1_6轻型门式刚架结构-墙梁设计.ppt
钢结构第2章 轻型门式刚架结构
按照不同荷载组合得到的内力计算结果， 按照不同荷载组合得到的内力计算结果，确定控制 截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底、 截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底、柱 柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面， 顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面，控制截 面的内力组合主要有： 面的内力组合主要有： 和同时出现的M及 的较大值 的较大值。 （1）最大轴压力 ）最大轴压力Nmax和同时出现的 及V的较大值。 和同时出现的 和同时出现的N及 的较大值 的较大值。 （2）最大弯矩 ）最大弯矩Mmax和同时出现的 及V的较大值。 和同时出现的 和相应的M及 。 （3）最小轴压力 ）最小轴压力Nmin和相应的 及V。 和相应的 2.3.2.3 变形计算 刚架的柱顶位移(计算值 计算值)限值 表2-1 刚架的柱顶位移 计算值 限值 表2-2 受弯构件的挠度与跨度比限值
2．荷载组合 计算承载能力极限状态时，对于轻型钢结 构可取下述荷载组合 （1）1.2G+1.4L； （3）1.2G+1.4C; （7）1.2G+0.9(1.4C+1.4W); 计算正常使用承载能力时，对于轻型钢结 构可取下述荷载组合：
2.3.2 刚架计算
2.3.2.1 刚架计算模型 计算模型的简化和建立必须符合实际结构的受力 特点；反过来， 特点；反过来，实际结构的设计也必须考虑到现有 理论能够分析其计算模型。 理论能够分析其计算模型。 2.3.2.2 内力计算 门式刚架的内力可采用杆系单元有限元法编制 的程序计算，目前常用的国内软件有建研院STS、 的程序计算，目前常用的国内软件有建研院 、 同济大学3D3S等。计算时可将梁、柱构件分为若 同济大学 等 计算时可将梁、 干段，每段可按等截面确定几何特性参数， 干段，每段可按等截面确定几何特性参数，也可按 楔形单元选取。 楔形单元选取。由于单层门式刚架轻型房屋钢结构 屋盖的自重较小，经验表明，当抗震设防烈度为7 屋盖的自重较小，经验表明，当抗震设防烈度为 度时，一般不需做抗震验算；当为8度及以上时 度及以上时， 度时，一般不需做抗震验算；当为 度及以上时， 横向刚架和纵向框架均需做抗震验算。 横向刚架和纵向框架均需做抗震验算。地震作用效 应可以采用底部剪力法计算， 应可以采用底部剪力法计算，此时单层钢结构房屋 的阻尼比取0.05。 的阻尼比取 。
门式刚架设计讲义最新版PPT
STS的模型输入方法
➢ 三维模型方法 ➢ 二维模型方法
门式刚架设计
➢ 门式刚架二维设计 ➢ 门式刚架三维设计 ➢ 工具箱相关部分
1 STS的模型输入方法
➢ 三维模型方法
✓ 门式刚架（框排架）三维建模（以标准榀方式建立） ✓ 框架三维建模（以标准层方式建立） ✓ 空间结构建模（建模任意、灵活）
2 门式刚架二维设计
2.2 截面优化与结构计算，结果查询
钢梁挠度图（显示钢梁的变形）
（1）绝对挠度图
（2）相对挠度图
（3）坡度改变率
（4）注意： 相对挠度和绝对挠度值的区别； 程序对两种挠度的挠跨比都进行了控制；设计人员需根据工程实际选择控制。
节点位移图 显示各工况下的节点位移图 可查看柱顶水平位移是否超出容许限值
1 门式刚架三维建模
（1）完成主刚架立面的二维模型输入，包括建立立面网格、布置构件、输入
荷载、铰接构件等
不承担屋面竖向荷载；
2 门式刚架二维设计
2.4 门式刚架二维中常见结构模型建立
✓ 带吊车的门式刚架结构
吊车荷载（桥式吊车）
➢ 作用分两部分：
➢ 吊车梁的作用：以恒载输入 ➢ 吊车工作的作用：
吊车荷载考虑最不利情况
吊车梁的作用：以恒载输钢入板按厚度统计重量
（2）适用范围：STS二维设计程序只能完成独立基础的布置和计算
1 檩条、墙梁计算和施工图
2 门式刚架二维设计
3 门式刚架三维设计
增加导入dxf网格功能
3 门式刚架三维设计
