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鋼結構房屋范文1
中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：
一．前言
多層輕鋼結構是近年來逐漸出現的一種鋼結構，由于其具有很多的優點，雖然在目前階段，它的應用還不是很廣泛，但是在未來一段時間內，它必將會受到眾多施工方的歡迎。在普通的人們看來，多層輕鋼結構的造價比較高，但是實際上，多層輕鋼結構的造價并不是很高。多層輕鋼結構要求在承重結構上必須合理，同時對于建筑工程的防火、保溫等提出了很高的要求。但是這種多層輕鋼結構的設計具有很多的優勢，對其設計進行優化，對于房屋的施工來說具有很大的意義。但是根據目前的情況，其設計還是存在很多的不足。本文筆者主要結合自己多年來在多層輕鋼結構房屋設計方面的研究和實際工作經驗，對于多層輕鋼結構房屋的設計進行探討和分析，希望對于該領域的研究和實踐具有一定的貢獻。
二．多層輕鋼結構的結構體系設計
1．結構型式
（一）框架體系是多層輕鋼結構的首選體系，在建筑平面式矩形的時候，該框架結構就通過縱橫向并且各自平行的方式相交而成，這樣就會簡化構造。如果建筑平面不是矩形時，那么就從多個方向的非正常相交的框架組成。
（二）構件斷面
抗震架構的建筑最好采用鋼板焊接從而形成的箱形斷面。當然還可以采用焊接的H鋼。梁斷面一般采用焊接的H鋼?，F階段，我國產的鋼一般都可以滿足多層輕鋼的結構設計要求。
（三）梁、柱節點
在采用箱形斷面柱時，梁柱都采用剛性節點。如果采用H鋼時，在弱軸和梁的連接上采用鉸接。在進行節點的試驗后可以知道，一般節點的彎矩和其相對轉角的關系既不是完全的相接，也不是完全不相接，而是根據實際的需要進行的。
2．平面布置
（一）次梁布置．
雖然次梁不是輕鋼結構中主要的構件，但是其是最多的構件，將次梁進行有效的配置有利于鋼結構的整體性。在進行輕鋼結構的設計時，次梁和主梁鉸接相連，這樣可以加強梁的承載力并且減小它的跨度。在通常情況下，次梁的間距是由壓型鋼板在施工過程中的承載力和撓度值決定的，因此，如果使用板肋很高的壓型鋼板，一定可以增加次梁的間距。
（二）組合樓蓋布置
在進行多層輕鋼結構房屋的設計中， 樓蓋結構的選擇就顯得十分重要了，樓蓋既可以將荷載力傳給墻、柱，還可以保證同抗側力結構的協同作用。因此在進行設計時，必須要確保樓蓋的剛度強度和穩定性。
同時還要采用相關的措施來減少樓蓋的自重。其中組合樓蓋具有很強的特性，例如它的強度大、剛度好、抗震性能優越并且成本很低，這種組合樓蓋已經受到眾多施工方的歡迎。
（三）支撐布置
為了使多層輕鋼房屋的鋼結構的側向剛度得到增加，同時增加其抵抗水平風的荷載以及其抗震能力，在一般情況下，我們將槽鋼或者是角鋼在墻體的平面內設置一個垂直的支撐系統。根據施工的要求，這種垂直系統可以是橫向的也可以是豎向的。同時我們考慮到門窗等的位置，可以采用人字型、倒人字型、w型、倒w型、門式等這些形式，同時在不給建筑的功能造成負面影響的情況下，將支撐布置的更加均勻。
四．案例分析
1.工程概況
某企業辦公樓新建工程是一棟3層辦公建筑，建筑面積約為2066m2，平面形狀為矩形。其中第一層為建筑物入口及入口大廳、餐廳、接待廳、辦公室等，第二層主要為辦公室，屋面為屋頂花園，屋頂設置飄板。另外每層設有衛生間和洗漱室，上下交通由布置在建筑物兩端的雙跑樓梯承擔。外墻主立面為玻璃幕墻，其它立面為200mm厚瓷磚飾面的小型混凝土空心砌塊，主要隔斷內墻為200mm厚小型混凝土砌塊，次要內墻為100mm厚輕鋼龍骨石膏板輕質隔墻。
2.結構體系設計
（一）結構方案：整體結構方案為純鋼框架結構體系、壓型鋼板組合樓蓋．柱下鋼筋混凝土承臺樁基礎。
（二）梁柱體系：平面布置為一般主次梁體系，次粱間距為2．1m、2．2m，框架柱采用焊接H型鋼，梁采用焊接H型鋼?？蚣芸v橫向均按剛性連接設計．現場連接采用高強螺栓。主梁與次粱之間采用鉸接連接，但帶懸挑處主次梁按剛性連接設計。設計主、次梁時均不考慮樓蓋與鋼梁的組合作用。
（三）樓、屋蓋體系：樓屋面均采用壓型鋼板組合樓板，壓型鋼板選用FE3W型。樓面板總厚度126mm，屋面板總厚度170mm。
（四）支撐體系：由于建筑要求限制，本工程沒有設置柱間支撐體系。
3．計算分析
該工程依據國家和有關規范進行計算。鋼材型號Q345，焊條E50XX。地震基本烈度為7度，IV類場地土，抗震等級為i級。工程計算分析采用同濟大學編制的3D3S鋼結構計算軟件，同時采用中國建筑科學研究院PKPM系列之鋼結構分析軟件STS進行驗算。樓板采用樓面無限剛性的假定。計算結果表明：結構的自振周期、頂點位移、層間位移角、層間剛度比、底部地震剪力均處于合理的范圍，梁、柱的設計應力均不超過規范限值。說明結構布置、截面設計正常合理。
根據計算結果，對梁、柱斷面規格尺寸(單位：一)進行優化和歸并后?？蚣苤捎昧薍400×320×14×25及H680 X 500×16×25等2種斷面；框架梁采用了H500 X 250×10×14，H500×350×10×20等2種斷面；次梁采用H400×180×6×l0等1種斷面。
4．節點設計
