【正文】 門式剛架結構設計 濟南大學 土木建筑學院 柱距 概述 單層門式剛架的組成 ? 主承重骨架 ? 檁條、墻梁 ? 屋面、墻面 ? 支撐 單層門式剛架結構的特點 ? 質量輕 一般 1030kg/m2，基礎費用低。地震反應小，注意風吸力 ? 工業(yè)化程度高，施工周期短 主要構件工廠制作，現場高強螺栓安裝 ? 綜合經濟效益高 ? 柱網布置比較靈活 ? 門式剛架整體性 可以 依靠檁條、墻梁和隅撐來保證，支撐數量可減少，且多用張緊的圓鋼 ※ 梁柱多用變截面，省材 ? 梁、柱腹板利用屈曲后強度 ? 塑性設計不再適用（多個塑性鉸 ） ? 搖擺柱 ? 柱腳約束 ? 應力蒙皮效應 ※ 板件較薄 ? 焊接板件 ≥3mm ? 冷彎構件 ≥ ? 壓型鋼板 ≥ 圖 變截面門式剛架 我國工程應用情況 ? 始于 20世紀 60年代 ， 屋面用瓦材 。 ? 20世紀 70年代在工程上極少應用； ? 20世紀 80年代在經濟特區(qū)引進國外門式剛架輕鋼房屋 ， 壓型鋼板始見用于屋面和墻面； ? 20世紀 90年代初外國輕鋼企業(yè)進入中國大陸 ， 帶動了內資輕鋼企業(yè)的發(fā)展 。 中期以來 ， 采用門式剛架輕型房屋鋼結構的工程數量越來越多 ， 工程規(guī)模越來越大 ， 充分展示了這種結構的優(yōu)越性 。 國家標準的制訂情況 ?《 冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范 》 1966年版本未頒布 ； TJ1875 GBJ1887 GB500182022 ?《 門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程 》 CECS102:98 CECS102:2022 結構形式 和結構布置 門式剛架的結構形式 按跨度： 單跨、雙跨、多跨剛架以及帶挑檐的和帶毗屋的形式 按屋面坡脊數： 單脊單坡、單脊雙坡和多脊多坡 圖 門式剛架形式示例（一） 圖 門式剛架形式示例（二） 常做成一個大雙坡屋面，避免滲漏和堆雪 單脊雙坡多跨剛架 ?無橋式吊車：中柱多為 搖擺柱 ?有橋式吊車：中柱宜兩端剛接 截面形式 ?無橋式吊車： 梁、柱可采用變截面或等截面的實腹焊接工字形截面或軋制 H形截面 ?有橋式吊車： 柱宜采用等截面形式 柱腳形式 ?無橋式吊車： 多按鉸接支承設計，通常為平板支座 ?有橋式吊車： 剛接 搖擺柱 變截面門式剛架 坡度 1/20~1/8 運輸單元 ? 柱子單獨一個，梁可為多個。單元內焊接，單元間可通過端板用高強螺栓連接 吊車 ?懸掛吊車：起重量不大于 3噸 ?橋式吊車：不大于 20噸，輕、中級工作制 結構布置 ﹡ 剛架的建筑尺寸和布置 跨度 ： 9~36m； 高度 ： ~9m（室內凈空）； 柱軸線 ：下端中心線或柱外皮 梁軸線 ：最小截面中線，與上表面平行 柱距 ： 6m， 9m 挑檐 ： ~1m 溫度區(qū)段 ：縱向 ≤300m，橫向 ≤150m。 設置伸縮縫的方法：雙柱；檁條和屋面板構造 有吊車時設置雙柱，加插入距 圖 有吊車時的插入距 ﹡ 檁條布置 ? 一般等間距布置，間距由計算確定； ? 屋脊附近雙檁（距屋脊 ≤200mm ）； ? 天溝附近布置一根以固定天溝； ? 考慮天窗、采光帶等的具體情況。 ﹡ 墻梁布置 ? 考慮門窗、挑檐、雨棚等的具體情況； ? 壓型鋼板墻面宜布置在柱外； ? 間距由計算確定。 ﹡ 支撐和剛性系桿布置 布置原則 ： 溫度區(qū)段 柱間支撐與屋面橫向支撐同時設置 位置、間距 (30～ 45。60) 高度大時分層設，寬度大時內柱設 剛架轉折處 支撐交叉點 支撐形式 ： 十字交叉圓鋼支撐，夾角 30176。 60176。 型鋼支撐 剛架設計 除 《 門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程 》 (CECS 102)有專門規(guī)定外，按 《 建筑結構荷載規(guī)范 》 (GB50009)采用 ?永久荷載 結構自重 ： 按 《 建筑結構荷載規(guī)范 》 GB50009采用 懸掛荷載 ： 按實際情況 ?可變荷載 屋面活荷載 ： 對壓型鋼板屋面，按 水平 投影計，取，常取 施工檢修集中荷載 （人和小工具的重力） ： 1kN ，按最不利位置 荷載及荷載組合 屋面雪荷載和積灰荷載 ： 按 GB50009 采用，考慮荷載增大系數和不均勻系數。 吊車荷載 ： 豎向和水平荷載，按 GB50009采用。 地震作用 ： 按 《 建筑抗震設計規(guī)范 》 GB50011采用。 風荷載 ： 按 《 規(guī)程 》 ，垂直于建筑物表面的風荷載： k s z 0ww??? ? ?wk—— 風荷載標準值 （ kN/m2） ； w0—— 基本風壓 ， 按 《 建筑結構荷載規(guī)范 》 的規(guī)定采用； ?z—— 風荷載高度變化系數 ， 按 《 建筑結構荷載規(guī)范 》 的規(guī)定采用； 當高度小于 10m時 ， 應按 10m高度處的數值采用； ?s—— 風荷載體型系數，考慮內、外風壓最大值的組合，含陣風系數。 其中 風載體型系數按美國 MBMA手冊的規(guī)定采用。 表 1 剛架的風荷載體型系數 分 區(qū) 端 區(qū) 中 間 區(qū) 建筑 類型 1E 2E 3E 4E 5E 6E 1 2 3 4 5 6 封閉式 ＋ 0 . 5 0 － 1 . 4 0 － 0 . 8 0 － 0 . 7 0 ＋ 0 . 9 0 － 0 . 3 0 ＋ 0 . 2 5 － 1 . 0 0 － 0 . 6 5 － 0 . 5 5 ＋ 0 . 6 5 － 0 . 1 5 部分封閉式 ＋ 0 . 1 0 － 1 . 8 0 － 1 . 2 0 － 1 . 1 0 ＋ 1 . 0 0 － 0 . 2 0 － 0 . 1 5 － 1 . 4 0 － 1 . 0 5 － 0 . 9 5 ＋ 0 . 7 5 － 0 . 0 5 注： ① 表中正號 ( 壓力 ) 表示風力由外朝向表面，負號 ( 吸力 ) 表示風力自表面向外離開，下同； ( a ) ( b ) 圖 5 剛架的風荷載體型系數分區(qū) ( a ) 雙坡剛架； ( b ) 單坡剛架 圖 剛架的風載體型系數分區(qū)