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摘 要文章简述了门式刚架设计的基本遵循原则及屋盖，墙体和支撑的基本布置。
关键词门式刚架；支撑
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)061-0197-01
1门式刚架的一般规定
门式刚架体系是由门式刚架，屋盖体系，支撑体系等的一个组成系。设计门式刚架轻型房屋钢结构，必须具有足够的强度，刚度和稳定性，才能抵抗来自屋面，墙面，吊车设备，地震作用等各种竖向及水平荷载的作用。其适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹式，具有轻型屋盖和外墙，无桥式吊车或起重量不大于20t，工作等级为A1~A5（即轻，中级工作制等级）的桥式或梁式起重机或3t悬挂吊车的单层工业厂房和公共建筑。需要注意的是它不合用于强侵蚀性介质作用的房屋。门式刚架的跨度宜采用9~36m，其跨度应取横向钢架柱轴线间的距离，公共建筑的柱轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向轴线；工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮。当柱宽度不等时，其外侧应对齐。门式刚架的平均高度宜采用4.5~9.0m；当有桥式吊车时不宜大于12m。门式刚架的高度应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度。高度应根据使用要求的室内净高决定；有吊车的大厂房尚应根据轨顶标高和吊车净空的要求确定。柱距宜采用6~9m，最大不宜超过12m；跨度不大于18m时，宜为6m。跨度大于18m时，宜为7.5m；跨度较小时，也可采用4.5m.挑檐长度可根据使用要求确定，宜采用0.5~1.2m.其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。根据跨度，高度和荷载不同，门式刚架的柱可采用变截面或等截面实腹式焊接工字形截面或轧制H型截面。设有桥式或梁式吊车时，柱宜采用等截面构件。变截面柱通常通过改变腹板的高度，做成渐变截面楔形构件，其最大截面高度宜取最小截面高度的2~3倍，最小高度不宜小于200mm.横梁的截面高度，当为实腹式时，可取跨度的1/30~1/40；当为格构式时，可取跨度的1/15~1/25。其横梁可采用等高截面（跨度较小时）或变高截面形式，必要时，宜在节点处或弯矩较大处加腋。工字形截面构件腹板的受剪板幅，当腹板的高度变化不超过60mm/m时，可考虑屈曲后强度；当利用腹板屈曲后抗剪强度时，横向加劲肋的间距宜取腹板计算高度hw的1.0~2.0倍。
门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度（伸缩缝间距）以及缝的构造，应符合如下规定（如不超过规定则不必考虑温度应力和温度變形的影响）：①纵向温度区段（垂直刚架跨度方向）不宜大于220m；②对柱底铰接的横向温度区段（沿刚架跨度方向）不大于150m；③对全刚接刚架的横向温度区段（沿刚架跨度方向）不大于120m；④采暖地区的非采暖房屋，以上温度区段宜降低15%；有可靠计算依据时，温度区段可适当加大；⑤纵向伸缩缝处可设置双排刚架，或者将在伸缩缝处的檩条，吊车梁等构件与主体结构的连接采用长圆孔的螺栓连接方案，此时应允许屋面板在构造上有涨缩的 可能。不论采用何种方案，构件间均应留有足够的伸缩余量。
门式刚架，吊车梁和焊接的檩条，墙梁等宜用Q235B或Q345A以上等级的钢材；非焊接构件可采用Q235A级钢；压型钢板应根据板型规定选择钢材；用于承重的冷弯薄壁型钢，轻型热轧型钢和钢板，应采用符合现行国家标准《碳素结构钢》规定的Q235钢和《低合金高强度结构钢》规定的Q345钢。
荷载：跨高比l/h不大于4的门式刚架应按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）计算风荷载标准值Wk及风荷载体形系数us，不考虑风振系数，但当跨高比l/h大于4的门式刚架及房屋所有围护结构的风荷载标准值Wk及风荷载体形系数us，宜按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》GECS102：2002取用。悬挂在刚架上的附加永久物体重量：喷淋系统，机械设备，电力系统和吊顶等悬挂荷载应视为恒载，按实际情况取用。竖向荷载通常是设计的控制荷载，但当风荷载较大，房屋较高或轻屋面的屋面坡度小时，尤其是部分封闭式建筑，风荷载的作用不应忽视。对于屋面檩条在上吸风力的作用下，应考虑其下翼缘可能因受压而失稳，应进行验算。其次 ，在轻型屋面门式刚架中，设防烈度7度及以下，地震作用一般不起到控制作用。但当与一层以上的附属建筑连接时，仍应进行抗震验算。荷载中特别要注意的是轻型钢结构房屋对雪荷载十分敏感，特别是严寒地区和雪荷载较大地区，如沈阳2007年的百年不遇的大雪致使大量厂房压毁坍塌。故门式刚架的设计应考虑雪荷载的不均匀分布，半跨堆载和高大女儿墙处雪的堆积以及多跨门式刚架天沟处雪的堆积引起的雪荷载的增大。
