1、1第五章第五章 轻型门式刚架钢结构轻型门式刚架钢结构25.0 概述概述 轻型钢结构轻型钢结构 系指由圆钢或小角钢（L454或L56364）组成的钢结构（不采用圆钢，有个别次要杆件采用小角钢的仍属普通钢结构）。轻型钢结构主要用于跨度L18m、吊车起重量Q5t的无高温、高湿和侵蚀环境的厂房以及一些采用轻型屋面材料（石棉瓦、瓦楞铁、压型板或其它轻质材料）的不重要的或临时建筑的屋盖结构中。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。35.0 概述概述 p 特点特点 1
2、1 质量轻质量轻 2 2 工厂化程度高，施工速度快工厂化程度高，施工速度快 3 3 综合经济效益好综合经济效益好 4 4 柱网布置灵活柱网布置灵活p 应用应用 L=9 m 36 m H=4.5 m 9 m 吊车吨位 20 t45.0 概述概述 1 1 质量轻质量轻10 30 kg/m 21）屋面、墙面为轻质材料2）檩条、墙架均为冷弯型钢3）门式刚架为独特的变断面原因55.0 概述概述 1 1 质量轻质量轻65.0 概述概述 2 2 工厂化程度高，施工速度快工厂化程度高，施工速度快75.0 概述概述 3 3 综合经济效益好综合经济效益好1）设计、制作周期短2）质量轻，基础小3）适合工厂化生产4
3、4 柱网布置灵活柱网布置灵活 柱网两方向尺寸可根据需要任意确定柱网两方向尺寸可根据需要任意确定8应用应用1）我国门式刚架结构的应用开始于20世纪80年代2）20多年来，由于其独特的优点，得到了非常广泛的应用3）很多国外技术或公司直接进入中国争夺市场4）L=9 m 36 m H=4.5 m 9 m 吊车吨位 20 t5）应用范围：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。5.0 概述概述 9门式刚架轻型钢结构门式刚架轻型钢结构 5.0 概述概述 10门式刚架轻型钢结构门式刚架轻型钢结构 5.0 概述概述 11门式刚架轻型钢结构门式刚架轻型钢结构 5.0 概述概述 12冷
4、弯薄壁型钢结构冷弯薄壁型钢结构 5.0 概述概述 13冷弯薄壁型钢结构冷弯薄壁型钢结构 5.0 概述概述 145.0 概述概述 15其它应用：停车场、机库、展览厅、体育建筑等其它应用：停车场、机库、展览厅、体育建筑等 5.0 概述概述 16其它应用：停车场、机库、展览厅、体育建筑等其它应用：停车场、机库、展览厅、体育建筑等 5.0 概述概述 http:/ 17其它应用：停车场、机库、展览厅、体育建筑等其它应用：停车场、机库、展览厅、体育建筑等 5.0 概述概述 http:/ 5.0 概述概述 19其它应用：停车场、机库、展览厅、体育建筑等其它应用：停车场、机库、展览厅、体育建筑等 5.0 概述
5、概述 http:/ 概述概述 21应用应用 9898年编制设计规年编制设计规程，程，20022002年修订年修订5.0 概述概述 225.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 单层轻型钢结构房屋的组成单层轻型钢结构房屋的组成235.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 245.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 255.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成主要承重骨架门式刚架 檩条、墙梁 冷弯薄壁型钢 支撑 屋面支撑、柱间支撑屋面
6、、墙面 压型金属板、彩钢夹芯板 屋面及墙面保温芯材 聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、岩棉等 265.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架结构性能：门式刚架结构性能：1.门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、隅撑来保证，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。275.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架结构性能：门式刚架结构性能：2.门式刚架的梁、柱多采用变截面杆件，可以节省材料。285
7、.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架结构性能：门式刚架结构性能：2.门式刚架的梁、柱多采用变截面杆件，可以节省材料。3.组成构件的杆件较薄，对制作、涂装、运输、安装的要求高。4.构件的抗弯刚度、抗扭刚度比较小，结构的整体刚度也比较柔。295.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的形式门式刚架的形式 门式刚架又称山形门式刚架。其结构形式按跨度可分为单跨、门式刚架又称山形门式刚架。其结构形式按跨度可分为单跨、双
