刚架轻型房屋钢结构设计
刚架轻型房屋钢结构设计
门式刚架为一种传统的结构体系，该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国，经历了近百年的发展，目前已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系。
从人类发展历史看,建筑形式与结构体系的产生与发展总与一定时期的生产和生活水平密切相关,门式刚架轻型房屋钢结构的产生也有着特定的历史背
景。
轻型钢结构在国外发展较早,最初是随着汽车工业的发展,主要用于建造私
人车库等简易房屋。第二次世界大战期间,由于战争的需要,轻型房屋钢结构主要用于建造一些拆装方便的营房和库房。
门式刚架轻型房屋钢结构最早起源于美国,并且发展最快、应用最广。后来在欧洲、日本和澳大利亚等国也得到了广泛发展和应用。因其构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,此种结构形式一经推出就深受建筑业喜爱。
上世纪20世纪中期,建筑钢材产量大增,钢材的冶炼水平也有了很大突破,
色彩丰富、耐久性强的彩色压型钢板随之出现, H型钢和冷弯薄壁型钢相继问世,这些都极大地推动了门式刚架轻型房屋钢结构的发展。加之加工设备的不断改善,设计形式的多样化,使门式刚架轻型房屋钢结构体系逐渐应用于大型工业厂房、商业建筑及公共交通设施等。实现了结构分析、设计、出图的程序化,构件加工的工厂化,安装施工和经营管理的一体化流程。
目前,大部分国外轻钢结构公司都具有自己的门式刚架轻型房屋钢结构系列,由于门式刚架构件的刚度良好,其平面内、外的刚度差别较小,为制作、运输、安装提供了较有利的条件。结构构件可全部在工厂制作,工业化程度高,运输便捷,安装方便快速,土建施工量小,综合经济效益高。在美国、日本等一些钢结构技术比较发达的国家,门式刚架轻型房屋钢结构体系已经作为一种及既经济又快捷的建筑结构体系,以商品的形式对外出售。
我国门式刚架轻型房屋钢结构的研究和应用起步较晚,建国初期在一些旧工厂改建时曾应用过类似门式刚架体系的结构。上世纪50年代我国大规模建设时期,为了节约钢材,则大量地采用钢筋混凝土构件。80年代后,随着外资的引进,门式刚架结构因其结构简洁、刚度良好、受力合理、使用空间大及施工方便等特点,得到迅速发展。主要表现在两个方面: 外国厂家的进入,新技术新产品的引
进。
(1)1979年上海引进日本S60压型钢板成型机并用于厂房仓库的屋面,1980年上海宝钢引进日本W550、V115N压型钢板成型机,并在一期工程屋面墙面围护结构应用近60万平方米,是80年代初首次用量最大的工程。
(2)1983年开始深圳经济开发区蛇口工业区大量引进英国、美国、澳洲和日本等国门式刚架轻型钢结构厂房仓库。随后沿海经济开发区也陆续引进国外轻钢厂房仓库。
(3)1994年美国公司投资创建上海美建钢结构有限公司,1996年嘉定工厂建成投产。
(4)1994年美国美联钢结构有限公司(U.S.A.公司)和美国宏宇建筑有限公司在中国建成工程数十项。
(5)1994年ASTRON建筑体系进入中国,先后在北京、苏州等地建成十几项大工程。
而后还有很多外资、台资企业进入我国。
门式刚架轻型钢结构房屋在我国的发展
(1)1980年上海宝钢建设指挥部成立压型钢板压型铝板试验研究专题组,对一期工程引进的日本彩色涂层压型钢板及成型设备进行消化吸收,试验利用国内铝合金板替代彩色涂层钢板做成压型板用于屋面墙面围护结构,经过调查及大量的试验研究,在宝钢一期工程屋面墙面推广应用铝合金压型钢板60多万平方米， (2)1984年冶金部建筑研究总院科研人员在学习上宝钢及深圳蛇口工业区压型钢板及门式刚架轻型钢结构国外先进技术的基础上,结合我国具体情况研究开发门式刚架轻型钢结构厂房仓库,首先用于商业部急需建设的国家棉花储备仓库,三年间在冀鲁豫三省四十多个地区,建设轻钢棉花仓库300多栋,建筑面积达20多万平方米。
(3) 冶金部建筑研究总院是国内最早进行轻型钢结构房屋研究开发的单位,院内有一批科研人员对轻型焊接H型钢、冷弯薄壁型钢、压型钢板的力学性能、加工工艺及其加工设备、另配件连接件及密封材料进行研究开发,并结合工程进行轻型钢结构建筑的设计和推广应用,主持或参加国家规程规范和标准的编
制。
(4)随着我国经济的快速增长,门式刚架轻型钢结构房屋行业也得到飞速发展,尤其在东南沿海地区,新建工厂仓库的需求增长促使轻型钢结构房屋加工安
装的厂家如雨后春笋般的发展起来,从开始的小规模发展到现在的现代化大企业,杭萧钢构、浙江精工、恒达钢构、上海通用、吴泰钢构、宝钢彩板、北方空间钢构、北京福田钢构、北京多维钢构、四川恒升等企业都是专业门式刚架轻型钢结
构厂家,每年的销售额都在几亿、十几亿元以上。
(5)压型钢板夹芯板加工厂家遍布全国各地,有的厂家已经具有独自的屋面
墙面围护系统,有的厂家引进国外先进设备,技术水平不断提高。目前国内的压型板板型几十种,其生产线大部分都是国内制造的。引进夹芯板生产线的厂家比较多,据不完全统计有二十多条生产线,主要从意大利、德国、韩国、澳洲等国引进。目前国内厂家也能制作夹芯板生产线。
(6)门式刚架轻型钢结构房屋的大量应用,带动了相关配套行业的发展和兴旺,设计软件的开发,焊接型钢、冷弯薄壁型钢及压型钢板等加工设备的制造,采光瓦、零配件连接件和密封材料的生产厂家和代理也很多,技术水平都在逐步提高。
回顾我国二十多年来钢结构建筑发展历史,可以说以门式刚架为主的轻型钢结构房屋是一项发展最快、应用最广的建筑新技术新产品。
门式刚架轻型房屋钢结构设计
本设计参考所提供的《钢结构设计与计算》、《钢结构设计》、《建筑结构荷载规范》进行了跨度20m、厂房总长90m的门式刚架轻型房屋钢结构设计，其中包括了结构平面及支撑布置、永久荷载计算、可变荷载计算、风载计算、屋面恒载、屋面活载、柱身恒载、内力计算及组合、刚架梁、柱截面验算、位移验算、节点设计。
关键词：门式刚架、钢结构、荷载
1 计算依据与基础资料
1.1 工程概况
工程名称：门式刚架轻型房屋钢结构设计
工程地点：兰州市城关区
建筑面积：2880m2
地上层数：1层
室内外高差：300mm
24000
图1 门式刚架示意图
1.2 设计依据
1.2.1 主体结构设计使用年限
主体结构设计使用年限：50年
1.2.2 自然条件
基本风压：0.30kN/m2
基本雪压：0.15kN/m2
地面粗糙度：兰州（B类）
场地类别：Ⅱ类
厂房所用吊车为5吨梁式起重吊车，起吊高度为7m，地面操纵。
吊车参数如下：软钩，A5工作制，总重12吨，最大轮压5.2吨，最小轮压3.3吨，小车重8.5吨，轨道选用铁路重轨38（轨高134，底宽114，重量387.3N/m ），轮距及外轮廓节尺寸分别如图2和图3所示。
图2 轮距
图3 外轮廓节尺寸
1.3 设计资料
1）某机械厂房，为单跨双坡门式刚架，屋面坡度为1:10，刚架为变截面梁、柱，柱脚为铰接，柱距6m ，厂房总长90m ，跨度24m 。 2）材料采用Q345-B 钢材，焊条采用E50型。
3）屋面和墙面采用75mm 厚EPS 荚芯板，底面和外面两层彩板均采用0.6mm 厚镀彩板，镀锌层厚为275g/2m ；檩条采用高强镀锌冷弯薄壁卷边Z 形钢檩条，屈服强度y f 450N/2mm ，镀锌层厚为160g/2m 。
