门式刚架设计讲解

1 综合概述

门式刚架是典型的轻型钢结构，也是目前国内应用最为广泛的轻型钢结构体系。

早期典型的门式刚架是1910年布鲁塞尔世博会的德国机械工程展厅，采用了多层阶形钢框架结构；1932年建成的德国埃森煤矿税收协会采用了门式钢框架结构。1954年由托罗哈设计的德国地铁站，采用的是典型的门式刚架结构，他把装饰效果与门式刚架的受力完美结合。

在国外预制轻钢建筑进入中国之前，中国就开始了自己的轻钢建筑体系的研究。20世纪70~80年代，部分设计人员已经开始尝试全钢结构建筑；但由于钢产量的限制及设计方法陈旧，钢结构建筑在中国发展举步维艰。在改革开放的十多年间，数不清的国外轻钢建筑厂商驻入中国，无数的本地轻钢建筑公司涌现。我国钢结构体系的发展大致经过了这样的时期：1990年以前，钢结构建筑在工业领域中的主要应用是重型厂房中的排架结构体系，在民用领域中的主要应用是螺栓球或焊接球网架结构；自1990年代起，钢结构在我国进入了快速的全面的发展和应用时期。门式刚架结构被大量应用于工业厂房、超市、仓库中；钢框架在多高层建筑中也得到了越来越多的应用；薄壁彩钢板大量应用于各类结构的维护体系和无梁无柱穹顶中；钢管直接汇交焊接结构及其与高强度拉索的组合结构已推广应用于各类体

育、文化等公共建筑中；冷弯薄壁型钢截面除广泛应用于檩条等维护结构构件外也开始作为结构的主要受力构件或其组成部件得到应用。

现代钢结构体系由热轧截面、焊接截面和冷弯薄壁型钢截面构件组成。人们往往将钢结构划分为普通钢结构和轻型钢结构两大类。但是，究竟如何定义或区分这两类结构，却存在着很多不同的标准。例如，结构跨度的标准，结构层数的标准，结构用途的标准，吊车吨位的标准等。这些标准都有一定的合理性，但是都是建立在结构体系外在因素或特征基础上的。事实上，轻型钢结构体系的本质是“轻”，实现这一本质的条件是截面板件要“薄”，“薄”的板件受力时，容易造成局部失稳，局部失稳后，构件仍然具有承载能力，所以设计时必然要考虑板件局部失稳后的极限强度。

由于用地日益紧张，有的建设方为了节约用地成本，往往在门式刚架内设置局部夹层，用作办公或者是仓储。这样就改变了门式刚架使用功能单一性，超出了《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）（以下简称门刚规程）的应用范围，而实际上有许多单位在设计这种类型的结构体系时，仍然采用门刚规程。也有夹层及以下部分采用钢结构设计规范（至少在材料的构造取值上），上部仍然采用门刚规程。我们建议按照后者采用。

一榀门式刚架的成形，它包括设计、加工制造和施工安装三个环节；本次仅对门式刚架的设计进行介绍，包含的具体内容有：主结构系统、次结构系统和围护系统三大方面。

希望通过本次交流，加深我们设计人员对门式刚架设计的认识和

了解；掌握门式刚架结构的传力过程；在进行结构优化设计时，在保证结构安全的前提下，能够很好的确定构件的尺寸，做到经济合理；掌握门式刚架设计的一些简单技巧；有益于今后的设计工作。让我们大家：共同学习共同发展共同成长共同进步。

2 门式刚架的特点及其应用范围

2.1 门式刚架的特点：

1、采用轻型屋面，自重轻，可减少梁、柱截面尺寸及基础尺寸。

2、在大跨度建筑中增设中间柱做成一个屋脊多跨大双坡屋面，以避免内天沟排水．中间柱可采用钢管制作的上下铰接摇摆柱，占空间小。

3、刚架侧向刚度可籍檩条和墙梁的隅撑保证，以减少纵向刚架构件翼缘宽度。

4、跨度较大的刚架可采用改变腹板高度、厚度及其翼缘宽度的变截面。

5、刚架的腹板允许其部分失稳，利用其屈曲后的强度，即按有效宽度设计，可减少腹板厚度，不设或少设横向加劲板。

6、竖向荷载通常是设计的控制荷载，地震作用一般不起控制作用；但当风荷载较大或房屋的高度较高时，风荷载的作用不可忽视。

7、为使非地震区支撑做得轻便，可采用张紧的圆钢。有时7度设防的地区也采用圆钢支撑。

8、结构构件可全部在工厂制作，工业化程度高，构件单元可

根据运输条件划分(一般不超过12米，特殊情况下不超过15米)单元之间用螺栓连接，安装方便快速，土建施工量少。

9、门式刚架的最基本的形式:

2.2. 门式刚架的适用范围

1、门式刚架属于轻型钢结构设计范围，轻型钢结构设计的控制原理是：“结构构件采用较薄板件，设计时考虑板件局部失稳后的后继强度的钢结构体系”。(门式刚架设计是钢结构设计中最简单的设计工作之一)门式刚架可以简化为由梁、柱(梁、柱可以是实腹式，也可以是格构式)组成的平面结构体系。形式种类多样，在单层工业和民用房屋的钢结构中，如工厂车间、物流仓库、超市、学校、车站、

码头等应用较多的为单跨、双跨或多跨的单、双坡门式刚架，有时兼有局部夹层。下图为典型工字型柱、梁截面图。

2、适用范围：门式刚架通常用于跨度9~36米，柱距6~9米，柱高4.5~12米，最高时不超过40米。当设置桥式吊车时,宜为起重量不超过20t的中、轻级工作制（Ａ１～Ａ５）的吊车；设置悬挂吊车时，其起重量不宜大于３t。吊车起重量≤5t时，柱脚可以采用铰接；起重量﹥5t时，柱脚一定要采用刚接。多层房屋上增加的单层钢结构房屋，也可以按照门式刚架设计处理。

2.3. 门式刚架的布置原则

1、门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度（伸缩缝间距），纵向温度区段不大于300米，横向温度区段不大于150米。当有计算依

据时，温度区段长度可适当加大。当需要设置伸缩缝时，可采用两种做法：①直接把此处檩条及檩托板的连接孔设成长远圆孔，同时使该处的屋面板在构造上允许膨胀或收缩。②设双柱。

有吊车梁时，吊车梁与柱的连接处宜采用长圆孔。

2、在多跨刚架局部抽掉中间柱或外边柱，可布置托梁或托架。

3、屋面檩条的布置，应考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条供货规格等因素的影响。屋面压型钢板厚度和檩条间距应按计算确定。（屋面压型钢板的生产厂家一般都根据板厚不同，计算了檩条的适用间距，设计时多数采用1.5米的檩距。）

4、山墙可设置由斜梁、抗风柱、墙梁及其支撑组成的山墙墙架，这时斜梁完全支撑在抗风柱和边柱上，斜梁的高度可以很小；或采用门式刚架。

3 结构材料

3.1 主要结构材料：Q235 钢和Q345钢

l．强度

钢材的强度有比例极限σp、弹性极限σe和屈服点(流限)fy。这三个指标实际上可用屈服点作为代表，设计时认为这是钢材可以达到的最大应力。屈服点fy高，则可减轻结构自重、节约钢材和降低造价。此外还有一个强度指标即抗拉强度(极限强度) fμ，这是钢材破坏前能够承受的最大应力。虽然在达到这个应力时，钢材巳由于产生很大的塑性变形而失去使用性能，但是抗拉强度fμ高，则可增加结构

的安全保障，故fμ／fy的值可以看作是钢材强度储备多少的一个系数。

必须注意，fy、fμ值是由单向均匀受力的静力拉伸试验获得的，这样的指标也只有在承受静力荷载，而且应力单向分布较均匀的结构或构件中才具有实际意义。强度指标虽然是结构设计的重要依据之一，但单凭这一指标不足以完全判定结构是否安全可靠，还需考虑下面所述因素。

2．塑性

钢材的塑性一般是指当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形(塑性变形)而不立即断裂的性质。衡量钢材塑性好坏的主要指标是伸长率δ和断面收缩率ψ。

伸长率δ是应力——应变曲线中最大应变值，等于试件拉断后的原标距间长度的伸长值(包括残余塑性变形)和原标距比值的百分率，当L0/d0=10时，以δ10表示，当L0/d0=5时，以δ5表示。δ值可按下计算：

δ= (L1-L0)/L0×100% (2-1)

式中：δ---伸长率；

L0---试件原标距长度；

L1---试件拉断后标距间的长度；

d0---试件中间部分的直径。

断面收缩率Ψ是指试件拉断后，颈缩区的断面面积缩小值与原断面面积比值的百分率，按下式计算：

Ψ=(A0-A1)/A0×100% (2-2)

