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门式刚架轻型房屋钢结构设计体会

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轻型门式刚架结构设计的几点体会

轻型门式刚架结构设计的几点体会

柱脚主要有铰接与固接两种 , 铰接一般用于不带吊车的厂 房 、 仓库以及柱上端水平位移不大的刚架中 。 对于有吊车以及 檐口高度较高 、 风ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ等其他水平荷载较大的情况下宜用固接 。 固接减小了一部分刚架柱头与梁端的弯矩 , 同时也增加了刚架 的整体刚度 , 有 效 地 降 低 了 柱 头 的 水 平 位 移 , 但 是 也 增 加 了 基 础的造价 。
0. 前言
近几年 , 随着压型钢板和 H 型钢的引进和在我国的 发 展 , 轻型门式 刚 架 结 构 作 为 一 种 经 济 合 理 的 结 构 形 式 被 广 泛 运 用 于仓储 、 厂房等大型基建项目中 。 从经济角度分析 , 这种结构造 价低于其他类型结构 50% 左 右 ; 从 功 能 上 分 析 , 门 式 刚 架 能 带 来较大的 空 间 , 跨 度 从 十 几 米 到 七 十 多 米 , 较 经 济 的 跨 度 ! 36m; 从施工角度分析 , 门式刚架符合建筑工业化生产的要 求 , 施工速度快 , 主要构件在生产线上生产 , 缩短了施工周期 。 1. 常用的刚架形式 门式 刚 架 结 构 形 式 多 样 , 就 其 截 面 形 式 来 分 , 有 实 腹 式 和 格构式等 。 实腹式又分为等截面和变截面两种形式 , 其中等截 面一般用于跨度较小的结构 , 等截面的优点是节省了焊接的费 用 , 但浪费了 材 料 , 所 以 大 跨 度 门 式 刚 架 优 先 采 用 变 截 面 梁 与 柱 , 因为截面 变 化 曲 线 基 本 上 与 刚 架 弯 矩 包 络 图 相 符 , 充 分 利 用了材料 。 格构式刚架与实腹式刚架相比用钢量少 , 但制作费 用高 , 且杆件刚度小 , 质量不易控制 。 2. 门式刚架设计 2.1 门式刚架设计遵循的主要规范与规程 8 建筑结构荷载规范 》( 9:50009; 2001 ) < 建筑抗震设计规范 》( 9:50011; 2001 ) = 钢结构设计规范 》( 9:50017; 2003) > 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》( ?@?A102BCB2002) 2D2 刚架的材质与断面的选取 主刚架 H 型钢的材质宜采用 E345 以上的钢材 , 对于檩托 以及其他附件宜采用 E235 。 对格构式刚架横梁截面高度宜采 用跨度的 1/15F1/25 , 实腹式刚架横梁截面高度宜采用跨度的 1/30～1/45 , 轻 型 刚 架 选 用 比 值 的 下 限 , 在 使 用 E345 以 上 的 钢 材时 , 翼缘板的宽厚比一定不能超过 15 "235!"# , 根据设计经 验 , 翼缘板的宽度一般宜选在 160mm～250mm 范围内 。 腹板的 厚度 "4mm, 翼缘的厚度 "6mm。 2D3 刚架间距的确定 刚架的间距与刚架的跨度 、 屋面荷载以及檩条形式等因素 有关 , 在刚架跨度较小的情况下 , 选用较大的刚架间距 , 会增加 檩条的用钢量 , 这种做法是不经济的 。 经过大量的统计比较 , 随 着柱距的增大 , 刚 架 用 钢 量 比 例 是 逐 渐 下 降 的 , 但 当 柱 距 增 大 到一定数值后 , 刚架用钢量随着柱距的增大下降的幅度较为平 缓 , 而其他如檩条 、 吊车梁 、 墙梁的用钢量随着柱距的增大而增 加 , 就建筑物 总 用 钢 量 而 言 , 它 是 随 着 柱 距 的 增 大 先 下 降 而 后 上升的 。 综合各项用钢量表明 , 对一定条件下的轻钢房屋而言 存 在 一 最 优 柱 距 , 下 表 中 所 列 即 为 一 般 情 况 下 , 柱 高 为 6m、 各 种跨度对应的刚架最优间距 。 2D4 柱脚的结构形式

轻钢门式刚架房屋设计体会

轻钢门式刚架房屋设计体会

的当地基 本 风压值 。风荷 载 体型 系数 在 《 门钢 规程 》 中，
图 １ 门 式 刚 架 结 构 简 图
， ， ， ０ ｔ 、 §
分 别 为 刚架 、 面 板 、 条 等 ５ ， 出 了 不 同 的 风 荷 载 屋 檩 类 给
、
内最大 的；由于灵东 矿井煤 的 比重只有 ０ ８ 。 ．∥ｍ ，该箕 斗容 积 比正常 箕斗容积要大的多 ，５ ｔ ０ 箕斗断面 尺寸及高度 是 目 前 国内外最 大的 ；首次选用 ５ ｔ ０ 定量 板式输 送机 装载设 备 ， 使井深 降低 ，减少 了提 升高度 ；箕斗 配套 的卸 载设 备 ，过 去都用气 缸控制 箕斗卸 载 ，为 减少井 筒 断面 ，节 省布 置空
如果檐 口高度不 是很大 ，边 柱 长细 比易 于控制 ，截 面增 大 不 多 ，总的用 钢量 仍有 所下 降。若柱 较高 时 ，为控 制 风荷 载作用 下的柱顶 位移 ，柱脚 宜做 成 刚接 ，中柱与横 梁 的连
维普资讯
２０ ０ ７年第 ６期
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张伯林 ，王
设计 俸会
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（ 中煤 国际工程集 团 北京华宇工程有 限公 司 ，北 京
摘
要 ：轻型 门式 刚 架结构 是近 年 来 中国建 筑业 出现 的较 为流行 的新 型 结构 型式 。论 文总结
作者简介 ：张伯林 （９３ ， ， 京人 ，工程师 ，１９ 年 毕业 于河北建筑科技学 院，一直从事建筑结构设计工作 。 １７ 一） 男 北 ９７
３ ９
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２０ ０ ７年第 ６期
体型系数 ，并与 《 建筑结构荷 载规范 》 Ｇ ０ ０ ２ ０ Ｂ ５０ ９— ０ １中 给出 的体型系数有较大 的差别 。

