按门式刚架的钢架类型分类
钢结构快速入门教材(第四章门式刚架)
第四章门式刚架第一节结构体系门式刚架是二战期间迅速发展起来的，由相互依存的构件组成统一体，即由梁、柱、檩条、墙梁支撑和金属波形板材设计成协同工作的金属预制装配的建筑体系。
战后被广泛采用，我国六十年代中期开始推广，并在援外工程中使用，取得良好的国际赞同。
由于十年动乱终止了这种建筑体系的发展，改革开放以来，特别是民营企业的蓬勃发展，门式刚架结构体系据不完全统计已建了800万m2，而且每年以100万m2的速度递增。
这种结构体系设计经济，安装快捷，造价低廉，装卸方便，维护费用低，单一供货，为业主认可。
我们萧山成为钢结构之乡，竞争十分激烈，萧山的钢结构应由价位的竞争逐步转向价值的竞争，就是创造精品钢结构，扩展使用范围，建造独具建筑风格的金属建筑体系，使钢结构应与时俱进，演变及发展是同时进行的。
一、结构概念设计1.三维设计(方案阶段)——（详见附图三十四）假定是整体性，并具有总体性能。
将结构形式作为总体分析。
1)建筑功能是否满足使用要求；2)高度、跨度是否合理，是否经济；3)在垂直和水平荷载作用下，是否安全可靠；4)房屋的安全等级，抗震等级。
2.二维设计——（详见附图三十五）确定基本的水平和竖向分体系。
建立关键构件的相互关系。
3.一维设计(平面、立体—施工图阶段)——（详见附图三十六）1)选择一个合理的结构体系，使传力途径明确合理。
2)选择合理的计算方法，同时采取相应的构造措施，保证计算模型(建模)与实际情况符合。
3)增加结构刚度，减少用钢量，且有很好的经济技术指标。
4)工厂化生产，全预制装配。
第二节门式刚架的分类一、实腹式门式刚架——（详见附图三十七）采用H型钢组成的梁柱构件的截面形状，按结构受力的弯矩包络图来确定，使实腹式门式刚架达到经济，轻巧，美观的效果。
工厂化生产水平较高，可以达到工地全装配化，缩短工期。
在同等条件与普通钢结构可节约钢材10%～20%。
二、格构式门式钢架——（详见附图三十八）采用型钢或钢管组成的门式刚架，同样可达到更为经济，轻巧，美观的效果。
钢结构课程设计门式钢架
门式钢架结构灵活多变，可根据 不同需求进行个性化设计，适应 性强。
优点与局限性分析
耐腐蚀性差
钢材易受到腐蚀的影响，需要采 取相应的防护措施来延长其使用
寿命。
对温度敏感
钢材在高温下容易失去承载能力， 而在低温下则容易发生脆性破坏。
造价相对较高
与混凝土结构相比，门式钢架的造 价相对较高，需要在经济上进行权 衡。
02
门式钢架设计原则与方法
设计原则概述
安全可靠
确保门式钢架在各种荷载作用下具有 足够的强度和稳定性，防止发生破坏 或失稳。
经济合理
适用耐久
根据使用环境和功能要求，选择适当 的材料和结构形式，确保门式钢架在 长期使用过程中保持良好的性能。
在满足安全要求的前提下，尽量降低 材料消耗和造价，提高经济效益。
钢结构课程设计门式钢 架
2024-01-25
目 录
• 门式钢架基本概念与特点 • 门式钢架设计原则与方法 • 门式钢架材料选择与加工制作 • 门式钢架安装施工流程与质量控制 • 门式钢架结构性能评价与加固方法探讨 • 门式钢架在实际工程中的应用案例分析
01
门式钢架基本概念与特点
门式钢架定义及作用
支撑系统设计
根据厂房的空间布局和使用要求，设置合理的支撑系统， 包括柱间支撑和屋盖支撑。确保结构的整体稳定性和抗风 能力。
案例二：某仓库门式钢架改造案例剖析
工程背景
本案例为一座既有仓库的改造项目， 原结构为砖混结构，因使用功能改变 ，需将其改造为门式钢架结构。
钢架设计与施工
根据改造方案，设计新的门式钢架结 构。在施工过程中，注意与原结构的 连接和过渡处理，确保改造后的结构 安全可靠。
足要求。
门式刚架的一些基本概念
门式刚架的⼀些基本概念1.1.横向：边跨：抗风柱、⾓柱、底部螺栓、屋⾯梁、端部框架（梁、柱整体）。
中间跨：中柱、连续框架梁、屋⾯梁、净跨、净⾼、⾼强度螺栓。
1.2.纵向：边柱、柱距、桁车梁、檐⾼。
1.3.墙⾯：墙⾯板、墙⾯檩条、墙⾯剪⼒撑、檐⾼。
1.4.屋⾯：屋⾯板、采光板、屋⾯檩条、檐⼝檩条、屋脊、屋⾯剪⼒撑。
以上概念如下图所⽰：image1.5.隅撑：隅撑就是在靠边墙⾓的部位、梁与柱之间、梁与檩、柱与檩之间的⽀撑杆。
墙⾯上的叫墙隅撑，屋⾯上的叫屋⾯隅撑。
亦有⼈定义为连接钢梁和檩条的接近45度⽅向斜撑(在梁上的连接点靠近梁的下翼缘板).[1]:为了保证构件的平⾯外的稳定性，减⼩构件平⾯外的计算长度。
当横梁和柱的内侧翼缘需要设置侧向⽀撑点时，可以利⽤连接于外侧翼缘的檩条或墙梁设置隅撑。
隅撑⼀般宜采⽤单⾓钢制作，按照轴⼼受压构件设计。
