房屋鋼結構設計論文大全11篇

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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

中圖分類號：TU209 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）

門式剛架輕型房屋自重輕，用鋼省，造價低；抗震性能好，在抗震設防烈度為7度及以下地區不考慮抗震設計；可跨越較大跨度；制作簡單，施工周期短且不需要大型施工機具；形式美觀有現代感，能充分滿足使用要求。廣泛應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；無吊車或起重量不大于20噸的A1~A5工作級別吊車的單層房屋鋼結構。

1. 門式剛架結構平面布置

1.1門式剛架輕型房屋結構的溫度區段長度：縱向溫度區段不大于300米；橫向溫度區段不大于150米。

當需要設置橫向伸縮縫時，可用兩種做法：一種簡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。以雙剛架為界，結構兩邊各自具有獨立的檁條、支撐和維護板系統，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。

另一種方法較為經濟，具體辦法是：在伸縮縫處只設置一榀剛架，而在伸縮縫處的檁條上，設置橢圓長孔來吸收該點的熱位移。

1.2單層門式剛架的跨度，一般情況下以跨度為21~30米時比較經濟。

1.3剛架的合理間距

剛架的用鋼量一般來說隨其間距額度增大而減小，但吊車梁，檁條，墻梁的用鋼量則隨剛架間距的增大而增大。對于無橋式吊車的單層門式剛架輕型房屋，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。對于有10噸以上吊車或較大的懸掛荷載的單層門式剛架輕型房屋，剛架間距以6米為宜。

2.門式剛架輕型房屋鋼結構形式

2.1在門式剛架輕型房屋鋼結構體系中，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翼緣出平面的穩定性，由與檁條和墻梁相連接的隅撐來保證。主剛架間的交叉支撐可采用張緊的圓鋼。

2.2根據跨度，高度和荷載不同，門式剛架的梁，柱可采用變截面或等截面實腹焊接工字形單軸對稱或雙軸對稱截面或軋制H形截面。設有橋式吊車時，柱宜采用等截面構件。變截面構件通常改變腹板的高度做成楔形。結構構件在一個安裝單元內一般不改變翼緣截面，當必要時，可改變翼緣厚度；鄰接的運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門式剛架的柱腳多鉸接支承設計，通常為平板支座，設一對或兩對地腳錨栓。當用于工業廠房且有5噸以上橋式吊車時，宜將柱腳設計成剛接。對于有橋式吊車的房屋，中柱不宜采用搖擺柱。

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

3. 基礎形式的選擇

基礎應根據建筑物所在地的工程地質情況和建筑物上部結構型式等幾個方面綜合考慮，對于輕鋼結構而言，由于柱網尺寸較大，又上部結構傳至柱腳的內力較小，一般以獨立基礎為主。若地質條件較差，可考慮采用條形基礎，遇到不良地質情況，可考慮采用樁基礎。鋼架柱腳在地面以下的部分應采用強度等級較低的混凝土包裹（C15、C20混凝土即可，保護層厚度不應小于50mm），并應使包裹的混凝土高出地面不小于150mm。當柱腳底面在地面以上時，柱腳底面應高出地面不小于100mm。鋼架柱腳與基礎連接的預埋螺栓不應采用冷拔鋼筋，應采用Q235鋼或Q345鋼。錨栓的直徑不宜小于24mm，且應采用雙螺帽。

4. 支撐體系的布置

在每個溫度區段或分區建設的區段中，應分別設置能獨立構成空間穩定結構的支撐體系。

柱間支撐宜于屋蓋橫向水平支撐布置在同一開間，以組成幾何不變體系。如不能布置在同一開間，則應加設剛性系桿傳力。各道支撐的間距，當無吊車時宜取30~45米。有吊車時，可在適當加大支撐間距的同時提高支撐的剛度，一般宜設在溫度區段中部，或當溫度區段較長時設在三分點處，且間距不宜大于60米。

當建筑寬度大于60米時，在內柱列宜適當增加柱間支撐，當不能設置交叉支撐時，可設置縱向剛架或剛架式門式支撐。

當有駕駛室的吊車噸位大于15噸時，應在屋蓋邊緣設置縱向水平支撐。

當無吊車且檐口高度不大于9米時，宜僅設單層柱間支撐；當檐口高度大于9米時，可根據支撐的夾角設置雙層柱間支撐。交叉支撐與水平夾角以45度為佳，不宜大于55度。有吊車時，應以吊車梁兼做縱向系桿設置上下兩層柱間支撐，端開間可不設置下層支撐以減少吊車梁的溫度應力。所有橫向支撐縱向支撐均應與屋蓋梁天窗架等構件及縱向桿系組成幾何不變的桁架形式。

5. 鋼材質量等級和焊縫質量等級

門式剛架、吊車梁和焊接的檁條、墻梁等構件宜采用Q235B、Q345B及以上等級的碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼，質量等級為A級的鋼材不適宜做焊接連接的構件。原因是這種類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。根據構件的重要性和受力性能及焊縫的受力情況確定焊縫等級。通常板材的等強對接焊縫(梁柱端板的對接焊縫)、梁上受拉、受彎的對接焊縫應采用剖口全熔透對接焊縫，其焊縫質量等級為一、二級，其它角焊縫因其應力集中較嚴重，內部探傷困難，其質量等級一般只能是三級。

6. 梁柱連接節點

少數設計的門式剛架，想節省鋼材，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，雖然構件可以通過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和破壞。所以此時梁柱只能鉸接，不能剛接。有些設計，在門式剛架設計好之后，又根據業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，構件內力也不同，有的工程斜梁很細，就是這個原因造成的。

門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。當豎向荷載起控制作用時，將端板橫放可減少節點的設計剪力，同時充分利用柱的壓力對節點受力的有力作用。如果節點彎矩很大，可采用端板斜放形式，加長抗彎連接的力臂，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，端板外伸式節點受力合理，承載力高于平齊式節點，因此應盡量采取外伸式端板連接，同時應在結點板外伸部分設置加勁肋，使靠近受拉翼緣兩側的螺栓受力均勻，接近一致，提高節點的抗剪能力，有效減少節點板的變形。

7. 拉條和撐桿

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中圖分類號：TU2文獻標識碼： A

前言

在進行建筑鋼結構設計的時候，會受到很多因素的影響，建筑鋼結構在設計的時候，要滿足建筑的要求，不能對建筑設計進行破壞，同時鋼結構設計的能力范圍也是建筑設計的上限，就是建筑設計不能超出鋼結構設計的能力范圍，在安全和合理方面要達到要求，建筑設計是否能夠得到實現離不開鋼結構設計。

一、鋼結構設計遵循的原則

1. 保證結構的整體性。鋼結構的整體性，能保障建筑耐用的年限增加，且殘值率為 0. 2，設計者必須明確各類外力從作用點到基礎的傳遞路徑和傳遞過程產生的效應，有關構件如何既分工又協同的工作。

2.設計必須體現計算和構造的一致性。根據房屋建筑的荷載特點及其力學行為，尤其是對地震荷載的反應，都要達到預期的效果。

3.鋼結構住宅一般不超過 12 層，否則不規則的布置在地震時容易遭到損壞。

二、建筑鋼結構設計應注意的問題

1.鋼結構的選型和布置

高層建筑鋼結構體系一般分為四類，通常情況下是根據其側力不同來劃分的。在實際的工作中，鋼結構的設計主要是概念設計，應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可行的結構體系。還要通過鋼材結構的優勢、細節、力學關系的對比來實際考察。另外，鋼結構的布置要依據體系的特點以及具體使用情況和性質綜合考慮。通常情況下，既要保證鋼結構的剛度，又要確保鋼結構的受力分布均勻，還要最大限度減少建筑的扭轉效應，保證各層的抗側力強度。在施工的時候，要滿足建筑的各項使用功能和要求。

2. 鋼結構穩定性設計應注意的問題

隨著計算機技術的飛速發展，鋼結構設計中已大量運用計算機輔助設計，市面上針對鋼結構設計的商用軟件也涌現了很多。鋼結構設計人員通過軟件對荷載進行布置，結構穩定性計算、強度計算則交由計算機自動完成。在進行穩定性計算的時候，為簡化計算，通常的做法是將結構的標高按一定規范轉化成相應荷載進行設計，其余部分計算也是交由計算機完成。

2.1目前，隨著科技的發展，鋼結構穩定性研究有了較大進展，但是仍然存在一些問題

1）目前，在網殼結構穩定性的研究中，用的最廣泛的工具為梁-柱單元理論，但該理論難以表現軸力的大小跟彎矩的耦合效應。為此，有學者致力于該理論的修正工作。

2）在進行大跨度結構設計時，通常采取的做法是把整體穩定和局部穩定統一考慮，取穩定安全系數。在這一做法中，沒有反應整體穩定和局部穩定的內在聯系。設計者不能知其然而不知其所以然，對于這些影響鋼結構穩定性的因素要搞清來源，要了解其分類。

3）物理、幾何不確定性。包括極限應力、材料的彈性模量、切變模量等；構件的長寬比、截面形狀、受力狀態、截面面積和尺寸。

4）統計的不確定性。統計原理基于大量的數據支撐，從而建立相應的數據函數模型。由于工程中數據的獲得存在一定難度，就會導致統計信息的缺乏，產生不確定性。

5）模型的不確定性。在進行結構的分析之前，需要在相應的假設基礎上，利用邊界條件等條件建立數學模型。由于前提假設的缺陷和人類現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構穩定性的隨機因素，鋼結構設計理論的發展離不開我們對這些因素的研究。

2.2鋼結構穩定性設計經驗

1）受彎鋼構件的板件局部穩定，可以通過幾種方式實現：①限制板件寬厚比，在發生屈曲破壞前使構件達到極限承載力；②使板件在構件發生破壞前發生屈曲破壞，在利用其屈曲后的狀態來提高整個構件的承載能力；③對量的局部失穩情況，通過設置加筋肋加以解決。

2）軸心受壓構件和壓彎構件局部穩定的控制方式。翼緣尺寸和腹板高度要做好計算，以此控制軸心受壓構件和壓彎構件局部穩定；若遇到圓管截面的受壓構件，則可以通過控制外徑與壁厚之比來實現。