轻型钢结构设计的体会

轻型钢结构设计的体会
轻型钢结构设计 的体 会
尹梅 英 吕 良 （ 河北医药 设计有限 １ ． 化工 公司； 河北能源工 ２ ． 程设计有限公司）
有 些 建筑 ，为 了追 求立 面 和 谐 美 观 ，往 往 将檐 口或 山墙 高 出屋 面 ， 至 高 出达 ４ ５ ， 甚 ～ ｍ 由于 这 部 分墙 体 常 为单 独 的 悬 臂墙 。在 风 载 关键词 ： 轻型钢结构 设计 作用下将产生一个相对较大 的弯矩和剪力。所 以在刚架内力分析时 ０ 引言 定要将此 内力按最不利 的形式加到刚架上。设计中这部 分内力常 随着我国社会经济的快速发展 ，在一些工业和 民用建筑中轻型 被 忽 略 ， 或者 并 没 有 按 最 不利 的形 式 来 处理 ， 以结 构 分析 结 果 往往 所 钢 结构 的应 用 ， 受人 们 的 青 睐 。 下就 轻 型 钢 结构 设 计 中 的 一 些体 存 在 不安 全 因素 ， 果墙 体 较 高 ， 种 影 响相 当严 重 ， 引起注 意 。 深 以 如 这 应 会从 四 方面 进行 分 析 。 带 斜 杆 的 大 悬挑 雨 篷 在 现代 建 筑 中应 用较 多 ，内 力分 析 时斜 杆 １ 荷 载 应 分别对雨篷重力作用下的拉力和风荷载作用下的压 力进行计 算分 般情况下， 单层轻型钢结构 的风荷载体型系数按《 门式刚架轻 析 ， 算长细 比时应满足压杆要求。 计 如果不考虑压力的作用按拉杆设 型房屋钢结构技术规程） Ｅ Ｓ ０ ：０ ２ （ Ｃ １ ２ ２ ０ ）取用被认 为是 安全 的， 计 ， 出 的斜 杆 截 面 比较 小 在 大 风作 用筑应引起高度 的重视。 比较《 门式 ４ 构 造 措 施 刚架轻 型房屋钢结构技术规程》 Ｅ Ｓ ２ ２ ０ 和《 （ Ｃ １ ：０ ２） 建筑结构荷 载 ０ 檩条通常是风荷载作用下工况起控制作用。设计时常忽略验算 规范＞ Ｇ ５ ０ ９ ２ ０ ） （ Ｂ ０ ０ — ０ １ 两本规范计算所得风荷载效应 ， 不能简单从 风 吸 力 作 用下 的稳 定 ， 致 大 风 时很 容 易 失稳 破 坏 。 了保 证风 吸 力 导 为 两 本 规 范 的体 型 系 数上 进 行 比较 ，应 将 两者 的弯 矩 组 合设 计 值 进行 作用下的整体稳定 ， 通常在檩条之间设置拉条。 正确 的拉条布置位置 比较 ， 择 比较 合 理 的 结果 作 为 刚 架截 面 设计 的依 据 。 对 于檐 口 、 选 雨 是 根 据计 算结 果 在檩 条上 下 翼 缘 附近 ， 下稳 定 均 需要 拉 条 约 束时 ， 上 篷和屋面局部凸出部分的风荷载的取值应按 《 建筑结构荷载规范》 也可设一根拉条从一檩条的下翼缘 处连接于相邻檩条的上翼缘处。 （ Ｂ ０ ０ — ０ １ 第 ７３３的取 值 来 验 算 。设 计 中恒 荷 载 应 按 实 际 Ｇ ５ ０ ９ ２ ０ ） ．． 设置 隅撑 是 保 证梁 柱 构 件 整体 稳 定 的 主 要措 施 ，隅撑 间 距 是梁 情 况 进行 取 值 ， 能偏 小 ， 不应 任 意 加 大。 恒 荷 载偏 小 引起 结 构不 柱计 算时确定的， 不 也 大小规格也需通过计算确定。 因特殊原 因不能设 若 安 全 ， 是 大 家都 知道 的 ， 一 般 情 况 下极 少 出现 这种 情 况 。 而任 意 置 隅撑 ， 采 取 可 靠 措 施保 证 梁 柱 翼缘 不 会 因 失稳 而 屈 曲， 则 存在 这 故 应 否 加 大恒 荷 载 同 样会 引起 结构 的不 安 全 ， 风荷 载 参 与 组合 的情 况 下 ， 安 全 隐患 。 在 由于 风荷 载 的作 用 方向 一般 与 屋 面 荷载 作 用 方 向相 反 在 风 荷载 工 况 为增加屋 盖系统的刚度 ， 增强屋盖 的整体 性， 凡屋脊及檐 口处均 下框架梁常出现上部翼缘 受拉、 下翼缘受压 的情况 ， 不按实际情况任 应设 置 刚 性 系杆 。 意 加 大恒 荷 载 反而 会偏 于 不 安 全 。 抗 风 柱 与屋 架 应 有 可靠 的连 接 。抗 风 柱 与 屋 架 的上 下 弦均 应 有 ２ 结 构 模 型和 机 构计 算 可靠 的连 接点 ， 于 变截 面 抗 风柱 。 架 下弦 应 有 效连 接 于 抗风 柱 的 对 屋 轻 刚 结构 厂 房 一般 情 况 下 宜计 及 屋 盖 的 横 向弹 性 变 形 ，按 多 质 下部 截 面 ，抗 风 柱 所在 的纵 轴 应 视屋 架 的类 型 设 置垂 直 支 撑和 刚性 点空间结构分析。 为简化计 算我们按平面排架模型进行横 向计算， 纵 系杆 。 向按 设 有 完整 支 撑 系统 的体 系 进行 设 计 。 行 横 向排 架 内力 分析 时 ， 进 柱脚锚栓按承受拉 力计算。水平 力由柱脚底板与混凝 土的摩擦 为减 小柱 截面 尺 寸 ，排 架 柱 的 平面 外 计 算长 度 按 纵 向 支撑 和 系 杆 的 或 设 置底 板 抗 剪键 来承 受 ， 栓 不 得 承 受水 平 力 。 栓 直 径 除按 计 算 锚 锚 布置情况确定。钢筋混凝土柱 、 钢屋架轻型房屋钢结构 ， 应按柱与基 确定外。还应考虑构造要求以及工程实际当中可能承受部 分剪力等 础 连 接 为 刚接 ， 架 与柱 的连 接 为铰 接 的 排 架模 型进 行 计 算 。 屋 在模 型 不 利 因素 ， 径 不 宜 太 小 。 特 别注 意 的是锚 栓应 有 足 够 的锚 固长 度 直 应 输入时我们将钢屋架作为一等效刚架梁输入 ，在结构计算时可进行 或在 端 部 设 置锚 板 ， 采 用 双 螺 母 。 程 中 因锚 固不 足 被拔 出而 引 发 应 工 等 效 模拟 。 这样 做 的原 因是 这 类轻 刚 结 构 厂 房屋 面 多 采 用压 型 钢板 ， 工程 事 故 的情 况时 有 发 生 。 因此 ， 按 最 不 利 工 况设 计锚 栓 ， 应 并应 考 屋 面 剐度 小 ， 屋 架 的约 束 较 弱 ， 以排 架 横 梁 能按 一 定 的 等 效刚 度 虑 与 柱 脚 的 刚 度 相 称 。 当柱 脚 为 铰 接 时 ，对 于 一 般 的跨 度 不 大 于 对 所 参与计算 ， 其等效刚度应按屋架 的几何尺寸计算。 这样计算得 出的排 侣 ｍ 的 门式 刚 架 ， 用 ２个 Ｍ２ 采 ４锚 栓 ， 度 不 大于 ２ ｍ 时 采 用 ４ 跨 ７ 架 结 果才 是较 为合 理 安全 的。 在 设计 中有 的 设计 人 员 将 横梁 按 刚 性 个 Ｍ２ ４锚 栓 ， 度 不 小于 ３ ｍ 时 用 ４个 Ｍ３ 跨 ０ ０锚 栓 。 当柱 脚 为 刚接 梁输 入 ，视 梁 的刚 度 无 限大 ，这样 计 算 出的 钢筋 混 凝 土柱 的配 筋 很 时 ， 则应 通 过 计 算确 定 锚 栓 的直 径 和 数 量 。 小，这是不符合实际情况 的，设计 时应特别仔细分析结构模型的特 要做好轻型钢结构房屋的设计 工作 ，必须从概念设计、结构计 点 ， 防工 程 事故 的发 生 。 以 算、 构造措施等各 方面考虑 ， 做到 方案正确 、 模型合理、 措施得 当， 以 ３构件计算与设计 保 证 结构 的安 全 性和 经 济 性 。

