摘要：轻型门式钢架结构引入到我国已经有很长一段时间，其工程造价较低，安装方便，工期较短，尤其是在工业厂房当中得到了非常广泛的应用。加上其加工便于实现工厂生产，梁柱节点量度尺寸等选用都可以满足市场对于材料的要求，并且有着明确的规范规定，在目前的建筑工程市场当中得到比较广泛的应用。但是对于轻型门式钢架房屋结构如何进行合理设计却是一个非常重要的问题，不仅仅影响到整个项目的造价和成本，同时对于工程的质量也有着非常重要的影响。为了更好的保证，进行轻型门式钢架房屋结构的设计合理，就需要对轻型门式钢架房屋结构进行合理设计。
关键词：门式刚架；结构设计；优化设计
引言
轻型门式钢架结构在钢结构厂房当中有着非常广泛的应用，包括工业厂房，仓库等等。轻型门式钢架结构房屋的合理设计是一个系统优化的过程，需要在满足设计目标的基础之上，对各种约束条件进行有效的控制，找到理论和实际的有效结合点，在允许的标准范围之内对其他约束条件进行设计，得到最优的方案，使得整个工程项目达到质量优秀，价格成本满足经济指标要求。从整个全国范围来看，节能、节水、节地、节材已经成为我国工程建设发展的一个主要方向，轻型门式钢架结构作为一种有着很多优势的结构形式，我国建成此类结构工程已达800多万平方米，而且每年以约100多万平方米的速度增加。相较于传统结构来说，更加具有优势，在我国已经得到了非常广泛的应用，更是需要对多年的工程经验进行有效的总结，并且提出合理的优化设计方案，促使我国的轻型门式钢架房屋结构设计更加合理。
1 轻型门式钢架结构设计的特点
从轻型门式钢架房屋的组成形式来说，其上部结构主要包括了钢架支撑结构，包括钢柱和斜钢梁，以及各种支撑以及屋面、墙面等等。轻型门式钢架房屋结构具有结构受力明确，结构形式简单，受力明确，传递途径较简单。整个构件的制作比较简便，施工周期较短，而且非常适合进行工厂化的加工，不管是在民用还是工业建筑当中，都得到了非常广泛的应用。从我国目前的工程实践情况来说，在很多地方已经出现了较多的轻钢结构建筑，并且在我国已经逐渐建立起来了一批比较优秀的轻型门式钢架结构设计软件，并且在应用的过程当中，这一类型的结构设计软件也变得越来越成熟，包括PKPM，3D3S等当中也同时加入了钢结构和轻钢结构的设计板块。不仅仅可以有效满足钢结构设计的需求，同时对于门式钢架结构也有针对性地进行了相关的模块设计。
对进行门式钢架房屋结构的设计来说，不同的设计人员设计的实际质量和含钢量都会存在一定的差异，因此在进行门式刚架结构设计的时候，不仅要求符合相关的规范，保证没事钢架结构的安全，同时还应该在相关要求的基础之上进行不断地优化，最大限度地降低工程造价，使得工程的含金量不断提高，保证工程的经济效益，实现对整个工程项目设计的合理化建议。
2 轻型门式钢架房屋的优势
不管是和一般的钢结构形式，还是和钢筋混凝土结构形式来说，轻型门式钢架房屋有着自身非常突出和明显的优势，首先相较于一般的钢结构工程来说，轻型门式钢架房屋具有结构受力形式简单，构建易于加工，施工周期较短等优势。对于轻型门式钢架房屋来说，其主要的构成就是斜钢梁和钢架柱，其荷载就是通过屋面传递到斜钢梁，然后传递到钢架柱，最终传递到基础，这种结构受力形式相对比较简单，不管是山墙还是屋面都有比较稳定的受力形式，同时对于单品框架之间设置相关的支撑，保证整体钢架房屋整体的稳定性，这样有利于整个房屋的整体受力性能。
和一般的混凝土结构建筑物来说，轻型门式钢架房屋具有跨度大，结构自重较轻的优势，相对于一般的混凝土框架结构来说，轻型门式钢架的跨度可以做到几十米甚至是一百米，这样的跨度一般的混凝土结构是无法达到的，同时由于自重较轻，在一般的厂房的大开间或者是大跨度的结构当中，轻型门式钢架房屋得到了较为广泛的应用。
