下载文档原格式
门式刚架轻钢结构设计摘要：从门式刚架的概述，荷载类型，材料，结构设计方法，结构设计原则等几个方面介绍了门式刚架轻钢结构的设计思路和设计原则关键词：门式刚架的设计思路和设计原则1门式刚架结构概述门式刚架是典型的轻型钢结构，造型简洁美观，在房屋建筑中广泛应用于大面积厂房、仓库、体育馆和超市等各类公共建筑。
它具有成本低、工期短，施工方便、预工程化程度高等优点。
轻型门式刚架包括主结构（刚架、支撑体系、抗风柱等）、次结构（屋面和墙面檩条等）、辅助结构（挑檐、雨蓬、吊车梁等）、围护板材、柱脚和基础等。
2作用于门式刚架结构上的荷载类型：（1）恒载(g)：结构自重和设备重；（2）活载：包括屋面均布活载、检修集中荷载(m)、积灰荷载(d)、雪荷载等；（3）风载(w)（4）温度(t)（5）吊车(c)（6）地震作用荷载(e)3材料3.1门式刚架结构钢材选用的原则是既使结构安全可靠地满足使用要求，又尽量节约结构钢材和降低造价一般而言，轻型钢结构设计中钢材的选择应考虑以下方面：3.1.1根据结构重要性，用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板，应采用q235钢和q345钢。
门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用q235b或q345a及以上等级的钢。
非焊接的檩条和墙梁等构件可采用q235a钢。
3.1.2根据荷载性质，直接承受动力荷载的结构一般采用q235b 及q345钢。
承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构可选用q235b 钢。
3.2螺栓3.2.1高强螺栓应采用符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓大六角螺母垫圈技术条件》中规定的10.9级螺栓（摩擦型高强螺栓）。
3.2.2普通螺栓采用4.8级粗制螺栓（c级），应符合现行国家标准《六角头c级》的规定。
3.3焊条3.3.1手工焊用的碳钢焊条或低合金钢焊条的性能应符合《碳钢焊条》及《低合金钢焊条》的规定。
3.3.2埋弧焊用的碳钢焊丝与焊剂或低合金钢焊丝与焊剂的性能应符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》及《低合金钢埋弧焊用焊剂》《熔化焊用钢丝》的规定。
门式刚架轻型钢结构设计摘要：轻型钢结构以其施工速度快、建筑造型美观、钢材用量少、造价低廉等优势，越来越受国内外建筑商所青睐。
而门式刚架结构体系作为轻型钢结构的一种结构形式，伴随着我国经济的高速发展，广泛应用于工业、居住和公共建筑，其发展是相当迅速的。
在以往的工程项目设计中通过比选方案，该结构形式经常被选择采用。
关键词：门式刚架；荷载；钢梁；檩条1 工程概况以某工程成品仓库门式刚架为例，简要阐述轻型门式刚架结构设计的一些基本步骤和注意事项。
该工程基本设计条件为抗震设防裂度为7度（设计基本地震加速度0.1g），Ⅳ类场地，基本风压0.55kN/m2 ，地面粗糙度为B类。
刚架抗震能力很强，7度设防时一般不需做抗震验算。
成品仓库全长105m，双坡双跨，单坡跨度27m，双跨总跨度54m，柱距7.5m，无吊车，檐口高度10.5m。
门式刚架变形能力强可以有效的抵御地震作用，但在使用荷载作用下产生的位移较大，因此不适宜安装起重量过大的吊车，通常采用重量不大于3t的悬挂式吊车起。
本项目无吊车，所以柱脚采用铰接，斜梁坡度1/15。
2 结构体系为防止出入仓库的叉车撞击钢柱和预防雨水侵入仓库，沿厂房设置了 1.2m 高矮墙。
钢柱下设置1.2m高，与墙等高的混凝土短柱。
注意在考虑基础及短柱定位时，应事先计算上部门式刚架的钢柱尺寸，保证钢柱柱脚中心与混凝土短柱中心、基础中心重合。
混凝土短柱外皮应与墙外皮对齐，同时还应考虑到轻型钢墙板的布置。
在本次成品仓库设计中，成品库建筑面积较大，超出国家防火要求，而且近期有事故表明，如果成品仓库的防火分区设置不当，当发生火灾时火情串联，难以保证人身和财产的安全，故建筑专业要求在成品库内设置防火墙，保证防火分区。
考虑到门式刚架结构在受到风荷载等外部荷载时变形比较大，如把防火墙置于钢柱间，则墙体将大大阻碍门式刚架的整体变形，对整个结构不利，所以在设计时应考虑把防火墙置于钢柱外皮布置，且与钢柱间距50mm左右的距离以确保门式刚架的变形要求。