8、跨和多跨。按屋面坡脊数可分为单坡、双坡、多坡屋面。双跨和多跨。按屋面坡脊数可分为单坡、双坡、多坡屋面。结构形式的选取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考虑生产工艺、吊车吨位及建筑尺寸等因素305.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的形式门式刚架的形式 315.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的形式门式刚架的形式 325.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5
9、.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的细部构造门式刚架的细部构造 335.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的细部构造门式刚架的细部构造 345.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的支撑门式刚架的支撑整个结构的纵向稳定是靠支撑系统来保证。传力线路：（横向水平支撑）纵向抗风支撑柱间支撑基础屋面水平支撑：跨度较小（18m），张紧交叉圆钢；跨度较大，角钢或其它型钢。“蒙皮效应”利用屋
10、面板和墙板的平面内刚度来提高结构 的整体抗侧刚度。355.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架的支撑门式刚架的支撑刚架横梁的自身稳定性：上翼缘：由檩条和压型钢板蒙皮效应保证；下翼缘：角钢斜撑（隅撑）保证。无动力荷载时，可不设纵向水平支撑。柱间支撑：设在柱列中部，同一般结构。365.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的组成门式刚架轻型钢结构的组成墙板和屋面板墙板和屋面板彩色钢卷板彩色钢卷板375.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组
11、成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架的尺寸门式刚架的尺寸1.门式刚架的跨度门式刚架的跨度 应取横向刚架柱轴线间的距离，宜为应取横向刚架柱轴线间的距离，宜为936m，以，以3m为模数，必要为模数，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。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点之间的高度。无吊车房屋门式钢架高度宜取4.59m；
12、有吊车的厂房；有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净空要求确定，一般宜为应根据轨顶标高和吊车净空要求确定，一般宜为912m。3.门式刚架的间距门式刚架的间距 即柱网轴线在纵向的距离宜为即柱网轴线在纵向的距离宜为6m，也可采用，也可采用7.5m或或9m，最大可用，最大可用12m。门式刚架跨度较小时可用。门式刚架跨度较小时可用4.5m。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。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。385.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架的尺寸门式刚架的尺寸39
13、4.门式刚架的高、宽、长门式刚架的高、宽、长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。度。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。度。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，宜为檐长度可根据使用要求确定，宜为0.51.2m，其上翼缘坡度宜与斜梁坡，其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。度相同。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
14、距离。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。端中心与斜梁上表面平行的轴线。5.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架的尺寸门式刚架的尺寸405.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.
15、1.1门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架轻型钢结构的布置1.柱网布置柱网布置2.平面布置平面布置温度区段长度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定：纵向温度区段不大于300m，横向温度区段不大于，横向温度区段不大于150m。当有计。当有计算依据时，温度区段长度可适当加大。算依据时，温度区段长度可适当加大。当需要设置温度缝（伸缩缝）时。可采用两种作法：当需要设置温度缝（伸缩缝）时。可采用两种作法：习惯上采用双柱较多。习惯上采用双柱较多。在檩条端部的螺栓连接处在纵向采用长圆孔，并
