钢结构框架设计总结(钢结构的框架)

今天给各位分享钢结构框架设计总结的知识，其中也会对钢结构的框架进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！谢谢，比如钢结构设计规范，钢结构安装规范等。本人自参加工作以来设计了多栋钢结构建筑,其中包括门式刚架、钢框架、钢结构加层、钢结构加电梯、大型广告牌等。随着设计经验的积累,对规范认识的逐步加深,从中总结了一些对钢结构设计的认识,提出来供大家参考及讨论。⑶屋面、墙面构造屋面及墙面构造措施是增大刚架刚度,防止刚架平面外失稳的关键措施。

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本文目录一览：

• 1、钢结构设计的总结？
• 2、谁有钢结构的资料可以传一下给我看一下哈？？谢谢，比如钢结构设计规范，钢结构安装规范等
• 3、钢结构设计安装有门道，重点要点全解析？
• 4、框架结构设计的原则？
• 5、多层钢筋混凝土框架结构上的轻钢结构设计
• 6、钢构人必读——钢结构住宅设计的几点总结，一般人还不知道

钢结构设计的总结？

钢结构设计经验总结钢结构工程一般民用项目设计院的做得相对较少，而工业院和大型的设计院做得较多，如果仔细分析一下钢结构的设计规范：只讲了四点，一是基本的设计规定，二是构件计算，三是连接计算，四是构造要求。

第一，设计规定

记住一定注明钢材的强度等级、连接材料的型号，焊缝形式及焊缝的质量等级及对施工的要求。A级钢不保证冲击韧性，含碳量不作为交货条件，故不能用于抗震设防和焊接结构（此说法不太准确，但设计人可以接受，其实可焊还是不可焊，是碳当量决定的，而非含碳量）；在实际工程中，除了大跨度重级工作制吊车梁的下翼缘对接，以及大跨度钢桥的受拉构件的对接这种对质量要求很高的焊缝要求一级焊缝以外，其他场合很少用到一级。一般都要求二级。对于角焊缝，除了在要求熔透的情况（如对于轮压较大的吊车梁的上翼缘和腹板连接的角焊缝），其质量等级要求二级外，其他场合一般都用三级。

一些设计人员在设计说明中往往写道：高强度螺栓采用承压型高强度螺栓10.9S，这是一种不正确的说法。对于设计者只要给出高强度螺栓的性能等级和连接材料摩擦面的抗滑移系数即可，不必规定制造商采用何种螺栓。

“红丹两度打底，调和漆两度罩面”这种说明使得涂料的品牌不清（红丹有多种），漆膜层厚度不明（涂料应注明各层厚度），而且标准也太低，这是以前60年代的标准，至今仍有人这么用，说明对防腐的不重视。

第二，构件计算

集中荷载较大处，需设置横向加劲肋或进行局部承压计算；钢梁受压翼缘自由长度l1与其宽度b1的比值超过规范限值时，需进行整体稳定验算；箱型梁虽抗扭特性较好，但截面尺寸不满足也需进行整体稳定验算；支座反力较大的梁端支承加劲肋需按照轴压计算其在梁平面外的稳定性，且对连接焊缝进行计算；构件宽厚比和高厚比的要求，特别是当设计中考虑截面塑性发展与塑性设计时的要求更严（注意区分受压构件和受弯构件宽厚比的不同）；单角钢受压构件长细比，需采用角钢的最小回转半径，而非角钢平行轴的回转半径；轴心受压构件需按规范规定计算剪力；设计桁架时的桁架腹杆平面内、外的计算长度不可想当然取其几何长度，规范有其考虑和规定；交叉腹杆的平面外计算长度要注意。

第三，连接计算

焊缝计算长度要减去2倍焊脚尺寸；普通螺栓不可仅仅按照受剪承载力来确定螺栓数量；高钢中规定，抗震设计时采用摩擦型的高强螺栓，但连接的极限承载力计算按螺杆与孔壁接触考虑；直接承受动力荷载的结构不可采用承压型高强螺栓；摩擦型的拼接时，螺栓沿受力方向的连接长度超过15D0，螺栓承载力需折减，大于60d0时，折减系数为0.7；柱梁的刚性连接，需进行柱腹板在梁翼缘范围内的节点域计算；连接节点板在拉力和剪力下，需进行强度验算；在压力下不可忽略稳定性验算；桁架节点板自由边长与其厚度有要求，否则要采取措施；梁端支座底板厚度也需进行计算；轴心受压柱底与柱底板角焊缝也需计算。

