鋼架結構
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鋼架結構范文第1篇
輕型門式鋼架房屋結構在我國建筑行業有著十分廣泛的運用，它的性能好，造價低，工程周期短、結構獨特的優點備受建筑行業的親睞，但是需要完善和研究的問題依然很多，如何科學合理地設計能夠使門式鋼架就夠的經濟安全的特點完美體現出來是我們面對的課題。
一、門式鋼架結構的特點
門式鋼架機構不僅具有一般鋼架結構中的鋼材強度高、整體重量輕、高強度的韌性、極強的可塑造性和運用周期端的特點，還自己本身具有用料省、方便制造、造型美觀、空間充分利用、快速安裝，對環境污染小和綜合性能優異的特點。自從《門式鋼架輕型房屋結構技術規程》CEC102：98的頒布更是促進它的飛躍發展。
二、門式鋼架結構的設計
按照結構類型可以分為單跨鋼架和雙（多）跨連續鋼架等，其截面可以分為等截面和變截面，它們的柱腳可以為鉸接和剛接；按照鋼架梁、主截面可以分為梁柱采用H型的實腹鋼架和采用小姐們鋼管角鋼等復合結構的格構式鋼架。前者具有剛性強，但其用材料比較多，不太利于節省成本；后者是制作比較復雜，但其用材料比較少，多用于較大跨多度的復合型鋼架。
1、門式鋼架結構的鏈接方式
鏈接采用鉸接還是剛接根據綜合條件實地確定。《門式鋼架輕型房屋結構技術規程》（CECS 102:2002）地4.1.4條：門式鋼架的柱腳形成多按鉸接支撐設計，通常為平板支座，設一對或兩對地腳螺栓。當用于工業廠房且有5T以上橋式吊車時，宜將柱腳設計成剛接。筆者認為，柱腳采用鉸接或者剛接不僅與吊車有關，還與房屋所處的位置有關，如果房屋位置較高，采用柱腳鉸接，柱頂移動距離加大，必然要加大柱截面，反而增加鋼材的用量，同時還不得不考慮地基等其他因素的影響。如果采用剛接，由于柱腳要承受更大偏心彎力，則需要采用更大的柱腳，在加上房屋地基的差別需要更多鋼材。柱腳選用哪種鏈接方式不僅要考慮房屋的高度，吊車噸位大小還有與房屋地基有關，一切根據實際情況確定采用哪種鏈接方式。
2、門式結構方案的選擇
鋼架的間距與跨度、房屋的負荷載和檀條形式相聯系。如果鋼架的跨度較小而采用較大鋼架間距肯定會加大檀條的用鋼量，這種做法不劃算。經過研究表明：隨著柱腳柱距的加大，鋼架的用鋼量會逐漸縮小，當柱距達到某一數值之后，鋼架的用鋼量隨著柱距加大下降幅度減弱，檀條和其它設施的用鋼量增加，從總體上來說，柱距的增大，用鋼量先是下降再是上升，也就是說，用鋼量的大小存在最佳柱距。門式鋼架承重結構組成部分：鋼架和基礎。大致由鋼架、檀條以及鋼板間的牢固鏈接和相互支撐相互依托，其受力方式和傳統的鋼架結構體系不同，因而其基礎形式使用鋼筋混凝土的基礎，建筑物對側向位移和變形不同要求，從節約用鋼量的角度考慮，可以采用變截面梁柱，基礎采用鉸接的方案，在設計的時候，根據實際情況，制定最有鋼架承重方案。
3、檀條與主門式結構的選擇
檀條現今多采用C型或者Z型薄壁型鋼材，截面大小與受力相關。由于C型截面在強弱軸的力學性能壁Z型截面差，又與鋼架的鏈接多采用鉸接，從力學分析和物理學角度采用Z型截面比較合理，所以除非有優先考慮的條件外，首先采用Z型截面，檀條和房屋的間距不超過1.5米，經過分析，壓型鋼板、復合板依托內附檀條組成圍護結構。
4、支撐系統機構方案
剛性系桿構件由型鋼和鋼管，通過與鋼架螺栓鉸接，它的截面受力滿足壓力的穩定性，可以通過受力計算得出，因此只需要考慮干架轉角和屋脊梁鏈接出，它的間距由它的構件平面穩定性決定。它的水平支撐分為拉桿支撐和壓桿支撐，拉力主要平衡較小的水平力以及水平方向的唯一和變形的要求，壓桿主要平衡垂直方向力和位移等作用，水平支撐的最佳位置設在中部，必須將屋梁和柱間的水平支撐設置在同一開間，其支撐間距滿足規程規定，在需要考慮空間協同作用的加設水平支撐。水平支撐系統截面大小與縱向水平力大小有關，需要通過受力計計算。
5、基礎設計
由于門式框架結構重量輕，基礎縱向負荷小，水平荷載成為基礎大小的控制因素，由于基礎結構具有偏心過大且不均勻性，基礎可能發生偏移，影響結構的正常使用。我們可以加大基礎的壓重、基礎深埋、偏心基礎和使用樁基等方法，實際設計中需要經過充分地分析來選擇那一種方法。
6、抗剪建的設置
