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36米跨度轻型门式钢架结构设计前言我国钢结构体系的发展大致经过了这样的时期：1990年以前，钢结构建筑在工业领域中的主要应用是重型厂房中的排架结构体系，在民用领域中的主要应用是螺栓球或焊接球网架结构；自1990 年代起，钢结构在我国进入了快速的全面的发展和应用时期。
门式钢刚架结构被大量应用于工业厂房、超市、仓库中；钢框架在多高层建筑中也得到了越来越多的应用；薄壁彩钢板已大量应用于各类结构的维护体系和无梁无柱穹顶中；钢管直接汇交焊接结构及其与高强度拉索的组合结构已推广应用于各类体育、文化等公共建筑中；冷弯薄壁型钢截面除广泛应用于檩条等维护结构构件外也开始作为结构的主要受力构件或其组成部件得到应用。
现代钢结构体系由热轧截面、焊接截面和冷弯薄壁型钢截面构件组成。
人们往往将钢结构划分为普通钢结构和轻型钢结构两大类。
但是，究竟如何定义或区分这两类结构，却存在着很多不同的标准。
例如，结构跨度的标准，结构层数的标准，结构用途的标准，吊车吨位的标准等。
这些标准都有一定的合理性，但是都是建立在结构体系外在因素或特征基础上的。
事实上，轻型钢结构体系的本质是“轻”，实现这一本质的条件是截面板件要“薄”，设计时必然要考虑板件局部失稳后的极限强度。
所以，从结构工作机理和设计计算原理的角度出发，轻型钢结构体系是指“结构构件采用较薄板件，设计时考虑板件局部失稳后的后继强度的钢结构体系”。
门式钢刚架是典型的轻型钢结构，也是目前国内应用最为广泛的轻型钢结构。
早期典型的门式钢刚架是1910 年布鲁塞尔世博会的德国机械工程展厅，采用了多层阶形钢框架结构；1932 年建成的德国埃森煤矿税收协会采用了门式钢框架结构[1]。
现代轻型门式钢刚架体系是由国外钢结构专业公司引入我国的，它包括主结构系统（刚架、支撑、抗风柱等）、次结构系统（屋面和墙面檩条等）、辅助结构体系（挑檐、雨蓬、女儿墙、楼梯、吊车梁等）、围护板材体系、柱脚和基础等。
近年来钢结构建筑在我国出现了非常快的发展势头，应用范围不断扩大，目前，我国钢结构建筑的发展处在建国以来最好的一个时期。
门式刚架轻型房屋的经济合理性设计门式刚架轻型房屋是一种由门式刚架结构支撑的轻型房屋，其经济合理性设计意味着在满足使用功能和安全要求的前提下，最大程度地降低建造成本，提高房屋的经济效益。
以下是关于门式刚架轻型房屋经济合理性设计的一些内容。
门式刚架轻型房屋的材料成本相对较低。
由于轻型房屋采用了钢结构材料，相比传统的混凝土结构，钢材的价格要低一些。
钢材的使用率也较高，可以进行预制加工，减少浪费。
门式刚架轻型房屋的墙体和屋顶结构可以采用轻型板材，不仅成本低，而且施工周期短，可大幅度降低人工成本。
门式刚架轻型房屋的施工速度较快，节省了大量人力资源。
传统的房屋建造通常需要较长的施工周期，而门式刚架轻型房屋采用了预制加工的工艺，可以在工厂进行大量的现场预制，然后再将预制构件运至现场进行拼接，这样可以大幅度降低施工时间，减少劳动力成本。
门式刚架轻型房屋具备良好的可拆卸性，可重复使用。
轻型房屋的结构设计比较简单，方便拆卸和组装。
在合理使用和维护的情况下，门式刚架轻型房屋可以使用多次，有效地节约了建筑材料的使用量，降低了房屋建设的整体成本。
门式刚架轻型房屋的节能效果显著，可以降低日常运行和维护成本。
轻型房屋的保温性能较好，采用了一系列的节能措施，例如热隔离材料、隔热层和光伏发电设备等，可以降低能源消耗，减少了后期运维和维护的成本。
门式刚架轻型房屋的设计具有灵活性。
根据不同的使用需求，轻型房屋可以随时进行扩建或改造，可以根据实际需求进行局部拆除和新的增加，而不需要对整体结构进行大幅度的改动，大大降低了改造和扩建的成本。
门式刚架轻型房屋的经济合理性设计主要体现在建筑材料成本的降低、施工速度的加快、可重复使用和节能性能等方面。
这些特点使得门式刚架轻型房屋在现代建筑领域具备了广泛的应用前景，成为一种经济实用的建筑形式。