完全抗剪连接构造（能够把梁端的推力以剪力的方式完全传递给混凝土柱）
按照强度、稳定、长细比、挠度及位移限值，进行多次迭代计算，最后得到用钢量最小的截面。
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。
钢结构墙梁和支撑设计.pptx
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本章小结
概述 结构形式和布置 刚架设计 压型钢板设计 檩条设计 墙梁设计支撑设计
荷载及荷载组合 刚架内力和侧移计算 刚架柱、梁的设计
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感谢您的观看。
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墙梁（槽口向上） 墙梁支架
墙架结构布置
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窗洞支架
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门柱
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墙梁荷载
• 荷载 竖向荷载—墙板自重和墙梁自重 水平荷载－风荷载
• 荷载组合 1 . 2 竖 向 荷 载 ＋ 1 . 4 水 平第5页风/共压15页力 荷 载
墙梁内力计算
x A qx
qx
x
A
yqy
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支撑设计
第8页/共15页
第9页/共15页
第10页/共15页十字形Leabharlann 撑 节点连接第11页/共15页
柱间支撑受力分析
F
F
压杆
拉杆
F
F
拉杆
压杆
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柱间支撑计算
（1）按拉杆设计，所受拉力为：N t F sin
（2）强度验算: Nt A f
（3）刚度验算: l0 imin
o
y yqy
o
y
双向受弯构件
x (a双)双侧侧挂挂墙墙板板
单侧挂墙板应考虑双弯扭力矩B
x (b单)单侧侧挂挂墙墙板板
竖向荷载下
水平风荷载下
qx
qy
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墙梁截面验算
1.截面初选 首先根据墙梁跨度、荷载和拉条设置情况，初选墙梁截面，然后对墙梁截面 进行验算。
2.截面验算 正应力、剪应力、整体稳定、刚度验算。
第6讲轻型门式刚架结构形式布置内力与侧移
屋面檩条 长圆孔
门式刚架建筑及结构布置
屋面梁 图 2-55 檩条长圆孔构造图
檩条
第2章
轻型门式刚架结构
国家级精品课程—钢结构设计
第 6 讲 轻型门式刚架结构形式、布置、内力与侧 移
2) 考虑用钢量，确定合理的柱距： 门式刚架的用钢量一般来说是随着柱距的增大而 减小，但吊车梁、檩条、墙梁的用钢量则随着门式刚 架柱距的增大而增加。 对于无桥式吊车的单层门式刚架轻型房屋，其柱距以 6 ～ 9m 为宜； 当没有悬挂荷载或悬挂荷载不作用在檩条上，或采用高 频焊接轻型 H 型钢檩条，或采用格构式檩条时，门式刚架 的最大柱距可以达到 12m ，此时应设置墙架柱； 对于有 10t 以上的吊车或设有较大悬挂荷载的单层门式 刚架轻型房屋，门式刚架的柱距以 6m 为宜。
第2章 轻型门式刚架结构
轻型门式刚架的结构形式
结构形式选用原则
国家级精品课程—钢结构设计
第 6 讲 轻型门式刚架结构形式、布置、内力与侧 移
轻型门式刚架的结构形式
摇摆柱梁柱铰接 节点
梁柱刚性节点
第2章
轻型门式刚架结构
国家级精品课程—钢结构设计
第 6 讲 轻型门式刚架结构形式、布置、内力与侧 移
实腹式 • 按构件形式 格构式
内力与侧移计算
第2章
轻型门式刚架结构
国家级精品课程—钢结构设计
第 6 讲 轻型门式刚架结构形式、布置、内力与侧 移