第四，构造要求

非采暖地区的房屋钢柱与屋面钢梁刚接，横向温度区段大于120米。又未计算温度应力或变形影响；构件板件的现场拼接对接焊缝，设计文件中只注明采用剖口焊，未给出剖口形式；对接焊缝拼接处，焊件的厚度在一侧相差4mm以上，在厚度方向应做斜角；侧角焊缝连接计算中，按焊缝全长计算，未考虑只能按60hf有效长度计算，连接设计不安全；角焊缝的焊脚尺寸hf小于l.5（t）1/2；直接承受动力荷载的结构，对角焊缝的表面形状未提出要求；板件端部采用两条侧面角焊缝连接时，两条侧面角焊缝之间的距离过大；角钢与节点板采用三面围焊，但对围焊未提出施焊要求；在摩擦型连接高强度螺栓连接范围内，构件接触面的处理方法未在图中说明；高强度螺栓连接的构件，螺栓中心至构件边缘距离不满足最小容许距离；直接承受动力荷载的普通螺栓受拉连接未采取防止螺帽松动措施，或采用打乱丝扣等损伤性措施；工字形实腹柱腹板计算高度h0与其厚度tw之比大于80（235/fy）1/2，未设置横向加劲肋；较高的格构式柱末设置横隔；桁架弦杆采用H型钢，H型钢的高度与其在平面内的几何长度之比大于l/10，未考虑次弯矩影响；桁架节点板厚度f=5mm，不满足规定；焊接工字形梁横向加劲肋与翼缘板相接处未切角；梁突缘支座突缘加劲板的伸出长度大于其2倍的厚度；柱脚锚栓按同时承受拉力和柱脚底部剪力设计，违反了有关规定；双肢格构柱插入杯口最小深度仅按1.5倍柱截面宽度取值（此值比0.5倍柱截面高度小）；在设计文件中未注明钢材除锈等级和所用的涂料名称及涂层厚度；地面以下的钢柱脚未要求用混凝土包裹；采用直接焊接的钢管桁架节点承受动力荷载；按现行设计规范设计的钢管桁架采用Q390等屈服强度fy大于345mpa的钢材；钢管结构主管与支管之间的夹角应不小于300。

钢结构综述：

钢结构通常有框架、框架-支撑，框撑筒体，巨型桁架，平面（桁）架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。其理论与技术大都成熟，亦有部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定（参见网壳规范）等。

结构选型时，应考虑它们不同的特点。钢结构整体布置应考虑结构的使用，荷载尽量均匀传递，支撑等耗能构件及连接的布置，结构的美学价值等。

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谁有钢结构的资料可以传一下给我看一下哈？？谢谢，比如钢结构设计规范，钢结构安装规范等

本人自参加工作以来设计了多栋钢结构建筑,其中包括门式刚架、钢框架、钢结构加层、钢结构加电梯、大型广告牌等。随着设计经验的积累,对规范认识的逐步加深,从中总结了一些对钢结构设计的认识,提出来供大家参考及讨论。

1门式刚架

⑴门式刚架应首先确定是否有吊车,如厂房工艺要求需要布置吊车,则应注意以下几点:①柱脚应设计成刚性柱脚; ②柱应设计成等截面柱; ③柱间支撑应由吊车纵向水平荷载控制设计,而不是简单的构造设计,当有不小于5 t的桥吊时,宜采用型钢支撑。如门式刚架无吊车,则按楔形柱等常规设计,不再赘述。

⑵柱间支撑的布置

柱间支撑与屋面支撑应布置在同一柱间,使刚架纵向形成稳定体系,便于刚架安装且增加纵向刚度。支撑应布置在第一柱间或第二柱间,当布置在第二柱间时第一柱间相应布置刚性系杆,且刚性系杆与抗风柱沿纵向位置一致,使风荷载直接传递。在刚架转折处(单跨房屋边柱柱顶及屋脊以及多跨房屋某些中间柱柱顶和屋脊)应沿房屋全长设置刚性系杆。当门架的跨度较大时,在布置支撑的柱间,应适当增加刚性系杆的数量,使支撑的夹角在45°左右。当受建筑功能限制无法布置柱间支撑时,应布置纵向刚架。本人就曾经做过一个在端部柱间做刚接钢梁,从而取消柱间支撑的工程,使建筑布置更加灵活,应用效果良好。

