门式钢架结构详细解释
门式钢结构基础知识
门式钢结构基础知识门式钢结构，听起来好像很复杂的样子，其实啊，就像搭积木一样有趣呢。
门式钢结构主要就是由门架组成的呀。
这门架就好比是一个人的骨架，支撑起整个结构的重量。
它有两根柱子，就像人的两条腿，稳稳地站在地上，而横梁呢，就像是人的肩膀，把两边的柱子连接起来。
这个结构看起来简单，可作用大着呢。
我们再说说它的材料吧。
一般都是钢材，钢材这东西，硬邦邦的，就像硬汉一样。
它的强度高啊，能承受很大的压力。
你想啊，如果把一个房子比作一个大家庭，那门式钢结构里的钢材就是这个家庭里最能扛事儿的那个成员。
不管是风啊，雪啊，还是房子里面放了很多重物，它都能顶得住。
不像那些软弱的材料，稍微有点压力就垮掉了。
门式钢结构的连接也很有讲究。
就像是拼图一样，每个部分都得严丝合缝地拼在一起。
焊接就是一种常见的连接方式，把两个钢材部件牢牢地粘在一起，这就像是给它们之间打了个超牢固的胶水。
螺栓连接也常用啊，螺栓就像是小纽扣一样，把各个部件紧紧地扣在一起。
要是连接没做好，那就像衣服上的纽扣掉了，整个结构就会散架，这可不得了。
门式钢结构在建筑中的应用可广泛了。
比如说厂房，那些大大的厂房好多都是用门式钢结构建造的。
为什么呢？因为厂房里面往往要放很多大型的机器设备，对空间的要求很高。
门式钢结构搭建起来比较快，就像搭乐高积木一样，一块一块地很快就能搭出一个很大的空间来。
而且它的成本相对来说比较低，对于那些想要节省成本又想快速建成厂房的企业来说，简直是再好不过的选择了。
还有仓库也是啊，仓库要堆放货物，门式钢结构能够提供宽敞的内部空间。
这空间就像一个大口袋，可以装下很多东西。
它的结构稳定，不用担心货物太多把仓库压垮。
这就好比一个强壮的人背着重重的行囊，依然能够健步如飞。
在设计门式钢结构的时候，那可是要考虑很多因素的。
要考虑当地的气候条件，要是在经常刮大风的地方，就得把结构设计得更坚固些，就像给一个战士穿上更厚的铠甲一样。
还要考虑建筑物的用途，如果是存放易燃易爆物品的仓库，那在防火防爆方面就得特别用心设计，这就像给危险物品加上层层保护罩一样。
钢结构基本结构形式之轻钢门式刚架结构
钢结构基本结构形式之轻钢门式刚架结构
单层钢结构厂房一般为轻钢门式刚架结构。
刚架结构通常是指由直线形杆件（梁和柱）通过刚性节点连接起来的结构。
工程中习惯把梁与柱之间为铰结的单层结构称为排架，多层多跨的刚架结构则称为框架。
我们讨论的刚架是单层刚架，因单层单跨或多跨刚架为"冂"字型的外形之故，习惯上称为门式刚架。
单层刚架结构的杆件较少，一般为大跨度结构，内部空间较大，便于利用，且刚架一般由直杆组成，制作方便。
因此，在实际工程特别是工业建筑中应用非常广泛。
当跨度与荷载一定时，门式刚架结构比屋面大跨梁（或屋架）与立柱组成的排架结构轻巧，可节省钢材约10%以上。
斜梁为折线形的门式刚架类似于拱的受力特点，具有受力性能良好、施工方便、造价较低和造型美观等优点。
由于斜梁是折线形的，使室内空间加大，适于双坡屋顶的单层中、小型建筑，在工业厂房、体育馆、礼堂和食堂等民用建筑中得到广泛应用。
但门式刚架刚度较差，受荷载后产生跨变，因此用于工业厂房时，吊车起重量一般不超过10t。
实际工程中大多采用两铰刚架以及由它们组成的多跨结构，如图1.1所示。
无铰刚架很少使用。
门式刚架的高跨比、梁柱线刚度比、支座位移、温度变化等均是影响结构内力的因素，门式刚架结构选型时应予以考虑。
门式钢架结构详解讲解
轻型门式刚架结构与一般普通钢结构相比具有 以下技术特征： 结构构件的横截面尺寸较小，可以有效地利用建筑 空间，降低房屋的高度，建筑造型美观。 门式刚架的刚度较好，自重轻，横梁与柱可以组装， 为制作、运输、安装提供了有利条件。 屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/5～ 1/10(20～50kg/m2)，是一种经济可靠的结构形式。
变截面梁
刚接柱脚详图
刚接柱脚门式刚架
铰接柱脚详图
Hale Waihona Puke 变截面梁、柱铰接柱脚门式刚架
根据支座的构造，刚架分铰接与固接接两种， 铰接时横梁弯矩较大，因此梁的截面应大些，柱 一般做成变截面，基础较小。固接时刚架横梁截 面较小，柱为不变截面，而基础较大。
选择支座是铰接还是固接，这不仅是经济上 的考虑，而且土壤条件更是一个重要的因素。当 土壤的压缩性为可疑或不可靠时，铰接支座比固 接好，因为支座有任何位移时，对固接刚架内力 的影响比铰接刚架的影响大得多，铰接刚架柱截 面向上逐渐增大，目的是与弯矩的变化相适应。
