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關(guān)鍵詞：土木工程；鋼架結(jié)構(gòu)；改良

這些年來，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的土木鋼架結(jié)構(gòu)，吸引了許多的知名企業(yè)對鋼架結(jié)構(gòu)改良的研究，它們憑借著技術(shù)實(shí)力、施工力量和品牌影響力等，承建了不少知名的鋼架結(jié)構(gòu)土木工程。相關(guān)專業(yè)人士介紹說，目前，我國獲得一級鋼架結(jié)構(gòu)施工資質(zhì)的企業(yè)達(dá)到了3000多家。同時，一些其他領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)也紛紛進(jìn)行了土木鋼架結(jié)構(gòu)改良的探究，我們應(yīng)該對土木鋼架結(jié)構(gòu)改良有一個更加深厚的認(rèn)識。

1. 土木鋼架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)促使我們對其進(jìn)行改良

1.1 土木鋼架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度高、自重輕、延性好 鋼架的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度相對較高，構(gòu)件截面小，可增加使用面積。高層鋼架結(jié)構(gòu)的土木建筑占有面積是同類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)面積的28%，可增加使用面積3%～5%左右。鋼架結(jié)構(gòu)自重輕，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的1/2～1/3，降低了基礎(chǔ)的負(fù)載，在地質(zhì)條件差的津滬等地，優(yōu)點(diǎn)更為突出。鋼架結(jié)構(gòu)具有良好的延性、抗震性。對設(shè)防要求的高層建筑，自重減輕一半，相當(dāng)于降低抗震設(shè)防烈度一度。

1.2 鋼架結(jié)構(gòu)的土木工程施工周期短 鋼架結(jié)構(gòu)土木工程的主要構(gòu)件和配件多為工廠制作，質(zhì)量易于保證，工地安裝方便；除了基礎(chǔ)施工外，基本沒有濕作業(yè)；構(gòu)件之間的連接多采用高強(qiáng)度螺栓，安裝迅速輕鋼結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是所有構(gòu)件均可由工廠制作現(xiàn)場拼接安裝，對一般規(guī)模較小的工業(yè)廠房僅需要一個月左右。

1.3 鋼架結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益好 鋼架結(jié)構(gòu)的土木工程通常采用計算機(jī)輔助設(shè)計，設(shè)計周期短，其原材料的種類單一，構(gòu)件采用先進(jìn)自動化設(shè)備制造；運(yùn)輸方便。所以門式剛架結(jié)構(gòu)的工程周期短，資金回報快，投資效益相對較高。由于施工周期短，可以提前投入使用，提前獲取投資效益；因?yàn)楣こ涛矬w本身的自重輕，一般情況下不需要做樁基，可以節(jié)省投資；而它的耐久性也比較好，根據(jù)目前我國的市場價格，輕鋼結(jié)構(gòu)的造價已經(jīng)低于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)廠房的跨度越大時，其優(yōu)勢更為明顯，這也是它賴以競爭的一大優(yōu)勢。

1.4 鋼架結(jié)構(gòu)的抗震性能較好 由于鋼架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)、自重輕，因而它能夠有效地降低地震響應(yīng)及災(zāi)害影響程度，極有利于抗震。我國是一個多地震區(qū)國家，在地震區(qū)的工程中應(yīng)多多推廣應(yīng)用鋼架結(jié)構(gòu)，必可大大地減少地震災(zāi)害和人員傷亡。

1.5 鋼架結(jié)構(gòu)節(jié)能環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo) 鋼材本身就是一種環(huán)保型的材料，可以多次回收，重復(fù)利用，建造和拆除時對環(huán)境的污染較小，其節(jié)能指標(biāo)可達(dá)到百分之五十以上，能很好地滿足節(jié)能環(huán)保的要求，因此鋼架結(jié)構(gòu)的住宅工程是綠色環(huán)保的工程，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。鋼架結(jié)構(gòu)造價相對地較高，應(yīng)正確運(yùn)用綜合效益分析鋼材產(chǎn)量、加工水平、鋼材品種、規(guī)格、設(shè)計技術(shù)水平、計算造價的方法等。隨著技術(shù)的發(fā)展，輕質(zhì)材料的應(yīng)用，設(shè)計方法的改進(jìn)，鋼架結(jié)構(gòu)的造價會逐漸降低。

土木鋼架結(jié)構(gòu)擁有這么多的優(yōu)點(diǎn)，是其它的結(jié)構(gòu)所無法超越以及無法取代的，我們對土木鋼架結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良可以說是收益甚多。

2. 改良土木鋼架結(jié)構(gòu)的措施

2.1 不斷挖掘鋼架結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計人員和施工技術(shù)工人 我國建成及正在籌建的很多鋼架結(jié)構(gòu)的土木工程中，基本上是由國內(nèi)設(shè)計人員所設(shè)計的，國內(nèi)設(shè)計人員在土木鋼架結(jié)構(gòu)，尤其在住宅鋼架結(jié)構(gòu)方面，設(shè)計經(jīng)驗(yàn)非常的不足，導(dǎo)致設(shè)計方案過于保守，用鋼量過大，增加了土木工程造價的成本。設(shè)計人員須加強(qiáng)學(xué)習(xí)，通過實(shí)踐，盡快成熟起來。土木鋼架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)雖已成熟，但在鋼架結(jié)構(gòu)開發(fā)改良方面，國內(nèi)尚沒有成規(guī)模的項(xiàng)目；國內(nèi)中等、高等專業(yè)學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容均未涉及土木鋼架結(jié)構(gòu)體系，使得我國土木工程類專業(yè)的工程技術(shù)人員對這一體系知道的太少，缺乏熟練的技術(shù)工人。不斷地挖掘鋼架結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計人員和施工技術(shù)工人對土木鋼架結(jié)構(gòu)的改良至關(guān)重要，我們應(yīng)當(dāng)不斷地挖掘這方面的人才。

2.2 制定有針對性的土木鋼架結(jié)構(gòu)規(guī)范 我國現(xiàn)行的規(guī)范是針對土木工程多采用耐火性能好的磚石和鋼筋混凝土等材料的結(jié)構(gòu)體系編制的，導(dǎo)致土木工程設(shè)計在材料選用方面相比于國外比較苛刻。我們既缺乏對土木鋼架受力狀況和結(jié)構(gòu)安全性、耐久性的理論分析，也缺乏相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這就使得相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計找不到有針對性的規(guī)范作為依據(jù)。這種規(guī)范不銜接的狀況，使土木鋼架結(jié)構(gòu)項(xiàng)目無論在工程報建階段還是在工程驗(yàn)收階段，都遇到數(shù)不盡的障礙與麻煩。因此，我國制定有針對性的土木鋼架結(jié)構(gòu)規(guī)范迫在眉睫，只有制定了有針對性的土木鋼架結(jié)構(gòu)規(guī)范，我們才能更好地進(jìn)行土木鋼架結(jié)構(gòu)的改良。

2.3 解決部分土木工程用鋼進(jìn)口的問題 我國很多土木工程鋼架用材幾乎都是從國外進(jìn)口，國內(nèi)大于50mm的厚鋼板的許多性能達(dá)不到要求。日本已能夠生產(chǎn)100mm的厚鋼板，且種類較多，比如說高強(qiáng)度低預(yù)熱板、抗地震的厚鋼板、防火厚鋼板等。所以我們應(yīng)當(dāng)多向外國先進(jìn)企業(yè)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)他們的先進(jìn)制鋼架技術(shù)。

我們要采取一些針對性的對策和措施，盡量提高土木鋼架結(jié)構(gòu)發(fā)展的水平。逐步引進(jìn)、消化吸收國外的標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，必須執(zhí)行規(guī)范，但是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范就其性質(zhì)來說，永遠(yuǎn)都是落后于技術(shù)發(fā)展的。因此，在國內(nèi)規(guī)范不完善時，建造試驗(yàn)工程不僅是應(yīng)當(dāng)?shù)?，而且是必須的，通過有計劃地建造一批試驗(yàn)工程來引進(jìn)相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)，促使該技術(shù)成熟起來；我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)應(yīng)當(dāng)帶頭開展試點(diǎn)工程，在試點(diǎn)工程取得經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，編制相應(yīng)的土木鋼架結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

3.結(jié)語

我國的土木鋼架結(jié)構(gòu)已經(jīng)具備了長期發(fā)展的基本條件，土木鋼架結(jié)構(gòu)改良已經(jīng)是我們現(xiàn)今應(yīng)當(dāng)解決的首要問題。我們應(yīng)當(dāng)利用以下這些基本條件：鋼材年產(chǎn)量超過1億噸，市場供應(yīng)比較寬裕，多個主要鋼架企業(yè)分布均勻，供應(yīng)比較便捷。國產(chǎn)普通碳素鋼和低合金鋼的主要性能可滿足土木鋼架結(jié)構(gòu)的要求。馬鞍山鋼廠已經(jīng)建成了我國最大的H型鋼生產(chǎn)線；北新建材建造了中國第一條金屬結(jié)構(gòu)房屋生產(chǎn)線。近年來工程建設(shè)部組織了土木鋼架結(jié)構(gòu)體系及關(guān)鍵技術(shù)的課題研究。隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)和和社會發(fā)展的需要，我國土木工程鋼架的需求十分旺盛，土木鋼架結(jié)構(gòu)的改良已經(jīng)具備了充分的條件，我們只需要一步一步地去實(shí)現(xiàn)它。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張德明. 新編礦山采礦設(shè)計手冊#井巷工程卷（下）.附錄1.北京：北京有色冶金設(shè)計研究總院，2006.

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關(guān)鍵詞：單層門式鋼架結(jié)構(gòu)；工業(yè)廠房；結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

因門式鋼架結(jié)構(gòu)具有適用范圍廣，成本低，質(zhì)量輕等特點(diǎn)，在在單層工業(yè)廠房中得以廣泛應(yīng)用。要加強(qiáng)對該類結(jié)構(gòu)的研究分析，充分運(yùn)用到實(shí)踐中，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。本文通過對實(shí)踐研究，對單層門式鋼架結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計作出了具體的分析。

1 單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計

( 1) 一般來說，門式剛架結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度較弱、彎折性較小，整個結(jié)構(gòu)剛性較低，因此要針對其上述特點(diǎn)做好運(yùn)輸和安裝過程中的防護(hù)措施，以保證構(gòu)件不受外力影響發(fā)生形變。

( 2) 要做好支撐結(jié)構(gòu)整體布局和規(guī)劃，做好墻體、屋頂與面板之間的對接處理，提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

( 3) 結(jié)構(gòu)組成部件大多為薄壁輕質(zhì)材料，要針對其物理特性做好安裝和運(yùn)輸過程中的防護(hù)工作。

( 4) 由于構(gòu)件為鋼材材質(zhì)，因此要考慮鋼材生銹導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力下降的問題。

( 5) 門式剛架的梁柱多采用變截面桿件，梁柱腹板在設(shè)計時考慮利用屈曲后的強(qiáng)度，所以塑性設(shè)計不再適用。

( 6) 設(shè)計中要合理處理輕型化可能導(dǎo)致的一些問題，例如大風(fēng)力可能導(dǎo)致屋面荷載過大的問題等。

2 結(jié)構(gòu)布置

2. 1 剛架的建筑尺寸和布置

門式剛架跨度控制在 10 ～35 m 內(nèi)為宜，如果柱寬度不均等，要向外側(cè)對齊。其高度要視室內(nèi)高度來合理調(diào)整，一般不高于 9 m、不低于 4. 5 m。門式剛架之間的距離也要根據(jù)鋼架跨度、負(fù)荷大小來合理確定，通常有三種距離可選擇： 即 6 m、7. 5 m、9 m?？v向溫度區(qū)段小于 300 m，橫向溫度區(qū)段小于 150 m( 如果有其他特殊要求時，可適當(dāng)調(diào)整大小) 。

