北工大钢结构课件第一章

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1、第1章轻型门式刚架结构1.1概述1.1.1单层门式刚架结构的组成承重构件：门式刚架的梁、柱构件焊接H形钢(等截面或变截面),热轧H型钢(等截面)焊接变截面的H形截面采用较多。单跨刚架的梁-柱节点采用刚接；多跨刚架的梁-柱节点大多刚架和铰接并用。柱脚可与基础刚架或铰接。檩条、墙梁：冷弯薄壁型钢槽钢、卷边槽形、Z形围护结构（屋面、墙面）：压型钢板保温隔热材料：聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉适当设置支撑单层轻型钢结构房屋的组成1.1.2单层门式刚架结构的特点（1）质量轻围护结构(屋面、墙面)的质量都很轻，因而支承它们的门式刚架也很轻；地基的处理费用相对较低

2、，基础做得比较小；在相同地震烈度下门式刚架结构的地震反应小，风荷载对门式刚架结构构件的受力影响较大，风荷载产生的吸力可能会使屋面金属压型板、檩条的受力反向，当风荷载或房屋较高时，风荷载可能是刚架设计的控制荷载。（2）工业化程度高，施工周期短构件为工厂制作,质量易于保证,工地安装方便；构件之间的连接采用高强度螺栓连接。（3）综合经济效益高设计周期短；构件采用先进自动化设备制造；原材料的种类较少；便于运输；工程周期短，资金回报快，投资效益高。（4）柱网布置比较灵活柱网布置不受模数限制，柱距：根据使用要求和用钢量最省的原则。其他特点：（1）门式刚架体系的整体性依靠檩条、墙梁及隅撑来

3、保证，从而减少了屋盖支撑的数量；支撑多用张紧的圆钢制成，很轻便。（2）门式刚架的梁、柱多采用变截面构件，可以节省材料。柱为楔形构件，梁则由多段楔形构件组成。梁、柱腹板在设计时利用屈曲后强度，可使腹板宽厚比放大（腹板厚度较薄）。塑性设计不再适用。（3）组成构件的板件较薄，对制作、涂装、运输、安装的要求高。板件的宽厚比大，使得构件在外力撞击下容易发生局部变形。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。1.1.3门式刚架结构的应用情况《门式刚架轻型房屋钢结构技术

4、规程》轻型的厂房、仓库、大型超市、体育馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。1.2结构形式和结构布置1.2.1门式刚架的结构形式单跨单脊单坡单跨单脊双坡多跨单脊双坡双跨单脊双坡单跨单脊双坡双跨多脊多坡（1）门式刚架的梁、柱截面形式变截面，等截面实腹焊接工字形截面或轧制H形截面。变截面构件通常改变腹板的高度，作成楔形。（2）门式刚架的柱脚铰接，按支承设计，通常为平板支座，设一对或两对地脚螺栓。刚接，当用于工业厂房且有桥式吊车时。（3）门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取1/20～1/8，雨水较多地区取较大值。（4）门式刚架的组成可由多个梁、柱单元构件组成，柱一般为单独单元构件，斜梁可根据运

5、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用高强度螺栓连接。1.2.2结构布置1.2.2.1刚架的建筑尺寸和布置（1）门式刚架的跨度，取横向刚架柱间的距离，宜为9～36m，以3m为模数，但可不受模数限制。（2）门式刚架的高度，取地坪柱轴线与斜梁轴线交点的高度，宜为4.5～9m，可适当放大。（3）柱的轴线，取柱下端（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。（4）斜梁的轴线，取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。（5）门式刚架的间距，综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，宜取6m、7.5m或9m。（6）挑檐长度，根据使用要

6、求确定，宜为0.5～1.2m，其上翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。（7）门式刚架的温度区段，纵向温度区段<300m；横向温度区段<150m；当有计算依据时，温度区段可适当放大。当房屋的平面尺寸超过规定时，需设置伸缩缝，伸缩缝可采用两种做法：（a）设置双柱；（b）在搭接檩条的螺栓处采用长圆孔，并使该处屋面板在构造上允许涨缩。1.2.2.2檩条和墙梁的布置（1）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（小于200mm），在天沟附近布置一道檩条，以便于天沟的固定。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

7、格等因素，按计算确定。（2）侧墙墙梁，当采用压型钢板作围护结构时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距由墙板板型和规格确定，且不大于由计算确定的数值。1.2.2.3支撑和刚性系杆的布置支撑和刚性系杆的布置应符合下列规定：（1）在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。（2）在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑，以构成几何不变体系。（3）端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。柱间支撑的间距一般取30～45m。（4）当房屋高度较大时，柱间支撑应分层设置；当房屋