门式刚架工业厂房设计

门式刚架钢结构设计要点摘要:随着工业产业的快速发展,当前在工业建筑领域钢结构厂房得到了广泛应用。

其中以框架上门式刚架钢结构厂房最具有代表性,其上部为门式刚架结构,下部为框架结构,整体结构综合了二者的优势,不仅整体结构跨度大,且自重较轻,节约材料,实现了厂房结构设计的经济性与可靠性。

关键词：门式刚架；钢结构；设计要点引言门式刚架钢结构是一种常见的工业建筑结构，由于其具备高承载能力和良好的稳定性等优点，被广泛应用于各种大型仓库、工厂、体育馆、展览馆等建筑中。

门式刚架钢结构的设计需要充分考虑到结构强度、稳定性和可靠性等多方面的因素，以确保其满足实际的使用要求。

本文将介绍门式刚架钢结构设计的要点，以期对相关研究和实践工作有所启发和帮助。

1.门式刚架发展概况门式刚架是钢结构的一种形式，由于其具有强度高、刚性好和重量轻等优点，被广泛应用于工业和民用建筑中。

其特征是搭建速度快，造价低廉，适用范围广泛，安全可靠，因此深受建筑行业和工程领域的青睐。

门式刚架最初是在20世纪50年代诞生的，最早应用于轻型钢结构房屋中。

60年代初期，随着工业建筑的大规模兴起，门式刚架渐渐成为了工业厂房的首选结构形式。

90年代以后，随着制造业的发展、城市化的加速，门式刚架的应用逐渐扩展到体育馆、展览馆和商场等民用建筑中。

2、门式刚架具有以下几个特点：1.钢材使用率高，重量轻，受力性能好，稳定性强；2.模数化设计，便于批量生产和安装，搭建速度快；3.能够满足大跨度、大空间的使用要求，能够灵活地进行布局和改变；4.适应性强，可用于各种不同的建筑类型，如工厂、体育馆、商场、展览馆等；5.能够经受住地震、风力等自然灾害的考验。

目前，门式刚架技术正在不断发展和完善。

随着新材料的不断出现以及新工艺、新技术的应用，门式刚架的安全性、可靠性、施工效率和造价等方面都得到了不断提升。

此外，门式刚架作为钢结构中的一种重要形式，具有多方面的优点，是当前建筑行业的发展趋势之一。

毕业设计开题报告（含文献综述、外文翻译）题目工业厂房钢结构工程设计姓名学号专业班级所在学院指导教师（职称））二○一年月日毕业设计（论文）开题报告（包括选题的意义、可行性分析、研究的内容、研究方法、拟解决的关键问题、预期结果、研究进度计划等）1. 选题的背景和意义1.1选题的背景钢结构建筑具有轻质高强、力学性能良好、抗震性能优越、工业化程度高、施工速度快、外形美观、投资回收快、可再次利用及符合可持续发展政策等一系列的优点。

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。

但是，与国外的一些发达国家相比，我国在许多方面还存在着明显差距，如美国、日本、德国等国家，在工程建设中广泛采用钢结构，钢结构建筑占整个建筑的40%以上，而目前我国的钢结构建筑所占比重还不到5%。

由此可见，今后我国的钢结构建筑市场有着巨大的发展空间。

[1]1.2选题的意义考虑到门式刚架轻型钢结构房屋具有自重轻，用钢省，造价低，抗震性能好的特点，在抗震设防烈度为7度及以下地区不需要考虑抗震设计。

而且该种结构可跨越较大的跨度，形式美观有现代感，能充分满足使用要求，用途广泛，施工周期短且不需要大型的施工机具，因此本工程采用了门式刚架轻型房屋钢结构。

本工程是实际工程，通过此次的设计过程，可了解实际的操作，掌握具体的流程以及相关软件等工具。

进一步的将理论和实际相结合，对于今后的工作有着决定性的帮助。

另一方面，也锻炼了自己的独立分析，阅读文献（包括外文）的能力，为自身将来的发展做下基础。

2．可行性分析门式刚架轻型房屋以门式刚架为受力体系，外墙采用冷弯薄壁型钢裸条和压型钢板，承重体系和围护体系都很轻，施工速度快整休造价低，具有广阔的发展前景。

一些国外的公司采用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)相结合的一体化生产技术，在国内市场有很大的优势。

