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房屋钢结构设计论文样例十一篇

时间:2023-03-08 15:38:15

房屋钢结构设计论文

房屋钢结构设计论文例1

中图分类号: TU391 文献标识码: A

随着科技的进步和社会的发展,钢材在建筑中派上了用场,也有了很大的发展,钢材本身具有较高的承载力,抗震的效果也很好,并且有较高的施工率。所以,现在的很多厂房都用钢结构代替了混凝土和瓦转。钢材因为重量小,所以施工的速度很快,也在很多民用的建筑中得到了应用。但是钢材也有一定的缺陷,本文就来根据钢材的缺陷来论述钢结构厂房设计的注意事项和优化策略。

一、钢结构厂房设计的注意事项

(一)防火和隔热问题

钢材感受的温度最高为400摄氏度,当高于这个温度的时候,钢材的硬度就会下降,在温度达到150摄氏度的时候,就要进行相应的防火和隔热措施,用来加强钢结构的导热性,避免钢结构因为高温而遭到破坏[2]。或者,可以在钢结构的周围浇筑一层混凝土以导出热量。如果要保温,就采用涂抹防火涂料进行保温,保温层的厚度根据当地不同的气候来决定。在防火隔热和保温问题解决中,也要考虑舒适度和工业实用性。

(二)温度伸缩缝问题

钢结构的形状会因为温度的变化而发生变化,这会影响厂房产生很大的温度力,所以,在钢结构厂房设计的时候,要注意避免温度力过大的问题,如果钢结构厂房面积很大,可以把厂房分几个温度区,在厂房内部设计温度缝,纵向横向都可以,钢结构来决定温度区的长短。

(三)防锈问题

钢结构的表面没有保护膜,暴露在空气中,时间一久就会出现锈蚀,如果钢结构的厂房所处的环境非常潮湿,那么发生锈蚀的可能性更大,速度更快,锈蚀不但可以让构件的厚度减小,还会在表面形成锈坑,导致钢结构构件过早的损坏,所以一定要注意这个问题。一般会在钢结构的表面涂抹防锈漆来保护钢结构不被锈蚀,涂抹的厚度和量同样要按当地不同的环境气候来决定。通常室内钢结构规定的厚度为110mm,涂抹两面。露天的钢结构规定厚度为160mm-200mm之间,钢柱脚在地下部分,必须采用强度大于C20的混凝土包裹,厚度为60mm[3]。

(四)抗震设计问题

抗震设计是非常重要的环节,在设计的时候,要注意三个方面。

1、稳定作用不足。钢结构厂房被破坏,一般是因为稳定作用造成的,所以必须合理的配置支撑系统,巩固厂房的稳定性。

2、刚度和质量分布均匀。在厂房设计中,要保障厂房刚度和质量分布均匀,避免因为结构的刚度不够而造成的影响。

3、结构连接点。要保证厂房不受地震的影响,在设计结构连接点的时候要保证连接点的破坏晚于构件的截面。这样能够更好的吸收地震能量。

(五)屋盖支撑问题

屋盖支撑的系统是由纵向支撑,横向支撑和垂直支撑构成的。在设计屋盖的时候,要考虑到厂房的高度,跨度和结构等因素。一般的屋盖支撑都是以垂直支撑为主的。因为施工条件的影响,所以不论是什么样的屋顶都要在天窗上弦和屋架上弦设计横向支撑。

(六)屋面设计问题

对于屋面的设计,要注意放水的问题。屋面放水的设计中坡度设计是根据实际情况来定的,容易积水就把坡度调大一些。使用彩钢板内板、保温层、隔气板和防水层构成的复合型屋面,也可以在双层那个彩色压型钢板下加保温棉,增加屋面的刚性。

(七)钢结构厂房力面的设计

钢结构厂房建筑有色彩、线条、变化和规模四个特点,在设计的时候要把握好这四个特点,设计厂房力面的时候,根据工艺技术确定怎么什么设置,做到立面简洁。彩色压型钢板颜色很丰富,体积也很轻巧,在设计的时候,不但要表现出厂房的恢弘大气,还要注重立面的效果。用彩色压型钢板的效果很好,线条能够突出建筑的特点,体现出了现代气息,也体现了设计者独特的设计理念。

二、钢结构厂房设计的优化对策

钢结构厂房具有明显的优点,同样的也有明显的缺点存在。钢结构厂房的设计者,要对钢结构建筑的建设和发展非常重视,跟随我国钢结构材料产量的增加,钢结构厂房的数量也越来越多,用途也越来越广。所以,对于钢结构厂房的设计,我们要根据几个方面论述其优化对策。

(一)促进钢结构厂房设计的统一标准建立

在钢结构厂房的建设过程中,设计内容和施工内容往往差异很大。使得,工程最后造成误差,这对厂房的质量有很大的影响,使厂房容易受到火灾,雷电等自然灾害的影响。所以,在厂房设计中,设计者要注重统一标准的建立,这有利于减少设计失误而造成的影响,对钢结构厂房结构的优化起到了作用。

(二)减少厂房设计的复杂程度

钢结构厂房的实用要求很高,在设计的过程中也有很多技术性问题,所以设计者要注重减少钢结构厂房设计的复杂程度,进行缜密合理的计算,让厂房设计更加的严谨。设计结果的简明可以加快厂房的施工建设,也可以避免出错。

(三)对钢结构厂房设计的优化

在钢结构厂房结构设计之前,设计者应该对钢结构标准的结构有一个明确的认识,并在这个基础上进行优化。钢结构厂房的优化要重点注意防火防雷这两个方面,然后还要兼顾优化厂房的耐久性、防水性、防腐性、保温性、隔热性等等方面,进行小细节优化,从而提高钢结构厂房设计水平。

(四)对抗震设计的优化

厂房结构的质量和刚度分布均匀,是厂房抗震能力的保障。所以,要避免因为结构刚度的不均匀而受到地震的破坏。厂房横向节后可以采用钢架使屋架和柱子之间产生固定的作用。

(五)对厂房耐热性的优化

钢结构厂房的防火能力很差,钢结构受热后就容易产生抗拉强度降低,硬度不够的现象。钢材受热100摄氏度,钢材的抗拉强度降低,塑性增大,而当钢材受热150摄氏度的时候,钢材的抗拉强度回升,但是塑性会降低。受热超过250摄氏度,钢材就出现徐变现象。所以,厂房的耐热性的优化非常重要,尤其要提高钢结构的耐热性,认真的涂抹耐热涂料。

结语:

随着我国技术的不断进步,钢结构的材料产量越来越大,也广泛运用到了人们的生活中。钢结构有着很多的好处,但同时也存在着一些问题,所以我们就要通过一些设计技巧和优化设计来解决这些问题,让钢结构材料得到更好的应用。通过本文的论述,在钢结构厂房的设计中,要从源头抓起,不仅要选用质量好的钢材料,规范的操作,合理的设计也是重要的步骤。要想建成一个耐用合格的钢结构工厂,除了要严格按照设计要求施工外,还要仔细规范的施工,不仅能保证施工人员的安全,也使钢结构厂房建成后更加安全可靠,从而提高效益。

房屋钢结构设计论文例2

中图分类号:TU391文献标识码: A 文章编号:

一、前言

轻型钢结构组合房屋一般是指采用轻型H型钢、槽钢、冷弯薄壁型钢、圆钢、小角钢及压型钢板、夹芯板组成的1~3层临时性房屋。轻型钢结构组合房屋是最简单的钢结构建筑,也是工业化程度最高的预制装配式轻型钢结构房屋。在建筑行业快速发展的今天,随着各种工程项目的开展,轻型钢结构组合房屋在越来越多的领域得到了广泛的应用,加强对轻型钢结构组合房屋的应用情况分析,并找出其中存在的问题提出解决措施,具有十分重要的社会经济意义。

二、轻型钢结构组合房屋的优势分析

近些年来,我国经济迅速发展,但是在经济高速增长的同时,也面临着严重的能源危机和生态危机,不仅仅严重威胁着国民的生命财产安全,影响到国民生活质量的提高,更严重阻碍了我国可持续发展战略的贯彻落实。其中各种建筑能耗一直在我国能源消耗中占据着很大的比例,降低建筑的能耗,发展绿色节能建筑,不仅仅是我国建筑行业发展的基本趋势,更是我国全面落实可持续发展战略的必然要求。轻型钢结构组合房屋的采用,具有很重要的意义。其独特的优势主要而言有以下几个方面,笔者将简单做出分析探讨。

1.具有很轻的重量,同时便于组装,组装速度快捷。一般而言,轻型钢结构组合房屋的重量要比传统的房屋要轻很多,平均每平米约150~300 N。同时,轻型钢结构组合房屋在另一方面也具有组装简单快速的特点。由于轻型钢结构房屋的各种构件基本都是在一些工厂开始都预先制定好的,有了需要时候,直接使用工具运送到目的地进行组装,只需要一些螺栓,自攻螺钉等构件,在熟练的组装人员的施工组装之下,可以很快的将房屋建造起来。相对于传统的房屋建造而言,其建造速度和施工周期要快速很多。

2. 轻型钢结构组合房屋在施工过程中,操作方便,施工速度快,同时会产生很小的噪音,噪声污染较小,在施工过程中,废气废水废渣排放量较小。由于钢结构中,主要的建筑材料使用的是钢材料,对土木,石灰,水泥等材料使用量大大减少,既减少了对各种资源能源的消耗,同时,可以加大建筑材料的回收利用效率,在绿色,节能,环保上具有很大的优势。

