沈陽門式剛架設計疑問歸納
摘要：沈陽鋼結構加工生產廠家、鐵嶺鋼結構公司遵守《沈陽門式剛架輕型房屋鋼結構技術規范》，很多設計人員由于對門剛規范沒有完全掌握，對門式剛架輕型房屋鋼結構（簡稱門式剛架）的特點沒有清楚的認識，設計時存在問題較多。
沈陽鋼結構加工生產廠家、鐵嶺鋼結構公司遵守《沈陽門式剛架輕型房屋鋼結構技術規范》，很多設計人員由于對門剛規范沒有完全掌握，對門式剛架輕型房屋鋼結構（簡稱門式剛架）的特點沒有清楚的認識，設計時存在問題較多。因此，對門式剛架設計有關問題進行探討很有必要。
1 基本風壓和基本雪壓
門式剛架設計基本風壓和基本雪壓采用不同的重現期。
（1） 基本風壓
門剛規范第4.2.1條規定：“基本風壓（KN/m2）,按現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB50009[3]（簡稱荷載規范）的規定值采用?！卑春奢d規范第8.1.2條，基本風壓應采用50年重現期的風壓。
（2） 基本雪壓
門剛規范第4.3.1條規定：“基本雪壓（KN/m2）,按現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB50009[3]規定的100年重現期的雪壓采用?！?/p>
2 基礎
2.1不能采用單根管樁基礎
門式剛架由于以下原因不能采用單根管樁基礎：
（1） 當鋼柱底與基礎短柱頂的連接為剛接時，基礎將承擔較大彎矩；當鋼柱底與基礎短柱頂的連接為鉸接時，鋼柱底對基礎短柱頂有水平剪力，水平剪力乘以短柱頂到基礎底之間的距離即為基礎底面的彎矩。由于門式剛架跨度較大，在跨度方向無法設承臺梁平衡基礎彎矩，對于天然地基基礎，需由不均勻分布的地基反力平衡基礎彎矩；對于樁基基礎，需由不同大小的樁基反力平衡基礎彎矩；對于單樁基礎，需由樁身抗彎承載力平衡基礎彎矩。由于管樁抗彎承載力較小和管樁頂與承臺底之間接近鉸接，無法傳遞彎矩，因此，不能采用單根管樁基礎。
（2）鋼柱底對基礎短柱頂有水平剪力，對于單根管樁基礎，由于樁周土體較差，按《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008[4]（簡稱樁基規范）第5.7.2條第2款規定的地面處水平位移為6mm或10mm控制時的水平承載力較小，無法平衡鋼柱底對基礎短柱頂的水平剪力。
2.2 采用單根大直徑樁時應注意的問題
（1）采用單根大直徑樁時，在排架方向由于跨度大無法設承臺拉梁，按文獻［5］第6.6.6條第5款規定，應加高承臺，加大承臺在排架方向長度，原槽澆灌混凝土或對承臺周邊回填土按規范要求回填夯實。
（2）由于需利用樁身抗彎承載力平衡基礎彎矩，因此，建議適當加大樁縱筋；當跨度很大時，應計算配置樁縱筋。
（3）當門式剛架跨度很大時，應按樁基規范第5.7.1條進行單樁水平承載力驗算。
2.3 基礎短柱縱筋在頂部錨固問題
當鋼柱底與基礎短柱頂的連接為剛接時，短柱頂承擔的彎矩與鋼柱底彎矩相同，短柱縱筋應相對彎入對邊縱筋內側錨固[6]，錨固長度從縱筋水平彎折的起點算起不小于LabE，或者兩邊縱筋彎折后單面搭接焊，焊縫長度不小于10d（d為縱筋直徑）。如果鋼筋綁扎方便，短柱兩邊位置對應的鋼筋在頂部為一根連續的鋼筋更好。當鋼柱底與基礎短柱頂的連接為鉸接且為兩對螺栓時，也有一定的彎矩，宜參照上述執行。
