门式刚架轻型房屋钢结构的合理设计

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1、门式刚架轻型房屋钢结构的合理设计锦州城乡建筑设计有限责任公司史磊[摘要]本文就门式刚架轻型房屋钢结构设计，着重从选材、结构布置、檩条设计、刚架设计等方面探讨其经济性、合理性。[关键此]门式刚架轻型房屋经济合理0、前言在90年代前，我国房屋钢结构主要是应用于重型厂房，90年代初，轻型门式刚架开始得到应用。门式刚架轻型房屋钢结构体系由主刚架体系、檩条和支撑体系、维护体系三大体系构成。其中维护体系采用压型钢板作为面板带来了两大主要特点：结构自重轻蒙皮效应强。充分利用这两大特点，在保证安全可靠的前提下，可以在结构造型（变截面）、支撑体系、刚度设计

2、（侧移限制）、稳定设计（利用隅撑）、局部稳定（按剪力大下设加劲肋，利用屈曲后强度）、蒙皮效应利用、简单的端板式连接等方面采用了先进的模式与技术，从而降低了造价，比传统钢结构更为经济合理。1、选材1.1主刚架选用Q235B、Q345A及以上等级的钢材。吊车梁：行车吨位≤5t的轻级工作制吊车梁宜选用Q235B、Q235A等级的钢材；行车吨位较大或≥10t中级工作制吊车梁宜选用Q345B及以上等级的钢材。1.2檩条：简支、小跨度的檩条宜选用Q235A等级的钢材；连续或大跨度的檩条宜选用345A等级的钢材。一般情况下，当由强度控制设计时宜用Q34

3、5A级钢材，充分利用其屈曲强度高的优势。当由刚度控制设计时宜用Q235A级钢材，在同等用钢量的情况下利用其价格优势。当由稳定控制设计时，可根据具体情况选择Q345A或Q235A级钢材。1.3支撑屋面及柱间支撑一般采用张紧的圆钢，有较大吨位行车时柱间支撑用角钢，隅撑一般采用角钢这类型钢根据市场情况采用Q235钢。1.4压型钢板：基材：钢板基材在根本上决定彩涂钢板的承力性能和压型加工性能，因此在选用基材等级或牌号时，主要考虑其力学性能、化学成分及其冷弯性能。一般情况下，钢板基材宜选用Q235或性能与其相近的牌号；若为暗扣式压型钢板，则宜选用Q

4、345或性能与其相近的牌号。镀层：镀层在钢板防腐性能方面起主要作用。各种彩板镀层分别为：a.热镀锌钢板的镀层厚度双面和最小应不小于180g/m2，一般外层板采用180g/m2~275g/m2，内层板可采用180g/m2；b.热镀锌合金化钢板的镀层厚度双面和一般取为180g/m2；c.热镀5%铝锌钢板（Galfan）的镀层厚度双面和一般取为180g/m2~275g/m2；d.热镀55%铝锌钢板（Galvalume）的镀层厚度双面和一般取用150g/m2。在相同镀层厚度下，各镀层钢板的防腐性能按弱到强的排列顺序是热镀锌钢板→热镀锌合金化钢板→

5、热镀5%铝锌钢板→热镀55%铝锌钢板。涂层：涂层（或称面漆）主要是有机（碳）化合物，主要作用是出于美观以及外加保护层的需要，因此其耐候性与防粉尘附着性是选择涂层时要考虑的主要因素。常用的涂层耐候性由弱到强的顺序是聚酯树脂（8~10年）→改性聚酯树脂（8~15年）→聚二乙烯氟树脂（≥20年）。0、结构布置2.1合理柱距门式刚架的合理柱距6~9m，有行车时柱距宜小不宜大。特别是对于行车吨位≥10t时，柱距宜≤7.5m，不带行车的门式刚架柱距宜取7.5m~9m，且单跨越大选用柱距也应最大，此时不仅用钢量较为经济而且能满足工艺上大柱网的要求。2.

6、2端框架与山墙墙架端框架即山墙采用门式刚架，适用于以下几种情况：2.2.1建筑规划有续建要求；2.2.2有抗震要求；2.2.3有行车要求；2.2.4工程地点为近海或风载较大的地区；2.2.5檐高较高（约超过9m）；几种情况外可考虑采用由斜梁、抗风柱和墙梁组成的山墙墙架。结合考虑山墙面的蒙皮效应，可以用冷弯薄壁型钢做成轻型的铰接体系墙架。2.3支撑体系门式刚架结构体系属平面结构体系。在横向（即跨度方向）为平面主刚架，可以承担竖向荷载和横向荷载。在纵向是靠支撑来承担纵向水平力，使整体刚架构成具有空间刚度的建筑。支撑系统一般用钢量为0.5~1.

7、5Kg/m2，只占整个结构用钢量很少一部分，但其作用却很重要，设计时一定要加以重视。支撑利用圆钢时一般要求30~40m设置一道最大不宜超过60m。柱间支撑的位置宜与屋面支撑所在柱间相同，以便两榀刚架直接构成一个稳定的空间体系，可使房屋纵向风荷载传至基础的路线更直接，同时也使框架按有无支撑孔及连接板分类容易，方便了制作及安装。跨度较大或风荷载较大时，支撑体系宜多设几道，此部分的用钢量很小，但对整个结构非常有利。另外，多跨度结构中的中柱宜设柱间支撑，分担部分传至基础的纵向水平荷载，使屋面支撑构成的桁架体系具有中间支座效果，大大降低了支撑杆件的

8、内力。支撑的传统计算模式是不管整个建筑有多少道支撑，均按迎风面的第一道支撑体系承担全部的迎风面风荷载。虽简化了计算过程且回避了支撑间纵向系杆的计算，但是这种算法显然过于保守。按文献[2]的风荷