门式钢架的简单课程设计
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： 1
0.489 4.30/cos KN M θ
??=
柱身恒载：0.359 3.15/KN M ?=
kn/m
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1
0.509 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：
300
584
8
6
x y
kn/m
kn/m
kn/m
4.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()mm
x I
64(10)mm ? x
W 43(10)mm ? y I 64(10)mm ? y W 43(10)mm ?
x i mm y i
mm
柱 60030068H ???
7200 9472 520 173
36 24
234 61.6 梁
60030068
H ???
10552 9472 520 173 36 24
234 61.6
866861252
2.0610947210 1.9510, 2.06105201010 1.0710x EA kn EI 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
恒载下轴力（忽略柱自重）
弯矩图
剪力图
“+”
→
轴力图
(拉为
正，压为
负)
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
剪力图
“+”
→
轴力图
(拉为
正，压为
负)
活荷载(标准值)轴力图
风
荷
载
作
用
风荷载(标准值)弯矩图
.
风荷载(标准值)剪力图
风荷载(标准值)轴力图
弯矩图
剪力图
“+”
→
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－ⅠM0 0 0
N-45.36 -47.25 46.95
Q-19.32 -18.05 24.55 Ⅱ－ⅡM-127.84 -129.94 147.59 N-45.36 -47.25 46.95
Q-19.32 -18.05 16.45 Ⅲ－ⅢM-127.84 -129.94 147.59 N-21.75 -22.66 21.04
Q43.41 45.22 -45.08 Ⅳ－ⅣM92.83 96.70 -77.574 N-21.75 -22.66 21.04
Q 2.18 2.27 -1.81
内力组合值
截面
内力
1.2 1.4恒＋活
1.2恒+1.4风
1.2??恒+1.40.85(风+活）
Ⅰ－Ⅰ
M 0 0 0 N
-120.58 11.30 -54.85 Q
-48.45 11.19 -15.45 Ⅱ－Ⅱ
M -335.33 53.22 -132.40 N
-120.58 11.30 54.79 Q
-48.45 11.19 -25.09 Ⅲ－Ⅲ
M -335.33 53.22 -132.40 N
-64.30 3.36 -28.03 Q
115.40 -11.02 51.93 Ⅳ－Ⅳ
M 246.78 2.79 134.16 N
-57.82 -3.36 -28.03 Q
5.79
0.08
3.16
控制内力组合项目有：
① ＋M max 与相应的N ，V(以最大正弯矩控制) ② －M max 与相应的N ，V(以最大负弯矩控制) ③ N max 与相应的M ，V(以最大轴力控制) ④ N min 与相应的M ，V(以最小轴力控制) 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：
00010.5
20.45 1.4620.45 1.46 2.667.2
7.2 2.6619.1x R R l K I H H M
μμ=+==∴=+?==?=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H
191003600
81.658.423461.6
x 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。 ① 柱翼缘
()1504223523512.171515156235
y b t f -==<==（满足要求） ② 柱腹板
600162352351462502502504235
w w y h t f -==<==（满足要求） （2）柱有效截面特征
max 4
min 2
max min 0max 00335.33120.5848.45947217310206.5612.73193.83/181.10
206.56181.10 1.88
206.5658497480.526.21056X x w M KN M N KN Q KN
N M A W N mm h t σσσσασαλ=-?=-=-???=±
=±????=±=?-?-+=====<+-=36
，，120.5810335.3310 .28因97>70，故可以考虑屈曲后强度。
220.5181.10.88206.56
584
206.56311.2206.5616
21.28
[(1)0.112(1)]10.8,
28.1235/28.121.28148.453c w w p y w w w h mm
f kN
σσσβσβββ
λρλ-∴==-=?
=+==++-++==≤?===
21max 由于考虑屈曲后强度：=
181.1
k k 则，截面全部有效。（3）抗剪强度验算：
柱截面的最大剪力为V '2'30.85
7235/37 5.341
0.8 1.4,[10.64(0.8)]0.973125121.63/5848121.6310y w v w v d w w v f f f N mm V h t f τλλ-==??<<=--=?===???>max k 则V ,满足要求。
460.5/1731021510371.95/371.95120.58371.95/9472
371.9522.59367.2N d e e e e e e N e e e e V V M M M NW A M W f kN m M M NW A kN m kN m -<≤=-==???=?=-=-?=-=?>?弯剪压共同作用下的验算:
因为，按公式进行验算，其中 335.33，满足要求。
[]225'
22
'
81.6180,/23581.6
0.681
3.14 2.061094722388, 1.0,(1.1)(1.181.6)
1.0[10.8(/)]x y Ex
mx x mx x x x Ex x f b EA N kN M N A N N W λλλλ?πβλβ?γ=<====???====???+=+-?x 3（4）稳定性验算刚架柱平面内稳定性验算
类截面，由《钢结构设计规范》附表C-2查得，则120.581030.681947242120.5817310(10.8)
2388
18.69192.39211.08/N mm f ????-?=+=<6
35.33101.05 满足要求。
刚架柱平面外稳定性验算
：
212
2
36
4
/23558.4
0.818
1
0.650.35
0.650.350.8252
58.41.07 1.070.99
440044000120.58100.825335.33101.00.81894720.991731015.5tx b tx x b px f b M M M A W λλ?βλ
?βη??====+=+?==-=-=???+=+???=y y 类截面，由《钢结构设计规范》查得，N 则 26161.52177/N mm f +=<满足要求。
B ：刚架梁验算：取3-3截面内力
335.3364.30115.40M KN M N KN Q KN =-?=-=，，
⑴ 局部稳定验算
③ 梁翼缘
()1504223523512.171515156235
y b t f -==<==（满足要求）
④ 梁腹板
600162352351462502502504235
w w y h t f -==<==（满足要求） （2）梁有效截面特征
2
4
220.5
193.83/1731011
5842922
1623.91[(1)0.112(1)]10.1124
0.530.8,
28.1235/28.123.91X c w w p y M N mm W h mm f σσσσσβσβββλ??=±
=±=±???∴=-=?