（一）梁柱連接：采用圖1所示所示的剛節點做法，這種做法不但能避免工地焊接，還可以避開彎矩最大位置，從而使節點構造簡單。
圖1 與組合樓板連接詳圖
（二）主次梁連接：采用圖2所示的2種做法，其中圖2適用于次梁帶懸挑梁處。
圖2 梁柱連接詳圖
（三）梁與組合樓板連接：采用圖3所示的做法，壓型鋼板與鋼梁之間用焊釘連接。
圖3 主次梁連接圖
五．結束語
在進行多層輕鋼結構房屋的設計中，一定要注重結構設計的技術和工藝，在設計時要考慮到各種可能的因素，確保多層輕鋼房屋的設計符合工程的要求，同時這還有利于工程的施工。因此，我國應該加強多層輕鋼結構房屋的設計，不斷提高房屋多層輕鋼結構的設計水平。
參考文獻：
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[3]麻建鎖; 黃慧娟; 王元清; 石永久 多層輕鋼住宅試點樓設計與分析第九屆全國現代結構工程學術研討會論文集2009-07-24中國會議
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鋼結構房屋范文2
關鍵詞：門式剛架輕型鋼結構房屋設計
中圖分類號：F407.9文獻標識碼：A
鋼結構是土木工程的主要結構類型之一，是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的，在房屋建筑、地下建筑、礦山建筑、水工建筑、倉儲建筑、橋梁、塔桅、海洋平臺、港口、油氣等壓力容器以及管道中都得到廣泛應用。
門式剛架結構是一種輕型房屋結構體系，以等截面或變截面輕型焊接H型鋼、等截面熱軋H型鋼或冷彎薄壁型鋼等構成的實腹式門式剛架或格構式門式剛架作為主要承重骨架，用冷彎薄壁型鋼(槽鋼、卷邊C形、Z形等)做凜條、墻梁;以壓型鋼板、壓型鋁板做屋面和墻面;采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬質聚氨酷泡沫塑料、巖棉、礦棉、玻璃棉等作為保溫隔熱材料并適當設置支撐。
1設計結構形式
門式剛架又稱為山形門式剛架.其結構形式多種多樣。按構件體系分，有實腹式與格構式;按截面形式分，有等截面和變截面;按結構用材分，有普通型鋼、薄壁型鋼和鋼管;按跨度可以分為單跨、雙跨和多跨剛架;按屋面坡向分為單脊單坡、單脊雙坡、多脊多坡等。在單層工業與民用房屋鋼結構中應用較多的單跨或多跨的單、雙坡門式剛架(根據需要可帶挑檐或毗屋)。根據通風、采光的需要，這種剛架廠房可設置通風口、采光帶和天窗架等，目前單跨剛架跨度國內最大已達到72 m。
對于多跨剛架，在相同跨度條件下，多脊多坡與單脊雙坡剛架用鋼量大致相當。但多脊多坡剛架的內天溝容易產生滲漏及堆雪等問題，而連續的長坡壓型鋼板屋面有利于排水，因此常做成單脊大雙坡屋面。對于單脊雙坡多跨剛架.無橋式吊車時，且當剛架柱不是很高，風荷載也不很大時，中柱宜采用兩端鉸接的搖擺柱。中間搖擺柱和梁的連接構造簡單，而且制作和安裝都省工。搖擺柱不參與抵抗側向力，截面可以用得較小。但設有橋式吊車時，中柱宜為兩端剛接，以增加剛架側向剛度。
2結構布置
2.1門式剛架布置
門式剛架的跨度指橫向剛架柱之間的距離，跨度宜為9-36 m，宜以3 m為模數，必要時可不受模數限制;當邊柱寬度不等時，其外側應對齊。門式剛架的高度，應取地坪至柱軸線與斜梁軸線交點的高度，宜采用4. 5 m---9. 0 m，當有橋式吊車時不宜大于12 m.高度應根據使用要求的室內凈高確定，有吊車的廠房應根據軌頂標高和吊車凈空要求來確定。柱的軸線可取通過柱下端(較小端)中心的豎向軸線。工業建筑邊柱的定位軸線宜取柱外皮。斜梁的軸線可取通過變截面梁段最小端中心與斜梁上表面平行的軸線。
2.2檀條和墻梁布置
屋面檀條一般等間距布置，但在屋脊處，應沿屋脊兩側各布置一道檀條，使屋面板外伸寬度不要太長(應小于200 mm)，在天溝附近應布置一道檀條，以便于天溝的固定。檀條間距應考慮天窗、通風屋脊、采光帶、屋面材料、檀條供貨規格等因素的影響并按計算確定。
側墻墻梁的布置，應考慮設置門窗、挑檐、遮雨篷等構件和圍護材料的要求。當采用壓型鋼板作圍護墻面時，墻梁宜布置在剛架柱的外側，其間距隨墻板板型和規格確定，且不應大于由計算確定的數值。
2.3支撐與剛性系桿的布置
門式剛架輕型房屋鋼結構的支撐，可采用帶張緊裝置的十字交叉圓鋼支撐，圓鋼與相連構件的夾角應在300---600范圍內，宜接近450.當設有起重量不小于5t的橋式吊車時，柱間宜采用型鋼支撐;在溫度區段端部吊車梁以下不宜設置柱間剛性支撐。
3設計時需要注意的幾個要點
3.1門式剛架中組成構件的板件較薄，對制作、涂裝、運輸、安裝的要求較高。焊接構件板的厚度不應小于3. 0 mm，冷彎薄壁構件中板的最小厚度為1. 5 mm，屋面、墻面壓型鋼板基材厚度不宜小于0. 4 mm。門式剛架構件由于板件較薄，抗彎剛度、抗扭剛度較小，在運輸和安裝過程中應采取措施防止構件發生彎曲和扭轉變形，同時還要重視支撐體系和隅撐的布置，重視屋面板、墻面板與擦條、墻梁等構件的連接構造。
