桂林市时代建筑设计有限公司 541001
摘要：我国色彩钢板生产技术逐渐成熟，钢板的质量与产量在不断提高，继而我国的轻型门式钢架结构的设计水平也上升了一个新的高度。本文简单对门式轻钢结构进行介绍，利于对轻型门式钢架结构的设计有较为完整的认识。
关键词：门式钢架；轻钢结构；设计；分析
从20实际60年代开始，轻型式门式钢架结构开始兴起，90年代开始我国迅速增加的色彩钢板的产量与焊接H型钢的出现，使轻钢结构在我国开始进入兴旺发展时代，就目前的工程实践中，焊接H型变截面构件使用于门式钢架的柱、梁上，单跨钢架梁柱的节点用刚接，多跨者大部分的刚接多与铰接并用；柱脚可以和铰接或者基础刚接；压型钢板多使用于围护结构上；采用玻璃棉来设计保温隔热材料。以概率理论作为基础的极限状态设计方法是门式钢架轻型房屋结构设计一般所采用的，按照分项系数的设计表达式计算；按照正常使用的极限状态与承载能力极限状态来进行承重构件的设计。
1 轻型门式钢架的特点
相比与传统钢筋混凝土结构的房屋来说，轻型钢结构的房屋具有造价低、较为灵活的柱网布置、质量较轻、施工速度快、等特点。经过多年的长期发展，轻型门式钢架结构已经发展成了一个较为完备的体系，从H型钢梁，彩钢板，墙面的保温层等配件来看，在进行房屋设计时要根据其设计要求来设计配件，之后对其进行组装，在缩短工期的情况下也能保证结构的稳定性，由于钢结构建筑采用了全钢结构，在强度相等的条件之下比钢筋水泥结构占用的空间要少，相比钢筋水泥结构，它的内部空间的设计更为合理，外观上更加简洁，能够更好达到使用要求。钢结构钢架很轻的原因是由于围护结构和房顶均采用了玻璃棉、彩钢板等材料，加上在设计过程中优化了门式钢架结构，钢结构的自重就变得很轻。
门式钢架结构的主要配件与构件都是从工厂制作出来的，构件的质量和精度就得到了保障，不需要进行二次加工，工地安装也方便。在基础施工之外，没有湿作业，施工人员也不需要很多，在安装的过程中，大多采用高强度的螺栓进行构件之间的连接，需要焊接的地方非常少，这样安装速度就大大的提升了，建筑很快的就能够被建设起来，要注意的是被设计为刚性连接的节点要具有足够转动刚度。门式钢架结构重量较低的原因，对于地基的要求较钢筋水泥的结构建筑要少的多，可以将基础做的比较小，一般的情况下，钢架的结构受地震时所产生的纵波的影响小，因此地震带来的影响可以不作计算。但是风荷载对其结构有着较大的影响，在设计的过程中应重点考虑。
2 门式钢架结构设计以及施工重点
主要有3点
2.1铰接和钢接方式
我国对钢架操作的相关规定：无大重量的吊车时，铰接方式应作为首选方式，用地脚螺栓来进行支座设计，进行的是工业建筑时，应该采用钢接的方式，保证柱脚的承压力和稳定性。在选择钢接还是铰接的方式上应考虑土质、建筑高度等因素。
2.2构造维护墙面
要同时考虑设置撑杆和隅撑来进行墙面围护构造，由于在部分的建筑施工中没有对结构力学因素进行考虑，时翼缘屈曲过大，导致钢架的整体性被破坏，在进行墙面的围护时，力学因素要被充分考虑，在斜拉条的设计中撑杆和隅撑的设计也要被充分考虑，通常情况下，隅撑的间距应该保持在翼缘一半之内；系杆的力传递作用也要被考虑，把建筑的荷载力传递进基层支撑层里。
2.3抗剪键的设置
灌浆因素在抗剪键的设置过程中是必须要考虑的。抗剪键只要功能是分担栓脚水平作用力，在设置的过程中要采用密实度高的灌浆，将柱底余量的标高进行调整，使抗剪键的分担荷载能力提高。
3 钢架主要结构方案的选择
3.1门式钢架承重结构主要方案的选择
屋面荷载、钢架跨度以及擦条形式等因素都与钢架的间距相关。
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在钢架跨度较小的一个情况下，用较大钢架间距会使檩条的用钢量增加，这种做法是不经济的。经统计，柱距的增到，钢架用钢量情况在逐渐下降，在柱距增大到一定的数值以后，用钢量随柱距增大下降的幅度变得比较平缓，吊车梁、檩条、墙梁用钢量是根据柱距增大而相应增大的，从建筑物总量用钢来说，柱距的增大是先降后升。
