房屋钢结构设计论文范文1
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；
房屋钢结构设计论文范文2
【关键词】公路 铁路 房建行业 钢结构设计
我国建筑行业的快速发展，对建设施工标准提出了更高的要求。在我国的建筑领域，关于钢结构设计和钢材料的规范设计方面有许多规定，明确指出了钢材料型号、尺寸、计算、施工技术及检验标准等要求。为了使建筑施工及管理人员更好的掌握钢结构的设计原则与标准，本文主要对公路、铁路与房建行业的钢结构设计规范进行了比较分析，希望对相关研究领域提供帮助。
1 建筑施工中钢材型号选择
根据公路建设施工条件要求，公路钢桥主体结构通常采用Q345钢，无论哪种型号的钢材，都要满足公路桥梁设计施工标准。由于普通碳素结构钢也比较适用于桥梁结构设计，因而也可以在建设施工中采用该型号的钢材;《铁桥钢规》中明确指出，铁路钢桥的主体结构中应该使用质量等级是D、E级的Q345q、Q370q、Q420q 钢，在铁路桥梁的辅助结构或者是在桥梁的连接处，则需要使用Q235―B或Q（z）345c钢;而房建行业对于钢材型号的选择则具有不同要求，在房屋建设中使用刚才的型号通常为Q235、Q390、Q420 等，房屋建设中钢结构的质量标准要根据《低合钢》、《碳钢》中的要求来确定。从我国当前建筑行业的运行与发展情况来看，公路桥梁和铁路钢桥基本都是按照100年使用期限来进行设计与施工，而大部分的房屋建设则是按照50年的使用标准来设计，桥梁承受的重量多为动力载荷或者是冲击载荷。由此可以看出，公路和铁路设计施工中，钢材的性能要明显高于房屋建设中使用的钢材性能，其主体结构需要应用高强度的钢材。
2 钢结构设计方法
目前，容许应力法与极限状态法是工程建设领域中经常使用的结构设计方法。容许应力法从使用初期一直沿用至今，该方法主要是把建设材料看成是一种理想状态的弹性体，构件中任何部位的应力都不能超出材料本身的容许应力。在20世纪50年代，我国公路桥梁设计施工中，主要借鉴国外先进的施工经验，在施工中主要采用容许应力法。而且直到现在，我国铁路建设施工中，还依然采用容许应力法进行设计。
发展到80年代以后，我国在建筑施工中开始逐渐使用极限状态法，并且在钢结构房屋建设中得到了广泛应用，该计算方法把结构可靠度理论和概率理论作为了基础，而且设计标准进行了多次修改，逐步得到完善。尽管容许应力法具有操作简便、实用性较高等特点，但是也存在一定缺陷，该方法不能正确反映出材料的特性、构件抗力变异以及载荷效应，不能对材料的继续承载力进行准确分析，因而导致结构设计过于保守。而极限状态法则能够有效弥补容许应力法的缺陷，通过对可靠度指标的详细分析，使构件可靠度相互协调，并依托塑性理论，使材料的最大性能得到了发挥。当前，极限状态法已经成为了国际钢结构设计的主要方式，更好的满足了现代化大规模钢桥建设与发展的需要。
3 载荷设计
公路桥梁、铁路桥梁设计中的荷载要选用荷载的标准值，而在房屋钢结构的设计中，往往使用极限状态法，在应用该方法时，设计荷载是由荷载标准值与荷载分项系数、结构重要性系数以及可变荷载组合系数的一个组合值。在房屋钢结设计中，设计使用年限主要是由γ0（结构重要性系数）来反映，如果设计使用年限超过100年，或者安全等级是1级的钢结构构件，通常γ0值都会≥1.1，而其他结构构件的γ0值可以小于1.1。一般情况下，公路、铁路建设的使用设计年限都不小于100年，而房屋钢结构设计的安全等级也都为1级，因而γ0值都不能小于1.1。表1主要对房屋、公路和铁路钢结构设计中的强度和稳定性计算方法进行对比。
通过对房屋、公路和铁路钢结构强度、整体稳定性计算方法进行分析，可以发现，房屋建设设计规范虽然与公路、铁路设计之间存在差异，但是差异较小，计算公式基本相同。在房屋建设设计中，需要应用极限状态的计算方法，因而对主平面内的受弯正应力强度进行计算时，需要认真分析塑性的发展系数γx与γy。而在公路和铁路桥梁设计中，会使用容许应力法来进行设计，在对构件内力进行计算时，仅仅需要对材料弹性受力阶段的性质进行分析，并可以发现，在计算公式中并没有能够反映出材料塑性的相关参数。在《钢规》中，需要利用净截面面积和毛截面面积分别对结构强度和稳定性进行验算。《钢规》把钢结构的稳定性分成了整体稳定性与局部稳定性两种类型，整体稳定系数φ都小于1.0，并通过其来对整体结构的承载能力进行判断，通过对构件的高（宽） 厚比进行验算，并设置加劲肋，从而避免局部出现不稳定的现象。而《公桥钢规》《铁桥钢规》钢构件的稳定性主要凭借容许应力折减系数的方法来进行控制，在计算局部稳定性时，采用的方法与《钢规》中规定的方法相近，但是高（宽） 厚比却存在一定差异。
4 结语
本文主要对公路、铁路与房建行业的钢结构设计规范进行了比较分析，明确公路、铁路和房屋钢结构之间存在的差异，从而使建设施工人员能够更好的掌握钢结构的设计标准，同时为相关部门的管理者提供参考依据，从而提高工程项目的施工质量，促进我国建筑行业的发展。
参考文献：
[1]原华，吴卫华，李临庆.公路、铁路与房建行业钢结构设计规范比较研究[J].高等建筑教育，2014，08（15）：12-13.
