单层门式刚架结构工业厂房的设计思路研究

单层门式刚架结构工业厂房的设计思路研究

王婧洁

中煤科工集团南京设计研究院有限公司  江苏南京  210031

摘要：门式刚架结构在工业厂房中的利用较为重要，设计人员在设计工作中需要贯彻落实因地制宜的工作原则，做好各项参数的反复核对，使工业厂房设计效果能够符合预期的要求，保证单层门式刚架结构工业厂房应用的合理性。基于此，本文论述了单层门式刚架结构工业厂房的设计思路。

关键词：门式刚架；工业厂房；结构设计

单层门式刚架结构工业厂房有自重较轻和施工便捷的优势，在工业厂房中的利用较为广泛。在设计的过程中，设计人员需要严格的遵循门式刚架结构工业厂房的设计要求及标准，约束好不同的工作行为。并且还需要做好实际情况的有效勘查，及时地发现在设计方案中存在的问题。之后，再优化现有的工作方案，使各项设计工作能够更加有序地进行，为结构后续的使用奠定坚实的保障。

一、单层门式刚架结构工业厂房设计的特点以及原则

（一）特点

单层门式刚架结构工业厂房在近几年来建设的范围和数量在逐渐地增加。在结构设计的过程中，设计人员需要了解门式刚架结构设计特点之后，再引领各项设计活动的顺利实施，避免对门式刚架结构后续的使用造成较为严重的影响。

单层门式刚架结构工业厂房在结构设计方案制定过程中需要考虑不同的影响因素。首先需要了解水平力设计的重点。这主要是由于在门式刚架结构工业厂房中水平荷载力较高，并且会随着结构动力性的变化而发生一定的改变。在设计的过程中需要综合现场的实际情况优化现有的设计方案，并且还需要了解结构动力特征等等。科学的设置对应的水平荷载力，避免对结构后续的使用造成较为严重的影响。其次在实际设计的过程中还需要加强对轴向变形设计的重视程度，按照实际使用要求，完善当前的设计方案。如果在设计方案中并没有科学地控制整体的受力点，会导致整个单层门式刚架结构工业厂房结构出现受力不均的问题，也增加安全隐患的发生概率。因此，设计人员需要按照这一设计特点，有序的规划不同的设计环节，与工业厂房后续的使用要求相互的协调，保证整体的设计效果，从而使整体设计安全性、适用性能够得到充分的保障。单层门式刚架结构工业厂房如下：

图1:单层门式刚架结构工业厂房

（二）原则

首先在实际设计的过程中计算简图要非常的科学。计算简图是结构设计方案的重要表现形式，也是结构设计的重要基础。在实际设计的过程中设计人员需要按照实际情况合理的选择对应的计算简图，并且将其中的误差控制在合理的范围之中，减少误差对门式刚架结构产生的各项影响，提高结构设计的效果。在此过程中要按照单层门式刚架结构工业厂房的特点进行数据的科学计算，综合性的考虑多方面的因素，同时还需要将经济性思路落实到不同的工作环节，共同的优化计算简图中的内容，为后续结构建设提供重要的基础。

其次在实际设计的过程中需要落实准确性的原则。在单层门式刚架结构工业厂房设计中包含的数据较为多样，在此过程中设计人员需要进行科学的计算，并且还需要融入现代化的工具，快速地得出最重要的答案，避免计算失误对单层门式刚架工业厂房的主体结构的安全性造成较为严重的影响。对于关键环节要进行反复性的核算，使最终结果能够具备较强的准确性，提高整体的设计效果。

最后在设计的过程中需要遵循合理性的工作原则，在单层门式刚架结构工业厂房中包含的模块较为复杂，要实现各个受力之间的有效均衡，并且还需要注意门式刚架结构工业厂房中的薄弱部位，适当地加强其中的设计延展性以及稳定性，这样一来可以使门式刚架结构工业厂房能够灵活地应对外部环境所产生的影响。

