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轻型门式刚架结构1.引言2.构造轻型门式刚架结构由水平梁和立柱构成，形成一个门型的结构。
这种结构的主要特点是梁柱节点简单，构造明了。
水平梁和立柱通过螺栓连接在一起，形成一个稳定的整体。
立柱一般设置在建筑物的四角，而横梁则负责承担水平荷载和重力荷载。
3.特点（1）重量轻：轻型门式刚架结构的主要材料是轻钢，因此整体结构的重量相对较轻，降低了施工成本和施工强度。
（2）施工便捷：轻型门式刚架结构采用模块化设计，构件预制，现场只需简单的机械操作和组装拼接即可完成，提高了施工效率。
（3）刚度较高：轻型门式刚架结构采用刚性的钢材构件，能够有效地抵抗风荷载和地震荷载，保证建筑物的稳定性和安全性。
（4）空间利用率高：轻型门式刚架结构不需要设置柱子，可以获得较大的内部空间，适合用作大跨度的建筑物。
（5）可更改性强：轻型门式刚架结构的构造灵活，可以根据实际需要灵活地添加或拆除构件，使得建筑物的形状和大小可以随意改变。
4.应用（1）工业厂房：轻型门式刚架结构适合用作工业厂房，可以满足大跨度、大空间的需求，并且能够有效地承受重荷和荷载。
（2）仓库：轻型门式刚架结构的组件可以简单地进行组装和拆卸，适合用作仓库，能够灵活地满足不同规模和用途的需求。
（3）体育馆：轻型门式刚架结构具有一定的美观性和功能性，在建造体育馆时，可以快速、经济地构建出稳定的建筑物。
（4）商业建筑：轻型门式刚架结构的外观造型简洁大方，适合用作商业建筑，能够与现代建筑风格相融合。
5.结论轻型门式刚架结构作为一种先进的建筑结构体系，具有重量轻、施工便捷、刚度高、空间利用率高等优点，在工业厂房、仓库、体育馆等领域得到了广泛的应用。
随着建筑技术的不断发展，轻型门式刚架结构将继续发挥其优势，成为未来建筑结构的重要发展方向。
(完整版)轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构由柱、梁和框架组成，是一种常用于工业建筑和仓储设施的结构形式。
它具有简单、强度高、施工方便等特点，被广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍轻型门式刚架结构的设计原理、优势和应用。
一、设计原理轻型门式刚架结构的设计原理主要依据荷载分析和力学计算。
在设计过程中，首先需要确定建筑的功能和使用要求，确定受力和荷载特点，进而确定结构的尺寸和布置。
设计中要考虑荷载的作用点、方向和强度，合理选择材料，确保结构的安全性和可靠性。
此外，还需要考虑建筑的抗震性和防火性能。
二、优势轻型门式刚架结构相比传统的混凝土结构具有以下优势：1. 轻量化：轻型门式刚架主要采用钢材作为结构材料，具有自身重量轻的特点，可以减少地基要求，降低建筑物整体重量，减少地震对结构的影响。
2. 高强度：钢材具有高强度和刚性，能够承受较大的荷载，在相同跨度下可以采用较小的截面尺寸，提高空间利用率。
3. 灵活性：轻型门式刚架结构可以根据建筑物的需要进行自由组合和调整。
梁和柱的连接采用螺栓连接，方便拆卸和重组，适应建筑功能的改变。
4. 施工方便：轻型门式刚架结构可以在工厂预制，到工地后进行简单的安装和拼装。
相较于传统的混凝土结构，可以大大缩短施工周期，提高施工效率。
三、应用轻型门式刚架结构广泛应用于工业建筑、仓储设施和物流中心等领域。
具体应用包括但不限于以下几个方面：1. 工业厂房：轻型门式刚架结构适用于各种工业厂房，如制造厂、加工厂等。
其灵活的组合方式可以满足不同功能和要求，并且可以根据生产线进行合理布局。
2. 仓储设施：轻型门式刚架结构的大跨度和高强度特性，使其成为理想的仓储设施搭建方案。
可以用于货物的存储和物流中心的建设。
3. 体育馆和展览馆：轻型门式刚架结构的设计灵活性，使其成为体育馆和展览馆的首选结构形式。
可以根据需要设计出大跨度的空间，并且提供较好的观赏性。
4. 市政工程：轻型门式刚架结构可用于市政工程，如桥梁、隧道等。
轻型门式刚架结构简介一、结构组成轻型门式刚架的结构体系包括以下组成部分：（1）主结构：横向刚架（包括中部和端部刚架）、楼面梁、托梁、支撑体系等。
（2）次结构：屋面檩条和墙面檩条等。
（3）围护结构：屋面板和墙板。
（4）辅助结构：楼梯、平台、扶栏等。
（5）基础。
图 1 给出了轻型门式刚架组成的图示说明。
图 1 轻型门式刚架的组成二、结构形式在门式刚架轻型房屋钢结构体系中，屋面宜采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条，外墙宜采用压型钢板墙面板和冷弯薄壁型钢墙梁。
主刚架由边柱、刚架梁、中柱等构件组成。