2.4 基礎短柱較長時設計應注意的問題
基礎短柱較長時，應按照《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2011[7](簡稱地基規范）第8.2.5條，將基礎短柱設計成高杯口，從而可以忽略基礎短柱頂端的水平位移，否則，應考慮鋼柱底作用在基礎短柱頂的水平剪力引起短柱的水平位移（即鋼柱底的水平位移）。門式剛架在豎向荷載作用下，鋼柱底向外側的水平位移將導致鋼梁跨中彎矩增大。對于原料廠房或成品庫廠房，周邊可能有擋土墻（中間也可能有分隔墻），如果基礎短柱與擋土墻連為一體，基礎短柱在鋼柱底水平剪力及擋土墻水平推力作用下水平位移更大，此時擋土墻與基礎短柱宜設縫脫開，或在平面上與短柱前后錯開位置。
2.5 基礎短柱截面最小尺寸
（1）基礎短柱截面最小尺寸應滿足地腳螺栓至基礎短柱邊緣的最小距離和鋼柱底板邊緣至基礎短柱邊緣的最小距離。
1）地腳螺栓至基礎短柱邊緣的最小距離，按文獻[8]，不應小于5d（d為螺栓直徑），且不小于150mm;按標準圖集[9]“總說明”第5.9條規定，不應小于4d，且不應小于150mm（d≤20mm時不小于100mm），并不小于錨板寬度的1/2加50mm。后者要求比前者松些，下面分析應以哪個為準。
《混凝土結構設計規范》GB50010-2010[10]（簡稱混凝土規范）第8.3.1條第3款規定，當錨固鋼筋外邊緣到混凝土外邊緣距離（保護層厚度）不大于5d時，錨固長度范圍內應配置橫向構造鋼筋；《混凝土結構后錨固技術規程》JGJ145-2013[11]第7.2.3條規定，植筋與混凝土邊緣距離不宜小于5d，且不宜小于100mm，當植筋與混凝土邊緣之間有垂直于植筋方向的橫向鋼筋時，間距可適當減小，但不應小于50mm；后錨固規程第7.1.2條對錨栓最小邊距也就做了規定。混凝土規范第8.3.1條、后錨固規程第7.2.3條和第7.1.2條條文說明均給出解釋，之所以這樣規定是為了防止混凝土邊緣的劈裂破壞，當錨固鋼筋（植筋）與混凝土邊緣之間有垂直于錨固鋼筋（植筋）方向的橫向鋼筋時，鋼筋與混凝土邊緣距離可適當減小。地腳螺栓的受力與錨固鋼筋（植筋）的受力相似，由于地腳錨栓一般錨固在基礎短柱中，周邊有箍筋約束，地腳螺栓至基礎短柱邊緣的最小距離可在5d基礎上適當減??；當地腳螺栓直接錨固在單樁承臺或兩樁承臺中時，距離承臺邊緣最近的地腳螺栓與承臺邊緣之間也有箍筋，和地腳錨栓錨固在基礎短柱情況相同；當地腳螺栓直接錨固在三樁及以上承臺或獨立基礎中時，地腳螺栓至承臺（基礎）邊緣的距離遠遠大于5d。因此，地腳螺栓至基礎短柱邊緣的最小距離可以以標準圖集[9]“總說明”第5.9條規定為準，即地腳螺栓至基礎短柱邊緣的最小距離不應小于4d，且不應小于150（d≤20mm時不小于100mm），并不小于錨板寬度的1/2加50mm。
2）鋼柱底板邊緣至基礎短柱邊緣的最小距離為100mm[8]。