[2]高策，薛吉岗.铁路桥梁结构设计规范由容许应力法转为极限状态法的思[J].铁路标准设计，2012，（04）：41-45.
房屋钢结构设计论文范文3
论文关键词：门式刚架，适用范围及结构形式，材料选用，风荷载，支撑布置，保温隔热
0 前言
近几年，门式刚架房屋在工业建筑中得到广泛利用，这种房屋结构简单、施工方便、经济适用，适用范围包括工业厂房、库房、值班室、车库等建筑，主要形式见图1。结合近几年的工程设计，谈一下门式刚架房屋设计应注意的几个问题。
1 适用范围及结构形式
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）(简称门式刚架规程) 第1.0.2条指出门式刚架结构适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别的桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构设计。
门式刚架的跨度宜采用9~36m，高度一般为4.5~9m，当有桥式吊车时高度不宜大于12m。
实际工程设计时，由于工艺专业要求或其他条件要求，门式刚架房屋的高度可能超过规范限制，或吊车起重量超过20t，此时已经超过门式刚架规程的应用范围，应按照单层钢结构厂房设计。
在门式刚架轻型房屋钢结构体系中，屋盖宜采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条，主刚架可采用变截面实腹刚架。主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘出平面的稳定性，由与檩条或墙梁相连接的隅撑来保证。
2 材料选用
2．1 规范规定材料选用，及基本设计规定
门式刚架的主要承重构件应采用Q235B、C、D碳素结构钢或Q345B、C、D低合金高强度钢。
在抗震区，钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%，钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。
由于单层门式刚架轻型房屋钢结构的自重比较小，设计经验表明，当抗震设防烈度为7度时，一般不需做抗震验算，当为8度及以上时，横向刚架和纵向框架均需做抗震验算。
对轻型房屋钢结构，当由地震作用效应组合控制设计时，尚应针对轻型钢结构的特点采取相应的抗震构造措施。例如，构件之间的连接应尽量采用螺栓连接；斜梁下翼缘与刚架柱的连接处宜加腋以提高该处的承载力，该处附近翼缘受压区的宽厚比宜适当减小；柱脚的抗剪、抗拔承载力宜适当提高，柱脚底板宜设抗剪键，并采取提高锚栓抗拔力的相应构造措施；支撑的连接应按支撑屈服承载力的1.2倍设计等。
2．2 经济性比较
进行工程设计时，在满足受力要求的前提下，还应进行结构经济性比较，保证结构设计安全可靠，经济适用。比如：在同样设计条件下，一榀刚架（高度为13.28m，跨度为66m），在满足受力条件下，采用Q235B钢材时，单榀刚架的重量为12.39t，采用Q345B钢材时，单榀刚架的重量为10.52t；按江西地区的报价，Q235B钢材的造价为5000元/t，Q345B钢材的造价为5550元/t；这样，采用Q235B钢材时，单榀刚架造价为6.2万元；采用Q345B钢材时，单榀刚架造价为5.84万元，经过综合比较材料选用，采用Q345B钢材比较合理。
通过以上比较可以看出，设计人员不仅要有扎实的专业基础，还应对主要建筑材料的价格有一定的了解，通过优化结构方案，可为业主节省一定投资。
3 风荷载计算
3．1 规范选用
轻型房屋钢结构的风荷载，是以《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版)（以下简称荷载规范）为基础确定的，当柱脚为铰接且刚架的1/h小于2.3和柱脚刚接且1/h小于3.0时，采用荷载规范规定的风荷载体型系数进行刚架设计偏于安全；而在其他情况下，按门式刚架规程计算偏于安全论文网站。设计时，应注意区分以上情况，避免一律采用门式刚架规程设计，影响结构安全。
3．2 参数选用
参考国外规范，按门式刚架规程计算风荷载时，基本风压值应乘以综合调整系数1.05。
设计刚架时，风荷载体型系数应分别按四种受力模型取值，既端区封闭式、端区部分封闭式、中间区封闭式和中间区部分封闭式，在不同位置及是否封闭状态下，刚架体型系数取值是不同的。许多设计者往往仅取中间封闭区计算，而忽略其他位置的刚架验算，这种做法是不对的，有时端区受力可能更大。此外，房屋布置天窗或有高低跨时，体形系数应严格按规范取值，不得混淆取值。檩条设计也有同样的问题。
4 支撑布置
门式刚架房屋应设柱间支撑及屋面支撑，支撑可采用钢管、角钢、槽钢、圆钢等截面形式，支撑布置除应满足门式刚架规程第4.5节要求以外，还应注意以下问题：
4．1 带吊车结构
刚架跨度大于18m且设有起重量≥16t的吊车时，宜在刚架端节间增设纵向支撑。当吊车起重量为20t时，宜在牛腿顶标高处沿纵向刚架柱外侧之间设型钢水平系杆。
4．2 无法设柱间支撑结构
对于无法设置柱间支撑的低矮门式刚架房屋（如车库），宜在纵向刚架之间设置刚接型钢梁，保证纵向稳定。
4．3 增设分配梁
当山墙抗风柱位置不在屋面横向支撑节点附近时，应在支撑交叉点处增设分配梁。
