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浅谈轻型门式刚架房屋设计体会摘要：轻型门式刚架结构与其它结构相比具有较大的优越性，但是它的设计还有很多问题需要讨论和进一步研究，本文简要说明了轻型门式刚架结构的一些问题及个人设计体会。
关键词：轻型门式刚架，荷载，支撑体系Abstract: the light door frame structure and other structure has great advantages compared, but its design and many problems that need to be discussed and further research, this paper briefly explain the light door frame structure of the problems and the individual design experience.Keywords: light door frame, load, the support system1、引言钢结构是土木工程的主要结构形式之一，与其它结构形式相比有强度高、重量轻、抗震性好、工业化程度高、工期短及综合造价低等优点。
其中轻型门式刚架结构体系是近年来发展起来的新型结构体系，是指以H型钢截面门式刚架为主的横向承重结构和纵向由冷弯成型的檩条、墙梁、墙柱和屋面板、墙板及各种支撑体系组成的轻钢建筑物，优点是外形简洁美观、符合环保、工业化程度高、工期短及综合造价低。
2002年国家颁布了《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002(以下简称《门钢规程》)为门式刚架结构的应用和发展创造了更有利的条件。
但是由于从业人员的设计与施工应验的不足，在设计中常出现一些问题，给结构的安全带来隐患并造成经济的浪费。
2、门式刚架结构设计特点相对于传统的钢筋混凝土结构而言，钢结构具有强度高、构件尺寸小的特点。
在钢结构设计过程中，设计人员考虑的首要问题是结构的整体刚度、构件的稳定性、而对于结构的强度关心则相对次要。
门式刚架轻型钢结构设计心得【摘要】本文简单介绍了钢结构中应用较多的门式刚架轻型钢结构的设计方法及一些设计中需要注意的问题，供设计参考。
【关键词】钢结构；门式刚架；结构设计随着经济的发展，钢结构在土木工程中的应用日趋广泛。
梁、柱节点为刚性连接的门式刚架具有结构简洁、刚度良好、受力合理、使用空间大及施工方便等特点，并便于工厂化、商品化的制品生产，与轻钢维护材料相配套的轻型钢结构框架体系已广泛应用于建筑结构中。
下面就门式刚架钢结构厂房设计中常见的一些问题谈一些体会。
1. 钢材选型（1）为保证承重结构的承载力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材性。
承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。
（2）一般来说，钢结构的主要受力构件宜采用Q235B及以上等级的碳素结构钢和Q345B及以上等级的低合金高强度结构钢。
质量等级为A级的钢材由于不能保证冲击韧性和延性性能，所以不能用于低温环境和动荷载较大的结构。
Q235A级钢由于无碳、锰、硅含量保证，所以一般无法保证其可焊性。
如果选用Q235A，要附加冷弯试验合格的保证，并且要根据质保书核算碳含量是否满足《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81-91)的要求，为可靠起见，板材厚度一般不宜超过16mm。
当焊接钢结构的钢板厚度等于或大于40mm且承受沿板厚度方向的拉力时，为防止层状撕裂，还应保证含硫量和断面收缩率不低于Z15级的要求。
2. 焊接在现代钢结构中，焊接连接已成为钢结构最基本的连接方法，焊缝质量的好坏直接影响到结构安全。
2.1 钢结构焊接节点应：（1）便于焊接操作，避免仰焊位置施焊。
（2）采用刚度较小的节点形式，避免焊缝密集和双向、三向相交。
（3）焊缝位置避开高应力区。
2.2 在焊接材料的选择方面，为了经济合理，焊接材料应与构件钢材相匹配，使焊缝金属与母材的力学性能基本一致。
单层轻型门式刚架结构的设计体会摘要：本文从初入设计行业的设计者的角度出发，全面、详细地剖析了门式刚架设计的要领要点，有利于初入设计领域的设计人员了解门式刚架的设计要领。