（2）筆者認為，地腳螺栓至基礎短柱邊緣的最小距離不是受力要求，而是考慮到施工誤差的構造要求；鋼柱底板邊緣至基礎短柱邊緣的最小距離既是考慮到施工誤差的構造要求，也是基礎短柱的局部承壓要求。因此，當由于施工誤差造成地腳螺栓至基礎短柱邊緣的最小距離小于4d和150mm（d≤20mm時小于100mm），但不小于錨板寬度的1/2加25mm時，一般不需處理；但當地腳螺栓至基礎短柱邊緣的最小距離小于錨板寬度的1/2加25mm時，錨板混凝土保護層厚度不足，需要處理；當由于施工誤差造成鋼柱底板邊緣至基礎短柱邊緣的距離小于100mm時，如果經過驗算基礎短柱的局部承壓滿足要求，也不需處理。
3 門剛規范第3.1.4條、第3.4.3條及第6.2.4條的執行問題
（1） 規范規定
1）門剛規范第3.1.4條規定：“當抗震設防烈度7度（0.15g）及以上時，應進行地震作用組合的效應驗算。”
2）門剛規范第6.2.4條規定：“當采用砌體墻做圍護墻時，砌體墻的質量應沿高度分配到不少于兩個質量集中點作為鋼柱的附加質量，參與剛架橫向的水平地震作用計算?！?/p>
3）門剛規范第3.4.3條規定：“當地震作用組合的效應控制結構設計時，門式剛架輕質房屋鋼結構的抗震構造措施應符合下列規定：（限于篇幅，第1款~第4款的具體內容從略）。”
（2）門剛規范第3.1.4條、第3.4.3條及第6.2.4條之間的關系
門剛規范之所以做出第3.1.4條規定，條文說明給出了解釋：“由于單層門式剛架輕質房屋鋼結構的自重小，設計經驗和振動臺試驗表明，當抗震設防烈度為7度（0.10g）及以下時，一般不需做抗震驗算；當為7度（0.15g）及以上時，橫向剛架和縱向框架均需進行抗震驗算。當設有夾層時或有與門式剛架相連接的附屬房屋時，應進行抗震驗算?！庇纱丝梢钥闯觯摋l規定是指“單層門式剛架輕質房屋鋼結構”，按照門剛規范第2.1.1條，“門式剛架輕質房屋”是指“承重結構采用變截面或等截面實腹剛架，圍護系統采用輕型鋼屋面和輕型外墻的單層房屋”，圍護墻必須是“輕型外墻”。而門剛規范第6.2.4條規定中“采用砌體墻做圍護墻”已經不屬于“單層門式剛架輕質房屋鋼結構”了。因此，門剛規范第3.1.4條規定不包括門剛規范第6.2.4條規定，也就是說門剛規范第3.1.4條和第6.2.4條是各自獨立的兩條規定，當采用砌體墻做圍護墻時，應按抗震規范進行地震作用計算。當抗震設防烈度7度（0.15g）及以上的門式剛架按門剛規范第3.1.4條進行地震作用計算和采用砌體墻做圍護墻的門式剛架按抗震規范進行地震作用計算，且地震作用組合的效應控制結構設計時，抗震構造措施就應該滿足門剛規范第3.4.3條第1款~第4款的規定。
（3）門剛規范第3.4.3條“地震作用組合的效應控制結構設計”的判斷方法
文獻[12]第17頁認為，判斷是否為“地震作用組合的效應控制結構設計”，可以單獨在計算書中查看風荷載和地震作用下的內力圖以及相應的側向位移圖，如果地震工況下大，可判斷為“地震作用組合的效應控制結構設計”。筆者認為這種判斷方法是錯誤的，因為風荷載參與的基本組合效應設計值計算公式（見門剛規范第4.5.2條）與地震荷載參與組合的基本組合效應設計值計算公式（見門剛規范第4.5.4條）不同，風荷載參與的承載力驗算公式（見門剛規范第3.1.3條）與地震荷載參與組合的承載力計算公式（見門剛規范第3.1.4條式）也不同。正確的方法是，分別進行地震參與計算和地震不參與計算，然后查看“鋼結構應力比圖”，如果地震參與計算的鋼結構應力比地震不參與計算的鋼結構應力比大，則“地震作用組合的效應控制結構設計”。
4 檁條設計恒載取值問題