2 结构平面及支撑布置
初选梁、柱截面及截面特性见表
650 650
3500 1485
875
120
>100
轨顶设计标高
表1 梁、柱截面及截面特性
部位截面简图截面特性
刚架横梁
1-1
剖面
2—250×12
—876×8
截面积 A=130.082
cm
惯性矩
x
I=1630004
cm
y
I=31254
cm
抵抗矩
x
W=3624.3643
cm
y
W=2503
cm
回转半径
x
i=35.41cm
y
i=4.90cm
2-2
3-3
剖面
2—250×12
—426×8
截面积 A=94.082
cm
惯性矩
x
I=339004
cm
y
I=31254
cm
抵抗矩
x
W=1508.0233
cm
y
W=2503
cm
回转半径
x
i=18.99cm
y
i=5.76cm
4-4
剖面
2—250×12
—676×8 截面积 A=114.082
cm
惯性矩
x
I=916004
cm
y
I=31254
cm
抵抗矩
x
W=2617.0283
cm
y
W=2503
cm
回转半径
x
i=28.34cm
y
i=5.234cm
部位截面简图截面特性
刚架柱
5-5
剖面
2—250×14
—872×8
截面积 A=139.762
cm
惯性矩
x
I=1820004
cm
y
I=3645.84
cm
抵抗矩
x
W=4035.0663
cm
y
W=291.6673
cm
回转半径
x
i=36.04cm
y
i=5.11cm
6-6
剖面
2—250×14
—372×8
截面积 A=99.762
cm
惯性矩
x
I=295004
cm
y
I=3645.834
cm
抵抗矩
x
W=1475.3113
cm
y
W=291.6673
cm
半径
x
i=17.20cm
y
i=6.05cm
3 荷载计算
3.1荷载取值计算
3.1.1永久荷载：
屋面自重（标准值，沿坡向）
压型钢板 0.18kN/2
m
檩条及其支撑 0.15kN/2
m
刚架横梁 0.15kN/2
m
Σ=0.48kN/2
m
墙面及柱自重 0.48kN/2
m
3.1.2可变荷载：
屋面雪荷载（标准值） 0.50kN/2
m
屋面均布活载（标准值） 0.30kN/2
m
取0.50kN/2
m
因刚架受荷水平投影面积大于602
m，故屋面竖向均布活荷载标准值取0.3kN/2
m。
3.1.3风载：
=0.30kN/2m,地面粗糙度为B类，按封闭式建筑选取中间区单基本风压
元，刚架风载体型系数见图4。
图4 刚架风载体型系数
3.2各部分作用荷载
3.2.1屋面恒载：
标准值 0.48×6×α
cos 1
=2.8930kN/m
图5 刚架上恒载作用图（单位：kN/m)
3.2.2屋面均布活载： 标准值 0.5×6×α
cos 1
=3.0151kN/m
图6 刚架上活载作用图（单位：kN/m)
3.2.3柱身荷载：
标准值 0.48×6=2.88kN/m
3.2.4风载：
屋面风载高度变化系数按屋顶标高计算取为1.05，ω=1.05×0.30=0.31kN/2
m 屋面负风压标准值w
q=0.31×（-0.6）×6=-1.11kN/m
BC
w
q=0.31×（-0.5）×6=-0.93kN/m
CD
墙面风载高度变化系数按柱顶标高计算取为1.0，ω=1.0×0.30=0.30kN/2
m
墙面风压标准值w
q=0.30×0.8×6=+1.44kN/m
AB
w
q=0.30×（-0.5）×6=-0.9kN/m
DE
图7 刚架上风载作用图（单位：kN/m)
4 内力计算及组合
1）刚架在各种荷载作用下的弯矩M图、剪力V图、轴力N图2）刚架内力组合
图8 屋面恒载作用下刚架M、N、Q图
N图（单位：kN)
Q图（单位：kN) M图（单位：kN·m)
图9 屋面活载作用下刚架M、N、Q图
N图（单位：kN)
Q图（单位：kN)
M图（单位：kN·m)
图10 左风荷载作用下刚架M、N、Q图
N图（单位：kN)
Q图（单位：kN) M图（单位：kN·m）
刚架梁内力组合表左跨梁：
13
刚架柱内力组合表左柱：
14
5 刚架梁、柱截面验算
5.1构件宽厚比验算
①梁翼缘
t b =122/8-250）（=10.083<15y f 235=15×345
235=12.379 满足要求
②柱翼缘
t b =14
2/)8250( =8.643<15y f 235 满足要求。
③梁腹板 1-1截面
w
w t h =8876
=109.5<250y f 235(250y f 235=206.33) 满足要求。
2-2、3-3截面
w w t h =8426=53.25<250y
f 235 满足要求。 4-4截面
w
w t h =8676=84.5<250y f 235 ④柱腹板 柱底6-6截面
w
w t h =8372=46.5<250y f 235 满足要求。 柱顶5-5截面
w
w t h =8872
=109<250y f 235 满足要求。
5.2有效截面特性
①柱有效截面特性
翼缘：柱受压翼缘为一边支承、一边自由的均匀受压板件，当其自由外伸宽厚比不超过《规范》所规定的允许宽厚比时，柱受压翼缘全截面有效。 翼缘最大应力
max σ=A N +nx
x x W M γ=139761032.923⨯N/2
mm +403506605.11050.2756⨯⨯N/2mm =71.64N/2mm
由α=（max σ-min σ）/max σ=0,查表得ξ=5N/2mm
t b =142/8-250）（=8.643<][t b ][t b =100max σξ=100×64.715
=26.42
满足要求。
腹板：
柱腹板为两边支承非均匀受压构件。 柱顶5-5截面腹板最大、最小应力之比
min max σσ=A N ±x
x I y M =139761032.923⨯N/2mm ±4
6101820004361050.275⨯⨯⨯N/2
mm =6.61±66.00N/2mm =39
.59-61
.72N/2mm 腹板受压区高度 c h =
39
.5961.7261
.72+×872mm=479.67mm
