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（安阳市建筑设计研究院,安阳 455000）
摘 要：
笔者根据在工程中的经验,总结了门式刚架在设计方案选择、节点及构造的方案上与普通钢结构的不同.
关键词：门式刚架；刚接；刚度
Design Scheme in Light Steel Structure of Door Frame
GAO Jishun
(Anyang Architectural Design&, Research Institute,Anyang 455000,China）
Abstract:
Based on the experience in engineering, especially for design scheme selection in the door frame and structure of the scheme of nodes, it&,acute,s quite different form ordinary steel structure ,this article introduces some overview.
Key words:door frame,rigid connection,stiffness
收稿日期：20120223.
作者简介：高积顺(1974),工程师.
Email:gaojishun2008@126.com
节点:装配式框架结构节点re
1结构型式选取
1)门式刚架轻钢房屋的主要优点
轻钢结构较之传统的结构形式其优点很多,主要体现在其用钢量低、造价低、安装容易、施工周期短、投资回收快、施工污染环境少、抗震性能好、可回收利用等方面的综合优势.
2)合理控制用钢量以降低造价
在结构型式选取阶段,往往要估算用钢量以进行技术经济比较.根据同济大学总结的设计经验,对于单层仓库或厂房跨度不超过30 m时其承重结构用钢量为10~30 kg/m2.如何减少用钢量可从以下几方面考虑：
（1）截面：根据工字形截面的受力特点,在条件允许的情况下尽量做得高而薄,可降低用钢量.根据内力分布,梁柱截面宜采用腹板高度变化的楔形截面（无桥式吊车的情况）.还可考虑改变梁柱翼缘宽度或厚度,但这样做的缺点是增加施工的难度,一般较少采用.
（2）荷载：门式刚架自重轻,抗震作用不起控制作用,但对竖向荷载及风荷载较敏感.在设计中对于竖向荷载要逐项细算.至于风管、喷淋等较大荷载则应尽可能根据实际荷载作用点进行计算,否则用钢量会增长很快.
（3）合理的跨度：对于跨度大的房屋（如大于30 m）如果工艺及使用条件允许,可考虑增设摇摆柱.两端铰接的摇摆柱如按轴心受压构件设计,其截面尺寸很小.选取门式刚架结构时应注意的问题:
a）防火问题：门式刚架主体结构可采用包混凝土或刷防火涂料以达到现行防火规范的要求.
b）耐久性问题：轻钢结构的刚架、檩条等可以通过采用定期刷防锈涂料等措施防锈.
2门式刚架结构设计方案选取
1)门式刚架适用条件
门式刚架的跨度一般不大于36 m.目前国内已有一些工程突破40 m,尤其在机库、粮库等项目中有5例已达到60~70 m跨度,但其用钢量较大,一般为45~70 kg/m2.
门式刚架的间距一般为6~9 m,最大可采用12 m,但间距过大会使墙梁过大同时造成施工安装困难,因此常用间距为6~7.5 m.
当抗震设防烈度不高于6度时,外墙可采用砖砌体；当为7度、8度时,外墙不宜采用嵌砌砌体；当为9度时外墙宜采用与柱柔性连接的轻质墙板.如突破这些要求应注意在构造上采取措施.
门式刚架上可设置起重量不大于3 t的悬挂起重机和起重量不大于20 t的轻、中级工作制桥式吊车.
2)门式刚架结构的选取
门式刚架的柱脚一般按铰接支承设计,梁、柱截面形式为变高度的楔形构件.当用于工业厂房且有桥式吊车时,宜将柱脚设计成刚接,柱采用等截面构件.
中间柱与梁的连接目前多采用铰接处理.这样做构造简单,当跨中反弯矩不太大时可以采用.对于跨中反弯矩较大的情况则宜采用刚接处理.采取端板连接形式,将端板平放与梁的下翼缘连接,这样受力合理,也便于加工安装.当水平荷载较大时,采用中间柱与梁刚接还可增强刚架的侧移刚度.
门式刚架局部常设置夹层或是平台.平台柱与基础可刚接,也可铰接；平台主梁与柱可刚接,也可铰接；平台梁与门式刚架柱一般采用铰接.平台节点具体选取何种形式应根据具体工程的荷载、跨度、施工能力等情况进行综合考虑.
