門式剛架輕型鋼結構房屋設計中的常見問題分析

陳武

摘要：對于鋼結構房屋建筑來講，有非常多的結構類型，門式鋼架輕型鋼結構就是其中的一種。對于這種結構來講，其設計過程中選材以及檁條設計和整體變形等相關因素都需要考慮，因為直接影響到了鋼結構，房屋結構本身的安全性以及可靠性。所以在本文論述內容中，將對門式剛架輕型鋼結構設計過程中存在的相關問題進行探討與分析，以期能夠為從業人員帶來一定的參考價值。

關鍵詞：門式鋼架;輕鋼結構;設計問題

1.前言

過去傳統的鋼結構房屋建筑類型當中，門式鋼架輕型鋼結構算是非常廣泛的一種體系，在使用與設計過程中，主要采用等截面或者是變截面的焊接H型鋼作為結構梁柱，然后將冷彎薄壁型鋼作為檁條以及墻柱，同時在使用彩鋼板作為墻面或者是屋面板材，再結合其他的一些零件和門窗，構成了非常完善的房屋建筑體系。所以對于門式剛架輕型鋼結構房屋結構來講，充分體現了材料的合理分工與使用鋼結構構件的尺寸都比較小，同時也能夠擁有非常好的抗震性能，在使用過程中簡單便捷，后續的維修也非常便利。

2.材料的選擇

2.1鋼材的選擇

一般情況下經計算所得的梁柱截面，或是依托梁柱本身的強度進行控制，那么在進行鋼材選擇的時候，需要將強度作為第一，影響要素若是結構本身是根據變形或者是穩定性進行控制，那么需要考慮到使用低強度等級的鋼材。除此之外，根據當前我國所出臺的與鋼結構建筑有關的規范標準，門式剛架以及吊車梁和檁條等相關結構構件，需要選擇Q235-B或者是以上等級的鋼材作為主體結構材料使用。

2.2焊接材料的選擇與使用

對于門式剛架輕型鋼結構房屋設計來講，應當在選擇焊接材料的時候，保證和鋼材的種類綜合進行考慮選擇和鋼材種類相同等級的焊條或者是焊絲作為焊接用材，尤其是那些直接承受動力荷載的焊接連接以及厚板焊接，應當選擇使用低輕型焊條，從而確保焊接材料的質量以及性能，能夠滿足鋼結構房屋建筑設計的強度及穩定性要求。

2.3螺栓選擇

對于門式剛架輕型鋼結構設計，應當通過高強度的螺栓和鋼結構對結構的主材料進行連接，在設計階段，應當對螺栓本身的性能等級，以及所連接材料的摩擦系數進行計算并確定，避免在選擇螺栓時出現選擇錯誤。一般情況下，在進行高強度螺栓連接時，主要選擇兩種分別是承壓型螺栓以及摩擦型螺栓。

3.屋面支撐系統設計

門式剛架輕型鋼結構房屋設計，在進行支撐設計與布置的過程中，需要將螺釘連接Z型或C型檁條，在此過程中還需要保證鋼結構房屋當中屋面板的厚度，以及鋼材版型和連接件的標準，從而使輕型鋼結構能夠擁有可靠的傳力結構。對于從業人員來講，需要注意的是在設計過程中，如果使用直立鎖縫屋面的時候，對于壓型鋼板以及連接件來講可能會出現相對滑動，所以不能夠當做檁條上翼緣的支撐，否則就可能會導致輕型鋼結構設計出現問題，所以要針對各結構的實際穩定性進行合理檢驗及計算，確保結構本身設計擁有合理性。還需要做好拉條以及撐桿系統的設計，最大程度上降低邊緣穩定缺失的降低，從而使鋼結構房屋整體的結構穩定性以及安全性得到提升。在實際計算過程中考慮到輕型鋼結構的實際狀況在每一項工作環節都需要進行合理安排，并選擇合適的節點構造，確保整個結構設計擁有合理性以及可行性。

4.蒙皮效應分析

對于門式剛架輕型鋼結構圍護設計，若是采用蒙皮設計方法，那么需要根據實際狀況對整體結構的設計要求進行確定，而且還需要對縱向邊緣構件以及連接件和螺釘件之間的間距進行合理優化配置，然后要結合工程的施工以及進度相關因素進行考慮，規避未來設計過程中不能夠滿足母體設計的需求時支撐系統所需要進行的修改。

5.整體變形問題

對于整體變形問題來講一些有關的設計規范當中，只是針對鋼結構本身的橫向柱頂水平位移進行了優化限制，但從實際狀況來看，支撐系統本身的柔性變形以及塑性變形等相關因素也會導致位移問題的出現，對于專業的從業人員來講，應當在對門式剛架輕型鋼結構房屋設計過程中，采用剛性支撐等相應的措施來規避變形問題的出現，從而達到對房屋建筑結構整體進行調整與優化的效果。如果在工作過程中結構設計時受到特殊因素的影響，而不能夠進行圓鋼支撐設計，應當將剛性門架規避和原裝支撐共同進行使用，從而使鋼架側向位移以及扭轉的狀況得到明顯緩解，進一步使輕鋼結構設計的科學及合理性得到提升。

6.抗風措施

門式剛架輕型鋼結構房屋建筑，在使用過程中所面臨的最主要問題就是在大風天氣狀況下，房屋本身可能會面臨倒塌與傾斜的危險，所以基于當前鋼結構，房屋建筑工程的實際施工來看，在大風天氣狀況下，房屋的縱向尺寸如果十分小，那么鋼架柱子很可能會被直接拔出來，難以抵抗縱向風所產生的荷載。在這種狀況下進行鋼結構當中柱腳的設置是一項非常重要的工作，尤其是在風荷載比較大的地區，應當對鋼結構房屋的柱腳進行抗風措施設計充分衡量抗拔構造，并結合門式剛架的輕型鋼結構設計現實因素，對柱腳進行優化設計衡量。

7.鋼梁分段問題

在輕型鋼結構房屋設計過程中，鋼梁分段不同可能會對結構本身的彎矩造成一些影響，所以在實際設計過程中，鋼梁分段的確定是較為重要的工作，為了保證后續工序得以順利開展設計工作人員應當基于實際施工要求，考慮到多方面因素對鋼梁分段進行確認。首先是要在設計過程中，應當針對鋼梁的拼接節點進行合理控制，最大程度上保證后續的加工工序能夠簡單快速，而且還需要避免將梁拆分成單件復雜形狀的構件。其次是應當保證鋼梁本身的分段情況可以滿足結構運輸的要求，設計工作人員應當從鋼梁分段的長度進行考慮對其進行限制，確保在運輸過程中車輛能夠有效轉彎，降低運輸過程中的費用控制與風險控制。最后就是應當考慮到安裝的便捷性，所以設計工作人員應當對鋼梁拼接節點進行合理控制。

8.結束語

綜上所述，在當前建筑水平發展的過程中，鋼結構建筑的受歡迎程度也在不斷提升。對于門式剛架輕型鋼結構房屋設計來講，在實施的過程中存在的影響因素是非常多的，對建筑物的主體穩定性與結構安全性造成的影響，在這一背景下需要對存在的問題進行合理分析并解決，全面提高鋼結構房屋設計水平。

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