钢结构范文

导语：如何才能写好一篇钢结构，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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钢结构件的防火方法主要有涂料保护、防火板保护、混凝土保护、柔性卷材保护、无机纤维保护、结构内通水冷却保护等。其中，涂刷防火涂料施工方便、重量轻、成本低、不受构件几何形状限制，应用范围最广，效率最高。

要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落，其措施是多种多样的，关键是要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。但无论采取何种方法，其原理是一致的。防火涂料就是一种近年来比较先进的防火技术措施。

二、钢结构防火涂料防火原理及组成

钢结构防火保护的原理是采用绝热或吸热的材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量向钢材传递的速度，推迟钢结构温升和强度减弱的时间。根据《钢结构防火涂料》(GB14907—2002)，钢结构防火涂料定义为施涂于建筑物及构筑的钢结构表面，能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。目前，国内外钢结构防火涂料主要有基体树脂、催化剂、成碳剂、发泡剂等组成。

1.基体树脂

基体树脂与其它组分配伍，既保证了涂料在正常条件下具有各种使用功能，又能在火焰灼烧或高温条件下具有难燃性和优良的膨胀发泡性能。通常情况下，丙烯酸树脂防火涂料的炭化层质量较高，故通常采用丙烯酸树脂作为主成膜物，并对其进行改性，以提高涂料的整体效果。

2.催化剂

催化剂是一种能在一定条件下分解出磷酸的物质，分解出的酸使多元醇脱水，从而使之形成不易燃的三维空间结构的炭化层。通常，磷酸三聚氰胺的水溶性较聚磷酸胺小，且兼具催化和发泡双重功效，目前主要选用磷酸三聚氰胺为催化剂。

3.成碳剂

成碳剂是涂层在高温下形成不易燃三维空间结构的泡沫碳化层的物质基础，对泡沫炭化层起骨架作用。成碳剂在分解温度上要和催化剂相匹配，当采用聚磷酸胺作催化剂时就应用热稳定性高的含高碳多羟基化合物作成碳剂，如季戊四醇、二戊季醇超薄型防火涂料用于广东大亚湾核电站厂房屋架上已达十几年之久，仍可正常使用。但其缺点是施工时气味大、涂层易老化，淀粉等。使用淀粉做成碳剂，涂层的耐水性问题不易解决，而二季戊四醇由于其价格原因，在国内也很少使用，目前国内普遍采用季戊四醇作为防火涂料的成碳剂。

4.发泡剂

膨胀型防火涂料只有在发泡剂的作用下，才能在高温火焰下产生膨胀层。发泡剂遇火分解并释放出氨、水、二氧化碳、卤化氢等不燃性气体，使涂层在到达软化点的情况下发泡膨胀，形成海绵状结构。

三、存在的技术问题

1.耐久性

由于厚型防火涂料存在自重大，装饰性差，因此只能应用在某些对外观要求不高的室外钢结构。广泛应用的是薄型和超薄型钢结构防火涂料，特别是超薄型。此两类涂料所使用的主要原料聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇均耐水性不良，存在随着环境、时间等溶出、分解、降解和老化等问题，因此，此类涂料必定会随着时间的推移防火性能有所下降，而目前还没有找出一种评定防火涂料耐久性的方法。检测报告所给出的耐火极限是涂料涂后保养1至2个月的检验结果，但火灾的发生是不可预测的，火灾可能是在涂料涂后的1年，也可能在涂后的10年发生，因此膨胀型防火涂料最主要的就是耐久性问题。

2.安全性

目前的膨胀型钢结构防火涂料遇火有可能释放出氨、HCN、卤化氢、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氯、溴等有毒有害气体。如果这些气体的浓度超过了人体忍受极限，便会对未逃离火场的人员以及消防人员造成危害。

3.生产、施工

国内多数钢结构防火涂料生产企业的规模不大，生产工艺流程自动化水平不高，有部分企业还处于手工作坊式在操作，不少产品的配方工艺大同小异，对专用于防火涂料的原料研究不够，对原材料的检测、控制不够，生产过程的检测手段不全，施工设备有待改进提高，与防锈漆的配套性也不能进行严格的检验。

4.测试方法

钢结构防火涂料作为一类功能性涂料，其性能主要有理化和耐火两方面组成。同样耐火极限的防火涂料因其应用环境不同、受火类型不同，对基材的保护作用也就不同。

5.检测标准方面

GB14907-2002《钢结构防火涂料》对同种防火涂料只规定一种涂层厚度的检验报告，而实际工程中由于钢梁、钢柱、钢楼板规范所要求的耐火极限各不相同，例如室内厚度为2mm的超薄型防火涂料检测报告出具耐火极限为1.5h，实际工程要求钢梁、钢板、钢柱耐火极限分别为1.5h、1.0h、2.0h。对钢板、钢柱应采用何种厚度的防火涂料进行保护，目前无论从理论界或是实际工程均缺乏相应的研究。

6.检测标准构件与实际工程构件的差异性

耐火极限检验中使用的基材是Q235的标准I36b或I40b热轧普通工字钢梁，而实际工程运用中，钢构件的截面尺寸各种各样。检验报告中描述的钢梁与实际工程中的钢构件并无完全的对应关系，实际使用的钢构件和标准钢梁间应该如何进行换算，如何确定实际使用的钢构件的涂层厚度，国家尚无规定。

四、相应对策

1.对钢结构建筑进行科学的防火保护

目前，我们通常使用的方法有：钢结构表面喷涂防火涂料；用现浇混凝土作外包层；钢构件内充水等，其中应用最为广泛的是钢结构表面喷涂防火涂料。

2.加大宣传培训教育的力度

防火工程造成的火险隐患原因是多方面的，但很重要的一个原因是思想认识不到位，轻视火灾预防，对违规施工存在侥幸心理。消防部门应利用报纸、广播等形式广泛宣传钢结构阻燃处理的重要性和必要性，适时组织设计、施工单位进行消防培训，提高设计、施工人员的业务理论水平和执法守法意识。3.加强对防火涂料市场的规范管理

凡是防火涂料的生产厂家必须有国家检测机构检测合格的报告，方准出厂销售，并应附有使用说明书，标明技术性能、制造批号、储存期限、适用范围；消防监督部门应对每批防火涂料进行出厂前的质量抽检，并检验其包装、标贴、说明等是否符合规定要求。对于防火涂料的施工单位，明确要求持有相关施工资质。

4.严把审核关

在受理钢结构审核项目时，要求设计单位在图纸中明确建筑物的使用性质、耐火等级、火灾危险性分类、生产工艺流程、防火涂料的施工方法等消防设计内容。承担消防工程的施工单位应具有相应的资质，并在施工前将施工方案报消防部门审核。对于设计不全、无施工方案的，消防部门可以下发不受理通知单并注明不受理的理由。

5.正确选用防火涂料品种

目前市场上防火涂料的品种繁多，其防火性能也不尽相同。不能把组成、制造工艺、质检方法和标准以及施用技术等方面存在明显不同的饰面型防火涂料用于保护钢结构；对钢结构防火涂料应根据钢结构耐火极限要求选用不同的防火涂料：耐火极限不超过1h时，可选用超薄型或薄型防火涂料；耐火极限不超过2.5h时，可选用薄型或厚浆型防火涂料；耐火极限在2.5h以上时，应选用厚浆型防火涂料。部位且装饰效果要求高时，如屋顶承重构件可选用超薄型防火涂料，的柱及网架构件则可选用薄型涂料，隐蔽部位选用厚浆型涂料。不能将技术性能仅满足于室内钢结构防火涂料标准要求的产品未加技术改进就用于保护室外钢结构，露天钢结构防火涂料的选用应考虑其耐水、防冻、防腐等因素，只有这样，才能真正发挥涂料的防火性能。

