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該規(guī)程適用主要承重結(jié)構(gòu)是單跨及多跨的下列單層門式輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制作及安裝。a．具備輕型屋蓋和外墻的房屋。輕型屋蓋和外墻主要指采用壓型鋼板的屋面和外墻，該建筑除了重量輕，其蒙皮剛度對門式剛架的平面結(jié)構(gòu)的整體剛度起到有利的加強作用，這就是門式輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)與普通鋼結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別點。b．門式輕鋼結(jié)構(gòu)跨度最長不超過36m，最合適的經(jīng)濟跨度為12m～20m;檐口要求不高于15m，特殊情況下檐口高度不超過18m。這是主要考慮檐口太高或跨度太大，其剛架構(gòu)件本身剛度很大，墻面或屋面的蒙皮剛度相對較小，對加強門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)的整體剛度的作用微乎其微，可以忽略不計，跟普通鋼結(jié)構(gòu)區(qū)別不大，《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程》規(guī)定的位移限值、長細比等都不適用，而是按GB50017-2010鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。c．對吊車情況的要求:A1～A5的輕、中級工作制橋式吊車的起吊量不大于20t或懸掛式起重機起吊量不大于3t。依照門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程的規(guī)定，用于橋式吊車的吊車梁放置于剛架柱子伸出的牛腿上，故橋式吊車的起吊量不宜太大。d．對于頂層為門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)的多層房屋設(shè)計時，該部分鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制作和安裝可依照《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程》執(zhí)行，但應(yīng)將多層房屋和門式輕鋼結(jié)構(gòu)作為一體一起分析計算，特別是抗震部分，著重應(yīng)注意多層房屋結(jié)構(gòu)與頂層輕鋼房屋內(nèi)力和位移的影響。有些同行認為，門式輕鋼結(jié)構(gòu)很輕，放置在多層房屋頂上不會有問題。當(dāng)然對于多層房屋結(jié)構(gòu)的影響極小，但是多層房屋的剛度普遍都大于頂層門式輕鋼結(jié)構(gòu)的剛度，由于剛度的突變，在地震力或風(fēng)荷載作用下，多層房屋結(jié)構(gòu)的位移對頂層門式輕鋼結(jié)構(gòu)的影響就不能忽略不計，做整體結(jié)構(gòu)分析，就能考慮多層房屋結(jié)構(gòu)對頂層門式輕鋼結(jié)構(gòu)的影響了。e．從耐久性考慮，因門式輕鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面較薄，故《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程》不適用于強侵蝕介質(zhì)環(huán)境的房屋。f．以上條件僅適用于梁、柱為H型鋼構(gòu)件，超出部分也可以采用門式剛架結(jié)構(gòu)形式，但梁、柱采用格構(gòu)式或兩型鋼組合的實腹式，主結(jié)構(gòu)基本上按照GB50017-2010鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。3)在門式輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)中由壓型鋼板組成的圍護板的應(yīng)力蒙皮效應(yīng)的概念，以及在應(yīng)力蒙皮效應(yīng)在規(guī)范中的體現(xiàn)。

在門式輕型房屋結(jié)構(gòu)中檁條、脊檁把屋面壓型鋼板牢固連接，墻梁把墻面壓型鋼板牢固連接，門式剛架構(gòu)件把檁條和墻梁牢固連接。從而屋面板和墻面板引起蒙皮應(yīng)力作用的隔板。把單個所承受平面作用的剛架連接成整體，既而提高了門式剛架的整體剛度，從而減少了結(jié)構(gòu)的實際位移量。由壓型鋼板組成的圍護板的應(yīng)力蒙皮作用，極大的提高了由冷彎薄壁型鋼構(gòu)成的檁條和墻梁的整體穩(wěn)定性，同時使隅撐與由冷彎薄壁型鋼構(gòu)成的檁條和墻梁所組成的體系，可以將門式剛架構(gòu)件受壓翼緣作為側(cè)向支撐點。水平荷載作用下，坡度較小的雙坡頂門式剛架結(jié)構(gòu)由外部蒙皮圍護構(gòu)成體系的變形情況，沿剛架方向整個單坡屋面像平躺的深梁一樣工作，其脊檁和檐口的檁條就像鋼屋架的上、下弦桿，除了受剪力外，還受軸向壓力作用、拉力作用。為了保證受力具有蒙皮作用，山墻處的檁條端頭設(shè)置沿屋面坡度的墻梁。作用在屋面的豎向荷載的變形:兩側(cè)的屋面像傾斜放置的深梁一樣受彎，屋脊處受彎，檐口檁條處受拉。所以，脊檁、檐口處檁條及山墻部位都是構(gòu)成屋面整體蒙皮作用的主要部位，在設(shè)計中要引起足夠的重視。