2. 2 檁條和墻梁的布置

檁條間距大小要綜合考慮多種因素，例如天窗大小和個數(shù)、屋脊長度、采光度要求、檁條長度和剛度等，沒有特殊要求的情況，通常采用等間距布局，在屋脊處兩側(cè)均勻布置一道，在天溝處布置一道。側(cè)墻墻梁的設(shè)計要根據(jù)窗戶、門和雨搭的設(shè)計要求來綜合權(quán)衡，確保整體功能達(dá)到設(shè)計要求。

2. 3 支撐和剛性系桿的布置

( 1) 在每個溫度區(qū)段內(nèi)都要保證其具有獨(dú)立的空間穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)。

( 2) 在進(jìn)行柱間支撐開間設(shè)計時，要對屋蓋做橫向支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計，以提高整個結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性。

( 3) 端部支撐一般設(shè)置在溫度區(qū)段端部的第一二個開間位置。柱間支撐之間的距離要根據(jù)房屋縱向受力分布情況來確定，通?？刂圃?30 ～ 45 m 范圍內(nèi)，如果配置了吊車，可以最大至 60 m。

( 4) 如果房屋高度較高時，要采用分層結(jié)構(gòu)的柱間支撐體系； 如果房屋寬度超過 50 m，內(nèi)部要采用支撐結(jié)構(gòu)。

( 5) 當(dāng)端部支撐設(shè)在端部第二個開間時，在第一個開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿。

( 6) 在剛架的轉(zhuǎn)折處，要根據(jù)房屋的長度來設(shè)置剛性系桿，以保證房屋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

( 7) 由支撐斜桿等組成的水平桁架，其直腹桿宜按剛性系桿考慮。

( 8) 剛性系桿也可以采用檁條材料替代，此時要保證檁條具有良好的受力和剛度性能，如果檁條達(dá)不到這方面的性能標(biāo)準(zhǔn)，可以考慮在剛架斜梁間加裝 H 型鋼或者鋼柱來提高其的工作強(qiáng)度。

( 9) 如果屋內(nèi)設(shè)置了重量超過5 t 的吊車，要采用型鋼材料的柱間支撐設(shè)計； 如果不能使用柱間支撐，則可考慮用縱向剛架來替代。

3 剛架設(shè)計

3. 1 荷載及荷載組合

3. 1. 1 永久荷載

永久荷載是指結(jié)構(gòu)自重和施加在結(jié)構(gòu)上的各種外力之和，如屋面、檁條、支撐、吊頂、墻面構(gòu)件和剛架自重等。

3. 1. 2 可變荷載

可變荷載包括屋面活荷載( 在設(shè)計屋面板和檁條時，要定期檢查其負(fù)荷能力變化，其標(biāo)準(zhǔn)值為1 kN) 、屋面結(jié)構(gòu)受力和積塵受力、吊車自重、風(fēng)力影響等。

3. 1. 3 荷載組合

荷載組合要嚴(yán)格按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范》GB50009－2012中有關(guān)規(guī)定來配置，對門式剛架的設(shè)計，則可參考《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102∶2002中的有關(guān)規(guī)定來設(shè)計：

( 1) 屋面均勻荷載與雪荷載不能累加計算，而是取其中最大值。

( 2) 積灰荷載一般低于雪荷載和屋面均布活荷載，因此不需要對其進(jìn)行額外考慮。

( 3) 在施工或檢修集中荷載時，不將房屋構(gòu)件自重產(chǎn)生的荷載考慮在內(nèi)。

( 4) 多臺吊車的組合應(yīng)符合《建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定。

( 5) 當(dāng)需要考慮地震作用時，風(fēng)荷載不與地震作用同時考慮。

3. 2 剛架內(nèi)力和側(cè)移計算

3. 2. 1 內(nèi)力計算

變截面門式剛架的內(nèi)力計算可采用彈性分析方法來實(shí)現(xiàn)，塑性分析方法的使用具有嚴(yán)格的限制條件，那就是要求鋼架梁柱都為等截面時才可使用。具體計算方法主要采用桿系單元的有限元法或者稱直接剛度法，結(jié)合計算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)。針對地震造成的外力負(fù)荷大小，可以采用底部剪力法來計算。通過計算出各種負(fù)荷組合的內(nèi)力數(shù)據(jù)后，再確定截面的內(nèi)力大小，一般而言，控制截面 的位置大多分布在柱底、柱頂、柱牛腿連接處等處?？刂平孛娴膬?nèi)力組合主要有：

( 1) 最大軸壓力 Nmax和同時出現(xiàn)的 M 及 V 的較大值。

( 2) 最大彎矩 Mmax和同時出現(xiàn)的 N 及 V 的較大值。

( 3) 最小軸壓力 Nmin和相應(yīng)的 M 及 V，出現(xiàn)在永久荷載和風(fēng)荷載共同作用下，當(dāng)柱腳鉸接時 M =0。

3. 2. 2 側(cè)移計算

通常采用彈性分析方法來確定變截面門式剛架的柱頂側(cè)移數(shù)據(jù)，取多次計算平均結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)值。如果最后得到的側(cè)移剛度數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)時，可采用以下方法進(jìn)行適當(dāng)修正： 例如適當(dāng)擴(kuò)大截面面積，采用剛接柱腳替代鉸柱腳；把多跨框架中的個別搖擺柱改為上端和梁剛接。

3. 3 剛架結(jié)構(gòu)中的柱和梁設(shè)計

( 1) 梁柱板件的厚寬比例大小和腹板最大彎曲形變利用率。

( 2) 測算剛架梁柱構(gòu)件的最大強(qiáng)度極限值。

( 3) 梁腹板支撐體系的設(shè)計。( ＇梁腹板安裝位置要選在兩柱之間位置，在翼緣轉(zhuǎn)折處增加橫向受力支撐) 。

( 4) 測算變截面柱在結(jié)構(gòu)內(nèi)的長度上限值。

( 5) 測試變截面柱在結(jié)構(gòu)內(nèi)的物理穩(wěn)定性。

( 6) 變截面柱對整個鋼架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響評估。

( 7) 斜梁和隅撐的受力大小和負(fù)荷強(qiáng)度測算。

( 8) 節(jié)點(diǎn)設(shè)計。

4 附屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計

4. 1 壓型鋼板設(shè)計

( 1) 要結(jié)合建筑用途、功能和使用壽命來確定壓型鋼板材料型號和規(guī)格，在工程實(shí)踐中，多采用 Q235 － B 鋼。

( 2) 壓型鋼板具有多種截面種類選擇，根據(jù)波高大小將波板分為三類： 低波板、中波板和高波板。波高越高，截面的剛度越大，其負(fù)荷能力也就更大。

( 3) 壓型鋼板的強(qiáng)度和撓度計算方法是，選取單槽口的有效截面按受彎構(gòu)件來綜合計算。主要計算對象包含以下幾方面內(nèi)容： 壓型鋼板腹板應(yīng)力大小、支座處腹板局部突變負(fù)荷大小、撓度上下限值測量等。

( 4) 壓型鋼板規(guī)格和參數(shù)指標(biāo)還要滿足其他特殊設(shè)計要求。

4. 2 檁條設(shè)計

( 1) 檁條的截面設(shè)計有兩種選擇： 實(shí)腹式和格構(gòu)式。如果檁條跨度小于 8 m，一般采用 實(shí)腹式檁條為宜。

( 2) 檁條采用雙向受彎結(jié)構(gòu)設(shè)計，對其進(jìn)行受力分析時，要以兩個軸心為中心來開展截面彎矩受力計算。

( 3) 檁條安裝之前要經(jīng)過剛度檢測、穩(wěn)定性檢測和形變大小檢測，檢測合格后方可安裝使用。

( 4) 檁條還要達(dá)到其他使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

總結(jié)

單層輕型門式剛架由于其工業(yè)化程度較高、質(zhì)量較輕等優(yōu)勢，因此在各領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，在在鋼架結(jié)構(gòu)廠房的施工中，需要做好安裝前的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，在具體設(shè)計過程中，應(yīng)該根據(jù)各個項(xiàng)目的具體特點(diǎn)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，使設(shè)計安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理且美觀大方的同時，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量達(dá)到一個最優(yōu)值，使廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計得到優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)

[1] 李天，張哲，劉朝宏 . 門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)平面內(nèi)整體穩(wěn)定分析中的幾個問題 [J]. 鄭州大學(xué)學(xué)報 ( 工學(xué)版 )，2003，24(1):119-120

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【關(guān)鍵詞】門式鋼架；輕型鋼結(jié)構(gòu)；廠房設(shè)計

由于經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和建筑業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，在廠房設(shè)計中，輕型鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛，它具有建造周期短、質(zhì)量輕、操作簡便、，成本低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為主要的房屋設(shè)計結(jié)構(gòu)形式之一。但隨著輕型鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，由于缺乏良好的控制，相應(yīng)的工程施工出現(xiàn)了一些質(zhì)量安全問題，它的安全性和經(jīng)濟(jì)性無法保障。本文從這些問題的角度出發(fā)，以某工程為實(shí)例，以廠房的科學(xué)安全和經(jīng)濟(jì)為目的，探討門式鋼架輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房的相關(guān)問題。

1 輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房的特征

1.1 形成板肋結(jié)構(gòu)體系，抗震性強(qiáng)

一般所見的廠房屋面多為坡屋面，這種坡面的結(jié)構(gòu)一般是十分牢固的“板肋結(jié)構(gòu)體系”， 因?yàn)檫@種屋面大多采取三角型屋架體系，在封完它的冷彎型鋼構(gòu)件板材和石膏板之后，就會形成板肋型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)體系的抗震和抵抗水平荷載的能力非常強(qiáng)，抗震烈度達(dá)到7度以上。

1.2 結(jié)構(gòu)簡潔輕巧，擴(kuò)大了建筑物的內(nèi)部空間

與傳統(tǒng)的廠房板磚墻體不同的是，輕型鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)是彩色涂層的壓型鋼板和夾芯金屬板，具有重量輕、安裝快速便捷、外觀簡潔大方的優(yōu)點(diǎn)，其保溫隔熱材料以玻纖棉為主，保溫隔熱效果良好，已經(jīng)發(fā)展呈為輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房必不可少的建材。

1.3 建造周期短，受環(huán)境季節(jié)影響小

相較于傳統(tǒng)的廠房建造需要的人力， 輕型鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)僅需6個工人在一個月內(nèi)就可以完成一棟400平方米左右廠房的打地基到裝修完成的全部過程，主要因?yàn)檩p型鋼結(jié)構(gòu)廠房在設(shè)計、制造和現(xiàn)場安裝都是一條龍作業(yè)，并且不需要焊接和濕作業(yè)，作業(yè)施工周期短，大大節(jié)約了人力物力。

2 門式鋼架輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計

2.1 工程簡介

某鋼結(jié)構(gòu)廠房，采用的是門式鋼架承重輕鋼結(jié)構(gòu)體系，鋼架柱距為7m,廠房跨度為50m，長度為100m，總面積為5000m2 ，坡面比例為1:18，屋面和墻面均為鍍鋅壓型鋼板，鋼架柱和斜梁間以圓鋼拉條為支撐，鋼架鋼材為Q345C，焊條為E43。設(shè)計使用年限預(yù)計為60年，抗震烈度為9度，第一組地震分組，二級安全等級，其他類別如抗震設(shè)防、場地類別、地基設(shè)計等級、地面粗糙度分別為丙類、Ⅱ類、丙級和B類。