3.轻型钢结构组合房屋相对而言具有良好的抗震性能和抗风性能,不仅仅大大增强了建筑结构的稳定性,也可以大力保障建筑使用者的切身利益。在建筑的施工过程中,钢结构更有利于实施自动化,机械化生产,会减少劳动力的消耗,降低了工程造价。

三、轻型钢结构组合房屋应用和发展状况探究

1. 轻型钢结构组合房屋的结构形式

(一)板式结构:采用彩色钢板聚苯乙烯泡沫(EPS)夹芯板做成屋面、墙面的单层组合房屋,因为没有钢骨架,所以宽度(跨度)方向一般不超过5m。

(二)框架支撑结构:结构形式与日本东海租赁株式会社的基本相同,但是要根据我国现行的设计施工规程(规范)来确定钢结构的断面尺寸,合理选用已有建筑板材和保温材料。框架支撑结构体系一般多用于2层组合房屋,也可用于3层和单层组合房屋。屋顶可以做成双坡、单坡。

(三)盒子单元结构:其结构形式有整体盒子式和整体折叠盒子式两种。盒子结构可以是一个盒子单栋,也可以是多个盒子组成连排大栋以及2层组合房屋。可以配置内外钢楼梯。盒子构造做法:盒子单元的底座长度方向,梁采用轻型H型钢或槽钢;宽度方向,梁采用槽钢;地板龙骨采用C型钢或矩形钢管;立柱采用方钢管;盒子单元顶部长度和宽度方向的梁采用槽钢或C型钢,屋面檩条采用C型钢;单个盒子结构钢构件的断面尺寸应由设计计算确定,对于重叠堆放为二、三层的盒子单元房屋,每层的盒子单元结构均应由计算确定。屋面、墙面大都采用EPS夹芯板,门窗大都采用铝合金门窗或塑钢门窗。

2.轻型钢结构组合房屋应用中的问题和对策分析

(一)要加强轻型钢结构组合房屋的整体质量管理。要采取各种制度和政策对市场进行严格的规范。随着我国经济的发展和市场经济的不断完善,社会各个行业对轻型钢结构组合房屋的需求量逐渐增加,也进一步导致了很多资金流入其中,但是,除开市场很少的一些厂家能够很规范的进行经营之外,很多小企业的设计和施工都难以符合相关的质量标准,比如厂家的设计不够科学,钢材料和一些组装构件质量难以达到标准,房屋的整体很容易发生质量问题,比如房屋倒塌,漏水等,因此,加强对其质量管理控制具有十分重要的意义。

(二)轻型钢结构组合房屋属于临时建筑物,目前二、三层组合房屋钢结构构件的断面尺寸基本都不够。设计中关于基本风压的取值问题也有不同意见,厂家认为组合房屋属于临时性建筑,设计使用年限按5年考虑,风荷载计算时基本风压的重现期是取10年时的风压值还是取50年重现期相应的风压值存在争议。另外,对设计中一些系数的取值也有不同看法。为了促进行业的健康发展,当务之急是尽快组织编制轻型钢结构组合房屋行业标准和产品图集。

(三)研究开发新产品。在提高现有钢结构组合房屋质量的同时,不断研究开发新产品对每个企业都很重要。按照客户要求进行个性化设计制作,厨房、卫生问、阳台、走廊、楼梯、雨棚、电器、给排水及室外设施全部配套,客户开门即可人住。

3.轻型钢结构组合房屋的发展及应用

改革开放以来,我国的经济市场逐步和世界市场接轨,也为国外的轻型钢结构组合房屋进入我国的市场敞开了大门,在此过程中,也使得一些彩色的涂层钢板等各种配件,连接件,以及一些新材料和新产品逐步得到了引进,并得到了进一步的研发,从而进一步促进了我国的轻型钢结构组合房屋的发展和应用,但是,从总体而言,到目前二,我国的轻型钢结构组合房屋的生产厂家很多,但是其规模都相对较小。

上海宝钢产业轻型房屋有限公司是设计制作安装轻型彩钢组合房屋的专业厂家,其产品系列有城市小品、书报亭、工厂办公用房及工地盒子结构活动房等,公司以宝钢彩色涂层钢板的优势和房屋造型新颖具有现代感的特色,得到广泛应用,轻型钢结构组合房屋的需求量还在逐年增加。

四、结语

轻型钢结构组合房屋是我国房屋建筑行业的一个新的经济增长点,,对国民经济的增长和人们生活水平的提高有着巨大的推动作用。随着建筑行业不断的发展和完善,建筑结构不断出现新的趋势,在世界能源危机和生态危机日渐严重的背景下,降低建筑能耗,实施低碳环保的建筑结构设计,对我国的可持续发展战略的贯彻落实有着十分重要的意义。轻型钢结构建筑作为一种新型的建筑结构,具有其独特的优势,不仅仅有助于提高建筑结构的稳固性和安全性能,更能够满足低碳节能,生态环保的设计要求,加强轻型钢结构房屋的推广和应用,不仅仅有助于进一步推进绿色建筑节能建筑的发展,更有助于促进我国可持续发展战略的贯彻落实。

参考文献:

[1]弓晓芸 弓剑 轻型钢结构组合房屋的应用和发展 [期刊论文] 《钢结构》 -2006年3期

[2]王经龙 于江 组合房屋在我国的应用和发展 [期刊论文] 《四川建材》 -2008年5期

[3]王紫芸 轻型钢结构组合房屋应用问题探讨 [期刊论文] 《钢结构》 -2008年4期

[4]弓晓芸,再谈轻型钢结构组合房屋的应用问题 [会议论文] 2009 - 2009年全国建筑钢结构行业大会

房屋钢结构设计论文例3

中图分类号: TU391 文献标识码: A

随着科技的进步和社会的发展,钢材在建筑中派上了用场,也有了很大的发展,钢材本身具有较高的承载力,抗震的效果也很好,并且有较高的施工率。所以,现在的很多厂房都用钢结构代替了混凝土和瓦转。钢材因为重量小,所以施工的速度很快,也在很多民用的建筑中得到了应用。但是钢材也有一定的缺陷,本文就来根据钢材的缺陷来论述钢结构厂房设计的注意事项和优化策略。

一、钢结构厂房设计的注意事项

(一)防火和隔热问题

(二)温度伸缩缝问题

钢结构的形状会因为温度的变化而发生变化,这会影响厂房产生很大的温度力,所以,在钢结构厂房设计的时候,要注意避免温度力过大的问题,如果钢结构厂房面积很大,可以把厂房分几个温度区,在厂房内部设计温度缝,纵向横向都可以,钢结构来决定温度区的长短。

(三)防锈问题

(四)抗震设计问题

抗震设计是非常重要的环节,在设计的时候,要注意三个方面。

1、稳定作用不足。钢结构厂房被破坏,一般是因为稳定作用造成的,所以必须合理的配置支撑系统,巩固厂房的稳定性。

2、刚度和质量分布均匀。在厂房设计中,要保障厂房刚度和质量分布均匀,避免因为结构的刚度不够而造成的影响。

3、结构连接点。要保证厂房不受地震的影响,在设计结构连接点的时候要保证连接点的破坏晚于构件的截面。这样能够更好的吸收地震能量。

(五)屋盖支撑问题

屋盖支撑的系统是由纵向支撑,横向支撑和垂直支撑构成的。在设计屋盖的时候,要考虑到厂房的高度,跨度和结构等因素。一般的屋盖支撑都是以垂直支撑为主的。因为施工条件的影响,所以不论是什么样的屋顶都要在天窗上弦和屋架上弦设计横向支撑。

(六)屋面设计问题

对于屋面的设计,要注意放水的问题。屋面放水的设计中坡度设计是根据实际情况来定的,容易积水就把坡度调大一些。使用彩钢板内板、保温层、隔气板和防水层构成的复合型屋面,也可以在双层那个彩色压型钢板下加保温棉,增加屋面的刚性。

(七)钢结构厂房力面的设计

钢结构厂房建筑有色彩、线条、变化和规模四个特点,在设计的时候要把握好这四个特点,设计厂房力面的时候,根据工艺技术确定怎么什么设置,做到立面简洁。彩色压型钢板颜色很丰富,体积也很轻巧,在设计的时候,不但要表现出厂房的恢弘大气,还要注重立面的效果。用彩色压型钢板的效果很好,线条能够突出建筑的特点,体现出了现代气息,也体现了设计者独特的设计理念。

二、钢结构厂房设计的优化对策

钢结构厂房具有明显的优点,同样的也有明显的缺点存在。钢结构厂房的设计者,要对钢结构建筑的建设和发展非常重视,跟随我国钢结构材料产量的增加,钢结构厂房的数量也越来越多,用途也越来越广。所以,对于钢结构厂房的设计,我们要根据几个方面论述其优化对策。

(一)促进钢结构厂房设计的统一标准建立

在钢结构厂房的建设过程中,设计内容和施工内容往往差异很大。使得,工程最后造成误差,这对厂房的质量有很大的影响,使厂房容易受到火灾,雷电等自然灾害的影响。所以,在厂房设计中,设计者要注重统一标准的建立,这有利于减少设计失误而造成的影响,对钢结构厂房结构的优化起到了作用。

(二)减少厂房设计的复杂程度

钢结构厂房的实用要求很高,在设计的过程中也有很多技术性问题,所以设计者要注重减少钢结构厂房设计的复杂程度,进行缜密合理的计算,让厂房设计更加的严谨。设计结果的简明可以加快厂房的施工建设,也可以避免出错。

