方舟国际设计有限公司
摘要：在进行工业厂房的建设时，一种较为常见的结构形式便是门式钢架轻型钢结构，该结构具有较好的稳定性，从而提高工业厂房的质量和使用寿命。为保障该结构的使用功能可以充分发挥，在进行设计时，应充分保障其合理性和可行性。
关键词：结构构件；墙架设置；支撑设置
一、门式钢架结构平面布置
1.温度区段长度
在门式钢架轻型钢结构的厂房中，通常选择压型钢板作为屋面、外墙，因此在设计温度区段的长度即伸缩缝间距时，应将其距离适当放宽。通常在进行门式钢架轻型钢结构厂房的设计时，其纵向的伸缩缝距离应小于300米，横向的伸缩缝间距则应小于150米。并且在进行伸缩缝的设置时，可选择长圆孔用在搭接檩条螺栓的连接处。处于该位置的屋面板其构造上应可胀缩，也可进行双柱的设置，还可在柱和吊车梁相连接的地方按照纵向方向使用长圆孔。
2.结构构件布置
在多跨钢架中将局部的边柱、中间柱抽掉，此时可进行托架、架梁的布置。在进行屋面檩条的布置时，应对天窗、采光带、屋脊和屋面的材料、以及檩条自身的各项参数等进行综合考虑。并且檩条的间距、屋面的荷载受屋面的压型钢板版型与厚度的影响，因此应进行相应的计算，并保障计算结果的准确性。可将抗风柱、墙梁、斜梁等设置在山墙处，也可选择门式钢架。
3.墙架布置
在进行门式钢架轻型钢结构中侧墙的设计时，可选择压型钢板作为围护面。在刚架柱外侧进行墙梁的布置，并结合墙板的版型、规格确定墙梁的间距，但该间距应小于计算结果。抗震的设防烈度小于6时，则可选择轻质钢板墙、砌体作为房屋外墙。而当抗震设防烈度在7度8度时，则应避免选择嵌砌砌体。而当抗震设防烈度为9度时，则可选择轻质的钢板墙、和柱进行柔性相连的轻质墙板。
4.支撑布置
在门式钢架轻型钢结构中，通常需要较多的支撑结构，从而使整体结构的稳定性得到保障，并且保障局部的稳定性，使力可以有效传递。通常将横向的水平支撑设置在横梁的顶面位置，将柱间支撑设置在钢架的柱间位置。并且每个分期建设渠段都应进行支撑体系的设置，从而保障独立空间结构的稳定性。并且结合建筑纵向的柱距、安装条件和受力条件等进行柱间支撑间距的确定，施工现场不具有吊车时，间距应控制在30米至45米之间。若施工现场具有吊车，则应设置在温度区段的中间位置。当温度区段过长时则应设置在三分点处，并且将间距控制在60米之内。厂房具有较大的高度时，设置柱间的支撑时可分层。在进行柱间支撑开间的设置时，应将屋盖的横向支撑进行同时的设置，从而构成几何的不变体系。在该结构中若选择压型钢板作为屋面和墙面，则横梁位置应避免设置纵向的水平支撑与横向的水平支撑，并且在刚架柱间也应避免设置柱间支撑。
二、门式钢架构件设计
1.刚架设计
（1）内力计算
在进行门式钢架轻型钢结构的内力计算时，可通过弹性分析法进行。若采用塑性分析法，则钢架的梁柱应全为等截面。并且在分析内力时，应将钢架作为平面结构，避免进行蒙皮效应的考虑，而是当做安全储备。通常在确定该结构的内力时，可在计算机上通过杆系单元有限元法进行程序的编制。，并且将变截面中梁与柱等分成若干段进行计算，将几何特性作为敞亮，或应用楔形单元。通过底部剪力法进行地震作用效应的分析，可选择位移法、力法等结构力学进行人工计算的核对校正。
（2）侧移计算
通过弹性分析法进行变截面门式钢架轻型钢结构中柱顶侧移的分析，并对荷载去标准值进行后续的计算，无需对荷载的分项系数进行考虑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可通过计算机计算侧移和分析内力，按照《规程》中的简化公式，在进行构件截面的初选时进行侧移刚度的估算，有利于避免缺乏刚度导致构件截面的调整。
2.墙梁设计