3.樓面結構設計

在建筑施工中，使用的施工材料不同，會導致建筑在使用的時候也是不同的，鋼結構的房屋和混凝土結構的房屋在溫度伸縮縫區段長度上是有很大的差別的。通?；炷两Y構的溫度伸縮縫是較短的。鋼結構框架的房屋在進行樓板施工的時候，通常會采用現澆混凝土施工的方式來進行施工，這樣是為了避免在施工中出現樓板開裂的情況，在進行施工的時候可以在混凝土結構中預留溫度伸縮縫。在進行施工的時候，采用設置后澆帶施工也是可以減小混凝土溫度變化出現裂縫的有效措施。在樓板施工中使用壓型鋼板進行施工也是可以的，但是一定要滿足構造的要求，同時在鋼梁上要進行焊接。同時在進行施工時，連接措施也是保證混凝土和壓型鋼板可以順利進行施工的重要保證。在進行施工的時候，很多的壓型鋼板在規格上具有一定的限制，因此在施工中要根據施工的具體情況來決定是否使用。

4.網架結構的計算

設計人員在進行設計的時候，通常是將網架結構設計和下部結構設計分開來計算的。在進行計算的時候，要先假定網架支座的剛度是無窮大的，而且要假定所有的支座在剛度上都是相同的，然后進行下部結構的計算。但是在實際的工作中，下部結構的形式通常都是以住或者是梁的形式體現的，這種結構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。網架結構的設計可以避免工程施工中出現過多的事故，同時也是為了更好的保證建筑在使用的時候不出現事故。網架結構在計算的時候對鋼材的選擇也是非常重要的，同時在選擇鋼材的時候一定要保證鋼材的彈性非常好。

三、鋼結構計算長度系數的確定

對于一些大跨空間結構桿件的計算長度系數取值，目前研究領域沒有明確規定，更缺乏計算方法的支持。因而在實際工程中，鋼結構計算長度系數往往較難計算。筆者在實際工作中發現，反彎點法可以較準確地確定計算長度系數，使設計工作便捷。具體方法如下。

豎向荷載為主時，在框架分析得到的彎矩圖里，框架柱腳彎矩和柱頂的彎矩方向是相反的，一正一負經過零，零點位置叫反彎點，反彎點都位于柱中點附近。反彎點法是一種手工計算的簡化近似計算方法之一種，適用于規則框架。就是利用這個（反彎點都位于柱中點附近）特性，設每層柱子中點彎矩為零，把多層框架截成每層的計算簡圖來計算。由于約束條件是多種多樣的，有時很難在變形曲線上表示出反彎點之間的距離。反彎點法主要包括以下幾個步驟：反彎點位置的確定；柱的側移剛度的確定；各柱剪力的分配；柱端彎矩的計算；梁端彎矩的計算；梁的剪力的計算。

結束語

在建筑工程中，結構設計是非常重要的組成部分，是進行建筑工程施工的重要保證。在進行鋼結構設計的時候，要對不同的鋼結構設計出現的問題進行分析，使以后的鋼結構設計工作可以得到更好的發展。

參考文獻

[1] 鄭寶磊；山西首幢高層鋼結構公寓設計與整體計算分析 [D]；太原理工大學；2011.

[2] 吳星；多高層鋼結構立體停車庫整體穩定性能研究 [D]；湖南大學；2010.

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

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國務院文件明確提出:發展鋼結構住宅,擴大鋼結構住宅的市場占有率,將會加速住宅產業化過程,對我國建筑、冶金及相關產業的發展具有重大意義。為推動我國鋼結構住宅的快速發展，滿足人民群眾對鋼結構住房的需求,推進住宅產業現代化,中國鋼結構協會住宅鋼結構分會成立,并陸續召開了多次住宅鋼結構研討會,各地投入大量人力探索我國鋼結構住宅的發展途徑,并試驗性的建造了鋼結構住宅。新型的鋼結構住宅逐漸展現在人們面前。就我們國家的情況，鋼結構住宅必將有一個快速發展。

1.鋼結構的特點

鋼結構的特點與鋼材的特點相聯系，那就是強度高,因此,鋼結構自重輕,承載力高，鋼材的塑性和韌性好,因而鋼結構對動荷載的適應性強,使鋼結構住宅具有大空間和布置靈活的特點。鋼結構和傳統的混凝土結構相比較鋼材的強度為235N/mm2(A3),是混凝土強度的11倍;鋼材材質均勻,而混凝土的材質不均勻;尤其是混凝土的抗拉強度非常低,所以普通混凝土適筋梁的承載力設計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,鋼結構住宅自重比傳統住宅結構要輕30%,構件小,便于工業化制作、運輸、安裝和現場裝配,大大降低了基礎施工的強度,施工場地也大為縮小,工期相對比傳統住宅縮短約40%左右,開發商更容易降低市場風險。從建造市場、客戶終端市場和外圍市場來看,都利于鋼結構住宅的未來發展。

2.鋼結構的設計原理

住宅建筑中的鋼結構一般指的是輕鋼結構,大致可分為兩類,即:以冷彎薄壁型鋼為承重構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用;結合跨度、高度和結構形式,選用網架、懸索、預應力鋼結構的應用;組合梁的應用,混凝土板和鋼梁在構造上形成整體,共同抗彎,充分發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,鋼管的應力狀態為異號應力場(縱向、徑向受壓,環向受拉),縱向應力比單向受力時屈服強度低,塑性好;混凝土處于三向受壓狀態,承載力比單向受壓棱柱體強度高,且極限變形大大增加,塑性提高,同時由于鋼管的約束又大大提高了混凝土的承載力。相對于其它材料結構,鋼結構的實際受力狀態符合力學計算的假設狀態,計算結果可靠,使用更安全,而且抗震性能好。

3.鋼結構在我國的應用

鋼結構在我國的應用最早見于上世紀九十年代初，1994年11月建于上海北蔡的8層鋼結構住宅,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。建造該試驗住宅的上海現代房地產公司,1999年還在新疆和上海分別建造了8層和5層鋼結構住宅,并試用錯列桁架體系的結構形式,使小開間取得了大開間的效果,引起了各界的重視。免費論文。期間較為引人注目的有長沙遠大公司,他們在1999年建成了8層H型鋼框架、壓型鋼板組合結構、配合整體浴室、中央空調等先進設備的集成住宅,全部工期為3個月結構,2個月裝修,充分體現了預制、集成、裝配的特色,展現了鋼結構住宅的良好前景。

20世紀80年代中期,隨著我國改革開放的深入,工業化的輕鋼別墅也進入我國,先后從日本引進幾百棟輕鋼結構低層別墅。之后幾年又從澳洲、加拿大引進了輕鋼龍骨住宅體系構件在國內組裝。免費論文。隨著國家《建設領域推廣應用新技術管理規定》和《鋼結構住宅建筑產業化技術導則》的出臺,鼓勵新技術、新體系的應用, 在理論上疏通了對鋼結構住宅的發展限制。相關規范和標準的出臺,為鋼結構住宅在我國的發展奠定了基礎?，F在中國的鋼產量已躍居世界第一位,鋼結構在住宅中的應用必將有一個大的發展。

4.鋼結構住宅在我國快速發展應解決的問題

鋼結構住宅的快速發展，拋棄了原來難以逆轉的混凝土,采用可重復利用的建材,減少了對自然的破壞，而且施工場地小,對環境的破壞也少，如果大規模采用鋼結構,將很大程度上減少灰塵污染，符合可持續發展戰略。但是,我們也要看到到當前存在著幾個制約我國鋼結構住宅發展的問題。一是價格高的問題。我國的鋼產量雖有較大提高,但人均產量仍然較少,鋼材在我國國民經濟中仍屬較貴重材料,相比較而言,混凝土價格要比鋼材價格低。二是設計力量薄弱。設計中采用鋼結構時,應注意結構的功能要求是否屬于鋼結構的合理應用范圍。較高的承載力使鋼結構設計時,要考慮以不適合繼續承載的巨大變形為結構設計的極限狀態準則。鋼結構存在著許多節點,每個墊板、螺絲、焊縫都需要精確計算,各專業必須一次到位。因此,鋼結構的設計比混凝土結構設計要復雜,鋼結構的圖紙量也遠多于鋼筋混凝土結構。三是鋼結構生產體系還未形成,市場比較混亂，只有進行大規模生產,才能體現出鋼結構的優越性。免費論文。同時,鋼結構住宅采用的復合材料在國內還沒有大規模生產,復合材料的選擇余地很小。此外,目前進入國內的鋼結構生產商很多,產品的標準、價格和質量都不統一,而國家尚沒有統一的標準來制約,使得開發商、設計師還很茫然。四是鋼結構的使用年限。磚石混凝土號稱永不損壞,鋼結構不行,一般使用壽命只有50年。一想到自己要買的房子不能住一輩子,這會阻止一部分客戶的購買欲望。其實,磚石結構房屋的使用也很少超過50年,而且,隨著保險業的發展,房屋壽命問題應該很容易解決。

5.結束語 鋼結構住宅與鋼筋混泥土等住宅相比具有抗震、環保等諸多優點，是世界各國倡導，我們國家提倡和人們所迫切需要的，這些年經過實際應用也得到了人們的認同，隨著現代科學技術的高速發展以及人們對住宅的功能齊全、使用方便、居住舒適、安全節能、有益健康等方面的要求,鋼結構住宅在我國必將有一個飛躍式的發展。

參考文獻：

[1]建筑科學.

[2]建筑材料研究.