很多設計人員認為檁條設計時恒載取值越大越安全，在不確定房屋是否有吊頂或懸掛管道時，就人為加大恒載進行檁條設計。下面分析這種做法是否安全。
檁條設計有兩種荷載組合：第1種荷載組合（向下）：p1=1.2恒載+1.4（活載+0.6風載（壓力）+0.9積灰）；第2種荷載組合（向上）：p2=1.0恒載+1.4風載（吸力）。
由于第1種荷載組合和第2種荷載組合中“風載”分別為“壓力”和“吸力”，從門剛規范第4.2.2條第4~7款可以看出，“壓力”風荷載系數絕對值均比“吸力”風荷載系數絕對值小，且第1種荷載組合中風荷載尚有0.6的組合系數，因此，當風荷載相對于恒載較小時，第1種荷載組合值p1絕對值大，當風荷載相對于恒載較大時，第2種荷載組合值p2絕對值大。
由于檁條強度計算公式中的分子是彎矩，與荷載有關；分母有梁的整體穩定系數，與上、下翼緣支承情況有關（當不需做整體穩定計算時，整體穩定系數為1.0），因此，檁條設計（確定截面尺寸）不僅與荷載大小有關，還與上、下翼緣支承（約束）情況有關，檁條荷載組合值絕對值大的組合不一定是設計控制組合。
當檁條上、下翼緣約束情況一樣，即上、下翼緣都有壓型鋼板通過螺釘連接，或上、下翼緣均只設拉條時，檁條設計控制組合就是荷載組合值絕對值大的組合，也就是說，當第1種荷載組合值p1的絕對值大時，檁條設計由第1種荷載組合控制；當第2種荷載組合值p2的絕對值大時，由第2種荷載組合控制。
當檁條上、下翼緣約束情況不一樣，上翼緣有屋面壓型鋼板采用螺釘連接，但下翼緣無壓型鋼板連接，或上、下翼緣均無壓型鋼板采用螺釘連接，但設置了上層拉條，未設下層拉條時，如果是第2種荷載組合值p2的絕對值大，則明顯由第2種荷載組合控制；如果是第1種荷載組合值p1的絕對值大，則未必是第1種荷載組合控制。原因如下：當上翼緣有屋面壓型鋼板板采用螺釘連接，但下翼緣無壓型鋼板連接時，按第1種荷載組合計算，上翼緣受壓，不需進行整體穩定計算，而按第2種荷載組合計算，下翼緣受壓，需進行整體穩定計算，因此，檁條設計可能由第2種荷載組合控制；當上、下翼緣均無壓型鋼板采用螺釘連接，但設置了上層拉條，未設下層拉條時，雖然兩種荷載組合均需進行整體穩定計算，但第1種荷載組合計算的整體穩定系數比第2種荷載組合計算的整體穩定系數大，因此，檁條設計可能由第2種荷載組合控制。
當檁條設計由第2種荷載組合控制時，如恒載取值比實際取值大，將導致第2種荷載組合值絕對值變小，計算需要的檁條截面也變小，偏于不安全。只有當恒載取值比實際恒載大得很多，導致第1種荷載組合值p1的絕對值比第2種荷載組合值p2的絕對值大的也很多，以至于檁條設計由第2種荷載組合控制變成由第1種荷載組合控制，且計算出的檁條截面不小于第2種荷載組合按實際恒載計算出的檁條截面時，才安全。
綜上所述，檁條設計時，恒載應按實際取值，不應人為加大，否則有可能偏于不安全。
6 屋面活荷載與雪荷載問題
按門剛規范第4.5.1條第1款規定：“屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮，應取兩者中的較大值”。
（1）屋面均布活荷載
門剛規范第4.1.3條規定，屋面均布活荷載標準值為0.5KN/m2，對承受荷載水平投影面積大于60m2的剛架構件可取不小于0.3KN/m2。
（2）屋面雪荷載
