、施工方便等特点，被广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍轻型门式刚架结构的设计原理、优势和应用。
一、设计原理轻型门式刚架结构的设计原理主要依据荷载分析和力学计算。
在设计过程中，首先需要确定建筑的功能和使用要求，确定受力和荷载特点，进而确定结构的尺寸和布置。
设计中要考虑荷载的作用点、方向和强度，合理选择材料，确保结构的安全性和可靠性。
此外，还需要考虑建筑的抗震性和防火性能。
二、优势轻型门式刚架结构相比传统的混凝土结构具有以下优势：1. 轻量化：轻型门式刚架主要采用钢材作为结构材料，具有自身重量轻的特点，可以减少地基要求，降低建筑物整体重量，减少地震对结构的影响。
2. 高强度：钢材具有高强度和刚性，能够承受较大的荷载，在相同跨度下可以采用较小的截面尺寸，提高空间利用率。
3. 灵活性：轻型门式刚架结构可以根据建筑物的需要进行自由组合和调整。
梁和柱的连接采用螺栓连接，方便拆卸和重组，适应建筑功能的改变。
4. 施工方便：轻型门式刚架结构可以在工厂预制，到工地后进行简单的安装和拼装。
相较于传统的混凝土结构，可以大大缩短施工周期，提高施工效率。
三、应用轻型门式刚架结构广泛应用于工业建筑、仓储设施和物流中心等领域。
具体应用包括但不限于以下几个方面：1. 工业厂房：轻型门式刚架结构适用于各种工业厂房，如制造厂、加工厂等。
其灵活的组合方式可以满足不同功能和要求，并且可以根据生产线进行合理布局。
2. 仓储设施：轻型门式刚架结构的大跨度和高强度特性，使其成为理想的仓储设施搭建方案。
可以用于货物的存储和物流中心的建设。
3. 体育馆和展览馆：轻型门式刚架结构的设计灵活性，使其成为体育馆和展览馆的首选结构形式。
可以根据需要设计出大跨度的空间，并且提供较好的观赏性。
4. 市政工程：轻型门式刚架结构可用于市政工程，如桥梁、隧道等。
轻型门式刚架结构ppt演示
对钢材进行弯曲、成型等加工，确保尺寸准确、 表面光滑。
焊接
按照焊接工艺要求进行焊接，确保焊缝质量符合要 求。
防腐处理
对加工完成的构件进行除锈、涂装等防腐处理。
运输
将加工完成的构件按照要求进行包装和固定，并运输到 施工现场。
安装工艺与质量控制
安装准备
01 熟悉图纸和安装工艺，检查构
件质量和数量，确定安装基准 线和标高等。
06 门式刚架结构发展趋势与 展望
新材料的应用
高强度钢材
随着高强度钢材的研发和应用，门式刚架结构能够实现更大的跨度和更轻的自 重，提高了结构的承载能力和稳定性。
新型防腐材料
新型防腐材料如氟碳漆、热镀锌等，能够提高门式刚架结构的耐久性和防腐性 能，延长结构的使用寿命。
智能化施工与管理
BIM技术的应用
04 门式刚架结构施工与安装
施工流程
施工准备
基础施工
包括现场勘查、设计交底、施工组织设计 、人员培训等。
根据设计要求进行基础开挖、垫层铺设、 钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等。
构件加工与运输
安装工艺与质量控制
按照设计图纸对钢构件进行加工、焊接、 防腐处理，然后运输到施工现场。
进行钢柱、钢梁的安装，连接件的安装， 防腐、防火涂装的施工等，并按照相关规 范进行质量检测和控制。
包括人员、设备、物料 等的重量，以及风、雪、 地震等自然力作用下的
动态荷载。
风载
根据当地气象条件和建 筑物高度等因素确定的
风荷载。
地震作用
根据地震烈度和场地地 质条件等因素确定的地
震作用。
结构选型与布置
根据工程需求和场地条件，选择合适的跨度、高度和柱距等参数，以满足 使用功能和工艺要求。
轻型门式钢架结构
檩条和压型钢板一般采用热镀锌钢板，此外， 还可以采用： （1）热镀锌铝合金钢板：其耐蚀性能提高2～4倍， 加工成型性能好，价格提高不多。 （2）热镀铝锌合金钢板：镀铝锌钢板具有镀锌钢
板2～6倍的耐蚀性和抗高温氧化性。
