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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第1篇

[關(guān)鍵詞]鋼結(jié)構(gòu) 鋼材 普通碳素鋼 結(jié)構(gòu)鋼

提起鋼結(jié)構(gòu)用鋼大家并不陌生,像Q235和Q345這樣的鋼材是最常用的,也是生活中接觸最多的。的確,從材性、材質(zhì)方面看,現(xiàn)在市場充分供應(yīng)的Q235及Q345號鋼的各類鋼材,可以保證建筑鋼結(jié)構(gòu)的基本需求。鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。它的基本特點是強度高、自重輕、剛度大、材料勻質(zhì)性和各向同性好。

因此,用什么類型的鋼材對鋼結(jié)構(gòu)的影響很大。下面就從鋼結(jié)構(gòu)用鋼的鋼種鋼號及版帶鋼中的鋼結(jié)構(gòu)用鋼這兩方面對鋼結(jié)構(gòu)的選用做一介紹。

一、鋼結(jié)構(gòu)用鋼的鋼種鋼號

1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼

普通碳素結(jié)構(gòu)鋼,按用途可以分為:一般用途普通的普通碳素和專用普通碳素鋼。

按含碳量及屈服強度高低分為5種牌號:Q195,Q215,Q235,Q255,Q275.QISH其中鋼結(jié)構(gòu)主要用Q235號鋼。Q215和Q255也可作結(jié)構(gòu)用,但是產(chǎn)量和用量相對較少。

使用該標準鋼號要注意一下幾點:

(1)該標準鋼號主要用作工程用和一般結(jié)構(gòu)用鋼。

(2)該標準鋼在在使用品種方面主要有鋼板,鋼帶和型鋼。

(3)該標準鋼號可用作焊接和栓接結(jié)構(gòu)用鋼。但焊接結(jié)構(gòu)不宜選用A級鋼,除非有含碳量

(4)該標準鋼號一般在熱軋狀態(tài)下交貨和使用。

2.焊接結(jié)構(gòu)耐候鋼

在鋼中加入少量合金元素,其耐候性較焊接結(jié)構(gòu)耐候鋼更好。其牌號為Q295GNH,Q295NHL,Q345GNHL。

3.低合金鋼

低合金鋼,按用途可以分為:低合金結(jié)構(gòu)鋼:耐腐蝕用鋼:低溫鋼:鋼筋鋼:耐磨鋼:特殊用途的專用鋼。按屈服強度高低分為5種牌號,每牌號鋼中分別包含了若干鋼種,其中鋼結(jié)構(gòu)用為Q345, Q390, Q420三個牌號。

二、板帶鋼中的鋼結(jié)構(gòu)用鋼

結(jié)構(gòu)用的板帶鋼主要有:熱軋鋼板和鋼帶,冷軋鋼板和鋼帶,花紋鋼板以及高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板。

三、鋼材選用的標準

1.用于承重的冷彎薄壁型鋼、輕型熱軋型鋼和鋼板,應(yīng)采用先行國家標準《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700規(guī)定的Q235鋼和《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591規(guī)定的Q345鋼。

2.門式剛架、吊車梁、和焊接的檁條、墻梁等構(gòu)件宜采用Q235B或Q345A及以上等級的鋼。非焊接的檁條和墻梁等構(gòu)件可采用Q235A鋼。當有根據(jù)時,門式剛架、檁條和墻梁可采用其他牌號的鋼制作。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017-2003中3.3.1規(guī)定,承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼,其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標準碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700和《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591的規(guī)定。當采用其他牌號的鋼材時,尚應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)標準的規(guī)定和要求。

這些都是鋼結(jié)構(gòu)的一些用鋼,當然還有其他的。以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜;材料勻質(zhì)性和各向同性好,屬理想彈性體,最符合一般工程力學(xué)的基本假定;材料塑性、韌性好,可有較大變形,能很好地承受動力荷載;建筑工期短;其工業(yè)化程度高,可進行機械化程度高的專業(yè)化生產(chǎn);加工精度高、效率高、密閉性好,故可用于建造氣罐、油罐和變壓器等。其缺點是耐火性和耐腐性較差。主要用于重型車間的承重骨架、受動力荷載作用的廠房結(jié)構(gòu)、板殼結(jié)構(gòu)、高聳電視塔和桅桿結(jié)構(gòu)、橋梁和庫等大跨結(jié)構(gòu)、高層和超高層建筑等。鋼結(jié)構(gòu)今后應(yīng)研究高強度鋼材,大大提高其屈服點強度;此外要軋制新品種的型鋼,例如H型鋼(又稱寬翼緣型鋼)和T形鋼以及壓型鋼板等以適應(yīng)大跨度結(jié)構(gòu)和超高層建筑的需要。由于鋼結(jié)構(gòu)的這些特點,它將會在建筑方面占有很重要的地位。

參考文獻:

[1]中華人民共和國建設(shè)部和中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.

[2]低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼―GB1597-94.

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第2篇

關(guān)鍵詞： 設(shè)計 特點 技術(shù) 鋼結(jié)構(gòu)

伴隨著科學(xué)技術(shù)尤其是冶金技術(shù)的進步，更多的新型建筑材料和高強耐候建筑用鋼材品種的出現(xiàn)， 規(guī)格化、 工廠化的制作使鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中越來越被廣泛利用，如新建的大部分廠房均采用門式剛架或普鋼排架，大量的商場、 超市采用鋼框型結(jié)構(gòu)，大跨度、大空間建筑更是絕大多數(shù)采用鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架或空間桁型，而鋼混結(jié)構(gòu)更多的

應(yīng)用在高層及超高層建筑當中。鋼結(jié)構(gòu)無可置疑地成為了二十一世紀建筑結(jié)構(gòu)的總體趨勢。同時， 鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論研究和鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計得到快速發(fā)展。 許多國家相關(guān)鋼結(jié)構(gòu)方面的規(guī)范、 規(guī)程的制定和完善都是根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中的實際應(yīng)用。國家先后頒布了鋼結(jié)構(gòu) 設(shè) 計 規(guī) 范 （GB50017-2003） 、 冷 彎 薄 壁 型 鋼 結(jié) 構(gòu) 技術(shù) 規(guī) 范(GB50018-2002） 。高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 （JGJ99-98） 等一批指導(dǎo)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)程規(guī)范對我國鋼結(jié)構(gòu)事業(yè)的健康快速發(fā)展起到

