门式刚架结构设计浅谈

浅谈门式刚架轻型房屋钢结构的设计【摘要】本文主要概括的论述了门式刚架轻型房屋钢结构设计的一些要点，希望能将门式刚架轻型房屋钢结构更好的应用于人们的生活当中。

【关键词】门式刚架；轻型房屋；钢结构；檩条；节点；墙梁；拉条近几年，门式刚架轻型房屋钢结构在我国迅速发展起来的一种新型结构体系，被广泛应用于工业厂房、仓库等众多的工业和民用建筑中，而追求其设计的更完善就成为了摆在我们建筑人员面前的重要课题。

1 结构构件设计在门式刚架轻型房屋钢结构体系中宜尽可能采用轻型结构构件。

门式刚架轻型房屋钢结构，应根据房屋的平面尺寸、高度和荷载的不同情况，合理确定门式刚架的跨度、间距，平衡外包面（墙面和屋面）与主刚架的用钢量，优化整个房屋结构的经济指标。

当确定了房屋的平面尺寸和高度时，山墙墙架结构和屋面天沟是基本确定的，因此下面的研究讨论不考虑山墙墙架结构和屋面天沟的影响。

1.1 檩条设计檩条一般设计成简支构件。

当檩条跨度为4.5～6.0m时，设一道拉条；当檩条跨度大于6m时，设两道拉条。

计算分析表明，当檩条跨度分别为6.0m、7.5m、9.0m时，檩条的经济平均用钢量（含拉条）一般分别约为5.0kg/m2、5.5kg/m2、7.5kg/m2。

一般情况下，当檩条跨度确定时，檩条间距越大，檩条的平米用钢量越小。

所以，房屋单跨跨度小的，宜采用较小檩距；房屋单跨跨度大的，宜采用较大檩距。

1.2 墙梁设计墙梁一般设计成简支构件。

当墙梁跨度为4.5～6.0m时，设一道拉条；当墙梁跨度大于6m时，设两道拉条。

墙面板一股与墙梁有可靠的连接，能约束墙梁外翼缘的侧向位移和扭转，因此拉条一般设置在距离墙梁内翼缘1/3腹板高度范围内，以约束墙梁内翼缘的侧向位移和扭转。

2 支撑设计门式刚架结构需要采用各种可靠的支撑结构以加强结构的整体和局部稳定性及力的可靠传递。

支撑形式主要有：2.1 对角支撑设置于屋面、侧墙以及端墙，用于抵抗风力和吊车荷载，采用两端带螺纹的抗拉圆钢或钢缆，亦可采用角钢；2.2 隅撑刚架受压翼缘的平面外刚度较小，采用角钢连接主刚架受压翼缘和墙梁或檩条，防止刚架受压翼缘平面外局部失稳，隅撑宜成对布置；2.3 特殊支撑当侧墙或屋顶不允许设对角支撑时，或当有吊车时为了提供更可靠的支撑，可采用管撑和门式支撑等特殊支撑。

浅谈门式刚架轻型钢结构的设计摘要：笔者基于近年来的工程实践，对门式刚架轻型钢结构的设计与应用进行了分析与探讨，以供业界参考。

关键词：门式刚架轻型钢结构；设计门式刚架是典型的轻型钢结构，它具有节省材料、造价低廉、施工时间短的优点，因而被广泛应用。

笔者总结近年来的工程实践，提出在门式刚架轻型钢结构设计与应用方面应考虑和注意的一些技术问题。

一、适用范围及经济比较门式刚架轻型钢结构房屋(以下简称为“门式刚架”)通常由基础、刚架、支撑系统、屋面及墙面檩条和拉条以及压型钢板屋面板组成，根据《门规》CECS102—2002规定门式刚架可用于单跨或多跨承重，具有轻型屋盖和轻型或砌体外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1～A5工作级桥、梁式吊车或3t悬挂起重机的单层房屋。

结合《钢结构设计手册》(以下简称《手册》)及《轻型钢结构设计手册》(以下简称《轻钢手册》)以及门式刚架标准图集，门式刚架通常用于跨度9～36m，柱距6～9m，设有吊车起重量较小的单层工业房屋或公共建筑，特别是在超市、娱乐体育设施、车站候车室等大跨度公共建筑中尤为适用。

