时间：2024-04-19 10:19:10
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引言
钢-混凝土组合结构是基于钢结构和混凝土结构的发展而形成的一种结构优化形式。它是近年来出现的一种新型结构。将两种材料按一定的方式连接起来，将两种材料组合成一个整体，充分发挥钢的抗拉和混凝土抗压的特点，充分利用这两种材料各自的优点，大大的节省了钢筋和混凝土的材料，利用钢材与混凝土的有效结合，大大提高了混凝土的利用效率，施工方便，降低了工程成本，同时由于钢材具有较好的塑性，增强了结构的抗震性能。因此，受到工程界的欢迎，在工程中应用越来越广泛。钢-混凝土组合结构是当前工业厂房建设所采取的主要结构形式之一。根据以往工作经验，钢筋混凝土结构在使用的过程中容易受到环境等方面影响而出现钢筋锈涨开裂而导致的耐久性下降，影响厂房的使用寿命，造成安全事故，因此优化钢与混凝土组合结构设计是提高厂房质量，提高其使用寿命的重要举措。本文以某工业厂房建设为例，该工业厂房属于水泥选粉机车间，车间框架结构上装有多个电机，厂房噪音比较大，因此需要对钢与混凝土组合结构进行优化设计，以此保证厂房的整体质量。
1钢-混凝土组合结构的特点
1.1压型钢板混凝土组合板的特点
因为不需要模板安装和拆除工作，因此，施工过程中易燃模板导致的火灾现象也将大大减少；压型钢-混凝土组合板只要安装在重要场所，以减少混凝土收缩和温度的影响；压型钢板可作为混凝土结构的平坦顶棚屋面；安装完成后，不需要安装钢脚手架，施工人员可以把压型钢板作为一个安全的工作平台；压钢板之间波纹槽可以安装通信、电力等工程；可以缩短施工工期，同时也可以多项目同时建设；压型钢板不仅便于运输，而且储存方便，同时压钢-混凝土组合板的重量相对轻，减少了结构上部恒载和下部基础结构的资金投入。
1.2钢-混凝土组合梁的特点
钢-混凝土组合梁对比钢板梁，至少可减少20%的钢的使用，直接降低施工成本；钢-混凝土组合梁可以最大限度地利用钢筋和混凝土的材料性能；使截面梁的强度增加，减少梁的截面高度和建筑高度；减小冲击，提高抗疲劳性和耐冲击性；同时可加固梁的横向强度，避免负荷过大导致梁变形失稳；减少了模板使用量和施工支模的工序步骤，使得施工现场的工作更简单。
1.3型钢混凝土结构的特点
型钢混凝土结构，高强度、横截面积小、抗弯能力强，能更好的适用于高层建筑；抗震性能和延伸性良好；耐火性和耐久性比钢结构更好，同时可以节约钢材，降低成本；进而提高施工效率，减少施工工期。
2工业厂房钢筋混凝土框架结构设计体系分析
2.1支撑体系支撑体系
为水平钢框架和纵向设计框架。水平荷载分担柱间的有效支护。此种设计成本相对较低，但可能会对以后的使用产生影响。此种设计相对适用于横向短、纵向长的工厂。
2.2纯框架体系
纯框架体系设计是由钢框架构成，在两个方向上都没有柱间的支撑。框架体系不影响使用空间，但柱体不适于工字型柱体，使得用钢量会相应增加。
2.3钢架支撑体系
钢架支撑混合体系能有效地降低柱的纵向弯矩，但要求刚度大，要求楼板刚度大，不然无法充分发挥柱间支撑的作用。
3工业厂房钢筋混凝土框架结构设计要点
3.1各种荷载处理
最重要的是进行竖向荷载和水平荷载的处理，在设计中应综合考虑，以保证结构的稳定性和可靠性。重力的影响竖向荷载作用，钢筋混凝土结构需要同时抵抗水平荷载和竖向荷载，从而提高结构的稳定性和可靠性，并对结构起到较好的推动作用。竖向荷载虽然影响结构设计，但最关键的部位仍受水平荷载的影响，应引起足够的重视和重视。整体建筑结构的重力影响是跟室内的合适布局变化有一定的关系，所以进行结构设计时应综合考虑各方面影响因素，但室内布局对竖向荷载影响不大，大风、地震、冰雹等会对水平荷载产生较大影响，因此有必要在结构设计时对其进行综合考虑，以防止结构的稳定性和可靠性受到影响。
3.2结构变形设计
框架结构容易发生轴向变形，在整个设计过程中必须综合考虑，并注意工作中的细节处理。通常，框架边柱的轴压应力比中柱小，导致侧柱轴向变形较小。特别是在高层建筑中，这种情况会变得更加明显，如果不及时处理，可能会带来更严重的后果。为了防止这些情况的发生，有必要加强思想认识，加强处理工作，采取有效措施提高设计精度。从而促进二者的有效结合，减少边柱和中柱的轴向变形，保证结构的稳定性和可靠性。另外，减小侧移，有效地控制了侧向位移，保证了结构的稳定性。
3.3结构延性处理
在设计中，对立面和平面进行规则性的布置和处理，以尽量减少地震带来的不利影响，保证建筑结构的稳定性和可靠性。使建筑的质量和刚度均匀化，使结构合理。并且设计中采用精确的高度比，从而确保结构良好的延性，可以更好的承担水平荷载，加强对结构的有效保护，以防止结构的损伤和变形。同时要提高结构柱和墙体的设计水平，增强结构的刚度以及抗震性能，使其能够更好的保证结构的稳定运行。
3.4结构受力分析
重视结构受力分析，科学合理把握结构受力特征，然后采取有效的设计方案，促进设计水平提升。框架结构的受力情况不同，具有其显著的特点和优点。通常，上层的框架承受较大的剪力，框架不仅承受水平荷载，而且承受竖向荷载，确保结构的稳定性和可靠性，有效地满足了工作的实际需要。
3.5合理设计框架结构
根据以上的要求进行设计的前提下，为了进一步提升设计水平，我们还需要对进行施工的建筑进行了解，采取相应的办法，根据以往的惯例，我们常用直接与间接法，最后实现提高设计水平的目的。
3.5.1框架直接设计
为了更好地运行和提高效益，需要充分考虑结构的稳定性和可靠性，并对工业厂房的缺陷进行改进和弥补。比如，现场混凝土浇筑时，如果根据设计图纸来看需要更改浇筑的混凝土型号时，如果更换的混凝土强度要求达不到的话，则需要根据实际情况，改变构件尺寸，采取措施弥补，以保证构件的稳定性，有效提高管理能力。另外还有施工过程中，我们需要进行特殊的防火处理，使结构构件保持良好的完整性和安全性。这种设计方法对一般混凝土构件的处理具有良好的效果。
3.5.2框架结构间接设计
所谓间接设计就是利用预制件来模拟受力情况，然后根据压力的影响设计图纸。该方法能有效地解决问题，减少设计后的设计变更。用预应力水平拉杆设计混凝土受力构件。通过间接设计，可以对整个建筑进行压力测试，从而满足施工过程中的设计要求。这种设计方法能更好地提高设计水平，保证设计的规律性、刚度和延性要求。
4某厂房钢与混凝土组合结构设计
该厂房钢与混凝土组合结构主要包括：①横向框架。横向框架是整体厂房的主要承重结构体系，其需要承受各种外界负荷力的作用，保证厂房的整体结构稳定性，一般由柱、框架以及屋盖横梁等构成；②屋盖结构。屋盖结构主要是承担屋盖所带来的负载，例如横梁、托架等等；③支撑体系。支撑体系也是厂房的主要组成部分，其主要是防止厂房出现倾斜、垮塌等现象。因此该厂房的设计：
①荷载计算设计。由于该厂房的车间顶盖采取的是钢网架结构，安装通风的天窗，因此需要对荷载进行计算，以此确定具体的施工方案。荷载系数取用荷载风压的1.0，基本的风压为0.62kN/m2。荷载计算：屋顶盖部分：静载有彩钢和网架，是1.40kN/m2，活载为0.9kN/m2；吊车：最上层的吊车荷载主要对作用于柱上，其荷载为R=4289kN，R=2699kN，水平刹车力在97.9kN。第二层吊车的荷载为R=1360kN，R=965kN，水平刹车力在29.5kN。最低下层吊车荷载为R=989.5kN，R=356.7kN，水平刹车力在12.9kN；风荷载：基本的风压主要作用于柱的顶部，对其柱顶的荷载力为375kN，基本风压在0.62kN/m2，风荷载在两边的柱底压力为17.2kN/m和9.98kN/m；
②设缝问题设计。按照相关规定规范，钢筋混凝土现浇框架结构伸缩缝的最大间接为55m，钢筋混凝土剪力墙结构伸缩缝的最大间距为45m，根据工程的实际情况考虑，本设计方案选择不设缝的施工方案，但是由于混凝土存在收缩问题，因此在具体的结构设计时可以从厂房建筑的中部框架部位从基础顶面至屋面设置10m宽的后浇带。同时为了保证质量，还需要在钢框架子结构和混凝土墙体之间进行连接构造，具体可以通过连梁采用刚性连接或铰接。具体的施工策略为：调整结构施工顺序，先浇筑混凝土简体，然后安装钢框架；用刚性连接的钢框架梁柱节点；调整钢管柱的长度等方式进行；
③截面形式及计算。钢管混凝土组合柱结构的截面形式有3种：a.圆钢管混凝土结构；b.矩形钢管混凝土姐欧股；c.多边形钢管混凝土结构。在厂房建设中使用最广泛的就是矩形和圆形钢管混凝土组合柱。圆形钢管混凝土组合柱的强度和抗压性是最符合厂房建设的，所以在该厂房车间建设中使用的就是圆形钢管混凝土组合柱。对厂房框架进行计算时，实用的设计软件是中国建筑学院编制的STS软件，这个软件主要是基于CECS28B90计算刚-混凝土组合柱截面；
④柱脚设计。钢柱脚应使用密封板封闭，以减少立柱和地面压力。在本文案例中情况下，密封板和柱的连接处设有劲肋，以便能够更好的改善柱脚的受力。另外，采用双杯口插入式钢-混凝土组合柱，将混凝土浇注到杯口，有利于提高整体柱荷载；
⑤钢与混凝土组合结构的防火设计。常用的防火措施种类比较多，一般就是将构件利用保护材料进行包裹，以此延续构建的升温速度，为灭火提供时间。基于本工厂的工作环境，本次的设计具体选择的是膨胀型防火涂料保护法，此种方法能够消除传统发生火灾时产生的有毒气体的弊端。具体的设计是选择由有机树脂、发泡剂以及碳化剂等构成的厚度在5mm左右的涂料，一旦发生火灾时，该涂料就会膨胀，形成比原来还要厚几十倍的多孔碳质层，阻挡外部对内包构件的传热，便构件的耐火极限可达（0.5～1.5）h；