浅谈轻钢结构门式钢架的设计体会

浅谈轻钢结构门式钢架的设计体会
结 构 的 某 个 独立 稳 定 的部 分 。
２ ４ 抗 剪 键 的设 置 要 求 与 计 算 ．
最后 ，柱脚形成 的选择还 要考虑 土质情况及 基础造价 。当 采用钢接柱脚 ，由于基础 要承受较 大 的偏心 弯矩 ，基础 的 平 面尺寸均较铰接 柱脚基 础要大 ，土质 情况差 时差 别就更 大 。因此 ，选用何种 柱脚行形 式要根据 房屋 的高度 ，风载
要 求 需 要 布 置 吊车 ，则应 注意 以下 几 点 ： （ ）柱脚应设计成 刚性柱脚 ； １ （ ）柱应设 计成 等截面柱 ； ２ （ ）柱 间支 撑 应 由 吊 车 纵 向水 平 荷 载 控 制 设 计 ，而 不 ３
是简单 的构造设计 ，当有不小于 ５ｔ 的桥 吊时 ，宜采用型钢 支撑 。 另外 ，柱脚 形式 采用铰接还是钢接 ，除 由吊车决定外 ，
关 键 词 ： 门式铜 架 ；柱 脚 连接 ；抗 剪键 ；基 础 中图分类号 ：Ｔ ３ １ Ｕ ９ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１７ ４ １ （０ １ ５— ０ ６— ２ ６ ２— ０ １ ２ １ ）０ ０ ３ ０
０ 前
“
言
钢 结 构 具 有 以 下 特 点 ：① 重 量 轻 ，强 度 高 。普 通 钢 结 构 是钢筋混凝 土结构建 筑重量 的 １２左 右 ，而轻钢 门式钢 ／ 架 ，网架 自重仅为 ３ ｇｍ ０ｋ／ 左右 ，较轻的 自重 降低 了பைடு நூலகம்础 ｈ ． ｍ 的造价 。由于其强 度高 的特 点适用 于大跨 度、大柱网 ，增 大 了使用 面积 ；② 抗震 性能 好 ；③ 主要钢 结 构件工 厂化 ， 之 施 工 速 度 快 ，有 助 于 建 筑 产 业 化 发 展 ；④ 可 拆 卸 利 用 ，对 材 环境污染少 ，绿色环保 。