3.2 框架斜梁的豎向撓度限值一般情況規定為1/180，除驗算坡面斜梁撓度外，是否要驗算跨中下垂度？現在了解到，美國是計算的。他們作框架分析，一般是將構件分段，用等截面程序計算，每段都要計算水平和豎向位移，不能大于允許值，等于要驗算跨中垂度。跨中垂度反映屋面豎向剛度，剛度太小豎向變形就大。要的度本來就小，脊點下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面豎向剛度過小，第一榀剛架與山墻間的屋面出現斜坡，使屋面變形。現在打算做個規定，剛架側移后，當山尖下垂對坡度影響較大時，要驗算山尖垂度，以便對屋面剛度進行控制。
3.3少數單位設計的門式剛架，采用鋼筋混凝土柱和輕鋼斜梁組成，斜梁用豎放式端板與砼柱中的預埋螺栓相連，形成剛接，目的是想節省鋼材和降低造價。在廠房中，的確是有用砼柱和鋼桁架組成的框架，但此時梁柱只能鉸接，不能剛接。多高層建筑中，鋼梁與墻的連接也是如此。因為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、抗沖切的性能很并，在外力作用下很容易松動和破壞。
3.4支撐和剛性系桿的布置應符合下列要求。
①在每個溫度區段或分期建設的區段中，應分別設置能獨立構成空間穩定結構的支撐體系。
②在設置柱間支撐的開間，宜同時設置屋蓋橫向支撐，以組成幾何不變體系。屋蓋橫向支撐宜設在溫度區間端部的第一個或第二個開間。當端部支撐設在第二個開間時，在第一個開間的相應位置應設置剛性系桿。
③柱間支撐的間距應根據房屋縱向柱距、受力情況和安裝條件確定。當無吊車時宜取30-45 m;當有吊車時宜設在溫度區段中部，當溫度區段較長時宜設在三分點處，且間距不宜大于60 m,
④當房屋高度相對于柱間距較大時，柱間支撐宜分層設置。’當建筑物寬度大于60 m時，在內柱列宜適當增加柱間支撐。
⑤在剛架轉折處(單跨房屋邊柱柱頂和屋脊，以及多跨房屋某些中間柱柱頂和屋脊)應沿房屋全長設置剛性系桿.
⑥由支撐斜桿等組成的水平析架，其直腹桿宜按剛性系桿考慮。
⑦剛性系桿可由擦條兼作，此時擦條應滿足對壓彎桿件的剛度和承載力要求。當不滿足時，可在剛架斜梁間設置鋼管、H型鋼或其它截面形式的桿件。
⑧在設有帶駕駛室且起重量大于15t橋式吊車的跨間，應在屋蓋邊緣設置縱向支撐析架.當橋式吊車起重量較大時，尚應采取措施增加吊車梁的側向剛度。
【結束語】
綜上所述，在設計鋼結構時，應當從工程實際出發，合理選用鋼材，選擇高強度、具有較好經濟指標的鋼材;在結構方案選擇上，應盡可能采用標準化、模數化的結構布置;在連接設計中.應選用構造簡單、傳力直接的節點形式，并應滿足構造要求;另外，在鋼結構設計中，還應保證鋼結構在加工、運輸、安裝和使用過程中的強度、剛度和穩定性要求，并應針對鋼結構的實際，滿足防火、防腐的要求。宜優先選用通用的和標準化的結構和構件，減少制作、安裝工作量。
【參考文獻】
【1】李天.建筑鋼結構設計 .2010
鋼結構房屋范文3
關鍵詞：鋼結構；房屋住宅建筑；工程設計
中圖分類號：TU39 文獻標識碼：A
概述
在我們國家，一方面鋼結構房屋住宅建筑起步很晚，大規模研究開發，設計制造，施工安裝鋼結構住宅建筑還是近幾年才逐步發展起來的。據不完全統計，目前已在北京、廣州等大城市開展了低層、多層和高層鋼結構住宅試點工程，但這些僅僅是處于研究和試點工程階段，隨著市場經濟建設的實際需要，我們需要做的工作還有很多。
另一方面，我國的房屋施工面積目前已經達到32億平方米，其中住宅施工面積是25億平方米，商品住宅投資2.56萬億。特別是唐山、汶川大地震造成生命財產的巨大損失，對我國的房屋建筑體系和結構安全性能提出了極其重要、革命性課題。再有我國的鋼鐵原料充足，單從綠色、環保、可循環和可持續發展的先進理念出發，應當提倡鼓勵發展鋼結構住宅?；谶@些，在我國鋼結構房屋住宅建筑需求是十分可觀的。
基于以上兩點，為了推進我國住宅建筑的產業化，國務院曾于1999年在第72號文件中明確提出:發展鋼結構住宅，有利于擴大鋼結構住宅在我國的市場占有率，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。由此我們不難看出，鋼結構房屋住宅建筑是我國生產力發展到一定階段的必然產物，會成為住宅產業領域的一支新生力量。
1.鋼結構房屋住宅建筑特點及標準規范
1.1 特點
在我國，鋼結構住宅主要是以鋼結構為骨架，配合多種復合材料的輕型墻體拼裝而成。它具有自重輕，墻、梁、柱面積減小，在一定意義上來說還可降低基礎費用、增加使用面積及便于管線布置；同時還具備重量輕、強度高、抗震好優點，適應結構變化和建筑外貌風格；還具有污染少，易維修改造并可循環利用，符合低碳、綠色環保和可持續發展總體要求。
1.2標準規范。在我國有關鋼結構住宅政策及標準規范如下：《關于推進住宅產業現代化提高住宅質量若干意見的通知》國辦1998.8.20；《鋼結構住宅設計規程》CECS261--2009；《上海市多高層鋼結構住宅技術規程》DJ08-2029-2007；《萊鋼鋼結構綠色節能住宅建筑體系技術導則》JD14-002-2006 ；關于印發《鋼結構住宅建筑產業化技術導則》的通知，建設部文件建科[2001]254號等。
2.鋼結構房屋住宅建筑設計原則
