第03讲-门式刚架结构设计
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轻型门式刚架结构ppt演示
加工成型
对钢材进行弯曲、成型等加工，确保尺寸准确、 表面光滑。
焊接
按照焊接工艺要求进行焊接，确保焊缝质量符合要 求。
防腐处理
对加工完成的构件进行除锈、涂装等防腐处理。
运输
将加工完成的构件按照要求进行包装和固定，并运输到 施工现场。
安装工艺与质量控制
安装准备
01 熟悉图纸和安装工艺，检查构
件质量和数量，确定安装基准 线和标高等。
06 门式刚架结构发展趋势与 展望
新材料的应用
高强度钢材
随着高强度钢材的研发和应用，门式刚架结构能够实现更大的跨度和更轻的自 重，提高了结构的承载能力和稳定性。
新型防腐材料
新型防腐材料如氟碳漆、热镀锌等，能够提高门式刚架结构的耐久性和防腐性 能，延长结构的使用寿命。
智能化施工与管理
BIM技术的应用
04 门式刚架结构施工与安装
施工流程
施工准备
基础施工
包括现场勘查、设计交底、施工组织设计 、人员培训等。
根据设计要求进行基础开挖、垫层铺设、 钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等。
构件加工与运输
安装工艺与质量控制
按照设计图纸对钢构件进行加工、焊接、 防腐处理，然后运输到施工现场。
进行钢柱、钢梁的安装，连接件的安装， 防腐、防火涂装的施工等，并按照相关规 范进行质量检测和控制。
包括人员、设备、物料 等的重量，以及风、雪、 地震等自然力作用下的
动态荷载。
风载
根据当地气象条件和建 筑物高度等因素确定的
风荷载。
地震作用
根据地震烈度和场地地 质条件等因素确定的地
震作用。
结构选型与布置
根据工程需求和场地条件，选择合适的跨度、高度和柱距等参数，以满足 使用功能和工艺要求。
对钢材进行弯曲、成型等加工，确保尺寸准确、 表面光滑。
焊接
按照焊接工艺要求进行焊接，确保焊缝质量符合要 求。
防腐处理
对加工完成的构件进行除锈、涂装等防腐处理。
运输
将加工完成的构件按照要求进行包装和固定，并运输到 施工现场。
安装工艺与质量控制
安装准备
01 熟悉图纸和安装工艺，检查构
件质量和数量，确定安装基准 线和标高等。
06 门式刚架结构发展趋势与 展望
新材料的应用
高强度钢材
随着高强度钢材的研发和应用，门式刚架结构能够实现更大的跨度和更轻的自 重，提高了结构的承载能力和稳定性。
新型防腐材料
新型防腐材料如氟碳漆、热镀锌等，能够提高门式刚架结构的耐久性和防腐性 能，延长结构的使用寿命。
智能化施工与管理
BIM技术的应用
04 门式刚架结构施工与安装
施工流程
施工准备
基础施工
包括现场勘查、设计交底、施工组织设计 、人员培训等。
根据设计要求进行基础开挖、垫层铺设、 钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等。
构件加工与运输
安装工艺与质量控制
按照设计图纸对钢构件进行加工、焊接、 防腐处理，然后运输到施工现场。
进行钢柱、钢梁的安装，连接件的安装， 防腐、防火涂装的施工等，并按照相关规 范进行质量检测和控制。
包括人员、设备、物料 等的重量，以及风、雪、 地震等自然力作用下的
动态荷载。
风载
根据当地气象条件和建 筑物高度等因素确定的
风荷载。
地震作用
根据地震烈度和场地地 质条件等因素确定的地
震作用。
结构选型与布置
根据工程需求和场地条件，选择合适的跨度、高度和柱距等参数，以满足 使用功能和工艺要求。
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。
门式刚架设计指南03主结构及其支撑体系
第三章主结构及其支撑体系第一节主刚架的设计和构造一、刚架的构件和节点形式主刚架由边柱、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，一般采用焊接工字型截面。
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。
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3-1所示，典型的主刚架节点连接形式如图3-2所示。
图3-1 主刚架包络图及基本形式图3-2 主刚架典型连接节点二、构件截面的强度设计主刚架工字型截面（见图3-3）中翼缘属于三边支承一边自由板件，一旦发生屈曲局部失稳，其屈曲后的后继强度不明显；腹板属于四边支承板件，局部失稳后的后继强度提高较多。
设计时，一般不允许翼缘发生局部失稳，容许腹板局部失稳并利用其屈曲后强度。
图3-3 翼缘与腹板的典型支承条件根据局部稳定计算的等强原则，当翼缘宽厚比yf t b 23515≤时，翼缘不会发生局部失稳。
