門式鋼架輕鋼結構設計中的若干問題解析

王志鶴 姚守龍

中冶焦耐（大連）工程技術有限公司

門式鋼架輕鋼結構設計中的若干問題解析

王志鶴 姚守龍

中冶焦耐（大連）工程技術有限公司

鋼結構建筑中有許多常見的結構類型,門式鋼架輕鋼結構就是其中一種。它的結構設計時的選材、檁條設計和整體變形等因素都直接影響到門式鋼架輕型房屋結構使用的安全性和可靠性。這篇文章根據門式鋼架輕鋼結構設計中的一些常見問題進行剖析和探討，希望對輕鋼結構穩定性的改善有所幫助，也給從業人員帶來一定的參考價值。

門式鋼架；輕鋼結構；設計

1 引言

在傳統的鋼結構建筑類型中，門式鋼架輕鋼結構體系算是一類被采用十分廣泛的體系。它主要使用等截面或者變截面的焊接H型鋼當做其梁柱，同時把冷彎薄壁型鋼當做檁條、墻梁和墻柱，使用彩鋼板當做墻板和屋面板，并配備零件、門窗等形成的相對十分完備的建筑體系。門式鋼架輕鋼結構設計有效的實現了材料的合理分工使用，構件尺寸比較小而且抗震性能十分好，實際施工的方式相對簡便，對以后檢查維修帶來便利。所以，要求一些從業員工在對這個結構體系進行設計的時候，要熟悉一些影響因素的影響程度，進一步快速提升輕鋼結構設計的合理性。

2 材料選取

2.1 鋼材選用

一般情況下，如果計算所需的梁柱截面是由強度進行控制時，選擇鋼材時候要把強度當做第一影響因素；如果結構是由變形或者穩定控制時候，應當首先思考選用低強度等級的材料。另外，根據我國一些規章制度，門式鋼架、吊車梁和檁條等構件要使用Q235-B或者以上等級的鋼材。

2.2 焊接材料選用

通常情況下，在門式鋼架輕鋼結構設計時候，要和母材的種類一起考慮，選取和它相一致的相同級別的焊條或者焊絲，特別對那些直接承受動力荷載的焊接連接和厚板焊接，要選擇低氫型焊條，來保障焊接材料的質量和性能以滿足結構設計的切實要求。

2.3 螺栓選用

設計門式鋼架輕鋼結構時候，要通過高強度螺栓來和鋼結構主材進行連接，同時在設計中對螺栓的性能等級以及連接材料的摩擦系數進行明確指出，來避免結構設計中的一些簡單的錯誤。高強螺栓連接有兩種類型：承壓型方式和摩擦型方式。

3 柱間支撐的布置

在門式鋼架輕鋼結構設計時候，對柱間支撐進行布置時，要把螺釘連接的金屬屋面當作冷彎薄壁Z型或C型檁條上翼緣的側邊支撐，同時保障結構設計中屋面板的厚度、板型和連接件的標準，進一步為輕鋼結構供應可靠的傳力。上翼緣受壓的檁條為檁條強度的計算打下了根基，不再對整體穩定性進行計算。從業人員要注意如果使用直立鎖縫屋面時，壓型鋼板和連接件內可以出現相對的滑動，就一定不能當做檁條上翼緣的支撐，避免輕鋼結構設計出現問題。這時候要積極對檁條的實際穩定性進行驗算，保障輕鋼結構設計含有高度合理性。積極做好拉條和撐桿系統的設計，最大程度上減少薄壁檁條上下翼緣穩態缺失，來影響房屋整體結構的穩定性和安全性[1]。

考慮到輕鋼結構實際情況進行計算，在這項工作基礎上對每一項環節進行條理性的安排，選擇合適的節點構造，保障輕鋼結構設計帶有合理性和可行性。在結構設計條件可行的時候，要最大程度的使用連續檁條的設置方案，減低檁條的工作耗鋼量，盡可能地保證整體結構的穩態。

