单元4 门式刚架概述

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1、大家好！,模块二 门式刚架构造与识图 (全 书 重 点),主要内容,单元4 门式刚架概述 单元5 门式刚架基础构造与识图 单元6 门式刚架主结构构造与识图 单元7 门式刚架次结构构造与识图 单元8 门式刚架支撑系统构造与识图 单元9 门式刚架围护结构构造与识图 单元10 门式刚架辅助结构构造与识图 单元11 门式刚架连接和密封材料(自学),模块二 学习提要 掌握门式刚架组成、适用范围和构造要求 熟悉门式刚架构件的组成 掌握门式刚架节点连接构造（会识别、选型和分析） 熟读门式刚架施工图（结合实际工程、图纸、图片等）,单元概述,轻型钢结构本质就是一个“轻”字关键就是板件截面要“薄”,钢结构,轻型钢

2、结构,普通钢结构,吊车吨位标准(20t桥吊等),跨度标准（中小跨度）,层数标准(低层),用途标准(中小厂房、仓库、超市、别墅等),门式刚架（典型的轻型钢结构）的发展：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年代特区引进国外门式刚架轻钢房屋 20世纪90年代初国外轻钢企业进入中国国内企业更大量萌生门式刚架工程遍地开花，逐渐壮大，充分展示其优越性,单元概述,门式刚架的广泛应用 厂房、超市、办公用房等。,模块二 概 述,本章内容按照最新： 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 规范代号：CECS102:2002） 进行编写。,模块二 概 述,单元4 门式刚架概述 定义

3、、组成、受力、特点及适用范围等,课题1 门式刚架的组成*,课题1 门式刚架的组成,门式刚架定义主要承重结构为单跨或多跨实腹式刚架；具有轻型屋盖和轻型外墙，可以设置起重量不大于20t的A1A5（中、轻级）桥式吊车或3t悬挂式吊车的单层房屋钢结构。,4.1.1 门式刚架组成 （六大部分重点掌握）,1基 础 2主结构：如横向刚架（包括中部和端部刚架）、 楼面梁、托梁； 3次结构：如屋面檩条和墙梁等； 4支撑体系：如屋面支撑、柱间支撑等； 5围护结构：如屋面系统和墙面系统等； 6辅助结构：如楼梯、平台、吊车梁、雨篷等；,课题1 门式刚架的组成,4.1.1 门式刚架组成 （六大部分重点掌握）,1基 础（

4、独立基础为主）,课题1 门式刚架的组成,4.1.1 门式刚架组成 （六大部分重点掌握）,1基 础 2主结构：即横向刚架 （含中间和端部刚架楼面梁及托梁）,课题1 门式刚架的组成,4.1.1 门式刚架组成 （六大部分重点掌握）,1基 础 2主结构 3次结构： 屋面檩条和墙梁等,C、Z型薄壁型钢檩条,课题1 门式刚架的组成,4.1.1 门式刚架组成 （六大部分重点掌握）,1基 础 2主结构 3次结构 4支撑体系：屋面支撑柱间支撑等；,课题1 门式刚架的组成,4.1.1 门式刚架组成 （六大部分重点掌握）,1基 础 2主结构 3次结构 4支撑体系： 5围护结构：屋面系统墙面系统等；,课题1 门式刚架

5、的组成,1基 础 2主结构 3次结构 4支撑体系： 5围护结构： 6. 辅助结构： 钢楼梯、 钢吊车梁、 钢雨棚、 钢平台等,课题1 门式刚架的组成,4.1.1 门式刚架组成 （六大部分重点掌握）,焊接或轧制的H型钢门式刚架主刚架； C型、Z型冷弯薄壁型钢檩条和墙梁； 压型钢板或轻质夹芯板屋面和墙面； 采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料组装起来的低层预制装配式钢结构房屋体系。,归纳门式刚架轻型钢结构主要是采用：,4.1.2 门式刚架荷载传递（了 解）,1. 屋、墙面恒荷载： 2. 屋、墙面活荷载：基本活荷、（雪荷载） 风荷载、（积灰荷载）设备、吊挂荷载 3. 主结构自重： 4.