1）對于單坡屋面、單跨雙坡屋面、雙跨雙坡屋面及多跨屋面，門剛規范第4.3.1條規定，屋面雪荷載標準值Sk=μrS0，其中S0為100年重現期的基本雪壓，KN/m2;μr為屋面積雪分布系數，按門剛規范第4.3.2條取值。
2）對于高低屋面及相鄰房屋屋面有高差時（包括屋面有長度大于4.5m的突出物，如女兒墻），較低屋面應按門剛規范第4.3.3條計算雪堆積和漂移。
（3）設計時如何考慮雪荷載
1）對于屋面板及檁條，門剛規范第4.3.5條第1款規定：“屋面板及檁條按積雪不均勻分布的最不利情況采用”。因此，屋面板及檁條應考慮門剛規范第4.3.1條和第4.3.2條，即應按門剛規范“表4.3.2”中“不均勻分布情況”中“最不利”者考慮；同時還應考慮門剛規范第4.3.3條的雪堆積和漂移。文獻[13]明確指出，雪堆積和漂移用于屋面板及檁條計算。
2）對于鋼梁（即剛架斜梁），門剛規范第4.3.5條第2款規定：“剛架斜梁按全跨積雪的均勻分布、不均勻分布和半跨積雪的均勻分布，按最不利情況采用”。也就是說，鋼梁設計應考慮剛規范第4.3.1條和第4.3.2條，即應按門剛規范“表4.3.2”中“均勻分布情況”、“不均勻分布情況”和半跨積雪的“均勻分布情況”中“最不利”者考慮。至于門剛規范第4.3.5條第2款中“不均勻分布”是否還包括門剛規范第4.3.3條的雪堆積和漂移，是個有爭議的問題，文獻[13]認為雪堆積和漂移用于屋面板及檁條計算，不用于鋼梁設計。但荷載規范第7.2.1條，不像門剛規范將雪堆積和漂移單獨作為一條條文列出，而是與單坡屋面、雙坡屋面等的屋面積雪分布系數放在同一條條文里和同一個表里，因此，按荷載規范第7.2.1規定，鋼梁考慮全跨積雪的不均勻分布自然包括雪堆積和漂移。
筆者認為，當高、低屋面沿跨度方向分布，且跨度較大時，低跨靠近高跨端部雪堆積長度與鋼梁跨度之比較小，雪堆積荷載對結構影響也較小，鋼梁計算不考慮雪堆積問題不大；當高、低屋面沿開間方向分布時，低屋面靠近高屋面端部的雪堆積長度與鋼梁受荷寬度（開間）比較起來較大，雪堆積荷載對鋼梁內力影響也較大，如果鋼梁不考慮雪堆積將存在較大安全隱患。并且建議，任何情況下都宜考慮雪堆積對鋼梁的影響。舉例說明如下：
例1：某房屋為兩跨，跨度分別為18米和24米，高度分別為15米和10米，24米跨的鋼梁靠近18米跨端部有雪堆積，由于雪堆積長度與跨度24米比較起來較小，雪堆積荷載對鋼梁內力影響也較小，此時鋼梁不考慮雪堆積問題不大。當然，如果考慮，更安全。
例2：某房屋為一跨，24米，開間為7米，共10個開間，第1開間至第5開間高度為8米，第6開間至第10開間高度為12米，第5開間靠近第6開間端部有雪堆積，由于雪堆積長度與鋼梁受荷寬度7米比較起來較大，雪堆積荷載對鋼梁內力影響也較大，此時如果鋼梁不考慮雪堆積，將存在較大安全隱患。
6 圍護墻與溫度區段長度限值
（1） 門剛結構采用墻板做圍護墻
門剛結構采用墻板做圍護墻時，按門剛規范第5.2.4條規定，縱向溫度區段長度不宜大于300m；橫向溫度區段長度不宜大于150m，當橫向溫度區段長度大于150m時，應考慮溫度的影響；當有可靠依據時，溫度區段長度可適當加大。
（2）門剛結構采用砌體墻做圍護墻