随着《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的实施，国内也相继开发出了一些门式刚架设计软件。

门式钢架厂房设计总结引言门式钢架厂房作为现代工业建筑的重要组成部分，具有结构简单、运输方便、施工周期短、承重能力强等优点，因此在工业领域得到广泛应用。

本文将对门式钢架厂房的设计过程和关键要素进行总结，以帮助工程师和设计师更好地理解和应用门式钢架厂房设计。

设计流程门式钢架厂房设计的流程一般包括以下几个步骤：1.需求分析：根据厂房用途、功能需求以及土地条件等因素，确定厂房的规模、结构形式和布局等。

2.结构设计：根据设计要求和规范，确定门式钢架厂房的结构形式、跨度、高度、墙板类型等，并进行结构计算和优化设计。

3.建筑设计：根据建筑美学、功能布局和实际需求，进行厂房外观和内部空间的设计，包括立面设计、屋面设计、门窗设计等。

4.施工图设计：根据设计结果，绘制详细的施工图纸，包括钢架结构图、建筑平面图、立面剖面图等。

5.施工与监控：根据施工图纸进行施工施工，同时对施工过程进行监控和质量控制，确保施工质量和安全。

6.完工验收：完成施工后进行验收，包括结构验收、装饰验收和使用验收等，确保厂房的设计和施工符合要求。

关键要素1. 结构形式门式钢架厂房常见的结构形式有单跨门式钢架、多跨门式钢架和连续门式钢架等。

选择合适的结构形式，能够满足厂房的跨度和承载能力要求，并提高施工效率。

2. 设计荷载设计荷载是门式钢架厂房设计中的重要考虑因素，包括静荷载、动荷载和温度荷载等。

合理计算和考虑设计荷载，能够确保门式钢架厂房的结构安全性和稳定性。

3. 墙板类型门式钢架厂房的墙板类型可以选择预制混凝土墙、砖混墙、镶嵌墙和轻钢墙等。

根据厂房的用途和结构要求，选择合适的墙板类型，能够提供良好的隔热、隔音和防火性能。

4. 屋面设计门式钢架厂房的屋面设计需要考虑防水、保温、通风和自重等因素。

合理选择屋面材料和屋面结构形式，能够增强门式钢架厂房的使用寿命和舒适性。

5. 建筑外观门式钢架厂房建筑外观设计既要满足功能需求，又要具有美观性。

考虑立面设计、门窗设计和外墙材料等方面，能够提高门式钢架厂房的形象和商业价值。

门式钢架设计实例（带计算书）门式刚架⼚房设计计算书门式刚架⼚房设计计算书⼀、设计资料该⼚房采⽤单跨双坡门式刚架，⼚房跨度21m ，长度90m ，柱距9m ，檐⾼7.5m ，屋⾯坡度1/10。

刚架为等截⾯的梁、柱，柱脚为铰接。

材料采⽤Q235钢材，焊条采⽤E43型。

22750.6450/160/mm EPS mm N mm g mm ≥2y 屋⾯和墙⾯采⽤厚夹芯板，底⾯和外⾯⼆层采⽤厚镀锌彩板，锌板厚度为275/gm ；檩条采⽤⾼强镀锌冷弯薄壁卷边Z 形钢檩条，屈服强度f ，镀锌厚度为。

(不考虑墙⾯⾃重)⾃然条件：基本风压：20.5/O W KN m =，基本雪压20.3/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90m ，跨度21m ，柱距9m ，共有11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。

