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摘要：门式刚架轻钢结构是钢结构建筑中经常使用到的一种结构类型，这种结构设计的选材和整体变形等因素都会直接影响到由门式刚架轻钢结构组建的建筑体的安全性，可见，钢结构的选材和整体变形等方面的工作对于房屋建筑的可靠性和安全性发挥至关重要的作用。因此，本文将对当前门式刚架轻钢结构设计存在的问题进行探讨，期待在改善钢结构的稳定性方面发挥参考意义。
关键词：门式刚架；钢结构设计；问题
门式刚架轻钢结构是传统建筑过程中经常使用的一种建筑体系，一般以等截面或变截面的H型钢作为房屋建筑的梁柱，房屋的墙板和面板一般使用彩钢板组成，整个房屋建筑要配备合适的门窗零件，最终形成完整的房屋建筑体系。而门式刚架轻钢结构在建筑过程中有效实现了对各种材料的合理分配和使用，一般来说，这种钢架结构具有抗震能力强、施工方便、维修方便等优势，因此，施工人员在采用这种钢结构施工前，要对影响钢结构体系建设的因素进行充分了解，以此提高轻钢结构设计的有效性和合理性。
一、门式刚架轻钢结构设计中的问题剖析
1.门式刚架轻钢结构设计中的材料选取
首先是焊接材料的选取，一般情况下在对门式刚架轻钢结构进行设计时，要选择与其性质级别相同的一些焊条和焊丝为焊接材料。特别要注意的是，对那些承受荷载较大的焊接部分和对厚板进行焊接时，注重选择一些低氢型焊条作为焊接材料，切实保障焊接材料能够满足门式刚架轻型钢结构设计的要求。其次是对钢材的选用，如果在钢结构设计时截面的计算由强度来决定，那么在选择钢材用料时，就要将钢材的强度作为优先考虑的因素。如果钢结构截面主要受变形或稳定性方面的因素影响，那么在选择钢材时就要选择强度相对低的一些材料，再次是螺栓的选择，在门式刚架轻钢结构的设计过程中，螺栓一般发挥将钢结构主材进行连接的作用，设计过程中要将螺栓的等级性质和连接材料的摩擦系数进行明确规定，以此避免结构设计中一些简单错误的出现和发生，当前螺栓连接的方式主要有摩擦型和承压型两种。最后是用钢量的合理控制，山墙钢体一般由抗风柱、梁柱等部分组成，而钢架的计算模型也根据抗风柱与梁柱的不同连接方式来确定，如果两者之间以弹簧片的方式连接，那么全部荷载都由钢架来承担，而抗风柱只承受来自水平方向的荷载，这种连接方式下，抗风柱作为两端的支梁，要承受来自水平方向上的所有风荷载，因此，遇到这种情况应该注意钢架此时的用钢量较大，而抗风柱的用钢量相对较少。
2.门式刚架轻钢设计中的蒙皮效应问题
如果将蒙皮设计的方法用于门式刚架轻钢结构的设计中，那么就要从钢架设计的实际要求出发，对纵向边缘构件以及连接件和螺钉之间的间距进行合理优化配置，另外要根据当前施工的进展程度综合考虑，避免在施工的后期阶段因为出现不能满足蒙皮设计需求的一些问题，而对支撑系统进行修改。这样以来，会在一定程度上影响门式刚架轻钢结构的自己设计效果，这种情况下，可以将蒙皮效应作为支撑系统的安全因素来考虑。
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3.门式刚架轻钢结构设计中柱间支撑的布置问题
在门式刚架轻钢结构的设计过程中，在布置柱间支撑时，要将以螺丝钉连接的金属屋面作为z型或c型檩条上的侧向支撑，同时在设计过程中要保证房屋面板的厚度和连接件的标准，以此为轻钢结构的设计提供更加可靠的传力，在计算檩条强度时可以以上翼缘的受压檩条作为基础，因此不需要再次计算整体的稳定性，相关人员在设计时应该的问题是，如果采用直立所缝屋面，就不能向上文说到的一样，以檩条作为侧面支撑，因为压型钢板与连接件之间会出现滑动的现象，避免在结构设计中出现不妥的问题，这时就要对檩条的稳定性进行计算，确保轻钢结构设计的合理性。另外，还要注重对拉条和撑杆系统的合理设计，确保整个房屋建筑的安全性和稳定性。在结合轻钢结构精准计算的基础上，各个环节的设计工作进行合理布置，保证轻钢结构的设计的合理性和可行性，一般在条件允许的情况下，尽可能的采用檩条布置的方法，在减少钢材的消耗量的基础上，最大程度的保证整体结构的稳定性。
