钢结构课程设计门式刚架设计

合集下载

轻型门式刚架钢结构设计(配pkpm4.1实操)

连续实腹式檩条；
（2）C形和Z形檩条，宜将上翼缘肢尖（或卷边）朝向屋脊方向；
（3）屋脊檩条应采用双檩条方案，并应在高度1/3处用圆钢
或钢管相互拉结；（4）檩条跨度由主刚架柱距决定；
（5）檩条间距应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、天沟、
屋面材料、檩条规格等因素，一般应等间距布置，但在屋脊和檐口处，为便于屋脊盖板和天沟收边，檩条布置应做局部
柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内，形成抵抗纵向荷载的支撑桁架；
刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足对压弯构件的刚度和承载力要求。若不满足，应另设刚性系杆；交叉支撑可采用张紧的圆钢，屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上翼缘处，
• 支撑系统的传力途径：
山墙墙板
墙梁
墙架柱
屋盖水平支撑系统
实腹式檩条热轧型钢 H型钢冷弯薄壁型钢适用于荷载较大的屋面适用于压型钢板的轻型屋面
直卷边和斜卷边Z形檩条适用于屋面坡度i＞1/3的情况。卷边C形檩条适用于屋面坡度 i≤1/3的情况，其截面在使用中互换性大，用钢量省。
适用于屋面坡度>1/3
适用于屋面坡度≤1/3
檩条的布置和连接（1）优先选用冷弯卷边槽钢C形和冷弯卷边Z形钢等简支或
a)
柱双螺母及垫板
b)
柱双螺母及垫板
底板
底板
锚栓
锚栓
铰接柱脚
a) 柱加劲板底板锚栓
b)
柱锚栓支承托座加劲板底板锚栓
刚接柱脚
次梁与主梁连接示意，a，b，c为铰接连接，d为固结连接
（a）
（b）
（c）
（d）
二、门式刚架结构设计分析
吊车梁
天窗架
山墙抗风柱

(完整版)YJK门式刚架设计

YJK门式刚架设计用户例题展示：例题：单跨双坡门式刚架1.设计条件刚架跨度30m，柱高6m，柱距6m，屋面坡度1/10，柱网及平面布置见图，刚架形式及几何尺寸见图，屋面及墙面为压型钢板复合板。

檩条及墙梁为薄壁卷边C型钢，檩条间距 1.5m，钢材采用Q345钢。

2.荷载（1）永久荷载标准值(水平投影)屋面板及保温屋0.35 KN/m2檩条、拉条、支撑等0.05 KN/m2悬挂设备及照明灯0.10 KN/m2合计0.5KN/m2;（2）可变荷载标准值屋面活荷0.5KN/m2（3）风荷载标准值基本风压值0.5KN/m2;地面粗糙度系数按B类取值；风荷载高度变化系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定采用。

当高度小雨10m时按10m高度处的数值采用，??2= 1.0；风荷载体型系数按荷载规范表8.3.1取用。

3.构件设计（1）门式刚柱、门式刚梁根据门规宽厚比、高厚比要求选用截面分别为：变截面柱H600~400x300x8x12,门式刚梁分成三段截面分别为：变截面H600~400x300x8x12,等截面H400x300x8x12, 变截面H400~600x300x8x12;（2）压型钢板厚度0.6mm。

（3）檩条选用C型薄壁卷边槽钢，檩条间距 1.5m，（4）屋面支撑系统：水平交叉支撑采用?16圆钢；（5）边跨及屋脊系杆采用圆钢管?200×180；（6）柱间交叉支撑采用角钢L80x6；（7）抗风柱截面为H400x250x8x10.一：建模型采用普通建模方式1：布置网格2：布置门式刚柱、门式刚梁（1）变截面边柱要根据柱外皮位置来定义垂直边（2）由于工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮，可以填写偏轴偏心来实现，并在支撑布置以及边跨系杆布置时也要考虑偏心；也可以不考虑柱偏心避免建模的繁琐，使两边跨轴线向屋脊线各移动H（小头）/2，轴线跨度减小400即可。

