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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文第1篇

關(guān)鍵詞：抗震 規(guī)范

1．R-μ-T關(guān)系及其應(yīng)用

在二十世紀(jì)五十年代，當(dāng)美國(guó)的權(quán)威人士G.W.Houser導(dǎo)出了第一條地震反應(yīng)譜和對(duì)地震激勵(lì)下的彈性反應(yīng)規(guī)律的研究很快被學(xué)術(shù)界接受后，人們很快發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與當(dāng)時(shí)的抗震設(shè)計(jì)方法相矛盾的問(wèn)題，那就是例如對(duì)一個(gè)第一振型周期為0.5s~1.5s，阻尼比為0.05的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)加速度約為地面運(yùn)動(dòng)峰值加速度的1.5~2.5倍，比如賦予上述結(jié)構(gòu)一個(gè)不大的地面運(yùn)動(dòng)加速度0.15g，則根據(jù)反應(yīng)譜導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)反應(yīng)加速度已達(dá)到0.23g~0.375g，而世界各國(guó)當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)規(guī)定中一般用來(lái)確定水平地震力大小的加速度只有0.04g~0.15g，但讓人不解是，震害表明，雖然設(shè)計(jì)用的反應(yīng)加速度很小，但結(jié)構(gòu)在地震中的損傷卻不太大。這么大的差距是不能用安全性或設(shè)計(jì)誤差來(lái)解釋的，于是，各國(guó)的學(xué)術(shù)界加緊了對(duì)這一問(wèn)題的研究，大家通過(guò)對(duì)單自由度體系的屈服水準(zhǔn)、自振周期（彈性）以及最大非彈性動(dòng)力反應(yīng)之間的關(guān)系；同時(shí)還研究了當(dāng)?shù)孛孢\(yùn)動(dòng)特征（包含場(chǎng)地土特征）不同時(shí)，給這種關(guān)系帶來(lái)的變化，我們把這方面的研究工作關(guān)系其中R是指在一個(gè)地面運(yùn)動(dòng)下最大彈性反應(yīng)力與非彈性反應(yīng)屈服力之間的比值，稱(chēng)為彈塑性反應(yīng)地震力降低系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)地震力降低系數(shù)或者反應(yīng)調(diào)節(jié)系數(shù)；μ為最大非彈性反應(yīng)位移與屈服位移的比值，稱(chēng)為位移延性系數(shù)；T則為按彈性剛度求得的結(jié)構(gòu)自振周期。研究表明，對(duì)于長(zhǎng)周期（指彈性周期且T>1.0s）的結(jié)構(gòu)可以適用“等位移法則”，即彈性體系與彈塑性體系的最大位移反應(yīng)總是基本相同的；而對(duì)于中周期（指彈性周期且0.12s

之所以存在上訴規(guī)律，我們應(yīng)該注意到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一些相關(guān)特性。首先，通過(guò)人為措施可以使結(jié)構(gòu)具有一定的延性，即結(jié)構(gòu)在外部作用下，可以發(fā)生足夠的非線(xiàn)性變形，而又維持承載力不會(huì)下降的屬性。這樣就可以保證結(jié)構(gòu)在進(jìn)入較大非線(xiàn)性變形時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)因強(qiáng)度急劇下降而導(dǎo)致的嚴(yán)重破壞和倒塌，從而使結(jié)構(gòu)在非線(xiàn)性變形狀態(tài)下耗能成為可能。其次，作為非線(xiàn)彈性材料的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在一定的外力作用下，結(jié)構(gòu)將從彈性進(jìn)入非彈性狀態(tài)。在非彈性變形過(guò)程中，外力做功全部變?yōu)闊崮?，并傳入空氣中耗散掉。我們可以進(jìn)一步以單質(zhì)點(diǎn)體系的無(wú)阻尼振動(dòng)來(lái)分析，在彈性范圍振動(dòng)時(shí)，慣性力與彈性恢復(fù)力總處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，體系能量在動(dòng)能、勢(shì)能間不停轉(zhuǎn)換，但總量保持不變。如果某次振動(dòng)過(guò)大，體系進(jìn)入屈服后狀態(tài)，則體系在平衡位置的動(dòng)能將在最大位移處轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能和塑性變形能兩部分，其中，塑性變性能將耗散掉，從而減小了體系總的能量。由此我們可以想到，在地震往復(fù)作用下，結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過(guò)程中，如果進(jìn)入屈服后狀態(tài)，將通過(guò)塑性變性能耗散掉部分地震輸給結(jié)構(gòu)的累積能量，從而減小地震反應(yīng)。同時(shí)，實(shí)際結(jié)構(gòu)存在的阻尼也會(huì)進(jìn)一步耗散能量，減小地震反應(yīng)。此外，結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性狀態(tài)后，其側(cè)向剛度將明顯小于彈性剛度，這將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)瞬時(shí)剛度的下降，自振周期加長(zhǎng)，從而減小地震作用。

2 我國(guó)現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的不足之處

抗震規(guī)范規(guī)定，我國(guó)的抗震設(shè)防目標(biāo)必須堅(jiān)持“小震不壞，中震可修，大震不倒”的原則，而建筑應(yīng)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類(lèi)、乙類(lèi)、丙類(lèi)、丁類(lèi)四個(gè)抗震設(shè)防類(lèi)別。甲類(lèi)建筑應(yīng)屬于重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑，地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，其值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定；抗震措施，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。乙類(lèi)建筑應(yīng)屬于地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑，抗震措施，一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。丙類(lèi)建筑應(yīng)屬于甲、乙、丁類(lèi)以外的一般建筑，地震作用和抗震措施應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。我們知道，一棟建筑在大震下能否不倒，已經(jīng)不是看其承載力的大了了，而是看它的延性是否能夠到達(dá)設(shè)計(jì)要求。由上面的建筑物抗震類(lèi)別劃分可以看出，我們對(duì)甲、乙、丙、丁建筑物延性的要求是依次從高到低的，此時(shí)，結(jié)構(gòu)的延性實(shí)際上是由其抗震措施來(lái)決定的，現(xiàn)以一棟乙類(lèi)建筑和丙類(lèi)建筑為例：

表 1

設(shè)防烈度

抗震措施烈度

實(shí)際延性

6

7（6）

低

7

8（7）

中等

8

9（8）

稍高

9

比9度高（9）

高

說(shuō)明：在抗震措施烈度中，括號(hào)外為乙類(lèi)建筑，括號(hào)內(nèi)的為丙類(lèi)建筑。

由表1可以看出，如果按規(guī)范設(shè)計(jì)，就可能會(huì)出現(xiàn)9度（設(shè)防烈度）下的丙類(lèi)建筑的延性比7度（設(shè)防烈度）下的乙類(lèi)建筑延性還要高的情況出現(xiàn)，而根據(jù)上面所述的R-μ-T理論關(guān)系的研究可以知道，當(dāng)R取值不變時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的延性要求也應(yīng)該是不變的，與處在什么烈度區(qū)沒(méi)有關(guān)系，如果R-μ-T理論關(guān)系的研究結(jié)果是正確的，那么我國(guó)規(guī)范對(duì)甲、乙、丙三類(lèi)建筑的要求就存在概念性矛盾。

我國(guó)取R＝3.33，與國(guó)外規(guī)范相比較，我們對(duì)乙類(lèi)和丙類(lèi)建筑的是比較合理，而對(duì)于甲類(lèi)建筑則過(guò)于偏松，對(duì)丁類(lèi)建筑過(guò)于嚴(yán)格了。

目前，國(guó)際上逐步形成了一套“多層次，多水準(zhǔn)性態(tài)控制目標(biāo)”的抗震理念。這一理念主要含義為：工程師應(yīng)該選擇合適的形態(tài)水準(zhǔn)和地震荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑物的性態(tài)是由結(jié)構(gòu)的性態(tài)，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和體系的性態(tài)以及建筑物內(nèi)容物性態(tài)的組合。目前性態(tài)水準(zhǔn)一般分為：損傷出現(xiàn)（damage onset）、正常運(yùn)作（operational）、能繼續(xù)居?。╟ountinued occupancy）、可修復(fù)的（repairable）、生命安全（life safe）、倒塌（collapse）。性態(tài)目標(biāo)指建筑物在一定程度的地震作用下對(duì)所期望的性態(tài)水準(zhǔn)的表述。對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)應(yīng)采用多重性態(tài)目標(biāo)，比如美國(guó)的“面向2000基于性態(tài)工程的框架方案”曾對(duì)一般結(jié)構(gòu)、必要結(jié)構(gòu)、對(duì)安全起控制作用的結(jié)構(gòu)分別建議了相應(yīng)的性態(tài)目標(biāo)―基本目標(biāo)（常遇地震下完全正常運(yùn)作，少遇地震下正常運(yùn)作，罕遇地震下保證生命安全，極罕遇地震下接近倒塌，相當(dāng)與中國(guó)的丙類(lèi)建筑）、必要目標(biāo)（少于地震下完全正常運(yùn)作，罕遇地震下正常運(yùn)作，極罕遇地震下保證生命安全，相當(dāng)與中國(guó)的乙類(lèi)建筑）、對(duì)安全其控制作用的目標(biāo)（罕遇地震下完全正常運(yùn)作，極罕遇地震下正常運(yùn)作，相當(dāng)與中國(guó)的甲類(lèi)建筑），目前中國(guó)正在進(jìn)行用地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃分圖代替基本烈度區(qū)畫(huà)圖的工作。對(duì)重要性不同的建筑，如協(xié)助進(jìn)行災(zāi)害恢復(fù)行動(dòng)的醫(yī)院等建筑，應(yīng)該按較高的性態(tài)目標(biāo)設(shè)計(jì)。此外，也可以針對(duì)業(yè)主對(duì)建筑提出的不同抗震要求

