前言：钢结构在建筑建造过程中具有很强的使用和推广价值，既能增加建筑物空间跨度和高度，还能满足现代化建筑物在外形审美和内部构造上的需求，极大地推动着建筑行业的发展。虽然目前在钢结构设计上还存在一些问题，无法充分实现钢结构的使用效果和价值，但是钢结构设计中存在的难点已经得到技术人员的密切关注。本文就钢结构房屋结构设计中的问题以及应对措施进行总结分析。

　　钢材组织均匀 、强度高、结构弹性好，在相同受力情况下钢结构的自重小,因而可以将建筑物做成跨度较大的结构体系。同时钢结构建筑外形美观，实现了建筑的艺术价值。

　　在现代建筑中合理使用钢结构，控制好钢结构施工技术就能有效节约工程成本，建设高效优质低耗的工程。钢结构建筑建造快，改建和拆建非常方便，对环境破坏小、污染少，是一种新型的绿色环保建筑。

　　在房屋结构设计的过程中，设计结构承载能力和变形能力是结构工程师重点关注的问题，但结构的稳定性却常常被忽略，钢结构的稳定性直接影响着房屋使用的年限。如果在房屋建设的过程中钢结构的稳定性出现了一定的问题，不仅会给建筑工程造成巨大的经济损失，甚至可能威胁到人们的生命安全，由此可见钢结构稳定性的重要性。钢结构的稳定性已然成为钢结构的重要设计内容。一般而言，在对钢结构房屋分析和计算的过程，首要工作是通过相关数据来建立房屋结构的基本模型，但是在实际建设中，该模型和房屋结构还是存在有一定的差异，相关数据的波动也是比较大的，在这种情况下就会导致理论的数据和实际的情况不相符，最终对钢结构的稳定性造成影响。除此之外，很多结构工程师对于钢结构的稳定性缺乏全面的了解，同时实际经验也比较匮乏，因而也没有意识到钢结构稳定性在房屋结构设计中的重要性。要想有效地解决钢结构的稳定性问题，结构工程师需要加强对钢结构稳定性的了解。

　　国家颁布的关于钢结构设计标准书中明确规定钢材的质量等级必须要有正确的标识，并且需要满足焊接质量等级的相关标准。但是在实际的应用过程中，对于选取的钢材，质量等级并没有较为准确的标注，仅仅是标明了钢材使用材料的类别。因为钢结构房屋的重要性，钢结构使用的钢材要求满足的标准较高，不仅要满足强度高，抗拉度高的要求。对于抗震设防区域，钢结构房屋使用的钢材的延伸性能，冲击韧性和焊接性能也应该满足相关标准。同时在进行钢结构设计时，除了按实际要求施加荷载计算外，还应使钢结构具有充足的塑性变形能力和安全储备，还要标识别钢材的抗拉强度，屈服强度和总伸长率均要满足相关要求。目前钢结构常见的连接方法是焊接，焊接质量的高低直接影响钢结构的安全性。所以要根据钢结构部件的受力情况和重要性，正确确定钢结构的焊接质量。

　　在对钢材的防护过程中，防腐蚀和隔热是其中非常重要的两个方面，但是结构工程师在应用钢结构的过程中只注重对钢材硬度和承载能力的强化，忽略了防腐蚀和隔热的重要性。在相关文件和制度中对钢结构的抗腐蚀和隔热并没有明确的标准，这些情况就导致房屋建设完成后，由于外部环境的侵蚀和影响，在一定程度上减少了房屋的使用寿命。因而面对这样的情况，相关部门需要制定和出台相关的文件明确钢材的抗腐蚀度，同时钢结构埋入地下的部分需要进行一定的处理，从而提高钢材的抗腐蚀性。除此之外，钢材在生产的时候要进行相应的耐火测试，以此作为采用有效防护措施的重要依据。

　　对于不同的地区来说，其地壳的活跃程度也存在着很大的区别。有些地区的地壳波动程度非常剧烈，而有的地区其波动程度是比较小，因而发生地震的时候其地震强度也有着一定的差异。在传统的房屋建设过程中，混凝土结构房屋为了尽可能的降低地震所带来的破坏，不同的结构形式对应的抗震等级做了严格的区分。但对于钢结构建筑，并没有明显区分结构形式对应的抗震等级。为了能更加准确的了解钢结构的抗震性能，需要全面考虑钢结构材料自身的结构形式能够承受的地震强度以及房屋的特点等重要影响因素。同时将这些因素之间的区别作为设计的重要依据，通过设计不同的钢结构类型来达到不同程度的抗震效果。

　　钢结构设计中很难避免专业管线从钢梁、墙体或者楼板等结构上穿过这种情况。在施工过程中需要在钢梁腹板上大量的开孔,由于开孔过程中需要选择剪力较小或弯矩较小处,因而给结构设计人员的工作带来了挑战。目前在民用建筑中经常出现随处开孔的现象，这种操作具有危险性，会影响结构梁板的稳定性，对结构构成安全隐患。所以在开孔施工中必须要慎重,一定要对设计进行复核，必要时对结构设计进行加固，使结构满足在墙体楼板布设管线精度的要求。如果出现偏差较大的情况就必须要及时调整,避免不合理的管线交叉现象,以免影响墙体的隔音、保温和防渗透性能。

　　结束语：随着社会的不断发展，人们对建筑房屋的要求不断提高。钢结构房屋由于其造型美观、轻巧坚固等优点，受到了人们的青睐，在各类建筑中都得到了广泛的应用。但钢结构在民用建筑中的使用还存在一些施工难点，设计上也存在一定的问题。本文对钢结构在房屋建筑中存在的问题进行了分析，希望相关企业在施工中可以有所借鉴。

　　参考文献：[1]姜学诗.钢结构房屋结构设计中常见问题分析[J].建筑结构,2003,06:3-5.

　　[2]刘任峰.钢结构房屋结构设计中常见问题分析[J].中国建筑金属结构,2013,20:15.

　　[3]曹金凤,范玲玲,吴景龙,宋恩强.谈高层钢结构房屋抗震设计[J].西部探矿工程,2004,11:151-153.

　　随着市场经济的不断发展以及我国综合国力的提升，国内的大型钢结构厂房的需求量不断增加，钢结构厂房在企业扩大生产经营规模中得到广泛的应用，当前需要加强对钢结构厂房设计的经验进行总结，不断创新技术。

　　某大型有色矿山生产用房主要从事铜钼矿石选矿生产使用，为扩大生产规模决定兴建面积35000平方米的钢结构厂房，该工程于2012年4月完工，主要的钢结构设计平面图如下。该钢结构体系采用彩钢夹芯板等新型的墙体材料进行维护，突出了时代感。

　　该厂房工程的负荷量大，能否达到厂房使用的要求就必须重视钢结构的设计，主要设计要点如下：

　　一是加强处理了厂房的纵向伸缩缝问题，其纵向270m的设计于厂房的规范要求符合，设计时因为考虑了钢结构产钢的荷载较大以及跨度交款，根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）对厂房的多项参数进行控制和取用，在这一范围内，又必须以《钢结构设计规范》（GB50017-2003）为依据减少钢材的用量，即在厂房的98.4m处位置设缝，注意将缝分开，如此能降低工程造价，减少工程设计难度。

　　二是在进行结构布置时，无论是哪种类型钢结构厂房，一定要重视纵向支撑体系以及钢架体系的设计，构建稳定的钢结构，一定要选取合理科学的布置信形势以及厂房支撑形式，在可靠安全的基础上设计使用功能，延长厂房使用寿命。