关键字：单层门式刚架结构设计一、前言单层轻型门式刚架结构是指以轻型焊接H形钢（等截面或变截面）、热轧H 形钢（等截面）或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（槽形、Z形等）做檩条、墙梁；以压型金属板（压型钢板、压型铝板）做屋面、墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。
通过我对几年来所设计的几个工业厂房项目的总结，浅谈一下我对轻型门式刚架房屋结构的一些体会。
二、单层轻型门式刚架结构的特点和设计中的注意事项1. 单层轻型门式刚架结构相对于钢筋混凝土结构具有以下特点：(1)质量轻根据国内工程实例统计，单层轻型门式刚架房屋承重结构的用钢量一般为10~30kg/㎡，在相同跨度和荷载情况下自重仅约为钢筋混凝土结构的1/20~1/30。
由于结构质量轻，相应地基础可以做得较小，地基处理费用也较低。
但当风荷载较大或房屋较高时，风荷载可能成为单层轻型门式刚架结构的控制荷载。
(2)工业化程度高，施工周期短门式刚架结构的主要构件和配件多为工厂制作，质量易于保证，工地安装方便；除基础施工外，基本没有湿作业；构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，安装迅速。
(3)综合经济效益高门式刚架结构通常采用计算机辅助设计，设计周期短；原材料种类单一；构件采用先进自动化设备制造；运输方便等。
所以其资金回报快，投资效益相对较高。
(4)柱网布置比较灵活门式刚架结构的围护体系采用金属压型板，所以柱网布置不受模数限制，柱距大小主要根据使用要求和用钢量最省的原则来确定。
2. 设计中的注意事项(1)设计时应考虑运输和安装过程中要采取的必要措施，防止构件发生弯曲和扭转变形。
(2)要重视支撑体系和隅撑的布置，重视屋面板、墙面板与构件的连接构造，使其能参与结构的整体工作。
关于门式刚架轻型房屋钢结构设计的几点思考【摘要】门式刚架是典型的轻型钢结构，在具体施工中具有很多其他结构不可代替的优越性，在节省材料，施工周期短方面尤为突出，所以门式钢架目前在国内的应用非常广泛。
但是在门式钢架轻型房屋钢结构设计中，存在一些理论问题和实际问题，会对工程造成影响。
本文针对门式钢架轻型房屋钢结构的特点深入探讨了关于荷载的计算、隅撑布置、设计要点及施工中等方面的一些问题。
【关键词】荷载计算隅撑布置设计要点施工问题关于荷载的计算及取值荷载效应组合轻型钢结构在整个设计过程中，荷载问题是非常重要的。
文献[1]规定：建筑结构的设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按照承载能力的极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载效应组合，然后选择两者最不利的效应组合进行设计[1]。
如果是承载能力极限状态，应按照荷载效应基本组合来进行荷载组合，采用下列设计：γ0S≤R式中γ0 为结构重要性系数，对一般的门式刚架钢结构，当设计使用年限为50年时，取γ0 ≥1. 0、当设计年限为25 年时, 取γ0 ≥0. 95；S为在不考虑地震作用的情况下，荷载效应组合的设计值（对于抗震设防烈度为7度时，一般不需要做抗震验算），R为结构构件承载力的设计值。
2．荷载取值屋面的自重和悬挂荷载一般是作为门式刚架的永久荷载，但是设计工作者在设计时往往很容易忽略悬挂荷载。
悬挂荷载的大小一般依据建筑专业和设备专业的实际情况而定。
门式刚架的可变荷载（活荷载）包括屋面均布活荷载、雪载和风载。
文献[1]规定屋面均布活荷载不应小于0. 5kN /m ，同时提到对受荷水平投影面积大于60 m2的0.3kN /m。
按照刚架构件屋面竖向均布活荷载的标准值可取≥0. 3 组合原则规定，屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中较大值。
所以刚架活荷载应取0. 4 kN /m ，檩条的活荷载应取0. 5 kN /m 。
屋面构件计算时的活荷载取值大于刚架构件计算时的取值是合理的。
浅谈轻型门式刚架结构设计中的心得
浅谈轻型门式刚架结构设计中的心得
摘要：门式刚架是一种典型的轻型钢结构，它具有节省材料、施工周期短等优点，因而也是目前在国内应用最为广泛的轻型钢结构。
关键词：门式钢架；设计
中图分类号：TB482.2 文献标识码：A文章编号：
门式刚架结构作为一种轻型的建筑结构模式，具有用自重轻、用钢量少、造价低廉、施工方便易安装、周期短、能够循环利用等优点，这些年以来在国内得到了越来越多的应用和发展。
轻型门式刚架的主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构。
1 关于柱设计
1.1 柱网布置的确定
