门式钢架结构设计详解
钢结构课程设计―门式钢架
2024-01-25
• 课程设计背景与目的 • 门式钢架结构选型与布置 • 荷载分析与计算 • 构件设计与校核 • 结构分析与稳定性评估 • 施工图绘制与预算编制 • 总结与展望
01
课程设计背景与目的
门式钢架结构概述
门式钢架结构定义
受力特点
门式钢架结构是一种由钢制构件组成 的轻型建筑结构，具有跨度大、高度 低、自重轻、施工速度快等特点。
根据荷载的大小、方向和 性质选择合适的结构形式 。
跨度与高度
根据建筑物的跨度、高度 和空间要求选择合适的结 构形式。
地质条件
考虑地质条件对基础设计 的影响，选择适合的地基 类型和基础形式。
典型门式钢架结构形式介绍
单跨门式钢架
适用于跨度较小、荷载较 轻的建筑物，具有构造简 单、造价低廉的优点。
双跨门式钢架
影响。
提高结构稳定性措施研究
优化结构形式
通过优化门式钢架的跨度、高度、支撑方式 等结构形式，提高其整体稳定性。
采用高强度钢材
采用高强度钢材可以提高结构的承载能力和 稳定性。
加强支撑系统
增加支撑数量、提高支撑刚度等措施可以有 效提高结构的稳定性。
控制制造工艺
提高焊接质量、减少残余应力等制造工艺控 制措施可以提高结构的稳定性。
06
施工图绘制与预算编制
施工图绘制规范及注意事项
1 2
遵循国家相关规范标准
在绘制门式钢架施工图时，必须严格遵守国家现 行的钢结构设计规范、建筑制图标准等。
表达清晰、准确
图纸应详细标注各构件的尺寸、规格、材质等信 息，确保施工人员能够准确理解设计意图。
3
考虑施工便捷性
在设计过程中，应充分考虑施工的便捷性，如合 理设置节点、优化连接方式等，以降低施工难度 和提高效率。
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。
门式刚架结构设计浅析
门式刚架结构设计浅析摘要：门式刚架由于钢材的强度高，延性和韧性良好，在构造合适、布置合理的情况下，具有良好的抗震能力。
轻型门式刚架是梁柱采用刚性连接的单层钢结构，其具有结构简单、自重轻、受力合理、施工方便和便于工厂标准化的加工制作等特点，广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。
因此设计时应综合考虑各种影响因素，才能保证厂房的正常使用。
关键词：钢结构；门式刚架；结构设计1 门式刚架结构形式钢架结构系指工业与民用建筑在建筑物主要承重横向排架体系中，柱与横梁或柱与屋架连接节点部分或全部采用刚接连接的一种结构形式。
门式刚架具有多种结构类型，最常见的有单跨、双跨和多跨几种，根据坡脊数的数量来划分，可分为单脊单坡、单脊双坡、多脊多坡。
屋面坡度宜取1/8～1/20。
单脊双坡多跨刚架，在没有支柱设计的房屋建筑中比较常见，如果刚架柱高度有限且负荷要求不高时，中柱宜采用两端铰接的摇摆柱方案。
门式刚架结构中，其柱脚一般常用铰接设计，当用于工业厂房且有5t以上桥式吊车时，可将柱脚设计成刚接。
2 结构布置2.1 柱网布置柱网布置要满足建筑要求，应考虑与采光、通风和外围结构形式等相协调。
工业厂房要满足工艺要求，柱的布置应与车间内的设备（机械、工业炉、起重及运输设备等）相协调，要适应厂房扩建和工艺设备更新的要求。
为保证厂房的横向刚度，有利于吊车运行，便于设计计算，尽量布置在一条横向轴线上。
为便于制造、安装、应尽量采用统一柱距，以减少结构构件的种类。
门式刚架的单跨跨度宜为12m~48m，如果边柱宽度不均等，要向外侧对齐。
门式刚架之间的距离也要根据钢架跨度、负荷大小来合理确定，通常有三种距离可选择：即6m、7.5m、9m。
2.2 支撑的布置就整体而言，支撑的主要作用是：保证结构构件的稳定与正常工作；增强结构的整体稳定性和空间刚度；把纵向风荷载、吊车纵向水平荷载及水平地震作用等传递到主要承重构件；保证在施工安装阶段结构构件的稳定。
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。
门式刚架钢结构设计要点
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。
由于工期短、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。
格构柱门式钢架的设计要点浅谈
格构柱门式钢架的设计要点浅谈摘要：格构柱门式刚架结构是利用格构柱替换普通等截面柱的一种门式刚架。
本文的讨论基于该结构形式在一个跨度为21m，吊车为Q=25/5t 重级工作制（A6）结构中的工程应用。
作为一种以平面受力为主的结构形式，文中阐述了其结构布置和设计的一般原则和要点。
关键词：格构柱肩梁柱间支撑门式钢架吊车梁1结构体系的衍生随着房屋建筑行业的发展，门式刚架轻型房屋结构的发展越来越迅速，并逐渐在技术领域有所突破。
门式刚架结构由其横梁和柱刚结而协调工作，使得横梁的跨中弯矩和挠度大幅下降，因而其跨越能力较简支梁大大增加。
但是目前门式刚架基本采用以H型钢为主的实腹式构件，刚架抗弯刚度较小，因而制约了其跨越能力的进步提高。
由于格构柱属于压弯构件，多用于厂房框架柱和独立柱，优点在于能节约材料，抗压弯刚度大。
如果将H型钢实腹柱换成格构柱，其跨越能力和承受吊车荷载的能力将大幅提高。
本文主要结合格构柱门式刚架结构在一实际工程中的应用，对其结构合理布置、设计原则和要点进行分析，并提出了一些结论。
从实际工程应用的效果看，该结构体系受力性能良好，不仅满足建筑设计的要求，而且技术经济指标较低，值得推广。
2. 工程应用背景本期工程为珠拉金矿已废弃石再回收贵金属工程的其中一个子项，子项名称为汽车维修车间。
根据建筑和工艺的要求，主体结构纵向轴线距离长93m，其中第四跨跨度为9m，其余跨度全为12m。
跨度方向最大轴线距离为21m，内部不允许设置支撑柱。
设置吊车Q=25/5t 重级工作制（A6）。
3. 设计的基本原则和要点本工程以格构柱门式刚架作为结构主要受力系统，用于承受竖向荷载和竖向地震作用，同时也作为结构抵抗横向水平地震作用的抗侧力体系。
厂房柱采用上柱为H型钢，下柱为格构柱的阶型柱，梁采用焊接H型变截面，柱脚采用插入式刚接节点。
具体的刚架形式和计算简图见下图。