　　三是在对钢结构的加工质量进行设计控制时，须重视钢结构原材料从采购开始一直到成品出厂的把关，尤其重视厂房结构转换梁的构件以及“十字形”截面柱的尺寸精度。

　　作为钢结构厂房设计的关键部分，钢结构厂房支撑体系主要是支撑厂房的各个平面框架，构成较为稳定的厂房钢结构系统，兼有承担传递地震力、风荷载以及温度应力等，支撑体系还要提供一个稳定安全的支撑力，确保钢结构系统的稳定。该厂房支撑体系还要在承担100吨的纵向荷载力。在厂房的柱顶、屋梁以及各个梁祝的外侧设计刚性系杆，在屋面以及有支撑的柱间设计系杆，另外设计支撑体系时，利用均衡布置法，沿钢结构厂房纵向屋檐处，从水平位置设计三道支撑，横面上的柱间以及屋面设计支撑，这样建立起“三横四纵”支撑系统，再通过系杆、支撑以及钢架形成稳定体系。

　　该工业厂房的支撑系统主要是以厂房的高度、跨度、屋面的结构、所在区域的地震设防度以及柱间布置为依据。该厂房在内无檩、有檩屋盖体系都会设置垂直方向的支撑，无檩厂房含屋架焊接，有上弦支撑功能，钢结构厂房的屋面须在天窗架以及屋架设计横向支撑，一般屋架间距高于13m的厂房或者含有较大的振动设备的厂房则必须设置纵向的水平支撑。

　　大型钢架结构的屋面防水、排水设计也是厂房屋面设计的重点。从《屋面工程技术规范》规定来看，厂房的屋面坡度最低为5%，该厂房处于冬天积雪较多区域，坡度设计适当进行了增加。通常单坡厂房屋面长度由该厂房所在地的降雨水头高度情况以及最大温差决定，从厂房设计的经验来看，一般屋面的坡度长度应保持在70m范围内。市场上的钢结构厂房屋面存在2中做法，一是设计为刚性屋面，即该工业厂房使用的压型钢板内含保温绵，另外一个是柔性屋面，即保温层、钢板内板以及防水层组成的屋面。

　　大型钢结构厂房的结构构件含屋架、支撑、檩条、梁柱、墙架以及天窗架等等，不同构件尺寸、形式安装标高各有不同，为保证经济合理，须应用不同的吊装方法以及起重机械。

　　该厂房在吊装厂房钢柱时，由于占地面积大，设计时使用的是塔式以及自行式起重机安装钢柱，吊装方法为滑行吊装法以及旋转式吊装法。一般吊装重型钢柱则采用双机抬吊法。在起吊钢柱时双机共同吊起钢柱，达到一定的离地高度之后停止，接着主吊机单独吊起钢柱，当竖直吊起钢柱时，拆掉另一台机器的钢丝绳，主机继续吊起钢柱达到指定位置，对钢柱的垂直度进行校正，保证偏差在20mm范围内。校正钢柱、固定钢柱过程中，须对钢柱的垂直偏差程度进行检查，一旦超出指定范围，用千斤顶校正。

　　在设计大型钢结构厂房时，如果有起重较重的吊车要求，在进行厂房设计时必须重视吊车荷载对厂房结构的影响，保证钢结构的稳定安全，海牙控制钢梁降低造价，如该厂房吊车荷载中的柱顶位移必须符合规范内容，在这一条件下，灵活控制缀条等构件的细长比。

　　我国应用大型钢结构厂房时间较短，还须加强设计经验和技巧。钢结构的设计在厂房总体设计中非常关键，需要坚持实用性、经济型原则下，根据厂房所在地的气候以及客观条件下，因地制宜完成建筑结构的设计。

　　钢结构工业厂房在我国应用的时间并不长，其具体的设计技巧都还在探索阶段。虽然钢结构工业厂房有很多优点,但作为一种材料,它也有很多缺点,例如防火性能差、易锈蚀等，在设计的过程中一定要考虑到这些因素。在钢结构工业厂房的设计期间，要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,力争把问题解决在施工之前,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。钢结构工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制施工组织设计,其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求,以及为保证产品质量而制订的各项具体措施。

　　为了保证钢结构厂房的空间工作,提高其整体刚度,承受和传递纵向水平力,防止杆件产生过大的变形,避免压杆失稳,以及保证结构的整体稳定性,应根据厂房结构的形式,车间吊车的设置,振动设备以及厂房的跨度、高度,温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统,并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要因素,并影响温度应力的大小,下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部,使吊车梁等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时,一般在温度区段的中部设置一道下段柱支撑,但温度区段的长度大于150 米时,为了保证厂房的纵向刚度,应在温度区段内设置两道下段柱支撑,其位置应尽可能布置在温度区段中间三分之一的范围内,为了避免过大的温度应力,两道支撑的中心距离不宜大于72 米。

　　在对钢结构工业厂房做抗震设计时应注意:首先，在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布,使厂房受力均匀,变形协调,尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响，厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架,以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形；其次，钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成,所以合理布置支撑系统,保证厂房结构整体稳定性,对钢结构厂房尤为重要；最后，在地震作用下,存在着低周疲劳作用,设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计,应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服,应使结构构件能进入塑性工作,充分吸收地震能量发挥其抗震能力。

　　钢结构工业厂房防火能力很差，当钢材受热在100℃以上时,随着温度的升高,钢材的抗拉强度降低,塑性增大;温度在250℃左右时,钢材抗拉强度略有提高,而塑性却降低,出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象;当温度达500℃时,钢材强度降至很低,以致钢结构塌落。因此,当钢结构表面温度处于150℃以上时,必须做隔热及防火设计（通常是涂耐热涂料来解决）。

　　屋盖支撑系统的布置应根据厂房跨度、高度、柱网布置、屋盖结构形式、吊车吨位和所在地区的抗震设防烈度等条件来决定。一般情况下无论有檩或无檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑；在无檩体系中，大型屋面板有三点和屋架焊接，可起到上弦支撑作用，但考虑到施工条件的限制和安装需要。无论有檩或无檩体系屋盖均应在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。对于屋架间距不小于12m的厂房或厂房内设有特重级桥式吊车或厂房内有较大振动设备的均应设置纵向水平支撑。

　　屋面的排水及防水设计在屋面设计中需重点考虑，根据《屋面工程技术规范》的规定，屋面坡度最小为5％，在积雪较大的地区，坡度应适当加大。单坡屋面的长度主要取决于所在地区的温差以及降雨所形成的最大水头高度。根据工程设计经验，单坡屋面长度宜控制在70m以内。

　　目前，市场上钢结构屋面的做法常用的有两种：①刚性屋面：双层彩色压型钢板内夹保温棉；②复合柔性屋面：由屋面彩钢板内板、隔气层、保温层、卷材防水层组成。

　　轻钢结构的建筑主要有把握以下4个方面的特征：规模、线条、色彩、变化。 钢结构厂房的立面主要由工艺布置来决定，在满足工艺的要求下力求立面简洁恢宏同时使节点尽量简单统一。彩色压型钢板使得轻钢厂房的建筑表现得体形轻盈色彩丰富，明显优于传统钢筋混凝土结构的沉重单一。在轻钢厂房的设计中常采用跳跃性色彩和冷色调，重点突出主要出入口、外天沟、收边泛水等地方，既体现了现代化厂房的恢宏气势，又丰富了立面效果。

　　土结构厂房，外墙维护为砖砌体，外装修为涂料或面砖，辅以色带，由于混凝土屋面设置采光窗效果不理想，设计时通常在墙面设置大量的采光窗。但对于维护墙为彩色压型钢板的钢结构厂房来说则不然。线条是表现轻钢结构建筑风格最独特的特征，均匀的线条或横或竖，使得轻钢结构建筑富有流畅的金属质感，体现了强烈的现代工业气息。若在墙面设置大量采光窗，则破坏了墙面的线条造型，同时，轻钢结构屋面可以大量使用屋面采光板，采光均匀，同时兼可解决厂房通风问题。

