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篇（1）

Abstract: This paper combine with the new portal frame light house steel technical regulations discussed portal frame design in a number of issues.Key words: building construction; portal frame structure; design

中圖分類(lèi)號(hào)：TU209 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2012）

門(mén)式剛架輕型房屋自重輕，用鋼省，造價(jià)低；抗震性能好，在抗震設(shè)防烈度為7度及以下地區(qū)不考慮抗震設(shè)計(jì)；可跨越較大跨度；制作簡(jiǎn)單，施工周期短且不需要大型施工機(jī)具；形式美觀有現(xiàn)代感，能充分滿(mǎn)足使用要求。廣泛應(yīng)用于具有輕型屋蓋和輕型外墻；剛架跨度不大于36米，檐口高度不大于15米；無(wú)吊車(chē)或起重量不大于20噸的A1~A5工作級(jí)別吊車(chē)的單層房屋鋼結(jié)構(gòu)。

1. 門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)平面布置

1.1門(mén)式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)的溫度區(qū)段長(zhǎng)度：縱向溫度區(qū)段不大于300米；橫向溫度區(qū)段不大于150米。

當(dāng)需要設(shè)置橫向伸縮縫時(shí)，可用兩種做法：一種簡(jiǎn)單但比較昂貴的處理辦法是在伸縮縫處采用雙剛架，剛架的間距以保證柱腳底板不相碰為依據(jù)。以雙剛架為界，結(jié)構(gòu)兩邊各自具有獨(dú)立的檁條、支撐和維護(hù)板系統(tǒng)，其中屋面板和墻面板使用可伸縮的連接件相連。在縱向伸縮縫處需要設(shè)置防火墻的情況下，這種處理方法是必須的。

另一種方法較為經(jīng)濟(jì)，具體辦法是：在伸縮縫處只設(shè)置一榀剛架，而在伸縮縫處的檁條上，設(shè)置橢圓長(zhǎng)孔來(lái)吸收該點(diǎn)的熱位移。

1.2單層門(mén)式剛架的跨度，一般情況下以跨度為21~30米時(shí)比較經(jīng)濟(jì)。

1.3剛架的合理間距

剛架的用鋼量一般來(lái)說(shuō)隨其間距額度增大而減小，但吊車(chē)梁，檁條，墻梁的用鋼量則隨剛架間距的增大而增大。對(duì)于無(wú)橋式吊車(chē)的單層門(mén)式剛架輕型房屋，剛架間距以6~9米為宜；通常，大跨度剛架宜采用大間距，跨度與間距的比一般以3.5~5為宜。對(duì)于有10噸以上吊車(chē)或較大的懸掛荷載的單層門(mén)式剛架輕型房屋，剛架間距以6米為宜。

2.門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)形式

2.1在門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)體系中，屋蓋宜采用壓型鋼板屋面板和冷彎薄壁型鋼檁條，主剛架可采用變截面實(shí)腹剛架，外墻宜采用壓型鋼板墻面和冷彎薄壁型鋼墻梁。住剛架斜梁下翼緣和剛架柱內(nèi)翼緣出平面的穩(wěn)定性，由與檁條和墻梁相連接的隅撐來(lái)保證。主剛架間的交叉支撐可采用張緊的圓鋼。

2.2根據(jù)跨度，高度和荷載不同，門(mén)式剛架的梁，柱可采用變截面或等截面實(shí)腹焊接工字形單軸對(duì)稱(chēng)或雙軸對(duì)稱(chēng)截面或軋制H形截面。設(shè)有橋式吊車(chē)時(shí)，柱宜采用等截面構(gòu)件。變截面構(gòu)件通常改變腹板的高度做成楔形。結(jié)構(gòu)構(gòu)件在一個(gè)安裝單元內(nèi)一般不改變翼緣截面，當(dāng)必要時(shí)，可改變翼緣厚度；鄰接的運(yùn)輸單元可采用不同的翼緣截面，兩單元相鄰截面高度宜相等。

2.3門(mén)式剛架的柱腳多鉸接支承設(shè)計(jì)，通常為平板支座，設(shè)一對(duì)或兩對(duì)地腳錨栓。當(dāng)用于工業(yè)廠房且有5噸以上橋式吊車(chē)時(shí)，宜將柱腳設(shè)計(jì)成剛接。對(duì)于有橋式吊車(chē)的房屋，中柱不宜采用搖擺柱。

2.4門(mén)式剛架輕型房屋屋面坡度宜取1/8~1/20，在雨水較多的地區(qū)宜取較大值。

3. 基礎(chǔ)形式的選擇

基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)建筑物所在地的工程地質(zhì)情況和建筑物上部結(jié)構(gòu)型式等幾個(gè)方面綜合考慮，對(duì)于輕鋼結(jié)構(gòu)而言，由于柱網(wǎng)尺寸較大，又上部結(jié)構(gòu)傳至柱腳的內(nèi)力較小，一般以獨(dú)立基礎(chǔ)為主。若地質(zhì)條件較差，可考慮采用條形基礎(chǔ)，遇到不良地質(zhì)情況，可考慮采用樁基礎(chǔ)。鋼架柱腳在地面以下的部分應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)較低的混凝土包裹（C15、C20混凝土即可，保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm），并應(yīng)使包裹的混凝土高出地面不小于150mm。當(dāng)柱腳底面在地面以上時(shí)，柱腳底面應(yīng)高出地面不小于100mm。鋼架柱腳與基礎(chǔ)連接的預(yù)埋螺栓不應(yīng)采用冷拔鋼筋，應(yīng)采用Q235鋼或Q345鋼。錨栓的直徑不宜小于24mm，且應(yīng)采用雙螺帽。

4. 支撐體系的布置

在每個(gè)溫度區(qū)段或分區(qū)建設(shè)的區(qū)段中，應(yīng)分別設(shè)置能獨(dú)立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系。

柱間支撐宜于屋蓋橫向水平支撐布置在同一開(kāi)間，以組成幾何不變體系。如不能布置在同一開(kāi)間，則應(yīng)加設(shè)剛性系桿傳力。各道支撐的間距，當(dāng)無(wú)吊車(chē)時(shí)宜取30~45米。有吊車(chē)時(shí)，可在適當(dāng)加大支撐間距的同時(shí)提高支撐的剛度，一般宜設(shè)在溫度區(qū)段中部，或當(dāng)溫度區(qū)段較長(zhǎng)時(shí)設(shè)在三分點(diǎn)處，且間距不宜大于60米。

當(dāng)建筑寬度大于60米時(shí)，在內(nèi)柱列宜適當(dāng)增加柱間支撐，當(dāng)不能設(shè)置交叉支撐時(shí)，可設(shè)置縱向剛架或剛架式門(mén)式支撐。

當(dāng)有駕駛室的吊車(chē)噸位大于15噸時(shí)，應(yīng)在屋蓋邊緣設(shè)置縱向水平支撐。

當(dāng)無(wú)吊車(chē)且檐口高度不大于9米時(shí)，宜僅設(shè)單層柱間支撐；當(dāng)檐口高度大于9米時(shí)，可根據(jù)支撐的夾角設(shè)置雙層柱間支撐。交叉支撐與水平夾角以45度為佳，不宜大于55度。有吊車(chē)時(shí)，應(yīng)以吊車(chē)梁兼做縱向系桿設(shè)置上下兩層柱間支撐，端開(kāi)間可不設(shè)置下層支撐以減少吊車(chē)梁的溫度應(yīng)力。所有橫向支撐縱向支撐均應(yīng)與屋蓋梁天窗架等構(gòu)件及縱向桿系組成幾何不變的桁架形式。

5. 鋼材質(zhì)量等級(jí)和焊縫質(zhì)量等級(jí)

門(mén)式剛架、吊車(chē)梁和焊接的檁條、墻梁等構(gòu)件宜采用Q235B、Q345B及以上等級(jí)的碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，質(zhì)量等級(jí)為A級(jí)的鋼材不適宜做焊接連接的構(gòu)件。原因是這種類(lèi)型的鋼材不保證焊接要求的含碳量限值，不保證沖擊韌性和延性。比如檁條，不焊接，用普通螺栓連接，可采用Q235A。根據(jù)構(gòu)件的重要性和受力性能及焊縫的受力情況確定焊縫等級(jí)。通常板材的等強(qiáng)對(duì)接焊縫(梁柱端板的對(duì)接焊縫)、梁上受拉、受彎的對(duì)接焊縫應(yīng)采用剖口全熔透對(duì)接焊縫，其焊縫質(zhì)量等級(jí)為一、二級(jí)，其它角焊縫因其應(yīng)力集中較嚴(yán)重，內(nèi)部探傷困難，其質(zhì)量等級(jí)一般只能是三級(jí)。

6. 梁柱連接節(jié)點(diǎn)

少數(shù)設(shè)計(jì)的門(mén)式剛架，想節(jié)省鋼材，采用鋼筋混凝土柱和輕鋼斜梁組成，但混凝土是一種脆性材料，雖然構(gòu)件可以通過(guò)配筋承受彎矩和剪力，但在連接部位，它的抗拉、抗沖切的性能很差，在外力作用下很容易松動(dòng)和破壞。所以此時(shí)梁柱只能鉸接，不能剛接。有些設(shè)計(jì)，在門(mén)式剛架設(shè)計(jì)好之后，又根據(jù)業(yè)主要求將鋼柱換成砼柱，而梁截面不變,是不可行的。由于連接不同，構(gòu)件內(nèi)力也不同，有的工程斜梁很細(xì)，就是這個(gè)原因造成的。

門(mén)式剛架斜梁與柱的連接，可采用端板豎放、端板橫放和端板斜放三種形式。端板豎放適用于局部等截面柱。當(dāng)豎向荷載起控制作用時(shí)，將端板橫放可減少節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)剪力，同時(shí)充分利用柱的壓力對(duì)節(jié)點(diǎn)受力的有力作用。如果節(jié)點(diǎn)彎矩很大，可采用端板斜放形式，加長(zhǎng)抗彎連接的力臂，有利于布置螺栓。端板拼接連接形式有外伸式和平齊式兩種情況，端板外伸式節(jié)點(diǎn)受力合理，承載力高于平齊式節(jié)點(diǎn)，因此應(yīng)盡量采取外伸式端板連接，同時(shí)應(yīng)在結(jié)點(diǎn)板外伸部分設(shè)置加勁肋，使靠近受拉翼緣兩側(cè)的螺栓受力均勻，接近一致，提高節(jié)點(diǎn)的抗剪能力，有效減少節(jié)點(diǎn)板的變形。

7. 拉條和撐桿

篇（2）

中圖分類(lèi)號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言

在進(jìn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，會(huì)受到很多因素的影響，建筑鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要滿(mǎn)足建筑的要求，不能對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行破壞，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍也是建筑設(shè)計(jì)的上限，就是建筑設(shè)計(jì)不能超出鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍，在安全和合理方面要達(dá)到要求，建筑設(shè)計(jì)是否能夠得到實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

一、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的原則

1. 保證結(jié)構(gòu)的整體性。鋼結(jié)構(gòu)的整體性，能保障建筑耐用的年限增加，且殘值率為 0. 2，設(shè)計(jì)者必須明確各類(lèi)外力從作用點(diǎn)到基礎(chǔ)的傳遞路徑和傳遞過(guò)程產(chǎn)生的效應(yīng)，有關(guān)構(gòu)件如何既分工又協(xié)同的工作。

2.設(shè)計(jì)必須體現(xiàn)計(jì)算和構(gòu)造的一致性。根據(jù)房屋建筑的荷載特點(diǎn)及其力學(xué)行為，尤其是對(duì)地震荷載的反應(yīng)，都要達(dá)到預(yù)期的效果。

3.鋼結(jié)構(gòu)住宅一般不超過(guò) 12 層，否則不規(guī)則的布置在地震時(shí)容易遭到損壞。

二、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

1.鋼結(jié)構(gòu)的選型和布置

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)體系一般分為四類(lèi)，通常情況下是根據(jù)其側(cè)力不同來(lái)劃分的。在實(shí)際的工作中，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是概念設(shè)計(jì)，應(yīng)該綜合考慮建筑的條件、荷載能力、使用功能、制作安裝、材料使用等影響因素，選擇抗震或抗火性能良好的切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)體系。還要通過(guò)鋼材結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)、細(xì)節(jié)、力學(xué)關(guān)系的對(duì)比來(lái)實(shí)際考察。另外，鋼結(jié)構(gòu)的布置要依據(jù)體系的特點(diǎn)以及具體使用情況和性質(zhì)綜合考慮。通常情況下，既要保證鋼結(jié)構(gòu)的剛度，又要確保鋼結(jié)構(gòu)的受力分布均勻，還要最大限度減少建筑的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，保證各層的抗側(cè)力強(qiáng)度。在施工的時(shí)候，要滿(mǎn)足建筑的各項(xiàng)使用功能和要求。

2. 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已大量運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，市面上針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的商用軟件也涌現(xiàn)了很多。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員通過(guò)軟件對(duì)荷載進(jìn)行布置，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算則交由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。在進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算的時(shí)候，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常的做法是將結(jié)構(gòu)的標(biāo)高按一定規(guī)范轉(zhuǎn)化成相應(yīng)荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)，其余部分計(jì)算也是交由計(jì)算機(jī)完成。

2.1目前，隨著科技的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究有了較大進(jìn)展，但是仍然存在一些問(wèn)題

1）目前，在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究中，用的最廣泛的工具為梁-柱單元理論，但該理論難以表現(xiàn)軸力的大小跟彎矩的耦合效應(yīng)。為此，有學(xué)者致力于該理論的修正工作。

2）在進(jìn)行大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常采取的做法是把整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定統(tǒng)一考慮，取穩(wěn)定安全系數(shù)。在這一做法中，沒(méi)有反應(yīng)整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的內(nèi)在聯(lián)系。設(shè)計(jì)者不能知其然而不知其所以然，對(duì)于這些影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素要搞清來(lái)源，要了解其分類(lèi)。

3）物理、幾何不確定性。包括極限應(yīng)力、材料的彈性模量、切變模量等；構(gòu)件的長(zhǎng)寬比、截面形狀、受力狀態(tài)、截面面積和尺寸。

4）統(tǒng)計(jì)的不確定性。統(tǒng)計(jì)原理基于大量的數(shù)據(jù)支撐，從而建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)函數(shù)模型。由于工程中數(shù)據(jù)的獲得存在一定難度，就會(huì)導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)信息的缺乏，產(chǎn)生不確定性。

5）模型的不確定性。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分析之前，需要在相應(yīng)的假設(shè)基礎(chǔ)上，利用邊界條件等條件建立數(shù)學(xué)模型。由于前提假設(shè)的缺陷和人類(lèi)現(xiàn)階段理論的不完整性，往往造成所建立的模型存在不確定性。

以上所述都是影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的隨機(jī)因素，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展離不開(kāi)我們對(duì)這些因素的研究。

