门式刚架带夹层计算
带夹层门式刚架设计
带夹层门式刚架设计摘要：随着社会工业的不断发展，为满足工艺更具灵活性的功能布置需求，出现了一些由传统钢结构形式衍生出来的其他结构形式。
带夹层门式刚架就是其中的一种，它由普通门式刚架厂房和室内框架平台有机组合而成。
门式刚架结构局部带夹层，在结构设计方面与常规的门式刚架结构存在差异，基于此，本文主要对带夹层门式刚架设计进行分析探讨。
关键词：带夹层；门式刚架；设计1、前言目前，门式刚架轻型钢结构体系已经得到了广泛应用。
随着厂房向大型化、多功能化发展，为了充分利用厂房内净空，常需要设置操作架台或者局部设置办公夹层。
当局部夹层与主体门式刚架连接时，就衍生出一种带夹层门式刚架钢结构体系。
这种结构形式的设计既不同于多层钢框架结构设计，也不同于一般的单层门式刚架工业厂房结构的设计。
2、带夹层的门式刚架结构设计方法带夹层的门式刚架结构，刚架纵向设置的夹层梁，与主刚架柱的连接，可以铰接，也可以刚接，不同的连接方式，会影响整个结构分析方法的确定。
当纵向夹层梁与刚架柱刚接连接时，连接位置的刚架柱双向受弯，夹层区域形成了真正的三维框架体系，此时需要使用三维有限元分析方法实现结构的整体分析。
当纵向夹层梁与刚架柱铰接连接时，纵向水平力完全由支撑承担，而且横向每榀的刚度比较均匀，结构具有清晰的荷载传导途径，竖向荷载、横向荷载（横向风荷载、吊车横向水平荷载、横向地震力等）主要由门式刚架承担，纵向水平荷载（山墙风荷载、吊车纵向刹车力、纵向地震力）主要由纵向支撑所在立面承担。
此时建议，横向刚架、纵向支撑系统分别采用二维建模计算的方法。
PKPM软件是目前国内应用广泛的结构设计软件，能完成一体化的结构设计，包括模型输入、结构分析设计、构件验算、整体施工详图设计等，软件提供了带夹层门式刚架结构设计的解决方案和实现方法，下面主要介绍软件使用三维设计方法和二维设计方法实现带夹层门架结构的设计功能。
3、设计常见问题以及方案优化3.1结构布置带夹层的门式刚架结构在工程中通常有两种：①局部的小范围夹层；②大面积的满布夹层。
带夹层门式刚架建模计算
带夹层门式刚架建模计算夹层门式刚架是一种常见的结构形式，被广泛应用于工业建筑、商业建筑等领域。
其具有良好的结构刚度和稳定性，能够承受较大的荷载。
夹层门式刚架建模计算是对夹层门式刚架结构进行力学分析的过程，目的是确定结构的稳定性、刚度以及受力情况，以便合理设计和改进结构。
首先，建模是进行计算的基础。
对于夹层门式刚架结构的建模可以使用有限元分析法进行。
有限元模型可以将结构分成多个小单元进行计算，能够更好地模拟实际结构的受力情况。
在进行建模时，需要确定结构的材料性质、尺寸和边界条件等参数。
常用的材料有钢材和混凝土等，需要知道其弹性模量、屈服强度和密度等参数。
尺寸参数包括梁柱的截面尺寸和杆件的长度等。
边界条件包括支座情况和荷载情况等。
接下来，进行计算分析。
常见的计算需求包括结构的静力分析、动力分析和稳定性分析等。
静力分析主要是计算结构受力情况，确定节点和杆件的受力大小和受力方向。
静力分析可以通过手算、计算机软件和有限元分析法进行。
通过分析受力情况，可以确定结构的安全性和刚度，以及是否需要进行加固设计。
动力分析主要是计算结构受到地震或其他动力荷载时的响应情况。
动力分析可以通过模态分析和时程分析等方法进行。
模态分析是计算结构的固有频率和振型，以及结构在不同频率下的响应情况。
时程分析是模拟地震时结构的响应情况，可以计算结构的加速度、位移等参数。
稳定性分析主要是为了评估结构的整体稳定性和抗倾覆能力。
稳定性分析可以通过计算结构的抗倾覆能力和弹性稳定系数等参数进行。
