序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

2鋼架加固

2．1加固設(shè)計方案

按照上述工程實例情況，基于目前加固設(shè)計標準和操作規(guī)范，結(jié)合事故檢測報告中提及的問題進行分析，本文設(shè)計了2種鋼架加固方案，進行篩選。方案一:通常廠房荷載計算只選取恒荷載，一般為50年最大風(fēng)雪荷載量進行計算。這種方案計算所得的輕鋼廠房強度并不能滿足實際工作需求，也不能達到設(shè)計標準。為解決上述問題，本方案對承重梁進行加腋處理，以緩解焊接重量，柱翼緣選擇對稱焊接，以提高承載能力。該方案所需焊接工作量大，對生產(chǎn)過程的影響也大。方案二:對上述工程實測數(shù)據(jù)分析可知，廠房懸掛荷載較低，鋼架所承受恒荷載為0．3kpa。按照上述數(shù)據(jù)可知，輕鋼廠房外部構(gòu)件穩(wěn)定性不達標，在柱翼緣處加入剛性系桿，以緩解這一問題。該加固方案工作量較少，對廠房內(nèi)部設(shè)備生產(chǎn)運行影響也小。對廠房實際工作情況進行分析，在廠房運行過程中不能有灰塵產(chǎn)生，兩種方案進行對比分析，選取方案二進行加固處理。

2．2荷載取值范圍

在計算過程中確定荷載取值范圍，選擇輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計可以按照相關(guān)設(shè)計規(guī)范選取合理數(shù)值。通常情況，雪壓、風(fēng)壓選取50年內(nèi)最大值，本工程分別選取0．5kpa和0．55kpa;恒荷載量取0．3kpa，懸掛荷載量取0．1kpa;房屋自重計算得0．2kpa。按照上述荷載取值范圍進行核算，該數(shù)值是按照單向剛接計算所得，而實際工作中是雙向剛接，應(yīng)對上述數(shù)據(jù)進行處理。根據(jù)上述數(shù)據(jù)可見，輕鋼結(jié)構(gòu)中主要存在超負荷工作現(xiàn)象，大部分鋼架外部穩(wěn)定應(yīng)力超過承受限值。經(jīng)分析可知，保證鋼架柱穩(wěn)定應(yīng)力不超過1，面部長度應(yīng)取5．5米進行計算。此外，鋼架梁所承受的應(yīng)力也超極限運行，要保證穩(wěn)定性達標，面外長度應(yīng)取3米進行計算。

2．3剛架結(jié)構(gòu)的加固

如圖2所示，剛架結(jié)果加固處理即在柱間設(shè)置剛性系桿，以降低軸面外部的長度，設(shè)計規(guī)范中規(guī)定，面積應(yīng)小于5．5m2，該工程計算0．9m×5．85m=5．25m2，符合規(guī)范條件。

3維護結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計

3．1檁條的加固設(shè)計

在對檁條進行加固設(shè)計中，應(yīng)首先確定檀條部分的荷載數(shù)值。參考本次雪災(zāi)積雪分布規(guī)律進行計算。在進行加固處理時，應(yīng)輕輕揭開廠房外頂板，為確保廠房能夠正常運行，廠房內(nèi)部環(huán)境不受影響，應(yīng)將廠房內(nèi)頂板留于廠房頂部，為緩解承載應(yīng)力作用，應(yīng)增加檁條數(shù)量。檁條加固設(shè)計時應(yīng)結(jié)合實際積雪荷載量和分布范圍，選擇最為經(jīng)濟合理的檁條位置和數(shù)量進行加固設(shè)計。積雪較少的位置處檁條可以不改變布設(shè)位置，在原檁條位置加設(shè)2．5毫米厚的C狀檀條;在積雪符合較大的區(qū)域，在原檁條處加設(shè)3毫米厚的C狀檀條，加設(shè)的C狀檀條高度應(yīng)與原檀條保持一致;在積雪最嚴重的區(qū)域，可利用25a熱軋槽或者H型鋼檁條焊接到原檀條位置，對受損部位進行焊接修復(fù)處理，以加強原檁條的承載能力。

3．2其他結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計

屋面支撐材料的加固應(yīng)遵循設(shè)計規(guī)范中規(guī)定的設(shè)計方法進行設(shè)計，加設(shè)剛性系桿以提高屋面整體的承載能力，同時，設(shè)計者還應(yīng)考慮實際加固施工的可操作性，選取最方便可行的設(shè)計方案。墻梁加固設(shè)計中，可在需要加固的墻梁部位增設(shè)一道墻。懸掛梁加固時應(yīng)在連接處加設(shè)剛性系桿，以增強梁的承載力。雨篷加固，可將槽鋼焊接在橫梁上，增大衡量的抗扭強度。

篇（2）

2我國目前規(guī)范對鋼筋混凝土排架設(shè)計的不足

在鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方面，GB50191—2012構(gòu)筑抗震設(shè)計規(guī)范和GB50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范指導(dǎo)規(guī)范不同地域、不同排架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計。本文結(jié)合《構(gòu)筑抗震設(shè)計規(guī)范》的具體條文，闡述了目前規(guī)范中鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)中設(shè)計的不足和缺陷。有關(guān)排架結(jié)構(gòu)上部屋架結(jié)構(gòu)計算的規(guī)定有:

1)《構(gòu)筑抗震設(shè)計規(guī)范》6．2．19條規(guī)定，針對Ⅲ，Ⅳ類場地和8度、9度時，應(yīng)該考慮屋架下弦的拉壓效應(yīng)對結(jié)構(gòu)的影響并核算屋架承載力;

2)《構(gòu)筑抗震設(shè)計規(guī)范》6．2．22條規(guī)定，針對Ⅲ，Ⅳ類場地和8度、9度時，應(yīng)驗算變形產(chǎn)生的附加內(nèi)力。上述兩點敘述，規(guī)范使用“應(yīng)”字，因此應(yīng)考慮建立合適的屋架和支撐的桿系模型，否則無法得出上述內(nèi)力值。在鋼結(jié)構(gòu)排架設(shè)計方面，鋼排架結(jié)構(gòu)施工進度快，造價低，但以后要經(jīng)常維護保養(yǎng)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)施工復(fù)雜，造價高，后期維護工作量低。在工程建設(shè)中，鋼架也就是在排架柱方向通過設(shè)置聯(lián)系梁或桁架的方式使排架柱方向形成可以抵抗縱向力下變形的鋼框架(局部開間或連續(xù)開間)，具體做法可采用實腹聯(lián)系梁或格構(gòu)桁架———根據(jù)可設(shè)置高度選用，采用門式柱間支撐，可以留出工藝空間，還能對柱平面外予以加強。但我國處于高度使用水泥的情況，環(huán)境污染日益嚴重，從節(jié)能減排方面講，鋼排架結(jié)構(gòu)應(yīng)作為首選，但規(guī)范未給具體說明。

篇（3）

中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：

工程設(shè)計是復(fù)雜并且艱巨的任務(wù)，作為設(shè)計人員應(yīng)該做到：對工作認真，有強烈的責(zé)任心和精益求精的工作態(tài)度；熟悉操作與規(guī)范，了解規(guī)范的真正含義；在實際工作中的靈活運用，從而保證工程施工的安全性。而鋼筋混凝土框架的結(jié)構(gòu)作為一種廣泛運用的結(jié)構(gòu)形式，具有明確的傳力、靈活的結(jié)構(gòu)布置、整體性與抗震性等集聚一身的優(yōu)點。已被廣泛的運用在各種多層的工業(yè)與民用的建筑中。隨著計算機不斷的發(fā)展，框架結(jié)構(gòu)也由人工的轉(zhuǎn)為計算機來進行計算，憑著對高科技的依賴性，計算精度逐漸提高，設(shè)計人員工作的強度卻在逐漸的降低，但框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計依然存在一些實際性或者理念性的重要問題，需要引起設(shè)計人員的重視，保證設(shè)計的質(zhì)量得到提高。

一、設(shè)計構(gòu)造時出現(xiàn)的問題

（一）對框架結(jié)構(gòu)而言，柱是保證豎向承載和結(jié)構(gòu)抗側(cè)力工作的重要構(gòu)件，其重要性遠大于梁，在框架柱相對完整的情況下框架梁即使呈酥碎狀態(tài)也不會引起惡性倒塌，要做到強柱弱梁，讓框架的塑性鉸首先出現(xiàn)在框架梁上，框架節(jié)點核心區(qū)的設(shè)計就尤為重要，在《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中（GB50011―2010第6.3.10中有明確的規(guī)定“一、二以及三級框架的節(jié)點核心區(qū)配箍的特征值分別不能＜0.08、0.10、0.12，并且由體積配箍率不能＜0.4%、0.5%、0.6%”。這樣的規(guī)定常常被設(shè)計人員忽略，尤其在柱的軸壓力比不大的時候，要求常常不得到滿足。這樣的規(guī)定能保證節(jié)點核心區(qū)的延性構(gòu)造，應(yīng)當(dāng)嚴格遵守。

（二）底層的框架柱的箍筋加密區(qū)的范圍應(yīng)該滿足《建筑抗震設(shè)計的規(guī)范》（GB50011―2011）中有明確的規(guī)定了：“凈柱身高的1/3不能超過底層下端的身高”這是設(shè)計中的重點說明。

（三）框架梁縱向的配筋率應(yīng)當(dāng)注意遵守《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011―2010）6.3.3中有明確的規(guī)定：梁端箍筋的最大間距、最小直徑以及加密長度的都必須使用表6.3.3中的數(shù)據(jù)，當(dāng)縱向的鋼筋配筋率＞2%的時候，箍筋的最小直徑應(yīng)該增加2mm。這個問題在目前的設(shè)計中常常被設(shè)計人員忽略，造成梁端的延性不足。

（四）梁柱節(jié)點處框架梁上部縱筋伸入節(jié)點的錨固長度應(yīng)滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010―2010）中9.3.4規(guī)定：“梁上部縱向鋼筋也可采用90°彎折錨固的方式，此時梁上部縱向鋼筋應(yīng)伸至柱外側(cè)縱向鋼筋內(nèi)邊并向節(jié)點內(nèi)彎折，其包含彎狐在內(nèi)的水平投影長度不應(yīng)小于0.4Lab,彎折鋼筋在彎折平面內(nèi)包含彎弧段的投影長度不應(yīng)小于15d”。當(dāng)截面的尺寸小于400×400mm的時候應(yīng)注意上部縱筋直徑的選擇，否則這一項的要求極不容易得到保障。

