【摘要】结合工作实践经验，总结轻钢结构设计特点及实际解决问题的体会，诸如柱脚约束作用；梁柱节点构造；高强螺栓的应用；柱间支撑体系。
【关键词】房屋；轻钢结构；设计；节点；支撑
近年来，随着轻型板材的迅速发展，国内轻钢结构的设计制作得到了长足发展，其中门式钢框架就是一种有效利用材料的结构形式。由于构件尺寸小，房屋高度相应降低，减小了建筑体积和重量。框架构件可以在工地上批量生产，并且在工地可以用高强螺栓连接安装，简便而迅速，施工期短。此外，门式钢框架造型简洁美观，适应性强。单跨者小至9m，大至36m以上的跨度适应不同需要，多跨者可以覆盖大面积的厂房、仓库和各类公共建筑。为适应我国轻钢结构的迅速发展，《门式刚架轻型钢结构房屋设计规程》(CECS102:98)应运而生，对指导和规范目前我国的轻钢结构设计起了重要作用，极大地促进了我国轻钢结构的发展。但与西方发达国家相比，我国轻钢结构的设计制作方面经验尚不多，正式的国家规范尚未出版，在实际工程中会遇到一些具体问题，本文通过作者经历的一些工程实践对轻钢结构设计中一些问题进行探讨总结，以期对这方面的工作有所裨益。
1 门式钢架的结构特点
1.1 工业化程度高，施工周期短。所有构件均可以由工厂制作现场拼接安装，施工速度快，缩短了工期。
1.2 重量轻、强度高。由于钢结构本身的特点，可做成大跨度，提供较大的使用空间
1.3 抗震性能好。由于钢结构属于柔性结构，自重轻，因而能有效地降低地震影响及灾害影响的程度，利于抗震。
1.4 建筑立面美观。由于压型钢板、玻璃幕墙等配套产品的多样化，可做出各种各样漂亮的建筑立面。
1.5 节约造价，且有利于环保。轻钢结构与目前普遍使用的混凝土结构相比，具有的优点:
第一，可干式施工，节约用水，施工占地少，产生的噪声小，粉尘少；
第二，由于自重减轻，基础施工取土量少，对土地这一宝贵资源破坏小；
第三，大量减少混凝土和砖瓦的使用；
第四，建筑使用寿命到期，结构拆除产生的固体垃圾少，废钢可回收。
2 门式钢架的结构组成
轻型门式刚架的结构体系包括:
2.1 主结构:门式刚架(包括中部和端部刚架)、托梁、支撑体系等；
2.2 次结构:屋面檩条和墙面檩条等；
2.3 围护结构:屋面板和墙板；
2.4 基础。
平面门式刚架梁和柱连接形式单跨为刚接，多跨为刚接和铰接并用；主与基础连接既可固接也可铰接。平面刚架和支撑体系再加上托梁等组成了结构的主要受力骨架，即主结构体系。屋面檩条和墙梁既是围护材料的支撑结构，又为主结构梁柱提供了部分侧向支撑作用，构成了轻型门式刚架建筑的次结构。屋面板和墙面板起整个结构的围护和封闭作用，由于蒙皮效应事实上也增加了建筑的整体刚度。
3 门式刚架的材质与断面选取
主刚架H型钢的材质宜采用Q345以上的钢材，对于檩托以及其他附件宜采用Q235。对构式刚架横梁截面高度宜采用跨度的1/15+1/25，实腹式刚架横梁截面高度宜采用跨度的1/30～1/45，轻型刚架选用比值的下限，在使用Q345以上的钢材时，翼缘板的宽度一般宜选在160mm~250mm范围内.腹板的厚度≥4mm，翼缘的厚度≥6mm。
4 刚架形式
门式刚架可以做成坡顶的或拱形的屋面，就其截面形式来分，有实腹式和格构式等。实腹式刚架虽然用钢量稍高，但它的构件整齐，每榀刚架由4件梁柱构件用螺栓连接而成，构件的刚度较大，适于长途运输和多次拆装搬运，制造省工，工地安装方便，门式刚架结构系统中，所占比重量大。
