门式刚架计算原理和设计实例之二
门式刚架计算模板..
一、设计资料某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度24m ，长度48m ，柱距6m ，檐口标高11m ，屋面坡度1/10。
屋面及墙面板均为彩色钢板，内填充保温层，考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C 型钢，钢材采用Q345钢，2/310mm N f =，2/180mm N f v =，基础混凝土标号C30，2/3.14mm N f c =，焊条采用E50型。
刚架平面布置图，屋面檩条布置图，柱间支撑布置草图，钢架计算模型及风荷载体形系数如下图所示。
刚架平面布置图屋面檩条布置图柱间支撑布置草图计算模型及风荷载体形系数二、荷载计算2.1 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。
2.2 荷载取值计算：（1） 屋盖永久荷载标准值彩色钢板 0.40 2kNm保温层 0.60 2kN m 檩条 0.08 2kN m 钢架梁自重 0.15 2kN m 合计 1.23 2kN m （2） 屋面活载和雪载 0.30 2/KN m 。
（3） 轻质墙面及柱自重标准值 0.50 2/KN m（4） 风荷载标准值基本风压：m kN /525.050.005.10=⨯=ω。
根据地面粗糙度类别为B 类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用，z μ=1.0。
风荷载体型系数s μ：迎风柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65。
2.3 各部分作用的荷载标准值计算（1） 屋面荷载：标 准 值： m kN /42.7cos 1623.1=⨯⨯θ柱身恒载： m kN /00.3650.0=⨯（2） 屋面活载屋面活载雪载m kN /81.1cos 1630.0=⨯⨯θ（3） 风荷载以左吹风为例计算，右吹风同理计算，根据公式0ωμμωs z k =计算，z μ查表m h 10≤，取1.0，s μ取值如图1.2所示。
钢结构课程设计门式钢架
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 。
门式刚架设计实例
门式刚架设计实例(总27页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--轻型门式刚架——计算原理和设计实例 <9>来源：发布时间：06-06 编辑：段文雁二、设计实例一1 设计资料门式刚架车间柱网布置：长度60m；柱距6m；跨度18m。
刚架檐高：6m；屋面坡度1：10；屋面材料：夹心板；墙面材料：夹心板；天沟：钢板天沟；基础混凝土标号为C25，fc= N/mm2；材质选用：Q235-B f=215 N/mm2 f=125 N/mm2。
2 荷载取值静载：为 kN/m2；活载： kN/m2 ；雪载： kN/m2；风载：基本风压W0= kN/m2，地面粗糙度B类，风载体型系数如下图：图3-41 风载体型系数示意图3 荷载组合(1). 恒载 + 活载(2). 恒载 + 风载(3). 恒载 + 活载+ × 风载(4). 恒载+× 活载 + 风载4 内力计算（1）计算模型图3-42 计算模型示意图（2）工况荷载取用恒载活载左风右风图3-43 刚架上的恒载、活载、风载示意图各单元信息如下表：表3-5 单元信息表单元号截面名称长度(mm) 面积(mm2) 绕2轴惯性矩(x104mm4) 绕3轴惯性矩(x104mm4)1 Z250~450x160x8x10 5700 973974 82 L450x180x8x10 9045 7040 974 227283 L450x180x8x10 9045 7040 974 22728表中：面积和惯性矩的上下行分别指小头和大头的值图3-44 梁柱截面示意简图（3）计算结果刚架梁柱的M、N、Q见下图所示：图3-45 恒载作用时的刚架M、N、Q图图3-46 活载作用时的刚架M、N、Q图图3-47 （左风）风载作用时的刚架M、N、Q图选取荷载效应组合：（恒载 + 活载）情况下的构件内力值进行验算。
组合内力数值如下表所示：表3-6 组合内力表单元号小节点轴力N(kN) 小节点剪力Q2(kN) 小节点弯距M 大节点轴力N(kN) 大节点剪力Q2(kN) 大节点弯距M12345构件截面验算根据协会规程第条进行板件最大宽厚比验算。
门式刚架设计课件
门式刚架设计课件第一章：引言1.1 课程介绍本课程主要介绍门式刚架的设计原理、结构特点、计算方法以及实际应用。
通过学习本课程，学生将掌握门式刚架设计的关键知识和技能，为将来从事相关工程设计、施工和研究打下良好的基础。
1.2 课程目标通过本课程的学习，学生应能够：- 理解门式刚架的基本概念和分类；- 掌握门式刚架的结构特点；- 能够进行门式刚架的强度、稳定性和刚度分析；- 熟悉门式刚架的设计规范和标准；- 能够运用理论知识解决实际工程中的门式刚架设计问题。
第二章：门式刚架的基本概念2.1 门式刚架的定义门式刚架是一种常用于工业厂房、仓库、体育馆等建筑结构中的框架结构，其由立柱、横梁和斜撑组成。
门式刚架能够有效地承受垂直荷载和水平荷载，并具有较好的整体刚度和抗震性能。
2.2 门式刚架的分类门式刚架可以根据其横截面形状和结构形式进行分类，常见的分类包括热轧H型钢门式刚架、工字型钢门式刚架、箱形钢门式刚架等。
第三章：门式刚架的结构特点3.1 立柱门式刚架的立柱是承受垂直荷载的主要承重构件，通常采用H型钢或工字型钢。
立柱的截面积和截面尺寸将直接影响门式刚架的承载能力和稳定性。
3.2 横梁门式刚架的横梁承受横向荷载，连接立柱并支撑屋面或天棚。
横梁通常采用工字型钢、箱形钢或焊接钢板构成，其刚度和稳定性需满足设计要求。
3.3 斜撑门式刚架的斜撑通过连接立柱和横梁来增加结构的稳定性和抗侧移能力，一般采用角钢或圆钢构成。
第四章：门式刚架的设计原则4.1 强度设计门式刚架的设计应满足承载能力和变形要求，根据受力情况和材料特性合理确定截面尺寸和构件的截面积。
4.2 稳定性设计门式刚架的稳定性设计应满足构件的侧向稳定和整体稳定要求，通过合理设置斜撑和连接件来增强结构稳定性。
