第六章钢桁架与门式刚架方案
门式刚架
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设计规范
设计规范
采用的是“门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102-2002”，在进行屋面檩条和墙面檩条设计过程中可 参照“冷弯薄壁型钢结构技术规范GB -2002”，两套规范在设计檩条的过程中的区别就在于：根据“冷弯薄壁型 钢结构技术规范GB -2002”，当拉条位于远端时，可以认为当檩条远端翼缘受压时，拉条起到平面外支撑，可减 小檩条的计算长度。
门式刚架
结构体系
01 简介
03构方案
05 常见问题
07 设计软件
目录
06 设计规范
基本信息
门式刚架为一种传统的结构体系，该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙 骨架等。
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。门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国， 经历了近百年的发展，已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系。
特点
特点
门式刚架轻型房屋钢结构属轻型钢结构的一个分枝，这种结构型式的主要特点是：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。
常见问题
常见问题
·吊车梁上翼缘宽度偏小，满足轨道安装尺寸要求，且存在使用幌动问题，此问题较普遍。 ·吊车10吨以上时，吊车梁受压翼缘的侧向既不加强截面，也不设置水平掣动桁架，造成吊车幌动。 ·某工程屋面坡度角40多度，采用荷载规范规定的体形系数，在大风中倒塌。 ·门式刚架多跨不等高，或带天窗多跨厂房，风荷载体形系数使用混乱。 ·厂房为砼柱，屋面梁为H形截面钢梁，柱顶铰接，不是门式刚架体系，却按门式刚架设计。 ·许多电算资料或手算资料不全，檩条、墙梁、墙架柱、柱间支撑，屋面支撑等，特别是节点连接，相当于 部分未进行计算。 ·檩条兼作横向支撑桁架竖杆时，并未对其承载力和作为压杆的长细比进行验算。 ·有的厂房檩间不设拉条，影响结构安全。
门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工(1)(精)
门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工(1)自《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102：98）公布已来，此类工程发展很快，但也陆续听到一些令人不安的情况。
去年雨水较大，降雪较多，有些地方雪特别大，结构被压坏恐怕很难避免，但有的地方雪不大房子也有垮的，漏水的更多。
另外，也看到一些工程，有的框架梁太细，令人担心，遇到大雪很可能出问题。
有的骨架立起来摇摇晃晃，没有支撑，说装上墙板就好了，好象有了墙板就可以不支撑。
现在排架多起来。
用钢筋砼柱、轻钢梁，造价较低，但有的严重不合规定。
以下就轻钢结构设计及施工谈自己的几点体会。
关键词：门式刚架钢结构一。
设计方面1.屋面活荷载取值框架荷载取0.3kN/m2 已经沿用多年，但屋面结构，包括屋面板和檩条，其活荷载提高到0.5kN/m2.《钢结构设计规范》规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m2，但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6.门式刚架一般符合此条件，所以可用0.3kN/m2，与钢结构设计规范保持一致。
国外这类，考虑0.15 -0.5N/m2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载情况，就出安全问题。