二、結(jié)構(gòu)抗震的等級

在工程的設(shè)計中，大部分的房屋建筑按其《建筑防震設(shè)計規(guī)范》的分類屬于丙類的建筑，例如住宅以及辦公樓等的一般建筑，其抗震的等級可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的類型和房屋的高度來按照《抗震規(guī)范》的6.1.2來確定。而電訊、能源和醫(yī)療、交通等類型的建筑物以及大型商場和體育館等公共建筑，首先，根據(jù)《建筑抗震設(shè)防分標準》（DB50223―95）來確定哪些是哪一類的建筑。乙丙類的建筑按照本地區(qū)抗震的設(shè)防烈度進行計算。一般的情況下，當(dāng)抗震的設(shè)防烈度在6~8度的時候，乙類建筑應(yīng)符合本地區(qū)設(shè)防的烈度提高一度，應(yīng)根據(jù)《抗震規(guī)范》表中6.1.2來進行抗震等級的確定。如：位于8度地震區(qū)的乙類建筑，應(yīng)當(dāng)按照9度由《抗震規(guī)范》確定抗震等級提高一級。當(dāng)8度的建筑高度超過表6.1.2的范圍時，應(yīng)當(dāng)進行針對性的研究后再采取措施，但在一般情況下，設(shè)計人員會錯當(dāng)成丙類建筑來進行設(shè)計，使其建筑的扛著能力下降，必須對設(shè)計計算做出修改。

三、框架計算簡圖的合理性

在沒有地下室的鋼筋混凝土多層框架房屋的情況下，獨立基礎(chǔ)應(yīng)該埋置較深，為了減小計算高度和底層側(cè)位的左移，應(yīng)在標準以下的某個適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置基礎(chǔ)拉梁。如果按三層的設(shè)計來進行計算，首層層高為3.6m,這樣的簡圖是不合理的，假定房屋嵌固在基礎(chǔ)拉梁的頂面，這樣的底層的配筋就應(yīng)該由基礎(chǔ)拉梁頂面的截面進行控制，而實際上房屋底層的配筋是基礎(chǔ)頂面出的截圖所控制的。所以在計算時，應(yīng)將基礎(chǔ)層1輸入，層高實際為3.2m。

四、基礎(chǔ)拉梁的設(shè)計以及計算應(yīng)符合實際的情況

（一)基礎(chǔ)拉梁的設(shè)計：

多層框架的房屋單獨的柱基埋置較深，或者柱基承受重力荷的能力差別較大，或著在受力層范圍之類，根據(jù)抗震的要求，應(yīng)該沿主軸看、兩個不同方向設(shè)置基礎(chǔ)拉梁?；A(chǔ)拉梁的設(shè)計應(yīng)該要大一些，梁的高度應(yīng)在柱中心距的1/10~1/15，截面的寬度應(yīng)取梁高1/2~1/3.這樣可以使底柱彎曲的距離平衡，減少底層的位移。

（二）基礎(chǔ)拉梁的計算應(yīng)符合實際情況：

用TAT或者SATWE等電算程序進行框架整體的計算時，在基礎(chǔ)拉梁層無樓板的情況下，樓板厚度應(yīng)取零，并且定義彈性節(jié)點，采用總剛分析的方法進行分析以及計算。雖然樓板厚度取零，也定義為彈性節(jié)點，但未使用總剛分析，程序的分析會自動按照地面假定來進行計算，與實際的情況不符合。

五、框架梁、柱箍筋的間距處理

《抗震規(guī)范》第6.3.3條以及6.3.8條對不同抗震等級的框架梁，柱箍筋加密區(qū)的最小值以及最大值都做出了明確的決定。根據(jù)規(guī)定，工程在習(xí)慣上取梁、柱箍筋加密區(qū)的最大間距是100mm，非加密區(qū)的為200mm。從電算程序信息中得知內(nèi)定梁、柱箍筋加密區(qū)的間距是100mm，并以此條件算出加密區(qū)箍筋的面積，再由設(shè)計人員根據(jù)箍筋的直徑與數(shù)量。但在程序的內(nèi)定條件下，框架梁跨中的部位有次或者有較大的集中荷載作用卻用來支配兩肢箍筋的情況下，非加密區(qū)的間距采用200ram會導(dǎo)致非加密區(qū)的配箍不足，為此建議改成間距為200mm，這樣不但可以保證非加密區(qū)的抗剪承載力，還能增加梁端箍筋加密區(qū)的抗剪能力。

六、結(jié)構(gòu)周期折減數(shù)數(shù)值的問題

框架結(jié)構(gòu)因為充墻的原因，使結(jié)構(gòu)的實際的剛度大于計算的剛度，計算是周期大于實際的周期。得出了地震剪力偏小，使結(jié)構(gòu)不安全。因此對結(jié)構(gòu)的周期進行折減是必要的。當(dāng)采用磚砌體作為填充時，周期折減系數(shù)一般取0.6~0.7，當(dāng)磚砌填充墻較少的情況下或使用輕質(zhì)空心砌塊的時候，周期折減系數(shù)應(yīng)該在0.7~0.8，當(dāng)采取全部用輕質(zhì)空心砌塊的時候，周期折減系數(shù)可取0.9。

七、結(jié)構(gòu)方面需要注意的問題

（一）當(dāng)雨篷梁、樓梯平臺梁的過梁支撐在框架上的時候容易形成短柱，所以應(yīng)把短柱全長的箍筋進行加密。

（二）當(dāng)縱向受拉筋的框架梁端的配筋率大于2%的時候，按照規(guī)定應(yīng)該使其直徑增加2mm。

總結(jié)：

本文主要講述了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的基本問題，設(shè)計框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計人應(yīng)首先判斷實際工程中結(jié)構(gòu)方案的可行性，以及可能碰到的所有問題，提前采取預(yù)防措施給予解決，并對計算的結(jié)果進行認真的分析、判斷，等處準確無誤的答案后方可用于實際工程的建設(shè)中去。

參考文獻：

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[2] 楊新.淺談鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題[J].中華民居,2011,(6):46-47.

篇（4）

自我國《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》頒布和實施以來，大跨度的門式剛架結(jié)構(gòu)在眾多工業(yè)廠房中得到廣泛應(yīng)用。其平面布置靈活多變，不受模數(shù)限制，跨度大，自重輕，不僅抗震性能好，而且施工簡便，安全度高，有效提高了工業(yè)化程度以及企業(yè)的綜合經(jīng)濟效益。歷經(jīng)多年改革和發(fā)展，門式剛架結(jié)構(gòu)也憑借其獨有優(yōu)勢，在工業(yè)廠房等眾多領(lǐng)域得到了廣泛運用。然而，在實際使用過程中，由于大多數(shù)大跨度廠房建設(shè)中懸掛吊車所需的門式剛架跨度超過了傳統(tǒng)規(guī)程中建議的適宜的最大跨度，超規(guī)程大跨度工業(yè)廠房建設(shè)中的門式鋼架如何設(shè)計和構(gòu)建，成為眾多企業(yè)在建設(shè)大跨度廠房時所遇到的難題。因此，研究大跨度工業(yè)廠房中懸掛吊車的門式剛架如何應(yīng)用這個問題是非常有必要的。本論文將從門式剛架的結(jié)構(gòu)選型和布置，結(jié)合算例分析，陳列計算結(jié)果，以及此結(jié)構(gòu)的節(jié)點設(shè)計和施工安裝方式等幾個方面逐一進行以下陳述。

1　結(jié)構(gòu)選型和布置

我國門式剛架結(jié)構(gòu)應(yīng)用大約從20世紀80年代初期開始，歷時二十多發(fā)展，門式剛架結(jié)構(gòu)憑借自身顯著的適用性與優(yōu)越性，在眾多剛架結(jié)構(gòu)中脫穎而出。在大跨度工業(yè)廠房建設(shè)中，由于鋼屋架要直接承受吊車的荷載，并且跨度一般都較大，因此門式剛架結(jié)構(gòu)的選型非常重要，因為它直接關(guān)系到整個結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，以及企業(yè)的綜合經(jīng)濟效益。

1.1　結(jié)構(gòu)選型

由于門式剛架結(jié)構(gòu)的空間剛度和整體性能好，在成熟的理論支撐下，其安全度高，在滿足抗震要求的同時，空間系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還能協(xié)調(diào)工作。在大跨度工業(yè)廠房中建設(shè)中，在滿足安全構(gòu)建，經(jīng)濟合理等原則條件外，一般以節(jié)約鋼材為最主要參考依據(jù)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計方案來講，一般是采用混凝土柱和短鋼柱相結(jié)合的設(shè)計理念。這種設(shè)計方式，可以增強整個結(jié)構(gòu)的剛度，還可以有效減小門式剛架的擾度以及剛截面的高度，從而節(jié)省用鋼量。同時，因受混凝土柱較高的影響，一般在鋼柱腳和混凝土柱間采用鉸接方式連接，而在鋼梁和鋼柱間采用剛接方式連接，從而可以有效節(jié)省空間，同時減小柱截面，簡化工程。

1.2　結(jié)構(gòu)布置

在結(jié)構(gòu)布置方面，在大跨度工業(yè)廠房中采用的門式剛架結(jié)構(gòu)的跨度大，而且梁截面也高，因此為了增強門式鋼架平面外的剛度，將吊車產(chǎn)生的水平剎車力等其他水平外力，以最短的途徑傳給基礎(chǔ)，一般在房梁屋脊，鋼梁兩端以及吊桿處鋼梁等位置設(shè)置H型鋼剛性系桿促進支撐，從而緩解梁上直接承受的動力荷載；鋼梁的平面外側(cè)，則利用隅撐作為支撐，從而減小鋼梁平面外的計算長度；在屋面、伸縮處、屋脊處設(shè)計中，采用封閉式圓鋼水平作為支撐，而在屋面以及短鋼柱所在的墻面則采用Z型冷彎薄壁型鋼檀條的彩色壓型鋼板體系進行支撐；在邊跨以及伸縮縫等地，要設(shè)置鋼管所制的柱間支撐，來維持整個構(gòu)架的平衡和穩(wěn)定。