檩条间距为1.5m 。

⼚房长度>60m ，因此在⼚房第⼆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；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，因此柱间⽀撑不⽤分层布置。

（布置图详见施⼯图）三、荷载的计算1、计算模型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：2.荷载取值屋⾯⾃重：屋⾯板：0.182/KN m 檩条⽀撑：0.152/KN m 横梁⾃重：0.152/KN m 总计：0.482/KN m 屋⾯雪荷载：0.32/KN m屋⾯活荷载：0.52/KN m （与雪荷载不同时考虑）柱⾃重：0.352/KN m风载：基本风压200.5/W kN m = 3.各部分作⽤荷载：（1）屋⾯荷载：标准值： 10.489 4.30/cos KN M θ=柱⾝恒载：0.359 3.15/KN M ?=kn/m（2）屋⾯活载屋⾯雪荷载⼩于屋⾯活荷载，取活荷载10.509 4.50/cos KN M θ=（3）风荷载010 1.0k z s z s h m ωµµωµµ=≤ 以风左吹为例计算，风右吹同理计算：根据公式计算:根据查表，取，根据门式刚架的设计规范，取下图：（地⾯粗糙度B 类）风载体形系数⽰意图2122231.00.250.50.125/0.1259 1.125/1.0 1.00.50.50/0.509 4.5/1.00.550.50.275/0.2759 2.475/1.00.650kN m q kN m kN m q kN m kN m q kN m ωωωω∴=??==?==-??=-=-?=-=-??=-=-?=-=-??k k k k 迎风⾯侧⾯，屋顶，背风⾯侧⾯，屋顶24.50.325/0.3259 2.925/kN m q kN m =-=-?=-，荷载如下图：kn/m4.内⼒计算：（1）截⾯形式及尺⼨初选：梁柱都采⽤焊接的H型钢68:梁的截⾯⾼度h⼀般取(1/301/45)l,故取梁截⾯⾼度为600mm；暂取H600300，截⾯尺⼨见图所⽰柱的截⾯采⽤与梁相同截⾯截⾯名称长度()mm⾯积2()mmx I 64(10)mm ?x W 43(10)mm ?y I 64(10)mm ?y W 43(10)mm ?x i柱 60030068H7200 9472 520 173 36 24234 61.6 梁60030068H10552 9472520 173 36 24234 61.68668612522.0610947210 1.9510, 2.06105201010 1.0710x EA kn EI kn m --==?=?=??（2）截⾯内⼒：根据各个计算简图，⽤结构⼒学求解器计算，得结构在各种荷载作⽤下的内计算项⽬计算简图及内⼒值(M 、N 、Q) 备注恒载作⽤恒载下弯矩恒载下剪⼒弯矩图剪⼒图“+” →轴⼒图(拉为正，压为负)恒载下轴⼒（忽略柱⾃重）活荷载作⽤活荷载(标准值) 弯矩图弯矩图活荷载作⽤活荷载(标准值)剪⼒图活荷载(标准值)轴⼒图剪⼒图“+”→轴⼒图(拉为正，压为负)作⽤风荷载(标准值)弯矩图.弯矩图剪⼒图“+”风荷载(标准值)剪⼒图风荷载(标准值)轴⼒图→轴⼒图(拉为正，压为负)向作⽤，风荷载只引起剪⼒不同，⽽剪⼒不起控制作⽤)按承载能⼒极限状态进⾏内⼒分析，需要进⾏以下可能的组合：① 1.2*恒载效应+1.4*活载效应② 1.2*恒载效应+1.4*风载效应③ 1.2*恒载效应+1.4*0.85*{活载效应+风载效应}取四个控制截⾯：如下图：各情况作⽤下的截⾯内⼒截⾯内⼒恒载活载左风Ⅰ－ⅠM000 N-45.36-47.2546.95 Q-19.32-18.0524.55内⼒组合值控制内⼒组合项⽬有：与相应的N，V(以最⼤正弯矩控制)①＋Mmax与相应的N，V(以最⼤负弯矩控制)②－Mmax③ N与相应的M，V(以最⼤轴⼒控制)max与相应的M，V(以最⼩轴⼒控制)④ Nmin所以以上内⼒组合值，各截⾯的控制内⼒为：1-1截⾯的控制内⼒为0120.5848.45M N KN Q KN ==-=-，，2-2截⾯的控制内⼒为335.33120.5848.45M KN M N KN Q KN =-?=-=-，， 3-3截⾯的控制内⼒为335.3364.30115.40M KN M N KN Q KN =-?=-=，， 4-4截⾯的控制内⼒为246.7857.82 5.79M KN M N KN Q KN =?=-=，， A ：刚架柱验算：取2-2截⾯内⼒平⾯内长度计算系数：00010.520.45 1.4620.45 1.46 2.667.27.2 2.6619.1x R R l K I H H Mµµ=+==∴=+?==?=c I ，其中K=，，，7200/23600mm ==0Y 平⾯外计算长度：考虑压型钢板墙⾯与墙梁紧密连接，起到应⼒蒙⽪作⽤，与柱连接的墙梁可作为柱平⾯外的⽀承点，但为了安全起见计算长度按两个墙梁间距考虑，即H19100360081.658.423461.6x y λλ∴====，⑴局部稳定验算构件局部稳定验算是通过限制板件的宽厚⽐来实现的。