2.2鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

1）受彎鋼構(gòu)件的板件局部穩(wěn)定，可以通過(guò)幾種方式實(shí)現(xiàn)：①限制板件寬厚比，在發(fā)生屈曲破壞前使構(gòu)件達(dá)到極限承載力；②使板件在構(gòu)件發(fā)生破壞前發(fā)生屈曲破壞，在利用其屈曲后的狀態(tài)來(lái)提高整個(gè)構(gòu)件的承載能力；③對(duì)量的局部失穩(wěn)情況，通過(guò)設(shè)置加筋肋加以解決。

2）軸心受壓構(gòu)件和壓彎構(gòu)件局部穩(wěn)定的控制方式。翼緣尺寸和腹板高度要做好計(jì)算，以此控制軸心受壓構(gòu)件和壓彎構(gòu)件局部穩(wěn)定；若遇到圓管截面的受壓構(gòu)件，則可以通過(guò)控制外徑與壁厚之比來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.樓面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在建筑施工中，使用的施工材料不同，會(huì)導(dǎo)致建筑在使用的時(shí)候也是不同的，鋼結(jié)構(gòu)的房屋和混凝土結(jié)構(gòu)的房屋在溫度伸縮縫區(qū)段長(zhǎng)度上是有很大的差別的。通常混凝土結(jié)構(gòu)的溫度伸縮縫是較短的。鋼結(jié)構(gòu)框架的房屋在進(jìn)行樓板施工的時(shí)候，通常會(huì)采用現(xiàn)澆混凝土施工的方式來(lái)進(jìn)行施工，這樣是為了避免在施工中出現(xiàn)樓板開(kāi)裂的情況，在進(jìn)行施工的時(shí)候可以在混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)留溫度伸縮縫。在進(jìn)行施工的時(shí)候，采用設(shè)置后澆帶施工也是可以減小混凝土溫度變化出現(xiàn)裂縫的有效措施。在樓板施工中使用壓型鋼板進(jìn)行施工也是可以的，但是一定要滿(mǎn)足構(gòu)造的要求，同時(shí)在鋼梁上要進(jìn)行焊接。同時(shí)在進(jìn)行施工時(shí)，連接措施也是保證混凝土和壓型鋼板可以順利進(jìn)行施工的重要保證。在進(jìn)行施工的時(shí)候，很多的壓型鋼板在規(guī)格上具有一定的限制，因此在施工中要根據(jù)施工的具體情況來(lái)決定是否使用。

4.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的計(jì)算

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，通常是將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分開(kāi)來(lái)計(jì)算的。在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，要先假定網(wǎng)架支座的剛度是無(wú)窮大的，而且要假定所有的支座在剛度上都是相同的，然后進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)的計(jì)算。但是在實(shí)際的工作中，下部結(jié)構(gòu)的形式通常都是以住或者是梁的形式體現(xiàn)的，這種結(jié)構(gòu)形式在剛度上非常有限的，通常剛度也是存在著很大差異的。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以避免工程施工中出現(xiàn)過(guò)多的事故，同時(shí)也是為了更好的保證建筑在使用的時(shí)候不出現(xiàn)事故。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在計(jì)算的時(shí)候?qū)︿摬牡倪x擇也是非常重要的，同時(shí)在選擇鋼材的時(shí)候一定要保證鋼材的彈性非常好。

三、鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)的確定

對(duì)于一些大跨空間結(jié)構(gòu)桿件的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)取值，目前研究領(lǐng)域沒(méi)有明確規(guī)定，更缺乏計(jì)算方法的支持。因而在實(shí)際工程中，鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)往往較難計(jì)算。筆者在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，反彎點(diǎn)法可以較準(zhǔn)確地確定計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，使設(shè)計(jì)工作便捷。具體方法如下。

豎向荷載為主時(shí)，在框架分析得到的彎矩圖里，框架柱腳彎矩和柱頂?shù)膹澗胤较蚴窍喾吹模徽回?fù)經(jīng)過(guò)零，零點(diǎn)位置叫反彎點(diǎn)，反彎點(diǎn)都位于柱中點(diǎn)附近。反彎點(diǎn)法是一種手工計(jì)算的簡(jiǎn)化近似計(jì)算方法之一種，適用于規(guī)則框架。就是利用這個(gè)（反彎點(diǎn)都位于柱中點(diǎn)附近）特性，設(shè)每層柱子中點(diǎn)彎矩為零，把多層框架截成每層的計(jì)算簡(jiǎn)圖來(lái)計(jì)算。由于約束條件是多種多樣的，有時(shí)很難在變形曲線上表示出反彎點(diǎn)之間的距離。反彎點(diǎn)法主要包括以下幾個(gè)步驟：反彎點(diǎn)位置的確定；柱的側(cè)移剛度的確定；各柱剪力的分配；柱端彎矩的計(jì)算；梁端彎矩的計(jì)算；梁的剪力的計(jì)算。

結(jié)束語(yǔ)

在建筑工程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常重要的組成部分，是進(jìn)行建筑工程施工的重要保證。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對(duì)不同的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，使以后的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作可以得到更好的發(fā)展。

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[3] 張娟娟；甘肅省涇川縣某高層鋼結(jié)構(gòu)仿古塔的彈塑性分析 [D]；太原理工大學(xué)；2012.

篇（3）

 

國(guó)務(wù)院文件明確提出:發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅,擴(kuò)大鋼結(jié)構(gòu)住宅的市場(chǎng)占有率,將會(huì)加速住宅產(chǎn)業(yè)化過(guò)程,對(duì)我國(guó)建筑、冶金及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。為推動(dòng)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅的快速發(fā)展，滿(mǎn)足人民群眾對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住房的需求,推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化,中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)住宅鋼結(jié)構(gòu)分會(huì)成立,并陸續(xù)召開(kāi)了多次住宅鋼結(jié)構(gòu)研討會(huì),各地投入大量人力探索我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展途徑,并試驗(yàn)性的建造了鋼結(jié)構(gòu)住宅。新型的鋼結(jié)構(gòu)住宅逐漸展現(xiàn)在人們面前。就我們國(guó)家的情況，鋼結(jié)構(gòu)住宅必將有一個(gè)快速發(fā)展。

1.鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與鋼材的特點(diǎn)相聯(lián)系，那就是強(qiáng)度高,因此,鋼結(jié)構(gòu)自重輕,承載力高，鋼材的塑性和韌性好,因而鋼結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)荷載的適應(yīng)性強(qiáng),使鋼結(jié)構(gòu)住宅具有大空間和布置靈活的特點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比較鋼材的強(qiáng)度為235N/mm2(A3),是混凝土強(qiáng)度的11倍;鋼材材質(zhì)均勻,而混凝土的材質(zhì)不均勻;尤其是混凝土的抗拉強(qiáng)度非常低,所以普通混凝土適筋梁的承載力設(shè)計(jì)階段均為帶裂縫工作階段;鋼材的容重為7850kg/m3,是混凝土容重的3.28倍;鋼材的彈性模量為206×103N/mm2,而混凝土,比如C30的混凝土變形模量為29.5×103N/mm2。因此,鋼結(jié)構(gòu)住宅自重比傳統(tǒng)住宅結(jié)構(gòu)要輕30%,構(gòu)件小,便于工業(yè)化制作、運(yùn)輸、安裝和現(xiàn)場(chǎng)裝配,大大降低了基礎(chǔ)施工的強(qiáng)度,施工場(chǎng)地也大為縮小,工期相對(duì)比傳統(tǒng)住宅縮短約40%左右,開(kāi)發(fā)商更容易降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。從建造市場(chǎng)、客戶(hù)終端市場(chǎng)和外圍市場(chǎng)來(lái)看,都利于鋼結(jié)構(gòu)住宅的未來(lái)發(fā)展。

2.鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理

住宅建筑中的鋼結(jié)構(gòu)一般指的是輕鋼結(jié)構(gòu),大致可分為兩類(lèi),即:以冷彎薄壁型鋼為承重構(gòu)件的輕鋼龍骨建筑體系和以輕型鋼梁、鋼柱為承重體系的輕鋼框架建筑體系。如:取代格構(gòu)式截面的H型鋼和用于樓蓋層中可代替模板和抗拉鋼筋作用的亞型鋼板的應(yīng)用;結(jié)合跨度、高度和結(jié)構(gòu)形式,選用網(wǎng)架、懸索、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用;組合梁的應(yīng)用,混凝土板和鋼梁在構(gòu)造上形成整體,共同抗彎,充分發(fā)揮混凝土板的受壓和鋼梁的受拉作用;鋼管混凝土柱,受縱向壓力作用時(shí),鋼管的應(yīng)力狀態(tài)為異號(hào)應(yīng)力場(chǎng)(縱向、徑向受壓,環(huán)向受拉),縱向應(yīng)力比單向受力時(shí)屈服強(qiáng)度低,塑性好;混凝土處于三向受壓狀態(tài),承載力比單向受壓棱柱體強(qiáng)度高,且極限變形大大增加,塑性提高,同時(shí)由于鋼管的約束又大大提高了混凝土的承載力。相對(duì)于其它材料結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)符合力學(xué)計(jì)算的假設(shè)狀態(tài),計(jì)算結(jié)果可靠,使用更安全,而且抗震性能好。

3.鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用最早見(jiàn)于上世紀(jì)九十年代初，1994年11月建于上海北蔡的8層鋼結(jié)構(gòu)住宅,采用的就是冷彎成型矩形鋼管砼和U形冷彎薄壁組合梁組成框架,外墻采用稻草板。建造該試驗(yàn)住宅的上海現(xiàn)代房地產(chǎn)公司,1999年還在新疆和上海分別建造了8層和5層鋼結(jié)構(gòu)住宅,并試用錯(cuò)列桁架體系的結(jié)構(gòu)形式,使小開(kāi)間取得了大開(kāi)間的效果,引起了各界的重視。免費(fèi)論文。期間較為引人注目的有長(zhǎng)沙遠(yuǎn)大公司,他們?cè)?999年建成了8層H型鋼框架、壓型鋼板組合結(jié)構(gòu)、配合整體浴室、中央空調(diào)等先進(jìn)設(shè)備的集成住宅,全部工期為3個(gè)月結(jié)構(gòu),2個(gè)月裝修,充分體現(xiàn)了預(yù)制、集成、裝配的特色,展現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)住宅的良好前景。

20世紀(jì)80年代中期,隨著我國(guó)改革開(kāi)放的深入,工業(yè)化的輕鋼別墅也進(jìn)入我國(guó),先后從日本引進(jìn)幾百棟輕鋼結(jié)構(gòu)低層別墅。之后幾年又從澳洲、加拿大引進(jìn)了輕鋼龍骨住宅體系構(gòu)件在國(guó)內(nèi)組裝。免費(fèi)論文。隨著國(guó)家《建設(shè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用新技術(shù)管理規(guī)定》和《鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則》的出臺(tái),鼓勵(lì)新技術(shù)、新體系的應(yīng)用, 在理論上疏通了對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展限制。相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái),為鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國(guó)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。現(xiàn)在中國(guó)的鋼產(chǎn)量已躍居世界第一位,鋼結(jié)構(gòu)在住宅中的應(yīng)用必將有一個(gè)大的發(fā)展。

4.鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國(guó)快速發(fā)展應(yīng)解決的問(wèn)題

鋼結(jié)構(gòu)住宅的快速發(fā)展，拋棄了原來(lái)難以逆轉(zhuǎn)的混凝土,采用可重復(fù)利用的建材,減少了對(duì)自然的破壞，而且施工場(chǎng)地小,對(duì)環(huán)境的破壞也少，如果大規(guī)模采用鋼結(jié)構(gòu),將很大程度上減少灰塵污染，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。但是,我們也要看到到當(dāng)前存在著幾個(gè)制約我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的問(wèn)題。一是價(jià)格高的問(wèn)題。我國(guó)的鋼產(chǎn)量雖有較大提高,但人均產(chǎn)量仍然較少,鋼材在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中仍屬較貴重材料,相比較而言,混凝土價(jià)格要比鋼材價(jià)格低。二是設(shè)計(jì)力量薄弱。設(shè)計(jì)中采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的功能要求是否屬于鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍。較高的承載力使鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要考慮以不適合繼續(xù)承載的巨大變形為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)準(zhǔn)則。鋼結(jié)構(gòu)存在著許多節(jié)點(diǎn),每個(gè)墊板、螺絲、焊縫都需要精確計(jì)算,各專(zhuān)業(yè)必須一次到位。因此,鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)比混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要復(fù)雜,鋼結(jié)構(gòu)的圖紙量也遠(yuǎn)多于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。三是鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)體系還未形成,市場(chǎng)比較混亂，只有進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn),才能體現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。免費(fèi)論文。同時(shí),鋼結(jié)構(gòu)住宅采用的復(fù)合材料在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有大規(guī)模生產(chǎn),復(fù)合材料的選擇余地很小。此外,目前進(jìn)入國(guó)內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)商很多,產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)、價(jià)格和質(zhì)量都不統(tǒng)一,而國(guó)家尚沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制約,使得開(kāi)發(fā)商、設(shè)計(jì)師還很茫然。四是鋼結(jié)構(gòu)的使用年限。磚石混凝土號(hào)稱(chēng)永不損壞,鋼結(jié)構(gòu)不行,一般使用壽命只有50年。一想到自己要買(mǎi)的房子不能住一輩子,這會(huì)阻止一部分客戶(hù)的購(gòu)買(mǎi)欲望。其實(shí),磚石結(jié)構(gòu)房屋的使用也很少超過(guò)50年,而且,隨著保險(xiǎn)業(yè)的發(fā)展,房屋壽命問(wèn)題應(yīng)該很容易解決。

5.結(jié)束語(yǔ) 鋼結(jié)構(gòu)住宅與鋼筋混泥土等住宅相比具有抗震、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，是世界各國(guó)倡導(dǎo)，我們國(guó)家提倡和人們所迫切需要的，這些年經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用也得到了人們的認(rèn)同，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展以及人們對(duì)住宅的功能齊全、使用方便、居住舒適、安全節(jié)能、有益健康等方面的要求,鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國(guó)必將有一個(gè)飛躍式的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]建筑科學(xué).

[2]建筑材料研究.

