轻型钢结构房屋设计的几点建议

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1、轻型钢结构房屋设计的几点建议　　在沿海地区已有多年经验，已是很普及的结构形式，可是在西北地区近年来刚刚推广使用，专门的轻钢设计单位还比较少，有的设计单位在设计轻钢结构时往往沿用传统的钢结构概念，如柱间支撑和吊车梁制动桁架截面都较大。在多年来设计中，也体会到有些方面还有待进一步研究，必须把轻钢结构设计得更轻更安全。　　抗风柱作为端排刚架支点，限制了刚架梁的垂直变形，与中排刚架垂直变形不一致。实际即使抗风柱对端排刚架不起支撑作用，端排刚架垂直变形与中排刚架垂直变形也不一样，因为端排刚架荷载与中排刚架荷载不同。另外檩条与刚架梁连接是铰接，边跨檩条两端沉降允许有差值，屋面板也能适

2、应边跨檩条两端沉降差值。　　设计屋面板和檩条的设计，现在通常是檩条等间距布置，檩条对屋面板是等跨支座，例跨度15M以上的刚架多为双坡，每坡屋面板在以上。根据檩条布置，屋面板多按5跨等跨连续梁设计，其结果是屋面板端跨的跨中弯矩比中跨的跨中弯矩大很多，按端跨跨中弯矩选用屋面板，则中跨屋面板不能充分发挥作用。对檩条的线荷载又以屋面板的第二支座反力为依据，第二支座反力是5跨连续板中反力最大的支座，以此反力设计檩条，此时只有屋面板第二支座的檩条能充分发挥作用，中跨支座檩条承载力富裕很多，不能充分发挥作用。　　为此建议檩条采用不等跨布置，檩条的布置在屋面板端跨处间距减少而中跨处间距放

3、大使屋面板的端跨弯矩和中间跨弯矩比较接近，或由于檩条不等跨布置使屋面板支座反力比较接近，这样能充分发挥屋面系统的材料性能，降低单位用钢量，降低造价。一般工程的屋面系统用钢量占总用钢量的比例较大，所以这样处理效果较好。檩条采用不等跨布置，相应的檩托布置不等距，檩条拉杆长度也会不等，只要认真施工，是可以满足设计要求的。　　关于吊车梁制动桁架的设置，我们在新疆见到一些轻型钢结构厂房，其跨度在24m以内，且吊车为5-20t，吊车梁跨度为6-8M之间，有相当一部分也设了制动桁架；更甚者有跨度10M，吊车仅3t，吊车梁跨度6M也设制动桁架。根据我们的设计经验，类似以上吊车吨位和跨度的

4、轻钢厂房可不设制动桁架，首先是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中规定轻钢厂房只能设中、轻级工作制桥式吊车，超重量不大于20t。只要满足吊车梁的强度和变形以及构造要求，在横向水平刹车力的作用下能满足吊车梁的侧向稳定，当有必要时可适当加大吊车梁上翼缘的宽度，以保证其稳定性。不设吊车制动桁架还可减少制造和安装工作量，降低造价　　关于柱间支撑的设置，一些轻型钢结构厂房中的柱间支撑多为角钢剪刀撑，每一肢均同时满足受压和受拉的长细比要求，因此设计的柱间支撑截面较大。轻型钢结构厂房的墙体围护结构多为压型钢板加保温材料，对厂房的柱顶位移限值放得很宽，并且吊车吨位不超过20t，纵向水平刹

5、车力也较小，尽管还有风载，个别地区还有地震作用，设剪刀式钢筋拉杆代替角钢剪刀撑，剪刀式钢筋拉杆，只承受拉力，不考虑承受压力。钢筋直径由纵向水平力之和设计确定，但要求必须设法将钢筋拉紧，真正能够传递纵向水平力。至于在一个结构单元中设几道剪刀式钢筋拉杆，由纵向水平力及钢筋直径确定，这样给制作和安装带来很大方便。　　关于轻型刚架材质问题，在建设单位的招标文件上，经常见到要示刚架材质为Q345，而且这种要求高强度材料的标书也越来越多，建设单位认为材质的设计强度越高就越省钢材，就会降低工程造价。这种认识有局限性，不是普遍规律。因为刚架的结构设计，不仅要进行强度设计，还要进行刚度设计

6、及稳定性设计，而影响设计的因素也较复杂，例如跨度、高度、地震烈度、风载、静载、是否有吊车、吊车吨位等，所以材料强度越高就越省钢，这种认识是不全面的。一般说非地震区的建筑风载较小且跨度较大时，其构件内力较大，是强度控制，材质强度高会降低用钢量，建筑物造价会下降；当抗震设防烈度较高且风载较大时，往往是变形较大由刚度控制，材质强度再高，也需保持足够的构件截面，才能有足够的刚度以满足变形要求，这时材质强度高反而建筑物造价会提高，造成不必要的浪费。　　近年来，在新疆一些地区，我们经常遇到要设计的建筑物抗震设防烈度为8度，且雪载较大，风载也较大，跨度在15-18M之间，由刚度控制，即

7、以柱顶变形为控制因素的建筑物，如提高材质强度是不妥的，用Q235为宜。　　我公司近年来买过几套设计软件，有的设计软件在输入荷载时，对雪载只按均布荷载输入，没有考虑《建筑结构荷载规范》中屋面积雪分布系数，经常遇到的单跨双坡屋面和双跨双坡屋面，以及高低跨相邻的屋面，不考虑雪载分布不均匀系数，给设计带来很大不方便，也可能造成不安全。尤其是在新疆高寒地区，雪载很大，是屋面结构的主要控制荷载，有的设计者认为只要是程序计算就没问题，其实有的程序也有不完善之处，在高寒地区设计时要注意屋面积雪的不均匀系数，尤其是有的高低跨相邻的建筑物，即便程