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引言
鋼-混凝土組合結構是基于鋼結構和混凝土結構的發(fā)展而形成的一種結構優(yōu)化形式。它是近年來出現(xiàn)的一種新型結構。將兩種材料按一定的方式連接起來，將兩種材料組合成一個整體，充分發(fā)揮鋼的抗拉和混凝土抗壓的特點，充分利用這兩種材料各自的優(yōu)點，大大的節(jié)省了鋼筋和混凝土的材料，利用鋼材與混凝土的有效結合，大大提高了混凝土的利用效率，施工方便，降低了工程成本，同時由于鋼材具有較好的塑性，增強了結構的抗震性能。因此，受到工程界的歡迎，在工程中應用越來越廣泛。鋼-混凝土組合結構是當前工業(yè)廠房建設所采取的主要結構形式之一。根據(jù)以往工作經(jīng)驗，鋼筋混凝土結構在使用的過程中容易受到環(huán)境等方面影響而出現(xiàn)鋼筋銹漲開裂而導致的耐久性下降，影響廠房的使用壽命，造成安全事故，因此優(yōu)化鋼與混凝土組合結構設計是提高廠房質量，提高其使用壽命的重要舉措。本文以某工業(yè)廠房建設為例，該工業(yè)廠房屬于水泥選粉機車間，車間框架結構上裝有多個電機，廠房噪音比較大，因此需要對鋼與混凝土組合結構進行優(yōu)化設計，以此保證廠房的整體質量。
1鋼-混凝土組合結構的特點
1.1壓型鋼板混凝土組合板的特點
因為不需要模板安裝和拆除工作，因此，施工過程中易燃模板導致的火災現(xiàn)象也將大大減少；壓型鋼-混凝土組合板只要安裝在重要場所，以減少混凝土收縮和溫度的影響；壓型鋼板可作為混凝土結構的平坦頂棚屋面；安裝完成后，不需要安裝鋼腳手架，施工人員可以把壓型鋼板作為一個安全的工作平臺；壓鋼板之間波紋槽可以安裝通信、電力等工程；可以縮短施工工期，同時也可以多項目同時建設；壓型鋼板不僅便于運輸，而且儲存方便，同時壓鋼-混凝土組合板的重量相對輕，減少了結構上部恒載和下部基礎結構的資金投入。
1.2鋼-混凝土組合梁的特點
鋼-混凝土組合梁對比鋼板梁，至少可減少20%的鋼的使用，直接降低施工成本；鋼-混凝土組合梁可以最大限度地利用鋼筋和混凝土的材料性能；使截面梁的強度增加，減少梁的截面高度和建筑高度；減小沖擊，提高抗疲勞性和耐沖擊性；同時可加固梁的橫向強度，避免負荷過大導致梁變形失穩(wěn)；減少了模板使用量和施工支模的工序步驟，使得施工現(xiàn)場的工作更簡單。
1.3型鋼混凝土結構的特點
型鋼混凝土結構，高強度、橫截面積小、抗彎能力強，能更好的適用于高層建筑；抗震性能和延伸性良好；耐火性和耐久性比鋼結構更好，同時可以節(jié)約鋼材，降低成本；進而提高施工效率，減少施工工期。
2工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結構設計體系分析
2.1支撐體系支撐體系
為水平鋼框架和縱向設計框架。水平荷載分擔柱間的有效支護。此種設計成本相對較低，但可能會對以后的使用產(chǎn)生影響。此種設計相對適用于橫向短、縱向長的工廠。
2.2純框架體系
純框架體系設計是由鋼框架構成，在兩個方向上都沒有柱間的支撐?？蚣荏w系不影響使用空間，但柱體不適于工字型柱體，使得用鋼量會相應增加。
2.3鋼架支撐體系
鋼架支撐混合體系能有效地降低柱的縱向彎矩，但要求剛度大，要求樓板剛度大，不然無法充分發(fā)揮柱間支撐的作用。
3工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結構設計要點
3.1各種荷載處理
最重要的是進行豎向荷載和水平荷載的處理，在設計中應綜合考慮，以保證結構的穩(wěn)定性和可靠性。重力的影響豎向荷載作用，鋼筋混凝土結構需要同時抵抗水平荷載和豎向荷載，從而提高結構的穩(wěn)定性和可靠性，并對結構起到較好的推動作用。豎向荷載雖然影響結構設計，但最關鍵的部位仍受水平荷載的影響，應引起足夠的重視和重視。整體建筑結構的重力影響是跟室內(nèi)的合適布局變化有一定的關系，所以進行結構設計時應綜合考慮各方面影響因素，但室內(nèi)布局對豎向荷載影響不大，大風、地震、冰雹等會對水平荷載產(chǎn)生較大影響，因此有必要在結構設計時對其進行綜合考慮，以防止結構的穩(wěn)定性和可靠性受到影響。
3.2結構變形設計
框架結構容易發(fā)生軸向變形，在整個設計過程中必須綜合考慮，并注意工作中的細節(jié)處理。通常，框架邊柱的軸壓應力比中柱小，導致側柱軸向變形較小。特別是在高層建筑中，這種情況會變得更加明顯，如果不及時處理，可能會帶來更嚴重的后果。為了防止這些情況的發(fā)生，有必要加強思想認識，加強處理工作，采取有效措施提高設計精度。從而促進二者的有效結合，減少邊柱和中柱的軸向變形，保證結構的穩(wěn)定性和可靠性。另外，減小側移，有效地控制了側向位移，保證了結構的穩(wěn)定性。
3.3結構延性處理
在設計中，對立面和平面進行規(guī)則性的布置和處理，以盡量減少地震帶來的不利影響，保證建筑結構的穩(wěn)定性和可靠性。使建筑的質量和剛度均勻化，使結構合理。并且設計中采用精確的高度比，從而確保結構良好的延性，可以更好的承擔水平荷載，加強對結構的有效保護，以防止結構的損傷和變形。同時要提高結構柱和墻體的設計水平，增強結構的剛度以及抗震性能，使其能夠更好的保證結構的穩(wěn)定運行。
3.4結構受力分析
重視結構受力分析，科學合理把握結構受力特征，然后采取有效的設計方案，促進設計水平提升?？蚣芙Y構的受力情況不同，具有其顯著的特點和優(yōu)點。通常，上層的框架承受較大的剪力，框架不僅承受水平荷載，而且承受豎向荷載，確保結構的穩(wěn)定性和可靠性，有效地滿足了工作的實際需要。
3.5合理設計框架結構
根據(jù)以上的要求進行設計的前提下，為了進一步提升設計水平，我們還需要對進行施工的建筑進行了解，采取相應的辦法，根據(jù)以往的慣例，我們常用直接與間接法，最后實現(xiàn)提高設計水平的目的。
3.5.1框架直接設計
為了更好地運行和提高效益，需要充分考慮結構的穩(wěn)定性和可靠性，并對工業(yè)廠房的缺陷進行改進和彌補。比如，現(xiàn)場混凝土澆筑時，如果根據(jù)設計圖紙來看需要更改澆筑的混凝土型號時，如果更換的混凝土強度要求達不到的話，則需要根據(jù)實際情況，改變構件尺寸，采取措施彌補，以保證構件的穩(wěn)定性，有效提高管理能力。另外還有施工過程中，我們需要進行特殊的防火處理，使結構構件保持良好的完整性和安全性。這種設計方法對一般混凝土構件的處理具有良好的效果。
3.5.2框架結構間接設計
所謂間接設計就是利用預制件來模擬受力情況，然后根據(jù)壓力的影響設計圖紙。該方法能有效地解決問題，減少設計后的設計變更。用預應力水平拉桿設計混凝土受力構件。通過間接設計，可以對整個建筑進行壓力測試，從而滿足施工過程中的設計要求。這種設計方法能更好地提高設計水平，保證設計的規(guī)律性、剛度和延性要求。
4某廠房鋼與混凝土組合結構設計
該廠房鋼與混凝土組合結構主要包括：①橫向框架。橫向框架是整體廠房的主要承重結構體系，其需要承受各種外界負荷力的作用，保證廠房的整體結構穩(wěn)定性，一般由柱、框架以及屋蓋橫梁等構成；②屋蓋結構。屋蓋結構主要是承擔屋蓋所帶來的負載，例如橫梁、托架等等；③支撐體系。支撐體系也是廠房的主要組成部分，其主要是防止廠房出現(xiàn)傾斜、垮塌等現(xiàn)象。因此該廠房的設計：
①荷載計算設計。由于該廠房的車間頂蓋采取的是鋼網(wǎng)架結構，安裝通風的天窗，因此需要對荷載進行計算，以此確定具體的施工方案。荷載系數(shù)取用荷載風壓的1.0，基本的風壓為0.62kN/m2。荷載計算：屋頂蓋部分：靜載有彩鋼和網(wǎng)架，是1.40kN/m2，活載為0.9kN/m2；吊車：最上層的吊車荷載主要對作用于柱上，其荷載為R=4289kN，R=2699kN，水平剎車力在97.9kN。第二層吊車的荷載為R=1360kN，R=965kN，水平剎車力在29.5kN。最低下層吊車荷載為R=989.5kN，R=356.7kN，水平剎車力在12.9kN；風荷載：基本的風壓主要作用于柱的頂部，對其柱頂?shù)暮奢d力為375kN，基本風壓在0.62kN/m2，風荷載在兩邊的柱底壓力為17.2kN/m和9.98kN/m；
②設縫問題設計。按照相關規(guī)定規(guī)范，鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結構伸縮縫的最大間接為55m，鋼筋混凝土剪力墻結構伸縮縫的最大間距為45m，根據(jù)工程的實際情況考慮，本設計方案選擇不設縫的施工方案，但是由于混凝土存在收縮問題，因此在具體的結構設計時可以從廠房建筑的中部框架部位從基礎頂面至屋面設置10m寬的后澆帶。同時為了保證質量，還需要在鋼框架子結構和混凝土墻體之間進行連接構造，具體可以通過連梁采用剛性連接或鉸接。具體的施工策略為：調整結構施工順序，先澆筑混凝土簡體，然后安裝鋼框架；用剛性連接的鋼框架梁柱節(jié)點；調整鋼管柱的長度等方式進行；
③截面形式及計算。鋼管混凝土組合柱結構的截面形式有3種：a.圓鋼管混凝土結構；b.矩形鋼管混凝土姐歐股；c.多邊形鋼管混凝土結構。在廠房建設中使用最廣泛的就是矩形和圓形鋼管混凝土組合柱。圓形鋼管混凝土組合柱的強度和抗壓性是最符合廠房建設的，所以在該廠房車間建設中使用的就是圓形鋼管混凝土組合柱。對廠房框架進行計算時，實用的設計軟件是中國建筑學院編制的STS軟件，這個軟件主要是基于CECS28B90計算剛-混凝土組合柱截面；
④柱腳設計。鋼柱腳應使用密封板封閉，以減少立柱和地面壓力。在本文案例中情況下，密封板和柱的連接處設有勁肋，以便能夠更好的改善柱腳的受力。另外，采用雙杯口插入式鋼-混凝土組合柱，將混凝土澆注到杯口，有利于提高整體柱荷載；
⑤鋼與混凝土組合結構的防火設計。常用的防火措施種類比較多，一般就是將構件利用保護材料進行包裹，以此延續(xù)構建的升溫速度，為滅火提供時間。基于本工廠的工作環(huán)境，本次的設計具體選擇的是膨脹型防火涂料保護法，此種方法能夠消除傳統(tǒng)發(fā)生火災時產(chǎn)生的有毒氣體的弊端。具體的設計是選擇由有機樹脂、發(fā)泡劑以及碳化劑等構成的厚度在5mm左右的涂料，一旦發(fā)生火災時，該涂料就會膨脹，形成比原來還要厚幾十倍的多孔碳質層，阻擋外部對內(nèi)包構件的傳熱，便構件的耐火極限可達（0.5～1.5）h；