如下轴线网格：3：布置柱间支撑及抗风柱4：布置屋面系杆、交叉支撑5：点高找坡使用三点点高时首先要选择三点来确定一个面，然后选择在这个面上的构件。

门式刚架设计例题门式刚架轻型房屋钢结构图集

门式刚架设计例题门式刚架轻型房屋钢结构图集以下是五个门式刚架设计例题的轻型房屋钢结构图集。

每个数据集都包含大约250个字。

例题1：门式刚架设计-轻型钢结构这个设计例题展示了一个轻型钢结构门式刚架的设计方案。

该方案基于建筑物的使用需求和工程条件，并结合了钢材的特性和优势来实现。

设计图集包括房屋的平面布置图、剖面图和详细的建筑物尺寸和钢材规格。

此外，还包括门式刚架的节点连接细节和房屋的承载体系等信息。

例题2：门式刚架设计-轻型房屋钢结构施工图这个设计例题展示了一个轻型房屋钢结构门式刚架的施工图。

施工图集包括门式刚架的整体布置图、内外墙立面图、构造剖面图以及具体的建筑结构尺寸和钢材规格。

此外，还包括门式刚架的节点连接细节、承重墙和墙柱的布置等信息。

施工图集的目的是提供给施工人员清晰且可执行的工程图纸，以便他们能够准确地落地到实际施工中。

例题3：门式刚架轻型房屋钢结构节点设计这个设计例题展示了门式刚架轻型房屋钢结构的节点设计。

节点设计是门式刚架设计中至关重要的一部分，它直接影响着房屋的稳定性和承载能力。

设计图集包括门式刚架各个节点的细节剖面图和节点构造图。

每个节点的设计要求和材料规格也被详细列出。

此外，还包括节点连接的焊接方法和规范要求。

例题4：门式刚架轻型房屋钢结构承载体系设计这个设计例题展示了门式刚架轻型房屋钢结构的承载体系设计。

承载体系设计是门式刚架设计的基础，它确定了建筑物的整体结构和承载能力。

设计图集包括门式刚架承载体系的平面布置图、剖面图和细节构造图。

详细说明了承载体系的构成、每个构件的规格和承载能力要求。

此外，还包括门式刚架的荷载计算结果和结构安全性分析。

例题5：门式刚架轻型房屋钢结构材料选择这个设计例题展示了门式刚架轻型房屋钢结构的材料选择。

材料选择是门式刚架设计中至关重要的一环，它直接影响到房屋的质量和使用寿命。

设计图集包括门式刚架使用的各种钢材的规格和特性。

钢材的选择是根据构件的功能、承载能力和经济性来确定的。

钢结构门式刚架结构设计

(2) 工字形截面压弯构件在剪力V、弯矩M和轴力N共同作用下
当V≤0.5Vd 时
M
M
N e
Me
N
We
Ae
当0.5Vd ＜V≤Vd 时
M
M
N f
M
N e
M
N f
1
V 0.5Vd
2 1
当为双轴对称截面时
M
N f
Af (hw
t)( f
N
A)
1.3.3.3 梁腹板加劲肋的配置
梁腹板应在与中柱连接处、较大集中荷截作用处和翼缘转折处设置横向加劲肋。其间距a取hw~2 hw 。中间加劲肋的设置应满足屈曲后强度计算要求。中间加劲肋除承受集中荷载和翼缘转折产生的压力外，还应承受拉力场产生的压力：
b1 15 235
t

对于梁柱的腹板:
hw 250 235
tw
fy
腹板应按规程要求计算有效宽度。
(3)
图1.6 截面尺寸
(2)腹板屈曲后强度利用
工字形截面构件腹板的受剪板幅，当腹板高度变化
不超过60mm/m时可考虑屈曲后强度（拉力场），其抗剪承载力设计值应按下列公式计算：
Vd hwtw fv
柱距：6m，7.5m或9m 挑檐：0.5~1m 温度区段：纵向≤300m，横向≤150m。
设置伸缩缝的方法：双柱；檩条和屋面板构造
有吊车时设置双柱，加插入距
图1.4 有吊车时的插入距
﹡檩条布置
❖ 一般等间距布置，间距由计算确定； ❖ 屋脊附近双檩（距屋脊≤200mm ）； ❖ 天沟附近布置一根以固定天沟； ❖ 考虑天窗、采光带等的具体情况。
型钢板始见用于屋面和墙面； 20世纪90年代初外国轻钢企业进入中国大陆，带动了内资

钢结构课程设计—门式钢架

门式钢架设计一、设计资料某厂房为单跨双坡门式刚架，长度150m ，檐高H=7.5m ，屋面坡度B=1/10，跨度L=15m ，柱距S=7.5m 。

刚架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。

屋面材料、墙面材料采用单层彩板。

檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z 型钢，间距为1.5m ，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。

基本风压 20.35/O W kN m ，地面粗糙度B 类。

二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度150m ，跨度12m ，柱距7.5m ，共有21榀刚架，由于纵向温度区段不大于300m 、横向温度区段不大于150m ，因此不用设置伸缩缝。

厂房长度>60m ，因此在厂房第一开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆，檩条间距为 1.5m ；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高＞柱距，因此柱间支撑用分层布置，布置图详见施工图。

三、荷载的计算（一）计算模型的选取取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。

厂房檐高7.5m ，考虑到檩条和梁截面自身高度，近似取柱高为7.2m ；屋面坡度为1：10。

因此得到刚架计算模型：（二）荷载取值计算1．屋盖永久荷载标准值屋面板20.60/kN m刚架斜梁自重（先估算自重）20.15/kN m合计0.752/kN m2．屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.502/kN m，不考虑积灰荷载。

3．轻质墙面及柱自重标准值0.252/kN m4．风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。

基本风压ω=1.05×0.45 kN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m 时，按10m高度处的数值采用，μz=1.0。