墙梁的截面形式墙梁一般采用冷弯卷边槽钢，有时也可采用卷边z形钢。墙梁在其自重、墙体材料和水平风荷载作用下，也是双向受弯构件。墙板常做成落地式并与基础相连，墙板的重力直接传至基础，故墙梁的最大刚度平面在水平方向。当采用卷边槽形截面墙梁时，为便于墙梁与刚架柱的连接而把槽口向上放置，单窗框下沿的墙梁则需槽口向下放置。墙梁应尽量等间距设置，在墙面的上沿、下沿及窗框的上沿、下沿处应设置一道墙梁。为了减少竖向荷载产生的效应，减少墙梁的竖向挠度，可在墙梁上设置拉条，并在最上层墙梁处设斜拉条将拉力传至刚架柱，设置原则和檩条相同。墙梁可根据柱距的大小做成跨越一个柱距的简支梁或两个柱距的连续梁，前者运输方便，节点构造相对简单，后者受力合理，节省材料。
3.支撑构件的设计
门式刚架结构中的交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计，非交叉支撑中的受压杆件及刚性系杆按压杆设计。刚架斜梁上横向水平支撑的内力，根据纵向风荷载按支承于柱顶的水平桁架计算，并计入支撑对斜梁起减少计算长度作用而承受的力，对于交叉支撑可不计压杆的受力。刚架柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向风荷载（如有吊车，还应计入吊车纵向制动力）按支承于柱脚上的竖向悬臂桁架计算，并计入支撑对柱起减小计算长度而应承受的力，对交叉支撑可不计压杆的受力。当同一柱列设有多道柱间支撑时，纵向力在支撑间可平均分配。支撑杆件中，拉杆可采用圆钢制作，用特制的连接件与梁、柱腹板相连，并应以花兰螺丝张紧。压杆宜采用双角钢组成的T形截面或十字形截面，按压杆设计的刚性系杆也可采用圆管截面。
三、节点设计
门式刚架斜梁与柱的连接可采用端板竖放、端板平放和端板斜放三种形式。斜梁拼接时宜使端板与构件边缘垂直。端板连接应按所受最大内力设计。当内力较小时，应按能承受不小于较小被连接截面承载力的一半设计。主刚架构件的连接应采用高强度螺栓，吊车梁与制动梁的连接宜采用摩擦型高强度螺栓，通常选用M16～M24。吊车梁与刚架连接处宜设长圆孔。檩条与刚架斜梁以及墙梁与柱的连接常采用M12普通螺栓。端板连接的螺栓应成对地对称布置，在受拉翼缘和受压翼缘的内外两侧均应设置并使每个翼缘的螺栓群中心与翼缘的中心重合或接近。螺栓中心至翼缘板表面的距离应满足拧紧螺栓时的施工要求，不宜小于35mm。螺栓端距不应小于2倍螺栓孔径。门式刚架受压翼缘的螺栓不宜少于两排。当受拉翼缘两侧各设一螺栓尚不能满足承载力要求时，可在翼缘内侧增设螺栓，其间距可取75mm，且不小于3倍孔径。与斜梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度。当端板上两对螺栓间的最大距离大于400mm时，应在端板的中部增设一对螺栓。同时受拉和受剪的螺栓，应验算螺栓在拉、剪共同作用下的强度。
四、结语
随着时代的不断进步和我国现代化建设的不断开展，在一定程度上促进了国民经济水平的进一步提升。为满足新时期人们的新需求，建筑的规模逐渐扩大，其中在进行工业厂房的设计时，较为常见的形式便是门式钢架轻型钢结构。该结构用钢量相对较小，整体质量相对较轻，并且在保障厂房整体质量的同时，造价相对较低，因此得到了较为广泛的应用。为切实保障工业厂房的质量和使用寿命，并使其使用功能可以正常发挥，应充分保障结构设计的合理性。并且对支撑系统、结构布置等进行综合考虑，对其中存在的细节问题进行完善，从而使该厂房结构设计的稳定性、安全性、可行性与经济性得到提高。
参考文献：
[1]王晓波. 浅谈门式钢架轻型钢结构工业厂房的结构设计与研究[J]. 建筑与预算，2017（8）：25-27.
[2]谢刚. 某工业厂房门式钢架轻钢结构设计探讨[J]. 城市建设理论研究：电子版，2012（25）.
[3]王兴维. 浅谈门式钢架轻型钢结构工业厂房结构设计[J]. 城市建设理论研究：电子版，2016，6（2）.
[4]陈淑娟，王佞堂. 浅谈门式刚架轻钢结构工业厂房的设计与施工[J]. 商情，2014（9）：175-175.
论文作者:吴燕燕
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/26
标签：钢架论文; 螺栓论文; 截面论文; 结构论文; 间距论文; 厂房论文; 内力论文; 《防护工程》2019年第6期论文;