劉麟

摘 要：近年來，一種新型的剛架式房屋開始不斷的涌現(xiàn)，滿足了企業(yè)對儲存空間的需求之外，也減少了建造的成本。本文從門式剛架輕型房屋的特點出發(fā)，闡述了鋼結構設計是如何在實際中得到廣泛應用的。

關鍵詞：門式鋼架，輕型鋼結構；房屋設計；分析

中圖分類號： TU2 文獻標識碼： A

引言：剛架輕型房屋在建筑領域中的出現(xiàn)，改變了原有的混凝土建筑房屋的模式，讓人們眼前一亮。低廉的造價、美觀的造型使剛架輕型房屋能夠輕松的打入建筑市場之中。但是，能否做好房屋的抗震、抗風、防水以及防腐蝕的工作，對延長房屋的使用年限至關重要。

一、輕型鋼結構

輕型鋼結構是指以冷彎薄壁型鋼、輕型焊接和高頻焊接型鋼、薄鋼板、薄壁鋼管、輕型熱軋型鋼及以上各種構件拼接、焊接而成的組合構件等為主要受力構件并且大量采用輕質圍護結構的建筑。實腹式輕型門式剛架多屬輕鋼結構范疇，因其具有剛度大、重量輕、安裝方便、施工周期短等特點而得到了廣泛應用，特別適合于設有較小起重量的多層工業(yè)廠房、超市、娛樂體育設施、車站候車室、碼頭等建筑。實際工程設計中，在針對具體工程項目要求進行剛架設計過程中，往往受工作量、時間的限制，在滿足規(guī)范規(guī)定的前提下，只做少量試算，一般難以得出最優(yōu)的方案。.

二、 門式剛架輕型房屋的特點

目前，用于輕型房屋建筑的門式鋼架主要分為兩種，一種是單跨剛架，另一種是多跨剛架其中多跨剛架在應用中比較廣泛，剛架的選擇要根據(jù)實際情況進行確定，當施工對受力以及排水的工作有嚴格的要求時，就需要選擇高度一致的多跨剛架；當房屋彼此間的距離相差過大時，也可以考慮使用高度不一致的多跨剛架。

1.1 輕型屋蓋

屋蓋的選材遵循重量的原則，對于這類屋蓋的施工一般不能采用懸掛式的吊車，但是隨著施工技術的不斷進步以及施工要求的不斷提升，在某些情況下選擇懸掛式吊車也是較為合理的。建筑施工對此類吊車的重量有著嚴格的限制，通常情況下，吊車的自重不能超過3t。除非特殊情況的要求或者有一定的可靠性防護措施，吊車的噸位才能超過這個標準，但是最大限度也需要在5t以下。

1.2 輕型外墻

輕型外墻采用的結構材料主要是輕型板材，輕型外墻的搭建技術與房屋的防震水平有很大的關系，當?shù)卣馂暮ο路懒训某潭仍?度以下，對外墻的進行架構時就可以采用砌體的方式。

1.3 房屋的高度

與樓房相比，輕型房屋的架構高度比較矮，原因是輕型結構的房屋在自重上較之于混凝土結構的樓房來說，抓地力上有著明顯的劣勢，無論是應對地震還是狂風，都很難做到安全的防護。所以，輕型房屋最終成型的高度盡量保持在4～9m 即可，除非鋼制結構有所改變，高度可以有所提升，無論鋼制結構達到何種標準，只要房屋還被定位于輕型房屋的標準之內，對于其構建的高度也只能保證在 18m 以下。

三、 結構設計的標準

3.1 結構的質量

根據(jù)國家標準，輕型房屋的自重要達到一定的標準后才能進行最后的驗收，結構的自重主要包括房屋面板的重量、墻體結構的重量、墻梁以及用于支撐的剛架的重量等。最后，應用于房屋建設的結構性構件以及非結構性構件也被納入到了房屋的自重測量之中。

3.2 結構的荷載

無論是進行施工還是對房屋進行檢修，都需要對房屋建筑施工所涉及到負重物進行測重，施工負載過大會造成的房屋垮塌。遇到暴雪天氣時，需要對房屋的積雪進行清理，每年冬季因積雪過大造成的房屋垮塌不在少數(shù)，當輕型房屋應用到產(chǎn)品的儲存或者居民的居住時，就需要配備一定量的懸掛物品例如空調、電氣、供水等，這時就要對懸掛物品的重量進行控制，當房屋的結構中含有吊頂時，應防止吊頂?shù)倪^載。最后，風力、地震等自然環(huán)境形成的負載，施工單位應該按照國家規(guī)定的標準進行查檢。