了發(fā)揮了巨大的作用。

二、 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的規(guī)定

1 、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計制圖的一般規(guī)定

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計制圖分為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖和鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖兩個階段。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖由具有設(shè)計資質(zhì)的設(shè)計單位完成， 設(shè)計圖的內(nèi)容和深度應(yīng)滿足編制鋼結(jié)構(gòu)施工圖的要求： 鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖 （即鋼結(jié)構(gòu)加工制作圖） 一般由具有鋼結(jié)構(gòu)專項設(shè)計資質(zhì)的加工制作單位完成， 也可由具有該資質(zhì)的其他單位完成。若設(shè)計合同未指明要求設(shè)計鋼結(jié)

構(gòu)施工詳圖， 則鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容僅為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖。

1.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

（1）設(shè)計說明的內(nèi)容： 設(shè)計依據(jù)、 荷載資料、 資料項目類別、 工程概況、 所用鋼材牌號和質(zhì)量等級 （必要時提出物理、 力學(xué)性能和化學(xué)成分要求） 及連接件 （含焊接材料） 的型號、 規(guī)格、 焊縫質(zhì)量等級、 端面刨平頂緊部位、 除銹等級、 防腐及防火措施、施工中應(yīng)遵循的施工規(guī)范和注意事項。必要時設(shè)計說明還應(yīng)包括： 設(shè)計 0.000 標高所對應(yīng)的絕對標高值、 圖紙中標高及尺寸的單位、 結(jié)構(gòu)的安全等級和設(shè)計使用年限、 抗震設(shè)防類別、 抗震設(shè)防烈度 （設(shè)計基本地震加速度及設(shè)計地震分組） 。

（2）鋼柱腳平面布置圖及詳圖應(yīng)表達鋼柱腳與下部混凝土構(gòu)件（或其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件） 的連接構(gòu)造詳圖。必要時應(yīng)繪制鋼柱腳錨栓平面布置圖或鋼柱腳基礎(chǔ)平面布置圖。

（3） 結(jié)構(gòu)平面 （包含各層樓面、 屋面） 布置圖應(yīng)注明定位關(guān)系、 標高、 構(gòu)件 （可用單線條繪制） 的位置及編號、 節(jié)點詳圖索引號等； 必要時應(yīng)繪制檁條、 墻梁等布置圖和關(guān)鍵剖面圖； 空間網(wǎng)架應(yīng)繪制上、 下弦桿布置圖和關(guān)鍵剖面圖。

（4） 構(gòu)件與節(jié)點詳圖簡單的鋼梁、柱可用統(tǒng)一詳圖和列表法表示，注明構(gòu)件鋼材牌號、 尺寸、 規(guī)格、 加勁肋做法， 連接節(jié)點詳圖，施工、 安裝要求；格構(gòu)式梁、 柱、 支撐應(yīng)繪制平面、 剖面 （必要時加繪立面） 、 定位尺寸、 總尺寸、分尺寸、 注明單個構(gòu)件型號、 規(guī)格， 組裝節(jié)點和其他構(gòu)件連接詳圖。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖編制組成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的每個零件的放大圖， 標準細部尺寸、 材質(zhì)要求、 加工精度、 施工工藝流程要求、 焊接質(zhì)量等級等， 宜對零件進行編號； 并考慮運輸和安裝能力確定構(gòu)件的分段和拼裝節(jié)點。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)計算書 （內(nèi)部歸檔） 的一般規(guī)定（1） 采用手算的結(jié)構(gòu)計算書， 應(yīng)給出構(gòu)件平面布置簡圖和計算簡圖；結(jié)構(gòu)計算書內(nèi)容宜完整、 清楚， 計算步驟要條理分明， 引用數(shù)據(jù)有可靠依據(jù)， 采用計算圖表及不常用的計算公式應(yīng)注明來源出處， 構(gòu)件編號、 計算結(jié)果應(yīng)與圖紙一致。

（2） 當采用計算機程序計算時， 應(yīng)在計算書中注明所采用的計算程序名稱、代號、 版本及編制單位， 計算程序必須經(jīng)過有效審定（或鑒定） ， 電算結(jié)果應(yīng)經(jīng)分析認可； 總體輸入信息、 計算模型、 幾何簡圖、 荷

載簡圖和結(jié)果輸出應(yīng)整理成冊。

（3） 采用結(jié)構(gòu)標準圖或重復(fù)利用圖時， 宜根據(jù)圖集的說明并結(jié)合具體工程進行必要的核算工作， 且應(yīng)作為鋼結(jié)構(gòu)計算書的內(nèi)容。

（4） 所有計算書應(yīng)校審， 并由設(shè)計、 校對、 審核人在計算書封面上簽字， 作為技術(shù)文件歸檔。

1.4 對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計制圖的幾點建議

（1） 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計制圖的圖面表達，一般分為三個層次：結(jié)構(gòu)平面布置圖、 結(jié)構(gòu)剖面圖、 構(gòu)件與節(jié)點詳圖。結(jié)構(gòu)平面布置圖主要表達鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置，內(nèi)容包括鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面定位關(guān)系、 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面及內(nèi)力 （構(gòu)件的內(nèi)力兼有指導(dǎo)連接設(shè)計的功能） 等； 對于較復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)， 結(jié)構(gòu)平面布置圖宜配置構(gòu)件截面與內(nèi)力表， 并對構(gòu)件進行編號， 構(gòu)件截面及內(nèi)力等內(nèi)