风荷载体型系数μs：迎风面柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65(CECS102：2002中间区)。

门式刚架课程设计

《房屋钢结构》门式钢架课程设计姓名：杜修磊学号：20110380班级：2011级土木3班指导教师：张杰2014年12月一、题目要求现有一单层门式钢架厂房，布置一台10t 中级工作制桥式吊车，单跨双坡，跨长18m 。

设计参数：1、建筑物安全等级为三级，设计使用年限为50年；2、基本风压为2/4.0m kN （50年一遇），B 类粗糙度；3、基本雪压为2/35.0m kN （50年一遇）；4、屋面恒载为2/3.0m kN ，屋面活载为2/5.0m kN ；5、抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第二组，场地类别为II 类，抗震设防类别为丙类；6、基础顶面标高为0.000m 。

结构布置形式如图所示：二、输入参数工程名: 01************ PK11.EXE *****************日期:12/18/2014时间: 20:12:44设计主要依据:《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012);《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010);《钢结构设计规范》(GB 50017-2003);《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002，2012年版);结果输出---- 总信息----结构类型: 门式刚架轻型房屋钢结构设计规范: 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》计算结构重要性系数: 1.00节点总数: 9柱数: 4梁数: 4支座约束数: 2标准截面总数: 5活荷载计算信息: 考虑活荷载不利布置风荷载计算信息: 计算风荷载钢材: Q235梁柱自重计算信息: 柱梁自重都计算恒载作用下柱的轴向变形: 考虑梁柱自重计算增大系数: 1.20基础计算信息: 不计算基础梁刚度增大系数: 1.00钢结构净截面面积与毛截面面积比: 0.85门式刚架梁平面内的整体稳定性: 按压弯构件验算钢结构受拉柱容许长细比: 400钢结构受压柱容许长细比: 180钢梁(恒+活)容许挠跨比: l / 180柱顶容许水平位移/柱高: l / 180地震作用计算: 计算水平地震作用计算振型数： 3地震烈度：7.00场地土类别：Ⅱ类附加重量节点数：0设计地震分组：第一组周期折减系数:0.80地震力计算方法：振型分解法结构阻尼比：0.050按GB50011-2010 地震效应增大系数1.000窄行输出全部内容三、柱强度、稳定、配筋计算钢柱 1截面类型=16; 布置角度= 0; 计算长度：Lx= 13.07, Ly=5.50; 长细比：λx=52.1, λy=99.2构件长度= 5.50; 计算长度系数: Ux=2.38 Uy=1.00抗震等级: 三级截面参数: B1=250, B2=250, H=600, Tw=6, T1=10, T2=10轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:c类构件钢号：Q235验算规范: 门规CECS102:2002考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号:123,M=-148.31,N=98.89,M=-74.58,N= -93.62考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.483抗剪强度计算控制组合号:123,V=-43.30抗剪强度计算应力比 =0.126平面内稳定计算最大应力对应组合号:77,M=-67.25, N=281.33,M=-127.35,N= -276.05平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) =113.21平面内稳定计算最大应力比 =0.527平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) =150.69平面外稳定计算最大应力比 =0.701门规CECS102:2002腹板容许高厚比 [H0/TW] =250.00翼缘容许宽厚比 [B/T] =15.00考虑屈曲后强度强度计算应力比= 0.483 < 1.0抗剪强度计算应力比 = 0.126 < 1.0平面内稳定计算最大应力 < f=215.00平面外稳定计算最大应力 < f=215.00腹板高厚比 H0/TW=96.67 <[H0/TW]=250.00翼缘宽厚比 B/T=12.20 < [B/T]=15.00压杆,平面内长细比λ=52. ≤ [λ]=180压杆,平面外长细比λ=99.≤ [λ]=180构件重量 (Kg)=366.12四、梁强度、稳定、配筋计算1、钢梁 1截面类型=27; 布置角度=0;计算长度： Lx=18.09, Ly=3.00构件长度= 3.01; 计算长度系数: Ux=6.00 Uy=1.00抗震等级: 三级变截面 H 形截面 H: B1=250, B2=250, H1=600, H2=450 T1=6 T2=10 T3=10轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:c类构件钢号：Q235验算规范: 门规CECS102:2002--- 梁的弯矩包络 ---梁下部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7弯矩 -28.81 -25.67 -26.71 -27.17 -27.06 -27.11 -29.32梁上部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7弯矩 144.94 117.73 97.98 78.91 60.52 43.08 32.58 考虑屈曲后强度强度计算应力比 =0.457抗剪强度计算应力比 = 0.144平面内稳定最大应力 (N/mm*mm) = 91.79平面内稳定计算最大应力比 =0.427平面外稳定最大应力(N/mm*mm) = 88.55平面外稳定计算最大应力比 = 0.412考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.457 < 1.0抗剪强度计算应力比 = 0.144 < 1.0平面内稳定最大应力 < f= 215.00平面外稳定最大应力 < f= 215.00腹板高厚比 H0/TW= 84.17 < [H0/TW]= 250.00 (CECS102:2002)翼缘宽厚比 B/T = 12.20 < [B/T] = 15.00--- (恒+活)梁的相对挠度 (mm) ---截面 1 2 3 4 5 6 7 挠度值 0.00 -0.02 0.07 0.25 0.51 0.81 1.14最大挠度值 = 1.14 最大挠度/梁跨度 = 1/7910斜梁坡度初始值: 1/10.00变形后斜梁坡度最小值: 1/10.28变形后斜梁坡度改变率 = 0.027<1/3构件重量 (Kg)=190.052、钢梁 3截面类型= 27; 布置角度= 0;计算长度： Lx=18.09, Ly=3.00构件长度= 3.01; 计算长度系数: Ux=6.00 Uy=1.00抗震等级: 三级变截面 H 形截面 H: B1= 250, B2= 250, H1=450, H2=600 T1=6 T2=10 T3=10轴压截面分类:X轴:b类, Y轴:c类构件钢号：Q235验算规范: 门规CECS102:2002--- 梁的弯矩包络 ---梁下部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7弯矩 -76.34 -76.03 -73.78 -65.87 -52.31 -34.94 -29.32梁上部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7 弯矩 0.00 0.05 3.26 7.03 11.35 16.23 32.58考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.279抗剪强度计算应力比 = 0.097平面内稳定最大应力 (N/mm*mm) =56.33平面内稳定计算最大应力比 =0.262平面外稳定最大应力(N/mm*mm) =54.20平面外稳定计算最大应力比 =0.252考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.279<1.0抗剪强度计算应力比 = 0.097<1.0平面内稳定最大应力 < f= 215.00平面外稳定最大应力 < f= 215.00腹板高厚比 H0/TW= 80.00 <[H0/TW]=250.00 (CECS102:2002)翼缘宽厚比 B/T = 12.20 <[B/T] =15.00--- (恒+活)梁的相对挠度 (mm) ---截面 1 2 3 4 5 6 7 挠度值 0.00 1.75 2.80 3.16 2.89 2.14 1.14最大挠度值 =3.16 最大挠度/梁跨度 = 1/ 2866斜梁坡度初始值: 1/10.00变形后斜梁坡度最小值: 1/10.32变形后斜梁坡度改变率 = 0.031<1/3构件重量 (Kg)= 373.00五、各种荷载组合模式下的验算1、风荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移:节点(3), 水平位移 dx= 3.580(mm) = H / 20952、地震荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移:节点(3), 水平位移 dx= 3.934(mm) = H /19073、梁的(恒+活)最大挠度:梁( 4), 挠跨比 = 1 /28664、风载作用下柱顶最大水平位移:H/2095< 柱顶位移容许值: H/1805、地震作用下柱顶最大水平位移:H/1907< 柱顶位移容许值: H/1806、梁的(恒+活)最大挠跨比:1/2866< 梁的容许挠跨比: 1/180所有钢柱的总重量 (Kg)=999所有钢梁的总重量 (Kg)=1126钢梁与钢柱重量之和 (Kg)=2125-----PK11 计算结束-----。

