(完整版)轻型门式刚架结构
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轻型门式刚架结构
轻型门式刚架结构1.引言2.构造轻型门式刚架结构由水平梁和立柱构成，形成一个门型的结构。
这种结构的主要特点是梁柱节点简单，构造明了。
水平梁和立柱通过螺栓连接在一起，形成一个稳定的整体。
立柱一般设置在建筑物的四角，而横梁则负责承担水平荷载和重力荷载。
3.特点（1）重量轻：轻型门式刚架结构的主要材料是轻钢，因此整体结构的重量相对较轻，降低了施工成本和施工强度。
（2）施工便捷：轻型门式刚架结构采用模块化设计，构件预制，现场只需简单的机械操作和组装拼接即可完成，提高了施工效率。
（3）刚度较高：轻型门式刚架结构采用刚性的钢材构件，能够有效地抵抗风荷载和地震荷载，保证建筑物的稳定性和安全性。
（4）空间利用率高：轻型门式刚架结构不需要设置柱子，可以获得较大的内部空间，适合用作大跨度的建筑物。
（5）可更改性强：轻型门式刚架结构的构造灵活，可以根据实际需要灵活地添加或拆除构件，使得建筑物的形状和大小可以随意改变。
4.应用（1）工业厂房：轻型门式刚架结构适合用作工业厂房，可以满足大跨度、大空间的需求，并且能够有效地承受重荷和荷载。
（2）仓库：轻型门式刚架结构的组件可以简单地进行组装和拆卸，适合用作仓库，能够灵活地满足不同规模和用途的需求。
（3）体育馆：轻型门式刚架结构具有一定的美观性和功能性，在建造体育馆时，可以快速、经济地构建出稳定的建筑物。
（4）商业建筑：轻型门式刚架结构的外观造型简洁大方，适合用作商业建筑，能够与现代建筑风格相融合。
5.结论轻型门式刚架结构作为一种先进的建筑结构体系，具有重量轻、施工便捷、刚度高、空间利用率高等优点，在工业厂房、仓库、体育馆等领域得到了广泛的应用。
随着建筑技术的不断发展，轻型门式刚架结构将继续发挥其优势，成为未来建筑结构的重要发展方向。
轻型门式刚架结构
❖ 当房屋高度相对于柱间距较大时，柱间支撑宜分层 设置。当建筑物宽度大于60m时，在内柱列宜适当
五、支撑布置
❖ 当房屋中不允许设置交叉柱间支撑时，可设置其它 形式的柱间支撑；当不允许设置任何柱间支撑时， 应设计为纵向刚架。
❖ 设置柱间支撑的开间应同时设置屋盖横向支撑以组 成几何不变体系。屋盖支撑宜设在温度区段端部的 第一个或第二个开间。当设在第二个开间时，在第 一开间的相应位置宜设置刚性系杆。在刚架转折处 （如柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆。
第一节 门式刚架结构的组成和特点
一、门式刚架结构的组成
门式刚架结构是指以轻型焊接H型钢、轧制H型钢 或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架作为主要 承重骨架，以冷弯薄壁型钢(槽形、卷边槽形、z形 等)檩条、墙梁和压型金属板作为维护结构，采用聚 苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酪泡沫塑料、岩棉、矿 棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的 一种轻型房屋结构体系。
二、门式刚架结构的特点
门式刚架体系的整体性依靠檩条、墙梁及隅撑来保 证，从而减少了屋盖支撑的数量。
支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。 梁、柱多采用变截面，截面与弯矩成正比；腹板宽
厚比较大(腹板厚度较薄)，在设计时利用其屈曲后 强度，以节省材料。当然，由于变截面门式刚架达 到极限承载力时，可能会在多个截面处形成塑性铰 而使刚架瞬间形成机动体系，因此塑性设计不再适 用。
广泛地用于厂房、仓库、交易市场、大型超市、展 览馆、体育馆、活动房屋及加层等建筑中。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 （CECS102:2002）
轻型门式刚架结构适用于起重量不大于200kN的 A1~A5工作级别桥式吊车或30kN悬挂式起重机的单 层房屋钢结构。
第二节 轻型门式刚架的结构形式和布置
五、支撑布置
❖ 当房屋中不允许设置交叉柱间支撑时，可设置其它 形式的柱间支撑；当不允许设置任何柱间支撑时， 应设计为纵向刚架。
❖ 设置柱间支撑的开间应同时设置屋盖横向支撑以组 成几何不变体系。屋盖支撑宜设在温度区段端部的 第一个或第二个开间。当设在第二个开间时，在第 一开间的相应位置宜设置刚性系杆。在刚架转折处 （如柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆。
