門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)問(wèn)題

胡斌　鄧向華

摘 要：該文闡明了門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和基本設(shè)計(jì)原則，就看似簡(jiǎn)單卻容易忽略的幾個(gè)重要問(wèn)題做了詳細(xì)分析，望在設(shè)計(jì)中引起足夠重視。

關(guān)鍵詞：荷載 節(jié)點(diǎn) 縱向支撐

中圖分類號(hào)：TU392 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（c）-0059-01

近十年來(lái)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展迅猛。該結(jié)構(gòu)形式具有布局靈活、自重輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工快，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好的優(yōu)點(diǎn)，因此在輕工業(yè)廠房中得到大量廣泛的應(yīng)用。

下面就設(shè)計(jì)中常遇到的一些問(wèn)題進(jìn)行闡述。

1 荷載

1.1 恒荷載

由于門式剛架自重很輕，因此荷載對(duì)其作用非常敏感，也對(duì)用鋼量及造價(jià)非常敏感。再者，屋面在風(fēng)吸力的作用下常常會(huì)出現(xiàn)上拔力。因此如果設(shè)計(jì)時(shí)恒荷載考慮較大而實(shí)際作用恒載沒(méi)有那么大，通俗點(diǎn)說(shuō)即恒載壓不住屋面，反而對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)不安全。因此結(jié)構(gòu)恒荷載問(wèn)題雖然簡(jiǎn)單但必須重視，即要求盡可能準(zhǔn)確。

表1示例為將屋面恒載組成細(xì)化至每一層，力求荷載準(zhǔn)確而不是憑空想象。

1.2 風(fēng)荷載

風(fēng)荷載計(jì)算中經(jīng)常遇到的問(wèn)題是剛架風(fēng)荷載體型系數(shù)在《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)》（CECS102：2002）中有一套值，在《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）中有一套值。《CECS102：2002》中的剛架風(fēng)荷載體型系數(shù)適用于L/H>2.3（柱腳鉸接）、L/H>3.0（柱腳剛接），其余情況下應(yīng)采用《GB50009-2012》中的值。（注：L為廠房寬度，H為廠房屋脊高度）

很多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)有時(shí)會(huì)采用一種“取大值”的方式，即分段比較，左柱《GB50009-2012》中的體型系數(shù)大就取《GB50009-2012》中的值；左坡梁《CECS102：2002》中的體型系數(shù)大就取《CECS102：2002》中的值。這種“混搭”的方式個(gè)人以為是很錯(cuò)誤的做法。因?yàn)閯偧茱L(fēng)荷載體型系數(shù)是由風(fēng)洞試驗(yàn)做出的，是一個(gè)整體概念，并且由于剛架自重輕，風(fēng)荷載作用下經(jīng)常出現(xiàn)不同部位風(fēng)壓、風(fēng)吸不同作用的情況。因此“混搭取大值”會(huì)出現(xiàn)看似偏于保守、安全，實(shí)際作用下未必安全的情況。故剛架風(fēng)荷載體型系數(shù)應(yīng)按整套取值原則取用。

1.3 雪荷載

雪荷載需要注意的情況是很多設(shè)計(jì)人員只簡(jiǎn)單考慮了均布作用的情況，但在《GB50009-2012》中有不均勻分布的情況以及在不同屋面形式下可能存在積雪部位的位置。設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)充分注意。

另外，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)屬于對(duì)風(fēng)壓、雪壓敏感結(jié)構(gòu)。因此在基本風(fēng)壓、基本雪壓取值上應(yīng)按百年一遇考慮。在有些《GB50009-2012》中查不到具體數(shù)值的地方，應(yīng)結(jié)合全國(guó)基本風(fēng)壓、基本雪壓分布圖以及上網(wǎng)充分收集當(dāng)?shù)貧庀筚Y料情況下綜合慎重取值。不可輕易參考附近地點(diǎn)取值，以免出現(xiàn)不安全的情況。

2 節(jié)點(diǎn)

門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)檐口處常用的柱、梁節(jié)點(diǎn)連接方式有平接、豎接兩種。

平接相比較于豎接在屋面天溝布置上有優(yōu)勢(shì)。但是由于在檐口處一般柱斷面比梁斷面要小，因此在螺栓排列上豎接更有余地。另外從強(qiáng)柱弱梁的抗震概念上考慮，將連接放在梁上的豎接更為合理。

3 縱向支撐布置

縱向支撐布置有兩種基本形式，有吊車時(shí)布置在廠房中部或廠房較長(zhǎng)時(shí)布置在1/3位置處，無(wú)吊車時(shí)布置在廠房端部。為什么位置不一樣？