三铰刚架：柱脚、屋脊处均为铰接，为静定结构。 刚度较差，结构内力大。变形及不均匀沉降均不会 产生附加内力。适用于小跨度和基础性能较差的工 程建筑。
无铰刚架是超静定结构。结构刚度较大，但地基 有不均匀沉降时，特使结构产生附加内力。三铰刚架 是静定结构，地基有不均匀沉降时，对结构不会引起 附加内力，但跨度大时，半榀三铰刚架的悬臂吊装内 力也不少，而且三铰刚架的刚度也较差，故三铰刚架 一般多用于小跨度(12米)和地基较差的情况。
采用轻质围护结构，大大减轻恒载，整体结
构自重轻；
采用标准化、自动化生产构件，现场装配，
施工进度快；
广泛用于大中小跨度、工业与民用建筑，空
门式刚架
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设计规范
设计规范
采用的是“门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102-2002”，在进行屋面檩条和墙面檩条设计过程中可 参照“冷弯薄壁型钢结构技术规范GB -2002”，两套规范在设计檩条的过程中的区别就在于：根据“冷弯薄壁型 钢结构技术规范GB -2002”，当拉条位于远端时，可以认为当檩条远端翼缘受压时，拉条起到平面外支撑，可减 小檩条的计算长度。
门式刚架
结构体系
01 简介
03构方案
05 常见问题
07 设计软件
目录
06 设计规范
基本信息
门式刚架为一种传统的结构体系，该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙 骨架等。
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。门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国， 经历了近百年的发展，已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系。
特点
特点
门式刚架轻型房屋钢结构属轻型钢结构的一个分枝，这种结构型式的主要特点是：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。
常见问题
常见问题
·吊车梁上翼缘宽度偏小，满足轨道安装尺寸要求，且存在使用幌动问题，此问题较普遍。 ·吊车10吨以上时，吊车梁受压翼缘的侧向既不加强截面，也不设置水平掣动桁架，造成吊车幌动。 ·某工程屋面坡度角40多度，采用荷载规范规定的体形系数，在大风中倒塌。 ·门式刚架多跨不等高，或带天窗多跨厂房，风荷载体形系数使用混乱。 ·厂房为砼柱，屋面梁为H形截面钢梁，柱顶铰接，不是门式刚架体系，却按门式刚架设计。 ·许多电算资料或手算资料不全，檩条、墙梁、墙架柱、柱间支撑，屋面支撑等，特别是节点连接，相当于 部分未进行计算。 ·檩条兼作横向支撑桁架竖杆时，并未对其承载力和作为压杆的长细比进行验算。 ·有的厂房檩间不设拉条，影响结构安全。
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。
门式钢架结构1分解
2、钢刚架结构 钢刚架结构可分为实腹式和格构式两种。 实腹式刚架适用于跨度不很大的结构，常做成两铰式结构。 结构外露，外形可以做得比较美观，制造和安装也比较方 便，实腹式刚架的横截面一般为焊接工字形，少数为Z形。 国外多采用热轧H形或其他截面形式的型钢，可减少焊接 工作量，并能节约材料。当为两铰或三铰刚架时，构件应 为变截面，一般是改变截面的高度使之适应弯矩图的变化。 实腹式刚架的横梁高度一般可取跨度的1／6～1／20，当 跨度大时梁高显然太大，为充分发挥材料作用，可在支座 水平面内设置拉杆，并施加预应力对刚架横梁产生卸荷力 矩及反拱。
门式刚架按其结构组成和构造的不同，可以分为无铰刚架、 两铰刚架和三铰刚架等三种形式。
无铰门式刚架的柱脚与基础固接， 为三次超静定结构，刚度好，结构 内力分布比较均匀，但柱底弯矩比 较大，对基础和地基的要求较高。 因柱脚处有弯矩、轴向压力和水平 剪力共同作用于基础，基础材料用 量较多。由于其超静定次数高，结 构刚度较大，当地基发生不均匀沉 降时，将在结构内产生附加内力， 所以在地基条件较差时需慎用。
(b) 杆件上留洞
