门式刚架檩条和墙梁的正确计算选择方式

门式刚架檩条和墙梁的正确计算选择方式

夏俊杰

杭州市城乡建设设计院股份有限公司, 浙江 杭州 310000

摘要：门式刚架轻型房屋钢结构是指承重结构采用变截面实腹刚架，围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层房屋。门式刚架檩条和墙梁的设计较复杂，涉及到屋面板和墙板的约束问题。本人工作中发现绝大多数人对檩条和墙梁的计算不重视，细节理解存在偏差。因此，对这些常见问题进行分析和总结。

关键词：门式刚架、檩条、墙梁、屋面板和墙板约束

0 引言

门式刚架轻型房屋钢结构属轻型钢结构的一个分枝，具体指房屋高度不大于18m，房屋高宽比小于1，承重结构为单跨或多跨实腹门式钢架、具有轻型屋盖、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层钢结构房屋。

这种结构型式的主要特点是:体现轻钢结构轻型、快速、高效的特点，应用节能环保型新型建材，实现工厂化加工制作、现场施工组装、方便快捷、节约建设周期;结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价宜、经济效益明显;柱网尺寸布置自由灵活、能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。因此，时至今日，该结构型式依旧在大量应用，服务于人们的日常生活和生产需要。

1 门式刚架设计中檩条常见问题

1.1 檩条设计荷载组合

一般情况下檩条设计采用下面两种（最不利）荷载组合：

第1种荷载组合（向下）：p1=1.3恒载+1.5（活载+0.9积灰+0.6风载（压力））

第2种荷载组合（向上）：p2=1.0恒载+1.5风载（吸力）

1.2 “屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”的选项问题

檩条设计的第1种荷载组合是檩条上翼缘受压，计算书中“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”选项非常重要，勾选时，仅需按门刚规范第9.1.5条第1点做强度计算；不勾选时，需按门刚规范第9.1.5条第2点进行檩条整体稳定性计算，为满足抗弯承载力，需要的檩条截面比勾选时大。

屋面板与檩条的连接方式有三种，分别为直立缝锁边连接、扣合式连接和螺钉连接。门刚规范第11.1.6条规定：“当采用直立缝锁边连接或扣合式连接时，屋面板不能作为檩条的侧向支撑；当屋面板采用螺钉连接时，屋面板可作为檩条的侧向支撑。”因此，只有在屋面板与檩条采用螺钉连接时，才能勾选“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”。而实际施工时，屋面板与檩条连接有可能采用直立缝锁边连接或扣合式连接，即使图纸中注明“屋面板与檩条采用螺钉连接”，施工单位也有可能没注意这个要求，因而出现安全隐患。

因此，建议计算时，不勾选“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”。如果一定要勾选，则必须在图纸中注明“屋面板与檩条采用螺钉连接”，并且在图纸交底时向施工方强调这个问题，并在验收时对此进行核查，确保结构安全。

1.3 “构造保证下翼缘风吸力作用稳定性”的选项问题

檩条设计的第2种荷载组合是檩条下翼缘受压，“构造保证下翼缘风吸力作用稳定性”选项非常重要，按门刚规范第9.1.5条第3点规定，勾选时檩条可仅做强度计算，不做整体稳定性计算。不勾选时，按门刚规范第9.1.5条第3点受压下翼缘无内衬板约束，不能防止檩条截面扭转。檩条需做整体稳定性计算，为满足抗弯承载力，需要的檩条截面比勾选时大。

如屋面不设保温层，则屋面只有一层压型钢板与檩条上翼缘连接，下翼缘没有压型钢板连接，此时不应勾选“构造保证下翼缘风吸力作用稳定性”。

如房屋需做保温层则有两种做法，一种是双层板，内夹岩棉等保温材料，此时顶板、底板可采用螺钉固定在钢梁上翼缘或分别采用螺钉固定在钢梁上翼缘和下翼缘，只有当采用螺钉固定在钢梁上翼缘和下翼缘时可勾选“构造保证下翼缘风吸力作用稳定性”。另一种是采用夹芯板屋面，夹芯板屋面是将彩色涂层钢板面板及底板与保温芯材通过粘结剂复合而成的保温复合围护板材，必须通过螺钉与檩条上翼缘连接。此时这种屋面也不能勾选“构造保证下翼缘风吸力作用稳定性”。

