鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范精選(九篇)

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第1篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范文

關(guān)鍵詞: 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計問題發(fā)展前景

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

近年來我國建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展迅猛，一些項(xiàng)目的建設(shè)使我國鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平得到很大提高。其中不少項(xiàng)目的建筑設(shè)計方案新穎，結(jié)構(gòu)受力合理，節(jié)省鋼材，符合我國國情的好作品。但值得注意的是我們的設(shè)計體制、設(shè)計理念、設(shè)計水平、設(shè)計質(zhì)量、設(shè)計人員素質(zhì)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)，還有許多有待解決的問題。尤其是當(dāng)前的執(zhí)行的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中一些標(biāo)準(zhǔn)滯后于形勢的發(fā)展和市場的需要，致使設(shè)計與鋼材新產(chǎn)品間的矛盾日益突出。

一、當(dāng)前建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

1、市場不規(guī)范，導(dǎo)致項(xiàng)目設(shè)計質(zhì)量下降

當(dāng)前各大設(shè)計院的設(shè)計任務(wù)相當(dāng)繁重，所承攬的工藝及綜合專業(yè)部分設(shè)計收費(fèi)較高，而鋼結(jié)構(gòu)部分卻是費(fèi)工費(fèi)力收費(fèi)低，不愿意承接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)，或者缺乏鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，故往往將鋼結(jié)構(gòu)部分分包給另一單位。層層轉(zhuǎn)包的另一表現(xiàn)為借用“資質(zhì)”或者叫“買圖標(biāo)”，一些無資質(zhì)的單位，拿到工程后，用買來的圖標(biāo)搞設(shè)計，使設(shè)計質(zhì)量存在重大隱患。如不規(guī)范市場，嚴(yán)格資質(zhì)管理，會造成嚴(yán)重后果。

2、設(shè)計深度不夠，存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患

一些設(shè)計單位將自己的設(shè)計任務(wù)轉(zhuǎn)駕給加工企業(yè)，造成質(zhì)量下降。而且不少設(shè)計單位，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平比較低，承擔(dān)工程的設(shè)計者多為剛畢業(yè)不久的學(xué)生，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，更缺乏鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計知識，盲目照搬規(guī)范，套程序，對關(guān)鍵技術(shù)不進(jìn)行研究，對關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)設(shè)計不分具體情況一律采用全焊接節(jié)點(diǎn)或“全鑄鋼節(jié)點(diǎn)，至于這種節(jié)點(diǎn)是否安全、構(gòu)造是否合理、是否能做出來心中一概無底，將應(yīng)該設(shè)計的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、支座詳圖和施工安裝等都交給加工企業(yè)，設(shè)計院只做到了方案設(shè)計或初步設(shè)計的深度，將施工圖交給加工廠，加工廠缺乏計算軟件，又將施工圖任務(wù)轉(zhuǎn)包出去，存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。有的加工廠為了節(jié)約鋼材，降低造價，盲目進(jìn)行鋼材優(yōu)化，結(jié)果造成工程質(zhì)量事故，給國家程造成重大損失。“施工圖設(shè)計”由設(shè)計單位完成，這是建設(shè)部早有規(guī)定的，也是設(shè)計院義不容辭的責(zé)任。

3、盲目追求高標(biāo)準(zhǔn)，造成設(shè)計過于保守

過于保守或過于‘先進(jìn)’，不恰當(dāng)?shù)娜我馓岣咴O(shè)計標(biāo)準(zhǔn)或降低設(shè)計安全等級一些設(shè)計人員對復(fù)雜工程缺乏經(jīng)驗(yàn)，心中無底，盲目追求高標(biāo)準(zhǔn)，造成設(shè)計過于保守，任意加大安全等級，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件不分主次，重要性系數(shù)取值任意加大，桿件“應(yīng)力比”取值太低；焊縫等級不分區(qū)別一律取一級全熔透焊縫；鋼材等級不分使用條件和部位也一律取c級或d級；鋼材強(qiáng)度級別不管是否必要隨意采用高強(qiáng)度420Mpa、490Mpa鋼材；在不了解“焊接殘余應(yīng)力”分布規(guī)律的情況下，錯誤的提出消除“焊接殘余應(yīng)力”。一些設(shè)計人員互相攀比，層層加馬。由于上述原因往往造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件過大，投資大量增加，這都是設(shè)計方案不合理造成的。這種設(shè)計體制不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的狀況必另外，也要特別注意的另外一種傾向是：在某些工程的招標(biāo)過程中，為中標(biāo)壓價，承包方盡量減少鋼材用量，致使構(gòu)件安全系數(shù)太低，受壓構(gòu)件的長細(xì)比太大，沿海地區(qū)鋼管壁厚太小，致使構(gòu)件在安裝過程中造成桿件彎曲，由于安裝誤差太大造成大量桿件超過設(shè)計應(yīng)力，最后不得采取現(xiàn)場加固措施。

4、現(xiàn)行的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》滯后，不能滿足設(shè)計需要

隨著我國鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的迅速發(fā)展，鋼鐵行業(yè)已研制開發(fā)出優(yōu)質(zhì)中厚鋼板，目前可大量供應(yīng)工程應(yīng)用，這種牌號的Q235GJ、Q345GJ優(yōu)質(zhì)厚鋼板有著良好的綜合性能，如低厚板效應(yīng)、良好的延性和沖擊韌性、焊接性能和抗撕裂性能，能滿足抗震設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)用厚板的各種需要，其性能已優(yōu)于日本SN50鋼、美國A572-50級鋼。新的國標(biāo)《GB/T19879-2005》新增加了390MPa、420MPa、460MPa三個強(qiáng)度級別，當(dāng)前的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》都一直未對上述鋼材新標(biāo)準(zhǔn)變化做出積極的反應(yīng)，也未為提出任何修改補(bǔ)充條文。致使設(shè)計與鋼材新產(chǎn)品間的矛盾日益突出，許多設(shè)計人員不敢采用新品種鋼材，為此建議著手修訂補(bǔ)充有關(guān)規(guī)范以滿足設(shè)計急需。

二、隨著規(guī)范的修訂完善，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計市場前景廣闊

當(dāng)前，我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的形勢很好。我國加快對《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》修訂工作，并積極組織高等院校、學(xué)術(shù)團(tuán)體等舉辦鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)講座、規(guī)范設(shè)計研討等，同時重視加強(qiáng)和提高各級設(shè)計人員的設(shè)計水平，努力實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，與日俱進(jìn)，以促進(jìn)我國鋼結(jié)構(gòu)市場的蓬勃發(fā)展。

第2篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范文

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) 規(guī)范 節(jié)點(diǎn) 焊縫

1、概述

隨著建筑工藝的不斷革新和建筑理念的日益轉(zhuǎn)變，鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域中占有越來越重要的地位，而鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的十分重要環(huán)節(jié)。近年來，我國與世界上其他國家合作的工程建設(shè)項(xiàng)目的不斷增加，工程設(shè)計人員有越來越多的機(jī)會接觸到國外的設(shè)計規(guī)范。在中國工程領(lǐng)域中，很多項(xiàng)目原設(shè)計按美國規(guī)范設(shè)計，而因建造在中國，所有的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計都必須同時滿足中國規(guī)范和美國規(guī)范，這就迫切需要我國工程設(shè)計人員學(xué)習(xí)和運(yùn)用中國和美國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。

本文對中國鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范GB50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》及美國的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范“Specification for Structure Steel Building-Allowable Stress Design and Plastic Design-1989”（簡稱ASD89）節(jié)點(diǎn)設(shè)計中的角焊縫構(gòu)造要求及承載力進(jìn)行了對比，找出兩國規(guī)范之間的共同之處及差異，得出包絡(luò)的設(shè)計方法，為工程設(shè)計人員提供參考。

2、中美鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范概述

鋼結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計理念的不同，共存在兩種設(shè)計方法，一種是容許應(yīng)力法（ASD法），另一種是基于概率和可靠度的極限狀態(tài)設(shè)計，也稱為荷載分項(xiàng)系數(shù)法。美國的ASD89采用的是容許應(yīng)力法，而中國的GB50017-2003采用的是荷載分項(xiàng)系數(shù)法。

容許應(yīng)力法要求結(jié)構(gòu)在荷載作用下，其構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)應(yīng)力不超過規(guī)范規(guī)定的容許應(yīng)力，容許應(yīng)力是指材料強(qiáng)度除以安全系數(shù)，彎剪扭受力狀態(tài)下安全系數(shù)各不相同。荷載分項(xiàng)系數(shù)法是在設(shè)計過程中，設(shè)置反映各荷載的不確定性并與結(jié)構(gòu)可靠度概念相關(guān)聯(lián)的一個數(shù)值，稱為組合系數(shù)，對荷載工況進(jìn)行組合，荷載組合下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力不大于材料的名義抗力。

3、構(gòu)造

角焊縫設(shè)計中的構(gòu)造措施主要包括焊縫最小焊腳高度，最大焊腳高度，最小長度和斷續(xù)焊縫的長度四個方面：

3.1、角焊縫高度最小限值

如果板件厚度較大而焊縫焊腳尺寸過小，施焊時焊縫冷卻速度過快，可能產(chǎn)生淬硬組織，易使焊縫附近主體金屬產(chǎn)生裂紋。因此，應(yīng)對角焊縫的焊腳的尺寸需規(guī)定其最小限值。

中國規(guī)范規(guī)定： ，當(dāng) 時，取 ；對埋弧自動焊 可減少1mm； T形連接的單面角焊縫 可增加1mm （ 為較厚焊件厚度）。

美國規(guī)范ASD89根據(jù)較厚鋼板的厚度分段規(guī)定焊縫最小尺寸限值，見表1。表1同時列出相應(yīng)厚度范圍內(nèi)根據(jù)中國規(guī)范計算出的最小焊腳高度做對比。