6.及时进行施工现场检查

防火涂料工程施工较快，加强对施工现场的监督检查非常重要。通过施工现场检查，可以掌握施工队伍的情况、工程的进度、施工质量和产品质量。只有实地检查，才能发现隐患并及时督促整改，避免不必要的损失。有条件的地方，还可以从施工现场取样并对样品进行热性能分析、比较、检验，确保工程质量。

7.严格验收标准

在工程竣工验收前，消防部门应让建设、施工、监理单位出具质量检测报告，掌握工程施工情况。在工程验收时，不仅要重视消防设施的验收，还应把钢结构防火涂料的验收放在重要位置。消防监督人员不仅要眼看、手摸，还应配置测厚仪等必要的检测设备。对于施工质量达不到要求的，该返工的要返工，该处罚的处罚，确保钢

结构消防工程的质量，从根本上消除钢结构工程存在的火灾隐患。

五、结束语

由于钢结构防火涂料是如今乃至未来社会很有发展前途的一类产品，只有检验机构、生产、设计、施工、监理和消防监督部门联手共同努力，才能使我国的防火涂料领域健康、有序发展。

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关键词：钢结构 加固

随着科技的发展新型材料的运用越来越广泛，以钢结构为主体的建筑，成为发展的主流，近年来，钢结构更加广泛应用于公共建筑中，我国目前不仅能生产各种类型的建筑钢材，同时钢材生产的新技术、新工艺、新产品日益也增多，如彩钢压型板、彩钢复合板、彩钢扣板、拱形厂房及彩钢制品等的生产，使建筑结构充满现代化时代气息，实际证明钢结构建筑在我国更具有广阔的发展前景。

一、钢结构加固的主要依据

《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）

《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002、J218-2002）

《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98）二、钢结构的材料事故

1、钢结构的材料事故是指由于材料本身的原因引起的事故。钢结构所用材料包括钢材和连接材料两大类。影响钢材性能的主要因素有有害化学成分超标、冶金轧制缺陷、硬化使钢材的塑性和韧性降低、应力集中以及温度过高或过低等。引发钢结构材料事故的常见因素有钢材质量不合格、螺栓质量不合格、焊接材料质量不合格、设计选材不当、制作安装工艺不合理、母材与焊接材料不匹配、随意混用或替代材料等。

2、材料事故的处理方法：因地制宜的选用合适的材料，严禁使用不合格材料；选择恰当的施工工艺，严格按照设计与相关规范进行制作、安装。并实际使用中进行定期检查和维修。

三、钢结构的变形事故

钢结构的变形包括：钢结构总体变形和局部变形；钢结构初始变形和加工制作中的变形。焊接主要总体变型，钢屋架倾斜弯曲事故，钢屋架方贤头超长质量事故，捍条承载力失效变形事故，轻钢屋。

四、钢结构的疲劳破坏事故

疲劳破坏就是微裂缝的萌生，缓慢扩展，和最终迅速断裂的过程。疲劳破坏的影响同素有：疲劳荷载，断裂韧性，应力幅；循环次邮构造细节。提高和改善疲劳性能的措施：正确选材，采用合理的构造细节，减小应力集中程度，严格控制施工质量，疲劳设计准则无限寿命设计，有限寿命设计，破损－安全设计。

五、钢结构的失稳事故

失稳概念：是指钢结构或构件丧失了整体稳定性书承载力极限状态的范围。失稳的类型及特点：整体失稳事故，局部失稳事故，平衡分岔失稳，极值点失稳，跃越失稳。当结构因抗拉强度不足而破坏时，结构呈现较大的变形，当结构因受压稳定性不足而破坏时，先前没有太大的变形，但呈现脆性变形，也是最危险的一种失稳。

失稳事故的处理与防范：强化稳定设计理念，制作单位应力求减少缺陷；施工单位应确保安装过程中的安全，使用单位应正常使用钢结构建筑物。

六、钢结构的锈蚀事故

1、钢结构的锈蚀的类型：钢结构的锈蚀类型有：化学锈蚀和电化学锈蚀。由于钢结构表面与周围介质直接起化学反应而产生的锈蚀围殴化学腐蚀。钢结构在存放和使用中与周围介质之间发生氧化还原反应而产生的腐蚀为电化学腐蚀。潮湿的空气、钢结构表面的显微组织、杂质分布不均、受力变形、表面平整度等，都是钢材锈蚀的主要因素。

2、钢结构腐蚀处理及防腐方法：(1)综合考虑厂房的整体布置，采用有利于自然通风的厂房布置方案,以降低有害物的含量。(2)尽可能选用含有适量合金元素的，耐大气腐蚀的低合金钢材和正确配套的涂料。(3)在结构选型上采用不易锈蚀的合理方案。(4)采用先进、科学的管理方法和合理的防腐措施。

七、钢结构的火灾事故

钢材本身不燃烧，却不耐高温，耐火性能差，跨度大、空间大，火灾蔓延迅速，整体连接性强，易变形倒塌。可采用：钢结构防火涂料、浇筑混凝土砌筑砖块法、充水法、轻质防火厚板包覆法及复合保护法等进行钢结构的防火措施。

八、钢结构加固的主要方法

减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。

1、改变结构计算图形。改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固，改变结构计算图形的一般加固方法有：（1）对结构可采用：增加支撑形成空间结构并按空间结构验算、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。（2）对受弯杆件可采用：改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构、调整连续结构的支座位置、将结构变为撑杆式结构、施加预应力。等的改变其截面内力的方法进行加固。（3）对桁架可采取：增设撑杆变桁架为撑杆式结构、加设预应力拉杆的方法改变其杆件内力的方法进行加固。

2、加大构件截面的加固：采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接：钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

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关键词：自动化程度高、跨度大、重量轻

中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：

建筑轻钢结构和传统的混凝土结构相比，具有跨度大、结构基础要求低、抗震抗风能力强、外表美观、建造周期短、维修费用低等一系列的优点，因而越来越受欢迎，得到了飞速的发展。 和重钢相比，轻钢结构重量轻，用钢量少、对基础的承载要求更低，设计周期短、建造速度快，特别适合于建造大跨度结构。现已在厂房、办公楼、大型超市、物流仓库、展示厅、机库和室内体育场馆等产品领域得到了广泛的应用。

1、轻钢构件连接节点的形式 按构件受力方式可分为：单剪连接、弯矩连接、扭矩连接，及其与轴向力的组合连接。按构件的连接方式可分为：单板连接、双板连接、端板连接。按构件与构件间的连接可分为：梁-梁连接，梁-柱连接。

2、轻钢结构连接接点的设计要求

建筑工程对钢结构的加工和安装要求决定了钢结构的连接方式，可以按照业主要求，对焊接易于保证焊缝质量，使钢构件既适于加工保证工程进度的要求，同时又便于现场安装方便快速，因此决定在钢结构的节点设计中，构件与构件之间的连接尽量采用螺栓连接，除非在那些使用螺栓连接将使整个节点变的非常复杂或被连接的构件尺寸较小、无足够空间布置一定数量螺栓的情况下才采用现场焊接的连接设计。

对于节点设计的另外一个重要要求是连接螺栓和焊缝所能提供的力必须大于所给外力或被连接构件的最大承载力。此外对于和预埋件相连接的构件为使连接方便，并且便于处理预埋件定位偏差造成的影响，通常采用现场焊接。在浇筑混凝土时遗漏预埋间的情况下为便于钢构件和混凝土的固定，采用HILTI膨胀螺栓和化学螺栓连接，是最常用的构件连接方法。

