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【摘 要】 随着建筑行业的发展，施工周期短和多变性，轻型门式钢架厂房的应用越来越多，文章对轻型门式钢架厂房结构设计要点进行探讨，具有一定的借鉴意义。
【关键词】 轻型门式钢架厂房;结构设计;要点
一、前言
文章对门式刚架轻钢结构的特点进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对轻型门式钢架厂房结构设计要点进行了探讨，具有一定的借鉴意义。
二、门式刚架轻钢结构的特点
1.用钢量少、自重轻
门式刚架轻钢结构采用防水、围护一体化的轻质多功能新型屋面和墙体材料，大大减轻了荷载重量。其承重构件普遍采用高强钢材，以减轻结构自重。通常门式刚架轻钢结构的重量只有钢筋混凝土结构的1/8—1/10，是普通钢结构重量的l/2—1/3。
2.适应性强
门式刚架轻钢结构的跨度、柱距布置灵活，单跨、多跨可随意组合，可应用于不同工艺、不同规模、不同用途的各类建筑中。
3.施工速度快、周期短
钢构件工厂化生产效率高、精度高、质量稳定，工地拼装.施工简便、迅速、工期短。一般5000～10000m2的单层工业厂房工期仅需3个月。
4.符合“美观、经济、实用”的原则造价合理，投资见效快，综合经济效益好。空间使用率高，外观新颖别致，时代感强。
三、轻型门式钢架厂房结构设计要点
1.选用合理的结构形式
任何工程都要在满足工艺要求的前提下，选用合理的结构形式。门式钢架一般分为单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和带毗屋的刚架等形式。无吊车时，柱脚可按铰接支承设计，设一对或两对不小于M24的地脚螺栓;有吊车时，一般将柱脚设计成刚接。
门式钢架轻型房屋的跨度宜为9～36m，高度宜采用4.5m～9.0m，当有桥式吊车时不宜大于12m.。并且设计时要注意，门式钢架轻型房屋主要适用于起重量不大于20t的A1～A5工作制级别的桥式吊车或3t悬挂式起重机。换言之，如果厂房内的吊车起重量大于20t，那么我们就不应该按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》来进行设计，而是要按照《钢结构设计规范》来设计，否则结构的安全性难以保证。门式刚架的合理间距应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、9m。
2.确定截面形式及尺寸
根据跨度、高度和荷载不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字形截面或轧制H形截面。设有桥式吊车时，刚架柱宜采用等截面柱或阶形柱。无吊车时，为了美观及节约钢材，宜采用渐变截面楔形柱。当刚架跨度较大时，刚架横梁也可采用变截面构造。变截面构件通常改变腹板的高度，必要时也可改变腹板厚度。结构构件在安装单元内一般不改变翼缘截面。当必要时，可改变翼缘厚度;邻接的安装单元可采用不同的翼缘截面，两单元相邻截面高度宜相等。
3.载荷选择
目前，轻型钢架结构厂房的跨度范围从25m至80m之间不等，之所以能够实现这么大的跨度，主要是由于其载荷轻。这里分别对恒荷载、活荷载、风荷载和基本雪压进行取值计算。恒荷载中，钢架屋面恒载=0.20KN/M2，檩条恒载=0.50KN/M2;活荷载中，钢架屋面活载=0.5KN/M2，檩条活载=0.50KN/M2;参考本地常规风压，风荷载=0.55KN/M2;按50年一遇来算，基本雪压=0.3KN/M2。
4.布局设计
该工程为单层厂房结构，主要构件为屋盖、柱、梁及墙架支撑等。这些构件分为屋盖结构、横向框架、梁、支撑体系和墙架，共同构成钢结构体系。
（1）屋盖结构：承受屋盖荷载，主要有托架、天窗架、檩条等。
（2）横向框架：主要承受结构自重、风雪及其他构件荷载，组成部分主要为柱和屋盖横梁等。