门式刚架单层钢结构工业厂房设计钢结构因其施工速度快，自重轻，抗震性能好等特点在建筑工程中已被广泛认可，单层钢结构工业厂房也正逐渐的代替笨重的混凝土结构。

本文从钢结构单层工业厂房设计的角度出发，对结构部分的设计进行总结论述。

标签：门式刚架，柱间支撑，屋面支撑，插入式柱脚前言门式刚架钢结构厂房造型美觀，施工速度快，越来越多在单层工业厂房中应用。

当厂房内无吊车或设置桥式吊车起重量不大于20t的中、轻级工作制（A1-A5）的吊车，或悬挂式起重机，起重量不大于3t时，应遵守《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的要求设计。

但在很多情况下吊车吨位及厂房高度很高，已超出《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的应用范围，需按《钢结构》规范的要求设计。

一.结构类型和截面形式钢结构厂房应用较多的为单跨、双跨或多跨的单、双坡结构形式。

门式刚架通长用于跨度为9-36米，柱距宜为6米，也可为7.5米和9米。

结构构件主要为刚架柱，刚架斜梁，柱间支撑，屋面支撑，系杆，檩条和山墙骨架组成。

门式刚架的结构形式是多种多样的，按构件体系分，可分为实腹式刚架和格构式刚架。

前者梁、柱一般采用H型实腹截面，其刚度较强，但用钢量稍多。

后者一般采用小截面角钢、钢管等构件组合的格构式梁、柱截面。

其加工制作较为复杂，但用钢量较省，适用于大跨度的厂房。

在门式刚架工业厂房设计中，通长采用实腹式梁柱截面。

按截面形式分，有等截面和变截面。

变截面与等截面相比，前者可以适应弯矩变化，节约材料，但在构件连接及加工制造方面，不如等截面方便。

由于工业厂房内部多设有桥式吊车，柱宜采用等截面构件。

二.伸缩缝的设置单层厂房伸缩缝的最大间距为70米，伸缩缝处的做法习惯上采用双柱，双柱基础可不断开。

伸缩缝宽度一般为20-30mm.三.支撑的布置1.柱间支撑的布置为保证钢结构厂房的空间工作，提高整体刚度，承受房屋端部山墙风力、吊车纵向刹车荷载、温度应力和地震作用和传递纵向水平力，防止杆件产生过大的变形，避免压杆失稳，以及保证结构的整体稳定性，应根据厂房的结构形式，车间吊车的设置，振动设备以及厂房的跨度、高度、温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。