[2]:为了防⽌受压翼缘（梁下翼缘和柱的内侧翼缘）屈曲失稳，增加受压翼缘的稳定性⽽设置的。
" 隅撑的设置是⽤来保证梁的下翼缘受压部分的局部稳定。
梁的上翼缘的局部稳定由与之连接的檩条保证（原因：梁的上翼缘是受拉区，不存在整体稳定问题。
但是由于多少程度地存在潜在的局部稳定问题；但是⼀般情况下，由于局部失稳产⽣的横向⼒很⼩。
因此，檩条作为与之联系的构件，可以保证翼缘不失稳。
Yc-1：有的直接⽤三⾓形表⽰，imageimageimageimage1.6：檩条、檩托：檩托：指钢檩条搁在钢屋架上弦的斜⾯上，需要有⼀个三⾓形的钢件托住，称钢檩托。
imageimage檩条、檩托⾼度：我们⼀般是檩条底与屋⾯梁空10mm，因为檩条端部计算模型应为铰接，还有就是孔的加⼯也会有误差的，空⼀点这样也好安装，檩条⾼度⽐檩托⾼度⾼10或15，这样不会碰到屋⾯板。
有如果有内天沟为提⾼天沟深度,必须加⾼檩托的。
檩条、天沟：image1、天沟与梁柱连接节点板的处理可以是（1）加宽柱顶部的宽度；（2）将柱与梁连接部分加出⼀部分在做节点板；（3）将天沟板底部折⼀⼩⾓。
门式刚架基础理论知识简介
涂装工艺
制定合理的涂装工艺流程，确保 涂装质量符合要求，包括涂装前 的表面处理、涂装施工和涂层厚
度控制等。
涂层维护
对涂层进行定期维护和保养，确 保其长期有效性和美观性。
04 门式刚架的安装与维护
安装流程
安装主梁
按照设计图纸确定主梁位置， 并使用高强度螺栓连接主梁。
安装支撑系统
按照设计要求安装水平支撑和 垂直支撑，确保整体结构的稳 定性。
焊接工艺
焊接方法
根据材料和设计要求，选择合适 的焊接方法，如手工电弧焊、气 体保护焊等。
焊接质量
确保焊接质量符合相关标准和设 计要求，对焊缝进行外观检查和 无损检测。
焊接变形控制
采取有效措施控制焊接变形，如 选择合适的焊接顺序、预热和后 热处理等。
防腐与涂装工艺
防腐涂料选择
根据使用环境和设计要求，选择 合适的防腐涂料，如防锈漆、面
准备工作
检查基础、清理现场、准备材 料和工具。
安装次梁
根据主梁的位置和设计图纸， 安装次梁并确保其与主梁连接 牢固。
安装附件
包括屋面板、墙面板、门窗等， 确保其与主体结构的连接牢固。
维护与保养
定期检查
清洁保养
定期对门式刚架进行检查，包括结构连接 、支撑系统、屋面和墙面等。
定期清理门式刚架表面，保持其外观整洁 ，同时对金属表面进行防锈处理。
结构变形
如发现结构变形，应立即停止使用 并进行修复或更换。
04
05 门式刚架的未来发展
新材料的应用
高强度钢材
随着冶金技术的进步，高强度钢材具 有更高的屈服强度和抗拉强度，能够 减少用钢量，降低结构自重。
耐候钢材
耐候钢材能够抵抗腐蚀、氧化等环境 因素，提高门式刚架的使用寿命，适 用于各种恶劣环境下的建筑结构。
门式钢架结构设计要点
门式钢架结构设计要点1.1 门刚结构体系基本情况门式刚架轻型钢结构主要指承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、可以设置起重量不大于20t 的中、轻级工作制桥式吊车或 3t 悬挂式起重机的单层厂房钢结构。
在轻型门式刚架结构体系中，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，也可以采用砌体外墙或底部为砌体、上部为轻质材料的外墙。
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采用角钢或张紧的圆钢。
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，也可以采用带隔热层的板材作屋面。
门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取 1/8~1/20，在雨水较多的地区宜取其中较大值。
门式刚架尺寸应符合下列规定：(1)、门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离。
(2)、门式刚架的高度，应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度。
门式刚架的高度，应根据使用要求的室内净高确定，设有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净高要求而定。
(3)、柱的轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向轴线。
工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮。
