门刚架轻型房屋钢结构保守取大值的设计思路

门式刚架轻型房屋钢结构以其用钢量少、成本低、性能好、设计制作简单、施工周期短等优点，受到广大业主的欢迎和选择。 它现已成为中国工厂、仓库和其他大型建筑的流行选择。 空间多功能房屋的主流结构形式，这种结构形式与普通钢筋混凝土结构有很大不同。 经验丰富的工程师可以根据受力特性充分发挥材料的作用。 如果经验较少的工程师仍然沿用钢筋混凝土结构设计思维进行设计，不仅会浪费材料，还可能会出现设计错误，需要引起相关从业者的重视和重视。 注意。 下面以一个具体项目为例，分析一下设计过程中出现的一些问题。 该项目在解决设计问题的同时，节省了20%的结构成本。

01.项目概况：

02.优化结果展示：

门钢厂房构件截面较小，对荷载敏感。 因此，需要从根本上优化荷载，并与结构构件、支撑系统和围护系统的合理布置相结合，最终将造价指标控制在最优水平。 本项目主要从以下几个方面进行优化，优化结果总结如下：

咨询要点：

2.1 屋顶荷载：

钢结构厂房屋顶横向荷载较小，一般轻钢屋顶在0.3KN/m2左右，屋顶安装光伏板时总荷载在0.5KN/m2左右。 一般土建设计院都习惯于混凝土结构保守取大值的设计思路。 这已被应用到钢结构的设计中，屋面恒载甚至被取为1.0KN/m2。 其实对于钢结构来说，这个值越大越安全。 有时，由于恒载值远大于实际值，低估了对吸风力的影响，导致安全事故。

本项目通过荷载值的优化，精确控制各结构构件的截面尺寸，节省钢材用量。 同时，由于地处高烈度地区，顶板恒载的优化可以大大降低地震效应，从而为基桩基础的优化提供了条件。

▲ 屋顶荷载计算过程

2.2 基础桩基：

厂房的地基成本占整个建筑成本的很大一部分。 有时，地基条件的差异甚至会影响地上经济柱跨度和柱距的选择。 这个成本不容忽视，与地上成本密切相关。 本工程通过荷载优化控制柱底弯矩，从而优化桩基数量和管桩长度。 此次优化节省费用约200万元。

2.3 刚架截面：

刚架作为门钢厂房的主要组成部分，其设计是一个系统的过程，主要涉及柱截面形式的选择、截面是否分段、刚架梁截面的确定、梁的分段位置和支撑拉杆系统的设计。 布置、确定平面外计算长度。 本项目结合工程具体情况，优化各构件的支撑条件和截面尺寸，充分利用截面宽厚比，发挥截面腹板的屈曲后强度，控制截面尺寸最优的。 此次优化节省约1240万元。

▲ 门式刚架断面形式

▲ 门式刚架弯矩图

2.4檩条系统：

檩条系统作为轻钢厂房的主要围护构件之一，在整体建筑造价中也占有相当大的比例。 本项目中，通过细化风荷载分区，详细区分檩条断面，并与钢结构厂家沟通后确定檩条成本仅与用钢量有关，采用非标定制断面根据实际载荷进行设计，充分发挥部件强度。 并节省钢材的使用量。 此次优化节省约240万元。

2.5 墙梁系统优化：

墙檩条系统和屋顶檩条系统之间存在典型差异。 屋面檩条上的主要受力是单轴受弯构件。 自重、雪荷载、风荷载基本垂直作用于屋面板，而墙檩条是典型的双轴受弯构件，自重沿檩条弱轴作用，风荷载沿檩条弱轴作用。檩条的强轴。 本项目通过优化墙檩的受力路径和受力方式，将构件的压缩、弯曲传力方式调整为拉力传递方式，大大提高了结构传力效率，节省了50%的成本。用于制作檩条的钢材。 ％多于。 此次优化节省费用约420万元。

下图左侧为矩形钢管水平放置、C型槽钢垂直放置的檩条布置系统。 下图右侧为采用C型槽钢水平布置的檩条系统。 檩条布置系统采用φ12圆钢拉杆垂直传递力。 这是最有效的系统。 经济的电力传输系统。

▲ 墙梁竖向布置

▲ 墙梁水平布置

▲ 墙体檩条系统

2.6 支持系统：

门钢厂房一般是二维受力系统，是刚架平面内的几何不变系统。 在位面之外，需要有支撑系统将面外机构转变为稳定的结构体系。 本项目采用支撑系统布局的优化，在满足结构刚度要求的同时，节省构件的截面尺寸。

▲纵向支撑系统

2.7多层厂房结构体系：

多层厂房一般按钢框架结构体系设计。 本项目结合了业主顶层工艺流程的要求。 在常规大空间抽取的基础上，顶层采用门式刚架结构体系，与下部钢架体系一致。 采用组合的形式，提高构件使用效率，达到节省钢材消耗的目的。 此次优化节省约500万元。

03.总结：

钢结构的设计原理简单明了，但结构形式却千变万化。 要达到满足功能要求、节省投资预算的目的，就必须对各种结构形式的设计技巧有充分的积累，运用巧妙的受力设计方法，达到满足功能要求、节省投资预算的目的。 用它在常规项目中挖掘更大的价值。

-结尾-