设计时允许腹板局部失稳，但考虑到刚度及制作等要求，腹板高厚比应作一定要求，目前我国现行《钢结构设计规范GBJ17-88》规定yw f t h 235250≤。
根据薄壁结构理论，腹板在yw f t h 235250≤时会发生屈曲而局部退出工作，因此确定腹板有效面积的抗剪和抗弯承载力成为确定工字型构件截面的强度承载力的关键。
1、 腹板抗剪承载力u Vu V 取决于腹板两侧翼缘及横向加紧肋之间形成的四面支承矩形区域的剪切屈曲应力τcr ，见图3-4所示，τcr 可以由腹板的剪切屈曲模型得到[20]。
构件腹板的主应力场分布见图3-5，在这个模型中横向加紧肋相当于桁架中的受压腹杆，适当增加横向加劲肋的数量可以改变腹板应力场的分布情况，提高区隔的临界应力τcr 从而提高腹板的抗剪承载力u V 。
《门式钢架结构设计》课件
无损检测
02
03
结构评估
采用超声波、射线、磁粉等方法 对门式钢架结构进行无损检测， 确定损伤部位和程度。
根据检测结果对门式钢架结构进 行评估，确定是否需要进行加固 或更换。
加固方法与技术
01
02
03
04
焊接加固
对损伤部位进行焊接，增强结 构的承载能力。
钢板加固
在结构薄弱部位或损伤部位加 装钢板，提高结构的整体刚度
特点
门式钢架结构具有轻质高强、承载能 力大、空间利用率高、施工速度快等 优点，广泛应用于工业厂房、仓库、 展览馆等建筑领域。
门式钢架结构的应用范围
工业厂房
展览馆
门式钢架结构适用于工业厂房的建设 ，特别是需要大面积、大跨度的厂房 ，如机械制造、化工、纺织等行业的 厂房。
门式钢架结构适用于展览馆的建设， 特别是需要大面积、大跨度、高空间 的展览馆，如博物馆、科技馆等。
常见的节点连接方式包括焊接 、螺栓连接和铆钉连接等，应 根据节点受力特性和施工条件 进行选择和设计。
连接方式与构造要求
门式钢架结构的连接方式包括梁 柱连接、梁梁连接和柱柱连接等 ，应根据具体情况进行选择和设
计。
连接构造应满足承载力、刚度和 延性的要求，同时应考虑施工条
件和构造要求。
连接构造的设计应遵循相关规范 和标准，确保结构的安全性和稳
定期检查
对门式钢架结构进行定期检查， 确保结构无损伤、锈蚀、变形等
问题。
清洁保养
保持门式钢架结构的清洁，防止积 尘和腐蚀，延长使用寿命。
防锈处理
对门式钢架结构进行防锈处理，如 涂刷防锈漆等，以增强结构的耐久 性。
损伤检测与评估
01
外观检查
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。
《门式钢架结构设计》课件
通过本课件的学习，总结门式钢架结构设计的关键要点和实践经验。
展望门式钢架结构的未来发展方向
对门式钢架结构的新技术、新材料和应用领域进行展望和探讨。
钢材选择
钢材的规格和品种
根据结构设计要求，选择适合的钢材规格和品种。
钢材的强度等级
根据设计荷载和结构要求，选择相应强度等级的钢材。
设计案例
建筑类门式钢架结构设计
展示建筑类门式钢架结构在大型工业建筑中的设计 与应用。
桥梁类门式钢架结构设计
介绍桥梁类门式钢架结构的设计原理和典型案例。
结论
总结门式钢架结构设计要点
《门式钢架结构设计》PPT课 件
介绍
门式钢架结构是一种常见的大跨度建筑结构，具有独特的设计特点和广泛的应用领域。
设计过程
1
确定结构类型
根据使用要求和场地条件选择适合的门
确定荷载
2
式钢架结构类型。
分析和计算结构ห้องสมุดไป่ตู้承受的荷载，包括静
态荷载和动态荷载。
3
计算结构尺寸
基于荷载计算和结构力学原理，确定门
结构构件设计
4
式钢架结构的尺寸。
选择合适的构件材料和尺寸，并进行详 细的构件设计。
设计要点
稳定性设计
通过合理的结构布置和支撑设计，确保门式钢 架结构的稳定性。
刚度设计
通过控制结构的刚度，满足门式钢架结构在使 用过程中的变形要求。
强度设计
根据荷载计算结果，保证门式钢架结构的强度 和承载能力。
疲劳设计
考虑结构在长期使用中的疲劳损伤，采取合适 的疲劳设计措施。
展望门式钢架结构的未来发展方向
对门式钢架结构的新技术、新材料和应用领域进行展望和探讨。
钢材选择
钢材的规格和品种
根据结构设计要求，选择适合的钢材规格和品种。
钢材的强度等级
根据设计荷载和结构要求，选择相应强度等级的钢材。
设计案例
建筑类门式钢架结构设计
展示建筑类门式钢架结构在大型工业建筑中的设计 与应用。
桥梁类门式钢架结构设计
介绍桥梁类门式钢架结构的设计原理和典型案例。
结论
总结门式钢架结构设计要点
《门式钢架结构设计》PPT课 件
介绍
门式钢架结构是一种常见的大跨度建筑结构，具有独特的设计特点和广泛的应用领域。
设计过程
1
确定结构类型
根据使用要求和场地条件选择适合的门
确定荷载
2
