在解密門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)建筑以及如何深化設(shè)計之前，先來看一看實例項目的設(shè)計長什么樣吧！

（模型整體及局部）

中建工業(yè)化寧鄉(xiāng)基地廠房——建筑長250米，寬150米，高16米，局部高25米。廠房內(nèi)部有行車有夾層有高低跨，結(jié)構(gòu)元素豐富，是典型的門式剛架結(jié)構(gòu)。同時它的墻面豎窗設(shè)計也獨具特色。

（模型整體及局部）

山東魯橋1#車間——建筑長度155米，寬108米，高度9.5米，為三連跨結(jié)構(gòu)。 最大跨度達到36米，柱梁截面最大達到1.5米。屋面桁架天窗喉口寬度達到6米。

（模型整體及局部）

山東魯橋硅磚車間——建筑長282米，寬72米，高12米。車間頂部設(shè)有兩個270長的簡易氣樓。

（模型整體及局部）

海納川（濱州）發(fā)動機鑄造中心鑄造聯(lián)合廠房——建筑總長375米，寬78米，高18米。建筑由兩棟單體組成，屋面設(shè)有屋脊通風(fēng)氣樓以及順坡通風(fēng)采光天窗。

（模型整體）

淄博C區(qū)聯(lián)合車間——建筑長420米，寬168米，高20米。結(jié)構(gòu)為六連跨，設(shè)有高低跨、夾層、氣樓、鋼梯等。建筑外窗采用蛇行窗，造型新穎獨特。

何為“門剛”建筑？

門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)是一種由梁、柱等單元構(gòu)件組合而成的結(jié)構(gòu)體系，具有結(jié)構(gòu)自重輕、使用空間大、抗震能力強等特點，被廣泛應(yīng)用于各類廠房、倉庫和超市、娛樂體育設(shè)施、車站候車室等公共建筑。

結(jié)構(gòu)體系圖

“門剛”建筑如何深化設(shè)計？

其實，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造安裝之間存在一個中間過程——深化設(shè)計。深化設(shè)計作為結(jié)構(gòu)設(shè)計和現(xiàn)場施工的鏈接載體，一般需要分為三個階段才能將一棟門式剛架建筑由簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計細化成工廠制造、現(xiàn)場安裝的建筑實體：深化設(shè)計準備階段、深化設(shè)計階段以及深化成果輸出階段。

階段一：深化設(shè)計準備

“三維”構(gòu)建

一棟門剛結(jié)構(gòu)建筑進入深化設(shè)計階段之前會有一個準備階段。深化設(shè)計師首先要做的是對各專業(yè)的圖紙進行一個深入的熟悉，然后在自己的大腦中進行初步的三維構(gòu)建。過程中，深化設(shè)計師需要將各專業(yè)圖紙中有沖突的部位、在設(shè)計和施工上有待優(yōu)化的方面提取出來，形成文字性的內(nèi)容，以備溝通交流找到最佳解決方案。

階段二：深化設(shè)計

·基礎(chǔ)預(yù)埋搭建

基礎(chǔ)預(yù)埋深化建模

正式深化設(shè)計階段——搭建一個三維實體模型。

先是將各類設(shè)計零部件和設(shè)計參數(shù)輸入到實體模型中，隨后，便是模型搭建的第一步也是最重要的一步——基礎(chǔ)預(yù)埋的搭建。基礎(chǔ)預(yù)埋的搭建如果不正確，輕則影響到建筑能否順利安裝，重則會影響到結(jié)構(gòu)的安全。所以，基礎(chǔ)預(yù)埋深化一定需要注意：

1. 預(yù)埋錨栓的大小、材質(zhì)和定位要按照結(jié)構(gòu)圖中預(yù)埋布置圖的要求，同時考慮錨栓是否滿足錨固長度的要求，當設(shè)計無規(guī)定時，可按鋼錨栓選用表中的參數(shù)選取。

2. 預(yù)埋錨栓的定位和基礎(chǔ)及基礎(chǔ)短柱之間的位置應(yīng)一致，一般情況下應(yīng)中心對齊，如果定位偏心，會影響結(jié)構(gòu)受力。如設(shè)計要求偏心，應(yīng)按設(shè)計要求深化。

3. 基礎(chǔ)短柱中鋼筋數(shù)量較少、不便于預(yù)埋錨栓安裝固定時，應(yīng)設(shè)置預(yù)埋支架以保證預(yù)埋錨栓在基礎(chǔ)混凝土澆筑時不出現(xiàn)移位。

