隋新春 趙雪

摘 要：現(xiàn)今，門式輕型鋼架房屋廣泛應用于房屋的建設中，因其所具有的造價低、施工速度快，施工難度低等優(yōu)點，深受用戶喜愛。而在設計它時，要按照國家的相關規(guī)范要求，把握設計要點，將設計做好，文章就門式輕型剛架結(jié)構房屋的特點和其結(jié)構和平面布局等進行介紹。

關鍵詞：門式輕型鋼；設計；分析

前言

近些年來，門式輕型鋼結(jié)構房屋在建筑中得到了廣泛的應用，適用于超市、娛樂體育設施、車站候車室等大跨度公共建筑等，其通常由基礎、鋼架、支撐系統(tǒng)、屋面、壓型鋼板屋面和型鋼檁條等組成，下文將就鋼結(jié)構的特點和設計時的注意事項等方面進行闡述。

1 輕型門式剛架的特點

輕型鋼結(jié)構房屋相比于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構房屋具有質(zhì)量輕、柱網(wǎng)布置比較靈活、造價低、施工速度快、施工難度較低等特點。

經(jīng)過多年的發(fā)展，輕型門式鋼結(jié)構發(fā)展成為了一個完備的體系，從H型鋼梁，屋頂上的彩鋼板，墻面上的保溫層等一系列的配件，房屋設計時根據(jù)設計要求選用符合要求的配件，而后進行相應的組裝，在既保證結(jié)構穩(wěn)定的情況下又可以保證縮短工期。鋼結(jié)構建筑由于采用了全鋼結(jié)構，在同等強度的條件下要比鋼筋水泥結(jié)構占用空間少，比一般鋼筋水泥結(jié)構的建筑內(nèi)部空間更為合理，外觀簡潔，可以更好的達到使用要求。由于房頂和圍護結(jié)構采用了彩鋼板、玻璃棉等材料，因此鋼結(jié)構的鋼架可以很輕，在加上設計時對門式鋼架結(jié)構進行了優(yōu)化設計，從而使鋼結(jié)構的自重很輕，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)門式鋼架建筑結(jié)構用鋼量通常為10～30kg/m2僅為相同條件下混凝土結(jié)構建筑用鋼量的1/20～1/30，更為經(jīng)濟合理。

門式剛架結(jié)構的主要構件和配件都由工廠制作，從而保證了構件的質(zhì)量和精度，無需二次加工，工地安裝方便。除了基礎施工外，沒有濕作業(yè)，需要的施工人員也不多，而且在安裝時，構件之間的連接多采用高強度螺栓進行連接，需要焊接的地方很少，這樣就大大提高了安裝速度，使建筑可以很快的建設起來，但必須注意設計為剛性連接的節(jié)點，應具有足夠的轉(zhuǎn)動剛度。由于門式剛架結(jié)構的重量較輕，因此對于地基的要求可以較鋼筋水泥結(jié)構的建筑少很多，基礎可以做得比較小，通常情況下，地震時產(chǎn)生的縱波對于剛架的結(jié)構影響很小，因此可以不計算地震的影響，但是風荷載對其結(jié)構的影響較大，設計時要著重考慮。

2 門式剛架結(jié)構建筑的結(jié)構形式和要求規(guī)定

在建筑時，屋蓋采用壓型鋼板屋面板和冷彎薄壁型鋼檁條，主體鋼架可采用變截面實腹剛架，外墻采用壓型鋼板墻面板和冷彎薄壁型鋼墻梁。用于檁條和墻梁的冷彎薄壁型鋼，其壁厚不宜小于1.5mm，用于焊接主鋼架構件腹板的鋼板，其厚度不宜小于4mm，當有根據(jù)時可不小于3mm，構件中受壓板件的最大寬厚比，不得大于現(xiàn)行國家標準《冷彎薄壁型鋼結(jié)構技術規(guī)范》規(guī)定的寬厚比限值，受壓板件的局部穩(wěn)定臨界應力低于鋼材屈服點時，應按實際應力驗算板件的穩(wěn)定性，或采用有效寬度計算構件的有效截面，并驗算構件的強度和穩(wěn)定。

3 剛架結(jié)構的平面布置

3.1 門式剛架結(jié)構的跨度取橫向剛架柱間的距離，一般為9-36m，推薦以3m為一個長度段，也可按照實際要求選取。當邊柱寬度不等時，其外側(cè)應對齊。其高度（地坪柱軸線與斜梁軸線交點的高度）推薦取4.5～9m，也可按照要求適量放大。門式剛架的高度要按照設計要求來確定，如房屋內(nèi)需要安裝行車，需要考慮行車需要的高度。應根據(jù)使用要求的室內(nèi)凈高確定，有吊車的廠房應根據(jù)軌頂標高和吊車凈空的要求確定。門式剛架的合理間距通常采用6m，7.5m或9m等的距離。挑檐長度需要根據(jù)實際情況從0.5～1.2m之間選取。