2． 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的核心抗震措施

我國(guó)抗震設(shè)計(jì)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提出的基本上是“高延性要求”，也就是要求結(jié)構(gòu)在較大的屈服后塑性變形狀態(tài)下仍保持其豎向荷載和抗水平力的能力，對(duì)于有較高延性要求的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)必須使用能力設(shè)計(jì)法進(jìn)行有關(guān)設(shè)計(jì)?！澳芰υO(shè)計(jì)法”的要求是在設(shè)計(jì)地震力取值偏低的情況下，結(jié)構(gòu)具有足夠的延性能力，具體做法是通過(guò)合理設(shè)計(jì)使柱端抗彎能力大于梁端從而使結(jié)構(gòu)在地震作用下形成“梁鉸機(jī)構(gòu)”，即塑性變形或塑性鉸出現(xiàn)在比較容易保證具有較大延性能力的梁端；通過(guò)相應(yīng)提高構(gòu)件端部和節(jié)點(diǎn)的抗剪能力以避免構(gòu)件發(fā)生非延性的剪切破壞。其核心是：

（1）“強(qiáng)柱弱梁”措施：主要是通過(guò)人為增大相對(duì)于梁的抗彎能力，使塑性鉸更多的出現(xiàn)在柱端而不是梁端，讓結(jié)構(gòu)在地震引起的動(dòng)力反應(yīng)中形成“梁鉸機(jī)構(gòu)”或“梁柱鉸機(jī)構(gòu)”，通過(guò)框架梁的塑性變形來(lái)耗散地震能量。

“強(qiáng)柱弱梁”措施是“能力設(shè)計(jì)法”的最主要的內(nèi)容。

根據(jù)對(duì)構(gòu)件在強(qiáng)震下非線(xiàn)線(xiàn)動(dòng)力分析可知，強(qiáng)震下，由于構(gòu)件產(chǎn)生塑性變形，因此可以耗散部分地震能量，同時(shí)根據(jù)桿系結(jié)構(gòu)塑性力學(xué)的分析知道，在保證結(jié)構(gòu)不形成機(jī)構(gòu)的要求下，“梁鉸機(jī)構(gòu)”或“梁柱鉸機(jī)構(gòu)”相對(duì)與“柱鉸機(jī)構(gòu)”而言，能夠形成更多的塑性鉸，從而能耗散更多的地震能量，因此我們需要加強(qiáng)柱的抗彎能力，引導(dǎo)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下形成更優(yōu)、更合理的“梁鉸機(jī)構(gòu)”或“梁柱鉸機(jī)構(gòu)”。

這一套抗震措施理念已被世界各國(guó)所接受，但是對(duì)于耗能機(jī)構(gòu)卻出現(xiàn)了以新西蘭和美國(guó)為代表的兩種不完全相同的思路。這兩種思路都承認(rèn)應(yīng)該優(yōu)先引導(dǎo)梁端出塑性鉸，但是雙方對(duì)柱端塑性鉸出現(xiàn)的位置和數(shù)量有分歧。

新西蘭追求理想的梁鉸機(jī)構(gòu)，規(guī)范中底層柱的彎距增大系數(shù)比其它柱的彎距增大系數(shù)要小一些，這么做的目的是希望在強(qiáng)震下，梁端塑性鉸形成較為普遍，底層柱塑性鉸的出現(xiàn)比梁端塑性鉸遲，而其余所有的柱截面在大震下不出現(xiàn)塑性鉸的“梁鉸機(jī)構(gòu)”。但是新西蘭人也不認(rèn)為他們的理想梁鉸方案是唯一可用的方法，因此他們?cè)谝?guī)范中規(guī)定可以選用兩種方法，一種是上述的理想梁鉸機(jī)構(gòu)法，另一種就是類(lèi)似與美國(guó)的方法。

美國(guó)規(guī)范的做法則希望在強(qiáng)震下塑性鉸出現(xiàn)較早，柱端塑性鉸形成較遲，梁端塑性鉸形成得較普遍，柱端塑性鉸可能要形成得要少一些的“梁－柱塑性鉸機(jī)構(gòu)”（柱端塑性鉸可以在任何位置形成，這一點(diǎn)是與新西蘭規(guī)范的做法是不同的）。中國(guó)規(guī)范和歐洲EC8規(guī)范也是采用與美國(guó)類(lèi)似的方法。

（2）“強(qiáng)剪弱彎”措施：用剪力增大系數(shù)增大梁端，柱端，剪力墻端，剪力墻洞口連梁端以及梁柱節(jié)點(diǎn)中的組合剪力值，并用增大后的剪力設(shè)計(jì)值進(jìn)行受剪截面控制條件驗(yàn)算和受剪承載力設(shè)計(jì)，以避免在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脆性的剪切破壞。

我們?cè)谏蠈W(xué)期學(xué)過(guò)，鋼筋混凝土的抗剪能力由混凝土自身的抗剪能力、裂縫界面的骨料咬合力、縱筋銷(xiāo)栓力和箍筋的拉力4部分構(gòu)成，而通過(guò)對(duì)框架梁在強(qiáng)震下的抗剪分析可知，混凝土的梁端抗剪能力在形成塑性鉸后會(huì)比非抗震時(shí)有所下降，主要原因有幾下幾個(gè)：

1 由結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)的分析可知，梁端總是正剪力大于負(fù)剪力，如果發(fā)生剪切破壞時(shí)，剪壓區(qū)一般都在梁的下部，而此時(shí)混凝土保護(hù)層已經(jīng)剝落，且梁下端又沒(méi)有現(xiàn)澆板，所以混凝土剪壓區(qū)的抗剪能力會(huì)比非抗震時(shí)偏低

2 由于在強(qiáng)震下剪切破壞要發(fā)生在塑性鉸充分轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，而非抗震時(shí)的剪切破壞往往發(fā)生在縱筋屈服之前，因此在抗震條件下混凝土的交叉裂縫寬度會(huì)比非抗震情況偏大，從而使斜裂縫界面中的骨料咬合效應(yīng)慢慢退化，加之斜裂縫反復(fù)開(kāi)閉，混凝土體破壞更嚴(yán)重，這使得混凝土的抗剪能力進(jìn)一步被削弱。

3 混凝土保護(hù)層的剝落和裂縫的加寬又會(huì)使縱筋的抗剪銷(xiāo)栓作用有所退化。

我們一般在計(jì)算鋼筋混凝土的抗剪能力時(shí)，只計(jì)算了混凝土自身的抗剪能力和箍筋的抗剪能力（V＝Vc+Vsv），而把斜裂縫界面中的骨料咬合能力及縱筋的銷(xiāo)栓作用作為它多余的強(qiáng)度儲(chǔ)備。在抗震下梁端的塑性鉸的形成，使得骨料咬合力及縱筋的銷(xiāo)栓作用有所下降，鋼筋混凝土的抗剪強(qiáng)度儲(chǔ)備也會(huì)下降，同時(shí)由于混凝土的抗剪能力(Vc)的下降，V也會(huì)比非抗震時(shí)小，如果咬使V不變，那么就只有使Vsv變大，即增加箍筋用量，所以我們可以得出這樣的結(jié)論，在抗震情況下箍筋用量比非抗震時(shí)要大一些，這不是因?yàn)榈卣鹗沽旱募袅ψ兇罅硕黾庸拷钣昧浚怯捎诨炷另?xiàng)的抗剪能力下降，相應(yīng)的必須加大箍筋用量。其他構(gòu)件的原理也相似。

（3）抗震構(gòu)造措施：通過(guò)相應(yīng)構(gòu)造措施保證可能出現(xiàn)塑性鉸的部位具有所需足夠的延性，具體來(lái)說(shuō)就是塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力和塑性耗能能力。

對(duì)于梁柱等構(gòu)件，延性的影響因素最終可歸納為最根本的兩點(diǎn)：混凝土極限壓應(yīng)變，破壞時(shí)的受壓區(qū)高度。影響延性的其他因素實(shí)質(zhì)都是這兩個(gè)根本因素的延伸。