摘要介绍了门式刚架轻型结构体系在国内外的发展研究概况；评述了门式刚架结构优化设计研究领域从最初的尺寸优化发展到形状优化、拓扑优化的基本历程；针对我国的实际情况，对门式刚架轻型结构体系在原材料供应、设计、技术力量等方面存在的问题进行了分析，提出了相应的解决措施。
(关键词：门式刚架；发展设计；尺寸优化；形状优化；拓扑优化门式刚架轻型结构房屋的发展现状一、研究背景门式刚架轻型结构体系是近年来在钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构式。
它是用等截面或变截面的焊接H型钢作为梁柱，以冷弯薄壁型钢作檩条、墙梁、墙柱，以彩钢板作为屋面板及墙板，现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要承重结构，再配以零件、扣件、门窗等形成的比较完善的建筑体系，即门式刚架轻型结构体系。
这种结构体系可以在工厂批量生产，在现场按要求拼装形成。
能有效地利用材料，构件尺寸小，自重轻，抗震性能好，施工安装方便，建设周期短，能够形成大空问、大跨度，具有外表美观，适应性强，造价低，易维护等特点。
二、门式刚架轻型结构体系在国内外的发展概况门式刚架轻型结构体系在国外应用极为广泛。
在我国，随着压型钢板、冷弯薄壁型钢、H型钢的引进和发展，轻型门式剐架结构体系也引起了普遍的重视，应用越来越广泛，逐渐成为许多工业和民用建筑的首选体系。
（一）门式刚架轻型结构体系在国外的发展概况门式刚架轻型结构体系始于美国。
日本和欧洲门式刚架轻型结构体系的应用也较多，但美国的门式刚架轻型结构体系发展最快，应用也最广泛。
由于门式刚架轻钢结构具有许多其他结构所不具备的优点，而且经济效益十分显著，因此这种结构形式在国外一经推出就得到了广泛应用。
国外轻型钢结构发展较早，由于汽车工业的发展，最初用于建造私人汽车库等简易房屋。
二次世界大战时期，由于战争的需要，一些拆装方便的轻钢结构建筑用于营房和库房。
20世纪60年代以来，国外建筑钢材的发展有了很大突破，随着色彩丰富而耐久的彩色压型钢板的出现以及H型钢和冷弯型钢的问世，极大地推动了门式刚架轻型钢结构的发展。
门式刚架什么是门式刚架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。
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。
特点(1)用轻型屋面，不仅可减少梁柱截面尺寸，基础也相应减少。
(2)在多跨建筑中可做成一个屋脊的大双坡屋面，为长坡面排水创造了条件。
设中间柱可减少横梁的跨度，从而降低造价。
中间柱采用钢管制作的上下铰接摇摆柱，占空间小。
(3)侧向刚度籍檩条的隅撑保证，省去纵向刚性构件，并减少翼缘宽度。
(4)刚架可采用变截面，截面与弯矩成正比；变截面时根据需要可改变腹板的高度和厚度及翼缘的宽度，做到材尽其用。
(5)刚架的腹板可按有效宽度设计，即允许部分腹板失稳，并可利用其屈曲后强度。
故腹板高厚比可比《钢结构设计规范》（GB50017）规定为大，即可减少腹板厚度。
(6)竖向荷载通常是设计的控制荷载，但当风荷载较大或房屋较高时，风荷载的作用不应忽视。
在轻屋面门式刚架中，地震作用一般不起控制作用。
(7)支撑可做得较轻便。
将其直接或用水平节点板连接在腹板上，可采用张紧的圆钢。
(8)结构构件可全部在工厂制作，工业化程度高。
构件单元可根据运输条件划分，单元之间在现场用螺栓相连，安装方便快速，土建施工量少。
(9)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；(10)结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价宜、经济效益明显；(11)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。
(12)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。
应用范围门式刚架通常用于跨度为9~36m，柱距为6~9，柱高为4.5~9m。