(三)对钢结构厂房设计的优化

在钢结构厂房结构设计之前,设计者应该对钢结构标准的结构有一个明确的认识,并在这个基础上进行优化。钢结构厂房的优化要重点注意防火防雷这两个方面,然后还要兼顾优化厂房的耐久性、防水性、防腐性、保温性、隔热性等等方面,进行小细节优化,从而提高钢结构厂房设计水平。

(四)对抗震设计的优化

厂房结构的质量和刚度分布均匀,是厂房抗震能力的保障。所以,要避免因为结构刚度的不均匀而受到地震的破坏。厂房横向节后可以采用钢架使屋架和柱子之间产生固定的作用。

房屋钢结构设计论文例4

关键词:

钢结构;地震作用;梁柱刚性连接;门式刚架抗震设计

我国每年有超万亿吨之多的钢产量,加快我国的钢产业政策由长久采取的“节约钢材”变为“合理用钢”、“鼓励用钢”,所以钢结构的用量有良好的前景。我国为地震区的城市有很多,因此应该按照规范进行抗震分析和设计。

1钢结构抗震分析

1.1钢结构跃层加层动力分析概述古今中外,地震灾害造成的损失是难以估量的,在地震灾害中,我们付出的代价是惨重的,与此同时也取得了大量而宝贵的经验和知识。通过对震后的调查和研究表明,造成震害的主要原因之一是建筑立面与平面不规则。竖向抗侧力构件不连续是跃层加层房屋加固和改造形式的特点,从竖向看,抗侧力较小,在加层标高处,刚度易形成突变,因此从建筑立面规则性方面思考,此结构根本对抗震设计无用。所以为了避免抗震造成的不利影响,应采用有良好抗震性能的钢结构,能在一定程度上弥补跃层加层技术布置的不合理。钢材是匀质材料且各项同性,有延性好、质量轻、强度高的特点,为达到建筑抗震的要求,钢结构是使用的材料之一。当地震作用时,钢结构框架由于钢材强度高和均匀的材质,因而结构的稳定性和可靠性较大;钢结构房屋的自重轻,因为钢材的强度大和质量轻,从而地震波动作用对结构的作用会减小;因为钢结构延性性能较好,所以钢结构具的变形能力很大,房屋在很大的变形下也不会倒塌,从而结构的抗震安全性得以保证。

1.2抗震性能的特点良好的抗震性能是钢结构的特点,概括起来主要包括以下方面:(1)钢材材质均匀,受力性能各项同性,有韧性好、强度高、质量轻等优点,在震波的受力作用下,由于钢材的材质均匀,整体受力,质量轻,强度可靠,因而钢结构的房屋可靠性和稳定性大;(2)由于刚架结构自重轻和整体性好,较能承受地震的波动,使地震作用变小;(3)因为采用压型钢板,使墙面和屋面具有很好的蒙皮作用,使地震作用减少;(4)钢结构形式建筑的房屋,较低矮,亦使房屋能够承受地震波动;(5)采用端板半刚性连接梁一梁和梁一柱的刚架,当地震作用,外力很大,超过设计荷载时,弹塑性变形增大,弯矩增大,降低了受弯承载力,变形增大,具有良好的延性。

1.3结构地震反应理论分析方法从古至今,地震很难预测,预防措施是减少地震灾害最主要的方法,临时性的地震预报可减少经济的损失和人员的伤亡,但这是不可能的。结构抗震最好的预防措施是采取可行有效的设计方法,使结构抗震能力提高,避免结构的大裂缝和倒塌,避免经济损失和人员伤亡。随着科技进步、经济的发展、人们抗震理念的深入,建筑的抗震设计随着抗震理论的加深而成熟,抗震设计的科学领域已经形成且庞大。目前正在发展中的概率弹塑性理论和静力理论、反应谱理论、直接动力分析理论是结构抗震设计理论发展经历的4个阶段。结构地震反应分析方法的理论基础是根据结构抗震设计理论而定的,时程分析法、振型分解反应谱法和底部剪力法是地震作用分析方法的三个基本方法。

2钢结构抗震设计

2.1梁柱刚性连接抗震设计钢结构梁柱刚性连接脆性断裂是造成日本阪神地震和美国北岭地震人员伤亡和经济损失的直接原因。此后许多专家做了大量的实验,根据实验结论,提出了防止断裂的方法和预防措施,可以降低构件脆性,提高构件延性,防止节点处脆性破坏的发生,现行规范没有纳入这些成果。目前我国常用钢结构连接形式是栓焊混合连接梁柱刚性连接,它具有节省钢材、构造简单、节约工期等优点。但这种形式的节点不用于美国北岭,严重的脆性断裂是这次地震中房屋倒塌的主要原因,为此经专家分析发现,有效地提高节点塑性转动能力的方式就是在抗剪板和梁腹板之间补焊,为了避免现场焊接的梁柱连接缺陷也可以采用梁一梁拼接型式。

2.2门式刚架抗震设计门式刚架与传统的单层房屋有差距,因为自重相对较轻,采用轻型墙面和屋面。因此《抗规》规定,普通钢厂房的抗震规定对单层轻型的钢厂房不适用。《门规》对此做了如下规定:(1)从设计方面出发,单层轻型门式房屋钢结构的质量较轻,对7度以下抗震烈度设防地区,抗震验算不用进行,当抗震设防烈度大于s度时,结构的纵向和横向框架应该进行相关的抗震验算和分析以便于居住。(2)当由地震控制设计由效应组合作用时,在构造上,采取相应的抗震措施来针对轻型钢结构的特点。比如,按屈服强度的1.2倍来设计支撑连接处的承载力;宜加腋来提高斜梁下翼缘和刚架柱连接点处的承载力,应减小该处翼缘受压区域内的宽厚比;适当的用强度高的螺栓对构件进行加固和连接;把抗剪键设置造柱脚底板,要增强高锚栓的抗剪力和抗拔力应采取必要措施;适当的提高抗拔承载力和抗剪承载力和抗扭矩承载力。(3)低矮是单层轻型门式刚架钢结构房屋的特点(一般不超过18m,高度小于40m),且质量集中在上部,主要的受力形式是剪切受力,近似于单质点体系的结构,符合《抗规》第5.1.2条规定,进行抗震计算分析的方法可用底部剪力法;根据《抗规》第9.2.5条,结构阻尼比取0.045-0.050。应按照附录H.2和《抗规》9.2节来进行抗震设计单层及多层钢结构工业厂房(单层轻型钢结构厂房除外)。

3结语

在对美国UBC规范的地震作用、“建筑工程抗震性态设计通则”和现行抗震规范比较分析的基础上,从抗震设计原则出发,针对刚性连接的梁柱,对于结构,我国采用“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设计理念,按大震验算和小震设计的方法来落实到设计规范上。线弹性和塑性是结构的特点,振型耦合的叠加原理可以来反应地震波动。结构的基础与土层之间无直接相互作用,所以全部支座处的地震波动相同,最大的地震反应是结构的最不利地震反应。

参考文献

[1]渡边邦夫.钢结构设计与施工.北京:中国建筑工业出版社,2006.

房屋钢结构设计论文例5

中图分类号:TU37 文献标识码:A

概 述

目前,许多的房屋建筑都使用钢筋混凝土建筑结构,不言而喻它的结构设计重要性就凸显出来了。在房屋钢筋混凝土建筑结构设计中,因设计者对其相关设计规范、政策的理解不同,再加上个人的经验不同等诸多的原因,在处理房屋钢筋混凝土建筑结构某个设计问题时,就会出现不同的处理方法,导致某些建筑结构设计不合理。文章根据笔者多年来在这方面工作的亲身体验,就房屋钢筋混凝土框架结构设计中的一些心得体会等总结如下,仅供同行参考。

1 钢筋混凝土建筑结构含义

我们说的所谓的钢筋混凝土建筑结构,实际上是指用配有钢筋增强的混凝土制成的一种结构。它所承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的,这主要包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等。它具有坚固、耐久、防火性能好,比钢结构节省钢材和成本低等优点,是用在房屋建筑、工厂等预先制成的钢筋混凝土构件,在现场拼装而成的钢筋承受拉力,混凝土承受压力的特质结构。

它的承载压力原理是在混凝土受拉区域内或相应部位加入一定数量的钢筋,使两种材料粘结成一个整体,共同承受外力。钢筋混凝土粘结锚固能力可以由混凝土收缩,将钢筋紧紧握固而产生摩擦力;钢筋端部加弯钩、弯折或在锚固区焊短钢筋、焊角钢来提供锚固能力;钢筋与混凝土接触面上化学吸附作用力,也称胶结力;钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用这四种办法在具体施工中得到。

2 房屋钢筋混凝土建筑结构设计要求

前面笔者已经阐述了,在房屋钢筋混凝土建筑结构设计中,因设计者对其相关设计规范、政策的理解不同,加之个人的经验不同等诸多的原因,在处理房屋钢筋混凝土建筑结构某个设计问题时,就会出现不同的处理方法,但无论哪种方法,都要满足钢筋混凝土建筑结构设计的最基本要求:稳定性。对房屋建筑来说,在抗震设计中,房屋的高宽比是一个需慎重考虑的问题,它巨大的倾覆力矩在柱中和基础中引起的拉力和压力比较难处理。笔者结合几年来的工程实践,总结如下:要使房屋钢筋混凝土建筑结构有规范规定的安全可靠度;还要有最适合的施工机械、施工技术能力,最后就是要满足房屋的使用功能。

