钢结构 门式刚架结构设计
36米跨度轻型门式钢架结构设计
36米跨度轻型门式钢架结构设计前言我国钢结构体系的发展大致经过了这样的时期：1990年以前，钢结构建筑在工业领域中的主要应用是重型厂房中的排架结构体系，在民用领域中的主要应用是螺栓球或焊接球网架结构；自1990 年代起，钢结构在我国进入了快速的全面的发展和应用时期。
门式钢刚架结构被大量应用于工业厂房、超市、仓库中；钢框架在多高层建筑中也得到了越来越多的应用；薄壁彩钢板已大量应用于各类结构的维护体系和无梁无柱穹顶中；钢管直接汇交焊接结构及其与高强度拉索的组合结构已推广应用于各类体育、文化等公共建筑中；冷弯薄壁型钢截面除广泛应用于檩条等维护结构构件外也开始作为结构的主要受力构件或其组成部件得到应用。
现代钢结构体系由热轧截面、焊接截面和冷弯薄壁型钢截面构件组成。
人们往往将钢结构划分为普通钢结构和轻型钢结构两大类。
但是，究竟如何定义或区分这两类结构，却存在着很多不同的标准。
例如，结构跨度的标准，结构层数的标准，结构用途的标准，吊车吨位的标准等。
这些标准都有一定的合理性，但是都是建立在结构体系外在因素或特征基础上的。
事实上，轻型钢结构体系的本质是“轻”，实现这一本质的条件是截面板件要“薄”，设计时必然要考虑板件局部失稳后的极限强度。
所以，从结构工作机理和设计计算原理的角度出发，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失稳后的后继强度的钢结构体系”。
门式钢刚架是典型的轻型钢结构，也是目前国内应用最为广泛的轻型钢结构。
早期典型的门式钢刚架是1910 年布鲁塞尔世博会的德国机械工程展厅，采用了多层阶形钢框架结构；1932 年建成的德国埃森煤矿税收协会采用了门式钢框架结构[1]。
现代轻型门式钢刚架体系是由国外钢结构专业公司引入我国的，它包括主结构系统（刚架、支撑、抗风柱等）、次结构系统（屋面和墙面檩条等）、辅助结构体系（挑檐、雨蓬、女儿墙、楼梯、吊车梁等）、围护板材体系、柱脚和基础等。
近年来钢结构建筑在我国出现了非常快的发展势头，应用范围不断扩大，目前，我国钢结构建筑的发展处在建国以来最好的一个时期。
门式刚架轻钢结构设计
门式刚架轻钢结构设计摘要：从门式刚架的概述，荷载类型，材料，结构设计方法，结构设计原则等几个方面介绍了门式刚架轻钢结构的设计思路和设计原则关键词：门式刚架的设计思路和设计原则1门式刚架结构概述门式刚架是典型的轻型钢结构，造型简洁美观，在房屋建筑中广泛应用于大面积厂房、仓库、体育馆和超市等各类公共建筑。
它具有成本低、工期短，施工方便、预工程化程度高等优点。
轻型门式刚架包括主结构（刚架、支撑体系、抗风柱等）、次结构（屋面和墙面檩条等）、辅助结构（挑檐、雨蓬、吊车梁等）、围护板材、柱脚和基础等。
2作用于门式刚架结构上的荷载类型：（1）恒载(g)：结构自重和设备重；（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；（3）风载(w)（4）温度(t)（5）吊车(c)（6）地震作用荷载(e)3材料3.1门式刚架结构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：3.1.1根据结构重要性，用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板，应采用q235钢和q345钢。
门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用q235b或q345a及以上等级的钢。
非焊接的檩条和墙梁等构件可采用q235a钢。
3.1.2根据荷载性质，直接承受动力荷载的结构一般采用q235b 及q345钢。
承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构可选用q235b 钢。
3.2螺栓3.2.1高强螺栓应采用符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓大六角螺母垫圈技术条件》中规定的10.9级螺栓（摩擦型高强螺栓）。