⑥剪力墙子结构体系延性设计。在钢框架一混凝土剪力墙混合结掏体系中，由剪力墙和剪力墙组成的筒体承担了85%以上的水平剪力，应保证混凝土墙体具有足够的延性，因此在连接处设置型钢柱，既能有效防止裂缝的出现或展开，又能方便钢结构的安装，减少钢柱与混凝土墙体之间的竖向变形差异产生的不利影响。设计时应考虑框架具有一定的抗剪承载能力，其值不宜小于带框墙总剪力的20%。同时剪力墙轴压比应根据结构的抗震设防等级确定。该厂房设计剪力墙轴压比控制值按规范要求应小于0.6，以保证其延性。
5工业厂房钢与混凝土组合结构设计的保障
实现对工业厂房与混凝土组织结构设计的优化必须要做好以下工作：①要把握基本的钢与混凝土组合设计原则，通过设计保证厂房使用寿命，强化对厂房的质量控制以及达到最优化的经济目标，也就是在设计的过程中要综合考虑建筑项目的全寿命期的成本和效益问题。只有把握上述的基本原则才能保证设计的方案具有价值；②提高工业设计人员的综合素质，提高他们的设计理念更新。钢与混凝土结构设计是新型的设计方案，也是当前工业设计较为常见的一种技术，因此需要设计人员要把握设计的关键问题，强化质量管理意识和安全意识；③加强施工管理。保证施工工序严格按照设计的要求进行，以此保证工业厂房的质量。
6结束语
钢-混凝土组合结构是一种新型结构，该结构充分了发挥钢材和混凝土两种材料优点，是一种复合结构，结构形式更为合理，受力性能更加优异。钢-混凝土组合结构以其承载力高、造价低、性价比高等优点得到了国内外专家的广泛认可。随着施工技术的不断改进，钢-混凝土组合结构逐步得到完善，大大拓宽了钢-混凝土组合结构在国内工程结构中的应用范围。本文通过对该厂房钢与混凝土结构的性能检测，通过设计提高了结构刚度，达到了良好的抗震效果，优化了建筑布局和空间的使用，更为重要是将降低了造价，提高了工厂的经济效益，提升了工厂厂房的使用寿命。
参考文献
[1]于强.型钢混凝土组合结构施工方法[J].山西建筑，2010（07）.
[2]陈晨.型钢混凝土组合结构节点施工要点[J].福建建设科技，2016（04）.
[3]周莉.工业厂房钢筋混凝土框架结构设计分析[J].山西建筑，2016（03）.
[4]张兵兵.工业厂房钢筋混凝土框架结构设计分析[J].建材与装饰，2017（04）.
中图分类号：TU391文献标识码： A
引言
无论是中国古代,还是现代工业厂房设计,都需要强调安全,有些建筑只注重难度和高度,甚至有些工业厂房为了节省材料,导致现代建筑工程的安全问题和渗漏甚多,这是建筑质量所不能够允许的,我们只有重视钢结构在工业厂房设计施工工艺,才能保证满足厂房的施工安全。
一、钢结构在工业设计中的重要性
我们知道农业是我国国民经济的基础，因为它提供人民的基本生存保障。但在整个国民经济中光靠农业是远远不够的，其它产业部门，如工业、交通、商业等都必须大力发展，尤其是工业，它是国民经济的主导产业。一个国家工业发展水平就代表了其经济发展水平，世界上的发达国家都是工业化国家。作为发展中国家，与发达国家相比，我国的工业还存在许多问题。比如总体水平低，现代化程度差，科学技术上明显滞后，工业生产效率也较低。因此，工业经济的转型势在必行。
配合着工业方面的转型，钢结构在工业领域的应用也将进入到一个新的阶段。在这个阶段中面临着一定的考验，但更多的是机遇。对于工业来讲，钢结构的应用范围相当广泛，历史也相当悠久，其体系也较为成熟和固定。工业中体量大小差异很大的建、构筑物很多，需要满足的功能要求也多种多样，各方面的限制因素等都导致结构样式要比较灵活，因此钢结构的应用必将占据很大的部分。辅助材料的性能发展，如防火材料、防腐蚀材料及保温材料等，也使钢结构能满足越来越高的使用上的要求。随着时间的不断推移，工业与钢结构之间形成了一种相互促进、互利互惠的关系。这种关系也决定了两者紧密的联系。
二、钢结构工业厂房设计
1、钢结构工业厂房常用结构体系分析
在钢结构工业厂房结构体系上，主要有3种常用的结构：
（1）纯框架体系
具体而言，综合考虑厂房的纵向与横向这两个方向，将其设计为刚接框架，禁止设置柱间支撑。这种结构体系的使用空间基本上不受其影响，但是其柱不能运用工字型柱，必须要设置成截面形式，例如箱形柱。一般而言，截面形式的两个方向在惯性矩差别上基本上没有变化，因而在一定程度上增加了钢材的使用量。
（2）框架-支撑体系
这种结构体系主要是将结构的横向设计为刚接框架，而结构的纵向通常设计为柱-支撑体系，基于积极发挥柱间支撑作用的同时，提高水平荷载的抵抗力。从本质上来讲，这种结构体系相对经济环保，但柱间的支撑在一定情况下将会对整体的使用性能造成影响。由此可以看出，框架-支撑体系对于纵向深度较广、横向深度较广的钢结构工业厂房。
（3）钢架联合支撑的混合结构体系
这种形式主要是把结构的纵向设计为钢架与支撑相结合的形式，依靠这两者的相互作用来实现抵抗水平压力的目的。立足于钢架联合支撑的混合结构体系的特点，有助于促进柱纵向弯矩的减少，但在一定状况下增大了楼面的刚度，导致柱子间的变形出现不协调的状况，因而柱间的支撑作用没有得到有效发挥。
2、钢结构工业厂房楼盖布置思路分析
一般来讲，钢结构工业厂房的楼盖主要存在4种形式：压型钢板现浇组合楼板、装配整体式预制楼板、装配式预制楼板和普通现浇混凝土楼板。综合考虑这4类楼板各自的优缺点，对于压型钢板现浇组合楼板来讲，与普通现浇混凝土楼板均存在平面整体刚度相对较好的优点，同时在施工速度上，压型钢板现浇楼板与装配整体式预制楼板以及装配式预制楼板相比显著提高，但其造价较高。由此可知，要想提高钢结构工业厂房的使用性能，必须要积极运用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板。
3、钢结构工业厂房柱网布置分析
在钢结构工业厂房柱网的布置过程中，要遵循其相关的原则。换言之，主要体现在5个方面上：要满足厂房的生产工艺以及使用需求；要遵循建筑结构经济性以及合理性原则；体现施工方法的先进性；与钢结构工业厂房建筑的统一化原则相匹配；最大限度地体现生产的发展要求以及技术变革的要求。通常状况下，当钢结构工业厂房的跨度处在18m以下的情形中，要运用3m倍数原则。反之，如果跨度在18m以上时，要遵循6m倍数设计原则。而厂房的柱距要尽可能地执行6m以及6m倍数原则。
4、钢结构工业厂房变形缝设置分析
在设置钢结构工业厂房的变形缝时，首先要明确变形缝的种类，主要包括3种，即为伸缩缝、防震缝以及沉降缝。当钢结构工业厂房的宽度与长度超过实际需求的范围时，此时气温发生明显的变化，于钢结构内部出现一定的温度应力，导致墙面以及屋面产生拉裂现象，不利于厂房的正常使用。在这种情形下，为了最大限度地降低工业厂房结构的温度应力，必须要进行伸缩缝的设计。通常状况下，要对厂房进行分区处理，进而分成诸多个温度区段。需要强调的是，在设置伸缩缝的过程中，最先开始的位置是基础顶面，将温度区段上部结构区分开来，预留适当宽度的缝隙，致使上部的结构在气温发生变化的过程中能够顺着水平方向实现变形。
在钢结构工业厂房中，通常状况下不进行沉降缝处理，但是当工业厂房相邻的两部分在高差上存在很大差异时可设置沉降缝，同时当两跨间吊车在起重量上产生巨大悬殊下，且地基承载力也发生巨大落差，必须要进行沉降缝设置。为了尽可能地减轻震害，必须要设置防震缝。当工业厂房在平面以及立面上相对复杂时，同时结构的高度以及刚度存在较大的差异，必须要设置防震缝。此外，如果要在厂房的侧边进行附房的布置，需要注意的是要将相邻的部分区别设计，设置伸缩缝与沉降缝时，要与防震缝设计要求相一致。
三、钢结构在施工过程中存在质量控制的要点
1、钢结构厂房基础工程质量控制的重要措施
钢结构厂房最基础的工程就是采用混凝土作为一些独立的基础，基础工程混凝土和钢筋模式的施工施工工艺完全相同，因此钢结构厂房中我们需要注意锚栓会出现不垂直的现象；基础施工后的锚栓预埋水平会出现很多误差，钢柱在安装过程中，柱脚底部会有很多扩张的技术。国际先进的施工采用的是信息化技术的引进。以先进的技术和机器设备代替复杂的施工要求，是减少事故的有效方式。
首先，施工过程遇到困难要及时地修复。对于建筑材料薄弱部位进行优化处理。其次，确定中后期建筑安全的维护。相关技术人员要进行严谨的检测。对于已发生的事故要有“科学保护处理方案”，将损失减少到最少。最后，如果降低安全事故的发生率，最重要的还是要宣传安全文化，所以，定期对施工人员以及相关的人员进行安全知识的培训，提高施工人员的知识。
2、钢结构厂房主体工程质量控制的相关要点
根据设计图纸及设计对基础的要求为依据，地脚螺栓的埋设误差，对每一柱脚，锚栓之间允许误差不得＞2mm，其它误差不得＞4mm的要求对基础进行复查，其验收内容主要包括：基础的中心位移偏差，基础标高偏差，预埋螺栓位置偏差，间距、跨距复查和沉降观察点、控制点、基础技术资料的交接及基础外观等其它质量指标的检查认定。进行复验交接时必须有甲方、基础施工方和钢构安装方的现场负责人共同组织参与。对不符合设计及有关规范要求的必须及时提出处理意见并经甲方和监理检查认定后方可进入下步工序施工。技术资料的交接必须清楚明了，无遗漏、缺项，保证真实性和实物分类的统一性。
结束语
综上所述，在钢结构工业厂房设计过程中，诸多业主与设计单位在钢结构建筑的认识上存在诸多问题，钢结构体系方案设计不合理，因此相关的结构设计人员要充分发挥钢结构设计思维，掌握新形势的发展要求，优化钢结构体系设计，综合各种影响因素，优化厂房整体的设计思路，从而提高钢结构工业厂房设计质量。
参考文献
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
一、钢结构在工业建筑的应用优势
