门式刚架轻型钢结构房屋合理设计的研究

胡嘉

[摘要]随着社会时代的进步与发展，人们的经济实力提升对房屋建筑的质量以及个性要求逐渐增多。目前轻型钢结构已经逐渐应用到房屋设计之中，工作人员需要结合产业发展实际根据受众要求拓展发展领域。所以针对房屋合理设计的相关研究与分析，是每一个从业人员需要重点关注的问题也是本文研究的重点。

[关键词]门式刚架轻型钢结构;房屋设计;探究分析  文章编号：2095-4085（2019）05-0049-02

门式刚架轻型钢结构在房屋合理设计中的应用，在我国一些发达城市与地区相对较为成熟，甚至已经成为个别沿海城市的房屋设计的普遍方式。该设计方法的显著特点是能够有效控制建设资金投入，且施工周期相对较短具有很强的灵活性。纵观我国的房屋设计市场实际情况，设计单位在进行钢结构设计环节常常会出现对传统钢结构的设计理念过度依赖，很难适应产业发展需求。为了进一步提升房屋建筑质量，本文将结合自己的实践经验探索门式刚架轻型钢结构在房屋合理设计中的实践应用，具体的分析讨论如下。

1  门式刚架结构设计探究

刚架结构设计之初需要充分考虑建设材料的选用，钢材选用的硬度与强度根据标准规范进行。考虑到房屋建筑的主结构只能应用一种钢材，才能保证后期各项工作都有章可循，所以结合不同强度要求的钢材料，需要将强度在房屋建筑中的调控作用加强，这使钢材的组合截面大小能够控制在一个较为合理的范围之内。当然也有部分建筑对钢材应用期间的稳定性的要求诸多，房屋设计人员需要根据项目建设的实际需求，合理选用钢材，具体的可以参考我国建筑行业在钢材设计方面的相关规范要求。房屋设计人员需要合理估算截面，仍然是围绕稳定性与强度两个方面。

针对房屋建筑施工建设完毕之后可能会存在的变形情况，在设计环节需要合理控制建筑材料中的板件厚度，不能设置的过于厚重给建筑结构带来过大的荷载负担。可以通过加大钢材截面的面积，将房屋设计的优化效果加强，这样才能将钢材的强度与刚度有效性的区分开来，达到较为理想的房屋设计目标。

如果在房屋设计期间钢材或其它建材的强度不能达到设计标准，则可以通过工字型截面经过焊接之后，将建筑整体的剪力与拉力进行分散。这样强度不能达到建筑设计标准，此时增加板件的厚度或截面的高度效果较为明显。如果建筑物整体的抗弯能力不足则可以将建筑翼缘的厚度增加，提供更加宽大的承载面积。如果抗剪能力不能达到建筑设计的要求，则需要将建筑构建中最容易受到弯曲影响的腹板厚度进行调整。

这里针对工字型截面构件的腹板受剪面积进行调整期间，需要注意的是其中存在一些高度，厚度增大的设计要求，对于建筑企业单位来讲这种调整很容易增大经济投入。如果腹板已经满足屈曲之后的强度，则需要通过结构厚度与高度调整将其加劲肋数量增多。在进行腹板高度设计期间，还需要将添加的加劲肋的间距进行控制，根据建筑设计规范所要求的基本宽度，将最为合理有效的截面大小，高度进行设计应用。

2  梁柱之间的支撑设计探索

針对房屋建筑的柱间的支撑设置要求，一些轻型的钢结构厂房汇总的柱间支撑多半会考虑到建筑物的剪力承受能力，将受压或受拉的建筑结构的长度以及厚度比例进行计算设计，所以在初期的设计环节常常会将柱间的横截面积扩大。如果房屋建筑有桥式或梁式的结构，则这种情形下应用吊车进行施工建设的可行性较高。且柱间的下方支撑会被分作成两个部分，主要是因为起重的建材重量相对较大。反之如果将下柱间的支撑作为一个整体，这种情况在门式刚架轻型钢结构应用中较为常见。当然不同的建筑设计对其内部结构的刚度，硬度，稳定性等方面的要求也有着明显的差异，所以剪刀式钢筋拉杆在建筑物中的应用，应考虑建筑物的应用需求。