⑥剪力墻子結構體系延性設計。在鋼框架一混凝土剪力墻混合結掏體系中，由剪力墻和剪力墻組成的筒體承擔了85%以上的水平剪力，應保證混凝土墻體具有足夠的延性，因此在連接處設置型鋼柱，既能有效防止裂縫的出現(xiàn)或展開，又能方便鋼結構的安裝，減少鋼柱與混凝土墻體之間的豎向變形差異產(chǎn)生的不利影響。設計時應考慮框架具有一定的抗剪承載能力，其值不宜小于帶框墻總剪力的20%。同時剪力墻軸壓比應根據(jù)結構的抗震設防等級確定。該廠房設計剪力墻軸壓比控制值按規(guī)范要求應小于0.6，以保證其延性。
5工業(yè)廠房鋼與混凝土組合結構設計的保障
實現(xiàn)對工業(yè)廠房與混凝土組織結構設計的優(yōu)化必須要做好以下工作：①要把握基本的鋼與混凝土組合設計原則，通過設計保證廠房使用壽命，強化對廠房的質量控制以及達到最優(yōu)化的經(jīng)濟目標，也就是在設計的過程中要綜合考慮建筑項目的全壽命期的成本和效益問題。只有把握上述的基本原則才能保證設計的方案具有價值；②提高工業(yè)設計人員的綜合素質，提高他們的設計理念更新。鋼與混凝土結構設計是新型的設計方案，也是當前工業(yè)設計較為常見的一種技術，因此需要設計人員要把握設計的關鍵問題，強化質量管理意識和安全意識；③加強施工管理。保證施工工序嚴格按照設計的要求進行，以此保證工業(yè)廠房的質量。
6結束語
鋼-混凝土組合結構是一種新型結構，該結構充分了發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料優(yōu)點，是一種復合結構，結構形式更為合理，受力性能更加優(yōu)異。鋼-混凝土組合結構以其承載力高、造價低、性價比高等優(yōu)點得到了國內(nèi)外專家的廣泛認可。隨著施工技術的不斷改進，鋼-混凝土組合結構逐步得到完善，大大拓寬了鋼-混凝土組合結構在國內(nèi)工程結構中的應用范圍。本文通過對該廠房鋼與混凝土結構的性能檢測，通過設計提高了結構剛度，達到了良好的抗震效果，優(yōu)化了建筑布局和空間的使用，更為重要是將降低了造價，提高了工廠的經(jīng)濟效益，提升了工廠廠房的使用壽命。
參考文獻
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中圖分類號：TU391文獻標識碼： A
引言
無論是中國古代,還是現(xiàn)代工業(yè)廠房設計,都需要強調安全,有些建筑只注重難度和高度,甚至有些工業(yè)廠房為了節(jié)省材料,導致現(xiàn)代建筑工程的安全問題和滲漏甚多,這是建筑質量所不能夠允許的,我們只有重視鋼結構在工業(yè)廠房設計施工工藝,才能保證滿足廠房的施工安全。
一、鋼結構在工業(yè)設計中的重要性
我們知道農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎，因為它提供人民的基本生存保障。但在整個國民經(jīng)濟中光靠農(nóng)業(yè)是遠遠不夠的，其它產(chǎn)業(yè)部門，如工業(yè)、交通、商業(yè)等都必須大力發(fā)展，尤其是工業(yè)，它是國民經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)。一個國家工業(yè)發(fā)展水平就代表了其經(jīng)濟發(fā)展水平，世界上的發(fā)達國家都是工業(yè)化國家。作為發(fā)展中國家，與發(fā)達國家相比，我國的工業(yè)還存在許多問題。比如總體水平低，現(xiàn)代化程度差，科學技術上明顯滯后，工業(yè)生產(chǎn)效率也較低。因此，工業(yè)經(jīng)濟的轉型勢在必行。
配合著工業(yè)方面的轉型，鋼結構在工業(yè)領域的應用也將進入到一個新的階段。在這個階段中面臨著一定的考驗，但更多的是機遇。對于工業(yè)來講，鋼結構的應用范圍相當廣泛，歷史也相當悠久，其體系也較為成熟和固定。工業(yè)中體量大小差異很大的建、構筑物很多，需要滿足的功能要求也多種多樣，各方面的限制因素等都導致結構樣式要比較靈活，因此鋼結構的應用必將占據(jù)很大的部分。輔助材料的性能發(fā)展，如防火材料、防腐蝕材料及保溫材料等，也使鋼結構能滿足越來越高的使用上的要求。隨著時間的不斷推移，工業(yè)與鋼結構之間形成了一種相互促進、互利互惠的關系。這種關系也決定了兩者緊密的聯(lián)系。
二、鋼結構工業(yè)廠房設計
1、鋼結構工業(yè)廠房常用結構體系分析
在鋼結構工業(yè)廠房結構體系上，主要有3種常用的結構：
（1）純框架體系
具體而言，綜合考慮廠房的縱向與橫向這兩個方向，將其設計為剛接框架，禁止設置柱間支撐。這種結構體系的使用空間基本上不受其影響，但是其柱不能運用工字型柱，必須要設置成截面形式，例如箱形柱。一般而言，截面形式的兩個方向在慣性矩差別上基本上沒有變化，因而在一定程度上增加了鋼材的使用量。
（2）框架-支撐體系
這種結構體系主要是將結構的橫向設計為剛接框架，而結構的縱向通常設計為柱-支撐體系，基于積極發(fā)揮柱間支撐作用的同時，提高水平荷載的抵抗力。從本質上來講，這種結構體系相對經(jīng)濟環(huán)保，但柱間的支撐在一定情況下將會對整體的使用性能造成影響。由此可以看出，框架-支撐體系對于縱向深度較廣、橫向深度較廣的鋼結構工業(yè)廠房。
（3）鋼架聯(lián)合支撐的混合結構體系
這種形式主要是把結構的縱向設計為鋼架與支撐相結合的形式，依靠這兩者的相互作用來實現(xiàn)抵抗水平壓力的目的。立足于鋼架聯(lián)合支撐的混合結構體系的特點，有助于促進柱縱向彎矩的減少，但在一定狀況下增大了樓面的剛度，導致柱子間的變形出現(xiàn)不協(xié)調的狀況，因而柱間的支撐作用沒有得到有效發(fā)揮。
2、鋼結構工業(yè)廠房樓蓋布置思路分析
一般來講，鋼結構工業(yè)廠房的樓蓋主要存在4種形式：壓型鋼板現(xiàn)澆組合樓板、裝配整體式預制樓板、裝配式預制樓板和普通現(xiàn)澆混凝土樓板。綜合考慮這4類樓板各自的優(yōu)缺點，對于壓型鋼板現(xiàn)澆組合樓板來講，與普通現(xiàn)澆混凝土樓板均存在平面整體剛度相對較好的優(yōu)點，同時在施工速度上，壓型鋼板現(xiàn)澆樓板與裝配整體式預制樓板以及裝配式預制樓板相比顯著提高，但其造價較高。由此可知，要想提高鋼結構工業(yè)廠房的使用性能，必須要積極運用壓型鋼板現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓板。
3、鋼結構工業(yè)廠房柱網(wǎng)布置分析
在鋼結構工業(yè)廠房柱網(wǎng)的布置過程中，要遵循其相關的原則。換言之，主要體現(xiàn)在5個方面上：要滿足廠房的生產(chǎn)工藝以及使用需求；要遵循建筑結構經(jīng)濟性以及合理性原則；體現(xiàn)施工方法的先進性；與鋼結構工業(yè)廠房建筑的統(tǒng)一化原則相匹配；最大限度地體現(xiàn)生產(chǎn)的發(fā)展要求以及技術變革的要求。通常狀況下，當鋼結構工業(yè)廠房的跨度處在18m以下的情形中，要運用3m倍數(shù)原則。反之，如果跨度在18m以上時，要遵循6m倍數(shù)設計原則。而廠房的柱距要盡可能地執(zhí)行6m以及6m倍數(shù)原則。
4、鋼結構工業(yè)廠房變形縫設置分析
在設置鋼結構工業(yè)廠房的變形縫時，首先要明確變形縫的種類，主要包括3種，即為伸縮縫、防震縫以及沉降縫。當鋼結構工業(yè)廠房的寬度與長度超過實際需求的范圍時，此時氣溫發(fā)生明顯的變化，于鋼結構內(nèi)部出現(xiàn)一定的溫度應力，導致墻面以及屋面產(chǎn)生拉裂現(xiàn)象，不利于廠房的正常使用。在這種情形下，為了最大限度地降低工業(yè)廠房結構的溫度應力，必須要進行伸縮縫的設計。通常狀況下，要對廠房進行分區(qū)處理，進而分成諸多個溫度區(qū)段。需要強調的是，在設置伸縮縫的過程中，最先開始的位置是基礎頂面，將溫度區(qū)段上部結構區(qū)分開來，預留適當寬度的縫隙，致使上部的結構在氣溫發(fā)生變化的過程中能夠順著水平方向實現(xiàn)變形。
在鋼結構工業(yè)廠房中，通常狀況下不進行沉降縫處理，但是當工業(yè)廠房相鄰的兩部分在高差上存在很大差異時可設置沉降縫，同時當兩跨間吊車在起重量上產(chǎn)生巨大懸殊下，且地基承載力也發(fā)生巨大落差，必須要進行沉降縫設置。為了盡可能地減輕震害，必須要設置防震縫。當工業(yè)廠房在平面以及立面上相對復雜時，同時結構的高度以及剛度存在較大的差異，必須要設置防震縫。此外，如果要在廠房的側邊進行附房的布置，需要注意的是要將相鄰的部分區(qū)別設計，設置伸縮縫與沉降縫時，要與防震縫設計要求相一致。
三、鋼結構在施工過程中存在質量控制的要點
1、鋼結構廠房基礎工程質量控制的重要措施
鋼結構廠房最基礎的工程就是采用混凝土作為一些獨立的基礎，基礎工程混凝土和鋼筋模式的施工施工工藝完全相同，因此鋼結構廠房中我們需要注意錨栓會出現(xiàn)不垂直的現(xiàn)象；基礎施工后的錨栓預埋水平會出現(xiàn)很多誤差，鋼柱在安裝過程中，柱腳底部會有很多擴張的技術。國際先進的施工采用的是信息化技術的引進。以先進的技術和機器設備代替復雜的施工要求，是減少事故的有效方式。
首先，施工過程遇到困難要及時地修復。對于建筑材料薄弱部位進行優(yōu)化處理。其次，確定中后期建筑安全的維護。相關技術人員要進行嚴謹?shù)臋z測。對于已發(fā)生的事故要有“科學保護處理方案”，將損失減少到最少。最后，如果降低安全事故的發(fā)生率，最重要的還是要宣傳安全文化，所以，定期對施工人員以及相關的人員進行安全知識的培訓，提高施工人員的知識。
2、鋼結構廠房主體工程質量控制的相關要點
根據(jù)設計圖紙及設計對基礎的要求為依據(jù)，地腳螺栓的埋設誤差，對每一柱腳，錨栓之間允許誤差不得＞2mm，其它誤差不得＞4mm的要求對基礎進行復查，其驗收內(nèi)容主要包括：基礎的中心位移偏差，基礎標高偏差，預埋螺栓位置偏差，間距、跨距復查和沉降觀察點、控制點、基礎技術資料的交接及基礎外觀等其它質量指標的檢查認定。進行復驗交接時必須有甲方、基礎施工方和鋼構安裝方的現(xiàn)場負責人共同組織參與。對不符合設計及有關規(guī)范要求的必須及時提出處理意見并經(jīng)甲方和監(jiān)理檢查認定后方可進入下步工序施工。技術資料的交接必須清楚明了，無遺漏、缺項，保證真實性和實物分類的統(tǒng)一性。
結束語
綜上所述，在鋼結構工業(yè)廠房設計過程中，諸多業(yè)主與設計單位在鋼結構建筑的認識上存在諸多問題，鋼結構體系方案設計不合理，因此相關的結構設計人員要充分發(fā)揮鋼結構設計思維，掌握新形勢的發(fā)展要求，優(yōu)化鋼結構體系設計，綜合各種影響因素，優(yōu)化廠房整體的設計思路，從而提高鋼結構工業(yè)廠房設計質量。