　　当前，随着建筑设计理论的不断更迭发展，越来越多的新型建筑材料及设备开始广泛应用于钢筋混凝土房屋设计范畴，尤其是计算机技术在钢混结构房屋设计中的应用，进一步促使了房屋结构、节点的设计更为科学精准，同时也为房屋功能性、实用性提供了客观保障。所以如何在高技术水平更迭的当下，着重针对钢筋混凝土房屋设计的需求，做好各个设计节点问题的关注把握，糅合前沿设计理念，强化应用科技元素贯穿设计全程，也是现代钢混建筑设计中所应致力的根本所在。

　　现实中，钢筋混凝土房屋的主要承重构件主要为混凝土及钢筋原料，二者共同受力钢筋具有着较为理想的抗拉性能，而混凝土则有着较高的抗压性能，通过遵循相应规格配比，增强钢筋混凝土房屋的楼板、梁柱、剪力墙等建筑节点承载能力，创造较好的力学作用，是一种具备时代意义的房屋结构设计形式。

　　但客观层面来讲，钢混结构具有着较强的统一性与不可分割性，房屋一旦落成即不可逆，假若后期因诸类原因需要修改房屋节点，那么无疑存在着较大的修正难度。因此对于钢筋混凝土房屋的建设之前，必须把所有疑难问题在前期设计环节即做出科学的处理解决，由此也即可知晓钢筋混凝土房屋设计的重要性，必须谨慎全面重视。对此，下文中，笔者将针对钢筋混凝土房屋设计所存在的相关问题及解决对策做出详细探讨。

　　当前，房屋使用者为利用有限的空间资源，进行钢筋混凝土房屋设计时，常选择加筑地下室扩充可用空间。但对设计有地下室的房屋而言，若设计中不考虑地下室楼板承载力，那么极可能导致房屋沉降与倾斜，产生安全隐患问题。譬如，地下室楼板设计承载力同实际承载力误差高于20%，那么混凝土底板即会产生裂缝，影响最终使用。因而为规避地下室地板承载力不足所导致的沉降问题，设计人员实施设计时，着重于持力层同地下板之间规定布置褥垫实施施工，以此降低附加应力所导致的影响情况发生。

　　通常，钢筋混凝土房屋设计过程中，设计人员多会采用底部固结与顶部胶结计算模型或单向板的计算方式，设计中易于忽略钢筋结构影响因素，譬如梁柱钢筋笼及双向板等方面，导致计算结果同现实情况存在较大误差，难以有效保障外墙配筋比例的科学合理性。对此，笔者认为在外墙配筋计算方面，设计人员能够先予以构建一套明确统一的配筋计算方法，通常考虑钢筋结构影响因素后，在系统应用底部固结与顶部铰接的计算模型或单向板计算方式，缩小设计计算结果与实际情况的误差。

　　钢筋混凝土房屋的独立基础多是天然地基椎体独立基础，有着相对明显的基础坡面，以往设计过程中，常出现的明显问题即是以1：3比例作坡度规划。但1：3的比例设计下，受基础坡面坡度过大影响，施工人员实施混凝土捣实时，难度较大，施工设备很难上的去，仅能采取人工捣实从而带来施工效率及捣实治疗影响。为克服此类问题，设计人员设计中可采取两类设计方法展开设计。其一，是依据1：1比例作坡度规划，促使坡度尽可能平缓。其二，则是直接予以废除椎体独立地基的设计方法，而应用阶梯性基础设计方法，有效保证钢混结构房屋独立基础的设计质量。

　　钢筋混凝土房屋挑梁部分的设计问题，主要呈现在挑梁变形范畴，此类问题多因房屋结构受力不匀，易出现局部受力过大情况。为切实规避挑梁变形问题，设计人员能够在挑梁端头设计时增设构造柱结构，即是在挑梁附近增筑一条梁柱，把每层挑梁连接在一起，以构造柱将挑梁压力分散至各层结构中，规避局部受力过大所致的上述问题。

　　目前，钢筋混凝土构件保护层厚度设计普遍存在取值过小问题，在旧版03G101标准图集中规定：混凝土保护层应是从纵筋最外皮至混凝土边缘的距离，而新版14G910标准图集中则规定了混凝土保护层是自箍筋最外皮至混凝土边缘的距离，因测量具置产生了较大的变化，所以保护层的实际数值也应作出对应的调整，钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层，基础中钢筋的混凝土保护层厚度应从垫层顶面算起，且不应小于40mm，对梁类构件应为-7― +10mm；对板类构件应为-5― +8mm，其中合理误差需控制于（1.00±0.85）之间，以此确保设计的精准度。

　　当前，多数设计人员设计钢混结构房屋时多存在着“强柱强梁”问题，也即是立柱及横梁的强度过大，造成房屋整体结构的硬性破坏。为降低此硬性破坏情况，设计人员应践行“强柱弱梁”设计形式，即立柱强度系数略微高出横梁强度系数，根本目的即避免梁柱同时倒塌，切实强化钢混结构房屋抗震性能。

　　目前，钢筋混凝土房屋设计中剪力墙部分设计常见问题即单肢刚度偏大，且布置常不均匀，从而导致了梁板等构件设计层面的负面影响，剪力墙单肢刚度偏大产生的直接后果便是易出现应力破坏问题。基于此，设计人员实施第一级别刚度的剪力墙设计时，需要保证剪力墙单肢刚度处于4.5之上，同时总肢数需控制在5以上，遵循整体框架结构，合理予以设计剪力墙，切实保证剪力墙规划布局的合理性。

　　综述所述，伴随当前科学技术的不断发展，建筑使用功能也日益向着多元化发展，为以满足越来越多城市主体人群的居住、商用需求，对钢筋混凝土房屋实施设计的过程中，需着重关注地下室底板、外墙配筋、挑梁与墙体等各节点问题，做好设计处理应对，以此切实提高钢筋混凝土房屋设计整体质量，有效延缓钢筋混凝土房屋的后续使用性能及使用寿命。

　　[1] 樊文忠.浅议房屋设计安全度[J].城市建设理论研究，2012，（12）.78.

　　我国建筑行业的快速发展，对建设施工标准提出了更高的要求。在我国的建筑领域，关于钢结构设计和钢材料的规范设计方面有许多规定，明确指出了钢材料型号、尺寸、计算、施工技术及检验标准等要求。为了使建筑施工及管理人员更好的掌握钢结构的设计原则与标准，本文主要对公路、铁路与房建行业的钢结构设计规范进行了比较分析，希望对相关研究领域提供帮助。

　　根据公路建设施工条件要求，公路钢桥主体结构通常采用Q345钢，无论哪种型号的钢材，都要满足公路桥梁设计施工标准。由于普通碳素结构钢也比较适用于桥梁结构设计，因而也可以在建设施工中采用该型号的钢材;《铁桥钢规》中明确指出，铁路钢桥的主体结构中应该使用质量等级是D、E级的Q345q、Q370q、Q420q 钢，在铁路桥梁的辅助结构或者是在桥梁的连接处，则需要使用Q235―B或Q（z）345c钢;而房建行业对于钢材型号的选择则具有不同要求，在房屋建设中使用刚才的型号通常为Q235、Q390、Q420 等，房屋建设中钢结构的质量标准要根据《低合钢》、《碳钢》中的要求来确定。从我国当前建筑行业的运行与发展情况来看，公路桥梁和铁路钢桥基本都是按照100年使用期限来进行设计与施工，而大部分的房屋建设则是按照50年的使用标准来设计，桥梁承受的重量多为动力载荷或者是冲击载荷。由此可以看出，公路和铁路设计施工中，钢材的性能要明显高于房屋建设中使用的钢材性能，其主体结构需要应用高强度的钢材。