4．4 柱脚锚栓
计算设柱间支撑的柱脚锚栓上拔力时应记录柱间支撑产生的最大竖向分力材料选用，这是门式刚架规程第7.2.19强条规定，但设计人员往往容易忽视。对于设吊车或者其他水平荷载较大的房屋，柱间支撑产生的上拔力较大，如果不计入，可能会造成锚栓被拔起的严重后果。
5 保温隔热
屋面和墙面的保温隔热构造均应根据热工计算确定。屋面保温隔热可采用下列方法之一：
1．在压型钢板下设带铝箔防潮层的玻璃纤维毡或矿棉毡卷材；若防潮层未用纤维增强，尚应在底部设置钢丝网或玻璃纤维织物等具有抗拉能力的材料，以承托隔热材料的自重；
2. 金属复合夹芯板；
3. 在双层压型钢板中间填充保温材料。
外墙保温隔热可采用下列方法之一：
1. 采用与屋面相同的保温隔热做法；
2. 外侧采用压型钢板，内侧采用预制板，纸石膏板或其他纤维板，中间填充保温材料；
3. 采用多孔砖等砌体。
6 结语
还有其他问题，如刚架在施工中应及时安装支撑，严格执行规定的安装顺序；柱脚底板下面的每根锚栓，应设置调整螺母，校准后进行二次灌浆；底板的连接、柱与牛腿的连接、梁端板的连接、吊车梁及支承局部悬挂荷载的吊架，不得采用单面焊等，不再一一例举，希望以上问题能对读者今后的设计起到有益作用。
参考文献
[1]CECS 102：2002 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程
[2]GB 50009-2001 建筑结构荷载规范（2006年版）
房屋钢结构设计论文范文4
关键词：钢筋混凝土、结构设计、房屋建筑、保障措施
Abstract: With the rapid development of society and economy, people in the building's appearance and practical functions and other aspects of a higher demand, but also has many other, functional diversification trend. At the same time in the reinforced concrete engineering are encountered in many practical problems. In order to solve these problems, this paper based on the author's experience for many years, the simple description of the principles that should be followed in the housing building concrete structure design process and requirements, and puts forward some corresponding countermeasures, in hope of providing some reference value for the concrete design.
Key words: reinforced concrete, structure design, building construction, safeguard measures
中图分类号：TU37 文献标识码：A文章编号：
0.概述
不言而喻，钢筋混凝土在房屋建设过程中有着极其重要的地位，钢筋混凝土构成了房屋建筑的整体结构构件，因此在进行房屋结构设计过程中，应当认识到钢筋混凝土的重要性。然而在实际的结构设计过程中，不同的设计人员由于自身知识的限制以及学习能力的影响，在进行钢筋混凝土构件的设计过程中，在相关设计文件以及政策方面有着不同的理解，这样就会带来不同的设计处理方法，很容易出现设计问题。因此十分有必要对混凝土结构设计的方法和原则进行着重阐述。
1.钢筋混凝土结构设计的发展历史
混凝土结构设计理论对建筑结构物的可靠性与经济性有重要的影响。自从19世纪末混凝土结构在建筑工程中应用以来，随着生产实践的经验积累和科学研究的不断深入，混凝土结构的设计理论也在不断地发展。
最早的混凝土结构设计理论是采用以弹性理论为基础的容许应力计算法。这种方法要求混凝土结构构件在规定的标准荷载作用下，按弹性理论计算的应力不大于规定的容许应力。容许应力是由材料强度除以安全系数求得的，安全系数则根据经验和主观判断来确定。由于混凝土结构构件并不是一种弹性体，而是有着明显的塑性性能。因此，这种以弹性理论为基础的计算方法不能正确地反映混凝土结构构件的实际应力状态，也就不能正确地计算出混凝土结构构件的承载力。
20世纪30年代，出现了破坏阶段计算方法。这种方法考虑了材料塑性性能对结构构件承载力的影响，要求按材料平均强度计算的承载力必须大于计算的最大荷载产生的内力。计算的最大荷载是由规定的标准荷载乘以单一的安全系数得出的。安全系数仍是根据经验和主观判断来确定的。