篇（4）

一、輕鋼住宅在我國(guó)的發(fā)展

我國(guó)輕型鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展歷史，雖然起步并不晚，主要由于經(jīng)濟(jì)與技術(shù)、觀念意識(shí)、設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范的原因使得多層輕鋼住宅的發(fā)展受到制約及限制，我國(guó)建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的比例還不到5％。

近幾年，國(guó)家加強(qiáng)了對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的政策指導(dǎo)和支持，鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)日益發(fā)展，已經(jīng)具備了發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的條件。由于采用“工廠化制造，現(xiàn)場(chǎng)安裝”的施工方式，大大縮短了建筑周期，而且抗震性能好，免除了燒磚燒瓦對(duì)土地的破壞。

目前我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)年產(chǎn)值約為600億元，正以年均25%左右的幅度增長(zhǎng)。中國(guó)鋼鐵工業(yè)的產(chǎn)量已居于世界前列，但鋼材在建筑業(yè)的使用比例遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。

二、多層輕鋼住宅的優(yōu)勢(shì)

輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅的建造技術(shù)是在北美式樣木結(jié)構(gòu)建造技術(shù)的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，經(jīng)過(guò)百年以上的發(fā)展，已形成了物理性能優(yōu)異、空間和形體靈活、易于建造、形式多樣的成熟建造體系。

過(guò)去我國(guó)大量開(kāi)發(fā)的是以小開(kāi)間磚混結(jié)構(gòu)為主的住宅。這種住宅體系由于使用實(shí)心粘土磚，浪費(fèi)土地資源，建筑物自重大，對(duì)抗震不利。另一方面，由于結(jié)構(gòu)體系自身的限制，住宅平面布局多為封閉式的小開(kāi)間，不能適應(yīng)不斷變化的居住模式的要求。

與傳統(tǒng)住宅相比，多層輕鋼住宅具有明顯的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，日益受到重視。

多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢(shì)有：

（一）自重輕，抗震性能好。

采用高效輕型薄壁型材，構(gòu)件截面特性?xún)?yōu)良，相對(duì)承載力高，受力性能良好，整體剛度大，抗震性能好，可以大量節(jié)約材料，減輕結(jié)構(gòu)重量，降低基礎(chǔ)，運(yùn)輸和安裝費(fèi)用。因此，對(duì)地震區(qū)，地質(zhì)條件差和運(yùn)輸不便的地區(qū)，其優(yōu)越性更為明顯。

（二）外形美觀，建筑造型簡(jiǎn)潔，豐富，構(gòu)件截面尺寸小，凈使用面積增加。

鋼材強(qiáng)度高，可以提供較大的柱網(wǎng)布置；當(dāng)考慮樓板的組合作用，使用組合梁或扁梁時(shí)，可以增加凈高。這種開(kāi)放式住宅既為建筑師提供設(shè)計(jì)的回旋余地，又為住戶(hù)提供了靈活分隔室內(nèi)空間的可能。

（三）供貨迅速，安裝方便，可以比混凝土結(jié)構(gòu)至少縮短一半工期。

在當(dāng)前貸款利率高的金融形式下，早投產(chǎn)，早回收投資，這對(duì)于降低工程總造價(jià)，增加投資效益幅度是十分重要的。

（四）干法施工，裝備化程度高，建設(shè)快速，高效，質(zhì)量有保證。

輕鋼結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)和使用的過(guò)程中能源與原材料消耗低，建筑垃圾少，粉塵少，噪音低，具有很高的可重復(fù)使用性和可循環(huán)性，因此是一種綠色環(huán)保結(jié)構(gòu)。

三、我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅面臨的一些問(wèn)題

在輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑設(shè)計(jì)理念上，我國(guó)同國(guó)外有明顯差距。目前，我國(guó)的輕鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)仍然執(zhí)行現(xiàn)行的各種建筑規(guī)范，與混凝土建筑沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。但其建筑理念由于使用材料的特殊性，確有與混凝土不同的地方，進(jìn)而使其建筑表現(xiàn)出多種差別。

（一）缺乏有針對(duì)性的鋼結(jié)構(gòu)住宅規(guī)范

我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是針對(duì)幾十年來(lái)大量使用的結(jié)構(gòu)體系編制的, 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系此前在我國(guó)屬于技術(shù)空白, 所以不能滿(mǎn)足我國(guó)現(xiàn)行強(qiáng)制性規(guī)范的某些條文不足為奇。我國(guó)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》基本上不考慮用厚度2毫米以下的鋼材制作主要承重構(gòu)件, 對(duì)于國(guó)外大量采用的壁厚0.8～1.6 毫米的鍍鋅輕鋼龍骨承重體系, 我們既缺乏對(duì)其受力狀況和結(jié)構(gòu)安全性、耐久性的理論分析, 也缺乏相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 這就使得輕鋼住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在我國(guó)尋找不到有針對(duì)性的規(guī)范作為依據(jù)。這種與國(guó)內(nèi)規(guī)范不銜接的狀況, 使輕鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目無(wú)論在工程報(bào)建階段還是在工程驗(yàn)收階段, 都會(huì)遇到數(shù)不盡的障礙與麻煩。

（二）設(shè)計(jì)觀念落后

混凝土建筑的設(shè)計(jì)都是按著先建筑設(shè)計(jì)后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，而輕鋼結(jié)構(gòu)建筑由于其特殊的材料和先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件，得以使設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)，即建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同時(shí)完成。目前，國(guó)外輕鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)都是遵循這樣一條理念，而國(guó)內(nèi)的大多數(shù)企業(yè)仍執(zhí)行混凝土建筑設(shè)計(jì)的原則。建筑設(shè)計(jì)按混凝土建筑的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候一方面很難完整地表現(xiàn)其建筑風(fēng)格，另一方面也破壞了輕鋼結(jié)構(gòu)建筑特有的建筑特色。

（三）建筑保溫和節(jié)能問(wèn)題

鋼材傳熱系數(shù)大, 熱量散失快, 且易形成冷橋, 因此保溫節(jié)能是輕鋼結(jié)構(gòu)住宅要解決的主要問(wèn)題之一。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅保溫有外保溫和內(nèi)保溫兩種做法。外保溫做法是在墻柱間填充玻璃纖維, 在墻外側(cè)再貼一層保溫材料, 有效隔斷了通過(guò)墻柱至外墻板的熱橋; 內(nèi)保溫層是指外墻內(nèi)表面層加入內(nèi)部松軟的保溫層, 再罩一層紙面石膏板、其他板材或做上抹面, 形成硬質(zhì)面層。墻體的保溫性能會(huì)大大加強(qiáng)。阻止了室內(nèi)的大量熱能向室外散發(fā), 從而起到了節(jié)約熱能的作用。

（四） 建筑防火問(wèn)題

鋼材不耐火, 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅要進(jìn)抗火設(shè)計(jì)及防火措施保護(hù)。目前常用的防火措施有四種: (1) 防火涂料法。(2)隔離法。(3) 實(shí)心包裹法。(4) 膨脹漆覆蓋法。抗火極限最高達(dá)2h。對(duì)于輕鋼住宅結(jié)構(gòu)最關(guān)鍵的問(wèn)題是防火技術(shù)的應(yīng)用, 工程中常用作法是: 在墻的兩側(cè)與樓蓋的天花處貼防火石膏板, 對(duì)于普通防火墻和分戶(hù)墻用2514mm 石膏板保護(hù), 以達(dá)到1 個(gè)小時(shí)的防火要求, 另外在墻體墻柱間與樓蓋擱柵間填充的玻璃纖維對(duì)于防火與熱傳遞也起了積極的保護(hù)作用。

（五）建筑隔音問(wèn)題

建筑隔音問(wèn)題已經(jīng)成為業(yè)主關(guān)注的重點(diǎn), 聲音傳播分為空氣傳播和固體傳播兩種形式。《民用建筑隔音規(guī)范》要求: 建筑隔音最低標(biāo)準(zhǔn)為40 分貝。輕鋼住宅中, 采用內(nèi)外墻及樓蓋擱柵間填充玻璃棉, 阻止空氣傳播; 在分戶(hù)墻用二道墻柱構(gòu)成帶有中間空隙的二道墻體; 對(duì)于固定吊頂石膏板的小龍骨, 用帶有小切槽的彈性構(gòu)造措施減少樓層間的固體聲傳播。

四、對(duì)目前輕鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)用的一些思考

（一）應(yīng)有計(jì)劃地建造一批試驗(yàn)工程, 以便引進(jìn)該項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)

如果沒(méi)有一定的建造量, 就不可能編制完成我們自己的輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范,在中國(guó)使這項(xiàng)技術(shù)成熟起來(lái)就成為一句空話。雖然一般情況下我們強(qiáng)調(diào)必須執(zhí)行強(qiáng)制性規(guī)范, 但是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范就其性質(zhì)來(lái)說(shuō), 永遠(yuǎn)都是落后于技術(shù)自身的發(fā)展的。因此, 在國(guó)內(nèi)規(guī)范不完善時(shí), 建造試驗(yàn)工程不僅是應(yīng)當(dāng)?shù)? 而且是必須的。

（二）應(yīng)編制相應(yīng)的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

由于與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)體系、技術(shù)環(huán)境的差異, 甚至標(biāo)準(zhǔn)管理方式和部門(mén)分工的不同, 都使這項(xiàng)工作在我國(guó)具有相當(dāng)?shù)碾y度，根據(jù)建設(shè)部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制工作計(jì)劃,目前建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心正在組織各有關(guān)科研設(shè)計(jì)單位、大專(zhuān)院校、生產(chǎn)企業(yè)共同編制行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《低層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)要求》, 這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)后, 將結(jié)束輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國(guó)無(wú)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可依的局面。

篇（5）

中圖分類(lèi)號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、前言

山東某重型數(shù)控壓力機(jī)制造聯(lián)合廠房鋼結(jié)構(gòu)工程，為重鋼結(jié)構(gòu)廠房，最大吊車(chē)起重噸位為200t。其中A、B、C軸線為H型鋼柱，D、E、F軸線為雙圓管鋼混結(jié)構(gòu)柱。本工程建筑面積35474.9，主廠房縱向長(zhǎng)度264.580米，橫向長(zhǎng)度132米，共5跨，各跨跨度由南至北依次為24m、24m、27m、27m、30m。 南四跨的最大吊車(chē)噸位由南至北依次為10t、32t、50t、75t。北一跨， 1～13軸為100t,13～23軸線間為200t（吊車(chē)使用過(guò)程中，200t吊車(chē)嚴(yán)禁運(yùn)行到使用范圍外）。廠房?jī)?nèi)景照片見(jiàn)圖1。

圖1 廠房?jī)?nèi)實(shí)物圖

75t門(mén)式剛架廠房設(shè)計(jì)已超過(guò)《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的適用范圍，設(shè)計(jì)主剛架、吊車(chē)梁及制動(dòng)桁架時(shí)，可通過(guò)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》來(lái)控制剛架柱側(cè)移及吊車(chē)梁變形，剛架梁和圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形仍可按《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)[1]。

2、優(yōu)化思路

2.1 主構(gòu)件基于性能設(shè)計(jì)的優(yōu)化

風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下,主剛架為“有橋式吊車(chē)的單層框架”，柱頂位移按照h/400控制；屋面無(wú)吊頂、吊掛等，則屋架撓度按照L/250控制；對(duì)于吊車(chē)梁 [2]，豎向撓度限值取其跨度的1/1000，水平撓度取其跨度的1/2200。

基于剛架柱抗彎性能較高，剛架柱為雙肢鋼管混凝土格構(gòu)柱，而鋼管混凝土?xí)r經(jīng)典的鋼-砼組合構(gòu)件，其剛度大、變形能力強(qiáng)，受力性能以及性能如抗火性能等均優(yōu)于純鋼或鋼筋混凝土構(gòu)件。然而原設(shè)計(jì)沒(méi)有使材料承載力得到很好發(fā)揮，經(jīng)優(yōu)化后，柱的應(yīng)力控制在0.85以?xún)?nèi)。

根據(jù)鋼梁彎矩包絡(luò)圖，將鋼梁采用變截面形式，可充分發(fā)揮材料力學(xué)性能，以及基于腹板的屈曲后拉力場(chǎng)效應(yīng)，采用薄腹截面焊接H形鋼。鋼梁的穩(wěn)定可由檁條-拉條系統(tǒng)作為鋼梁平面外的側(cè)向約束，整體穩(wěn)定可不用考慮，優(yōu)化后鋼梁應(yīng)力控制0.9以?xún)?nèi)。

吊車(chē)梁噸位較大，其所用的用鋼量不少，因此需精心設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。經(jīng)優(yōu)化后主剛架減省用鋼量情況見(jiàn)表1所示。

表1 主剛架優(yōu)化結(jié)果

2.2 次構(gòu)件基于性能設(shè)計(jì)的優(yōu)化

圍護(hù)結(jié)構(gòu)下列指標(biāo)進(jìn)行截面優(yōu)化設(shè)計(jì)：參照《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102:2002），檁條撓度≤L/150，墻梁撓度≤L/100，其他受壓桿長(zhǎng)細(xì)比≤180，吊車(chē)梁以下柱間支撐長(zhǎng)細(xì)比≤300，其他受拉桿長(zhǎng)細(xì)比≤350~400。

2.3、抗震性能化設(shè)計(jì)

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）條文說(shuō)明9.2.14規(guī)定，當(dāng)構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定的承載力均滿(mǎn)足高承載力――2倍多遇地震作用下的要求時(shí)，可采用現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50017彈性設(shè)計(jì)階段的板件寬厚比限值，即C類(lèi)；C類(lèi)是指現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50017按彈性準(zhǔn)則設(shè)計(jì)時(shí)腹板不發(fā)生局部屈曲的情況，如雙軸對(duì)稱(chēng)H形截面翼緣需滿(mǎn)足，受彎構(gòu)件腹板需滿(mǎn)足，壓彎構(gòu)件腹板應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017―2003式(5.4.2)的要求。本工程進(jìn)行了2倍多遇地震作用驗(yàn)算，各指標(biāo)滿(mǎn)足規(guī)范要求，因此板件寬厚比及高厚比要求限值放寬，降低用鋼量。

3、格構(gòu)柱剪切變形影響

格構(gòu)柱屬于壓彎構(gòu)件，多用于廠房框架柱和獨(dú)立柱，優(yōu)點(diǎn)在于很好的節(jié)約材料；截面一般為型鋼或鋼板設(shè)計(jì)成雙軸對(duì)稱(chēng)或單軸對(duì)稱(chēng)的截面。格構(gòu)柱的突出力學(xué)性能優(yōu)勢(shì)使得其不僅作為承壓構(gòu)件還作為主要抗側(cè)移構(gòu)件被廣泛應(yīng)用于工程中[3]。本工程優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于設(shè)有格構(gòu)柱的廠房，目前設(shè)計(jì)手冊(cè)建議對(duì)于格構(gòu)柱的建模采用對(duì)慣性矩乘以0.9來(lái)考慮剪切變形的影響，具體格構(gòu)柱的剪切變形影響有多大，已有少量報(bào)道論述過(guò)這個(gè)問(wèn)題。童根樹(shù)從穩(wěn)定的角度研究格構(gòu)柱的剪切變形影響，詳見(jiàn)《格構(gòu)柱的剪切變形對(duì)超重型廠房框架穩(wěn)定性的影響分析》[4]，提出了格構(gòu)柱慣性矩的折減系數(shù)公式，