第03讲-门式刚架结构设计

比较
《抗震规范》第9.2.5条单层厂房钢结构：根据围护结构情况，取0.045~0.05
2.6 风荷载
《门钢规程》第3.2.3条、附录A
wk szw0
wk——风荷载标准值（kN/m2）； w0——基本风压，按《建筑结构荷载规范》的规定值乘1.05；
z——风荷载高度变化系数，按《建筑结构荷载规范》规定；
2.6 风荷载
【算例01】柱距6m，檐高6m，跨度20m，上海。
《门刚规程》
《荷载规范》
最大弯矩：Mmax=111.07 kN*m 总剪力Vx：Vx=15.419 kN 总吸力Nz：Nz=57.172 kN
最大弯矩：Mmax=100.8 kN*m 总剪力Vx：Vx=26.680 kN 总吸力Nz：Nz=38.115 kN
当截面全部受压
he12he 5
he2 hehe1
当截面部分受拉
he1 0.4he
he2 0.6he
3.4 腹板的屈曲后强度
(C) 受剪腹板的有效宽度：
(1) 计算板件受剪时的局部稳定系数
(2) 参数
当 ahw1时， k45.34 (ahw)2 当 ahw1， k5.3 44(ahw)2
w
37
hw k
当高度小于10m时，应按10m高度处的数值采用；
s——风荷载体型系数。
2.6 风荷载
表 1刚架的风荷载体型系数
分
区
建筑
端
区
类型
中间区
1E 2E 3E 4E 5E 6E 1
2
3
4
5
6
封闭式部分封闭式
＋ 0.50 － 1.40 － 0.80 － 0.70 ＋ 0.90 － 0.30 ＋ 0.25 － 1.00 － 0.65 － 0.55 ＋ 0.65 － 0.15 ＋ 0.10 － 1.80 － 1.20 － 1.10 ＋ 1.00 － 0.20 － 0.15 － 1.40 － 1.05 － 0.95 ＋ 0.75 － 0.05

