门式刚架设计步骤

门式刚架设计课件

第一章：引言

1.1 课程介绍

本课程主要介绍门式刚架的设计原理、结构特点、计算方法以及实际应用。通过学习本课程，学生将掌握门式刚架设计的关键知识和技能，为将来从事相关工程设计、施工和研究打下良好的基础。

1.2 课程目标

通过本课程的学习，学生应能够：

- 理解门式刚架的基本概念和分类；

- 掌握门式刚架的结构特点；

- 能够进行门式刚架的强度、稳定性和刚度分析；

- 熟悉门式刚架的设计规范和标准；

- 能够运用理论知识解决实际工程中的门式刚架设计问题。

第二章：门式刚架的基本概念

2.1 门式刚架的定义

门式刚架是一种常用于工业厂房、仓库、体育馆等建筑结构中的框架结构，其由立柱、横梁和斜撑组成。门式刚架能够有效地承受垂直荷载和水平荷载，并具有较好的整体刚度和抗震性能。

2.2 门式刚架的分类

门式刚架可以根据其横截面形状和结构形式进行分类，常见的分类包括热轧H型钢门式刚架、工字型钢门式刚架、箱形钢门式刚架等。

第三章：门式刚架的结构特点

3.1 立柱

门式刚架的立柱是承受垂直荷载的主要承重构件，通常采用H型钢或工字型钢。立柱的截面积和截面尺寸将直接影响门式刚架的承载能力和稳定性。

3.2 横梁 门式刚架的横梁承受横向荷载，连接立柱并支撑屋面或天棚。横梁通常采用工字型钢、箱形钢或焊接钢板构成，其刚度和稳定性需满足设计要求。

3.3 斜撑

门式刚架的斜撑通过连接立柱和横梁来增加结构的稳定性和抗侧移能力，一般采用角钢或圆钢构成。

第四章：门式刚架的设计原则

4.1 强度设计

门式刚架的设计应满足承载能力和变形要求，根据受力情况和材料特性合理确定截面尺寸和构件的截面积。

4.2 稳定性设计

门式刚架设计讲解

1综合概述

门式刚架就是典型得轻型钢结构,也就是目前国内应用最为广泛得轻型钢结构体系。

早期典型得门式刚架就是1910年布鲁塞尔世博会得德国机械工程展厅,采用了多层阶形钢框架结构;1９32年建成得德国埃森煤矿税收协会采用了门式钢框架结构。1954年由托罗哈设计得德国地铁站,采用得就是典型得门式刚架结构,她把装饰效果与门式刚架得受力完美结合。

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在国外预制轻钢建筑进入中国之前,中国就开始了自己得轻钢建筑体系得研究、２0世纪70~８0年代,部分设计人员已经开始尝试全钢结构建筑;但由于钢产量得限制及设计方法陈旧,钢结构建筑在中国发展举步维艰。在改革开放得十多年间,数不清得国外轻钢建筑厂商驻入中国,无数得本地轻钢建筑公司涌现。我国钢结构体系得发展大致经过了这样得时期:1990年以前,钢结构建筑在工业领域中得主要应用就是重型厂房中得排架结构体系,在民用领域中得主要应用就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得全面得发展与应用时期。门式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得应用;薄壁彩钢板大量应用于各类结构得维护体系与无梁无柱穹顶中;钢管直接汇交焊接结构及其与高强度拉索得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得主要受力构件或其组成部件得到应用、聞創沟燴鐺險爱氇谴净、现代钢结构体系由热轧截面、焊接截面与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与轻型钢结构两大类。但就是,究竟如何定义或区分这两类结构,却存在着很多不同得标准、例如,结构跨度得标准,结构层数得标准,结构用途得标准,吊车吨位得标准等。这些标准都有一定得合理性,但就是都就是建立在结构体系外在因素或特征基础上得。事实上,轻型钢结构体系得本质就是“轻",实现这一本质得条件就是截面板件要“薄”,“薄”得板件受力时,容易造成局部失稳,局部失稳后,构件仍然具有承载能力,所以设计时必然要考虑板件局部失稳后得极限强度。

