钢结构设计中几个常见问题的分析与探讨
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钢结构设计中几个常见问题的分析与探讨
作者：王爱华
来源：《科技创新导报》2013年第06期
摘 要：随着我国改革开放的不断深入，经济水平不断提高，钢结构发展迅速，广泛应用在工业建筑和民用建筑等各个建筑领域中。比如工业厂房仓库、体育馆、公共建筑和高层住宅等等。但是还存在一些不合理的现象，比如结构不合理、用量太多、后续维护工作做的不足等等，不论是设计理念还是设计水平等诸多方面都存在着一定不足。该文通过了解当前我国的钢结构设计发展情况现状，对其未来的发展所需要注意的几点问题进行了一定的分析和探讨。
关键词：钢结构设计 发展现状 注意问题 分析探讨
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（c）-00-01
尽管我国钢结构建设行业取得了突飞猛进的进步，但是还存在许多问题，这些问题如果不解决的话将直接影响我国钢结构建设产业的健康发展。我国钢结构设计面临的问题主要有以下几方面。
1 设计质量出现下降趋势
由于缺乏较为统一的监管体系，当前设计市场的秩序比较混乱，各单位对法律的认识不太充分，出现了许多设计事故。由于当前钢结构发展比较迅速，造成许多大型设计院的任务量比较大，或者缺乏比较丰富的钢结构设计经验，对于钢结构设计任务不接或者推辞给别的单位。这样一旦设计有什么问题和缺陷，方案修改是一个大难题。而且一旦设计成果出现安全性隐患，责任方的责任承担也是一个问题。鉴于以上情况，只有规范设计市场，建立健全的监管体系，才能保证钢结构设计的正常稳定发展。
2 设计资格不足
设计任务的来回转接会造成设计质量的下降，由于许多设计单位在钢结构设计方面缺乏丰富经验，设计水平比较低下，知识体系也不够健全，设计思路当然也过于古板，只知道盲目套程序，搬规范，盲目性太强，设计质量也不会很高，存在很大的安全隐患。有些材料生产厂家为了节省材料增加利润，盲目偷工减料，会造成重大施工事故等等。这类事情如果不避免，会极大影响钢结构设计发展前途。
3 自主设计能力较差
由于我国钢结构设计行业起步较晚，经验较少，技术较为生疏，所以在一些大型项目上还是主要依赖于国外的设计方案。但是由于地域不同，对建筑环境了解也不近完全，造成许多设龙源期刊网
计方案不合理，既造成了材料的浪费，而又达不到设计要求。所以要加强自主设计能力的培养和提高。
4 设计方案与实际情况有差距
有些设计人员只顾埋头设计，只照着自己的想法想怎么做就怎么做，不考虑施工难度，并且不去现场考察实际情况，不了解施工情况，理论脱离实际，施工难度增大，造成设计缺陷，不能有效节约资源。设计者有时候过分追求高标准，造成设计过分保守，安全系数过高，但实际情况却用不到那么高，这就造成了各方面资源的浪费。如果设计过分超前，则又会造成设计达不到要求，危险系数升高，后续工作也很麻烦。所以说要做好设计师的实事求是的意识培养，既不要冒进超前，也不要封闭保守，要切合实际情况。
5 设计规范法律与当前设计需要逐渐脱节
随着时间不断发展，钢结构设计需要面临许多新的问题，而相关法律法规却停滞不前，不能满足需求，造成了二者的逐步脱节。一旦而这差距过大，就会有钻法规漏洞的情况出现，对设计结果会产生不利影响。所以，在大力发展设计理论技术的时候，相关法规的修改工作也应该做到位，要做到二者保持共同步伐发展，避免脱节。
6 钢材焊接质量等级的确定要符合实际
钢结构中焊接过程是不可避免的，也是连接的最基本方法。焊接质量的好坏直接关系到结构的安全，所以要根据结构的实际情况来确定适合的焊接质量等级。确定适宜的焊接等级不仅可以保证结构的稳定牢固，还能是焊接面美观，不影响结构的整体视觉
效果。
7 在施工过程和完工之后都要做好防火工作
尽管钢材自身熔点较高，但是自身特性受到温度变化的影响十分明显，为了保证钢结构性质，做好防火工作十分必要。在设计过程中，要注意做好防火分区的设计，防火分区的方法主要有以下几种：防火墙、防火门、自动喷水灭火系统、防火带等等，要根据实际情况选择合适的方法。在施工过程中需要注意的是要做好易燃物与焊接施工场地的隔离，在根本上杜绝火灾的发生，同时施工者要有足够的安全意识和熟练的施工能力，不得违规操作。完工之后为了保证钢材的安全，通常采取主动防火措施，主要包括涂刷防火涂料法、发泡防火漆法、外包保护层法、水冷却法、彻底屏蔽法等等。最常用的是涂刷防火涂料法，简单而直接。
8 做好钢结构保温隔热设计 龙源期刊网
由于钢材是热的良导体，所以钢结构建筑物内外的环境温度极易受到影响，如果不进行保温隔热处理，势必会造成能源的大量消耗和浪费，背离我国可持续发展战略的思路。保温隔热设计要根据不用地区设计要求，选择合适方法进行计算，在进行施工。
9 做好钢结构日常养护工作
纯铁暴露在空气下时间长了表面会形成一层氧化膜，阻止其腐蚀生锈，但是钢材是铁和碳的混合物，二者在空气环境下形成原电池原理，会加速钢材的腐蚀生锈。所以保护钢结构不生锈的最直接的方法是在钢构件表面涂一层防锈漆来阻止其氧化，通常在生产过程中就实现了。此外，钢结构附近外界环境如果含有某些影响钢结构稳定的因素如潮湿或者腐蚀性物质等也都会对其产生损害，所以我们也要做好结构附近空气的优化，提供良好的环境。钢结构一旦受到腐蚀，本身强度会大打折扣一旦再受到外力作用，肯定会影响建筑寿命，所以说保证钢结构不被腐蚀是十分必要的。此外，还应成立专门检查小组，定期对钢结构设备进行检查维护，保证其不受到
损害。
10 结语
我国钢结构发展尽管迅速，但是还不是很成熟，好多内容还是处在刚起步阶段甚至空白阶段，有许多问题需要去解决。通过分析钢结构设计过程中的一些因素，并提出一些可行性建议，不仅可以保证钢结构自身安全，还能保证人身财产安全，节省了资源，也间接地为设计施工者减少了后续麻烦。通过不断的研究和总结，相信我国钢结构设计工作一定会取得更加辉煌的成果。
参考文献
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[6]卢兆年.涂料工艺：第五分册[M].2版.1997.
