門式鋼架結(jié)構(gòu)詳解

建筑結(jié)構(gòu)輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)體系在傳統(tǒng)觀念中，一般指由圓鋼、小角鋼（∟45×4及∟56×36×4以下）組成的小型或小跨度屋架、鋼架結(jié)構(gòu)，采用磚墻、混凝土墻板和屋面板，多用于小型廠房、倉庫或臨時(shí)建筑。隨著冷彎薄壁型鋼和彩色壓型鋼板等新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)和材料的出現(xiàn)，其概念已發(fā)生根本性變革，與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)相比，其“輕”主要體現(xiàn)在:采用輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)，大大減輕恒載，整體結(jié)構(gòu)自重輕；采用標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化生產(chǎn)構(gòu)件，現(xiàn)場(chǎng)裝配，施工進(jìn)度快；廣泛用于大中小跨度、工業(yè)與民用建筑，空間布置靈活，建筑造型輕；可回收，符合環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展原則。壓型彩色鋼板（板壁厚0.4～1.5mm）冷彎薄壁型鋼（壁厚1.5～5mm）12門式剛架結(jié)構(gòu)12.1概述

輕型門式剛架結(jié)構(gòu)與一般普通鋼結(jié)構(gòu)相比具有以下技術(shù)特征：

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的橫截面尺寸較小，可以有效地利用建筑空間，降低房屋的高度，建筑造型美觀。門式剛架的剛度較好，自重輕，橫梁與柱可以組裝，為制作、運(yùn)輸、安裝提供了有利條件。屋面剛架用鋼量僅為普通鋼屋架用鋼量的1/5～1/10(20～50kg/m2)，是一種經(jīng)濟(jì)可靠的結(jié)構(gòu)形式。山墻抗風(fēng)柱吊車梁天窗架輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房

正在建設(shè)中的多層輕鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面板采用壓型鋼板，波浪造型的輕鋼結(jié)構(gòu)。屋面梁輕盈、活潑，克服了工業(yè)建筑造型單一、立面造型呆板的缺點(diǎn)。壓型鋼板外墻板主要承重骨架—門式剛架檁條、墻梁—冷彎薄壁型鋼屋面、墻面—壓型金屬板、彩鋼鋼夾芯板屋面及墻面保溫芯芯材—聚苯乙烯泡沫塑料料、聚氨酯泡沫塑料、巖棉棉等支撐—屋面支撐、柱間支支撐一、門式剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)的組成單層輕型鋼結(jié)構(gòu)房房屋的組成二、門式剛架結(jié)構(gòu)的特特點(diǎn)重量輕(20～50kg/m2)工業(yè)化程度高、施施工周期短柱網(wǎng)布置靈活綜合經(jīng)濟(jì)效益高門式剛架結(jié)構(gòu)性能能：1.門式剛架屋面面體系的整體性可可以依靠檁條、隅隅撐來保證，從而而減少了屋蓋支撐撐的數(shù)量，同時(shí)支支撐多用張緊的圓圓鋼做成，很輕便便。2.門式剛架的梁梁、柱多采用變截截面桿件，可以節(jié)節(jié)省材料。3.組成構(gòu)件的桿桿件較薄，對(duì)制作作、運(yùn)輸、安裝的的要求高。4.構(gòu)件的抗彎剛剛度、抗扭剛度比比較小，結(jié)構(gòu)的整整體剛度也比較柔柔。三、門式剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)的應(yīng)用情況1.