关于底框架上门式刚架结构的设计分析
底部框架顶层门刚的建模及计算总结
底部框架顶层门刚的建模及计算总结底部框架顶层门刚结构的建模及计算总结（本文以PKPM为例，如果你使用其他软件，你应该自己解决相关问题。
本文只是一个启发。
）建模方法：建议使用“门式刚架三维设计”建模，模型中建立各个刚架立面，下部框架可按夹层或直接绘制网格线建立。
立面建完之后，将系杆建入（纵向框架梁可以按系杆输入），纵向的次梁不建。
屋面水平支撑、柱间支撑可在此建模。
设计方法：三维建模完成后，进行加载和计算，并根据设计结果将截面调整到合适的截面。
应设计每个标高，直到完成所有标高。
在参数设置中，设计规范应选择钢结构规范，结构类型可以是“门式刚架灯塔钢结构”（如果只有局部夹层）或“多层钢结构厂房”（如果有多个楼层）。
建议根据门规检查和计算屋顶梁，并通过按压弯曲构件进行重新检查。
（题外话：关于规范和结构类型的选择，和结构本身的特点以及抗震均有关系，不能简单地认为按上面的说法设置一定是正确的，需要更加深入的探讨。
）框架补充建模：进入框架的“三维模型和载荷输入”，此时仍进入模型目录。
可以看到，程序会自动生成每个标准层，并且会自动为顶层的倾斜屋顶设置“上部节点高度”。
这也是我建议首先使用门式刚架建模的原因，以便可以轻松生成顶层的斜梁和变截面梁。
（注：1、保留原模型，复制一个目录来进行以下步骤。
2、使用其他的设计软件，可能更容易建立空间模型。
总之大家可以适当选择设计软件和建模方法，不可拘泥于此。
）此处，有必要补充框架部分的纵向钢梁和未布置的支架等必要部件。
最后，生成楼层和布局荷载。
楼板和顶板可根据实际需要设置弹性板或刚性板。
一般来说，我们没有考虑楼板对钢梁的影响。
建议不要考虑面外刚度，我们可以选择刚性板或弹性膜。
如果要考虑楼板对钢梁的影响，最好采用“钢-混凝土组合梁”。
屋面板一般采用彩色压型钢板，结构计算不考虑板的刚度。
因此，可以输入0厚度的板来引导荷载，而无需为构件提供额外刚度。
然而，这样做有一个问题。
顶层刚度远小于下层框架，振型、平移或扭转的计算结果相对较差。
门式刚架结构的设计与优化
门式刚架结构的设计与优化摘要：门式刚架结构是一种广泛应用于工业和商业建筑的重要结构形式。
本文旨在探讨门式刚架结构的设计与优化方法，以提高其结构性能和经济性。
首先，介绍了门式刚架结构的基本原理和常见应用领域。
然后，讨论了门式刚架结构设计中需要考虑的关键因素，包括荷载条件、结构材料、连接方式等。
接下来，介绍了现有的门式刚架结构设计方法，包括经验设计和基于计算机模拟的优化设计。
最后，总结了门式刚架结构设计与优化的挑战，并提出了未来的研究方向。
关键词：门式刚架结构、设计、优化、结构性能、经济性一、引言门式刚架结构作为一种常见的建筑结构形式，广泛应用于工业和商业建筑领域。
它具有结构强度高、刚度好、施工方便等优点，因此备受青睐。
然而，在门式刚架结构的设计过程中，需要考虑多种因素，如荷载条件、结构材料、连接方式等，以确保结构的安全性和经济性。
同时，设计人员也面临着如何优化门式刚架结构的挑战，以提高其结构性能和减少成本。
因此，对门式刚架结构的设计与优化方法进行研究具有重要意义。
本文将探讨门式刚架结构设计与优化的基本原理和方法，以期为相关领域的研究和实践提供参考。
二、门式刚架结构的基本原理和应用领域2.1 门式刚架结构的定义与特点门式刚架结构是一种以钢材构成的框架结构，其特点包括以下几个方面。
首先，它是由水平和垂直的钢梁和柱组成的框架结构，具有稳定性和强度。
其次，门式刚架结构的构件相对简单，易于制造和安装。
此外，钢材具有高强度和刚性，使得门式刚架结构能够承受较大的荷载。
此外，门式刚架结构还具备大跨度的特点，可以创造出宽敞的空间。
2.2 门式刚架结构的常见应用领域门式刚架结构在多个领域得到广泛应用，以下是常见的应用领域。
首先，工业建筑是门式刚架结构的主要应用领域之一，如厂房、仓库、物流中心等，为工业生产和储存提供了宽敞的空间。
其次，商业建筑如购物中心、超市、展览馆等也常采用门式刚架结构，以满足大空间展示和经营的需求。
门式刚架轻型房屋钢结构基础的设计与研究
门式刚架轻型房屋钢结构基础的设计与研究发表时间：2018-01-24T21:45:45.647Z 来源：《基层建设》2017年第31期作者：王启飞[导读] 摘要：门式刚架轻型房屋钢结构具有施工便捷、载荷稳定以及刚度水平高等诸多优点，是当前工业厂房的主要结构形式。
辽宁省第三建筑工程公司 111000摘要：门式刚架轻型房屋钢结构具有施工便捷、载荷稳定以及刚度水平高等诸多优点，是当前工业厂房的主要结构形式。
基础结构对于工程的整体稳定性有着关键性影响，因此研究分析其设计要点具有重要现实意义。
本文在阐述门式刚架轻型钢结构的基础形式的基础上，分析了基础结构部分的受力特征，并提出了相应的设计方法，旨在提供一定的参考与借鉴。
关键词：门式刚架；轻型钢结构；基础；设计1门式刚架轻型钢结构的基础形式门式刚架轻型房屋钢结构通常采用扩展基础、柱下条形条基和桩基础。
1.1扩展基础扩展基础用于一般工业厂房柱基、民用框架结构基础等。
根据材料的性能，扩展基础可以分为钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础，本文主要研究工业厂房中的钢筋混凝土独立基础。
