門式鋼架廠房設(shè)計總結(jié)

1、門式剛架輕鋼廠房設(shè)計常見的廠房效果圖“門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)”，其中“門式”，主要有兩種形式：雙坡、單坡。門式剛架不僅僅只針對輕鋼，也包括普鋼。輕鋼門規(guī)僅僅是門式剛架結(jié)構(gòu)中的輕鋼部分。雙坡（人字坡）單坡“輕鋼”，這里有比較具體的限定：“單跨或多跨實腹式門式剛架”、“輕鋼屋蓋和輕鋼外墻”、“起重量不大于20t的A1A5工作級別橋式吊車或沒有吊車（當(dāng)然也可以是單梁吊車）”、“懸掛吊車起重量不超過3t”、“單層”、“跨度一般不宜超過36m”、“高度一般不宜超過12m”、“柱距一般不宜超過9m”。后面三條，一般超過36米就不宜在選用輕鋼規(guī)范設(shè)計了。剛架高度、柱距可根據(jù)實際情況選擇規(guī)范，并不是限定的那么

2、嚴(yán)格。門式輕鋼，多用于生產(chǎn)車間、倉庫、廠房鋼結(jié)構(gòu)。設(shè)計時，首先要確定規(guī)范的采用，不能一概而論的所有門式的就都是輕鋼。一些大噸位吊車，格構(gòu)柱等的門式結(jié)構(gòu)為重（普）鋼結(jié)構(gòu)，需按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范來采用。簡單的輕鋼門式廠房結(jié)構(gòu)上圖是最簡單的門式輕鋼廠房：四連跨，單跨人字坡24米，無吊車，鉸接柱腳。門式輕鋼廠房結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)成：主結(jié)構(gòu)、次結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、其他附屬結(jié)構(gòu)。主結(jié)構(gòu)：橫向主鋼架 結(jié)構(gòu)中最主要的部分，也是主受力部分，在門剛中為平面結(jié)構(gòu)，面外穩(wěn)定需要依靠其他系統(tǒng)來輔助達(dá)成，在設(shè)計時，要充分考慮到鋼架的面外穩(wěn)定問題。剛架主要包括實腹鋼梁、鋼柱，在輕鋼中多用楔形截面，有效利用構(gòu)件截面特性。主剛架支撐系統(tǒng) 支

3、撐系統(tǒng)在整個結(jié)構(gòu)體系中的用鋼量并不大，但卻是非常重要的。對比主鋼架來說，雖然其重要程度不如主鋼架，但是因現(xiàn)在的設(shè)計均為計算機(jī)輔助設(shè)計，主鋼架的計算可以利用設(shè)計軟件非常準(zhǔn)確的計算求得，但支撐系統(tǒng)的布置，截面選擇等卻需要有一定的人為因素參與，所以其顯得更為重要。并且支撐系統(tǒng)承擔(dān)著整個結(jié)構(gòu)縱向傳力及整體穩(wěn)定的重要作用。以后在其他結(jié)構(gòu)體系特別是空間結(jié)構(gòu)設(shè)計中，在選型的最前期，就該有整個體系的穩(wěn)定概念，這樣才能從大方向上把握住整個結(jié)構(gòu)的安全性和選型的合理性。門剛支撐系統(tǒng)包含屋面橫向支撐、柱間支撐、系桿等。注意在屋脊及柱頂位置的系桿一般均需通長設(shè)置。支撐系統(tǒng)吊車系統(tǒng) 吊車系統(tǒng)包括吊車梁（桁架），制動系統(tǒng)、

4、輔助系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)等，其自身系統(tǒng)相對來說比較獨立，但也需和其他結(jié)構(gòu)有效配合，才能形成安全、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系。托梁系統(tǒng) 托梁僅在抽柱的情況下出現(xiàn)，計算時可利用托梁的彈性剛度作為抽柱榀的彈性支座（僅指豎向），把該位置支座反力傳遞至兩相鄰剛架，同時水平力靠與屋面縱向支撐系統(tǒng)傳遞給相鄰榀。（一般情況下屋面系統(tǒng)僅設(shè)置橫向支撐）次結(jié)構(gòu)：屋面檁條 主要采用冷彎薄壁型鋼，一般有C型檁條、Z型檁條，其他當(dāng)跨度較大時也會采用大通H型鋼及方管、桁架式等，其布置方式有簡支梁、連續(xù)梁兩種，主要用途是作為屋面圍護(hù)結(jié)構(gòu)（屋面板）的支承結(jié)構(gòu)，并和隅撐配合組成屋面梁的面外支承點。檁條按其跨度應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置拉條。屋面檁條布置墻