參考文獻
中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：
一、鋼結構在工業(yè)建筑的應用優(yōu)勢
在現(xiàn)實生活中，鋼結構在工業(yè)建筑的運用優(yōu)勢，得到了社會各行各業(yè)的重視，鋼結構的施工速度是比較快的，通過對鋼結構構件的有效應用，促進其大批量生產(chǎn)，滿足其在實際工作中的需要，有利于其在施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化，促進其安裝的便捷性，促進其施工周期的有效縮短，滿足實際工作的需要。由于鋼結構相對于鋼筋混凝土結構來說，本身的重量比較低的，這有利于促進建筑物結構質量的優(yōu)化，以更有利于實際工作的有效展開。其建設適應性是非常強的，比較適合一系列的較低的地基承載力環(huán)節(jié)及其地震烈度較高的區(qū)域，鋼結構的應用，有利于促進企業(yè)綜合效益的提升，其與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構相比，也具備更加環(huán)保性，促進其鋼結構體系的內(nèi)部環(huán)節(jié)的不斷深化，滿足環(huán)保型綠色建設發(fā)展的需要。
二、鋼結構的設計中的性能要求
1、抗震性能
我們在設計的過程中也要對鋼結構進行抗震性能設計的優(yōu)化，促進其鋼結構抗震性能的提升，以滿足實際工作的需要。因此，在設計的過程中，應根據(jù)地理環(huán)境的不同，考慮結構的抗震等級及要求，合理考慮結構的整體穩(wěn)定性，特別的梁柱布置的合理性和整體穩(wěn)定性，應考慮在地震作用下或者想風荷載的作用下要滿足規(guī)范的要求，確保鋼結構的受力性能的提升，保證其變形能得到有效控制。由于受到水平地震力或風力的影響，鋼柱底的剪力往往比較大，因此，在設計的過程中，應考慮柱底設抗剪鍵，設抗剪鍵來抵抗水平力對基礎的影響，保證工程的整體穩(wěn)定，滿足抗震的要求。
2、防火性能
我們在設計鋼結構工業(yè)建筑的時候，還應考慮鋼結構的防火要求，因為鋼結構的耐火能力是很差的，當鋼材受熱在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強度降低，塑性增大；溫度在250℃左右時，鋼材抗拉強度略有提高，而塑性卻降低，出現(xiàn)藍脆現(xiàn)象；當溫度超過250℃時鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象；當溫度達 500℃時，鋼材強度降至很低，以致鋼結構塌落。因此，在設計鋼結構工業(yè)建筑時，必須做隔熱及防火設計。選用良好的耐火材料，保證防火層的厚度及質量，從而滿足防火要求。
三、鋼結構的構件設計與節(jié)點設計
構件設計首先是材料的選擇。比較常用的設計是 Q235(類似A3) 和 Q345(類似 16Mn)。通常主結構使用單一鋼種以便于工程管理。從經(jīng)濟上考慮,也可以選擇不同強度鋼材的組合截面。當強度起控制作用時,可選擇 Q345；穩(wěn)定控制時, 宜使用 Q235。構件設計中, 現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來驗算截面。這與結構內(nèi)力計算的彈性方法并不匹配。當前的結構軟件,都提供截面驗算的后處理功能。由于程序技術的進步,一些軟件可以將驗算時不通過的構件,從給定的截面庫里選擇加大一級, 并自動重新分析驗算, 直至通過———這就是常說的截面優(yōu)化設計功能之一,它大大減少了結構師的工作量。
節(jié)點設計是鋼結構設計的重要內(nèi)容之一。在結構分析前, 就應該對節(jié)點的形式有充分的思考與確定。設計中經(jīng)常出現(xiàn)最終設計的節(jié)點形式與結構分析模型中使用的形式不完全一致, 這種情況在施工中必須避免。節(jié)點按傳力特性可分為剛接、鉸接、半剛接, 初學者宜選擇前兩者進行簡單定量分析。節(jié)點連接兩種常用的方法是等強設計和實際受力設計, 設計手冊中通常有焊縫及螺栓連接表格供設計者方便查用。規(guī)范中對焊接焊縫的尺寸及形式有強制規(guī)定, 應嚴格遵守。焊條的選用應與被連接金屬材質相適應, 例如 E43 對應Q235,E50 對應 Q345。Q235 與 Q345 連接時, 應該選擇低強度的 E43, 而不是 E50。焊接設計中不得任意加大焊縫。焊縫的重心應盡量與被連接構件重心接近( 詳細內(nèi)容可查閱規(guī)范關于焊縫構造方面的規(guī)定)。高強螺栓的使用領域日益廣泛。螺栓通常使用 8.8s 和 10.9s 兩個強度等級, 根據(jù)受力特點分承壓型和摩擦型。兩者計算方法不同,高強螺栓最小規(guī)格M12,常用 M16~M30, 超大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定, 設計中應慎重使用。普通螺栓抗剪性能差, 可在次要結構部位使用。連接板選取厚度為梁腹板厚度加4mm。然后驗算凈截面抗剪。節(jié)點設計必須考慮安裝螺栓、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構件吊裝順序。構件到運現(xiàn)場無法安裝是初學者常遇到的問題。節(jié)點設計還應考慮制造廠的工藝水平: 比如鋼管連接節(jié)點的相貫線的切口需要數(shù)控機床等設備才能完成。
四、鋼結構在工業(yè)建筑施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化
1、鋼結構的施工開展之前，應該查看工程現(xiàn)場，對設計圖紙進行分析。在接到施工任務后應對施工現(xiàn)場進行仔細的勘察，主要查看現(xiàn)場吊裝設備站位地點、現(xiàn)場拼裝場地位置、拼裝設備站位地點、現(xiàn)場有無障礙物、現(xiàn)場臨時道路是否具備運輸及安裝條件等。仔細核對圖紙并與土建及結構支架的跨距、標高進行復合。保證在沒有錯誤的前提下進行制作。對圖紙上的鋼結構進行分解計算重量。主要計算幾個安裝、制作參數(shù)。單片桁架重量、整個鋼結構重量、上、下弦支撐的重量及平臺重量。桁架上下弦起拱度計算，一般按設計圖紙要求進行制作起拱。一般桁架的起拱按大于24米按L/500，小于24米可不考慮。幾個參數(shù)的計算務必準確無誤。
2、為了提高鋼結構工業(yè)建筑的穩(wěn)定性，我們首先要進行地腳螺栓環(huán)節(jié)的堅固性的提升，促進其地腳螺栓環(huán)節(jié)的精度有效控制，確保其鋼結構的有效應用。在地腳螺栓的埋設過程中，我們要促進其精度的提升，促進其下序環(huán)節(jié)穩(wěn)定運行。我們要做好鋼柱的地腳螺栓安裝的準備工作，促進其平面控制網(wǎng)系統(tǒng)的內(nèi)部各個環(huán)節(jié)的有效協(xié)調，促進其螺栓的安裝精度的提升，以滿足實際工作的需要。把柱腳的底板的十字線彈出，地腳螺栓的中心線彈出，柱腳剪力孔清理干凈，待鋼柱就位后，調整標高，把螺母緊固。
3、在鋼結構工業(yè)建筑的施工環(huán)節(jié)中，我們要進行梁柱安裝環(huán)節(jié)及其柱間支撐環(huán)節(jié)精度的有效控制，促進其空間剛度單元的穩(wěn)定性，以保證其安裝環(huán)節(jié)的協(xié)調。我們要進行墊板環(huán)節(jié)的有效應用，促進其定位線的精確性，促進其整體運作系統(tǒng)的有效優(yōu)化。采用高強螺栓連接或者焊縫連接時，均勻滿足設計規(guī)范的要求。保證其結構在豎向和橫向的整體穩(wěn)定性滿足設計的要求。
4、為了促進結構構件的有效安裝，我們要進行構件的儲存工作的健全，促進其構件設備的有效應用，滿足實際工作環(huán)節(jié)的需要。我們要按照相關的堆放規(guī)范，進行構件管理，確保該環(huán)節(jié)的有效運作。存放場地應設專人進行管理，并按供貨要求和供貨清單進行清點，資料存檔.構件堆放時H型構件應立放，不得平放.每個構件的支點不得少于兩個，支點的位置宜在構件端部七分之一跨處，疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平，支點應上下對齊。
五、結束語
總的來說，鋼結構工業(yè)建筑在設計及施工環(huán)節(jié)，要采取合理的措施進行優(yōu)化，根據(jù)工程開展的過程中，根據(jù)實際需要進行改進調整，盡可能的使工業(yè)建筑工程更加經(jīng)濟合理，以創(chuàng)造更多的經(jīng)濟利益及社會效益。
參考文獻：
1前言
新建工業(yè)廠房多采用預制排架結構，這種結構構件預制尤為關鍵。由于工業(yè)廠房一般作業(yè)面積較大，因此多采用大跨度單層廠房，現(xiàn)比較普遍采用預應力混凝土結構或鋼結構。其中預應力混凝土結構形式為：豎向承重結構為混凝土柱，屋面為預應力混凝土折線形屋架。混凝土柱采用預制或現(xiàn)澆。結合以往同類結構施工經(jīng)驗，現(xiàn)澆混凝土柱子的施工具有一定的難度。這主要是因為現(xiàn)澆排架柱具有總體柱身超高、排架柱截面較小、牛腿部位鋼筋密集等特點。如在柱的牛腿部位鋼筋縱橫交錯，而柱箍筋又需加密，牛腿面預埋件平整度要求高，吊車梁安裝的基礎就是牛腿預埋件。因此，預埋件不但本身平整度要達到要求，而且，每條軸線上的牛腿頂面標高也必須一致。為控制好混凝土柱的截面尺寸、垂直度及預埋件的標高，需從多方面控制混凝土柱的施。
我們在某集團鑄鋼廠房工程的構件預制施工中，提煉了一些行之有效的施工方法，如跨內(nèi)預制、疊層生產(chǎn)等，提高了效率、降低了成本?，F(xiàn)總結如下，供大家參考。
2工程概況
某集團鑄鋼廠房為單層4跨，局部2跨的排架結構。該廠房4跨跨度均為18 m，柱距6 m，排架柱為鋼筋混凝土工字形截面柱，屋面結構為梯形鋼屋架和預應力混凝土大型屋面板。本文對該工程工程的構件預制施工進行總結，在成本、質量、進度、安全等控制及社會效益方面均取得了良好的效果。并受到各相關部門的廣泛好評。
3工程設計與施工
3.1場地布置
在構件預制前，首先應做好現(xiàn)場構件平面布置及吊車行走路線圖，明確疊層構件的上下順序，預制柱子在基礎兩側平行于軸線布置，屋架和薄腹梁在跨內(nèi)平行于軸線布置。柱子采用二、三根疊澆生產(chǎn)，屋架和薄腹梁采用三、四榀疊澆生產(chǎn)，既滿足了場地要求，也節(jié)約了制作胎模的費用。然后夯實預制場地地基，做好排水設施。