對(duì)于梁而言，無(wú)論是對(duì)不允許柱出現(xiàn)塑性鉸（底層柱除外）的新西蘭方案，還是允許柱出現(xiàn)塑性鉸但控制其出現(xiàn)時(shí)間和程度的方案，梁端始終都是引導(dǎo)出現(xiàn)塑性鉸的主要部位，所以都希望梁端的塑性變形有良好的延性（即不喪失基本抗彎能力前提下的塑性變形轉(zhuǎn)動(dòng)能力）和良好的塑性耗能能力。因此除計(jì)算上滿(mǎn)足一定的要求外，還要通過(guò)的一系列嚴(yán)格的構(gòu)造措施來(lái)滿(mǎn)足梁的這種延性，如：

1 控制受拉鋼筋的配筋率。配筋率包括最大配筋率和最小配筋率，前者是為了使受拉鋼筋屈服時(shí)的混凝土受壓區(qū)壓應(yīng)變與梁最終破壞時(shí)的極限壓應(yīng)變還有一定的差距（梁的最終破壞一般都以受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變，混凝土被壓碎為標(biāo)志的）；后者是保證梁不會(huì)在混凝土受拉區(qū)剛開(kāi)裂時(shí)鋼筋就屈服甚至被拉斷。

2 保證梁有一定的受壓鋼筋。受壓鋼筋可以分擔(dān)部分剪力，減小受壓區(qū)高度，另外在大震下，梁端可能出現(xiàn)正彎距，下部鋼筋有可能受拉，。

3 保證箍筋用量，用法。箍筋的作用有三個(gè)，一是抗剪，這在前文已經(jīng)說(shuō)過(guò)，這里不再充分；二是規(guī)定箍筋的最小直徑，保證縱筋在受壓下不會(huì)過(guò)早的局部失穩(wěn)；三是通過(guò)箍筋約束受壓混凝土，提高其極限壓應(yīng)變和抗壓強(qiáng)度。

4 對(duì)截面尺寸有一定的要求。規(guī)范規(guī)定框架梁截面尺寸宜符合下列要求：1>截面寬度不宜小于200mm；2>截面高度與寬度的比值不宜大于4；3>凈跨與截面高度的比值不宜大于4。在施工中，如梁寬度太小，而梁上部鋼筋一般都比較多，會(huì)使混凝土的澆注比較困難，容易造成混凝土缺陷；在震害和試驗(yàn)中多次發(fā)生過(guò)腹板較薄的梁側(cè)向失穩(wěn)的事例，因此提出要求了2；一般我們把跨高比小于5的梁稱(chēng)為深梁，深梁的抗彎和抗剪機(jī)理與一般的梁（跨高比大于5的梁）有所不同，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)中最好能避免設(shè)計(jì)成深梁，如果實(shí)在不能避免，就要去看專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)方法和規(guī)造措施。

柱的構(gòu)造措施也和梁差不多，但是柱除了受彎距和剪力以外，還要承受軸力（梁的軸力一般都很小，在設(shè)計(jì)中都不予以考慮），尤其是高層建筑，軸力就更大了，所以柱還有對(duì)軸壓比的限制，其中對(duì)不同烈度下有著不同延性要求的結(jié)構(gòu)有著不同的軸壓比限值；另外，柱端箍筋用量的控制條件不是簡(jiǎn)單的用體積配箍率，而是用配箍特征值，它同時(shí)考慮了箍筋強(qiáng)度等級(jí)和混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)配箍量的影響。

高強(qiáng)度混凝土（C60以上）的極限壓應(yīng)變都比一般混凝土（C60及其以下）要小一些，而且強(qiáng)度越高，小的越多；另外，強(qiáng)度越高，混凝土破壞時(shí)脆性特征越明顯，這些對(duì)于抗震來(lái)說(shuō)是不利的。

3．常用的抗震分析方法

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就是是對(duì)結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)的分析，以下是一些常用的抗震分析方法：

1． 底部剪力法

底部剪力法實(shí)際上時(shí)振型分解反應(yīng)譜法的一種簡(jiǎn)化方法。它適用于高度不超過(guò)40m，結(jié)構(gòu)以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，此時(shí)假設(shè)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)將以第一振型為主且結(jié)構(gòu)的第一振型為線(xiàn)性倒三角形，通 過(guò)這兩個(gè)假設(shè)，我們可近似的算出每個(gè)平面框架各層的地震水平力之和，即“底部剪力”，此方法簡(jiǎn)單，可以采用手算的方式進(jìn)行，但精確度不高。

2． 振型分解反應(yīng)譜法

振型分解反應(yīng)譜法的理論基礎(chǔ)是地震反應(yīng)分析的振型分解法及地震反應(yīng)譜概念，它的思路是根據(jù)振型疊加原理，將多自由度體系化為一系列單自由度體系的疊加，將各種振型對(duì)應(yīng)的地震作用、作用效應(yīng)以一定方式疊加起來(lái)得到結(jié)構(gòu)總的地震作用、作用效應(yīng)。此法計(jì)算精度高，但計(jì)算量大，必須通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算。

3． 彈性時(shí)程分析

彈性時(shí)程分析法，也稱(chēng)為彈性動(dòng)力反應(yīng)分析。所謂時(shí)程分析法就是將建筑物作為彈性或彈塑性振動(dòng)系統(tǒng)，直接輸入地面地震加速度記錄，對(duì)運(yùn)動(dòng)方程直接積分，從而獲得計(jì)算系統(tǒng)各質(zhì)點(diǎn)的位移，速度，加速度和結(jié)構(gòu)構(gòu)件地震剪力的時(shí)程變化曲線(xiàn)。而彈性時(shí)程分析法就是把建筑物看成是彈性振動(dòng)系統(tǒng)。

4． 非線(xiàn)（彈）性時(shí)程分析

非彈性時(shí)程分析法，也稱(chēng)為非線(xiàn)性動(dòng)力反應(yīng)分析。就是將建筑物作為彈塑性振動(dòng)系統(tǒng)來(lái)輸入地面地震加速度記錄。上面所提到的基于地震反應(yīng)譜進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法，可以求出多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈性?xún)?nèi)力和變形，同樣可以求得罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈塑性變形。但是它不能確切了解建筑物在地震過(guò)程中結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移隨時(shí)間的反應(yīng)；同時(shí)也難以確定建筑結(jié)構(gòu)在地震時(shí)可能存在的薄弱環(huán)節(jié)和可能發(fā)生的震害；由于計(jì)算簡(jiǎn)化，抗震承載力和變形的安全度也可能是有疑問(wèn)的。而時(shí)程分析法就可以準(zhǔn)確而完整的反映結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下反應(yīng)的全過(guò)程狀況。所以，它是改善結(jié)構(gòu)抗震能力和提高抗震設(shè)計(jì)水平的一項(xiàng)重要措施。

5． 非線(xiàn)（彈）性靜力分析:

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文第2篇

關(guān)鍵詞 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 橋梁與渡河工程 教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.02.048

隨著鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的不斷增加，設(shè)計(jì)和施工單位急需大批熟練掌握橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工知識(shí)的專(zhuān)業(yè)人才。由于過(guò)去橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)的本科階段鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容及教材側(cè)重點(diǎn)與工業(yè)民用建筑專(zhuān)業(yè)無(wú)異，剛畢業(yè)的橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生很難適應(yīng)橋梁鋼結(jié)構(gòu)方面的工作，導(dǎo)致橋梁鋼結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)人才短缺、質(zhì)量不高。一方面，鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁有著巨大的發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)需求，另一方面，橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)鋼結(jié)構(gòu)人才短缺，二者的矛盾造成了該領(lǐng)域就業(yè)空間廣闊，并且在今后一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)該空間還將不斷擴(kuò)展。①為了滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁人才的需求，我校橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式方面也在不斷進(jìn)行改革。

1 教學(xué)內(nèi)容

1.1 教材

目前，國(guó)內(nèi)已有的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材，大多基于《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）②編寫(xiě)，適合工業(yè)民用建筑專(zhuān)業(yè)的本科生進(jìn)行學(xué)習(xí)。涉及公路橋涵、鐵路橋梁的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材極少，以至于橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)此類(lèi)③④教材后，無(wú)法直接應(yīng)用于鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。針對(duì)上述問(wèn)題，我校橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程，選用東南大學(xué)葉見(jiàn)曙教授編寫(xiě)的“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”⑤第三版第四篇――鋼結(jié)構(gòu)。該書(shū)結(jié)合我國(guó)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、鋼-混凝土組合橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行編寫(xiě)，較好地解決了教材脫離規(guī)范的問(wèn)題。此外，結(jié)合鋼橋、組合結(jié)構(gòu)橋梁參考書(shū)籍，在授課過(guò)程中緊緊圍繞橋梁專(zhuān)業(yè)用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行講解，使學(xué)生工作后，能夠做到學(xué)以致用，更快適應(yīng)工作。

1.2 側(cè)重點(diǎn)

橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生在進(jìn)行“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程的學(xué)習(xí)之前，材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課都已經(jīng)進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。在“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程的教學(xué)過(guò)程中，涉及到這部分的內(nèi)容適當(dāng)從簡(jiǎn)講授，而增加更多針對(duì)橋梁鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。例如在材料性能方面，將講解的重點(diǎn)放在橋梁鋼結(jié)構(gòu)用鋼材、高強(qiáng)鋼絞線(xiàn)、橋梁鋼結(jié)構(gòu)用新材料如耐候鋼、耐高溫鋼材等材料的性能方面，讓學(xué)生了解現(xiàn)有橋梁用鋼的現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)；結(jié)合這些材料在實(shí)際工程中的應(yīng)用圖片，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；在橋梁鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，適當(dāng)介紹索設(shè)計(jì)的內(nèi)容，例如鋼梁橋中的體外預(yù)應(yīng)力索、斜拉橋中的拉索、懸索橋中的纜索等，以有助于學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁課程，列出主要的參考文獻(xiàn)，供學(xué)生在課余時(shí)間有選擇地學(xué)習(xí)；橋梁鋼結(jié)構(gòu)尤其是鐵路橋，由于受到動(dòng)荷載的影響，鋼結(jié)構(gòu)焊接的疲勞問(wèn)題不容忽視，在橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程中必須補(bǔ)充疲勞設(shè)計(jì)的相應(yīng)內(nèi)容。為拓展學(xué)生的就業(yè)面，在課程講授過(guò)程中適當(dāng)增加工業(yè)民用建筑用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，對(duì)其所用規(guī)范進(jìn)行介紹，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。

2 教學(xué)方法

橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程教學(xué)，應(yīng)該既注重基本知識(shí)的傳授，同時(shí)不斷啟發(fā)學(xué)生，調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動(dòng)性，逐步培養(yǎng)出發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、最終解決問(wèn)題的能力。通過(guò)對(duì)這種學(xué)習(xí)方法的傳授，使學(xué)生既能掌握書(shū)本知識(shí)，又能不斷創(chuàng)新進(jìn)取，極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.1 理論教學(xué)

針對(duì)學(xué)生對(duì)圖片或視頻信息的興趣濃厚，對(duì)單純的數(shù)字或者文字興味索然的現(xiàn)實(shí)情況，對(duì)抽象的理論問(wèn)題，用動(dòng)畫(huà)或搜集實(shí)際工程中的圖片，以幻燈片或視頻形式播放給學(xué)生，讓學(xué)生以?shī)蕵?lè)的方式掌握知識(shí)。例如，鋼結(jié)構(gòu)的連接和破壞問(wèn)題，每一項(xiàng)鋼結(jié)構(gòu)的破壞或失穩(wěn)現(xiàn)象都通過(guò)圖片展現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考這些現(xiàn)象背后的機(jī)理問(wèn)題，誘發(fā)學(xué)生的興趣，從而引出該節(jié)課程教授的重點(diǎn)，改善課堂教學(xué)的效果；同時(shí)，圖片或視頻的應(yīng)用，還能加深學(xué)生對(duì)基本知識(shí)與基本原理的感性認(rèn)識(shí)。

但對(duì)于計(jì)算原理和公式，一定要用板書(shū)演示其推導(dǎo)過(guò)程，讓學(xué)生的思路緊隨教師的演示，充分利用課堂時(shí)間，消化計(jì)算原理，提高教學(xué)效率。在計(jì)算理論講解完成后，結(jié)合工程應(yīng)用，介紹實(shí)際橋梁鋼結(jié)構(gòu)的細(xì)部處理及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施，讓學(xué)生做到理論與實(shí)際相結(jié)合，掌握工程中處理具體問(wèn)題的方法。

采用習(xí)題課、討論課的方式，對(duì)學(xué)生作業(yè)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行深入剖析，點(diǎn)評(píng)解題過(guò)程中的易錯(cuò)點(diǎn)和答題錯(cuò)誤的原因。在講解和討論的過(guò)程中，幫助學(xué)生理清解題思路，規(guī)范解題步驟，總結(jié)解題技巧，提高答題的正確率，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、細(xì)致的工作作風(fēng)。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)

在橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程講授過(guò)程中，多媒體、板書(shū)等多種手段是課堂教學(xué)的主要方法，但對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程來(lái)說(shuō)，僅有課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因?yàn)楸M管有多媒體作為教學(xué)工具，但畢竟還是圖片或短暫影片，學(xué)生難以形成一個(gè)完整的鋼結(jié)構(gòu)的概念，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)依舊不夠具體深刻。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的理論教學(xué)學(xué)習(xí)期間或結(jié)束后，充分利用學(xué)校周?chē)呀ɑ蛟诮ㄤ摌蚺c組合結(jié)構(gòu)橋梁，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀、學(xué)習(xí)，便于理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用“接軌”，有選擇性地帶學(xué)生深入施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐很有必要。在進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)之前，負(fù)責(zé)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的教師，需要事先向?qū)W生講解工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中所涉及的系統(tǒng)知識(shí)。安排好班級(jí)分組與帶隊(duì)教師，特別強(qiáng)調(diào)實(shí)習(xí)過(guò)程中的安全問(wèn)題與組織紀(jì)律問(wèn)題。在施工現(xiàn)場(chǎng)，讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)真實(shí)的螺栓、焊縫、縱向和橫向的加勁肋，辨別現(xiàn)實(shí)構(gòu)件中的受拉構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件或壓彎構(gòu)件、拉彎構(gòu)件，觀察構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)連接拼裝。請(qǐng)施工單位負(fù)責(zé)人講解施工現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)的基本概況，采用的施工方法，施工組織設(shè)計(jì)，施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，安全保障措施，施工過(guò)程中遇到的各種困難，出現(xiàn)的問(wèn)題及解決的方案等。現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)過(guò)程中，提醒學(xué)生注意觀察，認(rèn)真聆聽(tīng)講解，將書(shū)本上的圖紙和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)體結(jié)構(gòu)充分比對(duì)，加深對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解。同時(shí)，結(jié)合工程技術(shù)人員的講解，學(xué)習(xí)工程中處理具體問(wèn)題的方法，真正達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的目的。

2.3 實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)分為實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)兩部分。學(xué)生在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，如果對(duì)某個(gè)問(wèn)題有進(jìn)一步研究的興趣，可以通過(guò)參與大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提出自己的研究課題。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手制作鋼結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證自己的想法或發(fā)現(xiàn)自己提出的方案的不足，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)也可為今后的學(xué)習(xí)和工作提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。課程設(shè)計(jì)，有助于幫助學(xué)生系統(tǒng)地應(yīng)用理論課程學(xué)習(xí)到的知識(shí)，做到學(xué)以致用。但以往的課程設(shè)計(jì)都是在理論課講授完畢后進(jìn)行，設(shè)計(jì)效果不佳。為了改善課程設(shè)計(jì)效果，打破理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)的嚴(yán)格界限，將理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。⑥在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程開(kāi)始上課之時(shí)，就給定課程設(shè)計(jì)題目，隨著授課進(jìn)度的深入，讓學(xué)生以長(zhǎng)期大作業(yè)的方式分步驟完成。這樣，在理論授課過(guò)程中，學(xué)生隨時(shí)可以針對(duì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)，并能得到及時(shí)解答，課程設(shè)計(jì)周學(xué)生只需整理計(jì)算書(shū)、繪制圖紙。這樣，學(xué)生有充足的時(shí)間掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的各項(xiàng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)內(nèi)容，遇到問(wèn)題能夠及時(shí)得到解決。

3 考核方式

在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程的教學(xué)成果進(jìn)行考核時(shí)，如果僅僅通過(guò)期中、期末的考試結(jié)果來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，顯然將會(huì)是不全面的，也是不準(zhǔn)確的。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的教學(xué)過(guò)程中，采用多種考核形式，例如隨堂測(cè)驗(yàn)，課堂提問(wèn)，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論或者針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的某一問(wèn)題，讓學(xué)生提交研究報(bào)告等方式進(jìn)行考核。對(duì)學(xué)生的日常測(cè)驗(yàn)，也可以采用口試和筆試相結(jié)合的形式，或者把一次測(cè)驗(yàn)拆分為多次小的測(cè)驗(yàn)，這將有助于更加全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，降低一次考試所帶來(lái)的偶然性。傳統(tǒng)的考試方法大多偏重對(duì)知識(shí)的記憶，形式單一，難以客觀、全面地評(píng)價(jià)教學(xué)效果，也難以調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。橋梁與渡河工程的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程考試，借鑒國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師的考試模式，在考卷中，可能涉及到的全部公式均給出，避免學(xué)生死記硬背。此外，可考慮“半開(kāi)卷”考試，允許學(xué)生將自己認(rèn)為重要的內(nèi)容事先書(shū)寫(xiě)在一張A4紙上，考試時(shí)允許查看，考后隨試卷上交。這樣，學(xué)生對(duì)自己認(rèn)為的重點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，通過(guò)總結(jié)內(nèi)容的實(shí)用性，可反映學(xué)生對(duì)課程重點(diǎn)的把控。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)橋梁與渡河工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課程學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式三個(gè)方面，提出了一系列的改革措施。

