钢结构设计论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇钢结构设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

要想有效实现混凝土框架顶层加建钢结构的目标，就一定要明确两者之间的区别。混凝土框架具有自重大、刚度大、震害明显、密闭性好、整体性好、抗压性好、不易受外界侵蚀等特点;钢结构具有自重小、延性好、耐火性差、密闭性差、易受外界侵蚀等特点。混凝土框架与钢结构均是借助传统力学和数学公式进行受力计算的，同时在进行抗震设计的时候，均需要设置多道抗震防御体系，这样才可以保证结构的整体性与牢固性;在进行管理的时候，无论是混凝土框架还是钢结构，均需要管理人员具备相应的专业素质与技能，对施工中可能出现的风险、隐患、质量问题等进行预防与处理，保证施工的顺利完成。当然，两者之间也存在着明显的区别:首先，材质方面。混凝土框架主要就是由钢筋与混凝土构成，自重非常大;钢结构主要是由钢构件连接组成，自重比较小。其次，震害结果。根据相关资料显示，混凝土框架震害主要表现为裂缝，局部倒塌，很少出现整栋楼倒塌的情况;钢结构在地震作用下，经常发生失稳、扭曲、变形的情况，并且因为整体性比较差，因此在进行设计的时候，定要对整体性进行充分的考虑。最后，施工管理方面。在实际施工中，对于相同面积的施工，钢结构要比混凝土框架施工快;在现场施工的时候，混凝土框架施工需要进行现场支模浇筑，进行预制构件工厂加工的情况不多，而钢结构需要在工厂加工很多的预制构件，之后运输至施工现场，进行相应的安装与焊接。除此之外，针对工程造价而言，钢结构也要比混凝土框架低一些，在进行实际施工时，可以根据市场情况，进行适当的选择。

2加建工程的现状

我国加建设计起步比较晚，与世界先进国家之间存在着一定的差距。随着社会的不断发展与进步，科学技术水平的不断提高，加建工程得到了很大的发展空间，并且在我国各地都开展了一些旧房挖潜、改造、加建等工程，并且在上海、重庆、广州、贵阳、昆明等地都将旧房改造工程列入到了城市规划项目当中，颁布了相应的文件与规章制度。由此可以看出，我国加建工程得到了很大的发展空间。1)由以往的单个房屋加建发展为成片住宅区的加建工程;2)各种新材料、新工艺应用到了加建工程当中;3)轻钢结构加建技术得到了深入的分析与研究，并且在加建工程中得到了广泛的应用。

3钢结构加建的优缺点

开展钢结构加建工程的时候，具有以下优点:1)节约土地，提高土地面积的使用效率，缩短建设工期;2)因为钢结构的自重比较轻，因此，加建部分的荷载作用对原结构的影响非常小，不需要单独对地基进行加固处理，这样不仅可以减少工作量，还可以缩短工期，节省部分施工成本;3)钢结构具有较强的多样性，在进行加建的时候，可以充分发挥空间的优势，降低对原建筑结构的影响;4)钢结构加建的适用范围比较广，不仅可以对房屋建筑进行加建，还可以对工业建筑进行加建，因此，在建筑加建工程中得到了广泛的应用。当然，其也存在着一些缺点:1)在进行钢结构加建之后，其整体建筑结构就会呈现一种上柔下刚、上轻下重的质量与刚度分布，导致建筑整体性较差，缺乏一定的抗震性能;2)钢结构耐久性较差，在进行加建的时候，需要进行防腐、防火等措施的考虑，这样就会增加一些建筑材料的使用，此时不仅会涉及到原材料的质量问题，还要考虑原材料的成本问题，因此，存在着一定的不足。

4混凝土框架顶层加建钢结构设计

1)楼板设计。在设计楼板的时候，现阶段一般选用的都是现浇灌技术。目前，现浇灌技术是楼板设计中最为常用与有效的方法，在采用此种方式进行钢结构施工的时候，可以有效提高建筑结构整体的稳定性、牢固性与安全性。同时，在钢结构施工中，此种方法可以对出现的问题进行灵活的处理与调整，根据实际情况，提出有效的解决办法，保证楼板设计与施工的顺利进行，确保建筑工程的整体施工质量。2)梁设计。在进行梁设计的时候，一定要结合国际设计标准与实际设计情况，制定合理、科学的钢构设计要求:首先，在进行梁设计的时候，一定要保证其截面宽度不会低于200mm，同时宽度与高度之间的比值不要超过4。其次，在梁设计中必然要使用一些钢筋，对其使用钢筋也要进行一定的规定，保证梁结构具有一定的硬度与抗震性能，进而确保建筑工程整体结构的牢固性与安全性。最后，在设计扁梁的时候，一定要保证梁中线和柱中线重合，采用双向布置结构。同时对扁梁进行严格的计算与设计，保证其结构的合理性与科学性，增强建筑工程整体结构的稳定性。3)柱设计。在进行柱设计的时候，一定要保证其截面符合设计标准:通常情况下，柱截面宽度与高度均不可低于300mm，柱直径一定要超过350mm，截面短边与长边的比值不可以超过3，柱纵向钢筋配比不可以低于0．2%等。在设计柱的时候，一定要严格遵照以上要求，这样才可以保证柱设计的合理性与科学性，同时增强钢结构的稳定性，保证建筑工程施工的顺利完成。4)基础承载重量构件设计。在进行基础承载重量构件设计的时候，一定要综合考虑各方面的因素，结合建筑负荷、结构形式、施工状况等，加强基础设计的合理性与科学性，使其达到建筑工程整体设计要求。针对设计不合理、不符合要求的部分，一定要进行相应的修改，保证其设计的合理性与科学性，这样才可以保证建筑工程整体的施工质量。

