门式刚架轻型结构设计浅谈

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1、门式刚架轻型结构设计浅谈　　【摘要】轻型门式刚架结构是国内外应用广泛的新型建筑结构体系，具有质量轻、工业化程度高、施工周期短、综合经济效益高、柱网布置比较灵活等优点。随着我国经济的快速发展，轻型门式刚架房屋结构也得到迅速的发。本文对门式刚架轻型结构的设计，结合具体结构系统介绍了门式钢架结构的设计过程、结构分析方法、构件校核和施工绘制等内容，并就结构空间设计模型与平面分析模型对刚加内力的影响、支撑系统的内力分析方法及冷弯薄壁型刚檩条在风吹力下的稳定性验算等问题进行了探讨。【关键词】门式刚架轻钢结构特点设计与施工　　门式刚架轻

2、钢结构是以门形钢架为结构受力载体，围护结构为薄壁C型或Z型钢檩条和彩色压型钢板的体系。本文通过对门式刚架轻型结构的设计与设计中应注意的问题作如下初步分析和探讨。　　正文　　一、门式刚架轻钢结构的特点　　用钢量少，自重量轻　　门式刚架轻钢结构采用防水、围护一体化的轻质多功能新型屋面和墙体材料组成，大大减轻了结构本身的荷载重量。其承重构件普遍采用高强钢材，这样可以有效减轻结构自重。通常门式钢架轻钢结构的重量只有钢筋混凝土结构的1/8——1/10，是普通钢结构重量的1/2——1/3，充分体现了新材料的优势。　　适应性强，设计符合

3、美观、经济、实用的原则　　相对于传统的钢架结构而言，门式刚架轻钢结构从跨度、柱距布置灵活，单跨、多跨等方面可随意组合。这些组合可应用于不同工艺、不同规模、不同用途的各类建筑中，表现出了极大的适应能力。钢架结构一方面外观新颖别致，可塑性极强，富有时代感；另一方面造价合理，投资见效快，综合经济效益好，空间使用率高，在各个建筑施工中基本都可以使用。　　钢架结构施工速度快、周期短　　工厂化程度高，施工周期短钢结构制作简便，因门式刚架的梁、柱等基本构件均在加工厂定型制作，在现场按要求拼装而成，加快了施工进度，建设周期缩短，比钢筋混凝

4、土排架结构工期至少缩短60%以上，对于一般规模较小的工业厂房门式刚架仅需50天至2个月，而采用钢筋混凝土排架结构，则需10～12个月。　　门式刚架的防火钢结构具有独特的优越性，钢材虽非燃烧材料，却易导热，其耐火极限仅为15～20分钟。未加防火保护的钢结构，当温度达到350℃、500℃、600℃时，其强度分别降低1/3、1/2、2/3，当结构温度达到600℃以上时，将完全丧失承载能力，最典型的例子莫过于XX年的美国纽约世界贸易大厦遭袭击后引起高温燃烧，两幢420m高的钢结构大楼轰然倒塌。现阶段主要从防火设计和对结构的防火保护

5、措施两方面入手，可在柱、梁表面覆盖以厚的LG防火隔热涂料或2cm厚的LY防火隔热涂料保护层，其耐火时间可达～小时，满足规范要求。　　二、设计中应考虑的因素　　严格荷载取值标准的规定　　1钢架恒荷载　　钢架自重一般都由软件统计生成，而屋面板、檩条、支撑等荷载按线荷载加到钢架梁上要按实际设计计算，根据使用要求屋面或墙面板可单层板也可采用保温板，保温材料又包括聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等，设计中应结合具体材料确定屋面与墙面荷载。　　2钢架可变荷载　　可变荷载包括屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、地震作

6、用、风荷载等.《门式钢架轻钢结构技术规程》中规定：不上人屋面的活荷载为/M2，如果钢架的受荷载面积大于60M2的可乘折减系数。对于门式钢架而言，在计算钢架时一般可用/M2。根据国外资料，门式轻钢结构，一般要考虑——/M2的附加荷载，而在我国现行的规范中无此规定，所以如遇到暴风雪等情况，就会出安全问题，因此在梁和檩条已较小的门式轻钢钢架中，禁止出现明显克扣活荷载的情况。　　优化设计，尽量减少用钢量　　必须按照《门式钢架轻钢结构技术规程》进行设计计算，而不能沿用《钢结构设计规范》进行门式钢架轻钢结构的设计计算。在门式钢架中，主

7、钢架和檩条的用钢量占90%以上，在相同的荷载条件下，柱网布置对主钢架和檩条的用钢量影响很大。经多个统计分析表明，建议柱距采用6——8m，跨度不宜大于36m。檩条要选用薄壁宽肢的C型、Z型，而钢架一般采用H型截面。当荷载一定时，连续支承构件比简支构件的截面要小，因此在轻型门式钢架中屋面檩条和墙面檩梁均宜采用连续支承方式。实践证明，楔形构件和变截面构件上网使用，加上变化翼缘厚度和腹板厚度，可显著节省钢材。薄壁型钢规范是不考虑屋面蒙皮作用，从而造成计算结果很不经济。压型钢板屋面蒙皮作用对檩条上翼缘提供侧向支撑是不成问题的，但对檩

8、条下翼缘失稳承载力的影响，对这类问题尚无计算方法可行，但是国内外的试验表明屋面蒙皮作用对檩条下翼缘扭转失稳的约束是非常明显的。另外设计中要注意版型的选取和包角屋脊的设计。　　三、门式刚架设计常见质量问题及预防措施　　梁、柱拼接节点设计　　梁、柱拼接节点一般按刚接节点计算，但往往由于端部封板较簿而导致与计