鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文精選(九篇)

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第1篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、引言

穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)突出問(wèn)題。在各種類(lèi)型的鋼結(jié)構(gòu)中，都會(huì)遇到穩(wěn)定問(wèn)題。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題處理不好，將會(huì)造成不應(yīng)有的損失。現(xiàn)代工程史上不乏因失穩(wěn)而造成的鋼結(jié)構(gòu)事故，其中影響最大的是1907年加拿大魁北克一座大橋在施工中破壞，9000噸鋼結(jié)構(gòu)全部墜入河中，橋上施工的人員75人遇難。破壞是由于懸臂的受壓下弦失穩(wěn)造成的。而美國(guó)哈特福特城的體育館網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，平面92m×110m,突然于1978年破壞而落地，破壞起因可能是壓桿屈曲。以及1988年加拿大一停車(chē)場(chǎng)的屋蓋結(jié)構(gòu)塌落，1985年土耳其某體育場(chǎng)看臺(tái)屋蓋塌落，這兩次事故都和沒(méi)有設(shè)置適當(dāng)?shù)奈膿斡嘘P(guān)[1]。在我國(guó)1988年也曾發(fā)生l3.2×l7.99m網(wǎng)架因腹桿穩(wěn)定位不足而在施工過(guò)程中塌落的事故。從上可以看出，鋼結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定問(wèn)題是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中以待解決的主要問(wèn)題，一旦出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)事故，不但對(duì)經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的損失，而且會(huì)造成人員的傷亡，所以我們?cè)阡摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一定要把握好這一關(guān)。目前，鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)過(guò)的失穩(wěn)事故都是由于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的穩(wěn)定性能不夠清楚，對(duì)如何保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定缺少明確概念，造成一般性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不應(yīng)有的薄弱環(huán)節(jié)。另一方面是由于新型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，如空間網(wǎng)架，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)等，設(shè)計(jì)者對(duì)其如何設(shè)計(jì)還沒(méi)有完全的了解。本文針對(duì)這些問(wèn)題提出了在設(shè)計(jì)中應(yīng)該明確在鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)中的一些基本概念，以及對(duì)新型鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究應(yīng)該了解的一些問(wèn)題并且應(yīng)該懂得如何解決這些問(wèn)題。只有這樣我們?cè)谠O(shè)計(jì)中才能更好處理鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問(wèn)題。

2、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)的基本概念

2.1強(qiáng)度與穩(wěn)定的區(qū)別[2]

強(qiáng)度問(wèn)題是指結(jié)構(gòu)或者單個(gè)構(gòu)件在穩(wěn)定平衡狀態(tài)下由荷載所引起地最大應(yīng)力（或內(nèi)力）是否超過(guò)建筑材料的極限強(qiáng)度，因此是一個(gè)應(yīng)力問(wèn)題。極限強(qiáng)度的取值取決于材料的特性，對(duì)混凝土等脆性材料，可取它的最大強(qiáng)度，對(duì)鋼材則常取它的屈服點(diǎn)。穩(wěn)定問(wèn)題則與強(qiáng)度問(wèn)題不同，它主要是找出外荷載與結(jié)構(gòu)內(nèi)部抵抗力間的不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，即變形開(kāi)始急劇增長(zhǎng)的狀態(tài)，從而設(shè)法避免進(jìn)入該狀態(tài)，因此，它是一個(gè)變形問(wèn)題。如軸壓柱，由于失穩(wěn)，側(cè)向撓度使柱中增加數(shù)量很大的彎矩，因而柱子的破壞荷載可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于它的軸壓強(qiáng)度。顯然，軸壓強(qiáng)度不是柱子破壞的主要原因。

2.2鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的分類(lèi)[1]

(1)第一類(lèi)穩(wěn)定問(wèn)題或者具有平衡分岔的穩(wěn)定問(wèn)題（也叫分支點(diǎn)失穩(wěn)）。完善直桿軸心受壓時(shí)的屈曲和完善平板中面受壓時(shí)的屈曲都屬于這一類(lèi)。

(2)第二類(lèi)穩(wěn)定問(wèn)題或無(wú)平衡分岔的穩(wěn)定問(wèn)題（也叫極值點(diǎn)失穩(wěn)）。由建筑鋼材做成的偏心受壓構(gòu)件，在塑性發(fā)展到一定程度時(shí)喪失穩(wěn)定的能力，屬于這一類(lèi)。

(3)躍越失穩(wěn)是一種不同于以上兩種類(lèi)型，它既無(wú)平衡分岔點(diǎn)，又無(wú)極值點(diǎn)，它是在喪失穩(wěn)定平衡之后跳躍到另一個(gè)穩(wěn)定平衡狀態(tài)。

區(qū)分結(jié)構(gòu)失穩(wěn)類(lèi)型的性質(zhì)十分重要，這樣才有可能正確估量結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力。隨著穩(wěn)定問(wèn)題研究的逐步深入，上述分類(lèi)看起來(lái)已經(jīng)不夠了。設(shè)計(jì)為軸心受壓的構(gòu)件，實(shí)際上總不免有一點(diǎn)初彎曲，荷載的作用點(diǎn)也難免有偏心。因此，我們要真正掌握這種構(gòu)件的性能，就必須了解缺陷對(duì)它的影響，其他構(gòu)件也都有個(gè)缺陷影響問(wèn)題。另一方面就是深入對(duì)構(gòu)件屈曲后性能的研究。

2.3鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

根據(jù)穩(wěn)定問(wèn)題在實(shí)際設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)提出了以下三項(xiàng)原則并具體闡明了這些原則，以更好地保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)中構(gòu)件不會(huì)喪失穩(wěn)定。

(1)結(jié)構(gòu)整體布置必須考慮整個(gè)體系以及組成部分的穩(wěn)定性要求

目前結(jié)構(gòu)大多數(shù)是按照平面體系來(lái)設(shè)計(jì)的，如桁架和框架都是如此。保證這些平面結(jié)構(gòu)不致出平面失穩(wěn)，需要從結(jié)構(gòu)整體布置來(lái)解決，亦即設(shè)計(jì)必要的支撐構(gòu)件。這就是說(shuō)，平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的出平面穩(wěn)定計(jì)算必須和結(jié)構(gòu)布置相一致。就如上述的1988年加拿大一停車(chē)場(chǎng)的屋蓋結(jié)構(gòu)塌落，1985年土耳其某體育場(chǎng)看臺(tái)屋蓋塌落，這兩次事故都和沒(méi)有設(shè)置適當(dāng)?shù)奈膿味斐沙銎矫媸Х€(wěn)。

由平面桁架組成的塔架，基于同樣原因，需要注意桿件的穩(wěn)定和橫隔設(shè)置之間的關(guān)系。

(2)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖和實(shí)用計(jì)算方法所依據(jù)的簡(jiǎn)圖相一致，這對(duì)框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算十分重要[3]。

目前任設(shè)計(jì)單層和多層框架結(jié)構(gòu)時(shí)，經(jīng)常不作框架穩(wěn)定分折而是代之以框架柱的穩(wěn)定計(jì)算。在采用這種方法時(shí)，計(jì)算框架柱穩(wěn)定時(shí)用到的柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，自應(yīng)通過(guò)框架整體穩(wěn)定分析得出，才能使柱穩(wěn)定計(jì)算等效于框架穩(wěn)定計(jì)算。然而，實(shí)際框架多種多樣，而設(shè)計(jì)中為了簡(jiǎn)化計(jì)算工作，需要設(shè)定一些典型條件。GBJl7—88規(guī)范對(duì)單層或多層框架給出的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)采用了五條基本假定，其中包括：“框架中所有柱子是同時(shí)喪失穩(wěn)定的，即各柱同時(shí)達(dá)到其臨界荷載”。按照這條假定，框架各柱的穩(wěn)定參數(shù)桿件穩(wěn)定計(jì)算的常用方法，往往是依據(jù)一定的簡(jiǎn)化假設(shè)或者典型情況得出的，設(shè)計(jì)者必須確知所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)符合這些假設(shè)時(shí)才能正確應(yīng)用。在實(shí)際工程中，框架計(jì)算簡(jiǎn)圖和實(shí)用方法所依據(jù)的簡(jiǎn)圖不一致的情況還可舉出以下兩種，即附有搖擺拄的框架和橫梁受有較大壓力的框架。這兩種情況若按規(guī)范的系數(shù)計(jì)算，都會(huì)導(dǎo)致不安全的后果。所以所用的計(jì)算方法與前提假設(shè)和具體計(jì)算對(duì)象應(yīng)該相一致。