3、轻钢结构连接节点的设计方法 简支梁连接。梁-梁，梁-柱是钢结构设计中的基本连接，一般采用简支梁连接形式，可使用双角钢、端板、单板双板连接。此状况下一般将双角钢与次梁车间焊接，现场用螺栓将主梁腹板与双角钢连接。在此连接状态，螺栓不受偏心载荷，而焊缝受到偏心载荷的作用，由于焊缝采用三面围焊其抗弯能力较高，因此，在较重载荷的情况下，一般采用双角钢连接。相对而言，螺栓承受了附加偏心载荷。在另外一些场合，如载荷较大并且次梁与主梁成一定的角度时，将钢板弯折成相应的角度，形成类似于双角钢的连接。如果载荷较小，可采用较简单的端板连接，在此类连接中，适当增加端板板厚，可承受剪力和轴向力的组合荷载。时对于主次梁不是正交的情况下，端板连接在加工工艺性上的优点比双角钢连接更好。

单板连接对于连接槽钢等类的次梁而言是非常简便的，尽管螺栓受偏心载荷，只要螺栓的承载力大于外载荷，而单板于主梁的焊缝一般采用三面围焊，其受力状态较好。如果由于上下翼缘切割腹板需要加筋时，只需要在单板的另一侧即腹板内侧焊接一加劲板。

双板同样适用于在主梁上无法紧固螺栓的场合，当外载荷较大而螺栓单剪又不足以抵抗外载荷时，采用此连接方式。其缺点就是螺栓及梁均受偏心载荷的作用，需要比较复杂的计算程序进行螺栓在剪力及弯矩综合作用下的验算。决定连接节点设计的重要因素是设计载荷的选择，根据钢结构设计规范CSA16.1，设计载荷与被连接梁的抗弯截面系数，梁的屈服强度，及梁跨距有关，当跨距较小时（〈2M〉，其值取梁腹板抗剪力之半，设计载荷的最大值应不超过梁腹板的抗剪力。一般情况下，随着科技的进步，审美观念改变必然使的钢结构住宅建筑不断的去扩展自身的表达语汇而寻求发展。我们提倡的是抛弃风格，从结构的理性主义出发，从现代和传统的建筑结构中吸取精华，创造出技术和艺术有机融合的钢结构住宅的精品建筑。钢结构住宅的设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则，然后才是发挥钢结构的优势，施工规范的基本要求。在结构体系上，应从严把握概念设计的原则要求，力求结构平面规整，结构刚度均匀，构件传力直接，明确，最好不做错层结构，柱的轴压比应满足一定的要求，并应当适当修改。

4.轻型钢结构的未来发展方向

轻钢结构的生产模式，布局简单，流程合理，自动化程度高，构件质量好，生产效率高，制作周期短，材料利用率高。特别是在H型钢制作过程中，没有过多的中间产品、半成品囤积，不需要大面积的拼接、划线、装配、制孔场地，真正实现了流水作业，自动化生产。轻型钢结构的生产模式，布局简单，流程合理，机械化程度高，安全性好，真正实现了流水作业的自动化生产。 轻型钢结构的生产模式，还体现了计算机辅助生产特点，生产效率高，构件质量好，材料利用率高。 在轻钢结构中首次应用实现了翼板和腹板拼接的压力架焊剂铜衬垫(FCB)单面焊双面成型工艺，简化了拼接工序，提高了焊缝质量，改善了作业环境，降低了劳动强度。单面焊的应用使流水线更为完整，节奏更为流畅。 经改进的薄板单面焊工艺，解决了薄板单面焊工艺的难点，成功地应用于l0mm以下的薄板平接单面焊，获得了满意的效果，取得了非常重要的进展。改革开放以来 我国住宅建设发展很快 随着人口增长和城市化进程的加快人们生活水平的提高以及国民经济的发展 引发并刺激了对住宅的巨大需求 而我国传统的砖石住宅结构体系采用的是高投入 高消耗 高污染的落后增长方式与低工效 低功能 低质量的生产局面 已不能满足市场 消费者的要求和建筑“可持续发展”的时代主题钢结构住宅是今后发展的一个方向，随着科技的进步，审美观念改变必然使的钢结构住宅建筑不断的去扩展自身的表达语汇而寻求发展。我们提倡的是抛弃风格，从结构的理性主义出发，从现代和传统的建筑结构中吸取精华，创造出技术和艺术有机融合的钢结构住宅的精品建筑。钢结构住宅的设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则，然后才是发挥钢结构的优势。

参考文献：

［1］刘伟.宋飞飞.常庆芬.我国钢结构建筑的发展概况及趋势【J】吉林建筑工程学院学报2008（2）

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1. 放样与号料

放样是根据钢结构施工详图或零、部件图样要求，以1:1的比例把实形画在放样台上，核对各部分尺寸，制作样板和样杆作为加工的依据。

钢材号料：

钢材号料也叫划线，是利用样板、样杆在钢板或型钢上画出孔的位置和零件形状的加工界限。

2. 切割

切割是将放样和号料的零件形状从原材料上进行下料分离，可通过切削、冲剪、摩擦切割、气体切割和高温热源来实现，常用的切割方法有机械切割、气割和等离子切割三种。

机械切割是利用上下两剪刀的相对运动来切断钢材，或利用锯片的切削运动分离钢材，或利用锯片与工件之间的摩擦发热使金属熔化切断钢材。

各种切削方法分类比较

气割：

等离子切割：

3. 矫正

为保证钢结构构件的制作和安装质量，必须对不符合要求的材料、构件进行矫正，矫正的形式主要有矫直、矫平、矫形三种，矫正的常见方法有手工矫正、机械矫正、火焰矫正等。

（1）手工矫正

手工矫正是采用锤击的方法进行的，操作简单灵活。

（2）机械矫正

机械矫正是采用专用矫正机进行矫正，使弯曲的钢材在外力作用下产生过量的塑性变形而达到平直的目的，其特点是作用力大、劳动强度小、效率高。型钢变形的矫正除用机械矫正外，在安装工地常用扳弯器、压力机、千斤顶等小型机具进行半自动机械矫正。

（3）火焰矫正

火焰矫正是用氧-乙炔焰或其他气体的火焰对钢材进行局部加热，利用金属热胀冷缩的物理性能，钢材受热冷却时产生很大的冷缩应力来矫正变形。加热方式有点状加热、线状加热和三角形加热三种。

4、成型

5、边缘加工

6、管球加工

7、制孔

8、焊接

9、检查及处理

10、表面处理、涂装和编号

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1、土方：0.8×0.8×1.2×7+0.6×0.6×1.2×7=8.4m3

