門式鋼架結構建筑(門式鋼架結構的形式)

本篇文章給大家談談門式鋼架結構建筑，以及門式鋼架結構的形式對應的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。

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本文目錄一覽：

• 1、什么是門式鋼架結構
• 2、門式剛架的建筑尺寸與布置？
• 3、什么是門式鋼架結構？
• 4、門式剛架工業建筑設計的研討？

什么是門式鋼架結構

門式鋼架是一種鋼材制成門式鋼架結構建筑的平面型式的結構門式鋼架結構建筑，它是由變截面的柱和變截面的斜梁組成門式鋼架結構建筑，有三鉸（一梁中鉸、二柱腳鉸）靜定結構，或兩鉸（柱腳）超靜定結構，及衍變型式。其柱和梁可以是實腹式或格構式的。實腹式就是用鋼板焊接成“工”字形的變高截面門式鋼架結構建筑；格構式就是用小截面的型鋼組成的（虛的）變高截面。

門式剛架的建筑尺寸與布置？

注冊結構工程師考試之門式剛架門式鋼架結構建筑的建筑尺寸和布置

門式剛架的跨度取橫向剛架柱間的距離門式鋼架結構建筑，跨度宜為936m，宜以3m為模數，但也可不受模數限制。當邊柱寬度不等時，其外側應對齊。門式剛架的高度應取地坪柱軸線與斜梁軸線交點的高度，宜取4.5～9m，必要時可適當放大。

門式剛架的高度應根據使用要求的室內凈高確定，有吊車的廠房應根據軌頂標高和吊車凈空的要求確定。柱的軸線可取柱下端（較小端）中心的豎向軸線，工業建筑邊柱的定位軸線宜取柱外皮。斜梁的軸線可取通過變截面梁段最小端中心與斜梁上表面平行的軸線。

門式剛架的合理間距應綜合考慮剛架跨度、荷載條件及使用要求等因素，一般宜取6m、7．5m、或9m。

挑檐長度可根據使用要求確定，宜為0.51.2m，其上翼緣坡度取與剛架斜梁坡度相同。

門式剛架輕型房屋的構件和圍護結構，通常剛度不大，溫度應力相對較小。因此其溫度分區與傳統結構形式相比可以適當放寬，但應符合下列規定門式鋼架結構建筑：

縱向溫度區段300m；

橫向溫度區段150m；

當有計算依據時，溫度區段可適當放大。

當房屋的平面尺寸超過上述規定時，需設置伸縮縫，伸縮縫可采用兩種做法：（a）設置雙柱；（b）在搭接檁條的螺栓處采用長圓孔，并使該處屋面板在構造上允許漲縮。

對有吊車的廠房，當設置雙柱形式的縱向伸縮縫時，伸縮縫兩側剛架的橫向定位軸線可加插入距。在多跨剛架局部抽掉中柱或邊柱處，可布置托架或托梁。

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什么是門式鋼架結構？

門式剛架一般用于廠房設計，同時一些加層設計也使用門式剛架，門式剛架由鋼梁、鋼柱構成，柱腳可以做成鉸接，也可做成固結，門式剛架在門架平面內剛度較大，而縱向剛度較小，與鋼框架最大的區別是門式剛架在縱向主要靠柱間支撐及剛性系桿傳遞水平力。

門式剛架工業建筑設計的研討？

1門式剛架輕鋼結構工業建筑的結構布置

1.1柱網布置

因此剛架間距和跨度可根據工藝要求靈活確定，通過大量工程實例分析比較表明，剛架跨度采用15m～36mm，剛架間距采用6m～9m是比較經濟合理的，由于計算風荷載作用下門式剛架工業建筑維護結構構件時邊緣帶的風荷載體形系數普遍大于中間區風荷載體形系數，為了同一建筑內各柱距的屋面檁條和墻面檁條型號統一，兩端邊緣帶的剛架間距宜適當小于中間區的剛架間距。