浅谈轻型门式刚架的结构特点及其在国内的发展摘要：轻型门式刚架结构是国内外应用广泛的建筑结构体系，具有质量轻、工业化程度高、施工周期短、综合经济效益高、柱网布置灵活、建筑外型新颖美观等优点。
随着我国经济的快速增长, 轻型门式刚架房屋结构也得到了迅速的发展。
本文先介绍轻型门式刚架的相关的定义，再阐述其主要的结构特点，最后对轻型门式刚架在我国应用及发展进行综合分析。
关键词：门式刚架；轻型房屋；冷弯薄壁型钢；发展现状正文：轻型门式刚架结构体系是指以轻型焊接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、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。
1.结构特点1.1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。
1.2工业化程度高，施工周期短轻型门式刚架结构的主要构件和配件均为工厂制作，质量易于控制和保证，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，这是安装迅速的一个重要因素，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。
1.3综合经济效益高轻型门式刚架结构由于材料价格的原因其造价虽然比钢筋混凝土结构等其他结构形式略高，但由于采用了计算机辅助设计，设计周期短；构件采用先进自动化设备制造；原材料种类较少，易于采购、运输；所以，门式刚架结构的工程周期短，资金回报快，投资效益高。
1.4柱网布置比较灵活传统的结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制，柱距多为6m，当采用 12m柱距时，需设置托架及墙架柱。
简述轻型门式刚架结构的设计及应用摘要：本文简要介绍了门式刚架结构的概况，对它的设计方法、设计步骤、材料选型和设计中需要注意的问题，做了简要介绍，有利于对轻型门式刚架结构设计有较为完整的认识。
关键词：轻型门式刚架设计步骤中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：前言：轻型门式刚架房屋钢结构在中国的应用在20世纪60年代开始兴起，20世纪90年代以来，中国的彩色钢板生产的增加和焊接h型钢的出现，轻钢结构在我国进入繁荣与发展的时代。
在目前的工程实践中，门式刚架的梁、柱多采用焊接ｈ形变截面构件，单跨刚架的梁柱节点多采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用；柱脚可与基础刚接或铰接；围护结构多采用压型钢板；保温隔热材料多采用玻璃丝棉。
门式刚架轻型房屋钢结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计法，按分项系数设计表达式进行计算；承重构件按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
一、柱网布置的确定轻钢厂房结构设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进行柱网的平面布置。
在尽可能满足生产工艺和使用功能上，应根据房屋的高度确定合理的跨度。
通过已往多个工程的设计实践，在门式刚架设计过程中对柱网布置得出以下结论：（一）通过大量的计算发现，当檐高6米，柱间距7.5米，当负载的情况是完全一样的情况下，跨度在18~30米之间的刚架单位用钢量（q235b）为18~28kg/m2；当跨度在21～48米之间的刚架单位用钢量为25～40 kg/m2；当檐高为12ｍ、跨度超过48ｍ时宜采用多跨刚架（中间设置摇摆柱），其用钢量较单跨钢架节约18％左右，因此设计门式刚架时应根据具体要求选择较为经济的跨度，不宜盲目追求大跨度。
