门式钢架轻型房屋钢结构设计的思考

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摘要：门式刚架典型的轻型钢结构，它具有造价低、重量轻、安装方便、施工周期短等优点，所以在硬代建筑在门式钢架转型房屋钢结构设计中，仍然存在着一些问题予以重视，以确保设计质量的提高。本文通过通过门式刚架的探讨，并总结几点应注意的问题。

关键词：特点活荷载铰接 抽柱

Abstract: The typical portal frame light steel structure, it has a low cost, light weight, easy installation, short construction period, so hard on behalf of building the steel frame of the door housing design of steel structures in transition, there are still somebe attached to ensure that the design quality. This article, discussion, and summarize a few points should be noted that the problem through the door frame.

Key Words: features, live load ,hinged, pumping column

中图分类号：TB482.2文献标识码：A 文章编号：

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门式刚架结构的特点

门式刚架结构和单层厂房结构比有以下特点：钢架可采用变截面，截面与弯矩成正比。除腹板高度变化外，厚度也可根据需要变化，上下翼缘可用不同截面，相邻单元的翼缘也可采用不同截面，充分做到材尽其用；支撑町做得很轻便。由于构件轻，支撑用张紧的圆钢即可满足要求，因刚腹板允许失稳。可将支撑直接连在腹板上，省去很多节点板；钢架的腹板可按有效宽度设计，允许失稳并可利用屈曲后强度，这样腹板的高厚比可做得比按现行《钢结构设一计规范》规定的大；便于拆迁，可用于临时建筑，这是其突出的特征；8．结构构件可全部在工厂制作，工业化程度高。结构单元可根据运输条件划分，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；蛏向荷载通常是设计的控制荷载，但当风载较大或房屋较高时，风荷载是控制荷载。因结构自重很轻．地震作用不起控制作用，一般不需考虑抗震，结构设计大为简便；屋面板采用压型钢板轻型屋面、由于屋面轻了，支承它的结构也很轻。至于外墙，用砖墙对隔热和降低造价有利．但对结构的侧移要求较严，外观也较差，因此还是用钢墙板者居多。

2门式轻型房耀钢结构设计

2.1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0．5kN／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0．3kN／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它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。

2.2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。

2.3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。

2.4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。

2.5钢梁高厚比问题

在门式钢架全钢结构厂房设计时候，通常檐口位置或与钢柱连接位置弯矩较大，钢粱做成变截面钢梁。对于这样的变截面斜梁，设计过程中有时会出现高厚比超限的问题，这需要设计人员对结构计算结果进行检查。规范规定：按不考虑得用受剪板幅屈曲后强度来控制腹板高度比，这时计算不能考虑利用板幅屈曲后强度。出现这种情震作用同况可采用以下解决方法：采用增加腹板厚度来满足高厚比的要求，但这样用钢量可能会增加较多；通过设置构件腹板横向加劲肋，这样可以提高不考虑屈曲后强度的容许高厚比也可以提高；调整构件端部高度，对于梁还可以调整变截面长度，尽量不超过60mm／m的要求。

2.6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。

2.7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。

3结束语

随着门式钢结构在工业与民用建筑中的广泛应用，提高钢结构工程设计水平显得日益莺要。对越来越多从事轻型房屋钢结构上程设计工作的从业人员。除要求掌握号业理论知识外，还必须了解轻型房屋钢结构工程的制作安装工艺、现场环境和相关情况，更深入地理解和掌握规范。只有通过精心和合理的设计，才能使轻型房屋钢结构得到更大的发展。

参考文献：[1]鲁莉 梁发云轻钢结构设计中几个常见错误分析 建筑结构 2004（7）

[2]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.

[3]全迅抽柱门式钢架的设计计算[J] 程建筑与设计2004 (12)

[4]秦风池 门式钢架轻型房屋结构质量控制[J] 江苏建材 2003（3）