关于钢结构设计的建筑论文
关于钢结构设计的内容你了解多少?你知道关于钢结构设计的建筑论文怎么写吗?下面是小编准备的关于钢结构设计的建筑论文，仅供参考。
钢结构设计步骤和设计思路【1】
摘要： 钢结构设计简单步骤和设计思路 关键词： 钢结构 结构设计 步骤 (一) 判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。
直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。
这是和钢结构自身的特点相一致的。
(二) 结构选型与结构布置此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是\"概念设计\",它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。
运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。
所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。
[20] 钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。
其理论与技术大都成熟。
亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。
结构选型时，应考虑它们不同的特点。
在轻钢工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。
基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度内需考虑雪载 )，如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。
总雪载释放近一半。
降雨量大的地区相似考虑。
建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。
而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。
高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。
宜选择周边巨型SRC柱，核心为支撑框架的结构体系。
我国半数以上的此类高层为前者。
对抗震不利。
[19]结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑.一般的说要刚度均匀.力学模型清晰.尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以最直接的线路传递到基础. 柱间抗侧支撑的分布应均匀.
其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线. 否则应考虑结构的扭转. 结构的抗侧应有多道防线. 比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受1/4的总水平力. 框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。
通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子. (三) 预估截面结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。
主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。
钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。
根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。
翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。
确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。
柱截面按长细比预估. 通常50<λ<150, 简单选择值在100附近。
根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同,可选择钢管或H型钢截面等.初学者需注意，对应不同的结构，规范中对截面的构造要求有很大的不同。
如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题。
在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。
除此之外，构件截面形式的选择没有固定的要求，结构工程师应该根据构件的受力情况，合理的选择安全经济美观的截面。
(四) 结构分析目前钢结构实际设计中,结构分析通常为线弹性分析,条件允许时考虑P-Δ,p-δ. 新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能.这为更精确的分析结构提供了条件。
并不是所有的结构都需要使用软件: 典型结构可查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形. 简单结构通过手算进行分析. 复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析. (五) 工程判定要正确使用结构软件，还应对其输出结果的做\"工程判定\"。
比如，评估各向周期、总剪力、变形特征等。
根据\"工程判定\"选择修改模型重新分析,还是修正计算结果. 不同的软件会有不同的适用条件.初学者应充分明了.此外,工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离,
为了获得实用的设计方法,有时会用误差较大的假定, 但对这种误差, 会通过\"适用条件、概念及构造\"的方式来保证结构的安全. 钢结构设计中,\"适用条件、概念及构造\"是比定量计算更重要的内容.
工程师们不应该过分信任与依赖结构软件.美国一位学者曾警告说：“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。” 注重概念设计和工程判定是避免这种工程灾难的方法. (六) 构件设计构件的设计首先是材料的选择.
比较常用的是Q235(类似A3)和Q345(类似16Mn). 通常主结构使用单一钢种以便于工程管理. 经济考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面. 当强度起控制作用时,可选择Q345; 稳定控制时,宜使用Q235.
构件设计中,现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面.这和结构内力计算的弹性方法并不匹配. 当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能。
由于程序技术的进步,一些软件可以将验算时不通过的构件，从给定的截面库里选择加大一级.并自动重新分析验算，直至通过，如sap2000等。
这是常说的截面优化设计功能之一。
它减少了结构师的很多工作量。
但是，初学钢至少应注意两点： 1.软件在做构件(主要是柱)的截面验算时,计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定.目前所有的程序都不能完全解决这个问题。
所以,尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件,结构师应该逐个检查. 2.当上面第(三)条中预估的截面不满足时，加大截面应该分两种情况区别对待。
(1) 强度不满足,通常加大组成截面的板件厚度，其中,抗弯不满足加大翼缘厚度，抗剪不满足加大腹板厚度。
(2) 变形超限，通常不应加大板件厚度，而应考虑加大截面的高度，否则，会很不经济。
使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能，很难考虑上述强度与刚度的区分，实际上，常常并不合适。
(七) 节点设计连接节点的设计是钢结构设计 中重要的内容之一.在结构分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定.
