门式刚架钢结构设计要点

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门式刚架轻钢结构设计

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。

门式刚架钢结构设计要点

门式刚架钢结构设计要点

门式刚架钢结构设计要点摘要:随着工业产业的快速发展,当前在工业建筑领域钢结构厂房得到了广泛应用。

其中以框架上门式刚架钢结构厂房最具有代表性,其上部为门式刚架结构,下部为框架结构,整体结构综合了二者的优势,不仅整体结构跨度大,且自重较轻,节约材料,实现了厂房结构设计的经济性与可靠性。

关键词:门式刚架;钢结构;设计要点引言门式刚架钢结构是一种常见的工业建筑结构,由于其具备高承载能力和良好的稳定性等优点,被广泛应用于各种大型仓库、工厂、体育馆、展览馆等建筑中。

门式刚架钢结构的设计需要充分考虑到结构强度、稳定性和可靠性等多方面的因素,以确保其满足实际的使用要求。

本文将介绍门式刚架钢结构设计的要点,以期对相关研究和实践工作有所启发和帮助。

1.门式刚架发展概况门式刚架是钢结构的一种形式,由于其具有强度高、刚性好和重量轻等优点,被广泛应用于工业和民用建筑中。

其特征是搭建速度快,造价低廉,适用范围广泛,安全可靠,因此深受建筑行业和工程领域的青睐。

门式刚架最初是在20世纪50年代诞生的,最早应用于轻型钢结构房屋中。

60年代初期,随着工业建筑的大规模兴起,门式刚架渐渐成为了工业厂房的首选结构形式。

90年代以后,随着制造业的发展、城市化的加速,门式刚架的应用逐渐扩展到体育馆、展览馆和商场等民用建筑中。

2、门式刚架具有以下几个特点:1.钢材使用率高,重量轻,受力性能好,稳定性强;2.模数化设计,便于批量生产和安装,搭建速度快;3.能够满足大跨度、大空间的使用要求,能够灵活地进行布局和改变;4.适应性强,可用于各种不同的建筑类型,如工厂、体育馆、商场、展览馆等;5.能够经受住地震、风力等自然灾害的考验。

目前,门式刚架技术正在不断发展和完善。

随着新材料的不断出现以及新工艺、新技术的应用,门式刚架的安全性、可靠性、施工效率和造价等方面都得到了不断提升。

此外,门式刚架作为钢结构中的一种重要形式,具有多方面的优点,是当前建筑行业的发展趋势之一。

门式刚架轻型房屋钢结构设计探讨

门式刚架轻型房屋钢结构设计探讨

门式刚架轻型房屋钢结构设计探讨【摘要】门式刚架是典型的轻型钢结构,它具有节省材料、施工周期短等优点,因而也是目前国内应用最广泛的轻型钢结构。

门式刚架的设计与施工与普通钢结构相比既有一致性,门式刚架的特点主要在于其节点方面,本文总结了门式刚架设计中一些设计要点,提出来供广大设计人员参考。

【关键词】轻型钢结构;门式刚架;设计要点一.门式刚架的特点:门式刚架轻型结构是一个系统工程,它包括设计、加工制造和施工安装三个过程;包含的具体内容有:主结构系统、次结构系统和围护系统三大方面。

主结构系统包括主刚架和支撑体系。

支撑体系包括水平支撑、柱间支撑和刚性系杆等部分。

由于支撑体系采用的构件大多为圆钢、角钢和钢管等,构件简单、制作方便,且支撑体系节点多为标准节点,因此轻型钢结构可以在工厂批量生产,现场按要求拼装形成。

能有效地利用材料,构件尺寸小,自重轻,抗震性能好,施工安装方便,建设周期短,能够形成大空间、大跨度,具有外表美观,适应性强,造价低,易维护等特点。

二.屋面活荷载:《荷载规范》表4.3.1规定,不上人屋面均布活荷载标准值0.5kn/m2,还注明对不同结构应按有关设计规范的规定作0.20kn/m2的增减。

对此《钢规》补充如下:对支承轻屋面的构件或结构(檩条、屋架、框架等),当仅有一个可变荷载且受荷载水平投影面积超过60m2时,屋面均布活荷载标准值应取为0.3kn/m2。

《冷规》大体与此相同。

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(cecs102:2002)对此补充为:对受荷水平投影面积大于60m2的刚架构件,屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小0.3 kn/m2。