16、使该处屋面板在构造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。吊车梁与柱的连接处也沿纵向采用长圆孔。上允许胀缩或设置双柱。吊车梁与柱的连接处也沿纵向采用长圆孔。41在多跨刚架局部抽掉中柱或边柱处，可布置托梁或托架。在多跨刚架局部抽掉中柱或边柱处，可布置托梁或托架。屋面檩条的形式和布置屋面檩条的形式和布置,应考虑天窗、通风口、采光带、屋面材料和檩条供货应考虑天窗、通风口、采光带、屋面材料和檩条供货等因素的影响；屋面压型钢板的板型与檩条间距和屋面荷载有关。等因素的影响；屋面压型钢板的板型与檩条间距和屋面荷载有关。山墙处可设置由斜梁、抗风柱和墙梁及支撑组成的山墙
17、墙架或采用门式刚架。山墙处可设置由斜梁、抗风柱和墙梁及支撑组成的山墙墙架或采用门式刚架。3.墙架布置墙架布置门式刚架轻型房屋钢结构侧墙墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐等构件和门式刚架轻型房屋钢结构侧墙墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐等构件和维护材料的要求。维护材料的要求。门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，当采用压型钢板作维护面时，墙梁宜布置门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，当采用压型钢板作维护面时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距随墙板板型和规格确定。在刚架柱的外侧，其间距随墙板板型和规格确定。门式刚架轻型房屋的外墙，当抗震设防烈度不高于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
18、墙度时，可采用轻型钢墙板或砌体；当抗震设防烈度为板或砌体；当抗震设防烈度为7度、度、8度时，可采用轻型钢墙板或非嵌砌砌体；度时，可采用轻型钢墙板或非嵌砌砌体；当抗震设防烈度为当抗震设防烈度为9度时，宜采用轻型钢墙板或与柱柔性连接的轻质墙板。度时，宜采用轻型钢墙板或与柱柔性连接的轻质墙板。5.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架轻型钢结构的布置424.支撑布置支撑布置(1)在每个温度区段在每个温度区段(纵向温度区段长度不大于纵向温度区段长度不大于300m)或分期建设的区段中，应或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结
19、构的支撑体系。分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。(2)在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向水平支撑，以组成几何不变在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向水平支撑，以组成几何不变的支撑体系。的支撑体系。(3)端部支撑宜设在温度区间端部的第二个开间，在第一开间的相应位置宜设端部支撑宜设在温度区间端部的第二个开间，在第一开间的相应位置宜设置刚性水平系杆。置刚性水平系杆。(4)柱间支撑的间距应根据安装条件确定，无吊车时宜取柱间支撑的间距应根据安装条件确定，无吊车时宜取30m45m，当有吊，当有吊车时宜设在温度区段的中部，且间距不应大于车时宜设在温度区段的中部，且间距不应大于60m，否则需
20、加设。，否则需加设。在刚架转折处（单跨房屋边柱柱顶和屋脊，以及多跨房屋某些中间柱柱顶在刚架转折处（单跨房屋边柱柱顶和屋脊，以及多跨房屋某些中间柱柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆。刚性系杆可由檩条兼任。和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆。刚性系杆可由檩条兼任。门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑。门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑。圆钢与构件的夹角应在圆钢与构件的夹角应在3060范围内。当设有起重量不小于范围内。当设有起重量不小于5t的桥式吊的桥式吊车时，柱间宜采用型钢支撑。车时，柱间宜采用型钢支撑。5.1门式刚架轻型钢结构的组成及门式
21、刚架轻型钢结构的组成及布置布置 5.1.1门式刚架轻型钢结构的布置门式刚架轻型钢结构的布置435.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.1门式刚架的计算简图门式刚架的计算简图44荷载计算的依据：荷载计算的依据：建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范GB50009-2001；钢结构设计规范钢结构设计规范GB50017-2003；门式刚架轻型房屋钢结构技术规程门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102 2002；钢结构设计手册钢结构设计手册采用。采用。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载