5、面墻梁 與屋面檁條相同，多采用C型、Z型冷彎薄壁型鋼，或者大通H型鋼、方管等。墻面墻梁布置抗風(fēng)柱 抗風(fēng)柱多布置于山墻，主要用于端開間跨內(nèi)風(fēng)載傳遞給主結(jié)構(gòu)。山墻風(fēng)載通過抗風(fēng)柱傳遞給屋面支撐，再由屋面支撐傳遞到柱間支撐，經(jīng)柱間支撐傳遞至基礎(chǔ)?？癸L(fēng)柱的材質(zhì)一般同主結(jié)構(gòu)的Q235B或Q345B。山墻抗風(fēng)柱布置圍護(hù)結(jié)構(gòu)：屋面板 一般采用建筑用壓型鋼板，考慮排水問題，一般選用高波板。建筑用壓型鋼板的基材采用冷軋薄鋼板作為原板，在原板表面做熱鍍鋅鍍層，或者熱鍍鋁鋅鍍層，形成基板，即鍍層板，在鍍層板表面涂覆有機(jī)涂料，形成涂層板。涂層板經(jīng)輥壓冷彎，沿板寬方向形成波形截面的成型鋼板即為壓型彩鋼板。其與屋面檁條的連

6、接方式一般有打釘連接，其他固定件連接等。一般大型屋面還有采光要求。屋面板墻面板 墻面也是采用建筑用壓型鋼板，一般選用低波板，連接形式主要采用打釘連接。墻面板門窗 通風(fēng)、采光、通行之用。常用的有鋁合金窗及塑鋼窗（廠房）；卷閘門（電動、非電動）、推拉門及平開門等。其他結(jié)構(gòu)：女兒墻 為保證結(jié)構(gòu)外形美觀，將墻體升高，使四周平齊整潔。氣樓 主要為了實現(xiàn)廠房內(nèi)部通風(fēng)換氣的需要，一般做在屋脊位置，也有其他做法和布置方式。一些還兼有采光功能。雨棚 門洞口擋雨用。爬梯 屋面檢修用?；A(chǔ) 屬土建結(jié)構(gòu)。設(shè)計時要根據(jù)結(jié)構(gòu)實際受力情況分析基礎(chǔ)和鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。例如上部結(jié)構(gòu)采用柱腳剛接，可有效節(jié)約一部分鋼材用量，但基

7、礎(chǔ)會增加更多資金投入；上部采用鉸接，雖基礎(chǔ)變小，但上部會相應(yīng)增加一部分用鋼量。所以在選擇結(jié)構(gòu)柱腳方式的時候，首先要根據(jù)結(jié)構(gòu)自身受力特點來確定，其次也要考慮整體的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，做到結(jié)構(gòu)合理且經(jīng)濟(jì)。（先是結(jié)構(gòu)合理，之后考慮經(jīng)濟(jì)性）設(shè)計軟件介紹：門剛結(jié)構(gòu)，一般采用PKPM門式剛架二維設(shè)計或3D3S輕型門式剛架設(shè)計模塊。PKPM門剛設(shè)計模塊PKPM門剛模塊界面3D3S輕型門式剛架設(shè)計模塊3D3S輕型門式剛架模塊界面結(jié)構(gòu)材質(zhì)介紹：主結(jié)構(gòu)常用材質(zhì)為Q235B、Q345B。Q235B屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼（低碳鋼），適用標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q代表屈服點，其屈服強(qiáng)度為235。碳素結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)含碳量

8、多少分為低碳鋼（含碳量0.02%0.25%）、中碳鋼（含碳量0.25%0.60%）、高碳鋼（含碳量0.60%2.00%），建筑鋼結(jié)構(gòu)主要使用低碳鋼。另每個牌號內(nèi)又有不同的質(zhì)量等級（A、B、C、D），建筑主結(jié)構(gòu)以使用B級鋼為主，另根據(jù)結(jié)構(gòu)特點也可適當(dāng)提高等級標(biāo)準(zhǔn)，A級鋼禁止用于主結(jié)構(gòu)。對于等級標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)分主要在于含碳量標(biāo)準(zhǔn)及夏比（V型缺口）沖擊試驗要求，A級鋼是不做沖擊試驗要求的，B級鋼有常溫20度下的沖擊試驗要求，C級鋼要求試驗溫度為0度，D級鋼為-20度。另鋼材根據(jù)脫氧方法不同，還分為沸騰鋼（F）、半鎮(zhèn)靜鋼（b）、鎮(zhèn)靜鋼（Z）、特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ）。建筑鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)一般均采用鎮(zhèn)靜鋼（Z），在書

9、寫鋼材牌號時可以不標(biāo)注Z，此時默認(rèn)為鎮(zhèn)靜鋼。Q345B屬于低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（低合金鋼），適用標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 1591-2008低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，Q代表屈服點，其屈服強(qiáng)度為345。合金鋼根據(jù)合金元素含量多少分為低合金鋼（合金總含量小于5%）、中合金鋼（合金總含量5%10%）、高合金鋼（合金總含量大于10%），建筑鋼結(jié)構(gòu)主要使用低合金鋼。另每個牌號內(nèi)又有不同的質(zhì)量等級（A、B、C、D、E），建筑主結(jié)構(gòu)以使用B級鋼為主，另根據(jù)結(jié)構(gòu)特點也可適當(dāng)提高等級標(biāo)準(zhǔn)，A級鋼禁止用于主結(jié)構(gòu)。對于等級標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)分主要在于夏比（V型缺口）沖擊試驗要求，A級鋼是不做沖擊試驗要求的，B級鋼有常溫20度下的沖擊試驗要求，