4.门式刚架轻钢结构设计中柱脚的抗风问题
从当前建筑工程的实践情况来看，门式刚架轻钢结构的设计还存在一些不足的地方，比如在遭遇大风的天气情况下，由于房屋的纵向尺寸相对较小，使得钢架柱子极易遭到破坏，可以有效抵抗纵向风的压力，这种情况下，就要加强对钢结构设计中的柱脚部分进行抗风设计，尤其是对风荷载较大的地区进行专门的抗风设计，抗风设置时应当充分考虑柱脚的抗拔构造，根据当前门式刚架结构设计的实际情况，对房屋柱脚进行合理优化的设计，保障其在风荷载较大的天气条件下，不会受到较为严重的损失。
5.钢结构设计中钢梁的分段问题
从当前门式刚架轻钢结构的实践设计情况来看，钢梁分段的差异对轻钢结构的设计也会产生不同的影响，并且在弯矩零点方面也存在不同的差异性，这就导致钢梁分段在轻钢结构设计中存在一定的难度，为了保障轻钢结构设计的合理性和有效性，相关人员在设计钢梁分段时，综合以下因素对钢梁分段的情况进行明确划分，首先在钢梁分段的过程中对拼接点要实现有效控制，可能是拼接工作的操作流程和工序简单化，另外，避免在钢梁分段的过程中钢梁以单件复杂的形式构成。其次，钢梁分段要满足运输条件的要求，因此在轻钢结构设计的过程中，一般将钢梁分段的长度中控制在11cm左右，保证运输车辆能够顺利实现转弯，避免因为钢梁分段过于狭窄而对运输造成挤压变形的问题，最终影响钢梁构件设计的实用性。最后，设计过程中要充分考虑安装便捷性的因素，在钢梁分段时要尽可能避免屋面支撑、抗风柱等建筑部位，避免因为多个构件复杂交替而影响安装工作的顺利进行，因此，钢梁分段结构设计中，设计人员要在综合考虑各种因素的基础上，选取较为合理优化的分段方案，以此提高门式刚架轻钢结构设计的合理性和实用性。
6.门式刚架轻钢结构设计的整体变形问题
从门式刚架轻钢结构的实际情况来看，支撑系统中的柔性变形和塑性变形等会在一定程度上影响建筑结构的稳定性，一般会导致建筑位移的问题。因此，这就要求相关设计人员在设计门式刚架轻钢结构的过程中，要尽可能选用一些刚度较大的支撑材料，因此降低支撑系统变形和位移的可能，如果在实际过程中受条件因素的影响，不能够以圆钢作为支撑，那么设计过程中就要避免刚性门架与圆钢支撑的同时采用，避免因此发生刚架侧向位移和扭转的情况。
总结：门式刚架轻钢结构是当前我国房屋建筑中经常采用的一种结构类型，因此，门式刚架轻钢结构设计的技术也越来越娴熟，并且在实际应用中发挥了良好的效果。为了进一步提高门式刚架轻钢结构设计的合理性和有效性，相关设计人员应该充分了解和明确影响门式刚架轻钢结构设计效果的因素，并结合当前门式刚架轻钢结构的设计情况和使用效果，对门式刚架轻钢结构的设计质量和设计效果进行改善和提升，以此保障门式刚架轻钢结构朝着现代化的发展方向进步。
参考文献
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论文作者:杨文武
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/30
标签：轻钢论文; 结构设计论文; 钢梁论文; 结构论文; 钢结构论文; 檩条论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2017年第26期论文;