4 蒙皮效應分析

在設計門式鋼架輕鋼結構時候，如果采用蒙皮設計時，要結合實際的滿足結構整體的要求，同時對縱向邊緣構件、連接件和螺釘件間距進行優化配置，另外參考工程施工及進度考慮，規避未來不能滿足蒙皮設計需求時對支撐系統做出的一定修改，影響了輕鋼結構的實際設計要達到的程度。所以本文推薦只把蒙皮效應當做支撐系統的安全儲備來考慮。

5 整體變形

一些有關的設計規范中只對鋼架橫向柱頂水平位移做出了合理化的限制，但是就現實情況考慮，支撐系統的柔性變形和塑性變形等因素非常容易導致很大情況位移的出現，所以一些實際從業人員在對門式鋼架輕鋼結構進行設計的時候，要采用鋼性支撐等措施來減少變形以和位移等情況對結構整體的作用效果。如果在工作結構設計中受到一類特別因素的影響而不能夠設置圓鋼進行支撐時，它的設計所使用的剛性門架要規避與圓鋼支撐一起使用，來規避鋼架側向位移和扭轉的情況顯現，進一步維護輕鋼結構設計的科學性和合理性。

6 柱腳的抗風措施

根據建筑工程的實際效果來說，門式鋼架輕鋼結構設計中有一些問題存在，特別是在大風天氣情況下，房屋縱向尺寸十分小時，鋼架柱子非常容易被直接拔出來，很難高效的阻擋縱向風的荷載。這時候強化對鋼架結構中的柱腳的設置是一項必要的工作，特別是在風荷載較大的地帶，在對柱腳進行抗風考慮時，要充分衡量抗拔構造，同時結合門式鋼架輕鋼結構設計的現實因素，來對柱腳進行合理化衡量。

7 鋼梁的分段

根據門式鋼架輕鋼結構設計的實際效果思考，鋼梁分段的不同會給鋼架輕鋼結構的彎矩造成一些難以思考的效果，而且彎矩零點的位置也有所不同，這時候造成在實際設計時候，鋼梁分段的確定包含很大的難度。為了確保這個工序的順利開展，有關設計從業人員要同時思考很多方面的因素對鋼梁的分段情況進行確認：第一，要在實際設計時候對鋼梁的拼接節點做到一定的控制，最大程度上簡易加工的工序。另外，要避免將梁拆分為單件復雜形狀的構件，來加速加工工藝流程的順利開展。第二，要保證鋼梁的分段情況能夠滿足運輸的要求。有關設計從業人員要把鋼梁分段的長度限制約為11厘米，來保障鋼梁運輸車輛能夠有效的轉彎，進一步減低運輸費用的控制。規避因為鋼梁構件分段時候在運輸環節受到擠壓導致形狀改變，進而對鋼梁的實際性能產生破壞性的影響。第三，要充分考慮安裝的便捷性情況。所以就要求相關施工工作人員對鋼梁的拼接節點做到有效控制，最大程度上避開屋面支撐、屋面系桿和抗風柱等一些部位。所以在鋼梁的分段處理的時候，相關設計人員要在對負責因素進行衡量和分析的時候，選擇既經濟又合理的分段方法，來讓門式鋼架輕鋼結構設計變得更加合理和可靠[2]。

8 結語

從大的方面考慮，在我國房屋結構設計中門式鋼架輕鋼結構占有一定的重要位置，相關技術已經非常完善，達到了良好的應用水平。為了更好的提升門式鋼架輕鋼結構的合理性，從業人員要積極強化對結構設計的思考，明確其中一些影響因素的作用效果，同時對門式鋼架輕鋼結構的實際應用情況作出思考，有力促進工程設計質量和設計效果的完善，進一步加快門式鋼架輕鋼結構的現代化發展腳步。

[1]王躍磊.談門式鋼架輕鋼結構設計中的若干問題.山西建筑,2014.

[2]徐森華.淺談門式鋼架輕鋼結構設計中的若干問題.建筑知識:學術刊,2014.