浅谈钢结构工业厂房的抗震设计
浅谈钢结构工业厂房的抗震设计
陈将奇
昊华工程有限公司，北京，100143
【摘要】钢结构抗震设计工作不是单纯的依靠建筑工程，还需要对土地地基以及钢结构做好性能着手工作，考虑好构件的特点性能以及部件的深度要求，只有做好地基的设计、构件的处理，才可以有效的提高钢结构抗震性能。
【关键词】钢结构工业厂房抗震设计
前言
钢结构具有强度高、塑性韧性好、自重小、制作简便、施工工期短、节能环保等优点。随着经济的发展，单层钢结构厂房在工业建筑中得到广泛应用。采用单层工业厂房，生产工艺流程相对简洁，地面上可以放置较重的机器设备和产品，内部生产运输容易组织。但是在强烈地震作用下厂房有局部破坏、甚至倒塌现象的事故发生。
一、做好钢结构地形设计
1、选择好钢结构的场地
为了有效的提高建筑场地的质量，做好地基抗击地震能量，需要在钢结构厂房设计方面做好以下几个方面：
（1）选择薄的场地覆盖层
钢结构厂房由于其自身具有良好的刚柔性特点，而根据世界上多次地震，数次实验可知，在厚土地层上，地震对钢结构危害较重，而薄的场地覆盖层对钢结构的影响较小，因此，在进行场地选择时，优先选择薄的场地覆盖层。
（2）选择坚实的场地土壤
在建设钢结构厂房方面，场地土壤的刚度大的话，抵抗地震性能要比场地土壤刚度小的好，即场地刚强度小，震害指数大，因此，为了减少钢结构的厂房土地破坏程度，在建设中，应选择场地土壤坚实，土地广阔平坦，并且具有较大的剪切波速的坚实坚硬场地，有利于提高钢结构厂房抵抗地震的性能。
（3）避免产生共振现象
发生地震现象时，如果地震震动周期与建筑物一致或者建筑物的震动周期与地震周期接近，很容易导致地震发生时，产生共振现象。因此，在钢结构厂房设
计时，需要尽量避免震动周期的一致性，减少震动的密集性，缓和震动周期，从而有效的减少地震破环性。
2、地基基础建设
对于同一个结构单元的基础建设，需要采取同地基建设，即不可以采取部分为自然地基，而另一部分是桩基，同时，在建设中避免出现两类及以上的地基土层，保证地基基础持力层的一致性。在钢结构基础地板或者桩端接近土层的倾斜顶面时，需要加强深入土层的深度，提高其埋入度，加大桩长，避免在钢结构中产生不均匀沉降，同时加强地基土层内部边缘层的处理。在地基中，如果存在可液化土层时，需要做好土层液化处理工作，确保避免土层对上部结构的不利因素，做好土层液化处理，在设计方面采取以下几个措施。
（1）地基采用加强加密
在钢结构厂房设计建造时，利用振冲法以及强夯办法，提高地基的坚实程度，对地基采取砂桩强化，确保土层液化层得到有效的处理，同时，土层液化以下深度可以有效的处理，在进行锤击操作时，锤击地层深度值需要大于土层液化的最深值，确保土层液化可以得到有效处理。
（2）承载力处理
在进行钢结构厂房设计时，利用桩基础进行土层加固，需要注意桩端要深入到土层液化深度的最下层，在进行打桩操作时，按照打桩的最大承载力进行计算，确保土层液化部分得到有效的处理。而对于钢结构厂房设计，如果钢结构厂房的楼层较高，为了提高钢结构抵抗地震性能，可以将地基下面可液化地层全部挖出，以确保彻底减少隐患的存在。
二、钢结构适用的结构类型
1、框架结构。梁柱之间均为刚性连接，从而形成刚构体系，可单独承担侧向力，即为纯框架结构，可用于不超过12层的结构或较低的高层钢结构，有较好的延性。但纯框架侧向刚度小，属柔性结构，故其层数和高度受到一定限制。多应用于多层及高层民用建筑和多层的工业建筑，建筑平面布置灵活，易于布置较大房间。
2、框架一中心支撑结构。抗侧力构件的支撑体系为支撑构件与周边框架组成的支撑框架从而成为一个抗侧力结构。中心支撑宜采用交叉支撑，也可采用人
字(V形)支撑或单斜杆支撑，不宜采用K形支撑。钢支撑可显著增强框架的抗侧刚度，减少侧向位移，是抗震设计的一个重要方面。
3、框架一偏心支撑(延性墙板)结构。特点是每对支撑与梁的交点问形成消能梁段，或是支撑与梁的交点和柱之间形成消能梁段，而每根支撑应至少有一端与框架梁相连。偏心支撑耗能梁段的设置部位决定支撑的布置。从大量的震害经验总结出，偏心支撑最好采用消能梁段位于横梁中部的支撑形式。此种结构的设计原则是强柱、强支撑和弱消能梁段。
4、内藏钢支撑钢筋混凝土剪力墙板结构。主要是以其中的钢板支撑承担水平力起抗震作用，外包钢筋混凝土在弹性阶段可以增加水平刚度。
5、空间桁架结构。此结构的结点一般都看作圆球铰结点，连接圆球铰的杆件可以绕通过铰中心的任意轴线转动。常用于网架结构、塔架、起重机构架等。
三、防震缝的设置
1、防震缝设置原则
多层钢结构的结构平面布置、竖向布置应遵守抗震设计中布置规则性的原则，一般可不设防震缝。应根据不规则程度、地基基础条件和技术经济等因素的比较分析，确定是否设置防震缝。
2、防震缝的宽度
当建筑物的高度不超过15m时，可设防震缝宽度(缝两侧建筑物外边缘之间距离)为120 mm，高度超过15 m时，6度，7度，8度，9度相应每增加5 m，4 m，3 m，2 m时，防震缝宜加宽30 mm。由于钢结构侧向位移的规定限值较混凝土结构大，防震缝的宽度不小于相应钢筋混凝土结构的1．5倍。
三、钢柱脚的设计
1、钢柱脚的形式
根据对柱脚的受力分析，可大致分为铰接柱脚和刚性固定柱脚。刚性固定柱脚再分为外露式、埋人式、外包式。外包式一般用于单层厂房、低层框架或高层的裙房，可以按铰接或刚接设计。高层的柱底为刚接，抗震构造要求较高，超过l2层的高层钢结构宜采用埋入式柱脚，6度，7度时也可采用外包式柱脚。
2、钢柱脚的埋入深度
（1）埋入式柱脚：对轻型工字形柱，不得小于钢柱截面高度的2倍；对大
截面H形钢柱和箱形截面柱不得小于钢柱截面高度的3倍。
（2）外包式柱脚：将钢柱直接置于地下室墙或基础梁顶面。
四、截面设计
1、强柱弱梁
指节点处柱端实际受弯承载力要大于梁端实际受弯承载力。一般采用增大柱端弯矩设计值的方法。也就是说使框架结构塑性铰出现在粱端的设计要求。用以提高结构的变形能力，防止在强烈地震作用下倒塌。“强柱弱梁”不仅是手段，也是目的，其手段表现在人们认为对柱的设计弯矩放大，对梁不放大。其目的表现在调整后，柱的抗弯能力比之前强了，而梁不变。即柱的能力提高程度比梁大。这样梁柱一起受力时，梁端可以先于柱屈服。
2、强剪弱弯
指避免构件(梁、柱、墙)剪力较大的部位在梁端达到塑性变形能力极限之前发生非延性破坏，即控制脆性破坏形式的发生。也就是说结构(框架梁、柱)的抗剪承载力要大于抗弯承载力，目的是控制构件发生弯曲破坏，而不是剪切破坏，避免脆性破坏，充分发挥塑性铰的能力。
3、强节点弱构件
（1）构造保证
a增加连接强度，如增加焊缝和螺栓。b梁端加腋或加隅撑。c加厚梁柱节点域的腹板厚度或增设水平和斜向加劲肋。
（2）计算保证
