钢结构课程设计(门式钢架)

1.设计资料哈尔滨市某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度33m ，柱距7m ，柱高8m ，屋面坡度1/10，地震设防烈度为6度。

刚架平面布置如下图1.1所示，刚架形式及几何尺寸如下图1.2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，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C 型钢，间距为1.5米，钢材采用Q345钢，焊条采用E50型。

图1.1 刚架平面布置图图1.2 刚架形式及几何尺寸80001:10330001650700071200600600110001100011000330007000700070007000700070007000700070002.荷载计算2.1荷载取值计算：（1）屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）YX51—380—760型彩色型钢板 0.15 2kN m 50 mm 厚保温玻璃棉板 0.05 2kN m PVC 铝箔及不锈钢丝网 0.02 2kN m 檩条及支撑 0.10 2kN m 刚架斜梁自重 0.15 2kN m 悬挂设备 0.50 2kN m 合计 0.97 2kN m （2）屋面可变荷载标准值 ①屋面活荷载：0.482kN m②雪荷载：哈尔滨市基本雪压0S =0.452kN m 。

对于单跨双坡屋面，屋面坡角α=54238'''，z μ=1.0，雪荷载标准值 ：k S =z μ0S =1.0×0.45=0.452kN m 。

③本工程不考虑积灰荷载。

所以屋面可变荷载取Max {}=活荷载,雪荷载0.482kN m 。

（3）轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等） 0.52kN m（4）风荷载标准值基本风压：0ω=1.05×0.552kN m =0.582kN m ；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。

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。

《钢结构课程设计》报告一、引言钢结构是土木工程中非常重要的一门学科，其广泛应用于各类建筑和基础设施中。

本次课程设计旨在让学生全面了解和掌握钢结构的设计原理和方法，提高解决实际问题的能力。

二、设计任务本次课程设计要求设计一个简单的单层钢结构厂房，主要内容包括主体结构的布置、构件截面的选择、节点设计、基础设计等。

在设计过程中，需要考虑厂房的承载能力、稳定性、施工方便性等因素。

三、设计过程1. 主体结构布置：根据厂房的跨度、高度和使用要求，确定采用门式刚架结构形式。

按照《钢结构设计规范》进行布置，包括梁、柱、支撑等构件。

2. 构件截面选择：根据厂房的承载要求和使用环境，选择合适的H型钢或圆钢管作为主要承重构件。

通过计算，确定各构件的截面尺寸和长度。

3. 节点设计：节点设计是钢结构设计的关键环节，需要考虑连接的强度、刚度和稳定性。

根据规范要求，采用焊接或螺栓连接方式，确保节点的安全可靠。

4. 基础设计：根据厂房的重量和地质条件，设计合适的基础结构。

基础形式可以是独立基础、条形基础或筏板基础等。

通过计算和分析，确定基础的尺寸和材料。

四、设计结果本次课程设计完成了以下主要内容：1. 主体结构布置图：包括平面图和立面图，标注了各构件的位置和尺寸。

2. 构件截面选择表：列出了各主要承重构件的截面尺寸和长度。

3. 节点设计图：展示了节点连接方式和构造细节，包括焊接和螺栓连接的示意图。

4. 基础设计图：包括基础平面图和剖面图，标注了基础的尺寸和材料。

五、结论本次《钢结构课程设计》使学生们对钢结构的设计有了更深入的理解和实践经验。

通过本次课程设计，学生们学会了如何根据实际需求进行结构布置、选择合适的构件截面、设计和分析节点连接以及基础结构等。

这些技能对于他们未来的学习和工作具有重要的意义。

同时，通过本次课程设计，学生们也提高了团队协作和沟通能力，为今后在工程领域的发展奠定了坚实的基础。

门式钢架设计一、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 。

刚架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。

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 20.35/O W 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1．屋盖永久荷载标准值屋面板20.60/kN m刚架斜梁自重（先估算自重）20.15/kN m合计0.752/kN m2．屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.502/kN m，不考虑积灰荷载。

3．轻质墙面及柱自重标准值0.252/kN m4．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ω=1.05×0.45 kN/m2，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)。

