浅谈门式刚架的设计与应用

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1、浅谈门式刚架的设计与应用-工程事故分析浅谈门式刚架的设计与应用轻型钢结构是国内外目前应用和发展速度最快的新型结构形式，广泛应用于工业、居住和公共建筑，具有施工速度快、建筑造型美观、钢材用量少、造价低廉等优势，而门式刚架结构体系作为轻型钢结构的一种结构形式，在我国更是大量涌现。近几年来，随着我国彩色钢板产量的增加和焊接H型钢的出现，门式刚架更是发展迅猛，我国建成此类结构工程已达800多万平方米，而且每年以约100多万平方米的速度增加。目前，门式刚架从设计、制作到安装我兴旺公司已形成完全一体化，通过多年来的工程实践，在

2、门式刚架设计与应用方面积累了一点有益经验。一．屋面活荷载取值门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》（GB17-88），《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB18-87）和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：98），对于屋面结构，《钢结构设计规范》规定活荷载为0.5KN/m2，但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6,门式刚架符合此条件，活荷载取为0.3KN/m2,国外这类房屋设计时，要考虑0.15-0.5N/m2的附加荷载，我国无此规定，现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有克扣荷载现象，

3、遇到大风或其他原因造成超载，很容易出安全问题，因此屋面活荷载的取值决不能再小，不能在有限的活荷载中挖潜。二．合理跨度的确定不同的生产工艺流程和使用功能在很大程度上决定着厂房跨度，有的业主甚至要求轻钢生产厂家根据自己的使用功能，确定较为经济的跨度。在尽可能满足生产工艺和使用功能上，应根据房屋的高度确定合理的跨度。一般情况下，当柱高、荷载一定时，适当加大跨度，刚架的用钢量增加不太明显，但节省空间，基础造价低，综合效益较为可观。通过大量计算发现，当檐高6m、柱距为7.5m，荷载情况完全一致下，跨度在18-30m之间的刚架

4、单位用钢量（Q235-B）为18-28kg/m2，当跨度在21-48m之间的刚架单位用钢量为25-40kg/m2，当檐高为12m、跨度超过48m时宜采用多跨刚架（中间设置摇摆柱），其用钢量较单跨刚架节约18%左右，因此设计门式刚架时应根据具体要求选择较为经济的跨度，不宜盲目追求大跨度。三．刚架最优间距的确定刚架的间距与刚架的跨度、屋面荷载、檩条形式等因素有关，当刚架跨度较小时，选用较大的间距，会增加檩条的用钢量是不经济的。刚架规范规定，刚架柱距宜为6m，7.5m，9m，最大可采用12m。经过大量计算发现，随着柱距的

5、增大，刚架的用钢量是逐渐下降的，但当柱距增大到一定数值后，刚架用钢量随着柱距的增大下降的幅度较为平缓，而其他如檩条、吊车梁、墙梁的用钢量会随着柱距的增大而增大，就房屋的总用钢量而言，随着柱距的增大先下降而后又上升。因此，在一定条件下，门式刚架存在着一最优间距，下表列出在一般情况下不同跨度所对应的最优间距：跨度（m）最优柱距（m）9---12m5.5m12---18m6m18---36m6—7.5m36---35m7.5—9m45m以上9m综上所述，一般情况下，门式刚架的间距应在6—9m之间，超过9m时，屋面檩条与墙

6、架体系的用钢量增加太多，综合造价并不经济。四．柱脚的抗风措施在工程实例中，有的刚架在大风时柱子被拔起，其主要原因不是刚架计算失误，而是设计柱间支撑时未考虑支撑传给柱脚的力，尤其是房屋纵向尺寸较小时，只设置少量柱间支撑来抵抗纵向风荷载，支撑传给柱脚的拉力很大，若柱脚没有采取可靠的抗拔措施，很可能将柱子拔起，因此，在风荷载较大的地区刚架柱受拉时，在柱脚应考虑抗拔构造，如锚栓端部设锚板等。总结轻型门式刚架结构具有造价低、重量轻、安装方便、施工周期短等优点，在工业厂房中得到较为广泛的应用。但是，我国轻钢结构毕竟起步较晚，在

7、理论与实践中与国外尚有很大差距，在实际工程设计中，由于门架变截面件的截面尺寸需要经过多次试算才能确定，加之目前设计人员的设计经验还不够丰富，杆件截面的选择也不尽合理，容易造成整体结构各杆件应力不均，不仅经济指标不够理想，而且整体结构的安全度也不高，为了安全、经济地设计门式刚架，还需要设计人员进一步研究我们的设计观念和存在问题，确保工程的设计质量，推动门式刚架轻型钢结构的进一步发展。类似工程技术比较表工程名称蓟县紫砂厂宁河低度酒厂宁河物料库建筑面积7100m22666m23280m2刚架跨度34m24m57.6m柱距

8、尺寸7.5m7.5m7.5m屋面活荷载0.3KN/m20.3KN/m20.3KN/m2单位用钢量22Kg/m218Kg/m224Kg/m2（以上用钢量为主刚架单位用钢量）