10、C級鋼要求試驗溫度為0度，D級鋼為-20度，E級鋼為-40度。另鋼材根據(jù)脫氧方法不同，還分為鎮(zhèn)靜鋼（Z）、特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ）。建筑鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)一般均采用鎮(zhèn)靜鋼（Z），在書寫鋼材牌號時可以不標(biāo)注Z，此時默認(rèn)為鎮(zhèn)靜鋼。當(dāng)板厚超過40mm（35mm），并有Z向（板厚度方向）受力要求時，一般均另需對鋼板追加Z向性能要求，主要目的是為了防止焊接或受力時產(chǎn)生厚度方向的層狀撕裂，以保證結(jié)構(gòu)安全。吊車梁、抗風(fēng)柱、托梁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件也需按規(guī)范選取B級鋼或更高質(zhì)量等級，不可使用A級鋼。支撐采用的圓鋼、角鋼等可以根據(jù)需要選擇，也可以酌情選用A級鋼。一般對于此類構(gòu)件，均可直接標(biāo)注Q235或Q345（質(zhì)量等級不做要求）。

11、另針對成品型鋼，可根據(jù)實際情況判斷選擇是采用鎮(zhèn)靜鋼還是沸騰鋼，要考慮型鋼加工工藝及市場供應(yīng)等條件合理判定。冷彎薄壁型鋼檁條（墻梁），因材質(zhì)比較特殊，其基材是以熱軋鋼卷為原料，經(jīng)過冷軋工藝后形成。由于連續(xù)冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷的強(qiáng)度、硬度上升、韌塑指標(biāo)下降，因此沖壓性能將惡化。一般冷軋都會經(jīng)過退火處理，以部分的改善其性能。需要注意的是實際上冷軋板強(qiáng)度、硬度較高，現(xiàn)在設(shè)計時根據(jù)規(guī)范也只提供了Q235、Q345兩種，實際上可能有強(qiáng)度更高的冷軋板，但我們設(shè)計的時候仍以此兩種材質(zhì)為準(zhǔn)。冷軋板一般不宜用于焊接。屋面、墻面壓型鋼板一般也為冷軋鋼板壓制成型。另外也可能采用夾芯板、鋁合金板等。一般的長屋面

12、板均有在溫差下的伸縮要求，所以其與檁條連接件間多保留伸縮功能（打釘除外），所以設(shè)計檁條時應(yīng)加以注意（面板是否可以阻止屋面檁條翼緣的失穩(wěn)）。PKPM針對構(gòu)件材質(zhì)的選擇在：“參數(shù)輸入”>>“總信息參數(shù)”中材質(zhì)定義3D3S軟件在：“構(gòu)件屬性”>>“定義材性”中材性定義門剛結(jié)構(gòu)布置門式剛接結(jié)構(gòu)布置主要還是依據(jù)于建筑要求及廠房或車間的生產(chǎn)工藝要求，一般在結(jié)構(gòu)設(shè)計前就已經(jīng)根據(jù)工藝布置確定了剛架的跨度及縱向柱距。在此前提下，結(jié)構(gòu)設(shè)計在結(jié)構(gòu)布置上需要考慮溫度區(qū)段的分割及結(jié)構(gòu)支撐的布置。根據(jù)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 CECS 102:2002，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的溫度區(qū)段長度（

13、伸縮縫間距），應(yīng)符合下列規(guī)定：縱向溫度區(qū)段不大于300m；注釋：垂直跨度方向。橫向溫度區(qū)段不大于150m。（當(dāng)有可靠計算依據(jù)時，可以適當(dāng)加大，例如業(yè)主要求一定要超過150m，但不可分段）注釋：跨度方向。當(dāng)有計算依據(jù)時，可采用兩種做法：1、設(shè)置雙柱（最直接、最安全、也最合理，適用于縱向與橫向）；注釋：利用雙柱把本來應(yīng)該是同一個的整體結(jié)構(gòu)分割成完全獨立的兩個結(jié)構(gòu)或者多個結(jié)構(gòu)。2、搭接檁條、墻梁的螺栓連接處采用長圓孔，并使該處屋面板、墻面板在構(gòu)造上允許伸縮；吊車梁與柱的連接處宜采用長圓孔（適用于縱向）。注釋：長圓孔連接時利用其可伸縮性，但鑒于現(xiàn)今的施工人員的技術(shù)理解能力及施工水平，實際上并不一定能真