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一、輕鋼住宅在我國的發展

我國輕型鋼結構經過20多年的發展歷史，雖然起步并不晚，主要由于經濟與技術、觀念意識、設計技術規范的原因使得多層輕鋼住宅的發展受到制約及限制，我國建筑中采用鋼結構設計的比例還不到5％。

近幾年，國家加強了對鋼結構住宅的政策指導和支持，鋼結構住宅技術日益發展，已經具備了發展鋼結構住宅的條件。由于采用“工廠化制造，現場安裝”的施工方式，大大縮短了建筑周期，而且抗震性能好，免除了燒磚燒瓦對土地的破壞。

目前我國鋼結構年產值約為600億元，正以年均25%左右的幅度增長。中國鋼鐵工業的產量已居于世界前列，但鋼材在建筑業的使用比例遠低于發達國家的水平。

二、多層輕鋼住宅的優勢

輕型鋼結構住宅的建造技術是在北美式樣木結構建造技術的基礎上演變而來的，經過百年以上的發展，已形成了物理性能優異、空間和形體靈活、易于建造、形式多樣的成熟建造體系。

過去我國大量開發的是以小開間磚混結構為主的住宅。這種住宅體系由于使用實心粘土磚，浪費土地資源，建筑物自重大，對抗震不利。另一方面，由于結構體系自身的限制，住宅平面布局多為封閉式的小開間，不能適應不斷變化的居住模式的要求。

與傳統住宅相比，多層輕鋼住宅具有明顯的特點與優勢，日益受到重視。

多層輕鋼結構住宅的優勢有：

（一）自重輕，抗震性能好。

采用高效輕型薄壁型材，構件截面特性優良，相對承載力高，受力性能良好，整體剛度大，抗震性能好，可以大量節約材料，減輕結構重量，降低基礎，運輸和安裝費用。因此，對地震區，地質條件差和運輸不便的地區，其優越性更為明顯。

（二）外形美觀，建筑造型簡潔，豐富，構件截面尺寸小，凈使用面積增加。

鋼材強度高，可以提供較大的柱網布置；當考慮樓板的組合作用，使用組合梁或扁梁時，可以增加凈高。這種開放式住宅既為建筑師提供設計的回旋余地，又為住戶提供了靈活分隔室內空間的可能。

（三）供貨迅速，安裝方便，可以比混凝土結構至少縮短一半工期。

在當前貸款利率高的金融形式下，早投產，早回收投資，這對于降低工程總造價，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，建設快速，高效，質量有保證。

輕鋼結構在生產和使用的過程中能源與原材料消耗低，建筑垃圾少，粉塵少，噪音低，具有很高的可重復使用性和可循環性，因此是一種綠色環保結構。

三、我國輕鋼結構住宅面臨的一些問題

在輕鋼結構住宅的建筑設計理念上，我國同國外有明顯差距。目前，我國的輕鋼結構建筑設計仍然執行現行的各種建筑規范，與混凝土建筑沒有本質的區別。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，進而使其建筑表現出多種差別。

（一）缺乏有針對性的鋼結構住宅規范

我國的標準規范是針對幾十年來大量使用的結構體系編制的, 輕鋼結構住宅體系此前在我國屬于技術空白, 所以不能滿足我國現行強制性規范的某些條文不足為奇。我國《冷彎薄壁型鋼結構技術規程》基本上不考慮用厚度2毫米以下的鋼材制作主要承重構件, 對于國外大量采用的壁厚0.8～1.6 毫米的鍍鋅輕鋼龍骨承重體系, 我們既缺乏對其受力狀況和結構安全性、耐久性的理論分析, 也缺乏相關的實驗數據, 這就使得輕鋼住宅的結構設計在我國尋找不到有針對性的規范作為依據。這種與國內規范不銜接的狀況, 使輕鋼結構住宅項目無論在工程報建階段還是在工程驗收階段, 都會遇到數不盡的障礙與麻煩。

（二）設計觀念落后

混凝土建筑的設計都是按著先建筑設計后結構設計的理念進行設計，而輕鋼結構建筑由于其特殊的材料和先進的設計軟件，得以使設計程序實現建筑結構一體化設計，即建筑設計與結構設計同時完成。目前，國外輕鋼結構企業都是遵循這樣一條理念，而國內的大多數企業仍執行混凝土建筑設計的原則。建筑設計按混凝土建筑的設計方式進行設計，在結構設計的時候一方面很難完整地表現其建筑風格，另一方面也破壞了輕鋼結構建筑特有的建筑特色。

（三）建筑保溫和節能問題

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

（四） 建筑防火問題

鋼材不耐火, 輕鋼結構住宅要進抗火設計及防火措施保護。目前常用的防火措施有四種: (1) 防火涂料法。(2)隔離法。(3) 實心包裹法。(4) 膨脹漆覆蓋法?？够饦O限最高達2h。對于輕鋼住宅結構最關鍵的問題是防火技術的應用, 工程中常用作法是: 在墻的兩側與樓蓋的天花處貼防火石膏板, 對于普通防火墻和分戶墻用2514mm 石膏板保護, 以達到1 個小時的防火要求, 另外在墻體墻柱間與樓蓋擱柵間填充的玻璃纖維對于防火與熱傳遞也起了積極的保護作用。

（五）建筑隔音問題

建筑隔音問題已經成為業主關注的重點, 聲音傳播分為空氣傳播和固體傳播兩種形式?！睹裼媒ㄖ粢粢幏丁芬? 建筑隔音最低標準為40 分貝。輕鋼住宅中, 采用內外墻及樓蓋擱柵間填充玻璃棉, 阻止空氣傳播; 在分戶墻用二道墻柱構成帶有中間空隙的二道墻體; 對于固定吊頂石膏板的小龍骨, 用帶有小切槽的彈性構造措施減少樓層間的固體聲傳播。

四、對目前輕鋼結構住宅應用的一些思考

（一）應有計劃地建造一批試驗工程, 以便引進該項生產技術

如果沒有一定的建造量, 就不可能編制完成我們自己的輕鋼結構技術規范,在中國使這項技術成熟起來就成為一句空話。雖然一般情況下我們強調必須執行強制性規范, 但是技術標準和規范就其性質來說, 永遠都是落后于技術自身的發展的。因此, 在國內規范不完善時, 建造試驗工程不僅是應當的, 而且是必須的。

（二）應編制相應的輕鋼結構住宅技術標準和規范

由于與國外標準體系、技術環境的差異, 甚至標準管理方式和部門分工的不同, 都使這項工作在我國具有相當的難度，根據建設部技術標準編制工作計劃,目前建設部住宅產業化促進中心正在組織各有關科研設計單位、大專院校、生產企業共同編制行業技術標準《低層輕鋼結構住宅技術要求》, 這項標準后, 將結束輕鋼結構住宅在我國無技術標準可依的局面。

篇（5）

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

1、前言

山東某重型數控壓力機制造聯合廠房鋼結構工程，為重鋼結構廠房，最大吊車起重噸位為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構柱。本工程建筑面積35474.9，主廠房縱向長度264.580米，橫向長度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（吊車使用過程中，200t吊車嚴禁運行到使用范圍外）。廠房內景照片見圖1。

圖1 廠房內實物圖

75t門式剛架廠房設計已超過《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》的適用范圍，設計主剛架、吊車梁及制動桁架時，可通過《鋼結構設計規范》來控制剛架柱側移及吊車梁變形，剛架梁和圍護結構變形仍可按《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》進行設計[1]。

2、優化思路

2.1 主構件基于性能設計的優化

風荷載標準值作用下,主剛架為“有橋式吊車的單層框架”，柱頂位移按照h/400控制；屋面無吊頂、吊掛等，則屋架撓度按照L/250控制；對于吊車梁 [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柱，而鋼管混凝土時經典的鋼-砼組合構件，其剛度大、變形能力強，受力性能以及性能如抗火性能等均優于純鋼或鋼筋混凝土構件。然而原設計沒有使材料承載力得到很好發揮，經優化后，柱的應力控制在0.85以內。

根據鋼梁彎矩包絡圖，將鋼梁采用變截面形式，可充分發揮材料力學性能，以及基于腹板的屈曲后拉力場效應，采用薄腹截面焊接H形鋼。鋼梁的穩定可由檁條-拉條系統作為鋼梁平面外的側向約束，整體穩定可不用考慮，優化后鋼梁應力控制0.9以內。

吊車梁噸位較大，其所用的用鋼量不少，因此需精心設計，實現經濟目標。經優化后主剛架減省用鋼量情況見表1所示。

表1 主剛架優化結果

2.2 次構件基于性能設計的優化

圍護結構下列指標進行截面優化設計：參照《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》（CECS102:2002），檁條撓度≤L/150，墻梁撓度≤L/100，其他受壓桿長細比≤180，吊車梁以下柱間支撐長細比≤300，其他受拉桿長細比≤350~400。

2.3、抗震性能化設計

根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）條文說明9.2.14規定，當構件的強度和穩定的承載力均滿足高承載力――2倍多遇地震作用下的要求時，可采用現行《鋼結構設計規范》GB 50017彈性設計階段的板件寬厚比限值，即C類；C類是指現行《鋼結構設計規范》GB 50017按彈性準則設計時腹板不發生局部屈曲的情況，如雙軸對稱H形截面翼緣需滿足，受彎構件腹板需滿足，壓彎構件腹板應符合《鋼結構設計規范》GB50017―2003式(5.4.2)的要求。本工程進行了2倍多遇地震作用驗算，各指標滿足規范要求，因此板件寬厚比及高厚比要求限值放寬，降低用鋼量。

3、格構柱剪切變形影響

格構柱屬于壓彎構件，多用于廠房框架柱和獨立柱，優點在于很好的節約材料；截面一般為型鋼或鋼板設計成雙軸對稱或單軸對稱的截面。格構柱的突出力學性能優勢使得其不僅作為承壓構件還作為主要抗側移構件被廣泛應用于工程中[3]。本工程優化設計對于設有格構柱的廠房，目前設計手冊建議對于格構柱的建模采用對慣性矩乘以0.9來考慮剪切變形的影響，具體格構柱的剪切變形影響有多大，已有少量報道論述過這個問題。童根樹從穩定的角度研究格構柱的剪切變形影響，詳見《格構柱的剪切變形對超重型廠房框架穩定性的影響分析》[4]，提出了格構柱慣性矩的折減系數公式，