在轻钢厂房结构设计中如何配合设备工艺要求进行柱网的平面
布置是首先要解决的问题。
在尽可能满足生产工艺和使用功能的要求上，根据实际情况对刚架的跨度、高度以及和设计实践来确定柱网。
一般根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）第4.2.2条规定：门式刚架的跨度宜采用9~36m。
当边柱宽度不等时，其外侧对齐。
门式刚架的平均高度宜采用4.5~9.0m；当有桥式吊车时不宜大于12m。
门式刚架的间距，即柱网轴线间的纵向距离宜采用6~9m。
因为随着柱距的增大，其它各部分结构的用钢量均会随着柱距的增加而增大。
尤其是吊车梁，这是因为，当柱距增大到一定程度时，就需采用格构形式了，其结果就是用钢量所占的比例增大，最终可能会超过刚架的用钢量。
这样就得不偿失了。
其次是檩条，由于有长细比的要求，其用钢量的增加也较快。
也就是说，门式刚架柱网的布置对主刚架和檩条的用钢量大小有很大的影响。
因此轻钢门式刚架钢结构设计时，应当按照实际情况选择经济合理的经济型跨度，不能盲目
的选择较大跨度。
因为对于设计门式刚架钢结构来说，用钢量是一项重要的经济指标。
1.2 轻型门式刚架柱脚的连接形式
柱脚根据其能否抵抗弯矩分为刚接柱脚或铰接柱脚。
根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）第4.1.4条规定：门式刚架的柱脚多按铰接支撑设计，通常为平板支座，设一对或两对地脚螺栓。
当用于工业厂房且有5t以上桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接。
也就是说，设计5t以上的桥式和梁式吊车的门式刚架结构，柱脚应设计成刚接；设计3t及以下悬挂式吊车和无吊车的门式刚架结构时，柱脚才可以设计成铰接。
这是因为有较大吊车的房屋，柱定位移较大，柱脚采用刚接时，可以使每榀刚架形成超静定结构，这样不但能减小柱定位移，还能具有更大的安全储备。
当然对于那些高宽比和风荷载较大的无吊车门式刚架来说，其柱脚也宜设计成刚接。
在实际工程中，刚接柱脚还是铰接柱脚关键在于锚栓的布置，刚接柱脚一般在刚架柱外侧采用四个或者四个以上的锚栓连接；铰接柱脚一般在刚架柱内侧采用两个或四个螺栓连接。
一般情况下，柱底剪力是通过底板和基础顶面的摩擦力来传递的，若不满足要求，则须设置抗剪键。
根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）第7.2.20条规定：柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力。
此水平剪力可由底板与混凝土基础间的摩擦力(摩擦系数可取0.4)或设置抗剪键承受。
计算柱脚锚栓的受拉承载力时，应采用螺纹处的有效截面面积。
对于一般厂房来说，因其自重较轻，在风荷载作用下可能会在柱脚产生上拔力及水平剪力, 柱脚锚栓为拉弯构件,这对于柱脚锚栓是相当不利的，所以柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力。
这时就需要设置抗剪键，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）第7.2.20条条文说明中规定：剪键应采用在刚架平面方向截面刚度较大的工字型等垂直焊接于柱底板的底面，其截面和连接焊缝的抗剪承载力应进行计算。
若抗剪键较高，需在基础表面做坑以便安装时将其插入，然后进行二次灌浆。
抗剪键不应与基础表面的定位钢板接触。
还要注意，底板设计时一定要有灌浆孔。
2 关于斜梁的设计
2.1斜梁截面的设计
门式刚架分为单跨、双跨、多跨等，其屋面坡度宜取1/8~1/20。
根据跨度、高度和荷载不同，门式刚架的斜梁可采用变截面或等截面实腹焊接工字型截面或轧制H形截面。
变截面构件通常改变腹板的高度做成楔形；必要时也可改变腹板厚度。
但一般情况下变截面斜梁均采用工字钢，其上下翼缘的宽度和厚度保存不变，仅仅改变腹板的高度来调节斜梁的截面。
门式刚架工字截面钢构件中腹板以受剪为主，抗弯作用不如翼缘有效，增大腹板的高度，可使翼缘抗弯能力发挥得更为充分。
但是，在增大腹板高度的同时，如果厚度增加过大的话，则会直接导致腹板的用钢量增加太多，所以也是不经济的。
变截面斜梁也可以根据梁的弯矩包络图来确定梁的截面尺寸和变截面的位置。
一般变截面位置设在梁的反弯点附近。
因此，通过计算，选择合理的斜梁截面形式，才能使所用截面更合理和经济。
2.2 斜梁与刚柱的连接
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）第7.2.21条规定：门式刚架斜梁与柱的连接，可采用端板竖放、端板横放和端板斜放三种形式。
