[12-11 17:01:08] 来源：http://www.tmgc8.com 工程设计 阅读：3460次
摘 要：本文就有吊车作用轻钢厂房结构设计的几个问题进行了阐述，供相关人员参考。
关键词：门式刚架；设计；计算
门式刚架由于具有施工速度快、建筑造型美观、钢材用量少、造价低廉等优势，已广泛应用于工业、居住和公共建筑。本文从工程实例出发，就有吊车作用门式刚架轻钢厂房的结构设计进行了阐述，希望能与有关人员探讨。
1、工程概况
某厂房位于河北省任丘市，长度33m，跨度为12m，建筑面积400m2，屋面坡度1/15。该厂房带有1台3t电动单梁吊车，轨顶标高5.35m。厂房采用门式刚架结构，柱脚刚接，结构主材采用焊接H型钢，钢号为Q235-B。设计主要使用PKPM系列中的STS钢结构软件计算。该厂房剖面见图1。
2、荷载取值
屋面恒荷载取0.30kN/m2 (包括屋面金属绝热材料夹心板及檩条自重)，活荷载取0.50kN/m2。虽然《钢结构设计规范》(GB50017—2003)规定构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6，即活载可取0.30kN/m2，但遇到大风或其它原因造成超载情况，就可能出现安全问题，故笔者认为活荷载取0.50kN/m2较为稳妥。
3、基础设计
根据提供的地质勘察报告，基础坐落在第二层粉土上，地基承载力特征值取100kPa。基础采用柱下独立基础，使用STS中门式刚架二维计算完成，计算时注意柱脚刚接。
4、上部结构设计
本工程跨度12m，长度33m，柱距布置为：中间三跨6m，两端7.1m，带有1台3t电动单梁吊车，中级工作制。为使吊车安全运行并且保证结构的整体稳定性，沿建筑物长度方向设3道柱间支撑和屋面横向水平支撑。该厂房采用带保温的压型钢板做外维护。电算生成的刚架配筋包络和钢结构应力图，见图2。
图2 配筋包络和钢结构应力图
4.1 檩条设计
(1) 用于轻型屋面的檩条，其形式有实腹式和空腹式两种。檩条一般设计成单跨简支构件，实腹式檩条也可设计成连续构件。本工程采用冷弯薄壁卷边槽钢檩条。
(2) 檩条应进行内力分析，强度、稳定性及刚度计算。
(3) 强度计算要用净截面，这一点应引起注意。刚架整体分析采用的是全截面，如果强度计算不用净截面，实际应力将高于计算值。《冷弯薄壁型钢构件技术规程》第3.1.7条规定： “结构构件的受拉强度应按净截面计算，受压强度应按有效截面计算，稳定性应按有效截面计算，变形和各种稳定系数均可按毛截面计算”。
(4) 檩条设计除计算垂直荷载作用外，应按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102-2002)规定验算风吸力作用。
(5) 檩条的布置、连接与构造应满足相关的规定。
4.2 支撑设计
4.2.1 屋盖支撑
《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）第9.1.20规定，屋盖支撑杆件宜用型钢，目前多数采用圆钢，甚至在8度震区也有用圆钢的，必须引起高度重视。由于人们对震害的感受不深，认为地震发生的概率很小，因此重视不够。本工程采用交叉角钢作为屋面水平支撑。
4.2.2 柱间支撑
与以上的屋盖支撑相同，工程中采用圆钢的也不少。由于柱间支撑为抗震中的主要受力构件，它不仅要经抗震计算确定其构件截面，还必须满足不同烈度的长细比构造要求，比屋盖支撑有更高的要求，在抗震区宜采用型钢。本工程设有吊车，若支撑设置不当，吊车行走时，就会造成刚架晃动，存在安全隐患，因此支撑的设置非常关键。为此，在厂房的头、尾及中间跨设置交叉角钢柱间支撑，在设置柱间支撑的同一跨并设角钢屋面支撑。为能更好传递风荷载，在屋面每跨均设一道水平钢管刚性系杆。
4.3 高强螺栓连接设计
由于屋面荷载很轻，在设计荷载作用下，斜梁与柱的连接部位主要承受弯矩作用，剪力很小，高强螺栓以受拉为主。剪力由连接构件间的摩擦力传递，故选用摩擦型高强螺栓。
4.4 隅撑的设计
刚架斜梁下翼缘可能受压，因此应沿斜梁下〖ＬＬ〗翼缘或紧靠下翼缘的腹板处，设隅撑作为侧向支承点，隅撑间距不大于相应受压翼缘宽度的16倍，在柱子内翼缘沿高度方向也应设置隅撑，见图3，隅撑的设计
5、结语
轻型门式刚架结构具有造价低、重量轻、安装方便、施工周期短等优点，倍受青睐，近年来发展迅速，应用领域日益广泛。为了安全、经济地设计门式刚架，确保工程的设计质量，轻型门式刚架结构设计应遵守以下原则：www.tmgc8.com
(1) 由于门式刚架结构构件的抗弯刚度、抗扭刚度较小，结构的整体刚度较弱，因此设计时应考虑运输和安装过程中采取必要的措施，防止构件发生弯曲和扭转变形。
(2) 保证结构的整体性。支撑体系的设置是保证整个门式刚架房屋整体刚度和稳定性的主要措施。支撑杆件及相关节点必须按内力计算结果进行设计。
(3) 设计计算必须体现和构造的一致性。
参考文献
1.钢结构设计手册（第三版）（上册）.中国建筑工业出版社
2.钢结构设计规范(GB50017-2003).北京：中国计划出版社，2003
3.门式刚架轻型房屋钢结构（02SG518-1）.中国建筑标准设计研究院