式中： A0---试件原来的断面面积；

A1---试件拉断后颈缩区的断面面积。

断面收缩率Ψ是表示钢材在颈缩区的应力状态(形成同号受拉的立体应力区域)条件下，所能产生的最大塑性变形量，它也是衡量钢材塑性的一个指标。由于伸长率δ是钢材的均匀变形和集中变形(颈缩区)的总和所确定的，所以它不能代表钢材的最大塑性变形能力。断面收缩率是衡量钢材塑性的一个比较真实和稳定的指际。不过在测量时容易产生较大的误差。在实际工程中，结构或构件中的个别区域出现应力集中，个别地方的材料有缺陷或者实际受力与计算假定不相符合等是难以避免的。当钢材具有良好的塑性时，在受力达到一定程度后，个别区域材料屈服而产生塑性变形，构件内部应力可以重新分布而趋于比较均匀，不致因个别区域首先出现裂缝并扩展到全构件而导致破坏。尤其是在动力荷载(包括冲击荷载和振动荷载)作用下的结构或构件，材料的塑性好坏常是决定结构是否安全可靠的主要因素之一，所以钢材塑性指标比强度指标更为重要。

3．韧性

钢材的韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，也是表示钢材抵抗冲击荷载的能力，它与钢材的塑性有关而又不同于塑性，它是强度与塑性的综合表现。钢材的强度和塑性指标是由静力拉伸试验获得的，这些指标用于承受动力荷载的结构时，显然有很大的局限性。因此，必须相应地用动力荷载进行试验，从而获得更可靠的

指标。韧性指标是由冲击试验获得的，它是判断钢材在冲击荷载作用下是否出现脆性破坏危险的重要指标之一。

在冲击试验中，一般采用截面为10×l0mm2，长度为55mm，中间开有小槽(缺口)的长方形试件，放在摆锤式冲击试验机上进行试验。冲断试样后，可以从试验机的刻度盘上直接读出冲击功Ak(单位为N-m)值。此值除以试件缺口处的净截面面积Ai(单位为cm2)，所得的值即为冲击韧性值，用ak表示

ak=Ak/Ai N-m/mm2 (2-3)

钢结构或构件的脆性断裂常是从应力集中处开始的，冶金或轧制过程中产生的缺陷，特别是缺口和裂纹，常是脆性断裂的发源地。为此，冲击试验的试件做成带有缺口的。

钢材冲击韧性的数值，随试件刻槽（缺口) 的形式和试验机的种类不同而相差很大，各国采用的缺口形式并不统一，主要三种类型的缺口，目前我国规定采用夏比V型缺口的试件。

4．可焊性

钢材的可焊性，是指在一定材料、工艺和结构条件下，钢材经过焊接后能够获得良好的焊接接头的性能。可焊性可分为施工上的可焊性和使用性能上的可焊性。

施工上的可焊性，是指焊缝金属产生裂纹的敏感性以及由于焊接加热的影响、近缝区钢材硬化和产生裂纹的敏感性。可焊性好是指在一定的焊接工艺条件下，焊接金属和近缝区钢材均不产生裂纹。使用性能上的可焊性，是指焊接接头和焊缝的缺口韧性(冲击韧性)和热影

响区的延伸性(塑性)。要求焊接结构在施焊后的力学性能不低于母材的力学性能。

目前，国内外所采用的可焊性试验方法很多。我国、日本和苏联既采用施工上的可焊性试验方法，也采用使用性能上的可焊性试验方法，而美国则对钢材焊后的冲击韧性进行大量研究工作，英国的可焊性试验，近年来偏重于对裂纹的研究。

每一种可焊性试验方法都有其特定的约束程度和冷却速度，它们与实际施焊的条件相比有一定距离。因此可焊性试验结果的评定仅具有相对比较的参考意义，而不能绝对代表实际中的情况，更不能单纯地根据某种试验方法来确定操作规程及措施。

5．冷弯性能

冷弯性能是指钢材在冷加工(即在常温下加工)产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力。钢材的冷弯性能是用冷弯试验来检验钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形性能，并显示其缺陷的程度。

冷弯试验方法是在材料试验机上，通过冷弯冲头加压。当试件弯曲至某一规定角度α时(一般取α=180o)，检查试件弯曲部分的外面、里面和侧面，如无裂纹、裂断或分层，即认为试件冷弯性能合格。

冷弯试验一方面是检验钢材能否适应构件制作中的冷加工工艺过程，另一方面通过试验还能暴露出钢材的内部缺陷(颗粒组织、结晶情况和非金属夹杂物分布等缺陷)，鉴定钢材的塑性和可焊性。冷弯试验是鉴定钢材质量的一种良好方法，常作为静力拉伸试验和冲击试验等的补充试验。冷弯性能是一项衡量钢材力学性能的综合指标。

6．耐久性

影响钢结构使用寿命的因素较多。首先由于钢材的耐腐蚀性较差，必须采取防护措施，避免钢材的腐蚀，这是钢结构的一大弱点。新建的结构需要油漆，已建成的结构也要根据使用的具体条件定期维护，这就使钢结构的维修费用较其他结构为高。

随着时间的增长，钢材的力学性能有所改变，出现所谓“时效”现象。根据结构的使用要求和所处的环境条件，必要时对钢材进行快速时效后测定钢材的冲击韧性，以鉴定钢材是否适用。其次由于钢材在高温和长期荷载作用下的破坏强度远比短期的静力拉伸试验的强度低得多，所以在长期高温条件下工作的钢材，应另行测定其“持久强度”。

钢结构在多次的重复荷载或交变荷载作用下，虽然钢材应力低于屈服点fy，也往往会发生破坏。这种现象叫做钢材的疲劳现象。疲劳破坏与脆性破坏相似，破坏之前没有显著的变形和明显的迹象，破坏是突然发生的，常易引起严重后果。因此，在重复和交变荷载作用下，需要确定钢材的另一个力学性能指标——“疲劳强度”。

7．化学成分对钢材力学性能的影响

钢结构中常用的钢材，例如Q235钢，在一般情况下，既有较高的强度fy≈235N／mm2，又有很好的塑性δ10≥21%和韧性αk≥0.70N-m/mm2，是比较理想的承重结构材料。但是，仍有可能出现脆性断裂。

促使钢材发生脆性断裂的因素很多，主要的因素是钢材的化学成

分，钢材的化学成分直接影响钢的组织构造，并与钢材的力学性能有密切关系。钢的基本元素是铁(Fe)，普通碳素钢中的纯铁约占99％，此外便是碳(C)、锰(Mn) 和硅(Si)等杂质元素，以及在冶炼中不易除尽的有害元素硫(S)、磷(P)、氧(O)，氮(N)等。碳和其他元素虽然含量不大(仅占1%左右)，但对钢材的力学性能却有着决定性的影响。因此，在选用钢材时要注意钢的化学成分．

在普通碳素钢中，碳是除铁以外最主要的元素，它直接影响着钢材的强度，塑性、韧性和可焊性等。随着含碳量的增加，钢材的屈服点和抗拉强度提高，但塑性和韧性，特别是负温冲击韧性下降。同时,钢材的耐腐蚀性能，疲劳强度和冷弯性能也却明显下降，并将恶化钢材的可焊性和增加低温脆断的危险性。因此建筑钢的含碳量不宜大高，一般不过0.22%，在焊接结构中则应限制在0.20％以下。

硅一般作为脱氧剂加入普通碳素钢，用以制成质量较高的镇静钢。硅有使铁液在冷却时形成无数结晶中心的作用，因而可使纯铁体的晶粒变为细小而均匀。适量的硅可以使钢材的强度大为提高，而对塑性、冲击韧性、冷弯性能及可焊性均无显著的不良影响。一般镇静钢的含硅量为0.10~0.30％，如含量过高(达1％左右)将会降低钢材的塑性、冲击韧性，抗锈性和可焊性。

锰是一种弱脱氧剂。锰与铁、碳的化合物既能溶解于纯铁体中，又能溶解于渗碳体中，有强化纯铁体和珠光体的双重作用，是一种十分有效的合金成分。含量不太多的锰可以有效地提高钢材的强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材的热加工性能，并能改善钢材

的冷脆倾向，而同时又不显著降低钢材的塑性和冲击韧性。锰在普通碳素钢中的含量约为0.3~0.8%。如含量过高(达l.0~1.5％以上)，会使钢材变得脆而硬，并将降低钢材的抗锈性和可焊性。

在普通碳素钢中，硫和磷是极为有害的物质．硫与铁化合为硫化铁(FeS)，散布在纯铁体晶粒的间层中。含硫量增大时会降低钢材的塑性、冲击韧性、疲劳强度和抗锈性等。高温 (800~1200℃)时，例如在焊、铆及热加工时，硫化铁即将熔化而使钢材变脆(热脆)和发生裂缝。因此应严格控制钢材中的含硫量，一般应不超过0.055％，在焊接结构中则应不越过0.050％。

在钢中增加锰的含量，可使硫形成熔点高、塑性较好的硫化锰(MnS)，它的熔点(约为1600℃)，远远高出热加工温度．这样就可以消除一部分硫的有害作用。

磷与纯铁体结成不稳定的固熔体，有增大纯铁体晶粒的害处。磷的存在虽可提高钢材的强度和抗锈性，但严重降低钢材的塑性、冲击韧性、冷弯性能和可焊性等，特别是在低温时能使钢材变得很脆(冷脆)。所以磷的含量也应严格控制，一般不超过0.050％，在焊接结构中不超过0.045％。