空心刚架也可采用预应力，但对施工技术和材料要求较高， 所以一般用于较大跨度的建筑中。 钢筋混凝土门式刚架的梁高可按连续梁确定，一般取跨度 的1／15～1／20，但不宜小于250mm；柱底截面高度一 般不小于300mm，柱顶截面高度则为600～900mm。梁 柱截面为等宽，一般应大于柱高的1／20，且不小于 200mm。 门式刚架的纵向柱距一般为6m；横向跨度以米为单位取 整数，一般以3m为模数，如15m、18m、21m、24m等。
3、刚架铰节点的构造 刚架铰节点包括三铰或双铰刚架中横梁屋脊处的顶铰及柱 脚处的支座铰。铰节点的构造，应满足力学中的理想铰的 受力要求，即应保证节点能传递竖向压力及水平推力，但 不能传递弯矩。铰节点既要有足够的转动能力，但又要构 造简单，施工方便。格构式刚架应把铰接点附近部分的截 面改为实腹式，并设置适当的加劲肋，以便可靠地传递较 大的集中作用力。
门式钢架简介
轻型门式刚架结构简介一、结构组成轻型门式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 1 给出了轻型门式刚架组成的图示说明。
图 1 轻型门式刚架的组成二、结构形式在门式刚架轻型房屋钢结构体系中，屋面宜采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条，外墙宜采用压型钢板墙面板和冷弯薄壁型钢墙梁。
主刚架由边柱、刚架梁、中柱等构件组成。
边柱和梁通常根据门式刚架弯矩包络图的形状制作成变截面，以达到节约材料的目的。
根据门式刚架横向平面承载、纵向支撑提供平面外稳定的特点，要求边柱和梁在横向平面内具有较大的刚度，一般采用焊接工字形截面。
中柱以承受轴压力为主，通常采用强弱轴惯性矩相差不大的宽翼缘工字钢、矩形钢管或圆管截面，主刚架的下翼缘和刚架柱内翼缘出平面的稳定性，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张紧的圆钢。
刚架的主要构件运输到现场后通过高强度螺栓节点相连。
典型的主刚架如图 2 所示，典型的主刚架节点连接形式如图 3 所示。
(a) 门式刚架弯矩包络图 (b) 门式刚架梁柱截面形式(c) 单跨双坡 (d) 双跨(e) 双跨 (f) 多跨(g) 带挑檐 (h) 带毗屋(i) 单跨单坡 (j) 双跨单坡图 2 主刚架包络图及基本形式图 3 主刚架典型连接节点三、结构平面布置轻型门式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，轻型门式刚架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 100m 。
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，吊车梁与柱的连接处宜采用长圆孔。
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。
门式刚架各构件名称
门式刚架（Gantry Crane）通常由以下几个主要构件组成：
主梁（Main Beam）：门式刚架的主要水平横梁，负责承载和支撑其他构件以及起重机械。
支腿（Legs）：门式刚架的立柱结构，支撑主梁并将其固定在地面或基础上。
车轮组（Wheel Assembly）：门式刚架上的车轮装置，通常安装在支腿的底部，使门式刚架能够沿轨道或地面移动。
门轨（Crane Rail）：门式刚架上的轨道系统，用于支持和引导起重机械在横向方向上的移动。
起重机械（Crane Machinery）：门式刚架上的起重装置，包括吊钩、电动机、传动装置等，用于提升和搬运货物。
驱动机构（Drive Mechanism）：门式刚架上的动力系统，通常由电动机、减速器和传动装置组成，用于驱动起重机械和门式刚架的移动。
控制系统（Control System）：门式刚架上的控制装置，包括操作台、控制盒、传感器等，用于操纵和控制起重机械的运行和动作。
这些构件共同组成门式刚架的结构，使其具备起重和移动货物的能力。
具体构件的命名可能因不同厂商或地区而略有差异，但上述构件名称是比较常见和通用的。
门式刚架
门式刚架结构与普通钢结构相比具有以下技术特征：
结构构件的横截面尺寸较小，可以有效地利用建筑 空间，降低房屋的高度，建筑造型美观。 门式刚架的刚度较好，自重轻，横梁与柱可以组装， 为制作、运输、安装提供了有利条件。
屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/5～
