【专业知识】轻型门式刚架结构的结构特点
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。
轻型门式刚架结构
五、支撑布置
❖ 当房屋中不允许设置交叉柱间支撑时，可设置其它 形式的柱间支撑；当不允许设置任何柱间支撑时， 应设计为纵向刚架。
❖ 设置柱间支撑的开间应同时设置屋盖横向支撑以组 成几何不变体系。屋盖支撑宜设在温度区段端部的 第一个或第二个开间。当设在第二个开间时，在第 一开间的相应位置宜设置刚性系杆。在刚架转折处 （如柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆。
第一节 门式刚架结构的组成和特点
一、门式刚架结构的组成
门式刚架结构是指以轻型焊接H型钢、轧制H型钢 或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架作为主要 承重骨架，以冷弯薄壁型钢(槽形、卷边槽形、z形 等)檩条、墙梁和压型金属板作为维护结构，采用聚 苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酪泡沫塑料、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。
二、门式刚架结构的特点
门式刚架体系的整体性依靠檩条、墙梁及隅撑来保 证，从而减少了屋盖支撑的数量。
支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。 梁、柱多采用变截面，截面与弯矩成正比；腹板宽
厚比较大(腹板厚度较薄)，在设计时利用其屈曲后 强度，以节省材料。当然，由于变截面门式刚架达 到极限承载力时，可能会在多个截面处形成塑性铰 而使刚架瞬间形成机动体系，因此塑性设计不再适 用。
广泛地用于厂房、仓库、交易市场、大型超市、展 览馆、体育馆、活动房屋及加层等建筑中。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 （CECS102:2002）
轻型门式刚架结构适用于起重量不大于200kN的 A1~A5工作级别桥式吊车或30kN悬挂式起重机的单 层房屋钢结构。
第二节 轻型门式刚架的结构形式和布置
(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。
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 。
(完整版)轻型门式刚架结构
荷载组合原则：
▪ 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；
▪ 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；
▪ 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；
▪ 多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定； ▪ 当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同
工程实例一：
青岛南车集团，2004年4月投资新建了一座轻 钢结构生产车间，建筑面积5000平方米。于2004年 7月竣工。主体结构采用轻型单跨门式刚架形式， 吊车最大起重量为20吨，中级工作制。
为使立面效果简洁美观，屋面采用有组织内排 水形式。外墙面和屋面板均采用双层压型钢板，两 层压型钢板之间放置了耐火性能较好的岩棉保温隔 热层。
吊车梁
天窗架
山墙抗风柱
正在建设的门式刚架工程实例
轻钢结构工业厂房
工程实例二： 青岛永源体育用品有限公司加工车间，是由韩
国投资建设的2万平方米轻钢结构多层工业厂房。
主体结构采用轻钢结构框架体系。楼面板采用 钢－混凝土组合楼板。
屋面板采用压型钢板，波浪造型的轻钢结构屋 面梁轻盈、活泼，克服了工业建筑造型单一、立 面造型呆板的缺点。
房屋纵向受力情况及安 装条件确定，一般取 45~60m；
▪ 当房屋高度较大时，柱
间支撑应分层设置；
▪ 端部柱间支撑考虑温度
应力影响宜设置在第二 柱间。
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
1.3.1荷载及荷载组合
➢ 永久荷载：包括结构构件的自重和悬挂在结构上 的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、 吊顶、墙面构件和刚架自重等。