（1）

陳紹蕃在對上述論文進行了討論，提出了自己的折減系數公式[5]，。本文從強度的角度對格構柱剪切變形影響進行分析。

3.1、理論分析

對于軸心受壓構格柱，當格構柱處于臨界的微彎狀態時，柱子的橫截面將產生剪力；對于壓彎格構柱，由彎矩產生剪力。橫截面上的剪力將引起格構柱分肢之間的剪切變形，從而降低構件的承載力。因此，格構柱分肢之間的綴材用來抵抗這種橫向變形，而綴條或綴板的截面尺寸主要按橫向剪力來設計的[6]。

格構柱節間單元的抗側剛度計算[7]，計算簡圖見圖2所示，在單位荷載下節間單元的變形為，

圖2 節間抗側剛度計算簡圖

，則抗剪剛度為，抗推剛度為；格構柱抗彎剛度，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，格構柱高度，繞虛軸長細比為（計算長度系數取1.0，為回轉半徑），綴條長度，綴條軸向力，分肢繞自身形心軸慣性矩為。下面按懸臂格構柱的不同荷載狀態下計算剪切變形對強度的影響。

1）柱頂集中荷載情況

柱頂作用集中荷載，則變形為，若按三維建模格構柱，則可真實計算變形；若按單桿建模，則計算變形時需考慮等效抗彎剛度，變形為，使

，則，得到

，即格構柱慣性矩折減系數為 （2）

2）柱身均布荷載情況

柱身作用均布荷載，則變形[8]為，若按三維建模格構柱，則可真實計算變形；若按單桿建模，則計算變形時需考慮等效抗彎剛度，變形為，使，則，得到

，即格構柱慣性矩折減系數為（3）

3.2、算例驗證

現對集中荷載作用下懸臂格構柱進行三維建模計算，與簡化計算進行比較，分析折減系數情況與本文公式（2）的折減系數進行對比分析，某格構柱，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，格構柱高度，繞虛軸長細比為，分肢繞自身形心軸慣性矩為。經計算得到下列表格2所示。

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

表2 集中荷載作用格構柱在變化綴條面積條件下折減系數對比情況

現對懸臂格構柱受均布荷載作用下進行三維建模計算，與簡化計算進行比較，得到折減系數與本文公式（3）、童根樹提出的公式（1）的折減系數進行對比分析，經計算得到下列圖3所示。

圖3 均布荷載作用格構柱在變化綴條面積條件下折減系數對比情況

由表2、圖3可知，本文提出的折減系數更加接近三維模型計算值。

3.3 考慮剪切變形對結構側移的影響

圖4 計算簡圖

結構按二維平面模型計算，計算簡圖見圖4所示，風荷載作用下頂層相對側移為1/941，若考慮其中三根格構柱的剪切變形，結果將發生變化。在風荷載作用下，前三根鋼柱為實腹式柱，無需折減，第4、5根格構柱慣性矩折減系數按式（2）計算（因柱身沒有受風荷載，通過頂點集中傳力），第6根根構柱慣性矩折減系數按式（3）計算（因風荷載沿柱身分布），求得系數分別為0.656，0.701，0.71，由軟件三維建模計算得頂點相對側移為1/683，即格構柱剪切變形對整榀剛架側移影響折減系數為683/941=0.726，可見格構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側移仍滿足規范（1/400）要求。

4、小結

1）本文從性能指標和構件受力特性對重鋼廠房構件截面進行優化設計，降低了用鋼量。

2）本文從強度的角度分析格構柱剪切變形的影響，與童根樹教授得出的折減系數稍有區別，原因是分析角度不同。通過對懸臂格構柱在不同荷載狀態下的分析，得知不同荷載狀態下折減系數公式不同，即折減系數隨荷載狀態而變化，且穩定分析與強度分析的折減系數又不同。

3）本文折減系數公式（2）、（3）看起來與童根樹老師從穩定性得出的式（1）不同，確實不同，因為本文從強度條件出發，式（2）、（3）中的長細比，即相當于計算長度系數取1.0，而式（1）中計算長度系數由梁、柱線剛度比值確定，對于懸臂柱取2.0。由此可見，穩定計算與強度計算格構柱的慣性矩折減系數是不同的，但作者認為，構件抗彎剛度與自身構造有關，不應該與考慮鋼梁、鋼柱線剛度比得到的計算長度系數有關，因此推薦采用強度推導得到的折減系數。

4）本工程剛架在風荷載作用下考慮格構柱剪切變形的側移計算，得知格構柱的剪切變形不容忽視，值得工程設計重視。

參考文獻

[1]GB50017-2003，鋼結構設計規范[S]，北京：中國計劃出版社，2003。

[2]CECS102:2002，門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程[S]，北京：中國計劃出版社，2003。

[3]施剛，范浩等，某重型門式鋼架鋼結構廠房的優化設計[J]，工業建筑2010增刊，1200-1205。

[4]童根樹，王素儉等，格構柱的剪切變形對超重型廠房框架穩定性的影響分析[J]，建筑鋼結構進展，2008.10，10（5）：1-4。

[5]陳紹蕃，《格構柱的剪切變形對超重型廠房框架穩定性的影響分析》一文的討論[J]，建筑鋼結構進展。

篇（6）

中圖分類號：TU391文獻標識碼： A 文章編號：

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

隨著人類對住宅要求越來越高，建筑房屋的絕熱、抗震及抗壓性能越來越理想。這一切都源于人類對房屋質量的舒適感與安全感的追求，鋼—混凝土組合的建筑結構就是人類追求建筑房屋舒適與安全的產物。鋼—混凝土結構早在19世紀就已開始被人類所注意，并對其展開一系列的研究開發，其綜合了鋼材的韌性與混凝土材料的較好的抗壓性能，更好地發揮了建筑材料的材質特點，而避免各自的缺點。

由于環保意識的不斷加強及材料短缺越來越嚴重，國外很多國家如澳大利亞、日本、美國等，都在在積極研發和設計更多鋼管混凝土結構的應用。而我國在近幾年內也開始研究開發、設計與制造、施工安裝輕鋼結構，也取得了很大的成就，如首都博物館新館的設計與施工[1]。

1 方鋼管混凝土柱結構體系的優點

1.1節約鋼材，降低造價

一般情況下，由于方鋼管混凝土加入鋼結構，降低了建筑物的自重，相當于混凝土結構的一半，而基礎荷載相對變小，經濟效益明顯提高，己成為公認的節材、經濟、施工簡捷的結構形式。

1.2抗震性能好

由于鋼管的材料的存在，提高了整體結構的強度、塑性和韌性，因此在同樣的震動條件下，其能更好地克服因超載而發生斷裂現象，更好地適應動力荷載的壓力，其良好的延展性在抗震性能方面表現得無可挑剔。

1.3防銹蝕和抗火性能優于鋼柱

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，可以大大節省防銹漆。且方鋼管混凝土由于其管內設置有混凝土結構，可以吸收大量熱量，因而耐火時間比鋼柱更長。所用的防火涂料比鋼柱更少，造價也比鋼柱更低，性價比更高。

1.4抗扭、抗剪性能優越

方鋼管混凝土柱的抗扭和抗剪性能都很好，延性大，強度高。建筑物的一些邊柱和角柱，在地震作用下，將同時承受軸心壓力、彎矩、扭矩和剪力作用。對于方鋼管混凝土柱來說，在復雜應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構設計

2.1主要計算依據

方鋼管混凝土柱的機構設計過程應依據建筑設計單位提供的建筑設計方案、并參考有關的國家建筑設計規程、規范，如《建筑結構荷載規范》（GB50009-2001）、《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）、《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）、《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）、《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）等等[3]。

2.2軸向受力構件計算

2.2.1軸心受壓構件的強度計算

根據鋼管和混凝同工作的機制，參照我國建筑結構設計統一標準的規定，軸心受壓構件的強度承載力設值的計算公式為：

Nu=α(fAs+fcAc)

上式中α是與鋼管對混凝土的約束效應和混凝土徐變對承載力影響等因素有關的系數，前者對混凝土的強度有所提高，后者則相反?？紤]到α的影響因素比較復雜，對軸心受壓構件的強度承載力的提高有限，對于管壁較薄的構件更是如此，為方便使用，取α=1，即得到方鋼管混凝土軸心受壓構件的強度計算公式：

N≤Nu u= fAs+fcAc

2.2.2軸心受壓構件的穩定計算

根據試驗資料，方鋼管混凝土軸心受壓構件受力較接近于鋼構件，因此采用鋼結構類似的計算公式：

公式中的軸心受壓穩定系數也近似地采用現行國家標準《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）中的b曲線：

構件的長細比則按考慮鋼管和管內混凝同工作后的影響

2.2.3軸心受拉構件的強度計算

由于混凝土的抗拉強度相對于鋼管較小，在計算方鋼管混凝土軸心受拉構件時可不計入混凝土的作用，只考慮方鋼管抵抗所有拉力，由極限狀態即可得到方鋼竹混凝土的抗拉承載力計算公式：

N≤Asf

2.3彎、拉彎構件計算

其中包括a、彎矩作用在一個主平面內的方鋼管混凝土壓彎構件的強度計算；b、彎矩作用在一個主平面內的方鋼管混凝土壓彎構件的穩定計算；c、彎矩作用在一個主平面內的方鋼管混凝土拉彎曲構件計算；d、彎矩作用在兩個主平面內的雙軸壓彎方鋼管混凝土構件的強度計算；e、彎矩作用在兩個主平面內的雙軸壓彎方鋼管混凝土構件的穩定計算。但由于論文章節的安排，在本文就不詳細介紹。

2.4節點連接設計

梁-柱連接的性能是影響結構整體性能的關鍵，合理的連接節點應該有足夠的強度和適當的剛度，即滿足“強節點、弱桿件”原則。方鋼管混凝土柱與H型鋼梁的連接，按照連接處相對轉動約束作用的大小，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場的焊接工程量，且節點外觀簡捷、傳力明確，鋼柱制作與混凝土的澆筑質量不受影響，柱兩側梁高不等構造容易處理，避免了內隔板與外環板由于焊接殘余應力影響，而在地震力的反復作用下節點處鋼材易發生分層或脆性破壞的缺點。