《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月一、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2/4.0m kN （50年一遇），B 类粗糙度；3、基本雪压为2/35.0m kN （50年一遇）；4、屋面恒载为2/3.0m kN ，屋面活载为2/5.0m kN ；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：二、输入参数工程名: 01************ PK11.EXE *****************日期:12/18/2014时间: 20:12:44设计主要依据:《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012);《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010);《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：Ⅱ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：λx=52.1, λy=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= -276.05平面内稳定计算最大应力 (N/mm*mm) =113.21平面内稳定计算最大应力比 =0.527平面外稳定计算最大应力 (N/mm*mm) =150.69平面外稳定计算最大应力比 =0.701门规CECS102:2002腹板容许高厚比 [H0/TW] =250.00翼缘容许宽厚比 [B/T] =15.00考虑屈曲后强度强度计算应力比= 0.483 < 1.0抗剪强度计算应力比 = 0.126 < 1.0平面内稳定计算最大应力 < f=215.00平面外稳定计算最大应力 < f=215.00腹板高厚比 H0/TW=96.67 <[H0/TW]=250.00翼缘宽厚比 B/T=12.20 < [B/T]=15.00压杆,平面内长细比λ=52. ≤ [λ]=180压杆,平面外长细比λ=99.≤ [λ]=180构件重量 (Kg)=366.12四、梁强度、稳定、配筋计算1、钢梁 1截面类型=27; 布置角度=0;计算长度： Lx=18.09, Ly=3.00构件长度= 3.01; 计算长度系数: Ux=6.00 Uy=1.00抗震等级: 三级变截面 H 形截面 H: B1=250, B2=250, H1=600, H2=450 T1=6 T2=10 T3=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--- 梁的弯矩包络 ---梁下部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7弯矩 -28.81 -25.67 -26.71 -27.17 -27.06 -27.11 -29.32梁上部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7弯矩 144.94 117.73 97.98 78.91 60.52 43.08 32.58 考虑屈曲后强度强度计算应力比 =0.457抗剪强度计算应力比 = 0.144平面内稳定最大应力 (N/mm*mm) = 91.79平面内稳定计算最大应力比 =0.427平面外稳定最大应力(N/mm*mm) = 88.55平面外稳定计算最大应力比 = 0.412考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.457 < 1.0抗剪强度计算应力比 = 0.144 < 1.0平面内稳定最大应力 < f= 215.00平面外稳定最大应力 < f= 215.00腹板高厚比 H0/TW= 84.17 < [H0/TW]= 250.00 (CECS102:2002)翼缘宽厚比 B/T = 12.20 < [B/T] = 15.00--- (恒+活)梁的相对挠度 (mm) ---截面 1 2 3 4 5 6 7 挠度值 0.00 -0.02 0.07 0.25 0.51 0.81 1.14最大挠度值 = 1.14 最大挠度/梁跨度 = 1/7910斜梁坡度初始值: 1/10.00变形后斜梁坡度最小值: 1/10.28变形后斜梁坡度改变率 = 0.027<1/3构件重量 (Kg)=190.052、钢梁 3截面类型= 27; 布置角度= 0;计算长度： Lx=18.09, Ly=3.00构件长度= 3.01; 计算长度系数: Ux=6.00 Uy=1.00抗震等级: 三级变截面 H 形截面 H: B1= 250, B2= 250, H1=450, H2=600 T1=6 T2=10 T3=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--- 梁的弯矩包络 ---梁下部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7弯矩 -76.34 -76.03 -73.78 -65.87 -52.31 -34.94 -29.32梁上部受拉:截面 1 2 3 4 5 6 7 弯矩 0.00 0.05 3.26 7.03 11.35 16.23 32.58考虑屈曲后强度强度计算应力比 = 0.279抗剪强度计算应力比 = 0.097平面内稳定最大应力 (N/mm*mm) =56.33平面内稳定计算最大应力比 =0.262平面外稳定最大应力(N/mm*mm) =54.20平面外稳定计算最大应力比 =0.252考虑屈曲后强度计算应力比 = 0.279<1.0抗剪强度计算应力比 = 0.097<1.0平面内稳定最大应力 < f= 215.00平面外稳定最大应力 < f= 215.00腹板高厚比 H0/TW= 80.00 <[H0/TW]=250.00 (CECS102:2002)翼缘宽厚比 B/T = 12.20 <[B/T] =15.00--- (恒+活)梁的相对挠度 (mm) ---截面 1 2 3 4 5 6 7 挠度值 0.00 1.75 2.80 3.16 2.89 2.14 1.14最大挠度值 =3.16 最大挠度/梁跨度 = 1/ 2866斜梁坡度初始值: 1/10.00变形后斜梁坡度最小值: 1/10.32变形后斜梁坡度改变率 = 0.031<1/3构件重量 (Kg)= 373.00五、各种荷载组合模式下的验算1、风荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移:节点(3), 水平位移 dx= 3.580(mm) = H / 20952、地震荷载作用下柱顶最大水平（X 向）位移:节点(3), 水平位移 dx= 3.934(mm) = H /19073、梁的(恒+活)最大挠度:梁( 4), 挠跨比 = 1 /28664、风载作用下柱顶最大水平位移:H/2095< 柱顶位移容许值: H/1805、地震作用下柱顶最大水平位移:H/1907< 柱顶位移容许值: H/1806、梁的(恒+活)最大挠跨比:1/2866< 梁的容许挠跨比: 1/180所有钢柱的总重量 (Kg)=999所有钢梁的总重量 (Kg)=1126钢梁与钢柱重量之和 (Kg)=2125-----PK11 计算结束-----。