2、砼：1.2×0.8×0.8×7+0.6×0.6×1.2×7=8.4m3

3、L50×5柱 （8+1.2）×4=36.8m 5×（0.5×4+0.71×4）=24.2m 10×（0.5×4+0.95×4）=58m

合计119m×7=833m（139根）

833×1.05×3.77kg/m=3297.4kg

4、L30×4 （5×7.5+3.2×11）×2=145.4m

（5×7.5+2.9×11）×4=277.6m

合计423m（71根）

423×1.05×1.786kg/m=793.3kg

5、L10 （12.3×2+7.5+5.3+3.75）×7=288.05m

合计342.05m（57根）

342.05×1.05×10kg/m=3591.5kg

6、钢筋φ8 18×2+7.5×2+1=52m

52×0.398=20.7kg

7、防锈漆 9桶

8、铁皮 18×7.5=135m2

1、土方 8.4m3×30元/m3=252元

2、砼 8.4m3×350元/m3=2940元

浇筑、支模 8.4m3×200元/m3=1680元

×3=54m 18

3、L50×5 L30×4

L10 3297.4+793.3+3591.5＋20.7=7682.2kg+20.7=7.7T

7.7T×5500元/T=42350元

4、制作、安装、运输 7.7T×1500元/T=11550元

5、铁皮（彩钢） 135m2×25元/m2=3375元

6、铁皮、铆固、安装 135m2×10元/m2=1350元

7、防锈漆（材料、人工） 9桶×350元/桶=3150元

8、脚手架 18×8×30元/m2=4320元

9、广告布 18×7.5×40元/m2=5400元

10、广告布安装、辅材 18×7.5×20元/m2=2700元

11、设计费 5000元

12、汽吊 3000元

合计：87067元

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关键词：钢结构与混凝土混合结构；过渡层处理；

阿克苏诺贝尔乙烯胺（宁波）项目典型的工业结构项目，其中主装置钢平台是我2009年完成的单体结构。工程地处浙江省宁波沿海地带，为七度抗震设防，属于抗震不利地段，抗震设防类别为乙类，地震加速度0.1g,设计地震分组：第一组；建筑场地类别属于四类，基本风压力0.5kn/m^2,基本雪压：0.3kn/m^2.

主装置钢平台结构具体形式为下部两层混凝土结构一层层高9米，二层层5米 二层以上为八层为钢框架支撑结构，层高均为5米，结构总高度为54米，柱距6米总跨度72米，宽度21米，四部钢梯，一部电梯采用钢格网封闭。全敞开式结构。按工艺管道专业要求下部两层混凝土结构主要是重型设备的基础支撑，同时要满足防火防爆要求，上部钢结构主要用作管道及换热器，卧式储罐等设备支撑。结构立面如下图所示：

因为这种混合结构形式规范提及较少，按新《建筑抗震设计规范〉〉GB50011-2010中第8章 多层和高层钢结构房屋 相应的条文说明:本章不适用于上层为钢结构下层为混凝土结构的混合型结构,因此这种结构一般地面以上做全钢结构,基础采用外包式柱脚或者埋入式柱脚,为满足防火要求,再在底层相应做细石混凝土保护层作为防火层. 但根据业主要求.重型设备在一层,二层楼面；在混凝土楼面相应做设备基础,上部分的钢结构做管道及小设备的支撑及塔式设备的导向架。一层，二层楼面均为混凝土梁板结构，上部八层钢结构楼面均铺设钢格板.

为更好的满足设计条件,进行过多次方案的讨论。首先进行此结构的抗震设计，应采用两阶段设计法。第一阶段为多遇到地震作用下的弹性分析，验算结构构件的承载力，稳定及结构的层间位移，第二阶段为罕遇地震作用下的弹塑性分析，验算结构的层间位移和层间延性比。此时需要采用弹塑性时程分析法进行计算分析，将结构视为多质点体系，计算其前若干个周期与振型，将多个自由度体系分解为多个彼此独立的广义单自由度体系；再根据加速度反应谱曲线确定各单自由度体系的最大惯性力，用静力方法进行结构的力学计算，将各振型的位移与内力进行组合，从而可以得到结构在地震作用时的位移和内力。找出结构的薄弱环节，对于竖向等强的各楼层层间侧移大体是均匀变化，而竖向非等强结构或者薄弱层的层间位移将因塑性变形集中效应而增加，以致楼层破坏程度加重。设置过渡层能使两种结构很好的延性过渡。

如何在满足业主要求的条件下作好钢结构与混凝土结构过渡层的处理，我们最初讨论的方案是在二层混凝土楼面以上做一段外包式柱脚作为两种结构形式的过渡层，这种外包式柱脚作为过渡层处理简单，施工方便；但因为结构楼面上设备及管道布置多，整个结构受力复杂，在加上项目处在宁波镇海地区靠沿海，风荷载相对较大，结构高度高，尤其在风荷载作用下对过渡层是一个非常大的考验；结构在风荷载的作用下产生一个相对稳定的侧向力外,脉动变化还会使结构产生风振现象,按照工艺管道专业要求二层以上混凝土不能上去太高，以致影响管线及设备的布置要求。所以外包式柱脚过渡层不能很好的满足结构的要求。

根据《钢结构设计手册〉〉下册中28．3．5第四条针对钢结构与混凝土结构两种结构类型之间宜设置过渡层，高层建筑的上部钢结构与下部钢筋混凝土基础或地下室的钢结混凝土之间，宜设置型钢混凝土结构层作为上下两种结构类型之间的过渡层。参照这一理论,为使两种结构类型能很好延性过渡，协同工作，而不至于刚度突变,最终决定在整个二层作型钢混凝土埋入式过渡层，即钢柱直接插入混凝土柱中作为过渡层，且钢柱进入第一层1.8米。即过渡层从7.2米到14米，这样两种结构类型能实现很好的延性过渡转换，满足复杂结构要求，其缺点是结构设计中混凝土梁柱钢筋与钢柱碰撞多，节点处理复杂 ，施工难度较大。而且对于混合结构必须用剪力连接件使两种材料连接,连接件根据其变形能力不同分钢性连接件和柔性连接件，方钢及T型钢为刚性连接,圆柱头栓钉,槽钢及弯钢筋连接件属于柔性连接件,此处采用圆柱头栓钉连接件连接,要注意当圆柱头栓钉与混凝土梁中钢筋碰撞时可直接取消该处的栓钉。具体如下图所示：

、

值得注意的是过渡层中的节点设计，当钢柱插入混凝土柱时混凝土梁柱钢筋部分靠弯折避开钢柱，对无法避开而被打断的钢筋就不能完全满足钢筋锚固要求,因此节点处理由为关键。这时我们采取的措施是：对与钢柱翼缘碰撞的混凝土受力钢筋全部断开，然后再从钢柱上焊接伸出200mm左右的工字型钢牛腿，使钢筋位于牛腿上下翼缘且混凝土梁上下钢筋与牛腿上下翼缘分别焊接来增加钢筋与钢柱的焊缝连接长度，使得钢筋更好的满足受力要求，同时注意在钢牛腿上下翼缘及钢柱加劲板上预留排气孔.对混凝土梁中钢筋与钢柱腹板碰撞无法避开时采取钢柱腹板开小孔，使钢筋通过钢柱,每根钢筋对应在钢柱腹部发上开的孔比钢筋直径大5MM，再用补强板对钢柱腹板贴焊补强，（混凝土梁钢筋也可以直接与钢柱加劲板焊接而腹板不需要开孔）具体如下图所示：

对于边柱的处理与中柱的处理方法相一致,具体如下图所示

篇7

关键词: 钢结构住宅 结构体系 选择

Abstract: The category of the steel structure residential structure system is discussed, and the structure of steel structure residence system, the advantages and disadvantages are analyzed, confirmed by examples.Key words: steel structure; Structural system; selection

中图分类号：TU391 文献标识码：A

常用的钢结构住宅主体结构体系有：钢框架结构体系、钢框架-剪力墙结构体系、钢框架-核心筒结构体系、钢框架-支撑结构体系、交错桁架结构体系、轻钢结构住宅体系。

一 钢框架结构体系

1 结构体系分析

钢框架体系的主要受力构件是框架梁、框架柱，它们通过钢接共同抵抗竖向荷载和水平荷载。框架节点是结构整体性的关键部位，许多震害表明节点往往是导致结构破坏的薄弱环节，框架结构的侧向刚度小，属于柔性结构，在强震作用下，由于弹塑性变形所产生的水平位移较大，框架结构的自振周期长，自重小，地震荷载作用小，对抗震有利。但另一方面，高层框架由于侧向刚度小，在强震作用下的顶端水平位移和层间水平位移都过大，导致非结构构件如填充墙、建筑装修和设备管道等性破坏严重。在地震过程中，这些非结构性的破坏常常危及到生命财产的安全，而且震后的修复工作和投资往往也是很大的。