3.2胎模制作
胎膜表面要平整、水平，疊層預制時，胎膜表面或上下層構件之間隔離劑宜采用油氈或厚質塑料布。疊層施工柱的“工”字處，下層柱內(nèi)應采用灌砂振實并與柱面齊平，上面再砌磚成“工”字形模，并抹水泥砂漿壓光。對于屋架，可根據(jù)胎模需要的數(shù)量，采用以下不同的胎模制作方式：
第一種為屋架榀數(shù)多需要胎模數(shù)量多，采用竹編板制作成1/2榀屋架同比例模具，每次按模具比對制作胎模。
第二種為屋架榀數(shù)少需要胎模數(shù)量少，采用在基層上直接放線砌筑磚胎模，磚胎模應比構件每邊寬出50～100mm。在其表面抹20～30mm厚水泥砂漿，隨即在水泥砂漿上彈出屋架邊線，根據(jù)邊線將構件外多余砂漿切掉，修整好至屋架實際尺寸。支胎模時即以抹灰面層邊為準線即可，見圖1。
a．屋架榀數(shù)多胎模制作b.屋架榀數(shù)少胎模制作
圖1：胎膜制作示意圖
胎模施工需注意的要點如下：
①胎模所用背肋方木選用順直無瑕疵的松木，必須用平刨刨平，同一塊胎模的背肋尺寸必須一致，確保拼裝后柱身尺寸準確和加固的有效性。②胎模企口部位尺寸必須一致、順直，同時需預拼，如有縫隙需調整，或用手提電刨刨平直。③在支立柱模前，先在胎模下口及兩側貼上海綿條，防止混凝土澆筑時漏漿，同時，對胎模下口進行專項處理，保證混凝土成型效果。④柱加固時，用緊線器調整纜風繩的松緊度以調整柱身的垂直度，用柱箍來保證截面尺寸，特別是胎模背肋及柱箍之間必須擠緊，不留空隙，避免柱成型后表面凹凸不平。
3.3柱子、屋架和薄腹梁預制
現(xiàn)場預制構件一般采用竹膠板胎模。疊層施工時，柱子牛腿處、柱根部、柱頂處胎模一次支設到頂，屋架的現(xiàn)澆腹桿與上下弦交角處胎模一次支設到頂；預留筋或預埋件，埋置標高必須準確。柱子吊環(huán)的吊點位置及吊環(huán)的鋼筋直徑需施工單位根據(jù)吊點位置（使吊點處最大負彎距與跨內(nèi)最大正彎距絕對值相等；二是有牛腿的柱吊點盡量設在牛腿根部）、構件抗彎強度和構件抗裂度、鋼筋抗拉強度、抗拔力和局部承壓強度等幾個方面綜合考慮進行計算后確定。
屋架和薄腹梁外形尺寸大，桿件斷面小，節(jié)點鋼筋密，支模時必須保證埋件位置準確。屋架現(xiàn)澆桿件鋼筋綁完后，進行預制腹桿拼裝，從中間節(jié)點處向兩邊布放。預制腹桿拼裝完后，進行波紋管的放置。放置前先對屋架下弦各節(jié)點處影響波紋管位置的鋼筋進行調整。穿波紋管應在端部錨板安裝前進行，波紋管接頭用波紋套管連接，并用膠帶將接頭纏裹嚴密，防止漏漿。接頭處的波紋管不得向內(nèi)倒邊，以免影響穿束。應使用無齒鋸切割波紋管，切割后要將切口修平。混凝土澆筑前，對胎模尺寸、所配制的鋼筋、預埋件等進行隱蔽工程驗收，并做記錄。澆筑時必須振搗密實（尤其端部節(jié)點的密實），注意振動棒不要擾動胎模、預埋件和預埋管。整榀構件一次澆成，不留施工縫。
3.4預應力屋架張拉及灌漿
張拉前，首先應維護和校驗張拉機具及儀表，認真檢查構件的幾何尺寸、混凝土搗制質量、孔道位置。其孔道必須保證尺寸與位置正確，平順暢通，無局部彎曲；屋架端部錨具下的預埋板位置與垂直度應準確，板面應平整，孔道接頭處不得漏漿，灌漿前孔道應濕潤、潔凈，灌漿孔和排氣孔應符合設計要求的位置；屋架混凝土強度達到100%設計強度。
3.4.1張拉工藝
(1) 機具及設備布置
機具及設備布置見圖2。
圖2：機具及設備布置圖
(2)鋼絲束穿束
1）鋼絲的下料：按下式計算鋼絲下料長度L，并用砂輪切割機、氧乙炔或壓力鉗剪斷鋼絲，嚴禁用電弧焊切割。
L＝l+(l1+l2+80)+(h+δ)(1)
式中 L――鋼絲束下料長度；
l――屋架長度；
l1――錨環(huán)厚度；
l2――千斤頂分絲頭至卡盤外端距離；
h――錨板厚度；
δ――鋼絲束鐓頭留量，對φs5取10mm。
2）鐓頭：用于鐓頭處的鋼絲，必須是用砂輪切割機切斷的端頭。φs5碳素鋼絲的鐓頭，采用LD10型冷鐓器。鐓頭尺寸：外徑為1.4d～1.5d，高度為0.95d～1.05d（d為鋼絲直徑），頭型圓整、不偏歪、頸部母材不受損傷。鋼絲鐓頭的強度不得低于母材強度標準值的98％，鐓頭中心偏移允許偏差為1mm。鋼絲鐓頭圓弧型周邊不得出現(xiàn)伸至鋼絲母材的裂紋，鐓頭的拉伸試驗應滿足鐓頭強度要求。
3）編束：按設計要求的鋼絲數(shù)束，在平整的地坪上依次擺放。將內(nèi)圈和外圈鋼絲分別用鐵絲順序編扎，然后將內(nèi)圈鋼絲放在外圈鋼絲內(nèi)扎牢。鋼絲偏規(guī)律，鋼絲的一端可直接穿入錨杯，另一端距端部約20cm處編束，以便穿錨板時鋼絲不紊亂。同時從一端0.5m處開始用2根φ0.7mm鉛絲編扎成束，直至距另一端0.5m處位為止。
4）孔道中線：每一孔道兩端必須認真分孔中線，用紅鉛筆正確畫出錨環(huán)的位置，以防錨具放偏。若孔道偏小或偏斜應加工標準，以免張拉時損傷鋼絲。
5）穿束：鋼絲束應整束穿，采用人工穿束，束的前端用膠布包好裹成子彈頭形，以便順利通過孔道。
圖3：鋼絲編束工藝簡圖
3.4.2張拉程序及控制應力
總體張拉程序是從最上面一榀開始，逐步張拉至最下面一榀（一般為三至四榀疊層生產(chǎn)）。預應力鋼絲張拉時，要保持孔道中心、錨具中心和千斤頂中心“三心一線”。張拉錨具固定后要測量鋼絲回縮量，鋼質錐形錨具不大于5mm。張拉過程中要注意檢查預應力筋是否斷裂或滑脫，當每束鋼絲滑脫或斷裂超過一根或超過同一截面預應力筋總數(shù)3％時，要對該束鋼絲更換，重新對該榀屋架進行張拉。
預應力鋼絲束采用應力控制方法進行張拉，用預應力筋的伸長值進行校核。預應力鋼絲張拉采用0бcon持荷三分鐘錨固（бcon為預應力筋的張拉控制應力）。疊層施工構件時逐層增加張拉力，一般為：第二層：1.5%；第三層：2%～3%；第四層：4%～5%。預應力筋張拉端要在屋架兩端對稱布置。2臺千斤頂分設在構件兩端，對稱張拉一次完成。四束預應力筋屋架，分兩批張拉，用2臺千斤頂分別張拉對角線上的筋束。
3.4.3孔道灌漿
預應力筋張拉完后要盡早進行孔道灌漿，以減少預應力損失。灌漿之前，觀察錨環(huán)外的鋼絲記號，看是否有少絲、斷絲、滑絲情況，若發(fā)現(xiàn)超過規(guī)定數(shù)量，則要更換該鋼絲束及其對稱鋼絲束。清洗灌漿孔道，并檢查灌漿孔、排氣孔是否與預應力筋孔道連通，否則要事先處理。
灌漿順序先下后上，避免上層孔道漏漿將下層孔道堵住。每根構件必須連續(xù)灌漿，不得中斷。對灌漿孔由近到遠逐個檢查出漿口（排氣孔、泌水孔），待濃漿冒出后逐一封閉。對最后一個出漿孔在排氣孔冒出濃漿后，即堵死排氣孔，再壓漿至0.6MPa，保持1～2min后，即可堵塞。封閉完出漿孔，灌漿孔出濃漿后，繼續(xù)加壓（0.4～0.6MPa），保壓2min，封閉進漿孔。每個構件的全部孔道要一次灌漿完成。每工作班組留置一組砂漿試件，連同構件加溫養(yǎng)護，強度不低于M10后，方可移動屋架。
3.4.4端頭封閉
灌完漿第二天后，即可剪斷外留多余鋼絲（注：切記不可用氧焊或電焊切斷，以免造成應力損失）錨具外最少留50mm長，根據(jù)設計要求而定，并用比屋架混凝土強度高一級的細石混凝土封閉保護端頭錨具及鋼絲頭。
鋼結構工業(yè)廠房在我國應用的時間并不長，其具體的設計及施工技巧都還在探索階段。雖然鋼結構工業(yè)廠房有很多優(yōu)點，但作為一種材料，它也有很多缺點，例如防火性能差、易銹蝕等，在設計與施工的過程中一定要考慮到這些因素。文章將從設計和施工兩個方面來進行論述。
一、鋼結構工業(yè)廠房的優(yōu)越性
鋼結構工業(yè)廠房的主要優(yōu)點在于：首先，在施工速度方面：鋼結構構件可以工廠化批量生產(chǎn)，施工簡單，安裝快捷，大大縮短了施工周期。其次，鋼結構工業(yè)廠房在自重方面：可減輕建筑物結構質量約30%，特別在地基承載力低和地震設防烈度較高的地方，其綜合經(jīng)濟優(yōu)于鋼筋混凝土結構體系。最后，從環(huán)保方面考慮：鋼結構體系屬于環(huán)保型綠色建筑體系，鋼材本身是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環(huán)價值，并且不需要制模施工。
二、鋼結構工業(yè)廠房圖紙設計的重要性
無論在什么樣的工程中，圖紙是工程施工的依據(jù)。在鋼結構工業(yè)廠房的設計期間，一定要組織施工單位專業(yè)技術人員對圖紙進行會審，檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”，力爭把問題解決在施工之前，減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。鋼結構工程要針對制作階段和安裝階段分別編制施工組織設計，其中制作工藝內(nèi)容應包括制作階段各工序、各分項的質量標準、技術要求，以及為保證產(chǎn)品質量而制訂的各項具體措施。
三、鋼結構工業(yè)廠房支撐系統(tǒng)的設計原則
為了保證鋼結構廠房的空間工作，提高其整體剛度，承受和傳遞縱向水平力，防止桿件產(chǎn)生過大的變形，避免壓桿失穩(wěn)，以及保證結構的整體穩(wěn)定性，應根據(jù)廠房結構的形式，車間吊車的設置，振動設備以及廠房的跨度、高度，溫度區(qū)段的長度等情況布置可靠的支撐系統(tǒng)。廠房每一溫度區(qū)段應設置穩(wěn)定的柱間支撐系統(tǒng)，并與屋蓋橫向水平支撐的布置相協(xié)調。下柱支撐的位置是決定廠房縱向結構變形方向的重要因素，并影響溫度應力的大小，下柱支撐應盡可能設在溫度區(qū)段的中部，使吊車梁等縱向構件能隨著溫度變化比較自由地向區(qū)段兩端伸縮。當溫度區(qū)段的長度不大時，一般在溫度區(qū)段的中部設置一道下段柱支撐，但溫度區(qū)段的長度大于150 米時，為了保證廠房的縱向剛度，應在溫度區(qū)段內(nèi)設置兩道下段柱支撐，其位置應盡可能布置在溫度區(qū)段中間三分之一的范圍內(nèi)，為了避免過大的溫度應力，兩道支撐的中心距離不宜大于72 米。
四、鋼結構工業(yè)廠房抗震性設計的重點
在鋼結構工業(yè)廠房做抗震設計時應注意：首先，在總體布置方面要求廠房結構的質量和剛度均勻分布，使廠房受力均勻，變形協(xié)調，盡量避免因結構剛度不均勻對抗震造成不利影響，廠房橫向結構宜采用剛架或者使屋架與柱有一定固結的框架，以便充分利用鋼結構的受力性能并減少橫向結構變形。其次，鋼結構廠房的破壞一般情況不是由于桿件強度不足而常常因為桿件失穩(wěn)而造成，所以合理布置支撐系統(tǒng)，保證廠房結構整體穩(wěn)定性，對鋼結構廠房尤為重要。最后，在地震作用下。存在著低周疲勞作用，設計時應注意其對廠房的影響。對結構連接點的設計。應保證節(jié)點的破壞不先于結構構件的全截面屈服，應使結構構件能進入塑性工作，充分吸收地震能量發(fā)揮其抗震能力。