a按抗震弹性设计：计算中考虑抗震承载力调整系数为0．85，初步确定焊缝尺寸或螺栓数量、间距、直径。b按以上确定的焊缝尺寸或螺栓数量、间距、直径验算连接的抗震极限受弯、受拉和拼接承载力是否大于其构件的屈服承载力，并留有一定的裕量。
结束语
总之，建筑工程抗震设计时，应从提高建筑整体的抗震性能着手，使建筑在总体上满足抗震的要求，而不仅仅考虑局部的构件和部位。随着对地震作用研究的深入，对抗震设计的经验总结也越来越全面。同时，抗震设计也越来越受到重视。建筑工程的抗震设计发展前景将会很广阔。
参考文献
[1] 康乐. 某钢结构工业厂房的设计实例[J]. 科技创业家. 2012(13)
[2] 许英. 浅谈钢结构工业厂房设计及施工问题分析[J]. 门窗. 2013(06)
[3] 孟祥瑞. 钢结构工业厂房施工技术研究[J]. 科技与企业. 2013(24)
[4] 陈飞. 试论钢结构工业厂房的设计理念的优化[J]. 中国建筑金属结构. 2013(24)
钢结构厂房基础设计
钢结构厂房基础设计
.8.基础设计 3.8.1基础的选择 由于本设计采用的上部结构为轻型门式刚架结构，荷载较小，所以选择基 础形式为钢筋混凝土独立基础，根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 中8.2.2其构造要求是： 1、锥形基础的边缘高度不小于200mm，阶梯形基础每阶高度宜在300-500mm； 2、基础下垫层不小于70mm，垫层混凝土强度等级应为C10； 3、底板受力钢筋直径不小于10mm，间距不小于100mm，不大于200mm，钢筋保护层厚度不小于40mm； 4、基础混凝土强度等级不低于C20。 所以，在本设计中，采用柱下独立基础，在结构的每根柱下均设基础，基础材料为C20混凝土和HPB300钢筋，垫层为100mm厚C10混凝土。 3.8.2基础埋深 根据本设计中建筑上部荷载和设计要求中 的持力层深度，选定基础埋深为自天然地面下1.5，基础下设100mm厚C10混凝土垫层，所以垫层底面标高为-1.9m（室内外高差为300mm）。 3.8.3基础设计 3.8.3.1 确定基底尺寸 弯矩最大一组： 荷载设计组合值 192.59 -59.67 -143.78 M kN m V kN N kN =? ?? ?? = ?? ?? = ?? ，荷载标准组合值 154.92 =-48.14 116.86 M kN m V kN N kN =? ?? ?? ?? ?? =- ?? 。
偏心荷载下由恒荷载起控制作用的荷载效应的基本组合时 0,max 6(91.80116.86)60.741.351 1.35149.29124k j F e p kPa lb l +?????=?+=?+= ? ??? ?? max ,j p ——基底净反力设计值的最大值； 0e ——净偏心距，0154.920.7491.8116.86 k k M e F ===+ 此时0280024501700c a h mm l +=+?=<，0252024501420c b h mm b +=+?=< 所以，[]2(0.520.452)3(20.40.45)2 2.54l A m =+?+?--÷= 冲切力为：,max 49.29 2.54125.20l j l F p A kN ==?=
浅谈轻钢结构厂房优化设计
浅谈轻钢结构厂房优化设计 内容提要：轻钢厂房的优化设计是控制工程成本的关键一步，本文结合工程实际，从各个方面分析了所采取的结构优化措施对轻钢厂房工程用钢量的影响，同时提出经济性轻钢结构设计的要点，并提出优化设计绝不是以降低结构的安全度来取得经济效益。 主题词：轻钢厂房优化设计经济效益 轻钢厂房在不降低结构安全性的前提下，如何做得更合理、更经济，是钢结构设计师，也是建设单位最关注的一个问题，因为它直接关系到工程的造价和施工单位的中标与否。据权威资料分析，在前期规划阶段，影响工程造价的可能性为75%~95%；在初步设计阶段，影响工程造价的可能性为35%~75%；在施工图设计阶段，影响工程造价的可能性为5%~35%。因此，设计质量的好坏，设计是否优化，对工程造价将会产生直接的影响。如果能在前期决策阶段和设计阶段就事先主动参与，进行优化设计，特别是主体结构方案优化，则可能会产生巨大的经济效益，从而使工程项目既安全可靠，又经济实用，当然这需要工程各方特别是建设单位的大力支持和设计施工各方的协助、配合。 下面以某厂房优化设计为例，在结构体系、楼层梁、檩条墙梁、支撑系统、围护系统等方面进行简要分析，说明采取优化设
计措施对工程造价带来的影响，可带来一定的经济效益，供类似工程设计时参考。 一、工程概况 青岛XX精密机电有限公司一期新建工程冲压/电工厂，建筑面积14164㎡，长度87m，宽度117m，中间柱距12m，两侧边跨柱距7.5m，最大柱网尺寸12mX12m，刚架檐口标高12.450m，厂房跨度分别为10.5m+12mX8+10.5m，共10跨，其中边部一侧三跨为局部夹层，其余七跨每跨间均有3t单梁地操吊车多台，屋面为弧形屋面，主体圆弧半径R=117m，不上人轻钢屋面采用双层彩钢板加保温棉形式，屋面采用不锈钢天沟有组织排水。 本工程系台湾独资企业，设计总承包和现场施工管理亦为台资企业。 二、厂房优化设计采取的措施 结合本工程的建筑特点，根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）等相关国家规范、规程，在满足原使用要求的基础上，为合理降低造价，减少用钢量，从以下各方面进行了优化设计： 1、结构体系的选择 在主体结构设计之前，结构体系的选择对工程起着至关重要的作用，特别是像这样一个既有吊车又有局部夹层比基本的轻钢
浅谈高层建筑抗震的现状及发展前景
浅谈高层建筑抗震的现状及发展前景 （中国矿业大学建筑工程学院土木11-5班马绪文） 摘要:对于一个高层结构的设计,遇到的问题可能错综复杂,只能具体问题具体分析。工程实践表明在高层结构的设计过程中,设计人员只有抗震概念清晰,构造措施得当,应用合适的结构分析软件三者有机结合才能取得比较理想的结果,在这个过程中抗震构造重于结构计算。本文对建筑抗震进行必要的理论分析,从而探索高层建筑的设计理念、方法,采取必要的抗震措施并简述其发展前景。 关键词:高层建筑;抗震;结构设计 现阶段,土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善,如果可以在结构与地基的材料特性,动力响应,计算理论,稳定标准诸方面得到符合实际的发展,自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。 1 高层建筑抗震设计特点 第一，控制建筑物的侧移是重要的指标。