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5：点高找坡使用三点点高时首先要选择三点来确定一个面，然后选择在这个面上的构件。

门式刚架计算书1、设计资料 (1)厂房柱网布置厂房为单跨双坡门式刚架（见图1－1）。

长度90m ，柱距6m ，跨度18m ，门式刚架檐高9m ，屋面坡度为1：10。

图1－1 门式刚架简图 (2)材料选用屋面材料：单层彩板。

墙面材料：单层彩板。

天沟：钢板天沟 (3)结构材料材质钢材：235Q ，22215/,125/v f N mm f N mm == 基础混凝土：225,12.5/c C f N mm = (4)荷载（标准值）Ⅰ静载：有吊顶（含附加荷载）0.52kN m Ⅱ活载：20.5/kN mⅢ风载：基本风压200.35/W kN m =，地面粗糙度为B 类，风载体型系数按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用。

确定Z 值： ①180.1 1.8,2z 3.6m m ⨯==②0.40.49 3.6,2z 7.2H m m =⨯==取较小值为3.6m ，根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》表A.0.2-1注3，因柱距6 3.6m m >，故风荷载取中间值。

详见图1－2所示图1－2 风荷载体型系数示意图（左风）Ⅳ雪荷载：20.2/kN m (5)其它本课程设计不考虑地震作用 2、荷载计算 (1)荷载取值屋面静载：20.5/kN m 屋面活载：20.5/kN m 轻质墙面及柱自重（包括柱、墙骨架）：20.5/kN mm风荷载：基本风压20 1.050.350.37/W kN m ⨯＝＝，按地面粗糙度为B 类； 以柱顶为准风压高度变化系数211.0,0.37/z w kN m μ==； 以屋顶为准风压高度变化系数221.0,0.37/z w kN m μ== (2)各部分作用荷载1)屋面静载 标准值：0.56 3.0/kN m ⨯=活载 标准值：0.56 3.0/kN m ⨯= 2)柱荷载静载 标准值：0.56 3.0/kN m ⨯= 3)风荷载迎风面：柱上0.3760.250.555/w q kN m =⨯⨯= 横梁上0.376 1.0 2.22/w q kN m =-⨯⨯=- 背风面：柱上0.3760.55 1.22/w q kN m =-⨯⨯=- 横梁上0.3760.65 1.44/w q kN m =-⨯⨯=- 3、内力分析采用结构力学求解器求解内力，计算简图及结果如下：(1)静载作用下的内力计算图3-1-1 静载内力计算简图（单位：KN/m）图3-1-2 静载作用下弯矩图（单位：KN·m）图3-1-3 静载作用下剪力图（单位：KN）图3-1-4 静载作用下轴力图（单位：KN） (2)活载作用下的内力计算图3-2-1 活载内力计算简图（单位：KN/m）图3-2-2 活载作用下弯矩图（单位：KN·m）图3-2-3 活载作用下剪力图（单位：KN）图3-2-4 活载作用下轴力图（单位：KN）(3)风载作用下的内力计算1)左风情况下：图3-3-1 左风载内力计算简图（单位：KN/m）图3-3-2 左风载作用下弯矩图（单位：KN·m）图3-3-3 左风载作用下剪力图（单位：KN）图3-3-4 左风载作用下轴力图（单位：KN）2)右风情况下：右风荷载作用下，个内力图与左风荷载作用下的内力图刚好对称，不再画出。