5结语

篇(2)

【关键词】：钢结构；连接节点；预埋件；混凝土构件

中图分类号： TU391 文献标识码： A

1引言

改革开放以来，随着钢产量的提高，国家政策导向也开始转变为鼓励钢结构应用于建设工程中[1]。 钢结构设计中钢结构节点是钢结构体系的枢纽，节点的主要作用是连接多个构件和传递杆件内力。因此节点设计是设计中十分重要的环节[2]。有限元理论和技术的发展以及计算机计算能力的不断提高促进了计算机辅助技术在钢结构设计中的应用。一些大型结构分析通用软件，如SAP、ANSYS、ADINA等，可以进行各类钢结构的静动力、弹塑性分析[3]。钢构预埋件与混凝土构件在前期设计及实际施工十分复杂和困难，需各单位相互配合协调。本文结合某体育馆工程实例来讨论钢构预埋件与混凝土构件连接节点所存在的问题及相关建议。

2工程介绍

该工程为东南某省某市体育馆，建筑面积约一万三千平方米左右，顶部为钢结构网架顶棚，底部为混凝土看台及基础。体育馆设计时涉及混凝土、钢结构、幕墙等多个结构专项设计。

本工程建筑结构的安全等级为一级，结构设计基准期为50年，结构设计使用年限为100年。建筑抗震设防类别为乙类。本工程结构承载力按100年重现期设计，挠度按50年重现期设计。本工程抗震设防类别为重点设防类，工程所在地区的抗震设防烈度为6度，地震作用计算按7度（0.10g）、抗震构造措施按7度考虑。钢结构设计时根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)等国家规范。

3钢构件与混凝土构件连接设计问题

混凝土部分设计时，其本身的复杂性，本构关系随受力状态的不同而变化；加上顶部钢结构对其影响，而变得更加复杂。但通常仅将顶部钢结构的荷载输入到混凝土结构计算模型中。混凝土核心筒承担主要竖向和水平荷载,支撑上部桁架钢结构,形成钢-混凝土组合结构 [4]。在现今的体育场馆设计中，由于钢结构部分与混凝土部分是分别由不同设计人员设计，因而往往在设计时缺乏相互协调。因此钢构件与混凝土构件连接节点的设计是体育场馆设计上的一个盲区，容易产生设计问题，存在设计安全隐患。

对于顶部钢结构网架通过钢结构设计软件单独进行受力计算后将其荷载加载到底部看台混凝土梁柱上，对应的钢构件与混凝土梁柱构件连接节点主要承受抗拔力，通过设计抗拔预埋件（如图1所示）埋入混凝土中实现抗拔效应（参考图2）。

图1.预埋件示意图

图2.抗拔效应示意图

3.1预埋件体积对其抗拔能力有削弱影响

预埋件设计体积太大使得混凝土梁柱构件中混凝土用量大幅减少。预埋件所在位置为混凝土梁柱端部，这些位置均为箍筋加密区且配有较多纵向钢筋。这将导致混凝土构件内部由大量钢筋及钢预埋件组成而混凝土实际含量变少。根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）[5]中第9.7条对于预埋件及连接件的规定，未对预埋件体积与混凝土构件的比例进行规定。

参照钢筋抗拔性能的规定，抗拔力主要通过预埋件与混凝土接触面的咬合能力实现的，形成一种内约束。如果预埋件与混凝土的接触面不足，将对其抗拔能力有着严重的削弱。在混凝土看台结构设计时，通常未考虑预埋件埋入后对框架梁受力改变的影响。钢预埋件埋入后（如图3、4所示）等同于增大了梁端部的实际用钢比率，同时也削减的混凝土用量，并且改变了两端部的受力性能；同时，巨大预埋件埋入有密集钢筋网的混凝土梁端或柱端后，势必对现场混凝土下料和工人振捣操作造成困难，容易造成内孔洞。这也将使得预埋件的抗拔能力大大幅减少，甚至丧失抗拔能力。

因此建议：（1）设计单位在原有钢筋总用量基本不变的情况下，绘制预埋件安装二次深化图。通过将钢筋的截面面积和间距同时增大等办法来实现较大的空间，减小密度同时使施工时更为便利。（2）优化基础混凝土的强度设计，以弥补接触面不足等问题；分批多次浇筑混凝土，使混凝土的收缩在多阶段完成，减少混凝土的水化热现象，也可以使大体积混凝土的收缩应力和温度应力减少，降低混凝土收缩开裂的可能性。（3）混凝土浇筑时, 预埋件处混凝土浇筑要对称均匀下料, 振捣也需对称。振捣棒在预留排气孔内均匀振捣，使混凝土中气泡充分排除，混凝土高度高出预埋件表面，使混凝土与预埋件充分接触，不发生空鼓。