容在構(gòu)件截面與內(nèi)力表中表達，而結(jié)構(gòu)平面布置圖表達結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面定位關(guān)系、 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的編號等。結(jié)構(gòu)剖面圖主要表達鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面及內(nèi)力（或構(gòu)件編號） 等。構(gòu)件與節(jié)點詳圖主要表達構(gòu)件間的詳細連接構(gòu)造。結(jié)構(gòu)平面布置圖、 剖面圖是寫意性的， 以明確地表達出結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置、 定位關(guān)系、 標高等信息為原則；結(jié)構(gòu)構(gòu)件的定位尺寸應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的主次分層次給出， 對重要設(shè)備的定位尺寸宜單獨給出， 構(gòu)件可以用單線條 （一般是粗線條） 表示。 節(jié)點圖是寫實性的，是構(gòu)件之間連接構(gòu)造（或鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件與下部混凝土構(gòu)件等的連續(xù)構(gòu)造）的詳細表達， 應(yīng)真實地表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接構(gòu)造的實際情況， 構(gòu)件應(yīng)按比例形象地繪制。對于柱腳形式較多的情況，有必要給出柱腳錨栓平面布置圖或鋼柱腳基礎(chǔ)平面布置圖。

（2）平面布置圖、 剖面圖、 節(jié)點圖三個層次的圖面表達的環(huán)境 （如定位尺寸關(guān)系、 標高等） 應(yīng)保持一致， 就像從不同的視角和遠近去觀察事務(wù)一樣；節(jié)點圖應(yīng)根據(jù)平面布置圖、 剖面圖給出定位尺寸關(guān)系、標高等， 節(jié)點圖本身的其他詳細尺寸應(yīng)另加輔助尺寸加以表達。

（3） 節(jié)點圖的選擇 （或索引） 應(yīng)具有明確性、代表性和指導(dǎo)性。 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件與其它結(jié)構(gòu) （如下部混凝土構(gòu)件等） 的連續(xù)構(gòu)造， 應(yīng)由節(jié)點圖明確詳盡地給定； 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間連接構(gòu)造的節(jié)點圖， 應(yīng)能代表性地表現(xiàn)出同類連接構(gòu)造在， 能對鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖的編制具有指導(dǎo)作用， 并能確定施工詳圖的細部尺寸。節(jié)點圖宜集中給出， 節(jié)點應(yīng)按順序編號。

三、 鋼結(jié)構(gòu)的特點及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮的因素

3.1 鋼結(jié)構(gòu)的特點

（1） 建筑鋼材材質(zhì)均勻， 是理想的彈塑性材料。鋼結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)和工程力學(xué)計算的結(jié)果比較符合，因此鋼結(jié)構(gòu)可以進行可靠地優(yōu)化設(shè)計。

（2） 建筑材質(zhì)強度高， 鋼結(jié)構(gòu)重量輕。因此鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以在工廠制作， 不受現(xiàn)場條件的制約， 條件具備時可方便地到現(xiàn)場安裝。同時建筑鋼材強度高， 鋼結(jié)構(gòu)重量輕， 使鋼結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性強， 可以建造

高層或大跨度等建筑。

（3） 建筑鋼材塑性和韌性好。因此鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)合理地利用鋼材的塑性和韌性， 使鋼結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的抗震性能和抗疲勞性能。

（4） 鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性差。因此鋼結(jié)構(gòu)必須進行防護，一般的防護措施是在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷防腐涂料。在涂刷涂料之前， 鋼結(jié)構(gòu)表面應(yīng)徹底除銹。 除銹質(zhì)量的好壞直接影響鋼結(jié)構(gòu)的防腐效果，因此除銹等級的確定要合適。

（5） 鋼結(jié)構(gòu)不耐火。因此受高溫輻射的鋼結(jié)構(gòu)必須進行防護， 采取隔熱措施； 對有防火要求的鋼結(jié)構(gòu)， 應(yīng)按規(guī)定采取防火措施。只有認識和理解鋼結(jié)構(gòu)的特點， 才能在設(shè)計中充分發(fā)揮其優(yōu)點，克服其缺點。 單純地認為只要是鋼結(jié)構(gòu)， 就是可靠的、 性能優(yōu)良的， 這樣的觀點是片面的。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項

3.2.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮的具體因素

（1） 在保證結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下，實行功能兼并， 即一個構(gòu)件同時承擔(dān)多種功能， 考慮結(jié)構(gòu)的空間作用。 例如可由屋面檁條兼屋面支撐的系桿， 利用屋面檁條作為屋架下弦隅撐的支承梁等。

（2） 充分利用鋼材的強度潛力。宜盡量多采用受拉桿件、 少采用受壓桿件的結(jié)構(gòu)， 并盡量減小受壓桿件的計算長度。對輕型結(jié)構(gòu)可考慮采用薄壁桿件結(jié)構(gòu)， 例如天窗架、 輕型屋架可考慮采用薄壁方鋼管結(jié)構(gòu)等。

（3） 避免形成應(yīng)力集中現(xiàn)象。在低溫條件下工作的結(jié)構(gòu)或直接承受力荷載作用的結(jié)構(gòu)，對應(yīng)力集中的不利影響十分敏感， 往往是引起脆性破壞的根源。故在設(shè)計中應(yīng)采取相應(yīng)的措施以減小應(yīng)力集中現(xiàn)象。如可采用性能優(yōu)良的鋼材， 避免截面的突然改變 （截面改變處設(shè)過渡段或采取加強構(gòu)造措施， 不能僅由靜力計算決定） ， 避免出現(xiàn)不規(guī)則的槽孔、 凹角 （轉(zhuǎn)角處由圓弧過渡） 等。

（4） 樹立等強設(shè)計的概念。 組成結(jié)構(gòu)的各桿件 （或構(gòu)件） 及其連接的承載能力應(yīng)與整個結(jié)構(gòu)的承載能力相適應(yīng)， 避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。

（5） 對管開截面應(yīng)進行封閉， 使其內(nèi)部避免銹蝕， 并增加其局部剛度。

3.2.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮施工的因素

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個綜合的過程，而施工是設(shè)計產(chǎn)品實現(xiàn)的最終環(huán)節(jié)， 設(shè)計應(yīng)考慮施工的因素。 特別是要考慮到鋼結(jié)構(gòu)工程的現(xiàn)場安裝工作量在， 現(xiàn)場安裝質(zhì)量的好壞直接影響設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量。