轻钢门式刚架结构基本知识课件
06
CATALOGUE
轻钢门式刚架结构的维护与加 固
日常维护与保养
1 2 3
定期检查
轻钢门式刚架结构的日常维护与保养应定期进行 ，包括检查结构是否有锈蚀、损伤等情况，及时 发现并处理问题。
清洁保养
保持轻钢门式刚架结构的清洁，避免积尘、积水 等对结构造成腐蚀，同时定期对结构进行涂装保 养，保持结构的完好。
03
支撑系统的布置方式和数量需要根据实际情况进行计
算和设计，以确保结构的稳定性和安全性。
连接节点
01
连接节点是轻钢门式刚架结构中的关键部位，用于连接各个构 件并传递载荷。
02
连接节点的设计需要考虑到结构的承载能力和稳定性，同时还
需要考虑到施工方便性和经济性。
常见的连接节点包括焊接、高强度螺栓连接和铆钉连接等，需
在满足安全性和使用功能的前提下，合理 选择材料和结构形式，降低工程成本。
适用性原则
耐久性原则
满足结构在正常使用过程中所必需的刚度 、强度和稳定性要求，保证结构的正常使 用性能。
考虑结构的使用寿命，确保结构在规定的 使用年限内具有良好的耐久性能。
结构分析方法
有限元分析法
利用离散化的数值方法对结构进行分 析，通过建立有限元模型来模拟结构 的真实受力状态。
通过改变结构的材料分布 和连接方式，使结构在满 足性能要求的同时达到最 优的重量和刚度。
形状优化
调整结构的几何形状，改 善结构的应力分布和承载 能力。
尺寸优化
对结构的尺寸参数进行优 化设计，如梁的截面尺寸 、柱的高度等，以达到最 优的性能指标。
细节优化
对结构中的关键部位或连 接节点进行优化设计，提 高结构的可靠性和安全性 。
第八章 轻型门式刚架钢结构
8.5 门式刚架构件的截面验算
一、截面有效宽度（仅指受压构件） 概念：把在宽度b上分布不均匀的应力图集中到板的 两侧，应力都是fy，即得到有效宽度be=bσcr/fy 影响有效宽度的因素：板件的约束条件、端部作用 应力及其分布。 板件约束的四种类型： ⑴两边支承板件（加劲板件）； ⑵一边支承一边卷边（边缘加劲板件） ⑶一边支承、一边自由（未加劲板件） ⑷两边支承且中部有中间加劲肋（中间加劲板件） 各类支承方式板的有效宽度计算（自学）
w 参数 w
hw / t w 37 k 235 / f y
2
当a / hw 1时，k 4 5.34 / a / hw 当a / hw 1时，k 5.34 4 / a / hw 式中
2
a 腹板横向加劲肋的间距，可取a hw 2hw k 腹板在纯剪切荷载作用下的屈曲系数， 当不设中间加劲肋时取为5.34。
荷载效应组合的原则： ⑴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； ⑵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； ⑶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； ⑷多台吊车的组合应符合现行国家荷载规范的规定； ⑸风荷载不与地震作用同时考虑。
二、风荷载
8.2 门式刚架计算简图的确定
门式刚架钢结构的尺寸应符合下列规定 ⑴门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离； ⑵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；
⑶柱的轴线可取通过柱下端（小头）中心的竖向直线， 工业建筑边柱的定位轴线宜取外皮，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。 门式刚架的柱脚多为铰接，通常为平板支座，设一对 或两对地脚螺栓。 当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计为刚 接。 檐口高度，取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度； 最大高度，取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度； 房屋的宽度，取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离； 房屋的长度，取两端山墙墙梁外皮之间的距离。
门式刚架轻钢结构设计分析
门式刚架轻钢结构设计分析摘要：对于门式刚架而言，其属于轻型房屋钢结构中非常重要的一种结构形式。
