门式刚架课程设计1
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
mm 2
研究生助教： 朱思宇 答疑地点： 土木大楼A712
㈥ 基础砼标号为C30， f 14.3 N c
㈦荷 载 按规范取值。
㈧ 材质：Q235或Q345
㈢ 构件设计 控制指标 ： ㈣ 节点设计 1．柱脚节点 2．梁、柱连接节点 3．梁梁拼接节点 ㈤ 绘制施工图 1．屋面结构布置图 四、技术经济指标分析： 1．同一小组的用钢量指标比较，给出最佳柱距（必须完成） 2．同一大组比较，从建筑、结构、用钢量等分析哪种结构形式比较合理？ 3．纵向各组比较，分析增加摇摆柱或刚架柱对结构受力和用钢量的影响？ 4．采用Q235或Q345不同材质，比较用钢量指标，分析如何合理选材？ 2．门式刚架详图 柱顶水平位移：
能继续 承载吗？
受压翼缘屈曲
腹板屈曲
§1.1 轻型钢结构的特点
1、轻型钢结构的特点 钢结构划分为普通钢结构和轻型钢结构两大类。 轻型钢结构的特点就是薄而轻。 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屈曲后的后继强度的钢结构体系”。
不同规范或资料存在有不同的标准
结构跨度? 结构层数? 围护结构形式? 吊车吨位?
普钢规范 横梁挠度 柱顶侧移
l 250 l (次梁) (单层)
屋面漏水的原因： a、梁的挠度太大，会导致屋面积水，而积水现象 的发生 又进 步加剧了梁的挠度 从而导致 的发生，又进一步加剧了梁的挠度，从而导致 漏水更加严重。 b、柱顶侧移太大，会导致屋面板的连接部位发生 错位现象，从而引发漏水，漏水的部位很难确定， 并且可能改变，所以维修十分困难。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》
《轻型钢结构设计规程》（上海市标准）
上海地区单层或多层轻型结构中。 单层：悬挂吊车重量不宜超过5吨，中轻级工作制的 桥式吊车的起重量不宜超过20吨，重级工作制 吊车的起重量不宜超过10吨。 多层：一般十层以下的居住建筑，总高度小于24m的 公共建筑和楼面等效活载小于 8 KN m 2 且建筑 高度小于20m的工业厂房。 2012版规范 单层单跨、带夹层单跨、单层多跨、无吊车或有 起重量不超过5吨的悬挂吊车、起重量不超过20吨 A1~A5工作级别桥式吊车或起重量不超过10吨A6~A7 工作级别桥式吊车的门式刚架体系房屋。
门式刚架规范
l 180 l 60 (彩板) (彩板)
轻钢规范(上海)
l 200
l 75
(彩板)
150
(彩板)
2、螺丝暴露式屋面和螺丝暗扣式屋面 （1）自攻螺丝暴露在外面，会出现生锈现象，影响 屋面美观。 （2）施工时由于数量较多，很难发现密封胶漏涂现象， 从而导致该处漏水。 （3）由于密封胶老化现象，时间一长就会出现漏水。 （4）开洞形成应力集中，反复作用，孔周围形成撕裂。
天窗架
斜拉条
吊车梁
隅撑 撑杆
山墙抗风柱
拉条
檩条
屋面横向水平支撑
4
檩条
拉条
屋面拉条布置
檩托 檩条 檩托
檩条
柱间支撑
屋架上弦
墙梁
5
多层轻钢结构厂房
6
7
8
轻钢结构具有以下优点： 建筑：布置灵活、美观轻巧、分隔灵活多变。 结构：重量轻、延性好。 施工：制作方便、工厂制作、工地施工、周期短。 造价 相对较低 造价：相对较低 缺点： 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； 极端天气下结构易失效：雪荷载、风荷载 二、围护材料简介 一)屋面围护材料 轻型钢结构建筑的屋面是指由金属屋面板 檩条 轻型钢结构建筑的屋面是指由金属屋面板、檩条 及保温隔热层组成的屋面围护系统。一方面，屋面对 建筑物有防水和保温隔热的作用，另一方面，由于压 型钢板形状各异、颜色五彩缤纷，屋面可使建筑物充 满新意。
9
二、围护材料简介
从防水方面考虑：低波纹屋面板 从保温隔热考虑：单板压型钢板 从连接方法考虑：自攻螺丝连接
高波纹屋面 复合夹芯板 暗扣（锁缝）式连接
二、围护材料简介
1、低波纹屋面和高波纹屋面 1）肋高不同，排水效果也不同 2）屋面漏水的原因 轻钢结构允许结构产生较大的变形，主要体现在 梁的挠度和柱的侧移
工字铝连接式
企口插入式
11
UBS墙面系统
二）墙面围护材料 与屋面基本相比无排水功能 。 1、压型钢板和EPS夹芯板 2、砖墙面 3、玻璃纤维增强水泥板（GRC板） 4、粉煤灰轻质墙板或砌块 5、ALC加气砼板 6、UBS墙面系统
UBS-V820大波纹墙板 UBS-CW金属幕墙板
刚接 3、常见的连接型式 1）主结构连接型式 根据传力：刚接和铰接 根据位置：叠接和平接 铰接 节点型式
钢结构课程设计
