目录
摘要 (Ⅰ)
Abstract (Ⅱ)
1 建筑设计 (1)
1.1 建筑平面设计 (1)
1.2 建筑立面设计 (4)
1.3 建筑平面设计 (6)
2 结构方案设计说明 (7)
2.1 构件截面尺寸及材料选择 (7)
2.2 结构体系抗震防火要求 (7)
3.荷载统计 (9)
3.1恒荷载统计 (9)
3.2活荷载统计 (9)
3.3整个厂房部分作用的荷载 (12)
4.各种荷载作用下的内力分析 (16)
4.1手算内力标准值 (16)
4.2电算内力标准值 (21)
5.门式刚架计算和选型 (24)
5.1 截面选型 (24)
5.2 刚架梁验算 (27)
5.3 刚架柱验算 (28)
5.4 位移验算 (32)
6.檩条设计和计算 (35)
6.1设计说明 (35)
6.2荷载计算 (35)
6.3内力计算 (36)
6.4截面选型及计算 (37)
7.墙梁设计和计算 (41)
7.1 荷载计算 (41)
7.2内力分析 (42)
7.3 截面选型和验算 (42)
7.4 拉条计算 (49)
8 支撑设计 (50)
8.1屋面横向水平支撑设计 (50)
8.2 柱间支撑设计 (53)
9 屋面板设计和计算 (58)
9.1内力及截面验算 (58)
9.2 强度验算 (61)
9.3 刚度验算 (61)
10 吊车梁的设计 (63)
10.1 吊车梁的设计 (63)
11 节点设计 (71)
11.1 柱脚设计 (71)
11.2 梁柱节点设计 (73)
11.3 牛腿 (79)
11.4 抗风柱的计算 (81)
12基础设计计算 (84)
12.1 基础设计资料 (84)
12.2 基础底面尺寸设计 (84)
13 全文总结 (91)
14 参考文献 (48)
15 致谢 (95)
附录：内力组合计算表 (96)
1 建筑设计
本建筑依据其功能要求设计成单层的单坡双跨刚架承重厂房，适用于《门式刚架轻型房屋钢结构规程》（CECS102）。建筑占地面积为：105m×48m=5040 2
m。平面详细情况见建筑物的平面图。功能布置依据所给出的建筑功能和相关规范要求，进行建筑内部的设计如下：
1.1 建筑平面设计
本厂房平面设计考虑到现在较常用的刚架承重方案，采用轻型门式刚架。考虑柱距的经济性和受理的均匀合理性，所以纵向柱距取7.5m。此外，考虑到抗震设计的一些要求，建筑物应力求规则。因此，本次设计在平面上采用较为简单平面布置。对于建筑物大门的设置，考虑到有重型吊车出入，在左右山墙上采用4.5m×4.5m的推拉门。建筑物纵向墙体考虑到人员及设备的出入方便上，采用3.6m×3.6m的推拉门。屋顶为不上人屋顶，屋顶排水采用有组织外檐沟排水，层顶排水坡度为10%，檐沟内排水坡度为0.002。各详细情况表达见图1-1厂房平面图和图1-2屋顶平面图
图1-1 厂房平面图
图1-2 屋顶平面图
1.2建筑立面设计
考虑到排架结构的优点，柱间尽量多用窗，使窗与柱及窗间墙之间形成了有节奏的虚实对比，显得明快、活泼，同时也得到了良好的采光效果。大门2个，均匀布置。除了在1.5米高处设窗之外，在排架柱上部采用贯通的窗以减轻自重和增加厂房内部通风的功能。悬挂式雨蓬的运用，和大门的设置一同起到了突出主要入口功能，起到了吸引人流导向的作用。建筑立面详图见图1-3
图1-3 正立面图
1.3建筑剖面
建筑剖面从厂房轴线11-12处剖断，剖断处的各详细表达见图1-3
1.3.1建筑做法：
1 屋面做法：II 级防水，不上人，保温隔热，
2 地面做法：01ZJ001，地19，陶瓷地砖地面。总厚135mm.
3 墙面做法：01ZJ001外墙22，涂料外墙面（一），总厚20mm，
4 踢脚做法：01ZJ001，踢22（150高），面砖踢脚（一），总厚30mm，
5 散水做法：01ZJ001，散4，水泥砂浆散水（二），总厚120mm。
5门式刚架的计算和选型
5.1截面选型
5.1.1 构件截面几何参数
梁柱采用国内焊接H 型钢，截面示意图如下图所示：
由于有吊车荷载，为满足刚度要求，柱采用实腹等截面，梁也采用实腹等截面。所选取的截面如下所示：
1斜梁 H 800×350×10×14 Q235
图5-1 梁截面示意图
截面特性： 截面面积 A=175.22cm
截面惯性矩 x I =189717.664cm y I =10010.604cm 截面抗弯系数 x W =4742.943cm y W =572.033cm 截面回转半径 x i =32.912cm y i =7.562cm
2 边柱 H 500×250×8×12 Q235
图5-2 边柱截面示意图
截面特性 截面面积 A=98.082cm
截面惯性矩 x I =42918.814cm y I =3127.034cm 截面抗弯系数 x W =1716.753cm y W =250.163cm 截面回转半径 x i =20.922cm y i =5.652cm
3中柱 H 500×400×8×14 Q235
图5-3 中柱截面示意图
截面特性 截面面积 A=134.082cm
截面惯性矩 x I =64356.094cm y I =12802.034cm 截面抗弯系数 x W =2574.243cm y W =640.103cm 截面回转半径 x i =21.912cm y i =9.772cm
5.1.2 构件宽厚比验算
1梁： 翼缘 b t =17014
=12.1
＜15
腹板
w w h t =(800214)10
-?=77.2
＜
2边柱： 翼缘
b t =12112=10.08
＜ 腹板
w w h t =(500214)8-?=59.5
＜
3中柱： 翼缘
b t =19614=14
＜ 腹板
w w h t =(500214)8-?=59
＜
5.2 刚架梁的验算
1 抗剪验算：
剪力 max V =190.13 kN
平均剪应力 3
0190.131024.6(800214)10
τ?=
=-?? 2/N mm =0.114y f
77.2170w
w
h t =< ∴无需设置横向加劲肋
2 弯剪压共同作用下验算
34.6N kN =- 885.26M kN m =? 190.13V kN =
w λ=
查表得 k τ
=5.34 w λ=
=0.903
∵0.8 1.4w λ<<
'[10.64(0.8)]v w v f f λ=--=[10.64(0.9030.8)]125-?-?=117 2/N mm '(80028)10117903.24d w w v V h t f kN ==-??=
∵ 0.5451.26d V V kN <= ∴ 按公式N e M M ≤ /N e e e e M M NW A =-计算
w x Mh N A W h
σ=±=363
18234.610885.2610386
178175204742.9410400???±=-?? 2/N mm 边缘应力比：max min 178
0.978182σβσ-=
==-
0k =
=23.38
p λ=
=0.519 ρ=1.0
182
772390182178
e c c h h h mm ρ===
?=+ ∴ 受压区全截面有效
e e M W
f ==4742.94×1000×215=1019.7 kN m ?