20世纪50年代，在对荷载和材料强度的变异性进行研究的基础上，又出现了极限状态计算法，它规定了结构的极限状态，并将单一安全系数改为三个分项系数(即荷载系数、材料系数和工作条件系数)，故又称为“三系数法”。“二系数法”将不同的材料和不同的荷载用不同的系数区别开来，使不同的构件具有比较一致的可靠度，而部分荷载系数和材料系数基本上是根据统计资料，用概率的方法确定的。我国1956年颁布的BJG 21-1965《钢筋混凝土结构设计规范》即采用这一方法，1974年颁布的T1 10-1974《钢筋混凝土结构没计规范》也是采用这种计算法，但在承载力计算中采用了半经验、半统计的单一安全系数。由上述可见，在容许应力计算法和破坏阶段计算法巾，都是采用定值的安全系数来表达结构的安全度，而这些系数主要是根据经验确定的。极限状态计算法中部分地应用了概率理论以确定荷载、材料强度的特征值(标准值)和分项系数，这是设计方法上的很大进步。
2.钢筋混凝土建筑结构含义
所谓的钢筋混凝土建筑结构，指的是在混凝土结构中配加相应的钢筋，有效提升相应受力能力的一种建筑结构，在工程中常常将薄壳结构、大模板现浇结构等承重构件设计为钢筋混凝土构件。钢筋混凝土与钢结构相比，具有的特点为节省钢材，造价水平较低。因此在房屋建筑以及工业厂房施工过程中有着较为广泛的应用。在实际工程中常见的施工方式为首先预制钢筋混凝土构件，施工过程中，运输到现场进行拼装。钢筋主要承受拉力作用，而混凝土主要承受压力作用。
预应力钢筋混凝土的承载力作用原理为在混凝土的受拉区域布置一定数量的钢筋，钢筋与混凝土粘结为整体，这样才承受外力作用时候，混凝土内部产生相应的锚固作用，而钢筋则产生相应的摩擦力。承载压力原理是在混凝士受拉区域内或相应部位加人一定数；钢筋的端部加设弯钩、弯折或者在相应的锚固区焊接短钢筋或者碎钢筋才增强钢筋混凝土整体的锚固能力；钢筋与混凝土会在相应的接触面形成相应的胶结力，这样能够在彼此形成良好的化学吸附效果。当钢筋表面凹凸不平时候，会与混凝土形成相应的机械咬合力。
3混凝土结构的功能设计的想要求以及极限状态
3.1结构的功能要求
结构设计基本目的是在一定的经济条件下，使结构在预定的使用期限内能满足设计所
预期的各种功能要求。结构的功能要求包括安全性、适用性和耐久性。《统一标准》规定，建筑结构必须满足下列各项功能要求:
(1) 能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用(如荷载、温度和地震等)。
(2) 在正常使用时具有良好的工作性能(例如，不发生影响使用的过大变形或振幅，不发生过宽的裂缝等)。
(3)在正常维护下具有足够的耐久性(例如，混凝土不发生户，眨重风化、脱落，钢筋不发生严重锈蚀等)。
(4)在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。
3、2混凝土结构的极限状态
极限状态是区分结构工作状态可靠或失效的标志。在使用巾若整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。
(一)承载能力极限状态
承载能力极限状态是指结构或结构构件达到最大的承载力，出现疲劳、倾覆、失稳、漂浮、连续倒塌等破坏或不适于继续承载的变形。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态:
(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆、漂浮、滑移等)。
(2)结构构件或连接因达到材料强度而破坏(包括疲劳破坏)，或因过度的塑性变形而不适于继续承载。
(3 )结构转变为机动体系。
(4)结构或结构构件丧失稳定(如月、屈等。
(二)正常使用极限状态
正常使用极眼状态是指对应于结构或结构构件达到正常使用和耐久性能的某项限值。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态:
(1) 影响正常使用或外观的变形。
(2) 影响正常使用或耐久性的局部损坏(包括裂缝)。
(3)影响正常使用的振动。
(4)影响正常使用的其他特定状态。
3.3混凝土结构的设计状况
建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用巾的环境条件和影响，区分以下三种设计状况:
(1)持久状况:在结构使用过程巾一定出现，且持续期很长的状况。持续期一般与设计使用年限为同一数量级。
(2)短暂状况:在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况，如施工和维修等。
(3)偶然状况:在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状沉，如火灾、爆炸、撞击等。
对建筑结构的三种设计状况均应进行承载能力极限状态设计;对持久状况，尚应进行正常使用极限状态设计;对短暂状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计。
4.混凝土结构耐久性设计
混凝土结构在预期的自然环境的化学和物理作用下，应能满足设计工作寿命安求，即混凝土结构在正常维护下应具有足够的耐久性。因此，对混凝土结构，}涂进行承载能力极限状态计算和正常使用极眼状态验算外，尚应进行耐久性设计。
4.1设计内容
混凝土结构应根据设计使用年限和环境类别进行耐久性设计，耐久性设计包括下列内容: (1)确定结构所处的环境类别; (2)提出材料的耐久性质量要求; (3)确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度; (4 )满足耐久性要求响应的技术措施;(5 )在不利的环境条件下应采取的防护措施;(6)提出结构使用阶段检测与维护的要求。对临时性的混凝土结构，可不考虑棍凝土的耐久性要求。