门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工(1)(精)

门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工(1)(精)

门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工(1)自《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102：98）公布已来，此类工程发展很快，但也陆续听到一些令人不安的情况。

去年雨水较大，降雪较多，有些地方雪特别大，结构被压坏恐怕很难避免，但有的地方雪不大房子也有垮的，漏水的更多。

另外，也看到一些工程，有的框架梁太细，令人担心，遇到大雪很可能出问题。

有的骨架立起来摇摇晃晃，没有支撑，说装上墙板就好了，好象有了墙板就可以不支撑。

现在排架多起来。

用钢筋砼柱、轻钢梁，造价较低，但有的严重不合规定。

以下就轻钢结构设计及施工谈自己的几点体会。

关键词：门式刚架钢结构一。

设计方面1.屋面活荷载取值框架荷载取0.3kN/m2 已经沿用多年，但屋面结构，包括屋面板和檩条，其活荷载提高到0.5kN/m2.《钢结构设计规范》规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m2，但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6.门式刚架一般符合此条件，所以可用0.3kN/m2，与钢结构设计规范保持一致。

国外这类，考虑0.15 -0.5N/m2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载情况，就出安全问题。

设计时可适当提高至0.5kN/m2.现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有人为减少荷载情况，应特别注意，决不允许在有限的活荷载中“偷工减料”。

2.屋脊垂度控制框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180，除验算坡面斜梁挠度外，是否验算跨中下垂度？过去不明确，可能不包括屋脊点垂度。

现在应该是计算的。

一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于验算跨中垂度。

跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。

的度本来就小，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。

有的工程由于屋面竖向刚度过小，第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡，使屋面变形。

本人有此想法，刚架侧移后，当山尖下垂对坡度影响较大时（例如使坡度小于1/20），验算山尖垂度，以便对屋面刚度进行控制。

门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工中的体会

门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工中的体会
荷载稍大时檩条就要垮。
２ 施 工方 面
保温材料一般采用玻璃棉，其厚度根据热工
计算确定。正规做法是采用背面带铝箔隔气层 的 玻璃棉 ，防止冷凝水 向室内滴水，是房屋的使用 要求之一 。有人 以为铝箔只是为了美观 ，或承受 拉力 ，实际上它的主要作用是作隔气层。承受悬
挂时的拉力还可 以用玻璃纤维布或钢丝网。现在
看到有些工程 ，玻璃棉不用任何隔气层。另外 ， 当采用内层钢板 吊顶时，不是将保温卷材压在檩 条上 ，而是为了施工方便 ，将保温材剪断 ，放在
檩条之 间的 吊顶上 ，形成冷桥。某工程在这样处
（） 柱子拔出 １
有的刚架在大风时柱子被拔起 ，这是实际中常 出现的事故。主要原因不是刚架计算失误 ，而且设 计柱间支撑时 ，未考虑支撑传给柱脚的拉力。尤其 是房屋纵向尺度Ｎ／ 时，只设置少量柱间支撑来抵 ｌ ，
的活荷载为 ０ ｋ ／ ． Ｎ ｍ ，但 构件 的荷载 面积 大 于 ５ ６ｍ 的可乘折减系数 ０ 。门式刚架一般符合此 ０２ ． ６
条件 ，所以可用 ０ ｋ ／ ． Ｎ ｍ ，与钢结构设计规范保 ３ 持一致。国外这类 ，要考虑 ０１．． ／ ２ ． ０ Ｎ ｍ 的附加 ５ ５
少数设计的门式刚架 ，采用钢筋混凝土柱和 轻钢斜梁组成 ，斜梁用竖放式端板与砼柱 中的预
埋螺栓相连 ，形成刚接 ，目的是想节省钢材和降
低造价。在厂房 中，的确是有用砼柱和钢桁架组 成 的框架 ， 但此时梁柱只能铰接 ，不能刚接。多
高层建筑中，钢梁与墙的连接也是如此。因为混
凝土是一种脆性材料 ，虽然构件可以通过配筋承
荷载 ，而我们无此规定 ，遇到超载情况 ，就要 出 安全问题 。设计时可适 当提高至 ０ ｋ ／ 。现在 ． Ｎ ｍ２ ５ 有 的框架梁太细 ，檩条太小 ，明显有人为减少荷 载情况 ， 应特别注意 ，决不允许 在有 限的活荷载 中‘ 工减料” 愉 。 （ 屋脊垂度要控制 ２ ）

浅析带毗屋门式刚架轻型房屋钢结构设计

文章编号：１００９ ６８２５（２０２０）１８ ００４３ ０３浅析带毗屋门式刚架轻型房屋钢结构设计收稿日期：２０２０ ０６ １２　作者简介：贾雪亮（１９８５ ），男，工程师贾雪亮（山西润民环保工程设备有限公司，山西太原　０３００００）摘　要：对带毗屋门式刚架轻型房屋钢结构从结构布置、荷载取值、结构计算及结果分析、构造要求和变形规定四个方面进行阐述，按设计过程列出了主要参数取值及需要考虑的荷载工况，对计算分析中注意事项进行总结并提出了参考建议。

关键词：毗屋，门式刚架，刚架计算中图分类号：ＴＵ３１８文献标识码：Ａ０　引言门式刚架由于结构体型简单、现场施工组装方便、建设周期短，是单层工业厂房中常用的一种结构形式。