（3）热镀铝钢板：我国尚无该类产品。
（4）合金化处理的镀锌钢板：该种钢板加工性能
好，有良好的可焊性，价格便宜。
轻型门式刚架结构设计
门式刚架轻型钢结构房屋是一种有效利用材
料的结构形式，是二战期间由美国的战时性建筑
发展而成的，称为“金属建筑体系”，我国改革
开放前没有这种结构， 95年由外企引入中国市场，
居于完全垄断地位。
1998年，《门式钢架轻型房屋钢结构技术规
程》正式推出。2002年，全面修订版正式颁布。
1
（3）“优质碳素结构钢” GB699 （4）“桥梁用结构钢” GB/T714
（5）“锅炉用碳素钢和低合金钢” GB713
（6）”船体用结构钢” GB712
（7）“压力容器用钢板” GB6654
（ 8 ） “ 耐 侯 钢 ” —〈 高 耐 侯 性 结 构 钢 〉 GB/T4171 〈焊接结构用耐侯钢〉GB/T4171 （9）“钢铸件用钢” GB11352 符号：ZG-200-400、ZG-270-570 屈服点 抗拉强度
但对吊车工作制的界定不能死搬硬套吊车工作制与 吊车工作级别的一般对应关系，而应根据吊车的具 体操作情况确定。
（3）常用跨度：18 30m，高度4.5 ~ 9m。规程
规定跨度可作到36m。 目前已建工程最大跨度为72m（粮库、机库），据计 算分析，门式刚架跨度大于42m经济性较差，所以技术规 程规定适用于跨度小于36m。 关于高度问题，美国MBMA有关条文规定的低层房屋 高度是小于60呎，相当于18m。我国的实践经验证明， 房子如到18m就6层楼高，那么风荷载、抗震设计、构造
轻型门式刚架结构
根据跨度、高度及荷载不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面的实腹焊接工字形截面或轧制H形截面。
设有桥式吊车时，柱宜采用等截面形式。
变截面形式通常改变腹板的高度，做成楔形，必要时也可改变腹板厚度。
结构构件在运输单元内一般不改变翼缘截面，必要时可改变翼缘厚度，邻接的运输单元可采用不同的翼缘截面，两单元相邻截面高度宜相等。
铰接柱脚的刚架柱宜采用渐变截面的楔形柱。
刚接柱脚的刚架宜采用等截面柱或阶形柱。
设有桥式吊车时，柱宜采用等截面形式。
多跨刚架中间柱与刚架斜梁的连接可采用铰接，连接构造简单，制作、安装方便，两端铰接的中间柱称为摇摆柱。
摇摆柱不参与抵抗侧向力，截面也比较小，全部的抗侧力由边柱和梁形成的刚架承担。
当房屋无桥式吊车，且房屋不是很高、风荷载也不是很大时，中间柱宜采用摇摆柱，由于边柱的高度相对比较小，材料能够比较充分地发挥作用。
但在设有桥式吊车的房屋中，中间柱两端宜采用刚接，以增加刚架的侧向刚度。
柱脚可采用刚接或铰接形式，前者可节约钢材，但基础费用有所提高，加工、安装也较为复杂。
门式刚架的柱脚通常按铰接设计。
当设有5t以上桥式吊车时，为提高厂房的抗侧移刚度，柱脚宜采用刚接形式，多跨房屋的中柱与斜梁也宜采用刚接连接。
门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离。
宜为9～36m。
当边柱宽度不相等时，其外侧应对齐。
对无吊车或吊车吨位较小时，经济跨度在18m ~21m，而吊车吨位较大时，经济跨度在24m ~30m。
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，应根据使用要求的室内净高确定，有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净空要求确定。
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。
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，吊车梁与柱的连接宜采用长圆孔。
或设置双柱。
屋面檩条一般应等间距布置。