====++-++?===≤?6122
1
门式刚架坡度为1/10<1/5，可以不考虑横梁轴梁的影响，按受弯构件验算。
335.3310=
k k '2'31115.45.34
0.85
37235/37 5.341
0.8 1.4,[10.64(0.8)]0.973125121.63/5848121.6310568.25w w
w y
w v w v d w w v kN f f f N mm V h t f kN ττρλλλ-====
=
=??<<=--=?===???=>max max 则，截面全部有效。（3）强度验算抗剪强度验算：
柱截面的最大剪力为V k k 则V ,满足要求。弯矩作用下的验算:
46
1731021510371.95d M M kN m m -==???=?>? 335.33kN ，满足要求。
48.70.86y λ?<==梁梁柱柱y （4)稳定性验算刚架梁平面内稳定验算
验算方法与柱平面内的稳定验算相同，由于N N ，M =M ，因而可以满足要求。刚架梁平面外稳定验算
一般刚架平面外稳定靠支撑来保证，
考虑檩条处设置隅撑以保证屋脊负弯矩使下翼缘受压时有支撑，在支撑点处设置隅撑以保证横梁全截面受支承，则横
梁成为平面外3m 支撑的压弯构件，取其中一段计算。
3000由=及b 类截面查《钢结构设计规范》得，61.62
5
1.0 1.07 1.02
44000
64.3y tx b kN
λβ?==-=由于有端弯矩与横梁荷载，取，则由于内力沿杆件线性变化，取较大值
36
4
2
64.310 1.0
10
1.0
0.8659472 1.0317310
7.85188.19196.04/
tx x
y b px
M
N
A W
N mm f
β
η
??
???
+=+?
???
=+=<
335.33
从而
满足要求。
5.位移验算：
（1）柱顶水平位移验算：
866
861252
2.0610947210 1.9510,
2.06105201010 1.0710
x
EA kn
EI kn m
-
-
=???=?
=????=??
由矩阵位移法结构力学计算程序计算位移，
位移验算为正常使用极限状态下的承载力验算，荷载应选用标准值。构件截面参数：
荷载标准值即风载，位移图如下：
18.111
7200397200
H
δ
==<满足要求
（2）横梁扰度验算：
??
荷载标准值=1.0恒载+1.0活载=4.3+4.5=8.8kN/m，位移图如下：
63.611
21000330250
L
δ
==<满足要求
四、节点设计：
（1）梁柱节点设计：
梁柱节点形式见下图：
连接处选用如下组合内力值：
335.3364.30115.40M KN M N KN Q KN =-?=-=，（使螺栓受压），
155.37 6.43148.94N n N n μ?-=-=-=∑?+?-=∑?+112
222i 22222i 采用摩擦型高强螺栓，采用10.9级M24螺栓，预压力P=225kN,摩擦面采用喷砂的处理方法，摩擦系数=0.45，螺栓承受拉力为：My 335.330.37264.30
第一排：N =kN y 4(0.132+0.2120.372）10My 335.330.212第二排：N =y 4(0.132+0.2120.3722
88.54 6.4382.1155.13 6.4348.70/421.18500/4176.2b e t N n d f ππ-=-=?-=-=-=∑?+???=?=??=?2
332222
i b
t b t
64.30
kN 2）10
My 335.330.13264.30
第三排：N =
kN y 4(0.132+0.2120.372）10
，其抗拉承载力为：
[N ]=0.8P=0.8225=180kN >148.94k N kN 0.9( 1.25)2[0.90.45(225 1.25148.94)0.90.45(225 1.2582.11)0.90.45(225 1.2548.70)0.90.452256]810.26f t P N kN μμ=∑-=??-?+??-?+??-?+???=>b N ，满足要求。 螺栓群的抗剪力(M24螺栓)（下面三排不计外加压力，只考虑预压力）
V 115.40kN
27.2400205
16.1[2()][974002(97)]205()(97t w t w w w t w N mm bf e N mm e b e f e N e f ???≥=?????≥=++?+??+????≥+?+3
f 3
f f f 3
端板厚确定：
6e 668148.9410第一排螺栓端板厚 ：t ，
6e 6689782.1110第二排螺栓端板厚 ：t ，
e e 6868339748.7010第三排螺栓端板厚 ：t 0.5a 0.58022.5)205
28mm t mm =?=，
采用端板厚。
端部腹板设置加劲肋，加强腹板强度，详见施工图
（2）梁梁节点设计： 梁梁节点形式见下图：
连接处选用如下组合内力值：
246.7857.82 5.79M KN M N KN Q KN =?=-=，（使螺栓受压），
125.177.23119.9471.3N n N n μ?-=-=-=∑?+?-=-=∑?+11222i 222
22i 采用摩擦型高强螺栓，采用10.9级M24螺栓，预压力P=225kN,摩擦面采用喷砂的处理方法，摩擦系数=0.45，
螺栓承受拉力为：
My 246.780.37257.82
第一排：N =kN
y 4(0.2120.372）8My 246.780.21257.82
第二排：N =
y 4(0.2120.372）8
22
47.2364.11/421.18500/4176.20.9( 1.25)2[0.90.45(225 1.25119.94)b e t f t d f P N ππμμ-=???=?=??=?=∑-=??-?+b
t b t
b kN 其抗拉承载力为：
[N ]=0.8P=0.8225=180kN >119.94kN ，满足要求。N kN 螺栓群的抗剪力(M24螺栓)（下面二排不计外加压力，只考虑预压力）
V 0.90.45(225 1.2564.11)0.90.452254]542.65kN ??-?+???=> 5.79kN
24.4400205
14.2[2()][974002(97)]20526t w t w w N mm bf e N mm e b e f t mm ???≥=?????≥=++?+??+?=3
f 3
f f f 端板厚确定：
6e 668119.9410第一排螺栓端板厚 ：t =，
6e 6689764.1110第二排螺栓端板厚 ：t =，
e e 6868采用端板厚。
端部腹板设置加劲肋，加强腹板强度，详见施工图
