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1.門剛結(jie)構(gou)體系基(ji)本情況

門式剛架輕型鋼(gang)結(jie)構(gou)主要指(zhi)承(cheng)重(zhong)(zhong)結(jie)構(gou)為單跨(kua)或多跨(kua)實腹(fu)門式剛架、具有輕型屋(wu)蓋和(he)輕型外墻、可(ke)以設置起重(zhong)(zhong)量不(bu)大(da)于 20t 的(de) A1～A5 工作級別橋式吊車或 3t 懸掛式起重(zhong)(zhong)機的(de)單層鋼(gang)結(jie)構(gou)房屋(wu)。

在輕型(xing)門式剛架(jia)結構體(ti)系中，屋蓋應采(cai)(cai)用(yong)壓(ya)(ya)型(xing)鋼板(ban)(ban)屋面板(ban)(ban)和(he)冷彎(wan)薄壁型(xing)鋼檁(lin)條(tiao)，主(zhu)剛架(jia)可(ke)采(cai)(cai)用(yong)變截面實腹剛架(jia)，外(wai)(wai)墻(qiang)宜采(cai)(cai)用(yong)壓(ya)(ya)型(xing)鋼板(ban)(ban)墻(qiang)板(ban)(ban)和(he)冷彎(wan)薄壁型(xing)鋼墻(qiang)梁，也可(ke)以(yi)采(cai)(cai)用(yong)砌(qi)體(ti)外(wai)(wai)墻(qiang)或底部為(wei)砌(qi)體(ti)、上部為(wei)輕質材料的(de)(de)外(wai)(wai)墻(qiang)。主(zhu)剛架(jia)斜(xie)梁下翼緣和(he)剛架(jia)柱內翼緣的(de)(de)出平面穩定性，由與(yu)檁(lin)條(tiao)或墻(qiang)梁相連接的(de)(de)隅撐來保(bao)證。主(zhu)剛架(jia)間的(de)(de)交叉支撐可(ke)采(cai)(cai)用(yong)角鋼或張緊(jin)的(de)(de)圓鋼。

單(dan)層門式剛架輕型房(fang)(fang)屋可采用隔熱卷材做屋蓋隔熱和保(bao)溫層，也可以采用帶隔熱層的(de)板材作屋面(mian)門式剛架輕型房(fang)(fang)屋屋面(mian)坡度宜取(qu) 1/8～1/20，在雨水較(jiao)多的(de)地區宜取(qu)其中較(jiao)大值。

門式剛架尺寸應符(fu)合(he)下(xia)列(lie)規定：

(1)、門(men)式剛架的跨度，應取橫向剛架柱軸線間的距離。

(2)、門式(shi)剛(gang)架(jia)的(de)高度(du)，應(ying)(ying)(ying)取地(di)坪(ping)至柱軸線與斜梁軸線交點的(de)高度(du)。門式(shi)剛(gang)架(jia)的(de)高度(du)，應(ying)(ying)(ying)根據使(shi)用要求的(de)室內凈(jing)高確定(ding)，設有吊車的(de)廠房應(ying)(ying)(ying)根據軌(gui)頂標高和吊車凈(jing)高要求而定(ding)。

(3)、柱的(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)線(xian)可(ke)取通過柱下端（較(jiao)小端）中(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)豎向軸(zhou)(zhou)線(xian)。工業建(jian)筑邊柱的(de)(de)(de)定位(wei)軸(zhou)(zhou)線(xian)宜取柱外皮。斜(xie)梁(liang)(liang)的(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)線(xian)可(ke)取通過變截面梁(liang)(liang)段最(zui)小端中(zhong)心(xin)與(yu)斜(xie)梁(liang)(liang)上(shang)表面平(ping)行的(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)線(xian)。