⑶屋面、墙面构造

屋面及墙面构造措施是增大刚架刚度,防止刚架平面外失稳的关键措施。檩条、墙梁一般由冷弯薄壁构件制成,当柱距小于6 m 时,设一道拉条,大于6 m时,设两道拉条。在这里应特别提到斜拉条,在校图过程中,常常可以看到许多钢结构厂家或设计者设斜拉条而不设撑杆的情况。原因是结构概念不是很清楚,因为通过结构力学知识,在斜拉条间设置撑杆,方可形成稳定体系。在屋面、墙面设计中还应注意隅撑布置,隅撑不是可有可无,它是为防止受压翼缘屈曲而设置。研究表明门式刚架的破坏首先是由于受压最大翼缘屈曲引起的。斜梁下翼缘与刚架柱内翼缘连接处是出现屈曲的关键部位,该处设隅撑十分重要。另外,《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002 (以下简称CECS102:2002)中规定:在斜梁下翼缘受压区亦设置隅撑,其间距不得大于相应受压翼缘宽度的16(235/fy)0.5倍。按一般的门式刚架,檩距1500 mm左右时,隔一个檩条设一道隅撑可满足上述条件。

⑷抗剪键

《CECS102: 2002》中规定:柱脚锚栓不宜用于承受柱脚底部的水平剪力,水平剪力可由底板与混泥土基础间的摩擦力(摩擦系数可取0. 4)或设抗剪缝承受。这就是我们计算门架时,往往出现警告提示:“柱脚需要设抗剪! ”

分析上述原因,主要是门架结构一般自重较轻,柱脚底板与基础混凝土间的摩擦力较小,不足以抵抗水平的风荷载与地震作用,所以应设置抗剪键。抗剪键一般用角钢或工字钢制成,其截面与焊缝的抗剪承载力应进行计算,柱脚底板与基础表面间的空隙进行二次注浆。具体做法可参考《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》01SG519图集中第30页大样1、2的做法。

⑸柱脚锚栓的安装定位

这是设计人员往往忽视的问题,而在实际工程中锚栓定位不准确造成刚架或框架安装困难的工程案例比比皆是,本人也遇到过这种情况,后来不得不加固处理。分析原因,主要是锚栓之间无连接,整体刚度差,在浇筑混凝土的过程中锚栓难免移位。针对上述原因,采取浇筑混凝土前预埋柱脚锚栓固定支架处理,具体做法见图1。固定支架与锚栓形成一个小的格构柱,这样锚栓的定位就方便准确了。⑹抗风柱与刚架的连接目前门式刚架的抗风柱设计存在两种错误的做法:一种是将抗风柱与刚架做成一样,抗风柱与刚架梁或铰接或刚接,抗风柱既参与抗风又参与竖向荷载作用及横向水平作用。而设计人员往往又不做这样刚架的纵向抗风验算。这样做是漏算荷载的,是工程设计的一大忌。本人认为一个受力明确的排架结构不应让它的受力复杂化。这种做法是欠妥的;另一种做法是抗风柱与刚架在一条轴线上,但不考虑抗风柱受竖向荷载作用,抗风柱与刚架梁之间用一块钢板通过焊缝相连。这种做法仍然将一部分竖向荷载传给了抗风柱,而且钢板的侧向刚度很小,在竖向荷载的作用下发生屈曲后就很难保证有效地传递风荷载了。以上两种做法都存在弊端。在这里推荐以下做法:

采用厂房做法定轴网,第一榀刚架轴线与抗风柱错开500～600 mm,抗风柱翼缘通过连接板与刚架梁腹板加劲肋相连,且连接板及加劲肋上开竖向长圆孔,连接螺栓采用普通螺栓,做法见图2。图2　抗风柱与刚架连接大样