（3）柱脚设计：
柱脚节点见下图：
设计内力采用：120.7848.45N KN
Q KN =-=-（使螺栓受压）， 23
2
2
212/120.7810(1)0.77/650350
10.50.7717511790.626611790.6
18.6,202050.4c f N mm N mm M fc N mm M t mm t mm f N =??=?=
=??=??======fb 基础混凝土抗压承载力，锚栓采用4M20 柱脚内力计算：
底板反力f= 底板厚度计算：按一边支承计算，
因此采用。
(2)抗剪连接件计算
V 0.4120.7848.5048.45kn kn ?=>抗剪承载力满足要求，不需要设置抗剪连接件
五、施工图设计（详见图纸）
轻型门式钢架课程设计计算书
一、设计资料 某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度24m ，长度48m ，柱距6m ，檐口标高11m ，屋面坡度1/10。屋面及墙面板均为彩色钢板，内填充保温层，考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙 梁均采用冷弯薄壁卷边C 型钢，钢材采用Q345钢，2 /310mm N f =，2/180mm N f v =，基础混凝土标号C30，2 /3.14mm N f c =，焊条采用E50型。刚架平面布置图，屋面檩条布置图，柱间支撑布 置草图，钢架计算模型及风荷载体形系数如下图所示。 刚架平面布置图 屋面檩条布置图
柱间支撑布置草图 计算模型及风荷载体形系数 二、荷载计算 2.1 计算模型的选取 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。 2.2 荷载取值计算： （1）屋盖永久荷载标准值 kN m 彩色钢板0.40 2保温层0.60 2 kN m 檩条0.08 2 kN m 钢架梁自重0.15 2 kN m 合计 1.23 2 kN m （2）屋面活载和雪载0.30 2 KN m。 /
（3） 轻质墙面及柱自重标准值 0.50 2 /KN m （4） 风荷载标准值 基本风压：m kN /525.050.005.10=?=ω。根据地面粗糙度类别为B 类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用，z μ=1.0。风荷载体型系数s μ：迎风柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65。 2.3 各部分作用的荷载标准值计算 （1） 屋面荷载： 标 准 值： m kN /42.7cos 1 623.1=? ?θ 柱身恒载： m kN /00.3650.0=? （2） 屋面活载 屋面活载雪载m kN /81.1cos 1 630.0=? ?θ （3） 风荷载 以左吹风为例计算，右吹风同理计算，根据公式0ωμμωs z k =计算，z μ查表m h 10≤，取1.0，s μ取值如图1.2所示。（地面粗糙度B 类）
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： 1 0.489 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1 0.509 4.50/cos KN M θ ? ?=
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： 1 0.489 4.30/cos KN M θ ? ?= 柱身恒载：0.359 3.15/KN M ?=
轻型门式刚架厂房的设计要点分析
轻型门式刚架厂房的设计要点分析 发表时间：2016-08-18T15:18:25.833Z 来源：《低碳地产》2015年第10期作者：史磊[导读] 随着经济的发展以及科技的进步，促进了工业和民用建筑中对轻型门式刚架的需求日益增加。 辽宁天实城乡建筑设计咨询有限公司【摘要】随着经济的发展以及科技的进步，促进了工业和民用建筑中对轻型门式刚架的需求日益增加。尽管钢结构厂房有很多优点，而作为一种材料，它也有很多缺点，例如易锈蚀、防火性能差等。基于此，本文就对轻型门式刚架厂房的设计要点进行了探讨分析。【关键词】钢结构厂房设计；结构体系；设计要点；结构抗震设计一、钢结构厂房结构体系选择单层钢结构厂房结构体系主要由横向系统和纵向系统两部分组成。横向系统按结构外形可分为框排架、门式刚架等。结构体系的具体选择需根据厂房刚度要求、工艺要求、材料选用情况、结构受力情况等确定。纵向系统一般是由柱间支撑柱、水平支撑、吊车梁及制动梁 或制动桁架、墙梁、屋面梁、系杆等构件组成。 二、轻型门式刚架厂房的设计要点 1、门式刚架荷载取值。在计算门式刚架受力情况时，屋面活载按满布考虑，其结构安全性、用钢量均会随着屋面活荷载取值变大而增大。门式刚架建筑上作用的荷载一般有：竖向荷载（结构自重、雪荷载、积灰荷载等）和水平荷载（风荷载、吊车刹车力），还有地震荷载（水平和竖向）。荷载应根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）国家规范规定作相应的取值。 2、檩条、拉条和撑杆设计。（1）檩条属于双向受弯构件，设计时应对檩条进行强度计算、整体稳定计算、变形计算。檩条设计时，要考虑檩应为冷弯薄壁构件，受压板件或压弯板件的宽厚比大，在受力时要屈曲，强度计算应采用有效宽度，对原有截面要减弱。同时强度计算要用净断面，要考虑钉孔减弱。刚架整体分析采用的是全截面，如果强度计算不用净截面，实际应力将高于计算值。檩条设计时，应考虑檩条不仅仅是支撑屋面板或悬挂墙面板的构件，而且也是刚架梁柱隅撑设置的支撑体，设置一定数量的隅撑可减少刚架平面外的计算长度，有效的保证了刚架的平面外整体稳定性。（2）拉条的设置与是否主要和檩条的侧向刚度有关，对于侧向刚度较大的轻型H型钢和空间桁架式檩条一般可不设拉条。对于侧向刚度较差的薄壁型钢式檩条，为了减小檩条在安装和使用阶段的侧向变形和扭转，保证整体稳定性，一般需在檩条间设置拉条，作为侧向支撑点。当檩条跨度≤4m时，可计算要求确定是否需要设置拉条；当跨度>6m时，宜在檩条跨度三分点处各设一道拉条或撑竿，在檐口处还应设置斜拉条和撑杆。在檐口应设斜拉条以抵抗风吸力作用下的反向弯矩。 3、柱网布置。轻钢厂房结构设计中要根据建筑高度确定合理的跨度。（1）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。当刚架跨度较小时，刚架用钢量甚至占总用钢量的50%以上，而其它各单用钢量，特别是墙架梁、柱间支撑、屋面支撑，其用钢量所占比例较小，因此，在设计门式刚架时应精确设计，合理使用。