分析单层轻型门式刚架厂房结构设计

惠晓飞

摘 要：经济的快速发展，促使我国房屋建设的规模不断扩大，同时对房屋建设提出的要求也越来越高。房屋结构的稳定性和牢固性将会直接影响到房屋建筑自身的质量，所以必须要保证结构设计的合理性。本文针对单层轻型门式刚架厂房结构设计进行分析，为结构的稳定性和安全性提供有效保证。

关键词：单层轻型;刚架厂房;结构设计

文章编号：2095-4085（2020）05-0021-02

科学技术的不断进步和快速发展，促使我国很多新型的技术手段被广泛应用在很多领域中，这些技术的整体应用效果普遍比较良好。其中，门式刚架结构是当前我国发展速度比较快的一种结构类型，同时也可以被看作是一种全新的新型钢结构类型。门式刚架结构与其它不同类型的结构相比，其自身的重量比较轻，同时具有非常高的工业化程度，同时施工周期也比较短，所以在当前的单层工业厂房等工程建设中得到了广泛应用。该结构的整体应用质量比较好，同时还具有一定的经济性。

1 单层轻型门式刚架厂房结构方案的设计

1.1 结构形式

在对门式刚架结构进行深入分析时，发现该结构在实际应用过程中，需要与实际情况进行结合，这样可以对不同类型的结构进行选择，保证该结构在设计以及使用时的可靠性和有效性。通常情况下，该结构的形式主要包括单跨、双跨以及多跨，如果是根据屋面的坡脊数对其进行划分，那么可以将其划分为单脊单坡、单脊双坡以及多脊多坡。一般在对屋面的坡度进行设计时，比较适合控制在1/20～1/8的范围之内。由于结构形式种类比较多，所以在对不同结构形式进行选择和利用时，要与不同的房屋建筑进行结合，这样才能够保证结构的稳定性和可靠性。其中单脊双坡多跨刚架在实际应用过程中，通常会被应用在无桥式吊车的房屋建筑中。在其应用时，如果刚架柱并不是很高，同时风荷载因素在其中的影响程度也并不是很高的背景下，在中柱的设计方面，可以利用两端铰接的摇摆柱方式，这样可以保证良好的结构使用效果[1]。门式刚架在应用时，可以根据实际要求，在刚架上面进行悬挂吊车的设置，但是需要注意的是要对其自身的重量进行有效控制，一般不能够超过3t。

1.2 结构布置

门式刚架结构在厂房结构设计中科学合理的应用，其主要目的是为了保证结构在使用时的稳定性和可靠性，这样可以促使其自身的抵抗力得到有效提升。为了保证结构的质量，需要根据实际情况的不同，对结构进行合理的布置。首先在对结构进行布置时，必须要对其中的纵向温度进行分析，纵向温度的区域范围内一般在300m之內，而横向温度的区域范围一般在150m以内。其次，要对间距进行科学合理的设置。在对间距进行设置时，为了保证间距的合理性和有效性，一般需要对工艺要求进行深入分析，并且与工艺要求进行有效结合，这样可以对其中的用钢量等因素进行合理的判断和分析。在对门式刚架进行结构布置时，最合适的间距应当控制在6～9m的范围之内，同时柱的间距应当控制在9m的范围之内。与此同时，要根据实际情况的要求，对跨度、高度等进行科学合理的选择，在对跨度进行确定时，通常需要与房屋自身的整体高度进行结合，这样才能够保证跨度、高度布置的合理性。一般跨度控制在9m～36m的范围内比较适合，如果柱的宽度出现不等状态时，必须要保证其外侧处于对齐的状态。

2 单层轻型门式刚架厂房结构的荷载选择

2.1 永久荷载

为了保证单层轻型门式刚架厂房结构的稳定性和有效性，在对该结构进行设计时，必须要对荷载进行合理的判断和分析，这样有利于保证结构的使用质量。在对荷载问题进行分析时，永久荷载是结构设计中非常重要的一部分，其中构件自身的重量以及屋面等这些不同类型构件的重量，都可以被看作是永久荷载。

2.2 可变荷载

可变荷载与永久荷载之间最明显的区别就是永久荷载并不会出现任何的变化，也就是固定的，但是可变荷载有可能会受到周围环境等一些客观因素的影响，进而出现一系列的变化。比如屋面雪荷载或者是地震作用等，这些荷载并不会一直存在，而是会发生一定的变化。

2.3 荷载组合

在对荷载组合进行分析时，其主要是根据相关标准和要求，对不同类型的荷载进行有效组合，这样可以保证结构在设计时的稳定性，能够将这些组合荷载全部都承担下来[2]。在对荷载组合进行分析时，必须要意识到悬挂荷载在其中的重要性，同时还要对部分活荷载等进行综合分析，这样可以提前做好有针对性的应对措施。

3 单层轻型门式刚架厂房结构的刚架设计

3.1 刚架内力计算

在对变截面的门式刚架进行分析以及最终设计时，通常可以利用弹性的分析方法，这样可以对其中涉及到的各种不同类型内力进行合理的分析和确定。只有刚架的梁柱全部都是等截面的状态时，才能够使用塑性分析方法对其进行操作。变截面的门式刚架在构建以及具体应用过程中，去自身的内力一般都会利用杆系单元的有限元方法来对其进行准确合理的计算和分析。与此同时，还要与实际情况相结合，尤其是要与不同荷载组合的特征进行结合，这样可以对内力的分析结果进行确定，同时还可以从中找出对截面能够实现有效控制的内力组合。变截面门式刚架在应用时，可以根据不同的平面结构特征，对内力进行有效的划分，但是整个过程中一般并不会对蒙皮效应有过多的研究。

3.2 刚架侧移计算法

在对变截面的门式刚架进行其柱顶侧移的计算分析时，一般都会直接利用弹性分析方法对其进行确定。与此同时，还要根据实际情况的不同，对荷载进行计算，在计算时要对其标准值进行确定，不需要对荷载的分项系数进行过多的考虑。

3.3 抗风柱的设置

在对抗风柱进行设置时，由于抗风柱在使用时，会受到水平力的影响，而在影响之后，会在竖向状态下允许抗风柱与刚架之间产生位移。在整个过程中，需要对抗风柱与刚架之间的连接方式给予更多的关注和重视。

4 结 语

轻型门式刚架结构在厂房结构设计中的应用，为了保证该结构类型的应用效果，必须要与实际情况进行结合，同时还要对其中涉及到的荷载类型进行判断。这样不仅能够保证结构设计的合理性和科学性，而且还可以保证结构的稳定性。参考文献：

[1]刘西仙，赵峰，马春亮.大跨度单层门式钢架钢结构厂房施工关键技术[J].城市住宅，2020，27（1）：123-125.

[2]谈建国，方石剑.对2015版门式刚架规范若干条文的理解与分析[J].建筑结构，2020，50（2）：49-55，19.