4.2混凝土环境类别
根据工程经验，并参考国内外相关规范，《规范》规定，混凝土结构的环境类别划分应符合相应的规范要求。
4.3混凝土构件的设计
影响混凝土结构耐久性的主要内因是棍凝土材料抵抗性能退化的能力。因此，从建筑材料的角度控制混凝土的质量是保证结构耐久性的根本措施。设计使用年限为5年的混凝土结构，其混凝土材料宜符合相应的规范规定。
在一类环境中，设计使用年限为100年的混凝土结构应符合下列规定:
(1)钢筋混凝土结构的最低强度等级为C30;预应力混凝土结构的最低强度等级为C40。
(2)混凝土中的最大氯离子含量为0.050% 。
(3)宜使用称碱活性骨料，当使用碱活性骨料时，混凝土中的最大碱含量为3.0kg/m3
(4)混凝土保护层厚度应按附表18的规定增加400Ja ;当采取有效的表面防护措施时，混凝土保护层厚度可适当减小。
(5)在设计使用年限内，应定期进行检测和维修。
5.房屋钢筋混凝土建筑结构的设计要求
在房屋钢筋混凝上结构设计过程中，设计者往往具有不同的设计经验，因此在问题处理时候往往会采取不同的处理方法。但是无论什么设计方法都应使房屋建筑满足稳定性的结构要求。对于房屋建筑的结构设计应着重做好房屋的高宽比，巨大的倾覆力矩会在柱和基础中产生相应的拉力和压力作用。作者根据多年以来的工程实践经验，认为为了使房屋建筑达到相应的安全性和可靠性，应配合相应的施工机械和施工技术，这样才能最终满足房屋建筑的使用功能。
6房屋钢筋混凝土建筑结构设计措施
为了保障房屋建筑施工质量水平，应在混凝土结构设计过程中遵循下面的几个方面：
6.1地基与基础的设置
房屋建筑的地基和基础结构的设计应该引起相关结构设计工作者的重视。具体来说，一是应重视地方性的设计规范，我国是一个幅员辽阔的国家，地域条件也不尽相同，因此在进行地基基础的结构设计时应结合当地的实际情况，同时配合地方性的设计规范，进行科学配置。
6.2要采取必要的构造措施
对于一些跨度较大的柱网框架结构，在楼梯间位置的框架柱，由于房屋梁体以及楼梯平台的阻隔作用往往会形成几段短柱，在结构设计过程中应对这些柱进行全长箍筋加密，这样才能保证柱子的稳定性。当框架结构的外立面为带形窗时候，会在窗的上方设置相应的过梁，这样会使外框架柱形成相应的短柱，针对这种情况，应对外框架柱进行箍筋加密，进行构造加固；当框架结构的实际长度超过了规范要求值，同时建筑的功能要求不允许留缝隙时候，为了减少有害裂缝，可以使用补偿性混凝土进行浇筑，同时用较细的钢筋进行双向配置，构造间距应小于150毫米；此外对于设置后浇带的部位，也应采取必要的构造措施。
6.3传力路线的设计应简化。
一般而言，混凝土结构所设置的传力路线越直接，越简单，那样构件相应的工作性能越好，同时建材消耗也越少，因此在进行混凝土结构设计时候应力求平面、立面简单化。
但是在进行钢筋混凝土抗震结构设计过程中，设计应使结构满足相应的抗震规范要求，即为：当地基主要受力层范围内没有软弱粘性土层时，对于高度小于8层，同时在25米以下，的民用建筑或者具有相当荷载的多层框架厂房，可以不用进行地基基础的抗震承载力的计算。
6.4碳纤维加固法的应用
在碳纤维片材的延伸长度范围之内应该通长设置一些垂直于纤维方向的压条。这些压条应该在相应的延伸锚固长度方向进行均匀布置，同时在延伸长度不应小于加固碳纤维布条带的宽度的一般。同时相应的压条的厚度不应小于受弯加固碳纤维布条厚度的一半。
碳纤维加固法是一种近几年发展起来的新型混凝土结构加固技术，这种技术通常将高强度碳纤维织物或者成型板材通过改性的环氧树脂粘贴在构件的表面，进而有效增强混凝土结构的受力性能。这种混凝土加固技术的缺点为受环境温度的影响较大，同时需要进行专门的防护以及处理工作，当使用不当时，很容易发生火灾或者人为的破坏。
6.5预应混凝土加固法。
这种混凝土结构加固方法能够有效改变混凝土构件的内力分布，便于卸载和加固，能够有效消除混凝土构件中常见的应力应变滞后现象。正是由于这种优点，预应力钢筋混凝土结构在重型结构、大跨度构件以及高应力、高应变构件的加固中有着较为普遍的应用。
此外在进行围护结构设计时候应着重采用轻质材料，这是因为，在民用建筑以及公共建筑的平面布局之中，应使柱网按照相同的开间和跨度进行布置，这样能够有效减少边跨柱距，进而能够减少混凝土构件的弯矩，各个跨梁截面趋于一致，这样能够有效提高混凝土结构的笔整体刚度。
总结
通过上文的论述和分析，我们可以得出这样的结论，即为在房屋建筑工程最基本骨架的钢筋混凝上建筑的结构设计的质量水平，会对工程的施工质量产生显著的影响作用，同时还会对业主的经济利益产生影响作用。因此在进行房屋钢筋混凝构件的结构设计时，应切实加强对于整个设计过程的质量控制工作，同时相应的施工人员应严格按照相应的设计文件进行施工，问题出现时候应积极与设计人员进行沟通交流，这样才能够充分保证房屋建筑的施工质量水平，满足房屋建筑建设的相应功能。
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)
[2]蔡一鸣，框架结构申钢筋混凝土施工质量控制初探[j].品质理论月刊2010(12).