（1）選用《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材，并結(jié)合鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁相關(guān)參考書(shū)籍，已學(xué)過(guò)的內(nèi)容適當(dāng)從簡(jiǎn)講授，緊緊圍繞橋梁專(zhuān)業(yè)用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行講解。（2）對(duì)抽象的理論問(wèn)題，用動(dòng)畫(huà)或搜集實(shí)際工程中的圖片，以幻燈片或視頻形式進(jìn)行播放；但對(duì)于計(jì)算原理和公式，一定用板書(shū)演示推導(dǎo)過(guò)程；采用習(xí)題課、討論課的方式，點(diǎn)評(píng)解題過(guò)程中的易錯(cuò)點(diǎn)，總結(jié)解題技巧。（3）在理論課學(xué)習(xí)期間，充分利用學(xué)校周?chē)呀ɑ蛟诮ㄤ撆c組合結(jié)構(gòu)橋梁，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀、學(xué)習(xí)。（4）理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，進(jìn)行大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。（5）考核中，借鑒國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師的考試模式，給出考卷中可能涉及到的全部公式；也可考慮“半開(kāi)卷”考試。

注釋

① 蘇慶田，吳沖.鋼與組合結(jié)構(gòu)橋梁課程教學(xué)改革探討[J].高等建筑教育，2013.22（4）：37-40.

② 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].GB50017-2003.

③ 陳紹蕃.鋼結(jié)構(gòu)[M].北京：中國(guó)建筑出版社，2003.

④ 彭偉.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2004.

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文第3篇

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；廠房設(shè)計(jì)；注意問(wèn)題

Abstract: combining with engineering practice for ordinary steel structure workshop several problems in the design were analyzed and discussed, including the steel thermal insulating and fire prevention, the structural calculation, etc, so as to provide a reference for the similar projects design.

Keywords: steel structure; Plant design; Pay attention to problems

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

引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域起到了舉足輕重的作用，扮演著越來(lái)越重要的角色，無(wú)論在工業(yè)還是民用建筑中，鋼結(jié)構(gòu)以其突出的特點(diǎn)迅速地占領(lǐng)著越來(lái)越廣的市場(chǎng)。其特點(diǎn)有：其整體剛度和抗震性能好、施工速度快、自重輕、承載力高，在大跨度及超高層建筑中代替了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，但也存在著防火性能差、易腐蝕等缺點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中根據(jù)其特點(diǎn)揚(yáng)長(zhǎng)避短才能更好地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的作用，現(xiàn)在就鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題作簡(jiǎn)單闡述。

1鋼材的保溫隔熱與防火

鋼材具有很高的導(dǎo)熱性能，其導(dǎo)熱系數(shù)為50w(m.℃)，當(dāng)受熱達(dá)到100℃以上時(shí)，其抗拉強(qiáng)度就會(huì)降低，塑性增大；溫度達(dá)到250℃時(shí)，鋼材抗拉強(qiáng)度會(huì)稍提高，但塑性卻降低，出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象；溫度達(dá)到500℃時(shí)，鋼材強(qiáng)度降至很低，會(huì)致使鋼結(jié)構(gòu)塌落。所以當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)所處環(huán)境溫度達(dá)到150℃以上時(shí)，就必須做隔熱防火設(shè)計(jì)。其做法一般為：鋼結(jié)構(gòu)外側(cè)包耐火磚、混凝土或硬質(zhì)防火板材。或者鋼結(jié)構(gòu)刷厚涂型防火涂料，厚度按《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料技術(shù)規(guī)程》計(jì)算。

2結(jié)構(gòu)整體計(jì)算

目前的結(jié)構(gòu)計(jì)算基本上都采用計(jì)算軟件來(lái)進(jìn)行，對(duì)軟件的不理解和不熟悉都會(huì)造成設(shè)計(jì)上的不合理，甚至不安全。這里針對(duì)以下幾個(gè)容易出錯(cuò)的問(wèn)題進(jìn)行探討。

2．1荷載問(wèn)題

荷載的取值對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算影響較大，取小了不安全，取大了不經(jīng)濟(jì)，尤其對(duì)于大跨度輕型屋面結(jié)構(gòu)。荷載取值應(yīng)按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》進(jìn)行。一般情況下屋面恒載應(yīng)按照實(shí)際情況計(jì)算取值，屋面活荷載可取O．5kN／m：，風(fēng)荷載、雪荷載和積灰荷載等按規(guī)范，其他附加荷載應(yīng)按實(shí)際情況輸入。需要說(shuō)明的是，屋面活荷載和雪荷載在計(jì)算時(shí)應(yīng)取二者的大值作為活荷載輸入，有積灰的還應(yīng)考慮積灰荷載。廠房屋面的通風(fēng)器由于其高度和寬度都較大，計(jì)算時(shí)應(yīng)按照實(shí)際情況轉(zhuǎn)化為集中載荷輸入。在廠房的高低屋面處，還應(yīng)考慮積雪的堆積影響，防止由此產(chǎn)生的屋面結(jié)構(gòu)的破壞。同樣局部風(fēng)荷載的增大也會(huì)使屋面板和檁條的連接被撕壞，從而將屋面板掀起來(lái)。

2．2結(jié)構(gòu)計(jì)算

目前的鋼結(jié)構(gòu)廠房的計(jì)算多采用二維軟件對(duì)其中的―榀鋼架進(jìn)行計(jì)算，整體三維分析仍然不夠成熟方便。此處對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

1)屋面梁的平面外計(jì)算長(zhǎng)度可取隅撐的間距，一般對(duì)有托梁體系的小檁距屋面可取兩個(gè)檁條的間距(約3m)，對(duì)無(wú)托梁的大檁距屋面可取檁條間距(約4m)。對(duì)重型鋼結(jié)構(gòu)廠房，柱子的平面外計(jì)算長(zhǎng)度不應(yīng)考慮隅撐的作用，尤其是格構(gòu)式下柱，否則是不安全的。

2)階形柱的平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)該按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[21確定，按線(xiàn)剛度比來(lái)確定會(huì)導(dǎo)致部分中柱確定的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)異常。用PKPM系列軟件STS(05版)對(duì)某工程進(jìn)行計(jì)算時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)柱段中間出現(xiàn)剛接梁(如高低跨情況)，程序就按線(xiàn)剛度比確定柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，導(dǎo)致該柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)特別異常。新版的PKPM(08版)已改為按照階形柱的方式來(lái)確定柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，但仍可以人工按照線(xiàn)剛度比的結(jié)果進(jìn)行修改。筆者認(rèn)為，對(duì)于階形柱，按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》階形柱來(lái)確定柱平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)更合理一些。

3)用STS軟件計(jì)算廠房柱，荷載組合中沒(méi)有單獨(dú)的恒+活+吊車(chē)的組合，有吊車(chē)的組合都有風(fēng)，有時(shí)風(fēng)作用是有利的，因此在吊車(chē)荷載與風(fēng)荷載同時(shí)組合時(shí)，對(duì)于吊車(chē)為主的組合，判斷了一下風(fēng)載是有利還是不利的，不利時(shí)，考慮與吊車(chē)進(jìn)行組合，有利時(shí)可以不考慮風(fēng)荷載。STS(05版)對(duì)是否有利是按M、Ⅳ、y各自分別判斷的，因此可能會(huì)出現(xiàn)M含有風(fēng)的組合，Ⅳ則沒(méi)有風(fēng)的組合的不合理情況，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大；STS(08版)改進(jìn)為：根據(jù)組合的吊車(chē)主控制項(xiàng)：如吊1的組合為M。主導(dǎo)作用的組合，則判斷風(fēng)載是否不利只根據(jù)M項(xiàng)來(lái)判斷，當(dāng)為不利時(shí)，則同時(shí)都把風(fēng)載肘、Ⅳ、y組合進(jìn)來(lái)，保證是同時(shí)發(fā)生的，STS(08版)這樣組合更合理。

2．3構(gòu)件的局部穩(wěn)定

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，處理板件局部穩(wěn)定有兩種方式，其一是以屈曲為承載能力的極限狀態(tài)，并通過(guò)對(duì)板件寬厚比的限制，使之不在構(gòu)件整體失效之前屈曲；其二是允許板件在構(gòu)件整體失效之前屈曲，并利用其屈曲后強(qiáng)度，構(gòu)件的承載能力由局部屈曲后的有效截面確定?！督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)單層廠房柱、梁的板件寬厚比，較《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的靜力彈性設(shè)計(jì)要求嚴(yán)。對(duì)按寬厚比限值設(shè)計(jì)的梁進(jìn)行的粗略統(tǒng)計(jì)表明，腹板的用鋼量占梁整體用鋼量的50%―70％。因此有必要采取措施來(lái)減少腹板的用鋼量。

