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摘要：近年来，随着我国与世界其他国家合作的工程建设项目不断增加，迫切的需要我国工程技术人员去认识并熟悉当地规范，同时不断完善我国的结构设计标准，并最终让国际世界了解并接纳。门式钢结构技术的高速发展，已完全可以代替以混凝土为主的传统结构，本文结合工程应用对国外门式钢架结构进行阐述和总结，探讨了门式钢架结构实施的可行性和优点，结合门式钢架实际中的运用进行控制要点上的简单分析，希望能够给相关专业的设计施工技术管理人员提供一些参考。
关键词：门式钢架；檩条； 构件布置； 分析
1 前言
最近几年沙特阿拉伯投入巨资发展经济，初步形成了以石油和石化工业为主的工业体同时还建设了现代化的公路、桥梁、学校、医院等基础设施。在全球金融危机背景下，沙特推出巨额财政预算，加大基础设施投资建设，沙特承包工程将继续较快发展。建筑业是沙特阿拉伯的第三大产业，仅次于石油和ICT行业，也是中东地区最大的建筑市场。而门式钢架厂房具有总体轻、用料少、施工周期短，跨度大，安全可靠，造型美观，结构稳定等优势。因此被广泛应用于工业厂房、仓库、加油站、高层建筑、办公大楼，停车场及民宅等建筑行业。
2 工程简介及特点
代海班加油站位于沙特西部吉达市城郊，自2006年初开工，是一种采用门式钢架作为主结构，彩钢板作为围护结构组成的。變截面的柱固定在基座上，通过吊装变截面的斜梁和檩条等进行准确的核定后进行安装焊接，整个工程于2006年底全部完成并实施运营。加油站尺寸为长22.5m，宽22.5m，高6.5m，为外表美观每跨均匀布置，每跨长约7.5米，基础施工为钢筋混凝土整体现浇。
单层门式刚架结构是指以轻型焊接H形钢（等截面或变截面）热轧H形钢（等截面）等构成的实腹式门式刚架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（槽形）做檩条、墙梁；以压型金属板做屋面；采用聚苯乙烯泡沫塑料等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。这种结构体系比传统建筑能更好的满足建筑上大开间灵活分隔的要求，并可通过减少柱的截面面积和使用轻质屋面板，提高面积使用率，有效使用面积提高约6%。
单层门式刚架承重结构的用钢量一般为10～30kg/m2，在相同跨度和荷载情况下自重仅约为钢筋混凝土结构的1/20～1/30，由于结构质量轻，相应地基础可以做得较小，地基处理费用也较低。钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了安全可靠性，尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下，能够避免建筑物的倒塌性破坏。
柱网布置比较灵活，传统钢筋混凝土结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制，柱间距多为6米，当采用12米柱间距时，需设置托架及墙架柱，而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板，柱网布置不受模数限制，柱间距大小主要根据使用要求和最省用钢的原则来确定。
施工速度快，工期比传统钢混结构至少缩短三分之一，门式刚架结构的主要构件和配件多为工厂制作，质量易于保证，工地安装方便，除基础施工外，基本没有湿作业，构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，安装迅速。门式刚架结构通常采用计算机辅助设计，设计周期短，构件原材料种类较少，易于筹措且采用先进自动化设备制造，且易于运输，所以综合经济效益高。