在对门式刚架轻型钢结构进行实际设计的过程中，其设计阶段的不同，实际的特点也有极大的不同，在进行设计的过程中，必须要对其中实际存在的主要矛盾进行全面的了解并掌握，以结构设计的基本原则作为实际的依据，将科学合理的技术措施应用进来，最终使更加经济、耐久、安全的结构设计出来。
基于此，本篇文章主要对门式刚架轻钢结构的设计进行深入的分析和探讨。
关键词：门式刚架轻钢结构设计分析前言：就门式刚架轻型钢结构来讲，其主要有以下特点和特征：首先，就是形式非常多，其次，就是布置具备灵活性，最后就是可以使各种使用功能的厂房设计要求得以满足。
与以往的普通钢结构相比，门式刚架轻钢结构不但具备施工速度快的特点，还具备施工速度快的特点，不仅如此，其质量相对较轻，是普通钢结构的1/2~1/3，非常便于施工。
除此以外，门式刚架轻钢结构的主要结构不仅有主钢架，还有基础和支撑体系、抗风柱等。
1.门式刚架节点和梁柱连接设计在对门式刚架与柱进行实际连接的过程中，其必须要将刚接的方式采取进来，正常情况下，有以下几种方式，即腹板焊接、腹板栓接、翼缘焊接、翼缘栓接，而具体采取哪一种方式，则要依据与梁柱截面的大小以及实际摆放的位置。
在梁祝钢接的过程中，其最重要的保障就是梁柱节点端板，对于端板的摆放形式而言，其主要有以下三种，即横放、竖放和斜放，在对端板连接进行设计的过程中，IXUS要以实际承受最大的内力为基础进而进行设计。
如果实际的内力相对较小，在进行端板连接的谷草中，要以其承受不小于较小被连接构建截面承载力的一般为基础，进而进行设计。
在对主钢架构件进行实际连接的过程中，必须要将高强度的螺栓应用进来，进而对其连接，其主要包含两种类型，即承压型和摩擦型。
如果在对端板进行连接的过程中，其只会受到弯矩或者是轴向力的作用，又或者是实际的剪力比抗滑移承载力小很多，则可以不对端板的表面进行针对性的处理。
建筑钢结构设计复习思考题(含参考答案)
《建筑钢结构设计》复习思考题2016.11.24第1章轻型门式刚架结构1.单层门式刚架结构有哪些特点？（1）质量轻（2）工业化程度高，施工周期短（3）综合经济效益高（4）柱网布置比较灵活2.轻型门式刚架的适用范围及截面形式？柱脚形式？(1).屋面荷载较小，横向跨度为12～48m(2).没有吊车或设有中、轻级工作制吊车的厂房。
(3).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。
门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。
当吊车起重量≥5吨时应考虑设置刚性柱脚。
当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时为刚接柱脚。
3.什么是摇摆住？摇摆柱：梁柱节点铰接连接4.门式刚架柱间支撑的布置原则是什么？柱间支撑的间距应根据房屋柱距、纵向受力情况、温度以及安装条件确定，无吊车时宜取30m-45m，端部柱间支撑宜设置在第一或第二柱间。
●当房屋高度较大时，柱间支撑应分层设置；有吊车时，下层柱间支撑宜设置在温度区中部。
柱间支撑间距不大于50m。
●端部柱间支撑考虑温度应力影响宜设置在第二柱间。
5.门式刚架所受的荷载有哪些？风荷载在规范中是怎么考虑的，风荷载标准值如何计算？风荷载系数是什么？风荷载系数 w考虑了结构内、外风压最大值组合。
风可以从任意方向吹来，需要考虑“鼓风效应”（+i）和“吸风效应”（-i）分别与外部压力系数组合的两种工况。
设计时，两种工况均需要考虑，取最不利工况。
6.荷载效应组合的原则是什么？（1）屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大者（2）积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大者同时考虑（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7.刚架侧移计算的原则是什么？（1）变截面门式刚架柱顶侧移应采用弹性分析方法确定。
轻型门式刚架结构特点及其在国内发展
浅谈轻型门式刚架的结构特点及其在国内的发展摘要：轻型门式刚架结构是国内外应用广泛的建筑结构体系，具有质量轻、工业化程度高、施工周期短、综合经济效益高、柱网布置灵活、建筑外型新颖美观等优点。
随着我国经济的快速增长, 轻型门式刚架房屋结构也得到了迅速的发展。
本文先介绍轻型门式刚架的相关的定义，再阐述其主要的结构特点，最后对轻型门式刚架在我国应用及发展进行综合分析。