（1） 確定結(jié)構(gòu)形式時， 應(yīng)考慮制造的方便和可能性， 采用便于連接而可靠的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)的安裝連接應(yīng)采用傳力可靠、 制作方便、連接簡單、 易于固定、 便于調(diào)整的構(gòu)造形式。

（2） 盡量減少構(gòu)件編號和材料規(guī)格品種， 便于材料訂貨和組織生產(chǎn)，同時增加材料的利用率。

（3） 在有利于受力的前提下， 連接板的形狀要規(guī)格， 便于切割。

（4） 盡量不出現(xiàn)熱加工件。熱加工件費工， 且熱加工使鋼材性能受損、 加工質(zhì)量較難控制。

（5） 合理地布置焊縫。焊縫的布置盡可能對稱于構(gòu)件重心， 使其受力合理， 減少焊接變形和焊接應(yīng)力； 現(xiàn)場焊縫的布置要便于構(gòu)件安裝、 便于焊縫施焊、 便于質(zhì)量檢查； 避免焊縫的立體交叉和在一處集中大量焊縫。對于角鋼截面， 角鋼肢尖應(yīng)采用與其肢背不同的焊腳尺寸。

（6） 要滿足制造操作的極限要求。

（7）安裝連接采用焊接時，應(yīng)先用安裝螺栓將構(gòu)件固定而后焊接， 便于安裝、同時有利于夾緊以保證焊接質(zhì)量。一個節(jié)點的安裝螺栓 （孔） 不宜少于兩個 （一個孔用于安裝纖， 一個孔用于安裝螺栓） 。

（8） 在保證連接安全可靠的前提下， 采用較小的焊腳尺寸和較長

的焊縫長度，以減少焊縫的體積量。

（9） 對受力較大的柱， 端部宜采用刨平頂緊的構(gòu)造，以減少柱腳

焊縫的焊腳尺寸。

（10） 利用支托傳遞反力的構(gòu)件， 支托板的厚度應(yīng)留有富裕量，以

防偏離 （構(gòu)件間可留有空隙） 。

（11） 支撐的布置應(yīng)能保證安裝時構(gòu)件之間的穩(wěn)定性， 否則應(yīng)在設(shè)計文件中規(guī)定安裝時設(shè)置必要的臨時支撐。

3.2.3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點構(gòu)造設(shè)計的因素節(jié)點構(gòu)造設(shè)計在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中占有非常重要的地位。有些觀點認為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計就是內(nèi)力計算加節(jié)點連接構(gòu)造， 這說明了節(jié)點構(gòu)造設(shè)計的重要性。鋼結(jié)構(gòu)是由成品鋼材 （板材或型材） 制造的，而鋼材本身

的質(zhì)量是有保證的， 這樣鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量很大程度上決定于節(jié)點連接的質(zhì)量。節(jié)點連接設(shè)計要構(gòu)造簡單、 受力明確、 傳力可靠、 易于實現(xiàn)。節(jié)點構(gòu)造設(shè)計的原則是節(jié)點的破壞不應(yīng)先于構(gòu)件的破壞。節(jié)點破壞的形式有： 連接件 （含連接焊縫、 連接螺栓等） 的破壞、 節(jié)點板的破壞 （含強度破壞、 失穩(wěn)） 等形式。節(jié)點的破壞往往是脆斷性的， 這是在設(shè)計中應(yīng)盡力避免的。設(shè)計文件中規(guī)定“應(yīng)按構(gòu)件的內(nèi)力增加10%進行節(jié)點連接設(shè)計” 、 “對于內(nèi)力較小的構(gòu)件其連接焊縫長度不小于 120mm”等內(nèi)容都粗略地反映這一設(shè)計原則。正確地貫徹這一設(shè)計原則的方法是： 根據(jù)構(gòu)件的實際承載能力（而不是根據(jù)其計算內(nèi)力） 來確定其連接設(shè)計。

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第3篇

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) 廠房設(shè)計 注意問題 保溫 防火

中圖分類號：TU37文獻標識碼： A 文章編號

一、鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

1、圍護結(jié)構(gòu)中檁條的設(shè)計

檁條通常是風(fēng)荷載工況起控制作用，設(shè)計時常忽略驗算風(fēng)吸力作用下的穩(wěn)定，導(dǎo)致大風(fēng)時很容易失穩(wěn)破壞。為了保證風(fēng)吸力作用下的整體穩(wěn)定，通常在檁條之間設(shè)置拉條。計算中已考慮拉條的作用而施工圖中忽略了布置拉條或拉條布置不當都將導(dǎo)致檁條失穩(wěn)破壞。正確的拉條布置位置是根據(jù)計算結(jié)果在檁條上下翼緣附近，在上下穩(wěn)定均需要拉條約束時，在實際工程設(shè)計中有些設(shè)計者對屋面或墻架最上端檁條的側(cè)向支撐， 如拉條、斜拉條、撐桿能正確設(shè)置， 但對中間墻面或屋面， 如門窗洞口、屋面風(fēng)機開孔處、屋面天窗(采光窗)等處， 經(jīng)常只設(shè)拉條， 而漏設(shè)斜拉條和撐桿等， 根本無法將拉條上的拉力傳至承重結(jié)構(gòu)上。其根本原因是對拉條、斜拉條、撐桿的傳力作用及途徑不清楚， 同時也是對規(guī)范條文只知其然， 不知其所以然， 從而給圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計帶來安全隱患。

2、鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計

穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個突出問題， 在各種類型的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中， 都會遇到穩(wěn)定問題。鋼結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定問題也是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中亟待解決的主要問題，一旦出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)事故，不但對經(jīng)濟造成嚴重的損失，甚至?xí)斐扇藛T的傷亡，這方面的教訓(xùn)也很多。所以我們在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一定要把好這一關(guān)。目前，鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的失穩(wěn)事故大多是由于設(shè)計者的經(jīng)驗不足，對結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的穩(wěn)定性能不夠清楚，對如何保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定缺少明確的認識，造成結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)不應(yīng)有的薄弱部位。因此，在設(shè)計中應(yīng)該明確鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的一些基本概念， 才能更好地處理鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題。