3 房屋钢筋混凝土建筑结构设计措施

房屋钢筋混凝土建筑结构设计措施,是保障整个房屋建设施工质量好坏的最核心因素。对此笔者重点阐述如下。

3.1地基与基础的设计。笔者认为房屋的地基与基础设计是目前结构工程师在设计结构时比较重视的一个方面,笔者建议首先要注意地方性规范的重要性。由于我国地域面积较广,地质条件相当复杂,作为国家标准的《地基基础设计规范》等相关规范政策是无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定,因此,要加以重视。

3.2构造措施要加强。对于大跨度柱网的框架结构,处于楼梯间处的框架柱,由于楼梯平台梁与其相连,使得楼梯间处的柱可能成为短柱,应对柱箍筋全长加密。这一点在设计中容易被忽视,应引起重视。对框架结构外立面为带形窗时,设置连续的窗过梁,可能会使外框架柱成为短柱,应注意加强构造措施;对于框架结构长度略超过规范限值,建筑功能需要不允许留缝时,为减少有害裂缝,建议采用补偿混凝土浇筑。采用细而密的双向配筋,构造间距宜小于150毫米,对屋面宜设置后浇带,后浇带处的构造措施,宜适当加强。

3.3传力路线设计要简单。一般地,我们在设计结构时结构的传力路线越短,越直接,结构的工作效能越高,耗费的建材也就越少。所以笔者建议平面、立面都要简单。

但需要加以注意的是钢筋混凝土结构的抗震设计,实际设计中要考虑满足《抗震规范) ( GB50011- 2001) 第4. 2 .1 条指出的当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时,不超过8 层且高度在25 m 以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房,可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。

3.4碳纤维加固法的应用。在碳纤维片材延伸长度范围内应通长设置垂直于受力碳纤维方向的压条。压条宜在延伸锚固长度范围内均匀布置,且在延伸长度端部必须设置一道。每道压条的宽度不宜小于受弯加固碳纤维布条带宽度的1/2,压条的厚度不宜小于受弯加固碳纤维布厚度的1/2。当碳纤维布的延伸长度小于按公式(1)计算所得长度的1/2时,应采取可靠的附加机械锚固措施。

碳纤维加固法是一种混凝土结构加固技术,它通过将高强度碳纤维织物或预成型板材通过改性环氧树脂粘贴于被加固构件表面达到改善结构受力性能的目的。但缺点是对环境的温度有限制,并且需要做专门的防护和处理。若防护不当,易遭受火灾和人为破坏。

3.5预应力加固法。这种方法具有改变结构内力分布、卸载和加固,对其它加固方法中常见的应力应变滞后现象能较好地消除;因此在重型结构、大跨度构件或处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固中适用。

除此之外笔者还建议围护结构最好采用轻质材料。我们从力学观点分析就可以知道,在民用和公共建筑的平面布局中,应尽量使柱网按开间等跨和进深等距布置,这样可以相应减少边跨柱距,充分利用连续梁的受力特点,以减少结构中的弯距,使各跨梁截面趋于一致,从而提高结构的整体刚度。

总语

通过上面的综合阐述和分析,笔者认为,作为房屋建筑工程最基本骨架的钢筋混凝土建筑结构设计,会影响到工程质量的优劣,关乎于业主的切身利益。因此,在房屋钢筋混凝土建筑结构设计中要加强质量意识及组织机构的控制,施工管理人员以及施工人员,牢固树立质量始终是第一位的思想,建立健全各种质量责任制,使其自觉的执行有关质量要求的及规定,确保施工各个环节都能满足质量要求。

参考文献

[1]李杰等.钢筋混凝土房屋结构设计浅析[J].城市建设理论研究, 2012(04).

房屋钢结构设计论文例6

中图分类号:TU74 文献标识码:A

本文以珠三角地区为例,主要结合珠海中信湾项目,由于珠三角气候特殊,在下雨季节经常出现大风,大的降雨量,极易发生房屋屋面漏水现象,并且主要在与墙体连接部分、内天沟两侧檐沟等部分发生漏水,对房屋的正常使用产生了严重影响。屋面漏水的原因

(一) 设计方面的因素

在实际进行设计时,建设方为了节约成本或者其他因素要求最大程度的减小屋面坡度,而设计单位又不懂得灵活变通,忽略实际情况。最终致使建成的工程屋面坡度太小而无法将屋面雨水及时排到天沟,导致渗水发生。有一点不得不提,设计时未考虑钢结构与砼的材料膨胀系数差异,在钢结构与砼之间极易形成裂缝。这个裂缝通常要经过一冬一夏之后达到顶峰值,因此判断一个工程的防水工程质量水平,至少要经过一冬一夏的时间,尤其是在台风天气查渗漏水情况。

此外,设计人员也不是非常了解当地的降雨情况,设计过缓的屋面坡度、过小的天沟截面积;或者偏少的落水管,如果降雨量在瞬间增加,天沟无法及时排水,最终因超过其承受力度而导致钢板横向接缝变形。

再次,设计节点不足。钢筋混凝土主体结构设计脱离房屋屋面钢结构设计,没有清晰的设计局部节点,施工单位则随意选择节点,可能会导致屋脊处墙高不足、伸出屋面的管道或者排气道位置不合理以及高度不合理等,对防水层施工带来了一定的影响。设计钢筋混凝土主体结构的单位不同于设计房屋屋面结构的单位,致使屋面在跨度上存在着误差,而在施工时施工人员因非专业人员也无法发现,导致檐口伸进天沟的尺寸不能满足要要求,这些促使檐口出现边缘渗水情况。

接着,选择不当的板型。如果板型是按扣式或者咬合式,只要合理安装就不会出现什么问题。如果板型是直接用自攻螺钉连接的,即使现场处理再好,防水胶处理的再好,其自身的热胀冷缩也会导致屋面漏水。

还有在没有充分考虑的情况下设计屋面空洞,导致设计不符合实际,只能在施工现场随意割洞,降低了孔洞的防水性。而围护部分彩板如果很薄的话,在使用一段时间后,外板可能遭到腐蚀或者发生热胀冷缩,增加了板与板的间隙,也可能导致屋面漏水。另外,屋面板使用夹芯平板的话,如果屋面跨度较大,在半年内就会漏水。

(二) 施工方面的因素

施工人员在施工时不注意保护屋面围护,随便踩踏屋面,促使屋面不再平整,甚至有裂纹出现。还有些施工单位只是刷防锈漆或者沥青漆用于天沟防腐,而天沟在使用不久就会发生严重的腐蚀;没有对内天沟设置保温层,促使室内形成一道“冷桥”导致屋面滴水或者结露,可以涂刷防结露漆于天沟下,或做其他保温处理。而钢结构厂房屋面由于具有过大的跨度,一般搭接形成屋面板,即使在搭接的过程中应用聚氨酯密封胶和缝合钉等,可是也无法满足标准要求,出现漏水。另外,施工时由于不严谨,导致天沟横向没有坡度。在关键部位施工不仔细。比如,女儿墙等根部阴角未依据规定施工成圆弧或者圆弧过小、卷材端边收头没有严实密封、上口白铁皮发生变形、固定点过少、部分密封材料脱离封口等;没有严密堵实伸出屋面的管道,同时管道四周的找平层不高于附近找平层,导致防水层不能达到泛水高度;在对保温层进行施工时,如果遇到降雨,就会堵塞排气槽,而不合理的排气孔设置促使保温层长久处于雨水中。假如轻钢结构没有设置维护砖墙,钢结构施工单位一定要积极与土建施工单位配合,主要由于这和土建以及钢结构都有关。如果配合不好就会导致女儿墙面粉刷层垂直度和平等度不符合要求,促使墙上预留嵌槽不符合屋面坡度,导致泛水板嵌入女儿墙的深度不同,而泛水板在发生热胀冷缩之后会局部脱离粉刷层,最终房屋屋面发生漏水。

一、 轻型钢结构房屋屋面防渗漏的措施

首先设计人员要依照规范进行设计,不能为了节约成本而随便降低设计标准,设计人员也要深入施工现场,以实际情况为依据进行设计。如果设计钢筋混凝土主体结构和设计房屋屋面钢结构的单位不是一个单位,则要求两个单位相互配合。其次,设计人员也要以实际情况为依据详细设计合理的节点;而在对屋面檩条进行设计的时候,不能为了降低钢材成本而降低檩条的高度,由于檩条高一些可以有效防治屋面漏水。再次,选择防水性能较好的板型做屋面板,促使板材可以紧密连接到一起,避免发生漏水。接着,选择合理的防水材料。因为金属屋面板材料具有特殊性质,应该选择适合金属板屋面防水的材料,比如丁基橡胶防水密封粘结带。还有,在安装工程时,要进行严格的现场管理,提高安装人员的专业水准。当前钢结构安装队伍素质差异很大,有些很少了解钢结构加工以及安装知识,经常在安装过程中出现问题。所以有必要提高钢结构安装队伍的专业水平,而钢结构厂家也可以建立自己的安装队伍,提供更全面的服务。最后,施工队伍也要严格依照标准进行施工,积极配合其他部门,为钢结构屋面安装提供便利条件。通过以上措施轻型钢结构房屋屋面将会提高防水性能,提供更好的生活和生产环境。

二、 结语

钢结构较短的施工周期得到了工业厂房的亲睐,甚至有些别墅的小业主也对钢屋面情有独钟,而钢结构房屋屋面的防水是一个值得重视的问题。所以无论是设计人员,还是施工人员都要严格依照标准进行设计和施工,最大程度的提高轻型钢结构房屋屋面的防水性能。

参考文献

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[4] 张焕连. 住宅建筑屋面防水施工探讨[J]. 科技资讯. 2011(24)

房屋钢结构设计论文例7

Abstract: in recent years, China's engineering design technology has achieved remarkable results, had the very big enhancement. Among the steel structure workshop design is made a major breakthrough, better and better. As the steel structure of the stable performance is good, construction is convenient, the advantage of high compressive strength, more and more get the trust of enterprises and companies, is widely used. This is mainly discusses complex steel structure plant structure design, the design of some of the general requirements and problems of simple analysis and discussion. So as to provide the relevant personnel material.