在負載較大或者需要防烈程度較高結構體系中，其基地的水平剪力往往較大，這也就需要在柱底加上抗剪鍵，來減弱柱底板和混凝土之間產生摩擦力的影響，在規程（CECS102:2002）第7.2.20條：水平剪力可由柱底板與混凝土間的摩擦力困惑設置抗剪鍵承受。抗剪鍵是截面剛度較大的工字鋼垂直焊接在柱底板的底面，操作比較復雜，只有在柱底板下的空隙密實的條件下發揮作用，不僅與本身的截面和焊接高度長度有關，還與是否密實有關。抗剪鍵以平行柱底板最佳且不與基礎面接觸，保留一定的空間，確保抗剪鍵發揮作用。
三、應用實例
長期以來，選煤廠的主廠房多采用結構形式的澆鋼筋混凝土的傳統框架結構，其體現出了平面布局上的不靈活，工期比較長，投入資金比較大，綜合收益低等弊端，根據這一情況，由平頂山選煤設計研究院運用門式框架技術為伯方選煤廠設計了新的選煤主體建筑---主廠房使用外部門式框架，內部塊式框架結構，保溫的雙層壓型墻面，具有極好的采光通風作用
1、主體建筑所需要滿足的條件：1）屋面及墻面靜荷載為每平方米0.3KN；2）屋面活動荷載為每平方米0.3KN；3)基本風壓為每平方米0.5KN；4）雪壓荷載為每平方米0.25KN；5）吊車荷載，1臺中級工作制橋式起重機為20/5t，跨度為16.5m；6）地震荷載。
2、結構內力
根據《門式鋼架輕型房屋結構技術規程》CEC102：98變截面門式鋼架的作用計算必須對內力計算和側移進行計算：
1）、內力計算，根據彈性方法確定各種荷載所要滿足的條件下的歌中內力。
2) 、側移計算：按照柱腳鋼架側移計算公式得出水平方向等效的柱頂力作用下和水平吊車荷載等效柱頂力作用下的側移值。
通過對鋼架結構布局的計算得出，當選煤廠的主廠房門式框架高度大于《門式鋼架輕型房屋結構技術規程》所規定是適宜高度時，地面有橋式吊車柱頂位移h/150時，那么柱頂最大位移達到180mm，這必然影響到吊車的正常使用，柱頂位移取1/500又與門式框架結構的特點相勃，造成斷面過大，沒有使用這個結構的必要。選擇合適的位移值相當重要的。
3、結構設計
由于選煤廠的主廠房高度的特殊性和水平荷載大的特點，采用等截面的“工”字型柱和變截面“工”字型衡量，在橫截面尺寸、內力和側移計算都要滿足結構的需求，屋面檀條和墻架使用膜式卷邊“C”型型鋼且通過螺栓和焊接鏈接。對于結構的設計也考慮到保溫和通風采光的條件，施工工程中的墻板屋面板與檀條的鏈接是用明裝和暗裝結合的方法達到優勢互補。
四、鋼結構施工注意的問題
1、焊接質量 《鋼結構設計規范》GB50017對焊縫質量做出明確要求，我國的檢驗等級都是B級。
2、涂裝 承重鋼材表面必須除銹，且至少為Sa2.5級。
3、做好結構特殊需求的保溫隔熱防水工作。
結 語
鋼結構門式框架比傳統結構有著體積小、施工周期端、造價低和綜合效益高等優點，給現代的建筑帶來巨大的變革，但是需要完善和解決的問題依然很多，只有對門式結構的深入研究和開發，才能設計出經濟合理和安全可靠的建筑，也才能是它的優點擴大化。參考文獻
[1]張偉等.門式鋼架結構在新型高效選煤廠中的應用[J].煤炭加工與綜合利用，2001(1)
鋼架結構范文第2篇
關鍵詞：輕型門式剛架結構；設計；計算
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
0前言
單層輕型門式剛架結構是指以輕型焊接H形鋼（等截面 或變截面）、熱軋H形鋼（等截面）或冷彎薄壁型鋼等構成的 實腹式門式剛架或格構式門式剛架作為主要承重骨架,用冷彎 薄壁型鋼（槽形、Z形等）做檁條、墻梁;以壓型金屬板（壓型鋼 板、壓型鋁板）做屋面、墻面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬質聚氨 酯泡沫塑料以及巖棉、礦棉、玻璃棉等作為保溫隔熱材料,并適 當設置支撐的一種輕型房屋結構體系。
在目前的工程實踐中，門式剛架的梁、柱多采用焊接H形 變截面構件,單跨剛架的梁柱節點采用剛接，多跨者大多采用 剛接和鉸接并用；柱腳可與基礎剛接或鉸接；圍護結構多采用 壓型鋼板；保溫隔熱材料多采用玻璃棉。
1單層輕型門式剛架結構的特點和設計中的注意事項
1.1單層輕型門式剛架結構的特點
1.1.1質量輕
圍護結構采用壓型金屬板、玻璃棉及冷彎薄壁型鋼等材料 組成,屋面、墻面的質量都很輕。根據國內工程實例統計,單層輕 型門式剛架房屋承重結構的用鋼量一般為10kg/m2~30kg/m2,在 相同跨度和荷載情況下自重僅約為鋼筋混凝土結構的 1/20-1/30。由于結構質量輕,相應地基礎可以做得較小,地基處 理費用也較低。同時在相同地震烈度下結構的地震反應小,但 當風荷載較大或房屋較高時,風荷載可能成為單層輕型門式剛 架結構的控制荷載。