双层板分别固定钢梁上下翼缘

（可勾选构造保证下翼缘风吸力作用稳定性的情况）

2 门式刚架设计中墙梁常见问题

2.1 墙梁设计荷载组合

一般情况下墙梁设计采用下面两种荷载组合：

第1种荷载组合：p1=1.3恒载+1.5风压力。

第2种荷载组合：p2=1.3恒载+1.5风吸力。

2.2 “墙板能阻止墙梁外翼缘侧向失稳”的选项问题

从国家标准图集01J925和实际现场安装情况可以看出，无论采用何种墙板，至少外层压型钢板必须与墙梁外翼缘通过螺钉连接，因此，应勾选“墙板能阻止墙梁外翼缘侧向失稳”。

2.3 “构造保证风吸力内翼缘侧向稳定性”的选项问题

计算书中有“构造保证风吸力内翼缘侧向稳定性”选项，勾选时为“构造保证风吸力内翼缘侧向稳定性”；不勾选时为门刚规范第9.4.4条第2点中墙梁“仅外侧设有压型钢板”的情况。

檩条设计的第2种荷载组合是墙梁内翼缘受压，“构造保证风吸力内翼缘侧向稳定性”选项非常重要。按门刚规范第9.4.4条第2点规定，“仅外侧设有压型钢板”的墙梁应计算风吸力作用下的稳定性。

如墙板不设保温层，则墙板只有一层压型钢板，且与墙梁外翼缘采用螺钉连接，此时不应勾选“构造保证风吸力内翼缘侧向稳定性”。

如果墙板需做保温层，则和本文1.3中描述的屋顶一样存在两种情况，只有当双层压型钢板复合保温墙板外板（压型钢板）和内板（压型钢板）必须分别用螺钉与墙梁外翼缘和内翼缘连接。此时才能勾选“构造保证风吸力内翼缘侧向稳定性”。否则不应勾选“构造保证风吸力内翼缘侧向稳定性”。

3 结论

本文对檩条和屋面板的连接方式、墙梁和墙板的连接方式作出介绍，具体分析了程序计算中一些选项的勾选问题，得出以下结论：

（1）檩条计算时“屋面板能阻止檩条上翼缘侧向失稳”的选项只有在屋面板与檩条采用螺钉连接时才能勾选；当屋面板与檩条采用直立缝锁边连接或扣合式连接时不能勾选。如果不确定屋面板与檩条采用何种连接方式，则应偏于安全地不勾选。

（2）檩条计算时“构造保证下翼缘风吸力作用稳定性”的选项只有在屋面板为双层压型钢板复合保温屋面且下层压型钢板与檩条下翼缘连接时才能勾选；其他情况下均不能勾选。如果不确定采用何种屋面及其与檩条的连接方式，则应偏于安全地不勾选。

（3）墙梁计算时 “墙板能阻止墙梁外翼缘侧向失稳”的选项始终可以勾选，因为墙板必须通过螺钉与墙梁外翼缘连接。

（4）墙梁计算时“构造保证风吸力内翼缘侧向稳定性”的选项只有在墙板为双层压型钢板复合保温墙板分别用螺钉与墙梁外翼缘和内翼缘连接时才能勾选。如果不能确定墙板为双层压型钢板复合保温墙板，则应偏于安全地不勾选。

参考文献

[1] 门式刚架轻型房屋钢结构技术规范:GB51022-2015[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[2] 建筑结构荷载规范：GB50009-2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[3] 压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造（一）：01J925-1[S].北京：中国计划出版社，2006.

[4] 压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造（二）：01J925-2[S] .北京：中国计划出版社，2007.

[5] 压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造（三）：01J925-3[S] .北京：中国计划出版社，2008.