二、单层门式刚架结构工业厂房的设计思路

（一）结构设计的形式

在单层门式刚架结构工业厂房设计的过程中，设计人员需要按照实际情况贯彻落实科学化的工作原则，合理的选择对应的结构形式，为工业厂房的利用提供重要的基础。在结构形式方案布置的筛选过程中，需要全面的分析工业厂房的高度、跨度、有无起重机等特点，再按照实际情况确定合适的结构设计方案，使各项设计工作能够具备较强的科学性。其中轻钢结构属于绿色环保的结构，有较强的利用价值。在设计的过程中，设计人员需要按照工业厂房的特点来选择合适的结构构件，尽可能地降低工业厂房的自重，为后续生产活动提供重要的支持。在各项设计环节，结构布置及计算过程中，设计人员需要严格遵循《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》、《钢结构设计标准》等相关规范的要求来完成当前的设计任务，并且还是要做好各计算参数的科学比对，使各项工作能够具备较强的科学性、准确性、规范性，避免出现失误对结构后续的使用造成较为严重的影响。门式刚架结构布置如下：

图2: 门式刚架结构布置

（二）荷载力协调设计

在进行这一部分设计的过程中，设计人员需要合理地划分好对应的项目，真正地降低对设计所产生的影响，保证各项设计工作能够具备较强的科学性。

首先在实际工作中需要加强对恒荷载的有效设计，设计人员需要按照计算的要求，在屋面中选择双面彩钢板，并且配合相应厚度的岩棉，做好各项荷载力的有效计算。在此过程中需要精准的分析悬挂灯以及管道的荷载，精准的确定好对应的数值，使整体数据效果能够得到进一步的保证。在后续工作中还需要严格按照门刚规程的设计要求确定好屋面的活荷载，并且还需要特别注意横截面的荷载承受特点等等，将不同因素自由相互的协调，使各项设计效果能够得到进一步的保证。设计人员需要做好现场情况的深入性分析，及时的解决在其中所产生的问题，从而使整体设计效果能够符合预期的要求，提高整体的设计水平。

其次在实际工作中要进行风荷载、雪荷载等活荷载的设计，这主要是由于工业厂房在使用过程中会受到周边环境的影响。如果没有加强这部分活荷载的设计，日后工业厂房使用过程中会存在严重的安全隐患问题。因此设计人员需要加强对工业厂房使用环境的影响的重视程度，优化现有的荷载设计模式，防止设计失误对建筑后续的使用造成较为严重的影响。在实际设计的过程中，需要严格遵循《建筑结构荷载规范》中的要求，保证受力的合理性与准确性。在进行风荷载设计的过程中，需要对风荷载标准值进行有效计算，需按照《建筑结构荷载规范》取相应系数，例如体形系数，这样一来可以使各项参数能够具备较强的科学性，保证整体的设计效果。

（三）设计参数

首先要进行的是门式刚架柱和梁平面内计算长度数值的选取，在此过程中需要选择平面分析程序来获取对应的信息，精准的判断平面内的计算长度，同时还需要按照实际情况做好参数的有效修改以及调整，多方位的符合整体的设计要求。其次需要选择屋面梁平面外有效支撑的间距数值，并且按照抗风柱间距进行科学的布置。对于屋面梁还需要设置水平支撑，并且需选取合适的位置设置柱间支撑，使门式刚架形成完整的结构体系，保证整体设计的效果。在设计环节如果遇到任何的偏差，可以将参数融入到计算机中进行全面的分析，这样一来可以使各项参数能够变得更加协调。与此同时还需要精准的确定门式刚架结构厂房的抗震数值，严格按照单层钢结构厂房的规定进行有效的计算，使结构设计结果满足安全性、适用性、耐久性。

结束语：

在门式刚架结构工业厂房设计的过程中，设计人员需要按照实际情况把握主要的设计要点，满足工业厂房的日常使用要求，并且还需要严格地按照实际使用情况科学的确定好对应的荷载力，实现各个受力之间的有效均衡，减少安全和不稳定问题的发生概率，再通过经验确定成熟的设计方案，以此来保证工业厂房的设计效果。

参考文献：

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[4]王英越. 门式刚架轻型钢结构工业厂房基础设计与研究[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2016(10):1539-1539.