对门式刚架轻型钢结构而言，刚架用钢量是最主要的，当刚架跨度较小时，刚架用钢量甚至占总用钢量的50％以上，而其它各构件用钢量，特别是墙架梁、柱间支撑、屋面支撑，其用钢量所占比例较小，因此，在设计门式刚架时应精确设计，合理使用。
网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目：浅谈门式刚架的发展概况及工程应用内容摘要门式刚架结构与其他类型的建筑结构相比，整个构件的截面尺寸较小，可以有效的利用建筑空间，因此可以降低房屋的高度，减小建筑的体积，而且在造型上也简洁美观。
其次，刚架构件的刚度较高，在平面内、外的刚度差别较小，制造、运输、安装都比较方便。
门式刚架还具有施工快捷、维护费用较低、造价低、改扩建灵活等特点，因此该结构形式广泛应用于中、小跨度的工业厂房或较大跨度的公共建筑中，且都收到了良好的经济效果。
门式刚架的梁柱构件多采用焊接变截面的H型钢截面，传统的设计方法大多依赖于设计者的经验水平，但是截面尺寸设计的不合理往往会导致材料的使用不经济、不合理。
本文致力于优化方法的研究，找出适合门式刚架结构优化的方法，使刚架的设计更为经济、合理。
关键词：门式刚架；设计要点；工程应用目录内容摘要 ........................................................................................................................... I 引言 . (1)1 门式刚架的发展概况 (2)1.1 适用范围 (2)1.2 门式刚架的发展现状 (2)2 门式刚架的主要结构特点 (3)2.1 结构优点 (3)2.2 力学模型 (3)2.3 屋面支撑设计 (4)3 门式刚架的主要设计要点 (5)3.1 设计与施工要点 (5)3.1.1 设计 (5)3.1.2 施工 (5)3.2 屋面活荷载的取值和布置 (5)3.3 斜梁计算长度及钢梁高厚比问题 (6)3.4 结构布置及挠度问题 (7)3.4.1 门式刚架设计内容 (7)3.4.2 门式刚架的布置 (7)3.4.3 门式刚架的优化方法 (8)4 门式刚架的主要工程应用 (11)4.1 门式刚架的结构形式和设计原则 (11)4.2 门式刚架应用工程实例 (11)4.2.1 工程概况 (11)4.2.2 荷载 (11)4.2.3 风载体型系数 (11)4.2.4 刚架的平面外计算长度 (12)4.2.5 刚架的支撑截面选用 (12)4.2.6 柱脚抗剪设计 (12)。
门式刚架轻型房屋钢结构在工业建筑中的应用特点与设计方法摘要：在新的时代背景下，随着社会的不断发展，生产水平有了很大提高，我国钢产量也在不断增加，品种也越来越丰富，同时因为彩色压型钢板的迅速发展，这样就促使门式刚架轻型房屋钢结构房屋有了很大发展，并且门式刚架轻型房屋钢结构具备很大的跨度和空间，强度高，钢用量少，造价成本低等优势，所以在工业厂房、仓库等工业建筑中得到了非常广泛的应用。
基于此，本文主要分析了门式刚架轻型房屋钢结构在工业建筑中的应用特点与设计方法进行。
关键词：门式刚架轻型；钢结构；工业建筑；应用特点；设计方法一、前言在工业厂房中，门式刚架轻型房屋钢结构是一种常见的结构形式，特别是近些年来，随着我国经济的快速发展，因为该结构具备强度大、钢用量少、重量轻以及造价成本低等特点，所以得到了广泛应用。
同时在应用该结构的时候，要采取行之有效的方法进行设计，进而全面推动建筑行业的可持续发展。
二、门式刚架轻型房屋钢结构概念门式刚架轻型房屋钢结构是指以轻型焊接H形钢（等截面或变截面）、热轧H 型钢（等截面）或冷弯薄壁型钢等组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，其檩条、墙梁可选取冷弯薄壁型钢；屋面、墙面可选取压型金属板；保温隔热材料可选取聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酸泡沫塑料、岩棉等，并进行支撑设置的一种轻型房屋结构体系。
在现阶段，一般选取焊接H形变截面构件作为门式刚架梁与柱，单跨刚架梁柱节点选取刚接的方式，刚接与铰接结合的方式应用于多跨刚架梁柱节点，柱脚则根据厂房荷载的等级选择刚接或者铰接的形式。