内力计算 变截面门式刚架的内力计算方法 • 有限元法（直接刚度法）；——上机 • 力法、位移法、弯矩分配法等；——手算 • 当门式刚架的构件全部为等截面时，允许采用塑性分 析方法，并按《钢结构设计规范》（ GB 50017-200 3 ）的规定进行设计。
房屋建筑构造课件第12章轻钢结构厂房
1 概述
一、轻钢结构厂房的特点及适用范围
随着我国建筑业的不断发展，钢结构因其建设速度快、适应条件广泛等特 点，建造数量越来越多，其特有的构造形式也越来越受到普遍关注。钢结构厂 房按其承重结构的类型可分为普通钢结构厂房和轻型钢结构厂房两种，普通钢 结构厂房在构造组成上与钢筋混凝土厂房大同小异。而轻型钢结构是在普通钢 结构的基础上发展起来的一种新型结构形式，它包括所有轻型屋面下采用的钢 结构。
2 门式刚架结构
图12-14 墙面墙梁布置
3
轻钢结构厂房的维护构件 及节点构造
3 轻钢结构厂房的维护构件及节点构造
一、维护构件的类型
轻 钢 结 构 厂 房 的 屋 面 和 墙 面 是 由 彩 色 压 型 钢 板 （简 称 为 彩 钢 板 或 压 型 板） 、 保温隔热层组成的围护结构。
彩 色 压 型 钢 板 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、美观等优点。彩钢板很薄，包括涂层 在 内 ， 厚 度 也 仅 为 0.5 ～0.6mm 。 彩 钢 板 按 波 形 截 面 可 分 为 ： 高 波 板 ， 波 高 大 于 75mm， 宜 用 作 屋 面 板 ； 中 波 板 ， 波 高 50 ～75mm， 宜 用 作 楼 面 板 和 中 小 跨 度 的 屋 面 板 ； 低 波 板 ， 波 高 小 于 50mm， 宜 用 作 墙 面 板 ， 如 图 12-15 所 示 。
2 门式刚架结构
图12-11 拉条和撑杆 a）直拉条 b）斜拉条 c）剪刀拉条 d）撑杆
2 门式刚架结构
当 屋 面 坡 度 i≥1／10 或 檩 条 跨 度 l ＞4m 时 ， 应 在 檩 条 跨 中 受 压 翼 缘 设 置 一 道 拉 条 ； 当 跨 度 大 于 6m 时 ， 宜 在 檩 条 三 分 点 处 各 设 一 道 拉 条 ， 如 图 12-12 所 示 。
钢结构墙梁设计
4 钢结构墙梁设计4.1 墙梁的选用4.1.1 钢结构单层工业建筑侧墙墙梁的布置应考虑设置门窗，挑檐遮雨篷等构件和围护材料的要求。
4.1.2 当侧墙采用压型金属板作围护面时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距根据板型和规格确定，但不应大于计算要求的值。
4.1.3 墙梁型式一般采用卷边“C” 或“Z”形，或为轻型薄壁H 型钢，其厚度不应小于1.5mm，宜采用热浸镀锌，镀锌量为250～275g/m2（三点测试值）。
4.1.4 墙梁可设计成简支或连续构件，两端支承在焊接于刚架柱的支托上。
支托同第18.4.6条檩条支托，当墙面有条形窗或房屋较高且墙梁跨度较大时，墙架柱的数量应由计算确定，4.2 墙梁荷载4.2.1 竖向荷载包括墙体材料重量，玻璃窗重量（0.4～0.5KN/m2）,雨棚上的活荷载（屋面均布活荷载0.5KN/m2或雪荷载，有时还有积灰荷载），以及横梁自重。
4.2.2 水平风荷载其基本风压、风载体型系数和风压高度变化系数，均按《建筑结构荷载规范GB50009—2012》采用；对墙梁尚应考虑局部风压体型系数和阵风系数。
4.2.3 荷载组合（1）迎风面：1.2×竖向荷载+1.4×水平风压力荷载；（2）背风面：1.2×竖向荷载+1.4×水平风吸力荷载。
4.3 墙梁内力计算墙梁承担双向荷载，为一双向受弯构件。
当荷载未通过截面弯曲中心时，尚应考虑因荷载偏心产生的双弯扭力矩B（单侧挂墙板），如图4.3.1所示。
(a) 双侧挂墙板（b）双侧挂墙板（荷载偏心）4.3.1 墙梁受荷载情况4.3.1 竖向荷载作用下在竖向荷载q x作用下，墙梁产生弯矩M y，拉条作为一个支承点，按连续梁计算，构件计算简图及所产生弯矩图如图4.3.2所示。
4.3.2 墙梁受竖向荷载4.3.2 水平荷载作用下在水平风荷载q y作用下（迎风或背风），墙梁产生弯矩M x，构件计算简图及所产生弯矩图如图4.3.2所示。
轻型门式刚架结构
3.2 檩条设计
(2)布置与连接