关键词：门式刚架；轻型房屋；冷弯薄壁型钢；发展现状正文：轻型门式刚架结构体系是指以轻型焊接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。
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材料组成，屋面、墙面的质量都很轻，因而支承它们的门式刚架也很轻。
根据国内的工程实例统计，单层门式刚架房屋承重结构的用钢量一般为10～30kg／m2；在相同的跨度和荷载条件情况下自重约仅为钢筋混凝土结构的1／20～1／30。
1.2工业化程度高，施工周期短轻型门式刚架结构的主要构件和配件均为工厂制作，质量易于控制和保证，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也很少。
构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，这是安装迅速的一个重要因素，但必须注意设计为刚性连接的节点，应具有足够的转动刚度。
1.3综合经济效益高轻型门式刚架结构由于材料价格的原因其造价虽然比钢筋混凝土结构等其他结构形式略高，但由于采用了计算机辅助设计，设计周期短；构件采用先进自动化设备制造；原材料种类较少，易于采购、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柱网布置比较灵活传统的结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制，柱距多为6m，当采用 12m柱距时，需设置托架及墙架柱。
门式刚架轻型房屋支撑及刚性系杆的布置
门式刚架轻型房屋支撑及刚性系杆的布置门式刚架轻型房屋支撑及刚性系杆的布置门式刚架轻型房屋是一种比较常见的房屋结构，其主要特点是构造简单、灵活性强、运输方便、装配快捷等。
在建筑中，轻型房屋支撑结构的设计尤为重要，因为它承担着房屋的重量及外部风力、火灾等自然灾害的力量，在保障房屋的稳定性和结构安全性方面起到了至关重要的作用。
轻型房屋支撑系统由两种组成部分构成，一种是构件，另一种是混合结构件。
构件主要由板材、型钢和角钢构成，它们独立地构成了整个房屋的骨架结构。
混合结构件是由板材和管材组成的，它们起到连接各个构件及提高骨架整体刚度的作用。
门式刚架轻型房屋支撑系统的刚性系杆是一种常用的转向支撑构件，通常被设计成由多个部件构成，如角钢、型钢和管材。
刚性系杆的作用主要是在额定的屈服载荷下实现轻型房屋的刚性支撑，并保证房屋的安全性和稳定性。
刚性系杆的布置主要受到以下因素的影响：1.建筑式样。
不同建筑风格有不同的构造方式，对刚性系杆的布置产生不同的影响。
因此，在设计刚性系杆的布置时，必须充分考虑建筑的使用功能、建筑的结构要求等因素。
2.地势、地形。
地质环境的不同会对建筑物的布局和构造产生不同的影响。
对于地势较为平坦的地区房屋的布局可以采用简单的刚性支撑结构，而对于山区、丘陵地带需要采取更加复杂的刚性支撑结构，以保证房屋的稳定性和安全性。
3.使用要求。
在不同的使用场合下，房屋要承受的荷载不同，这就需要设计师根据实际情况来确定刚性系杆的布置方式。
例如，办公楼、商业街、体育馆、工业厂房等大型建筑需要采用更加复杂的刚性支撑构造来满足承载荷载的需求。
门式刚架轻型房屋是当前建筑领域逐渐普及的一种趋势。
它的使用范围越来越广泛，因此设计师需要对其结构组成部分以及刚性系杆的布置方式有着充分的认知，以确保轻型房屋结构的安全性和稳定性，从而实现房屋的可靠性和持久性。
浅谈门式钢架结构的特点及设计
浅谈门式钢架结构的特点及设计摘要：随着科学技术的进步和建筑行业的大力发展，越来越多的新型材料和结构应用到建设当中。
钢架结构是目前应用最为广泛的一种结构，其中门式钢架结构更是被普遍使用。
本文简要介绍了门式钢架结构的概况，并通过对门式钢架结构的分析，介绍了门式钢架的特点和优势。
然后结合对门式结构的学习对门式钢架设计中的要点做了简要介绍，方便和同行进行交流学习，有利于对门式钢架结构设计有较为完整的认识。
关键词：门式钢架；特点；设计要点1.门式钢架简介门式刚架结构是指以轻型焊接H型钢、轧制H型钢或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式或格构式门式刚架作为主要承重骨架；以冷弯薄壁型钢（槽形、卷边槽形、z形等）做檩条、墙梁；压型金属板作为屋面墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酪泡沫塑料、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，根据设计的要求可以采用具有不同性能的钢材，但是必须满足建筑的最低要求，这样才能保证建筑物整体的结构性能。