三、门式刚架轻型房屋钢结构在工业建筑中的应用特点（1）采用轻型屋面，大大减轻了屋面重量，从而减小刚架截面尺寸和基础大小。
（2）刚架可采用变截面，截面与弯矩成正比。
变截面时可根据需要改变腹板高度和厚度及翼缘宽度，做到材尽其用。
（3）刚架的腹板可按有效宽度来设计，即允许部分腹板失稳，利用其屈曲后强度，这样一来腹板高厚比可超过普钢结构高厚比，从而减小腹板厚度。
毕业设计（论文）文献综述土木工程18米跨度门式刚架轻型房屋钢结构设计2一、前言部分传统工业建筑多采用砖混或钢筋砼框（排）架承重结构，配合大型屋面梁板屋盖和大型墙板墙体围护结构，组成结构体系。
体系重量大，工厂预制及现场施工技术复杂，施工周期长；受季节性施工的影响，土建工程在很大程度上制约着工程项目的建设周期。
但对以往已取得的成果进行分析，仍然未能摆脱传统的砌体和钢筋砼结构所用材料和应用技术的束缚，因而也难以在实践中取得更大的突破性进展。
门式刚架轻型结构体系是近年来在钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构形式。
它是用等截面或变截面的焊接H型钢作为梁柱，以冷弯薄壁型钢作檩条、墙梁、墙柱。
以彩钢板作为屋面板及墙板，现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要承重结构。
再配以零件、扣件、门窗等形成的比较完善的建筑体系。
即门式刚架轻型结构体系。
这种结构体系可以在工厂批量生产。
在现场按要求拼装形成。
能有效地利用材料，构件尺寸小。
自重轻，抗震性能好，施工安装方便，建设周期短，能够形成大空间、大跨度。
具有外表美观，适应性强，造价低、易维护等特点。
二、主题部分1、历史背景门式刚架轻型结构体系开始于美国。
由于门式刚架轻钢结构具有许多其他结构不具有的优点，同时经济效益好，使其得到了广泛的应用。
在初期，这种结构被用于库房等简易房屋。
20世纪60年代在国外由于各种彩色钢板和H型钢和冷弯型钢的出现推动了门式刚架轻钢结构的快速发展。
轻型门式刚架结构在我国的应用大约始于20世纪80年代初期。
近十多年来，随着我国钢材产量的增加和焊接H型钢的出现，压型钢板、冷弯薄壁型钢、H型钢的大批量生产，特别是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS1 02:98 )的颁布实施，轻型门式刚架结构得到迅速的发展。
目前国内每年有上千万平方米的轻钢建筑工程，主要用于轻型的厂房、仓库、体育馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。
2、现状（1）外国厂家的进入,新技术新产品的引进1)1979年上海水产路仑库引进日本S60压型钢板成型机并用于厂房仑库的屋面，1980年上海宝钢一期工程引进日本W550、V115N压型钢板成型机，并在一期工程屋面墙面围护结构应用近60万平方米，是80年代初首次用量最大的工程。
门式刚架轻型房屋的经济合理性设计
门式刚架轻型房屋是一种采用门式刚架结构的轻型、经济的建筑设计方案。
相比传统
的砖混结构或钢筋混凝土结构，门式刚架轻型房屋具有更好的经济合理性。
门式刚架轻型房屋采用了轻型的钢结构，相比传统的砖混结构，节约了大量的建筑材料。
传统砖混结构需要使用大量的砖头、水泥、沙子等建筑材料，而门式刚架轻型房屋使
用钢材作为主要结构材料，大大减少了对砖石等材料的需求，节省了建筑成本。
门式刚架轻型房屋具有快速施工的优势。
由于采用了标准化的钢结构构件，可以实现
工厂化生产，减少了现场施工时间和人力成本。
与传统的砖混结构相比，门式刚架轻型房
屋的施工周期可以缩短约30%左右，从而减少了等待时间和成本。
门式刚架轻型房屋还具有良好的抗震性能。
钢材是一种具有良好延展性和韧性的材料，能够在地震时吸收和分散能量，减少对建筑物的破坏。
门式刚架轻型房屋在地震多发区具
有更好的安全性能，能够保护人员的生命和财产安全。