3方鋼管混凝土柱結構設計的研究方向

雖然鋼管混凝土住宅具有較多的優勢，但在實際中的應用時，還存在一些善待解決的難題。

3.1結構理論研究需進一步完善

對方鋼管混凝土構件來說，目前對構件動力性能的研究還是基于試驗結果，缺乏理論分析方法，不利于深入全面研究其動力特性，同時不利于對實用抗震設計方法的研究。

3.2設計理論需要進一步完善

目前國內的建筑規程雖然對圓鋼管混凝土構件和方鋼管混凝土構建的設計做了有關說明，但有些依據還不能非常準確地描述方鋼管混凝土柱體構件的性能，相差誤差還比較大，設計過程僅僅對混凝土和鋼管部分進行簡單的疊加，這樣降低了該結構的優勢。而采用研究理論進行計算時，公式卻顯得過于煩瑣，還需要結合實際的實驗數據進行大量簡化。

3.3結構形式需要進一步完善

由于鋼管混凝上構件的抗彎性能低于抗壓性能，因此鋼管混凝土框架抗側力性能比較弱，僅采用框架結構一般不能滿足抗震要求，需要增加抗側力體系，一般為柱間支撐。但是柱間支撐的增加限制了建筑開窗的靈活性。因此，進行該類型住宅設計需要建筑和結構有機結合。

3.4節點的優化設計

梁柱剛接節點，需要傳遞彎矩。在現場施工時，如果僅對鋼管進行節點拼接，由于略去混凝土部分的抗彎承載力，節點強度將低于構件強度，不符合“強節點，弱構件”的設計原則。而考慮節點處混凝土部分的作用，施工時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。因此對于梁柱端頭和節點均應另行設計，節點的優化設計和試驗將成為設計工作中的重要部分。

3.5結構防火處理

雖然鋼管混凝土具有較好的抗火災性能，并且通過理論計算和工程實例驗證。但目前的規程仍規定按照鋼結構防火要求處理，防火處理將大量增加工程造價，該問題已成為鋼管混凝土結構和輕鋼結構在工程應用中的瓶預問題。

4 結束語

多層輕鋼建筑中采用方鋼管混凝土結構可大大增加其結構的承載力和可靠度，提高建筑品位，縮短施工工期，提高了住宅的抗震性能，節省了建筑過程的有關材料費用，具有非常好的經濟效益和社會效益。對于目前木材、礦產資源缺乏的國情來說，方鋼管混凝土柱體構建是相當具有發展潛力結構形式。但是，由于國內建設設計人員對方鋼管混凝土構件的各種性能的研究分析工作才處于比較初級的階段，在其結構布置、設計方法、施工措施等方面的技術還需要進一步提高。

參考文獻

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

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中圖分類號：TU391文獻標識碼： A 文章編號：

一．引言

伴隨著我國經濟的快速發展，我國城市規模越來越大，人們對建筑的需求也是越來越多，對建筑質量的要求也是不斷的提高。在過去由于我國的經濟發展水平及技術有限，許多的建筑物建筑功能不完善，結構不合理，導致這些建筑物現在已經遠遠不能夠滿足現時代的發展要求。這種現象在我國近幾年出現的特別多，其建筑物主要是受當時的經濟條件及技術的限制，得不完善。正是因為這種現象的普遍存在，使得對現有建筑物加層及改建的工程越來越多。這也成了當前改變建筑物面貌，完善建筑功能最直接、最實用、最經濟以及最快捷的方式。

輕鋼結構具有自身的優點，主要體現在其制造安裝比較方便、材料輕質高強、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用，并且也取得了比較好的經濟效益和使用效益。所以本文就結合某工業企業的行政樓加層工程為例，簡要的分析介紹了在輕鋼結構加層設計以及施工中出現的一些問題，并提出了一些自己的觀點。

二．輕鋼結構的優點

1. 輕鋼結構的自重輕, 有較好的抗震性能。使用輕鋼結構可以大幅減少建筑工程的基礎造價, 特別適用于那些地質條件比較差的地區，輕鋼結構屬于一種柔性結構, 加之其自重比較輕, 該結構對地震的反應小, 十分適用于地震多發的地區。

2. 采用輕鋼結構的工程施工周期比較短。我們知道輕鋼結構的一些構件都是由工廠標準化生產的, 質量十分穩定, 可以現場拼裝，并且工藝比較簡單,施工受環境季節的影響比較小，可以大大的縮短工期。

3. 采用輕鋼結構的綜合經濟效益比較好。正是因為使用輕鋼結構的施工周期比較短, 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。同時因為輕鋼結構建筑的自重比較輕,所以大部分不需要做樁基,這也可以節省大量的投資。

4. 輕鋼結構的環保性好。采用輕鋼結構無噪聲、無污染。而且建筑材料也可以拆卸，能夠100%的回收, 這也符合國家對土地資源的政策、環保政策，符合國家可持續發展的戰略, 所以輕鋼材料是一種典型的環保性建筑材料。

5. 輕鋼的舒適性十分好。使用新型的輕質圍護材料, 不霉變, 不助燃, 不蟲蛀。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能的標準, 這種材料具有呼吸的功能, 可以有效的調節室內空氣干濕度。

三．采用輕鋼結構的加層結構設計

1. 加層工程概況

該行政樓是在1996年設計建造的，一共5層，是框架結構，具有獨立的基礎，一部分基礎因為填土層比較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，長度為42.3M，跨度為16.7M，層高為3.6M，具有7度抗震能力。

2. 結構方案的選用

近年來，隨著企業規模的不斷擴大。員工人數也不斷增加，行政樓使用面積已經遠遠不能滿足現實的需要了，所以在征得有關部門的同意之后，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在的使用，同時滿足結構承載力的有關要求，并要求在兩個月之內完工?；诖私ㄔO部門對該行政樓的原結構進行了全面的分析計算，并結合了當前國內外加層改造的一些實例后，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點的輕鋼結構作為配套的外飾面材料。

3．結構設計的幾處要點

（1）鋼框架柱腳節點既是輕鋼結構受力最復雜之處。也是新舊結構連接的關鍵部位。鑒于目前植筋技術較為成熟，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，通過高強度的化學粘合劑粘合錨桿和孔壁，使錨桿、錨圊基礎與被錨固對象形成一個整體，從而達到固定構件或提高構件承載力的效果，待粘合劑硬化后安裝鋼柱。

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

（3）為了減輕加層自重對地基承載力的影響，在滿足功能使用要求前提下，應盡量選用輕型材料。本工程屋面采用100mm厚象牙鍍鋅夾芯板，墻面采用150mm厚鍍鋅復合保溫板，以上材料具有輕質、高強、防水、美觀耐用、抗震好、安裝簡便、經久耐用等優點。

四．加層工程的施工要點

使用輕鋼結構進行施工時，除了要組織專業的技術人員熟悉圖紙，進行圖紙的會審之外，還要讓施工的人員了解圖紙的設計意圖，不能盲目的施工。除此之外也還要注意一下幾點：

1．本工程柱腳連接采用植筋技術施工中先根據設計要求，按圖紙間距、邊距定好位置，然后要嚴格控制孔深、水平度、孔內清潔度及干燥度等，以防止結構受力受到影響并進行抗拉拔實驗。

2．對構件全面檢查結構安裝前應對構件進行全面檢查，如構件的數量、長度、垂直度等，如安裝中接頭處螺栓孔之間的尺寸是否符合設計要求等。在安裝過程中，應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、屋面水平支撐等構件的垂直及水平度調整正確，然后方可鎖定支撐，再安裝其他鋼架；而在施工中，一般作業人員由于考慮施工方便及吊車費用，會先行安裝鋼柱、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，同時待鋼架全部安裝完后再調整構件的垂直度和水平度會相當困難。根本無法達到規范要求。

3．根據焊縫等級的不同嚴格按照規定檢驗。因為鋼結構焊接缺陷的存在會對焊接鋼結構的力學性能和安全使用產生重要的影響，所以一定要按規定嚴格檢驗。危害主要是缺陷端部造成嚴重的應力集中；削弱焊接接頭承載哉面；降低焊接接頭的強度和致密性，導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構倒塌事故。此外，有些焊接缺陷，如焊縫浹渣、電弧擦傷等會降低焊接結構的耐腐蝕性能。

4．輕鋼結構的除銹和涂裝。輕鋼結構的除銹和涂裝是目前輕鋼結構施工中較易被忽視的一項工作，也是鋼結構工程施工的薄弱環節。這種現象不糾正，對鋼結構的施工質量影響甚大。因為除銹和涂裝質量的合格與否直接影響鋼結構今后使用期間的維護費用。還影響鋼結構工程的使用壽命、結構安全及發生火災時的耐火時間(防火涂裝)，因此必須對除銹和涂裝工作給予高度重視，嚴格按照規范對各個工序進行嚴格的檢查驗收，這是確保鋼結構涂裝質量的基礎和保障。

五．結束語

經過差不多兩個月的時間，此項加層工程設計、施工已經順利結束，現在已經投入了使用。該建筑投入使用后也通過了一系列的檢查和測試。加層部分質量達到了設計的標準，具有比較強的適用性。通過這個案例的簡析，我們知道了輕鋼結構加層技術不僅僅符合了建設節約型社會、環境保護的要求，而且也產生了巨大的社會效益和經濟效益。所以實踐再次證明，對一些原有建筑加層或者擴建采用輕鋼結構，這是十分明智的選擇，而且也是行之有效的一種技術手段，具有很好的推廣性和運用性。當前國家日益加強了對節能減排的重視，所以我們相信輕鋼結構加層的技術一定會有十分廣闊的應用前景和發展空間。

參考文獻：

[1]陳興龍 對輕鋼結構加層設計及施工的幾點思考 [期刊論文] 《中等職業教育（理論）》 -2010年5期

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中圖分類號：TU391文獻標識碼：A 文章編號：

隨著國民經濟的快速發展以及人民生活水平的日益提高，鋼結構已經廣泛的應用在建筑行業，包括工業廠房、大跨度公共建筑、民用住宅等。不過，鋼結構的研究還處于起動階段，研究力度還不夠，實際設計和施工還存在不少爭議和問題。這些都急需解決，以利于鋼結構在我國健康快速持續發展。

