钢结构设计施工的技术措施

    摘要：轻钢结构因其有具有轻质高强、施工方便、施工周期短等因素被广泛应用工业和民
用建筑。但是在实际的钢结构设计和施工中人存在许多的问题。本文就从钢结构的设计和施
工方面论述钢结构建筑中易被忽视的问题。

 

　　关键字：计算模型；抗风柱；施工

 

　　

 

　　前言

 

　　轻钢结构因其有轻质高强、施工方便、施工周期短、节约造价等优点已被广泛应用于民用
和工业建筑。特别是城市经济开发区内，轻钢厂房结构非常普遍。由于大批量钢结构建筑的
建设，使得钢结构设计、施工单位的数量也大幅增长，有的设计单位在没有设计经验的情况
下也也参与其中，由此造成了一些钢结构建筑物在使用或施工阶段就发生坍塌或失衡。文章
从钢结构的设计和施工角度分析了钢结构建筑中易被忽视的问题。

 

　　

1.屋面水平支撑计算模型 

　　屋面水平支撑和柱间支撑共同构成了空间几何不变体系，除了传递纵向水平力和承受
压力之外，在安装中可以增加刚架的侧向刚度，这对稳定刚架起着关键作用。很多刚架发生
失衡大都源于此。在屋面刚性系杆和水平交叉撑一起构成的水平桁架中，交叉紧张的圆钢常
用作交叉撑杆，按柔性拉杆设计，而刚性系杆主要承受压力保持桁架的稳定。

 当山墙的布

置规则、刚架柱距和抗风柱间距相差很小时，一般设计可以依据建筑的跨度、柱间距按照刚
度控制条确定刚性系杆。但是由于水平支撑桁架体系是由水平交叉撑和刚性系撑共同组成的，
刚性系杆受力不仅受到水平交叉撑布局的影响，同时还受到抗风柱布置的影响，所以，刚
性系杆除了长细比满足要求外，还应该根据实际情况考虑其稳定性和强度。

 

　　图

1a 为某实际工程的山墙结构布置，考虑到有较大机械设备出入，该厂房两侧山墙抗

风柱仅布置在屋脊处，屋面水平支撑布置见图

2。根据山墙的结构布置图，抗风柱承担的风

荷载受荷宽度为

13.5 m，因此屋面水平支撑体系的正确计算模型应为图 2a。如果按图 2b 选

取刚性系杆截面，造成系杆内力相差高达

1 倍，在台风来临时，刚性系杆内力因超过极限

承载力而失稳，屋面支撑系统因此失效，引发连锁反应，厂房顷刻间整体倒塌。

 

　　

2. 檩条的支撑作用 

　　门式刚架作为超静定结构，梁的弯矩包络图上存在反弯点，所以刚架梁的上下翼有可
能均受压。如果梁下翼受到挤压时，隅撑通过檩条连接有弹性侧移的刚架梁下翼缘上，这样
梁下翼缘侧弯则会得到有效的阻止，梁下翼缘平面外计算长度应取隅撑间距上；当梁上翼
受到压力时，如果檩条不在通长刚性系杆的支点上，所有檩条都可能会随着梁的上翼侧弯
因此，隅撑设置处的檩条不能够作为刚架梁上翼受压的侧向支点。若屋面刚度好且与檩条有
可靠连接时，考虑屋面实际存在的蒙皮作用，取

2 个檩距，在实践中也是可行的。当檩条与

刚架梁之间不设隅撑时，刚架梁平面外计算长度可取侧向支撑间距，或根据一般情况下梁
端为负弯矩、跨中为正弯矩的弯矩包络图，取平面外计算长度为

0.4 L，L 为侧向支承点间

的距离。因此设计人员在考虑檩条对刚架梁平面外计算长度的影响时，对上下翼缘应当区别
对待，做到概念清楚。值得注意的是，对兼作支撑体系中的刚性系杆的檩条，设计人员一般
均能按压弯构件对檩条进行设计，檩条在承受屋面均布荷载的同时，还承担由山墙传递来
的风荷载；但是当梁下翼缘侧向支撑点间距取隅撑间距时，檩条除承担屋面均布荷载外，
还应按式

(1)计算梁的侧向力对檩条产生的轴向压力。 

　　

 

　　

 (1)