轻型门式刚架结构.ppt

轻型门式刚架结构轻型门式刚架结构轻钢结构工业厂房轻钢结构工业厂房刚架梁刚架柱柱间支撑屋面水平支撑檩条墙梁墙梁系杆抗风柱墙面板屋面板吊车梁压型钢板外墙板压型钢板外墙板 正在建设中的多层轻钢结构厂房正在建设中的多层轻钢结构厂房屋面板采用压型钢板，波浪造型屋面板采用压型钢板，波浪造型的轻钢结构屋面梁轻盈、活泼，的轻钢结构屋面梁轻盈、活泼，克服了工业建筑造型单一、立面克服了工业建筑造型单一、立面造型呆板的缺点造型呆板的缺点冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢（壁厚（壁厚（壁厚（壁厚1.51.51.51.5～～～～5mm5mm5mm5mm））））压型彩色钢板（压型彩色钢板（压型彩色钢板（压型彩色钢板（板壁厚板壁厚板壁厚板壁厚0.40.40.40.4～～～～1.5mm1.5mm1.5mm1.5mm））））山墙抗风柱山墙抗风柱吊车梁吊车梁天窗架天窗架 结结构构选选型型→→柱柱网网布布置置→→荷荷载载取取值值→→荷荷载载组组合合→→内内力力分分析析→→初初选选截截面面（（梁梁/ /柱柱））→→验验算算（（强强度度/ /刚刚度度/ /稳稳定定））→→梁梁柱柱节节点点计计算算→→檩檩条条/ /墙墙梁梁/ /支撑结构设计支撑结构设计→→屋面板屋面板/ /墙板选择。

墙板选择结构设计过程结构设计过程混凝土结构和钢结构可有区别！混凝土结构和钢结构可有区别！1.2 1.2 门式刚架结构的特点门式刚架结构的特点（和钢筋混凝土相比（和钢筋混凝土相比（和钢筋混凝土相比（和钢筋混凝土相比) ) ) ) n重量轻重量轻(10(10～～30kg/m30kg/m2 2) ) n工业化程度高、施工工业化程度高、施工周期短周期短 n柱网布置灵活柱网布置灵活 n综合经济效益高综合经济效益高 门式刚架结构性能：门式刚架结构性能： 1.1.门式刚架屋面体系的整体性可以依靠门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、隅檩条、隅撑撑来保证，从而减少了屋盖支撑的数量，同时来保证，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，很轻便支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便2.2.门式刚架的梁、柱多采门式刚架的梁、柱多采用用变截面杆件变截面杆件，可以节，可以节省材料 3.3.组成构件的杆件较薄，组成构件的杆件较薄，对制作、运输、安装的对制作、运输、安装的要求高 4.4.构件的抗弯刚度、抗扭构件的抗弯刚度、抗扭刚度比较小，结构的整刚度比较小，结构的整体刚度也比较体刚度也比较柔柔。

双坡双坡等截面柱等截面柱和和变截面变截面梁梁 1.31.3、门式刚架结构的应用情况、门式刚架结构的应用情况 1.1.我国门式刚架设计标准：我国门式刚架设计标准：《《门式刚架轻型房屋门式刚架轻型房屋钢结构技术规程钢结构技术规程》》(CECS102:2012) (CECS102:2012) 2.2.应用范围：应用范围：轻型厂房、物流中心、大型超市、轻型厂房、物流中心、大型超市、体育馆、展览厅、活动房屋、加层建筑等体育馆、展览厅、活动房屋、加层建筑等 3.3.应用规模应用规模：国内每年有一千万平方米的轻钢结国内每年有一千万平方米的轻钢结构建筑物竣工构建筑物竣工中国工程建设中国工程建设标准化协会标准化协会(1)(1)屋面荷载较小，横向跨度为屋面荷载较小，横向跨度为9 9～～24m24m，柱高为，柱高为4.54.5～～9m9m (2)(2)没有吊车或设有中、轻级工作制吊车的厂房没有吊车或设有中、轻级工作制吊车的厂房 (3)(3)当厂房横向跨度不超过当厂房横向跨度不超过15m15m，柱高不超过，柱高不超过6m6m时，时，屋面刚架梁宜采用屋面刚架梁宜采用等截面刚架形式等截面刚架形式。

