序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇鋼結構設計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

要想有效實現混凝土框架頂層加建鋼結構的目標，就一定要明確兩者之間的區別。混凝土框架具有自重大、剛度大、震害明顯、密閉性好、整體性好、抗壓性好、不易受外界侵蝕等特點;鋼結構具有自重小、延性好、耐火性差、密閉性差、易受外界侵蝕等特點。混凝土框架與鋼結構均是借助傳統力學和數學公式進行受力計算的，同時在進行抗震設計的時候，均需要設置多道抗震防御體系，這樣才可以保證結構的整體性與牢固性;在進行管理的時候，無論是混凝土框架還是鋼結構，均需要管理人員具備相應的專業素質與技能，對施工中可能出現的風險、隱患、質量問題等進行預防與處理，保證施工的順利完成。當然，兩者之間也存在著明顯的區別:首先，材質方面。混凝土框架主要就是由鋼筋與混凝土構成，自重非常大;鋼結構主要是由鋼構件連接組成，自重比較小。其次，震害結果。根據相關資料顯示，混凝土框架震害主要表現為裂縫，局部倒塌，很少出現整棟樓倒塌的情況;鋼結構在地震作用下，經常發生失穩、扭曲、變形的情況，并且因為整體性比較差，因此在進行設計的時候，定要對整體性進行充分的考慮。最后，施工管理方面。在實際施工中，對于相同面積的施工，鋼結構要比混凝土框架施工快;在現場施工的時候，混凝土框架施工需要進行現場支模澆筑，進行預制構件工廠加工的情況不多，而鋼結構需要在工廠加工很多的預制構件，之后運輸至施工現場，進行相應的安裝與焊接。除此之外，針對工程造價而言，鋼結構也要比混凝土框架低一些，在進行實際施工時，可以根據市場情況，進行適當的選擇。

2加建工程的現狀

我國加建設計起步比較晚，與世界先進國家之間存在著一定的差距。隨著社會的不斷發展與進步，科學技術水平的不斷提高，加建工程得到了很大的發展空間，并且在我國各地都開展了一些舊房挖潛、改造、加建等工程，并且在上海、重慶、廣州、貴陽、昆明等地都將舊房改造工程列入到了城市規劃項目當中，頒布了相應的文件與規章制度。由此可以看出，我國加建工程得到了很大的發展空間。1)由以往的單個房屋加建發展為成片住宅區的加建工程;2)各種新材料、新工藝應用到了加建工程當中;3)輕鋼結構加建技術得到了深入的分析與研究，并且在加建工程中得到了廣泛的應用。

3鋼結構加建的優缺點

開展鋼結構加建工程的時候，具有以下優點:1)節約土地，提高土地面積的使用效率，縮短建設工期;2)因為鋼結構的自重比較輕，因此，加建部分的荷載作用對原結構的影響非常小，不需要單獨對地基進行加固處理，這樣不僅可以減少工作量，還可以縮短工期，節省部分施工成本;3)鋼結構具有較強的多樣性，在進行加建的時候，可以充分發揮空間的優勢，降低對原建筑結構的影響;4)鋼結構加建的適用范圍比較廣，不僅可以對房屋建筑進行加建，還可以對工業建筑進行加建，因此，在建筑加建工程中得到了廣泛的應用。當然，其也存在著一些缺點:1)在進行鋼結構加建之后，其整體建筑結構就會呈現一種上柔下剛、上輕下重的質量與剛度分布，導致建筑整體性較差，缺乏一定的抗震性能;2)鋼結構耐久性較差，在進行加建的時候，需要進行防腐、防火等措施的考慮，這樣就會增加一些建筑材料的使用，此時不僅會涉及到原材料的質量問題，還要考慮原材料的成本問題，因此，存在著一定的不足。

4混凝土框架頂層加建鋼結構設計

1)樓板設計。在設計樓板的時候，現階段一般選用的都是現澆灌技術。目前，現澆灌技術是樓板設計中最為常用與有效的方法，在采用此種方式進行鋼結構施工的時候，可以有效提高建筑結構整體的穩定性、牢固性與安全性。同時，在鋼結構施工中，此種方法可以對出現的問題進行靈活的處理與調整，根據實際情況，提出有效的解決辦法，保證樓板設計與施工的順利進行，確保建筑工程的整體施工質量。2)梁設計。在進行梁設計的時候，一定要結合國際設計標準與實際設計情況，制定合理、科學的鋼構設計要求:首先，在進行梁設計的時候，一定要保證其截面寬度不會低于200mm，同時寬度與高度之間的比值不要超過4。其次，在梁設計中必然要使用一些鋼筋，對其使用鋼筋也要進行一定的規定，保證梁結構具有一定的硬度與抗震性能，進而確保建筑工程整體結構的牢固性與安全性。最后，在設計扁梁的時候，一定要保證梁中線和柱中線重合，采用雙向布置結構。同時對扁梁進行嚴格的計算與設計，保證其結構的合理性與科學性，增強建筑工程整體結構的穩定性。3)柱設計。在進行柱設計的時候，一定要保證其截面符合設計標準:通常情況下，柱截面寬度與高度均不可低于300mm，柱直徑一定要超過350mm，截面短邊與長邊的比值不可以超過3，柱縱向鋼筋配比不可以低于0．2%等。在設計柱的時候，一定要嚴格遵照以上要求，這樣才可以保證柱設計的合理性與科學性，同時增強鋼結構的穩定性，保證建筑工程施工的順利完成。4)基礎承載重量構件設計。在進行基礎承載重量構件設計的時候，一定要綜合考慮各方面的因素，結合建筑負荷、結構形式、施工狀況等，加強基礎設計的合理性與科學性，使其達到建筑工程整體設計要求。針對設計不合理、不符合要求的部分，一定要進行相應的修改，保證其設計的合理性與科學性，這樣才可以保證建筑工程整體的施工質量。