門剛結構采用砌體墻做圍護墻時，按《建筑抗震設計規范》GB50011-2010[14]（簡稱抗規）第13.3.6條第2款，砌體圍護墻應采用外貼式并與鋼柱拉結；溫度區段長度按《砌體結構設計規范》GB50003-2011[15]（簡稱砌體規范）第6.5.1條，不大于100m。
（3）上部為墻板圍護墻下部為砌體窗臺墻
當上部為墻板圍護墻，下部為砌體窗臺墻（一般為1.20米高）時，原則上窗臺墻長度按砌體規范第6.5.1條，不宜大于100米；當長度大于100米時，可利用門洞切斷，或在窗邊設豎向縫，豎向縫可參照砌體規范第6.5.7條處理：“縫寬不宜小于25mm，縫內填以壓縮性能好的填充材料，且外部用密封材料密封，并采用不吸水的閉孔發泡聚乙烯實心圓棒（背襯）作為密封膏的隔離物。”具體做法見砌體規范第6.5.7條的“圖6.5.7”。對于窗臺墻下基礎梁應設后澆帶，減小混凝土硬化過程中的收縮應力，避免出現收縮裂縫。
（4）鋼筋混凝土柱輕鋼屋面房屋
1）當采用鋼筋混凝土柱輕鋼屋面房屋且縱向形成框架時，砌體圍護墻可采用外貼式，也可采用嵌砌式（填充墻），砌體墻與鋼筋混凝土柱（框架柱）拉結；溫度區段長度按混凝土規范第8.1.1條，不大于55m，當按照混凝土規范第8.1.3條，采取減小混凝土收縮或溫度變化的措施（如設后澆帶）時，溫度區段長度可適當增大[6]。
2）當縱向未形成框架結構時，按抗規第13.3.5條第1款，砌體圍護墻應采用外貼式并與柱可靠拉結，不得采用嵌砌式；溫度區段長度按混凝土規范第8.1.1條，不大于100m。
7 山墻結構形式
（1）山墻采用墻架或門式剛架
門剛規范第5.2.8條規定，山墻可設置由斜梁、抗風柱、墻梁及其支撐組成的山墻墻架，或采用門式剛架，分別見標準圖集[16]第19頁“5.2.8圖示1”和“5.2.8圖示2”。
（2）山墻采用鋼筋混凝土結構
對于鋼筋混凝土柱輕鋼屋面房屋，當縱向形成框架時，山墻也可采用框架，但不宜采用山墻鋼梁直接擱置在山墻框架梁上的做法，而應采用山墻框架直接承重，此時屬于框排架結構，宜采用空間結構分析[6]。需注意的是，由于山墻框架屋面梁豎向位移（撓度）很小，而相鄰開間的鋼梁豎向位移（撓度）較大，導致屋面向相鄰開間傾斜，影響美觀，甚至引起屋面漏水。因此，建議設計時適當降低山墻框架屋面梁頂標高。具體方法是，先計算出相鄰開間鋼梁在屋面板、檁條、拉條及鋼梁自重作用下的豎向位移（撓度）s，然后將山墻框架屋面梁頂標高降低s。這樣在正常情況下，屋面基本不傾斜，只有在承受雪荷載或活荷載時才傾斜，但傾斜度已經大大減小。
當縱向為鋼筋混凝土柱但未形成框架時，山墻不宜采用框架結構承重，而應采用位于鋼梁外側的鋼筋混凝土抗風柱，與鋼梁側面采用彈簧板（水平向能傳遞水平力豎向能自由變形）連接，位置與剛性系桿對齊，抗風柱在風荷載作用下的水平力直接傳給剛性系桿，避免鋼梁受扭。
8 鋼結構抗風柱與鋼梁連接
鋼結構抗風柱與鋼梁連接一般有五中連接方式（圖1）：
（1）抗風柱與鋼梁下翼緣采用固定連接（圖1（a））。這是門剛規范第7.2.1條推薦的連接方式。該連接方式的優點是抗風柱可作為鋼梁中間豎向鉸支座，減小鋼梁截面。該連接方式的缺點是，抗風柱在風荷載作用下的水平力傳給鋼梁下翼緣，加勁肋相當于杠桿，剛性系桿為不動鉸支座，檁條受拉，檁條拉力對鋼梁產生扭矩；屋面向相鄰開間鋼梁傾斜，影響美觀，甚至引起屋面漏水。
圖1 鋼結構抗風柱與山墻鋼梁連接大樣
