门式钢架抽柱设计方案PPT课件
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门式刚架设计讲义最新版PPT
主要内容
STS的模型输入方法
➢ 三维模型方法 ➢ 二维模型方法
门式刚架设计
➢ 门式刚架二维设计 ➢ 门式刚架三维设计 ➢ 工具箱相关部分
1 STS的模型输入方法
➢ 三维模型方法
✓ 门式刚架（框排架）三维建模（以标准榀方式建立） ✓ 框架三维建模（以标准层方式建立） ✓ 空间结构建模（建模任意、灵活）
2 门式刚架二维设计
2.2 截面优化与结构计算，结果查询
钢梁挠度图（显示钢梁的变形）
（1）绝对挠度图
（2）相对挠度图
（3）坡度改变率
（4）注意： 相对挠度和绝对挠度值的区别； 程序对两种挠度的挠跨比都进行了控制；设计人员需根据工程实际选择控制。
节点位移图 显示各工况下的节点位移图 可查看柱顶水平位移是否超出容许限值
1 门式刚架三维建模
（1）完成主刚架立面的二维模型输入，包括建立立面网格、布置构件、输入
荷载、铰接构件等
不承担屋面竖向荷载；
2 门式刚架二维设计
2.4 门式刚架二维中常见结构模型建立
✓ 带吊车的门式刚架结构
吊车荷载（桥式吊车）
➢ 作用分两部分：
➢ 吊车梁的作用：以恒载输入 ➢ 吊车工作的作用：
吊车荷载考虑最不利情况
吊车梁的作用：以恒载输钢入板按厚度统计重量
（2）适用范围：STS二维设计程序只能完成独立基础的布置和计算
1 檩条、墙梁计算和施工图
2 门式刚架二维设计
3 门式刚架三维设计
增加导入dxf网格功能
3 门式刚架三维设计
完全抗剪连接构造（能够把梁端的推力以剪力的方式完全传递给混凝土柱）
按照强度、稳定、长细比、挠度及位移限值，进行多次迭代计算，最后得到用钢量最小的截面。
STS的模型输入方法
➢ 三维模型方法 ➢ 二维模型方法
门式刚架设计
➢ 门式刚架二维设计 ➢ 门式刚架三维设计 ➢ 工具箱相关部分
1 STS的模型输入方法
➢ 三维模型方法
✓ 门式刚架（框排架）三维建模（以标准榀方式建立） ✓ 框架三维建模（以标准层方式建立） ✓ 空间结构建模（建模任意、灵活）
2 门式刚架二维设计
2.2 截面优化与结构计算，结果查询
钢梁挠度图（显示钢梁的变形）
（1）绝对挠度图
（2）相对挠度图
（3）坡度改变率
（4）注意： 相对挠度和绝对挠度值的区别； 程序对两种挠度的挠跨比都进行了控制；设计人员需根据工程实际选择控制。
节点位移图 显示各工况下的节点位移图 可查看柱顶水平位移是否超出容许限值
1 门式刚架三维建模
（1）完成主刚架立面的二维模型输入，包括建立立面网格、布置构件、输入
荷载、铰接构件等
不承担屋面竖向荷载；
2 门式刚架二维设计
2.4 门式刚架二维中常见结构模型建立
✓ 带吊车的门式刚架结构
吊车荷载（桥式吊车）
➢ 作用分两部分：
➢ 吊车梁的作用：以恒载输入 ➢ 吊车工作的作用：
吊车荷载考虑最不利情况
吊车梁的作用：以恒载输钢入板按厚度统计重量
（2）适用范围：STS二维设计程序只能完成独立基础的布置和计算
1 檩条、墙梁计算和施工图
2 门式刚架二维设计
3 门式刚架三维设计
增加导入dxf网格功能
3 门式刚架三维设计
完全抗剪连接构造（能够把梁端的推力以剪力的方式完全传递给混凝土柱）
按照强度、稳定、长细比、挠度及位移限值，进行多次迭代计算，最后得到用钢量最小的截面。
门式刚架 PPT课件
门式刚架结构设计中，为满足大跨度、大空间 设计需要，常常需要在边榀框架设置抗风柱。 为节省用钢量，抗风柱一般设计成上下两端铰 接的摇摆柱。设置摇摆柱可以同时减小梁柱内 力和截面，使结构用钢量更低，受力更合理， 然而摇摆柱的设置往往使刚架边柱的长细比超 限，为此提出降低边柱平面内计算长度，增大
稳定承载力的建议。
（1）角钢：分为等边和不等边角钢两种，常用制 作折架等格构式结构杆件和支撑等连接杆件。不等 边角钢的表示方法为“L”后加“长边宽x短边宽x厚度”， 如：L140x90x8，等边角钢“L”后加“边宽x厚度”，如 L125x8.