5結語

篇(2)

【關鍵詞】：鋼結構；連接節點；預埋件；混凝土構件

中圖分類號： TU391 文獻標識碼： A

1引言

改革開放以來，隨著鋼產量的提高，國家政策導向也開始轉變為鼓勵鋼結構應用于建設工程中[1]。 鋼結構設計中鋼結構節點是鋼結構體系的樞紐，節點的主要作用是連接多個構件和傳遞桿件內力。因此節點設計是設計中十分重要的環節[2]。有限元理論和技術的發展以及計算機計算能力的不斷提高促進了計算機輔助技術在鋼結構設計中的應用。一些大型結構分析通用軟件，如SAP、ANSYS、ADINA等，可以進行各類鋼結構的靜動力、彈塑性分析[3]。鋼構預埋件與混凝土構件在前期設計及實際施工十分復雜和困難，需各單位相互配合協調。本文結合某體育館工程實例來討論鋼構預埋件與混凝土構件連接節點所存在的問題及相關建議。

2工程介紹

該工程為東南某省某市體育館，建筑面積約一萬三千平方米左右，頂部為鋼結構網架頂棚，底部為混凝土看臺及基礎。體育館設計時涉及混凝土、鋼結構、幕墻等多個結構專項設計。

本工程建筑結構的安全等級為一級，結構設計基準期為50年，結構設計使用年限為100年。建筑抗震設防類別為乙類。本工程結構承載力按100年重現期設計，撓度按50年重現期設計。本工程抗震設防類別為重點設防類，工程所在地區的抗震設防烈度為6度，地震作用計算按7度（0.10g）、抗震構造措施按7度考慮。鋼結構設計時根據《鋼結構設計規范》(GB50017-2003)、《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》(GB50018-2002)等國家規范。

3鋼構件與混凝土構件連接設計問題

混凝土部分設計時，其本身的復雜性，本構關系隨受力狀態的不同而變化；加上頂部鋼結構對其影響，而變得更加復雜。但通常僅將頂部鋼結構的荷載輸入到混凝土結構計算模型中。混凝土核心筒承擔主要豎向和水平荷載,支撐上部桁架鋼結構,形成鋼-混凝土組合結構 [4]。在現今的體育場館設計中，由于鋼結構部分與混凝土部分是分別由不同設計人員設計，因而往往在設計時缺乏相互協調。因此鋼構件與混凝土構件連接節點的設計是體育場館設計上的一個盲區，容易產生設計問題，存在設計安全隱患。

對于頂部鋼結構網架通過鋼結構設計軟件單獨進行受力計算后將其荷載加載到底部看臺混凝土梁柱上，對應的鋼構件與混凝土梁柱構件連接節點主要承受抗拔力，通過設計抗拔預埋件（如圖1所示）埋入混凝土中實現抗拔效應（參考圖2）。

圖1.預埋件示意圖

圖2.抗拔效應示意圖

3.1預埋件體積對其抗拔能力有削弱影響

預埋件設計體積太大使得混凝土梁柱構件中混凝土用量大幅減少。預埋件所在位置為混凝土梁柱端部，這些位置均為箍筋加密區且配有較多縱向鋼筋。這將導致混凝土構件內部由大量鋼筋及鋼預埋件組成而混凝土實際含量變少。根據《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）[5]中第9.7條對于預埋件及連接件的規定，未對預埋件體積與混凝土構件的比例進行規定。

參照鋼筋抗拔性能的規定，抗拔力主要通過預埋件與混凝土接觸面的咬合能力實現的，形成一種內約束。如果預埋件與混凝土的接觸面不足，將對其抗拔能力有著嚴重的削弱。在混凝土看臺結構設計時，通常未考慮預埋件埋入后對框架梁受力改變的影響。鋼預埋件埋入后（如圖3、4所示）等同于增大了梁端部的實際用鋼比率，同時也削減的混凝土用量，并且改變了兩端部的受力性能；同時，巨大預埋件埋入有密集鋼筋網的混凝土梁端或柱端后，勢必對現場混凝土下料和工人振搗操作造成困難，容易造成內孔洞。這也將使得預埋件的抗拔能力大大幅減少，甚至喪失抗拔能力。

因此建議：（1）設計單位在原有鋼筋總用量基本不變的情況下，繪制預埋件安裝二次深化圖。通過將鋼筋的截面面積和間距同時增大等辦法來實現較大的空間，減小密度同時使施工時更為便利。（2）優化基礎混凝土的強度設計，以彌補接觸面不足等問題；分批多次澆筑混凝土，使混凝土的收縮在多階段完成，減少混凝土的水化熱現象，也可以使大體積混凝土的收縮應力和溫度應力減少，降低混凝土收縮開裂的可能性。（3）混凝土澆筑時, 預埋件處混凝土澆筑要對稱均勻下料, 振搗也需對稱。振搗棒在預留排氣孔內均勻振搗，使混凝土中氣泡充分排除，混凝土高度高出預埋件表面，使混凝土與預埋件充分接觸，不發生空鼓。