这些参数可以通过有限元分析法进行计算。
最后，根据计算结果进行结构设计。
根据结构的受力情况和计算结果，可以对结构进行加固设计和优化设计。
加固设计可以采用增加截面尺寸、增加杆件数量、增加支座等方式进行。
优化设计可以通过改变结构的材料、尺寸和布置等方式进行。
综上所述，夹层门式刚架建模计算是对结构进行力学分析的过程，可以通过建模、计算分析和设计等步骤进行。
通过建模计算，可以评估结构的稳定性和刚度，以便进行合理的设计和改进。
门式钢架工程量的计算公式
门式钢架工程量的计算公式门式钢架是一种常见的钢结构工程，用于建筑物的支撑和承重。
在进行门式钢架工程量的计算时，需要考虑多个因素，包括结构设计、材料使用和施工工艺等。
本文将介绍门式钢架工程量的计算公式及相关内容。
一、门式钢架的基本结构。
门式钢架通常由立柱、横梁、桁架和连接件等部分组成。
其中，立柱和横梁是门式钢架的主要承重构件，桁架则用于加强结构的稳定性。
连接件则起到连接和固定各个构件的作用。
二、门式钢架工程量的计算公式。
1. 钢材用量的计算。
门式钢架的钢材用量主要包括立柱、横梁和桁架的钢材。
其计算公式如下：钢材用量 = 立柱钢材量 + 横梁钢材量 + 桁架钢材量。
其中，立柱钢材量的计算公式为：立柱钢材量 = 立柱截面积×立柱长度×立柱数量。
横梁钢材量的计算公式为：横梁钢材量 = 横梁截面积×横梁长度×横梁数量。
桁架钢材量的计算公式为：桁架钢材量 = 桁架截面积×桁架长度×桁架数量。
2. 连接件用量的计算。
门式钢架的连接件用量主要包括螺栓、螺母和垫圈等。
其计算公式如下：连接件用量 = 螺栓数量×螺栓长度 + 螺母数量×螺母长度 + 垫圈数量×垫圈厚度。
3. 表面处理用量的计算。
门式钢架的表面处理用量主要包括防锈涂料和防火涂料等。
其计算公式如下：表面处理用量 = 防锈涂料用量 + 防火涂料用量。
其中，防锈涂料用量的计算公式为：防锈涂料用量 = （门式钢架表面积桁架表面积）×防锈涂料厚度。
防火涂料用量的计算公式为：防火涂料用量 = 门式钢架表面积×防火涂料厚度。
4. 其他用量的计算。
除了上述内容外，门式钢架工程量的计算还需考虑其他因素，如焊材用量、电力消耗和人工成本等。
三、门式钢架工程量计算的注意事项。
1. 结构设计要合理。
在进行门式钢架工程量计算时，需要确保结构设计合理，能够满足建筑物的承重要求，并且考虑到结构的稳定性和安全性。
带夹层门式刚架优化设计
第43卷第35期• 34 • 2 0 1 7 年 1 2 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol.43 No.35Dec.2017文章编号：1009-6825 (2017) 35-0034-02带夹层门式刚架优化设计李娜(山西建筑工程有限公司，山西太原030000)摘要:结合工程实例，分析了不同柱距对带夹层门式刚架经济性的影响，通过主刚架及围护结构截面优化达到降低用钢量的目 的，对优化设计提出了合理性建议。
关键词：夹层，门式刚架,PKPM系列软件，柱网布置，优化设计中图分类号:TU318 文献标识码:A门式刚架轻型钢结构是目前工业厂房普遍采用的结构形式，目前很多厂房趋向大型化、多功能化，设置操作平台或办公夹层，使得厂房内空间得到了充分利用，带有夹层的门式刚架结构成为 常见的结构形式。
目前，带夹层门式刚架的条文规范还未明确出 台，设计时必须根据结构的具体结构形式进行计算分析,并在参 数输人、构件选择、支撑布置位置及节点设计等方面采取具体措 施，以保证结构设计的安全性、可靠性及经济性。
本文结合工程 实例，通过PKPM软件分析不同柱网布置，优化截面等方面对结 构进行优化设计，得出合理性建议。