2屋盖与墙体
门式刚架轻型房屋钢结构的屋盖一般采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条。檩条可以设计成简支或连续构件。檩条间应该设置拉条或者撑杆，檩条跨度大于4m设一道，跨度大于6m，应在三分点处各设一道。檩条设计应符合《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 》的规定。宜采用实腹式构件，也可采用空腹式构件；跨度大于9m时宜采用格构式构件。实腹式檩条宜采用卷边槽形或斜卷边Z形冷弯薄壁型钢，也可采用直卷边Z形冷弯薄壁型钢。门式刚架的外墙当抗震设防烈度为7度，8度时，可采用轻型钢墙板或非嵌砌砌体，9度时，宜采用轻质钢墙板或与柱柔性连接的轻质墙板。非抗震设计或抗震设防烈度为6度时，也可采用砌体外墙或底部为砌体，上部为轻质材料的外墙。且侧墙的布置应考虑布置门窗，挑檐，雨蓬等要求。门式刚架轻型房屋可采用隔热卷材作屋面隔热层和保温层，也可采用带隔热层的板材作屋面。
3支撑布置
门式刚架轻型房屋钢结构，每个温度区段应分别设置支撑体系，使之成为独立的稳定结构体系。柱间支撑宜设置在每个端部第一开间，当设置在第二开间时，应在第一开间设置刚性系杆。跨度大于15m或有抗震设防要求时，应按规范规定设置屋盖支撑，以组成几何不变体系，在屋盖横向交叉支撑之间应设直的刚性系杆。单跨门式刚架的边柱和多跨门式刚架的边柱和内柱均宜设柱间支撑。当温度区段较长时，除两端柱间支撑外，尚宜在区段中部设置柱间支撑。其间距应据房屋长度，受力情况和安装条件确定，一般取30~45m。
无吊车的房屋，可采用单层柱间支撑；有吊车的厂房，两端可采用单层柱间支撑，布置在吊车梁以上部位，厂房中部宜采用双层（上，下层）柱间支撑。当房屋高度相对于柱距较大时，宜采用双层柱间支撑。当设有起重量不小于5t的桥式吊车时，支撑宜采用型钢；当桥式吊车起重量大于等于10t时，下柱支撑宜设计成双片式；有抗震设防要求时，柱间支撑应符合《建筑抗震设计规范》的要求。
参考文献
[1]GB50011-2010建筑抗震设计规范.
[2]GECS102:202门式刚架轻型房屋钢结构技术规程.
关键词门式刚架；支撑
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)061-0197-01
1门式刚架的一般规定
门式刚架体系是由门式刚架，屋盖体系，支撑体系等的一个组成系。设计门式刚架轻型房屋钢结构，必须具有足够的强度，刚度和稳定性，才能抵抗来自屋面，墙面，吊车设备，地震作用等各种竖向及水平荷载的作用。其适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹式，具有轻型屋盖和外墙，无桥式吊车或起重量不大于20t，工作等级为A1~A5（即轻，中级工作制等级）的桥式或梁式起重机或3t悬挂吊车的单层工业厂房和公共建筑。需要注意的是它不合用于强侵蚀性介质作用的房屋。门式刚架的跨度宜采用9~36m，其跨度应取横向钢架柱轴线间的距离，公共建筑的柱轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向轴线；工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮。当柱宽度不等时，其外侧应对齐。门式刚架的平均高度宜采用4.5~9.0m；当有桥式吊车时不宜大于12m。门式刚架的高度应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度。高度应根据使用要求的室内净高决定；有吊车的大厂房尚应根据轨顶标高和吊车净空的要求确定。柱距宜采用6~9m，最大不宜超过12m；跨度不大于18m时，宜为6m。跨度大于18m时，宜为7.5m；跨度较小时，也可采用4.5m.挑檐长度可根据使用要求确定，宜采用0.5~1.2m.其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。根据跨度，高度和荷载不同，门式刚架的柱可采用变截面或等截面实腹式焊接工字形截面或轧制H型截面。设有桥式或梁式吊车时，柱宜采用等截面构件。变截面柱通常通过改变腹板的高度，做成渐变截面楔形构件，其最大截面高度宜取最小截面高度的2~3倍，最小高度不宜小于200mm.横梁的截面高度，当为实腹式时，可取跨度的1/30~1/40；当为格构式时，可取跨度的1/15~1/25。其横梁可采用等高截面（跨度较小时）或变高截面形式，必要时，宜在节点处或弯矩较大处加腋。工字形截面构件腹板的受剪板幅，当腹板的高度变化不超过60mm/m时，可考虑屈曲后强度；当利用腹板屈曲后抗剪强度时，横向加劲肋的间距宜取腹板计算高度hw的1.0~2.0倍。