图3.预埋件置入示意图

图4. 预埋件埋入示意图

3.2钢结构预埋件的埋入势必会对混凝土结构构件产生一定的破坏

目前体育场馆的钢结构顶棚和底部混凝土看台经常分包施工。由于是两个施工单位分别承包施工，钢结构与混凝土连接节点常常在施工上出现不协调。

由于钢结构预埋件设计时并未考虑混凝土构件中钢筋的分布，使得在实际情况下大体积钢结构预埋件难以埋入有密集钢筋的梁端和柱顶。施工时为了将预埋件放到对应位置，往往要大费周章，影响施工进度。当框架梁端部的配筋率太大时往往使框架梁产生超筋破坏。这种超筋脆性破坏将使得混凝土压碎脱落后钢筋尚未屈服，丧失结构延性。借鉴混凝土的超筋破坏，大体积钢预埋件埋入混凝土梁端后，用钢率过大可能产生同混凝土梁超筋破坏相似的脆性破坏。

因此，对于预埋件的设计、施工这一重要环节,需要设计单位间相互协调，完成埋件件深化设计。将原设计柱顶梁钢筋在设计规范允许的条件下作相应变更，让出预埋件预埋空间，就配筋率、钢筋的绑扎方式、混凝土的浇筑位置等交叉设计，在完成施工图确认后，针对预埋件的施工编制作业方案；施工与设计单位互相合作，予以安装指导和检查，施工单位应严格按照设计图纸内容和相关规范安装作业。如遇特殊情况需做出变更，应得到设计单位主管的认可。

柱子顶端设置预埋件时，钢结构施工单位为了保证预埋件能够埋入混凝土构件中，由于柱顶锚固钢筋内弯加上梁顶部有纵向钢筋通过（如图5所示），现场施工时往往通过减少柱子纵筋锚固长度和撬动梁两端箍筋与纵向钢筋来埋入柱顶预埋件，使得梁端箍筋间距与设计不符，更有甚者会剪短梁端箍筋，这也从某种程度上降低混凝土柱节点的受力性能。框架梁端部箍筋加密区是梁主要受剪部位，混凝土梁柱节点是结构抗震的重要部位，是混凝土结构概念设计中要重点加强的位置。变大箍筋间距或者裁断箍筋使得其受剪承载力大幅降低。梁端预埋件与混凝土交界处是受剪斜裂缝最常出现的部位。如果此处缺乏箍筋起到的抗剪切能力将会严重影响结构的承载能力，存在严重的工程结构的安全隐患。

因此建议：（1）应与设计单位设计人员协调,解决前期图纸中梁顶部所出现的纵向钢筋和柱端内弯钢筋影响预埋件安装做出调整，绘制预埋件安装二次深化图。梁顶部的纵向钢筋由原来的单排布筋更改为双排布筋；也可将原有的梁主筋过柱面的通长筋，变更为梁主筋在柱面处断开，锚入框架柱内。将柱端少量影响到预埋件安装的内弯钢筋更改为直接通过柱面锚入预埋件内部的加长筋，为预埋件提供埋设空间。但上述方案必须经过设计单位主设计人的同意。（2）预埋件的施工属于隐蔽工程，预埋件在完成埋设后，混凝土浇注前，须派人在现场对其进行监测检查，如发现问题应及时汇报并解决。

图5.纵向钢筋通过柱顶示意图

4 总结

对于以上几点钢构件与混凝土构件连接节点的问题，无论是理论分析还是试验研究都还处于空白阶段。因此有必要针对钢构件和混凝土构件的连接节点进行实验研究和理论分析。同时规范应提出关于预埋件的构造规定与实际破坏情况相符合的计算公式。设计上应对钢构件和混凝土构件的连接节点进行有针对交叉设计。钢结构部分和混凝土结构部分的设计应相互协调，方便施工。设计时要避免由于预埋件的埋入对混凝土构件产生的不利影响。施工时要保证混凝土构件中钢筋不受破坏等要求。本文以工程实例简述建议，仅供参考。

参 考 文 献

[1]上官磊. 基于Java3D的钢结构节点的虚拟装配 [D]. 武汉科技大学硕士论文.2010：1.

[2]赵卫东，孙浩波，卫刚，等．三维钢结构CAD软件中的节点设计[J]．计算机工程，2003，29(7)：33-34．

[3]杨武. 基于面向对象技术的钢结构节点设计系统的研究与开发 [D]. 武汉科技大学硕士论文.2010：3.

