钢架结构
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钢架结构范文第1篇
轻型门式钢架房屋结构在我国建筑行业有着十分广泛的运用，它的性能好，造价低，工程周期短、结构独特的优点备受建筑行业的亲睐，但是需要完善和研究的问题依然很多，如何科学合理地设计能够使门式钢架就够的经济安全的特点完美体现出来是我们面对的课题。
一、门式钢架结构的特点
门式钢架机构不仅具有一般钢架结构中的钢材强度高、整体重量轻、高强度的韧性、极强的可塑造性和运用周期端的特点，还自己本身具有用料省、方便制造、造型美观、空间充分利用、快速安装，对环境污染小和综合性能优异的特点。自从《门式钢架轻型房屋结构技术规程》CEC102：98的颁布更是促进它的飞跃发展。
二、门式钢架结构的设计
按照结构类型可以分为单跨钢架和双（多）跨连续钢架等，其截面可以分为等截面和变截面，它们的柱脚可以为铰接和刚接；按照钢架梁、主截面可以分为梁柱采用H型的实腹钢架和采用小姐们钢管角钢等复合结构的格构式钢架。前者具有刚性强，但其用材料比较多，不太利于节省成本；后者是制作比较复杂，但其用材料比较少，多用于较大跨多度的复合型钢架。
1、门式钢架结构的链接方式
链接采用铰接还是刚接根据综合条件实地确定。《门式钢架轻型房屋结构技术规程》（CECS 102:2002）地4.1.4条：门式钢架的柱脚形成多按铰接支撑设计，通常为平板支座，设一对或两对地脚螺栓。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。笔者认为，柱脚采用铰接或者刚接不仅与吊车有关，还与房屋所处的位置有关，如果房屋位置较高，采用柱脚铰接，柱顶移动距离加大，必然要加大柱截面，反而增加钢材的用量，同时还不得不考虑地基等其他因素的影响。如果采用刚接，由于柱脚要承受更大偏心弯力，则需要采用更大的柱脚，在加上房屋地基的差别需要更多钢材。柱脚选用哪种链接方式不仅要考虑房屋的高度，吊车吨位大小还有与房屋地基有关，一切根据实际情况确定采用哪种链接方式。
2、门式结构方案的选择
钢架的间距与跨度、房屋的负荷载和檀条形式相联系。如果钢架的跨度较小而采用较大钢架间距肯定会加大檀条的用钢量，这种做法不划算。经过研究表明：随着柱脚柱距的加大，钢架的用钢量会逐渐缩小，当柱距达到某一数值之后，钢架的用钢量随着柱距加大下降幅度减弱，檀条和其它设施的用钢量增加，从总体上来说，柱距的增大，用钢量先是下降再是上升，也就是说，用钢量的大小存在最佳柱距。门式钢架承重结构组成部分：钢架和基础。大致由钢架、檀条以及钢板间的牢固链接和相互支撑相互依托，其受力方式和传统的钢架结构体系不同，因而其基础形式使用钢筋混凝土的基础，建筑物对侧向位移和变形不同要求，从节约用钢量的角度考虑，可以采用变截面梁柱，基础采用铰接的方案，在设计的时候，根据实际情况，制定最有钢架承重方案。
3、檀条与主门式结构的选择
檀条现今多采用C型或者Z型薄壁型钢材，截面大小与受力相关。由于C型截面在强弱轴的力学性能壁Z型截面差，又与钢架的链接多采用铰接，从力学分析和物理学角度采用Z型截面比较合理，所以除非有优先考虑的条件外，首先采用Z型截面，檀条和房屋的间距不超过1.5米，经过分析，压型钢板、复合板依托内附檀条组成围护结构。
4、支撑系统机构方案
刚性系杆构件由型钢和钢管，通过与钢架螺栓铰接，它的截面受力满足压力的稳定性，可以通过受力计算得出，因此只需要考虑干架转角和屋脊梁链接出，它的间距由它的构件平面稳定性决定。它的水平支撑分为拉杆支撑和压杆支撑，拉力主要平衡较小的水平力以及水平方向的唯一和变形的要求，压杆主要平衡垂直方向力和位移等作用，水平支撑的最佳位置设在中部，必须将屋梁和柱间的水平支撑设置在同一开间，其支撑间距满足规程规定，在需要考虑空间协同作用的加设水平支撑。水平支撑系统截面大小与纵向水平力大小有关，需要通过受力计计算。
5、基础设计
由于门式框架结构重量轻，基础纵向负荷小，水平荷载成为基础大小的控制因素，由于基础结构具有偏心过大且不均匀性，基础可能发生偏移，影响结构的正常使用。我们可以加大基础的压重、基础深埋、偏心基础和使用桩基等方法，实际设计中需要经过充分地分析来选择那一种方法。
6、抗剪建的设置
在负载较大或者需要防烈程度较高结构体系中，其基地的水平剪力往往较大，这也就需要在柱底加上抗剪键，来减弱柱底板和混凝土之间产生摩擦力的影响，在规程（CECS102:2002）第7.2.20条：水平剪力可由柱底板与混凝土间的摩擦力困惑设置抗剪键承受。抗剪键是截面刚度较大的工字钢垂直焊接在柱底板的底面，操作比较复杂，只有在柱底板下的空隙密实的条件下发挥作用，不仅与本身的截面和焊接高度长度有关，还与是否密实有关。抗剪键以平行柱底板最佳且不与基础面接触，保留一定的空间，确保抗剪键发挥作用。
三、应用实例
长期以来，选煤厂的主厂房多采用结构形式的浇钢筋混凝土的传统框架结构，其体现出了平面布局上的不灵活，工期比较长，投入资金比较大，综合收益低等弊端，根据这一情况，由平顶山选煤设计研究院运用门式框架技术为伯方选煤厂设计了新的选煤主体建筑---主厂房使用外部门式框架，内部块式框架结构，保温的双层压型墙面，具有极好的采光通风作用