首先，就支撐受力合理性來(lái)講，肯定還是在端部更為合理，這樣有利于中間位置的剛架傳力，并且從抗震角度看，將剛度大的支撐放置在建筑物四周有利于結(jié)構(gòu)的受扭。但是，從結(jié)構(gòu)消耗溫度次應(yīng)力的角度看，將支撐放于端部不利于溫度應(yīng)力的耗散。

無(wú)吊車時(shí)，剛架之間的縱向是用系桿連接的，由于系桿本身剛度較小，并且一般系桿與剛架之間是用普通螺栓連接的，普通螺栓由于安裝精度相對(duì)較低，螺栓兩端的構(gòu)件可以有一定的位移變形。這些特征有利于將溫度次應(yīng)力消耗。因此，支撐布置在端部既滿足結(jié)構(gòu)受力的合理性，又不致產(chǎn)生過(guò)大的有害溫度應(yīng)力。

有吊車時(shí)，吊車梁本身剛度很大，支撐若布置在端部，產(chǎn)生的有害溫度應(yīng)力無(wú)法耗散。只能退而求其次，將支撐布置于中部。由于吊車梁的剛度很大，廠房端部的剛架在縱向的扶持也不致于很弱。因此滿足要求。

4 結(jié)語(yǔ)

門式剛架設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展雖然可以說(shuō)已經(jīng)很成熟了，但是正是由于太過(guò)成熟，往往在一些看似簡(jiǎn)單卻很重要的問(wèn)題上容易忽視。因此還須認(rèn)真把握住關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)

[1] 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)（CECS102： 2002）[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.

[2] 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[3] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.endprint

摘 要：該文闡明了門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和基本設(shè)計(jì)原則，就看似簡(jiǎn)單卻容易忽略的幾個(gè)重要問(wèn)題做了詳細(xì)分析，望在設(shè)計(jì)中引起足夠重視。

關(guān)鍵詞：荷載 節(jié)點(diǎn) 縱向支撐

中圖分類號(hào)：TU392 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（c）-0059-01

近十年來(lái)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展迅猛。該結(jié)構(gòu)形式具有布局靈活、自重輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工快，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好的優(yōu)點(diǎn)，因此在輕工業(yè)廠房中得到大量廣泛的應(yīng)用。

下面就設(shè)計(jì)中常遇到的一些問(wèn)題進(jìn)行闡述。

1 荷載

1.1 恒荷載

由于門式剛架自重很輕，因此荷載對(duì)其作用非常敏感，也對(duì)用鋼量及造價(jià)非常敏感。再者，屋面在風(fēng)吸力的作用下常常會(huì)出現(xiàn)上拔力。因此如果設(shè)計(jì)時(shí)恒荷載考慮較大而實(shí)際作用恒載沒(méi)有那么大，通俗點(diǎn)說(shuō)即恒載壓不住屋面，反而對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)不安全。因此結(jié)構(gòu)恒荷載問(wèn)題雖然簡(jiǎn)單但必須重視，即要求盡可能準(zhǔn)確。

表1示例為將屋面恒載組成細(xì)化至每一層，力求荷載準(zhǔn)確而不是憑空想象。

1.2 風(fēng)荷載

風(fēng)荷載計(jì)算中經(jīng)常遇到的問(wèn)題是剛架風(fēng)荷載體型系數(shù)在《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)》（CECS102：2002）中有一套值，在《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）中有一套值。《CECS102：2002》中的剛架風(fēng)荷載體型系數(shù)適用于L/H>2.3（柱腳鉸接）、L/H>3.0（柱腳剛接），其余情況下應(yīng)采用《GB50009-2012》中的值。（注：L為廠房寬度，H為廠房屋脊高度）

很多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)有時(shí)會(huì)采用一種“取大值”的方式，即分段比較，左柱《GB50009-2012》中的體型系數(shù)大就取《GB50009-2012》中的值；左坡梁《CECS102：2002》中的體型系數(shù)大就取《CECS102：2002》中的值。這種“混搭”的方式個(gè)人以為是很錯(cuò)誤的做法。因?yàn)閯偧茱L(fēng)荷載體型系數(shù)是由風(fēng)洞試驗(yàn)做出的，是一個(gè)整體概念，并且由于剛架自重輕，風(fēng)荷載作用下經(jīng)常出現(xiàn)不同部位風(fēng)壓、風(fēng)吸不同作用的情況。因此“混搭取大值”會(huì)出現(xiàn)看似偏于保守、安全，實(shí)際作用下未必安全的情況。故剛架風(fēng)荷載體型系數(shù)應(yīng)按整套取值原則取用。

