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1、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計錦州城鄉(xiāng)建筑設(shè)計有限責(zé)任公司史磊[摘要]本文就門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，著重從選材、結(jié)構(gòu)布置、檁條設(shè)計、剛架設(shè)計等方面探討其經(jīng)濟性、合理性。[關(guān)鍵此]門式剛架輕型房屋經(jīng)濟合理0、前言在90年代前，我國房屋鋼結(jié)構(gòu)主要是應(yīng)用于重型廠房，90年代初，輕型門式剛架開始得到應(yīng)用。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)體系由主剛架體系、檁條和支撐體系、維護體系三大體系構(gòu)成。其中維護體系采用壓型鋼板作為面板帶來了兩大主要特點：結(jié)構(gòu)自重輕蒙皮效應(yīng)強。充分利用這兩大特點，在保證安全可靠的前提下，可以在結(jié)構(gòu)造
2、型（變截面）、支撐體系、剛度設(shè)計（側(cè)移限制）、穩(wěn)定設(shè)計（利用隅撐）、局部穩(wěn)定（按剪力大下設(shè)加勁肋，利用屈曲后強度）、蒙皮效應(yīng)利用、簡單的端板式連接等方面采用了先進的模式與技術(shù)，從而降低了造價，比傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)更為經(jīng)濟合理。1、選材1.1主剛架選用Q235B、Q345A及以上等級的鋼材。吊車梁：行車噸位≤5t的輕級工作制吊車梁宜選用Q235B、Q235A等級的鋼材；行車噸位較大或≥10t中級工作制吊車梁宜選用Q345B及以上等級的鋼材。1.2檁條：簡支、小跨度的檁條宜選用Q235A等級的鋼材；連續(xù)或大跨度的檁條宜
3、選用345A等級的鋼材。一般情況下，當(dāng)由強度控制設(shè)計時宜用Q345A級鋼材，充分利用其屈曲強度高的優(yōu)勢。當(dāng)由剛度控制設(shè)計時宜用Q235A級鋼材，在同等用鋼量的情況下利用其價格優(yōu)勢。當(dāng)由穩(wěn)定控制設(shè)計時，可根據(jù)具體情況選擇Q345A或Q235A級鋼材。1.3支撐屋面及柱間支撐一般采用張緊的圓鋼，有較大噸位行車時柱間支撐用角鋼，隅撐一般采用角鋼這類型鋼根據(jù)市場情況采用Q235鋼。1.4壓型鋼板：基材：鋼板基材在根本上決定彩涂鋼板的承力性能和壓型加工性能，因此在選用基材等級或牌號時，主要考慮其力學(xué)性能、化學(xué)成分及其
4、冷彎性能。一般情況下，鋼板基材宜選用Q235或性能與其相近的牌號；若為暗扣式壓型鋼板，則宜選用Q345或性能與其相近的牌號。鍍層：鍍層在鋼板防腐性能方面起主要作用。各種彩板鍍層分別為：a.熱鍍鋅鋼板的鍍層厚度雙面和最小應(yīng)不小于180g/m2，一般外層板采用180g/m2~275g/m2，內(nèi)層板可采用180g/m2；b.熱鍍鋅合金化鋼板的鍍層厚度雙面和一般取為180g/m2；c.熱鍍5%鋁鋅鋼板（Galfan）的鍍層厚度雙面和一般取為180g/m2~275g/m2；d.熱鍍55%鋁鋅鋼板（Galvalume）
5、的鍍層厚度雙面和一般取用150g/m2。在相同鍍層厚度下，各鍍層鋼板的防腐性能按弱到強的排列順序是熱鍍鋅鋼板→熱鍍鋅合金化鋼板→熱鍍5%鋁鋅鋼板→熱鍍55%鋁鋅鋼板。涂層：涂層（或稱面漆）主要是有機（碳）化合物，主要作用是出于美觀以及外加保護層的需要，因此其耐候性與防粉塵附著性是選擇涂層時要考慮的主要因素。常用的涂層耐候性由弱到強的順序是聚酯樹脂（8~10年）→改性聚酯樹脂（8~15年）→聚二乙烯氟樹脂（≥20年）。0、結(jié)構(gòu)布置2.1合理柱距門式剛架的合理柱距6~9m，有行車時柱距宜小不宜大。特別是對于行車
6、噸位≥10t時，柱距宜≤7.5m，不帶行車的門式剛架柱距宜取7.5m~9m，且單跨越大選用柱距也應(yīng)最大，此時不僅用鋼量較為經(jīng)濟而且能滿足工藝上大柱網(wǎng)的要求。2.2端框架與山墻墻架端框架即山墻采用門式剛架，適用于以下幾種情況：2.2.1建筑規(guī)劃有續(xù)建要求；2.2.2有抗震要求；2.2.3有行車要求；2.2.4工程地點為近?；蝻L(fēng)載較大的地區(qū)；2.2.5檐高較高（約超過9m）；幾種情況外可考慮采用由斜梁、抗風(fēng)柱和墻梁組成的山墻墻架。結(jié)合考慮山墻面的蒙皮效應(yīng)，可以用冷彎薄壁型鋼做成輕型的鉸接體系墻架。2.3支撐體系
7、門式剛架結(jié)構(gòu)體系屬平面結(jié)構(gòu)體系。在橫向（即跨度方向）為平面主剛架，可以承擔(dān)豎向荷載和橫向荷載。在縱向是靠支撐來承擔(dān)縱向水平力，使整體剛架構(gòu)成具有空間剛度的建筑。支撐系統(tǒng)一般用鋼量為0.5~1.5Kg/m2，只占整個結(jié)構(gòu)用鋼量很少一部分，但其作用卻很重要，設(shè)計時一定要加以重視。支撐利用圓鋼時一般要求30~40m設(shè)置一道最大不宜超過60m。柱間支撐的位置宜與屋面支撐所在柱間相同，以便兩榀剛架直接構(gòu)成一個穩(wěn)定的空間體系，可使房屋縱向風(fēng)荷載傳至基礎(chǔ)的路線更直接，同時也使框架按有無支撐孔及連接板分類容易，方便了制作及
8、安裝?？缍容^大或風(fēng)荷載較大時，支撐體系宜多設(shè)幾道，此部分的用鋼量很小，但對整個結(jié)構(gòu)非常有利。另外，多跨度結(jié)構(gòu)中的中柱宜設(shè)柱間支撐，分擔(dān)部分傳至基礎(chǔ)的縱向水平荷載，使屋面支撐構(gòu)成的桁架體系具有中間支座效果，大大降低了支撐桿件的內(nèi)力。支撐的傳統(tǒng)計算模式是不管整個建筑有多少道支撐，均按迎風(fēng)面的第一道支撐體系承擔(dān)全部的迎風(fēng)面風(fēng)荷載。雖簡化了計算過程且回避了支撐間縱向系桿的計算，但是這種算法顯然過于保守。按文獻[2]的風(fēng)荷
