摘要：本文主要介绍风荷载对门式刚架钢结构厂房安装过程中的影响及预防措施。
关键词：钢结构安装风荷载
1.门式刚架钢结构厂房特点
结构简洁、刚度好、受力合理、使用空间大、便于工厂化加工制造，现场施工方便。常与彩钢板等轻型围护材料相配套的轻型钢结构框架体系广泛应用于工业厂房及物流仓储等。刚架按其结构类型分为单跨、双跨、多跨等。按刚架钢梁与钢柱的截面类型可分为实腹刚架和格构式刚架，其中实腹刚架一般采用H型实腹截面。门式刚架厂房钢结构一般应包含钢梁、钢柱、屋面水平支撑、柱间支撑、屋面檩条、墙梁、抗风柱等
2.门式刚架钢结构厂房施工特点
门式刚架厂房钢结构现场施工一般是从厂房中间设有屋顶水平支撑的位置开始安装，然后向两头扩散进行施工。在安装施工过程，需要确保钢梁、钢柱的临时稳定性，防止倾翻。现场一般采用临时钢丝绳进行固定。如果对于已经安装好的刚架之间有水平支撑、柱间支撑，在刚架安装完后，需要及时跟上安装好。确保刚架之间形成一个稳固的单元体系。
3.门式刚架钢结构厂房在安装过程中受风荷载的影响
门式刚架厂房在使用和安装过程中，风载荷对钢结构的影响是不一样的。在使用过程中与设计阶段建立的模型基本接近，不会有差别。在钢结构安装过程中，因围护结构没有安装，每个构件都处于迎风状态，如果厂房纵向比较长，厂房顶部标高比较高，则纵向迎风总面积比较大，对于整个构件的纵向抗风稳定影响比较大。如遇到大的阵风(瞬时风压)，有可能使安装好的刚架突然倾倒，导致恶性事故。
4.门式刚架钢结构厂房安装过程中风荷载的确定
门式刚架钢结构厂房安装过程中风荷载可以按下式进行确定：
P风=∑CKhqF(N)(4-1)
式中C—风载荷体形系数，
Kh—风载荷高度修正系数
q—风压值，(N/㎡)
F—钢构件迎风面积，(㎡)
风载体形系数对于H型钢可按C=1.3取值。
风载荷高度修正系数：可以从《建筑结构荷载规范》中查取。节选部分数据列于表1
风压值q确定：由于钢结构现场安装不可能短时间内完成，因此风压值q的确定除考虑基本风压外q0，还应考虑风的脉动性。即在安装过程中需要考虑瞬时最大风压。q0可按《全国基本风压分布图》查取。瞬时最大风压和基本风压的关系见表-2。从表-2中可以看出在钢结构安装过程中瞬时风压比基本风压增加较大，为了确保钢结构安装过程中的安全，有必要进行安装过程中的施工验算，如经过验算钢结构本体无法抵抗瞬时风压，则必须进行临时加固，确保施工安全。
钢构件迎风面积F：当迎风面积垂直于风向时系指钢构件外轮廓面积减去漏空面积；当迎风面积与风向不垂直时，F系指钢构件在与风向垂直的平面上的投影面积。
5.门式刚架钢结构厂房钢结构安装过程中预防风荷载危害的主要措施
门式刚架厂房钢结构在施工过程中，从其本身结构构造考虑，在纵向迎风面积大，抗风主要依靠柱间支撑和柱底与基础的连接件(一般是地脚锚栓)，纵向抵抗瞬时风压比较薄弱，需要进行验算，确定是否需要加固及加固的方式。在横向迎风面积主要是钢柱，钢梁基本无迎风面积，同时每榀刚架在其平面内刚性比较好，抵抗瞬时风压基本不成问题。
纵向加固措施：在施工现场，纵向加固比较简便的加固方式主要采用设立临时钢丝绳来实现。从刚架中钢柱顶部沿厂房纵向往两侧设立钢丝绳，钢丝绳另一端必须锚固好，其锚固点需要能抵抗钢丝绳在瞬时风压时产生的内力。临时钢丝绳在外墙面和屋面围护施工结束之后才能拆除.
6.分析案例
1)案例概况
某门式刚架厂房工程，共设置刚架共31榀，每榀间距6000㎜，设计风载荷取值450N/㎡。厂房平面图见图-1，刚架见图-2。纵向在○E、○F轴分别设置4道垂直支撑，屋面设置4道水平支撑。垂直支撑与水平支撑位于相同轴线间。
2)②轴线、○32轴线山墙迎风面积F0=435㎡，其中10米标高以下山墙迎风面积F1=300㎡；10米标高以上山墙迎风面积F2=135㎡。
3)每榀刚架迎风面积F4=35㎡，其中10米标高以下每榀刚架迎风面积F5=12㎡；10米标高以上每榀刚架迎风面积F6=23㎡。
4)厂房使用过程中山墙承受最大风力P0：
P0=∑CKhqF
=1×1×(450×1.63)×300+1×1.25×(450×1.63)×135
=343828(N)
5)在厂房安装过程中，每榀刚架可能需要承受的最大风载荷P1：
P1=∑CKhqF
=1×1×(450×1.63)×12+1×1.25×(450×1.63)×23
=29890(N)
在钢结构全部安装结束，所有刚架可能需要承受的最大风载荷P2：
P2=31×F1
=31×29280
=907680(N)
6)刚架安装结束可能承受的最大风载荷907680N远大于厂房使用过程中山墙可能承受的风载荷29890N。如在刚架安装过程中不采取防风措施，一遇到大的阵风，极有可能发生已经安装好的刚架倒塌事故。
7)预防措施：
增设柱间垂直支撑6道，此6道柱间支撑与设计的4道柱间垂直支撑需要基本均匀分布。增设的6道柱间垂直支撑具体设置在○6-○7、○9-○10、○15-○16、○18-○19、○24-○25、○27-○28轴线间。增设的垂直支撑采用6-19+1-1550-φ20钢丝绳。
7结论
对于大面积门式钢结构厂房施工，特别是檐口标高超过10米，纵向比较长的厂房，在其施工过程中，需要对风载荷的影响进行分析，确保施工过程中的安全。 |
