门式钢架设计小问题

1、结构形式的确定：门式钢架的形式是多种多样的，但工程中见到较多的还是实腹式刚架，实腹式刚架一般为工字形载面，但是截面形式分为等截面和变截面两种。等载面在构造连接和加工制造方面都比变载面方便，但是不如变截面可以适应弯矩的变化，同时对于节约钢材也是不利的。在工程中如果跨度不大时（一般为≤18M），弯矩的变化也不是太大，建议还是采用等截面的形式，不要刻意的追求材料的节省，却忽视了制造、加工的方便与否，有时这样达不到省钱的目的，反而却造成了浪费。

2、构件间的连接：门式钢架的横梁与柱为钢接，柱脚与基础宜采用铰接。但是也不能绝对的认为只有柱脚铰接才可以，当建筑檐口高度较高、水平荷载较大（主要是风荷载）或对刚度要求较高时（如厂房内部有起重量较大的吊车）等情况时，也可以采用刚接柱脚。有一点应引起注意，当柱脚采用铰接时，柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平力，在这种情况下应设置抗剪键来承受水平力，这一点是不容忽视的。

3、钢材的选用：当结构构件是按强度控制并有条件是，宜采用Q345钢。Q345钢与Q235钢相比，屈服强度提高45%左右，可节约钢材15%~25%，当然也应根据当地市场情况进行选用。

4、截面选择：在进行钢构件截面选择时，除应满足承载力需要外还应考虑经济问题。本人认为应尽量选择构件尺寸相对大，板材厚度小为选择截面的原则。现举例以说明：焊接工字钢I200X400X8X6与焊接工字钢I200X330X10X8截面抵抗矩相差不多，但是用钢量却大不相同。第一种焊接工字钢重量是43.2kg/m；第二种焊接工字钢重量是50.9kg/m，是第一种的1.18倍。

5、拼接点的设置：由于轻型钢结构跨度较大，构件长度比较长，且构件沿长度范围内变化较大，所以应在构件上设置计拼接点。在设置拼接前应仔细研究构件的受力图，将拼接点应尽量设置在内力较小的范围之内；同时还应考虑运输和施工因素，拼接点设置过多增加现场施工的工作量，过少使构件过长给运输带来困难。因此一般拼接点间的间距不超过12M，使构件可以顺利的运输到施工现场。

6、构件平面计算长度的选择：在计算门式钢架时，实腹刚架横梁经常出现平面内承载力满足要求，平面外承载力不满足要求的现象，这时有人往往去调整横梁翼缘宽度，当平面外承载力满足要求时，平面内承载力又远远小于材料本身的设计强度。实际此时很有可能是横梁平面外的计算长度取值不正确造成的。门式钢架中实腹式刚架横梁的平面外计算长度，应取侧向支承点的距离；当横梁的翼缘侧向支撑点距离不等时，应取最大受压翼缘侧向支承点的距离。当实腹式刚架横梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘的两侧布置隅撑，作为横梁的侧向支撑。我们一般隅撑的设置间距为3M，所以实腹式刚架横梁的平面外计算长度应取3M，而PK－PM系列计算程序中的STS软件，在模型中默认平面外计算长度为两个拼接点间的距离，若不修改则会造成，模型平面外计算长度过长，承载力不易满足要求，若只是去修改截面尺寸势必会造成钢材的浪费。以上几点，就是本人在近两年内进行钢结构设计时一点粗浅的认识。其中多有不全面和谬误的地方，还要请大家多多指正。

1. 钢柱、钢梁的平面外计算长度怎么取？

答：a. 平面外计算长度程序默认值为杆件实际长度，平面外的计算长度应该取平面外有效支撑之间的间距，通常需要根据平面外支撑布置情况修改。（见《STS 用户手册》）

b. 见《钢结构设计手册》（第三版）460页9.8.3节

c. 见《钢结构设计手册》（第三版）435页，437页相关内容

2. 是否可以改变钢架工字型截面翼缘的厚度？

答：可以。见《门式钢架规范》4.1.3条

3. 关于STS中的错误信息：“梁高厚比超限”的解决方法？

答：网友认为该错误信息出现是因为钢架的楔率>60mm/m造成的，本人却无法验证该说法。但是增加腹板厚度确实可以解决该问题。见《门式钢架规范》6.1.1-6条，《钢结构规范》4.3节

4. 高强螺栓可以涂油漆吗？

答：不可以。油漆会使接触面的摩擦系数降低。

5. 如何确定钢架梁的分段比例？

答：可根据弯矩包络图确定。一般单跨取0.3：0.7或0.4：0.6，多跨可取0.3：0.45：0.25

6. 如何估算钢架梁柱截面？

答：根据荷载与支座情况，钢梁的截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。

柱截面按长细比预估，通常50<λ<150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面等。

7. 关于门式钢架的恒载？

答：压型钢板及保温层0.25kN/m2

檩条0.05kN/m2

悬挂设备0.2kN/m2

8. 如果钢架截面是以强度控制而非挠度控制时，可以考虑使用高强钢材。

9. 钢构的除锈方式有哪些？

答：手动，适用于小型要求不高的构件，除锈不彻底

喷砂，适用于比较厚实的构件，除锈彻底

酸洗，适用于薄壁构件或不方便用喷砂方法除锈的构件或部位，除锈彻底

10. 拉条采用圆钢时直径不宜小于10mm（见《门式钢架规范》6.3.5条）；檩托的常用厚度是8mm；隅称按设计确定（见《门式钢架规范》6.16条）；屋面彩钢板厚度不宜小于0.4mm（见《门式钢架规范》6.6.2条）。

11. 各种截面形式檩条的区别及适用条件？

答：槽钢檩条，用料较大，不经济；

H型钢檩条，适用于大跨度（超过10m）的情况；

C型钢檩条，截面互换性大，应用普遍，用钢量省，制作安装方便

Z型钢檩条，在主平面x轴的刚度大，用作檩条时挠度小，用钢量省，制造安装方便。斜卷边Z型钢还可以折叠

堆放，占地少。当屋面坡度较大时候，这种檩条较常用；

格构式檩条，用于大跨度情况。

12. 如何估算檩条截面？

答：实腹式檩条的截面高度h，一般取跨度的1/35~1/50；桁架式檩条的截面高度h，一般取跨度的1/12~1/20。

13. 撑杆的作用及如何设置？

答：撑杆设置在檐檩和天窗缺口处边檩。因为该处檩条只是单边有拉条，如不设撑杆，檩条在平面外方向向一侧弯曲。

14. 多跨连续檩条的搭接长度为多少？

答：搭接长度一般为跨度1/10。

15. 墙架柱的构造？

答：a. 墙架柱与基础的连接一般采用铰接，以简化构造，并节约基础材料；

b. 墙架柱垂直于墙面的截面高度不宜小于水平支点的1/40，通常取400~600mm，悬吊式墙架柱的截面高度可以取小些；

c. 墙架柱采用焊接工字型截面时，其翼缘板与腹板的连接焊缝可按构造采用，一般取hf=6~8mm；

d. 抗风桁架的截面高度一般取跨度的1/16~12.跨度较小或风荷载较大时取较大值。