但是，磷在钢材中的强化作用是十分显著的，因此有时就利用它的这一强化作用来提高建筑钢的强度。磷使钢材的塑性、冲击韧性和可焊性等方面的降低，可用减少钢材中的含碳量来弥补。在有些国家中，采用特殊的冶炼工艺，生产高磷钢，其中含磷量(在含碳量小于0.09％时)最高可达0.08~0.12％。

氧和氮因容易从铁液中逸出，故含量甚少。这两种物质对钢材具有极为严重的危害性，能使钢材变得极脆。氧的作用与硫类似，是引起热脆的因素之一。一般要求含氧量小于0.05％。氮能使钢材强化。但和磷的作用类似，它的存在将显著降低钢材的塑性、韧性，可焊性和冷弯性能，增加时效倾向和冷脆性。因此应尽量减少钢中的含氮量，一般应小于0.008%。

为了改善钢材的力学性能，可以适当增加钢中锰或硅的含量，还可以掺入一定数量的铬、镍、铜、钒、钛、铌等合金元素，这种钢称为合金钢。钢结构常用的合金钢中的合金元素含量较少，称普通低合金钢。

3.2 Q235及Q345钢的质量等级和保证项目

（一）Q235钢的质量等级和保证项目

门式刚架结构中，Q235钢是广泛应用的钢号之一。实际工程中根据使用条件，对Q235钢的力学性能及化学成分提出不同的供货保证项目。减少不必要的合格保证项目，即降低钢材价格，又可及时供货。

Q235钢根据质量等级分为A、B、C、D四级，质量要求A级最低，D级最高。

1、Q235A钢的保证项目

⑴、力学性能保证项目：有屈服点、抗拉强度、及伸长率三项

⑵、化学成分保证项目：有碳、锰、硅、硫、磷五项，但三项力学性能合格时，碳、锰含量可不作为交货条件，但在质量证明书中注明其含量。

2、Q235的B、C、D级钢的保证项目

⑴、力学性能保证项目：有屈服点、抗拉强度、及伸长率、V型缺口冲击韧性、冷弯性能五项，其中冲击韧性的试验温度，对B、C、D级钢分别为20oC、0 oC、-20oC，D级试验温度属负温试验。

⑵、化学成分保证项目：有碳、锰、硅、硫、磷五项，以及残余元素含量也应合格。五项保证项目中，主要以硫、磷含量的高低区分B、C、D级钢，D级的含量最低。此外五项保证项目均合格，碳及锰的含量下限可不作为交货条件。

（二）Q345钢的质量等级和保证项目

Q345钢不但大量用于门式刚架中，同时也是高层钢结构建筑用钢的首选材料，其用量远大于Q235钢。Q345钢的质量等级分为A、B、C、D、E五个级别，比Q235钢多一个E级。其质量要求对A级最低，对E级最高。这些等级中，同时包括钢材的力学性能和化学成分的对应保证项目。

1、Q345A钢的保证项目

⑴、力学性能保证项目：有屈服点、抗拉强度、及伸长率、冷弯性能四项，无冲击韧性的要求。

⑵、化学成分保证项目：有碳、硫、磷三项。其磷、硫含量大于其它等级。

2、Q345的B、C、D、E级钢的保证项目

⑴、力学性能保证项目：有屈服点、抗拉强度、及伸长率、V型缺口冲击韧性、冷弯性能五项，其中冲击韧性的试验温度，对B、C、

D、E级钢分别为20oC、0 oC、-20oC级-40 oC，D、E级试验温度属负温试验。

⑵、化学成分保证项目：有碳、锰、硅、硫、磷五项，以及四种残余元素含量也作为保证项目。D、E级的碳、硫、磷含量限制值最严。

Q235及Q345钢材中，如有Z向受拉的断面收缩率要求，应作为单项附加订货保证项目。

3.3 主结构材料的选用

柱、梁（有时包括雨蓬梁）、吊车梁等这些构件构成了主结构的主要构件。主要材料的钢材应选用国家标准《碳素结构钢》GB/T700规定的Q235B级钢或《低合金高强度结构钢》GB/T1591中的Q345钢。

钢材按照质量等级分为A、B、C、D四个等级，这些构件绝大部分是由三块钢板通过焊接加工而成的工字型截面。焊接的工作量大，钢材除了要满足强度、伸长率、冷弯性能、冲击韧性等基本条件外，碳的含量非常重要。碳的含量直接影响焊接质量，进而影响结构安全。国家标准《碳素结构钢》GB/T700中的1号修改通知指出A 级钢的含碳量不作为交货条件，但应在溶量分析中注明。

3.4 次结构材料的选用：次结构属于结构受力的次要构件，即使它们失去承载能力后，对于整个结构来说依然是基本没有影响。它们基本上是可以通过螺栓连接或少量焊接与主体结构相连。选用Q235A 级钢即能满足使用要求又节约成本。

3.5 连接材料：焊条、普通螺栓、高强螺栓、锚栓、圆柱头焊

钉

一、焊接材料

焊接材料的选用，需适应焊接场地（工厂或现场）、焊接方法、焊接方式（连续焊缝、断续焊缝、或局部焊缝），特别是要与焊件钢材的强度和材质要求相适应。

㈠、手工焊接用焊条

1、碳钢焊条及低合金焊条的应用

手工焊时，Q235钢的焊接采用碳钢焊条E43系列，Q345钢材用低合金钢焊条E50系列。

⑴、酸性焊条

采用这类焊条焊接的焊缝外观表美观、焊波细密、成形平滑。但是焊接过程中合金元素烧伤较多，焊缝金属中氧和氢的含量较多，因而溶敷金属的塑性和韧性较低。

⑵、碱性焊条（低氢焊条）

采用这类焊条焊接的焊缝外观波纹粗糙，但在焊缝金属中含氢量较低，故又称低氢焊条。采用低氢焊条焊接的金属，其塑性、冲击韧性均较好，因此《钢结构设计规范》（GB50017-2003）规定对直接承受动力荷载和振动荷载的结构宜采用低氢焊条。

2、电焊条的型号及应用

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）及《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81——91），将焊条的型号与主体金属进行配合使用如下：

⑴、对Q235钢用于直接承受动力荷载的结构及重要结构，宜采用

E4315、E4316低氢焊条；对其他结构，则宜采用E4301~E4312型焊条。

⑵、对Q345钢用于直接承受动力荷载的结构及重要结构，宜采用E5015、E5016低氢焊条；对其他结构，则宜采用E5003、E5010、E5011型焊条。

（二）自动及半自动埋弧焊用的焊丝及焊剂

钢结构中采用三块或四块钢板焊接而成的钢梁及钢柱，其大量的连续焊缝需要在工厂中采用自动或半自动的埋弧焊焊接。自动埋弧焊是将电弧埋在焊剂下进行焊接，即将没有余料的焊丝伸入被焊金属上面的焊剂中，通电后产生电弧熔化焊剂，浮在被熔化金属的表面，保护被熔化的金属不与外界空气接触。焊接过程中，焊丝和焊剂的共给输送和电弧的移动，全部有机械自动进行。半自动埋弧焊与自动焊的区别仅是电弧移动由人工操作，不是机械控制。

自动焊生产效率高、塑性好、冲击韧性高、抗腐蚀性能强、焊件变形小，也改善劳动条件。半自动焊的焊缝质量介于自动焊和手工焊之间，但使用灵活，可以焊接小尺寸的短焊缝。

自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与焊件钢材的强度和材质相适应，即要求等强度焊接。焊丝应符合国标《熔化焊用钢丝》（GB/T14957—94），焊剂应符合国标《碳素钢埋弧焊用焊剂》（GB/T12470—90）的规定。

（三）二氧化碳气体保护焊的焊丝

CO2气体保护焊已得到广泛的应用，主要焊接低碳钢和低合金

钢。这种焊接方法如同埋弧焊，也是采用成盘连续的光焊丝，但不用焊剂。气体保护焊主要采用手工操作，手持焊枪移动焊接，也能进行自动焊接。焊接时围绕焊丝由喷嘴喷出CO2气体，对电弧、容池与大气进行保护。

焊接低碳钢或低合金钢时，均可采用H08MnSiA、H08Mn2SiA、H08Mn2Si等。

二、普通螺栓的钢号与规格

建筑钢结构中常用的普通螺栓钢号为Q235，即4.6级和4.8级螺栓，较少采用由中碳钢制成的5.6级螺栓，以及由低合金钢淬火并回火后制成的8.8级螺栓。

普通螺栓一般为六角头螺栓。螺栓的标记通常为Md*L，其中d 为螺栓的规格（直径），L为螺栓的公称长度。

普通螺栓的规格为M8、M10、M12、M16、M20、M24、M30等

普通螺栓的质量等级按螺栓加工制作的质量及精度公差分A、B、C三个等级，A级加工精度最高，C级最差。A、B级螺栓对构件的拼装精度要求高，价格很昂贵，工程中较少采用。C级螺栓常与II 类孔匹配应用；II类孔的孔径比螺栓直径大1~2毫米，受剪能力较差，故宜用于受拉的连接，或用于承受静载结构中的次要连接，以及临时用的安装连接。