23
（2）工字钢：其型号用符号“I”加截面高度厘米数来 表示，腹板的厚度用a、b、c进行分类。如I30a表 示高度为30cm，腹板厚度为a类的工字钢。
（2）支撑的间距一般为30m-40m，不应大于60m； （3）支撑可布置在温度区间的第一个或第二个开间，
当布置在第二个开间时，第一开间的相应位置应设置 刚性系杆；
19
（4）45°的支撑斜杆能最有效地传递水平荷载，当 柱子较高导致单层支撑构件角度过大时应考虑设置 双层柱间支撑；
（5）刚架柱顶、屋脊等转折处应设置刚性系杆。 结构纵向于支撑桁架节点处应设置通长的刚性系杆；
21
低合金结构钢 低合金钢是在碳素结构钢中添加一种或几种少 量的合金元素（钢内各合金元素的总含量小于 5%），从而提高其强度、耐腐蚀性、耐磨性或 低温冲击韧性。低合金结构钢的含碳量一般较 低（少于0.20%），以便于钢材的加工和焊接。 低合金结构钢质量等级分为A、B、C、D、E五 级，由A到E表示质量由低到高。
（4）槽钢：其型号用符号“【”加截面高度厘米数来 表示，腹板的厚度用a、b、c进行分类。型号与工 字钢相似，如【32a表示截面高度为32cm，腹板为 a类的槽钢。
《门式钢架》PPT课件
陡坡、缓坡屋面，
等截面、变截面、加腋，
实腹、空腹、格构梁柱
大跨：柱距6~18m，跨度15~72m；
精选ppt
20
二、刚架节点的连接构造
1、钢刚架节点的连接构造 2、混凝土刚架节点的连接构造
精选ppt
21
三、刚架铰节点的构造
• 刚架铰节点包括三铰刚架中的顶铰及支座 铰。铰节点的构造应满足力学中的完全铰 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。
门式刚架结构：通常是指由直线形杆件通过刚性节点连接起来的结构。在建筑工 程中，习惯把梁与柱之间为铰接的单层结构称为排架，多层多跨的刚架结构则常称 为框架。因单层单跨刚架具有“门”字型的外形之故，习称门式刚架。
精选ppt
3
二、门式刚架的特点与适用范围
门式刚架、薄腹梁、桁架、 拱结构都同属平面结构体系。不 过，薄腹梁、桁架、拱是与柱子 铰接的，而门式刚架的横梁是与 柱子刚性连接的。由于刚性连接 的缘故，横梁弯矩比铰接情况下 的弯矩得以减少，故门式刚架能 够适用于较大的跨度，在结构上 与框架同属一类结构问题，不过 在大跨度建筑屋盖上的应用，主 要就是“门式刚架”这种型式。
到36m。
规定跨度可作
精选ppt
30
2、结构特点
（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。
精选ppt
31
（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）。
精选ppt
32
（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。
观，在房屋建筑中可适用于覆盖大面积的单跨、多跨等厂房、仓库和各类公
门式钢架抽柱设计方案PPT幻灯片课件
（3）围护板之蒙皮效应作用，使结构具有良好的 空间效果
8
图1.蒙皮效应可传递水平力
9
2. 门式刚架轻钢抽柱结构设计基本 理念
2.1门式刚架的使用范围： 1、主要承重结构：单跨或多跨实腹门式刚架； 2、具有轻型屋盖和轻型外墙； 3、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工
cr fy 即可推导出宽厚比的限值
23
2.4.2 提高局部稳定的办法 (1) 减小高厚比，宽厚比：加厚板件用钢量增加； (2) 设横向加劲肋: 针对什么情况？ (3) 设纵向加劲肋：针对什么情况？
24
2.4.3 局部稳定计算
◆构造措施与计算结合
hw 80 235
• ◆对于杆件系统，基本以支撑节点间距作为计算长度； • ◆对于刚架系统，判断有无侧移非常重要：强支撑（无
侧移）、弱支撑、无支撑（有侧移）； • 《钢结构设计规范》附录D
20
●计算长度是一个相对的概念：当某柱轴压力大，受 到无轴压力的柱子支持时，稳定性增加，意味计算 长度要减少；反之，无轴压力的柱子支持其他有轴 压力柱子时，稳定性减少，意味计算长度要增加。 有兴趣可比较一下《钢规》与《门规》的计算长度 区别；