但在屋脊处，应沿屋脊两侧各布置一道檩条，使得屋面板的外伸宽度不要太长（一般不大于200mm）；在天沟附近应布置一道檩条，以便与天沟固定。
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
门式刚架轻钢结构设计指导
第三章门式刚架轻钢结构设计§3.1设计一般规定一、结构形式1.门式刚架分为单跨、双跨、多跨（刚架以及带挑檐的和带毗屋的刚架形式。
多跨刚架中间柱与刚架斜梁的连接，可采用铰接（俗称摇摆柱）。
多跨刚架宜采用双坡或单坡屋盖，必要时也可采用由多个双坡单跨相连的多跨刚架形式。
2.在门式刚架轻型房屋钢结构中，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。
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用张紧的圆钢。
3.根据跨度、高度和荷载的不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字形截面或轧制H形截面。
设有桥式吊车时，柱宜采用等截面构件。
4. 门式刚架轻型房屋的屋面坡度宜取1/8～1/20，在雨水较多的地区可取其中较大值。
5.外墙除采用以压型钢板作维护面的轻质墙体外，上可采用砌体外墙或底部为砌体、上部为轻质材料的墙。
二、.建筑尺寸1.门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离，宜为9~36m，以3m为模数，必要时也可采用非模数跨度。
边柱的截面高度不相等时其外侧应对齐。
2.门式刚架的高度，应根据使用要求的室内净高确定，应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点之间的高度。
无吊车房屋门式钢架高度宜取 4.5~9m；有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净空要求确定，一般宜为9~12m。
3.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。
门式刚架跨度较小时可用4.5m。
4.门式刚架的高、宽、长⑴门式刚架轻型房屋的檐口高度，应取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度。
⑵门式刚架轻型房屋的最大高度，应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度。
⑶门式刚架轻型房屋的宽度，应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离。
挑檐长度可根据使用要求确定，宜为0.5~1.2m，其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。
门式刚架轻型房屋钢结构荷载计算
门式刚架轻型房屋钢结构荷载计算1.1 荷载取值计算1.1.1 永久荷载：屋面自重（标准值，沿坡向）压型钢板 0.18kN/2m檩条及其支撑 0.15kN/2m刚架横梁 0.15kN/2mΣ=0.48kN/2m墙面及柱自重 0.48kN/2m1.1.2 可变荷载：屋面雪荷载（标准值） 0.50kN/2m屋面均布活载（标准值） 0.30kN/2m取0.50kN/2m因刚架受荷水平投影面积大于602m，故屋面竖向均布活荷载标准值取0.3kN/2m。