（2）抗風柱與鋼梁下翼緣采用彈簧板連接（圖1（b））。該連接方式的優點是連接方便、簡單，鋼梁豎向可自由變形。該連接方式的缺點是，由于抗風柱不能作為鋼梁豎向支承點，鋼梁高度較大，抗風柱在風荷載作用下的水平力傳給鋼梁下翼緣，鋼梁承受的扭矩也較大，鋼梁截面應適當留有富余作為彌補；當鋼梁高度很大時不宜采用，如采用，應采取有效措施減小或避免鋼梁受扭。
（3）抗風柱與鋼梁下翼緣采用豎向長圓孔螺栓連接（圖1（c））。該連接方式的優、缺點與抗風柱與鋼梁下翼緣采用彈簧板連接（圖1（b））基本相同。由于抗風柱與鋼梁底之間的連接板有一定高度，因此，抗風柱在風荷載作用下的水平力傳給鋼梁下翼緣引起的扭矩更大。
（4）抗風柱與鋼梁側面采用彈簧板連接（圖1（d））。該連接方式的優點是，抗風柱在風荷載作用下的水平力作用在剛性系桿對應位置，由剛性系桿直接承擔，不會引起鋼梁受扭；鋼梁豎向能自由變形。該連接方式的缺點是，抗風柱必須位于鋼梁外側，且構造較復雜。
（5）抗風柱與鋼梁側面通過短鋼柱及彈簧板連接（圖1（e））。該連接方式的優點是，抗風柱在風荷載作用下的水平力作用在鋼梁上的位置靠近剛性系桿，引起鋼梁的扭矩很小，可忽略不計；鋼梁豎向能自由變形；抗風柱可以布置在鋼梁下方。該連接方式的缺點是構造較復雜。
9 主剛架的鋼柱和鋼梁平面外計算長度取值
（1） 鋼柱平面外計算長度
門剛規范第7.1.5條規定，鋼柱平面外計算長度L取縱向柱間支撐點間的距離。對于直接與柱間支撐相連的鋼柱，L取縱向柱間支撐點間的距離；對于其他鋼柱，只有在柱間支撐節點標高處設置通長剛性系桿時，L才能取縱向柱間支撐點間的距離，否則取全高。所以，當鋼柱較高時，為節約造價，應在柱間支撐節點標高處設通長系桿。需注意的是，剛性系桿一般通過連接板與鋼柱加勁肋連接，位置在腹板高度中點處，如果采用兩個距離較近的普通螺栓連接（鉸接），對鋼柱受壓翼緣的約束能力太小，且鋼梁腹板高度越大，約束能力越小，因此，必須采用高強螺栓連接，且適當加大兩個高強螺栓之間的距離（筆者這一觀點得到童根樹老師的贊同）。當沿柱高設隅撐時，雖然隅撐和墻梁組合起來對于鋼柱平面外有實際的支撐效果，但規范沒有給出帶隅撐柱的具體計算公式。筆者曾就如何考慮該問題咨詢童根樹老師，他回答說，由于鋼柱影響因素較多，到目前為止，還沒有總結出鋼柱平面穩定考慮隅撐作用的計算公式。
（2） 鋼梁平面外計算長度
由于門剛規范第7.2.2條規定，山墻鋼梁除門剛規范第7.2.3條規定的抗風柱位置外，不宜設隅撐，因此，設計時山墻鋼梁不布置隅撐，其他開間鋼梁布置隅撐。按門剛規范第7.1.4條及條文說明，山墻鋼梁平面外計算長度L取側向支撐（即橫向支撐，或者叫水平支撐）間的距離;當端部橫向支撐設在第二開間時，第一開間抗風柱頂部及屋脊對應位置設剛性系桿，此時L取剛性系桿之間的距離。與鋼柱設剛性系桿減小平面外計算長度情況一樣，剛性系桿與鋼梁加勁肋之間也必須采用高強螺栓連接，且適當加大兩個高強螺栓之間的距離。由于剛性系桿一般只在屋脊和柱頂處通長設置，因此，山墻以外的其他開間鋼梁下翼緣（受壓）平面外的穩定性，應由隅撐保證，按門剛規范第7.1.6條第4款，當隅撐滿足一定條件時，下翼緣受壓的鋼梁平面外計算長度可考慮隅撐的作用。需注意的是，這里的“可考慮隅撐的作用”并不是說鋼梁平面外計算長度可以取隅撐間距。門剛規范第7.1.6條條文說明指出：“隅撐不能作為梁的固定的側向支撐。根據理論分析，隅撐支撐的梁的計算長度不小于2倍隅撐間距，梁下翼緣面積越大，則隅撐作用相對越弱，計算長度就越大?！崩贸绦蛴嬎銜r，只需輸入隅撐信息，由程序自動計算鋼梁平面外計算長度。例如，采用PKPM程序計算時，只需勾選“梁平面外支撐為隅撐”，然后輸入隅撐信息，程序即可自動完成鋼梁平面外計算長度的計算。