圖3.預埋件置入示意圖

圖4. 預埋件埋入示意圖

3.2鋼結構預埋件的埋入勢必會對混凝土結構構件產生一定的破壞

目前體育場館的鋼結構頂棚和底部混凝土看臺經常分包施工。由于是兩個施工單位分別承包施工，鋼結構與混凝土連接節點常常在施工上出現不協調。

由于鋼結構預埋件設計時并未考慮混凝土構件中鋼筋的分布，使得在實際情況下大體積鋼結構預埋件難以埋入有密集鋼筋的梁端和柱頂。施工時為了將預埋件放到對應位置，往往要大費周章，影響施工進度。當框架梁端部的配筋率太大時往往使框架梁產生超筋破壞。這種超筋脆性破壞將使得混凝土壓碎脫落后鋼筋尚未屈服，喪失結構延性。借鑒混凝土的超筋破壞，大體積鋼預埋件埋入混凝土梁端后，用鋼率過大可能產生同混凝土梁超筋破壞相似的脆性破壞。

因此，對于預埋件的設計、施工這一重要環節,需要設計單位間相互協調，完成埋件件深化設計。將原設計柱頂梁鋼筋在設計規范允許的條件下作相應變更，讓出預埋件預埋空間，就配筋率、鋼筋的綁扎方式、混凝土的澆筑位置等交叉設計，在完成施工圖確認后，針對預埋件的施工編制作業方案；施工與設計單位互相合作，予以安裝指導和檢查，施工單位應嚴格按照設計圖紙內容和相關規范安裝作業。如遇特殊情況需做出變更，應得到設計單位主管的認可。

柱子頂端設置預埋件時，鋼結構施工單位為了保證預埋件能夠埋入混凝土構件中，由于柱頂錨固鋼筋內彎加上梁頂部有縱向鋼筋通過（如圖5所示），現場施工時往往通過減少柱子縱筋錨固長度和撬動梁兩端箍筋與縱向鋼筋來埋入柱頂預埋件，使得梁端箍筋間距與設計不符，更有甚者會剪短梁端箍筋，這也從某種程度上降低混凝土柱節點的受力性能。框架梁端部箍筋加密區是梁主要受剪部位，混凝土梁柱節點是結構抗震的重要部位，是混凝土結構概念設計中要重點加強的位置。變大箍筋間距或者裁斷箍筋使得其受剪承載力大幅降低。梁端預埋件與混凝土交界處是受剪斜裂縫最常出現的部位。如果此處缺乏箍筋起到的抗剪切能力將會嚴重影響結構的承載能力，存在嚴重的工程結構的安全隱患。

因此建議：（1）應與設計單位設計人員協調,解決前期圖紙中梁頂部所出現的縱向鋼筋和柱端內彎鋼筋影響預埋件安裝做出調整，繪制預埋件安裝二次深化圖。梁頂部的縱向鋼筋由原來的單排布筋更改為雙排布筋；也可將原有的梁主筋過柱面的通長筋，變更為梁主筋在柱面處斷開，錨入框架柱內。將柱端少量影響到預埋件安裝的內彎鋼筋更改為直接通過柱面錨入預埋件內部的加長筋，為預埋件提供埋設空間。但上述方案必須經過設計單位主設計人的同意。（2）預埋件的施工屬于隱蔽工程，預埋件在完成埋設后，混凝土澆注前，須派人在現場對其進行監測檢查，如發現問題應及時匯報并解決。

圖5.縱向鋼筋通過柱頂示意圖

4 總結

對于以上幾點鋼構件與混凝土構件連接節點的問題，無論是理論分析還是試驗研究都還處于空白階段。因此有必要針對鋼構件和混凝土構件的連接節點進行實驗研究和理論分析。同時規范應提出關于預埋件的構造規定與實際破壞情況相符合的計算公式。設計上應對鋼構件和混凝土構件的連接節點進行有針對交叉設計。鋼結構部分和混凝土結構部分的設計應相互協調，方便施工。設計時要避免由于預埋件的埋入對混凝土構件產生的不利影響。施工時要保證混凝土構件中鋼筋不受破壞等要求。本文以工程實例簡述建議，僅供參考。

參 考 文 獻

[1]上官磊. 基于Java3D的鋼結構節點的虛擬裝配 [D]. 武漢科技大學碩士論文.2010：1.

[2]趙衛東，孫浩波，衛剛，等．三維鋼結構CAD軟件中的節點設計[J]．計算機工程，2003，29(7)：33-34．

[3]楊武. 基于面向對象技術的鋼結構節點設計系統的研究與開發 [D]. 武漢科技大學碩士論文.2010：3.

篇(3)

本科畢業論文設計開題報告范文

1.課題名稱：

鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發

2.項目研究背景：

所要編寫的結構程序是混凝土的框架結構的設計，建筑指各種房屋及其附屬的構筑物。建筑結構是在建筑中，由若干構件，即組成結構的單元如梁、板、柱等，連接而構成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。

編寫算例使用建設部最新出臺的《混凝土結構設計規范》GB50010-2002,該規范與原混凝土結構設計規范GBJ10-89相比，新增內容約占15%，有重大修訂的內容約占35%，保持和基本保持原規范內容的部分約占50%，規范全面總結了原規范實施以來的實踐經驗，借鑒了國外先進標準技術。

3. 項目研究意義：

建筑中，結構是為建筑物提供安全可靠、經久耐用、節能節材、滿足建筑功能的一個重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業化水平密切相關，對發展新技術。新材料，提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。

由于結構計算牽扯的數學公式較多，并且所涉及的規范和標準很零碎。并且計算量非常之大，近年來，隨著經濟進一步發展，城市人口集中、用地緊張以及商業競爭的激烈化，更加劇了房屋設計的復雜性，許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上，都客觀的需要計算機程序的輔助設計。這樣，結構軟件開發就顯得尤為重要。