4.3 刚度设计门式刚架的刚度设计应满足结构在受力工况下的变形限制，通过合理设计构件截面尺寸和刚度布置来保证结构的刚度。
第五章：门式刚架的设计规范和标准5.1 国家标准门式刚架的设计应符合相关国家标准和规范要求，例如《钢结构设计规范》（GB 50017-2017）和《建筑结构荷载标准》（GB 50009-2012）等。
门式刚架结构设计_例题
门式刚架结构设计1 设计资料单跨双坡门式刚架轻钢厂房长度60m ，柱距6m ，刚架跨度24m ，屋面坡度为1：10。
刚架柱在柱高一半处设有侧向支撑。
屋面采用双层压型钢板复合保温板，屋面檩条间距为3m，在每根檩条位置处都有隅撑与梁下翼缘相连。
柱脚采用铰接柱脚。
梁柱节点连接采用高强度螺栓连接(摩擦型)，材质采用Q235B。
截面：梁为焊接等截面梁:H ‐600×300×8×12 翼缘为轧制边柱为焊接工字形截面(变截面) H ‐(600‐300)×300×8×12 翼缘为轧制边 荷载条件(标准值)：雪荷载：0.402m kN 基本风压：0.652m kN 积灰荷载：0.32m kN 屋面活荷载：0.502m kN双层压型钢板复合保温板：0.202m kN 檩条及支撑重：0.152m kN轻质墙面(包括墙骨架等)：0.202m kN 。
图1 刚架简图2 荷载计算(1) 恒载刚架梁：双层压型钢板复合保温板：0.20×6=1.2 m kN檩条及支撑重：0.15×6=0.9 m kN梁自重： 0.92m kN合计：刚架梁上荷载：3.02 m kN柱：轻质墙面(包括墙骨架等)：0.20×6=1.2 m kN自重(取柱中间截面计算)：0.828m kN合计：2.028 m kN(2) 活荷载屋面活荷载标准值为0.502m kN ，刚架受荷面积为24×6=1442m ＞602m ，所以屋面活荷载标准值取为0.302m kN (规程3.2.2条) 。
雪荷载为0.402m kN ，计算时取屋面活荷载和雪荷载中的较大值，即取0.402m kN 计算。
屋面活荷载和雪荷载中的较大值：0.4×6=2.4 m kN积灰荷载：0.3×6=1.8 m kN(3) 风荷载风荷载体型系数s μ按《门规》封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用，体系系数图2风荷载体型系数见图2 。
[实用参考]门式刚架计算原理和设计实例-辅助结构系统
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第五章辅助结构系统轻型钢结构的辅助结构系统包括挑檐、雨篷、吊车梁、牛腿、楼梯、栏杆、检修平台和女儿墙等，它们构成了轻型钢结构完整的建筑和结构功能。
第一节雨篷和挑檐一、雨篷钢结构雨篷同钢筋混凝土结构雨篷一样，按排水方式可分为有组织排水和自由落水两种。
钢结构雨篷的主要受力构件为雨篷梁，其常用的截面形式有轧制普通工字钢、槽钢、H型钢、焊接工字形截面等，当雨篷的造型为复杂的曲线时亦可选用矩形管或箱形截面等。
在轻型门式刚架结构中，雨篷宽度通常取柱距，即每柱上挑出一根雨篷梁，雨篷梁间通过C型钢连接形成平面。
挑出长度通常为1.5m或更大，视建筑要求而定。
雨篷梁可做成等截面或变截面，截面高度应按承载能力计算确定。
通常情况下雨篷梁挑出的长度较小，按构造做法，其截面做成与其相连的C型钢截面同高：当柱距为6m时，连接雨篷梁的C型钢为16＃，雨篷梁亦取16＃槽钢；当柱距为9m时，连接雨篷梁的C型钢为24＃，雨篷梁取25＃槽钢；有组织排水的雨篷可将天沟设置在雨篷的根部或将天沟悬挂在雨篷的端部，雨篷四周设置凸沿，以便能有组织的将雨水排入天沟内。
图5-1～5-3为几种常见雨篷的做法。
（a）(b)图5-1 自由落水雨篷(a)(b)(c)图5-2 有组织排水雨篷（a）A-A （b）B-B（c）C-C图5-3 雨篷节点详图二、挑檐在轻型门式刚架厂房结构中，通常将天沟（彩钢或不锈钢）放置在挑檐上，形成外天沟。
挑檐挑出构件的间距取柱距，即挑出构件作为主刚架的一部分，挑出构件之间由C型钢檩条连接，。
图5-4所示为典型的挑檐构造。
图5-4 典型的挑檐构造挑檐柱承受C型钢墙梁传递轻质墙体的竖向荷载和风荷载，挑檐梁主要承受考虑天沟积水满布荷载或积雪荷载。
挑檐各构件（挑檐柱、挑檐梁）截面通常采用轧制工字钢或高频H型钢，截面大小由承载力计算确定。
挑檐计算简图如图5-5所示，将挑檐柱和挑檐梁示作一个整体，端部与刚架柱固接，即作为悬臂构件计算。
通常情况下轻钢厂房结构的挑檐所承受的荷载较小，截面多选择200高的高频焊接H型钢。
2、门式刚架
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 概述 结构选型和布置 刚架设计 压型钢板设计 檩条设计 墙梁设计 支撑及构造设计
1.1
概述
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：
1.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。 2.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。 3.屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/51/10，是一种经济可靠的结构形式。
1.3.2 刚架内力和侧移计算
内力计算原则： 根据不同荷载组合下内力分析结果，找出控 制截面的内力组合，控制截面位置一般在柱底、 柱顶、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： 最大轴压力Nmax和同时出现的M及V的较大值。 最大弯矩Mmax和同时出现的V及N的较大值。 最大弯矩Mmax和同时出现的V及N的较大值。 最小轴压力Nmin和相应的M及V，出现在永久荷载 和风荷载共同作用下，当柱脚铰接时M=0。
非抗震设防地区：
抗震设防地区：
0S R
SE R / RE
正常使用极限状态
按荷载效应的标准组合计算变形 柱顶侧移： H/60， H/240;H/180，H/400 （多层层间H/500 ） 受弯构件挠度： 主梁：L/180;L/240;L/400（钢结构 L/400）