篇(3)

本科毕业论文设计开题报告范文

1.课题名称：

钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发

2.项目研究背景：

所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计，建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中，由若干构件，即组成结构的单元如梁、板、柱等，连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。

编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》GB50010-2002,该规范与原混凝土结构设计规范GBJ10-89相比，新增内容约占15%，有重大修订的内容约占35%，保持和基本保持原规范内容的部分约占50%，规范全面总结了原规范实施以来的实践经验，借鉴了国外先进标准技术。

3. 项目研究意义：

建筑中，结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分，它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关，对发展新技术。新材料，提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。

由于结构计算牵扯的数学公式较多，并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大，近年来，随着经济进一步发展，城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化，更加剧了房屋设计的复杂性，许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上，都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样，结构软件开发就显得尤为重要。

一栋建筑的结构设计是否合理，主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决，结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了，因此原来在学校使用的手算方法，将被运用到具体的程序代码中去，精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法，还要想到如何把这些做法用代码来实现，

4.文献研究概况

在不同类型的结构设计中有些内容是一样的，做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错，计算机也是如此的。

建筑结构设计统一标准(GBJ68-84) 该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则，是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则，这些规范均应按本标准的要求制定相应的具体规定。制定其它土木工程结构设计规范时，可参照此标准规定的原则。本标准适用于建筑物(包括一般构筑物)的整个结构，以及组成结构的构件和基础;适用于结构的使用阶段，以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。本标准引进了现代结构可靠性设计理论，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定，即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量，使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上，并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性，属于概率设计法，这是设计思想上的重要演进。这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势，而我国在设计规范(或标准)中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家。

结构的作用效应 常见的作用效应有：

1.内力。

轴向力，即作用引起的结构或构件某一正截面上的法向拉力或压力;

剪力，即作用引起的结构或构件某一截面上的切向力;

弯矩，即作用引起的结构或构件某一截面上的内力矩;

扭矩，即作用引起的结构或构件某一截面上的剪力构成的力偶矩。

2.应力。如正应力、剪应力、主应力等。

3.位移。作用引起的结构或构件中某点位变(线位移)或某线段方向的改变(角位移)。

4.挠度。构件轴线或中面上某点在弯短作用平面内垂直于轴线或中面的线位移。

篇(4)

课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、工程应用价值

题目:格构式钢管混凝土柱的耐火性能分析

课题来源：

研究人从事炼钢厂房，连铸厂房以及与钢铁行业相关的工艺平台，管道支架等的结构设计。在设计过程中经常遇见采用格构式钢管混凝土柱的工程；而一方面行业内对钢结构组合结构有防火要求，另一方面钢铁厂相比其他工业厂房更容易发生火灾，因此本研究拟以格构式钢管混凝土柱升温与降温受火性能研究为方向，考察破坏形态及其受火极限状态。

选题依据和背景情况：

钢管混凝土作为一种新型的组合结构，是在钢管内部填加混凝土材料而构成一种新型的构件。钢管混凝土一般简写为 CFST（concrete filled steel tubular），其横截面的布置各有不同，按照形状可以分为圆钢管、矩形钢管、和多边形钢管混凝土。 钢管混凝土构件中的两种组成材料在外荷载作用下发生相互作用，其中最主要的作用为钢管内部核心的混凝土受到来自外围钢管的套箍作用，而处于三向应力状态，使混凝土的强度、塑性等力学性能得到了提高。同时，混凝土的存在，又可避免或延缓钢管容易发生局部屈曲的特性，从而能够发挥钢材的材料强度。钢管混凝土构件具有比钢管和混凝土简单叠加后更高的抗压能力以及良好的塑性、韧性和抗震性能。 此外，钢管混凝土还有延性好，抗压强度高，比钢结构具有更好的抗火性能和更好的抗震性能。在施工中，外套钢管可起到模板的作用，便于直接浇筑混凝土，加快施工进度。综上所述，钢管混凝土构件中钢管和混凝土取长补短，使钢管混凝土构件具有强度高、耐疲劳、抗冲击、延性好、抗震、抗火和便于施工等良好性能

二、文献综述

参考文献：

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三、研究内容

四、研究基础

1．所需工程技术、研究条件

本科硕士阶段所学习的课程：钢结构基本原理与设计、组合结构设计、结构抗火设计、

有限单元法。

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关键词：钢结构 厂房设计 技术要求

中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：

随着市场经济的不断发展以及我国综合国力的提升，国内的大型钢结构厂房的需求量不断增加，钢结构厂房在企业扩大生产经营规模中得到广泛的应用，当前需要加强对钢结构厂房设计的经验进行总结，不断创新技术。

一、工程简介

某大型有色矿山生产用房主要从事铜钼矿石选矿生产使用，为扩大生产规模决定兴建面积35000平方米的钢结构厂房，该工程于2012年4月完工，主要的钢结构设计平面图如下。该钢结构体系采用彩钢夹芯板等新型的墙体材料进行维护，突出了时代感。

二、厂房设计技术要点研究

该厂房工程的负荷量大，能否达到厂房使用的要求就必须重视钢结构的设计，主要设计要点如下：

（一）厂房结构设计

一是加强处理了厂房的纵向伸缩缝问题，其纵向270m的设计于厂房的规范要求符合，设计时因为考虑了钢结构产钢的荷载较大以及跨度交款，根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）对厂房的多项参数进行控制和取用，在这一范围内，又必须以《钢结构设计规范》（GB50017-2003）为依据减少钢材的用量，即在厂房的98.4m处位置设缝，注意将缝分开，如此能降低工程造价，减少工程设计难度。

二是在进行结构布置时，无论是哪种类型钢结构厂房，一定要重视纵向支撑体系以及钢架体系的设计，构建稳定的钢结构，一定要选取合理科学的布置信形势以及厂房支撑形式，在可靠安全的基础上设计使用功能，延长厂房使用寿命。