钢框架体系在水平荷载的作用下产生水平位移，要满足规范的要求必须增大框架的抗侧力能力，框架体系的抗侧力能力主要取决于梁、柱刚度，要提高框架体系中梁、柱刚度，只有增大梁、柱的截面面积，而梁、柱的截面过大会影响住宅的建筑布局和室内空间，因此受水平位移限制的影响钢框架体系的住宅一般都在10层以下。

2 优缺点评价

钢框架体系的优点：(1) 钢框架体系中钢材强度高，刚度大，承载同样的荷载梁柱的截面小，跨度大，增加房间的使用面积3%-8%，空间灵活性强，可以组成大开间，充分满足住户室内布局的要求；(2) 刚度均匀，整体性刚度好，抗震性能好；(3) 受力、传力体系明确，设计简单；(4) 构件规则，易与其它结构形式结合；(5) 制造安装简单，施工速度快。

钢框架体系的缺点：

(1) 纯框架结构侧向刚度差，在水平荷载作用下，层间位移较大，容易导致非结构构件破坏；(2) 节点采用刚接或者半刚接，在地震时可能会产生较大应力集中，导致结构破坏。

该结构体系一般应用于建造10层及10层以下的低层住宅，特别适用于别墅建筑。

3 应用举例

湖南长沙远大集团的轻钢框架住宅样板楼。该住宅楼共7层，采用钢框架结构体系，柱网尺寸3.6m×6.0m，楼面采用压型钢板混凝土组合楼面，厚120mm，耗钢量46kg/m2，造价约650元/m2(不含地价和装潢费用)。

二 钢框架-剪力墙结构体系

1 结构体系分析

钢框架-剪力墙结构体系应用于高层、多层的住宅中，该体系以框架为基础，沿其柱网的两个主轴方向布置一定数量的剪力墙，增强建筑的侧向刚度。常见的是把楼电梯间填充墙做成剪力墙，既满足规范要求，又满足结构抗力要求。

钢框架-剪力墙结构体系中竖向荷载由钢框架承担，水平荷载由钢框架和剪力墙共同承担，并按两类构件的层间抗侧刚度成比例分配。框架本身在水平荷载作用下呈剪切型变形，剪力墙则呈弯曲型变形，两者通过楼盖体系的协调共同抵抗水平荷载。钢框架-剪力墙结构体系的上下各层层间变形趋于均匀，减小了顶层的侧移，同时框架各层层剪力趋于均匀，各层梁柱截面尺寸也趋于均匀，便于构件的优选、设计、加工。

2 优缺点评价

钢框架-剪力墙结构体系的优点:(1) 该结构体系侧向刚度大，整体稳定性、延性好；(2) 传力路径明确，结构分析简单；(3) 耗钢量低，可向多高层发展，综合效益高；(4) 剪力墙对结构的防火、耐火性非常有利，可起到防火墙的作用。

钢框架-剪力墙结构体系缺点:

(1) 剪力墙属于刚性结构，而钢框架属于柔性结构，当遭遇罕见地震时，剪力墙与框架的连接处易产生应力集中，导致墙体破坏，结构功能丧失；(2) 现浇混凝土剪力墙施工速度慢，而且受天气的影响较大。

该结构体系一般用于建造多层、中高层钢结构住宅，7～18层较为经济。

3 应用举例

马钢光明新村H型高层住宅。该工程共18层，总高度55m，其中地面以上主体17层，层高3.0m，地下室层高4.8m。该工程采用框架—剪力墙结构体系，梁、柱采用马钢轧制的热轧H型钢，墙体材料除剪力墙外均采用轻质复合墙板—蒸压轻质加气混凝土ALC板，楼面采用现浇钢筋混凝土组合楼板。钢筋混凝土钢梁及其他承重钢构件采用30mm厚ALC板包裹。内隔墙采用50mm厚ALC板，分户墙采用双层75mm厚ALC板。该工程主体框架用钢量为38 kg/m2，造价与混凝土结构持平[35]。

三 钢框架-核心筒结构体系

1 结构体系分析

钢框架-核心筒结构体系是由框架和在靠近中心的部位由现浇的混凝土墙体或通过密排框架柱封闭围成的核心筒组成。筒体一般布置在卫生间或楼电梯间，该结构体系具有更大的抗侧强度和刚度。该结构体系中，筒体和框架铰接，核心筒则承担全部的水平荷载，结构体系的破坏属于弯剪型整体破坏，集中在混凝土核心筒，特别是混凝土筒体下部的四角和竖向刚度有突变的地方。此外，钢梁与混凝土的连接部位受力复杂，也是容易遭受破坏的地方。

2 优缺点评价

钢框架-核心筒结构体系的优点：

(1) 充分发挥了钢材的轻质高强、施工方便和混凝土的抗压高强、防火耐腐性能；(2) 受力明确，结构分析简单；(3) 框架柱一般布置在阳台或转角部位，便于住宅的布置，并且方便装修；(4) 节约钢材、降低造价、抗侧强度大；(5) 除筒体现浇外构件可以进行工厂化生产，工期可缩短 30％～40％。

钢框架-核心筒结构体系缺点：

(1) 核心筒与钢框架的刚度差别大，在强震作用下，作为第一道防线的核心筒很容易遭到破坏，而第二道防线的钢框架非常薄弱，很难抵御后面的余震；(2) 钢框架与筒体的连接复杂，施工精度要求高；(3) 核心筒一般为现浇混凝土，现场浇捣混凝土的工作量大，施工进度慢。

该结构体系一般用于建造高层、超高层钢结构住宅，12层以上较经济。

3 应用举例

光明新村1号住宅楼。该楼共18层，总高59m。该工程采用框架—混凝土筒体结构，框架柱截面形式有：H350×350×12×9mm，H300×300×10×15mm，H250×250×9×4mm，梁的截面形式有：H300×150×6×9mm，H248×124×5×8mm。组合楼板楼面厚100mm，钢筋混凝土厚250mm，内隔墙采用50mm厚ALC板，分户墙采用双层75mm厚ALC板。该工程主体框架用钢量为38 kg/m2，工期4个月，造价与混凝土结构持平。

四 钢框架-支撑结构体系

1 结构体系分析

钢框架-支撑结构体系是在部分框架柱之间设置横向或纵向的支撑，形成支撑框架，构成双重抗侧力的结构体系。该体系中的钢框架主要承受竖向荷载作用，钢支撑承担水平荷载作用，支撑框架是第一道防线，框架是第二道防线，支撑斜杆不承担竖向荷载，支撑框架中的竖向支撑产生屈曲或破坏后，不影响结构承担竖向荷载的能力，不危及结构的基本安全[36]。该结构体系适用于多高层住宅。

该体系中的钢支撑可采用角钢、槽钢、圆钢，主要目的是增加结构的抗侧刚度。支撑体系的形式有十字交叉、人字型等中心支撑，各种偏心支撑，具体支撑形式如图3-1所示：

图1 钢结构支撑示意图

支撑一般布置在分户墙、外墙、卫生间和楼梯间墙上，可以根据需要在一跨或者多跨上布置，一跨布置时，一般在中间跨布置，以保证刚度中心位置。支撑一般做成铰接，按压杆或者拉杆设计，在地震烈度较高地区的，或者风荷载较大情况下，为了保证稳定性，多按压杆设计。