6、 支撑体系自重： 5. 吊车荷载：竖、纵、横 6. 地震荷载：横（竖）,围护结构,次结构,支撑体系,主结构 基础 地基,吊车等,地震荷载,课题1 门式刚架的组成,课题2 门式刚架的结构形式、常见类型和适用范围,刚架结构是梁、柱单元构件的组合体。如右图： 按跨度：单跨、双跨、多跨刚架、带挑檐的和带毗屋 按屋面坡脊数： 单脊单坡单脊双坡多脊多坡,4.2.1 结构形式(重点),4.2.1 结构形式(重点),通风、采光，可设置：通 风 口、采 光 带天 窗 架 等。,课题2 门式刚架的结构形式、常见类型和适用范围,课题2 门式刚架的结构形式、常见类型和适用范围,4.2.1 常见类型和适用范围,1、门式

7、刚架适用范围重点 跨度936m（一般用3m模数） 柱距6m、7.5m、9m（69m） 柱高4.512m 吊车起重量较小（设置桥式吊车，起重量不大于20t的中、轻级工作制（AlA5）吊车；设置悬挂吊车，其起重量不大于3t） 单层轻型工业厂房或公建（超市、娱乐体育设施、车站候车室、码头建筑）,门式刚架常见类型图,注意对比和选型,4.2.2 常见类型和适用范围,2、常见类型,课题2 门式刚架的结构形式、常见类型和适用范围,4.2.3 门式刚架合理形式的确定（难 点）,1合理跨度的确定 门式刚架跨度: 936 m 生产工艺流程、使用功能决定跨度选择。 常根据房屋高度确定合理跨度(右图)。,课题2 门式

8、刚架的结构形式、常见类型和适用范围,归 纳：门式刚架合理跨度的确定原则,一般情况下，当柱高、荷载一定时，适当加大刚架跨度,(可以。【学生回答】)，综合效益可观。 刚架用钢量： 随跨度增大而增大。因此，在工艺允许时： 应尽量选择小跨度更经济，不盲目追求大跨度。,4.2.3 门式刚架合理形式的确定（难 点）,1合理跨度的确定,课题2 门式刚架的结构形式、常见类型和适用范围,思 考： 若柱高过大（超过18m），若采用单跨用钢量过大（跨数可适当增加时），怎么办？,答案： 可增加中间柱 （多用摇摆柱）， 用多跨刚架。,2刚架间距(柱距)的确定,刚架间距(柱距)与刚架跨度、屋面荷载、檩条形式等因素有关；

9、若刚架跨度较小，选用较大刚架间距：增加檩条用钢量不经济。 因此，综合经济分析，确定合理柱距。,4.2.3 门式刚架合理形式的确定（难 点）,课题2 门式刚架的结构形式、常见类型和适用范围,随柱距增大，刚架用钢量比例逐渐下降（但当柱距增大到一定数值后，刚架用钢量下降平缓）而檩条、吊车梁、墙梁用钢量随着柱距增大而增加，且逐渐显著； 房屋总用钢量：随柱距增大，先降而后升（浴盆曲线）,4.2.3 门式刚架合理形式的确定（难 点）,2刚架间距(柱距)的确定,课题2 门式刚架的结构形式、常见类型和适用范围,4.2.3 门式刚架合理形式的确定（难 点）,2刚架间距(柱距)的确定,表（柱高6米时） 相同条件下

10、，各种跨度对应最优刚架间距(柱距),课题2 门式刚架的结构形式、常见类型和适用范围,4.2.3 门式刚架合理形式的确定（难 点）,2刚架间距(柱距)的确定,表（柱高6米时） 相同条件下，各种跨度对应最优刚架间距(柱距),归纳最优柱距,综合左表显示： 一般门式刚架最优柱距： 69 m ； 柱距不宜超过9m，综合造价不经济。 联系实际工程确定合理形式,课题2 门式刚架的结构形式、常见类型和适用范围,答 案： 单跨18m时6m柱距 18榀； 单跨24m时6m柱距 14榀;或7.5m柱距 11榀； 单跨30m时7.5m柱距9榀.,互动思考： 单跨门式刚架厂房（矩形平面）：柱高6m，面积约1800m2

11、。 提 问：当跨度分别为18m、24m、30m 时；最优柱距、刚架总榀数各是多少？,请 休 息,课题3 门式刚架的特点（难 点）,4.3.1 有效利用建筑空间：采用轻型屋面可减小梁柱截面及基础尺寸 4.3.2 材尽其用：刚架可用变截面（改变腹板高度、厚度及翼缘宽度） 4.3.3 可减少翼缘宽度： 刚架侧向刚度可由隅撑保证。 4.3.4 支撑较轻便,4.3.5 不设或少设横向加劲肋：刚架腹板允许部分失稳，利用屈曲后强度。 4.3.6 竖向荷载常是设计控制荷载，一般风荷载作用不应忽视。,课题3 门式刚架的特点（难 点）,4.3.7 大跨建筑做成单屋脊、多跨大双坡屋面，避免内天沟排水。4.3.8 构