（1）

陳紹蕃在對(duì)上述論文進(jìn)行了討論，提出了自己的折減系數(shù)公式[5]，。本文從強(qiáng)度的角度對(duì)格構(gòu)柱剪切變形影響進(jìn)行分析。

3.1、理論分析

對(duì)于軸心受壓構(gòu)格柱，當(dāng)格構(gòu)柱處于臨界的微彎狀態(tài)時(shí)，柱子的橫截面將產(chǎn)生剪力；對(duì)于壓彎格構(gòu)柱，由彎矩產(chǎn)生剪力。橫截面上的剪力將引起格構(gòu)柱分肢之間的剪切變形，從而降低構(gòu)件的承載力。因此，格構(gòu)柱分肢之間的綴材用來(lái)抵抗這種橫向變形，而綴條或綴板的截面尺寸主要按橫向剪力來(lái)設(shè)計(jì)的[6]。

格構(gòu)柱節(jié)間單元的抗側(cè)剛度計(jì)算[7]，計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2所示，在單位荷載下節(jié)間單元的變形為，

圖2 節(jié)間抗側(cè)剛度計(jì)算簡(jiǎn)圖

，則抗剪剛度為，抗推剛度為；格構(gòu)柱抗彎剛度，其中分肢截面面積都為，分肢形心間距，斜綴條截面面積，綴條間距，綴條與分肢夾角，鋼材彈性模量，格構(gòu)柱高度，繞虛軸長(zhǎng)細(xì)比為（計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)取1.0，為回轉(zhuǎn)半徑），綴條長(zhǎng)度，綴條軸向力，分肢繞自身形心軸慣性矩為。下面按懸臂格構(gòu)柱的不同荷載狀態(tài)下計(jì)算剪切變形對(duì)強(qiáng)度的影響。

1）柱頂集中荷載情況

柱頂作用集中荷載，則變形為，若按三維建模格構(gòu)柱，則可真實(shí)計(jì)算變形；若按單桿建模，則計(jì)算變形時(shí)需考慮等效抗彎剛度，變形為，使

，則，得到

，即格構(gòu)柱慣性矩折減系數(shù)為 （2）

2）柱身均布荷載情況

柱身作用均布荷載，則變形[8]為，若按三維建模格構(gòu)柱，則可真實(shí)計(jì)算變形；若按單桿建模，則計(jì)算變形時(shí)需考慮等效抗彎剛度，變形為，使，則，得到

，即格構(gòu)柱慣性矩折減系數(shù)為（3）

3.2、算例驗(yàn)證

現(xiàn)對(duì)集中荷載作用下懸臂格構(gòu)柱進(jìn)行三維建模計(jì)算，與簡(jiǎn)化計(jì)算進(jìn)行比較，分析折減系數(shù)情況與本文公式（2）的折減系數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，某格構(gòu)柱，分肢截面面積都為，分肢形心間距，綴條間距，綴條與分肢夾角，鋼材彈性模量，格構(gòu)柱高度，繞虛軸長(zhǎng)細(xì)比為，分肢繞自身形心軸慣性矩為。經(jīng)計(jì)算得到下列表格2所示。

綴條面積 SAP2000三維計(jì)算頂點(diǎn)位移 不考慮剪切變形頂點(diǎn)位移 軟件計(jì)算得折減系數(shù) 本文公式（2）

表2 集中荷載作用格構(gòu)柱在變化綴條面積條件下折減系數(shù)對(duì)比情況

現(xiàn)對(duì)懸臂格構(gòu)柱受均布荷載作用下進(jìn)行三維建模計(jì)算，與簡(jiǎn)化計(jì)算進(jìn)行比較，得到折減系數(shù)與本文公式（3）、童根樹(shù)提出的公式（1）的折減系數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，經(jīng)計(jì)算得到下列圖3所示。

圖3 均布荷載作用格構(gòu)柱在變化綴條面積條件下折減系數(shù)對(duì)比情況

由表2、圖3可知，本文提出的折減系數(shù)更加接近三維模型計(jì)算值。

3.3 考慮剪切變形對(duì)結(jié)構(gòu)側(cè)移的影響

圖4 計(jì)算簡(jiǎn)圖

結(jié)構(gòu)按二維平面模型計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖4所示，風(fēng)荷載作用下頂層相對(duì)側(cè)移為1/941，若考慮其中三根格構(gòu)柱的剪切變形，結(jié)果將發(fā)生變化。在風(fēng)荷載作用下，前三根鋼柱為實(shí)腹式柱，無(wú)需折減，第4、5根格構(gòu)柱慣性矩折減系數(shù)按式（2）計(jì)算（因柱身沒(méi)有受風(fēng)荷載，通過(guò)頂點(diǎn)集中傳力），第6根根構(gòu)柱慣性矩折減系數(shù)按式（3）計(jì)算（因風(fēng)荷載沿柱身分布），求得系數(shù)分別為0.656，0.701，0.71，由軟件三維建模計(jì)算得頂點(diǎn)相對(duì)側(cè)移為1/683，即格構(gòu)柱剪切變形對(duì)整榀剛架側(cè)移影響折減系數(shù)為683/941=0.726，可見(jiàn)格構(gòu)柱的剪切變形不可忽略，本工程在考慮剪切變形影響下相對(duì)側(cè)移仍滿(mǎn)足規(guī)范（1/400）要求。

4、小結(jié)

1）本文從性能指標(biāo)和構(gòu)件受力特性對(duì)重鋼廠房構(gòu)件截面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低了用鋼量。

2）本文從強(qiáng)度的角度分析格構(gòu)柱剪切變形的影響，與童根樹(shù)教授得出的折減系數(shù)稍有區(qū)別，原因是分析角度不同。通過(guò)對(duì)懸臂格構(gòu)柱在不同荷載狀態(tài)下的分析，得知不同荷載狀態(tài)下折減系數(shù)公式不同，即折減系數(shù)隨荷載狀態(tài)而變化，且穩(wěn)定分析與強(qiáng)度分析的折減系數(shù)又不同。

3）本文折減系數(shù)公式（2）、（3）看起來(lái)與童根樹(shù)老師從穩(wěn)定性得出的式（1）不同，確實(shí)不同，因?yàn)楸疚膹膹?qiáng)度條件出發(fā)，式（2）、（3）中的長(zhǎng)細(xì)比，即相當(dāng)于計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)取1.0，而式（1）中計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)由梁、柱線剛度比值確定，對(duì)于懸臂柱取2.0。由此可見(jiàn)，穩(wěn)定計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算格構(gòu)柱的慣性矩折減系數(shù)是不同的，但作者認(rèn)為，構(gòu)件抗彎剛度與自身構(gòu)造有關(guān)，不應(yīng)該與考慮鋼梁、鋼柱線剛度比得到的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)有關(guān)，因此推薦采用強(qiáng)度推導(dǎo)得到的折減系數(shù)。

4）本工程剛架在風(fēng)荷載作用下考慮格構(gòu)柱剪切變形的側(cè)移計(jì)算，得知格構(gòu)柱的剪切變形不容忽視，值得工程設(shè)計(jì)重視。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]，北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003。

[2]CECS102:2002，門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S]，北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003。

[3]施剛，范浩等，某重型門(mén)式鋼架鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]，工業(yè)建筑2010增刊，1200-1205。

[4]童根樹(shù)，王素儉等，格構(gòu)柱的剪切變形對(duì)超重型廠房框架穩(wěn)定性的影響分析[J]，建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展，2008.10，10（5）：1-4。

[5]陳紹蕃，《格構(gòu)柱的剪切變形對(duì)超重型廠房框架穩(wěn)定性的影響分析》一文的討論[J]，建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展。

篇（6）

中圖分類(lèi)號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

Abstract: this paper expounds the concrete filled square steel tubes structure system in light of the application of the steel structure housing situation and advantages, introduces the structure of the concrete-filled steel tube column party design analysis method and its future research prospect， and provides light steel structure housing or related design work for the staff technology reference.

Key words: square steel tube concrete column; Multi-layer light steel structure; Advantages; Structure design; Technical difficulties

0 概況

隨著人類(lèi)對(duì)住宅要求越來(lái)越高，建筑房屋的絕熱、抗震及抗壓性能越來(lái)越理想。這一切都源于人類(lèi)對(duì)房屋質(zhì)量的舒適感與安全感的追求，鋼—混凝土組合的建筑結(jié)構(gòu)就是人類(lèi)追求建筑房屋舒適與安全的產(chǎn)物。鋼—混凝土結(jié)構(gòu)早在19世紀(jì)就已開(kāi)始被人類(lèi)所注意，并對(duì)其展開(kāi)一系列的研究開(kāi)發(fā)，其綜合了鋼材的韌性與混凝土材料的較好的抗壓性能，更好地發(fā)揮了建筑材料的材質(zhì)特點(diǎn)，而避免各自的缺點(diǎn)。

由于環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)及材料短缺越來(lái)越嚴(yán)重，國(guó)外很多國(guó)家如澳大利亞、日本、美國(guó)等，都在在積極研發(fā)和設(shè)計(jì)更多鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。而我國(guó)在近幾年內(nèi)也開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)與制造、施工安裝輕鋼結(jié)構(gòu)，也取得了很大的成就，如首都博物館新館的設(shè)計(jì)與施工[1]。

1 方鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)

1.1節(jié)約鋼材，降低造價(jià)

一般情況下，由于方鋼管混凝土加入鋼結(jié)構(gòu)，降低了建筑物的自重，相當(dāng)于混凝土結(jié)構(gòu)的一半，而基礎(chǔ)荷載相對(duì)變小，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，己成為公認(rèn)的節(jié)材、經(jīng)濟(jì)、施工簡(jiǎn)捷的結(jié)構(gòu)形式。

1.2抗震性能好

由于鋼管的材料的存在，提高了整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、塑性和韌性，因此在同樣的震動(dòng)條件下，其能更好地克服因超載而發(fā)生斷裂現(xiàn)象，更好地適應(yīng)動(dòng)力荷載的壓力，其良好的延展性在抗震性能方面表現(xiàn)得無(wú)可挑剔。

1.3防銹蝕和抗火性能優(yōu)于鋼柱

方鋼管混凝土柱只是外表面需涂防銹漆，而鋼柱全周邊皆需防銹蝕，顯然，可以大大節(jié)省防銹漆。且方鋼管混凝土由于其管內(nèi)設(shè)置有混凝土結(jié)構(gòu)，可以吸收大量熱量，因而耐火時(shí)間比鋼柱更長(zhǎng)。所用的防火涂料比鋼柱更少，造價(jià)也比鋼柱更低，性?xún)r(jià)比更高。

1.4抗扭、抗剪性能優(yōu)越

方鋼管混凝土柱的抗扭和抗剪性能都很好，延性大，強(qiáng)度高。建筑物的一些邊柱和角柱，在地震作用下，將同時(shí)承受軸心壓力、彎矩、扭矩和剪力作用。對(duì)于方鋼管混凝土柱來(lái)說(shuō)，在復(fù)雜應(yīng)力作用下的承載力很高，并且其塑性和延性更好，安全而可靠[2]。

2 方鋼管混凝土柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1主要計(jì)算依據(jù)

方鋼管混凝土柱的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)依據(jù)建筑設(shè)計(jì)單位提供的建筑設(shè)計(jì)方案、并參考有關(guān)的國(guó)家建筑設(shè)計(jì)規(guī)程、規(guī)范，如《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）等等[3]。

2.2軸向受力構(gòu)件計(jì)算

2.2.1軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算

根據(jù)鋼管和混凝同工作的機(jī)制，參照我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度承載力設(shè)值的計(jì)算公式為：

Nu=α(fAs+fcAc)

上式中α是與鋼管對(duì)混凝土的約束效應(yīng)和混凝土徐變對(duì)承載力影響等因素有關(guān)的系數(shù)，前者對(duì)混凝土的強(qiáng)度有所提高，后者則相反。考慮到α的影響因素比較復(fù)雜，對(duì)軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度承載力的提高有限，對(duì)于管壁較薄的構(gòu)件更是如此，為方便使用，取α=1，即得到方鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算公式：

N≤Nu u= fAs+fcAc

2.2.2軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算

根據(jù)試驗(yàn)資料，方鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件受力較接近于鋼構(gòu)件，因此采用鋼結(jié)構(gòu)類(lèi)似的計(jì)算公式：

公式中的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)也近似地采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）中的b曲線：

構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比則按考慮鋼管和管內(nèi)混凝同工作后的影響

2.2.3軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算

由于混凝土的抗拉強(qiáng)度相對(duì)于鋼管較小，在計(jì)算方鋼管混凝土軸心受拉構(gòu)件時(shí)可不計(jì)入混凝土的作用，只考慮方鋼管抵抗所有拉力，由極限狀態(tài)即可得到方鋼竹混凝土的抗拉承載力計(jì)算公式：

N≤Asf

2.3彎、拉彎構(gòu)件計(jì)算

其中包括a、彎矩作用在一個(gè)主平面內(nèi)的方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算；b、彎矩作用在一個(gè)主平面內(nèi)的方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算；c、彎矩作用在一個(gè)主平面內(nèi)的方鋼管混凝土拉彎曲構(gòu)件計(jì)算；d、彎矩作用在兩個(gè)主平面內(nèi)的雙軸壓彎方鋼管混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算；e、彎矩作用在兩個(gè)主平面內(nèi)的雙軸壓彎方鋼管混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算。但由于論文章節(jié)的安排，在本文就不詳細(xì)介紹。

2.4節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)

梁-柱連接的性能是影響結(jié)構(gòu)整體性能的關(guān)鍵，合理的連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膭偠龋礉M(mǎn)足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱桿件”原則。方鋼管混凝土柱與H型鋼梁的連接，按照連接處相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)約束作用的大小，可以分為：柔性連接、半剛性連接和剛性連接三種。其中半剛性連接可減少施工現(xiàn)場(chǎng)的焊接工程量，且節(jié)點(diǎn)外觀簡(jiǎn)捷、傳力明確，鋼柱制作與混凝土的澆筑質(zhì)量不受影響，柱兩側(cè)梁高不等構(gòu)造容易處理，避免了內(nèi)隔板與外環(huán)板由于焊接殘余應(yīng)力影響，而在地震力的反復(fù)作用下節(jié)點(diǎn)處鋼材易發(fā)生分層或脆性破壞的缺點(diǎn)。

3方鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究方向

雖然鋼管混凝土住宅具有較多的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際中的應(yīng)用時(shí)，還存在一些善待解決的難題。

3.1結(jié)構(gòu)理論研究需進(jìn)一步完善

對(duì)方鋼管混凝土構(gòu)件來(lái)說(shuō)，目前對(duì)構(gòu)件動(dòng)力性能的研究還是基于試驗(yàn)結(jié)果，缺乏理論分析方法，不利于深入全面研究其動(dòng)力特性，同時(shí)不利于對(duì)實(shí)用抗震設(shè)計(jì)方法的研究。