在地震荷载作用下，建筑结构所产生的水平剪切力占主导地位，所以建筑物会产生明显的侧移，随建筑结构的高度不断曾加，结构的侧向位移迅速增大，但该变形要在一定限度之内，这样才能保证结构安全以及使用功能。 第二，地震荷载中的水平荷载是决定因素。水平荷载会使建筑物产生倾覆力矩，并且在结构的竖向构件中引起很大的轴力，这些都与建筑物高度的两次方成正比，故随建筑结构高度的曾加，水平载荷大相径庭。对高度一定的建筑物而言，竖向荷载基本上是不变的，但是随着建筑物的质量、刚度等动力特性的不同，水平地震荷载和风荷载的变化是比较大的。 第三，要重视建筑结构的延性设计。高层建筑结构随着高度增加，刚度减小，显得更柔，在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有足够的变形能力，使结构进入塑性变形阶段仍然安全，需要在结构构造上采取有利的措施，使得建筑结构具有足够的延性。 2 建筑抗震的理论分析 2.1 建筑结构抗震规范简介 建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。 2.2 抗震设计的理论 拟静力理论：拟静力理论是20世纪10～40年代发展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于
浅谈钢结构工业厂房的抗震设计
浅谈钢结构工业厂房的抗震设计 陈将奇 昊华工程有限公司，北京，100143 【摘要】钢结构抗震设计工作不是单纯的依靠建筑工程，还需要对土地地基以及钢结构做好性能着手工作，考虑好构件的特点性能以及部件的深度要求，只有做好地基的设计、构件的处理，才可以有效的提高钢结构抗震性能。 【关键词】钢结构工业厂房抗震设计 前言 钢结构具有强度高、塑性韧性好、自重小、制作简便、施工工期短、节能环保等优点。随着经济的发展，单层钢结构厂房在工业建筑中得到广泛应用。采用单层工业厂房，生产工艺流程相对简洁，地面上可以放置较重的机器设备和产品，内部生产运输容易组织。但是在强烈地震作用下厂房有局部破坏、甚至倒塌现象的事故发生。 一、做好钢结构地形设计 1、选择好钢结构的场地 为了有效的提高建筑场地的质量，做好地基抗击地震能量，需要在钢结构厂房设计方面做好以下几个方面： （1）选择薄的场地覆盖层 钢结构厂房由于其自身具有良好的刚柔性特点，而根据世界上多次地震，数次实验可知，在厚土地层上，地震对钢结构危害较重，而薄的场地覆盖层对钢结构的影响较小，因此，在进行场地选择时，优先选择薄的场地覆盖层。 （2）选择坚实的场地土壤 在建设钢结构厂房方面，场地土壤的刚度大的话，抵抗地震性能要比场地土壤刚度小的好，即场地刚强度小，震害指数大，因此，为了减少钢结构的厂房土地破坏程度，在建设中，应选择场地土壤坚实，土地广阔平坦，并且具有较大的剪切波速的坚实坚硬场地，有利于提高钢结构厂房抵抗地震的性能。 （3）避免产生共振现象 发生地震现象时，如果地震震动周期与建筑物一致或者建筑物的震动周期与地震周期接近，很容易导致地震发生时，产生共振现象。因此，在钢结构厂房设
单层钢结构厂房--基础设计
单层钢结构厂房-－基础设计 （一）刚架柱下独立基础设计1.地基承载力特征值和基础材料 本工程地质情况如下： ±0.000ｍ~－0．６m，回填土含腐殖质,γ＝1６ＫN/ｍ3，fak=80KN／m2，E=300N／ｍm2; -0.６m~-２.7０ｍ,一般亚粘土,γ=2０KN/m3,fak=230KN/m2,E=500N/mm2; -2.７0ｍ以下为风化混合土， fak=30０KN/m2,E=600~1００0Ｎ／mｍ2; 地下水位位于-５.0ｍ处。 综合考虑建筑物的用途、基础的型式、荷载大小、工程地质及水文地质条件等，持力层考虑为一般亚粘土层，ｆak=２30KＮ/m2,基础的埋置深度取１.0m。 假定基础宽度小于３m，按《建筑地基基础设计规范》(ＧB５０007-２002)式5.2．４修正ｆak： ｆa=fak+ηbγ(b-3）+ηｄγｍ（d－0.５) =230+1．６×[(16×0.6+2０×0.4)/1.0]×(１.0-0.5) =244．1KＮ/m2 基础采用C２0混凝土,fｃ＝9．6 N/ｍm２，ft=１.10Ｎ／mm2 钢筋采用HPＢ235,fy=2１0Ｎ/ｍm2，钢筋的混凝土保护层厚度为4０mm;垫层采用Ｃ1０混凝土,厚10０mｍ。 2．基础底面内力及基础底面积计算 柱底截面采用荷载基本组合时的内力设计值： Ｎ=１02.82KN，V=32.21KＮ,M＝0 相应的荷载效应标准组合时的内力值为: Ｎｋ=８1.18KN，Vk＝25.06KN,Mｋ=0
采用锥形基础，假定基础高度H0=4０0ｍm， 按(1.1~1.４)Ａ０估计偏心受压基础的底面积A: A=(1．1～1．4)×0.36＝0．40～0.50m2 取A=bl=1.5×１.0m＝1.5m2,W=0.３75m3,基础的形状、尺寸及布置如图。Gｋ=24×（１．５×1.0×0．４)＋16×（1．5×1.０×0.6） =28.８0KN 则作用在基础底面的相应荷载效应标准值组合的内力值为: Nk＝81.18+28.80=1０9.９８KＮ Mk=25.０6×１.0=25.06KＮ·m 基础底面压力验算:
浅谈建筑结构抗震概念设计
浅谈建筑结构抗震概念设计 发表时间：2015-12-17T16:01:14.980Z 来源：《基层建设》2015年16期供稿作者：袁芬 [导读] 浙江省天正设计工程有限公司浙江杭州根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。 袁芬 浙江省天正设计工程有限公司浙江杭州 310012 摘要：建筑工程的质量，直接影响到人们的生命和财产安全。在工程建设中，抗震设计是影响整个工程质量不可缺少的要素之一，因此，必须完善好建筑抗震结构设计的工作。本文主要论述抗震概念设计基本内容，提出建筑抗震结构设计的策略，以供参考。关键词：建筑；抗震；概念设计；策略 1 抗震概念设计基本内容 1.1什么是抗震概念设计： 根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。就是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来，设计时应着眼于结构的总体反应，依据结构破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准侧，从一开始就全面合理地把握好结构设计的本质问题（如把握好总体布置、结构体系、承载能力与刚度分布、结构延性等），顾及关键部位的细节，力求消除结构中的薄弱环节，从根本上保证结构的抗震性能。 