结构设计：门式刚架结构
编者注
在门式刚架上部结构中，檩条、墙梁、角撑、屋面侧向支撑、柱支撑等次要结构与主体结构起着同样重要的作用。小编总结了使用PKPM门式刚架工具箱的计算我们来看看上述组件中的一些关键点...
屋顶檩条一般为Z形或C形实腹截面，如图1所示。檩条不仅负责将屋顶的竖向荷载传递到钢梁（I型檩条）上，而且还形成角撑稳定系统，提高刚架斜梁下翼缘的面外稳定性。有时它们也用作屋顶。用于水平水平支撑的压力杆或纵向拉杆（II 类檩条）。
图（1）屋顶檩条
檩条通常设计为两端简支弯曲构件。截面高度为220～250mm，材质为Q235钢。当截面高度超过250mm且计算仍不理想时，可升级为Q355钢。屋面材料一般为压型钢屋面板（注意是否有吊顶，有吊顶时檩条的挠跨比限制更严格）。门刚度一般为坡顶，坡度根据建筑情况输入。另外需要注意的是，檩条间距是沿结构横向的距离，檩跨是沿结构纵向的柱距。屋顶荷载中，屋顶自重采用结构法计算（注意设置光伏板时需考虑光伏荷载），活荷载取0.5kN/㎡，雪荷载为取基本雪压，重复周期为100年；屋顶区域有许多灰烬。在排灰量较大的机械、冶金、水泥厂及邻近建筑物中，出现上述情况时，可按《荷载规范》第5.4.1条确定积灰荷载。在风压作用下，檩条上翼缘受压力，下翼缘受拉；在风吸力的作用下，檩条下翼缘受压力，上翼缘受拉力。在传统的屋顶结构中，屋顶板放置在檩条的上翼缘上。 ，而下翼缘无有效支撑，因此只能考虑屋面板对檩条上翼缘在风压作用下的横向稳定性的有益作用，一般不考虑冷弯效应的有益作用经过考虑的。支撑一般采用双层布置02dt-102+钢结构标准图集檩条墙梁分册，如图2所示，可考虑其对檩条上下翼缘的约束作用。
图（2）双层直拉条
Ⅰ型檩条计算时不考虑轴力。当截面因开孔而减弱时，净截面系数可取0.9。屋顶和建筑形式根据实际情况确定，风荷载分区一般可根据转角计算。基本风压重现期为50年。输入檩条高度和粗糙度类别后，即可由程序计算出风压高度变化系数。参数设置如图3所示。计算完成后，程序会生成详细的计算表，需要检查施工和使用阶段的强度和稳定性以及挠度跨度是否符合要求。比例均满足。
图（3）檩条计算参数设置
墙檩又称墙梁，断面一般为C形，如图4所示。墙梁一般放置时口朝上（窗户下沿朝下），以便于与檩条支撑连接板，但这也会导致水和灰尘积聚的问题。
图（4）墙檩条
墙梁的作用与檩条类似，但墙梁传递水平风荷载，同时也起到防护作用。墙梁一般设计为两端简支。当墙板直接放置在砌体矮墙上时，可视为自承重。否则，需按墙梁支撑的非自承重墙板计算。其余参数的选择原则可参照檩条，参数设置如图5所示。
图（5）墙梁计算参数设置
角撑是用于支撑斜梁、柱受压翼缘的支撑构件。主刚架对称设置在中梁上，不设置在边梁上。角撑计算为轴压构件，参数设置比较简单，如图6所示。注意工字梁截面应为设置角撑的最大截面，檩条信息为根据实际设计结果录入。角钢截面和螺栓直径可通过试算确定，但螺栓直径不应小于14mm。
图（6）角撑计算参数设置
屋顶侧向支撑通常布置在房屋端部和温区一、二开间02dt-102+钢结构标准图集檩条墙梁分册，是结构空间稳定性的重要保证。当没有悬挂吊车荷载时，一般采用圆钢交叉支撑。当有吊车荷载时，采用型钢交叉支撑，如图7所示。
图(7) 屋顶横向支撑
屋面横向支撑设计中最重要的是确定支撑的设计剪力。这个剪力可以通过程序计算出来，如图8所示。输入计算所需的参数后，程序会自动计算出每个交叉支撑截面的设计剪力。通常首尾设计剪力最大，可代入最大值。计算过程中需要注意的是，风压值应为基本风压与放大系数的乘积。另外，刚性拉杆可以承受支撑直杆轴向力的最大设计值。按轴压构件手工计算参见《钢标准》第7章。或者使用Explorer计算工具来计算。
图（8）顶板支护计算参数设置
柱间支撑常用圆钢十字、角钢十字和门形支撑，如图9所示。对于高度不大于2倍柱距的常规单跨双坡门刚性结构，只需需要单层柱间支撑，水平荷载可根据柱间支撑总数均匀分布。
图（9）柱间支撑
柱间支撑可设计为单拉杆，长细比由拉杆控制。柱顶的位移取决于是否有起重机以及墙体的类型。该值应按《门刚度规范》第3.3节和第3.4节确定。有起重机时，宜采用型钢截面。支持。对于无吊车门式框架，柱顶承受的水平荷载为风荷载和地震力。风荷载是两侧山墙的风荷载叠加均匀分布后的荷载值。地震力是按单自由度体系采用底部剪力法计算并考虑屋盖自重的结构总水平地震作用的标准值。负载值、计算公式可参照《电阻规程》第5.2.1条。参数设置如图10所示。
图（10）柱间支撑参数设置
至此，门式刚架结构（檩条、墙梁、角撑、屋面侧向支撑、柱支撑）的计算参数选择原则已经介绍完毕。希望能够对大家有所帮助！
注：本文三维插图摘自中国建筑第五工程集团有限公司《钢结构技术质量流程标准化三维图集》。
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