3、柱腳的錨栓設(shè)計

規(guī)范規(guī)定，鋼結(jié)構(gòu)柱腳錨栓按承受拉力計算，水平力由柱腳底板與混凝土的摩擦或設(shè)置底板抗剪鍵來承受，錨栓不得承受水平力。目前設(shè)計師一般按設(shè)計軟件的信息設(shè)計抗剪件，基本能保證規(guī)范要求，但是對于抗剪件的設(shè)計和計算卻缺乏相應(yīng)的規(guī)定。另外，對有些承受拉力柱腳的錨栓設(shè)計目前也沒有相應(yīng)的設(shè)計規(guī)定。

4、隅撐的設(shè)計

設(shè)置隅撐是保證梁柱構(gòu)件整體穩(wěn)定的主要措施，隅撐間距是梁柱計算時確定的，大小規(guī)格也需通過計算確定。若因特殊原因不能設(shè)置隅撐， 應(yīng)采取可靠措施保證梁柱翼緣不會因失穩(wěn)而屈曲，否則存在安全隱患。所以在輕鋼結(jié)構(gòu)和多高層框架結(jié)構(gòu)的一些關(guān)鍵部位均要設(shè)計隅撐。

二、鋼結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計問題

1、鋼結(jié)構(gòu)建筑的細部設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計的復(fù)雜化與精致度要求越高，對細部設(shè)計的要求也越高。因為細部設(shè)計決定一個地方最終是否得到確認及其優(yōu)良的質(zhì)量。在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑中，各種金屬結(jié)構(gòu)桿件，連接金屬桿件的節(jié)點細部，常常暴露在外，使建筑帶有強烈的科技感，值得提倡。

2、鋼結(jié)構(gòu)建筑的保溫設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)建筑的“熱橋”和“冷橋”問題相對突出，而目前對此解決辦法有兩種較為有效：①研制、優(yōu)化保溫材料的構(gòu)造，提高建筑熱環(huán)境性能。可運用高效節(jié)能玻璃，硅氣凝膠，新型節(jié)能墻體材料，達到節(jié)能的目的。②防止保溫材料凝結(jié)水外保溫和中間保溫作法，可防止保溫材料由于蒸汽的滲透積累而受潮。

3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的建筑表現(xiàn)

建筑形象的構(gòu)思是一個概念形象的創(chuàng)作過程，是建筑創(chuàng)作的難點之一，也是建筑設(shè)計中備受關(guān)注的核心問題之一。其核心是要以精致的節(jié)點和精細的加工來體現(xiàn)高超的建筑技藝， 以更高的工藝水平來設(shè)計和“制造”建筑。

4、鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐設(shè)計

鋼材如果長時間暴露在室外受到風(fēng)雨等自然力的侵蝕，必然會生銹老化，其自身承載力會下降，建筑的美觀也會受影響。因此防腐問題也是需要解決的常見問題， 目前的做法主要是采用新型防腐和構(gòu)造材料。但是目前的防腐技術(shù)最多能保證20年左右，對于常規(guī)設(shè)計基準期為5O年的建筑而言，后期第二次防腐處理是相當困難的，尤其是一些前期隱蔽工程。所以鋼結(jié)構(gòu)防腐需要一次徹底的技術(shù)革新。

5、鋼結(jié)構(gòu)建筑的隔聲設(shè)計

噪聲與建筑密不可分，噪聲污染的防治與治理已經(jīng)成為建筑聲學(xué)重要的組成部分。可以在外墻使用隔聲性能較好的材料或結(jié)構(gòu)，如磚、混凝土、紙面石膏板墻等，觀察部分使用隔聲窗，進出部分使用隔聲門或吸聲通道等。

三、鋼材的保溫隔熱與防火措施探討

鋼材具有很高的導(dǎo)熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)為50w(m.℃)，當受熱達到100℃以上時，其抗拉強度就會降低，塑性增大；溫度達到250℃時，鋼材抗拉強度會稍提高，但塑性卻降低，出現(xiàn)藍脆現(xiàn)象；溫度達到500℃時，鋼材強度降至很低，會致使鋼結(jié)構(gòu)塌落。所以當鋼結(jié)構(gòu)所處環(huán)境溫度達到150℃以上時，就必須做隔熱防火設(shè)計。其做法一般為：鋼結(jié)構(gòu)外側(cè)包耐火磚、混凝土或硬質(zhì)防火板材。或者鋼結(jié)構(gòu)刷厚涂型防火涂料，厚度按《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料技術(shù)規(guī)程》計算。

有效的防火分區(qū)是建筑必須采取的保護措施之一。防火分區(qū)可以在廠房內(nèi)部防止火勢向其他區(qū)域蔓延、擴散，有效地控制火災(zāi)的范圍。不過對于現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)廠房的大跨度、大空間及其所需要的生產(chǎn)工藝流程來說，防火分區(qū)的設(shè)置具有一定難度。常用的分區(qū)方法有以下幾種：

1、獨立水幕。這是一個較好的分區(qū)方法，不存在跨度問題，水幕噴頭防火水幕帶宜采用噴霧型噴頭，也可采用雨淋式水幕噴頭，噴頭的排列不應(yīng)少于3排，防火水幕帶形成的水幕寬度不宜小于5m，流量21./ (s-m)。但存在維護保養(yǎng)困難的問題，為防止誤操作，應(yīng)采取人工、自動兩種啟動方式。

2、自動噴水滅火系統(tǒng)。在只需分兩個分區(qū)及廠房高度不超過8 m的情況下，可設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，使所允許的防火分區(qū)面積增加一倍，以達到規(guī)范要求。

3、防火帶。由于生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)管理需要而無法設(shè)防火墻時，可設(shè)防火帶進行防火分區(qū)。即在有可燃構(gòu)件的廠房中劃出一段區(qū)域，這個區(qū)域內(nèi)的構(gòu)件全部采用不燃性材料，并采取措施防止煙火在分區(qū)間流竄，也可起到防火分隔的作用。

4、防火墻。在生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)管理中沒有特殊要求的情況下，采取防火墻是簡單、有效并且.造價低廉的一種方法。