降低腹板的厚度―般有兩種方法。―種是設(shè)置合適的加勁肋，加勁肋作為腹板的支承，將腹板分段，以提高臨界應(yīng)力。橫向加勁肋能提高腹板的臨界應(yīng)力并作為縱向加勁肋的支承，縱向加勁肋對(duì)提高彎曲臨界應(yīng)力特別有效。短加勁肋常用于局部壓應(yīng)力較大的情況?！督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》中也提出構(gòu)件的腹板寬厚比可通過(guò)設(shè)置縱向加勁肋來(lái)減小。

另一種降低構(gòu)件腹板厚度的方法是適當(dāng)放松寬厚比限值，并利用腹板屈曲后強(qiáng)度。對(duì)多數(shù)輕型維護(hù)結(jié)構(gòu)的單層鋼結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算表明，地震組合多數(shù)情況下對(duì)梁柱受力都不起控制作用，尤其是在地震烈度較低的地區(qū)。有文獻(xiàn)提出即，可偏于安全地根據(jù)偶遇地震組合是否控制剛架構(gòu)件受力作為選擇構(gòu)件截面板件寬厚比限值的判斷準(zhǔn)則。實(shí)際上根據(jù)大多數(shù)廠房的設(shè)計(jì)計(jì)算得出，重型鋼結(jié)構(gòu)廠房的屋面梁多由撓度控制，廠房柱多由剛度和長(zhǎng)細(xì)比控制，尤其屋面梁一般應(yīng)力都比較小。因此對(duì)于地震組合不起控制作用時(shí)，采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中彈性階段設(shè)計(jì)的板件寬厚比限值也是可行的。

實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)卣鸾M合不起控制作用時(shí)，建議按鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，并考慮屈曲后強(qiáng)度的利用，可不遵守《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中單層鋼結(jié)構(gòu)廠房板件寬厚比限值的要求。當(dāng)?shù)卣鸾M合起控制作用時(shí)，可根據(jù)設(shè)置合適的加勁肋來(lái)減小腹板厚度，有時(shí)也能起到很好的經(jīng)濟(jì)效益。

3溫度伸縮縫的設(shè)置

溫度變化將引起鋼結(jié)構(gòu)廠房的變形，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)廠房平面尺度較大時(shí)，為避免產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，應(yīng)在廠房縱橫兩個(gè)方向設(shè)置溫度伸縮縫，區(qū)段的長(zhǎng)度可以根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范來(lái)執(zhí)行。溫度伸縮縫一般采用設(shè)置雙柱的方法來(lái)處理，對(duì)縱向溫度伸縮縫可在屋架支座處設(shè)置滾動(dòng)支座。

4屋面支撐系統(tǒng)及屋面設(shè)計(jì)

屋蓋支撐系統(tǒng)的布置應(yīng)根據(jù)廠房跨度、高度、柱網(wǎng)布置、屋蓋結(jié)構(gòu)形式、吊車(chē)噸位和所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度等條件來(lái)決定。一般情況下無(wú)論有檁或無(wú)檁體系的屋蓋結(jié)構(gòu)均應(yīng)設(shè)置垂直支撐；在無(wú)檁體系中，大型屋面板有三點(diǎn)和屋架焊接，可起到上弦支撐作用，但考慮到施工條件的限制和安裝需要。無(wú)論有檁或無(wú)檁體系屋蓋均應(yīng)在屋架上弦和天窗架上弦設(shè)置上弦橫向支撐。對(duì)于屋架間距不小于12m的廠房或廠房?jī)?nèi)設(shè)有特重級(jí)橋式吊車(chē)或廠房?jī)?nèi)有較大振動(dòng)設(shè)備的均應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐。

屋面的排水及防水設(shè)計(jì)在屋面設(shè)計(jì)中需重點(diǎn)考慮，根據(jù)《屋面工程技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，屋面坡度最小為5％，在積雪較大的地區(qū)，坡度應(yīng)適當(dāng)加大。單坡屋面的長(zhǎng)度主要取決于所在地區(qū)的溫差以及降雨所形成的最大水頭高度。根據(jù)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，單坡屋面長(zhǎng)度宜控制在70m以?xún)?nèi)。

目前，市場(chǎng)上鋼結(jié)構(gòu)屋面的做法常用的有兩種：①剛性屋面：雙層彩色壓型鋼板內(nèi)夾保溫棉；②復(fù)合柔性屋面：由屋面彩鋼板內(nèi)板、隔氣層、保溫層、卷材防水層組成。

5立面設(shè)計(jì)

輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑主要有把握以下4個(gè)方面的特征：規(guī)模、線(xiàn)條、色彩、變化。

鋼結(jié)構(gòu)廠房的立面主要由工藝布置來(lái)決定，在滿(mǎn)足工藝的要求下力求立面簡(jiǎn)潔恢宏同時(shí)使節(jié)點(diǎn)盡量簡(jiǎn)單統(tǒng)一。彩色壓型鋼板使得輕鋼廠房的建筑表現(xiàn)得體形輕盈色彩豐富，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的沉重單一。在輕鋼廠房的設(shè)計(jì)中常采用跳躍性色彩和冷色調(diào)，重點(diǎn)突出主要出入口、外天溝、收邊泛水等地方，既體現(xiàn)了現(xiàn)代化廠房的恢宏氣勢(shì)，又豐富了立面效果。

傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廠房，外墻維護(hù)為磚砌體，外裝修為涂料或面磚，輔以色帶，由于混凝土屋面設(shè)置采光窗效果不理想，設(shè)計(jì)時(shí)通常在墻面設(shè)置大量的采光窗。但對(duì)于維護(hù)墻為彩色壓型鋼板的鋼結(jié)構(gòu)廠房來(lái)說(shuō)則不然。線(xiàn)條是表現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑風(fēng)格最獨(dú)特的特征，均勻的線(xiàn)條或橫或豎，使得輕鋼結(jié)構(gòu)建筑富有流暢的金屬質(zhì)感，體現(xiàn)了強(qiáng)烈的現(xiàn)代工業(yè)氣息。若在墻面設(shè)置大量采光窗，則破壞了墻面的線(xiàn)條造型，同時(shí)，輕鋼結(jié)構(gòu)屋面可以大量使用屋面采光板，采光均勻，同時(shí)兼可解決廠房通風(fēng)問(wèn)題。

6防銹處理

鋼結(jié)構(gòu)表面直接暴露在大氣中就會(huì)銹蝕，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)廠房空氣中有侵蝕性介質(zhì)或鋼結(jié)構(gòu)處在潮濕環(huán)境中時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)廠房銹蝕就會(huì)更加明顯和嚴(yán)重。鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕不僅會(huì)使構(gòu)件截面減小，還會(huì)使鋼構(gòu)件表層局部產(chǎn)生銹坑，當(dāng)構(gòu)件受力時(shí)將引起應(yīng)力集中現(xiàn)象，使結(jié)構(gòu)過(guò)早破壞。因此，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件的防銹蝕問(wèn)題應(yīng)予以足夠的重視，并應(yīng)根據(jù)廠房侵蝕介質(zhì)情況和環(huán)境條件在總圖布置、工藝布置、材料選擇等方面采取相應(yīng)對(duì)策和措施，以確保廠房結(jié)構(gòu)的安全。一般鋼結(jié)構(gòu)的防腐常采用防銹底漆和面漆，涂裝層數(shù)及厚度常根據(jù)其使用環(huán)境和涂層性質(zhì)來(lái)決定。一般室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)在自然大氣介質(zhì)作用下，要求涂層厚度100μm，即底漆兩道，面漆兩道。露天鋼結(jié)構(gòu)或在工業(yè)大氣介質(zhì)作用下的鋼結(jié)構(gòu)，要求漆膜總厚度為150μm～200μm。且在酸環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)要求使用氯磺化防酸漆。鋼柱柱腳在地面以下部分要用不低于C20的混凝土包裹，其保護(hù)層厚度不小于50mm。

結(jié)束語(yǔ)

總之，鋼結(jié)構(gòu)廠房在滿(mǎn)足工藝布置的前提下，選擇合適的結(jié)構(gòu)體系能使結(jié)構(gòu)受力合理、安全可靠，且能有效降低結(jié)構(gòu)造價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

【1】GB50009-2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(2006年版)【S】．

【2】GB50017―2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范【S】．

【3】GB50011．2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2008年版)【S】．

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文第4篇

【關(guān)鍵詞】穩(wěn)定性；應(yīng)力；結(jié)構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

引言

鋼結(jié)構(gòu)建筑有著施工周期短、結(jié)構(gòu)荷載較小、抗震性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在廠房建設(shè)中被廣泛應(yīng)用，文中根據(jù)現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003的規(guī)定，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析。