我國門式剛架架設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：《門式剛架輕型房房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)規(guī)程》(CECS102:2002)2.應(yīng)用范圍：輕型廠房、物流中中心、大型超市、、體育館、展覽廳廳、活動(dòng)房屋、加加層建筑等。3.應(yīng)用規(guī)模：國內(nèi)每年有一千萬萬平方米的輕鋼結(jié)結(jié)構(gòu)建筑物竣工。。中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(1)屋面荷載較較小，橫向跨度為為9～24m，柱柱高為4.5～9m。(2)沒有吊車或或設(shè)有中、輕級(jí)工工作制吊車的廠房房。(3)當(dāng)廠房橫向向跨度不超過15m，柱高不超過過6m時(shí)，屋面剛剛架梁宜采用等截截面剛架形式。當(dāng)當(dāng)廠房橫向跨度大大于15m，柱高高超過6m時(shí)，宜宜采用變截面剛架架形式。四、門式剛架的適用范范圍及截面形式柱和梁采用變截面面形式時(shí)，截面形形狀與內(nèi)力圖形附附合較好，受力合合理、節(jié)省材料。。變截面剛架在構(gòu)造造連接及加工制造造方面不如等截面面方便。門式剛架柱腳分為為鉸接和剛接兩種種連接形式。五、變截面剛架與與等截面剛架的對(duì)對(duì)比:六、柱腳形式:剛接柱腳詳圖剛接柱腳門式剛架架變截面梁鉸接柱腳詳圖鉸接柱腳門式剛架變截面梁、柱根據(jù)支座的構(gòu)造，，剛架分鉸接與固固接接兩種，鉸接接時(shí)橫梁彎矩較大大，因此梁的截面面應(yīng)大些，柱一般般做成變截面，基基礎(chǔ)較小。固接時(shí)時(shí)剛架橫梁截面較較小，柱為不變截截面，而基礎(chǔ)較大大。選擇支座是鉸接還還是固接，這不僅僅是經(jīng)濟(jì)上的考慮慮，而且土壤條件件更是一個(gè)重要的的因素。當(dāng)土壤的的壓縮性為可疑或或不可靠時(shí)，鉸接接支座比固接好，，因?yàn)橹ё腥魏魏挝灰茣r(shí)，對(duì)固接接剛架內(nèi)力的影響響比鉸接剛架的影影響大得多，鉸接接剛架柱截面向上上逐漸增大，目的的是與彎矩的變化化相適應(yīng)。加勁板地腳螺栓剛接柱腳工程實(shí)例例澆入素混凝土保護(hù)護(hù)地腳錨栓變截面剛架梁等截面剛架柱12.2剛架的的受力特點(diǎn)無鉸剛架：柱腳與基礎(chǔ)固接，，三次超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)，剛度好，內(nèi)力力分布均勻。柱底有彎矩，對(duì)地地基與基礎(chǔ)要求高高。地基的不均勻勻沉降會(huì)產(chǎn)生附加加內(nèi)力。兩鉸剛架：柱腳與基礎(chǔ)鉸接，，結(jié)構(gòu)內(nèi)力大于無無鉸剛架。但基礎(chǔ)不承受彎矩矩，設(shè)計(jì)、施工簡簡單。但柱腳不均均勻沉降會(huì)產(chǎn)生附附加內(nèi)力。三鉸剛架：柱腳、屋脊處均為為鉸接，為靜定結(jié)結(jié)構(gòu)。剛度較差，，結(jié)構(gòu)內(nèi)力大。變形及不均勻沉降降均不會(huì)產(chǎn)生附加加內(nèi)力。適用于小小跨度和基礎(chǔ)性能能較差的工程建筑筑。無鉸剛架是超靜定定結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)剛度度較大，但地基有有不均勻沉降時(shí)，，特使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附附加內(nèi)力。三鉸剛剛架是靜定結(jié)構(gòu)，，地基有不均勻沉沉降時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)不不會(huì)引起附加內(nèi)力力，但跨度大時(shí)，，半榀三鉸剛架的的懸臂吊裝內(nèi)力也也不少，而且三鉸鉸剛架的剛度也較較差，故三鉸剛架架一般多用于小跨跨度(12米)和和地基較差的情況況。