Keywords: steel structure workshop, the structure design.

中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:

1.钢结构厂房的结构

钢结构的厂房一般有屋顶结构、支撑柱、吊车梁以及各种支撑结构和墙架结构组成,大体可分为五个部分屋顶结构、横向框架、吊车梁和制动梁、墙架、支撑体系。结构设计的一般经历(1)结构方案的布置;(2)结构载荷的计算;(3)钢结构的内力分析;(4)构件的设计;(5)施工图的形成。

1.1 结构形式

门式刚架、排架、刚接框架是钢结构厂房的主要结构形式主。门式刚架通常适用于跨度9 ~ 36m、柱距6m、柱高4.5 ~ 12m、设有吊车起重量较小的单层工业房屋或公共建筑,设置桥式吊车时,宜为起重量不大于20t 的中、轻级工作制吊车;设置悬挂吊车时,起重量不宜大于3t; 对厂房较高( H > 18m) 时单跨( 多跨) ,吊车起重量较大( Q >50t) 硬钩吊车的重型厂房,为保证厂房横向刚度要求,宜采用刚接框架形式; 其他的结构可采用排架结构形式。排架柱在基础处通常做成固定端,柱顶与屋架或横梁的连接可以做成铰接,也可以做成刚接。柱的上下两端均为刚接的排架,可以增加刚度和节约钢材。通常在采用重型屋盖的刚接排架中,为了减少柱上端的弯矩,可以在屋盖结构安装完毕后再将柱顶刚接,以减少由屋盖静荷载所产生的柱顶固定端弯矩。

1.2 柱间支撑的布置

柱间支撑的布置: 有吊车时,应在厂房单元中部设置上、下柱间支撑,并应在厂房单元两端增设上段柱柱间支撑; 抗震设防烈度为7 度时结构单元长度大于120m,8、9 度时结构单元长度大于90m,宜在单元中部1 /3 区段内设置上、下段柱间支撑。根据工程的特点,柱间支撑选择在厂房单元两端设上段柱柱间支撑,在厂房单元中部设置上、下柱间支撑。

1.3 刚接柱脚形式的确定

钢结构柱脚按结构内力划分,可分为铰接柱脚和刚性固定柱脚两大类。铰接柱脚仅传递竖向荷载和水平荷载。刚性固定柱脚,除了传递竖向荷载和水平荷载外,还要传递弯矩,计算和构造较复杂。刚性固定柱脚按其构造形式可分为三种形式: 露出式柱脚,埋入式或插入式柱脚,以及外包式柱脚。

2.钢柱钢材的用及要求

钢架结构中的一重要角色就是钢材,它对厂房的稳固、安全起着至关重要的作用,如果钢材选用不当,有可能造成厂房倒塌,对企业的造成巨大的经济损失。因此,对钢材要严格选用和合理配置。为了保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏,应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑,选用合适的钢材牌号和材性。一般可选用的钢材有: Q235 钢、Q345 钢、Q390 钢、Q420 钢。在钢结构设计中,应注明建筑结构的设计使用年限、钢材牌号、连接材料的型号( 或钢号) 和对钢材所要求的力学性能、化学成分及其他的附加保证项目。此外,还应注明所要求的焊缝形式、焊缝质量等级、端面刨平顶紧部位及对施工的要求。另外还应注明对有害元素的限值及对钢材塑性、韧性的要求,主要是对硫( S) 、磷( P) 含量的限值,S 会增加钢材的热脆性,P 会增加钢材的冷脆性,最后对碳( C) 的含量也应有限值,虽然增加C 含量会提高钢材的强度,但是会降低钢材的塑性及可焊性。对焊接结构及非焊接结构限制采用Q235 沸腾钢须注明。虽然现在随着炼钢技术的改进,沸腾钢在市场上已经很少遇到,但是一些小钢厂还会生产沸腾钢,所以对不能用沸腾钢的结构须明确指出。对钢材强度及塑性、韧性的要求。钢材的抗拉强度是钢材受力破坏时所能达到的强度值,屈服强度是设计时我们取用的强度值,抗拉强度至少大于屈服强度20%,作为结构的安全储备。伸长率的要求是对钢材塑性的要求,是为了保证结构的塑性设计而提出的要求。冷弯试验的合格保证及对冲击韧性的要求是为了防止结构发生脆性破坏而提出的,须严格执行。设计中须明确规定对需要验算疲劳的焊接、非焊接结构钢材冲击韧性的合格保证。

房屋钢结构设计论文例8

Abstract: As the steel structure overall rigidity and good seismic performance, construction speed, light deadweight, high carrying capacity, in the large span and super high-rise buildings instead of the reinforced concrete structure, but also has the disadvantage of poor fireproof performance, easy corrosion, according to the characteristics of will give better play to the steel structure role in the design, the author in this article several problems in the design of steel structure workshop described in this paper.

Key words: steel structure; plant design; pay attention to the problem

中图分类号:TU2

一、轻钢结构及其适用范围

所谓轻钢结构通常是指由下列钢材所构成的结构:①冷弯薄壁型钢结构;②热轧轻型钢结构;③焊接或高频焊接轻型钢结构;④轻型钢管结构;⑤板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结构。

1. 适用范围

根据我国目前情况来看,这种结构由于其用度广、优势明显,已大量应用于单层工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。对单层工业厂房而言,通常以H型钢,采用焊接连接作为梁柱,以C形或Z形轻钢板作檩条,屋盖系统或楼面系统用压型彩色钢板作面层,上面可浇混凝土,压型钢板既可作为钢筋,必要时也可以再配钢筋。墙面围护也可采用单层或夹层压型钢板,夹层板内部可充填各种保温层。

2. 主要优点

轻钢结构厂房在我国还尚属起步阶段,相比传统的砖混和混凝土结构建筑钢结构建筑的优点如下:

1)钢结构抗震性能非常好,钢材有良好的抗拉,抗压,抗剪性,能承受较大的弯曲,是延展性极好的材料。其重量比较轻,对比其它结构的建筑物大约可以轻百分之三十左右,尤其是厂房在地震设防裂度相对较高的地点,它的综合经济性是比钢筋混凝土结构要具有一定的优势的;

2)在空间的布置上相对灵活,而且开间也相对较大,这样就提高了整个建筑物的实用面积可以提升3~5个百分点;

3)钢结构在生产方面可以实现在工厂里的成批次生产,而且施工上相对简单,安装起来也比较方便,这就将施工的周期很大程度的缩短了;

4)钢结构建筑是一种绿色的环保型建筑,同时钢材本身它的特点是高效能高强的材质,并且可以实现循环使用,施工也不用去制模;

5)但是钢结构也有一些缺点。例如容易被腐蚀、在防火的性能上相对较差,技术人员在设计的过程中应根据钢结构自身的特点“取其精华去其糟粕”这才能将钢结构的作用发挥到最好,

二、轻钢结构设计中的注意问题

当前,我国钢结构发展的形势很好,21世纪是钢结构快速发展时期,长期以来,由混凝土结构、砌体结构一统天下的格局将被打破,从事钢结构制造、施工企业前景宽阔,建筑设计技术人员也面临着新的机遇和挑战。笔者认为,以下几点仍需我们加以重视。

1.钢材的保温隔热与防火

钢材具有很高的导热性能,其导热系数为50w(m.℃),当受热达到100℃以上时,其抗拉强度就会降低,塑性增大;温度达到250℃时,钢材抗拉强度会稍提高,但塑性却降低,出现蓝脆现象;温度达到500℃时,钢材强度降至很低,会致使钢结构塌落。所以当钢结构所处环境温度达到150℃以上时,就必须做隔热防火设计。其做法一般为:钢结构外侧包耐火砖、混凝土或硬质防火板材。或者钢结构刷厚涂型防火涂料,厚度按《钢结构防火涂料技术规程》计算。

2.屋面支撑系统及屋面设计

屋盖支撑系统的布置应根据厂房跨度、高度、柱网布置、屋盖结构形式、吊车吨位和所在地区的抗震设防烈度等条件来决定。一般情况下无论有檩或无檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑;在无檩体系中,大型屋面板有三点和屋架焊接,可起到上弦支撑作用,但考虑到施工条件的限制和安装需要。无论有檩或无檩体系屋盖均应在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。对于屋架间距不小于12m的厂房或厂房内设有特重级桥式吊车或厂房内有较大振动设备的均应设置纵向水平支撑。

屋面的排水及防水设计在屋面设计中需重点考虑,根据《屋面工程技术规范》的规定,屋面坡度最小为5%,在积雪较大的地区,坡度应适当加大。单坡屋面的长度主要取决于所在地区的温差以及降雨所形成的最大水头高度。根据工程设计经验,单坡屋面长度宜控制在70m以内。目前,市场上钢结构屋面的做法常用的有两种:①刚性屋面:双层彩色压型钢板内夹保温棉;②复合柔性屋面:由屋面彩钢板内板、隔气层、保温层、卷材防水层组成。