3.2設(shè)計(jì)理論需要進(jìn)一步完善

目前國(guó)內(nèi)的建筑規(guī)程雖然對(duì)圓鋼管混凝土構(gòu)件和方鋼管混凝土構(gòu)建的設(shè)計(jì)做了有關(guān)說(shuō)明，但有些依據(jù)還不能非常準(zhǔn)確地描述方鋼管混凝土柱體構(gòu)件的性能，相差誤差還比較大，設(shè)計(jì)過(guò)程僅僅對(duì)混凝土和鋼管部分進(jìn)行簡(jiǎn)單的疊加，這樣降低了該結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。而采用研究理論進(jìn)行計(jì)算時(shí)，公式卻顯得過(guò)于煩瑣，還需要結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行大量簡(jiǎn)化。

3.3結(jié)構(gòu)形式需要進(jìn)一步完善

由于鋼管混凝上構(gòu)件的抗彎性能低于抗壓性能，因此鋼管混凝土框架抗側(cè)力性能比較弱，僅采用框架結(jié)構(gòu)一般不能滿(mǎn)足抗震要求，需要增加抗側(cè)力體系，一般為柱間支撐。但是柱間支撐的增加限制了建筑開(kāi)窗的靈活性。因此，進(jìn)行該類(lèi)型住宅設(shè)計(jì)需要建筑和結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合。

3.4節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

梁柱剛接節(jié)點(diǎn)，需要傳遞彎矩。在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，如果僅對(duì)鋼管進(jìn)行節(jié)點(diǎn)拼接，由于略去混凝土部分的抗彎承載力，節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度將低于構(gòu)件強(qiáng)度，不符合“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)原則。而考慮節(jié)點(diǎn)處混凝土部分的作用，施工時(shí)不可避兔混凝土的二次澆注，不符合全裝配式住宅施工要求。因此對(duì)于梁柱端頭和節(jié)點(diǎn)均應(yīng)另行設(shè)計(jì)，節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和試驗(yàn)將成為設(shè)計(jì)工作中的重要部分。

3.5結(jié)構(gòu)防火處理

雖然鋼管混凝土具有較好的抗火災(zāi)性能，并且通過(guò)理論計(jì)算和工程實(shí)例驗(yàn)證。但目前的規(guī)程仍規(guī)定按照鋼結(jié)構(gòu)防火要求處理，防火處理將大量增加工程造價(jià)，該問(wèn)題已成為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)在工程應(yīng)用中的瓶預(yù)問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

多層輕鋼建筑中采用方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可大大增加其結(jié)構(gòu)的承載力和可靠度，提高建筑品位，縮短施工工期，提高了住宅的抗震性能，節(jié)省了建筑過(guò)程的有關(guān)材料費(fèi)用，具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。對(duì)于目前木材、礦產(chǎn)資源缺乏的國(guó)情來(lái)說(shuō)，方鋼管混凝土柱體構(gòu)建是相當(dāng)具有發(fā)展?jié)摿Y(jié)構(gòu)形式。但是，由于國(guó)內(nèi)建設(shè)設(shè)計(jì)人員對(duì)方鋼管混凝土構(gòu)件的各種性能的研究分析工作才處于比較初級(jí)的階段，在其結(jié)構(gòu)布置、設(shè)計(jì)方法、施工措施等方面的技術(shù)還需要進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐祖元. 首都博物館新館鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù) [J]. 建筑技術(shù)，2006，（09）

篇（7）

中圖分類(lèi)號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一．引言

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)城市規(guī)模越來(lái)越大，人們對(duì)建筑的需求也是越來(lái)越多，對(duì)建筑質(zhì)量的要求也是不斷的提高。在過(guò)去由于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及技術(shù)有限，許多的建筑物建筑功能不完善，結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致這些建筑物現(xiàn)在已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿(mǎn)足現(xiàn)時(shí)代的發(fā)展要求。這種現(xiàn)象在我國(guó)近幾年出現(xiàn)的特別多，其建筑物主要是受當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)條件及技術(shù)的限制，得不完善。正是因?yàn)檫@種現(xiàn)象的普遍存在，使得對(duì)現(xiàn)有建筑物加層及改建的工程越來(lái)越多。這也成了當(dāng)前改變建筑物面貌，完善建筑功能最直接、最實(shí)用、最經(jīng)濟(jì)以及最快捷的方式。

輕鋼結(jié)構(gòu)具有自身的優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在其制造安裝比較方便、材料輕質(zhì)高強(qiáng)、建筑的形式多種多樣比較靈活等方面。所以在建筑的加層、改建中得到了廣泛的運(yùn)用，并且也取得了比較好的經(jīng)濟(jì)效益和使用效益。所以本文就結(jié)合某工業(yè)企業(yè)的行政樓加層工程為例，簡(jiǎn)要的分析介紹了在輕鋼結(jié)構(gòu)加層設(shè)計(jì)以及施工中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，并提出了一些自己的觀點(diǎn)。

二．輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

1. 輕鋼結(jié)構(gòu)的自重輕, 有較好的抗震性能。使用輕鋼結(jié)構(gòu)可以大幅減少建筑工程的基礎(chǔ)造價(jià), 特別適用于那些地質(zhì)條件比較差的地區(qū)，輕鋼結(jié)構(gòu)屬于一種柔性結(jié)構(gòu), 加之其自重比較輕, 該結(jié)構(gòu)對(duì)地震的反應(yīng)小, 十分適用于地震多發(fā)的地區(qū)。

2. 采用輕鋼結(jié)構(gòu)的工程施工周期比較短。我們知道輕鋼結(jié)構(gòu)的一些構(gòu)件都是由工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的, 質(zhì)量十分穩(wěn)定, 可以現(xiàn)場(chǎng)拼裝，并且工藝比較簡(jiǎn)單,施工受環(huán)境季節(jié)的影響比較小，可以大大的縮短工期。

3. 采用輕鋼結(jié)構(gòu)的綜合經(jīng)濟(jì)效益比較好。正是因?yàn)槭褂幂p鋼結(jié)構(gòu)的施工周期比較短, 許多加層工程都可以提前投入使用, 這樣也可以提前獲得投資的效益。同時(shí)因?yàn)檩p鋼結(jié)構(gòu)建筑的自重比較輕,所以大部分不需要做樁基,這也可以節(jié)省大量的投資。

4. 輕鋼結(jié)構(gòu)的環(huán)保性好。采用輕鋼結(jié)構(gòu)無(wú)噪聲、無(wú)污染。而且建筑材料也可以拆卸，能夠100%的回收, 這也符合國(guó)家對(duì)土地資源的政策、環(huán)保政策，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略, 所以輕鋼材料是一種典型的環(huán)保性建筑材料。

5. 輕鋼的舒適性十分好。使用新型的輕質(zhì)圍護(hù)材料, 不霉變, 不助燃, 不蟲(chóng)蛀。并且裝修可以一次性到位, 少維修。采用輕鋼墻體符合高效節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn), 這種材料具有呼吸的功能, 可以有效的調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣干濕度。

三．采用輕鋼結(jié)構(gòu)的加層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1. 加層工程概況

該行政樓是在1996年設(shè)計(jì)建造的，一共5層，是框架結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的基礎(chǔ)，一部分基礎(chǔ)因?yàn)樘钔翆颖容^厚所以采用人工挖孔灌注樁的方法施工。該建筑的空間為9M×6.9M，長(zhǎng)度為42.3M，跨度為16.7M，層高為3.6M，具有7度抗震能力。

2. 結(jié)構(gòu)方案的選用

近年來(lái)，隨著企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大。員工人數(shù)也不斷增加，行政樓使用面積已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)的需要了，所以在征得有關(guān)部門(mén)的同意之后，決定采取加層的辦法，即在原行政樓頂再加蓋一層。為了不影響行政樓現(xiàn)在的使用，同時(shí)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)承載力的有關(guān)要求，并要求在兩個(gè)月之內(nèi)完工。基于此建設(shè)部門(mén)對(duì)該行政樓的原結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面的分析計(jì)算，并結(jié)合了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外加層改造的一些實(shí)例后，決定采取具有剛度大、自重輕、綜合效益好、抗震性能高以及施工周期比較短等優(yōu)點(diǎn)的輕鋼結(jié)構(gòu)作為配套的外飾面材料。

3．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾處要點(diǎn)

（1）鋼框架柱腳節(jié)點(diǎn)既是輕鋼結(jié)構(gòu)受力最復(fù)雜之處。也是新舊結(jié)構(gòu)連接的關(guān)鍵部位。鑒于目前植筋技術(shù)較為成熟，因此本工程在新舊柱子連接上采用直接鉆孔連接法，即在原有的框架柱頭上直接鉆孔，通過(guò)高強(qiáng)度的化學(xué)粘合劑粘合錨桿和孔壁，使錨桿、錨圊基礎(chǔ)與被錨固對(duì)象形成一個(gè)整體，從而達(dá)到固定構(gòu)件或提高構(gòu)件承載力的效果，待粘合劑硬化后安裝鋼柱。

（2）本工程下部為框架結(jié)構(gòu)，上部采用輕鋼結(jié)構(gòu)。由于沿豎向剛度分布不均勻，因此在抗震計(jì)算的時(shí)候不宜采用底部減力法，應(yīng)采用振型分解反應(yīng)譜法。因結(jié)構(gòu)主體仍為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，加層后結(jié)構(gòu)的阻尼比取0.05。而且需在兩端設(shè)置十字形柱間支撐并且設(shè)置足夠的縱橫向支撐系統(tǒng)(橫向支撐系統(tǒng)布置在房屋兩端山墻處，縱向支撐系統(tǒng)布置在加層兩端的開(kāi)問(wèn))，以提高鋼架的穩(wěn)定性和剛度。

（3）為了減輕加層自重對(duì)地基承載力的影響，在滿(mǎn)足功能使用要求前提下，應(yīng)盡量選用輕型材料。本工程屋面采用100mm厚象牙鍍鋅夾芯板，墻面采用150mm厚鍍鋅復(fù)合保溫板，以上材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、防水、美觀耐用、抗震好、安裝簡(jiǎn)便、經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)。

四．加層工程的施工要點(diǎn)

使用輕鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時(shí)，除了要組織專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員熟悉圖紙，進(jìn)行圖紙的會(huì)審之外，還要讓施工的人員了解圖紙的設(shè)計(jì)意圖，不能盲目的施工。除此之外也還要注意一下幾點(diǎn)：

1．本工程柱腳連接采用植筋技術(shù)施工中先根據(jù)設(shè)計(jì)要求，按圖紙間距、邊距定好位置，然后要嚴(yán)格控制孔深、水平度、孔內(nèi)清潔度及干燥度等，以防止結(jié)構(gòu)受力受到影響并進(jìn)行抗拉拔實(shí)驗(yàn)。

2．對(duì)構(gòu)件全面檢查結(jié)構(gòu)安裝前應(yīng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行全面檢查，如構(gòu)件的數(shù)量、長(zhǎng)度、垂直度等，如安裝中接頭處螺栓孔之間的尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求等。在安裝過(guò)程中，應(yīng)先安裝靠近山墻有柱間支撐的兩榀鋼架，而后安裝其他鋼架；頭兩榀鋼架安裝完畢后。應(yīng)將兩榀鋼架間的水平系桿、檁條及柱間支撐、屋面水平支撐等構(gòu)件的垂直及水平度調(diào)整正確，然后方可鎖定支撐，再安裝其他鋼架；而在施工中，一般作業(yè)人員由于考慮施工方便及吊車(chē)費(fèi)用，會(huì)先行安裝鋼柱、鋼梁等，而后再行安裝柱間支撐等，這樣違反操作順序容易造成安全事故，同時(shí)待鋼架全部安裝完后再調(diào)整構(gòu)件的垂直度和水平度會(huì)相當(dāng)困難。根本無(wú)法達(dá)到規(guī)范要求。

3．根據(jù)焊縫等級(jí)的不同嚴(yán)格按照規(guī)定檢驗(yàn)。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)焊接缺陷的存在會(huì)對(duì)焊接鋼結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和安全使用產(chǎn)生重要的影響，所以一定要按規(guī)定嚴(yán)格檢驗(yàn)。危害主要是缺陷端部造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中；削弱焊接接頭承載哉面；降低焊接接頭的強(qiáng)度和致密性，導(dǎo)致焊接接頭承載力的下降，縮短使用壽命，甚至造成焊接接頭脆性斷裂或結(jié)構(gòu)倒塌事故。此外，有些焊接缺陷，如焊縫浹渣、電弧擦傷等會(huì)降低焊接結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能。

4．輕鋼結(jié)構(gòu)的除銹和涂裝。輕鋼結(jié)構(gòu)的除銹和涂裝是目前輕鋼結(jié)構(gòu)施工中較易被忽視的一項(xiàng)工作，也是鋼結(jié)構(gòu)工程施工的薄弱環(huán)節(jié)。這種現(xiàn)象不糾正，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量影響甚大。因?yàn)槌P和涂裝質(zhì)量的合格與否直接影響鋼結(jié)構(gòu)今后使用期間的維護(hù)費(fèi)用。還影響鋼結(jié)構(gòu)工程的使用壽命、結(jié)構(gòu)安全及發(fā)生火災(zāi)時(shí)的耐火時(shí)間(防火涂裝)，因此必須對(duì)除銹和涂裝工作給予高度重視，嚴(yán)格按照規(guī)范對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行嚴(yán)格的檢查驗(yàn)收，這是確保鋼結(jié)構(gòu)涂裝質(zhì)量的基礎(chǔ)和保障。

五．結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)差不多兩個(gè)月的時(shí)間，此項(xiàng)加層工程設(shè)計(jì)、施工已經(jīng)順利結(jié)束，現(xiàn)在已經(jīng)投入了使用。該建筑投入使用后也通過(guò)了一系列的檢查和測(cè)試。加層部分質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，具有比較強(qiáng)的適用性。通過(guò)這個(gè)案例的簡(jiǎn)析，我們知道了輕鋼結(jié)構(gòu)加層技術(shù)不僅僅符合了建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、環(huán)境保護(hù)的要求，而且也產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。所以實(shí)踐再次證明，對(duì)一些原有建筑加層或者擴(kuò)建采用輕鋼結(jié)構(gòu)，這是十分明智的選擇，而且也是行之有效的一種技術(shù)手段，具有很好的推廣性和運(yùn)用性。當(dāng)前國(guó)家日益加強(qiáng)了對(duì)節(jié)能減排的重視，所以我們相信輕鋼結(jié)構(gòu)加層的技術(shù)一定會(huì)有十分廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳興龍 對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)加層設(shè)計(jì)及施工的幾點(diǎn)思考 [期刊論文] 《中等職業(yè)教育（理論）》 -2010年5期

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中圖分類(lèi)號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人民生活水平的日益提高，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在建筑行業(yè)，包括工業(yè)廠房、大跨度公共建筑、民用住宅等。不過(guò)，鋼結(jié)構(gòu)的研究還處于起動(dòng)階段，研究力度還不夠，實(shí)際設(shè)計(jì)和施工還存在不少爭(zhēng)議和問(wèn)題。這些都急需解決，以利于鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)健康快速持續(xù)發(fā)展。