為了推進我國鋼結構房屋住宅建筑的產業化，規范化，市場化建設，在其建設中有必要遵循一定的設計原則，方能滿足人類的實際需求。
2.1 鋼結構房屋住宅建筑設計中要運用新技術、新材料、新的構造形式來滿足使用者的各項需求。我們知道，住宅是為特定人群建設的，首先要滿足人的需求，其建筑風格和形式要貼切反映人的使用方式、審美取向等。現行的建筑設計趨勢即是要求住宅遵循“以人為本”的宗旨和根據使用者特征而細膩設計這一特點。
2.2 做好結構的穩定計算。目前在鋼結構房屋住宅建筑設計單層和多層框架結構時，經常不作框架穩定分析而是代之以框架柱的穩定計算。在采用這種方法時，計算框架穩定時用到的柱計算長度系數，自應通過框架整體穩定分析得出，才能使柱穩定計算等效力框架穩定計算。然而，實際框架多種多樣，而設計中為了簡化計算工作，需要設定一些典型條件。
2.3建筑師的重要性。在實際設計中，建筑師必須同結構工程師、機械工程師、設備工程師密切配合，才能保證建筑構思能夠在特定的技術條件下得以實施，也只有在深入了解材料的特性、材料所能創造的結構形式及相應的技術措施以后，才能有更廣泛的構思能力，才能使自己的構思更具有獨特性和創造性，而且方案的可實施性才能更強。
3 鋼結構房屋住宅建筑案例設計
3.1工程概況
某城市軟體區1#商住樓建筑面積3.3萬平方米，地下二層，地上二十層。在此建筑樓內，地下是車庫，一到三層是公建部分，四層及其以上是居住樓，它的外窗使用PVC塑鋼窗以及中空玻璃。其中承載重量的框架是箱形截面柱和H型梁。由于屋內的空間很大，可以精裝修，這樣更能發揮出鋼結構的優勢作用。介于是鋼結構加工制作箱型柱，我們采用的是鋼板。這樣，對于加工以及鋼結構構件的除銹和焊接必須在加工車間完成。
3．2箱型柱制作方法
3.21鋼板的拼接。因為段柱高度均在12米以下，為了確保在下料后鋼板的直線度，施工人員要做的是把兩塊鋼板拼接在一起。
3.22 組裝焊接。在這里施工人員采用的是H型鋼作為暫時的組裝平臺，并組裝焊接襯板以及在兩個腹板上劃上組裝線。在襯板內側每隔300mm焊10-20mm焊縫。將一腹板與隔板組對進行定位焊。
在焊接時，施工人員采用2臺埋弧自動焊沿著相同的方向去焊接兩條焊縫。在等一層焊接完成后要把箱體翻過來，焊另一面的兩條焊縫。其方法與上述的相同。等到焊接完成再把箱體翻身去焊接另一面的兩條焊縫去。焊接完成后，施工人員要把引熄弧板在離母材5毫米處切斷。
3.3 鋼結構的安裝
3.31箱型柱的安裝
在實際施工安裝過程中，箱型柱的完成順序是材料采購，加工，運輸，吊裝，連接，剪力墻框架立柱為150*150H型鋼。其中立柱單根最長是12.5米，最短的是4.5米。
3.32 吊裝順序的基本思路是從中心向四周拓展，進而確保框架在安裝時的對稱以及牢固。立柱安裝吊裝采用QTZ-80型塔式起重機，利用柱頂臨時設計連接耳板為吊裝吊點進行吊裝。立柱連接采用臨時連接板和臨時螺栓進行連接，形成穩定的單元框架后調整焊接及UT檢測。
3.33 鋼梁安裝。在這施工人員可以將其分為主梁安裝，次梁安裝以及外挑梁安裝。同時要注意，在立柱形成單元后，主梁要使用捆綁串吊施工，依據此工程的設計要求吊裝的數量應在兩到四根。因為空間與接點的現實情況，次梁與剪力墻框架梁通常使用單根吊裝。
4.總結與建議
目前，鋼結構房屋住宅建筑被有關部門確定為重點推廣應用的技術與產品，其諸多優點與符合可持續發展、循環經濟，便于實現產業化推廣等特性已得到更廣泛的認可。通過地震造成建筑物損毀與重大人員傷亡的慘痛教訓，在地震區更多采用重量輕、抗震性能好的鋼結構住宅建筑已成為許多政府部門或建設主管部門的共識。
但在實際施工建設中我們要不斷總結與交流經驗，提高鋼結構住宅的設計、建造的水平與質量，針對不同地區、差別的工程個案，應制定專門的設計、施工技術條件，通過采取優化技術與管理措施，切實為社會提供經濟實用、性能優良的鋼結構住房。
參考文獻
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[2]胡孜華.淺談我國鋼結構住宅的應用與發展[J].中國建設教育，2007(08).
鋼結構房屋范文4
關鍵詞：門式剛架；輕型鋼結構房屋；設計
Abstract: for housing construction is concerned, its structure is varied, the door frame of light steel structure is one of them, the structure is widely applied to the current construction of much of the city, for the construction of the modern architecture is concerned, this is a very important concrete building structure. Based on this, this paper mainly steel portal frame of light steel structure housing design are also discussed.