1.2抗震概念设计的目标 实际地震的不可预知性，可供分析的地震资料的有限性，目前地震计算手段 的局限性，故重视建筑抗震概念设计，从某种意义上来说，也是对地震理论不完善所采取的弥补措施。抗震概念设计目标：“小震不坏，中震（设防烈度地震）可修，大震不倒”；以及为实现这一目标所采取的“两阶段设计步骤”，即：承载力验算和弹塑性变形验算。 2 建筑抗震结构设计的策略 2.1 采用合理的结构体系 2.1.1 影响结构体系的因素很多，如抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等，还应考虑技术、经济和使用条件等。目前我国比较常用的结构形式有：砖混结构、钢筋混凝土结构、钢- 混凝土组合结构（混合结构）、钢结构。砖混结构以砖墙作为抗侧力构件，在地震力作用下，易发生剪切破坏。混凝土结构包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。在地震力作用下，不同结构形式，不同抗侧力构件，发生不同破坏（剪切变形，弯曲变形）。 2.1.2 结构抗震设计的关键是解决承载力、刚度和延性问题： 1）对于非抗震结构，足够的材料强度和刚度是结构设计需要考虑的问题，而对于抗震结构除了要承担常规荷载外还要承担地震动作用，其材料强度和刚度不是越大越好（如抗弯强度过高不利于抗剪，刚度过大也会加大结构的地震作用），而需要控制在合理的范围内。2）结构体系由各类构件相互连接组成，抗震结构构件应具有必要承载力、合理的刚度、良好的延性、可靠的连接，使相互之间合理均衡。 3）结构构件应具有良好的延性（即变形能力和耗能能力），延性可以增加结构的抗震潜力，增强结构的抗倒塌能力。结构抗震设计的本质就是对结构承载力、刚度和延性的合理把握问题。 2.2 选择合理的平面和立面布置 2.2.1 建筑布置对结构的规则性影响重大，抗震性能良好的建筑，需要建筑师与结构工程师的互相配合。不应采用严重不规则的设计方案，避免采用特别不规则的方案。 2.2.2 建筑形体及其构件布置应避免形成平面和竖向的不规则。平面不规则主要关注的是结构的扭转和水平传力途径的有效性问题，体现在扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续；竖向不规则主要关注薄弱层问题及竖向传力途径的有效性问题，体现在侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变。 2.3 选择合理的结构计算方法进行结构分析 2.3.1 结构分析是结构设计的前提，是结构设计的重要依据性工作，采用合理的计算模型，合理的计算假定，合理选用计算程序，必要时的多模型多程序比较分析等对结构设计关系重大。 2.3.2 目前的地震作用计算方法主要有： 1）高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法；对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m的高层建筑结构应用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。 2）高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层建筑结构，可采用底部剪力法。3）时程分析法作为振型分解反应谱法的补充计算方法。根据结构的规则性，依据相关规范的规定，在多遇地震下进行弹性时程分析，在罕遇地震下进行弹塑性时程分析。 2.3.3 结构抗震设计应根据不同要求，对同一结构布置采取不用的计算假定。比如对结构进行不规则判别，选用在规定的水平力作用下，考虑偶然偏心等。比如配筋设计计算，根据工程具体情况，采用刚性楼板假定、分块刚性楼板假定、弹性楼板假定及零刚度楼板假定，考虑双向地震，框架柱配筋按单向偏心计算或按双向偏心计算等。 2.4 抗震措施及抗震构造措施 2.4.1 抗震措施要求做到“四强、四弱”。 1）强柱弱梁：目的是框架在地震情况下产生梁铰机制，即要求柱子不先于梁破坏，因为梁破坏属于构件破坏，是局部性的，柱子破坏将危及整个结构的安全，可能会整体倒塌，后果严重。 2）强剪弱弯：弯曲破坏是延性破坏，是有预兆的——如开裂或下挠等，而剪切破坏是一种脆性破坏，没有预兆，瞬时发生，没有防范，要避免。 3）强节点弱构件：因节点失效意味着与之相连的梁与柱都失效，故要求节点的承载力应高于连接构件。
浅谈钢结构工程存在的问题及相应解决措施
浅谈钢结构工程存在的问题及相应解决措 施 摘要：钢结构材料以强度高、质量轻、抗震性能好、塑性好、施工效率高等优点在工业厂房、高层住宅建筑、商务写字楼等项目得到广泛应用。钢结构工程从设计到制作、安装过程存在的很多现实问题需要引起足够的重视，否则将给工程留下质量隐患和安全隐患。现结合自己近几年钢结构施工经验，对钢结构施工过程中可能存在的问题进行讨论，并提出相应的解决措施，目的是优化钢结构设计并提高钢结构安装质量。 关键词：钢结构设计施工问题解决措施 1 钢结构工程在设计过程存在的问题及相应解决措施 1.1 钢结构设计图纸中经常出现以下问题： 1.1.1设计图纸参考的设计规范不正确、不齐全。比如有的设计说明使用了过时的、已经废止的标准；有的材料牌号、等级不全、高强螺栓、普通螺栓和焊接连接点的标记不明确或未显示；有的设计图纸中对各类高强螺栓、普通螺栓、栓钉、拉铆钉及其垫圈的规格、型号、性能没有具体标明。而这些均已列入了最新的钢结构施工验收规范中，并作为强制性条文要求予以执行。如果现场施工人员缺少对相关规范的了解，仅仅凭借以往施工经验进行施工，监理按照规范进行检查时就未必能通过，从而影响施工进度。 1.1.2设计总说明中对工程的安全等级未写明或者描述比较含糊。工程的安全等级不同，对焊接等施工检查要求也有所不同。比如安全等级为一级的，一、二级焊缝的焊接材料必须复试；安全等级为二级的，一级焊缝的焊接材料必须复试，二级焊缝的焊接材料就不一定需要复试。 1.1.3 钢材的材质等级，高强度螺栓的摩擦测试要求不明确。有的设计图纸只写Q235或Q345，不写A等级或B等级；有的图纸不提高强螺栓摩擦面试验要求，施工单位此时便会无所适从。于是有的施工单位在采购材料后，才让设计院确认，这是明显违背了非设计人员决定材料等级的原则，对工程质量及安全造成了一定隐患。 1.1.4 施工图未注明焊接的坡口形式，焊缝间隙、钝边坡口角度、是否为单面焊等。还有的施工图，对不同板厚钢构的拼接焊未按规范要求开斜坡，造成局部应力线过分集中，质量验收往往通不过，这些缺陷有的已经没有办法修复只能更换部分材料，因此对工程成本及进度产生一定影响。 1.1.5设计总说明对除锈等级及防腐材料未作明确要求。除锈等级不明确导致施工单位即使购买了材料也无法进行除锈工作，对工序衔接产生影响。有的图纸只是明确对油漆漆膜厚度的要求，对油漆的性能及名称未作任何说明，这样施工单位就不知道如何采购油漆材料。 1.2 设计阶段问题相应解决措施 对施工单位而言，在拿到钢结构施工图以后，应立即安排有经验的技术人员进行图纸会审，审核图纸参考的规范有没有问题；节点图有没有表述不清楚或者遗漏；相关规范要求的内容在设计总说明中有无体现；各种材料的规格型号、性能、等级、施工的质量要求和工程的安全等级有没有明确；局部节点设计是否合理；按照现有图纸施工中会不会出现