与其他结构形式比较，门式刚架在经济上具有如下特点：(1)与排架比较，同等跨度及荷载情况下，虽然前者的用钢量大于后者，但相对排架来说刚架的檐口高度可以更低，也就是说浪费的空间较小。

因为实腹刚架没有下弦杆和下弦支撑或系杆，所以人在室内不会产生压抑感，且排架体系支撑系统较复杂，制作和安装均浪费时间及人工。

但如果建筑房屋檐口较高(大于12m)，则应该通过计算比较排架与门式刚架的工程造价，以确定结构方案。

(2)与网架比较，虽然小跨度网架能大量减小檩条的用钢量(因为通常情况下小跨度网架的上弦节点间距会小于门式刚架的柱距)，但网架自身的造价和支撑网架的钢柱造价又通常会高于门式刚架，所以在门式刚架适用跨度范围内门式刚架在工程造价方面会优于网架。

(3)与框架结构体系比较，门式刚架则更为经济。

二、确定结构形式，选择经济的设计方案CECS102-2002中规定门式刚架轻型钢结构房屋的纵向温度区段不大于300m，横向温度区段不大于150m，当超过此规定时，应设置伸缩缝。

门式刚架设计的要点探讨我呀，一说到这门式刚架设计，那可就有好多话能唠。

这门式刚架啊，就像一个站在那儿的大铁门似的结构，看着简单，设计起来那可得费不少心思呢。

咱先说说这结构形式。

这门式刚架，那柱子和梁得搭得合理呀。

我就见过一个年轻的工程师设计的，那柱子看着就像两根细麻杆儿，梁呢，又粗又笨，就像个大棒槌横在上面，整个儿比例失调得厉害。

我当时就忍不住说：“你这设计得像啥呀，就像一个瘦小子扛着个大木头，看着就不稳当。

”他还委屈呢，说考虑了这个那个的。

我就告诉他：“你得从整体上看，这门式刚架就像一个人，各部分得匀称，比例协调了，看着就舒服，用起来也踏实。

”再讲讲荷载计算这一块儿。

这风荷载、雪荷载啥的，就像老天爷时不时给门式刚架使的绊子。

你要是没算好，那门式刚架在风里雪里可就遭罪了。

我记得有一回在一个工地上，那门式刚架在一场大雪后，就像个被欺负的小老头似的，歪歪斜斜的。

我一瞅那设计图，嘿，雪荷载算得那叫一个离谱，少算了不老少呢。

那负责设计的工程师啊，站在那儿愁眉苦脸的，脸皱得像个核桃。

我就拍拍他肩膀说：“老弟啊，这荷载计算可不能马虎，你得把老天爷可能使的劲儿都想到喽。

”连接节点也是重中之重。

这节点就像是关节，要是关节不灵光，整个门式刚架都得散架。

我见过那种焊接得毛毛糙糙的节点，就像缝补的衣服全是线头儿。

我就跟那工人师傅说：“你这可不行啊，这节点得焊得牢固又整齐，就像给两个人的手紧紧绑在一起，还得绑得好看。

”那师傅还跟我顶嘴呢，说：“不就一个小节点嘛，能有多大事儿。

”我当时就来气了，提高了嗓门说：“小节点？这就像人的关节，小关节出问题，人还能好好走路吗？”还有钢材的选用。

你得挑那种合适的钢材，就像给门式刚架选衣服，得合身。

不能图便宜就用那些劣质钢材。

我有次去一个材料市场，看到有些钢材表面都坑坑洼洼的，那要是用到门式刚架上，就像给一个人穿了破破烂烂的衣服，还指望着他能好好站岗，怎么可能呢？我就对旁边的采购员说：“这钢材可不能乱选，得选质量好的，这门式刚架以后要担重任的，可不能在这上面省钱。

浅谈轻型门式刚架结构设计摘要：轻型门架钢结构具有造价低、重量轻、安装方便、施工周期短等优点，近几年来发展极快，但是采用这种钢结构的历史并不很长，在使用这种钢结构时经常发生质量问题，除材料因素之外，多数是由设计和施工经验不足造成的。