1/10(20～50kg/m2)，是一种经济可靠的结构形式。
采用铰接当设有桥式吊车、檐口标高较高或刚
度较高时，柱脚与基础可采用刚接。
刚接柱脚
加劲肋
地脚螺栓
5.3 檩条的布置
檩条一般应等间距布置，但在屋脊处应沿屋脊两侧各条布置
檩条
屋面板安装
屋面PVC膜固定
隅撑连接
梁柱连接
五、门式刚架的结构形式
5.1 截面形式 按截面形式分，有等截面和变截面两种形式。 变截面与等截面相比，前者可以适应弯矩变化， 节约材料，但在构造连接及加工制造方面，不 如等截面方便，故当刚架跨度较大或 房屋较高时才设计成变截面。
变截面刚架梁
等截面刚架柱
5.2 柱脚形式 门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。 门式刚架的横梁与柱为刚接时，柱脚与基础宜
天窗架
吊车梁
山墙抗风柱
轻型门式刚架结构工业厂房
正在建设中的多层轻钢结构厂房
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。
压型钢板外墙板
二、门式刚架结构的组成
主要承重骨架—门式刚架 檩条、墙梁—冷弯薄壁型钢
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 支撑—屋面支撑、柱间支撑
门式刚架
h/l=0.75
12
2、刚架节点的连接构造
① 钢刚架节点的连接构造
13
② 钢筋混凝土刚架节点的连接构造
1
门式刚架结构体系
凡是梁、柱之间为刚性连接的结构，统称为 刚架。当梁与柱之间为铰接的单层结构，一般 称为排架。多层多跨的刚架结构则常称为框架， 单层刚架也称为门式刚架。门式刚架外形有水 单层刚架也称为门式刚架 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。
第一章 建筑结构体系与选型
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四、刚架的结构布置和构造
1、结构布置
10
其平面呈八角形，东 西长98m，南北长 109m。屋盖的主要 承重结构是中距为 30m的两榀东西向 93m跨的双铰门架， 矢高为7m，门架顶 高为28m，其上支承 八榀全长为105m的 三跨连续桁架。
11
门式刚架的高跨比
门式刚架的高度与跨度之比，决定了刚架 的基本形式，也直接影响结构的受力状态。除 此外，高跨比还将直接影响建筑物的建筑风格。
2
一、门式刚架的结构特点
第一章 建筑结构体系与选型
3
二、门式刚架的结构种类
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无铰刚架、两铰刚架、 三铰刚架三种。
第一章 建筑结构体系与选型
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1. 钢筋混凝土无铰刚架
基础承受弯矩较 大。此外，由于 此刚架属于超静 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。
第一章 建筑结构体系与选型
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三、门式刚架的形式及截面尺寸
1. 钢刚架结构
刚度大、耗钢少等优点 刚架的梁高可取跨度的 1/15～1/20
跨度不大， 横梁高度一般取跨度的1/20～1/12
门式刚架的分类
门式刚架的分类门式刚架是一种常见的结构形式，广泛应用于建筑和工程领域。
根据不同的分类标准，门式刚架可以分为多种类型。
本文将从不同的角度出发，对门式刚架进行分类和介绍。
一、按照结构形式分类1. 单跨门式刚架：指只有一跨的门式刚架结构，适用于较小跨度和较轻荷载的场合，如车库、仓库等。
2. 多跨门式刚架：指具有多个跨度的门式刚架结构，适用于大跨度和重荷载的场合，如体育馆、展览馆等。
二、按照梁柱连接形式分类1. 钢梁焊接连接门式刚架：梁柱采用焊接连接，结构稳定可靠，适用于大跨度和重荷载的场合。
2. 钢梁螺栓连接门式刚架：梁柱采用螺栓连接，方便拆装和运输，适用于中小跨度和轻荷载的场合。
三、按照梁柱形状分类1. H型梁门式刚架：梁截面呈H型，具有较高的强度和刚度，适用于大跨度和重荷载的场合。
2. I型梁门式刚架：梁截面呈I型，结构简单，适用于中小跨度和轻荷载的场合。
四、按照支座形式分类1. 固定支座门式刚架：梁柱支座固定，结构刚性好，适用于对位移要求较高的场合。