（2）随着柱距增大，其它各部分结构的用钢量均随柱距的增加而增加，特别是吊车梁，由于柱距较大，须采用格构形式，其用钢量所占比例较大，并最终超过了刚架的用钢量。其次是檩条，由于挠度的要求，用钢量增加也较快。 4、刚架内力和侧移计算方法。（1）内力计算方法：对于变截面门式刚架，应采用弹性分析方法确定各种内力，只有当刚架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑性分析方法。变截面门式刚架的内力通常采用杆系单元的有限元法（直接刚度法）编制程序上机计算。地震作用的效应可采用底部剪力法分析确定。根据不同荷载组合下的内力分析结果，找出控制截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面。（2）侧移计算方法：变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析方法确定，计算时荷载取标准值，不考虑荷载分项系数。如果最后验算时刚架的侧移刚度不满足要求，需采用下列措施进行调整：放大柱或梁的截面尺寸，改铰接柱脚为刚接柱脚。 5、屋面支撑和柱间支撑设计。（1）屋面支撑受力较小，杆件截面通常可按容许长细比选择。交叉斜杆和柔性细杆按拉杆设计，可采用单角钢，非交叉斜杆、弦杆、竖杆以及刚性系杆按压杆设计，可采用双角钢组成十字形或T形截面。当屋架跨度较大、房屋较高且风压较大时，杆件截面应按桁架体系计算出的内力确定。计算支撑杆件内力时，可假定在水平荷载作用下，交叉斜杆中的压杆退出工作，仅由拉杆受力。（2）柱间支撑，对厂房来说，分为上层支撑和下层支撑。上层支撑计算时，为避免由于支撑刚度过大而引起较大的温度应力，支撑腹杆按柔性拉杆计算。交叉体系的下层支撑当吊车较小时一般用圆钢，较大时应采用角钢或槽钢。为了提高厂房纵向刚度，当吊车较大时，应交叉斜杆应按拉杆设计。 6、结构体系抗震设计。虽然钢结构厂房由于材料本身具有良好的抗震性能，如果设计不合理，当厂房遭受较大地震时，也会造成严重破坏。钢结构厂房抗震设计时应注意以下问题：（1）平面布置方面，要求厂房结构的质量和刚度均匀分布，使厂房受力均匀，变形协调，尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响；厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱刚接连接的框排架，使得钢结构的受力性能得到充分利用并能减少结构体系横向变形。（2）钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足，而常常是因为杆件受压失稳而造成的。（3）对于钢结构厂房的抗震概念设计，同样存在“强节点，若构件”的设计理念。对与钢结构连接节点，应保证其破坏不先于结构构件的全截面屈服，应使杆件能进入塑性工作区段，充分吸收地震能量，发挥其抗震能力。（4）当抗震设防烈度为7度～8度时，宜采用钢筋混凝土墙板或轻型墙板，如压型钢板复合板材、石棉瓦、瓦楞铁等。 7、隔热及防火设计。钢材受热温度在100℃以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度逐步降低，钢材塑性逐步增大；当温度在250℃左右时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性却降低，出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象；当温度达500℃时，钢材强度降至很低，以致钢结构整体塌落。因此，当钢结构表面温度处于150℃以上时，必须做隔热及防火设计，常用做法一般有两种：（1）在钢构件外包耐火砖，增设混凝土保护层或专用防火板材；（2）采用防火涂料，防火涂料分为厚涂型和薄涂型两种，涂料厚度应按《钢结构防火涂料应用技术规程》以及《建筑设计防火规范》的规定选取。 三、结束语
《钢结构设计》(门式刚架)课程设计指导书
《钢结构设计》课程设计指导书 （门式刚架） 土木工程与建筑学院 《钢结构设计》课程设计指导书 绪言课程设计目的要求 课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过《钢结构设计》课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 《钢结构设计》课程设计题目 一、设计题目 某24m跨度厂房的门式刚架设计，刚架柱、梁均采用等截面（或变截面）。 二、设计任务 1、选择钢屋架的材料； 2、柱网及屋面结构布置（包括支撑体系布置）； 3、门式刚架选型； 4、确定门式刚架梁、柱截面形式，并初估截面尺寸； 5、钢屋盖及支撑的布置； 6、钢屋架的结构设计； 7、绘制门式刚架施工图及材料表。 三、设计资料 建造于某市的轻工厂房，建筑面积1500m2厂房平面及剖面如图所示，据生产要求无吊车，屋面采用0.6mm厚镀锌压型彩涂板，刚架柱、梁均采用等截面（或变截面），柱梁节点处为构造加腋（视为刚接，计算时可不考虑加腋之影响），柱与基础为铰接，拟在刚架平面外设柱间支撑及檩条端部隅撑，在a,b点分别提供柱梁的侧向支撑点，设计时考虑积灰荷载0.4kN/m2，该地区的基本雪压为0.5kN/m2, 基本风压为0.5kN/m2，轻质屋面，屋面活荷载取0.4kN/m2。檩条及支撑重0.2kN/m2，刚架斜梁自重0.2kN/m2；轻质墙面及柱自重（包括柱、墙骨架）0.7kN/m2。 刚架简图及其风荷载体型系数 （a）平面图（b）刚架简图（c）刚架风荷载体型系数 门式刚架设计计算 一、材料选择 刚架结构中所采用的钢材应符合国标要求，一般采用Q235钢或Q345钢，Q345钢多用于刚架斜梁与柱，但当构件是以变形控制时应慎用。焊条可选用E43型，手工焊。 二、结构平面布置 结构平面布置主要是确定刚架的柱网布置。柱网布置首先应满足工艺要求，面积大的厂房考虑温度区段的控制，依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》规定：“纵向温度区段不大于300m；横向温度区段不大于150m；当有计算依据时温度区段可适当加大”。 门式刚架的柱距的选择应依据屋面的受载情况与功能要求综合确定，并应满足工艺要求，一般宜采用6-9m的柱距。柱距的选择合理与否直接影响结构单位面积的耗钢量，经济柱距的
门式钢架厂房设计
门式钢架厂房设计 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