钢结构课程设计---门式刚架计算书

门式刚架计算书1、设计资料 (1)厂房柱网布置厂房为单跨双坡门式刚架（见图1－1）。

长度90m ，柱距6m ，跨度18m ，门式刚架檐高9m ，屋面坡度为1：10。

图1－1 门式刚架简图 (2)材料选用屋面材料：单层彩板。

墙面材料：单层彩板。

天沟：钢板天沟 (3)结构材料材质钢材：235Q ，22215/,125/v f N mm f N mm == 基础混凝土：225,12.5/c C f N mm = (4)荷载（标准值）Ⅰ静载：有吊顶（含附加荷载）0.52kN m Ⅱ活载：20.5/kN mⅢ风载：基本风压200.35/W kN m =，地面粗糙度为B 类，风载体型系数按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用。

确定Z 值： ①180.1 1.8,2z 3.6m m ⨯==②0.40.49 3.6,2z 7.2H m m =⨯==取较小值为3.6m ，根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》表A.0.2-1注3，因柱距6 3.6m m >，故风荷载取中间值。

详见图1－2所示图1－2 风荷载体型系数示意图（左风）Ⅳ雪荷载：20.2/kN m (5)其它本课程设计不考虑地震作用 2、荷载计算 (1)荷载取值屋面静载：20.5/kN m 屋面活载：20.5/kN m 轻质墙面及柱自重（包括柱、墙骨架）：20.5/kN mm风荷载：基本风压20 1.050.350.37/W kN m ⨯＝＝，按地面粗糙度为B 类；以柱顶为准风压高度变化系数211.0,0.37/z w kN m μ==；以屋顶为准风压高度变化系数221.0,0.37/z w kN m μ== (2)各部分作用荷载1)屋面静载标准值：0.56 3.0/kN m ⨯=活载标准值：0.56 3.0/kN m ⨯= 2)柱荷载静载标准值：0.56 3.0/kN m ⨯= 3)风荷载迎风面：柱上0.3760.250.555/w q kN m =⨯⨯= 横梁上0.376 1.0 2.22/w q kN m =-⨯⨯=- 背风面：柱上0.3760.55 1.22/w q kN m =-⨯⨯=- 横梁上0.3760.65 1.44/w q kN m =-⨯⨯=- 3、内力分析采用结构力学求解器求解内力，计算简图及结果如下：(1)静载作用下的内力计算图3-1-1 静载内力计算简图（单位：KN/m）图3-1-2 静载作用下弯矩图（单位：KN·m）图3-1-3 静载作用下剪力图（单位：KN）图3-1-4 静载作用下轴力图（单位：KN） (2)活载作用下的内力计算图3-2-1 活载内力计算简图（单位：KN/m）图3-2-2 活载作用下弯矩图（单位：KN·m）图3-2-3 活载作用下剪力图（单位：KN）图3-2-4 活载作用下轴力图（单位：KN）(3)风载作用下的内力计算1)左风情况下：图3-3-1 左风载内力计算简图（单位：KN/m）图3-3-2 左风载作用下弯矩图（单位：KN·m）图3-3-3 左风载作用下剪力图（单位：KN）图3-3-4 左风载作用下轴力图（单位：KN）2)右风情况下：右风荷载作用下，个内力图与左风荷载作用下的内力图刚好对称，不再画出。

《门式刚架轻型钢结构设计》任务书(2015.1)

《门式刚架轻型钢结构设计》任务书一、设计资料：无吊车门式刚架跨度X m，刚架间距6m，共8榀。

钢架柱高Y m，屋面坡度1/6，屋面及墙板采用加JXB42-333-1000型岩棉夹芯彩色钢制夹芯板，芯板面板厚为0.50mm，板厚为80mm，自重0.25 kN/m2，檩条为薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，自重0.05kN/m2。

钢材采用Q235钢，焊条为E43型。

抗震设防烈度为6度。

刚架梁在1/3处变截面。

(具体尺寸见分组附表)静载：为0.2 kN/m2；活载：0.5 kN/m2 ；雪载：0.2 kN/m2；风载：基本风压W0=0.55 kN/m2，地面粗糙度B类。

二、设计内容：1、门式刚架钢结构的设计与计算（设计说明书，A4手写，有封面）（1）刚架类型及截面形式的选取；（2）刚架的布置；（平面布置、柱距、跨度、定位轴线等）（3）刚架的荷载及荷载组合；（4）刚架的内力及截面计算；（5）刚架主要节点的构造与计算；（梁柱节点、拼接节点、柱脚等）2、门式主刚架钢结构施工图绘制（图纸，2号机绘打印，）（1）刚架梁、柱详图；（2）刚架节点详图；包括梁柱节点、梁拼接节点、柱脚；（3）平面图，门刚立面图；平面图中应包括支撑布置（按构造）、檩条布置等；三、设计要求：（1）结构形式选取适当，建筑尺寸合理；（2）进行门式刚架轻型钢结构的平面布置、墙梁布置以及支撑体系布置；（3）设计中，荷载选取正确合理，对内力计算方法能够熟练运用；（4）遵守学校规章制度和学习纪律，整个设计工作在专用教室内完成，按时上下课。