在现实生活中，钢结构在工业建筑的运用优势，得到了社会各行各业的重视，钢结构的施工速度是比较快的，通过对钢结构构件的有效应用，促进其大批量生产，满足其在实际工作中的需要，有利于其在施工环节的优化，促进其安装的便捷性，促进其施工周期的有效缩短，满足实际工作的需要。由于钢结构相对于钢筋混凝土结构来说，本身的重量比较低的，这有利于促进建筑物结构质量的优化，以更有利于实际工作的有效展开。其建设适应性是非常强的，比较适合一系列的较低的地基承载力环节及其地震烈度较高的区域，钢结构的应用，有利于促进企业综合效益的提升，其与传统的钢筋混凝土结构相比，也具备更加环保性，促进其钢结构体系的内部环节的不断深化，满足环保型绿色建设发展的需要。
二、钢结构的设计中的性能要求
1、抗震性能
我们在设计的过程中也要对钢结构进行抗震性能设计的优化，促进其钢结构抗震性能的提升，以满足实际工作的需要。因此，在设计的过程中，应根据地理环境的不同，考虑结构的抗震等级及要求，合理考虑结构的整体稳定性，特别的梁柱布置的合理性和整体稳定性，应考虑在地震作用下或者想风荷载的作用下要满足规范的要求，确保钢结构的受力性能的提升，保证其变形能得到有效控制。由于受到水平地震力或风力的影响，钢柱底的剪力往往比较大，因此，在设计的过程中，应考虑柱底设抗剪键，设抗剪键来抵抗水平力对基础的影响，保证工程的整体稳定，满足抗震的要求。
2、防火性能
我们在设计钢结构工业建筑的时候，还应考虑钢结构的防火要求，因为钢结构的耐火能力是很差的，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，在设计钢结构工业建筑时，必须做隔热及防火设计。选用良好的耐火材料，保证防火层的厚度及质量，从而满足防火要求。
三、钢结构的构件设计与节点设计
构件设计首先是材料的选择。比较常用的设计是 Q235(类似A3) 和 Q345(类似 16Mn)。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。从经济上考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面。当强度起控制作用时,可选择 Q345；稳定控制时, 宜使用 Q235。构件设计中, 现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面。这与结构内力计算的弹性方法并不匹配。当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能。由于程序技术的进步,一些软件可以将验算时不通过的构件,从给定的截面库里选择加大一级, 并自动重新分析验算, 直至通过———这就是常说的截面优化设计功能之一,它大大减少了结构师的工作量。
节点设计是钢结构设计的重要内容之一。在结构分析前, 就应该对节点的形式有充分的思考与确定。设计中经常出现最终设计的节点形式与结构分析模型中使用的形式不完全一致, 这种情况在施工中必须避免。节点按传力特性可分为刚接、铰接、半刚接, 初学者宜选择前两者进行简单定量分析。节点连接两种常用的方法是等强设计和实际受力设计, 设计手册中通常有焊缝及螺栓连接表格供设计者方便查用。规范中对焊接焊缝的尺寸及形式有强制规定, 应严格遵守。焊条的选用应与被连接金属材质相适应, 例如 E43 对应Q235,E50 对应 Q345。Q235 与 Q345 连接时, 应该选择低强度的 E43, 而不是 E50。焊接设计中不得任意加大焊缝。焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近( 详细内容可查阅规范关于焊缝构造方面的规定)。高强螺栓的使用领域日益广泛。螺栓通常使用 8.8s 和 10.9s 两个强度等级, 根据受力特点分承压型和摩擦型。两者计算方法不同,高强螺栓最小规格M12,常用 M16~M30, 超大规格的螺栓性能不稳定, 设计中应慎重使用。普通螺栓抗剪性能差, 可在次要结构部位使用。连接板选取厚度为梁腹板厚度加4mm。然后验算净截面抗剪。节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序。构件到运现场无法安装是初学者常遇到的问题。节点设计还应考虑制造厂的工艺水平: 比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。
四、钢结构在工业建筑施工环节的优化
1、钢结构的施工开展之前，应该查看工程现场，对设计图纸进行分析。在接到施工任务后应对施工现场进行仔细的勘察，主要查看现场吊装设备站位地点、现场拼装场地位置、拼装设备站位地点、现场有无障碍物、现场临时道路是否具备运输及安装条件等。仔细核对图纸并与土建及结构支架的跨距、标高进行复合。保证在没有错误的前提下进行制作。对图纸上的钢结构进行分解计算重量。主要计算几个安装、制作参数。单片桁架重量、整个钢结构重量、上、下弦支撑的重量及平台重量。桁架上下弦起拱度计算，一般按设计图纸要求进行制作起拱。一般桁架的起拱按大于24米按L/500，小于24米可不考虑。几个参数的计算务必准确无误。
2、为了提高钢结构工业建筑的稳定性，我们首先要进行地脚螺栓环节的坚固性的提升，促进其地脚螺栓环节的精度有效控制，确保其钢结构的有效应用。在地脚螺栓的埋设过程中，我们要促进其精度的提升，促进其下序环节稳定运行。我们要做好钢柱的地脚螺栓安装的准备工作，促进其平面控制网系统的内部各个环节的有效协调，促进其螺栓的安装精度的提升，以满足实际工作的需要。把柱脚的底板的十字线弹出，地脚螺栓的中心线弹出，柱脚剪力孔清理干净，待钢柱就位后，调整标高，把螺母紧固。
3、在钢结构工业建筑的施工环节中，我们要进行梁柱安装环节及其柱间支撑环节精度的有效控制，促进其空间刚度单元的稳定性，以保证其安装环节的协调。我们要进行垫板环节的有效应用，促进其定位线的精确性，促进其整体运作系统的有效优化。采用高强螺栓连接或者焊缝连接时，均匀满足设计规范的要求。保证其结构在竖向和横向的整体稳定性满足设计的要求。
4、为了促进结构构件的有效安装，我们要进行构件的储存工作的健全，促进其构件设备的有效应用，满足实际工作环节的需要。我们要按照相关的堆放规范，进行构件管理，确保该环节的有效运作。存放场地应设专人进行管理，并按供货要求和供货清单进行清点，资料存档.构件堆放时H型构件应立放，不得平放.每个构件的支点不得少于两个，支点的位置宜在构件端部七分之一跨处，叠放时不得超过三层并用木方正确的分层垫好垫平，支点应上下对齐。
五、结束语
总的来说，钢结构工业建筑在设计及施工环节，要采取合理的措施进行优化，根据工程开展的过程中，根据实际需要进行改进调整，尽可能的使工业建筑工程更加经济合理，以创造更多的经济利益及社会效益。
参考文献：
1前言
新建工业厂房多采用预制排架结构，这种结构构件预制尤为关键。由于工业厂房一般作业面积较大，因此多采用大跨度单层厂房，现比较普遍采用预应力混凝土结构或钢结构。其中预应力混凝土结构形式为：竖向承重结构为混凝土柱，屋面为预应力混凝土折线形屋架。混凝土柱采用预制或现浇。结合以往同类结构施工经验，现浇混凝土柱子的施工具有一定的难度。这主要是因为现浇排架柱具有总体柱身超高、排架柱截面较小、牛腿部位钢筋密集等特点。如在柱的牛腿部位钢筋纵横交错，而柱箍筋又需加密，牛腿面预埋件平整度要求高，吊车梁安装的基础就是牛腿预埋件。因此，预埋件不但本身平整度要达到要求，而且，每条轴线上的牛腿顶面标高也必须一致。为控制好混凝土柱的截面尺寸、垂直度及预埋件的标高，需从多方面控制混凝土柱的施。
我们在某集团铸钢厂房工程的构件预制施工中，提炼了一些行之有效的施工方法，如跨内预制、叠层生产等，提高了效率、降低了成本。现总结如下，供大家参考。
2工程概况
某集团铸钢厂房为单层4跨，局部2跨的排架结构。该厂房4跨跨度均为18 m，柱距6 m，排架柱为钢筋混凝土工字形截面柱，屋面结构为梯形钢屋架和预应力混凝土大型屋面板。本文对该工程工程的构件预制施工进行总结，在成本、质量、进度、安全等控制及社会效益方面均取得了良好的效果。并受到各相关部门的广泛好评。
3工程设计与施工
3.1场地布置
在构件预制前，首先应做好现场构件平面布置及吊车行走路线图，明确叠层构件的上下顺序，预制柱子在基础两侧平行于轴线布置，屋架和薄腹梁在跨内平行于轴线布置。柱子采用二、三根叠浇生产，屋架和薄腹梁采用三、四榀叠浇生产，既满足了场地要求，也节约了制作胎模的费用。然后夯实预制场地地基，做好排水设施。
3.2胎模制作
胎膜表面要平整、水平，叠层预制时，胎膜表面或上下层构件之间隔离剂宜采用油毡或厚质塑料布。叠层施工柱的“工”字处，下层柱内应采用灌砂振实并与柱面齐平，上面再砌砖成“工”字形模，并抹水泥砂浆压光。对于屋架，可根据胎模需要的数量，采用以下不同的胎模制作方式：
第一种为屋架榀数多需要胎模数量多，采用竹编板制作成1/2榀屋架同比例模具，每次按模具比对制作胎模。
第二种为屋架榀数少需要胎模数量少，采用在基层上直接放线砌筑砖胎模，砖胎模应比构件每边宽出50～100mm。在其表面抹20～30mm厚水泥砂浆，随即在水泥砂浆上弹出屋架边线，根据边线将构件外多余砂浆切掉，修整好至屋架实际尺寸。支胎模时即以抹灰面层边为准线即可，见图1。
a．屋架榀数多胎模制作b.屋架榀数少胎模制作
图1：胎膜制作示意图
胎模施工需注意的要点如下：