三是在对钢结构的加工质量进行设计控制时，须重视钢结构原材料从采购开始一直到成品出厂的把关，尤其重视厂房结构转换梁的构件以及“十字形”截面柱的尺寸精度。

（二）厂房支撑体系设计

作为钢结构厂房设计的关键部分，钢结构厂房支撑体系主要是支撑厂房的各个平面框架，构成较为稳定的厂房钢结构系统，兼有承担传递地震力、风荷载以及温度应力等，支撑体系还要提供一个稳定安全的支撑力，确保钢结构系统的稳定。该厂房支撑体系还要在承担100吨的纵向荷载力。在厂房的柱顶、屋梁以及各个梁祝的外侧设计刚性系杆，在屋面以及有支撑的柱间设计系杆，另外设计支撑体系时，利用均衡布置法，沿钢结构厂房纵向屋檐处，从水平位置设计三道支撑，横面上的柱间以及屋面设计支撑，这样建立起“三横四纵”支撑系统，再通过系杆、支撑以及钢架形成稳定体系。

（三）厂房屋面设计以及屋面支撑系统的设计

该工业厂房的支撑系统主要是以厂房的高度、跨度、屋面的结构、所在区域的地震设防度以及柱间布置为依据。该厂房在内无檩、有檩屋盖体系都会设置垂直方向的支撑，无檩厂房含屋架焊接，有上弦支撑功能，钢结构厂房的屋面须在天窗架以及屋架设计横向支撑，一般屋架间距高于13m的厂房或者含有较大的振动设备的厂房则必须设置纵向的水平支撑。

大型钢架结构的屋面防水、排水设计也是厂房屋面设计的重点。从《屋面工程技术规范》规定来看，厂房的屋面坡度最低为5%，该厂房处于冬天积雪较多区域，坡度设计适当进行了增加。通常单坡厂房屋面长度由该厂房所在地的降雨水头高度情况以及最大温差决定，从厂房设计的经验来看，一般屋面的坡度长度应保持在70m范围内。市场上的钢结构厂房屋面存在2中做法，一是设计为刚性屋面，即该工业厂房使用的压型钢板内含保温绵，另外一个是柔性屋面，即保温层、钢板内板以及防水层组成的屋面。

（四）构件吊装工艺设计

大型钢结构厂房的结构构件含屋架、支撑、檩条、梁柱、墙架以及天窗架等等，不同构件尺寸、形式安装标高各有不同，为保证经济合理，须应用不同的吊装方法以及起重机械。

该厂房在吊装厂房钢柱时，由于占地面积大，设计时使用的是塔式以及自行式起重机安装钢柱，吊装方法为滑行吊装法以及旋转式吊装法。一般吊装重型钢柱则采用双机抬吊法。在起吊钢柱时双机共同吊起钢柱，达到一定的离地高度之后停止，接着主吊机单独吊起钢柱，当竖直吊起钢柱时，拆掉另一台机器的钢丝绳，主机继续吊起钢柱达到指定位置，对钢柱的垂直度进行校正，保证偏差在20mm范围内。校正钢柱、固定钢柱过程中，须对钢柱的垂直偏差程度进行检查，一旦超出指定范围，用千斤顶校正。

在设计大型钢结构厂房时，如果有起重较重的吊车要求，在进行厂房设计时必须重视吊车荷载对厂房结构的影响，保证钢结构的稳定安全，海牙控制钢梁降低造价，如该厂房吊车荷载中的柱顶位移必须符合规范内容，在这一条件下，灵活控制缀条等构件的细长比。

三、结语

我国应用大型钢结构厂房时间较短，还须加强设计经验和技巧。钢结构的设计在厂房总体设计中非常关键，需要坚持实用性、经济型原则下，根据厂房所在地的气候以及客观条件下，因地制宜完成建筑结构的设计。

参考文献：

[1] 谷民. 冶金工业钢结构重防腐涂料的施工质量控制[J].山东冶金，2009：124-126；

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关键词: 轻钢结构 加层 柱脚施工 钢柱 钢梁 设计 施工要点

中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：

一．引言

伴随着我国经济的快速发展，我国城市规模越来越大，人们对建筑的需求也是越来越多，对建筑质量的要求也是不断的提高。在过去由于我国的经济发展水平及技术有限，许多的建筑物建筑功能不完善，结构不合理，导致这些建筑物现在已经远远不能够满足现时代的发展要求。这种现象在我国近几年出现的特别多，其建筑物主要是受当时的经济条件及技术的限制，得不完善。正是因为这种现象的普遍存在，使得对现有建筑物加层及改建的工程越来越多。这也成了当前改变建筑物面貌，完善建筑功能最直接、最实用、最经济以及最快捷的方式。

轻钢结构具有自身的优点，主要体现在其制造安装比较方便、材料轻质高强、建筑的形式多种多样比较灵活等方面。所以在建筑的加层、改建中得到了广泛的运用，并且也取得了比较好的经济效益和使用效益。所以本文就结合某工业企业的行政楼加层工程为例，简要的分析介绍了在轻钢结构加层设计以及施工中出现的一些问题，并提出了一些自己的观点。

