门式刚架轻型钢结构厂房最优柱距
门式钢架设计主要规范及注意事项
门式钢架设计主要规范及注意事项1、门规的适用条件详《门规》1.0.22、常用尺寸：跨度9~36m（大于36m时柱脚宜刚接）柱距6~9m 大于9m 檩条采用桁架式。
高度：有桥式吊车高度不宜大于12m。
坡度：不小于5%，有夹芯板时宜大于10%，否则容易漏雨。
柱脚：最小尺寸为300mm，否则地脚螺栓无法安装。
梁高：最小尺寸为300mm，否则高强螺栓无法安装。
3、荷载取值：恒荷载(以实例计算)：（1）屋面双层彩钢板（每层0.6mm） 6.65x2=13.3kg/m2 （2）100mm厚岩棉保温（岩棉密度100~150kg/m3，此处取100 kg/m3）100x0.1=10 kg/m2 （3）屋面檩条（计算檩条活荷载按0.5 KN/m2，檩条规格按C220X75X2.0X2.2 檩条间距按1.2m） 6.77/1.2=5.64 kg/m2 （4）屋面水平交叉支撑（按2Φ22 分摊到每榀钢架为1根，及水平刚性系杆取）1 kg/m2 （5）拉条(按2Φ12 0.888x2/6=0.296 )加檩托板取 0.3 kg/m2合计（具体根据实际情况计算）：30.24 kg/m2取0.3KN /m2 活荷载：一般取0.3KN /m2详《门规》3.2.2 《钢规》3.2.1。
风荷载与地震荷载：不同时考虑详《门规》3.2.5.5温度荷载：《门规》4.3.1 《钢规》8.1.54、柱脚设计：《门规》4.1.4 根据经验跨度大于36m时柱脚宜刚接《门规》7.2.17 《抗规》9.2.16柱脚锚栓：《门规》7.2.18 柱脚锚栓应采用Q235钢或Q345钢制作。
锚栓的锚固长度应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定，锚栓端部应按规定设置弯钩或锚板。
锚栓的直径不宜小于24mm，且应采用双螺帽。
《门规》7.2.19计算有柱间支撑的柱脚锚栓在风荷载作用下的上拔力时。
应计入柱间支撑产生的最大竖向分力，且不考虑活荷载(或雪荷载）、积灰荷载和附加荷载的影响，恒荷载分项系数应取1.0 。
门式刚架轻钢结构柱网尺寸的合理选用
门式刚架轻钢结构柱网尺寸的合理选用柴昶刘迎春(中国钢结构协会) (包头钢铁设计研究院)提要本文结合工程实际设计经验，对影响合理选用柱网尺寸的主要因素，如跨度与柱距的变化，不同钢号的变化、荷载大小的变化以及有无吊车的影响等，进行了较详细的计算比较，并分析了这些因素变化对用钢量影响的基本规律。
同时还综合考虑了钢结构安装工期及基础工程等的影响与分析意见，并提出了合理选择柱网尺寸的具体建议，供设计参考。
关键词门式刚架用钢量门式刚架轻钢结构的柱网布置首先应满足工艺使用的要求，在设计中往往也是由工艺或业主与建筑师选定柱网尺寸，但是要作到合理的选择柱网尺寸，还离不开结构工程师的参与，这是因为除了工艺使用要求外，柱网尺寸（柱距、跨度等）的合理选定还应综合考虑结构用钢量、工期、基础工程等诸多因素的影响，在这方面结构工程师有责任提出正确的建议，协助决策。
本文结合实际工程设计经验及有关资料，针对主要影响柱网合理选用的主要变化因素，如柱距、跨度的变化、不同钢号及荷载大小的变化及有无吊车。
工期与基础工程等进行了详细计算比较与分析，目的是得出这些影响的基本规律，从结构工程的角度提出合理选用柱距的建议，供设计参考。
一、柱网尺寸对结构用钢量的影响用钢量直接影响工程的造价，几乎已习惯地成为从结构因素考虑柱网选用时的重要因素，但应注意到，除柱网尺寸这一主要因素外，结构高度、材料强度、荷载大小、有无吊车、单跨多跨等都对结构用钢量变化有明显的综合影响，不能不在分析比较中，一并予以考虑。
本文以单跨门式刚架为对象，考虑了不同跨度、不同柱距、不同高度、不同钢号、不同荷载及有无吊车等因素变化对用钢量影响，各用钢量数值均在理论计算基础上参照工程实际经验进行了加工余量及构造余量的增量调整，以更符合工程实际。