①胎模所用背肋方木选用顺直无瑕疵的松木，必须用平刨刨平，同一块胎模的背肋尺寸必须一致，确保拼装后柱身尺寸准确和加固的有效性。②胎模企口部位尺寸必须一致、顺直，同时需预拼，如有缝隙需调整，或用手提电刨刨平直。③在支立柱模前，先在胎模下口及两侧贴上海绵条，防止混凝土浇筑时漏浆，同时，对胎模下口进行专项处理，保证混凝土成型效果。④柱加固时，用紧线器调整缆风绳的松紧度以调整柱身的垂直度，用柱箍来保证截面尺寸，特别是胎模背肋及柱箍之间必须挤紧，不留空隙，避免柱成型后表面凹凸不平。
3.3柱子、屋架和薄腹梁预制
现场预制构件一般采用竹胶板胎模。叠层施工时，柱子牛腿处、柱根部、柱顶处胎模一次支设到顶，屋架的现浇腹杆与上下弦交角处胎模一次支设到顶；预留筋或预埋件，埋置标高必须准确。柱子吊环的吊点位置及吊环的钢筋直径需施工单位根据吊点位置（使吊点处最大负弯距与跨内最大正弯距绝对值相等；二是有牛腿的柱吊点尽量设在牛腿根部）、构件抗弯强度和构件抗裂度、钢筋抗拉强度、抗拔力和局部承压强度等几个方面综合考虑进行计算后确定。
屋架和薄腹梁外形尺寸大，杆件断面小，节点钢筋密，支模时必须保证埋件位置准确。屋架现浇杆件钢筋绑完后，进行预制腹杆拼装，从中间节点处向两边布放。预制腹杆拼装完后，进行波纹管的放置。放置前先对屋架下弦各节点处影响波纹管位置的钢筋进行调整。穿波纹管应在端部锚板安装前进行，波纹管接头用波纹套管连接，并用胶带将接头缠裹严密，防止漏浆。接头处的波纹管不得向内倒边，以免影响穿束。应使用无齿锯切割波纹管，切割后要将切口修平。混凝土浇筑前，对胎模尺寸、所配制的钢筋、预埋件等进行隐蔽工程验收，并做记录。浇筑时必须振捣密实（尤其端部节点的密实），注意振动棒不要扰动胎模、预埋件和预埋管。整榀构件一次浇成，不留施工缝。
3.4预应力屋架张拉及灌浆
张拉前，首先应维护和校验张拉机具及仪表，认真检查构件的几何尺寸、混凝土捣制质量、孔道位置。其孔道必须保证尺寸与位置正确，平顺畅通，无局部弯曲；屋架端部锚具下的预埋板位置与垂直度应准确，板面应平整，孔道接头处不得漏浆，灌浆前孔道应湿润、洁净，灌浆孔和排气孔应符合设计要求的位置；屋架混凝土强度达到100%设计强度。
3.4.1张拉工艺
(1) 机具及设备布置
机具及设备布置见图2。
图2：机具及设备布置图
(2)钢丝束穿束
1）钢丝的下料：按下式计算钢丝下料长度L，并用砂轮切割机、氧乙炔或压力钳剪断钢丝，严禁用电弧焊切割。
L＝l+(l1+l2+80)+(h+δ)(1)
式中 L――钢丝束下料长度；
l――屋架长度；
l1――锚环厚度；
l2――千斤顶分丝头至卡盘外端距离；
h――锚板厚度；
δ――钢丝束镦头留量，对φs5取10mm。
2）镦头：用于镦头处的钢丝，必须是用砂轮切割机切断的端头。φs5碳素钢丝的镦头，采用LD10型冷镦器。镦头尺寸：外径为1.4d～1.5d，高度为0.95d～1.05d（d为钢丝直径），头型圆整、不偏歪、颈部母材不受损伤。钢丝镦头的强度不得低于母材强度标准值的98％，镦头中心偏移允许偏差为1mm。钢丝镦头圆弧型周边不得出现伸至钢丝母材的裂纹，镦头的拉伸试验应满足镦头强度要求。
3）编束：按设计要求的钢丝数束，在平整的地坪上依次摆放。将内圈和外圈钢丝分别用铁丝顺序编扎，然后将内圈钢丝放在外圈钢丝内扎牢。钢丝偏规律，钢丝的一端可直接穿入锚杯，另一端距端部约20cm处编束，以便穿锚板时钢丝不紊乱。同时从一端0.5m处开始用2根φ0.7mm铅丝编扎成束，直至距另一端0.5m处位为止。
4）孔道中线：每一孔道两端必须认真分孔中线，用红铅笔正确画出锚环的位置，以防锚具放偏。若孔道偏小或偏斜应加工标准，以免张拉时损伤钢丝。
5）穿束：钢丝束应整束穿，采用人工穿束，束的前端用胶布包好裹成子弹头形，以便顺利通过孔道。
图3：钢丝编束工艺简图
3.4.2张拉程序及控制应力
总体张拉程序是从最上面一榀开始，逐步张拉至最下面一榀（一般为三至四榀叠层生产）。预应力钢丝张拉时，要保持孔道中心、锚具中心和千斤顶中心“三心一线”。张拉锚具固定后要测量钢丝回缩量，钢质锥形锚具不大于5mm。张拉过程中要注意检查预应力筋是否断裂或滑脱，当每束钢丝滑脱或断裂超过一根或超过同一截面预应力筋总数3％时，要对该束钢丝更换，重新对该榀屋架进行张拉。
预应力钢丝束采用应力控制方法进行张拉，用预应力筋的伸长值进行校核。预应力钢丝张拉采用0бcon持荷三分钟锚固（бcon为预应力筋的张拉控制应力）。叠层施工构件时逐层增加张拉力，一般为：第二层：1.5%；第三层：2%～3%；第四层：4%～5%。预应力筋张拉端要在屋架两端对称布置。2台千斤顶分设在构件两端，对称张拉一次完成。四束预应力筋屋架，分两批张拉，用2台千斤顶分别张拉对角线上的筋束。
3.4.3孔道灌浆
预应力筋张拉完后要尽早进行孔道灌浆，以减少预应力损失。灌浆之前，观察锚环外的钢丝记号，看是否有少丝、断丝、滑丝情况，若发现超过规定数量，则要更换该钢丝束及其对称钢丝束。清洗灌浆孔道，并检查灌浆孔、排气孔是否与预应力筋孔道连通，否则要事先处理。
灌浆顺序先下后上，避免上层孔道漏浆将下层孔道堵住。每根构件必须连续灌浆，不得中断。对灌浆孔由近到远逐个检查出浆口（排气孔、泌水孔），待浓浆冒出后逐一封闭。对最后一个出浆孔在排气孔冒出浓浆后，即堵死排气孔，再压浆至0.6MPa，保持1～2min后，即可堵塞。封闭完出浆孔，灌浆孔出浓浆后，继续加压（0.4～0.6MPa），保压2min，封闭进浆孔。每个构件的全部孔道要一次灌浆完成。每工作班组留置一组砂浆试件，连同构件加温养护，强度不低于M10后，方可移动屋架。
3.4.4端头封闭
灌完浆第二天后，即可剪断外留多余钢丝（注：切记不可用氧焊或电焊切断，以免造成应力损失）锚具外最少留50mm长，根据设计要求而定，并用比屋架混凝土强度高一级的细石混凝土封闭保护端头锚具及钢丝头。
钢结构工业厂房在我国应用的时间并不长，其具体的设计及施工技巧都还在探索阶段。虽然钢结构工业厂房有很多优点，但作为一种材料，它也有很多缺点，例如防火性能差、易锈蚀等，在设计与施工的过程中一定要考虑到这些因素。文章将从设计和施工两个方面来进行论述。
一、钢结构工业厂房的优越性
钢结构工业厂房的主要优点在于：首先，在施工速度方面：钢结构构件可以工厂化批量生产，施工简单，安装快捷，大大缩短了施工周期。其次，钢结构工业厂房在自重方面：可减轻建筑物结构质量约30%，特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系。最后，从环保方面考虑：钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，钢材本身是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，并且不需要制模施工。
二、钢结构工业厂房图纸设计的重要性
无论在什么样的工程中，图纸是工程施工的依据。在钢结构工业厂房的设计期间，一定要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。钢结构工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制施工组织设计，其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求，以及为保证产品质量而制订的各项具体措施。
三、钢结构工业厂房支撑系统的设计原则
为了保证钢结构厂房的空间工作，提高其整体刚度，承受和传递纵向水平力，防止杆件产生过大的变形，避免压杆失稳，以及保证结构的整体稳定性，应根据厂房结构的形式，车间吊车的设置，振动设备以及厂房的跨度、高度，温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统，并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要因素，并影响温度应力的大小，下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部，使吊车梁等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时，一般在温度区段的中部设置一道下段柱支撑，但温度区段的长度大于150 米时，为了保证厂房的纵向刚度，应在温度区段内设置两道下段柱支撑，其位置应尽可能布置在温度区段中间三分之一的范围内，为了避免过大的温度应力，两道支撑的中心距离不宜大于72 米。
四、钢结构工业厂房抗震性设计的重点
在钢结构工业厂房做抗震设计时应注意：首先，在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布，使厂房受力均匀，变形协调，尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响，厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架，以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形。其次，钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成，所以合理布置支撑系统，保证厂房结构整体稳定性，对钢结构厂房尤为重要。最后，在地震作用下。存在着低周疲劳作用，设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计。应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服，应使结构构件能进入塑性工作，充分吸收地震能量发挥其抗震能力。