14、正實現(xiàn)設(shè)計者的這種假定。所以建議采用此種方式時需慎重，并需標(biāo)注清楚。一般情況下建議采用第1種。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的支撐設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：1、在每個溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中，應(yīng)分別設(shè)置能獨立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系。注釋：獨立存在的體系應(yīng)具有單獨的穩(wěn)定體系。所謂空間穩(wěn)定不僅僅要考慮X向Y向、Z向穩(wěn)定，也要考慮空間體的角壓縮或拉伸方向的穩(wěn)定。2、在設(shè)置柱間支撐的開間，宜同時設(shè)置屋面橫向支撐，以組成幾何不變體系。注釋：僅僅設(shè)置柱間支撐是無法實現(xiàn)整個體系的穩(wěn)定的，需要和屋面橫向支撐一起來組成整個穩(wěn)定體系。支撐和剛性系桿的布置宜符合下列規(guī)定：1、屋蓋橫向支撐宜設(shè)在溫度區(qū)間端部的第一個或第二個開

15、間。當(dāng)端部支撐設(shè)在第二個開間時，在第一個開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿。注釋：屋面支撐系桿設(shè)置位置一般設(shè)置在柱頂、屋脊、抗風(fēng)柱連接處。當(dāng)支撐是設(shè)置在第二開間時，應(yīng)有可靠的傳力構(gòu)件把端剛架的水平力傳遞至第二開間的支撐系統(tǒng)，因此需根據(jù)各個受力點設(shè)置剛性傳力構(gòu)件。2、柱間支撐的間距應(yīng)根據(jù)房屋縱向柱距、受力情況和安裝條件確定。當(dāng)無吊車時宜取3045m；當(dāng)有吊車時宜設(shè)在溫度區(qū)段中部，或當(dāng)溫度區(qū)段較長時宜設(shè)在三分點處，且間距不宜大于60m。注釋：當(dāng)有吊車時，一般在區(qū)段中部（區(qū)段較短）或三分點處（區(qū)段較長）設(shè)置支撐，此時應(yīng)以吊車因素為第一考慮因素。當(dāng)區(qū)段靠4榀支撐無法滿足時，也可按次序依次增加數(shù)目；當(dāng)區(qū)段非常

16、短時，也可考慮僅在端頭設(shè)置支撐。應(yīng)根據(jù)實際情況酌情考慮。從某種意義上來說，此條也可以理解為無吊車時，考慮支撐的布置是從一端到另一端；有吊車時，是從中間向兩端考慮。3、當(dāng)建筑物寬度大于60m時，在內(nèi)柱宜適當(dāng)增加柱間支撐。注釋：中柱支撐實際上并不是每榀都需設(shè)置的，此時對于整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定體系來說，仍是成立的，當(dāng)總跨度較長時應(yīng)適當(dāng)在中柱位置增加支撐的布置。但是我們在考慮整體穩(wěn)定性能的同時也不能忽略掉支撐系統(tǒng)的傳力性能，因考慮到一般在山墻位置中柱也受到水平風(fēng)荷載，產(chǎn)生縱向水平力，所以設(shè)計時，應(yīng)盡量在所有中柱位置均設(shè)置支撐。4、當(dāng)房屋高度相對于柱間距較大時，柱間支撐宜分層設(shè)置。注釋：柱高遠(yuǎn)大于柱距時，如果僅

17、設(shè)置單層支撐，可能其角度超出規(guī)范要求，這種狀態(tài)下的支撐承載能力滿足不了計算假定要求，所以遇此情況盡量分層設(shè)置支撐。5、在剛架轉(zhuǎn)折處（單跨房屋邊柱柱頂和屋脊，以及多跨房屋某些中間柱柱頂和屋脊）應(yīng)沿房屋全長設(shè)置剛性系桿。注釋：屋架轉(zhuǎn)折處即為柱頂、屋脊位置，這些位置的支撐需沿全長設(shè)置，這樣可將整個體系的縱向受力有效的分擔(dān)給所有的支撐構(gòu)件。6、由支撐斜桿等組成的水平桁架，其直腹桿宜按剛性系桿考慮。注釋：一般情況下的支撐力的傳遞都是由弦桿和斜腹桿（也可能是柔性桿）直接傳遞，如果出現(xiàn)柱距較大，柱高較低的情況，則可能出現(xiàn)桁架式支撐，此時可能出現(xiàn)直腹桿，那么此條要求直腹桿需為剛性壓桿，否則無法正常傳遞受力，并

18、可能出現(xiàn)弦桿（一般按軸壓桿考慮）受彎的情況。7、在設(shè)有帶駕駛室且起重量大于15噸橋式吊車的跨間，應(yīng)在屋蓋邊緣設(shè)置縱向支撐桁架。當(dāng)橋式吊車起重量較大時，尚應(yīng)采取措施增加吊車梁的側(cè)向剛度。注釋：吊車一般設(shè)置在柱中間位置，計算柱撐時，一般假定為下層支撐承受吊車力，但實際情況為吊車力也有可能部分向上傳遞，因此在屋蓋邊緣設(shè)置縱向屋面支撐，與橫向支撐及剛架面內(nèi)剛度共同作用，可防止屋蓋結(jié)構(gòu)受此力的影響。大噸位吊車吊車梁截面較高，增加其側(cè)向剛度有利于整個吊車梁系統(tǒng)穩(wěn)定，一般指吊車梁制動系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)及支撐系統(tǒng)。剛性系桿可由檁條兼做，此時檁條應(yīng)滿足對壓彎桿件的剛度和承載力要求。當(dāng)不滿足時，可在剛架斜梁間設(shè)置鋼管