10 小結
（1）門式剛架由于自重輕，對風荷載和雪荷載很敏感，因此，設計時風荷載和雪荷載取值應務必準確，計算方法應務必正確。
（2）基礎設計不能采用單根管樁基礎，但可采用單根大直徑樁，當跨度很大時，應進行單樁水平承載力驗算；鋼柱腳剛接時，基礎短柱頂縱筋應相對彎入對邊縱筋內側錨固，或者兩邊縱筋彎折后搭接單面焊10d，最好的做法是短柱兩邊位置對應的鋼筋在頂部為一根連續的鋼筋；基礎短柱較長時，應考慮短柱頂在鋼柱傳來的水平力作用下產生的水平位移的影響；地腳螺栓至基礎短柱邊緣的最小距離和鋼柱底板邊緣至基礎短柱邊緣的最小距離應滿足一定要求。
（3）當抗震設防烈度7度（0.15g）及以上時，應進行地震作用組合的效應驗算；當采用砌體墻做圍護墻時，無論抗震設防烈度是否為7度（0.15g）及以上，砌體墻的質量均應沿高度分配到不少于兩個質量集中點作為鋼柱的附加質量，參與剛架橫向的水平地震作用計算；當地震作用組合的效應控制結構設計時，抗震構造措施應滿足門剛規范第3.4.3條的規定。
（4）檁條設計時，恒載應按實際取值，不應人為加大，否則有可能偏于不安全。
（5）屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮，應取兩者中的較大值。當雪荷載大于活荷載時，對于屋面板及檁條，不僅應按積雪不均勻分布的最不利情況采用，還應考慮雪堆積和漂移荷載；對于鋼梁，按全跨積雪的均勻分布、不均勻分布和半跨積雪的均勻分布的最不利情況采用，當高、低屋面沿開間方向分布時，應考慮雪堆積荷載。
（6）當作為圍護墻的材料不同時（墻板、砌體墻），圍護墻及溫度區段長度限值不同；當縱向為鋼筋混凝土框架時，長度不宜大于55米，只有采取減小混凝土收縮或溫度變化的措施時，才可適當加大。
（7）山墻結構形式可采用墻架或門式剛架；當縱向為鋼筋混凝土框架時，山墻也可采用鋼筋混凝土框架，為減小和相鄰開間的豎向變形差，可降低山墻框架屋面梁頂標高；當縱向為鋼筋混凝土柱但未形成框架時，山墻宜采用位于鋼梁外側的鋼筋混凝土抗風柱，與鋼梁側面采用彈簧板連接。
（8）鋼結構抗風柱與鋼梁連接一般有五種方式：抗風柱與鋼梁下翼緣采用固定連接；抗風柱與鋼梁下翼緣采用彈簧板連接；抗風柱與鋼梁下翼緣采用豎向長圓孔螺栓連接；抗風柱與鋼梁側面采用彈簧板連接；抗風柱與鋼梁側面通過短鋼柱及彈簧板連接。第二種、第三種連接方法不宜采用，當鋼梁較高、風荷載較大時不應采用。
（9）對于主剛架的鋼柱，柱間支撐點及在柱間支撐點標高處設置的通長剛性系桿能作為鋼柱平面外的支承點，而隅撐不能作為鋼柱平面外的支承點；對于主剛架的鋼梁，橫向支撐（水平支撐）點及與橫向支撐（水平支撐）點相連的剛性系桿可作為鋼梁平面外的支承點；當鋼梁設置了隅撐且隅撐滿足一定要求時，鋼梁平面外計算長度可考慮隅撐的作用，但不是鋼梁平面外計算長度取隅撐間距。