门式钢架结构设计.
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。
门式刚架厂房结构l图（含设计说明）
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。
轻型门式刚架结构设计
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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
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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。
YJK门式刚架设计
YJK门式刚架设计YJK门式刚架是一种广泛应用于工业建筑、商业建筑等领域的钢结构构件。
它由主梁、副梁、柱子等组成，具有结构简单、承载能力高、抗震性能好等特点。
下面将详细介绍YJK门式刚架的设计流程和注意事项。
首先，在进行YJK门式刚架的设计之前，需要明确设计目标和要求。
这包括所承受的荷载、跨度、高度、使用环境等。
荷载可以分为静态荷载和动态荷载，例如自重、风载、雪载、地震力等。
根据不同的荷载要求，确定门式刚架的材料和截面尺寸。
其次，进行结构分析和计算。
通过应力分析和变形分析，确定门式刚架的主要构件的截面尺寸和型号。
根据设计要求，进行正常工作状态下的静力计算，考虑不同荷载的作用，计算构件的受力状态和内力情况。
根据力学平衡原理，计算出构件的截面尺寸和布置形式。
在进行计算时，需要注意以下几个方面。
首先，要合理选择门式刚架的荷载系数和荷载作用方式。
对于不同的荷载，需要采用相应的系数进行计算，以保证门式刚架的安全性。
其次，要考虑门式刚架的整体稳定性。
门式刚架的设计不仅要满足构件自身的强度要求，还要考虑整体的稳定性，防止结构失稳。
此外，还需要考虑门式刚架的变形情况，特别是在大跨度和高度的情况下，要进行合理的变形控制和抗震设计。
设计完门式刚架的结构后，还需要进行连接设计。
门式刚架的连接方式一般有焊接、螺栓连接等。
其中，螺栓连接是连接主要构件的常用方式。
在进行连接设计时，需要考虑连接形式、螺栓的规格和数量、连接点的受力情况等。
螺栓的规格和数量要根据构件的受力情况进行计算和选择，确保连接的安全可靠。
最后，对门式刚架进行初步设计后，还需要进行结构的检验和优化。
通过有限元分析等方法，对门式刚架在不同荷载下的受力状态进行模拟和分析，获取更准确的受力和变形情况。
根据分析结果，对门式刚架的设计进行修正和优化，提高结构的安全性和可靠性。
综上所述，YJK门式刚架的设计涉及多个方面，包括结构分析、计算、连接设计和优化。
在进行设计时，需要明确设计目标和要求，合理选择荷载系数和荷载作用方式，考虑整体稳定性和变形情况，进行连接设计和优化。
门式刚架结构设计_例题
门式刚架结构设计1 设计资料单跨双坡门式刚架轻钢厂房长度60m ，柱距6m ，刚架跨度24m ，屋面坡度为1：10。
刚架柱在柱高一半处设有侧向支撑。
屋面采用双层压型钢板复合保温板，屋面檩条间距为3m，在每根檩条位置处都有隅撑与梁下翼缘相连。
柱脚采用铰接柱脚。
梁柱节点连接采用高强度螺栓连接(摩擦型)，材质采用Q235B。
截面：梁为焊接等截面梁:H ‐600×300×8×12 翼缘为轧制边柱为焊接工字形截面(变截面) H ‐(600‐300)×300×8×12 翼缘为轧制边 荷载条件(标准值)：雪荷载：0.402m kN 基本风压：0.652m kN 积灰荷载：0.32m kN 屋面活荷载：0.502m kN双层压型钢板复合保温板：0.202m kN 檩条及支撑重：0.152m kN轻质墙面(包括墙骨架等)：0.202m kN 。
图1 刚架简图2 荷载计算(1) 恒载刚架梁：双层压型钢板复合保温板：0.20×6=1.2 m kN檩条及支撑重：0.15×6=0.9 m kN梁自重： 0.92m kN合计：刚架梁上荷载：3.02 m kN柱：轻质墙面(包括墙骨架等)：0.20×6=1.2 m kN自重(取柱中间截面计算)：0.828m kN合计：2.028 m kN(2) 活荷载屋面活荷载标准值为0.502m kN ，刚架受荷面积为24×6=1442m ＞602m ，所以屋面活荷载标准值取为0.302m kN (规程3.2.2条) 。
雪荷载为0.402m kN ，计算时取屋面活荷载和雪荷载中的较大值，即取0.402m kN 计算。
屋面活荷载和雪荷载中的较大值：0.4×6=2.4 m kN积灰荷载：0.3×6=1.8 m kN(3) 风荷载风荷载体型系数s μ按《门规》封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用，体系系数图2风荷载体型系数见图2 。
(完整版)YJK门式刚架设计
YJK门式刚架设计用户例题展示：例题：单跨双坡门式刚架1.设计条件刚架跨度30m，柱高6m，柱距6m，屋面坡度1/10，柱网及平面布置见图，刚架形式及几何尺寸见图，屋面及墙面为压型钢板复合板。
