大家口中的轻钢，一般指的是门刚（这儿讨论的是狭义的门刚。有人说鸟巢、央视大楼属于门式刚架轻型钢结构厂房钢结构设计培训，从广义角度来看，是可以这样认为的。这种门式刚架轻型钢结构厂房是按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》（简称“门规”）来设计的。而所谓的普钢，通常指的是传统钢结构厂房，它是按照《钢结构设计规范》（简称“钢规”）和《建筑抗震设计规范》（简称“抗规”）进行设计的。经常有人感到纠结，某个结构究竟该按轻钢来设计还是按普钢来设计呢？若按普钢设计，其结果好像意味着用钢量会大幅增加。那么，同为钢结构，轻钢和普钢，它们的本质区别究竟是什么呢？怎样将它们统一起来进行看待，而不是让它们显得那么割裂呢？

实际上，有一个问题与上述问题基本等价，那就是为何要为门刚单独编制一个规范呢？大家都能理解，专门为某种结构编制一个规范，这就意味着该结构不符合现行的规范体系，需要单独的规范为它的诞生开具一个准生证。那么很明显，门规专门为门刚规定的内容，实际上就体现了门刚的特征，也就是门刚与普钢的本质区别。事实上，可以用一句话归纳，门刚的实质在于，它是以普钢为基础，通过简化或者降低某些要求而形成的，并且带有自身体系特征的钢结构。

1、为啥说门刚的基础是普钢？

有人常说，门刚的本质特点在于考虑了构件的屈曲后强度。实际上，钢规在 4.4 节清楚地规定了受弯构件考虑屈曲后强度的计算方式，并且 5.4.6 条给出了受压构件的屈曲后强度计算方法，其基本思路与门规是相同的。与此同时，规范规定，存在疲劳问题的构件是不被允许考虑屈曲后强度的。所以，在设计过程中考虑屈曲后强度，这不是门式刚架所独有的情况。普通钢也有这样的规定。

事实上，门刚中的整体结构和构件的受力计算，是以常规的结构力学和钢结构理论为基础的。它与普钢在本质上没有区别。在进行构件校核时，门规在钢规的基础上给出了一套专门针对门刚特点的计算公式，因为现行的钢规并未完全覆盖到门刚。然而，从力学本质上来看，它并没有脱离常规钢结构理论。

这一点在门规的主要参考对象——美国的 MBMA 手册（Metal Building Systems Manual, MBMA）里体现得更为显著。MBMA 手册当中不存在结构和构件计算的具体相关内容，仅仅是对美国钢结构协会 AISC 360 规程进行索引参考，也就是钢结构设计规范。也就是说，美国的钢规已经覆盖了门刚的计算。

2、门刚简化了啥？

门刚厂房的结构，能够被看作是在传统普钢厂房的基础上进行了简化之后所形成的产物。

门刚的结构尺度和荷载较小，所以其横向框架实际上采用了最简洁的实腹式框架结构。在梁柱连接方面，采用的是安装便捷的端板连接，而不是普钢中常见的格构式排架或框架（普钢中梁柱连接为焊接或栓焊混接）。

吊车吨位不大且柱距较小，所以门刚的吊车梁系统通常不需要运用普钢中那种复杂的制动系统，而是仅利用吊车梁自身来抵抗侧向力，或者设置相对简单的制动结构。

柱距不大，在门式刚架结构中，屋面和墙面通常是由檩条直接跨越两榀框架，无需使用普通钢结构中常见的托梁和墙架柱。山墙一般是通过抗风柱直接将风荷载传递给基础和屋面，不像普通钢结构那样需要设置墙架柱和抗风桁架等构件。

门刚的屋面钢梁之间通常直接设置圆钢或型钢支撑。通过檩条、系杆和隅撑体系来确保屋面梁的稳定。无需采用普钢中的横向水平支撑、纵向水平支撑和竖向支撑系统以维系结构的整体性和屋面构件的稳定性。实际上，屋面轻型化后，普钢中也有借鉴门刚屋面隅撑体系的做法。

檩条-隅撑体系在一定程度上等价于普钢厂房中的屋面竖向支撑系统。檩条–隅撑系统要成立，就需要对隅撑和檩条进行一些验算，以确保其安全性。然而，在门规中并没有明确提及这方面的内容，所以笔者将专门对此进行讨论。

从上述内容可知，门刚之所以如此，是因为它具有荷载小、柱距小以及构件薄柔等特点。在普钢的基础上，它被简化成了一套具有自身特征的典型结构系统。

3、门刚降低了哪些要求？

门也降低了构件截面宽厚比等方面的要求。

可以明显看出，因为金属压型板围护具有变形适应性，所以门规中对结构侧移、构件挠度等变形控制的要求大幅降低了。钢结构由于刚度相对较小钢结构设计培训，出现变形控制的情况并不罕见。变形要求的放宽，让原本按照普通钢的变形控制远远无法满足规范要求的门刚得以实现，也让铰接柱脚、摇摆柱等设计成为了可能。

门规虽提出了抗震要求，但与抗规一刀切的抗震构造要求做法相比，它明显更灵活且要求更低。事实上，门规按“小震”控制与否来判断是否需进行抗震设计的做法并不妥当，因为抗震设防的基准是“中震”，且门刚延性较差。事实是，按门规进行门刚设计，在大部分情况下能免除普钢按抗规设计时的一些严格抗震构造要求。比如构件截面的板件宽厚比、长细比以及连接极限承载力等。这是门规针对门刚重量一般较轻这一事实所开辟的一块自留地。

4、门刚的体系特征有些啥？

门式刚架钢结构有其自身独特的体系特征。因此，要从整个体系的角度去把握和理解它的内在逻辑，不能将其割裂开来，用传统普钢的眼光去进行挑剔和挑选。

笔者已在前文阐述过门刚中的蒙皮作用，这是门刚体系成立的一个内在特征。门刚构件较薄柔，金属围护压型板能对其稳定提供可靠支撑，这里所说的蒙皮并非参与结构整体受力。这一点需特别甄别，同时也是门规虽未明确指出但隐含的内容。

门刚的变形要求较低。其构件薄柔且重量轻。正因如此，它允许采用圆钢支撑等作为抗侧力系统。同时，也允许采用圆钢拉条作为檩条的面外支撑。

门刚一般为低矮房屋，风荷载也有着显著的特征。门规实际上参照了美国 MBMA 手册，该手册等同于 ASCE 7 –MinimumDesignLoadsforBuildings andOtherStructures 中对于 18m 以下建筑的规定，由此可见美国的“荷载规范”涵盖了门刚的风荷载规定。门规原样引入了其考虑内压和外压的风荷载计算体系以及具体的体型系数等内容，并且与荷载规范相协调，规定了 1.1 和 1.5 的风荷载调整系数。具体内容笔者将专题阐述。

5、小结

上述阐述关于轻钢（门刚）与普钢的内在区别，目的是协助设计者更深入地理解门刚的本质，以防出现盲人摸象的情况。并且在进行结构选型时，能够更好地对门刚的适用性进行评估，减少在按轻钢还是按普钢之间的纠结，还能更细致地比较采用门刚或普钢设计所带来的用钢量差异及其合理性。

上述内容只是笔者对这一命题作出的总体归纳以及蜻蜓点水般的列举，无法全面罗列门刚的特征。对于未列举或未深入阐述的内容，笔者会进行归纳整理并补充，会不定期在公众号发布。