房屋钢结构设计论文范文5
【关键字】多层轻钢结构，房屋，设计探讨
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：
一．前言
多层轻钢结构是近年来逐渐出现的一种钢结构，由于其具有很多的优点，虽然在目前阶段，它的应用还不是很广泛，但是在未来一段时间内，它必将会受到众多施工方的欢迎。在普通的人们看来，多层轻钢结构的造价比较高，但是实际上，多层轻钢结构的造价并不是很高。多层轻钢结构要求在承重结构上必须合理，同时对于建筑工程的防火、保温等提出了很高的要求。但是这种多层轻钢结构的设计具有很多的优势，对其设计进行优化，对于房屋的施工来说具有很大的意义。但是根据目前的情况，其设计还是存在很多的不足。本文笔者主要结合自己多年来在多层轻钢结构房屋设计方面的研究和实际工作经验，对于多层轻钢结构房屋的设计进行探讨和分析，希望对于该领域的研究和实践具有一定的贡献。
二．多层轻钢结构的结构体系设计
1．结构型式
（一）框架体系是多层轻钢结构的首选体系，在建筑平面式矩形的时候，该框架结构就通过纵横向并且各自平行的方式相交而成，这样就会简化构造。如果建筑平面不是矩形时，那么就从多个方向的非正常相交的框架组成。
（二）构件断面
抗震架构的建筑最好采用钢板焊接从而形成的箱形断面。当然还可以采用焊接的H钢。梁断面一般采用焊接的H钢。现阶段，我国产的钢一般都可以满足多层轻钢的结构设计要求。
（三）梁、柱节点
在采用箱形断面柱时，梁柱都采用刚性节点。如果采用H钢时，在弱轴和梁的连接上采用铰接。在进行节点的试验后可以知道，一般节点的弯矩和其相对转角的关系既不是完全的相接，也不是完全不相接，而是根据实际的需要进行的。
2．平面布置
（一）次梁布置．
虽然次梁不是轻钢结构中主要的构件，但是其是最多的构件，将次梁进行有效的配置有利于钢结构的整体性。在进行轻钢结构的设计时，次梁和主梁铰接相连，这样可以加强梁的承载力并且减小它的跨度。在通常情况下，次梁的间距是由压型钢板在施工过程中的承载力和挠度值决定的，因此，如果使用板肋很高的压型钢板，一定可以增加次梁的间距。
（二）组合楼盖布置
在进行多层轻钢结构房屋的设计中， 楼盖结构的选择就显得十分重要了，楼盖既可以将荷载力传给墙、柱，还可以保证同抗侧力结构的协同作用。因此在进行设计时，必须要确保楼盖的刚度强度和稳定性。
同时还要采用相关的措施来减少楼盖的自重。其中组合楼盖具有很强的特性，例如它的强度大、刚度好、抗震性能优越并且成本很低，这种组合楼盖已经受到众多施工方的欢迎。
（三）支撑布置
为了使多层轻钢房屋的钢结构的侧向刚度得到增加，同时增加其抵抗水平风的荷载以及其抗震能力，在一般情况下，我们将槽钢或者是角钢在墙体的平面内设置一个垂直的支撑系统。根据施工的要求，这种垂直系统可以是横向的也可以是竖向的。同时我们考虑到门窗等的位置，可以采用人字型、倒人字型、w型、倒w型、门式等这些形式，同时在不给建筑的功能造成负面影响的情况下，将支撑布置的更加均匀。
四．案例分析
1.工程概况
某企业办公楼新建工程是一栋3层办公建筑，建筑面积约为2066m2，平面形状为矩形。其中第一层为建筑物入口及入口大厅、餐厅、接待厅、办公室等，第二层主要为办公室，屋面为屋顶花园，屋顶设置飘板。另外每层设有卫生间和洗漱室，上下交通由布置在建筑物两端的双跑楼梯承担。外墙主立面为玻璃幕墙，其它立面为200mm厚瓷砖饰面的小型混凝土空心砌块，主要隔断内墙为200mm厚小型混凝土砌块，次要内墙为100mm厚轻钢龙骨石膏板轻质隔墙。
2.结构体系设计
（一）结构方案：整体结构方案为纯钢框架结构体系、压型钢板组合楼盖．柱下钢筋混凝土承台桩基础。
（二）梁柱体系：平面布置为一般主次梁体系，次粱间距为2．1m、2．2m，框架柱采用焊接H型钢，梁采用焊接H型钢。框架纵横向均按刚性连接设计．现场连接采用高强螺栓。主梁与次粱之间采用铰接连接，但带悬挑处主次梁按刚性连接设计。设计主、次梁时均不考虑楼盖与钢梁的组合作用。
（三）楼、屋盖体系：楼屋面均采用压型钢板组合楼板，压型钢板选用FE3W型。楼面板总厚度126mm，屋面板总厚度170mm。
（四）支撑体系：由于建筑要求限制，本工程没有设置柱间支撑体系。
3．计算分析