（3）梁：承重吊车的横向和竖向载荷，包括吊车梁和制动梁等。
（4）支撑体系：转化单个结构承重压力为整体压力，保证安全性。主要包括屋盖和柱间的支撑部分等。
（5）墙架：承受墙体本身重量和风雪荷载等。
5.檩条、撑杆和拉条设计
（1）檩条设计
檩条是一种十分特别的构件，它属于双向受力弯曲型，在进行内力检测时需要随着横截面两个主轴方向去计算弯曲度。设计时，应首先进行变形计算和强度计算，在此基础上随后进行整体稳定计算。檩条设计时，要考虑到檩应该是冷弯薄壁的构件，受压力的弯板件的宽厚比较大，在受力时很容易屈曲，强度计算时必须取有效得宽度，要减弱原有的截面。同时在此基础上要考虑到钉孔的减弱性问题，并用净断面计算强度。采用全部截面处理的方式对整个钢架整体进行分析，假如不用净截面进行强度计算，实际应力将会高于计算值。因此在对檩条进行设计时，需要考虑的因素很多，首先檩条不仅仅要作为主要的支撑屋面、板墙面板以及悬挂墙面板的构件，然后它也主要用于有力支撑钢架梁柱，安装一定量的隅撑会很有作用，而且对减少钢架平面外的计算长度十分有效，这样就保证了钢架的平面外整体稳定性。
（2）檩条的拉条和撑杆设计
拉条的设置：拉条是檩条的一个主要部件，檩条的拉条的设置方式主要取决于檩条的刚度，并且是侧向的，对于侧向刚度较大的轻型钢以及空间复杂的方式檩条一般是可以不用设置拉条的。对于侧向刚度较差的实腹时与平面桁架式檩条，为了减小檩条在安装与使用时的侧向扭转和变形，并且保证整体的稳定性，一般需在檩条间设置拉条，作为一个支撑点。当檩条的跨越幅度小于临界值时，可根据计算要求确定是否需要设置一道拉条;当屋面坡度i大于12时，而且檩条跨度小于6米时，最好在檩条的中间位置或者说跨中位置设置一道拉条;当跨度大于6米时，最好在檩条跨度三等分点处各设一道拉条或撑竿，在檐口处还应另外设置斜拉条和撑杆。拉条的直径大概在10mm左右，根据不同的荷载和檩距选用大小不同的拉条。
撑杆的设置：檩条撑杆的作用主要是限制天窗缺口处边檩和檐檁向下或向上两个方向进行侧向弯曲。撑竿的长细比例按压杆要求若λ小于或者等于220毫米时，可采用方管、钢管或角钢做成。目前也有一些采用钢管内设拉条的做法，但撑竿处也应同时设置斜拉条。
6.肩梁、牛腿、加劲肋的设置
实腹式上段柱在肩梁处的连接有两种方式：
（1）一般将上段柱腹板与肩梁上盖板用两条角焊缝相连，并按与腹板等强度考虑。上段柱翼缘的连接则根据不同情况分别考虑：对于边列柱的上段柱，可将外侧翼缘直接与下段柱外侧翼缘或屋盖肢腹板对焊;而边列柱的上段柱内侧翼缘及中列柱的上段柱的翼缘与肩梁的连接，均将翼缘开槽口插入肩梁腹板上，用4条角焊缝传力。
（2）亦可将实腹式上段柱直接对焊在肩梁上，此时宜将上盖板下移，变为两块加强板的形式，焊于肩梁腹板的两侧。
另外，当实腹式上段柱截面较小，设计假定与肩梁为铰接连接时，也可将上段柱直接对焊在肩梁上盖板上。吊车梁支承垫板的宽度一般比吊车梁支座宽80mm，其厚度一般为20～40mm。
加劲肋的设置位置：
（1）一般情况梁腹板应在与中柱连接处、较大集中荷载处（如牛腿）、翼缘转折处等位置设置横向加劲肋。梁腹板利用屈曲后强度时，其中间加劲肋除承受集中荷载和翼缘转折产生的压力外，还应承受拉力场的压力。
（2）支撑加劲肋一般布置在腹板两边，且应有足够刚度。
四、结束语
随着轻型门式钢架厂房的应用越来越多，加强轻型门式钢架厂房结构设计优化工作是非常有必要的，对于我国建筑工程的发展具有重要意义。
参考文献：
[1]闫桂森，陈旭.设计钢结构厂房应注意的问题[J].山西建筑，2011，22（04）：14-16.
[2]宋新利.钢结构厂房设计应注意的几点问题[C].河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集，2010.
[3]韩瑞芳.钢结构厂房设计中需注意的问题[J].科学之友（B版），2012，21（07）：112-114.