（一）无吊车门式刚架用钢量的分析比较1．当荷载及跨度条件变化时的用钢量分析跨度12m～36m及0.3KN/m2、0.6KN/m2、1.0KN/m2三级活荷载的门式刚架用钢量变化列如表1与图1。
门式钢架规范的规定
门式钢架结构设计注意事项：1、《门规》和《钢规》的适用条件：《门规》总则:P1-1.0.22、主要尺寸：跨度：主钢架轴线之间的距离高度：地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度檐口高度：地坪至房屋外侧檩条上缘的高度宽度：房屋侧墙墙梁外皮之间的距离3、常用尺寸：跨度：9~36m柱距：一般采用6~9m，大于9m采用桁架式檩条高度：有桥式吊车不宜大于12m4、坡度：一般不应小于5%，夹芯板屋面建议不小于10%，否则容易漏雨5、柱脚最小尺寸：建议不小于300mm，否则影响地脚螺栓的布置6、梁的最小高度:建议不小于300mm，否则影响高强螺栓的布置。
7、屋面恒荷载取值：一般可取0.2kN/m2~0.3kN/m28、屋面活荷载取值：《门规》3.2.2条规定：对于受荷投影面积大于60m2的钢架构件，屋面竖向均布活荷载的取值可取不小于0.3kN/m2，建议不小于屋面雪荷载；《钢规》3.2.1条注同此规定。
9、风与地震组合：《门规》P7-3.2.5.5：风荷载与地震作用不同时考虑10、是否考虑温度荷载：《钢规》P78-8.1.5《门规》P16-4.3.111、厂房防震缝：《抗规》P124-9.2.3：当设置防震缝时，其缝宽：厂房体型复杂或者有贴建的房屋和构筑物时，宜设防震缝，在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支撑的厂房，防震缝宽度可采用150~225mm，其他情况可采用75mm~135mm。
12、柱脚：《门规》P15-4.1.4：建议36m跨度以上的无吊车房屋也按照刚接考虑；重型荷载平台柱脚应采用靴梁柱脚；《门规》P45-7.2.17：《抗规》P129-9.2.16：13、横向水平支撑：宜设置在温度区间端部的第一或者第二开间，当端部支撑设在第二开间时，第一开间应设置刚性系杆《抗规》P125-9.2.9.2：屋盖水平支撑、纵向水平支撑的交叉斜杆均可按照拉杆设计，并取相同截面。
14、纵向水平支撑：《门规》P17-4.5.2.7：在设有驾驶室且起重量大于15t桥式吊车的跨间应设置纵向支撑桁架。
门式钢架设计主要规范及注意事项
门式钢架设计主要规范及注意事项1、门规的适用条件详《门规》1.0.22、常用尺寸：跨度9~36m（大于36m时柱脚宜刚接）柱距6~9m 大于9m 檩条采用桁架式。
高度：有桥式吊车高度不宜大于12m。
坡度：不小于5%，有夹芯板时宜大于10%，否则容易漏雨。
柱脚：最小尺寸为300mm，否则地脚螺栓无法安装。
梁高：最小尺寸为300mm，否则高强螺栓无法安装。
3、荷载取值：恒荷载(以实例计算)：（1）屋面双层彩钢板（每层0.6mm） 6.65x2=13.3kg/m2 （2）100mm厚岩棉保温（岩棉密度100~150kg/m3，此处取100 kg/m3）100x0.1=10 kg/m2 （3）屋面檩条（计算檩条活荷载按0.5 KN/m2，檩条规格按C220X75X2.0X2.2 檩条间距按1.2m） 6.77/1.2=5.64 kg/m2 （4）屋面水平交叉支撑（按2Φ22 分摊到每榀钢架为1根，及水平刚性系杆取）1 kg/m2 （5）拉条(按2Φ12 0.888x2/6=0.296 )加檩托板取 0.3 kg/m2合计（具体根据实际情况计算）：30.24 kg/m2取0.3KN /m2 活荷载：一般取0.3KN /m2详《门规》3.2.2 《钢规》3.2.1。