1、主体建筑所需要满足的条件：1）屋面及墙面静荷载为每平方米0.3KN；2）屋面活动荷载为每平方米0.3KN；3)基本风压为每平方米0.5KN；4）雪压荷载为每平方米0.25KN；5）吊车荷载，1台中级工作制桥式起重机为20/5t，跨度为16.5m；6）地震荷载。
2、结构内力
根据《门式钢架轻型房屋结构技术规程》CEC102：98变截面门式钢架的作用计算必须对内力计算和侧移进行计算：
1）、内力计算，根据弹性方法确定各种荷载所要满足的条件下的歌中内力。
2) 、侧移计算：按照柱脚钢架侧移计算公式得出水平方向等效的柱顶力作用下和水平吊车荷载等效柱顶力作用下的侧移值。
通过对钢架结构布局的计算得出，当选煤厂的主厂房门式框架高度大于《门式钢架轻型房屋结构技术规程》所规定是适宜高度时，地面有桥式吊车柱顶位移h/150时，那么柱顶最大位移达到180mm，这必然影响到吊车的正常使用，柱顶位移取1/500又与门式框架结构的特点相勃，造成断面过大，没有使用这个结构的必要。选择合适的位移值相当重要的。
3、结构设计
由于选煤厂的主厂房高度的特殊性和水平荷载大的特点，采用等截面的“工”字型柱和变截面“工”字型衡量，在横截面尺寸、内力和侧移计算都要满足结构的需求，屋面檀条和墙架使用膜式卷边“C”型型钢且通过螺栓和焊接链接。对于结构的设计也考虑到保温和通风采光的条件，施工工程中的墙板屋面板与檀条的链接是用明装和暗装结合的方法达到优势互补。
四、钢结构施工注意的问题
1、焊接质量 《钢结构设计规范》GB50017对焊缝质量做出明确要求，我国的检验等级都是B级。
2、涂装 承重钢材表面必须除锈，且至少为Sa2.5级。
3、做好结构特殊需求的保温隔热防水工作。
结 语
钢结构门式框架比传统结构有着体积小、施工周期端、造价低和综合效益高等优点，给现代的建筑带来巨大的变革，但是需要完善和解决的问题依然很多，只有对门式结构的深入研究和开发，才能设计出经济合理和安全可靠的建筑，也才能是它的优点扩大化。参考文献
[1]张伟等.门式钢架结构在新型高效选煤厂中的应用[J].煤炭加工与综合利用，2001(1)
钢架结构范文第2篇
关键词：轻型门式刚架结构；设计；计算
中图分类号：S611文献标识码： A
0前言
单层轻型门式刚架结构是指以轻型焊接H形钢（等截面 或变截面）、热轧H形钢（等截面）或冷弯薄壁型钢等构成的 实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架,用冷弯 薄壁型钢（槽形、Z形等）做檩条、墙梁;以压型金属板（压型钢 板、压型铝板）做屋面、墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨 酯泡沫塑料以及岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料,并适 当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。
在目前的工程实践中，门式刚架的梁、柱多采用焊接H形 变截面构件,单跨刚架的梁柱节点采用刚接，多跨者大多采用 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和设计中的注意事项
1.1单层轻型门式刚架结构的特点
1.1.1质量轻
围护结构采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料 组成,屋面、墙面的质量都很轻。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为10kg/m2~30kg/m2,在 相同跨度和荷载情况下自重仅约为钢筋混凝土结构的 1/20-1/30。由于结构质量轻,相应地基础可以做得较小,地基处 理费用也较低。同时在相同地震烈度下结构的地震反应小,但 当风荷载较大或房屋较高时,风荷载可能成为单层轻型门式刚 架结构的控制荷载。
1.1.2工业化程度高,施工周期短
门式刚架结构的主要构件和配件多为工厂制作,质量易于 保证,工地安装方便；除基础施工外,基本没有湿作业；构件之 间的连接多采用高强度媒栓连接,安装迅速。
1.1.3综合经济效益高
门式刚架结构通常采用计箅机辅助设计，设计周期短；原 材料种类单一；构件采用先进自动化设备制造;运输方便等。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。
1.1.4柱网布置比较灵活
门式刚架结构的围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。
1.2设计中的注意事项
①由于门式刚架结构构件的抗弯刚度、抗扭刚度较小，结 构的整体刚度较弱,因此设计时应考虑运输和安装过程中要采 取的必要措施,以防止构件发生弯曲和扭转变形。
②要重视支撑体系和隅撑的布置,重视屋面板、墙面板与 构件的连接构造，使其能参与结构的整体工作。
③组成构件的杆件较薄,设计中应考虑对制作、安装、运输 的要求。
_计中应充分考虑锈蚀对结构构件截面削弱的影响。
⑤门式刚架的梁柱多采用变截面杆件,梁柱腹板在设计时 考虑利用屈曲后的强度,所以塑性设计不再适用。
⑥设计中对轻型化带来的后果必须注意和正确处理,例如 风力可使轻型屋面的荷载反向等。