3)支撑体系及整体刚度要求
轻钢结构的自重很轻,一般情况下抗震不起控制作用.但须对结构的构造和支撑体系加以注意,应能形成空间稳定体系,以防止整个结构的倒塌.同时由于结构比较柔,为了防止结构变形过大或发生振动,还应十分重视屋面板和墙面板及檩条的构造连接,使它们都能参与结构整体工作,有效地增加结构刚度.
轻钢结构要高度重视支撑体系的设计,支撑布置的基本原则是要能独立构成空间稳定结构的支撑体系.同时应按《轻钢规程》的要求在柱顶和屋脊等刚架转折处设计刚性系杆.刚性系杆可为钢管、H形钢等,也可用檩条或墙梁.
4)刚架材料选用
因为Q235A或Q345A钢的含碳量不能保证符合焊接要求,故国家《轻钢规程》明确规定不宜采用.那么门式刚架的材料采用Q235B还是Q345B呢?这应根据施工季节、供货情况、论文范文、用钢量等情况综合考虑.有吊车且条件允许的门式刚架可采用Q345B制作；但对于无吊车的门式刚架往往由变形控制,如采用Q345则强度不能充分发挥,因此采用Q235较合理.
3门式刚架结构节点设计方案选取
1)柱脚节点
柱脚节点要与计算简图相一致.对铰接柱脚如柱截面较小、荷载较小,可仅采用一对锚栓的铰接柱脚,否则可采用两对锚栓的柱脚.刚接柱脚可采用带加劲肋的刚接柱脚和带靴梁的刚接柱脚,但后者较少采用.柱脚计算方法可参考普通钢结构的计算方法.需注意的是由于柱脚的锚栓不得用于传递柱脚底部的水平反力,此水平反力由底板与混凝土基础顶面间的摩擦力承受（摩擦系数可取0.4）,当水平反力大于摩擦力时,应设置抗剪键.对于门式刚架结构由于自重较轻、水平剪力相对较大,因此一般都需设置抗剪键,在设计中要注意考虑.
2) 梁柱连接节点（端板连接）
（1）端板连接简述：门式刚架斜梁与柱的连接为刚性连接,此处节点内力较大,是门式刚架最重要的节点之一,目前一般采用端板连接.端板连接是利用构件端部焊接端板与另一构件的端板或柱翼缘连接的节点形式.实践证明这种方式较为经济,比通常的节点连接节省材料和紧固件,现场拼装连接方便.
（2）计算假定的选取：
端板连接是一种抗弯连接,端板连接处高强度螺栓承受组合轴向力和剪力,节点板压力分布和螺栓内力分布状态取决于连接的构造、材性、所受荷载等.
（3）连接形式的选取：门式刚架斜梁与柱的连接,可采用端板竖放、端板平放和端板斜放3种形式.
（4）注意保证节点的刚度.因该节点是刚性连接,要求不仅能够承受刚架分析得出的内力,还应保证所连接的构件之间的夹角基本不变.否则刚度假定的计算方法即不成立.为此要注意采取以下构造措施：
a) 外伸式端板连接应尽量设置加劲肋.这样做可以使受拉翼缘两侧的螺栓受力趋于均匀,提高节点的抗弯能力,同时还可以有效减小节点板的变形,保证端板有足够的刚度.
b) 螺栓的布置应注意保证节点的刚度.截面中部螺栓间距不宜太大,目前规程允许的最大螺栓间距为400 mm,在设计时要注意遵守.
c) 明确规定节点焊缝的要求,尤其是构件翼缘与端板之间的焊缝,应采用全熔透对接焊缝,焊缝等级为一级或二级.
4结语
在工程设计中首先要通过比较各种结构形式的优劣来决定采用何种设计方案、何种结构型式,然后作为设计者要通过选择和比较以确定具体的结构计算方案和节点设计方案.文章根据在工程上门式刚架应用的实际情况,围绕上述设计步骤展开分析和探讨,并重点阐述门式刚架这一新型结构较之普通钢结构在设计上的特点.由于这一结构型式至今仍在迅速地发展之中,无论是理论还是工程实践都不断有大量新成果涌现,设计人员需持续关注该领域的最新发展才能使自己的设计与新的研究和工程实践保持同步.
参考文献
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总结：本文是一篇结构节点论文范文，可作为选题参考。
节点引用文献:
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