轻钢门式刚架结构基本知识

• 一般矩形平面建筑都采用等间距、等跨度的平行 刚架布置，相比桁架，有轻巧、净空高、内部空 间大、利于使用的特点。
• 因刚架为平面受力体系，故为保证结构体系的整 体稳定性，应在纵向柱间布置连续梁及柱间支撑， 同时在横梁的顶面设置上弦横向水平支撑，柱间 支撑和横梁上弦横向水平支撑宜设置在同一开间 内。
基础
• 结构组成
2.1.1轻钢门式刚架结构基本知识
• 3.结构布置
• 1）平面及里面布置
• 刚架的合理间距（柱距）应综合考虑使用要求、 刚架跨度、檩条合理跨度及荷载条件等因素确定。一 般可在6～12m间选用；横向跨度一般为3m的倍数， 如15m，18m，21m，24m等，并保证外侧对齐；门 式刚架的高度应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高 度，其平均高度宜采用4.5~9.0mm，当有桥式吊车时 不宜大于12m。
2.1.1轻钢门式刚架结构系统
主刚架： 多采用实腹式变截面H型钢 支撑体系：水钢平、、钢柱管间等支撑、系杆等，多采用圆钢、角
刚 架 结 构
次结构系 统
屋面檩条 墙面檩条
围护结构系统
多采用Z、C型钢
屋面板 加保温材料的压型钢板或彩钢夹芯板
墙面板
辅助结构： 楼梯、平台、栏杆等
复习上节课的相关知识点
<1>指双面对称角焊缝,Hf=7mm <2>指单边V形焊缝,根部间隙b=2mm,
<3>
坡口面角度β=45°
<3><4>同<1> <4>
<1>
45°
2 <2>
M20的螺栓
轻钢门式刚架结构钢材施工
概述
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。它的特点体现轻钢结构轻型、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;柱网尺寸布置自由灵活、 能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。由于其梁柱 节点多可视为刚接，使其具有卸载作用，使得实腹门式刚架 具有跨度大的特点，可取跨度的1/30～1/40。目前单跨刚架 的跨度国内最大已达243m（鸟巢）。
2.1轻钢门式刚架结构 基本知识与图纸识读
• 2.1.1轻钢门式刚架结构基本知识 • 2.1.2钢架主结构构造 • 重点：结构组成、结构布置、主结构构造 • 难点：结构组成、主结构构造
2.1.1轻钢门式刚架结构基本知识
• 1.结构形式
• 多跨宜采用双坡或单坡面屋盖 • 横梁的坡度主要由屋面材料和排水确定，一般1/8~1/20
注意受压翼缘的平面外稳定性和腹板的局 部稳定，一般可做成圆弧过渡并设置必要的 加劲肋
刚架折角处的构造及应力集中
格构式刚架适用范围较大，且刚度大、耗钢省； 跨度小采用三铰，跨度较大采用两铰或无铰结构； 梁高可取跨度的1/15-1/20。
格构式刚架结构
为节省材料、增加刚度、减轻基础负担，可施加 预应力，以调整结构中的内力，可布置在支座铰的 平面内，也可布置在刚架横梁内仅对横梁施加预应 力，也可对整个刚架施加预应力
•③屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第 二个开间。当端部支撑设在第二个开间时，在第一 个开间的相应位置应设置刚性系杆；
④45°的支撑斜杆能最有效的传递水平荷载，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在钢架转折处（单跨房屋边柱柱顶和屋脊，以及 多跨房屋某些中间柱柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置 刚性系杆；
• 3.支撑布置
• 目的：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。
• 布置原则：
•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，交叉斜杠可采用柔性系杆；
•②柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力情况 和安装条件确定。当无吊车时宜取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；
• 2）伸缩缝布置
刚架结构的伸缩缝应按有关规定设置。伸缩缝的 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；在山墙处可设置有斜梁、抗风柱和墙梁 组成的山墙墙架，或者直接采用门式刚架。在每一 伸缩缝区段，沿每一纵向柱列均应设置柱间垂直支 撑，在区段端部柱距内应设置屋面支撑。在檩条端 部的螺栓连接处在纵向采用长圆孔，并使该处屋面 板在构造上允许胀缩。
多跨刚架的形式
小结
• 轻型门式刚架的分类（单、双、多跨）、 组成（主、次、围护、辅助结构、基础）、 结构布置（平面、立面、支撑）、材料选 用（结构、荷载、温度）、受力特点、应 用（厂房）
•⑥轻钢门式刚架的刚性系杆可由相应位置处的檩条 兼作，此时檩条应满足对压弯杆件的刚度和承载力要 求。当不满足时，可在钢架斜梁间设置钢管、H型钢 或其他截面的杆件；
•→门式钢架轻型房屋钢结构的支撑，可采用 带张紧装置的十字交叉圆钢支撑。圆钢与构 件的夹角应在30°~60°范围内，宜接近45°；
•→当不允许设置交叉柱间支撑时，可设置其 它形式的支撑；当不允许设置任何支撑时， 可设置纵向钢架
•注：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。
• 4.结构布置应注意的问题
• 总体布置时，平面刚架应加强结构的整体性，保 证结构纵横两个方向的刚度。
预应力格构式刚架结构
• 2）门式刚架结构的内力特点
• 6.轻钢门式刚架应用
• 1）轻钢门式刚架房屋特点
• ①最大的特征——轻； • ②建筑功能强； • ③施工速度快； • ④便于拆卸和重复使用。
• 2）轻钢门式刚架结构房屋应用
• 在工业建筑中应用非常广泛，但刚度较差，工业 厂房时，吊车重量一般不超过10t
• 4.轻型门式钢构的材料选择
• 一般采用碳素结构钢和低合金结构钢 • 选择要素： • ①结构类型及其重要性 • 重要结构、一般结构、次结构（辅助结构） • ②荷载性质 • 静力荷载和动力荷载（经常和不经常满载） • ③工作温度
• 5.轻钢门式刚架的内力特点
• 1)门式钢架的分类
• 实腹式刚架常做成两铰刚架，横梁高度一般可取 跨度的1/6-1/20，当跨度大梁高显然太大，为充 分发挥材料作用，可在支座水平面内设置拉杆， 这时横梁高度可取跨度的1/30-1/40。