一棟建筑的結構設計是否合理，主要取決于結構體系、結構布置、構件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構構造是否合理。這些問題已經正確解決，結構計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設計工作了，因此原來在學校使用的手算方法，將被運用到具體的程序代碼中去，精力就不僅集中在怎樣利用所學的結構知識來設計出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實現，

4.文獻研究概況

在不同類型的結構設計中有些內容是一樣的，做框架結構設計時關鍵是要減少漏項、減少差錯，計算機也是如此的。

建筑結構設計統一標準(GBJ68-84) 該標準是為了合理地統一各類材料的建筑結構設計的基本原則，是制定工業與民用建筑結構荷載規范、鋼結構、薄壁型鋼結構、混凝土結構、砌體結構、木結構等設計規范以及地基基礎和建筑抗震等設計規范應遵守的準則，這些規范均應按本標準的要求制定相應的具體規定。制定其它土木工程結構設計規范時，可參照此標準規定的原則。本標準適用于建筑物(包括一般構筑物)的整個結構，以及組成結構的構件和基礎;適用于結構的使用階段，以及結構構件的制作、運輸與安裝等施工階段。本標準引進了現代結構可靠性設計理論，采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法分析確定，即將各種影響結構可靠性的因素都視為隨機變量，使設計的概念和方法都建立在統計數學的基礎上，并以主要根據統計分析確定的失效概率來度量結構的可靠性，屬于概率設計法，這是設計思想上的重要演進。這也是當代國際上工程結構設計方法發展的總趨勢，而我國在設計規范(或標準)中采用概率極限狀態設計法是迄今為止采用最廣泛的國家。

結構的作用效應 常見的作用效應有：

1.內力。

軸向力，即作用引起的結構或構件某一正截面上的法向拉力或壓力;

剪力，即作用引起的結構或構件某一截面上的切向力;

彎矩，即作用引起的結構或構件某一截面上的內力矩;

扭矩，即作用引起的結構或構件某一截面上的剪力構成的力偶矩。

2.應力。如正應力、剪應力、主應力等。

3.位移。作用引起的結構或構件中某點位變(線位移)或某線段方向的改變(角位移)。

4.撓度。構件軸線或中面上某點在彎短作用平面內垂直于軸線或中面的線位移。

篇(4)

課題來源、選題依據和背景情況、課題研究目的、工程應用價值

題目:格構式鋼管混凝土柱的耐火性能分析

課題來源：

研究人從事煉鋼廠房，連鑄廠房以及與鋼鐵行業相關的工藝平臺，管道支架等的結構設計。在設計過程中經常遇見采用格構式鋼管混凝土柱的工程；而一方面行業內對鋼結構組合結構有防火要求，另一方面鋼鐵廠相比其他工業廠房更容易發生火災，因此本研究擬以格構式鋼管混凝土柱升溫與降溫受火性能研究為方向，考察破壞形態及其受火極限狀態。

選題依據和背景情況：

鋼管混凝土作為一種新型的組合結構，是在鋼管內部填加混凝土材料而構成一種新型的構件。鋼管混凝土一般簡寫為 CFST（concrete filled steel tubular），其橫截面的布置各有不同，按照形狀可以分為圓鋼管、矩形鋼管、和多邊形鋼管混凝土。 鋼管混凝土構件中的兩種組成材料在外荷載作用下發生相互作用，其中最主要的作用為鋼管內部核心的混凝土受到來自外圍鋼管的套箍作用，而處于三向應力狀態，使混凝土的強度、塑性等力學性能得到了提高。同時，混凝土的存在，又可避免或延緩鋼管容易發生局部屈曲的特性，從而能夠發揮鋼材的材料強度。鋼管混凝土構件具有比鋼管和混凝土簡單疊加后更高的抗壓能力以及良好的塑性、韌性和抗震性能。 此外，鋼管混凝土還有延性好，抗壓強度高，比鋼結構具有更好的抗火性能和更好的抗震性能。在施工中，外套鋼管可起到模板的作用，便于直接澆筑混凝土，加快施工進度。綜上所述，鋼管混凝土構件中鋼管和混凝土取長補短，使鋼管混凝土構件具有強度高、耐疲勞、抗沖擊、延性好、抗震、抗火和便于施工等良好性能

二、文獻綜述

參考文獻：

1. 鐘善桐. 鋼管混凝土結構[M]. 清華大學出版社有限公司, 2019.

2. 蔡紹懷. 現代鋼管混凝土結構[M]. 人民交通出版社, 2019.

3. 歐智菁, 陳寶春. 鋼管混凝土格構柱偏心受壓面內極限承載力分析[J]. 建筑結構學報, 2019, 27(4): 80-83.

4. 廖彥波. 鋼管混凝土格構柱軸壓性能的試驗研究與分析[D]. 清華大學, 2019.

5. 蔣麗忠, 周旺保, 伍震宇, 等. 四肢鋼管混凝土格構柱極限承載力的試驗研究與理論分析[J]. 土木工程學報, 2019 (9): 55-62.

6. 陳寶春, 歐智菁. 鋼管混凝土格構柱極限承載力計算方法研究[J]. 土木工程學報, 2019, 41(1): 55-63.

7. 周文亮. 鋼管混凝土格構式柱受力性能研究[D]. 西安科技大學, 2019.

8. Engesser F. Die knickfestigkeitgeraderstbe[M]. W. Ernst &Sohn, 1891.

9. Duan L, Reno M, Uang C. Effect of compound buckling on compression strength of built-up members[J]. Engineering Journal, 2019, 39(1): 30-37.