表1 美國規(guī)范角焊縫最小限值

連接較厚部件的材料厚度 ASD89角焊縫最小尺寸 中國規(guī)范相應(yīng)計算值

≤4mm 3mm 1～4mm

4～6mm 3mm 3～3.7mm

6～13mm 5mm 3.7～5.4mm

13～19mm 6mm 5.4～6.5mm

≥19mm 8mm >6.5mm

中國規(guī)范是按照不同焊件的厚度計算取值，美國規(guī)范是按照不同板厚的區(qū)間分段取值。在較薄板件之間相連接時，最小焊腳高度限值差不多，而厚板相連時，中國規(guī)范最小焊腳高度限制要嚴(yán)格很多。

3.2、角焊縫高度最大限值

角焊縫的焊腳尺寸過大，易使焊件產(chǎn)生燒傷、燒穿的現(xiàn)象，且使焊件產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力和較大的焊接變形，所以，對角焊縫還應(yīng)規(guī)定其最大焊腳尺寸。

中國規(guī)范規(guī)定： 不宜小于 （鋼管結(jié)構(gòu)除外）， 為較薄焊件厚度。 對于板件端部的角焊縫，當(dāng)板厚 時， ；當(dāng)板厚 時， 。

ASD89中規(guī)定：當(dāng)焊件板厚 時， ；當(dāng)焊件板厚 時， 。

從角焊縫最大焊腳尺寸的限值來看，中國規(guī)范的限值與美國規(guī)范基本一致。

3.3、角焊縫最小長度

角焊縫焊腳尺寸大而長度較小時，焊件局部加熱嚴(yán)重，焊縫起滅弧所引起的缺陷相距太近，以及焊縫上可能產(chǎn)生的其他缺陷（氣孔、非金屬夾渣等），也使焊縫不夠可靠。對搭接連接的側(cè)面角焊縫而言，如果焊縫長度過小，由于力線彎折大，也會造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中.因此，為了使焊縫能夠具有一定的承載能力，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，最小焊縫計算長度的限值為：

中國規(guī)范規(guī)定：側(cè)面角焊縫或正面角焊縫的計算長度 ，且≥40mm。

美國規(guī)范規(guī)定： ，，且大于等于兩側(cè)焊縫之間的間距。若焊縫長度不滿足此要求，按實(shí)際焊縫長度的1/4計算焊縫承載力。

中國規(guī)范在焊縫最小長度方面比美國規(guī)范嚴(yán)格很多，但美國規(guī)范對于不滿足最小長度的焊縫計算規(guī)定更為詳細(xì)。

3.4、斷續(xù)焊縫

在次要焊縫連接或次要構(gòu)件中，可采用斷續(xù)焊縫。但斷續(xù)焊縫容易引起應(yīng)力集中，且斷續(xù)角焊縫的距離過大會使構(gòu)件連接不夠緊密，焊件容易受潮并且銹蝕，因此對于斷續(xù)角焊縫中美規(guī)范提出如下要求：

中國規(guī)范規(guī)定：斷續(xù)焊縫的長度 ，且≥50mm。其凈距不應(yīng)大于15t（受壓構(gòu)件）或30t（受拉構(gòu)件）。

美國ASD89規(guī)范規(guī)定：一般情況下， ，且≥38mm。

在斷續(xù)焊縫的限值來說，中國規(guī)范要求比美國規(guī)范相對寬松，但美國規(guī)范對焊縫的凈間距未做要求。

4、計算

對于中、美規(guī)范，承載能力極限狀態(tài)設(shè)計的方程表達(dá)可按如下公式：

（1）

本文以考慮恒荷載+活荷載的荷載組合為代表對兩種規(guī)范進(jìn)行對比，其方程可表達(dá)為：

（2）

其中：

S-荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值；

R-結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計值

， -恒荷載和活荷載標(biāo)準(zhǔn)值

， -恒荷載和活荷載荷載分項(xiàng)系數(shù)

-鋼結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

-材料分項(xiàng)系數(shù)

為方便比較中美鋼結(jié)構(gòu)焊縫節(jié)點(diǎn)計算的安全度差異，本了對以下幾個方面規(guī)定：（1）本文僅對國內(nèi)常用的Q235和Q345鋼材對應(yīng)的焊材進(jìn)行對比，兩種材料 ， 為焊材的強(qiáng)度設(shè)計值， 為焊材的抗拉強(qiáng)度值（2）假定恒荷載與活荷載的比值 ，（3）中國鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范分別考慮恒荷載效應(yīng)控制的組合和活荷載效應(yīng)控制的組合，中美規(guī)范的荷載分項(xiàng)系數(shù)見表2。

表2 荷載分項(xiàng)系數(shù)表

規(guī)范 恒荷載分項(xiàng)系數(shù) 活荷載分項(xiàng)系數(shù)

中國GB50017-2003 1.2 1.4

1.35 0.98

美國ASD89 1 1

4.1 正面角焊縫

在荷載標(biāo)準(zhǔn)值相同的情況下，正面角焊縫的設(shè)計安全度差異可通過不同規(guī)范計算所需的焊縫截面積比值來進(jìn)行對比：

GB50017的極限狀態(tài)方程為

（3）

（4）

ASD89的極限狀態(tài)方程為

（5）

ASD89和GB50017的正面角焊縫安全度差異可表達(dá)為：

（6）

（7）

當(dāng)活荷載和恒荷載的比值x取不同的值時，可得到中美鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范對于正面角焊縫的計算的安全度差異，見圖1。

圖1 正面角焊縫中美規(guī)范設(shè)計安全度差異

由圖1可看出，對于正面角焊縫設(shè)計，在可變荷載控制效應(yīng)組合下，安全度隨著活荷載的增大而減?。辉谟谰煤奢d控制效應(yīng)組合下，安全度隨著活荷載的增大而增大。但無論哪種荷載控制效應(yīng)組合，按美標(biāo)規(guī)范設(shè)計所需的焊縫面積均大于中國規(guī)范，美標(biāo)規(guī)范設(shè)計的安全度大于中國規(guī)范。

4.2 側(cè)面角焊縫

在荷載標(biāo)準(zhǔn)值相同的情況下，側(cè)面角焊縫的設(shè)計安全度差異可通過不同規(guī)范計算所需的焊縫截面積比值來進(jìn)行對比：

GB50017的極限狀態(tài)方程為

（8）

（9）

ASD89的極限狀態(tài)方程為

（10）

ASD89和GB50017的正面角焊縫安全度差異可表達(dá)為：

（11）

（12）

當(dāng)活荷載和恒荷載的比值x取不同的值時，可得到中美鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范對于側(cè)面角焊縫的計算的安全度差異，見圖2。

圖2 側(cè)面角焊縫中美規(guī)范設(shè)計安全度差異

由圖2可看出，對于側(cè)面角焊縫設(shè)計，在可變荷載控制效應(yīng)組合下，安全度隨著活荷載的增大而減??；在永久荷載控制效應(yīng)組合下，安全度隨著活荷載的增大而增大。在活荷載小于2倍恒荷載時，按美標(biāo)規(guī)范設(shè)計所需的焊縫面積均大于中國規(guī)范，美標(biāo)規(guī)范設(shè)計的安全度均大于中國規(guī)范。在活荷載大于2倍恒荷載時，可變荷載效應(yīng)控制荷載組合下中國規(guī)范的設(shè)計安全度大于美標(biāo)規(guī)范，但在實(shí)際工程中，這種情況較少見，因此總體來說美標(biāo)規(guī)范設(shè)計的安全裕度大于中國規(guī)范。

5、結(jié)語

1. 中、美兩國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的理論基礎(chǔ)有所不同，美國規(guī)范采用的是基于安全系數(shù)的容許應(yīng)力法，中國規(guī)范采用的是基于概率和可靠度理論的荷載分項(xiàng)系數(shù)法，設(shè)計方法不盡相同。

2. 對于焊縫的構(gòu)造，美國規(guī)范起步較早，較為成熟，中國規(guī)范在制定的過程中部分參照了美國規(guī)范，因此構(gòu)造要求大體上與美國規(guī)范差不多，但又在美國規(guī)范的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新和發(fā)展，總體比較中國規(guī)范除了斷續(xù)焊縫，構(gòu)造要求要高于美國規(guī)范。

3. 對于焊縫的承載力計算，僅在活荷大于兩倍恒荷載時的可變荷載控制工況下，中國規(guī)范略保守，這種情況工程中應(yīng)用雖然不多，但設(shè)計時需考慮對此種情況的包絡(luò)。總體來說美標(biāo)規(guī)范角焊縫的設(shè)計安全裕度大于中國規(guī)范。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 [S].

[2] Manual of Steel Construction-Allowable Stress Design，9th Edition， 1989.

第3篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范文

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；廠房；結(jié)構(gòu)設(shè)計

Abstract: combining with a production workshop chongqing steel plant design simple introduction to this kind of plant the structural design features, from the main load, the main structure layout analyzed the heavy steel structure plant structure design, puts forward the heavy steel structure plant structure design problems should be paid attention to.