由 max σ=72.61N/2mm .7239 .59-=-0.82 σk = β） β）（β）++++1(]-1112.01[(16 5 .022=19.632 p λ=σ k t h w w 1.28/235 y f =0.51 p λ<0.8 取ρ=1.0，柱顶腹板全截面有效。 柱底6-6截面 由 max σ= n A N =9976 92320=9.254N/2mm 门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工 (1) 自《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102：98）公布已来，此类工程发展很快，但也陆续听到一些令人不安的情况。去年雨水较大，降雪较多，有些地方雪特别大，结构被压坏恐怕很难避免，但有的地方雪不大房子也有垮的，漏水的更多。另外，也看到一些工程，有的框架梁太细，令人担心，遇到大雪很可能出问题。有的骨架立起来摇摇晃晃，没有支撑，说装上墙板就好了，好象有了墙板就可以不支撑。现在排架多起来。用钢筋砼柱、轻钢梁，造价较低，但有的严重不合规定。以下就轻钢结构设计及施工谈自己的几点体会。 关键词：门式刚架钢结构 一。设计方面 1.屋面活荷载取值 框架荷载取0.3kN/m2 已经沿用多年，但屋面结构，包括屋面板和檩条，其活荷载提高到0.5kN/m2.《钢结构设计规范》规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m2，但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6.门式刚架一般符合此条件，所以可用0.3kN/m2，与钢结构设计规范保持一致。国外这类，考虑0.15 -0.5N/m2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载情况，就出安全问题。设计时可适当提高至0.5kN/m2.现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有人为减少荷载情况，应特别注意，决不允许在有限的活荷载中“偷工减料”。 2.屋脊垂度控制 框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180，除验算坡面斜梁挠度外，是否验算跨中下垂度？过去不明确，可能不包括屋脊点垂度。现在应该是计算的。一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于验算跨中垂度。跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。的度本来就小，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因 刚架轻型房屋钢结构设计 门式刚架为一种传统的结构体系，该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国，经历了近百年的发展，目前已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系。 从人类发展历史看,建筑形式与结构体系的产生与发展总与一定时期的生产和生活水平密切相关,门式刚架轻型房屋钢结构的产生也有着特定的历史背 景。 轻型钢结构在国外发展较早,最初是随着汽车工业的发展,主要用于建造私 人车库等简易房屋。第二次世界大战期间,由于战争的需要,轻型房屋钢结构主要用于建造一些拆装方便的营房和库房。 门式刚架轻型房屋钢结构最早起源于美国,并且发展最快、应用最广。后来在欧洲、日本和澳大利亚等国也得到了广泛发展和应用。因其构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,此种结构形式一经推出就深受建筑业喜爱。 上世纪20世纪中期,建筑钢材产量大增,钢材的冶炼水平也有了很大突破, 色彩丰富、耐久性强的彩色压型钢板随之出现, H型钢和冷弯薄壁型钢相继问世,这些都极大地推动了门式刚架轻型房屋钢结构的发展。加之加工设备的不断改善,设计形式的多样化,使门式刚架轻型房屋钢结构体系逐渐应用于大型工业厂房、商业建筑及公共交通设施等。实现了结构分析、设计、出图的程序化,构件加工的工厂化,安装施工和经营管理的一体化流程。 目前,大部分国外轻钢结构公司都具有自己的门式刚架轻型房屋钢结构系列,由于门式刚架构件的刚度良好,其平面内、外的刚度差别较小,为制作、运输、安装提供了较有利的条件。结构构件可全部在工厂制作,工业化程度高,运输便捷,安装方便快速,土建施工量小,综合经济效益高。在美国、日本等一些钢结构技术比较发达的国家,门式刚架轻型房屋钢结构体系已经作为一种及既经济又快捷的建筑结构体系,以商品的形式对外出售。 我国门式刚架轻型房屋钢结构的研究和应用起步较晚,建国初期在一些旧工厂改建时曾应用过类似门式刚架体系的结构。上世纪50年代我国大规模建设时期,为了节约钢材,则大量地采用钢筋混凝土构件。80年代后,随着外资的引进,门式刚架结构因其结构简洁、刚度良好、受力合理、使用空间大及施工方便等特点,得到迅速发展。主要表现在两个方面: 外国厂家的进入,新技术新产品的引 门式刚架轻型房屋钢结构设计要点 摘要：当前，我国建筑行业快速发展，各种新的结构形式被广泛应用到建筑 工程中。门式刚架结构作为一种传统的结构形式，结合近年来较为火热的钢结构 形式，就形成了一种独具特点的门式刚架轻型房屋钢结构形式，在工业厂房和物 流建筑中得到广泛应用。为了更好地发挥其结构优势，一定要合理分析其设计要点，在设计工作中做好设计优化，保证设计质量，提升结构的稳定性，降低施工 成本，使得其能更好地应用到我国的建筑行业中来，促进我国建筑行业的发展。 关键词：门式刚架；房屋钢结构；设计 一、门式刚架轻型房屋钢结构优势体现和发展 1、体现门式刚架轻型房屋钢结构的优势。从1980年以后，门式刚架轻型房 屋钢结构仍在中国进行使用，历经几十年的持续发展，它已变成我国现阶段住房 建设的重点组成部分。当构设门式刚架轻型钢结构房屋的结构时，集中采用可以 负载房屋骨架的H型钢等构件，该设计的具体应用极为多见且尤为广泛。主要归 因于门式刚架轻型房屋结构的构设十分灵活，构建模数的柱网几乎不受其约束， 极为便于拆除门式刚架轻型房屋，十分有益于我们进行回收以及利用，还能够极 大程度地缩短施工工期。另外，使用钢结构对能源消耗的降低有很大的好处，能 够大大降低环境被毁害的程度，并且其拥有极高的综合经济效益，能够为企业带 来不可估量的好处。 2、发展门式刚架轻型房屋建筑。门式刚架轻型结构的发展和使用被越来越 多地应用，主要归因于中国近年日益发展的科学技术。门式刚架轻型房屋钢结构 技术章程被中国相应质量部门改良并规定以后，很好地提高了全部钢结构施工的 层次和经验。然而，在当下与部分发达国家相比较，我国的钢结构应用设计在许 多地方的改进和强化还有很大的进步空间。在轻型钢结构的应用形式上中国集中 采用无铰门式、两铰门式刚架，采用H型焊接，确保了钢结构自身截面的稳固性。而几乎一样的主要为刚架节点方面的构设，通过摩擦面处理的高强度螺栓的连接 单层门式刚架轻型房屋钢结构设计探讨 王辉，曹素清，代丽 (鞍钢集团工程技术有限公司，鞍山，114021) 摘要：阐述了单层门式刚架轻型房屋的钢结构和轻型围护门式刚架普通钢结构设计中需要重视的问题，并提出了相应的解决方法。 关键词：单层门式刚架轻型房屋；钢结构；轻型围护 1 前言 近些年来，门式刚架轻型钢结构建筑因其具有质量轻、柱网布置灵活、工业化程度高、施工周期短和综合经济效益高的特点，在工业建筑中得到广泛应用，但在鞍钢内部工程设计中轻型钢结构的设计仍然受到重型钢结构厂房设计思路的束缚。本文从现有的设计经验出发，阐述了单层门式刚架轻型钢结构设计中遇到的问题与解决方法，意在总结经验，并与同行探讨。 2 设计中需要重视的问题 2．1 抗震设计 《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)的9．2中列入了单层钢结构厂房，在条文说明中指出：“单层钢结构厂房在地震中破坏较轻，但也有损坏或坍塌的。