1.3.1荷载及荷载组合
门式刚架结构的特点
重量轻 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， 同时支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。
门式钢架设计实例（带计算书）
门式钢架设计实例（带计算书）门式刚架⼚房设计计算书门式刚架⼚房设计计算书⼀、设计资料该⼚房采⽤单跨双坡门式刚架，⼚房跨度21m ，长度90m ，柱距9m ，檐⾼7.5m ，屋⾯坡度1/10。
刚架为等截⾯的梁、柱，柱脚为铰接。
材料采⽤Q235钢材，焊条采⽤E43型。
22750.6450/160/mm EPS mm N mm g mm ≥2y 屋⾯和墙⾯采⽤厚夹芯板，底⾯和外⾯⼆层采⽤厚镀锌彩板，锌板厚度为275/gm ；檩条采⽤⾼强镀锌冷弯薄壁卷边Z 形钢檩条，屈服强度f ，镀锌厚度为。
(不考虑墙⾯⾃重)⾃然条件：基本风压：20.5/O W KN m =，基本雪压20.3/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90m ，跨度21m ，柱距9m ，共有11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。
檩条间距为1.5m 。
⼚房长度>60m ，因此在⼚房第⼆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；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，因此柱间⽀撑不⽤分层布置。
（布置图详见施⼯图）三、荷载的计算1、计算模型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：2.荷载取值屋⾯⾃重：屋⾯板：0.182/KN m 檩条⽀撑：0.152/KN m 横梁⾃重：0.152/KN m 总计：0.482/KN m 屋⾯雪荷载：0.32/KN m屋⾯活荷载：0.52/KN m （与雪荷载不同时考虑）柱⾃重：0.352/KN m风载：基本风压200.5/W kN m = 3.各部分作⽤荷载：（1）屋⾯荷载：标准值： 10.489 4.30/cos KN M θ=柱⾝恒载：0.359 3.15/KN M ?=kn/m（2）屋⾯活载屋⾯雪荷载⼩于屋⾯活荷载，取活荷载10.509 4.50/cos KN M θ=（3）风荷载010 1.0k z s z s h m ωµµωµµ=≤ 以风左吹为例计算，风右吹同理计算：根据公式计算:根据查表，取，根据门式刚架的设计规范，取下图：（地⾯粗糙度B 类）风载体形系数⽰意图2122231.00.250.50.125/0.1259 1.125/1.0 1.00.50.50/0.509 4.5/1.00.550.50.275/0.2759 2.475/1.00.650kN m q kN m kN m q kN m kN m q kN m ωωωω∴=??==?==-??=-=-?=-=-??=-=-?=-=-??k k k k 迎风⾯侧⾯，屋顶，背风⾯侧⾯，屋顶24.50.325/0.3259 2.925/kN m q kN m =-=-?=-，荷载如下图：kn/m4.内⼒计算：（1）截⾯形式及尺⼨初选：梁柱都采⽤焊接的H型钢68:梁的截⾯⾼度h⼀般取(1/301/45)l,故取梁截⾯⾼度为600mm；暂取H600300，截⾯尺⼨见图所⽰柱的截⾯采⽤与梁相同截⾯截⾯名称长度()mm⾯积2()mmx I 64(10)mm ?x W 43(10)mm ?y I 64(10)mm ?y W 43(10)mm ?x i柱 60030068H7200 9472 520 173 36 24234 61.6 梁60030068H10552 9472520 173 36 24234 61.68668612522.0610947210 1.9510, 2.06105201010 1.0710x EA kn EI kn m --==?=?=??（2）截⾯内⼒：根据各个计算简图，⽤结构⼒学求解器计算，得结构在各种荷载作⽤下的内计算项⽬计算简图及内⼒值(M 、N 、Q) 备注恒载作⽤恒载下弯矩恒载下剪⼒弯矩图剪⼒图“+” →轴⼒图(拉为正，压为负)恒载下轴⼒（忽略柱⾃重）活荷载作⽤活荷载(标准值) 弯矩图弯矩图活荷载作⽤活荷载(标准值)剪⼒图活荷载(标准值)轴⼒图剪⼒图“+”→轴⼒图(拉为正，压为负)作⽤风荷载(标准值)弯矩图.弯矩图剪⼒图“+”风荷载(标准值)剪⼒图风荷载(标准值)轴⼒图→轴⼒图(拉为正，压为负)向作⽤，风荷载只引起剪⼒不同，⽽剪⼒不起控制作⽤)按承载能⼒极限状态进⾏内⼒分析，需要进⾏以下可能的组合：① 1.2*恒载效应+1.4*活载效应② 1.2*恒载效应+1.4*风载效应③ 1.2*恒载效应+1.4*0.85*{活载效应+风载效应}取四个控制截⾯：如下图：各情况作⽤下的截⾯内⼒截⾯内⼒恒载活载左风Ⅰ－ⅠM000 N-45.36-47.2546.95 Q-19.32-18.0524.55内⼒组合值控制内⼒组合项⽬有：与相应的N，V(以最⼤正弯矩控制)①＋Mmax与相应的N，V(以最⼤负弯矩控制)②－Mmax③ N与相应的M，V(以最⼤轴⼒控制)max与相应的M，V(以最⼩轴⼒控制)④ Nmin所以以上内⼒组合值，各截⾯的控制内⼒为：1-1截⾯的控制内⼒为0120.5848.45M N KN Q KN ==-=-，，2-2截⾯的控制内⼒为335.33120.5848.45M KN M N KN Q KN =-?=-=-，， 3-3截⾯的控制内⼒为335.3364.30115.40M KN M N KN Q KN =-?=-=，， 4-4截⾯的控制内⼒为246.7857.82 5.79M KN M N KN Q KN =?=-=，， A ：刚架柱验算：取2-2截⾯内⼒平⾯内长度计算系数：00010.520.45 1.4620.45 1.46 2.667.27.2 2.6619.1x R R l K I H H Mµµ=+==∴=+?==?=c I ，其中K=，，，7200/23600mm ==0Y 平⾯外计算长度：考虑压型钢板墙⾯与墙梁紧密连接，起到应⼒蒙⽪作⽤，与柱连接的墙梁可作为柱平⾯外的⽀承点，但为了安全起见计算长度按两个墙梁间距考虑，即H19100360081.658.423461.6x y λλ∴====，⑴局部稳定验算构件局部稳定验算是通过限制板件的宽厚⽐来实现的。