　　目前，容许应力法与极限状态法是工程建设领域中经常使用的结构设计方法。容许应力法从使用初期一直沿用至今，该方法主要是把建设材料看成是一种理想状态的弹性体，构件中任何部位的应力都不能超出材料本身的容许应力。在20世纪50年代，我国公路桥梁设计施工中，主要借鉴国外先进的施工经验，在施工中主要采用容许应力法。而且直到现在，我国铁路建设施工中，还依然采用容许应力法进行设计。

　　发展到80年代以后，我国在建筑施工中开始逐渐使用极限状态法，并且在钢结构房屋建设中得到了广泛应用，该计算方法把结构可靠度理论和概率理论作为了基础，而且设计标准进行了多次修改，逐步得到完善。尽管容许应力法具有操作简便、实用性较高等特点，但是也存在一定缺陷，该方法不能正确反映出材料的特性、构件抗力变异以及载荷效应，不能对材料的继续承载力进行准确分析，因而导致结构设计过于保守。而极限状态法则能够有效弥补容许应力法的缺陷，通过对可靠度指标的详细分析，使构件可靠度相互协调，并依托塑性理论，使材料的最大性能得到了发挥。当前，极限状态法已经成为了国际钢结构设计的主要方式，更好的满足了现代化大规模钢桥建设与发展的需要。

　　公路桥梁、铁路桥梁设计中的荷载要选用荷载的标准值，而在房屋钢结构的设计中，往往使用极限状态法，在应用该方法时，设计荷载是由荷载标准值与荷载分项系数、结构重要性系数以及可变荷载组合系数的一个组合值。在房屋钢结设计中，设计使用年限主要是由γ0（结构重要性系数）来反映，如果设计使用年限超过100年，或者安全等级是1级的钢结构构件，通常γ0值都会≥1.1，而其他结构构件的γ0值可以小于1.1。一般情况下，公路、铁路建设的使用设计年限都不小于100年，而房屋钢结构设计的安全等级也都为1级，因而γ0值都不能小于1.1。表1主要对房屋、公路和铁路钢结构设计中的强度和稳定性计算方法进行对比。

　　通过对房屋、公路和铁路钢结构强度、整体稳定性计算方法进行分析，可以发现，房屋建设设计规范虽然与公路、铁路设计之间存在差异，但是差异较小，计算公式基本相同。在房屋建设设计中，需要应用极限状态的计算方法，因而对主平面内的受弯正应力强度进行计算时，需要认真分析塑性的发展系数γx与γy。而在公路和铁路桥梁设计中，会使用容许应力法来进行设计，在对构件内力进行计算时，仅仅需要对材料弹性受力阶段的性质进行分析，并可以发现，在计算公式中并没有能够反映出材料塑性的相关参数。在《钢规》中，需要利用净截面面积和毛截面面积分别对结构强度和稳定性进行验算。《钢规》把钢结构的稳定性分成了整体稳定性与局部稳定性两种类型，整体稳定系数φ都小于1.0，并通过其来对整体结构的承载能力进行判断，通过对构件的高（宽） 厚比进行验算，并设置加劲肋，从而避免局部出现不稳定的现象。而《公桥钢规》《铁桥钢规》钢构件的稳定性主要凭借容许应力折减系数的方法来进行控制，在计算局部稳定性时，采用的方法与《钢规》中规定的方法相近，但是高（宽） 厚比却存在一定差异。

　　本文主要对公路、铁路与房建行业的钢结构设计规范进行了比较分析，明确公路、铁路和房屋钢结构之间存在的差异，从而使建设施工人员能够更好的掌握钢结构的设计标准，同时为相关部门的管理者提供参考依据，从而提高工程项目的施工质量，促进我国建筑行业的发展。

　　[1]原华，吴卫华，李临庆.公路、铁路与房建行业钢结构设计规范比较研究[J].高等建筑教育，2014，08（15）：12-13.

　　施工现场使用可以循环周转使用的轻钢结构临建房屋，不仅大大提高了临建设施周转次数，降低了生产成本，大量减少了建筑垃圾和工地扬尘，同时还大大提高了临建设施结构安全，促进安全生产，改善建筑工人居住条件。还可以节约能源、降低能耗，符合发展绿色经济、可持续发展的战略国策。

　　临建房屋发展过程大致经历了3个发展阶段：l965年至l990年以单层木制临建房屋为主导产品，其附属产品有混凝土盒子临建房屋、金属盒子临建房屋、帆布帐篷；l991年至2000年以水刷石临建房屋为主导产品，其附属产品有木制临建房屋、轻钢彩板活动房屋；2001年至今以彩钢乙烯夹芯板预制拆装式临建房屋为主导产品，附属产品呈多元化附属发展格局。在临建房屋的发展过程中，各个阶段的主导产品及附属产品在建筑业中均有广泛的应用。

　　轻钢结构临建房屋满足了建筑结构设计规范要求，安全可靠；装拆便捷，采用标准化构件。安装方便，制作安装工期短。房屋整体造型美观，室内外采用彩色装饰钢板，包泽鲜明、质感柔和、板面平整，设计与搭配协调，具有良好的装饰效果环保节约，房屋设计合理，可多次循环使用，损耗率低、不产生建筑垃圾，不污染环境；性价比高，一次性投资，可重复使用，可大量减少建筑物的结构及基础的工程量，施工周期短，工程总造价及综合使用成本低，具有很高的性能价格比；活动性能强，可拆装迁移重组10次以上，整体寿命达15~20年。

　　但是由于轻钢结构临建房屋在我国发展时间比较短，缺乏使用的实践经验。我国也缺乏与此相关的规范和标准。因此在使用中存在一些不足。一是由于设计存在缺略，抗风能力较差，遇到大风天气，需要紧急加固；二是因管理不善，易造成运输碰撞、变形，多次安装后密封不严，影响使用效果；三是一次性投入比较大，部分不能连续施工的企业不舍得投入；保温性能较差，夏季较热，冬季较冷。四是由于临建房屋防渗漏性能差，部分卫生间、淋浴间仍为砖混结构，使工地不美观，设施达不到统一的要求。针对以上的问题从设计、生产、用材、安装、报废、拆除搬运等方面进行强制性规范，制定详细标准，提高使用安全系数和周转次数．并能使临建活动板房达到最佳居住效果。

　　施工现场临建房屋应根据工程使用功能、荷载大小及设备安装等要求进行设计。结构体系应采用标准化结构体系，以满足便于组拼、并在正常维护下能重复周转使用。临建房屋建筑结构的安全等级定为三级，设计使用年限为10年，结构重要性系数不应小于0.9。轻钢结构临建房屋的耐火等级为四级。临建房屋的结构布置宜规则对称．应具有良好的整体性，建筑立面和结构竖向宜规则．应避免沿高度方向的抗侧力刚度有突变。

　　临建房屋的基础设计原则应在保证结构安全的情况下：可适当简化设计及构造措施。基础应有一定的埋深，可不超过地基土层标准冻深，并应有一定宽度及排水措施，以减少对地基的不利影响。 临建房屋应采用冷弯薄壁型钢组合截面或实腹式轻型H型钢截面组成的轻型钢结构承重体系（如下图1所示），承重构件壁厚不得小于25mm，当有计算依据时应不宣小于20mm。用于橡条或墙梁的冷弯薄壁型钢截面壁厚不宜小于1.5mm。

　　临建房屋的屋面坡度宜取I/8~1/20，在雨水较多的地方宜取其中的较大值。轻钢房屋应设置必要的屋面及柱间支撑体系，以增加结构的整体刚度，保证结构的整体稳定性能。单层轻钢结构柱脚可按铰接平扳支承设计，布置一对或两对地脚螺栓。两层轻钢结构应将柱脚设计成刚接柱脚，布置两对或两对以上地脚螺栓。屋面板及墙板与围护系统骨架的连接应采用穿透式自攻螺钉，沿着每个支撑构件方向每块板的连接点应不少于3个，且间距应不大于200mm。屋脊板、封檐板、包角板等配件应采用拉铆钉连接，并采用密封材料密封。拉铆钉横向间距应不大于200外露钉头应涂密封胶，安装固定后缝隙处应做密封防水处理。