1.3 雪荷載

雪荷載需要注意的情況是很多設(shè)計(jì)人員只簡(jiǎn)單考慮了均布作用的情況，但在《GB50009-2012》中有不均勻分布的情況以及在不同屋面形式下可能存在積雪部位的位置。設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)充分注意。

另外，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)屬于對(duì)風(fēng)壓、雪壓敏感結(jié)構(gòu)。因此在基本風(fēng)壓、基本雪壓取值上應(yīng)按百年一遇考慮。在有些《GB50009-2012》中查不到具體數(shù)值的地方，應(yīng)結(jié)合全國(guó)基本風(fēng)壓、基本雪壓分布圖以及上網(wǎng)充分收集當(dāng)?shù)貧庀筚Y料情況下綜合慎重取值。不可輕易參考附近地點(diǎn)取值，以免出現(xiàn)不安全的情況。

2 節(jié)點(diǎn)

門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)檐口處常用的柱、梁節(jié)點(diǎn)連接方式有平接、豎接兩種。

平接相比較于豎接在屋面天溝布置上有優(yōu)勢(shì)。但是由于在檐口處一般柱斷面比梁斷面要小，因此在螺栓排列上豎接更有余地。另外從強(qiáng)柱弱梁的抗震概念上考慮，將連接放在梁上的豎接更為合理。

3 縱向支撐布置

縱向支撐布置有兩種基本形式，有吊車時(shí)布置在廠房中部或廠房較長(zhǎng)時(shí)布置在1/3位置處，無(wú)吊車時(shí)布置在廠房端部。為什么位置不一樣？

首先，就支撐受力合理性來(lái)講，肯定還是在端部更為合理，這樣有利于中間位置的剛架傳力，并且從抗震角度看，將剛度大的支撐放置在建筑物四周有利于結(jié)構(gòu)的受扭。但是，從結(jié)構(gòu)消耗溫度次應(yīng)力的角度看，將支撐放于端部不利于溫度應(yīng)力的耗散。

無(wú)吊車時(shí)，剛架之間的縱向是用系桿連接的，由于系桿本身剛度較小，并且一般系桿與剛架之間是用普通螺栓連接的，普通螺栓由于安裝精度相對(duì)較低，螺栓兩端的構(gòu)件可以有一定的位移變形。這些特征有利于將溫度次應(yīng)力消耗。因此，支撐布置在端部既滿足結(jié)構(gòu)受力的合理性，又不致產(chǎn)生過(guò)大的有害溫度應(yīng)力。

有吊車時(shí)，吊車梁本身剛度很大，支撐若布置在端部，產(chǎn)生的有害溫度應(yīng)力無(wú)法耗散。只能退而求其次，將支撐布置于中部。由于吊車梁的剛度很大，廠房端部的剛架在縱向的扶持也不致于很弱。因此滿足要求。

4 結(jié)語(yǔ)

門式剛架設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展雖然可以說(shuō)已經(jīng)很成熟了，但是正是由于太過(guò)成熟，往往在一些看似簡(jiǎn)單卻很重要的問(wèn)題上容易忽視。因此還須認(rèn)真把握住關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)

[1] 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)（CECS102： 2002）[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.

[2] 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[3] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.endprint

摘 要：該文闡明了門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和基本設(shè)計(jì)原則，就看似簡(jiǎn)單卻容易忽略的幾個(gè)重要問(wèn)題做了詳細(xì)分析，望在設(shè)計(jì)中引起足夠重視。

關(guān)鍵詞：荷載 節(jié)點(diǎn) 縱向支撐

中圖分類號(hào)：TU392 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（c）-0059-01

近十年來(lái)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展迅猛。該結(jié)構(gòu)形式具有布局靈活、自重輕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工快，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好的優(yōu)點(diǎn)，因此在輕工業(yè)廠房中得到大量廣泛的應(yīng)用。

下面就設(shè)計(jì)中常遇到的一些問(wèn)題進(jìn)行闡述。

1 荷載

1.1 恒荷載

由于門式剛架自重很輕，因此荷載對(duì)其作用非常敏感，也對(duì)用鋼量及造價(jià)非常敏感。再者，屋面在風(fēng)吸力的作用下常常會(huì)出現(xiàn)上拔力。因此如果設(shè)計(jì)時(shí)恒荷載考慮較大而實(shí)際作用恒載沒(méi)有那么大，通俗點(diǎn)說(shuō)即恒載壓不住屋面，反而對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)不安全。因此結(jié)構(gòu)恒荷載問(wèn)題雖然簡(jiǎn)單但必須重視，即要求盡可能準(zhǔn)確。

