《轻型门式钢架设计》课件

轻型门式钢架设计轻型门式钢架广泛应用于仓库、厂房等工业建筑。它们具有结构轻巧、施工便捷、造价低廉等优点。课程简介目标学员从事轻型门式钢架设计的工程师对轻型门式钢架设计感兴趣的工程技术人员课程内容轻型门式钢架设计规范钢材性能及选用钢架结构设计计算典型构造设计学习方式线上课程讲解，配合案例分析和互动练习。课程目标掌握轻型门式钢架设计的基本理论和方法，并能独立完成工程设计。轻型门式钢架概述轻型门式钢架是一种广泛应用于工业建筑、仓库、厂房等领域的结构体系。它以钢材为主要材料，采用门式框架结构形式，具有轻巧、经济、安装便捷等优点。与传统混凝土结构相比，轻型门式钢架具有重量轻、施工速度快、抗震性能好等特点，能有效缩短工期，降低工程造价。轻型钢架结构特点11.自重轻轻型钢架采用薄壁型钢，重量轻，减少基础负荷，降低工程造价。22.施工速度快工厂化生产，现场组装，减少现场焊接量，缩短施工周期。33.抗震性能好钢材延展性好，抗震性能优异，适用于地震多发地区。44.可重复利用钢架可拆卸、回收利用，减少建筑垃圾，符合绿色环保理念。钢材性能及规范要求轻型门式钢架的钢材选用至关重要，需要符合相关规范要求，以保证结构安全性和耐久性。钢材性能指标包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等，不同钢种的性能指标差异较大。设计时需根据具体情况选择合适的钢种，并参考相关规范要求，如GB/T50017-2017《钢结构设计规范》。钢架设计基本原理1荷载确定根据建筑物的用途和使用环境确定相应的荷载标准2内力计算根据荷载和结构形式进行内力分析，确定构件的受力情况3构件设计根据内力分析结果，选择合适的材料和截面尺寸，并进行强度和稳定性验算4连接设计设计连接方式和连接构件，确保连接强度和可靠性钢架设计基本原理遵循力学原理，通过对荷载、内力、材料和连接等因素的综合分析，确保钢架结构的安全性、可靠性和经济性。工况荷载分析轻型门式钢架结构承受多种荷载，例如自重荷载、屋面荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载等。这些荷载会对钢架结构产生不同的作用力，因此需要对各种工况下的荷载进行分析。1.2自重荷载0.5屋面荷载0.8雪荷载1.0风荷载工况荷载分析需要考虑不同工况下的荷载组合，并根据相关规范确定荷载值。例如，在设计过程中，需要考虑最大雪荷载和最大风荷载的组合，以确保钢架结构能够承受最大荷载。构件内力计算轻型门式钢架结构的内力计算是设计过程的重要环节，它直接影响着结构的安全性、稳定性和经济性。1荷载组合确定各构件所承受的荷载类型和大小。2内力分析根据荷载情况进行结构分析，计算各构件的内力。3内力校核将计算得到的内力与钢材强度进行比较，确保结构安全。内力计算需要考虑各种因素，包括结构形式、材料性质、荷载情况、施工工艺等。轴向受力构件设计1计算截面面积根据荷载大小和钢材强度等级计算所需的截面面积，确保构件能够安全承载外力。2选择钢材规格根据计算的截面面积和实际可用的钢材规格选择合适的钢材尺寸，并满足设计要求。3稳定性验算考虑到轴向荷载和构件自身的几何形状，进行稳定性验算，确保构件在受力情况下不会发生失稳。4连接设计确定连接方式和连接细节，确保连接节点能够承受来自构件的受力。5绘制图纸根据设计结果绘制轴向受力构件的详细图纸，包含尺寸、材料、连接等信息。