1.1.2工業化程度高,施工周期短
門式剛架結構的主要構件和配件多為工廠制作,質量易于 保證,工地安裝方便；除基礎施工外,基本沒有濕作業；構件之 間的連接多采用高強度媒栓連接,安裝迅速。
1.1.3綜合經濟效益高
門式剛架結構通常采用計箅機輔助設計，設計周期短；原 材料種類單一；構件采用先進自動化設備制造;運輸方便等。所 以,門式剛架結構的工程周期短,資金回報快,投資效益相對較 高。
1.1.4柱網布置比較靈活
門式剛架結構的圍護體系采用金屬壓型板,所以柱網布置 不受模數限制,柱距大小主要根據使用要求和用鋼量最省的原
則來確定。
1.2設計中的注意事項
①由于門式剛架結構構件的抗彎剛度、抗扭剛度較小，結 構的整體剛度較弱,因此設計時應考慮運輸和安裝過程中要采 取的必要措施,以防止構件發生彎曲和扭轉變形。
②要重視支撐體系和隅撐的布置,重視屋面板、墻面板與 構件的連接構造，使其能參與結構的整體工作。
③組成構件的桿件較薄,設計中應考慮對制作、安裝、運輸 的要求。
_計中應充分考慮銹蝕對結構構件截面削弱的影響。
⑤門式剛架的梁柱多采用變截面桿件,梁柱腹板在設計時 考慮利用屈曲后的強度,所以塑性設計不再適用。
⑥設計中對輕型化帶來的后果必須注意和正確處理,例如 風力可使輕型屋面的荷載反向等。
2結構形式和結構布置
2.1結構形式
門式剛架的結構形式按跨度可分為單跨、雙跨和多跨,按 屋面坡脊數可分為單脊單坡、單脊雙坡、多脊多坡。屋面坡度宜 取1/20~1/8。單脊雙坡多跨剛架，用于無橋式吊車的房屋時,當 剛架柱不是特別髙且風荷載也不是很大時,依據“材料集中使 用的原則”，中柱宜采用兩端鉸接的搖擺柱方案。門式剛架的柱 腳多按鉸接設計,當用于工業廠房且有橋式吊車時,宜將柱腳 設計成剛接。門式剛架上可設置起重量不大于3t的懸掛吊車和 起重量不大于20t的輕、中級工作制的單梁或雙梁橋式吊車。 2.2結構布置
2.2.1剛架的建筑尺寸和布置
門式剛架的跨度宜為9m~36m,髙度應根據使用要求的室 內凈高確定,宜取4.5m~9m。門式剛架的合理間距應綜合考慮 剛架跨度、荷載條件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、 9m。一般縱向溫度區段小于300m,橫向小于150m。 2.2.2檁條和墻梁的布置
檁條間距的確定應綜合考慮天窗、通風屋脊、采光帶、屋面 材料、檁條規格等因素按計算確定,一般應等間距布置,但在屋 脊處應沿屋脊兩側各布置一道，在天溝附近布置一道。側墻墻 梁的布置應考慮門窗、挑檐、雨蓬等構件的設置和圍護材料的 要求確定。
2.2.3支撐和剛性系桿的布置
①在每個溫度區段或分期建設的區段中，應分別設置能獨 立構成空間穩定結構的支撐體系。在設置柱間支撐的開間，應 同時設置屋蓋橫向支撐，以構成幾何不變體系。
②端部支撐宜設在溫度區段端部的第一或第二個開間。柱 間支撐的間距應根據房屋縱向受力情況及安裝條件確定,一般 取30m~45m。當房屋高度較大時,柱間支撐應分層設置;當房屋 寬度大于60m時,內柱列宜適當設置支撐。當端部支撐設在端 部第二個開間時,在第一個開間的相應位置應設置剛性系桿。
③在剛架的轉折處（邊柱柱頂、屋脊及多跨剛架的中柱柱. 頂）應沿房屋全長設置剛性系桿。
④由支撐斜桿等組成的水平桁架,其直腹桿宜按剛性系桿 考慮。剛性系桿可由檁條兼做,此時檁條應滿足壓彎構件的承 載力和剛度要求，當不滿足時可在剛架斜梁間設置鋼管、H型 鋼或其他截面形式的桿件。
⑤當房屋內設有不小于5t的吊車時，柱間支撐宜用型鋼； 當房屋中不允許設置柱間支撐時,應設置縱向剛架。
2007 No.5
3剛架設計
3.1荷載及荷載組合
3.1.1永久荷載
永久荷載包括結構構件的自重和懸掛在結構上的非結構 構件的重力荷載,如屋面、檁條、支撐、吊頂、墻面構件和剛架自
重壽。
3.1.2可變荷載
可變荷載包括屋面活荷載（設計屋面板和檁條時應考慮施 工和檢修集中荷載，其標準值為lkN)、屋面雪荷載和積灰荷 載、吊車荷載、地震作用、風荷載等。 3.2.1內力計算
對于變截面門式剛架，應采用彈性分析方法確定各種內 力，只有當剛架的梁、柱全部為等截面時才允許采用塑性分析 方法。變截面門式剛架的內力通常采用桿系單元的有限元法 (直接剛度法）編制程序上機計算。地震作用的效應可采用底 部剪力法分析確定。