第一节 门式刚架结构的组成和特点
一、门式刚架结构的组成
门式刚架结构是指以轻型焊接H型钢、轧制H型钢 或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架作为主要 承重骨架，以冷弯薄壁型钢(槽形、卷边槽形、z形 等)檩条、墙梁和压型金属板作为维护结构，采用聚 苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酪泡沫塑料、岩棉、矿 棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的 一种轻型房屋结构体系。
二、门式刚架结构的特点
门式刚架体系的整体性依靠檩条、墙梁及隅撑来保 证，从而减少了屋盖支撑的数量。
支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。 梁、柱多采用变截面，截面与弯矩成正比；腹板宽
厚比较大(腹板厚度较薄)，在设计时利用其屈曲后 强度，以节省材料。当然，由于变截面门式刚架达 到极限承载力时，可能会在多个截面处形成塑性铰 而使刚架瞬间形成机动体系，因此塑性设计不再适 用。
广泛地用于厂房、仓库、交易市场、大型超市、展 览馆、体育馆、活动房屋及加层等建筑中。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 （CECS102:2002）
轻型门式刚架结构适用于起重量不大于200kN的 A1~A5工作级别桥式吊车或30kN悬挂式起重机的单 层房屋钢结构。
第二节 轻型门式刚架的结构形式和布置
(完整版)轻型门式刚架结构
(完整版)轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构由柱、梁和框架组成，是一种常用于工业建筑和仓储设施的结构形式。
它具有简单、强度高、施工方便等特点，被广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍轻型门式刚架结构的设计原理、优势和应用。
一、设计原理轻型门式刚架结构的设计原理主要依据荷载分析和力学计算。
在设计过程中，首先需要确定建筑的功能和使用要求，确定受力和荷载特点，进而确定结构的尺寸和布置。
设计中要考虑荷载的作用点、方向和强度，合理选择材料，确保结构的安全性和可靠性。
此外，还需要考虑建筑的抗震性和防火性能。
二、优势轻型门式刚架结构相比传统的混凝土结构具有以下优势：1. 轻量化：轻型门式刚架主要采用钢材作为结构材料，具有自身重量轻的特点，可以减少地基要求，降低建筑物整体重量，减少地震对结构的影响。
2. 高强度：钢材具有高强度和刚性，能够承受较大的荷载，在相同跨度下可以采用较小的截面尺寸，提高空间利用率。
3. 灵活性：轻型门式刚架结构可以根据建筑物的需要进行自由组合和调整。
梁和柱的连接采用螺栓连接，方便拆卸和重组，适应建筑功能的改变。
4. 施工方便：轻型门式刚架结构可以在工厂预制，到工地后进行简单的安装和拼装。
相较于传统的混凝土结构，可以大大缩短施工周期，提高施工效率。
三、应用轻型门式刚架结构广泛应用于工业建筑、仓储设施和物流中心等领域。
具体应用包括但不限于以下几个方面：1. 工业厂房：轻型门式刚架结构适用于各种工业厂房，如制造厂、加工厂等。
其灵活的组合方式可以满足不同功能和要求，并且可以根据生产线进行合理布局。
2. 仓储设施：轻型门式刚架结构的大跨度和高强度特性，使其成为理想的仓储设施搭建方案。
可以用于货物的存储和物流中心的建设。
3. 体育馆和展览馆：轻型门式刚架结构的设计灵活性，使其成为体育馆和展览馆的首选结构形式。
可以根据需要设计出大跨度的空间，并且提供较好的观赏性。
4. 市政工程：轻型门式刚架结构可用于市政工程，如桥梁、隧道等。
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 。
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。
轻型门式刚架结构设计
托梁的形式和尺寸
第12页/共119页
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
第30页/共119页
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。
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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
