(5)当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。 (6)在刚架转折处(边柱柱顶、屋脊及多跨刚架的中柱柱顶)应沿房屋全长设置刚性系杆。 (7)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。
(8)刚性系杆可由檩条兼任，此时檩条应满足压弯构件的承载力和刚度要求，当不满足时可在刚架斜梁间设置钢管、H形钢或其他截面形式的杆件。 门式刚架轻型房屋钢结构的支撑宜用十字交叉圆钢支撑，圆钢与相连构件的夹角宜接近45°，不超出30°—60°。圆钢应采用特制的连接件与梁、柱腹板连接，校正定位后张紧固定。张紧手段最好用花篮螺丝。在设有起重量大于15t桥式吊车的跨间，柱间支撑应参照第2章2．1．1．3节的要求设置。
当房屋内设有不小于5t的吊车时，柱间支撑宜用型钢支撑。当房屋中不允许设置柱间支撑时，应设置纵向刚架。
支撑虽然不是主要承重构件，在房屋结构中却是不可或缺的，柱间支撑和屋盖支撑的作用和形式在第2章的2．1．3节还有详尽的论述。
1．3 刚 架 设 计
1．3．1 荷载及荷载组合
设计门式刚架结构所涉及的荷载，包括永久荷载和可变荷载，除现行《规程》(CECSl02：2002)有专门规定者外，一律按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009—2002(以下简称《荷载规范》)采用。 1．3．1.1 永久荷载
永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自身等。 1．3．1．2 可变荷载
(1)屋面活荷载 当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投
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影面积计算)应取0．5kN／m；对受荷水平投影面积超过60m的刚架结构，计算时采用的竖
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向均布活荷载标准值可取0．3kN／m。设计屋面板和檩条时应考虑施工和检修集中荷载(人和小工具的重力)，其标准值为1kN。
(2)屋面雪荷载和积灰荷载 屋面雪荷载和积灰荷载的标准值应按《荷载规范》的规定采用，设计屋面板、檩条时并应考虑在屋面天沟、阴角、天窗挡风板内和高低跨连接处等的荷载增大系数或不均匀分布系数。
(3)吊车荷载 包括竖向荷载和纵向及横向水平荷载，按照《荷载规范》的规定采用。 (4)地震作用 按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011—2001的规定计算。 (5)风荷载：按《规程》附录A的规定，垂直于建筑物表面的风荷载可按下列公式计算：
(1—1)
式中 wk——风荷载标准值(kN／m2)；
w0——基本风压，按照《荷载规范》的规定采用；
μz——风荷载高度变化系数，按照《荷载规范》的规定采用，当高度小于10m时，
应按10m高度处的数值采用；
μs——风荷载体型系数。
刚架的风荷载体型系数μs按照表1-1及图1-4的规定采用。此表适用于双坡及单坡刚架，其屋面坡度不大于10°，屋面平均高度不大于18m，檐口高度不大于屋面的最小水平尺寸者。
注：(1)表中正号(压力)表示风力由外朝向表面；负号(吸力)表示风力自表面向外离开，下同；
(2)屋面以卜的周边伸出部位，对1区和5区可取+1．3，对4区和6区可取-1．3，这些系数包 括了迎风面和背风面的影响；
(3)当端部柱距不小于端区宽度时，端区风荷载超过中间区的部分，宜直接由端刚架承受； (4)单坡屋面的风荷载体型系数，可按双坡屋面的两个半边处理(图1-5)。
上述风荷载体型系数μs的取值方法主要是参考美国金属房屋制造商协会 (MBMA)编制的《低层房屋系统手册》(1996)中的相关内容给出的。它包含了阵风的影响，同时考虑内外 风压最大值的组合，较《荷载规范》的规定详细、合理。对多脊多坡屋面的风荷载体型系数，MBMA手册中没有给出，《规程》规定仍按现行国家标准《荷载规范》的有关条文采用。 1．3．1．3 荷载组合效应
荷载效应的组合一般应／顷从《荷载规范》的规定。针对门式刚架的特点，《规程》给出下列组合原则：
(1)屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大值； (2)积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值同时考虑；
(3)施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑； (4)多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定；
(5)当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑。 在进行刚架内力分析时，所需考虑的荷载效应组合主要有： (1)1．2x永久荷载+0．9x1．4x [积灰荷载+max{屋面均布活荷载、雪荷载㈠ +0．9x1．4x (风荷载+吊车竖向及水平荷载)；
(2)1．0x永久荷载+1．4x风荷载