1工程概况本工程为山西省晋中市某一厂房，结构型式为门式刚架，三 联跨跨度24 mx3,横向长度54 m,第一跨有夹层，夹层一层为5.4 m，二层4.2 m，檐口高度为9.6 m。
建筑物总高度为10.38 m，室内外高差为0.30 m。
该厂房建筑面积5 260 m2。
基础形式为 柱下独立基础。
抗震设防烈度:8度，设计基本地震加速度0. 20g，设计地震分组为第二组。
基本风压:〇.45 kN/m2;基本雪压:0.40 kN/m2;屋面恒载：0• 3 kN/m2;屋面活载:0• 5 kN/m2。
夹层楼面恒荷载:1•5 kN/m2，夹层楼面活荷载:3. 5 kN/m2，厂房内设有一台梁式吊车，额定起 重量均为5 t;梁式吊车最大轮压=35.0 kN，最小轮S P m i… = 5.0 kN。
某带夹层门式刚架结构的设计
面次梁与框架梁 铰接 。１层结构 布置 图如 图 １所 示 ，２层 结构 布 全楼节 点连接设计 中参数 定 义时 注意 ：框架 梁柱 采用框 架节 点 ，
置 图如 图 ２所 示 。
屋 面 梁柱 采 用 门 式 刚 架 节 。 ３ 结 构分 析
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１ ｊ
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非组合楼板 的配筋 ，并能 复核框 架梁 及次 梁的挠 度 ；同时 可 以后
Ｘ
接全楼节点设计 程序 ，绘 制刚接 柱脚 、锚 栓 、梁 柱 刚接 节点 、门刚
图 ２ ２层 结 构 布 置 图
拼接节点 ；最后接 ＪＣＣＡＤ程序设计 基础 。与二维建模 相 比有更高
第 ４０卷 第 ３２期 · ３８ ． ２ ０ １ ４年 １ １月
山 西 建 筑
ＳＨ ＡＮＸＩ ＡＲＣＨ ＩＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．３２ ＮＯＶ． ２０１４
文章编号 ：１００９—６８２５（２０１４）３２·００３８－０２
某 带 夹 层 门 式 刚 架 结 构 的 设 计
温度 后 浇 带 。
１层梁 、柱断 面按框 架结 构确定 ，２层 的柱及 屋面梁 可 以按 二
３）楼板 采 用 Ｑ２３５Ｂ镀锌 钢 板 ，压 型钢板 型号 为 ＹＸ７０－２００－
维模型计算 出合理 的断面再 输入 到三维程序 中。柱顶 、层 间位移 ６００（ｔ＝０．８ ｍｍ），当楼承铺 板方 向跨度 大 于 ２．６ ｒｆｌ施 工时 ，应设
３）１层 内部隔 墙在 框架柱 中填 充 ，与框 架柱 拉结 。２层 为大
门式钢架设计实例（带计算书）
门式钢架设计实例（带计算书）门式刚架⼚房设计计算书门式刚架⼚房设计计算书⼀、设计资料该⼚房采⽤单跨双坡门式刚架，⼚房跨度21m ，长度90m ，柱距9m ，檐⾼7.5m ，屋⾯坡度1/10。
刚架为等截⾯的梁、柱，柱脚为铰接。
材料采⽤Q235钢材，焊条采⽤E43型。
22750.6450/160/mm EPS mm N mm g mm ≥2y 屋⾯和墙⾯采⽤厚夹芯板，底⾯和外⾯⼆层采⽤厚镀锌彩板，锌板厚度为275/gm ；檩条采⽤⾼强镀锌冷弯薄壁卷边Z 形钢檩条，屈服强度f ，镀锌厚度为。
(不考虑墙⾯⾃重)⾃然条件：基本风压：20.5/O W KN m =，基本雪压20.3/KN m 地⾯粗糙度B 类⼆、结构平⾯柱⽹及⽀撑布置该⼚房长度90m ，跨度21m ，柱距9m ，共有11榀刚架，由于纵向温度区段不⼤于300m 、横向温度区段不⼤于150m ，因此不⽤设置伸缩缝。