表1示例為將屋面恒載組成細(xì)化至每一層，力求荷載準(zhǔn)確而不是憑空想象。

1.2 風(fēng)荷載

風(fēng)荷載計(jì)算中經(jīng)常遇到的問(wèn)題是剛架風(fēng)荷載體型系數(shù)在《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)》（CECS102：2002）中有一套值，在《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）中有一套值。《CECS102：2002》中的剛架風(fēng)荷載體型系數(shù)適用于L/H>2.3（柱腳鉸接）、L/H>3.0（柱腳剛接），其余情況下應(yīng)采用《GB50009-2012》中的值。（注：L為廠房寬度，H為廠房屋脊高度）

很多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)有時(shí)會(huì)采用一種“取大值”的方式，即分段比較，左柱《GB50009-2012》中的體型系數(shù)大就取《GB50009-2012》中的值；左坡梁《CECS102：2002》中的體型系數(shù)大就取《CECS102：2002》中的值。這種“混搭”的方式個(gè)人以為是很錯(cuò)誤的做法。因?yàn)閯偧茱L(fēng)荷載體型系數(shù)是由風(fēng)洞試驗(yàn)做出的，是一個(gè)整體概念，并且由于剛架自重輕，風(fēng)荷載作用下經(jīng)常出現(xiàn)不同部位風(fēng)壓、風(fēng)吸不同作用的情況。因此“混搭取大值”會(huì)出現(xiàn)看似偏于保守、安全，實(shí)際作用下未必安全的情況。故剛架風(fēng)荷載體型系數(shù)應(yīng)按整套取值原則取用。

1.3 雪荷載

雪荷載需要注意的情況是很多設(shè)計(jì)人員只簡(jiǎn)單考慮了均布作用的情況，但在《GB50009-2012》中有不均勻分布的情況以及在不同屋面形式下可能存在積雪部位的位置。設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)充分注意。

另外，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)屬于對(duì)風(fēng)壓、雪壓敏感結(jié)構(gòu)。因此在基本風(fēng)壓、基本雪壓取值上應(yīng)按百年一遇考慮。在有些《GB50009-2012》中查不到具體數(shù)值的地方，應(yīng)結(jié)合全國(guó)基本風(fēng)壓、基本雪壓分布圖以及上網(wǎng)充分收集當(dāng)?shù)貧庀筚Y料情況下綜合慎重取值。不可輕易參考附近地點(diǎn)取值，以免出現(xiàn)不安全的情況。

2 節(jié)點(diǎn)

門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)檐口處常用的柱、梁節(jié)點(diǎn)連接方式有平接、豎接兩種。

平接相比較于豎接在屋面天溝布置上有優(yōu)勢(shì)。但是由于在檐口處一般柱斷面比梁斷面要小，因此在螺栓排列上豎接更有余地。另外從強(qiáng)柱弱梁的抗震概念上考慮，將連接放在梁上的豎接更為合理。

3 縱向支撐布置

縱向支撐布置有兩種基本形式，有吊車時(shí)布置在廠房中部或廠房較長(zhǎng)時(shí)布置在1/3位置處，無(wú)吊車時(shí)布置在廠房端部。為什么位置不一樣？

首先，就支撐受力合理性來(lái)講，肯定還是在端部更為合理，這樣有利于中間位置的剛架傳力，并且從抗震角度看，將剛度大的支撐放置在建筑物四周有利于結(jié)構(gòu)的受扭。但是，從結(jié)構(gòu)消耗溫度次應(yīng)力的角度看，將支撐放于端部不利于溫度應(yīng)力的耗散。

無(wú)吊車時(shí)，剛架之間的縱向是用系桿連接的，由于系桿本身剛度較小，并且一般系桿與剛架之間是用普通螺栓連接的，普通螺栓由于安裝精度相對(duì)較低，螺栓兩端的構(gòu)件可以有一定的位移變形。這些特征有利于將溫度次應(yīng)力消耗。因此，支撐布置在端部既滿足結(jié)構(gòu)受力的合理性，又不致產(chǎn)生過(guò)大的有害溫度應(yīng)力。

有吊車時(shí)，吊車梁本身剛度很大，支撐若布置在端部，產(chǎn)生的有害溫度應(yīng)力無(wú)法耗散。只能退而求其次，將支撐布置于中部。由于吊車梁的剛度很大，廠房端部的剛架在縱向的扶持也不致于很弱。因此滿足要求。

4 結(jié)語(yǔ)

門式剛架設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展雖然可以說(shuō)已經(jīng)很成熟了，但是正是由于太過(guò)成熟，往往在一些看似簡(jiǎn)單卻很重要的問(wèn)題上容易忽視。因此還須認(rèn)真把握住關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)

[1] 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)（CECS102： 2002）[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.

[2] 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[3] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.endprint