常常出现的一种情况是,最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致,这必须避免. 按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接.
初学者宜选择可以简单定量分析的前两者.
常用的参考书[2]有丰富的推荐的节点做法及计算公式. ;连接的不同对结构影响甚大.比如,有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题,但会产生较大转动, 不符合结构分析中的假定. 会导致实际工程变形大于计算数据等的不利结果.
连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法, 初学者可偏安全选用前者.设计手册[2}中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用,比较方便. 也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成. 具体设计主要包括以下内容:
1.焊接: 对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守. 焊条的选用应和被连接金属材质适应.E43对应Q235,E50对应Q345. Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50.
焊接设计中不得任意加大焊缝. 焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近.其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定.
2.栓接: 铆接形式,在建筑工程中，现已很少采用. 普通螺栓抗剪性能差, 可在次要结构部位使用. 高强螺栓,使用日益广泛.常用8.8s和10.9s两个强度等级.根据受力特点分承压型和摩擦型.
两者计算方法不同. 高强螺栓最小规格M12. 常用M16~M30. 超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用。
自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接. 国外在低层墙板式住宅中,也常用于主结构的连接.
3.连接板: 可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm. 然后验算净截面抗剪等.
4.梁腹板: 应验算栓孔处腹板的净截面抗剪.承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压.
5.节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。
构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。
此外，还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。
6.节点设计还应考虑制造厂的工艺水平. 比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成. (八) 图纸编制钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段，设计图为设计单位提供，施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会由设计单位代为编制。
由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾，有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍。
1.设计图: 是提供制造厂编制施工详图的依据. 深度及内容应完整但不冗余. 在设计图中,对于设计依据、荷载资料(包括地震作用)、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求(包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等)、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚，以利于施工详图的顺利编制，并能正确体现设计的意图。