根據不同荷載組合下的內力分析結果，找出控制截面的內 力組合,控制截面的位置一般在柱底、柱頂、柱牛腿連接處及梁 端、梁跨中等截面處。 3.2.2側移計算
變截面門式剛架的柱頂側移應采用彈性分析方法確定,計 算時荷載取標準值,不考慮荷載分項系數。如果最后驗算時剛 架的側移剛度不滿足要求，需采用下列措施之一進行調整•.放 大柱或（和）梁的截面尺寸,改鉸接柱腳為剛接柱腳；把多跨框 架中的個別搖擺柱改為上端和梁剛接。 3.3剛架柱和梁的設計
①梁柱板件的寬厚比限值和腹板屈曲后的強度利用，主要 包括梁柱板件的寬厚比限值驗算、腹板屈曲后強度利用驗算、 腹板的有效寬度驗算等內容。
②剛架梁柱構件的強度驗算。
③梁腹板加勁肋的配置,梁腹板應在中柱連接處、較大固 定集中荷載作用處和翼緣轉折處設置橫向加勁肋。
④變截面柱在剛架平面內的計算長度確定,平面內的整體 穩定計算，平面外的整體穩定計算。
⑤斜梁和隅撐的強度和穩定性計算。
⑥節點設計,包括斜梁與柱的連接及斜梁拼接、柱腳設計、 牛腿設計、搖擺柱與斜梁的連接構造等內容。
4小結
綜上所述,輕型門式剛架結構設計應遵守以下原則：
①保證結構的整體性，門式剛架屬于平面結構,它們在縱 向構件、支撐和圍護結構的聯系下形成空間的穩定體系,結構 只有組成空間穩定整體，才能承擔各種荷載和其他外在效應；
②明確各類外力從作用點到基礎的傳遞路徑和傳遞全過 程中產生的效應；
③設計必須體現計算和構造的一致性。
參考文獻
史三元,李進軍.輕型鋼結構廠房的結構體系設計[C].第十屆全 國結構工程學術會議論文集第III卷,2001 (10) :31-33.
錢永旺.淺談輕型鋼結構廠房設計的幾個問題[J].山西建筑,2008, 26 (12) :101-103.
鋼架結構范文第3篇
關鍵詞：門式鋼架，新型高效，選煤廠
1 鋼結構廠房的特點
傳統的生產廠房一般都采用混凝土設計，與之相比較鋼結構廠房便有了明顯且突出的優勢：
最值得首推的便是施工速度快，建設周期短。在傳統的廠房建設中通常采用混凝土為原材料，眾所周知混凝土的調合和攪拌工程不僅需要花費大量的石材和水量注入，而且還需要一定的人力資源或者電力資源的間接支持。而且采用混凝土澆筑的墻體等還需要花費大量的時間來晾干，而且即便是在墻體干燥之后也可能在陰雨天氣出現返潮之類不可避免的問題，而這些問題將直接影響工廠的生產效率和經濟效益。作為技術進步的代表，門式鋼架結構則可以有效避免這些問題的出現，而且鋼材料本身具有輕便的特點，無論是在廠房的搭建過程中還是工程前后的搬運過程都可以節省人工投入，同時也無需花時間等待室內干燥，更重要的是鋼材料支架的生產比較正規化，各個部分的銜接方便快捷，這樣將很大程度上節省廠房建設所需花費的時間，有力保證了工廠的生產進度和經濟利益。
其次是門式鋼架結構的環保性能。門式鋼架結構在生產過程中沒有混凝土建筑那樣復雜的步驟和原材料的需求，像水泥、磚、瓦等原材料的節省可以大大減少對自然環境的開掘。而且在鋼材料出廠之后對濕度也沒有特殊要求，所以能夠長期保持材料自身的干燥性，因此可以大大減少水資源的使用。除此之外門式鋼架結構一旦搬運到建筑工地便可以直接使用，不占用大量的場地，同時也沒有攪拌機等噪聲的產生，所以說其環保性能非常好。
還有一點就是門式鋼架結構的穩定性和抗震性。鋼架結構一般在接縫之間銜接完整，避免了傳統混凝土建筑有大量縫隙和凹凸不平的現象，因此可以有效保障整個廠房建設的穩定性。而且鋼結構本身自重較輕，柔韌性比較好，還可通過一定程度上的變形來吸收能量，進而降低地震等的自然災害的影響。
當然，現代化社會人們對于建筑物的美學價值也有一定的考量和需求，同時還要求工作環境的舒適度，而門式鋼架結構正好可以滿足這些條件。形狀規則、自重較輕的鋼架結構不僅僅可以破除傳統混凝土建筑沉悶的基調，而且一些鋼架材料在顏色方面也大大著力，可以給人輕松明快的視覺體驗。所以門式鋼架結構廠房不但是生產空間的滿足，同時也是現代化工業氣息的最佳展示。
2 門式鋼架結構的設計
構件設計。選煤廠房一般對于負載能力以及高度方面有著足夠十分嚴格的要求，為了達到這些基礎的建設要求工程上一般采用等截面組合“工”字型柱和變截面組合“工”字型橫梁。，而且在尺寸方面不僅僅要達到建設圖紙和原定計劃的要求，同時也需要顧及組合構件的構造要求。
屋面及墻體。在北方地區的廠房設計中由于環境以及地質因素的影響，在屋面和墻體一般采用雙層彩色壓型鋼板在內設定保溫層，而南方地區則會選擇單層彩色壓型鋼板，也就是說保溫型墻面和墻體的設計要根據具體的地域特色進行選擇，而且在進行組裝和施工的過程中還需顧及整體的美觀程度以及空間預留問題。