——门式刚架设计
同济大学土木学院建工系 刘沈如 Email：huangliu103@163.com 公共邮箱：gjgkcsj@126.com 密码： tumu1111
《钢结构课程设计任务书》(2014)
一、题目：门式刚架设计 二、设计资料： ㈠ 某车间柱网布置如下： A 长 度：90m （柱距分别为4.5 A. 4 5、6m、7.5m 7 5m和9m） B. 跨 度：60m （跨度分别为30m、20m、15m和12m） C. 檐 高： 8m ㈡ 屋面坡度： 1:10 ㈢ 屋面材料： 单层彩板或夹芯板 ㈣ 墙面材料： 单层彩板或夹芯板 ㈤天 沟： 彩板天沟或钢板天沟
H 60
横梁挠度：
L 180
三 设计要求 三、设计要求： ㈠ 确定屋面结构布置（包括支撑体系布置） ㈡ 计算门式刚架内力和变形 1．确定梁、柱截面形式，并初估截面尺寸 2．梁、柱线刚度计算及梁、柱计算长度确定 3．荷载计算 4．用3D3S软件计算门式刚架内力、柱顶水平位移及横梁挠度
教学安排
1、轻钢结构的基本概念、适用范围和结构形式 2、轻钢结构的设计方法 3、轻钢结构的设计步骤和设计中应考虑的因素 4、单层门式刚架设计 5、3D3S设计软件应用 6、门式刚架节点设计 7、施工图绘制及要求 8、提交设计成果（计算书和图纸）
采用弹性理论和容许应力设计法 弹塑性理论和极限状态方法 考虑板件局部屈曲后极限强度的设计方法 轻钢结构迅速发展 轻钢结构设计思路：
Light weight Thin wall buckling effective cross section
2
局部失稳
第一章 轻型钢结构的一般概念
§1.1 轻型钢结构的特点 §1.2 轻型钢结构的应用范围 §1.3 1 3 轻型钢结构的结构体系 1、主结构 2、围护结构 3、连接型式
叠接
平接
2）围护结构连接型式 自攻螺丝外露式 暗扣式 锁缝式
(a)螺栓外露式
(b)暗扣式
(Fra Baidu bibliotek)锁缝式
12
1
课程要求及考核评价
钢结构
钢结构基本原理 一般概念 般概念 设计规定 结构体系 内力计算 构件设计 节点设计 施工图 建筑钢结构设计
钢结构 课程设计 3D3S软件应用
平台钢结构 轻型钢结构 重型钢结构 多高层钢结构
最后成绩＝平时成绩(30%)＋计算书 (40%)＋设计图纸(30%)
钢结构设计理论和方法
单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型 外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作 级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构的 设计、制作和安装。 门式刚架轻型房屋的外墙也可采用砌体。
3
§1.2 轻型钢结构应用范围
1、应用范围 单层：厂房、车间、仓库、超市、汽车展厅或维修站、 暖棚 水产养殖场 加固加层工程 轻便简易 暖棚、水产养殖场、加固加层工程、轻便简易 房、可移动房屋及一些较大跨度的建筑等。 多层：办公楼、住宅、多层车间、售楼处等。 其它：广场标志性建筑、雨蓬等。
10
暗扣式屋面 螺丝暴露式屋面
41
210
暗扣式屋面板施工方法（一）
暗扣式屋面板施工方法（二）
3、单层压型钢板屋面和复合板屋面 单层压型钢：采用热涂锌钢板或彩色涂锌钢板，经辊压 冷弯成各种波形，具有轻质、高强、抗震、 防火、施工方便等优点。 复合板：有工厂复合和现场复合两种。 工厂复合又有两种：工字铝连接式和企口插入式
研究生助教： 朱思宇 答疑地点： 土木大楼A712
㈥ 基础砼标号为C30， f 14.3 N c
㈦荷 载 按规范取值。
㈧ 材质：Q235或Q345
㈢ 构件设计 控制指标 ： ㈣ 节点设计 1．柱脚节点 2．梁、柱连接节点 3．梁梁拼接节点 ㈤ 绘制施工图 1．屋面结构布置图 四、技术经济指标分析： 1．同一小组的用钢量指标比较，给出最佳柱距（必须完成） 2．同一大组比较，从建筑、结构、用钢量等分析哪种结构形式比较合理？ 3．纵向各组比较，分析增加摇摆柱或刚架柱对结构受力和用钢量的影响？ 4．采用Q235或Q345不同材质，比较用钢量指标，分析如何合理选材？ 2．门式刚架详图 柱顶水平位移：
能继续 承载吗？
受压翼缘屈曲
腹板屈曲
§1.1 轻型钢结构的特点
1、轻型钢结构的特点 钢结构划分为普通钢结构和轻型钢结构两大类。 轻型钢结构的特点就是薄而轻。 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屈曲后的后继强度的钢结构体系”。
不同规范或资料存在有不同的标准
结构跨度? 结构层数? 围护结构形式? 吊车吨位?