门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度（伸缩缝间距）以及缝的构造，应符合如下规定（如不超过规定则不必考虑温度应力和温度變形的影响）：①纵向温度区段（垂直刚架跨度方向）不宜大于220m；②对柱底铰接的横向温度区段（沿刚架跨度方向）不大于150m；③对全刚接刚架的横向温度区段（沿刚架跨度方向）不大于120m；④采暖地区的非采暖房屋，以上温度区段宜降低15%；有可靠计算依据时，温度区段可适当加大；⑤纵向伸缩缝处可设置双排刚架，或者将在伸缩缝处的檩条，吊车梁等构件与主体结构的连接采用长圆孔的螺栓连接方案，此时应允许屋面板在构造上有涨缩的 可能。不论采用何种方案，构件间均应留有足够的伸缩余量。
门式刚架，吊车梁和焊接的檩条，墙梁等宜用Q235B或Q345A以上等级的钢材；非焊接构件可采用Q235A级钢；压型钢板应根据板型规定选择钢材；用于承重的冷弯薄壁型钢，轻型热轧型钢和钢板，应采用符合现行国家标准《碳素结构钢》规定的Q235钢和《低合金高强度结构钢》规定的Q345钢。
荷载：跨高比l/h不大于4的门式刚架应按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）计算风荷载标准值Wk及风荷载体形系数us，不考虑风振系数，但当跨高比l/h大于4的门式刚架及房屋所有围护结构的风荷载标准值Wk及风荷载体形系数us，宜按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》GECS102：2002取用。悬挂在刚架上的附加永久物体重量：喷淋系统，机械设备，电力系统和吊顶等悬挂荷载应视为恒载，按实际情况取用。竖向荷载通常是设计的控制荷载，但当风荷载较大，房屋较高或轻屋面的屋面坡度小时，尤其是部分封闭式建筑，风荷载的作用不应忽视。对于屋面檩条在上吸风力的作用下，应考虑其下翼缘可能因受压而失稳，应进行验算。其次 ，在轻型屋面门式刚架中，设防烈度7度及以下，地震作用一般不起到控制作用。但当与一层以上的附属建筑连接时，仍应进行抗震验算。荷载中特别要注意的是轻型钢结构房屋对雪荷载十分敏感，特别是严寒地区和雪荷载较大地区，如沈阳2007年的百年不遇的大雪致使大量厂房压毁坍塌。故门式刚架的设计应考虑雪荷载的不均匀分布，半跨堆载和高大女儿墙处雪的堆积以及多跨门式刚架天沟处雪的堆积引起的雪荷载的增大。
2屋盖与墙体
门式刚架轻型房屋钢结构的屋盖一般采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条。檩条可以设计成简支或连续构件。檩条间应该设置拉条或者撑杆，檩条跨度大于4m设一道，跨度大于6m，应在三分点处各设一道。檩条设计应符合《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 》的规定。宜采用实腹式构件，也可采用空腹式构件；跨度大于9m时宜采用格构式构件。实腹式檩条宜采用卷边槽形或斜卷边Z形冷弯薄壁型钢，也可采用直卷边Z形冷弯薄壁型钢。门式刚架的外墙当抗震设防烈度为7度，8度时，可采用轻型钢墙板或非嵌砌砌体，9度时，宜采用轻质钢墙板或与柱柔性连接的轻质墙板。非抗震设计或抗震设防烈度为6度时，也可采用砌体外墙或底部为砌体，上部为轻质材料的外墙。且侧墙的布置应考虑布置门窗，挑檐，雨蓬等要求。门式刚架轻型房屋可采用隔热卷材作屋面隔热层和保温层，也可采用带隔热层的板材作屋面。
3支撑布置
门式刚架轻型房屋钢结构，每个温度区段应分别设置支撑体系，使之成为独立的稳定结构体系。柱间支撑宜设置在每个端部第一开间，当设置在第二开间时，应在第一开间设置刚性系杆。跨度大于15m或有抗震设防要求时，应按规范规定设置屋盖支撑，以组成几何不变体系，在屋盖横向交叉支撑之间应设直的刚性系杆。单跨门式刚架的边柱和多跨门式刚架的边柱和内柱均宜设柱间支撑。当温度区段较长时，除两端柱间支撑外，尚宜在区段中部设置柱间支撑。其间距应据房屋长度，受力情况和安装条件确定，一般取30~45m。
无吊车的房屋，可采用单层柱间支撑；有吊车的厂房，两端可采用单层柱间支撑，布置在吊车梁以上部位，厂房中部宜采用双层（上，下层）柱间支撑。当房屋高度相对于柱距较大时，宜采用双层柱间支撑。当设有起重量不小于5t的桥式吊车时，支撑宜采用型钢；当桥式吊车起重量大于等于10t时，下柱支撑宜设计成双片式；有抗震设防要求时，柱间支撑应符合《建筑抗震设计规范》的要求。
参考文献
[1]GB50011-2010建筑抗震设计规范.
[2]GECS102:202门式刚架轻型房屋钢结构技术规程.