3控制要点分析
3.1 原材料的控制
总的来说，我国的钢结构用钢无论在品种、规格、规模、性能等方面，与国外相比都存在着差距，大规格的H型钢及高強度超厚板（大于50mm）等还需进口，所使用的钢材应具有钢材的质量保证书，其品种、规格、性能要符合国家产品标准要求，化学成分也要符合相关要求。钢结构体系多采用较薄板件，设计时考虑板件局部失稳后的屈曲强度，以变形为控制因素的构件，采用碳素结构钢较为经济、合理。需要特别指出的是注意要检查钢板的厚度，由于钢板的交易时按理论计算重量，市场上的钢板大部分是负偏差，但是这些钢板厚度符合相关标准，这种情况的存在很可能会影响工程整体质量，当出现类似情况时应与设计等有关部门讨论确定该钢板能否用于该工程。
3.2连接件的选择
钢结构工程螺栓的连接通常使用高强螺栓和普通螺栓这两种，普通螺栓连接，每个螺栓一端不能垫2个以上垫片，螺栓拧紧后外露螺纹不能少于2个螺距；高强螺栓使用前需要检查螺栓的合格证和复试单，安装过程中板迭接触面要平整，每个螺栓及每组螺栓之间的高度间距的偏差，直接影响着工程的整体质量。接触面必须大于75%边缘缝隙不能大干0.8mm，高强螺栓要自由穿入，不能用工具敲打和扩孔，不能强制穿入。螺栓拧紧要注意按一个方向施拧，当天安装的要终拧完毕，并逐个严格检查，对欠拧、超拧的，要及时补拧或者更换。不合格的焊缝不得擅自处理，同一部位的焊缝返修次数不能超过2次。在混凝土浇筑前，用经纬仪将螺栓组进行精确的定位.再用Φ14～Φ16 的钢筋焊接在柱子的主筋上，固定螺栓钢筋端头顶正模板上，上下各一道，这样每组螺栓之间的间距、高低可以控制并不被损坏，做好施工交接。
3.3 焊接材料的控制
焊接材料也是门式轻钢结构的主要材料之一，应检查焊接材料的质量合格证明文件，中文标志及检验报告，要求其品种，规格，性能等应符合现行国家标准和设计要求。在实践中发现，部分工程的设计文件中对焊接材料的要求不够具体，这里给出相关材料及实践中焊接材料的一般选用方法。尚采用手工焊时，焊接Q235钢采用E43系列焊条；当采用自动或半自动焊接时，我国自有焊丝标准，没有焊剂标准，一般情况下，当焊接Q235钢时采用H08，H08A或H08E焊丝配合中锰或高猛焊剂，或采用H08Mn，H08MnA焊丝配合中锰或高猛焊剂。焊口清理：检查破口、组装间隙是否符合要求，焊缝内不能有油污和锈物。烘焙焊条时要符合规定的温度与时间，从烘箱中取出焊条后，要放在焊条保温桶内保存。根据焊接层次、焊条型号、直径、厚度，焊接技能等因素，选择适宜的焊接电流。
3.4支撑系统的选择
门式刚架的支撑系统为屋盖水平支撑和柱间支撑，设置原则如下：明确合理且简捷的传递纵向荷载，尽量缩短传递途径；保证结构体系平面外的稳定，为结构和构件的整体稳定性提供侧向支撑点；满足强度、刚度要求且有可靠的连接。支撑系统整体共同作用，保证结构稳定性，并且把纵向的水平荷载通过屋盖水平支撑传递给基础，屋面支撑受力较小，杆件截面可按容许的长细比进行选择，屋架的跨度、高度及风压都较大时，按照桁架体系进行内力计算，从而确定杆件截面。为保证结构山墙所受纵向荷载的传递路径简短、快捷，屋盖横向水平支撑应设置在建筑物温度区段的两端开间内，以求直接传递山墙荷载；柱间支撑可设计成交叉形，也可以设计成八字形、门形，甚至设计成刚架形式。如建筑物由于使用要求，处理方案可采用增加多道屋盖横向水平支撑保证整体刚性，同时增加两侧柱列的柱间支撑，以保证厂房纵向的刚度，当建筑物的高度大于柱间距时，柱间支撑也可设计成两层或三层，斜杆可设计成拉杆，但水平杆件必须设置，且应按刚性杆件设计，同时为了减少刚架柱平面外的稳定性，将柱间支撑作为一固定支点，用刚性系杆与柱相连。
4 结束语