Key words: the door frame; Light steel structure building; design
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
對于門式剛架輕型鋼結構,其對設計提出了很高水平的具體要求,所以對于設計人員來講,需要按照具體的工程情況,對這種結構進行很好的掌控,比如具體的形式、對應的范圍、具體的特點等等。另外，還需要充分地掌握這種結構的具體布置和支撐性的相關功能。
1適用的具體范圍
門式剛架的具體優點包括了如下層面：較輕的重量、較低的價格，還能省材；也能夠很好的抗震，對于7度以下的地方，一般不對抗震設計進性獨特的考慮。加工起來比較簡單，耗費的周期還比較短。
2結構選型
2.1整體結構體系的具體選擇
當前，多數的單層廠房，它們的鋼結構多為框排架類型，實質上為空間結構的一種具體的體系，不過該結構的設計基本上近似看作平面框架結構，對于空間性和整體性，很少考慮。
2.2選擇合適的主框架
對于一般的單層型的廠房，鋼結構主框架一般使用鋼屋架，首選的形式為梯形和三角形兩種。梯形屋架常常會剛接到框架柱上，三角形的兩端多用鉸接的具體形式。
2.3選擇合適的墻架系統
墻架系統可以被劃分為兩種：縱墻與端墻，墻架本身為墻面的具體維護性材料，能夠很好的對風荷載予以抵抗。對于縱墻墻架而言，主要的組成包括了墻架柱、門柱、墻架梁以及門梁，在墻架梁對應的側向剛度并不是很充足的情況下，可以設置墻架梁之間的具體拉條，同時設撐桿與斜拉條到上層。
2.4選擇合適的屋蓋
通常而言，對于普通鋼結構這樣的具體廠房屋蓋而言，按照屋面板的具體形式，其可以被劃分為有與無兩種不同的體系。比較適合有體系的為輕鋼類的屋面板，比較適合無體系的為大型的鋼筋混凝土之具體的屋面板，這里的大型在規格層面上有兩種比較常見的，分別為6m×1.5m以及6m×3m。組成有體系的主要構件包括了撐桿、系桿、條以及拉條等等；有體系屋蓋與屋架和屋架支撐系統一起組成了非常穩定的骨架，實現與固定屋面板之間的具體連接，最終很好地維護了廠房屋面的具體維護性體系。在大型的屋架以及屋面板的直接連接下，無體系和必需的支撐一起組成了屋面。當前，使用比較廣泛的為有屋蓋。
2.5選擇合適的支撐系統
對于普通鋼結構類型的具體廠房而言，它們的支撐系統之主要的組成包括了兩大部分，分別為柱間和屋蓋。根據吊車梁之具體的位置，還可以將柱間支撐劃分為上層和下層兩種。也可以依據柱間支撐的具體連接位置的不同，將其劃分為單片和雙片，對于雙片柱間支撐而言，需綴條進行連接。按照支撐桿的平面幾何形狀，有人字形、八字形、十字交叉形和門架式之分。下層支撐多采用十字交叉形或門架式，且門架式主要用于生產工藝有特殊要求的情況，十字交叉形和八字形支撐通常按拉桿設計，不考慮承壓作用。不管是縱向還是橫向的支撐，形狀多為十字交叉，對于垂直的屋架支撐而言，多見的形式為W和十字交叉兩種。
2.6選擇合適的吊車梁系統
通常情況下，廠房的吊車多為橋式，按照吊車工作時間以及具體的起重噸位，它可以被劃為輕、中、重三種不同的類型。吊車梁系統是直接支承吊車的結構模塊，一般由吊車梁、制動系統及輔助系統組成。吊車梁可分為實腹式、下撐式和桁架式三種，常用的為實腹式吊車梁。實腹式又有焊接I字形梁、箱型梁和型鋼梁三種形式，型鋼梁僅適合于跨度小于6m、起重量小于20t的情況，焊接I字形梁則為最常用形式。吊車梁由框架柱支承連接，并分為連接梁型和簡支型兩種受力形式，后者因設計、施工簡單而應用較為普遍，前者雖然可節省鋼材10%以上，但對支座不均勻沉降比較敏感而很少采用。劃分吊車梁的具體制動系統，其含括了桁架與平板梁兩種樣式，相比較而言，后者具有相對簡單的構造，對于中、輕型廠房而言，比較適合。
2.7選擇合適的托架和天窗架
托架主要用于支承中間屋架，有單腹壁和雙腹壁兩種形式，前者跨度一般為12～36m，通常兩端簡支，中間支承一榀或兩榀屋架。雙腹壁式托架僅用于跨度和荷載很大，同時又受扭矩作用的情況。托架通常采用平行弦桁架，節間劃分由所支承的中間屋架之間的間距決定，其高度決定于屋架的端部高度。
3支撐的具體作用以及對支撐的布置
3.1柱間支撐的具體功能
（1）柱間支撐可以廣泛的承受來自縱向的荷載力，比如山墻的縱向風，吊車縱向荷載等等。（2）柱間支撐還能夠很好地維護柱列的穩定性、避免出現縱向位移，柱列在縱向層面的具體剛度也可以得到很好的增加。（3）對于柱子平面之外之長度計算，柱間支撐也發揮著決定性的作用。（4）對于調整剛架定位、維護剛架安裝而言，柱間支撐也發揮著很好的作用和功效。
3.2屋蓋橫向水平支撐的具體功能
（1）對于屋蓋橫向水平支撐來講，應該能夠傳遞縱向風之具體的荷載到柱列之上，這些柱列需要有對應的柱間支撐。（2）屋蓋橫向水平支撐還需要和柱間支撐一起將剛架的穩定性予以很好的保證，對于結構來講，這也是空間整體性得到很好保證的一個具體措施。（3）屋蓋橫向水平支撐產生的蒙皮效應和維護系統能夠共同支撐屋面梁構件，這樣屋面梁就可以盡可能的避免出現側向的彎扭，進而降低自己的穩定性能。（4）屋蓋橫向水平支撐還可以讓屋蓋梁能夠實現很好的穩定性以及很好的定位安裝。