1.2支撐體系

單層輕鋼結構工業建筑鋼排架側向剛度相對較弱，為了抵抗水平風荷載、吊車剎車荷載和地震作用，應在設置柱間支撐的開間同時設置屋蓋橫向支撐，以組成幾何不變體系，柱間支撐最好設置在溫度區段端部的第一個開間內。柱間支撐的間距應根據建筑的柱距、吊車情況和安裝條件確定，一般無吊車的工業建筑柱間支撐間距不宜超過45m，有吊車的工業建筑柱間支撐間距不宜超過60m。

1.3圍護體系

輕鋼結構工業建筑的維護體系由最外側的壓型彩鋼板和內側主剛架、山墻抗風柱、屋面檁條、墻面檁條等主次結構組成。屋面壓型彩鋼板均宜采取沿著垂直剛梁的方向排板，墻面壓型彩鋼板大多采取沿著垂直剛柱的方向排板。屋面檁條、墻面檁條的間距主要由各種外部荷載作用時其自身強度、穩定性、剛度和外側壓型鋼板的面外剛度決定。當屋面雙檁條兼作屋面支撐之間的剛性系桿時，應結合山墻抗風柱的位置考慮屋面檁托的設置，其目的是使各抗風柱頂部的剛架梁上翼緣相對應處存在檁托，以便于設置屋面雙檁條，墻面檁條的間距還受門窗洞口的尺寸影響，當門窗洞口太大時應采取加強墻面檁條或增設墻柱等措施保證墻架的結構安全。

2門式剛架輕鋼結構工業建筑結構設計要點

2.1鋼材種類的選擇

雖然我國生產的碳素鋼有一百多種，合金鋼有三百多種，但由于受到輕鋼結構對鋼材較高的強度、足夠的變形能力、良好的加工性能等要求的影響，真正適合用于輕鋼結構的只有碳素鋼和合金鋼中少數幾種鋼材，當采用設計規范還未推薦的其它鋼材時，應有可靠的依據，以確保輕鋼結構安全。大量工程實踐經驗表明，素鋼中的Q235鋼以及合金鋼中的Q345鋼是最適合用于輕鋼結構的鋼材。剛架、吊車梁等存在大量焊接工藝的主要結構構件應采用Q235B級鋼或Q345B級鋼，根據當前市場上的鋼材價格，若剛架跨度、間距較小、荷載不大、吊車噸位較小時，剛架、吊車梁采用Q235B級鋼，否則采用Q345B級鋼，檁條、支撐、抗風柱等焊接工藝量不大的次要結構構件均可采用Q235A級鋼，都能獲得較好的經濟效益。

2.2承重柱

輕鋼結構工業建筑的承重柱一般多采用焊接工字形截面柱或熱軋H形截面柱，無吊車的較低工業建筑宜采用柱腳小、柱頂大的楔形變截面柱，有較大噸位吊車的工業建筑宜采用等截面柱，當由于剛架高度、跨度、風荷載很大同時又帶有很大噸位的吊車時宜采用階梯形柱，肩梁或牛腿以下的為較大的等截面字工形柱或格構式柱，肩梁或牛腿以上的上段為較小等截面工字形柱。上、下段柱是通過肩梁或牛腿連為一體的。上段柱內翼緣應當以開槽口的形式直插到肩梁或牛腿的下翼緣并與之全熔透焊接。

2.3承重梁

輕鋼結構工業建筑的承重梁也多為焊接工字形截面柱或熱軋H形截面，截面尺寸除滿足強度、穩定、撓度、翼緣寬厚比、腹班板高厚比等要求外，還應通過合理的截面變化和分段以達到經濟合理、運輸安裝方便的要求，例如彎距變化幅度較大的梁段可采用楔形變截面工字形截面，彎距變化幅度不大的梁段宜采用等截面工字形截面。

2.4吊車梁

考慮到鋼材的強度高而鋼構件穩定性差得特點，吊車梁一般都設計成上翼緣較寬且厚、下翼較窄且薄的單軸對稱焊接工字形截面，當吊車梁跨度較大時，也可將吊車梁設計成兩端向跨中逐漸變高的魚腹型梁，同時宜采用制動梁或制動桁架作為吊車梁上翼緣的側向支撐。吊車梁由于受到豎向、橫向、縱向三個方向荷載的作用，所以設計時應采取良好的連接方式來傳遞三向荷載，例如吊車梁與牛腿采用一對間距較小的高強度螺栓來連接時不但傳力安全可靠，又不改變其簡支梁的特性。