门式钢架的受力分析实例
门式钢架的受力分析实例一、分析种类：结构力学静力分析二、基本理论：结构矩阵分析是结构力学的一种分析方法。
结构矩阵分析方法认为：结构整体可以看作是由有限个力学小单元相互连接而组成的集合体，每个单元的力学性能可以比作建筑物中的砖瓦，装配在一起就提供整体结构的力学特性。
有限元法的基本思想是：1.假想把连续系统分割成数目有限的单元，单元只在数目有限的节点相连。
在节点引进等效载荷，代替实际作用与系统的外载荷2.对每个单元由分块近似的思想，按一定的规则建立求解未知量与节点相互作用之间的关系3.把所有单元的这种特性关系按一定条件集合起来，引入边界条件，构成一组以节点变量为未知量的代数方程组，求解就得到有限个节点处的待求变量所以，有限元法实质上是把具有无限个自由度的联系系统，理想化为只有有限个自由度的单元集合体，使问题转化为适合于数值求解的结构型问题静力分析用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。
静力分析包括线性和非线性分析。
而非线性分析涉及塑性，应力刚化，大变形，大应变，超弹性，接触面和蠕变。
本次分析为结构线性静力分析静力分析计算在固定不变的载荷作用下结构的效应，它不考虑惯性和阻尼的影响，如结构受随时间变化载荷的情况。
可是，静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的影响（如重力和离心力），以及那些可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷。
静力分析用于计算由那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移，应力，应变和力。
固定不变的载荷和响应是一种假定；即假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢。
静力分析所施加的载荷包括：l.外部施加的作用力和压力2.稳态的惯性力（如中力和离心力）3.位移载荷4.温度载荷线性静力分析的求解步骤1.建模2.施加载荷和边界条件，求解3.结果评价和分析三、有限元方法及软件：利用位移函数—虚功原理推导梁单元的有限元计算公式第一步：写出单元位移、节点力向量应用软件ansys10.0在ansys产品家族中有七种结构分析的类型。
门式刚架计算原理和设计实例之二(doc 54页)
第二章轻型门式钢刚架设计的基本理论第一节结构布置和材料选用一、结构组成轻型门式钢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2-1给出了轻型门式钢刚架组成的图示说明。
图2-1 轻型钢结构的组成平面门式刚架和支撑体系再加上托梁、楼面梁等组成了轻型钢结构的主要受力骨架，即主结构体系。
屋面檩条和墙面檩条既是围护材料的支承结构，又为主结构梁柱提供了部分侧向支撑作用，构成了轻型钢建筑的次结构。
屋面板和墙面板起整个结构的围护和封闭作用，由于蒙皮效应事实上也增加了轻型钢建筑的整体刚度。
外部荷载直接作用在围护结构上。
其中，竖向和横向荷载通过次结构传递到主结构的横向门式刚架上，依靠门式刚架的自身刚度抵抗外部作用。
纵向风荷载通过屋面和墙面支撑传递到基础上。
二、结构布置轻型门式钢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，轻型钢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150m。
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。
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。
布置的主要原则如下：（1）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。
支撑桁架的直杆和单斜杆应采用刚性系杆，交叉斜杆可采用柔性构件。
刚性系杆是指圆管、H型截面、Z或C型冷弯薄壁截面等，柔性构件是指圆钢、拉索等只受拉截面。
柔性拉杆必须施加预紧力以抵消其自重作用引起的下垂；（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；（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。
门式刚架计算范文
门式刚架计算范文门式刚架是一种常用的结构形式，适用于横跨较大的空间，常见于工业厂房、仓库、停车场等。
门式刚架由上部水平梁、下部水平梁和立杆组成，通过连接件连接在一起，形成一个整体结构。
下面将详细介绍门式刚架的计算方法。
1.梁的计算：门式刚架通常由上部大梁和下部小梁组成。
首先，根据跨度和负荷计算出梁的截面尺寸。
常用的梁截面形式有I型、H型等。
根据负荷和梁截面的强度要求，可以通过截面计算确定梁的截面尺寸。
2.立杆的计算：立杆是门式刚架的支撑结构，承受梁和屋盖的重力。
根据结构荷载和纵向跨度计算立杆的截面尺寸。
常用的立杆截面形式有H型、工字型等。
根据负荷和立杆截面的强度要求，可以通过截面计算确定立杆的截面尺寸。
3.连接件的计算：门式刚架的连接件起到连接梁和立杆的作用，承受结构受力。
连接件的计算需考虑连接件在受力状态下的强度要求。
常见的连接件有螺栓、焊接等形式。
螺栓连接件的计算主要包括剪切强度和拉伸强度的计算。
4.稳定性计算：门式刚架在受到侧向力作用时，需要考虑稳定性问题。
稳定性计算主要包括侧向位移和倾覆度的计算。
侧向位移计算可采用刚度法或有限元法计算，倾覆度计算可采用刚度法、强度法或有限元法计算。
5.设计验算：经过上述计算，得到梁、立杆和连接件的尺寸后，需要进行设计验算。
设计验算主要包括静力强度验算、稳定性验算和疲劳验算。
静力强度验算主要包括弯曲强度、剪切强度和轴心受压强度的计算。
稳定性验算主要包括稳定系数的计算。
疲劳验算主要考虑梁、杆件在长期重复荷载下的疲劳破坏情况。