Keywords: steel structure; Workshop; Structure design

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

引言

在工業(yè)建筑中，鋼結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的性能被廣泛采用，為滿足生產(chǎn)需要，跨度大、高度大以及大噸位行車重型鋼結(jié)構(gòu)廠房不斷涌現(xiàn)。隨著鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，重型鋼結(jié)構(gòu)廠房在工業(yè)建筑中的比重越來越大，主要領(lǐng)域用于冶金、機(jī)械、船舶等工業(yè)建筑。本文結(jié)合浙江寧波地區(qū)某生產(chǎn)車間的結(jié)構(gòu)設(shè)計，重點(diǎn)介紹重型鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)設(shè)計中一些注意事項(xiàng)和要點(diǎn)，供類似設(shè)計中參考。

1重型鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

重型鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)相對于輕型門式剮架結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：

1.1結(jié)構(gòu)用鋼量大。該類廠房柱距、跨度、高度一般較大。且吊車工作級別、荷載較大，因此導(dǎo)致構(gòu)件超長、超寬、超重現(xiàn)象，用鋼量一般超過60kg/m2。由于該類廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件重量較重，且上部荷載較大，相應(yīng)基礎(chǔ)費(fèi)用也較高，同時地震反應(yīng)也較為敏感。

1.2軸網(wǎng)布置不規(guī)則。受工藝條件限制，廠房柱距一般為9~12m，局部柱距由于抽柱，柱距達(dá)到24m甚至更大。

1.3結(jié)構(gòu)整體剛度要求高。因吊車沖擊荷載對結(jié)構(gòu)的影響，在結(jié)構(gòu)的縱向及橫向應(yīng)提高結(jié)構(gòu)整體剛度，以減小整體結(jié)構(gòu)的震動。

1.4節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。節(jié)點(diǎn)設(shè)計應(yīng)考慮超大、超寬、超重構(gòu)件的制造、運(yùn)輸、安裝的工藝要求，并滿足抗震構(gòu)造措施及剛性假定的規(guī)定。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范設(shè)計。

2．1主要荷載

廠房結(jié)構(gòu)所受到的荷載主要有豎向荷載：包括結(jié)構(gòu)自重、吊車豎向荷載、屋面活荷載及走道板活荷載；水平荷載：包括風(fēng)荷載、廠房積灰荷載，吊車水平荷載、地震荷載等。上述荷載中除一般輕型屋面自重按0.50kN/m2輸入外，其它結(jié)構(gòu)自重由程序自動計算。風(fēng)荷載按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》選用風(fēng)荷載體形系數(shù)后，由程序自動布置。屋面活荷載取0.3kN/m2，屋面積灰荷載在水平投影面，距高爐中心50m內(nèi)取1.0kN/m2，距高爐中心50~100m時取0.5 kN/m2，走道板活荷載取2.0kN/m2?；撅L(fēng)壓0.4 kN/m2。吊車荷載按照廠家提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入。

2．2主要結(jié)構(gòu)布置

排架柱為單階柱，上階柱采用工字型實(shí)腹焊接截面柱。下階柱除承受上柱荷載外，還需承受噸位較大的吊車荷載，如果采用實(shí)腹工字型截面柱．則柱截面會很大，不經(jīng)濟(jì)，下柱采用格構(gòu)式鋼管混凝土柱設(shè)計方案。充分利用了鋼管和混凝土兩種材料的力學(xué)性能，減少了柱子截面尺寸，且外形美觀。肩梁采用單腹壁肩梁。

2．3屋面斜梁設(shè)計

(1)撓度控制：屋面斜梁撓度限值按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）附錄A規(guī)定，[Vt]

(2)腹板高厚比控制：當(dāng)屋面梁軸力相對較小時?？砂础朵摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)4.3.1款規(guī)定，承受靜力荷載和間接承受動力荷載的組合粱宜考慮腹板屈曲后強(qiáng)度，并滿足第4.4節(jié)相關(guān)要求?？紤]腹板屈曲后強(qiáng)度的屋面斜梁腹板可以設(shè)計的較薄，且無需設(shè)置中間橫向加勁板，但考慮到腹板的焊接變形往往難以得到保證，因此重型鋼結(jié)構(gòu)廠房的屋面斜梁腹板厚度不宣設(shè)計過薄，一般最小取6.0mm，且h/t不大于150。

2．4柱子系統(tǒng)設(shè)計

排架柱以邊柱為例。如圖1所示。

鋼柱為單階柱。上柱采用實(shí)腹式柱，下柱采用格構(gòu)式鋼管混凝土柱。鋼管材料選用Q345B鋼，管內(nèi)用C45混凝土填充，綴條采用空心鋼管。澆灌混凝土的孔開在肩梁以下，孔徑約200mm，可在工廠開孔，但不宜將孔板割掉，以免雜物掉進(jìn)管內(nèi)．待管內(nèi)混凝土被振搗密實(shí)并達(dá)設(shè)計強(qiáng)度的50％以后，方可焊接孔板。鋼管中混凝土應(yīng)采用壓力灌漿法澆筑，為使管內(nèi)混凝土密實(shí)，在肩梁上翼緣板各開有直徑為30mm的泄氣孔:，灌漿時應(yīng)振搗密實(shí)，直到泄氣孔冒漿為止。鋼管中的混凝土必須在吊車及墻架系統(tǒng)安裝前澆灌，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到70％以上，方能安裝吊車及墻架系統(tǒng)。下柱長15.18m，在柱腳處和下柱的中部分別設(shè)置了一道橫隔(橫隔間距不宜大于柱長邊的9倍和8m)。

柱腳采用插入式柱腳。

肩梁采用單壁式肩梁，腹板高度為1800mm。與鋼管相交的加勁做成一塊整板，下柱的鋼管切口，將加勁板插入鋼管的切口內(nèi)，這樣的構(gòu)造做法使吊車梁傳來的豎向荷載有效的傳遞至下部鋼管混凝土柱內(nèi)，提高了節(jié)點(diǎn)的整體受力性能。

圖1：排架柱

2.5柱間支撐設(shè)計

為保證廠房的縱向剛度和空間剛度，承受山墻風(fēng)力、吊車縱向剎車荷載、溫度應(yīng)力和地震作用，沿廠房縱向設(shè)置上、下柱間支撐。下柱柱間支撐設(shè)兩道，原則上應(yīng)該布置在溫度區(qū)段中間三分之一處，但是工藝要求，有些位置不能布置柱間支撐，將其位置做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以滿足工藝要求。上柱支撐設(shè)四道，上柱支撐除在設(shè)有下柱支撐的柱間布置外，在溫度區(qū)段的兩端另設(shè)兩道。

2．6吊車梁與柱的連接

吊車梁下翼緣與柱的連接，一般采用普通螺栓固定。吊車梁上翼緣與柱的連接通常采用板鉸連接，因?yàn)榘邈q連接的縱向約束效應(yīng)小，適用于重級工作制吊車梁，板鉸及其連接應(yīng)能保證傳遞梁端最大水力．鉸板孔徑較栓徑大1mm，其加工應(yīng)按照精制螺栓要求進(jìn)行，鉸板栓孔的受力方向端距不得小于1.5d。由于吊車的起重量較大，在吊車梁的高度中部增設(shè)與排架柱相連的垂直隔板，此隔板為構(gòu)造加強(qiáng)，無需計算。

3廠房各系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)特別注意的問題

3.1鉸接屋架上承及下承做法對柱的影響

上承式屋架優(yōu)點(diǎn)：屋架支座處傳力好。屋架在安裝時的穩(wěn)定性好,而且基本上可不必考慮屋架受力后弦桿彈性伸長的影響。上弦在豎向荷載作用下的壓縮變形可補(bǔ)償屋架下?lián)蠒r(坡度變直時)支座向外的位移。其總位移量的消長情況與屋面坡度有關(guān),當(dāng)屋面坡度i≥1/6,柱頂仍將向外推移。當(dāng)i≤1/10柱頂非但不會向外推移，甚至有向里移動的可能，這個優(yōu)點(diǎn)在多跨廠房中更為重要。

上承式屋架缺點(diǎn):上承屋架端支座底部至端節(jié)點(diǎn)中心的距離較大,約為下承式屋架的2~3倍。因此,在柱頂水平剪力作用下對支座節(jié)點(diǎn)的偏心彎矩較大,設(shè)計時應(yīng)引起注意。一般可采取以下兩種方式解決:①采用側(cè)接法與柱頂相連,以減少甚至消除偏心彎矩;②在與支座節(jié)點(diǎn)相連的屋架桿件設(shè)計中,考慮此偏心彎矩的影響,下承式屋架做法優(yōu)缺點(diǎn)正好與上承式相反。

3.2柱

柱截面選用時,為了經(jīng)濟(jì),宜優(yōu)先選用鋼管混凝土柱或型鋼格構(gòu)柱。為了經(jīng)濟(jì),在工藝允許的情況下可增加縱向系桿,以減小廠房柱的平面外計算長度。

3.3柱間支撐

支撐桿件采用單拉桿設(shè)計或一拉一壓桿件設(shè)計,應(yīng)根據(jù)受力大小及桿件長度確定。目前流行采用單桿既在前后片桿件之間不打綴條設(shè)計,便于中間穿行管道、鋼梯及參觀走道。

3.4吊車梁系統(tǒng)

國標(biāo)圖集與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對吊車梁中間加勁肋板與上翼緣的焊縫處的要求不同(鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范要求刨平頂緊后焊接,國標(biāo)圖集僅采用焊縫)，建議采用刨平頂緊后焊接。平板支座處加勁肋國標(biāo)圖集中是上下刨平頂緊,為了便于施工,建議改為上端坡口焊,下端刨平頂緊后焊接。

結(jié)語

隨著我國工業(yè)建設(shè)的發(fā)展，尤其是沿海、沿江地區(qū)冶金、機(jī)械、船舶及海洋工程類建設(shè)項(xiàng)目，由于生產(chǎn)工藝的需要以及建設(shè)用地的允許 ,建造大跨度和大面積的鋼結(jié)構(gòu)廠房越來越多 ,而隨著我國鋼產(chǎn)量的增加和建筑設(shè)計、 施工技術(shù)的不斷進(jìn)步 ,這種需求得到滿足也變得越來越容易。設(shè)計人員要熟悉規(guī)范，靈活把握，使得工程結(jié)構(gòu)設(shè)計更加經(jīng)濟(jì)合理。

參考文獻(xiàn)

[1]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊編委會．鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004．

