房屋钢结构设计

门式刚架常见形式有单跨双坡、多跨、带夹层及变截面或等截面实腹式。变截面刚架柱脚截面小、梁端截面大，与弯矩图大致匹配，用钢量较省；等截面构造简单，适用于跨度较小或标准化生产。

弹性阶段内力分析可采用一阶弹性分析，刚架梁、柱按线弹性杆件，柱脚按铰接或刚接边界。对于变截面构件可用换算截面或分段单元法；需计入屋面梁、柱自重及风荷载最不利组合。

刚架梁最大正弯矩多在跨中，负弯矩在梁端（刚接时）；柱脚弯矩在铰接时为零，刚接时较大。近似分析法可用弯矩调幅或塑性铰法（见3.7节）对满足宽厚比限值的截面进行内力重分布。

刚架梁强度验算：$\sigma = M/W_n \leq f$，$W_n$ 为净截面模量，$f$ 为钢材抗弯强度设计值。变截面梁需分段验算各控制截面。

刚架梁平面内稳定按规范公式验算，计算长度 $l_0$ 与侧向支撑（檩条、拉条）间距有关。当 H 型钢梁上翼缘受压且檩条可靠连接时，可认为侧向约束充分。

刚架柱按压弯构件验算强度与稳定，轴力 $N$ 与弯矩 $M$ 组合：$\frac{N}{A_n} + \frac{M}{\gamma_m W_n} \leq f$（形式依规范条文）。变截面柱需验算各段稳定，计算长度系数与柱脚约束、有无侧向支撑有关。

刚架顶点位移与梁跨挠度应满足规范限值，一般梁挠度 $l/180\sim l/250$，柱顶水平位移影响使用与墙面协调。过大变形导致屋面排水不良、墙面板开裂。

多跨刚架中中间柱可设摇摆柱或采用门式刚架连续布置，中间柱顶可铰接以释放连续梁负弯矩。各榀刚架需通过支撑形成空间体系，避免单榀平面外失稳。