二．轻钢结构的优点

1. 轻钢结构的自重轻, 有较好的抗震性能。使用轻钢结构可以大幅减少建筑工程的基础造价, 特别适用于那些地质条件比较差的地区，轻钢结构属于一种柔性结构, 加之其自重比较轻, 该结构对地震的反应小, 十分适用于地震多发的地区。

2. 采用轻钢结构的工程施工周期比较短。我们知道轻钢结构的一些构件都是由工厂标准化生产的, 质量十分稳定, 可以现场拼装，并且工艺比较简单,施工受环境季节的影响比较小，可以大大的缩短工期。

3. 采用轻钢结构的综合经济效益比较好。正是因为使用轻钢结构的施工周期比较短, 许多加层工程都可以提前投入使用, 这样也可以提前获得投资的效益。同时因为轻钢结构建筑的自重比较轻,所以大部分不需要做桩基,这也可以节省大量的投资。

4. 轻钢结构的环保性好。采用轻钢结构无噪声、无污染。而且建筑材料也可以拆卸，能够100%的回收, 这也符合国家对土地资源的政策、环保政策，符合国家可持续发展的战略, 所以轻钢材料是一种典型的环保性建筑材料。

5. 轻钢的舒适性十分好。使用新型的轻质围护材料, 不霉变, 不助燃, 不虫蛀。并且装修可以一次性到位, 少维修。采用轻钢墙体符合高效节能的标准, 这种材料具有呼吸的功能, 可以有效的调节室内空气干湿度。

三．采用轻钢结构的加层结构设计

1. 加层工程概况

该行政楼是在1996年设计建造的，一共5层，是框架结构，具有独立的基础，一部分基础因为填土层比较厚所以采用人工挖孔灌注桩的方法施工。该建筑的空间为9M×6.9M，长度为42.3M，跨度为16.7M，层高为3.6M，具有7度抗震能力。

2. 结构方案的选用

近年来，随着企业规模的不断扩大。员工人数也不断增加，行政楼使用面积已经远远不能满足现实的需要了，所以在征得有关部门的同意之后，决定采取加层的办法，即在原行政楼顶再加盖一层。为了不影响行政楼现在的使用，同时满足结构承载力的有关要求，并要求在两个月之内完工。基于此建设部门对该行政楼的原结构进行了全面的分析计算，并结合了当前国内外加层改造的一些实例后，决定采取具有刚度大、自重轻、综合效益好、抗震性能高以及施工周期比较短等优点的轻钢结构作为配套的外饰面材料。

3．结构设计的几处要点

（1）钢框架柱脚节点既是轻钢结构受力最复杂之处。也是新旧结构连接的关键部位。鉴于目前植筋技术较为成熟，因此本工程在新旧柱子连接上采用直接钻孔连接法，即在原有的框架柱头上直接钻孔，通过高强度的化学粘合剂粘合锚杆和孔壁，使锚杆、锚圊基础与被锚固对象形成一个整体，从而达到固定构件或提高构件承载力的效果，待粘合剂硬化后安装钢柱。

（2）本工程下部为框架结构，上部采用轻钢结构。由于沿竖向刚度分布不均匀，因此在抗震计算的时候不宜采用底部减力法，应采用振型分解反应谱法。因结构主体仍为钢筋混凝土结构，加层后结构的阻尼比取0.05。而且需在两端设置十字形柱间支撑并且设置足够的纵横向支撑系统(横向支撑系统布置在房屋两端山墙处，纵向支撑系统布置在加层两端的开问)，以提高钢架的稳定性和刚度。

（3）为了减轻加层自重对地基承载力的影响，在满足功能使用要求前提下，应尽量选用轻型材料。本工程屋面采用100mm厚象牙镀锌夹芯板，墙面采用150mm厚镀锌复合保温板，以上材料具有轻质、高强、防水、美观耐用、抗震好、安装简便、经久耐用等优点。

四．加层工程的施工要点

使用轻钢结构进行施工时，除了要组织专业的技术人员熟悉图纸，进行图纸的会审之外，还要让施工的人员了解图纸的设计意图，不能盲目的施工。除此之外也还要注意一下几点：

1．本工程柱脚连接采用植筋技术施工中先根据设计要求，按图纸间距、边距定好位置，然后要严格控制孔深、水平度、孔内清洁度及干燥度等，以防止结构受力受到影响并进行抗拉拔实验。

2．对构件全面检查结构安装前应对构件进行全面检查，如构件的数量、长度、垂直度等，如安装中接头处螺栓孔之间的尺寸是否符合设计要求等。在安装过程中，应先安装靠近山墙有柱间支撑的两榀钢架，而后安装其他钢架；头两榀钢架安装完毕后。应将两榀钢架间的水平系杆、檩条及柱间支撑、屋面水平支撑等构件的垂直及水平度调整正确，然后方可锁定支撑，再安装其他钢架；而在施工中，一般作业人员由于考虑施工方便及吊车费用，会先行安装钢柱、钢梁等，而后再行安装柱间支撑等，这样违反操作顺序容易造成安全事故，同时待钢架全部安装完后再调整构件的垂直度和水平度会相当困难。根本无法达到规范要求。