3.温度伸缩缝的设置

温度变化将引起钢结构厂房的变形,使结构产生温度应力,当厂房平面尺度较大时,为避免产生较大的温度应力,应在厂房纵横两个方向设置温度伸缩缝,区段的长度可以根据钢结构规范来执行。温度伸缩缝一般采用设置双柱的方法来处理,对纵向温度伸缩缝可在屋架支座处设置滚动支座。

4.防锈处理

钢结构表面直接暴露在大气中就会锈蚀,当钢结构厂房空气中有侵蚀性介质或钢结构处在潮湿环境中时,钢结构厂房锈蚀就会更加明显和严重。钢结构的锈蚀不仅会使构件截面减小,还会使钢构件表层局部产生锈坑,当构件受力时将引起应力集中现象,使结构过早破坏。因此,对钢结构厂房构件的防锈蚀问题应予以足够的重视,并应根据厂房侵蚀介质情况和环境条件在总图布置、工艺布置、材料选择等方面采取相应对策和措施,以确保厂房结构的安全。一般钢结构的防腐常采用防锈底漆和面漆,涂装层数及厚度常根据其使用环境和涂层性质来决定。一般室内钢结构在自然大气介质作用下,要求涂层厚度100μm,即底漆两道,面漆两道。露天钢结构或在工业大气介质作用下的钢结构,要求漆膜总厚度为150μm~200μm。且在酸环境中的钢结构要求使用氯磺化防酸漆。钢柱柱脚在地面以下部分要用不低于C20的混凝土包裹,其保护层厚度不小于50mm。

5.立面设计

整个厂房在平面的设计取决于工艺布置,同时要尽力做到统一和简单。立面上的设计,主要要把握线条、规模、变化、色彩这四个方面的特征。轻钢结构厂房可以做成彩色的,这相比传统的钢筋混凝土结构就显得丰富很多。在轻钢厂房的设计中可以用不同的色彩来代表主要的出入口、不同功能的车间等等,既区分了功能同时增强了立面的效果。传统的混凝土墙面在采光效果上无法达到要求,所以只能在墙面上设计一下采光的窗户。钢结构的厂房通过一些线条将钢结构建筑独特的风格、金属的流畅质感,来体现出来,如果在墙面上有很多采光的窗户,那么建筑整体的美观就会被破坏了。所以,钢结构的厂房可以使用大量采光均匀的屋面采光板,这样还可以同时将厂房的通风问题一起解决了。

三、结束语

总之,钢结构厂房的设计,应根据其特点进行建筑结构设计,使设计安全可靠,经济合理且美观大方。设计人员需多方面考虑问题,在分析比较中寻找更合适的方案。

房屋钢结构设计论文例9

中图分类号:TS958文献标识码: A

前言

一般而言,工业建筑是指用以从事工业生产的各种房屋,也叫厂房或厂房建筑。工业是我国国民经济支柱产业,保证工业安全生产,提高工业基础设施建设水平是工业发展的必要条件,为此人们对工业厂房建筑的建设逐渐给予了更多的关注。在厂房建设过程中,结构设计是第一步关键工作环节,其决定了厂房建设的施工质量和投资效益。工业建筑的设计风格根据设计人的经验和角度不同存在差异,我国目前普遍采用的形式为钢筋混凝土结构和钢结构。本文针对工业厂房建筑结构的设计优化提出了一些个人观点,仅供设计人员及施工人员参考。

一、解析结构设计优化的基本方法

目前建筑工程的结构设计优化技术的基本方法主要有两种,即直觉优化与概念设计处理。所谓直觉优化,就是指建筑工程的结构设计中,可以采用多种设计方案时,设计人员一般会根据自己的经验和直觉来判断出应当选择哪种设计方案比较合适,尤其是在确定结构布置设计、荷载分析、细部处理的设计方案时,更是无法使用计算机来代替,必须要由设计人员靠自己的判断来决定。但是在实际的建筑工程结构设计中,设计人员自己的判断是需要根据设计规律和实践经验来判断,其在一定情况下,还是需要结合概念来进行设计处理。为此在结构设计优化技术中,概念设计处理也是非常常见的优化技术方法。

二、钢结构厂房的结构设计优化技术应用

本文以钢结构厂房为例,来详细探讨结构设计优化技术的具体应用。

1.厂房钢结构设计优化的基本原则

首先,要保证有足够的工作空间。其次,在生产中机械设备的运行往往会带来一定的震动,为保证厂房的安全性,在优化厂房结构设计时,需要重点对结构的抗震性进行设计。再者,一些厂房在生产中会散发大量的热量,而钢本身具有很大的传热性能,若温度过高时,钢结构的强度也会减弱,为此设计中还注重对钢结构的耐热性进行优化设计。最后,厂房的支撑体系设计、屋面设计和立面设计也都要充分结合实际需要,合理设计,提高厂房结构设计方案的经济性和合理性。

2.钢结构厂房的抗震性设计优化

首先,在进行总体布置的时候,厂房结构的质量和刚度分布应该具有均匀性,钢架是厂房横向结构选择的最佳材料,通过这种形式,可以使钢结构的受力性能得到充分地应用,并且横向结构变形几率也在一定程度上有所降低。其次,钢结构厂房出现破坏,通常情况下,并不是因为杆件没有足够的强度,在很多时候是因为杆件没有稳定性而使其出现破坏现象,因此,布置支撑系统要具有一定的合理性。第三,在地震影响下,低周疲劳作用有所发挥,而在设计过程中,应该着重考虑它对厂房所产生的影响。在设计结构连接点的时候,节点的破坏要晚于结构构件的全截面屈服,结构构件应该加入到塑性工作中,将其中地震能量充分地吸收进来,从而发挥抗震能力。对工字型钢的焊接截面的腹板采用加劲板加强,可以有效提高局部稳定性,减小厚度,优化截面. 柱间支撑形式的合理选择,可有效提高厂房纵向抗震能力,减小钢柱在纵向荷载作用下的用钢量。

3.钢结构工业厂房的耐热性设计

钢结构工业厂房防火能力很差,当钢材受热在100℃以上时,随着温度的升高,钢材的抗拉强度降低,塑性增大;温度在250℃左右时,钢材抗拉强度略有提高,而塑性却降低,出现蓝脆现象;当温度超过250℃时钢材出现徐变现象;当温度达500℃时,钢材强度降至很低,以致钢结构塌落。因此,当钢结构表面温度处于150℃以上时,必须做隔热及防火设计。这样可以增强建筑的耐热能力,使建筑更加的安全。例如冶金钢结构厂房中加热炉附近的厂房钢柱需要进行耐热保护,但是对厂房柱的保护应适度,热辐射范围内的柱子适度保护,范围外的柱子不进行热保护,这样达到优化的目的.

4.屋面支撑系统及屋面结构的设计优化

屋盖支撑系统的布置应根据厂房跨度、高度、柱网布置、屋盖结构形式、吊车吨位和所在地区的抗震设防烈度等条件来决定。一般情况下无论有檩或无檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑;在无檩体系中,大型屋面板有三点和屋架焊接,可起到上弦支撑作用,但考虑到施工条件的限制和安装需要,无论有檩或无檩体系屋盖均应在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。对于屋架间距不小于12m 的厂房或厂房内设有特重级桥式吊车或厂房内有较大振动设备的均应设置纵向水平支撑。支撑系统的合理布置,能大幅降低支撑用钢量;准确计算支撑杆件的内力,减小杆件的截面,对大型屋面板可以优化成轻质混凝土板,减少荷载,

屋面的排水及防水设计在屋面设计中需重点考虑,根据《屋面工程技术规范》的规定,屋面坡度最小为5%,在积雪较大的地区,坡度应适当加大。单坡屋面的长度主要取决于所在地区的温差以及降雨所形成的最大水头高度。根据工程设计经验,单坡屋面长度宜控制在70m以内。目前,市场上钢结构屋面的做法常用的有两种:1)刚性屋面:双层彩色压型钢板内夹保温棉;2)复合柔性屋面:由屋面彩钢板内板、隔气层、保温层、卷材防水层组成。

屋面用钢量的优化,主要还在于对檩条这个用钢量大户的优化,例如,在高铁车站雨棚的设计优化中,采用连续檩条比简支檩条省15%~30%的用钢量。

5.立面设计的优化

在厂房轻钢结构的设计中,除了要对力学性能进行优化设计以外,还需要对其立面设计进行优化。尤其是要对厂房轻钢结构的规模、线条、色彩等方面进行优化设计。由于厂房一般多用于生产,因此在设计其立面的规模和线条时,可以考虑设计简单统一的立面。在色彩选择上,也可以尽量考虑彩色的钢板,避免整个厂区都处于一种单调沉重的混凝土结构中。尤其是在厂房的出入口、外天沟已经收边泛水等部位进行合理优化设计,在保证其基本功能的基础上,实现良好的立面效果。使厂房给人一种亲切的感觉,从而调节员工的心情,提高工作积极性。另外,线条是表现轻钢结构建筑风格最独特的特征,均匀的线条或横或竖,使得轻钢结构建筑富有流畅的金属质感,体现了强烈的现代工业气息。很多厂房在设计上往往考虑到采光问题而在墙面上挖较多的孔洞,破坏了立面效果,笔者建议可以大量使用屋面采光板,以此来解决采光和立面效果的矛盾,同时还能解决厂房的通风问题。

6.吊车梁系统优化

对大型重载吊车梁系统,建议采用连续梁系统,不但可以减小吊车梁截面高度,

降低用钢量,而且使厂房纵向刚度增加,可以使厂房柱系统更轻便。

结束语

随着我国现代工业的不断发展,行业领军企业的规模不断加大,新建工业园区过程中企业对工业建筑的要求也不断提高。针对工业建筑的特殊性,工业企业加强了对建筑结构设计的关注。为了满足现代工业的厂房建设需要,我们必须要不断的改进设计理念,优化厂房结构的设计方案。目前钢结构逐渐成为厂房建筑的主要结构形式,在对其进行结构设计优化时,需要结合钢结构的特点,和实际的工业生产需要,对钢结构的抗震性、耐热性、吊车系统和支撑系统进行优化设计,同时还要注重厂房结构设计的立面设计,在满足厂房基本功能需求的基础上,设计出优美大方,更符合工业性质的厂房结构设计方案,从而提升我国厂房建筑结构设计水平。

参考文献:

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[4]陶少军基于钢结构的工业厂房结构体系设计思路浅析[J].科技资讯,2010(22).

