摘要：自从20世纪90年代以来，我国钢结构发展速度越来越快。轻型门式刚架轻钢结构凭借其自身建筑外形美观、钢结构用量较少以及施工速度较快等多项优势，在工业厂房以及超市中广泛应用，已经成为当前我国经常应用的轻型钢结构。由于其高速发展，难免也会出现施工质量不合格的工程。比如：有些地区建筑物容易漏水，有些建筑物缺少支撑，有些建筑物缺少骨架等。因此，对于工程建设与施工单位而言，必须要重视轻型门式轻钢结构的设计与施工，只有这样才可以大大提高轻型门式刚架房屋的整体施工质量。
关键词：轻型门式钢架；设计；施工
1 轻型门式刚架轻钢结构的有关简介
1.1 轻型门式刚架轻钢结构的组成
轻型门式刚架轻钢结构的形式是多样化的，布置相当灵活，可以满足不同使用功能的厂房设计要求。通常，轻型门式刚架轻钢结构的组成部分主要体现在以下几点：
1.1.1 刚架
承重结构通常采取H形截面实腹式刚架，在工厂预制结构梁和柱，现场使用高强螺栓进行连接。
1.1.2 吊车梁
一般来说，经常采用加强上翼缘的实腹式工形截面梁，从而更好地满足抵抗吊车横向水平制动力的要求。
1.1.3 抗风柱
水平风荷载直接作用于抗风柱，通常利用弹簧板连接屋面梁和上端，下端和基础进行连接，通常采用实腹式H形截面。
1.1.4 屋面与墙体
尽可能采用用轻质的高强屋面材料，还要充分考虑满足一些特殊要求。
1.1.5 檩条与墙梁
檩条和墙梁，多数采用断面较大的冷弯薄壁型钢，厚度在3mm左右，高度在300mm左右。
1.1.6 支撑
支撑主要包括以下两个部分：（1）屋面支撑；（2）柱间支撑。
1.1.7 基础
使用多元化的基础形式，比如：桩基础、钢筋混凝土独立基础以及钢筋混凝土条形基础，等等。
1.2 轻型门式刚架轻钢结构的特征
1.2.1 用钢量相对少，自重较轻
轻型门式刚架轻钢结构，采取围护和防水相结合的多功能墙体及屋面材料，来显著减少作用的荷载重量。轻型门刚结构的承重构件，广泛采用高强钢材，从而使结构自重显著减少。一般来说，轻型门式刚架轻钢结构的重量不到钢筋混凝土结构的12%，且其仅是常规钢结构重量的50%～65%。
1.2.2 适应性相当强
轻型门式刚架轻钢结构的柱距以及跨度设置，都是非常灵活的，并不是固定不变的。而且可以随便组合成多跨以及单跨，可以适用于规模、用途以及工艺不同的多元化建筑中。
1.2.3 施工速度相当快、施工周期较短
结构构件进行机械化生产，效率和精准度都相当高、质量较为稳定，可以在施工现场进行拼接，施工简单方便、施工周期不长。通常，10000m2左右的单层工业厂房，其施工周期只需要四个月。
1.2.4 与经济美观实用的基本原则相符
轻钢结构造价科学、投资回报快、综合效益高。空间有效利用率相当高，外观新颖，充分体现出一定的时代气息。
1.2.5 与环境保护的要求相符
没有粉尘和噪音，建筑施工中产生的垃圾不多，方便拆卸，可以循环利用。有效利用率接近百分之百，这样在很大程度上有利于保护城市环境，减少城市环境的污染，不影响人们的正常生活。
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2 轻型门式刚架轻钢结构的设计要点
2.1 荷载计算
一般来说，轻型门式刚架轻钢结构的荷载主要包括可变荷载以及永久荷载两个部分。前者，可变荷载主要包括积灰荷载、雪荷载以及屋面活荷载等。后者，永久荷载主要包括在结构上的非结构荷载以及结构构件的自重等。在工程建设中，许多破坏都是由于在屋顶风荷载形成的吸力而造成的局部失去稳定性受损。通常，轻型钢结构自身重量相当轻，总体性较差，对于风荷载产生的作用较为敏感，且不同构件的敏感程度也是不同的。在当前有关部门制定的规范要求中，就低层房屋围护结构的风荷载计算来讲，在高风压区域很多不科学的设置是导致钢结构事故发生的主要原因。在实际设计过程中，必须要结合在台风中轻钢结构的特性，可以在确保围护结构完整的基础上对导风向进行科学设置。