因此，单层钢结构厂房进行抗震设防是必要的。本次修订仍不包括轻型钢结构厂房。”也就是说，新抗规对轻型钢结构厂房的抗震未作规定。关于是否需要进行抗震设计，笔者认为以下几点可供参考： (1)GB 50011—2010将7度0．15g及以上列为强震。为了和新标准协调，7度0．15g 及以上还是要进行抗震设计的。 (2)《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102：2002)(以下简称《规程》)的主要编制人曾对厂房钢结构的抗震提出如下意见：厂房钢结构的特点是，有的受地震控制有的不受地震控制，当不受地震控制时，可不考虑抗震。此建议对门式刚架是适用的。 (3)有吊车时，应考虑抗震要求。 (4)对于大跨度结构，应考虑抗震要求。 2．2 厂房纵向结构形式 通常厂房纵向在端部和中部设置柱间支撑，但如因特殊需要或工艺布置，特别是多跨厂房，厂房纵向无法设置柱间支撑时，可将厂房纵向设计成框架形式。但是，需要特别注意的是刚架柱的平面外长细比不得超过《规程》中规定的180的限制。因为从工程设计的实践经验出发，对于柱脚铰接的门式刚架在厂房纵向设计成框架形式时，边榀刚架柱的平面外长细比要远远大于中间榀刚架柱的平面外长细比，容易出现超限的情况，不可忽视。 2．3 刚架节点域 近些年，随着门式刚架轻型钢结构的广泛应用，相应的研究也进行得越来越深入和广泛，已有研究提出，节点域斜加劲肋十分必要，建议作为必要的构造措施来对待，而不是按《规程》规定的“不满足剪切强度要求时设置”。同时，陈绍蕃老师提出按《规程》设计的轻型门式刚架达不到刚节点的设计要求。《规程》(CECS102：2002)的节点域采用了类似高钢规程中的强度计算公式，而门式刚架柱的腹板一般较薄，节点域因而也很薄。高钢规程中对节点域承载能力不足时要求补强，而《规程》(CECS102：2002)却没有要求补强，只提出不足时设置斜加劲肋。由此，导致按理想刚架进行内力计算而实际结构又达不到理想刚架要求，确实不妥，有可能引发安全问题。为了消除这种不合理的情况，节点域也要适当加厚。 2．4 优先采用铰接刚架柱柱脚 刚架柱柱脚的连接方式有两种：铰接与刚接。一般情况宜用铰接。柱脚铰接的好处一是柱脚处只有剪力和轴力，无弯矩，其基础受力比较简单，接近轴心受压状态，基础地面积较小；二是柱脚可设计为只设一对或两对地脚螺栓的平板支座，既节省材料又方便施工。而当 略述门式刚架轻型房屋钢结构基础设计 自上个世纪80年代起，门式刚架轻型房屋钢结构在我国建筑工程施工中得到了广泛的应用。门式刚架轻型房屋钢结构是指以轻型焊接H形钢（等截面或变截面）、热轧H型钢（等截面）或冷弯薄壁型钢等组成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架，其擦条、墙梁可选取冷弯薄壁型钢；屋面、墙面可选取压型金属板；保温隔热材料可选取聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酷泡沫塑料、岩棉等，并进行支撑设置的一种轻型房屋结构体系。现阶段，一般选取焊接H形变截面构件作为门式刚架梁与柱，选取刚接作为单跨刚架梁柱节点，选取刚接与铰接结合的方式应用于多跨刚架梁柱节点，可选取刚接、铰接的方式应用于柱脚和基础。与传统钢筋混凝土结构相比，门式刚架轻型房屋钢结构的优势为柱网布置灵活、围护结构质量轻、抗震性能良好、工业化程度高及经济效益高。将该结构应用于工程建设中，可有效提升工程质量，推动建筑行业高速发展。 一、门式刚架轻型房屋钢结构基础设计 1、设计原则 以概率理论为前提作为门式刚架轻型房屋钢结构设计的极限状态设计法，根据分项系统设计表达式进行计算。并遵循承载能力极限状态、正常使用极限状态进行门式刚架轻型房屋钢结构承重构件设计。 如选取承载能力极限状态进行结构构件设计，需严格遵循《建筑结构荷载规范》相关要求，可选取荷载效应基本组合与偶然组合。在抗震设防区域，需遵循《建筑抗震设计规范》相关要求进行门式刚架轻型房屋钢结构设计，要求其必须符合以下公式： 其中，地震作用考虑分析状态下，荷载与地震作用效应组合设计值由SE表示； 承载力抗震调整系数则由表示。同时，需按照表1所示，确定承载力抗震调整系数。 表1 承载力抗震调整系数 2、基础设计 门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工的开题报告 一、选题的背景与意义 轻型房屋钢结构的建筑方式在国内已有很长时间的历史，但近年来随着经济社会发展和人们对房屋质量与安全要求的提高，其发展势头更加迅猛。门式刚架结构是一种经过多年发展的具有很好的抗震性能的结构体系，其具有结构简单、构造清晰、施工方便等优点，成为了近年来建筑领域发展的热门领域之一。 本课题将以门式刚架轻型房屋钢结构的设计及施工为研究对象，通过结合已有的研究成果和实践经验，深入探究其设计原理、结构特点、材料选用、节点连接及施工等方面的问题。旨在对轻型钢结构房屋设计施工的相关问题进行深入研究与探讨，以提高钢结构房屋的建筑质量和安全性，促进行业的发展。 二、选题的研究内容和研究方法 1. 研究内容 （1）门式刚架轻型房屋钢结构的设计原理及机理 （2）门式刚架轻型房屋钢结构的结构特点和构造形式 （3）门式刚架轻型房屋钢结构的材料选用和节点连接设计 （4）门式刚架轻型房屋钢结构施工技术和方法论 2. 研究方法 （1）文献资料法：了解国内外门式刚架轻型房屋钢结构的设计施工理论，总结前人的经验和教训，进行剖析分析。 （2）数学分析法：通过对门式刚架轻型房屋钢结构的设计原理及机理，进行计算分析，确立理论基础。 （3）实地调查法：采取实地取样、试验、观测等方式进行门式刚架轻型房屋钢结构的现场调查，了解房屋承载情况，确保设计后房屋建造的准确性。 三、拟解决的主要问题 1. 钢结构设计中的节点选择和连接问题。 2. 钢结构在施工过程中存在的纵向与横向变形问题。 3. 钢材的耐腐蚀和防火问题。 4. 对于轻型钢结构施工工艺的技术问题。 四、研究的预期目标 1. 研究针对门式刚架轻型房屋钢结构施工设计中的难点和问题的解决办法。 2. 在钢结构设计及施工方面形成自己的理论和方法。 3. 让更多人了解到门式刚架轻型房屋钢结构的优点和施工方法，推动钢结构房屋建设的进一步发展。 五、论文的结构安排 第一章绪论 门式刚架轻型房屋设计要点 摘要门式刚架是典型的轻型钢结构，它具有节省材料、施工周期短等优点，因而也是目前国内应用最广泛的轻型钢结构，本文总结了门式刚架设计中一些设计要点，供设计人员参考。 关键词轻型钢结构；门式刚架；设计要点 轻型门式钢架房屋结构在我国的应用自20世纪60年代开始兴起，90年代以来随着我国彩色钢板产量的增加和焊接H型钢的出现，轻刚结构在我国进入兴旺发展的时代。 1门式刚架适用范围 门式刚架通常用于跨度为9～36m，柱距一般为6m、柱高4.5～12m、设有吊车起重量较小的单层工业房屋或公共建筑。设置桥式吊车时，宜为起重量不大于20t的中轻工作制（A1～A5）的吊车；设置悬挂吊车时，其起重量不大于3t，在我国，门式刚架已大量用于各类工业厂房、仓库、体育场、会议厅、展览中心和剧院等大型公共建筑以及不同用途的各种活动房屋。 