门式刚架轻型房屋钢结构设计.ppt

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门式刚架轻型房屋钢结构设计一、概述和受力体系1）一般说明随着我国经济的迅速发展，近几年单层房屋采用钢结构呈逐步增加趋势，尤其是单层工业房屋采用门式刚架轻型钢结构较多，门式刚架具有独特的受力形式，它比以往排架结构更经济合理，为了适应门式刚架轻型房屋钢结构的发展，促进其合理的设计，必须正确的应用STS计算软件，做到设计安全可靠，经济合理。

2）结构受力体系门式刚架钢结构房屋主要是由横向结构和纵向结构系统组成，横向结构系统是门式刚架，它是单层房屋的基本承重结构，承受屋面荷载，横向风荷载和地震作用，在有吊车的工业房屋中还要承受吊车的竖向荷载和横向水平荷载。

纵向结构系统是由抗风柱，屋面水平支撑，刚性系杆，柱间支撑等构件组成，纵向结构主要承受纵向水闰荷载，工业房屋内除上述构件外，还有吊车梁及吊车制动桁架等构件，此外还有屋面檩条外围墙梁共同组成空结构。

2）结构受力体系门式刚架钢结构房屋主要是由横向结构和纵向结构系统组成，横向结构系统是门式刚架，它是单层房屋的基本承重结构，承受屋面荷载，横向风荷载和地震作用，在有吊车的工业房屋中还要承受吊车的竖向荷载和横向水平荷载。

纵向结构系统是由抗风柱，屋面水平支撑，刚性系杆，柱间支撑等构件组成，纵向结构主要承受纵向水闰荷载，工业房屋内除上述构件外，还有吊车梁及吊车制动桁架等构件，此外还有屋面檩条外围墙梁共同组成空结构。

横向水平风荷载通过墙板传结墙梁，最终由门式刚架承受，纵向水平风荷载是通过山墙板传至墙架，再传给抗风柱传至基础及屋面水平支撑最终由柱间支撑承受。

外墙除采用以压形钢板等作围护面的轻质墙体外，尚可采用砌体外墙或底部为砌体上部为轻质材料的外墙，屋面可采用彩钢保温板及压型钢板加保温隔垫屋面板。

3）门式刚架结构形式根据建筑功能的要求，有单跨和多跨、带毗屋刚架，根据结构设计的要求，与基础连接有铰接和刚接和刚接两种刚架，一般情况采用铰接，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。

屋面坡度宜到1/81/204、刚架几何尺寸一般情况由建筑师根据建筑物功能的需要而定，门式刚架的跨度宜采用936m，门式刚架的平均高度宜采用4.59.0m当有桥式吊车时不宜大于12M刚架的间距宜采用69m。

对于有吊车的工业厂房须满足吊车安装要求，构造按下图要求：

5、门式刚架轻型房屋钢结构使用范围门式刚架轻型房屋钢结构设计应按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：

2002执行，适用范围见此规程102条。

1.0.2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A1A5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，此时应符合本规程第443条的规定。

本规程不适用于强侵蚀介质环境中的房屋。

104门式刚架轻型房屋钢结构的设计，制作、安装和防护要求，本规程未作规定者，均应按现行有关标准执行。

443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，宜采用轻型钢墙板或与柱柔性连接的轻质墙板。

1）计算软件中国建筑科学研究院研制的PKPM系列钢结构CAD软件STS。

门式刚架设计的主界面如下图所示，主要包括：

三维模型输入，屋面墙面设计及报价，二维模型输入，门式刚架优化，二维计算及门式刚架施工图等。

二、门式刚架轻型房屋钢结构设计2）门式刚架设计流程应用STS软件进行门式刚架设计的基本流程见下图。

可以先采用三维建模方法然后形成PK文件，进入二维分析，再进入三维建模修改参数，也可以直接建立二维模型，进行二维分析后再进入三维建模，屋面，墙面设计及报价3）荷载及主要规定CECS102：

2002规程规定：

321结构自重，施工或检修集中荷载，屋面雪荷载，积灰荷载和吊车荷载，应按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009的规定采用。

悬挂荷载应按实际情况取用。

322当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载的标准值（按水平投影面积计算）应取0.5kN/。

注：

对受荷水平投影面积大于60m的刚架构件，屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于0.3kN/m。

323垂直于建筑物表面的风荷载标准值，应按本规程附录A的规定计算。

3251屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大值；3252积灰荷载与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值同时考虑。

附录A风荷载计算适用范围：

屋面坡度不大于10、屋面平均度高不大于18m、房屋高宽比不大于1、檐口高度不大于房屋的最小水平尺寸。

超过此范围按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009执行。

进行STS程序演示门式刚架例题三维模型输入1、斜梁的定义：

斜梁定义可通过两种方式实现，即通过设置两端相对于本层的高差和设置上节点高。

设置上节点高的方法较简单。

2、导荷方式：

对门式刚架结构导荷方式应为单向导荷。

结束语不同的软件、规范都具有不同的适用条件及范围.要正确使用结构软件，严格执行相应的现行规范，还应对其输出结果的做正确判定,应充分明了。

此外,工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离,钢结构设计中可通过适用条件、概念及构造的方式来保证结构的安全构件的设计首先是材料的选择.比较常用的是Q235和Q345.通常主结构使用单一钢种以便于工程管理.经济考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面.当强度起控制作用时,可选择Q345;稳定控制时,宜使用Q235。

预估截面应先稳定控制，后强度控制，对门刚结构一般情况是稳定控制。

预估的截面不满足时，加大截面应该分两种情况区别对待

（1）变形稳定超限，通常不应加大板件厚度，而应考虑加大截面的高度

（2）强度不满足,通常加大组成截面的板件厚度，其中,抗弯不满足加大翼缘厚度，抗剪不满足加大腹板厚度，否则会很不经济。

使用软件优化设计功能，很难考虑上述强度与刚度的区分，实际上，常常并不合适。

设计中要多方面考虑达到安全经济可靠。

钢结构设计施工图分为钢结构设计图和钢结构施工详图两阶段，钢结构设计图由设计单位完成，钢结构施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会由设计单位代为编制。

钢结构设计图是提供制造厂编制施工详图的依据.深度及内容应完整.在设计图中,对于设计依据、荷载资料（包括地震作用）、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求（包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装、防火及运输等）、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚，以利于施工详图的顺利编制，并能正确体现设计的意图。

主要材料应列表表示。

钢结构设计制图深度和表示方法应达到国标03G102要求。

谢谢！