次结构指屋面檩条和墙梁，它们支承围护板传来 的荷载，但同时围护板反过来对次结构提供侧向 支撑作用以提高其稳定；次结构受主刚架支承， 但同时对主刚架提供侧向支撑作用解决其稳定问 题。
6
1. 2. 4 围护板系统
围护板承受风、雨、雪、施工等荷载，受到次结 构支承，但反过来约束次结构提高了次结构的稳定。
16
◆侧向支撑需满足刚度条件：弹性支座刚 度
17
• 2.3.3. 整体稳定计算要点
• (1) 稳定曲线的意义 • ◆稳定系数的概念：
8
图1.蒙皮效应可传递水平力
9
2. 门式刚架轻钢抽柱结构设计基本 理念
2.1门式刚架的使用范围： 1、主要承重结构：单跨或多跨实腹门式刚架； 2、具有轻型屋盖和轻型外墙； 3、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工
cr fy 即可推导出宽厚比的限值
23
2.4.2 提高局部稳定的办法 (1) 减小高厚比，宽厚比：加厚板件用钢量增加； (2) 设横向加劲肋: 针对什么情况？ (3) 设纵向加劲肋：针对什么情况？
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2.4.3 局部稳定计算
◆构造措施与计算结合
hw 80 235
• ◆对于杆件系统，基本以支撑节点间距作为计算长度； • ◆对于刚架系统，判断有无侧移非常重要：强支撑（无
侧移）、弱支撑、无支撑（有侧移）； • 《钢结构设计规范》附录D
20
●计算长度是一个相对的概念：当某柱轴压力大，受 到无轴压力的柱子支持时，稳定性增加，意味计算 长度要减少；反之，无轴压力的柱子支持其他有轴 压力柱子时，稳定性减少，意味计算长度要增加。 有兴趣可比较一下《钢规》与《门规》的计算长度 区别；
次结构指屋面檩条和墙梁，它们支承围护板传来 的荷载，但同时围护板反过来对次结构提供侧向 支撑作用以提高其稳定；次结构受主刚架支承， 但同时对主刚架提供侧向支撑作用解决其稳定问 题。
6
1. 2. 4 围护板系统
围护板承受风、雨、雪、施工等荷载，受到次结 构支承，但反过来约束次结构提高了次结构的稳定。
16
◆侧向支撑需满足刚度条件：弹性支座刚 度
17
• 2.3.3. 整体稳定计算要点
• (1) 稳定曲线的意义 • ◆稳定系数的概念：
门刚设计 PPT课件
，宽度应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离，长度应
取两端山墙墙梁外皮之间的距离。
❖ 挑檐长度可根据使
斜梁轴线
用要求确定。
房屋檐口高度 刚架高度 房屋最大高度
宜为0.5～1.2m， 其上翼缘坡度宜 与横梁坡度相同。
柱轴线
地坪
刚架跨度
建筑定位轴线
内房蒙屋宽古度 建築職業技術學院
钢结构
刚架设计
1 荷载和荷载组合计算 2 内力和位移计算 3 刚架梁柱设计
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；
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、考虑地震作用时，风载不与地震作用同时考虑。 5、多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定；
内蒙古建築職業技術學院
关于风荷载体型系数钢结构内蒙古建築職業技術學院屋面平均高度不大于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时风荷载体型系数应按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程计算分别考虑刚架上的风荷载体型系数檩条和墙梁的风荷载体型系数屋面板和墙板的风荷载体型系数山墙墙架构件的风荷载体型系数及屋面挑檐的风荷载体型系数等
钢结构
2、荷载效应组合
在进行刚架内力分析时，非地震荷载效应组合有：
组合（1）： 1.2×永久荷载+0.9×1.4×[积灰荷载+max{屋面均 布活荷载、雪荷载}]+0.9×1.4×(风荷载+吊车竖 向及水平荷载)
组合（2）： 1.2×永久荷载+1.4×风荷载
内蒙古建築職業技術學院
钢结构
考虑地震作用组合： 1.2×重力荷载代表值 + 1.3×水平地震作用
门刚设计 PPT课件
钢结构
2. 可变荷载 ⑴ 屋面活荷载
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/m2