《门式刚架轻型钢结构设计》任务书一、设计资料：无吊车门式刚架跨度X m，刚架间距6m，共8榀。

钢架柱高Y m，屋面坡度1/6，屋面及墙板采用加JXB42-333-1000型岩棉夹芯彩色钢制夹芯板，芯板面板厚为0.50mm，板厚为80mm，自重0.25 kN/m2，檩条为薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，自重0.05kN/m2。

钢材采用Q235钢，焊条为E43型。

抗震设防烈度为6度。

刚架梁在1/3处变截面。

(具体尺寸见分组附表)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。

二、设计内容：1、门式刚架钢结构的设计与计算（设计说明书，A4手写，有封面）（1）刚架类型及截面形式的选取；（2）刚架的布置；（平面布置、柱距、跨度、定位轴线等）（3）刚架的荷载及荷载组合；（4）刚架的内力及截面计算；（5）刚架主要节点的构造与计算；（梁柱节点、拼接节点、柱脚等）2、门式主刚架钢结构施工图绘制（图纸，2号机绘打印，）（1）刚架梁、柱详图；（2）刚架节点详图；包括梁柱节点、梁拼接节点、柱脚；（3）平面图，门刚立面图；平面图中应包括支撑布置（按构造）、檩条布置等；三、设计要求：（1）结构形式选取适当，建筑尺寸合理；（2）进行门式刚架轻型钢结构的平面布置、墙梁布置以及支撑体系布置；（3）设计中，荷载选取正确合理，对内力计算方法能够熟练运用；（4）遵守学校规章制度和学习纪律，整个设计工作在专用教室内完成，按时上下课。

（5）计算要正确，计算书必须用黑色或蓝黑钢笔、水笔抄写，统一格式，规定的项目不得自行减少，设计必须独立完成。

（6）根据需要绘制图纸，要求图面整洁美观，比例适当，并一律采用仿宋字体严格按照制图标准作图。

（7）要求梁、柱变截面。

（8）每组同学若设计尺寸相同，则需变换不同的截面以区分。

参考书目1. 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS 102：2002）2. 钢结构设计规范GB50017-2003.3. 混凝土结构设计规范GB50010-2010.4. 梁启智.钢结构.华南理工大学出版社.5. 黄呈伟.钢结构设计.科学出版社.。

钢结构课程设计——门式刚架设计刘沈如钢结构课程设计——门式刚架设计刘沈如钢结构基本原理钢结构基本原理平台钢结构轻型钢结构重型钢结构多高层钢结构大跨度钢结构特殊钢结构平台钢结构轻型钢结构重型钢结构多高层钢结构大跨度钢结构特殊钢结构钢结构钢结构钢结构课程设计钢结构课程设计建筑钢结构设计建筑钢结构设计一般概念设计规定结构体系内力计算构件设计节点设计施工图一般概念设计规定结构体系内力计算构件设计节点设计施工图3D3S 软件应用3D3S 软件应用网架空间桁架：钢结构设计理论钢结构设计理论采用弹性理论和容许应力设计法采用弹性理论和容许应力设计法弹塑性理论和极限状态方法弹塑性理论和极限状态方法考虑板件局部屈曲后极限强度的设计方法考虑板件局部屈曲后极限强度的设计方法轻钢结构结构迅速发展轻钢结构结构迅速发展Light weighteffective cross section Light weight Thin wallThin wall bucklingbuckling effective cross section受压翼缘屈曲受压翼缘屈曲腹板屈曲腹板屈曲能继续承载吗？局部失稳局部失稳§1.1 轻型钢结构的特点§1.2 轻型钢结构的应用范围§1.3 轻型钢结构的结构体系1、主结构2、围护结构3、连接型式第一章轻型钢结构的一般概念第一章轻型钢结构的一般概念§1.1 轻型钢结构的特点§1.1 轻型钢结构的特点1、轻型钢结构的特点1、轻型钢结构的特点钢结构划分为普通钢结构和轻型钢结构两大类轻型钢结构的特征就是薄而轻。