4)在CECS101∶2002門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中體現(xiàn)應(yīng)力蒙皮作用。a．規(guī)范第3．4．2條關(guān)于“鋼柱柱頂位移設(shè)計值的限值”和“受彎構(gòu)件的撓度與跨度的比值”都大于GB50018-2002冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范第10．1．6條和GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的第3．5．1條中規(guī)定的限值，其原因就是考慮圍護壓型鋼板的應(yīng)力蒙皮效應(yīng)。b．規(guī)范第3．5．2-1條關(guān)于受壓構(gòu)件的長細比限值也是寬于GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范第5．3．8條。也是考慮圍護壓型鋼板的應(yīng)力蒙皮效應(yīng)而適當(dāng)放寬。c．規(guī)范第6．5．3條“當(dāng)同一柱列設(shè)有多道豎向支撐時，縱向力在支撐間可按均勻分布考慮”，同理，當(dāng)房頂有多道橫向支撐時，在支撐之間的風(fēng)荷載也可以理解為均勻分布。這樣的規(guī)定同樣是考慮了圍護壓型鋼板的應(yīng)力蒙皮效應(yīng)，使結(jié)構(gòu)考慮了一定量的空間作用。d．規(guī)范第6．6．3條“當(dāng)在屋面板上開設(shè)直徑大于300mm的圓洞和單邊長度大于300mm的方洞時，宜根據(jù)計算采用次結(jié)構(gòu)加強。不宜在屋脊開洞。屋面板上應(yīng)避免通長大面積開孔(含采光孔)，開孔宜分塊均勻布置”。這個規(guī)定就是避免破壞屋面壓型鋼板的應(yīng)力蒙皮效應(yīng)。5)門式輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)地震(抗震)特點。a．門式輕鋼結(jié)構(gòu)的房屋由于自重輕，具有低矮型的特點，因此有良好的抗震性能。其表現(xiàn)在兩個方面:其一具有良好的延性，它是采用端板連接，而不是鋼框架結(jié)構(gòu)的剛性連接。在彈塑性階段，這種端板連接是半剛性連接，當(dāng)外部荷載超過設(shè)計值時，產(chǎn)生彈塑性變形，加大變形，使受彎承載力減小。另一方面是其自重輕地震作用力小，雖然設(shè)計中屋面活荷載按0．5kN/m2考慮，但是在實際使用階段，屋面的荷載一般都很小。b．門式輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)在地震作用下，可能將橫向地震力作為設(shè)計控制值;也可能橫向地震力不作為設(shè)計控制值;或者可能將縱向地震力作為設(shè)計控制值，其橫向地震力不作為設(shè)計控制值。在《門式剛架結(jié)構(gòu)抗震分析》［3］一文指出在水平地震力作用下，當(dāng)門式輕鋼結(jié)構(gòu)跨高比大于3．5時，地震力組合不起控制設(shè)計。6)門式輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)廠房因其圍護結(jié)構(gòu)采用輕型材料，其自重輕，與一般單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震規(guī)定不適用門式輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)廠房，故CECS101∶2002門式剛架輕鋼房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定:a．第3．1．4條及其說明規(guī)定“當(dāng)由抗震控制結(jié)構(gòu)設(shè)計時，尚應(yīng)采取抗震構(gòu)造措施”，應(yīng)執(zhí)行GB50011-2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范第8．1．3條關(guān)于房屋應(yīng)根據(jù)房屋高度、抗震烈度和設(shè)防類別采用不同的抗震等級。b．單層門式輕鋼結(jié)構(gòu)房屋屬于低矮型，高度一般不超過18m，屬于剪切變形，質(zhì)量主要在屋頂處，即結(jié)構(gòu)的上部，屬于單質(zhì)點體系結(jié)構(gòu)，滿足GB50011-2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范第5．1．2條的底部剪力法條件，所以CECS101∶2002門式剛架輕鋼房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程第3．1．6條規(guī)定抗震計算按底部剪力法。c．CECS101∶2002門式剛架輕鋼房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程第3．1．4條及條文說明指出，當(dāng)設(shè)計時由地震組合控制，需采取一定措施。例如:斜梁的下翼緣與鋼柱的連接宜使用加腋的方式加強節(jié)點強度;各個構(gòu)件應(yīng)采用螺栓連接;柱腳的抗拔和抗剪承載力設(shè)計值應(yīng)有所提高，同時柱腳底板下設(shè)置抗剪鍵，鋼筋混凝土柱頭的錨栓應(yīng)采取合適的構(gòu)造措施來提高其抗拔力等。

作者：袁志昊單位：太原市熱力設(shè)計有限公司