1.1.3风载：=0.30kN/2m,地面粗糙度为B类，按封闭式建筑选取中间区单基本风压元，刚架风载体型系数见图图1.1 风载体形系数1.2 各部分作用荷载1.2.1 屋面恒载标准值 0.48×6×αcos 1=2.8944kN/m 图1.2 刚架上恒载作用图（单位：m kN ）1.2.2 屋面均布活载标准值 0.5×6×αcos 1=1.0151kN/m图1.3 刚架上活载作用图（单位：m kN ）1.2.3 柱身荷载：标准值 0.48×6=2.88kN/m1.2.4 风载：屋面风载高度变化系数按屋顶标高计算取为 1.025，ω=1.025×0.30=0.308kN/2m屋面负风压标准值wq=0.308×（-0.6）×6=-1.1088kN/mBCwq=0.308×（-0.5）×6=-0.924kN/mCD墙面风载高度变化系数按柱顶标高计算取为1.0，ω=1.0×0.30=0.30kN/2m 墙面风压标准值wq=0.30×（+0.8）×6=+1.44kN/mABwq=0.30×（-0.5）×6=-0.9kN/mDE图1.4 刚架上风载作用图（单位：kN/m）。
3 轻型门式刚架结构
轻型门式刚架结构3CONTENTS 目录荷载及作用效应计算3.2构件设计3.3连接和节点设计3.4围护构件设计3.5门式刚架的结构形式和结构布置3.11. 门式刚架的组成及结构形式1）组成：由柱和斜梁刚接形成平面结构体系。
表面布置屋面檩条和墙梁（承受围护体系上的荷载）2）形式：按跨数：单跨刚架、双跨刚架、多跨刚架按屋面坡脊：双坡、单坡其他：带夹层、带挑檐刚架、带毗屋刚架门式刚架结构门式刚架的结构形式单跨刚架双跨刚架多跨刚架带挑檐刚架带毗屋刚架单坡刚架纵向带夹层刚架端跨带夹层刚架2. 门式刚架的适用范围♦具有轻型屋盖的、单层大跨度结构（仓库、场馆等），房屋高度≯9m，≯12m（有桥式吊车）♦各类工业厂房，吊车起重量不大于20t，桥式吊车工作级别为A1~A5；设置悬挂吊车时，其起重量不大于3t。
3. 结构布置1）柱网布置与建筑的生产工艺或使用要求相关。
♦跨度通常为12~48m，经济跨度为21~27m。
♦柱距以6~9m为宜；柱距超过10m后，屋面结构（如檩条）的耗钢量会显著增加，一般需设置托架或托梁，2）支撑设置①柱间支撑：♦一个温度区段中，同一柱列的柱间支撑间距不宜超过45m。
♦带柱间支撑的柱列间距不宜超多60m。
②屋盖支撑：♦一般情况下，无需设置纵向水平支撑。
♦需要设置纵向水平支撑的情况：有空中驾驶室的桥式吊车。
当有高低跨相连时。
3）温度区段♦纵向温度区段长度不大于300m；♦横向温度区段长度不大于150m。
柱间支撑CONTENTS 目录荷载及作用效应计算3.2构件设计3.3连接和节点设计3.4围护构件设计3.5门式刚架的结构形式和结构布置3.11. 荷载计算1）恒载屋面材料、墙面材料、檩条、刚架、墙架、支撑等结构自重。
悬挂荷载（吊顶、天窗、管道等）：0.1~0.5kN/m 22）活荷载不上人屋面活荷载：0.5kN/m 2计算单元的刚架负荷面积超过60m 2时，且只有一个可变荷载参与组合时，取0.3kN/m 2。
轻型门式刚架结构1
接在檩条上。《规程》6.1.6.3条
2)在檐口位置，钢架斜梁与柱内翼缘交接点附近的檩条和墙梁处，应 各设置一道隅撑，在斜梁下翼缘受压处应设置隅撑，其间距不得大于 相应受压翼缘宽度的16(235/fy)0.5倍。如斜梁下翼缘受压区因故不设 隅撑，必须采取保证刚架稳定的可靠措施。《规程》 7.2.14条
2)刚性系杆可由檩条兼做，按压弯构件计算；也可单独设置钢管、 H型钢等截面杆件，按压杆设计。
3.1 结构形式与布置
(5)支撑体系
布置要求(《规程》4.5.1条) 屋盖支撑布置(《规程》4.5.2条) 柱间支撑布置(《规程》4.5.2条) 设置：
45~60m
1)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，当 无吊车时一般取30~45m；有吊车时不宜大于60m。
3.1 结构形式与布置
(5)支撑体系
布置要求(《规程》4.5.1条)
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。
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。
