多跨（梁柱刚结）
四坡双跨
高底跨
双坡双跨（中间摇摆柱）
高低跨单坡
门式刚架的各种结构形式
屋面板 系杆 刚架梁 檩条 墙面板 墙梁
墙梁 抗风柱
刚架柱
吊车梁 屋面水平支撑 柱间支撑
钢结构摇摆柱与抗风柱的区别？
多跨刚架中采用上下两端均铰接的柱称为摇摆
柱。
设置在结构房屋两端山墙内，抵抗水平风荷载
的简称为抗风柱。
1.5、变截面刚架与等截面刚架的对比:
柱和梁采用变截面形式时，截面形状与内力图 形附合较好，受力合理、节省材料。 变截面刚架在构造连接及加工制造方面不如等 截面方便。
1.6、柱脚形式:
门式刚架柱脚分为铰接和刚接两种连接形式。
变截面梁
刚接柱脚详图
刚接柱脚门式刚架
变截面梁、柱
铰接柱脚详图
铰接柱脚门式刚架
2.檩条和墙梁的布置
檩条：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 。
屋面檩条布置实例
墙梁：墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐、
遮雨篷等构件和围护材料的要求。
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层时，墙梁宜布置在刚 架的外侧，其间距随墙板板型及规格而定。
双坡等截面柱和变截面梁
中国工程建设 1.3、门式刚架结构的应用情况 标准化协会 1.我国门式刚架设计标准：《门式刚架轻型房屋 钢结构技术规程》(CECS102:2002) 2.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。 3.应用规模：国内每年有一千万平方米的轻钢结 构建筑物竣工。
刚架设计 压型钢板设计 檩条设计 墙梁、支撑设计和小结
轻钢结构工业厂房
屋面板 系杆 刚架梁 檩条 墙面板 墙梁
墙梁 抗风柱
刚架柱
吊车梁 屋面水平支撑 柱间支撑
1.概述 1.1、门式刚架结构的组成
门式刚架结构是指： 以轻型焊接H型钢、轧制H型钢或冷弯薄壁型钢 等构成的实腹式门式刚架作为主要承重骨架， 以冷弯薄壁型钢(槽形、卷边槽形、Z形等)檩条、 墙梁和压型金属板作为维护结构，
抗风柱和摇摆柱两者都可以是两端铰接。区别
在于摇摆柱承受轴力，而抗风柱不承受。
CAD图中的差别？？
当上端为刚接或是铰接
时，R４存在，当弹簧板 和长圆孔普通螺栓连接 时，R４不存在；
当墙面板落地，直接将
自重传至基础时，R２不 存在；
水平风荷载R１和抗风柱
和墙梁自重R３始终都存 在，故抗风柱的受力特 点为竖放的压弯构件。
1.4、门式刚架的适用范围及截面形式
(1)屋面荷载较小，横向跨度为9～24m，柱高为 4.5～9m。 (2)没有吊车或设有中、轻级工作制吊车的厂房。 (3)当厂房横向跨度不超过15m，柱高不超过6m时， 屋面刚架梁宜采用等截面刚架形式。当厂房横 向跨度大于15m，柱高超过6m时，宜采用变截面 刚架形式。
有不均匀沉降时，特使结构产生附加内力。三铰刚架
是静定结构，地基有不均匀沉降时，对结构不会引起
附加内力，但跨度大时，半榀三铰刚架的悬臂吊装内
力也不少，而且三铰刚架的刚度也较差，故三铰刚架 一般多用于小跨度(12米)和地基较差的情况。
谢
谢！
第2节 结构形式和结构布置
教学目标:
掌握轻型门式刚架结构厂房刚架形式，屋 盖结构 。
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。
例： 南京某公司拟建一长度72m、跨度18m的厂房，采用门式刚 架结构，柱距6m，刚架高度5.7m，屋面坡度1:10，屋面及墙 面采用夹心彩钢板，檩条间距15m。试布置厂房结构的屋盖横 向支撑和柱间支撑。
GXG GXG
SC
XG
SCXGSCFra bibliotekSCGXG
SC
GXG
SC
SC
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SC
XG
SC
SC
GXG
SC
GXG
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6000
6000
6000
6000
GXG
6000
6000
6000
6000
6000
GXG
6000
6000
6000
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6000
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6000
6000
6000
6000
6000
6000
6000
6000
5700
ZC
ZC
ZC
4500
4500
屋面水平支撑、柱间支撑
檩条和墙梁：冷弯薄壁型钢 维护结构 ：
轻型屋面板/轻型墙面板
压型钢板外墙板
正在建设中的多层轻钢结构厂房
屋面板采用压型钢板，波浪造型
的轻钢结构。屋面梁轻盈、活泼，
克服了工业建筑造型单一、立面
造型呆板的缺点。
冷弯薄壁型钢 （壁厚1.5～5mm）