22、（作用）计算45一、屋面荷载一、屋面荷载 1.作用在屋面结构上的荷载有：作用在屋面结构上的荷载有：永久荷载永久荷载 包括屋面、屋架和天窗架等结构重量，以及作用于屋架节点上的设包括屋面、屋架和天窗架等结构重量，以及作用于屋架节点上的设备，管道自重等。备，管道自重等。可变荷载可变荷载 包括屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载等。包括屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载等。偶然荷载偶然荷载 其他意外事故产生的荷载。其他意外事故产生的荷载。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算462
23、.屋面均布活荷载屋面均布活荷载不上人屋面不上人屋面 屋面均布活荷载标准值（按水平投影面积计算）一般为屋面均布活荷载标准值（按水平投影面积计算）一般为0.5kN/m2，（不与雪荷载同时考虑），而在，（不与雪荷载同时考虑），而在门式刚架轻型房屋钢门式刚架轻型房屋钢结构技术规程结构技术规程CECS 102 2002中补充定义了对支承轻型屋面的构中补充定义了对支承轻型屋面的构件或结构（檩条、屋架、框架等），受荷水平投影面积超过件或结构（檩条、屋架、框架等），受荷水平投影面积超过60m2时，时，屋面竖向均布活荷载标准值应取不小于屋面竖向均布活荷载标准值应取不小于0.3 kN/m2。上人屋面上人屋面按使用
24、要求确定，但不得小于按使用要求确定，但不得小于2.0kN/m2。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算473.施工或检修荷载施工或检修荷载 设计屋面板和檩条时应考虑施工或检修集中荷载，其标准值取设计屋面板和檩条时应考虑施工或检修集中荷载，其标准值取1.0 kN。当施工荷载有可能超过上述荷载时，应按实际情况采用，或加。当施工荷载有可能超过上述荷载时，应按实际情况采用，或加腋梁、支撑等临时设施承受。腋梁、支撑等临时设施承受。4.雪荷载、积灰荷载雪荷载、积灰荷载 雪荷载和积灰荷载的标准值按雪荷载和积灰荷载的标
25、准值按建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范GB50009-2001的规定采用外，并对屋面和檩条应考虑在屋面天沟、阴角、天窗的规定采用外，并对屋面和檩条应考虑在屋面天沟、阴角、天窗挡风板内以及高低跨相接处的挡风板内以及高低跨相接处的荷载增大系数荷载增大系数。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算48二、吊车荷载二、吊车荷载1.吊车竖向荷载吊车竖向荷载 吊车竖向荷载应根据最不利的情况来确定，即当吊车主起吊的重吊车竖向荷载应根据最不利的情况来确定，即当吊车主起吊的重量达到最大，而且小车位于桥架一端的极限位置时，在
26、靠近小车的一量达到最大，而且小车位于桥架一端的极限位置时，在靠近小车的一端轮压为端轮压为 ，而另一端的轮压为，而另一端的轮压为 ，此二者同时产生。，此二者同时产生。maxPminPiiyPR作用于柱上的吊车竖向荷载标准值，应按下式计算：作用于柱上的吊车竖向荷载标准值，应按下式计算：式中式中:吊车的最大轮压吊车的最大轮压 或最小轮压或最小轮压 对柱子的反力影响线对柱子的反力影响线iPmaxPminPiy5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算49计算吊车的竖向荷载时，不考虑动力系数。计算吊车的竖向荷载时，不
27、考虑动力系数。计算吊车竖向荷载时，应按实际使用的吊车台数来确定。计算吊车竖向荷载时，应按实际使用的吊车台数来确定。但每跨同一层紧靠工作的吊车数量，一般不多于两台，多跨框架的吊但每跨同一层紧靠工作的吊车数量，一般不多于两台，多跨框架的吊车数量，一般不多于四台；车数量，一般不多于四台；对设有双层或多层的框架，要考虑上层吊车满载而下层吊车不存在，对设有双层或多层的框架，要考虑上层吊车满载而下层吊车不存在，或下层吊车满载而上层吊车为空载并且处于最不利的位置或下层吊车满载而上层吊车为空载并且处于最不利的位置(空载的轮压空载的轮压值可近似地取最小轮压值可近似地取最小轮压 值值)。5.2变截面门式刚架的内力
28、分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算50吊车竖向荷载是由吊车梁底部支承面上传入柱内，由于吊车轨道中心线与下段吊车竖向荷载是由吊车梁底部支承面上传入柱内，由于吊车轨道中心线与下段柱截面重心线间有偏心距，故需要计算加于变截面处的弯矩。柱截面重心线间有偏心距，故需要计算加于变截面处的弯矩。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算511.吊车纵向和横向荷载吊车纵向和横向荷载每个吊车轮的横向水平荷载应按下式计算：每个吊车轮的横向水平荷载应按下式计算
29、：)(10 kNngQT式中，吊车起重量（式中，吊车起重量（t）；）；小车重量（小车重量（t）；）；吊车的全部轮数；吊车的全部轮数；系数，按下列情况采用：系数，按下列情况采用：Qgn5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算52 横向水平荷载应等分于桥架的两端，分别由轨道上的车轮平均传横向水平荷载应等分于桥架的两端，分别由轨道上的车轮平均传至轨道，其方向与轨道垂直，并考虑正反两个方向的刹车情况。至轨道，其方向与轨道垂直，并考虑正反两个方向的刹车情况。计算两边柱上所作用的横向水平荷载标准值，与求竖向荷载标准计
