輕型門式剛架設計經驗總結

張 雷 高 煒 馮軍和

1唐山博匯工程技術有限公司 唐山 063000

2唐山研山小學 唐山 063000

正文：

0 引言

在2015年至2017年期間，京唐港，曹妃甸，蘆臺，漢沽等沿海地區建設了一批京津外遷項目。這些項目地處不同抗震設防烈度區且受沿海風荷載影響。在實際設計過程中，設計工作者發現并解決很多問題。文章總結了一些設計經驗，以供對輕型門式剛架鋼結構廠房設計參考。

1 受壓板件寬厚比超限處理

輕型門式剛架鋼結構在較小跨度情況下，門架梁的實際使用截面較小，即采用較窄較薄的翼緣，高度較小的梁即可滿足使用要求。但是為了滿足屋面檁條的安裝要求，常常需要將梁翼緣加寬。最后導致計算結果中梁翼緣寬厚比不滿足規范限值要求。《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規范》GB51022-2015(簡稱門規)中第3.4.1條第2款：構件中受壓板件的寬厚比不應大于現行國家標準《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》GB50018規定的寬厚比限值；主剛架構件受壓板件中，工字型截面構件受壓翼緣板自由外伸寬度b與其厚度t之比，不應大于15。當受壓板件的局部穩定臨界應力低于鋼材屈服強度時，應按實際應力驗算板件的穩定性或采用有效寬度計算構件的有效截面，并驗算構件的強度和穩定。所以，工程計算需要采用Q235-B材質鋼梁H500×150×6×6，此時應力比0.95。當為了滿足檁條安裝時，需要加寬翼緣采用H500×200×6×6，軟件計算結果中顯示翼緣寬厚比為16.16，超過限值15。但采用H500×200×6×6型號的鋼梁應力比為0.80，即應力才達到235×0.85=188mm2。按受壓構件局部穩定臨界應力代入15中得到限值16.77，H500×200×6×6受壓翼緣寬厚比16.16小于限值16.77。我們可以不再考慮軟件計算結果。

2 屋面檁條計算及拉條布置方式的調節

輕鋼屋面系統中，屋面檁條的計算包括：抗彎

強度計算，抗剪計算，整體穩定性計算，撓度計算，其中整體穩定性計算對控制檁條截面起主要作用，而整體穩定計算的影響因素是屋面板型式及拉條

布置方式。如果屋面板采用壓型鋼板，且采用自攻螺釘與檁條牢固連接，則認為屋面板能有效約束檁條受壓翼緣，阻止檁條側向失穩和扭轉，可不對檁條進行整體穩定計算。如果屋面板采用鎖扣型式與檁條連接，則屋面板不能約束檁條翼緣，要對檁條進行整體穩定計算。

在沿海地區，基本風壓較大，在恒載+風吸力作用下，檁條下翼緣容易受壓失穩，在恒載+活載作用下，檁條上翼緣受壓失穩。所以，在不同屋面板布置情況下，我們通過調整拉條布置型式，如圖1至圖3，來滿足檁條穩定性要求，見表1。

圖1 單層拉條布置型式一

圖2 單層拉條布置型式二

圖3 雙層拉條

不同屋面型式的拉條調節 表1

3 隅撐設置規則的應用

門規第3.4.3條第2款，在檐口或中柱的兩側三個檁距范圍內，每道檁條處屋面梁均應布置雙側隅撐；邊柱的檐口墻檁處均應雙側設置隅撐；

此條在實際工程中的應用：對于中間榀剛架，檐口附近的屋面檁條三個檁距范圍內，在屋面梁上對應檁條位置均設置雙側隅撐，多跨門架中間榀的中柱兩側各三個屋面檁距范圍內，屋面梁上對應檁條位置均設雙側隅撐，門架梁的其余位置，隔一道檁條設一道雙側隅撐。中間榀剛架的邊柱檐口處，在鋼柱對應的墻檁位置設雙側隅撐；

對于邊榀剛架，舊的工程做法是在屋面斜梁對應的檁條處設置單側隅撐，研究表明單側隅撐對屋面斜梁施加了側向推力，有潛在危害，故在本文的幾個工程中，邊榀剛架屋面梁不設隅撐。

4 輕鋼門架廠房用鋼量統計

文章中涉及的幾個工程均建在沿海地區，抗震設防烈度為7度和8度，設計基本地震加速度從0.15g～0.3g。通過實際計算，發現隨著抗震設防烈度的提高，門式剛架輕型房屋在地震作用下的用鋼量沒有太大增加。說明影響柱底鉸接型門式剛架的用鋼量的主要因素還是恒活荷載及風荷載。另外本文的工程中，在門架柱半層高不影響人員車輛通行的高度處（一般在4.5m）設置薄壁圓鋼管作為減小柱平面外計算長度的系桿，可降低剛架的綜合用鋼量。文章統計出30m左右的跨度，7～8m柱距的門式剛架用鋼量為18～22Kg/m2。

5 結論

在數個工程設計實例背景下，文章總結了屋面檁條拉條布置、隅撐布置、受壓板件寬厚比調整、門架柱間設置系桿減小平面外計算長度等經驗；統計了沿海不同抗震設防烈度區輕鋼門架廠房用鋼量。為今后的輕鋼設計工作提供參考。