该工程依据国家和有关规范进行计算。钢材型号Q345，焊条E50XX。地震基本烈度为7度，IV类场地土，抗震等级为i级。工程计算分析采用同济大学编制的3D3S钢结构计算软件，同时采用中国建筑科学研究院PKPM系列之钢结构分析软件STS进行验算。楼板采用楼面无限刚性的假定。计算结果表明：结构的自振周期、顶点位移、层间位移角、层间刚度比、底部地震剪力均处于合理的范围，梁、柱的设计应力均不超过规范限值。说明结构布置、截面设计正常合理。
根据计算结果，对梁、柱断面规格尺寸(单位：一)进行优化和归并后。框架柱采用了H400×320×14×25及H680 X 500×16×25等2种断面；框架梁采用了H500 X 250×10×14，H500×350×10×20等2种断面；次梁采用H400×180×6×l0等1种断面。
4．节点设计
（一）梁柱连接：采用图1所示所示的刚节点做法，这种做法不但能避免工地焊接，还可以避开弯矩最大位置，从而使节点构造简单。
图1 与组合楼板连接详图
（二）主次梁连接：采用图2所示的2种做法，其中图2适用于次梁带悬挑梁处。
图2 梁柱连接详图
（三）梁与组合楼板连接：采用图3所示的做法，压型钢板与钢梁之间用焊钉连接。
图3 主次梁连接图
五．结束语
在进行多层轻钢结构房屋的设计中，一定要注重结构设计的技术和工艺，在设计时要考虑到各种可能的因素，确保多层轻钢房屋的设计符合工程的要求，同时这还有利于工程的施工。因此，我国应该加强多层轻钢结构房屋的设计，不断提高房屋多层轻钢结构的设计水平。
参考文献：
[1]陈全; 石永久; 王元清; 陈宏 多层轻钢民用建筑中的结构体系分析庆贺刘锡良教授执教五十周年暨第一届全国现代结构工程学术报告会论文集2001-07-01中国会议
[2]刘敬疆 多层轻钢住宅课题研究分报告――薄壁轻钢住宅建筑体系在我国住宅建设中的应用住宅产业2007-08-20期刊
[3]麻建锁; 黄慧娟; 王元清; 石永久 多层轻钢住宅试点楼设计与分析第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集2009-07-24中国会议
[4]秦怀泉 浅谈多层轻钢结构房屋的设计与施工第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集2005-07-01中国会议
[5]李方河; 牛斌 多层轻钢结构住宅设计现代建设工程应用技术学术交流会论文集2009-03-01中国会议
[6]杨富社; 徐春龙 基于地震响应时程的多层轻钢结构特性; 王晋国长安大学学报(自然科学版)2012-07-15期刊
房屋钢结构设计论文范文6
【关键词】钢结构，房屋，结构设计，问题
一、前言
钢结构房屋的结构设计有其自己的特点，同时也具有其自身的优点，通过对结构设计中常见的问题进行分析，可以不断的提高结构设计的水平，确保房屋建筑的质量。
二、建筑结构设计的基本内容
1、建筑结构设计程序
在对建筑物进行设计的过程中，要对其进行充分的考虑，其相关的设计主要包括，结构设计、电气设计、建筑设计、给排水设计以及暖气通风设计等。其中，在对这些设计开展的过程中，要注意对美观、功能、环保以及经济等方面的要求进行严格遵守。另外，建筑物对自身所具有的使用功能进行发挥的基础条件就是建筑结构，其在建筑物的设计过程中占有极为重要的作用。
2、建筑结构的分类
在建筑结构设计中，可以根据不同的划分标准对建筑结构进行分类。从建筑物的高度和层数上进行划分，主要分为单层、高层、多层以及超高层的建筑物；从建筑物实际的使用性能的方面进行划分，主要分为民用建筑和工业建筑；从建筑物在施工建筑的过程中所使用材料方面进行划分，可以分为砌体结构、钢结构、混合结构、木结构以及混凝土结构等；最后，还可以从建筑物结构形式的方面进行划分，主要划分为剪力墙结构、排架结构、大路结构、筒体结构以及框架机构等。
三、建筑钢结构施工优点
1、材质均匀
从钢材方面的机械性能进行分析，钢材的质感与材料相对符合于计算力学的假定条件；因为钢材的内部构造近似各向同性的均质体，其物质条件波动相对较小，只要在应力的幅度范围内，都可以具有很好的弹性；它的应力状态和工程力学计算中的设计结果都比较接近，所以从材质方面来看，钢材相对更好。
2、具有较好的塑性及韧性
在正常的压力作用情况下，即使超载也不会导致钢材出现各种损害和断裂。钢材能分配建筑物内部的各个局部作用在物体上的力，这样可以使建筑结构的整体应力变得更为平衡，但是其结果也仅仅是在应变值上增加了。
四、钢结构在房屋结构设计中的常见问题分析
1、钢结构的稳定性问题