三、高强螺栓

高强螺栓根据其受力性能可分为两种类型：高强度摩擦型和承压型。

1、高强度螺栓摩擦型连接：高强度螺栓摩擦型连接是靠连接间的摩擦阻力传递剪力，以摩擦阻力刚被克服作为连接承载力的极限状态。抗震设计的构件连接，常采用高强度螺栓摩擦型连接，但当地震作用大于多遇地震时的弹塑性阶段，因连接部位产生相互滑移变形，则摩擦型连接转化为承压型连接。

2、高强度螺栓承压型连接：高强度螺栓承压型连接，是当剪力大于预拉力P产生的摩擦阻力后，以栓杆被剪断或连接板被挤坏作为承载力极限状态，其计算方法基本上同普通螺栓。承压型连接对摩擦面仅要求清除油污及浮锈，不要求作其他的处理。相应地，高强度螺栓承压型连接可用于承受静载的结构。

3、高强度螺栓的类型

常用的高强度螺栓有，大六角头高强度螺栓和扭剪型高强度螺栓两种类型。大六角头高强度螺栓的头部尺寸比普通螺栓的要大，可适应施加预拉力的工具及操作要求，也增大与连接板间的承压或摩擦面积。大六角头高强度螺栓施加预拉力的工具有电动、风动和人工特制扳手。

扭剪型高强度螺栓的尾部连着一个梅花头，梅花头与螺栓尾部之间有一沟槽。当用特制扳手拧螺母时，以梅花头作为反拧支点，终拧时梅花头沿沟槽被拧断，并以拧断为准表示已达到规定的预拉力值。

高强度螺栓的螺杆、螺母和垫圈均采用高强度钢材制成，其成品

钢结构设计 学习指南

学习指南 1、课程的重要性和学习目标 本课程是土木工程专业的一门重要的专业课，是一门理论和实际结合较强的课程。通过本课程的学习，在钢结构基本原理的基础上掌握常用钢结构的设计计算方法，为今后从事钢结构设计、施工与安装等奠定坚实的基础，养成基本的工程设计能力。 2、前导课程 材料力学、结构力学、房屋建筑学、土力学与地基基础、建筑结构与选型、荷载与结构设计方法、建筑施工、建筑结构CAD、工程抗震、钢结构基本原理。 3、后续课程 后续课程为钢结构课程设计、钢结构毕业设计实践教学环节，通过课程学习掌握钢结构构件及整体结构的内力计算及组合、杆件验算、节点计算、钢结构图纸绘制及表达，具备从事钢结构设计的基本素质和能力。 4、必要学习工具 绘图工具：AutoCAD； 计算分析工具：Ansys、Sap、Abaqus； 设计工具：PKPM、MTS、天正等建筑、结构分析软件。 5、课程能力点 在学习“钢结构基本原理”的基础上，走向应用阶段，即通过本课程的学习，系统地掌握钢结构的基本计算方法和应用技能，具备进行轻型门式刚架结构、重型单层工业厂房钢结构、多层房屋钢结构及高层房屋钢结构等设计计算的能力，了解相关的设计依据、成果及施工验收等知识，同时也为从事建筑钢结构制造、安装及施工管理打下必要的基础。 6、学习方法 以规范为依据，以教材为基础，借助课堂和网络资源，结合理论课、案例实训课及已完成的实习实践环节，认真做好预习、复习、作业、阅读等课外学习，积极参与课堂或课下讨论、科技创新活动、结构设计大赛等活动，提高综合应用能力。

7、与课程相关的国家标准及图集 [1] 钢结构设计规范GB 50017-2003.北京：中国计划出版社，2003 [2] 建筑结构荷载规范GB 50009-2012.北京：中国建筑工业出版社，2012 [3] 建筑抗震设计规范GB 50011-2010. 北京：中国建筑工业出版社，2010 [4] 冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002. 北京：中国计划出版社，2002 [5] 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102：2002. 北京：中国计划出版社，2003 [6] 高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ 99-98. 北京：中国建筑工业出版社，1998 [7] 钢结构工程施工质量验收规范GB50205_2001.北京：中国建筑工业出版社，2002 [8] 建筑钢结构焊接技术规程JGJ 81-2002. 北京：中国建筑工业出版社，2002 [9] 12m实腹式钢吊车梁-轻级工作制05G514-1 [10] 12m实腹式钢吊车梁-中级工作制05G514-2 [11] 12m实腹式钢吊车梁-中级工作制05G514-3 [12] 12m实腹式钢吊车梁-重级工作制05G514-4 [13] 单层房屋钢结构节点构造详图(工字型截面钢柱柱脚连接)06SG529-1 [14] 吊车轨道联结及车挡05G525 [15] 多高层民用建筑钢结构节点构造详图01(04)SG519 [16] 钢吊车梁(H型钢_工作级别A1-A5)08SG520-3 [17] 钢结构建筑构造图集CDI02J [18] 钢抗风柱10SG533 [19] 钢梯02J401 [20] 轻型屋面梯形钢屋架（圆钢管、方钢管）06SG515-1 [21] 轻型屋面梯形钢屋架（剖分T型钢）06SG515-2 [22] 轻型屋面梯形钢屋架01SG515 [23] 梯形钢屋架05G511 [24] 柱间支撑05G-336 [25] 压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造01J925-1 [26] 《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册(上册).北京：北京：中国建筑工业出版社，2004 [27] 《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册(下册).北京：北京：中国建筑工业出版社，2004

门式钢架设计实例带计算书

门式刚架厂房设计计 算书

门式刚架厂房设计计算书 一、设计资料 该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房跨度21m ，长度90m ，柱距9m ，檐高7.5m ，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。 材料采用Q235钢材，焊条采用E43型。 22750.6450/160/mm EPS mm N mm g mm ≥2y 屋面和墙面采用厚夹芯板，底面和外面二层采用厚镀锌彩板，锌板厚度为275/gm ；檩条采用高强镀锌冷弯薄壁卷边Z 形钢檩条，屈服强度f ，镀锌厚度为。(不考虑墙面自重) 自然条件：基本风压：20.5/O W KN m =，基本雪压20.3/KN m 地面粗糙度B 类 二、结构平面柱网及支撑布置 该厂房长度90m ，跨度21m ，柱距9m ，共有11榀刚架，由于纵向温度区段不大于300m 、横向温度区段不大于150m ，因此不用设置伸缩缝。 檩条间距为1.5m 。 厂房长度>60m ，因此在厂房第二开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高<柱距，因此柱间支撑不用分层布置。 （布置图详见施工图） 三、荷载的计算 1、 计算模型选取 取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。厂房檐高7.5m ，考虑到檩条和梁截面自身高度，近似取柱高为7.2m ；屋面坡度为1：10。 因此得到刚架计算模型：

2.荷载取值 屋面自重： 屋面板：0.182/KN m 檩条支撑：0.152/KN m 横梁自重：0.152/KN m 总计：0.482/KN m 屋面雪荷载：0.32/KN m 屋面活荷载：0.52/KN m （与雪荷载不同时考虑） 柱自重：0.352/KN m 风载：基本风压200.5/W kN m = 3.各部分作用荷载： （1）屋面荷载： 标准值： 1 0.489 4.30/cos KN M θ ? ?= 柱身恒载：0.359 3.15/KN M ?=

门式刚架计算模板

一、设计资料 某单层工业厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度24m ，长度48m ，柱距6m ，檐口标高11m ，屋面坡度1/10。屋面及墙面板均为彩色钢板，内填充保温层，考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁 均采用冷弯薄壁卷边C 型钢，钢材采用Q345钢，2 /310mm N f =，2/180mm N f v =，基础混凝土标号C30，2 /3.14mm N f c =，焊条采用E50型。刚架平面布置图，屋面檩条布置图，柱间支撑布置草图， 钢架计算模型及风荷载体形系数如下图所示。 刚架平面布置图 屋面檩条布置图

柱间支撑布置草图 计算模型及风荷载体形系数 二、荷载计算 2.1 计算模型的选取 取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。 2.2 荷载取值计算： （1） 屋盖永久荷载标准值 彩色钢板 0.40 2kN m 保温层 0.60 2kN m 檩条 0.08 2kN m 钢架梁自重 0.15 2kN m 合计 1.23 2 kN m （2） 屋面活载和雪载 0.30 2 /KN m 。

（3） 轻质墙面及柱自重标准值 0.50 2 /KN m （4） 风荷载标准值 基本风压：m kN /525.050.005.10=?=ω。根据地面粗糙度类别为B 类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用，z μ=1.0。风荷载体型系数s μ：迎风柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65。 2.3 各部分作用的荷载标准值计算 （1） 屋面荷载： 标 准 值： m kN /42.7cos 1 623.1=??θ 柱身恒载： m kN /00.3650.0=? （2） 屋面活载 屋面活载雪载m kN /81.1cos 1 630.0=? ?θ （3） 风荷载 以左吹风为例计算，右吹风同理计算，根据公式0ωμμωs z k =计算，z μ查表m h 10≤，取1.0，s μ取值如图1.2所示。（地面粗糙度B 类） 迎风面 侧面2 /131.050.005.10.125.0m kN k =???=ω，m kN q /79.06131.01=?= 屋顶2 /525.050.005.10.100.1m kN k -=???-=ω，m kN q /15.36525.02-=?-=