2.2 載荷選擇

目前，輕型鋼架結(jié)構(gòu)廠房的跨度范圍從25m至80m之間不等，之所以能夠?qū)崿F(xiàn)這么大的跨度，主要是由于其載荷輕。這里分別對恒荷載、活荷載、風(fēng)荷載和基本雪壓進(jìn)行取值計算。恒荷載中，鋼架屋面恒載=0.20 KN/M2, 檁條恒載=0.50 KN/M2；活荷載中，鋼架屋面活載=0.5 KN/M 2, 檁條活載=0.50 KN/M2；參考本地常規(guī)風(fēng)壓，風(fēng)荷載=0.7 KN/M 2；按30年一遇來算，基本雪壓=0.15 KN/M 2 。

2.3 布局設(shè)計

該工程為單層廠房結(jié)構(gòu)，主要構(gòu)件為屋蓋、柱、梁及墻架支撐等。這些構(gòu)件分為屋蓋結(jié)構(gòu)、橫向框架、梁、支撐體系和墻架，共同構(gòu)成鋼結(jié)構(gòu)體系。

2.3.1 屋蓋結(jié)構(gòu)：承受屋蓋荷載，主要有托架、天窗架、檁條等。

2.3.2 橫向框架：主要承受結(jié)構(gòu)自重、風(fēng)雪及其他構(gòu)件荷載，組成部分主要為柱和屋蓋橫梁等。

2.3.3 梁：承重吊車的橫向和豎向載荷，包括吊車梁和制動梁等。

2.3.4 支撐體系：轉(zhuǎn)化單個結(jié)構(gòu)承重壓力為整體壓力，保證安全性。主要包括屋蓋和柱間的支撐部分等。

2.3.5 墻架：承受墻體本身重量和風(fēng)雪荷載等。

2.4 防水設(shè)計

房屋建造的防水問題是相當(dāng)重要而又棘手的問題，對一些細(xì)節(jié)部位的處理能巧妙地達(dá)到良好的防水效果，這些部位的處理方式各不相同。

在縱向搭接縫處，清除原來的防水層，選取寬度為30CM的防水層覆蓋板縫；在橫向搭接縫處，用15CM左右的防水層進(jìn)行覆蓋；在屋面螺釘結(jié)合處，用12CM×12CM的防水層覆蔽；在屋面排風(fēng)口、透氣窗及其風(fēng)機(jī)底座等處，檢查排水部位通暢性，有積水先清除積水，改進(jìn)屋面板，無積水的情況下，可以選擇在迎水面，對其設(shè)施底部25CM輻射區(qū)內(nèi)的屋面板隆起的波峰進(jìn)行裁減；對屋脊兩邊的蓋板，檢查高度、蓋板固定情況和覆蓋到位情況，不合格的進(jìn)行調(diào)整糾正。

2.5 現(xiàn)場安裝

現(xiàn)場安裝要求必須100%按照圖紙要求操作，保證其空間體系的穩(wěn)固性、持久性等。主要注意以下幾點(diǎn)：

2.5.1 鍍鋅壓型鋼板和檁條的連接用自攻螺栓；

2.5.2 對于鋼結(jié)構(gòu)的連接處一律要進(jìn)行雙螺母加焊；

2.5.3 鋼架安裝的先后順序是屋面支撐（M16螺栓加焊）、安裝屋面檁條（M12永久螺栓連接）、緊固支撐花籃螺絲；檢查構(gòu)件連接的牢固性。

注：8.8s和10.9s表示的是螺栓性能等級；該表數(shù)據(jù)來源于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）。

3 結(jié)論

鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計不單是每一結(jié)構(gòu)設(shè)計，整體上的把握也相當(dāng)重要。本文結(jié)合工程實(shí)例，探討在某門式鋼架輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中該如何協(xié)調(diào)每一構(gòu)件和整體結(jié)構(gòu)間的關(guān)系，并對輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房的關(guān)鍵部位防水工作進(jìn)行了闡述，以期在未來的門式鋼架輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房建設(shè)中能夠提供參考。本文在闡述門式鋼架輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)基礎(chǔ)上，以某工程為例，分析了該工程中廠房設(shè)計的載荷取值、布局體系、防水問題及最后的現(xiàn)場安裝注意事項(xiàng)等一系列相關(guān)問題，以期能為設(shè)計出安全經(jīng)濟(jì)的廠房提供幫助。

參考文獻(xiàn)

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[3]門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS 102:2002[S]．中國計劃出版社,2003.

[4]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003[S].中國建筑工業(yè)出版社,2003．

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門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用，門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用注意問題，門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展及除銹防護(hù)。

關(guān)鍵詞：門式鋼架；鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計應(yīng)用

Abstract: this paper steel door type steel structures in industrial plant and widely used mainly analysis the door type steel steel steel structure overview,

Steel door type steel structure design and application of steel door type steel structure design problems in application, the door type steel structure steel development and derusting protection.

Keywords: door type steel; Steel structure; Design application

中圖分類號：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

我國鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)展很多年，特別是近些年來發(fā)展日趨完善。輕型門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)因?yàn)槠渥陨砭哂械奶攸c(diǎn)而受到工業(yè)廠房施工的普遍應(yīng)用，本文重點(diǎn)對其進(jìn)行研究。

一、門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)概述

門式鋼架結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房、倉庫、商場中廣泛應(yīng)用，高層建筑中鋼架結(jié)構(gòu)也越來越受到重視。各類維護(hù)結(jié)構(gòu)以及沒有梁柱的彎頂也大量應(yīng)用的薄壁彩鋼板；各文化體育類型的公共建筑物中應(yīng)用的鋼管匯交直接焊接以及較高強(qiáng)度組合拉索機(jī)構(gòu)；薄壁冷彎鋼截面除了利用檁條在維護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)用之外還可以成為構(gòu)件受力的主要結(jié)構(gòu)。鋼架鋼結(jié)構(gòu)一般是指梁和柱的直線類型經(jīng)過連接的節(jié)點(diǎn)剛性結(jié)構(gòu)。工程項(xiàng)目中經(jīng)常將鉸接梁柱間的結(jié)構(gòu)單層稱之為排架，多跨多層的鋼架類型結(jié)構(gòu)則稱之為框架。鋼結(jié)構(gòu)單層鋼架廠房通常采用輕鋼門式的鋼架鋼結(jié)構(gòu)。住宅建筑物鋼框架鋼結(jié)構(gòu)常常使用的兩種結(jié)構(gòu)支撐類型分別是箱型焊接截面或者是H型鋼。其特點(diǎn)主要是具有較小的自重，良好的抗震性能以及較快的施工速度。框架結(jié)構(gòu)的受力特征在荷載方面的體現(xiàn)是承受了水平與豎向荷載；傳遞豎向荷載的路線是從平板樓蓋現(xiàn)澆到梁上的距離，之后向鋼柱傳遞。

二、門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用

(一)柱網(wǎng)設(shè)計要求

廠房門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計首先應(yīng)當(dāng)按照生產(chǎn)工藝要求對柱網(wǎng)施工進(jìn)行確定，盡量達(dá)到生產(chǎn)使用的要求，根據(jù)實(shí)際情況對鋼架的跨度、高度以及設(shè)計實(shí)踐確定柱網(wǎng)，在設(shè)計門式鋼架柱網(wǎng)時獲得以下結(jié)論：在完整一致的荷載情況下，檀高度是6米，柱距離是7米半，鋼架單位跨度距離范圍是18米到30米之間，鋼用量大概是18到28kg/m2，當(dāng)單位鋼架跨度間距離大概是21到48 米時，鋼用量是在25到40kg/ m2，廠房高度是12米，跨度達(dá)到48米以上時一般可用多跨類型鋼架，相較于單跨類型鋼架要節(jié)省18%的用鋼量，因此門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)按照實(shí)際情況選擇經(jīng)濟(jì)型跨度，不適合盲目性的選擇較大跨度。對于設(shè)計門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)來說，最重要的部門就是用鋼量。

(二)作用門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)荷載值

作用于門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)的荷載一般包括：豎向與水平向的荷載、地震荷載。因?yàn)檩p型鋼結(jié)構(gòu)具有較輕的自重，因此地震產(chǎn)生的反應(yīng)也比較輕，針對這點(diǎn)來說抗震效果是很好的。

(三)計算鋼架側(cè)移內(nèi)力

1.計算內(nèi)力方法：針對門式變截面鋼架結(jié)構(gòu)來說，利用彈性分析法對各種內(nèi)力實(shí)施確定，塑性分析法的使用僅在鋼架擁有全部等截面鋼柱時。門式鋼架變截面計算內(nèi)力一般利用單元桿系有限元方法。地震產(chǎn)生的效應(yīng)作用可以利用剪力底部方法實(shí)施確定。按照荷載不同的組合情況分析內(nèi)力結(jié)果，找出截面受控的內(nèi)力組合，將截面的位置控制在柱底連接柱頂以及梁跨中的截面。2.計算側(cè)移的方法：門式鋼架變截面柱頂產(chǎn)生的側(cè)移應(yīng)當(dāng)利用彈性分析確定，計算過程中獲取標(biāo)準(zhǔn)荷載值，對于分享荷載系數(shù)不需要考慮。

(四)設(shè)置拉條、檁條和撐桿

1.設(shè)置檁條。檁條是屬于彎雙向結(jié)構(gòu)構(gòu)件，對其內(nèi)力實(shí)施分析應(yīng)當(dāng)按照兩個型心主軸截面計算彎矩。設(shè)計過程中，應(yīng)計算檁條的強(qiáng)度、整體性穩(wěn)固與變形情況。設(shè)計檁條過程時，需要對檁條的薄壁冷彎構(gòu)件，板件受壓與壓彎的寬度比例，受力產(chǎn)生時應(yīng)保持的屈曲，計算強(qiáng)度時應(yīng)合理利用的有效寬度實(shí)施控制，對于原來截面需消弱。與此同時計算強(qiáng)度時應(yīng)采用凈斷面，可以考慮使用消弱釘孔。

2.拉條設(shè)計：拉條設(shè)置與否取決于檁條在側(cè)向上的剛度，對于H型輕型鋼的較大側(cè)向剛度以及桁架式空間檁條通常不會設(shè)置拉條。針對剛度比較差的側(cè)向?qū)嵏故脚c桁架平面式檁條，為了能夠減少安裝應(yīng)用檁條過程中產(chǎn)生的側(cè)向變形，保持整體性的穩(wěn)固，通常將拉條設(shè)置在檁條之間，作為側(cè)向上的支撐點(diǎn)。當(dāng)檁條具有的跨度在4米之內(nèi)時，可以根據(jù)計算最終結(jié)果判定拉條設(shè)置與否，當(dāng)檁條具有的跨度在4米之外時，在跨中檁條適合設(shè)置一道拉條。

3.撐桿設(shè)計：撐桿檁條的重要作用是對天窗缺口與檐檁位置向上或向下邊檁彎曲側(cè)向。撐桿具有的長細(xì)比例根據(jù)壓桿的實(shí)際要求，可以使用方鋼管、角鋼制作，撐桿位置，應(yīng)同時設(shè)計斜拉條。

三、門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用注意問題

(一)控制房脊垂直程度

框架豎向斜梁的限值撓度一般規(guī)定為1/180，過去對中下垂度是否驗(yàn)算并沒有明確規(guī)定。根據(jù)目前的新規(guī)定是需要計算的，通常要分段進(jìn)行構(gòu)件，利用等截面實(shí)施計算，每一段都需要在水平與豎向進(jìn)行計算，不能比允許數(shù)值大，等同于對跨中垂度實(shí)施的驗(yàn)算