19、、H型鋼或其他截面的桿件。注釋：檁條代系桿時，檁條需按壓彎桿件設(shè)置。有時采用雙檁條或其他截面形式的檁條，采用檁條代系桿，需有理論計算為依據(jù)，不可隨意替代。一般建議設(shè)置單獨的剛性系桿，這樣傳力系統(tǒng)相互獨立，且傳力路徑簡單明確。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的支撐，可采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼支撐。圓鋼與構(gòu)件的夾角應(yīng)在30°60°范圍內(nèi)，宜接近45°。注釋：夾角超限時，實際作用效果與計算假定相差較大。當(dāng)設(shè)有起重量不小于5噸的橋式吊車時，柱間宜采用型鋼支撐。在溫度區(qū)段端部吊車梁以下不宜設(shè)置柱間剛性支撐。注釋：此構(gòu)造要求可有效保證吊車縱向力由多個柱間支撐共同承擔(dān)，而不會出現(xiàn)瞬時

20、縱向力僅由一個支撐承受的情況，有利于結(jié)構(gòu)安全。但計算時，需根據(jù)實際的下層支撐數(shù)目來計算，不可以與總數(shù)目相混淆。當(dāng)不允許設(shè)置交叉柱間支撐時，可設(shè)置其他形式的支撐；當(dāng)不允許設(shè)置任何支撐時，可設(shè)置縱向剛架。注釋：其他形式一般有門式、桁架式等，多見于廠內(nèi)設(shè)備占用支撐位置或過道（門）位置與支撐沖突時。設(shè)置縱向剛架即為形成框架，利用梁柱剛接節(jié)點域達(dá)到穩(wěn)定要求。一般結(jié)構(gòu)設(shè)計時盡量要求簡潔明確，盡量少用多種形式混合。所以在門式平面結(jié)構(gòu)中，盡量不要出現(xiàn)縱向梁柱剛接的框架結(jié)構(gòu)，除非沒有其他方法可實現(xiàn)時。支撐系統(tǒng)的計算輕型門剛系統(tǒng)中的交叉支撐和柔性系桿（用的比較少）可按拉桿設(shè)計，非交叉支撐（桁架式、門式）中的受壓桿

21、件和剛性系桿按壓桿設(shè)計。屋面支撐的內(nèi)力，根據(jù)縱向風(fēng)荷載來計算（水平桁架受力）；對于交叉支撐可不計壓桿的受力。柱間支撐的內(nèi)力，根據(jù)屋面支撐傳遞的反力及柱所受風(fēng)荷載反力來計算（懸臂桁架）。有吊車時，要計入吊車縱向水平力。柱間支撐最后將反力傳遞至基礎(chǔ)。支撐計算，可根據(jù)支撐道數(shù)平均分配至各支撐后計算。注：計算支撐時，按有效截面來計算（螺紋部分），當(dāng)圓鋼直徑較大時，要考慮腹板連接部分的加強(qiáng)（超過25的時候），即采用有效方法使局部集中力有效傳遞至整個柱截面。圓鋼支撐時，需張緊，防止其在自重狀態(tài)下下?lián)?。（工程驗收時，需要觀察的方面）主剛架的設(shè)計設(shè)計方法：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)承載能力：強(qiáng)度、整體

22、穩(wěn)定、局部穩(wěn)定。（計算時按設(shè)計值計算）正常使用：位移、撓度。（計算時按標(biāo)準(zhǔn)值計算）剛架設(shè)計主要依靠軟件來完成，需要注意的幾個小方面：1、屋面坡度變化率的限值；2、楔形構(gòu)件的截面高度變化率；3、構(gòu)件截面的自身構(gòu)造要求；4、梁分段點的選擇；5、不同功能構(gòu)件的撓度或位移的限值要求的不同；6、構(gòu)件計算長度的取值；7、構(gòu)件單元的釋放；8、柱計算長度系數(shù)的計算方法（有、無側(cè)移）；9、吊車荷載的輸入；10、地震效應(yīng)參數(shù)的輸入；12、荷載分項系數(shù)及組合的選用；13、荷載的正確取值等。以PKPM和3D3S軟件為例，說明剛架的設(shè)計過程單榀-柱高6m-跨度24m-坡度10%PKPM這里均可按軟件要求的參數(shù)信息輸入。