钢结构工业厂房设计及施工问题分析
钢结构工业厂房设计及施工问题分析
摘要：建筑钢结构具有自重轻、建筑周期短、施工快速方便、工地清洁、效率高；耐热性能好，仿热、防腐性好；结构主体感美观，色彩活泼生动，提升企业形像；大跨度、空间使用率高，成本底；安全性好，抗震能力强等诸多优点，使其应用范围广泛。近几年在新建或改建工业厂房中,取消了单一的混凝土柱、吊车梁和屋架结构件,多数采用钢结构形式。由于钢结构强度高、硬度大,不但安装中柱网间距可以增大,而且净空也可以增高,同时也易满足设备及工艺的要求。本文通过对钢结构工业厂房中的设计和施工两方面，进行阐述希望对钢结构的设计和施工工作提供一些有益参考。
关键字：钢结构工业厂房设计与施工
abstract: construction steel structure is light weight,
construction period is short, convenient and fast
construction site, clean, high efficiency; heat resistant
performance is good, copy is hot, corrosion; main body
structure are beautiful, colour is lively and vivid, the
promotion enterprise image, big span, space utilization rate
is high, cost the bottom; good safety, seismic ability, and
many other advantages, make its wide range of application.
in recent years in the new or rebuild industrial workshop,
cancelled a single concrete column crane beam and the roof
钢结构常见的质量问题及预防措施
本工程重点和难点及其相应的监理控制手段和措施、合理化建议
钢结构常见的质量问题及预防措施
一、事前控制
1、审查制造厂的生产能力、质量保证体系.重点审核：
（1)、制造厂的设备、环境、工艺流程、运输条件能否满足钢构件制作过程必需的条件，以及企业标准能否满足本工程设计的要求。
（2)制造厂的质保体系和人员构成能否保证工序工艺质量控制，自检、专职检验制度的执行，资料齐全、真实。发现问题能及时落实到操作管理层进行整改.
（3)检查特殊工种的上岗证。
（4）焊接工艺试验条件和质量保证措施落实情况。
（5）钢构件制作完成后,监理应检查制造厂产品合格证并根据设计要求和规范规定，检查其外形尺寸、精度.
2、监理工程师应检查制作安装焊工合格证（焊工技术资格证)。检查时重点核对合格证的签发单位的资格，合格证有效期限(3年），焊接位置（平、立、仰焊),焊接材料(钢材和焊条)与实际工程的一致性.还要检查特殊工种操作安全证（焊工上岗证)。
3、在监理工程师监督下进行焊接工艺评定.具有如下五项之一的情况时,就要进行工艺试验：
（1）结构钢材系首次应用；
（2）焊条、焊丝、焊剂的型号改变；
（3）焊接方法改变,或由于焊接设备的改变而引起焊接参数的改变；
（4)焊接工艺需改变；
(5）需要预热、后热或焊后做热处理者。
试验用料、工艺试验条件、焊件的检验及焊工都要与工程一致，接头的型式一般为对接,也有T型接头。
通过焊接工艺评定，制定施工工艺技术文件.