门式刚架轻型房屋还具有一定的可再利用性。
在某些情况下，房屋需要拆除或改建，
传统砖混结构需要大量的人力和物力成本，而门式刚架轻型房屋可以方便地拆卸和拼装，
减少了对建筑材料的浪费，具有很高的可再利用性。
门式刚架轻型房屋的经济合理性还体现在其绿色环保的特点。
钢材是可再生资源，可
以通过回收再利用，减少了对自然资源的消耗。
门式刚架轻型房屋采用轻量化设计，减少
了施工垃圾和二氧化碳的排放，对环境友好。
门式刚架轻型房屋钢结构的发展及应用
随着经济的飞速发展，我国已成为世界上钢产量大国之一，发展建筑钢结构是我国新的建筑技术政策，也是未来经济发展的必然选择。
本文结合自身实际经验为门式刚架轻钢结构和色彩丰富且耐久的围护结构作简单的阐述。
标签：结构设计；应用；建设
1 发展概况
1.1 国外发展状况
早期，国外门式刚架轻钢结构主要用于建造私人汽车库等简易房屋。
二战中，一些拆装方便的轻钢结构建筑用于营房和车库。
随着材料的发展，色彩丰富且适应性强的彩色钢板的出现，H型钢和冷弯型钢的问世，极大地推动了门式刚架轻钢结构的发展，其作为一种特殊商品用于国外建筑中。
在美国，非居住单层建筑中50%以上为门式刚架轻钢结构体系，在英国则达到了60%以上。
日本新建的1～4层建筑，也多采用了门式刚架轻钢结构。
1.2 国内发展状况
三十多年前，为援外工程和三线建设的需要，我国对门式刚架轻型钢结构进行了试验研究，并在广东韶关塑料厂工程中进行了试点。
文化大革命前，原建工部北京工业建筑设计院参考当时美国和英国资料，编制了一套门式刚架通用设计图集，跨度分别为12m、15m、18m，分单跨和双跨，可配2t悬挂吊车。
但当时围护结构的材料只有石棉水泥瓦，属轻屋面材料。
文化大革命期间，由于国内钢材供应紧张，门式刚架轻钢结构发展比较缓慢。
改革开放以来，外国轻钢结构公司纷纷进入中国市场。
进入八十年代后，在深圳等沿海地区的建设中，也从国外引进了大量的门式刚架轻型钢结构房屋，主要用于厂房、车间、样板房等，跨度以21～24m居多，这些房屋具有协调的色彩，搭配上铝合金门窗，使建筑物极具现代风格。
1994年建设部根据我国经济建设的需要，将“轻型钢结构门式刚架”作为“快速房屋体系”课题之一，列入新技术新产品开发项目，由北京华洋建设开发有限公司承担，建设部长沙建筑机械研究院协作，在长沙中联公司混凝土机械厂房工程中进行了试点，为门式刚架轻钢结构的销售、设计、制作、安装等积累了经验。
为了适应门式刚架结构发展的需要，由中国建筑金属结构协会，建筑钢结构委员会，中国建筑标准设计研究所等单位主编的《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》于1998年9月16日开始执行，该规程的编写，较广泛地研究了国外的资料，较多地吸收了国外成热的经验，为门式刚架轻钢结构提供了技术基础。
2 门式刚架轻钢结构的主要组成部分
承重结构多采用三块钢板焊接工字型组合截面组成的门式轻钢刚架，檩条和墙梁为冷弯z型钢或冷弯内卷边槽钢，楼面采用压型钢板——混凝土楼板组合楼
盖，墙面及屋面采用彩色压型钢板，压型铝板或压型复台板，保温材料采用岩棉、矿棉和超细玻璃棉等。
3 门式刚架轻钢结构的主要特点
（1）产品新颖别致，时代感强，具有系列化、标准化、工厂化现代生产规模，从围护结构到承重结构都可形成系列。
（2）工期短，5000～10000m的单层房屋从签订合同到建成一般只需3个月左右，可以缩短工期，早日投入使用加快投资回收。
（3）内部空旷，结构新颖。
在商业建筑中可减少吊顶等装修造价，还能满足大跨度的要求。
（4）重量轻，门式刚架轻钢结构的重量是混凝土结构的1/8～1/10，是普通钢结构的1/2～1/3。
因而可降低地基基础造价，减小地震作用的影响。
4 门式刚架轻钢结构的应用
（1）单层工业厂房，门式刚架轻钢结构因其重量轻，跨度大，易于组合，是建造单层厂房的优选结构形式，厂房内可设5t以下悬挂吊车或起重量小于20t 的中轻级工作制吊车。
（2）单层仓储建筑，采用门式刚架轻型结构外形美观，库内空间大，施工周期短，改建或转型容易。