3．根据焊缝等级的不同严格按照规定检验。因为钢结构焊接缺陷的存在会对焊接钢结构的力学性能和安全使用产生重要的影响，所以一定要按规定严格检验。危害主要是缺陷端部造成严重的应力集中；削弱焊接接头承载哉面；降低焊接接头的强度和致密性，导致焊接接头承载力的下降，缩短使用寿命，甚至造成焊接接头脆性断裂或结构倒塌事故。此外，有些焊接缺陷，如焊缝浃渣、电弧擦伤等会降低焊接结构的耐腐蚀性能。

4．轻钢结构的除锈和涂装。轻钢结构的除锈和涂装是目前轻钢结构施工中较易被忽视的一项工作，也是钢结构工程施工的薄弱环节。这种现象不纠正，对钢结构的施工质量影响甚大。因为除锈和涂装质量的合格与否直接影响钢结构今后使用期间的维护费用。还影响钢结构工程的使用寿命、结构安全及发生火灾时的耐火时间(防火涂装)，因此必须对除锈和涂装工作给予高度重视，严格按照规范对各个工序进行严格的检查验收，这是确保钢结构涂装质量的基础和保障。

五．结束语

经过差不多两个月的时间，此项加层工程设计、施工已经顺利结束，现在已经投入了使用。该建筑投入使用后也通过了一系列的检查和测试。加层部分质量达到了设计的标准，具有比较强的适用性。通过这个案例的简析，我们知道了轻钢结构加层技术不仅仅符合了建设节约型社会、环境保护的要求，而且也产生了巨大的社会效益和经济效益。所以实践再次证明，对一些原有建筑加层或者扩建采用轻钢结构，这是十分明智的选择，而且也是行之有效的一种技术手段，具有很好的推广性和运用性。当前国家日益加强了对节能减排的重视，所以我们相信轻钢结构加层的技术一定会有十分广阔的应用前景和发展空间。

参考文献：

[1]陈兴龙 对轻钢结构加层设计及施工的几点思考 [期刊论文] 《中等职业教育（理论）》 -2010年5期

[2]韩凤霞 于江Han FengxiaYu Jiang某办公楼轻钢加层设计[期刊论文] 《工业建筑》 ISTIC PKU -2006年z1期

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关键词：高层钢结构建筑，工程监理

 

高层钢结构建筑的发展已有一个世纪的历史，它是钢铁工业发展的产物。由于相对美、日等发达国家，我国高层钢结构工程起步较晚，工程实例与钢筋砼结构相比也较少，因此如何开展对此类工程的监理工作， 成为我国监理行业面临的新问题。根据近20年来高层钢结构建筑在我国的发展情况，在对高层钢结构的工程监理中，主要应对三个方面的问题引起重视：设计方面、驻厂监造方面和施工现场安装方面，现分述如下：

1对设计的管理监控

从全国范围来看，制约我国钢结构发展和推广应用的最大问题是设计力量薄弱。一方面由于绝大多数结构设计工程师习惯和擅长进行钢筋砼或砖混结构的设计，对钢结构设计不熟悉；另一方面，我国“入世”时间不长，在建筑领域与国际接轨还有一个适应过程，在工程项目的设计管理机制方面，还有不完善的地方，因此在设计方面主要存在以下的问题：

1）有些项目在招标方式上，没有实行建筑方案买断的模式，因此，反映在钢结构设计中，在选材方面，就往往是被国外的建筑师牵着鼻子走，有些材料指标十分苛刻，只能选用进口产品，加大了进口材料的数量，增加了工程建设成本。

2）在设计说明中，对焊接钢结构的材质一项，只注明钢材型号，如Q345、Q235等，没有提出质量等级要求，对于焊缝质量，有的不明确质量等级，有的提出的质量等级不恰当等。

3）在摩擦型高强螺栓连接的设计中，一个连接节点上高强螺栓的规格与数量是通过节点内力计算得出的，但有的设计所选高强螺栓的直径、数量与节点板的截面尺寸不相匹配，在设计极限荷载作用下，将会出现螺栓还未达到设计强度而连接板已变形，丧失承载能力的现象。

4）在设计构件长度时，未考察施工现场情况，有的构件过长，交通运输条件无法解决，有的构件过重，现场吊装能力不能满足等等。

5）对钢结构的防水、隔热与防腐蚀设计重视不够，没有在设计文件中明确钢材除锈等级和涂料及涂层厚度，没有根据不同部位构件的不同耐火极限采取相应的隔热防护措施等。

6）在设置抗侧力支撑构件与梁柱连接时，当节点板采用螺栓连接时，未考虑螺栓扳手工具的操作空间，给施工带来困难。

2对构件生产加工的驻厂监造

钢结构工程施工的工期比钢筋砼结构工程的工期普遍要短，钢结构工程有一半以上工期是在工厂车间内部进行。论文格式。因此派驻合格的监理工程师驻厂监造钢结构构件的生产加工全过程，是监理工作必不可少的一个重要内容，开展监造工作，主要有以下三项内容：