浅谈钢结构工业厂房设计及施工问题分析 田娇
浅谈钢结构工业厂房设计及施工问题分析田娇 发表时间：2018-07-24T13:43:36.133Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第6期作者：田娇高栋逄俊杰[导读] 本文将分析钢结构厂房设计与施工问题，旨在为提升钢结构厂房建设质量提供有益参考。 中冶焦耐（大连）工程技术有限公司辽宁大连 116085 摘要：近年来，在国民经济高速发展的背景下，建筑工程行业取得了显著发展成就，钢结构具有施工速度快、强度高和自重轻的显著优势，钢结构工业厂房在建筑行业得到了广泛应用。设计与施工环节是影响钢结构工业厂房质量的最关键因素，因此，本文将分析钢结构厂房设计与施工问题，旨在为提升钢结构厂房建设质量提供有益参考。关键词：钢结构工业厂房；设计；施工 随着科学技术的进步和建筑行业的快速发展，钢结构工业厂房在我国得到了广泛应用，有效规避了传统混凝土工业厂房高成本、施工周期长的弊端，实现了建筑行业的突破。相对于住宅等其他建筑而言，工业厂房的要求比较特殊，钢结构工业厂房不仅仅能够满足工业使用需求，而且还具有相应的抗震能力，钢结构工业厂房的材料设备能够实现重复利用，起到节省成本和环境保护的良好作用。钢结构工业厂房是科学技术快速发展的产物，具有一定的时代感和革新性，必将在未来的厂房建设中得到更加广泛的应用。 一、钢结构工业厂房设计时的注意事项 1.防火与隔热设计 众所周知，钢材温度超过一定限额时，其可塑性会得到大大提升，极易发生钢材弯曲现象，一旦温度超过500℃，钢材就具有断裂坍塌的风险，因此，做好防火隔热设计工作是增强钢结构厂房安全性的有效手段。相关设计人员要严格按照国家建筑防火设计规范标准划分危险等级，采取科学有效的防火措施保障钢结构厂房的安全性，如根据建筑耐火等级要求，在钢结构上涂装防火耐高温涂料，也可以在钢结构厂房外部包裹一层具有良好耐火性的材料，保障钢结构达到相应的耐火等级，同时还需对钢架构厂房划分防火分区，并科学设计疏散通道的位置与大小，避免产生重大的人身事故和财产损失。 2.抗震设计 在设计钢结构工业厂房时，针对地震烈度大于或等于6度的地区，需要设计防震缝来避免地震对房屋产生破坏。防震缝要从基础顶面断开并贯穿建筑物全高，房屋立面高差在6m以上亦或是有错层且楼板高差较大时，要对防震缝进行科学调整，在钢结构厂房高度大于15m 时，建筑物边缘与防震缝中间的距离要达到150mm。总之，防震缝需要按照建筑物的高度做出科学合理的设计，严格根据钢结构厂房的抗震规范要求，采用冲击韧性好的钢材，为提升钢结构厂房建设质量奠定良好基础。 3.温度伸缩缝设计 与传统混凝土建筑对比而言，钢结构自身的独特特性导致其对温度变化更加敏感，在外界温度发生变化时，钢结构发生变形的可能性较大，温差和材质等因素共同决定了钢结构的变形程度。若是钢结构厂房有着很大的平面尺度，横向与纵向位置都需要设置温度伸缩缝，一般情况下设计人员会采取双柱的方式，若是横向温度伸缩缝，就需要在框架梁与檀条连接处采取椭圆孔滑动或者槽钢夹板活动的方式来设计，针对纵向温度伸缩缝，可以在钢结构屋架支座位置处设计滚动支座，以此来实现温度伸缩缝的设计。 4.屋盖支撑系统与屋面设计 柱网布置、厂房高度和跨度、屋盖结构、吊车吨位等要素是设计屋盖支撑系统需要考虑的重要内容，一般情况下，垂直支撑机构是屋盖结构必须要设计的，还需要在屋架上弦与天窗架上弦设计上弦支撑结构，在钢结构厂房屋架间距大于12m或者内部需要使用较大振动设备时，就需要设计相应的纵向水平支撑结构。设计人员通常会采取两种方式设计屋面：其一，复合柔性钢屋面系统，系统由屋面彩钢板内板、隔汽层、防水层与保温层共同构成，一般不会受到温度变化的影响，但是需要大量的成本支出；其二，双色彩色压型钢板内夹保温棉，这是应用范围最广的屋面设计方式，但是极易受到温度变化的影响，热胀冷缩现象极为严重。 二、提升钢结构工业厂房施工质量的措施 1.选择符合使用要求的钢结构材料 钢结构材料的质量直接影响着钢结构工业厂房的建设质量，是保障钢结构厂房安全性与稳定性的关键，施工单位要根据设计方案和规范要求，采购高质量的钢结构材料，并需要建材供应商提供合格的检测报告，甚至微小的螺栓都要严格把关，确保所有零件的质量都满足使用要求，并利用辅助吊车来检验钢结构材料的承载能力。与此同时，施工人员也需要具有相应的操作能力和丰富的工作经验，切实避免不必要安全问题的产生。 2.增强涂层作业的科学性 针对钢结构工业厂房进行涂层作业时，温度会直接影响钢结构的整体工程质量，5—40摄氏度是进行涂层作业的合理温度，一旦温度大于40摄氏度就需要停止涂层作业工作，这是由于温度高于40摄氏度时，在对钢结构表面进行刷漆时，极易产生一些气泡，这样就会显著降低漆膜的附着力，在温度小于5摄氏度时，可以采用低温涂层材料进行涂层作业，以此来保障钢结构涂层作业的效果。 3.合理开展吊装与码放工作 因为钢结构构件较大，一般施工单位会采取拼装后的整体吊装模式来进行施工，保障钢梁稳定性是促使吊装工作安全进行的关键。吊装需要从柱间支撑跨开始安装，针对端部截面误差较大的吊车梁底部要及时给予调整垫板，通过螺栓把吊车梁与制动板有效连接，并利用焊接的方法来固定，保持焊缝的干净。与此同时，合理码放钢结构构件也是提升厂房质量的有效方式，科学设计吊装次序，把最后吊装的构件放置在厂房外部，H型钢件需要立放，支点位置要设计在构件端部的1/7处，增强钢件码放的稳定性。 三、结论 总而言之，在建筑技术不断发展的新时期，钢结构已经逐步在工业厂房建筑领域得到了广泛应用，在社会经济发展中发挥着极其重要的作用。相关设计与施工人员要积极研究钢结构厂房设计与施工过程中的问题，努力促使先进的建筑技术在实际的设计与施工工作中得到应用，不断提升钢结构厂房的建设质量，推动社会经济健康发展。
浅谈建筑结构抗震设计的一些思考
