轻钢结构(门式钢架和拱)

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1、第3章轻型门式刚架结构1.1概述1.2结构形式和布置1.3刚架设计1.4压型钢板设计1.5檩条设计1.6墙梁设计1.7支撑及构造设计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。掌握轻型钢结构和普通钢结构的区别,以及变截面计算。学习目标学习难点学习目标轻型门式刚架结构与一般普通钢结构相比具有以下技术特征：1.结构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，建筑造型美观。2.门式刚架的刚度较好，自重轻，横梁与柱可以组装，为制作、运输、安装提供了有利条件。3.屋面刚架用钢量仅

2、为普通钢屋架用钢量的1/5-1/10，是一种经济可靠的结构形式。1.1概述正在建设的门式刚架工程实例工程实例：青岛永源体育用品有限公司加工车间，是由韩国投资建设的2万平方米轻钢结构多层工业厂房。主体结构采用轻钢结构框架体系。楼面板采用钢－混凝土组合楼板。屋面板均采用双层压型钢板，两层压型钢板之间放置了耐火性能较好的岩棉保温隔热层，波浪造型的轻钢结构屋面梁轻盈、活泼，克服了工业建筑造型单一、立面造型呆板的缺点。正在建设中的多层轻钢结构厂房压型钢板外墙板主要承重骨架－门式刚架檩条、墙梁－冷弯薄壁型钢屋面、墙面－压型金属板、彩钢夹芯板屋

3、面及墙面保温芯材－聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、岩棉等支撑－屋面支撑、柱间支撑1.1.1门式刚架结构的组成单层轻型钢结构房屋的组成门式刚架结构示意1.1.2门式刚架结构的特点重量轻工业化程度高、施工周期短柱网(无模数)布置灵活综合经济效益高门式刚架整体性能：1.门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、隅撑来保证，从而减少了屋盖支撑的数量，同时支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。2.门式刚架的梁、柱多采用变截面杆件，檁条采薄型,可以节省材料。3.组成构件的杆件较薄，对制作、涂装、运输、安装的要求高。4.构件的抗弯刚度、抗扭刚度比较小，

4、结构的整体刚度也比较柔。1.1.3门式刚架结构的应用情况1.我国门式刚架设计规程：《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)2.应用范围：轻型厂房、物流中心、大型超市、体育馆、展览厅、活动房屋、加层建筑等。3.应用规模：国内每年有一千万平方米的轻钢结构建筑物竣工。4.轻型门式刚架的适用范围及截面形式：(1).屋面荷载较小，横向跨度为9～36m，柱高为4.5～12m，柱距6m～9m(2).没有吊车或设有中、轻级工作制吊车的厂房。(3).当厂房横向跨度不超过15m，柱高不超过6m时，屋面刚架梁宜采用等截面刚架形式。

5、当厂房横向跨度大于15m，柱高超过6m时，宜采用变截面刚架形式。5.变截面刚架与等截面刚架的对比:柱和梁采用变截面形式时，截面形状与内力图形附合较好，受力合理、节省材料。变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等截面方便。6.柱脚形式:门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。刚接柱脚详图铰接柱脚详图刚接柱脚门式刚架铰接柱脚门式刚架变截面梁变截面梁、柱加劲板地脚螺栓刚接柱脚工程实例变截面刚架梁等截面刚架柱一、门式刚架结构特点结构特点（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

6、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为支撑；第二节结构形式和布置（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。（6）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。二结构形式与布置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。（a）单跨刚架　（b）双跨刚架（c）多

7、跨刚架（d）带挑檐刚架　（e）带毗屋刚架（f）单坡刚架第二节结构形式和布置跨度：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

8、架的尺寸3．结构布置（1）温度区段布置(如下表)（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节。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