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例1：封闭式门式刚架中间区的主刚架。

刚架跨度24米，高度8米，女儿墙高度1米，柱距6米。双坡坡度0.1，横梁按两头变截面，中间等截面设计，无吊车，柱底铰接，柱子按变截面设计。设计荷载：恒载0.2KN/m2，活载0.3KN/m2，风载0.5

KN/m2，考虑7度地震。

解：

1、——填写门式刚架信息

2、基本信息的显示查询：

 显示节点号、单元号、支座、截面、视图变换、渲染、字体变化；

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 显示截面名称、轴线等，以及改变显示颜色；

 按工况显示节点荷载、单元荷载

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3、其他参数信息的补充

 平面的门式刚架需人工输入平面外的计算长度(最危险的无支撑侧移长度)

左图演示按定义长度设定计算长度，全选梁；右图全选柱，演示按定义系数设定计算长度。

 荷载信息：比如地震、吊车、温度及特殊的恒、活、风载

 组合信息修改

word文档 可自由复制编辑 4、计算





 工况及组合内力、位移的显示和查询

5、杆件设计

 优化验算

优化伴随着截面改变，若用户不希望改变截面，请按否，并通过校核来验算。

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只计杆件的主刚架用量，杆件长度取轴线长度。

由于截面改变，结构的重量、刚度比例及构件面积都发生变化，所以结构的自振频率及内力分配变化，故需要重算风(塔桅里的构件挡风面积、风振系数)、地震作用以及内力分析。门式刚架中风振系数为1，故不需计算风荷载。

软件自动重算，直至结构满足要求。

 自动优化结束后，用户应该自行进行地震及内力分析和效应组合计算，再对结构进行校核验算。

 验算结果显示和查询

带夹层的门式刚架结构设计

摘要：目前，门式刚架结构是钢结构设计中应用最广泛、成熟的结构型式。实际工程中为了建筑使用功能要求，局部设置夹层，由于夹层的布置这类结构与常规的门式刚架厂房存在设计差异。以某4S店为工程实例，详细介绍结构设计方法。

关键词：夹层门式刚架；PKPM软件；扭转振动，节点连接设计

1.工程概况

本工程位于乌鲁木齐市新市区，建筑总面积为：3867.41平方米，整个主结构由6榀刚架组成，每榀刚架纵向间距为8m，刚架共4跨，跨度分别为：21m、21m、9m、20m，檐口标高为7m，坡度角为6°。该结构所在场地类别II类，抗震设防烈度8度0.2g，地面粗错度B类，基本风压0.9KN/m2.

2.结构设计方法

结构整体模型如下图所示，为满足4S店建筑功能要求，分别设置两个区域夹层，一部分为办公施工，一部分为检修车间使用。夹层荷采用混凝土楼板，由于夹层面积较大，并分为两个区域，由于夹层布置不规则，地震作用下的空间效应肯定比较明显。平面建模无法考虑，所以空间建模比较合理。而且平台荷载大，地震的空间效应不能忽略且该4S平面属平面不规则结构。依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》4.4.2条要求质量与刚度分布明显不对称的结构应计算双向水平地震并计入扭转影响。

因建筑使用要求，该4S店在厂房纵向均不能设置柱间支撑。为保证结构纵向抗侧刚度，采用在各主刚架之间设置纵向刚架保证结构抗侧位移。综上考虑，结构设计时采用二维建模方法计算各主刚架应力及位移指标，采用三维建模方法考虑主体结构的双向水平地震及纵向刚架的强度及位移指标。

图1 4S店三维简图

结构设计中包含以下几个要点：

1）.二维设计：

采用新版STS软件自带夹层建模功能，横向榀刚架的分析主要通过二维计算。