2.5屋蓋橫向支撐

屋蓋橫向支撐一般均可采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼，交叉夾角應在30°～60°范圍內，接近45°為宜。同一開間內兩相臨橫向支撐之間應設置剛性系桿，屋面檁條（單檁條或雙檁條）若能滿足對壓彎構件的剛度和承載力要求，屋面檁條則可兼作剛性系桿。

2.6柱間支撐

輕鋼工業建筑的主要承重結構門式剛架側向剛度相對于面內剛度而言要小得多，但承受的面外的水平力并不小，因此柱間支撐的截面大小及連接方式均應由計算確定。如果無吊車或吊車噸位較小，同時風荷載、雪荷載不大的輕鋼建筑可采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼作柱間支撐，否則應采用角鋼或槽鋼等熱軋型鋼作柱間支撐。若柱間支撐為十字交叉形，則交叉夾角應在35°～55°范圍內，接近45°為宜。階梯形下段柱截面較大時柱間支撐一般宜設計成雙片，雙片支撐之間采用單角鋼的綴條相連。

上段柱柱間支撐一般可設計成單片。當上、下段柱柱高相對于柱距較大時，上、下段柱的柱間支撐應分層設置，同時上、下層柱間支撐之間必須設置經過計算的剛性系桿，牛腿或肩梁上、下兩側的柱間支撐之間的剛性系桿可由吊車梁代替。支撐的連接宜采用焊接或高強度螺栓連接。大量的分析研究表明，許多鋼結構建筑工程事故的主要原因都不是因為構件強度不足，而是構件喪失了整體穩定，因此支撐、剛性系桿等側向構件的計算與構造是輕鋼結構工業建筑設計的一大重點。

2.7檁條與抗風柱

屋面檁條和墻面檁條的跨度和荷載不大時一般多采用C型或Z型冷彎薄壁型鋼，屋面檁條的力學計算模型是雙向受彎的簡直梁或連續梁，當屋面雙檁條兼作剛性系桿時，還應具備作為壓彎構件所必須的剛度和承載力，否則應采用鋼管、型鋼或其它截面的桿件作剛性系桿。為達到輕鋼建筑整體美觀、壓型彩鋼板防腐蝕、抗碰撞的效果，室內地面以上一定高度范圍內的墻體多采用磚墻或砌塊墻，墻面壓型彩鋼板底部可固定在磚墻或砌塊墻頂的鋼筋混凝土壓頂上，同時考慮到壓型彩鋼板自身在面內也具備較大的剛度，墻面檁條的力學計算模型可視為僅承受水平風荷載而不承受豎向荷載的單向受彎的簡直梁或連續梁。

屋面檁條和墻面檁條還應按相關規范設置拉條、撐桿和隅撐。屋面檁條和墻面檁條當跨度和荷載較大時宜采用輕型槽鋼、工字鋼，屋面檁條也可采用由角鋼制成的桁架。抗風柱由于所受的豎向**小于水平力，因此力學計算模型可近視的簡化成單向受彎的簡直梁，抗風柱可采用熱軋H型鋼截面。

2.8節點構造

單層輕鋼結構工業建筑梁、柱多采用焊接工字形截面或熱軋H形截面。在弱軸方向鋼柱與側向構件的連接多采用鉸接，而強軸方向鋼柱與鋼梁的連接多采用剛接；無吊車或吊車噸位較小時鋼柱柱腳與基礎多采用鉸接，吊車噸位較大時鋼柱柱腳與基礎多采用剛接。為了解決鋼柱柱腳防腐的問題，通常將鋼柱柱腳用較低標號的細石混凝土包裹（保護層的厚度不宜小于50mm），并使包裹的混凝土高出室內地面100mm～150mm，并宜在包裹柱腳的混凝土中配置少量的水平環形箍筋和豎向架立筋以避免出現裂紋。

