轻型门式刚架结构设计

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1、第七章轻型门式刚架结构设计本章内容第一节结构形式和布置第二节檩条设计第三节结构设计第四节围护结构第五节设计实例了解轻型门式刚架的特点、应用现状和发展前景，熟悉门式刚架的结构体系、维护结构及设计方法。学习目标学习难点理解轻型钢结构和普通钢结构的区别。第一节结构形式和布置一、门式刚架特点及适用范围（一）结构特点（1）刚架梁、柱采用轻型H型钢（等截面或变截面）组成；（2）刚架梁与柱刚接，柱脚与基础宜采用铰接；当设有桥式吊车、檐口标高较高或对刚度要求较高时，柱脚和基础可采用刚接；（3）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，安装方便快捷，土建工作量小。（4）在非地震区可采用张紧的圆钢作

2、为支撑；（5）用C形、Z形薄壁型钢做檩条、墙梁，以彩钢板或夹芯板做屋面、墙面。门式刚架结构示意厂房内部厂房外立面（二）适用范围跨度9～36m、柱距6m～9m、柱高4.5～12m、设有吊车起重量较小的单层工业房屋或公共建筑（潮湿、车站候车室、码头建筑等）。目前国内单跨刚架的跨度已达到72m。（三）优点和屋架结构相比，整个构件的横截面尺寸较小，可以有效地利用建筑空间，降低房屋的高度，减小建筑体积，在建筑造型上也较简洁美观。屋架结构(一)结构形式与布置1结构形式：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。二、结构形式与布置（a）单跨刚架　（b）双跨刚架（c）多跨刚架（d）带挑檐刚架

3、　（e）带毗屋刚架（f）单坡刚架跨度：横向刚架柱轴线间的距离；高度：地坪至柱轴线与横梁轴线交点的高度，根据使用要求的室内净高确定。无吊车时，高度一般为4.5～9m；有吊车时应根据轨顶标高和吊车净空要求确定，一般为9～12m。柱距：宜为6m，通常介于4.5～9m之间。檐口高度：地坪至房屋外侧檩条上缘的高度；最大高度：地坪至房屋顶部檩条上缘的高度；房屋宽度：房屋侧墙墙梁外皮之间的距离；房屋长度：房屋两端山墙墙梁外皮之间的距离；屋面坡度：宜取1/8～1/20，在雨水较多地区可取较大值。2．门式刚架的尺寸（1）温度区段布置（2）伸缩缝设置可通过设置双柱，或搭接檩条及吊车梁的螺拴连接处采用长圆孔进行调

4、节。3．结构布置温度区段长度结构情况纵向温度区段横向温度区段柱顶为刚接柱顶为铰接采暖和非采暖地区房屋220120150热车间和采暖地区非采暖房屋180120125露天结构120－－4．实腹屋面梁和托梁（1）实腹屋面梁实腹屋面梁结构体系是在钢筋混凝土结构上用钢梁、檩条、屋面支撑和屋面板搭建而成。屋面钢梁采用人字钢梁，按简支梁设计，可根据受力情况分段采用变截面，钢梁对混凝土柱有推力。实腹梁钢屋架形式（2）托梁当因建筑或工艺要求门式刚架柱被抽除时，应沿纵向柱列布置托梁以支承已抽位置上的中间榀刚架上的斜梁。托梁一般采用焊接工字形截面，当屋面荷载偏心产生较大扭矩时，可采用箱型截面。托梁的形式和尺寸1．

5、柱间支撑（1）无吊车时柱间支撑的间距宜取30～45m；当有吊车时宜设设在温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处，且间距不宜大于60m；（2）当建筑物宽度大于60m时，内柱列宜适当增加柱间支撑；（3）支撑与构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°；（4）柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑，当桥式吊车起重量大于5ｔ时，宜采用型钢支撑；（5）柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向荷载（如风、吊车制动力）按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁架计算；三、支撑体系布置柱间支撑布置（6）对于交叉支撑可不计压杆的受力。当同一柱列设有多道柱间支撑时，纵向力在支撑间可按均匀分布考虑；（7）在每一

6、伸缩缝区段，沿每一纵向柱列均应设置柱间垂直支撑。2．屋面水平支撑（1）屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开间；（2）在刚架转折处（柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆；（a）（b）屋面水平支撑布置（3）柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内，形成抵抗纵向荷载的支撑桁架；（4）屋面交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计，非交叉支撑中的受压杆件及刚性系杆应按压杆设计；（5）刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足对压弯构件的刚度和承载力要求；（6）屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上翼缘处；（7）交叉支撑可采用圆钢，按拉杆设计；（8）屋面横向水平支撑内力，应根据纵向风荷载按支承于柱顶的水平桁架计算，对

7、于交叉支撑可不计压杆的受力。为保证刚架梁下翼缘和柱内翼缘的平面外稳定性，可在梁与檩条或柱与墙梁之间增设隅撑。隅撑应按轴心受压构件设计，轴压力按下式计算3隅撑布置隅撑构造A——实腹式横梁被支承翼缘的截面面积；f——实腹式横梁钢材的强度设计值；fy——实腹式横梁钢材的屈服强度；——隅撑与檩条轴线间的夹角。第二节檩条设计（a）（b）（c）（d）（e）（f）实腹式檩条（一）截面形式檩条一般设计成单跨简支构件，有实腹