当厂房横当厂房横向跨度大于向跨度大于15m15m，柱高超过，柱高超过6m6m时，宜采用时，宜采用变截面变截面刚架形式刚架形式1.41.4、、门式刚架的适用范围及截面形式门式刚架的适用范围及截面形式Ø柱和梁采用变截面形式时，截面形状与内力图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、节省材料形附合较好，受力合理、节省材料 Ø变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等截面方便截面方便 门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式1.51.5、变截面刚架与等截面刚架的对比、变截面刚架与等截面刚架的对比: : 1.61.6、柱脚形式、柱脚形式: :  刚接柱脚详图刚接柱脚详图 刚接柱脚门式刚架刚接柱脚门式刚架变截面梁变截面梁 铰接柱脚详图铰接柱脚详图 铰接柱脚门式刚架铰接柱脚门式刚架变截面梁、柱变截面梁、柱 根据支座的构造，刚架分铰接与固接接两种，根据支座的构造，刚架分铰接与固接接两种，铰接时横梁弯矩较大，因此梁的截面应大些，柱一铰接时横梁弯矩较大，因此梁的截面应大些，柱一般做成变截面，基础较小。

固接时刚架横梁截面较般做成变截面，基础较小固接时刚架横梁截面较小，柱为不变截面，而基础较大小，柱为不变截面，而基础较大加劲板加劲板地脚螺栓地脚螺栓 刚接柱脚工程实例刚接柱脚工程实例浇入素混凝土浇入素混凝土保护地脚锚栓保护地脚锚栓 1.7 1.7 刚架的受力特点刚架的受力特点Ø无铰刚架：无铰刚架：柱脚与基础固接，三次超静定结构，刚柱脚与基础固接，三次超静定结构，刚度好，内力分布均匀度好，内力分布均匀柱底有弯矩，对地基与基础柱底有弯矩，对地基与基础要求高地基的不均匀沉降会产生附加内力地基的不均匀沉降会产生附加内力Ø两铰刚架：两铰刚架：柱脚与基础铰接，结构内力大于无铰刚柱脚与基础铰接，结构内力大于无铰刚架但基础不承受弯矩，设计、施工简单但柱脚但基础不承受弯矩，设计、施工简单但柱脚不均匀沉降会产生附加内力不均匀沉降会产生附加内力Ø三铰刚架：三铰刚架：柱脚、屋脊处均为铰接，为静定结构柱脚、屋脊处均为铰接，为静定结构刚度较差，结构内力大刚度较差，结构内力大变形及不均匀沉降均不会变形及不均匀沉降均不会产生附加内力适用于小跨度和基础性能较差的工产生附加内力适用于小跨度和基础性能较差的工程建筑。

程建筑1.概述概述 无铰刚架是超静定结构结构刚度较大，但地基无铰刚架是超静定结构结构刚度较大，但地基有不均匀沉降时，特使结构产生附加内力三铰刚架有不均匀沉降时，特使结构产生附加内力三铰刚架是静定结构，地基有不均匀沉降时，对结构不会引起是静定结构，地基有不均匀沉降时，对结构不会引起附加内力，但跨度大时，半榀三铰刚架的悬臂吊装内附加内力，但跨度大时，半榀三铰刚架的悬臂吊装内力也不少，而且三铰刚架的刚度也较差，故三铰刚架力也不少，而且三铰刚架的刚度也较差，故三铰刚架一般多用于小跨度一般多用于小跨度(12(12米米) )和地基较差的情况和地基较差的情况  谢谢 谢！谢！教学目标教学目标: 掌握轻型门式刚架结构厂房刚架形式，屋掌握轻型门式刚架结构厂房刚架形式，屋掌握轻型门式刚架结构厂房刚架形式，屋掌握轻型门式刚架结构厂房刚架形式，屋盖结构盖结构盖结构盖结构 第第2 2节节 结构形式和结构布置结构形式和结构布置2.1 2.1 门式刚架的各种结构形式门式刚架的各种结构形式 门式刚架又称山形门式刚架门式刚架又称山形门式刚架Ø其结构形式按其结构形式按跨度跨度可分为单跨、双跨和多跨。

