门式钢架结构设计.
轻型门式刚架结构设计
民用建筑
在民用建筑领域，轻型门 式刚架结构可用于商场、 超市、仓库等建筑物的建 设。
轻型门式刚架结构的发展历程
起源
轻型门式刚架结构起源于20世纪初，随着工业和经济的发展，逐渐 得到广泛应用。
发展历程
随着科技的进步和工程实践的积累，轻型门式刚架结构在材料、设 计、施工等方面不断优化，逐步形成了完善的标准和规范。
根据设计图纸，完成门式刚架的基础施工，包括桩基、基础垫层、 钢筋混凝土浇筑等。
钢构件加工
按照设计图纸要求，对钢构件进行加工制作，确保尺寸、形状、焊 接质量等符合规范要求。
钢构件安装
将加工好的钢构件运输到施工现场，进行安装，确保安装位置准确、 稳固。
施工流程与要点
连接节点处理
根据设计图纸，对钢构件之间的 连接节点进行处理，确保节点连 接牢固、安全可靠。
未来趋势
未来，随着环保和节能要求的提高，轻型门式刚架结构将继续向着高 效、环保、可持续发展的方向发展。
02 轻型门式刚架结构设计原 理
结构设计的基本原则
安全性
确保结构在正常施工和使用过程 中能够承受各种可能的作用力， 不发生破坏、失稳或过大变形。
经济性
在满足安全性和使用功能的前 提下，尽可能降低结构造价， 提高经济性。
适用性
确保结构在使用过程中具有良 好的工作性能，满足正常使用 要求。
耐久性
考虑结构的使用寿命，确保结 构在使用期限内具有良好的耐
久性能。
结构分析方法
有限元分析
利用有限元方法对结构进 行离散化，通过计算和分 析离散化的模型来预测结 构的性能和响应。
线性分析
基于线性理论对结构进行 静力、动力和稳定性分析， 以确定结构的承载能力和 稳定性。
门式刚架厂房结构l图（含设计说明）
门式钢架结构设计要点
1.1 门刚结构体系基本情况门式刚架轻型钢结构主要指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、可以设置起重量不大于 20t 的中、轻级工作制桥式吊车或 3t 悬挂式起重机的单层厂房钢结构。
在轻型门式刚架结构体系中，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，也可以采用砌体外墙或底部为砌体、上部为轻质材料的外墙。
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采用角钢或张紧的圆钢。
单层门式刚架轻型房屋可采用隔热卷材做屋盖隔热和保温层，也可以采用带隔热层的板材作屋面。
门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取 1/8~1/20，在雨水较多的地区宜取其中较大值。
门式刚架尺寸应符合下列规定：(1)、门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离。
(2)、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。
门式刚架的高度，应根据使用要求的室内净高确定，设有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净高要求而定。
(3)、柱的轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向轴线。
工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮。
斜梁的轴线可取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。
(4)、门式刚架轻型房屋的建筑尺寸：其檐口高度，应取地坪至房屋外侧檩条下缘的高度；其最大高度，应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度；其宽度，应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离；其长度，应取两端山墙墙梁外皮之间的距离。
(5)、门式刚架的跨度，宜为 9~36m，以 3m 为模数。
边柱的宽度不相等时，其外侧要对齐。
5(6)、门式刚架的高度，宜为 4.5~9.0m，必要时可适当加大。
当有桥式吊车时不宜大于 12m。
(7)、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。
跨度较小时可用 4.5m。
(8)、挑檐长度可根据使用要求确定，宜采用 0.5~1.2m，其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。
轻型门式刚架结构设计
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三、支撑体系布置
1．柱间支撑 （1）无吊车时柱间支撑的间距宜取30～45m；当有吊车时宜 设设在温度区段中部，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）当建筑物宽度大于60m时，内柱列宜适当增加柱间支撑； （3）支撑与构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°； （4）柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑，当桥 式吊车起重量大于5ｔ时，宜采用型钢支撑； （5）柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向荷载（如风、 吊车制动力）按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁架计算；
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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