4. 預(yù)埋錨栓組定位時，應(yīng)設(shè)置安裝定位用預(yù)埋定位鋼板，定位鋼板的厚度應(yīng)根據(jù)錨栓大小及數(shù)量確定，一般采用6~10mm鋼板。定位鋼板中心應(yīng)開混凝土澆筑孔,定位板上錨栓孔孔徑比錨栓直徑大2mm。

5. 預(yù)埋錨栓頂端應(yīng)車絲，用于固定鋼柱。車絲長度應(yīng)根據(jù)柱腳底板厚度、墊板厚度、螺帽厚度確定，通常應(yīng)比最頂端螺帽高出20~50mm。

· 橫梁與立柱搭建

鋼柱深化建模

門式剛架主要的承重構(gòu)件為鋼柱和鋼梁，其中鋼柱分為剛架柱、抗風(fēng)柱、夾層柱；鋼梁分為屋面梁、夾層梁及吊車梁,需要注意的是:當有行車時要設(shè)置鋼吊車梁，有夾層的位置要設(shè)置夾層柱、梁。

鋼梁深化建模

鋼吊車梁深化建模

在深化過程中，這些小細節(jié)也是必須要牢記的：

1. 鋼柱、鋼梁截面大小、板厚、材質(zhì)應(yīng)按結(jié)構(gòu)圖中鋼架圖的要求。

2. 鋼柱柱腳錨栓孔定位尺寸應(yīng)與預(yù)埋錨栓定位尺寸一致，不然，現(xiàn)場無法安裝。為消除鋼架安裝誤差，孔徑大小應(yīng)比預(yù)埋錨栓大5~10mm。鋼柱柱腳應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計決定是否設(shè)置抗剪鍵。在柱腳有包裹混凝土保護時，應(yīng)注意柱腳加勁板的大小不超出混凝土保護層外。

3. 鋼柱柱頂在設(shè)計無明確要求時，通常做成平頂以便于柱頂天溝的安裝。柱頂加勁板的設(shè)置及大小應(yīng)考慮對柱頂天溝安裝的影響，防止加勁板過大造成天溝無法放置。

4. 鋼梁深化應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計對屋面坡度的要求，常規(guī)的屋面坡度一般為5%~10%。

5. 鋼柱與鋼梁、鋼梁與鋼梁連接處高強螺栓間距一般為70~250 mm，為防止間距過大時造成連接板接合不緊密、影響板間的摩擦系數(shù)，應(yīng)設(shè)置加勁肋。

6. 鋼吊車梁截面大小、板厚、材質(zhì)應(yīng)按吊車梁布置圖及大樣圖的要求。

7. 鋼吊車梁上翼緣軌道連接孔應(yīng)根據(jù)軌道連接方式確定，當采用焊接軌道壓板或彎鉤時，因連接方式的改變，上翼緣不設(shè)置軌道連接孔。

8. 鋼吊車梁端板的長度應(yīng)考慮設(shè)計要求中與上翼緣連接處焊縫的高度，端板頂端一般距上翼緣上表面5~10mm。

9. 鋼吊車梁端部鋼車擋應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工情況確定是否與鋼吊車梁焊接為一個整體，通常采用現(xiàn)場焊接的方式。

對于一個完整的深化模型來說，不應(yīng)只有“骨骼”而缺失“關(guān)節(jié)”。也就是說，整個深化過程中，除開主體構(gòu)件的搭建之外，節(jié)點深化建模也是至關(guān)重要的。深化設(shè)計一直強調(diào)：強柱弱梁，強節(jié)點、弱構(gòu)件。

在節(jié)點深化深化建模中最應(yīng)關(guān)注的則是螺栓的大小、規(guī)格、等級、間距、連接板的厚度，焊縫的等級及尺寸均應(yīng)符合設(shè)計要求。