-6
-8
34.64742.9410/1019.7933.2189717.6610
N e
e e M M NW A kN m ??=-=-=??
3 斜梁平面外整体稳定性验算
斜梁下翼缘受压时，加隅撑作为梁平面外支撑点，梁平面外计算长度取 2.4m ，即
2400y l m m =
3501/
5600y l mm
5.3 刚架柱的验算
5.3.1 边柱的验算
1 抗剪验算： 柱截面最大剪力 max V =80.16 kN
平均应力： 3
080.161021.05(50024)8τ?=
=-?2/N mm =0.114y f 59.5w w
h t =
2 弯剪压共同作用下验算 取二组内力：
① 497.63251.8537.54N kN M kN m V kN = =?= ② 474.43296.7137.54N kN M kN m V kN =
=?=
①
w λ=
查表得 k τ
=5.34 w λ=
=0.696
∵0.8w λ< '2125/v v f f N mm ==
'(50024)8125476d w w v V h t f kN ==-??=
∵ 0.5d V V < ∴ 按公式N e M M ≤ /N e e e e M M NW A =-计算
w x Mh N A W h
σ=±=363
191
497.6310251.85104768998081716.7510500???±=-?? 2/N mm max min 89
0.466191
σβσ-===-
0k =
=
12.71
p λ=
0.519 0.8p λ< ρ=1.0
191
476324.719189
e c c h h h mm ρ===
?=+ ∴ 受压区全截面有效
e e M W
f ==1716.75×1000×215=369.1 kN m ?
3
3497.6310/369.11716.7510282.6251.859808
N e
e e M M NW A kN m kN m ?=-=-??=?>?满
足要求
3 整体稳定验算 0x x l l μ= x l =900 cm
柱截面惯性矩 442918.81c I cm = 梁截面惯性矩 4189717.66R I cm = 中柱长度 2411R l cm =
42918.812411
0.606189717.66900
C R R I l K I H =
=?= 1.5
1(0.10.07) 1.20R c
I K I μ=++= 边柱计算长度 1.29001080x l c m =?=
1080
49.320.92
x x x l i λ=
== 0.860xr ?= 欧拉临界力为 225
'22
3.14 2.061098087451.11.1 1.149.3EX
EA N
kN πλ???===? 01
001'
3
6
22
3
(1)497.6310 1.0251.8510
214/215/497.630.869808(10.86)1716.75107451.1
mx xr e xr e E N M N A W
N N mm f N mm β??+
-???=
+=<=?-???
满足要求
4 刚架柱平面外稳定验算
考虑墙梁与柱连接处有隅撑，故刚架柱的平面外计算长度取3.0m
300
53.15.65
y λ=
= 查表得 0.842y ?= 2
1.07 1.044000
y br λ?=-
= 1.0η=
3
6
22
3
497.6310 1.0251.8510207/215/0.8429808 1.01716.7510tx x
y b x
M N
A W N mm f N mm
β??+???=
+=<=??? 满足要求
5.3.2 中柱的验算
1 抗剪验算： 柱截面最大剪力 max V =110.56 kN
平均应力： 3
0110.561029.3(50028)8τ?=
=-?2/N mm =0.136y f 59.5w w
h t =
2 弯剪压共同作用下验算 取二组内力：
① 701.84174.3444.65N kN M kN m V kN =
=?=
w λ=
查表得 k τ
=5.34 w λ=
=0.696
∵0.8w λ< '2125/v v f f N mm ==
'(50028)8125472d w w v V h t f kN ==-??=
∵ 0.5d V V < ∴ 按公式N e M M ≤ /N e e e e M M NW A =-计算
w x Mh N A W h
σ=±=363
117701.8410174.3410476
12.3134082574.2410500???±=-?? 2/N mm 边缘应力比： max min 13
0.111117σβσ-=
==-
0k =
=
8.64
p λ=
=
=0.533 0.8p λ< ∴
ρ=1.0
117
476428.411713
e c c h h h mm ρ===
?=+ ∴ 受压区全截面有效
e e M W
f ==2574.24×1000×215=553.5 kN m ?
3
3701.8410/553.52574.2410418.8174.3413408
N e
e e M M NW A kN m kN m ?=-=-??=?>?满足
要求
3整体稳定验算 0x x l l μ= x l =1140 cm
柱截面惯性矩 442918.81c I cm = 梁截面惯性矩 4189717.66R I c m =
中柱长度 2411R l cm =
42918.812411
0.478189717.661140
C R R I l K I H =
=?= 1.5
1(0.10.07) 1.04R c
I K I μ=++= 边柱计算长度 1.04
9001242.x l c m =?=
1247
56.921.91
x x x l i λ=
== 0.823xr ?= 欧拉临界力为 225
'223.14 2.0610134087646.71.1 1.156.9
EX
EA N
kN πλ???===? 01
001'
3
6
22
3
(1)701.8410 1.0174.3410
136.9/215/701.840.82313408(10.823)2574.24107646.7
mx xr e xr e E N M N A W
N N mm f N mm β??+
-???=
+=<=?-???
满足要求
4刚架柱平面外稳定验算
考虑墙梁与柱连接处有隅撑，故刚架柱的平面外计算长度取3.0m
300
30.79.77
y λ=
= 查表得 0.933y ?= 2
1.07 1.0544000
y br λ?=-
= 1.0η=
3
6
22
3
701.8410 1.0174.3410
123.8/215/0.93313408 1.02574.2410
tx x
y b x
M N
A W N mm f N mm β??+???=
+=<=??? 满足要求
5.4 位移验算
5.4.1风荷载作用下的位移
因为刚架对称，所以只计算在左风下的变形：
图5-5 刚架在左风荷载下的变形
2V =1.47mm , 4V =1.54 mm
2
V H
=1.47/9000=1/6122<[V]=1/240 满足要求 4
V H
=1.54/9000=1/7418<[V]=1/240 满足要求 5.4.2横梁的竖向挠度
图5-6 刚架在竖向荷载下的变形
屋面恒荷载作用下3V =16mm 屋面活荷载作用下3V =14mm
31514
24000
V L +=
=1/827.6<[V]=1/180 满足要求。
6檩条的设计和计算
6.1设计说明
屋面做法：复合屋面板。屋面坡度0.1，檩条跨度为刚架跨度7.5m ，水平檩条间距0.8m ，均匀设置2道拉条。钢材采用Q235F
图6-1 檩条布置简图
6.2 荷载计算
1 恒载： 屋面板 0.