设计时可适当提高至0.5kN/m2.现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有人为减少荷载情况，应特别注意，决不允许在有限的活荷载中“偷工减料”。
2.屋脊垂度控制框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180，除验算坡面斜梁挠度外，是否验算跨中下垂度？过去不明确，可能不包括屋脊点垂度。
现在应该是计算的。
一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于验算跨中垂度。
跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。
的度本来就小，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。
有的工程由于屋面竖向刚度过小，第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡，使屋面变形。
本人有此想法，刚架侧移后，当山尖下垂对坡度影响较大时（例如使坡度小于1/20），验算山尖垂度，以便对屋面刚度进行控制。
刚桁架结构厂房的设计
刚桁架结构厂房的设计曾志攀(福建省建筑设计研究院 福州 350001)摘 要 介绍了某大跨度混凝土屋面厂房的工程概况,比较分析了钢筋混凝土结构、普通钢框架结构和刚桁架结构3种结构选型。
在选定的刚桁架结构的基础上,进行了刚桁架的结构分析、节点设计、楼屋面组合梁及混凝土结构分缝的设计。
通过对本工程的分析,体现了钢结构在大跨度工程设计上的灵活性及优越性。
关键词 钢框架 桁架结构 刚桁架结构 伸缩缝DESIGN AN D ANA LYSIS OF STEEL R IGID TRU SS WOR K S H OPZe ng Zhip a n(Fuji an Archi t ect ural Desig n &R es earch Insit it ut e Fuzho u 350001)ABSTRA CT It is introduced the ge neral sit uation of one large spa n workshop with conc rete roof ,It is compa red t hat t he lectotypes of the concrete structure ,regular steel f rame st ruct ure as well a s steel rigid tr uss str uct ure 1Ba sed on t he selected steel rigid tr uss st ructure ,it is given t hat t he analysis of steel rigid truss ,calculations of joint ,and designs of roof ’s composite bea m a nd conc rete expansion gap 1The flexibility and advantage could be obviously seen by the applications of steel structure to lar ge spa n p rojects 1KEY WO R DS steel f rame tr uss st ruct ure rigid tr uss expansion gap作 者:曾志攀 男 1968年12月出生 高级工程师 一级注册结构工程师zz 6@6收稿日期61 工程概况 某厂房工程建筑面积2563m 2,长13814m ,宽18152m 。
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。
(完整版)门式钢架施工方案