檩条间距为1.5m 。
⼚房长度>60m ，因此在⼚房第⼆开间和中部设置屋盖横向⽔平⽀撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆；同时应该在与屋盖横向⽔平⽀撑相对应的柱间设置柱间⽀撑，由于柱⾼<柱距，因此柱间⽀撑不⽤分层布置。
（布置图详见施⼯图）三、荷载的计算1、计算模型选取取⼀榀刚架进⾏分析，柱脚采⽤铰接，刚架梁和柱采⽤等截⾯设计。
⼚房檐⾼7.5m ，考虑到檩条和梁截⾯⾃⾝⾼度，近似取柱⾼为7.2m ；屋⾯坡度为1：10。
因此得到刚架计算模型：2.荷载取值屋⾯⾃重：屋⾯板：0.182/KN m 檩条⽀撑：0.152/KN m 横梁⾃重：0.152/KN m 总计：0.482/KN m 屋⾯雪荷载：0.32/KN m屋⾯活荷载：0.52/KN m （与雪荷载不同时考虑）柱⾃重：0.352/KN m风载：基本风压200.5/W kN m = 3.各部分作⽤荷载：（1）屋⾯荷载：标准值： 10.489 4.30/cos KN M θ=柱⾝恒载：0.359 3.15/KN M ?=kn/m（2）屋⾯活载屋⾯雪荷载⼩于屋⾯活荷载，取活荷载10.509 4.50/cos KN M θ=（3）风荷载010 1.0k z s z s h m ωµµωµµ=≤ 以风左吹为例计算，风右吹同理计算：根据公式计算:根据查表，取，根据门式刚架的设计规范，取下图：（地⾯粗糙度B 类）风载体形系数⽰意图2122231.00.250.50.125/0.1259 1.125/1.0 1.00.50.50/0.509 4.5/1.00.550.50.275/0.2759 2.475/1.00.650kN m q kN m kN m q kN m kN m q kN m ωωωω∴=??==?==-??=-=-?=-=-??=-=-?=-=-??k k k k 迎风⾯侧⾯，屋顶，背风⾯侧⾯，屋顶24.50.325/0.3259 2.925/kN m q kN m =-=-?=-，荷载如下图：kn/m4.内⼒计算：（1）截⾯形式及尺⼨初选：梁柱都采⽤焊接的H型钢68:梁的截⾯⾼度h⼀般取(1/301/45)l,故取梁截⾯⾼度为600mm；暂取H600300，截⾯尺⼨见图所⽰柱的截⾯采⽤与梁相同截⾯截⾯名称长度()mm⾯积2()mmx I 64(10)mm ?x W 43(10)mm ?y I 64(10)mm ?y W 43(10)mm ?x i柱 60030068H7200 9472 520 173 36 24234 61.6 梁60030068H10552 9472520 173 36 24234 61.68668612522.0610947210 1.9510, 2.06105201010 1.0710x EA kn EI kn m --==?=?=??（2）截⾯内⼒：根据各个计算简图，⽤结构⼒学求解器计算，得结构在各种荷载作⽤下的内计算项⽬计算简图及内⼒值(M 、N 、Q) 备注恒载作⽤恒载下弯矩恒载下剪⼒弯矩图剪⼒图“+” →轴⼒图(拉为正，压为负)恒载下轴⼒（忽略柱⾃重）活荷载作⽤活荷载(标准值) 弯矩图弯矩图活荷载作⽤活荷载(标准值)剪⼒图活荷载(标准值)轴⼒图剪⼒图“+”→轴⼒图(拉为正，压为负)作⽤风荷载(标准值)弯矩图.