2 2/kN m 檩条（包括拉条）自重 0.1 /kN m
2 活载： 活载（受荷面积＞602m ） 0.
3 2/kN m 雪荷载 0.5 2/kN m 积灰荷载 0.3 2/kN m
3检修集中荷载（采用等效均步荷载） 1×2/（0.8×7.5）=0.34 2/kN m
4风荷载 受风面积为：7.50.86A =?=
门式钢架厂房设计 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
摘要本设计是轻型钢结构厂房，采用的是轻型门式钢架体系，建筑质量轻，强度高且跨度大，钢结构建筑施工工期较短，相应的降低投资成本,在国内有着较为广泛的应用前景。轻型钢结构屋面荷载较轻，所以杆件截面较小、较薄。它除了具有普通钢结构自重较轻、材质均匀、加工制造简单、应力计算准确可靠、运输安装方便、工业化程度高等特点外，还具有用料较省、取材方便、自重更轻等优点。 本设计主要为结构设计。结构设计部分包括结构选型和布置、荷载计算、吊车梁设计、抗风柱设计、檩条和墙梁设计、门式钢架设计、支撑设计、基础设计、节点设计。各部分都详细演算了主要构件的计算过程。 本次设计图纸部分有：结构设计说明书、厂房平面图、立面剖面、节点详图、刚架施工图、吊车梁施工图、厂房檩条墙梁布置图、支撑布置图、基础平面布置图。 关键词：轻型钢结构厂房；门式刚架；结构设计；门式钢架设计。 Abstract The design for the light steel structure plant, the use of light portal frame system, the construction of light steel structure light weight, high strength, large-span, steel structure construction period short, lower investment costs, economic benefits. In China it has a more extensive application prospects. Light steel structure of the roof load lighter, and thus a smaller cross-section bar, thin. In addition to its ordinary lighter weight steel structures, material uniformity, accurate and reliable stress calculation, simple processing, a high degree of industrialization, transport and other features easy installation, the general also has easy material to be used than the provinces, the advantages of lighter weight . The design specification is structural of the structural design, including program selection, the design of the crane beam, purlin design, of wind-resistant design, corbel design, rigid frame design (hand-counting computer comparison, combination of internal forces), the node design. Chapters detail the main components of calculus calculation. Foundation programs include ground handling, foundation design. Part of the design drawings are as follows: plant floor plan, Node elevation profiles and detailed, Frame
一、设计资料 某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度24m ，长度48m ，柱距6m ，檐口标高11m ，屋面坡度1/10。屋面及墙面板均为彩色钢板，内填充保温层，考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙 梁均采用冷弯薄壁卷边C 型钢，钢材采用Q345钢，2 /310mm N f =，2/180mm N f v =，基础混凝土标号C30，2 /3.14mm N f c =，焊条采用E50型。刚架平面布置图，屋面檩条布置图，柱间支撑布 置草图，钢架计算模型及风荷载体形系数如下图所示。 刚架平面布置图 屋面檩条布置图
柱间支撑布置草图 计算模型及风荷载体形系数 二、荷载计算 2.1 计算模型的选取 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。 2.2 荷载取值计算： （1）屋盖永久荷载标准值 kN m 彩色钢板0.40 2保温层0.60 2 kN m 檩条0.08 2 kN m 钢架梁自重0.15 2 kN m 合计 1.23 2 kN m （2）屋面活载和雪载0.30 2 KN m。 /
（3） 轻质墙面及柱自重标准值 0.50 2 /KN m （4） 风荷载标准值 基本风压：m kN /525.050.005.10=?=ω。根据地面粗糙度类别为B 类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用，z μ=1.0。风荷载体型系数s μ：迎风柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65。 2.3 各部分作用的荷载标准值计算 （1） 屋面荷载： 标 准 值： m kN /42.7cos 1 623.1=? ?θ 柱身恒载： m kN /00.3650.0=? （2） 屋面活载 屋面活载雪载m kN /81.1cos 1 630.0=? ?θ （3） 风荷载 以左吹风为例计算，右吹风同理计算，根据公式0ωμμωs z k =计算，z μ查表m h 10≤，取1.0，s μ取值如图1.2所示。（地面粗糙度B 类）
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： 1 0.489 4.30/cos KN M θ ? ?= 柱身恒载：0.359 3.15/KN M ?=