一、鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)的重要性

鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題，在各種類(lèi)型建筑的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中穩(wěn)定性都擺在首位，鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要的問(wèn)題之一。如果一旦出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問(wèn)題，就會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)斐扇藛T傷亡。所以我們必須把握好鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，目前鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故頻發(fā)，主要原因來(lái)源于設(shè)計(jì)問(wèn)題，所對(duì)鋼結(jié)構(gòu)各部位構(gòu)件的問(wèn)題性必須清晰，尤其對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中需要進(jìn)行穩(wěn)定加固的部位進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，所以在設(shè)計(jì)中必須明確鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的定義，只有這樣才能更好保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

二、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方式

穩(wěn)定問(wèn)題和強(qiáng)度問(wèn)題都和建筑的變形有著實(shí)質(zhì)的關(guān)系。當(dāng)柱在荷載過(guò)大情況下，容易產(chǎn)生失穩(wěn)狀況，這時(shí)側(cè)向撓度會(huì)加大柱的彎矩，在柱受到破壞荷載的情況下，柱的強(qiáng)度就會(huì)低于軸壓強(qiáng)度。鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中要保證穩(wěn)定性就要遵守如下的原則；

1.結(jié)構(gòu)的整體布置要保證整體和各部分都達(dá)到穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)大多數(shù)設(shè)計(jì)要按照平面體系進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如框架、橫梁，這樣可以保證平面結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)失穩(wěn)狀況，所以在結(jié)構(gòu)的布置上考慮。要在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)置支撐構(gòu)件，保證結(jié)構(gòu)的平面體系的兩側(cè)都必須與結(jié)構(gòu)布置相同。

2.結(jié)構(gòu)的受力計(jì)算要和實(shí)際計(jì)算方法相同，在單層和多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)忽略框架穩(wěn)定性分析，而直接對(duì)框架、柱使用穩(wěn)定計(jì)算來(lái)代替。在這種情況下計(jì)算框架穩(wěn)定時(shí)的柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)要通過(guò)框架的穩(wěn)定分析得出，這樣才能使柱穩(wěn)定計(jì)算和框架計(jì)算相同。但是在實(shí)際框架中結(jié)構(gòu)樣式繁多，在設(shè)計(jì)中就會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算進(jìn)行簡(jiǎn)算。所以需要設(shè)定特殊條件，根據(jù)這些假定，框架各柱的穩(wěn)定參數(shù)和桿件穩(wěn)定計(jì)算常用的方法就會(huì)根據(jù)簡(jiǎn)化的假定情況得出，在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須明確設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)符合設(shè)定條件時(shí)才能應(yīng)用。

3.結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定計(jì)算中必須加強(qiáng)對(duì)細(xì)部構(gòu)件的計(jì)算。保證細(xì)部構(gòu)件和構(gòu)件之間的穩(wěn)定計(jì)算一致，結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)相互符合。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)結(jié)構(gòu)結(jié)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)必須提高關(guān)注。

4.在進(jìn)行彎矩傳遞和非彎矩傳遞的節(jié)點(diǎn)連接中，必須包含足夠的剛度和柔度，并對(duì)桁架節(jié)點(diǎn)減少桿件的偏心設(shè)計(jì)，這些都是在細(xì)部設(shè)計(jì)中最需要考慮的。但是涉及到穩(wěn)定性時(shí)，建筑在構(gòu)造要求中必須保證不同的強(qiáng)度要求，還要對(duì)特殊情況進(jìn)行考慮。在對(duì)整體梁的處理要嚴(yán)格要求，并且支座還必須有一定的阻扭性，同時(shí)要保證梁在平面轉(zhuǎn)動(dòng)和梁端截面自由移動(dòng)，以滿(mǎn)足邊界穩(wěn)定的條件。GB50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.2.5條已經(jīng)在對(duì)梁的支座采取相應(yīng)的措施，以保證梁截面穩(wěn)定。

5.在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中要加強(qiáng)對(duì)檀條的設(shè)計(jì)系數(shù)。并按GB50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和CECS102-2002《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（簡(jiǎn)稱(chēng)“輕鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程”）相關(guān)條文的要求進(jìn)行平面內(nèi)及平面外強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形等計(jì)算，但對(duì)檁條平面外計(jì)算長(zhǎng)度起決定作用的拉條、斜拉條、撐桿的布置概念較為模糊，特別是斜拉條如何設(shè)置、在何處設(shè)置撐桿等不十分明確。如《輕鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程》第6.3.5條已明確規(guī)定當(dāng)檁條跨度大于6m時(shí)，應(yīng)在檁條跨度三分點(diǎn)各設(shè)一道拉條（或撐桿），斜拉條應(yīng)與剛性檁條連接。對(duì)于前者一般能做到，而對(duì)于斜拉條的連接及撐桿的設(shè)置往往被設(shè)計(jì)者所忽視。曾經(jīng)有設(shè)計(jì)者將斜拉條上端固定在柔性檁條上，且最上端兩根檁條間的拉條仍設(shè)置為柔性拉條。對(duì)于對(duì)稱(chēng)屋面的檁條布置是有條件的，就是屋脊處兩邊的兩根檁條必須連在一起，考慮兩側(cè)檁條的拉力平衡；但對(duì)于不對(duì)稱(chēng)的屋面來(lái)說(shuō)，由于兩側(cè)拉力不可能平衡，無(wú)論從受力還是傳力角度來(lái)說(shuō)這樣的布置顯然是錯(cuò)誤的。所以決定檁條側(cè)向計(jì)算長(zhǎng)度的拉條、斜拉條、撐桿的布置必須具體分析，并于計(jì)算假定相一致。《輕鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程》第6.4.3條非常明確地規(guī)定在最上層墻架處宜設(shè)斜拉條，將拉力傳至承重柱或墻架柱上。

6.在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中有些設(shè)計(jì)者對(duì)屋面或墻架最上端檁條的側(cè)向支撐，如拉條、斜拉條、撐桿能正確設(shè)置，但對(duì)中間墻面或屋面，如門(mén)窗洞口、屋面風(fēng)機(jī)開(kāi)孔處、屋面天窗（采光窗）等處，經(jīng)常只設(shè)拉條，而漏設(shè)斜拉條和撐桿等，根本無(wú)法將拉條上的拉力傳至承重結(jié)構(gòu)上。

最根本的原因是對(duì)拉條和撐桿等構(gòu)件作用不清晰，造成誤解。設(shè)計(jì)者對(duì)條文規(guī)范不清晰就會(huì)為圍護(hù)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上帶來(lái)鋼結(jié)構(gòu)的安全隱患，因?yàn)檫@時(shí)鋼構(gòu)件的抗扭力對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的受力很大，同時(shí)由于其抗扭力脆弱，造成截面面中工字鋼和箱形的截面扭轉(zhuǎn)常數(shù)為1：500，最大的扭轉(zhuǎn)剪力會(huì)高達(dá)30：1，同時(shí)受扭構(gòu)件的受力狀態(tài)十分復(fù)雜，除了因彎矩所產(chǎn)生的扭曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力還要承受因扭轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的正應(yīng)力和剪力，這時(shí)就造成了處理復(fù)雜受力狀況下的構(gòu)件處理困難的情況。所以在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，會(huì)在結(jié)構(gòu)布置的問(wèn)題上最大限度的避免構(gòu)件受到不規(guī)律扭力，并制定有效的防止措施對(duì)其保護(hù)，如果無(wú)法對(duì)扭力進(jìn)行抵抗就需要放棄工字鋼梁，而采取閉合箱式梁。

7.在XX電廠的廠房樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用了大量的工字鋼梁和寬翼梁。但是由于室內(nèi)設(shè)備工藝和裝飾要求，都要在鋼梁下懸掛設(shè)備，這就造成了吊重荷載力的產(chǎn)生，所以在設(shè)計(jì)中我們必須考慮到采用有效措施對(duì)水平力和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的扭矩影響。我們?cè)谝话闱闆r下會(huì)采用密鋪樓蓋或現(xiàn)澆樓板將上翼緣的水平力傳導(dǎo)至框架主體上，來(lái)達(dá)到消除結(jié)構(gòu)梁所產(chǎn)生的扭矩影響。但是當(dāng)有其他水平力作用在鋼梁下部時(shí)，梁的實(shí)際受力就會(huì)受多方面的影響，其中鋼梁上翼緣無(wú)密鋪樓蓋或現(xiàn)澆樓板，梁將受到雙向彎曲且受扭曲狀態(tài)；另一種為鋼梁上翼緣有密鋪樓蓋或現(xiàn)澆樓板，可以阻止梁上翼緣的受扭，鋼梁僅局部受扭。

三、結(jié)束語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中必須保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這是鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量保證根本條件，另外進(jìn)行結(jié)構(gòu)的受力計(jì)算要和實(shí)際計(jì)算方法相同，以保證設(shè)計(jì)的合理性。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中要注意對(duì)構(gòu)造件尺寸的設(shè)計(jì)，必須符合實(shí)際施工要求，對(duì)大型結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)必須控制，以提高施工中的效率，保證設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。