[4]周绪红.钢结构设计指导与实例精选[J].中国建筑工业出版社，2013，196-257.
【关键词】 轻型门式钢架厂房;结构设计;要点
一、前言
文章对门式刚架轻钢结构的特点进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对轻型门式钢架厂房结构设计要点进行了探讨，具有一定的借鉴意义。
二、门式刚架轻钢结构的特点
1.用钢量少、自重轻
门式刚架轻钢结构采用防水、围护一体化的轻质多功能新型屋面和墙体材料，大大减轻了荷载重量。其承重构件普遍采用高强钢材，以减轻结构自重。通常门式刚架轻钢结构的重量只有钢筋混凝土结构的1/8—1/10，是普通钢结构重量的l/2—1/3。
2.适应性强
门式刚架轻钢结构的跨度、柱距布置灵活，单跨、多跨可随意组合，可应用于不同工艺、不同规模、不同用途的各类建筑中。
3.施工速度快、周期短
钢构件工厂化生产效率高、精度高、质量稳定，工地拼装.施工简便、迅速、工期短。一般5000～10000m2的单层工业厂房工期仅需3个月。
4.符合“美观、经济、实用”的原则造价合理，投资见效快，综合经济效益好。空间使用率高，外观新颖别致，时代感强。
三、轻型门式钢架厂房结构设计要点
1.选用合理的结构形式
任何工程都要在满足工艺要求的前提下，选用合理的结构形式。门式钢架一般分为单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐的和带毗屋的刚架等形式。无吊车时，柱脚可按铰接支承设计，设一对或两对不小于M24的地脚螺栓;有吊车时，一般将柱脚设计成刚接。
门式钢架轻型房屋的跨度宜为9～36m，高度宜采用4.5m～9.0m，当有桥式吊车时不宜大于12m.。并且设计时要注意，门式钢架轻型房屋主要适用于起重量不大于20t的A1～A5工作制级别的桥式吊车或3t悬挂式起重机。换言之，如果厂房内的吊车起重量大于20t，那么我们就不应该按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》来进行设计，而是要按照《钢结构设计规范》来设计，否则结构的安全性难以保证。门式刚架的合理间距应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、9m。
2.确定截面形式及尺寸
根据跨度、高度和荷载不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字形截面或轧制H形截面。设有桥式吊车时，刚架柱宜采用等截面柱或阶形柱。无吊车时，为了美观及节约钢材，宜采用渐变截面楔形柱。当刚架跨度较大时，刚架横梁也可采用变截面构造。变截面构件通常改变腹板的高度，必要时也可改变腹板厚度。结构构件在安装单元内一般不改变翼缘截面。当必要时，可改变翼缘厚度;邻接的安装单元可采用不同的翼缘截面，两单元相邻截面高度宜相等。
3.载荷选择
目前，轻型钢架结构厂房的跨度范围从25m至80m之间不等，之所以能够实现这么大的跨度，主要是由于其载荷轻。这里分别对恒荷载、活荷载、风荷载和基本雪压进行取值计算。恒荷载中，钢架屋面恒载=0.20KN/M2，檩条恒载=0.50KN/M2;活荷载中，钢架屋面活载=0.5KN/M2，檩条活载=0.50KN/M2;参考本地常规风压，风荷载=0.55KN/M2;按50年一遇来算，基本雪压=0.3KN/M2。
4.布局设计
该工程为单层厂房结构，主要构件为屋盖、柱、梁及墙架支撑等。这些构件分为屋盖结构、横向框架、梁、支撑体系和墙架，共同构成钢结构体系。
（1）屋盖结构：承受屋盖荷载，主要有托架、天窗架、檩条等。
（2）横向框架：主要承受结构自重、风雪及其他构件荷载，组成部分主要为柱和屋盖横梁等。
（3）梁：承重吊车的横向和竖向载荷，包括吊车梁和制动梁等。