3.地基基礎如果場地地質條件比較好，輕鋼結構工業建筑的基礎一般采用柱下獨立基礎，由于室內地面以上一定范圍內的墻體或一層窗窗臺以下的墻體多采用砌體墻，因此墻下一般多采用現澆鋼筋砼基礎梁來承受砌體墻并能有限的抵抗基礎不均勻沉降，同時由于室內外高差的存在，基礎梁還起到擋土的作用。如果場地地質條件較差但沒有較大噸位的吊車荷載作用于剛架柱上，可優先采用合適的地基處理方法來抵抗基礎較小的不均勻陳降現象。如果場地地質條件很差而且又存在較大噸位的吊車荷載作用于剛架柱上，通過地基處理的方法已經無法解決由于基礎不均勻沉降引起的吊車爬坡導致不能正常工作的問題時，可采用現澆鋼筋砼條形基礎或樁基礎，當采用樁基礎時應根據當地的實際情況選用經濟合理、安全可靠的樁種類，比如在條件允許時可優先采用鋼筋混凝土預制管樁，考慮到輕鋼結構工業建筑鋼柱柱腳軸力較小而彎矩較大的特點，將承臺底剛架平面內方向上的基樁間距設計得較大一些，一般可取得經濟合理、安全可靠的效果。

3使用軟件計算時建模技巧和計算圖文的分析

目前門式剛架電算軟件以中國建筑科學研究院開發的PKPM系列軟件的中STS模塊在實際設計工作中應用較為廣泛，因此本文按STS模塊中門式剛架二維設計來介紹門式剛架的建模技巧和計算圖文件分析。

3.1模型建立

門式剛架的軸線既可采用網格生成中各種工具欄繪制，也可采用模塊化輸入跨數、跨度、單雙坡、坡度、柱頂標高、牛腿標高、屋面坡度等信息快速建模生成軸線省時省力、既快又準，鋼梁分段時宜盡量將梁段拼接節點設置在彎矩較小的部位，并根據剛架梁上內力圖特點、加工、運輸、吊裝能力等綜合因素確定梁段的長度和段數，楔形鋼梁、鋼柱楔率不宜過大，通常每延米變化幅度不大于60mm時腹板可取得較大的高厚比，在滿足腹板高厚比和翼緣寬厚比的前提下，將梁、柱設計成“薄而大”的截面因能以較少的鋼材獲得較大的截面抵抗矩，故既能達到控制住結構變形又能取得較好的經濟性。

由于門式剛架結構變形以及強度受荷載影響敏感，因此實事求是的輸入豎向荷載也是取得經濟合理效果的關鍵因素，鋼梁上的豎向恒荷載主要是屋面維護體系的自重，實際工程中屋面多采用內夾輕質保溫材料的夾芯板，內外帶彩色防腐涂層的壓型鋼板厚度一般多在0．6mm以下，內夾聚氨酯、玻璃棉等輕質保溫材料厚度一般都不超過100mm，包括屋面冷彎薄壁型鋼檁條、屋面水平支撐、拉條、撐桿、隅撐、剛性系桿等在內的屋面體系自重一般每平米僅0．22～0．30KN，采用不保溫的單層壓型彩涂板的倉庫，屋面體系自重更小，一般每平米僅0．19～0．25KN，因此不建議無根據的在鋼梁上輸入較大的恒荷載。

鋼梁上的豎向可變荷載主要有兩類，一是鋼梁上的設備吊掛荷載，二是屋面集灰荷載和雪荷載，設備吊掛荷載按實際情況輸入到鋼梁上，至于集灰荷載僅在設計諸如水泥生產、金屬冶煉等粉塵污染較大或位于沙塵暴頻發地區的工業建筑才考慮其對結構的影響，除此之外的絕大對數輕鋼結構工業建筑的屋面可變荷載可僅考慮雪荷載對結構的影響，對于單榀剛架的水平受荷投影面積大于60平米時，可變荷載無須按《建筑荷載設計規范》中不上人屋面去取值，合理的可變荷載取值應該是當雪荷載每平米大于0．30KN時，可變荷載可按實際的雪荷載取值，當雪荷載每平米小于0．30KN時，可變荷載每平米可按0．30KN取值，對于單榀剛架的水平受荷投影面積不大于60平米時，則應按《建筑荷載設計規范》中不上人屋面取每平米0．50KN。