综上所述，门式刚架的计算主要包括梁、立杆、连接件的计算，稳定性计算和设计验算等。
计算过程需要考虑结构的强度和稳定性要求，并通过设计验算进行验证。
通过合理的计算和设计，可以确保门式刚架的结构安全和稳定。
门式钢架设计实例计算书
门式钢架设计实例计算书设计说明：本设计为门式钢架结构，用作工业厂房，设计荷载包括自重荷载、活荷载和风荷载。
本文将详细介绍该结构的设计计算。
一、荷载计算1.1 自重荷载本结构的自重荷载为每平方米40kg。
1.2 活荷载根据工业厂房的使用情况，本结构的活荷载为每平方米300kg。
1.3 风荷载根据当地的气象情况和设计规范，本结构的基本风压为0.6kN/m2，按照结构类别为3类，结构重要性系数为1，地面粗糙度系数为B，风向系数为1.2计算得出风荷载为每平方米1.44kN。
二、结构计算2.1 稳定性分析首先进行稳定性分析，根据工业厂房的结构特点，本结构采用门式结构，悬臂梁的跨度为12米。
采用单跨分析的方法，分析单跨悬臂梁的稳定性。
按照设计规范，门式结构各构件轴力应在允许范围内，轴力比不得大于0.7。
通过计算，单跨悬臂梁的极限状态下轴力比为0.6，因此结构的稳定性满足设计要求。
2.2 强度计算其次进行强度计算，采用配筋设计的方法，根据结构荷载和构件的截面性质计算每个构件所需的钢材强度和配筋。
按照设计规范，各构件的强度应在允许范围内，杆件的屈曲和轴心受拉受压强度比不得小于0.9。
通过计算得出，本结构各构件满足设计要求。
2.3 钢材选型根据结构荷载和强度要求，选用Q345钢材，柱截面为H150×150×7×10，梁截面为H250×125×6×9。
三、结构检验采用有限元分析软件进行结构检验，确认结构的合理性。
通过有限元分析，检验结果满足设计要求。
四、总结本设计采用门式钢架结构，荷载包括自重荷载、活荷载和风荷载，通过稳定性分析、强度计算和钢材选型等步骤，最终得出一个合理而可靠的工业厂房门式钢架设计方案。
门式钢架设计实例计算书
门式钢架设计实例计算书门式钢架是一种广泛应用于工业建筑和仓储建筑中的结构形式，它具有结构简单、运载能力强、施工方便等优点。
本文将从门式钢架设计实例计算的角度，详细介绍相关的参考内容。
1. 结构承载力计算：门式钢架的结构承载力计算是设计过程中最重要的一环。
在计算中，首先需要确定钢架的荷载类型和荷载水平，包括自重荷载、雨水荷载、风荷载等。
然后，根据所选用的荷载规范，按照相应的计算方法计算各部位的荷载大小，并进行荷载组合和分析。
2. 钢材选型：门式钢架的设计中，需要选择合适的钢材来满足结构的强度和刚度要求。
通常情况下，常用的钢材有Q235、Q345等普通碳素结构钢，以及Q390、Q420等高强度钢。
根据荷载计算结果，选取合适的钢材型号和截面尺寸，并参考相关规范和手册中的强度表格和截面计算公式。
3. 连接件设计：门式钢架中的连接件是保证结构稳定性和承载力的重要组成部分。
常用的连接方式包括螺栓连接、焊接连接等。
在连接件设计中，要根据计算结果确定连接件的数量、类型和尺寸，并参考相关规范和手册中的连接件计算方法和要求。
4. 桁架设计：门式钢架中的桁架是承担主要荷载的关键部件，其设计要求强度和刚度满足要求，同时考虑施工方便和经济性。
在桁架设计中，需要确定桁架的型号、截面尺寸和节点连接方式。
可以参考相关的经验公式、理论分析和实际工程经验，并结合荷载计算结果，进行桁架的强度和刚度校核。
5. 基础设计：门式钢架的基础设计是确保结构安全稳定的关键环节。
基础设计包括地基承载力计算、基础类型的选择、基础尺寸的确定等。
根据地质勘探和土壤力学参数，选取合适的基础形式和尺寸，并参考相关的规范和手册中的基础设计方法和要求。
在门式钢架的实际设计过程中，还需要考虑其他因素，如结构的抗震性、防火性能、施工工艺等。
此外，设计中还要注重结构的经济性和可行性，包括材料的成本、施工的方便性和工期等。
综上所述，门式钢架设计实例计算需要参考的内容很多，包括结构承载力计算、钢材选型、连接件设计、桁架设计、基础设计等。
36米跨门式刚架计算式
36米跨门式刚架计算式门式刚架是一种常用的结构形式，广泛应用于桥梁、厂房等工程中。
根据弯矩和受力平衡原理，我们可以推导出门式刚架的计算式。
下面我会详细介绍门式刚架的计算式，以及与之相关的一些概念和理论。
首先，我们先来了解一下门式刚架的基本概念。
门式刚架由上承梁和下承梁组成，上下承梁之间通过立柱连接。
上承梁主要承受荷载作用，下承梁主要用来承受上承梁的反力。
立柱则起到支撑和稳定的作用。
在计算门式刚架的各个部分受力时，我们需要用到一些基本的理论和公式。
首先，我们需要计算门式刚架的弯矩。
在计算弯矩时，我们需要考虑梁的受力情况，以及支点和荷载的位置和大小。
根据弯曲理论，我们可以得到以下计算式：M = F * l/4其中，M为弯矩，F为作用在梁上的力，l为梁的长度。
接下来，我们来计算门式刚架上承梁和下承梁的弯矩。
在计算过程中，我们需要考虑上承梁和下承梁受力的差异。
上承梁主要承受纵向力和弯矩，而下承梁主要承受上承梁的反力。
根据受力平衡原理，我们可以得到以下计算式：Mu = F1 * l1/4Md = F2 * l2/4其中，Mu为上承梁的弯矩，Md为下承梁的弯矩，F1和F2分别为上承梁和下承梁上的力，l1和l2分别为上承梁和下承梁的长度。
在计算门式刚架的荷载时，我们需要考虑到荷载的位置和大小对上下承梁受力的影响。
在实际工程中，门式刚架通常会承受多种类型和分布的荷载。
根据荷载的特点和受力平衡原理，我们可以得到以下计算式：Fa = W * l1/2Fb = W * l2/2其中，Fa和Fb分别为上承梁和下承梁上的荷载，W为荷载的大小，l1和l2分别为上承梁和下承梁的长度。
除了计算弯矩和荷载外，我们还需要考虑门式刚架的抗弯刚度。
在门式刚架的计算中，抗弯刚度通常用弹性模量和截面形状等来表示。
根据弯曲理论和受力平衡原理，我们可以得到以下计算式：k = E * I / l^3其中，k为抗弯刚度，E为弹性模量，I为惯性矩，l为梁的长度。
轻型门式刚架——计算原理和设计实例
轻型门式刚架——计算原理和设计实例一：彩钢瓦屋面漏水的主要原因：1、生产和运输过程、施工过程中的不慎造成彩钢瓦的变形。
彩钢瓦质量差，上人屋面施工造成彩钢瓦变形。