风荷载与地震荷载：不同时考虑详《门规》3.2.5.5温度荷载：《门规》4.3.1 《钢规》8.1.54、柱脚设计：《门规》4.1.4 根据经验跨度大于36m时柱脚宜刚接《门规》7.2.17 《抗规》9.2.16柱脚锚栓：《门规》7.2.18 柱脚锚栓应采用Q235钢或Q345钢制作。
锚栓的锚固长度应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定，锚栓端部应按规定设置弯钩或锚板。
锚栓的直径不宜小于24mm，且应采用双螺帽。
《门规》7.2.19计算有柱间支撑的柱脚锚栓在风荷载作用下的上拔力时。
应计入柱间支撑产生的最大竖向分力，且不考虑活荷载(或雪荷载）、积灰荷载和附加荷载的影响，恒荷载分项系数应取1.0 。
门式钢架要求规范地规定
门式钢架结构设计注意事项：1、《门规》和《钢规》的适用条件：《门规》总则:P1-1.0.22、主要尺寸：跨度：主钢架轴线之间的距离高度：地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度檐口高度：地坪至房屋外侧檩条上缘的高度宽度：房屋侧墙墙梁外皮之间的距离3、常用尺寸：跨度：9~36m柱距：一般采用6~9m，大于9m采用桁架式檩条高度：有桥式吊车不宜大于12m4、坡度：一般不应小于5%，夹芯板屋面建议不小于10%，否则容易漏雨5、柱脚最小尺寸：建议不小于300mm，否则影响地脚螺栓的布置6、梁的最小高度:建议不小于300mm，否则影响高强螺栓的布置。
7、屋面恒荷载取值：一般可取0.2kN/m2~0.3kN/m28、屋面活荷载取值：《门规》3.2.2条规定：对于受荷投影面积大于60m2的钢架构件，屋面竖向均布活荷载的取值可取不小于0.3kN/m2，建议不小于屋面雪荷载；《钢规》3.2.1条注同此规定。
9、风与地震组合：《门规》P7-3.2.5.5：风荷载与地震作用不同时考虑10、是否考虑温度荷载：《钢规》P78-8.1.5《门规》P16-4.3.111、厂房防震缝：《抗规》P124-9.2.3：当设置防震缝时，其缝宽：厂房体型复杂或者有贴建的房屋和构筑物时，宜设防震缝，在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支撑的厂房，防震缝宽度可采用150~225mm，其他情况可采用75mm~135mm。
12、柱脚：《门规》P15-4.1.4：建议36m跨度以上的无吊车房屋也按照刚接考虑；重型荷载平台柱脚应采用靴梁柱脚；《门规》P45-7.2.17：《抗规》P129-9.2.16：13、横向水平支撑：宜设置在温度区间端部的第一或者第二开间，当端部支撑设在第二开间时，第一开间应设置刚性系杆《抗规》P125-9.2.9.2：屋盖水平支撑、纵向水平支撑的交叉斜杆均可按照拉杆设计，并取相同截面。
14、纵向水平支撑：《门规》P17-4.5.2.7：在设有驾驶室且起重量大于15t桥式吊车的跨间应设置纵向支撑桁架。
门式刚架轻型钢结构工业厂房最优柱距研究分析
一
、
柱距合理选择 在设计 厂房结构 中，首要 问题就是配合工 艺要
针对 以上的案例分析 ，得 出了以下相关性 的结
论 ，具 体 如下 。
求进柱 网平 面的布置 。在传统 的结构设计 中，我 国 习惯于将柱距模数 定为 ３ Ｍ ，如 ３Ｍ 、６ Ｍ 、１ ２ Ｍ等， 其 主 要 参考 依 据 就 是 预 制 钢 筋 混 凝 土 的 工 业 厂 房 的 模制数 ， 目前，很少有人 专门针对 门式刚架轻 型钢 结构是 否适 应而进行研 究。但 是 ，从综合经济角度
１ ８ ２ ４
３ ０ ３ ６
根据 以上数据分析与计算 ， 得到结构计算简图，
如 图 Ｉ所 示 。
活载、风载、吊车荷载等，设置好参数然后 点结构
计算 ，查看计算结果如果超限 了返回调整梁柱截面 再计算 ，最后进入施工 图绘制阶段。
三 、 结 论分 析
式刚架轻型钢 结构工业厂房最优 柱距 的研究分析有
