1、輕型剛架的設計與使用

　　在沿海地區已有多年經(jīng)驗，已是很普及的結構形式，可是在西北地區近年來(lái)剛剛推廣使用，專(zhuān)門(mén)的輕鋼設計單位還比較少，有的設計單位在設計輕鋼結構時(shí)往往沿用傳統的鋼結構概念，如柱間支撐和吊車(chē)梁制動(dòng)桁架截面都較大。在多年來(lái)設計中，也體會(huì )到有些方面還有待進(jìn)一步研究，必須把輕鋼結構設計得更輕更安全。

　　抗風(fēng)柱作為端排剛架支點(diǎn)，限制了剛架梁的垂直變形，與中排剛架垂直變形不一致。實(shí)際即使抗風(fēng)柱對端排剛架不起支撐作用，端排剛架垂直變形與中排剛架垂直變形也不一樣，因為端排剛架荷載與中排剛架荷載不同。另外檁條與剛架梁連接是鉸接，邊跨檁條兩端沉降允許有差值，屋面板也能適應邊跨檁條兩端沉降差值。

　　2、屋面板及檁條

　　設計屋面板和檁條的設計，現在通常是檁條等間距布置，檁條對屋面板是等跨支座，例跨度15M以上的剛架多為雙坡，每坡屋面板在7.5M以上。根據檁條布置，屋面板多按5跨等跨連續梁設計，其結果是屋面板端跨的跨中彎矩比中跨的跨中彎矩大很多，按端跨跨中彎矩選用屋面板，則中跨屋面板不能充分發(fā)揮作用。對檁條的線(xiàn)荷載又以屋面板的第二支座反力為依據，第二支座反力是5跨連續板中反力最大的支座，以此反力設計檁條，此時(shí)只有屋面板第二支座的檁條能充分發(fā)揮作用，中跨支座檁條承載力富裕很多，不能充分發(fā)揮作用。

　　為此建議檁條采用不等跨布置，檁條的布置在屋面板端跨處間距減少而中跨處間距放大使屋面板的端跨彎矩和中間跨彎矩比較接近，或由于檁條不等跨布置使屋面板支座反力比較接近，這樣能充分發(fā)揮屋面系統的材料性能，降低單位用鋼量，降低造價(jià)。一般工程的屋面系統用鋼量占總用鋼量的比例較大，所以這樣處理效果較好。檁條采用不等跨布置，相應的檁托布置不等距，檁條拉桿長(cháng)度也會(huì )不等，只要認真施工，是可以滿(mǎn)足設計要求的。

　　3、吊車(chē)梁設計

　　關(guān)于吊車(chē)梁制動(dòng)桁架的設置，我們在新疆見(jiàn)到一些輕型鋼結構廠(chǎng)房，其跨度在24m以?xún)�，且吊�?chē)為5-20t，吊車(chē)梁跨度為6-8M之間，有相當一部分也設了制動(dòng)桁架；更甚者有跨度10M，吊車(chē)僅3t，吊車(chē)梁跨度6M也設制動(dòng)桁架。根據我們的設計經(jīng)驗，類(lèi)似以上吊車(chē)噸位和跨度的輕鋼廠(chǎng)房可不設制動(dòng)桁架，首先是《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結構技術(shù)規程》（CECS102：98）中規定輕鋼廠(chǎng)房只能設中、輕級工作制橋式吊車(chē)，超重量不大于20t。只要滿(mǎn)足吊車(chē)梁的強度和變形以及構造要求，在橫向水平剎車(chē)力的作用下能滿(mǎn)足吊車(chē)梁的側向穩定，當有必要時(shí)可適當加大吊車(chē)梁上翼緣的寬度，以保證其穩定性。不設吊車(chē)制動(dòng)桁架還可減少制造和安裝工作量，降低造價(jià)

