I 刚架轻型房屋钢结构设计
门式刚架为一种传统的结构体系，该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国，经历了近百年的发展，目前已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系。
从人类发展历史看,建筑形式与结构体系的产生与发展总与一定时期的生产和生活水平密切相关,门式刚架轻型房屋钢结构的产生也有着特定的历史背景。
轻型钢结构在国外发展较早,最初是随着汽车工业的发展,主要用于建造私人车库等简易房屋。第二次世界大战期间,由于战争的需要,轻型房屋钢结构主要用于建造一些拆装方便的营房和库房。
门式刚架轻型房屋钢结构最早起源于美国,并且发展最快、应用最广。后来在欧洲、日本和澳大利亚等国也得到了广泛发展和应用。因其构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,此种结构形式一经推出就深受建筑业喜爱。
上世纪20世纪中期,建筑钢材产量大增,钢材的冶炼水平也有了很大突破,色彩丰富、耐久性强的彩色压型钢板随之出现, H型钢和冷弯薄壁型钢相继问世,这些都极大地推动了门式刚架轻型房屋钢结构的发展。加之加工设备的不断改善,设计形式的多样化,使门式刚架轻型房屋钢结构体系逐渐应用于大型工业厂房、商业建筑及公共交通设施等。实现了结构分析、设计、出图的程序化,构件加工的工厂化,安装施工和经营管理的一体化流程。
目前,大部分国外轻钢结构公司都具有自己的门式刚架轻型房屋钢结构系列,由于门式刚架构件的刚度良好,其平面内、外的刚度差别较小,为制作、运输、安装提供了较有利的条件。结构构件可全部在工厂制作,工业化程度高,运输便捷,安装方便快速,土建施工量小,综合经济效益高。在美国、日本等一些钢结构技术比较发达的国家,门式刚架轻型房屋钢结构体系已经作为一种及既经济又快捷的建筑结构体系,以商品的形式对外出售。
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》GB
51022-2015、《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。
建筑结构
门式刚架轻型钢结构设计分析
摘要：门式刚架是轻型房屋钢结构的一种结构形式。门式刚架轻型钢结构设计不同阶段具有各自的特点，设计时应全面把握其
中的主要矛盾，根据结构设计的基本原则，采用合理的技术措施，使结构设计能实现安全、耐久、美观和经济的设计目标。本文以实
际工程为例，采用门式刚架轻型房屋钢结构设计规程，根据设计要求，针对带吊车门式刚架、吊车梁及基础的受力特点、设计方法，
进行结构设计分析，解决了设计中所遇到的问题。供广大同行参考。
关键词：门式刚架轻钢结构门式刚架吊车梁基础
１、工程背景
某某钢铁公司机修车间，其厂房轴线长度为１２０ｍ，共两跨，每跨２４ｍ，柱
距１２ｍ，建筑面积４７０６．６ｎｆ；每跨内设有一台１６ｔ桥式吊车（带驾驶室），中级
工作制，吊车轨顶标高８ｍ。自然条件如下：风荷载：Ｏ．６ｋＮ／ｒｄ，地面粗糙度：
Ｂ类；雪荷载：０．６ｋＮ／ ；屋面活荷载：０．５ｋＮ／￣（受荷面积大于６Ｏ 时主刚
架为０．３ｋＮ／ｒｆ，檩条为０．５ｋＮ／￣；抗震设防烈度：８度（０．２ｇ），第三组，Ⅱ类场
地。
２、设计要求
根据《钢结构设计规范》（ＧＢ５００１７—２００３）及《门式刚架轻型房屋钢结构
技术规程》（ＣＥＣＳ １０２：２００２）门刚规程相关规定：主刚架的挠度限值取其跨度
为１／１８０；风荷载作用下主刚架柱顶水平侧移限值取其计算高度的１／４００；对中
级工作制桥式吊车的吊车梁挠度限值取吊车梁跨度的１／１０００。围护结构参照
《门式刚架轻型房屋钢结构设计规程）（ＣＥＣＳ １０２：２００２），檩条挠度≤Ｌ／１５０，受 压杆件长细比≤１８０，吊车梁以下柱间支撑受压长细比￣＜２２０，吊车梁以下的
柱间支撑受拉长细比≤３００，其他受拉支撑长细比≤４００。
３、结构设计方案
根据上述设计要求并结合本工程的特点选择如下结构方案。
３．１主刚架柱为焊接工字型实腹式单阶柱；粱为焊接工字型实腹式变截
面梁，梁分段节点采用摩擦型高强螺栓连接；粱柱连接采用端板平放式；柱脚
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