Mx My f bxWex Wey
Wex、Wey—— 对主轴x、y的毛截面模量；
bx—— 受弯构件绕强轴的整体稳定性；
f —— 钢材的强度设计值。
（二）计算
（a）C型截面 （b）Z型截面 檩条计算示意图
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1.内力分析 垂直于主轴x和y的分荷载按下式计算：
px psin 0
py p cos0
式中 p—— 檩条竖向荷载设计值；
0 ——p与主轴y的夹角：对C形、槽形和工字型截面 0=，为屋面坡角； 对Z形截面 0 ，
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（三）连接 （1）檩条可设计为单跨简支构件或连续构件； （2）简支檩条和连续檩条一般通过搭接方式不同实现。 连续C形檩条可通过采用稍大一点足够长的C形槽钢套在屋面 檩条外后用螺栓锁紧实现，直卷边或带斜卷边的Z形连续檩条 可采用叠置搭接来实现。
YJK门式刚架设计
YJK门式刚架设计YJK门式刚架是一种广泛应用于工业建筑、商业建筑等领域的钢结构构件。
它由主梁、副梁、柱子等组成，具有结构简单、承载能力高、抗震性能好等特点。
下面将详细介绍YJK门式刚架的设计流程和注意事项。
首先，在进行YJK门式刚架的设计之前，需要明确设计目标和要求。
这包括所承受的荷载、跨度、高度、使用环境等。
荷载可以分为静态荷载和动态荷载，例如自重、风载、雪载、地震力等。
根据不同的荷载要求，确定门式刚架的材料和截面尺寸。
其次，进行结构分析和计算。
通过应力分析和变形分析，确定门式刚架的主要构件的截面尺寸和型号。
根据设计要求，进行正常工作状态下的静力计算，考虑不同荷载的作用，计算构件的受力状态和内力情况。
根据力学平衡原理，计算出构件的截面尺寸和布置形式。
在进行计算时，需要注意以下几个方面。
首先，要合理选择门式刚架的荷载系数和荷载作用方式。
对于不同的荷载，需要采用相应的系数进行计算，以保证门式刚架的安全性。
其次，要考虑门式刚架的整体稳定性。
门式刚架的设计不仅要满足构件自身的强度要求，还要考虑整体的稳定性，防止结构失稳。
此外，还需要考虑门式刚架的变形情况，特别是在大跨度和高度的情况下，要进行合理的变形控制和抗震设计。
设计完门式刚架的结构后，还需要进行连接设计。
门式刚架的连接方式一般有焊接、螺栓连接等。
其中，螺栓连接是连接主要构件的常用方式。
在进行连接设计时，需要考虑连接形式、螺栓的规格和数量、连接点的受力情况等。
螺栓的规格和数量要根据构件的受力情况进行计算和选择，确保连接的安全可靠。
最后，对门式刚架进行初步设计后，还需要进行结构的检验和优化。
通过有限元分析等方法，对门式刚架在不同荷载下的受力状态进行模拟和分析，获取更准确的受力和变形情况。
根据分析结果，对门式刚架的设计进行修正和优化，提高结构的安全性和可靠性。
综上所述，YJK门式刚架的设计涉及多个方面，包括结构分析、计算、连接设计和优化。
在进行设计时，需要明确设计目标和要求，合理选择荷载系数和荷载作用方式，考虑整体稳定性和变形情况，进行连接设计和优化。
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 。
(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。
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
同济大学建筑工程系
2015《建筑钢结构设计》
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
同济大学建筑工程系
2015《建筑钢结构设计》
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 ；
同济大学建筑工程系 (a)
( 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》
同济大学建筑工程系
2015《建筑钢结构设计》
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
门式刚架轻钢结构优化设计及程序开发
感谢观看
门式刚架轻钢结构的材料主要有H型钢、T型钢、角钢等。在实际设计中，需 要根据实际需求和承载要求选择合适的材料。一般来说，对于主要承受压力的结 构，应选用强度较高的H型钢；对于承受拉力的结构，应选用具有较高屈服强度 的T型钢或角钢。此外，在材料的选取过程中，还需要考虑材料的防腐、防火性 能等因素。
3、截面形状和尺寸的优化
三、结论
门式刚架轻钢结构作为一种广泛应用于各种建筑项目的结构形式，其优化设 计对于提高结构的承载能力、稳定性和使用寿命具有重要意义。本次演示从结构 形式的选择、材料的选取、截面形状和尺寸的优化、节点连接的设计以及防腐、 防火措施的选择等方面对门式刚架轻钢结构的优化设计进行了研究和探讨。通过 合理的优化设计，可以大大提高门式刚架轻钢结构的性能和使用寿命，同时也可 以降低施工成本和占地面积，具有广泛的应用前景。
门式刚架轻钢结构的截面形状和尺寸对结构的承载能力和稳定性有着重要影 响。在实际设计中，需要对截面形状和尺寸进行优化，以达到最佳的结构性能。 一般来说，可以通过调整截面高度、宽度和腹板厚度等参数来实现优化。例如， 可以通过增加腹板厚度来提高结构的稳定性；通过减小截面面设计是门式刚架轻钢结构设计的关键环节之一。在满足强度和稳定 性的前提下，应尽量减小截面尺寸，以降低用钢量，提高经济效益。对于常用的 H型钢或箱型梁截面，可以通过调整截面高度、翼缘宽度和厚度等参数来优化截 面设计。此外，还可以采用高强度钢、耐候钢等新型钢材，以进一步提高结构性 能和经济性。
3、节点设计
5、防腐、防火措施的选择