独立基础之间互不联系，如遇荷载不同而影响上部结构的变形时，只能以调整基础面积方式来调整地基不均匀沉降。
因此，对于多跨厂房和框架结构，除了按地基承载力特征值计算基础面积外，还需要验算基础间的沉降差。
此外，地基的不均匀性也是造成独立基础沉降差的可能因素。
1.2柱下条形基础一般采用钢筋混凝土为基础材料，与墙下条形基础的受力不同，柱下条形基础的荷载为集中荷载，基础反力分布为非线性的。
条形基础在结构跨度较大地基承载力较差的工业厂房中也经常采用。
1.3桩基础桩基础是应用较为广泛的一种基础形式，特别是在软土地区，几乎与高层建筑联系在一起。
按桩的受力与工作性能可以分为单桩和群桩，单桩的承载力是由桩土间的摩擦力和桩端的阻力组成；群桩是由数根单桩排列而成，通过承台将群桩构成一个整体，具有刚度大、沉降均匀和抗震性能好等优点。
门式钢架结构设计
（a）单质点
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门式钢架结构设计
学习目标
学习难点
第一节 结构形式和布置
一、门式刚架特点及适用范围（一）结构特点刚架梁、柱采用轻型H型钢（等截面或变截面）组成；刚架梁与柱刚接，柱脚与基础宜采用铰接；当设有桥式吊车、檐口标高较高或对刚度要求较高时，柱脚和基础可采用刚接；构件单元可根据运输条件划分，单元之间在现场用螺栓连接，安装方便快捷，土建工作量小。在非地震区可采用张紧的圆钢作为支撑；用C形、Z形薄壁型钢做檩条、墙梁，以彩钢板或夹芯板做屋面、墙面。
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xy——杆件轴心受压稳定系数，楔形柱轴心受压稳定系数，计算长细比时取小头的回转半径；y——为轴心受压构件弯矩作用平面外的稳定系数，以小头为准；by——为均匀弯曲楔形受弯构件的整体稳定系数；
mx、
t——为等效弯矩系数；
——计算 时回转半径i0以小头为准。
对双轴对称、均匀弯曲的工字形楔形截面杆件
（a）
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（b）
屋面水平支撑布置
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；屋面交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计，非交叉支撑中的受压杆件及刚性系杆应按压杆设计；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；屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上翼缘处；交叉支撑可采用圆钢，按拉杆设计；屋面横向水平支撑内力，应根据纵向风荷载按支承于柱顶的水平桁架计算，对于交叉支撑可不计压杆的受力。
门式刚架设计总结及用钢量分析
荷载效应组合应符合下列原则：
（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它荷载同时考虑；
（4）多台吊车的组合应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012的规定；
关键词：门式刚架；用钢量；优化设计
1门式刚架结构设计方法
1.1工程概况
设备间长13.8m，宽8.6m，建设于独山子地区，抗震设防烈度8度，相应于设防烈度的设计基本地震加速度为0.2g，设计地震分组为第三组，建筑场地属于Ⅱ类，基本风压0.60kN/m2，地面粗糙度为B类；基本雪压0.55kN/m2；标准冻结深度：Z0=1.5m；地基承载力特征值500kPa；结构环境类别为二b类，结构抗震等级为四级；设计使用年限为50年；建筑结构安全等级为二级；建筑抗震设防分类为丙类；结构重要性系数g0= 1.0。
1.2.3檩条设计
实腹式檩条，檩条按照单跨简支构件进行设计。屋面采用双层压型钢板复合保温屋面，檩条之间有单层拉条进行拉接，拉条应作为檩条沿刚架坡向的支撑点，能阻止檩条上翼缘的侧向位移和扭转，设计时应按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015的规定计算檩条下翼缘的稳定性。当跨度较大或风荷载较大时，可以采用上下双层布置拉条，其下层拉条可作为风吸力作用时下翼缘的侧向支撑。
1.2.4墙梁设计
（1）轻型墙体结构的墙梁宜采用卷边槽形或斜卷边Z形的冷弯薄壁型钢。
（2）当墙梁跨度为4~6m时，宜在跨中设一道拉条；当墙梁跨度大于6m时，宜在跨间三分点处各设一道拉条。在最上层墙梁处宜设斜拉条将拉力传至承重柱或墙架柱；当墙板的竖向荷载有可靠途径直接传至地面或托梁时，可不设拉条。
门式刚架钢结构设计要点
门式刚架钢结构设计要点摘要：随着我国经济的发展，我国的建设发展越来越快，建筑中采用的结构形式也越来越多。
目前，门式刚架轻钢结构房屋广泛应用于工业和物流建筑。
由于工期短、自重轻、拆装方便、布置灵活，在建筑业得到了广泛应用。