30、算两边柱上所作用的横向水平荷载标准值，与求竖向荷载标准值时的位置相同。值时的位置相同。注：注：1悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受，可不计算。悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受，可不计算。2手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。手动吊车及电动葫芦可不考虑水平荷载。考虑两台同时制动的吊车横向水平荷载标准值，应乘以下列折减系数：考虑两台同时制动的吊车横向水平荷载标准值，应乘以下列折减系数：轻、中级工作制吊车轻、中级工作制吊车 0.9 重级工作制吊车重级工作制吊车 0.955.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算
31、535.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算三、风荷载三、风荷载54三、风荷载三、风荷载垂直于建筑物表面上的风荷载标准值垂直于建筑物表面上的风荷载标准值 按下述公式计算：按下述公式计算：)/(2mkNwk0wwzszk式中：式中：基本风压基本风压；高度高度z处的风振系数；处的风振系数；风荷载体型系数；风荷载体型系数；风压高度变化系数。风压高度变化系数。zsz0w2)当计算围护结构时当计算围护结构时1)当计算主要承重结构时当计算主要承重结构时0wwzsgzk5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架
32、的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算555.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算565.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算575.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算585.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的
33、荷载（作用）计算59四、地震作用四、地震作用按现行国家标准按现行国家标准建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范GB50011-2001的规定采的规定采用。如需计算刚架地震作用一般采用底部剪力法。用。如需计算刚架地震作用一般采用底部剪力法。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.2 门式刚架的荷载（作用）计算门式刚架的荷载（作用）计算601.刚架的内力计算刚架的内力计算5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.3门式刚架的内力计算及荷载组合门式刚架的内力计算及荷载组合611.刚架的内力计算刚架的内力计算刚架的横向计算一般取单榀刚架按平面
34、计算方法进行，采用弹刚架的横向计算一般取单榀刚架按平面计算方法进行，采用弹性设计方法（只有当刚架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑性分性设计方法（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）。析方法，但后一种情况在实际工程中已很少采用）。一般不考虑蒙皮效应，只是把它当作安全储备。当有必要且有一般不考虑蒙皮效应，只是把它当作安全储备。当有必要且有条件时，可考虑屋面板的应力蒙皮效应。条件时，可考虑屋面板的应力蒙皮效应。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.3门式刚架的内力计算及荷载组合门式刚架的内力计算及荷载组合621
35、.刚架的内力计算刚架的内力计算 变截面门式刚架的内力通常采用杆系单元的有限元法变截面门式刚架的内力通常采用杆系单元的有限元法(直接刚度直接刚度法法)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，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。每段的几何特性当作常量，也可采用楔形单元。多跨刚架在各种荷载作用下的内力计算可采用计算机（结构力学多跨刚架在各种荷载作用下的内力计算可采用计算机（结构力学的电算程序或其他专用程序）计算或手算方法，但手算方法计算量的电算程序或其他专用程序）计算或手算方法，但手算方法计算量较大，一般可用较大，一般可用
36、Matlab或或C语言编制计算程序，再用结构力学电算语言编制计算程序，再用结构力学电算校核。校核。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.3门式刚架的内力计算及荷载组合门式刚架的内力计算及荷载组合631.刚架的内力计算刚架的内力计算5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.3门式刚架的内力计算及荷载组合门式刚架的内力计算及荷载组合64yx-88.94-59.60-31.65-27.69-59.76-31.66-64.25-101.64-125.86-55.09-35.44-19.72-14.96N图2.控制截面及最不利内力组合控