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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范文第5篇

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)階段；鋼結(jié)構(gòu)建筑；優(yōu)化設(shè)計(jì)；策略

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該選擇最佳的設(shè)計(jì)方案，才能確保設(shè)計(jì)的合理性。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)決定了工業(yè)建筑的安全性，所以節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的合理性需要充分考慮。此外，在建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員還需要不斷學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提高自身的專(zhuān)業(yè)技能，為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性分析

在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的組成部分，其主要是指將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)藍(lán)圖到鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的演變過(guò)程，對(duì)于現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著關(guān)鍵性的影響。從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性質(zhì)來(lái)看，其中存在的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅具有幾何成分，更具體表現(xiàn)了技術(shù)性的相關(guān)因素。因此，這就對(duì)設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力提出了較高的要求，設(shè)計(jì)者在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格遵守相應(yīng)的設(shè)計(jì)藍(lán)圖要求，其實(shí)結(jié)合建筑工程項(xiàng)目的施工性質(zhì)，充分掌握工程圖紙中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并將藍(lán)圖中的平面線(xiàn)條聯(lián)想出一個(gè)完整清晰的立體結(jié)構(gòu)，以此來(lái)保障鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高質(zhì)量。但是，在這一設(shè)計(jì)工程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該清楚的認(rèn)知到，如果其中任何一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，都將會(huì)嚴(yán)重影響構(gòu)件的安裝質(zhì)量，極有可能危及到建筑結(jié)構(gòu)整體的安全穩(wěn)定性，這就很容易引發(fā)重大的安全事故，造成人員的傷亡。除此之外，設(shè)計(jì)師還要切實(shí)遵守建筑建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范，真正了解到構(gòu)造要求、結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)等方面的要求。只有這樣，才能設(shè)計(jì)出合理的連接接地玩形式，使其能夠滿(mǎn)足于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。

二、優(yōu)化現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的策略

1、 提高建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的質(zhì)量

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)的主要原則是科學(xué)安全合理。因此設(shè)計(jì)人員必須要從多個(gè)方面進(jìn)行考慮，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，必須要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)進(jìn)行認(rèn)真。詳細(xì)的勘察， 以根據(jù)全面的地質(zhì)勘察資料為的基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。在進(jìn)行荷載計(jì)算過(guò)程中，除了套用基礎(chǔ)設(shè)計(jì)公式與地基所容許的承載力值進(jìn)行設(shè)計(jì)之外， 還要嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范修正地基容許承載力值。由于不同的土， 其承載力是不同的，因此設(shè)計(jì)人員必須要根據(jù)土層的類(lèi)型，合理計(jì)算地基的承載力。在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，必須要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范，采用分析法進(jìn)行計(jì)算，盡可能減少計(jì)算的誤差，以提高建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2、 注重上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，一般結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，因而在布置剪力墻或者單肢剛度的控制上可能會(huì)存在著某些問(wèn)題，這樣就會(huì)對(duì)梁板等構(gòu)件的設(shè)計(jì)造成一定程度的影響。集中應(yīng)力加果有應(yīng)力破壞問(wèn)題的出現(xiàn)將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重問(wèn)題的發(fā)生。那么就需要對(duì)這些問(wèn)題的原因充分考慮， 避免此類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)。加果采用的剪力墻剛度是第一級(jí)別，那么就需要保證其墻肢數(shù)不小于4，以此來(lái)分散應(yīng)力。要將框架結(jié)構(gòu)多層設(shè)防的原則嚴(yán)格遵守下去層層設(shè)防促使剪力墻的防御能力得到強(qiáng)化，對(duì)外來(lái)的破壞力進(jìn)行有效抵抗。同時(shí)還需要將做大放小的原則來(lái)應(yīng)用過(guò)來(lái)。用強(qiáng)柱弱梁以及強(qiáng)剪弱彎的形式來(lái)設(shè)計(jì)剪力墻的梁和柱。

3、 強(qiáng)柱弱梁和強(qiáng)剪弱彎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

因?yàn)檫@方面的設(shè)計(jì)有一定的難度， 雖然這種設(shè)計(jì)方法有一定的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)踐過(guò)程中，很難發(fā)揮其功效。特別是我國(guó)在相關(guān)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中， 通常將輕度震級(jí)的地震作為主要防范內(nèi)容。如果出現(xiàn)了較大震級(jí)的地震，就會(huì)影響到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中梁柱的穩(wěn)定性并且也無(wú)法保證可以先倒塌梁后倒塌柱。因此就需要結(jié)合我國(guó)具體情況，來(lái)對(duì)相關(guān)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行修改和完善對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)要求進(jìn)行完善促使強(qiáng)柱弱梁以及強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計(jì)原則得以有效實(shí)現(xiàn)。

4、注重鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)性

在鋼材料的防護(hù)過(guò)程中， 防腐蝕和隔熱是其中非常重要的兩個(gè)方面。但是建筑工程師在應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中只注重對(duì)鋼材硬度和抗壓力度的強(qiáng)化， 忽略了防腐蝕和隔熱的重要性。在相關(guān)的文件和制度中對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的抗腐蝕和隔熱并沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)， 這些情況就導(dǎo)致建設(shè)完成后由于外部環(huán)境的侵蝕和影響，在一定程度上減少的使用壽命。因而面對(duì)這樣的情況， 相關(guān)部門(mén)需要制定和出臺(tái)相關(guān)的文件明確鋼材的抗腐蝕度， 同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)中埋入地下的部分需要進(jìn)行一定的包裝，提高鋼材的抗腐蝕性。除此之外，鋼材料在生產(chǎn)的時(shí)候要進(jìn)行相應(yīng)的耐火測(cè)試，以此有效防護(hù)措施的重要依據(jù)。

5、 注重鋼結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計(jì)

對(duì)于不同的地區(qū)來(lái)說(shuō)，其地殼的活躍程度也存在著很大的區(qū)別，有些地區(qū)的地殼波動(dòng)程度非常的劇烈，而有的地區(qū)其波動(dòng)程度是比較小的，因而發(fā)生地震的時(shí)候其地震強(qiáng)度也有著一定的差異。在傳統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，混凝土結(jié)構(gòu)的為了盡可能的降低地震所帶來(lái)的破壞，對(duì)于地震較為活躍的地區(qū)和較為穩(wěn)定的地區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)置了非常明確的抗震等級(jí)。但是對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，由于其硬度高的特點(diǎn)，自身就具備一定的抗震能力，因而運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)的并沒(méi)有明顯的等級(jí)區(qū)別。鋼結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用過(guò)程中，需要全面考慮鋼結(jié)構(gòu)材料自身的結(jié)構(gòu)形式、能夠承受的地震強(qiáng)度以及的特點(diǎn)等重要影響因素。同時(shí)將這些因素之間的區(qū)別作為設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，通過(guò)設(shè)計(jì)不同的鋼結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)達(dá)到不同程度的抗震效果。

6、 承重墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)為矩形， 因而在設(shè)計(jì)時(shí)的縱向剛度要大于橫向的，這就要求必須要有足夠的橫墻，才能有效保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。從地震災(zāi)害可知，墻體一般都是剪切破壞。因此，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，必須要提高建筑的抗剪強(qiáng)度，以提升橫墻的抗震能力，以提高建筑的抗剪強(qiáng)度，就要求提高材料的強(qiáng)度等級(jí)，并增加橫墻的軸壓力，因此需要將橫墻盡量成為承重與隔斷相結(jié)合的墻體。當(dāng)建設(shè)中的房間比較大時(shí)， 設(shè)有沿進(jìn)深方向的梁應(yīng)支撐在縱墻上，以使縱墻承重。同時(shí)，建筑樓板應(yīng)沿縱向擱置，因此形成橫墻承重，再加上縱墻因存在軸壓力而增加其抗剪能力。此外還應(yīng)注意挑梁變形問(wèn)題， 因?yàn)殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)有著較大的局部受力那么就會(huì)有挑梁變形問(wèn)題的出現(xiàn)； 針對(duì)這種情況就可以將構(gòu)造柱設(shè)置于懸挑的挑梁端頭構(gòu)造柱就可以有效連接每層的挑梁通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式就可以將挑梁變形問(wèn)題給有效消除掉， 因?yàn)榧词褂羞^(guò)大的受力集中于局部位置在挑梁的作用下也可以向其他各層結(jié)構(gòu)中傳遞這樣就可以對(duì)壓力進(jìn)行有效的分散。

總而言之，目前，由于我國(guó)建筑行業(yè)及其技術(shù)的不斷進(jìn)步，為建筑鋼結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)帶來(lái)了良好的發(fā)展契機(jī)，但在具體實(shí)踐中，其仍存在許多方面的問(wèn)題和不足，針對(duì)此情況，相關(guān)設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)人員必須加強(qiáng)理論知識(shí)學(xué)習(xí)，增進(jìn)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將二者緊密結(jié)合的同時(shí)，不斷提升我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力與水平。

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