为了进一步推动门式刚架轻型建筑结构在我国建筑行业的应用，有必要结合其结构优势，对其结构设计要点进行深入分析，优化设计工作，提高结构合理性。
在此基础上，本文简要分析了门式刚架轻型房屋钢结构设计要点。
关键词：门式刚架：轻型房屋钢结构：设计要点前言门式刚架钢结构是轻钢结构的一个分支。
迄今为止，设计、制造和建筑标准都有既定的制度和标准。
使用门式刚架建造的建筑物具有重量轻、工作时间短、外形美观、标准化程度高、综合建筑成本低等优点。
近年来，随着经济建设的需要，大量门式刚架钢结构被应用于工程建设。
一、门式刚架结构的形式及特点门式刚架结构是梁柱构件的组合，是一个由柱与直、弧形、线形梁刚性连接的承重框架体系。
有多种形式。
单层建筑和仓库广泛采用单层、单跨、双跨或多跨双坡度门式刚架。
根据通风和照明的需要，可以设置天窗、通风屋顶和采光带。
门式刚架的构件截面尺寸小，可有效利用建筑空间，从而降低房屋高度和建筑体积，且建筑造型简单美观。
其次，平面内外刚度好、刚度小，为制造、运输和安装提供了有利条件。
门式刚架有多种结构形式，包含如下：按构件体系分，有实腹式与格构式；根据截面组成，有等边截面和可变截面。
实腹式刚架截面通常为h形，少数为z形；网格横截面为矩形或三角形；根据结构材料的选择，采用普通钢、薄壁钢、钢管或钢板焊接。
与传统单层建筑相比，门式刚架钢结构具有以下特点:（1）便于拆除，可用于临时建筑，这是其显着特点。
（2）屋面板采用轻型压型钢板屋面。
因为屋顶很轻，支撑它的结构也很轻。
在外墙方面，砖墙有利于保温，降低了成本，但结构侧向位移要求严格，外观不佳，因此大部分仍采用彩钢墙板。
（3）刚架可采用变截面，且截面与弯矩成正比。
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。
底层框架上层门式刚架结构设计分析
底层框架上层门式刚架结构设计分析韩廷林【摘要】底层框架上层门式刚架这种结构类型广泛应用于浮法玻璃生产线工程,针对该结构类型底层为钢筋混凝土框架和钢框架两种情况,分别对其结构特点及相应的设计方案进行探讨.【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2011(000)011【总页数】1页(P157-157)【关键词】底层框架;门式刚架;结构设计【作者】韩廷林【作者单位】青海省规划设计研究院,青海西宁,810000【正文语种】中文在浮法玻璃生产线工程中，由于工艺的需要，厂房通常采取两层方案：窑炉及锡槽置于地下深基坑，地上部分因建筑功能及设备布置的要求采用大跨度的轻型门式刚架结构。
在某些工程中，由于受到地质条件的影响，如地下水位高、土质差时，大基坑造价过高，同时，对工期的要求也越来越高，于是，底层框架上层门式刚架这种结构形式被越来越多的应用于浮法玻璃生产线工程中。
对于这种结构类型，其下部框架需要按框架结构进行设计，而上部结构只承担轻型屋面的荷载，跨度大、荷载轻，如按钢结构设计规范进行控制分析明显不具有经济、合理性，根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CESC102：2002（以下简称《门规》）中1.0.2条条文说明“当多层建筑的顶层为门式刚架轻型房屋钢结构时，其设计、制作和安装可参照本规程执行”，故顶层可以按照门式刚架进行设计。
因此，对于这种结构类型，下部框架与上部门式刚架的设计需区别对待，它们之间的相互作用、相互影响又是必须考虑的。
实际工程中，该结构体系又因底层为钢筋混凝土框架和钢框架而有所区别，本文将结合其各自的结构特点及设计方案分别进行分析讨论。
二层钢结构门式刚架柱脚与底层钢筋混凝土框架通常做铰接，这样整个结构较为清晰简单，底层的钢筋混凝土框架其刚度远远大于二层的轻钢结构，底层框架可视为上层门式刚架的一个大型混凝土基础，忽略下部框架结构受力变形对上层结构的影响，利用PKPM软件的STS模块，将上层门式刚架单独建模进行二维设计，而后将算得的柱底力以节点荷载的形式作用于下部与之相连的混凝土框架节点上，再利用程序进行下部结构的整体分析计算。
底层钢框架上层门式刚架建模概述
底层钢框架上层门式刚架建模概述作者：段文峰赵洋来源：《新一代》2013年第11期摘要：本文讨论了底层为钢框架其上层为门式刚架这种结构形式在建模设计当中应注意的问题，并对pkpm建模设计过程当中应注意的问题进行了简要的阐述，并提出了解决方法，为“钢框架+门式刚架”的结构设计提供借鉴作用。
关键词：pkpm建模；上层门式刚架；SATWE软件计算中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1003-2851（2013）-11-0310-01一、前言底层为钢框架其上层为门式刚架的结构类型在设计要特别注意，一些设计人员把这种结构类型定义为单纯的门式刚架来设计，这是非常错误的，对于这种结构类型，下部框架与上部门式刚架的设计需要区别对待，下部钢框架需要按框架进行设计，而顶层的门式刚架则按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）来进行设计。