(二)砼柱與鋼柱的結(jié)合問題

門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，部分會利用斜梁輕鋼與混凝土柱結(jié)合，斜梁采用端板豎放式連接砼柱的預(yù)埋式螺栓，組成鋼接，目的是想要節(jié)約鋼材以及造價。在門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)中的框架有鋼柱與砼柱組合，這個情況下梁柱只能采用鉸接，不適合鋼接。高層建筑物中的鋼墻連接也是這樣。因此，需要注意排架由鋼梁與砼柱組合是允許的，可是將剛架中的鋼柱用砼柱替代，不改變鋼梁是不允許的。

(三)檁條存在的計算問題

檁屬于薄壁冷彎結(jié)構(gòu)件，壓彎或是受壓板件具有比較大的寬度比，在受力產(chǎn)生時應(yīng)屈曲，計算強(qiáng)度需利用有效的寬度，對于原來的截面要實(shí)施減弱，不需做到全截面都有效。一般情況下設(shè)計人員對計算強(qiáng)度的凈斷面容易忽略，忽視了釘孔的減弱。這種類型的減弱一般會在6-15%之間，對于截面窄小的梁會產(chǎn)生比較大的影響。按照相關(guān)規(guī)定，鋼架構(gòu)件具備的受拉強(qiáng)度應(yīng)按照凈截面進(jìn)行計算，受壓強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)按照有效的截面實(shí)施計算，穩(wěn)定特性應(yīng)當(dāng)按照有效截面進(jìn)行計算。

四、門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展及除銹防護(hù)

(一)門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展應(yīng)用

可以在高性能鋼材方面實(shí)施應(yīng)用研究，提升強(qiáng)度與抗腐蝕性，經(jīng)濟(jì)斷面類型的鋼材，例如H型鋼、鋼板壓型、方管等?？梢栽诮Y(jié)構(gòu)方面實(shí)施革新應(yīng)用，對于空間結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)以及高層鋼類型結(jié)構(gòu)等方面的創(chuàng)新研究。理論優(yōu)化以及計算機(jī)設(shè)計的輔助應(yīng)用。深入研究極限狀態(tài)，防止特殊荷載情況下出現(xiàn)的實(shí)效結(jié)構(gòu)等。

(二)門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)除銹防護(hù)

選擇對鋼結(jié)構(gòu)除銹方法中，其中在小型低要求構(gòu)件中適合手動除銹，除銹并不徹底。相對厚實(shí)的構(gòu)件使用噴砂除銹，這個方法非常徹底干凈。薄壁構(gòu)件或者不適合使用噴砂除銹的可以利用酸洗方法，除銹效果良好。對于鋼結(jié)構(gòu)采用的防護(hù)主要有防火、防腐及隔熱。鋼結(jié)構(gòu)有關(guān)的設(shè)計規(guī)定，需要在設(shè)計方案中明確指出對鋼材實(shí)施的除銹級別以及涂層涂料具備的厚度，在地面以下的柱腳應(yīng)當(dāng)充分利用混凝土實(shí)施包裹，發(fā)生腐蝕的柱腳不適合在地下埋入，保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的層厚應(yīng)按照建筑物的耐火程度實(shí)施設(shè)計，受到高溫影響，應(yīng)按照情況的不同設(shè)計相應(yīng)的防護(hù)隔熱措施。

結(jié)束語

在門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用中，應(yīng)合理分配與把握設(shè)計關(guān)鍵，能夠有效的節(jié)省鋼材的用量。門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)因?yàn)槠渚哂械妮^輕重量、較低的構(gòu)件等特點(diǎn)，在工業(yè)廠房中被廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵字：輕鋼結(jié)構(gòu) 材料選用 支撐設(shè)置 加勁肋設(shè)置

一.簡介：本工程位于沈陽市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，結(jié)構(gòu)類型為30m跨單跨輕型門式剛架，不帶吊車。柱距6m，總長度194m。剛架柱頂標(biāo)高7.5m，屋面坡度采用1：15。地震烈度為7（0.1g）度，場地類別為Ⅱ類。 風(fēng)荷載按50年一遇取0.55KN/m?，雪荷載按100年一遇取0.55 KN/m?。

二.構(gòu)件設(shè)計.1.材料的選擇。 梁柱采用Q345B級鋼。柱腳錨栓、支撐，隅撐角鋼及檁條、系桿、拉條采用Q235B。2.預(yù)估截面.根據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)措施梁高取跨度的1/30～1/40。本工程剛架梁柱采用Q345B級鋼比圖集《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)》02SG518-1，所用鋼材等級高，所以梁柱截面均減少，通過PKPM 中鋼結(jié)構(gòu)STS軟件計算調(diào)整，柱截面為H（400～870）X220X8X10，梁為便于運(yùn)輸分為三段，兩端的梁截面為H（890～670）X200X6X8，長度相等，中間段梁截面為H（670～870）X200X6X8。3. 剛架計算。3.1.工字型截面構(gòu)件局部穩(wěn)定應(yīng)滿足規(guī)范要求。工字型截面構(gòu)件中腹板以受剪為主，翼緣以抗彎為主，增大腹板高度可更好發(fā)揮翼緣抗彎能力。但在增大腹板高度時，根據(jù)局部穩(wěn)定要求增大腹板厚度或者設(shè)置加勁肋通常并不經(jīng)濟(jì)也不方便施工。3.2.剛架構(gòu)件的強(qiáng)度計算和加勁肋設(shè)置.（1）梁腹板加勁肋應(yīng)在較大集中荷載處和翼緣轉(zhuǎn)折處設(shè)置橫向加勁肋.（2），當(dāng)利用腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度時，橫向加勁肋間距a宜取hw～2hw（hw為腹板高）本工程剛架剪力較小，經(jīng)計算未利用腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度。3.3.剛架穩(wěn)定性計算。變截面柱在剛架平面內(nèi)和平面外的穩(wěn)定計算應(yīng)符合現(xiàn)行門式剛架規(guī)范相應(yīng)規(guī)定。門式剛架橫梁在剛架平面內(nèi)和平面外均應(yīng)按壓彎構(gòu)件計算強(qiáng)度穩(wěn)定。3.4.鋼架梁柱平面外計算長度及隅撐的設(shè)置問題。斜梁的平面外計算長度應(yīng)取側(cè)向支承點(diǎn)間的距離，在鋼架梁下翼緣受壓區(qū)段內(nèi)，和柱上端內(nèi)翼緣壓應(yīng)力較大區(qū)段應(yīng)設(shè)置隅撐做為梁和柱受壓翼緣的側(cè)向支承，來減少梁柱平面外計算長度，并提高剛架整體穩(wěn)定性及提高檁條承載能力。3.5.剛度計算及變形規(guī)定。門式剛架的柱頂位移、受彎構(gòu)件的撓度、受壓構(gòu)件的長細(xì)比均滿足現(xiàn)行門式剛架規(guī)范要求。

三. 支撐的布置及設(shè)計

1. 屋蓋橫向支撐宜設(shè)在溫度區(qū)間端部的第一個或第二個開間。當(dāng)端部支撐設(shè)在第二個開問時，在第一個開問的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿。柱間支撐的間距應(yīng)根據(jù)房屋縱向往距、受力情況和安裝條件確定。當(dāng)無吊車時宜取30～45m。當(dāng)房屋高度相對于柱間距較大時，柱間支撐宜分層設(shè)置。在剛架轉(zhuǎn)折處應(yīng)沿房屋全長設(shè)置剛性系桿。2.支撐的設(shè)計分下列幾種情況：2.1.設(shè)防為6度地區(qū)時，主要由風(fēng)荷載起控制作用，宜選用圓鋼支撐，2.2.設(shè)防為7度地區(qū)時，應(yīng)經(jīng)過計算確定如果是由風(fēng)荷載起控制作用，宜選用圓鋼支撐，如果是地震作用控制，屋蓋橫向支撐宜選用圓鋼支撐，柱間支撐宜選用角鋼支撐來加強(qiáng)廠房縱向剛度。2.3.設(shè)防為8度地區(qū)時，屋蓋橫向支撐及柱間支撐應(yīng)選用角鋼支撐來加強(qiáng)廠房縱向剛度。2.4.廠房設(shè)有起重量不小于5噸吊車時，屋蓋橫向支撐及柱間支撐應(yīng)選用角鋼支撐來加強(qiáng)廠房縱向剛度。每種支撐形式都必須進(jìn)過計算并滿足承載力要求。2.5.本工程在房屋端部的第一個開間及沿房屋縱向共設(shè)置設(shè)置5道柱間支撐及屋蓋橫向支撐，采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼支撐，圓鋼與構(gòu)件的夾角為38°。柱間支撐采用Φ28， 屋面水平支撐采用Φ22，剛性系桿采用Φ120X5 焊接鋼管。經(jīng)計算滿足承載力要求。

四. 檁條、墻梁及拉條的設(shè)置

1. 檁條、墻梁間距應(yīng)≤1.5米，根據(jù)雪荷載大小，及分布系數(shù)來確定間距，并且要滿足受彎承載力要求。滿足受彎承載力要求。在六米跨的檁條中間設(shè)置一道拉條。拉條、撐桿僅設(shè)置在剛架兩端及屋脊處，形成桁架以抵抗水平荷載。 本工程剛架柱距6米，抗風(fēng)柱距7.5米，所以屋面及正立面、背立面拉條布置一道，山墻拉條在三分點(diǎn)處布置兩道。

五.柱腳設(shè)計

1.無吊車門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的柱腳，宜采用平板式鉸接柱腳。

2. 柱腳錨栓一般采用Q235鋼制作。錨栓的錨固長度應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB 50007的規(guī)定，錨栓端部應(yīng)按規(guī)定設(shè)置彎鈞或錨板。錨栓的直徑不宜小于24mm，當(dāng)跨度為30m時應(yīng)采用4個M24，且應(yīng)采用雙螺帽。柱腳錨栓不宜用于承受柱腳底部的水平剪力，本工程設(shè)置抗剪鍵承受剪力。

3.據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范8.9.3條規(guī)定柱腳在地面以下部分應(yīng)采用強(qiáng)度等級較低的混凝土包裹（保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm）并應(yīng)使包裹的混凝土高出地面不小于150mm，以防止柱腳這部分腐蝕。

六. 抗風(fēng)柱的布置

1.本工程抗風(fēng)柱布置與圖集《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)》02SG518-1 中抗風(fēng)柱布置情況不同在于，本工程僅在山墻四分點(diǎn)處布置，山墻兩端不布，這樣做是因?yàn)?，分布在山墻梁兩端處風(fēng)荷載直接由剛架柱承擔(dān)并有支撐及檐口處剛性系桿傳遞給其他剛架，并傳給基礎(chǔ)。其原理同鋼筋混凝土排架柱單層廠房。經(jīng)計算證明完全可行，并節(jié)省了材料費(fèi)用。另外兩根抗風(fēng)柱布置處上端同屋蓋水平支撐及剛性系桿交于一點(diǎn)，同樣將風(fēng)荷載傳遞給其他剛架，并傳給基礎(chǔ)。2.在山墻抗風(fēng)柱第二跨位置設(shè)置上下兩道圓鋼支撐，中間兩跨在抗風(fēng)柱半高位置設(shè)置剛性系桿，形成一個整體抗側(cè)力體系，并減小了抗風(fēng)柱平面外計算長度。

七. 節(jié)點(diǎn)設(shè)計.連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要的內(nèi)容之一。本工程剛架柱腳與基礎(chǔ)為鉸接，梁與梁、梁與柱為剛接。連接節(jié)點(diǎn)按實(shí)際受力設(shè)計計算。

1.焊接： 對焊接焊縫的尺寸及形式等，規(guī)范有強(qiáng)制規(guī)定，應(yīng)嚴(yán)格遵守.焊條的選用應(yīng)和被連接金屬材質(zhì)適應(yīng).E43對應(yīng)Q235互焊及Q235與Q345互焊連接，E50對應(yīng)Q345互焊連接.焊接設(shè)計中不得任意加大焊縫. 焊縫的重心應(yīng)盡量與被連接構(gòu)件重心接近.其他詳細(xì)內(nèi)容可查規(guī)范關(guān)于焊縫構(gòu)造方面的規(guī)定.