四、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展方向

目前，鋼結(jié)構(gòu)廠房的應(yīng)用越來越多，但是造價仍是發(fā)展的制約因素。如何設(shè)計出安全、用鋼量少、施工安裝簡便的鋼結(jié)構(gòu)廠房是設(shè)計人員的共同目標。在相同條件下，控制用鋼量就可以有效地控制造價。借助計算分析程序，我們可以很好地控制構(gòu)件的用鋼量。但是節(jié)點的用鋼量或節(jié)點的造價需要我們仔細比較才能確定。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮當前的國情，大多數(shù)施工安裝企業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)制作安裝化程度不高，構(gòu)件加工的精度比較低，尚屬于粗放型經(jīng)營階段。如果全部采用高強螺栓連接目前還是不合適的。首先是成本高，再者施工企業(yè)的制作安裝水平跟不上，不僅不能保證質(zhì)量，還給施工增加了難度。但是，這些企業(yè)擁有大量技術(shù)熟練的焊接技工，現(xiàn)場焊接的安裝水平很高，有豐富的同類工程施工經(jīng)驗。因此，在當前采用焊接連接的節(jié)點型式仍擁有廣闊的市場。

參考文獻：

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[2] 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[3] 建筑設(shè)備耐震設(shè)計/施工指南[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第4篇

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)，廠房設(shè)計，伸縮縫，支撐系統(tǒng)，抗震設(shè)計

導(dǎo)言

近年來，隨著我國鋼鐵產(chǎn)量的大幅度增加，用于建筑市場的各種型鋼無論從產(chǎn)量、品種性能上都得到很大的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)廠房因其施工速度快、承載力高、整體剛度和抗震性能好，在工業(yè)廠房設(shè)計中逐漸代替了笨重的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而得到了普遍應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)廠房可分為重型鋼結(jié)構(gòu)廠房：例如煉鋼車間、軋鋼車間、大型冶煉車間等，這類廠房因其車間內(nèi)設(shè)有大噸位吊車，廠房受較大的動力作用，所以耗鋼量大；另一類廠房為輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房：這類廠房多采用門式剛架結(jié)構(gòu)，屋面及墻面多采用壓型鋼板復(fù)合板材，由于其自重輕，用鋼量低，施工速度快，在工業(yè)及民用建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。盡管鋼結(jié)構(gòu)廠房有很多優(yōu)點，但作為一種材料，它也有很多缺點，例如防火性能差、易銹蝕等，所以在做鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計時應(yīng)根據(jù)其特點注意以下幾個方面的問題。

1.溫度伸縮縫

溫度變化將引起鋼結(jié)構(gòu)廠房變形，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，其大小與柱子剛度、吊車軌頂標高和溫差有關(guān)。當廠房平面尺度很大時，為避免產(chǎn)生過大的溫度力，應(yīng)在廠房橫向或縱向設(shè)置溫度縫，將平面尺寸很大的廠房分成若干溫度區(qū)段。溫度區(qū)段的長度可根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范執(zhí)行。溫度伸縮縫一般采用設(shè)置雙柱方法處理，也可采用設(shè)置單柱方法處理，對縱向溫度伸縮縫可在屋架支座處設(shè)置滾動支座，對橫向溫度伸縮可在框架梁與檁條連接處采用橢圓孔滑動方式或槽鋼夾板滑動方式。

2.支撐系統(tǒng)設(shè)置

為了保證鋼結(jié)構(gòu)廠房的空間工作，提高其整體剛度，承受和傳遞縱向水平力，防止桿件產(chǎn)生過大的變形，避免壓桿失穩(wěn)，以及保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，應(yīng)根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)的形式，車間吊車的設(shè)置，振動設(shè)備以及廠房的跨度、高度，溫度區(qū)段的長度等情況布置可靠的支撐系統(tǒng)。鋼結(jié)構(gòu)廠房支撐分柱間支撐和屋蓋支撐。1）柱間支撐。廠房每一溫度區(qū)段應(yīng)設(shè)置穩(wěn)定的柱間支撐系統(tǒng)，并與屋蓋橫向水平支撐的布置相協(xié)調(diào)。下柱支撐的位置是決定廠房縱向結(jié)構(gòu)變形方向的重要因素，并影響溫度應(yīng)力的大小，下柱支撐應(yīng)盡可能設(shè)在溫度區(qū)段的中部，使吊車梁等縱向構(gòu)件能隨著溫度變化比較自由地向區(qū)段兩端伸縮。當溫度區(qū)段的長度不大時，一般在溫度區(qū)段的中部設(shè)置一道下段柱支撐，但溫度區(qū)段的長度大于150 m時，為了保證廠房的縱向剛度，應(yīng)在溫度區(qū)段內(nèi)設(shè)置兩道下段柱支撐，其位置應(yīng)盡可能布置在溫度區(qū)段中間1/3的范圍內(nèi)，為了避免過大的溫度應(yīng)力，兩道支撐的中心距離不宜大于72 m。上段柱支撐除在設(shè)有下段柱支撐的柱間布置外，為了滿足結(jié)構(gòu)的安裝要求，提高鋼結(jié)構(gòu)廠房上部縱向剛度，傳遞山墻的風(fēng)力及縱向地震作用，還應(yīng)在溫度區(qū)段的兩端柱間布置上段柱支撐。

2）屋蓋支撐系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由橫向支撐、縱向支撐、垂直支撐及系桿所組成的。屋蓋支撐的布置應(yīng)根據(jù)廠房跨度、高度、柱網(wǎng)布置、屋蓋結(jié)構(gòu)形式、吊車設(shè)置及噸位大小、振動設(shè)備情況等條件來決定。一般情況下無論有檁或無檁體系的屋蓋結(jié)構(gòu)均應(yīng)設(shè)置垂直支撐，在無檁體系中，大型屋面板有三點和屋架焊接，可起到上弦支撐作用，但考慮到施工條件限制和安裝需要，無論有檁或無檁體系屋蓋均應(yīng)在屋架上弦和天窗架上弦設(shè)置上弦橫向支撐。對于屋架間距不小于12 m的廠房或廠房內(nèi)設(shè)有特重級橋式吊車或廠房內(nèi)有較大振動設(shè)備均應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐。