门式钢架结构在我国建筑行业也有着十分广泛的运用，它的性能好，造价低，工程周期短、结构独特的优点备受建筑行业的亲睐，但是需要完善和研究的问题依然很多，如何科学合理地设计能够使门式钢架就够的经济安全的特点完美体现出来是我们面对的课题，本文仅仅是根据现场观察，结合业主方管理人员情况介绍，对该工程的应用进行初步的分析，仅希望可以给相关人员在设计施工中提供参考。
关键词：门式钢架；檩条； 构件布置； 分析
1 前言
最近几年沙特阿拉伯投入巨资发展经济，初步形成了以石油和石化工业为主的工业体同时还建设了现代化的公路、桥梁、学校、医院等基础设施。在全球金融危机背景下，沙特推出巨额财政预算，加大基础设施投资建设，沙特承包工程将继续较快发展。建筑业是沙特阿拉伯的第三大产业，仅次于石油和ICT行业，也是中东地区最大的建筑市场。而门式钢架厂房具有总体轻、用料少、施工周期短，跨度大，安全可靠，造型美观，结构稳定等优势。因此被广泛应用于工业厂房、仓库、加油站、高层建筑、办公大楼，停车场及民宅等建筑行业。
2 工程简介及特点
代海班加油站位于沙特西部吉达市城郊，自2006年初开工，是一种采用门式钢架作为主结构，彩钢板作为围护结构组成的。變截面的柱固定在基座上，通过吊装变截面的斜梁和檩条等进行准确的核定后进行安装焊接，整个工程于2006年底全部完成并实施运营。加油站尺寸为长22.5m，宽22.5m，高6.5m，为外表美观每跨均匀布置，每跨长约7.5米，基础施工为钢筋混凝土整体现浇。
单层门式刚架结构是指以轻型焊接H形钢（等截面或变截面）热轧H形钢（等截面）等构成的实腹式门式刚架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（槽形）做檩条、墙梁；以压型金属板做屋面；采用聚苯乙烯泡沫塑料等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。这种结构体系比传统建筑能更好的满足建筑上大开间灵活分隔的要求，并可通过减少柱的截面面积和使用轻质屋面板，提高面积使用率，有效使用面积提高约6%。
单层门式刚架承重结构的用钢量一般为10～30kg/m2，在相同跨度和荷载情况下自重仅约为钢筋混凝土结构的1/20～1/30，由于结构质量轻，相应地基础可以做得较小，地基处理费用也较低。钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了安全可靠性，尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下，能够避免建筑物的倒塌性破坏。
柱网布置比较灵活，传统钢筋混凝土结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制，柱间距多为6米，当采用12米柱间距时，需设置托架及墙架柱，而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板，柱网布置不受模数限制，柱间距大小主要根据使用要求和最省用钢的原则来确定。
施工速度快，工期比传统钢混结构至少缩短三分之一，门式刚架结构的主要构件和配件多为工厂制作，质量易于保证，工地安装方便，除基础施工外，基本没有湿作业，构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，安装迅速。门式刚架结构通常采用计算机辅助设计，设计周期短，构件原材料种类较少，易于筹措且采用先进自动化设备制造，且易于运输，所以综合经济效益高。
3控制要点分析
3.1 原材料的控制
