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关于门式刚架厂房结构设计的分析 　　摘要: 本文介绍了单层轻型门式刚架结构的特点，并就整个结构体系的布置、单个构件的设计要点、设计中应注意的一些问题做了简单阐述。 　　关键词: 门式刚架；厂房；结构设计；分析 　　中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号： 　　 　　结构工程师在从事轻型门式刚架结构设计时应特别关注: 合理选用刚架结构形式、结构布置合理和正确确定荷载组合; 明确各类外力从作用点到基础的传递路径合理布置支撑体系; 在纵向构件、支撑和围护结构的联系下形成空间稳定体系，结构只有这样组成空间稳定整体，才能承担各种荷载和其他外在效应。设计者只有遵循以上几点才能在门式刚架结构设计中充分体现出设计项目的合理性、显示出结构体系的优越性。 　　1 结构方案 　　1.1 结构形式 　　门式刚架的结构形式按跨度可分为单跨、双跨和多跨，按屋面坡脊数可分为单脊单坡、单脊双坡、多脊多坡。屋面坡度宜取 1/20 ～1/8。单脊双坡多跨刚架，用于无桥式吊车的房屋时，当刚架柱不是特别高且风荷载也不是很大时，中柱宜采用两端铰接的摇摆柱方案。门式刚架上可设置起重量不大于 3t的悬挂吊车和起重量不大于 20t 的轻、中级工作制的单梁或双梁桥式吊车。 　　1.2 结构布置 　　1.2.1 纵向温度区段小于 300m，横向温度区段小于 150m。 　　1.2.2 柱距的合理布置。应考虑到工艺要求，用钢量的多少，屋面荷载，檩条的形式等因素。门式刚架的最优间距应在 6m ～9m 之间，柱距不宜超过 9m；在新疆的实际工程中大都采用6m或是7.5m的柱距，因为考虑到新疆大部分新疆厂房都处于戈壁滩当中，风荷载比较大，如果柱距过大则计算屋面檩条和墙梁时的跨度就比较大，计算出檩条和墙梁的截面就比较大，有时甚至需要采用口对口的形式（[]），这样无形之中就增加了工程的用钢量，造成浪费，所以间距的合理布置需要综合考虑各方面的因素，以求达到安全，经济的统一。 　　1.2.3 选择合理的跨度、高度；跨度应根据房屋的高度进行合理确定，跨度通常为 9m ～ 36m，当柱宽度不等时，其外侧应对齐，这样外挂墙梁时檩托的高度是一致的，加工檩托也较为方便，墙梁与彩钢板也在同一垂直面上，有利于施工，工期较为紧张的时候还可以节约工期。高度应根据使用要求的室内净高确定，宜取 4.5m ～ 9m。 　　2 荷载选择 　　2.1 永久荷载。永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。 　　2.2 可变荷载。可变荷载包括屋面活荷载、屋面雪荷载和积灰荷载、吊车荷载、地震作用、风荷载等。 　　2.3 荷载组合。荷载组合按照《建筑结构荷载设计规范》的规定，应注意悬挂荷载不可遗漏; 对于多跨多坡厂房或有女儿墙、天沟的厂房还应考虑风、雪荷载不利作用和活荷载的不利布置的影响，此外荷载规范5.4.3条规定积灰荷载应与雪荷载或不上人屋面均布荷载两者中的较大值同时考虑。 　　2.4高低跨屋面的荷载，荷载规范5.4.2条规定对于屋面上易形成灰堆处，当设计屋面板、檩条时，积灰荷载标准值宜乘以下列规定的增大系数： 　　（1）在高低跨处两倍于屋面高差但不大于6.0m的分布宽度内取2.0； 　　（2）在天沟处不大于3.0m的分布宽度内取1.4. 　　新疆尤其是北疆地区大部分处于寒冷地区，有些地区甚至处于严寒地区，进入冬季后，下雪较为普遍，而设计中工业厂房大多屋面采用自由排水的形式，经过冻融循环后在檐口处形成较大冰柱，高差较大的高低跨处低跨屋面还需要设置专门的防冰柱砸的措施，笔者认为，低跨处屋面的雪荷载也应该按照荷载规范5.4.2条规定积灰荷载那样考虑，增加工程的安全性和适用性。 　　3 刚架设计 　　3.1 刚架内力计算。对于变截面门式刚架，应采用弹性分析方法确定各种内力，只有当刚架的梁柱全部为等截面时才允许采用塑性分析方法。根据不同荷载组合下的内力分析结果，找出控制截面的内力组合。变截面门式刚架宜按平面结构分析内力，一般不考虑应力蒙皮效应。 　　3.2 刚架侧移计算法。变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析方法确定，计算时荷载取标准值，不考虑荷载分项系数。 　　3.3 刚架设计主要内容。梁柱板件的宽厚比限值和腹板屈曲后的强度利用; 刚架梁柱构件的强度验算; 变截面柱在刚架平面内的计算长度确定; 变截面柱在刚架平面内的整体稳定计算; 变截面柱在刚架平面外的整体稳定计算; 斜梁强度和稳定性计算; 节点设计。 　　3.4 摇摆柱的合理设置。在多跨刚架中，中柱宜采用摇摆柱。摇摆柱的上下端均为铰接，理论上不具备侧向刚度，需要依靠与其相连的其他构件或体系提供侧向约束才能发挥作用。 　　3.5 抗风柱设置。抗风柱