格构式刚架常用于跨度较大的建筑，其材料选用和截面组成比较灵活，可采用普通角钢、槽钢及钢管等，其截面为双腹杆矩形，以及三面腹杆的三角形，，对跨度较大的刚架采用格构式截面更适宜。不论是实腹式或格构式刚架，其梁柱构件都可以做成等截面或变截面。当跨度和荷载较小时，一般采用等截面结构，当跨度和荷载较大时宜采用变截面结构，使结构造型更接近于荷载作用下的弯矩图形，从而使材料在截面上的分布更为合理，并使结构显得轻巧。
5 结构布置
5.1 刚架的建筑尺寸和布置门式刚架的跨度宜为9～36m，当柱宽度不等时，其外侧应对齐。高度应根据使用要求的室内净高确定，宜取4.5～9m。门式刚架的合理间距应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、9m。纵向温度区段小于300m，横向温度区段小于150m(当有计算依据时，温度区段可适当放大)。
5.2 檩条和墙梁的布置
檩条间距的确定应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条规格等因素按计算确定，一般应等间距布置，但在屋脊处应沿屋脊两侧各布置一道，在天沟附近布置一道。侧墙墙梁的布置应考虑门窗、挑檐、雨蓬等构件的设置和围护材料的要求确定。
5.3支撑和刚性系杆的布置
5.3.1 在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
5.3.2 在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑，以构成几何不变体系。
5.3.3 端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。柱间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定，一般30～45m，有吊车时不宜大于60m。
5.3.4当房屋高度较大时，柱间支撑应层设置；当房屋宽度大于60m时，内柱列适当设置支撑。
5.3.5当端部支撑设在端部第二个开间时在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆
5.3.6在刚架的转折处(边柱柱顶、屋及多跨刚架的中柱柱顶)应沿房屋全长设刚性系杆。
5.3.7由支撑斜杆等组成的水平桁架直腹杆宜按刚性系杆考虑。
5.3.8刚性系杆可由檩条兼做，此时檩应满足压弯构件的承载力和刚度要求，当满足时可在刚架斜梁间设置钢管、H型钢其他截面形式的杆件。
5.3.9当房屋内设有不小于5t的吊车时柱间支撑宜用型钢；当房屋中不允许设置间支撑时，应设置纵向刚架。
6 钢结构设计过程中的体会
6.1 柱脚约束作用
门式刚架与基础的连接一般为铰接，如果和基础实现刚接，框架的抗侧移性将会有所提高，构件截面也可减小，但刚接柱脚的构造复杂，对基础的要求高，框架总造价也未必能降低。因此，只是在有较大吊车荷载并对侧向刚度有特殊要求时才用刚接柱。
铰接柱脚的具体做法是一块底板加2～4个锚栓(图1)。国内外的试验都表明，这种简单柱脚实际上对柱端转动能起一定的约束作用。当在柱端施加弯矩时，只是使底板对基础一侧的压力减小，而不是把这一侧拉开。这就是说，在弯矩M作用下柱端截面的转角θ仅仅由弹性应变引起，相应的转动刚度很接近嵌固端。不过当弯矩超过一定限度时，约束逐渐减小。由于约束的变动性，在进行框架内力分析时考虑简易柱脚的约束作用将使计算变得复杂，并且需要有符合实际的M―θ曲线的资料。因此，在内力分析中对这种有利作用往往予以忽略，然而在确定柱计算长度时可以计及柱脚约束作用。文献2建议对柱脚与基础铰接的框架柱的计算长度系数μ乘以修正系数0.8。还建议计算框架在风荷载作用下的柱顶侧移时，可把按理想铰接算得的侧移值乘0.5予以修正。需要指出的是，当柱脚设计与基础刚接时，由于实际上做不到在弯矩作用下毫无转动，柱的计算长度应比理想嵌固端的情况适当放大。文献2建议将修正系数取为1.2。