门式刚架轻钢结构在使用过程中会受到各种自然环境和化学物质的侵蚀，因 此需要进行防腐处理。同时，在火灾情况下，结构需要具备一定的耐火性能以保 证结构的安全性。因此，在优化设计中需要考虑到这些因素，并采取相应的防腐、 防火措施。例如，可以在钢材表面涂刷防腐涂料或采用耐火材料进行保护等措施 来提高结构的防腐、防火性能。
门式刚架结构设计
(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； 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。
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 M1
f
x Ae0
(1
N0 N E x0
x
)We1
NEx0
2 EAe0 1.1 2
当柱的最大弯矩不出现在大头时，M1和We1分别取最 大弯矩和该弯矩所在截面的有效截面模量。
与GB50017差异：(1)无x；(2)弯矩放大系数也有所
门式刚架结构设计
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 概述
1.1.1 单层门式刚架的组成
1.1 概述
1.1.1 单层门式刚架的组成
1.1 概述
1.1.1 单层门式刚架的组成
1.1.2 单层门式刚架结构的特点
➢ 质量轻
一般10~30kg/m2，基础费用低。地震反应小，注意风吸力
部分封闭式 ＋0.10 －1.80 －1.20 －1.10 ＋1.00 －0.20 －0.15 －1.40 －1.05 －0.95 ＋0.75 －0.05
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)
图图1.55 刚刚架架的的风 荷风载载体体型 系型数系分数区分区
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。
第三章 门式刚架结构设计
本章内容
结构形式及布置
檩条设计
刚架设计
围护结构
计算实例
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
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
门式刚架结构示意
圆钢、角钢
钢管、双角钢
杆件必须交于节点的中心
支撑的设计与构造
（2）柱间支撑 ①柱间支撑在建筑物跨度小、高度低的情况下，可用带张 紧装置的圆钢做成交叉型的拉杆。也可采用角钢或槽钢。
②在高大的建筑中柱间支撑的交叉杆除用角钢外，也可采
用钢管。 ③柱间支撑的上端与水平压杆必须与柱中心交于一点；柱 间支撑下端应尽可能与柱中心交于柱脚底面，避免出现偏 心受力。
（a）单跨刚架
（b）双跨刚架
（c）多跨刚架
（d）带挑檐刚架
（e）带毗屋刚架
（f）单坡刚架
3.1结构形式及布置
3.1.2．门式刚架的尺寸 跨度：横向刚架柱轴线间的距离，一般为9~36m；
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。
无吊车时柱间支撑的间距宜取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； 当建筑物宽度大于60m时，内柱列宜适当增加柱间支撑； 支撑与构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°；
柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑，当桥式吊
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。
门式刚架常见节点设计(配实物图)
2 刚架体系
（4）柱间支撑
2 刚架体系
（4）柱间支撑
2 刚架体系
（5）钢梁
2 刚架体系
（5）钢梁
2 刚架体系
（6）梁梁节点
2 刚架体系
（7）梁柱连接
3 墙面体系
（1）墙面檩条
门式刚架常见节点设计 (配实物图)
目录
1.门式刚架简介 2.刚架体系 3.墙面体系 4.屋面体系
1 门式刚架简介
门式刚架系 统一般由主 刚架、支撑 系统（屋面 水平支撑和 柱间支撑）、 系杆等构成；
单层轻型门式刚架结构体系
2 刚架体系
（1）结构布置
主体承重结构为单 跨或多跨实腹式门 式刚架。
4 屋面结构
（2）女儿墙
女儿柱 天沟托架
4 屋面结构
（3）天沟
4 屋面结构
（3）天沟
4 屋面结构
（4）雨篷
4 屋面结构
（5）水平支撑
在设置柱间支撑的开间同时布置水 平支撑，形成沿刚架跨度方向的桁 架体系。
4 屋面结构
（6）钢系杆
GXG
在刚架转折处(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。提 高结构的整体刚度， 使结构发挥空间作 用，保证结构的几 何稳定性和受压构 件的侧向稳定。
4 屋面结构
（6）钢系杆
4 屋面结构
（7）隅撑
为了防止梁受压翼缘平面外屈曲失稳， 设置隅撑（多采用等边角钢）。Βιβλιοθήκη 3 墙面结构（1）墙面檩条
3 墙面结构
（2）墙面檩托
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。
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。
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。
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3）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； （4）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； （5）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； （6）屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上翼缘处； （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。