房屋钢结构设计论文例10

中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:

1、前言

随着社会的发展与进步,钢结构在大跨度房屋设计中应用越来越广泛。钢结构相较于其他的材料结构有其鲜明的优点,比如有足够高的材料强度、较好的塑性和韧性、简单的制造工艺和较短的施工周期等。在实际的工程应用中,应该科学的对钢材进行筛选,尽可能的选择有较高强度和性价比相对高的钢材;在其结构选择上,根据其标准要求合理的选择相应的结构方案;在其连接处的设计中,尽量采用较为简单的力学传递结构,满足其应有的运动要求。此外,在实际的钢结构设计中,还要使钢结构在实际应用过程中满足其各个参数的要求,并根据实际需要做好防火和防腐等方面的设计。所以,应该优先选择通用性的钢结构构件,减少其制作安装的流程,提高材料的实用性。

2、大跨度房屋主要的钢结构划分

根据刚性差异,大跨度房屋钢结构可以分成以下三种:刚性结构、柔性结构和杂交结构。其中,杂交结构可以用两种方式来获得,一种是通过刚性结构和柔性结构的有机组合,另一种是利用变更传统结构的特点,这里我们更多来讨论刚性大跨度房屋和柔性大跨度房屋。

2.1刚性大跨度房屋结构

刚性大跨度房屋的组成结构主要包括钢梁和钢相架,且它们自身的刚度决定着刚性大跨度房屋总体的机构刚度。所谓的空间网格结构就是指结构组成是规则的空间单元,而空间结构的定义与其正好相反。

空间网格结构的形式主要有网站结构、网壳结构、组合网架结构和预应力网架结构等。空间网格结构一般由钢杆件组成,有众多优点,比如合理的受力、简单方便的计算过程、较大的刚度、优良的抗震性能、丰富的造型、较强的适应性等。

空间结构一般由钢梁或者钢析架组成,在跨度较大的情况下还应该用预拉力索来增加结构的刚度、减少钢的用量。除了与空间网格结构相同的优点之外,还有其它优点。如简单的结构体系、 更容易表现建筑造型。不过与空间网格结构作对比时,还有一些不足,如较多较复杂的构件和节点类型,较为繁琐的制作过程。

2.2柔性大跨度房屋钢结构

从受力体系来看,柔性大跨度结构可分为竖直平面、水平层面以及空间三大类。竖直平面受力体系包括张力弦屋架、预张力索衍架体系。水平层面受力体系包括单层预张力索网体系和张力膜结构体系。空间受力体系包括空间预张力索网格体系、索弯顶和张拉集成体系。

3、结构设计存在的问题及分析

3.1存在的问题

由于大跨度房屋钢结构有其他各种材料结构不可代替的优越性,使得它越来越被广大的遇着所接受,相应的跨度也越来越大,超过30米跨度的房屋结构已经屡见不鲜。但是因为钢材的多用性和实用性,钢材的价格波动较大,二钢柱的用量往往大于钢梁的用量,又因为防火涂料的昂贵性,从而使得不少的技术人员提出并采用了传统的的钢筋混凝土柱和H钢屋梁来代替原先设计中的钢材。实际上,这些设计的内容已经给相关的设计人员带来了一种新的设计理念和设计结构体系。但是由于我国目前并没有针对此种结构设定专门的参数,使得此种结构方式在实际中容易出现细节的含糊,给房屋的安全带来不必要的隐患。所以对于此种结构,应该先对其在实际中需求的参数极限值进行详细的分析和探究,清楚的认识其内部的受力特点,这样才能使得整个结构更加的合理和安全。

3.2结构计算应考虑的问题

对于上述问题中用传统的钢筋混凝土柱和H钢屋梁来代替原先设计中的材料的结构体系,如果没有设置拉杆,就会使得计算过程变得极为繁琐,但如果无视其跨度的大小,仅仅采用通常平面系的计算机软件计算,则会给结构留下一定的安全隐患。就目前而言,平面杆系计算机软件是在两个基本的假设基础上进行各种受力分析的,第一是平截面假设,即每一个构件受力过程中杆件的截面不变;第二是杆件相互之间的夹角不变,即在实际的受力中,钢梁和钢柱之间的夹角相互保持不变。这种假设主要是为了门式钢架而设定的,基本符合受力简图,但是这种假设对于当下的结构不适用,也不符合其受力简图。其具体在于先下的人字型的钢梁的推理过大,因为拱脚没有相应的拉杆或者柱没有充足的抗推力,构件就会产生很大的水平位移,造成钢梁夹角的改变,这与前面的两个假设中的夹角不变假设相互冲突,不便于计算;其次,因为拱脚水平位移加大,钢筋混凝土有了其附加的弯矩,即存在二阶效应问题,但是相应的软件计算中由没有考虑二阶效应。擦外,由于悬索效应的影响,位于屋面上的钢梁内力将会急剧的增加,其剪力也会急剧的增加,造成更加不利的情况,这些都是目前的计算机软件不能解决的问题,所以电算的结果势必会有很大的误差,直接利用电算结果进行设计显然是不合理的,会有其必然的安全隐患。

4、大跨度房屋钢结构的设计要点

按照荷载类型,大跨度房屋的荷载主要可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载。其中,永久荷载的代表值采用的是标准值。可变荷载的代表值则根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值。而偶然荷载的代表值则通过建筑结构使用的特点来确定。

4.1 永久荷载

永久主要是指屋盖结构自重和屋面覆盖材料自重。在大跨度房屋结构方面主要是利用一些经验公式或者是计算机的软件来计算屋盖机构的自重。但是要注意的是,如果在整个系统中有擦体系的话,还要注意擦条的自重。其中屋面覆盖材料的自重主要是根据实际的情况来统计和计算所有相关机构和材料的自重。

4.2 可变荷载

在大跨度房屋钢结构的应用中,可变荷载有以下几种。

(1)屋面活荷载。一般由屋面的水平投影面来决定。对于不上人屋面,其屋面均布荷载采用标准值0.5kN/m2,但是当施工力度或者是维修程度较为严重的时候,应该按照其实际的情况进行具体的采用,或者在施工的过程中采取特殊的举措,例如上人屋面,屋面均布活荷载标准值采用2.0kN/m2。

(2)雪载荷。屋面的雪载荷主要由屋面的形状以及风向决定的。在大多数的情况下,屋面的雪载荷往往小于本雪压。其主要的原因是因为雪花从坡度大的曲面屋顶滑落,位于平屋顶上的雪被风刮下,有时候雪还会屋顶的散热所融化。但是有时候也会产生积雪,此时应该考虑使用较大的雪载荷,以避免屋顶所收载荷过大而引发一些不必要的麻烦。

(3)风荷载。风荷载是指当建筑物阻碍空气的流动,在建筑物的表面形成的压力或者吸力。风荷载具有静力和动力两种特点,其静力部分主要是稳定风,动力部分主要是脉动风。其中稳定风可以根据静力学求得,而动脉风应根据动力学理论知识求得。

(4)温度作用。

在由于温度变化而出现温差的情况下,因打垮的房屋钢结构的杆件不能自由的变形,从而会在杆件中产生应力,这种应力被称为温度应力。当年的最高温度或者最低温度会影响温差以及结构合拢时的温度,所以在设计中需要考虑这一点。至于温度应力的计算则需要参考空间结构的相关规定。

(5)支座位移。

由于位移的不均匀沉降而引起大跨度房屋钢结构的构件内附加应力。

4.3 偶然荷载

在分析大跨度房屋钢结构的过程中,偶然荷载主要指的是地震作用。建筑物因为地面运动而产生的一种惯性作用就是地震作用,属于一种动力作用。它的大小不仅和结构的固定振动特性有关,由和地面运动的特性有关。

5、结语

随着社会经济的发展,大跨度房屋结构设计已经成为了当今社会的发展主流,大跨度房屋的结构设计也会随着人们的需求有其新的意义和内涵。作为一个大跨度房屋钢结构的设计者,在当下更应该对钢结构的发展和其核心的内容进行深入的了解,积极的借鉴国内外其他区域的大跨度房屋钢结构的设计理念和设计经验,充实自身的设计思路和对整个设计系统的规划,从而使得大跨度房屋钢结构设计在未来有其新颖性和创新性。

6、参考文献

[1] 郭彦林,王小安,张庆林,姜子钦.波浪腹板门式刚架轻型房屋钢结构设理论及应用[J].建筑结构,2011,04:11-19.