支撑充分利用了杆件的轴心受力特性，使住宅全部构件实现了工厂化生产，是钢结构住宅产业化发展的重要方向。

2 优缺点评价

钢框架-支撑结构体系的优点：

(1) 支撑多为轴心受力，充分利用钢材质轻高强的性能，节约钢材；(2) 支撑可提高结构的承载能力，提高框架的整体稳定性，增大结构的侧向刚度；(3) 该结构体系采用全钢构件，便于工厂化生产；(4) 减少了现场的湿作业，降低了噪音和环境污染；(5) 全钢体系可循环利用，经济环保。

缺点：

(1) 钢支撑一般在住宅外面，影响住宅的立面美观；(2) 支撑的存在影响门窗洞口的位置布置，给住宅布局带来不便；(3) 住宅的层高低，构件节间尺寸小，导致支撑构件及节点数量较多，节点为框架梁、框架柱、钢支撑三种构件的连接，构造复杂；(4) 传力路线长，抗侧效果差；(5) 该结构体系由于支撑的不规则墙体只能采用砌筑。

该结构体系适用于建造多层、中高层、超高层钢结构住宅。

3 应用举例

樱花园4号楼。该楼共6层，建筑面积1200m2，1层为商店，层高3.9m，2～6层为住宅，层高2.8m，该工程采用钢框架一支撑结构，框架梁、柱均为Q345H型钢，楼板采用组合楼板，外墙为200mm厚的蒸压轻质加汽混凝土板，内墙采用75mm厚的蒸压轻质加气混凝土板，主体结构的用钢量为35 kg/m2，综合造价为1090元/m2，工期8个月，结构的支撑形式如图3-2、3-3所示：

图2结构的竖向支撑示意图 图3结构的支撑平面示意图

五 交错桁架结构体系

1 结构体系分析

交错桁架结构体系中的钢杆件全部受轴力作用，杆件材料的性能得到充分发挥，但交错桁架结构体系的腹杆较多，对住宅室内的布置不利。该结构体系由柱子、钢桁架和楼面板组成，柱子沿房屋周边布置，桁架在相邻柱子上下层交错布置，桁架高度等于层高，中间无柱，满足建筑上大开间的要求，便于住宅的自由布置。

该结构体系的受力特点是：竖向荷载主要由柱子承担，水平荷载通过楼面板传到相邻桁架的斜腹杆上，经斜腹杆或底层支撑传至基础。该结构体系采用小柱距和短跨楼板，楼板厚度小，结构自重轻，整体刚度大，用钢量可比框架结构减少30%～40% [24]。

2 优缺点评价

交错桁架结构体系的优点：(1) 该结构体系的桁架杆件以承受轴力为主，充分利用了钢材的轻质高强性能；(2) 桁架整体刚度大，侧向位移小；(3) 抗震性能好，结构采用小柱距和短跨楼板，楼板厚度小，自重轻，造价低；(4) 工业化程度高，全部构件在工厂加工制作，现场安装，施工周期短。

交错桁架结构体系的缺点：

(1) 该结构体系在大震作用下，结构的抗震性能差，腹杆构件提前屈曲或较早出现非弹性变形，造成承载力和刚度突然减小导致结构破坏；(2) 住宅的结构层高较低，交错桁架构件节间尺寸较小，导致构件及节点数量均较多，构造复杂，不稳定因素增加；(3) 国内外的技术和经验还不成熟。

该结构体系主要用于15～20层的高层住宅。

六 轻钢龙骨结构体系

1 结构体系分析

轻钢龙骨结构体系分为两类：一类由冷弯薄壁型钢组成的龙骨体系，它的梁柱由双C或四C槽钢组成，其他构件采用薄钢板冷弯成C型、Z型，C型、Z型构件可单独使用，也可组合使用。冷弯薄壁型钢组成的龙骨体系， 钢板厚度较薄，一般仅用1.0～2.2mm，自重约为普通钢结构的1/2～1/3，材料的屈服强度因其冷弯效应而提高，截面中受压板件的承载力高，截面积小，用钢量小。另一类由小型热轧型钢组成的龙骨结构体系，由柱、梁、地龙骨和天龙骨、腰支撑和斜支撑以及各种配套的扣件、加劲件组成，构件之间用自攻螺钉来连接，梁柱构件厚度在1～3mm之间，柱子的最大跨度可达到9m[25]。

轻钢龙骨结构体系的钢材的强度指标是30～50KSI（230～340N/mm2），应用最多的是33KSI，与我国Q235钢材的强度接近。轻钢龙骨的截面分为两类：C型槽钢以及C型立龙骨，截面宽度60～360mm。轻钢龙骨结构体系的外墙和楼板均采用防腐的高强冷轧或冷弯镀锌钢板制作，防腐性能好[22]。

该结构体系荷载的传递方式为：柱子与上下龙骨及支撑或隔板组成受力墙壁，竖向力由楼面梁传至墙壁的龙骨，再通过柱子传至基础，水平力由楼板传至承重墙再传至基础。

2 优缺点评价

轻钢龙骨结构体系的优点：(1) 自重轻，相当于砖混结构的1/4～1/6；(2) 基础设计简单；(3) 结构构件截面尺寸小，可隐藏到墙体内部，实用美观；(4) 楼板采用轻钢龙骨体系，上覆刨花板及楼面面层，下设石膏板吊顶，既方便管线的布置，又满足了隔声要求；(5) 工业化程度高，梁柱板构件均在工厂进行加工制作、现场组装，施工速度快、效率高、质量有保证；(6) 布局灵活，净实用面积大。

轻钢龙骨结构体系的缺点：(1) 构件尺寸小，结构体系的抗侧力刚度小，整体稳定性差；(2) 梁柱铰接，抗震性能差；(3) 国内冷弯型钢品种少；(4) 该结构体系成本较高。

该结构体系一般适应于2～3层的低层钢结构住宅，特别是别墅建筑。

3 应用举例

早在1986年，我国引进意大利的整体钢结构住宅就采用了冷弯C型钢。该工程主体结构为3层，建筑面积180m2，柱子采用H型钢H140×140× 7×11，主梁采用大断面冷弯型钢C280×80×30×5，次梁采用C180×80×25×5，支撑采用角钢L75×6。该工程由10人40天建成，钢骨架安装仅用3天。

七 钢结构住宅结构体系优选

对于钢结构住宅结构体系的选择, 不能限定于某一种特定的结构体系，要根据建筑级别、平面、立面、高度的要求，场地条件、抗震类别等灵活选择, 充分利用不同的抗侧力结构体系，最大限度的满足钢结构住宅在标准化的基础上实现多样化。

1 结构选择的影响因素：

场地类别，主要包括场地的地物地貌、周围环境、气象条件、水文条件、地质条件、自然灾害情况等特点；住宅建筑的级别及抗震设防等级；住宅建筑的方案特征，包括建筑的高度、高宽比、长宽比以及体型；住宅的施工质量、工期要求等；居民的经济支付能力。

2 结构体系优选

低层住宅包括别墅：一般采用轻钢龙骨结构体系或钢框架结构体系，该结构体系的构件为全钢构件，易于实现工厂化生产，现场组装速度快，钢材用量低，是我国住宅产业化的发展方向之一。

多、高层钢结构住宅：优选钢框架—支撑结构体系，该结构体系属于全钢构件体系，所有构件都可以实现工厂化生产，现场组装，避免了现场浇捣混凝土、混凝土与钢框架的公差不一致、混凝土在施工中误差大、不易达到较高精度等问题。