3.2.2普通螺栓采用4.8级粗制螺栓（c级），应符合现行国家标准《六角头c级》的规定。
3.3焊条3.3.1手工焊用的碳钢焊条或低合金钢焊条的性能应符合《碳钢焊条》及《低合金钢焊条》的规定。
3.3.2埋弧焊用的碳钢焊丝与焊剂或低合金钢焊丝与焊剂的性能应符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》及《低合金钢埋弧焊用焊剂》《熔化焊用钢丝》的规定。
门式刚架钢结构设计要点
门式刚架钢结构设计要点摘要:随着工业产业的快速发展,当前在工业建筑领域钢结构厂房得到了广泛应用。
其中以框架上门式刚架钢结构厂房最具有代表性,其上部为门式刚架结构,下部为框架结构,整体结构综合了二者的优势,不仅整体结构跨度大,且自重较轻,节约材料,实现了厂房结构设计的经济性与可靠性。
关键词：门式刚架；钢结构；设计要点引言门式刚架钢结构是一种常见的工业建筑结构，由于其具备高承载能力和良好的稳定性等优点，被广泛应用于各种大型仓库、工厂、体育馆、展览馆等建筑中。
门式刚架钢结构的设计需要充分考虑到结构强度、稳定性和可靠性等多方面的因素，以确保其满足实际的使用要求。
本文将介绍门式刚架钢结构设计的要点，以期对相关研究和实践工作有所启发和帮助。
1.门式刚架发展概况门式刚架是钢结构的一种形式，由于其具有强度高、刚性好和重量轻等优点，被广泛应用于工业和民用建筑中。
其特征是搭建速度快，造价低廉，适用范围广泛，安全可靠，因此深受建筑行业和工程领域的青睐。
门式刚架最初是在20世纪50年代诞生的，最早应用于轻型钢结构房屋中。
60年代初期，随着工业建筑的大规模兴起，门式刚架渐渐成为了工业厂房的首选结构形式。
90年代以后，随着制造业的发展、城市化的加速，门式刚架的应用逐渐扩展到体育馆、展览馆和商场等民用建筑中。
2、门式刚架具有以下几个特点：1.钢材使用率高，重量轻，受力性能好，稳定性强；2.模数化设计，便于批量生产和安装，搭建速度快；3.能够满足大跨度、大空间的使用要求，能够灵活地进行布局和改变；4.适应性强，可用于各种不同的建筑类型，如工厂、体育馆、商场、展览馆等；5.能够经受住地震、风力等自然灾害的考验。
目前，门式刚架技术正在不断发展和完善。
随着新材料的不断出现以及新工艺、新技术的应用，门式刚架的安全性、可靠性、施工效率和造价等方面都得到了不断提升。
此外，门式刚架作为钢结构中的一种重要形式，具有多方面的优点，是当前建筑行业的发展趋势之一。
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。
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
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。
(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。
轻型门式刚架钢结构设计
连接片 檩托板
带椭圆孔的连接板
檩条
ห้องสมุดไป่ตู้檩条
高强螺栓
( 固定端) 檩条 檩托板 ( 仅固定端有) 隅撑
(b)
隅撑
(a)
隅撑
梁/ 柱
图 3-2
伸缩缝的做法 (b)单框架伸缩缝做法
(a)双框架伸缩缝做法
七、 支撑布置 （一）支撑的作用 在门式刚架柱网的每个温度区段间，应布置完整的支撑体系，以形成完整的空间结构体系。轻型门式刚架沿宽 度方向的横向稳定性，是通过刚架的自身刚度来抵抗所承受到的横向荷载而保证的。由于在长度方向的纵向结构刚 度较弱，需要沿纵向设置支撑，以保证其纵向稳定性。支撑所受力主要是纵向风载、吊车刹车力和地震作用以及温 度作用等；计算支撑内力时一般假定节点为铰接，并忽略偏心的影响，并且一般的支撑都是按拉杆考虑。所以，一 般适宜双向布置。
或者 1 @ 8 + 6 @ 9 + 1 @ 8
例 2：建筑物长度 = 130m ，行车 10 吨 经济柱距可取：1 @ 5.5 + 17 @ 7 + 1 @ 5.5