对门式刚架轻钢房屋抗震设计的几点建议

对门式刚架轻钢房屋抗震设计的几点建议 最近，美国金属房屋制造商协会（MBMA）发表了一本《金属房屋体系抗震设计指南》，是以2000 年建筑法规IBC为依据，由制定IBC和AISC有关标准的抗震专家会同MBMA的抗震专家共同编制的。由于美国的抗震设计是按中震考虑结构延性影响，根据结构体系对设计地震作用作不同程度的折减，设计规定也与我国抗震设计方法有很大差异，很难直接搬用。但其中的一些基本原则是可以而且应该借鉴的。下面参考MBMA的这本指南，结合我国的有关规定，提出几点意见供参考，用于适用范围符合CECS：102规定的房屋。 1. 门式刚架轻房屋钢为单层单跨或多跨结构，根据其跨高比等具体情况，构件截面有时受风荷载组合控制，有时受地震作组合控制。当受风荷载组合控制时，可以不作抗震分析，此时，7度及以下一般可不采取抗震构造措施。MBMA抗震指南也有类似规定。美国按地震烈度由低到高将地区分为A、B、C、D、E、F等级，其中A～C为低烈度区，C级接近我国7度。当结构位于A～C级时，若取结构的抗震系数R＝3时（约相当于我国抗震规范的地震影响系数），可不采取抗震构造措施，但此规定不适用于更高烈度。8度及以上时，或大跨度结构，或其它无法预计的特殊情况时，应采取适当的抗震构造措施。 2.门式刚架构件与普通钢结构相比，长细比和板件宽厚比较大，结构具有较大柔性，截面受地震组合作用控制时，可能出现较大位移。根据MBMA规定，柱顶位移计算必要时应计入P-Δ效应，并符合下列规定，此时柱顶位移采用压型钢墙板时不应大于柱高的1/80. 3.普通单层门式刚架允许高度为18m.采用端板螺栓连接时，恒载不应超过72kg/m2（15psf）。采用砌体外墙时，柱顶侧移不得大于柱高的1/240. 4.门式刚架的抗震分析，可采用单自由度计算模型，根据受载面积，将框架质量集中在柱顶。当屋面坡度小于10°时，房屋高度可取檐口高度；当屋面坡度大于10°时，房屋高度取檐口高度和屋脊高度的平均值。山墙框架当房屋跨度较大应设置支撑。MBMA的例题对宽度为60m的房屋，在山墙两端2、3墙架柱之间，分别设置了支撑。据此，建议当房屋宽度等于或大于60m时，山墙框架宜对称设置支撑。 5.结构计算时，设计地震作用宜分别作用于刚架的两端，类似风荷载计算。有人在计算时为了方便将水平荷载作用于刚架一端，但MBMA指南特别指出，无论风荷载或地震作用，均应将水平力分别作用于刚架两端。门式刚架为单层房屋，高度相对较小而长度较大，计算时将地震作用施加在山墙（侧墙）两端更接近地震惯性力的实际位置，若将地震作用仅作用于一端，将过于保守，得出的梁轴力将非常保守。另外，应对门式刚架、纵向支撑框架和山墙支撑框架（或框架）分别进行抗震分析。 7.当轻钢厂房带有与钢框架相连的混凝土楼板夹层时，应考虑夹层重力由于刚心偏置所产生的剪力和扭矩。进行结构抗扭分析时，可忽略屋面刚度的影响，

门式刚架设计经验知识

门式刚架设计经验知识

一知识点： 门式刚架一般多采用变截面构件，当有吊车时，柱多采用等截面。常用的柱截面高度一般为300~700mm。 截面定义时考虑的原则有： （1）翼缘必须满足宽厚比要求，腹板满足高厚比要求。对于腹板，当不满足要求时，程序按考虑屈曲强度计算。所以说，截面翼缘满足宽厚比，显得很重要。 （2）截面选择要考虑常用的板型，结合市场上常用的材料规格选择比较好。对于翼缘，常选用的规格有180、200、220、250等。 （3）选择截面还要考虑节点螺栓布置的实际情况，满足规范对于螺栓的容许距离要求。 （4）对于腹板截面，考虑的往往是制作问题，以及和翼缘截面厚度的协调问题。腹板的厚度一般以比翼缘的小些为宜，其高厚比用到150左右比较合适。这样，制作中的变形也比较小，板件厚度不宜低于6mm，否则焊穿。 （5）常用的门式刚架翼缘截面一般为：180x8, 180x10, 200x8, 200x10, 220x10, 220x12, 240x10, 240x12, 250x10, 250x12, 260x12,

260x14, 270x12, 280x12, 300x12, 320x14等。 （6）常用的腹板截面一般为6mm和8mm厚。对6mm的其高度范围一般为300~750mmzui最大可到900mm;对8mm厚的腹板高度范围一般为300~900mm,最大可到1200mm。 二知识点： 梁的平面外计算长度通常情况下对于下翼缘取隅撑作为其侧向支撑点，计算长度取隅撑之间的距离。对于上翼缘，一般也可以取有隅撑的檩条之间的距离。檩距 1.5m，隅撑隔一个檩条布置。所以，梁的平面外计算长度取3m。 柱的平面外长度取决于其平面外支点距离，本刚架在牛腿位置设置面外支撑。由于设置了吊车，程序在此把柱分为2段，柱子平面外长度取各段柱实际长度即可。对于平面内计算长度，在通常情况下不需要修改。但有时平面内长度需要根据实际修改。当有夹层时，对于按框架设计的柱的平面内计算长度需要修改。

门式钢架的受力分析实例

一.分析种类： 结构力学静力分析 二.基本理论： 结构矩阵分析是结构力学的一种分析方法。结构矩阵分析方法认为：结构整体可以看作是由有限个力学小单元相互连接而组成的集合体，每个单元的力学性能可以比作建筑物中的砖瓦，装配在一起就提供整体结构的力学特性。 有限元法的基本思想是： 1. 假想把连续系统分割成数目有限的单元，单元只在数目有限的节点相连。在节点引进等效载荷，代替实际作用与系统的外载荷 2. 对每个单元由分块近似的思想，按一定的规则建立求解未知量与节点相互作用之间的关系 3. 把所有单元的这种特性关系按一定条件集合起来，引入边界条件，构成一组以节点变量为未知量的代数方程组，求解就得到有限个节点处的待求变量 所以，有限元法实质上是把具有无限个自由度的联系系统，理想化为只有有限个自由度的单元集合体，使问题转化为适合于数值求解的结构型问题 静力分析用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。静力分析包括线性和非线性分析。而非线性分析涉及塑性，应力刚化，大变形，大应变，超弹性，接触面和蠕变。本次分析为结构线性静力分析 静力分析计算在固定不变的载荷作用下结构的效应，它不考虑惯性和阻尼的影响，如结构受随时间变化载荷的情况。可是，静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的影响（如重力和离心力），以及那些可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷。 静力分析用于计算由那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移，应力，应变和力。固定不变的载荷和响应是一种假定；即假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢。静力分析所施加的载荷包括： l. 外部施加的作用力和压力 2. 稳态的惯性力（如中力和离心力） 3. 位移载荷 4. 温度载荷 线性静力分析的求解步骤 1．建模 2．施加载荷和边界条件，求解 3．结果评价和分析 三.有限元方法及软件： 利用位移函数—虚功原理推导梁单元的有限元计算公式 第一步：写出单元位移、节点力向量 应用软件ANSYS10.0 在ANSYS产品家族中有七种结构分析的类型。结构分析中计算得出的基本未知量（节点自由度）是位移，其他的一些未知量，如应变，应力，和反力可通过节点位移导出。本次分析静力分析（Stastic） 四.实例：门式钢架的受力分析 4.1 问题描述： 门式钢架受到均布载荷q=200N/m作用，其柱高5m，横梁长10m,柱和梁均采用刚梁制作，杨氏模量E=2.1e5MPa,泊松比u=0.3，且已知柱与梁的横截面积形式均为工字梁，其中柱的参数为W1=0.2、W2=0.2、W3=0.4、t1=0.02、t2=0.02、t3=0.01，梁的参数为柱的参数的1.565倍 要求：求在均布载荷q作用下门式钢架的剪力、最大弯距、最大转角，绘制弯距图以及剪力图。 示意图：

门式刚架设计实例

轻型门式刚架 ——计算原理 和设计实例 <9> 来源：https://www.sodocs.net/doc/fa13521284.html, 发布时间：06-06 编辑：段文雁

二、设计实例一 1 设计资料 门式刚架车间柱网布置：长度60m；柱距6m；跨度18m。 刚架檐高：6m；屋面坡度1：10；屋面材料：夹心板；墙面材料：夹心板；天沟：钢板天沟；基础混凝土标号为C25，fc=12.5 N/mm2；材质选用：Q235-B f=215 N/mm2 f=125 N/mm2。 2 荷载取值 静载：为0.2 kN/m2；活载：0.5 kN/m2 ；雪载：0.2 kN/m2；风载：基本风压W0=0.55 kN/m2，地面粗糙度B类，风载体型系数如下图： 图3-41 风载体型系数示意图 3 荷载组合 (1). 1.2 恒载+ 1.4 活载 (2). 1.0 恒载+ 1.4 风载 (3). 1.2 恒载+ 1.4 活载+ 1.4×0.6 风载 (4). 1.2 恒载+1.4×0.7 活载+ 1.4 风载 4 内力计算 （1）计算模型 图3-42 计算模型示意图 （2）工况荷载取用 恒载活载 左风右风 图3-43 刚架上的恒载、活载、风载示意图 各单元信息如下表：

