门式刚架设计原理及设计方法课件(PPT 16页)

1、门式刚架设计原理第1页，共16页。 门式刚架的设计依据1.门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002) (2012年版)2.钢结构设计规范 (GB50017-2003)3.建筑结构荷载规范 (GB5009-2012)4.建筑抗震设计规范 (GB50011-2010)5.冷弯薄壁型钢结构技术规范 (GB50018-88)第2页，共16页。门式刚架轻型房屋钢结构技术规程与钢结构设计规范的区别1.门式刚架轻型房屋钢结构技术规程是在钢结构设计规范、建筑结构荷载规范、建筑抗震设计规范、冷弯薄壁型钢结构技术规范、钢结构施工质量验收规范等的一般规定的基础上，立足于轻型房屋钢结构设计和施工的具体

2、条件编制而成的。换言之，门式刚架轻型房屋钢结构技术规程中的部分控制指标较钢结构设计规范偏宽松。如：柱顶位移、受压构件长细比、梁挠度等。第3页，共16页。 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程的使用范围 承重结构为单跨或多跨的实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1A5工作级别桥式吊车或3t悬挂起重机的单层钢结构房屋。 当外墙采用砌体时，应符合相关的规定要求。 “轻”：个人理解“薄”。主要承载构件壁厚较薄，应重点考虑局部屈曲问题，或者通过构造措施实现。 第4页，共16页。 门式刚架房屋的结构组成结构组成： 刚架、支撑、檩条（屋、墙檩）、抗风柱（山墙架）、吊车梁、托梁

3、及基础等。 平面刚架及支撑、系杆、支撑形成空间体系，屋、墙面檩条即使此结构，同时也为主结构平面外提供了支撑。 维护结构的蒙皮效应也增强了结构的整体刚度，只是不能定量分析，结构计算时暂不考虑蒙皮效应的有利作用。 第5页，共16页。 门式刚架的传力路径1.竖向荷载： 屋面檩条刚架（托梁）基础2.水平荷载： 墙面檩条刚架（托梁、托架）基础3.水平荷载： 墙面檩条刚架支撑系统基础 第6页，共16页。 门式刚架的计算方法 轻型门式刚架内力及位移采用一阶弹性理论进行计算。 一阶弹性理论的基本假定是结构处于弹性状态，结构产生的较小位移引起的二阶效应可以忽略不计。根据其他文献提供资料，经对大量已建项目的后期实

4、际检测统计分析，一阶弹性理论可以对轻型门式刚架结构的内力及位移得出较为精确的结果，这类结构也被称为线弹性结构。 一阶弹性理论具有线性可叠加特性，即荷载效应的组合结果与荷载组合后的效应分析结果是一致的。 第7页，共16页。 门式刚架的设计原则 门式刚架采用以概率论为基础的极限状态设计法，按分项系数设计表达式进行计算。应按承载能力极限状态和正常使用极限状态对承重结构进行设计。 承载能力极限状态：即构件强度的校核，应采用荷载效应组合的设计值； r0sR 正常使用极限状态：即构件刚度的校核，应采用荷载效应组合的标准值。 第8页，共16页。 门式刚架的设计原则 承载能力极限状态失效的表现： 1.整个结构

5、或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、整体倒塌等）； 2.结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续继续承载（如桁架下弦杆）； 3.结构转变为机动体系； 4.地基散失承载能力而破坏（如地基液化）。 第9页，共16页。 门式刚架的设计原则 正常使用极限状态失效的表现： 1.影响正常使用或外观的变形（如印刷设备使用环境） 2.影响正常使用或耐久性的拒不破坏（如地下水位以下挡土墙的裂缝） 3.正常使用的振动（共振）； 4.影响正常使用的其他特定状态（如大变形造成的人员不安全感、风荷载作用下的舒适度问题） 第10页，共16页。 门式刚架的设计应考虑的荷载 1.恒载（D） ，包括结构

6、自重和设备自重； 2.活载（L）,包括屋面的均布活荷载，检修荷载，积灰荷载，雪荷载； 3.风荷载（W）； 4.雪荷载（S）； 5.吊车荷载（C）； 6.温度荷载（T）； 7.地震作用力（E）； 8.爆炸作用力 第11页，共16页。 门式刚架的设计应考虑的荷载 1.吊车荷载（C）：对于吊车荷载，单跨最多考虑两台，多跨最多考虑四台（对于刚架而言）； 2.温度荷载（T）：通过设置温度区段释放温度荷载； 3.爆炸作用力：通过采取泄爆措施释放爆炸荷载； 4.设备：对于大型设备，建议单独设置设备平台，与主体结构脱开，单独计算，结构体系单一，传力简单明确。 振动设备计算荷载时，应考虑振动放大系数，一般取1.3。 第12页，共16页。 荷载效应组合的设计值 1.1.2D+1.4L 2.1.2D+1.4L+0.84W 3.1.2D+1.4L+1.3E 4.1.2D+0.98L+1.4W等 注意： 1.活荷载与雪荷载不同时组合； 2.地震作用力与风荷载不同时组合； 第13页，共16页。 荷载效应组合的标准值 1.1.0D+1.0L 2.1.0D+1.0W 3.1.0D+1.0L+1.0E 4.1.0D+1.0L+0.6W等 注意： 1.活荷载与雪荷载不同时组合； 2.地震作用力与风荷载不同时组合； 第14页，共16页。 门式刚架的计算软件 1.PKPM