　　轻钢结构的制作企业必须具备相应的生产条件和生产能力。结构构件制作应符合设计图纸要求。构件所用钢材、连接材料和涂装材料的品种、规格、性能等应符合现行国家标准要求。临建房屋构件吊环应采用相应材料制作并应具有足够的安生储备，严禁使用冷加工钢筋。焊接钢吊环的焊条、焊缝长度和焊缝高度应符合设计要求。

　　构件在加工制作时，下料的尺寸应准确，料口应平整。放样和号料应根据工艺要求预留制作安装时的焊接收缩余量及切割、刨边和铣平等加工余量。构件组装组焊前应调平、调直。组装组焊前应在专用工装的平台上进行，焊接时应注意选择合理的焊接工艺和焊接参数，焊接质量应复合设计要求。钢材表面的锈蚀度和清洁度应符合现行国家《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的规范要求。

　　MTS列软件为全面解决低层、多层及多高层钢结构的辅助设计问题。尤其适台多层钢框架、钢框撑及高层钢一混凝土混和结构设计。而且还可以完成门式刚架、钢管混凝土、钢骨混凝土结构、混凝土框架及剪力墙结构设计。 在分析内核方面，可以处理一般框架、框撑、剪力墙及框架剪力墙结构，可以采用刚性楼面、弹性楼面、多塔、弹性板带连接多种分析模型，支持自振特性、静力分析、地震反应谱、弹性时程分析和罕遇地震验算。在程序建模与回显方面，将国外先进软件的三维可视技术与国内优秀工程设计软件的平面建模功能进行了极好的融合，可以处理多高层的任意复杂结构，并考虑多高层钢结构的特点提供了多种便捷的建模与回显工具。提供了最为齐全的钢结构截面库。提供了门式刚架快捷设计。

　　在设计验算方面，支持钢框架、钢框撑及“钢一混凝土”组合结构的钢构件、圆形、方形钢管混凝土柱、钢骨混凝土柱。混凝土剪力墙、梁柱的全面规范验算与设计、构件截面调整及优选：支持梁与柱、梁与墙、主梁与次梁、支撑及柱脚节点设计；支持组合梁栓钉设计、压型钢板组合楼板设计，可有效降低楼面用钢量；支持基于上海市钢结构防火技术的钢构件防火材料厚度设计；支持基于上海市钢结构防火技术规程的钢构件防火材料厚度设计；支持桩群承载力及桩心验算。在设计图形与文档输出方面，可以自动牛成结构平立面图、节点设计详图、楼板布扳及配筋图，支持任意屏幕视图的打印输出、DXF导出和BMP输出（便于电子文档备份）。可以生成所有准备、分析、设计及经济统计结果的文档，并可以提供图文并茂的Word文档。

　　综上，施工现场临建轻型钢结构房屋由于具有建设周期短，资金少，主体设计用计算机辅助设计，产品工厂化生产，安装施工周期大大缩短，扩建或拆迁都很方便，有利于节能和环保等多种优良特点，被广泛的应用于施工现场。由于作者水平有限，文章写作中的不到之处望行业同仁多多指正，今后亦会再接再厉加强相关理论知识的学习，争取为我国轻钢结构房屋在施工现场中的应用研究方面做出更大的贡献。

　　[1]周宏宇.论轻钢结构在建筑中的应用[J].黑龙江科技信息，2011(2).

　　[2]云建强.关于围护结构蒙皮效应的研究分析[J].中国西部科技，2010(30).

　　随着国家经济的迅猛发展，钢产量的大幅度增加，钢结构也相应的扩展到了许多的应用领域，例如大跨度结构，高耸结构，重型、超高层结构等，在这些建筑中钢结构被大量的使用，这也是近些年来的方向和趋势，钢结构建筑是继钢筋混凝土结构建筑之后的最具革命性的建筑形式。特别的，钢结构建筑发挥了其抗震性能好、施工速度快、承载力高，结构占有空间面积小等特点，这些优点在钢结构工业厂房中体现的是淋漓尽致。

　　钢结构工业厂房的主要优点在于：首先,钢结构工业厂房在自重方面:可减轻建筑物结构质量约30%,特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方,其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；其次,在施工速度方面:钢结构构件可以工厂化批量生产,施工简单,安装快捷,大大缩短施工周期；最后,从环保方面考虑:钢结构体系属于环保型绿色建筑体系,钢材本身是一种高强度高效能的材料,具有很高的再循环价值,并且不需要制模施工。

　　首先，钢结构屋盖的主要承重构件是由细长、壁薄的杆件组成，截面形状比较复杂，并且节点应力集中又有偏心；其次，在设计钢结构屋盖系统时，所建立模型的计算简图、计算荷载较正确,且接近计算极限状态,结构构件的承载力安全储备最小，对温度、腐蚀和超载作用十分的敏感，极其容易因为偶然因素而失效,再加上制造、安装和使用过程中出现的各种影响，钢结构屋盖成为钢结构厂房破坏中最严重的部分。钢屋盖发生破坏包括桁架杆件断裂(包括与节点板连接断开)、屋盖倒塌、杆件弯曲、屋盖挠曲超标准、节点板弯曲或开裂、屋盖支撑屈曲等类型。

　　吊车梁系统是钢结构工业厂房的重要组成部分之一,它包括吊车梁、吊车轨道、连接以及制动结构。吊车梁的受力比较复杂,且吊车的侧向力和垂直力具有动力特征、疲劳和冲击作用,比起钢结构屋盖系统，吊车梁的计算简图、计算方法与实际情况差异更大、不定性更多,结构的可靠性和耐久性最低。

　　按照最不利荷载组合设计的柱子,由于不利荷载同时出现的概率比较低,实际应力在正常工作条件下应该低于设计应力很多,故柱子的安全储备相当大,出现破坏的可能性很小,发生柱整体承载能力不足的而导致破坏的情况就很少。工业厂房的柱子常发生的破坏有柱肢体有切口、柱肢变形、格构式柱子腹杆弯曲和扭曲变形、柱头与吊车梁支撑牛腿处焊缝开裂、柱子垂直倾斜,围护结构连接节点损坏,吊车轨道偏位,这些破坏形式将会对结构生产影响。

　　地基的强度问题主要包括:地基承载力不足或地基丧失稳定性，斜坡丧失稳定性。地基变形问题主要是指软土、湿陷性黄土、季节性冻土、膨胀土等地区不均匀沉降和过大的变形。地基的破坏通常有三种形式: 冲切剪切破坏、整体剪切破坏和局部剪切破坏。

　　轻钢结构建筑的表现主要有线条、规模、变化和色彩四个方面的特征。在轻钢结构建筑的表现中，彩色压型钢板使得建筑丰富多彩,并且会给人一种明显区别于传统钢筋混凝土建筑的感觉，使人耳目一新。对于钢结构工业厂房的设计,厂房的体型会受到工艺等条件的约束,同时体型变化过于丰富会形成复杂的节点处理,并给结构的设计带来相应的难度，从而使得工程造价提高。因此在设计中常用的手法是采用冷色调和跳跃性色彩,重点突出外天沟、主要出口、收边泛水等,既丰富了立面又体现了现代化工业厂房的恢宏气势。

