门式钢架轻钢结构设计中的若干问题解析

王志鹤 姚守龙

中冶焦耐（大连）工程技术有限公司

门式钢架轻钢结构设计中的若干问题解析

王志鹤 姚守龙

中冶焦耐（大连）工程技术有限公司

钢结构建筑中有许多常见的结构类型,门式钢架轻钢结构就是其中一种。它的结构设计时的选材、檩条设计和整体变形等因素都直接影响到门式钢架轻型房屋结构使用的安全性和可靠性。这篇文章根据门式钢架轻钢结构设计中的一些常见问题进行剖析和探讨，希望对轻钢结构稳定性的改善有所帮助，也给从业人员带来一定的参考价值。

门式钢架；轻钢结构；设计

1 引言

在传统的钢结构建筑类型中，门式钢架轻钢结构体系算是一类被采用十分广泛的体系。它主要使用等截面或者变截面的焊接H型钢当做其梁柱，同时把冷弯薄壁型钢当做檩条、墙梁和墙柱，使用彩钢板当做墙板和屋面板，并配备零件、门窗等形成的相对十分完备的建筑体系。门式钢架轻钢结构设计有效的实现了材料的合理分工使用，构件尺寸比较小而且抗震性能十分好，实际施工的方式相对简便，对以后检查维修带来便利。所以，要求一些从业员工在对这个结构体系进行设计的时候，要熟悉一些影响因素的影响程度，进一步快速提升轻钢结构设计的合理性。

2 材料选取

2.1 钢材选用

一般情况下，如果计算所需的梁柱截面是由强度进行控制时，选择钢材时候要把强度当做第一影响因素；如果结构是由变形或者稳定控制时候，应当首先思考选用低强度等级的材料。另外，根据我国一些规章制度，门式钢架、吊车梁和檩条等构件要使用Q235-B或者以上等级的钢材。

2.2 焊接材料选用

通常情况下，在门式钢架轻钢结构设计时候，要和母材的种类一起考虑，选取和它相一致的相同级别的焊条或者焊丝，特别对那些直接承受动力荷载的焊接连接和厚板焊接，要选择低氢型焊条，来保障焊接材料的质量和性能以满足结构设计的切实要求。

2.3 螺栓选用

设计门式钢架轻钢结构时候，要通过高强度螺栓来和钢结构主材进行连接，同时在设计中对螺栓的性能等级以及连接材料的摩擦系数进行明确指出，来避免结构设计中的一些简单的错误。高强螺栓连接有两种类型：承压型方式和摩擦型方式。

3 柱间支撑的布置

在门式钢架轻钢结构设计时候，对柱间支撑进行布置时，要把螺钉连接的金属屋面当作冷弯薄壁Z型或C型檩条上翼缘的侧边支撑，同时保障结构设计中屋面板的厚度、板型和连接件的标准，进一步为轻钢结构供应可靠的传力。上翼缘受压的檩条为檩条强度的计算打下了根基，不再对整体稳定性进行计算。从业人员要注意如果使用直立锁缝屋面时，压型钢板和连接件内可以出现相对的滑动，就一定不能当做檩条上翼缘的支撑，避免轻钢结构设计出现问题。这时候要积极对檩条的实际稳定性进行验算，保障轻钢结构设计含有高度合理性。积极做好拉条和撑杆系统的设计，最大程度上减少薄壁檩条上下翼缘稳态缺失，来影响房屋整体结构的稳定性和安全性[1]。

考虑到轻钢结构实际情况进行计算，在这项工作基础上对每一项环节进行条理性的安排，选择合适的节点构造，保障轻钢结构设计带有合理性和可行性。在结构设计条件可行的时候，要最大程度的使用连续檩条的设置方案，减低檩条的工作耗钢量，尽可能地保证整体结构的稳态。

4 蒙皮效应分析

在设计门式钢架轻钢结构时候，如果采用蒙皮设计时，要结合实际的满足结构整体的要求，同时对纵向边缘构件、连接件和螺钉件间距进行优化配置，另外参考工程施工及进度考虑，规避未来不能满足蒙皮设计需求时对支撑系统做出的一定修改，影响了轻钢结构的实际设计要达到的程度。所以本文推荐只把蒙皮效应当做支撑系统的安全储备来考虑。

5 整体变形

一些有关的设计规范中只对钢架横向柱顶水平位移做出了合理化的限制，但是就现实情况考虑，支撑系统的柔性变形和塑性变形等因素非常容易导致很大情况位移的出现，所以一些实际从业人员在对门式钢架轻钢结构进行设计的时候，要采用钢性支撑等措施来减少变形以和位移等情况对结构整体的作用效果。如果在工作结构设计中受到一类特别因素的影响而不能够设置圆钢进行支撑时，它的设计所使用的刚性门架要规避与圆钢支撑一起使用，来规避钢架侧向位移和扭转的情况显现，进一步维护轻钢结构设计的科学性和合理性。

6 柱脚的抗风措施

根据建筑工程的实际效果来说，门式钢架轻钢结构设计中有一些问题存在，特别是在大风天气情况下，房屋纵向尺寸十分小时，钢架柱子非常容易被直接拔出来，很难高效的阻挡纵向风的荷载。这时候强化对钢架结构中的柱脚的设置是一项必要的工作，特别是在风荷载较大的地带，在对柱脚进行抗风考虑时，要充分衡量抗拔构造，同时结合门式钢架轻钢结构设计的现实因素，来对柱脚进行合理化衡量。

7 钢梁的分段

根据门式钢架轻钢结构设计的实际效果思考，钢梁分段的不同会给钢架轻钢结构的弯矩造成一些难以思考的效果，而且弯矩零点的位置也有所不同，这时候造成在实际设计时候，钢梁分段的确定包含很大的难度。为了确保这个工序的顺利开展，有关设计从业人员要同时思考很多方面的因素对钢梁的分段情况进行确认：第一，要在实际设计时候对钢梁的拼接节点做到一定的控制，最大程度上简易加工的工序。另外，要避免将梁拆分为单件复杂形状的构件，来加速加工工艺流程的顺利开展。第二，要保证钢梁的分段情况能够满足运输的要求。有关设计从业人员要把钢梁分段的长度限制约为11厘米，来保障钢梁运输车辆能够有效的转弯，进一步减低运输费用的控制。规避因为钢梁构件分段时候在运输环节受到挤压导致形状改变，进而对钢梁的实际性能产生破坏性的影响。第三，要充分考虑安装的便捷性情况。所以就要求相关施工工作人员对钢梁的拼接节点做到有效控制，最大程度上避开屋面支撑、屋面系杆和抗风柱等一些部位。所以在钢梁的分段处理的时候，相关设计人员要在对负责因素进行衡量和分析的时候，选择既经济又合理的分段方法，来让门式钢架轻钢结构设计变得更加合理和可靠[2]。

8 结语

从大的方面考虑，在我国房屋结构设计中门式钢架轻钢结构占有一定的重要位置，相关技术已经非常完善，达到了良好的应用水平。为了更好的提升门式钢架轻钢结构的合理性，从业人员要积极强化对结构设计的思考，明确其中一些影响因素的作用效果，同时对门式钢架轻钢结构的实际应用情况作出思考，有力促进工程设计质量和设计效果的完善，进一步加快门式钢架轻钢结构的现代化发展脚步。

[1]王跃磊.谈门式钢架轻钢结构设计中的若干问题.山西建筑,2014.

[2]徐森华.浅谈门式钢架轻钢结构设计中的若干问题.建筑知识:学术刊,2014.