1.我國純鋼結構建筑的發展現狀

1.1 高層、超高層建筑由中外合作到國產化的起步

我國著名的高層、超高層建筑大多是中外合作的產物，如上海金茂大廈、環球金融中心、深圳地王大廈、北京京廣中心等。中外合作設計對于掌握國外先進技術及鍛煉培養人才起到了促進和推動作用。1998年建成的大連遠洋大廈（高201m，51層）標志著高層鋼結構建筑國產化的起步，1999年建成的深圳賽格廣場（291.6m，72層）是世界上最高的鋼管混凝土結構建筑。

1.2輕鋼結構建筑的迅猛發展與國外公司的大批涌入

近年來、輕鋼建筑以其商品化程度高、施工速度快、使用效果好、應用面廣、造價低等優勢獲得了迅猛發展。全國每年約有200萬平方米輕鋼建筑竣工。在此背景下，國外輕鋼結構生產廠商也紛紛在我國設分公司、制造廠，獲得了很大的銷售量。

1.3空間結構得到了進一步的發展

大量大跨度的建設項目陸續興建。如天津體育中心（直徑108m，1994年）、上海8萬人體育場看臺頂蓋（1998年）、沈陽博展中心室內足球場（2000年）等。

2 .純鋼結構設計在我國的不足和問題

2.1鋼結構在住宅區域的不平衡

（1）鋼結構建筑市場興起于上海和廣東，現在雖已遍布全國，但因地域經濟發展不平衡，可將其分為北京、上海、蘇杭、粵閩、天津5大區域。

（2）鋼結構建筑企業主要分布在東南沿海地區的主要城市，如上海、杭州、東莞和無錫等大中城市，而在東北、西北、西南和華中地區，鋼結構住宅發展緩慢，有些還處于起步階段。這樣的態勢必然會加大東部地區的市場競爭，這對正處于開發階段的西部地區非常不利，因為不在同一起跑線上，只會拉大東西部發展距離，進而影響鋼結構住宅也的整體水平。

2.2鋼結構產物的技術水平較低

（1）在標準化設計方面，美聯鋼構已經做到建筑節點標準化和配件設計標準化。而在我國，大部分鋼結構住宅的設計還不能達到這樣的水平。

（2）在建筑表現形式上，國外企業把建筑風格發揮到極致。而我國的鋼結構住宅建筑大多則顯得呆板、單調和粗糙。

（3）在加工制造工藝方面，差距主要表現在加工設備的水平上，我國輕鋼結構住宅加工設備在加工精度、自動化程度、數控化程度上與國外相比有很大距離。我國鋼結構住宅要想與國際全面接軌，還有一段路要走，但隨著設計水平的不斷提高，各種標準的統一，很快會步入快車道。

2.3 鋼結構在我國發展存在的問題

（1）鋼結構研發資金不足，標準及規范修訂周期太長；標準及應用規范規程缺項、滯后；鋼材標準與工程設計、施工規范規程銜接不上。

（2）鋼結構加工廠和施工安裝企業裝備、計算機管理、勞動生產率還需進一步提高，穩定鋼材超常漲價的不良市場秩序。鋼結構建筑在防火、防腐、保溫、隔音、防震和穩定性等方面的設計尚不成熟，限制了鋼結構在民用建筑中的發展。

3 .純鋼結構設計的發展前景

3.1鋼結構的優勢

鋼結構與其它建設相比，在很多方面都具有優勢，可隨時移動。具體表現為：

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

（2）鋼結構住宅體系自重輕，約為混凝土結構的一半，能夠減少的基礎造價。

（3）綠色環保。鋼結構住宅施工時不需要砂、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，大部分材料可以再用或降解，不會造成垃圾。

（4）節能效果好，墻體采用輕型節能標準化的方鋼、C型鋼、夾芯板，保溫性能好，抗震度好，節能 。

（5）鋼結構住宅施工速度快，工期比傳統住宅體系至少縮短三分之一。

（6）鋼結構住宅要比傳統建筑的空間利用得更充分，通過減少柱的截面面積和使用輕質墻板，提高面積使用率，使戶內有效使用面積提高。

（7）符合住宅產業化和可持續發展的要求。鋼結構適宜工廠大批量生產，工業化程度高，并且能將節能、防水、隔熱、門窗等先進成品集合于一體，成套應用，將設計、生產、施工一體化，提高建設產業的水平。

3.2鋼結構的發展前景廣闊。

隨著我國提倡節能減排工作的不斷推行，鋼結構作為可循環再利用的低碳綠色建筑材料，已成為建筑行業所關注的焦點。也正是由于這樣使得我國有關鋼結構的企業已有成千上萬家了，鋼結構加工量上千萬噸。 我國建筑業發展的總目標是：提高建筑業的整體素質、生產工業與技術裝備水平，達到在國際建筑市場中具有較強的競爭能力，并充分發揮建筑業在帶動國民經濟增長和結構調整中的先導產業作用，使建筑業成為名副其實的國民經濟支柱產業。建筑業要帶動相關產業發展，加快發展鋼結構工程是一個很重要的方面。最近在我國建筑工程領域中已經出現了產品結構調整，長期以來混凝土和砌體結構一統天下的局面正在發生變化，鋼結構以其自身的優越性引起業內關注，已經在工程中得到合理的、迅速的應用。

我國 20年來的改革開放和經濟發展，已經為鋼結構體系的應用創造極為有利的發展環境。首先，從發展鋼結構的主要物質基礎來看，自1996年開始我國鋼的總產值就已超過1億噸，居世界首位。而且隨著鋼材產量和質量持續提高，其價格正逐步下降，鋼結構的造價也相應有較大幅度的降低。與之相應的是，鋼結構配套的新型建材也得到了迅速發展。其次，從發展鋼結構的技術基礎來看，在普通鋼結構、薄壁輕鋼結構、高層民用建筑鋼結構、門式剛架輕型房屋鋼結構、網架結構、壓型鋼板結構、鋼結構焊接和高強度螺栓連接、鋼與混凝土組合樓蓋、鋼管混凝土結構及鋼骨（型鋼）混凝土結構等方面的設計、施工、驗收規范規程及行業標準已發行20余本。有關鋼結構的規范規程的不 斷完善為鋼結構體系的應用奠定了必要的技術基礎，為設計提供了依據。第三，從發展鋼結構的人才素質來看，經過幾年來的發展，專業鋼結構設計人員已經形成一定的規模，而且他們的專業素質在實踐中得到不斷提高。而隨著計算機在工程設計中的普遍應用，國內外鋼結構設計軟件發展迅猛，軟件功能日臻完善，為協助設計人員完成結構分析設計，施工圖繪制提供了極大的便利條件。

當年“5.12”地震中，鋼結構建筑良好的抗震功能，開始將鋼結構拉入民用住宅應用視野。有業內人士統計，四川省的門式輕型鋼房屋，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比。隨著國家建設節約型社會戰略決策的實施，發展既節能又省地的住宅越來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、高層鋼結構住宅點示范工程，體現了鋼結構住宅發展的良好勢頭。住建部也組織36項鋼結構住宅體系及關鍵技術研究課題，開展試點工程，并出臺《鋼結構住宅設計規程》，為鋼結構在住宅體系全面鋪開出臺了行業標準。鋼結構具有綠色、節能、環保功能，將成為我國住宅建筑的發展趨勢。

4 .總結

此次論文的編寫，在查閱資料的過程中讓我了解到了有關鋼結構的很多，比如說鋼結構在我國還是存在著很多問題的，鋼結構產業是否符合節能環保型、可持續發展的行業認識還有待于進一步提高。因此，鋼結構的有關市場還有待我們去發展，很多問題還有待我們去解決。

參考文獻:

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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

中圖分類號：TU375文獻標識碼： A 文章編號：

0. 概 述

框架結構又統稱為構架式結構。目前，房屋的框架按跨數分有單跨、多跨；按層數可以分有單層、多層；按立面構成可以分有對稱、不對稱；按所用材料分有鋼框架、混凝土框架、膠合木結構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模工業化施工，效率較高，工程質量較好，其余的適合房屋建筑使用。

1. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結構特點

根據筆者近年來實踐來看，房屋建筑鋼筋混凝土框架結構的優點主要體現在：空間分隔靈活，它自重輕，節省材料；具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優點，利于安排需要較大空間的建筑結構；框架結構的梁、柱構件易于標準化、定型化，便于采用裝配整體式結構，以縮短施工工期；采用現澆混凝土框架時，結構的整體性、剛度較好，設計處理好也能達到較好的抗震效果，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構應用范圍

根據現在建筑的使用性質來看，房屋建筑鋼筋混凝土框架結構廣泛用于住宅、學校、辦公樓等地方，也有根據需要對混凝土梁或板施加預應力，以適用于較大的跨度；框架鋼結構常用于大跨度的公共建筑、多層工業廠房和一些特殊用途的建筑物中，如劇場、商場、體育館等。但總體來說，現在施工框架結構種類比較多，在選擇起來應靈活多變。

3.房屋建筑鋼筋混凝土框架結構設計原則一般地，房屋建筑鋼筋混凝土框架結構設計應遵循一定的原則，這樣方能確保房屋的建筑質量。

3.1遵循有抗震性能的原則。在結構設計中，對框架結構來說有足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。不僅要求結構具有足夠的承載能力，還要求其有適當的剛度。房屋建筑結構的使用功能和安全與其側移的大小密切相關，過大的側向變形會使隔墻、維護墻及其飾面材料出現裂縫或損壞。結構分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結構體系層間位移角，剪力墻結構小于框剪結構，但均小于規范要求，且富裕量較大，說明兩種結構體系滿足剛度要求。

3.2遵循經濟性原則。 在房屋建筑結構體系中，在保障節約資金的情況下確保工程質量是關鍵。根據筆者工作實踐，通過對短肢剪力墻結構、框架一剪力墻結構、大開間剪力墻結構三種鋼筋混凝土住宅結構直接費的計算，發現三種鋼筋混凝土住宅結構單位面積直接費相差不是很多，其中短肢剪力墻結構的單位面積直接費最大，框架一剪力墻結構的單位面積直接費最小，其中短肢剪力墻結構的單位面積直接費比框架一剪力墻結構的單位面積直接費高出12.5%，比大開間剪力墻結構的單位面積直接費高出7.3%，大開間剪力墻結構的單位面積直接費比框架一剪力墻結構的單位面積直接費高出4.9%。

4. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結構設計注意事項

房屋建筑鋼筋混凝土框架結構設計是個復雜多變的過程，筆者在此建議在設計中要注意以下幾方面：

4.1抗震設計問題。房屋在抗震設計框架結構設計時，一般不要采用單跨框架。如果不可避免的話，建議可設計為框架-剪力墻結構，多層建筑也可僅在單跨方向設置剪力墻。但是，后者框架結構部分的抗震等級應按框架結構選用，而剪力墻部分的抗震等級應按框架-剪力墻結構選用。

4.2框架結構選擇。在目前的小高層結構體系里比較適合采用框架結構，筆者建議首先盡可能將過于狹長的結構用伸縮縫脫開。如果建筑專業不允許，可通過加大端部開間的抗側剛度達到限制結構扭轉效應的目的。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。這些方法可以顯著增加結構的抗扭剛度。

5.房屋建筑鋼筋混凝土框架結構設計措施

根據筆者實踐，結合案例來簡單闡述下這方面的措施。某小區工程為6-8層鋼筋混凝土框架結構體系，按8度抗震設防，場地土類別為Ⅲ類，各建筑單體設計基準期為70年，建筑安全等級為2級，建筑抗震類別為丙類。根據有關要求，柱混凝土強度等級:一～三層為C25,三層以上為C20;樓面為C20,屋面板、為C25密實性混凝土。

5.1計算分析。根據工程建筑要求，在房屋建筑結構設計時要考慮建筑結構的強度、剛度、穩定性三個基本指標。我們一般采用彈性設計方法，即在正常使用情況下，建筑結構構件處于彈性受力狀態中，結構具有較大的剛度，這一點施工人員要做好這方面的計算分析。

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的網格。所有突出屋面的金屬構件均應與避雷帶可靠焊接。

這其中引下線利用柱內的兩根直徑大于φ16的對角主筋通長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、柱節點的設計。我們在房屋設計梁柱節點時，通常出現多根梁交叉在一起的現象，主次梁的負彎矩鋼筋多層也會疊加在一起，這樣會對梁截面截面造成較大的影響。這也是房屋在建時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高和降低主梁底面標高的有關措施來加以控制。

5.4變形的分析。一旦結構產生了過度變形，就會產生對之相對應的裂縫。一般來說，結構的過度變形是結構穩定性不足或者剛度不足的標志，它并沒有直接反映出結構強度。導致結構變形的因素有跨度、截面的尺寸、支座的形式、材料的質量和荷載等，結構變形是鑒定房屋安全的重要內容。所以在進行房屋安全鑒定時，需要對房屋的綜合情況進行考慮。

參考文獻

[1]韓秀女. 鋼筋混凝土結構裂縫產生的原因[J]. 民營科技, 2010,(12)

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中圖分類號：TU511.3+5 文獻標識碼：A 文章編號：

壓型彩鋼板的組成及使用要求

壓型彩鋼板是薄板經過冷壓或者冷軋而成型的鋼材，它應用的板材種類非常多，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構特性，它具有造型美、強度高、價格低、質量輕、建造周期短等優點，在工程建設中受到青睞，成為圍護結構、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行處理，可以根據不同的建筑要求涂裝你不同的顏色。根據不同的功能要求，壓型彩鋼板也有不同的分類，常見的分類有波形、雙曲波形、V型等。壓型彩鋼板的制作樣式有很多種類，可以根據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，可以用作內外裝飾材料，也可用作民用住宅樓的樓面結構。但是壓型彩鋼板最重要的用途還是在于廠房或者展覽館、火車站等公用建筑。壓型彩鋼板的外形美觀、設計合理、安裝操作簡便，因而具有很高的實用性、經濟性與市場占有率。

由于建筑材料的使用對環境有一定的要求，所以在不同的地理環境條件下，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，只要其整體不發生較大規模的損壞，它的使用能力就不會喪失。因而壓型彩鋼板的設計允許一定范圍內的局部屈曲，在使用上更加靈活。

在北方地區，冬季漫長并且寒冷，在這種較為嚴峻的條件之下，對于建筑材料的使用有更加嚴格的要求。在嚴寒或者寒冷地區，當地的建筑必須采取節能措施，在保證室內熱環境質量的前提下，建筑設備的能耗必須控制在一定的范圍之內。壓型彩鋼板的連接時其建造廠房及其他建筑的主控項目。若壓型彩鋼板的保溫工作沒有做好，那么在冬季將會呈現外部彩鋼板結冰而內部的彩鋼板結霜的情況，這關乎建筑物的使用壽命以及使用效果。同時，建筑材料必須適應嚴寒地區密封性、漏水性以及冷凝水的要求。應對這些問題，我們在論文中進行了相信的分析以及應對對策。

壓型彩鋼板使用中的密封問題及對策

壓型彩鋼板進行屋面施工的主要過程為：檀條安裝屋面底層板安裝鋼絲網、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，這是整個屋面系統的基礎，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板材、板材安裝連接節點的處理。將已經選定的下層板根據版圖提升至檀條的上端再進行固定，才連接點處理問題上采取螺釘方式，這樣能夠更好地保證廠房的氣密性，這是防治廠房內部的水蒸氣進入保溫層的有效措施。在鋼絲網、防潮貼面及保溫棉安裝中，有幾點注意事項：一是在鋪設上層的保溫棉時，要事先在屋面固定位置開口將固定座穿入；二是要等到保溫棉充分回彈到自身尺寸時在進行測量，這樣可以保證測量的準確度；三是要實現保溫棉與屋面板的平行施工，這樣做是為了保證進行廠房的建設時盡可能地減少受外界環境的影響。在上層板固定支座安裝中，首先要進行測量放線，其次要進行固定座的安裝，最后需要檢查安裝質量并進行修正，實現此工藝的要點是屋面板固定支座需要首先鑄造成型一個整體，并且在支座安裝時，底部應當安放絕緣墊，從而有效降低“冷橋”效應帶來的影響。在屋面上層板安裝中，所遵照的工藝流程是：堆放就位（堆放時為了保護鋼板的表面，應當在其下放置好墊塊）安裝固定（在這一步中，我們應當抑制室內外溫差的傳遞速度，防止“冷橋”效應的產生）屋板面的現場施工（這是上層板固定支座安裝種最重要的一步）檢驗及調整（需要檢驗板材與固定座是否完全連鎖并調整屋板面的平行度，最后要咬口固定）。

密封性的問題時壓型彩鋼板使用過程中非常重要的一部分，通過以上工藝可以良好地解決這一問題。

壓型彩鋼板使用中的房屋漏水問題及對策

目前我國大部分壓型彩鋼板屋經過調研發現存在漏水嚴重的問題，尤其是在南方地區，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的漏水。眾所周知的，金屬的導熱系數是比較大的，當外界環境的溫度發生較大的變化時，彩鋼容易收縮變形，在接口處產生較大的位移，從而使其物理性質發生改變，也就是人們常說的熱脹冷縮，這樣就容易發生漏水的現象。這種問題在嚴寒地區發生地尤為嚴重，也是我們在使用鋼材作為建筑材料時不得不去考慮的。其次是因為房屋結構設計或者板型缺陷而引發的漏水。在如今越來越激烈的市場競爭中，施工方為了追求降低造價，節省原料，在結構設計師，減小房屋坡度，產生積水、漏水現象。還有就是目前在我國輕鋼結構設計時，并未考慮地區氣候差異而采用不同的防水措施，例如在南方梅雨環境下的防水措施以及沿海地區季臺風環境下的防水措施，有其各自的結構特點，要選用適合本地區的防水材料，這也是產生漏水的原因之一?？傊a生彩鋼板房屋漏水的原因還有很多，這里就不一一列舉了。那么對于壓型彩鋼板房屋在嚴寒地區的漏水問題，我們應當采取以下的措施予以解決：

首先我們應該進行合理的結構設計，綜合考慮造價，屋頂坡度，板型等多種因素，求得最佳的方案，這是解決這一問題的首要關鍵。除了考慮結構設計之外，我們就還要充分考慮建筑物所在地區的氣候特點，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，我們可以借鑒國外的先進經驗，選用適合金屬屋面的防水材料，比如說采用有較高粘結強度、好的追隨性以及耐候性極佳的材料做粘結帶。彩鋼板鋼結構房屋脊部位漏水，我們應該把屋脊蓋板做寬些，另外坡度找大點；或者搭接處敷設膠泥或硅膠。這些都是解決壓型彩鋼板在房屋漏水問題上的有效據舉措。

壓型彩鋼板使用中的冬季冷凝水問題及對策

在使用壓型彩鋼板建造建造廠房時，必須要考慮到車間內外部環境的影響。氣溫、溫度、濕度以及地理條件都是所要考慮的因素。為了解決這一問題，在寒冷地區使用壓型彩鋼板時，應當采取雙層保溫棉，并且加強防腐蝕工作。在冬季，由于室內外溫差較大，極易產生冷凝水，尤其是在車間的四角部位，因為室內熱空氣沿縫隙與外界板面進行相遇，所以在這些部位冷凝水最為嚴重。另外，在鋼天溝下部也存在點狀分布的冷凝水，這也是由于熱空氣遇冷形成的。

為了解決這一問題，我們必須要采取相應的措施。應對第一種原因產生的冷凝水，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行密封。應對第二種原因產生的冷凝水，我們采取閉泡塑膠填實的方法，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收合格后進行。經過生產實踐，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題，我們還需要再生產工藝上進行提升。通過綜合措施的防治，才能更好地解決問題。