(4)、門式(shi)剛架(jia)輕(qing)型房屋(wu)(wu)的建筑尺寸：其(qi)檐口高度(du)(du)，應(ying)取(qu)(qu)(qu)地坪至(zhi)房屋(wu)(wu)外(wai)側檁條下緣的高度(du)(du)；其(qi)最大高度(du)(du)，應(ying)取(qu)(qu)(qu)地坪至(zhi)屋(wu)(wu)蓋頂部(bu)檁條上緣的高度(du)(du)；其(qi)寬度(du)(du)，應(ying)取(qu)(qu)(qu)房屋(wu)(wu)側墻墻梁外(wai)皮(pi)之(zhi)間的距離；其(qi)長度(du)(du)，應(ying)取(qu)(qu)(qu)兩端山墻墻梁外(wai)皮(pi)之(zhi)間的距離。

(5)、門式剛架的跨度(du)，單(dan)跨宜為 12～48m，以 3m 為模數。邊(bian)柱的寬度(du)不相等(deng)時，其外(wai)側要對齊。

(6)、門式(shi)剛架(jia)的高度，宜為 4.5～9.0m，必要時(shi)可適當加大(da)。當有橋(qiao)式(shi)吊車時(shi)不(bu)宜大(da)于 12m。

(7)、門式剛(gang)架的間距，即柱網軸(zhou)線(xian)在縱向的距離宜為 6m，也可采用 7.5m 或(huo) 9m，最大可用 12m。跨度較小(xiao)時可用 4.5m。

(8)、挑檐長度(du)可(ke)根據使用(yong)要(yao)求確定(ding)，宜采用(yong) 0.5～1.2m，其上翼緣坡(po)(po)度(du)宜與斜梁(liang)坡(po)(po)度(du)相(xiang)同。門(men)式(shi)剛(gang)(gang)架(jia)的(de)(de)形(xing)式(shi)分為單(dan)跨(kua)雙坡(po)(po)、雙跨(kua)單(dan)坡(po)(po)、多(duo)(duo)跨(kua)雙坡(po)(po)以及(ji)帶(dai)(dai)挑檐和(he)帶(dai)(dai)毗屋的(de)(de)剛(gang)(gang)架(jia)等。多(duo)(duo)跨(kua)剛(gang)(gang)架(jia)中間柱與剛(gang)(gang)架(jia)斜梁(liang)的(de)(de)連接，可(ke)采用(yong)鉸接。多(duo)(duo)跨(kua)剛(gang)(gang)架(jia)宜采用(yong)雙坡(po)(po)或單(dan)坡(po)(po)屋蓋，必要(yao)時也可(ke)采用(yong)由多(duo)(duo)個雙坡(po)(po)單(dan)跨(kua)相(xiang)連的(de)(de)多(duo)(duo)跨(kua)剛(gang)(gang)架(jia)形(xing)式(shi)。

單(dan)層輕型(xing)門(men)式剛架結(jie)構是指(zhi)以輕型(xing)焊接(jie) H 形(xing)鋼(gang)(gang)（等(deng)(deng)(deng)截(jie)面(mian)(mian)或(huo)變(bian)截(jie)面(mian)(mian)）、熱軋 H 形(xing)鋼(gang)(gang)（等(deng)(deng)(deng)截(jie)面(mian)(mian)）或(huo)冷彎(wan)薄壁型(xing)鋼(gang)(gang)等(deng)(deng)(deng)構成的(de)實(shi)腹式門(men)式剛架或(huo)格(ge)構式門(men)式剛架作為主要(yao)承重骨(gu)架，用(yong)冷彎(wan)薄壁型(xing)鋼(gang)(gang)（槽形(xing)、Z 形(xing)等(deng)(deng)(deng)）做檁(lin)條、墻梁(liang)；以壓型(xing)金屬板(ban)（壓型(xing)鋼(gang)(gang)板(ban)、壓型(xing)鋁板(ban)）做屋面(mian)(mian)、墻面(mian)(mian)；采用(yong)聚(ju)苯(ben)乙烯(xi)泡(pao)沫塑(su)料(liao)、硬質(zhi)聚(ju)氨酯泡(pao)沫塑(su)料(liao)、巖棉(mian)、礦棉(mian)、玻璃棉(mian)等(deng)(deng)(deng)作為保溫隔熱材料(liao)并適當設置(zhi)支撐的(de)一種輕型(xing)房屋結(jie)構體(ti)系(xi)。