弯矩图剪⼒图“+”风荷载(标准值)剪⼒图风荷载(标准值)轴⼒图→轴⼒图(拉为正，压为负)向作⽤，风荷载只引起剪⼒不同，⽽剪⼒不起控制作⽤)按承载能⼒极限状态进⾏内⼒分析，需要进⾏以下可能的组合：① 1.2*恒载效应+1.4*活载效应② 1.2*恒载效应+1.4*风载效应③ 1.2*恒载效应+1.4*0.85*{活载效应+风载效应}取四个控制截⾯：如下图：各情况作⽤下的截⾯内⼒截⾯内⼒恒载活载左风Ⅰ－ⅠM000 N-45.36-47.2546.95 Q-19.32-18.0524.55内⼒组合值控制内⼒组合项⽬有：与相应的N，V(以最⼤正弯矩控制)①＋Mmax与相应的N，V(以最⼤负弯矩控制)②－Mmax③ N与相应的M，V(以最⼤轴⼒控制)max与相应的M，V(以最⼩轴⼒控制)④ Nmin所以以上内⼒组合值，各截⾯的控制内⼒为：1-1截⾯的控制内⼒为0120.5848.45M N KN Q KN ==-=-，，2-2截⾯的控制内⼒为335.33120.5848.45M KN M N KN Q KN =-?=-=-，， 3-3截⾯的控制内⼒为335.3364.30115.40M KN M N KN Q KN =-?=-=，， 4-4截⾯的控制内⼒为246.7857.82 5.79M KN M N KN Q KN =?=-=，， A ：刚架柱验算：取2-2截⾯内⼒平⾯内长度计算系数：00010.520.45 1.4620.45 1.46 2.667.27.2 2.6619.1x R R l K I H H Mµµ=+==∴=+?==?=c I ，其中K=，，，7200/23600mm ==0Y 平⾯外计算长度：考虑压型钢板墙⾯与墙梁紧密连接，起到应⼒蒙⽪作⽤，与柱连接的墙梁可作为柱平⾯外的⽀承点，但为了安全起见计算长度按两个墙梁间距考虑，即H19100360081.658.423461.6x y λλ∴====，⑴局部稳定验算构件局部稳定验算是通过限制板件的宽厚⽐来实现的。
浅谈门式刚架夹层钢结构的轻型化设计
（） ４ 围护 构 件 参 照《 门规 》 的规 定 ， 条 檩 （ 吊顶 ） 度 ≤Ｌ ２ ０ 墙 檩挠 度 ≤Ｌ １ Ｏ 带 挠 ／４ ， ／０， 其 它主 要 受 压杆 件长 细 比 ≤１ ０ 系 杆长 细 ， ８ 比 ≤２ ０， 车 粱 以 下 柱 间 支 撑 长 细 比 ≤ ２ 吊 ３ ０ 其 它受 拉杆 长 细比 ≤３ ０～４ ０ ０， ５ ０。 （） 二维 计 算 时 ， 构 类 型选 用 门 刚 ， ５在 结 夹 层以 上 梁 、 设 计 规 范选 用 《 柱 门规 算 ， 验 夹 层处 的 梁 、 设 计 规 范选 用 《 柱 钢规 ＊ 算 。 验
在 我 国 经 济 建 设 的 迅 速 发 展 中 ， 于 由 生产的需要 ， 门式 刚 架 夹 层 轻 型 钢 结 构 以 其 用 钢 量低 、 造价 低 、 抗震 性 能 好 、 工 快 、 施 节 能 环 保 、 再利 用 、 用 范 围广 等 优 势而 可 适 获 得 广 大客 户 的 信赖 。 别 是 最近 几年 ， 特 随 着 钢 构 的 快 速 发展 ， 在很 多 的 厂 房 和 办 现 公 一 体化 、 楼部 等 要 求 用轻 型钢 构 建 设 ， 售 这 些 工 程 的 围 护 大 都 用 压 型 彩 板 ， 就 使 这 设 计 无规 可 循 ， 若按 Ⅸ 式 刚架 轻 型 房 屋钢 门 结 构 技 术规 程 》 以下 简称 《 规 》 设计 ， （ 门 ） 用 钢量较经济 ， 不合理 ， 但 因带 有夹 层 ， 过 超 了门规 的范 围 ； 按Ⅸ 结 构 设 计规 范 》 以 若 钢 （ 下 简称 规》 ， 钢 ） 用钢 量就 会 攀高 不 下 。 究竟 怎 样 进 行 门 式 刚架 夹 层钢 结 构 轻 型 化 设 计 ， 人 举一 工程 实 例 进 行 探讨 ， 计软 件 本 设
门式刚架实际工程计算公式