门式刚架轻钢厂房设计 常见的厂房效果图 “门式刚架轻型房屋钢结构”，其中“门式”，主要有两种形式：双坡、单坡。门式刚架不仅仅只针对轻钢，也包括普钢。轻钢门规仅仅是门式刚架结构中的轻钢部分。 双坡（人字坡） 单坡 “轻钢”，这里有比较具体的限定：“单跨或多跨实腹式门式刚架”、“轻钢屋盖和轻钢外墙”、“起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或没有吊车（当然也可以是单梁吊车）”、“悬挂吊车起重量不超过3t”、“单层”、“跨度一般不宜超过36m”、“高度一般不宜超过12m”、“柱距一般不宜超过9m”。后面三条，一般超过36米就不宜在选用轻钢规范设计了。刚架高度、柱距可根据实际情况选择规范，并不是限定的那么严格。
门式轻钢，多用于生产车间、仓库、厂房钢结构。设计时，首先要确定规范的采用，不能一概而论的所有门式的就都是轻钢。一些大吨位吊车，格构柱等的门式结构为重（普）钢结构，需按《钢结构设计规范》来采用。 简单的轻钢门式厂房结构 上图是最简单的门式轻钢厂房：四连跨，单跨人字坡24米，无吊车，铰接柱脚。 门式轻钢厂房结构体系的构成：主结构、次结构、围护结构、其他附属结构。 ◇主结构：横向主钢架结构中最主要的部分，也是主受力部分，在门刚中为平面结构，面外稳定需要依靠其他系统来辅助达成，在设计时，要充分考虑到钢架的面外稳定问题。刚架主要包括实腹钢梁、钢柱，在轻钢中多用楔形截面，有效利用构件截面特 性。
主刚架 支撑系统支撑系统在整个结构体系中的用钢量并不大，但却是非常重要的。对比主钢架来说，虽然其重要程度不如主钢架，但是因现在的设计均为计算机辅助设计，主钢架的计算可以利用设计软件非常准确的计算求得，但支撑系统的布置，截面选择等却需要有一定的人为因素参与，所以其显得更为重要。并且支撑系统承担着整个结构纵向传力及整体稳定的重要作用。以后在其他结构体系特别是空间结构设计中，在选型的最前期，就该有整个体系的稳定概念，这样才能从大方向上把握住整个结构的安全性和选型的合理性。门刚支撑系统包含屋面横向支撑、柱间支撑、系杆等。注意在屋脊及柱顶 位置的系杆一般均需通长设置。
《钢结构设计》课程设计指导书 （门式刚架） 土木工程与建筑学院 《钢结构设计》课程设计指导书 绪言课程设计目的要求 课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过《钢结构设计》课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 《钢结构设计》课程设计题目 一、设计题目 某24m跨度厂房的门式刚架设计，刚架柱、梁均采用等截面（或变截面）。 二、设计任务 1、选择钢屋架的材料； 2、柱网及屋面结构布置（包括支撑体系布置）； 3、门式刚架选型； 4、确定门式刚架梁、柱截面形式，并初估截面尺寸； 5、钢屋盖及支撑的布置； 6、钢屋架的结构设计； 7、绘制门式刚架施工图及材料表。 三、设计资料 建造于某市的轻工厂房，建筑面积1500m2厂房平面及剖面如图所示，据生产要求无吊车，屋面采用0.6mm厚镀锌压型彩涂板，刚架柱、梁均采用等截面（或变截面），柱梁节点处为构造加腋（视为刚接，计算时可不考虑加腋之影响），柱与基础为铰接，拟在刚架平面外设柱间支撑及檩条端部隅撑，在a,b点分别提供柱梁的侧向支撑点，设计时考虑积灰荷载0.4kN/m2，该地区的基本雪压为0.5kN/m2, 基本风压为0.5kN/m2，轻质屋面，屋面活荷载取0.4kN/m2。檩条及支撑重0.2kN/m2，刚架斜梁自重0.2kN/m2；轻质墙面及柱自重（包括柱、墙骨架）0.7kN/m2。 刚架简图及其风荷载体型系数 （a）平面图（b）刚架简图（c）刚架风荷载体型系数 门式刚架设计计算 一、材料选择 刚架结构中所采用的钢材应符合国标要求，一般采用Q235钢或Q345钢，Q345钢多用于刚架斜梁与柱，但当构件是以变形控制时应慎用。焊条可选用E43型，手工焊。 二、结构平面布置 结构平面布置主要是确定刚架的柱网布置。柱网布置首先应满足工艺要求，面积大的厂房考虑温度区段的控制，依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》规定：“纵向温度区段不大于300m；横向温度区段不大于150m；当有计算依据时温度区段可适当加大”。 门式刚架的柱距的选择应依据屋面的受载情况与功能要求综合确定，并应满足工艺要求，一般宜采用6-9m的柱距。柱距的选择合理与否直接影响结构单位面积的耗钢量，经济柱距的
一.分析种类： 结构力学静力分析 二.基本理论： 结构矩阵分析是结构力学的一种分析方法。结构矩阵分析方法认为：结构整体可以看作是由有限个力学小单元相互连接而组成的集合体，每个单元的力学性能可以比作建筑物中的砖瓦，装配在一起就提供整体结构的力学特性。 有限元法的基本思想是： 1. 假想把连续系统分割成数目有限的单元，单元只在数目有限的节点相连。在节点引进等效载荷，代替实际作用与系统的外载荷 2. 对每个单元由分块近似的思想，按一定的规则建立求解未知量与节点相互作用之间的关系 3. 把所有单元的这种特性关系按一定条件集合起来，引入边界条件，构成一组以节点变量为未知量的代数方程组，求解就得到有限个节点处的待求变量 所以，有限元法实质上是把具有无限个自由度的联系系统，理想化为只有有限个自由度的单元集合体，使问题转化为适合于数值求解的结构型问题 静力分析用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。静力分析包括线性和非线性分析。而非线性分析涉及塑性，应力刚化，大变形，大应变，超弹性，接触面和蠕变。本次分析为结构线性静力分析 静力分析计算在固定不变的载荷作用下结构的效应，它不考虑惯性和阻尼的影响，如结构受随时间变化载荷的情况。可是，静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的影响（如重力和离心力），以及那些可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷。 静力分析用于计算由那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移，应力，应变和力。固定不变的载荷和响应是一种假定；即假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢。静力分析所施加的载荷包括： l. 外部施加的作用力和压力 2. 稳态的惯性力（如中力和离心力） 3. 位移载荷 4. 温度载荷 线性静力分析的求解步骤 1．建模 2．施加载荷和边界条件，求解 3．结果评价和分析 三.有限元方法及软件： 利用位移函数—虚功原理推导梁单元的有限元计算公式 第一步：写出单元位移、节点力向量 应用软件ANSYS10.0 在ANSYS产品家族中有七种结构分析的类型。结构分析中计算得出的基本未知量（节点自由度）是位移，其他的一些未知量，如应变，应力，和反力可通过节点位移导出。本次分析静力分析（Stastic） 四.实例：门式钢架的受力分析 4.1 问题描述： 门式钢架受到均布载荷q=200N/m作用，其柱高5m，横梁长10m,柱和梁均采用刚梁制作，杨氏模量E=2.1e5MPa,泊松比u=0.3，且已知柱与梁的横截面积形式均为工字梁，其中柱的参数为W1=0.2、W2=0.2、W3=0.4、t1=0.02、t2=0.02、t3=0.01，梁的参数为柱的参数的1.565倍 要求：求在均布载荷q作用下门式钢架的剪力、最大弯距、最大转角，绘制弯距图以及剪力图。 示意图：
