第三章 轻型门式刚架设计
本章内容
结构形式及布置
檩条设计
刚架设计
围护结构
计算实例
屋檐斜拉条 屋面直拉条 刚架梁 通长刚性系杆 屋脊斜拉条 刚性系杆 通长刚性系杆 屋面檩条 屋面水平支撑
墙面斜拉条
山墙檩条 山墙抗风柱 墙面直拉条 柱间支撑 窗边立柱 门洞立柱 山墙角柱
刚架柱
门式刚架结构示意
圆钢、角钢
钢管、双角钢
杆件必须交于节点的中心
支撑的设计与构造
（2）柱间支撑 ①柱间支撑在建筑物跨度小、高度低的情况下，可用带张 紧装置的圆钢做成交叉型的拉杆。也可采用角钢或槽钢。
②在高大的建筑中柱间支撑的交叉杆除用角钢外，也可采
用钢管。 ③柱间支撑的上端与水平压杆必须与柱中心交于一点；柱 间支撑下端应尽可能与柱中心交于柱脚底面，避免出现偏 心受力。
（a）单跨刚架
（b）双跨刚架
（c）多跨刚架
（d）带挑檐刚架
（e）带毗屋刚架
（f）单坡刚架
3.1结构形式及布置
3.1.2．门式刚架的尺寸 跨度：横向刚架柱轴线间的距离，一般为9~36m；
高度：地坪至柱轴线与横梁轴线交点的高度，根据使用要 求的室内净高确定。无吊车时，高度一般为4.5～9m；有吊车 时应根据轨顶标高和吊车净空要求确定，一般为9～12m。 柱距：宜为6m，通常介于4.5～9m之间。
无吊车时柱间支撑的间距宜取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； 当建筑物宽度大于60m时，内柱列宜适当增加柱间支撑； 支撑与构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°；
柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑，当桥式吊
车起重量大于5ｔ时，宜采用型钢支撑； 当房屋高度相对柱距较大时，柱间支撑宜分层设置； 不允许设置交叉柱间支撑时，可设置其他形式的支撑。
3.1结构形式及布置
（2）屋面水平支撑
屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开间，端部 支撑设在第二开间时，第一开间相应位置宜设置刚性系杆； 在刚架转折处（柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆； 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
檐口高度：地坪至房屋外侧檩条上缘的高度； 最大高度：地坪至房屋顶部檩条上缘的高度； 房屋宽度：房屋侧墙墙梁外皮之间的距离； 房屋长度：房屋两端山墙墙梁外皮之间的距离；
屋面坡度：宜取1/8～1/20，在雨水较多地区可取较大值。
3.1结构形式及布置
3.1.3．结构布置 1、平面布置 （1）温度区段布置 纵向温度区段<300m 横向温度区段<150m （2）伸缩缝设置 可通过设置双柱，或搭接檩条及吊车梁的螺拴连接
3.1结构形式及布置
Af N 60cos fy 235
A—— 实腹式横梁被支承翼缘的截面面积； f—— 实腹式横梁钢材的强度设计值； fy—— 实腹式横梁钢材的屈服强度；
—— 隅撑与檩条轴线间的夹角。
支撑的设计与构造
1、支撑构件的设计 （1）屋盖水平支撑 屋盖水平支撑
交叉斜杆
刚性系杆
3、适用范围 跨度9设有吊车 起重量较小的单层工业房屋或公共建筑（超市、车站候车室、 展览厅、码头建筑等）。目前国内单跨刚架的跨度已达到 72m。
3.1结构形式及布置
3.1.1 结构形式 1 结构形式：分为单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和 带毗屋的刚架等形式。
处采用长圆孔进行调节。
3.1结构形式及布置
（3）托梁 当因建筑或工艺要求门式刚架柱被抽除时，应沿纵向柱列 布置托梁以支承已抽位置上的中间榀刚架上的斜梁。托梁一 2 般采用焊接工字形截面，当屋面荷载偏心产生较大扭矩时， 可采用箱型截面。
1
边跨托梁
托梁
托梁的形式和尺寸
3.1结构形式及布置
3、支撑体系布置 （1）柱间支撑
3.1结构形式及布置
3.1结构形式及布置
2、显著特点 质量轻


工业化程度高，施工周期短
综合经济效益高 柱网布置比较灵活
3.1结构形式及布置
2、 门式刚架结构的应用情况 始于20世纪60年代，屋面用瓦材； 20世纪70年代在工程上极少应用。 20世纪80年代在经济特区引进国外门式刚架轻钢房屋，压 型钢板始见用于屋面和墙面； 20世纪90年代初外国轻钢企业进入中国大陆，带动了内资
轻钢企业的发展。中期以来，采用门式刚架轻型房屋钢结
构的工程数量越来越多，工程规模越来越大，充分展示了 这种结构的优越性。
3.1结构形式及布置
国家标准的制定情况： 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002） 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）
3.1结构形式及布置
3.1结构形式及布置
3.1结构形式及布置
3.1结构形式及布置
（3） 隅撑布置 为保证刚架梁下翼缘和柱内翼缘的平面外稳定性，可在梁与 檩条或柱与墙梁之间增设隅撑。隅撑间距不应大于13b（对 Q345钢）或16b （对Q235钢），b为刚架梁受压翼缘的宽度。
隅撑构造
隅撑应按轴心受压构件设计，轴压力按下式计算
柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内，形成抵抗纵向荷载 的支撑桁架；
刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足对压弯构件的刚度和承 载力要求。若不满足，应另设刚性系杆； 交叉支撑可采用张紧的圆钢，屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上 翼缘处，
在设有带驾驶室且起重量大于15t的桥式吊车的跨间，应在屋盖边 缘设置纵向支撑桁架。
3.1结构形式及布置
3.1.1 门式刚架特点及适用范围 1、结构特点
（1）刚架梁、柱采用轻型H型钢（等截面或变截面）组成； （2）刚架梁与柱刚接，柱脚与基础宜采用铰接；当设有桥式吊车、 檐口标高较高或对刚度要求较高时，柱脚和基础可采用刚接； （3）构件单元可根据运输条件划分，单元之间在现场用螺栓连接， 安装方便快捷，土建工作量小。 （4）刚架构件的刚度较好，为制造、运输、安装提供了便利； （5）用C形、Z形薄壁型钢做檩条、墙梁，以彩钢板或夹芯板做屋 面、墙面； （6）和屋架结构相比，整个构件的横截面尺寸较小，可以有效地 利用建筑空间，降低房屋的高度，减小建筑体积。