与前二者差别较大。

对问题的处理原则是:当国家标准与行业标准的规定不一致时,应按国家标准执行;当不同国家标准之间的规定不一致时,应按最新颁布的国家标准执行。

一般行业标准应严于国家标准。

按此原则以《钢规》颁布最晚,又列为强条,文字也明确,按《钢规》执行是合理0.3kn/m2。

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。

新规下门式刚架轻钢结构设计的要点

新规下门式刚架轻钢结构设计的要点

新规下门式刚架轻钢结构设计的要点摘要:新版《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》、《钢结构设计标准》、《建筑钢结构防火技术规范》、《工程结构通用规范》、《钢结构通用规范》实施后,门式刚架轻钢结构的设计工作发生了较大的变化。

本文针对对新规下的门式刚架轻钢结构设计的荷载取值、框架梁平面外计算长度、钢结构防火设计、独立柱基础设计等问题进行了讨论,并对其在软件中的实现及操作要点给出了建议。

关键词:门式刚架钢结构结构设计荷载取值防火独立柱基础1 引言门式刚架轻钢结构房屋具有优秀的工程性能,如:质量轻、地震反应小、制作施工方便、综合经济效益高等,是目前我国应用最为广泛的钢结构。

探讨该类型房屋的结构设计如何做到安全、经济,具有相当重要的意义,对该类型结构设计工作的论述也著述颇多。

随着《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015、《钢结构设计标准》GB 50017-2017、《建筑钢结构防火技术规范》GB 51249-2017、《工程结构通用规范》GB 55001-2021、《钢结构通用规范》GB 55006-2021等设计规范的颁布与实施,针对该类型房屋的结构设计工作发生了较大的变化,规范对结构设计工作也提出了更高的要求。

本文针对与新规实施有关的问题进行了讨论。

1 门式刚架适用范围《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》中对门式刚架轻型房屋的定义:承重结构采用变截面或等截面实腹刚架,围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层房屋。

该规范1.0.2条中明确该规范的适用范围:房屋高度不大于18m,房屋高宽比小于1,承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。

当房屋高度过大,或吊车吨位、工作制级别超出规范的适用范围,此时结构设计不能按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》执行,应该按《钢结构设计标准》执行,荷载的取值则应按照《建筑结构荷载规范》执行。

轻钢门式刚架结构的设计要点

轻钢门式刚架结构的设计要点
首 先 分析 轻 钢 门式 刚 架 结 构 的 主 要 形 式及 典 型优 势 , 重 点探 讨 轻 钢 门式 刚 架 结 构 设 计 的 要 点 。 并 关 键 词 : 钢 门 式 刚 架 结 构 ;设 计 轻
DES G N I FEATURES ABoUT GH T TEEL LI S PoRTAL FRAM E TRUCTURE S
所 组成 的结 构体 系 。轻钢 结构 和其 他材 料 的结构 相
比 , 有如下 优 点 。 具
1 自重 轻 。轻 钢 框架 结 构 重 量 比很 高 , 厚较 ) 墙 薄 , 此可 以使 房屋 的跨度 达到很 大 , 材可 根据 不 因 钢 同用 途 合理分 配 截 面尺 寸 的高 宽 比, 用 面 积较 其 使 他结 构要 提高 很 多 。这 种 截 面模 数 大 , 具有 优 良的 力学 性能 和优 越 的使用 性 能 , 结构 强 度 高 。轻 钢 结
g o tu t r f n t n, s vn — n r y n e v r n e t l r t c in, e c Th ma n o ms n t p c l o d s r c u e u ci o a i g e e g a d n i m n a p o e t o o t. e i f r a d y ia mo e dl a v n a e fl h t e o tlfa t u t r r n l s d,a d i e i n f a u e r ic s e . d a t g s o i t s e lp ra r me s r c u e a e a ay e g n t d sg e t r s a e d s u s d s
在 我 国工程 的建 设 中发挥 了不可替 代 的作 用 。本文