设计题目:轻型门式刚架结构设计姓名X X学号20 12 002 02专业土木工程学院土建与水利学院指导教师衣振华2015.07.09目录第一部分轻型门式钢架结构设计任务书 (2)一、设计目的 (2)二、基本要求 (2)三、设计资料 (2)四、设计内容 (2)五、参考文献. (2)第二部分钢结构设计说明 (3)第三部分设计计算书 (3)一、设计概况. (3)二、结构布置 (3)三、檩条设计 (3)1、设计资料 (4)2、荷载与内力计算 (4)3、初选截面 (6)4、截面验算 (6)四、墙梁设计 (7)1、设计材料 (7)2、荷载与内力计算 (7)3、初选截面 (8)4、截面验算 (8)五、钢架设计 (9)1、钢架荷载布置 (9)2、钢架内力分析并选取最不利截面 (12)3、梁柱截面验算 (20)六、支撑设计 (22)1、柱支撑设计 (22)2、梁支撑设计 (23)七、节点设计 (22)1、梁柱节点设计 (23)2、梁梁节点设计 (24)八、柱脚设计 (25)1、底板尺寸确定 (25)2、靴梁设计 (26)第一部分轻型门式刚架结构课程设计任务书一、设计目的1、复习钢结构课程内容，综合运用所学知识，学习钢结构设计过程2、学习钢结构方案设计、详细设计和施工图设计3、学习编制结构计算书4、为毕业设计做必要的准备二、基本要求1、掌握门式刚架结构设计的内容、方法和步骤，认真考虑影响设计的各项因素2、了解和掌握与设计有关的设计规范和规定，并能在设计中正确应用3、根据建筑设计要求，正确选择结构形式，合理布置结构4、掌握门式刚架结构的计算方法和构造要求5、认真绘制施工图和编写说明书、计算书三、设计资料1、结构形式：门式刚架，见附件1，具体尺寸见分配表格2、屋面板和墙面板：彩色压型钢板3、构件形式：梁柱为等截面实腹式焊接H型截面，檩条为冷弯薄壁C型截面4、节点形式：梁柱刚接节点；梁梁连接（端板刚接）；柱脚（刚接或者铰接）5、基础：柱下独立基础；混凝土：C30；钢筋二级筋；基础埋深1.5m，地基承载力标准值：2fkN120m/k6、荷载种类：恒载，活载和风荷载（见分组单），不考虑其它荷载四、设计内容1、刚架设计：结构立面图、结构平面布置图、剖面图及节点索引图、梁、柱设计及其详图2、檩条支撑等构件设计：檩条，墙梁，支撑，抗风柱，拉条详图，檩条、支撑布置图等3、节点及构造详图：梁柱连接、梁梁连接及柱脚详图4、设计说明书及计算书1份五、参考文献1、《钢结构设计规范》GB50017-2003.北京：中国计划出版社.20032、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002，北京：中国计划出版社.20023、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002.北京：中国计划出版社.20024、轻型钢结构设计计算与实例，本书编委会编人民交通出版社20085、李星荣. 钢结构连接节点设计手册. 北京：中国建筑工业出版社.20056、陈绍蕃.钢结构房屋设计.北京：中国建筑工业出版社.20037、轻型钢结构设计数据资料一本全，本书编委会编中国建材工业出版社20078、舒赣平, 王恒华, 范圣刚编著.轻型钢结构民用与工业建筑设计，中国电力出版社20069、周绪红. 钢结构设计指导与实例精选. 北京：中国建筑工业出版社.200810. 朱海宁，王东，赵瑜编著.轻型钢结构建筑构造设计. 东南大学出版社2003.11第二部分 钢结构设计说明1.本工程结构体系为单层轻型刚架结构2.设计依据：《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）;《冷弯薄壁型钢钢结构技术规范》（GB50018-2002）;3.《轻型钢结构设计规程》（DBJ08-68-97）4.设计荷载标准值：恒载（结构自重，包括屋面板、檩条、钢架自重等），活载0.52/m kN ，风荷载2/35.0m kN5.焊条材料：Q235钢，用E43焊条自动或半自动焊6.钢结构刚架采用Q235B 钢，檩条采用冷弯薄壁C 型钢，材料为Q235B 钢，其机械性能即抗拉强度、伸长率、屈服强度、冷弯性能和化学成分均符合规范规定，且具备钢材出厂证明和合格保证7.本设计中的焊缝均为满焊，且符合规范要求，焊缝等级不低于2级，未注明的焊角尺寸均为6mm ，未注明的螺栓均为C 级，且为M168.加劲肋在翼缘两侧均为对称布置9.本工程具体选用材料如下：檩条：冷弯薄壁型钢Q235b ，C200x 70x 20x 2.5刚架梁：H 型钢Q235b ，HN400x200x8x13刚架柱：H 型钢Q235b ，HW300×300×10×15螺栓：10.9级10.本工程的柱脚为：外露式柱脚，所用锚栓为M1211.本工程的梁柱连接采用斜接的方式，梁梁采用顶端对接方式，具体见图纸第三部分 设计计算书一、设计概况1、结构尺寸：跨度m L 18=，檐口标高m H 9.6=，坡度1.0=i ，开间m 6，长度m B 661=；2、荷载：屋面和墙面恒载2/3.0m kN ，屋面活荷载2/5.0m kN ，基本风压2/35.0m kN ；3、材料：235Q 钢材（a Mp E 51006.2⨯=），43E 焊条，8.8,24M 级高强摩擦型螺栓。