普钢规范 横梁挠度 柱顶侧移
l 250 l (次梁) (单层)
屋面漏水的原因： a、梁的挠度太大，会导致屋面积水，而积水现象 的发生 又进 步加剧了梁的挠度 从而导致 的发生，又进一步加剧了梁的挠度，从而导致 漏水更加严重。 b、柱顶侧移太大，会导致屋面板的连接部位发生 错位现象，从而引发漏水，漏水的部位很难确定， 并且可能改变，所以维修十分困难。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》
《轻型钢结构设计规程》（上海市标准）
上海地区单层或多层轻型结构中。 单层：悬挂吊车重量不宜超过5吨，中轻级工作制的 桥式吊车的起重量不宜超过20吨，重级工作制 吊车的起重量不宜超过10吨。 多层：一般十层以下的居住建筑，总高度小于24m的 公共建筑和楼面等效活载小于 8 KN m 2 且建筑 高度小于20m的工业厂房。 2012版规范 单层单跨、带夹层单跨、单层多跨、无吊车或有 起重量不超过5吨的悬挂吊车、起重量不超过20吨 A1~A5工作级别桥式吊车或起重量不超过10吨A6~A7 工作级别桥式吊车的门式刚架体系房屋。
门式刚架规范
l 180 l 60 (彩板) (彩板)
轻钢规范(上海)
l 200
l 75
(彩板)
150
(彩板)
2、螺丝暴露式屋面和螺丝暗扣式屋面 （1）自攻螺丝暴露在外面，会出现生锈现象，影响 屋面美观。 （2）施工时由于数量较多，很难发现密封胶漏涂现象， 从而导致该处漏水。 （3）由于密封胶老化现象，时间一长就会出现漏水。 （4）开洞形成应力集中，反复作用，孔周围形成撕裂。
天窗架
斜拉条
吊车梁
隅撑 撑杆
山墙抗风柱
拉条
檩条
屋面横向水平支撑
4
檩条
拉条
屋面拉条布置
檩托 檩条 檩托
檩条
柱间支撑
屋架上弦
墙梁
5
多层轻钢结构厂房
6
7
8
轻钢结构具有以下优点： 建筑：布置灵活、美观轻巧、分隔灵活多变。 结构：重量轻、延性好。 施工：制作方便、工厂制作、工地施工、周期短。 造价 相对较低 造价：相对较低 缺点： 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； 极端天气下结构易失效：雪荷载、风荷载 二、围护材料简介 一)屋面围护材料 轻型钢结构建筑的屋面是指由金属屋面板 檩条 轻型钢结构建筑的屋面是指由金属屋面板、檩条 及保温隔热层组成的屋面围护系统。一方面，屋面对 建筑物有防水和保温隔热的作用，另一方面，由于压 型钢板形状各异、颜色五彩缤纷，屋面可使建筑物充 满新意。
9
二、围护材料简介
从防水方面考虑：低波纹屋面板 从保温隔热考虑：单板压型钢板 从连接方法考虑：自攻螺丝连接
高波纹屋面 复合夹芯板 暗扣（锁缝）式连接
二、围护材料简介
1、低波纹屋面和高波纹屋面 1）肋高不同，排水效果也不同 2）屋面漏水的原因 轻钢结构允许结构产生较大的变形，主要体现在 梁的挠度和柱的侧移
工字铝连接式
企口插入式
11
UBS墙面系统
二）墙面围护材料 与屋面基本相比无排水功能 。 1、压型钢板和EPS夹芯板 2、砖墙面 3、玻璃纤维增强水泥板（GRC板） 4、粉煤灰轻质墙板或砌块 5、ALC加气砼板 6、UBS墙面系统
UBS-V820大波纹墙板 UBS-CW金属幕墙板
刚接 3、常见的连接型式 1）主结构连接型式 根据传力：刚接和铰接 根据位置：叠接和平接 铰接 节点型式
钢结构课程设计
——门式刚架设计