表 ２参数表
钢材 Ｑ ２ ３ ５ － Ｂ Ｆ钢 基本 风压 值 ０ ． ３ ５ ｋ Ｎ ／ｍ ，近仿 取 高度变 化系 数 为 １ ． ０ 吊车基 本参 数和 基本 参数 依据 小于 ５ ～５ ０
墙架梁、屋面支撑等，在这样 的情况 下，必 须要采 取有效的方法设计好 门式钢架 ，以此来达到 降低总 用钢量 的 目的， 对工程实际具有 很大的意义和作用 其次，在 以上案例 中，由图 ２所示，可 以发现 个规律 ，随着柱距的不断增大 ，整个厂房 的用钢 量 也有 所 下 降 ， 尤 其 是对 于 用钢 量 较大 的 刚架 而 言 。
量 的变 化 曲线 ，具 体 如 图 ２所 示 。
以知道 ，这三厂 房不论是从 吊车吨位 ，还是 众跨度
门式刚架结构设计_例题
门式刚架结构设计1 设计资料单跨双坡门式刚架轻钢厂房长度60m ，柱距6m ，刚架跨度24m ，屋面坡度为1：10。
刚架柱在柱高一半处设有侧向支撑。
屋面采用双层压型钢板复合保温板，屋面檩条间距为3m，在每根檩条位置处都有隅撑与梁下翼缘相连。
柱脚采用铰接柱脚。
梁柱节点连接采用高强度螺栓连接(摩擦型)，材质采用Q235B。
截面：梁为焊接等截面梁:H ‐600×300×8×12 翼缘为轧制边柱为焊接工字形截面(变截面) H ‐(600‐300)×300×8×12 翼缘为轧制边 荷载条件(标准值)：雪荷载：0.402m kN 基本风压：0.652m kN 积灰荷载：0.32m kN 屋面活荷载：0.502m kN双层压型钢板复合保温板：0.202m kN 檩条及支撑重：0.152m kN轻质墙面(包括墙骨架等)：0.202m kN 。
图1 刚架简图2 荷载计算(1) 恒载刚架梁：双层压型钢板复合保温板：0.20×6=1.2 m kN檩条及支撑重：0.15×6=0.9 m kN梁自重： 0.92m kN合计：刚架梁上荷载：3.02 m kN柱：轻质墙面(包括墙骨架等)：0.20×6=1.2 m kN自重(取柱中间截面计算)：0.828m kN合计：2.028 m kN(2) 活荷载屋面活荷载标准值为0.502m kN ，刚架受荷面积为24×6=1442m ＞602m ，所以屋面活荷载标准值取为0.302m kN (规程3.2.2条) 。
雪荷载为0.402m kN ，计算时取屋面活荷载和雪荷载中的较大值，即取0.402m kN 计算。
屋面活荷载和雪荷载中的较大值：0.4×6=2.4 m kN积灰荷载：0.3×6=1.8 m kN(3) 风荷载风荷载体型系数s μ按《门规》封闭式建筑类型中间区的风荷载体型系数采用，体系系数图2风荷载体型系数见图2 。
门式钢架跨度与柱间距的优化选择
门式钢架跨度与柱间距的优化选择轻型钢结构是国内外目前应用和发展速度最快的新型结构形式，广泛应用于工业、居住和公共建筑，具有施工速度快、建筑造型美观、钢材用量少、造价低廉等优势，而门式钢架结构体系作为轻型钢结构的一种结构形式，本人结合近几年的设计经验阐述以下门式钢架合理跨度与柱间距合理化选择。
一、合理跨度的确定不同的生产工艺流程和使用功能在很大程度上决定着厂房跨度，有的业主甚至要求轻钢生产厂家根据自己的使用功能，确定跨度。
这是很不经济的选择，希望业主再告诉设计人员（特别是钢结构厂家的设计人员）使用功能时让他推荐你使用多大跨度在尽可能满足生产工艺和使用功能上最为经济，一般情况下，当柱高、荷载一定时，适当加大跨度，钢架的用钢量增加不太明显，但节省空间，基础造价低，综合效益较为可观。
通过大量计算发现，当檐高6m、柱距为7.5m，荷载情况完全一致下，跨度 30M～35M之间的钢架单位用钢量（Q345B）为11～13kg/ m2，当跨度在24-30m之间的钢架单位用钢量为10～11kg/ m2，，当跨度在18～24m之间的钢架单位用钢量为11kg/ m2。
