淺談輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)的設計及應用

摘 要：隨著我國彩色鋼板生產(chǎn)技術的成熟，鋼板產(chǎn)量和質(zhì)量得到了非常大的提高，在此背景下，我國輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)的設計與應用水平也有了新發(fā)展。本文從我國輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)入手，分析門式鋼架結(jié)構(gòu)設計要點以及方案的選擇，探討新時期，我國輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)的設計與應用。

關鍵詞：輕型門式；鋼架結(jié)構(gòu)；設計；應用

中圖分類號：TU382.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）11-0009-01

1 輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)概述

目前，門式鋼架結(jié)構(gòu)已經(jīng)在我國應用了近半個世紀，我國建筑工作者在實踐過程中積累了豐富的理論和實踐應用經(jīng)驗。隨著我國工業(yè)不斷發(fā)展，輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)的應用水平和領域不斷深入和擴展，當前，輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)大多采用焊接H型鋼，單跨鋼架的梁柱節(jié)點采用剛接，多跨者大多采用剛接和鉸接并用的方式。

2 門式鋼架結(jié)構(gòu)設計及施工重點

門式鋼架結(jié)構(gòu)的設計及施工重點有3點：

2.1 鉸接、鋼接方式

按照我國相關鋼架結(jié)構(gòu)操作規(guī)定：在無大重量吊車時，柱腳應該首選鉸接方式，利用地腳螺栓進行支座設計，如果是工業(yè)建筑時，應該采用剛接，確保柱腳穩(wěn)定性和承壓力。此外鉸接還是鋼接方式選擇時還應該注意建筑高度、土質(zhì)等因素。

2.2 構(gòu)造圍護墻面

圍護墻面構(gòu)造時要考慮設置撐桿和隅撐，部分建筑施工過程中由于沒有考慮結(jié)構(gòu)力學因素，翼緣屈曲過大，造成鋼架整體性破壞，因此，在圍護墻面時，要充分考慮結(jié)構(gòu)力學因素，在斜拉條設計中充分考慮撐桿和隅撐設計，一般情況下，隅撐間距應該保持在翼緣的一半以內(nèi)；其次，還應該考慮系桿的力傳遞作用，將建筑荷載力傳遞到基層支撐層當中。

2.3 抗剪鍵的設置

抗剪鍵的設置過程中必須要考慮灌漿因素。抗剪鍵的設置主要是為了分擔栓腳水平作用力，因此，在設置過程中要利用高密實度的灌漿，調(diào)整柱底余量標高，提高抗剪鍵的分擔荷載能力。

3 輕型門式鋼架主要結(jié)構(gòu)方案的選擇

3.1 輕型門式鋼架稱重結(jié)構(gòu)間距選擇

輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)方案選擇一般與鋼架的跨度、屋面荷載以及檁條形式等因素有關。

輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)一般使用檁條作為主要承受點，利用檁條與鋼板、檁條與鋼架相互進行支撐，通過結(jié)構(gòu)受力體系實現(xiàn)受力均勻化。而且，使用鋼架結(jié)構(gòu)可以避免傳統(tǒng)的房屋構(gòu)架體系中空間感缺乏的現(xiàn)象，有利于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的空間化。其次，輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)利用結(jié)構(gòu)基礎，實現(xiàn)承重結(jié)構(gòu)化。建筑物的不同設計要求輕型門式鋼架必須要有一定的適應性，一般輕型門式結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)基礎大多采用混凝土結(jié)構(gòu)，根據(jù)建筑物的受力設計與實際情況，做好獨立式設計，這種獨立式基礎構(gòu)造有利于減少建筑物耗剛量，減少建設成本。因此，在建筑物承重方案選擇時要根據(jù)實際情況做好截面梁柱的選擇。