因此，可广泛用于码头仓库，商品仓库及工厂各种库房。
（3）商业建筑，随着城乡经济繁荣，各种商业建筑，如超级市场、贸易中心、农贸市场等都要求建筑物跨度大，视野开阔，门式刚架结构是合理的结构形式之一。
5 门式刚架轻钢结构的设计
5.1 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，其活荷载要提高到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。
门式钢架一般符合此条件，所以可用0.3kN/m2，与钢结构设计规范保持一致。
国外这类，要考虑0.15～0.5N/m2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载情况，就要出安全问题。
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”。
有女儿墙或者高低跨屋面时，在靠近女儿墙处及高低跨交接处的低跨局部屋面，其雪荷载为平屋面雪荷载的两倍，此处檩条设计时应注意。
5.2 屋脊垂度要控制
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，是否要验算跨中下垂度？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，每段都要计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于是验算了跨中垂度。
跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。
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。
5.3 钢柱换混凝土柱
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混凝土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，的确是有用混凝土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受弯矩和剪力，但在连接部位，它的抗拉、抗冲切的性能很差，在外力作用下很容易松动和破坏。
有些设计，在门式刚架设计好之后，又根据业主要求将钢柱换成混凝土柱，而梁截面不变。
应当指出，混凝土柱加钢梁作成排架是可以的，但将刚架的钢柱换成混凝土柱，而钢梁不变，是不行的。
由于连接不同，构件内力也不同，要的工程斜梁很细，可能与此有关。
5.4 檩条计算不安全
檩条计算问题较大。
檩条是冷弯薄壁构件，受压板件或压弯板件的宽厚比大，在受力时要屈曲，强度计算应采用有效宽度，对原有截面要减弱，不能像热轧型钢那样全截面有效。
有效宽度理论是在《冷弯薄壁型钢构件技术规范》（GB50018-2002）中讲的，有的设计人员恐怕还不了解，甚至有些设计软件也未考虑。
但是，设计光靠软件不行，还要能判断。
软件未考虑的，自己要考虑。
再有，设计人员往往忽略强度计算要用净断面，忽略钉孔减弱。
这种减弱，一般达到6～15%，对小截面窄翼缘的梁影响较大。
刚架整体分析采用的是全截面，如果强度计算不用净截面，实际应力将高于计算值。
《规范》4.1.8、9条规定：“结构构件的受拉强度应按净截面计算；受压强度应按有效截面计算；稳定性应按有效截面计算。
变形和各种稳定系数均可按毛截面计算”。
6 发展门式轻相结构应注意的几个问题
（1）门式刚架轻钢结构是技术相对密集的领域，从理论分析，结构设计到制作安装都需要较高的技术水平，因而应加强有关企业的管理，以提高生产效率和保证产品质量，特别是制作企业的管理，更为重要。
（7）积极开展门式刚架轻钢结构有关项目的研究工程。
7 结语
根据我国经济建设的需，已将轻型钢结构门式刚架作为快速房屋体系课题之一。
门式刚架轻钢结构不仅在商业建筑中可减少吊顶等装修造价而且时代感强，具有系列化，还能满足大跨度的要求，造价合理，综合经济效益好。