可分为单跨、双跨和多跨Ø按按屋面坡脊数屋面坡脊数可分为单坡、双坡、多坡屋面可分为单坡、双坡、多坡屋面Ø按按截面形式截面形式分，有等截面与变截面分，有等截面与变截面 结构形式的选取考虑生产工艺、吊车吨位结构形式的选取考虑生产工艺、吊车吨位及建筑尺寸等因素及建筑尺寸等因素2.结构形式和结构布置结构形式和结构布置单跨单坡单跨单坡单跨双坡单跨双坡多跨（中间抗风柱）多跨（中间抗风柱）高底跨高底跨双坡双跨（中间摇摆柱）双坡双跨（中间摇摆柱）门式刚架的各种结构形式门式刚架的各种结构形式多跨（梁柱刚结）多跨（梁柱刚结）四坡双跨四坡双跨抗风柱抗风柱高低跨单坡高低跨单坡刚架梁刚架柱柱间支撑屋面水平支撑檩条墙梁墙梁系杆抗风柱墙面板屋面板吊车梁钢结构摇摆柱与抗风柱的区别？ Ø多跨刚架中采用上下两端均铰接的柱称为多跨刚架中采用上下两端均铰接的柱称为摇摆柱 Ø设置在结构房屋两端山墙内，抵抗水平风设置在结构房屋两端山墙内，抵抗水平风荷载荷载的的简称为简称为抗风柱抗风柱 Ø抗风柱抗风柱和摇摆柱两者都可以是两端铰接区别在和摇摆柱两者都可以是两端铰接区别在于摇摆柱承受轴力，而抗风柱不承受于摇摆柱承受轴力，而抗风柱不承受。

CADCAD图中的差别？？图中的差别？？图中的差别？？图中的差别？？Ø当上端为刚接或是铰接当上端为刚接或是铰接时，时，R R４存在，当弹簧板４存在，当弹簧板和长圆孔普通螺栓连接和长圆孔普通螺栓连接时，时，R R４不存在；４不存在；Ø当墙面板落地，直接将当墙面板落地，直接将自重传至基础时，自重传至基础时，R R２不２不存在；存在；Ø水平风荷载水平风荷载R R１和抗风柱１和抗风柱和墙梁自重和墙梁自重R R３始终都存３始终都存在，故抗风柱的受力特在，故抗风柱的受力特点为竖放的压弯构件点为竖放的压弯构件门式刚架的横梁与柱为刚接，柱脚与基础宜采门式刚架的横梁与柱为刚接，柱脚与基础宜采用铰接；当水平荷载较大，檐口标高较高或刚度要用铰接；当水平荷载较大，檐口标高较高或刚度要求较高或有中重级工作制吊车时，求较高或有中重级工作制吊车时，柱脚与基础采用柱脚与基础采用刚接变截面与等截面相比，前者可适应弯矩变化，变截面与等截面相比，前者可适应弯矩变化，节约材料，但在构造连接及加工制造方面，不如等节约材料，但在构造连接及加工制造方面，不如等截面方便，故当截面方便，故当刚架跨度较大或房屋较高时刚架跨度较大或房屋较高时才设计才设计成变截面。