基础和钢架是门式钢架承重结构的组成部分。门式钢架承重结构的墙梁、钢架和压型钢板之间依托于可靠的支撑与连接，受力和传统的钢结构相比之下它更趋向于空间化。多用钢筋混凝土独立式作为基础形式。建筑物对变形和侧向位移的要求不同，从节约用钢的角度来看，可采用的方案有等面柱变截面梁、变截面梁柱、或基础钢接结构方案等。结合实际情况，选用最为合理的钢架承重结构方案。
3.2 支撑系统的主要结构方案
刚性系杆构件上选用钢管和型钢，与钢架经过螺栓铰接，通过受力的计算或者按压杆的稳定性决定截面大小，主要考虑的是屋脊联结处和钢架转角。平面稳定性决定刚性系杆的间距，刚性系杆考虑上可以考虑刚度较大的吊车梁。水平支撑分为两类，主要是压杆支撑和拉杆支撑。拉力系统主要是用于水平位移变形和抵抗较小水平作用力等要求不严格的一些建筑，后者则是相反。每个单元温度的中部是水平支撑设置的最佳位置，柱间水平支撑和屋面梁间应该设置在同一个开间，支撑间距应该符合相关规定。建筑物的温度缝两侧开间和其端部第一或者第二开间应该对空间协同作用的需要进行考虑，水平支撑也要设置。纵向水平力的作用取决于水平支撑构件截面大小，要经过计算力来确定。隅撑构造是檩条、I型截面或者墙梁之间的连接，起到I型截面远端翼缘板板件的约束与平面的外支点的作用。在I型截面远端翼缘板受压区进行隅撑设置。小型刚是隅撑杆件的选择较多的截面形式，经过受力计算来确定其规格大小。
4 门式轻钢架中常见问题和措施
通常按照刚接节点进行梁、柱拼接节点的计算，但经常因为端部的封板比较薄导致存在计算的大出入，所以应该对封板厚度进行严格控制，是端板的刚度进行保证。有些柱和斜梁按照刚度进行计算然而在实际的工程中钢柱被省去，在钢筋混凝土柱或者砖柱上将斜梁支承，从而导致工程事故的发生，节点构造 应在设计时表达清楚，计算一定要相符于节点构造。通过摇摆柱进行多跨门式钢架设计，而在实际工程当中，把斜梁和中柱焊死从而导致实际构造与简图不相符，致使工程事故的发生。有些工程在门式刚架的斜梁拼接过程中，腹板和翼缘的拼接接头被放置在用一个截面上，存在工程隐患，一定要将腹板与翼缘接头在设计拼接头的时候错开。
如果剪力健在柱脚底板下使用，或者有空隙，完成安装时，必须用灌浆料对其填实，要用灌浆孔进行底板设计。采取连续构件来节省墙梁和檩条，不少单位对塔接长度没有经过实验来确定，连续梁的条件无法被塔接连接和长度满足。在进行设计时，如果用连续的墙梁和檩条，要通过实验确定塔接长度，支座不均与的沉降和在温度变化时可能会出现的隐患应给予高度重视。许多单位为了节省人工和钢材，取消墙梁与檩条支托的侧向肋，墙梁受力和扭曲刚度的可靠性就被影响了。支座的具体做法在设计时应在图纸标明，工作单位不得任意更改。
有的工程建设在8度的地震区域，可仍采用直径不大的圆钢进行柱间支撑，柱间支撑应在8度地震区域进行计算，通常情况下，适宜采用角钢断面。有些工程，无论门式刚架跨度有多大，应按最小直径M20选用柱脚螺栓。
结语：我国建筑市场的快速发展，轻型门式刚架结构已成为我国建筑工程中的一项主要施工技术。施工周期短、结构简单、质量轻等一些优点在工厂、超市等建筑中被广泛应用。对于门式刚架轻型房屋结构出现的问题，要对其设计概念充分理解，才能设计出既经济又合理同时还安全可靠的门式 刚架，这样在市场的竞争中才能立于不败之地。
参考文献：
[1]胡云飞，何颖.浅谈轻型门式钢架结构设计[J].今日科苑，2009（02）.
[2]万春.轻型门式钢架结构的设计和应用[J].四川水利发电，2010（04）.
[3]张宜辉.浅谈轻刚结构门式钢架的设计体会[J].四川建材，2011（05）.
[4]门式钢架轻型房屋钢结构技术规程，CECS102：2002［S］．
[5]王国周，瞿吕谦，主编． 钢结构— — —原理与设计［M］． 北京：清华大学出版社，1993．
论文作者:秦德发
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/3/31
标签：钢架论文; 结构论文; 截面论文; 檩条论文; 构件论文; 钢结构论文; 刚度论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;