三、 合理跨度的确定
或者 20 @ 6.5
不同的生产工艺流程和使用功能在很大程度上决定着厂房跨度，有的业主甚至要求轻钢生产厂家根据自己的使 用功能，确定较为经济的跨度。在尽可能满足生产工艺和使用功能上，应根据房屋的高度确定合理的跨度。一般情 况下，当柱高、荷载一定时，适当加大跨度，刚架的用钢量增加不太明显，但节省空间，基础造价低，综合效益较 为可观。通过大量计算发现，当檐高 6m、柱距为 7.5m，荷载情况完全一致下，跨度在 18-30m之间的刚架单位用钢 2 量（Q345-B）为 10-15kg/ m2，当跨度在 21-48m之间的刚架单位用钢量为 12-24kg/m ，当檐高为 12m、跨度超过 48m 时宜采用多跨刚架（中间设置摇摆柱），其用钢量较单跨刚架节约 40%以上，因此设计门式刚架时应根据具体要求 选择较为经济的跨度，不宜盲目追求大跨度。
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。
论门式刚架钢结构设计
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 ８ ８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 ３ ５ Ａ及以上 等级 的钢。实际上 ， Ｑ ３ 当 ２ ５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 Ｅ ３ ５ ４１、
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 ， ８ ２ 水较多地区取较大值 。《 门式刚架轻型房屋钢 结构技术 规程》 （Ｅ Ｓ ０ ： ０ ） 以下 简 称“ 程 ’ 应 用 的 范 围是 起 重 量 不 大 Ｃ Ｃ １２２ ２ （ ０ 规 ， ） 于 ２ ｔ Ａ１Ａ ０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 。
带夹层的门式刚架结构设计
带夹层的门式刚架结构设计摘要：随着建筑造型的复杂化，钢结构加工、安装技术的提高，目前钢结构的应用越来越普遍，钢结构类型也越来越多，有网架结构、桁架结构、框架结构等等，其中单层门式刚架就是钢结构形式的一种。
单层门式刚架是一种轻型结构，跨度大、高度大，可以满足大空间、大开间的需求，所以其主要用于工业厂房、库房。
单纯的门式刚架结构设计相对简单，但是现实中因为建筑功能的需求，比如单层空间不够用、需要设置参观走廊等等，往往门式刚架会局部带有夹层，本文主要针对这种带夹层的门式刚架结构设计进行论述。
关键词：钢结构；门式刚架；夹层；结构设计1、带夹层的门式刚架的特点门式刚架跨度大、施工快、自重轻等优点，目前这种结构形式应用越来越广泛，尤其在工业领域。
简单的门式刚架一般用PKPM的钢结构模块里的钢结构二维设计来分析计算，这时主要设计依据是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》（GB 51022-2015），此时柱脚均按铰接设计。
但是这种简单的门式刚架结构多用于库房，现实中大部分门式刚架结构的建筑局部带有夹层，此时结构不再是规则的结构体系。
首先局部夹层会导致结构质心、刚心偏移，其次夹层通常是混凝土楼板，自重较大、荷载大，地震力大，可能会带来结构扭转等诸多不利影响。
此类结构，设计时因根据夹层梁与钢柱的连接方式区别对待。
如果夹层梁与门刚柱刚接，仅采用PKPM的二维模型分析，是不合理、不准确的；因为夹层区域就是钢框架体系，屋面任然是轻钢屋面，所以此时须通过三维模型来计算夹层结构截面，并分析整个建筑的各项指标，同时采用二维模型来复核柱子截面，屋顶钢梁应以二维计算结果为准。
如果夹层梁与门刚柱铰接，此时夹层梁仅作为钢柱的水平向支撑并传递荷载，我认为可继续采用二维模型设计；但因为所有夹层梁均与钢柱铰接，此时必须增加柱间支撑，否则夹层结构是可变体系。
下面为一个带夹层的门式刚架结构的三维模型，此模型的夹层梁与门刚柱为刚接。