然而它们之间的相互作用、相互影响又是必须考虑的，需要把它们作为一个整体来分析，在pkpm建模过程当中也要特别注意这种特殊性，这样才能得到“钢框架+门式刚架”这种结构形式下准确的构件截面尺寸与连接形式二、在pkpm中建模概述“钢框架+门式刚架”在pkpm当中的建模要采用三维模型，通过STS软件结合SATWE软件设计，在三维建模过程当中，底层钢框参与整体分析的构件：梁、柱、柱间支撑构件；上层门式刚架参与整体分析的构件：梁、柱、柱间支撑、屋面支撑、刚性系杆构件。
从参与分析计算的构件来看，单纯的考虑任何一种结构形式都是不正确的。
所以在pkpm建模过程当中要注意一下几点：1.上层门式刚架的屋面要求。
上层门式刚架的屋面多为压型钢板轻型屋面，三维分析时，偏于安全的考虑，应不考虑压型钢板的作用，把楼板厚度更改为0，且屋面均布荷载的导荷方式需要设计人员指定，该均布荷载为向钢架梁方向单向导荷，即系统中的对边传导，而不是系统默认的梯形三角形传导，根据软件提示，选择房间，指定受力边上的一根梁即可，这里的受力变为刚架梁所在的边。
门式刚架钢结构设计
门式刚架钢结构设计【摘要】：本文总结了钢结构设计中应注意的一些问题，如正确选用钢材质量等级和焊缝质量等级，合理设置隅撑，拉条和独立的空间稳定支撑体系，并对门式刚架应采取下列构造措施做了简单的阐述【关键词】：门式钢架；设计；常见问题；【abstract 】：this paper summarizes the steel structure design should pay attention some questions, such as the correct choice of steel quality level and welding quality level, setting up reasonable yu supports, braces and independent space stable support system, as well as the steel frame structure of the concrete floor structure requirement, etc, and the problems are analyzed and discussed.【key words 】：door type steel; Design; Common problem;引言门式刚架房屋钢结构是近十年来在我国迅速发展起来的一种新型结构体系，被广泛应用于工业厂房、仓库等众多的工业和民用建筑中。
此种结构形式具有许多优点，如：大跨度、大空间能满足业主在空间上的要求；自重轻，地震作用小，抗震性能好；施工速度快、周期短能满足业主工程建设时间紧的要求。
总之门式刚架房屋钢结构这一新型结构形式有许多优点，近些年来在我国取得了广泛的应用。
本人从事的有色金属行业选矿工程结构设计，常常设计超出门式刚架钢结构规程范围的钢结构厂房。
2010年版建筑抗震设计规范的出台，对钢结构厂房设计有了一些要求。
浅析门式刚架结构设计
浅析门式刚架结构设计轻型门式刚架结构质量轻，安装速度快在工业厂房中广泛使用。
该文主要分析了门式刚架结构设计过程中的平面刚架、纵向支撑系统、围护结构、吊车梁等关键部位的设计要点，并探讨了结构设计初期方案确定的重要性。
简要分析了门式刚架的设计重点、经济效益等。
标签：门式刚架;钢结构;结构设计1引言随着我国近几年经济结构转型，大型仓储类厂房大量建设。
轻型门式刚架因其轻便、经济和安装迅速等优越性被广泛使用，我国也于2016年实施《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015。
因此如何经济合理的设计是轻钢结构设计的要点。
2门式刚架概述门式刚架主要由多榀平面刚架结构用纵向支撑系统联成空间整体空间如图1。
该结构形式受力明确，竖向荷载及横向水平荷载主要由平面刚架承担，纵向水平荷载由纵向支撑系统承受和传递。
外部围护结构由屋面和墙面组成，屋面一般由屋面檩条和轻质屋面板组成，墙面则由墙梁及墙面板组成。
除了以上主要构件的设计外还应根据建筑物的防火等级进行防火设计，选择相应的防火涂料及措施。
海边、化学品存储仓库等应根据防腐蚀要求进行防腐蚀设计。
3平面刚架设计平面刚架设计是门式刚架厂房设计的重点，由随屋面坡度的横梁和钢柱组成，根据厂房的使用要求可以确定钢架高度、跨度及钢梁坡度。
为节省刚架自重及节约造价，屋面横梁一般设计成变截面梁，能更有效的利用构件截面。
刚架设计应整体计算，根据竖向和水平荷载作用下的内力结果和规范的构造要求设计合理的梁柱截面，满足构件的强度及稳定性要求。
平面刚架主要承受的竖向荷载有结构及围护构件自重、通风气楼、屋架悬挂的设备、屋面活荷载、吊车竖向荷载、雪荷载和屋面风荷载组成。
横向水平荷载主要包括风荷载、吊车横向水平荷载、设备运行荷载及地震作用等。
结构设计时还应考虑连接节点的设计及构造。
由于厂房一般跨度大，考虑到钢构件的运输货车最大只能装载15m的构件，一般构件长度宜控制在15m以内。
钢梁的拼接节点宜设置在弯矩及剪力包络图较小处，同时最好避开屋面纵向支撑系统的连接节点处。
钢框架门钢形式
底框架上门式刚架结构整体设计朱伟马恩成（中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部）[摘要] 针对框架上门式刚架结构形式，对其结构要点进行分析，并介绍了如何利用PKPM软件对该类结构进行整体分析，提出了该类结构的整体设计方法，可分别采用门规和钢规两种规范进行设计。