当跨度大于35m用钢量为大于13kg/ m2明显不经济，一般工艺流程都在35M以内，如果真需要大于35米的跨度中间应增加摇摆柱可使单跨钢架节约8%左右。
如果跨度小于18M单位用钢量没有很明显的变化并且还有逐渐增加的趋势。
因此设计门式钢架时应根据具体要求选择较为经济的跨度，不宜盲目追求大跨度或过小跨度。
二、钢架最优间距的确定钢架的间距与钢架的跨度、屋面荷载、檩条形式等因素有关，当钢架跨度较小时，选用较大的间距，会增加檩条的用钢量是不经济的。
钢架规范规定，钢架柱距宜为6m，7.5m，9m，最大可采用12m。
经过大量计算发现，如果是大型厂房柱间距7.5M最为可佳，如果一般小型厂房6～6.5米最为经济。
在设计当中不要过于追求主钢构单位用量较低，如果只追求用钢量随着柱距的增大，钢架的单位用钢量是逐渐下降的话，而对于其他结构如檩条、吊车梁、墙梁的用钢量会随着柱距的增大而增大，就房屋的总用钢量而言，随着柱距的增大先下降而后又上升。
门式钢架规范的规定
1、《门规》和《钢规》的适用条件：《门规》总则:、主要尺寸：跨度：主钢架轴线之间的距离高度：地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度檐口高度：地坪至房屋外侧檩条上缘的高度宽度：房屋侧墙墙梁外皮之间的距离3、常用尺寸：跨度：9~36m柱距：一般采用6~9m，大于9m采用桁架式檩条高度：有桥式吊车不宜大于12m4、坡度：一般不应小于5%，夹芯板屋面建议不小于10%，否则容易漏雨5、柱脚最小尺寸：建议不小于300mm，否则影响地脚螺栓的布置6、梁的最小高度:建议不小于300mm，否则影响高强螺栓的布置。
7、屋面恒荷载取值：一般可取m2~m28、屋面活荷载取值：《门规》条规定：对于受荷投影面积大于60m2的钢架构件，屋面竖向均布活荷载的取值可取不小于m2，建议不小于屋面雪荷载；《钢规》条注同此规定。
9、风与地震组合：《门规》：风荷载与地震作用不同时考虑10、是否考虑温度荷载：《钢规》《门规》、厂房防震缝：《抗规》：当设置防震缝时，其缝宽：厂房体型复杂或者有贴建的房屋和构筑物时，宜设防震缝，在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支撑的厂房，防震缝宽度可采用150~225mm，其他情况可采用75mm~135mm。
12、柱脚：《门规》：建议36m跨度以上的无吊车房屋也按照刚接考虑；重型荷载平台柱脚应采用靴梁柱脚；《门规》：《抗规》：13、横向水平支撑：宜设置在温度区间端部的第一或者第二开间，当端部支撑设在第二开间时，第一开间应设置刚性系杆《抗规》：屋盖水平支撑、纵向水平支撑的交叉斜杆均可按照拉杆设计，并取相同截面。
14、纵向水平支撑：《门规》：在设有驾驶室且起重量大于15t桥式吊车的跨间应设置纵向支撑桁架。
15、柱间支撑：《门规》：当无吊车时易取30～45m，当有吊车时宜设置在温度区段中部，或者当温度区段较长时宜设置在三分点处，且间距不宜大于60m《门规》：当建筑物跨度大于60m时，在内柱列宜适当增加柱间支撑；《门规》：当房屋高度相对于柱间距较大时，柱间支撑宜分层设置。
门式刚架轻型钢结构有吊车厂房最优柱距研究
门式刚架轻型钢结构有吊车厂房最优柱距研究本文拟利用MATLAB曲线拟合功能，针对用钢量与柱距的变化规律进行拟合分析，建立用钢量与柱距的关系方程式，再通过数学求极值点的方法求得最优柱距。
本研究方法消除了用钢量计算数据的离散性对寻找最优柱距的影响，使求得的最优柱距结果具体明确，对工程设计具有一定的指导意义。