摘要本设计是轻型钢结构厂房，采用的是轻型门式钢架体系，建筑质量轻，强度高且跨度大，钢结构建筑施工工期较短，相应的降低投资成本,在国内有着较为广泛的应用前景。轻型钢结构屋面荷载较轻，所以杆件截面较小、较薄。它除了具有普通钢结构自重较轻、材质均匀、加工制造简单、应力计算准确可靠、运输安装方便、工业化程度高等特点外，还具有用料较省、取材方便、自重更轻等优点。 本设计主要为结构设计。结构设计部分包括结构选型和布置、荷载计算、吊车梁设计、抗风柱设计、檩条和墙梁设计、门式钢架设计、支撑设计、基础设计、节点设计。各部分都详细演算了主要构件的计算过程。 本次设计图纸部分有：结构设计说明书、厂房平面图、立面剖面、节点详图、刚架施工图、吊车梁施工图、厂房檩条墙梁布置图、支撑布置图、基础平面布置图。 关键词：轻型钢结构厂房；门式刚架；结构设计；门式钢架设计。 Abstract The design for the light steel structure plant, the use of light portal frame system, the construction of light steel structure light weight, high strength, large-span, steel structure construction period short, lower investment costs, economic benefits. In China it has a more extensive application prospects. Light steel structure of the roof load lighter, and thus a smaller cross-section bar, thin. In addition to its ordinary lighter weight steel structures, material uniformity, accurate and reliable stress calculation, simple processing, a high degree of industrialization, transport and other features easy installation, the general also has easy material to be used than the provinces, the advantages of lighter weight . The design specification is structural of the structural design, including program selection, the design of the crane beam, purlin design, of wind-resistant design, corbel design, rigid frame design (hand-counting computer comparison, combination of internal forces), the node design. Chapters detail the main components of calculus calculation. Foundation programs include ground handling, foundation design. Part of the design drawings are as follows: plant floor plan, Node elevation profiles and detailed, Frame
门式钢架的受力分析实例
一.分析种类： 结构力学静力分析 二.基本理论： 结构矩阵分析是结构力学的一种分析方法。结构矩阵分析方法认为：结构整体可以看作是由有限个力学小单元相互连接而组成的集合体，每个单元的力学性能可以比作建筑物中的砖瓦，装配在一起就提供整体结构的力学特性。 有限元法的基本思想是： 1. 假想把连续系统分割成数目有限的单元，单元只在数目有限的节点相连。在节点引进等效载荷，代替实际作用与系统的外载荷 2. 对每个单元由分块近似的思想，按一定的规则建立求解未知量与节点相互作用之间的关系 3. 把所有单元的这种特性关系按一定条件集合起来，引入边界条件，构成一组以节点变量为未知量的代数方程组，求解就得到有限个节点处的待求变量 所以，有限元法实质上是把具有无限个自由度的联系系统，理想化为只有有限个自由度的单元集合体，使问题转化为适合于数值求解的结构型问题 静力分析用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。静力分析包括线性和非线性分析。而非线性分析涉及塑性，应力刚化，大变形，大应变，超弹性，接触面和蠕变。本次分析为结构线性静力分析 静力分析计算在固定不变的载荷作用下结构的效应，它不考虑惯性和阻尼的影响，如结构受随时间变化载荷的情况。可是，静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的影响（如重力和离心力），以及那些可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷。 静力分析用于计算由那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移，应力，应变和力。固定不变的载荷和响应是一种假定；即假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢。静力分析所施加的载荷包括： l. 外部施加的作用力和压力 2. 稳态的惯性力（如中力和离心力） 3. 位移载荷 4. 温度载荷 线性静力分析的求解步骤 1．建模 2．施加载荷和边界条件，求解 3．结果评价和分析 三.有限元方法及软件： 利用位移函数—虚功原理推导梁单元的有限元计算公式 第一步：写出单元位移、节点力向量 应用软件ANSYS10.0 在ANSYS产品家族中有七种结构分析的类型。结构分析中计算得出的基本未知量（节点自由度）是位移，其他的一些未知量，如应变，应力，和反力可通过节点位移导出。本次分析静力分析（Stastic） 四.实例：门式钢架的受力分析 4.1 问题描述： 门式钢架受到均布载荷q=200N/m作用，其柱高5m，横梁长10m,柱和梁均采用刚梁制作，杨氏模量E=2.1e5MPa,泊松比u=0.3，且已知柱与梁的横截面积形式均为工字梁，其中柱的参数为W1=0.2、W2=0.2、W3=0.4、t1=0.02、t2=0.02、t3=0.01，梁的参数为柱的参数的1.565倍 要求：求在均布载荷q作用下门式钢架的剪力、最大弯距、最大转角，绘制弯距图以及剪力图。 示意图：