4、审查施工组织设计（方案)
监理单位审核的主要内容是选定的安装机械和施工流程是否可行,质量保证体系运转是否正常；保证质量的措施是否具有针对性，现场拼装的构件应复核其几何尺寸和拼装节点的质量是否是否符合设计和规范要求，构件运输和现场堆放搁置点位置正确、牢固以防构件变形;钢构件的焊接程序、高强螺栓的紧固措施要符合有关规定。
压型金属板施工方案重点审查排版图、节点祥图是否满足防水要求,关键节点的防水措施。
钢结构厂房的设计常见缺陷及预防探讨
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钢结构厂房的设计常见缺陷及预防探讨
作者：白英哲
来源：《中国建筑金属结构·下半月》2013年第10期
摘 要：钢结构同其他建筑材料对比来讲，具备了自重轻、强度大、韧度高、塑性好、工业装配化程度高等优势，被更加广泛的应用在工业厂房的建造及设计上，可是也存在一些常见的缺陷，文章通过研究钢结构的特点以及钢结构厂房的设计常见缺陷，提出一些预防的观点，以供参考。
关键词：钢结构；厂房；设计；缺陷；预防
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）10-0016-01
引言
由于社会的发展，经济的进步，钢结构在建筑方面越来越受到重用，不论从工业方面还是民用方面来讲，钢结构都以其特点迅速占领了越来越多的市场。并且，由于其刚度强、抗震性高、施工快、自重轻、承载力大，逐渐占领了钢筋混凝土结构，可是也具有防火性弱、易腐蚀等缺陷，因此，在设计时，应当做到扬长避短。
1 钢结构厂房的特点
1.1 以建筑来讲，构成需要较大的空间
钢结构厂房主要用于机械、冶金等方面。为了可以让车间摆放尺寸较大、重量较大的生产设备，满足各种不同类型的生产需求，从构成上需要较大的空间。
1.2 以结构来讲，厂房的结构构件需要具备充分的承载能力
因为产品相对较重并且外形较大。所以对于钢结构的厂房结构来讲，一定要有较大的跨度、高度、承载能力，而且还要承受吊车、动力机械设施的载荷，因此要求厂房的结构构件一定要具备充分的承载能力。
2 钢结构在设计中常见的缺陷
2.1 容易失衡
因为钢结构本身的特点会导致整体失衡或局部失衡，并且二者也具有一定的关联，整体失衡的状况大多数情况下是通过局部失衡引起的，只要受压的部位比例超出了标准值，就会导致龙源期刊网
门刚结构设计与分析中的关键问题的探讨
门刚结构设计与分析中的关键问题的探讨
摘要：在钢结构建筑中，门式刚架结构是一种常见的结构形式，通常用于大型工业厂房、仓库、会展中心等，对于门式刚架结构的设计与分析，一般设计人员通常会遇到一些困惑和问题，本文通过一个真实案例，结合PKPM结构设计软件，详细论述在门刚设计当中遇到的一些关键问题和处理方法，为从事门钢结构设计的人员提供一定的参考。
关键词：门式刚架；设计分析；处理方法
0 引言
本案例来源于河北某物流仓库，仓库长206000mm，宽76880mm，檐口标高8500mm。共19榀刚架，中间榀刚架间距为12000mm,边榀间距为7000mm。主体结构使用年限为50年。该仓库采用双坡门式刚架结构，按平面受力体系进行分析，材料只考虑其弹性承载力，采用分项系数的设计表达式进行设计。
刚架柱采用实腹式变截面H形钢，刚架梁采用轧制H型钢和实腹式变截面H形钢相结合的布置方式，这样既节约钢材，又能充分利用材料，保障结构的安全性。刚架柱与基础采用铰接形式，且为单层结构，房屋高度较低，柱脚做成铰接可有效减小柱脚截面，减小基础，降低基础造价，方便施工。
1 恒载的选取与布置
恒载应包含屋面彩钢板及彩钢板连接件、保温岩棉、檩条及檩间支撑等构件的自重。本案例恒载取0.2KN/m2。在PKPM软件中应选择恒载布置当中的梁间荷载布置选项。对于边榀刚架荷载宽度取1/2柱距，对于中间榀，左右各取1/2柱距。
2 活载的选取与布置 2.1均布活载
活载包括雪荷载、风荷载和积灰荷载等。根据相关规定，屋面均布活载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大值。对承受荷载水平投影面积大于60m2的钢架构件，屋面竖向均布活荷载的标准值可取不小于0.3KN/m2。笔者认为这种规定是基于经济因素的考虑，若水平投影面积大于60m2的钢架构件，均布活荷载仍按0.5KN/m2取值，则刚架截面尺寸过大，且门刚结构未考虑材料的塑性发展和结构的蒙皮效应等因素，故适当降低均布活荷载取值，能够满足工程要求。因此本工程均布活载取0.3KN/m2。
钢结构设计中的强度与稳定性分析
钢结构设计中的强度与稳定性分析