2.1 选择优秀的生产厂家

在对钢构件生产厂家的选择考察中，主要应考核以下几项内容：

①企业资质等级；

②企业管理模式；

③企业加工生产能力；

④如生产厂家与工程施工现场距离较远，不在同一地区，还应考虑运输问题，临时堆放材料问题等。

2.2 制定有效可行的监造规划

对加工监造工作而言，监造规划就相当于工程项目的监理规划，是具有指导意义的纲领性文件，在监造规划中，主要应有以下几方面内容：

①监造依据：招投标文件、加工合同、设计文件、有关技术标准、规范等。

②监造范围和内容：应包括构件的加工制作、工厂预拼装、包装和运输等全过程。

③监造目标：对质量、进度及造价控制目标进行分解、落实。

④监造程序方法及措施：应包括监造程序框图，监造过程中的事前、事中和事后控制。

2.3、确定监造工作的重点

①对原材料进厂的检验。

②对有关人员的资格审核。

③对主要加工设备的检查。论文格式。

④对加工工艺保证措施的检查。

⑤对焊接工艺评定进行旁站监督。

⑥对全熔透一、二级焊接的超声波无损探伤检测。

⑦对栓钉焊接的检测。

⑧对高强螺栓的检测。

⑨对部分构件在工厂预拼装的监控。

3对施工现场安装的监控

钢结构安装施工与钢筋砼结构施工在某些方面差异较大，它的湿作业较少，吊装、焊接量较大，对安全稳定性的要求高，对安装误差要求极高，监理人员应了解这类特点，并特别注意以下几项监控重点：

3.1认真审核钢结构施工方案

1）监理单位在审核钢结构施工方案时，首先应检查方案是否包括了以下主要内容：

a、计算钢结构构件和连接件的数量；

b、制定有针对性的测量方案；

c、选择合适的吊装机械；

d、确定平面与立面流水程序；

e、制定进度计划；

f、确定劳动组织；

g、确定质量目标；

h、制定安全生产措施；

2）审查吊装方案是否合理

监理人员必须清楚，合理的安装顺序原则应是保证钢结构在安装过程中的整体与局部的稳定性，要有足够的强度和刚度，必要时进行验算，不足的部位采取加固措施，最大限度的减少结构安装中的变形值，保证钢结构的安装精度。平面安装顺序应从结构约束较大的中间区向四周扩展，把累积误差分散；立面安装程序应分单元进行，一般每个单元一节钢柱（各节所含层数可不同），由钢柱主梁安装成框架形成几何不变体为原则。

3）分清测量标高选用的种类

由于高层钢结构安装测量工作是钢结构安装的中心环节，因此，在审查施工方案中，还应重点审查测量方案是否合理。论文格式。与钢筋砼结构不同，钢结构安装前，首先要确定是采用相对标高，还是采用设计标高。采用相对标高安装时，不考虑焊缝收缩变形和荷载对柱的压缩变形；采用设计标高控制安装时，每节柱的调整都要以地面第一节柱的柱底标高基准点进行柱标高的调整，要预留焊缝收缩量、荷载对柱的压缩量，这一点应引起监理人员的重视。

3.2 对钢结构连接节点施工的监控

高层钢结构节点按连接方式分为焊接连接、高强螺栓连接和混合连接（焊接连接+高强螺栓连接）三种。一般柱与柱连接采用焊接方式，柱与梁连接采用混合连接方式，主梁与次梁连接采用高强螺栓连接。因此，焊接施工的好坏是影响钢结构节点质量的关键问题。以下几点是监控的重点：

1）焊接工艺评定

由于钢结构工程中的焊接节点和焊接接头不可能进行现场取样检验，为了保证工程焊接质量，必须在结构安装施工焊接前进行焊接工艺评定。因此，开展焊接工艺评定工作，就是针对具体工程的焊接工艺设计，对焊接中的可焊性、工艺性和力学性能等方面进行试验和鉴定，确认实施的可行性，监理单位在进行焊接工艺评定中，应注意监控钢结构安装的以下几个方面：

a、高层钢结构构件多采用高强度合金钢材，母材焊接工艺性能差，工艺要求高，焊接材料选择严格。

b、结点型式复杂，坡口形式多样，焊缝强度等级，质量等级高，一般均采用半熔透及全熔透焊缝。

c、高空野外作业，施工条件差，受天气（温度、风力）影响大。

d、焊接量大，收缩量大，焊接收缩变形对安装精度影响较大。

2）对焊工的考核与培训

作为派驻施工现场的监理人员，应重视对焊工生产操作技能的考核，首先应要求被考核人员取得焊工资格证书，由于有些焊工取得资格证书后，相当长的一段时间没有在工程项目中进行上岗实践操作，技术操作水平不稳定，因此岗前考核是十分必要的，在现场考试中，应对工程施工环境进行同条件模拟，以保证考核结果的可信度。在对焊工实行上岗前考试的同时，还应重视平时对其培训。

4结束语

随着我国经济突飞猛进地发展，钢结构以其独特的优越性，在建筑业被越来越广泛的重视和应用。作为监理行业的从业人员，面对钢结构建筑的大量涌现，应加强学习有关钢结构工程的专业知识与管理内容，圆满地完成国家赋予监理工程师的社会责任。