2、带夹层的门式刚架三维设计要点三维建模整体分析时，通常含两个标准层，其中夹层为一个标准层，屋面为另一个标准层。
门式刚架轻型钢结构.pptx
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3.结构体系及布置
• 结构布 置–门式刚架的间距
•柱网轴线纵向距离，6/7.5/9/12米 –温度区段长度
•伸缩缝间距离，纵向300米/横向150米 •伸缩缝做法：
檩条(吊车梁等)连接螺栓用长圆孔 设置双柱
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3.结构体系及布置
• 结构布 –置支撑布置
•每个温度区段应设置独立、稳定支撑系统； •屋面水平支撑及柱间支撑位于同一柱间； •支撑间距30~45米； • 间距应根据纵向柱距/纵向受力/安装条件 确定；
•
综合经济效益好； 第5页/共151页
1.概述
• 门式钢架结构的特 缺点 •点 结构整体刚度小：
整体工作前应防止构件变形 • 杆件壁薄，锈蚀及局部变形影响大； • 制作、运输及安装要求高；
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• 应用和发 应用 •展 单层工业厂房
• 超市 • 仓库等
• 跨度9m ~ 36m
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• 结构自重；屋面；吊挂荷载等 • 屋面活荷：
• 标准值 0.5kN/m2; (A>60 m2时，0.3 kN/m2);
• 施工或检修集中荷载：
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2.基本设计规定
• 荷载及荷载组 •合雪荷载
• 设置女儿墙时，应考虑女儿墙内侧积雪 • 积灰荷载
• 与屋面活荷、雪荷载较大者同时考虑 • 吊车荷载
• 屈曲后强 度• 板件在剪应力作用下的屈曲系数
a / hw 1 k 4 5.34 /(a / hw )2 a / hw 1 k 5.34 4 /(a / hw )2
a – 横向加劲肋间距；无加劲肋时
k 5.34
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轻型门式刚架结构设计
Wenx、Weny—— 对主轴x、y的有效净截面模量；
x、y—— 截面塑性发展系数；
f—— 钢材的强度设计值。
3.稳定计算
（1）当屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转时，可不计算檩 条的整体稳定性。
（2）当屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转时，可按下式 计算檩条的稳定性
（7）交叉支撑可采用圆钢，按拉杆设计；
（8）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。
3 隅撑布置 为保证刚架梁下翼缘和柱内翼缘的平面外稳定性，可在梁
与檩条或柱与墙梁之间增设隅撑。
隅撑构造 隅撑应按轴心受压构件设计，轴压力按下式计算
N Af
3．结构布置
（1）温度区段布置
（2）伸缩缝设置
可通过设置双柱，或搭接檩条及吊车梁的螺拴连接处 采用长圆孔进行调节。
温度区段长度
结构情况
采暖和非采暖 地区房屋
热车间和采暖 地区非采暖房屋
露天结构
纵向温度区段 220 180 120
横向温度区段 柱顶为刚接 柱顶为铰接
120
150
120
125
－
－
4．实腹屋面梁和托梁 （1）实腹屋面梁 实腹屋面梁结构体系是在钢筋混凝土结构上用钢梁、檩条
（d）带挑檐刚架 （e）带毗屋刚架 （f）单坡刚架
2．门式刚架的尺寸
跨度：横向刚架柱轴线间的距离； 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。 檐口高度：地坪至房屋外侧檩条上缘的高度； 最大高度：地坪至房屋顶部檩条上缘的高度； 房屋宽度：房屋侧墙墙梁外皮之间的距离； 房屋长度：房屋两端山墙墙梁外皮之间的距离； 屋面坡度：宜取1/8～1/20，在雨水较多地区可取较大值。