3.3布置科學的支撐體系
（1）對于各個不同的區段，支撐體系都需要能夠對相關的空間予以穩定性的支撐，在設置的時候，這一點必須要考慮進去。（2）在建筑寬于60米的情況下，可以適當進行柱間支撐的增添，增添的位置應該位于內柱列；但是不能進行交叉支撐的對應設置，不過可以進行縱向的剛架或者剛架式的具體門式支撐之設置。（3）對于柱間支撐來講，比較和橫向之具體的支撐在相同開間進行具體的布置，只有這樣，才能夠組建為不變的幾何體系。如果不能夠實現相同開間的具體布置，就需要進行剛性系桿的具體加設。對于各道支撐之間的具體間距設置，如果沒有吊車的時候，比較適宜的距離為30到45米。如果有吊車，那么間距就需要予以適當的增大，但是不能超過60米。（4）如果吊車有駕駛室，而且噸位在15噸之上，那么就需要設置縱向支撐到屋蓋邊緣。（5）如果沒有吊車，而且檐口高在9米以下的時候，那么比較適宜的設置為單層的柱間支撐；假定檐口高在9米之上，雙層柱間的具體支撐的設置需要依據支撐夾角確定。比較適宜的交叉支撐的水平角為45度，一定不能超過55度。如果有吊車，需要進行兩層的柱間支撐，，為了盡可能的控制或者減少吊車梁出現的溫度應力，可以不進行下層支撐。
4結論
總而言之，從體系層面分析，門式剛架輕型鋼結構本身是比較復雜的，所以具體到設計層面，很多不同的內容都需要顧及到，設計本身也需要符合相關的科學原理，作為設計人員，需要對該結果的具體特點、具體的應用范圍、具體的類型選擇予以掌握，只有這樣，該結構才能夠在建筑中發揮自己的最大價值和功效。
參考文獻
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鋼結構房屋范文5
【關鍵詞】鋼結構；增層；研究
近年來，隨著經濟的發展，城市工業化和商業化的迅速發展，人們對建筑的需求量也迅猛增長。同時，隨著國家經濟的迅速增長，社會的不斷進步，工程建設項目也逐年增多，特別是住宅商業化的迅猛發展及房地產開發商追求高的商業利潤，寸土寸金的商業理念已根深蒂固，從而原有的建筑規模已經不能滿足社會發展的需求，也不能滿足房地產開發商的利益需求。加之政府大力對城市的面貌進行美化，特別對于臨街的建筑進行平改坡以達到美化城市的目的。從而就對建筑設計在有限的空間里發揮其最大經濟效益并同時達到美化城市面貌的目的，提出了更高的要求。因此，從地域性和經濟性等方面綜合考慮，在設計的建筑物上增加一層或數層，不失為一種經濟、快捷并能緩解目前供需矛盾及滿足開發商利益的一種好方法。
從當前國內加層改造的工程實例來看，很大部分直接加層改造的工程均采用的是鋼結構體系，這主要是利用了鋼結構自重輕、抗震性能好和施工方便等特點。
1.與普通的鋼筋混凝土加層結構相比，鋼結構加層技術具有如下特點
（1）重量輕。鋼結構重量輕，同種結構形式下相比，鋼結構加層僅為混凝土結構重量的l/2-2/3，減輕了結構自重，同時也減小了上部結構對基礎的作用力，降低了基礎及其加固的工作量。
（2）良好的抗震性能。鋼結構強度高，可以減輕加層結構的重量，從而減輕結構所受的地震作用；而且鋼材的延性好，加層在地震作用下具有很大的彈塑性變形能力，能吸收大量的能量，從而保證了結構的抗震安全性。
（3）施工方便，鋼構件工廠加工制作，現場拼接安裝。構件連接工藝簡單，形式靈活，且大部分是干作業，易于各工種交叉作業和現場施工管理。
（4）鋼結構加層工程施工速度快、工期短，便于業主盡早投入使用，創造效益。
（5）鋼結構加層可以做到新老建筑物外側統一裝修，保證加層建筑立面風格與原有立面一致，與周圍環境協調。
2.鋼結構房屋加層改造的對象
在選擇改造對象時，更應著重于其安全性設計，滿足下列條件的房屋可進行改造：
（1）經綜合技術經濟分析，加層改造房屋的造價低于新建房屋造價。
（2）3-4層磚混結構或混合結構房屋。
（3）房屋結構狀態良好，未因基礎不均勻下沉、地震和其他人為因素引起裂縫。
（4）加層改造后房屋高度，應滿足房屋對日照的要求。
（5）需要進行加固或抗震加固的房屋，應結合舊房加固改造進行加層設計。
輕鋼加層技術即利用輕型鋼結構在設計房屋的頂層增加樓層。目前，國內對磚混結構、混凝土框架結構等采用輕鋼加層的設計進行了多方面的研究，主要從結構方案、抗震設計、地震作用影響等方面進行研究。
（1）底部剪力放大系數計算法，即考慮鞭稍效應，按底部剪力計算出的地震力乘以放大系數β，這種計算按直線振動忽略振型組合，計算出的結果存在較大誤差。
（2）振型分解反應譜法，計算是采用集中質量法，對結構進行離散化，整個結構考慮前2-3個振型計算，該方法較全面考慮了結構的動力特性、地面加速度作用、近、遠震等因素，與底部剪力法比較有較高的計算精度，為滿足工程設計精度提供了參考；加層結構方案分為平面結構和空間結構，平面結構有門式剛架和平面排架等結構形式，空間結構有鋼框架等結構形式。目前對于砌體結構的加層結構形式，對門式剛架這種結構形式研究的較多。