某32t吊车门式刚架轻钢厂房的结构设计 作者：彭继芳 来源：《现代装饰·理论》2012年第07期 摘要：本文重点介绍了某管桩有限公司带32t吊车门式刚架轻钢厂房的刚架和吊车梁的设计，屋面和柱间支撑的设计，檩条及和墙梁的设计。同时对本工程设计中几个主要问题的处理，也进行了较详细的讨论和介绍，可供同类工程设计时参考。 关键词：门式刚架；抗风柱；吊车梁隅撑；水平撑杆；拉条 一工程概况 某管桩公司生产车间位于河北，厂房长度为6×23=138m，宽度为24+21=45m，屋面坡度为8%，双屋脊，建筑面积为6400m2，其中：24m跨有32/5t桥式吊车一台，20t/5t桥式吊车二台， 21m跨有10t桥式吊车一台， 5t单梁桥式吊车一台（以上吊车工作级别均为A5），牛腿标高6.900，柱顶标高11.500，屋面为角驰Ⅱ暗扣式单层压型钢板+75厚吸音保温棉+不锈钢丝网，墙面为单层压型钢板。 本工程建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为50年，屋面活荷载对于刚架构件，其受荷水平投影面积大于60m2，取为0.3 kN/m2，雪荷载为0.45 kN/m2，故取较大值为0.45 kN/m2；屋面活荷载对于檁条，屋面板等局部构件取值则为0.5kN/m2；基本风压为0.45 kN/m2，地面粗糙度类别为B类；抗震设防烈度为6度。刚架构件材质采用Q345B；吊车梁因其工作较频繁，需要进行疲劳验算，而最低日平均温度为-6℃，要求所选钢材应具有0℃冲击韧性的合格保证，故吊车梁材质采用Q345C，其它檩条，墙梁，支撑材质采用Q235B。计算软件采用PKPM的STS软件。 二刚架和吊车梁的设计 考虑制作安装简便，刚架柱，梁均采用实腹式焊接H型钢，门式刚架用STS软件进行分析计算时，对屋面活荷载考虑其各跨的不利布置，对吊车的竖向及水平荷载，当参于组合的吊车台数为2台时，对其进行折减，折减系数取为0.9。由于桥式吊车起重量为32t，已超出《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》（下称轻钢规范）的适用范围，故刚架柱采用《钢结构设计规范》（下称钢结构规范）验算，由于吊车梁可作为柱子的侧向支承点，故下柱平面外计算长度取为7.5m即基础面至牛腿面的长度，上柱平面外计算长度取为4.6，即牛腿面至柱顶的长度；而对于屋面变截面梁，由于钢结构规范只能用等效截面来验算，会存在一定误差，所以屋面变截面梁的强度和稳定仍按轻钢规范来验算，其平面外计算长度取为两屋面隅撑之间的距离，对于屋面变截面梁的挠度则按钢结构规范从严控制。
学号2011021111 《钢结构设计》课程设计 哈尔滨市某雪糕厂轻型门式刚架设计 院（系）名称：航天与建筑工程学院 专业名称：土木工程 学生姓名：韩学彬 指导教师：张建华副教授
2014年6月
1. 设计资料 (1) 2.荷载计算 (2) 1）荷载取值计算 (2) 2）各部分作用的荷载标准值计算 (3) 3.内力分析 (4) 1）在恒荷载作用下 (4) 2）在活荷载作用下 (6) 3）在风荷载作用下 (8) 4.内力组合 (15) 5.刚架设计 (17) 5.1 截面设计 (17) 5.2 构件验算 (17) （1）验算刚架柱在风荷载作用下的侧移 (17) （2）构件宽厚比验算 (17) （3）刚架梁的验算 (18) （4）刚架柱的验算 (20) 5.3 节点验算 (23) （1）梁柱连接节点： (23) （2）横梁跨中节点 (25)
（3）柱脚设计 (27) 6.其他构件设计 (28) 6.1 檩条的设计 (28) （1）荷载及内力： (28) （2）截面选择及截面特性 (29) （3）强度验算： (31) （4）挠度验算： (31) （5）构造要求： (32) 6.2 隅撑的设计 (32) 6.3墙梁的设计 (32) （1）荷载计算 (33) （2）内力计算 (33) （3）强度计算 (33) （4）挠度计算 (34) 参考文献 (34)
1. 设计资料 哈尔滨市某雪糕厂房，采纳单跨双坡门式刚架，刚架跨度27m，柱距6m，柱高6m，屋面坡度1/10，地震设防烈度为6度。刚架平面布置如下图（a）所示，刚架形式及几何尺寸如下图（b）所示。屋面及墙面板均为彩色压型钢板，内填充以保温玻璃棉板，考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采纳冷弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5米，钢材采纳Q345钢，焊条采纳E43型。 （a）钢架平面布置图
轻型门式刚架 ——计算原理 和设计实例 <9> 来源：https://www.doczj.com/doc/1517062797.html, 发布时间：06-06 编辑：段文雁
二、设计实例一 1 设计资料 门式刚架车间柱网布置：长度60m；柱距6m；跨度18m。 刚架檐高：6m；屋面坡度1：10；屋面材料：夹心板；墙面材料：夹心板；天沟：钢板天沟；基础混凝土标号为C25，fc=12.5 N/mm2；材质选用：Q235-B f=215 N/mm2 f=125 N/mm2。 2 荷载取值 静载：为0.2 kN/m2；活载：0.5 kN/m2 ；雪载：0.2 kN/m2；风载：基本风压W0=0.55 kN/m2，地面粗糙度B类，风载体型系数如下图： 图3-41 风载体型系数示意图 3 荷载组合 (1). 1.2 恒载+ 1.4 活载 (2). 1.0 恒载+ 1.4 风载 (3). 1.2 恒载+ 1.4 活载+ 1.4×0.6 风载 (4). 1.2 恒载+1.4×0.7 活载+ 1.4 风载 4 内力计算 （1）计算模型 图3-42 计算模型示意图 （2）工况荷载取用 恒载活载 左风右风 图3-43 刚架上的恒载、活载、风载示意图 各单元信息如下表：
表3-5 单元信息表 单元号截面名称长度(mm) 面积(mm2) 绕2轴惯性矩(x104mm4) 绕3轴惯性矩(x104mm4) 1 Z250~450x160x8x10 5700 54407040 973974 599822728 2 L450x180x8x10 9045 7040 974 22728 3 L450x180x8x10 9045 7040 97 4 22728 表中：面积和惯性矩的上下行分别指小头和大头的值 图3-44 梁柱截面示意简图 （3）计算结果 刚架梁柱的M、N、Q见下图所示： 图3-45 恒载作用时的刚架M、N、Q图 图3-46 活载作用时的刚架M、N、Q图 图3-47 （左风）风载作用时的刚架M、N、Q图 选取荷载效应组合：（1.20 恒载+ 1.40 活载）情况下的构件内力值进行验算。组合内力数值如下表所示： 表3-6 组合内力表 单元号小节点轴力N(kN) 小节点剪力Q2(kN) 小节点弯距M(kN.m) 大节点轴力N(kN) 大节点剪力Q2(kN) 大节点弯距M(kN.m) 1 -67.97 23.16 0.00 -56.89 -23.16 132.03 2 -28.71 -54.30 -132.0 3 -23.05 -2.30 -103.14 3 -23.05 -2.30 103.1 4 -28.71 -54.30 132.03 4 -56.89 -23.16 -132.03 -67.97 23.16 0.00 5构件截面验算