2. 滑动支座门式刚架：梁柱支座可滑动，能够吸收结构变形，适用于受温度变化影响较大的场合。
五、按照用途分类1. 工业门式刚架：适用于工业厂房、仓库等场所，具有承载能力强、结构稳定的特点。
2. 建筑门式刚架：适用于建筑结构中的大跨度屋面、大跨度照明罩、大跨度悬挑结构等。
六、按照材料分类1. 钢结构门式刚架：采用钢材作为主要结构材料，具有重量轻、强度高的特点，适用于大跨度和重荷载的场合。
2. 混凝土结构门式刚架：采用混凝土作为主要结构材料，具有耐久性好、成本较低的特点，适用于中小跨度和轻荷载的场合。
以上是对门式刚架的几种常见分类进行的介绍。
门式刚架作为一种重要的结构形式，具有广泛的应用前景。
不同类型的门式刚架适用于不同的场合，工程设计师在选择时应根据具体要求和条件进行合理选择。
门式钢架结构详解
单跨单坡 摇摆柱 多跨（中间摇摆柱）
单跨双坡
多跨（梁柱刚结）
四坡双跨
高底跨
双坡双跨
高低跨单坡
门式刚架的各种结构形式
门式刚架的横梁与柱为刚接，柱脚与基础宜采
天窗架
吊车梁
山墙抗风柱
轻钢结构工业厂房
正在建设中的多层轻钢结构厂房
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。
压型钢板外墙板
一、门式刚架结构的组成
主要承重骨架—门式刚架 檩条、墙梁—冷弯薄壁型钢 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
足、可在刚架斜梁间设置钢管、H型钢或其他截
面形式的杆件。
的影响比铰接刚架的影响大得多，铰接刚架柱截
面向上逐渐增大，目的是与弯矩的变化相适应。
刚接柱脚工程实例
加劲板
地脚螺栓
浇入素混凝土 保护地脚锚栓
变截面
刚架梁
等截面 刚架柱
12.2 刚架的受力特点
无铰刚架：柱脚与基础固接，三次超静定结构，刚 度好，内力分布均匀。柱底有弯矩，对地基与基础 要求高。地基的不均匀沉降会产生附加内力。
五、变截面刚架与等截面刚架的对比:
柱和梁采用变截面形式时，截面形状与内力图 形附合较好，受力合理、节省材料。 变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等 截面方便。
六、柱脚形式:
门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。
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。
5、门式钢架
（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
温度区段长度： 纵向 300m； 横向 150m
条的用钢量。
。
当丌超过以上数值时，一般情况下可丌考虑温度应力和温度变形的影 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
响。
向温度变形的丌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 温度伸缩缝的两种做法：
四、门式刚架结构的经济指标
刚架用料 刚架形式 钢（kg） 混凝土 （m3) 钢（kg） 基础用料 总材料用量
混凝土 （m3)
4.28
钢（kg）
混凝土 （m3)
7.28
无铰
364
3.00
68.0
432
两铰
365
2.98
35.0
0.87
400
3.76
三铰
380
2.42
35.0
0.87
415
3.29
1、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。 刚架之间是以纵梁及板整体连接（即屋盖相当于一肋形屋盖，刚架的横梁 相当于肋形楼盖的主梁）。
《门式刚架结构》课件
门式刚架结构具有轻量化、高强度、抗震性能好等特点，因此在建筑领域已经被广泛应用。同时由于它 能够提供大空间、无柱达到大横跨距离，所以也受到了广泛关注。
结构组成
垂直荷载传递组件
通常由柱子和柱间横梁组成，主要用于支撑 屋面和承受楼板荷载。
钢结构主体
是门式刚架结构的核心部件，由截面较大、 强度较高的H型钢、管道等结构件制成。
维护常识
维护门式刚架需要经验丰富的人员，对于门式刚架结构的每个部分要有深刻的认识，以便及时发现和解 决问题。
保养措施
保养门式刚架结构需要注意其表面防腐、锈蚀等措施。定期对钢结构主体进行除锈、涂漆等保护处理。
结束语
门式刚架结构的未来发展
