浅谈门式刚架结构设计几点体会

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1、浅谈门式刚架结构设计几点体会【摘要】门式刚架是目前轻型房屋钢结构中应用最广泛的一种钢结构形式。本文就门式刚架结构设计中常见的问题进行阐述，并对重点的设计要点进行归纳总结，以供同行借鉴。　　【关键词】门式刚架结构；设计要点　1.引言门式钢架轻型房屋钢结构设计一般采用以概率理论为基础的极限状态设计法，按分项系数设计表达式进行计算；承重构件按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。下面简要探讨一下门式刚架结构设计中的几个问题。　2.门式刚架结构设计中常见的问题屋面活荷载取值的问题。框架荷载取/m2：已经沿用多年，但屋面结构，包括

2、屋面板和檩条，其活荷载要提高到KN/m2。《钢结构设计规范》规定不上人屋面的活荷载为KN/m2，但构件的荷载面积大于6Om2的可乘折减系数。门式刚架一般符合此条件，所以可用/m2，与钢结构设计规范保持一致。国外这类，要考虑～/m2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载情况，就要出安全问题。设计时可适当提高至/m2。现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有人为减少荷载情况，应特别注意，决不允许在有限的活荷载中“偷工减料”。屋脊垂度要控制。框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180，除验算坡面斜梁挠度外，是否要验算跨中下垂度？过去不

3、明确，可能不包括屋脊点垂度。现在应该是计算的。一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都要计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于要验算跨中垂度。跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。要的度本来就小，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面竖向刚度过小，第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡，使屋面变形。本人有此想法，刚架侧移后，当山尖下垂对坡度影响较大时，要验算山尖垂度，以便对屋面刚度进行控制。钢柱换砼柱。少数设计的门式刚架，采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成，斜梁用竖放式端板与砼柱中的预埋螺栓相连，形成刚

4、接，目的是想节省钢材和降低造价。在厂房中，的确是有用砼柱和钢桁架组成的框架，但此时梁柱只能铰接，不能刚接多高层建筑中，钢梁与墙的连接也是如此。因为混凝土是一种脆性材料，虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力，但在连接部位，它的抗拉、抗冲切的性能很并，在外力作用下很容易松动和破坏。有些设计，在门式刚架设计好之后，又根据业主要求将钢柱换成砼柱，而梁截面不变。应当指出，砼柱加钢梁作成排架是可以的，但将刚架的钢柱换成砼柱，而钢梁不变，是不行的。由于连接不同，构件内力也不同，要的工程斜梁很细，可能与此有关。檩条计算不安全。主要是檩条计算问题

5、较大。檩要是冷弯薄壁构件，受压板件或压弯板件的宽厚比大。在受力时要屈曲，强度计算应采用有效宽度，对原有截面要减弱，不能象热轧型钢那样全截面有效。有效宽度理论是在《冷弯薄壁型钢构件技术规范》中讲的，有的设计人员恐怕还不了解，甚至有些设计软件也未考虑。但是，设计光靠软件不行，还要能判断。软件未考虑的，自己要考虑。再有，设计人员往往忽略强度计算要用净断面，忽略钉孔减弱。这种减弱，一般达到6～15%，对小截面窄翼缘的梁影响较大。刚架整体分析采用的是全截面，如果强度计算不用净截面，实际应力将高于计算值。《规范》和条规定“结构构件的受拉强

6、度应按净截面计算，受压强度应按有效截面计算；稳定性应按有效截面计算。变形和各种稳定系数均可按毛截面计算”。有的单位看到国外资料中檩条很薄，也想用薄的。国外檩条普遍采用高强度低合金钢，但我国低合金钢Q345的冲压性能不行，只有用Q235的。国外是按有效截面计算承载力的，如果用Q235的，又想用得薄，计算时还不考虑有效截面，荷载稍大时檩条就要垮。3.门式刚架结构设计中几个要点柱网布置的确定。轻钢厂房结构设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进行柱网的平面布置。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。通过

7、已往多个工程的设计实践，在门式钢架设计过程中对柱网安排得出：通过大量计算发现，当檐高6m、柱距为，荷载情况完全一致下，跨度在18～30m之间的钢架单位用钢量为l8～28Kg/m，当跨度在2l～48m之间的钢架单位用钢量为25～40Kg/m，当檐高为12m、跨度超过48m时宜采用多跨钢架，其用钢量较单跨钢架节约l8%左右，因此设计门式钢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。对门式钢架轻型钢结构而言，钢架用钢量是最主要的，当钢架跨度较小时，钢架用钢量甚至占总用钢量的50%以上，而其它各单用钢量，特别是墙架梁、柱

8、间支撑、屋面支撑，其用钢量所占比例较小，因此，在设计门式钢架时应精确设计，合理使用。随着柱距增大，其它各部分结构的用钢量均随柱距的增加而增加，特别是吊车梁，由于柱距较大，须采用格构形式，其用钢量所占比例较大，并最终超过了钢架的用钢量。其次是檩条，由于长细比的要求，用钢量增加也