輸入風荷載時，應正確判斷地面粗糙度類別，如果采用自動布置方式輸入風荷載，需要注意的是對于自繪軸線建成的剛架，應檢查柱腳標高是否為0．000；吊車荷載輸入時除應準確輸入由吊車參數導算出的吊車最大輪壓傳至柱牛腿的反力、吊車最小輪壓傳至柱牛腿的反力、吊車橫向荷載傳至兩側柱上的水平力，還應考慮吊車梁自重在牛腿除產生的附加豎向荷載和附加彎矩對剛架的影響。

鋼構件計算長度對穩定計算結果的主要影響因素，剛架梁、柱平面外計算長度一般取側向支撐點之間的間距，滿足計算和構造要求的屋面隅撐和柱間通長剛性系桿可分別作為剛架梁、柱側向支撐點，同時施工圖中控制隅撐和剛性系桿間距不得大于模型中剛架梁、柱平面外計算長度；除無吊車或吊車噸位較小以及個別搖擺柱以外，不宜大量設置鉸接節點。

計算參數輸入主要是合理選擇結構類型和設計規范，對于高度不超過12m、吊車噸位不大于20t的門式剛架的結構類型都可選擇為門式剛架輕型房屋鋼結構按《門式剛架輕房屋鋼結構技型術規程》去計算，根據大量的工程實踐表明，高度在12～15m之間、吊車噸位在20～32t之間的門式剛架的結構類型還可選擇為門式剛架輕型房屋鋼結構按《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》去計算、按《鋼結構設計規范》去驗算，剛架梁宜按壓彎構件驗算平面內的整體穩定性，活荷載應考慮不利布置對結構的影響。

3.2計算圖文的分析

對計算結果的分析是模型糾錯、優化設計的主要依據，因此設計者應對計算圖文進行仔細比對分析。模型糾錯主要是通過分析計算圖文是否有異常狀況從而逆向判斷模型的正確性。例如如果發現鋼柱牛腿位置軸力包絡圖無大的突變，則很可能是模型中漏掉了吊車荷載；應力比圖中要是僅平面外應力比遠遠超標，則應首先檢查模型中平面外計算長度取值是否正確；計算超限信息中變截面構件腹板高厚比控制遠遠嚴于《門式剛架輕房屋鋼結構技型術規程》的要求，則很可能是因為變截面構件的楔率過大。

優化設計主要是根據應力比圖、撓度圖、位移圖去調整剛架梁柱截面尺寸以取得最佳的經濟效果，抗彎承載力比值超限時調整截面高度遠比加大翼緣、腹板厚度更有效，平面外穩定應力比超限時調整翼緣寬度遠比加厚翼緣厚度更有效，不受強度控制的剛架宜采用低強度的碳素鋼鋼材。

主要受強度控制的剛架宜采用高強度的合金鋼材，解決翼緣寬厚比和腹板高厚比超限時采用低強度鋼材比采用高強度鋼材更有效，將剛架柱腳、粱柱節點設計成剛接比設計成鉸接更能減小剛架的變形，對于30m以上大跨度的剛架，出于觀瞻的考慮，更應高于輕鋼規范的要求去從嚴控制鋼梁的撓度。剛架優化設計實質就是在模型與實際工程相符、荷載輸入不遺漏、計算參數選取合理的前提下，以試算結果為依據，通過不斷調整構件截面規格使各項計算指標同時接近相關規范規定的控制值并留有適當的安全儲備裕量的一個過程。

輕鋼工程十多年的發展歷程表明，其設計看似簡單，實際上是設計者將大量新工藝、新材料、新技術等系統工程去進行有機的整合，其設計思想更容易受到市場變化、技術革新、施工水平差異以及自然環境差異的影響，因此好的設計應做到結合實際、因地制宜，隨時了解行業動態，切不可脫離實踐閉門造車。

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