浅谈建筑结构抗震设计的一些思考 发表时间：2018-12-15T12:20:50.103Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：王胜荣 [导读] 我国抗震设计规范明确划分了建筑场地的等级，分别是不利地段、危险地段和有利地段。 酒泉市建筑规划设计有限责任公司 摘要：综合近些年来我国地震的发生情况来看，我国属于地震较多的国家。综合考量我国各类地震的发生，可以得出频率较高、强度较大、分布较广以及震源较浅是我国地震的根本特征。地震对建筑物造成的负面影响非常强，所以说建筑物的防震设计十分重要。世界各国抗震学术界和工程界在抗震设计思路提出伊始就致力于深入研究，至当前阶段已经取得非常不错的成果，对基于力学的传统单一抗震设计方法进行改变。 关键词：建筑结构；抗震设计；综合探析 一、分析地震对建筑结构造成的影响 我国抗震设计规范明确划分了建筑场地的等级，分别是不利地段、危险地段和有利地段，并要求在进行建筑场地选择时需要将工程的实际需要作为依据，全面掌握地震的活动状况、工程地质、地震地质的相关资料，进而对抗震设计的有利性、不利性甚至危险性进行综合评价。于不利地段而言需要提出相应的避开要求，如实在无法将其避开则需要采取有效的措施。如建筑建造在断裂范围内，其结构只能为1-2层的分散单体建筑，并尽量采用整体性基础的应用，对于独立柱基的建筑结构形式要最大限度避免，从而对上部结构的完整性进行增强，不能将甲、乙、丙类建筑建设在危险地段。在地震时可能会有地陷、滑坡、崩塌、泥石流以及地裂等各类情况发生的地带，此类区域也就是所说的危险地段。我国典型的汶川地震和唐山地震中各类建筑物如处于危险地段，地震对其的破坏都为毁灭性，无论该建筑采取的何种结构形式，震害强度也比其它地段上的建筑物更大。 一般情况下，可用正比例对地震于建筑结构自身重量和建筑结构作用程度二者之间的关系进行阐述，相同条件下建筑物质量越大其刚度越大，地震的作用也就越大，震害程度相应的越大；如建筑质量较小而正好相反，其刚度更小，地震作用也就更小，震害随之降低。因此，在进行屋面结构、墙体、楼板、各段、框架以及围护墙建筑时，多对陶粒混凝土、多孔砖、空心塑料板材、瓦楞等相对较轻的材料进行应用，以此来对建筑物的抗震性能进行提升。 二、建筑结构抗震设计思考 抗震、消防和人防当属建筑设计中三项灾害预防设计的主要内容。综合考虑三种灾害造成的后果，其中当属地震灾害的强度最大，但是对于某些规范来说，抗震设计安全概率处于最低程度。当前阶段我国所采用的抗震规范是对两阶段、三水准设计理论进行应用。三水准应用的基础是该区域假设的地震强度和地震模型下概率，所以说通常情况下此种单纯性质的结构抗震设计和真实地震反应之间差距非常大，并不能对建筑物的安全性进行有效保证，充其量只能将损失一定程度降低，这是当前阶段我国现行结构抗震设计中一直无法克服的难题。抗震规范明确规定了建筑场地危险地段、不利地段和有利地段的具体划分规则，因此结构工程师有必要将不同设计阶段作为依据，将不同的工程地质勘查要求进行提出，争取尽早发现建筑物拟建场地内存在的不利地质作用和地质灾害等，进而可对有效预防措施进行应用。 第一，在进行项目可行性方案研究时，需要提出工程项目的可行性研究勘察要求，需要对建筑物拟建场地的适宜性和稳定性进行侧重。如存在一个以上的建筑物拟建场地，应要求勘查单位对其进行进一步的比对分析，并在其中将科学的选址意见或者建议进行提出。建筑物拟建区域的地形、地貌、岩土工程、地质以及建筑经验等数据为重点内容，进而对该拟建场地的岩土性质、地层构造、不良地质作用等进行全面了解和掌握。此外，还需要查看不良地质作用可能引发的地质灾害。岩溶、泥石流、地面沉降、滑坡、采空区、崩塌、场地与地基地震效应、活动断裂等为不良地质作用的主要内容。 第二，应将初步勘察要求在项目初步设计阶段直接提出，并将建筑物拟建场地的稳定性要求作为侧重点。在查看项目初步勘察报告文件时，应当重点查看建筑物拟建场地的地层结构、地下水埋藏条件、地质构造以及岩土工程特性等内容，不良地质作用的原因、分布状况、作用附魔以及发展趋势等也属于查看内容，进而明确拟建场地稳定性评价结论的准确与否。此外，还需对建筑物建构可能采用的地基基础类型、水土对建筑材料的腐蚀性、基坑开挖与支护、工程降水方案等进行进一步分析和评价。 第三，在施工图纸设计阶段提出工程项目的详细勘察需求，其中需要侧重建筑地区的地基岩土工程评价，此项工作的内容相对比较丰富，像岩土性质、岩土的基础形式、岩土均匀性、地基类型以及不良地质作用的防治等都包含在内。在查看工程项目详细勘察报告时需要重点查看不良地质作用类型、具体成因、分布状况、发展趋势和危害程度等进行侧重，并探讨不良作用的整治方案。如对于勘察报告内所提出的地基处理和基础方案建议存在疑问需要及时进行沟通。 第四，应该在建筑结构的设计过程中，借助抗震构造措施来对建筑的抗震性能进行提升， 对地震中塑性铰形成部位的塑性变形能力和塑性耗能能力的充足性进行保证，同时对结构的整体性进行保证。为了避免抗震设计中发生延性破坏的状况，所以应用强剪弱弯的应对措施，旨在利用其对构件受弯能力和受剪能力的关系问题进行有效处理。将地震作用的剪破坏和非抗震剪破坏进行对比可发现二者之间存在较大差异。延性是抗震设计中的一个特殊性质，而且十分重要。要想利用抗震措施实现结构延性保护的目的，必须对影响延性的各项因素进行明确。影响梁柱等支撑结构延性的因素可以归纳为两个种类，一个为混凝土上极限压的应变，另外一个则是地震破坏时的受压区高度。这两方面的因素是其它对延性造成影响因素的延伸。在抗震设计中为了对结构的延性进行保证，通常情况下会对受拉钢筋的配筋率进行合理把控，保证受压钢筋的合理数量，并借助加固筋对纵筋局部压屈失稳的情况进行应对。 第五，多元化结构形式。每个结构单元需要对同样的结构体系进行应用，注意需要对其刚度布置的均匀性进行保证。为了将各构件的抗震能力和作用做大限度发挥并对结构的整体性进行保证，需要在设计过程中严格遵守各项具体原则，具体如下：首先，保证结构的连续性。如想保证建筑物在地震作用下还能够保证整体性，那结构连续性是最为直接且重要的防护措施；其次，建筑构件之间的可靠连接性。将建筑物抗震性能进行提升，进而确保建筑物各个构件之间的承载力可充分发挥，所以说需要增强各构件直接的可靠连接性，使得其可对地震强度的传递需求进行满足，进而对地震时建筑物变形的延性要求进行适应；最后，提升房屋竖向刚度。对建筑物进行设计时需要保证
浅析多高层钢结构抗震概念设计
目录 【摘要】 (1) 【Abstract】 (2) 一、概念设计的含义 (3) 二、概念设计的意义 (3) 三、多高层钢结构的抗震概念设计要求 (3) 四、结构选型 (5) 五、结构平面布置 (6) （1）建筑型状力求简单规则 (6) （2）建筑平立面的刚度和质量分布力求对称均匀 (6) 六、节点设计的基本原则 (8) 七、保证结构的延性抗震能力 (9) 参考文献 (11)
