摘要：随着建筑业的不断发展，工业设计对结构优化提出了更高的要求，与此同时，钢结构在建筑施工中的广泛应用，使我们更加重视钢结构轻质、高强的性能优势。门式刚架轻型厂房钢结构设计符合现代工业化发展的需要，在设计中进行合理优化，使轻型厂房钢结构具有更好的经济性、实用性和安全性。为了保证结构设计文件的设计质量，本文详细分析了门式刚架轻型厂房钢结构的优点及其当前发展状况，并详细论述了门式刚架轻型厂房钢结构开发与优化设计的不足。

关键词：门式刚架;轻型厂房;钢结构

一、引言

轻型钢结构在我国建筑结构中得到了广泛的应用，国家相关部门也发布了相应的设计规范。这些规范为钢结构的实际设计提供了理论依据，在轻型钢结构厂房的优化设计中，确保结构安全非常重要，必须按照规范的要求进行设计，从理论上讲，加强对轻型钢结构设计的研究，可以促进钢结构优化设计水平的不断提高。

二、门式刚架轻型建筑钢结构优点及其发展现状

2.1门式刚架轻型建筑钢结构的优点

门式刚架轻型厂房钢结构近年来在建筑工程中得到了广泛的应用，从20世纪80年代初在我国开始起步，经过几十年的发展，已经成为工业建筑钢结构应用的重要形式。门式刚架轻型厂房钢结构主要包括轻型焊接钢框架和冷弯薄壁型钢，这种结构体系具有以下明显的轻巧、成本低、灵活以及回收率高等优势。首先，门式刚架轻型厂房钢结构整体比较轻巧，它由实腹式截面型钢和冷弯薄壁钢组成，由于屋顶、墙体质量较轻，所以能够有效的节约成本，减少建筑企业的投资，钢结构的应用同时也有利于环境保护，降低钢筋混凝土和水泥砂浆的使用，可以有效地减少对环境的污染;。其次，门式刚架结构的柱网布置灵活，门式刚架结构能够很好的解决这个问题。除此之外，门式刚架轻型厂房的优势还体现在拆解方便、资源回收效率高等方面，钢结构节点可以设计成锚栓连接，能够有效的缩短建设工期，后期维护及拆除也非常方便。最后，门式刚架轻型钢结构的抗震性能较好，它具有总体质量轻、结构刚度大的特性，充分发挥地震能量的转换作用，最大限度地减少地震的破坏。

2.2门式刚架轻型工业建设的发展现状

门式刚架结构断面为焊接H型钢，钢架节点大多采用摩擦型高强螺栓连接，对施工安装、后期维护而言都极为方便，这种设计标准化的机制会在轻型工业的发展中成为主要趋势。门式刚架轻型结构在我国发展迅速、应用水平不断提高，相关技术规范的公布，使钢结构的设计水平和经验有了长足进步，但与一些发达国家相比，我国的门式刚架轻型建筑结构设计发展水平还较低，在很多方面需要优化，特别是某些新领域钢结构的用钢量还非常保守，优化空间还很大。我国钢结构有限元计算主要采用STAAD pro、ANSYS等国外分析软件，无法直接套用我国现行标准及规范，严重影响设计人员的工作效率。

三、门式刚架轻型建筑钢结构设计的不足与优化

3.1门式刚架轻型建筑钢结构设计的不足

轻型厂房钢结构设计在发展过程中还存在着许多不足，需要在规范方面进一步完善，与轻型厂房钢结构设计相关的规定很少，且国家和协会的标准在某些设计要求上没有统一的规定，这给钢结构的实际设计带来了很大的挑战。如钢柱长度计算系数的计算，分为有侧移钢架和无侧移钢架，计算取值完全不同，如何判断钢架是有侧移还是无侧移，没有明确的规定。另外对于单跨跨度超过30m的厂房结构，选用轻型门式刚架时比较困难，端部弯矩非常大，采用实腹式截面经济性较差，此时桁架式屋架结构更符合设计要求。门式钢架轻型厂房钢结构在我国发展时间虽然较长，但很多方面还不够，需要进一步研究焊缝连接和水平支撑的设置等提高抗震能力的结构措施，形成强有力的理论支持，最终在结构化计算方法上提高计算效率，计算软件的开发和升级也是制约行业发展的重要因素。

-3.2门式刚架轻型建筑钢结构设计要点

门式刚架轻型工业的钢结构设计要注意几个关键点，在设计柱脚的过程中，柱脚要根据荷载条件的要求设计成刚性或铰接连接，在厂房内设置有较大的起重机时，柱子宜采用刚性连接，以使其形成超静定结构，有效地减少柱子顶部的侧向位移，预留较大的安全储备。轻型钢结构厂房纵向应设置竖向支撑构件及水平拉杆，既能减小钢柱的计算长度，又能大大提高厂房整体刚度，从而提高厂房抗震性能。在屋顶和墙面承重结构的布置过程中，檩条由于风的吸力作用而受到压力，拉杆在檩条上、下翼缘附近合理布置，以提高檩条上、下翼缘的抗压稳定性能。

3.3门式刚架轻型厂房钢结构优化设计

门式刚架结构是由多个平面主框架并排布置，通过纵向构件连接而成的空间结构体系，在结构应用中，根据厂房平面布置进行设计，特别要强调整体空间协同作用。在轻型工业钢结构优化设计过程中，应重视标准、规范的科学应用。为了提高轻型工业厂房钢结构的设计质量，设计人员应根据实际需要，首先从结构选型入手，合理设置水平支撑、纵向支撑，合理选用屋面承重结构组合。为了加强钢结构构件的优化设计，在工业结构设计中应特别注意承重构件、屋面维护构件等钢结构的优化，在给定结构类型、材料和结构的基础上，对各构件的截面尺寸进行合理优化，以兼顾钢结构的安全性和经济性。

四、结束语

如前所述，门式刚架轻型工业钢结构优化设计过程中仍存在许多不足。随着建筑业的蓬勃发展，门式刚架轻型厂房钢结构的选择与应用将成为发展的主流。因此，应重视钢结构的实际应用，为钢结构设计提供计算依据，保证钢结构设计的安全性、经济学和实用性。

参考文献

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