钢结构作为一种重要的建筑构造形式，在现代建筑中得到了广泛的应用。其独特的特点使其成为了建筑设计师们的首选，然而，正确理解和分析钢结构的强度与稳定性是确保其安全性和可靠性的关键。本文将深入探讨钢结构设计中的强度与稳定性分析，以期对读者有所启发。
一、强度分析
钢结构的强度分析是确保建筑结构能够承受正常和异常荷载的重要步骤。在设计过程中，工程师需要考虑到以下几个关键因素。
1.1 材料强度
钢材作为钢结构的主要构造材料，其强度参数决定了整个结构的抗力能力。工程师需要详细了解所选用的钢材的性能指标，包括屈服强度、抗拉强度、弹性模量等，以确保设计结构的强度能够满足要求。
1.2 荷载计算
在设计过程中，荷载计算是非常重要的一环。工程师需要根据建筑的用途和具体情况，准确计算出可变荷载、恒载和地震荷载等，以保证设计的结构能够承受这些荷载。当荷载不均匀分配时，还需要进行统一系数的计算。
1.3 结构稳定
钢结构的稳定性是强度分析中不可忽视的一部分。当结构受到垂直或水平方向的外力作用时，其稳定性要求结构能够保持稳定。工程师需要根据实际情况，采用适当的稳定性分析方法，确保设计的结构能够满足要求。
二、稳定性分析 稳定性分析是钢结构设计中非常重要的一环，它主要考虑结构在受荷时的稳定性能。以下是一些常见的稳定性分析方法。
2.1 弯曲稳定性分析
在弯曲稳定性分析中，工程师需要计算并分析结构受弯矩作用下的稳定性。通过计算结构的屈曲系数和容许屈曲荷载，可以确定结构的弯曲稳定性是否得到满足。
2.2 屈曲稳定性分析
屈曲稳定性分析主要考虑结构在压力作用下的稳定性。工程师需要计算结构的临界荷载和理论强度，以保证结构在受压力作用时不发生屈曲。
2.3 应力稳定性分析
应力稳定性分析是为了保证结构在受荷时不发生破坏。工程师需要计算结构的应力集中系数和容许应力，以确保结构在实际使用条件下能够稳定且不发生破坏。
钢筋混凝土结构设计中的常见问题分析
科 齑 工ｌ程Ｊ科｝技
钢筋混凝土结构设计中的常见问题分析
曹士伟 林佳伟 （１、大庆市规划建筑设计研究院，黑龙江大庆１６３０００ ２、大庆市城建开发设计院，黑龙江大庆１６３０００） 摘要：随着高层建筑在我国的迅速发展，建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，为了避免在钢筋混凝土高层 结构设计过程中少犯或不犯这些错误，通过对设计过程中容易忽视的问题，做一个简单介绍，愿和同行商榷。 关键词：钢筋混凝土；结构；问题 ｌ地基与基础设计过程中存在的问题 １．１柱下独立基础带梁板式的地下室底板设 计中．地下室底板设计中，容易忽视因建筑物沉降 所引起的附加应力的影响。因为实际上整个地下 室底板与柱下独立基础在上部荷载作用下，将会 一起发生沉降变形。共同受力，如未考虑因此产生 的附加应力．对底板而言是偏于不安全的，有可能 会导致地下室底板承载能力不足而开裂。尤其对 于采用天然地基的情况时。其影响则更为显著。对 于总沉降量较小的工程，可考虑在地下室底板与 持力层之间采取褥垫处理措施，当然，是否采用，还 要综合考虑其他因素。另外对于地下水位季节性 变化较大的地区，应考虑高低两种不同水位对地 下室底板的不同影响，求出包络图，再做配筋设计。 １．２对于有地下室的建筑，当地下水位较高 时，在室外地坪之下的结构部分，外轮廓形状应尽 量简洁。这样有利于建筑防水的施工。尤其对于柱 下承台的形式，更为明显。此时．由于柱下承台的影 响，基槽地模形状很复杂，有很多的阴阳角和放坡， 即加大了防水施工的难度。有加长了施工时间，都 不利于保证质量，并且还增加工程造价。对于这种 情况下，我建议大家考虑反承台法。即统一地下室 底板和承台的下皮标高相同，承台需要加厚部分 向上作，然后地下室内部作滤水层和覆土等地面 做法。这种做法的优点是．基槽地模形状很简单，方 便施工，利于施工质量得保证。同时也缩短了施工 时间。并且内部的覆土重量也平衡掉了部分作用 在底板上的水浮力，减小配筋，这种自相平衡的思 路最科学。同时也提高了建筑物的抗倾覆能力。 １．３地下室底板和外墙配筋计算时，往往假 设条件与实际情况不符。例如地下室外墙配筋计 算：有的工程外墙配筋计算中，凡外墙带扶壁柱的， 不区别扶壁柱尺寸大小，一律按双向板计算配筋， 而扶壁柱按地下室结构整体电算分析结果配筋， 又未按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按 外墙与扶壁柱变形协调的原理分析，其外墙竖向 受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墙的水平分 布筋有富余量。建议：除了垂直于外墙方向有钢筋 砼内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸 较大（如高层建筑外框架柱）之间外墙板块按双向 板计算配筋外，其余的外墙宜按竖向单向板计算 配筋为妥。 １．４天然地基锥体独立基础设计问题，有的 基础设计锥体斜面坡度大于１：３，该锥体部分砼很 难振捣密实，现场施工往往是砼自然堆上，采用铲 子或抹灰刀拍捣成形，其锥体部分的砼很难达到 设计强度要求。因此建议优先采用阶梯形独立基 础，利于施工，才能更好地保证施工质量。 １．５柱下独立基础之间的拉梁，如同时又是 首层维护墙的承重梁的时候，不应该再简单地按 拉粱进行设计。而且在考虑荷载时，要考虑梁上皮 以上土扩散角之内的土重。 ２上部结构设计中存在的问题 ２．１框剪结构．剪力墙的布置要均匀，不要出 现单肢刚度过大的剪力墙，以免应力过于集中，一 旦破坏．将构成严重影响。而且。与之相关联的基 础．连梁等构件的设计难度都会加大。刚度较大的 第一级别的剪力墙（同一级别的剪力墙是指刚度 相近，比值小于２时的墙肢），其墙肢数不应少于４ 肢。另外。当遇到中震时，我们应考虑第一级别的剪 力墙进入塑性后，还应有小级别的剪力墙来维持 建筑物变形不致过大，产生次生灾害。这就是多道 设防的概念。但当遇到大震时＇，Ｊ、级别的剪力墙也 进入塑性阶段后，建筑物基本已经破坏了。此时，我 们应该通过我们的设计有选择地让梁破坏，从而 保证柱子的完整性，来保证建筑不倒，或缓倒，以争 取时间，减少人员的伤亡。这就是我们说的延性设 计。 ２．２框剪结构的连粱设计很重要，但我们看 到，目前很多设计在这个环节上做的并不好。有的 是因为重视不够，有的是应为认识不足。现在我把 我在这方面的经验简单介绍一下。首先，什么是连 梁呢？简单的说，就是那些连接两片剪力墙，当遇到 中震或大震时，它会首先开裂，起到耗能作用，从而 使建筑物保持一定延性的梁。只有满足了这种情 况。才是连梁，或者说我们才有意义把它接连梁进 行设计。根据它的特性，我们就应该设计时注意几 点，第一，不要盲目地增大它抗弯的能力，否则会使 连梁延迟破坏．起不到及时耗能的作用，致使其他 重要构件破坏，使结构失去延性。第二，我国现行结 构规范中规定。连梁上不许搭框架梁。我觉得这句 话说得不严谨，更准确的定义应该是，不准搭重要 的竖向承重构件。因为我们设计连梁会在遇到中 震或大震时，首先开裂。所以它的抗剪能力也会急 剧下降如果此时它还承受着很大的竖向荷载。就 会引起连锁破坏。 ２－３“强柱弱梁，强剪弱弯，强大节点”，是我们 钢筋混凝土结构延性设计的基本原则。但在震害 调查中发现，我们设计的“强柱弱梁”的延性破坏 机制有时难以实现，这是因为我国的《建筑抗震设 计规范》对一、二、三级框架节点的“强柱弱粱”设 计有以下要求：∑Ｍｃ－－－ｘＩ∑Ｍｂ，∑Ｍ 一节点上下 柱端同向弯矩之和，∑Ｍ一节点左右梁端同向 弯矩之和，１１——柱弯矩增大系数，７度区的多层框 架抗震等级为三级 ＝１．１，但这仅针对于小震弹性 设计；当建筑遭受“中震、大震”时，由于地震作用， 框架梁、柱的弯矩增大很多，而框架梁端弯矩为竖 向荷载和地震作用产生的弯矩之和，其增大比例 相对柱要小很多，由于钢筋的超强效应过大，因而 造成框架节点处梁受弯承载力大于相对应柱正截 面承载力而出现柱铰。另外，当结构采用现浇板时， 结构分析计算时考虑板的作用而加大梁刚度，梁 设计配筋时却没有考虑板钢筋的作用，再者设计 人员人为加大梁配筋，这对于框架节点无疑是雪 上加霜，因而框架结构“弱柱强梁”的破坏形态就 产生了。所以，我们在设计时，不要盲目加大框架梁 支座处的上部钢筋。但应适当柱子的配筋。 ２．４在悬挑的挑梁的端头，应设置构造柱，把 每层的挑梁联系起来，并按受拉构件要求，设计构 造柱。这样做的优点是＇ｉ匮过构造柱，协调了挑梁的 变形，即使出现局部超载的情况．也可以把力传到 其他层上，共同承担，从而变相的提高了结构安全 度。另外也加大了对外维护墙的约束，防止墙体外 闪。 ２．５另外还有一些构造上的细节问题。要多注 意。比如如钢筋混凝土构件在不同条件下的钢筋 保护层厚度的取值；框架梁端纵向受拉钢筋配筋 率大于２％时。箍筋直径应按要求增大２ｍｍ；框架 梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值偏 小：框架梁高小于４００时加密区箍笳间距偏大（如 采用＠１００，／Ｊ、于梁高的四分之一）；框架梁端纵向 受拉钢筋配筋率大于２．５％；框架柱全部纵向钢筋 的配筋率偏小等等，这些都是我们设计的构件能 够正常工作的前提应予以重视。 ３结论 建筑结构设计质量，密切关系到人民生命财 产的安全，责任重大。而且结构专业是—个既有深 度又有广度的专业，我们必须在工作中．不断地学 习、总结，才能有所进步。才能成为一名合格的工程 师。这也是我把我在设计过程中的一些认识写出 来的原因。希望与同行们一起讨论、共同提高。