　　4、柱間支撐設計

　　關(guān)于柱間支撐的設置，一些輕型鋼結構廠(chǎng)房中的柱間支撐多為角鋼剪刀撐，每一肢均同時(shí)滿(mǎn)足受壓和受拉的長(cháng)細比要求，因此設計的柱間支撐截面較大。輕型鋼結構廠(chǎng)房的墻體圍護結構多為壓型鋼板加保溫材料，對廠(chǎng)房的柱頂位移限值放得很寬，并且吊車(chē)噸位不超過(guò)20t，縱向水平剎車(chē)力也較小，盡管還有風(fēng)載，個(gè)別地區還有地震作用，設剪刀式鋼筋拉桿代替角鋼剪刀撐，剪刀式鋼筋拉桿，只承受拉力，不考慮承受壓力。鋼筋直徑由縱向水平力之和設計確定，但要求必須設法將鋼筋拉緊，真正能夠傳遞縱向水平力。至于在一個(gè)結構單元中設幾道剪刀式鋼筋拉桿，由縱向水平力及鋼筋直徑確定，這樣給制作和安裝帶來(lái)很大方便。

　　5、主鋼構材質(zhì)的選擇

　　關(guān)于輕型剛架材質(zhì)問(wèn)題，在建設單位的招標文件上，經(jīng)常見(jiàn)到要示剛架材質(zhì)為Q345，而且這種要求高強度材料的標書(shū)也越來(lái)越多，建設單位認為材質(zhì)的設計強度越高就越省鋼材，就會(huì )降低工程造價(jià)。這種認識有局限性，不是普遍規律。因為剛架的結構設計，不僅要進(jìn)行強度設計，還要進(jìn)行剛度設計及穩定性設計，而影響設計的因素也較復雜，例如跨度、高度、地震烈度、風(fēng)載、靜載、是否有吊車(chē)、吊車(chē)噸位等，所以材料強度越高就越省鋼，這種認識是不全面的。一般說(shuō)非地震區的建筑風(fēng)載較小且跨度較大時(shí)，其構件內力較大，是強度控制，材質(zhì)強度高會(huì )降低用鋼量，建筑物造價(jià)會(huì )下降；當抗震設防烈度較高且風(fēng)載較大時(shí)，往往是變形較大由剛度控制，材質(zhì)強度再高，也需保持足夠的構件截面，才能有足夠的剛度以滿(mǎn)足變形要求，這時(shí)材質(zhì)強度高反而建筑物造價(jià)會(huì )提高，造成不必要的浪費。

　　近年來(lái)，在新疆一些地區，我們經(jīng)常遇到要設計的建筑物抗震設防烈度為8度，且雪載較大，風(fēng)載也較大，跨度在15-18M之間，由剛度控制，即以柱頂變形為控制因素的建筑物，如提高材質(zhì)強度是不妥的，用Q235為宜。

　　6、雪荷載的選用

　　我公司近年來(lái)買(mǎi)過(guò)幾套設計軟件，有的設計軟件在輸入荷載時(shí)，對雪載只按均布荷載輸入，沒(méi)有考慮《建筑結構荷載規范》（GBJ9-87）中屋面積雪分布系數，經(jīng)常遇到的單跨雙坡屋面和雙跨雙坡屋面，以及高低跨相鄰的屋面，不考慮雪載分布不均勻系數，給設計帶來(lái)很大不方便，也可能造成不安全。尤其是在新疆高寒地區，雪載很大，是屋面結構的主要控制荷載，有的設計者認為只要是程序計算就沒(méi)問(wèn)題，其實(shí)有的程序也有不完善之處，在高寒地區設計時(shí)要注意屋面積雪的不均勻系數，尤其是有的高低跨相鄰的建筑物，即便程序中沒(méi)考慮雪載不均勻系數，也應自行調整，以保證結構安全。

　　7、結 語(yǔ)

　　以上僅為設計中的幾點(diǎn)體會(huì )，愿起到拋磚引玉的作用，從大局著(zhù)眼，從細處入手，把輕型鋼結構設計做得更合理。

　　參考文獻：

　　1 CECS102：98 門(mén)式剛架輕型房屋鋼結構技術(shù)規程

　　2 GBJ17-88 鋼結構設計規范

　　3 GBJ9-87 建筑結構荷載規范