图1柱脚约束作用
图2 刚度比为31375∶1的梁柱节点
6.2梁柱节点构造
单层门式刚架厂房，柱子与横梁处一般采用刚接但由于种种原因，计算假定可能与实际情况不符。如吊车厂房的上柱与屋面梁的连接处，或多层刚架厂房上柱与屋面梁的连接处，与梁端截面相比，上柱截面高度往往较小，柱顶节点往往采用如图2所示的形式尽管采用高强螺栓按固接计算进行连接节点设计，看似固接，但由于梁端截面高度远远大于柱顶截面高度二者刚度相差很大，柱子刚度小，对梁起不了，或不能完全起嵌固作用，即不能形成理想刚性，致使这个节点近似地处于固接与铰接之间的状态，其结果是梁的实际挠度增大，跨中实际弯矩增加，对正常使用状态与承载能力极限状态均是不利的，严重时甚至影响刚架的几何不可变性。看似节点处理上的问题，实质是对刚架整体受力状态的把握有偏差。因此可以说柱顶处梁端的嵌固必须以柱子的刚度来保证。图节点梁、柱和翼缘的厚、宽均相同，腹板等厚，梁截面高600mm
柱截面高400mm，其刚度比为31375:1，刚度小几倍的柱顶肯定无法对刚度大的梁端形成有效嵌固。
6.3高强度螺栓的应用
轻钢结构采用高强度螺栓连接。在钢结构梁柱连接中，如楼面、屋面荷载较大，使螺栓连接处剪切力较大时，利用摩擦型、承压型高强螺栓连接面处的摩阻力来承受节点处的剪切力是有效的办法。但在轻钢门式刚架厂房中，由于屋面荷载较小，梁、柱连接处剪切力较小，其跨中的节点剪力往往更小，螺栓主要承受梁截面受弯时在螺栓轴向产生的拉力，而剪力往往较小。
图3所示的节点1处，弯矩值很小，接近弯矩零点。剪力较柱顶处小，由于屋面很轻，因此其剪力很小。节点2处，在均布荷载作用下为跨中最大弯矩，但其剪力趋近于零。此时，1与2节点，剪力均很小，不必靠摩擦面承受剪力，因此可不必用摩擦型或承压型高强螺栓，可以采用强度较高的普通螺栓承受拉力与剪力，并且采用普通螺栓的拧紧方法拧紧螺栓。此时螺栓承受很小的剪力，主要承受弯矩产生的拉力。“轻钢规程”的螺栓连接强度设计值在普通螺栓中给出了8.8级螺栓的抗拉、抗剪强度设计值，适应了目前钢结构厂房的螺栓连接要求，是非常合适的。
图3屋面连接节点示意
在节点3处，即柱顶与梁端连接处，如图4有三种连接方法。在相同的屋面荷载及使用条件下，三种情况下，图4c连接面处承受的垂直剪力最大。一般轻钢结构厂房，在屋面自重、活荷载及悬挂荷载作用下，由于屋面板很轻，其组合后的实际垂直剪力值并不大
在我曾经参与的一项工程中，其跨度30m，柱距810m，采用如图4c连接方法。其柱顶内力值为:N=65kN；V=91kN；M=550kN•m。经计算，在弯矩作用下需16M22，818级螺栓承受节点受弯时的拉力，而91kN的垂直剪力，2个普通螺栓足以承担。
在实际工程中，国外一些钢结构公司如ABC、But2ler、Anvil等公司均已采用按一般普通螺栓连接的方法或相似方法，进行螺栓设计与拧紧。只是由于国内长期采用很重的屋面，其连接面处剪力很大，人们形成一种固有观念，认为高强螺栓即摩擦型、承压型，需要考虑张紧力、摩擦系数，而忽视了轻型屋面条件下连接节点产生的垂直剪力很小、弯矩起主要作用的这一受力特征。好在现行规程给出了8.8级普通螺栓的强度设计值，为轻钢结构的接连计算提供了依据，大大方便了设计工作。