结构设计常见问题300问
结构设计常见问题300问
近几年地下室上浮破坏、钢结构屋面塌陷、自建房私改倒塌、装修拆除剪力墙等结构事故不断，建筑结构的安全性引发了全社会的关注，与此同时全国加快取消施工图审查步伐，全面推行告知承诺制和设计终身负责制，住建部陆续发布实施全文强条的通用规范，再次强化建筑安全“底线”意识，这些都对结构设计师提出了前所未有的挑战。为帮助一线的结构设计师提高设计质量，规避事故风险，“不踩坑、不背锅、不抗雷”，中国建筑科学研究院有限公司下属建研科技股份有限公司教育创新中心，与50+位结构设计各领域一线专家一起，收集整理500+近期的结构师们关注的设计及图审常见问题，全面涵盖地基基础、地下室、人防工程、混凝土结构、减震、隔震、装配式、加固改造、超限结构、多高层钢结构、门刚、钢厂房、大跨空间、钢-混组合结构等常见设计内容，用专业课程，为结构师们答疑解惑，同时解决你遇到的各种图审疑难问题。
壹钢结构设计常见问题01 门式刚架&钢厂房设计常见问题
1、《工程结构通用规范》对主体结构荷载风荷载有何影响？
2、《工程结构通用规范》对围护结构荷载风荷载有何影响？
3、如何利用软件考虑雪荷载的不均匀布置对刚架及檩条的影响？
4、门式刚架屋面梁面外计算长度如何取值？怎么考虑隅撑的约束作用？
5、门式刚架结构隅撑应该怎么布置？如何考虑隅撑对屋面梁的约束作用？是否可以考虑隅撑对檩条的支撑作用？
6、屋面檩条与墙面檩条设计时如何考虑屋面板及拉条的作用？？
7、计算桁架结构时，节点采用铰接还是刚接？支座如何处理比较合理？
8、厂房结构梁柱高厚比、宽厚比超限如何处理？如何考虑厂房结构的“高延性，低承载力”或“低延性，高承载力”？ 02 多高层钢结构设计常见问题
1.一阶弹性分析法、二阶P-Δ弹性分析法、直接分析设计法，分别在什么条件下采用？
2.钢柱到底有没有轴压比的限值？
3.钢框架柱的计算长度系数应该如何取值？
4.钢结构“强节点弱构件”到底如何计算？
钢结构管廊设计的相关问题略论
钢结构管廊设计的相关问题略论
一、钢结构管廊设计结构基本布置问题
（一）垂直支撑布置问题
钢结构管廊水平外力通过纵梁传递给垂直支撑，并传到给柱与基础，如在设计过程中设计人员缺乏经验，仅仅考虑结构自身因素进行垂直支撑布置，则会引起较多问题，如管道碰撞问题、温度应力问题、水平力传递路径较长问题等。为此，在钢结构管廊设计中，其垂直支撑应尽量选择设置于水平推力较大位置，通常为大管道固定点位置，从而缩短水平力传递路径，考虑设备布置及管道布置状况，避免引起碰撞问题，垂直支撑布置还应尽量与管廊中部保持对称，降低温度应力。
（二）最小净空问题
当钢结构管廊跨越道路时，其跨度设计较大，为确保管廊稳定性，应设置桁架，然而在管道专业中，通常只对结构顶标高提出要求，如应用桁架上弦支撑管道，其下弦距离路面或轨顶之间的距离则可能无法满足最小净空的要求。为此，在应用桁架上弦支撑管道引起最小净空问题时，可以通过桁架下弦进行管道支撑作业，如此时还无法满足最小净空要求，则应进行管底标高调整。
二、钢结构管廊设计荷载问题
（一）垂直管道荷载问题
如在钢结构管廊设计中，其管道条件仅仅指出管道纵向1延米重量或一层横梁中荷载均匀分布，设计工作人员则多会依据次梁布置面积值对荷载传递进行考虑。然而管道荷载传递，与管道支撑位置及管道跨度之间存在着紧密关系。通常钢结构管廊纵向柱设计间距多控制在6-9m范围内，如管道直径较大，则可以直接跨越，无需在次梁中设置支撑。如在设计过程中，按照主梁与次梁跨距平均分配管道荷载，则不利于主框架梁安全运行。
解决垂直管道荷载问题，应综合考虑到荷载传递与管道支撑位置点的选择存在着紧密关系，为此，在荷载设计时，应要求管道条件中描述出管道，尤其是大直径管道具体的支撑位置。如在钢结构管廊中所支撑的小直径管道数量较多时，难以对每一根管道支撑位置一一说明，为此，应在管道设计中，考虑荷载传递规律，提出多少比例管道时，应在次梁中设置相应支撑，从而确保主框架梁与基础稳定性。
钢结构厂房设计中应注意的几个问题