3.1 结构形式与布置
(5)支撑体系
布置要求(《规程》4.5.1条) 屋盖支撑布置(《规程》4.5.2条) 设置：
3 轻型门式刚架设计
本章主要内容
3.1 结构形式与布置 3.2 檩条设计 3.3 刚架设计 3.4 围护结构
门式刚架设计规程：《门式刚架轻型房 屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)
3.1 结构形式与布置
(1)门式刚架组成及特点 (2)门式刚架的适用范围 (3)门式刚架的结构形式 (4)门式刚架的结构布置 (5)门式刚架的支撑体系
1)屋面支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间，端部支撑 考虑温度应力影响宜设置在第二柱间，在第一开间设刚性系杆。
第三章 轻型门式刚架
从防腐蚀机理分析，锌、铝在大多数大气环境下具有较 高的稳定性，利用他作为钢材基体的防护性涂层是普遍公认 的有效经济的方法。锌在腐蚀性环境介质中会形成一层薄而 致密的附着性很强的腐蚀产物，对周围环境介质起到屏蔽作 用。从而阻止进一步腐蚀。
压型钢板是采用镀锌钢板、冷轧钢板、彩色钢板等作原 料，经辊压冷弯成各种波形的压型板；他具有轻质高强、美 观耐用、施工简便、抗震防火的特点，他的加工和安装已经 达到标准化、工厂化、装配化。有防锈涂层的彩色压型钢板 (图2.16)，所用钢板厚度为0.4~1.6mm，用作轻型屋面及墙 面等构件。 （规格见P494-496附录）
冷弯薄壁型钢具有良好的截面特性，壁 厚仅为1.5～5.0mm，一般采用2.0～3.0mm， 其截面形状合理且多样化；与热轧型钢相比， 在相同截面面积的情况下，薄壁型纲回转半 径可增大50%～60%，截面惯性矩和截面抵 抗矩可增大3～5.0倍，因而能较合理地利用 材料的强度，鉴于他具有自重轻、节省钢材， 制造和安装方便等优点，他在轻钢结构中应 用十分广泛。
（3.75）
• 式中：h、L ——分别为刚架柱高度和刚架跨度，当坡度
大于1:10时，L应取横梁沿坡折线的总长度（图3.44）
• I c、I b——分别为柱和横梁的平均惯性矩，见公式
(3.76)和(3.77)计算；
•
H ——刚架柱顶等效水平力，按公式(3.78)～
(3.82)计算；
•
ξ t ——刚架柱与刚架梁的线刚度比值。
（2）分类
冷弯薄壁型钢可用作檩条，一般有卷边C型及卷边Z 型冷弯薄壁型钢两种，截面特性见附录。
卷边Z型在主平面X轴的刚度大，挠度小，用钢量省， 制造和安装方便，在现场可叠层堆放，占地面积小，是目 前较合理和普遍采用的一种檩条形式。
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。
16
• 特点 （自学) • 应用情况（略）
17
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
21
• 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。
26
• 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)。
1_3轻型门式刚架结构-刚架设计
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 连接形式。
正应力验算：
My Mx N f Aefn Wefnx Wefny
剪应力验算：
3 Vmax fv 2h0 t
式中：
Aefn—构件有效净截面面积；
Wefnx 、 Wefny —对主轴x和y的有效净截面抵抗矩；
Mx
、M y —对主轴x和y的弯矩。
弯矩作用平面内：
1.3.3 刚架柱和梁的设计
梁、柱板件的宽厚比限值：
工字形截面构件受压翼缘板的宽
厚比：
b1 235 15 t fy
工字形截面梁、柱构件腹板的宽