2.2 轻型门式刚架轻钢结构的结构布置
轻型门式刚架轻钢结构中，主刚架和檩条的用钢量占有重要的比例，而对主刚架和檩条用钢量产生直接影响的因素是柱网布置。通常，布置檩条时应当采用等间距布置的方式，充分考虑屋面板以及建筑采光等多方面因素的影响而对实际距离进行明确，在工程建设中檩条间距尽量控制在1.5m左右。通常，檩条可以采用冷弯薄壁Z型构件。主刚架的用钢量和中柱间距也有密切的联系。如果檐口高度在4.5～7.4m之间，通常中柱间距要严格控制在25～30m左右，这样可以显著减少成本。同时，需要结合一些围护结构的材料和具体位置，对刚架侧墙墙梁进行科学的布置。若侧墙围护面采用压型钢板材料，需要在柱的外侧布置墙梁，结合材料的规格大小和刚柱平面外的长度，将墙梁竖向间距准确地计算出来。此外，支撑布置必须要符合相应的规范要求，主要体现在以下方面：（1）若轻型门式刚架的建筑尺寸大小与温度区段的制约尺寸不相符时，必须要合理的设置伸缩缝；（2）若某个开间已经布置柱间支撑，必须要将横向支撑布置在相应开间的屋盖上，这样可以形成一种几何不变体系。
3 轻型门式刚架轻钢结构的施工
3.1 构件的加工制作
通常，轻型门式刚架轻钢结构采用的钢板厚度都是相当薄的，因而其加工过程中最好选择剪切过的钢薄板的下料，由于火焰切割刚薄板很有可能导致板边出现相当大的变形。所以就轻型门式刚架轻钢结构的梁柱来讲，最好选择H型钢。当前主要是在工厂里来完成H型钢的焊接作业，而且主要采用半自动焊以及埋弧自动焊的方式。如果不能科学的控制，很有可能在板边出现焊接变形的情况，使得H型钢构件发生弯曲的现象。
3.2 柱脚锚栓安装
柱脚的锚栓标高不准确，而且没有针对丝扣采取有效的保护措施，导致丝扣长度不足或者破损。因此，在浇筑混凝土基础前需要对尺寸大小进行反复的复核，并且确保其固定，还要对其采取一定的保护措施。有些时候，锚栓往往会存在不垂直的情况，这样不利于正常安装柱子，所以最好用底板的下部对螺栓进行适当调整，直至其完全调平。锚栓使用基础的钢筋以及其他钢筋进行焊接固定，再采用无收缩砂浆二次灌浆的方式将其全部填满。
3.3 屋面保温材料吸收严重超标
在一些温度低、对保温要求相当高的轻型门式刚架轻钢结构房屋中，一旦碰到雨雪天气，屋面板和檩条很有可能出现屋面构件失稳垮掉或者向下弯曲的情况，其关键原因在于没有认真做好屋面防水工作，雨水或者积雪融化成雪水渗入到房屋内部，被保温材料都吸收干净，屋面荷载的不断增加，容易导致檩条承载力不足，且檩条的侧向总体稳定性不强。因此，在屋面实际施工过程中，必须要重视屋面防水工作，且最好选择吸水性不强的材料作为夹芯材料。
3.4 施工
由于轻型门式刚架轻型钢结构的构件都在车间制作完毕，工地安装方便、快捷；除基础施工外，基本没有湿作业；构件之间连接多采用高强螺栓连接，模板、支架等辅助材料用的少，属于装配式施工；由于拼装简单，大大缩短工期，并且装配式施工，质量可靠。
4 结语
在轻型门式刚架轻钢结构的工程建设过程中，必须要保证设计科学、结构设计合理、处理好所有的细节。由于轻型门式刚架轻钢结构在其平面外具有一定的脆弱性、稳定性较差，其施工以及安装过程中都必须要多加小心，尤其是临时支撑系统的计算与安装都是相当关键的。在施工规范要求中，必须要清楚明确一些临时支撑系统的计算方式，这样可以为后续施工提供重要的参考数据，方便施工人员使用。这样将有利于大大提高轻型门式轻钢结构的施工质量。
参考文献：
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[4]张占刚.带夹层轻型门式刚架结构设计[D].河北工程大学，2014.
论文作者:孙田田
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/14
标签：结构论文; 荷载论文; 轻钢论文; 檩条论文; 屋面论文; 构件论文; 钢结构论文; 《基层建设》2019年第31期论文;