[2]GB 50017--2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]．

第4篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范文

鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發(fā)

2.項(xiàng)目研究背景

所要編寫的結(jié)構(gòu)程序是混凝土的框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，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(或稱荷載)的平面或空間體系。

編寫算例使用建設(shè)部最新出臺的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》gb50010-XX，該規(guī)范與原混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(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)施以來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，借鑒了國外先進(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(yè)化水平密切相關(guān)，對發(fā)展新技術(shù)。新材料，提高機(jī)械化、自動化水平有著重要的促進(jìn)作用。

由于結(jié)構(gòu)計算牽扯的數(shù)學(xué)公式較多，并且所涉及的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)很零碎。并且計算量非常之大，近年來，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)競爭的激烈化，更加劇了房屋設(shè)計的復(fù)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(jī)程序的輔助設(shè)計。這樣，結(jié)構(gòu)軟件開發(fā)就顯得尤為重要。

一棟建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，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)度等級以及主要機(jī)構(gòu)構(gòu)造是否合理。這些問題已經(jīng)正確解決，結(jié)構(gòu)計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設(shè)計工作了，因此原來在學(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)知識來設(shè)計出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實(shí)現(xiàn)，

4.文獻(xiàn)研究概況

在不同類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計中有些內(nèi)容是一樣的，做框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時關(guān)鍵是要減少漏項(xiàng)、減少差錯，計算機(jī)也是如此的。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(gbj68-84)該標(biāo)準(zhǔn)是為了合理地統(tǒng)一各類材料的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則，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)計規(guī)范以及地基基礎(chǔ)和建筑抗震等設(shè)計規(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)計規(guī)范時，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

第5篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范文

【關(guān)鍵詞】大跨度鋼結(jié)構(gòu)、性能、設(shè)計

一、前言

設(shè)計其他形式的鋼結(jié)構(gòu)一樣，大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計主要解決結(jié)構(gòu)體系設(shè)計、構(gòu)件設(shè)計及連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計等方面的內(nèi)容。大跨度鋼結(jié)構(gòu)受到個方面的影響，延性性能成為其體系、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)的安全控制因素。在工程實(shí)踐中，設(shè)計技術(shù)人員迫切需要設(shè)計規(guī)范提供明確的大跨度鋼結(jié)構(gòu)計算分析理論與設(shè)計方法、與現(xiàn)代計算技術(shù)相應(yīng)的工程實(shí)用計算軟件以及明確的結(jié)構(gòu)承載力與變形能力安全控制指標(biāo)。

二、鋼結(jié)構(gòu)基于性能的設(shè)計概述

1、性能設(shè)計

從結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的演變和發(fā)展過程看，20 世紀(jì)90 年代由美國學(xué)者提出的基于性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論代表了未來結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展方向。性能化設(shè)計是一種運(yùn)用工程方法達(dá)到既定結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)的設(shè)計方法。基于性能的設(shè)計理論中，通過高效的結(jié)構(gòu)高等分析計算，預(yù)測結(jié)構(gòu)在各種條件下，尤其是不同荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，從而評估結(jié)構(gòu)性能是否滿足業(yè)主對結(jié)構(gòu)性能的要求和規(guī)范規(guī)定的性能指標(biāo)。

2、結(jié)構(gòu)幾何與材料雙非線性計算分析

由于高強(qiáng)度材料與新技術(shù)的應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)建筑的重量越來越輕，跨度越來越大。結(jié)構(gòu)在達(dá)到屈服荷載之前變形很大，表現(xiàn)出相當(dāng)程度的幾何非線性性質(zhì)。傳統(tǒng)的基于平面和線性假定的分析方法已不再適用，必須考慮幾何非線性進(jìn)行承載力分析。在很多情況下，當(dāng)結(jié)構(gòu)漸漸接近其所能承擔(dān)的極限荷載時，鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)入屈服階段，材料的性質(zhì)也漸漸地從線彈性向塑性轉(zhuǎn)化，表現(xiàn)出材料非線性性質(zhì)。因此設(shè)計時要考慮幾何非線性和材料非線性相互耦合的

雙重非線性，借用有限元方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行大位移彈塑性全過程分析以確定結(jié)構(gòu)在極限荷載作用下的工作狀態(tài)。目前 ANSYS 等通用有限元計算軟件已在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用，為工程設(shè)計人員提供切實(shí)可行的基于結(jié)構(gòu)幾何與材料雙非線性的全過程計算分析方法和手段。

3、基于延性性能的設(shè)計思路

延性通常定義為結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或構(gòu)件某個截面從屈服開始到達(dá)極限荷載或到達(dá)極限荷載以后荷載還沒有明顯下降期間的變形能力。延性能力好的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的后期變形能力大，在達(dá)到屈服或承載力極限狀態(tài)后仍能吸收一定的加載能量，從而在其破壞前有明顯變形或其它預(yù)兆（ 即發(fā)生延性破壞） 。對延性性能進(jìn)行控制是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則，根據(jù)延性的定義可以清晰地理出大跨度鋼結(jié)構(gòu)延性性能設(shè)計的基本思路：

（ 1） 延性設(shè)計的關(guān)鍵性能參數(shù)包括屈服荷載、破壞荷載、屈服變形 （ Dy） 和破壞變形 （ Du） 。其中屈服荷載為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件加載-結(jié)構(gòu)響應(yīng)全過程曲線出現(xiàn)轉(zhuǎn)折時的荷載； 破壞荷載為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加載-結(jié)構(gòu)響應(yīng)全過程曲線中最大荷載。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般不考慮材料強(qiáng)度屈曲后的強(qiáng)化階段和頸縮階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的加載-結(jié)構(gòu)響應(yīng)全過程曲線在荷載最高點(diǎn)即停止，因此最大荷載即為破壞荷載。屈服變形為屈服荷載對應(yīng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形； 破壞變形為破壞荷載對應(yīng)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形。

（ 2） 延性設(shè)計的關(guān)鍵首先是如何計算得到上述延性性能參數(shù)，并分析確定合理的屈服荷載值及屈服變形值指標(biāo)，以保證結(jié)構(gòu)在正常設(shè)計荷載作用下安全使用。

（ 3） 延性設(shè)計的關(guān)鍵之二是分析確定合理的承載力比例系數(shù)以保證在超正常設(shè)計荷載作用下，結(jié)構(gòu)破壞前有一定的承載力儲備。

三、鋼構(gòu)件性能設(shè)計

1、鋼構(gòu)件承載力性能

我國現(xiàn)行規(guī)范 GB 50017―2003對鋼構(gòu)件局部穩(wěn)定主要是通過經(jīng)驗(yàn)式的指導(dǎo)性構(gòu)造設(shè)計來實(shí)現(xiàn)，對受彎、受壓構(gòu)件是通過構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)加大其安全度實(shí)現(xiàn)構(gòu)件承載力性能設(shè)計，并有完整的計算公式，此處不贅述。

2、鋼構(gòu)件變形性能

（1）實(shí)際工程中，大跨度鋼結(jié)構(gòu)彈性位移控制值在 L /250 ～ L /400 范圍內(nèi)均可行，由于取值范圍大，常常使設(shè)計人員無所適從。

（2）結(jié)構(gòu)預(yù)起拱是在建筑屋面荷載、裝修荷載、使用活荷載加載之前進(jìn)行的，因此預(yù)起拱并不能減少上述荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生的絕對變形值。而建筑結(jié)構(gòu)正常使用性能往往是上述荷載產(chǎn)生的絕對變形值起控制作用，因此，通過預(yù)起拱減小構(gòu)件相對初始幾何形態(tài)的變形值，解決正常使用性能要求并無科學(xué)依據(jù)。

（3） 規(guī)范允許通過結(jié)構(gòu)初始幾何形態(tài)預(yù)起拱解決變形限值問題，起拱幅度達(dá) 1. 0 靜荷載 + 0. 5 活荷載產(chǎn)生的變形。按此幅度預(yù)起拱，幾乎所有剛度不足的結(jié)構(gòu)均可通過預(yù)起拱來實(shí)現(xiàn)彈性變形控制指標(biāo)，那么在構(gòu)件強(qiáng)度安全滿足情況下，為什么還要控制結(jié)構(gòu)正常使用荷載作用下的彈性位移？ 通過預(yù)應(yīng)力措施產(chǎn)生反拱解決位移控制指標(biāo)是否還有必要？

四、鋼結(jié)構(gòu)體系性能設(shè)計

基于性能的設(shè)計方法首先在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中得到應(yīng)用，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震延性能力設(shè)計目標(biāo)是結(jié)構(gòu)在某一設(shè)定地震地面運(yùn)動作用下建筑的預(yù)期變形能力水準(zhǔn)。建筑物的變形能力水準(zhǔn)包括結(jié)構(gòu)、非結(jié)構(gòu)和建筑附屬設(shè)施的性能水準(zhǔn)的各種組合。當(dāng)前，“超限”高層建筑結(jié)構(gòu)的延性性能設(shè)計技術(shù)已廣為設(shè)計人員掌握，對于大跨度鋼結(jié)構(gòu)體系彈性小變形能力，我國相關(guān)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定基本與鋼構(gòu)件相同，實(shí)際工程設(shè)計也就面臨同樣的難題。對于大跨度鋼結(jié)構(gòu)體系彈塑性階段的設(shè)計，我國相關(guān)設(shè)計規(guī)范中只有 JGJ 7―2010 對空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力有規(guī)定。對于大跨度鋼結(jié)構(gòu)彈塑性大變形性能設(shè)計，我國相關(guān)設(shè)計規(guī)范沒有提出任何規(guī)定和要求。為保證大跨度鋼結(jié)構(gòu)安全，工程設(shè)計界迫切需要對彈塑性穩(wěn)定承載力、大變形性能進(jìn)行深入系統(tǒng)研究，并提出明確的穩(wěn)定承載力、大變形能力設(shè)計控制指標(biāo)。

