淺談?shì)p型門式鋼架

1、    淺談?shì)p型門式鋼架    楊春【摘要】輕型門式剛架結(jié)構(gòu)是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛的新型建筑結(jié)構(gòu)體系，具有質(zhì)量輕、工業(yè)化程度高、施工周期短、綜合經(jīng)濟(jì)效益高、柱網(wǎng)布置比較靈活等優(yōu)點(diǎn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 輕型門式剛架房屋結(jié)構(gòu)也得到迅速的發(fā)。本文先介紹輕型門式鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)的定義，再主要是結(jié)合輕型門式鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)應(yīng)用的現(xiàn)狀，對(duì)其從結(jié)構(gòu)組成、材料選擇、結(jié)構(gòu)體系布置、除銹與防腐等幾個(gè)方面進(jìn)行了闡述和分析，最后對(duì)其未來(lái)有何發(fā)展，發(fā)展的方向如何進(jìn)行展望?！娟P(guān)鍵詞】輕型門式剛架； 輕型房屋；整體性；蒙皮效應(yīng)輕型鋼結(jié)構(gòu)體系是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用較薄板件，設(shè)計(jì)時(shí)考慮板件局部失穩(wěn)后的

2、屈曲強(qiáng)度利用的鋼結(jié)構(gòu)體系。而門式剛架結(jié)構(gòu)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)應(yīng)用和發(fā)展最為廣泛的輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)體系，承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨門式剛架，具有輕型屋蓋和輕型外墻，可以設(shè)置起重量不大于200kn的中、輕級(jí)工作制橋式吊車或30kn懸掛式起重機(jī)的房屋鋼結(jié)構(gòu)。目前我國(guó)門式剛架結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)和制作安裝技術(shù)成熟，初期主要應(yīng)用于各類工業(yè)廠房，并形成多種定型成套體系，隨著門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（cecs102：2002）的頒布實(shí)施，其應(yīng)用得到了迅猛的發(fā)展，國(guó)內(nèi)大約每年有上千萬(wàn)平方米的輕鋼建筑竣工，范圍已擴(kuò)大到體育場(chǎng)館、娛樂(lè)場(chǎng)所、公共建筑、倉(cāng)庫(kù)及儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施，超市、零售和商業(yè)服務(wù)等領(lǐng)域。1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.1質(zhì)量輕圍護(hù)結(jié)構(gòu)由于

3、采用壓型金屬板、玻璃棉及冷彎薄壁型鋼等輕質(zhì)材料組成，恒荷載大幅度減小，地基的處理費(fèi)用相對(duì)較低，基礎(chǔ)也可以做得比較小，整體結(jié)構(gòu)自重輕。1.2工業(yè)化程度高，施工周期短門式剛架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件和配件均為工廠制作，質(zhì)量易于保證，構(gòu)件之間的連接多采用高強(qiáng)度螺栓連接，工地安裝方便。除基礎(chǔ)施工外，基本沒(méi)有濕作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員的需要量很少，勞動(dòng)強(qiáng)度輕。1.3綜合經(jīng)濟(jì)效益高門式剛架結(jié)構(gòu)采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)周期短；構(gòu)件采用先進(jìn)動(dòng)化設(shè)備制造；原材料的種類較少，易于籌措，便于運(yùn)輸；所以門式剛架結(jié)構(gòu)的工程周期短，資金回報(bào)快，投資效益高。2.結(jié)構(gòu)組成門式剛架是以輕型焊接h形鋼（等截面或變截面）、熱軋h形鋼（等截面）

4、或冷彎薄壁型鋼等構(gòu)成的實(shí)腹式門式剛架或格構(gòu)式門式剛架作為主要承重骨架，用冷彎薄壁型鋼（槽形、卷邊槽形、z形等）做檁條、墻梁；以壓型金屬板（壓型鋼板、壓型鋁板）做屋面、墻面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、巖棉、礦棉、玻璃棉等作為保溫隔熱材料并適當(dāng)設(shè)置支撐一種輕型房屋結(jié)構(gòu)體系。3.材料選擇輕型門式剛架所用鋼材的板件厚度相對(duì)較小，構(gòu)件的穩(wěn)定性和變形常起控制作用。對(duì)于以強(qiáng)度控制為主的構(gòu)件，可采用低合金高強(qiáng)度鋼，而以變形為控制因素的構(gòu)件，則采用碳素結(jié)構(gòu)鋼較為經(jīng)濟(jì)、合理。一般用于承重的冷彎薄壁型鋼、熱軋型鋼和鋼板，應(yīng)采用q235鋼和q345鋼。門式剛架、吊車梁和焊接的檁條、墻梁等宜采用q235