　　钢结构厂房的变形主要是由温度变化所引起的,使结构产生温度应力,其大小与吊车轨顶标高、柱子刚度和温差都有关。为避免产生过大的温度应力, 当厂房平面尺度很大时,应在厂房纵向或横向设置温度缝,将平面尺寸很大的厂房分成若干温度区段(即所谓的结构单元)。温度区段的长度可根据钢结构设计规范执行。温度伸缩缝一般采用设置双柱方法处理,也可采用设置单柱方法处理，对横向温度伸缩缝可在框架梁与檩条连接处采用椭圆孔滑动方式或槽钢夹板滑动方式，对纵向温度伸缩缝可在屋架支座处设置滚动支座。

　　钢材对温度相当敏感,但温度升高与降低都使钢材性能发生变化。钢材具有非常好的导热性能,其导热系数达到50W/(m℃),对于钢结构建筑,如果不进行保温隔热处理,势必会造成大量能源浪费和消耗,同时还要满足工艺性要求和舒适性要求。相比之下,低温性能更重要。

　　因此, 必须做隔热及防火设计的条件是钢结构表面温度处于150℃以上,其做法一般有两种:

　　(1)采用厚涂型防火涂料,厚度按《钢结构防火涂料应用技术规范》（CECS24:90）。

　　屋盖支撑系统的布置应根据厂房跨度、高度、屋盖结构形式、柱网布置、振动设备情况、吊车设置及吨位大小等条件来决定。一般情况下，无论无檩或有檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑,在无檩体系中,大型屋面板有三点和屋架焊接,可起到上弦支撑作用,但考虑到施工条件限制和安装需要,无论无檩或有檩体系屋盖均应在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。对于屋架间距不小于12m的厂房或厂房内厂房内有较大振动设备或设有特重级桥式吊车的均应设置纵向水平支撑。

　　屋面设计的重点是防水。屋面防水设计涉及屋面坡度、单坡屋面长度、天沟形式等因素。根据《屋面工程技术规范》的规定,屋面坡度最小为5%。但在实际工程中,一些外资钢构公司屋面坡度经常做到3%,甚至2%。考虑到目前国内钢构厂家节点的处理、技术力量、材料性能方面参差不齐,人们将屋面坡度控制在5%。在积雪较大的地区,坡度应适当增大（如8%、10%）。单坡屋面长度,主要取决于工程所在区域的最大温差以及降雨所形成的最大水头的高度。根据收集的资料和工程设计经验,单坡屋面长度宜控制在70m以内,若超过70m,需做专题研究、特殊处理。

　　1)双层彩色压型钢板内夹保温棉（单层或双层）,使用量很大,但内外的温差较大，且单坡长造成的彩钢板热胀冷缩问题很难解决。

　　2)复合柔性钢屋面系统,由屋面彩钢板内板、隔汽层、保温层、卷材防水层组成。由于最外层铺设柔性卷材,整个屋面为一个密闭系统,热胀冷缩问题不突出,造价较国内一般钢构厂家稍高。

　　根据整个钢结构工程的质量要求，涂层作业气温应保持在5～38℃之间为宜,如果当天气温度低于5℃时,应选用相应的低温涂层材料进行涂层作业。如果当气温高于40℃时,应停止涂层作业。由于当构件温度超过40℃时,在钢结构表面涂刷油漆会产生气泡,大大降低了漆膜的附着力。当空气湿度大于85%,或构件表面有结露时,不宜进行钢结构涂层作业。钢构件工程制作前,应对构件隐蔽部位、结构夹层难以除锈的部位,提前除锈,提前涂刷。

　　目前在大跨度结构设计中整体稳定与局部稳定的相互关系也是一个值得探讨的问题,目前大跨度结构设计中取一个统一的稳定安全系数,未反映整体稳定与局部稳定的关联性。在网壳结构稳定性的研究中,主要问题在于如何反映轴力和弯矩的耦合效应。钢结构体系的稳定性研究中存在许多随机因素的影响,目前结构随机影响分析所处理的问题大部分局限于随机荷载输入、确定的结构参数这样一个格局范围,而在实际工程中,由于结构参数的不确定性,会引起结构响应的显著差异。所以应着眼于考虑随机参数的结构极值失稳、跳跃型失稳、干扰型屈曲问题的研究曾对考虑随机参数的穹顶网壳的稳定问题进行过有益的研究。

　　本文通过对钢结构工业厂房在设计以及施工方面所能遇到的常见问题进行分析和解决，从而可以更好的通过设计和施工来避免发生较大的疏漏，可以使钢结构工业厂房的抗震性能好、施工速度快、承载力高的特点更加充分的体现。

　　近几年，门式刚架房屋在工业建筑中得到广泛利用，这种房屋结构简单、施工方便、经济适用，适用范围包括工业厂房、库房、值班室、车库等建筑，主要形式见图1。结合近几年的工程设计，谈一下门式刚架房屋设计应注意的几个问题。

　　《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）(简称门式刚架规程) 第1.0.2条指出门式刚架结构适用于主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1~A5工作级别的桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋钢结构设计。

　　门式刚架的跨度宜采用9~36m，高度一般为4.5~9m，当有桥式吊车时高度不宜大于12m。

　　实际工程设计时，由于工艺专业要求或其他条件要求，门式刚架房屋的高度可能超过规范限制，或吊车起重量超过20t，此时已经超过门式刚架规程的应用范围，应按照单层钢结构厂房设计。

　　在门式刚架轻型房屋钢结构体系中，屋盖宜采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条，主刚架可采用变截面实腹刚架。主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘出平面的稳定性，由与檩条或墙梁相连接的隅撑来保证。

　　门式刚架的主要承重构件应采用Q235B、C、D碳素结构钢或Q345B、C、D低合金高强度钢。

　　在抗震区，钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%，钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。

　　由于单层门式刚架轻型房屋钢结构的自重比较小，设计经验表明，当抗震设防烈度为7度时，一般不需做抗震验算，当为8度及以上时，横向刚架和纵向框架均需做抗震验算。

　　对轻型房屋钢结构，当由地震作用效应组合控制设计时，尚应针对轻型钢结构的特点采取相应的抗震构造措施。例如，构件之间的连接应尽量采用螺栓连接；斜梁下翼缘与刚架柱的连接处宜加腋以提高该处的承载力，该处附近翼缘受压区的宽厚比宜适当减小；柱脚的抗剪、抗拔承载力宜适当提高，柱脚底板宜设抗剪键，并采取提高锚栓抗拔力的相应构造措施；支撑的连接应按支撑屈服承载力的1.2倍设计等。

　　进行工程设计时，在满足受力要求的前提下，还应进行结构经济性比较，保证结构设计安全可靠，经济适用。比如：在同样设计条件下，一榀刚架（高度为13.28m，跨度为66m），在满足受力条件下，采用Q235B钢材时，单榀刚架的重量为12.39t，采用Q345B钢材时，单榀刚架的重量为10.52t；按江西地区的报价，Q235B钢材的造价为5000元/t，Q345B钢材的造价为5550元/t；这样，采用Q235B钢材时，单榀刚架造价为6.2万元；采用Q345B钢材时，单榀刚架造价为5.84万元，经过综合比较材料选用，采用Q345B钢材比较合理。

　　通过以上比较可以看出，设计人员不仅要有扎实的专业基础，还应对主要建筑材料的价格有一定的了解，通过优化结构方案，可为业主节省一定投资。

　　轻型房屋钢结构的风荷载，是以《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版)（以下简称荷载规范）为基础确定的，当柱脚为铰接且刚架的1/h小于2.3和柱脚刚接且1/h小于3.0时，采用荷载规范规定的风荷载体型系数进行刚架设计偏于安全；而在其他情况下，按门式刚架规程计算偏于安全论文网站。设计时，应注意区分以上情况，避免一律采用门式刚架规程设计，影响结构安全。

