门式刚架的形式与截面尺寸

门式刚架从构件材料看，可分成钢结构、混凝土结构；从构件截面看，可分成实腹式刚架、空腹式刚架、格构式刚架、等截面与变截面；从建筑型体看，有平顶、坡顶、拱顶、单跨与多跨，如图1.8所示；从施工技术看，有预应力刚架和非预应力刚架。

图1.8　单层刚架的形式

1.钢刚架结构

钢刚架结构可分为实腹式和格构式两种。实腹式刚架适用于跨度不很大的结构，常做成两铰式结构。结构外露，外形可以做得比较美观，制造和安装也比较方便。实腹式刚架的横截面一般为焊接工字形。国外多采用热轧H形或其他截面形式的型钢，可减少焊接工作量，并能节约材料。当为两铰或三铰刚架时，构件应为变截面，一般是改变截面的高度使之适应弯矩图的变化。实腹式刚架的横梁高度一般可取跨度的1/12～1/20。当跨度大时，可在支座水平面内设置拉杆，并施加预应力对刚架横梁产生卸荷力矩及反拱，如图1.9所示。这时横梁高度可取跨度的1/30～1/40，并由拉杆承担刚架支座处的横向推力，对支座和基础都有利。

图1.9　实腹式双铰刚架

格构式刚架结构的适用范围较大，且具有刚度大、耗钢量小等优点。当跨度较小时可采用三铰结构，当跨度较大时可采用两铰或无铰结构，如图1.10所示。格构式刚架的梁高可取跨度的1/15～1/20，为了节省材料，增加刚度，减轻基础负担，也可施加预应力，以调整结构中的内力。预应力拉杆可布置在支座铰的平面内，也可布置在刚架横梁内仅对横梁施加预应力，也可对整个刚架结构施加预应力。

图1.10　格构式刚架结构(www.xing528.com)

2.钢筋混凝土刚架

钢筋混凝土刚架一般适用于跨度不超过18m、檐高不超过10m的无吊车或吊车起重量不超过100kN的建筑中。构件的截面形式一般为矩形，也可采用工字形截面。刚架构件的截面尺寸可根据结构在竖向荷载作用下的弯矩图的大小而改变，一般是截面宽度不变而高度呈线性变化。对于两铰或三铰刚架，立柱上大下小，为楔形构件，横梁为直线变截面，如图1.11所示。钢筋混凝土刚架的杆件一般采用矩形截面，也可采用I字形截面。其截面尺寸为：

（1）梁高可按连续梁确定，一般取h＝（1/15～1/20）l，但不宜小于250mm。

（2）柱底截面高度h1，一般不小于300mm，柱顶截面高度为（2～3）h1。

（3）梁柱截面宽度b（钢架厚度），应保证屋面构件的搁置长度，并应满足平面外刚度的要求，一般取b≥H/30（H为柱高），且b≥200mm。

（4）横梁的加腋长度一般取自柱边算起为（0.15～0.25）l。

（5）拱式门架的起拱高度f（矢高），一般取为（1/9～1/7）l。

图1.11　广州体育馆钢筋混凝土刚架结构