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1、门式钢结构的设计方法与步骤设计规范目前采用的是“门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102-2002”，在进行屋面檩条和墙面 檩条设计过程中可参照“冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002”，两套规范在设计檩条 的过程中的区别就在于：根据“冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002”，当拉条位于远 端时，可以认为当檩条远端翼缘受压时，拉条起到平面外支撑，可减小檩条的计算长度。常见问题 吊车梁上翼缘宽度偏小，满足轨道安装尺寸要求，且存在使用幌动问题，此问题较普遍。吊车10吨以上时，吊车梁受压翼缘的侧向既不加强截面，也不设置水平掣动桁架，造成 吊车幌动。某工程屋面坡度角40多度
2、，采用荷载规范规定的体形系数，在大风中倒塌。 门式刚架多跨不等高，或带天窗多跨厂房，风荷载体形系数使用混乱。厂房为砼柱，屋面梁为 H 形截面钢梁，柱顶铰接，不是门式刚架体系，却按门式刚架设 计。许多电算资料或手算资料不全，檩条、墙梁、墙架柱、柱间支撑，屋面支撑等，特别是节 点连接，相当于部分未进行计算。檩条兼作横向支撑桁架竖杆时，并未对其承载力和作为压杆的长细比进行验算。 有的厂房檩间不设拉条，影响结构安全。个别工程将交叉支撑仅设在相邻刚架间的边柱附近，并未形成水平桁架； 不能无条件地选用 A 级钢材；绝大多数项目未进行柱脚底板水平反力验算。 有的厂房温度区段内未形成独立空间稳定的支撑体系，不
3、能保证结构刚度。 部分项目图纸未注明焊缝形式和质量级别要求，质量无法保证。屋面横向支撑和竖向支撑不设在同一柱距内，不能形成刚性空间块体。 有些项目刚架转折处不设通长刚性系杆，檐口仅有普通檩条，不能保证房屋纵向刚度。 有的二层厂房，不进行整体分析，存在安全问题。有的端板厚度小于 16mm。厂房有吊车时，中柱采用摇摆柱。 有的项目不设隅撑。抗风柱位置设置不当，未设在屋面水平支撑的节点处。 未计算有柱间支撑的柱脚锚栓的上拔力。屋面支撑和柱连支撑连接节点无计算书。设计方法及步骤 轻型门架钢结构具有造价低、重量轻、安装方便、施工周期短等优点，因此近几年来发展较 快，在工业厂房中已得到了较广泛的应用。但是
4、在实际工程设计中，由于钢结构杆件特别是 门架钢结构变截面尺寸需要经过多次试算才能确定，加之目前设计人员对这种结构的设计经 验还不丰富，因此设计效率不高，杆件截面尺寸的选择也不尽合理，容易造成整体结构各杆 件应力不均，不仅经济指标不够理想，而且整体结构的安全度也不高，甚至一些工程会出现 个别杆件应力过大，超过材料的设计强度。即使考虑钢结构材料塑变后的应力重分布，但仍 有可能使整体结构存在某些安全隐患。优化目标在进行门架钢结构设计时，应在确保结构安全的前提下，使结构的用钢量最省、造 价最低。这也就是我们采用优化设计方法的优化目标。而在实用设计中，门架钢结构的用钢 量和造价又是由结构杆件的截面尺寸决
5、定的。因此,我们的优化目标可以直接简化为如何选 择经济合理的截面尺寸，使其在满足强度、刚度、稳定性等要求的前提下，截面面积最小。优化方法与网架钢结构的优化方法相似，门架钢结构的优化方法也采用渐近满应力法，即门 架钢结构杆件通过多次计算分析选择修改其截面尺寸，使其达到或尽量接近满应力状态，直 到门架钢结构的全部杆件的截面尺寸不需修改为止，使门架钢结构的用钢量最小，以达到造 价最低的优化目标。构件截面尺寸的修改，也就是截面尺寸的优化，其方法是选取的截面尺 寸力求其在平面、出平面两个方向的截面抗弯抵抗力矩最大，而其截面面积最小，即在外荷 载作用下，截面尺寸的选择既要能满足强度、稳定验算中构件材料的设
6、计强度要求，又要使 材料用量最省。具体优化方法这里从略。门架钢结构优化分析步骤根据采用的优化方法和约束条件，门架钢结构的优化分析步骤如下 第一步：确定门架结构构件的初定截面尺寸，一般则软件根据门架结构的跨确定，也可由设 计人员确定;第二步：采用变截面杆件有限元进行各种工况下的门架结构力学分析、荷载组合，强度及稳 定验算;第三步：根据实际荷载效应，各种约束条件，采用满应力截面优化方法重新优化选择门架结 构各杆件截面尺寸;以上第二步、第三步可反复循环进行，每循环一次即完成优化选择，直 到所选截面尺寸与上一次截面尺寸完全一致为止。第四步：验算门架结构梁、柱各点的变形及满足有关规范的要求，如不满足则按一定的比例 参数参照截面满应力优化方法优化调整截面尺寸，再重复第二、三步循环优化，直到门架钢 结构所有构件的各点变形满足规定要求为止。实现截面尺寸满应力优化，其循环次数较多， 一般在10 次以上方可收敛，而实现门架刚度满足变形要求的截面尺寸优化次数较少，一般 1-3 次即可满足要求。