总的来说，我国的钢结构用钢无论在品种、规格、规模、性能等方面，与国外相比都存在着差距，大规格的H型钢及高強度超厚板（大于50mm）等还需进口，所使用的钢材应具有钢材的质量保证书，其品种、规格、性能要符合国家产品标准要求，化学成分也要符合相关要求。钢结构体系多采用较薄板件，设计时考虑板件局部失稳后的屈曲强度，以变形为控制因素的构件，采用碳素结构钢较为经济、合理。需要特别指出的是注意要检查钢板的厚度，由于钢板的交易时按理论计算重量，市场上的钢板大部分是负偏差，但是这些钢板厚度符合相关标准，这种情况的存在很可能会影响工程整体质量，当出现类似情况时应与设计等有关部门讨论确定该钢板能否用于该工程。
3.2连接件的选择
钢结构工程螺栓的连接通常使用高强螺栓和普通螺栓这两种，普通螺栓连接，每个螺栓一端不能垫2个以上垫片，螺栓拧紧后外露螺纹不能少于2个螺距；高强螺栓使用前需要检查螺栓的合格证和复试单，安装过程中板迭接触面要平整，每个螺栓及每组螺栓之间的高度间距的偏差，直接影响着工程的整体质量。接触面必须大于75%边缘缝隙不能大干0.8mm，高强螺栓要自由穿入，不能用工具敲打和扩孔，不能强制穿入。螺栓拧紧要注意按一个方向施拧，当天安装的要终拧完毕，并逐个严格检查，对欠拧、超拧的，要及时补拧或者更换。不合格的焊缝不得擅自处理，同一部位的焊缝返修次数不能超过2次。在混凝土浇筑前，用经纬仪将螺栓组进行精确的定位.再用Φ14～Φ16 的钢筋焊接在柱子的主筋上，固定螺栓钢筋端头顶正模板上，上下各一道，这样每组螺栓之间的间距、高低可以控制并不被损坏，做好施工交接。
3.3 焊接材料的控制
焊接材料也是门式轻钢结构的主要材料之一，应检查焊接材料的质量合格证明文件，中文标志及检验报告，要求其品种，规格，性能等应符合现行国家标准和设计要求。在实践中发现，部分工程的设计文件中对焊接材料的要求不够具体，这里给出相关材料及实践中焊接材料的一般选用方法。尚采用手工焊时，焊接Q235钢采用E43系列焊条；当采用自动或半自动焊接时，我国自有焊丝标准，没有焊剂标准，一般情况下，当焊接Q235钢时采用H08，H08A或H08E焊丝配合中锰或高猛焊剂，或采用H08Mn，H08MnA焊丝配合中锰或高猛焊剂。焊口清理：检查破口、组装间隙是否符合要求，焊缝内不能有油污和锈物。烘焙焊条时要符合规定的温度与时间，从烘箱中取出焊条后，要放在焊条保温桶内保存。根据焊接层次、焊条型号、直径、厚度，焊接技能等因素，选择适宜的焊接电流。
3.4支撑系统的选择
门式刚架的支撑系统为屋盖水平支撑和柱间支撑，设置原则如下：明确合理且简捷的传递纵向荷载，尽量缩短传递途径；保证结构体系平面外的稳定，为结构和构件的整体稳定性提供侧向支撑点；满足强度、刚度要求且有可靠的连接。支撑系统整体共同作用，保证结构稳定性，并且把纵向的水平荷载通过屋盖水平支撑传递给基础，屋面支撑受力较小，杆件截面可按容许的长细比进行选择，屋架的跨度、高度及风压都较大时，按照桁架体系进行内力计算，从而确定杆件截面。为保证结构山墙所受纵向荷载的传递路径简短、快捷，屋盖横向水平支撑应设置在建筑物温度区段的两端开间内，以求直接传递山墙荷载；柱间支撑可设计成交叉形，也可以设计成八字形、门形，甚至设计成刚架形式。如建筑物由于使用要求，处理方案可采用增加多道屋盖横向水平支撑保证整体刚性，同时增加两侧柱列的柱间支撑，以保证厂房纵向的刚度，当建筑物的高度大于柱间距时，柱间支撑也可设计成两层或三层，斜杆可设计成拉杆，但水平杆件必须设置，且应按刚性杆件设计，同时为了减少刚架柱平面外的稳定性，将柱间支撑作为一固定支点，用刚性系杆与柱相连。
4 结束语
门式钢架结构在我国建筑行业也有着十分广泛的运用，它的性能好，造价低，工程周期短、结构独特的优点备受建筑行业的亲睐，但是需要完善和研究的问题依然很多，如何科学合理地设计能够使门式钢架就够的经济安全的特点完美体现出来是我们面对的课题，本文仅仅是根据现场观察，结合业主方管理人员情况介绍，对该工程的应用进行初步的分析，仅希望可以给相关人员在设计施工中提供参考。