10. Razdolsky A G. Euler critical force calculation for laced columns[J]. Journal of engineering mechanics, 2019, 131(10): 997-1003.

11. Razdolsky A G. Flexural buckling of laced column with crosswise lattice[J]. Proceedings of the ICE-Engineering and Computational Mechanics, 2019, 161(2): 69-76.

12. Razdolsky A G. Flexural buckling of laced column with serpentine lattice[J]. The IES Journal Part A: Civil & Structural Engineering, 2019, 3(1): 38-49.

13. Kawano A, Matsui C. Cyclic local buckling and fracture of concrete filled tubular members[C]//Proceedings of an Engineering Foundation Conference on Composite Construction in Steel and Concrete IV, ASCE. 2019, 28.

14. Kawano A, Sakino K. Seismic resistance of CFT trusses[J]. Engineering structures, 2019, 25(5): 607-619.

15. Kawano A, Sakino K, Kuma K, et al. Seismic resistant system of multi-story frames using concrete-filled tubular trusses[J]. Int Society of Offshore and Polar Engineers. Cupertino, CA, 2019: 95015-0189.

16. Kawano A, Matsui C. The deformation capacity of trusses with concrete filled tubular chords[C]//Proceedings of an Engineering Foundation Conference on Composite Construction in Steel and Concrete IV, ASCE. 2019, 28.

17. Klingsch W. New developments in fire resistance of hollow section structures[C]//Symposium on hollow structural sections in building construction. 1985.

18. Klingsch W. Optimization of cross sections of steel composite columns[C]//Proc. of the Third International Conference on Steel-Concrete Composite Structures, Special Volume, ASCCS, Fukuoka. 1991: 99-105.

19. Lie T T, Cowan H J. Fire and buildings[M]. Applied Science Publishers Limited, 1972.

20. Lie T T, Chabot M. Experimental studies on the fire resistance of hollow steel columns filled with plain concrete[J]. 1992.

21. Lie T T, Stringer D C. Calculation of the fire resistance of steel hollow structural section columns filled with plain concrete[J]. Canadian Journal of Civil Engineering, 1994, 21(3): 382-385.

22. Lie T T, Chabot M. Evaluation of the fire resistance of compression members using mathematical models[J]. Fire safety journal, 1993, 20(2): 135-149.

23. Kodur V K R. Performance-based fire resistance design of concrete-filled steel columns[J]. Journal of Constructional Steel Research, 1999, 51(1): 21-36.

24. Wang Y C, Davies J M. An experimental study of the fire performance of non-sway loaded concrete-filled steel tubular column assemblies with extended end plate connections[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2019, 59(7): 819-838.

25. Ding J, Wang Y C. Realistic modelling of thermal and structural behaviour of unprotected concrete filled tubular columns in fire[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2019, 64(10): 1086-1102.

26. Hong S, Varma A H. Analytical modeling of the standard fire behavior of loaded CFT columns[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2019, 65(1): 54-69.

27. 鐘善桐. 鋼管混凝土耐火性能研究的幾個問題和方法[J]. 中國鋼協鋼-混凝土組合結構協會第六次年會論文集 (上冊), 1997.

28. 賀軍利, 鐘善桐. 鋼管混凝土柱耐火全過程分析[J]. 中國鋼協鋼-混凝土組合結構協會第六次年會論文集 (上冊), 1997.

29. 鐘善桐. 第六章鋼管混凝土的防火[J]. 建筑結構, 1999 (7): 55-57.

30. 查曉雄, 鐘善桐. Behaviour of concrete filled steel tubular columns under fire[J]. 哈爾濱工業大學學報, 2019, 9(3).

31. 李易, 查曉雄, 王靖濤. 端部約束對鋼管混凝土柱抗火性能的影響[J]. 中國鋼結構協會鋼-混凝土組合結構分會第十次年會論文集, 2019.

32. 徐超, 張耀春. 四面受火方形薄壁鋼管混凝土軸心受壓短柱抗火性能的分析[J]. 中國鋼結構協會鋼-混凝土組合結構分會第十次年會論文集, 2019.

33. 王衛華, 陶忠. 鋼管混凝土平面框架溫度場有限元分析[J]. 工業建筑, 2019, 37(12): 39-43.

34. 王衛華, 陶忠. 鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土梁框架結構溫度場試驗研究[J]. 工業建筑, 2019 (4): 18-21.

三、研究內容

四、研究基礎

1．所需工程技術、研究條件

本科碩士階段所學習的課程：鋼結構基本原理與設計、組合結構設計、結構抗火設計、

有限單元法。

篇(5)

關鍵詞：鋼結構 廠房設計 技術要求

中圖分類號：TU391文獻標識碼： A 文章編號：

隨著市場經濟的不斷發展以及我國綜合國力的提升，國內的大型鋼結構廠房的需求量不斷增加，鋼結構廠房在企業擴大生產經營規模中得到廣泛的應用，當前需要加強對鋼結構廠房設計的經驗進行總結，不斷創新技術。

一、工程簡介

某大型有色礦山生產用房主要從事銅鉬礦石選礦生產使用，為擴大生產規模決定興建面積35000平方米的鋼結構廠房，該工程于2012年4月完工，主要的鋼結構設計平面圖如下。該鋼結構體系采用彩鋼夾芯板等新型的墻體材料進行維護，突出了時代感。