五、鋼結構工業(yè)廠房耐熱能力設計的重要性
前面提到過，鋼結構工業(yè)廠房防火能力很差，當鋼材受熱在100℃以上時，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強度降低，塑性增大；溫度在250℃左右時，鋼材抗拉強度略有提高，而塑性卻降低，出現(xiàn)藍脆現(xiàn)象；當溫度超過250℃時鋼材出現(xiàn)徐變現(xiàn)象；當溫度達500℃時，鋼材強度降至很低，以致鋼結構塌落。因此，當鋼結構表面溫度處于150℃以上時，必須做隔熱及防火設計（通常是涂耐熱涂料來解決）。
鋼結構工業(yè)廠房的施工中，存在的問題非常繁冗，在這里只對比較突出的幾個問題進行分析研究。
六、關于施工過程中地腳螺栓的埋設問題
可以說地腳螺栓的堅固與否是鋼結構工業(yè)廠房建筑穩(wěn)定性的根本所在。地腳螺栓的精度關系到鋼結構定位，地腳螺栓的埋設必須嚴格保證其精度。地腳螺栓的埋設精度：軸線位移±2.0 mm，標高±5.0 mm。在地腳螺栓安裝前，將平面控制網(wǎng)的每一條軸線投測到柱基礎面上，全部閉合，以保證螺栓的安裝精度。然后根據(jù)軸線放出柱子外邊線，待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺架子搭設好以后，將所需標高抄測到鋼管架子上。
七、關于吊裝過程中的注意事項
首先，把柱腳底板的十字線彈出，地腳螺栓的中心線彈出，柱腳剪力孔清理干凈，待鋼柱就位后，調整標高，把螺母緊固。其次，吊裝完一個區(qū)域的鋼柱后，吊裝連系桿，這樣保證鋼柱整體穩(wěn)定性，使吊裝鋼梁時鋼柱不容易變形。最后，吊裝鋼梁，兩對鋼梁空中對接，并把高強螺栓初擰，第一根鋼梁用四道纜風繩拉緊，防止鋼梁向一邊傾斜。
八、關于吊車梁系統(tǒng)的安裝問題
在鋼結構工業(yè)廠房的施工過程中，吊車梁的安裝必須嚴格按規(guī)范從柱間支撐跨進行，柱間支撐安裝連接后已形成一個比較穩(wěn)定的空間剛度單元，從此處安裝，一是保證安全，二是能保證吊車梁安裝不會影響柱子的垂直度。同時在安裝過程中對端部截面誤差較大的吊車梁底部應配調整墊板，該墊板在吊車梁系統(tǒng)調整完后應焊接固定，按事先測放的定位線精確對中。制動系統(tǒng)的連接應在吊車梁調整固定后正式連接。當制動板與吊車梁高強螺栓連接和輔桁架焊接連接時，為防止連續(xù)施焊對高強螺栓的影響，應先將制動板和吊車梁的高強螺栓連接，并進行初擰，然后調整輔桁架，并于制動板點焊固定后終擰高強螺栓，最后進行制動板和輔桁架的焊接。高強螺栓的緊固和制動板的焊接，均要遵循由每塊板的中間往兩邊進行，以減小板內(nèi)應力。
九、關于鋼結構構件的碼放問題
為便于結構構件的安裝，構件進廠后應進行合理的堆放。原則為：現(xiàn)場急需安裝的應直接堆放到現(xiàn)場，按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭，后吊裝的碼放在下頭。不急于吊裝的構件暫時存放在現(xiàn)場外。堆放時應注意柱梁分開并按照軸線分類碼放。存放場地應設專人進行管理，并按供貨要求和供貨清單進行清點，資料存檔。構件堆放時，H型構件應立放，不得平放。每個構件的支點不得少于兩個，支點的位置宜在構件端部七分之一跨處，疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平，支點應上下對齊。
(2)剛性抗震設計。剛性抗震設計則是當前我國建筑結構抗震能力設計過程中常用的抗震設計類型，其也是建筑結構抗震設計中較為傳統(tǒng)的結構抗震設計類型，其能夠通過對建筑結構強度的提升、對建筑結構塑化能力的提升以及對建筑結構剛性的提升有效的提升建筑結構的整體抗震能力，有效的提升建筑結構在地震災害發(fā)生過程中的穩(wěn)定性，提高建筑結構的抗變形能力、抗地震破壞能力、抗倒塌能力等多種能力特性，對工業(yè)與民用建筑結構的穩(wěn)定性和安全性有著非常重要的提升。具體來講，剛性抗震設計應用在建筑結構的設計和施工過程中，主要是通過對混凝土結構的抗震設計來達到最終提高建筑結構整體抗震性能的目的，例如剛性抗震設計可以在建筑結構的設計過程中通過對抗側力構件截面的設計采用提高混凝土標號和增加結構配筋量的方式來達到提高相應結構延性和強度的目的，最終實現(xiàn)對整體建筑結構抗震性能的有效提升。剛性抗震設計在我國建筑結構設計過程中的應用已經(jīng)形成了一套頗為成熟的應用體系，其在工業(yè)與民用建筑結構設計過程中的應用也較為普遍，但是值得注意的是剛性抗震設計在建筑結構中的應用事實上也是有一定局限性的，其主要表現(xiàn)在無論剛性抗震設計能夠多么有效的提高建筑結構的整體強度和剛度，建筑結構自身在地震災害來臨過程中的抵抗能力始終都是有限的，在遭遇到極為強烈的地震災害作用力時，剛性抗震設計不能完全的保證建筑結構全然不受地震災害的影響，同時剛性抗震設計還會出現(xiàn)增加地震加速度并最終導致建筑受到的地震效應更加劇烈的現(xiàn)象，因此剛性抗震設計在提高建筑抗震性能上的作用事實上是有一定局限的。
(3)局部抗震設計。局部抗震設計在建筑結構抗震設計中的應用主要是通過對多種綜合因素以及對地震災害的作用力分析情況來完成對建筑結構的相應設計工作。具體來講，局部抗震設計首先會針對工業(yè)與民用建筑結構在面臨地震災害時最容易出現(xiàn)結構損壞的位置進行相應的模擬實驗和分析，例如工業(yè)與民用建筑的后砌墻結構與樓板結構在地震災害時是最容易出現(xiàn)損壞現(xiàn)象的結構，那么局部抗震設計就會在工業(yè)與民用建筑結構的設計過程中充分加強對后砌墻結構和樓板結構的強化設計，通過提升后砌墻結構與樓板結構的設計強度來達到提升建筑結構抗震性能的目的;其次局部抗震設計在建筑結構的應用過程對建筑結構的建設場地也有著相應的要求，局部抗震設計在工業(yè)與民用建筑結構設計中的應用要求健身代為必須盡量選擇避免軟弱粘土區(qū)、采空區(qū)以及非巖質陡坡區(qū)等地區(qū)，以便降低建筑結構在面臨地震災害時遇到的災害影響;最后局部抗震設計對建筑結構的施工質量要求也非常的高，其在工業(yè)與民用建筑結構設計過程中的應用要求工業(yè)與民用建筑必須具備高標準的結構施工質量，進而從整體上提升建筑結構的安全性和穩(wěn)定性，保證建筑結構具備相應的抗震能力。
2工業(yè)與民用建筑結構抗震設計過程中應該采取的優(yōu)化措施
(1)科學合理的選擇抗震類型。當前階段我國工業(yè)與民用建筑結構包含多種不同的類型，例如混凝土結構建筑、磚混結構建筑以及鋼結構建筑等等，設計單位在工業(yè)與民用建筑結構的設計過程中應該充分的考量建筑結構的不同類型，根據(jù)不同建筑結構類型抗震性能上存在的差異性科學合理的選擇抗震類型
(2)加強建筑施工場地的優(yōu)化選擇。設計單位在工業(yè)與民用建筑結構場地的選擇過程中還應該加強建筑施工場地的優(yōu)化選擇，盡量選擇能夠降低或者消除地震影響的地理位置，減少地震災害來臨過程中對于建筑結構造成的不利影響，避免因為地理位置選擇不對造成的地震影響更加劇烈的現(xiàn)象。
中圖分類號：TF046.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）08-0146-01
地震是我國一種常見的自然災害，對建筑結構的影響非常大，嚴重時甚至會造成建筑物倒塌等問題，這對建筑結構中的用戶，尤其是工業(yè)與民用建筑中用戶的生命安全帶來了極大的威脅，所以，工業(yè)與民用建筑在結構設計過程中，應該將抗震設計工作做好，保證其在正常使用中始終保持良好的抗震性能，保證在地震災害來臨時保證強大的穩(wěn)定性。
1 工業(yè)與民用建筑結構形式的特點
在我國，工業(yè)與民用建筑的結構主要可以分成鋼結構、磚木結構、框架結構及砌體結構等不同種類，下面主要針對這幾種建筑結構形式的主要特點進行分析。
1.1磚木結構
磚木結構中的建筑屋頂和樓板等都利用木材作為主要搭建結構，這種結構在我國農(nóng)村地區(qū)比較常見，其優(yōu)點在于結構簡單、成本低廉，但是磚木結構不能對砂漿的質量進行保證，所以這種結構的建筑物通?？拐鹉芰Ρ容^差。
1.2砌體結構
砌體結構也是一種比較常見的工業(yè)與民用建筑結構，通常情況下這種結構的房屋會設計成小開間建筑，建筑內(nèi)部的內(nèi)墻比較多，因此，建筑的抗側力剛度是比較好的。但是砌體結構的抗變形能力差很多，很容易出現(xiàn)開裂等問題，如果遇到地震，砌體結構建筑將會出現(xiàn)局部坍塌等嚴重問題。
1.3鋼結構
在目前我國的建筑行業(yè)中鋼結構的使用范圍非常廣，可以充分保證建筑的強度、剛度和塑性、延性。鋼結構本身的重量比較輕，加上其延性和塑性非常好，所以可以有效提高建筑物的抗震能力，避免建筑物出現(xiàn)倒塌的情況。但是，鋼結構的耐火性非常差，一旦發(fā)生火災很容易出現(xiàn)建筑安全問題，另外，成本也比較高。
1.4框架結構
框架結構是指由梁、柱鉸接成承重系統(tǒng)的建筑結構，通常這種結構的自重比較輕，同時空間分隔非常靈活，不僅可以保證建筑結構的抗震能力，同時還能節(jié)省建筑耗材，其缺點在于本身的剛度不足。
2 工業(yè)與民用建筑結構抗震設計方案
2.1剛性抗震設計
剛性抗震結構設計是一種傳統(tǒng)的抗震設計理念，主要利用對設計結構強度的強化，來提高建筑抗震能力，利用對塑性設計的強化，來提高建筑的延性，利用對結構剛性設計的強化，來提高建筑結構的抗變形能力。這種結構抗震設計目前在世界上比較流行。這種設計方案在世界范圍內(nèi)已經(jīng)廣泛應用，因此，積累了很多設計與施工經(jīng)驗，目前已經(jīng)形成了相對完整的理論體系。在工業(yè)與民用建筑工程施工過程中，如果選用這種抗震設計方案，可以使資源消耗、施工難度及施工時間得到有效降低。但是這種設計方案本身存在很大的問題，加上工業(yè)與民用建筑結構的抗震能力本身就有限，因此，一旦遇到強烈的地震，會大大增加地震的加速度，從而遭受更大的損失。
2.2柔性抗震設計