边柱和梁通常根据门式刚架弯矩包络图的形状制作成变截面，以达到节约材料的目的。
根据门式刚架横向平面承载、纵向支撑提供平面外稳定的特点，要求边柱和梁在横向平面内具有较大的刚度，一般采用焊接工字形截面。
中柱以承受轴压力为主，通常采用强弱轴惯性矩相差不大的宽翼缘工字钢、矩形钢管或圆管截面，主刚架的下翼缘和刚架柱内翼缘出平面的稳定性，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采用张紧的圆钢。
刚架的主要构件运输到现场后通过高强度螺栓节点相连。
典型的主刚架如图 2 所示，典型的主刚架节点连接形式如图 3 所示。
(a) 门式刚架弯矩包络图 (b) 门式刚架梁柱截面形式(c) 单跨双坡 (d) 双跨(e) 双跨 (f) 多跨(g) 带挑檐 (h) 带毗屋(i) 单跨单坡 (j) 双跨单坡图 2 主刚架包络图及基本形式图 3 主刚架典型连接节点三、结构平面布置轻型门式刚架的跨度和柱距主要根据工艺和建筑要求确定。
结构布置要考虑的主要问题是温度区间的确定和支撑体系的布置。
考虑到温度效应，轻型门式刚架结构建筑的纵向温度区段长度不应大于 300m ，横向温度区段不应大于 100m 。
当建筑尺寸超过时，应设置温度伸缩缝。
温度伸缩缝可通过设置双柱，或设置次结构及檩条的可调节构造来实现，吊车梁与柱的连接处宜采用长圆孔。
支撑布置的目的是使每个温度区段或分期建设的区段建筑能构成稳定的空间结构骨架。
门式刚架轻型房屋钢结构技术规范完整版20231总则1.0.1为规范门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制作、安装及验收，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量，制定本规范。
1.0.2本规范适用于房屋高度不大于18m，房屋高宽比小于1，承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1～A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。
本规范不适用于按现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046规定的对钢结构具有强腐蚀介质作用的房屋。
1.0.3门式刚架轻型房屋钢结构的设计、制作、安装及验收，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语和符号2.1术语2.1.1门式刚架轻型房屋light-weight building with gabled frames承重结构采用变截面或等截面实腹刚架，围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层房屋。
2.1.2房屋高度height of building自室外地面至屋面的平均高度。
当屋面坡度角不大于10°时可取檐口高度。
当屋面坡度角大于10°时应取檐口高度和屋脊高度的平均值。
单坡房屋当屋面坡度角不大于10°时，可取较低的檐口高度。
2.1.3夹层mezzanine为一侧与刚架柱连接的室内平台，通常沿房屋纵向设置，少数情况沿山墙设置。
2.1.4摇摆柱leaning stanchion上、下端铰接的轴心受压构件。
2.1.5隅撑diagonal brace用于支承斜梁和柱受压翼缘的支撑构件。
2.1.6抗风柱end wall column设置于山墙，用于将山墙风荷载传到屋盖水平支撑的柱子。
2.1.7孔口opening在房屋的外包面(墙面和屋面)上未设置永久性有效封闭装置的部分。
2.1.8敞开式房屋opening building各墙面都至少有80％面积为孔口的房屋。
2.1.9部分封闭式房屋partially enclosed building受外部正风压力的墙面上孔口总面积超过该房屋其余外包面(墙面和屋面)上孔口面积的总和，并超过该墙毛面积的10％，且其余外包面的开孔率不超过20％的房屋。
轻型门式刚架结构支撑体系
轻型门式刚架结构支撑体系是一种轻量级结构，主要用于特种场合，具有结构简单、运行安全、整体强度可靠、能耐受很大荷载等优点。
轻型门式刚架结构支撑体系由水平支撑和立柱支撑两个主要部分组成。
水平支撑由木板组成，木板支撑坐标方位的变形，以及上下支撑的立柱，它们是由钢制的角钢构成的。
轻型门式刚架结构支撑体系对应江都区等地区，可以实现支撑地表水容积的装卸，可以作为重大建筑物的支撑结构，并可以在建筑物内部安装供暖或排水系统。
轻型门式刚架结构支撑体系在安装时，要特别注意水平定位及竖向定位，确保其4个定位点间框架稳定，并保持正确的垂直安装姿态，以保证刚架结构的安全性。