2、风、雨等外力的作用,造成彩钢瓦屋面长时间的颤动,使钉眼处及铁皮接缝处长时间的磨损,遇到雨水就生锈.然后就再磨损再生锈,越来越严重。
3、自攻钉有橡胶垫为何还会渗水？第一：施工中自攻钉用力过猛已经把橡胶垫破坏。
第二：橡胶垫老化快,很快就失去了防水功效。
4、彩钢瓦屋面轻型门式刚架——计算原理和设计实例《2》四、荷载及其组合1．荷载作用在轻型钢结构上的荷载包括以下类型：（1）恒载(G)：结构自重和设备重。
按现行《建筑结构荷载规范》的规定采用；（2）活载：包括屋面均布活载、检修集中荷载(M)、积灰荷载(D)、雪荷载等。
其中，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:98）[2]规定均布活载的标准值（按投影面积算）取0.3kN/m2；检修集中荷载标准值取1.0kN或实际值；积灰荷载与雪荷载按现行《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)[7]的规定采用。
均布活荷载与雪荷载不同时考虑，取其中较大值(记为L)计算；积灰荷载与雪和均布活载中的较大值同时考虑；检修荷载只与结构自重荷载同时考虑；（3）风载(W)：现行《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)[3]对于风荷载的取用是以GB50009-2001为基础的，关于风荷载体形系数是按照美国金属房屋制造商协会MBMA《低层房屋体系手册》（1996）中有关小坡度房屋的规定取用的；（4）温度(T)：按实际环境温差考虑；（5）吊车(C)：按GB50009-2001的规定取用，但吊车的组合一般不超过两台；（6）**作用(E)：按GB50009-2001的规定取用，不与风荷载作用同时考虑。
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][3][7]：（1）1.2G+1.4L；（2）1.2G+1.4M；（3）1.2G+1.4C;（4）1.2G+1.4W；（5）1.2G+0.9(1.4L+1.4D)；（6）1.2G+0.9(1.4L+1.4W)；（7）1.2G+0.9(1.4C+1.4W);（8）1.2G+0.9(1.4L+1.4T)；（9）1.2G+0.9(1.4W+1.4T)（10）1.2G+1.4L+1.4E。
干货！门式刚架结构设计实例
干货！门式刚架结构设计实例工程概况（一）设计资料某客户需要建设66X75m的仓库，根据客户要求，宽度方向为66m，设3跨，跨度分别为24m、18m、24m，柱距取7.5m，檐口高度为6m。
屋面为0.5mm压型钢板+75mm 厚保温棉（容重14kg/m3）＋0.4mm内衬板，材质采用Q345。
（二）方案选取1．跨度：考虑到特殊的使用要求（中间18m兼做交通走道），客户指定了上述的跨度要求。
为使读者理解如何寻找最经济的结构方案，笔者又研究了21m＋24m＋21m或18m+30m+18m的跨度方案，三种方案的每榀框架的用钢量对比如下：24m+18m+24m，每榀框架用钢量 4.9吨；21m+24m+21m，每榀框架用钢量 4.2吨；18m+30m+18m.，每榀框架用钢量 4.6吨；通常来说，如可能尽量将框架设计成对称结构，各跨跨度基本相同，中间跨跨度度略大于边跨将是一种比较经济的方案。
本项目由于客户需要将中间跨(18m)设置为走道，故笔者没有建议他们改为较为经济的跨度方案（21m＋24m＋21m）。
2．柱距选择：鉴于本工程总长度为75m，故取柱距为7.5m，即10@7.5。
读者也可以比较7.75+*****+7.75的柱距方案。
后者也是一种比较经济的株距方案。
3．屋面梁拼接节点设置节点设置需要考虑下列因素：(1) 拼接点尽可能靠近反弯点，一般反弯点位置在1/4~1/6跨度处，按照此原则，对于24m跨，拼接点设在离柱24*(1/4~1/6)=4~6m处比较合适。
对于18m跨，则应该设在18*(1/4~1/6)=3~4.5m比较合适；(2) 单元长度不要超过可运输最大长度，一般不宜超过12.5 m；(3) 尽量减少拼接数量，因为拼接节点需要端板及高强螺栓，同样会增加项目造价；(4) 拼接节点应避开抗风柱及屋面系杆的连接位置，以避免出现连接上的不便；综合多种因素，我们将屋面梁做了分段，见图3-26。
A节点为边柱与梁拼接节点，D为中柱与梁拼接，通常此处屋面梁不断，这是考虑此处弯矩较大，对于屋脊节点 F，通常我们也不建议此处屋面梁断开，原因是此处通常会有抗风柱及屋面系杆，若设置屋面系杆，将引起连接上的不便。
钢结构门式钢架设计实例
钢结构门式钢架设计实例[摘要]随着轻型层面材料技术的高速发展，钢结构门式钢架结构完全可以代替以混凝土为主层面板传统结构，本文结合工程应用对门式钢架结构的设计要点进行阐述和总结，提出了门式钢架结构实施的可行性和优点，结合门式钢架实际中的运用指出它的经济合理安全可靠的特点。
【关键词】门式钢架；结构设计；运用轻型门式钢架房屋结构在我国建筑行业有着十分广泛的运用，它的性能好，造价低，工程周期短、结构独特的优点备受建筑行业的亲睐，但是需要完善和研究的问题依然很多，如何科学合理地设计能够使门式钢架就够的经济安全的特点完美体现出来是我们面对的课题。
一、门式钢架结构的特点门式钢架机构不仅具有一般钢架结构中的钢材强度高、整体重量轻、高强度的韧性、极强的可塑造性和运用周期端的特点，还自己本身具有用料省、方便制造、造型美观、空间充分利用、快速安装，对环境污染小和综合性能优异的特点。
自从《门式钢架轻型房屋结构技术规程》CEC102：98的颁布更是促进它的飞跃发展。
二、门式钢架结构的设计按照结构类型可以分为单跨钢架和双（多）跨连续钢架等，其截面可以分为等截面和变截面，它们的柱脚可以为铰接和刚接；按照钢架梁、主截面可以分为梁柱采用H型的实腹钢架和采用小姐们钢管角钢等复合结构的格构式钢架。
前者具有刚性强，但其用材料比较多，不太利于节省成本；后者是制作比较复杂，但其用材料比较少，多用于较大跨多度的复合型钢架。
1、门式钢架结构的链接方式链接采用铰接还是刚接根据综合条件实地确定。
《门式钢架轻型房屋结构技术规程》（CECS 102:2002）地4.1.4条：门式钢架的柱脚形成多按铰接支撑设计，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5T以上桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接。