3 鋼結(jié)構(gòu)廠房的防銹蝕

鋼結(jié)構(gòu)表面未加保護而暴露在大氣中就會銹蝕，當鋼結(jié)構(gòu)廠房空氣中有侵蝕性介質(zhì)或鋼構(gòu)件處在潮濕環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)廠房銹蝕就會更加明顯和嚴重。鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕不僅使構(gòu)件截面厚度減薄，而且還會在構(gòu)件表層產(chǎn)生局部銹坑，當結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力時將引起應(yīng)力集中現(xiàn)象，使結(jié)構(gòu)過早破壞，因此對鋼結(jié)構(gòu)廠房防銹蝕問題應(yīng)予以足夠地重視，并應(yīng)根據(jù)廠房侵蝕介質(zhì)情況和環(huán)境條件在總圖布置、車間內(nèi)部工藝布置結(jié)構(gòu)選型和材料選用等方面采取相應(yīng)對策和措施，以確保廠房結(jié)構(gòu)安全使用。一般鋼結(jié)構(gòu)的防銹蝕通常采用防銹漆涂刷其表面，涂層的層數(shù)和總厚度應(yīng)根據(jù)構(gòu)件使用環(huán)境和涂層性質(zhì)來決定。一般室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)在自然大氣介質(zhì)作用下，要求涂層厚度為100μm左右，即底漆兩道，面漆兩道。露天鋼結(jié)構(gòu)或在工業(yè)大氣介質(zhì)作用下的鋼結(jié)構(gòu)，要求總厚度在150μm～ 200μm或200μm以上。鋼柱柱腳在地面以下部分應(yīng)采用強度等級不低于C20混凝土包裹，其保護層厚度不應(yīng)小于50 mm。有侵蝕介質(zhì)廠房的受力構(gòu)件，其型鋼厚度不得小于8 mm，受力焊縫厚度不宜小于8 mm。

4 隔熱與防火設(shè)計

鋼材受熱在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強度降低，塑性增大；溫度在250 ℃左右時，鋼材抗拉強度略有提高，而塑性卻降低，出現(xiàn)藍脆現(xiàn)象；當溫度超過250℃時鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象；當溫度達500℃時，鋼材強度降至很低，以致鋼結(jié)構(gòu)塌落。因此，當鋼結(jié)構(gòu)表面溫度處于150 ℃以上時，必須做隔熱及防火設(shè)計，做法一般有兩種：1）在鋼構(gòu)件外包耐火磚，混凝土或硬質(zhì)防火板材；2）采用厚涂型防火涂料，厚度按《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》計算。

5 抗震設(shè)計

雖然鋼結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，但是如果設(shè)計不合理，當廠房遭受較大地震作用時，也會造成嚴重破壞，所以必須按抗震設(shè)計規(guī)范規(guī)定采用必要抗震構(gòu)造措施，確保鋼結(jié)構(gòu)廠房在地震發(fā)生時安全可靠。在做抗震設(shè)計時應(yīng)注意：1）在總體布置方面要求廠房結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度均勻分布，使廠房受力均勻，變形協(xié)調(diào)，盡量避免因結(jié)構(gòu)剛度不均勻?qū)拐鹪斐刹焕绊懀粡S房橫向結(jié)構(gòu)宜采用剛架或者使屋架與柱有一定固結(jié)的框架，以便充分利用鋼結(jié)構(gòu)的受力性能并減少橫向結(jié)構(gòu)變形。2）鋼結(jié)構(gòu)廠房的破壞一般情況不是由于桿件強度不足而常常因為桿件失穩(wěn)而造成，所以合理布置支撐系統(tǒng)，保證廠房結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，對鋼結(jié)構(gòu)廠房尤為重要。3）在地震作用下，存在著低周疲勞作用，設(shè)計時應(yīng)注意其對廠房的影響。對結(jié)構(gòu)連接點的設(shè)計，應(yīng)保證節(jié)點的破壞不先于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的全截面屈服，應(yīng)使結(jié)構(gòu)構(gòu)件能進入塑性工作，充分吸收地震能量，發(fā)揮其抗震能力。4）廠房的圍護墻為7度～ 8度時，宜采用鋼筋混凝土墻板或輕型墻板，如壓型鋼板復(fù)合板材、石棉瓦、瓦楞鐵等；與柱子柔性連接的外貼式磚圍護墻仍可采用，而嵌砌于柱間的磚墻不應(yīng)采用。9度時應(yīng)采用輕型墻板。總之，在做鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計時，不能盲目地拿來就做，應(yīng)根據(jù)其優(yōu)缺點，首先選擇合理的結(jié)構(gòu)形式；其次應(yīng)根據(jù)以上5個方面做出完整的設(shè)計，讓設(shè)計安全經(jīng)濟。

參考文獻：

[1]蔡，蔣鳳鳴，董輝. 淺談鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計[J]. 中國科技信息，2010，19：45.

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計范文第5篇

關(guān)鍵字：鋼結(jié)構(gòu)廠房框排架；STAWE；結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：TU391文獻標識碼： A 文章編號：

前言

在工業(yè)廠房設(shè)計過程中，很多情況下因為使用空間和節(jié)約材料的要求，廠房要求被設(shè)計成下面是框架結(jié)構(gòu)上面是排架結(jié)構(gòu)或者左邊是框架結(jié)構(gòu)右邊是排架結(jié)構(gòu)的框排架結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中，既要滿足框架結(jié)構(gòu)的要求，排架部分同時也要滿足排架結(jié)構(gòu)的要求。

工程實例

2.1工程概況

某工程位于鄭州市二七區(qū)，為二層結(jié)構(gòu)，底層層高15米，有15T橋式吊車，位于11米標高處，樓面活荷載5.0KN/M2,二層層高8.1米，距樓面6.0米處設(shè)置5T單梁吊車，屋面采用輕鋼屋面。跨度21米，兩跨，開間7米，共17個開間。廠房長X寬為42米X119米。除此之外，屋面從第2個開間至第16個開間還設(shè)置天窗架采光。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2012008版）（項目為2009年設(shè)計）鄭州市二七區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g。房屋抗震設(shè)防類別為丙類。根據(jù)《抗震規(guī)范》第8.1.3條，房屋高度

