โครงสร้างแบบพอร์ทัลเฟรมเป็นเทคนิคการก่อสร้างที่ส่วนรองรับแนวตั้งเชื่อมต่อกับคานหรือโครงถัก แนวนอน ผ่านข้อต่อคงที่ที่ มีความสามารถในการต้านทานโมเมนต์ ที่ออกแบบไว้ ^{[ 1 ]}ผลลัพธ์ที่ได้คือช่วงกว้างและพื้นที่เปิดโล่ง

โครงสร้างเฟรมพอร์ทัลสามารถสร้างได้โดยใช้วัสดุและวิธีการที่หลากหลาย ซึ่งรวมถึงเหล็กคอนกรีตเสริมเหล็กและไม้ลามิเนต เช่นกลูแลม โครงสร้างเหล่านี้ ได้รับการพัฒนาครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1960 และกลายเป็นรูปแบบการปิดล้อมที่พบได้บ่อยที่สุดสำหรับช่วงความยาว 20 ถึง 60 เมตร^{[ 2 ]}

เนื่องจากข้อต่อที่แข็งแรงและมั่นคงมากเหล่านี้ แรงดัดบางส่วนในคานหลังคาจึงถูกถ่ายโอนไปยังเสาซึ่งหมายความว่าขนาดของคานหลังคาสามารถลดลงหรือช่วงความกว้างสามารถเพิ่มขึ้นได้สำหรับคานหลังคาขนาดเดียวกัน ทำให้โครงสร้างเฟรมแบบพอร์ทัลเป็นเทคนิคการก่อสร้างที่มีประสิทธิภาพมากสำหรับการใช้งานในอาคารที่มีช่วงกว้าง

ดังนั้น โครงสร้างแบบโครงประตูจึงมักพบเห็นได้ในโกดัง โรงนาและสถานที่อื่นๆ ที่ต้องการพื้นที่โล่งกว้างขนาดใหญ่ในราคาประหยัด และหลังคาลาดเอียงเป็นที่ยอมรับได้

โดยทั่วไปแล้ว โครงสร้างแบบพอร์ทัลเฟรมจะใช้สำหรับอาคารชั้นเดียว แต่ก็สามารถใช้กับอาคารเตี้ยที่มีหลายชั้นได้เช่นกัน หากแต่ละชั้นไม่ทอดยาวตลอดแนวอาคาร (ในกรณีเช่นนี้ โครงสร้างแบบโครงเหล็กที่มีเสาภายในจะเป็นทางเลือกที่ประหยัดกว่า) ตัวอย่างการกำหนดค่าทั่วไปอาจเป็นพื้นที่สำนักงานที่สร้างติดกับผนังด้านใดด้านหนึ่งของโกดังสินค้า

โครงสร้างแบบพอร์ทัลเฟรมสามารถหุ้มด้วยวัสดุได้หลากหลายชนิด ด้วยเหตุผลด้านเศรษฐกิจและความรวดเร็ว วิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือการใช้แผ่นโลหะหุ้มฉนวนน้ำหนักเบาชนิดต่างๆ โดยมีการก่ออิฐแบบมีช่องว่างที่ส่วนล่าง ของผนัง 2 เมตร เพื่อความปลอดภัยและทนทานต่อแรงกระแทก แผ่นโลหะหุ้มน้ำหนักเบาจะถูกติดตั้งบนรางแผ่นโลหะที่พาดระหว่างเสาของโครงสร้างแบบพอร์ทัลเฟรม

โครงสร้างแบบพอร์ทัลเฟรมสามารถนิยามได้ว่าเป็นโครงสร้างเฟรมแข็งสองมิติที่มีลักษณะพื้นฐานคือข้อต่อแข็งระหว่างเสาและคาน

จุดประสงค์หลักของการออกแบบรูปแบบนี้คือการลดโมเมนต์ดัดในคาน ซึ่งทำให้โครงสร้างโดยรวมทำหน้าที่เป็นหน่วยโครงสร้างเดียว

การถ่ายเทแรงเค้นจากคานไปยังเสา ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่แบบหมุนที่ฐานราก ซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยการใช้ข้อต่อแบบหมุด/บานพับ

สำหรับโกดังและอาคารอุตสาหกรรม จะใช้หลังคาลาดเอียงที่ทำจากแปและแผ่นหลังคา AC ระหว่างเสา สำหรับโรงงานประกอบ จะใช้เสาที่มีหลังคาแผ่นคอนกรีตเสริมเหล็กหล่อเป็นเนื้อเดียวกัน

โครงสร้างแบบพอร์ทัลเฟรมได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับน้ำหนักบรรทุกดังต่อไปนี้:

• น้ำหนักบรรทุกบนหลังคา
• แรงลม

ก่อนหน้านี้ ได้มีการแสดงให้เห็นแล้วว่าการออกแบบสถานะขีดจำกัด/การออกแบบปัจจัยรับน้ำหนักและความต้านทาน (LRFD) และการออกแบบความเค้นที่อนุญาต/การออกแบบความแข็งแรงที่อนุญาต (ASD) สามารถสร้างการออกแบบโครงเหล็กหน้าจั่วที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 3 ]}

มีสถานการณ์น้อยมากที่ ASD จะสร้างโครงเหล็กจั่วที่มีน้ำหนักเบากว่าอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ ยังแสดงให้เห็นว่าในพื้นที่ที่มีหิมะตกหนัก ความแตกต่างระหว่างวิธีการต่างๆ นั้นมีมากกว่า^{[ 4 ]}

ในการออกแบบ ควรคำนึงถึงสิ่งที่เหมาะสมด้วย

• ข้อต่อ
• พื้นฐาน
• การค้ำยัน

หากข้อต่อไม่แข็งแรงพอ ข้อต่อเหล่านั้นจะ "เปิดออก" และโครงสร้างจะไม่มั่นคงเมื่อรับน้ำหนัก นี่คือปรากฏการณ์ที่คล้ายกับการเรียงไพ่ในสำรับ

1. แรงกดในแนวดิ่งจะทำให้ผนังถูกดันออกไปด้านนอก หากฐานรากไม่สามารถต้านทานแรงดันในแนวนอนได้ การเคลื่อนตัวออกด้านนอกจะเกิดขึ้น และโครงสร้างจะสูญเสียความแข็งแรง
2. ลมก่อให้เกิดแรงยกขึ้นต่อโครงสร้าง แรงพลิกคว่ำที่ด้านข้างและด้านท้ายของอาคาร และแรงต้านที่หลังคาและด้านข้าง
3. แรงที่ทำให้โครงสร้างไม่มั่นคงเหล่านี้จะถูกต้านทานโดยน้ำหนักของตัวอาคารเป็นหลัก และในส่วนนี้ ฐานรากมีส่วนสำคัญอย่างยิ่งต่อน้ำหนักดังกล่าว ฐานรากจึงเปรียบเสมือนสมอเรือของอาคาร