组合(1)用于截面强度和构件稳定性计算。在进行效应叠加时，起有利作用者不加，但必须注意所加各项有可能同时发生。为此，不能在计人吊车水平荷载效应的同时略去竖向荷载效应。组合(2)用于锚栓抗拉汁算，其永久荷载的抗力分项系数取1.0。当为多跨有吊车框架时，在组合(2)中还应考虑邻跨吊车水平力的作用。
由于门式刚架结构的自重较轻，地震作用产生的荷载效应一般较小。设计经验表明：当
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抗震设防烈度为7度而风荷载标准值大于0.35kN／m，或抗震设防烈度为8度而风荷载标准
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值大于0.45kN／m时，地震作用的组合——般不起控制作用。
1．3．2 刚架的内力和侧移计算
1．3．2．1 内力计算
对于变截面门式刚架，应采用弹性分析方法确定各种内力，只有当刚架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑性分析方法，但后一种情况在实际工程中已很少采用。进行内力分析时，通常把刚架当作平面结构对待，一般不考虑蒙皮效应，只是把它当作安全储备。当有必要且有条件时，可考虑屋面板的应力蒙皮效应。蒙皮效应是将屋面板视为沿屋面全长伸展的深梁，可用来承受平面内的荷载。面板可视为承受平面内横向剪力的腹板，其边缘构件可视为翼缘，承受轴向拉力和压力。与此类似，矩形墙板也可按平面内受剪的支撑系统处理。考虑应力蒙皮效应可以提高刚架结构的整体刚度和承载力，但对压型钢板的连接有较高的要求。
变截面门式刚架的内力通常采用杆系单元的有限元法(直接刚度法)编制程序上机计算。计算时将变截面的梁、柱构件分为若干段，每段的几何特性当作常量，也可采用楔形单元。地震作用的效应可采用底部剪力法分析确定。当需要手算校核时，可采用一般结构力学方法(如力法、位移法、弯矩分配法等)或利用静力计算的公式、图表进行。
根据不同荷载组合下的内力分析结果，找出控制截面的内力组合，控制截面的位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面，控制截面的内力组合主要有：
(1)最大轴压力N max、和同时出现的M及V的较大值。 (2)最大弯矩M max和同时出现的V及N的较大值。
这两种情况有可能是重合的。以上是针对截面双轴对称的构件而言的。如果是单轴对称截面，则需要区分正、负弯矩，参看第2章2.2.3节。
鉴于轻型门式刚架自重很轻，锚栓在强风作用下有可能受到拔起的力，还需要第3种组合，即：
(3)最小轴压力N min和相应的M及V，出现在永久荷载和风荷载共同作用下，当柱脚铰接时M =0。
1.3.2.2 侧移计算
变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析方法确定。计算时荷载取标准值，不考虑荷载分项系数。侧移计算可以和内力分析——样在计算机上进行。《规程》给出柱顶侧移的简化公式，可以在初选构件截面时估算侧移刚度，以免因刚度不足而需要重新调整构件截面。 单层门式刚架在风荷载标准值作用下的柱顶侧移限值参见本教材上册《钢结构基础》第6章的有关内容。它虽然不涉及安全承载，却是不可忽视的设计指标。《规程》在2002年修订后，柱顶位移的计算限值放宽为不超过h／60，已经相当宽松。
如果最后验算时刚架的侧移不满足要求，即需要采用下列措施之一进行调整：放大柱或(和)梁的截面尺寸，改铰接柱脚为刚接柱脚；把多跨框架中的个别摇摆柱改为上端和梁刚接。
1.3.3 刚架柱和梁的设计
1.3.3.1 梁、柱板件的宽厚比限值和腹板屈曲后强度利用 (1)梁、柱板件的宽厚比限值(截面尺寸见图1—6)：
工字形截面构件受压翼缘板的宽厚比限值：
工字形截面梁、柱构件腹板的宽厚比限值：
式中 b1、t——受压翼缘的外伸宽度与厚度； hw、tw——腹板的高度与厚度。 (2)腹板屈曲后强度利用
在进行刚架梁、柱构件的截面设计时，为了节省钢材，允许腹板发
生局部屈曲，并利用其屈曲后强度。在上册第4章4.6.4节曾经分析过受压板屈曲后继续承载的原理并给出GB 50017规范关于梁腹板利用屈曲后强度的计算公式。这些公式适用于简支梁。门式刚架的构件剪应力最大处往往弯曲正应力也最大，翼缘对腹板没有约束作用，因而计算公式不同于GB 50017。
工字形截面构件腹板的受剪板幅，当腹板的高度变化不超过60mm／m时，其抗剪承载力设计值可按下列公式计算：
式中fv ——钢材的抗剪强度设计值； f′ ——腹板屈曲后抗剪强度设计值； v
hw ——腹板板幅的平均高度；
λw——参数，按公式(1-6)进行计算。 式中 a——腹板横向加劲肋的间距；
kτ——腹板在纯剪切荷载作用下的屈曲系数。当不设中间加劲肋时kτ=5.34。
公式(1-5)是参照欧洲规范的内容并略加修改后给出的，是一种较为简便的计算方法，计算结果属于下限。当腹板高度变化超过60mm／m时，公式(1-5)不再适用。 (3)腹板的有效宽度
当工字形截面梁、柱构件的腹板受弯及受压板幅利用屈曲后强度时，应按有效宽度计算其截面几何特性。有效宽度取为：
当腹板全部受压时 he =ρhw (1-8a) 当腹板部分受拉时，受拉区全部有效，受压区有效宽度为
he =ρhc (1-8b)
式中 he——腹板受压区有效宽度；
ρ——有效宽度系数，按下列公式进行计算：