门式钢结构设计问题分析

摘

 要：近几年由于钢结构建筑物具有施工周期短以及造价成本相对比较低等特点，钢结构

被应用在了大量的建筑物中，许多大型的钢结构建筑拔地而起，然而在钢结构的设计中还
存在一些问题，本文较为详细的阐述了门式钢架结构在广泛应用于实际工程中的设计中应
注意的一些问题，并进行了分析和探讨。

 

　　关键词：门式刚架；钢结构；设计问题；分析

 

　　一、引言

 

　　近几年来，门式刚架轻型钢结构成为我国发展最快的新型钢结构，这种结构具有自重
小、造价低以及施工周期较短等优点，因此被广大的建筑结构设计工程师所接受，并且被广
泛应用在工业厂房等建筑结构中，而且取得了比较明显的经济和社会效益。在设计时，刚架
的用钢量和刚架的柱高、跨度以及屋面的荷载都有很密切的关系。现在的设计人员一般是根
据《式刚架轻型房屋钢结构技术规程》与《钢结构设计规范》进行设计。然而由于对设计规范的
不熟悉以及设计规范的不完善，以至于在钢结构的设计中出现不合理的现象，严重时甚至
会造成建筑结构的安全隐患。

 

　　二、屋面支撑设计

 

　　在钢结构建筑设计中，设置屋面支撑系统主要是为了达到提高结构整体刚度的目的。只
有充分的发挥结构的空间作用，才能保证钢结构的稳定性。因此，屋面支撑设计是整个门式
刚架钢结构设计中的一个重要组成部分，对钢结构建筑的质量安全具有重大意义。钢结构房
屋应该在横梁上翼缘平面设计横向的水平支撑结构，以确保刚架横梁的稳定。然而有的结构
设计人员在进行屋面横向水平支撑的设计时，为节约成本，不对直腹杆进行单独设计，而
是由屋面的檩条兼作直腹杆。所以当山墙的风荷载向屋面传导时，檩条除了要承受屋面活载
之外，还要同时承受山墙的风载造成的轴向压力，造成该结构要处于高压的状态，但是一
般结构设计的檩条为双向受弯的构件，因此两者所受的强度条件不同。因此在结构设计中檩
条兼作直腹杆用时，必须经过认真的验算，使檩条的承载能力与长细比值都要满足规定和
使用要求。所以在实际建筑工程的设计中，我们一般采用檩条和直腹杆进行分开设计的方法，
只有这样的结构设计才能使檩条仅承受屋面的荷载，而风荷载造成的轴向压力让直腹杆所
承受。

 

　　在进行屋面支撑的设计中，我们还需要注意的一个问题是檩条兼作横向水平支撑直腹
杆用，此檩条的设计位置必须设计在横向水平支撑与交叉斜杆的相交的地方，而且承载能
力及长细比值都要满足规定要求。当檩条兼作直腹杆时成为了横向水平支撑的一部分，与支
撑中的交叉斜杆构成了一个三角形，具有几何稳定性，起到了刚架横梁侧面支点的用途。

 

　　三、山墙设计

 

　　钢结构建筑的山墙一般是由斜梁、抗风柱以及墙梁组成的墙架或者门式刚架。而采用门
式刚架钢结构时，其连接构造和普通钢结构建筑相同。当山墙墙架的结构是由斜梁、抗风柱
和墙梁组成时，由于相关规范的不完善，具体的链接构造一般是由设计人员自行设计的。山
墙墙架在设计时将抗风柱和斜梁的下翼缘相连结，当风荷载进行传导时，墙架的斜梁不仅
要承受抗风柱传来的侧荷载向力，而且还要承受侧向力的扭矩。如果房屋的跨度和高度较小
时，侧向荷载较小，而且产生的扭矩也相应较小。但是房屋的跨度和高度较大时，侧向荷载
较大，而且产生的扭矩对于刚架的斜梁的影响需要我们重视。这种情况下墙架的斜梁不仅受
弯而且还受扭力作用。所以在抗风柱和墙架斜梁的下翼缘相连结时，必须在连接处设置撑杆，
将山墙墙架的风荷载通过屋面的横向水平支撑传递到屋面钢结构系统，从而消除山墙墙架
斜梁的受扭影响。