在工业生产厂房中，某些设备体型差别较大，当遇到不同设备高度差别较大时，若统一按高度较大的设备确定厂房高度，则存在一定程度上的空间浪费。

若按不同高度设备合理优化布置，通过采用带毗屋门式刚架的结构形式，主要设备和辅助设备分别布置于厂房主刚架和毗屋刚架区域，则总体上可达到节省空间，降低造价的效果。

１　结构布置对于房屋高度不大于１８ｍ，高宽比小于１，无吊车或吊车起重量较小的门式刚架单层钢结构房屋，ＧＢ５１０２２—２０１５门式刚架轻型房屋钢结构技术规范（以下简称《门规》）第５．１．２条中给出了常用门式刚架形式的示例，其中《门规》图５．１．２（ｅ）（如图１所示）为带毗屋刚架示例图，图１中主刚架和毗屋刚架均为单坡。

实际设计中，当遇主刚架跨度较大时，为避免刚架两端梁柱受力偏差过大，主刚架宜按双坡设计，示例见图２。

! "#$%&'()*+,-纵向柱间支撑布置时按《门规》８．２．５条规定执行，为保证水平作用力更直接有效传递，毗屋刚架可设单层柱间支撑，在檐口处设柱间水平刚性系杆；櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅主刚架可设为双层柱 ３）斜向来流在建筑屋面产生的负压水平明显高于垂直来流情况，对建筑抗风更为不利。

门式刚架轻型房屋钢结构的设计理解


５ 抗震 设 计 ．
关于抗 震， 应根据设防烈度 、 结构类型和房屋高度 等数据的实际情况调整不同 的
钢 结构 建 筑 参 数 ， 不 同 情 况 采 取 不 同 的抗 震 措 施 ， 对 达到 抗 震 性 能 强 的 目的 钢 结 构 工 程 的抗 震 主要 是根 据 设 防 的 等 级 和 房 屋 的 高 度 ， 制 框 架 柱 和 支 撑 的长 细 比 ， 制 控 控 梁 、 及 支撑 杆 件 板 件 的 宽 厚 比， 制 钢 结 构 建 设 中 的 各 项 参 数 ， 包 括 焊 缝 连 接 的 柱 控 还
１ｍ ， ｍ 且不小于柱翼缘厚度的 １ ５ 。确定柱脚锚栓还要考虑到实际工程承 受部分 ６ 倍 水平剪力等不利 因素， 当计 算出的柱脚 锚栓直径小于 ２ｍ ４ ｍ时， 取 ２ ｍ 。通 常刚架 应 ４ｍ
跨度 不 大 干 １ｍ时 ， 用 ２个 Ｍ ４的锚 栓 ； 架 跨 度不 大 于 ２ ｍ时 ， 用 ４个 Ｍ ４ 的 ８ 采 ２ 刚 ７ 采 ２ 锚栓 ； 架 跨 度 不 大 干 ３ｍ时 ， 用 ４个 Ｍ ０的 锚 栓 。 脚 锚 栓 均 应 设 双 螺 帽 ， 止螺 刚 ０ 采 ３ 柱 防 帽松 动 而 影响 安 全 柱 脚 设计 还 要 计 算柱 脚 底 部 的水 平 剪 力， 复 核 柱 脚 底 板 与 混 凝 土 基 础 间 的摩 擦
基 础 。如何 控 制 基础 受 到这 些 情 况 的破 坏 ？ 有 效 的 办 法 是 深 埋 基 础 。相 对 轻钢 结构 最 基 础 而 言 ， 必 须 预埋 地 脚 螺 栓 连 接 上 部结 构 和 基 础 ，地 脚 螺 栓 离 基 础 边 缘 不 得 小于 １０ ｍ。 由于 地 脚 螺 栓 长 度 过 短 会 造 成 地 脚 螺 栓 从 基 础 中 拔起 ， 致 基 础 破 坏 。 ５ｍ 导 柱脚 根据 能 否 抵 抗 弯矩 分 为 刚接 柱 脚 或 铰 接 柱 脚 。 刚 架 柱 脚 宜 采 用 平 板 式 铰 接 柱 脚 ， 若 有 吊 车 时 应 采 用 刚 接 柱 脚 。柱 脚 底 板 厚 度 按 计 算 求 得 ， 一 般 底 板 不 小 于

轻型门式刚架结构设计中心得

浅谈轻型门式刚架结构设计中的心得摘要：门式刚架是一种典型的轻型钢结构，它具有节省材料、施工周期短等优点，因而也是目前在国内应用最为广泛的轻型钢结构。

关键词：门式钢架；设计中图分类号：tb482.2 文献标识码：a文章编号：门式刚架结构作为一种轻型的建筑结构模式，具有用自重轻、用钢量少、造价低廉、施工方便易安装、周期短、能够循环利用等优点，这些年以来在国内得到了越来越多的应用和发展。

轻型门式刚架的主要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、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房屋钢结构。

1 关于柱设计1.1 柱网布置的确定在轻钢厂房结构设计中如何配合设备工艺要求进行柱网的平面布置是首先要解决的问题。

在尽可能满足生产工艺和使用功能的要求上，根据实际情况对刚架的跨度、高度以及和设计实践来确定柱网。

一般根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（cecs102：2002）第4.2.2条规定：门式刚架的跨度宜采用9~36m。

当边柱宽度不等时，其外侧对齐。

门式刚架的平均高度宜采用4.5~9.0m；当有桥式吊车时不宜大于12m。

门式刚架的间距，即柱网轴线间的纵向距离宜采用6~9m。

因为随着柱距的增大，其它各部分结构的用钢量均会随着柱距的增加而增大。

尤其是吊车梁，这是因为，当柱距增大到一定程度时，就需采用格构形式了，其结果就是用钢量所占的比例增大，最终可能会超过刚架的用钢量。

这样就得不偿失了。

其次是檩条，由于有长细比的要求，其用钢量的增加也较快。

也就是说，门式刚架柱网的布置对主刚架和檩条的用钢量大小有很大的影响。

因此轻钢门式刚架钢结构设计时，应当按照实际情况选择经济合理的经济型跨度，不能盲目的选择较大跨度。

因为对于设计门式刚架钢结构来说，用钢量是一项重要的经济指标。

1.2 轻型门式刚架柱脚的连接形式柱脚根据其能否抵抗弯矩分为刚接柱脚或铰接柱脚。

根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（cecs102：2002）第4.1.4条规定：门式刚架的柱脚多按铰接支撑设计，通常为平板支座，设一对或两对地脚螺栓。