耀达投资有限公司盐亭耀达工业园 1、2、3#机加工车间厂房工程 门式钢结构 厂房专项方 案
四川华企建设工程有限公司
门式钢结构厂房专项施工方案第一节工程概况本工程为绵阳耀达投资有限公司耀达工业园一、二、三号机 加工车间。位于绵阳市盐亭县境内。该工程重要性结构安全等级二级；抗震设防烈度为8度；设计分组为第二组；设计使用年限50 年；设计基本加速度为0.20g;场地土类别为二类。耐火等级为二级。该机加工车间下结构为现浇钢筋混凝土独立基础，上部结构为门式钢架。设计总长度78.48米，宽度为36.48米，设计最高高度为8.80米， 1、2#厂房土0 . 0 0相当于绝对标高389.90米,3#厂房土0.00相当于绝对标高390.50米,设计最大跨距为18.00。基础设计深埋设深度为1.80 米，以粉质粘土层为地基持力层，地基承载力特征值fak > 145KPa, 超挖、超深部分采用基础短柱增高来调整柱顶达到设计标高，基础及短柱砼强度为C25,垫层C10。本工程除主钢架及屋面檩条采用Q345-B钢外，其余均采用Q235-B钢。手工焊时，Q235刚材或Q235 与Q345之间焊接采用 E4301~E4312系列焊条，Q345钢材之间焊接采用E5003~E5016系列焊条，自动焊，焊丝采用H08A。所使用的普通螺栓为C 级，螺栓、螺帽和垫片采用Q235 钢。高强螺栓为10.9 级，摩擦型高强螺栓，摩擦系数不小于 0.45 。为了保证该工程的钢结构制作安装符合设计和施工规范要求，特编制本方案。 第二节工程特点 （1）工期紧本工程钢结构施工工期较紧张，所以必须合理安排各阶段的工 作 时间及相互交接时间，且明确各工序的最迟交接时间，以保证工程如期完工。 （2）构件品种多
第二章轻型门式钢刚架设计的差不多理论 第一节结构布置和材料选用 一、结构组成 轻型门式钢刚架的结构体系包括以下组成部分： （1）主结构：横向刚架（包括中部和端部刚架）、楼面梁、托梁、支撑体系等； （2）次结构：屋面檩条和墙面檩条等； （3）围护结构：屋面板和墙板； （4）辅助结构：楼梯、平台、扶栏等； （5）基础。 图2-1给出了轻型门式钢刚架组成的图示讲明。 图2-1 轻型钢结构的组成
平面门式刚架和支撑体系再加上托梁、楼面梁等组成了轻型钢结构的要紧受力骨架，即主结构体系。屋面檩条和墙面檩条既是围护材料的支承结构，又为主结构梁柱提供了部分侧向支撑作用，构成了轻型钢建筑的次结构。屋面板和墙面板起整个结构的围护和封闭作用，由于蒙皮效应事实上也增加了轻型钢建筑的整体刚度。 外部荷载直接作用在围护结构上。其中，竖向和横向荷载通过次结构传递到主结构的横向门式刚架上，依靠门式刚架的自身刚度抵抗外部作用。纵向风荷载通过屋面和墙面支撑传递到基础上。 二、结构布置 轻型门式钢刚架的跨度和柱距要紧依照工艺和建筑要求确定。结构布置要考虑的要紧问题是温度区间的确定和支撑体系的布置。 考虑到温度效应，轻型钢结构建筑的纵向温度区段长度不应大于300m，横向温度区段不应大于150m。当建筑尺寸超过时，应设置温度伸缩缝。温度伸缩缝可通过设置双柱，或设置次结构
及檩条的可调节构造来实现。 支撑布置的目的是使每个温度区段或分期建设的区段建筑能构成稳定的空间结构骨架。布置的要紧原则如下：（1）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。支撑桁架的直杆和单斜杆应采纳刚性系杆，交叉斜杆可采纳柔性构件。刚性系杆是指圆管、H型截面、Z或C型冷弯薄壁截面等，柔性构件是指圆钢、拉索等只受拉截面。柔性拉杆必须施加预紧力以抵消其自重作用引起的下垂； （2）支撑的间距一般为30m-40m，不应大于60m； （3）支撑可布置在温度区间的第一个或第二个开间，当布置在第二个开间时，第一开间的相应位置应设置刚性系杆； （4） 45的支撑斜杆能最有效地传递水平荷载，当柱子较高导致单层支撑构件角度过大时应考虑设置双层柱间支撑； （5）刚架柱顶、屋脊等转折处应设置刚性系杆。结构纵向于支撑桁架节点处应设置通长的刚性系杆； （6）轻钢结构的刚性系杆可由相应位置处的檩条兼作，刚度或承载力不足时设置附加系杆。 除了结构设计中必须正确设置支撑体系以确保其整体稳定性之外，还必须注意结构安装过程中的整体稳定性。安装时应该
单层门式刚架结构工业厂房施工方案 技术总结 第一节钢结构制作施工方案 一、施工准备 1) 技术准备 a. 组织专业技术人员熟悉图纸,进行图纸会审,使施工人员更了解图纸及设计意图； b. 采用PKPM空间钢结构设计软件和对结构节点进行优化设计（中国建筑科学 研究院编）； c. 采用其他空间钢结构设计软件和对结构节点进行符合； d. 针对该结构的工艺特点，编制科学、细致、可行的加工、制作工艺流程。组织加 工、制作、安装人员进行技术交底,明确施工技术要点,做到严格按照工艺及安装技术措施施工。 2) 物质准备 a. 编制材料采购计划并提出材料采购的质量要求。材料进场前应首先复核材料质量保证书，主材及辅材质量均应达到国家相关的技术条件方可进行加工制作； b. 保养及检查维修机械设备，使其达到设计要求精度。编制运输车辆及安装机械需用量,根据施工进度及时调往施工现场； c.调动技术、加工、安装人员，编制施工进度计划，使之合理、有效的完成各道工序。 3) 劳动组织准备 a. 根据工程的规模、结构特点及复杂程度，组织调度精兵强将参加制作与安装。特殊工种必须具备相应的资格证书，安装工程成立以项目经理和技术负责为主的项目部具体实施厂房的安装指挥及技术、质量、安全管理体系； b. 对施工人员进行进行技术、质量、安全、防火、文明教育。 二、钢结构制作 1)钢结构制作的工艺流程（见下页）
2）制作工艺路线:样板,样杆及钻模制作→原材料的进厂→材质证明书的检查及外观检验(不合格应返回)→(对于要拼接的钢板需进行:钢板坡口的加工→拼接→焊接检验→放样下料→边缘清理→组装(“H”型钢)→焊接(四个主焊缝)→焊接检验→矫正→外形尺寸检查→铣端面→装端板→划线钻孔→产品制作部分外形最终检验→喷沙除锈(摩擦面处理)→油漆→编号包装 3）样板、样杆及钻模制作:样板,样杆及钻模的切割边均需铣平，样板、钻模的中心线应标出.制作样板、样杆应根据工艺要求预留切割,刨边加工余量。样板、样杆及钻模的极限偏差见表2. 4）原材料的进厂及检验:钢材应附有质量证明书，其质量标准应符合现行标准的各种技术条件并应符合设计图纸的要求，不得使用无质量证明的钢材。钢材由于长期露天堆放,受雨淋和空气的浸蚀,致使钢材表面锈蚀.为确保质量,因此要求钢材表面锈蚀,麻点和划痕的深度不得大于该钢材厚度负公差值的一半,且锈蚀、麻点的深度不得大于0.3mm,划痕的深度不得大于0.5mm. 钢材的表面,边缘和断面上不应有汽泡、结疤、裂纹、夹渣、压入的氧化皮分层等。 5）钢板对接坡口的加工及拼接:由于钢板难以做到定尺供料, 短的必须进行拼接.焊接梁上下翼板接料的位置应位于梁两端1/3长度内，并与腹板接口位置相互错开300mm以上，与加筋错开100mm以上，柱子上翼板的接料位置要避开节点100mm,拼接的接缝应避开孔群。拼接变形应及时用火焰及机械进行校正,校正后的钢板应达到的要求见下表. 注:坡口的加工应以机械加工为主,以火焰切割为辅, 坡口加工之后,按下列要求检查合格后方可进行拼接. a) 坡口处母材无裂纹,重皮及毛刺等缺陷.