柔性抗震設計理念利用消能減震技術、隔震設計來實現(xiàn)抗震的目的，主要在工業(yè)與民用建筑中的底層及多層建筑比較適用，利用附加阻尼器的方式來降低地震對建筑物結構帶來的破壞。柔性抗震設計不會受到建筑結構類型的約束，同時消能部分也不會承受結構的重力，還可以大大降低結構在風影響下的加速度。但是這種抗震設計目前還比較新穎，尚處于理論研究的層面，在實際操作中可能會出現(xiàn)很多問題，還需要設計人員在未來的建筑實踐過程中，不斷提高該項設計的安全性與實用性。此外，這種抗震設計還需要投入大量的人力、物力，極大的限制了這種抗震設計在工業(yè)與民用建筑中的應用。
2.3局部抗震設計
目前我國的工業(yè)與民用建筑工程中已經(jīng)開始廣泛使用局部抗震設計，這種抗震設計主要分析了對中因素對地震的作用力，對建筑結構展開設計。具體來說，首先應對面臨地震災害時工業(yè)與民用建筑最容易出現(xiàn)損壞的地方進行模擬和分析；其次，在建筑結構中的應用對建設場地也提出了要求，盡量要選擇軟弱粘土、非巖質陡坡區(qū)或者采空區(qū)等地區(qū)，這樣可以降低建筑結構在地震影響下受到的災害影響；最后，這種抗震設計對施工質量的要求也比較高，在建筑設計過程中必須保證建筑的高質量，提高建筑結構的穩(wěn)定性，保證建筑結構可以具有一定的抗震能力。
3 工業(yè)與民用建筑結構抗震設計中應注意的問題
我國很多地區(qū)都存在受到地震災害影響的危險，因此，在那些容易發(fā)生地震的地區(qū)建設工業(yè)與民用建筑時，應該注意以下幾點。
3.1充分了解建筑物場地的環(huán)境因素
在容易發(fā)生地震的地區(qū)，應充分了解建筑建設場地的地形地貌及地質條件等因素，并選擇可以消除地震不利影響的位置。具體來說，應盡量避免在采空區(qū)、軟弱粘土、非巖質陡坡區(qū)等位置建設建筑物，一旦發(fā)生地震，這些地區(qū)的建筑物很容易會出現(xiàn)地裂、房屋倒塌等問題。如果建筑必須建設在土層不均勻或者軟土地基地區(qū)，應該采取措施提高其剛性，盡量采用剛性抗震設計的方式，盡量增加鋼筋混凝土量，同時還要在建筑物底部和基礎頂面設置仿真緩沖帶，這樣就可以使建筑的抗震能力得到極大的提高。
3.2有效保證主體與連接部位之間的質量
在地震發(fā)生時，地震縱波傳播的速度比橫波傳播的速度快，所以，如果縱波先到達地面，將會對建筑結構造成破壞，而建筑結構主體和連接部位之間是建筑設計中的薄弱環(huán)節(jié)，在橫波到達地面后，會對這一位置進行進一步的破壞，進而使建筑倒塌。通過大量地震資料的調查可以發(fā)現(xiàn)，工業(yè)與民用建筑中最容易出現(xiàn)坍塌問題的部位為后砌墻結構和樓板，因此，在抗震設計過程中，必須保證主體和連接部位之間的質量，對其截面形式進行科學設計，從而有效提高建筑的抗震能力。
3.3保證建筑施工質量
雖然抗震結構設計對提高建筑物抗震能力起到了重要的影響，但是從頻繁出現(xiàn)的倒塌樓中可以看出，這些建筑物的倒塌并不僅是因為抗震設計不充分導致的，我國很多工業(yè)與民用建筑在施工質量上都存在嚴重的問題。在建筑結構抗震設計中，設計人員必一定要將人民的財產(chǎn)安全作為根本出發(fā)點，在實際工作中不斷積累經(jīng)驗，從而設計出抗震效果得到保證的建筑。此外，現(xiàn)在不乏有一些過于追求利益的開發(fā)商，他們?yōu)榱私档凸こ坛杀?，在施工過程中使用質量不合格的建筑材料，這對建筑的整體抗震能力造成了嚴重的威脅，所以，設計人員、開發(fā)商以及施工人員，都應該站在人民的利益角度上，提高工業(yè)與民用建筑的整體抗震能力。
結語
工業(yè)與民用建筑結構抗震設計工作非常復雜，我國面對自然災害的威脅，建筑設計系統(tǒng)尚不成熟，建筑抗震能力急需提高，所以設計人員應該合理選擇建筑場地，并在設計工作中不斷積累經(jīng)驗，從而設計出抗震效果更好的建筑。同時，開發(fā)商也要意識到提高建筑抗震能力的重要性，不斷增加投入，促進我國工業(yè)與民用建筑結構抗震能力的提高。
參考文獻
鋼結構工業(yè)廠房因其施工速度快、自重輕、抗震性能好、環(huán)保等特點在建筑工程中已被廣泛認可,在工業(yè)廠房設計中逐漸代替了笨重的鋼筋混凝土結構而得到了普遍應用。本文就鋼結構工業(yè)廠房工程中鋼結構的特點、制作、設計要點、施工測量、安裝方案和技術措施作了較為詳細的介紹,并對鋼結構的制作工藝、施工要點作了重點闡述。
1.鋼結構工業(yè)廠房的優(yōu)越性
鋼結構工業(yè)廠房的主要優(yōu)點：1.在現(xiàn)場施工、安裝速度快，由于鋼結構構件可以工廠化批量生產(chǎn)，采用設備下料、焊接、開孔，并作表面處理，可極大的方便現(xiàn)場拼裝施工，大大縮短施工周期；2.鋼結構相對于混凝土結構可減輕建筑物結構約30%的自重，在地基承載力低和地震設防烈度較高的地方，其綜合經(jīng)濟優(yōu)于鋼筋混凝土結構體系；3.鋼結構體系屬于環(huán)保型綠色建筑體系，鋼材本身是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環(huán)價值，并且不需要制模施工。
2.鋼結構構件主要制作工藝
鋼柱制作工藝流程為:放樣下料電腦編程拼板CNC切割組立埋弧焊接鉆孔組裝矯正成型鉚工零配件下料制作組裝焊接和焊接檢驗防銹處理、涂裝、編號構件驗收出廠。
3.工業(yè)廠房結構設計要點
多層廠房因為工藝布置的要求,一般都需要大空間,結構通常采用框架結構,在層數(shù)較多、工藝條件許可的情況下也可以采用框剪結構。結構布置的原則是:盡量使柱網(wǎng)對稱均勻布置,使房屋的剛度中心與質量中心相近,以減小房屋的空間扭轉作用,結構體系要求簡捷、規(guī)則、傳力明確。避免出現(xiàn)應力集中和變形突變的凹角和收縮,以及豎向變化過多的外挑和內(nèi)收,力求沿豎向的剛度不突變或少突變。
3.1地震區(qū)的廠房宜少設或不設防震縫。地震區(qū)房屋的伸縮縫是合一的,當房屋較長時,宜采取下列一些構造措施和施工措施以少設伸縮縫及防震縫;施工中,每隔40m設置一道800mm一個1400mm寬的后澆帶,后澆帶的位置設在結構受力影響最小的區(qū)段;在溫度影響較大的頂層、底層、山墻和內(nèi)縱墻端開間的墻體等部位,適當提高配筋率;加厚屋面隔熱保溫層或設置架空層形成通風屋面。
3.2合理布置電梯間的位置。多層廠房由于設備、貨物很重,豎向運輸?shù)男枰?均要設置電梯。鋼筋混凝土電梯井筒剛度很大,應充分考慮電梯井筒對建筑物的偏心影響,在結構布置上盡量避免電梯井筒布置在建筑物的角部和端部。
3.3控制橫向框架與縱向框架的周期。由于多層廠房跨度方向尺寸較大,柱子少;而柱距方向尺寸較小,柱子多。一般都是橫向控制,使縱橫向的抗震能力大致相同,不僅有利于抗震,也使設計更為經(jīng)濟合理。
4.結構設計中應注意的問題
4.1結構設計與工藝設計的協(xié)調。廠房都是為生產(chǎn)服務的,廠房設計中結構專業(yè)作為配套專業(yè)首先應滿足工藝要求,結構設計也只能服從于工藝條件。而工藝設計人員在工藝布置時,經(jīng)常與結構設計發(fā)生矛盾,要開洞的地方是框架梁,設備本來可以沿梁布置卻布置在了跨中等。所提荷載也經(jīng)常偏大,有時甚至把設備的荷載作為均布荷載提出。尤其在方案設計階段,結構設計人員應多與工藝協(xié)調,盡量了解工藝布置,使設計和施工都減少了許多不必要的麻煩。
4.2結構計算。計算機軟硬件的迅速發(fā)展,解決了復雜的結構計算問題,使結構工程師們從繁重的瑣碎的計算工作中解脫出來。他們可以把大量的精力放在結構方案的選擇比較上,合理的確定結構方案及結構布置,從而提高設計水平及質量,降低工程成本。
4.2.1樓面等效荷載的計算
工業(yè)建筑與一般多高層民用建筑結構形式、樓面活荷載等有許多不同之處,工業(yè)建筑樓面活荷載一般大于多高層民用建筑。有的中小型機床上樓層、柱上、梁上還有吊車荷載,它的跨度柱網(wǎng)一般比民用建筑大,層高相對較高,最大特點是整個平面幾乎沒有內(nèi)隔墻。工業(yè)建筑一般采用現(xiàn)澆鋼筋掘凝土板梁柱結構,板厚比一般民用建筑厚,樓板的平面剛度可視為無窮大,電梯貨梯間,如不用剪力墻:整個剛度重心移向剪力墻,而電梯或貨梯一般設在端頭,結構剛度布局就不合理,所以電梯貨梯間就使用框架填充墻結構。
4.2.2節(jié)點核心區(qū)的抗剪驗算
框架節(jié)點的設計應遵循“強柱弱梁更強節(jié)點”的原則,一二級抗震等級的節(jié)點還應進行受剪承載力計算。由于多層廠房的梁柱中心線往往不能重合,加之柱的截面比較大,節(jié)點偏心也比較大,對柱節(jié)點核心區(qū)的構造和受力都有較大的不利影響。因此,大跨度、大空間、大荷載的多層廠房的節(jié)點核心區(qū)的抗剪驗算顯得更為重要。
4.2.3與電梯井筒相連框架的考慮
過去電梯井設計按純框架計算,電梯井壁按構造配筋,偏低不安全；框架部分應按壁式框架計算出的數(shù)值進行配筋,電梯井壁則應按剪力墻配筋。
5.在鋼結構進行吊裝的過程中的注意事項
首先,把柱腳的底板的十字線彈出,地腳螺栓的中心線彈出,柱腳剪力孔清理干凈,待鋼柱就位后,調整標高,把螺母緊固;其次,吊裝完一個區(qū)域的鋼柱后,吊裝連系桿,這樣保證鋼柱整體穩(wěn)定性,使吊裝鋼梁時鋼柱不容易變形;最后,吊裝鋼梁,兩對鋼梁空中對接,并把高強螺栓初擰,第一根鋼梁用四道纜風繩拉緊,防止鋼梁向一邊傾斜。
6.吊車梁系統(tǒng)的安裝難點解析
在鋼結構工業(yè)廠房的施工過程中,吊車梁的安裝必須嚴格按規(guī)范從柱間支撐跨開始進行,柱間支撐安裝連接后已形成一個比較穩(wěn)定的空間剛性單元,從此處安裝一是保證安全,二是能保證吊車梁安裝不會影響柱子的垂直度。同時在安裝過程中對端部截面誤差較大的吊車梁底部應配調整墊板,該墊板在吊車梁系統(tǒng)調整完后應焊接固定。按事先測放的定位線精確對中。制動系統(tǒng)的連接應在吊車梁調整固定后正式連接。當制動板與吊車梁高強螺栓連接,和輔桁架焊接連接時,為防止連續(xù)施焊對高強螺栓的影響應先將制動板和吊車梁的高強螺栓連接,并進行初擰,然后調整輔桁架,并于制動板點焊固定后終擰高強螺栓,最后進行制動板和輔桁架的焊接。
7.關于鋼結構構件的碼放問題
為便于結構構件的安裝,構件運進安裝現(xiàn)場后應進行合理的堆放.原則為:現(xiàn)場急需安裝的應直接堆放到現(xiàn)場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構件暫時存放在現(xiàn)場外.堆放時應注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應設專人進行管理,并按供貨要求和供貨清單進行清點,資料存檔.構件堆放時H型構件應立放,不得平放.每個構件的支點不得少于兩個,支點的位置宜在構件端部七分之一跨處,疊放時不得超過三層并用木方正確的分層墊好墊平,支點應上下對齊。