2.2結(jié)構(gòu)選型

該工程二樓樓面荷載比較大，故采用組合樓板，由此底層采用框架結(jié)構(gòu)，屋面是輕鋼屋面，故二樓無需采用框架結(jié)構(gòu)，采用排架結(jié)構(gòu)即可，所以我們的廠房結(jié)構(gòu)形式采用下部框架上部排架的結(jié)構(gòu)形式。兩個方向的跨度差別較大，所以剛度差別也會比較大，因此框架采用框架-支撐結(jié)構(gòu)。《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》8.1.6條規(guī)定抗震等級四級且高度不大于50m的鋼結(jié)構(gòu)宜采用中心支撐，中心支撐框架宜采用交叉支撐，支撐的軸線宜交匯于梁柱構(gòu)件軸線的交點。房屋總長119米，總長大于60米且小于120米，底層框架設(shè)置兩道支撐。支撐均勻布置，布置于第5個開間和第13個開間，采用H型鋼支撐。二層排架結(jié)構(gòu)，根據(jù)《抗震規(guī)范》第H.2.3條，多層鋼結(jié)構(gòu)廠房的支撐布置應(yīng)符合，支撐布置在同一柱間上下貫通。所以在二層排架同樣在第5開間和第13開間設(shè)置支撐，支撐順著底層布置部位設(shè)置。支撐采用L型角鋼。同時由于天窗架的設(shè)置，為了傳遞天窗架的荷載在第1開間和第17開間同樣設(shè)置屋面水平支撐和豎向支撐。

2.3柱截面選型

結(jié)構(gòu)跨度21米，跨度較大，開間7米，底層層高15米，荷載又比較大，若采用焊接“工”字型鋼，很難滿足長細比要求，現(xiàn)采用焊接“十”字鋼柱。二層層高8.1米，屋面采用輕鋼屋面，荷載比較小，而且受力方面為一個方向，故采用焊接“工”字鋼。

2.4模型計算

框排架結(jié)構(gòu)既要滿足框架結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果，排架結(jié)構(gòu)部分同時還要滿足排架的計算結(jié)果，因此該建筑的結(jié)構(gòu)模型首先在PKPM鋼結(jié)構(gòu)模塊的框架三維模型與荷載輸入中建立整體模型，屋面板按照實際的剛度折減成相應(yīng)的屋面厚度輸入模型中，然后用結(jié)構(gòu)模塊中的STAWE整體計算。在SATWE前處理的特殊構(gòu)件補充定義中，設(shè)置二層的樓面為彈性膜，這樣的模型設(shè)置更接近于事實。參數(shù)都定義好后，進行計算，整體結(jié)構(gòu)要滿足《抗震規(guī)范》及《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中的多、高層結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。二層的排架結(jié)構(gòu)既要滿足框架的整移角要求，同時也要滿足排架的長細比，應(yīng)力比等要求。所以，要另外選取不同的每一品排架用鋼結(jié)構(gòu)模塊中的框排架PK交互輸入與優(yōu)化計算進行排架計算。在二維排架計算模型中，底層的梁柱采用規(guī)范是《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，二層的梁柱采用《門式鋼架設(shè)計規(guī)范》計算。得出的結(jié)果底層的焊接“十”字型鋼柱和焊接“工”字型鋼梁按鋼框架要求，二層的焊接“工”字鋼柱和鋼梁按鋼排架要求。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第5.5.1多、高層鋼結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限制1/250，彈塑性層間位移角限值1/50。該項目用PKPM中的SATWE計算，最大位移角：X方向地震力作用下的樓層最大位移1/404；X雙向地震作用下的樓層最大位移1/403；Y方向地震力作用下的樓層最大位移1/392；Y雙向地震力作用下的樓層最大位移1/392。

彈塑性層間位移角在SATWE中不能直接計算出來，多遇地震影響系數(shù)最大值為0.08，罕遇地震影響系數(shù)最大值為0.5，即得罕遇地震與多遇地震的影響系數(shù)比值為6.25（0.5/0.08），根據(jù)上表能簡化得出最大的彈塑性層間位移角：X方向的樓層彈塑性最大位移1/65；Y方向的樓層彈塑性最大位移1/63。

2.5節(jié)點設(shè)計

框架部分經(jīng)過STAWE整體計算后，連接STS接口，進行全樓節(jié)點連接設(shè)計。工字形梁與十字形柱剛接連接采用連接類型為：懸臂梁段與鋼柱剛性連接。梁懸臂段與柱應(yīng)采用全焊接連接，梁的現(xiàn)場拼接采用翼緣焊接腹板螺栓連接。梁的拼接節(jié)點STS節(jié)點設(shè)計中會考慮設(shè)計。為了材料的節(jié)約，柱截面相對于跨度較大的框架梁來說，截面翼緣相對取得較薄，使得懸臂梁與鋼柱焊接連接的計算結(jié)果通常會不滿足結(jié)果。如：按抗震規(guī)范8.2.8條進行梁柱連接的極限承載力驗算： Mu=487.664 >1.3Mp=473.311 滿足，加強需要的蓋板厚度Tgb=6，（蓋板厚+梁翼緣厚）>柱翼緣厚！滿足設(shè)計要求！

3 結(jié)束語

框排架結(jié)構(gòu)是工業(yè)廠房建筑中越來越常見的結(jié)構(gòu)形式，無論是框架與排架側(cè)向連接組成的側(cè)向框排架結(jié)構(gòu)廠房，還是下部為框架上部頂成為排架的豎向框排架結(jié)構(gòu)廠房。框排架結(jié)構(gòu)需要進行整體結(jié)構(gòu)計算。同時排架也需要進行排架結(jié)構(gòu)計算。整體計算框排架的所有構(gòu)件都要滿足框架結(jié)構(gòu)的抗震要求，側(cè)向或者頂層的排架部分要滿足排架結(jié)構(gòu)的抗震要求。

參考文獻：

[1] 陳驥.鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計(第5版).科學(xué)出版社;第5版，2011-4