门式刚架钢结构厂房结构设计简介
门式刚架钢结构厂房结构设计简介发布时间：2022-03-29T13:17:11.266Z 来源：《福光技术》2022年5期作者：孙宾[导读] 本文主要分析了门式刚架钢结构厂房设计中的一般流程，重点介绍了门式刚架厂房的结构选型和结构布置。
并对门式刚架厂房设计中的一些注意点进行了分析。
空气化工产品（中国）投资有限公司摘要：本文主要分析了门式刚架钢结构厂房设计中的一般流程，重点介绍了门式刚架厂房的结构选型和结构布置。
并对门式刚架厂房设计中的一些注意点进行了分析。
关键词：门式刚架钢结构厂房；结构选型；经济性设计1.门式刚架钢结构工业厂房简介门式刚架钢结构是一种典型的轻型钢结构结构形式，被广泛地应用于各种工业厂房、工业仓库、民用体育场馆、展览中心以及临时用房屋。
门式刚架钢结构厂房，包含以下部分：主结构系统-门式刚架承重结构、支撑系统-屋面水平支撑系统和柱间垂直支撑系统、围护结构-屋面轻型屋盖结构、墙面轻型围护结构、辅助结构-楼梯、平台等。
在工业厂房中，常用的主结构形式是实腹式轧制或焊接H型钢门式刚架承重结构；常用围护结构是由薄壁C型或Z型檩条与彩色压型钢板组成的屋面和墙面围护结构；常用支撑系统一般由圆钢、角钢或钢管等组成。
图二典型门式刚架结构平面布置图3.3结构选型3.3.1结构形式门式刚架厂房的常见结构形式有：（1）按结构体系，分为实腹式与格构式。
除了一些超大厂房外，工业厂房门式刚架一般选用实腹式。
（2）按照刚架跨度，可分为单跨刚架、双跨刚架和多跨刚架。
各跨的最大跨度不宜大于48m。
（3）按照屋面、屋脊形式，可以分为单脊单坡、单脊双坡和多脊多坡。
3.3.2柱脚门式刚架柱脚一般做成铰接与基础连接。
但当厂房高度超大时，为控制风荷载作用下的柱顶位移，当柱脚为铰接时柱截面会偏大，此时也可考虑刚接柱脚；另外，当厂房内布置梁式或桥式起重机时，柱脚宜采用刚接。
3.3.3梁、柱截面形式（1）铰接柱脚的刚架柱一般采用轧制或焊接H型钢。
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。
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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 ；
(a)
(b )
图 5 刚 架的风荷载体型系数分区 图 1.5 刚架的风载体型系数分区
(a) 双 坡 刚 架 ； (b) 单坡刚架
荷载效应组合: 应符合以下原则 ⑴ 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；
间距由计算确定。
﹡支撑和刚性系杆布置
布置原则：
温度区段 柱间支撑与屋面横向支撑同时设置 位置、间距(30～45;60)
高度大时分层设，宽度大时内柱设
刚架转折处 支撑交叉点
支撑形式：
十字交叉圆钢支撑，夹角30°-60°型钢支撑
1.3 刚架设计
1.3.1 荷载及荷载组合
除《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102) 有专门规定外，按《建筑结构荷载规范》(GB50009)采用 永久荷载 结构自重：按《建筑结构荷载规范》GB50009采用 悬挂荷载：按实际情况
⑵ 积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值
同时考虑； ⑶ 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； ⑷ 多台吊车的组合应符合GB50009的规定；
⑸ 风荷载不与地震作用同时考虑。
在进行刚架内力分析时，需要考虑的荷载效应组合有： ⑴ 1.2× 永久荷载＋0.9× 1.4× [积灰荷载＋max｛屋面均 布活荷载、雪荷载｝＋（风荷载＋吊车竖向荷载＋吊车 水平荷载）］；
冷弯构件 ≥1.5mm