在我国经济的大力发展下，我国工业也得到了迅猛发展，这就为门式钢架的发展提供了更为广阔的市场。
在不断的发展过程中，门式钢架也经历了调整和创新，目前形成了一个较为标准、完善的结构体系。
也逐渐显现出了门式钢架结构的优势，具有广阔的的发展前途，继续探讨、研究门式钢架结构具有重要的作用和意义。
2.门式钢架结构的特点2.1门式钢架优势2.1.1自重轻、占地面积小一般门式钢架的承重结构的用钢量一般为10~30kg/m2，自重约仅为钢筋混凝土结构的1/20~1/30，普通钢结构的1/2~1/3。
相比之下大大减小了自重，由此也减小地震作用，降低了基础工程的费用。
同时，门式结构占地面积小，与钢筋混凝土结构相比可以有效提高占地面积的使用率，扩大了厂房的使用面积。
2.1.2工业化程度高，施工周期短门式钢架的主要构件易于实现标准化、工业化，其加工制作均可以在工厂进行。
这样就可以提升施工的速度，节约施工的时间，减少成本。
门式刚架结构的特点、适用范围及常用形式
门式刚架结构的特点、适用范围及常用形式轻型门式刚架是梁柱采用刚性连接的单层钢结构，其具有结构简单、自重轻、受力合理、施工方便等特点，并便于工厂、标准化的加工制作。
门式刚架的适用范围为轻型工业建筑，无桥式吊车或仅有起重量不大于20t的中、轻级工作制桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构。
由于门式刚架构件板件厚度较薄，其不宜用于较强腐蚀介质的环境中。
门式刚架根据结构类型可分为单跨（图3-1a）、双跨（图3-1b）、多跨（图3-1c）刚架以及带挑檐的（图3-1d）和带毗屋的（图3-1e）刚架等形式。
多跨刚架中间柱与斜梁的连接一般采用铰接，多跨刚架宜采用双坡或单坡屋盖（图3-1f），必要时也可采用由多个双坡屋盖组成的多跨刚架形式（图3-1g）。
其梁柱截面可为等截面或变截面，柱脚一般为铰接或刚接。
一、建筑物长与宽的选择一般来说，在布置柱网时应遵循长度大于宽度的原则，能减轻刚架用钢量，同时也能减少柱间支撑的风荷载，从而降低支撑系统的用钢量。
例1：建筑物尺寸为60x50m,则在布置厂房时应将60m作为长度方向，50m作为跨度方向，即：60(L)x50（W），而不是50（L）x60(W).二、柱距选择技术经济比较表明，标准荷载作用下的最经济柱距是8～9m，超过9m时，屋面檩条与墙架体系的用钢量增加太多，综合造价并不经济。
这里标准荷载是指：屋面活载0.3KN/m2，基本风压0.5KN/m2，当荷载更大时，经济柱距应相应减少。
对于带有10吨以上行车的厂房，经济柱距应该是6～7m。
在布置柱距时，如需采用不等柱距时，应尽量将端跨柱距布置得比中间跨小，这是由于端跨风荷载要比中间跨大，另外在采用连续檩条设计时，端跨的挠度及跨中弯距总是比其他跨要大。
采用较小的端跨能使屋面檩条设计更方便节省。
例1：建筑物长度 = 70m经济柱距可取：1 @ 7 + 7 @ 8 + 1 @ 7 或者1 @ 8 + 6 @ 9 + 1 @ 8例2：建筑物长度 = 130m ，行车10吨经济柱距可取：*****+17@7+*****或者20 @ 6.5三、合理跨度的确定不同的生产工艺流程和使用功能在很大程度上决定着厂房跨度，有的业主甚至要求轻钢生产厂家根据自己的使用功能，确定较为经济的跨度。
门式刚架的结构特点
门式刚架的结构特点本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March门式刚架的结构特点、种类与适用范围在本小节中我们要给大家介绍单层刚架结构体系的组成、优缺点及适用范围；单层刚架结构体系的合理布置原则及及受力特点。
刚架:凡是梁、柱之间为刚性连接的结构，统称为刚架。
单层刚架也称为门式刚架。
门式刚架外形有水平横梁式和折线横梁式两种，它的选择主要服从建筑排水和建筑造型的考虑。
单层刚架为梁柱合一的结构，其内力小于排架结构，梁柱截面高度小，造型轻巧，内部净空较大，故被广泛应用于中小型厂房、体育馆、礼堂、食堂等中小跨度的建筑中。
一、门式刚架的结构特点、种类与适用范围刚架结构的受力优于排架结构，因刚架梁柱节点处为刚接，在竖向荷载作用下，由于柱对梁的约束作用而减小了梁跨中的弯矩和挠度。
在水平荷载作用下，由于梁对柱的约束作用减少了柱内的弯矩和侧向变位，如图1-13所示。
