对门式钢架轻型房屋钢结构设计的探讨
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摘 要 门式钢架结构是一种轻型钢结构，近年来我国发展非常迅速，它具有轻便、造价低、便于安、施工时间短等方面的优点，在建筑行业运用的非常广泛。本文结合笔者工作实际，对门式刚架轻型结构厂房的设计进行了探讨。
关键词 特点；挠度；抽柱
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0118-01
最近几年，我国经济出现了快速发展，我国钢铁业也得到了很大的发展，产量增加品种也变的多样化。轻钢结构的各方面的质量标准都出现很大的提高，这就给我国钢结构发展创造了条件。钢结构在我国建筑行业得到广泛的使用，尤其是在厂房方面使用更加突出，这给设计方面提出更高的要求。
1 门式刚架结构的形式和特点
1）门式钢架的结构形式。门式钢架的结构形式按照不同的分类的分类方法有很多种类。根据横截面分可以分为变截面和等截面。根据结构选材可分为普通型钢、薄壁型钢、钢管或钢板焊成。根据构件体系不同可以分为格构式和有实腹式；格构式的横截面为矩形或三角形，实腹式钢架的横截面大部分为H型。
2）门式钢架结构的特点：①用钢量少、自重轻。门式刚架轻钢结构的重量只有普通钢结构重量的1/2-1/3，钢筋混凝土结构的1/8-1/10。这是由于其采用围护防水一体化的轻质多功能新型屋面和墙体材料，荷载的重量减少了很多，而且起承重构件基本上使用高强度钢，结构自重也很小；②适应性强.门式结构钢结构便于拆卸，方便零时住宅，而且其结构形式可以复杂灵活多变，可用于工艺、规模和用途不同的各类建筑；③施工速度快、周期短.单元之间在现场用螺栓相连，安装方便快速。基础简单，土建施工量小。钢结构构件可以全部在工厂制作，基础简单，土建施工量小，单元之间在现场用螺栓相连，安装方便快速，工地拼装施工简便、迅速、工期短；④经济、实用、美观.钢结构厂房外观别致新颖，而且空间的使用效率也很高，有超强的时代感。钢结构厂房综合效益也比较高，造价相对合理，而且投资见效很快。
2 门式轻型房耀钢结构设计
1）屋面活荷载取值。《钢结构设计规范》规定，如果屋面不上人其活荷载取0.5 kN/m2，但是一旦构件的载面超过60平方米，那么就可以乘0.6的折减系数。门式钢架基本上上都符合此条件，要与钢结构设计规范相一致，所以可取0.3 kN/m2。对荷载效应组合还必须满足以下条件：不需要同时考虑雪荷载和屋面均布活荷载，两者中取最大的即可；必须考虑屋面均布荷载和雪荷载两者中的最大值和积灰荷载；必须同时考虑屋面材料或檩条自重以外的其他荷载和检修或者施工集中荷载；多台吊车的组合应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定；不需要同时考虑地震作用和风荷载。在进行荷载计算的时候要避免重复的计算，要按荷载效应组合原则进行组合计算，避免各方面的浪费。
2）斜梁设计过程中长度的取值。在屋面坡度比较小的时候，刚架平面内可以按照钢结构设计规范的规定下按压弯构件计算强度。当斜梁轴力小的时候，计算长度可近似取竖向支承点间的距离在刚架平面内。在屋面坡度比较大的时候，在刚架平面内外轴力对稳定性的影响不能忽略。在平面外计算长度时，一般取侧向支撑点距离。屋面系杆支撑系统的约束作用、隅撑与檩条共同对F翼缘的作用、屋面板和檩条对上翼缘的约束作用等方面约束着钢梁上下翼缘。但是计算过程中取受压翼缘侧向支撑点的最大距离，以隅撑的设置作为钢梁平面外的计算长度。对于隅撑的位置设置可以根据钢梁平面外计算长度进行确定。