第30页/共119页
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。
门式刚架轻型钢结构
备、材料等方面的安排。
基础施工
基础设计
根据门式刚架轻型钢结构的特点和承载要求，设 计合理的基础结构，确保结构安全稳定。
基础开挖
按照基础图纸进行基础开挖，并确保开挖深度和 宽度符合设计要求。
基础浇注
浇注混凝土基础，确保混凝土强度和质量符合要 求，同时进行必要的养护。
钢构件加工与运
钢材采购
根据设计要求选购质量合格的钢材，确保材 料性能符合标准。
根据结构自重、材料和施工等 因素，计算结构的恒载。
活载
根据使用功能和规范要求，确 定结构的活载，包括人员、设 备、物料等重量。
风载
根据当地气象条件和规范要求 ，计算结构承受的风载。
雪载
根据当地气象条件和规范要求 ，计算结构承受的雪载。
结构稳定性计算
01
02
03
屈曲分析
对结构进行屈曲分析，确 保结构在载荷作用下不会 发生屈曲失稳。
防腐与防火材料
防腐材料
常用的防腐涂层包括防锈漆、富锌底漆等，根据环境和使用 条件选择合适的防腐方案，确保钢结构的使用寿命。
防火材料
在钢结构表面涂抹防火涂料，提高结构的耐火极限，保障建 筑安全。根据防火等级要求选择合适的防火涂料和涂装方案 。
03
CATALOGUE
门式刚架轻型钢结构的设计与计算
结构设计原则
定期对门式刚架轻型钢结构进行检查， 包括焊缝、螺栓连接、涂层等部位，确
保结构的完好和安全。
防锈处理
对于容易生锈的部位，应进行防锈处 理，如涂抹防锈漆、镀锌等。
防腐涂层保护
根据钢结构所处的环境和条件，选择 合适的防腐涂层，并进行定期维护和 保养。
定期保养
对钢结构进行定期保养，包括清洁、 除尘、润滑等，以延长其使用寿命。
基础施工
基础设计
根据门式刚架轻型钢结构的特点和承载要求，设 计合理的基础结构，确保结构安全稳定。
基础开挖
按照基础图纸进行基础开挖，并确保开挖深度和 宽度符合设计要求。
基础浇注
浇注混凝土基础，确保混凝土强度和质量符合要 求，同时进行必要的养护。
钢构件加工与运
钢材采购
根据设计要求选购质量合格的钢材，确保材 料性能符合标准。
根据结构自重、材料和施工等 因素，计算结构的恒载。
活载
根据使用功能和规范要求，确 定结构的活载，包括人员、设 备、物料等重量。
风载
根据当地气象条件和规范要求 ，计算结构承受的风载。
雪载
根据当地气象条件和规范要求 ，计算结构承受的雪载。
结构稳定性计算
01
02
03
屈曲分析
对结构进行屈曲分析，确 保结构在载荷作用下不会 发生屈曲失稳。
防腐与防火材料
防腐材料
常用的防腐涂层包括防锈漆、富锌底漆等，根据环境和使用 条件选择合适的防腐方案，确保钢结构的使用寿命。
防火材料
在钢结构表面涂抹防火涂料，提高结构的耐火极限，保障建 筑安全。根据防火等级要求选择合适的防火涂料和涂装方案 。
03
CATALOGUE
门式刚架轻型钢结构的设计与计算
结构设计原则
定期对门式刚架轻型钢结构进行检查， 包括焊缝、螺栓连接、涂层等部位，确
保结构的完好和安全。
防锈处理
对于容易生锈的部位，应进行防锈处 理，如涂抹防锈漆、镀锌等。
防腐涂层保护
根据钢结构所处的环境和条件，选择 合适的防腐涂层，并进行定期维护和 保养。
定期保养
对钢结构进行定期保养，包括清洁、 除尘、润滑等，以延长其使用寿命。
项目8轻型门式刚架结构资料
8.2.1 轻型门式刚架结构形式和布置
8.2.1.2 结构形式和布置
1．刚架形式的确定 (5) 刚架梁、柱。
门式刚架可由多个梁、柱单元构件组成。柱一般为单 独单元构件，斜梁可根据运输条件划分为若干个单元。 单元本身采用焊接。单元构件之间可通过端板以高强螺 栓连接。
(6)隔热保温层 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，也可采用隔热层的板材作为屋面。
任务8.2 轻型门式刚架设计
8.2.1 轻型门式刚架结构形式和布置
8.2.1.1 门式刚架的各种结构形式
实腹刚架的截面一般为工字形，格构式刚架的整体截面为矩 形或三角形。
结构形式的选取考虑生产工艺、吊车吨位及建筑尺寸等因素 门式刚架的横梁与柱为刚接，柱脚与基础宜采用铰接； 当水平荷载较大，檐口标高较高或刚度要求较高时，柱脚与 基础可采用刚接。如图8-2所示为门式刚架的形式。
(2) 柱脚形式。 门式刚架的柱脚多按照铰接支承设计，通常为平板支座， 设一对或两对地脚螺栓。当用于工业厂房有5t以上桥式吊 车时，宜将柱脚设计成刚接。
任务8.2 轻型门式刚架设计
8.2.1 轻型门式刚架结构形式和布置
8.2.1.2 结构形式和布置
1．刚架形式的确定