对受荷水平投影面积超过60m2的刚架构件，屋 面均布活荷载标准值可取不小于0.3 kN/m2 。
内蒙古建築職業技術學院
钢结构
⑵施工和检修集中荷载
设计屋面板和檩条时应考虑施工和检修集中荷 载（人和小工具的重力），按《建筑结构荷载规 范》规定取用，标准值为1.0kN，并在最不利位置进 行验算。
s——风荷载体型系数，考虑内、外风压最大值的组合，且含
阵风系数。
内蒙古建築職業技術學院
钢结构
关于风荷载体型系数 目前两种风荷载体型系数共存： 《建筑结构荷载规范》 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》
美国金属房屋制造商协会《低层房屋体系手册》
内蒙古建築職業技術學院
钢结构
关于风荷载体型系数 《全国民用建筑工程设计技术措施2003(结构)》规定：
钢பைடு நூலகம்构
3 ）柱、斜梁的轴线 ❖ 柱的轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向
轴线； ❖ 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。
内蒙古建築職業技術學院
钢结构
4）房屋的檐口高度、最大高度、宽度、长度
❖ 房屋的檐口高度应取地坪至房屋外侧檩条上缘的高
度，最大高度应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度
1、 跨高比L／h小于等于4的门式刚架应按《建筑 结构荷载规范》 计算风荷载标准值及体型系数；
2、跨高比大于4时宜按《门式刚架轻型房屋钢结 构技术规程》取用。
内蒙古建築職業技術學院
钢结构
➢ 对于门式刚架轻型房屋，当其屋面坡度不大于10o、屋面 平均高度不大于18m、房屋高宽比不大于1、檐口高度不
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➢ 2.5.2 为稳定考虑的刚度条件：
➢ （1）整体刚架：P-Δ效应问题； ➢ (2) 支撑的刚度：保证对被支撑构件提供稳定 ➢ （3）构件刚度：关于控制压杆的长细比问题
29
➢3. 门式刚架轻钢结构实用设计 ➢ 方法及其问题讨论
➢3.1 初步确定设计方案
➢ （1）根据建筑设计图确定柱网布置：跨度、柱 距和建筑高度。
16
➢ ◆侧向支撑需满足刚度条件：弹性支座刚 度
17
• 2.3.3. 整体稳定计算要点
• (1) 稳定曲线的意义 • ◆稳定系数的概念：
• 稳定系数与长细比λ有一一对应关系。
M wxx cr
cr.f
f
Hale Waihona Puke .fMx f Wx
18
σ
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• (2) 计算稳定的关键是解决计算长度问题
• ◆对于杆件系统，基本以支撑节点间距作为计算长度； • ◆对于刚架系统，判断有无侧移非常重要：强支撑（无
b 15 235
tf
fy
➢ 问：如何理解开根号的意义？用Q235 的钢材能否用 Q345替换？
25
• ◆局部稳定曲线
τσ
26
2.4.4 屈曲后强度利用：
(1)全张拉应力场 ◆利用加劲肋和梁翼缘的刚度
27
➢ （2） 有效截面设计方法
28
➢ 2.5 刚度条件设计概念
➢ 2.5.1 为使用状况考虑的刚度条件 ➢ ◆控制构件的变形注意用钢量问题
3
4
➢ 1.2.2 主刚架系统：
➢ （1）平面受力体系，仅承受平面内各种荷载， ➢ （2）支撑体系解决刚架平面外的荷载及刚度 ➢ （3）主刚架支承次结构传来的荷载，但同时次结构反
过来对主刚架提供侧向支撑作用以解决其稳定问题。 ➢ ◆传力路径分析：山墙上的风荷载是如何传递的？
5
➢ 1. 2. 3 次结构系统
作级别吊车或5t悬挂吊起重机（3t）; ➢ 4、刚架单跨跨度不大于36m，檐口高度不大于
18m，柱距不大于12m; ➢ 5、门式刚架房屋的外墙也可以为砌体，相关要求
见CECS102 第4.4.3条 ➢ 6、由于构件截面较薄，不适于有强侵蚀介质的环
境。
10
2.2 强度设计概念
➢ （1）线弹性理论概念 ➢ （2）钢材弹塑性的重要性 ➢ （3）动荷载作用下的疲劳强度
➢ （3）围护板之蒙皮效应作用，使结构具有良好的 空间效果