门式钢架设计 一、设计资料 某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m ，长度90m ，柱距67.5m ，檐高8m ，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z 型钢，间距为1.5m ，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。基本风压 20.55/O W KN m ，基本雪压 20.2/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24m ，柱距67.5m ，共有1613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。 厂房长度>60m ，因此在厂房第一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，檩条间距为1.5m ；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，因此柱间支撑用分层布置，布置图详见施工图。 刚架平面布置见图 1，刚架形式及几何尺寸见图 2。 图1 刚架平面布置图
图2 刚架形式及几何尺寸 三、荷载的计算 （一）计算模型的选取 取一榀刚架进行分析，柱脚采用刚接，刚架梁和柱采用等截面设计。厂房檐高8m ；屋面坡度为1：10。 （二）荷载取值计算 1．屋盖永久荷载标准值 屋面板 20.30/K N m 刚架斜梁自重（先估算自重） 20.15/KN m 合计 0.45 2/KN m 2．屋面可变荷载标准值 屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50 2/KN m 。
雪荷载：0.22 / KN m 取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.50 2 / KN m，不考虑积灰荷载。 3．轻质墙面自重标准值0.25 2 / KN m 4．风荷载标准值 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。基本风压ω0=0.55 2 / KN m，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，μz=1.0。风荷载体型系数μs：迎风面柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为＋0.55和－0.65(CECS102：2002中间区)。 （三）各部分作用荷载： （1）屋面荷载： 标准值： 1 0.456 2.71/ cos KN M θ ??= 柱身恒载：0.256 1.5/ KN M ?= （2）屋面活载 屋面雪荷载小于屋面活荷载，取活荷载 1 0.506 3.01/ cos KN M θ ??=
门式钢架设计 、设计资料 某厂房为单跨双坡门式刚架，长度150m,檐高H=7.5m,屋面坡度B=1/10,跨度L=15m，柱距S=7.5m。冈寸架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。 屋面材料、墙面材料米用单层彩板。 檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用 E43型。 基本风压W。=0.35 kN /m2，地面粗糙度B类。 二、结构平面柱网及支撑布置 该厂房长度150m，跨度12m，柱距7.5m，共有21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。 厂房长度>60m,因此在厂房第一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，檩条间距为 1.5m;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，因此柱间支撑用分层布置，布置图详见施工图。 三、荷载的计算 （一）计算模型的选取 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：
(二) 荷载取值计算 长度 (m ) 柱距 (m ) 跨度 (m ) 檐高 (m ) 恒载 (kN/m2) 活载 (kN/m2) 基本风压 (kN/m2) 150 7.5 12 7.5 0.6 0.5 0.35 o. 6k )N m 2 0.15kN /m 2 0.75kN / m 11B
0.50kN / m1 2，不考虑积灰荷载。CECS102: 2002附录A的规定计算 基本风压3 0=1.05X 0.45 kN/m2,地面粗糙度类别为B类; 1 .屋盖永久荷载标准值 屋面板 刚架斜梁自重(先估算自重) 合计 2. 屋面可变荷载标准值 屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为 2 3. 轻质墙面及柱自重标准值0.25kN/m 4?风荷载标准值 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》
门式刚架轻钢厂房 设计方案
门式刚架轻钢厂房设计 常见的厂房效果图 ”门式刚架轻型房屋钢结构”,其中”门式”,主要有两种形式:双坡、单坡。门式刚架不但仅只针对轻钢,也包括普钢。轻钢门规仅仅是门式刚架结构中的轻钢部分。 双坡(人字坡) 单坡
”轻钢”,这里有比较具体的限定:”单跨或多跨实腹式门式刚架”、”轻钢屋盖和轻钢外墙”、”起重量不大于20t的 A1~A5工作级别桥式吊车或没有吊车(当然也能够是单梁吊车)”、”悬挂吊车起重量不超过3t”、”单层”、”跨度一般不宜超过36m”、”高度一般不宜超过12m”、”柱距一般不宜超过9m”。后面三条,一般超过36米就不宜在选用轻钢规范设计了。刚架高度、柱距可根据实际情况选择规范,并不是限定的那么 严格。 门式轻钢,多用于生产车间、仓库、厂房钢结构。设计时,首先要确定规范的采用,不能一概而论的所有门式的就都是轻钢。一些大吨位吊车,格构柱等的门式结构为重(普)钢结构,需按<钢结构 设计规范>来采用。
简单的轻钢门式厂房结构 上图是最简单的门式轻钢厂房:四连跨,单跨人字坡24米,无 吊车,铰接柱脚。 门式轻钢厂房结构体系的构成:主结构、次结构、围护结构、 其它附属结构。 ◇主结构:横向主钢架结构中最主要的部分,也是主受力部分,在门刚中为平面结构,面外稳定需要依靠其它系统来辅助达成,在设计时,要充分考虑到钢架的面外稳定问题。刚架主要包括实腹钢梁、钢柱,在轻钢中多用楔形截面,有效利用构件截面特性。 主刚架