2结构形式和结构布置
2.1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。屋面坡度宜 取1/20~1/8。单脊双坡多跨刚架，用于无桥式吊车的房屋时,当 刚架柱不是特别髙且风荷载也不是很大时,依据“材料集中使 用的原则”，中柱宜采用两端铰接的摇摆柱方案。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。门式刚架上可设置起重量不大于3t的悬挂吊车和 起重量不大于20t的轻、中级工作制的单梁或双梁桥式吊车。 2.2结构布置
2.2.1刚架的建筑尺寸和布置
门式刚架的跨度宜为9m~36m,髙度应根据使用要求的室 内净高确定,宜取4.5m~9m。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、7.5m、 9m。一般纵向温度区段小于300m,横向小于150m。 2.2.2檩条和墙梁的布置
檩条间距的确定应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面 材料、檩条规格等因素按计算确定,一般应等间距布置,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。侧墙墙 梁的布置应考虑门窗、挑檐、雨蓬等构件的设置和围护材料的 要求确定。
2.2.3支撑和刚性系杆的布置
①在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独 立构成空间稳定结构的支撑体系。在设置柱间支撑的开间，应 同时设置屋盖横向支撑，以构成几何不变体系。
②端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。柱 间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定,一般 取30m~45m。当房屋高度较大时,柱间支撑应分层设置;当房屋 宽度大于60m时,内柱列宜适当设置支撑。当端部支撑设在端 部第二个开间时,在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。
③在刚架的转折处（边柱柱顶、屋脊及多跨刚架的中柱柱. 顶）应沿房屋全长设置刚性系杆。
④由支撑斜杆等组成的水平桁架,其直腹杆宜按刚性系杆 考虑。刚性系杆可由檩条兼做,此时檩条应满足压弯构件的承 载力和刚度要求，当不满足时可在刚架斜梁间设置钢管、H型 钢或其他截面形式的杆件。
⑤当房屋内设有不小于5t的吊车时，柱间支撑宜用型钢； 当房屋中不允许设置柱间支撑时,应设置纵向刚架。
2007 No.5
3刚架设计
3.1荷载及荷载组合
3.1.1永久荷载
永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构 构件的重力荷载,如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自
重寿。
3.1.2可变荷载
可变荷载包括屋面活荷载（设计屋面板和檩条时应考虑施 工和检修集中荷载，其标准值为lkN)、屋面雪荷载和积灰荷 载、吊车荷载、地震作用、风荷载等。 3.2.1内力计算
对于变截面门式刚架，应采用弹性分析方法确定各种内 力，只有当刚架的梁、柱全部为等截面时才允许采用塑性分析 方法。变截面门式刚架的内力通常采用杆系单元的有限元法 (直接刚度法）编制程序上机计算。地震作用的效应可采用底 部剪力法分析确定。
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、梁跨中等截面处。 3.2.2侧移计算
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，需采用下列措施之一进行调整•.放 大柱或（和）梁的截面尺寸,改铰接柱脚为刚接柱脚；把多跨框 架中的个别摇摆柱改为上端和梁刚接。 3.3刚架柱和梁的设计
①梁柱板件的宽厚比限值和腹板屈曲后的强度利用，主要 包括梁柱板件的宽厚比限值验算、腹板屈曲后强度利用验算、 腹板的有效宽度验算等内容。
②刚架梁柱构件的强度验算。
③梁腹板加劲肋的配置,梁腹板应在中柱连接处、较大固 定集中荷载作用处和翼缘转折处设置横向加劲肋。
④变截面柱在刚架平面内的计算长度确定,平面内的整体 稳定计算，平面外的整体稳定计算。
⑤斜梁和隅撑的强度和稳定性计算。
⑥节点设计,包括斜梁与柱的连接及斜梁拼接、柱脚设计、 牛腿设计、摇摆柱与斜梁的连接构造等内容。
4小结
综上所述,轻型门式刚架结构设计应遵守以下原则：
①保证结构的整体性，门式刚架属于平面结构,它们在纵 向构件、支撑和围护结构的联系下形成空间的稳定体系,结构 只有组成空间稳定整体，才能承担各种荷载和其他外在效应；
②明确各类外力从作用点到基础的传递路径和传递全过 程中产生的效应；
③设计必须体现计算和构造的一致性。
参考文献
史三元,李进军.轻型钢结构厂房的结构体系设计[C].第十届全 国结构工程学术会议论文集第III卷,2001 (10) :31-33.