8
图1.蒙皮效应可传递水平力
9
➢2. 门式刚架轻钢抽柱结构设计基本 理念
➢ 2.1门式刚架的使用范围： ➢ 1、主要承重结构：单跨或多跨实腹门式刚架； ➢ 2、具有轻型屋盖和轻型外墙； ➢ 3、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工
➢ 这三大结构系统组成一个完整的全钢结构体系， 它们之间的相互支持、约束关系，使得这种结构体 系可以得到非常经济合理的结构形式，得到极为广 泛的应用。
7
➢ 1.2.5 与普通钢结构相比的技术特点：
➢ （1）结构自重轻，上拨风吸力大于屋盖自重，需 考虑风吸力作用下的工况
➢ （2）地震力一般不控制设计，使结构能够做得轻 巧细长
➢ 2.4 局部稳定设计概念
➢ 2.4.1 局部失稳的物理意义
板的弹性屈曲应力：
cr
K 2E 12(12)
t b
2
板的弹塑性屈曲应力：
cr
K2E 12(12)
t
2
b
K :屈曲系数 ：考虑残余应力后的弹性嵌固系数
：弹性模量修正系数：=0.1013（2 1-0.02482 fy/E）fy/E 1.0 对于轴心受压构件：翼缘K 0.425，腹板K 4， =1.3
门式刚架抽柱设计方案
➢0. 引言 ➢1. 门式刚架抽柱钢结构技术概述
➢ 1.1 钢结构建筑在我国的发展情况
2
➢1.2 门式刚架轻钢抽柱房屋的技术特点
➢ 1.2.1 门式刚架轻型房屋钢结构组成
➢ （1）主刚架系统：梁和柱+支撑
➢
吊车梁系统：吊车梁+制动结构
➢ （2）次结构系统：檩条和墙梁+拉条
➢ （3）围护结构：屋面板和墙面板+各种泛水、 包边板
➢ 次结构指屋面檩条和墙梁，它们支承围护板传来 的荷载，但同时围护板反过来对次结构提供侧向 支撑作用以提高其稳定；次结构受主刚架支承， 但同时对主刚架提供侧向支撑作用解决其稳定问 题。
6
➢ 1. 2. 4 围护板系统
➢ 围护板承受风、雨、雪、施工等荷载，受到次结 构支承，但反过来约束次结构提高了次结构的稳定。
cr fy 即可推导出宽厚比的限值
23
➢ 2.4.2 提高局部稳定的办法 ➢ (1) 减小高厚比，宽厚比：加厚板件用钢量增加； ➢ (2) 设横向加劲肋: 针对什么情况？ ➢ (3) 设纵向加劲肋：针对什么情况？
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➢ 2.4.3 局部稳定计算
➢ ◆构造措施与计算结合
hw 80 235
tw
fy
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➢ (3) 压弯构件的稳定计算：
➢ ◆平面内: N xAe
N ➢ ◆平面外： y A e
mxM x
f
xWex
(1
0.8
N Nex
)
tx M x f
bW ex
➢ ◆大头与小头问题，除Mx 和Wex 用大头外，其余的计
算全部按小头(包括 b)；
➢ 问：屋面斜梁需要计算平面内稳定吗？
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侧移）、弱支撑、无支撑（有侧移）； • 《钢结构设计规范》附录D
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●计算长度是一个相对的概念：当某柱轴压力大，受 到无轴压力的柱子支持时，稳定性增加，意味计算 长度要减少；反之，无轴压力的柱子支持其他有轴 压力柱子时，稳定性减少，意味计算长度要增加。 有兴趣可比较一下《钢规》与《门规》的计算长度 区别；
➢ （2）根据以下原则确定柱底是刚接或铰接 ➢ ● 吊车吨位是否超过5吨 ➢ ● 檐口高度是否超过10m ➢ ● 是否有夹层
30
➢ 3.2 主刚架设计
➢ 3.2.1 主刚架斜梁的平面外计算长度
➢ （1）按隅撑作为斜梁平面外支撑点存在的问题 （相对刚度问题）：
31
32
➢ ◆CECS102的规定:隅撑的间距作为受压翼缘平 面外的计算长度 ◆隅撑-檩条体系的临界弯矩《钢结构平面外稳定》
11
➢ 2.3 构件整体稳定设计概念
➢ 2.3.1 弯扭失稳的物理意义
P
φ ΔX
梁的侧向弯扭失稳
12
➢ 2.3.2 提高构件整体稳定的措施
13
➢ (1) 加宽受压翼缘
14
(2) 加侧向支撑
➢
隅撑约束下翼缘防止侧向弯扭失稳
15
