房屋钢结构设计

轻型单层工业厂房主要承受屋面恒载（结构自重、檩条、压型钢板、保温等）、屋面活载、雪荷载、风荷载及可能的悬挂荷载。恒载标准值按材料容重与几何尺寸统计；活载按《建筑结构荷载规范》取用。

门式刚架结构体系由横向门式刚架、纵向檩条与墙梁、屋面及墙面支撑、柱间支撑与系杆组成空间受力体系。刚架梁、柱可为变截面或等截面实腹式构件，柱脚常采用铰接以简化计算并适应地基差异沉降。

荷载效应组合按极限状态设计法，基本组合时永久荷载分项系数$\gamma_G=1.2$（不利）或 $1.0$，可变荷载分项系数 $\gamma_Q=1.4$。风荷载组合值系数按规范取值，需分别验算刚架强度、稳定及构件挠度限值。

横向门式刚架间距即纵向柱距，由使用要求、吊车（若有）及经济性确定，常见 $6\sim 9\,\mathrm{m}$。纵向温度区段长度受温度伸缩限制，超过限值应设温度缝并相应调整支撑与檩条构造。

支撑体系分为屋面水平支撑、柱间支撑与系杆：水平支撑保证屋盖平面内刚度并传递纵向水平力；柱间支撑将纵向力传至基础；系杆减小受压弦杆计算长度。支撑宜沿全厂均匀布置，避免形成薄弱区段。

屋面檩条支于刚架梁上，承受屋面恒载、活载及可能的积灰荷载，按简支或连续梁计算弯矩与剪力。檩条截面可为 C 型、Z 型或 H 型，Z 型连续檩条因搭接可显著减小跨中弯矩。

檩条稳定验算需考虑弱轴弯曲与扭转，当屋面板与檩条可靠连接时可按约束弯曲扭转屈曲计算。压型钢板通过自攻螺钉或夹具提供侧向约束，计算长度系数随约束程度降低。

压型钢板屋面板分承重板与非承重板，承重板除防水外还参与檩条上翼缘约束与屋面刚度。板型、板厚、波距与檩条间距需匹配，满足抗弯、抗剪及挠度 $l/200$ 左右限值。

压型钢板连接包括板与檩条、板与板之间的搭接或锁边连接，螺钉间距与边距影响抗拔与抗滑移能力。屋面坡度一般不小于 $1/10$，防止积水并保证排水。

屋面水平支撑通常沿屋脊与檐口或屋脊与刚架梁上弦附近设置，交叉支撑或上弦水平支撑与系杆组成几何不变体系。支撑将纵向风荷载、吊车纵向力等传至柱间支撑。