2门式刚架合理跨度的确定 门式刚架一般跨度为9～36m。不同的生产工艺流程和使用功能在很大程度上决定着厂房的跨度选择。轻钢结构设计应在满足业主的生产工艺和使用功能的基础上，确定合理的跨度以取得优良经济性指标。通常是根据房屋的高度确定较为合理的跨度（如图1所示）。 一般情况下，当柱高、荷载一定时，适当加大刚架跨度，刚架的用钢量增加不太明显，但能节省空间，基础造价低，综合效益较为可观。比如。当檐高为6m，柱距为7.5m，荷载情况（恒荷载0.3kN/m2、活荷载0.5kN/m2、吊挂荷载0.2kN/m2、基本风压0.55kN/m2、无吊车），跨度为18～48m之间的刚架单位用钢量（Q235.B）为18～35kg/m2。当檐高为12m时，跨度在18～48m之间的刚架单位用钢量为25～40kg/m2。可见，刚架用钢量指标随着跨度的增大而增大。因此，在工艺要求允许的情况下，应尽量选择小跨度高度低的门式刚架更为经济，不宜盲目追求大跨度。 3合理柱距的确定 刚架的柱距与刚架的跨度、屋面荷载、檩条形式等因素有关，在刚架跨度较小的情况下，选用较大的刚架间距，增加檩条的用钢量是不经济的。因此，从结合经济分析的角度看，确定合理的柱距才能既节约钢材，又使设计真正做到定型化、专门化、标准化以及轻型化，从而推动门式刚架轻钢房屋结构体系在我国的发展随着柱距的增大，刚架用钢量比例是逐渐下降的。但当柱距增加到一定的数 毕业设计（论文）文献综述 土木工程 18米跨度门式刚架轻型房屋钢结构设计2 一、前言部分 传统工业建筑多采用砖混或钢筋砼框（排）架承重结构，配合大型屋面梁板屋盖和大型墙板墙体围护结构，组成结构体系。体系重量大，工厂预制及现场施工技术复杂，施工周期长；受季节性施工的影响，土建工程在很大程度上制约着工程项目的建设周期。但对以往已取得的成果进行分析，仍然未能摆脱传统的砌体和钢筋砼结构所用材料和应用技术的束缚，因而也难以在实践中取得更大的突破性进展。 门式刚架轻型结构体系是近年来在钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构形式。它是用等截面或变截面的焊接H型钢作为梁柱，以冷弯薄壁型钢作檩条、墙梁、墙柱。以彩钢板作为屋面板及墙板，现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要承重结构。再配以零件、扣件、门窗等形成的比较完善的建筑体系。即门式刚架轻型结构体系。这种结构体系可以在工厂批量生产。在现场按要求拼装形成。能有效地利用材料，构件尺寸小。自重轻，抗震性能好，施工安装方便，建设周期短，能够形成大空间、大跨度。具有外表美观，适应性强，造价低、易维护等特点。 二、主题部分 1、历史背景 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门式刚架轻钢结构具有许多其他结构不具有的优点，同时经济效益好，使其得到了广泛的应用。在初期，这种结构被用于库房等简易房屋。20世纪60年代在国外由于各种彩色钢板和H型钢和冷弯型钢的出现推动了门式刚架轻钢结构的快速发展。 轻型门式刚架结构在我国的应用大约始于20世纪80年代初期。近十多年来，随着我国钢材产量的增加和焊接H型钢的出现，压型钢板、冷弯薄壁型钢、H型钢的大批量生产，特别是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS1 02:98 )的颁布实施，轻型门式刚架结构得到迅速的发展。目前国内每年有上千万平方米的轻钢建筑工程，主要用于轻型的厂房、仓库、体育馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。 2、现状 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS 102:2002 介绍提纲（2004 年 5 月） 蔡益燕 1.形式和尺寸 单层，单跨或多跨，双坡、单坡或多坡，常用屋面坡度小于10° 屋面应为压型钢板（夹心板很少用），外墙除压型板外也可用砌体 跨度宜为9〜36m （不是限定），国内最大72m； 高度一般不超过12 m,不应大于18m； 柱距应与跨度匹配，常用6、7.5、9m 常用截面尺寸： 单跨:加腋端高L/30左右，高宽比6.5以内，加腋长度（0.15〜0.25） L； 跨中高（1/50〜1/60）L；工形截面高宽比2〜5； 多跨：中柱加腋端L/25左右,加腋长度（1/45〜1/55）L； 单元运输长度W12m。 温度区间：纵向不大于300m,横向不大于150m 横向为门式刚架（含摇摆柱），纵向设柱间支撑 刚架构件腹板宽厚比允许不超过250,常用150左右 刚架为变截面构件，单元间采用高强度螺栓端板连接 次结构包括檩条、墙梁、面板、墙架等 2. 适用范围 1）吊车起重量不大于20t的轻中级（A1〜A5）桥式吊车或3t悬挂式起重机（有需要并采取可靠技术措施时允许不大于 5t） o 2）不适用于有强烈侵蚀性介质的环境。 3）多层钢结构房屋的顶层采用了门式刚架及其屋时者，该部分的设计可参照本规程，但应作整体分析，并作抗震计算。4）关于排架的应用。1）钢梁与砼柱宜采用铰接；2）结构应作整体分析；3）柱顶位移和横梁挠度应按GB50017 3.调整结构重要性系数 设计使用年限为50年时,重要性系数取1.0; 为25年时,重要性系数取不小于0.95,但宜慎用。 4.结构抗震验算规定 1）因自重轻，低矮型，国外报导这种房屋抗震性能相当好。GB50011规定，单层钢结构厂房的规定，"不适用于单层轻型钢结构厂房”。 2）地震对单层钢结构厂房有时控制有时不控制，试设计表明，跨高比大于3.5时一般不控制。地震不控制时宽厚比可按《门规》，地震控制时翼缘和柱长细比应适当减小，斜梁檐口部位和柱的翼缘宽厚比应特别注意，本规程对不同烈度时的要求未作具体规定。 3）试设计表明，无吊车时横向和纵向框架7度可不作抗震验算，但有吊车时，和无吊车8度时，一律应作抗震验算。 4）横向刚架和纵向框架应分别进行抗震计算 5）抗震计算宜采用底部剪力法；反应谱计算时阻尼比取0.05； 6）大跨度结构应按规定考虑竖向地震作用。 7）当有局部多于一层并与门式刚架相连接的附属房屋时,应按有关规范进行抗震验算（重型楼盖尤其应重视）； 8）当设计由抗震控制时，应采取相应的抗震构造措施。构件之间应尽量采用螺栓连接；斜梁下翼缘与刚架柱连接处的腋部宜加强，承载力宜留有余地；该处附近翼缘受压区的宽厚比应适当减小；柱间支撑的连接是关键部位，角钢连接要考虑单面连接和净截面对承载力影响，按高于支撑屈服承载力设计；柱脚锚栓充分考虑抗剪和抗拔要求等。 5.调整钢材设计指标 1）承重结构原则上应采用Q235B级或Q345B级以上钢材制作。 受静荷载的次要构件，允许用Q345Ao （Q235A和Q345A都不做冲击韧性试验,B级规定做常温（20℃）冲击,C级规定做0℃冲击,D级规定做-20℃冲击） 2）Q345 钢材 16mm 以下的，由 315 N/mm2 改为 310N/mm2。 3）高强度螺栓连接应为摩擦型，承压型很少用。 5.屋面活荷载标准值 轻型房屋钢结构设计讲座 （Ⅰ）设计基本规定及荷载 一．