五、鋼節(jié)點(diǎn)性能設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)安全設(shè)計最重要因素之一。當(dāng)前我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量控制最薄弱環(huán)節(jié)之一就是鋼節(jié)點(diǎn)，鋼節(jié)點(diǎn)工程事故發(fā)生率也較高?，F(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)及相關(guān)設(shè)計規(guī)范，對于鋼節(jié)點(diǎn)的連接設(shè)計有計算公式，對于節(jié)點(diǎn)整體安全設(shè)計，主要是依靠經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)成果的指導(dǎo)性構(gòu)造設(shè)計和少量的經(jīng)驗(yàn)計算公式，鋼節(jié)點(diǎn)整體安全計算設(shè)計內(nèi)容嚴(yán)重不足，并且缺乏明確的計算理論和方法。受到資金和工期限制，鋼節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)僅能在少數(shù)重點(diǎn)工程中得以實(shí)施。實(shí)際工程設(shè)計中只能進(jìn)行有限元計算分析，但現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)及相關(guān)設(shè)計規(guī)范又缺乏節(jié)點(diǎn)安全設(shè)計準(zhǔn)則的規(guī)定，設(shè)計者往往錯誤地將節(jié)點(diǎn)局部區(qū)域材料達(dá)到屈服點(diǎn)作為鋼節(jié)點(diǎn)安全設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。為保證鋼結(jié)構(gòu)整體安全，同樣亟需確定鋼節(jié)點(diǎn)基于雙非線性分析的彈性小變形與彈塑性大變形性能設(shè)計控制指標(biāo)。

六、結(jié)束語

綜上所述，本文主要針對基于性能的大跨度剛結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了研究和分析，隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，基于性能的大跨度剛結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用，這樣就對其設(shè)計要求也越來越嚴(yán)格。在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該從體系、構(gòu)件以及節(jié)點(diǎn)等方面進(jìn)行基于性能的設(shè)計，這樣才能進(jìn)一步的控制性能指標(biāo)，保證鋼結(jié)構(gòu)工程安全，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的科技創(chuàng)新與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]鮑廣鑒、李國榮、王宏、羅軍、增強(qiáng)、陳柏全；現(xiàn)代大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J]；鋼結(jié)構(gòu)；2005年01期.

第6篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范文

Abstract: Development of modern industrial automation, rapid development of economic and technological development zone all over the country, founding industrial plants can not meet the requirements of production process and equipment, new urban planning involves the overall relocation of industrial enterprises, in the new industrial park, new light and heavy steel structure factory building of steel structure are springing up. Combination of engineering practice, from the steel structure design of a more detailed description of the design concept and combining engineering instance of summing up the Chongqing steel factory building, is for informational purposes only.

關(guān)鍵詞：輕鋼與重鋼；選用的規(guī)范；重鋼廠房的常規(guī)設(shè)計

Keywords: light steel and chongqing steel; Choose standard; Chongqing steel plant of conventional design

中圖分類號： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程（上海市標(biāo)準(zhǔn)）是這樣來區(qū)分輕鋼和普鋼的： 輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋沒有嚴(yán)格的定義，一般可用主要受力構(gòu)件的截面組成來區(qū)分。 因此以下的結(jié)構(gòu)都可稱為輕型鋼結(jié)構(gòu)： （1）由冷彎薄壁型鋼做成的結(jié)構(gòu)；

（2）由熱軋輕型型鋼做成的結(jié)構(gòu)； （3）由焊接和高頻焊接輕型型鋼組成的結(jié)構(gòu)；

（4）由圓管、方管、矩形管等做成的結(jié)構(gòu)； （5）由薄鋼板焊成的構(gòu)件做成的結(jié)構(gòu)； （6）由以上各種構(gòu)件組合做成的結(jié)構(gòu)。

判定結(jié)構(gòu)為重鋼與輕鋼結(jié)構(gòu)確實(shí)沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，很多有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計師或項(xiàng)目經(jīng)理也常常不能完全說明白，但我們可以以一些數(shù)據(jù)綜合考慮并加以判斷： （1）廠房行車起吊重量：大于等于25噸，可以認(rèn)為為重鋼結(jié)構(gòu)了。

（2）每平米用鋼量：大于等于50KG/M2，可認(rèn)為是重鋼結(jié)構(gòu)。 （3）、主要構(gòu)件鋼板厚度：大于等于10MM，輕鋼結(jié)構(gòu)用的較少。 另外，還有一些參考值：如每平米造價，最大構(gòu)件重量，最大跨度，結(jié)構(gòu)形式，檐高等，以上這些在判斷廠房是否為重鋼或輕鋼時可以提供經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)然現(xiàn)在很多建筑都是輕、重鋼都有。但有一些我們可以較肯定的說是重鋼：如：石化廠房設(shè)施、電廠廠房、大跨度的體育場館、展覽中心，高層或超高層鋼結(jié)構(gòu)。 實(shí)際上國家規(guī)范和技術(shù)文件都并沒有重鋼一說，為區(qū)別輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)，也許稱一般鋼結(jié)構(gòu)為“普鋼”更合適。因?yàn)槠胀ㄤ摻Y(jié)構(gòu)的范圍很廣，可以包含各種鋼結(jié)構(gòu)，不管荷載大小，甚至包括輕型鋼結(jié)構(gòu)的許多內(nèi)容，輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程只是針對其“輕”的特點(diǎn)而規(guī)定了一些更具體的內(nèi)容，而且范圍只局限在單層門式剛架。 輕鋼也是一個比較含糊的名詞，一般可以有兩種理解。一種是現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ50017－2002）中“圓鋼、小角鋼的輕型鋼結(jié)構(gòu)”，是指用圓鋼和小于L45＊4和L56＊36＊4的角鋼制作的輕型鋼結(jié)構(gòu)，主要在鋼材缺乏年代時用于不宜用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)制造的小型結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已基本上不大采用，所以這次鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范修訂中已基本上傾向去掉。另一種是《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》所規(guī)定的具有輕型屋蓋和輕型外墻（也可以有條件地采用砌體外墻）的單層實(shí)腹門式剛架結(jié)構(gòu)，這里的輕型主要是指圍護(hù)是用輕質(zhì)材料。既然前一種已經(jīng)快取消，所以現(xiàn)在的輕鋼含義主要是指后一種。 由此可見，輕鋼與普鋼之分不在結(jié)構(gòu)本身的輕重，而在所承受的圍護(hù)材料的輕重，而在結(jié)構(gòu)設(shè)計概念上還是一致的。 以某鋼結(jié)構(gòu)工程為例，僅供參考。

1工程概況

本廠房位于遼寧省鐵嶺市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，寬84m，長408.5m，總面積為34314m2。主廠房為4跨21m鋼結(jié)構(gòu)廠房，柱距6m，縱向設(shè)置溫度伸縮縫。邊跨各設(shè)有2臺16 t吊車；第二跨的1-14軸設(shè)有1臺25t；17-54軸設(shè)有2臺32t吊車；第三跨為雙層吊車,上部32t吊車，下部20t吊車；第四跨各設(shè)有2臺16 t吊車；

2主廠房的結(jié)構(gòu)形式

主廠房橫向采用框架體系，縱向設(shè)置柱間支撐。在框架結(jié)構(gòu)中，邊柱為實(shí)腹工字型柱；中列柱下段柱為格構(gòu)柱，上段柱焊接工字型柱；屋面梁為焊接工字型梁。檁條為Z型連續(xù)檁條，間距為1.5m。在高低跨處檁條局部加強(qiáng)，防止雪堆積的破壞。屋面支撐采用角鋼支撐，且設(shè)有通常縱向水平撐，與橫向水平撐形成封閉體系，使廠房整體剛度得到加強(qiáng)。水平撐與梁腹板相連，同時在相連位置設(shè)有壓桿。屋面梁下翼緣的側(cè)向穩(wěn)定通過設(shè)置隅撐來保證。吊車梁為焊接工字形截面，簡支，采用突緣支座。山墻風(fēng)柱下端鉸接于地面；上端通過豎向長橢圓孔與屋面梁連接，這樣既可以保證水平力的傳遞，又能滿足豎向變形的需要。

3設(shè)計特點(diǎn)

3.1格構(gòu)柱+分離柱

該工程局部為雙層吊車，上部為32t吊車，下部為20t吊車。經(jīng)過綜合考慮采用格構(gòu)柱+分離柱方案：格構(gòu)柱肢用于承擔(dān)屋面荷載、風(fēng)荷載、下部吊車橫向水平荷載和上部吊車荷載等；分離柱肢僅承擔(dān)下部吊車的豎向荷載，它們各自單獨(dú)受力。雙肢之間通過水平工字形柱連接，分離柱肢在框架平面內(nèi)的穩(wěn)定性依靠連在格構(gòu)柱肢上的水平連接件來保證，在框架平面外的穩(wěn)定通過設(shè)在分離柱肢之間的縱向交叉支撐來解決。由于吊車梁為突緣式支座，獨(dú)立柱肢可以按軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行計算。在框架平面內(nèi)的計算長度為水平連接件之間的距離，平面外計算長度為0.7H(H為獨(dú)立柱肢高度，柱腳為插入式柱腳)。

3.2變截面屋面梁

本工程將變截面屋面梁運(yùn)用到大噸位吊車廠房中。由于屋面采用輕型彩鋼板，屋面荷載較小，跨度也不大，故采用變截面實(shí)腹梁。與傳統(tǒng)的鋼屋架、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)形式相比，用鋼量基本相同，制作簡單，外觀簡潔明快，且可以很容易地和鋼柱剛接，形成剛框架。在變截面屋面梁計算時應(yīng)考慮軸向力的不利影響，但《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中無法考慮該不利因素，且《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》也未給出楔形梁的計算公式。因此在按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》計算完成后，應(yīng)采用輕型門式技術(shù)規(guī)程進(jìn)行復(fù)算。按抗震規(guī)范進(jìn)行屋面梁設(shè)計時，梁的腹板將會非常的厚，用鋼量將大大的增加。設(shè)計中通過加設(shè)肋板的方法來改變腹板的高厚比，把腹板做薄，從而達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。