标签：门式刚架柱距STUDY ON OPTIMAL COLUMN SPACING OF STEEL STRUCTURE OF LIGHT-WEIGHT WORKSHOP WITH GABLED FRAMES BASED ON MATLAB Abstract：Make use of MATLAB Curve fitting function，analysis the law of steel quantity changing with column spacing，create correlative equation of steel quantity changing with column spacing，next by mathematical method of seeking extreme points obtained optimal spacing. Research methods in this paper eliminates impact that the discrete of calculations to find the optimal spacing，obtain specific and clear results of the optimal spacing，this may guide the engineering design.key word：Portal frame; column spacing《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102：2002）建议合理柱距为6～9m，但这对具体工程设计指导不明确。
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9.5 0.877 0.666 0.999 0.764 12.22
10.0 0.855 0.698 0.985 0.810 13.03
图 1 主结构及吊车梁用钢量
结果分析： a） 随柱距的增加， 吊车梁用钢量线性增加并逐渐接近 主钢架用钢量（图1）； b） 随着吊车梁跨度的增加， 挠度比在强度控制指标起 伏不大的情况下逐步提高（表 2），这是因为挠度与跨度的四 次方成正比，而翼缘正应力与跨度的平方成正比，即挠度在 跨度较大的吊车梁设计中起控制作用， 这也是本文使用 Q235B 钢材的原因。
表 2 吊车梁用钢量
7.0
7.5
8.0
0.899
0.904
0.844
0.696
0.677
0.741
0.977
0.998
0.939
0.647
0.630
0.666
9.24
9.72
10.45
8.5 0.840 0.732 0.933 0.785 11.11
9.0 0.843 0.721 0.981 0.787 11.66
所示。
门窗专栏
表 1 主结构用钢量
柱 距 /m 用 钢 量 /（kg/m2）
6.0 19.37
6.5 18.47
7.0 17.70
7.5 17.11
8.0 16.45
8.5 15.96
9.0 15.66
9.5 15.32
10.0 15.02
计算结果分析： a） 由于钢架数量减少对用钢量的影响大于单榀钢架用 钢量的上升趋势，主结构用钢量随着柱距增加而降低； b） 随着柱距的增加， 作用于单榀钢架上的恒活荷载非
线性增加，其对用钢量的影响逐渐增大，用钢量下降幅度趋 于平缓。
3.2 吊车梁用钢量
控制主要应力比在0.8~1.0 之间，结果如表 2 所示。
柱 距 /m
翼缘强度
应
支座抗剪
力
比
整体稳定
挠度
用 钢 量 /（kg/m2）
6.0 0.930 0.687 0.983 0.674 8.23
6.5 0.916 0.694 0.982 0.661 8.74
2.1.4 墙梁檩条等围护结构
根据工程惯例， 本文验算 8.5m 及 以 上 柱 距 算 例 时 采 用 连续 Z 型檩条，8m 及以下采用 C 型简支檩条，墙梁均采用简 支 C 型冷弯薄壁型钢。
考虑拉条、隅撑、檩托等重量，对于简支檩条、墙梁，用钢 量放大 5%；对于连续檩条，需在支座两边一定范围搭接以满 足连续条件。 本文根据工程经验，并参照《轻型钢结构设计指 南(实例与图集)》内容：端跨相邻的中间跨按 15%L，其余 5%L 进行计算。