我国轻型房屋钢结构规程简介 目前我国已制订的有关轻型房屋钢结构的规程有：北京的《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》和上海的《轻型钢结构设计规程》 （一）《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102:98）简介 1．性质：中国工程建设标准化协会标准 2．主编单位：中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会 3．审查单位：中国工程建设标准化协会薄壁型钢结构委员会 4．批准单位：中国工程建设标准化协会 5．主要内容：共九章，五个附录 第1章总则 第2章术语、符号 第3章基本设计规定 第4章结构形式和布置 第5章作用效应计算 第6章构件设计 第7章连接和节点设计 第8章制作和安装 第9章隔热和涂装 附录A 风荷载计算 附录B 斜卷边工形冷弯型钢的截面特性 附录C 卷边槽形冷弯型钢的截面特性 附录D 楔形梁在框架平面内的换算长度技术 附录E 檩条在风吸力作用下的稳定计算 （二）《轻型钢结构设计规程》（DBJ 08-68-97）简介 1．性质：上海市标准 2．主编单位：上海市金属结构协会、同济大学 3．审查单位：上海市建设委员会科学技术委员会 4．批准单位：上海市建设委员会 5．主要内容：共十一章，五个附录 第1章总则 第2章符号 第3章材料 第4章结构设计的基本规定 第5章构件与连接的计算和构造 第6章屋盖结构 第7章楼面结构 第8章单层房屋结构 第9章多层房屋结构 第10章维护结构 第11章涂装 附录A 双坡及单坡屋面房屋的风荷载体型系数 附录B 考虑冷弯效应的强度设计值的计算方法 附录C 轴心受压构件的稳定系数 附录D 关于应力蒙皮强度和刚度的整体试验方法 附录E 框架柱的计算长度系数 二．轻型钢结构的应用范围 轻型钢结构在永久性建筑中的应用范围大致如下： 1 用于结构中的构件及其体系 （1）屋面体系，包括屋面板（压型钢板等）、檩条、屋架、等； （2）楼面体系，包括楼面板（压型钢板等）、次梁等； （3）墙面体系，包括墙板（压型钢板等）、墙梁、墙柱等； （4）吊顶及内隔墙体系，包括隔墙板、龙骨等。 2 用于下列房屋中的承重结构 （1）单层仓库和单层厂房，单跨或多跨，跨度一般不超过30m，无悬挂吊或有悬挂吊，悬挂吊不超过5t，无桥吊或有桥吊，吊车为轻级工作制且起重量一般不超过20t。承重结构用钢量一般为10~30kg/m2。 （2）多层工业厂房，柱距一般为12~24m，3~4层。承重框架用钢量一般为30~60kg/m2。（3）多层住宅和办公楼，柱距一般为6~9m，不超过8层。承重框架用钢量一般为20~50kg/m2。 （4）2~3层的小别墅 （5）目前也有一种趋势，用于20层左右的高层住宅和办公楼。 轻型钢构件的类型有 1．由冷弯薄壁型钢做成 2．由热扎轻型型钢做成 3．由焊接或高频焊接轻型型钢做成 4．由圆管、方管、矩形管做成 5．由薄钢板焊成 6．由小角钢、圆钢做成（不建议采用） 轻型钢结构可由以上一种或多种轻型钢构件组合做成 门式刚架轻型房屋钢结构的设计原则 门式刚架为一种传统的结构体系，该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。 门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。 常用的门式刚架轻型房屋是指房屋高度不大于18m，房屋高宽比小于1，承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1～A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。 1. 门式刚架轻型房屋钢结构采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行设计。 2. 门式刚架轻型房屋钢结构的承重构件，应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。 3. 当结构构件按承载能力极限状态设计时，持久设计状况、短暂设计状况应满足下式要求： 式中：γ0——结构重要性系数。对安全等级为一级的结构构件不小于1.1，对安全等级为二级的结构构件不小于1.0，门式刚架钢结构构件安全等级可取二级，对于设计使用年限为25年的结构构件，γ0不应小于0.95； Sd——不考虑地震作用时，荷载组合的效应设计值，应符合规范规定。Rd——结构构件承载力设计值。 4. 由于单层门式刚架轻型房屋钢结构的自重较小，设计经验和振动台试验表明，当抗震设防烈度为7度(0.1g)及以下时，一般不需要做抗震验算；当为7度(0.15g)及以上时，横向刚架和纵向框架均需进行抗震验算。当设有夹层或有与门式刚架相连接的附属房屋时，应进行抗震验算。 当抗震设防烈度7度(0.15g)及以上时，应进行地震作用组合的效应验算，地震设计状况应满足下式要求： 门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工中的几点 体会 一、设计方面 1、屋面活荷载取值 框架荷载取0.3kN/m2已经沿用多年，但屋面结构，包括屋面板和檩条，其活荷载要提高到0.5kN/m2。《钢结构设计规范》规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m2，但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6。门式刚架一般符合此条件，所以可用0.3kN/m2，与钢结构设计规范保持全都。国外这类，要考虑0.15-0.5N/m2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载状况，就要出安全问题。设计时可适当提高至0.5kN/m2。现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有人为削减荷载状况，应特殊留意，决不允许在有限的活荷载中“偷工减料”。 2、屋脊垂度要掌握 框架斜梁的竖向挠度限值一般状况规定为1/180，除验算坡面斜梁挠度外，是否要验算跨中下垂度？过去不明确，可能不包括屋脊点垂度。现在应当是计算的。一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都要计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于要验算跨中垂度。跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖 向变形就大。要的度原来就小，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面竖向刚度过小，第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡，使屋面变形。本人有此想法，刚架侧移后，当山尖下垂对坡度影响较大时（例如使坡度小于1/20），要验算山尖垂度，以便对屋面刚度进行掌握。 