(3)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造和構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算必須相互配合，使二者有一致性。

結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)相符合，一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大家都注意的問(wèn)題。對(duì)要求傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節(jié)點(diǎn)連接，應(yīng)分別賦與它足夠的剛度和柔度，對(duì)桁架節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡量減少桿件偏心這些都是設(shè)計(jì)者處理構(gòu)造細(xì)部時(shí)經(jīng)常考慮到的。但是，當(dāng)涉及穩(wěn)定性能時(shí)，構(gòu)造上時(shí)常有不同于強(qiáng)度的要求或特殊考慮。例如，簡(jiǎn)支梁就抗彎強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，對(duì)不動(dòng)鉸支座的要求僅僅是阻止位移，同時(shí)允許在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。然而在處理梁整體穩(wěn)定時(shí)上述要求就不夠了。支座還需能夠阻止梁繞縱軸扭轉(zhuǎn)，同時(shí)允許梁在水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)和梁端截面自由翹曲，以符合穩(wěn)定分析所采取的邊界條件。

2.4鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）失穩(wěn)和整體剛度:現(xiàn)行規(guī)范通用的軸心壓桿的穩(wěn)定計(jì)算法是臨界壓力求解法和折減系數(shù)法。

（2）穩(wěn)定性整體分析：桿件能否保持穩(wěn)定牽涉到結(jié)構(gòu)的整體。穩(wěn)定分析必須從整體著眼。

（3）穩(wěn)定計(jì)算的其它特點(diǎn)：在彈性穩(wěn)定計(jì)算中，除了需要考慮結(jié)構(gòu)的整體性外，還有一些其他特點(diǎn)需要引起重視，首先要做的就是二階分析，這種分析對(duì)柔性構(gòu)件尤為重要，這是因?yàn)槿嵝詷?gòu)件的大變形量對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力產(chǎn)生了不能忽視的影響，其次，普遍用于應(yīng)力問(wèn)題的迭加原理[4]．在彈性穩(wěn)定計(jì)算中不能應(yīng)用。這是因?yàn)榈釉淼膽?yīng)用應(yīng)以滿(mǎn)足以下條件為前提：

1）材料服從虎克定律變成正比；

2）結(jié)構(gòu)的變形很小。

而彈性穩(wěn)定計(jì)算一般均不能滿(mǎn)足第2）個(gè)條件，非彈性穩(wěn)定計(jì)算則兩個(gè)前提都不符合。

了解了一些在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該明確的一些基本概念，有助于我們?cè)谠O(shè)計(jì)中更好地處理穩(wěn)定方面的問(wèn)題，隨著新型鋼結(jié)構(gòu)體系地不斷發(fā)展，我們對(duì)穩(wěn)定問(wèn)題的研究要求也不斷地提高，之所以在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)問(wèn)題，另一個(gè)重要原因就是我們對(duì)新型結(jié)構(gòu)穩(wěn)定知之甚少，也就是目前鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定研究中存在的問(wèn)題。

3、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究中存在的問(wèn)題

鋼結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性研究雖然取得了一定的進(jìn)展，但也存在一些不容忽視的問(wèn)題[5]：

(1)目前在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究中，梁-柱單元理論已成為主要的研究工具。但梁-柱單元是否能真實(shí)反映網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)還很難說(shuō)，雖然有學(xué)者對(duì)梁-柱單元進(jìn)行過(guò)修正[3]。主要問(wèn)題在于如何反映軸力和彎矩的耦合效應(yīng)。

(2)在大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中整體穩(wěn)定與局部穩(wěn)定的相互關(guān)系也是一個(gè)值得探討的問(wèn)題，目前大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中取一個(gè)統(tǒng)一的穩(wěn)定安全系數(shù)，未反映整體穩(wěn)定與局部穩(wěn)定的關(guān)聯(lián)性。

(3)預(yù)張拉結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定設(shè)計(jì)理論還很不完善，目前還沒(méi)有一個(gè)完整合理的理論體系來(lái)分析預(yù)張拉結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性。

(4)鋼結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性研究中存在許多隨機(jī)因素的影響，目前結(jié)構(gòu)隨機(jī)影響分析所處理的問(wèn)題大部分局限于確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)、隨機(jī)荷載輸入這樣一個(gè)格局范圍，而在實(shí)際工程中，由于結(jié)構(gòu)參數(shù)的不確定性，會(huì)引起結(jié)構(gòu)響應(yīng)的顯著差異。所以應(yīng)著眼于考慮隨機(jī)參數(shù)的結(jié)構(gòu)極值失穩(wěn)、干擾型屈曲、跳躍型失穩(wěn)問(wèn)題的研究。

從上面可以看出，我們的鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論還是不夠完善，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中一般都是把鋼結(jié)構(gòu)看成是完善的結(jié)構(gòu)體系，針對(duì)上述問(wèn)題（4），我們可以看出在設(shè)計(jì)中我們沒(méi)有考慮一些隨機(jī)因素的影響。但是我們?cè)诳紤]這些因素之前，應(yīng)該弄清楚這些隨機(jī)因素的來(lái)源，一般情況下把影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性隨機(jī)因素分為三類(lèi)：

(1)物理、幾何不確定性：如材料（彈性模量，屈服應(yīng)力，泊松比等）、桿件尺寸、截面積、殘余應(yīng)力、初始變形等。

(2)統(tǒng)計(jì)的不確定性：在統(tǒng)計(jì)與穩(wěn)定性有關(guān)的物理量和幾何量時(shí)，總是根據(jù)有限樣本來(lái)選擇概率密度分布函數(shù),因此帶來(lái)一定的經(jīng)驗(yàn)性。這種不確定性稱(chēng)為統(tǒng)計(jì)的不確定性，是由于缺乏信息造成的。

(3)模型的不確定性：為了對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，所提的假設(shè)、數(shù)學(xué)模型、邊界條件以及目前技術(shù)水平難以在計(jì)算中反映的種種因素，所導(dǎo)致的理論值與實(shí)際承載力的差異，都?xì)w結(jié)為模型的不確定性。

以上都是鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，只有我們進(jìn)一步地深入研究這些穩(wěn)定，鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論將會(huì)進(jìn)一步完善，如對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)中涉及到隨機(jī)因素的影響，國(guó)外已經(jīng)引入了鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的可靠度設(shè)計(jì)，這也表明了鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)理論也在不斷的完善。

4、結(jié)束語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問(wèn)題區(qū)別于強(qiáng)度問(wèn)題。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該明確知道結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性能，以免在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)生不必要的失穩(wěn)損失。針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出了在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員應(yīng)該明確的一些基本概念；其次，隨著新型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員對(duì)其性能認(rèn)識(shí)的不足，從而導(dǎo)致構(gòu)件的失穩(wěn),本文就這個(gè)問(wèn)題闡述了新型結(jié)構(gòu)現(xiàn)存的一些問(wèn)題，并且針對(duì)一些問(wèn)題論述了產(chǎn)生的原因。總之，只有深入了解這些問(wèn)題，才會(huì)使得鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論設(shè)計(jì)不斷地完善。

參考文獻(xiàn)

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[5]盧家森,張其林.鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問(wèn)題的可靠性研究評(píng)述同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào).

[6]吳劍國(guó).網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的可靠性研究.博士論文，同濟(jì)大學(xué)，2001.

第2篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞: 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題；建議

Abstract: this article is the author of the work experience in recent years, mainly discusses the design of the steel structure in the choice of the form of structure, section design, the support design, node design problems, and put forward some reference and Suggestions.