五、钢结构工业厂房耐热能力设计的重要性
前面提到过，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（通常是涂耐热涂料来解决）。
钢结构工业厂房的施工中，存在的问题非常繁冗，在这里只对比较突出的几个问题进行分析研究。
六、关于施工过程中地脚螺栓的埋设问题
可以说地脚螺栓的坚固与否是钢结构工业厂房建筑稳定性的根本所在。地脚螺栓的精度关系到钢结构定位，地脚螺栓的埋设必须严格保证其精度。地脚螺栓的埋设精度：轴线位移±2.0 mm，标高±5.0 mm。在地脚螺栓安装前，将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上，全部闭合，以保证螺栓的安装精度。然后根据轴线放出柱子外边线，待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后，将所需标高抄测到钢管架子上。
七、关于吊装过程中的注意事项
首先，把柱脚底板的十字线弹出，地脚螺栓的中心线弹出，柱脚剪力孔清理干净，待钢柱就位后，调整标高，把螺母紧固。其次，吊装完一个区域的钢柱后，吊装连系杆，这样保证钢柱整体稳定性，使吊装钢梁时钢柱不容易变形。最后，吊装钢梁，两对钢梁空中对接，并把高强螺栓初拧，第一根钢梁用四道缆风绳拉紧，防止钢梁向一边倾斜。
八、关于吊车梁系统的安装问题
在钢结构工业厂房的施工过程中，吊车梁的安装必须严格按规范从柱间支撑跨进行，柱间支撑安装连接后已形成一个比较稳定的空间刚度单元，从此处安装，一是保证安全，二是能保证吊车梁安装不会影响柱子的垂直度。同时在安装过程中对端部截面误差较大的吊车梁底部应配调整垫板，该垫板在吊车梁系统调整完后应焊接固定，按事先测放的定位线精确对中。制动系统的连接应在吊车梁调整固定后正式连接。当制动板与吊车梁高强螺栓连接和辅桁架焊接连接时，为防止连续施焊对高强螺栓的影响，应先将制动板和吊车梁的高强螺栓连接，并进行初拧，然后调整辅桁架，并于制动板点焊固定后终拧高强螺栓，最后进行制动板和辅桁架的焊接。高强螺栓的紧固和制动板的焊接，均要遵循由每块板的中间往两边进行，以减小板内应力。
九、关于钢结构构件的码放问题
为便于结构构件的安装，构件进厂后应进行合理的堆放。原则为：现场急需安装的应直接堆放到现场，按照吊装顺序先吊装的码放在上头，后吊装的码放在下头。不急于吊装的构件暂时存放在现场外。堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放。存放场地应设专人进行管理，并按供货要求和供货清单进行清点，资料存档。构件堆放时，H型构件应立放，不得平放。每个构件的支点不得少于两个，支点的位置宜在构件端部七分之一跨处，叠放时不得超过三层并用木方正确的分层垫好垫平，支点应上下对齐。
(2)刚性抗震设计。刚性抗震设计则是当前我国建筑结构抗震能力设计过程中常用的抗震设计类型，其也是建筑结构抗震设计中较为传统的结构抗震设计类型，其能够通过对建筑结构强度的提升、对建筑结构塑化能力的提升以及对建筑结构刚性的提升有效的提升建筑结构的整体抗震能力，有效的提升建筑结构在地震灾害发生过程中的稳定性，提高建筑结构的抗变形能力、抗地震破坏能力、抗倒塌能力等多种能力特性，对工业与民用建筑结构的稳定性和安全性有着非常重要的提升。具体来讲，刚性抗震设计应用在建筑结构的设计和施工过程中，主要是通过对混凝土结构的抗震设计来达到最终提高建筑结构整体抗震性能的目的，例如刚性抗震设计可以在建筑结构的设计过程中通过对抗侧力构件截面的设计采用提高混凝土标号和增加结构配筋量的方式来达到提高相应结构延性和强度的目的，最终实现对整体建筑结构抗震性能的有效提升。刚性抗震设计在我国建筑结构设计过程中的应用已经形成了一套颇为成熟的应用体系，其在工业与民用建筑结构设计过程中的应用也较为普遍，但是值得注意的是刚性抗震设计在建筑结构中的应用事实上也是有一定局限性的，其主要表现在无论刚性抗震设计能够多么有效的提高建筑结构的整体强度和刚度，建筑结构自身在地震灾害来临过程中的抵抗能力始终都是有限的，在遭遇到极为强烈的地震灾害作用力时，刚性抗震设计不能完全的保证建筑结构全然不受地震灾害的影响，同时刚性抗震设计还会出现增加地震加速度并最终导致建筑受到的地震效应更加剧烈的现象，因此刚性抗震设计在提高建筑抗震性能上的作用事实上是有一定局限的。
(3)局部抗震设计。局部抗震设计在建筑结构抗震设计中的应用主要是通过对多种综合因素以及对地震灾害的作用力分析情况来完成对建筑结构的相应设计工作。具体来讲，局部抗震设计首先会针对工业与民用建筑结构在面临地震灾害时最容易出现结构损坏的位置进行相应的模拟实验和分析，例如工业与民用建筑的后砌墙结构与楼板结构在地震灾害时是最容易出现损坏现象的结构，那么局部抗震设计就会在工业与民用建筑结构的设计过程中充分加强对后砌墙结构和楼板结构的强化设计，通过提升后砌墙结构与楼板结构的设计强度来达到提升建筑结构抗震性能的目的;其次局部抗震设计在建筑结构的应用过程对建筑结构的建设场地也有着相应的要求，局部抗震设计在工业与民用建筑结构设计中的应用要求健身代为必须尽量选择避免软弱粘土区、采空区以及非岩质陡坡区等地区，以便降低建筑结构在面临地震灾害时遇到的灾害影响;最后局部抗震设计对建筑结构的施工质量要求也非常的高，其在工业与民用建筑结构设计过程中的应用要求工业与民用建筑必须具备高标准的结构施工质量，进而从整体上提升建筑结构的安全性和稳定性，保证建筑结构具备相应的抗震能力。
2工业与民用建筑结构抗震设计过程中应该采取的优化措施
(1)科学合理的选择抗震类型。当前阶段我国工业与民用建筑结构包含多种不同的类型，例如混凝土结构建筑、砖混结构建筑以及钢结构建筑等等，设计单位在工业与民用建筑结构的设计过程中应该充分的考量建筑结构的不同类型，根据不同建筑结构类型抗震性能上存在的差异性科学合理的选择抗震类型
(2)加强建筑施工场地的优化选择。设计单位在工业与民用建筑结构场地的选择过程中还应该加强建筑施工场地的优化选择，尽量选择能够降低或者消除地震影响的地理位置，减少地震灾害来临过程中对于建筑结构造成的不利影响，避免因为地理位置选择不对造成的地震影响更加剧烈的现象。
中图分类号：TF046.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0146-01
地震是我国一种常见的自然灾害，对建筑结构的影响非常大，严重时甚至会造成建筑物倒塌等问题，这对建筑结构中的用户，尤其是工业与民用建筑中用户的生命安全带来了极大的威胁，所以，工业与民用建筑在结构设计过程中，应该将抗震设计工作做好，保证其在正常使用中始终保持良好的抗震性能，保证在地震灾害来临时保证强大的稳定性。
1 工业与民用建筑结构形式的特点
在我国，工业与民用建筑的结构主要可以分成钢结构、砖木结构、框架结构及砌体结构等不同种类，下面主要针对这几种建筑结构形式的主要特点进行分析。
1.1砖木结构
砖木结构中的建筑屋顶和楼板等都利用木材作为主要搭建结构，这种结构在我国农村地区比较常见，其优点在于结构简单、成本低廉，但是砖木结构不能对砂浆的质量进行保证，所以这种结构的建筑物通常抗震能力比较差。
1.2砌体结构
砌体结构也是一种比较常见的工业与民用建筑结构，通常情况下这种结构的房屋会设计成小开间建筑，建筑内部的内墙比较多，因此，建筑的抗侧力刚度是比较好的。但是砌体结构的抗变形能力差很多，很容易出现开裂等问题，如果遇到地震，砌体结构建筑将会出现局部坍塌等严重问题。
1.3钢结构
在目前我国的建筑行业中钢结构的使用范围非常广，可以充分保证建筑的强度、刚度和塑性、延性。钢结构本身的重量比较轻，加上其延性和塑性非常好，所以可以有效提高建筑物的抗震能力，避免建筑物出现倒塌的情况。但是，钢结构的耐火性非常差，一旦发生火灾很容易出现建筑安全问题，另外，成本也比较高。
1.4框架结构
框架结构是指由梁、柱铰接成承重系统的建筑结构，通常这种结构的自重比较轻，同时空间分隔非常灵活，不仅可以保证建筑结构的抗震能力，同时还能节省建筑耗材，其缺点在于本身的刚度不足。
2 工业与民用建筑结构抗震设计方案
2.1刚性抗震设计
刚性抗震结构设计是一种传统的抗震设计理念，主要利用对设计结构强度的强化，来提高建筑抗震能力，利用对塑性设计的强化，来提高建筑的延性，利用对结构刚性设计的强化，来提高建筑结构的抗变形能力。这种结构抗震设计目前在世界上比较流行。这种设计方案在世界范围内已经广泛应用，因此，积累了很多设计与施工经验，目前已经形成了相对完整的理论体系。在工业与民用建筑工程施工过程中，如果选用这种抗震设计方案，可以使资源消耗、施工难度及施工时间得到有效降低。但是这种设计方案本身存在很大的问题，加上工业与民用建筑结构的抗震能力本身就有限，因此，一旦遇到强烈的地震，会大大增加地震的加速度，从而遭受更大的损失。
2.2柔性抗震设计
柔性抗震设计理念利用消能减震技术、隔震设计来实现抗震的目的，主要在工业与民用建筑中的底层及多层建筑比较适用，利用附加阻尼器的方式来降低地震对建筑物结构带来的破坏。柔性抗震设计不会受到建筑结构类型的约束，同时消能部分也不会承受结构的重力，还可以大大降低结构在风影响下的加速度。但是这种抗震设计目前还比较新颖，尚处于理论研究的层面，在实际操作中可能会出现很多问题，还需要设计人员在未来的建筑实践过程中，不断提高该项设计的安全性与实用性。此外，这种抗震设计还需要投入大量的人力、物力，极大的限制了这种抗震设计在工业与民用建筑中的应用。
2.3局部抗震设计