未来门式刚架结构将更加人性化、绿色化、智能化，以适应更多领域的应用 需求。
水平荷载传递组件
用于将荷载从垂直荷载传递组件传递到基础 上。通常由地脚、水平拉杆、膜杆组成。
支撑系统
用于提高整个结构的稳定性和安全性，通常 由支撑框架、脚手架、梯子、护栏组成。
结构设计
1
荷载计算
根据结构设计规范及项目实际情况进行荷载计算，确定结构参数。
2
主体结构设计
通过对荷载特性及房屋状况进行分析，采用有限元分析方法进行主体结构设计。
产业前景与展望
随着国家政策的支持和市场的不断壮大，门式刚架结构产业发展前景十分广 阔。我们对门式刚架结构的未来前景充满了信心！
案例分析
工业厂房门式刚架结构
工业厂房以生产为主要目的，因此清晰明了的工作环境、安全高效的操作流程等是关键。门式刚架结构 以自由度大、承载能力强、成本低等优点，成为了工业厂房的首选。
农业大棚门式刚架结构
农业大棚有着结构简单、施工方便、透光面积大等特点，通过选择合适的门式刚架结构方案，可以大大 降低施工难度、提高质量。
第七章 门式刚架结构
一、门式刚架的结构特点与适用范围
1、概念 梁柱等杆件之间为刚性连接的构件均为刚架 单层刚架是直线性杆件组成的具有刚性结点的结构
2. 特点
门架顶部可看做两端有固定端的横梁由于与柱 子刚性连接、横梁弯矩比较接情况下的M减少 子刚性连接、横梁弯矩比较接情况下的 减少 (柱对梁的约束减少梁的跨中弯矩 。同时梁对 柱对梁的约束减少梁的跨中弯矩)。 柱对梁的约束减少梁的跨中弯矩 柱的约束作用也减少了柱内弯矩，峰值小很多， 柱的约束作用也减少了柱内弯矩，峰值小很多， (在水平荷载下 在水平荷载下) 在水平荷载下
横 梁 的 连 接
柱与基础的铰接
第三节 选型与布置
一、选型（影响因素） 1、建筑使用功能 例游泳馆，采用不对称刚架，体育馆采用对称刚架 2、根据跨度选择 3、根据防水及屋面板材料 4、根据建筑物美观要求 二、布置 1、一般情况下矩形平面建筑都采用等间距．等跨度的结构布置间间距 一般6m跨度由各项条件等确定。 2、根据不同平面可呈辐射状，扇形等多种排列方式形成风格多变的建 筑造型。 3、在结构总体布置时，应加强结构的整体性，保证纵横两个方向的刚 度，要求在建筑物两端布置水平支撑，纵向设置柱间支撑和联系梁。 4、刚架可达30m，预经刚架可达40－50m钢刚架可达75m。
三、刚架支撑
p39
广泛用于工业厂房和体育馆等
二、影响其结构内力的因素 影响其结构内力的因素
1.约束条件 三铰刚架，最大优点是静定结构，计算简便，不会 引起附加内力，与其他刚架相比节点弯矩稍大，刚 度略差的适用于2m跨度以内，或地基较差的情况。 两铰刚架：超静定结构，基础无弯矩，省料省工， 但地基不均匀沉降对结构内力也有影响。 无铰刚架：二次超静定结构，节点弯矩小，基础有 弯矩，费工费料，对温差与支 沉降差很敏感。易产 生附加内力。实际工程中常采用三砼刚或两砼刚架 以及由它们组成的多跨结构
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。
门式钢架结构详解讲解
3.应用规模：国内每年有一千万平方米的轻钢结 构建筑物竣工。
四、门式刚架的适用范围及截面形式
(1)屋面荷载较小，横向跨度为9～24m，柱高为 4.5～9m。
(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，
双坡双跨
高低跨单坡
门式刚架的各种结构形式
门式刚架的横梁与柱为刚接，柱脚与基础宜采 用铰接；当水平荷载较大，檐口标高较高或刚度要 求较高或有中重级工作制吊车时，柱脚与基础可采 用刚接。
变截面与等截面相比，前者可适应弯矩变化， 节约材料，但在构造连接及加工制造方面，不如等 截面方便，故当刚架跨度较大或房屋较高时才设计 成变截面。
二、门式刚架的结构布置
1.刚架的建筑尺寸和布置 跨度：一般为9～24m 高度：取地坪柱轴线与斜梁轴线交点高度，宜取 4.5～9m 柱距：应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求 等因素，宜取6m、7.5m、或9m，最大12m 挑檐长度：根据使用要求确定，宜为0.5～1.2m 温度分区：纵向温度区段＜=300m 横向温度区段<=150m
三铰刚架：柱脚、屋脊处均为铰接，为静定结构。 刚度较差，结构内力大。变形及不均匀沉降均不会 产生附加内力。适用于小跨度和基础性能较差的工 程建筑。