主要材料应列表表示。
2.施工详图:又称加工图或放样图等.深度须能满足车间直接制造加工.不完全相同的另构件单元须单独绘制表达，并应附有详尽的材料表. 设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的控制，目前比较混乱，各个设计单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同。
初学者可参考他人的优秀设计并参考相关的工具书[3]，并依据规范规定编制。
注浆技术在房建工程中的应用【2】
前言：在房建工程中，组成楼房结构的地下室、桩、柱、梁、板、墙体等出现裂缝;房屋门、窗渗漏，厨卫间、茶水间、水池、变形缝、穿墙管、墙体面等渗漏是楼病害的“多发病、常见病”。
这类楼房病害，不但严重影响人们的正常生活，甚至导致原设计功能的改变，造成极大浪费;同时对人们财产、生命带来严重危害。
笔者根据多年的实践经验，着重从注浆技术方面论述处理这类病害，以期望深入探讨处理这类病害的方法，提高楼房的使用功能，延长楼房的使用寿命。
1、楼房病害的主要特征 1.1 楼房的病害主要分两大类：
1.1.1 砼结构病害：主要为受力结构部分，如地下基桩基础、柱、?剪力墙 、梁、板此部分的处理应从固结补强入手。
1.1.2 楼房墙体渗漏、变形缝、施工缝渗漏，女儿墙、排水管口穿墙孔 渗漏、门、窗渗漏，预埋件部位渗漏，此类病害可采用固结止水或防水方法处理。
2、注浆技术对楼房病害的适应性 对于已建成的楼房出现上述病害，尤其是已装修的房屋处理，原则应以最低限度不影响原砼结构和已装修的饰面为基础，采用注浆的方法能满足以上的原则。
做到施工影响范围小，加固影响范围大，可达到“一注见效，长久保安”的目的。
注浆方法处理是在压力的作用下，将流动性的“粘结剂”压入被加固体中，具有粘结效果好，封密性好。
如压入的是环氧材料对钢筋还具有一定的抗锈蚀性的保护功能，粘结强度往往大于砼自身的拉、剪应力。
注浆方法尤其适用于受周边施工环境的限制无法采用常规方法施工的部位，具有操作简单，快捷的特点。
如文物建筑的彩描、雕刻花梁，无法替换的琉璃瓦面等裂缝的补强加固处理;受周边设施限制，无法拆除变动的部位。
在防水方面，由于注浆是把浆液注入到砼内缝中，使其充填密实粘结，因此在提高砼防水性方面较优于“穿衣”性的防水效果。
对出现蜂窝、老化、蚀变性的砼，采用注浆方法是最为理想的方法，能使强度下降的砼得到固结改性，提高强度，延长使用寿命。
3、注浆材料的选择原则 3.1 材料综合力学性能好、强度高、耐老化、粘结力强、充填性好。
3.2 材料具有良好的渗透性和亲润性，可以灌入微细的缝隙中，对潮湿裂缝具有良 好的亲水性和扩散性、粘结性能好。
3.3 工艺简单、易操作、施工方便。
3.4 材料环保、固结体无毒性污染、耐老化。
3.5 材料价格适中。
4、注浆技术对楼房工程病害的常规处理方法 楼房病害影响的因素很多，应从设计—施工—管理—选材—使用过程分析，特别目前建房设计理念。
施工技术的飞跃发展，新材料的不断涌现，如何正确认识和运用这些新技术、新材料是控制和减少病害的重要措施。
4.1 对于结构受力部位采用注浆加固技术处理方法 4.1.1 从设计—施工—管理—使用过程做好病害成因分析。
4.1.2 根据病害部位设计布孔孔位，孔距适宜控制在30-40cm内，孔径在0.8-1.2mm，孔深根据病害部位而定。
4.1.3 干缝面可在距缝两侧3-5cm处，涂环氧胶封闭缝口，以免注浆时浆液从敞开的缝口窜出。
湿缝采用沿缝开槽，槽口宽×深宜控制在2-3cm×2-3cm内，以免扩大缝口。
清孔清槽后，压上早强水泥封槽、埋管。
4.1.4 干缝可注入低粘度的环氧树脂类材料，固化时间应控制在12-16小时，目的是让注浆材料能充分充填到缝隙内，起到缝面及周边微细缝隙的全面积粘结作用。
湿缝应选用对水具有亲和性和排水性的环氧材料，在注浆过程中克服被粘物表面的水膜与被粘物有效的粘结，从而达到固结补强的目的。
在此笔者提请注意：注浆过程浆液仅对缝面开始部分起堵塞作用，而不是全面粘结，注浆应视为失效。