如果是建造厂房与仓储房屋，那么钢筋拉杆在设计时不需要过多考虑其整体的承受压力。由于梁柱应用期间多半会采用一种圆柱体的形式，所以梁柱的支撑侧面能够起到的刚度支撑作用有限，且在起重期间常常会因为施工操作而出现自重力下降影响建筑型式。不少的钢材在选用阶段就很有可能存在一些弯曲或不紧实的现象。所以剪刀式钢筋拉杆需要将装置的紧度加固，这样纵向的水平受力也能得到集中控制。尤其是在同一个建筑物中的不同单元的梁柱应用，通过这种针对性的处理方法应用，能够将建筑物的纵向水平力进一步提升，进而将钢筋拉杆的截面大小探究出来。

由于建筑物的施工建设环境差异性较大，所以在抗震设防地区的建筑建设，柱间支撑需要根据抗震设计的标准规范，将斜杆的交叉以及长度，粗细等合理控制。房屋设计工作人员经过计算与研究分析，最终也能确立钢材的杠杆截面的大小。

3  房屋面板与檀条的设计与应用

目前我国的建筑领域中常常会在施工建设期间，根据施工图纸将间距布置起来，檀条在设计期间会面对屋面的等跨支座部分。也就是说根据不同的房屋建筑跨度要求，刚架在应用期间会有双坡或连续梁设计。在房屋设计中对檀条的布设，一些设计人员会将连续梁设计中的屋面板进行等跨设计，通过将屋面板分成五跨，六跨的形式能够将面板的两端，中间部位既定的弯度进行调整。这样就能将屋面板的支撑以及覆盖作用展现出来。而檀条的线荷载也可以利用屋面板的第二支座的部分作为一个基准点，其本身是存在一定反力的，所以会将屋面板中最大的支座进行连续性的设计与应用，这样第二支座的檀条才能起到有效的支撑影响意义，给房屋建筑的承受力进行保障。

笔者根据个人的实践工作经验，认为檀条在设计期间需要着重考虑不等跨的布设形式，由此将面板支座的反力进行调整，其中的钢材以及其它的房屋建筑材料，在经过系统性的应用之后，互相之间的联系性也逐渐增多，对于建筑施工企业单位来讲，也是控制钢材投入的有效途径，能够控制施工建设成本。目前我国一些较为基础性的方位建筑施工，通常会在房屋屋面应用大量的钢材，这种技术性的处理手段能够将房屋整体质量提升。而檀条在应用期间，则不会过多的考虑不等跨的布设部分，由于支座之间的间距设计并不是按照规律性展开的，所以檀条拉杆的长度也会存在一些差异性。具体到施工建设环节，需要工作人员结合项目工程建设实际，尽可能的贴近房屋合理设计的要求，逐步达成房屋建筑设计的要求。

檀条设计期间常常会受到一些环境影响，导致设计出现质量问题。如果建筑环境中的风量相对较大，那么檀条很有可能会受到风力推动作用，在初期的施工建设期间就会产生稳定性与安全性的问题。所以房屋设计人员需要进一步的推算与设想，在不同的风吸引力的影响之下，檀条的截面面积设计大小。

4  风荷载，雪荷载的设计研究

门式刚架轻型钢结构在房屋建筑设计期间，常常会应用到一些较为低矮的房屋建筑之中。风荷载的体形系数其实也是与房屋形状有着密切联系的，其结构类型也会受到很大的影响。所以在进行房屋设计期间，需要根据现有的设计资料以及设计经验，将有关的荷载规范要求逐步确立起来。其中风荷载需要将建筑物的内部与外部的压力承受最大值进行计算研究，将阵风的系数也规划到其中，这样如果建筑物中的檀条受到风荷载的影响后，还能通过面板的支撑作用，避免其出现其他的位移或扭转现象。而雪荷载影响因素，需要设计人员根据标准规范进行荷载数值统计与输入的同时，还要将积雪的分布情况进行调整，这样高低跨不同但是却紧挨着的屋面，则根据其不同的结构特征有针对性的进行荷载控制，这样房屋建筑的稳定性也能进一步提升。

参考文献：

[1]束炜.门式刚架轻钢结构的优化设计与模态有限元分析[D].合肥：合肥工业大学，2012.

[2]石维，刘燕.门式刚架轻型房屋钢结构设计中应注意的几个问题[J].陕西建筑，2012，11（2）：5-7.