目前我国的工业与民用建筑工程中已经开始广泛使用局部抗震设计，这种抗震设计主要分析了对中因素对地震的作用力，对建筑结构展开设计。具体来说，首先应对面临地震灾害时工业与民用建筑最容易出现损坏的地方进行模拟和分析；其次，在建筑结构中的应用对建设场地也提出了要求，尽量要选择软弱粘土、非岩质陡坡区或者采空区等地区，这样可以降低建筑结构在地震影响下受到的灾害影响；最后，这种抗震设计对施工质量的要求也比较高，在建筑设计过程中必须保证建筑的高质量，提高建筑结构的稳定性，保证建筑结构可以具有一定的抗震能力。
3 工业与民用建筑结构抗震设计中应注意的问题
我国很多地区都存在受到地震灾害影响的危险，因此，在那些容易发生地震的地区建设工业与民用建筑时，应该注意以下几点。
3.1充分了解建筑物场地的环境因素
在容易发生地震的地区，应充分了解建筑建设场地的地形地貌及地质条件等因素，并选择可以消除地震不利影响的位置。具体来说，应尽量避免在采空区、软弱粘土、非岩质陡坡区等位置建设建筑物，一旦发生地震，这些地区的建筑物很容易会出现地裂、房屋倒塌等问题。如果建筑必须建设在土层不均匀或者软土地基地区，应该采取措施提高其刚性，尽量采用刚性抗震设计的方式，尽量增加钢筋混凝土量，同时还要在建筑物底部和基础顶面设置仿真缓冲带，这样就可以使建筑的抗震能力得到极大的提高。
3.2有效保证主体与连接部位之间的质量
在地震发生时，地震纵波传播的速度比横波传播的速度快，所以，如果纵波先到达地面，将会对建筑结构造成破坏，而建筑结构主体和连接部位之间是建筑设计中的薄弱环节，在横波到达地面后，会对这一位置进行进一步的破坏，进而使建筑倒塌。通过大量地震资料的调查可以发现，工业与民用建筑中最容易出现坍塌问题的部位为后砌墙结构和楼板，因此，在抗震设计过程中，必须保证主体和连接部位之间的质量，对其截面形式进行科学设计，从而有效提高建筑的抗震能力。
3.3保证建筑施工质量
虽然抗震结构设计对提高建筑物抗震能力起到了重要的影响，但是从频繁出现的倒塌楼中可以看出，这些建筑物的倒塌并不仅是因为抗震设计不充分导致的，我国很多工业与民用建筑在施工质量上都存在严重的问题。在建筑结构抗震设计中，设计人员必一定要将人民的财产安全作为根本出发点，在实际工作中不断积累经验，从而设计出抗震效果得到保证的建筑。此外，现在不乏有一些过于追求利益的开发商，他们为了降低工程成本，在施工过程中使用质量不合格的建筑材料，这对建筑的整体抗震能力造成了严重的威胁，所以，设计人员、开发商以及施工人员，都应该站在人民的利益角度上，提高工业与民用建筑的整体抗震能力。
结语
工业与民用建筑结构抗震设计工作非常复杂，我国面对自然灾害的威胁，建筑设计系统尚不成熟，建筑抗震能力急需提高，所以设计人员应该合理选择建筑场地，并在设计工作中不断积累经验，从而设计出抗震效果更好的建筑。同时，开发商也要意识到提高建筑抗震能力的重要性，不断增加投入，促进我国工业与民用建筑结构抗震能力的提高。
参考文献
钢结构工业厂房因其施工速度快、自重轻、抗震性能好、环保等特点在建筑工程中已被广泛认可,在工业厂房设计中逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构而得到了普遍应用。本文就钢结构工业厂房工程中钢结构的特点、制作、设计要点、施工测量、安装方案和技术措施作了较为详细的介绍,并对钢结构的制作工艺、施工要点作了重点阐述。
1.钢结构工业厂房的优越性
钢结构工业厂房的主要优点：1.在现场施工、安装速度快，由于钢结构构件可以工厂化批量生产，采用设备下料、焊接、开孔，并作表面处理，可极大的方便现场拼装施工，大大缩短施工周期；2.钢结构相对于混凝土结构可减轻建筑物结构约30%的自重，在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；3.钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，钢材本身是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，并且不需要制模施工。
2.钢结构构件主要制作工艺
钢柱制作工艺流程为:放样下料电脑编程拼板CNC切割组立埋弧焊接钻孔组装矫正成型铆工零配件下料制作组装焊接和焊接检验防锈处理、涂装、编号构件验收出厂。
3.工业厂房结构设计要点
多层厂房因为工艺布置的要求,一般都需要大空间,结构通常采用框架结构,在层数较多、工艺条件许可的情况下也可以采用框剪结构。结构布置的原则是:尽量使柱网对称均匀布置,使房屋的刚度中心与质量中心相近,以减小房屋的空间扭转作用,结构体系要求简捷、规则、传力明确。避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩,以及竖向变化过多的外挑和内收,力求沿竖向的刚度不突变或少突变。
3.1地震区的厂房宜少设或不设防震缝。地震区房屋的伸缩缝是合一的,当房屋较长时,宜采取下列一些构造措施和施工措施以少设伸缩缝及防震缝;施工中,每隔40m设置一道800mm一个1400mm宽的后浇带,后浇带的位置设在结构受力影响最小的区段;在温度影响较大的顶层、底层、山墙和内纵墙端开间的墙体等部位,适当提高配筋率;加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。
3.2合理布置电梯间的位置。多层厂房由于设备、货物很重,竖向运输的需要,均要设置电梯。钢筋混凝土电梯井筒刚度很大,应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响,在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。
3.3控制横向框架与纵向框架的周期。由于多层厂房跨度方向尺寸较大,柱子少;而柱距方向尺寸较小,柱子多。一般都是横向控制,使纵横向的抗震能力大致相同,不仅有利于抗震,也使设计更为经济合理。
4.结构设计中应注意的问题
4.1结构设计与工艺设计的协调。厂房都是为生产服务的,厂房设计中结构专业作为配套专业首先应满足工艺要求,结构设计也只能服从于工艺条件。而工艺设计人员在工艺布置时,经常与结构设计发生矛盾,要开洞的地方是框架梁,设备本来可以沿梁布置却布置在了跨中等。所提荷载也经常偏大,有时甚至把设备的荷载作为均布荷载提出。尤其在方案设计阶段,结构设计人员应多与工艺协调,尽量了解工艺布置,使设计和施工都减少了许多不必要的麻烦。
4.2结构计算。计算机软硬件的迅速发展,解决了复杂的结构计算问题,使结构工程师们从繁重的琐碎的计算工作中解脱出来。他们可以把大量的精力放在结构方案的选择比较上,合理的确定结构方案及结构布置,从而提高设计水平及质量,降低工程成本。
4.2.1楼面等效荷载的计算
工业建筑与一般多高层民用建筑结构形式、楼面活荷载等有许多不同之处,工业建筑楼面活荷载一般大于多高层民用建筑。有的中小型机床上楼层、柱上、梁上还有吊车荷载,它的跨度柱网一般比民用建筑大,层高相对较高,最大特点是整个平面几乎没有内隔墙。工业建筑一般采用现浇钢筋掘凝土板梁柱结构,板厚比一般民用建筑厚,楼板的平面刚度可视为无穷大,电梯货梯间,如不用剪力墙:整个刚度重心移向剪力墙,而电梯或货梯一般设在端头,结构刚度布局就不合理,所以电梯货梯间就使用框架填充墙结构。
4.2.2节点核心区的抗剪验算
框架节点的设计应遵循“强柱弱梁更强节点”的原则,一二级抗震等级的节点还应进行受剪承载力计算。由于多层厂房的梁柱中心线往往不能重合,加之柱的截面比较大,节点偏心也比较大,对柱节点核心区的构造和受力都有较大的不利影响。因此,大跨度、大空间、大荷载的多层厂房的节点核心区的抗剪验算显得更为重要。
4.2.3与电梯井筒相连框架的考虑
过去电梯井设计按纯框架计算,电梯井壁按构造配筋,偏低不安全；框架部分应按壁式框架计算出的数值进行配筋,电梯井壁则应按剪力墙配筋。
5.在钢结构进行吊装的过程中的注意事项
首先,把柱脚的底板的十字线弹出,地脚螺栓的中心线弹出,柱脚剪力孔清理干净,待钢柱就位后,调整标高,把螺母紧固;其次,吊装完一个区域的钢柱后,吊装连系杆,这样保证钢柱整体稳定性,使吊装钢梁时钢柱不容易变形;最后,吊装钢梁,两对钢梁空中对接,并把高强螺栓初拧,第一根钢梁用四道缆风绳拉紧,防止钢梁向一边倾斜。
6.吊车梁系统的安装难点解析
在钢结构工业厂房的施工过程中,吊车梁的安装必须严格按规范从柱间支撑跨开始进行,柱间支撑安装连接后已形成一个比较稳定的空间刚性单元,从此处安装一是保证安全,二是能保证吊车梁安装不会影响柱子的垂直度。同时在安装过程中对端部截面误差较大的吊车梁底部应配调整垫板,该垫板在吊车梁系统调整完后应焊接固定。按事先测放的定位线精确对中。制动系统的连接应在吊车梁调整固定后正式连接。当制动板与吊车梁高强螺栓连接,和辅桁架焊接连接时,为防止连续施焊对高强螺栓的影响应先将制动板和吊车梁的高强螺栓连接,并进行初拧,然后调整辅桁架,并于制动板点焊固定后终拧高强螺栓,最后进行制动板和辅桁架的焊接。
7.关于钢结构构件的码放问题
为便于结构构件的安装,构件运进安装现场后应进行合理的堆放.原则为:现场急需安装的应直接堆放到现场,按照吊装顺序先吊装的码放在上头,后吊装的码放在下头.不急于吊装的构件暂时存放在现场外.堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放.存放场地应设专人进行管理,并按供货要求和供货清单进行清点,资料存档.构件堆放时H型构件应立放,不得平放.每个构件的支点不得少于两个,支点的位置宜在构件端部七分之一跨处,叠放时不得超过三层并用木方正确的分层垫好垫平,支点应上下对齐。