3.4防扭支撐

當(dāng)柱伸出牛腿，而吊車梁無制動結(jié)構(gòu)時，柱會出現(xiàn)受扭的問題。針對這一問題，在設(shè)有下柱撐的柱間，與牛腿等高的平面內(nèi)設(shè)置支撐梁，隅撐將牛腿與支撐梁相連，保證從吊車梁上傳來的縱向力能夠可靠的傳遞到柱間支撐，且使柱不出現(xiàn)受扭狀況。見圖4

4. 典型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

4.1插入式柱腳

在單層廠房設(shè)計中，剛接柱腳的用鋼量比較多，其耗鋼量約為整個柱重的5%~20%。為了便于制作、節(jié)約鋼材，采用插入式柱腳，柱端直接插入鋼筋混凝土杯形基礎(chǔ)的杯口中，埋置深度按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》取值。為了便于安裝和澆筑混凝土，在柱底板處設(shè)置通氣孔，在±0.000處的橫隔板上開設(shè)灌漿孔。

4.2吊車梁連接節(jié)點(diǎn)

吊車梁為焊接工字形截面，采用突緣式支座，簡支于牛腿或肩梁上。突緣支座相對于平板支座而言，支座反力更接近于牛腿和吊車肢的中心，減小偏心對牛腿和吊車肢的不利影響。為了保證吊車梁與計算假定相符合，在相鄰的梁上翼緣分別用相互獨(dú)立的水平連接板與上柱連接，且在連接板的端部只用一顆螺栓連接；吊車梁之間的縱向連接在梁端高度中下部加設(shè)調(diào)整填板并用螺栓連接。

5結(jié)論

設(shè)計中采用下段柱為格構(gòu)柱，上段柱為焊接工字型柱，屋面梁為焊接工字型梁的框架形式，外觀輕巧美觀、綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。局部雙層吊車，采用格構(gòu)柱+分離柱方案，較以往的雙階格構(gòu)柱方案有所改變，而且傳力清晰明確；在有下柱撐柱間的牛腿處設(shè)置防扭支撐來解決柱子受扭問題。為相似工程的設(shè)計提供了新的解決思路。該工程為采用輕型圍護(hù)材料的大型鋼結(jié)構(gòu)廠房，不適用于門式剛架，需按“普鋼”控制，按結(jié)構(gòu)用料屬于重鋼，但是實(shí)際上該工程屬于輕鋼鋼結(jié)構(gòu)房屋。

參考文獻(xiàn)

[1] 《全國民用建筑工程技術(shù)技術(shù)措施-結(jié)構(gòu)》2003

[2] 趙熙元《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》

第7篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范文

【關(guān)鍵詞】三代核電;鋼結(jié)構(gòu);荷載組合;抗震計算

三代核電核島次要鋼結(jié)構(gòu)，是在主體混凝土結(jié)構(gòu)施工完成后二次施工完成。主要功能是提供人員通道、反應(yīng)堆試驗(yàn)或停堆期間檢修、建造期間設(shè)備安裝、支撐設(shè)備等，主要包括鋼平臺，另外附屬結(jié)構(gòu)有直爬梯、斜鋼梯等。

一、結(jié)構(gòu)布置原則

(一)平面結(jié)構(gòu)體系，此類鋼平臺結(jié)構(gòu)布置應(yīng)遵循的原則。一是與混凝土相連鋼構(gòu)件采用鉸接，設(shè)置斜向支撐，鋼梁與支撐組成三角受力體系，桿件主要受軸向力;二是不考慮平臺鋪板對鋼梁整體穩(wěn)定的影響。因結(jié)構(gòu)受三方向地震作用，在平面內(nèi)設(shè)置支撐體系，保證地震作用下鋼梁平面外穩(wěn)定;三是平面內(nèi)支撐應(yīng)均勻設(shè)置。

(二)框架結(jié)構(gòu)體系，作用于核島樓板上，四周不與墻連接，此類鋼平臺結(jié)構(gòu)布置應(yīng)遵循的原則。一是若鋼柱柱腳采用剛接，需要在樓板上預(yù)留地腳螺栓安裝孔洞，考慮鋼結(jié)構(gòu)為二次安裝，混凝土樓板已經(jīng)施工完成，預(yù)留的螺栓孔洞不宜定位，造成安裝困難，此類結(jié)構(gòu)柱腳一般均設(shè)置成鉸接柱腳，安裝時采用膨脹螺栓固定鋼柱柱腳。二是鋼柱柱腳不能承擔(dān)彎矩，為抵抗三方向地震力，立面設(shè)置柱間支撐，若工藝使用空間有限制，宜設(shè)置八字撐或人字撐。

二、結(jié)構(gòu)計算原理

核島鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用有限元進(jìn)行內(nèi)力計算分析，工況及荷載效應(yīng)組合根據(jù)《壓水堆核電廠核安全有關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要求》(NB/T20011－2010)(以下簡稱《核電鋼規(guī)》)確定，構(gòu)件的設(shè)計要求滿足本規(guī)范以及《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017－2003)(以下簡稱《鋼規(guī)》)的規(guī)定。核島鋼結(jié)構(gòu)抗震類別為I類，根據(jù)《核電廠抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50267－1997)(以下簡稱《核電抗震規(guī)范》)3．2．1條規(guī)定，I類物項(xiàng)應(yīng)按兩個相互垂直的水平方向和一個豎向的地震作用進(jìn)行計算。計算方法采用振型分解反應(yīng)譜法，譜值來自核島廠房樓層反應(yīng)譜?？拐饦?gòu)造按照《核電抗震規(guī)范》3．5．2條所規(guī)定的9度進(jìn)行校核，符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011－2010)(以下簡稱《抗震規(guī)范》)對9度抗震設(shè)防時的有關(guān)要求。有限元計算分析時，結(jié)構(gòu)由若干個有限單元組合而成。鋼平臺作為一種空間結(jié)構(gòu)體系，在軟件中用桿系單元模擬，不考慮面單元。面荷載通過導(dǎo)荷載的方式等效到構(gòu)件上。根據(jù)構(gòu)件受力情況，構(gòu)件支座處或者構(gòu)件相交處通過釋放約束的方式定義連接方式，固接、鉸接或者滑動。每個支座或者桿件起點(diǎn)、桿件終端分別有6個約束，三個方向的軸向力、三個方向的彎矩。節(jié)點(diǎn)力和力偶可作用于結(jié)構(gòu)的任何一個自由節(jié)點(diǎn)上。這些荷載的方向以結(jié)構(gòu)整體坐標(biāo)來定義，彎矩的方向遵循右手定則，在整體坐標(biāo)系中，正方向的作用力總是和坐標(biāo)軸的正向一致。

三、鋼平臺荷載類型

根據(jù)《核電鋼規(guī)》5．1．1條規(guī)定，所有與核安全有關(guān)的承重鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)按所承受的各項(xiàng)荷載和作用進(jìn)行設(shè)計，核島內(nèi)部鋼平臺需要考慮的荷載分為以下幾種類型。

(一)正常荷載。D—永久荷載，包括結(jié)構(gòu)自重、液體靜水壓力以及固定的設(shè)備荷載等。L—活荷載，包括可移動的設(shè)備荷載、吊車荷載及其他可變荷載?；詈奢d分為三種情況下的活荷載:施工活荷載Sc;正常運(yùn)行活荷載So;安全停堆或試驗(yàn)時活荷載Se。Ro—在正常運(yùn)行或停堆期間，管道和設(shè)備的反力。To—在正常運(yùn)行或停堆期間，工作環(huán)境溫度作用。

(二)嚴(yán)重環(huán)境荷載。嚴(yán)重環(huán)境荷載指核電廠在服役期間，偶然遇到的環(huán)境荷載和作用。W—廠址的基本風(fēng)壓荷載。本文探討的核島內(nèi)部鋼平臺均在核島廠房內(nèi)部，計算分析時，不考慮此項(xiàng)荷載作用。E1—由運(yùn)行安全地震震動(SL－1)產(chǎn)生的地作用，包括由運(yùn)行安全地震動引起的管道和設(shè)備的地震作用。

(三)極端環(huán)境荷載。極端環(huán)境荷載指極少數(shù)可能發(fā)生的環(huán)境Wt—由規(guī)定的設(shè)計龍卷風(fēng)產(chǎn)生的荷載。本文探討的核島內(nèi)部鋼平臺均在核島廠房內(nèi)部，計算分析時，不考慮此項(xiàng)荷載作用。E2—由極限安全地震震動(SL－2)產(chǎn)生的地震作用，包括由極限安全地震動引起的管道和設(shè)備的地震作用。

(四)異常荷載。異常荷載是指作為一種設(shè)計基準(zhǔn)事故，高能管道破裂事故產(chǎn)生的荷載。本文探討的核島內(nèi)部鋼平臺，計算分析時，均不考慮此項(xiàng)荷載作用。

(五)其他荷載。由內(nèi)部飛射物或外部人為事件引起的荷載。本文探討的核島內(nèi)部鋼平臺，計算分析時，均不考慮此項(xiàng)荷載作用。綜上所述，核島鋼結(jié)構(gòu)計算分析時需要考慮的荷載有:正常荷載下的永久荷載D(也稱恒荷載)、活荷載L、在正常運(yùn)行或停堆期間，管道和設(shè)備的反力Ro、在正常運(yùn)行或停堆期間，工作環(huán)境溫度作用To;嚴(yán)重環(huán)境荷載下的安全地震作用E1，極端環(huán)境荷載下的極限安全地震作用E2。