实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，檩托可用角钢 和钢板做成，檩条与檩托的连接螺栓不应少于2个，并沿 檩条高度方向布置。设置檩托的目的是为了阻止檩条端 部截面的扭转，以增强其整体稳定性。
3.2 檩条设计
(3)拉条与撑杆(《规程》4.3.3条)
作用 拉条仅传递拉力，撑杆主要承受压力；
3.1 结构形式与布置
(4)门式刚架结构布置
跨度和柱距(《规程》4.2.2条) 温度区段布置
《规程》4.3.1条：纵向温度区段<300m，横向 温度区段<150m 《钢规》8.1.5条：
3.1 结构形式与布置
(4)门式刚架结构布置
跨度和柱距(《规程》4.2.2条) 温度区段布置(《规程》4.3.1条) 局部抽柱设置托梁或托架(《规程》4.3.2条)
3.1 结构形式与布置
(5)支撑体系
布置要求(《规程》4.5.1条)
在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设 置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向 支撑，以构成几何不变体系。
3.1 结构形式与布置
(5)支撑体系
布置要求(《规程》4.5.1条) 屋盖支撑布置(《规程》4.5.2条) 设置：
托梁可采用工字型和箱型（扭矩较大）截面 截面高度按建筑净空、刚度和经济要求确定 托梁按简支梁验算强度、刚度([vT]≤l/400)、 整体稳定和局部稳定（确定腹板加劲肋的间距 和截面尺寸）。
3.1 结构形式与布置
(4)门式刚架结构布置
跨度和柱距(《规程》4.2.2条) 温度区段布置(《规程》4.3.1条) 局部抽柱设置托梁或托架(《规程》4.3.2条) 伸缩缝设置(《规程》4.3.1条)
《门式钢架》PPT课件
陡坡、缓坡屋面，
等截面、变截面、加腋，
实腹、空腹、格构梁柱
大跨：柱距6~18m，跨度15~72m；
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二、刚架节点的连接构造
1、钢刚架节点的连接构造 2、混凝土刚架节点的连接构造
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三、刚架铰节点的构造
• 刚架铰节点包括三铰刚架中的顶铰及支座 铰。铰节点的构造应满足力学中的完全铰 的受力要求，即应保证节点能传递竖向压 力及水平推力、但不能传递弯矩。
门式刚架结构：通常是指由直线形杆件通过刚性节点连接起来的结构。在建筑工 程中，习惯把梁与柱之间为铰接的单层结构称为排架，多层多跨的刚架结构则常称 为框架。因单层单跨刚架具有“门”字型的外形之故，习称门式刚架。
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二、门式刚架的特点与适用范围
门式刚架、薄腹梁、桁架、 拱结构都同属平面结构体系。不 过，薄腹梁、桁架、拱是与柱子 铰接的，而门式刚架的横梁是与 柱子刚性连接的。由于刚性连接 的缘故，横梁弯矩比铰接情况下 的弯矩得以减少，故门式刚架能 够适用于较大的跨度，在结构上 与框架同属一类结构问题，不过 在大跨度建筑屋盖上的应用，主 要就是“门式刚架”这种型式。
到36m。
规定跨度可作
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2、结构特点
（1）主体结构采用门式刚架，刚架可以是单跨、双跨或多跨，还可带附跨。
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（2）采用变化构件截面的手段以适应弯矩变化是门式刚架轻型化的技术 措施之一。柱脚常用铰接（当有桥式吊车时用等截面、柱脚固定）。
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（3）刚架间距一般 6m 左右，亦可采用7.5~9m，间距太大将增加檩 条的用钢量。
观，在房屋建筑中可适用于覆盖大面积的单跨、多跨等厂房、仓库和各类公
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。