8.总结
综上所述,做好工业厂房结构设计与施工的关键在于:概念应清楚,结构选型应做到合理;施工图的设计应与施工相结合,避免施工困难;结构计算要准确,施工安全和质量必须严格按规范及要求执行,以达到最佳效果。
参考文献:
中图分类号：TB482文献标识码： A
1 工业与民用建筑中护的结构设计要求
1.1 遵循合理实用的原则
工业和民用建筑在建设过程中，设计是首要环节，要求设计人员根据建筑物的使用和实用要求，运用建筑力学和建筑美学方面的知识和经验来进行设计，尤其要注重保暖、通风、采光等功能的设计，如果设计稍有不合理，将会提高建筑物日后在取暖、通风、照明方面的费用，如果设计严重不合理，那么建筑物就面临更改设计，从头再来的惨重损失。
1.2 尽量采用环保型能源
在对工业和民用建筑进行护结构设计的过程中，应首先考虑实用环保型能源。我们知道，科技发展日新月异的今天，能源的较量也不容忽视，谁能在能源节省方面有突破，谁就能
控制市场的走向。因此，在工业和民用建筑护结构设计中，应该充分考虑到环保型能源的使用，比如太阳能类的可再生能源，常见的有太阳能热水器，太阳能电池等，在为建筑设计取暖、照明时，就可以采用这些环保型能源。不仅节约成本，保护了环境。
1.3 合理使用不可再生能源
在技术能达到的范畴，首要选择自然是环保型能源，然而有时设计无法达到预期的效果，就要合理采用不可再生能源。比如我国北方的冬季供暖问题，大部分还采用机械设备为建筑
物提供热量，然而这种设计十分消耗能源，机械设备的折旧维护成本高。在今后的设计中应该逐渐采用环保型能源进行替换，但是结合中国的实际国情，在很长一段时间内，只能通过合理使用不可再生能源来实现工业和民用建筑护的结构设计。
2 工业与民用建筑中护的结构设计步骤
2.1 确定围护结构设计部件
在进行工业与民用建筑中护的结构设计过程中，首先要确定主要围护结构设计的部件，包括其结构、形状、功能，在设计初期，要参照任务书和设计规范书，说明围护结构的功能，通俗的说就是要根据采光、通风、保温、隔热等需要设计门窗的大小和位置，确定门窗应采用的材料和数量，设计墙体的厚度、层次和选用的材料等。
2.2 模拟分析建筑物能耗
在设计阶段，无法得到准确的能耗数据，那么就需要对建筑物的能耗进行模拟分析，要考虑建筑物在一定时期内的总能耗，不仅要分析供热、供暖等主动提供的功能，而且要充分考虑建筑物的热损失，如果建筑物在使用过程中，热损失过大，大大超过经济要求，那么此建筑的护结构设计就是失败的，应该重新设计维护结构，减少能耗损失。
2.3 护结构及连接节点设计
在进行护结构设计时，要充分考虑结构的强度和刚度，使得所建设的建筑物符合国家要求的标准，能承受雨雪、暴风和地震等恶劣天气情况的考验，同时对于成型的长期环境条件
也要有相应的适应能力，比如北方的冬天室内外温差大，在进行结构设计时，就应考虑到护在控制温度、湿度方面的功能。
在设计连接节点时，要尽量采用柔性节点构造，以适应建筑结构发生位移和尺寸的变化。在选择连接节点材料时，还要考虑到各种材料之间的力学作用和化学性能。不管是对结构还是连接节点的设计，都要求建筑过程中便于施工和安装。
3 工业与民用建筑中护的结构设计策略
建筑物室内的舒适度由环境参数来表述，如温度、湿度、照度、空气流速等，围护结构主要是用来控制室内环境参数，使建筑物中的学习、工作、生活的人们获得最舒适的环境。下面结合几项性能来阐述建筑护结构设计的策略。
3.1 保暖设计策略
建筑物的保暖设计主要包括：提高供热和采暖系统的热效率、降低维护结构的热损耗。有关数据显示，建筑中墙体的散热量可达到护结构总散热量的 30%，因此墙体节能设计是重点。在墙体的设计过程中，要充分了解各种墙体材料的传热性能。如果采用单一材料的外墙，在考虑材料价格成本，施工简便程度，承重强度的前提下，要尽量克服材料传热系数高的缺点，同时为了加强保温性能，可考虑填入热阻高的材料来填充空隙。也可采用复合外墙来进行墙体设计，复合外墙是对围护材料、承重材料、高保温材料进行复合。
3.2 通风设计策略
为了保持室内环境的舒适和健康，除了保暖之外，建筑物的通风也很重要。自然风是主要的通风来源，因而在进行工业与民用建筑护结构设计中，要充分考虑风压和热压。建筑物的通风主要采用窗口和门作为通风渠道，这样能降低工程的复杂性。在设计过程中，要合理安排门窗位置，应符合人体活动的高度，适合开关。
3.3 隔热设计策略
因为我国地区跨度大，南方夏季对于建筑物的隔热性能要求也较高。要达到隔热的效果，门窗等可采用隔热玻璃，保证室外热量被隔绝在外。隔热玻璃包括吸热型和热折射型，采用隔热性能好的材料能使室内温度得到很好的控制。
4 结语
我国目前的建筑能耗相对较高，与发达国家有很大差距，考虑到我国南北环境差异比较大，在进行工业与民用建筑的护结构设计时应该结合实际的环境考虑，在节能原理的指导下，采用与环境相适应的材料，再加上合理的设计，将会给人们带来更加舒适的生活和工作环境，同时将会给工业和民用建筑方面带来更大的经济效益。
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
1.我国工业与民用建筑钢结构的发展状况
随着我国国民经济水平的不断发展和国家产业结构的调整，我国的工业与民用建筑事业也取得了长足的进步，钢结构建筑的发展也十分迅速，特别是一些代表城市标志性高层建筑的建成，为钢结构在我国的发展揭开了新的一页；轻钢结构的发展则更是如火如荼，特别在工业厂房的建设中则更为迅猛。
2.钢梁分段点的设置
门式刚架斜梁进行变截面设计的主要目的是为了节省钢材，截面突变处位置的选择也应立足使用钢量最优，但变截面门式刚架关于截面突变位置的选择并无统一方法，须由设计者自行校核。
根据几个工程的施工图设计经验，一般可以这样设置拼接点位置：
（1）考虑施工运输方便，钢梁的单节长度一般不应大于12m，局部可放至14m；
（2）对于两节钢梁，一般取在弯矩为零处和斜梁中点之间是合理的；
（3）对于三节钢梁，第一节可设在弯矩为零处或1/4～1/3 跨度之间，第二节可选在斜梁除去第一节后剩下梁长的中点；
（4）拼接节点的设置应兼顾抗风柱的位置，不宜重叠。
钢梁拼接点的设置一般应在建模计算之前大致确定好，因为如果在PKPM建模计算过程中改变拼接点的设置位置，之前输入的荷载信息等将发生混乱，必须重新校核荷载等输入信息。
3.初估截面
结构网格布置结束后，需对钢梁、钢柱及支撑截面作初步估算，门式刚架钢梁、钢柱主要采用焊接H 型截面，柱间支撑主要采用角钢或槽钢。根据荷载及支座情况，钢梁截面高度通常在跨度的1/20～1/50 之间选择；柱截面按长细比预估，通常50
需要注意的是，对应不同的结构类型，规范中对截面的构造要求有很大的不同。如钢结构构件的局部稳定问题，在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。构件截面形式的选择没有固定的要求，结构工程师应该根据构件的受力情况，合理的选择安全、经济的截面。
4.确定计算长度
研究表明，门式刚架的破坏首先是由于受压最大翼缘屈曲引起的，斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘连接处是出现屈曲的关键部位，所以在设计中往往是在该处设置隅撑。这样刚架梁的平面外计算长度应该取相邻隅撑之间的间距（不能笼统的均按3 米考虑）；但对于刚架柱，隅撑对平面外稳定的贡献是有限的，其平面外计算长度一般应取柱间支撑的高度。平面内计算长度一般可按程序的默认值不做修改（程序按照GB50017-2003 的要求自动计算），如有充分依据，也可采用自定义值。
5.荷载输入
除正常输入刚架恒载、活载、风荷载、吊车荷载等外，尚应注意以下几个问题：
（1）悬挂管道、灯具等附加荷载：建议按活载输入；
（2）吊车荷载的输入：①一般情况下最多考虑两台吊车；②吊车梁、轨道等自重宜按偏心荷载+弯矩的形式输入（按恒载输入，偏心指的是相对于下柱的形心），当吊车起重量不是很大时，为简化计算，吊车梁、轨道等自重也可近似简化为将轮压乘以荷载增大系数β考虑（吊车梁跨度L=6m：β=1.03(1.02)；L=12m，β=1.05(1.04)）（括号内数据适用于Q345 钢）；③吊车桥架重用于计算地震力，一般按起重量较大的吊车的桥架重取用。
（3）半龙门吊车荷载的输入：在半龙门地轨位置虚拟一个钢柱，按桥式起重机的输入方法输入，一般将最大轮压产生的竖向力作用在主刚架柱上。
6.钢梁挠度计算
当门式刚架的跨度较大时，钢梁的挠度往往比较大，尤其是当有悬挂式起重机时，钢梁挠度的控制较为严格，这样就不能无限制加大钢梁截面，宜采用将钢梁起拱的方法控制钢梁的挠度，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》规定：“跨度大于30 米的钢梁，宜起拱”。起拱值可取“恒载+1/2 活载”作用下产生的挠度。
7.附加重量和附加墙重的区别
计算程序中补充数据一览同时给出了附加重量与附加墙重两个参数，这两个参数不是同一个概念，尤其对于围护结构采用砌体墙时。附加重量是用来计算地震力的，一般可取围护墙重量的一半作用于柱顶；附加墙重是用来设计基础的，应取整个围护墙的重量作用于柱底。
8.截面选择