它的安装过程，要遵循安装规范，确保安装的可靠性。
从而保证轻型门式刚架结构支撑体系具有可靠的结构强度和可靠的防震性能。
另外，轻型门式刚架结构支撑体系需要定期检查，以确保其安全运行。
如果发现支撑结构有变形，则及时采取简单维修处理；如果支撑结构出现复杂变形，则应及时采取专业检测并进行维修或更换新的轻型门式刚架结构支撑体系，以确保其正常使用。
轻型门式刚架结构steel structure of light-weight gabled frames1.单层门式刚架结构由哪些构件组成？2.门式刚架结构有哪些优点？3.门式刚架结构综合经济效益好体现在哪些方面？4.门式刚架结构有哪些特点？5.轻型门式刚架结构的适用范围？一、门式刚架结构的组成门式刚架结构是指以轻型焊接H型钢、轧制H型钢或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架作为主要承重骨架，以冷弯薄壁型钢(槽形、卷边槽形、z形等)檩条、墙梁和压型金属板作为维护结构，采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酪泡沫塑料、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。
体系主要由以下部分组成：门式刚架，支撑体系，檩条、墙梁，屋面板和墙面板，吊车梁系统等。
哈尔滨龙丹乳业项目一、门式刚架结构的组成双跨厂房第一节门式刚架结构的组成和特点二、门式刚架结构的特点与钢筋混凝土结构、普通钢结构相比，轻型门式刚架结构具有许多优越性。
（1）自重轻承重结构的用钢量一般为10~30kg/m2，自重约仅为钢筋混凝土结构的1/20~1/30，普通钢结构的1/2~1/3。
由此大大减小地震作用，降低了基础工程的费用。
（2）工业化程度高，施工周期短。
主要构件和配件易于实现标准化、工业化，加工制作均在工厂进行，工地只需螺栓连接，工程质量易于保证，安装不需要大型机械设备，简便快速。
（3）柱网布置灵活围护体系采用金属压型钢板，所以柱网布置不受模数限制，柱距可根据使用要求和用钢量经济的原则来确定。
（4）综合经济效益好所用材料都是节约能源、土地和资源的持久性建筑材料。
大部分材料可回收利用、再生或降解，不会造成很多垃圾。
施工现场湿作业少，尘埃少，对周围环境污染少。
符合环保和可持续发展的要求；工程建设周期短，资金回报快，投资效益高；结构截面小，增加了房屋使用面积。
除上述优点外，门式刚架还具有如下一些结构特点。
⏹门式刚架体系的整体性依靠檩条、墙梁及隅撑来保证，从而减少了屋盖支撑的数量。
⏹支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。
⏹梁、柱多采用变截面，截面与弯矩成正比；腹板宽厚比较大(腹板厚度较薄)，在设计时利用其屈曲后强度，以节省材料。
当然，由于变截面门式刚架达到极限承载力时，可能会在多个截面处形成塑性铰而使刚架瞬间形成机动体系，因此塑性设计不再适用。
二、门式刚架结构的特点⏹组成构件的板件较薄，对制作、涂装、运输、安装的要求高。
在门式刚架结构中，焊接构件中板的最小厚度为3mm；冷弯簿壁型钢构件中板的最小厚度为l.5m，压型钢板的最小厚度为0.4mm。
构件在外力撞击下容易发生局部变形。
同时，锈蚀对构件截面削弱带来的后果更为严重。
⏹构件的抗弯刚度、抗扭刚度比较小，结构的整体刚度也比较柔。
因此，在运输和安装过程中要采取必要的措施，防止构件发生弯曲和扭转变形。
⏹结构构件可全部在工厂制作，构件单元可根据运输条件划分，单元之间在现场用螺栓连接。
第一节门式刚架结构的组成和特点三、门式刚架结构的应用⏹在工业发达国家，轻型门式刚架房屋钢结构历经数十年的发展，目前已非常广泛的应用于各种房屋结构中。
随着钢材产量、钢结构制作安装技术的提高，近年来在我国得到迅速的发展。
⏹广泛地用于厂房、仓库、交易市场、大型超市、展览馆、体育馆、活动房屋及加层等建筑中。
⏹《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）⏹轻型门式刚架结构适用于起重量不大于200kN的A1~A5工作级别桥式吊车或30kN悬挂式起重机的单层房屋钢结构。
第二节轻型门式刚架的结构形式和布置1.何谓摇摆柱？2.门式刚架柱何时可采用变截面？3.门式刚架柱脚有哪两种形式？适用何种情况？4.门式刚架的梁、柱轴线如何定义？5.门式刚架的跨度如何定义？通常尺寸为多少？6.门式刚架的高度如何定义？通常尺寸为多少？7.门式刚架的屋面坡度通常为多少？8.山墙处门式刚架结构有哪两种处理方法。