钱永旺.浅谈轻型钢结构厂房设计的几个问题[J].山西建筑,2008, 26 (12) :101-103.
钢架结构范文第3篇
关键词：门式钢架，新型高效，选煤厂
1 钢结构厂房的特点
传统的生产厂房一般都采用混凝土设计，与之相比较钢结构厂房便有了明显且突出的优势：
最值得首推的便是施工速度快，建设周期短。在传统的厂房建设中通常采用混凝土为原材料，众所周知混凝土的调合和搅拌工程不仅需要花费大量的石材和水量注入，而且还需要一定的人力资源或者电力资源的间接支持。而且采用混凝土浇筑的墙体等还需要花费大量的时间来晾干，而且即便是在墙体干燥之后也可能在阴雨天气出现返潮之类不可避免的问题，而这些问题将直接影响工厂的生产效率和经济效益。作为技术进步的代表，门式钢架结构则可以有效避免这些问题的出现，而且钢材料本身具有轻便的特点，无论是在厂房的搭建过程中还是工程前后的搬运过程都可以节省人工投入，同时也无需花时间等待室内干燥，更重要的是钢材料支架的生产比较正规化，各个部分的衔接方便快捷，这样将很大程度上节省厂房建设所需花费的时间，有力保证了工厂的生产进度和经济利益。
其次是门式钢架结构的环保性能。门式钢架结构在生产过程中没有混凝土建筑那样复杂的步骤和原材料的需求，像水泥、砖、瓦等原材料的节省可以大大减少对自然环境的开掘。而且在钢材料出厂之后对湿度也没有特殊要求，所以能够长期保持材料自身的干燥性，因此可以大大减少水资源的使用。除此之外门式钢架结构一旦搬运到建筑工地便可以直接使用，不占用大量的场地，同时也没有搅拌机等噪声的产生，所以说其环保性能非常好。
还有一点就是门式钢架结构的稳定性和抗震性。钢架结构一般在接缝之间衔接完整，避免了传统混凝土建筑有大量缝隙和凹凸不平的现象，因此可以有效保障整个厂房建设的稳定性。而且钢结构本身自重较轻，柔韧性比较好，还可通过一定程度上的变形来吸收能量，进而降低地震等的自然灾害的影响。
当然，现代化社会人们对于建筑物的美学价值也有一定的考量和需求，同时还要求工作环境的舒适度，而门式钢架结构正好可以满足这些条件。形状规则、自重较轻的钢架结构不仅仅可以破除传统混凝土建筑沉闷的基调，而且一些钢架材料在颜色方面也大大着力，可以给人轻松明快的视觉体验。所以门式钢架结构厂房不但是生产空间的满足，同时也是现代化工业气息的最佳展示。
2 门式钢架结构的设计
构件设计。选煤厂房一般对于负载能力以及高度方面有着足够十分严格的要求，为了达到这些基础的建设要求工程上一般采用等截面组合“工”字型柱和变截面组合“工”字型横梁。，而且在尺寸方面不仅仅要达到建设图纸和原定计划的要求，同时也需要顾及组合构件的构造要求。
屋面及墙体。在北方地区的厂房设计中由于环境以及地质因素的影响，在屋面和墙体一般采用双层彩色压型钢板在内设定保温层，而南方地区则会选择单层彩色压型钢板，也就是说保温型墙面和墙体的设计要根据具体的地域特色进行选择，而且在进行组装和施工的过程中还需顾及整体的美观程度以及空间预留问题。
通风采光。在我国的北方地区环境相对比较恶劣，一年四季中的寒冷周期比较长，而且因为绿色植被的稀少导致风沙特别大，因此对厂房建设的保温性能需求较大，一般在工程设计中不会预留窗户。所以在采光部分的有着明显的不足，还需进一步的改进和提升。
支架设计。选煤厂的厂房内一般会有许多大型设备，而且这些设备的振动荷载比较大，同时在生产时会有小部分的水平荷载，因此内部支架的设计需要考虑到柱与地上、地下的设备以及生产工艺相结合。
3 在选煤厂中应用时需要注意的问题
门式钢架结构在选煤厂中的应用目前还并不是那么普及和广泛，所以在经验的积累和资料的整理方面还有一定的欠缺，所以即便是追求现代化厂房的建设风格，也需要考虑实际的存在的理论缺陷和经验不足，在应用时还需注意一下几点：