表3-5 单元信息表 单元号截面名称长度(mm) 面积(mm2) 绕2轴惯性矩(x104mm4) 绕3轴惯性矩(x104mm4) 1 Z250~450x160x8x10 5700 54407040 973974 599822728 2 L450x180x8x10 9045 7040 974 22728 3 L450x180x8x10 9045 7040 97 4 22728 表中：面积和惯性矩的上下行分别指小头和大头的值 图3-44 梁柱截面示意简图 （3）计算结果 刚架梁柱的M、N、Q见下图所示： 图3-45 恒载作用时的刚架M、N、Q图 图3-46 活载作用时的刚架M、N、Q图 图3-47 （左风）风载作用时的刚架M、N、Q图 选取荷载效应组合：（1.20 恒载+ 1.40 活载）情况下的构件内力值进行验算。组合内力数值如下表所示： 表3-6 组合内力表 单元号小节点轴力N(kN) 小节点剪力Q2(kN) 小节点弯距M(kN.m) 大节点轴力N(kN) 大节点剪力Q2(kN) 大节点弯距M(kN.m) 1 -67.97 23.16 0.00 -56.89 -23.16 132.03 2 -28.71 -54.30 -132.0 3 -23.05 -2.30 -103.14 3 -23.05 -2.30 103.1 4 -28.71 -54.30 132.03 4 -56.89 -23.16 -132.03 -67.97 23.16 0.00 5构件截面验算

门式刚架设计论文

TONGJI UNIVERSITY 《建筑钢结构课程设计》课程设计 课题名称轻型门式钢架单层工业厂房院(系) 土木工程学院建筑工程系专业土木工程 姓名 学号 指导教师 日期

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 目录: 第一章基本设计资料 (3) 第二章主钢架设计与计算 (4) 第三章节点设计 (7) 第四章屋面檩条的计算与布置 (13) 第五章屋面水平支撑及柱间支撑的设计 (24)

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 第一章基本设计资料1.1设计题目 门式刚架设计 1.2设计资料 1．车间柱网布置要求 车间长度63m，跨度21m，柱距9m，檐高9m。 2．屋面坡度：1:10 3．屋面材料：夹芯板 4. 墙面材料：单层彩板或夹芯板 5. 天沟：彩板天沟或钢板天沟 6. 基础混凝土标号为C30 1.3荷载资料 恒载 0.25kN/m2活载 0.5kN/m2基本雪压 0.2kN/m2基本风压 0.6kN/m2 3．材料选用 主刚架：Q345B 抗风柱、屋面支撑，柱间支撑等：Q235B 檩条、墙梁：Q235B

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 第二章主刚架设计与计算 单元编号图 截面信息： 荷载组合： (1) 1.20 恒载+ 1.40 活载工况1 (2) 1.20 恒载+ 1.40 风载工况2 (3) 1.20 恒载+ 1.40 风载工况3 (4) 1.20 恒载+ 1.40 活载工况1 + 1.40 x 0.60 风载工况2 (5) 1.20 恒载+ 1.40 活载工况1 + 1.40 x 0.60 风载工况3 (6) 1.20 恒载+ 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 风载工况2 (7) 1.20 恒载+ 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 风载工况3 (8) 1.00 恒载+ 1.40 风载工况2 (9) 1.00 恒载+ 1.40 风载工况3

单跨双坡的门式刚架结构单层厂房设计说明书文档word文档

前言 设计题目来源于山西省某机械厂的二期机械配件加工厂房计划。本次毕业设计主要任务是加工厂房的结构设计。课题来源于实际，其成果可直接或间接的满足市场的需求，为社会服务，实现了毕业设计的社会经济效应。 此次设计的目的是为了培养我正确的设计思想，严谨的设计态度，掌握国内外先进的设计方法（PKPM、3DS钢结构设计软件的学习）。通过解决具有一定复杂程度的实际工程问题，使所学的专业知识与实践相结合，进一步掌握轻型钢结构的设计方法和设计原理。 设计说明书内容详实、完整、涉及面广，对众多参考资料进行了比较和校正，然后选择采用双跨四坡门式刚架的结构形式。依次按照主结构、次结构、支撑体系、围护体系的顺序进行详细的设计计算。从材料、设计计算到构造要求等作了充分的考虑，在细节中附有大量的图表加以说明。本设计还涉及到了薄壁型钢和压型钢板以及保温材料。这些材料性能十分优越，并获得了较好的技术、经济效果。 从第一本《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》颁发以来，门式刚架轻型钢结构经历了数十年的发展。门式刚架是工业厂房发展的趋势，国内外对门式刚架的研究已相当成熟，正逐步向技术标准定型化、加工过程工厂化、施工工艺机械化的目标发展。国内外关于门式刚架设计的争议主要集中在荷载取值和计算理论体系。本设计依据我国相关钢结构设计规范，采用以概率论为基础的极限状态设计方法。 在设计过程中，我收集了较多的工程设计资料，并深入现场进行实践，从工程概况、方案论证、总体设计到结构设计，以科学的理论知识为基础，以工程实例为依据，根据国家标准规范，结合科学手段精心设计完成。 由于缺乏实践经验，错误在所难免，敬清诸位老师批评指正。 1设计资料与依据 1.1 工程概述 本设计是长春市一汽轻型车厂机械加工装配车间设计，该车间采用单跨双坡的门式刚架结构。设计使用年限50年，安全等级二级，抗震等级丙类。车间跨度21m，长度51.8 m，柱间距7.4m，柱高9.3m，屋面坡度1/20，带一个起重量为5t的电动单梁吊车。屋面及墙面板均为彩色压型钢板，内填充保温玻璃纤维棉，檩条间距1.47m 。当地屋面活荷载标准值0.30KN/m, 屋面恒荷载0.30KN/m2，基本风压0.55 KN/m2，基本雪压0.55KN/m2。

门式刚架计算原理和设计实例之二

第二章轻型门式钢刚架设计的差不多理论 第一节结构布置和材料选用 一、结构组成 轻型门式钢刚架的结构体系包括以下组成部分： （1）主结构：横向刚架（包括中部和端部刚架）、楼面梁、托梁、支撑体系等； （2）次结构：屋面檩条和墙面檩条等； （3）围护结构：屋面板和墙板； （4）辅助结构：楼梯、平台、扶栏等； （5）基础。 图2-1给出了轻型门式钢刚架组成的图示讲明。 图2-1 轻型钢结构的组成

平面门式刚架和支撑体系再加上托梁、楼面梁等组成了轻型钢结构的要紧受力骨架，即主结构体系。屋面檩条和墙面檩条既是围护材料的支承结构，又为主结构梁柱提供了部分侧向支撑作用，构成了轻型钢建筑的次结构。屋面板和墙面板起整个结构的围护和封闭作用，由于蒙皮效应事实上也增加了轻型钢建筑的整体刚度。 外部荷载直接作用在围护结构上。其中，竖向和横向荷载通过次结构传递到主结构的横向门式刚架上，依靠门式刚架的自身刚度抵抗外部作用。纵向风荷载通过屋面和墙面支撑传递到基础上。 二、结构布置 轻型门式钢刚架的跨度和柱距要紧依照工艺和建筑要求确定。结构布置要考虑的要紧问题是温度区间的确定和支撑体系的布置。 考虑到温度效应，轻型钢结构建筑的纵向温度区段长度不应大于300m，横向温度区段不应大于150m。当建筑尺寸超过时，应设置温度伸缩缝。温度伸缩缝可通过设置双柱，或设置次结构

及檩条的可调节构造来实现。 支撑布置的目的是使每个温度区段或分期建设的区段建筑能构成稳定的空间结构骨架。布置的要紧原则如下：（1）柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内形成抵抗纵向荷载的支撑桁架。支撑桁架的直杆和单斜杆应采纳刚性系杆，交叉斜杆可采纳柔性构件。刚性系杆是指圆管、H型截面、Z或C型冷弯薄壁截面等，柔性构件是指圆钢、拉索等只受拉截面。柔性拉杆必须施加预紧力以抵消其自重作用引起的下垂； （2）支撑的间距一般为30m-40m，不应大于60m； （3）支撑可布置在温度区间的第一个或第二个开间，当布置在第二个开间时，第一开间的相应位置应设置刚性系杆； （4） 45的支撑斜杆能最有效地传递水平荷载，当柱子较高导致单层支撑构件角度过大时应考虑设置双层柱间支撑； （5）刚架柱顶、屋脊等转折处应设置刚性系杆。结构纵向于支撑桁架节点处应设置通长的刚性系杆； （6）轻钢结构的刚性系杆可由相应位置处的檩条兼作，刚度或承载力不足时设置附加系杆。 除了结构设计中必须正确设置支撑体系以确保其整体稳定性之外，还必须注意结构安装过程中的整体稳定性。安装时应该