1.我國(guó)純鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 高層、超高層建筑由中外合作到國(guó)產(chǎn)化的起步

我國(guó)著名的高層、超高層建筑大多是中外合作的產(chǎn)物，如上海金茂大廈、環(huán)球金融中心、深圳地王大廈、北京京廣中心等。中外合作設(shè)計(jì)對(duì)于掌握國(guó)外先進(jìn)技術(shù)及鍛煉培養(yǎng)人才起到了促進(jìn)和推動(dòng)作用。1998年建成的大連遠(yuǎn)洋大廈（高201m，51層）標(biāo)志著高層鋼結(jié)構(gòu)建筑國(guó)產(chǎn)化的起步，1999年建成的深圳賽格廣場(chǎng)（291.6m，72層）是世界上最高的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)建筑。

1.2輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的迅猛發(fā)展與國(guó)外公司的大批涌入

近年來(lái)、輕鋼建筑以其商品化程度高、施工速度快、使用效果好、應(yīng)用面廣、造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)獲得了迅猛發(fā)展。全國(guó)每年約有200萬(wàn)平方米輕鋼建筑竣工。在此背景下，國(guó)外輕鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠商也紛紛在我國(guó)設(shè)分公司、制造廠，獲得了很大的銷(xiāo)售量。

1.3空間結(jié)構(gòu)得到了進(jìn)一步的發(fā)展

大量大跨度的建設(shè)項(xiàng)目陸續(xù)興建。如天津體育中心（直徑108m，1994年）、上海8萬(wàn)人體育場(chǎng)看臺(tái)頂蓋（1998年）、沈陽(yáng)博展中心室內(nèi)足球場(chǎng)（2000年）等。

2 .純鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在我國(guó)的不足和問(wèn)題

2.1鋼結(jié)構(gòu)在住宅區(qū)域的不平衡

（1）鋼結(jié)構(gòu)建筑市場(chǎng)興起于上海和廣東，現(xiàn)在雖已遍布全國(guó)，但因地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，可將其分為北京、上海、蘇杭、粵閩、天津5大區(qū)域。

（2）鋼結(jié)構(gòu)建筑企業(yè)主要分布在東南沿海地區(qū)的主要城市，如上海、杭州、東莞和無(wú)錫等大中城市，而在東北、西北、西南和華中地區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展緩慢，有些還處于起步階段。這樣的態(tài)勢(shì)必然會(huì)加大東部地區(qū)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，這對(duì)正處于開(kāi)發(fā)階段的西部地區(qū)非常不利，因?yàn)椴辉谕黄鹋芫€上，只會(huì)拉大東西部發(fā)展距離，進(jìn)而影響鋼結(jié)構(gòu)住宅也的整體水平。

2.2鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)物的技術(shù)水平較低

（1）在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方面，美聯(lián)鋼構(gòu)已經(jīng)做到建筑節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化和配件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。而在我國(guó)，大部分鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)還不能達(dá)到這樣的水平。

（2）在建筑表現(xiàn)形式上，國(guó)外企業(yè)把建筑風(fēng)格發(fā)揮到極致。而我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑大多則顯得呆板、單調(diào)和粗糙。

（3）在加工制造工藝方面，差距主要表現(xiàn)在加工設(shè)備的水平上，我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅加工設(shè)備在加工精度、自動(dòng)化程度、數(shù)控化程度上與國(guó)外相比有很大距離。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅要想與國(guó)際全面接軌，還有一段路要走，但隨著設(shè)計(jì)水平的不斷提高，各種標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，很快會(huì)步入快車(chē)道。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展存在的問(wèn)題

（1）鋼結(jié)構(gòu)研發(fā)資金不足，標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范修訂周期太長(zhǎng)；標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用規(guī)范規(guī)程缺項(xiàng)、滯后；鋼材標(biāo)準(zhǔn)與工程設(shè)計(jì)、施工規(guī)范規(guī)程銜接不上。

（2）鋼結(jié)構(gòu)加工廠和施工安裝企業(yè)裝備、計(jì)算機(jī)管理、勞動(dòng)生產(chǎn)率還需進(jìn)一步提高，穩(wěn)定鋼材超常漲價(jià)的不良市場(chǎng)秩序。鋼結(jié)構(gòu)建筑在防火、防腐、保溫、隔音、防震和穩(wěn)定性等方面的設(shè)計(jì)尚不成熟，限制了鋼結(jié)構(gòu)在民用建筑中的發(fā)展。

3 .純鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展前景

3.1鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

鋼結(jié)構(gòu)與其它建設(shè)相比，在很多方面都具有優(yōu)勢(shì)，可隨時(shí)移動(dòng)。具體表現(xiàn)為：

（1）由于鋼結(jié)構(gòu)的延性好、塑性變形能力強(qiáng)，具有優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能，用于住宅建筑可充分發(fā)揮其作用，將大大提高住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震等災(zāi)害的情況下，鋼結(jié)構(gòu)能夠避免建筑物的倒塌性破壞。

（2）鋼結(jié)構(gòu)住宅體系自重輕，約為混凝土結(jié)構(gòu)的一半，能夠減少的基礎(chǔ)造價(jià)。

（3）綠色環(huán)保。鋼結(jié)構(gòu)住宅施工時(shí)不需要砂、石、水泥等，大大減少了砂、石、灰的用量，所用的材料基本上是綠色、可回收或能降解的材料，在建筑物拆除時(shí)，大部分材料可以再用或降解，不會(huì)造成垃圾。

（4）節(jié)能效果好，墻體采用輕型節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化的方鋼、C型鋼、夾芯板，保溫性能好，抗震度好，節(jié)能 。

（5）鋼結(jié)構(gòu)住宅施工速度快，工期比傳統(tǒng)住宅體系至少縮短三分之一。

（6）鋼結(jié)構(gòu)住宅要比傳統(tǒng)建筑的空間利用得更充分，通過(guò)減少柱的截面面積和使用輕質(zhì)墻板，提高面積使用率，使戶(hù)內(nèi)有效使用面積提高。

（7）符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求。鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，并且能將節(jié)能、防水、隔熱、門(mén)窗等先進(jìn)成品集合于一體，成套應(yīng)用，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化，提高建設(shè)產(chǎn)業(yè)的水平。

3.2鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景廣闊。

隨著我國(guó)提倡節(jié)能減排工作的不斷推行，鋼結(jié)構(gòu)作為可循環(huán)再利用的低碳綠色建筑材料，已成為建筑行業(yè)所關(guān)注的焦點(diǎn)。也正是由于這樣使得我國(guó)有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的企業(yè)已有成千上萬(wàn)家了，鋼結(jié)構(gòu)加工量上千萬(wàn)噸。 我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的總目標(biāo)是：提高建筑業(yè)的整體素質(zhì)、生產(chǎn)工業(yè)與技術(shù)裝備水平，達(dá)到在國(guó)際建筑市場(chǎng)中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，并充分發(fā)揮建筑業(yè)在帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)調(diào)整中的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)作用，使建筑業(yè)成為名副其實(shí)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)。建筑業(yè)要帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)工程是一個(gè)很重要的方面。最近在我國(guó)建筑工程領(lǐng)域中已經(jīng)出現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，長(zhǎng)期以來(lái)混凝土和砌體結(jié)構(gòu)一統(tǒng)天下的局面正在發(fā)生變化，鋼結(jié)構(gòu)以其自身的優(yōu)越性引起業(yè)內(nèi)關(guān)注，已經(jīng)在工程中得到合理的、迅速的應(yīng)用。

我國(guó) 20年來(lái)的改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，已經(jīng)為鋼結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用創(chuàng)造極為有利的發(fā)展環(huán)境。首先，從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)來(lái)看，自1996年開(kāi)始我國(guó)鋼的總產(chǎn)值就已超過(guò)1億噸，居世界首位。而且隨著鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量持續(xù)提高，其價(jià)格正逐步下降，鋼結(jié)構(gòu)的造價(jià)也相應(yīng)有較大幅度的降低。與之相應(yīng)的是，鋼結(jié)構(gòu)配套的新型建材也得到了迅速發(fā)展。其次，從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)基礎(chǔ)來(lái)看，在普通鋼結(jié)構(gòu)、薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)、門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、壓型鋼板結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)焊接和高強(qiáng)度螺栓連接、鋼與混凝土組合樓蓋、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)及鋼骨（型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收規(guī)范規(guī)程及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)行20余本。有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)范規(guī)程的不 斷完善為鋼結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。第三，從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的人才素質(zhì)來(lái)看，經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的發(fā)展，專(zhuān)業(yè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員已經(jīng)形成一定的規(guī)模，而且他們的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)在實(shí)踐中得到不斷提高。而隨著計(jì)算機(jī)在工程設(shè)計(jì)中的普遍應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件發(fā)展迅猛，軟件功能日臻完善，為協(xié)助設(shè)計(jì)人員完成結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)，施工圖繪制提供了極大的便利條件。

當(dāng)年“5.12”地震中，鋼結(jié)構(gòu)建筑良好的抗震功能，開(kāi)始將鋼結(jié)構(gòu)拉入民用住宅應(yīng)用視野。有業(yè)內(nèi)人士統(tǒng)計(jì)，四川省的門(mén)式輕型鋼房屋，在地震中極少倒塌，與周邊房屋的倒塌和破損形成鮮明的對(duì)比。隨著國(guó)家建設(shè)節(jié)約型社會(huì)戰(zhàn)略決策的實(shí)施，發(fā)展既節(jié)能又省地的住宅越來(lái)越受到中央和地方的重視，北京、上海、廣東、浙江等地都建了大量的底層、多層、高層鋼結(jié)構(gòu)住宅點(diǎn)示范工程，體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的良好勢(shì)頭。住建部也組織36項(xiàng)鋼結(jié)構(gòu)住宅體系及關(guān)鍵技術(shù)研究課題，開(kāi)展試點(diǎn)工程，并出臺(tái)《鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)規(guī)程》，為鋼結(jié)構(gòu)在住宅體系全面鋪開(kāi)出臺(tái)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。鋼結(jié)構(gòu)具有綠色、節(jié)能、環(huán)保功能，將成為我國(guó)住宅建筑的發(fā)展趨勢(shì)。

4 .總結(jié)

此次論文的編寫(xiě)，在查閱資料的過(guò)程中讓我了解到了有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的很多，比如說(shuō)鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)還是存在著很多問(wèn)題的，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)是否符合節(jié)能環(huán)保型、可持續(xù)發(fā)展的行業(yè)認(rèn)識(shí)還有待于進(jìn)一步提高。因此，鋼結(jié)構(gòu)的有關(guān)市場(chǎng)還有待我們?nèi)グl(fā)展，很多問(wèn)題還有待我們?nèi)ソ鉀Q。

參考文獻(xiàn):

篇（9）

Abstract: according to the author in recent years practice, the housing the advantages of the reinforced concrete frame mainly reflects in: flexible space space, it is light weight, saving material, etc. The article to the housing construction steel reinforced concrete frame structure characteristics, the scope of application, this paper expounds the design principle, the combination of case and discuss the specific construction measures.

Keywords: housing construction; Reinforced concrete; Frame structure; Measures designed

中圖分類(lèi)號(hào)：TU375文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

0. 概 述

框架結(jié)構(gòu)又統(tǒng)稱(chēng)為構(gòu)架式結(jié)構(gòu)。目前，房屋的框架按跨數(shù)分有單跨、多跨；按層數(shù)可以分有單層、多層；按立面構(gòu)成可以分有對(duì)稱(chēng)、不對(duì)稱(chēng)；按所用材料分有鋼框架、混凝土框架、膠合木結(jié)構(gòu)框架或鋼與鋼筋混凝土混合框架等。其中最常用的是鋼筋混凝土框架，它包括現(xiàn)澆整體式、裝配式、裝配整體式等。其中這里面的裝配式、裝配整體式混凝土框架和鋼框架適合大規(guī)模工業(yè)化施工，效率較高，工程質(zhì)量較好，其余的適合房屋建筑使用。

1. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

根據(jù)筆者近年來(lái)實(shí)踐來(lái)看，房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：空間分隔靈活，它自重輕，節(jié)省材料；具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點(diǎn)，利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu)；框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化，便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu)，以縮短施工工期；采用現(xiàn)澆混凝土框架時(shí)，結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好，設(shè)計(jì)處理好也能達(dá)到較好的抗震效果，而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。

2. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍

根據(jù)現(xiàn)在建筑的使用性質(zhì)來(lái)看，房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)廣泛用于住宅、學(xué)校、辦公樓等地方，也有根據(jù)需要對(duì)混凝土梁或板施加預(yù)應(yīng)力，以適用于較大的跨度；框架鋼結(jié)構(gòu)常用于大跨度的公共建筑、多層工業(yè)廠房和一些特殊用途的建筑物中，如劇場(chǎng)、商場(chǎng)、體育館等。但總體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在施工框架結(jié)構(gòu)種類(lèi)比較多，在選擇起來(lái)應(yīng)靈活多變。

3.房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則一般地，房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一定的原則，這樣方能確保房屋的建筑質(zhì)量。

3.1遵循有抗震性能的原則。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)框架結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)有足夠的承載能力和變形能力是兩個(gè)同時(shí)需要滿(mǎn)足的條件。不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，還要求其有適當(dāng)?shù)膭偠取７课萁ㄖY(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān)，過(guò)大的側(cè)向變形會(huì)使隔墻、維護(hù)墻及其飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞。結(jié)構(gòu)分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計(jì)算出各結(jié)構(gòu)體系層間位移角，剪力墻結(jié)構(gòu)小于框剪結(jié)構(gòu)，但均小于規(guī)范要求，且富裕量較大，說(shuō)明兩種結(jié)構(gòu)體系滿(mǎn)足剛度要求。

3.2遵循經(jīng)濟(jì)性原則。 在房屋建筑結(jié)構(gòu)體系中，在保障節(jié)約資金的情況下確保工程質(zhì)量是關(guān)鍵。根據(jù)筆者工作實(shí)踐，通過(guò)對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)、大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)直接費(fèi)的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)單位面積直接費(fèi)相差不是很多，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)最大，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)最小，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)高出12.5%，比大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)高出7.3%，大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)高出4.9%。

4. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜多變的過(guò)程，筆者在此建議在設(shè)計(jì)中要注意以下幾方面：

4.1抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題。房屋在抗震設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般不要采用單跨框架。如果不可避免的話，建議可設(shè)計(jì)為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，多層建筑也可僅在單跨方向設(shè)置剪力墻。但是，后者框架結(jié)構(gòu)部分的抗震等級(jí)應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)選用，而剪力墻部分的抗震等級(jí)應(yīng)按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)選用。