式钢架结构类型。
分析和计算结构ห้องสมุดไป่ตู้承受的荷载，包括静
态荷载和动态荷载。
3
计算结构尺寸
基于荷载计算和结构力学原理，确定门
结构构件设计
4
式钢架结构的尺寸。
选择合适的构件材料和尺寸，并进行详 细的构件设计。
设计要点
稳定性设计
通过合理的结构布置和支撑设计，确保门式钢 架结构的稳定性。
刚度设计
通过控制结构的刚度，满足门式钢架结构在使 用过程中的变形要求。
强度设计
根据荷载计算结果，保证门式钢架结构的强度 和承载能力。
疲劳设计
考虑结构在长期使用中的疲劳损伤，采取合适 的疲劳设计措施。
第03讲-门式刚架结构设计
地震组合：《抗震规范》第5.4.1条 1.2Gek+ 1.3× Eh
同济大学建筑工程系
2015《建筑钢结构设计》
第3节 主刚架设计
3.1 计算简图
按平面刚架计算； 约束条件根据柱脚构造决定； 梁柱节点刚接还是铰接根据构造决定；
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3.2 截面选取
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2.3 雪荷载
(1) 按《荷载规范》采用，考虑增大系数和不均匀系数。 (2) 屋面雪荷载不与屋面活荷载同时考虑。
【思考08】某轻型门式刚架厂房位于南京，计算屋面 檩条时活荷载取为0.50kN/m2，檩条是否安全？
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注 ： ① 表 中 正 号 (压 力 )表 示 风 力 由 外 朝 向 表 面 ， 负 号 (吸 力 )表 示 风 力 自 表 面 向 外 离 开 ， 下 同 ；
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( b ) 2015《建筑钢结构设计》
2.6 风荷载
比较1：《门刚规程》与《荷载规范》的体型系数比较
《门刚规程》
1.1 适用范围
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2019
第1.0.2条规定，门式刚架适用于： 主承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架； 具有轻型屋盖和轻型外墙； 无桥式吊车； 或起重量不大于20T的A1~A5工作级别桥式吊车； 或起重量不大于3T的悬挂式起重机； 外墙亦可采用砌体。
同济大学建筑工程系
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2015《建筑钢结构设计》
1.6 刚架布置
《门钢规范》第4.2节： (1) 跨度：一般为9~36m，常以3m为模数 (2) 柱距：应综合考虑使用要求、刚架跨度、荷载条件等因
第03讲-门式刚架结构设计
同济大学建筑工程系 2015《建筑钢结构设计》
1.4 结构形式
(a)单跨刚架
（b）双跨刚架
（c）多跨刚架
(d)带挑檐架
（e）带毗屋刚架
（f）单坡刚架
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1.5 温度区段
《门刚规范》第4.3.1条 纵向温度区段不大于300m； 横向温度区段不大于150m； 有计算依据时可适当加大； 《普钢规范》第8.1.5条
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2.4 吊车荷载
《荷载规范》第5.1节 （1）竖向荷载；最大轮压Pmax （2）纵向水平刹车力；10%×Pmax （3）横向水平刹车力； 起重量≤10T：12%×(G+Q) 起重量 > 10T：10%×(G+Q) 总横向水平力平均分布到各轮上。 其中G为小车重量；Q为额定起重量。
(2) 柱距：应综合考虑使用要求、刚架跨度、荷载条件等因 素，宜取6m、7.5m、9m。超过10m时，用钢量显著增加， 一般需要设置托架或托梁。 (3) 高度：由使用要求确定，常为4.5~9m；
注意：当有桥式吊车时，高度不宜大于12m。 (4) 挑檐长度：根据使用要 中 正 号 (压 力 )表 示 风 力 由 外 朝 向 表 面 ， 负 号 (吸 力 )表 示 风 力 自 表 面 向 外 离 开 ， 下 同 ；
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2.6 风荷载
比较1：《门刚规程》与《荷载规范》的体型系数比较
《门刚规程》
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2.2 活荷载
《门刚规程》第3.2.2条