雪糕厂轻型门式刚架设计策划方案
学号2011021111 《钢结构设计》课程设计 哈尔滨市某雪糕厂轻型门式刚架设计 院（系）名称：航天与建筑工程学院 专业名称：土木工程 学生姓名：韩学彬 指导教师：张建华副教授
2014年6月
1. 设计资料 (1) 2.荷载计算 (2) 1）荷载取值计算 (2) 2）各部分作用的荷载标准值计算 (3) 3.内力分析 (4) 1）在恒荷载作用下 (4) 2）在活荷载作用下 (6) 3）在风荷载作用下 (8) 4.内力组合 (15) 5.刚架设计 (17) 5.1 截面设计 (17) 5.2 构件验算 (17) （1）验算刚架柱在风荷载作用下的侧移 (17) （2）构件宽厚比验算 (17) （3）刚架梁的验算 (18) （4）刚架柱的验算 (20) 5.3 节点验算 (23) （1）梁柱连接节点： (23) （2）横梁跨中节点 (25)
（3）柱脚设计 (27) 6.其他构件设计 (28) 6.1 檩条的设计 (28) （1）荷载及内力： (28) （2）截面选择及截面特性 (29) （3）强度验算： (31) （4）挠度验算： (31) （5）构造要求： (32) 6.2 隅撑的设计 (32) 6.3墙梁的设计 (32) （1）荷载计算 (33) （2）内力计算 (33) （3）强度计算 (33) （4）挠度计算 (34) 参考文献 (34)
1. 设计资料 哈尔滨市某雪糕厂房，采纳单跨双坡门式刚架，刚架跨度27m，柱距6m，柱高6m，屋面坡度1/10，地震设防烈度为6度。刚架平面布置如下图（a）所示，刚架形式及几何尺寸如下图（b）所示。屋面及墙面板均为彩色压型钢板，内填充以保温玻璃棉板，考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采纳冷弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5米，钢材采纳Q345钢，焊条采纳E43型。 （a）钢架平面布置图
门式刚架设计实例
轻型门式刚架 ——计算原理 和设计实例 <9> 来源：https://www.360docs.net/doc/b713392642.html, 发布时间：06-06 编辑：段文雁
二、设计实例一 1 设计资料 门式刚架车间柱网布置：长度60m；柱距6m；跨度18m。 刚架檐高：6m；屋面坡度1：10；屋面材料：夹心板；墙面材料：夹心板；天沟：钢板天沟；基础混凝土标号为C25，fc=12.5 N/mm2；材质选用：Q235-B f=215 N/mm2 f=125 N/mm2。 2 荷载取值 静载：为0.2 kN/m2；活载：0.5 kN/m2 ；雪载：0.2 kN/m2；风载：基本风压W0=0.55 kN/m2，地面粗糙度B类，风载体型系数如下图： 图3-41 风载体型系数示意图 3 荷载组合 (1). 1.2 恒载+ 1.4 活载 (2). 1.0 恒载+ 1.4 风载 (3). 1.2 恒载+ 1.4 活载+ 1.4×0.6 风载 (4). 1.2 恒载+1.4×0.7 活载+ 1.4 风载 4 内力计算 （1）计算模型 图3-42 计算模型示意图 （2）工况荷载取用 恒载活载 左风右风 图3-43 刚架上的恒载、活载、风载示意图 各单元信息如下表：
表3-5 单元信息表 单元号截面名称长度(mm) 面积(mm2) 绕2轴惯性矩(x104mm4) 绕3轴惯性矩(x104mm4) 1 Z250~450x160x8x10 5700 54407040 973974 599822728 2 L450x180x8x10 9045 7040 974 22728 3 L450x180x8x10 9045 7040 97 4 22728 表中：面积和惯性矩的上下行分别指小头和大头的值 图3-44 梁柱截面示意简图 （3）计算结果 刚架梁柱的M、N、Q见下图所示： 图3-45 恒载作用时的刚架M、N、Q图 图3-46 活载作用时的刚架M、N、Q图 图3-47 （左风）风载作用时的刚架M、N、Q图 选取荷载效应组合：（1.20 恒载+ 1.40 活载）情况下的构件内力值进行验算。组合内力数值如下表所示： 表3-6 组合内力表 单元号小节点轴力N(kN) 小节点剪力Q2(kN) 小节点弯距M(kN.m) 大节点轴力N(kN) 大节点剪力Q2(kN) 大节点弯距M(kN.m) 1 -67.97 23.16 0.00 -56.89 -23.16 132.03 2 -28.71 -54.30 -132.0 3 -23.05 -2.30 -103.14 3 -23.05 -2.30 103.1 4 -28.71 -54.30 132.03 4 -56.89 -23.16 -132.03 -67.97 23.16 0.00 5构件截面验算
门式钢架厂房设计总结.
门式刚架轻钢厂房设计 常见的厂房效果图 “门式刚架轻型房屋钢结构”，其中“门式”，主要有两种形式：双坡、单坡。门式刚架不仅仅只针对轻钢，也包括普钢。轻钢门规仅仅是门式刚架结构中的轻钢部分。 双坡（人字坡） 单坡 “轻钢”，这里有比较具体的限定：“单跨或多跨实腹式门式刚架”、“轻钢屋盖和轻钢外墙”、“起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或没有吊车（当然也可以是单梁吊车）”、“悬挂吊车起重量不超过3t”、“单层”、“跨度一般不宜超过36m”、“高度一般不宜超过12m”、“柱距一般不宜超过9m”。后面三条，一般超过36米就不宜在选用轻钢规范设计了。刚架高度、柱距可根据实际情况选择规范，并不是限定的那么严格。
门式轻钢，多用于生产车间、仓库、厂房钢结构。设计时，首先要确定规范的采用，不能一概而论的所有门式的就都是轻钢。一些大吨位吊车，格构柱等的门式结构为重（普）钢结构，需按《钢结构设计规范》来采用。 简单的轻钢门式厂房结构 上图是最简单的门式轻钢厂房：四连跨，单跨人字坡24米，无吊车，铰接柱脚。 门式轻钢厂房结构体系的构成：主结构、次结构、围护结构、其他附属结构。 ◇主结构：横向主钢架结构中最主要的部分，也是主受力部分，在门刚中为平面结构，面外稳定需要依靠其他系统来辅助达成，在设计时，要充分考虑到钢架的面外稳定问题。刚架主要包括实腹钢梁、钢柱，在轻钢中多用楔形截面，有效利用构件截面特 性。
主刚架 支撑系统支撑系统在整个结构体系中的用钢量并不大，但却是非常重要的。对比主钢架来说，虽然其重要程度不如主钢架，但是因现在的设计均为计算机辅助设计，主钢架的计算可以利用设计软件非常准确的计算求得，但支撑系统的布置，截面选择等却需要有一定的人为因素参与，所以其显得更为重要。并且支撑系统承担着整个结构纵向传力及整体稳定的重要作用。以后在其他结构体系特别是空间结构设计中，在选型的最前期，就该有整个体系的稳定概念，这样才能从大方向上把握住整个结构的安全性和选型的合理性。门刚支撑系统包含屋面横向支撑、柱间支撑、系杆等。注意在屋脊及柱顶 位置的系杆一般均需通长设置。