其中，端板竖放适用于局部等截面柱的情况。
当节点弯矩很大时，可采用端板斜放的形式，这样可以加长抗弯连接的力臂，有利于布置螺栓。
而当竖向荷载起控制作用时，将端板横放可减少节点的设计剪力，同时还可以利用柱的压力对节点受力的有利作用。
2.3 斜梁与混凝土柱的连接
在厂房的设计中，有时会为了节省钢材降低造价，而采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成的门式刚架，但此时一定要注意梁柱只能铰接。
这是因为混凝土是一种脆性材料，它在连接部位的抗拉、抗冲切的性能很弱，在外力作用下也很容易松动和破坏，所以不能做成刚接。
3 关于围护结构的设计
3.1屋面檩条和墙梁的设计
a.屋面檩条
檩条宜优先采用实腹式构件，也可采用空腹式构件。
一般常采用实腹式檩条，而实腹式檩条宜采用卷边槽形和斜卷边Z形冷弯薄壁型
钢，也可采用直卷边的Z形冷弯薄壁型钢。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）第4.3.3条规定：屋面檩条的布置，应考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条供货规格等因素的影响。
屋面压型钢板厚度和檩条间距应按计算确定。
按构造一般应等间距布置，且间距不应大于1.5m。
计算檩条时，不应考虑隅撑作为檩条的支撑点。
b.侧墙墙梁
轻型墙体结构的墙梁宜采用卷边槽形或斜卷边Z形的冷弯薄壁型钢。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）第4.4.1条、第4.4.2条规定：门式刚架轻型房屋钢结构侧墙墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐、遮雨篷等构件和围护材料的要求。
门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，当采用压型钢板作为围护面时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距随墙板板型和规格确定，且不应大于计算要求的值。
按构造一般应等间距布置，且间距不应大于1.5m。
3.2 拉条和撑杆的设置
是否设置檩条的拉条，主要取决于檩条的侧向刚度。
对于H型钢和空间桁架式檩条，由于其侧向刚度较大，一般可以不设置拉条。
而对于实腹式和平面桁架式檩条，由于其侧向刚度较小，一般需要在檩条间设置拉条作为其侧向支撑点，保证其整体稳定性。
当檩条的跨度大于4m时，宜在檩条间跨中位置设置拉条或撑杆。
当檩条的跨度大于6m时，应在檩条跨度三分点处各设一道拉条或撑杆。
在檐口处还应设置斜拉条和撑杆。
撑杆位置应同时设置斜拉条。
4 关于屋面支撑和柱间支撑的设置
4.1屋面支撑
屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开间。
当端部支撑设在第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。
4.2柱间支撑
柱间支撑的间距应根据房屋纵向逐句、受力情况和安装条件确定。
当无吊车时宜取30~40m；当有吊车时宜设在温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处，且间距不宜大于60m。
当建筑物
宽度大于60m时，在内柱列宜适当增加柱间支撑。
而当房屋高度相对于柱间距较大时，逐渐支撑宜分层设置。
在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑，屋盖横向支撑之间应设置刚性系杆，以构成几何不变体系。
5 关于隅撑的设置
在檐口位置，刚架斜梁与柱内翼缘交接点附近的檩条和墙梁处，应各设置一道隅撑。
需注意的是，对于门式刚架的边柱，隅撑的作用只适用于无吊车的情况下，对于有吊车的情况，平面外计算长度还应通过柱间支撑，刚性系杆的合理布置来确定。
在门式刚架钢结构的设计中，应合理的选择截面形式和尺寸，有效的节省钢材用量。
真正做到安全适用、经济合理。
参考文献：
[1]. 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）
[2]. 《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
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