2　計算和分析

為避免門式剛架結(jié)構(gòu)中的鋼梁出現(xiàn)塑性鉸，一般情況下，鋼柱采用變截面H鋼，鋼梁采用等截面焊接H鋼，　吊車水平力由吊桿之間的縱橫垂直的剛架支撐和承受，因此在計算時，主要是考慮吊車產(chǎn)生在豎直方向直接承受吊車的動力荷載，利用SSDD軟件進行有限元分析計算以及復(fù)核。根據(jù)不同柱距時的剛架、檁條、墻梁及支撐的含鋼量，可計算得到不同柱距時的結(jié)構(gòu)體系總用鋼量，如下圖所示：

從上述圖表可以看出：隨著門式剛架中柱距的增大，整體用鋼量比率逐漸呈現(xiàn)遞降趨勢，并且隨著柱距的增加，用鋼量下降量幅度逐漸趨向于水平。此外，隨著柱距的增加，墻梁、檁條、柱間支撐、屋面支撐等方面的用鋼量也會增加，并且檀條用鋼量增加的幅度是其中最大的一項。

對于整個廠房的門式剛架的鋼結(jié)構(gòu)體系來說，柱距的高度還是整個鋼結(jié)構(gòu)體系總用鋼量的關(guān)鍵因素，當(dāng)柱距較小時，總用鋼量可以得到一等程度的節(jié)省，并且這時候包括墻梁、檁條、柱間支撐、屋面支撐在內(nèi)的其他各個方面的用鋼量只是相對較少的一部分。對于整個工業(yè)廠房的上部結(jié)構(gòu)來說，墻梁、檁條、柱間支撐、屋面支撐等用鋼量總體呈現(xiàn)先增加后減少的，而后增加的趨勢，因此存在一個最優(yōu)柱距，從圖上可以看出，一般情況下最佳柱距為8M，但是也會根據(jù)具體情況以及結(jié)構(gòu)體系要求作相應(yīng)的調(diào)整和改變。

3　節(jié)點設(shè)計和施工安裝

在大跨度廠房中懸掛吊車的大跨度門式剛架的設(shè)計過程中，由于擾度控制對整個結(jié)構(gòu)起主導(dǎo)作用，因此在節(jié)點設(shè)計以及施工安裝方面必須考結(jié)構(gòu)形式的剛度以及擾度的大小。

3.1　“強節(jié)點，弱構(gòu)件”的設(shè)計原則

節(jié)點設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)和步驟，門式鋼架中各個構(gòu)件之間的內(nèi)力是依靠節(jié)點來傳遞的。在整個構(gòu)架中，節(jié)點設(shè)計合理性至關(guān)重要，因為它關(guān)系到整個結(jié)構(gòu)的承載力，可靠性，以及整個剛架結(jié)構(gòu)的可行性，甚至是安全性。

在門式剛架結(jié)構(gòu)中，一般遵從“強節(jié)點，弱構(gòu)件”的設(shè)計原則，最常用的節(jié)點連接方式為剛接，比如剛架主梁和剛架柱，以及剛架主梁和主梁之間，都是使用高強度的螺栓進行剛接，同時，吊桿與剛架主梁之間的節(jié)點連接方式也是一樣，只是一般采用摩擦型高強螺栓進行剛接。在連接之前，還需要結(jié)合高強螺栓的總體使用數(shù)量，驗算節(jié)點以及剛架結(jié)構(gòu)的承載能力，一般以“四面焊接”的方式來增強節(jié)點的承受能力。

除了剛架主梁與剛架和主梁之間采用剛接方式外，在鋼柱與混凝土之間則一般采用鉸接方式連接，在大跨度工業(yè)廠房懸掛吊車門式剛架結(jié)構(gòu)中，因受鋼柱和混凝土本身屬性和質(zhì)地等因素影響，需要進一步增強節(jié)點的設(shè)計，一般采用8M至39M地腳螺栓進行強化連接。這種連接方式不僅使得整個門式剛架結(jié)構(gòu)傳力作用明確，結(jié)構(gòu)體系更加安全可靠，而且還使施工更為方便。

3.2　施工安裝

在大跨度工業(yè)廠房中，由于鋼梁的截面高度一般都較高，因此，在門式剛架結(jié)構(gòu)安裝時，除保證整個安裝過程簡便而易于操作外，還需要確保剛架平面外穩(wěn)定性。在吊裝過程中，需要進行多次檢查和校正，確保每一步驟的明確度和精準度。

在鋼柱吊裝完成后，還需要以簡易的平面外施工支撐作為整個剛架結(jié)構(gòu)的第二道防護。此外，為了保證整個門式剛架結(jié)構(gòu)形成剛度較大的結(jié)構(gòu)體系，待兩榀剛架吊裝工作以及校正工作完成之后，需要及時安裝柱間支撐，屋面剛性系桿以及水平支撐部分并條，從而進一步保證整個剛架結(jié)構(gòu)中各個部件的穩(wěn)定以及整個施工過程的質(zhì)量和安全。

經(jīng)濟的發(fā)展促進了我國大跨度工業(yè)廠房的發(fā)展，作為我國工業(yè)建筑中最為主要的結(jié)構(gòu)形式，門式鋼架結(jié)構(gòu)體系也憑借其適用性、經(jīng)濟性等優(yōu)勢成為眾多大跨度工業(yè)廠房中剛架結(jié)構(gòu)應(yīng)用的首選。總而言之，在大跨度工業(yè)廠房懸掛吊車的門式剛架設(shè)計中，前期的策劃與理論設(shè)計是非常有必要的，而合理的結(jié)構(gòu)選型是整個結(jié)構(gòu)體系能否正常發(fā)揮其優(yōu)勢的關(guān)鍵。在大跨度門式剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要盡量去減小擾度，在保持平面外穩(wěn)定的同時，選用剛度較大的結(jié)構(gòu)形式，才能使得整個門式剛架結(jié)構(gòu)發(fā)揮其最佳工作狀態(tài)。

參考文獻：

篇（5）

 

輕鋼結(jié)構(gòu)即輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，是以熱軋輕型H 鋼、輕型焊接型鋼、高頻焊接型鋼、冷彎薄壁型鋼、薄鋼板和薄壁鋼管等高效能結(jié)構(gòu)鋼材和高效功能材料為主，以各類高效裝飾連接材料為輔組裝而成，能滿足建筑特定使用功能和特定空間需求的輕型全裝配鋼結(jié)構(gòu)建筑。輕鋼結(jié)構(gòu)是一種年輕而極具生命力的鋼結(jié)構(gòu)體系，已廣泛應(yīng)用于一般工農(nóng)業(yè)、商業(yè)、服務(wù)性建筑，如辦公樓、別墅、倉庫、體育場館、娛樂、旅游建筑和低、多層住宅建筑等領(lǐng)域，還可用于舊房增層、改造、加固和建材缺乏地區(qū)、運輸不便地區(qū)、工期緊、活動式可拆遷建筑等，倍受業(yè)主青睞，主要有以下特點：①采用高效輕型薄壁型材，自重輕、強度高、占用面積小。②構(gòu)配件均為自動化、連續(xù)化、高精度生產(chǎn)，產(chǎn)品規(guī)格系列化、定型化、配套化。各部分尺寸精確。③結(jié)構(gòu)設(shè)計、詳圖設(shè)計、計算機模擬安裝、工廠制造、工地安裝等以較小時間差同步進行。④基礎(chǔ)以上干式工法沒有濕作業(yè)，內(nèi)裝飾等易于一次到位。型材經(jīng)過鍍鋅、涂層后外觀優(yōu)美且防腐，有利于減少圍護和裝修費用。論文大全。⑤便于擴大柱距和提供更大分隔空間，可降低層高和增加建筑面積（住宅實用面積可達92%）。在增層、改造、加固方面優(yōu)勢明顯。⑥新墻材應(yīng)用范圍廣，大量使用采光帶，通風(fēng)條件好。⑦室內(nèi)水暖電氣管線全部隱蔽在墻體中和樓層間，布置靈活，修改方便。⑧房子可以搬遷、材料可全部回收利用，不會造成垃圾，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。由于鋼結(jié)構(gòu)本身具備自重輕、強度高、施工快等獨特優(yōu)點，因此對高層、大跨度，尤其是超高層、超大跨度，采用鋼結(jié)構(gòu)更是非常理想。輕型金屬板材及其配套的門式剛架等系列輕型鋼結(jié)構(gòu)已得到了較為廣泛的應(yīng)用。下面簡單談一談輕型鋼結(jié)構(gòu)工程中常見的一些質(zhì)量問題及預(yù)防措施。

1.柱腳的制作安裝

1.1預(yù)埋地腳螺栓與砼短柱邊距離過近。在剛架吊裝時，經(jīng)常不可避免的會人為產(chǎn)生一些側(cè)向外力，而將柱頂部砼拉碎或拉崩。在預(yù)埋螺栓時，鋼柱側(cè)邊螺栓不能過于靠邊，應(yīng)與柱邊留有足夠的距離。同時，砼短柱要保證達到設(shè)計強度后，方可組織剛架的吊裝工作。

1.2往往容易遺忘抗剪槽的留設(shè)和抗剪件的設(shè)置。柱腳錨栓按承受拉力設(shè)計，計算時不考慮錨栓承受水平力。若未設(shè)置抗剪件，所有由側(cè)向風(fēng)荷載、水平地震荷載、吊車水平荷載等產(chǎn)生的柱底剪力，幾乎都有柱腳錨栓承擔(dān)，從而破壞柱腳錨栓。

1.3柱腳底板與砼柱間空隙過小，使得灌漿料難以填入或填實。一般二次灌料空隙為50mm。

1.4有些工程地腳螺栓位置不準確，為了方便剛架吊裝就位，在現(xiàn)場對底板進行二次打孔，任意切割，造成柱腳底板開孔過大，使得柱腳固定不牢，錨栓最小邊（端）距亦不能滿足規(guī)范要求。

2.梁、柱連接與安裝

2.1多跨門式剛架中柱按搖擺柱設(shè)計，而實際工程卻把中柱與斜梁焊死，致使實際構(gòu)造與設(shè)計計算簡圖不符，造成工程事故。所以，安裝要嚴格按照設(shè)計圖紙施作。

2.2翼緣板與加厚或加寬連接板對接焊縫時，未按要求做成傾斜度的過渡。對接焊縫連接處，若焊件的寬度或厚度不同，且在同一側(cè)相差4mm 以上者，應(yīng)分別在寬度或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1：2.5（1：4）的斜角。