通風采光。在我國的北方地區環境相對比較惡劣，一年四季中的寒冷周期比較長，而且因為綠色植被的稀少導致風沙特別大，因此對廠房建設的保溫性能需求較大，一般在工程設計中不會預留窗戶。所以在采光部分的有著明顯的不足，還需進一步的改進和提升。
支架設計。選煤廠的廠房內一般會有許多大型設備，而且這些設備的振動荷載比較大，同時在生產時會有小部分的水平荷載，因此內部支架的設計需要考慮到柱與地上、地下的設備以及生產工藝相結合。
3 在選煤廠中應用時需要注意的問題
門式鋼架結構在選煤廠中的應用目前還并不是那么普及和廣泛，所以在經驗的積累和資料的整理方面還有一定的欠缺，所以即便是追求現代化廠房的建設風格，也需要考慮實際的存在的理論缺陷和經驗不足，在應用時還需注意一下幾點：
施工質量問題。在施工過程中最為常見的就是質量合格與否的問題，當前社會的建筑事業發展蓬勃，社會需求量與日俱增，在此背景之下一些建筑團隊為了追求更多的合作機會和更高的經濟利益而在建筑工程實施過程中不夠認真，導致最后的建筑成果達不到預期目標甚至重建的現象也較為普遍。所以在項目啟動時起就要管理部門嚴格負責，實時督查工程質量以及進度是否合乎先前計劃，同時也要求施工人員具有足夠的職業道德和責任心，為每一次的施工任務都要做到百分百的認真和負責。
防腐問題。在選煤廠中采用門式鋼架結構最大的技術挑戰就是有關材料防腐的問題，由于選煤過程中需要用水和其他介質進行洗煤，為了選煤工作的高效率則需求加快各個步驟并且減少各工序之間的過渡銜接時間，因此難免會出現滴漏、漫溢、冒泡、飛濺等的現象。雖然為了清洗的方便，在建筑方面已經有了坡度設計或者在鋼結構材料上面刷漆等的措施，但是防腐問題還未完全解決，這也將在一定程度上影響廠房的使用期限和現場施工人員的身體安全。
檢修空間問題。一個完善的生產廠房既需要足夠的生產空間，保證工作人員的來回移動之外還要為運載車輛流出足夠的通道，同時為了整個廠房的安全和使用年限的需要還要注意檢修空間的預留。無論是生產設備還是操作人員，經過一定時間的運轉和工作就會產生一定程度的疲勞和遲鈍狀態，因此很難保證廠房內的生產工序都始終如一地精確和安全。為了在緊急情況下快速處理現場事故，一定的檢修空間的非常必要的。
采光問題。在目前的一些生產廠房中幾乎很難找到留有足夠采光功能的設施，包括窗戶也是很少見到。不設窗戶首先是生產本身的需要，一些生產項目需要充分封閉的空間支持，因此不建議開窗，而另外一些則是出于對生產廠房的美觀程度的考慮。但是一般廠房內的生產也是離不開現場工作人員的，作為自然人對于光線有著極其敏感的需求，因此在廠房建設的過程中還需注重采光問題的考慮。
結束語
門式鋼架結構在新型選煤廠建設的應用在逐漸普及，應用范圍也在不斷擴大化，這必將給我國的選煤設計帶來一次顯著的技術革新。但是也需要時刻注意鋼架材料自身的局限性和不足，在實際的工程應用中要盡可能根據實際需求進行選擇，在保證工程質量的同時更多顧及材料節省方面和環保方面的考慮。而且在以后的建筑領域還需施工人員和設計人員轉變思想觀念，在更多的建筑工程中應用門式鋼架結構，進而擴大其市場的影響力。
【參考文獻】
[1]戚元生，蘇日華，張瑋等.門式鋼架結構在新型高效選煤廠中的應用[J].煤炭加工與綜合利用，2001，（1）：31-33.
[2]馬建華.門式鋼架結構的穩定性設計研究[J].科學時代，2014，（24）：590-591.
鋼架結構范文第4篇
關鍵詞：輕鋼門式剛架結構；設計
Abstract: the current housing structural problems, there has been much architecture beginning to use light steel frame of this kind of structure. It is in the modern style of city building, has been widely used, and become the key of morden building structure choice. Based on this, this paper mainly to the light steel frame structure design is discussed.