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屈曲后的后继强度的钢结构体系§1.2 轻型钢结构应用范围§1.2 轻型钢结构应用范围、应用范围厂房、车间、仓库、超市、汽车展厅或维修站、暖棚、水产养殖场、加固加层工程、轻便简易房、可移动房屋及一些较大跨度的建筑等。

门式刚架的设计第五课门式刚架设计1、钢结构单层⼚房的组成由柱和屋架（屋⾯梁）构成的若⼲榀横向框架⽤纵向构件和⽀撑连接⽽成的空间稳定⾻架。

根据各承重结构的不同功能，可划分为下列四⼤系统：屋盖系统：包括天窗、檩条、屋架（屋⾯梁）、托架（托梁）以及屋盖系统的⽀撑和系杆等。

柱⼦系统：柱及柱间⽀撑。

吊车梁系统：含吊车梁（吊车桁架）、辅助桁架、制动结构以及⽀撑等。

墙架系统：包括墙架柱、墙架横梁、抗风桁架以及⽀撑、系杆。

2、横向框架常见的类型A：铰接排架。

优点：计算简单，受⼒明确，对桩基沉降的适应性强，且安装⽅便。

缺点：下段柱弯矩较⼤，⼚房横向刚度差。

B：刚接框架特点：a:对减⼩下柱弯矩，增加⼚房横向刚度有利。

b:下柱截⾯⾼度较⼩，从⽽减少⼚房建筑⾯积。

c:屋架受⼒复杂化，连接构造亦⿇烦，且对桩基的沉降较为敏感。

d:适⽤于桩基沉降差较⼩，对横向刚度要求较⾼的单跨⼚房。

C：上刚架下悬壁式框架3、单层⼚房计算A：单层⼚房的横向框架通常采⽤⼀阶弹性分析。

B：横向框架⼀般按平⾯结构计算，必要时可按空间结构进⾏计算，按平⾯结构计算时，要先划分计算单元并假定屋盖在计算单元内为刚体，即不考虑其变形，各刚架顶部的⽔平位移相同4、单层刚架设计基本规则轻钢结构⼚房适⽤范围如何界定？有关规定：《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015中规定：（1）适⽤于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型外墙、⽆桥式吊车或有起重重量不⼤于20t的A1～A5⼯作制级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构；（2）房屋⾼宽度⼩于1（2）跨度宜12～48m，有根据时可⽤于更⼤跨度。

5.2.2（3）门架⾼度不⼤于18m；（4）柱距宜6～9m。

A：实腹式刚架横梁的⾼跨⽐宜取为1/25~1/35;变截⾯构件最⼩最⼤⾼度之⽐为0.3~0.6.B:刚架梁柱连接节点应具有⾜够的强度和刚度，以及适当变形的能⼒，同时要求构造简单、加⼯、制作、安装⽅便，其形式和特点见下表C：实腹式刚架⼀般仅设单⽚柱间⽀撑。

第三章门式刚架轻钢结构设计§3.1设计一般规定一、结构形式1.门式刚架分为单跨、双跨、多跨（刚架以及带挑檐的和带毗屋的刚架形式。

多跨刚架中间柱与刚架斜梁的连接，可采用铰接（俗称摇摆柱）。

多跨刚架宜采用双坡或单坡屋盖，必要时也可采用由多个双坡单跨相连的多跨刚架形式。

2.在门式刚架轻型房屋钢结构中，屋盖应采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条，主刚架可采用变截面实腹刚架，外墙宜采用压型钢板墙板和冷弯薄壁型钢墙梁。