8、门式刚架结构安装工程8.1 一般规定8.1.1 门式刚架的主体结构(柱、梁或桁架、支撑等) 、檩条等安装工程的施工和质量验收。
8.1.2 钢结构安装应按施工组织设计的要求进行。
对于安装的测量校正、高强度螺栓安装、负温度下施工及焊接工艺等主要工序，应在安装前进行工艺试验或评定，并应在此基础上制定相应的作业指导书。
8.1.3 安装偏差的检测，应在结构形成空间刚度单元并连接固定后进行。
8.1.4 安装时，施工荷载和冰雪荷载等严禁超过梁、桁架、楼面板、屋面板、平台铺板等的承载能力。
8.2 施工准备8.2.1 技术准备(1) 熟悉施工图纸，组织图纸审查和会审，核对构件的空间安装就位尺寸、标高和相互间的关系。
(2) 计算吊装构件数量、单件重量和安装就位高度以及连接板、螺栓等连接件数量。
(3) 编制安装施工方案，包括机械设备选用、安装程序、安装方法、构件供应和布置、保证质量、安全技术措施等，并进行技术交底。
8.2.2 材料准备钢结构构件、焊条、普通螺栓、高强螺栓、涂料、垫板、垫圈等。
8.2.3 主要机具(1) 机械设备起重机械：轮胎式起重机，运输机械: 载重汽车、平板拖车，焊接、气焊设备等。
(2) 主要工具水准仪、经纬仪、测力扳手、水平尺、钢尺、扳手、千斤顶等。
8.2.4 作业条件(1) 钢结构构件应按安装程序成套供应，现场构件堆放场地应满足堆置及拼装的需要。
(2) 钢构件应分类堆放，刚度大的构件可铺垫木水平搁置；多层叠放时，垫木应在同一垂直线上，垫木位置和间距以保证构件不产生过大的变形为原则。
堆垛高度一般不大于2m，以保证安全，堆垛之间需留出必要的通道，一般宽度不小于2m。
(3) 施工现场应修筑吊装和运输机械的行走道路，排水良好，架设好临时用电线路。
(4) 安装好供高空作业人员上下的梯子、扶手、操作平台、栏杆等。
(5) 钢构件吊装前应清除其表面上的油污、冰雪、泥沙和灰尘等杂物。
8.3 施工工艺8.3.1 工艺流程8.3.2 ．基础和支承面(1) 基础:A. 基础准备: 基础准备包括轴线测量、基础支撑面的准备、支撑表面标高与水平度的检查、地脚螺栓和伸出支撑面长度的量测等。
钢桁架的发展史
钢桁架的发展史北美历史上的第一榀钢桁架出现在1923年，是用圆钢作为桁架的上下弦杆，连续弯折的钢筋作为腹杆。
在此之后，出现了各式各样的桁架形式，然而，麻烦也随之而来。
因为各个供货商拥有自己不同的设计和加工方法，使得建筑设计师及营造商感到无法对各个不同的产品进行比较，而且根本无法找到最经济的解决方案。
业内人士开始寻找解决的办法，并于1928年组建了钢桁架协会，同年，第一版的行业标准被采用，次年，1929年，发行了第一版的荷载表。
行业标准第一版中所描述的钢桁架就是后来被定义为空腹式桁架的SJ系列钢桁架。
1953-引入大跨度桁架，L系列。
同年发布的技术规格及荷载表所涵盖的桁架跨度达到96英尺，腹杆高度达到48英寸。
这一标准也同时被美国钢结构协会接受并纳入他们的体系。
1959-引入用来替代SJ系列的S系列桁架，钢材的抗拉性能从18000磅/平方英寸（psi）增大到20000psi. 跨度增长到48英尺而腹杆高度增长到24英寸。
1961-a.引入用来替代S系列的J系列桁架，钢材的抗拉性能从20000psi增长到22000psi，其屈服强度达了36000psi.b.引入用来替代L系列的LA系列桁架，由于钢材材质的进步，LA系列钢材的抗拉强度也从20000psi增长到了22000psi。
c.引入H系列钢桁架，其刚材的屈服强度达到50000psi，而设计抗拉强度则达到了30000psi。
1962-引入LH系列桁架，钢材的屈服强度介于36000psi和50000psi之间。
1965-与美国钢结构协会共同提出针对J系列及H系列桁架的新规范。
1966-与美国AISC共同引入LJ系列桁架用来替代LA系列，并提出相应的针对LJ系列及LH系列桁架的新规范，此时，LJ系列桁架钢材的屈服强度为36000psi, 而LH系列桁架钢材屈服强度介于36000psi及50000psi之间。
