門式鋼架輕型房屋的應(yīng)用

摘 要：文章介紹了門式鋼架輕型房屋的概念及其適用范圍和主要優(yōu)點，重點分析了門式鋼架輕型房屋設(shè)計中應(yīng)該注意的問題和遇到問題時應(yīng)采取的措施，并介紹了門式鋼架輕型房屋施工時應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：門式鋼架；壓型鋼板；屋面活荷載

1 適用范圍

所謂門式鋼架輕型房屋通常是指由下列鋼材所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)：（1）冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)；（2）熱軋輕型鋼結(jié)構(gòu)；（3）焊接或高頻焊接輕型鋼結(jié)構(gòu)；（4）輕型鋼管結(jié)構(gòu)；（5）板壁較薄的焊接組合梁及焊接組合柱而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。

2 主要優(yōu)點

2.1 施工周期短：門式鋼架輕型房屋的最大優(yōu)點是所有構(gòu)件均可以由工廠制作現(xiàn)場拼接安裝，對一般規(guī)模較小的工業(yè)廠房僅需45天至2個月，而若采用鋼筋混凝土建筑則要8～12個月左右。

2.2 綜合經(jīng)濟效益好：由于施工周期短，可以提前投入使用，提前獲取投資效益；更由于采用色彩鮮艷的彩色壓型鋼板，美觀華麗，改善了周邊環(huán)境的動態(tài)感；因為建筑物本身的自重輕，一般情況下不需要做樁基，可以節(jié)省投資；由于采用了聚苯已烯泡沫夾心板或單板加保溫棉等措施后，使保溫、隔熱等效果良好。

2.3 抗震性能好：由于鋼結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)、自重輕，因而能有效地降低地震響應(yīng)及災(zāi)害影響程度，極有利于抗震。我國是一個多地震區(qū)國家，在地震區(qū)建筑中應(yīng)多推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，必可大大減少地震災(zāi)害和人員傷亡。

2.4 宜于拆卸搬遷：一旦業(yè)主對所造廠址不滿意或外界環(huán)境發(fā)生意想不到的變化，則整個建筑可在很短時間內(nèi)拆遷，損失極小，而所有這些是鋼筋混凝土建筑所無法具備的。

正是由于門式鋼架輕型房屋的諸多優(yōu)點，而且隨著近年來防火、防腐新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，已較好地解決了輕鋼結(jié)構(gòu)抗腐蝕性差的缺點，使得它在工業(yè)廠房以及民用設(shè)施中獲得了廣泛的應(yīng)用。

3 設(shè)計指標

門式鋼架輕型房屋作為普通鋼結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)，其基本計算理論和后者基本相同。詳細情況可參見上海市標準DBJ08-68-97《輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》和中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準CECS102：2002《門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，這里僅著重強調(diào)幾點：

3.1 屋面活荷載取值

屋面均布活荷載標準值應(yīng)取0.5kN/m2，對支承壓型鋼板等輕屋面構(gòu)件，當僅有一個可變荷載，且受荷面積水平投影面積超過60m2時，屋面均布活荷載標準值可取0.3kN/m2，而國外要考慮0.15-0.5N/m2的附加荷載，而我們無此規(guī)定，遇到超載情況，就要出安全問題。依照我的設(shè)計經(jīng)驗，屋面結(jié)構(gòu)包括屋面板和檁條，其活荷載要提高到0.5kN/m2。屋面施工或檢修集中荷載，其標準值取1.0KN，當施工荷載有可能超過上述荷載時，應(yīng)按實際情況取用。

3.2 受彎構(gòu)件的撓度與跨度比等指標要控制

門式鋼架斜梁僅支承壓型鋼板屋面和冷彎型鋼檁條時，受彎構(gòu)件的撓度與跨度比限值為1/180，其它情況下更加嚴格，除驗算坡面斜梁撓度外，是否要驗算跨中下垂度過去一直不明確，可能不包括屋脊點垂度，現(xiàn)在看來應(yīng)該是計算的。一般是將構(gòu)件分段，用等截面程序計算，每段都要計算水平和豎向位移，不能大于允許值，等于要驗算跨中垂度。跨中垂度反映屋面豎向剛度，剛度太小豎向變形就大。坡度本來就小，脊點下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。

3.3 在用材上應(yīng)優(yōu)先采用“H”形鋼，它受力合理，拼接方便，加工容易。對于承重結(jié)構(gòu)宜用Q235鋼和低合金鋼中的16Mn、15MnV或15MnV鋼，但需注意Q235-A鋼的含碳量不作為交貨條件，可焊性無保證，故不宜采用作焊接結(jié)構(gòu)。對于板厚大于25mm的梁翼緣與柱，現(xiàn)場焊接的梁柱節(jié)點不宜用Q235-B.F，應(yīng)盡量選用Q235-B，對于特別重要結(jié)構(gòu)宜選用Q235-C或Q235-D。