斜梁的轴线可取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。
(4)、门式刚架轻型房屋的建筑尺寸：其檐口高度，应取地坪至房屋外侧檩条下缘的高度；其最大高度，应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度；其宽度，应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离；其长度，应取两端山墙墙梁外皮之间的距离。
(5)、门式刚架的跨度，宜为9~36m，以3m 为模数。
边柱的宽度不相等时，其外侧要对齐。
5(6)、门式刚架的高度，宜为4.5~9.0m，必要时可适当加大。
当有桥式吊车时不宜大于 12m。
(7)、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。
跨度较小时可用 4.5m。
(8)、挑檐长度可根据使用要求确定，宜采用0.5~1.2m，其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。
门式刚架
门式刚架结构与普通钢结构相比具有以下技术特征：
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。 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。
屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/5～
1/10(20～50kg/m2)，是一种经济可靠的结构形式。
采用铰接当设有桥式吊车、檐口标高较高或刚
度较高时，柱脚与基础可采用刚接。
刚接柱脚
加劲肋
地脚螺栓
5.3 檩条的布置
檩条一般应等间距布置，但在屋脊处应沿屋脊两侧各条布置
檩条
屋面板安装
屋面PVC膜固定
隅撑连接
梁柱连接
五、门式刚架的结构形式
5.1 截面形式 按截面形式分，有等截面和变截面两种形式。 变截面与等截面相比，前者可以适应弯矩变化， 节约材料，但在构造连接及加工制造方面，不 如等截面方便，故当刚架跨度较大或 房屋较高时才设计成变截面。
变截面刚架梁
等截面刚架柱
5.2 柱脚形式 门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。 门式刚架的横梁与柱为刚接时，柱脚与基础宜
天窗架
吊车梁
山墙抗风柱
轻型门式刚架结构工业厂房
正在建设中的多层轻钢结构厂房
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。
压型钢板外墙板
二、门式刚架结构的组成
主要承重骨架—门式刚架 檩条、墙梁—冷弯薄壁型钢
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
门式刚架轻型钢结构
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。
门式刚架结构大跨度建筑屋盖结构
混凝土 (m 3)
68.0 4.28
总材料用量
钢 (kg)
混凝土 (m 3)
432
7.28
365
2.98
35.0 0.87
400
3.76
380
2.42
35.0 0.87
415
3.29
2.门式刚架的类型与构造
门式刚架外形有水平横梁式和折线横梁式 刚架之间是以纵梁及板整体连接
2.门式刚架的类型与构造
房地产E网-/
4. 轻型门式刚架钢结构
问题： 1. 轻型门式刚架钢结构传力路线如何？ 2. 柱间支撑有什么作用？
铰接——横梁弯矩较大，柱可做成变截面 固接——横梁弯矩较小，柱做成等截面
无铰刚架
两铰刚架
三铰刚架
3.钢筋混凝土门式刚架
பைடு நூலகம்
3.钢筋混凝土门式刚架
柱与基础的铰接
(a)
弹性垫板
(b)
铰钢条
(c)
弹性垫板 铰钢条
4. 轻型门式刚架钢结构
结构形式：单跨、双跨、多跨等等
单跨双坡 双跨双坡带毗屋
双跨双坡 双跨单坡
四跨双坡 双跨四坡
4. 轻型门式刚架钢结构
建筑尺寸：
（1）门式刚架的跨度
常用跨度宜为9~36 m，以3 m为模数
经济跨度范围约在18~21m
（2）门式刚架的跨度
无吊车房屋门式钢架高度宜取4.5~9 m
有吊车的厂房一般宜为9~12 m
（3）门式刚架的间距（柱距）
常有6m、9m、12m等
l 倍讯易
大跨度建筑屋盖结构 ——门式刚架结构
大跨度建筑屋盖结构
门式刚架 薄腹梁结构 桁架结构 拱结构 薄壳结构 网架结构