（4）支撑体系：转化单个结构承重压力为整体压力，保证安全性。主要包括屋盖和柱间的支撑部分等。
（5）墙架：承受墙体本身重量和风雪荷载等。
5.檩条、撑杆和拉条设计
（1）檩条设计
檩条是一种十分特别的构件，它属于双向受力弯曲型，在进行内力检测时需要随着横截面两个主轴方向去计算弯曲度。设计时，应首先进行变形计算和强度计算，在此基础上随后进行整体稳定计算。檩条设计时，要考虑到檩应该是冷弯薄壁的构件，受压力的弯板件的宽厚比较大，在受力时很容易屈曲，强度计算时必须取有效得宽度，要减弱原有的截面。同时在此基础上要考虑到钉孔的减弱性问题，并用净断面计算强度。采用全部截面处理的方式对整个钢架整体进行分析，假如不用净截面进行强度计算，实际应力将会高于计算值。因此在对檩条进行设计时，需要考虑的因素很多，首先檩条不仅仅要作为主要的支撑屋面、板墙面板以及悬挂墙面板的构件，然后它也主要用于有力支撑钢架梁柱，安装一定量的隅撑会很有作用，而且对减少钢架平面外的计算长度十分有效，这样就保证了钢架的平面外整体稳定性。
（2）檩条的拉条和撑杆设计
拉条的设置：拉条是檩条的一个主要部件，檩条的拉条的设置方式主要取决于檩条的刚度，并且是侧向的，对于侧向刚度较大的轻型钢以及空间复杂的方式檩条一般是可以不用设置拉条的。对于侧向刚度较差的实腹时与平面桁架式檩条，为了减小檩条在安装与使用时的侧向扭转和变形，并且保证整体的稳定性，一般需在檩条间设置拉条，作为一个支撑点。当檩条的跨越幅度小于临界值时，可根据计算要求确定是否需要设置一道拉条;当屋面坡度i大于12时，而且檩条跨度小于6米时，最好在檩条的中间位置或者说跨中位置设置一道拉条;当跨度大于6米时，最好在檩条跨度三等分点处各设一道拉条或撑竿，在檐口处还应另外设置斜拉条和撑杆。拉条的直径大概在10mm左右，根据不同的荷载和檩距选用大小不同的拉条。
撑杆的设置：檩条撑杆的作用主要是限制天窗缺口处边檩和檐檁向下或向上两个方向进行侧向弯曲。撑竿的长细比例按压杆要求若λ小于或者等于220毫米时，可采用方管、钢管或角钢做成。目前也有一些采用钢管内设拉条的做法，但撑竿处也应同时设置斜拉条。
6.肩梁、牛腿、加劲肋的设置
实腹式上段柱在肩梁处的连接有两种方式：
（1）一般将上段柱腹板与肩梁上盖板用两条角焊缝相连，并按与腹板等强度考虑。上段柱翼缘的连接则根据不同情况分别考虑：对于边列柱的上段柱，可将外侧翼缘直接与下段柱外侧翼缘或屋盖肢腹板对焊;而边列柱的上段柱内侧翼缘及中列柱的上段柱的翼缘与肩梁的连接，均将翼缘开槽口插入肩梁腹板上，用4条角焊缝传力。
（2）亦可将实腹式上段柱直接对焊在肩梁上，此时宜将上盖板下移，变为两块加强板的形式，焊于肩梁腹板的两侧。
另外，当实腹式上段柱截面较小，设计假定与肩梁为铰接连接时，也可将上段柱直接对焊在肩梁上盖板上。吊车梁支承垫板的宽度一般比吊车梁支座宽80mm，其厚度一般为20～40mm。
加劲肋的设置位置：
（1）一般情况梁腹板应在与中柱连接处、较大集中荷载处（如牛腿）、翼缘转折处等位置设置横向加劲肋。梁腹板利用屈曲后强度时，其中间加劲肋除承受集中荷载和翼缘转折产生的压力外，还应承受拉力场的压力。
（2）支撑加劲肋一般布置在腹板两边，且应有足够刚度。
四、结束语
随着轻型门式钢架厂房的应用越来越多，加强轻型门式钢架厂房结构设计优化工作是非常有必要的，对于我国建筑工程的发展具有重要意义。
参考文献：
[1]闫桂森，陈旭.设计钢结构厂房应注意的问题[J].山西建筑，2011，22（04）：14-16.
[2]宋新利.钢结构厂房设计应注意的几点问题[C].河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集，2010.
[3]韩瑞芳.钢结构厂房设计中需注意的问题[J].科学之友（B版），2012，21（07）：112-114.
[4]周绪红.钢结构设计指导与实例精选[J].中国建筑工业出版社，2013，196-257.