Keywords: steel structure design; Problem; suggest

中圖分類(lèi)號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

近幾年隨著建筑物越來(lái)越向著大跨度、大空間方向發(fā)展，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已不能完全滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)的多樣化，鋼結(jié)構(gòu)彌補(bǔ)了混凝土結(jié)構(gòu)的種種不足之處，且受到廣泛的重視。與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)一般具有如下的特點(diǎn):

1) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重輕。鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比要30% ～ 50% ，結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重輕，因此相應(yīng)的基礎(chǔ)、地基處理費(fèi)用也較低。此外，在相同地震烈度下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)較小。2) 結(jié)構(gòu)布置靈活。鋼材結(jié)構(gòu)組織均勻，而且強(qiáng)度、彈性模量高，可采用大開(kāi)間布置，使建筑平面能夠合理分隔，靈活方便。如單層工業(yè)廠房，傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式由于受屋面板、墻板尺寸的限制，柱距多為 6 m，而鋼結(jié)構(gòu)的圍護(hù)體系可采用金屬壓型板，所以柱網(wǎng)不受模數(shù)限制，柱距大小主要根據(jù)使用要求和經(jīng)濟(jì)合理的原則考慮。3) 施工周期短。鋼結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件和配件多為工廠制作，易于保證質(zhì)量，除基礎(chǔ)施工外，基本沒(méi)有濕作業(yè); 構(gòu)件之間的連接多采用高強(qiáng)度螺栓連接，安裝迅速，施工周期短。4) 經(jīng)濟(jì)效益高。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用先進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備制造，運(yùn)輸方便，因此工程周期短，資金回報(bào)快，投資效益相對(duì)較高。5) 由于鋼材本身的材質(zhì)問(wèn)題，鋼結(jié)構(gòu)耐候性、耐火性、耐腐蝕性，還存在著一些缺陷。6) 構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)的突出問(wèn)題。鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面相對(duì)較小，造成了結(jié)構(gòu)容易失穩(wěn)。因此我們?cè)阡摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的提高穩(wěn)定的措施。

1 結(jié)構(gòu)布置

鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系包括框架結(jié)構(gòu)、框架—支撐結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、平面桁架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架( 殼) 結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)、塔桅結(jié)構(gòu)等。選擇結(jié)構(gòu)體系時(shí)，應(yīng)考慮它們不同的特點(diǎn)，如在輕型鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中，當(dāng)有較大懸掛荷載時(shí)，可考慮放棄門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)而采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu); 建筑設(shè)計(jì)允許的情況下，可在框架中布置支撐來(lái)提高結(jié)構(gòu)剛度，一般能取得比簡(jiǎn)單的剛性連接節(jié)點(diǎn)框架更好的經(jīng)濟(jì)性; 對(duì)屋面覆蓋跨度較大的建筑，可選擇懸索或索膜結(jié)構(gòu)體系，其構(gòu)件以受拉為主; 高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常采用鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)，來(lái)彌補(bǔ)鋼結(jié)構(gòu)本身的缺陷，提高結(jié)構(gòu)性能。

結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)體系的特征、建筑物荷載分布的情況及性質(zhì)等因素綜合考慮。一般說(shuō)來(lái)，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)剛度均勻，力學(xué)模型清晰，使荷載以最直接的路徑傳遞到基礎(chǔ)。此外，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)根據(jù)具體情況靈活多變。如框架結(jié)構(gòu)中次梁的布置，一般為減小截面而沿短向布置次梁，但會(huì)使主梁截面加大，因此減小了樓層凈高。為避免這一問(wèn)題，可根據(jù)需要調(diào)整其荷載傳遞方向，以滿(mǎn)足不同的設(shè)計(jì)要求。應(yīng)特別注意的是結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應(yīng)有多道防線，如有框架—支撐結(jié)構(gòu)體系，框架柱至少應(yīng)能單獨(dú)承受 1/4 的總側(cè)向荷載。

2 截面設(shè)計(jì)

構(gòu)件截面設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性，工程的造價(jià)及施工是否方便。結(jié)構(gòu)形式確定后，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)構(gòu)件截面作初步估算。主要包括梁、柱和支撐等構(gòu)件截面形狀與尺寸的假設(shè)，一般鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接 H 型鋼截面等。根據(jù)荷載與支座情況，其截面高度通常在跨度的 1/20 ～1/50 之間選擇。翼緣寬度根據(jù)梁間側(cè)向支撐的間距按我國(guó)現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范限值確定，盡量回避鋼梁整體穩(wěn)定的計(jì)算。確定了截面高度和翼緣寬度后，其板件厚度可按規(guī)范中局部穩(wěn)定的構(gòu)造來(lái)初步確定。柱截面根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比來(lái)估計(jì)，通常 50≤λ≤80，然后考慮不同的受力情況，選擇鋼管或 H 型鋼等截面形式。

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在確保結(jié)構(gòu)安全，滿(mǎn)足使用要求的前提下，使結(jié)構(gòu)用鋼量最省、造價(jià)最低。因此，如何選擇合理截面的桿件，使其在滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等要求的前提下，用鋼量最小就是優(yōu)化設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。

在進(jìn)行截面優(yōu)化時(shí)，必須綜合考慮以下幾點(diǎn): 1) 構(gòu)件強(qiáng)度、穩(wěn)定驗(yàn)算。截面尺寸的優(yōu)化必須滿(mǎn)足強(qiáng)度、穩(wěn)定性的要求，從而滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性要求。2) 剛度要求。截面尺寸在優(yōu)化時(shí)，結(jié)構(gòu)的整體剛度必須滿(mǎn)足有關(guān)規(guī)范規(guī)定的變形控制要求，即橫梁的最大撓度、柱頂?shù)淖畲笏轿灰啤⒌踯?chē)軌頂處柱的最大水平位移必須滿(mǎn)足有關(guān)規(guī)范規(guī)定的變形限值。3) 構(gòu)造要求。優(yōu)化截面尺寸必須滿(mǎn)足有關(guān)規(guī)范的構(gòu)造要求及使用要求。如柱翼緣的寬厚比、腹板的高厚比等截面尺寸都必須滿(mǎn)足有關(guān)規(guī)定。4) 制作、安裝控制條件。優(yōu)化構(gòu)件截面尺寸必須滿(mǎn)足常規(guī)的制作、安裝要求。

3 支撐設(shè)計(jì)

在鋼結(jié)構(gòu)中通常利用支撐提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的穩(wěn)定性。合理布置支撐體系可有效優(yōu)化主要承重構(gòu)件內(nèi)力分布情況，可有效改善整體剛度分布，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)，使結(jié)構(gòu)整體共同抵御水平荷載，尤其是地震作用。支撐體系的設(shè)計(jì)一般遵從以下原則:

1) 明確、合理地傳遞縱向荷載。2) 保證結(jié)構(gòu)體系平面外的穩(wěn)定，對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的整體穩(wěn)定提供側(cè)向支點(diǎn)。3) 結(jié)構(gòu)安裝方便。4) 滿(mǎn)足必要的強(qiáng)度、剛度要求，具有可靠的連接。

柱間支撐通常采用十字交叉式。在柱間有運(yùn)輸、通行域、放置設(shè)備等要求時(shí)，可采用門(mén)架式柱間支撐和單斜式柱間支撐。此外，還有人字形、K 形、L 形等支撐形式，對(duì)于常用的支撐體系，在相同用鋼量下，十字支撐體系和人字支撐體系對(duì)提高結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的作用相對(duì)顯著。

4 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中極其重要的環(huán)節(jié)，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)得當(dāng)與否，對(duì)保證結(jié)構(gòu)的整體性、可靠度以及建設(shè)周期和成本有著直接影響。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在結(jié)構(gòu)分析過(guò)程中就應(yīng)該想好用哪種節(jié)點(diǎn)形式，根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選用，傳力特性不同判斷是選用剛節(jié)點(diǎn)、鉸節(jié)點(diǎn)還是半剛節(jié)點(diǎn)。

對(duì)于焊接節(jié)點(diǎn)，焊縫的尺寸及形式應(yīng)符合我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。如焊條的選用應(yīng)和被連接金屬材質(zhì)強(qiáng)度相適應(yīng)，E43 對(duì)應(yīng) Q235，E50 對(duì)應(yīng) Q345。此外，焊接設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮焊縫的重心盡量與被連接構(gòu)件重心接近。對(duì)于栓接節(jié)點(diǎn)，普通螺栓由于其抗剪性能差，只能在結(jié)構(gòu)次要部位使用。高強(qiáng)螺栓的使用相對(duì)廣泛，常用 S8． 8 和 S10． 9 兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，高強(qiáng)螺栓連接根據(jù)受力特點(diǎn)分承壓型和摩擦型兩種連接，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意兩者計(jì)算方法的差別。連接板可簡(jiǎn)單取其厚度為梁腹板厚度加 4 mm，然后按我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行相應(yīng)驗(yàn)算。

此外，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮制造廠的工藝水平、施工空間及構(gòu)件吊裝順序等，盡可能讓工人方便進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定位與臨時(shí)固定。

第3篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

鋼結(jié)構(gòu)的合理利用可以有效提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，和傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)更加環(huán)保。就這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)更加符合國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，滿(mǎn)足建筑對(duì)節(jié)能環(huán)保材料的需求。鋼結(jié)構(gòu)本身就是由鋼材構(gòu)成的，建筑對(duì)高強(qiáng)度和高效能材料的需求也因此得到滿(mǎn)足，具有很大的循環(huán)利用價(jià)值;在工程施工過(guò)程中，為了保證不出現(xiàn)其他問(wèn)題，就需要在設(shè)計(jì)階段對(duì)圖紙和計(jì)算不斷優(yōu)化，在保證圖紙質(zhì)量的前提下，確保施工順利進(jìn)行;設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該經(jīng)濟(jì)合理，可以滿(mǎn)足建筑抗震和防火要求;和施工工藝以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)緊密配合，促使鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程不斷優(yōu)化，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上滿(mǎn)足施工過(guò)程中的各種要求。