构件的设计首先是材料的选择，在轻钢结构中，目前国内常用的钢材是Q235 和Q345两种，为便于工程管理，通常主结构宜使用单一钢种。设计中，当强度起控制作用时，可选择Q345；稳定起控制作用时，宜使用Q235。但需注意Q235A 钢的含碳量不作为交货条件，可焊性无保证，故不宜用作焊接结构。同时应注意当预估的截面不满足要求时，加大截面应该分两种情况区别对待：强度不满足时，通常加大组成截面的板件厚度，其中，抗弯不满足加大翼缘厚度，抗剪不满足加大腹板厚度；变形超限时，通常不应加大板件厚度，而应考虑加大截面的高度，否则会很不经济。
9.檩条设计
檩条是轻钢结构中很重要的次要构件，屋面檩条通常采用冷弯薄壁C 型钢、Z 型钢；墙梁通常采用冷弯薄壁C 型钢；当檩距>12m 时，屋面檩条可采用薄壁桁架式檩条，墙梁可增加墙柱后采用冷弯薄壁C 型钢。《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）基本设计规定中明确写到：“结构构件的受拉强度应按净截面计算，受压强度应按有效净截面计算，稳定性应按有效截面计算，变形和各种稳定系数均可按毛截面计算”。因此强度计算应采用有效宽度，对原有截面要减弱，不能象热轧型钢那样全截面有效，同时也不宜采用净截面而忽略打孔削弱的影响，根据近几个项目檩条设计分析（如Z200x70x20x2.0，Z180x70x20x2.0 等），这种减弱一般达到6%-15%，檩条设计计算时，考虑开孔削弱影响后，强轴有效净截面模量可取0.85－0.95 倍毛截面抵抗矩，弱轴有效净截面模量可取0.9－0.95 倍毛截面抵抗矩。同时，屋面檩条设计建议采用连续檩条设计，这样可节约用钢量约20%左右（连续檩条搭接长度可取檩条跨长的1/10）。
10.节点设计
连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一，连接的不同对结构影响甚大。比如，有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题，但会产生较大转动，不符合结构分析中的假定，会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果。
某车间主次梁连接节点设计均采用了工程比较常用的“等强设计法” ：即翼缘连接承受全部弯矩，梁腹板只承受全部剪力的假定进行设计。结合有关震害分析资料，这种设计并不能有效满足“强节点弱构件”的抗震要求，尤其在高烈度区隐患很大。为改进框架节点的抗震性能，适当加大了梁端上下翼缘截面面积（也可在梁端上下翼缘加焊楔形盖板）。在节点设计中同时应注意以下几个方面：
（1）焊接设计中不得任意加大焊缝，焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近；
（2）普通螺栓抗剪性能差，一般在次要结构部位使用；
（3）高强螺栓最小规格M12，常用M16～M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用；
（4）应验算梁腹板螺栓孔处腹板的净截面抗剪，承压型高强螺栓连接还需验算孔壁的局部承压；
（5）当连接节点采用普通螺栓时，建议采用中和轴在受压翼缘中心的计算方法；采用高强螺栓时，建议采用中和轴在端板形心的计算方法；
中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：
随着我国经济、技术的迅速发展和进步，钢结构已逐步成为各类工程结构中被广泛应用的建筑结构，如工业建筑、文化体育建筑、城市现代化建筑以及城乡住宅建设等。
一、工业建筑中钢结构的应用现状与设计特点
1、工业建筑中钢结构的应用现状
当前，在我国工业建筑领域中，相比混凝土结构而言，由于钢结构自重较轻、抗震性能优良且结构强度高，又便于进行工业化批量生产，是一种能够进行循环使用又能达到节能环保的一种建筑结构，也符合我国经济可持续性健康发展的潮流，又能很好的满足我国建筑工业化的要求。因此，在高层建筑、轻钢结构住宅建筑中发挥着越来越多的优势。另外，由于钢结构的建设周期短且在大跨度结构工程中的优势较为明显，各类钢结构体系被广泛应用于各类工业建筑建设中。如：平板网架结构在工业与民用建筑中得到了广泛采用，技术已非常成熟；与此同时，网壳等其他空间钢结构也取得了迅速发展，如：上海体育场屋盖结构，采用马鞍形大悬挑钢管空间结构，长轴为288.4m，短轴为274.4m，中间敞开椭圆孔的长轴为213m，短轴为150m，屋盖面积为36100m2。64榀悬挑主衍架的一端分别固定在32根钢筋混凝土柱上，最大悬挑跨度达73.5m，为世界同类型建筑中悬挑跨度最大的屋盖结构。另外，冷弯薄壁型钢构件在工业与民用建筑中的应用（如檩条、墙梁、屋面板、墙板等）日益普遍。门式刚架轻型房屋钢结构在吊车起重量较小（Q≤20 t）和无吊车的厂房、仓库及需要大空间的民用建筑中的应用迅速推广，并在继续发展。
2、工业建筑中钢结构设计的特点和要求
钢结构设计除了要执行相关的技术规范，确保质量以外，还要做到技术先进、经济合理、安全适用。和其他结构形式相比，在工业建筑的钢结构的设计中，应选用合理的结构体系、钢材品种、连接形式以及节点的构造措施；满足结构在使用荷载状态下的两个极限状态；同时满足在运输、安装过程中的强度、稳定性及刚度要求；优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量；特别注意要符合钢结构的防火要求和抗腐蚀性能；对于新型结构体系，要充分发挥钢结构灵活多变的特点，但需注意结构与建筑的协调统一。钢结构设计应该重视和研究节约钢材、降低造价的各种措施，总而言之，我国的钢结构正处在一个迅速发展时期，钢结构设计要注意钢材价格较高对工程造价所产生的不利影响，注意充分发挥钢材强度高、塑性好的特点，根据工程实际情况，选择适当的结构方案和施工方案，进行多方面的技术经济比较。同时，还应该不断总结经验，推广先进的结构形式、构件制作工艺和施工安装技术。
尽管钢结构在进行防腐和防火维护方面存在着一定的局限性，使得很多时候钢结构上部结构本身的造价相比混凝土结构要出很多；但是，钢结构在大跨度和施工周期方面较混凝土结构有很大的优势，而且钢材本身的强度较钢筋混凝土更高，同等强度的钢构件较混凝土构件更轻，使得钢结构的基础较混凝土结构更小，总体投资较混凝土结构相差不多（轻钢结构投资较混凝土结构还要低一些）。因此钢结构被更广泛的应用于工业建筑的设计和施工中，取得了很好的经济效益。
二、钢结构工业建筑设计中的关键
在钢结构设计的整个过程中首先应该被强调的重点是钢结构方案的确定，结构方案的选择是否合理直接决定了工程设计的成败；其次就是节点的设计，节点设计是否合理基本上决定了钢结构的安全性。结构布置要根据体系特征、荷载分布情况及性质综合考虑。一般要刚度均匀，力学模型清晰；尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础；柱间抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力(风荷载、地震荷载)的作用线；否则应考虑结构的扭转。结构的抗侧应有多道防线：比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。
在结构分析前，就应该对节点的形式有充分的思考与确定。设计中经常出现最终设计的节点形式与结构分析模型中使用的形式不完全—致，这种情况在设计过程中必须避免。节点按传力特性可分为刚接、铰接、半刚接，宜选择前两者进行简单定量分析，因为半刚接节点在实际中的可操作性较差。节点连接两种常用的方法是等强设汁和实际受力设计，设计手册中通常有焊缝及螺栓连接表格供设计者方便查用。规范中对焊接焊缝的尺寸及形式有强制规定，应严格遵守。焊条的选用应与被连接金属材质相适应，不得任意加大焊缝。焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近(详细内容可查阅规范关于焊缝构造方面的规定)。高强螺栓现已广泛的应用于工程实际中，根据受力特点分承压型连接和摩擦型连接，两者计算方法不同。高强螺栓最小规格M12，常用M16～M30，超大规格的螺栓性能不稳定，实际施工过程中会存在无法拧紧的现象，设计中应慎重使用。连接板选取厚度为梁腹板厚度加4mm，然后验算净截面抗剪。节点设计需考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序。节点设计还应考虑制造厂的工艺水平，比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。
在保证结构安全的前提下，为了充分发挥钢材的作用，更合理的使用钢材，还应该深入研究结构设计理论与方法，使结构和构件的计算方法更能反映实际工作情况。另外，应加大对空间结构的研究和应用，网架结构、网壳结构、张拉结构体系等均属于空间结构，这些新技术的应用，在减轻结构自重、提高结构的承载力、节约钢材等方面效果十分明显。另外，在普通钢结构中施加预应力后形成的预应力钢结构，能增强结构的刚度，提高承载能力，从而节省钢材。预应力钢结构可应用于桁架、梁及框架等结构或构件，但目前应用较少，有待研究和发展。钢结构的防腐和防火，一直是钢结构设计中需要认真处理的问题，至今仍没有十分有效的措施。因此，在钢结构的维护和防火处理上还需要花费较大的资金投入，加大了钢结构的造价和维护费用。
三、总结
钢结构作为一种强度和柔度都很大的结构形式，在设计过程中首先应该注意的是结构方案的合理性，结构刚度分配要均匀，抗侧力性能要强。另外，要考虑钢结构节点的设计是否合理决定了钢结构工业建筑的安全性，在结构分析前就应该有充分的思考与确定。
【参考文献】：