3）构件的挠度问题。当门式刚架斜梁只有冷弯型钢檩条和支承压型钢板屋面时，构件的竖向挠度限值为L/180（有悬挂起重机时取L/400，有吊顶时为L/240，其中L为构件的挠度）。在结构跨度较大的时候，在一定设计荷载情况下，挠度值控制控制着构件截面尺寸。一些设计师忽略了控制挠度，只认识结构设计强度满足就行了。而实际上挠度除了影响建筑的正常使用还影响着其他很多方面，比如在屋面排水坡度较小的时候，挠度小了会造成屋面积水，甚至漏水，更甚至保温棉渗水而造成屋面荷载变大给结构的安全带来威胁。在设计的时候，可以加设摇摆柱来去除挠度的控制作用，降低由于挠度控制导致截面出现过大的问题在刚架跨度过大，挠度很难控制的时候。
4）结构形式及布置方面。门式刚架轻型房屋钢结构设计时，外墙通常采用冷弯薄壁型钢墙梁和压型钢板墙面板，主刚架可采用变截面实腹刚架，屋盖通常采用冷弯薄壁型钢檩条和压型钢板屋面板。跨度、高度和截面的不同，等截面实腹焊接丁字形截面或变截面或轧制II形截面在门式刚架的梁和柱中使用。吊车梁的设计过程中，对于柱一般采用等截面构件。柱脚的设计一般按铰接支撑设计，通常设一对或两对地脚螺栓的平板支撑。柱脚采用铰接可以通过柱脚刚接弯矩过大而出现的基础计算增大而引起的基础混凝土方面造价增大的问题。如果有吊车厂房，为了使吊车平稳运行采用刚接柱脚好点。对于有隔热要求的屋面，使用隔热卷材来做保温层达到隔热的效果。
5）屋盖铰接问题。在混凝土柱，钢结构屋盖厂房设计计算时，屋面的钢梁和混凝土柱面要设置成铰接来计算，这样可以避免由于施工过程中不能做到真正意义上的刚接，而设计师却把钢梁和混凝土柱连接的地方进行刚接计算出现的结构安全隐患。
6）抽柱问题。对厂房设计的过程中，对空间的使用方面有时候都会产生影响，通过支撑屋架梁和托梁的使用采用抽柱形式的屋架。部分设计师在对抽柱的计算时候，抽柱屋架只是把标准屋架删掉柱子，简单的加上一个托梁和屋面梁的铰接点即可。这种情况下就会由于钢柱约束弯矩在原来钢粱在檐口位置传递，屋面弯矩就会因为使用托梁形式，屋面梁与托梁只能是按铰接受力而变的最大，而截面则会最小。而且在对屋架抽柱的计算过程中，托梁与屋架之间的弹性约束就需要进行考虑，就是托梁与屋面梁连接的地方不是仅仅按照铰接计算，而是按弹性支座进行设置，而且要计算支座对钢梁之间的约束作用。对厂房抽柱计算的时候，建议采用整体建模计算的方法，先选截面，整体上对结构的受力进行计算。
7）有吊车设计图纸的标识问题。对厂房吊车荷载的计算，图纸中要标明吊车的型号与数量，吊车的起重质量和跨度等方面的数据。不要出现因图纸标准问题而出现和设计要求的吊车不一样的问题而造成出现各方面的问题。
3 结束语
随着我国这方面技术的发展，门式轻型屋面钢结构发展得到广泛的应用，技术方面也越来越成熟。但是很多方面问题任然需要改善。在对钢结构厂房设计的时候，设计师既要尽量满足业主对使用方面的要求，还有满足设计各方面的要求。在设计过程中努力做到即经济合理，又要安全可靠。
参考文献
[1]胡宝琳.轻型钢结构厂房的设计与研究[J].钢结构,2004,5.
[2]樊永华,门式刚架设计应注意的问题[J].PKPM新天地,2008,3.
[3]吴大理 浅谈门式刚架轻型房屋钢结构设计[J].科技风,2009,24.
[4]门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS 102：2002).中国计划出版社,2003.
[5]徐岩峰,吴春华.门式刚架轻型房屋钢结构设计的探索[J].林业科技情报,2009.