23、主要注意的梁分段：一般情況下根據(jù)彎矩最小點設(shè)置為分段點，在未開始計算時，一般根據(jù)經(jīng)驗判斷大致在3:4:3的位置為彎矩最小點。但這里需要注意，柱頂處楔形梁有截面高度變化率的限制，所以為了最終的計算結(jié)果的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，可以適當(dāng)加大第一段的分段長度。荷載：一般單層板恒載按0.25，雙層板按0.30考慮；活載，當(dāng)受荷投影面積大于60平米是，活載可取為0.3，其余情況取為0.5。雪載，根據(jù)荷載規(guī)范中的要求取值，雪載和活載不同時作用，取二者較大值。這里需要注意的是，荷載規(guī)范給出的是基本雪壓，其與雪荷載是有區(qū)別的，不可直接將雪壓值代如雪荷載值。風(fēng)載，可根據(jù)門剛中的規(guī)定取值，也可根據(jù)荷載規(guī)范取值，具體的風(fēng)荷載算

24、法可對比輕鋼規(guī)范和荷載規(guī)范，進(jìn)一步的理解其取值及計算方法的特點，并理解其計算思路。受荷寬度：指兩榀剛架間距，用于計算荷載作用于剛架上的線荷載。面外計算長度：一般指面外支承點的間距，在輕鋼中一般根據(jù)隅撐布置間距，同時配合剛性系桿等的布置，取為面外計算長度。注意：僅檁條作用是不能達(dá)到面外支承點的作用的，要靠檁條和隅撐共同作用才可以。注意：中柱或者無面板圍護(hù)的柱子一般不設(shè)置墻梁結(jié)構(gòu)，此刻這類柱子應(yīng)與邊柱區(qū)分出來，其面外計算長度需按柱實際面外支承點長度來設(shè)置，一般為柱腳至系桿的距離（柱自身長度）。3D3S注意：分段比，左梁與右梁均按從左到右分段，不要直接復(fù)制，以免出現(xiàn)錯誤。其他同PKPM。荷載信息同P

25、KPM，但其面外計算長度需在其他菜單中輸入，且受荷寬度等也是。注意中間區(qū)與邊緣區(qū)的區(qū)分，主要體現(xiàn)在風(fēng)載計算時取的風(fēng)荷載體型系數(shù)的不同，邊緣區(qū)要大很多。計算時，邊緣區(qū)在整個結(jié)構(gòu)中占的范圍較小，所以一般按中間區(qū)計算。并且，一般山墻跨受的荷載范圍僅為中間跨的一半，但實際設(shè)計時，其截面等均與中間區(qū)相同（主要是為了方便，當(dāng)然也可以設(shè)計成兩種剛架截面），所以在這種情況下，即便風(fēng)荷載體形系數(shù)變大，一般也不影響剛架的安全性，所以很多時候不再單獨計算山墻跨的剛架。（如果有需要的時候，還是要計算的）建模完成后，其他設(shè)置均按軟件菜單流程操作針對PKPM，柱布置主要是設(shè)置柱截面及截面類型；梁布置設(shè)置各段梁的截面及截面

26、類型；計算長度，這里主要為面外計算長度的輸入，當(dāng)設(shè)置隅撐時，按隅撐間距來輸入，當(dāng)無隅撐時，按剛性系桿和支撐的布置來定義面外長度（一般鋼梁設(shè)置為3000，為兩個檁條間距設(shè)置一道隅撐；鋼柱設(shè)置為4000，主要考慮由窗門等存在時，墻梁間距可能會加大），面內(nèi)計算長度主要依靠軟件自行計算，一般門剛按有側(cè)移結(jié)構(gòu)計算；鉸接構(gòu)件主要用于定義柱腳形式為鉸接還是剛接；恒載、活載主要是校正建模時輸入的荷載是否準(zhǔn)確，有誤差的需要在此修正為正確值；左風(fēng)右風(fēng)一般均為軟件根據(jù)規(guī)范計算得出，當(dāng)無法得出時，用戶需自行根據(jù)規(guī)范的體形系數(shù)、高度系數(shù)等計算并輸入模型中；吊車荷載，根據(jù)吊車臺數(shù)，輪壓等求出影響線，并計算反力傳遞至剛架，

27、這里需要注意的是吊車梁的重量需要用戶自行以集中力的方式添加至剛架上，或者將吊車反力按一定比例放大后施加。針對3D3S，構(gòu)件單元荷載可在顯示查詢中查看。這里可以定義構(gòu)件截面、材性，構(gòu)件方位（放置方式）。可以定義構(gòu)件計算長度，設(shè)置支座形式等。荷載編輯，可以修改剛架荷載（恒載、活載、風(fēng)載），另可在此輸入吊車荷載、地震荷載、穩(wěn)定荷載。并可設(shè)置荷載組合。上述設(shè)置完成后，進(jìn)入?yún)?shù)輸入階段針對PKPM用戶根據(jù)實際情況選擇結(jié)構(gòu)類型，選擇按哪本規(guī)范執(zhí)行，及設(shè)計控制參數(shù)（按規(guī)范要求設(shè)置）。選擇構(gòu)件材質(zhì)，這里需要指出的是一般情況如果結(jié)構(gòu)屬于應(yīng)力控制狀態(tài)（強(qiáng)度、穩(wěn)定控制），則選擇為Q345材質(zhì)；如果處于撓度、變形控制