12、件全部在工厂制作，工业化程度高。构件现场用螺栓连接，焊接量小，安装快速，土建量小，工期短，易维护、拆迁。,课题3 门式刚架的特点（难 点）,课题4 门式刚架建筑尺寸和布置（理解）,4.4.1 建筑尺寸1门式刚架轻型房屋基本尺寸： 跨 度： 横向刚架柱轴线间的距离。 高 度：地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度。根据室内净高确定；有吊车厂房根据轨顶标高和吊车净空确定。 檐口高度：地坪(0.000）至房屋外侧檩条上缘高度。,4.4.1 建筑尺寸1门式刚架轻型房屋基本尺寸： 最大高度：地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度。 宽 度：房屋侧墙墙梁外皮之间的距离。 长 度：房屋两端山墙墙梁外皮之间的距离。,课题4

13、门式刚架建筑尺寸和布置（理解）,2具体要求：,（1） 柱轴线通过柱下端（截面小端）截面中心的竖向轴线。 工建边柱定位轴线宜取柱外皮*；横梁轴线：取通过变截面梁段最小端中心与横梁上表面平行的轴线。（2）跨 度936m；边柱外侧应对齐。（3）平均高度4.59.0m,课题4 门式刚架建筑尺寸和布置（理解） 4.4.1 建筑尺寸,（4）柱 距:相邻柱轴线间的纵向距离 宜用6m、7.5m、9m （6）屋面坡度1/81/40雨水较多地区常取其中较大值。 （5）挑檐长度0.51.2m上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同,课题4 门式刚架建筑尺寸和布置（理解） 4.4.1 建筑尺寸,4.4.2 结构布置,1伸缩缝门式刚

14、架房屋围护结构:用压型钢板时， 其温度区段长度（伸缩缝间距） 应符合下列规定：（1）纵向温度区段长度300m; 横向温度区段长度150m。（2）伸缩缝做法：a.采用双柱；b.在檩条端部的螺栓连接处采用长圆孔。,课题4 门式刚架建筑尺寸和布置（理解）,2在多跨刚架局部抽掉中间柱或边柱处， 可布置托梁或托架。,4.4.2 结构布置,课题4 门式刚架建筑尺寸和布置（理解）,3山墙：可设置由斜梁、抗风柱、墙梁及其支撑组成的山墙墙架 或采用门式刚架。,山墙墙架示意图,4.4.2 结构布置,课题4 门式刚架建筑尺寸和布置（理解）,4门式刚架建筑侧墙：宜用压型钢板或砖墙墙面当采用压型钢板墙面时：下部宜设置高

15、约1m 的砖(砌块)墙或高约0.2m 混凝土踢脚，以防雨水浸渗。5多跨刚架宜做成多坡。,4.4.2 结构布置,课题4 门式刚架建筑尺寸和布置（理解）,归纳建筑尺寸与结构布置,参考规范、工程、图纸布置； 按照有利设计、施工、经济性原则布置； 实际工程方案：应结合甲方要求、尊重规范确定。,课题4 门式刚架建筑尺寸和布置（理解）,课题5 门式刚架的钢材选用（了 解）,钢材选用总原则： 结构可靠、满足要求，节约钢材、降低造价。 门式刚架钢材选择几方面： 4.5.1 结构类型及重要性： 结构可分为重要、一般和次要三类。,*普通门式刚架厂房的主结构梁、柱和次结构构件、中轻级工作制吊车梁属于一般结构：选用Q235B或Q345B以上檩条和墙梁常选用Q235B,次要结构：辅助结构中的楼梯、平台、栏杆等属于宜用Q235-B,4.5.1 结构类型及重要性：,课题5 门式刚架的钢材选用（了 解）,4.5.2 荷载性质： 直接承受动力荷载的结构：Q235B、Q235C、Q235D 及Q345钢承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构：Q235B、Q235-BF和Q345B等,课题5 门式刚架的钢材选用（了 解）,4.5.3 工作温度根据结构工作温度选择结构质量等级： （1）工作温度低于20时： 宜用 Q235-C或Q235-D；（2）工作温度高于20时：可用Q235-B。,