Keywords: light steel frame structure; design
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
就關于輕鋼門式剛架的結構設計方面，它的要求是相當高的,因此這對于搞設計的工作人員來說,就要根據實際的工程狀況,把這種結構能夠做到很好地了解以及掌握，例如相對應的范圍的大小、具體的形狀樣式以及操作特點等。與此同時，還要把這種結構的支撐性能與具體布置的情況做到盡可能詳細的掌握。
1選型配構
1.1 結構類型和截面形式的選擇要合適
按結構類型，輕型門式鋼架一般可分為單跨鋼架、雙(多)跨連續鋼架或雙(多)跨中間交接柱鋼架等類型，其截面可為等截面或變截面。其柱腳構造可為鉸接，亦可為剛接，后者具有較強的側向剛度。按鋼架梁、柱截面類型可分為實腹式鋼架及格構式鋼架。前者梁、柱一般采用H型實腹截面，其剛度較強，但其用鋼量稍多；后者一般采用小截面角鋼、鋼管等構件組合的格構式梁、柱截面，其加工制作較為復雜，但用鋼量較省，適用于大跨度鋼架。
1.2墻架系統的選擇要適宜
墻架系統劃分為端墻和縱墻兩種，墻面的實際維護材料就是墻架的本身，它能夠特別好的將強勁的風抵御在外。就縱墻的墻架來說，其主要的部分就是墻架梁、門梁、門柱還有墻架柱，在與墻架梁相對應的側面，剛度并不能很強勁表現的條件下，較為適當的做法是墻架梁彼此之間設立實際的拉條，與此同時還可以在其上層設立斜拉條和撐桿。
1.3屋蓋的選擇要合適
一般情況來說，如果選擇適合普通鋼結構這種的實際廠房的屋蓋是很重要的，根據屋面板的實際形式，它可以劃分成為兩種各異的體系，即無和有。適合無體系的屋面板是大型的具體的鋼筋混凝土類的，相比較，對有體系來說比較合適的屋面板是輕鋼類的，組成有體系的主要構件包括了撐桿、系桿、條以及拉條等等；有體系的屋架以及其支撐系統與屋蓋共同組建了一個特別穩固的骨架，達到了使屋面板彼此之間穩固連接的目的，最終能夠使得廠房屋面的實際維護體系得到較好的維護。在屋面板以及大型的屋架的直接鏈接下，必要的支撐體系以及無體系共同組建成了屋面。在當下，被十分廣泛使用的還是有體系的屋蓋。
1.4支撐系統的選擇要合適
就普通的鋼結構的實際廠房來說，其支撐系統中最主要的構成部分就是屋蓋和柱間這兩大系統。依照吊車梁的實際的所處位置，同時還可把柱間支撐系統劃分為兩層，即上下二層。另外，還可以按照柱間支撐系統的實際連接位置的差異性，把它劃分為雙片以及單片，同時還有雙片的十字交叉形、柱間支形、門架式的差別。其中下層支撐常采用門架式或者是十字交叉形，而就支撐來說，需要用綴條來連接。根據支撐桿的幾何平面形狀，重點要用于工藝生產有特殊要求的或是人字形，或是八字門架式，將八字形和十字交叉形的支撐一般按照拉桿進行設計，但不用考慮承壓情況。無論是橫向還是縱向的支撐，其形狀常為十字交叉狀，就垂直屋架的支撐來說，常見的多為十字交叉以及這兩種形狀。
1.5天窗架以及托架的選擇要合適
中間屋架的主要支承就是托架，包含雙腹壁以及單腹壁這兩種主要形式，后者的跨度通常是12到36米，一般兩端為簡支，在中間支承著一榀或者是兩榀的屋架。而雙腹壁式的托架只能用于荷載和跨度都特別大，另外還受鉅扭作用的狀況。托架一般運用平行的弦桁架，且節間的劃分都是因它所支承中間屋架彼此的距離而影響大小，屋架的頂部的高度是由托架的高度決定的。
2支撐的布置情況及實效
2.1柱間的支撐實效
（1）柱間支撐能夠承受無比的來自于縱向的壓力，例如山墻方向的縱向風，吊車梁的縱向荷載等現象。（2）柱間支撐還能夠很好地維護柱列的穩定性、避免出現縱向位移，柱列在縱向層面的具體剛度也可以得到很好的增加。（3）對于柱子平面之外之長度計算，柱間支撐也發揮著決定性的作用。（4）就剛架定位的調整、剛架安裝的維護來說，柱間支撐在其中發揮著特別好的功效以及作用。
2.2屋蓋的橫向支撐實效
（1）就屋蓋的橫向支撐來說，應將傳送縱向風的實際的荷載力至柱列的上面，當然這些柱列應該有與之相匹配的柱間支撐。（2）屋蓋橫向水平支撐還需要和柱間支撐一起將剛架的穩定性予以很好的保證，對于結構來講，這也是空間整體性得到很好保證的一個具體措施。（3）屋蓋橫向水平支撐產生的蒙皮效應和維護系統能夠共同支撐屋面梁構件，這樣屋面梁就可以盡可能的避免出現側向的彎扭，進而降低自己的穩定性能。（4）屋蓋水平支撐還能夠讓屋蓋梁達到特別好的穩固性和特別好的位置安裝。
2.3支撐體系要做到科學合理