4.2框架結(jié)構(gòu)選擇。在目前的小高層結(jié)構(gòu)體系里比較適合采用框架結(jié)構(gòu)，筆者建議首先盡可能將過(guò)于狹長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)用伸縮縫脫開(kāi)。如果建筑專(zhuān)業(yè)不允許，可通過(guò)加大端部開(kāi)間的抗側(cè)剛度達(dá)到限制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的目的。具體可將邊框架的角柱斷面增大，加大框架梁的高度，如條件允許，中間增加框架住，既增加框架的跨數(shù)。這些方法可以顯著增加結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。

5.房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施

根據(jù)筆者實(shí)踐，結(jié)合案例來(lái)簡(jiǎn)單闡述下這方面的措施。某小區(qū)工程為6-8層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，按8度抗震設(shè)防，場(chǎng)地土類(lèi)別為Ⅲ類(lèi)，各建筑單體設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為70年，建筑安全等級(jí)為2級(jí)，建筑抗震類(lèi)別為丙類(lèi)。根據(jù)有關(guān)要求，柱混凝土強(qiáng)度等級(jí):一～三層為C25,三層以上為C20;樓面為C20,屋面板、為C25密實(shí)性混凝土。

5.1計(jì)算分析。根據(jù)工程建筑要求，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性三個(gè)基本指標(biāo)。我們一般采用彈性設(shè)計(jì)方法，即在正常使用情況下，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于彈性受力狀態(tài)中，結(jié)構(gòu)具有較大的剛度，這一點(diǎn)施工人員要做好這方面的計(jì)算分析。

5.2防雷主要措施。我們可以采取該工程住宅屋面采用φ12鍍鋅圓做避雷帶，組成不大于20m×20m的網(wǎng)格。所有突出屋面的金屬構(gòu)件均應(yīng)與避雷帶可靠焊接。

這其中引下線利用柱內(nèi)的兩根直徑大于φ16的對(duì)角主筋通長(zhǎng)焊接作為避雷引下線，上端與避雷帶連接，下端與地梁兩根主筋焊接。

5.3梁、柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。我們?cè)诜课菰O(shè)計(jì)梁柱節(jié)點(diǎn)時(shí)，通常出現(xiàn)多根梁交叉在一起的現(xiàn)象，主次梁的負(fù)彎矩鋼筋多層也會(huì)疊加在一起，這樣會(huì)對(duì)梁截面截面造成較大的影響。這也是房屋在建時(shí)它的成本很難控制的一方面。在此，筆者建議可采取降低次梁底面的標(biāo)高和降低主梁底面標(biāo)高的有關(guān)措施來(lái)加以控制。

5.4變形的分析。一旦結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了過(guò)度變形，就會(huì)產(chǎn)生對(duì)之相對(duì)應(yīng)的裂縫。一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)的過(guò)度變形是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足或者剛度不足的標(biāo)志，它并沒(méi)有直接反映出結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形的因素有跨度、截面的尺寸、支座的形式、材料的質(zhì)量和荷載等，結(jié)構(gòu)變形是鑒定房屋安全的重要內(nèi)容。所以在進(jìn)行房屋安全鑒定時(shí)，需要對(duì)房屋的綜合情況進(jìn)行考慮。

參考文獻(xiàn)

[1]韓秀女. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因[J]. 民營(yíng)科技, 2010,(12)

篇（10）

中圖分類(lèi)號(hào)：TU511.3+5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

壓型彩鋼板的組成及使用要求

壓型彩鋼板是薄板經(jīng)過(guò)冷壓或者冷軋而成型的鋼材，它應(yīng)用的板材種類(lèi)非常多，包括不銹鋼板、鍍鋁鋅板、鋁鎂合金板、鈦合金板等。由于壓型彩鋼板的結(jié)構(gòu)特性，它具有造型美、強(qiáng)度高、價(jià)格低、質(zhì)量輕、建造周期短等優(yōu)點(diǎn)，在工程建設(shè)中受到青睞，成為圍護(hù)結(jié)構(gòu)、樓板等建筑物的重要建筑材料。壓型彩鋼板一般采用烤漆工藝進(jìn)行處理，可以根據(jù)不同的建筑要求涂裝你不同的顏色。根據(jù)不同的功能要求，壓型彩鋼板也有不同的分類(lèi)，常見(jiàn)的分類(lèi)有波形、雙曲波形、V型等。壓型彩鋼板的制作樣式有很多種類(lèi)，可以根據(jù)所要使用的要求制成各種形狀。屋面和墻面的建筑中常用板厚為0.4~1.6毫米的壓型彩鋼板，承重樓板和筒倉(cāng)的建筑中常用板厚為2~3毫米及以上厚度的壓型彩鋼板。

壓型彩鋼板的用途十分廣泛，可以用作內(nèi)外裝飾材料，也可用作民用住宅樓的樓面結(jié)構(gòu)。但是壓型彩鋼板最重要的用途還是在于廠房或者展覽館、火車(chē)站等公用建筑。壓型彩鋼板的外形美觀、設(shè)計(jì)合理、安裝操作簡(jiǎn)便，因而具有很高的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性與市場(chǎng)占有率。

由于建筑材料的使用對(duì)環(huán)境有一定的要求，所以在不同的地理環(huán)境條件下，壓型彩鋼板的使用壽命也有所不同。壓型彩鋼板由于板件的剝膜效應(yīng)，只要其整體不發(fā)生較大規(guī)模的損壞，它的使用能力就不會(huì)喪失。因而壓型彩鋼板的設(shè)計(jì)允許一定范圍內(nèi)的局部屈曲，在使用上更加靈活。

在北方地區(qū)，冬季漫長(zhǎng)并且寒冷，在這種較為嚴(yán)峻的條件之下，對(duì)于建筑材料的使用有更加嚴(yán)格的要求。在嚴(yán)寒或者寒冷地區(qū)，當(dāng)?shù)氐慕ㄖ仨毑扇」?jié)能措施，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，建筑設(shè)備的能耗必須控制在一定的范圍之內(nèi)。壓型彩鋼板的連接時(shí)其建造廠房及其他建筑的主控項(xiàng)目。若壓型彩鋼板的保溫工作沒(méi)有做好，那么在冬季將會(huì)呈現(xiàn)外部彩鋼板結(jié)冰而內(nèi)部的彩鋼板結(jié)霜的情況，這關(guān)乎建筑物的使用壽命以及使用效果。同時(shí)，建筑材料必須適應(yīng)嚴(yán)寒地區(qū)密封性、漏水性以及冷凝水的要求。應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，我們?cè)谡撐闹羞M(jìn)行了相信的分析以及應(yīng)對(duì)對(duì)策。

壓型彩鋼板使用中的密封問(wèn)題及對(duì)策

壓型彩鋼板進(jìn)行屋面施工的主要過(guò)程為：檀條安裝屋面底層板安裝鋼絲網(wǎng)、防潮貼面及保溫棉安裝上層板固定支座安裝屋面上層板安裝。

在檀條的安裝中，采取由屋面低處向屋面中心施工的方式，這是整個(gè)屋面系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是使用壓型彩鋼板建造廠房的基本工序。屋面底層板的安裝包括鋪設(shè)板材、板材安裝連接節(jié)點(diǎn)的處理。將已經(jīng)選定的下層板根據(jù)版圖提升至檀條的上端再進(jìn)行固定，才連接點(diǎn)處理問(wèn)題上采取螺釘方式，這樣能夠更好地保證廠房的氣密性，這是防治廠房?jī)?nèi)部的水蒸氣進(jìn)入保溫層的有效措施。在鋼絲網(wǎng)、防潮貼面及保溫棉安裝中，有幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：一是在鋪設(shè)上層的保溫棉時(shí)，要事先在屋面固定位置開(kāi)口將固定座穿入；二是要等到保溫棉充分回彈到自身尺寸時(shí)在進(jìn)行測(cè)量，這樣可以保證測(cè)量的準(zhǔn)確度；三是要實(shí)現(xiàn)保溫棉與屋面板的平行施工，這樣做是為了保證進(jìn)行廠房的建設(shè)時(shí)盡可能地減少受外界環(huán)境的影響。在上層板固定支座安裝中，首先要進(jìn)行測(cè)量放線，其次要進(jìn)行固定座的安裝，最后需要檢查安裝質(zhì)量并進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)此工藝的要點(diǎn)是屋面板固定支座需要首先鑄造成型一個(gè)整體，并且在支座安裝時(shí)，底部應(yīng)當(dāng)安放絕緣墊，從而有效降低“冷橋”效應(yīng)帶來(lái)的影響。在屋面上層板安裝中，所遵照的工藝流程是：堆放就位（堆放時(shí)為了保護(hù)鋼板的表面，應(yīng)當(dāng)在其下放置好墊塊）安裝固定（在這一步中，我們應(yīng)當(dāng)抑制室內(nèi)外溫差的傳遞速度，防止“冷橋”效應(yīng)的產(chǎn)生）屋板面的現(xiàn)場(chǎng)施工（這是上層板固定支座安裝種最重要的一步）檢驗(yàn)及調(diào)整（需要檢驗(yàn)板材與固定座是否完全連鎖并調(diào)整屋板面的平行度，最后要咬口固定）。

密封性的問(wèn)題時(shí)壓型彩鋼板使用過(guò)程中非常重要的一部分，通過(guò)以上工藝可以良好地解決這一問(wèn)題。

壓型彩鋼板使用中的房屋漏水問(wèn)題及對(duì)策

目前我國(guó)大部分壓型彩鋼板屋經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)存在漏水嚴(yán)重的問(wèn)題，尤其是在南方地區(qū)，漏水主要集中在雅興板搭接、屋面采光帶、水泥墻面相連等部位。

彩鋼板屋面漏水主要原因是由于材料自身的特性而引發(fā)的漏水。眾所周知的，金屬的導(dǎo)熱系數(shù)是比較大的，當(dāng)外界環(huán)境的溫度發(fā)生較大的變化時(shí)，彩鋼容易收縮變形，在接口處產(chǎn)生較大的位移，從而使其物理性質(zhì)發(fā)生改變，也就是人們常說(shuō)的熱脹冷縮，這樣就容易發(fā)生漏水的現(xiàn)象。這種問(wèn)題在嚴(yán)寒地區(qū)發(fā)生地尤為嚴(yán)重，也是我們?cè)谑褂娩摬淖鳛榻ㄖ牧蠒r(shí)不得不去考慮的。其次是因?yàn)榉课萁Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或者板型缺陷而引發(fā)的漏水。在如今越來(lái)越激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，施工方為了追求降低造價(jià)，節(jié)省原料，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，減小房屋坡度，產(chǎn)生積水、漏水現(xiàn)象。還有就是目前在我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，并未考慮地區(qū)氣候差異而采用不同的防水措施，例如在南方梅雨環(huán)境下的防水措施以及沿海地區(qū)季臺(tái)風(fēng)環(huán)境下的防水措施，有其各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，要選用適合本地區(qū)的防水材料，這也是產(chǎn)生漏水的原因之一。總之產(chǎn)生彩鋼板房屋漏水的原因還有很多，這里就不一一列舉了。那么對(duì)于壓型彩鋼板房屋在嚴(yán)寒地區(qū)的漏水問(wèn)題，我們應(yīng)當(dāng)采取以下的措施予以解決：

首先我們應(yīng)該進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，綜合考慮造價(jià)，屋頂坡度，板型等多種因素，求得最佳的方案，這是解決這一問(wèn)題的首要關(guān)鍵。除了考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之外，我們就還要充分考慮建筑物所在地區(qū)的氣候特點(diǎn)，采用合適的防水措施以及材料。其次由于金屬屋面材料的特性，我們可以借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，選用適合金屬屋面的防水材料，比如說(shuō)采用有較高粘結(jié)強(qiáng)度、好的追隨性以及耐候性極佳的材料做粘結(jié)帶。彩鋼板鋼結(jié)構(gòu)房屋脊部位漏水，我們應(yīng)該把屋脊蓋板做寬些，另外坡度找大點(diǎn)；或者搭接處敷設(shè)膠泥或硅膠。這些都是解決壓型彩鋼板在房屋漏水問(wèn)題上的有效據(jù)舉措。

壓型彩鋼板使用中的冬季冷凝水問(wèn)題及對(duì)策

在使用壓型彩鋼板建造建造廠房時(shí)，必須要考慮到車(chē)間內(nèi)外部環(huán)境的影響。氣溫、溫度、濕度以及地理?xiàng)l件都是所要考慮的因素。為了解決這一問(wèn)題，在寒冷地區(qū)使用壓型彩鋼板時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取雙層保溫棉，并且加強(qiáng)防腐蝕工作。在冬季，由于室內(nèi)外溫差較大，極易產(chǎn)生冷凝水，尤其是在車(chē)間的四角部位，因?yàn)槭覂?nèi)熱空氣沿縫隙與外界板面進(jìn)行相遇，所以在這些部位冷凝水最為嚴(yán)重。另外，在鋼天溝下部也存在點(diǎn)狀分布的冷凝水，這也是由于熱空氣遇冷形成的。

為了解決這一問(wèn)題，我們必須要采取相應(yīng)的措施。應(yīng)對(duì)第一種原因產(chǎn)生的冷凝水，我們可以在下層板之間的縫隙處采用中性的硅酮密封膠進(jìn)行密封。應(yīng)對(duì)第二種原因產(chǎn)生的冷凝水，我們采取閉泡塑膠填實(shí)的方法，并且用角鋼托舉。壓型彩鋼板必須是屋面梁安裝完成之后以及外墻基層驗(yàn)收合格后進(jìn)行。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，我們采取的措施的確起到了一定的防治效果。但是單純靠堵的方式，不能夠從根本上解決這一問(wèn)題，我們還需要再生產(chǎn)工藝上進(jìn)行提升。通過(guò)綜合措施的防治，才能更好地解決問(wèn)題。

壓型彩鋼板使用的建議

彩鋼板長(zhǎng)用于建筑物的墻面以及屋面，具有裝飾性強(qiáng)、成型靈活、施工速度快、外形美觀、重量輕、易于工業(yè)化、商品化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但其也有需要注意的地方。

在安裝壓型板的時(shí)候，測(cè)量屋面沿長(zhǎng)度、坡度方向的尺寸，以山墻面為基準(zhǔn)，定出屋脊中心線，并以該線長(zhǎng)度方向的伸縮縫處垂直線作為基準(zhǔn)線，從基準(zhǔn)線向山墻的方向每隔7一段距離劃出記號(hào)，按此方向?qū)⒄麄€(gè)屋面長(zhǎng)度方向均勻度量。 墻面板、山墻包角及墻梁應(yīng)采用M6 自鉆螺絲連接，山墻檐口包角處還應(yīng)該采用泡沫塑料外封頭。擋風(fēng)板、波形板與泛水搭接波峰處最好用連接螺栓固定。 墻角開(kāi)口部位的泛水板應(yīng)安裝在內(nèi)側(cè)，并用M6 自鉆螺絲將墻面板、泛水板一起緊固在墻筋上。將建筑密封膏涂敷在泛水板間的接縫處，墻面上外露的螺栓均滿(mǎn)涂防銹漆或密封膏。此外還需要注意防火措施采用防火性能比較好的巖棉作為芯材。在搭建過(guò)程中，芯材要遠(yuǎn)離電焊、氣焊等明火作業(yè)在使用過(guò)程中，一些熱源、火源不要緊挨著鋼板。要保持一定的距離。電線、電纜最好不要從芯材中穿過(guò)，如果需要穿過(guò)，應(yīng)該加保護(hù)套管，彩鋼板房至少應(yīng)保持6米的安全距離