28、狀態(tài)（梁撓度、柱頂位移控制），則選擇為Q235材質(zhì)。對比兩種材質(zhì)，其價格Q345略高，約300元/噸，對整體造價影響不大。Q235較Q345強(qiáng)度低，但其自身構(gòu)造控制要求較松，所以可以把截面做高，做寬（相對比345而言），更利于控制構(gòu)件變形。所以可以得出在強(qiáng)度穩(wěn)定起控制作用的時候盡量選擇Q345鋼，在變形控制時盡量選擇Q235鋼。自重放大系數(shù)，因軟件計算時，自行計算自重并加入恒載中，此時并沒有計算節(jié)點等重量，僅僅計算了構(gòu)件重量，所以此處有自重放大系數(shù)，一般取為1.2也較合理。門剛一般均為有側(cè)移結(jié)構(gòu)。凈截面與毛截面比值，一般當(dāng)截面無開孔等措施時，此處可以輸入為1。有地震作用時，按規(guī)范輸入各項參數(shù)。

29、按實際情況及規(guī)范要求，輸入分項系數(shù)值及組合系數(shù)值。活載計算時，有的時候需要考慮其不利布置，一般為在樓層活載時，按不利布置考慮，以獲得最大應(yīng)力狀態(tài)。但輕鋼結(jié)構(gòu)活載主要出現(xiàn)在屋面，且一般均為滿布荷載，不會出現(xiàn)像樓面一樣的人員荷載不利分布或者設(shè)備荷載不利分布等情況。所以此處可以不考慮不利布置。以上均設(shè)置完畢后，可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算，并查看計算后構(gòu)件強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形等相對應(yīng)的結(jié)果是否滿足要求，同時也需查看構(gòu)件自身構(gòu)造要求是否滿足。（超限信息查詢）針對3D3S按前文方法，均設(shè)置完成后，進(jìn)行內(nèi)力分析求解出構(gòu)件內(nèi)力、變形及支座反力等。之后選擇適用規(guī)范（輕鋼規(guī)范或其他）并設(shè)置驗算參數(shù)這里需要注意的是，當(dāng)柱腳鉸接時

30、采用查表法取計算長度，剛接時取用一階分析法。之后進(jìn)行設(shè)計驗算。門剛為有側(cè)移結(jié)構(gòu)。驗算后顯示并查詢各構(gòu)件的應(yīng)力及變形。看其是否滿足要求。當(dāng)不滿足時，需調(diào)整構(gòu)件截面并重新計算。上面主要是門剛計算中，PKPM與3D3S軟件的應(yīng)用。一般在門剛設(shè)計中，根據(jù)安全性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，對構(gòu)件應(yīng)力及撓度需要達(dá)到一定的范圍才是最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計。一般情況下，要求鋼梁的最大（強(qiáng)度或穩(wěn)定）應(yīng)力比一般達(dá)到0.95左右，鋼柱一般達(dá)到0.85左右。撓度和位移需滿足規(guī)范要求。這些是常規(guī)狀態(tài)下，在出現(xiàn)特殊情況時，也可以適當(dāng)調(diào)整。門剛設(shè)計中，一般鋼柱在無吊車，無夾層，且高度不是很高的情況下，一般采用楔形柱，柱腳采用鉸接形式。其他時一般

31、采用剛接柱腳（吊車、夾層、高度很高等）。在此，還要考慮工程整體的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，例如鉸接時，柱構(gòu)件相對于剛接時截面較大，但其土建基礎(chǔ)很?。划?dāng)剛接時，柱構(gòu)件用鋼量可以變小，但是土建要配一個很大的基礎(chǔ)來承擔(dān)柱腳彎矩作用。所以此處需綜合考慮，不可僅僅以鋼結(jié)構(gòu)部分的用鋼量來衡量經(jīng)濟(jì)性。鋼梁，一般分為三段，檐口及屋脊處一般設(shè)置為楔形梁，中間段一般為等截面H形鋼梁。檐口處與柱連接，傳遞彎矩作用，所以梁設(shè)置成楔形是合理的。中間段的梁承受彎矩，但相對于梁端來說，彎矩較小，且彎矩出現(xiàn)在跨中左右的位置，所以設(shè)置成等截面梁較為合理。中間段梁楔形大頭位于屋脊處，這樣的截面有利于減少剛架的屋脊處的撓度，也有利于承擔(dān)跨中彎矩