浅析多高层钢结构的抗震概念设计 【摘要】 钢结构的强度高、延性好、重量轻，抗震性能好。总体来说，在同等场地、烈度条件下，钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的震害要小。由于，地震的不确定性，及地震的不可预测性，总结震害经验发现：对于抗震设计来说，“概念设计”远比“计算设计”更重要。然而抗震设计的重要性和丰富内涵往往在严格的规范规定和一体化的程序设计中被淡化了。本文从震害分析，概念设计中的结构，钢结构节点设计等方面阐述钢结构的抗震概念设计。 【关键词】多高层钢结构建筑概念设计结构选型抗震设计
Seismic concept design of high-rise steel structure 【Abstract】 Steel structure high strength, good ductility, light weight, good seismic performance. Generally speaking, in the same site conditions, intensity, earthquake damage to buildings of steel structure houses are small compared with reinforced concrete structure. Because of the uncertainty, earthquakes, and earthquake can be unpredictable, summarize the earthquake experience showed that: for the seismic design, the concept of "design" is far more important than "design". However, the importance of the seismic design and rich connotation in program design often strict norms and integration was weakened. In this paper, from the analysis of the damage of the structure, in the concept design, the seismic concept design of steel structure of steel structure joint design etc. 【Key words】High-rise steel structure building Conceptual design Selection of structureSeismic design
钢结构厂房基础设计
.8.基础设计 3.8.1基础的选择 由于本设计采用的上部结构为轻型门式刚架结构，荷载较小，所以选择基础形式为钢筋混凝土独立基础，根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中8.2.2其构造要求是： 1、锥形基础的边缘高度不小于200mm，阶梯形基础每阶高度宜在300-500mm； 2、基础下垫层不小于70mm，垫层混凝土强度等级应为C10； 3、底板受力钢筋直径不小于10mm，间距不小于100mm，不大于200mm，钢筋保护层厚度不小于40mm； 4、基础混凝土强度等级不低于C20。 所以，在本设计中，采用柱下独立基础，在结构的每根柱下均设基础，基础材料为C20混凝土和HPB300钢筋，垫层为100mm厚C10混凝土。 3.8.2基础埋深 根据本设计中建筑上部荷载和设计要求中的持力层深度，选定基础埋深为自天然地面下1.5，基础下设100mm厚C10混凝土垫层，所以垫层底面标高为-1.9m（室内外高差为300mm）。 3.8.3基础设计 3.8.3.1 确定基底尺寸 弯矩最大一组： 荷载设计组合值 192.59 -59.67 -143.78 M kN m V kN N kN =? ?? ?? = ?? ?? = ?? ，荷载标准组合值 154.92 =-48.14 116.86 M kN m V kN N kN =? ?? ?? ?? ?? =- ?? 。 持力层承载力特征值 k 150 150 1.020(20.5)180 a a f kPa f kPa = =+??-= 假定基础梁尺寸为800×300，则基础梁传给独立基础的集中荷载标准值为 0.80.3247.518 1.50.247.591.80KN ???+???=，设计值为91.8 1.2110.16KN ?=。基础受力如下图所示：
钢结构厂房(含土建)施工组织设计24087
钢结构工程 施 工 组 织 设 计编制人： 审核人： 审批人： 公司 201年月日
目录 第一章编制依据及原则 (3) 第二章工程概况 (5) 第三章总体施工方案、主要施工方法、主要管理措施 (6) 第四章施工顺序、总进度安排及总形象进度网络 (7) 第五章主要分部分项工程的施工工艺、方法 (8) 1、基础土方挖运工程 (8) 2、钎探、回填灰土 (8) 3、工程测量放线 (9) 4、模板、钢筋、混凝土工程施工方案 (9) 第六章钢结构工程 (16) 1、钢结构生产制作 (16) 2、钢结构吊装 (24) 3、主钢结构安装 (26) 4、辅钢结构安装 (27) 5、钢结构涂装 (28) 6、彩钢板安装 (29) 第七章装饰工程 (30) 1、砌墙工程 (30) 2、抹灰工程 (35) 3、乳胶漆墙面 (37) 4、门窗安装工程 (38) 第八章质量通病的防治措施 (41) 第九章主要技术组织措施 (43) 第十章安全施工保证 (46) 第十一章工期保证体系 (50) 附表及附图 1、拟投入工程的主要施工机械设备表 2、工程劳动力计划表 3、临时设施布置图 4、项目经理部管理机构图 5、质量保证体系 6、安全文明施工保证体系 7、形象进度网络图