壓型彩鋼板使用的建議

彩鋼板長用于建筑物的墻面以及屋面，具有裝飾性強、成型靈活、施工速度快、外形美觀、重量輕、易于工業化、商品化生產等優點。但其也有需要注意的地方。

在安裝壓型板的時候，測量屋面沿長度、坡度方向的尺寸，以山墻面為基準，定出屋脊中心線，并以該線長度方向的伸縮縫處垂直線作為基準線，從基準線向山墻的方向每隔7一段距離劃出記號，按此方向將整個屋面長度方向均勻度量。 墻面板、山墻包角及墻梁應采用M6 自鉆螺絲連接，山墻檐口包角處還應該采用泡沫塑料外封頭。擋風板、波形板與泛水搭接波峰處最好用連接螺栓固定。 墻角開口部位的泛水板應安裝在內側，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。在搭建過程中，芯材要遠離電焊、氣焊等明火作業在使用過程中，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，如果需要穿過，應該加保護套管，彩鋼板房至少應保持6米的安全距離

綜上所述，壓型彩鋼板的質量對維護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良的建筑。我國目前的工業項目對于鋼結構廠房的需求不斷增加，而壓型彩鋼板因為它優良的質地受到廣泛的青睞，必將成為新型建筑材料的佼佼者。

【參考文獻】：

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隨著現代社會的經濟快速發展，民用建筑已成為特別建筑。因為它要被使用幾十年或者永遠的保留下來，但現在社會發展對建筑產生了新的外觀要求。為此，目前建筑工程加固的建筑也在逐漸增多，這次改進不僅改善了房屋戶型，有的也對建筑的樓層進行了添加，改善了其使用性能。為了使建筑跟進潮流的現代城市相匹配，實現城市規劃和房屋使用的新標準。也有一些建筑是由于長久失修導致房屋質量出現問題需要進行維修或維護使房屋得到相關的性能改造。所以，對房屋的加固改造對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業技術人員對其進行調查鑒定。一般步驟是：（1）收集資料。調查了解該項目的狀況（包括：設計圖紙、竣工資料、使用維護日志、使用環境等）和準備改造的內容（使用功能、條件等）。（2）現場調查、測試。在現場收集建筑材料資料（主體結構和維護結構材料的損傷情況等）和建筑結構（結構變形、裂縫等）資料。（3）根據項目實際情況和要求的加固改造方案進行結構驗算分析，以及進行相應的構件或模型試驗，對加固改造方案加以驗證。（4）加固改造工程一般應由具備相應資質并有經驗的單位來施工完成，在這期間設計、監理單位應嚴格審查施工方案，并配合相關部門做好質檢工作。

2 加固改造的有效措施

2.1 根基的加固

房屋的基礎加固實施比較困難和復雜。建筑物經過幾年的自然降已經達到了沉降的相對穩定，這時在進行加固的時候，肯定會造成原有基礎的附近土壤松動，從而影響了新的加固基礎的根基穩定狀態?；A加固一般有兩個方面，一方面是在原有的基礎上增添原有基礎的橫截面積以達到接層以后的抗壓力，這種加固方法一般適用于獨立型建筑的加固基礎。另一方面就是在原有基礎的旁邊增設基礎，在通過構件的相互轉換將承載壓力傳至到各個基礎上去，來分擔原有建筑的荷載。樁基礎經常采用這種加固方式。

在對建筑的加固基礎的過程中，要盡量避免對原有建筑的基礎的破壞，這是由于原有基礎仍然要受到原有建筑的承載壓力。同時也要根據現場的實際情況對結構主體產生的破壞和主體容易滑動的地方采取臨時加固的措施。在進行加固過程的設計時應該考慮接層以后新基礎的沉降會不會對建筑的主體產生影響，并建議加固基礎時采用減小沉降的相關地基處理方法，可以在地基的局部應用換土、壓實等辦法已達到降低沉降的目的。

2.2 原有構件的加固措施

建筑的加固結構框架的加固部位大多是指梁和柱。柱不符合承載力的要求，主要是因為柱軸壓比不符合規范要求，即橫截面積或者是混凝土的標號不符合標準。在建筑的加固過程中主要是對柱的截面積來實現的。一般來說有兩種方法，一種是在通過在原來混凝土上面包裹一層混凝土，使它們成為一個整體，以實現柱面積的增加來實現目的。另外一種就是在原有鋼筋混凝土的外表面用鋼結構進行加固，從而分擔原鋼筋混凝土的上部壓力荷載。加固使用的梁一般不滿足承載力的要求，這是由于梁的下部配筋不能滿足荷載作用下的要求。而且在加固的過程中和柱的加固方法類似都是在原有混凝土的表面增加混凝土的截面積來增大荷載能力。加固過程也可以運用鋼結構對梁進行加固，增強其抗彎抗剪能力。在加固過程中對墻體承載力和抗震構造而加固的一般采用磚混結構加固，磚混結構墻體的質量好壞可以直接影響整個建筑的抗震的是否牢固。

2.3 混凝土結構的加固改造

當前建筑行業應對混凝土結構進行加工改造的方法主要包括了一下幾點，筆者進行了詳細地分析。（1）外包鋼加固法。該方法的特點在于：將型鋼設置在混凝土構件的附件，使其和混凝土協調工作，以提升承載力。主要方式包括了干式、濕式兩大類。主要適用于：構件截面加大受限制，需大幅度增加高承載力。在使用化學灌漿外包鋼時需將型鋼表面的溫度控制在60℃以下，對于具有腐蝕性介質的環境需要制定相應的防護措施。（2）加大截面法。該方法的特點在于，利用不斷加大原結構材料的構件截面來提升建筑的承載力。主要適用于普通構建，如：梁、柱、板、墻等。（3）增設支點法。該方法的特點為：通過增加支點數量，實現構件的減少來計算長度和變形，提升承載力。主要分為剛性、彈性支點兩種，主要適用于：凈空不受限的梁、板、桁架等。（4）預應力加固法。該方法的特點為：結合預應力的鋼拉桿及撐桿作用，對原結構實施加固改造,從而將原結構承受的荷載轉至加固結構上。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。該方法的特點為：將鋼絲包混凝土構件附近，使其與混凝土協調工作,提升承載力。主要適用于混凝土結構構件斜截面承載力較弱，以及要對受壓構件施加橫向約束力的條件下。（6）碳纖維織物加固。此方法的特點為：將碳纖維織物粘貼在混凝土表面來提升承載力。主要適用于一般的結構加固改造施工中，其優勢在于抗腐蝕、耐潮濕等，但要采取必要的防火處理。在計算碳纖維織物加固混凝土梁正截面承載力時，需要參照平截面假定的混凝土梁受彎基本理論，運用等效鋼筋面積法來保證計算結果的有效性，當等效鋼筋面積計算結果出來后，可利用鋼筋混凝土梁受彎構件的正截面承載力設計公式展開計算。（7）粘貼鋼板法。該方法的特點為：將鋼板粘貼在混凝土表面來提升承載力。主要適用于：受彎、受拉構件(梁、板)。通常在60℃以上的環境中不采用此方法，若處于腐蝕性介質環境時需要采取一定的防護措施。

2.4 鋼結構加固改造

鋼結構加固改造是較為常見的加固方式，其主要分成以下兩大類型：（1）加大構件截面。鋼梁和鋼柱的加固當否能夠利用焊接或高強度螺栓連接來完成。對施工條件進行了全面的分析，需要對施工條件、加固構件的應力分布時等要素進行研究，重點分析由于焊接加固引起的殘余應力和變形對加系數K（軸心受力的實腹構件：K=0.8；偏心受力和受彎構件以及格構式構件：K=0.9）。（2）轉變結構計算簡圖。這種加固方式是運用添加支撐系統變一榀一榀的排架結構為空間結構；通過添加支撐改變構件長細比來加強穩定及承載能力；將鉸接轉化成剛接，降低構件計算長度。

2.5 砌體結構加固改造

2.5.1 磚砌體中常見的問題有磚砌體承載力及穩定性達不到要求，可通過扶壁柱法和鋼筋網水泥法進行加固改造。

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。在磚砌體結構中出現裂縫問題后應該根據實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；若裂縫形狀小且數量多，可在裂縫穩定時期進行灌漿補強；若裂縫由結構因素引起，需要先進行加固處理，再解決裂縫問題。

3 加固更改設計時的軟件工具

在進行加固改造之前，應該對加固的現場進行資料的收集和現場的取物調查，最后再對加固的方案進行結構檢驗。對于大型建筑工程在進行結構驗算的時候應該運用結構軟件進行計算分析，要確定數據準確無誤，否則會對原來的結構帶來安全隱患。一般砌體構造和混凝土構造運用PKPM、TBSA；鋼構造運用3D3S、Xsteel、PS2000（門式鋼架）、網狀構造運用MST2000、SFCAD2000。而采用其他一些限元計算軟件的時候應該注意構建參數以及荷載狀況的設置等

4 加固改造設計中應注意的問題

在加固改造工程中界面處理好壞，將直接影響加固設計效果，如果出現空鼓、脫落、“兩層皮”等質量問題，這將關系到結構改造的安全性問題。為此設計的構造措施、施工過程中應對此加以重視，適當增大安全儲備。

針對新舊混凝土、新加混凝土與舊磚墻等不同界面，采用植筋、增設暗銷或抗剪件、結構膠等系列界面處理技術，務必使加固面結合接觸緊密，達到設計要求。加固改造工程中屋頂改造、加層等往往會加大基礎荷載，在設計時應根據實際情況對地基基礎采取加固措施，注意減輕構件自重和調整受力體系。對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。事實上地基在長期荷載作用下，其容許承載力相應也會提高。根據相關資料，提高系數K可依據改造前后基底應力之比（p1/p2）參考選用（見下表）。

5 結語

現在加固的構件主要還是針對構造和承載能力薄弱的構件，在對建筑加固完成以后要考慮到加強以后的構件對加強部位以致整個結構整體的影響。否則有時加固改造后會適得其反。例如：對連續梁某一段采取增大截面法進行加固后由于剛度的變化會引起相鄰跨梁、柱的內力重分布；對多層磚混結構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，對結構的抗震不利。此外還有加固后構件的承載能力提高，防火等級大幅度下降等問題。在建筑物進行加固的同時要從建筑的整體有總體上的把握，加固以后要符合現代結構設計理念和現代的建筑規程要求。

參考文獻

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[3]GB50003-2001，砌體結構設計規范[S].中國建筑工業出版社出版，2002.