图4 梁柱连接的不同方案
6.4柱间支撑体系的设计
对于单层门式轻钢刚架房屋支撑体系的重要性已得到人们的广泛认同。支撑包括屋面水平支撑和柱间支撑。图5为常见的几种支撑形式，支撑杆件的截面可
(a) 十字支撑(b) 偏心十字支撑
(c) 桁架支撑 (d) 角撑支撑
图5 常见的几种支撑形式
以是角钢或具有张紧装置的圆钢。支撑体系的设计原则是:(1)传递纵向荷载明确、合理、简洁，尽量缩短传力途径；(2)保证机构体系平面外的稳定，为结构和构件的整体稳定提供侧向支点；(3)方便结构的安装；(4)为满足必要的强度、刚度要求具有可靠的连接。单层门式刚架的十字支撑一般采用花篮螺栓作为张紧装置，但根据五金手册，花篮螺栓的抗拉强度远远低于同直径圆钢的抗拉设计强度，因此选用花篮螺栓作为张紧装置，在施工图和产品定货时必须明确花篮螺栓的抗拉强度设计值。另外对柱间支撑应在檩条、隅撑、墙面、屋面等安装完毕后再次张紧。圆钢支撑不得处于松弛状态。
参考文献：
[1]GB50017-2002，钢结构设计规范[S].
[2]GB50018，冷弯薄壁型钢结构技术规范[S].
[3]GB50009-2001，建筑结构荷载设计规范[S].
[4]CECS102-2002，门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S].
[5]陈绍蕃.门式刚架轻型化的技术措施[J].建筑结构，1998(2).
[6]钟善桐，等.钢结构[M].北京:中国建筑工业出版社，1998.
[7]张其林.轻型门式刚架[M].济南:山东科学技术出版社，2004.
【摘要】结合工作实践经验，总结轻钢结构设计特点及实际解决问题的体会，诸如柱脚约束作用；梁柱节点构造；高强螺栓的应用；柱间支撑体系。
【关键词】房屋；轻钢结构；设计；节点；支撑
近年来，随着轻型板材的迅速发展，国内轻钢结构的设计制作得到了长足发展，其中门式钢框架就是一种有效利用材料的结构形式。由于构件尺寸小，房屋高度相应降低，减小了建筑体积和重量。框架构件可以在工地上批量生产，并且在工地可以用高强螺栓连接安装，简便而迅速，施工期短。此外，门式钢框架造型简洁美观，适应性强。单跨者小至9m，大至36m以上的跨度适应不同需要，多跨者可以覆盖大面积的厂房、仓库和各类公共建筑。为适应我国轻钢结构的迅速发展，《门式刚架轻型钢结构房屋设计规程》(CECS102:98)应运而生，对指导和规范目前我国的轻钢结构设计起了重要作用，极大地促进了我国轻钢结构的发展。但与西方发达国家相比，我国轻钢结构的设计制作方面经验尚不多，正式的国家规范尚未出版，在实际工程中会遇到一些具体问题，本文通过作者经历的一些工程实践对轻钢结构设计中一些问题进行探讨总结，以期对这方面的工作有所裨益。
1 门式钢架的结构特点
1.1 工业化程度高，施工周期短。所有构件均可以由工厂制作现场拼接安装，施工速度快，缩短了工期。
1.2 重量轻、强度高。由于钢结构本身的特点，可做成大跨度，提供较大的使用空间
1.3 抗震性能好。由于钢结构属于柔性结构，自重轻，因而能有效地降低地震影响及灾害影响的程度，利于抗震。
1.4 建筑立面美观。由于压型钢板、玻璃幕墙等配套产品的多样化，可做出各种各样漂亮的建筑立面。
1.5 节约造价，且有利于环保。轻钢结构与目前普遍使用的混凝土结构相比，具有的优点:
第一，可干式施工，节约用水，施工占地少，产生的噪声小，粉尘少；