(1) 当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载标准 值（按水平投影面积计算）应般取 0.5 kN/m2
钢结构理论与设计(设计部分)：门式刚架的设计
M W
xp
pnx
M W x
nx
只取决于截面几何形状而与材料的性质无关
的形状系数。P228
X
Y
A1
X Aw
对X轴
Y
对Y轴
1.07 ( A1 Aw )
1.5
2.普通梁抗弯强度计算 普通梁设计时只是有限制地利用截面的塑性，如工字
形截面塑性发展深度取a≤h/8。
fy
(1)单向弯曲梁
a a
x
66
檩条：考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、供货 规格等因素，等间距布置
屋面檁条布置 实例
67
屋面檁条布置实例
68
3.墙架布置
墙梁：应考虑设置门窗、挑檐、遮雨篷等构件和围护 材料的要求；
维护面：当采用压型钢板时，应布置在刚架柱外侧；
墙梁布置实例
69
3.墙架布置
外墙：抗震设防烈度≤6度时,可采用砌体；＝7、8度 时，不宜采用嵌砌砌体；＝9度时，宜采用轻质 墙板
需要计算疲劳强度的梁: x y 1.0
截面塑性发展系数
3.塑性梁抗弯强度计算 对不直接承受动力荷载的固端梁、连续梁等超静定梁和 单层及两层实腹式框架结构，可采用塑性设计，容许截面 上的应力状态进入全塑性阶段。
x
fy
x
Mx f Wpnx
翼缘外伸宽度b与其厚度t之比需满足:
b 235
9
t
fy
a a
σ
fy
fy
fy
xx
M x Wnx M y f yWnx
M xp f yW pnx
Mxp fy S1nx S2nx f W y pnx
式中：
S1nx、S2nx
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。
钢结构 门式刚架结构设计
当截面部分受拉，即<0时
he1 0.4he
he2 0.6he
1.3.3.2 刚架梁、柱构件的强度计算
(1) 工字形截面受弯构件在剪力V和弯矩M共同作用下的强度
当V≤0.5Vd 时
M Me
当0.5Vd ＜V≤Vd 时
2 V M M f M e M f 1 1 0.5Vd
表 1 刚架的风荷载体型系数 分 建筑 类型 1E 封闭式 部分封闭式 2E 端 3E 区 4E 5E 6E 1 2 中 3 间 4 区 5 6 区
＋ 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
k 16
1 2 0.1121 2 1
2 1
当腹板边缘最大应力1<f时，计算时可用R1代替式fy ， R为抗力分项系数，对Q235和Q345钢，R=1.1。 当截面全部受压，即>0时
he1 2he
5
he2 he he1
的面积。
1.3.3.4 变截面柱在刚架平面内的整体稳定计算
计算公式为： N0 mx M 1 f x Ae0 (1 N 0 )W x e1 N Ex0
2 EAe0 NEx0
门式刚架结构设计
济南大学 土木建筑学院
1.1 概述
1.1.1 单层门式刚架的组成
• 主承重骨架 • 檩条、墙梁 • 屋面、墙面 • 支撑
《门式刚架结构》课件
特点与应用
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。
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。
《门式钢架》PPT课件
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五、门式刚架的构造
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）。
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2、支座构造
根据支座的构造，刚架分铰接与刚接两种。铰接时刚架横梁弯矩较 大，梁截面大些，柱一般做成变截面，基础较小。固接时刚架横梁截 面较小，柱为不变断面而基础较大。
• 门式刚架刚度较差，受荷载后产生挠 度。用于工业厂房时，吊车起重量不 能过大。
• 与拱结构相比，刚架仍然属于以受弯 为主的结构，材料强度不能充分发挥 作用，这就造成了刚架结构自重较大， 用料较多，适用跨度受到限制。
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第二节 门式刚架的类型与构造
• 一、 门式刚架的受力特点 • 梁和柱整体刚性连接，受力时相互约束，因
4、高跨比