四、鋼平臺荷載組合

根據(jù)《核電鋼規(guī)》5．1．2條規(guī)定，壓水堆核電廠核安全有關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)組合。除了反應(yīng)堆廠房內(nèi)部結(jié)構(gòu)某些鋼平臺受力情況復(fù)雜外，其他核島廠房鋼平臺受力情況均為以上所述荷載以及荷載組合。

五、鋼平臺抗震計算分析

(一)計算要點(diǎn)。根據(jù)《核電抗震規(guī)范》規(guī)定，應(yīng)同時采用運(yùn)行安全地震震動和極限安全地震震動進(jìn)行抗震設(shè)計;應(yīng)按兩個相互垂直的水平方向和一個豎向進(jìn)行三方向地震作用計算?？拐鹩嬎悴捎梅磻?yīng)譜法，同一方向的振型組合采用CQC法，地震作用組合采用平方和平方根進(jìn)行組合?？拐鸱治鰰r，達(dá)到的目標(biāo)是“鋼結(jié)構(gòu)高階振型頻率達(dá)到33HZ以上，同時，振型數(shù)量應(yīng)保證質(zhì)量參與系數(shù)達(dá)到90%以上”。

(二)阻尼比。根據(jù)《核電抗震規(guī)范》3．3．3條規(guī)定，物項(xiàng)阻尼比可按表1采用。核島鋼平臺，當(dāng)計算運(yùn)行安全地震作用時，若以焊接為主，阻尼比取0．02，若以螺栓連接為主，阻尼比取0．04;計算極限安全地震作用時，若以焊接為主，阻尼比取0．04，若以螺栓連接為主，阻尼比取0．07。

(三)反應(yīng)譜分析。核島鋼平臺均作用在廠房內(nèi)部，鋼平臺與核島廠房墻體或樓板相連接，計算時，反應(yīng)譜值采用相應(yīng)的核島廠房樓層反應(yīng)譜。鋼平臺頂面有與核島廠房混凝土結(jié)構(gòu)相連的約束時，反應(yīng)譜取該層標(biāo)高處樓層反應(yīng)譜，或上層：頂面與混凝土無約束時，則取柱底的樓面標(biāo)高處樓層反應(yīng)譜。核島廠房樓層反應(yīng)譜安全運(yùn)行地震SL－1地面峰值加速度為0．1g，極限運(yùn)行安全地震SL－2地面峰值加速度為0．3g。反應(yīng)譜采用加速度譜，有限元計算分析時采用二次完全平方和(CQC)組合振型得到反應(yīng)結(jié)果。反應(yīng)譜分析的結(jié)果和靜力分析結(jié)果進(jìn)行組合。六、結(jié)語本文分析研究了三代核電核島次要鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及受力情況，結(jié)合規(guī)范明確了鋼平臺荷載類型及荷載效應(yīng)組合，重點(diǎn)介紹了抗震計算分析。本文對類似工程鋼平臺計算分析具有一定的指導(dǎo)意義，可供相關(guān)設(shè)計人員借鑒參考。

【參考文獻(xiàn)】

［1］建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011－2010［S］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2010

［2］鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017－2003［S］．北京:中國計劃出版社，2003

［3］壓水堆核電廠核安全有關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要求NB/T20011－2010［S］．北京:國家能源局，2010

［4］壓水堆核電廠核安全有關(guān)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要求NB/T20012－2010［S］．北京:國家能源局，2010

第8篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范文

關(guān)鍵詞： 多出口料倉；ANSYS有限元；箱型梁；計算分析

中圖分類號：TU24 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

鋼倉通常僅作為小型緩沖倉或大型鋼筋混凝土筒倉的漏斗使用，隨著皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)的發(fā)展，對鋼倉提出了更高的要求，要求鋼倉同時具備儲料和給配料的功能。通常，當(dāng)倉壁計算高度與圓形筒倉內(nèi)徑之比大于等于1.5時為深倉，小于1.5時為淺倉。本文研究的鋼結(jié)構(gòu)多出口料倉，倉壁直段和傾斜段的尺寸比接近1：1.5，下面有四個出料口，按深倉計算，并對動態(tài)壓力系數(shù)進(jìn)行選擇，同時利用有限元軟件對料倉結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。

1 工藝布置及結(jié)構(gòu)形式

方形多出口料倉儲料為煤，額定容量為1000噸（1250m3），長12米，寬12米，高15.3米，料倉上部設(shè)有給料皮帶機(jī)，下部設(shè)有4個出料口，出料口為圓形，直徑為1800mm，料倉出料口處設(shè)有棒條閘門，用來給四個破碎機(jī)供料，料倉整體全部用鋼板和型鋼焊接或栓接而成，如圖1所示。

工藝要求料倉上部設(shè)有兩條給料皮帶機(jī)，下部四個出料口分別給四個破碎機(jī)供料。如果空間允許，圓形料倉從結(jié)構(gòu)受力方面是優(yōu)選，而就分料功能而言，矩形料倉則較為簡單。根據(jù)布置的需要，選擇設(shè)計為方形料倉，并在料倉中下部位做箱型梁，對四個錐形分料漏斗來說，可起到支架作用，同時還擁有均勻分料的功能。

2 結(jié)構(gòu)計算模型及計算依據(jù)

2.1 計算依據(jù)

方形料倉結(jié)構(gòu)的設(shè)計資料、圖紙，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2003），鋼筯混凝土筒倉設(shè)計規(guī)范（GB50077-2003）。

2.2 計算條件：

2.2.1 料倉結(jié)構(gòu)設(shè)計需要計算的載荷種類：

恒載 DL ：料倉結(jié)構(gòu)自重，活載 LD ：物料作用力。

2.2.2 荷載組合

載荷組合一 1.2DL+1.3LD；載荷組合二 DL+LD。

2.3 材料特性

整個料倉結(jié)構(gòu)使用的鋼板和型材均為Q345B。彈性模量E為210Gpa，泊松系數(shù)為0.3，密度均為7.85×103kg/m3。屈服應(yīng)力295～345 Mpa，破壞應(yīng)力470～630 Mpa。

2.4 Q345B鋼材設(shè)計值：

鋼板厚t≤16 mm[δ]=310MPa，鋼板厚16≤t≤35 mm[δ]=295MPa，

鋼板厚35≤t

≤50 mm[δ]

=265MPa，

鋼板厚50≤t[δ]

=250MPa。

2.5計算采用有限元法。

3 料倉結(jié)構(gòu)的有限元分析

3.1 單元選擇

在進(jìn)行有限元分析時，需要結(jié)合料倉的受力情況和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，料倉是由型鋼和鋼板焊接或栓接而成的鋼結(jié)構(gòu)，將鋼結(jié)構(gòu)等效為彈性結(jié)構(gòu)板單元。

3.2 模型中節(jié)點(diǎn)的確定遵循如下原則：

模型的節(jié)點(diǎn)作為鋼結(jié)構(gòu)各部分的連接點(diǎn)，模型的節(jié)點(diǎn)作為鋼結(jié)構(gòu)的施力點(diǎn)。

3.3 載荷

料倉結(jié)構(gòu)有限元分析時的載荷主要是由儲存的物料產(chǎn)生的，物料作用力按深倉計算，物料作用力分布模型如圖2所示。

3.4 約束

料倉共設(shè)置二個層面與轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)房連接。有限元分析時將上層面與轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)房梁連接處約束水平方向的線位移，下層面與轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)房梁連接處約束豎直方向的線位移。

4 計算結(jié)果分析

因?yàn)榱蟼}下部的四個出料口并不總是同時工作，所以物料分布會出現(xiàn)兩種情況：物料不均勻分布和滿倉物料均勻分布。物料在不均勻分布的情況下，料倉會承受偏壓。經(jīng)過計算分析，當(dāng)料倉三個出料口滿料，一個出料口無料時，偏壓情況最為嚴(yán)重。根據(jù)載荷組合一，對整個料倉結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力分析，通過應(yīng)力場普查，位于料倉上部的環(huán)形梁支撐處為整個結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力的位置，應(yīng)力值為151 MPa，料倉各部分結(jié)構(gòu)的工作應(yīng)力值均小于材料設(shè)計值，最大變形為7mm，料倉部分點(diǎn)的最大應(yīng)力值見圖3，變形云圖見圖4。

5 鋼結(jié)構(gòu)方形多出口料倉有限元分析結(jié)論

5.1 以前，對鋼結(jié)構(gòu)料倉的設(shè)計均是把料倉結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為材料力學(xué)研究的桿件，計算結(jié)果與實(shí)際情況差距很大；如今，對鋼結(jié)構(gòu)料倉的設(shè)計是根據(jù)規(guī)范手冊中對料倉的規(guī)定，通過把料倉劃分為深倉或淺倉的基礎(chǔ)之上進(jìn)行分析，并采用有限元軟件進(jìn)行三維計算，這種方式更接近料倉結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。

5.2 在對設(shè)備進(jìn)行工藝布置時，應(yīng)兼顧料倉結(jié)構(gòu)設(shè)計。對鋼結(jié)構(gòu)多出口料倉來說，如果采用方形倉，結(jié)構(gòu)設(shè)計的難點(diǎn)為倉內(nèi)部區(qū)分物料區(qū)域的結(jié)構(gòu)上面，采用箱型結(jié)構(gòu)+圓形出料口能很好的解決此類問題，結(jié)構(gòu)受力也比較合理。對于和本文研究的特種結(jié)構(gòu)類似的料倉，可以參照料倉設(shè)計規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，按照本文提出的設(shè)計原則和計算分析方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。

參考文獻(xiàn)

第9篇：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范文

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震設(shè)計；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

