浅谈门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的几个问题

建筑工程
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浅谈门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的几个问题
骆来迟
（秦皇岛维拓建筑设计有限公司，河北秦皇岛066000）
1设计方面
1.1屋面活荷载取值
门式刚架活荷载取0.3kN/m 2，但屋面结构，包括屋面板和檩条，其活荷载要提高到0.5kN/m 2。

不上人屋面的活荷载为0.5kN/m 2，而在
《钢结构设计规范》GB50017-2003中补充规定了对支承轻型屋面的构件或结构（檩条、屋
架、
框架等），当仅有一个可变荷载且其受荷水平投影面积超过60m 2时，
屋面均布活荷载标准值应取0.3kN/m 2。

所以门式刚架一般符合此条
件，可用0.3kN/m 2
，与钢结构设计规范保持一致。

国外这类，要考虑0.15-0.5N/m 2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载情况，就要出安
全问题。

所以设计时可适当提高一些，现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有克扣荷载情况，今后设计时应特别注意，决不允许在有限的活荷载中做文章。

1.2屋脊垂度要控制
门式刚架斜梁的竖向挠度限值一般情况
规定为1/180，
除验算坡面斜梁挠度外，是否要验算跨中下垂度？过去不明确，它可能讲课时说
过不包括屋脊点垂度。

现在了解到，美国是计算的。

他们作框架分析，一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都要计算水平和竖向位移，不能大于允许值，也就等于说要验算跨中垂度。

跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。

屋面竖向刚度小，脊点就会下垂，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。

有的工程由于屋面竖向刚度过小，第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡，使屋面变形。

刚架侧移后，当山尖下垂对坡度影响较大时（例如使坡度小于1/20），要验算山尖垂度，以便对屋面刚度进行控制。

1.3檩条计算不安全檩条计算问题比较大。

檩条一般采用冷弯薄壁构件，受压板件或压弯板件的宽厚比大，在受力时要屈曲，强度计算应采用有效宽度，对原有截面要减弱，不能象热轧型钢那样全截面有
效。

有效宽度理论是在《冷弯薄壁型钢构件技术规程》中讲的，有些设计软件也未考虑。

但是，设计不能光靠软件，还要自己能熟悉规范，理解规范，做出正确的判断，软件未考虑的，自己要考虑，充分结合规范和软件，做出正确的计算。

另外，设计人员往往忽略强度计算要用净断面，忽
略钉孔减弱。

这种减弱，
一般达到6-15%，对小截面窄翼缘的梁影响较大。

刚架整体分析采用的是全截面，如果强度计算不用净截面，实际应力将高于计算值。

《规程》3.1.7条规定：“结构构件的受拉强度应按净截面计算，受压强度应按
有效截面计算，稳定性应按有效截面计算，变形
和各种稳定系数均可按毛截面计算”。

1.4钢柱换砼柱
现在小少地方采用砼柱和钢梁组成的排架。

有的设计人员希望将钢梁与砼柱刚接，以进
一步节省钢材，降低造价。

但此时钢梁和砼柱只能铰接，不能刚接。

因为砼是一种脆性材料，虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力，但
在连接部位，它的抗拉、
抗冲切的性能很差，在外力作用下很容易松动和破坏。

还有的设计人员，在门式刚架设计好之后，又根据业主要求将
钢柱换成砼柱，而钢梁截面不变。

应当指出，
砼柱和钢梁做成排架是可以的，但将刚架的钢柱换成砼柱，而钢梁不变，是不行的。

由于连接方式不同，构件内力也不同，有的工程斜梁很细，可能与此有关。

2施工方面
2.1门式刚架的安装
有些刚架在大风时柱子被拔起，因此，在风荷载较大的地区刚架柱受拉时，在柱脚更应考虑抗拔构造，例如锚栓端部设锚板等。

另外，预埋地脚螺栓与混凝土短柱边距离过近，在刚架吊装时，经常不可避免的会人为产生一些侧
向外力，而将柱顶部混凝土拉碎或拉崩。

在预埋螺栓时，钢柱侧边螺栓不能过于靠边，应与柱边
留有足够的距离。

同时，混凝土短柱要保证达到设计强度后，方可组织刚架的吊装工作。

另外，施工时遗忘抗剪槽的留设和抗剪件的设置，柱脚锚栓按承受拉力设计，计算时不考虑锚栓承受水平力。

若未设置抗剪件，所有由侧向风荷载、水平地震荷载、吊车水平荷载等产生的柱底剪力，几乎都有柱脚锚栓承担，从而破坏柱脚锚栓。

有些工程地脚螺栓位置不准确，为了方便刚架吊装就位，在现场对底板进行二次打孔，任意切割，造成柱脚底板开孔过大，使得柱脚固定不牢，锚栓最小边（端）距亦不能满足规范要求。