　　参考国外规范，按门式刚架规程计算风荷载时，基本风压值应乘以综合调整系数1.05。

　　设计刚架时，风荷载体型系数应分别按四种受力模型取值，既端区封闭式、端区部分封闭式、中间区封闭式和中间区部分封闭式，在不同位置及是否封闭状态下，刚架体型系数取值是不同的。许多设计者往往仅取中间封闭区计算，而忽略其他位置的刚架验算，这种做法是不对的，有时端区受力可能更大。此外，房屋布置天窗或有高低跨时，体形系数应严格按规范取值，不得混淆取值。檩条设计也有同样的问题。

　　门式刚架房屋应设柱间支撑及屋面支撑，支撑可采用钢管、角钢、槽钢、圆钢等截面形式，支撑布置除应满足门式刚架规程第4.5节要求以外，还应注意以下问题：

　　刚架跨度大于18m且设有起重量16t的吊车时，宜在刚架端节间增设纵向支撑。当吊车起重量为20t时，宜在牛腿顶标高处沿纵向刚架柱外侧之间设型钢水平系杆。

　　对于无法设置柱间支撑的低矮门式刚架房屋（如车库），宜在纵向刚架之间设置刚接型钢梁，保证纵向稳定。

　　当山墙抗风柱位置不在屋面横向支撑节点附近时，应在支撑交叉点处增设分配梁。

　　计算设柱间支撑的柱脚锚栓上拔力时应记录柱间支撑产生的最大竖向分力材料选用，这是门式刚架规程第7.2.19强条规定，但设计人员往往容易忽视。对于设吊车或者其他水平荷载较大的房屋，柱间支撑产生的上拔力较大，如果不计入，可能会造成锚栓被拔起的严重后果。

　　屋面和墙面的保温隔热构造均应根据热工计算确定。屋面保温隔热可采用下列方法之一：

　　1．在压型钢板下设带铝箔防潮层的玻璃纤维毡或矿棉毡卷材；若防潮层未用纤维增强，尚应在底部设置钢丝网或玻璃纤维织物等具有抗拉能力的材料，以承托隔热材料的自重；

　　2. 外侧采用压型钢板，内侧采用预制板，纸石膏板或其他纤维板，中间填充保温材料；

　　还有其他问题，如刚架在施工中应及时安装支撑，严格执行规定的安装顺序；柱脚底板下面的每根锚栓，应设置调整螺母，校准后进行二次灌浆；底板的连接、柱与牛腿的连接、梁端板的连接、吊车梁及支承局部悬挂荷载的吊架，不得采用单面焊等，不再一一例举，希望以上问题能对读者今后的设计起到有益作用。

　　近年来，随着我国钢铁产量的大幅度增加，用于建筑市场的各种型钢无论从产量、品种性能上都得到很大的发展，钢结构厂房因其施工速度快、承载力高、整体刚度和抗震性能好，在工业厂房设计中逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构而得到了普遍应用，钢结构厂房可分为重型钢结构厂房：例如炼钢车间、轧钢车间、大型冶炼车间等，这类厂房因其车间内设有大吨位吊车，厂房受较大的动力作用，所以耗钢量大；另一类厂房为轻型钢结构厂房：这类厂房多采用门式刚架结构，屋面及墙面多采用压型钢板复合板材，由于其自重轻，用钢量低，施工速度快，在工业及民用建筑中得到了广泛的应用。尽管钢结构厂房有很多优点，但作为一种材料，它也有很多缺点，例如防火性能差、易锈蚀等，所以在做钢结构厂房设计时应根据其特点注意以下几个方面的问题。

　　温度变化将引起钢结构厂房变形，使结构产生温度应力，其大小与柱子刚度、吊车轨顶标高和温差有关。当厂房平面尺度很大时，为避免产生过大的温度力，应在厂房横向或纵向设置温度缝，将平面尺寸很大的厂房分成若干温度区段。温度区段的长度可根据钢结构设计规范执行。温度伸缩缝一般采用设置双柱方法处理，也可采用设置单柱方法处理，对纵向温度伸缩缝可在屋架支座处设置滚动支座，对横向温度伸缩可在框架梁与檩条连接处采用椭圆孔滑动方式或槽钢夹板滑动方式。

　　为了保证钢结构厂房的空间工作，提高其整体刚度，承受和传递纵向水平力，防止杆件产生过大的变形，避免压杆失稳，以及保证结构的整体稳定性，应根据厂房结构的形式，车间吊车的设置，振动设备以及厂房的跨度、高度，温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。钢结构厂房支撑分柱间支撑和屋盖支撑。1）柱间支撑。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统，并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要因素，并影响温度应力的大小，下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部，使吊车梁等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时，一般在温度区段的中部设置一道下段柱支撑，但温度区段的长度大于150 m时，为了保证厂房的纵向刚度，应在温度区段内设置两道下段柱支撑，其位置应尽可能布置在温度区段中间1/3的范围内，为了避免过大的温度应力，两道支撑的中心距离不宜大于72 m。上段柱支撑除在设有下段柱支撑的柱间布置外，为了满足结构的安装要求，提高钢结构厂房上部纵向刚度，传递山墙的风力及纵向地震作用，还应在温度区段的两端柱间布置上段柱支撑。

　　2）屋盖支撑系统。该系统是由横向支撑、纵向支撑、垂直支撑及系杆所组成的。屋盖支撑的布置应根据厂房跨度、高度、柱网布置、屋盖结构形式、吊车设置及吨位大小、振动设备情况等条件来决定。一般情况下无论有檩或无檩体系的屋盖结构均应设置垂直支撑，在无檩体系中，大型屋面板有三点和屋架焊接，可起到上弦支撑作用，但考虑到施工条件限制和安装需要，无论有檩或无檩体系屋盖均应在屋架上弦和天窗架上弦设置上弦横向支撑。对于屋架间距不小于12 m的厂房或厂房内设有特重级桥式吊车或厂房内有较大振动设备均应设置纵向水平支撑。

　　钢结构表面未加保护而暴露在大气中就会锈蚀，当钢结构厂房空气中有侵蚀性介质或钢构件处在潮湿环境中，钢结构厂房锈蚀就会更加明显和严重。钢结构的锈蚀不仅使构件截面厚度减薄，而且还会在构件表层产生局部锈坑，当结构构件受力时将引起应力集中现象，使结构过早破坏，因此对钢结构厂房防锈蚀问题应予以足够地重视，并应根据厂房侵蚀介质情况和环境条件在总图布置、车间内部工艺布置结构选型和材料选用等方面采取相应对策和措施，以确保厂房结构安全使用。一般钢结构的防锈蚀通常采用防锈漆涂刷其表面，涂层的层数和总厚度应根据构件使用环境和涂层性质来决定。一般室内钢结构在自然大气介质作用下，要求涂层厚度为100μm左右，即底漆两道，面漆两道。露天钢结构或在工业大气介质作用下的钢结构，要求总厚度在150μm～ 200μm或200μm以上。钢柱柱脚在地面以下部分应采用强度等级不低于C20混凝土包裹，其保护层厚度不应小于50 mm。有侵蚀介质厂房的受力构件，其型钢厚度不得小于8 mm，受力焊缝厚度不宜小于8 mm。

　　钢材受热在100℃以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度降低，塑性增大；温度在250 ℃左右时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性却降低，出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象；当温度达500℃时，钢材强度降至很低，以致钢结构塌落。因此，当钢结构表面温度处于150 ℃以上时，必须做隔热及防火设计，做法一般有两种：1）在钢构件外包耐火砖，混凝土或硬质防火板材；2）采用厚涂型防火涂料，厚度按《钢结构防火涂料应用技术规程》计算。