二、廠房設計技術要點研究

該廠房工程的負荷量大，能否達到廠房使用的要求就必須重視鋼結構的設計，主要設計要點如下：

（一）廠房結構設計

一是加強處理了廠房的縱向伸縮縫問題，其縱向270m的設計于廠房的規范要求符合，設計時因為考慮了鋼結構產鋼的荷載較大以及跨度交款，根據《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）對廠房的多項參數進行控制和取用，在這一范圍內，又必須以《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）為依據減少鋼材的用量，即在廠房的98.4m處位置設縫，注意將縫分開，如此能降低工程造價，減少工程設計難度。

二是在進行結構布置時，無論是哪種類型鋼結構廠房，一定要重視縱向支撐體系以及鋼架體系的設計，構建穩定的鋼結構，一定要選取合理科學的布置信形勢以及廠房支撐形式，在可靠安全的基礎上設計使用功能，延長廠房使用壽命。

三是在對鋼結構的加工質量進行設計控制時，須重視鋼結構原材料從采購開始一直到成品出廠的把關，尤其重視廠房結構轉換梁的構件以及“十字形”截面柱的尺寸精度。

（二）廠房支撐體系設計

作為鋼結構廠房設計的關鍵部分，鋼結構廠房支撐體系主要是支撐廠房的各個平面框架，構成較為穩定的廠房鋼結構系統，兼有承擔傳遞地震力、風荷載以及溫度應力等，支撐體系還要提供一個穩定安全的支撐力，確保鋼結構系統的穩定。該廠房支撐體系還要在承擔100噸的縱向荷載力。在廠房的柱頂、屋梁以及各個梁祝的外側設計剛性系桿，在屋面以及有支撐的柱間設計系桿，另外設計支撐體系時，利用均衡布置法，沿鋼結構廠房縱向屋檐處，從水平位置設計三道支撐，橫面上的柱間以及屋面設計支撐，這樣建立起“三橫四縱”支撐系統，再通過系桿、支撐以及鋼架形成穩定體系。

（三）廠房屋面設計以及屋面支撐系統的設計

該工業廠房的支撐系統主要是以廠房的高度、跨度、屋面的結構、所在區域的地震設防度以及柱間布置為依據。該廠房在內無檁、有檁屋蓋體系都會設置垂直方向的支撐，無檁廠房含屋架焊接，有上弦支撐功能，鋼結構廠房的屋面須在天窗架以及屋架設計橫向支撐，一般屋架間距高于13m的廠房或者含有較大的振動設備的廠房則必須設置縱向的水平支撐。

大型鋼架結構的屋面防水、排水設計也是廠房屋面設計的重點。從《屋面工程技術規范》規定來看，廠房的屋面坡度最低為5%，該廠房處于冬天積雪較多區域，坡度設計適當進行了增加。通常單坡廠房屋面長度由該廠房所在地的降雨水頭高度情況以及最大溫差決定，從廠房設計的經驗來看，一般屋面的坡度長度應保持在70m范圍內。市場上的鋼結構廠房屋面存在2中做法，一是設計為剛性屋面，即該工業廠房使用的壓型鋼板內含保溫綿，另外一個是柔性屋面，即保溫層、鋼板內板以及防水層組成的屋面。

（四）構件吊裝工藝設計

大型鋼結構廠房的結構構件含屋架、支撐、檁條、梁柱、墻架以及天窗架等等，不同構件尺寸、形式安裝標高各有不同，為保證經濟合理，須應用不同的吊裝方法以及起重機械。

該廠房在吊裝廠房鋼柱時，由于占地面積大，設計時使用的是塔式以及自行式起重機安裝鋼柱，吊裝方法為滑行吊裝法以及旋轉式吊裝法。一般吊裝重型鋼柱則采用雙機抬吊法。在起吊鋼柱時雙機共同吊起鋼柱，達到一定的離地高度之后停止，接著主吊機單獨吊起鋼柱，當豎直吊起鋼柱時，拆掉另一臺機器的鋼絲繩，主機繼續吊起鋼柱達到指定位置，對鋼柱的垂直度進行校正，保證偏差在20mm范圍內。校正鋼柱、固定鋼柱過程中，須對鋼柱的垂直偏差程度進行檢查，一旦超出指定范圍，用千斤頂校正。

在設計大型鋼結構廠房時，如果有起重較重的吊車要求，在進行廠房設計時必須重視吊車荷載對廠房結構的影響，保證鋼結構的穩定安全，海牙控制鋼梁降低造價，如該廠房吊車荷載中的柱頂位移必須符合規范內容，在這一條件下，靈活控制綴條等構件的細長比。

三、結語

我國應用大型鋼結構廠房時間較短，還須加強設計經驗和技巧。鋼結構的設計在廠房總體設計中非常關鍵，需要堅持實用性、經濟型原則下，根據廠房所在地的氣候以及客觀條件下，因地制宜完成建筑結構的設計。

參考文獻：

[1] 谷民. 冶金工業鋼結構重防腐涂料的施工質量控制[J].山東冶金，2009：124-126；

篇(6)

關鍵詞: 輕鋼結構 加層 柱腳施工 鋼柱 鋼梁 設計 施工要點

中圖分類號：TU391文獻標識碼： A 文章編號：

一．引言

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

輕鋼結構具有自身的優點，主要體現在其制造安裝比較方便、材料輕質高強、建筑的形式多種多樣比較靈活等方面。所以在建筑的加層、改建中得到了廣泛的運用，并且也取得了比較好的經濟效益和使用效益。所以本文就結合某工業企業的行政樓加層工程為例，簡要的分析介紹了在輕鋼結構加層設計以及施工中出現的一些問題，并提出了一些自己的觀點。