2.2支撑体系刚性系杆、风拉杆的连接板设置位置高低不一，使得水平支撑体系不在同一平面上，从而影响刚架的整体稳定性。

檩条不仅仅是支撑屋面板或悬挂墙面板的构件，而且也是刚架梁柱隅撑设置的支撑体，设置一定数量的隅撑可减少刚架平面外的计算长度，有效的保证了刚架的平面外整体稳定性。

若随意加大檩条或檩托板孔径，隅撑就失去了应有的作用。

因墙面开设门洞，擅自将柱间垂直支撑一端或两端移位。

同一区隔的柱间支撑、屋面水平支撑与刚架形成纵向稳定体系，若随意移动其位置将会破坏其稳定体系。

有些单位为了节省钢材和人工，将檩
条和墙梁用钢板支托的侧向加劲肋取消，这将
影响檩条的抗扭刚度和墙梁受力的可靠性。

更有甚者，取消柱间支撑，蒙皮作用各国都在研
究，但没有任何一本规范允许不设支撑。

蒙皮作用的影响因素太多，并非在任何情况都能发挥作用。

特别是柱间支撑，受力较大，绝不能省略。

蒙皮作用最多只能视为一种刚度储备，故施工单位不得任意取消设计图纸的一些做法。

2.3端板合不上和保温材料吸水超重端板连接是结构的重要部位，如果加工要求不严，而腹板与端板间夹角又不对，有的工程两块端板完全对不上，强行用螺栓拉在一起，仍留下很宽缝隙，严惩影响工程质量。

有些轻刚房屋雨雪不大就垮了，其主要原因之一就是屋面防水施工太差，大多数屋面是双层压型钢板和保温玻璃棉复合而成，不易找到确切的漏水点，往往是修了还漏，雨或雪融化后水逐渐渗入，为保温层所吸收。

轻刚屋面的设计荷载本来就不大，当吸水量达至一定程度，超过了结构的承载能力，就会出现安全问题了。

2.4保温材料胡乱安装
轻钢结构的保温材料一般采用玻璃棉，其厚度根据热功计算确定。

正规做法是采用背面带铝箔隔汽层的玻璃棉，铝箔的主要作用是作隔汽层，防止冷凝水向室内滴水，是房屋的使用
要求之一。

有些工程，
玻璃棉不用任何隔汽层。

另外，当采用内层钢板吊顶时，不是将保温卷材压在檩条上，而是将保温材剪断，放在檩条之间
的吊顶上，形成冷桥。

与此同时，
又将吊顶钢板搭接方向弄反。

加之，冬季混凝土地坪施工作业时，将周边门窗关闭，室内外温差大，大量水汽在屋顶凝集，由吊顶钢板搭接处流下，形成了“外面不下里面下”的状况，使工程不能交工。

经验告诉我们，当保温卷材有隔汽层并保持接缝处密封时，卷材是干燥的，无隔汽层时卷材是湿
的。

在水分的长期浸泡下，
随着时间的推移，保温棉将逐渐被压实，最终失去了保温作用，因此安装方法正确与否，是影响到生产的大问题，更可能涉及房屋安全的大问题。

参考文献
[1]门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[M].北京：中国计划出版社，2002.[2]钢结构设计规范（上册）[M].北京：中国计划
出版社，
2003.[3]钢结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出
版社，
2003.[4]冷弯薄壁型钢结构技术规程[M].北京：中国计划出版社，2002.
责任编辑：杨帆
摘
要：近几年来，大量的轻钢结构建筑拔地而起，而在西部大开发的浪潮中，我国轻钢结构的发展则更是如火如荼，由于轻钢结构施工周期
短、造价相对较低的原因，大量的工业厂房、超市、汽车展厅等都采用了轻钢结构的形式。

然而，在此类工程迅速发展的同时，也时常见到一些令人触
目惊心的场面：房屋被压坏，漏水严重等。

另外，也看到一些工程，框架太细，遇到大雨大风大雪很可能出问题。

有的骨架立起来摇摇晃晃，没有支撑，说装上墙板就好了，好象有了墙板就可以不要支撑。

现在排架多起来，用钢筋砼柱、轻钢梁，造价较低，但有的严重不合规定。

以下就轻钢结构设计及施工谈几点体会。

关键词：门式刚架；设计；现场施工。