第二，由于自重减轻，基础施工取土量少，对土地这一宝贵资源破坏小；
第三，大量减少混凝土和砖瓦的使用；
第四，建筑使用寿命到期，结构拆除产生的固体垃圾少，废钢可回收。
2 门式钢架的结构组成
轻型门式刚架的结构体系包括:
2.1 主结构:门式刚架(包括中部和端部刚架)、托梁、支撑体系等；
2.2 次结构:屋面檩条和墙面檩条等；
2.3 围护结构:屋面板和墙板；
2.4 基础。
平面门式刚架梁和柱连接形式单跨为刚接，多跨为刚接和铰接并用；主与基础连接既可固接也可铰接。平面刚架和支撑体系再加上托梁等组成了结构的主要受力骨架，即主结构体系。屋面檩条和墙梁既是围护材料的支撑结构，又为主结构梁柱提供了部分侧向支撑作用，构成了轻型门式刚架建筑的次结构。屋面板和墙面板起整个结构的围护和封闭作用，由于蒙皮效应事实上也增加了建筑的整体刚度。
3 门式刚架的材质与断面选取
主刚架H型钢的材质宜采用Q345以上的钢材，对于檩托以及其他附件宜采用Q235。对构式刚架横梁截面高度宜采用跨度的1/15+1/25，实腹式刚架横梁截面高度宜采用跨度的1/30～1/45，轻型刚架选用比值的下限，在使用Q345以上的钢材时，翼缘板的宽度一般宜选在160mm~250mm范围内.腹板的厚度≥4mm，翼缘的厚度≥6mm。
4 刚架形式
门式刚架可以做成坡顶的或拱形的屋面，就其截面形式来分，有实腹式和格构式等。实腹式刚架虽然用钢量稍高，但它的构件整齐，每榀刚架由4件梁柱构件用螺栓连接而成，构件的刚度较大，适于长途运输和多次拆装搬运，制造省工，工地安装方便，门式刚架结构系统中，所占比重量大。
格构式刚架常用于跨度较大的建筑，其材料选用和截面组成比较灵活，可采用普通角钢、槽钢及钢管等，其截面为双腹杆矩形，以及三面腹杆的三角形，，对跨度较大的刚架采用格构式截面更适宜。不论是实腹式或格构式刚架，其梁柱构件都可以做成等截面或变截面。当跨度和荷载较小时，一般采用等截面结构，当跨度和荷载较大时宜采用变截面结构，使结构造型更接近于荷载作用下的弯矩图形，从而使材料在截面上的分布更为合理，并使结构显得轻巧。
5 结构布置
5.1 刚架的建筑尺寸和布置门式刚架的跨度宜为9～36m，当柱宽度不等时，其外侧应对齐。高度应根据使用要求的室内净高确定，宜取4.5～9m。门式刚架的合理间距应综合考虑刚架跨度、荷载条件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、9m。纵向温度区段小于300m，横向温度区段小于150m(当有计算依据时，温度区段可适当放大)。
5.2 檩条和墙梁的布置
檩条间距的确定应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条规格等因素按计算确定，一般应等间距布置，但在屋脊处应沿屋脊两侧各布置一道，在天沟附近布置一道。侧墙墙梁的布置应考虑门窗、挑檐、雨蓬等构件的设置和围护材料的要求确定。
5.3支撑和刚性系杆的布置
5.3.1 在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
5.3.2 在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑，以构成几何不变体系。
5.3.3 端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。柱间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定，一般30～45m，有吊车时不宜大于60m。