第1章轻型门式刚架结构1．1 概述1．1．1 单层门式刚架结构的组成如图1—1所示，单层门式刚架结构是指以轻型焊接H形钢(等截面或变截面)、热轧H 形钢(等截面)或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢(槽形、卷边槽形、Z形等)做檩条、墙梁；以压型金属板 (压型钢板、压型铝板)做屋面、墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。
在目前的工程实践中，门式刚架的梁、柱构件多采用焊接变截面的H形截面，单跨刚架的梁-柱节点采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用。
柱脚可与基础刚接或铰接。
围护结构采用压型钢板的居多，玻璃棉则由于其具有自重轻、保温隔热性能好及安装方便等特点，用作保温隔热材料最为普遍。
1．1．2 单层门式刚架结构的特点单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具：有以下特点：(1)质量轻围护结构由于采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成，屋面、墙面的质量都很轻，因而支承它们的门式刚架也很轻。
根据国内的工程实例统计，单层门式刚架房屋承重结构的用钢量一般为10～30kg／m2；在相同的跨度和荷载条件情况下自重约仅为钢筋混凝土结构的1／20～1／30。
由于单层门式刚架结构的质量轻，地基的处理费用相对较低，基础也可以做得比较小。
同时在相同地震烈度下门式刚架结构的地震反应小，一般情况下，地震作用参与的内力组合对刚架梁、柱杆件的设计不起控制作用。
但是风荷载对门式刚架结构构件的受力影响较大，风荷载产生的吸力可能会使屋面金属压型板、檩条的受力反向，当风荷载较大或房屋较高时，风荷载可能是刚架设计的控制荷载。
(2)工业化程度高，施工周期短门式刚架结构的主要构件和配件均为工厂制作，质量易于保证，工地安装方便。
除基础施工外，基本没有湿作业，现场施工人员的需要量也很少。
构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，是安装迅速的一个重要方面，但必须注意设计为刚性连接的节点，应具有足够的转动刚度。
工业技术ＳＣｆＦＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬｏｏＹｌ黼墨圆门式刚架轻型房屋钢结构设计及步骤与施工麦志豪（广州珠江外资建筑设计院广州５１００６０）摘要：白‘门式明架轻型房屋铜结构技术规程》（ｃＥｃｓｌｏ２：９８）公布已来，诧类工程发展很快，但也陆续听，ｊ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，有的框架果太细。
令人担心，遇到大雪很可能出同题。
有的骨架立起来摇箍晃晃。
没有支撑．说装上｜．板就好了，好象有了墙板扰可以不要支撑。
现在摊架多起来。
用钢筋痞柱，轻钢栗，遣价较低，但有的严重不合规定。
以下就轻钢结构设计及步骤与施工方面谈自己的几点体会。
关键词：门式蹦架钢结构钢结构设计及步骤与施工中图分类号：Ｔｕｌ文献标识码Ａ文章编号：１６７２—３７９ｌ（２００８）０２（ｂ）一ｏｏｌ５一ｏｌ首先在设计上要注意几个事项：（１）用于门式刚架结构构件的抗弯刚度，抗扭刚度较小，结构的整体刚度较弱，因此设计时应考虑运输和安装过程中要采取的必要措施，防止构件发生弯曲和扭转变形。
（２）要重视支撑体系和隅撑的位置，重视屋面板，墙面板与构件的连接构造，使其能参与结构的整体工作。
（３）组成构件的杆件较薄，设计中应考虑对制作，安装，运输的要求。
（４）设计中应充分考虑锈蚀对结构构件截面削弱的影响。
（５）门式刚架的梁柱多采用变截面杆件，梁柱腹板在设计时考虑利用屈曲后的强度，所以塑性设计不再适用。
．（６）设计中对轻型化带来的后果必须注意和正确处理，比如风力可使轻型屋面的荷载反向等。