1970-引入DLJ系列及DLH系列钢桁架，其跨度达到144英尺，腹杆高度达到72英寸。
结构体系篇桁架结构讲义
•第二节 桁架的特点和形式
• •（一）、桁架结构的组成 • 桁架多应用于受弯构件，在外荷载的作用下，简支桁架 所产生的弯矩图和剪力图都与简支梁式的情况相似。但桁架 结构具有与简支梁完全不同的受力性能。 • 简支梁在竖向均布荷载作用下，沿梁轴线的弯矩和剪力 的分布和截面内的正应力和剪应力的分布都极不均匀。
同一标高。 在力学上可简化为铰接支座。 当跨度较小时，把屋架直接搁置在墙、柱或圈梁上；跨度
较大时，应采取专门的构造措施。
（四）屋架结构的支撑 包括：屋架之间的垂直支撑、水平系杆、设置在上、下
弦平面内的横向支撑、下弦平面内的纵向水平支撑。 作用：保证屋架在使用和安装时的侧向稳定性，增强屋
盖的整体刚度，增强排架的空间工作性能。
结构体系篇桁架结构讲 义
2024年2月5日星期一
第一节 概述
•桁架结构是由直杆在端部相互连接而成的以抗弯为主的 格构式结构。
•（桁架是由直线形杆件组成三角形区格集合形成的一种 平面结构单元。）
桁架一般由上弦杆、腹杆（竖杆和斜腹杆）组成。
桁架结构受力合理，计算简单，施工方便，适应性强 ，对支座没有横向推力，因此在工程中得到广泛的应 用。
•（三）钢屋架
• 三角形屋架：
•
用于屋面坡度较大的屋盖结构
中。内力变化较大，弦杆内力在支
座处最大，在跨中最小，材料强度
不能充分发挥作用。一般用于中小
跨度的轻屋盖结构。
•
芬克式屋架，腹杆受力合理，
长杆受拉，短杆受压，可分为两榀
小屋架制作，现场安装，施工方便
。
梯形屋架 用于屋面坡度较小的屋盖中
，受力性能比三角形屋架优 越，适用于较大跨度或荷载 的工业厂房。 用于无檩体系屋盖，屋面材 料大多用大型屋面板。
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
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与桁架弦杆组成水平桁架，桁架端部和中部的垂直支撑则与桁架竖杆组成 垂直桁架，无论竖向或纵、横向水平荷载，都能通过一定的桁架体系把力 传向支座，有足够的刚度和整体性。 ➢ （3）为桁架弦杆提供必要的侧向支撑点。水平和垂直支撑作为桁架弦杆的 侧向支承点，减小弦杆在桁架平面外的计算长度，提高其整体稳定承载力。 ➢ （4）承受并传递水平荷载。 ➢ （5）保证结构安装时的稳定且便于安装。
第六章钢桁架与门式刚架方案
四、门式刚架的结构形式
➢ 1．按结构选材分 有普通型钢、薄壁型钢和钢管刚架等； ➢ 2．按跨度分为 单跨、双跨或多跨的单、双坡门式刚架。
图示 >>
第截面和变截面刚架。设有桥式吊车时， 柱宜采用等截面构件。
➢ 4、节点 横梁与柱为刚接，柱脚多采用铰支。当用于厂房且有吊 车时，或水平荷载较大，檐口标高较高或刚度要求较高时，宜将 柱脚设计为刚接。
墙板组成的结构体系。优点是角柱有利于纵、横两个方向的 墙梁连接，缺点是山墙架结构的横向刚度较差，并且不利于 房屋的纵向扩建。（2）用横向框架代替斜梁和角柱。这种结 构方案的优点是加强了山墙架结构的横向刚度，特别适用于 有桥式吊车的厂房和沿纵向需要扩建的房屋。抗风柱的布置 应与屋面横向水平支撑的节点位置相配合。 4、墙梁布置 墙梁的间距与墙板的承载能力、房屋所在地区的基本风压及 房屋的高度等有关，同时在门、窗框上端、窗台、檐口及室
➢ 5 、围护结构 屋盖常采用压型钢（铝）板屋面板和Z形冷弯薄壁型钢檩条。 外墙宜采用槽形或帽形冷弯薄壁型钢墙梁和双层压型钢板，并在 双层压型钢板中间设置玻璃纤维棉等卷材隔热(或保温)层的结构 体系。墙梁宜布置在刚架柱的外侧。墙体底部1m高也可采用砌 体结构，对保护墙体非常有利，在实际工程中采用较多。 板缝宜采用咬合或扣合式方式。支座若采用可滑动式连接件，可 解决温度应力问题。 第六章钢桁架与门式刚架方案
第六章 钢桁架与门式刚架
第六章钢桁架与门式刚架方案