2.栓接：螺栓和錨栓的選用。不直接承受動力荷載和不屬于冷彎薄壁型鋼構(gòu)件的門式剛架梁與梁、梁與柱拼接處可以采用承壓性連接的高強(qiáng)度螺栓，為慎重考慮本工程采用高強(qiáng)度摩擦型螺栓，性能等級為10.9級。拉條與檁條及門式剛架與檁條、墻梁、支撐連接螺栓均采用4.6級普通螺栓。3. 連接板： 可簡單取其厚度為梁腹板厚度加4mm. 然后驗(yàn)算凈截面抗剪等

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關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計；結(jié)構(gòu)體系；支撐系統(tǒng)；荷載取值；結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

隨著鋼鐵產(chǎn)量增加，建筑鋼材市場的各種型鋼從產(chǎn)量和品種性能等各個方面上都得到很大的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)廠房因其施工速度快、承載力高、整體剛度和抗震性能好，在工業(yè)廠房設(shè)計中逐漸代替了笨重的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而得到了普遍應(yīng)用。但是盡管鋼結(jié)構(gòu)廠房有很多優(yōu)點(diǎn)，而作為一種材料，它也有很多缺點(diǎn)，例如易銹蝕、防火性能差等，所以在做鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計時應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)注意以下幾個方面的問題。

1.鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)體系選擇

單層鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)體系主要由橫向系統(tǒng)和縱向系統(tǒng)兩部分組成。橫向系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)外形可分為框排架、門市剛架等，也可以按照受力特點(diǎn)分為鉸接排架、剛接排架。結(jié)構(gòu)體系的具體選擇需根據(jù)廠房剛度要求、工藝要求、材料選用情況、結(jié)構(gòu)受力情況等確定?？v向系統(tǒng)一般是由鋼柱及其支撐、吊車梁及制動梁或制動桁架、墻梁、系桿等構(gòu)件組成。

2. 結(jié)構(gòu)體系布置

門式剛架結(jié)構(gòu)體系的布置應(yīng)該遵循以下原則和要求：墻梁及檁條在門式剛架結(jié)構(gòu)體系中的作用是：作為剛架間的連接構(gòu)件、水平與豎向荷載的承重構(gòu)件；支撐體系承擔(dān)門式剛架廠房縱向水平力，所以在廠房支撐體系設(shè)定時，應(yīng)嚴(yán)格按照以下要求進(jìn)行：各溫度區(qū)段兩端端部位置柱間或第二柱間設(shè)置屋面水平支撐；其余部位按照間距30～40米設(shè)置屋面水平支撐。這樣設(shè)置的目的是保證房屋空間結(jié)構(gòu)形成幾何不變體系。規(guī)范規(guī)定：門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房溫度區(qū)段縱向取300m；橫向不超過150m。溫度變化將引起鋼結(jié)構(gòu)廠房的變形，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，力的大小與鋼柱剛度、吊車軌頂標(biāo)高和室內(nèi)外溫差有關(guān)。當(dāng)廠房平面尺度很大時，為避免產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，應(yīng)在廠房橫向或縱向設(shè)置溫度伸縮縫，將平面尺寸很大的廠房分成若干個溫度區(qū)段。溫度伸縮縫一般采用以下兩種方法：1）設(shè)置雙柱；2）設(shè)置單柱方法處理，在屋架支座處設(shè)置滾動支座，對橫向溫度伸縮可在屋面梁與檁條連接處采用橢圓孔的滑動方式。

3.支撐系統(tǒng)設(shè)置

為保證鋼結(jié)構(gòu)廠房的空間工作性能，提高剛度、承受和傳遞縱向水平力，防止過大變形，同時避免壓桿失穩(wěn)、以及保證穩(wěn)定性、應(yīng)根據(jù)廠房具體結(jié)構(gòu)形式、廠房內(nèi)吊車設(shè)置情況以及廠房高度、跨度，溫度區(qū)段的長度等情況布置可靠的支撐系統(tǒng)。鋼結(jié)構(gòu)廠房支撐系統(tǒng)分為柱間支撐系統(tǒng)和屋蓋支撐系統(tǒng)兩大類。

1）柱間支撐系統(tǒng)。廠房每一溫度區(qū)段均應(yīng)設(shè)置穩(wěn)定的柱間支撐系統(tǒng)，并與屋蓋橫向水平支撐系統(tǒng)的布置相協(xié)調(diào)。下柱支撐的位置是決定廠房縱向變形方向的重要因素，并能影響溫度應(yīng)力的大小。下柱支撐應(yīng)盡可能設(shè)在溫度區(qū)段的中間部位，能夠使吊車梁等縱向構(gòu)件隨著溫度變化比較自由地向溫度區(qū)段兩端伸縮。當(dāng)溫度區(qū)段的長度不大時，一般在溫度區(qū)段的中部設(shè)置一道下段柱支撐即可。但當(dāng)溫度區(qū)段的長度大于150m時，為了保證廠房的縱向剛度，應(yīng)在溫度區(qū)段內(nèi)設(shè)置兩道下段柱間支撐，其位置應(yīng)盡可能布置在溫度區(qū)段中間1/3的范圍內(nèi)。為避免產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，兩道支撐的中心間距不宜大于72m。上段柱間支撐除在設(shè)有下段柱間支撐的柱間布置外，還應(yīng)在溫度區(qū)段的兩端柱間布置上段柱支撐，提高鋼結(jié)構(gòu)廠房上部縱向剛度，有效傳遞山墻風(fēng)荷載及縱向地震作用。

2）屋面支撐系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是由水平支撐及系桿所組成。屋面支撐的布置應(yīng)根據(jù)廠房高度、跨度、柱網(wǎng)尺寸、屋蓋結(jié)構(gòu)形式、吊車設(shè)置及起吊噸位等條件來確定。一般情況下，屋蓋結(jié)構(gòu)無論是有檁體系或無檁體系，均應(yīng)設(shè)置垂直支撐。對于無檁體系屋蓋，大型屋面板有三點(diǎn)和屋架焊接，可起到上弦支撐作用?？紤]到安裝需要和施工條件限制，無論有檁體系屋蓋或無檁體系屋蓋，均應(yīng)在天窗架上弦和屋架上弦設(shè)置橫向支撐。對于屋架間距不小于12m的廠房或廠房內(nèi)設(shè)有特重級橋式吊車亦或廠房內(nèi)有能夠產(chǎn)生較大振動荷載的設(shè)備，均應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐。

4.門式剛架荷載取值

在計算門式剛架受力情況時，屋面活載按滿布考慮，其結(jié)構(gòu)安全性、用鋼量均會隨著屋面活荷載取值變大而增大。《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：屋面采用壓型鋼板輕型屋面，則屋面豎向均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取0.5KN/m2（包括屋面檁條、屋面板的計算）；當(dāng)門式鋼架受到荷載水平投影面積>60m2時，屋面豎向均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值允許取0.3KN/m2；對于屋面恒荷載，主要是考慮屋面板、屋面檁條、屋面保溫層、屋面吊頂?shù)裙潭ù嬖诘暮奢d；對于設(shè)置屋頂噴淋系統(tǒng)的荷載，為安全考慮，建議按活荷載取值。

5.結(jié)構(gòu)體系抗震設(shè)計

雖然鋼結(jié)構(gòu)廠房由于材料本身具有良好的抗震性能，如果設(shè)計不合理，當(dāng)廠房遭受較大地震時，也會造成嚴(yán)重破壞。所以要采用必要抗震的構(gòu)造措施。

鋼結(jié)構(gòu)廠房抗震設(shè)計時應(yīng)注意如下問題：1）平面布置方面，要求廠房結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度均勻分布，使廠房受力均勻，變形協(xié)調(diào)，盡量避免因結(jié)構(gòu)剛度不均勻?qū)拐鹪斐刹焕绊?；廠房橫向結(jié)構(gòu)宜采用剛架或者使屋架與柱剛接連接的框排架，使得鋼結(jié)構(gòu)的受力性能得到充分利用并能減少結(jié)構(gòu)體系橫向變形。2） 鋼結(jié)構(gòu)廠房的破壞一般情況不是由于桿件強(qiáng)度不足，而常常是因?yàn)闂U件受壓失穩(wěn)而造成的。3）對于鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震概念設(shè)計，同樣存在“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，若構(gòu)件”的設(shè)計理念。對與鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)，應(yīng)保證其破壞不先于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的全截面屈服，應(yīng)使桿件能進(jìn)入塑性工作區(qū)段，充分吸收地震能量，發(fā)揮其抗震能力。4）當(dāng)抗震設(shè)防烈度為7度～8度時，宜采用鋼筋混凝土墻板或輕型墻板，如壓型鋼板復(fù)合板材、石棉瓦、瓦楞鐵等。

6.隔熱及防火設(shè)計

鋼材受熱溫度在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強(qiáng)度逐步降低，鋼材塑性逐步增大；當(dāng)溫度在250℃左右時，鋼材抗拉強(qiáng)度略有提高，而塑性卻降低，出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象；當(dāng)溫度超過250℃時鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象；當(dāng)溫度達(dá)500℃時，鋼材強(qiáng)度降至很低，以致鋼結(jié)構(gòu)整體塌落。因此，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)表面溫度處于150℃以上時，必須做隔熱及防火設(shè)計，常用做法一般有兩種：1）在鋼構(gòu)件外包耐火磚，增設(shè)混凝土保護(hù)層或?qū)Ｓ梅阑鸢宀模?）采用防火涂料，防火涂料分為厚涂型和薄涂型兩種，涂料厚度應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》以及《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的規(guī)定選取。

結(jié)語

隨著科技的不斷發(fā)展，越來越多的設(shè)計工藝以及先進(jìn)技術(shù)將被應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計中，但是，只有將老問題一一解決完，才能更好的結(jié)合新技術(shù)，將我國鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計水平提升到一個新的高度。作為鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計人員，應(yīng)該經(jīng)常到施工現(xiàn)場走走，多下車間轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，跟生產(chǎn)施工一線的工人溝通交流，了解鋼構(gòu)件在制作安裝過程中存在的難點(diǎn)，對設(shè)計中存在不足的地方進(jìn)行調(diào)整，這樣才能建造出具有一定影響力的精品工程。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：門式鋼架；設(shè)計

Abstract: The type frame light steel is take door-shaped steel frame structure by the force vector, building envelope systems for thin-walled type C or Z purlin steel and colored steel sheeting. This paper discussed the characteristics of the structure and design through door-type steel frame of light steel structure engineering practice.Key words: portal steel frame; design;

中圖分類號：TU39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2012）

前言：輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)作為一種新型的建筑結(jié)構(gòu)模式門式鋼架輕鋼結(jié)構(gòu)，由于具有用鋼量少、自重輕、成本低、施工快、周期短、能夠循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，這些年以來在國內(nèi)發(fā)展迅速。