[关键词] 门式刚架框架整体分析PKPM一、问题的提出近几年来，轻型钢结构逐渐出现多层框架的顶层为门式刚架轻型房屋结构的结构类型，其典型的结构形式如图1所示。
对于这种结构类型，其下部框架需要按框架进行设计，而顶层的门式刚架，可根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）进行设计。
利用PKPM系列软件，对该种结构的设计提出几种典型的设计和分析方法。
图1 结构形式图二、结构特点该类轻型钢结构一般层数为2～3层，下部采用等截面构件，梁柱连接采用刚接或铰接连接，上部可采用变截面的梁柱。
楼面采用压型钢板和混凝土组合楼盖；屋面一般采用压型钢板、系杆和支撑连接；墙面一般采用压型钢板轻型墙面。
该种结构结合了框架结构和门式刚架结构的特点。
下部结构由于功能需要，按钢结构框架进行设计，楼盖的刚度相对较大。
上部结构只承担屋面的荷载，跨度大，荷载轻，为节省钢材，按门式刚架的要求进行布置，采用支撑系统来满足结构的整体刚度，并采用压型钢板、檩条等作为屋面系统，屋盖的刚度相对较小。
对于这种结构，下部框架与上部门式刚架的设计需区别对待，然而它们之间的相互作用、相互影响又是必须考虑的，需要作为一个整体来分析计算。
采用PKPM软件来设计这一类结构，应该注意以下问题。
（1）结构建模建模时必须输入所有受力构件，包括纵向柱间支撑、屋面水平支撑、系杆等重要的受力构件。
这样，整体分析时才能够准确计算结构的刚度。
支撑可以按照单拉杆件来设计，整体分析软件目前还没有单拉杆件的设置功能，应该进行补充计算。
上部门式刚架屋面刚度由刚架梁、屋面支撑系统、檩条、屋面板等共同组成，其平面内的刚度很难准确考虑，可以偏于安全地忽略屋面板的刚度，将所有的节点视为弹性节点，仅考虑刚架梁、屋面支撑系统的作用。
门式钢架设计分析
门式钢架设计分析摘要：本文作者结合实际工作经验，对门式钢架选型设计进行了分析探讨，供大家参考。
关键词：门式钢架；选型；设计；分析轻型门式钢架在我国建筑物的应用比较广泛，技术日趋于成熟，但是还有许多问题需要进一步地解决，应该充分地对其设计选型进行分析和规范，从而能够提高设计的经济性和安全性，提高轻型门式钢架的市场竞争力。
轻型门式钢架是一种轻型钢结构，已经成功地应用于工业建筑以及民用建筑中，具有节约资金、提高施工效率，近十几年来在我国各行各业中得到了大量的应用。
所以，结构工程师为了能够发挥其优势，在设计过程中对轻型门式钢架选型进行选型设计，减少用钢量非常重要了。
轻钢结构建筑物的用钢量主要和结构形式、荷载大小、建筑尺寸、钢材性能、有无吊车、单跨多跨等条件密切相连，其中建筑尺寸主要包括刚架的跨度、柱距、檐口高度和屋面坡度。
1 轻型门式钢架柱网的平面布置轻钢厂房结构设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进行柱网的平面布置。
在尽可能满足生产工艺和使用的基础上，根据房屋的高度确定合理的跨度。
通过已往多个工程的设计实践，在门式钢架设计过程中对柱网的确定得出以下结论：当檐高6m、柱距为7.5m，荷载情况完整一致下，跨度在18-30m 之间的钢架单位用钢量(Q235B)为18-28kg／m，当跨度在21-48m 之间的钢架单位用钢量为25—40kg㎡，当檐高为12m、跨度大于48m 时可以利用多跨钢架(中间设置摇摆柱)，其用钢量和单跨钢架可以节省18％，所以设计门式钢架时应该按照实际需求确定比较经济的跨度，不应该盲目地选用大跨度。
对于门式钢架轻型钢结构，钢架用钢量最为关键，当钢架跨度比较小时，钢架用钢量占总用钢量的50％以上，对于其余各个构件用钢量，尤其是墙架梁、柱间支撑、屋面支撑，通常占有比较小的比例。
随着柱距增大，其它各部分结构的用钢量均随柱距的增长而增长，特别是吊车梁，由于柱距较大，须采用格构式，其用钢量所占比例较大，并最终超过了钢架的用钢量。
底层框架顶层门式刚架结构的设计应用
相 对于上部 门钢 虽然抗侧 刚度大 ， 但整体还 是偏柔 ， 如果 当做上 部结构 的不 动刚性 支座偏差较 大 ， 因此下 部框 架需与上部 门钢整 体计算 。本文主要就这种结构 的特点进行分析。
２ 结 构 的 组 成 及 特点 底层 钢框架一般 梁柱均采用 等截面 型钢 ， 双 向刚接 ， 上 层 门 式 刚架按常规设 计 ， 柱与下层 钢框架刚接 ， 采 用柱贯通 或梁贯通 均 可， 门式刚架纵 向设置柱问支撑 、 屋面支撑及屋 面檩条 。至于支 撑 所对应 的下 层框架处是 否设置 支撑 ， 设 置为好 ， 虽然 刚接框架 梁也是很 好 的抗侧构 件 ， 但是 ， 加上 支撑 ， 上 部水平 力传 力更直
一
明对这种结构做专 门的说 明及要求 ， 单纯按照框架 结构或者 门式 刚架设计处理 ， 均不合 理性 ， 甚 至局部还 会存在安全 隐患。但是 ， 作为一种能够安全独立存在 的结构 ， 通过 合理的结构受力分 析和 构造措施 ， 能够保证它的安全性 ， 合理性和经济性 。 根据《 门式 刚架轻型房屋钢结构技术规程｝ Ｃ Ｅ Ｃ Ｓ １ ０ ２ ： ２ ０ ０ ２ （ 以 下简称《 门钢规程》 ） １ ． ０ ． ２条文说明： 当多层建筑 的顶层为门式刚架 轻型房屋钢结构 时， 其设计 、 制作和安装可参照本规程执行 。 此时应