2.3端板連接面制作粗燥，切割不平整，或與梁柱翼緣板焊接時控制不當(dāng)，使端板翹曲變形，造成端板間接觸面不吻合，連接螺栓不得力，從而滿足不了該節(jié)點抗彎受拉、抗剪等結(jié)構(gòu)性能。

2.4剛架梁柱拼接時，把翼緣板和腹板的拼接接頭放在同一截面上，造成工程隱患。拼接接頭時，翼緣板和腹板的接頭一定要按規(guī)定錯開。

2.5剛架梁柱構(gòu)件受集中荷載處未設(shè)置對應(yīng)的加勁肋，容易造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件局部受壓失穩(wěn)。

2.6連接高強螺栓不符合《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強度螺栓連接的技術(shù)條件》或《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓、大六角頭螺母、墊圈型式尺寸與技術(shù)條件》的相關(guān)規(guī)定。高強螺栓擰緊分初擰、終擰，對大型節(jié)點還應(yīng)增加復(fù)擰。擰緊應(yīng)在同一天完成，切勿遺忘終擰。一定要在結(jié)構(gòu)安裝完成后，對所有的連接螺栓應(yīng)逐一檢查，以防漏擰或松動。

2.7有些工程中高強螺栓連接面未按設(shè)計圖紙要求進行處理，使得抗滑移系數(shù)不能滿足該節(jié)點處抗剪要求。必須按照設(shè)計要求的連接面抗滑移系數(shù)去處理。

2.8有的工程缺乏有針對性的吊裝方案，吊裝剛架時，未采用臨時措施保證剛架的側(cè)向穩(wěn)定，造成剛架安裝倒塌事故。應(yīng)先安裝靠近山墻的有柱間支撐的兩榀剛架，而后安裝其他剛架。頭兩榀剛架安裝完畢后，應(yīng)在兩榀剛架間將水平系桿，檁條及柱間支撐，屋面水平支撐，隅撐全部裝好，安裝完成后應(yīng)利用柱間支撐及屋面水平支撐調(diào)整構(gòu)件的垂直度及水平度，待調(diào)整正確后方可鎖定支撐，而后安裝其他剛架。

3.檁條、支撐等構(gòu)件的制作安裝

3.1為了安裝方便，隨意增大、加長檁條或檁托板的螺栓孔徑。檁條不僅僅是支撐屋面板或懸掛墻面板的構(gòu)件，而且也是剛架梁柱隅撐設(shè)置的支撐體，設(shè)置一定數(shù)量的隅撐可減少剛架平面外的計算長度，有效的保證了剛架的平面外整體穩(wěn)定性。若檁條或檁托板孔徑過大過長，隅撐就失去了應(yīng)有的作用。

3.2隅撐角鋼與鋼梁的腹板直接連接，當(dāng)剛架受側(cè)向力時，使腹板在該處局部受到側(cè)向水平力作用，容易導(dǎo)致鋼梁局部側(cè)向失穩(wěn)。

3.3有的工程所用檁條僅用電鍍，造成工程尚未完工，檁條早已生銹。論文大全。檁條宜采用熱鍍鋅帶鋼壓制而成的檁條，且保證一定的鍍鋅量。論文大全。

3.4因墻面開設(shè)門洞，擅自將柱間垂直支撐一端或兩端移位。同一區(qū)隔的柱間支撐、屋面水平支撐與剛架形成縱向穩(wěn)定體系，若隨意移動其位置將會破壞其穩(wěn)定體系。

3.5有些單位為了節(jié)省鋼材和人工，將檁條和墻梁用鋼板支托的側(cè)向加勁肋取消，這將影響檁條的抗扭剛度和墻梁受力的可靠性。故施工單位不得任意取消設(shè)計圖紙的一些做法。

3.6有的單位擅自增加屋面荷載，原設(shè)計未考慮吊頂或設(shè)備管道等懸掛荷載，而施工中卻任意增加吊頂?shù)葢覓旌奢d，從而導(dǎo)致鋼梁撓度過大或坍塌。任何單位均不得擅自增加設(shè)計范圍以外的荷載。

3.7屋面板未按要求設(shè)置，將固定式改為浮動式，使檁條側(cè)向失穩(wěn)。往往設(shè)計檁條時，會考慮屋面壓型鋼板與冷彎型鋼檁條牢固連接，能可靠的阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)并起到整體蒙皮作用。

3.8剛性系桿、風(fēng)拉桿的連接板設(shè)置位置高低不一，使得水平支撐體系不在同一平面上，從而影響剛架的整體穩(wěn)定性。剛性系桿與風(fēng)拉桿構(gòu)成水平支撐體系，其設(shè)置高度在同一坡度方向應(yīng)保持一致。

4.結(jié)論

目前，我國鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)已進入一個新的發(fā)展階段，有關(guān)規(guī)范和標準已經(jīng)出臺，國內(nèi)鋼材產(chǎn)量充足，有了一批鋼結(jié)構(gòu)住宅試點與示范的建設(shè)經(jīng)驗和科技成果，鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展已具備了較好的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)。當(dāng)然，在鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展方面，還有一些技術(shù)問題有待解決。鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣還需要做大量的工作，完善不同類型結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和施工技術(shù)標準，研制新型的輕質(zhì)保溫墻體材料以及與住宅部品的配套問題，同時還要廣泛宣傳開發(fā)輕鋼住宅的益處，讓更多的開發(fā)商、設(shè)計師和用戶認識了解鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點。

參考文獻

[1]劉玉株.鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)問題討論.建筑創(chuàng)作，2003，2.

篇（6）

中圖分類號：TU33+7文獻標識碼：A 文章編號：

Abstract：Frame instability has two modes, respectively, lateral instability and no lateral instability. Correct understanding of lateral displacement and lateral instability, is the application of member effective length method conditions. At present domestic to frame instability mode comparison across studies, put forward a variety of relevant frame stability concept, especially in the lateral shift problems. This article briefly summarizes the stability of rigid frames in sideway questions related concepts, the lateral displacement and lateral displacement were compared systematically. The full text of the understanding of rigid frame instability have a very good help.

Key words：Frame stability; Lateral instability; Strong support frame; Sway frames

1引言

目前在剛架穩(wěn)定設(shè)計中，國內(nèi)外應(yīng)用比較廣泛的方法就是構(gòu)件計算長度法。就是先將作用有荷載的剛架按一階彈性分析的方法確定內(nèi)力，再利用按照彈性理論得到的剛架柱的計算長度系數(shù)，把柱轉(zhuǎn)化為具有如此計算長度的壓彎構(gòu)件作彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計算[3]。顯然，在剛架穩(wěn)定設(shè)計中，確定構(gòu)件的計算長度非常重要，在規(guī)范中對有側(cè)移失穩(wěn)和無側(cè)移失穩(wěn)采用不同的計算公式，得出的計算長度系數(shù)相差很大，那么如何確定剛架失穩(wěn)是無側(cè)移失穩(wěn)還是有側(cè)移失穩(wěn)就顯得首當(dāng)其沖了。本文介紹剛架失穩(wěn)問題中有關(guān)側(cè)移問題的概念解析，清晰明了的闡述剛架側(cè)移問題。

2有側(cè)移失穩(wěn)和無側(cè)移失穩(wěn)

2.1 基本概念

剛架穩(wěn)定分析中一個很重要的問題就是確定剛架的失穩(wěn)模態(tài)，這對于計算剛架的穩(wěn)定承載力是很重要的。同一個結(jié)構(gòu)在相同的荷載作用下發(fā)生不同形式的失穩(wěn)，其穩(wěn)定承載力存在巨大差異[1]。

設(shè)計工作所用的單層剛架柱計算長度，是以荷載集中于柱頂?shù)膶ΨQ單跨等截面框架為依據(jù)的[2]。我們以單層單跨剛架為例說明剛架的失穩(wěn)形式。

圖1 剛架的失穩(wěn)形式

圖1 (a)所示單跨對稱剛架，受兩相同的柱頂集中荷載，可能發(fā)生圖1 (b)所示的對稱性變形失穩(wěn)，也可能發(fā)生圖1 (c)所示的非對稱性失穩(wěn)。發(fā)生對稱性失穩(wěn)時，變形大致呈左右對稱形狀，剛架節(jié)點無側(cè)移但有轉(zhuǎn)角，通常稱之為無側(cè)移失穩(wěn)；發(fā)生非對稱性失穩(wěn)時，變形大致呈左右反對稱形式，剛架同層節(jié)點向同一個方向發(fā)生相等側(cè)移并有轉(zhuǎn)角，這種失穩(wěn)形式稱為有側(cè)移失穩(wěn)。

3有側(cè)移失穩(wěn)和無側(cè)移失穩(wěn)的判斷

3.1 判斷失穩(wěn)模式的框架分類

目前國內(nèi)在判斷剛架失穩(wěn)形式時，都是將框架分為無支撐的純框架和有支撐框架，其中有支撐框架根據(jù)抗側(cè)移剛度的大小分為強支撐框架和弱支撐框架[4]。在文獻[4]中，框架的定義如下：

純框架：依靠構(gòu)件和節(jié)點連接的抗彎能力，抵抗側(cè)向荷載的框架。

強支撐框架：在支撐框架中，支撐結(jié)構(gòu)（支撐桁架、剪力墻、電梯井等）抗側(cè)移剛度較大，可將該框架視為無側(cè)移的框架。

弱支撐框架：在支撐框架中，支撐結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度較弱，不能將該框架視為無側(cè)移的框架。

這樣的定義比較模糊，而且沒有和剛架穩(wěn)定聯(lián)系起來。而在文獻[5],[6]中對這種分類給出了直接與穩(wěn)定相關(guān)的定義。其中分類的前提是當(dāng)內(nèi)力采用線性彈性分析，采用計算長度法計算框架柱的穩(wěn)定性時，才采用上述分類。即

(1) 強支撐框架：當(dāng)框架―支撐結(jié)構(gòu)體系中，支撐的抗側(cè)剛度足夠大，使得框架以無側(cè)移的模式失穩(wěn)時，這個框架稱為強支撐框架。