支撑系统支撑系统在整个结构体系中的用钢量并不大,但却是非常重要的。对比主钢架来说,虽然其重要程度不如主钢架,可是因现在的设计均为计算机辅助设计,主钢架的计算能够利用设计软件非常准确的计算求得,但支撑系统的布置,截面选择等却需要有一定的人为因素参与,因此其显得更为重要。而且支撑系统承担着整个结构纵向传力及整体稳定的重要作用。以后在其它结构体系特别是空间结构设计中,在选型的最前期,就该有整个体系的稳定概念,这样才能从大方向上把握住整个结构的安全性和选型的合理性。门刚支撑系统包含屋面横向支撑、柱间支撑、系杆等。注意在屋脊及柱顶位置的系杆一般均需通长设置。 支撑系统
关于底框架上门式刚架结构的设计分析 摘要:根据底框架上门式刚架的结构特点，介绍了在实际工程中如何利用PKPM软件对该结构进行设计的过程，并提出该结构的整体设计方法。 关键词: 框架，门式刚架，整体设计，PKPM Abstract: according to the bottom frame the door frame structure characteristics, this paper introduces how to use in a practical project of the structure of software PKPM design process, and puts forward the structure of the whole design method. Keywords: framework, door frame, overall design, PKPM 1工程概况 随着工业经济的快速发展，越来越多的建筑采用下部为框架结构，而顶层为门式刚架轻的结构类型。本工程实例为天津同安实业1#标准厂房，三层结构，下部为两层钢筋混凝土框架结构，柱距6m；顶层为轻型门式刚架结构，钢架跨度24m，焊接工字型钢柱、钢梁，以及压型钢板轻型屋面。 2结构特点及设计计算 该工程结构特点是框架结构和门式刚架结构的结合，下部结构由于功能需要，按钢筋混凝土框架结构进行设计，楼盖的刚度较大，上部结构只承担屋面的荷载，跨度大，荷载轻，为节省材料，按门式刚架的要求进行布置，采用支撑系统来满足结构的整体刚度，并采用压型钢板、檩条等作为屋面系统，屋盖的刚度相对较小。 对于这种结构，既要对下部框架与上部门式刚架的设计区别对待，又要考虑它们之间的相互作用，相互影响，需作为一个整体来分析计算。 2.1三维模型输入 按实际模型，真实地输入设计结构的梁、柱、支撑构件等所有受力构件，建立下部框架以及上部门式刚架的整体模型。除了梁、柱外，支撑构件(柱间支撑、屋面支撑)也需要准确输入，这样整体分析时才能够准确计算结构的刚度，支撑可按照单拉杆件设计，对结构楼面布置信息，下部框架的楼板输入，按框架方式输入，顶层轻型门式刚架屋面，其刚度有刚架梁、屋面支撑系统、檩条、屋面板等共同组成，其平面内的刚度很难准确考虑，可以偏安全地忽略屋面板的刚度，把楼板厚度取为0，不考虑楼板的作用，将节点视为弹性节点，仅考虑刚架梁、屋面支撑系统的作用。 2.2结构设计依据的规范和规程
《房屋钢结构》门式钢架课程设计 姓名：杜修磊 学号：20110380 班级：2011级土木3班 指导教师：张杰 2014年12月
、题目要求 现有一单层门式钢架厂房，布置一台10t中级工作制桥式吊车，单跨双坡，跨长18m 设计参数： 1、建筑物安全等级为三级，设计使用年限为50年； 2、基本风压为0.4kN/m2（50年一遇），B类粗糙度； 3、基本雪压为0.35kN/m2（50年一遇）； 4、屋面恒载为0.3kN/m2，屋面活载为0.5kN/m2； 5、抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第二组，场地类别为II类，抗震设防类别为丙类; 6、基础顶面标高为0.000m。 结构布置形式如图所示：
钢结构设计规范》 （GB 50017-2003）; 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 （CECS 102:2002 ， 2012 年版）; 结果输出 -- 总信息 --- 结构类型 : 门式刚架轻型房屋钢结构 设计规范 : 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》计算 结构重要性系数 : 1.00 节点总数 : 9 柱数 : 4 梁数 : 4 支座约束数 : 2 标准截面总数 : 5 活荷载计算信息 : 考虑活荷载不利布置 风荷载计算信息 : 计算风荷载 钢材 : Q235 梁柱自重计算信息 : 柱梁自重都计算 恒载作用下柱的轴向变形 : 考虑 梁柱自重计算增大系数 : 1.20 基础计算信息 : 不计算基础 梁刚度增大系数 : 1.00 钢结构净截面面积与毛截面面积比 : 0.85 门式刚架梁平面内的整体稳定性 : 按压弯构件验算 钢结构受拉柱容许长细比 : 400 钢结构受压柱容许长细比 : 180 钢梁（恒+活）容许挠跨比 : l / 180 柱顶容许水平位移 /柱高: l / 180 地震作用计算 : 计算水平地震作用 计算振型数： 3 地震烈度： 7.00 场地土类别：n 类 附加重量节点数： 0 设计地震分组：第一组 周期折减系数 :0.80 地震力计算方法：振型分解法 结构阻尼比： 0.050 按 GB50011-2010 地震效应增大系数 1.000 窄行输出全部内容 三、柱强度、稳定、配筋计算 钢柱 1 截面类型=16;布置角度=0;计算长度：Lx= 13.07, Ly=5.50; 长细比：入x=52.1, 入 y=99.2 构件长度 = 5.50; 计算长度系数 : Ux=2.38 Uy=1.00 抗震等级 : 三级 截面参数 : B1=250, B2=250, H=600, Tw=6, T1=10, T2=10 轴压截面分类:X 轴:b 类,Y 轴:c 类 构件钢号： Q235 验算规范 : 门规 CECS102:2002 考虑腹板屈曲后强度，强度计算控制组合号 :123,M=-148.31,N=98.89,M=-74.58,N= -93.62 考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.483 抗剪强度计算控制组合号 :123,V=-43.30 抗剪强度计算应力比 =0.126 平面内稳定计算最大应力对应组合号:77,M=-67.25, N=281.33,M=-127.35,N= 二、输入参数 工程名 : 01 ************ PK11.EXE ***************** 设计主要依据 建筑结构荷载规范》 建筑抗震设计规范》 日期 :12/18/2014 时间 : 20:12:44 (GB 50009-2012); (GB 50011-2010);