为此应进行同孔多次重复施灌，直至在设定的压力下孔口注浆饱满，并达到一定的注入量为准。
注浆压力宜控制在0.5～0.8Mpa严防高压对砼造成扩缝劈裂带来新的破坏。
4.2 砖墙体及窗、门注浆处理 通常这类病害处理，如墙体渗漏则铲除批荡层，做一道防水层或防水砂浆。
但作为连通的墙体将会出现这边治理那边渗漏的局面。
同样窗台漏水往往是在“认为”漏水的部位涂上一道封闭胶就可以解决问题。
殊不知，窗、门—窗、门框—墙体是一个整体。
当窗、门及其框不封闭，雨水沿框的固定螺丝孔、框的拼缝渗流到空心的窗、门框内，再向墙体渗漏;墙体的渗漏的另一原因是外墙的饰面材料不能起到封闭作用，以饰面砖建筑物出现的渗漏为多。
采用“穿衣”防水的办法只能治标不治本，当材料老化渗漏又再出现，同时水被封闭在空心墙内(或灰砂砖体内)，这些只能通过内墙蒸发，使墙体发霉，并导致白蚁生成，造成暗埋电线管路的损坏。
采用注浆的办法是在窗的框周布孔，重点在框的底部注浆，材料以水泥浆为主。
在水泥注浆结束后，再进行环氧封闭处理，其作用是控制水泥注浆后产生的干缩。
墙体的渗漏应先将渗漏的批荡层(室内)铲除，找出渗漏面，采用墙面布孔注浆。
注浆材料为水泥浆，改善空心砖的密实度，提高阻挡外墙雨水渗透的能力，可取得理想效果。
注浆压力以0.1～0.3Mpa为宜?压力过高极易造成外墙饰面砖的剥落。
4.3 用砖墙砌墙的厨、卫间的注浆处理 厨房、卫生间是用水的集中地方，一般都采用不同方式进行内防水处理。
但在使用的过程中通常出现渗漏，主要是防水层失效，厨房、卫生间的用水沿砖和砖缝灰砂的毛细作用渗透至墙面冒汗、发潮。
处理的方法是通过环氧注浆切断渗水通道，控制水沿毛细孔扩散。
即在砼地板与砖墙的砖缝开一小槽，沿砖缝布孔，孔距在20-30cm为宜，采用环氧砂浆嵌槽，埋管注入环氧浆，重复注浆至充填饱满。
处理方法简单有效，如条件限制可在厨、卫间施工。
即在瓷片的连接位上钻孔、埋管、注浆后，采用同色水泥进行孔位表面修饰即可，省去铲除批荡层、涂防水胶、重新批荡的工序，节省费用，缩短工时，效果明显。
4.4 女儿墙病害的处理 砼女儿墙与楼板的接缝可视为施工缝。
由于楼板受周边结构约束，受温度影响，热胀冷缩的线膨胀倍率与女儿墙是不一致。
当女儿墙纵向变形膨胀系数a=5×10-6时，楼板变形膨胀仅为女儿墙的一半，采用常规的材料处理很难满足这一伸缩变化要求，因此女儿墙的渗漏是楼房病害的通病之一。
处理的方法：除考虑楼板设置相应的变形缝外，在女儿墙与楼板接触部位进行钻孔、埋管注浆，注浆材料应选用拉、剪强度好，粘结力强的材料。
5、注浆技术应用于楼房病害的结果与讨论 楼房病害的处理应全面综合地分析原因后才可制定治理方案。
通常楼房病害的出现在楼房使用后，常规处理方法对已装饰的楼房结构有较大的影响。
往往清凿量大，影响房屋的使用时间长，常常因清凿过程的振动，使楼房各部位的接缝松动，导致隐蔽性渗漏的病害增加。
同时由于材料的不适宜性，导致病害反复处理，病害面扩大，增加处理费用和延长施工周期。
因此注浆技术在楼房病害的处理方面具有其它方法不可比拟的优点。
注浆技术处理楼房病害特点及要求： 1 注浆工艺简单、设备轻巧、易操作，对复杂环境的适应性强。
2 注浆施工范围影响小，处理扩散范围大，加固效果明显。
3 由于注浆是从砼结构内部处理病害，具有改善砼内部的密实性和强度，达到粘结补强的效果。
4 应用于砼的注浆补强材料，一般都应具有良好的综合力学性能，粘结性能好，材料耐老化，无污染。
5 在施工过程和施工后，应用于砼注浆补强的材料具有一定的环保性。
6 在采用注浆技术处理楼房病害时，应严把注浆材料关，严禁使用伪、劣、假冒产品。
清楚了解产品的特性，方可用于注浆过程中，将不合格的产品用于缝隙的施灌中，对后处理增加很大的难度。
因此选择正确的材料在注浆处理工程中十分重要。
7 在注浆过程中，必须严格控制注浆压力：砖墙体、楼房、门、窗框、穿墙管孔注浆压力应控制在0.1～0.3mpa以内。
梁、桩和地下室砼的注浆压力应控制在0.5～0.8mpa内，以免压力过大，适得其反造成不必要的破坏和损失。
8 在注浆过程中必须注意环境保护和个人安全保护，加强防火安全管理。
如选用具有一定的耐压注浆设备、配件，避免爆管造成财产损失和人身伤害。
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