试论轻钢门式刚架结构的设计

摘要：目前就房屋建筑的结构问题，已经有很多建筑开始采用轻钢门式刚架这种结构了。它在现代风格的城市建筑中，已经被广泛的应用，并成为现代式建筑结构的关键选择。基于此，本文主要对轻钢门式刚架结构的设计进行了探讨。

关键词：轻钢门式刚架结构;设计

就关于轻钢门式刚架的结构设计方面，它的要求是相当高的,因此这对于搞设计的工作人员来说,就要根据实际的工程状况,把这种结构能够做到很好地了解以及掌握，例如相对应的范围的大小、具体的形状样式以及操作特点等。与此同时，还要把这种结构的支撑性能与具体布置的情况做到尽可能详细的掌握。

1选型配构

1.1 结构类型和截面形式的选择要合适

按结构类型，轻型门式钢架一般可分为单跨钢架、双(多)跨连续钢架或双(多)跨中间交接柱钢架等类型，其截面可为等截面或变截面。其柱脚构造可为铰接，亦可为刚接，后者具有较强的侧向刚度。按钢架梁、柱截面类型可分为实腹式钢架及格构式钢架。前者梁、柱一般采用H型实腹截面，其刚度较强，但其用钢量稍多;后者一般采用小截面角钢、钢管等构件组合的格构式梁、柱截面，其加工制作较为复杂，但用钢量较省，适用于大跨度钢架。

1.2墙架系统的选择要适宜

墙架系统划分为端墙和纵墙两种，墙面的实际维护材料就是墙架的本身，它能够特别好的将强劲的风抵御在外。就纵墙的墙架来说，其主要的部分就是墙架梁、门梁、门柱还有墙架柱，在与墙架梁相对应的侧面，刚度并不能很强劲表现的条件下，较为适当的做法是墙架梁彼此之间设立实际的拉条，与此同时还可以在其上层设立斜拉条和撑杆。

1.3屋盖的选择要合适

一般情况来说，如果选择适合普通钢结构这种的实际厂房的屋盖是很重要的，根据屋面板的实际形式，它可以划分成为两种各异的体系，即无檁和有檁。适合无檁体系的屋面板是大型的具体的钢筋混凝土类的，相比较，对有檁体系来说比较合适的屋面板是轻钢类的，组成有檁体系的主要构件包括了撑杆、系杆、檁条以及拉条等等;有檁体系的屋架以及其支撑系统与屋盖共同组建了一个特别稳固的骨架，达到了使屋面板彼此之间稳固连接的目的，最终能够使得厂房屋面的实际维护体系得到较好的维护。在屋面板以及大型的屋架的直接链接下，必要的支撑体系以及无檁体系共同组建成了屋面。在当下，被十分广泛使用的还是有檁体系的屋盖。

1.4支撑系统的选择要合适

就普通的钢结构的实际厂房来说，其支撑系统中最主要的构成部分就是屋盖和柱间这两大系统。依照吊车梁的实际的所处位置，同时还可把柱间支撑系统划分为两层，即上下二层。另外，还可以按照柱间支撑系统的实际连接位置的差异性，把它划分为双片以及单片，同时还有双片的十字交叉形、柱间支形、门架式的差别。其中下层支撑常采用门架式或者是十字交叉形，而就支撑来说，需要用缀条来连接。根据支撑杆的几何平面形状，重点要用于工艺生产有特殊要求的或是人字形，或是八字门架式，将八字形和十字交叉形的支撑一般按照拉杆进行设计，但不用考虑承压情况。无论是横向还是纵向的支撑，其形状常为十字交叉状，就垂直屋架的支撑来说，常见的多为十字交叉以及这两种形状。

1.5天窗架以及托架的选择要合适

中间屋架的主要支承就是托架，包含双腹壁以及单腹壁这两种主要形式，后者的跨度通常是12到36米，一般两端为简支，在中间支承着一榀或者是两榀的屋架。而双腹壁式的托架只能用于荷载和跨度都特别大，另外还受钜扭作用的状况。托架一般运用平行的弦桁架，且节间的划分都是因它所支承中间屋架彼此的距离而影响大小，屋架的顶部的高度是由托架的高度决定的。

2支撑的布置情况及实效

2.1柱间的支撑实效

(1)柱间支撑能够承受无比的来自于纵向的压力，例如山墙方向的纵向风，吊车梁的纵向荷载等现象。(2)柱间支撑还能够很好地维护柱列的稳定性、避免出现纵向位移，柱列在纵向层面的具体刚度也可以得到很好的增加。(3)对于柱子平面之外之长度计算，柱间支撑也发挥着决定性的作用。(4)就刚架定位的调整、刚架安装的维护来说，柱间支撑在其中发挥着特别好的功效以及作用。

2.2屋盖的横向支撑实效

(1)就屋盖的横向支撑来说，应将传送纵向风的实际的荷载力至柱列的上面，当然这些柱列应该有与之相匹配的柱间支撑。(2)屋盖横向水平支撑还需要和柱间支撑一起将刚架的稳定性予以很好的保证，对于结构来讲，这也是空间整体性得到很好保证的一个具体措施。(3)屋盖横向水平支撑产生的蒙皮效应和维护系统能够共同支撑屋面梁构件，这样屋面梁就可以尽可能的避免出现侧向的弯扭，进而降低自己的稳定性能。(4)屋盖水平支撑还能够让屋盖梁达到特别好的稳固性和特别好的位置安装。

2.3支撑体系要做到科学合理

(1)就各个彼此有差异的区段来讲，支撑体系都应该与其相关的空间做到其支撑稳定性，在进行设置的阶段，这个问题是不得不谨慎考虑的。(2)在建筑宽于60米的情况下，可以适当进行柱间支撑的增添，增添的位置应该位于内柱列;但是不能进行交叉支撑的对应设置，不过可以进行纵向的刚架或者刚架式的具体门式支撑之设置。(3)对于柱间支撑来讲，比较和横向之具体的支撑在相同开间进行具体的布置，只有这样，才能够组建为不变的几何体系。如果不能够实现相同开间的具体布置，就需要进行刚性系杆的具体加设。对于各道支撑之间的具体间距设置，如果没有吊车的时候，比较适宜的距离为30到45米。如果有吊车，那么间距就需要予以适当的增大，但是不能超过60米。(4)如果没有吊车，而且檐口高在9米以下的时候，那么比较适宜的设置为单层的柱间支撑;假定檐口高在9米之上，双层柱间的具体支撑的设置需要依据支撑夹角确定。倘若有吊车，那么就要对两层实施柱间支撑，但是考虑到要尽量的减少或者控制吊车梁显现出温度的应力，完全可以对下层不进行支撑。

3结束语

轻型门式钢架结构可实现工厂化加工制作、现场施工组装，方便快捷并节约建设周期;能带来较大的空间(跨度从十几米到七十多米);结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价廉、经济效益明显。柱网尺寸布置自由灵活，能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。就设计人员来说，应该对这种结构的特点、应用的范围、类型的选择进行了解并掌握，如此，这种结构才能够真正的在建筑行业中发挥自身的功效以及价值。

参考文献

[1]戴素娟，李海娟.门式刚架轻型钢结构中支撑优化设计探讨[J].山西建筑，2010，36(15):37-38.

[2]褚云朋.门式刚架加强型节点试验研究与有限元分析[D].兰州理工大学，2007.

[3]陈友泉，魏潮文.门式钢架轻型房屋钢结构设计与施工疑难问题释义[M].北京:中国建筑工业出版社，2009.

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