在(zai)目(mu)前(qian)的(de)工程(cheng)實踐中，門(men)式剛(gang)(gang)架(jia)的(de)梁、柱多采用焊接 H 形變截(jie)面構(gou)件，單跨剛(gang)(gang)架(jia)的(de)梁柱節點采用剛(gang)(gang)接，多跨則大多剛(gang)(gang)接和鉸(jiao)(jiao)接并用；柱腳可與(yu)基礎(chu)剛(gang)(gang)接或鉸(jiao)(jiao)接；圍護結構(gou)多采用壓型鋼板；保(bao)溫隔熱(re)材料(liao)多采用玻璃棉。

2.設計要點

(1)由于門式剛架結構構件的(de)抗彎(wan)(wan)剛度、抗扭剛度較(jiao)小，結構的(de)整體剛度較(jiao)弱(ruo)，因此設(she)計時應考慮運輸和安裝過程中要(yao)(yao)采取的(de)必要(yao)(yao)措施，防止(zhi)構件發生彎(wan)(wan)曲和扭轉(zhuan)變形。

(2)要重(zhong)視支撐體系和隅撐的布置(zhi)，重(zhong)視屋面板(ban)、墻(qiang)面板(ban)與(yu)(yu)構(gou)件的連接構(gou)造，使其能參與(yu)(yu)結構(gou)的整(zheng)體工作。

(3)組成(cheng)構件的桿件較薄，設計(ji)中(zhong)應(ying)考慮對制作、安(an)裝、運輸的要求。

(4)設計(ji)中應充(chong)分考慮銹(xiu)蝕對結構構件(jian)截面削弱(ruo)的影響。

(5)門(men)式剛架(jia)的梁柱多采用(yong)變(bian)截面(mian)桿件，梁柱腹(fu)板在設(she)(she)計時考慮利用(yong)屈曲后的強(qiang)度(du)，所以塑性(xing)設(she)(she)計不再適用(yong)。

(6)設計中對輕(qing)型化帶來的(de)后果必須注意和正確(que)處理，比如(ru)風(feng)力可使輕(qing)型屋面的(de)荷載反向等。支撐結(jie)構(gou)設計要(yao)屋面支撐

1） 門式剛架的屋面支撐應(ying)和系桿(gan)、斜梁構成幾(ji)何不變的桁架體系。

2） 在房屋的(de)每個溫度區(qu)段(duan)或分(fen)期建設的(de)區(qu)段(duan)中，應(ying)分(fen)別設置獨立的(de)空間穩定結構的(de)支撐體系。

3） 柱距越(yue)(yue)大，吊車起(qi)重量越(yue)(yue)大且工作級別越(yue)(yue)高，支撐的(de)剛度應越(yue)(yue)大。

4） 地震區的支撐(cheng)應適當增(zeng)加，并加強節點(dian)構造。

5） 屋面支(zhi)撐(cheng)一(yi)般采(cai)用(yong)(yong)交叉支(zhi)撐(cheng)形(xing)式，僅按(an)軸(zhou)心拉桿設計(ji)，不(bu)考(kao)慮壓桿的工(gong)作。非地(di)震(zhen)區，考(kao)慮用(yong)(yong)圓鋼(gang)(gang)截(jie)面作為支(zhi)撐(cheng)。此(ci)時(shi)由于圓鋼(gang)(gang)末(mo)端(duan)設有(you)特殊的張緊裝置，可以不(bu)控(kong)制其長細比。地(di)震(zhen)區或(huo)風(feng)荷載(zai)較大時(shi)，一(yi)般用(yong)(yong)型鋼(gang)(gang)截(jie)面作為支(zhi)撐(cheng)，支(zhi)撐(cheng)一(yi)般按(an)長細比控(kong)制，當荷載(zai)較大時(shi)，還應(ying)根據(ju)內力(li)情(qing)況，驗(yan)算材料強(qiang)度。

6） 系桿一般按壓(ya)桿設計(ji)，常用(yong)截面為圓管截面。

柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)