37、制截面及最不利内力组合-83.44yx-250.91167.79-250.91-253.25-253.25-110.9663.94-83.44173.5773.33104.53M图yx-24.7457.63-57.7827.7410.3437.26-34.2017.40V图5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.3门式刚架的内力计算及荷载组合门式刚架的内力计算及荷载组合65计算刚架梁控制截面的内力组合时一般应计算以下三种组合：计算刚架梁控制截面的内力组合时一般应计算以下三种组合：Mmax与相应的与相应的 V；Mmin(即负弯矩最大即负弯矩最大)与相应的与相应的
38、 V；max 及相应及相应；计算刚架柱控制截面的内力组合时一般应计算以下四种组合：计算刚架柱控制截面的内力组合时一般应计算以下四种组合：Nmax与相应的与相应的 M、V；min与相应的与相应的 M、V；max 及相应及相应、；Mmin(即负弯矩最大即负弯矩最大)与相应的与相应的、；内力组合原则内力组合原则 根据不同荷载组合下内力分析结果，找出控制截面的内力组根据不同荷载组合下内力分析结果，找出控制截面的内力组合，控制截面位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁合，控制截面位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面。跨中等截面。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的
39、内力分析与计算5.2.3门式刚架的内力计算及荷载组合门式刚架的内力计算及荷载组合66进行上述计算时均应考虑风荷载、吊车水平荷载、地震作用进行上述计算时均应考虑风荷载、吊车水平荷载、地震作用正向或反向作用及最大、最小吊车轮压可分别作用在左柱或右柱正向或反向作用及最大、最小吊车轮压可分别作用在左柱或右柱的最不利组合。的最不利组合。最不利内力组合应按梁、柱控制截面分别进行，一般可选柱最不利内力组合应按梁、柱控制截面分别进行，一般可选柱底、柱顶、柱阶形变截面处及梁端、梁跨中等截面进行组合和截底、柱顶、柱阶形变截面处及梁端、梁跨中等截面进行组合和截面的验算。面的验算。内力组合原则内力组合原则5.2变截面
40、门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.3门式刚架的内力计算及荷载组合门式刚架的内力计算及荷载组合673.刚架的荷载组合刚架的荷载组合荷载效应组合原则荷载效应组合原则屋面均布活荷载与雪荷载不同时考虑，设计时取两者较大值；屋面均布活荷载与雪荷载不同时考虑，设计时取两者较大值；积灰荷载与屋面活荷载或雪荷载两者中较大者同时考虑；积灰荷载与屋面活荷载或雪荷载两者中较大者同时考虑；施工或检修集中荷载只与屋面材料及檩条自重荷载同时考虑；施工或检修集中荷载只与屋面材料及檩条自重荷载同时考虑；当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑；当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考
41、虑；(5)(5)多台吊车的组合应符合多台吊车的组合应符合荷载规范荷载规范的规定。的规定。门式刚架承受的荷载一般应考虑以下几种荷载组合：门式刚架承受的荷载一般应考虑以下几种荷载组合：但不考虑地震作用时，应考虑八项不同组合但不考虑地震作用时，应考虑八项不同组合当考虑地震作用时，应考虑二项组合当考虑地震作用时，应考虑二项组合5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.3门式刚架的内力计算及荷载组合门式刚架的内力计算及荷载组合68任何情况下均应考虑永久荷载，除永久荷载以外的其它荷载，应根据任何情况下均应考虑永久荷载，除永久荷载以外的其它荷载，应根据最不利组合的原则取。最不
42、利组合的原则取。当参与组合的可变荷载有两个或两个以上，且其中包括风荷载时，除当参与组合的可变荷载有两个或两个以上，且其中包括风荷载时，除永久荷载以外，所有可变荷载应乘以组合折减系数永久荷载以外，所有可变荷载应乘以组合折减系数0.9。当参与组合的可变荷载仅为风荷载时，永久荷载和风荷载均不乘组合当参与组合的可变荷载仅为风荷载时，永久荷载和风荷载均不乘组合折减系数。折减系数。当参与组合的可变荷载无风荷载时，永久荷载和其它可变荷载均不乘当参与组合的可变荷载无风荷载时，永久荷载和其它可变荷载均不乘组合折减系数。组合折减系数。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.3门式
43、刚架的内力计算及荷载组合门式刚架的内力计算及荷载组合3.刚架的荷载组合刚架的荷载组合695.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.3门式刚架的内力计算及荷载组合门式刚架的内力计算及荷载组合 在进行刚架内力分析时，荷载效应组合主要有：在进行刚架内力分析时，荷载效应组合主要有：组合（组合（1）：）：1.2永久荷载永久荷载+0.91.4积灰荷载积灰荷载+max屋面均布活荷载、屋面均布活荷载、雪荷载雪荷载+0.91.4(风荷载风荷载+吊车竖向及水平荷载吊车竖向及水平荷载)组合（组合（2）：）：1.0永久荷载永久荷载+1.4风荷载风荷载 组合组合(1)用于截面强度和构件稳