施工质量问题。在施工过程中最为常见的就是质量合格与否的问题，当前社会的建筑事业发展蓬勃，社会需求量与日俱增，在此背景之下一些建筑团队为了追求更多的合作机会和更高的经济利益而在建筑工程实施过程中不够认真，导致最后的建筑成果达不到预期目标甚至重建的现象也较为普遍。所以在项目启动时起就要管理部门严格负责，实时督查工程质量以及进度是否合乎先前计划，同时也要求施工人员具有足够的职业道德和责任心，为每一次的施工任务都要做到百分百的认真和负责。
防腐问题。在选煤厂中采用门式钢架结构最大的技术挑战就是有关材料防腐的问题，由于选煤过程中需要用水和其他介质进行洗煤，为了选煤工作的高效率则需求加快各个步骤并且减少各工序之间的过渡衔接时间，因此难免会出现滴漏、漫溢、冒泡、飞溅等的现象。虽然为了清洗的方便，在建筑方面已经有了坡度设计或者在钢结构材料上面刷漆等的措施，但是防腐问题还未完全解决，这也将在一定程度上影响厂房的使用期限和现场施工人员的身体安全。
检修空间问题。一个完善的生产厂房既需要足够的生产空间，保证工作人员的来回移动之外还要为运载车辆流出足够的通道，同时为了整个厂房的安全和使用年限的需要还要注意检修空间的预留。无论是生产设备还是操作人员，经过一定时间的运转和工作就会产生一定程度的疲劳和迟钝状态，因此很难保证厂房内的生产工序都始终如一地精确和安全。为了在紧急情况下快速处理现场事故，一定的检修空间的非常必要的。
采光问题。在目前的一些生产厂房中几乎很难找到留有足够采光功能的设施，包括窗户也是很少见到。不设窗户首先是生产本身的需要，一些生产项目需要充分封闭的空间支持，因此不建议开窗，而另外一些则是出于对生产厂房的美观程度的考虑。但是一般厂房内的生产也是离不开现场工作人员的，作为自然人对于光线有着极其敏感的需求，因此在厂房建设的过程中还需注重采光问题的考虑。
结束语
门式钢架结构在新型选煤厂建设的应用在逐渐普及，应用范围也在不断扩大化，这必将给我国的选煤设计带来一次显著的技术革新。但是也需要时刻注意钢架材料自身的局限性和不足，在实际的工程应用中要尽可能根据实际需求进行选择，在保证工程质量的同时更多顾及材料节省方面和环保方面的考虑。而且在以后的建筑领域还需施工人员和设计人员转变思想观念，在更多的建筑工程中应用门式钢架结构，进而扩大其市场的影响力。
【参考文献】
[1]戚元生，苏日华，张玮等.门式钢架结构在新型高效选煤厂中的应用[J].煤炭加工与综合利用，2001，（1）：31-33.
[2]马建华.门式钢架结构的稳定性设计研究[J].科学时代，2014，（24）：590-591.
钢架结构范文第4篇
关键词：轻钢门式刚架结构；设计
Abstract: the current housing structural problems, there has been much architecture beginning to use light steel frame of this kind of structure. It is in the modern style of city building, has been widely used, and become the key of morden building structure choice. Based on this, this paper mainly to the light steel frame structure design is discussed.
