摘 要：本文主要對單層鋼結構廠房支撐結構設計進行論述，為單層鋼結構研究作參考。

　　關鍵詞：檁條,支撐,門式剛架

　　一、輕型鋼結構廠房的特點

　　鋼結構一般分為普通鋼結構和輕鋼結構 ，它們之間并無明顯的界限。其計算規(guī)則都是一樣的 。所謂輕鋼結構 ，一般是結構荷載較小 ，結構桿件也較小 ，構件壁厚較薄的一類結構，一般采用門式鋼架、屋架和網(wǎng)架為主要承重結構 。正因為輕鋼結構上作用的荷載較小，所以，使得結構效應產(chǎn)生的內(nèi)力一般較小 ，這就使得結構的強度往往不成問題 ，而由于構件斷面較小，截面慣性距較小，使得結構的剛度也隨著減小 ，結構的整體和局部穩(wěn)定成為在設計中必須引起重視的主要問題 。這就是輕鋼結構自己的特點。了解了這個特 點 ，我們就可以采取相應的措施 ，比如可以采用增加支撐和拉條 ，以滿足桿件的長細比要求，增設加勁肋以滿足構件的局部穩(wěn)定等。

　　二、門式剛架輕鋼結構的概述

　　1、門式剛架輕鋼結構形式

　　輕鋼門式剛架的結構形式多樣，主要有以下幾種：單跨、雙跨、多跨剛架以及帶挑檐的剛架等。

　　2、 門式剛架輕鋼結構典型優(yōu)勢

　　門式剛架輕鋼結構屬輕型鋼結構的一種類型，其結構體系，簡言之，是由門式剛架為承重結構，配套輕型屋蓋和墻體圍護結構，以及相應的支撐系統(tǒng)所組成的結構體系。輕鋼結構和其他材料的結構相比，具有如下優(yōu)點。

　　(1)自重輕。輕鋼框架結構重量比很高，墻厚較薄，因此可以使房屋的跨度達到很大，鋼材可根據(jù)不同用途合理分配截面尺寸的高寬比，使用面積較其他結構要提高很多。這種截面模數(shù)大，具有優(yōu)良的力學性能和優(yōu)越的使用性能，結構強度高。輕鋼結構與混凝土結構相比，自重約為后者的一半。在工程設計中可以根據(jù)實際情況達到個性化的要求。

　　(2) 結構穩(wěn)定性好，抗震性能突出。輕鋼框架結構穩(wěn)定性良好，鋼梁、鋼柱組成柔性框架，可充分發(fā)揮鋼材強度高、延性好、塑性變形能力強的特點，以吸收部分地震能量，房屋的抗拉伸、扭曲、震動的能力得以強化。一般而言，其抗震能力是磚混結構的2 倍以上，在高烈度的地震災害后，用于修復的費用減少。而且適合建造在各種地質條件的地基上，提高了結構的安全可靠性。

　　(3) 施工速度快。一般情況下，輕鋼框架結構建筑的施工由于設計標準化、定型化，構件加工制作工業(yè)化，另外加上現(xiàn)場安裝施工的過程中不受氣候影響，簡單快捷，時間相對鋼混結構住宅縮短工時1/3～1/2，加快了資金周轉，大大提高了投資回報速度。

　　(4) 隔熱保溫性能好。輕鋼框架結構有些采用了聚苯乙烯泡沫夾芯板或單板加保溫棉等措施，使其保溫隔熱和隔聲效果良好，而且不助燃，不霉變，不蟲蛀;滿足實際工作過程中保溫、隔熱、隔聲性能等方面的需要。

　　(5)環(huán)保優(yōu)勢。將成品構配件運至施工現(xiàn)場后，即可拼接安裝，廢舊利用率為100%，是真正的環(huán)保建材。另外，在任何氣候條件下，均可全年施工，對于周圍環(huán)境的污染較小，符合國家提出的“四節(jié)、環(huán)保”和可持續(xù)發(fā)展的要求，不僅具有很好的性價比，而且有著框架結構無法比擬的優(yōu)越性。

　　(6)環(huán)境適應條件好。對海拔高度、氣候條件等環(huán)境要求不高。

　　三、門式剛架結構支撐結構的特點

　　門式剛架輕型房屋，其結構一般由主骨架和支撐系統(tǒng)構成，支撐結構包括 ：1、墻架;2、檁條等 ;支撐系統(tǒng)包括：1、剛架柱之間的垂直支承;2、剛架梁之間的水平支撐 ;3、剛性系桿 、拉條 ;4、 隅撐等。

　　四、檁條的設計

　　1、檁條作用：承擔屋面荷載，并將其傳給剛架。檁條還通過螺栓與每品剛架連接起來，與墻架一起與剛架形成空間結構。

　　2、檁條的形式：實腹式檁條、空腹式檁條、格構式檁條。

　　3、截面高度的確定：

　　實腹式檁條的截面高度H，一般取跨度的1/35~1/50桁架式檁條的截面高度H，一般取跨度的1/12~1/20。

　　4、截面寬度的確定：

　　實腹式檁條的截面寬度B，由截面高度H所選的型鋼規(guī)格確定，空間桁架式檁條上弦的總寬度B，取截面總高度的1/1.5~1/2.0.