（5）计算要正确，计算书必须用黑色或蓝黑钢笔、水笔抄写，统一格式，规定的项目不得自行减少，设计必须独立完成。

（6）根据需要绘制图纸，要求图面整洁美观，比例适当，并一律采用仿宋字体严格按照制图标准作图。

（7）要求梁、柱变截面。

（8）每组同学若设计尺寸相同，则需变换不同的截面以区分。

参考书目1. 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS 102：2002）2. 钢结构设计规范GB50017-2003.3. 混凝土结构设计规范GB50010-2010.4. 梁启智.钢结构.华南理工大学出版社.5. 黄呈伟.钢结构设计.科学出版社.。

钢结构(门式刚架)

第1章轻型门式刚架结构1．1 概述1．1．1 单层门式刚架结构的组成如图1—1所示，单层门式刚架结构是指以轻型焊接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、卷边槽形、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臵支撑的一种轻型房屋结构体系。

在目前的工程实践中，门式刚架的梁、柱构件多采用焊接变截面的H形截面，单跨刚架的梁-柱节点采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用。

柱脚可与基础刚接或铰接。

围护结构采用压型钢板的居多，玻璃棉则由于其具有自重轻、保温隔热性能好及安装方便等特点，用作保温隔热材料最为普遍。

1．1．2 单层门式刚架结构的特点单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具：有以下特点：(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。

由于单层门式刚架结构的质量轻，地基的处理费用相对较低，基础也可以做得比较小。

同时在相同地震烈度下门式刚架结构的地震反应小，一般情况下，地震作用参与的内力组合对刚架梁、柱杆件的设计不起控制作用。

但是风荷载对门式刚架结构构件的受力影响较大，风荷载产生的吸力可能会使屋面金属压型板、檩条的受力反向，当风荷载较大或房屋较高时，风荷载可能是刚架设计的控制荷载。

(2)工业化程度高，施工周期短门式刚架结构的主要构件和配件均为工厂制作，质量易于保证，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，是安装迅速的一个重要方面，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。

第三章门式刚架结构设计

第三章轻型门式刚架设计
本章内容
结构形式及布置
檩条设计
刚架设计
围护结构
计算实例
屋檐斜拉条屋面直拉条刚架梁通长刚性系杆屋脊斜拉条刚性系杆通长刚性系杆屋面檩条屋面水平支撑
墙面斜拉条
山墙檩条山墙抗风柱墙面直拉条柱间支撑窗边立柱门洞立柱山墙角柱
刚架柱
门式刚架结构示意
圆钢、角钢
钢管、双角钢
杆件必须交于节点的中心
支撑的设计与构造
（2）柱间支撑 ①柱间支撑在建筑物跨度小、高度低的情况下，可用带张紧装置的圆钢做成交叉型的拉杆。也可采用角钢或槽钢。
②在高大的建筑中柱间支撑的交叉杆除用角钢外，也可采
用钢管。 ③柱间支撑的上端与水平压杆必须与柱中心交于一点；柱间支撑下端应尽可能与柱中心交于柱脚底面，避免出现偏心受力。
（a）单跨刚架
（b）双跨刚架
（c）多跨刚架
（d）带挑檐刚架
（e）带毗屋刚架
（f）单坡刚架
3.1结构形式及布置
3.1.2．门式刚架的尺寸跨度：横向刚架柱轴线间的距离，一般为9~36m；
高度：地坪至柱轴线与横梁轴线交点的高度，根据使用要求的室内净高确定。无吊车时，高度一般为4.5～9m；有吊车时应根据轨顶标高和吊车净空要求确定，一般为9～12m。柱距：宜为6m，通常介于4.5～9m之间。
无吊车时柱间支撑的间距宜取30～45m；当有吊车时宜设在
温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处，且间距不宜大于60m；当建筑物宽度大于60m时，内柱列宜适当增加柱间支撑；支撑与构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°；
柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑，当桥式吊