1） 廠房的每一(yi)(yi)開(kai)間每一(yi)(yi)柱(zhu)(zhu)列(lie)(lie)，都應設置柱(zhu)(zhu)間支撐(cheng)，且邊柱(zhu)(zhu)與中(zhong)柱(zhu)(zhu)柱(zhu)(zhu)列(lie)(lie)應在同一(yi)(yi)開(kai)間內。

2） 有吊(diao)車時，柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)應在牛腿上(shang)下分別設置上(shang)柱(zhu)支(zhi)撐(cheng)和(he)下柱(zhu)支(zhi)撐(cheng)。

3） 當(dang)抗震設防烈度為 8 度或者有橋式吊車時，廠房單元兩(liang)端開間宜設置上柱支撐。

4） 廠(chang)房各柱(zhu)(zhu)列的(de)柱(zhu)(zhu)頂及屋脊的(de)位置應設置通長的(de)水平系桿(gan)。

5） 柱間(jian)支(zhi)撐的形式主要(yao)有(you)十字(zi)形，人字(zi)形和門形等。十字(zi)形支(zhi)撐傳力(li)直接(jie)，構造(zao)簡單，用(yong)料節省，剛度較(jiao)大，是應用(yong)較(jiao)多(duo)的一種形式；人字(zi)形和門形主要(yao)用(yong)于柱距較(jiao)大或于建筑(zhu)功能(neng)限(xian)制(zhi)不能(neng)使用(yong)十字(zi)支(zhi)撐的情況(kuang)。

6） 十字形支撐的設計，一般僅按受(shou)拉桿件進行設計，不考慮壓桿的工作。在布置(zhi)時，其傾角一般按 35 度～55 度考慮。

7） 柱(zhu)截面(mian)高度小于 800mm 時(shi)(shi)，一般多是沿著柱(zhu)子(zi)中心(xin)線設置單片支撐(cheng)。其截面(mian)形(xing)多為單角(jiao)鋼組成的 T 形(xing)或兩槽(cao)鋼組成的工(gong)字(zi)鋼截面(mian)。有吊車時(shi)(shi)，一般用(yong)雙片支撐(cheng)。

8） 柱間(jian)支撐(cheng)的截面大(da)小可由計算確定(ding)，并驗(yan)算其長細比(bi)，對荷載(zai)不大(da)的情況，一般(ban)由長細比(bi)控制。

9） 山墻風荷載(zai)由獨立溫(wen)度區段的所有柱(zhu)(zhu)間支撐承擔(dan)，計算時，可(ke)按柱(zhu)(zhu)列求得，然后再平均分配到每道柱(zhu)(zhu)間支撐，分層時，可(ke)分別求出。

10） 吊車(che)的縱向制動力由下柱柱間支撐承(cheng)擔。可(ke)按《建(jian)筑結構荷載(zai)規(gui)范》GB50009-2012第 6.1.2 條第一(yi)款

11） 縱向(xiang)地震作用計算(suan)可按(an)柱列(lie)法進行，計算(suan)按(an)兩個質點考慮。

12） 縱向地震作(zuo)用不與山墻風(feng)荷載和(he)吊車的縱向制動(dong)力同時組(zu)合。

3.結構形式和(he)結構布置

3.1 結(jie)構形式

門式(shi)剛架的結構形式(shi)按(an)跨(kua)度可分為單(dan)跨(kua)、雙(shuang)跨(kua)和多跨(kua)，按(an)屋面(mian)坡(po)脊(ji)數可分為單(dan)脊(ji)單(dan)坡(po)、單(dan)脊(ji)雙(shuang)坡(po)、

多脊多坡(po)。屋面坡(po)度宜取 1/20～1/8。單脊雙坡(po)多跨剛(gang)架，用于無橋式吊車的房(fang)屋時(shi)，當剛(gang)架柱(zhu)不是特(te)

別高(gao)且(qie)風(feng)荷(he)載也不是很大(da)時，依(yi)據“材(cai)料集中使用(yong)的(de)原則”，中柱宜(yi)采用(yong)兩端鉸接的(de)搖擺柱方(fang)案。門(men)式

剛架的柱腳(jiao)多按鉸接(jie)設計，當(dang)用(yong)于工業廠房且有(you) 5t 以上橋(qiao)式吊(diao)車時，宜(yi)將柱腳(jiao)設計成剛接(jie)。