因此，刚架结构的承载力和刚度都大于排架结构，故门式刚架能够适用于较大的跨度。
图1－13 刚性连接与铰接的弯矩比较a)排架结构 b）无铰刚架 c)两铰刚架 d）三铰刚架门式刚架的结构计算简图，按构件的布置和支座约束条件可分成三种:（1）无铰刚架（2）两铰刚架（3）三铰刚架（1）钢筋混凝土无铰刚架（图1-13b）无铰刚架和排架相比，当跨度和荷载相同，且跨度不大于18m时，刚架比排架结构轻巧，可节省钢材约10％，混凝土约20％。
无铰刚架和两铰刚架、三铰刚架相比，前者基础承受弯矩较大，因此基础大、耗料多，不够经济；此外，由于这种刚架属于超静定结构，和三铰刚架相比，对地基的不均匀沉降和温度变化引起的内力变化较大。
所以地基条件较差时，必须考虑其影响。
（2）钢筋混凝土两铰刚架（图1-13c）两铰刚架也是超静定结构，对地基不均匀沉降引起的结构内力也必须考虑，但两铰刚架基础材料用量较少和三铰刚架相比，其结构刚度较大，所以适用跨度较大。
轻钢门式刚架结构基本知识
注意受压翼缘的平面外稳定性和腹板的局 部稳定，一般可做成圆弧过渡并设置必要的 加劲肋
刚架折角处的构造及应力集中
格构式刚架适用范围较大，且刚度大、耗钢省； 跨度小采用三铰，跨度较大采用两铰或无铰结构； 梁高可取跨度的1/15-1/20。
格构式刚架结构
为节省材料、增加刚度、减轻基础负担，可施加 预应力，以调整结构中的内力，可布置在支座铰的 平面内，也可布置在刚架横梁内仅对横梁施加预应 力，也可对整个刚架施加预应力
2.1.1轻钢门式刚架结构基本知识
• 2.结构组成
主结构系统
主刚架： 多采用实腹式变截面H型钢 支撑体系：水钢平、、钢柱管间等支撑、系杆等，多采用圆钢、角
刚 架 结 构
次结构系 统
屋面檩条 墙面檩条
围护结构系统
多采用Z、C型钢
屋面板 加保温材料的压型钢板或彩钢夹芯板
墙面板
辅助结构： 楼梯、平台、栏杆等
基础
• 结构组成
2.1.1轻钢门式刚架结构基本知识
•3.结构布置
•1）平面及里面布置
• 刚架的合理间距（柱距）应综合考虑使用要求、 刚架跨度、檩条合理跨度及荷载条件等因素确定。一 般可在6～12m间选用；横向跨度一般为3m的倍数， 如15m，18m，21m，24m等，并保证外侧对齐；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，其平均高度宜采用4.5~9.0mm，当有桥式吊车时 不宜大于12m。
轻钢门式刚架结构钢材施工
概述
门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确 、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，因 此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用 建筑中。它的特点体现轻钢结构轻型、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、节约建设周期;结构坚固耐用、建筑外型 新颖美观、质优价宜、经济效益明显;柱网尺寸布置自由灵 活、能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。由于其 梁柱节点多可视为刚接，使其具有卸载作用，使得实腹门式 刚架具有跨度大的特点，可取跨度的1/30～1/40。目前单跨 刚架的跨度国内最大已达243m（鸟巢）。
轻型门式刚架课件
现场安装与校正
安装准备
对施工现场进行清理和平整，确保安装条件 良好。
安装顺序
按照规定的安装顺序进行构件的组装和连接 。
校正与固定
对安装完成的构件进行校正，确保满足设计 要求，并进行必要的固定措施。
验收与交付
完成安装后进行验收，并交付给业主或使用 单位。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
轻型门式刚架的结构设 计
结构设计原则
安全可靠
确保结构在各种可能出现的荷 载作用下都能保持安全稳定。
经济合理
在满足安全性和使用功能的前 提下，力求结构造价的经济合 理。
施工方便
结构设计应便于施工，降低施 工难度和成本。
耐久适用
考虑结构的耐久性，确保结构 在使用年限内能够保持良好性
轻型门式刚架的发展历程
起源
轻型门式刚架起源于20世纪初，随着工业技术的不断发展，其结构形式和应用 范围逐渐得到拓展。
发展历程
在20世纪中叶，随着钢结构材料和技术的进步，轻型门式刚架逐渐成为工业建 筑的主要结构形式之一。近年来，随着环保意识的提高和新型材料的出现，轻 型门式刚架在设计和应用方面不断创新和完善。