9.门式刚架房屋的温度区段长度为多少？10.伸缩缝处结构如何处理？11.柱间支撑如何设置？12.屋面支撑如何设置？第二节轻型门式刚架的结构形式和布置一、结构形式轻型门式刚架可分为单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和带毗屋的刚架等形式；按屋面坡脊数可分为单坡单脊、双坡单脊和多坡多脊。
门式刚架的跨数是由其跨度和房屋宽度决定，一般柱高较大时，采用大跨度，用钢量增加较快，宜采用双跨或多跨刚架。
对多跨刚架，宜采用单坡单脊或双坡单脊屋面，可避免多坡多脊刚架内天沟易产生渗漏及堆雪的弊端。
根据跨度、高度及荷载不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面的实腹焊接工字形截面或轧制H形截面。
设有桥式吊车时，柱宜采用等截面形式。
变截面形式通常改变腹板的高度，做成楔形，必要时也可改变腹板厚度。
结构构件在运输单元内一般不改变翼缘截面，必要时可改变翼缘厚度，邻接的运输单元可采用不同的翼缘截面，两单元相邻截面高度宜相等。
铰接柱脚的刚架柱宜采用渐变截面的楔形柱。
刚接柱脚的刚架宜采用等截面柱或阶形柱。
设有桥式吊车时，柱宜采用等截面形式。
多跨刚架中间柱与刚架斜梁的连接可采用铰接，连接构造简单，制作、安装方便，两端铰接的中间柱称为摇摆柱。
摇摆柱不参与抵抗侧向力，截面也比较小，全部的抗侧力由边柱和梁形成的刚架承担。
当房屋无桥式吊车，且房屋不是很高、风荷载也不是很大时，中间柱宜采用摇摆柱，由于边柱的高度相对比较小，材料能够比较充分地发挥作用。
但在设有桥式吊车的房屋中，中间柱两端宜采用刚接，以增加刚架的侧向刚度。
柱脚可采用刚接或铰接形式，前者可节约钢材，但基础费用有所提高，加工、安装也较为复杂。
门式刚架的柱脚通常按铰接设计。
当设有5t以上桥式吊车时，为提高厂房的抗侧移刚度，柱脚宜采用刚接形式，多跨房屋的中柱与斜梁也宜采用刚接连接。
维护结构宜采用压型钢板和冷弯薄壁型钢檩条组成，外墙也可采用砌体或底部砌体、上部轻质材料的形式。
门式刚架可由多个梁、柱单元构件组成，柱一般为单独的单元构件，斜梁可根据运输条件划分为若干个单元。
单元构件本身采用焊接，单元之间可通过端板以高强度螺栓连接。
门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取1/8～1/20，在雨水较多的地区宜取其中的较大值。
单层门式刚架轻型房屋可采用隔热卷材做屋盖隔热和保温层，也可以采用带隔热层的板材作屋面。
第二节轻型门式刚架的结构形式和布置二、建筑尺寸门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离。
宜为9～36m。
当边柱宽度不相等时，其外侧应对齐。
对无吊车或吊车吨位较小时，经济跨度在18m ~21m，而吊车吨位较大时，经济跨度在24m ~30m。
门式刚架的高度，应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度，应根据使用要求的室内净高确定，有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净空要求确定。
宜为4.5～9.0m，必要时可适当加大，当有桥式吊车时不宜大于12m。
柱的轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向轴线；工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮；斜梁的轴线可取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。
房屋宽度房屋最大高度房屋檐口高度地坪刚架高度刚架跨度建筑定位轴线斜梁轴线柱轴线房屋的檐口高度应取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度，最大高度应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度，宽度应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离，长度应取两端山墙墙梁外皮之间的距离。
门式刚架的间距，即柱网轴线在纵向的距离宜为6~9m。
挑檐长度可根据使用要求确定，宜为0.5～1.2m，其上翼缘坡度宜与横梁坡度相同。
三、结构平面布置门式刚架轻型房屋钢结构的纵向温度区段长度不宜大于300m，横向温度区段长度不宜大于150m。
当有计算依据时，温度区段长度可适当加大。
当需要设置伸缩缝时，可在搭接檩条的螺栓连接处采用长圆孔，并使该处屋面板在构造上允许胀缩，吊车梁与柱的连接宜采用长圆孔。
或设置双柱。
在多跨刚架局部抽掉中柱或边柱处，可布置托梁或托架。