浅谈门式刚架轻型房屋设计

浅谈门式刚架轻型房屋设计门式刚架轻型房屋钢结构是近年来在钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构形式。

针对门式刚架轻型房屋钢结构设计中遇到的关于选材、檩条设计、主钢架设计、经济性比较等若干方面的问题进行了论述，并给出了一些建议。

采用大柱距托架门架钢结构方案，在一定跨度范围的实际工程中可节约钢材，是一种值得推广的经济合理的结构型式。

标签：门式刚架轻型房屋设计分析；厂房经济性比较引言这种结构型式的主要特点是：体现轻钢结构轻型、快速、高效的特点，应用节能环保型新型建材，实现工厂化加工制作、现场施工组装、方便快捷、施工周期短、造价低等优点；柱网尺寸布置自由灵活、柱网跨度大等优势被广泛的应用于工业厂房建筑中。

本文就设计低成本的门式刚架轻型钢结构房屋进行探讨。

1、工程概况门式刚架轻型钢结构房屋以其节能环保、造价低、自重轻、工厂化制作、施工周期短、柱网跨度大、柱网尺寸布置自由灵活等优势被广泛的应用于单层工业厂房建筑中，其优越性和经济效益是不言而喻的。

近年来其发展的一个显著特点是厂房跨数增多、跨度增大、柱距增大。

业主对厂房的使用空间提出了更高的要求，厂房的柱距也日趋增大，多跨厂房中的中小柱距日显不足。

下面以6m柱距、12m柱距，22m～36m多跨（通长2跨～5跨）门式刚架轻型钢结构厂房为例进行经济性分析。

这种厂房结构一般可采用大跨度实腹檩条方案（方案A）和柱间（纵向）设12m托架梁支撐次框架方案（方案B）。

2、两种结构方案的比较轻型门式刚架钢结构厂房造价主要由用钢量指标为主要组成部分，用钢量由主结构和次结构两部分组成。

笔者采用由PKPM软件对两种结构方案进行结构分析计算，并仅以在厂房中间截取一个结构计算单元进行用钢量经济指标的分析对比。

2.1设计参数该结构形式以中柱为12m柱距、边柱为6m柱距的无吊车大空间厂房，沿口标高8m。

本工程建筑层数：一层；建筑类别：三类；火灾危险性：戊类；耐火等级：二级；设计使用年限：50年；单层彩钢板外墙；双层彩钢夹心板屋面。

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跨度 的檩条宜采用 Ｑ ３ Ａ等级 的钢材 ； ２５ 连续 、 大跨 度 的檩 条宜采
用 Ｑ ４ Ａ等级的钢材 。 ３５
一
接 （． ４ ６级、 Ｃ级螺栓 ） 其抗剪性能差 ， 仅作为安装定位使 用或连接 结构 的次要部位 。高强度螺栓 （ ． ８ ８级和 １． ０ ９级 ） 连接 常用在结 构主要受力构件 的连接 ， 如梁 与梁 、 与柱 的连接 。高 强 度螺栓 梁
保护焊或埋 弧 焊 等 自动 焊 或 半 自动 焊 ， 焊 丝性 能 符 合 Ｇ ／ 其 ＢＴ １９ ７１９ ４ ５ —９ ４的规定 ， 焊剂须符合 Ｇ ／ ２ ３１９ Ｂ Ｔ５９ — ９的规 定。焊接材 ９ 料型号的选择 ， 与 主体金 属强 度 相匹 配 ： ４ 应 Ｅ ３焊条 相 应 Ｑ ３ ， ２ ５ Ｅ ０焊条相应 Ｑ ４ ， ５ ３５ 当构件为 Ｑ ３ ２ ５与 Ｑ ４ ３５焊接 时 ， 条应选择 焊
定， 设计 中应根 据计算 选用 。高 强度 螺栓 的最小 规格 Ｍ１ ， ２ 常用 Ｍ１ ６～Ｍ ０ ３ 。锚栓一般采 用 Ｑ ３ Ａ牌号 的钢材 制造 ， 当抗 震设 ２５ 但 防烈度为 ６度 ， ７度时应采用 Ｑ ４ Ａ ３５ 。当抗震设 防烈度为 ８ 时应 度
Ｏｎ ａ ａ ｙ ｉ ｆｓ ｍ ｅ ｔ ａ ｓ ｎ ｔ ｉ ｈ—ｉｅ ｓａ ｓ ａ ｄ ｗａｌｓｒ ｓ ｆ ｗｅ ｋ ｐ ｒ ｓ ｎ ｌ ｓｓｏ ｏ ｒ ｎ ｆ ｉ ｈ ｇ ｒｓ ｌｂ ｎ ｌ ｔ ｅ ｓｏ ａ ａ ｔ ｉ ｅ
磋和探讨 。
涂层 （ 或称面漆 ） 主要成分是有机 （ ） 碳 化合物 ， 起装饰和保护
作用， 耐候性和防粉尘附着性是选择涂 层首要考 虑因素 。常用 涂 层的耐候性 由弱到强 的顺序 是 ： 聚酯树 脂 （ ８年 ～１ ０年） 硅改 性 、 聚酯树脂 （ ８年 ～１ ） 聚二 乙烯氟树脂 （ ２ ） ５年 、 ＞ ｔ ０年 。
利于抗震 等优 势 ， 因而被广 泛应用 于超 级市场 、 厂房 、 仓库 、 览 展 厅、 车站 、 头、 码 体育建筑和文化设施等建筑领域。
围护体系采用压型钢板作为面板带来 了两 大主要特点 ：） １ 结