二．輕鋼結構的優點

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

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

3. 采用輕鋼結構的綜合經濟效益比較好。正是因為使用輕鋼結構的施工周期比較短, 許多加層工程都可以提前投入使用, 這樣也可以提前獲得投資的效益。同時因為輕鋼結構建筑的自重比較輕,所以大部分不需要做樁基,這也可以節省大量的投資。

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

5. 輕鋼的舒適性十分好。使用新型的輕質圍護材料, 不霉變, 不助燃, 不蟲蛀。并且裝修可以一次性到位, 少維修。采用輕鋼墻體符合高效節能的標準, 這種材料具有呼吸的功能, 可以有效的調節室內空氣干濕度。

三．采用輕鋼結構的加層結構設計

1. 加層工程概況

該行政樓是在1996年設計建造的，一共5層，是框架結構，具有獨立的基礎，一部分基礎因為填土層比較厚所以采用人工挖孔灌注樁的方法施工。該建筑的空間為9M×6.9M，長度為42.3M，跨度為16.7M，層高為3.6M，具有7度抗震能力。

2. 結構方案的選用

近年來，隨著企業規模的不斷擴大。員工人數也不斷增加，行政樓使用面積已經遠遠不能滿足現實的需要了，所以在征得有關部門的同意之后，決定采取加層的辦法，即在原行政樓頂再加蓋一層。為了不影響行政樓現在的使用，同時滿足結構承載力的有關要求，并要求在兩個月之內完工。基于此建設部門對該行政樓的原結構進行了全面的分析計算，并結合了當前國內外加層改造的一些實例后，決定采取具有剛度大、自重輕、綜合效益好、抗震性能高以及施工周期比較短等優點的輕鋼結構作為配套的外飾面材料。

3．結構設計的幾處要點

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

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

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

四．加層工程的施工要點

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

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

2．對構件全面檢查結構安裝前應對構件進行全面檢查，如構件的數量、長度、垂直度等，如安裝中接頭處螺栓孔之間的尺寸是否符合設計要求等。在安裝過程中，應先安裝靠近山墻有柱間支撐的兩榀鋼架，而后安裝其他鋼架；頭兩榀鋼架安裝完畢后。應將兩榀鋼架間的水平系桿、檁條及柱間支撐、屋面水平支撐等構件的垂直及水平度調整正確，然后方可鎖定支撐，再安裝其他鋼架；而在施工中，一般作業人員由于考慮施工方便及吊車費用，會先行安裝鋼柱、鋼梁等，而后再行安裝柱間支撐等，這樣違反操作順序容易造成安全事故，同時待鋼架全部安裝完后再調整構件的垂直度和水平度會相當困難。根本無法達到規范要求。

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

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

五．結束語

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

參考文獻：

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

[2]韓鳳霞 于江Han FengxiaYu Jiang某辦公樓輕鋼加層設計[期刊論文] 《工業建筑》 ISTIC PKU -2006年z1期

篇(7)

關鍵詞：高層鋼結構建筑，工程監理

 

高層鋼結構建筑的發展已有一個世紀的歷史，它是鋼鐵工業發展的產物。由于相對美、日等發達國家，我國高層鋼結構工程起步較晚，工程實例與鋼筋砼結構相比也較少，因此如何開展對此類工程的監理工作， 成為我國監理行業面臨的新問題。根據近20年來高層鋼結構建筑在我國的發展情況，在對高層鋼結構的工程監理中，主要應對三個方面的問題引起重視：設計方面、駐廠監造方面和施工現場安裝方面，現分述如下：

1對設計的管理監控

從全國范圍來看，制約我國鋼結構發展和推廣應用的最大問題是設計力量薄弱。一方面由于絕大多數結構設計工程師習慣和擅長進行鋼筋砼或磚混結構的設計，對鋼結構設計不熟悉；另一方面，我國“入世”時間不長，在建筑領域與國際接軌還有一個適應過程，在工程項目的設計管理機制方面，還有不完善的地方，因此在設計方面主要存在以下的問題：

1）有些項目在招標方式上，沒有實行建筑方案買斷的模式，因此，反映在鋼結構設計中，在選材方面，就往往是被國外的建筑師牽著鼻子走，有些材料指標十分苛刻，只能選用進口產品，加大了進口材料的數量，增加了工程建設成本。

2）在設計說明中，對焊接鋼結構的材質一項，只注明鋼材型號，如Q345、Q235等，沒有提出質量等級要求，對于焊縫質量，有的不明確質量等級，有的提出的質量等級不恰當等。

3）在摩擦型高強螺栓連接的設計中，一個連接節點上高強螺栓的規格與數量是通過節點內力計算得出的，但有的設計所選高強螺栓的直徑、數量與節點板的截面尺寸不相匹配，在設計極限荷載作用下，將會出現螺栓還未達到設計強度而連接板已變形，喪失承載能力的現象。

4）在設計構件長度時，未考察施工現場情況，有的構件過長，交通運輸條件無法解決，有的構件過重，現場吊裝能力不能滿足等等。

5）對鋼結構的防水、隔熱與防腐蝕設計重視不夠，沒有在設計文件中明確鋼材除銹等級和涂料及涂層厚度，沒有根據不同部位構件的不同耐火極限采取相應的隔熱防護措施等。

6）在設置抗側力支撐構件與梁柱連接時，當節點板采用螺栓連接時，未考慮螺栓扳手工具的操作空間，給施工帶來困難。

2對構件生產加工的駐廠監造

鋼結構工程施工的工期比鋼筋砼結構工程的工期普遍要短，鋼結構工程有一半以上工期是在工廠車間內部進行。論文格式。因此派駐合格的監理工程師駐廠監造鋼結構構件的生產加工全過程，是監理工作必不可少的一個重要內容，開展監造工作，主要有以下三項內容：