四、 鋼結構設計要點

4.1 構件設計

根據(jù)門式剛架輕型房屋的應用經(jīng)驗來看，大部分的構件選擇還應該以輕型的結構性構件為主，鋼結構的選擇要以施工的具體情況為準，考慮的因素主要有房屋的大小以及結構的負載等，按照實際測量的參數(shù)，對剛架的寬度、長度、間距以及鋼材的用量進行設計，一方面是為了保證建筑結構的合理性，另一方面減少施工單位的生產(chǎn)成本

4.1.1 檁條的設計

檁條的設計是鋼結構設計的重要環(huán)節(jié)。一般情況下，需要對檁條的跨度進行嚴格的限定，如果檁條的跨度在 6m 以下，將拉條的數(shù)量設置成一道即可；如果跨度超過了 6m，拉條的數(shù)量就應在原來的基礎上再增加一道。當檁條的跨度在 6m 左右，其鋼用量大致就在每平方米 5kg左右；當檁條的跨度在 7.5m 時，每平方米的鋼用量大致是 5.5kg左右；當跨度達到 9m 時，每平方米的鋼用量就達到了 7.5kg。企業(yè)在檁條設計時，要綜合檁條的跨度、間距以及鋼用量等多種指標，以減少鋼材的使用。

4.1.2 墻梁的設計

與檁條的設計標準有些類似，簡支構件是墻梁設計的主要標準，拉條的構造條數(shù)與檁條的標準一致。通過墻板與墻梁的連接，使房屋的側向作用力保持在一個固定值，能夠防止墻梁的位移。想要對位移問題進行預防，拉條的選擇就顯得尤為重要，使拉條的設置在腹板整體高度的 1/3 以內，就能夠在很大程度上解決上述問題。當然，這種設計只是局限在墻梁的內翼。如果墻板難以防止外翼的扭轉，就需要在外翼的 1/3 處設置拉條，撐桿的間隔性安置，有助于減少外翼的側向作用力。

4.1.3 剛架的設計

鋼架設計有兩種結構的選擇，第一種是變截面剛架的選擇，這主要針對施工過程中沒有使用了橋式吊車的情況；如果施工時使用了橋式吊車時，就要將梁設置成變截面的結構，并且保證柱的結構是等截面。

4.2 節(jié)點設計

節(jié)點的設計不僅要遵循結構的可靠性原則，還要保證成本的經(jīng)濟性原則。通常情況下，節(jié)點在鋼材中的比重大約在 5%～ 15% ，假使對于結構質量要求較高的房屋來說，鋼材的強度還會有所提升，這無形中會加大企業(yè)的投資。

4.2.1 柱腳

平板鉸接柱腳是房屋柱腳的主要選擇，當然，房屋的設計是以大型廠房為標準的，并且在施工時需要使用 5t以上的橋式吊車時，就需要保證柱腳的穩(wěn)固程度，這種情況可以選擇使用剛接式柱腳。在進行灌漿操作時，需要留有一定的空間，鉸接柱腳的預留空間要在 5cm 以下，剛接柱腳的預留空間不能超過 10cm。

4.2.2 梁、柱連接

梁、柱的連接問題在門式剛架輕型房屋的連接中尤為重要，特別是連接的強度要符合施工標準，高強度的螺栓是施工中必備的連接材料，再加上螺栓連接的方式在施工中應用的時間較長，施工單位也形成了一定的經(jīng)驗，對質量的控制也比較嫻熟。

四、結語

結構的最優(yōu)化是一個非常復雜的問題，是涉及多參數(shù)及多因素的一個系統(tǒng)工程，不僅要考慮上部結構的經(jīng)濟問題，也應計算基礎的費用，通過方案比較，得到總體優(yōu)化的方案，當然，考慮的因素越多，分析也越復雜，這些都需要工程技術人員和科研人員不斷總結，門式剛架輕型房屋的應用已經(jīng)非常廣泛，筆者通過對鋼結構設計的可靠性以及經(jīng)濟性環(huán)節(jié)進行介紹，希望能夠向施工單位提供一些有益的建議。做好門式剛架輕型房屋的技術研究，對建筑技術的進步具有重要的意義。

參考文獻

[1] 馬人樂，柳勝華，姚金滿 .門式剛架輕型鋼結構工業(yè)廠房柱腳抗剪試驗研究與理論分析 [J].建筑結構學報，2004（02）.

[2] 童駿，陳以一，伍益瑩 .柱腳彈性約束對門式剛架側移和內力的影響 [J].結構工程師，2003（02）.

3] 馬琳琳． 門式剛架輕鋼房屋優(yōu)化設計探討［J］． 山西建筑，2004，30(19):41-42．