綜上所述，壓型彩鋼板的質(zhì)量對(duì)維護(hù)工程的防水效果以及耐久性有著非常重大的影響，合理地使用壓型彩鋼板可以建造效果十分優(yōu)良的建筑。我國(guó)目前的工業(yè)項(xiàng)目對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)廠房的需求不斷增加，而壓型彩鋼板因?yàn)樗鼉?yōu)良的質(zhì)地受到廣泛的青睞，必將成為新型建筑材料的佼佼者。

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篇（11）

隨著現(xiàn)代社會(huì)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，民用建筑已成為特別建筑。因?yàn)樗皇褂脦资昊蛘哂肋h(yuǎn)的保留下來(lái)，但現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展對(duì)建筑產(chǎn)生了新的外觀要求。為此，目前建筑工程加固的建筑也在逐漸增多，這次改進(jìn)不僅改善了房屋戶(hù)型，有的也對(duì)建筑的樓層進(jìn)行了添加，改善了其使用性能。為了使建筑跟進(jìn)潮流的現(xiàn)代城市相匹配，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃和房屋使用的新標(biāo)準(zhǔn)。也有一些建筑是由于長(zhǎng)久失修導(dǎo)致房屋質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題需要進(jìn)行維修或維護(hù)使房屋得到相關(guān)的性能改造。所以，對(duì)房屋的加固改造對(duì)建筑工程具有重要的建筑意義

1 加固改造鑒定步驟

已建工程在加固改造前均需要由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行調(diào)查鑒定。一般步驟是：（1）收集資料。調(diào)查了解該項(xiàng)目的狀況（包括：設(shè)計(jì)圖紙、竣工資料、使用維護(hù)日志、使用環(huán)境等）和準(zhǔn)備改造的內(nèi)容（使用功能、條件等）。（2）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、測(cè)試。在現(xiàn)場(chǎng)收集建筑材料資料（主體結(jié)構(gòu)和維護(hù)結(jié)構(gòu)材料的損傷情況等）和建筑結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)變形、裂縫等）資料。（3）根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況和要求的加固改造方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算分析，以及進(jìn)行相應(yīng)的構(gòu)件或模型試驗(yàn)，對(duì)加固改造方案加以驗(yàn)證。（4）加固改造工程一般應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)并有經(jīng)驗(yàn)的單位來(lái)施工完成，在這期間設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位應(yīng)嚴(yán)格審查施工方案，并配合相關(guān)部門(mén)做好質(zhì)檢工作。

2 加固改造的有效措施

2.1 根基的加固

房屋的基礎(chǔ)加固實(shí)施比較困難和復(fù)雜。建筑物經(jīng)過(guò)幾年的自然降已經(jīng)達(dá)到了沉降的相對(duì)穩(wěn)定，這時(shí)在進(jìn)行加固的時(shí)候，肯定會(huì)造成原有基礎(chǔ)的附近土壤松動(dòng)，從而影響了新的加固基礎(chǔ)的根基穩(wěn)定狀態(tài)。基礎(chǔ)加固一般有兩個(gè)方面，一方面是在原有的基礎(chǔ)上增添原有基礎(chǔ)的橫截面積以達(dá)到接層以后的抗壓力，這種加固方法一般適用于獨(dú)立型建筑的加固基礎(chǔ)。另一方面就是在原有基礎(chǔ)的旁邊增設(shè)基礎(chǔ)，在通過(guò)構(gòu)件的相互轉(zhuǎn)換將承載壓力傳至到各個(gè)基礎(chǔ)上去，來(lái)分擔(dān)原有建筑的荷載。樁基礎(chǔ)經(jīng)常采用這種加固方式。

在對(duì)建筑的加固基礎(chǔ)的過(guò)程中，要盡量避免對(duì)原有建筑的基礎(chǔ)的破壞，這是由于原有基礎(chǔ)仍然要受到原有建筑的承載壓力。同時(shí)也要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)結(jié)構(gòu)主體產(chǎn)生的破壞和主體容易滑動(dòng)的地方采取臨時(shí)加固的措施。在進(jìn)行加固過(guò)程的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮接層以后新基礎(chǔ)的沉降會(huì)不會(huì)對(duì)建筑的主體產(chǎn)生影響，并建議加固基礎(chǔ)時(shí)采用減小沉降的相關(guān)地基處理方法，可以在地基的局部應(yīng)用換土、壓實(shí)等辦法已達(dá)到降低沉降的目的。

2.2 原有構(gòu)件的加固措施

建筑的加固結(jié)構(gòu)框架的加固部位大多是指梁和柱。柱不符合承載力的要求，主要是因?yàn)橹S壓比不符合規(guī)范要求，即橫截面積或者是混凝土的標(biāo)號(hào)不符合標(biāo)準(zhǔn)。在建筑的加固過(guò)程中主要是對(duì)柱的截面積來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一般來(lái)說(shuō)有兩種方法，一種是在通過(guò)在原來(lái)混凝土上面包裹一層混凝土，使它們成為一個(gè)整體，以實(shí)現(xiàn)柱面積的增加來(lái)實(shí)現(xiàn)目的。另外一種就是在原有鋼筋混凝土的外表面用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，從而分擔(dān)原鋼筋混凝土的上部壓力荷載。加固使用的梁一般不滿(mǎn)足承載力的要求，這是由于梁的下部配筋不能滿(mǎn)足荷載作用下的要求。而且在加固的過(guò)程中和柱的加固方法類(lèi)似都是在原有混凝土的表面增加混凝土的截面積來(lái)增大荷載能力。加固過(guò)程也可以運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)對(duì)梁進(jìn)行加固，增強(qiáng)其抗彎抗剪能力。在加固過(guò)程中對(duì)墻體承載力和抗震構(gòu)造而加固的一般采用磚混結(jié)構(gòu)加固，磚混結(jié)構(gòu)墻體的質(zhì)量好壞可以直接影響整個(gè)建筑的抗震的是否牢固。

2.3 混凝土結(jié)構(gòu)的加固改造

當(dāng)前建筑行業(yè)應(yīng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工改造的方法主要包括了一下幾點(diǎn)，筆者進(jìn)行了詳細(xì)地分析。（1）外包鋼加固法。該方法的特點(diǎn)在于：將型鋼設(shè)置在混凝土構(gòu)件的附件，使其和混凝土協(xié)調(diào)工作，以提升承載力。主要方式包括了干式、濕式兩大類(lèi)。主要適用于：構(gòu)件截面加大受限制，需大幅度增加高承載力。在使用化學(xué)灌漿外包鋼時(shí)需將型鋼表面的溫度控制在60℃以下，對(duì)于具有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境需要制定相應(yīng)的防護(hù)措施。（2）加大截面法。該方法的特點(diǎn)在于，利用不斷加大原結(jié)構(gòu)材料的構(gòu)件截面來(lái)提升建筑的承載力。主要適用于普通構(gòu)建，如：梁、柱、板、墻等。（3）增設(shè)支點(diǎn)法。該方法的特點(diǎn)為：通過(guò)增加支點(diǎn)數(shù)量，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的減少來(lái)計(jì)算長(zhǎng)度和變形，提升承載力。主要分為剛性、彈性支點(diǎn)兩種，主要適用于：凈空不受限的梁、板、桁架等。（4）預(yù)應(yīng)力加固法。該方法的特點(diǎn)為：結(jié)合預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿及撐桿作用，對(duì)原結(jié)構(gòu)實(shí)施加固改造,從而將原結(jié)構(gòu)承受的荷載轉(zhuǎn)至加固結(jié)構(gòu)上。主要適用范圍：需要提升承載力、剛度、抗裂性，且保證較小的占用空間，在于梁、板、屋架等方面的施工較為常用。（5）繞絲法。該方法的特點(diǎn)為：將鋼絲包混凝土構(gòu)件附近，使其與混凝土協(xié)調(diào)工作,提升承載力。主要適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力較弱，以及要對(duì)受壓構(gòu)件施加橫向約束力的條件下。（6）碳纖維織物加固。此方法的特點(diǎn)為：將碳纖維織物粘貼在混凝土表面來(lái)提升承載力。主要適用于一般的結(jié)構(gòu)加固改造施工中，其優(yōu)勢(shì)在于抗腐蝕、耐潮濕等，但要采取必要的防火處理。在計(jì)算碳纖維織物加固混凝土梁正截面承載力時(shí)，需要參照平截面假定的混凝土梁受彎基本理論，運(yùn)用等效鋼筋面積法來(lái)保證計(jì)算結(jié)果的有效性，當(dāng)?shù)刃т摻蠲娣e計(jì)算結(jié)果出來(lái)后，可利用鋼筋混凝土梁受彎構(gòu)件的正截面承載力設(shè)計(jì)公式展開(kāi)計(jì)算。（7）粘貼鋼板法。該方法的特點(diǎn)為：將鋼板粘貼在混凝土表面來(lái)提升承載力。主要適用于：受彎、受拉構(gòu)件(梁、板)。通常在60℃以上的環(huán)境中不采用此方法，若處于腐蝕性介質(zhì)環(huán)境時(shí)需要采取一定的防護(hù)措施。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)加固改造

鋼結(jié)構(gòu)加固改造是較為常見(jiàn)的加固方式，其主要分成以下兩大類(lèi)型：（1）加大構(gòu)件截面。鋼梁和鋼柱的加固當(dāng)否能夠利用焊接或高強(qiáng)度螺栓連接來(lái)完成。對(duì)施工條件進(jìn)行了全面的分析，需要對(duì)施工條件、加固構(gòu)件的應(yīng)力分布時(shí)等要素進(jìn)行研究，重點(diǎn)分析由于焊接加固引起的殘余應(yīng)力和變形對(duì)加系數(shù)K（軸心受力的實(shí)腹構(gòu)件：K=0.8；偏心受力和受彎構(gòu)件以及格構(gòu)式構(gòu)件：K=0.9）。（2）轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖。這種加固方式是運(yùn)用添加支撐系統(tǒng)變一榀一榀的排架結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)；通過(guò)添加支撐改變構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比來(lái)加強(qiáng)穩(wěn)定及承載能力；將鉸接轉(zhuǎn)化成剛接，降低構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度。

2.5 砌體結(jié)構(gòu)加固改造

2.5.1 磚砌體中常見(jiàn)的問(wèn)題有磚砌體承載力及穩(wěn)定性達(dá)不到要求，可通過(guò)扶壁柱法和鋼筋網(wǎng)水泥法進(jìn)行加固改造。

2.5.2 適用于磚柱的加固方法包括了增大截面法、外包型鋼法兩大類(lèi)。在磚砌體結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫問(wèn)題后應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況制定處理措施。具體為：因溫度引起的裂縫，可利用填縫封閉和加筋錨固方法；若裂縫形狀小且數(shù)量多，可在裂縫穩(wěn)定時(shí)期進(jìn)行灌漿補(bǔ)強(qiáng)；若裂縫由結(jié)構(gòu)因素引起，需要先進(jìn)行加固處理，再解決裂縫問(wèn)題。

3 加固更改設(shè)計(jì)時(shí)的軟件工具

在進(jìn)行加固改造之前，應(yīng)該對(duì)加固的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行資料的收集和現(xiàn)場(chǎng)的取物調(diào)查，最后再對(duì)加固的方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)。對(duì)于大型建筑工程在進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算的時(shí)候應(yīng)該運(yùn)用結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行計(jì)算分析，要確定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤，否則會(huì)對(duì)原來(lái)的結(jié)構(gòu)帶來(lái)安全隱患。一般砌體構(gòu)造和混凝土構(gòu)造運(yùn)用PKPM、TBSA；鋼構(gòu)造運(yùn)用3D3S、Xsteel、PS2000（門(mén)式鋼架）、網(wǎng)狀構(gòu)造運(yùn)用MST2000、SFCAD2000。而采用其他一些限元計(jì)算軟件的時(shí)候應(yīng)該注意構(gòu)建參數(shù)以及荷載狀況的設(shè)置等

4 加固改造設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

在加固改造工程中界面處理好壞，將直接影響加固設(shè)計(jì)效果，如果出現(xiàn)空鼓、脫落、“兩層皮”等質(zhì)量問(wèn)題，這將關(guān)系到結(jié)構(gòu)改造的安全性問(wèn)題。為此設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施、施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)此加以重視，適當(dāng)增大安全儲(chǔ)備。

針對(duì)新舊混凝土、新加混凝土與舊磚墻等不同界面，采用植筋、增設(shè)暗銷(xiāo)或抗剪件、結(jié)構(gòu)膠等系列界面處理技術(shù)，務(wù)必使加固面結(jié)合接觸緊密，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。加固改造工程中屋頂改造、加層等往往會(huì)加大基礎(chǔ)荷載，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)地基基礎(chǔ)采取加固措施，注意減輕構(gòu)件自重和調(diào)整受力體系。對(duì)于增加荷載不大的情況可考慮利用剩余的地基容許承載力。事實(shí)上地基在長(zhǎng)期荷載作用下，其容許承載力相應(yīng)也會(huì)提高。根據(jù)相關(guān)資料，提高系數(shù)K可依據(jù)改造前后基底應(yīng)力之比（p1/p2）參考選用（見(jiàn)下表）。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在加固的構(gòu)件主要還是針對(duì)構(gòu)造和承載能力薄弱的構(gòu)件，在對(duì)建筑加固完成以后要考慮到加強(qiáng)以后的構(gòu)件對(duì)加強(qiáng)部位以致整個(gè)結(jié)構(gòu)整體的影響。否則有時(shí)加固改造后會(huì)適得其反。例如：對(duì)連續(xù)梁某一段采取增大截面法進(jìn)行加固后由于剛度的變化會(huì)引起相鄰跨梁、柱的內(nèi)力重分布；對(duì)多層磚混結(jié)構(gòu)的某一層墻體采取夾板墻加固，使得該層墻體的剛度大幅度增加，形成與相鄰樓層的剛度差，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震不利。此外還有加固后構(gòu)件的承載能力提高，防火等級(jí)大幅度下降等問(wèn)題。在建筑物進(jìn)行加固的同時(shí)要從建筑的整體有總體上的把握，加固以后要符合現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念和現(xiàn)代的建筑規(guī)程要求。

參考文獻(xiàn)

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