分析單層輕型門式剛架廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計

惠曉飛

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，促使我國房屋建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，同時對房屋建設(shè)提出的要求也越來越高。房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和牢固性將會直接影響到房屋建筑自身的質(zhì)量，所以必須要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。本文針對單層輕型門式剛架廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行分析，為結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性提供有效保證。

關(guān)鍵詞：單層輕型;剛架廠房;結(jié)構(gòu)設(shè)計

文章編號：2095-4085（2020）05-0021-02

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和快速發(fā)展，促使我國很多新型的技術(shù)手段被廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域中，這些技術(shù)的整體應(yīng)用效果普遍比較良好。其中，門式剛架結(jié)構(gòu)是當(dāng)前我國發(fā)展速度比較快的一種結(jié)構(gòu)類型，同時也可以被看作是一種全新的新型鋼結(jié)構(gòu)類型。門式剛架結(jié)構(gòu)與其它不同類型的結(jié)構(gòu)相比，其自身的重量比較輕，同時具有非常高的工業(yè)化程度，同時施工周期也比較短，所以在當(dāng)前的單層工業(yè)廠房等工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。該結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)用質(zhì)量比較好，同時還具有一定的經(jīng)濟(jì)性。

1 單層輕型門式剛架廠房結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計

1.1 結(jié)構(gòu)形式

在對門式剛架結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析時，發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用過程中，需要與實際情況進(jìn)行結(jié)合，這樣可以對不同類型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，保證該結(jié)構(gòu)在設(shè)計以及使用時的可靠性和有效性。通常情況下，該結(jié)構(gòu)的形式主要包括單跨、雙跨以及多跨，如果是根據(jù)屋面的坡脊數(shù)對其進(jìn)行劃分，那么可以將其劃分為單脊單坡、單脊雙坡以及多脊多坡。一般在對屋面的坡度進(jìn)行設(shè)計時，比較適合控制在1/20～1/8的范圍之內(nèi)。由于結(jié)構(gòu)形式種類比較多，所以在對不同結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行選擇和利用時，要與不同的房屋建筑進(jìn)行結(jié)合，這樣才能夠保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。其中單脊雙坡多跨剛架在實際應(yīng)用過程中，通常會被應(yīng)用在無橋式吊車的房屋建筑中。在其應(yīng)用時，如果剛架柱并不是很高，同時風(fēng)荷載因素在其中的影響程度也并不是很高的背景下，在中柱的設(shè)計方面，可以利用兩端鉸接的搖擺柱方式，這樣可以保證良好的結(jié)構(gòu)使用效果[1]。門式剛架在應(yīng)用時，可以根據(jù)實際要求，在剛架上面進(jìn)行懸掛吊車的設(shè)置，但是需要注意的是要對其自身的重量進(jìn)行有效控制，一般不能夠超過3t。

1.2 結(jié)構(gòu)布置

門式剛架結(jié)構(gòu)在廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中科學(xué)合理的應(yīng)用，其主要目的是為了保證結(jié)構(gòu)在使用時的穩(wěn)定性和可靠性，這樣可以促使其自身的抵抗力得到有效提升。為了保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，需要根據(jù)實際情況的不同，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的布置。首先在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置時，必須要對其中的縱向溫度進(jìn)行分析，縱向溫度的區(qū)域范圍內(nèi)一般在300m之內(nèi)，而橫向溫度的區(qū)域范圍一般在150m以內(nèi)。其次，要對間距進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置。在對間距進(jìn)行設(shè)置時，為了保證間距的合理性和有效性，一般需要對工藝要求進(jìn)行深入分析，并且與工藝要求進(jìn)行有效結(jié)合，這樣可以對其中的用鋼量等因素進(jìn)行合理的判斷和分析。在對門式剛架進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時，最合適的間距應(yīng)當(dāng)控制在6～9m的范圍之內(nèi)，同時柱的間距應(yīng)當(dāng)控制在9m的范圍之內(nèi)。與此同時，要根據(jù)實際情況的要求，對跨度、高度等進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，在對跨度進(jìn)行確定時，通常需要與房屋自身的整體高度進(jìn)行結(jié)合，這樣才能夠保證跨度、高度布置的合理性。一般跨度控制在9m～36m的范圍內(nèi)比較適合，如果柱的寬度出現(xiàn)不等狀態(tài)時，必須要保證其外側(cè)處于對齊的狀態(tài)。