成变截面2.22.2、门式刚架的结构布置、门式刚架的结构布置1.1.刚架的建筑尺寸和布置刚架的建筑尺寸和布置 跨度：跨度：一般为一般为9 9～～36m36m 高度：高度：取地坪柱轴线与斜梁轴线交点高度，宜取取地坪柱轴线与斜梁轴线交点高度，宜取4.54.5～～9m9m 柱距柱距：应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，宜取等因素，宜取6m6m、、7.5m7.5m、或、或9m9m，最大，最大12m12m 挑檐长度挑檐长度：根据使用要求确定，宜为根据使用要求确定，宜为0.50.5～～1.2m1.2m 温度分区：温度分区：纵向温度区段＜纵向温度区段＜=300m =300m 横向温度区段横向温度区段<=150m<=150m2.2.檩条和墙梁的布置檩条和墙梁的布置 檩条：檩条：一般应一般应等间距等间距布置，但在屋脊处应沿屋布置，但在屋脊处应沿屋脊两侧各布置一道，在天沟附近布置一道脊两侧各布置一道，在天沟附近布置一道 屋面屋面檩檩条布置实例条布置实例墙梁墙梁：墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐、墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐、遮雨篷等构件和围护材料的要求。

　遮雨篷等构件和围护材料的要求　 门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，在采门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，在采用压型钢板作围护面层时，墙梁宜布置在刚用压型钢板作围护面层时，墙梁宜布置在刚架的外侧，其间距随墙板板型及规格而定架的外侧，其间距随墙板板型及规格而定3 .3 .支撑和刚性系杆的布置原则：支撑和刚性系杆的布置原则： ①①在每个温度区段或分期建设的区段中，应在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能分别设置能独立独立构成空间稳定结构的支撑构成空间稳定结构的支撑体系 ②②在设置在设置柱间支撑柱间支撑的开间，的开间，应同时设置屋盖应同时设置屋盖横向支撑横向支撑，以构成几何不变体系以构成几何不变体系 ③③屋面屋面端部支撑端部支撑宜设在温度区段端部的宜设在温度区段端部的第一第一或第二个开间或第二个开间④④柱间支撑的间距柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力情应根据房屋纵向柱距、受力情况和安装条件确定况和安装条件确定l当无吊车时宜取当无吊车时宜取3030～～45m45m；；l当有吊车宜设在温度区段中部；当有吊车宜设在温度区段中部；l当温度区段较长时宜设在三分点处，间距常取当温度区段较长时宜设在三分点处，间距常取40m40m～～60m60m，且不宜大于，且不宜大于60m60m；；l当建筑物宽度大于当建筑物宽度大于60m60m时，在内柱列宜适当时，在内柱列宜适当增增加柱间支撑；加柱间支撑；l房屋高度较大时，柱间支撑要分层设置。

房屋高度较大时，柱间支撑要分层设置l端部柱间支撑考虑温度应力影响宜设置在第端部柱间支撑考虑温度应力影响宜设置在第二柱间l当房屋内设有不小于当房屋内设有不小于5t5t的吊车时，柱间支撑的吊车时，柱间支撑宜用型钢宜用型钢；当房屋中不允许设置柱间支撑时，；当房屋中不允许设置柱间支撑时，应设置纵向刚架应设置纵向刚架 ⑤⑤刚架转折处（单跨房屋边柱柱顶和屋脊，以及多刚架转折处（单跨房屋边柱柱顶和屋脊，以及多跨房屋某些中间柱顶和屋脊）宜沿房屋全长跨房屋某些中间柱顶和屋脊）宜沿房屋全长设置设置刚性系杆刚性系杆 刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足压刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足压弯杆件的刚度和承载力要求，若刚度或承载力不弯杆件的刚度和承载力要求，若刚度或承载力不足、可在刚架斜梁间设置足、可在刚架斜梁间设置钢管、钢管、H H型钢或其他截型钢或其他截面形式的面形式的杆件 例：例： 南京某公司拟建一长度南京某公司拟建一长度72m、跨度、跨度18m的厂房，采用门式刚的厂房，采用门式刚架结构，柱距架结构，柱距6m，刚架高度，刚架高度5.7m，屋面坡度，屋面坡度1:10，屋面及墙面，屋面及墙面采用夹心彩钢板，檩条间距采用夹心彩钢板，檩条间距15m。

试布置厂房结构的屋盖横向试布置厂房结构的屋盖横向支撑和柱间支撑支撑和柱间支撑 谢谢 谢！谢！。