厚比：
hw 235 250 tw fy
腹板屈曲后强度利用： 在进行刚架梁、柱截面设计时，为了节省钢材， 允许腹板发生局部构件的屈曲，并利用其屈曲 后强度。 腹板的有效宽度：
2 2 NEx0 EAe0 1.1
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。
公式第一项源自等截面的稳定计算。根据分析，
O.368
0.502 0.599 O.756 O.873 1.027 1.235 1.395
O.349
0.470 O.558 O.694 0.801 0.935 1.109 1.254
第1章轻型门式刚架结构
1.3.3.6 变截面柱在刚架平面外的整体稳
定计算
N0 t M1 f y Ae 0 b We1
轴力取小头截面，弯矩取大头截面。
1.3.3.7 斜梁和隅撑的设计
（1）斜梁的设计 当斜梁坡度不超过1：5时，可按压弯构件 计算强度和刚架平面外的稳定，不计算平 面内的稳定。 实腹式斜梁的平面外计算长度，取侧向支 承点的间距。
外伸式连接在节点负弯矩作用下，可假定转 动中心位于下翼缘的中心线上。上翼缘对称 设置四个螺栓时，每个螺栓承受的拉力
端板从下翼缘中心伸出的宽度不应小于
M 1 e h1 2bf M Nt 4h1
当受拉翼缘两侧各设一排螺栓不能满足承 载力要求时，可在翼缘内侧增设螺栓。按 照绕下翼缘中心的转动保持在弹性范围内 的原则，第三排螺栓的拉力为
1.3.2.2 侧移计算
变截面门式刚架的柱顶位移应采用弹性分 析方法确定。计算时荷载取标准值，不考 虑荷载分项系数。 如果刚架的侧移不满足要求，可采用：放 大柱或（和）梁的截面尺寸，改铰接柱脚 为刚接柱脚；把多跨刚架中的个别摇摆柱 改为上端和梁刚接。
刚架柱顶位移（计算值）限值
吊车情况 不设吊车 设有桥式吊车 其他情况 当采用轻型钢板墙时 当采用砌体墙时 当吊车有驾驶室时 当吊车由地面操作时 柱顶位移限值 h/60 h/100 h/400 h/180
1.3 刚架设计
1.3.1荷载及荷载组合
1.3.1.1永久荷载
包括结构构件自重和悬挂在结构上的非结 构构件的重力荷载。 1.3.1.2可变荷载 包括屋面活荷载、屋面雪荷载、积灰荷载、 吊车荷载、地震作用、风荷载。
1.3.1.3 荷载效应组合
组合原则： 1.屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，取两者中 的较大值； 2.积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大 值同时考虑； 3.施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以 外的其他荷载同时考虑； 4.多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定； 5.当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同 时考虑。
- 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)。
3.2 檩条设计
(5)檩条计算
荷载计算 内力计算
qx qsina
qy q cosa
yqy q qx x
x y
α
注：当屋面坡度i≤1/3时，qx值较 小，檁条近似为单向受弯构件。
3.2 檩条设计
(5)檩条计算
荷载计算
内力计算
qy q
y1 y
qx q sina q qy q cosa q
qxl
2
0.5qxl
qy作用 Mxmax Vymax
1 8
q
y
l
2
0.5qyl
1 32
qxl
2
1 64
qx
l
2
0.625qxl
1 90
qx
l
2
1 360
qx
l
2
0.3675qxl
1 8
q
y
l
2
1 8
q
y
l
2