(3) 屋面坡度。 门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取1/20～1/8，在雨水 较多的地区宜取其中较大值。
任务8.1 概 述
8.1.2 轻型门式刚架结构特点
8.1.2.3 综合经济效益高
门式刚架结构由于材料价格的原因其造价虽然比钢 筋混凝土结构等其他结构形式略高，但由于采用了 计算机辅助设计，设计周期短；构件采用先进自动 化设备制造；原材料的种类较少，易于筹措，便于 运输；所以任务8.2 轻型门式刚架设计
8.2.1.2 结构形式和布置
1．刚架形式的确定 (5) 刚架梁、柱。
门式刚架可由多个梁、柱单元构件组成。柱一般为单 独单元构件，斜梁可根据运输条件划分为若干个单元。 单元本身采用焊接。单元构件之间可通过端板以高强螺 栓连接。
(6)隔热保温层 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，也可采用隔热层的板材作为屋面。
任务8.2 轻型门式刚架设计
8.2.1 轻型门式刚架结构形式和布置
8.2.1.1 门式刚架的各种结构形式
实腹刚架的截面一般为工字形，格构式刚架的整体截面为矩 形或三角形。
结构形式的选取考虑生产工艺、吊车吨位及建筑尺寸等因素 门式刚架的横梁与柱为刚接，柱脚与基础宜采用铰接； 当水平荷载较大，檐口标高较高或刚度要求较高时，柱脚与 基础可采用刚接。如图8-2所示为门式刚架的形式。
(2) 柱脚形式。 门式刚架的柱脚多按照铰接支承设计，通常为平板支座， 设一对或两对地脚螺栓。当用于工业厂房有5t以上桥式吊 车时，宜将柱脚设计成刚接。
任务8.2 轻型门式刚架设计
8.2.1 轻型门式刚架结构形式和布置
8.2.1.2 结构形式和布置
1．刚架形式的确定
(3) 屋面坡度。 门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取1/20～1/8，在雨水 较多的地区宜取其中较大值。
任务8.1 概 述
8.1.2 轻型门式刚架结构特点
8.1.2.3 综合经济效益高
门式刚架结构由于材料价格的原因其造价虽然比钢 筋混凝土结构等其他结构形式略高，但由于采用了 计算机辅助设计，设计周期短；构件采用先进自动 化设备制造；原材料的种类较少，易于筹措，便于 运输；所以任务8.2 轻型门式刚架设计
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吊车梁
天窗架
山墙抗风柱
正在建设的门式刚架工程实例
轻钢结构工业厂房
工程实例二： 青岛永源体育用品有限公司加工车间，是由韩
国投资建设的2万平方米轻钢结构多层工业厂房。
主体结构采用轻钢结构框架体系。楼面板采用 钢－混凝土组合楼板。
屋面板采用压型钢板，波浪造型的轻钢结构屋 面梁轻盈、活泼，克服了工业建筑造型单一、立 面造型呆板的缺点。
5.变截面刚架与等截面刚架的对比:
▪ 柱和梁采用变截面形式时，截面形状与内力图
形附合较好，受力合理、节省材料。
▪ 变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等
截面方便。
6.柱脚形式:
门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。
刚接柱脚详图
变截面梁
刚接柱脚门式刚架
铰接柱脚详图
变截面梁、柱
铰接柱脚门式刚架
刚接柱脚工程实例
2.檩条和墙梁的布置 檩条：应等间距布置。在屋脊处，应沿 屋脊两侧各布置一道檩条，使得屋面板 的外伸宽度不要太长(一般小于<200mm)， 在天沟附近应布置一道檩条，以便于天 沟的固定。确定檩条间距时，应综合考 虑屋面材料、檩条规格等因素按计算确 定。
屋面檁条布置
实例
屋面檁条布置实例
墙梁：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。
四坡双跨
单跨双坡 多跨（梁柱刚结）
高底跨
双坡双跨
门式刚架的各种结构形式
摇摆柱梁柱节点 铰接连接
梁柱节点 刚性连接
1.2.2 门式刚架的结构布置
1.刚架的建筑尺寸和布置 跨度：一般为9-24m 高度：取地坪柱轴线与斜梁轴线交点高度，宜取 4.5-9m 柱距：应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求 等因素，宜取6m、7.5m、或9m 挑檐长度：根据使用要求确定，宜为0.5—1.2m 温度分区 ：纵向温度区段<300m 横向温度区段<150m
4.轻型门式刚架的适用范围及截面形式：
(1).屋面荷载较小，横向跨度为9～24m，柱高为 4.5～9m，
(2).没有吊车或设有中、轻级工作制吊车的厂房。