弯曲受力构件设计截面尺寸确定根据荷载、跨度和材料性能等因素，确定构件截面尺寸，确保其强度和稳定性。弯矩计算根据荷载分布和支撑条件，计算构件上的最大弯矩，并确定其大小和方向。应力验算根据弯矩和截面尺寸，计算构件截面的最大应力，并与材料的许用应力进行比较，确保安全。稳定性验算考虑构件的尺寸和荷载条件，进行稳定性验算，确保构件在荷载作用下不会发生失稳。细部构造设计根据设计要求，对构件的连接方式、节点形式和支撑方式等细节进行设计，保证其强度和耐久性。复合受力构件设计1受力分析确定构件承受的轴力、弯矩和剪力。2材料选择根据承载力要求选择合适的钢材。3截面设计确定截面尺寸和形状，满足强度和稳定性要求。4连接设计设计连接方式，确保足够的承载能力。复合受力构件是指同时承受轴力、弯矩和剪力的构件，如门式钢架的柱子。焊接连接设计焊接类型选择根据钢架构件类型、受力情况和施工条件，选择合适的焊接类型，例如对接焊、角焊、搭接焊等。焊缝尺寸确定根据钢材厚度、荷载大小和焊缝类型，确定焊缝尺寸，确保焊接接头的强度和耐久性。焊接工艺控制严格控制焊接电流、电压、焊条类型和焊接速度等工艺参数，保证焊接质量，避免焊接缺陷。焊缝质量检验对焊接接头进行外观检查、超声波探伤等检验，确保焊缝符合设计要求。高强度螺栓连接设计1连接类型高强度螺栓连接分为摩擦型和承压型，摩擦型通过摩擦力传递剪力，承压型通过螺栓杆与孔壁接触面上的压力传递剪力。2螺栓材料高强度螺栓应选用具有良好抗拉强度和屈服强度的材料，如10.9级、8.8级等，并满足相关规范要求。3预紧力螺栓的预紧力是确保连接安全可靠的关键因素，预紧力过小会导致连接失效，过大则可能造成构件损伤。基础锚接设计1确定锚固方式根据基础类型和钢架荷载选择合适的锚固方式，例如预埋钢板、化学锚固或灌浆锚固等。2锚固材料选择选择强度等级、抗腐蚀性能和抗拉强度满足设计要求的锚固材料，并考虑施工环境的影响。3锚固位置设计合理规划锚固位置，确保锚固点能够有效传递钢架荷载，并避免与其他结构发生干涉。4锚固间距设计根据钢架尺寸、荷载分布和锚固方式确定合适的锚固间距，确保锚固系统的整体稳定性。锚固设计需要充分考虑钢架荷载、基础类型、施工环境等因素，并满足相关的规范要求，确保锚固系统能够安全可靠地传递钢架荷载，保证整体结构的稳定性。竖向支撑系统设计竖向支撑系统是轻型门式钢架结构中不可或缺的一部分，其作用是抵抗水平荷载，保证结构的整体稳定性。1确定支撑类型根据结构形式、荷载大小和场地条件选择合适的支撑类型，如单柱支撑、双柱支撑、斜撑支撑等2支撑位置布置根据支撑类型和荷载分布合理布置支撑位置，保证支撑系统整体稳定性3支撑构件设计根据支撑类型、荷载和材料强度进行支撑构件设计，保证支撑系统强度和刚度4支撑连接设计采用可靠的连接方式，保证支撑系统与主体结构的连接可靠性水平风系统设计1风荷载计算根据结构所在地的风压系数、风向等参数进行计算，确定作用在钢架上的风荷载大小。2风力分析分析风力对钢架的作用方式，考虑风力的方向、角度、速度等因素，确定风力对钢架的影响程度。3抗风设计根据风力分析结果，设计相应的抗风措施，如增加支撑结构、采用抗风性能良好的材料等。结构稳定性检查整体稳定性检查钢架整体结构在荷载作用下是否稳定，防止倾覆或失稳。考虑风荷载、地震荷载等因素。局部稳定性检查钢架各构件在荷载作用下是否稳定，防止局部屈曲或失稳。考虑构件截面尺寸、材料强度、连接方式等因素。挠度与位移控制挠度限制建筑结构的挠度会影响外观和舒适性。