44、定性计算，用于截面强度和构件稳定性计算，组合组合(2)用于锚栓抗拉计算。用于锚栓抗拉计算。3.刚架的荷载组合刚架的荷载组合705.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.4 门式刚架的变形计算门式刚架的变形计算715.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.4 门式刚架的变形计算门式刚架的变形计算 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。和内力分析一
45、样在计算机上进行。规程规程给出给出柱顶侧移的柱顶侧移的简化公式简化公式，可以在初选构件截面时估算侧移刚度，可以在初选构件截面时估算侧移刚度,以免因刚度以免因刚度不足而需要重新调整构件截面。不足而需要重新调整构件截面。如果最后验算时刚架的侧移不满足要求，即需要采用下列如果最后验算时刚架的侧移不满足要求，即需要采用下列措施之一进行调整：措施之一进行调整：放大柱或放大柱或(和和)梁的截面尺寸，改铰接柱脚为刚接柱脚；把多梁的截面尺寸，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。跨框架中的个别摇摆柱改为上端和梁刚接。725.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计
46、算5.2.4 门式刚架的变形计算门式刚架的变形计算735.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.4 门式刚架的变形计算门式刚架的变形计算745.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.4 门式刚架的变形计算门式刚架的变形计算755.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.4 门式刚架的变形计算门式刚架的变形计算765.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.4 门式刚架的变形计算门式刚架的变形计算77门式刚架轻型房屋钢结构技术规程门式刚架轻型房屋钢结构技术规程关于变形的规定
47、：关于变形的规定：计算钢结构变形时，可不考虑螺栓引起的截面削弱计算钢结构变形时，可不考虑螺栓引起的截面削弱；单层门式刚架轻型房屋钢结构柱顶位移（计算值），单层门式刚架轻型房屋钢结构柱顶位移（计算值），在风荷载标准值作用下不宜在风荷载标准值作用下不宜 大于规程规定的限值，受弯构件大于规程规定的限值，受弯构件的挠度与其跨度的比值，也的挠度与其跨度的比值，也不宜不宜 大于规程规定的限值；大于规程规定的限值；构件的长细比应符合规范规定限值。构件的长细比应符合规范规定限值。5.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.4 门式刚架的变形计算门式刚架的变形计算78荷载作用下柱顶
48、的位移由结构力学求解器进行电算得到荷载作用下柱顶的位移由结构力学求解器进行电算得到yx12345678910111212345789101112左风作用下位移图左风作用下位移图12345789101112yx123456789101112右风作用下位移图右风作用下位移图恒载作用下位移图恒载作用下位移图yx123456789101112123457891011125.2变截面门式刚架的内力分析与计算变截面门式刚架的内力分析与计算5.2.4 门式刚架的变形计算门式刚架的变形计算795.3.1 门式刚架梁、柱截面板件的最大宽厚比和有效宽度门式刚架梁、柱截面板件的最大宽厚比和有效宽度5.3变截面梁、柱
49、构件的设计特点变截面梁、柱构件的设计特点 梁、柱板件的宽厚比限值：梁、柱板件的宽厚比限值：工字形截面构件受压翼缘板的宽厚比：工字形截面构件受压翼缘板的宽厚比：工字形截面梁、柱构件腹板的宽厚比：工字形截面梁、柱构件腹板的宽厚比：ywwfth235250yftb235151805.3.1 门式刚架梁、柱截面板件的最大宽厚比和有效宽度门式刚架梁、柱截面板件的最大宽厚比和有效宽度5.3变截面梁、柱构件的设计特点变截面梁、柱构件的设计特点 腹板屈曲后强度利用：腹板屈曲后强度利用：在进行刚架梁、柱截面设计时，为了节省钢材，允许腹板发生局部在进行刚架梁、柱截面设计时，为了节省钢材，允许腹板发生局部构件的屈曲
50、，并利用其屈曲后强度。构件的屈曲，并利用其屈曲后强度。腹板的有效宽度：腹板的有效宽度：当工字形截面梁、柱构件的腹板受弯及受压板幅利用屈曲后强度时，当工字形截面梁、柱构件的腹板受弯及受压板幅利用屈曲后强度时，应按有效宽度计算其截面几何特性。应按有效宽度计算其截面几何特性。815.3.1 门式刚架梁、柱截面板件的最大宽厚比和有效宽度门式刚架梁、柱截面板件的最大宽厚比和有效宽度5.3变截面梁、柱构件的设计特点变截面梁、柱构件的设计特点 有效宽度有效宽度?正应力作用下的屈曲后性能正应力作用下的屈曲后性能fyfy825.3.1 门式刚架梁、柱截面板件的最大宽厚比和有效宽度门式刚架梁、柱截面板件的最大宽厚