门式刚架钢结构设计说明

门式刚架钢结构设计说明 1、根据甲方提供的基地平面图. 2、本工程抗震设防烈度为七度.建筑抗震设防类别为丙类；场地类别为II类.设计基本加速度0.15g；设计地震分组第二组. 3、本工程室内设计标高%%p0.000相当于绝对标高(罗零或黄海标高) 32.80 . 4、标高以米计,其余尺寸以毫米计.图纸中所有尺寸均以标注为准，不得以比例尺量取图中尺寸. 5、本工程合理使用年限50年.结构安全等级为二级. 6、本工程上部结构为单层门式刚架结构体系.跨度12米,柱距6米.屋面彩钢板,墙面标高3米以下砖墙,以上彩钢板.基础采用独立基础. 7、设计遵循的主要规范:国家现行建筑结构设计规范、规程. <<钢结构设计规范>> GB50017-2002 <<钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程>> JGJ82-2001 <<门式刚架轻型房屋钢结构技术规程>> CECS102:2002 <<建筑钢结构焊接规程>> JGJ81-2002 <<冷弯薄壁型钢结构技术规程>> GB50018-2002 <<涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级>> GB8923 8、设计荷载取值 （1）屋面静荷载：檩条+单层彩钢暗扣板426＋保温棉50=0.2KN/m （2）屋面活荷载：0.30KN/m （3）基本风压:0.80KN/m,地面粗糙度为B类，刚架、檩条、墙梁及围护结构体型系数按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002. （4）未经本院同意，施工，使用过程中荷载标准值不得超过上述载限值.

9、本工程施工时，应严格按现行<<钢结构工程施工及验收规范>> GB50205-2001的规定执行. 10、钢结构施工中必须密切配合建施、电施、水施、暖通及空调等有关图纸施工，如：配合建施预留孔洞及柱与墙身的拉结钢筋等；电施的预埋管线、防雷接地；水施的预埋管及预留洞等. 11、本说明为本工程钢结构部分，基础及钢筋混凝土部分结构设计说明详结施. 二、材料选用： 1、型钢、组成钢柱、钢梁的钢板及梁柱端头板、加劲肋材质均采用SS400及Q235.B钢，其质量标准应符合<<碳素结构钢>> GB/T700-2006<<低合金高强度结构钢>> GB/T1591-2008规定的要求,保证其抗拉强度、伸长率、屈服点，碳、硫、磷的极限含量. 2、檩条采用Q345镀锌冷弯檩条.隅撑、柱间支撑、屋面水平支撑及拉条均采用Q235.B钢. 3、高强度螺栓、螺母和垫圈采用摩擦型，其性能应满足《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231-2006中的规定.强度等级为10.9s. 4、钢结构焊接所需的焊条型号选用E4301或E4303，埋弧自动焊焊丝及焊剂型号选用HJ401-H09；焊条性能需符合《碳钢焊条》GB/T5117-95规定，焊丝性能需符合《熔化焊用钢丝》GB/T14957-94规定. 5、檩条与檩托、隅撑与刚架斜梁等次要连接采用普通螺栓，符合现行国家标准《六角头螺栓－C级》GB5780的规定.基础锚栓采用Q235. 6、屋面压型钢板为0.426mm厚（基材厚度）镀锌彩色钢板.单层，波高>41mm,波宽为215mm.墙板采用950型，0.426mm厚（基材厚度）.单层，波高>35mm,波宽为195mm.彩色钢板收边泛水基材厚度0.426mm. 7、钢板镀层：冷轧钢板经连续热浸镀铝处理，其镀铝锌量为275g/m2. 8、固定屋、墙面钢板自攻螺丝应经镀锌处理，螺丝之帽盖用尼龙头覆著，且钻尾能够自行钻孔固定在钢结构上. 9、止水胶泥：应使用中性之止水胶泥(硅胶). 10、本工程所有钢构件规格、型号未经本院同意严禁任意替换. 三、钢结构的制作与安装

轻钢门式刚架设计

轻钢门式刚架厂房设计 1 设计资料 某单跨车间，跨度21m ，柱距6m ，总长90m ，设有两台A5工作级别轿式吊车。一台5t ，一台10t 。吊车采用大连重工起重集团有限公司DQQD 型吊车，轨顶标高6.6m 。设计使用年限50年，结构安全等级为二级，建筑耐火等级三级，地基基础设计等级为丙级。不考虑抗震设防。 厂房围护结构系统采用太空板屋面及墙面，塑钢窗。室内外高差0.3m 。 厂房所在地的地面粗糙度为B 类，基本风压20/70.0m kN w =，组合值系6.0=ψc ；基本雪压20/5.0m kN s =，组合值系数6.0=ψc 。 基础持力层为粉土，粘粒含量8.0=c ρ，地基承载力特征值2/180m kN f ak =，埋深-1.8m ，基底以上土的加权平均重度3/17m kN m =γ，基底以下土的重度3/18m kN m =γ，地基基础的设计等级为丙级。 2 方案设计 2.1平面布置 一、柱网布置与定位轴线 厂房总长度为90m<300m ，无需设伸缩缝。除房屋端部外，刚架柱柱距采用6m ，横向定位轴线与刚架柱形心轴重合；端部刚架柱形心轴与横向定位轴线相距600m 。山墙等距离布置4根抗风柱，间距4.2m 。 纵向定位轴线之间的距离为21m 。假定刚架柱截面高度为700mm ，采用非封闭结合，取D=260mm ，则刚架柱内皮至纵向定位周线的距离=700mm ；查书后附表A.1、5t ，10t 吊车，吊车跨度m m m l l k 50.1975.02212=?-=-=λ，吊车轮中心线至轿身外缘的距离=230mm 。 吊车架外缘与刚架柱内皮的净空尺寸： mm mm mm mm mm B B B 8080)700230(260750)(312≥=+-+=+-=λ满足要求。 结构平面布置如图1所示。

钢结构门式钢架设计实例

门式钢架设计 一、设计资料 某厂房为单跨双坡门式刚架，跨度24m ，长度90m ，柱距67.5m ，檐高8m ，屋面坡度1/10。刚架为等截面的梁、柱，柱脚为刚接。屋面材料、墙面材料采用单层彩板。檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边Z 型钢，间距为1.5m ，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。基本风压 20.55/O W KN m ，基本雪压 20.2/KN m ，地面粗糙度B 类。 二、结构平面柱网及支撑布置 该厂房长度90m ，跨度24m ，柱距67.5m ，共有1613榀刚架，由于纵向温度区段不大于300m 、横向温度区段不大于150m ，因此不用设置伸缩缝。 厂房长度>60m ，因此在厂房第一开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆，檩条间距为1.5m ；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高＞柱距，因此柱间支撑用分层布置，布置图详见施工图。 刚架平面布置见图 1，刚架形式及几何尺寸见图 2。 图1 刚架平面布置图

图2 刚架形式及几何尺寸 三、荷载的计算 （一）计算模型的选取 取一榀刚架进行分析，柱脚采用刚接，刚架梁和柱采用等截面设计。厂房檐高8m ；屋面坡度为1：10。 （二）荷载取值计算 1．屋盖永久荷载标准值 屋面板 20.30/K N m 刚架斜梁自重（先估算自重） 20.15/KN m 合计 0.45 2/KN m 2．屋面可变荷载标准值 屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50 2/KN m 。

雪荷载：0.22 / KN m 取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.50 2 / KN m，不考虑积灰荷载。 3．轻质墙面自重标准值0.25 2 / KN m 4．风荷载标准值 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。基本风压ω0=0.55 2 / KN m，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，μz=1.0。风荷载体型系数μs：迎风面柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为＋0.55和－0.65(CECS102：2002中间区)。 （三）各部分作用荷载： （1）屋面荷载： 标准值： 1 0.456 2.71/ cos KN M θ ??= 柱身恒载：0.256 1.5/ KN M ?= （2）屋面活载 屋面雪荷载小于屋面活荷载，取活荷载 1 0.506 3.01/ cos KN M θ ??=

钢结构轻钢标准化手册汇总

轻钢结构设计技术标准化手册 2011-9

目录 1.总则 (1) 2.钢结构材质 (2) 3.钢结构用材规格 (3) 4.建筑定位轴线与基准线 (4) 5.主刚架设计 (5) 5.1主刚架标准化连接构造 (5) 5.2主刚架构件的焊缝标准 (8) 5.3主刚架构件的加劲肋设置 (9) 5.4 抗风柱的挠度规定 (9) 5.5 主刚架构件端板式连接的安装 (10) 6.支撑体系设计 (11) 6.1支撑布置 (11) 6.2支撑设计 (11) 6.3圆钢支撑标准配件 (12) 7.檩条和墙梁设计 (13) 7.1檩条和墙梁的标准规格 (13) 7.2各种檩条与墙梁的分类设计 (15) 7.3标准檩托板 (18) 7.4墙梁的标准连接配件 (20) 7.5檩条和墙梁的安装定位尺寸 (24) 7.6内天沟支架 (26)