3.2 結構布(bu)置

3.2.1 剛架的建(jian)筑(zhu)尺寸和(he)布置(zhi)。

門式剛架(jia)的跨度(du)宜(yi)為 12～48m，當(dang)柱寬度(du)不等時，其外側應對齊。高(gao)度(du)應根(gen)據使(shi)用要求(qiu)的室內(nei)凈高(gao)

確(que)定，宜取(qu) 4.5～9m。縱(zong)向溫(wen)度(du)(du)區(qu)(qu)段(duan)小于(yu) 300m，橫向溫(wen)度(du)(du)區(qu)(qu)段(duan)小于(yu) 150m（當有計算依據時，溫(wen)度(du)(du)區(qu)(qu)段(duan)可

適當(dang)放(fang)大）。

3.2.2 檁條和墻梁(liang)的(de)布置

檁條間距(ju)的確定(ding)應綜合考(kao)慮(lv)天窗、通(tong)風屋(wu)(wu)脊(ji)、采光帶、屋(wu)(wu)面材料、檁條規(gui)格等因素按計算確定(ding)，一般應等間距(ju)布置(zhi)，但(dan)在屋(wu)(wu)脊(ji)處應沿(yan)屋(wu)(wu)脊(ji)兩側各(ge)布置(zhi)一道，在天溝(gou)附近布置(zhi)一道。側墻墻梁的布置(zhi)應考(kao)慮(lv)

門(men)窗(chuang)、挑檐、雨蓬等構件(jian)的(de)設置和圍護(hu)材料(liao)的(de)要求確定。

3.2.3 支(zhi)撐和剛性系桿的布置

(1)在每個溫度區段或分(fen)期建設的區段中，應(ying)分(fen)別設置能(neng)獨立構(gou)成(cheng)空間穩(wen)定結構(gou)的支撐(cheng)體(ti)系。

(2)在設置(zhi)柱間(jian)支撐(cheng)的開(kai)間(jian)，應同時(shi)設置(zhi)屋蓋橫向支撐(cheng)，以構成幾何不(bu)變體系。

(3)端部支(zhi)撐宜設在(zai)溫度區段(duan)端部的(de)第(di)一(yi)或(huo)第(di)二個開(kai)間(jian)。柱間(jian)支(zhi)撐的(de)間(jian)距應根據房屋縱向(xiang)受力(li)情(qing)況及安(an)裝(zhuang)條件(jian)確定，一(yi)般(ban)取 30～45m，有吊車時不(bu)宜大于 60m。

(4)當(dang)房(fang)(fang)屋高(gao)度較大時，柱間(jian)支撐(cheng)應分層(ceng)設(she)置；當(dang)房(fang)(fang)屋寬度大于 60m 時，內柱列宜適當(dang)設(she)置支撐(cheng)。

(5)當(dang)端部支撐設在(zai)端部第(di)二(er)個(ge)開(kai)間(jian)時，在(zai)第(di)一個(ge)開(kai)間(jian)的(de)相(xiang)應位(wei)置(zhi)應設置(zhi)剛性系桿。

(6)在剛架的轉折處（邊柱柱頂、屋脊及多跨剛架的中柱柱頂）應沿房屋全長設置(zhi)剛性系桿(gan)。

(7)由支撐斜桿等組成的水平桁架，其直腹桿宜按剛(gang)性(xing)系(xi)桿考慮。

(8)剛(gang)性系桿(gan)可由檁條(tiao)(tiao)兼(jian)做，此時檁條(tiao)(tiao)應滿足(zu)壓彎構(gou)件(jian)的承載力和剛(gang)度要(yao)求(qiu)，當不滿足(zu)時可在剛(gang)架斜梁間設置鋼(gang)管、H 型鋼(gang)或其(qi)他截面形式的桿(gan)件(jian)。

(9)當房(fang)屋內設(she)有(you)不小(xiao)于 5t 的(de)吊車時(shi)，柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)宜用型鋼；當房(fang)屋中不允許設(she)置(zhi)柱(zhu)間支(zhi)撐(cheng)時(shi)，應設(she)置(zhi)縱向剛架(jia)。