2.1 選擇優秀的生產廠家

在對鋼構件生產廠家的選擇考察中，主要應考核以下幾項內容：

①企業資質等級；

②企業管理模式；

③企業加工生產能力；

④如生產廠家與工程施工現場距離較遠，不在同一地區，還應考慮運輸問題，臨時堆放材料問題等。

2.2 制定有效可行的監造規劃

對加工監造工作而言，監造規劃就相當于工程項目的監理規劃，是具有指導意義的綱領性文件，在監造規劃中，主要應有以下幾方面內容：

①監造依據：招投標文件、加工合同、設計文件、有關技術標準、規范等。

②監造范圍和內容：應包括構件的加工制作、工廠預拼裝、包裝和運輸等全過程。

③監造目標：對質量、進度及造價控制目標進行分解、落實。

④監造程序方法及措施：應包括監造程序框圖，監造過程中的事前、事中和事后控制。

2.3、確定監造工作的重點

①對原材料進廠的檢驗。

②對有關人員的資格審核。

③對主要加工設備的檢查。論文格式。

④對加工工藝保證措施的檢查。

⑤對焊接工藝評定進行旁站監督。

⑥對全熔透一、二級焊接的超聲波無損探傷檢測。

⑦對栓釘焊接的檢測。

⑧對高強螺栓的檢測。

⑨對部分構件在工廠預拼裝的監控。

3對施工現場安裝的監控

鋼結構安裝施工與鋼筋砼結構施工在某些方面差異較大，它的濕作業較少，吊裝、焊接量較大，對安全穩定性的要求高，對安裝誤差要求極高，監理人員應了解這類特點，并特別注意以下幾項監控重點：

3.1認真審核鋼結構施工方案

1）監理單位在審核鋼結構施工方案時，首先應檢查方案是否包括了以下主要內容：

a、計算鋼結構構件和連接件的數量；

b、制定有針對性的測量方案；

c、選擇合適的吊裝機械；

d、確定平面與立面流水程序；

e、制定進度計劃；

f、確定勞動組織；

g、確定質量目標；

h、制定安全生產措施；

2）審查吊裝方案是否合理

監理人員必須清楚，合理的安裝順序原則應是保證鋼結構在安裝過程中的整體與局部的穩定性，要有足夠的強度和剛度，必要時進行驗算，不足的部位采取加固措施，最大限度的減少結構安裝中的變形值，保證鋼結構的安裝精度。平面安裝順序應從結構約束較大的中間區向四周擴展，把累積誤差分散；立面安裝程序應分單元進行，一般每個單元一節鋼柱（各節所含層數可不同），由鋼柱主梁安裝成框架形成幾何不變體為原則。

3）分清測量標高選用的種類

由于高層鋼結構安裝測量工作是鋼結構安裝的中心環節，因此，在審查施工方案中，還應重點審查測量方案是否合理。論文格式。與鋼筋砼結構不同，鋼結構安裝前，首先要確定是采用相對標高，還是采用設計標高。采用相對標高安裝時，不考慮焊縫收縮變形和荷載對柱的壓縮變形；采用設計標高控制安裝時，每節柱的調整都要以地面第一節柱的柱底標高基準點進行柱標高的調整，要預留焊縫收縮量、荷載對柱的壓縮量，這一點應引起監理人員的重視。

3.2 對鋼結構連接節點施工的監控

高層鋼結構節點按連接方式分為焊接連接、高強螺栓連接和混合連接（焊接連接+高強螺栓連接）三種。一般柱與柱連接采用焊接方式，柱與梁連接采用混合連接方式，主梁與次梁連接采用高強螺栓連接。因此，焊接施工的好壞是影響鋼結構節點質量的關鍵問題。以下幾點是監控的重點：

1）焊接工藝評定

由于鋼結構工程中的焊接節點和焊接接頭不可能進行現場取樣檢驗，為了保證工程焊接質量，必須在結構安裝施工焊接前進行焊接工藝評定。因此，開展焊接工藝評定工作，就是針對具體工程的焊接工藝設計，對焊接中的可焊性、工藝性和力學性能等方面進行試驗和鑒定，確認實施的可行性，監理單位在進行焊接工藝評定中，應注意監控鋼結構安裝的以下幾個方面：

a、高層鋼結構構件多采用高強度合金鋼材，母材焊接工藝性能差，工藝要求高，焊接材料選擇嚴格。

b、結點型式復雜，坡口形式多樣，焊縫強度等級，質量等級高，一般均采用半熔透及全熔透焊縫。

c、高空野外作業，施工條件差，受天氣（溫度、風力）影響大。

d、焊接量大，收縮量大，焊接收縮變形對安裝精度影響較大。

2）對焊工的考核與培訓

作為派駐施工現場的監理人員，應重視對焊工生產操作技能的考核，首先應要求被考核人員取得焊工資格證書，由于有些焊工取得資格證書后，相當長的一段時間沒有在工程項目中進行上崗實踐操作，技術操作水平不穩定，因此崗前考核是十分必要的，在現場考試中，應對工程施工環境進行同條件模擬，以保證考核結果的可信度。在對焊工實行上崗前考試的同時，還應重視平時對其培訓。

4結束語

隨著我國經濟突飛猛進地發展，鋼結構以其獨特的優越性，在建筑業被越來越廣泛的重視和應用。作為監理行業的從業人員，面對鋼結構建筑的大量涌現，應加強學習有關鋼結構工程的專業知識與管理內容，圓滿地完成國家賦予監理工程師的社會責任。