　　5、檁條荷載

　　(1)恒荷載

　　屋面材料重量、支撐及檁條結構自重。

　　(2)活荷載

　　屋面均布活荷載、雪荷載、積灰荷載和風荷載，當采用壓型鋼板輕型屋面時，屋面豎向均布活荷載的標準值(按水平投影面積計算)0.55KN/m2。

　　五、屋面支撐與柱間支撐的確定

　　支撐的作用主要是保證結構體系成為空間體系，有足夠的空間剛度。支撐所受力主要是風載和地震作用，溫度作用。計算支撐內(nèi)力時一般假定節(jié)點為鉸接，并忽略偏心的影響，并且一般的支撐都是按拉桿考慮，所以，一般適宜雙向布置。

　　1、屋面支撐

　　屋面支撐受力較小，桿件截面通常可按容許長細比來選擇。交叉斜桿和柔性細桿按拉桿 設計，可采用單角鋼;非交叉斜桿、弦桿、豎桿以及剛性系桿按壓桿設計，可采用雙角鋼組成十字形或T形截面。當屋架跨度較大、房屋較高且基本風壓也較大時，桿件截面應按桁架 體系計算出的內(nèi)力確定。計算支撐桿件內(nèi)力時，可假定在水平荷載作用下，交叉斜桿中的壓桿退出工作，僅由拉桿受力。

　　2、柱間支撐

　　對廠房來說：分為上層支撐和下層支撐，上層支撐計算時，為避免由于支撐剛度過大而引起較大的溫度應力，支撐腹桿常按柔性拉桿計算。交叉體系的下層支撐當?shù)踯囎饔幂^小時一般圓鋼，較大時通常采用角鋼或槽鋼。交義斜桿常按拉桿設計，但為了提高廠房的縱向剛度，當?shù)踯囕^大時，應按壓桿設計。

　　六、隅撐的作用與設置

　　隅撐的作用主要是阻止梁的下翼緣及柱的內(nèi)側翼緣失穩(wěn)。并在設計計算中作為減少梁 柱的平面外計算長度的最不利側向支撐間的最大間距。隅撐之所以要設，是因為剛架斜梁的受力的變化。在恒荷載和活荷載等荷載組合作用下，一般的梁受力是上翼緣受壓下翼緣受拉，這樣檁條與鋼梁的有效連接為梁上翼緣的穩(wěn)定提供了可靠的支撐。所以一般情況下的平面外計算長度取兩倍的檁條間距。上翼緣的梁穩(wěn)定可以保證。但是在受風吸力荷載作用時，上翼緣受拉，下翼緣受壓，這樣下翼緣的穩(wěn)定性沒有可靠的平面外支撐，因此在粱的下翼緣上加設隅撐給鋼梁的下翼緣提供支撐。隅撐一邊與梁的下翼緣連接，一邊與檁條連接。隅撐的做法可以詳見門式剛架的相關規(guī)范。研究表明，門式剛架的破壞和倒塌在很多情況下是由受壓最大的翼緣屈曲引起的，而斜梁下翼緣與剛架柱的相交處壓應力最大，是結構的關鍵部位。本規(guī)程規(guī)定：“在檐口位置，剛架斜梁與柱內(nèi)翼緣交接點附近的檁條和墻梁處應各設置一道隅撐 ”。就是為了確保該處的穩(wěn)定性。此外，還規(guī)定在斜粱下翼緣受壓區(qū)均應設置隅撐，其間距不得大于相應受壓翼緣寬度的16(235/f3)1/2倍。該規(guī)定便于執(zhí) 行，也便于施工質量檢查。若翼緣寬度較窄，理所當然地應使隅撐間距減小。規(guī)程還特別規(guī)定，當斜梁下翼緣不設隅撐時，應采取保證剛架穩(wěn)定的可靠措施，如設置剛性撐桿或加大截 面等。這就較好地保證了結構的安全。

　　參考文獻：

　　[1]《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》(CECS 102:2002);

　　[2]《門式剛架輕型房屋鋼構件》(JG 144-2002);

　　[3]《鋼結構設計規(guī)范》(GB 50017-2003)