目录
第一节 概述 第二节 支撑设计 第三节 桁架设计 第四节 门式刚架设计
第六章钢桁架与门式刚架方案
第一节 概述
一、桁架的特点和应用 二、平面钢桁架的外形和腹杆体系 三、门式刚架的特点和应用 四、门式刚架的结构形式 五、结构平面布置
第六章钢桁架与门式刚架方案
架引桥、钢闸门中的桁架
第六章钢桁架与门式刚架方案
二、平面钢桁架的外形和腹杆体系
影响桁架外形选择的因素：1.满足使用要求；2.受力合理 ； 3.便于制做和安装 ；4.综合技术经济效果好。
常用的平面桁架的外形如图所示。 桁架应具有适当的中部高度H和端部高度H0。H取决于运
输界限（铁路运输为3.85m）和建筑高度要求的最大限值、 刚度要求的最小限值、以及使弦杆和腹杆总用钢量最少的 经济高度。简支梯形和平行弦桁架，通常H=（1/6 ～ 1/10） L ,钢屋架中常用H0=1.8～2.2m。
内地面处均应设置墙梁第六章钢桁架与门式刚架方案
第二节 支撑设计
一、桁架支撑的作用 二、桁架支撑的种类和布置 三、桁架支撑的计算 四、门式刚架支撑设计
第六章钢桁架与门式刚架方案
一、桁架支撑的作用
平面桁架在其本身平面内具有较大的刚度，但在垂直于桁架平面方向（桁 架平面外）不能保持其几何不变，即使桁架上弦与檩条或屋面等铰接相连 桁架仍会侧向倾倒。为了防止桁架侧向倾倒破坏和改善桁架工作性能，对 于平面桁架体系，必须设置支撑系统。桁架支撑的作用主要是：
五、结构平面布置
1、定位轴线及尺寸 2、柱网布置 3、山墙结构布置 4、墙梁布置
第六章钢桁架与门式刚架方案
1、定位轴线及尺寸
● 刚架边柱的定位轴线取柱外皮；斜梁轴线取通过变截面梁段最 小端中心与斜梁上表面平行的轴线。檐口高度取地坪至房屋外 侧檩条上缘的高度；最大高度取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高 度；宽度取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离；长度取两端山墙墙 梁外皮之间的距离。
第六章钢桁架与门式刚架方案
1、门式刚架的特点
➢ （1） 结构自重轻, 基础造价低。 ➢ （2）外形简洁、美观。 ➢ （3） 对抗震非常有利。 ➢ （4）建造速度快，装拆方便。
第六章钢桁架与门式刚架方案
2、适用范围
门式刚架的适用范围很广，通常用于： 跨度9～36m，若有特殊需要，跨度可进一步加大，我国 单跨门式刚架的跨度已达到72m； 柱距为4.5～12m； 柱高为4.5～9m，必要时可适当加大； 设有吊车起重量较小的单层工业房屋或公共建筑(超市、 娱乐体育设施、车站候车室、码头建筑)。
第六章钢桁架与门式刚架方案
桁架形式
第六章钢桁架与门式刚架方案
三、门式刚架的特点和应用
➢ 定义: 门式刚架是由梁、柱单元构件成的单跨或多跨刚架，具有
轻型屋盖和轻型外墙，可以设置起重量不大于300kN的中、 轻级工作制桥式吊车或30kN悬挂式起重机的单层房屋钢 结构。 ➢ 图示
第六章钢桁架与门式刚架方案
一、桁架的特点和应用
桁架是指由直杆在杆端相互连接而组成的以抗弯为主的格 构式结构。桁架中的杆件大多只承受轴向力，材料性能发 挥较好，特别适用于跨度或高度较大的结构。
桁架在钢结构中应用很广，分为空间桁架和平面桁架两类。 ➢ 空间桁架：网架结构、各种塔架 ➢ 平面桁架：屋架、吊车桁架、水工结构中的钢栈桥、钢桁
2、柱网布置
● 在满足使用要求和经济要求的前提下确定最佳跨度和柱距。门
式刚架房屋钢结构的纵向温度区段长度不大于300m，横向温
度区段长度不大于150m。当需要设置伸缩缝时，可在搭接檩
条的螺栓连接处采用长圆孔并使该处屋面板在构造上允许胀缩；
或者设置双柱。
第六章钢桁架与门式刚架方案
3、山墙结构布置 山墙结构方案（1）由屋面斜梁、两侧角柱、抗风柱、墙梁和
第六章钢桁架与门式刚架方案
二、桁架支撑的种类和布置
种类： ➢ 1、上弦横向水平支撑 ➢ 2、下弦横向水平支撑 ➢ 3、纵向水平支撑 ➢ 4、垂直支撑 ➢ 5、系杆