１关于设计方面１．１屋面活荷载取值框架荷载取Ｏ．３ｋＮ／ｍ２已经沿用多年，但屋面结构，包括屋面板和檩条，其活荷载要提高到Ｏ．５ｋＮ／ｍ２。
《钢结构设计规范》规定不上人屋面的活荷载为Ｏ．５ｋＮ／ｍ２，但构件的荷载面积大于６０ｍ２的可乘折减系数Ｏ．６。
门式刚架一般符合此条件，所以可用０．３ｋＮ／ｍ：，与钢结构设计规范保持一致。
轻型钢结构门式钢架设计流程简介课件轻型钢结构门式钢架设计流程简介轻型钢结构时钢材厚度较薄、使⽤经济截⾯且荷载较轻、使⽤年限不太长的结构，由承重构件。
轻质围护结构与配套的保温隔热材料及各种连接件、零配件和密封材料所组成。
门式刚架轻型房屋钢结构适⽤范围：单跨或多跨，跨间内可设置夹层，屋⾯坡度可以为1/8~1/20，但⼀般⼚房屋⾯坡度常取1/20（5%），吊车⼯作级别不⾼于A5、起重量不宜超过20t，檐⼝⾼度⼀般为4.5~9m，不超过18m。
门式刚架结构的特点：1，采⽤轻型屋⾯，可减⼩梁柱截⾯及基础尺⼨。
2.刚架侧向刚度可就檩条和墙梁的隅撑保证，以较少纵向刚性构件和减⼩翼缘宽度。
3.跨度较⼤的刚架可采⽤改变腹板⾼度、厚度及翼缘宽度的变截⾯。
4.刚架的腹板允许其部分失稳，利⽤其屈曲后的强度，按有效宽度设计，可通过在关键部位设置加劲肋来减⼩腹板厚度，。
5.竖向荷载通常是设计的控制荷载，地震作⽤⼀般不起控制作⽤。
但当风荷载较⼤或房屋较⾼时，风荷载的作⽤不应忽视。
⼀⼚房建筑尺⼨及结构形式1.1 ⼯程名称：天津神硕能源科技有限公司⼚房1.2 ⼯程简介：本⼯程采⽤门式刚架轻型房屋钢结构。
⼚房总宽度78m，共分4跨,其中主体结构3跨，跨度各21m，局部附房1跨，跨度15m；⼚房总长度105m；⼚房刚架榀数15榀，其中三跨刚架榀数8榀，带局部附房4跨刚架榀数7榀；屋⾯坡度5%。
⼆荷载取值屋⾯永久荷载：彩⾊压型钢板 0.15kN/m2屋⾯檩条及保温 0.15kN/m2屋⾯活荷载： 0.30kN/m20.50kN/m2（⽤于檩条计算）设备吊挂活荷载： 0.15kN/m2屋⾯雪荷载： 0.40kN/m2基本风压： 0.50kN/m2 地⾯粗糙度为B类三带吊车的门式钢架应⾸先根据吊车样本确定⽜腿⾼度、檐⼝⾼度3.1吊车样本吊车⼯作制及相应的⼯作级别16tLDA型电动单梁桥式起重机⼀台，轮距19.5m，起升⾼度9m，起重机总重：8.6 4t，最⼤轮压104.7kN，最⼩轮压16.8kN；10tLDA型电动单梁桥式起重机两台，轮距19.5m，起升⾼度9m，起重机总重：7.1 0t，最⼤轮压80.0kN，最⼩轮压12.8kN。
轻型门式刚架结构布置及PKPM计算中注意问题摘要：轻型门式刚架作为一种传统的结构体系，经历近百年的发展，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，应用广泛。
在结构设计中考虑受力蒙皮作用可节省材料，但需满足一定条件才能考虑其作用。
我国常用计算工具PKPM，应用PKPM计算过程中需注意各构件作用，基础计算时纵横向柱底内力，尤其柱间支撑位置。
关键词：门式刚接、受力蒙皮作用、PKPM计算一、门式刚架概念及其发展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，因此广泛应用于包括单层工业厂房、民建超级市场和展览馆、库房以及各种不同类型仓储式工业及民用建筑等，有广泛的市场应用前景。
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。
门式刚架轻型房屋钢结构属轻型钢结构的一个分枝，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、节约建设周期；结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价宜、经济效益明显；门式刚架与其他传统结构型式（如砖混、钢筋混凝土框排架）经济比较，造价节省200元/m2。
柱网尺寸布置自由灵活、能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。
二、结构方案选择支撑体系布置及受力蒙皮作用我国现行规范规程中关于轻型门式刚架的主要有《门式刚架轻型屋面钢结构技术规程》（CECS 102-2002 ）、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018-2002）。
规范中对于结构选型，柱间支撑，系杆、屋面支撑体系布置等提出设计要求。