(2) 弱支撐框架是支撐架的抗側(cè)剛度不足以使框架發(fā)生無側(cè)移失穩(wěn)的框架。

(3) 純框架是未設(shè)置任何支撐的框架結(jié)構(gòu)，它的整體失穩(wěn)是有側(cè)移失穩(wěn)[6]。

3.2 強支撐框架和弱支撐框架的判斷

文獻[4]（鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范）中5.3.3給出了設(shè)計中判斷強支撐框架和弱支撐框架的判斷公式。內(nèi)容總結(jié)下來就是，當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度 滿足公式

（1）

式中 ， ――第i層層間所有框架柱用無側(cè)移框架和有側(cè)移框架柱計算長度系數(shù)算得的軸壓桿穩(wěn)定承載力之和，則為強支撐框架?？蚣苤挠嬎汩L度系數(shù) 按規(guī)范中的無側(cè)移框架柱的計算長度系數(shù)確定。

當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度 不滿足公式（1）的要求時，為弱支撐框架，框架柱的軸壓桿穩(wěn)定系數(shù) 按公式（2）計算。

（2）

式中 ， ――分別是框架柱用文獻[4]的附錄中無側(cè)移框架柱和有側(cè)移框架柱計算長度系數(shù)算得的軸心壓桿的穩(wěn)定系數(shù)。

上述的判斷方法是在實際應(yīng)用中的簡化方法，當(dāng)考慮到實際結(jié)構(gòu)的支撐體系（剪切型支撐、彎曲型支撐、彎剪型支撐）不同時，強支撐框架的判定準則會產(chǎn)生變化。文獻[5],[6]對雙重抗側(cè)力體系的框架進行了全面的分析，也給出了更全面的強弱支撐框架的判斷準則。

3.3 有側(cè)移失穩(wěn)的本質(zhì)

結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）失穩(wěn)表示其不再能承受附加的水平力或豎向力，代表了其水平抗側(cè)剛度或豎向抗壓剛度的喪失（剛度=0）[10]。軸心壓桿受壓失穩(wěn)的本質(zhì)是壓力使受壓構(gòu)件的彎曲剛度減小，直至消失的過程[2]。這是穩(wěn)定分析中一個很重要的概念。那么對于框架有側(cè)移失穩(wěn)，就是表明框架的抗側(cè)剛度消失。

框架每一層的抗側(cè)剛度可以從結(jié)構(gòu)的線性分析直接得到。例如 是第 層的總剪力， 為這一層的層間位移，得到的層抗側(cè)剛度為

是什么使這個框架層從抗側(cè)剛度 變?yōu)榈扔?？顯然是豎向荷載，豎向荷載就像是一種負剛度的因素，抵消了框架的正剛度[6]。怎么得到框架豎向荷載的負剛度呢?

我們從最簡單的結(jié)構(gòu)受力情況說起。

圖2 豎向荷載的負剛度

如圖2(a)所示桿件沒有抗側(cè)剛度，作用了壓力P之后，因為豎向荷載是負剛度，桿件很快就會垮掉（幾何可變）。必須給以側(cè)向支撐才能保持穩(wěn)定（圖2(b)）[10]。側(cè)向支撐的剛度 時才能使桿件穩(wěn)定。反過來可以推論：P的負剛度為 。側(cè)移失穩(wěn)時

即負剛度+抗側(cè)剛度=0.

對于懸臂柱，臨界荷載為 ，當(dāng)作用的豎向荷載 時，抗側(cè)剛度 ，記 為P的等效負剛度，要求 得到 。參照 的形式可以假定：

得到 ，此時。

再對如圖2(c)的柱上下端均為彈性轉(zhuǎn)動約束的情況，可以推導(dǎo)出 式中 在1.0～1.216之間變化，絕大多數(shù)在1.1～1.16之間變化，偏安全可以取 [10]。

應(yīng)用到多層多跨框架中，文獻[6]給出了說明。根據(jù)規(guī)范查表得到框架柱的計算長度系數(shù)，求得各柱子的臨界荷載 之后，從而得到豎向荷載的等效負剛度，即

（3）

因此框架有側(cè)移失穩(wěn)時

（4）

式中， 即層間抗側(cè)剛度， 是第 層的總剪力， 為這一層的層間位移，通過線性分析可以得到。 是這一層的第 個柱的軸力； ，這個系數(shù)變化非常小，從工程實際的角度來看，取1.1的情況下，得到的臨界荷載最大值誤差為10%，如果換算到計算長度系數(shù)，則最大的誤差只是5%[6]。

這樣得到的公式（4）有非常重要的實際應(yīng)用價值，在幫助我們理解框架愛有側(cè)移失穩(wěn)本質(zhì)的基礎(chǔ)上，能解決框架中各柱子軸力分布不均時的臨界荷載及計算長度，也能分析框架各層的穩(wěn)定性。

4有側(cè)移框架和無側(cè)移框架

文獻[3]中在4.1節(jié)中提到：按規(guī)定，對于有支撐的剛架，當(dāng)其抗側(cè)移的剛度大于或等于同類無支撐剛架抗側(cè)移剛度的5倍時，方認為支撐系統(tǒng)有效，否則仍按無支撐剛架計算其穩(wěn)定性。但又在4.9節(jié)中拋棄了這種說法，采用了文獻[4]的規(guī)定。這里面涉及到一個概念性的問題，就是有側(cè)移框架和無側(cè)移框架到底指的是什么？它們與框架有側(cè)移失穩(wěn)和無側(cè)移失穩(wěn)有什么區(qū)別和聯(lián)系？

4.1 有側(cè)移框架和無側(cè)移框架的概念解析

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ17-88) [7] 第5.2.2條最末尾有這樣一個注釋：無側(cè)移框架系指框架中設(shè)有支撐架、剪力墻、電梯井等支撐結(jié)構(gòu)，且其抗側(cè)移剛度等于和大于框架本身抗側(cè)移剛度的5倍者。有側(cè)移結(jié)構(gòu)系指框架中未設(shè)上述支撐者，或支撐結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度小于框架本身抗側(cè)移剛度的5倍者。

這樣的概念讓人困惑。因為稍有結(jié)構(gòu)常識的人都清楚的知道，所有的結(jié)構(gòu)及框架-支撐結(jié)構(gòu)中的框架在水平風(fēng)力或地震力作用下，都會產(chǎn)生側(cè)移。那么文獻[7]中的分類又是什么意思呢，或者具有什么用途呢？

實際上，文獻[7]中的準則是對國外規(guī)范誤解的結(jié)果。5倍關(guān)系最早由歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會于1977年提出，提出5倍關(guān)系的最早本意是對支撐部分和框架部分分擔(dān)水平力的比例進行界定，當(dāng)支撐抗側(cè)剛度大于純框架抗側(cè)剛度的5倍時，框架分擔(dān)的水平力可以忽略不計，框架因不承擔(dān)水平力而無側(cè)移，并不是框架發(fā)生無側(cè)移失穩(wěn)[8]。

那么，對于有側(cè)移框架和無側(cè)移框架的定義，其實是針對雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系中的框架，根據(jù)其水平力的分擔(dān)比例來劃分的。

(1) 在雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中，框架承受的總水平力小于等于總剪力的20％，則可以以足夠的精確度假設(shè)所有的水平力都由支撐架（剪力墻）承受，框架本身不承受水平力，從而這個框架可以看作無側(cè)移框架。

(2) 不滿足上述規(guī)定的框架―支撐結(jié)構(gòu)體系中的框架，是有側(cè)移框架。

這樣的區(qū)分，在沒有計算機的時代，可以帶來計算上的簡化，在計算機時代，實用上已經(jīng)沒有必要。但是仍然可以根據(jù)這個分類，對結(jié)構(gòu)的受力特性有一個初步的總體上的了解：有側(cè)移框架是要承擔(dān)水平力的，而無側(cè)移框架依靠其他剛度更大的子結(jié)構(gòu)來承擔(dān)水平力[6]。

4.2 兩種框架分類的區(qū)別

有側(cè)移框架和無側(cè)移框架的區(qū)分，不涉及到框架的穩(wěn)定性計算，只是通過了解建筑物各子結(jié)構(gòu)在承受水平力上的相對比例，對框架進行一個分類。在框架分擔(dān)的水平力小到一定程度時可以進行簡化的力學(xué)分析。

強支撐框架和弱支撐框架的區(qū)分是用于判斷雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中框架部分的失穩(wěn)模式的。根據(jù)框架結(jié)構(gòu)是發(fā)生有側(cè)移失穩(wěn)還是無側(cè)移失穩(wěn)，或者介于兩者之間，選擇和計算對應(yīng)的框架柱的計算長度及承載力。

5結(jié)語

本文從整體上對剛架穩(wěn)定中側(cè)移問題進行了闡述，據(jù)此可以更好地學(xué)習(xí)剛架穩(wěn)定內(nèi)容，理解鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計的有關(guān)規(guī)定，更準確地選擇鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算的圖表或公式。

參考文獻：

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[2] 陳紹蕃，顧強.鋼結(jié)構(gòu)上冊：鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.

[3] 陳驥.鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計（第三版）[M].北京:科學(xué)出版社,2006.

[4] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）[S].北京,2003.

[5] 童根樹.鋼結(jié)構(gòu)平面內(nèi)穩(wěn)定[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.

[6] 童根樹.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.

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[8] 季淵.多高層框架-支撐結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定分析及其支撐研究[D].浙江大學(xué)博士學(xué)位論文，2003.