嗣国团图口囫 誓ｌ １Ｊ … ａ 钢结构厂房设计 中应 邱亮 建筑技术 注意的几个问题 （黑龙江省食品医药设计院有限责任公司，黑龙江哈尔滨１５００００） 摘要：如今钢结构厂房的采用越来越普遍，哈尔滨地区建设钢结构厂房更要考虑能耗的问题。本文从结构设计、保温隔热设计、屋 面设计等几方面对钢结构厂房设计的核心问题进行探讨，总结了轻型铜结构厂房的设计要点，提出一些在设计中应注意的问题和建 议，指出厂房结构方案的选择主要从工艺流程、建筑节能设计、技术经济分析等方面综合考虑确定。 关键词：钢结构厂房；设计；建筑节能；保温 由于社会经济的发展和技术进步，在工 业厂房的设计中，钢结构已经成为～种重要 的结构形式，它具有自重轻、造价低、施工周 期短、工厂化程度高、现场工作量小、综合效 益高等优点。以哈尔滨地区为例，哈尔滨地处 严寒地区，冬季气温低，堆积的冰雪反复冻 融，保温要求很高，同时也很容易对普通钢屋 面造成破坏，尤其是天沟处，造成渗漏。这都 是需要注意的问题。 ｌ结构设计 １．１厂房结构体系的选型问题 厂房结构方案的选择主要是从满足工艺 流程、建筑节能设计、结构设计分析和技术经 济分析等方面综合考虑确定的。 ． 格构式钢框架也是可选择方案之一，它 选择钢缀条柱和桁架构成平面框架，以双层 保温压型钢板作为屋盖和墙体的围护。柱一网 架结构方案是另一个可选择方案。采用轻钢 或钢筋混凝土柱作为承重结构，屋盖采用钢 网架承重，上设双层保温压型钢板屋盖，墙体 可选用保温压型钢板，也可选用砌体作保温 围护。现行方案的主要优点是结构轻盈、经济 性好。制造和安装周期短，造价较低，外形和 内部都较为美观，符合建设单位要求，因而得 以实施。但是已建结构也存在着它固有的弱 点，主要是结构刚度较差，特别是对于存在长 期积雪可能的高寒地区例如哈尔滨，刚度问 题会表现出来。此外在高寒地区围护结构的 耐久性也有待于考察。但作为一个高速发展 领域的产品生产厂房，它的产品本身有高换 代性，因而这些问题将不会影响到生产的正 常进行。 ’ １．２门式刚架柱网尺寸的选择及结构休 系的布置问题 门式刚架柱网布置首先应满足厂房工艺 使用的要求，门式刚架间距通常为６ｍ一９ｍ．不 论是否具有吊车、门式刚架的合理柱距，建议 采用８ｍ一９ｍ，因为工程中构件数量的多少． 将直接影响加工、安装的工程量、施工进度及 造价，一个工程采用９ｍ柱距时的刚架、檩条、 吊车梁等构件的数量要比采用６ｍ柱距时约 减少３０％，虽然其截面有所增大，但其对缩短 施工周期、降低工程造价的有利影响十分明 显。门式刚架的较经济跨度建议在２１ｍ～２４ｍ 范围内采用，其合理的最大跨度不宜大于 ３６ｍ。其次，结构体系的选择。檩条和墙梁既 是承受竖向和水平荷载的构件，也是刚架和 刚架之间的连系构件。厂房纵向水平力由支 撑体系承受，在每个温度区段端部柱问或第 二柱间应设置屋盖横向支撑，其余位置每隔 ４０ｍ左右设置一道横向支撑。以使整个房屋 形成空间稳定结构。门式刚架轻型结构房屋 的纵向温度区段不大于３００ｍ；横向温度区段 不大于１５０ｍ。 一１７０一 中国新技术新产品 １．３门式刚架受力分析的原则 考虑到计算时假设屋面活载是满布的， 如荷载取值过大，则安全度较大，用钢量也增 大，规程Ｉ规定：当采用压型钢板轻型屋面 时，屋面竖向均布活荷载的标准（按水平投影 面积计算）应取０．５ｋＮ／ｍ２，包括计算屋面板、檩 条，但对受荷载水平投影面积大于６０ｍ：的钢 屋架构件，屋面竖向均布活荷载的标准值可 不小于Ｏ．３ｋＮ／ｍ 。 荷载效应组合应符合下列原则：（１）屋面 均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者 中较大值；（２）积灰荷载与雪荷载或屋面均布 活荷载中的较大值同时考虑；（３）施工或检修 集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其 他荷载同时考虑；（４）多台吊车的组合应符合 现行国家标准１２Ｊ的规定；（５）风荷载不与地 震作用同时考虑。 １．４檩条，墙梁及拉条应注意的问题 门式刚架轻型钢结构厂房中的檩条和墙 梁一般采用高效经济的实腹式带卷边Ｃ形和 ｚ形冷弯薄壁型钢，其优点是截面回转半径 和惯性矩相对较大，整体刚度较好，能够充分 发挥材料的性能，但同时也存在截面抗扭刚 度较小，对荷载的偏心非常敏感，在计算时要 考虑可能产生的扭转变形和约束翘曲应力。 在设计檩条、墙梁、拉条一类的围护构件时应 注意以下几点：（１）风荷载标准值按规程的 规定计算堕能符合实际；为避免造成施工中 的不便，应尽量不采用双层拉条。（２）当檩条 在风吸力组合作用下下翼缘受压时，可通过 稳定纠 算解决；（３）在风吸力作用下檩条的稳 定性可采用《钢结构设计规范》和《冷弯薄壁 型钢结构没计规范》中的公式验算。 ２保温隔热设计 钢材具有非常好的导热性能，其导热系 数达到５０Ｗ／ｍ・℃，对于钢结构建筑，如果不 进行保温隔热处理，势必会造成大量能源浪 费和消耗，同时还要满足工艺性要求和舒适 性要求。针对不同气候区域的工程项目，经过 计算采用不同的保温层厚度。 保温设计的原理及计算方法： ２．１热工学中有如下理论： ＡＱ＝ＡＴ’Ａ／Ｒ。 其中，△Ｔ为温差，℃；Ａ为表面积，ｍ２；ＡＱ 为热流损失，Ｗ＝Ｔ／Ｓ；Ｒ为热阻，ｍ：・℃／Ｗ。 以有生命力的“人“的感知为例： 夏天：ｔｌ（人体温度）：３７℃，ｔ２（环境温度）＝ ３５ｏＣ，Ａｔ＝２￣Ｃ，要求Ｒ很小。 