5.3.4当房屋高度较大时，柱间支撑应层设置；当房屋宽度大于60m时，内柱列适当设置支撑。
5.3.5当端部支撑设在端部第二个开间时在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆
5.3.6在刚架的转折处(边柱柱顶、屋及多跨刚架的中柱柱顶)应沿房屋全长设刚性系杆。
5.3.7由支撑斜杆等组成的水平桁架直腹杆宜按刚性系杆考虑。
5.3.8刚性系杆可由檩条兼做，此时檩应满足压弯构件的承载力和刚度要求，当满足时可在刚架斜梁间设置钢管、H型钢其他截面形式的杆件。
5.3.9当房屋内设有不小于5t的吊车时柱间支撑宜用型钢；当房屋中不允许设置间支撑时，应设置纵向刚架。
6 钢结构设计过程中的体会
6.1 柱脚约束作用
门式刚架与基础的连接一般为铰接，如果和基础实现刚接，框架的抗侧移性将会有所提高，构件截面也可减小，但刚接柱脚的构造复杂，对基础的要求高，框架总造价也未必能降低。因此，只是在有较大吊车荷载并对侧向刚度有特殊要求时才用刚接柱。
铰接柱脚的具体做法是一块底板加2～4个锚栓(图1)。国内外的试验都表明，这种简单柱脚实际上对柱端转动能起一定的约束作用。当在柱端施加弯矩时，只是使底板对基础一侧的压力减小，而不是把这一侧拉开。这就是说，在弯矩M作用下柱端截面的转角θ仅仅由弹性应变引起，相应的转动刚度很接近嵌固端。不过当弯矩超过一定限度时，约束逐渐减小。由于约束的变动性，在进行框架内力分析时考虑简易柱脚的约束作用将使计算变得复杂，并且需要有符合实际的M―θ曲线的资料。因此，在内力分析中对这种有利作用往往予以忽略，然而在确定柱计算长度时可以计及柱脚约束作用。文献2建议对柱脚与基础铰接的框架柱的计算长度系数μ乘以修正系数0.8。还建议计算框架在风荷载作用下的柱顶侧移时，可把按理想铰接算得的侧移值乘0.5予以修正。需要指出的是，当柱脚设计与基础刚接时，由于实际上做不到在弯矩作用下毫无转动，柱的计算长度应比理想嵌固端的情况适当放大。文献2建议将修正系数取为1.2。
图1柱脚约束作用
图2 刚度比为31375∶1的梁柱节点
6.2梁柱节点构造
单层门式刚架厂房，柱子与横梁处一般采用刚接但由于种种原因，计算假定可能与实际情况不符。如吊车厂房的上柱与屋面梁的连接处，或多层刚架厂房上柱与屋面梁的连接处，与梁端截面相比，上柱截面高度往往较小，柱顶节点往往采用如图2所示的形式尽管采用高强螺栓按固接计算进行连接节点设计，看似固接，但由于梁端截面高度远远大于柱顶截面高度二者刚度相差很大，柱子刚度小，对梁起不了，或不能完全起嵌固作用，即不能形成理想刚性，致使这个节点近似地处于固接与铰接之间的状态，其结果是梁的实际挠度增大，跨中实际弯矩增加，对正常使用状态与承载能力极限状态均是不利的，严重时甚至影响刚架的几何不可变性。看似节点处理上的问题，实质是对刚架整体受力状态的把握有偏差。因此可以说柱顶处梁端的嵌固必须以柱子的刚度来保证。图节点梁、柱和翼缘的厚、宽均相同，腹板等厚，梁截面高600mm
柱截面高400mm，其刚度比为31375:1，刚度小几倍的柱顶肯定无法对刚度大的梁端形成有效嵌固。
6.3高强度螺栓的应用
轻钢结构采用高强度螺栓连接。在钢结构梁柱连接中，如楼面、屋面荷载较大，使螺栓连接处剪切力较大时，利用摩擦型、承压型高强螺栓连接面处的摩阻力来承受节点处的剪切力是有效的办法。但在轻钢门式刚架厂房中，由于屋面荷载较小，梁、柱连接处剪切力较小，其跨中的节点剪力往往更小，螺栓主要承受梁截面受弯时在螺栓轴向产生的拉力，而剪力往往较小。