第一章编制依据及原则 一、编制依据 1.招标文件和图纸； 2.国家省有关施工验收规范、标准； 3.国家、省、市有关文件、规定。 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《钢结构设计规范》（GB500017-2003）《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002） 《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JCJ82-91）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）《建筑抗震设计规范》（2008版）（GB50011-2001）《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JCJ82-91）《建筑地基处理技术规程》(JGJ79-2001) 《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）《钢结构防火涂料》(GB14907—2002)《钢结构防火涂料应用技术规范》（CECSS24：90）《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923-88) 《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、》（GB/T1231-91）
探析钢结构厂房设计的要点
探析钢结构厂房设计的要点 发表时间：2017-10-16T18:19:08.100Z 来源：《基层建设》2017年第18期作者：林杜 [导读] 摘要：当前钢结构在建筑领域已经成为了一种重要的结构形式，同时通过科学合理钢结构厂房的设计施工可以有效提高建设经济效益。尽管采用这种结构的厂房优点很多，比如它的重量比较轻、施工的速度很快、抗震性能极好，还具有环保的优点。 中国轻工业广州工程有限公司 510180 摘要：当前钢结构在建筑领域已经成为了一种重要的结构形式，同时通过科学合理钢结构厂房的设计施工可以有效提高建设经济效益。尽管采用这种结构的厂房优点很多，比如它的重量比较轻、施工的速度很快、抗震性能极好，还具有环保的优点。但是它也存在很多的问题，比如说它比较容易腐蚀、防火性比较差等。所以，在设计时要对这些因素进行全面的分析。本文主要分析探究钢结构厂房设计的要点。 关键词：钢结构；厂房设计；要点 引言： 随着经济科技的不断发展，厂房工程多以钢结构为框架梁柱的建筑结构，因其各种优点，目前已取得较为广泛的应用。工业厂房钢结构的设计对于实现厂房的经济价值、利用水平都至关重要，是在钢结构厂房处于主流背景下的一个需要深入探讨的话题。 1、钢结构厂房的优势 1.1施工操作简单灵活。传统厂房施工的过程中主要通过钢筋混凝土完成对结构主体的建设，在施工过程中施工周期较长，施工操作难度较大，这在很大程度上制约了厂房建设效果。钢结构厂房在施工的过程中对钢结构厂房构件进行优化，提高了构件的批量化生产效果，有效提高了施工速度，大大方便了构件的安装。 1.2钢结构与混凝土结构相比，混凝土结构具有较为复杂的建筑工艺，且不具备较强的防震能力，而钢结构因自重轻，不但能够弥补这些缺陷，还可以有效降低了地基承载力。 1.3钢结构系统通常会应用具有较高强度的材料，而钢结构厂房因投资成本不高，且拆迁便利，所以可以反复回收利用，避免了材料的浪费，对环境起到很好的保护作用。钢结构厂房建筑施工结构以绿色环保理念为主，将绿色建筑贯穿到了厂房建设的全过程。 2、钢结构厂房的特点 2.1钢结构厂房的跨度比较大，厂房使用的柱子通常比较高。众所周知，生产厂房属于生产企业的重要基础设施，所以其产品的体积与重童等一般情况下比较大。但是钢结构的体积与质量却较好的满足了这一要求，其重量比较轻，体积也不是很大。 2.2由于产品较重且外形尺寸较大。因此作用在钢结构厂房结构上的荷载、厂房的跨度和高度都往往比较大，并且常受到来自吊车、动力机械设备的荷载的作用，要求厂房的结构构件要有足够的承载能力。 3、钢结构厂房设计的要点分析 3.1节点设计 节点设计的原则首先是安全，其次是经济，并且应该与施工安装水平相一致。在厂房中最重要的节点是框架与柱的连接节点。按连接的转动刚度和连接构造之间的关系划分为刚性连接，柔性连接和半刚性连接。 目前用的最多的节点是刚性连接和柔性连接，半刚性连接使用的较少。对于节点的安全性，通常包含强度和延性两个方面。延性好的节点在地震作用下的变形能力强，不会发生脆性破坏，是一种理想的节点形式。半刚性连接节点，尚没有适当的计算模型应用受到了限制。柔性连接能传递轴力、剪力和很小的弯矩，可以近似看成是铰接。刚性连接节点大体上有三种类型：全焊接连接、栓焊混合连接和全螺栓连接。全焊接连接的节点，梁的翼缘和腹板全部采用焊缝连接在柱子上。通常情况下，翼缘必须采用开剖口的熔透焊缝连接，腹板可以采用开剖口的熔透焊缝，也可以采用角焊缝连接。 3.2立面设计 在立面设计中有四个基本特点依次是规模、线条、色彩、变化。钢结构厂房和钢筋混凝土结构厂房相比，线条是呈现轻钢结构建筑风格最独特的特征。传统的钢筋混凝土结构厂房由于屋面设置采光效果不理想，在设计时通常设计大量的采光窗，而大量的采光窗会破坏墙面的线条造型，钢结构厂房则不会受此困扰。轻钢结构屋面则大量使用屋面采光板，不仅采光均匀，而且不会破坏墙面的线条造型，既适用又美观，目前非常适合联合型厂房，顺便也解决了厂房的通风问题。 钢结构厂房的立面设计主要由工艺布置来决定的，立面要求简洁恢弘，同时简单统一突出重点。设计师们往往为了突出厂房结构的重点，会在厂房入口、外天沟或者收边泛水的地方使用跳跃性色彩和冷色调，起到画龙点睛的作用，勾勒出钢结构厂房体态轻盈、色彩丰富，给人耳目一新的感觉。 3.3钢结构厂房的防腐设计 钢结构如果暴露在大气中很快就会腐蚀，不仅会减小钢结构厂房构件的截面，还会引起钢构件的局部出现锈坑，破坏其表面结构，在一定程度上构成了厂房的安全隐患，所以在钢结构厂房的设计过程中要提高对其构件的防锈蚀问题的关注，为了提高厂房结构的稳定性和安全性，要综合考虑分析厂房周围的环境以及侵蚀介质的状况，在材料选择、工艺以及总图布置方面采取积极有效的预防和应对措施。 在钢结构表面涂刷防锈防腐涂料能够有效防止结构表面的锈蚀，因为金属表面产生锈蚀的主要原因是保护层透气，所以要使防腐涂层达到电阻大、附着力强、疏水性好以及涂层足够厚的要求，对氧气、水蒸气以及氯离子的侵蚀起到良好的屏蔽作用，在自然大气介质作用下的厂房室内的钢结构，涂刷的防锈防腐涂料的厚度要达到100μm，要求涂两道面漆，两道底漆；而对于在工业大气介质作用下的露天钢结构，涂刷的防锈防腐涂料的厚度约为150μm ～ 200μm；此外，对酸环境中的钢结构要涂刷氯磺化防酸漆，用高于C20的混凝土包裹钢柱柱脚在地面以下的部分，要求它的保护层的厚度要大于50mm。 3.4抗震性设计 在对钢结构厂房做抗震设计时应注意： 3.4.1在厂房建设前要充分考虑加强其结构的抗震性，以应对复杂多变的地质变化，虽然钢材在重力刚性等条件上有抗震的优势，但在总体布置方面也要力求安全最大化，要求厂房结构的质量和刚度均匀分布，使厂房受力均匀，使其受到外力作用时，可以将作用力均匀抵消，这样就不会加剧作用力在刚性弱的地方聚积，给安全造成威胁，同时要多采用刚架和横向结构，利用钢结构的受力性减少横向结构变