1．1工業(yè)建筑中常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)的作用

在工業(yè)建筑中，鋼結(jié)構(gòu)的常規(guī)應(yīng)用由來(lái)已久，我國(guó)多數(shù)工業(yè)廠房均采用的是常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)人字梁以及工字梁，這些常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)已成為工業(yè)早期時(shí)代的主要象征。而這些特征構(gòu)成了我國(guó)的吊車(chē)梁式系統(tǒng)以及常規(guī)鋼屋架系統(tǒng)。由于民用建筑、商用建筑以及工業(yè)建筑各有不同，在進(jìn)行工業(yè)建筑時(shí)要求建筑結(jié)構(gòu)能夠?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)以及施工提供最好的跨度及空間。而傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能完全滿(mǎn)足現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)在跨度以及空間上的相關(guān)需求，從而鑒于此基礎(chǔ)上的鋼屋架系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，屋架系統(tǒng)主要由屋架、系桿以及支撐組成。同時(shí)吊車(chē)梁系統(tǒng)作為工業(yè)廠房的重要部分，多數(shù)廠房中均設(shè)有吊車(chē)，主要由車(chē)檔、吊車(chē)梁、軌道、制動(dòng)結(jié)構(gòu)及連接件等構(gòu)成。在傳統(tǒng)鋼筋砼結(jié)構(gòu)不能夠滿(mǎn)足新時(shí)代工業(yè)建筑在相應(yīng)功能及跨度上需求時(shí)多采用鋼結(jié)構(gòu)。如(1)材料堆場(chǎng)、大型倉(cāng)庫(kù)以及飛機(jī)裝配車(chē)間等多采用鋼結(jié)構(gòu)體系，這些鋼結(jié)構(gòu)體系多為網(wǎng)架、拱架、門(mén)式剛架以及懸索等;(2)建筑物受到動(dòng)力荷載影響時(shí)，多采用鋼結(jié)構(gòu)體系;(3)碳素廠高樓部碳素振動(dòng)成型機(jī)對(duì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)的耐疲勞程度和強(qiáng)度要求均較高時(shí)，多采用鋼結(jié)構(gòu)體系;(4)在高烈度區(qū)，鋼筋砼結(jié)構(gòu)早已超出了現(xiàn)行工業(yè)行業(yè)的規(guī)范以及規(guī)定，應(yīng)采用鋼結(jié)構(gòu)以滿(mǎn)足其新的需要;(5)原有廠房需改建或擴(kuò)建時(shí)，多采用鋼結(jié)構(gòu)。綜上即可知，鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)今工業(yè)建筑中有著十分重要的作用，且應(yīng)用廣泛。

1．2工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用方向

在工業(yè)建筑中，相關(guān)人員應(yīng)該根據(jù)規(guī)定的生產(chǎn)流程來(lái)為工藝服務(wù)。在這個(gè)過(guò)程中，工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)的形式、材料與空間等多個(gè)方面都有特殊的標(biāo)準(zhǔn)。由于建筑體量比較大，要求相關(guān)人員應(yīng)該注重把握好尺度，熟練掌握新材料技術(shù)。因此，工業(yè)建筑與普通建筑相比，具有一定的特殊性。在工業(yè)建筑中，一些比較簡(jiǎn)單的建材會(huì)被新建材取代，落后的施工工藝會(huì)被淘汰。如今在工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)方面，包括鋼纜、構(gòu)件和型材等方面的建材類(lèi)型越來(lái)越豐富。另外，高性能施工涂料的應(yīng)用有效地解決了工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)中存在的防火、防腐、防污染以及隔熱等多個(gè)方面的問(wèn)題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，涌出了很多新的設(shè)備、工藝與材料，有利于迎合工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的更高要求，落后的原有工業(yè)建筑體系應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的完善。

2鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中存在的問(wèn)題

目前，人們對(duì)工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)在建筑方面的相關(guān)認(rèn)識(shí)還不夠全面。傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)一直影響著人們的建筑觀念，直到現(xiàn)在也還沒(méi)有徹底轉(zhuǎn)變。工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)體系還不夠完善，其具有一定的復(fù)雜性以及綜合性，涉及到多種配套體系，比如屋面、墻體、防腐、隔熱和保溫等多個(gè)方面的配套材料。而國(guó)內(nèi)的工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，其技術(shù)水平與設(shè)計(jì)理念相對(duì)落后，專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)、新產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)備的制作與安裝水平、鋼材質(zhì)量等多個(gè)方面都沒(méi)有得到很明顯的提升。從事工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作、安裝以及監(jiān)理等領(lǐng)域的相關(guān)工作人員依舊沒(méi)有掌握好新知識(shí)，沒(méi)有徹底轉(zhuǎn)變新理念，沒(méi)有充分挖掘新材料，對(duì)新的施工方法也缺乏足夠的掌握力度。

3優(yōu)化工業(yè)建筑施工過(guò)程中的鋼結(jié)構(gòu)

在實(shí)際工作中，為了有效地提高工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.1需要我們確保腳螺栓的穩(wěn)定與堅(jiān)固，保證在腳螺栓使用過(guò)程中控制得當(dāng)，且可以保證鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用合理有效。對(duì)腳螺栓的安裝與埋設(shè)，需要重視其精度問(wèn)題，以保證其他環(huán)節(jié)的有序穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2要在地腳螺栓的安裝中，注意鋼柱的準(zhǔn)備，有效地協(xié)調(diào)平面控制網(wǎng)全系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)而更好地保證螺栓的安裝精度，使鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增加。

3.3要注意順利彈出柱腳底板十字線、地腳螺栓的中心線，并將柱腳剪力孔做好積極的清理工作，在鋼柱就位后，要將標(biāo)高調(diào)整好，并堅(jiān)固螺母。

3.4對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的施工需要注意梁柱安裝，并控制梁柱之間的柱間支撐精度，使空間單元的穩(wěn)定性提高，以保證其他安裝工作有效進(jìn)行。

3.5要注意合理有效地應(yīng)用墊板，確保墊板定位線精準(zhǔn)，以對(duì)后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)施工整體運(yùn)作起到優(yōu)化的作用。此外，在安裝結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，要健全構(gòu)件儲(chǔ)備，并能夠充分地利用構(gòu)件設(shè)備，更好地滿(mǎn)足實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)工作需要。堆放要合理規(guī)范，管理科學(xué)。每個(gè)存放場(chǎng)地均要有專(zhuān)人管理，根據(jù)供貨需要攜帶清單取貨，適時(shí)清點(diǎn)。

4結(jié)束語(yǔ)

第4篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

【關(guān)鍵詞】 剛結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定性；設(shè)計(jì)

工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性能，以免在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)生不必要的失穩(wěn)損失；其次，隨著新型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員對(duì)其性能認(rèn)識(shí)的不足，從而導(dǎo)致構(gòu)件的失穩(wěn)，就這個(gè)問(wèn)題闡述了新型結(jié)構(gòu)現(xiàn)存的問(wèn)題，并且針對(duì)問(wèn)題論述了產(chǎn)生的原因。

1建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)、在各種類(lèi)型的鋼結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成的傷亡事故時(shí)有發(fā)生、為了更好地保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)中構(gòu)件不失穩(wěn)定，保證工程質(zhì)量及使用安全，有必要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)探討。

1.1鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念。鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度小或失穩(wěn)都會(huì)造成結(jié)構(gòu)破壞，但是強(qiáng)度與穩(wěn)定的概念并不相同、鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是一個(gè)應(yīng)力問(wèn)題，指結(jié)構(gòu)或者單個(gè)構(gòu)件在穩(wěn)定平衡狀態(tài)下由荷載引起的最大應(yīng)力(或內(nèi)力)是否超過(guò)建筑材料的極限強(qiáng)度、鋼材以其屈服點(diǎn)作為極限強(qiáng)度、而穩(wěn)定是一個(gè)變形問(wèn)題，構(gòu)件所受外部荷載與結(jié)構(gòu)內(nèi)部抵抗力間是不穩(wěn)定的，關(guān)鍵是找出這一不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，避免變形急劇增長(zhǎng)而發(fā)生失穩(wěn)破壞。

1.2鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則前提下，要保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性還需滿(mǎn)足以下條件：