门式刚架结构设计中应注意的问题

门式刚架结构设计中应注意的问题

门式刚架结构设计中应注意的问题摘要:本文首先对门式刚架结构的特点进行总结,其次对门式刚架结构的设计进行分析,最后对门式刚架结构设计中应注意的问题进行研究和探讨。

关键词:门式刚架;结构;设计;1、引言现阶段,在我国建筑行业中,门式刚架结构由于其性能良好,造价较低,以及工程周期短和结构独特等优点而得以广泛应用。

然而,门式刚架结构在受到大家青睐的同时也存在许多不足,其设计和施工中还有许多问题有待完善,因此对门式刚架结构设计中问题进行分析具有重要意义。

本文对有关门式刚架结构设计中应当注意的问题进行分析和探讨,不足之处,敬请指正。

2、门式刚架结构的特点门式刚架结构,顾名思义是刚架结构的一种,同时具有钢材结构的特点,包括较高的强度、较轻的重量、较高的韧性以及可塑造性等,另一方面还具有工程周期短,钢材本身用料节省、制作起来较为方便,造型美观,可以进行快速安装,对周边环境的污染不大,综合性能优良。

尤其是相关技术规程颁发以来,更是促进了门式刚架结构的发展和广泛应用。

3、门式刚架结构的设计根据门式刚架结构的种类,我们把门式刚架结构分为单跨刚架和双跨连续刚架等;按照截面来分,可以分为等截面和变截面;其柱脚分为铰接和刚接;根据钢架梁、主截面能够分为梁柱采用H型的实腹刚架以及钢管角钢等复合结构的结构式刚架。

实腹刚架具有较强的刚性,然而材料用料较大,成本较难以进行控制;结构式刚架制作起来较为复杂,然而材料较为节省,因此多应用于大跨度的复合型刚架。

3.1门式刚架结构的链接方式门式刚架结构的链接方式有很多种,需要按照相关技术规程,以及施工现场的实际情况进行确定。

一般而言,门式刚架结构链接方式分为铰接和刚接。

如果是门式刚架结构应用于工业厂房,而且具备五吨以上桥式吊车,那么将其柱脚设计成刚接的方式是比较合理的。

本文对相关资料进行调查,得出以下结论,若是房屋位置比较高,采用的是柱脚铰接的方式,柱顶移动距离肯定要增加,也因此增大了柱截面,从而增加了材料用量,还要对地基等自然因素进行综合考虑。

钢结构门式刚架结构设计

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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门式刚架钢结构设计要点
摘要:随着我国经济的发展,我国的建设发展越来越快,建筑中采用的结构
形式也越来越多。

目前,门式刚架轻钢结构房屋广泛应用于工业和物流建筑。


于工期短、自重轻、拆装方便、布置灵活,在建筑业得到了广泛应用。

为了进一
步推动门式刚架轻型建筑结构在我国建筑行业的应用,有必要结合其结构优势,
对其结构设计要点进行深入分析,优化设计工作,提高结构合理性。

在此基础上,本文简要分析了门式刚架轻型房屋钢结构设计要点。

关键词:门式刚架:轻型房屋钢结构:设计要点
前言
门式刚架钢结构是轻钢结构的一个分支。

迄今为止,设计、制造和建筑标准
都有既定的制度和标准。

使用门式刚架建造的建筑物具有重量轻、工作时间短、
外形美观、标准化程度高、综合建筑成本低等优点。

近年来,随着经济建设的需要,大量门式刚架钢结构被应用于工程建设。

一、门式刚架结构的形式及特点
门式刚架结构是梁柱构件的组合,是一个由柱与直、弧形、线形梁刚性连接
的承重框架体系。

有多种形式。

单层建筑和仓库广泛采用单层、单跨、双跨或多
跨双坡度门式刚架。

根据通风和照明的需要,可以设置天窗、通风屋顶和采光带。

门式刚架的构件截面尺寸小,可有效利用建筑空间,从而降低房屋高度和建筑体积,且建筑造型简单美观。

其次,平面内外刚度好、刚度小,为制造、运输和安
装提供了有利条件。

门式刚架有多种结构形式,包含如下:按构件体系分,有实
腹式与格构式;根据截面组成,有等边截面和可变截面。

实腹式刚架截面通常为
h形,少数为z形;网格横截面为矩形或三角形;根据结构材料的选择,采用普
通钢、薄壁钢、钢管或钢板焊接。

与传统单层建筑相比,门式刚架钢结构具有以下特点:(1)便于拆除,可用
于临时建筑,这是其显着特点。

(2)屋面板采用轻型压型钢板屋面。

因为屋顶
很轻,支撑它的结构也很轻。

在外墙方面,砖墙有利于保温,降低了成本,但结
构侧向位移要求严格,外观不佳,因此大部分仍采用彩钢墙板。

(3)刚架可采
用变截面,且截面与弯矩成正比。

除了改变腹板的高度,厚度也可以根据需要变化。

上下法兰可以采用不同的截面,相邻单元的法兰也可以采用不同的截面,尽
力而为。

(4)刚性框架壁可以设计成允许不稳定性和使用弯曲强度的有效宽度。

因此,腹板的高厚比可做得比按现行《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》规定
的大,也就是说,壁厚可以比普通钢构件的厚度薄。