无铰刚架是超静定结构。结构刚度较大，但地基 有不均匀沉降时，特使结构产生附加内力。三铰刚架 是静定结构，地基有不均匀沉降时，对结构不会引起 附加内力，但跨度大时，半榀三铰刚架的悬臂吊装内 力也不少，而且三铰刚架的刚度也较差，故三铰刚架 一般多用于小跨度(12米)和地基较差的情况。
12.1 概述
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轻型门式刚架结构与一般普通钢结构相比具有 以下技术特征： 结构构件的横截面尺寸较小，可以有效地利用建筑 空间，降低房屋的高度，建筑造型美观。 门式刚架的刚度较好，自重轻，横梁与柱可以组装，
为制作、运输、安装提供了有利条件。
屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/5～
1/10(20～50kg/m2)，是一种经济可靠的结构形式。
两铰刚架：柱脚与基础铰接，结构内力大于无铰刚 架。但基础不承受弯矩，设计、施工简单。但柱脚 不均匀沉降会产生附加内力。
三铰刚架：柱脚、屋脊处均为铰接，为静定结构。 刚度较差，结构内力大。变形及不均匀沉降均不会 产生附加内力。适用于小跨度和基础性能较差的工 程建筑。
无铰刚架是超静定结构。结构刚度较大，但地基
酯泡沫塑料、岩棉等
支撑—屋面支撑、柱间支撑
单层轻型钢结构房屋的组成
二、门式刚架结构的特点
重量轻(20～50kg/m2)
工业化程度高、施工 周期短 柱网布置灵活 综合经济效益高
门式刚架结构性能： 1.门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、
隅撑来保证，从而减少了屋盖支撑的数量，
柱距：应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求
等因素，宜取6m、7.5m、或9m，最大12m
挑檐长度：根据使用要求确定，宜为0.5～1.2m
温度分区：纵向温度区段＜=300m
横向温度区段<=150m
门式刚架的柱高与跨度的比例（高跨比H/L）
是选型的主要参数。从结构观点看，由于柱高的减
少将使推力增大，因而对三铰门架来说，最好的形
五、变截面刚架与等截面刚架的对比:
柱和梁采用变截面形式时，截面形状与内力图 形附合较好，受力合理、节省材料。 变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等 截面方便。
六、柱脚形式:
门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。
变截面梁
刚接柱脚详图
刚接柱脚门式刚架
变截面梁、柱
铰接柱脚详图
铰接柱脚门式刚架
用铰接；当水平荷载较大，檐口标高较高或刚度要
求较高或有中重级工作制吊车时，柱脚与基础可采
用刚接。
变截面与等截面相比，前者可适应弯矩变化，
节约材料，但在构造连接及加工制造方面，不如等
截面方便，故当刚架跨度较大或房屋较高时才设计
成变截面。
二、门式刚架的结构布置
1.刚架的建筑尺寸和布置 跨度：一般为9～24m 高度：取地坪柱轴线与斜梁轴线交点高度，宜取 4.5～9m
端部柱间支撑考虑温度应力影响宜设置在第 二柱间。 当房屋内设有不小于5t的吊车时，柱间支撑
宜用型钢；当房屋中不允许设置柱间支撑时，
应设置纵向刚架。
⑤ 刚架转折处（单跨房屋边柱柱顶和屋脊，以及多
跨房屋某些中间柱顶和屋脊）宜沿房屋全长设置
刚性系杆。
刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足压
弯杆件的刚度和承载力要求，若刚度或承载力不
四、门式刚架的适用范围及截面形式
(1)屋面荷载较小，横向跨度为9～24m，柱高为 4.5～9m。 (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。
轻型房屋钢结构体系
在传统观念中，一般指由圆钢、小角钢 （∟45×4及∟56×36×4以下）组成的小型或小
跨度屋架、钢架结构，采用砖墙、混凝土墙板和
屋面板，多用于小型厂房、仓库或临时建筑。
随着冷弯薄壁型钢和彩色压型钢板等新型围
护结构和材料的出现，其概念已发生根本性变革，
与传统钢结构相比，其“轻”主要体现在:
的影响比铰接刚架的影响大得多，铰接刚架柱截
面向上逐渐增大，目的是与弯矩的变化相适应。
刚接柱脚工程实例
加劲板
地脚螺栓
浇入素混凝土 保护地脚锚栓
变截面
刚架梁
等截面 刚架柱
12.2 刚架的受力特点