钢结构课程设计(门式钢架)
门式钢架设计 一、设计资料 某厂房为单跨双坡门式刚架,跨度24m,长度90m,柱距67.5m,檐高8m,屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱,柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条与墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z 型钢,间距为1.5m,钢材采用Q235钢,焊条采用E43型。基本风压 20.55/O W KN m ,基本雪压 20.2/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24m,柱距67.5m,共有1613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。 厂房长度>60m,因此在厂房第一开间与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、拉条与撑杆,檩条间距为1、5m;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,因此柱间支撑用分层布置,布置图详见施工图。 刚架平面布置见图 1,刚架形式及几何尺寸见图 2。 图1 刚架平面布置图
图2 刚架形式及几何尺寸 三、荷载的计算 (一)计算模型的选取 取一榀刚架进行分析,柱脚采用刚接,刚架梁与柱采用等截面设计。厂房檐高8m;屋面坡度为1:10。 (二)荷载取值计算 长度(m) 柱距(m) 跨度(m) 檐高(m) 恒载(kN/m2) 活载(kN/m2) 基本风压(kN/m2) 90 7、5 30 8 0、3 0、5 0、55 90 7、5 24 8 0、3 0、5 0、55 1.屋盖永久荷载标准值 屋面板 20.30/KN m 刚架斜梁自重(先估算自重) 20.15/KN m 合计 0、45 2/KN m 2.屋面可变荷载标准值 屋面活荷载:按不上人屋面考虑,取为0、50 2/KN m 。 雪荷载:0、22/KN m 取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0、50 2/KN m ,不考虑积灰荷载。
关于底框架上门式刚架结构的设计分析
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
钢结构课程设计—门式钢架
门式钢架设计 、设计资料 某厂房为单跨双坡门式刚架，长度150m,檐高H=7.5m,屋面坡度B=1/10,跨度L=15m，柱距S=7.5m。冈寸架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。 屋面材料、墙面材料米用单层彩板。 檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用 E43型。 基本风压W。=0.35 kN /m2，地面粗糙度B类。 二、结构平面柱网及支撑布置 该厂房长度150m，跨度12m，柱距7.5m，共有21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。 厂房长度>60m,因此在厂房第一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，檩条间距为 1.5m;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，因此柱间支撑用分层布置，布置图详见施工图。 三、荷载的计算 （一）计算模型的选取 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：
(二) 荷载取值计算 长度 (m ) 柱距 (m ) 跨度 (m ) 檐高 (m ) 恒载 (kN/m2) 活载 (kN/m2) 基本风压 (kN/m2) 150 7.5 12 7.5 0.6 0.5 0.35 o. 6k )N m 2 0.15kN /m 2 0.75kN / m 11B
0.50kN / m1 2，不考虑积灰荷载。CECS102: 2002附录A的规定计算 基本风压3 0=1.05X 0.45 kN/m2,地面粗糙度类别为B类; 1 .屋盖永久荷载标准值 屋面板 刚架斜梁自重(先估算自重) 合计 2. 屋面可变荷载标准值 屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为 2 3. 轻质墙面及柱自重标准值0.25kN/m 4?风荷载标准值 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》
门式刚架轻钢厂房设计方案
门式刚架轻钢厂房 设计方案
门式刚架轻钢厂房设计 常见的厂房效果图 ”门式刚架轻型房屋钢结构”,其中”门式”,主要有两种形式:双坡、单坡。门式刚架不但仅只针对轻钢,也包括普钢。轻钢门规仅仅是门式刚架结构中的轻钢部分。 双坡(人字坡) 单坡
”轻钢”,这里有比较具体的限定:”单跨或多跨实腹式门式刚架”、”轻钢屋盖和轻钢外墙”、”起重量不大于20t的 A1~A5工作级别桥式吊车或没有吊车(当然也能够是单梁吊车)”、”悬挂吊车起重量不超过3t”、”单层”、”跨度一般不宜超过36m”、”高度一般不宜超过12m”、”柱距一般不宜超过9m”。后面三条,一般超过36米就不宜在选用轻钢规范设计了。刚架高度、柱距可根据实际情况选择规范,并不是限定的那么 严格。 门式轻钢,多用于生产车间、仓库、厂房钢结构。设计时,首先要确定规范的采用,不能一概而论的所有门式的就都是轻钢。一些大吨位吊车,格构柱等的门式结构为重(普)钢结构,需按<钢结构 设计规范>来采用。
简单的轻钢门式厂房结构 上图是最简单的门式轻钢厂房:四连跨,单跨人字坡24米,无 吊车,铰接柱脚。 门式轻钢厂房结构体系的构成:主结构、次结构、围护结构、 其它附属结构。 ◇主结构:横向主钢架结构中最主要的部分,也是主受力部分,在门刚中为平面结构,面外稳定需要依靠其它系统来辅助达成,在设计时,要充分考虑到钢架的面外稳定问题。刚架主要包括实腹钢梁、钢柱,在轻钢中多用楔形截面,有效利用构件截面特性。 主刚架