1.2.1鋼結(jié)構(gòu)布置必須從體系和各組成部分的穩(wěn)定性要求整體考慮，目前鋼結(jié)構(gòu)大多是按照平面體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，如桁架和框架、保證平面結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)平面外失穩(wěn)，要求平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面穩(wěn)定計(jì)算需與結(jié)構(gòu)布置相一致，如增加必要的支撐構(gòu)件等。

1.2.2實(shí)用計(jì)算方法所依據(jù)的簡(jiǎn)圖與結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖保持一致中層或多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框架穩(wěn)定分析通常是省略的，只進(jìn)行框架柱的穩(wěn)定計(jì)算、由于框架各柱的桿件穩(wěn)定計(jì)算的常用力法、穩(wěn)定參數(shù)等是依據(jù)一定的簡(jiǎn)化典型情況或假設(shè)者得出的，因此設(shè)計(jì)者要能保證所有的條件符合假設(shè)時(shí)才能應(yīng)用。

2建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1基本原則。建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須符合一定的原則，確保所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)合理，安全可靠。①所做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合建筑物的使用要求，有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，有良好的耐久性；②所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能節(jié)約鋼材，減輕鋼結(jié)構(gòu)重量；盡可能縮短制造、安裝時(shí)間，應(yīng)便于運(yùn)輸、便于維護(hù)，減少成本；③盡量注意美觀，對(duì)于外露結(jié)構(gòu)有一定建筑美學(xué)要求。

2.2設(shè)計(jì)過(guò)程。

2.2.1收集資料：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程的前期準(zhǔn)備工作首要的就是要收集相關(guān)資料，包括各種環(huán)境資料、相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等、目前我國(guó)實(shí)行的是《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50017-2003其次，還需要了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的習(xí)慣做法，根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)找出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

2.2.2確定結(jié)構(gòu)體系、柱網(wǎng)：鋼結(jié)構(gòu)體系的確定主要考慮兩個(gè)方面:橫向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和縱向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。橫向系統(tǒng)需要綜合考慮建筑使用要求、剛度要求、結(jié)構(gòu)受力情況、材料選用等具體情況來(lái)確定；縱向系統(tǒng)一般由相關(guān)構(gòu)件如柱及其支撐、壓架、車(chē)梁及制動(dòng)梁或桁架、墻梁等組成、柱網(wǎng)則需要依據(jù)建筑使用要求、經(jīng)濟(jì)柱距及跨度、建筑美觀等方面要求來(lái)設(shè)計(jì)、其它方面的考慮還包括造價(jià)、跨度、制作安裝難度等。

3建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)與不足

3.1鋼結(jié)構(gòu)的材料優(yōu)勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的，和混凝土等其它材料的結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)勢(shì)：首先，鋼材的強(qiáng)度高，塑性和韌性好、強(qiáng)度高使其適用于跨度大或荷載很大的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)，而塑性和韌性好對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性較強(qiáng)，不會(huì)輕易因超載而突然斷裂、鋼結(jié)構(gòu)還具有良好的吸能能力和延性，這賦予了鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)越的抗震性能。其次，鋼材內(nèi)部組織接近于勻質(zhì)和各向同性，在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)鋼材的反應(yīng)幾乎是完全彈性的，加之冶煉和軋制過(guò)程中材質(zhì)波動(dòng)的范圍小，因此，鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況和工程力學(xué)計(jì)算結(jié)果比較符合，有助于提供設(shè)計(jì)施工的精確性。

3.2鋼結(jié)構(gòu)在建筑上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)所具備的上述特點(diǎn)使其在建筑應(yīng)用上具有磚混結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)所沒(méi)有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。首先，鋼結(jié)構(gòu)自重輕，且延性好，因此所建建筑的抗震性能優(yōu)良，因其總質(zhì)量小，地震力效應(yīng)相應(yīng)也小，而其良好的延性也能對(duì)地震效應(yīng)起到緩沖作用、混凝土施工時(shí)管道般需要在梁底通過(guò)，這樣會(huì)占用較大空間，使樓層凈高減少、而使用鋼結(jié)構(gòu)可在梁腹板處開(kāi)孔走管道，因此建造相同的樓層高度，采用鋼結(jié)構(gòu)可達(dá)到提高層間凈高的效果。此外，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要“肥梁胖柱”才能建造較大開(kāi)間相比，由于鋼結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強(qiáng)，因此可以簡(jiǎn)中實(shí)現(xiàn)大跨與復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造開(kāi)放式住宅。

3.3鋼結(jié)構(gòu)的不足。鋼結(jié)構(gòu)因其優(yōu)勢(shì)而得到廣泛應(yīng)用，近年來(lái)產(chǎn)生的鋼結(jié)構(gòu)住宅也促進(jìn)了住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程，尤其鋼結(jié)構(gòu)使用過(guò)程的環(huán)保性還符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要，帶來(lái)了良好的綜合效益、但鋼材也存在其固有不足、比如鋼材的耐腐蝕性和耐火性較差，因此鋼結(jié)構(gòu)使用時(shí)需要進(jìn)行較嚴(yán)格的防護(hù)，其防護(hù)時(shí)費(fèi)用高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼材雖有一定的耐熱性，但在溫度達(dá)150℃以上時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)需要加隔熱層加以保護(hù)、鋼材不耐火，重要的結(jié)構(gòu)必須注意采取防火措施、鋼材的強(qiáng)度高，所做構(gòu)件多數(shù)壁薄且截面較小，受壓時(shí)為了在強(qiáng)度與穩(wěn)定之間取得最優(yōu)，往往滿(mǎn)足了穩(wěn)定的要求，而使得強(qiáng)度不能充分發(fā)揮等。

4建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

4.1鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)住宅有低層和多層之分、低層一般用于別墅，而多層用于公寓、根據(jù)抗震規(guī)范gb50011對(duì)12層以下和以上房屋的不同要求，建造鋼結(jié)構(gòu)住宅一般不宜超過(guò)12層。鋼結(jié)構(gòu)住宅抗震性能受結(jié)構(gòu)布置規(guī)則性影響、因此，其平面布置應(yīng)力求規(guī)則、對(duì)稱(chēng)、不規(guī)則布置在地震時(shí)容易遭到損壞。

4.3鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。

4.3.1借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)軟件的發(fā)展，目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的平面內(nèi)強(qiáng)度及整體穩(wěn)定計(jì)算可由計(jì)算機(jī)輔助完成，而由設(shè)計(jì)者對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的平面外強(qiáng)度及穩(wěn)定計(jì)算，進(jìn)行分析、計(jì)算和設(shè)計(jì)、為了提高效率和提供方便，在設(shè)計(jì)時(shí)可將整個(gè)結(jié)構(gòu)按標(biāo)高進(jìn)行分解，簡(jiǎn)化成不同水平荷載作用下的多個(gè)布置形式的結(jié)構(gòu)體系來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定的計(jì)算。

4.3.2受彎鋼構(gòu)件的板件局部穩(wěn)定可以通過(guò)幾種方式實(shí)現(xiàn):①限制板件寬厚比，使之達(dá)到屈曲的極限承載能力，不在構(gòu)件整體失效前屈曲；②允許板件在構(gòu)件整體失效前屈曲，然后利用其屈曲后強(qiáng)度達(dá)到構(gòu)件的承載能力；③對(duì)梁設(shè)置橫向或縱向加勁肋，以解決不考慮屈曲后強(qiáng)度的梁的局部穩(wěn)定問(wèn)題。

4.3.3軸心受壓構(gòu)件和壓彎構(gòu)件局部穩(wěn)定也可通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)，分別是控制翼緣板自由外伸寬度與其厚度之比和控制腹板計(jì)算高度與其厚度之比，如果受壓構(gòu)件為圓管截面，則應(yīng)控制外徑與壁厚之比。

鋼結(jié)構(gòu)自重輕、強(qiáng)度高、工業(yè)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑還符合國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑對(duì)提高城市建設(shè)水平有很大作用、在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要充分考慮材料的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合考慮各方面的因素加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定以及平面外穩(wěn)定的設(shè)計(jì)，克服結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷，避免出現(xiàn)失穩(wěn)事故，加快鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