• ◆侧向支撑需满足受力条件（包括稳定条件）：
P N Ac f 60 60
➢ （1）整体刚架：P-Δ效应问题； ➢ (2) 支撑的刚度：保证对被支撑构件提供稳定 ➢ （3）构件刚度：关于控制压杆的长细比问题
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➢3. 门式刚架轻钢结构实用设计 ➢ 方法及其问题讨论
➢3.1 初步确定设计方案
➢ （1）根据建筑设计图确定柱网布置：跨度、柱 距和建筑高度。
16
➢ ◆侧向支撑需满足刚度条件：弹性支座刚 度
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• 2.3.3. 整体稳定计算要点
• (1) 稳定曲线的意义 • ◆稳定系数的概念：
• 稳定系数与长细比λ有一一对应关系。
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• (2) 计算稳定的关键是解决计算长度问题
• ◆对于杆件系统，基本以支撑节点间距作为计算长度； • ◆对于刚架系统，判断有无侧移非常重要：强支撑（无
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➢ 问：如何理解开根号的意义？用Q235 的钢材能否用 Q345替换？
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• ◆局部稳定曲线
τσ
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2.4.4 屈曲后强度利用：
(1)全张拉应力场 ◆利用加劲肋和梁翼缘的刚度
27
➢ （2） 有效截面设计方法
28
➢ 2.5 刚度条件设计概念
➢ 2.5.1 为使用状况考虑的刚度条件 ➢ ◆控制构件的变形注意用钢量问题
3
4
➢ 1.2.2 主刚架系统：
➢ （1）平面受力体系，仅承受平面内各种荷载， ➢ （2）支撑体系解决刚架平面外的荷载及刚度 ➢ （3）主刚架支承次结构传来的荷载，但同时次结构反
过来对主刚架提供侧向支撑作用以解决其稳定问题。 ➢ ◆传力路径分析：山墙上的风荷载是如何传递的？
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➢ 1. 2. 3 次结构系统
作级别吊车或5t悬挂吊起重机（3t）; ➢ 4、刚架单跨跨度不大于36m，檐口高度不大于
18m，柱距不大于12m; ➢ 5、门式刚架房屋的外墙也可以为砌体，相关要求
见CECS102 第4.4.3条 ➢ 6、由于构件截面较薄，不适于有强侵蚀介质的环
境。
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2.2 强度设计概念
➢ （1）线弹性理论概念 ➢ （2）钢材弹塑性的重要性 ➢ （3）动荷载作用下的疲劳强度
➢ （3）围护板之蒙皮效应作用，使结构具有良好的 空间效果
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图1.蒙皮效应可传递水平力
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➢2. 门式刚架轻钢抽柱结构设计基本 理念
➢ 2.1门式刚架的使用范围： ➢ 1、主要承重结构：单跨或多跨实腹门式刚架； ➢ 2、具有轻型屋盖和轻型外墙； ➢ 3、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工
➢ 这三大结构系统组成一个完整的全钢结构体系， 它们之间的相互支持、约束关系，使得这种结构体 系可以得到非常经济合理的结构形式，得到极为广 泛的应用。
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➢ 1.2.5 与普通钢结构相比的技术特点：
➢ （1）结构自重轻，上拨风吸力大于屋盖自重，需 考虑风吸力作用下的工况
➢ （2）地震力一般不控制设计，使结构能够做得轻 巧细长
➢ 2.4 局部稳定设计概念
➢ 2.4.1 局部失稳的物理意义
板的弹性屈曲应力：
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板的弹塑性屈曲应力：