2　钢框架的设计

⑴钢框架体系的选择

常用钢结构框架可分为纯框架体系和框架—支撑体系两大类 。体系的选择与建筑物的高度、使用功能密切相关。这就要求结构工程师应与建筑师密切配合,当由于建筑功能限制无法设置支撑时,则应采用纯框架体系。纯框架体系由于无抗侧移支撑,纵横两个方向要满足《建筑抗震设计规范》GB50011-2001 (以下简称《抗规》)第5.5节弹性层间位移角小于等于1 /300的要求,梁与柱在纵横两个方向均应刚接;又因《抗规》第8. 3. 4 条规定:“柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时,宜采用箱型截面”,所以采用纯框架体系时,柱往往设计成箱型柱,但箱型柱内部防锈及使用过程中的维护相当困难,这是钢结构设计中的一大难题。本人也试图在设计中采用柱内浇筑混凝土的方法,但由于箱型柱在节点区设置加劲隔板,浇筑混凝土很困难;另一方面,钢管混凝土在国内仍处于研究阶段,常用设计软件无法计算,计算理论在各学报中不尽相同。基于以上原因,在设计纯钢结构框架时,大部分仍采用不灌混凝土的箱型截面柱。本人在试算过程中采用工字柱强、弱轴均刚性连接的算法,依据是《抗规》第8.3.4 条采用的文字是“宜”,参考内地大设计院图纸亦有采用上述设计方法的,但计算结果并不理想,弱轴方向的弹性层间位移角仍然无法满足《抗规》第8. 3. 4的要求。由于箱型柱在构造上的一些困难,故建议在设计多层钢结构房屋时尽量采用工字型柱,设计成框架—支撑体系。结构工程师与建筑师尽量协调,通过在需要布置支撑位置布置楼、电梯间等不开大洞口墙体来实现支撑的隐形。实际工程计算结果表明,支撑对框架的位移控制效果非常好,加之采用工字形柱使得材料节省、防锈,使用中维护方便,弱轴方向的连接简单易行,实在是一个有效的方法。

⑵节点设计

钢结构节点设计是钢结构设计的关键。铰接节点简单,力学关系明确,在这里不做过多赘述,重点讨论一下刚接节点的设计。梁柱刚性连接设计中,《抗规》8. 3. 4条推荐使用规范中图8. 3. 4 - 1的节点形式,在工程实际中采用的也大部分是这类节点。这种节点有两种计算依据:精确设计法和常用设计法。二者的区别是前者考虑腹板抗弯和抗剪,后者考虑腹板仅抗剪。精确设计法在实际设计中,腹板抗弯很难满足要求,必须较大程度地加厚腹板。加厚腹板的做法很不经济,所以工程中大多采用常用设计法,这种计算模型力学关系明确,计算简单,但是在设计中一定要注意采取抗震加强措施,如采用使塑性铰外移的梁端增强式连接或在离梁端不远处削弱梁上下翼缘的犬骨式连接。这是因为,在不做任何加强梁端翼缘的情况下,只考虑腹板连接螺栓承担剪力,弯矩由翼缘焊缝承担,那么翼缘焊缝的抗弯能力只有梁抗弯能力的80 %左右(即梁翼缘截面模量只有梁全截面模量的80 %左右) ,再按《钢结构设计规范》第3. 2. 2条,考虑现场施工条件焊缝强度设计值乘以折减系数0. 9,则其连接的抗弯承载力只有梁抗弯承载力的70%～75%。这种节点比等强连接还要低30% ～25% ,违背了“强节点,弱杆件”“大震不倒”的抗震基本原则。基于以上原因,应采用《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》01SG519图集第19、20页所示的抗震加强措施。

另外

我国在《抗规》及《钢规》中均未规定钢框架的抗震等级,只是分12层以下和12层以上两个标准。笔者认为这相对于我国地域辽阔、各地设防烈度差异大的特点是不合适的。新旧《钢规》中对多、高层钢结构房屋均未规定伸缩缝的设置范围,仅对单层工业厂房做了一些规定。以上两点都是概念性的大问题,《钢规》不强调这两点是不合适的。