輕鋼加層可以有效地減少加層對下部結構帶來的地震作用效應。但值得注意的是：加層部分與下部結構的質量和剛度有很大突變，產生了較為明顯的局部振動（鞭梢效應現象）。因此采用底部剪力法進行設計時，一般可將計算得到的水平地震力乘以動力放大系數β，其取值范圍2.0～2.5。
輕鋼加層房屋阻尼的確定及其對地震反應的影響：許多地震觀測資料表明，當建筑物阻尼較小時，阻尼的變化，甚至是很微小的變化，都會引起地震反應譜較大的變化。阻尼越小，地震反應譜值越大；阻尼愈大，地震反應譜值愈小。
輕鋼結構直接加層，上部加層結構采用輕鋼結構，其阻尼比ξ=0.02左右甚至更小，而原結構一般為鋼筋混凝土結構或砌體結構、對于一般常用的鋼筋混凝土結構，其阻尼比ξ=0.05左右；而對于多層砌體結構，其阻尼比ξ=0.06左右，但兩者的地震反應譜曲線相差不大，所以我國抗震規范中偏于安全地采用阻尼比ξ=0.05的地震加速度反應譜曲線。因而輕鋼加層后房屋總體阻尼比應在0.02和0.05之間。而此阻尼比范圍內地震反應譜曲線變化較大。我國抗震規范中的地震反應譜曲線僅適用于阻尼比為0.05的結構，因而在進行輕鋼結構直接加層房屋的抗震計算時，需考慮阻尼的影響，應對抗震規范中的地震反應譜進行相應的修正，使計算結果更精確、更接近實際。工程實例計算分析表明，加層部分阻尼的影響使其所受的水平地震剪力增大，因而在加層房屋進行抗震計算時，阻尼的修正是很必要的。在原結構不變的情況下，加層部分層數愈多，則整個加層房屋的阻尼比愈小，加層部分底部所受水平地震剪力愈大。
輕鋼加層在應用中存在優點很多，但它在具體工程中仍然存在不少問題。
（1）加層前未對舊有結構進行安全鑒定。
雖然輕鋼結構與傳統的混凝土結構和磚混結構相比較，在自重上有很大的降低，但仍具有較大的質量。當前許多人認為只要是輕鋼結構，就可以隨便加層，這種觀點是錯誤的，導致的后果也是嚴重的。
原有建筑物在其使用壽命內由于地震、濕度、風力、日照、雨水及各種有害介質的侵蝕影響，不同程度地降低了建筑物的安全度。在確定增層方案前，首先要弄清該建筑物的增層可行性程度，要對建筑物做全面的安全鑒定，包括對建筑的地基承載力和承重構件的驗算。一個建筑物能否加層，能加幾層，關鍵取決于該建筑物是否有加層的潛力，潛力究竟有多大。應由專業人員在對原設計進行審校驗算，并詳細檢查鑒定該建筑物的使用現狀基礎上，經過全面的鑒定與綜合分析，認為確有可能時，方可加層。
（2）在地震區采用鋼結構直接加層這種結構形式還缺乏足夠的參考資料。
目前國內的研究工作，主要以具體的工程實例為背景，由于現行《建筑抗震鑒定標準》（GB50023-95）考慮到房屋加層的情況比較復雜，對此問題未做明文規定，僅在條文說明中做了簡要說明，致使地震區房屋加層的抗震設計和鑒定至今仍無章可循，各地在進行房屋加層設計時所采用的標準很不一致，沒有系統的此類建筑的地震資料及試驗資料可供參考，而且抗震設計規范中對該體系也無明確規定，在地震區采用這種結構方案缺乏可靠的設計根據，因此，需要在大量進行計算分析和理論分析的基礎上找到此類結構設計上存在的共性和特點以供設計者參考。
【參考文獻】
[1]王燕，李金成.輕鋼增層結構的研究與應用.青島建筑工程學院學報，1998，19（3）：10-12.
鋼結構房屋范文6
關鍵詞：結構設計；應用；建設
1 發展概況
1.1 國外發展狀況
早期，國外門式剛架輕鋼結構主要用于建造私人汽車庫等簡易房屋。二戰中，一些拆裝方便的輕鋼結構建筑用于營房和車庫。隨著材料的發展，色彩豐富且適應性強的彩色鋼板的出現，H型鋼和冷彎型鋼的問世，極大地推動了門式剛架輕鋼結構的發展，其作為一種特殊商品用于國外建筑中。在美國，非居住單層建筑中50%以上為門式剛架輕鋼結構體系，在英國則達到了60%以上。日本新建的1～4層建筑，也多采用了門式剛架輕鋼結構。
1.2 國內發展狀況
三十多年前，為援外工程和三線建設的需要，我國對門式剛架輕型鋼結構進行了試驗研究，并在廣東韶關塑料廠工程中進行了試點。前，原建工部北京工業建筑設計院參考當時美國和英國資料，編制了一套門式剛架通用設計圖集，跨度分別為12m、15m、18m，分單跨和雙跨，可配2t懸掛吊車。但當時圍護結構的材料只有石棉水泥瓦，屬輕屋面材料。期間，由于國內鋼材供應緊張，門式剛架輕鋼結構發展比較緩慢。改革開放以來，外國輕鋼結構公司紛紛進入中國市場。進入八十年代后，在深圳等沿海地區的建設中，也從國外引進了大量的門式剛架輕型鋼結構房屋，主要用于廠房、車間、樣板房等，跨度以21～24m居多，這些房屋具有協調的色彩，搭配上鋁合金門窗，使建筑物極具現代風格。1994年建設部根據我國經濟建設的需要，將“輕型鋼結構門式剛架”作為“快速房屋體系”課題之一，列入新技術新產品開發項目，由北京華洋建設開發有限公司承擔，建設部長沙建筑機械研究院協作，在長沙中聯公司混凝土機械廠房工程中進行了試點，為門式剛架輕鋼結構的銷售、設計、制作、安裝等積累了經驗。為了適應門式剛架結構發展的需要，由中國建筑金屬結構協會，建筑鋼結構委員會，中國建筑標準設計研究所等單位主編的《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》于1998年9月16日開始執行，該規程的編寫，較廣泛地研究了國外的資料，較多地吸收了國外成熱的經驗，為門式剛架輕鋼結構提供了技術基礎。