第5篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剪力墻

中圖分類(lèi)號(hào)：tu37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a

隨著改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)各個(gè)行業(yè)都得到了巨大的發(fā)展，整體的行業(yè)水平穩(wěn)步提高，其中，建筑行業(yè)的提升水平是比較快的，建筑行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了建筑形式，建筑技術(shù)，建筑材料等的多元化變革，其中鋼筋混凝土因?yàn)榘踩禂?shù)高，抗震性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)而使用廣泛，其中高層建筑發(fā)展更為迅速，設(shè)計(jì)思想也在不斷更新，結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化，建筑平面布置與豎向體型也越來(lái)越復(fù)雜，這就給高層建筑結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)提出了更高的要求。如何高效、準(zhǔn)確地對(duì)高層結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行內(nèi)力分析，是結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)需要解決的重要課題。本文通過(guò)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析，為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供計(jì)算方法及理論依據(jù)。

1 建筑設(shè)計(jì)

建筑不同于普通商品，尤其是高層建筑，很多因?yàn)槭堑乩順?biāo)志性建筑。什么是高層建筑呢？10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高層民用建筑。在建筑外觀上，我們應(yīng)該多選擇一些新穎的建筑樣式，同時(shí)又要注意其抗震設(shè)計(jì)、抗風(fēng)設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)要素。但是建筑也不能盲目的標(biāo)新立異，結(jié)構(gòu)上應(yīng)該選擇規(guī)則性強(qiáng)一些的，不論是平面或者立體都應(yīng)該盡量遵循這個(gè)原則。而且建筑在彈性設(shè)計(jì)上，盡量要滿(mǎn)足延展性的需求。這種概念設(shè)計(jì)的強(qiáng)調(diào)是對(duì)建筑師的必須要求，建筑設(shè)計(jì)師一定要重視各種規(guī)范規(guī)定，千萬(wàn)不要陷入只管設(shè)計(jì)不管計(jì)算的誤區(qū)。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 剪力墻底部加強(qiáng)部位墻厚的確定

抗震設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻的底部加強(qiáng)部位包括底部塑性鉸范圍及其上部的一定范圍，其目的是在此范圍內(nèi)采取增加邊緣構(gòu)件箍筋和墻體橫向鋼筋等必要的抗震加強(qiáng)措施避免脆性的剪切破壞，改善整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能?！陡呓ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》jgj3-2010（下簡(jiǎn)稱(chēng)《高規(guī)》）7.1.4條規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一般剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/10和底部?jī)蓪佣叩妮^大值。部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)符合《高規(guī)》10.2.2條的規(guī)定，底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)從地下室頂板算起，當(dāng)結(jié)構(gòu)計(jì)算嵌固端位于地下一層底板或以下時(shí)，底部加強(qiáng)部位宜延伸到計(jì)算嵌固端?！督ㄖ拐鹨?guī)范》gb50011（以下簡(jiǎn)稱(chēng)<抗規(guī)》）及《高規(guī)》規(guī)定了剪力墻底部加強(qiáng)部位墻厚的取值。其中，考慮到高層建筑結(jié)構(gòu)的重要性，《高規(guī)》對(duì)墻厚的取值規(guī)定得更為嚴(yán)格。一般情況下，高層建筑結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的剪力墻截面厚度k取法如下：一、二級(jí)抗震等級(jí)時(shí)取層高或剪力墻無(wú)支長(zhǎng)度的1/16，并且滿(mǎn)足bw≥200mm；三、四級(jí)抗震等級(jí)時(shí)，k取層高或剪力墻無(wú)支長(zhǎng)度的1/20，并且滿(mǎn)足k≥160mm。但對(duì)于墻底軸力較小且結(jié)構(gòu)層高相對(duì)較高的剪力墻而言。其截面厚度按上述方法取值則顯得不是很經(jīng)濟(jì)合理。因此具體工程設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻截面厚度bw可適當(dāng)減小但必須按下式計(jì)算墻體的穩(wěn)定性。

公式中：q為作用于墻頂組合的等效豎向均布荷載設(shè)計(jì)值；ec為剪力墻混凝土彈性模量；t為剪力墻墻肢截面厚度；lo墻肢計(jì)算長(zhǎng)度。

2.2 結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題

在抗震規(guī)范與高規(guī)中，建筑物的高度控制是非常嚴(yán)格的，而在新規(guī)范中這一點(diǎn)重新進(jìn)行了界定，除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為a級(jí)高度的建筑外，增加了b級(jí)高度的建筑。因此，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定不可以超越其應(yīng)屬范圍，b級(jí)建筑物就應(yīng)該控制在b級(jí)規(guī)定范圍之內(nèi)，一旦超過(guò)了，那么無(wú)論是設(shè)計(jì)還是施工都要全部進(jìn)行重新設(shè)定。在現(xiàn)實(shí)情況中這類(lèi)問(wèn)題曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)，結(jié)果導(dǎo)致審查時(shí)難以通過(guò)。

2.3 短肢剪力墻的設(shè)置問(wèn)題

短肢剪力墻使用雖然具有一定的的作用，但是在使用數(shù)量上一定要嚴(yán)格參照規(guī)范，《高規(guī)》7.1.8規(guī)定抗震設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)全部采用短肢剪力墻，b級(jí)高度高層建筑以及抗震設(shè)防度為9度的a級(jí)高度層建筑，不宜布置短

肢剪力墻，不應(yīng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）在規(guī)定的水平地震作用下，短肢剪力墻承擔(dān)的底部?jī)A覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的50%；（2）房屋適用高度應(yīng)比本規(guī)程表3.3.1-1規(guī)定的剪力墻結(jié)構(gòu)的最大適用高度適當(dāng)降低，7度、8度（0.2g）和8度（0.3g）時(shí)分別不應(yīng)大于100m，80m和60m。短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。

2.4 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問(wèn)題。由于我國(guó)占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無(wú)法對(duì)全國(guó)各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定。因此，作為建立在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)，地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類(lèi)型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確。所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。

3 計(jì)算與分析

3.1 計(jì)算模型的選取

對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)，可采用樓板整體平面內(nèi)無(wú)限剛假定模型；對(duì)于多塔或錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，可采用樓板分塊平面內(nèi)無(wú)限剛模型；對(duì)于樓板局部開(kāi)大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結(jié)構(gòu)等可采用樓板分塊平面內(nèi)無(wú)限剛，并帶彈性連接板帶模型；而對(duì)于樓板開(kāi)大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結(jié)構(gòu)或要求分析精度高的高層結(jié)構(gòu)則可采用彈性樓板模型。

3.2 抗震等級(jí)的確定

對(duì)常規(guī)高層建筑，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級(jí)不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)；對(duì)于地下室部分，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級(jí)可逐層降低一級(jí)，但不低于四級(jí)，地下室中超出上部主樓相關(guān)范圍且無(wú)上部結(jié)構(gòu)的部分，其抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí)。

結(jié)語(yǔ)

鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代化城市發(fā)展的一種客觀成果，引領(lǐng)著我國(guó)建筑行業(yè)整體的發(fā)展水平。在設(shè)計(jì)方面，鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)一定要充分考慮到各種潛在的因素，既要讓建筑漂亮美觀大方，也要注意建筑的安全性能，畢竟后者是所有建筑的立足之本。在做好相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，希望我國(guó)的建筑水平能迎來(lái)更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]jgj3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[s].

第6篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：ANSYS；鋼結(jié)構(gòu)框架；風(fēng)荷載；安檢通道

前言

由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及理論的日趨成熟、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的迅猛發(fā)展，促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，目前已成為一種主要的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，主要有：桁架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)及支架等。

ANSYS有限元軟件是一個(gè)通用設(shè)計(jì)分析程序，可以用來(lái)分析超高超限、體系復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大型有限元軟件，在機(jī)械、土木、電子及航空等不同領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)成為土木建筑行業(yè)分析軟件的主流。

1設(shè)計(jì)對(duì)象

本文設(shè)計(jì)對(duì)象是為福建某核電站進(jìn)行配套的安檢通道設(shè)計(jì)，該核電站東臨東海，北臨晴川灣。該安檢通道結(jié)構(gòu)尺寸為11m×4m×2.8m，選用單層框架結(jié)構(gòu)，采用設(shè)計(jì)及仿真分析相結(jié)合的方法，進(jìn)行整體的設(shè)計(jì)，從該結(jié)構(gòu)的1：1模型入手，采用AUTOCAD軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再采用大型有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載作用分析。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1） 主體結(jié)構(gòu)主要為單向受彎，需要有很好的穩(wěn)定性，故立柱采用H型鋼，選擇H型鋼的好處還在于H型鋼截面的慣性中心在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，能夠增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。一般情況下，梁為單向受彎構(gòu)件，也通常采用H型鋼。H型鋼的材料在截面上的分布比較符合受彎的特點(diǎn)，用鋼較省，而且其比內(nèi)翼緣有斜坡軋制普通工字鋼截面抗彎性能更高，易于與其他構(gòu)件連接。