1.柱設(shè)計1.1柱網(wǎng)布置的確定

輕鋼廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中首先要解決的問題是如何配合工藝要求進(jìn)行柱網(wǎng)的平面布置。在盡可能滿足生產(chǎn)工藝和使用功能上，應(yīng)根據(jù)房屋的高度確定合理的跨度。隨著柱距增大，其它各部分結(jié)構(gòu)的用鋼量均隨柱距的增加而增加，特別是吊車梁，由于柱距較大，須采用格構(gòu)形式，其用鋼量所占比例較大，并最終超過了鋼架的用鋼量。其次是檁條，由于長細(xì)比的要求，用鋼量增加也較快。在門式鋼架中,主鋼架和檁條的用鋼量占很大比例,在相同的荷載條件下,柱網(wǎng)部署對主鋼架和檁條的用鋼量影響很大。所以,必要在工藝技術(shù)達(dá)標(biāo)的情況下選擇經(jīng)濟(jì)用鋼量的柱距和跨度。對門式鋼架輕型鋼結(jié)構(gòu)而言，鋼架用鋼量是最主要的，當(dāng)鋼架跨度較小時，鋼架用鋼量甚至占總用鋼量的50％以上，而其它各單用鋼量，特別是墻架梁、柱間支撐、屋面支撐，其用鋼量所占比例較小，因此，在設(shè)計門式鋼架時應(yīng)精確設(shè)計，合理使用。

1.2輕鋼結(jié)構(gòu)門式鋼架采用鉸接還是鋼接《門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS 102：2002）第4.1.4條規(guī)定：“門式鋼架的柱腳形成多按鉸接支撐設(shè)計，通常為平板支座，設(shè)一對或兩對地腳螺栓。當(dāng)用于工業(yè)廠房且有5t以上橋式吊車時，宜將柱腳設(shè)計成鋼接”。柱腳形式采用鉸接還是鋼接，除由吊車決定外，還要看房屋的高度和風(fēng)荷載的大小，如果房屋的高度較高，而且風(fēng)荷載較大，即使無吊車，如柱腳采用鉸接，柱頂位移大，為控制柱頂位移，必然加大柱截面，增加用鋼量。另外，柱腳形成的選擇還要考慮土質(zhì)情況及基礎(chǔ)造價。當(dāng)采用鋼接柱腳，由于基礎(chǔ)要承受較大的偏心彎矩，基礎(chǔ)的平面尺寸均較鉸接柱腳基礎(chǔ)要大，土質(zhì)情況差時差別就更大。因此，選用何種柱腳形式要根據(jù)房屋的高度，風(fēng)載的大小，有無吊車，吊車噸位及土質(zhì)情況等因素綜合確定。

1.3關(guān)于搖擺柱設(shè)置問題

用于無橋式吊車的房屋時，當(dāng)剛架柱不是特別高且風(fēng)荷載也不是很大時，依據(jù)“材料集中使用的原則”，中柱宜采用兩端鉸接的搖擺柱方案。搖擺柱有很多優(yōu)點(diǎn)，但是也有一些弱點(diǎn)，就是它上下端鉸接，不能提供側(cè)向剛度，相反，它還要剛架柱提供側(cè)向剛度才能發(fā)揮作用。因此，采用搖擺柱時，剛架柱的計算長度要增大。這在規(guī)程中有規(guī)定，搖擺柱的設(shè)置一定要使結(jié)構(gòu)能滿足側(cè)向剛度要求，要有計算依據(jù)，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，在多跨剛架中，搖擺柱不宜連續(xù)超過三根，另外，搖擺柱不宜用于支承托梁，托梁承受有豎向載較大。

2.梁設(shè)計

2.1梁截面設(shè)計

門式剛架的結(jié)構(gòu)形式按跨度可分為單跨、雙跨和多跨，按屋面坡脊數(shù)可分為單脊單坡、單脊雙坡、多脊多坡。屋面坡度宜取1/20~1/8。一般來說, 變截面門式鋼架斜梁均采用工字鋼, 其翼緣寬度和厚度不變, 僅僅通過改變腹板高度來改變斜梁截面, 從而改變斜梁的截面慣性矩。由于慣性矩較大的截面可以承擔(dān)較大的彎矩, 因此, 通過計算, 選擇合理的截面突變位置, 能夠使斜梁上的彎矩實(shí)現(xiàn)合理分配。

2.2鋼梁與混凝土柱的連接

有的設(shè)計人員希望將鋼梁與混凝土柱剛接，以進(jìn)一步節(jié)省鋼材，鋼梁與砼的連接，宜作成鉸接．因?yàn)轫攀谴嘈圆牧?，一般不易做到理想的剛接，一旦連接松動，將使鋼梁受到比設(shè)計內(nèi)力大得多的彎矩，就能出現(xiàn)安全問題。此外，要強(qiáng)調(diào)進(jìn)行整體分析，才能保證結(jié)構(gòu)安全，因?yàn)樾绷皇怯衅露攘Φ摹?.圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1檁條設(shè)計

檁條一般選用薄壁寬肢的C型、Z型。檁條間距的確定應(yīng)綜合考慮天窗、通風(fēng)屋脊、采光帶、屋面材料、檁條規(guī)格等因素按計算確定，一般應(yīng)等間距布置，但在屋脊處應(yīng)沿屋脊兩側(cè)各布置一道，在天溝附近布置一道。側(cè)墻墻梁的布置應(yīng)考慮門窗、挑檐、雨蓬等構(gòu)件的設(shè)置和圍護(hù)材料的要求確定。檁條與墻梁的間距，一般決定于壓型板的板型和規(guī)格，并須經(jīng)過力學(xué)計算后確定。但從構(gòu)造要求的角度上看，一般不超過1.5米。檁條是冷彎薄壁構(gòu)件，受壓板件或壓彎板件的寬厚比大，在受力時要屈曲，強(qiáng)度計算應(yīng)采用有效寬度，對原有截面要減弱，不能象熱軋型鋼那樣全截面有效?！兑?guī)范》4.1.8、9條規(guī)定：“結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受拉強(qiáng)度應(yīng)按凈截面計算；受壓強(qiáng)度應(yīng)按有效截面計算；穩(wěn)定性應(yīng)按有效截面計算。變形和各種穩(wěn)定系數(shù)均可按毛截面計算”。 3.2拉條的設(shè)置 檁條的拉條設(shè)置與是否主要和檁條的側(cè)向剛度有關(guān)，對于側(cè)向剛度較大的輕型H型鋼和空間桁架式檁條一般可不設(shè)拉條。對于側(cè)向剛度較差的實(shí)腹時和平面桁架式檁條，為了減小檁條在安裝和使用階段的側(cè)向變形和扭轉(zhuǎn)，保證整體穩(wěn)定性，一般需在檁條間設(shè)置拉條，作為側(cè)向支撐點(diǎn)。當(dāng)檁條跨度≤4m時，可按計算要求確定是否需要設(shè)置拉條；當(dāng)屋面坡度i＞1/10，檁條跨度＞4時，宜在檁條的跨中位置設(shè)置一道拉條；當(dāng)跨度＞6m時，宜在檁條跨度三分點(diǎn)處各設(shè)一道拉條或撐桿，在檐口處還應(yīng)設(shè)置斜拉條和撐桿。拉條的直徑為8～12mm，根據(jù)荷載和檁距大小選用。 3.3撐桿的設(shè)置：檁條撐桿的作用主要是限制檐檁和天窗缺口處邊檁向上或向下兩個方向的側(cè)向彎曲。撐桿的長細(xì)比按壓桿要求λ≤220，可采用鋼管、方管或角鋼做成。目前也有采用鋼管內(nèi)設(shè)拉條的做法。撐桿處應(yīng)同時設(shè)置斜拉條。 4.如何確定屋面支撐與柱間支撐的大小

4.1屋面支撐

水平支撐形成局部剛域，抵抗在柱間和屋面梁間傳遞的水平力作用。水平支撐設(shè)置的最佳位置應(yīng)考慮在每個溫度單元居中設(shè)置，并要求屋面梁間和柱間水平支撐須設(shè)在同一開間，以構(gòu)成幾何不變體系。屋面支撐受力較小，桿件截面通常可按容許長細(xì)比選擇。交叉斜桿和柔性細(xì)桿按拉桿設(shè)計，可采用單角鋼，非交叉斜桿、弦桿、豎桿以及剛性系桿按壓桿設(shè)計，可采用雙角鋼組成十字形或T形截面。當(dāng)屋架跨度較大、房屋較高且風(fēng)壓較大時，桿件截面應(yīng)按桁架體系計算出的內(nèi)力確定。計算支撐桿件內(nèi)力時，可假定在水平荷載作用下，交叉斜桿中的壓桿退出工作，僅由拉桿受力。4.2柱間支撐

篇8

關(guān)鍵詞：門式鋼架；鋼骨架輕型板；風(fēng)荷載；平面外長度；

鋼骨架輕型板(大型屋面板)由兩部分組成，即鋼骨架和輕質(zhì)芯材。就大型屋面板而言，主肋是主要受力構(gòu)件，可根據(jù)使用要求及荷載等級確定肋的斷面尺寸。端肋為主肋端部約束肋，在制作過程中起模板作用，在正常使用情況下起提高板整體性作用。加強(qiáng)肋具有雙重作用，不僅可作為受拉桿件，也可作為受壓桿件，根據(jù)不同外力作用改變其受力性能。主肋、端肋和加強(qiáng)肋三者共同組成了一個合理的受力體系。鋼骨架輕型板集輕質(zhì)、承重、節(jié)能、防火、隔聲、泄爆、抗震等功能于一體，既保持了傳統(tǒng)鋼筋混凝土構(gòu)件安全度高、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，又滿足了現(xiàn)代建筑對輕質(zhì)、節(jié)能、環(huán)保的要求，具有良好的應(yīng)用前景。

1．鋼骨架輕型板與傳統(tǒng)鋼彩板性能比較

為較清楚的了解鋼骨架輕型板的一些優(yōu)勢，本文與鋼彩板做簡單的對比。

1．1 防水、防銹蝕能力

現(xiàn)在的門式剛架廠房一般采用鋼彩板較多，但是鋼彩板因?yàn)楹穸容^薄，冬夏溫度交替，變形較大，容易使鋼彩板搭接部位產(chǎn)生縫隙，容易漏水。在水氧環(huán)境下，鋼材極其容易腐蝕，造成安全隱患。鋼骨架輕型屋面板連接部位采用細(xì)石砂漿灌縫，上部鋪設(shè)水泥砂漿，密實(shí)性較好，可以起到良好的抗?jié)B作用。

1．2 耐久性

鋼彩板屋面，側(cè)墻長期暴露在外，易腐蝕，很難滿足建筑50年要求，往往十幾年就要重新修整。需要耗費(fèi)大量的人力物力財力。輕型鋼屋面內(nèi)部采用改性水泥珍珠巖復(fù)合芯材，耐久性較好。由于其材料性質(zhì)，這種屋面板還兼?zhèn)浔?，隔聲等作用，可用于某些特殊要求，如噪聲較大，需另外加設(shè)吸聲板的加工車間等。

1．3 防火性能

鋼彩板需要架設(shè)檁條，檁條多為冷彎薄壁型鋼，他的耐火極限最大一般在 。鋼彩板輕骨料芯板采用改性水泥珍珠巖復(fù)合芯材，導(dǎo)熱系數(shù) ，耐火極限為 （1），優(yōu)于鋼彩板屋面結(jié)構(gòu)形式。

1．4 施工方面

鋼骨架輕型屋面板安裝便捷，節(jié)省施工環(huán)節(jié)，可直接鋪設(shè)在屋架梁上進(jìn)行焊接連接，無需檁條，省去很多復(fù)雜節(jié)點(diǎn)（如拉條與檁條節(jié)點(diǎn)，檁托，天溝等）的制作與安裝。鋼骨架輕型屋面板施工速度最高可達(dá)2000平米/天。