(5)支撑可以做得很轻。

由于构件较轻,支撑用张紧圆钢能够满足要求,由于刚性腹板允许失稳,支撑可
以直接连接到腹板上,节省了许多节点板。

二、结构设计
1.结构方案确定
从受力传递路径来看,门式刚架钢结构具有与传统钢结构在组成上截然不同
的空间特性。

门式刚架钢结构中的钢架和钢板相互连接,形成强有力的空间支撑。

从钢架型式类型来看,门式刚架承重结构可分为两种,一种是无内柱的单跨结构,跨度范围为0-48m,另一种是有内柱的多跨连续结构,跨度范围为0-30m。

除了
上述两种常用结构之外,另一方面,它们可以分为其他不同类型。

钢筋混凝土独
立基础是目前应用最广泛、最可靠的基础形式。

在实际设计中,必须从成本、收
益等经济前景和侧向应力、变形、位移等可靠性等方面进行多项目比选,合理确
定钢架结构的承载方案。

2.平面构造设计
在门式刚架轻型房屋钢结构设计中,由于其平面结构设计直接关系到结构形式,不同跨度的门式刚架具有不同的结构风格,因此需要合理选择结构尺寸和跨度,在保证空间利用的前提下,尽可能简化刚架结构,使其布局更加合理,结构
更加稳定。

3.结构设计
通常,在轻钢结构设计中,塑性铰链可以同时或彼此靠近地存在于可变截面
框架的多个截面上。

因此,应该使用弹性分析方法来确定变截面门式刚架的各种
内力和位移,而不是在塑料铰链出现后重新分配应力。

同时,由于变截面门式刚
架构件多采用薄壁,发展截面延性的潜力很小,因此静力计算需要弹性分析方法。

可变截面的端口框架通常按二维结构分析,在某些情况下,按三维模型分析更精确,尤其是在建筑物两端的山墙附近。

目前,我国通常不考虑应力蒙皮效应。

4.支撑设计
门式轻型住宅钢结构设计中,应注意刚架结构的强度特性。

荷载主要由主刚
性框架支撑,支撑杆和抗风柱形成的侧结构体系承受风荷载和地震作用。

因此,
在设计过程中,不仅要选择刚架的结构,还要根据实际情况优化支撑设计。

支撑
造型应根据柱的强度合理设计,分析柱与支撑杆之间的力,选择铰接或刚性连接,以确保支撑设计不会对柱脚产生过度的拉伸应力,且不会对基础产生不利影响。

在设计圆钢支撑时,请注意支撑结构实际上是柔性的,并且两个斜支撑之间没有
交点。

在设计过程中,需要根据尺寸要求确定支撑的长度并设计支撑连接点。

5.节点设计
在门类型轻型房屋的钢结构设计中,除了上述构件的设计之外,还需要注意
结构组合节点。

(1)柱脚节点设计。

设计轻型门式房屋的钢柱脚节点时,请注意,柱脚的设计直接关系到门式结构的稳定性。

若要避免移动柱元素影响建筑结构的
稳定性,请在柱脚节点处设计基板铰链,以增强结构的刚性和整体结构的稳定性。

(2)梁和柱节点设计。

可以在梁和柱节点处使用螺栓连接,以增加建筑结构的整
体刚性。

同时,可以将刚性构件添加到柱中,以提高结构的稳定性。

(3)梁连接
节点设计。

设计梁拼字接合时,请务必考虑到梁拼字接合实际上是正面线,其中
拼字接合设计较高,且需要确保该位置不发生扭曲,以避免结构不稳定。

若要提
高结构的稳定性,请在此处选择一种没有基本组件的节点设计形式。

结束语
综上所述,随着门式刚架钢结构在工业和民用建筑中的广泛应用,提高钢结
构工程设计水平变得越来越重要。

因此,不仅要了解轻型建筑钢结构的制造安装
技术、现场环境及相关情况,从而对规范有更深的理解和把握,只有通过精心设计、合理的结构,建筑的轻钢结构才能得到进一步发展。

参考文献:
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