山墙处可设置由斜梁、抗风柱和墙架组成的山墙墙架，或直接采用门式刚架。
四、檩条和墙梁布置屋面檩条一般应等间距布置。
但在屋脊处，应沿屋脊两侧各布置一道檩条，使得屋面板的外伸宽度不要太长（一般不大于200mm）；在天沟附近应布置一道檩条，以便与天沟固定。
确定檩条间距时，应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条规格等因素按计算确定。
门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，在采用压型钢板作围护面时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距由墙板板型及规格确定，且不应大于计算要求的值。
外墙除可以采用轻型钢板墙外，在抗震设防烈度不高于6度时，还可采用砌体；当为7度、8度时，还可采用非嵌砌砌体；9度时还可采用与柱柔性连接的轻质墙板。
第二节轻型门式刚架的结构形式和布置五、支撑布置在每个温度区段或者分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
在设置柱间支撑的开间应同时设置屋盖横向支撑以组成几何不变体系。
柱间支撑应在每一柱列布置，间距应根据房屋纵向柱距、受力情况及安装条件确定。
当无吊车时取30～45m；当有吊车时宜设在温度区段的中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处，且间距不大于60m。
当房屋高度相对于柱间距较大时，柱间支撑宜分层设置。
当建筑物宽度大于60m时，在内柱列宜适当当房屋中不允许设置交叉柱间支撑时，可设置其它形式的柱间支撑；当不允许设置任何柱间支撑时，应设计为纵向刚架。
设置柱间支撑的开间应同时设置屋盖横向支撑以组成几何不变体系。
屋盖支撑宜设在温度区段端部的第一个或第二个开间。
当设在第二个开间时，在第一开间的相应位置宜设置刚性系杆。
在刚架转折处（如柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆。
在设有带驾驶室且起重量大于15t桥式吊车的跨间，应在屋盖边缘设置纵向支撑。
门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，宜采用带张紧装置的十字交叉圆钢组成，圆钢与构件的夹角宜接近45o，在30o~60o范围。
当设有不小于5t的桥式吊车时，柱间支撑宜采用型钢形式。
由支撑斜杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑，在温度区段端部吊车梁以下不宜设置柱间刚性支撑。
刚性系杆可由檩条兼作，此时应满足对压弯构件的刚度和承载力的要求。
当不满足时，可在刚架斜梁间加设钢管、H型钢或其它截面的杆件。
柱间支撑檩条屋盖支撑门式刚架墙梁单层轻型房屋结构布置[例3-1] 南京某公司拟建一长度72m 、跨度18m 的厂房，采用门式刚架结构，柱距6m ，刚架高度5.7m ，屋面坡度1:10，屋面及墙面采用夹心彩钢板，檩条间距15m 。
试布置厂房结构的屋盖横向支撑和柱间支撑。
4500450045004500600060006000600060006000600060006000600060006000GXGGXGGXGGXGGXGS CS CS CS CS CS CS CS CS CS CS CS CG J 1G J 2G J 3G J 3G J 3G J 2G J 2G J 3G J 3G J 3G J 3G J 2G J 1XGGXGXGXGXG5700600060006000600060006000600060006000600060006000Z CZ CZ C GXGGXG第二节轻型门式刚架的结构形式和布置第三节作用效应计算1.轻型门式刚架风荷载体型系数取值与一般结构有何不同？2.轻型门式刚架屋面的活荷载为多少？3.轻型门式刚架风载体型系数取值时端区如何确定？4.门式刚架采用何种分析方法确定结构内力？第三节作用效应计算一、荷载计算应按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS：102）的规定采用，包括以下荷载工况：1. 永久荷载(1)结构的自重（包括屋面、檩条、支撑、刚架、墙架等），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009）采用；(2)悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载（包括吊顶、管线、天窗、门窗等），按实际情况考虑。