篇（7）

近年來，在火力發(fā)電廠工程設(shè)計中, 尤其是高參數(shù)、大容量的火力發(fā)電廠，鋼結(jié)構(gòu)棧橋的應(yīng)用日趨廣泛。同時, 鋼結(jié)構(gòu)計算程序的應(yīng)用, 如STAAD.Pro、STS、SAP6等三維空間設(shè)計計算軟件, 又為設(shè)計提供了更便利的途徑。本文結(jié)合實際工程的設(shè)計實踐經(jīng)驗,談?wù)勗诨鹆Πl(fā)電廠鋼結(jié)構(gòu)棧橋設(shè)計中的一點體會。

1 棧橋的橫斷面尺寸的確定

桁架寬度方向的軸線尺寸一般參照工藝專業(yè)要求確定，比如，根據(jù)工藝專業(yè)資料，要求棧橋凈空寬8900，高2800。在做結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)預(yù)留出桁架自身寬度及擋水沿寬度。故總寬度應(yīng)算至桁架中心, 通常a = 250～300。

桁架高度方向的軸線尺寸取決于棧橋的跨度,也與桁架相鄰節(jié)點間距離有關(guān)， 且為100 的倍數(shù)。棧橋一般可視為簡支梁，單跨棧橋跨度一般情況下為30～36m 。橋跨尺寸的確定除上述條件外, 還要考慮到所用鋼材的經(jīng)濟性、制做簡單及安裝方便。理論上，鋼材消耗最少的桁架其h/ L ( h 為桁架高度,L 為桁架跨度)在1/ 10 左右。這樣，假設(shè)不加下?lián)蔚蔫旒芨叨葹?.3m , 最優(yōu)跨度為33～39m，但由于受到型鋼截面等因素的限制，棧橋不宜過長。綜合考慮，實踐中一般棧橋h/ L 在1/ 10左右，并且如果多跨棧橋的跨度不等, 通常為了使棧橋的高度統(tǒng)一, 小跨度的桁架高度就要隨大跨度的桁架高度而加大。

2 桁架的跨間結(jié)構(gòu)

桁架一般設(shè)計成簡支梁式或懸臂式, 一般不采用連續(xù)梁式超靜定多跨桁架, 懸臂桁架的懸臂長度一般不超過6～8m 。桁架的節(jié)點間距離主要由桁架高度、樓板形式及跨度綜合考慮確定的。設(shè)計原則是使桁架中桿件間夾角接近45°，如不能，至少也要在30°～60°之間。支撐樓板的橫梁應(yīng)該放在桁架的節(jié)點上。

桁架一般采用兩種形式: ①帶有輔助豎桿的三角式腹桿系桁架。②斜桿受

拉、豎桿受壓的下斜式桁架。

三角式腹桿體系的桁架中只有向跨度中心傾斜的腹桿才是受拉的, 另一半的斜桿和輔助豎桿受壓。兩種形式桁架各有優(yōu)劣。第一種桁架，優(yōu)點是由于在桁架純受彎時，平面內(nèi)，兩端豎桿為零桿。這樣在桁架平面外，兩端豎桿只承受整個桁架的水平力作用，受力比較單一明確。缺點是計算長度大的斜腹桿受壓，要按壓桿長細比設(shè)計，截面會較大。第二種桁架正好彌補了第一種的缺點，計算長度短的垂直腹桿受壓，按壓桿長細比設(shè)計。

桁架桿件布置時應(yīng)使桁架節(jié)間數(shù)為偶數(shù), 若不能則中央節(jié)間可采用交叉斜腹桿。承重桁架所受豎向荷載(恒載、活載包括風(fēng)在豎向產(chǎn)生的荷載) 應(yīng)通過桁架的節(jié)點變成桁架的軸力傳遞到支座。桁架中，除兩端豎桿外，應(yīng)控制所有桿件盡量只承受軸向力。在staad空間三維設(shè)計計算中，可以真實的模擬水平風(fēng)荷載棧橋的作用。通常將水平風(fēng)荷載加在上下弦或垂直豎桿上。

3 水平支撐系統(tǒng)

上弦水平支撐系統(tǒng)用來承受棧橋的橫向荷載, 是保持桁架的空間穩(wěn)定及空間剛度的重要組成構(gòu)件, 也是棧橋構(gòu)件中除主桁架以外很重要的構(gòu)件。它布置在兩桁架間的上弦平面內(nèi)。水平支撐系統(tǒng)由兩側(cè)桁架上弦、支撐斜桿、屋面橫梁等構(gòu)件組成。桁架的上弦桿同時是支撐的組成桿件。下弦水平支撐系統(tǒng)由桁架下弦、樓面梁、樓板等組成。由于目前樓板都設(shè)計成壓型鋼板做底模的現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓板，所以剛度較大，下弦一般不再設(shè)支撐斜桿。

4 棧橋兩端門架

按照《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》，桁架端豎桿應(yīng)與端部橫梁組成∏形剛架。以保證棧橋的橫向穩(wěn)定，承受整個棧橋的水平荷載。根據(jù)這個要求，棧橋兩端門架為剛接的剛度較大的∏形剛架。兩端門架應(yīng)成為水平支撐系統(tǒng)承受水平力的支點。水平支撐系統(tǒng)將棧橋的水平作用力通過兩端門架傳向支座, 以保證棧橋在橫向的剛度及穩(wěn)定。在連接節(jié)點設(shè)計時必須保證兩端門架端豎桿與端部橫梁的連接點為剛接。同時，端豎桿又是桁架組成部分。端豎桿截面的選擇必須考慮兩者的內(nèi)力組合。端門架的橫梁及立柱通常均選用H型鋼。 立柱的底部基板應(yīng)與地面平行, 從而保證斜棧橋桁架在重力作用下不產(chǎn)生整體水平滑移。

5 桁架構(gòu)件截面選擇與桁架桿件的計算長度

桁架上下弦一般采用H型鋼，在第一種承重桁架中腹桿全部由雙角鋼組成的T形截面構(gòu)成。在第二種承重桁架中，不難看到，在豎向力作用下，斜桿全部受拉，垂直腹桿全部受壓。這是一種比較理想的受力狀態(tài)。斜桿按拉桿長細比選擇雙角鋼組成的T形截面，垂直腹桿按照壓桿選擇截面。桁架受豎向荷載較小時可以選擇雙角鋼，荷載大時可以選擇H型鋼。實踐中一般選擇等邊雙角鋼組合。

6 棧橋支座

篇（8）

由于鋼結(jié)構(gòu)本身具備自重輕、強度高、施工快等獨特優(yōu)點，因此對高層、大跨度，尤其是超高層、超大跨度，采用鋼結(jié)構(gòu)更是非常理想。輕型金屬板材及其配套的門式剛架等系列輕型鋼結(jié)構(gòu)已得到了較為廣泛的應(yīng)用。下面簡單談一談輕型鋼結(jié)構(gòu)工程中常見的一些質(zhì)量問題及預(yù)防措施。

1 柱腳的制作安裝

1.1 預(yù)埋地腳螺栓與砼短柱邊距離過近。在剛架吊裝時，經(jīng)常不可避免的會人為產(chǎn)生一些側(cè)向外力，而將柱頂部砼拉碎或拉崩。在預(yù)埋螺栓時，鋼柱側(cè)邊螺栓不能過于靠邊，應(yīng)與柱邊留有足夠的距離。同時，砼短柱要保證達到設(shè)計強度后，方可組織剛架的吊裝工作。

1.2 往往容易遺忘抗剪槽的留設(shè)和抗剪件的設(shè)置。柱腳錨栓按承受拉力設(shè)計，計算時不考慮錨栓承受水平力。若未設(shè)置抗剪件，所有由側(cè)向風(fēng)荷載、水平地震荷載、吊車水平荷載等產(chǎn)生的柱底剪力，幾乎都有柱腳錨栓承擔(dān)，從而破壞柱腳錨栓。

1.3 柱腳底板與砼柱間空隙過小，使得灌漿料難以填入或填實。一般二次灌料空隙為50mm。

1.4 有些工程地腳螺栓位置不準確，為了方便剛架吊裝就位，在現(xiàn)場對底板進行二次打孔，任意切割，造成柱腳底板開孔過大，使得柱腳固定不牢，錨栓最小邊（端）距亦不能滿足規(guī)范要求。

2 梁、柱連接與安裝

2.1 多跨門式剛架中柱按搖擺柱設(shè)計，而實際工程卻把中柱與斜梁焊死，致使實際構(gòu)造與設(shè)計計算簡圖不符，造成工程事故。所以，安裝要嚴格按照設(shè)計圖紙施作；

2.2 翼緣板與加厚或加寬連接板對接焊縫時，未按要求做成傾斜度的過渡。對接焊縫連接處，若焊件的寬度或厚度不同，且在同一側(cè)相差4mm以上者，應(yīng)分別在寬度或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1：2.5（1：4）的斜角。

2.3 端板連接面制作粗燥，切割不平整，或與梁柱翼緣板焊接時控制不當(dāng)，使端板翹曲變形，造成端板間接觸面不吻合，連接螺栓不得力，從而滿足不了該節(jié)點抗彎受拉、抗剪等結(jié)構(gòu)性能。

2.4 剛架梁柱拼接時，把翼緣板和腹板的拼接接頭放在同一截面上，造成工程隱患。拼接接頭時，翼緣板和腹板的接頭一定要按規(guī)定錯開。

2.5 剛架梁柱構(gòu)件受集中荷載處未設(shè)置對應(yīng)的加勁肋，容易造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件局部受壓失穩(wěn)。

2.6 連接高強螺栓不符合《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強度螺栓連接的技術(shù)條件》或《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓、大六角頭螺母、墊圈型式尺寸與技術(shù)條件》的相關(guān)規(guī)定。高強螺栓擰緊分初擰、終擰，對大型節(jié)點還應(yīng)增加復(fù)擰。擰緊應(yīng)在同一天完成，切勿遺忘終擰。一定要在結(jié)構(gòu)安裝完成后，對所有的連接螺栓應(yīng)逐一檢查，以防漏擰或松動。

2.7 有些工程中高強螺栓連接面未按設(shè)計圖紙要求進行處理，使得抗滑移系數(shù)不能滿足該節(jié)點處抗剪要求。必須按照設(shè)計要求的連接面抗滑移系數(shù)去處理。

2.8 有的工程缺乏有針對性的吊裝方案，吊裝剛架時，未采用臨時措施保證剛架的側(cè)向穩(wěn)定，造成剛架安裝倒塌事故。應(yīng)先安裝靠近山墻的有柱間支撐的兩榀剛架，而后安裝其他剛架。頭兩榀剛架安裝完畢后，應(yīng)在兩榀剛架間將水平系桿，檁條及柱間支撐，屋面水平支撐，隅撐全部裝好，安裝完成后應(yīng)利用柱間支撐及屋面水平支撐調(diào)整構(gòu)件的垂直度及水平度，待調(diào)整正確后方可鎖定支撐，而后安裝其他剛架。

3 檁條、支撐等構(gòu)件的制作安裝

3.1 為了安裝方便，隨意增大、加長檁條或檁托板的螺栓孔徑。檁條不僅僅是支撐屋面板或懸掛墻面板的構(gòu)件，而且也是剛架梁柱隅撐設(shè)置的支撐體，設(shè)置一定數(shù)量的隅撐可減少剛架平面外的計算長度，有效的保證了剛架的平面外整體穩(wěn)定性。若檁條或檁托板孔徑過大過長，隅撐就失去了應(yīng)有的作用。