按住宅的层数划分，设计者在设计时根据工程的实际情况采用下列相应的结构体系，以达到技术可行、经济合理的目的：

3层及3层以下的低层住宅及别墅采用轻钢龙骨结构体系；4～6层多层住宅：钢框架体系、钢框架—支撑体系、板柱—支撑体系；7～12层中高层住宅：钢框架—支撑体系、钢框架体系、钢框架—混凝土剪力墙体系；13～30层高层住宅建筑：钢框架—支撑体系、钢框架—钢骨混凝土核心筒体系、钢框架—钢板剪力墙体系、钢框架—内藏钢板支撑混凝土剪力墙体系、预制混凝土剪力墙体系。

参考文献：

[1] 王珑，陈良．钢结构住宅结构体系概述[J].青岛理工大学学报.2007年第1期.7～9

[2] 刘晓，王兵，阎东．国外低层钢结构住宅结构体系分析[J].沈阳大学学报.2005年第2期.11～14

篇8

【关键词】 混凝土结构加固；钢结构加固

一、钢筋混凝土结构加固方法

在建筑工程中，各种类型的钢筋混凝土结构，其构造是复杂多样的，钢筋混凝土结构的变更、追加、加固也成为很平常的问题，通过工程实践及设计经验。

1、碳纤维加固法

工程实践和试验研究表明：采用碳纤维对钢筋混凝土柱进行抗震加固；可以有效约束混凝土的变形，增强耗能能力，从而使其承载能力及延性能力有很大的提高，可取得良好的抗震加固效果。碳纤维片材由于其强度高，弹性模量大，用于横向包裹钢筋混凝土柱时，可以有效提高柱的承载能力和延性性能，其作用机理体现在两个方面：一方面，碳纤维片材横向包裹，其作用类似受剪钢筋，协同钢筋承受剪力。由于碳纤维的抗拉强度远远大于钢筋的抗拉强度，相当于配筋率大大提高，使其抗剪承载力得以显著提高，斜裂缝出现以后构件的变形性能也得以明显改善；另一方面，横向包裹碳纤维，还会对其内部的混凝土起到有效的约束作用，当受压区混凝土达到峰值应力后，具横向膨胀变形急剧增大，碳纤维环向应变显著增大，环向约束力增大，这就使得混凝土应力—应变曲线的下降变得平缓，极限压应变得以提高，因而推迟了受压区混凝土的破坏过程，充分发挥了纵向钢筋的塑性变形性能，显著改善构件的延性。

2、粘贴钢板加固法

用结构胶把钢板粘贴在构件外部以提高结构承载力和满足正常使用的加固方法。与传统加固方法比较，它有以下特点：（1）施工工艺简单，只需对被加固构件的表面进行处理，用建筑结构胶将钢板与之牢固地粘结成一个整体，使钢板和原构件很好地共同工作。（2）加固施工所需的场地、空间都不很大，且钢板粘贴在已开裂构件上一般2d即可受力使用，对生产和生活影响很小，特别适用于应急的加固工程。（3）粘钢加固所用的钢板厚度，一般为2mm～6mm，所以，加固后不影响结构外观，重量增加也不多。（4）加固效果比较明显。

3、化学植筋技术

植筋技术是运用高强度的化学粘合剂，使钢筋、螺杆等与混凝土产生握裹力，从而达到预期效果。施工后产生高负荷承载力，不易产生移位、拔出，并且密实性能良好，无需做任何防水处理。由于其通过化学粘合固定不但对基材不会产生膨胀破坏，而且对结构有补强作用，施工简便迅速安全并符合环保要求，是建筑工程中钢筋混凝土结构变更，加固的最有效的方法。它可以应用在各类建筑结构增建、变更等预留钢筋锚定中，还可以用于横梁、柱头、楼板、剪力墙等加固预留钢筋锚定中，也可用于各类钢结构、机械设备等的螺杆锚定中。它主要的技术特点就是：（1）具有高的承载力（剪力、拉力）。（2）对固定的基材不产生膨胀力，适宜边距、间距小的部位。（3）施工简便，时间短。

4、注浆加固法

注浆加固法主要是针对钢筋混凝土结构物由于各种原因产生的各种裂缝，采用环氧树脂类粘合剂及密封剂灌浆加固修补，在不影响生产运营的情况下可以达到预期的强度，延长结构的使用寿命，施工快捷，加固效果安全可靠。它的特点是：（1）采用慢速，附压延续灌浆，可以确保树脂注入裂缝细微部位。（2）可以控制注入量，必要时可以补充灌浆料。（3）可根据裂缝大小，注入状况的需要，调整压力。（4）注入量和注入情形可以目视观察。这种技术主要应用范围：混凝土建筑物裂缝的修补，各种构筑物的修补以及桥梁、铁路的附属构件如桥墩、桥面、等的修补。

5、增大加固法

增大加固法是指在原受弯构件的上面或下面浇一层新的混凝土并补加相应的钢筋，以提高原构件承载力的方法，是工程中常用的一种加固方法。补浇的混凝土处在变拉区时，对补加的钢筋起到粘结和保护作用，当补浇层混凝土在受拉区时，增加了构件的有效高度，从而提高了构件的抗弯、抗剪承载力，并增加了构件的刚度，因此其加固效果也是很显著的。实际工程中，在受拉区补浇混凝土层的情况较多，原配筋率较低，其混凝土变压区高度较小，因此在受拉区补加纵向钢筋并浇混凝土是提高该梁抗弯承载力的有效方法。

二、钢结构加固方法：

1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法；

改变结构计算图形的一般加固方法：

（1）对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固：

A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；

B、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；

C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；

D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷；

E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

（2）对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：

A、改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；

B、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；

C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；

D、调整连续结构的支座位置；

E、将结构变为撑杆式结构；

F、施加预应力。

（3） 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固：

A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构；

B、加设预应力拉杆。

2、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

4、裂纹的修复与加固

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【关键词】刚架；檩条；屋盖支撑；柱间支撑；系杆

1 门式刚架轻型房屋钢结构的组成：

主要由四大部分组成：

主结构――刚架，吊车梁；

次结构――檩条，墙架柱及抗风柱；

支撑结构――屋盖支撑，柱间支撑，系杆；

围护结构――屋面（屋面板、采光板、通风器等），墙面（墙板、门、窗等）

2 门式刚架轻型房屋钢结构的技术特点：

与传统的单层房屋相比，这种结构有如下一些特点：

2.1 轻。

2.2 采用压型钢板作围护面板（屋面板，墙面板）将产生对结构有利的蒙皮效应，从而提高刚架结构的整体刚度，有效减小结构的实际位移。

2.3 刚架采用变截面，基本上按弯矩图形的变化以及施工方便来改变腹板高度和厚度以及翼缘尺寸，充分做到材尽其用。

2.4 由于刚架构件轻，可以采用平板柱脚以及考虑这种平板柱脚对刚架柱的嵌固作用，支撑也可以做得很轻便。

2.5 结构构件可全部在工厂制作，工业化程度高。

2.6 构件单元之间用端板连接，延性好，加之自重轻以及屋面蒙皮作用，对抗震有利。

由以上特点，这种结构体系用钢省，造价低，制作简便，安装快捷，施工周期短，商品化程度高，而且其适用性广，造型美观，在建筑市场上具有很强的竞争力。但因其轻，对于风载较大或者房屋较高时，必须特别注意风载作用下的连接设计与施工。