3轻型门式刚架的合理设计
3.1 结构形式的合理选择
对于轻型门式钢架房屋结构设计来说，首先应该对于结构进行有结构形式进行有效的选择，结合实际功能和场地的实际情况，结构形式进行有效的选择是非常重要的，一般来说，门式刚架的结构形式主要可分为单坡、双坡以及多坡屋面，多度可以分为单跨以及多跨，各种不同的结构形式可以满足不同的建筑功能需求，需要结合实际情况进行针对性选择。
轻型门式钢架房屋结构的合理设计首先应该对结构形式进行合理选择，包括选择合理的柱距，跨度，屋面坡度等等都是非常重要的影响因素。首先柱距影响整个房屋建筑功能，以及需要对用钢量进行重点考虑的一个重要问题，根据相关的统计资料显示，工程设计当中，柱距一般控制在6-9米，这样用钢量可以达到最佳，如果数据小于9米，用钢量将会随着数据的增加而逐渐下降，柱距如果超过九米，用钢量将会与吊车梁、支撑等因素有着非常重要的关系，支撑构件的增加对于用钢量会造成影响。柱距的布置和跨度应该首先满足工艺以及施工的要求，如果工艺没有特殊要求的时候，柱距一般保证在6-9米。对于没有吊车的屋面，柱距应该接近9米，屋面的坡度一般选择5-10%，对于沿海多雨的地区可以适当的增加坡度。
3.2 钢材型号的合理选择
钢材一般包括Q235B，Q345等等两种强度,虽然存在一定的差异，和Q235钢材相比，Q345钢材的强度会很高，但是在实际应用的过程当中，应该结合工程的实际需求进行合理的钢材强度选择。首先应该结合结构的实际情况，如果工程规模较小，截面构件截面较小，可以选择Q235B的钢材，对于大型的钢结构房屋，应该选择Q345的钢材，这样可以充分发挥钢材的高强度优势。对于结构形式有强度要求或者是由强度控制的，应该首先考虑使用Q345钢材，这样整个钢结构会变得更加轻。如果结构主要是以稳定性来控制的，则需要选择Q235的钢材，这样使得整个结构更加经济。
钢材市场的供货情况在整个钢材选择当中是非常重要的，首先应该看市场上的钢材规格和品种是不是齐全，如果在设计当中发现说采购的刚所需要的钢材在当地市场当中很难采购，或者是价格偏高会增加运输成本，或者施工成本就应该在设计的时候进行充分的考虑，避免非常贵的钢材在整个工程当中的应用。
3.3 结构整体的合理优化
在进行完轻型门式刚架结构设计之后，应该结合相关的实际情况对结构进行优化设计，使得整个设计更加合理，一般来说国内的常用软件包括PKPM，3D3S等等，都是非常良好的计算软件。在截面尺寸方面可以进行优化和设计，使得整个工程结构设计更加合理，在进行门式钢架合理设计当中，首先应该对柱以及梁的截面尺寸进行有效的调整，并且结合相关的设计规定保证梁柱满足平面内外的稳定性以及长细比的要求。再者应该结合梁柱构件的强度和尺寸，根据承载力比值确定截面尺寸，并且充分考虑截面高厚比、宽厚比的限制，防止局部失稳的现象产生，最后应该注重结构计算的时候对结构构造的设计，包括结构体系的完整性，节点的设计，支撑的设置以及体系的整体性等等。
结束语
综上所述，对于轻型门式钢架房屋结构来说，结构的合理设计并不是一味地强调用钢量的减少，合理设计应该保证结构安全，体系合理，传递简单，尤其是对于门式钢架的优化设计，本身是属于一个系统化的工程，其涉及到了很多因素，相关的结构设计人员应该对门式钢架结构的整体有一个比较良好的理解，通过运用相关的结构设计软件，不断提高自身的专业素质和专业能力，达到对结构的合理设计。在进行设计的过程当中，需要综合考虑各种因素，保证达到最佳的效果，使得整个结构的安全经济效益以及质量都可以得到有效的保证。
参考文献
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