1 前言

在建筑設(shè)計過程中，總有一些設(shè)計人員和設(shè)計單位不重視結(jié)構(gòu)設(shè)計，把其放在整個設(shè)計工作的從屬地位，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時又以建筑隊(duì)為先導(dǎo)，忽視了建筑物基本的力學(xué)規(guī)律，割裂了建筑物的整體性和各個構(gòu)件間的普遍聯(lián)系，為滿足最大使用功能和實(shí)現(xiàn)利益最大化，片面追求建筑技術(shù)和建筑藝術(shù)的結(jié)合，最終可能給建筑工程帶來一定的安全隱患，不利于建筑項(xiàng)目保質(zhì)保量的完成。結(jié)構(gòu)設(shè)計作為建筑設(shè)計的重要組成環(huán)節(jié)，是前期建筑項(xiàng)目開發(fā)的重要準(zhǔn)備，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計能加快建筑工程的進(jìn)度，保證工程質(zhì)量。作者經(jīng)過多年的理論學(xué)習(xí)，結(jié)合長期的設(shè)計實(shí)踐，對結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常遇到的一些工程問題進(jìn)行了探討，以期能為其他設(shè)計人員避免在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中少走彎路提供一定的幫助。

2 抗震設(shè)計中的工程問題

地震作為一種突發(fā)性自然災(zāi)害，具有極大的破壞性和不可預(yù)見性，這種隨機(jī)振動帶來了不可琢磨的復(fù)雜性和不確定性。突如其來的汶川大地震，使大面積房屋在頃刻間倒塌，造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，這次強(qiáng)震深深的鞭策著我們設(shè)計人員一定要做好抗震設(shè)計。

目前，尚無國家能夠準(zhǔn)確的預(yù)測地震的發(fā)生，更無法預(yù)知建筑物遭到地震襲擊后所呈現(xiàn)的特性，如今的建筑抗震理論仍不完善，建筑物單靠計算無法具備優(yōu)良的抗震能力，因此在進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計人員必須重視抗震能力的概念設(shè)計。建筑物的抗震設(shè)計，應(yīng)結(jié)合工程需要和合同要求，詳細(xì)調(diào)查當(dāng)?shù)氐牡卣鸹顒忧闆r和有關(guān)工程地質(zhì)的資料，綜合考慮后避開那些軟弱土和液化土等抗震危險地段，最好選擇開闊平坦密實(shí)的中硬土作為地基和基礎(chǔ)；建筑物的建筑布局和結(jié)構(gòu)布置直接影響其動力性能，平、立面布置規(guī)則合理符合抗震原則，剛度變化均勻且無樓層錯層的建筑物，基本都會具有很好的抗震性能；在選擇用何種結(jié)構(gòu)時，需綜合考慮建筑物的設(shè)防程度、房屋高度、地基和基礎(chǔ)以及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)技術(shù)條件等因素，在保證構(gòu)件連接完整性和連續(xù)性的前提下，選擇那些強(qiáng)度重力比大、延展系數(shù)高、勻質(zhì)性好的結(jié)構(gòu)形式；考慮建筑物的自振周期，避免與地震震動周期相近造成共振破壞，同時加強(qiáng)某些豎立抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，提高其強(qiáng)度增加可靠度，以起到多點(diǎn)抗震的效果；綜合考慮整個結(jié)構(gòu)的承載力等因素，有選擇的提高結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件和桿件的延性，以提高機(jī)構(gòu)的抗震能力。

3 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的工程問題

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010―2002)規(guī)定：在進(jìn)行設(shè)計時，必須考慮該混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別，潮濕、陰冷、鹽堿等環(huán)境可能會導(dǎo)致混凝土碳化、侵蝕性介質(zhì)腐蝕、膨脹及凍融循環(huán)以及銹蝕鋼筋等，進(jìn)而可能致使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫、結(jié)構(gòu)不密實(shí)，造成混凝土結(jié)構(gòu)耐久性降低。而混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能又是結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)正常而安全工作的重要保證，設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計時必須重視這個問題，同時要增加設(shè)置混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層，其厚度需符合GB50010―2002的相關(guān)規(guī)定。

結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)考慮合理選用現(xiàn)澆樓面板的混凝土和鋼筋強(qiáng)度等級，在保證安全可靠的前提下，盡可能選用經(jīng)濟(jì)合理的板。一般情況下板為受彎構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級對板類構(gòu)件承載力基本上沒有什么影響，同時，過高的混凝土強(qiáng)度等級回事其配筋量增加，無法滿足經(jīng)濟(jì)合理的要求。此外，現(xiàn)澆樓面板一般都是與墻、梁相連并整澆筑的，過高的混凝土強(qiáng)度等級會導(dǎo)致水泥用量增多，在混凝土硬化過程中可能會出現(xiàn)水化熱增高，收縮變大，導(dǎo)致收縮裂縫出現(xiàn)。因此，設(shè)計時一般選用強(qiáng)度等級在C20～C35的混凝土。

任何事物都不是獨(dú)立存在的，都與其他事物有著必然的聯(lián)系，設(shè)計也是一樣，在進(jìn)行混凝土設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合抗震設(shè)計進(jìn)行全面的考慮?；炷翉?qiáng)度等級越高，其抗壓強(qiáng)度就越大，但其延性就會變差，最終導(dǎo)致構(gòu)件的抗震性能可能達(dá)不到使用要求。針對高強(qiáng)度混凝土的脆性特性，如何才能在其強(qiáng)度和延性中找到一個平衡點(diǎn)，以保證構(gòu)件在地震侵襲下還具有很好的承載力和延性？根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的要求，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際的自然狀況，對混凝土強(qiáng)度的選用做了一般規(guī)定：在地震高烈度地區(qū)，如設(shè)防烈度為9度，其等級宜保持在C60以內(nèi)；如設(shè)防烈度為8度時，其等級不能超過C70。

根據(jù)鋼筋的強(qiáng)度價格比進(jìn)行適時選用，強(qiáng)度價格比高的鋼筋具有較好的經(jīng)濟(jì)性，可減少配筋率，而且方便施工，還可減少鋼筋在加工和運(yùn)輸?shù)确矫娴馁M(fèi)用。同時，鋼筋的延性對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的延性有很大影響，在其他狀況相同的情況下，鋼筋延性好的結(jié)構(gòu)也具有較好的延性?；炷两Y(jié)構(gòu)在使用過程中，某個部位可能出現(xiàn)塑性鉸，設(shè)計人員在設(shè)計計算時需注意，在縱向受力鋼筋的選擇上，選擇抗拉強(qiáng)度實(shí)測值與屈服強(qiáng)度實(shí)測值比值的最小值，以保證該塑性鉸處具有較好的轉(zhuǎn)動能力以及耗能能力；選擇鋼筋屈服強(qiáng)度實(shí)測值與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值比值的最大值，以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎的內(nèi)力調(diào)整，提高結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的延性。

4 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的工程問題

目前在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常采用的是以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法，但很多設(shè)計人員對概率法的設(shè)計式都不是很習(xí)慣，且許多基本參數(shù)不太完善，因此，通常用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行計算，根據(jù)可靠的指標(biāo)，用概率設(shè)計法求出結(jié)果。在設(shè)計過程中，設(shè)計人員需著重考慮其荷載組合，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的不同極限狀態(tài)來選擇不同的荷載組合形式：如果按照鋼結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)來進(jìn)行設(shè)計時，需根據(jù)《荷載規(guī)定》及其他專門規(guī)定，考慮荷載效應(yīng)的基本組合和偶然組合；按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，一般只需考慮荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，對鋼與混凝土組合梁，還需考慮準(zhǔn)永久組合，以保證混凝土在長期荷載作用下不產(chǎn)生蠕變。

一般情況下，設(shè)計人員需結(jié)合防震設(shè)計和混凝土設(shè)計等方面綜合考慮進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計，以多、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，在設(shè)計時需考慮結(jié)構(gòu)自重（即永久荷載）、建筑使用時的樓面豎向活荷載、風(fēng)荷載以及地震作用：根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》選擇合適的樓面和屋面活荷載以及雪荷載等豎向荷載的標(biāo)準(zhǔn)值以及其準(zhǔn)永久值系數(shù)；對于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)荷載而言，一般建筑結(jié)構(gòu)規(guī)定為50年的重現(xiàn)期，高層建筑的重現(xiàn)期可適當(dāng)提高，可通過高層建筑任意高度初的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk來判定，值得注意的是鄰近建筑對風(fēng)荷載有很大的影響，設(shè)計時可通過建筑群模擬、邊界層風(fēng)洞試驗(yàn)來確定；根據(jù)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則進(jìn)行設(shè)計，一般情況下在結(jié)構(gòu)的兩主軸方向計入水平地震作用，以保證各方向的水平地震作用又該方向的抗側(cè)力構(gòu)建承擔(dān)，同時，設(shè)計時應(yīng)避免出現(xiàn)質(zhì)量和剛度明顯不均勻、不對稱的結(jié)構(gòu)，如有必須還需考慮水平地震作用的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

就受彎構(gòu)件如何考慮扭轉(zhuǎn)作用方面，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》沒有做出相應(yīng)規(guī)定，但在進(jìn)行設(shè)計時，相關(guān)人員需根據(jù)實(shí)際情況，按有關(guān)的力學(xué)進(jìn)行分析，以保證整個結(jié)構(gòu)的安全性。根據(jù)規(guī)范要求，計算工字形或槽型截面梁受壓翼緣自由外伸寬度與其厚度之比的極限值，以及箱形截面受壓翼緣板在兩腹板間的無支承寬度b0與其厚度之比的極限值，以保證梁的受壓翼緣局部穩(wěn)定。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還需要進(jìn)行許多計算，應(yīng)根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》進(jìn)行仔細(xì)的計算和驗(yàn)算，以保證整個結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。