2．新型結(jié)構(gòu)體系計算要素分析

以鋼骨架輕型板為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的門式剛架屋面剛度大，梁上翼緣約束力較強(qiáng)。當(dāng)然，在面對其優(yōu)勢的同時，這種結(jié)構(gòu)與屋面為鋼彩板的門式剛架結(jié)構(gòu)仍存在一定差異，是否能夠按照鋼彩板門式剛架進(jìn)行設(shè)計分析，本如下分析：

2．1 規(guī)范的采用

輕型屋面板的面荷載大約為 ，上設(shè)水泥砂漿及防水層，面荷載約為 。一般的鋼彩板屋面恒荷載在 ?！堕T式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS 102:2002）》（下文簡稱為CECS）（2）1.0.2中規(guī)定，此規(guī)程適用于輕型屋蓋的門式剛架結(jié)構(gòu)。CECS是否還是用輕型鋼骨架圍護(hù)結(jié)構(gòu)門式剛架。

本文認(rèn)為是否采用CECS規(guī)程取決于地震荷載是否起控制作用，陳紹蕃教授曾在修訂鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范時準(zhǔn)對構(gòu)件截面構(gòu)造比值建議，如果地震力不起控制作用時，寬厚比可以服從鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中的規(guī)定，但當(dāng)?shù)卣鹆ζ鹂刂谱饔脮r，則應(yīng)該考慮寬厚比按照抗震設(shè)計規(guī)范中的要求。很明顯，由于屋面的加重，地震力已為結(jié)構(gòu)抗力主要控制因素，對主體結(jié)構(gòu)的延性有著更加嚴(yán)格的要求?！堕T式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工疑難問題釋義》（3）普通門式剛架允許高度為18m，采用端板螺栓連接時，恒載不應(yīng)超過72kg/m2。所以本文建議主結(jié)構(gòu)的設(shè)計不宜采用CECS，應(yīng)采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[4]，并按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》[5]滿足截面要求。

截面高寬比，往往不容易滿足，可以布置豎向加勁肋，以達(dá)到節(jié)省材料的目的。

2．2 風(fēng)荷載體形系數(shù)的確定

鋼架的主體采用鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范，這就有一個風(fēng)荷載體形系數(shù)選用的問題，《荷載規(guī)范》與CECS中風(fēng)荷載體形系數(shù)不同，風(fēng)荷載系數(shù)的不同主要是因?yàn)榈桶课莸孛娴挠绊戄^大，只要房屋屬于低矮房屋（低矮房屋：屋面平均高度不大于18米，房屋高寬比不大于1，檐口高度不大于最小水平尺寸的房屋）就可以采用CECS的風(fēng)荷載系數(shù)進(jìn)行計算[6]。本文依然建議采用CECS的風(fēng)荷載取值。

2．3平面計算長度，隅撐的設(shè)置

門式剛架中，鋼架梁按照壓彎構(gòu)件計算，扭曲破壞時壓彎構(gòu)件截面控制的一個重要因素，壓彎構(gòu)件的破壞除了平面長細(xì)比之外，構(gòu)件的截面對構(gòu)件的失穩(wěn)影響也很大[7]。國內(nèi)現(xiàn)有門式剛架大都采用的焊接H型截面，在抵抗平面內(nèi)彎矩上可以充分發(fā)揮，但這種H型鋼在壓彎作用下很容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，造成在彎矩很小時，屋面梁因?yàn)榕まD(zhuǎn)而破壞。所以對于這種H型鋼，需要有效的側(cè)向支撐，門式剛架中常采用隅撐。

《CECS》6.1.6條規(guī)定，實(shí)腹式鋼架斜梁按照壓彎構(gòu)件計算，平面外計算長度應(yīng)取受壓最大翼緣側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離；必須布置隅撐作為側(cè)向支撐點(diǎn)。

因?yàn)檩p型屋面板頂部平整，為保證頂部美觀，或者因?yàn)槭┕さ睦щy，所以有時候會取消隅撐的布置，對于此時鋼架梁的平面外長度，需要分兩部分進(jìn)行分析：

⑴跨中平面外長度（上翼緣受壓）：根據(jù)CECS規(guī)定，平面外長度取受壓區(qū)側(cè)向支撐間距，輕型屋面板一般為1.5m、1.2m兩種規(guī)格，考慮一部分蒙皮效應(yīng)，一般取值兩倍檁條間距[8]。

⑵梁端平面外長度（下翼緣受壓）：斜梁平面外長度取值Ly=0.4L0（L0為鋼架跨度）[9]，在吊車圖集上也采用0.4L0計算，但鋼梁跨度過大時，易造成因穩(wěn)定應(yīng)力控制導(dǎo)致的用鋼量過大。

2．4 柱間支撐

由于屋面荷載的增大，某些門式剛架特別是前文中提到的低矮結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力主要由地震力控制，所以，設(shè)計時需要額外注意。另外由于鋼骨架輕型板自身的特性，輕型鋼屋架的撓度控制1/200（1/240），較鋼彩板的1/150要嚴(yán)格。所以對于門式剛架斜梁按照1/240考慮較為合理。鋼架柱頂位移限值，若同樣采用輕型屋面板，設(shè)計值限值控制在1/100較好。

篇9

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) 加固

隨著科技的發(fā)展新型材料的運(yùn)用越來越廣泛，以鋼結(jié)構(gòu)為主體的建筑，成為發(fā)展的主流，近年來，鋼結(jié)構(gòu)更加廣泛應(yīng)用于公共建筑中，我國目前不僅能生產(chǎn)各種類型的建筑鋼材，同時鋼材生產(chǎn)的新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品日益也增多，如彩鋼壓型板、彩鋼復(fù)合板、彩鋼扣板、拱形廠房及彩鋼制品等的生產(chǎn)，使建筑結(jié)構(gòu)充滿現(xiàn)代化時代氣息，實(shí)際證明鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國更具有廣闊的發(fā)展前景。

一、鋼結(jié)構(gòu)加固的主要依據(jù)

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）

《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81-2002、J218-2002）

《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-98）二、鋼結(jié)構(gòu)的材料事故

1、鋼結(jié)構(gòu)的材料事故是指由于材料本身的原因引起的事故。鋼結(jié)構(gòu)所用材料包括鋼材和連接材料兩大類。影響鋼材性能的主要因素有有害化學(xué)成分超標(biāo)、冶金軋制缺陷、硬化使鋼材的塑性和韌性降低、應(yīng)力集中以及溫度過高或過低等。引發(fā)鋼結(jié)構(gòu)材料事故的常見因素有鋼材質(zhì)量不合格、螺栓質(zhì)量不合格、焊接材料質(zhì)量不合格、設(shè)計選材不當(dāng)、制作安裝工藝不合理、母材與焊接材料不匹配、隨意混用或替代材料等。

2、材料事故的處理方法：因地制宜的選用合適的材料，嚴(yán)禁使用不合格材料；選擇恰當(dāng)?shù)氖┕すに嚕瑖?yán)格按照設(shè)計與相關(guān)規(guī)范進(jìn)行制作、安裝。并實(shí)際使用中進(jìn)行定期檢查和維修。

三、鋼結(jié)構(gòu)的變形事故

鋼結(jié)構(gòu)的變形包括：鋼結(jié)構(gòu)總體變形和局部變形；鋼結(jié)構(gòu)初始變形和加工制作中的變形。焊接主要總體變型，鋼屋架傾斜彎曲事故，鋼屋架方賢頭超長質(zhì)量事故，捍條承載力失效變形事故，輕鋼屋。

四、鋼結(jié)構(gòu)的疲勞破壞事故

疲勞破壞就是微裂縫的萌生，緩慢擴(kuò)展，和最終迅速斷裂的過程。疲勞破壞的影響同素有：疲勞荷載，斷裂韌性，應(yīng)力幅；循環(huán)次郵構(gòu)造細(xì)節(jié)。提高和改善疲勞性能的措施：正確選材，采用合理的構(gòu)造細(xì)節(jié)，減小應(yīng)力集中程度，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，疲勞設(shè)計準(zhǔn)則無限壽命設(shè)計，有限壽命設(shè)計，破損－安全設(shè)計。

五、鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)事故

失穩(wěn)概念：是指鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失了整體穩(wěn)定性書承載力極限狀態(tài)的范圍。失穩(wěn)的類型及特點(diǎn)：整體失穩(wěn)事故，局部失穩(wěn)事故，平衡分岔失穩(wěn)，極值點(diǎn)失穩(wěn)，躍越失穩(wěn)。當(dāng)結(jié)構(gòu)因抗拉強(qiáng)度不足而破壞時，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)較大的變形，當(dāng)結(jié)構(gòu)因受壓穩(wěn)定性不足而破壞時，先前沒有太大的變形，但呈現(xiàn)脆性變形，也是最危險的一種失穩(wěn)。

失穩(wěn)事故的處理與防范：強(qiáng)化穩(wěn)定設(shè)計理念，制作單位應(yīng)力求減少缺陷；施工單位應(yīng)確保安裝過程中的安全，使用單位應(yīng)正常使用鋼結(jié)構(gòu)建筑物。

六、鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕事故

1、鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕的類型：鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕類型有：化學(xué)銹蝕和電化學(xué)銹蝕。由于鋼結(jié)構(gòu)表面與周圍介質(zhì)直接起化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的銹蝕圍毆化學(xué)腐蝕。鋼結(jié)構(gòu)在存放和使用中與周圍介質(zhì)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕為電化學(xué)腐蝕。潮濕的空氣、鋼結(jié)構(gòu)表面的顯微組織、雜質(zhì)分布不均、受力變形、表面平整度等，都是鋼材銹蝕的主要因素。

2、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕處理及防腐方法：(1)綜合考慮廠房的整體布置，采用有利于自然通風(fēng)的廠房布置方案,以降低有害物的含量。(2)盡可能選用含有適量合金元素的，耐大氣腐蝕的低合金鋼材和正確配套的涂料。(3)在結(jié)構(gòu)選型上采用不易銹蝕的合理方案。(4)采用先進(jìn)、科學(xué)的管理方法和合理的防腐措施。

七、鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi)事故

鋼材本身不燃燒，卻不耐高溫，耐火性能差，跨度大、空間大，火災(zāi)蔓延迅速，整體連接性強(qiáng)，易變形倒塌?？刹捎茫轰摻Y(jié)構(gòu)防火涂料、澆筑混凝土砌筑磚塊法、充水法、輕質(zhì)防火厚板包覆法及復(fù)合保護(hù)法等進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的防火措施。

八、鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法

減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)計算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強(qiáng)度、阻止裂紋擴(kuò)展等。當(dāng)有成熟經(jīng)驗(yàn)時，亦可采用其它加固方法。

1、改變結(jié)構(gòu)計算圖形。改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，改變結(jié)構(gòu)計算圖形的一般加固方法有：（1）對結(jié)構(gòu)可采用：增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動力特性、增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性、在排架結(jié)構(gòu)中重點(diǎn)加強(qiáng)某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負(fù)荷、在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度。（2）對受彎桿件可采用：改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉(zhuǎn)化為多個集中荷載、改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結(jié)、增加中間支座或?qū)⒑喼ЫY(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)、調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置、將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)、施加預(yù)應(yīng)力。等的改變其截面內(nèi)力的方法進(jìn)行加固。（3）對桁架可采?。涸鲈O(shè)撐桿變桁架為撐桿式結(jié)構(gòu)、加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿的方法改變其桿件內(nèi)力的方法進(jìn)行加固。