3.4 對厚度為17～40mm的Q235鋼的設(shè)計指標比現(xiàn)行GB 50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定值提高5Mpa（上海標準），焊縫強度也作了相應(yīng)調(diào)整。

3.5 考慮了技術(shù)進步因素，將主要受力構(gòu)件的壁厚調(diào)小了，即在現(xiàn)行GBJ18-97《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》中的主要受力構(gòu)件的壁厚不小于2mm調(diào)整為不小1.5mm，框架梁柱構(gòu)件不小于3mm。

3.6 在風荷載作用下，門式剛架的側(cè)移按GB 50018-2002《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定為柱頂高度的1/150。但在這2個規(guī)程中均作了細化規(guī)定并作相應(yīng)調(diào)整，但具體數(shù)值不盡相同。設(shè)計者在使用時宜予以注意。

4 施工要點

門式鋼架輕型房屋作為一種比較特殊的結(jié)構(gòu)，在施工時應(yīng)注意很多問題，一旦處理不當，就會出事故，下面介紹一下門式鋼架輕型房屋在施工中容易出現(xiàn)的幾種情況：

4.1 柱子拔出

有的剛架在大風時柱子被拔起，這是實際中常出現(xiàn)的事故。主要原因不是剛架計算失誤，而且設(shè)計柱間支撐時，未考慮支撐傳給柱腳的拉力。尤其是房屋縱向尺度較小時，只設(shè)置少量柱間支撐來抵抗縱向風荷載，支撐傳給柱腳的拉力很大，而柱腳又沒有采取可靠的抗拔措施，很可能將柱子拔起。因此，在風荷載較大的地區(qū)剛架柱受拉時，在柱腳應(yīng)考慮抗拔構(gòu)造，例如錨栓端部設(shè)錨板等。

4.2 沒有柱間支撐

這種情況最近較多，這樣肯定不行。目前沒有任何一本規(guī)范允許不設(shè)支撐。特別是柱間支撐，受力較大，絕不能省略。

4.3 端板合不上

端板連接是結(jié)構(gòu)的重要部位。由于加工要求不嚴，而腹板與端板間有夾角，有的工程兩塊端板完全對不上，合不起來。強行用螺栓拉在一起，仍留下很寬縫隙，嚴重影響工程質(zhì)量。

4.4 錨栓不垂直

框架柱柱腳底板水平度差，錨栓不垂直，柱子安裝后不在一條直線上，東倒西歪，使房屋外觀很難，這種情況不少。錨栓安裝應(yīng)堅持先將底板用下部調(diào)整螺栓調(diào)平，再用無收縮砂漿二次灌漿填實。

4.5 保溫材料吸水超重

有些房屋雪不大就垮了，究其原因，是屋面防水施工太差，雪融化后水逐漸滲入，為保溫材料所吸收。今年冬季下雪次數(shù)很多，下雪時間較長。如果屋面的設(shè)計荷載很小，當吸水量達到一定程度，超過了結(jié)構(gòu)的承載能力，就會倒塌發(fā)生事故。

4.6 保溫材料安裝混亂

保溫材料一般采用玻璃棉，其厚度根據(jù)熱功計算確定。當采用內(nèi)層鋼板吊頂時，不是將保溫卷材壓在檁條上，而是為了施工方便，將保溫材料剪斷，放在檁條之間的吊頂上，形成冷橋。加之，冬季混凝土地坪施工作業(yè)時，將周邊門窗關(guān)閉，由于室內(nèi)外溫差大，大量水汽在屋頂凝集，由吊頂鋼板搭接處流下，形成了“外面不下里面下”的狀況，使工程不能交工。經(jīng)驗告訴我們，當保溫材料有隔氣層并保持接縫處密封時，卷材是干燥的，無隔氣層時卷材是濕的。

5 結(jié)束語

門式鋼架輕鋼房屋以其施工周期短、綜合經(jīng)濟效益好、用途廣泛、施工周期短等特點，已大量應(yīng)用于單層工業(yè)廠房、多層工業(yè)廠房的設(shè)計。所以設(shè)計單位要對門式鋼架輕鋼房屋結(jié)構(gòu)的各方面充分了解、做好設(shè)計，施工單位要對門式鋼架輕鋼房屋結(jié)構(gòu)的施工高度重視、按圖施工，保證施工的質(zhì)量。

參考文獻

[1]GB 50017-2003.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB 50018-2002.冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范[S].