2） 通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理。當(dāng)強(qiáng)度起主要作用時(shí)可選擇Q345，穩(wěn)定控制時(shí)宜使用Q235。結(jié)合經(jīng)濟(jì)性考慮故本結(jié)構(gòu)構(gòu)件均選用Q235B。

3） 整個(gè)結(jié)構(gòu)通過(guò)焊接在頂部的六個(gè)吊耳進(jìn)行吊裝，強(qiáng)度高。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

4.6 風(fēng)荷載的有限元分析

為設(shè)備做充分的安全考慮，整體迎風(fēng)面積風(fēng)荷載按設(shè)備頂端即Z=2.8m處風(fēng)荷載值進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)出于安全性考慮，分析時(shí)按2.0KN/m2風(fēng)荷載施加荷載。

在ANSYS中建立鋼架整體計(jì)算模型，梁、柱均采用BEAM188單元，作用在鋼結(jié)構(gòu)框架上的各種荷載等效離散化為節(jié)點(diǎn)力，考慮安裝設(shè)備重量對(duì)整體鋼結(jié)構(gòu)框架的影響，采用集中力的方式作用于結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)上，在ANSYS中直接加載于結(jié)構(gòu)模型節(jié)點(diǎn)上，風(fēng)荷載的計(jì)算如前文所示，風(fēng)向取正Z向。圖3～圖5為結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載作用分析結(jié)果圖，包括結(jié)構(gòu)的變形、等效應(yīng)力等。

4.7 結(jié)果分析

從圖3～圖5可以看出鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載組合荷載作用下，變形很小僅為26.337mm。最大等效應(yīng)力為584.26MPa，最大應(yīng)力點(diǎn)出現(xiàn)在通道的最右側(cè)迎風(fēng)面的梁上，通道頂部和主梁的重量通過(guò)梁與柱的交點(diǎn)向下傳遞，因此鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)的整體承載力極限狀態(tài)檢驗(yàn)合格。

在風(fēng)荷載作用下整個(gè)框架在背風(fēng)側(cè)受壓力，迎風(fēng)面受拉力，風(fēng)荷載是作用在鋼架上的主要水平荷載，水平荷載的主要是由主梁和內(nèi)部的設(shè)備安裝鋼梁來(lái)傳遞的。側(cè)風(fēng)面的梁均受壓力，這主要是由于計(jì)算的風(fēng)向?yàn)檎齔向，計(jì)算結(jié)果與理論分析相符合。

從ANSYS的仿真計(jì)算結(jié)果及結(jié)果的分析中可以看出主機(jī)組裝機(jī)鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力較大，但由于設(shè)計(jì)構(gòu)件強(qiáng)度及尺寸足夠大，鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)的整體形變及構(gòu)件的應(yīng)力、變形均較小，符合規(guī)范的要求及實(shí)際設(shè)備安全運(yùn)行的需要。

5結(jié)論

1）本文根據(jù)項(xiàng)目要求對(duì)安檢通道的鋼結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其能夠滿(mǎn)足安檢通道對(duì)于空間布局、吊裝、安裝固定等方面的要求；

2）本文使用ANSYS有限元分析軟件對(duì)鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析驗(yàn)證，充分考慮該安檢通道所處的位置對(duì)風(fēng)載荷進(jìn)行重點(diǎn)考慮，驗(yàn)證結(jié)果均能滿(mǎn)足項(xiàng)目要求。

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第7篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告范文

1.課題名稱(chēng)：

鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開(kāi)發(fā)

2.項(xiàng)目研究背景：

所要編寫(xiě)的結(jié)構(gòu)程序是混凝土的框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，建筑指各種房屋及其附屬的構(gòu)筑物。建筑結(jié)構(gòu)是在建筑中，由若干構(gòu)件，即組成結(jié)構(gòu)的單元如梁、板、柱等，連接而構(gòu)成的能承受作用(或稱(chēng)荷載)的平面或空間體系。

編寫(xiě)算例使用建設(shè)部最新出臺(tái)的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002,該規(guī)范與原混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ10-89相比，新增內(nèi)容約占15%，有重大修訂的內(nèi)容約占35%，保持和基本保持原規(guī)范內(nèi)容的部分約占50%，規(guī)范全面總結(jié)了原規(guī)范實(shí)施以來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，借鑒了國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。

3. 項(xiàng)目研究意義：

建筑中，結(jié)構(gòu)是為建筑物提供安全可靠、經(jīng)久耐用、節(jié)能節(jié)材、滿(mǎn)足建筑功能的一個(gè)重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業(yè)化水平密切相關(guān)，對(duì)發(fā)展新技術(shù)。新材料，提高機(jī)械化、自動(dòng)化水平有著重要的促進(jìn)作用。

由于結(jié)構(gòu)計(jì)算牽扯的數(shù)學(xué)公式較多，并且所涉及的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)很零碎。并且計(jì)算量非常之大，近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，城市人口集中、用地緊張以及商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的激烈化，更加劇了房屋設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無(wú)論從時(shí)間上還是從勞動(dòng)量上，都客觀的需要計(jì)算機(jī)程序的輔助設(shè)計(jì)。這樣，結(jié)構(gòu)軟件開(kāi)發(fā)就顯得尤為重要。

一棟建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，主要取決于結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件的截面尺寸、材料強(qiáng)度等級(jí)以及主要機(jī)構(gòu)構(gòu)造是否合理。這些問(wèn)題已經(jīng)正確解決，結(jié)構(gòu)計(jì)算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設(shè)計(jì)工作了，因此原來(lái)在學(xué)校使用的手算方法，將被運(yùn)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(xué)的結(jié)構(gòu)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，

4.文獻(xiàn)研究概況

在不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有些內(nèi)容是一樣的，做框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)鍵是要減少漏項(xiàng)、減少差錯(cuò)，計(jì)算機(jī)也是如此的。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GBJ68-84) 該標(biāo)準(zhǔn)是為了合理地統(tǒng)一各類(lèi)材料的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，是制定工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)、薄壁型鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)規(guī)范以及地基基礎(chǔ)和建筑抗震等設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)遵守的準(zhǔn)則，這些規(guī)范均應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)的要求制定相應(yīng)的具體規(guī)定。制定其它土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，可參照此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的原則。本標(biāo)準(zhǔn)適用于建筑物(包括一般構(gòu)筑物)的整個(gè)結(jié)構(gòu)，以及組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和基礎(chǔ);適用于結(jié)構(gòu)的使用階段，以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作、運(yùn)輸與安裝等施工階段。本標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)了現(xiàn)代結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)理論，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法分析確定，即將各種影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素都視為隨機(jī)變量，使設(shè)計(jì)的概念和方法都建立在統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，并以主要根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析確定的失效概率來(lái)度量結(jié)構(gòu)的可靠性，屬于概率設(shè)計(jì)法，這是設(shè)計(jì)思想上的重要演進(jìn)。這也是當(dāng)代國(guó)際上工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法發(fā)展的總趨勢(shì)，而我國(guó)在設(shè)計(jì)規(guī)范(或標(biāo)準(zhǔn))中采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法是迄今為止采用最廣泛的國(guó)家。

結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng) 常見(jiàn)的作用效應(yīng)有：

1.內(nèi)力。

軸向力，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一正截面上的法向拉力或壓力;

剪力，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的切向力;

彎矩，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的內(nèi)力矩;

扭矩，即作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某一截面上的剪力構(gòu)成的力偶矩。

2.應(yīng)力。如正應(yīng)力、剪應(yīng)力、主應(yīng)力等。

3.位移。作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中某點(diǎn)位變(線位移)或某線段方向的改變(角位移)。

4.撓度。構(gòu)件軸線或中面上某點(diǎn)在彎短作用平面內(nèi)垂直于軸線或中面的線位移。

第8篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

課題來(lái)源、選題依據(jù)和背景情況、課題研究目的、工程應(yīng)用價(jià)值

題目:格構(gòu)式鋼管混凝土柱的耐火性能分析

課題來(lái)源：

研究人從事煉鋼廠房，連鑄廠房以及與鋼鐵行業(yè)相關(guān)的工藝平臺(tái)，管道支架等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常遇見(jiàn)采用格構(gòu)式鋼管混凝土柱的工程；而一方面行業(yè)內(nèi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)有防火要求，另一方面鋼鐵廠相比其他工業(yè)廠房更容易發(fā)生火災(zāi)，因此本研究擬以格構(gòu)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(tài)及其受火極限狀態(tài)。