5、b或q345a及以上等級(jí)的鋼，非焊接的檁條和墻梁等可采用q235a，焊接承重結(jié)構(gòu)和重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。4.結(jié)構(gòu)體系布置結(jié)構(gòu)體系布置包括結(jié)構(gòu)平面布置、剛架選型、支撐系統(tǒng)布置、檁條和墻梁的布置等方面的內(nèi)容。4.1結(jié)構(gòu)平面布置結(jié)構(gòu)平面布置主要是確定剛架的柱網(wǎng)布置。剛架的柱距主要根據(jù)工藝和建筑要求確定，選擇合理與否直接影響結(jié)構(gòu)單元面積的耗鋼量，一般宜采用69m的柱距，面積大的廠房需要考慮溫度區(qū)段的控制。縱向溫度區(qū)段<300m，橫向溫度區(qū)段<150m，當(dāng)計(jì)算有依據(jù)時(shí)溫度區(qū)段可適當(dāng)放大。如果房屋的平面尺寸超過(guò)上述規(guī)定時(shí)，需設(shè)置伸縮縫，可通過(guò)設(shè)置雙柱或設(shè)置檁

6、條和屋面板的可調(diào)節(jié)構(gòu)造來(lái)實(shí)現(xiàn)。4.2剛架選型剛架的選型包括跨度大小和數(shù)量的確定，以及剛架截面形狀的選擇。門式剛架的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，可以是單跨、雙跨、高低跨和多跨，單脊、多脊，或單坡、雙坡、多坡，陡坡、緩坡、平坡等。單跨剛架多用于橫向空間要求不太大的建筑，一般跨度為1836m，多采用焊接工字形截面或軋制h型截面，根據(jù)其彎距圖和跨度確定變截面梁柱的位置和高度，用鋼量較小，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。多跨剛架適用于大型建筑物，其截面選擇類似單跨剛架，但中柱一般采用等截面。目前國(guó)內(nèi)門式剛架的最大跨度已達(dá)72m，單體覆蓋面積超過(guò)了7.5萬(wàn)mz。4.3支撐系統(tǒng)門式剛架結(jié)構(gòu)中，支撐系統(tǒng)分為屋蓋水平支撐、柱問(wèn)支撐及其

7、隅撐 在每個(gè)溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中，應(yīng)分別設(shè)置能獨(dú)立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系。柱間支撐的間距應(yīng)根據(jù)房屋縱向受力情況及安裝條件確定，一般取3045m；有吊車時(shí)不宜大于60m，一般設(shè)置在柱列的中部，當(dāng)有兩道柱間支撐時(shí)，宜分別設(shè)置在縱向1/3處。當(dāng)房屋高度較大時(shí)，柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置，增強(qiáng)剛架的縱向剛度；當(dāng)房屋寬度大于60m時(shí)，內(nèi)柱列宜適當(dāng)設(shè)置支撐。同時(shí)，在設(shè)置柱間支撐的開(kāi)間，應(yīng)同時(shí)設(shè)置屋蓋橫向支撐，以構(gòu)成幾何不變體系。實(shí)腹式輕型門式剛架中，在剛架斜梁下翼緣與檁條之間或剛架邊柱內(nèi)翼緣與墻梁之間還會(huì)設(shè)置單根等邊角鋼隅撐，對(duì)剛架斜梁和剛架邊柱的穩(wěn)定性起支撐作用。5.除銹與防腐鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕與建筑物周圍

8、的環(huán)境，大氣中的有害成分（如酸、鹽等），建筑物內(nèi)的濕度、溫度和通風(fēng)情況有關(guān)。輕型鋼結(jié)構(gòu)不宜用于高濕、高溫及強(qiáng)烈腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中。設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮采取防腐措施：采用利于自然通風(fēng)的結(jié)構(gòu)布置方案，隔離有腐蝕介質(zhì)區(qū)域或限制腐蝕介質(zhì)的來(lái)源；節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造宜簡(jiǎn)單，盡量避免采用易于積灰、積水及難于檢查、清除、涂漆的截面；桿件為開(kāi)口截面時(shí)，開(kāi)口宜向下；對(duì)構(gòu)件宜優(yōu)先采用酸洗磷化處理等方法除銹，并選用防銹性能良好的涂料：盡量避免或減少涂刷油漆后進(jìn)行焊接，以防止破壞漆膜的完整性，對(duì)施工中破壞的應(yīng)及時(shí)補(bǔ)涂油漆；經(jīng)過(guò)一定時(shí)期就要對(duì)剛架進(jìn)行維護(hù)。參考文獻(xiàn)：1中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì).門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（cecs102

9、：2002）is.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2002.2 中華人民共和國(guó)建設(shè)部建設(shè)部. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb500172003）is.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.3 湖北省發(fā)展計(jì)劃委員會(huì). 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（gb5o0l82o02）s.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2002.4 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 sgb50017- 20035 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 scecs102： 20026 周綏平 鋼結(jié)構(gòu) 第2 版 武漢： 武漢理工大學(xué)出版社， 20037 劉錫良 門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工m 濟(jì)南： 山東科學(xué)技術(shù)出版社， 20018 中國(guó)j 程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn).門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程s.cecs 102：2002北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，20039 華人民共和嘲舊家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)1 規(guī)范ls：.gb500172003.北