论门式刚架钢结构设计

Ｅ３６Ｅ０５Ｅ０６等。４１、５１、５１
２３螺栓选用－
对于钢结构主材的连接，一般采用高强度螺栓（．或８８级１．０９级）。应该注意，计中仅指定螺栓的性能等级和连接材料设的摩擦系数即可。承压型和摩擦型只是抗剪一３５Ａ及以上等级的钢。实际上，Ｑ３当２５附加冷弯试验合格的保证及核算碳当量满足要求后，以用于不承受可
低温环境和动荷载较大的结构。
２焊接材料选用．２
只需根据母材的种类型号选择与其匹配的相同等级焊条或焊丝、焊剂即可，无需给出具体的牌号。但直接承受动力荷载的焊接连接或重要的厚板焊接宜选用低氢型焊条，如Ｅ３５４１、
１设计方案优选
１１结构形式．
在门式刚架轻型房屋钢结构体系中，盖宜采用压型钢板屋屋面板和冷弯薄壁型钢檩条；门式刚架是主要的承重构件，一般由变截面或等截面的实腹焊接工字型或轧制Ｈ型截面柱和梁组成，设有桥式吊车时，柱宜采用等截面构件；外墙宜采用压型钢板墙面板和冷弯薄壁型钢墙粱。其形式可以是单跨和多跨，面形式可以是单坡和多坡，用屋面坡度１～／０在雨屋常／１，８２水较多地区取较大值。《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（ＥＳ０：０）以下简称“ 程 ’ 应用的范围是起重量不大ＣＣ１２２２（０规，）于２ｔＡ１Ａ０的～５工作级别的桥式吊车。当吊车吨位较大时，刚架侧移是梁柱截面的控制因素。

门式刚架课程设计1,同济大学

钢结构课程设计——门式刚架设计刘沈如钢结构课程设计——门式刚架设计刘沈如钢结构基本原理钢结构基本原理平台钢结构轻型钢结构重型钢结构多高层钢结构大跨度钢结构特殊钢结构平台钢结构轻型钢结构重型钢结构多高层钢结构大跨度钢结构特殊钢结构钢结构钢结构钢结构课程设计钢结构课程设计建筑钢结构设计建筑钢结构设计一般概念设计规定结构体系内力计算构件设计节点设计施工图一般概念设计规定结构体系内力计算构件设计节点设计施工图3D3S 软件应用3D3S 软件应用网架空间桁架：钢结构设计理论钢结构设计理论采用弹性理论和容许应力设计法采用弹性理论和容许应力设计法弹塑性理论和极限状态方法弹塑性理论和极限状态方法考虑板件局部屈曲后极限强度的设计方法考虑板件局部屈曲后极限强度的设计方法轻钢结构结构迅速发展轻钢结构结构迅速发展Light weighteffective cross section Light weight Thin wallThin wall bucklingbuckling effective cross section受压翼缘屈曲受压翼缘屈曲腹板屈曲腹板屈曲能继续承载吗？局部失稳局部失稳§1.1 轻型钢结构的特点§1.2 轻型钢结构的应用范围§1.3 轻型钢结构的结构体系1、主结构2、围护结构3、连接型式第一章轻型钢结构的一般概念第一章轻型钢结构的一般概念§1.1 轻型钢结构的特点§1.1 轻型钢结构的特点1、轻型钢结构的特点1、轻型钢结构的特点钢结构划分为普通钢结构和轻型钢结构两大类轻型钢结构的特征就是薄而轻。

轻型钢结构体系是指“结构构件采用较薄板件设计时考虑板件局部屈曲后的后继强度的钢结构体系§1.2 轻型钢结构应用范围§1.2 轻型钢结构应用范围、应用范围厂房、车间、仓库、超市、汽车展厅或维修站、暖棚、水产养殖场、加固加层工程、轻便简易房、可移动房屋及一些较大跨度的建筑等。

门式刚架的设计

门式刚架的设计第五课门式刚架设计1、钢结构单层⼚房的组成由柱和屋架（屋⾯梁）构成的若⼲榀横向框架⽤纵向构件和⽀撑连接⽽成的空间稳定⾻架。

根据各承重结构的不同功能，可划分为下列四⼤系统：屋盖系统：包括天窗、檩条、屋架（屋⾯梁）、托架（托梁）以及屋盖系统的⽀撑和系杆等。

柱⼦系统：柱及柱间⽀撑。

吊车梁系统：含吊车梁（吊车桁架）、辅助桁架、制动结构以及⽀撑等。

墙架系统：包括墙架柱、墙架横梁、抗风桁架以及⽀撑、系杆。

2、横向框架常见的类型A：铰接排架。

优点：计算简单，受⼒明确，对桩基沉降的适应性强，且安装⽅便。

缺点：下段柱弯矩较⼤，⼚房横向刚度差。

B：刚接框架特点：a:对减⼩下柱弯矩，增加⼚房横向刚度有利。

b:下柱截⾯⾼度较⼩，从⽽减少⼚房建筑⾯积。

c:屋架受⼒复杂化，连接构造亦⿇烦，且对桩基的沉降较为敏感。

d:适⽤于桩基沉降差较⼩，对横向刚度要求较⾼的单跨⼚房。

C：上刚架下悬壁式框架3、单层⼚房计算A：单层⼚房的横向框架通常采⽤⼀阶弹性分析。

B：横向框架⼀般按平⾯结构计算，必要时可按空间结构进⾏计算，按平⾯结构计算时，要先划分计算单元并假定屋盖在计算单元内为刚体，即不考虑其变形，各刚架顶部的⽔平位移相同4、单层刚架设计基本规则轻钢结构⼚房适⽤范围如何界定？有关规定：《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015中规定：（1）适⽤于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型外墙、⽆桥式吊车或有起重重量不⼤于20t的A1～A5⼯作制级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构；（2）房屋⾼宽度⼩于1（2）跨度宜12～48m，有根据时可⽤于更⼤跨度。