8.總結
綜上所述,做好工業(yè)廠房結構設計與施工的關鍵在于:概念應清楚,結構選型應做到合理;施工圖的設計應與施工相結合,避免施工困難;結構計算要準確,施工安全和質量必須嚴格按規(guī)范及要求執(zhí)行,以達到最佳效果。
參考文獻:
中圖分類號：TB482文獻標識碼： A
1 工業(yè)與民用建筑中護的結構設計要求
1.1 遵循合理實用的原則
工業(yè)和民用建筑在建設過程中，設計是首要環(huán)節(jié)，要求設計人員根據(jù)建筑物的使用和實用要求，運用建筑力學和建筑美學方面的知識和經(jīng)驗來進行設計，尤其要注重保暖、通風、采光等功能的設計，如果設計稍有不合理，將會提高建筑物日后在取暖、通風、照明方面的費用，如果設計嚴重不合理，那么建筑物就面臨更改設計，從頭再來的慘重損失。
1.2 盡量采用環(huán)保型能源
在對工業(yè)和民用建筑進行護結構設計的過程中，應首先考慮實用環(huán)保型能源。我們知道，科技發(fā)展日新月異的今天，能源的較量也不容忽視，誰能在能源節(jié)省方面有突破，誰就能
控制市場的走向。因此，在工業(yè)和民用建筑護結構設計中，應該充分考慮到環(huán)保型能源的使用，比如太陽能類的可再生能源，常見的有太陽能熱水器，太陽能電池等，在為建筑設計取暖、照明時，就可以采用這些環(huán)保型能源。不僅節(jié)約成本，保護了環(huán)境。
1.3 合理使用不可再生能源
在技術能達到的范疇，首要選擇自然是環(huán)保型能源，然而有時設計無法達到預期的效果，就要合理采用不可再生能源。比如我國北方的冬季供暖問題，大部分還采用機械設備為建筑
物提供熱量，然而這種設計十分消耗能源，機械設備的折舊維護成本高。在今后的設計中應該逐漸采用環(huán)保型能源進行替換，但是結合中國的實際國情，在很長一段時間內(nèi)，只能通過合理使用不可再生能源來實現(xiàn)工業(yè)和民用建筑護的結構設計。
2 工業(yè)與民用建筑中護的結構設計步驟
2.1 確定圍護結構設計部件
在進行工業(yè)與民用建筑中護的結構設計過程中，首先要確定主要圍護結構設計的部件，包括其結構、形狀、功能，在設計初期，要參照任務書和設計規(guī)范書，說明圍護結構的功能，通俗的說就是要根據(jù)采光、通風、保溫、隔熱等需要設計門窗的大小和位置，確定門窗應采用的材料和數(shù)量，設計墻體的厚度、層次和選用的材料等。
2.2 模擬分析建筑物能耗
在設計階段，無法得到準確的能耗數(shù)據(jù)，那么就需要對建筑物的能耗進行模擬分析，要考慮建筑物在一定時期內(nèi)的總能耗，不僅要分析供熱、供暖等主動提供的功能，而且要充分考慮建筑物的熱損失，如果建筑物在使用過程中，熱損失過大，大大超過經(jīng)濟要求，那么此建筑的護結構設計就是失敗的，應該重新設計維護結構，減少能耗損失。
2.3 護結構及連接節(jié)點設計
在進行護結構設計時，要充分考慮結構的強度和剛度，使得所建設的建筑物符合國家要求的標準，能承受雨雪、暴風和地震等惡劣天氣情況的考驗，同時對于成型的長期環(huán)境條件
也要有相應的適應能力，比如北方的冬天室內(nèi)外溫差大，在進行結構設計時，就應考慮到護在控制溫度、濕度方面的功能。
在設計連接節(jié)點時，要盡量采用柔性節(jié)點構造，以適應建筑結構發(fā)生位移和尺寸的變化。在選擇連接節(jié)點材料時，還要考慮到各種材料之間的力學作用和化學性能。不管是對結構還是連接節(jié)點的設計，都要求建筑過程中便于施工和安裝。
3 工業(yè)與民用建筑中護的結構設計策略
建筑物室內(nèi)的舒適度由環(huán)境參數(shù)來表述，如溫度、濕度、照度、空氣流速等，圍護結構主要是用來控制室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，使建筑物中的學習、工作、生活的人們獲得最舒適的環(huán)境。下面結合幾項性能來闡述建筑護結構設計的策略。
3.1 保暖設計策略
建筑物的保暖設計主要包括：提高供熱和采暖系統(tǒng)的熱效率、降低維護結構的熱損耗。有關數(shù)據(jù)顯示，建筑中墻體的散熱量可達到護結構總散熱量的 30%，因此墻體節(jié)能設計是重點。在墻體的設計過程中，要充分了解各種墻體材料的傳熱性能。如果采用單一材料的外墻，在考慮材料價格成本，施工簡便程度，承重強度的前提下，要盡量克服材料傳熱系數(shù)高的缺點，同時為了加強保溫性能，可考慮填入熱阻高的材料來填充空隙。也可采用復合外墻來進行墻體設計，復合外墻是對圍護材料、承重材料、高保溫材料進行復合。
3.2 通風設計策略
為了保持室內(nèi)環(huán)境的舒適和健康，除了保暖之外，建筑物的通風也很重要。自然風是主要的通風來源，因而在進行工業(yè)與民用建筑護結構設計中，要充分考慮風壓和熱壓。建筑物的通風主要采用窗口和門作為通風渠道，這樣能降低工程的復雜性。在設計過程中，要合理安排門窗位置，應符合人體活動的高度，適合開關。
3.3 隔熱設計策略
因為我國地區(qū)跨度大，南方夏季對于建筑物的隔熱性能要求也較高。要達到隔熱的效果，門窗等可采用隔熱玻璃，保證室外熱量被隔絕在外。隔熱玻璃包括吸熱型和熱折射型，采用隔熱性能好的材料能使室內(nèi)溫度得到很好的控制。
4 結語
我國目前的建筑能耗相對較高，與發(fā)達國家有很大差距，考慮到我國南北環(huán)境差異比較大，在進行工業(yè)與民用建筑的護結構設計時應該結合實際的環(huán)境考慮，在節(jié)能原理的指導下，采用與環(huán)境相適應的材料，再加上合理的設計，將會給人們帶來更加舒適的生活和工作環(huán)境，同時將會給工業(yè)和民用建筑方面帶來更大的經(jīng)濟效益。
中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：
1.我國工業(yè)與民用建筑鋼結構的發(fā)展狀況
隨著我國國民經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展和國家產(chǎn)業(yè)結構的調整，我國的工業(yè)與民用建筑事業(yè)也取得了長足的進步，鋼結構建筑的發(fā)展也十分迅速，特別是一些代表城市標志性高層建筑的建成，為鋼結構在我國的發(fā)展揭開了新的一頁；輕鋼結構的發(fā)展則更是如火如荼，特別在工業(yè)廠房的建設中則更為迅猛。
2.鋼梁分段點的設置
門式剛架斜梁進行變截面設計的主要目的是為了節(jié)省鋼材，截面突變處位置的選擇也應立足使用鋼量最優(yōu)，但變截面門式剛架關于截面突變位置的選擇并無統(tǒng)一方法，須由設計者自行校核。
根據(jù)幾個工程的施工圖設計經(jīng)驗，一般可以這樣設置拼接點位置：
（1）考慮施工運輸方便，鋼梁的單節(jié)長度一般不應大于12m，局部可放至14m；
（2）對于兩節(jié)鋼梁，一般取在彎矩為零處和斜梁中點之間是合理的；
（3）對于三節(jié)鋼梁，第一節(jié)可設在彎矩為零處或1/4～1/3 跨度之間，第二節(jié)可選在斜梁除去第一節(jié)后剩下梁長的中點；
（4）拼接節(jié)點的設置應兼顧抗風柱的位置，不宜重疊。
鋼梁拼接點的設置一般應在建模計算之前大致確定好，因為如果在PKPM建模計算過程中改變拼接點的設置位置，之前輸入的荷載信息等將發(fā)生混亂，必須重新校核荷載等輸入信息。
3.初估截面
結構網(wǎng)格布置結束后，需對鋼梁、鋼柱及支撐截面作初步估算，門式剛架鋼梁、鋼柱主要采用焊接H 型截面，柱間支撐主要采用角鋼或槽鋼。根據(jù)荷載及支座情況，鋼梁截面高度通常在跨度的1/20～1/50 之間選擇；柱截面按長細比預估，通常50
需要注意的是，對應不同的結構類型，規(guī)范中對截面的構造要求有很大的不同。如鋼結構構件的局部穩(wěn)定問題，在普鋼規(guī)范和輕鋼規(guī)范中的限值有很大的區(qū)別。構件截面形式的選擇沒有固定的要求，結構工程師應該根據(jù)構件的受力情況，合理的選擇安全、經(jīng)濟的截面。
4.確定計算長度
研究表明，門式剛架的破壞首先是由于受壓最大翼緣屈曲引起的，斜梁下翼緣和剛架柱內(nèi)翼緣連接處是出現(xiàn)屈曲的關鍵部位，所以在設計中往往是在該處設置隅撐。這樣剛架梁的平面外計算長度應該取相鄰隅撐之間的間距（不能籠統(tǒng)的均按3 米考慮）；但對于剛架柱，隅撐對平面外穩(wěn)定的貢獻是有限的，其平面外計算長度一般應取柱間支撐的高度。平面內(nèi)計算長度一般可按程序的默認值不做修改（程序按照GB50017-2003 的要求自動計算），如有充分依據(jù)，也可采用自定義值。
5.荷載輸入
除正常輸入剛架恒載、活載、風荷載、吊車荷載等外，尚應注意以下幾個問題：
（1）懸掛管道、燈具等附加荷載：建議按活載輸入；
（2）吊車荷載的輸入：①一般情況下最多考慮兩臺吊車；②吊車梁、軌道等自重宜按偏心荷載+彎矩的形式輸入（按恒載輸入，偏心指的是相對于下柱的形心），當?shù)踯嚻鹬亓坎皇呛艽髸r，為簡化計算，吊車梁、軌道等自重也可近似簡化為將輪壓乘以荷載增大系數(shù)β考慮（吊車梁跨度L=6m：β=1.03(1.02)；L=12m，β=1.05(1.04)）（括號內(nèi)數(shù)據(jù)適用于Q345 鋼）；③吊車橋架重用于計算地震力，一般按起重量較大的吊車的橋架重取用。
（3）半龍門吊車荷載的輸入：在半龍門地軌位置虛擬一個鋼柱，按橋式起重機的輸入方法輸入，一般將最大輪壓產(chǎn)生的豎向力作用在主剛架柱上。
6.鋼梁撓度計算
當門式剛架的跨度較大時，鋼梁的撓度往往比較大，尤其是當有懸掛式起重機時，鋼梁撓度的控制較為嚴格，這樣就不能無限制加大鋼梁截面，宜采用將鋼梁起拱的方法控制鋼梁的撓度，《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》規(guī)定：“跨度大于30 米的鋼梁，宜起拱”。起拱值可取“恒載+1/2 活載”作用下產(chǎn)生的撓度。
7.附加重量和附加墻重的區(qū)別
計算程序中補充數(shù)據(jù)一覽同時給出了附加重量與附加墻重兩個參數(shù)，這兩個參數(shù)不是同一個概念，尤其對于圍護結構采用砌體墻時。附加重量是用來計算地震力的，一般可取圍護墻重量的一半作用于柱頂；附加墻重是用來設計基礎的，應取整個圍護墻的重量作用于柱底。