節(jié)點深化建模

· 支撐系統(tǒng)搭建

鋼支撐深化建模

門式剛架的支撐系統(tǒng)一般包含系桿、水平支撐、柱間支撐。支撐有柔性和剛性之分，柔性支撐一般多采用圓鋼，鋼性支撐一般采用角鋼或圓管。支撐主要用來傳遞橫向水平力，并將結(jié)構(gòu)件連為一個整體，在鋼支撐深化中——鋼支撐截面大小、板厚、材質(zhì)應(yīng)按結(jié)構(gòu)圖的要求；鋼系桿端部連接節(jié)點不宜伸入鋼柱或鋼梁翼緣內(nèi)側(cè)，防止系桿長度超過鋼柱和鋼梁之間的凈空而無法放入。檐口位置鋼系桿的設(shè)置應(yīng)考慮天溝落水管安裝；系桿連接螺栓規(guī)格等級按設(shè)計要求，應(yīng)盡量采用高強螺栓連接以減少焊接工作量；屋面水平支撐應(yīng)設(shè)在鋼梁上翼緣以下150mm左右位置，圓鋼柔性水平支撐應(yīng)設(shè)置花籃螺栓便于張緊；水平支撐與花籃螺栓的連接應(yīng)采用彎鉤連接或支撐圓鋼車絲連接，不宜采用圓鋼與花籃螺栓對焊，避免因焊縫過脆造成斷裂。角鋼或其他剛性水平支撐在鋼梁上的連接螺栓孔應(yīng)比螺栓直徑大4~5mm。

· 圍護結(jié)構(gòu)搭建

檁條、隅撐、拉桿深化建模

圍護結(jié)構(gòu)相對簡單，它包含檁條、隅撐、拉條、撐桿等。深化過程中，圍護結(jié)構(gòu)截面大小、板厚、材質(zhì)按結(jié)構(gòu)圖的要求。

常規(guī)檁條截面形式有：C型、H型和Z型。C型檁條采用鉸接節(jié)點連接，檁條與檁條間應(yīng)留10~15mm間隙。Z型檁條采用搭接連接，搭接長度按設(shè)計要求。高頻焊接H型鋼檁條采用鉸接節(jié)點連接，檁條與檁條間應(yīng)留10~15mm間隙，檁條端部下翼緣需切肢。C型及Z型檁條開孔宜采用18~25mm長圓孔。為消除安裝誤差，高頻焊接H型鋼檁條開孔宜采用擴大圓孔，孔徑比螺栓或拉條大4~5mm。設(shè)計要求中，為規(guī)避設(shè)計變形，雙拼C型檁條的連接焊縫應(yīng)采用間斷焊。

隅撐兩端連接螺栓開孔宜采用18~25mm長圓孔。隅撐的設(shè)置位置應(yīng)避免與水平支撐碰撞，由于安裝誤差可能造成的絲扣外露過短，拉桿與斜拉桿兩端車絲長度不宜小于30mm。

· 女兒墻柱、氣樓、鋼梯、雨篷搭建

鋼梯模型圖

女兒墻柱、氣樓、鋼梯、雨篷屬于附屬結(jié)構(gòu)。女兒墻柱一般在工廠焊接于柱上，對于需要現(xiàn)場焊接于柱上或梁上的女兒墻柱應(yīng)設(shè)置現(xiàn)場安裝定位螺栓，螺栓可采用16~20mmC級普通螺栓。而氣樓一般采用托梁與屋面連接，應(yīng)考慮氣樓底部與屋面連接位置的防水。室內(nèi)鋼梯及室外屋面檢修梯的連接應(yīng)考慮現(xiàn)場定位，宜在連接處設(shè)置定位螺栓。

經(jīng)過以上步驟，一棟經(jīng)典的門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)建筑模型就搭建完成了。

完整深化模型圖

· 繼續(xù)向內(nèi)部探秘！

模型內(nèi)部整體屋面

模型內(nèi)部局部視圖（牛腿節(jié)點）

· 模型編號

模型搭建完成后，接下來就是對模型零部件進行整體編號。編號完成，系統(tǒng)會自動給每一種構(gòu)件分配唯一的編號，方便現(xiàn)場安裝辨認。

深化設(shè)計階段的工作到此全部完成。

階段三：深化成果輸出

深化設(shè)計階段工作完成后，需要將深化設(shè)計的成果轉(zhuǎn)化成工廠制作加工及現(xiàn)場安裝可用的各類圖紙以及清單表格，方便項目統(tǒng)計工程量、對接后期工程結(jié)算。

這么看過來之后，大家有沒有對門式剛架結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計有個基本的了解呢？門式剛架結(jié)構(gòu)作為5大結(jié)構(gòu)之一，介于它造價低、應(yīng)用廣等諸多優(yōu)勢，此類工程只會越來越多。所以，歸根結(jié)底，為貫徹“服務(wù)項目生產(chǎn)”的工作理念，鋼構(gòu)事業(yè)部的深化設(shè)計師們也將持續(xù)加強對此類結(jié)構(gòu)深化工作的創(chuàng)新開展，為鋼結(jié)構(gòu)事業(yè)部深化設(shè)計軟實力的穩(wěn)健提升添磚加瓦。

（來源：鋼結(jié)構(gòu)在線）