2.1.3 吊车及吊车梁
吊车采用大连重工起重集团生产的 DQQD 型 10T 吊钩桥 式起重机，吊车跨度 19.5m，最大轮压 123kN，小车重 3.424t。
吊车梁简支支承，由于吊车吨位较小，跨度较大时刚度 起 控 制 作 用 ， 故 吊 车 梁 钢 材 全 部 采 用 Q235B； 轨 道 采 用 140mm 钢轨（43kg/m）。 吊车梁实腹式等截面，无制动结构。
关键词： 轻钢结构； 最优柱距； 用钢量； 门式刚架； 工业厂房
1 引言
门式刚架轻型钢结构以其耗钢量低、节约造价和施工简 单等优点，被广泛用于无重型起吊设备的单层厂房，其用钢 量是衡定结构经济性的关键指标。 有吊车的门式轻钢结构用 钢量主要集中在主刚架、吊车梁及围护结构，各部分用钢量 与结构形式、荷载大小、建筑尺寸、抗震等级等条件有关，其 中建筑尺寸包括刚架的跨度、柱距、檐口高度和屋面坡度等。 对于同一结构，各个参数的影响程度彼此耦合。 其中，柱距的 减小使单榀刚架的受荷面积及檩条、吊车梁等构件的跨度减 小，用钢量降低；但由此引起刚架榀数的增加，也可能提高总 用钢量，两者相反的趋势也决定了最优柱距的存在。 《门式刚 架轻型房屋钢结构技术规程 CECS 102:2002》第 4.2.2 节建议 纵向柱距宜采用 6m~9m，模数 1.5m 或 3.0m。 但实际工程中， 因轻型钢结构构件生产的任意性和轻质屋面、墙面材料施工 的灵活性，柱距有时不采用建议值。
门窗专栏
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门式刚架轻型钢结构厂房最优柱距研究
孙萌源 施卫星
同济大学结构工程与防灾研究所
摘 要： 门式刚架轻型钢结构被广泛应用于无重型起吊设备的单层厂房中，其用钢量与结构形式、荷载大小、建筑尺寸、 抗震等级等条件有关，其中以柱距影响为甚。 本文基于某实际工程，以主结构、吊车梁及次结构三者用钢量为比较对象，采用 3D3S V9.0 软件并配合计算一定荷载条件下不同柱距时的结构用钢量，对门式轻钢结构厂房最优柱距进行了研究。
本文以某实际工程为例，在保证承载力及正常使用的前 提 下 ，采 用 3D3S V9.0 软 件 ，配 合 计 算 一 定 跨 度 和 荷 载 条 件 下柱距范围 为 6.0m~10.0m，模 数 为 0.5m，共 9 种 柱 距 下 的 主 结构、吊车梁及次结构三者用钢量，对门式刚架轻钢结构厂 房的最优柱距进行研究。
檩 条 时 0.5kN/m2； 地 震 作 用 ： 设 防 烈 度 7 度 （0.1g），IV 类 场 地，第一组。
2.1.2 主钢架
钢材：Q345B；跨度：21m；吊车：每跨 2 台 10T，A5 工作制 吊车；各开间柱距相等。 计算中对于不同柱距下的单榀刚架 尽量满足相同位置的梁柱应力比、最大挠度相近。
用 钢 量 为 某 一 构 件 总 用 钢 量 （kg） 与 总 建 筑 面 积 (m2) 之 比，单位为 kg/m2。
3 计算结果与分析 3.1 主结构用钢量
主结构主要包括刚架梁、柱以及连接节点等，耗材最多，
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直接影响整个结构的经济性。 为客观比较不同柱距下的主 钢 架 用 钢 量 ，控 制 主 要 应 力 比 在 0.8~0.95 之 间 ，结 果 如 表 1
2 某实际工业厂房概况
该 工 业 厂 房 为 上 海 某 3 跨 单 层 车 间 ，长 160m，宽 63m， 跨 度 21m， 檐 口 标 高 14m， 轨 顶 标 高 11m， 屋 面 建 筑 标 高 15.5m。
2.1 结构参数 2.1.1 荷载条件
恒载：0.3kN/m2；活载：计算主钢 架 时 0.3kN/m2，计 算 屋 面