一、门式刚架特点及适用范围 （一）结构特点 （1）刚架梁、柱采用轻型H型钢（等截面或变截面）组成； （2）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； （3）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。 （4）在非地震区可采用张紧的圆钢作为支撑； （5）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。
（6）对于交叉支撑可不计压杆的受力。当同一柱列设有多 道柱间支撑时，纵向力在支撑间可按均匀分布考虑； （7）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。
柱间支撑布置
2．屋面水平支撑
（1）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； （2）在刚架转折处（柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系 杆；
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
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
门式刚架结构示意
厂房外立面
厂房内部
（二）适用范围 跨度9～36m、柱距6m～9m、柱高4.5～12m、设有吊车 起重量较小的单层工业房屋或公共建筑（潮湿、车站候车 室、码头建筑等）。目前国内单跨刚架的跨度已达到72m。 （三）优点 和屋架结构相比，整个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，减小建筑体积， 在建筑造型上也较简洁美观。
屋架上弦
第二节 檩条设计
檩托 檩条 檩托 檩条
屋架上弦
一、檩条布置和连接 （一）截面形式 檩条一般设计成单跨简支构件，有实腹式和桁架式两大 类，实腹式檩条也可以设计成连续构件。
（a） （b） （c）
（d） （e） （f）
实腹式檩条
桁架式檩条
（二）布置和连接
（1）檩条承受弯曲和扭转的共同作用； （2）C形和Z形檩条，宜将上翼缘肢尖（或卷边）朝向屋脊方 向； （3）屋脊檩条应采用双檩条方案，并应在高度1/3处用圆钢 或钢管相互拉结； （4）檩条跨度由主刚架柱距决定； （5）檩条间距应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、天沟、 屋面材料、檩条规格等因素，一般应等间距布置，但在屋脊 和檐口处，为便于屋脊盖板和天沟收边，檩条布置应做局部 调整。
屋架结构
二、结构形式与布置 (一) 结构形式与布置 1 结构形式：分为单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和 带毗屋的刚架等形式。
（a）单跨刚架
（b）双跨刚架
（c）多跨刚架
（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；
第七章 轻型门式刚架结构设计
本章内容
• 第一节 结构形式和布置
• 第二节 檩条设计
• 第三节 结构设计
• 第四节 围护结构
• 第五节 设计实例
学习目标
了解轻型门式刚架的特点、应用现状和发展前景，熟悉门式刚架的 结构体系、维护结构及设计方法。
学习难点
理解轻型钢结构和普通钢结构的区别。
第一节 结构形式和布置
实腹梁钢屋架形式
（2）托梁 当因建筑或工艺要求门式刚架柱被抽除时，应沿纵向柱列 布置托梁以支承已抽位置上的中间榀刚架上的斜梁。托梁一 般采用焊接工字形截面，当屋面荷载偏心产生较大扭矩时， 可采用箱型截面。
托梁的形式和尺寸
三、支撑体系布置 1．柱间支撑 （1）无吊车时柱间支撑的间距宜取30～45m；当有吊车时宜 设设在温度区段中部，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）当建筑物宽度大于60m时，内柱列宜适当增加柱间支撑； （3）支撑与构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°； （4）柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑，当桥 式吊车起重量大于5ｔ时，宜采用型钢支撑； （5）柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向荷载（如风、 吊车制动力）按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁架计算；
柱顶为刚接 120 120 － 柱顶为铰接 150 125 －
热车间和采暖 地区非采暖房屋
露天结构
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 、屋面支撑和屋面板搭建而成。屋面钢梁采用人字钢梁， 按简支梁设计，可根据受力情况分段采用变截面，钢梁对 混凝土柱有推力。
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。
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
纵向温度区段
220 180 120
横向温度区段
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
Af N 60cos
fy 235
A—— 实腹式横梁被支承翼缘的截面面积；
f—— 实腹式横梁钢材的强度设计值；
fy—— 实腹式横梁钢材的屈服强度；
—— 隅撑与檩条轴线间的夹角。