门式刚架实际工程计算公式门式刚架是一种常用的结构形式，广泛应用于工业厂房、仓库、体育馆等建筑中。
它具有结构简单、承载能力强、施工方便等优点，因此备受工程师和设计师的青睐。
在实际工程中，对门式刚架的计算和设计是至关重要的，而门式刚架的计算公式是设计的基础和核心。
本文将对门式刚架的实际工程计算公式进行详细介绍和分析。
1. 门式刚架的基本结构。
门式刚架由立柱、横梁和斜撑组成，其中立柱承受着垂直荷载，横梁承受着横向荷载，而斜撑则用来增加结构的稳定性。
在实际工程中，门式刚架的计算主要涉及到立柱和横梁的受力分析，以及整个结构的稳定性和刚度计算。
2. 立柱的计算公式。
立柱是门式刚架中承受垂直荷载的主要构件，其计算公式主要涉及到受压和受拉两种情况。
在实际工程中，立柱的计算公式可以通过欧拉公式和弹性稳定性理论来进行计算。
其计算公式如下：（1）受压情况下的立柱计算公式：$$。
P_c = \frac{\pi^2 \cdot E \cdot I}{(Kl)^2}。
$$。
其中，P_c为立柱的临界压力，E为弹性模量，I为截面惯性矩，K为有效长度系数，l为立柱的长度。
（2）受拉情况下的立柱计算公式：$$。
P_t = \frac{A \cdot f_t}{\gamma_m}。
$$。
其中，P_t为立柱的临界拉力，A为立柱的截面积，f_t为材料的抗拉强度，γ_m为安全系数。
3. 横梁的计算公式。
横梁是门式刚架中承受横向荷载的主要构件，其计算公式主要涉及到受弯和剪切两种情况。
在实际工程中，横梁的计算公式可以通过梁的受力分析和梁的挠度计算来进行。
其计算公式如下：（1）受弯情况下的横梁计算公式：$$。
M = \frac{f_b \cdot W}{γ_m}。
$$。
其中，M为横梁的弯矩，f_b为材料的抗弯强度，W为横梁的截面模量，γ_m 为安全系数。
（2）受剪情况下的横梁计算公式：$$。
V = \frac{f_v \cdot A}{γ_m}。
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门式刚架结构中夹层的设计用pkpm软件计算时，如何建模计算？
门式刚架结构中夹层的设计：
a. 用pkpm软件计算时，如何建模计算？
b. 其计算结果中为什么有时会出现“柱超筋”？
c. 楼板配筋计算：有压型钢板与无压型钢板时计算的区别及构造要求？
d. 组合梁中剪力钉是否可以等同与栓钉直径的短钢筋来代替？若可，是用圆钢还是螺纹钢？若用弯筋，其弯起方向及构造有何要求？
e. 简支钢梁的设计是否考虑剪力钉的作用（无压型钢板时）？
回答：
a．两种建立模型方法：（１）先计算二层的门刚架，然后按三维建立一层的钢框架，然后把门刚架柱底控制内力按节点荷载加在一层的柱头上；（２）先按三维建立一层的钢框架，然后抽取一榀框架再转到门刚里面建立整个的平面门式刚架，在门刚里面可以随意画线建立模型，建议门刚架（包括一层钢柱和柱脚）和一层的平台结构分开出图，这样工作量要少的多； b.“柱超筋”可能是总信息中框架选项你没有选成钢框架；
c.压型钢板既可以作为楼板的正筋使用，厚度应该在１.０mm以上，这样楼板底部的配筋就少些，也可以只作为模板使用，厚度的选择满足构造即可，楼板配筋和不使用楼承板是一样的，只是加快了施工速度；
d.组合梁中剪力钉不可以用等同与栓钉直径的短钢筋来代替，可以用槽钢和弯起钢筋代替，在＜＜钢结构设计手册＞＞的组合结构章节中有详细的介绍；
e.简支钢梁的设计可以考虑剪力钉的作用，可作为组合结构来计算，计算方法参见＜＜钢结构设计手册＞＞中的组合结构，但两端铰接的框架梁按组合结构来分析十分困难，所以我是一般不考虑；。