本文总结了轻型门式刚架结构的特点，对结构设计中常见的问题进行探讨。

关键词：门式刚架结构设计轻型一、轻型门式刚架结构的特点门式刚架轻型房屋钢结构体系是由刚架、屋盖、围护体系、及相应的支撑所构成的结构体系。

门式刚架与其它形式的建筑结构相比，具有以下优势：（一）构件形式经济合理，结构质量轻质量轻主要是由于围护结构的材料采用的是金属板与薄壁型钢，因而门式刚架的负荷较小，刚架自重也随之减轻。

而基础结构是与上部结构密切相关的，刚架整体变轻了，对基础的要求就会降低，基础的尺寸可以做小。

（二）抗震性能好门式刚架自重轻，地震反应较小，很适合在地震多发地区中推广使用。

（三）施工周期短门式刚架结构的主要构件和配件多为工厂制作，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；构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，安装迅速。

（四）柱网布置比较灵活传统钢筋混凝土结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制，柱距多为6米，当采用12米柱距时，需设置托架及墙架柱。

而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板，所以柱网布置不受模数限制，柱距大小主要根据使用要求和用钢量最省的原则来确定。

二、轻型门式刚架结构设计探讨（一）屋面荷载取值如某汽车企业的总装厂房长度为184m，跨度为2x24m，高度为12m，建筑面积8925㎡，屋面坡度1/20。

该厂房带有2台5t电动单梁吊车，轨顶标高7.30m。

厂房采用门式刚架结构，柱脚刚接，结构主材采用焊接h型钢，钢号为q345-b。

设计主要使用pkpm系列中的sts钢结构软件计算。

屋面恒荷载取0.30kn/㎡ (包括屋面金属绝热材料夹心板及檩条自重)，活荷载取0.50kn/㎡。

虽然《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(cecs 102:2002)规定构件的荷载面积大于60㎡的屋面活载可取0.30kn/㎡，但遇到大风或其它原因造成超载情况，就可能出现安全问题，故笔者认为活荷载取0.50kn/㎡较为稳妥。

格构柱门式钢架的设计要点浅谈摘要：格构柱门式刚架结构是利用格构柱替换普通等截面柱的一种门式刚架。

本文的讨论基于该结构形式在一个跨度为21m，吊车为Q=25/5t 重级工作制（A6）结构中的工程应用。

作为一种以平面受力为主的结构形式，文中阐述了其结构布置和设计的一般原则和要点。

关键词：格构柱肩梁柱间支撑门式钢架吊车梁1结构体系的衍生随着房屋建筑行业的发展，门式刚架轻型房屋结构的发展越来越迅速，并逐渐在技术领域有所突破。

门式刚架结构由其横梁和柱刚结而协调工作，使得横梁的跨中弯矩和挠度大幅下降，因而其跨越能力较简支梁大大增加。

但是目前门式刚架基本采用以H型钢为主的实腹式构件，刚架抗弯刚度较小，因而制约了其跨越能力的进步提高。

由于格构柱属于压弯构件，多用于厂房框架柱和独立柱，优点在于能节约材料，抗压弯刚度大。

如果将H型钢实腹柱换成格构柱，其跨越能力和承受吊车荷载的能力将大幅提高。

本文主要结合格构柱门式刚架结构在一实际工程中的应用，对其结构合理布置、设计原则和要点进行分析，并提出了一些结论。

从实际工程应用的效果看，该结构体系受力性能良好，不仅满足建筑设计的要求，而且技术经济指标较低，值得推广。

2. 工程应用背景本期工程为珠拉金矿已废弃石再回收贵金属工程的其中一个子项，子项名称为汽车维修车间。

根据建筑和工艺的要求，主体结构纵向轴线距离长93m，其中第四跨跨度为9m，其余跨度全为12m。

跨度方向最大轴线距离为21m，内部不允许设置支撑柱。

设置吊车Q=25/5t 重级工作制（A6）。

3. 设计的基本原则和要点本工程以格构柱门式刚架作为结构主要受力系统，用于承受竖向荷载和竖向地震作用，同时也作为结构抵抗横向水平地震作用的抗侧力体系。

厂房柱采用上柱为H型钢，下柱为格构柱的阶型柱，梁采用焊接H型变截面，柱脚采用插入式刚接节点。

具体的刚架形式和计算简图见下图。

3.1基础设计本工程基础采用插入式基础。

格构柱柱脚的埋入深度应由计算确定。