门式刚架的跨度与柱高的比例问题，即高跨比了，从结构观点看，由于 柱高的减少将使推力增大，从推力线来看，对三铰门架来说，最好的形式 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/H=0.75是比较合理的。
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5、刚架的配筋
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四、门式刚架结构的经济指标
刚架形式
刚架用料
钢（kg）
混凝土 （m3)
基础用料
总材料用量
混凝土
混凝土
钢（kg） （m3) 钢（kg） （m3)
无铰
364
3.00
68.0
4.28
432
钢结构课程设计-门式钢架
钢结构课程设计-门式钢架1. 设计资料某车间跨度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i1/10，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=1.0,基本风压0.4 kN/㎡，地面粗糙度为B类，μz迎风面柱及屋面分别为+0.25和风荷载形体系数μs-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=1.4×﹙-0.1﹚×1.0×0.4×迎风面：ω26=-3.36kN/㎡=1.4×﹙-0.65﹚×1.0×0.4×背风面：ω36=-2.18kN/㎡2.墙面风荷载=1.4×0.25×1.0×0.4×背风面：ω16=0.84kN/㎡=1.4×﹙-0.55﹚×1.0×0.4×背风面：ω46=-1.85kN/㎡1×4.5=2.45 kN/㎡3.屋面恒荷载g1=1.2×0.45×cos=1.2×0.45×6=3.24 kN/㎡4.柱身恒荷载 g25.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。
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同济大学建筑工程系
2015《建筑钢结构设计》
1.7 屋面支撑布置
参《门钢规范》第4.5节 (2) 在刚架转折处（如屋 脊和柱间，宜同时设置屋盖
横向支撑，以组成几
何不变体系。
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1.7 屋面支撑布置
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1.8 柱间支撑布置
《门钢规范》第4.5节
(1) 柱间支撑间距应根据房屋的柱距、受力情况和安装条 件确定，当无吊车时，宜取30~45m。
(2) 当建筑物宽度大于60m时，在内柱柱列宜适当增加柱间 支撑。
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1.8 柱间支撑布置
1.3 传力路径
竖向荷载 屋面板 檩条 框架梁 刚架柱 基础 横向水平风荷载 侧墙墙面板 墙梁 刚架柱 基础； 纵向水平风荷载 山墙面板墙梁抗风柱屋面支撑柱间支撑基础； 吊车横向水平荷载 吊车轨道 吊车梁 牛腿 刚架柱 基础 吊车纵向水平荷载 吊车轨道吊车梁牛腿 刚架柱柱间支撑基础
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1.6 刚架布置
(5) 屋面坡度：1/20~1/8
(6) 截面形式：多采用焊接H型钢，可等截面，也可变截面；
(7) 柱脚形式：可铰接，可刚接；
【思考03】右 图所示刚架， 柱脚是铰接还 是刚接？
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1.7 屋面支撑布置
参《门钢规范》第4.5节 (1) 屋盖横向支撑宜设置在温度区段的第一个或第二个开间；当端
1.1 适用范围
【思考01】某单层工业厂房，设有10T的A8工作制 桥式吊车，能否适用于《门刚规程》？
《门刚规程》第1.0.2条
【思考02】外墙采用砌体和轻型墙板，哪种情况下 的结构受力更有利？
《门刚规程》第4.4.3条
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1.2 结构组成
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
(2) 柱距：应综合考虑使用要求、刚架跨度、荷载条件等因 素，宜取6m、7.5m、9m。超过10m时，用钢量显著增加， 一般需要设置托架或托梁。 (3) 高度：由使用要求确定，常为4.5~9m；
注意：当有桥式吊车时，高度不宜大于12m。 (4) 挑檐长度：根据使用要求确定，宜为0.5~1.2m