2 單層輕型門式剛架廠房結(jié)構(gòu)的荷載選擇

2.1 永久荷載

為了保證單層輕型門式剛架廠房結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和有效性，在對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，必須要對荷載進(jìn)行合理的判斷和分析，這樣有利于保證結(jié)構(gòu)的使用質(zhì)量。在對荷載問題進(jìn)行分析時，永久荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計中非常重要的一部分，其中構(gòu)件自身的重量以及屋面等這些不同類型構(gòu)件的重量，都可以被看作是永久荷載。

2.2 可變荷載

可變荷載與永久荷載之間最明顯的區(qū)別就是永久荷載并不會出現(xiàn)任何的變化，也就是固定的，但是可變荷載有可能會受到周圍環(huán)境等一些客觀因素的影響，進(jìn)而出現(xiàn)一系列的變化。比如屋面雪荷載或者是地震作用等，這些荷載并不會一直存在，而是會發(fā)生一定的變化。

2.3 荷載組合

在對荷載組合進(jìn)行分析時，其主要是根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，對不同類型的荷載進(jìn)行有效組合，這樣可以保證結(jié)構(gòu)在設(shè)計時的穩(wěn)定性，能夠?qū)⑦@些組合荷載全部都承擔(dān)下來[2]。在對荷載組合進(jìn)行分析時，必須要意識到懸掛荷載在其中的重要性，同時還要對部分活荷載等進(jìn)行綜合分析，這樣可以提前做好有針對性的應(yīng)對措施。

3 單層輕型門式剛架廠房結(jié)構(gòu)的剛架設(shè)計

3.1 剛架內(nèi)力計算

在對變截面的門式剛架進(jìn)行分析以及最終設(shè)計時，通?？梢岳脧椥缘姆治龇椒ǎ@樣可以對其中涉及到的各種不同類型內(nèi)力進(jìn)行合理的分析和確定。只有剛架的梁柱全部都是等截面的狀態(tài)時，才能夠使用塑性分析方法對其進(jìn)行操作。變截面的門式剛架在構(gòu)建以及具體應(yīng)用過程中，去自身的內(nèi)力一般都會利用桿系單元的有限元方法來對其進(jìn)行準(zhǔn)確合理的計算和分析。與此同時，還要與實際情況相結(jié)合，尤其是要與不同荷載組合的特征進(jìn)行結(jié)合，這樣可以對內(nèi)力的分析結(jié)果進(jìn)行確定，同時還可以從中找出對截面能夠?qū)崿F(xiàn)有效控制的內(nèi)力組合。變截面門式剛架在應(yīng)用時，可以根據(jù)不同的平面結(jié)構(gòu)特征，對內(nèi)力進(jìn)行有效的劃分，但是整個過程中一般并不會對蒙皮效應(yīng)有過多的研究。

3.2 剛架側(cè)移計算法

在對變截面的門式剛架進(jìn)行其柱頂側(cè)移的計算分析時，一般都會直接利用彈性分析方法對其進(jìn)行確定。與此同時，還要根據(jù)實際情況的不同，對荷載進(jìn)行計算，在計算時要對其標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行確定，不需要對荷載的分項系數(shù)進(jìn)行過多的考慮。

3.3 抗風(fēng)柱的設(shè)置

在對抗風(fēng)柱進(jìn)行設(shè)置時，由于抗風(fēng)柱在使用時，會受到水平力的影響，而在影響之后，會在豎向狀態(tài)下允許抗風(fēng)柱與剛架之間產(chǎn)生位移。在整個過程中，需要對抗風(fēng)柱與剛架之間的連接方式給予更多的關(guān)注和重視。

4 結(jié) 語

輕型門式剛架結(jié)構(gòu)在廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，為了保證該結(jié)構(gòu)類型的應(yīng)用效果，必須要與實際情況進(jìn)行結(jié)合，同時還要對其中涉及到的荷載類型進(jìn)行判斷。這樣不僅能夠保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和科學(xué)性，而且還可以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。參考文獻(xiàn)：

[1]劉西仙，趙峰，馬春亮.大跨度單層門式鋼架鋼結(jié)構(gòu)廠房施工關(guān)鍵技術(shù)[J].城市住宅，2020，27（1）：123-125.

[2]談建國，方石劍.對2015版門式剛架規(guī)范若干條文的理解與分析[J].建筑結(jié)構(gòu)，2020，50（2）：49-55，19.