檩条及墙梁为薄壁卷边C型钢，檩条间距 1.5m，钢材采用Q345钢。
2.荷载（1）永久荷载标准值(水平投影)屋面板及保温屋0.35 KN/m2檩条、拉条、支撑等0.05 KN/m2悬挂设备及照明灯0.10 KN/m2合计0.5KN/m2;（2）可变荷载标准值屋面活荷0.5KN/m2（3）风荷载标准值基本风压值0.5KN/m2;地面粗糙度系数按B类取值；风荷载高度变化系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定采用。
当高度小雨10m时按10m高度处的数值采用，??2= 1.0；风荷载体型系数按荷载规范表8.3.1取用。
3.构件设计（1）门式刚柱、门式刚梁根据门规宽厚比、高厚比要求选用截面分别为：变截面柱H600~400x300x8x12,门式刚梁分成三段截面分别为：变截面H600~400x300x8x12,等截面H400x300x8x12, 变截面H400~600x300x8x12;（2）压型钢板厚度0.6mm。
（3）檩条选用C型薄壁卷边槽钢，檩条间距 1.5m，（4）屋面支撑系统：水平交叉支撑采用?16圆钢；（5）边跨及屋脊系杆采用圆钢管?200×180；（6）柱间交叉支撑采用角钢L80x6；（7）抗风柱截面为H400x250x8x10.一：建模型采用普通建模方式1：布置网格2：布置门式刚柱、门式刚梁（1）变截面边柱要根据柱外皮位置来定义垂直边（2）由于工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮，可以填写偏轴偏心来实现，并在支撑布置以及边跨系杆布置时也要考虑偏心；也可以不考虑柱偏心避免建模的繁琐，使两边跨轴线向屋脊线各移动H（小头）/2，轴线跨度减小400即可。
如下轴线网格：3：布置柱间支撑及抗风柱4：布置屋面系杆、交叉支撑5：点高找坡使用三点点高时首先要选择三点来确定一个面，然后选择在这个面上的构件。
第03讲-门式刚架结构设计
同济大学建筑工程系 2015《建筑钢结构设计》
1.4 结构形式
(a)单跨刚架
（b）双跨刚架
（c）多跨刚架
(d)带挑檐架
（e）带毗屋刚架
（f）单坡刚架
同济大学建筑工程系
2015《建筑钢结构设计》
1.5 温度区段
《门刚规范》第4.3.1条 纵向温度区段不大于300m； 横向温度区段不大于150m； 有计算依据时可适当加大； 《普钢规范》第8.1.5条
同济大学建筑工程系
2015《建筑钢结构设计》
2.4 吊车荷载
《荷载规范》第5.1节 （1）竖向荷载；最大轮压Pmax （2）纵向水平刹车力；10%×Pmax （3）横向水平刹车力； 起重量≤10T：12%×(G+Q) 起重量 > 10T：10%×(G+Q) 总横向水平力平均分布到各轮上。 其中G为小车重量；Q为额定起重量。
(2) 柱距：应综合考虑使用要求、刚架跨度、荷载条件等因 素，宜取6m、7.5m、9m。超过10m时，用钢量显著增加， 一般需要设置托架或托梁。 (3) 高度：由使用要求确定，常为4.5~9m；
注意：当有桥式吊车时，高度不宜大于12m。 (4) 挑檐长度：根据使用要 中 正 号 (压 力 )表 示 风 力 由 外 朝 向 表 面 ， 负 号 (吸 力 )表 示 风 力 自 表 面 向 外 离 开 ， 下 同 ；
同济大学建筑工程系 (a)
( b ) 2015《建筑钢结构设计》
2.6 风荷载
比较1：《门刚规程》与《荷载规范》的体型系数比较
《门刚规程》
同济大学建筑工程系
2015《建筑钢结构设计》
2.2 活荷载
《门刚规程》第3.2.2条
(1) 当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载标准 值（按水平投影面积计算）应般取 0.5 kN/m2
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3）柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内，形成抵抗 纵向荷载的支撑桁架； （4）屋面交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计，非交叉支撑中 的受压杆件及刚性系杆应按压杆设计； （5）刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足对压弯构件的 刚度和承载力要求； （6）屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上翼缘处； （7）交叉支撑可采用圆钢，按拉杆设计； （8）屋面横向水平支撑内力，应根据纵向风荷载按支承于柱 顶的水平桁架计算，对于交叉支撑可不计压杆的受力。