3、钢柱换砼柱 少数设计的门式刚架，采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成，斜梁用竖放式端板与砼柱中的预埋螺栓相连，形成刚接，目的是想节约钢材和降低造价。在厂房中，的确是有用砼柱和钢桁架组成的框架，但此时梁柱只能铰接，不能刚接。多高层建筑中，钢梁与墙的连接也是如此。因为混凝土是一种脆性材料，虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力，但在连接部位，它的抗拉、抗冲切的性能很并，在外力作用下很简单松动和破坏。有些设计，在门式刚架设计好之后，又依据业主要求将钢柱换成砼柱，而梁截面不变。应当指出，砼柱加钢梁作成排架是可以的，但将刚架的钢柱换成砼柱，而钢梁不变，是不行的。由于连接不同，构件内力也不同，要的工程斜梁很细，可能与此有关。 4、檩条计算担心全 檩条计算问题较大。檩要是冷弯薄壁构件，受压板件或压弯板件的宽厚比大，在受力时要屈曲，强度计算应采用有效宽度，对原有截面要减弱，不能象热轧型钢那样全截面有效。有效宽度 门式刚架轻型房屋钢结构厂房设计 近年来随着经济水平的快速发展，各生产企业规模不断扩大，大量的门式刚架轻型房屋钢结构厂房开工建设。文章基于作者参与的多项工程设计，就门式刚架轻型房屋钢结构厂房结构布置，结构设计，构造措施等方面进行分析。 标签：门式刚架：轻型房屋：厂房设计 高新技术开发区、经济技术开发区等园区的大量新建，为企业的发展提供了良好的机遇，门式刚架轻型房屋钢结构厂房以其受力简单、传力路径清晰、构件制作快捷、便于工厂化生产、施工周期短、施工污染环境少及可回收利用等特点，被各企业广泛采用。 1、结构形式和布置 1.1结构形式 门式刚架轻型房屋钢结构体系中，屋盖宜采用压型钢板屋面板和Z型冷弯薄壁型钢檩条，主刚架可采用变截面实腹刚架，外墙宜采用压型钢板墙面板和Z 型冷弯薄壁型钢墙梁，门柱、窗柱宜采用C型冷弯薄壁型钢墙梁。主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘平面外的稳定性，应由隅撑保证。主刚架间的交叉支撑可采用张紧的圆钢、钢索或型钢等。门式刚架可分为单跨、双跨、多跨及带挑檐或带毗屋的刚架等形式。结合企业的生产要求及厂区的规划面积等因素，双跨或多跨刚架的形式被较多采用。根据跨度、高度和荷载不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字形截面或轧制H型钢。设有桥式吊车（起重量不大于20t，工作级别为A1～A5）时，柱宜采用等截面构件。未设置桥式吊车时，柱可采用变截面。变截面构件宜做成改变腹板高度的楔形，必要时也可改变腹板厚度。结构构件在制作单元内不宜改变翼缘截面，当必要时，仅可改变翼缘厚度；邻接的制作单元可采用不同的翼缘截面，两单元相邻截面高度宜相等。无吊车时柱脚宜按铰接支承设计，当用于工业厂房且有5t以上桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接。 1.2结构布置 门式刚架的跨度，取横向刚架柱轴线间的距离：建筑高度，取室外地面至柱轴线与斜梁轴线交点的高度；檐口高度，取室外地面至房屋外侧檩条上缘的高度。门式刚架的单跨跨度宜为12m～48m。对生产无特殊要求时，跨度一般不大于24m。屋面坡度宜取1/8～1/20，在雨水较多的地区可取其中的较大值。纵向温度区段不宜大于300m，横向温度区段不宜大于150m。需要设置伸缩缝时，在搭接檩条的螺栓连接处或吊车梁与柱的连接处可采用长圆孔，對基础联系梁可设置后浇带，待主体完工后浇筑。山墙可设置由斜梁、抗风柱、墙梁及其支撑组成的山墙墙架，或采用门式刚架。 门式刚架轻型房屋钢结构采用砌体外围护墙时的抗震设计 王兰国高吉照 提要：在工程设计中，建设单位出于对外围护墙体坚固耐久、安全美观等方面的考虑，要求墙体采用砌体结构。这就给工程设计人员提出了如下问题：门式刚架轻型房屋钢结构外围护墙体采用砌体结构时，如何进行抗震设计？本文将对此进行相关的探讨，供业内人士参考。 关键词：门式刚架轻型房屋钢结构，砌体外围护墙，抗震设计 一、门式刚架的构造措施 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002中，1.0.2条说明，门式刚架轻型房屋的外墙可采用砌体，此时应符合本规程第4.4.3条的规定，即门式刚架轻型房屋的外墙，当抗震设防烈度不高于6度时，可采用嵌砌或非嵌砌砌体(砌在钢柱外侧的砌体)；当抗震设防烈度为7度、8度时，可采用非嵌砌（贴砌）砌体，在构造上与刚架柱保持柔性连接。但规没有细致说明两个不同性质材料如何协同变形，应采取哪些必要的构造措施。砌体与刚架柱的连接，影响整个结构的动力性能与抗震能力。两者之间的连接处理不同时，影响也不同。出于砌体墙与钢柱的变形刚度不同及墙体稳定性要求两方面考虑，在设计时可以采用如下两种处理方法：其一是把砌体墙与钢柱脱开一定距离（可以根据柱顶位移大小确定），这时在水平力作用下各自变形，互不影响，但砖墙必须满足考高厚比的要求，同时墙体内构造柱和圈梁设置要满足非结构构件的构造要求。其二是做成柔性拉结，常见的是在柱上间距500焊一对螺母，将钢筋折弯，一部分插入螺母，一部分埋入砖墙，另外还有Z形连接件、V形连接件连接等。这时钢柱可以成为砖墙平面外稳定的侧向支点，砖墙的高厚比比较容易满足，而且墙体不妨碍柱沿纵向的水平位移。此时可只考虑墙体的重量而不计其刚度和强度的影响。砌体填充墙的不合理设置大致如下：柱间的填充墙不到顶，或在柱间局部高度砌墙，限制刚架柱的变形，使这些柱处于短柱状态，导致其剪切破坏，应予以重视。 措施一：控制刚架的柱顶位移。这是最通常有效的防止砖砌体开裂的做法。 门式刚架的柱顶位移设计值的限值：无吊车情况，当采用砌体墙时，柱顶位移限值为：h/240。 根据2004年4月《中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会》在唐山召开的《全国建筑钢结构行业大会》的论文集中的CECS102:2002勘误，第12页，表3.4.2-1无吊车情况，当采用砌体墙时，柱顶位移限值应为h/240，原1/100错误，特此说明。 措施二：墙体通过与刚架柱柔性连结，从而保证墙体稳定，防止墙体开裂。 一般说来，门式钢架结构的砌体围护墙是直接落地的，用墙下基础梁或条形基础承担墙体自重，砌体围护墙本身满足砌体的受压和高厚比，保证稳定性；在构造上与刚架柱采用柔性连接，顺利传递风载即可。 二、门式刚架的抗震设计 《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.7.4规定，砌体围护墙应考虑对结构抗震的不利影响，避免采用不合理设置而导致主体结构的破坏。第13.2.1规定，地震作用计算时，应计入支承与结构构件的建筑构件的重力。对柔性连接的建筑构件，可不计入刚度；对嵌入抗侧力构件平面内的刚性建筑非结构构件，可采用周期调整等简化方法计入其刚度的影响；一般情况下不计入其抗震承载力，当有专门的构造措施时，尚可按有关规定计入其抗震承载力。