笔者认为，柱脚采用铰接或者刚接不仅与吊车有关，还与房屋所处的位置有关，如果房屋位置较高，采用柱脚铰接，柱顶移动距离加大，必然要加大柱截面，反而增加钢材的用量，同时还不得不考虑地基等其他因素的影响。
门式刚架梁柱分析设计实例
门式刚架梁柱分析设计实例：图1所示单跨门式刚架，柱为楔形柱，梁为等截面梁，截面尺寸及刚架几何尺寸如图所示，材料为Q235B.F 。
已知楔形柱大头截面的内力： M 1=198.3KN.m ，N 1=64.5kN ，V 1=27.3kN ；柱小头截面内力：N 0=85.8kN ，V 0=31.6kN 。
试验算该刚架柱的整体稳定是否满足设计要求。
图1 刚架几何尺寸及梁柱截面尺寸（a ）刚架几何尺寸；（b ）梁、柱大头截面尺寸；（c ）柱小头截面尺寸[解]：（1）计算截面几何特性：刚架梁及楔形柱大头、小头截面的毛截面几何特性计算结果见表1-1刚架梁、柱毛截面几何特性 构件名称 截面 A (mm 2) I x (×104mm 4) I y (×104mm 4) W x (×103mm 3) i x mm i ymm 刚架梁 2-2 6800 40375 1068 1311 243.1 39.6 刚架柱1-1 6800 40375 1068 1311 243.1 39.6 0-048807733106752.25125.946.8（2）楔形柱腹板的有效宽度计算 ① 大头截面：腹板边缘的最大应力23461/8.1566800105.641040375300103.198mm N =⨯+⨯⨯⨯=σ 23462/9.1376800105.641040375300103.198mm N -=⨯+⨯⨯⨯-=σ 腹板边缘正应力比值879.08.1569.13712-=-==σσβ 腹板在正应力作用下的凸曲系数()()()βββσ++-++=11112.011622k()()()879.01879.01112.0879.011622-+++-==21与板件受弯、受压有关的系数 )/(2351.28/1σγλσρR ww k t h =66.0)8.156087.1/(235211.286/600=⨯⨯⨯=≤0.8大头截面腹板全部有效。
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第二章轻型门式钢刚架设计的差不多理论第一节结构布置和材料选用一、结构组成轻型门式钢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2-1给出了轻型门式钢刚架组成的图示讲明。
图2-1 轻型钢结构的组成平面门式刚架和支撑体系再加上托梁、楼面梁等组成了轻型钢结构的要紧受力骨架，即主结构体系。
屋面檩条和墙面檩条既是围护材料的支承结构，又为主结构梁柱提供了部分侧向支撑作用，构成了轻型钢建筑的次结构。
屋面板和墙面板起整个结构的围护和封闭作用，由于蒙皮效应事实上也增加了轻型钢建筑的整体刚度。
外部荷载直接作用在围护结构上。
其中，竖向和横向荷载通过次结构传递到主结构的横向门式刚架上，依靠门式刚架的自身刚度抵抗外部作用。
纵向风荷载通过屋面和墙面支撑传递到基础上。
二、结构布置轻型门式钢刚架的跨度和柱距要紧依照工艺和建筑要求确定。
结构布置要考虑的要紧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，轻型钢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150m。
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。
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。
布置的要紧原则如下：（1）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。
支撑桁架的直杆和单斜杆应采纳刚性系杆，交叉斜杆可采纳柔性构件。
刚性系杆是指圆管、H型截面、Z或C型冷弯薄壁截面等，柔性构件是指圆钢、拉索等只受拉截面。
柔性拉杆必须施加预紧力以抵消其自重作用引起的下垂；（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；（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；（6）轻钢结构的刚性系杆可由相应位置处的檩条兼作，刚度或承载力不足时设置附加系杆。
除了结构设计中必须正确设置支撑体系以确保其整体稳定性之外，还必须注意结构安装过程中的整体稳定性。
安装时应该首先构建稳定的区格单元，然后逐榀将平面刚架连接于稳定单元上直至完成全部结构。
在稳定的区格单元形成前，必须施加临时支撑固定已安装的刚架部分。
三、材料选择 1、材料类型钢结构常用类型有：碳素结构钢、低合金结构钢、高强度钢、耐火耐侯钢等。
其中，轻型钢结构一般采纳碳素结构钢和低合金结构钢。
（1） 碳素结构钢按含碳量的大小，碳素结构钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
一般而言，含碳量为0.03—0.25%的称为低碳钢；含碳量在0.26—0.60%之间的称为中碳钢；含碳量在0.60—2.00%的称为高碳钢。
含碳量越高钢材强度越高，建筑结构中要紧使用低碳钢。
按钢材质量，碳素结构钢可分为A 、B 、C 、D 四个等级，由A 到D 表示质量由低到高。
不同质量等级对冲击韧性（夏比V 型缺口试验）的要求有区不。
A 级无冲击功的规定；B 级要求提供20℃时冲击功J A k27≥（纵向）；C级要求提供0℃时冲击功J A k 27≥（纵向）；D 级要求提供-20℃时冲击功J A k27≥（纵向）。
按冶炼中的脱氧方法，钢材可分为沸腾钢（F）、半冷静钢(b)、冷静钢(Z)和专门冷静钢(TZ)四类。
碳素结构钢的牌号和表示方式见表2-1所示。
表2-1 碳素结构钢的表示方法（2）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。