构 自重轻 。２ 蒙皮 效应强 。一般 情况 下 ， ） 钢板 基材 宜选用 Ｑ ３ ２５
收 稿 日期 ：０ ２ ０ ３ ２ １ — ２０ 作 者 简 介 ： 丽 敏 （９ １ ， ， 程 师 龚 １７ 一） 女 工
・
５ ６・
第３ ８卷 第 ｌ ３期
２ ２年 ５月 １ ０
山 西 建 筑
部位可以用 门架 支撑来代替 。 山墙柱间在 吊车梁牛腿标高附近设置一道通 长刚性系杆并连
之比的合理取值 为 ：．５～ ．０ 无 吊车 ）０ ５ ０ ７ （ 吊车 ） ０ ２ ０４ （ ，． ０～ ．０ 有 ；
对于基础与上部 结构 的连接 ， 通常采 用增加基 础埋深 和设 置 地脚螺栓的办法来抵 抗固接柱脚存在 的较 大弯矩 ， 以及 由此产生 的倾覆和滑移破 坏。预埋锚栓距离基础边缘不得 小于 １０ｍ 锚 ５ ｍ， 固长度不小于 ２ ｄ 下端应作 弯钩 或锚板 ） ５（ 。 柱脚锚固连接节点 在实 际工程 中应该 属于半 刚接 半铰 接 连 接 。绝对刚接和绝对 铰接都 属 于理想化 假设 状态 。在 设计 中应 合理选用刚接或铰接状态。一般根据柱脚 锚栓 的布置来判 断 ： 铰 接柱 脚 只采用 两个 锚栓 ， 刚接柱 脚至 少采 用 四个 锚栓 连 接于 四
中图分 类号 ：Ｕ ９ Ｔ３１
文献标识码 Βιβλιοθήκη Ａ１ 概述 间支撑用角钢 ， 隅撑一般 采用 角钢 ， 这类 型钢根 据市 场情况 采用
２５钢 。 门式刚架 轻型房屋近 年来在 我 国大 量 涌现 ， 它造 型美 观 、 可 Ｑ ３ ． 提供 大跨 度使 用空 间 ， 并且具有施工周期 短 、 价低廉 、 造 自重轻 和 ２ ３ 围护体 系
３ ５ 基础 与柱脚 的设计 ．
门式刚架 轻钢房 屋基 础多采 用独 立基 础 ， 地质 条件 不好 时 ， 可考虑采用条形 基础 ， 当遇 到软 弱地基 等不 良地质 情况 ， 可采 也
用 桩基 础 。
３ ２ 门式 刚架柱合 理 高度 、 度 与适 宜间距 的确 定 ． 跨
厂房 的高度 、 跨度首先 应满 足生产 工艺 和使用 功能 ， 次应 其 力求 经济 ， 不应盲 目追求超 高度 、 大跨 度 。通过 对大量 的门式 刚 架设计整理 、 统计和分析得出 ： 对于单跨 刚架 ， 厂房的柱 高与跨度
的选用并不是规格越大越好 ， 不相 匹配超大规格 的螺栓性 能不稳
般情况 下 ， 由强度控 制设计 时宜用 Ｑ ４ Ａ级 的钢 材 ， 当 ３５ 充
分利 用其 屈服强度高 的优势 ； 当由刚度控制设计 时宜 用 Ｑ ３ Ａ级 ２５ 的钢材 ， 同等用钢 量的情 况下利 用其价 格优 势 ； 由稳 定控 制 在 当 设计 时 ， 可根据具体情况选择 Ｑ ３ Ａ或 Ｑ ４ Ａ级钢材。 ２５ ３５ 屋 面和柱 问支撑一般采用 张紧的圆钢 ， 有较 大 吨位 行车 时柱
Ｅ３ ４ 。手工焊接优先 采用 Ｅ ３焊条 。焊接 中的焊缝重心 宜与被连 ４ 接件重心接近 ， 连接焊缝不得 随意加大尺寸 。 螺栓连接有普通 螺栓连 接与高 强度 螺栓 连接 。普 通螺 栓连
荷载或振动荷载 的工况下规范杜绝采 用沸腾钢 。门式刚架 、 吊车
梁宜采用 Ｑ ３ Ｂ或 Ｑ ４ Ａ及以上等级 的钢。 ２５ ３５
２ ２ 檩 条和 支撑体 系 ．
檩条 、 墙梁宜优先选用 Ｃ Ｃ ０ ：０ ２门式 刚架轻 型房屋钢 Ｅ Ｓ１２ ２０
结构技术规程 附录规定 的斜卷 边之形 冷弯 型钢或卷 边槽 形冷弯 型钢 。焊接 的檩条 、 梁 等构件 宜采 用 Ｑ ３ Ｂ或 Ｑ ４ Ａ及 以上 墙 ２５ ３５
等级 的钢 ， 非焊接的檩条 、 墙梁等构件可采用 Ｑ ３ Ａ钢。简支 、 ２５ 小
ｔａｅ ｈ ｌｂ ｓ ｅ ｓ ａ ａｙ ｉ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｅ ｔｐ ｃ ｌ ｏ ｒ ｎ ｅ ｅ ｅ ｅ ｔ ｆｔｅ ｗ ｎ ａ ｉｇ， ｈ ｅ ｕ ｎ ａ ｔｑ ａ ｅ ｎ ｈ ａｔ ｑ ａ ｅ ｒ ｓ ｔ ｒ ｔｓｔ ｅ ｓａ ｔ ｓ ｎ ｌ ｓｓ ｒ ｃ ｓ ｔ ｙ ｉａ ｏ ｓｕ ｄ ｒ ｈ ｆ ｃ ｉ ｄ ｌ ｄ ｎ ｔ ｅ ｆ ｑ ｅ ｔ ｒ ｕ ｋ ｓａ ｄ ｔｅ ｅ ｒ ｕ ｅ ｉ — ｒ ｆ ｈ ｌ ｆ ｔ ｏ ｈ ｏ ｒ ｅ ｈ ｈ ｋ ｓ ａ ｅ ，ｐ ｏ ｉ ｅ ｅｓｒ ｓ ｉｔ ｂ ｔ ｎ ｃｒ ｕ ｔ ｃ ｆ ｈ ａｌ ｉ ａ ａ ｓ ｎ ｒｖｄ ｓｔ ｅｒ ｓ ｅ ｔ ｅｓ ｉｍｉ ｎ ｔｅ ｇｈ ｎ ｎ ａ ｕ ｅ ， ｎ ｅ ｒ ｖ ｄ ｓｔ ｔ ｓｄ ｓｒ ｕ ｉ ｉ ｍｓ ｈ ｅ ｉ ｏ ｃ ｎ ａ ｅｏ ｅ ｗ ｓｗ ｔ ｗｅ ｋ ｐ ｒ ，ａ ｄ ｐ ｏ ｉ ｅ ｅ ｐ ｃｉ ｅｓ ｃ ａ ｄ ｓｒ ｎ ｔ ｅ ｉｇ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｔ ｌ ｈ ｔ ｈ ｖ Ｓ ｓｔ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｏ ｅ ｓｒ ｃｕ ａ ｅ ｉｎ ｏ ｅ ｂ ｉ ｉ ｇ ． Ｏ ａ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｄ ｍａ ｄ ｆ ｔ ｔ ｒ ｄ ｓｇ ｆｔ ｕ ｌ ｎ ｓ ｔ ｈ ｔ ｕ ｌ ｈ ｄ Ｋｅ ｒ ｓ：ｔ ｎ ｆ ｉ ｉｈ ｒ ｅ ｂ ｉ ｉｇ，ｓａ ｔｅ ｓ ａ ｌ ｔ ｓ ，ｓ ｉｍｉ ｔｅ ｇｈ ｎ ｎ ａ ｕ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ｒ ｓ ｎｔ ｈ ｇ — ｓ ｕ ｌ ｎ ａ ｉ ｅ ｉ ｄ ｌ ｓｒ ｓ ，ｗ ｒ ｓ ｅｓ ｃ ｓｒ ｎ ｅ ｉ ｇ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｂ ｌ ｓｅ ｔ
第３ ８卷 第 １ ３期 ２ ０ １２ 年 ５ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＥＣ ＵＲＥ Ｔ Ｔ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ １ １３ ． ３
Ｍａ ． ２ １ ｙ ０２
・５ ・ ５
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ２ １－ ０ ５ ０ １０ —８ ５ ２ １ ） ３０ ５ —３
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ａ ｅ ｎｒ ｄ ｃ ｓｔ ｅ ｅ ｇｎ ｅｉ ｇ ｓ ｒ ｅ ｎ ｈ ｔ ｃ ｕ ａ ｏ ａｉｎ ａ ｄ ｏ ｅ ｓ ｅ ｔ ｏ ｏ ｒ ｓ ｎｔ ｉｈ ｒ ｅ ｓａ ｓ ｌ ｓ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｉ ｔ ｕ ｅ ｈ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｕ ｖ ｙ ａ ｄ ｔｅ ｓｒ ｔ ｒ ｌＭｌｅ ｔ ｎ ｔ ｒ ａ ｐ ｃｓ ｆｓ ｍｅ ｔ ｆ ｉ ｈ ｇ －ｉ ｌ ｂ ，ｉ ｕ — ｏ ｕ ｏ ｈ ｎ ａ ｉ ｅ ｓ ｌ
造上在距梁两端 ３Ｉ 的檩条处设置隅撑 。当刚架跨度 Ｌ ２ ３ １ ＞ ￣ ４ｍ时 ，
在距梁两端 ６ｍ的檩条处再增设隅撑一道 。
取大值 。其他荷载如积 灰荷 载 、 工或 检修集 中荷 载 、 施 吊车组 合 荷载 、 风荷载取值 均应 符合 现行 《 建筑结 构荷载规 范》 门式 刚 和《 架轻型房屋钢结构技术规程》 的有关规定 。
若 则宜选用 Ｑ ４ ３ ５或 随着我国经济 建设 的发展 和轻型 门式 刚架结构 建筑 整体 技 或性能与其相近 的牌号 ； 为暗扣式压型钢板 ， 术水平的提高 ， 各类工业与 民用建筑采用 轻型 门式 刚架结构 的综 性能与其相近 的牌号 。 合经济效益将越来越显著 ， 更多 的建筑将会 选择轻 型 门式 刚架作 镀层在钢板 防腐 性能方 面起 主要作 用 ， 在相 同镀 层厚 度下 ， 为承重结构 。我在实际工作中 ， 接触 了一些 门式 刚架 轻型 房屋的 各镀层钢板 的防腐 性能 按 由弱到强 的排列 顺序是 ： 热镀 锌 钢板 、 热镀 ５ ％铝锌钢板 、 热镀 ５ ％铝锌 钢板 。 ５ 设计工程 ， 积累 了一些经验 ， 现分析总结如下 ， 与同行们共 同切 热镀锌合金钢板 、 愿
２ 材 料选 用
门式刚架轻钢 房 屋结 构体 系 由主 刚架 体 系 、 檩条 和 支撑 体 系、 围护体 系三 大体 系构成 。各体系选材建议如下 。