Keywords: light steel frame structure; design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
就关于轻钢门式刚架的结构设计方面，它的要求是相当高的,因此这对于搞设计的工作人员来说,就要根据实际的工程状况,把这种结构能够做到很好地了解以及掌握，例如相对应的范围的大小、具体的形状样式以及操作特点等。与此同时，还要把这种结构的支撑性能与具体布置的情况做到尽可能详细的掌握。
1选型配构
1.1 结构类型和截面形式的选择要合适
按结构类型，轻型门式钢架一般可分为单跨钢架、双(多)跨连续钢架或双(多)跨中间交接柱钢架等类型，其截面可为等截面或变截面。其柱脚构造可为铰接，亦可为刚接，后者具有较强的侧向刚度。按钢架梁、柱截面类型可分为实腹式钢架及格构式钢架。前者梁、柱一般采用H型实腹截面，其刚度较强，但其用钢量稍多；后者一般采用小截面角钢、钢管等构件组合的格构式梁、柱截面，其加工制作较为复杂，但用钢量较省，适用于大跨度钢架。
1.2墙架系统的选择要适宜
墙架系统划分为端墙和纵墙两种，墙面的实际维护材料就是墙架的本身，它能够特别好的将强劲的风抵御在外。就纵墙的墙架来说，其主要的部分就是墙架梁、门梁、门柱还有墙架柱，在与墙架梁相对应的侧面，刚度并不能很强劲表现的条件下，较为适当的做法是墙架梁彼此之间设立实际的拉条，与此同时还可以在其上层设立斜拉条和撑杆。
1.3屋盖的选择要合适
一般情况来说，如果选择适合普通钢结构这种的实际厂房的屋盖是很重要的，根据屋面板的实际形式，它可以划分成为两种各异的体系，即无和有。适合无体系的屋面板是大型的具体的钢筋混凝土类的，相比较，对有体系来说比较合适的屋面板是轻钢类的，组成有体系的主要构件包括了撑杆、系杆、条以及拉条等等；有体系的屋架以及其支撑系统与屋盖共同组建了一个特别稳固的骨架，达到了使屋面板彼此之间稳固连接的目的，最终能够使得厂房屋面的实际维护体系得到较好的维护。在屋面板以及大型的屋架的直接链接下，必要的支撑体系以及无体系共同组建成了屋面。在当下，被十分广泛使用的还是有体系的屋盖。
1.4支撑系统的选择要合适
就普通的钢结构的实际厂房来说，其支撑系统中最主要的构成部分就是屋盖和柱间这两大系统。依照吊车梁的实际的所处位置，同时还可把柱间支撑系统划分为两层，即上下二层。另外，还可以按照柱间支撑系统的实际连接位置的差异性，把它划分为双片以及单片，同时还有双片的十字交叉形、柱间支形、门架式的差别。其中下层支撑常采用门架式或者是十字交叉形，而就支撑来说，需要用缀条来连接。根据支撑杆的几何平面形状，重点要用于工艺生产有特殊要求的或是人字形，或是八字门架式，将八字形和十字交叉形的支撑一般按照拉杆进行设计，但不用考虑承压情况。无论是横向还是纵向的支撑，其形状常为十字交叉状，就垂直屋架的支撑来说，常见的多为十字交叉以及这两种形状。
1.5天窗架以及托架的选择要合适
中间屋架的主要支承就是托架，包含双腹壁以及单腹壁这两种主要形式，后者的跨度通常是12到36米，一般两端为简支，在中间支承着一榀或者是两榀的屋架。而双腹壁式的托架只能用于荷载和跨度都特别大，另外还受钜扭作用的状况。托架一般运用平行的弦桁架，且节间的划分都是因它所支承中间屋架彼此的距离而影响大小，屋架的顶部的高度是由托架的高度决定的。
2支撑的布置情况及实效
2.1柱间的支撑实效
（1）柱间支撑能够承受无比的来自于纵向的压力，例如山墙方向的纵向风，吊车梁的纵向荷载等现象。（2）柱间支撑还能够很好地维护柱列的稳定性、避免出现纵向位移，柱列在纵向层面的具体刚度也可以得到很好的增加。（3）对于柱子平面之外之长度计算，柱间支撑也发挥着决定性的作用。（4）就刚架定位的调整、刚架安装的维护来说，柱间支撑在其中发挥着特别好的功效以及作用。
2.2屋盖的横向支撑实效
（1）就屋盖的横向支撑来说，应将传送纵向风的实际的荷载力至柱列的上面，当然这些柱列应该有与之相匹配的柱间支撑。（2）屋盖横向水平支撑还需要和柱间支撑一起将刚架的稳定性予以很好的保证，对于结构来讲，这也是空间整体性得到很好保证的一个具体措施。（3）屋盖横向水平支撑产生的蒙皮效应和维护系统能够共同支撑屋面梁构件，这样屋面梁就可以尽可能的避免出现侧向的弯扭，进而降低自己的稳定性能。（4）屋盖水平支撑还能够让屋盖梁达到特别好的稳固性和特别好的位置安装。
2.3支撑体系要做到科学合理
（1）就各个彼此有差异的区段来讲，支撑体系都应该与其相关的空间做到其支撑稳定性，在进行设置的阶段，这个问题是不得不谨慎考虑的。（2）在建筑宽于60米的情况下，可以适当进行柱间支撑的增添，增添的位置应该位于内柱列；但是不能进行交叉支撑的对应设置，不过可以进行纵向的刚架或者刚架式的具体门式支撑之设置。（3）对于柱间支撑来讲，比较和横向之具体的支撑在相同开间进行具体的布置，只有这样，才能够组建为不变的几何体系。如果不能够实现相同开间的具体布置，就需要进行刚性系杆的具体加设。对于各道支撑之间的具体间距设置，如果没有吊车的时候，比较适宜的距离为30到45米。如果有吊车，那么间距就需要予以适当的增大，但是不能超过60米。（4）如果没有吊车，而且檐口高在9米以下的时候，那么比较适宜的设置为单层的柱间支撑；假定檐口高在9米之上，双层柱间的具体支撑的设置需要依据支撑夹角确定。倘若有吊车，那么就要对两层实施柱间支撑，但是考虑到要尽量的减少或者控制吊车梁显现出温度的应力，完全可以对下层不进行支撑。
3结束语
轻型门式钢架结构可实现工厂化加工制作、现场施工组装，方便快捷并节约建设周期；能带来较大的空间(跨度从十几米到七十多米)；结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价廉、经济效益明显。柱网尺寸布置自由灵活，能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。就设计人员来说，应该对这种结构的特点、应用的范围、类型的选择进行了解并掌握，如此，这种结构才能够真正的在建筑行业中发挥自身的功效以及价值。
参考文献
[1]戴素娟，李海娟．门式刚架轻型钢结构中支撑优化设计探讨［J］．山西建筑，2010，36(15):37-38．
钢架结构范文第5篇
关键词：轻钢结构；门式刚架；结构设计；工业厂房
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
钢结构厂房在我国工业建筑中应用越来越普遍，并逐渐向复杂化、大型化、多功能化方向发展，实际工程中出现了一批下部为框架上部为门式刚架的混合结构形式的钢结构厂房就是其中代表之一。这类门式刚架轻型钢结构是单层工业厂房中一种常见的结构型式，特别是近十多年来随着我国经济建设的迅速发展，由于生产的需要，这类结构以其用钢量低重量轻造价低适用范围广等优点而获得广泛的应用，不仅国外的轻钢生产厂家纷纷将整套的厂房结构体系推向国内市场，国内的轻钢生产厂家设计单位也纷纷转向这类结构的生产和设计。
1门式钢架结构平面布置
1.1温度区段长度
门式刚架轻型房屋的屋面和外墙采用压型钢板时，其温度区段长度（伸缩缝间距）可适当放宽。一般门式刚架轻型房屋钢结构的纵向温度区段长度不大于300m，横向温度区段长度不大于150m。当需要设置伸缩缝时，可在搭接凛条的螺栓连接处采用长圆孔，并使该处屋面板在构造上允许胀缩；或者设置双柱。吊车梁与柱的连接处也沿纵向采用长圆孔。
1.2结构构件布置
在多跨刚架局部抽掉中间柱或边柱处，可布置托架梁或托架。屋面檩条的形式和布置，应考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料和檩条供货规格等因素的影响；屋面压型钢板的板型、厚度与檩条间距和屋面荷载有关，应根据计算确定。山墙处可设置由斜梁、抗风柱和墙梁及其支撑组成的山墙墙架，或直接采用门式刚架。
1.3墙架布置
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时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距随墙板板型及规格而定，但不应大于计算确定的值。当抗震设防烈度不高于6度时，房屋的外墙可采用轻质钢板墙或砌体；当为7度、8度时，不宜采用嵌砌砌体；9度时宜采用轻质钢板墙或与柱柔性连接的轻质墙板。
1.4支撑布置
门式刚架结构需要采用各种可靠的支撑结构以加强结构的整体和局部稳定性及力的可靠传递。门式刚架结构应在其横梁顶面设置横向水平支撑，在刚架柱间设置柱间支撑。在每个温度区段或者分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力条件和安装条件确定，当无吊车时宜取30～45m，当有吊车时宜设在温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处，且间距不宜大于60m。房屋高度较大时，柱间支撑要分层设置。在设置柱间支撑的开间应同时设置屋盖横向支撑以组成几何不变体系。当门式刚架采用按受力蒙皮结构设计的压型钢板屋面、墙面时，刚架横梁不可设置纵、横向水平支撑，刚架柱可不设柱间支撑。端部支撑宜设在温度区段端部的第一个或第二个开间。当设置在第二个开间时，在第一开间的相应位置宜设置刚性系杆。刚架转折处（如柱顶和屋脊）宜设置通长的刚性系杆。由支撑斜杆等组成的水平朽架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑，也可由檩条兼作；但此时檩条应满足压弯构件的刚度和承载力的要求。若刚度或承载力不足，可在刚架斜梁间设置钢管、H型钢或其他截面形式的杆件。门式刚架结构的支撑，宜采用张紧的十字交叉圆钢组成。圆钢与构件的夹角应在30～60°范围内。圆钢端部都应由丝扣校正定位后将拉条张紧固定。