国计 划 出版社 ． ２ ０ ０ ２ ． 要加强 。其它单独计算 ， 本文不再赘述 。 １ ． ２ 底层 为钢框架 ， 顶层 门式刚架 ， 多见于新建工业厂房 ， 顶层 门 ［ ３ ］Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ０ ９ — ２ ０ ０ １建 筑结构荷我规 范【 ｓ可能会带 吊车 ， 与底层混凝 土框架不 同 ， 由于钢框 架整体
2底层为钢框架顶层门式刚架多见于新建工业厂房顶层门式刚架可能会带吊车与底层混凝土框架不同由于钢框架整体相对于上部门钢虽然抗侧刚度大但整体还是偏柔如果当做上部结构的不动刚性支座偏差较大因此下部框架需与上部门钢整体计算
门式刚架结构设计分析
门式刚架结构设计分析摘要：随着我国钢结构理论技术的完善和钢材性能的不断提高，单层门式刚架结构在工业厂房设计中得以广泛应用，特别是单层大跨度工业厂房。
本文通过工程实例进行计算分析，提出门式刚架结构设计要点，为结构设计优化提供参考。
关键词：门式刚架；工业厂房；优化设计前言工业厂房设计中常采用钢结构，具有重量轻、柱网布局灵活、技术连接方便等特点，尤其是门式刚架结构厂房在实际生产应用中具有突出优势。
为更好发挥其优点，应在设计中保证结构安全性能的同时进一步优化设计，提高质量。
1门式刚架结构特点门式刚架自重轻、刚度大，构件现场组装，工业化程度高，施工周期短，为制作、运输、安装提供了有利条件。
门式刚架的梁、柱构件多采用变截面形式，用钢量可达普通钢结构的1/5~1/10，经济效益显著。
同时可以有效利用建筑空间，配合墙面和屋面轻型维护结构，建筑造型美观。
屋面通过檩条、隅撑体系来保证整个屋面的整体性，可采用张紧的圆钢作为屋面支撑，布置轻便。
但由于多采用薄壁型钢，对构件的制作、涂装、运输及安装要求较高。
同时，钢结构普遍存在耐腐蚀性和耐热性差等缺点，应注意维护。
目前，我国对门式刚架结构应用较为广泛，包括各种轻钢厂房、大型物流仓储、大跨展厅、活动房屋等。
2门式刚架设计要点2.1结构布置门式刚架主要由刚架梁、柱、抗风柱、屋面和墙皮檩条、支撑构件及屋面板、墙面板以及连接檩条的系杆等组成。
刚架跨度一般为9m~36m，柱距应综合考虑刚架跨度、荷载条件及工艺要求等因素，宜取6m，9m，12m等。
此外还应考虑温度分区，纵向长度不大于300m、横向长度不大于150m为一个温度区段。
一般而言，当厂房跨度在15m以内时宜采用等截面刚架形式；反之则可采用变截面形式。
此时梁、柱截面形状和内力图较为吻合，受力合理且节约用钢量，但在加工制造和连接方面相对复杂。
门式刚架梁、柱节点采用刚接形式。
为便于现场拼接安装，通常采用外伸式端板连接。
柱脚可采用铰接和刚接两种形式。
关于底部框架-_上部门式刚架结构体系的探讨
关于底部框架-上部门式刚架结构体系的探讨葛小珲* 中国成达工程有限公司 成都 610041摘要 底部框架-上部门式刚架结构体系在工业建筑和仓储类建筑中时有出现，但目前规范并没有类似结构体系的相关规定。
本文针对这类结构体系的整体性能及二层门式刚架的鞭梢效应进行分析，探讨类似结构的设计重点和注意事项。
关键词 底框 门式刚架 鞭梢效应DOI : 10.3969/j.issn.1007-6247.2023.04.009工业建筑和现代物流仓储建筑时常会出现底部混凝土框架结构（或钢框架）-上部门式刚架的结构体系，这种结构体系在现行国家规范中没有相应的规定，进行结构设计时，在结构体系分析、指标控制及抗震措施等方面没有相应的规范依据，往往需要进行专项研究和论证。
下文仅针对这种结构体系的特点，对其整体性能和鞭梢效应的影响大小进行探讨。
1 底框门刚结构体系与其他常用结构体系的对比两层工业及仓储物流建筑通常采用如下八种结构体系：（1）体系1：单层门式刚架，柱脚铰接。
（2）体系2：单层门式刚架，柱脚刚接。
（3）体系3：一层为钢框架结构，二层为门式刚架结构，门式刚架柱脚铰接。
（4）体系4：一层为钢框架结构，二层为门式刚架结构，门式刚架柱脚刚接。
（5）体系5：一层为混凝土框架结构，二层为门式刚架结构，门式刚架柱脚铰接。
（6）体系6：一层为混凝土框架结构，二层为门式刚架结构，门式刚架柱脚刚接。
（7）体系7：一层为混凝土框架-支撑结构，二层为门式刚架结构，门式刚架柱脚铰接。
（8）体系8：一层为混凝土框架-支撑结构，二层为门式刚架结构，门式刚架柱脚刚接。
本文将针对一栋24 m×47 m 的两层仓储库房建筑，采用不同结构体系进行对比分析。
场地条件：7度（0.10 g），地震分组第三组，场地类别为Ⅱ类，场地特征周期为0.45 s，基本风压为0.3 kPa。
建筑各层平面布置图见图1~图 3：*葛小珲：高级工程师。
2007年毕业于重庆大学结构工程专业获硕士学位。
用PKPM计算底层框架二层门式刚架设计经验总结
（6）在定义了特殊风荷载之后，还需要回到“分析与设计 参数补充定义”之中，进行荷载的组合，荷载组合采用定义组 合及工况，选取自定义来添加特殊风组合。
