文档介绍：天津大学 钢结构教研室
门式刚架轻型钢结构
体系构成及适用范围
主要承重骨架：门式刚架
纵向支撑体系：
屋面水平支撑、柱间支撑
檩条和墙梁
维护结构 ：
轻型屋面板/轻型墙面板
结构体系
结构体系
门式刚架
构件截面：
变截面焊接H形钢
截面（腹板）高度：楔形；
腹板厚度/翼缘宽度/翼缘厚度；
等截面焊接H形钢或轧制H形钢
塑性设计
设有桥式吊车时柱截面
结构体系
门式刚架
柱脚种类：
铰接柱脚
刚接柱脚
设有5t以上桥式吊车时
屋面坡度设置：
排水坡度：1/20~1/8；
根据所在地区雨量大小确定；
结构体系
门式刚架
构件连接：
构件单元划分
钢柱一般为单独单元；
斜梁可划分为多个单元：根据运输条件
构件单元连接
构件单元内焊接连接；
构件单元间高强螺栓/端板连接；
结构体系
支撑系统
柱间支撑：
柔性支撑：Φ20圆钢/交叉支撑/张紧装置
刚性支撑：角钢等，设有桥式吊车时
30~60度/约45度；刚架较高时，分层设置
其它形式的支撑或纵向刚架；
结构体系
支撑系统
屋面水平支撑：
柔性支撑：Φ20圆钢/交叉支撑/张紧装置
30~60度/约45度
刚性系杆：
柱顶及刚架转折处
可由檩条/墙梁兼作
结构体系
屋面墙面系统
檩条/墙梁
设置于斜梁、钢柱外侧；
双向受弯构件；冷弯薄壁型钢，C或Z/C；
跨度较大时，可使用轻型桁架；
檩条设置应考虑天窗、采光带、屋面材料等；
墙梁设置应考虑门窗、挑檐、雨蓬等；
结构体系
屋面墙面系统
拉条及撑杆
S>4米，一道/ S>6米，两道；
斜拉条与刚性檩条拉接；
屋面板和墙面板设计
彩色镀锌或镀铝锌压型钢板，t>=；
夹心压型复合钢板；
开孔洞后应适当加强；
结构体系
其它构件
托架
山墙墙架
抗风柱
吊车梁
…
结构布置
门式刚架的间距
柱网轴线纵向距离，6/
温度区段长度
伸缩缝间距离，纵向300米/横向150米
伸缩缝做法：
檩条(吊车梁等)连接螺栓用长圆孔
设置双柱
结构布置
支撑布置
每个温度区段应设置独立、稳定支撑系统；
屋面水平支撑及柱间支撑位于同一柱间；
支撑间距30~45米；
间距应根据纵向柱距/纵向受力/安装条件确定；
门式刚架内力分析
分析假定
变截面门式刚架
可能几个截面同时出现塑性铰
弹性分析方法
等截面门式刚架
弹性或塑性分析方法
门式刚架内力分析
分析模型
按平面结构进行内力分析
主刚架
平面模型
按空间结构进行内力分析
主刚架+支撑系统+屋、墙面体系（蒙皮效应）
空间整体模型
门式刚架内力分析
分析方法
手算方法：
超静定结构体系；
结构力学力法/位移法；
电算方法：
有限元法/矩阵位移法/直接刚度法
变截面构件分段近似为若干等截面单元/楔形单元
门式刚架内力分析
控制截面/控制内力
柱顶/柱底/梁端/梁跨中/牛腿
控制内力组合：
Nmax+M+V
Mmax+N+V
Nmin+M+V（锚栓抗拔）
门式刚架侧移分析
侧移按弹性分析方法计算
精确计算方法
有限元法/矩阵位移法/直接刚度法
近似计算方法
增大侧向刚度、减小侧移的措施
增大梁柱截面/刚接柱脚/梁柱刚接
设计方法、设计过程
弹性设计方法
设计过程
初选截面
作用效应计算
内力组合
构件设计
调整截面
…
板件宽厚比
H形钢受压翼缘板宽厚比
H形钢腹板高厚比
抗剪强度&板件失稳
腹板抗剪承载力
hw - 腹板平均高度；δhw<60mm/m
tw - 腹板厚度；
屈曲后强度
腹板屈曲后抗剪强度设计值
屈曲后强度
反应腹板受剪时稳定性的参数
屈曲后强度
板件在剪应力作用下的屈曲系数
a – 横向加劲肋间距；无加劲肋时
屈曲后强度
腹板屈曲后，按有效宽度计算截面特性
腹板受拉区全部有效
腹板受压区有效宽度
ρ– 有效宽度系数；
屈曲后强度