规范规定了允许的挠度值，以保证建筑物的使用功能。位移控制位移控制主要针对荷载作用下结构的水平位移，防止过度变形或失稳。设计方法通过调整构件截面尺寸、增加支撑或采用特殊结构形式来控制挠度和位移。抗震设计考虑地震烈度根据当地地震烈度确定抗震设计参数，以确保结构在发生地震时能有效抵抗。结构类型选择合适的结构类型，例如框架结构、框架剪力墙结构等，以提高结构的抗震性能。构件尺寸合理设计构件的尺寸，以满足抗震强度和刚度要求，防止结构在发生地震时发生倒塌或过大变形。抗震措施采取必要的抗震措施，例如设置抗震支撑、增加结构的抗震等级等，以提升结构整体的抗震能力。耐火安全设计防火涂料钢结构表面喷涂防火涂料，延缓钢材温度升高速度，提升耐火性能。防火隔热材料在钢结构内部填充防火隔热材料，如岩棉、玻璃棉，有效阻挡热量传导。防火封堵对钢结构的孔洞、缝隙进行防火封堵，防止火焰蔓延。自动喷水灭火系统安装自动喷水灭火系统，在火灾发生时及时喷水降温，控制火势蔓延。防腐蚀措施喷涂防腐采用防腐蚀涂料对钢架表面进行喷涂处理，形成保护层。热镀锌防腐将钢架浸入熔融的锌液中，使钢架表面形成一层锌层，起到防腐蚀作用。复合涂层防腐将多种防腐蚀涂层结合使用，如环氧树脂、聚氨酯等，增强防腐蚀效果。工程实例分析1本实例为某地区大型物流仓库项目，采用轻型门式钢架结构，跨度为24米，屋面采用彩钢瓦。设计过程中，重点考虑了结构安全性、施工便捷性和经济性，并结合当地气候条件和荷载情况，进行了合理的方案选择。工程实例分析2本案例为某大型物流仓库的轻型门式钢架结构。该结构跨度为30米，高度为12米，采用H型钢作为主要构件。设计过程中充分考虑了抗风荷载、地震荷载等因素，并结合实际情况进行了优化设计，最终获得了安全可靠的结构方案。该案例展现了轻型门式钢架结构在大型物流仓库中的应用，并体现了轻型门式钢架结构的优越性，包括经济性、施工便捷性、抗震性能等。设计流程梳理项目前期需求调研方案设计成本预算施工阶段基础施工钢架安装屋面及围护结构施工设备安装竣工验收结构验收功能验收交付使用典型细部构造轻型门式钢架结构的细部构造设计对整个结构的安全性和耐久性至关重要。常见的细部构造包括屋面和墙面檩条的连接方式，以及柱脚与基础的连接方式。为了保证连接节点的强度和刚度，通常采用高强度螺栓或焊接方式。同时，还需要考虑防水、防腐蚀等方面的细节设计，以确保钢结构的长期稳定性。设计注意事项风荷载影响考虑风荷载对钢架结构的影响，尤其是在高层或暴露环境下。雪荷载影响针对不同地区和海拔，要考虑雪荷载的影响，确保钢架结构的承载能力。地震荷载影响在地震多发区域，要进行抗震设计，确保钢架结构的抗震性能。吊装荷载如果需要吊装设备，需考虑吊装荷载的影响，确保钢架结构的承载能力。常见问题解答轻型门式钢架设计涉及多方面知识。常见问题包括钢材选型、荷载计算、连接形式、抗震设计等。对于钢材选型，需根据工程要求选择合适的材质和强度等级。荷载计算包括永久荷载、可变荷载、风荷载、雪荷载等，需根据规范要求进行准确计算。连接形式包括焊接、高强度螺栓连接等，需根据构件尺寸、荷载大小等因素选择合适的连接方式。抗震设计需根据当地地震烈度和结构类型进行特殊处理，确保结构抗震安全。课程总结课程讲解了轻型门式钢架设计方法，涵盖了钢架设计的基本理论和规范要求。从荷载分析、构件内力计算到连接设计和稳定性分析，提供全面的设计流程和注意事项。通过工程实例分析，展示了轻型门式钢架的实际应用，帮助学员更深入地理解设计原理。课程内容实用性强，旨在培养