　　虽然钢结构具有良好的抗震性能，但是如果设计不合理，当厂房遭受较大地震作用时，也会造成严重破坏，所以必须按抗震设计规范规定采用必要抗震构造措施，确保钢结构厂房在地震发生时安全可靠。在做抗震设计时应注意：1）在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布，使厂房受力均匀，变形协调，尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响；厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架，以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形。2）钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成，所以合理布置支撑系统，保证厂房结构整体稳定性，对钢结构厂房尤为重要。3）在地震作用下，存在着低周疲劳作用，设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计，应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服，应使结构构件能进入塑性工作，充分吸收地震能量，发挥其抗震能力。4）厂房的围护墙为7度～ 8度时，宜采用钢筋混凝土墙板或轻型墙板，如压型钢板复合板材、石棉瓦、瓦楞铁等；与柱子柔性连接的外贴式砖围护墙仍可采用，而嵌砌于柱间的砖墙不应采用。9度时应采用轻型墙板。总之，在做钢结构厂房设计时，不能盲目地拿来就做，应根据其优缺点，首先选择合理的结构形式；其次应根据以上5个方面做出完整的设计，让设计安全经济。

　　某钢铁公司45t转炉炼钢工程中，炼钢厂房特点：厂房吊车多为重级工作制的大吨位吊车；屋面积灰荷载大；屋面管道荷载复杂，荷载大；局部屋面系统与高层框架连接处屋架上设钢平台；吊车梁轨面标高较高，使得屋面檐口标高较高，因而屋面风载较大。这些特点都让炼钢车间屋面系统受力复杂。公司转炉炼钢工程炼钢车间，由出坯跨（A—B）、浇铸跨（B—C）、钢水接收跨（C—D）、转炉跨（D—E）、加料跨（E—F）所组成。出坯跨（A—B）跨度 30m，轨面标高10.000m。

　　屋架结构体系有檩及无檩两方案。有檩体系构件轻、用料省、运输安装轻便，但其屋盖构件量多、构造复杂、屋盖横向整体刚度差。此项工程使用的是檩屋盖。

　　选择屋架形式与天窗形式、屋面坡度、经济指标、与柱子连接方式及运输、施工等因素有关。此工程屋面坡1/10，横向天窗，用单坡梯形钢屋架。

　　檩条首先选用实腹构件，檩距及跨度较大也可用空腹式或格构式构件。檩条设计成单跨简支构件，实腹式檩条设计成连续构件。工程跨度6米，屋面维护用压型钢板，采用实腹式檩条，制作、维护方便。

　　布置支撑须综合考虑厂房柱网布置、厂房跨度和高度、屋面材料、屋盖结构形式、屋架间距、吊车起重量及其工作制、有无悬挂起重运输设备或其它振动设备、地震设防烈度等具体情况。

　　工程1～7轴长 36 米，19～29轴长 60米，且设检修吊车电葫芦，除结构单元两端设横向支撑外，还设检修吊车电葫芦的两侧跨间设横向支撑。7～19轴长126 米的这个结构单元内除将横向支撑设置在两端外，还应在中部增设一道横向支撑。

　　屋架纵向支撑设在传递排架横梁支座反力的平面内，与横向支撑组成封闭型支撑框架，增强厂房骨架空间刚度。工程A～B跨，B～C跨，C～D跨，E～F跨两端均设一道纵向支撑。

　　由于本工程在屋架端部设有托架，可兼作垂直支撑。根据屋架垂直支撑布置原则，因为屋架跨度小于30 米，所以仅需在跨度中央设置一道垂直支撑。为保证温度区段内所有屋架受压弦杆在安装和使用阶段的稳定或减少受拉弦杆的长细比，应在厂房两端屋架横向支撑桁架节点间沿纵向设置通长的水平系杆。

　　支撑杆件一般按长细比选择截面，压杆的容许长细比为200，有重级工作制吊车的厂房拉杆的容许长细比为350，其余情况拉杆的容许长细比为400。交叉斜杆和柔性系杆按拉杆考虑，非交叉斜杆和横杆以及刚性系杆按压杆考虑。当支撑桁架跨度较大、风载较大或承受地震力以及做弹性支承时，尚应计算其内力。

　　檩条间距为 1.5 米左右。在选用檩条断面时，应考虑天沟的高度，使檩条高大于或等于天沟高，无需过多采取构造措施，排水就很通畅。

　　檩条一般垂直于屋顶坡面放置，此时，檩条承受双向弯曲其竖向荷载的坡向分力，在计算檩条时应完全计入。檩条下的隅撑垂直于水平面，给檩条提供双向支承，根据檩条的受力简图，分别计算出Mx，My，按以下三个方面进行截面的校核。

　　屋架的形式在按工艺和建筑要求初步选取后，尚应综合考虑天窗、檩条、屋盖支撑、荷载情况以及和柱的连接等因素。本工程荷载较大，跨度较大，取屋架端部高度为 2 米。

　　本工程弦杆采用轧制型钢，其在桁架平面内的杆件截面高度与几何长度之比大于1/10，故应考虑屋架变位后节点刚性所产生的次应力，可将弦杆的计算应力乘1.15 的系数来考虑节点次弯矩的影响。屋架中所有杆件的轴线都在同一平面内，并且各杆件的轴线在节点处交于同一点。作用在屋架上的悬挂吊车的竖向荷载不考虑动力系数，其产生的水平荷载计算屋架时不予考虑。

　　屋架计算的荷载组合与屋架同柱的连接方式有关。①与柱铰接的屋架在荷载设计值作用下，按下列情况计算杆件内力组合：a 全跨荷载设计值：永久荷载 + 屋面活荷载或雪荷载 + 积灰荷载 + 悬挂吊车荷载。b 半跨荷载设计值：全跨永久荷载+ 半跨屋面活荷载或雪荷载 + 半跨积灰荷载 + 悬挂吊车荷载。c 柱顶水平力与上二项进行组合。②与柱刚接的屋架在荷载设计值作用下，除按上列情况计算杆件内力外，还应考虑作用于屋架端部的水平力。端弯矩 M 可用一对力偶 H=M/h0 来代替，它与水平力的组合分成如下三组：a 左端为 - M1max 和 - H，右端为 - M2 和 - H；b左端为 +M1max 和 +H，右端为 +M2 和 +H；c 一端为±Mmax，另一端为 +M。

　　本工程受压弦杆的平面外和平面内的计算长度相等，采用长边相连的不等边角钢。受拉弦杆本宜采用短边相连的不等边角钢或等边角钢，以重量最轻为原则。支座受压斜杆采用长边相的不等边角钢或等边角钢，以重量最轻为原则。连接垂直支撑的杆件宜采用等边角钢组成的十字形截面。其它腹杆一般采用等边角钢组成的 T形截面。

　　只讨论屋架端节点设计，屋架与柱连接有铰接和刚接两九游 - 9游 体育官网种，下面分别讨论这两种支承节点方式。

　　支座节点处加劲板应对称设置，厚≦节点板厚度，加劲板厚中心线位于各杆件合力重合。支座节点计算，包括底板面积及厚度、节点板与加劲板的竖焊缝以及加劲板、加劲板的水平焊缝三个部分。

　　全钢结构房屋中，柱与屋架连接有时设计成刚性连接，在此时支座节点不仅承受屋架竖向支座反力，还承受屋架作为框架横梁的弯矩和水平力。为使节点板不至过大，屋架弦杆和斜腹杆轴线一般汇于柱内缘。

　　刚接支承通常是安装焊缝加支托的刚接支座节点，用普通C级螺栓加承力支托的刚性支座节点及利用柱顶设置切口台阶形成上承式屋架的刚性连接三种支承方式。利用柱顶设置切口台阶形成上承式屋架的刚性连接的这种支承形式适用于柱截面高度较大的场合。

　　[1] 席翔.门式刚架-单层工业厂房结构特点与应用范围研究[J].商品与质量.2011(S2).