0.5qyl 0.5qyl
3.2 檩条设计
(5)檩条计算
冷弯薄壁型钢： 内力计算
Mx My f Wenx Weny
3.1 结构形式与布置
(4)门式刚架结构布置
跨度和柱距(《规程》4.2.2条) 温度区段布置
《规程》4.3.1条：纵向温度区段<300m，横向 温度区段<150m 《钢规》8.1.5条：
3.1 结构形式与布置
(4)门式刚架结构布置
跨度和柱距(《规程》4.2.2条) 温度区段布置(《规程》4.3.1条) 局部抽柱设置托梁或托架(《规程》4.3.2条)
f
M xmax
3.2 檩条设计
(5)檩条计算
内力计算 冷弯薄壁型钢：
Mx My f
bxWex Wey
强度计算 稳定计算
热轧型钢：
3.2 檩条设计
(3)拉条与撑杆(《规程》4.3.3条)
作用
布置原则(《规程》6.3.5条) 构造要求(《规程》6.3.6条)
拉条采用圆钢，d ≥10mm，应设在距檩条上翼缘1/3 腹板高度范围内；当在风吸力作用下檩条下翼缘受 压时，屋面宜用自攻螺钉直接与檩条连接，拉条宜 设在下翼缘附近。 为了兼顾无风和有风两种情况，可在上、下翼缘附 近交替布置。
3.1 结构形式与布置
(5)支撑体系
布置要求(《规程》4.5.1条)
屋盖支撑布置(《规程》4.5.2条)
柱间支撑布置(《规程》4.5.2条)
隅撑
设置： q
设计：(《规程》6.1.6.4条)
——采用单角钢，按轴压构件设计，
轴压力为
N Af
fy
60cosq 235
3.1 结构形式与布置
(5)支撑体系
3 轻型门式刚架设计
本章主要内容
3.1 结构形式与布置 3.2 檩条设计 3.3 刚架设计 3.4 围护结构
门式刚架设计规程：《门式刚架轻型房 屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)
3.1 结构形式与布置
(1)门式刚架组成及特点 (2)门式刚架的适用范围 (3)门式刚架的结构形式 (4)门式刚架的结构布置 (5)门式刚架的支撑体系
1)屋面支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间，端部支撑 考虑温度应力影响宜设置在第二柱间，在第一开间设刚性系杆。
2)在刚架转折处及多跨房屋适当位置中柱顶应沿房屋全长设置刚 性系杆。（冷弯规范10.2.3条[强制条文]）
3.1 结构形式与布置
(5)支撑体系
布置要求(《规程》4.5.1条) 屋盖支撑布置(《规程》4.5.2条) 设置：
2)当房屋高度较大时，柱间支撑应分层设置；房屋宽度大于60m， 内柱宜适当设置支撑；
3.1 结构形式与布置
(5)支撑体系
布置要求(《规程》4.5.1条) 屋盖支撑布置(《规程》4.5.2条)
a 柱间支撑布置(《规程》4.5.2条) 设置： 设计：
45~60m
1)支撑宜采用十字交叉圆钢（柔性支撑），300<a<600，宜450； 2)当设有大于5t的桥吊，柱间支撑宜采用型钢支撑。 3)柱间支撑受力应计入纵向风载和吊车纵向制动力。
2)刚性系杆可由檩条兼做，按压弯构件计算；也可单独设置钢管、 H型钢等截面杆件，按压杆设计。
3.1 结构形式与布置
(5)支撑体系
布置要求(《规程》4.5.1条) 屋盖支撑布置(《规程》4.5.2条) 柱间支撑布置(《规程》4.5.2条) 设置：
45~60m
1)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，当 无吊车时一般取30~45m；有吊车时不宜大于60m。
3.2 檩条设计
适用于i≤1/3
适用于i>1/3
热轧槽钢 H型钢
这两种檁条适用于荷 载较大的屋面。
冷弯薄壁型钢 适用于压型钢板的轻型屋面
3.2 檩条设计
(2)布置与连接(《规程》4.3.3条)
檩 条 布 置 实 例
