门式刚架轻型房屋钢结构设计常见问题解析

   摘 要：门式刚架因其自重轻，建设周期短及较强的抗震性能被建筑师和结构师广泛地应
用于工业厂房设计中，但是在实际设计过程中往往忽略很多问题，导致设计与实际受力不
符。本文针对这些问题提出了一些解决方案以供参考。

 

　　关键词：门式刚架设计；常见问题；解决方法

 

　　

1 设计中常见问题及解决措施 

　　

1.1 屋面活荷载的合理取值 

　　《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》

3.2.2 条规定：当采用压型钢板轻型屋面时，屋面

竖向均布活荷载的标准值（按水平投影面积计算）应取

0.5KN/m2 同时注明：对受荷水平

投影面积大于

60m2 的刚架构件，屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于 0.3KN/m2。

《钢

结构规范》第

3.2.1 条也做出了类似的规定，区别在于其注明当仅有一个可变荷载且受荷水

平投影面积大于

60m2 时，屋面均布活荷载标准值应取为 0.3KN/m2。因为在实际设计过程

中往往跨度都比较大，柱距也比较大，所以受荷面积基本上都在

60m2 以上，所以很多设

计人员在做设计时就直接按

0.3KN/m2 的活荷载来考虑。但是作为活载 0.3KN/m2 的取值有

个前提就是当仅有一个可变荷载，也就是说这个取值仅适用于只有一个可变荷载的情况，
当有两个及以上的可变荷载组合值系数参与组合时（如尚有积灰荷载），屋面活荷载仍应
取

0.5KN/m2，否则，将降低结构的安全度。 

　　

1.2 门式刚架轻型钢结构房屋的刚架立柱随意改为钢筋混凝土柱 

　　我们在设计的过程中经常会遇到这样的业主，当初在做设计方案的时候为图节省造价
施工周期快，尽快投产，选择了门式轻型钢结构。当在实际施工的时候往往又通过各种渠道
了解，认为混凝土柱子能够耐腐蚀，结构安全度高，随意让设计人员直接将刚架立柱改为
钢筋混凝土柱子。

 

　　门式刚架轻型房屋钢结构是一种跨变结构，其斜梁和立柱可以是变截面的，也可以是
等截面的，立柱与基础的连接可以铰接，也可以刚接，但斜梁与立柱必须刚接。钢筋混凝土
排架结构则不同，它的屋面主构件可以是钢筋混凝土梁或钢梁，也可以是钢筋混凝土屋架
或钢屋架，并且与钢筋混凝土柱顶铰接，钢筋混凝土柱脚则与基础刚接。

 

　　显然，这是完全不同的两种结构体系。因此，按门式刚架轻型钢结构设计的房屋，不应
随意将刚架立柱改为钢筋混凝土柱。因为钢材和钢筋混凝土两种材料在材性、刚度和承载力
方面有很大差别，不能简单代换，而且在柱顶，钢结构的斜梁与钢筋混凝土的柱是两种不
同材性的构件，很难实现刚接。所以随意将门式刚架立柱改为钢筋混凝土柱会导致结构严重
不安全。

 

　　因此，我们在设计的过程中应注意：不得随意将门式刚架轻型钢结构房屋的立柱改为
钢筋混凝土柱，也就是说不得随意改变结构的材料和体系；当必须将门式刚架轻型钢结构
房屋的立柱改为钢筋混凝土柱时，钢筋混凝土柱必须与基础刚接，钢斜梁与柱顶应按能承
受水平推力的铰接连接进行构造设计，所构成的跨变排架结构应重新进行内力分析，除应
重新验算斜梁的承载力外，还应按承载力和柱顶位移限值确定钢筋混凝土柱的截面尺寸和
配筋，也应重新复核地基及基础的承载力。

 

　　

1.3 屋面横向水平支撑与柱间支撑未布置在同一跨间内 

　　设计人员在进行结构的支撑布置时应将同一跨间内的屋面横向水平支撑和柱间支撑同
门式刚架一道构成稳定的空间结构体系，这样既可承受和传递房屋纵向的各种荷载和作用