12.3門式剛剛架結(jié)構(gòu)布置一、門式剛架的各各種結(jié)構(gòu)形式門式剛架又稱山形形門式剛架。其結(jié)結(jié)構(gòu)形式按跨度可可分為單跨、雙跨跨和多跨。按屋面面坡脊數(shù)可分為單單坡、雙坡、多坡坡屋面。按截面形形式分，有等截面面與變截面。結(jié)構(gòu)形式的選取考考慮生產(chǎn)工藝、吊吊車噸位及建筑尺尺寸等因素單跨單坡單跨雙坡多跨（中間搖擺柱柱）高底跨雙坡雙跨門式剛架的各種結(jié)結(jié)構(gòu)形式多跨（梁柱剛結(jié)））四坡雙跨搖擺柱高低跨單坡門式剛架的橫梁與與柱為剛接，柱腳腳與基礎(chǔ)宜采用鉸鉸接；當(dāng)水平荷載載較大，檐口標(biāo)高高較高或剛度要求求較高或有中重級(jí)級(jí)工作制吊車時(shí)，，柱腳與基礎(chǔ)可采采用剛接。變截面與等截面相相比，前者可適應(yīng)應(yīng)彎矩變化，節(jié)約約材料，但在構(gòu)造造連接及加工制造造方面，不如等截截面方便，故當(dāng)剛剛架跨度較大或房房屋較高時(shí)才設(shè)計(jì)計(jì)成變截面。二、門式剛架的結(jié)結(jié)構(gòu)布置1.剛架的建筑尺尺寸和布置跨度：一般為9～24m高度：取地坪柱軸線與斜斜梁軸線交點(diǎn)高度度，宜取4.5～～9m柱距：應(yīng)綜合考慮剛架跨跨度、荷載條件及及使用要求等因素素，宜取6m、7.5m、或9m，最大12m挑檐長度：根據(jù)使用要求確定定，宜為0.5～～1.2m溫度分區(qū)：縱向溫度區(qū)段＜=300m橫向溫度區(qū)段<=150m門式剛架的柱高與與跨度的比例（高跨比H/L）是選型的主要參參數(shù)。從結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)點(diǎn)看，由于柱高的的減少將使推力增增大，因而對(duì)三鉸鉸門架來說，最好好的形式是高度大大于跨度。但對(duì)兩兩鉸門架來說，由由于跨中彎矩的存存在，跨度稍大于于高度就成為合理理的了。總的來說，高跨比H/L＝0.75是比較合理的。2.檁條和墻梁的的布置檁條：一般應(yīng)等間距布置置，但在屋脊處應(yīng)應(yīng)沿屋脊兩側(cè)各布布置一道，在天溝溝附近布置一道。。屋面檁條布置實(shí)例墻梁：墻梁的布置，應(yīng)考考慮設(shè)置門窗、挑挑檐、遮雨篷等構(gòu)構(gòu)件和圍護(hù)材料的的要求。門式剛架輕型房屋屋鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)墻，，在采用壓型鋼板板作圍護(hù)面層時(shí)，，墻梁宜布置在剛剛架的外側(cè)，其間間距隨墻板板型及及規(guī)格而定。3.支撐和剛性性系桿的布置原則則：在每個(gè)溫度區(qū)段或或分期建設(shè)的區(qū)段段中，應(yīng)分別設(shè)置置能獨(dú)立構(gòu)成空間間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐撐體系。在設(shè)置柱間支撐的的開間，應(yīng)同時(shí)設(shè)設(shè)置屋蓋橫向支撐撐，以構(gòu)成幾何不不變體系。屋面端部支撐宜設(shè)設(shè)在溫度區(qū)段端部部的第一或第二個(gè)個(gè)開間。柱間支撐的間距應(yīng)應(yīng)根據(jù)房屋縱向柱柱距、受力情況和和安裝條件確定。。當(dāng)無吊車時(shí)宜取30～45m；當(dāng)有吊車宜設(shè)在溫溫度區(qū)段中部；當(dāng)溫度區(qū)段較長時(shí)時(shí)宜設(shè)在三分點(diǎn)處處，間距常取40m～60m，且不宜大于60m；當(dāng)建筑物寬度大于于60m時(shí)，在內(nèi)柱列宜適適當(dāng)增加柱間支撐撐；房屋高度較大時(shí)，，柱間支撐要分層層設(shè)置。端部柱間支撐考慮慮溫度應(yīng)力影響宜宜設(shè)置在第二柱間間。當(dāng)房屋內(nèi)設(shè)有不小小于5t的吊車時(shí)，柱間支