8.截面選擇
構件的設計首先是材料的選擇，在輕鋼結構中，目前國內(nèi)常用的鋼材是Q235 和Q345兩種，為便于工程管理，通常主結構宜使用單一鋼種。設計中，當強度起控制作用時，可選擇Q345；穩(wěn)定起控制作用時，宜使用Q235。但需注意Q235A 鋼的含碳量不作為交貨條件，可焊性無保證，故不宜用作焊接結構。同時應注意當預估的截面不滿足要求時，加大截面應該分兩種情況區(qū)別對待：強度不滿足時，通常加大組成截面的板件厚度，其中，抗彎不滿足加大翼緣厚度，抗剪不滿足加大腹板厚度；變形超限時，通常不應加大板件厚度，而應考慮加大截面的高度，否則會很不經(jīng)濟。
9.檁條設計
檁條是輕鋼結構中很重要的次要構件，屋面檁條通常采用冷彎薄壁C 型鋼、Z 型鋼；墻梁通常采用冷彎薄壁C 型鋼；當檁距>12m 時，屋面檁條可采用薄壁桁架式檁條，墻梁可增加墻柱后采用冷彎薄壁C 型鋼?！堕T式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》（CECS102:2002）基本設計規(guī)定中明確寫到：“結構構件的受拉強度應按凈截面計算，受壓強度應按有效凈截面計算，穩(wěn)定性應按有效截面計算，變形和各種穩(wěn)定系數(shù)均可按毛截面計算”。因此強度計算應采用有效寬度，對原有截面要減弱，不能象熱軋型鋼那樣全截面有效，同時也不宜采用凈截面而忽略打孔削弱的影響，根據(jù)近幾個項目檁條設計分析（如Z200x70x20x2.0，Z180x70x20x2.0 等），這種減弱一般達到6%-15%，檁條設計計算時，考慮開孔削弱影響后，強軸有效凈截面模量可取0.85－0.95 倍毛截面抵抗矩，弱軸有效凈截面模量可取0.9－0.95 倍毛截面抵抗矩。同時，屋面檁條設計建議采用連續(xù)檁條設計，這樣可節(jié)約用鋼量約20%左右（連續(xù)檁條搭接長度可取檁條跨長的1/10）。
10.節(jié)點設計
連接節(jié)點的設計是鋼結構設計中重要的內(nèi)容之一，連接的不同對結構影響甚大。比如，有的剛接節(jié)點雖然承受彎矩沒有問題，但會產(chǎn)生較大轉動，不符合結構分析中的假定，會導致實際工程變形大于計算數(shù)據(jù)等的不利結果。
某車間主次梁連接節(jié)點設計均采用了工程比較常用的“等強設計法” ：即翼緣連接承受全部彎矩，梁腹板只承受全部剪力的假定進行設計。結合有關震害分析資料，這種設計并不能有效滿足“強節(jié)點弱構件”的抗震要求，尤其在高烈度區(qū)隱患很大。為改進框架節(jié)點的抗震性能，適當加大了梁端上下翼緣截面面積（也可在梁端上下翼緣加焊楔形蓋板）。在節(jié)點設計中同時應注意以下幾個方面：
（1）焊接設計中不得任意加大焊縫，焊縫的重心應盡量與被連接構件重心接近；
（2）普通螺栓抗剪性能差，一般在次要結構部位使用；
（3）高強螺栓最小規(guī)格M12，常用M16～M30，超大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定，設計中應慎重使用；
（4）應驗算梁腹板螺栓孔處腹板的凈截面抗剪，承壓型高強螺栓連接還需驗算孔壁的局部承壓；
（5）當連接節(jié)點采用普通螺栓時，建議采用中和軸在受壓翼緣中心的計算方法；采用高強螺栓時，建議采用中和軸在端板形心的計算方法；
中圖分類號：TU391文獻標識碼： A 文章編號：
隨著我國經(jīng)濟、技術的迅速發(fā)展和進步，鋼結構已逐步成為各類工程結構中被廣泛應用的建筑結構，如工業(yè)建筑、文化體育建筑、城市現(xiàn)代化建筑以及城鄉(xiāng)住宅建設等。
一、工業(yè)建筑中鋼結構的應用現(xiàn)狀與設計特點
1、工業(yè)建筑中鋼結構的應用現(xiàn)狀
當前，在我國工業(yè)建筑領域中，相比混凝土結構而言，由于鋼結構自重較輕、抗震性能優(yōu)良且結構強度高，又便于進行工業(yè)化批量生產(chǎn)，是一種能夠進行循環(huán)使用又能達到節(jié)能環(huán)保的一種建筑結構，也符合我國經(jīng)濟可持續(xù)性健康發(fā)展的潮流，又能很好的滿足我國建筑工業(yè)化的要求。因此，在高層建筑、輕鋼結構住宅建筑中發(fā)揮著越來越多的優(yōu)勢。另外，由于鋼結構的建設周期短且在大跨度結構工程中的優(yōu)勢較為明顯，各類鋼結構體系被廣泛應用于各類工業(yè)建筑建設中。如：平板網(wǎng)架結構在工業(yè)與民用建筑中得到了廣泛采用，技術已非常成熟；與此同時，網(wǎng)殼等其他空間鋼結構也取得了迅速發(fā)展，如：上海體育場屋蓋結構，采用馬鞍形大懸挑鋼管空間結構，長軸為288.4m，短軸為274.4m，中間敞開橢圓孔的長軸為213m，短軸為150m，屋蓋面積為36100m2。64榀懸挑主衍架的一端分別固定在32根鋼筋混凝土柱上，最大懸挑跨度達73.5m，為世界同類型建筑中懸挑跨度最大的屋蓋結構。另外，冷彎薄壁型鋼構件在工業(yè)與民用建筑中的應用（如檁條、墻梁、屋面板、墻板等）日益普遍。門式剛架輕型房屋鋼結構在吊車起重量較?。≦≤20 t）和無吊車的廠房、倉庫及需要大空間的民用建筑中的應用迅速推廣，并在繼續(xù)發(fā)展。
2、工業(yè)建筑中鋼結構設計的特點和要求
鋼結構設計除了要執(zhí)行相關的技術規(guī)范，確保質量以外，還要做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用。和其他結構形式相比，在工業(yè)建筑的鋼結構的設計中，應選用合理的結構體系、鋼材品種、連接形式以及節(jié)點的構造措施；滿足結構在使用荷載狀態(tài)下的兩個極限狀態(tài)；同時滿足在運輸、安裝過程中的強度、穩(wěn)定性及剛度要求；優(yōu)先采用定型的和標準化的結構和構件，減少制作、安裝工作量；特別注意要符合鋼結構的防火要求和抗腐蝕性能；對于新型結構體系，要充分發(fā)揮鋼結構靈活多變的特點，但需注意結構與建筑的協(xié)調統(tǒng)一。鋼結構設計應該重視和研究節(jié)約鋼材、降低造價的各種措施，總而言之，我國的鋼結構正處在一個迅速發(fā)展時期，鋼結構設計要注意鋼材價格較高對工程造價所產(chǎn)生的不利影響，注意充分發(fā)揮鋼材強度高、塑性好的特點，根據(jù)工程實際情況，選擇適當?shù)慕Y構方案和施工方案，進行多方面的技術經(jīng)濟比較。同時，還應該不斷總結經(jīng)驗，推廣先進的結構形式、構件制作工藝和施工安裝技術。
盡管鋼結構在進行防腐和防火維護方面存在著一定的局限性，使得很多時候鋼結構上部結構本身的造價相比混凝土結構要出很多；但是，鋼結構在大跨度和施工周期方面較混凝土結構有很大的優(yōu)勢，而且鋼材本身的強度較鋼筋混凝土更高，同等強度的鋼構件較混凝土構件更輕，使得鋼結構的基礎較混凝土結構更小，總體投資較混凝土結構相差不多（輕鋼結構投資較混凝土結構還要低一些）。因此鋼結構被更廣泛的應用于工業(yè)建筑的設計和施工中，取得了很好的經(jīng)濟效益。
二、鋼結構工業(yè)建筑設計中的關鍵
在鋼結構設計的整個過程中首先應該被強調的重點是鋼結構方案的確定，結構方案的選擇是否合理直接決定了工程設計的成敗；其次就是節(jié)點的設計，節(jié)點設計是否合理基本上決定了鋼結構的安全性。結構布置要根據(jù)體系特征、荷載分布情況及性質綜合考慮。一般要剛度均勻，力學模型清晰；盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍，使其以最直接的線路傳遞到基礎；柱間抗側支撐的分布應均勻，其形心要盡量靠近側向力(風荷載、地震荷載)的作用線；否則應考慮結構的扭轉。結構的抗側應有多道防線：比如有支撐框架結構，柱子至少應能單獨承受1/4的總水平力。
在結構分析前，就應該對節(jié)點的形式有充分的思考與確定。設計中經(jīng)常出現(xiàn)最終設計的節(jié)點形式與結構分析模型中使用的形式不完全—致，這種情況在設計過程中必須避免。節(jié)點按傳力特性可分為剛接、鉸接、半剛接，宜選擇前兩者進行簡單定量分析，因為半剛接節(jié)點在實際中的可操作性較差。節(jié)點連接兩種常用的方法是等強設汁和實際受力設計，設計手冊中通常有焊縫及螺栓連接表格供設計者方便查用。規(guī)范中對焊接焊縫的尺寸及形式有強制規(guī)定，應嚴格遵守。焊條的選用應與被連接金屬材質相適應，不得任意加大焊縫。焊縫的重心應盡量與被連接構件重心接近(詳細內(nèi)容可查閱規(guī)范關于焊縫構造方面的規(guī)定)。高強螺栓現(xiàn)已廣泛的應用于工程實際中，根據(jù)受力特點分承壓型連接和摩擦型連接，兩者計算方法不同。高強螺栓最小規(guī)格M12，常用M16～M30，超大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定，實際施工過程中會存在無法擰緊的現(xiàn)象，設計中應慎重使用。連接板選取厚度為梁腹板厚度加4mm，然后驗算凈截面抗剪。節(jié)點設計需考慮安裝螺栓、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構件吊裝順序。節(jié)點設計還應考慮制造廠的工藝水平，比如鋼管連接節(jié)點的相貫線的切口需要數(shù)控機床等設備才能完成。
在保證結構安全的前提下，為了充分發(fā)揮鋼材的作用，更合理的使用鋼材，還應該深入研究結構設計理論與方法，使結構和構件的計算方法更能反映實際工作情況。另外，應加大對空間結構的研究和應用，網(wǎng)架結構、網(wǎng)殼結構、張拉結構體系等均屬于空間結構，這些新技術的應用，在減輕結構自重、提高結構的承載力、節(jié)約鋼材等方面效果十分明顯。另外，在普通鋼結構中施加預應力后形成的預應力鋼結構，能增強結構的剛度，提高承載能力，從而節(jié)省鋼材。預應力鋼結構可應用于桁架、梁及框架等結構或構件，但目前應用較少，有待研究和發(fā)展。鋼結構的防腐和防火，一直是鋼結構設計中需要認真處理的問題，至今仍沒有十分有效的措施。因此，在鋼結構的維護和防火處理上還需要花費較大的資金投入，加大了鋼結構的造價和維護費用。
三、總結
鋼結構作為一種強度和柔度都很大的結構形式，在設計過程中首先應該注意的是結構方案的合理性，結構剛度分配要均勻，抗側力性能要強。另外，要考慮鋼結構節(jié)點的設計是否合理決定了鋼結構工業(yè)建筑的安全性，在結構分析前就應該有充分的思考與確定。
【參考文獻】：