建筑物施工過程中要特別注意節(jié)約成本，經(jīng)過大量實踐，當輕型門式鋼架使用大間距作業(yè)時，會增加鋼材的使用量。而且，當鋼架耗剛量與剛架柱距并不總是成正相關性，超過一定范圍后，柱距的增加雖然會導致實際用鋼量的增加，增加的用鋼量大多用于柱距直接的連接，防止房屋建筑承重性能的下降，比如，檁條、墻梁等。因此，在建筑物施工過程中應該選擇最優(yōu)柱距，在穩(wěn)定性和安全性能保障的前提下做好鋼材用量的減少。

輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)房屋荷載力。建筑物會存在一定的荷載力，輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)通過利用鋼架柱、斜梁、檁條等建筑將荷載力合理的分布均勻，且由于輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)較輕，有利于減少建筑物荷載力，增強抗震能力[3]。

3.2 檁條主要結(jié)構(gòu)方案的選擇

輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)一般采用型鋼作為構(gòu)件，類型多為Z、C型。使用型剛作為墻梁時要注意房屋實際受力情況做好鋼材選擇，Z型型鋼比C型型鋼更具有實用性，因此，大多使用Z型型鋼作為鋼架結(jié)構(gòu)的主建材。首先，使用Z型型鋼作為鋼架結(jié)構(gòu)時，應該做好截面壓力測試，按照梁或者簡支作為主要的計算方式；其次，輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)中首選Z型截面，但是在特殊節(jié)點處應該采用C型截面，C型截面具有較好的受力能力，耐壓性較強，而且采用螺栓構(gòu)架時還具有非常便利的計算方式和方法；最后，檁條與墻梁的間距不得大于相應受壓翼緣寬度的16（235/fy）0.5倍。間距選擇時要特別注意力學測試，防止構(gòu)造角度偏差，一般檁條與墻梁的間距的結(jié)構(gòu)性角度最好保持為1.5m。此外，在進行檁條設計時要注意強度計算，檁條是輕型門式鋼架機構(gòu)的主要承重點，在建筑物中承重壓力較大，因此在設計要考慮屈度因素，根據(jù)截面強度以及拉條和隅撐的設置，做好檁條設計。

3.3 支撐系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)方案的選擇

輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)的支撐大多采用剛性構(gòu)架，利用螺栓將鋼架與鋼管鏈接。選擇輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)方案時：輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)要考慮壓力問題。鋼架結(jié)構(gòu)的壓力計算主要取決于鋼架連接處截面受力情況，一般而言，使用雙檁條結(jié)構(gòu)也可以替代原有的剛性構(gòu)架，壓力計算方式和剛性計算方式一致；輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)考慮穩(wěn)定性。鋼架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性決定著鋼架間距，鋼架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性需要做好結(jié)構(gòu)構(gòu)件的水平支撐，水平支撐利用拉力系統(tǒng)使用拉桿和壓桿將建筑產(chǎn)生的水平作用力除去，適合一般性建筑使用，通常水平支撐是基于開間需要，在同一開間或者同一溫度條件下做好支撐間距；鋼架結(jié)構(gòu)的截面壓力基于房屋的縱向水平力。房屋縱向水平力度主要作用于檁條I型截面，通過隅撐作為支撐支點，防止鋼架結(jié)構(gòu)間距因作用力產(chǎn)生的屈曲造成板材的不穩(wěn)定性。做輕型門式方案時無論是選擇何種剛性構(gòu)架都需要事前做好壓力計算，做好截面壓力和平衡橫向和縱向壓力。

4 結(jié)語

隨著我國建筑市場的不斷發(fā)展，輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)作為我國建筑工程主要施工技術，其結(jié)構(gòu)技術和應用的實踐和理論水平日益提高。目前，輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)的設計以其操作簡單，安裝設備與技術條件較為成熟，耗費成本較低日益成為建筑行業(yè)發(fā)展的重點，其應用的范圍不斷擴大，逐漸由民用向工業(yè)建筑物轉(zhuǎn)變。

參考文獻

[1] 胡云飛，何穎.淺談輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)設計[J].今日科苑，2009（02）.

[2] 萬春.輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)的設計和應用[J].四川水利發(fā)電，2010（04）.

[3] 張宜輝.淺談輕剛結(jié)構(gòu)門式鋼架的設計體會[J].四川建材，2011（05）.