4.荷載(zai)及(ji)荷載(zai)組合

4.1 永久荷載

永久荷載(zai)(zai)包括結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)構(gou)(gou)(gou)件的(de)自重(zhong)和懸掛在結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)上的(de)非結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)構(gou)(gou)(gou)件的(de)重(zhong)力荷載(zai)(zai)，如屋面、檁條、支撐、吊(diao)頂、墻(qiang)面構(gou)(gou)(gou)件和剛架自重(zhong)等。

4.2 可變荷載

可變荷(he)(he)載包括(kuo)屋(wu)(wu)面(mian)活(huo)荷(he)(he)載（設計屋(wu)(wu)面(mian)板和檁(lin)條時應考慮施工和檢修集中荷(he)(he)載，其(qi)標準(zhun)值為 1kN）、屋(wu)(wu)面(mian)雪荷(he)(he)載和積(ji)灰荷(he)(he)載、吊車荷(he)(he)載、地震作用、風(feng)荷(he)(he)載等(deng)。

4.3 荷載組合

荷載(zai)組合一般應遵從《建(jian)筑結構(gou)荷載(zai)設計規(gui)(gui)范》GB50009-2012的規(gui)(gui)定，針對門式(shi)剛(gang)架的特(te)點，《門式(shi)剛(gang)架輕型房屋(wu)鋼結構(gou)技術規(gui)(gui)范》GB51022-2015 給出下列組合原則：

(1)屋(wu)面均布活荷(he)載(zai)不(bu)與(yu)雪(xue)荷(he)載(zai)同(tong)時考慮，應取兩(liang)者(zhe)中(zhong)較大(da)值。

(2)積灰荷(he)載應與雪荷(he)載或屋(wu)面(mian)均布活(huo)荷(he)載中(zhong)的較大值同時考慮。

(3)施工或(huo)檢修集中(zhong)荷載不與屋面材料或(huo)檁條自重以外的(de)其他荷載同時(shi)考慮。

(4)多臺吊車(che)的組合(he)(he)應符合(he)(he)《建筑結構(gou)荷(he)載設(she)計規范》的規定。

(5)當需要考慮(lv)地(di)震作用時(shi)，風荷(he)載不與地(di)震作用同時(shi)考慮(lv)。

5.控制指標

5.1 構件控制指標

門式剛架構件驗算(suan)最顯著的特點(dian)是考慮(lv)腹板屈(qu)曲(qu)后強(qiang)度，這樣能充分發揮(hui)材料的性能。

強度(du)應力比：大于(yu)上(shang)限為(wei)不足，小于(yu)下限為(wei)過大。

穩(wen)定應(ying)力比：大(da)(da)于上限為不足，小于下限為過大(da)(da)。

抗剪應力(li)比(bi)：大于上限為不足(zu)，小(xiao)于下(xia)限為過大。

局部穩定:需要(yao)滿(man)足(zu)翼(yi)緣外(wai)伸(shen) 15 ，腹板在滿(man)足(zu) 250 的前(qian)提(ti)下取(qu)有效截面。受壓桿件長(chang)細(xi)比：大于 180 為不滿(man)足(zu)。

5.2 整體控制指標

結構(gou)(gou)柱(zhu)頂水平位移：按規范表格(ge) 3.3.1 規定的(de)限(xian)(xian)值，無吊車(che)大于 1/60 為不(bu)足；有(you)不(bu)帶(dai)操作(zuo)室吊車(che)的(de)廠房大于 1/180 為不(bu)足；有(you)帶(dai)操作(zuo)室吊車(che)的(de)廠房大于 1/400 為不(bu)足。受彎構(gou)(gou)件的(de)撓(nao)度(du)與其跨度(du)的(de)比(bi)值：不(bu)應大于規范表格(ge) 3.3.2 規定的(de)限(xian)(xian)值。由于柱(zhu)頂位移和構(gou)(gou)件撓(nao)度(du)產生的(de)屋面坡度(du)改(gai)變值，不(bu)應大于坡度(du)設計值的(de) 1/3。