2 門式剛架輕鋼結構的主要組成部分
承重結構多采用三塊鋼板焊接工字型組合截面組成的門式輕鋼剛架，檁條和墻梁為冷彎z型鋼或冷彎內卷邊槽鋼，樓面采用壓型鋼板——混凝土樓板組合樓蓋，墻面及屋面采用彩色壓型鋼板，壓型鋁板或壓型復臺板，保溫材料采用巖棉、礦棉和超細玻璃棉等。
3 門式剛架輕鋼結構的主要特點
（1）產品新穎別致，時代感強，具有系列化、標準化、工廠化現代生產規模，從圍護結構到承重結構都可形成系列。
（2）工期短，5000～10000m的單層房屋從簽訂合同到建成一般只需3個月左右，可以縮短工期，早日投入使用加快投資回收。
（3）內部空曠，結構新穎。在商業建筑中可減少吊頂等裝修造價，還能滿足大跨度的要求。
（4）重量輕，門式剛架輕鋼結構的重量是混凝土結構的1/8～1/10，是普通鋼結構的1/2～1/3。因而可降低地基基礎造價，減小地震作用的影響。
4 門式剛架輕鋼結構的應用
（1）單層工業廠房，門式剛架輕鋼結構因其重量輕，跨度大，易于組合，是建造單層廠房的優選結構形式，廠房內可設5t以下懸掛吊車或起重量小于20t的中輕級工作制吊車。
（2）單層倉儲建筑，采用門式剛架輕型結構外形美觀，庫內空間大，施工周期短，改建或轉型容易。因此，可廣泛用于碼頭倉庫，商品倉庫及工廠各種庫房。
（3）商業建筑，隨著城鄉經濟繁榮，各種商業建筑，如超級市場、貿易中心、農貿市場等都要求建筑物跨度大，視野開闊，門式剛架結構是合理的結構形式之一。
5 門式剛架輕鋼結構的設計
5.1 屋面活荷載取值
框架荷載取0.3kN/m2已經沿用多年，但屋面結構，包括屋面板和檁條，其活荷載要提高到0.5kN/m2?！朵摻Y構設計規范》規定不上人屋面的活荷載為0.5kN/m2，但構件的荷載面積大于60m2的可乘折減系數0.6。門式鋼架一般符合此條件，所以可用0.3kN/m2，與鋼結構設計規范保持一致。國外這類，要考慮0.15～0.5N/m2的附加荷載，而我們無此規定，遇到超載情況，就要出安全問題。設計時可適當提高至0.5kN/m2。現在有的框架梁太細，檁條太小，明顯有人為減少荷載情況，應特別注意，決不允許在有限的活荷載中“偷工減料”。有女兒墻或者高低跨屋面時，在靠近女兒墻處及高低跨交接處的低跨局部屋面，其雪荷載為平屋面雪荷載的兩倍，此處檁條設計時應注意。
5.2 屋脊垂度要控制
框架斜梁的豎向撓度限值一般情況規定為1/180，除驗算坡面斜梁撓度外，是否要驗算跨中下垂度？過去不明確，可能不包括屋脊點垂度?，F在應該是計算的。一般是將構件分段，用等截面程序計算，每段都要計算水平和豎向位移，不能大于允許值，等于是驗算了跨中垂度。跨中垂度反映屋面豎向剛度，剛度太小豎向變形就大。有的工程由于屋面豎向剛度過小，第一榀剛架與山墻間的屋面出現斜坡，使屋面變形。
5.3 鋼柱換混凝土柱
少數設計的門式剛架，采用鋼筋混凝土柱和輕鋼斜梁組成，斜梁用豎放式端板與混凝土柱中的預埋螺栓相連，形成剛接，目的是想節省鋼材和降低造價。在廠房中，的確是有用混凝土柱和鋼桁架組成的框架，但此時梁柱只能鉸接，不能剛接。多高層建筑中，鋼梁與墻的連接也是如此。因為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。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混凝土柱，而梁截面不變。應當指出，混凝土柱加鋼梁作成排架是可以的，但將剛架的鋼柱換成混凝土柱，而鋼梁不變，是不行的。由于連接不同，構件內力也不同，要的工程斜梁很細，可能與此有關。
5.4 檁條計算不安全
檁條計算問題較大。檁條是冷彎薄壁構件，受壓板件或壓彎板件的寬厚比大，在受力時要屈曲，強度計算應采用有效寬度，對原有截面要減弱，不能像熱軋型鋼那樣全截面有效。有效寬度理論是在《冷彎薄壁型鋼構件技術規范》（GB50018-2002）中講的，有的設計人員恐怕還不了解，甚至有些設計軟件也未考慮。但是，設計光靠軟件不行，還要能判斷。軟件未考慮的，自己要考慮。再有，設計人員往往忽略強度計算要用凈斷面，忽略釘孔減弱。這種減弱，一般達到6～15%，對小截面窄翼緣的梁影響較大。剛架整體分析采用的是全截面，如果強度計算不用凈截面，實際應力將高于計算值。《規范》4.1.8、9條規定：“結構構件的受拉強度應按凈截面計算；受壓強度應按有效截面計算；穩定性應按有效截面計算。變形和各種穩定系數均可按毛截面計算”。
6 發展門式輕相結構應注意的幾個問題
（1）門式剛架輕鋼結構是技術相對密集的領域，從理論分析，結構設計到制作安裝都需要較高的技術水平，因而應加強有關企業的管理，以提高生產效率和保證產品質量，特別是制作企業的管理，更為重要。
（7）積極開展門式剛架輕鋼結構有關項目的研究工程。