3 结构形式和布置

3.1 CECS102:2002不推荐多脊多坡

图（一）中作了多脊多坡与单脊双坡房屋的比较，显然，在其它条件都相同的情况下，屋脊两侧各需一根檩条，而内天沟两侧亦各需一根檩条，因此，多一个屋脊就需要多一根檩条；多一个内天沟也需要多一根檩条，同时也增加内天沟和落水管、室内排水沟的用料，设置内天沟还容易因积水、积雪而加大荷载，甚至导致渗漏。如果因为室内排水沟淤塞需要疏通，还将影响正常使用，多脊多坡不等高刚架上述问题更严重，应尽可能不采用。不过，当跨度较大，由位移控制设计时，可能要增加刚架的用钢量，此时还是以多脊多坡可能较为有利。

3.2 中柱采用摇摆柱的数量限制

风荷载不很大且房屋并不特别高时，为减少刚架用钢量，多跨刚架中间柱可采用两端均为铰接的摇摆柱，但两根与梁刚接的柱之间摆柱的数量不宜超过三根，见图（二）。

3.3 刚架的合理间距

刚架的用钢量一般说来随其间距的增大而减小，但吊车梁、檩条、墙梁的用钢量则随刚架间距的增大而增大。对于无桥式吊车的单层门式刚架轻型房屋，刚架间距以6m~9m为宜；当没有悬挂荷载或悬挂荷载不挂在檩条上，或采用高频焊接轻型H型钢檩条，或采用格构式檩条时，刚架间距可做到12m，此时侧墙宜设墙架柱；通常，大跨度刚架宜采用大间距，跨度与间距的比一般以3.5~5为宜。对于有10吨以上吊车或较大的悬挂荷载的单层门式刚架轻型房屋，刚架间距以6m为宜。

3.4 檩条

门式刚架中多采用实腹式檩条，有普通型钢和冷弯薄壁型钢两种，其截面形式如图（三）所示。

（a）热轧槽钢檩条

（b）热轧工字钢檩条

（c）高频焊接轻型H型钢檩条

（d）冷弯薄壁卷边槽钢檩条

（e）冷弯薄壁直卷边Z型檩条

（f）冷弯薄壁斜卷边Z型檩条

门式刚架轻型房屋钢结构中常用的为后三种实腹式檩条。

檩条是作为受弯构件承受屋盖板传来的荷载，檩条的结构型式主要有三种：简支梁模式、连续梁模式、多跨静定梁模式。近几年在各大工程中应用比较广泛的为连续梁模式，连续梁模式比简支梁模式能节约钢材10%左右。

檩条的稳定问题主要靠屋面板和拉条对其形成侧向约束，从而防止其弯扭失稳。拉条设置原则为：檩条的跨度小于4m时，可不设拉条；当其跨度大于4m不大于6m时，可仅在跨中设一道拉条；当其跨度大于6m不大于9m时，可在跨度三分点处各设一道拉条；当其跨度大于9m时，可沿跨度均匀布置三道拉条。另外，在檐口及屋脊处需同时设置斜拉条和撑杆。

3.5 支撑

门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑。圆钢与构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°。当设有起重量不小于5吨的桥式吊车时，柱间采用型钢支撑，且在温度区段端部吊车梁以下不宜设置柱间刚性支撑。当不允许设置交叉柱间支撑时，可设置其它形式的支撑；当不允许设置任何支撑时，可设置纵向刚架。在设置柱间支撑的开间，同时设置屋盖横向支撑，以组成几何不变体系。

参考文献

[1]冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002） 2003.

篇10

关键词：钢结构；厂房；设计；

Abstract: as the steel structure plant has the construction speed is quick, seismic performance is good, high bearing capacity, strong overall rigidity etc, and so with the development of economy, more and more get of general application and promotion, yet at the same time, because by steel as materials, the application of time also is a short, hard to avoid has many defects and deficiencies, in this paper, the steel structure workshop design application in the article.

Keywords: steel structure; Workshop; Design;

中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：

引言

随着经济社会不断发展，人们对建筑建设的要求也在不断提高，如不仅要满足施工速度，还要求具有很好的环保性、灵活性和抗震性等。同时随着各种工艺技术也在不断进步。钢结构厂房在这方面就很好的凸显了其优越性，不断获得普遍的推广和使用。

一、钢结构厂房的优越性及其特点

（一）钢结构厂房具有施工速度快，安装极其方便的优点。

由于钢结构构件可以工厂化批量化生产，同时采用设备下料、焊接、开孔，并作表面处理，可极大的方便现场拼装施工，大大缩短了施工的周期。

（二）由于钢结构厂房体系使用的材料具有强度高、投资低等特点，所以钢结构厂房拆迁也方便，可多次回收利用，大大节约了材料消耗，环保性好，结构寿命使用长。而且节省了制模工序，属于环保型绿色建筑体系。

（三）钢结构相对于混凝土结构主要优势在重量上，这也可以大大减轻地基的负载，而且混凝土结构建筑工艺复杂，防震程度低，钢结构体系都可以有效弥补这些不足。

二、钢结构厂房设计的特点

钢结构厂房是指采用钢板和热扎、冷弯或焊接型材，通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的国际流行的门式刚架轻钢结构体系形式。

门式刚架钢结构厂房在国内技术成熟，受到用户普遍接受和认可，成为目前国内发展速度最快的一种钢结构形式。门式刚架钢结构厂房可以做成大跨度，大空间，便于内部灵活布置和使用。（钢结构厂房采用门式刚架体系其单跨度甚至可达到80米。多跨可达到180米甚至跨度更大）钢结构厂房主要是用在不承受大载荷的承重建筑。采用轻型H型钢（焊接或轧制；变截面或等截面）做成门形刚架支承，C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条和墙梁，压型钢板或轻质夹芯板作屋面、墙面围护结构，采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料组装起来的门式刚架钢结构体系。

钢结构厂房在全球范围内，特别是在发达国家和地区钢结构建筑工程领域中得到更合理、广泛的应用。钢结构厂房可广泛应用于工业厂房，净化车间，仓储库房，超市，会馆展厅。

钢结构厂房设计特点：钢结构厂房自重轻，强度大，跨度大，空间大。设计先进，采用最先进的设计方法，充分发挥钢材抗震性好、抗冲击性好、刚性好、变形能力强的特点。而且还可以重复再利用，可以节约大量钢材。结构新颖、简洁、轻巧，占用面积小，使用面积大，有效扩大了建筑物的内部空间，彩钢夹芯复合板，金属压型板等新型墙体屋面材料围护，更显示出建筑的时代感。安装快捷，构件标准，制作精良，施工安装简便、快捷、安全

三、钢结构厂房结构设计要点

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。

（一）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~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。

（二）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。钢筋棍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。

（三）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。

四、钢结构厂房设计应注意的重要方面

（一）钢结构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。在钢结构厂房的设计期间，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。

（二）对钢结构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。

（三）钢结构厂房耐热能力设计的重要性

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。

（四）钢结构厂房抗震性设计的重点

在对钢结构厂房做抗震设计时应注意：首先，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，但是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，给安全造成威肋，同时还要多采用刚架和横向结构，利用钢结构的受力性来减少横向结构变形。

其次，在建设过程中要充分考虑杠杆失稳的问题，钢结构在强度上可以充分满足建设需要，所以要在支撑系统上多做文章，提高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、结束语

总而言之，在钢结构厂房设计的过程中，我们应严格按照和采用相关的设计标准，同时随着钢结构设计技术的日趋成熟，设计师也要紧跟时代步伐，坚持与时俱进。只有这样，才能设计出结构合理，经济环保的钢结构厂房，满足经济建设发展的要求。

【参考文献】

[1]刘荣来.钢结构厂房设计技术总结.内蒙古煤炭经济.2011-03-15