3.2 隅撐角鋼與鋼梁的腹板直接連接，當(dāng)剛架受側(cè)向力時，使腹板在該處局部受到側(cè)向水平力作用，容易導(dǎo)致鋼梁局部側(cè)向失穩(wěn)。

3.3 有的工程所用檁條僅用電鍍，造成工程尚未完工，檁條早已生銹。檁條宜采用熱鍍鋅帶鋼壓制而成的檁條，且保證一定的鍍鋅量。

3.4 因墻面開設(shè)門洞，擅自將柱間垂直支撐一端或兩端移位。同一區(qū)隔的柱間支撐、屋面水平支撐與剛架形成縱向穩(wěn)定體系，若隨意移動其位置將會破壞其穩(wěn)定體系。

3.5 有些單位為了節(jié)省鋼材和人工，將檁條和墻梁用鋼板支托的側(cè)向加勁肋取消，這將影響檁條的抗扭剛度和墻梁受力的可靠性。故施工單位不得任意取消設(shè)計圖紙的一些做法。

3.6 有的單位擅自增加屋面荷載，原設(shè)計未考慮吊頂或設(shè)備管道等懸掛荷載，而施工中卻任意增加吊頂?shù)葢覓旌奢d，從而導(dǎo)致鋼梁撓度過大或坍塌。任何單位均不得擅自增加設(shè)計范圍以外的荷載。

3.7 屋面板未按要求設(shè)置，將固定式改為浮動式，使檁條側(cè)向失穩(wěn)。往往設(shè)計檁條時，會考慮屋面壓型鋼板與冷彎型鋼檁條牢固連接，能可靠的阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)并起到整體蒙皮作用。

3.8 剛性系桿、風(fēng)拉桿的連接板設(shè)置位置高低不一，使得水平支撐體系不在同一平面上，從而影響剛架的整體穩(wěn)定性。剛性系桿與風(fēng)拉桿構(gòu)成水平支撐體系，其設(shè)置高度在同一坡度方向應(yīng)保持一致。

目前，我國鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)已進入一個新的發(fā)展階段，有關(guān)規(guī)范和標準已經(jīng)出臺，國內(nèi)鋼材產(chǎn)量充足，有了一批鋼結(jié)構(gòu)住宅試點與示范的建設(shè)經(jīng)驗和科技成果，鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展已具備了較好的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)。當(dāng)然，在鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展方面，還有一些技術(shù)問題有待解決。鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣還需要做大量的工作，完善不同類型結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和施工技術(shù)標準，研制新型的輕質(zhì)保溫墻體材料以及與住宅部品的配套問題，同時還要廣泛宣傳開發(fā)輕鋼住宅的益處，讓更多的開發(fā)商、設(shè)計師和用戶認識了解鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點。

篇（9）

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

1.建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念

1.1建筑設(shè)計的概念

建筑設(shè)計指的是建筑工程在建造之前，建筑設(shè)計師充分按照工程任務(wù)，把可能在工程施工過程中或者使用過程中出現(xiàn)的問題作好通盤的設(shè)想，并擬定好解決問題的方案。建筑設(shè)計的主要內(nèi)容包括：初步方案、初步設(shè)計、搜集資料、技術(shù)設(shè)計施工圖、技術(shù)設(shè)計施工詳圖等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑設(shè)計中越來越深入廣泛的利用各種科學(xué)技術(shù)的成果。

1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念

結(jié)構(gòu)設(shè)計指的是建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要包括建筑工程的基礎(chǔ)設(shè)計和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計。建筑工程的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容和步驟包括：(1)根據(jù)建筑工程設(shè)計來確定建筑物的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)的主要材料；(2)建筑物的結(jié)構(gòu)平面布置；(3)初步篩選建筑材料的類型和強度等級，并根據(jù)以往經(jīng)驗初步確定建筑物構(gòu)件的截面尺寸；(4)建筑物的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、各種荷載作用分析、結(jié)構(gòu)荷載計算；(5)建筑物結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)組合；(6)建筑物構(gòu)件的截面設(shè)計。

2.現(xiàn)代建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

2.1現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的扭轉(zhuǎn)和共振問題

在現(xiàn)代建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中要求建筑三心要盡量匯于一個中心點，建筑三心指的是建筑物的結(jié)構(gòu)重心、剛度中心和幾何形心?，F(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的扭轉(zhuǎn)問題主要是指在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中沒有做到三心匯于一點，在建筑物的水平荷載作用下建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。所以，為了避免建筑工程因水平荷載作用而出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)破壞，就必須在對建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計時盡量選擇合理的平面布局和結(jié)構(gòu)形式，讓建筑物的三心盡量匯于一點。還有現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)的共振問題，如果發(fā)生地震，而建筑場地的特征周期與建筑物的自振周期又很接近，那么建筑物和建筑場地就有可能發(fā)生共振。所以，在設(shè)計建筑工程方案時，必須要針對預(yù)估建筑場地的特征周期，選擇合適建筑結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)類型，并通過調(diào)整建筑物結(jié)構(gòu)的層數(shù)，擴大建筑場地特征周期與建筑物的自振周期之間的差別，從而避免共振問題的發(fā)生。

2.2現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的水平側(cè)向位移問題

現(xiàn)代建筑工程設(shè)計的水平側(cè)向位移即便能夠滿足建筑工程結(jié)構(gòu)規(guī)程的要求，也不能代表該建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是合理的，因為這其中還要充分考慮到地震力的大小和周期等因素。在對建筑工程進行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時，建筑物的結(jié)構(gòu)剛度和地震力的大小有著直接的關(guān)系。當(dāng)建筑物結(jié)構(gòu)剛度小，而建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計并不合理，但由于地震力比較小，所以結(jié)構(gòu)位移也比較小，位移也就控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，但是這并不是合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。因為地震力小、結(jié)構(gòu)周期長是很不安全的，并且位移的曲線變化應(yīng)該具有連續(xù)性，除了沿著豎向發(fā)生剛度突變之外，不能夠有其他明顯的折點或者拐點。在一般情況下位移曲線有三種類型：(1)剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑工程發(fā)生的位移曲線應(yīng)該是彎曲型；(2)框架結(jié)構(gòu)的建筑工程發(fā)生的位移曲線應(yīng)該是剪切型；(3)框一筒結(jié)構(gòu)和框一剪結(jié)構(gòu)的建筑工程發(fā)生的位移曲線應(yīng)該是彎剪型。

3.建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系

3.1建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的相互配合

在建筑工程的建設(shè)過程中，無論是公共建筑、工業(yè)建筑還是民用建筑大致可以分為分為兩類：(1)擁有完善的使用功能，優(yōu)美的建筑造型，通過專業(yè)化的施工工藝和制造技術(shù)與先進的結(jié)構(gòu)體系有機地結(jié)合，創(chuàng)造出經(jīng)濟適用的、新穎的、技術(shù)先進的建筑物；(2)主要追求新奇的藝術(shù)效果為主，沒有合理的建筑結(jié)構(gòu)方案，創(chuàng)造出奇特的建筑物。在現(xiàn)代建筑物中主要實施和提倡第一類建筑。以具體的工廠廠房設(shè)計來談結(jié)構(gòu)設(shè)計和建筑設(shè)計相互配合。工廠廠房的設(shè)備較大，車間要求十分寬敞，防火要求比較高，并且不改隔墻。以往的設(shè)計大都采用的是排架結(jié)構(gòu)，廠房的墻體為240磚墻，廠房的屋蓋為薄腹梁鋼筋混凝土大板結(jié)構(gòu)，這樣的廠房才能滿足使用要求。但這種排架結(jié)構(gòu)的設(shè)計不足之處施工周期長、跨度受限制、不經(jīng)濟。

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計必須要考慮到廠房施工方便和經(jīng)濟合理的條件，在現(xiàn)代的工廠設(shè)計中可以采用門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)，在標離1米以下的地方為磚砌體，而墻體則用壓型彩鋼板，屋蓋也一樣。這樣的設(shè)計不但能克服上述廠房結(jié)構(gòu)形式的不足，而且還滿足了廠房的使用要求。比如在對棉花加工廠這類廠房進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要充分滿足廠房的生產(chǎn)工藝要求，在廠房的功能布局上要充分考慮運輸活動和生產(chǎn)活動的方便，要為工廠創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，這是這類廠房的設(shè)計原則。所以，在滿足基本要求的前提下，施工最方便、最經(jīng)濟、施工周期最短的設(shè)計方案必然成為首選方案。對于公共建筑來說，建筑的設(shè)計不能離開具體的設(shè)計對象。一個優(yōu)秀的建筑必然是結(jié)構(gòu)設(shè)計和建筑設(shè)計之間密切配合的結(jié)果，同時還要分清配合的側(cè)重點。一個好的建筑設(shè)計能夠?qū)⒔ㄖ锿晟频氖褂霉δ芎蛢?yōu)美的建筑造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計充分地結(jié)合在一起。

3.2建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計之間的密切聯(lián)系

在建筑設(shè)計過程中，有少數(shù)的建筑設(shè)計師把結(jié)構(gòu)總是放在第二位，并一直強調(diào)結(jié)構(gòu)必須服從建筑，這種觀念不但忽略了最基本的力學(xué)規(guī)律，還分割了科學(xué)的完整性。這種最大滿足使用功能和片面地追求建筑藝術(shù)與建筑技術(shù)結(jié)合的要求，往往會給建筑工程的質(zhì)量帶來嚴重的隱患。在建筑設(shè)計過程中，任何一個建筑設(shè)計方案都會對建筑具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生一定的影響，并且建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)水平也制約著建筑設(shè)計得層次。所以，在建筑工程的設(shè)計過程中，建筑設(shè)計師必須要具備一定的結(jié)構(gòu)方面的基礎(chǔ)，并且能夠與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互協(xié)調(diào)，適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合，讓二者互相統(tǒng)一，從而創(chuàng)作出優(yōu)秀的、完美的建筑設(shè)計作品。