一、门式刚架特点及适用范围 （一）结构特点 （1）刚架梁、柱采用轻型H型钢（等截面或变截面）组成； （2）刚架梁与柱刚接，柱脚与基础宜采用铰接；当设有桥式 吊车、檐口标高较高或对刚度要求较高时，柱脚和基础可 采用刚接； （3）构件单元可根据运输条件划分，单元之间在现场用螺栓 连接，安装方便快捷，土建工作量小。 （4）在非地震区可采用张紧的圆钢作为支撑； （5）用C形、Z形薄壁型钢做檩条、墙梁，以彩钢板或夹芯板 做屋面、墙面。
（6）对于交叉支撑可不计压杆的受力。当同一柱列设有多 道柱间支撑时，纵向力在支撑间可按均匀分布考虑； （7）在每一伸缩缝区段，沿每一纵向柱列均应设置柱间垂 直支撑。
柱间支撑布置
2．屋面水平支撑
（1）屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开 间； （2）在刚架转折处（柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系 杆；
屋檐斜拉条 屋面直拉条 刚架梁 通长刚性系杆 屋脊斜拉条 刚性系杆 通长刚性系杆 屋面檩条 屋面水平支撑
墙面斜拉条
山墙檩条 山墙抗风柱 墙面直拉条 柱间支撑 窗边立柱 门洞立柱 山墙角柱
刚架柱
门式刚架结构示意
厂房外立面
厂房内部
（二）适用范围 跨度9～36m、柱距6m～9m、柱高4.5～12m、设有吊车 起重量较小的单层工业房屋或公共建筑（潮湿、车站候车 室、码头建筑等）。目前国内单跨刚架的跨度已达到72m。 （三）优点 和屋架结构相比，整个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，减小建筑体积， 在建筑造型上也较简洁美观。
屋架上弦
第二节 檩条设计
檩托 檩条 檩托 檩条
屋架上弦
一、檩条布置和连接 （一）截面形式 檩条一般设计成单跨简支构件，有实腹式和桁架式两大 类，实腹式檩条也可以设计成连续构件。
（a） （b） （c）
（d） （e） （f）
实腹式檩条
桁架式檩条
（二）布置和连接
（1）檩条承受弯曲和扭转的共同作用； （2）C形和Z形檩条，宜将上翼缘肢尖（或卷边）朝向屋脊方 向； （3）屋脊檩条应采用双檩条方案，并应在高度1/3处用圆钢 或钢管相互拉结； （4）檩条跨度由主刚架柱距决定； （5）檩条间距应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、天沟、 屋面材料、檩条规格等因素，一般应等间距布置，但在屋脊 和檐口处，为便于屋脊盖板和天沟收边，檩条布置应做局部 调整。
屋架结构
二、结构形式与布置 (一) 结构形式与布置 1 结构形式：分为单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和 带毗屋的刚架等形式。
（a）单跨刚架
（b）双跨刚架
（c）多跨刚架
（d）带挑檐刚架
（e）带毗屋刚架
（f）单坡刚架
2．门式刚架的尺寸 跨度：横向刚架柱轴线间的距离； 高度：地坪至柱轴线与横梁轴线交点的高度，根据使用要 求的室内净高确定。无吊车时，高度一般为4.5～9m；有吊车 时应根据轨顶标高和吊车净空要求确定，一般为9～12m。 柱距：宜为6m，通常介于4.5～9m之间。 檐口高度：地坪至房屋外侧檩条上缘的高度； 最大高度：地坪至房屋顶部檩条上缘的高度； 房屋宽度：房屋侧墙墙梁外皮之间的距离；
第七章 轻型门式刚架结构设计
本章内容
• 第一节 结构形式和布置
• 第二节 檩条设计
• 第三节 结构设计
• 第四节 围护结构
• 第五节 设计实例
学习目标
了解轻型门式刚架的特点、应用现状和发展前景，熟悉门式刚架的 结构体系、维护结构及设计方法。
学习难点
理解轻型钢结构和普通钢结构的区别。
第一节 结构形式和布置
实腹梁钢屋架形式
（2）托梁 当因建筑或工艺要求门式刚架柱被抽除时，应沿纵向柱列 布置托梁以支承已抽位置上的中间榀刚架上的斜梁。托梁一 般采用焊接工字形截面，当屋面荷载偏心产生较大扭矩时， 可采用箱型截面。
托梁的形式和尺寸
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；
柱顶为刚接 120 120 － 柱顶为铰接 150 125 －
热车间和采暖 地区非采暖房屋
露天结构
4．实腹屋面梁和托梁 （1）实腹屋面梁 实腹屋面梁结构体系是在钢筋混凝土结构上用钢梁、檩条 、屋面支撑和屋面板搭建而成。屋面钢梁采用人字钢梁， 按简支梁设计，可根据受力情况分段采用变截面，钢梁对 混凝土柱有推力。
房屋长度：房屋两端山墙墙梁外皮之间的距离；
屋面坡度：宜取1/8～1/20，在雨水较多地区可取较大值。
3．结构布置
（1）温度区段布置
（2）伸缩缝设置
可通过设置双柱，或搭接檩条及吊车梁的螺拴连接处 采用长圆孔进行调节。 温度区段长度
结构情况
采暖和非采暖 地区房屋
纵向温度区段
220 180 120
横向温度区段
3 隅撑布置
为保证刚架梁下翼缘和柱内翼缘的平面外稳定性，可在梁 与檩条或柱与墙梁之间增设隅撑。
隅撑构造 隅撑应按轴心受压构件设计，轴压力按下式计算
Af N 60cos
fy 235
A—— 实腹式横梁被支承翼缘的截面面积；
f—— 实腹式横梁钢材的强度设计值；
fy—— 实腹式横梁钢材的屈服强度；
—— 隅撑与檩条轴线间的夹角。