表现为穿薄的衣服，甚至光胳膊、短裤。 冬天：ｔｌ （人体温度）＝３７℃，ｔ２ （环境温度）＝ １Ｏ℃，Ａｔ ＝２７￣Ｃ，要求Ｒ增大。 表现为穿厚的衣服，如羽绒服等。 由此导出：热阻Ｒ是最关键值。“钢结构 建筑”保温隔热就是要获取足够的Ｒ值。 ２．２ Ｒ＝ Ｋ＝ｌｉｂ。 其中，Ｌ为隔热材料厚度，ｍ；Ｋ为隔热材 料导热系数，ｗ，ｍ・℃； 为传热系数，Ｗ， ｍ ｏＣ ｏ 选择 和Ｋ，确定Ｒ。 根据《建筑设计热工规范》，可以确定国 内５个气候带的不同工况下的传热系数。 如青海格尔木俨寒地区）： ≤Ｏ．３Ｗ／ｍ ・ ，玻璃棉Ｋ＝０．０４１Ｗ／ｍ・℃。 Ｌ￣＞ＫｘＩ／ｈ＝０．０４１ｘｌ／０．３＝１３６ｍｍ，此为室 内有采暖设施房屋或公共建筑的最低厚度。 再考虑热桥、窗户的散热，实际厚度一般取： Ｌ＝Ｉ３６ｘ１２０％＝１６０ｍｍ。 ３屋顶设计的问题 ３．１屋盖支撑 规范第９．１．２０条规定，屋盖支撑杆件宜 用型钢，目前多数采用圆钢，甚至在８度地震 区也有用圆钢的，必须引起高度重视由于人 们对震害的感受不深，认为地震发生的概率 很小，因此重视不够。作者建议８度地震区应 用型钢截面，７度及７度以下视刚架跨度和 荷载大小可考虑是否一律采用型钢。 ３．２钢结构厂房屋面设计的防水问题 屋面防水设计涉及屋面坡度、天沟形式、 单坡屋面长度等因素。屋面坡度，根据《屋面 工程技术规范》的规定，屋面坡度最小为５％。 但在实际工程中，一些外资钢构公司屋面坡 度经常做到３％，甚至２％。考虑到目前国内钢 构厂家技术力量、节点的处理、材料性能方面 参差不齐，人们将屋面坡度控制在５％。在积 雪较大的地区，坡度应适当增大。单坡屋面长 度，主要取决于工程所在区域的最大温差以 及降雨所形成的最大水头的高度。根据收集 的资料和工程设计经验，单坡屋面长度宜控 制在７０ｍ以内，若超过７０ｍ，需做专题研究、 特殊处理。哈尔滨地处严寒地区，冬季气温 低，堆积的冰雪反复冻融，容易对普通钢屋面 造成破坏，尤其是天沟处，造成渗漏，根据以 往的经验，内天沟尚无成功的实例，故确定设 计方案全部采用外天沟。另外哈尔滨冬季雪 大，在高低跨处宜积很高的雪，威胁厂房安 全，故确定设计方案采用一个屋脊双坡屋面。 ４结语 钢结构在现代建筑中由于用钢量少，安 装设计时间短，工业化生产程度高，特别在厂 房、仓库等大跨度结构中得到更广泛的应用。 哈尔滨地区处于寒冷地区，冰雪覆盖的时间 较长，本文 对这个问题要求钢结构厂房在 设计重要着重考虑保温，屋顶的防渗漏的设 训‘，同时给出了一些建议。 参考文献 ． 【１１刘霄，杨红旗，杨国海．轻型钢结构厂房的 设计与研究『Ｊ］．山西建筑，２００６—０７～１０．
钢结构框架设计优化
钢结构框架设计优化
1. 简介
钢结构框架作为一种重要的结构形式，在建筑工程中得到广泛应用。本文将探讨钢结构框架设计优化的相关问题，以提高结构的强度和稳定性，并对现有的设计方法进行评估和改进。
2. 钢结构材料的选择
钢结构框架设计的第一个关键问题是材料的选择。在材料的选择过程中，需要考虑钢材的强度、韧性、耐久性和可焊性等指标。同时，还需要结合具体的工程情况选择合适的钢材种类和规格。
3. 结构模型的建立
在进行钢结构框架设计优化之前，需要建立起准确的结构模型。结构模型的建立包括结构的几何形状、荷载情况和边界条件等的确定，以及结构的材料特性和连接方式的考虑。
4. 受力分析与优化
一般而言，钢结构框架设计的目标是在满足强度和刚度要求的前提下，尽可能减小结构的重量。为了达到这一目标，可以采用受力分析和结构优化方法。通过受力分析，可以了解结构中各个构件的受力情况，找到受力集中和孤立受力的部位，进一步进行优化设计。
5. 杆件截面优化 钢结构框架中的杆件截面的选择对结构的性能影响较大。根据受力分析结果，可以对存在受力集中的杆件进行截面优化，以提高其受力性能。常见的截面优化方法包括增大截面的有效高度、合理改变截面的形状，并考虑附加构件的设置。
6. 节点设计与连接方式选择
节点作为钢结构框架中的关键部位，其设计和连接方式的选择对整个结构的性能具有重要影响。合理设计节点的几何形状和尺寸，并考虑节点的刚度和承载能力。同时，还需选择合适的连接方式，包括焊接、螺栓连接和高强度连接等，以确保节点的稳定性和可靠性。
7. 结构整体优化
在上述步骤完成后，可以进行整体优化。通过调整结构的参数和各个构件的尺寸，以达到在满足强度和刚度要求的前提下，尽可能减小结构的重量和成本。
8. 结论
钢结构框架设计优化是提高工程结构性能和经济效益的重要手段。通过合理选择材料、建立准确的结构模型，进行受力分析和优化设计，以及优化杆件截面和节点设计，可以有效提高钢结构框架的性能和可靠性，满足工程设计的要求。