门刚结构布置

门式刚接结构布置主要还是依据于建筑要求及厂房或车间的生产工艺要求，一般在结构设计前就已经根据工艺布置确定了刚架的跨度及纵向柱距。在此前提下，结构设计在结构布置上需要考虑温度区段的分割及结构支撑的布置。

  根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS 102:2002，门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度（伸缩缝间距），应符合下列规定：

  纵向温度区段不大于300m；

  注释：垂直跨度方向。

  横向温度区段不大于150m。（当有可靠计算依据时，可以适当加大，例如业主要求一定要超过150m，但不可分段）

  注释：跨度方向。

  当有计算依据时，可采用两种做法：

  1、设置双柱（最直接、最安全、也最合理，适用于纵向与横向）；

  注释：利用双柱把本来应该是同一个的整体结构分割成完全独立的两个结构或者多个结构。

  2、搭接檩条、墙梁的螺栓连接处采用长圆孔，并使该处屋面板、墙面板在构造上允许伸缩；吊车梁与柱的连接处宜采用长圆孔（适用于纵向）。

  注释：长圆孔连接时利用其可伸缩性，但鉴于现今的施工人员的技术理解能力及施工水平，实际上并不一定能真正实现设计者的这种假定。所以建议采用此种方式时需慎重，并需标注清楚。

  一般情况下建议采用第1种。

  门式刚架轻型房屋钢结构的支撑设置应符合下列规定：

  1、在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。

  注释：独立存在的体系应具有单独的稳定体系。所谓空间稳定不仅仅要考虑X向Y向、Z向稳定，也要考虑空间体的角压缩或拉伸方向的稳定。

  2、在设置柱间支撑的开间，宜同时设置屋面横向支撑，以组成几何不变体系。

  注释：仅仅设置柱间支撑是无法实现整个体系的稳定的，需要和屋面横向支撑一起来组成整个稳定体系。

   支撑和刚性系杆的布置宜符合下列规定：

   1、屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开间。当端部支撑设在第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。

   注释：屋面支撑系杆设置位置一般设置在柱顶、屋脊、抗风柱连接处。当支撑是设置在第二开间时，应有可靠的传力构件把端刚架的水平力传递至第二开间的支撑系统，因此需根据各个受力点设置刚性传力构件。

   2、柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力情况和安装条件确定。当无吊车时宜取30~45m；当有吊车时宜设在温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处，且间距不宜大于60m。

   注释：当有吊车时，一般在区段中部（区段较短）或三分点处（区段较长）设置支撑，此时应以吊车因素为第一考虑因素。当区段靠4榀支撑无法满足时，也可按次序依次增加数目；当区段非常短时，也可考虑仅在端头设置支撑。应根据实际情况酌情考虑。从某种意义上来说，此条也可以理解为无吊车时，考虑支撑的布置是从一端到另一端；有吊车时，是从中间向两端考虑。

   3、当建筑物宽度大于60m时，在内柱宜适当增加柱间支撑。

   注释：中柱支撑实际上并不是每榀都需设置的，此时对于整体结构稳定体系来说，仍是成立的，当总跨度较长时应适当在中柱位置增加支撑的布置。但是我们在考虑整体稳定性能的同时也不能忽略掉支撑系统的传力性能，因考虑到一般在山墙位置中柱也受到水平风荷载，产生纵向水平力，所以设计时，应尽量在所有中柱位置均设置支撑。

   4、当房屋高度相对于柱间距较大时，柱间支撑宜分层设置。

   注释：柱高远大于柱距时，如果仅设置单层支撑，可能其角度超出规范要求，这种状态下的支撑承载能力满足不了计算假定要求，所以遇此情况尽量分层设置支撑。

  5、在刚架转折处（单跨房屋边柱柱顶和屋脊，以及多跨房屋某些中间柱柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆。

   注释：屋架转折处即为柱顶、屋脊位置，这些位置的支撑需沿全长设置，这样可将整个体系的纵向受力有效的分担给所有的支撑构件。

   6、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。

   注释：一般情况下的支撑力的传递都是由弦杆和斜腹杆（也可能是柔性杆）直接传递，如果出现柱距较大，柱高较低的情况，则可能出现桁架式支撑，此时可能出现直腹杆，那么此条要求直腹杆需为刚性压杆，否则无法正常传递受力，并可能出现弦杆（一般按轴压杆考虑）受弯的情况。

   7、在设有带驾驶室且起重量大于15吨桥式吊车的跨间，应在屋盖边缘设置纵向支撑桁架。当桥式吊车起重量较大时，尚应采取措施增加吊车梁的侧向刚度。

  注释：吊车一般设置在柱中间位置，计算柱撑时，一般假定为下层支撑承受吊车力，但实际情况为吊车力也有可能部分向上传递，因此在屋盖边缘设置纵向屋面支撑，与横向支撑及刚架面内刚度共同作用，可防止屋盖结构受此力的影响。

   大吨位吊车吊车梁截面较高，增加其侧向刚度有利于整个吊车梁系统稳定，一般指吊车梁制动系统、辅助系统及支撑系统。

  刚性系杆可由檩条兼做，此时檩条应满足对压弯杆件的刚度和承载力要求。当不满足时，可在刚架斜梁间设置钢管、H型钢或其他截面的杆件。

   注释：檩条代系杆时，檩条需按压弯杆件设置。有时采用双檩条或其他截面形式的檩条，采用檩条代系杆，需有理论计算为依据，不可随意替代。一般建议设置单独的刚性系杆，这样传力系统相互独立，且传力路径简单明确。

   门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑。圆钢与构件的夹角应在30°~60°范围内，宜接近45°。

   注释：夹角超限时，实际作用效果与计算假定相差较大。

   当设有起重量不小于5吨的桥式吊车时，柱间宜采用型钢支撑。在温度区段端部吊车梁以下不宜设置柱间刚性支撑。

   注释：此构造要求可有效保证吊车纵向力由多个柱间支撑共同承担，而不会出现瞬时纵向力仅由一个支撑承受的情况，有利于结构安全。但计算时，需根据实际的下层支撑数目来计算，不可以与总数目相混淆。

   当不允许设置交叉柱间支撑时，可设置其他形式的支撑；当不允许设置任何支撑时，可设置纵向刚架。

  注释：其他形式一般有门式、桁架式等，多见于厂内设备占用支撑位置或过道（门）位置与支撑冲突时。设置纵向刚架即为形成框架，利用梁柱刚接节点域达到稳定要求。一般结构设计时尽量要求简洁明确，尽量少用多种形式混合。所以在门式平面结构中，尽量不要出现纵向梁柱刚接的框架结构，除非没有其他方法可实现时。

  支撑系统的计算

   轻型门刚系统中的交叉支撑和柔性系杆（用的比较少）可按拉杆设计，非交叉支撑（桁架式、门式）中的受压杆件和刚性系杆按压杆设计。

   屋面支撑的内力，根据纵向风荷载来计算（水平桁架受力）；对于交叉支撑可不计压杆的受力。

   柱间支撑的内力，根据屋面支撑传递的反力及柱所受风荷载反力来计算（悬臂桁架）。有吊车时，要计入吊车纵向水平力。柱间支撑最后将反力传递至基础。

  支撑计算，可根据支撑道数平均分配至各支撑后计算。

  注：计算支撑时，按有效截面来计算（螺纹部分），当圆钢直径较大时，要考虑腹板连接部分的加强（超过25的时候），即采用有效方法使局部集中力有效传递至整个柱截面。圆钢支撑时，需张紧，防止其在自重状态下下挠。（工程验收时，需要观察的方面）