组装与拼接
将切割和加工好的钢材按 照设计图纸进行组装和拼 接，确保结构的整体性和 稳定性。
质量控制
材料检验
对进场的钢材和其他材料进行质 量检验，确保符合设计要求和相
关标准。
焊接检验
对焊接部位进行无损检测，如X射 线检测、超声波检测等，确保焊接 质量。
尺寸检验
轻型门式刚架结构的特点及适用范围
轻型门式刚架结构的特点及适用范围
一、刚架特点
(1)用轻型屋面，不仅可减少梁柱截面尺寸，基础也相应减少。
(2)在多跨建筑中可做成一个屋脊的大双坡屋面，为长坡面排水创造了条件。
设中间柱可减少横梁的跨度，从而降低造价。
中间柱采用钢管制作的上下铰接摇摆柱，占空间小。
(3)侧向刚度籍檩条的隅撑保证，省去纵向刚性构件，并减少翼缘宽度。
(4)刚架可采用变截面，截面与弯矩成正比；变截面时根据需要可改变腹板的高度和厚度及翼缘的宽度，做到材尽其用。
(5)刚架的腹板可按有效宽度设计，即允许部分腹板失稳，并可利用其屈曲后强度。
故腹板高厚比可比《钢结构设计规范》（GB50017）规定为大，即可减少腹板厚度。
(6)竖向荷载通常是设计的控制荷载，但当风荷载较大或房屋较高时，风荷载的作用不应忽视。
在轻屋面门式刚架中，地震作用一般不起控制作用。
(7)支撑可做得较轻便。
将其直接或用水平节点板连接在腹板上，可采用张紧的圆钢。
(8)结构构件可全部在工厂制作，工业化程度高。
构件单元可根据运输条件划分，单元之间在现场用螺栓相连，安装方便快速，土建施工量少。
二、适用范围
门式刚架通常用于跨度为9~36m，柱距为6m，柱高为4.5~9m，设有吊车起重量较小的单层工业房屋或公共建筑（超市、娱乐体育设施、车站候车室、码头建筑）。
- 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)。
【专业知识】轻型门式刚架结构的结构特点
【学员问题】轻型门式刚架结构的结构特点？
【解答】（1）主体结构采用门式刚架，刚架可以是单跨、双跨或多跨，还可带附跨。
把中柱做成摇摆柱体现了材料集中使用的原则。
（2）采用变化构件截面的手段以适应弯矩变化是门式刚架轻型化的技术措施之一。
柱脚常用铰接，（当有桥式吊车时用等截面、柱脚固定）。
（3）刚架间距一般6m左右，亦可采用7.5~9m，间距太大将增加檩条的用钢量。
温度区段长度：
纵向小于等于300m；横向小于等于150m.
当不超过以上数值时，一般情况下可不考虑温度应力和温度变形的影响。
柱间支撑的纵向水平刚度较单独柱大得多（约10～20倍），故厂房纵向温度变形的不动点接近于柱间支撑的中点（有两道柱间支撑时，为两支撑距离的中点）。
新规范增加：当有计算依据时，温度区段长度可适当加大，是考虑到影响温度区段长度限值的因素较多，在规范中无法逐一反映，让设计人员根据具体情况考虑增减。
当温度区段长度超过规范规定的数值时，应进行温度应力的计算或设置温度伸缩缝。
温度伸缩缝的两种做法：
a.在搭接檩条的螺栓连接处采用长圆孔；
b.设置双柱。
此外，吊车梁与柱的连接宜采用长圆孔。
（4）刚架斜梁的坡度取决于屋面排水坡度，一般i=1/8~1/20.
减小构件腹板厚度，一般腹板壁厚在4~10mm，（4mm是规程规定的下限），主要利用腹板截面的屈曲后强度。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002推荐采用Q235、Q345钢材。
（5）檩条采用冷弯薄壁型钢，截面一般为C型钢或Z型钢（坡度较大时，可以做到主轴与地面平行）。
檩条壁厚一般1.5~3.0mm，1.5mm为规范规定的下限。
新修定的国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002已取消了壁厚6mm 上限的规定，板厚由设计者自行掌握（未试验），我国目前已能生产12.5mm厚的冷弯薄壁型钢。
（6）支撑体系：
必须设屋盖支撑系统和柱间支撑系统。
屋盖支撑布置在温度区段的两端或端部第二开间（此时第一开间设刚性系杆）。
柱间支撑设在与屋盖支撑相同的柱间，无吊车时，间距一般30~45m，不大于60m.有吊车时柱间支撑宜设在温度区段中部。
支撑一般为十字交叉，截面采用张紧的圆钢或小角钢。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。
事实表明，习惯左右了成败，习惯改变人的一生。
在现实生活中，大多数的人，对学习很难做到学而不厌，学习不是一朝一夕的事，需要坚持。
希望大家坚持到底，现在需要沉淀下来，相信
将来会有更多更大的发展前景。