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2
b
K :屈曲系数 ：考虑残余应力后的弹性嵌固系数
：弹性模量修正系数：=0.1013（2 1-0.02482 fy/E）fy/E 1.0 对于轴心受压构件：翼缘K 0.425，腹板K 4， =1.3
门式刚架抽柱设计方案
➢0. 引言 ➢1. 门式刚架抽柱钢结构技术概述
➢ 1.1 钢结构建筑在我国的发展情况
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➢1.2 门式刚架轻钢抽柱房屋的技术特点
➢ 1.2.1 门式刚架轻型房屋钢结构组成
➢ （1）主刚架系统：梁和柱+支撑
➢
吊车梁系统：吊车梁+制动结构
➢ （2）次结构系统：檩条和墙梁+拉条
➢ （3）围护结构：屋面板和墙面板+各种泛水、 包边板
➢ 次结构指屋面檩条和墙梁，它们支承围护板传来 的荷载，但同时围护板反过来对次结构提供侧向 支撑作用以提高其稳定；次结构受主刚架支承， 但同时对主刚架提供侧向支撑作用解决其稳定问 题。
6
➢ 1. 2. 4 围护板系统
➢ 围护板承受风、雨、雪、施工等荷载，受到次结 构支承，但反过来约束次结构提高了次结构的稳定。
cr fy 即可推导出宽厚比的限值
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➢ 2.4.2 提高局部稳定的办法 ➢ (1) 减小高厚比，宽厚比：加厚板件用钢量增加； ➢ (2) 设横向加劲肋: 针对什么情况？ ➢ (3) 设纵向加劲肋：针对什么情况？
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➢ 2.4.3 局部稳定计算
➢ ◆构造措施与计算结合
hw 80 235
tw
fy
21
➢ (3) 压弯构件的稳定计算：
➢ ◆平面内: N xAe
N ➢ ◆平面外： y A e
mxM x
f
xWex
(1
0.8
N Nex
)
tx M x f
bW ex
➢ ◆大头与小头问题，除Mx 和Wex 用大头外，其余的计
算全部按小头(包括 b)；
➢ 问：屋面斜梁需要计算平面内稳定吗？
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侧移）、弱支撑、无支撑（有侧移）； • 《钢结构设计规范》附录D
20
●计算长度是一个相对的概念：当某柱轴压力大，受 到无轴压力的柱子支持时，稳定性增加，意味计算 长度要减少；反之，无轴压力的柱子支持其他有轴 压力柱子时，稳定性减少，意味计算长度要增加。 有兴趣可比较一下《钢规》与《门规》的计算长度 区别；
➢ （2）根据以下原则确定柱底是刚接或铰接 ➢ ● 吊车吨位是否超过5吨 ➢ ● 檐口高度是否超过10m ➢ ● 是否有夹层
30
➢ 3.2 主刚架设计
➢ 3.2.1 主刚架斜梁的平面外计算长度
➢ （1）按隅撑作为斜梁平面外支撑点存在的问题 （相对刚度问题）：
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➢ ◆CECS102的规定:隅撑的间距作为受压翼缘平 面外的计算长度 ◆隅撑-檩条体系的临界弯矩《钢结构平面外稳定》
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➢ 2.3 构件整体稳定设计概念
➢ 2.3.1 弯扭失稳的物理意义
P
φ ΔX
梁的侧向弯扭失稳
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➢ 2.3.2 提高构件整体稳定的措施
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➢ (1) 加宽受压翼缘
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(2) 加侧向支撑
➢
隅撑约束下翼缘防止侧向弯扭失稳
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• ◆侧向支撑需满足受力条件（包括稳定条件）：
P N Ac f 60 60