有的建筑設(shè)計師在設(shè)計中過分強調(diào)創(chuàng)作的標新立異、新穎、美觀，從而不能與結(jié)構(gòu)設(shè)計有效的結(jié)合。而建筑物本身承受著巨大的地震力、自重荷載與活載、扭矩力、水平風(fēng)力等，要是建筑設(shè)計師不按照建筑的結(jié)構(gòu)受力特征和基本的結(jié)構(gòu)技術(shù)原理進行豎向設(shè)計和平面設(shè)計，也不征詢結(jié)構(gòu)設(shè)計師的意見，這樣就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計師不能合理的選擇結(jié)構(gòu)體系，從而出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定問題發(fā)生。比如可以講建筑物的截面設(shè)計成為三角形，這樣建筑物的抗側(cè)能力和抗彎矩力就會小很多。還有些建筑設(shè)計師經(jīng)常忽視結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本規(guī)律。比如：對于需要抗震設(shè)防的地方，建筑的高層電梯設(shè)置在建筑物的一側(cè)，不能與建筑物的剛度中心相互重合，電梯筒就會受到很大的剛度，從而造成結(jié)構(gòu)偏正，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。

結(jié)束語：

從建筑結(jié)構(gòu)效益的角度來看，片面追求建筑物的藝術(shù)表現(xiàn)，忽視結(jié)構(gòu)原理，設(shè)計出來的建筑作品往往只能作為雕塑作品或者是虛假的造型。只有符合正確的結(jié)構(gòu)邏輯的建筑，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)本身造型特點，充分融合結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)思和建筑設(shè)計構(gòu)思去實踐個性的建筑，才能算得上是成功的建筑作品。同時，建筑設(shè)計師要不斷提高自身的藝術(shù)修養(yǎng)，勇于創(chuàng)新，充分利用結(jié)構(gòu)設(shè)計原理來完善建筑設(shè)計。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師也要充分了解建筑設(shè)計師的意圖，促進結(jié)構(gòu)設(shè)計和建筑設(shè)計的有機融合和密切配合，從而設(shè)計出更高水平的建筑作品。

參考文獻：

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篇（10）

多格水池是城市給水排水工程重要的水工構(gòu)筑物，因具有占地面積少、便于工藝設(shè)備布置和操作等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于生活污水處理、市政工程供水、工業(yè)廢水等工程，尤其近年伴隨大型自來水廠及城市生活污水處理廠工程的增多，多格水池的建設(shè)數(shù)量也隨之增多。水池內(nèi)力計算方法及理的發(fā)展歷程是一個在不斷總結(jié)積累工程經(jīng)驗的基礎(chǔ)上逐步完善的過程，并且它與結(jié)構(gòu)力學(xué)及計算分析理論的發(fā)展密切相關(guān)。作用于水池的外荷載通常有池頂活荷載、覆土荷載、過車荷載、土的側(cè)向壓力及內(nèi)外水壓力等，求解多格水池內(nèi)力時，需將上述荷載作為邊界條件并建立于未知數(shù)相等的條件方程，聯(lián)立進行求解。多格水池常見的內(nèi)力計算方法有：傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)計算方法（包括位移法和力法）；利用Ansys、SAP2000、Midas/civil2006、世紀旗云等有限元結(jié)構(gòu)分析軟件模擬并計算內(nèi)力；采用彈性地基梁法的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算，這些方法也各有其優(yōu)缺點。

力矩分配法是以位移法為基礎(chǔ)的一種數(shù)值漸近方法，由美國H.克羅斯于1932年發(fā)表的，主要用于桿系剛結(jié)結(jié)構(gòu)（如連續(xù)梁和剛架）的受力分析。隨著結(jié)構(gòu)力學(xué)理論水平的不斷提高力矩分配法在土木工程界已經(jīng)廣泛應(yīng)用，其涉及工民建、市政、道橋、水利、港工等領(lǐng)域，也得到工程界專業(yè)人士的認可。力矩分配法主要用于連續(xù)梁和無結(jié)點線位移（側(cè)移）剛架的計算。其優(yōu)點是不需要建立和解算聯(lián)立方程組，而在其計算簡圖上進行計算或列表計算，就能直接求得各桿斷彎矩，正在被更多的設(shè)計者所接受和應(yīng)用。

1 多格水池底板計算原理

1.1 計算原則

對于底板跨度較小的水池，底板內(nèi)力適用于地基反力直線分別假定，分別在底橫、縱向取單位截條進行計算。但對于多格水池底板，由于組合工況繁多，截條計算方式非常繁瑣，總結(jié)以為工程經(jīng)驗，可對多格水池在滿足以下原則情況下進行簡化計算。

（1）底板與外墻池壁按簡支考慮，底板與內(nèi)隔墻池壁按固結(jié)考慮，池壁在側(cè)向荷載作用下的底端彎矩作為力偶荷載傳遞在底板上。

（2）地基反力計算時僅考慮池底板以上所有豎向荷載，不含池內(nèi)液體重和底板自重。

（3）底板根據(jù)每格水池平面尺寸長寬比，分為單向和雙向受力底板，分別根據(jù)底板四周支承條件查取《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》中均勻荷載作用下板的計算系數(shù)表，得出各格底板在地基反力作用下跨中和支座的彎矩。

（4）底板位于外墻池壁根部的支座彎矩即為該處池壁底板彎矩；各池格底板跨中彎矩等于地基反力作用產(chǎn)生的跨中彎矩加上該池格滿水工況下相應(yīng)方向池壁底端彎矩；各池格底板在中間隔墻處的支座彎矩等于地基反力作用產(chǎn)生的支座彎矩加上該池格滿水工況下相應(yīng)方向池壁底端彎矩。

1.2 力矩分配法的基本原理

1.2.1 基本方程

力矩分配法的理論基礎(chǔ)是位移法，為此通過位移法基本體系來說明力矩分配法的基本原理，如圖1所示的剛架，該剛架僅有一個基本未知量（只有角位移無線位移）。

如圖1中（a）、（b）所示，可得系數(shù)和自由項為

表示匯交于結(jié)點1的各桿端轉(zhuǎn)動剛度之和。

是附加約束上的約束力矩，它等于匯交于結(jié)點1的各桿端固端彎矩的代數(shù)和，它同時表示各固端彎矩所不能平衡的差額，故又稱為結(jié)點上的不平衡力矩。由此解基本方程得：

基本未知量求出以后，由疊加原理求最后的各桿端彎矩，即匯交于結(jié)點1的各桿端為近端，另一端為遠端。則各近端彎矩為：

以上各式中的第一項表示荷載單獨作用時所產(chǎn)生的彎矩，即固端彎矩。第二項表示結(jié)點轉(zhuǎn)動角度為時所產(chǎn)生的近端彎矩，相當(dāng)于把約束力矩或不平衡力矩反號后按匯交于同一結(jié)點的各轉(zhuǎn)動剛度所占的比例分配給近端，故稱為分配力矩，其中、、、稱為分配系數(shù)，可統(tǒng)一寫為：

顯然，匯交于同一結(jié)點各桿端的分配系數(shù)之和應(yīng)等于1，即，此條件主要用于校核。各遠端彎矩為：

以上各式中的第二項為近端結(jié)點轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的遠端彎矩，如果我們暫不考慮固端彎矩，它就等于近端分配力矩乘以傳遞系數(shù)，因此稱之為傳遞彎矩。

1.2.2 基本運算步驟

為此，在畫連續(xù)梁、無結(jié)點線位移的剛架或雖有結(jié)點線位移但線位移已知的剛架彎矩圖時，不必繪制圖和圖，也不必列位移法的基礎(chǔ)方程，直接計算各桿的桿端彎矩，其步驟如下：

（1）鎖住結(jié)點，求約束力矩。約束力矩等于匯交于同一結(jié)點的固端彎矩之和，以順時針轉(zhuǎn)向為證。

（2）放松結(jié)點，求分配力矩和傳遞彎矩。分配力矩等于將約束力矩或不平衡力矩反號后乘以匯交于同一結(jié)點的各近端的分配系數(shù)，傳遞彎矩等于分配力矩乘以傳遞系數(shù)。

（3）疊加以上結(jié)果。各近端的桿端彎矩等于固端彎矩加上分配力矩，各遠端的桿端彎矩等于固端彎矩加上傳遞彎矩。

2 算例驗證

2.1 設(shè)計資料

以《湖南省新化縣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)污水處理項目》預(yù)處理組合池為例，水池平面尺寸為26.4m×20.6m，水池高H=5.9m，池壁頂部簡支于頂板，底部固定支承于底板上。水容重，修正后的地基承載力特征值。由于底部較大，選取比較有代表性的四格底板進行計算。

2.2 荷載計算

（A）已知，在水側(cè)壓力作用下，

甲板

乙板

（彎矩以池壁內(nèi)側(cè)受拉為正）

（B）頂板和池壁自重

底板自重：

一格水池重：

2.3 地基承載力驗算

2.4 內(nèi)力計算

（彎矩以底板上面受拉為正）

（1）自重作用

查《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》表3.2.7-3，X31=0.74

跨中彎矩

支座彎矩

（2）根據(jù)工藝要求，只存在（Ⅰ）（Ⅱ）池放空其余滿水最不利工況

（3）底板計算彎矩

利用文章方法所求結(jié)果如表1所示，同時為作比較，將理正結(jié)構(gòu)工具箱及世紀旗云軟件計算結(jié)果也列于表1中。從表1的底板各彎矩值分析可知，底板板跨中都為正彎矩，表明底板最不利工況時底板上部受拉，且底板邊緣彎矩與跨中彎矩相比呈逐漸增大的趨勢，結(jié)果符合板一般受力特點。變1中顯示，兩者求解的彎矩所得結(jié)果基本吻合，相對誤差基本控制在5%之內(nèi)。

3 結(jié)語

（1）通過將力矩分配法與理正結(jié)構(gòu)工具箱及世紀旗云計算軟件所得彎矩圖進行對比，表明力矩分配法對多格水池底板進行內(nèi)力計算所得結(jié)果是科學(xué)合理的且具有較高的精確度，為多格水池底板計算提供了新的計算方法。

（2）力矩分配法不必求解聯(lián)立方程組，而且可以直接求得底板邊緣彎矩，運算式可以按照一定得步驟重復(fù)進行，比較容易掌握，適合手算。通過該方法計算內(nèi)力可以加深對結(jié)構(gòu)受力的理解并復(fù)核計算軟件的合理性及準確性，對實際工程有一定指導(dǎo)意義。

（2）通過上述計算結(jié)果對比，表明文章提出的計算方法對多格水池底板內(nèi)力進行計算是很有效的，它能較好反映上部結(jié)構(gòu)和底板的相互作用，該方法還可以適合于市政工程中常見的泵房、沉井、涵洞等給排水工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計及計算。

參考文獻

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