门式刚架结构，装配式钢结构的一个重要组成部分

2023-08-29 理论教育版权反馈

【摘要】：在工业发达国家，门式刚架轻型房屋已经发展数十年，目前已广泛地应用于各种房屋中。门式刚架为平面结构体系，为保证结构的整体性、稳定性及空间刚度，在每榀刚架间应由纵向构件或支撑系统连接。门式刚架的高度，应取柱脚至柱与斜梁上皮之间的高度。门式刚架轻型房屋钢结构的纵向温度区段长度不大于 300 m，横向温度区段长度不大于150 m。

在工业发达国家，门式刚架轻型房屋已经发展数十年，目前已广泛地应用于各种房屋中。近年来，我国也开始较多地采用这种结构。

1．门式刚架结构形式简介

门式刚架分为单跨［图4-1（a）］、双跨［图 4-1（b）］、多跨［图 4-1（c）］刚架以及带挑檐的［图 4-1（d）］和带毗屋的［图 4-1（e）］刚架等形式。多跨刚架中间柱与刚架斜梁的连接，可采用铰接（俗称摇摆柱）。多跨刚架宜采用双坡或单坡屋盖［图 4-1（f）］，必要时也可采用由多个双坡单跨相连的多跨刚架形式。

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图4-1　门式刚架的形式

2．门式刚架的构造设计

在门式刚架轻型房屋钢结构体系中，屋盖应采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条，主刚架可采用变截面实腹刚架，外墙宜采用压型钢板墙板和冷弯薄壁型钢墙梁，也可采用砌体外墙或底部为砌体、上部为轻质材料的外墙。门式刚架为平面结构体系，为保证结构的整体性、稳定性及空间刚度，在每榀刚架间应由纵向构件或支撑系统连接。主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘的平面外稳定性，由与檩条或墙梁相连接的隅撑来保证；主刚架间的交叉支撑可采用张紧的圆钢。门式刚架轻型房屋钢结构构造详见图 4-2，目前有檩体系为常用。

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图4-2　门式刚架的构造设计

门式刚架可由多个梁、柱单元构件组成，柱一般为单独单元构件，斜梁可根据运输条件划分为若干个单元。单元构件本身采用焊接，单元之间可通过端板以高强度螺栓连接。门式刚架房屋屋面坡度宜取 1/20～1/8，在雨水较多的地区宜取其中的较大值。

门式刚架的柱脚多按铰接支承设计，通常为平板支座，设一对或两对地脚螺栓。当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计为刚接。

3．门式刚架结构设计要素

（1）建筑尺寸。

门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离。门式刚架的高度，应取柱脚至柱与斜梁上皮之间的高度。门式刚架的高度，应根据使用要求的室内净高确定，设有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车的净高要求而定。柱的轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向直线；工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮；斜梁的轴线可取斜梁上表面平行的轴线。

门式刚架的跨度，宜为 9～36 m，以 3 m 为模数。边柱的宽度不相等时，其外侧要对齐。门式刚架的高度，宜为 4.5～9.0 m，必要时可适当加大。门式刚架的间距，即柱网轴线在纵向的距离宜为 6 m，也可采用 7.5 m 至 9 m，最大可采用12 m。跨度较小时可用 4.5 m。

（2）结构平面布置。

门式刚架轻型房屋钢结构的纵向温度区段长度不大于 300 m，横向温度区段长度不大于150 m。当需要设置伸缩缝时，可在搭接檩条的螺栓连接处采用长圆孔并使该处屋面板在构造上允许胀缩；或者设置双柱。在多跨刚架局部抽掉中柱处，可布置托架。山墙处可设置由斜梁、抗风柱和墙架组成的山墙墙架，或直接采用门式刚架。

（3）墙梁布置。

墙梁即墙檩，主要作用是承受墙板传来的水平风荷载。门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，在采用压型钢板作围护面时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距随墙板板型及规格而定，但不应大于计算确定的值。外墙在抗震设防烈度不高于 6 度的情况下，可采用砌体；当为 7度、8 度时，不宜采用嵌砖砌体；9 度时宜采用与柱柔性连接的轻质墙板。

（4）支撑布置。

在每个温度区段或者分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。柱间支撑的间距根据安装条件确定，一般取 30～40 m，不大于60 m。房屋高度较大时，柱间支撑要分层设置。在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑以组成几何不变体系。端部支撑宜设在温度区段端部的第二个开间，这种情况下，在第一开间的相应位置宜设置刚性系杆。刚架转折处（如柱顶和屋脊）也宜设置刚性系杆。

由支撑斜杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑，可由檩条兼作；若刚度或承载力不足，可在刚架斜梁间设置钢管、H 型钢或其他截面形式的杆件。

门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，宜采用张紧的十字交叉圆钢组成，用特制的连接件与梁柱腹板相连，有吊车时宜采用单角钢或双角钢。连接件应能适应不同的夹角。圆钢端部应有丝扣，校正定位后将拉条张紧固定。

4．门式刚架的围护结构

门式刚架围护结构，按其是否需要保温，分为单层彩色压型钢板（简称单层彩钢板）、复合彩色压型钢板。

门式刚架结构，装配式钢结构的一个重要组成部分

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