32、。因為門剛基本固定于上述所說的截面設(shè)置規(guī)則。在設(shè)計過程中，要考慮鋼梁運(yùn)輸?shù)囊蛩?，可以根?jù)適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸長度加以分段。例如屋脊處兩段梁可以做成一個整體，這樣即減少了節(jié)點數(shù)量又能使安裝方便，且是在滿足運(yùn)輸長度要求的前提下；還有中柱頂?shù)膬啥虽摿阂部梢宰龀梢桓?。另因鋼梁分段，所以各段可根?jù)自身的受力情況設(shè)置截面，包括截面寬度，板材厚度等，不過截面高度需相互協(xié)調(diào)。并且這里針對截面寬度也最好做成相同（不等寬也可以），這樣結(jié)構(gòu)美觀大方且截面過渡均勻。結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算完成后，利用PKPM和3D3S均可進(jìn)行結(jié)構(gòu)后處理，即計算節(jié)點等。這里需要正確選擇參數(shù)來進(jìn)行計算。并需對節(jié)點有一定的歸并整理能力，以簡化采購時的板材或零件

33、的種類。設(shè)計是一個工程項目實施階段的領(lǐng)頭工作段，所以多為后期各工序考慮，也是一個高質(zhì)量施工圖設(shè)計的判別因素。簡單廠房結(jié)構(gòu)主要節(jié)點形式介紹剛接柱腳設(shè)計時應(yīng)注意支承加勁肋，且板中部區(qū)格不能過大。錨栓長度及做法需按節(jié)點手冊中表格選取。鉸接柱腳設(shè)計時應(yīng)注意底板厚度的選取。不能過薄。鉸接情況下可以設(shè)計為兩個錨栓也可以設(shè)計為四個錨栓。兩個錨栓更接近于設(shè)計假定，四個錨栓更有利于現(xiàn)場構(gòu)件的吊裝固定。注意剛接鉸接的不同節(jié)點形式對結(jié)構(gòu)用鋼量的影響。僅考慮鋼構(gòu)用量時，剛接更有利于減小用鋼量，且結(jié)構(gòu)受力更好，但此時基礎(chǔ)做法需按剛接時考慮，基礎(chǔ)做大；鉸接時，鋼結(jié)構(gòu)相對于剛接柱腳來說構(gòu)件會偏大，但是基礎(chǔ)較小。所以設(shè)計初期

34、就要考慮其綜合性，不要僅僅考慮鋼結(jié)構(gòu)自身用量。一般情況下在鉸接易實現(xiàn)的時候盡量用鉸接，對于較大型結(jié)構(gòu)用剛接。梁柱剛接節(jié)點（邊柱端板豎放）梁柱剛接節(jié)點（中柱端板橫放）梁柱端板連接時，端板可采用豎放、橫放及斜放（邊柱），其計算都是基于螺栓群計算與端板厚度計算。根據(jù)具體結(jié)構(gòu)按構(gòu)件大小，根據(jù)實際情況選擇合適的、便于安裝的、最經(jīng)濟(jì)的節(jié)點連接形式。梁梁剛接節(jié)點梁的分段位置，在設(shè)計時應(yīng)綜合考慮兩種因素影響，即彎矩較小位置、梁的分段便于運(yùn)輸。柱間支撐節(jié)點（圓鋼柔性支撐）屋面支撐節(jié)點（圓鋼柔性支撐）支撐需與剛性系桿配對使用，因柔性支撐僅承受拉力，所以要有系桿作為壓力傳遞桿。其注意支撐的角度。需要滿足在一定的夾角

35、范圍內(nèi)。剛性系桿受力計算需注意在不同位置的系桿受力可能存在差別，例如中柱系桿受力要較邊柱的大?？癸L(fēng)柱連接節(jié)點抗風(fēng)柱柱頂，當(dāng)位于結(jié)構(gòu)鋼梁下側(cè)時，一般采用上述連接節(jié)點，開長圓孔，對豎向進(jìn)行釋放，但可承受水平向荷載。當(dāng)抗風(fēng)柱位于外側(cè)時，一般可采用Z型板連接，其原理也是豎向釋放，水平向傳導(dǎo)。如果條件允許，一般可將Z型板連至鋼梁上翼緣或系桿對應(yīng)位置，這樣可以規(guī)避連與下翼緣時對鋼梁產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)作用。檁條（墻梁）連接節(jié)點（帶隅撐）檁條屬于次結(jié)構(gòu)，是壓型板的骨架。隅撐主要是做為鋼梁（柱）面外支承點，減小構(gòu)件的面外計算長度用。梁柱的面外計算長度可根據(jù)隅撐布置間距來定義。檁條一般采用C型（簡支）、Z型（連續(xù)）。檁條、墻梁拉條節(jié)點拉條可減小檁條的面外計算長度，但需注意拉條的設(shè)置位置，一般僅減少其靠近側(cè)的翼緣的面外計算長度。所以應(yīng)理解其實際作用，以免在計算檁條時，對其實際意義估計不足。另拉條還有阻止檁條扭轉(zhuǎn)的作用。注意拉條系統(tǒng)中直拉條、斜拉條、撐桿的區(qū)別與其各自在受力過程中的作用。另外，在墻面位置，設(shè)置拉條時，應(yīng)注意規(guī)范的一般構(gòu)造要求及有窗的位置的設(shè)置，例如墻面很高的時候，可能要設(shè)置多道的斜拉條，或者窗的上下位置