1总则 1.1本手册的技术条件主要依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102:2002》、《冷弯 薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002》、《钢结构设计规范GB50017-2003》、《钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001》，同时结合公司多年来技术水平、工程经验和工艺特点编写本手册。 1.2本手册所给出的技术规定主要是配合本公司技术标准化开发，指导设计人员进行轻钢结 构标准化、系列化设计，以提高设计效率和设计质量，方便制作和安装，取得综合性的经济效益。其设计原理和计算公式可直接参考上述所列技术规范和规程，本手册不再重复罗列。 1.3本手册的应用范围符合《门式刚架轻房屋钢结构技术规程CECS102:2002》所列范围。 1.4本手册未作规定的，应按现行有关标准执行。

轻型门式刚架(手算)计算说明书分解

1.设计资料 南京的某厂房采用单跨双坡门式刚架。长度90m，柱距6m，跨度15m。门式刚架檐高6m，屋面坡度为1:10。刚架为变截面梁、柱，柱脚铰接。钢材选用Q345钢，焊条采用E43型。基础混凝土C25。 屋面材料：夹芯板0.25kN/㎡。 墙面材料：夹芯板0.25kN/㎡。 天沟：钢板天沟。 自然条件：基本雪压0.65 kN/㎡基本风压0.4 kN/㎡不考虑地震作用，屋面无积灰，厂房无吊车。 恒载0.25 kN/㎡活载0.5 kN/㎡ 经过验算可以选择檩条为C160×60×20×3.0 水平间距1.5m 2.梁柱界面选择及截面特性 截面简图截面特性

1-1剖面 2-2（3-3）剖面 4-4剖面 5-5剖面

3.荷载计算 （1）荷载取值计算 屋面自重（标准值，沿坡向）： 夹芯板 0.25kN/㎡ 檩条及支撑 0.15kN/㎡ 刚架横梁 0.10kN/㎡ 总计 0.50kN/㎡ 屋面雪荷载（标准值） 0.65kN/㎡ 屋面均布活荷载（标准值） 0.50kN/㎡ 柱及墙梁自重（标准值） 0.55kN/㎡ 风载 基本风压w 0=0.4 kN/㎡，地面粗糙度为B 类，按封闭建筑选取中间区单元，刚架风载体型系数如下： （2）分项荷载作用计算 1）屋面永久荷载作用 标准值为 0.5×α cos 1 ×6=3.01 kN/㎡ 2）屋面可变荷载作用

1×6=3.92 kN/㎡ 标准值为0.65× α cos 3）柱及墙梁自重 标准值为0.55×6=3.3 kN/㎡ 4）风载 墙面风荷载变化系数按柱顶标高计算取为1.0，则 W=1.0×0.4=0.4 kN/㎡ 墙面风雅标准值为q w AB=0.4×（+0.25）×6=+0.6 kN/㎡ q w =0.4×（-0.55）×6=-1.32 kN/㎡ DE 屋面负风压标准值为q w BC=0.4×(-1.00) ×6=-2.4 kN/㎡ q w =0.4×(-0.65) ×6=-1.56 kN/㎡ CD 4.刚架内力计算及组合 （1）刚架内力计算

关于底框架上门式刚架结构的设计分析

关于底框架上门式刚架结构的设计分析 摘要:根据底框架上门式刚架的结构特点，介绍了在实际工程中如何利用PKPM软件对该结构进行设计的过程，并提出该结构的整体设计方法。 关键词: 框架，门式刚架，整体设计，PKPM Abstract: according to the bottom frame the door frame structure characteristics, this paper introduces how to use in a practical project of the structure of software PKPM design process, and puts forward the structure of the whole design method. Keywords: framework, door frame, overall design, PKPM 1工程概况 随着工业经济的快速发展，越来越多的建筑采用下部为框架结构，而顶层为门式刚架轻的结构类型。本工程实例为天津同安实业1#标准厂房，三层结构，下部为两层钢筋混凝土框架结构，柱距6m；顶层为轻型门式刚架结构，钢架跨度24m，焊接工字型钢柱、钢梁，以及压型钢板轻型屋面。 2结构特点及设计计算 该工程结构特点是框架结构和门式刚架结构的结合，下部结构由于功能需要，按钢筋混凝土框架结构进行设计，楼盖的刚度较大，上部结构只承担屋面的荷载，跨度大，荷载轻，为节省材料，按门式刚架的要求进行布置，采用支撑系统来满足结构的整体刚度，并采用压型钢板、檩条等作为屋面系统，屋盖的刚度相对较小。 对于这种结构，既要对下部框架与上部门式刚架的设计区别对待，又要考虑它们之间的相互作用，相互影响，需作为一个整体来分析计算。 2.1三维模型输入 按实际模型，真实地输入设计结构的梁、柱、支撑构件等所有受力构件，建立下部框架以及上部门式刚架的整体模型。除了梁、柱外，支撑构件(柱间支撑、屋面支撑)也需要准确输入，这样整体分析时才能够准确计算结构的刚度，支撑可按照单拉杆件设计，对结构楼面布置信息，下部框架的楼板输入，按框架方式输入，顶层轻型门式刚架屋面，其刚度有刚架梁、屋面支撑系统、檩条、屋面板等共同组成，其平面内的刚度很难准确考虑，可以偏安全地忽略屋面板的刚度，把楼板厚度取为0，不考虑楼板的作用，将节点视为弹性节点，仅考虑刚架梁、屋面支撑系统的作用。 2.2结构设计依据的规范和规程

门式刚架课程设计

. 《房屋钢结构》门式钢架课程设计 姓名：杜修磊 学号：20110380 班级：2011级土木3班 指导教师：张杰 2014年12月

一、题目要求 现有一单层门式钢架厂房，布置一台10t 中级工作制桥式吊车，单跨双坡，跨长18m 。 设计参数： 1、建筑物安全等级为三级，设计使用年限为50年； 2、基本风压为2 /4.0m kN （50年一遇），B 类粗糙度； 3、基本雪压为2/35.0m kN （50年一遇）； 4、屋面恒载为2/3.0m kN ，屋面活载为2/5.0m kN ； 5、抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第二组，场地类别为II 类，抗震设防类别为丙类； 6、基础顶面标高为0.000m 。 结构布置形式如图所示：

二、输入参数 工程名: 01 ************ PK11.EXE ***************** 日期:12/18/2014 时间: 20:12:44 设计主要依据: 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012); 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010); 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003); 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002，2012年版); 结果输出 ---- 总信息---- 结构类型: 门式刚架轻型房屋钢结构 设计规范: 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》计算 结构重要性系数: 1.00 节点总数: 9 柱数: 4 梁数: 4 支座约束数: 2 标准截面总数: 5 活荷载计算信息: 考虑活荷载不利布置 风荷载计算信息: 计算风荷载 钢材: Q235 梁柱自重计算信息: 柱梁自重都计算 恒载作用下柱的轴向变形: 考虑 梁柱自重计算增大系数: 1.20 基础计算信息: 不计算基础 梁刚度增大系数: 1.00 钢结构净截面面积与毛截面面积比: 0.85 门式刚架梁平面内的整体稳定性: 按压弯构件验算 钢结构受拉柱容许长细比: 400 钢结构受压柱容许长细比: 180 钢梁(恒+活)容许挠跨比: l / 180 柱顶容许水平位移/柱高: l / 180 地震作用计算: 计算水平地震作用 计算振型数： 3 地震烈度：7.00 场地土类别：Ⅱ类

STAAD培训手册第四章 门式刚架节点设计

第四章 门式刚架节点设计 4.1 节点类型 在程序中有大量的内置的节点类型，如图，每种节点类型都具有一定的代表性，用途也不尽相同。

4.2 节点设计操作步骤 在程序中选择节点设计环境时，将需要如下的操作步骤： 第一步：选取设计平面 第二步: 选取设计节点 在设计平面视图内双击所需设计的节点（以二号节点为例）, 程序显示该节点的局部放大图如下：

用鼠标单击参与本次节点设计的构件, 弹出对话框如下: 确认“参加节点设计”的选项被选中, 并选择合适的构件性质, 按“确认”后，被选中构件将被突显。 完成某一参与节点设计的构件选择后，以同样的方式选择另一个与所设计节点相连接的构件（如果所设计的节点是柱脚，则不需选择另一个构件），然后可进入下一步实施节点选择。

第三步：标准节点形式的选择 点击工具条中的节点设计按钮，则会出现如下的对话框： 程序将同时弹出如下标准节点库对话框：

所有的节点形式都在此处列出，包括梁柱连结和柱脚连结的节点。选择合适的节点形式并按“确定”按钮，程序即进入节点设计，并显示如下的对话框： 第四步：节点设计 在此处填入合适的端板或柱底板参数，按“OK”按钮程序自动进行18种控制工况的节点内力检验。所有结果都显示在如下所示的对话框中：

用户可以方便的进行查询，按“OK”按钮返回上一步的节点设计对话框。如果结果通过检验，即说明设计符合《规程》的要求，可在对话框中选择绘图命令来绘制节点图，或返回第一步设计其它的节点。如果未通过规范检验，则需要修改有关的参数或几何尺寸，直到所有的条件都满足《规程》的要求为止。用户也可以选择“保存报告”按钮将设计报告保存下来。另外，节点设计的优化功能会给节点设计带来极大的方便。 至此节点设计结束，存盘之后，设计数据就被保留下来。此时可以立刻绘出节点详图，也可以在所有节点设计结束之后绘制。