支承非结构构件的结构构件，应将非结构构件地震作用效应作为附加作用对待，并满足连接件的锚固要求。 门式刚架轻型厂房一般不用考虑地震作用。对于用砌体墙作围护结构的门式刚架轻型厂房，由于墙体比较高，质量比较大，在水平地震作用下墙体对刚架产生的水平力对柱的内力影响比较大。一般是不能忽略的。 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 Technical specification for steel structure of light-weight buildings with gabled frames CECS 102：2002 (笔记) 2010-5 1 总则 1.本规程适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20T的A1~A5工作级别桥式吊车或3T悬挂式起重机的单层房屋钢结构的设计、制作和安装。门式刚架轻型房屋的外墙亦可采用砌体。门式刚架轻型房屋的外墙，当抗震设防烈度不高于6度时，可采用轻型钢墙板或砌体；当抗震设防烈度为7度、8度时，可采用轻型钢墙板或非嵌砌砌体；当抗震设防烈度为9度时，宜采用桥型钢墙板或与柱柔性连接的轻质墙板。 2.本规程不适用于强侵蚀介质环境中的房屋。 3.编制本规程所依据的现行国家标准： 《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068 《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T 50083 《建筑结构荷载规范》GB 50009 《建筑抗震设计规范》GB 50011 《钢结构设计规范》GB 50017 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018 《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205等 2 术语、符号 术语 1.孔口opening 在建筑的外包面（墙面和屋面）上未设置永久性有效封闭装置的部分。2.敞开式建筑opening building 外墙至少有80%敞开的建筑。 3.部分封闭式建筑pertially enclosed building 受外部正风压力的墙面上孔口总面积超过该建筑物其余外包面（墙面和屋面）上孔口面积的总和，并超过该墙毛面积的5%，且建筑物其余外包面的开孔率不超过20%的建筑。 第三章门式刚架轻钢结构设计 §3.1设计一般规定 一、结构形式 1.门式刚架分为单跨、双跨、多跨（刚架以及带挑檐的和带毗屋的刚架形式。多跨刚架中间柱与刚架斜梁的连接，可采用铰接（俗称摇摆柱）。多跨刚架宜采用双坡或单坡屋盖，必要时也可采用由多个双坡单跨相连的多跨刚架形式。 2.在门式刚架轻型房屋钢结构中，屋盖应采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条，主刚架可采用变截面实腹刚架，外墙宜采用压型钢板墙板和冷弯薄壁型钢墙梁。主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘的出平面稳定性，由与檩条或墙梁相连接的隅撑来保证。主刚架间的交叉支撑可用张紧的圆钢。 3.根据跨度、高度和荷载的不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字形截面或轧制H形截面。设有桥式吊车时，柱宜采用等截面构件。 4. 门式刚架轻型房屋的屋面坡度宜取1/8～1/20，在雨水较多的地区可取其中较大值。 5.外墙除采用以压型钢板作维护面的轻质墙体外，上可采用砌体外墙或底部为砌体、上部为轻质材料的墙。 二、.建筑尺寸 1.门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离，宜为9~36m，以3m为模数，必要时也可采用非模数跨度。边柱的截面高度不相等时其外侧应对齐。 2.门式刚架的高度，应根据使用要求的室内净高确定，应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点之间的高度。无吊车房屋门式钢架高度宜取 4.5~9m；有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净空要求确定，一般宜为9~12m。 3.门式刚架的间距，即柱网轴线在纵向的距离宜为6m，也可采用7.5m或9m，最大可用12m。门式刚架跨度较小时可用 4.5m。 4.门式刚架的高、宽、长 ⑴门式刚架轻型房屋的檐口高度，应取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度。 ⑵门式刚架轻型房屋的最大高度，应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度。 ⑶门式刚架轻型房屋的宽度，应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离。挑檐长度可根据使用要求确定，宜为0.5~1.2m，其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。 ⑷门式刚架轻型房屋的长度，应取房屋两端山墙墙梁外皮之间的距离。 5.柱的轴线可取通过柱下端（截面小端）截面中心的竖向轴线；工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮；斜梁的轴线可取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。 三、结构布置 1.平面布置 ⑴温度区段长度 门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度（伸缩缝间距）应符合下列规定：纵向温度区段不大于300m，横向温度区段不大于150m。当有计算依据时，温度区段长度可适当加大。 ⑵当需要设置温度缝（伸缩缝）时。可采用两种作法： ①习惯上采用双柱较多。 ②在檩条端部的螺栓连接处在纵向采用长圆孔，并使该处屋面板在构造上允许胀缩或设置双柱。吊车门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工(1)(精)
刚架轻型房屋钢结构设计
门式刚架轻型房屋钢结构设计要点
单层门式刚架轻型房屋钢结构设计探讨
略述门式刚架轻型房屋钢结构基础设计
门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工的开题报告
门式刚架轻型房屋设计要点
18米跨度门式刚架轻型房屋钢结构设计2【文献综述】
门式刚架轻型房屋钢结构技术规程
轻型房屋钢结构设计规范
门式刚架轻型房屋钢结构的设计原则
门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工中的几点体会
门式刚架轻型房屋钢结构厂房设计
门式刚架轻型房屋钢结构外维护墙采用砌体时的抗震设计0601
门式刚架轻型房屋钢结构设计规范电子版
门式刚架轻钢结构设计指导