[2] 郭彦林,刘锋,兰涛,姜子钦,陈航.波浪腹板构件的设计原理与工程应用[J].施工技术,2012,14:20-25.

房屋钢结构设计论文例11

中图分类号:TU39文献标识码:A

门式刚架轻型房屋钢结构主要是由梁、柱、檩条、墙梁、支撑、屋面和墙体等构件组成的一种结构体系。具有重量轻、整体刚度较好、柱网布置灵活、支撑系统简洁、综合经济效益较高等特点。被广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。如各类轻型厂房、体育场馆、车站候车大厅、仓库、物流中心、大型超市、展览厅、活动房屋、加层建筑、码头建筑、办公场所以及辅建筑等。

1 门式刚架轻型房屋钢结构的发展历史

从人类发展历史看,建筑形式与结构体系的产生与发展总与一定时期的生产和生活水平密切相关,门式刚架轻型房屋钢结构的产生也有着特定的历史背景。

轻型钢结构在国外发展较早,最初是随着汽车工业的发展,主要用于建造私人车库等简易房屋。第二次世界大战期间,由于战争的需要,轻型房屋钢结构主要用于建造一些拆装方便的营房和库房。

门式刚架轻型房屋钢结构最早起源于美国,并且发展最快、应用最广。后来在欧洲、日本和澳大利亚等国也得到了广泛发展和应用。因其构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,此种结构形式一经推出就深受建筑业喜爱。

上世纪20世纪中期,建筑钢材产量大增,钢材的冶炼水平也有了很大突破,色彩丰富、耐久性强的彩色压型钢板随之出现, H型钢和冷弯薄壁型钢相继问世,这些都极大地推动了门式刚架轻型房屋钢结构的发展。加之加工设备的不断改善,设计形式的多样化,使门式刚架轻型房屋钢结构体系逐渐应用于大型工业厂房、商业建筑及公共交通设施等。实现了结构分析、设计、出图的程序化,构件加工的工厂化,安装施工和经营管理的一体化流程。

目前,大部分国外轻钢结构公司都具有自己的门式刚架轻型房屋钢结构系列,由于门式刚架构件的刚度良好,其平面内、外的刚度差别较小,为制作、运输、安装提供了较有利的条件。结构构件可全部在工厂制作,工业化程度高,运输便捷,安装方便快速,土建施工量小,综合经济效益高。在美国、日本等一些钢结构技术比较发达的国家,门式刚架轻型房屋钢结构体系已经作为一种及既经济又快捷的建筑结构体系,以商品的形式对外出售。

2 我国门式刚架轻型房屋钢结构的发展

我国门式刚架轻型房屋钢结构的研究和应用起步较晚,建国初期在一些旧工厂改建时曾应用过类似门式刚架体系的结构。上世纪50年代我国大规模建设时期,为了节约钢材,则大量地采用钢筋混凝土构件。80年代后,随着外资的引进,门式刚架结构因其结构简洁、刚度良好、受力合理、使用空间大及施工方便等特点,得到迅速发展。主要表现在两个方面:

2.1 外国厂家的进入,新技术新产品的引进

(1)1979年上海引进日本S60压型钢板成型机并用于厂房仓库的屋面,1980年上海宝钢引进日本W550、V115N压型钢板成型机,并在一期工程屋面墙面围护结构应用近60万平方米,是80年代初首次用量最大的工程。

(2)1983年开始深圳经济开发区蛇口工业区大量引进英国、美国、澳洲和日本等国门式刚架轻型钢结构厂房仓库。随后沿海经济开发区也陆续引进国外轻钢厂房仓库。

(3)1994年美国公司投资创建上海美建钢结构有限公司,1996年嘉定工厂建成投产。

(4)1994年美国美联钢结构有限公司(U.S.A.公司)和美国宏宇建筑有限公司在中国建成工程数十项。

(5)1994年ASTRON建筑体系进入中国,先后在北京、苏州等地建成十几项大工程。

而后还有很多外资、台资企业进入我国。

2.2 门式刚架轻型钢结构房屋在我国的发展

(1)1980年上海宝钢建设指挥部成立压型钢板压型铝板试验研究专题组,对一期工程引进的日本彩色涂层压型钢板及成型设备进行消化吸收,试验利用国内铝合金板替代彩色涂层钢板做成压型板用于屋面墙面围护结构,经过调查及大量的试验研究,在宝钢一期工程屋面墙面推广应用铝合金压型钢板60多万平方米。

(2)1984年冶金部建筑研究总院科研人员在学习上宝钢及深圳蛇口工业区压型钢板及门式刚架轻型钢结构国外先进技术的基础上,结合我国具体情况研究开发门式刚架轻型钢结构厂房仓库,首先用于商业部急需建设的国家棉花储备仓库,三年间在冀鲁豫三省四十多个地区,建设轻钢棉花仓库300多栋,建筑面积达20多万平方米。

(3) 冶金部建筑研究总院是国内最早进行轻型钢结构房屋研究开发的单位,院内有一批科研人员对轻型焊接H型钢、冷弯薄壁型钢、压型钢板的力学性能、加工工艺及其加工设备、另配件连接件及密封材料进行研究开发,并结合工程进行轻型钢结构建筑的设计和推广应用,主持或参加国家规程规范和标准的编制。

(4)随着我国经济的快速增长,门式刚架轻型钢结构房屋行业也得到飞速发展,尤其在东南沿海地区,新建工厂仓库的需求增长促使轻型钢结构房屋加工安装的厂家如雨后春笋般的发展起来,从开始的小规模发展到现在的现代化大企业,杭萧钢构、浙江精工、恒达钢构、上海通用、吴泰钢构、宝钢彩板、北方空间钢构、北京福田钢构、北京多维钢构、四川恒升等企业都是专业门式刚架轻型钢结构厂家,每年的销售额都在几亿、十几亿元以上。

(5)压型钢板夹芯板加工厂家遍布全国各地,有的厂家已经具有独自的屋面墙面围护系统,有的厂家引进国外先进设备,技术水平不断提高。目前国内的压型板板型几十种,其生产线大部分都是国内制造的。引进夹芯板生产线的厂家比较多,据不完全统计有二十多条生产线,主要从意大利、德国、韩国、澳洲等国引进。目前国内厂家也能制作夹芯板生产线。

(6)门式刚架轻型钢结构房屋的大量应用,带动了相关配套行业的发展和兴旺,设计软件的开发,焊接型钢、冷弯薄壁型钢及压型钢板等加工设备的制造,采光瓦、零配件连接件和密封材料的生产厂家和也很多,技术水平都在逐步提高。

回顾我国二十多年来钢结构建筑发展历史,可以说以门式刚架为主的轻型钢结构房屋是一项发展最快、应用最广的建筑新技术新产品。

除此之外,门式刚架轻型房屋钢结构的有关设计施工规程规范和图集也在进一步完善。

(1)冶金工业部部标准《压型金属板设计施工规程》YBJ216-88,冶金工业部建筑研究总院主编。

(2)中国工程建设标准化协会标准《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002。《门式刚架轻型房屋钢构件》JG144-2002。

(3)中华人民共和国国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002,《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2002中都有刚架、檩条与墙梁、压型钢板的专门章节。

(4)新编标准图集有:《门式刚架轻型房屋钢结构(无吊车)》图集号02SG518-1,《门式刚架轻型房屋钢结构(有吊车)》图集号04SG518-3,《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》01J925-1,06J925-2等。

3 目前门式刚架轻型房屋钢结构的研究热点

与传统结构体系相比,门式刚架轻型房屋钢结构体系的理论还不很完善,存在着很大的理论探索空间。目前的热点问题有以下几个方面:

理论研究方面:

(1)门式刚架体系中存在着较大的蒙皮效应,蒙皮结构具有较大承载力及刚度,而自重却很轻。如何考虑蒙皮效应与结构共同工作的空间作用。

(2)由于刚架的截面抵抗矩与抗弯承载力成正比,故刚架梁和柱都可以根据其截面上的弯矩值大小,采用变截面形式,变截面位置处根据需要可改变腹板的高度和厚度及翼缘的宽度,以达到节省材料的目的。又因为门式刚架的腹板较薄,可按有效宽度设计,即允许部分腹板失稳,并可利用其屈曲后强度。

而变截面的梁柱,在腹板局部屈曲后,其刚架结构体系稳定极限承载力的研究还有待进一步深入。

实验验证方面:在静力和动力荷载及地震荷载作用下,节点、基本构件和整体刚架结构的受力性能、破坏机理,及其对门式刚架体系的极限稳定承载力的影响。

设计方面:

(1)需进一步开发更合理的设计软件,如以用钢量为目标函数,以极限承载力或不适合变形为控制参数的计算机分析、优化设计软件。

(2)构件、刚架节点、彩板节点设计的可靠性、方便性和适用性。

生产技术方面:焊接工艺的连续性和高效性,切割、组立(或拼装)、焊接、校正以及抛丸除锈和防腐处理技术等。吊装过程中的安全性以及安装精度对结构受力的影响。压型板以及配套附件安装的安装工艺,板型连接和节点处理质量等。

参考文献

[1] 中国工程建设标准化协会标准 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECSl02:2002)北京:中国计划出版社,2002.

[2] 李雄彦.门式刚架轻型钢结构工程设计与实例.中国建筑工业出版社,2008.