建筑工程师对房屋结构设计的过程中一般只注意设计结构的负荷强度和是否变形的问题，对所运用结构的稳定性是常常忽略的突出性问题，无论是火电厂厂房建设还是居民住宅房屋建设在钢结构的稳定性方面都会遇见一系列问题。然而，在对房屋设计中，钢结构的稳定性对于房屋使用的持久性起着至关重要的作用，如果在建设过程中由于钢结构稳定性差而产生事故，不仅会对建筑投资商造成严重的经济损失而且也会影响人们的生命健康。
在钢结构的稳定性方面，稳定性已经成为钢结构的重要设计环节。建筑工程师在对房屋钢结构的分析计算过程中先根据测量数据建立对房屋结构的基本模型，但是这一基本模型与实际建设过程中房屋的结构是存在一定差距的，其数据会有很大的波动，这样就会造成运用理论知识产生的数据与实际情况存在偏差，进一步导致房屋建设过程中钢结构稳定性差。再加上由于建筑工程师对于钢结构的稳定性所拥有的知识经验缺乏，不能清楚的认识到其结构构成，因此也就不能正确的认识到稳定性对于房屋结构建设的重要性。
2、钢材选用质量等级与焊接质量等级的选用问题
在国家颁布的关于钢结构设计标准书中规定，对于钢材料的质量等级必须要有正确的标识，并且要符合焊接质量等级标准。然而，在实际情况下对选用的材料的质量等级没有提供明确的标准，仅仅注明了钢材使用材料的类别。
因此，在针对钢材材料和焊接的质量等级上要进行正确的选用。一方面，在钢结构房屋建设中选用的钢材材料必须具有抗压力、可伸长性、负重性好以及能够承受一定强度的冷热冲击。一般而言钢材材料的选用要使用Q级以上的碳结构钢和低合金高强度结构钢，使用此等级质量的钢材料可以保证钢结构的韧性和延展性；另一方面，钢材的焊接应具有标准的碳含量证书。钢材的焊接质量等级要高于二级，使用坡口焊接技术。
3、钢结构的防护性问题
防止钢材料的腐蚀和隔热是进行钢材料防护的两个重要方面。在实际情况中，建筑工程师在对钢结构的只注重了钢材的硬度、抗压力度的强化问题，却忽略了钢材在使用过程中的抗腐蚀效果和隔热效果，在建筑设计文件中钢结构的抗腐蚀度和最高隔热数值也没有明确标明，这就导致了房屋在使用过程中由于雨水、风力作用等外部环境的侵蚀，减少了房屋使用寿命。因此，一方面，在钢结构的设计文件中需要标注钢材的抗腐蚀度，钢结构在埋入地下部分要进行包装，受到腐蚀的部位禁止埋入地下；另一方面，在生产钢材料的过程中要对其进行不同程度的耐火测试，从而实现在不同温度情况下采用对应的防护措施。
五、钢结构房屋结构设计中要点解析
1、初步判断阶段：判断核实的结构类型
虽然钢结构具有高强度等优良特性但也存在许多缺陷，设计第一步要分析是否采用钢结构。钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。
2、安全可靠性是节点设计的出发点
节点设计应该充分考虑安全可靠性，应给与足够的重视。钢结构的节点设计包括梁-柱节点、梁-梁节点、柱-柱节点、柱脚节点、柱帽节点等。设计时应确保节点的安全可靠，并尽量采用简捷、稳定、可靠的施工工艺，减少或避免现场的焊缝连接。钢节点的形式按传力特性大体可以分为三类：铰节点、半刚性节点、刚性节点。刚性、铰接节点的受力性能、施工工艺研究得比较成熟，因此在工程中取得了广泛的应用。
3、概念设计
在结构选型和布置极端，概念设计的理念十分重要，主要可以用来就难以精确理性分析的问题，依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
4、构件设计
构件设计是钢结构设计中重要的内容之一。要综合考量多方面的因素，首当其冲要考虑的就是选择材料方面。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理，经济考虑，也可以选择不同强度钢材的组合截面。构件设计中，现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面，这和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，如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一。它减少了结构师的很多工作量。
六、结束语
综上所述，通过对钢结构房屋结构设计的分析，可以确定常见的问题，并采取针对性的方法进行预防，从而提高设计的水平，保证房屋的结构质量和安全。
参考文献：
[1] 刘玉株.钢结构住宅技术问题讨论[J].建筑创作，2003.
[2] 王宝儒.浅谈房屋结构设计中应该注意的几个问题[J].山西结构，2010（01）.