（1）就各個彼此有差異的區段來講，支撐體系都應該與其相關的空間做到其支撐穩定性，在進行設置的階段，這個問題是不得不謹慎考慮的。（2）在建筑寬于60米的情況下，可以適當進行柱間支撐的增添，增添的位置應該位于內柱列；但是不能進行交叉支撐的對應設置，不過可以進行縱向的剛架或者剛架式的具體門式支撐之設置。（3）對于柱間支撐來講，比較和橫向之具體的支撐在相同開間進行具體的布置，只有這樣，才能夠組建為不變的幾何體系。如果不能夠實現相同開間的具體布置，就需要進行剛性系桿的具體加設。對于各道支撐之間的具體間距設置，如果沒有吊車的時候，比較適宜的距離為30到45米。如果有吊車，那么間距就需要予以適當的增大，但是不能超過60米。（4）如果沒有吊車，而且檐口高在9米以下的時候，那么比較適宜的設置為單層的柱間支撐；假定檐口高在9米之上，雙層柱間的具體支撐的設置需要依據支撐夾角確定。倘若有吊車，那么就要對兩層實施柱間支撐，但是考慮到要盡量的減少或者控制吊車梁顯現出溫度的應力，完全可以對下層不進行支撐。
3結束語
輕型門式鋼架結構可實現工廠化加工制作、現場施工組裝，方便快捷并節約建設周期；能帶來較大的空間(跨度從十幾米到七十多米)；結構堅固耐用、建筑外型新穎美觀、質優價廉、經濟效益明顯。柱網尺寸布置自由靈活，能滿足不同氣候環境條件下的施工和使用要求。就設計人員來說，應該對這種結構的特點、應用的范圍、類型的選擇進行了解并掌握，如此，這種結構才能夠真正的在建筑行業中發揮自身的功效以及價值。
參考文獻
[1]戴素娟，李海娟．門式剛架輕型鋼結構中支撐優化設計探討［J］．山西建筑，2010，36(15):37-38．
鋼架結構范文第5篇
關鍵詞：輕鋼結構；門式剛架；結構設計；工業廠房
中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：
鋼結構廠房在我國工業建筑中應用越來越普遍，并逐漸向復雜化、大型化、多功能化方向發展，實際工程中出現了一批下部為框架上部為門式剛架的混合結構形式的鋼結構廠房就是其中代表之一。這類門式剛架輕型鋼結構是單層工業廠房中一種常見的結構型式，特別是近十多年來隨著我國經濟建設的迅速發展，由于生產的需要，這類結構以其用鋼量低重量輕造價低適用范圍廣等優點而獲得廣泛的應用，不僅國外的輕鋼生產廠家紛紛將整套的廠房結構體系推向國內市場，國內的輕鋼生產廠家設計單位也紛紛轉向這類結構的生產和設計。
1門式鋼架結構平面布置
1.1溫度區段長度
門式剛架輕型房屋的屋面和外墻采用壓型鋼板時，其溫度區段長度（伸縮縫間距）可適當放寬。一般門式剛架輕型房屋鋼結構的縱向溫度區段長度不大于300m，橫向溫度區段長度不大于150m。當需要設置伸縮縫時，可在搭接凜條的螺栓連接處采用長圓孔，并使該處屋面板在構造上允許脹縮；或者設置雙柱。吊車梁與柱的連接處也沿縱向采用長圓孔。
1.2結構構件布置
在多跨剛架局部抽掉中間柱或邊柱處，可布置托架梁或托架。屋面檁條的形式和布置，應考慮天窗、通風屋脊、采光帶、屋面材料和檁條供貨規格等因素的影響；屋面壓型鋼板的板型、厚度與檁條間距和屋面荷載有關，應根據計算確定。山墻處可設置由斜梁、抗風柱和墻梁及其支撐組成的山墻墻架，或直接采用門式剛架。
1.3墻架布置
門式剛架輕型房屋鋼結構的側墻，在采用壓型鋼板作圍護面時，墻梁宜布置在剛架柱的外側，其間距隨墻板板型及規格而定，但不應大于計算確定的值。當抗震設防烈度不高于6度時，房屋的外墻可采用輕質鋼板墻或砌體；當為7度、8度時，不宜采用嵌砌砌體；9度時宜采用輕質鋼板墻或與柱柔性連接的輕質墻板。
1.4支撐布置
門式剛架結構需要采用各種可靠的支撐結構以加強結構的整體和局部穩定性及力的可靠傳遞。門式剛架結構應在其橫梁頂面設置橫向水平支撐，在剛架柱間設置柱間支撐。在每個溫度區段或者分期建設的區段中，應分別設置能獨立構成空間穩定結構的支撐體系。柱間支撐的間距應根據房屋縱向柱距、受力條件和安裝條件確定，當無吊車時宜取30～45m，當有吊車時宜設在溫度區段中部，或當溫度區段較長時宜設在三分點處，且間距不宜大于60m。房屋高度較大時，柱間支撐要分層設置。在設置柱間支撐的開間應同時設置屋蓋橫向支撐以組成幾何不變體系。當門式剛架采用按受力蒙皮結構設計的壓型鋼板屋面、墻面時，剛架橫梁不可設置縱、橫向水平支撐，剛架柱可不設柱間支撐。端部支撐宜設在溫度區段端部的第一個或第二個開間。當設置在第二個開間時，在第一開間的相應位置宜設置剛性系桿。剛架轉折處（如柱頂和屋脊）宜設置通長的剛性系桿。由支撐斜桿等組成的水平朽架，其直腹桿宜按剛性系桿考慮，也可由檁條兼作；但此時檁條應滿足壓彎構件的剛度和承載力的要求。若剛度或承載力不足，可在剛架斜梁間設置鋼管、H型鋼或其他截面形式的桿件。門式剛架結構的支撐，宜采用張緊的十字交叉圓鋼組成。圓鋼與構件的夾角應在30～60°范圍內。圓鋼端部都應由絲扣校正定位后將拉條張緊固定。