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1.4 结构形式
(a)单跨刚架
（b）双跨刚架
（c）多跨刚架
(d)带挑檐架
（e）带毗屋刚架
（f）单坡刚架
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1.5 温度区段
《门刚规范》第4.3.1条 纵向温度区段不大于300m； 横向温度区段不大于150m； 有计算依据时可适当加大； 《普钢规范》第8.1.5条
门钢规范取 值更宽松
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1.5 温度区段
温度缝构造
A）设置双柱； B）吊车梁及檩条连接采用长圆孔； C）每个温度区段形成独立的支撑体系
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1.6 刚架布置
《门钢规范》第4.2节： (1) 跨度：一般为9~36m，常以3m为模数
第03章 门式刚架结构设计
郭小农
2015年
同济大学建筑工程系
公共邮箱 Tj_3d3s_2008@
密码：123456
提纲
1.门式刚架的结构布置
2.门式刚架的荷载
3.主刚架设计
4.支撑体系设计
5.围护结构设计
6.节点设计
同济大学建筑工程系 2015《建筑钢结构设计》
第 1节
门式刚架的结构布置
参《门钢规范》第4.5节
(4) 屋面交叉支撑一般按柔性拉杆设计，考虑一根受拉另一根退出 工作。刚性系杆则应按压杆设计。
(5) 屋面檩条可兼作刚性系杆。但此时檩条需按压弯构件进行验算。
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1.7 屋面支撑布置
参《门钢规范》第4.5节
(6) 在设有带驾驶室且起重量大于15T的桥式吊车的跨间，应沿屋 盖边缘设置纵向支撑。
部支撑设置在第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置
刚性系杆。
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1.7 屋面支撑布置
【思考04】图示厂房，左侧山墙为开门方便，设置了 2根抗风柱， 其屋面支撑布置是否合理？
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1.7 屋面支撑布置
【思考05】图示厂房，屋脊和柱顶布置了通长系杆，但是没有横 向水平支撑的屋面梁中间并没有布置通长系杆。请思考其原因。
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
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1.2 结构组成
横向主刚架： 刚架柱、刚架梁
支撑系统：
屋面支撑、屋面系杆、柱间支撑、隅撑
围护系统：
墙面围护系统：抗风柱、墙梁、拉条
屋面围护系统：檩条、拉条
同济大学建筑工程系 2015《建筑钢结构设计》
1.1 适用范围
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2012
第1.0.2条规定，门式刚架适用于：
主承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架； 具有轻型屋盖和轻型外墙；
无桥式吊车；
或起重量不大于20T的A1~A5工作级别桥式吊车； 或起重量不大于3T的悬挂式起重机； 外墙亦可采用砌体。
同济大学建筑工程系 2015《建筑钢结构设计》
【思考06】图示2跨厂房。中柱布置柱间支撑和不布置柱间支撑的 情况下，屋面支撑的计算简图有何差别？山墙纵向风荷载的传递 路径有和差别？
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1.8 柱间支撑布置
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1.8 柱间支撑布置
《门钢规范》第4.5节 (3) 当房屋高度较大时，宜分层 设置柱间支撑。斜撑和柱的 夹角应在30~60度之间，宜 接近45度。 (4) 柱间支撑可采用带张紧装置 的十字交叉圆钢支撑。
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1.8 柱间支撑布置
(5) 当设有起重量不小于5T的桥式吊车时，柱间宜采用刚性支撑。 在温度区段端部，吊车梁以下不宜设置刚性柱间支撑。 【思考07】以下两种柱间支撑布置方式，哪个更好？