3.1基础设计本工程基础采用插入式基础。
格构柱柱脚的埋入深度应由计算确定。
第03讲-门式刚架结构设计
《抗震规范》第9.2.5条 单层厂房钢结构：根据围护结构情况，取0.045~0.05
2.6 风荷载
《门钢规程》第3.2.3条、附录A
wk szw0
wk——风荷载标准值（kN/m2）； w0——基本风压，按《建筑结构荷载规范》的规定值乘1.05；
z——风荷载高度变化系数，按《建筑结构荷载规范》规定；
2.6 风荷载
【算例01】柱距6m，檐高6m，跨度20m，上海。
《门刚规程》
《荷载规范》
最大弯矩：Mmax=111.07 kN*m 总剪力Vx：Vx=15.419 kN 总吸力Nz：Nz=57.172 kN
最大弯矩：Mmax=100.8 kN*m 总剪力Vx：Vx=26.680 kN 总吸力Nz：Nz=38.115 kN
当截面全部受压
he12he 5
he2 hehe1
当截面部分受拉
he1 0.4he
he2 0.6he
3.4 腹板的屈曲后强度
(C) 受剪腹板的有效宽度：
(1) 计算板件受剪时 的局部稳定系数
(2) 参数
当 ahw1时， k45.34 (ahw)2 当 ahw1， k5.3 44(ahw)2
w
37
hw k
当高度小于10m时，应按10m高度处的数值采用；
s——风荷载体型系数。
2.6 风荷载
表 1刚架的风荷载体型系数
分
区
建筑
端
区
类型
中间区
1E 2E 3E 4E 5E 6E 1
2
3
4
5
6
封闭式 部分封闭式
＋ 0.50 － 1.40 － 0.80 － 0.70 ＋ 0.90 － 0.30 ＋ 0.25 － 1.00 － 0.65 － 0.55 ＋ 0.65 － 0.15 ＋ 0.10 － 1.80 － 1.20 － 1.10 ＋ 1.00 － 0.20 － 0.15 － 1.40 － 1.05 － 0.95 ＋ 0.75 － 0.05
门式钢架钢结构单层厂房设计讲解
摘要Abstract0.绪论------------------------------------------------- 11.建筑设计--------------------------------------------- 11.1设计条件----------------------------------------------------- 1 1.2建筑平面设计------------------------------------------------- 2 1.3剖面设计-------------------------------------------------------- 3 1.4立面设计-------------------------------------------------------- 4 1.5墙体做法-------------------------------------------------------- 5 1.6吊车及吊车梁---------------------------------------------------- 5 1.7地面做法----------------------------------------------------- 52.结构方案与结构分析------------------------------------ 62.1结构方案与结构体系-------------------------------------------- 6 2.2荷载计算----------------------------------------------------- 7 2.3钢架计算----------------------------------------------------- 103.结构构件设计----------------------------------------- 40 3.1冈寸架柱设计------------------------------------------------- 40 3.2抗风柱设计--------------------------------------------------- 42 3.3吊车梁设计--------------------------------------------------- 43 3.4牛腿设计----------------------------------------------------- 45 3.5檩条设计----------------------------------------------------- 46 3.6墙架设计----------------------------------------------------- 47 3.7基础设计----------------------------------------------------- 47 3.8隅撑设计----------------------------------------------------- 484.技术经济分析----------------------------------------- 48 4.1工程概况----------------------------------------------------- 48 4.2工程特征----------------------------------------------------- 48 4.3价格标准----------------------------------------------------- 49 4.4造价分析----------------------------------------------------- 49参考文献---------------------------------------------- 50鸣谢---------------------------------------------------- 51 本设计工程为邯郸地区一66米双跨钢结构，每跨各设置一10t梁式吊车。