无铰刚架：柱脚与基础固接，三次超静定结构，刚 度好，内力分布均匀。柱底有弯矩，对地基与基础 要求高。地基的不均匀沉降会产生附加内力。
式是高度大于跨度。但对两铰门架来说，由于跨中
弯矩的存在，跨度稍大于高度就成为合理的了。
总的来说，高跨比H/L＝0.75是比较合理的。
2.檩条和墙梁的布置
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，在天沟附近布置一道 。
屋面檩条布置实例
墙梁：墙梁的布置，应考虑设置门窗、 挑檐、遮雨篷等构件和围护材料的要求。 门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，在 采用压型钢板作围护面层时，墙梁宜布置 在刚架的外侧，其间距随墙板板型及规格 而定。
同时支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。
2.门式刚架的梁、柱多采
用变截面杆件，可以节
省材料。
3.组成构件的杆件较薄，
对制作、运输、安装的
要求高。 4.构件的抗弯刚度、抗扭 刚度比较小，结构的整 体刚度也比较柔。
中国工程建设 三、门式刚架结构的应用情况 标准化协会 1.我国门式刚架设计标准：《门式刚架轻型房屋 钢结构技术规程》(CECS102:2002) 2.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。 3.应用规模：国内每年有一千万平方米的轻钢结 构建筑物竣工。
有不均匀沉降时，特使结构产生附加内力。三铰刚架
是静定结构，地基有不均匀沉降时，对结构不会引起
附加内力，但跨度大时，半榀三铰刚架的悬臂吊装内
力也不少，而且三铰刚架的刚度也较差，故三铰刚架 一般多用于小跨度(12米)和地基较差的情况。
12.3 门式刚架结构布置
一、门式刚架的各种结构形式
门式刚架又称山形门式刚架。其结构形式
天窗架
吊车梁
山墙抗风柱
轻钢结构工业厂房
正在建设中的多层轻钢结构厂房
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。
压型钢板外墙板
一、门式刚架结构的组成
主要承重骨架—门式刚架 檩条、墙梁—冷弯薄壁型钢 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
足、可在刚架斜梁间设置钢管、H型钢或其他截
面形式的杆件。
采用轻质围护结构，大大减轻恒载，整体结
构自重轻；
采用标准化、自动化生产构件，现场装配，
施工进度快；
广泛用于大中小跨度、工业与民用建筑，空
间布置灵活，建筑造型轻；
可回收，符合环保及可持续发展原则。
压型彩色钢板（板壁厚0.4～1.5mm）
冷弯薄壁型钢 （壁厚1.5～5mm）
12 门式刚架结构
3 .支撑和刚性系杆的布置原则：
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间，应同时设置屋盖
横向支撑，以构成几何不变体系。
③ 屋面端部支撑宜设在温度区段端部的第一
或第二个开间。
④ 柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力情 况和安装条件确定。 当无吊车时宜取30～45m； 当有吊车宜设在温度区段中部； 当温度区段较长时宜设在三分点处，间距常取 40m～60m，且不宜大于60m； 当建筑物宽度大于60m时，在内柱列宜适当增 加柱间支撑； 房屋高度较大时，柱间支撑要分层设置。
根据支座的构造，刚架分铰接与固接接两种，
铰接时横梁弯矩较大，因此梁的截面应大些，柱
一般做成变截面，基础较小。固接时刚架横梁截
面较小，柱为不变截面，而基础较大。
选择支座是铰接还是固接，这不仅是经济上
的考虑，而且土壤条件更是一个重要的因素。当
土壤的压缩性为可疑或不可靠时，铰接支座比固
接好，因为支座有任何位移时，对固接刚架内力
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。按截面形式 分，有等截面与变截面。 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
单跨单坡 摇摆柱 多跨（中间摇摆柱）
单跨双坡
多跨（梁柱刚结）
四坡双跨
ห้องสมุดไป่ตู้高底跨
双坡双跨
高低跨单坡
门式刚架的各种结构形式
门式刚架的横梁与柱为刚接，柱脚与基础宜采