主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘的出平面稳定性，由与檩条或墙梁相连接的隅撑来保证。

主刚架间的交叉支撑可用张紧的圆钢。

3.根据跨度、高度和荷载的不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字形截面或轧制H形截面。

设有桥式吊车时，柱宜采用等截面构件。

4. 门式刚架轻型房屋的屋面坡度宜取1/8～1/20，在雨水较多的地区可取其中较大值。

5.外墙除采用以压型钢板作维护面的轻质墙体外，上可采用砌体外墙或底部为砌体、上部为轻质材料的墙。

二、.建筑尺寸1.门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离，宜为9~36m，以3m为模数，必要时也可采用非模数跨度。

边柱的截面高度不相等时其外侧应对齐。

2.门式刚架的高度，应根据使用要求的室内净高确定，应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点之间的高度。

无吊车房屋门式钢架高度宜取 4.5~9m；有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净空要求确定，一般宜为9~12m。

3.门式刚架的间距，即柱网轴线在纵向的距离宜为6m，也可采用7.5m或9m，最大可用12m。

门式刚架跨度较小时可用4.5m。

4.门式刚架的高、宽、长⑴门式刚架轻型房屋的檐口高度，应取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度。

⑵门式刚架轻型房屋的最大高度，应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度。

⑶门式刚架轻型房屋的宽度，应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离。

挑檐长度可根据使用要求确定，宜为0.5~1.2m，其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。

某车间跨度9m ，长度90m, 柱高4.5m ，柱距6m ，采用单跨双破门式钢架，檩条间距1.5m ，屋面坡度i 1/10=，当地雪荷载0.25kN/㎡，基本风压0.4 KN/㎡，地面粗糙度：B 类，风载体型系数如下图钢材采用Q235钢，焊条E43型。

屋面材料： 夹芯板 墙面材料： 夹芯板檩条墙梁： 薄壁卷边C 型钢 本课程设计不考虑地震作用2．屋面构件1.夹芯板夹芯板型号采用JXB42-333-1000，芯板面板厚为0.50㎜，板厚为80㎜。

2.檩条檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢180×70×20×3.0，跨中设拉条一道。

3．荷载和内力计算3．1 荷载 1. 永久荷载标准值屋面夹芯板 0.25 kN/㎡ 檩条 0.05 kN/㎡ 悬挂构件 0.15 kN/㎡0.50 kN/㎡2.可变荷载标准值由于钢架的受荷水平投影面积为9×6=54㎡＜60㎡，故取屋面活荷载标准值为0.5kN/㎡，雪荷载为0.25kN/㎡，取屋面活荷载与雪荷载中较大值0.5kN/㎡.3.风荷载标准值基本风压0.4 kN/㎡，地面粗糙度为B 类，μz =1.0,风荷载形体系数μs 迎风面柱及屋面分别为+0.25和-1.0；背风面柱及屋面μ分别为-0.55和-0.65。

3.2 荷载计算值1.屋面风荷载迎风面：ω2=1.4×﹙-0.1﹚×1.0×0.4×6=-3.36kN/㎡ 背风面：ω3=1.4×﹙-0.65﹚×1.0×0.4×6=-2.18kN/㎡ 2.墙面风荷载背风面：ω1=1.4×0.25×1.0×0.4×6=0.84kN/㎡背风面：ω4=1.4×﹙-0.55﹚×1.0×0.4×6=-1.85kN/㎡3.屋面恒荷载 g 1=1.2×0.45×αcos 1×4.5=2.45 kN/㎡4.柱身恒荷载 g 2=1.2×0.45×6=3.24 kN/㎡5.屋面活荷载 q=1.4×0.5×4.5=3.15 kN/㎡4. 屋面支撑1.屋面支撑布置檩条间距1.5m ，水平支撑截距3m 。