3.2 門式剛架輕型房屋由于結(jié)構簡單，使用的構件和圍護結(jié)構受溫度影響較小，其溫度分區(qū)可以采用縱向溫度區(qū)段<300m；橫向溫度區(qū)段<150m；比傳統(tǒng)的溫度區(qū)段要大，而有其他的計算依據(jù)時，這個溫度區(qū)段可以適當放大。

3.3 門式剛架的支撐布置

支撐體系在門式剛架輕結(jié)構具有十分重要的作用在支撐時要注意以下要求。

支持布置的要求：

（1）圓鋼支撐不能應用于有吊車的廠房，應根據(jù)所進行的受力分析，經(jīng)計算來確定直徑，其凈截面不得小于10mm。圓鋼支撐與構件腹板的連接處，t≤5mm時應腹板補強。

（2）當廠房內(nèi)有5t及5t以上吊車時，立柱之間的支撐需采用型鋼來進行支撐。

（3）當廠房內(nèi)有15t以上吊車時，應對廠房增加屋蓋縱向支撐和對吊車梁的側(cè)向增加剛度。

（4）當廠房內(nèi)無吊車時，立柱間支撐的間距不大于30～45米，應與屋蓋橫向支撐位于同一開間。

（5）當廠房內(nèi)設計有吊車時，下柱支撐設在溫度區(qū)間中部或三分點處。

（6）保證房屋縱向剛度的措施。

4 墻架布置

門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構的墻架布置應對門窗、挑檐、遮雨篷等構件和圍護的材料提出一定的規(guī)范。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構的側(cè)墻，當采用壓型鋼板圍護面時，墻梁宜布置在剛架的外側(cè)，門式剛架輕型房屋的外墻，當抗震要求不高于6度時，能采用輕型鋼墻板或砌體，當抗震要求為7-8度時，可采用輕型鋼墻板或非嵌砌砌體，當抗震能力要求9度時，適合采用輕型鋼墻板或柱柔性連接的輕質(zhì)墻板。

5 門式剛架節(jié)點和梁柱連接設計

門式剛架梁與柱的連接，一般使用高強度螺栓端板來連接。連接一般使用端板平放、豎放、斜放三種方式。連接用的高強度螺栓應對稱布置且螺栓數(shù)目為偶數(shù)，端板豎放適用于局部等截面柱，設計時將端板橫放用來減少節(jié)點的設計剪力，用以抵消豎向載荷所起的作用。當節(jié)點彎矩很大時一般可采將端板斜放的方式，用來加長抗彎連接的力臂，方便布置螺栓。端板拼接連接一般采用外伸式和平齊式，外伸式節(jié)點受力合理，比平齊式承載力高，因此一般多采用外伸式端板連接，同時應在結(jié)點板外伸部分設置加勁肋，提高節(jié)點的抗剪能力，有效減少節(jié)點板的變形。端板連接要按照所受的最大內(nèi)應力設計，吊車梁和制動梁的連接可采用高強度摩擦型螺栓連接或焊接。螺栓中心至翼緣板表面的距離，應滿足不小于35mm，螺栓端距不應小于2倍螺栓孔徑。

6 屋面板和墻板設計

屋面板和墻板材料可以選用建筑外用彩色鍍鋅或鍍鋁鋅壓型鋼材，夾心壓型復合板和玻璃纖維增強水泥外墻板等輕質(zhì)材料，一般用與屋面或墻面的壓型鋼板，其厚度應至少大于0.4mm，當在屋面板上開設直徑大于300mm的圓洞或邊長大于300mm的方洞時，應根據(jù)計算采用次結(jié)構加強，同時不能在房屋屋脊上開洞，墻板應接觸地面，好將墻壁的自重由地面來承受，減少剛架所承受的力，板與板之間的連接要適當。

7 結(jié)束語

由上文可知，門式輕型鋼結(jié)構由于其本身結(jié)構簡單，質(zhì)量輕，施工周期短等優(yōu)點廣泛應用于工廠、超市等建筑，在設計時要注意對結(jié)構風荷載的計算，對鋼結(jié)構進行相應的力學分析，結(jié)合實際，設計出符合設計要求且經(jīng)濟實惠可靠的房屋。

參考文獻

[1]中國工程建設標準化協(xié)會標準.門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構技術規(guī)程[S].2002.