单层轻型门式刚架结构设计要点研究

《单层轻型门式刚架结构设计要点研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、单层轻型门式刚架结构设计要点研究　　摘要：在我国房屋钢架结构在每一处建筑中都多多少少会应用到，对于本文要阐述的轻型门式刚架结构的最早应用应该是在20世纪80年代初期，只是它的发展一直没有很迅速，直到最近十年，它的迅猛发展让其在数以万计的轻钢建筑工程中得到了广泛应用。据统计：其主要应用场所为厂房、体育馆、科技展览厅、加层房屋等大空间场所。本文就对其特点和技术要点进行了简单的阐述。关键词：轻型门式刚架设计结构形式及布置中图分类号：TB482.2文献标识码：A文章编号：本文主要就单层轻型门式刚架结构进行阐述，它主要是指以轻型焊接、热轧等H形钢和冷弯薄壁型钢结合构成的格构式、

2、实腹式门式刚架结构，这种钢架结构就是主要承重骨架。在目前的工程实践中，门式刚架的梁、柱多采用焊接H形截面构件，单跨刚架的梁柱节点采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用；柱脚可与基础刚接或铰接；围护结构多采用压型钢板；保温隔热材料多采用玻璃棉。1、单层轻型门式刚架结构的特点1)质量轻便8钢架结构的不断发展，质量轻便已经成为一个主要的发展趋势，该结构不管是金属板、玻璃棉等材料都属于较为轻质的材料，根据国内工程实例统计，单层轻型门式刚架房屋承重结构的用钢量一般仅为10～30kg/m2，这就相较于以前的老式结构轻便许多，并节省成本。2)施工简便、迅速门式刚架结构中的主要构件都来自

3、于工厂加工制作，使得质量就有了很好的保障。施工基本不存在湿作业的情况，这就保证了安装施工的安全程度。安装时构件之间一般只需要用高强度螺栓连接辅以焊接，安装操作简便、快速。3)经济效益得到很大提高门式刚架结构的实际设计周期较短，并且采用计算机辅助设计所以就更有可利于周期的缩短.由于安装施工过程中原材料种类单一，减少了采买时的相关费用，运输也相对方便，所以门式刚架结构的工程周期短，资金回报快，投资效益相对较高。4)结构布置灵活多变传统钢筋混凝土结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制，柱距多为6m，大大限制了使用空间，当采用12m柱距时，需设置托架及墙架柱。而门式刚架结构的围

4、护体系采用金属压型板，所以柱网布置不受模数限制，柱距大小主要根据使用要求和用钢量最省的原则来确定。内部空间使用更加灵活多变。2、结构方案82．1结构形式门式刚架的结构形式按跨度可分为单跨、双跨和多跨，按屋面坡脊数可分为单脊单坡、单脊双坡、多脊多坡。门式刚架的柱脚多按铰接设计，当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接。一般在单层房屋（图一）、厂房仓库（图二）都是广泛应用的。图一单层房屋图二厂房仓库2．2结构布置高度应根据使用要求的室内净高确定，宜取4．5～9m，跨度以为9～36米。门式刚架的合理间距应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.

5、5m、9m。檩条间距的确定应综合考虑天窗、采光带、屋面材料、等因素按计算确定，一般为1.5m等间距布置。采用柱与梁刚接，而柱脚均为铰接的门式刚架形式较为合理。梁、柱截面有实腹式和格构式，等截面和变截面之分，以及梁端、梁中加腋的形式。3、荷载及荷载组合3.1荷载（如表1）8表1荷载分类3．2荷载组合荷载组合一般应遵从《建筑结构荷载设计规范》的规定，针对门式刚架的特点，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》给出下列组合原则：(1)对屋面来说屋面均布活荷载是主要运用荷载，一般不需要雪荷载，但所两者结合时，就要选取取较大值的那一个。(2)在应用积灰荷载时应充分与雪荷载、屋面均布活

6、荷载同时考虑，也是选取其中的较大值的那个。(3)在施工或检修过程中要记住，集中荷载不应该和屋面材料、檩条自重之外的其他一些荷载同时考虑。(4)多台吊车的组合应符合《建筑结构荷载设计规范》的规定。(5)最后还要充分考虑地震作用，这时风荷载不要与地震作用同时考虑，以免重复。4、刚架内力和侧移计算8根据不同荷载组合下的内力分析结果，找出控制截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面。变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析方法确定，计算时荷载取标准值，不考虑荷载分项系数。如果最后验算时刚架的侧移刚度不满足要求，需采用措施进行调整。5、支撑

7、体系支撑体系主要分为两大类，水平支撑和柱间支撑。这两种支撑在该体系中起到了举足轻重的作用，他们是将各个平面刚架连接在一起的基础，是稳定整体结构的关键所在，可以起到稳定整体平面的作用，是一个主要支撑点。5．1支撑体系的计算水平荷载不大的情况下，支撑受力较小，杆件截面尺寸由极限长细比确定。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按压杆设计。柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向风荷载按支承于柱脚的竖向悬臂桁架计算，并计入支撑对柱起减少计算长度而应承受的力，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，纵向力在支撑间可平