選題依據(jù)和背景情況：

鋼管混凝土作為一種新型的組合結(jié)構(gòu)，是在鋼管內(nèi)部填加混凝土材料而構(gòu)成一種新型的構(gòu)件。鋼管混凝土一般簡(jiǎn)寫(xiě)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(gòu)件中的兩種組成材料在外荷載作用下發(fā)生相互作用，其中最主要的作用為鋼管內(nèi)部核心的混凝土受到來(lái)自外圍鋼管的套箍作用，而處于三向應(yīng)力狀態(tài)，使混凝土的強(qiáng)度、塑性等力學(xué)性能得到了提高。同時(shí)，混凝土的存在，又可避免或延緩鋼管容易發(fā)生局部屈曲的特性，從而能夠發(fā)揮鋼材的材料強(qiáng)度。鋼管混凝土構(gòu)件具有比鋼管和混凝土簡(jiǎn)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(qiáng)度高，比鋼結(jié)構(gòu)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(jìn)度。綜上所述，鋼管混凝土構(gòu)件中鋼管和混凝土取長(zhǎng)補(bǔ)短，使鋼管混凝土構(gòu)件具有強(qiáng)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(xiàn)綜述

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三、研究?jī)?nèi)容

四、研究基礎(chǔ)

1．所需工程技術(shù)、研究條件

本科碩士階段所學(xué)習(xí)的課程：鋼結(jié)構(gòu)基本原理與設(shè)計(jì)、組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)、

有限單元法。

第9篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) 廠房設(shè)計(jì) 技術(shù)要求

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

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及我國(guó)綜合國(guó)力的提升，國(guó)內(nèi)的大型鋼結(jié)構(gòu)廠房的需求量不斷增加，鋼結(jié)構(gòu)廠房在企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模中得到廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前需要加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，不斷創(chuàng)新技術(shù)。

一、工程簡(jiǎn)介

某大型有色礦山生產(chǎn)用房主要從事銅鉬礦石選礦生產(chǎn)使用，為擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模決定興建面積35000平方米的鋼結(jié)構(gòu)廠房，該工程于2012年4月完工，主要的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平面圖如下。該鋼結(jié)構(gòu)體系采用彩鋼夾芯板等新型的墻體材料進(jìn)行維護(hù)，突出了時(shí)代感。

二、廠房設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)研究

該廠房工程的負(fù)荷量大，能否達(dá)到廠房使用的要求就必須重視鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：

（一）廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一是加強(qiáng)處理了廠房的縱向伸縮縫問(wèn)題，其縱向270m的設(shè)計(jì)于廠房的規(guī)范要求符合，設(shè)計(jì)時(shí)因?yàn)榭紤]了鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)鋼的荷載較大以及跨度交款，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）對(duì)廠房的多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行控制和取用，在這一范圍內(nèi)，又必須以《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）為依據(jù)減少鋼材的用量，即在廠房的98.4m處位置設(shè)縫，注意將縫分開(kāi)，如此能降低工程造價(jià)，減少工程設(shè)計(jì)難度。

二是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時(shí)，無(wú)論是哪種類(lèi)型鋼結(jié)構(gòu)廠房，一定要重視縱向支撐體系以及鋼架體系的設(shè)計(jì)，構(gòu)建穩(wěn)定的鋼結(jié)構(gòu)，一定要選取合理科學(xué)的布置信形勢(shì)以及廠房支撐形式，在可靠安全的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)使用功能，延長(zhǎng)廠房使用壽命。

三是在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的加工質(zhì)量進(jìn)行設(shè)計(jì)控制時(shí)，須重視鋼結(jié)構(gòu)原材料從采購(gòu)開(kāi)始一直到成品出廠的把關(guān)，尤其重視廠房結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換梁的構(gòu)件以及“十字形”截面柱的尺寸精度。

（二）廠房支撐體系設(shè)計(jì)

作為鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，鋼結(jié)構(gòu)廠房支撐體系主要是支撐廠房的各個(gè)平面框架，構(gòu)成較為穩(wěn)定的廠房鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，兼有承擔(dān)傳遞地震力、風(fēng)荷載以及溫度應(yīng)力等，支撐體系還要提供一個(gè)穩(wěn)定安全的支撐力，確保鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)定。該廠房支撐體系還要在承擔(dān)100噸的縱向荷載力。在廠房的柱頂、屋梁以及各個(gè)梁祝的外側(cè)設(shè)計(jì)剛性系桿，在屋面以及有支撐的柱間設(shè)計(jì)系桿，另外設(shè)計(jì)支撐體系時(shí)，利用均衡布置法，沿鋼結(jié)構(gòu)廠房縱向屋檐處，從水平位置設(shè)計(jì)三道支撐，橫面上的柱間以及屋面設(shè)計(jì)支撐，這樣建立起“三橫四縱”支撐系統(tǒng)，再通過(guò)系桿、支撐以及鋼架形成穩(wěn)定體系。

（三）廠房屋面設(shè)計(jì)以及屋面支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該工業(yè)廠房的支撐系統(tǒng)主要是以廠房的高度、跨度、屋面的結(jié)構(gòu)、所在區(qū)域的地震設(shè)防度以及柱間布置為依據(jù)。該廠房在內(nèi)無(wú)檁、有檁屋蓋體系都會(huì)設(shè)置垂直方向的支撐，無(wú)檁廠房含屋架焊接，有上弦支撐功能，鋼結(jié)構(gòu)廠房的屋面須在天窗架以及屋架設(shè)計(jì)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(dòng)設(shè)備的廠房則必須設(shè)置縱向的水平支撐。

大型鋼架結(jié)構(gòu)的屋面防水、排水設(shè)計(jì)也是廠房屋面設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。從《屋面工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定來(lái)看，廠房的屋面坡度最低為5%，該廠房處于冬天積雪較多區(qū)域，坡度設(shè)計(jì)適當(dāng)進(jìn)行了增加。通常單坡廠房屋面長(zhǎng)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(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，一般屋面的坡度長(zhǎng)度應(yīng)保持在70m范圍內(nèi)。市場(chǎng)上的鋼結(jié)構(gòu)廠房屋面存在2中做法，一是設(shè)計(jì)為剛性屋面，即該工業(yè)廠房使用的壓型鋼板內(nèi)含保溫綿，另外一個(gè)是柔性屋面，即保溫層、鋼板內(nèi)板以及防水層組成的屋面。

（四）構(gòu)件吊裝工藝設(shè)計(jì)

大型鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)構(gòu)件含屋架、支撐、檁條、梁柱、墻架以及天窗架等等，不同構(gòu)件尺寸、形式安裝標(biāo)高各有不同，為保證經(jīng)濟(jì)合理，須應(yīng)用不同的吊裝方法以及起重機(jī)械。

該廠房在吊裝廠房鋼柱時(shí)，由于占地面積大，設(shè)計(jì)時(shí)使用的是塔式以及自行式起重機(jī)安裝鋼柱，吊裝方法為滑行吊裝法以及旋轉(zhuǎn)式吊裝法。一般吊裝重型鋼柱則采用雙機(jī)抬吊法。在起吊鋼柱時(shí)雙機(jī)共同吊起鋼柱，達(dá)到一定的離地高度之后停止，接著主吊機(jī)單獨(dú)吊起鋼柱，當(dāng)豎直吊起鋼柱時(shí)，拆掉另一臺(tái)機(jī)器的鋼絲繩，主機(jī)繼續(xù)吊起鋼柱達(dá)到指定位置，對(duì)鋼柱的垂直度進(jìn)行校正，保證偏差在20mm范圍內(nèi)。校正鋼柱、固定鋼柱過(guò)程中，須對(duì)鋼柱的垂直偏差程度進(jìn)行檢查，一旦超出指定范圍，用千斤頂校正。

在設(shè)計(jì)大型鋼結(jié)構(gòu)廠房時(shí)，如果有起重較重的吊車(chē)要求，在進(jìn)行廠房設(shè)計(jì)時(shí)必須重視吊車(chē)荷載對(duì)廠房結(jié)構(gòu)的影響，保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全，海牙控制鋼梁降低造價(jià)，如該廠房吊車(chē)荷載中的柱頂位移必須符合規(guī)范內(nèi)容，在這一條件下，靈活控制綴條等構(gòu)件的細(xì)長(zhǎng)比。

三、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)應(yīng)用大型鋼結(jié)構(gòu)廠房時(shí)間較短，還須加強(qiáng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和技巧。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在廠房總體設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵，需要堅(jiān)持實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)型原則下，根據(jù)廠房所在地的氣候以及客觀條件下，因地制宜完成建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 谷民. 冶金工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)重防腐涂料的施工質(zhì)量控制[J].山東冶金，2009：124-126；