压型钢板 ≥0.4mm
1.1.3 我国工程应用情况
始于20世纪60年代，屋面用瓦材。 20世纪70年代在工程上极少应用； 20世纪80年代在经济特区引进国外门式刚架轻钢房屋，压 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 轻钢企业的发展。中期以来，采用门式刚架轻型房屋钢结
可变荷载
屋面活荷载：对压型钢板屋面，按水平投影计，取 0.5kN/m2，常取0.3kN/m2
施工检修集中荷载（人和小工具的重力）：1kN ，按
最不利位置
屋面雪荷载和积灰荷载 ：按GB50009 采用，考虑荷载
增大系数和不均匀系数。
吊车荷载：竖向和水平荷载，按GB50009采用。 地震作用：按《建筑抗震设计规范》 GB50011采用。 风荷载：按《规程》，垂直于建筑物表面的风荷载：
摇摆柱
截面形式
无桥式吊车：梁、柱可采用变截面或等截面的实腹焊接 有桥式吊车：柱宜采用等截面形式
变截面门式刚架
工字形截面或轧制H形截面Fra bibliotek柱脚形式
无桥式吊车：多按铰接支承设计，通常为平板支座
有桥式吊车：刚接
坡度 1/20~1/8 运输单元
柱子单独一个，梁可为多个。单元内焊接，单元间可 通过端板用高强螺栓连接
主要构件工厂制作，现场高强螺栓安装
门式刚架整体性可以依靠檩条、墙梁和隅撑来保证，支
撑数量可减少，且多用张紧的圆钢
※梁柱多用变截面，省材
梁、柱腹板利用屈曲后强度
塑性设计不再适用（多个塑性铰 ） 摇摆柱 柱脚约束 应力蒙皮效应 图1.2 变截面门式刚架
※板件较薄
焊接板件 ≥3mm
wk s z w0
wk——风荷载标准值（kN/m2）； w0——基本风压，按《建筑结构荷载规范》的规定采用；
z——风荷载高度变化系数，按《建筑结构荷载规范》的规定采用；
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，考虑内、外风压最大值的组合，含阵风系数。
其中 风载体型系数按美国MBMA手册的规定采用。
1.2.1 门式刚架的结构形式
按跨度：单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和带毗屋的形式 按屋面坡脊数：单脊单坡、单脊双坡和多脊多坡
图1.3 门式刚架形式示例（一）
常做成一个大双坡屋面，避免渗漏和堆雪
图1.3 门式刚架形式示例（二）
单脊双坡多跨刚架
无桥式吊车：中柱多为摇摆柱 有桥式吊车：中柱宜两端刚接
吊车
悬挂吊车：起重量不大于3吨 桥式吊车：不大于20吨，轻、中级工作制
1.2.2 结构布置
﹡刚架的建筑尺寸和布置
跨度：9~36m；高度：4.5~9m（室内净空）； 柱轴线：下端中心线或柱外皮 梁轴线：最小截面中线，与上表面平行 柱距：6m，7.5m或9m 挑檐：0.5~1m 温度区段：纵向≤300m，横向≤150m。
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
构的工程数量越来越多，工程规模越来越大，充分展示了
这种结构的优越性。
国家标准的制订情况
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》
1966年版本未颁布；
TJ18-75 GBJ18-87 GB50018-2002
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》
CECS102:98 CECS102:2002
1.2 结构形式 和结构布置
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。
﹡ 墙梁布置
考虑门窗、挑檐、雨棚等的具体情况； 压型钢板墙面宜布置在柱外；
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
柱距
1.1.2 单层门式刚架结构的特点
质量轻 工业化程度高，施工周期短 综合经济效益高 柱网布置比较灵活
一般10-30kg/m2，基础费用低。地震反应小，注意风吸力