压型彩色钢板（板壁厚0.4～1.5mm）
天窗架
吊车梁
山墙抗风柱
结构设计过程
混凝土结构和钢结构可有区别！
结构选型→柱网布置→荷载取值→荷载组合 →内力分析→初选截面（梁/柱）→验算（强 度/刚度/稳定）→梁柱节点计算→檩条/墙梁 /支撑结构设计→屋面板/墙板选择。
1.2 门式刚架结构的特点（和钢筋混凝土相比)

重量轻(10～30kg/m2)
总
结
分
析
问
题
1、题目很多空白； 2、时间紧，着急、慌乱 。
原 因
1、题目多、题目难；（60%）
2、准备不足（开卷）； 3、着急+慌乱（幻想） 。
为 什 么 总 结
第1章 轻型门式刚架结构
主讲人：丰正伟
本章主要学习以下几个方面：
第一节 概述
第二节
第三节 第四节 第五节 第六节
结构形式和结构布置
2.结构形式和结构布置
2.1 门式刚架的各种结构形式
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、双跨和多跨。 按屋面坡脊数可分为单坡、双坡、多坡屋面。 按截面形式分，有等截面与变截面。
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
单跨单坡 抗风柱 多跨（中间抗风柱）
单跨双坡
根据支座的构造，刚架分铰接与固接接两种，
铰接时横梁弯矩较大，因此梁的截面应大些，柱
一般做成变截面，基础较小。固接时刚架横梁截
面较小，柱为不变截面，而基础较大。
刚接柱脚工程实例
加劲板
地脚螺栓
浇入素混凝土 保护地脚锚栓
1.概述
1.7 刚架的受力特点
无铰刚架：柱脚与基础固接，三次超静定结构，刚 度好，内力分布均匀。柱底有弯矩，对地基与基础 要求高。地基的不均匀沉降会产生附加内力。
3 .支撑和刚性系杆的布置原则：
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。
② 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。
③ 屋面端部支撑宜设在温度区段端部的第一
或第二个开间。
④ 柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力情 况和安装条件确定。 当无吊车时宜取30～45m； 当有吊车宜设在温度区段中部； 当温度区段较长时宜设在三分点处，间距常取 40m～60m，且不宜大于60m； 当建筑物宽度大于60m时，在内柱列宜适当增 加柱间支撑； 房屋高度较大时，柱间支撑要分层设置。
工业化程度高、施工 周期短 柱网布置灵活 综合经济效益高

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。
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、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。
1.概述
采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酪泡沫塑料、 岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设 置支撑（柱间支撑、水平支撑、系杆）的一种轻型房屋 结构体系。 体系主要由以下部分组成：门式刚架，支撑体系， 檩条、墙梁，屋面板和墙面板，吊车梁系统等。
1、概述 体系构成及适用范围 结构体系
主要承重骨架：门式刚架 纵向支撑体系：
两铰刚架：柱脚与基础铰接，结构内力大于无铰刚 架。但基础不承受弯矩，设计、施工简单。但柱脚 不均匀沉降会产生附加内力。
三铰刚架：柱脚、屋脊处均为铰接，为静定结构。 刚度较差，结构内力大。变形及不均匀沉降均不会 产生附加内力。适用于小跨度和基础性能较差的工 程建筑。
无铰刚架是超静定结构。结构刚度较大，但地基
门式刚架的横梁与柱为刚接，柱脚与基础宜采
用铰接；当水平荷载较大，檐口标高较高或刚度要
求较高或有中重级工作制吊车时，柱脚与基础采用
刚接。
变截面与等截面相比，前者可适应弯矩变化，
节约材料，但在构造连接及加工制造方面，不如等
截面方便，故当刚架跨度较大或房屋较高时才设计
成变截面。
2.2、门式刚架的结构布置
1.刚架的建筑尺寸和布置 跨度：一般为9～36m 高度：取地坪柱轴线与斜梁轴线交点高度，宜取 4.5～9m
柱距：应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求
等因素，宜取6m、7.5m、或9m，最大12m
挑檐长度：根据使用要求确定，宜为0.5～1.2m
温度分区：纵向温度区段＜=300m
横向温度区段<=150m
GJ2
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GJ3
GJ3
GJ2
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