（7）确定荷载及工况之后，还应该对于构件的计算长度系 数进行计算，对于底层框架杆件，其计算长度系数可以直接由 SATWE 程序自动按照线刚度比加以确定，不对其结果进行修 改。对于二层门式钢架，其平面内的计算长度按照将门式钢 架放在地上，然后按照平面门规进行计算，再按照计算的结果 对其进行修改。在具体操作过程中，首先抽取 PK 文件，然后 进入 PK 交互输入，将其中的底层框架删除，然后选择按门规 进行计算，然后再进行 PK 二维计算，在进行二维计算的过程 中，可以在计算结果的应力图中获取平面内计算长度系数。 最后再回到 SATWE 中对于构件的计算长度系数进行修改。
应用与实践
Doors & Windows
用 PKPM 计算底层框架二层门式刚架 设计经验总结
龚丽敏
西山煤电集团设计院（有限公司）
摘 要：当前门式刚架得到了非常广泛的应用，门式钢架已经成为了当前轻型化建筑结构的主要形式，尤其是在厂房结构 中，门式钢架发挥着非常重要的作用。同时门式钢架还可以同其它建筑结构有效地进行组合，比如说底层框架和二层门式钢架就 是一种常见的组合形式，因此在本文的研究中，主要就结合 PKPM 软件探讨了如何进行底层框架二层门市刚架结构的设计，以期 能够为底层框架二层门式钢架结构的设计提供一定的参考。
关键词：PKPM；门式刚架；框架结构
1Hale Waihona Puke 前言当前在进行厂房结构设计的过程中，为了满足生产工艺 的要求，常常会采用底层框架二层门式刚架的结构，而由于这 种结构涉及到框架结构和门式刚架两种结构类型，所以传统 的设计方法就是将底层的框架结构和二层门式刚架分开进行 计算，但是这种方式计算较为繁琐，计算的效率不高。近年 来，随着结构设计计算程序的不断发展，对于底层框架二层门 式刚架结构开始采用整体建模的方式进行设计，通过三维分 析的计算方法对于结构进行设计，其中 PKPMCAD 在此类结构 设计中应用得最为广泛，通过 PKPM 软件可以实现整体的建模 和计算，从而使得计算的流程得以简化，使得计算的效率得以 提升。因此对于 PKPM 计算底层框架二层门式刚架的方法进 行研究有着非常重要的意义。
底部钢框架顶层门式刚架结构建模研究
２模型 需真 实反 映构件 的受力状态 屋面斜梁的坡度可以通过指定上节点高的方
，
法来实现。顶层柱问支撑采用圆钢管交叉支撑 ， 屋 面纵 向 系杆采 用 圆钢 管 ，屋 面水 平 支撑 为 圆钢 交叉支撑 。建模时 ，用楼层定义的斜杆布置模块
２
：
０
图 １ 屋面特殊风荷载布置图
作 者 简介 ：喻 常雄 （１９８２．），男 ，湖南 益 阳人 ，工程 师 ，研究 方 向 ：结 构工 程 。
第 ２５卷 第 ４期 ２０１６年 ７月
湖 南 城 市 学 院 学 报 （自然科 学版 ） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＵＮＡＮ ＣＩＴＹ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ （Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ）
、ｂｌ＿２５ Ｎｏ．４ Ｊｕｌｙ ２０１６
底部钢框 架顶层 门式 刚架结构建模研究
喻 常雄
（湖南城 市学 院，湖南 益阳 ４１３０００）
摘 要 ：本文 以某钢结构 办公楼为例 ，通过使 用 ＰＫＰＭ—ＳＴＳ，分析 了底部铜框架顸层 门式铜架结构设计
建模过程 申的五个要 点 ，为以后的同类结构设 计提供 参考。
关 键 词 ：钢 结 构 ； 门式钢 架 ；ＰＫＰＭ ～ＳＴＳ；结 构 设 计
１模 型需真实反映结构 整体 的受力状态 由于下部钢框架结构相对于混凝土框架结构
柔 ，故不能忽略下部钢框架变形对上部门式轻钢 的影 响 ，把结 构作 为一 个整 体来 计算 分析 较 为安 全合理 。除了梁 、柱构件外 ，门式刚架结构还设 置 了水平支撑 、系杆及柱间支撑 以保证结构整体 的协调作用 ，故支撑系统也必需在三维建模时准 确输入 ，这样整体分析时才能够准确计算结构的 刚度 ，反映真实 的受力状态。具体操作为：先利 用 ＰＫＰＭ 软件 ＳＴＳ模块真实地输入所有受力构 件 ，然后采用 ＳＡＴＷＥ进行结构整体分析。
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关于底框架上门式刚架结构的设计分析
摘要:根据底框架上门式刚架的结构特点，介绍了在实际工程中如何利用PKPM软件对该结构进行设计的过程，并提出该结构的整体设计方法。
关键词: 框架，门式刚架，整体设计，PKPM
Abstract: according to the bottom frame the door frame structure characteristics, this paper introduces how to use in a practical project of the structure of software PKPM design process, and puts forward the structure of the whole design method.