2門式鋼架構件設計
2.1剛架設計
2.1.1內力計算
對于變截面門式剛架，應采用彈性分析方法確定各種內力，只有當剛架的梁柱全部為等截面時才允許采用塑性分析方法，但后一種情況在實際工程中已很少采用。進行內力分析時通常把剛架當作平面結構對待，一般不考慮蒙皮效應，只是把它當作安全儲備。變截面門式剛架的內力通常采用桿系單元的有限元法（直接剛度法）編制程序上機計算。計算時將變截面的梁、柱構件分為若干段，每段的幾何特性當作常量，也可采用楔形單元。地震作用的效應可采用底部剪力法分析確定。當需要手算校核時可采用一般結構力學方法（如力法、位移法、彎矩分配法等）進行。
2.1.2側移計算。變截面門式剛架的柱頂側移應采用彈性分析方法確定。計算時荷載取標準值，不考慮荷載分項系數。側移計算可以和內力分析一樣在計算機上進行。《規程》給出柱頂側移的簡化公式，可以在初選構件截面時估算側移剛度，以免因剛度不足而需要重新調整構件截面。
2.2墻梁設計
墻梁的截面形式墻梁一般采用冷彎卷邊槽鋼，有時也可采用卷邊z形鋼。墻梁在其自重、墻體材料和水平風荷載作用下，也是雙向受彎構件。墻板常做成落地式并與基礎相連，墻板的重力直接傳至基礎，故墻梁的最大剛度平面在水平方向。當采用卷邊槽形截面墻梁時，為便于墻梁與剛架柱的連接而把槽口向上放置，單窗框下沿的墻梁則需槽口向下放置。墻梁應盡量等間距設置，在墻面的上沿、下沿及窗框的上沿、下沿處應設置一道墻梁。為了減少豎向荷載產生的效應，減少墻梁的豎向撓度，可在墻梁上設置拉條，并在最上層墻梁處設斜拉條將拉力傳至剛架柱，設置原則和檁條相同。墻梁可根據柱距的大小做成跨越一個柱距的簡支梁或兩個柱距的連續梁，前者運輸方便，節點構造相對簡單，后者受力合理，節省材料。
2.3支撐構件的設計
門式剛架結構中的交叉支撐和柔性系桿可按拉桿設計，非交叉支撐中的受壓桿件及剛性系桿按壓桿設計。剛架斜梁上橫向水平支撐的內力，根據縱向風荷載按支承于柱頂的水平桁架計算，并計入支撐對斜梁起減少計算長度作用而承受的力，對于交叉支撐可不計壓桿的受力。剛架柱間支撐的內力，應根據該柱列所受縱向風荷載（如有吊車，還應計入吊車縱向制動力）按支承于柱腳上的豎向懸臂桁架計算，并計入支撐對柱起減小計算長度而應承受的力，對交叉支撐可不計壓桿的受力。當同一柱列設有多道柱間支撐時，縱向力在支撐間可平均分配。支撐桿件中，拉桿可采用圓鋼制作，用特制的連接件與梁、柱腹板相連，并應以花蘭螺絲張緊。壓桿宜采用雙角鋼組成的T形截面或十字形截面，按壓桿設計的剛性系桿也可采用圓管截面。
3節點設計
門式剛架斜梁與柱的連接可采用端板豎放、端板平放和端板斜放三種形式。斜梁拼接時宜使端板與構件邊緣垂直。端板連接應按所受最大內力設計。當內力較小時，應按能承受不小于較小被連接截面承載力的一半設計。主剛架構件的連接應采用高強度螺栓，吊車梁與制動梁的連接宜采用摩擦型高強度螺栓，通常選用M16～M24。吊車梁與剛架連接處宜設長圓孔。檁條與剛架斜梁以及墻梁與柱的連接常采用M12普通螺栓。端板連接的螺栓應成對地對稱布置，在受拉翼緣和受壓翼緣的內外兩側均應設置并使每個翼緣的螺栓群中心與翼緣的中心重合或接近。螺栓中心至翼緣板表面的距離應滿足擰緊螺栓時的施工要求，不宜小于35mm。螺栓端距不應小于2倍螺栓孔徑。門式剛架受壓翼緣的螺栓不宜少于兩排。當受拉翼緣兩側各設一螺栓尚不能滿足承載力要求時，可在翼緣內側增設螺栓，其間距可取75mm，且不小于3倍孔徑。與斜梁端板連接的柱翼緣部分應與端板等厚度。當端板上兩對螺栓間的最大距離大于400mm時，應在端板的中部增設一對螺栓。同時受拉和受剪的螺栓，應驗算螺栓在拉、剪共同作用下的強度。
4結束語
隨著我國經濟的高速發展和建筑規模的不斷擴大，門式剛架輕型鋼結構在我國的應用日益廣泛。但由于許多設計人員和施工單位對這種結構了解不多，很多設計細節問題還需要廣大的設計人員在實際工作中不斷地完善。不僅要對剛架本身進行設計，作為一個結構體系，還應對結構布置、支撐系統、構件的連接及節點構造做詳細綜合的考慮。只有充分理解該類結構的設計概念，才能提高輕型門式鋼架廠房結構設計的經濟性和安全性。
參考文獻
[1]周奮生.鋼結構廠房設計中應注意的幾個問題[J]．工程建設與設計，2010，21