支撑系统支撑系统在整个结构体系中的用钢量并不大,但却是非常重要的。对比主钢架来说,虽然其重要程度不如主钢架,可是因现在的设计均为计算机辅助设计,主钢架的计算能够利用设计软件非常准确的计算求得,但支撑系统的布置,截面选择等却需要有一定的人为因素参与,因此其显得更为重要。而且支撑系统承担着整个结构纵向传力及整体稳定的重要作用。以后在其它结构体系特别是空间结构设计中,在选型的最前期,就该有整个体系的稳定概念,这样才能从大方向上把握住整个结构的安全性和选型的合理性。门刚支撑系统包含屋面横向支撑、柱间支撑、系杆等。注意在屋脊及柱顶位置的系杆一般均需通长设置。 支撑系统
(完整版)门式刚架课程设计
《房屋钢结构》门式钢架课程设计 姓名：杜修磊 学号：20110380 班级：2011级土木3班 指导教师：张杰 2014年12月
、题目要求 现有一单层门式钢架厂房，布置一台10t中级工作制桥式吊车，单跨双坡，跨长18m 设计参数： 1、建筑物安全等级为三级，设计使用年限为50年； 2、基本风压为0.4kN/m2（50年一遇），B类粗糙度； 3、基本雪压为0.35kN/m2（50年一遇）； 4、屋面恒载为0.3kN/m2，屋面活载为0.5kN/m2； 5、抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第二组，场地类别为II类，抗震设防类别为丙类; 6、基础顶面标高为0.000m。 结构布置形式如图所示：
钢结构设计规范》 （GB 50017-2003）; 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 （CECS 102:2002 ， 2012 年版）; 结果输出 -- 总信息 --- 结构类型 : 门式刚架轻型房屋钢结构 设计规范 : 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》计算 结构重要性系数 : 1.00 节点总数 : 9 柱数 : 4 梁数 : 4 支座约束数 : 2 标准截面总数 : 5 活荷载计算信息 : 考虑活荷载不利布置 风荷载计算信息 : 计算风荷载 钢材 : Q235 梁柱自重计算信息 : 柱梁自重都计算 恒载作用下柱的轴向变形 : 考虑 梁柱自重计算增大系数 : 1.20 基础计算信息 : 不计算基础 梁刚度增大系数 : 1.00 钢结构净截面面积与毛截面面积比 : 0.85 门式刚架梁平面内的整体稳定性 : 按压弯构件验算 钢结构受拉柱容许长细比 : 400 钢结构受压柱容许长细比 : 180 钢梁（恒+活）容许挠跨比 : l / 180 柱顶容许水平位移 /柱高: l / 180 地震作用计算 : 计算水平地震作用 计算振型数： 3 地震烈度： 7.00 场地土类别：n 类 附加重量节点数： 0 设计地震分组：第一组 周期折减系数 :0.80 地震力计算方法：振型分解法 结构阻尼比： 0.050 按 GB50011-2010 地震效应增大系数 1.000 窄行输出全部内容 三、柱强度、稳定、配筋计算 钢柱 1 截面类型=16;布置角度=0;计算长度：Lx= 13.07, Ly=5.50; 长细比：入x=52.1, 入 y=99.2 构件长度 = 5.50; 计算长度系数 : Ux=2.38 Uy=1.00 抗震等级 : 三级 截面参数 : B1=250, B2=250, H=600, Tw=6, T1=10, T2=10 轴压截面分类:X 轴:b 类,Y 轴:c 类 构件钢号： Q235 验算规范 : 门规 CECS102:2002 考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号 :123,M=-148.31,N=98.89,M=-74.58,N= -93.62 考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.483 抗剪强度计算控制组合号 :123,V=-43.30 抗剪强度计算应力比 =0.126 平面内稳定计算最大应力对应组合号:77,M=-67.25, N=281.33,M=-127.35,N= 二、输入参数 工程名 : 01 ************ PK11.EXE ***************** 设计主要依据 建筑结构荷载规范》 建筑抗震设计规范》 日期 :12/18/2014 时间 : 20:12:44 (GB 50009-2012); (GB 50011-2010);
21米跨度门式刚架轻型房屋钢结构设计【开题报告】
毕业论文开题报告 土木工程 21米跨度门式刚架轻型房屋钢结构设计 一、选题的背景、意义 1、历史背景 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门式刚架轻钢结构具有许多其他结构不具有的优点，同时经济效益好，使其得到了广泛的应用。在初期，这种结构被用于库房等简易房屋。20世纪60年代在国外由于各种彩色钢板和H型钢和冷弯型钢的出现推动了门式刚架轻钢结构的快速发展。 轻型门式刚架结构在我国的应用大约始于20世纪80年代初期。近十多年来，随着我国钢材产量的增加和焊接H型钢的出现，压型钢板、冷弯薄壁型钢、H型钢的大批量生产，特别是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS1 02:98 )的颁布实施，轻型门式刚架结构得到迅速的发展。目前国内每年有上千万平方米的轻钢建筑工程，主要用于轻型的厂房、仓库、体育馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。 2、现状 1、外国厂家的进入,新技术新产品的引进 1). 1979年上海水产路仑库引进日本S60压型钢板成型机并用于厂房仑库的屋面，1980年上海宝钢一期工程引进日本W550、V115N压型钢板成型机，并在一期工程屋面墙面围护结构应用近60万平方米，是80年代初首次用量最大的工程。 2).1983年开始深训经济开发区蛇口工业区大量引进英国、美国、澳洲和日本等国门式刚架轻型钢结构厂房仑库。引进澳大利亚预应力门式格构型轻型钢结构仑库。随后沿海经济开发区也陆续引进国外轻钢厂房仑库，这种建筑还可以用于物流仑储、超市、批发市埸农贸市场等商业建筑；用于体育埸馆及展示场；用于办公楼等多层建筑。 3).1994年美国公司投资创建上海美建钢结构有限公司，1996年嘉定工厂建成投产。已在国内承建大中型项目500多个，建筑面积达580多万平方米。 1994年美国美联钢结构有限公司(U.S.A.公司)和美国宏宇建筑有限公司在中国建成工程数十项，产品设计、制造技术和管理软件全部从美国U.S.A.公司引进，为客户提供钢结构建筑系统，提供从房屋设计、制作到安装的完善服务。 上海宝成钢构是1993年宝钢集团投资控股，台湾理成工业公司参股的钢结构建筑