5.2.2（3）门架⾼度不⼤于18m；（4）柱距宜6～9m。

A：实腹式刚架横梁的⾼跨⽐宜取为1/25~1/35;变截⾯构件最⼩最⼤⾼度之⽐为0.3~0.6.B:刚架梁柱连接节点应具有⾜够的强度和刚度，以及适当变形的能⼒，同时要求构造简单、加⼯、制作、安装⽅便，其形式和特点见下表C：实腹式刚架⼀般仅设单⽚柱间⽀撑。

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。

《钢结构设计》(门式刚架)课程设计指导书

（2）构件单元类别与节点类型的定义
当采用平面刚架建模时，涉及的主要构件为刚架斜梁与柱，而采用空间计算模型时，除上述单元外还包括屋盖支撑系统、柱间支撑、刚性系杆等。有些较为复杂的结构可能还包括平台、雨篷及托架或托梁等。下表列出了门式刚架结构常用单元与节点类型的定义。
构件名称
单元类别
连接节点类别
主刚架
梁
主刚架构件可采用轧制或焊接形成的H型钢、工字钢、槽钢等。
建立计算模型时必须初步确定构件的截面尺寸，选择截面时必须保证构件各板件的尺寸能满足基本构造要求，以保证构件整体稳定与局部稳定的前提，主要由构件的长细比与宽厚比（或高厚比）确定。下表给出了受压与受拉构件的长细比限值。主刚架构件截面一般由稳定控制，其长细比取值不宜太高。
《钢结构设计》课程设计指导书
（门式刚架）
土木工程与建筑学院
《钢结构设计》课程设计指导书
绪言课程设计目的要求
课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过《钢结构设计》课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。
刚架简图及其风荷载体型系数
（a）平面图（b）刚架简图（c）刚架风荷载体型系数
门式刚架设计计算
一、材料选择
刚架结构中所采用的钢材应符合国标要求，一般采用Q235钢或Q345钢，Q345钢多用于刚架斜梁与柱，但当构件是以变形控制时应慎用。焊条可选用E43型，手工焊。
二、结构平面布置
结构平面布置主要是确定刚架的柱网布置。柱网布置首先应满足工艺要求，面积大的厂房考虑温度区段的控制，依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》规定：“纵向温度区段不大于300m；横向温度区段不大于150m；当有计算依据时温度区段可适当加大”。

钢结构课程设计门式钢架

某车间跨度9m ，长度90m, 柱高4.5m ，柱距6m ，采用单跨双破门式钢架，檩条间距1.5m ，屋面坡度i 1/10=，当地雪荷载0.25kN/㎡，基本风压0.4 KN/㎡，地面粗糙度：B 类，风载体型系数如下图钢材采用Q235钢，焊条E43型。

屋面材料：夹芯板墙面材料：夹芯板檩条墙梁：薄壁卷边C 型钢本课程设计不考虑地震作用2．屋面构件1.夹芯板夹芯板型号采用JXB42-333-1000，芯板面板厚为0.50㎜，板厚为80㎜。

2.檩条檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢180×70×20×3.0，跨中设拉条一道。

3．荷载和内力计算3．1 荷载 1. 永久荷载标准值屋面夹芯板 0.25 kN/㎡檩条 0.05 kN/㎡悬挂构件 0.15 kN/㎡0.50 kN/㎡2.可变荷载标准值由于钢架的受荷水平投影面积为9×6=54㎡＜60㎡，故取屋面活荷载标准值为0.5kN/㎡，雪荷载为0.25kN/㎡，取屋面活荷载与雪荷载中较大值0.5kN/㎡.3.风荷载标准值基本风压0.4 kN/㎡，地面粗糙度为B 类，μz =1.0,风荷载形体系数μs 迎风面柱及屋面分别为+0.25和-1.0；背风面柱及屋面μ分别为-0.55和-0.65。

3.2 荷载计算值1.屋面风荷载迎风面：ω2=1.4×﹙-0.1﹚×1.0×0.4×6=-3.36kN/㎡背风面：ω3=1.4×﹙-0.65﹚×1.0×0.4×6=-2.18kN/㎡ 2.墙面风荷载背风面：ω1=1.4×0.25×1.0×0.4×6=0.84kN/㎡背风面：ω4=1.4×﹙-0.55﹚×1.0×0.4×6=-1.85kN/㎡3.屋面恒荷载 g 1=1.2×0.45×αcos 1×4.5=2.45 kN/㎡4.柱身恒荷载 g 2=1.2×0.45×6=3.24 kN/㎡5.屋面活荷载 q=1.4×0.5×4.5=3.15 kN/㎡4. 屋面支撑1.屋面支撑布置檩条间距1.5m ，水平支撑截距3m 。