同济大学土木学院建工系 刘沈如 Email：huangliu103@163.com 公共邮箱：gjgkcsj@126.com 密码： tumu1111
《钢结构课程设计任务书》(2014)
一、题目：门式刚架设计 二、设计资料： ㈠ 某车间柱网布置如下： A 长 度：90m （柱距分别为4.5 A. 4 5、6m、7.5m 7 5m和9m） B. 跨 度：60m （跨度分别为30m、20m、15m和12m） C. 檐 高： 8m ㈡ 屋面坡度： 1:10 ㈢ 屋面材料： 单层彩板或夹芯板 ㈣ 墙面材料： 单层彩板或夹芯板 ㈤天 沟： 彩板天沟或钢板天沟
H 60
横梁挠度：
L 180
三 设计要求 三、设计要求： ㈠ 确定屋面结构布置（包括支撑体系布置） ㈡ 计算门式刚架内力和变形 1．确定梁、柱截面形式，并初估截面尺寸 2．梁、柱线刚度计算及梁、柱计算长度确定 3．荷载计算 4．用3D3S软件计算门式刚架内力、柱顶水平位移及横梁挠度
教学安排
1、轻钢结构的基本概念、适用范围和结构形式 2、轻钢结构的设计方法 3、轻钢结构的设计步骤和设计中应考虑的因素 4、单层门式刚架设计 5、3D3S设计软件应用 6、门式刚架节点设计 7、施工图绘制及要求 8、提交设计成果（计算书和图纸）
采用弹性理论和容许应力设计法 弹塑性理论和极限状态方法 考虑板件局部屈曲后极限强度的设计方法 轻钢结构迅速发展 轻钢结构设计思路：
Light weight Thin wall buckling effective cross section
2
局部失稳
第一章 轻型钢结构的一般概念
§1.1 轻型钢结构的特点 §1.2 轻型钢结构的应用范围 §1.3 1 3 轻型钢结构的结构体系 1、主结构 2、围护结构 3、连接型式
叠接
平接
2）围护结构连接型式 自攻螺丝外露式 暗扣式 锁缝式
(a)螺栓外露式
(b)暗扣式
(Fra Baidu bibliotek)锁缝式
12
1
课程要求及考核评价
钢结构
钢结构基本原理 一般概念 般概念 设计规定 结构体系 内力计算 构件设计 节点设计 施工图 建筑钢结构设计
钢结构 课程设计 3D3S软件应用
平台钢结构 轻型钢结构 重型钢结构 多高层钢结构
最后成绩＝平时成绩(30%)＋计算书 (40%)＋设计图纸(30%)
钢结构设计理论和方法
单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型 外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作 级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构的 设计、制作和安装。 门式刚架轻型房屋的外墙也可采用砌体。
3
§1.2 轻型钢结构应用范围
1、应用范围 单层：厂房、车间、仓库、超市、汽车展厅或维修站、 暖棚 水产养殖场 加固加层工程 轻便简易 暖棚、水产养殖场、加固加层工程、轻便简易 房、可移动房屋及一些较大跨度的建筑等。 多层：办公楼、住宅、多层车间、售楼处等。 其它：广场标志性建筑、雨蓬等。
10
暗扣式屋面 螺丝暴露式屋面
41
210
暗扣式屋面板施工方法（一）
暗扣式屋面板施工方法（二）
3、单层压型钢板屋面和复合板屋面 单层压型钢：采用热涂锌钢板或彩色涂锌钢板，经辊压 冷弯成各种波形，具有轻质、高强、抗震、 防火、施工方便等优点。 复合板：有工厂复合和现场复合两种。 工厂复合又有两种：工字铝连接式和企口插入式