2门式钢架构件设计
2.1刚架设计
2.1.1内力计算
对于变截面门式刚架，应采用弹性分析方法确定各种内力，只有当刚架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑性分析方法，但后一种情况在实际工程中已很少采用。进行内力分析时通常把刚架当作平面结构对待，一般不考虑蒙皮效应，只是把它当作安全储备。变截面门式刚架的内力通常采用杆系单元的有限元法（直接刚度法）编制程序上机计算。计算时将变截面的梁、柱构件分为若干段，每段的几何特性当作常量，也可采用楔形单元。地震作用的效应可采用底部剪力法分析确定。当需要手算校核时可采用一般结构力学方法（如力法、位移法、弯矩分配法等）进行。
2.1.2侧移计算。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。侧移计算可以和内力分析一样在计算机上进行。《规程》给出柱顶侧移的简化公式，可以在初选构件截面时估算侧移刚度，以免因刚度不足而需要重新调整构件截面。
2.2墙梁设计
墙梁的截面形式墙梁一般采用冷弯卷边槽钢，有时也可采用卷边z形钢。墙梁在其自重、墙体材料和水平风荷载作用下，也是双向受弯构件。墙板常做成落地式并与基础相连，墙板的重力直接传至基础，故墙梁的最大刚度平面在水平方向。当采用卷边槽形截面墙梁时，为便于墙梁与刚架柱的连接而把槽口向上放置，单窗框下沿的墙梁则需槽口向下放置。墙梁应尽量等间距设置，在墙面的上沿、下沿及窗框的上沿、下沿处应设置一道墙梁。为了减少竖向荷载产生的效应，减少墙梁的竖向挠度，可在墙梁上设置拉条，并在最上层墙梁处设斜拉条将拉力传至刚架柱，设置原则和檩条相同。墙梁可根据柱距的大小做成跨越一个柱距的简支梁或两个柱距的连续梁，前者运输方便，节点构造相对简单，后者受力合理，节省材料。
2.3支撑构件的设计
门式刚架结构中的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。刚架斜梁上横向水平支撑的内力，根据纵向风荷载按支承于柱顶的水平桁架计算，并计入支撑对斜梁起减少计算长度作用而承受的力，对于交叉支撑可不计压杆的受力。刚架柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向风荷载（如有吊车，还应计入吊车纵向制动力）按支承于柱脚上的竖向悬臂桁架计算，并计入支撑对柱起减小计算长度而应承受的力，对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均分配。支撑杆件中，拉杆可采用圆钢制作，用特制的连接件与梁、柱腹板相连，并应以花兰螺丝张紧。压杆宜采用双角钢组成的T形截面或十字形截面，按压杆设计的刚性系杆也可采用圆管截面。
3节点设计
门式刚架斜梁与柱的连接可采用端板竖放、端板平放和端板斜放三种形式。斜梁拼接时宜使端板与构件边缘垂直。端板连接应按所受最大内力设计。当内力较小时，应按能承受不小于较小被连接截面承载力的一半设计。主刚架构件的连接应采用高强度螺栓，吊车梁与制动梁的连接宜采用摩擦型高强度螺栓，通常选用M16～M24。吊车梁与刚架连接处宜设长圆孔。檩条与刚架斜梁以及墙梁与柱的连接常采用M12普通螺栓。端板连接的螺栓应成对地对称布置，在受拉翼缘和受压翼缘的内外两侧均应设置并使每个翼缘的螺栓群中心与翼缘的中心重合或接近。螺栓中心至翼缘板表面的距离应满足拧紧螺栓时的施工要求，不宜小于35mm。螺栓端距不应小于2倍螺栓孔径。门式刚架受压翼缘的螺栓不宜少于两排。当受拉翼缘两侧各设一螺栓尚不能满足承载力要求时，可在翼缘内侧增设螺栓，其间距可取75mm，且不小于3倍孔径。与斜梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度。当端板上两对螺栓间的最大距离大于400mm时，应在端板的中部增设一对螺栓。同时受拉和受剪的螺栓，应验算螺栓在拉、剪共同作用下的强度。
4结束语
随着我国经济的高速发展和建筑规模的不断扩大，门式刚架轻型钢结构在我国的应用日益广泛。但由于许多设计人员和施工单位对这种结构了解不多，很多设计细节问题还需要广大的设计人员在实际工作中不断地完善。不仅要对刚架本身进行设计，作为一个结构体系，还应对结构布置、支撑系统、构件的连接及节点构造做详细综合的考虑。只有充分理解该类结构的设计概念，才能提高轻型门式钢架厂房结构设计的经济性和安全性。
参考文献
[1]周奋生.钢结构厂房设计中应注意的几个问题[J]．工程建设与设计，2010，21