图3所示的节点1处，弯矩值很小，接近弯矩零点。剪力较柱顶处小，由于屋面很轻，因此其剪力很小。节点2处，在均布荷载作用下为跨中最大弯矩，但其剪力趋近于零。此时，1与2节点，剪力均很小，不必靠摩擦面承受剪力，因此可不必用摩擦型或承压型高强螺栓，可以采用强度较高的普通螺栓承受拉力与剪力，并且采用普通螺栓的拧紧方法拧紧螺栓。此时螺栓承受很小的剪力，主要承受弯矩产生的拉力。“轻钢规程”的螺栓连接强度设计值在普通螺栓中给出了8.8级螺栓的抗拉、抗剪强度设计值，适应了目前钢结构厂房的螺栓连接要求，是非常合适的。
图3屋面连接节点示意
在节点3处，即柱顶与梁端连接处，如图4有三种连接方法。在相同的屋面荷载及使用条件下，三种情况下，图4c连接面处承受的垂直剪力最大。一般轻钢结构厂房，在屋面自重、活荷载及悬挂荷载作用下，由于屋面板很轻，其组合后的实际垂直剪力值并不大
在我曾经参与的一项工程中，其跨度30m，柱距810m，采用如图4c连接方法。其柱顶内力值为:N=65kN；V=91kN；M=550kN•m。经计算，在弯矩作用下需16M22，818级螺栓承受节点受弯时的拉力，而91kN的垂直剪力，2个普通螺栓足以承担。
在实际工程中，国外一些钢结构公司如ABC、But2ler、Anvil等公司均已采用按一般普通螺栓连接的方法或相似方法，进行螺栓设计与拧紧。只是由于国内长期采用很重的屋面，其连接面处剪力很大，人们形成一种固有观念，认为高强螺栓即摩擦型、承压型，需要考虑张紧力、摩擦系数，而忽视了轻型屋面条件下连接节点产生的垂直剪力很小、弯矩起主要作用的这一受力特征。好在现行规程给出了8.8级普通螺栓的强度设计值，为轻钢结构的接连计算提供了依据，大大方便了设计工作。
图4 梁柱连接的不同方案
6.4柱间支撑体系的设计
对于单层门式轻钢刚架房屋支撑体系的重要性已得到人们的广泛认同。支撑包括屋面水平支撑和柱间支撑。图5为常见的几种支撑形式，支撑杆件的截面可
(a) 十字支撑(b) 偏心十字支撑
(c) 桁架支撑 (d) 角撑支撑
图5 常见的几种支撑形式
以是角钢或具有张紧装置的圆钢。支撑体系的设计原则是:(1)传递纵向荷载明确、合理、简洁，尽量缩短传力途径；(2)保证机构体系平面外的稳定，为结构和构件的整体稳定提供侧向支点；(3)方便结构的安装；(4)为满足必要的强度、刚度要求具有可靠的连接。单层门式刚架的十字支撑一般采用花篮螺栓作为张紧装置，但根据五金手册，花篮螺栓的抗拉强度远远低于同直径圆钢的抗拉设计强度，因此选用花篮螺栓作为张紧装置，在施工图和产品定货时必须明确花篮螺栓的抗拉强度设计值。另外对柱间支撑应在檩条、隅撑、墙面、屋面等安装完毕后再次张紧。圆钢支撑不得处于松弛状态。
参考文献：
[1]GB50017-2002，钢结构设计规范[S].
[2]GB50018，冷弯薄壁型钢结构技术规范[S].
[3]GB50009-2001，建筑结构荷载设计规范[S].
[4]CECS102-2002，门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S].
[5]陈绍蕃.门式刚架轻型化的技术措施[J].建筑结构，1998(2).
[6]钟善桐，等.钢结构[M].北京:中国建筑工业出版社，1998.
[7]张其林.轻型门式刚架[M].济南:山东科学技术出版社，2004.