2、加大構(gòu)件截面的加固：采用加大截面加固鋼構(gòu)件時，所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

3、連接的加固與加固件的連接：鋼結(jié)構(gòu)連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接方法的選擇，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需要加固的原因、目的、受力狀況、構(gòu)造及施工條件，并考慮結(jié)構(gòu)原有的連接方法確定。鋼結(jié)構(gòu)加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，有依據(jù)時可采用焊縫和摩擦型高強(qiáng)度螺栓的混合連接。當(dāng)采用焊縫連接時，應(yīng)采用經(jīng)評定認(rèn)可的焊接工藝及連接材料。

篇10

關(guān)鍵詞：輕型門式剛架設(shè)計結(jié)構(gòu)形式及布置

中圖分類號：TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

本文主要就單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述，它主要是指以輕型焊接、熱軋等H形鋼和冷彎薄壁型鋼結(jié)合構(gòu)成的格構(gòu)式、實(shí)腹式門式剛架結(jié)構(gòu)，這種鋼架結(jié)構(gòu)就是主要承重骨架。在目前的工程實(shí)踐中，門式剛架的梁、柱多采用焊接H形截面構(gòu)件，單跨剛架的梁柱節(jié)點(diǎn)采用剛接，多跨者大多剛接和鉸接并用；柱腳可與基礎(chǔ)剛接或鉸接；圍護(hù)結(jié)構(gòu)多采用壓型鋼板；保溫隔熱材料多采用玻璃棉。

1、單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1)質(zhì)量輕便

鋼架結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，質(zhì)量輕便已經(jīng)成為一個主要的發(fā)展趨勢，該結(jié)構(gòu)不管是金屬板、玻璃棉等材料都屬于較為輕質(zhì)的材料，根據(jù)國內(nèi)工程實(shí)例統(tǒng)計，單層輕型門式剛架房屋承重結(jié)構(gòu)的用鋼量一般僅為10～30kg/m2，這就相較于以前的老式結(jié)構(gòu)輕便許多，并節(jié)省成本。

2)施工簡便、迅速

門式剛架結(jié)構(gòu)中的主要構(gòu)件都來自于工廠加工制作，使得質(zhì)量就有了很好的保障。施工基本不存在濕作業(yè)的情況，這就保證了安裝施工的安全程度。安裝時構(gòu)件之間一般只需要用高強(qiáng)度螺栓連接輔以焊接，安裝操作簡便、快速。

3)經(jīng)濟(jì)效益得到很大提高

門式剛架結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計周期較短，并且采用計算機(jī)輔助設(shè)計所以就更有可利于周期的縮短.由于安裝施工過程中原材料種類單一，減少了采買時的相關(guān)費(fèi)用，運(yùn)輸也相對方便，所以門式剛架結(jié)構(gòu)的工程周期短，資金回報快，投資效益相對較高。

4)結(jié)構(gòu)布置靈活多變

傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式由于受屋面板、墻板尺寸的限制，柱距多為6m，大大限制了使用空間，當(dāng)采用12m柱距時，需設(shè)置托架及墻架柱。而門式剛架結(jié)構(gòu)的圍護(hù)體系采用金屬壓型板，所以柱網(wǎng)布置不受模數(shù)限制，柱距大小主要根據(jù)使用要求和用鋼量最省的原則來確定。內(nèi)部空間使用更加靈活多變。

2、結(jié)構(gòu)方案

2．1 結(jié)構(gòu)形式

門式剛架的結(jié)構(gòu)形式按跨度可分為單跨、雙跨和多跨，按屋面坡脊數(shù)可分為單脊單坡、單脊雙坡、多脊多坡。門式剛架的柱腳多按鉸接設(shè)計，當(dāng)用于工業(yè)廠房且有橋式吊車時，宜將柱腳設(shè)計成剛接。一般在單層房屋（圖一）、廠房倉庫（圖二）都是廣泛應(yīng)用的。

圖一單層房屋

圖二廠房倉庫

2．2 結(jié)構(gòu)布置

高度應(yīng)根據(jù)使用要求的室內(nèi)凈高確定，宜取4．5～9m，跨度以為9～36米。門式剛架的合理間距應(yīng)綜合考慮剛架跨度、荷載條件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、9m。檁條間距的確定應(yīng)綜合考慮天窗、采光帶、屋面材料、等因素按計算確定，一般為1.5m等間距布置。

采用柱與梁剛接，而柱腳均為鉸接的門式剛架形式較為合理。梁、柱截面有實(shí)腹式和格構(gòu)式，等截面和變截面之分，以及梁端、梁中加腋的形式。

3、荷載及荷載組合

3. 1荷載（如表1）

表1 荷載分類

3．2 荷載組合

荷載組合一般應(yīng)遵從《建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，針對門式剛架的特點(diǎn)，《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》給出下列組合原則：

(1)對屋面來說屋面均布活荷載是主要運(yùn)用荷載，一般不需要雪荷載，但所兩者結(jié)合時，就要選取取較大值的那一個。

(2)在應(yīng)用積灰荷載時應(yīng)充分與雪荷載、屋面均布活荷載同時考慮，也是選取其中的較大值的那個。

(3)在施工或檢修過程中要記住，集中荷載不應(yīng)該和屋面材料、檁條自重之外的其他一些荷載同時考慮。

(4)多臺吊車的組合應(yīng)符合《建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。

(5)最后還要充分考慮地震作用，這時風(fēng)荷載不要與地震作用同時考慮，以免重復(fù)。

4、剛架內(nèi)力和側(cè)移計算

根據(jù)不同荷載組合下的內(nèi)力分析結(jié)果，找出控制截面的內(nèi)力組合，控制截面的位置一般在柱底、柱頂、柱牛腿連接處及梁端、梁跨中等截面。變截面門式剛架的柱頂側(cè)移應(yīng)采用彈性分析方法確定，計算時荷載取標(biāo)準(zhǔn)值，不考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)。如果最后驗(yàn)算時剛架的側(cè)移剛度不滿足要求，需采用措施進(jìn)行調(diào)整。

5、支撐體系

支撐體系主要分為兩大類，水平支撐和柱間支撐。這兩種支撐在該體系中起到了舉足輕重的作用，他們是將各個平面剛架連接在一起的基礎(chǔ)，是穩(wěn)定整體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵所在，可以起到穩(wěn)定整體平面的作用，是一個主要支撐點(diǎn)。

5．1 支撐體系的計算

水平荷載不大的情況下，支撐受力較小，桿件截面尺寸由極限長細(xì)比確定。交叉支撐和柔性系桿可按拉桿設(shè)計，非交叉支撐中的受壓桿件及剛性系桿按壓桿設(shè)計。柱間支撐的內(nèi)力，應(yīng)根據(jù)該柱列所受縱向風(fēng)荷載按支承于柱腳的豎向懸臂桁架計算，并計入支撐對柱起減少計算長度而應(yīng)承受的力，對于交叉支撐可不計壓桿的受力。當(dāng)同一柱列設(shè)有多道柱間支撐時，縱向力在支撐間可平均分配。

5．2 支撐體系設(shè)置

在每個溫度區(qū)段應(yīng)分別設(shè)置能獨(dú)立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系。設(shè)柱間支撐的開間，應(yīng)同時設(shè)置屋蓋橫向支撐。端部支撐宜設(shè)在溫度區(qū)段端部的第一或第二個開間。柱間支撐的間距一般取30 m～45 m。當(dāng)房屋高度較大時，柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置；當(dāng)房屋寬度大于60 m時，內(nèi)柱列宜適當(dāng)設(shè)置支撐；當(dāng)端部支撐設(shè)在端部第二個開間時，在第一個開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿；當(dāng)房屋內(nèi)設(shè)有不小于5 t的吊車時，柱間支撐宜用型鋼；當(dāng)房屋中不允許設(shè)置柱間支撐時，應(yīng)設(shè)置縱向剛架。柱間支撐對無吊車的廠房宜采用柔性圓鋼支撐；當(dāng)風(fēng)荷載較大或抗震設(shè)防烈度大于8度時宜采用型鋼支撐；有吊車的廠房應(yīng)采用型鋼支撐。

5．3 剛性系桿的設(shè)置

在剛架的轉(zhuǎn)折處應(yīng)沿房屋全長設(shè)置剛性系桿。間距一般在剛架斜梁上12 m一18 m之間，在剛架柱上約8 m，剛度較大的吊車梁等均可作為剛性系桿考慮。

6、其他

1)屋面檁條。檁條的截面形式可分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種。當(dāng)檁條跨度不大于9 m時，應(yīng)優(yōu)先選用實(shí)腹式檁條。檁條屬于雙向受彎構(gòu)件，在進(jìn)行內(nèi)力分析時應(yīng)沿截面兩個形心主軸方向計算彎矩。檁條應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計算、整體穩(wěn)定計算、變形計算。在屋脊處應(yīng)沿屋脊兩側(cè)各布置一道，在天溝附近布置一道。

2)墻梁。墻梁一般采用冷彎卷邊槽鋼，有時也可采用卷邊z形鋼。墻梁在其自重、墻體材料和水平風(fēng)荷載作用下，屬于雙向受彎構(gòu)件。墻梁應(yīng)盡量等間距設(shè)置，在墻面的上、下沿及窗框的上、下沿處應(yīng)設(shè)置一道墻梁。墻梁可根據(jù)柱距大小做成跨越一個柱距的簡支梁或兩個柱距的連續(xù)梁。

3)隅撐。通常通過設(shè)置隅撐來減小鋼梁的平面外計算長度，保證鋼梁的整體穩(wěn)定。隅撐布置在鋼梁的跨中或屋脊的彎折處。一般每隔一根檁條設(shè)置一道隅撐，間隔宜不大于3 m。與隅撐相連的檁條厚度不宜小于2．0 mm，設(shè)有隅撐的鋼梁或鋼柱的平面外計算長度可取隅撐間距。對于邊柱，其上端內(nèi)翼緣處于受壓狀態(tài)，應(yīng)至少在柱頂墻梁處設(shè)一道雙隅撐。

4)拉條的設(shè)置。屋面檁條應(yīng)在屋脊和檐口處同時設(shè)置直拉條、斜拉條、撐桿，其他處僅設(shè)置直拉條，常采用圓鋼做拉條。墻面處最上層墻梁應(yīng)同時設(shè)置直拉條、斜拉條、撐桿，墻面有洞口處，應(yīng)在拉條中斷處均設(shè)置斜拉條和撐桿。

5)柱腳。單層門式剛架廠房多采用外露平板式柱腳，鉸接設(shè)計。當(dāng)廠房有5 t以上橋式吊車時，宜將柱腳設(shè)計成剛接，柱腳錨栓直徑不宜小于24 mm；剛架跨度不大于18 m時，采用2個M24的錨栓；剛架跨度不大于27 m時，采用4個M24的錨栓；剛架跨度不大于30 m時，采用4個M30的錨栓，均應(yīng)設(shè)雙螺帽。柱腳錨栓不宜用以承受柱腳底部的水力，只作為安全儲備。水平剪力主要由柱底板與混凝土的摩阻力來抵抗，當(dāng)計算柱腳底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩擦力不足以抵抗全部水平剪力時，柱腳底板下應(yīng)加焊抗剪鍵。另外還需進(jìn)行柱腳錨栓的抗拔計算。

結(jié)語

只要我們認(rèn)真學(xué)習(xí)技術(shù)規(guī)范，建立清晰的結(jié)構(gòu)概念，分析總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，不斷的努力和探索更加合理、更加準(zhǔn)確的進(jìn)行單層門式剛架房屋的沒計，一定能做出一個合格的設(shè)計。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50009—2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計規(guī)范[S]．