(3).当厂房横向跨度不超过15m，柱高不超过6m时， 屋面刚架梁宜采用等截面刚架形式。当厂房横向 跨度大于15m，柱高超过6m时，宜采用变截面刚 架形式。
加劲板 地脚螺栓
等截面 刚架柱
变截面 刚架梁
1.2 结构形式和结构布置
1.2.1 门式刚架的各种结构形式 门式刚架又称山形门式刚架。其结构形式
按跨度可分为单跨、双跨和多跨。按屋面坡脊 数可分为单坡、双坡、多坡屋面。
结构形式的选取考虑生产工艺、吊车吨位 及建筑尺寸等因素
单跨单坡 摇摆柱 多跨（中间摇摆柱）
房屋纵向受力情况及安 装条件确定，一般取 45~60m；
▪ 当房屋高度较大时，柱
间支撑应分层设置；
▪ 端部柱间支撑考虑温度
应力影响宜设置在第二 柱间。
1.3 刚架设计
❖ 1.3.1 荷载及荷载组合 ❖ 1.3.2 刚架的内力和侧移计算 ❖ 1.3.3 刚架柱和梁的设计
1.3.1荷载及荷载组合
➢ 永久荷载：包括结构构件的自重和悬挂在结构上 的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、 吊顶、墙面构件和刚架自重等。
3.组成构件的杆件较薄， 对制作、涂装、运输、 安装的要求高。
4.构件的抗弯刚度、抗 扭刚度比较小，结构 的整体刚度也比较柔。
1.1.3 门式刚架结构的应用情况
1.我国门式刚架设计规程：《门式刚架轻型房屋钢 结构技术规程》(CECS102:2002) 2.应用范围：轻型厂房、物流中心、大型超市、体 育馆、展览厅、活动房屋、加层建筑等。 3.应用规模：国内每年有一千万平方米的轻钢结构 建筑物竣工。
工程实例一：
青岛南车集团，2004年4月投资新建了一座轻 钢结构生产车间，建筑面积5000平方米。于2004年 7月竣工。主体结构采用轻型单跨门式刚架形式， 吊车最大起重量为20吨，中级工作制。
为使立面效果简洁美观，屋面采用有组织内排 水形式。外墙面和屋面板均采用双层压型钢板，两 层压型钢板之间放置了耐火性能较好的岩棉保温隔 热层。
1.1.2 门式刚架结构的特点
重量轻 工业化程度高、施
工周期短 柱网布置灵活 综合经济效益高
门式刚架结构性能：
1.门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、 隅撑来保证，从而减少了屋盖支撑的数量， 同时支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。
2.门式刚架的梁、柱多 采用变截面杆件，可 以节省材料。
➢ 可变荷载：屋面活荷载 、屋面雪荷载和积灰荷载 吊车荷载 、地震作用 、风荷载。
荷载组合原则：
▪ 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；
▪ 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；
▪ 施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以
外的其他荷载同时考虑；
▪ 多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定； ▪ 当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同
墙梁布置实例
3.屋面支撑和刚性系杆的布置原则：
▪ 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。
▪ 端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二
个开间。
4.柱间支撑的布置原则：
▪ 柱间支撑的间距应根据
第1章 轻型门式刚架结构
1.1 概述 1.2 结构形式和布置 1.3 刚架设计 1.4 压型钢板设计 1.5 檁条设计 1.6 墙梁设计 1.7 支撑及构造设计
1.1 概述
轻型门式刚架结构与一般普通钢结构相比具 有以下技术特征： 1.结构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，建筑造型美观。 2.门式刚架的刚度较好，自重轻，横梁与柱可以 组装，为制作、运输、安装提供了有利条件。 3.屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/51/10，是一种经济可靠的结构形式。
正在建设中的多层轻钢结构厂房
压型钢板外墙板
1.1.1 门式刚架结弯薄壁型钢 屋面、墙面 －压型金属板、彩钢夹芯板 屋面及墙面保温芯材 －聚苯乙烯泡沫塑料、
聚氨酯泡沫塑料、岩棉等 支撑 －屋面支撑、柱间支撑
单层轻型钢结构房屋的组成