不同质量等级对冲击韧性（夏比V型缺口试验）的要求有区不。
A级无冲击功要求；B级要求提供20C°时冲击功A k≥34J（纵向）；C 级要求提供0C°时冲击功A k≥34J（纵向）；D级要求提供－20C°时冲击功A k≥34J（纵向）；E级要求提供－40C°时冲击功A k≥34J（纵向）。
不同质量等级对碳、硫、磷、铝的含量的要求也有区不。
低合金钢的脱氧方法为冷静钢（Z）或专门冷静钢（TZ）。
表2-2 低合金结构钢的表示方法碳素结构钢用于一般受弯构件能够充分利用钢材的强度，而挠度和稳定的潜力专门难充分发挥；而低合金结构钢构件的强度、挠度和稳定三个要紧操纵指标较易均衡地得以进展，同碳素结构钢相比能够节约20%左右的钢材用量。
2、钢材规格钢结构所用的钢材要紧为热轧成型的钢板和型钢、冷弯成型的薄壁型钢等。
（1）钢板钢板要紧有厚钢板、薄钢板和扁钢（带钢）。
厚钢板：厚度4.5—60mm，宽度600—3000mm，长度4—12m；薄钢板：厚度1.0—4mm，宽度500—1500mm，长度0.5—4m；扁钢：厚度3—60mm，宽度10—200mm，长度3—9m。
厚钢板要紧用于焊接梁柱构件的腹板和翼缘及节点板，薄钢板要紧用于制造冷弯薄壁型钢，扁钢可作为节点板和连接板等。
（2）热轧型钢钢结构常用热轧型钢为角钢、槽钢、圆管、工字钢和宽翼缘工字型截面等。
宽翼缘工字型截面可用于轻型钢结构中的受压和压弯构件，其他型钢截面在轻型钢结构中一般用于辅助结构或支撑结构构件。
（3）薄壁型钢薄壁型钢的截面尺寸可按合理方案设计，能充分发挥和利用钢材的强度、节约钢材。
薄壁型钢的壁厚一般为 1.5—5mm，但承重构件的壁厚不宜小于2mm。
常用薄壁型钢截面有槽形、卷边槽形（C形）、Z形等。
轻型钢结构中的次结构构件如檩条等一般采纳薄壁型钢。
3、钢材选用钢材选用的原则是既使结构安全可靠地满足使用要求，又尽量节约结构钢材和降低造价。
一般而言，轻型钢结构设计中钢材的选择应考虑以下方面：（1）结构类型及其重要性结构可分为重要、一般和次要三类。
重级工作制吊车梁和特不重要的轻型钢结构主结构及次结构构件属于重要结构；一般轻型钢结构厂房的主结构梁柱和次结构构件属于一般结构；而辅助结构中的楼梯、平台、栏杆等属于次要结构。
重要结构可选用16Mn钢或Q235—C或D；一般结构可选用Q235—B；次要结构可选用Q235—B·F。
（2）荷载性质荷载可分为静力荷载和动力荷载两种，动力荷载又有经常满载和不经常满载的区不。
直接承受动力荷载的结构一般采纳Q235—B、Q235—C、Q235—D及16Mn钢，关于环境温度高于-20℃、起重量Q<50t的中、轻级工作制吊车梁也可选用Q235—B·F。
承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构可选用Q235—B和Q235—B·F。
（2）工作温度依照结构工作温度选择结构的质量等级。
例如，工作温度低于-20℃时宜选用Q235—C或Q235—D；高于-20℃时可选用Q235—B。
第二节结构设计的一般原则一、背景建筑结构的设计方法有容许应力设计法和极限状态设计法两类。
容许应力设计法是建立在经验和近似假定基础上的设计方法。
极限状态设计法是将荷载和材料强度处理为随机变量的建立在概率理论基础上的设计方法，目前在国际上已被广为应用。
我国自《钢结构设计规范》（GBJ17-87）[6]和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18-88）[5]起差不多采纳了极限状态设计方法，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:98）[2]直接参照了国内外轻钢结构设计规范采纳了极限状态设计法。
然而，国际上仍有相当规范采纳容许应力设计法或同时提供了容许应力和极限状态两种设计方法。
极限状态设计法是基于如此的认识：不同类型的荷载，如恒载、活载、风载、地震等，具有不同的分布规律，同时其超载概率也不同。
同容许应力法相比，极限状态设计法引入了荷载分项系数，这些系数关于不同的荷载和不同的极限状态具有不同的数值；不同的材料也具有不同的材料抗力分项系数。
极限状态设计法是建立在统一的可靠度指标上的，因而使结构具有一致的有效概率，能得到更为合理的荷载及其效应组合，从而导致更为经济和安全的设计结果。
结构设计的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。
其中，结构构件的强度、整体稳定、局部稳定验算属于承载能力极限状态的范畴；结构及其构件的位移和刚度验算属于正常使用极限状态的范畴。
一般设计时，首先选择截面使结构满足承载能力极限状态的要求，然后校核其是否满足正常使用极限状态。
二、承载能力极限状态结构的承载能力极限状态是指在设计荷载作用下不发生强度或稳定破坏。
承载能力极限状态的一般表达式为：γRS≤（2-1）上式中，γ为结构重要性系数；S为最不利的荷载效应组合值；R为结构的抗力。
结构的荷载效应是结构构件及其连接在荷载作用下的内力（或应力），由结构分析理论计算得到，各类结构分析或设计软件（如ANSYS、SAP84、3D3S等）是专门有效和方便的计算手段。
结构抗力是连接和截面的强度及构件的稳定承载力等。
必须注意，计算承载能力极限状态时荷载效应和结构抗力差不多上指设计值。
轻型钢结构各个构件和各个连接节点都必须满足式（2-1）。
三、正常使用极限状态除了满足结构的承载能力极限状态外，设计者还必须确保结构在使用荷载下能令人中意地完成其预定功能。
关于轻型钢结构而言，正常使用极限状态是指结构和构件的位移满足相应的容许值，这能够通过验算结构的变形来确保；同时结构和构件不产生振动，这能够通过限制构件的长细比来确保。
轻型钢结构的位移指标有柱顶侧移和梁柱构件相对变形两项。
位移验算的一般公式为：[]ww≤（2-2）构件长细比验算的一般公式为：[]λλ≤（2-3）必须注意：计算结构正常使用极限状态时必须采纳荷载的标准值。
轻型钢结构设计时，一般先按照承载能力极限状态设计构件截面，然后校核是否满足正常使用极限状态。
由于轻型钢结构较柔，在专门多情况下构件截面是由位移操纵的。
相对而言，关于结构强度和稳定问题的研究要远比关于结构位移容许值的研究深入得多。
因此，关于同一类结构体系，各国规范甚至国内不同。