Keywords: framework, door frame, overall design, PKPM
1工程概况
随着工业经济的快速发展，越来越多的建筑采用下部为框架结构，而顶层为门式刚架轻的结构类型。
本工程实例为天津同安实业1#标准厂房，三层结构，下部为两层钢筋混凝土框架结构，柱距6m；顶层为轻型门式刚架结构，钢架跨度24m，焊接工字型钢柱、钢梁，以及压型钢板轻型屋面。
2结构特点及设计计算
该工程结构特点是框架结构和门式刚架结构的结合，下部结构由于功能需要，按钢筋混凝土框架结构进行设计，楼盖的刚度较大，上部结构只承担屋面的荷载，跨度大，荷载轻，为节省材料，按门式刚架的要求进行布置，采用支撑系统来满足结构的整体刚度，并采用压型钢板、檩条等作为屋面系统，屋盖的刚度相对较小。
对于这种结构，既要对下部框架与上部门式刚架的设计区别对待，又要考虑它们之间的相互作用，相互影响，需作为一个整体来分析计算。
2.1三维模型输入
按实际模型，真实地输入设计结构的梁、柱、支撑构件等所有受力构件，建立下部框架以及上部门式刚架的整体模型。
除了梁、柱外，支撑构件(柱间支撑、屋面支撑)也需要准确输入，这样整体分析时才能够准确计算结构的刚度，支撑可按照单拉杆件设计，对结构楼面布置信息，下部框架的楼板输入，按框架方式输入，顶层轻型门式刚架屋面，其刚度有刚架梁、屋面支撑系统、檩条、屋面板等共同组成，其平面内的刚度很难准确考虑，可以偏安全地忽略屋面板的刚度，把楼板厚度取为0，不考虑楼板的作用，将节点视为弹性节点，仅考虑刚架梁、屋面支撑系统的作用。
2.2结构设计依据的规范和规程
因是钢筋混凝土和钢结构的组合形式，设计中需要考虑的主要规范和规程包括：GB50009-2001（06年版）建筑结构荷载规范、GB50010-2010混凝土结构设计规范、GB50017-2003钢结构设计规范、GB50011-2010建筑抗震设计规范、GB5007-2002建筑地基基础设计规范、CECS102:2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程。
2.3结构分析计算
对于“框架+门式刚架”这种特殊的结构，用PKPM软件进行结构分析输入时，要注意下列一些问题：
1）屋面压型钢板轻型屋面为非刚性楼面，门式刚架梁要按压弯构件设计，不能采用对所有楼层强制采用刚性楼板假定，否则屋面刚架梁将不能计算出轴力。
2）在特殊构件中定义门式刚架梁、铰接柱等信息，被定义的构件将按照门规进行验算。
3）风荷载定义和组合：顶层门式刚架要考虑屋面的风吸力的影响，按门式刚架计算时，要考虑顶层门式刚架的特殊风荷载分布，风荷载体型系数的选取，对顶层门式刚架部分的风荷载根据门式刚架规程的要求进行特殊定义，否则按荷载规范选取。
对门式刚架结构一般用4种风荷载：+X，-X，+Y，-Y方向风荷载，依次称为特殊风荷载1~4。
每一组中输入相应的节点风荷载、梁风荷载和柱风荷载。
屋面梁的风吸力(或压力)按梁间均布荷载输入，向上为负。
定义门式刚架特殊风荷载以后，将此特殊风荷载与下面框架程序自动计算的风荷载组合，采用“自定义组合及工况”，考虑底部框架与上部门式刚架风荷载的共同作用，修改特殊风与“X向风” “Y向风”的同时组合，即要手工修改组合为(以特殊风1为例）：
Ⅰ:1.2恒+1.4X向风+1.4特殊风1
Ⅱ:1.2恒+1.4活+0.6*1.4X向风+0.6*1.4特殊风1
Ⅲ:1.2恒+0.7*1.4活+1.4X向风+1.4特殊风1
Ⅳ:1.0恒+1.4X向风+1.4特殊风1
Ⅴ:1.0恒+1.4活+0.6*1.4X向风+0.6*1.4特殊风1
Ⅵ:1.0恒+0.7*1.4活+1.4X向风+1.4特殊风1
PKPM软件中默认指定4组特殊风荷载，并将与软件的X、Y方向风荷载同时考虑，自动按照规范要求修改组合值系数。
4）结构整体控制和构件设计。
SATWE程序中会自动按照有侧移和无侧移框架，根据钢筋混凝土结构规范线刚度比方法，确定柱的计算长度系数。
下部框架柱的计算长度系数需要手工修改，刚架平面内门式刚架柱的计算长度系数确定方法可简化为顶层单榀门式刚架直接放在地上，采用二维门式刚架平面的方法确定，并根据下部结构对上柱的约束进行适当调整。
刚架柱、梁的平面外计算长度取法同二维平面分析，均采用平面外有效支撑的间距，整体分析时必须考虑采用总刚分析方法。
3计算结果分析
SATWE计算时，一般可按下述四轮结构计算法进行计算:
首先是计算前的处理，选择计算软件及设置计算初始条件、计算参数、特殊构件、特殊条件等；
接着进行第一轮计算，完成整体参数的合理设置，振型数量、最大地震方向、基本周期、结构类型等；
第二轮计算确定整体结构的科学性，周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚度比、剪重比、抗倾覆能力等；第三轮计算对结构构件做优化设计，内力、轴压比、超筋、挠度、裂缝等；第四轮计算满足规范抗震措施，满足最大配筋率、最小配筋率和配筋方式等。
对于框架结构部分按钢筋混凝土结构计算内容进行计算并输出计算结果。
钢筋混凝土框架部分内力计算后可进行施工图设计。
在完成SATWE或TAT三维分析，并查看结果都满足要求的前提下，就可以进入到STS的钢结构计算部分，计算出钢梁的内力、位移、稳定、变形等，并可进行钢结构部分的施工图设计和节点大样图。
对屋面梁，由于门规要求对屋面梁进行强度和稳定(考虑轴压力)的计算，其平面内的计算长度按照门规进行计算输入，平面外的计算长度可以根据屋面隅撑的间距进行修改和输入。
在SATWE计算结果中，对门式刚架梁进行强度和稳定计算。
需要注意，由于目前软件中不能考虑单拉杆件的计算，屋面支撑结构在结构整体分析是按拉压构件计算。
因此得到的应力为拉压杆件的结果。
4结语
对框架上门式刚架结构，PKPM软件提供了整体设计的方法，设计中应用软件时，应注意结构的性能和要求，合理运用软件提供的功能。
这种结构已经超过门规规定的适用范围，在实际应用中，必须考虑结构计算方法的合理应用范围。