——确定檩条间距时，应综合考虑天窗、通风屋脊、采 光板、屋面材料、檩条规格等因素按计算确定。 1）应等间距布置； 2）在屋脊处，设置双檩(一般小于<200mm)； 3）在天沟附近应布置一道檩条，以便于天沟的固定。
托梁可采用工字型和箱型（扭矩较大）截面 截面高度按建筑净空、刚度和经济要求确定 托梁按简支梁验算强度、刚度([vT]≤l/400)、 整体稳定和局部稳定（确定腹板加劲肋的间距 和截面尺寸）。
3.1 结构形式与布置
(4)门式刚架结构布置
跨度和柱距(《规程》4.2.2条) 温度区段布置(《规程》4.3.1条) 局部抽柱设置托梁或托架(《规程》4.3.2条) 伸缩缝设置(《规程》4.3.1条)
支撑体系——屋面支撑、柱间支撑、系杆、隅撑等
围护体系——檩条、墙梁 (冷弯薄壁型钢)、屋面、 墙面 (压型金属板、彩钢夹芯板)、拉条、撑杆
连接节点——梁柱刚接、柱脚与基础刚接或铰接
3.1 结构形式与布置
(1)门式刚架组成及特点
3.1 结构形式与布置
(1)门式刚架组成及特点
吊车梁
天窗架
门式刚架
山墙抗风柱
强度计算
热轧型钢： qqy y
y
Mx My f
xWnx yWny
1(+) 1(-) x
2(-) x
2(-)
2
qx
M xmax Wx 2
M y max Wy 2
f
3(+) 3(+)
y 4(+)
3
4(-)
M x max Wx 3
M y max Wy 3
撑杆可用钢管、方管和角钢，要求l≤200。
3.2 檩条设计
(3)拉条与撑杆(《规程》4.3.3条)
作用 布置原则(《规程》6.3.5条) 构造要求(《规程》6.3.6条) 连接
3.2 檩条设计
(3)拉条与撑杆(《规程》4.3.3条)
作用
布置原则(《规程》6.3.5条)
构造要求(《规程》6.3.6条)
变截面梁
刚接柱脚详图
刚接柱脚门式刚架
铰接柱脚详图
变截面梁、柱
铰接柱脚门式刚架
3.1 结构形式与布置
(1)门式刚架组成及特点
刚接节点
钢梁 钢柱
3.1 结构形式与布置
(1)门式刚架组成及特点
加劲板
地脚锚栓
3.1 结构形式与布置
(2)门式刚架适用范围
屋面荷载较小，横向跨度为9～24m，柱高为4.5～9m， 没有吊车或设有中、轻级工作制吊车(Q≤20t桥式托与刚架斜梁连接，檩托可用角钢 和钢板做成，檩条与檩托的连接螺栓不应少于2个，并沿 檩条高度方向布置。设置檩托的目的是为了阻止檩条端 部截面的扭转，以增强其整体稳定性。
3.2 檩条设计
(3)拉条与撑杆(《规程》4.3.3条)
作用 拉条仅传递拉力，撑杆主要承受压力；
3.2 檩条设计
(1)檩条的截面形式 (2)布置与连接 (3)拉条与撑杆 (4)檩条荷载 (5)檩条设计 (6)例题
3.3 刚架设计
(1) 荷载及荷载组合 (2)构件设计 (3)节点设计
3.1 结构形式与布置
(1)门式刚架组成及特点
3.1 结构形式与布置
(1)门式刚架组成及特点
主要承重骨架——实腹式(格构式)门式刚架
θ
α qx
xx 1
xx1
θ
α
yy1
注：当屋面坡度i>1/3，α≈θ，檁 条近似为沿x主轴方向单向受弯。
3.2 檩条设计
(5)檩条计算
内力计算
拉条设置情况
x
l
M+ ymax
q x
Mymax
M+ ymax
l
q x
M+ ymax
M M ymax
ymax
M+ ymax l
qx作用
Mymax
Vxmax
1 8
3)由支撑斜杆组成水平桁架，其直腹杆按刚性系杆考虑； 4)有15T以上桥式吊车时，在屋盖边缘设置纵向支撑桁架； 5)屋盖横向支撑可仅设置在靠近上翼缘处。
3.1 结构形式与布置
(5)支撑体系
布置要求(《规程》4.5.1条) 屋盖支撑布置(《规程》4.5.2条) 设置： 连接： 设计：
1)交叉支撑一般按柔性拉杆设计；单向支撑中的杆件受压起控制 作用，按压杆设计。
车或Q≤3t悬挂式起重机)的厂房。 当厂房横向跨度不超过15m，柱高不超过6m时，屋面
刚架梁宜采用等截面刚架形式。当厂房横向跨度大 于15m，柱高超过6m时，宜采用变截面刚架形式。