钢结构设计安装有门道，重点要点全解析？

随着钢结构工程的大力建设，钢结构施工要求越来越严，其施工质量的好坏关系工程最终的质量。下面整理了钢结构工程的相关要点，一起来看看吧。钢结构工程80%左右的成本均受钢材价格的直接影响，故应合理选择结构类型，准确计算用钢量。在进行结构选型时，须充分考虑不同结构形式的特点，尽量选择跨度较小，经济性更佳的结构，如有较大的悬挂荷载时，可选择网架结构；屋面跨度较大时可选择悬索。对于一般的钢结构工程，采用框架支撑体系均具有较好的经济性。在进行结构体系设计时，应在满足建筑功能的前提下，选择形式较为简单、规则的平面及立面布置，且在布置方案设计时需要经多次计算，以优化最终效果。

钢结构设计要点

1、结构布置要点（1）力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础。 柱间抗侧支撑的分布应均匀。其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转。 结构的抗侧应有多道防线， 比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。（2）框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会难以支撑。2、预估截面（1）钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/50～1/20之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。 确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。 （2）柱截面按长细比预估。通常50λ150，简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同，可选择钢管或H型钢截面等。 （3）对应不同的结构，规范中对截面的构造要求有很大的不同。（4）构件截面形式的选择没有固定的要求，结构工程师应该根据构件的受力情况，合理地选择安全经济美观的截面。3、材料选择材料选择比较常用的是Q235和Q345。 通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。从经济方面考虑，也可以选择不同强度钢材的组合截面。当强度起控制作用时，可选择Q345；稳定控制时，宜使用Q235。4、节点设计（1）焊接。焊接设计中不得任意加大焊缝。 焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近。其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。（2）连接板。连接板可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm。 然后验算净截面抗剪等。（3）梁腹板。梁腹板应验算栓孔处腹板的净截面抗剪。承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。

钢结构施工要点

1、预埋螺栓的质量控制（1）施工基础预埋螺栓时首先熟悉图纸，了解图纸的意图，应制作安装模板。（2）预埋螺栓用安装模板及钢筋定位在柱的主筋和模板上，保证预埋螺栓不受土建浇筑混凝土施工而移位。（3）控制螺栓之间的间距、高低可控制在允许的误差范围内；保护好螺栓丝扣在混凝土浇筑时不被损坏。（4）土建工程完工后，用经纬仪和水准仪对地脚螺栓的标高、轴线进行复查，并做好记录，交下一道工序验收。

2、构件制作质量控制钢结构工程的施工通常要经过工厂制作和现场安装两个阶段。钢结构一般制作工艺流程分为：放样→下料→拼板→切割→组立→埋弧焊接→钻孔→组装→矫正成型→铆工零配件下料→制作组装→焊接和焊接检验→防锈处理、涂装、编号→构件验收出厂。在钢结构制作中，应根据钢结构制作工艺流程，抓住关键工序进行质量控制，如控制关键零件的加工，主要构件的工艺、措施，所采用的加工设备、工艺装备等。

3、焊接工程质量控制（1）钢结构施焊前，对焊条的合格证要进行检查，按说明书要求使用，焊工必须持证上岗证。（2）焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷，一、二级焊缝按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。（3）不合格的焊缝不得擅自处理，定出修改工艺后再处理，同一部位的焊缝返修次数不宜超过2次。

4、连接工程质量控制（1）绑扎搭接时，应根据图纸要求的间距计算好每根柱箍筋数量，并先将箍筋套在下层伸出的搭接筋上，然后立柱子钢筋。（2）在搭接长度内，钢筋的绑扣应不少于3个，且绑扣应向柱内，以便于箍筋向上移动。（3）基础底板采用双层钢筋网时，应在上层钢筋网下设置钢筋撑脚或混凝土撑脚，以保证钢筋位置正确。（4）若柱主筋采用光圆钢筋搭接时，角部弯钩应与模板成45°，中间钢筋的弯钩应与模板成90°角。（5）现浇柱与基础连接用的插筋连接时，其箍筋应比柱筋小一个直径，以便连接。同时，插筋位置须固定牢靠，以免造成柱轴线偏移。

5、构件安装质量控制（1）钢结构安装前，应对构件的质量进行检查，构件的永久变形和缺陷超出允许值时，应进行处理。（2）钢柱安装要检查柱底板下的垫铁是否垫实、垫平，防止柱底板下地脚螺栓失稳。（3）控制柱是否垂直和有无位移，安装工程中，在结构尚未形成稳定体系前，应采取临时支护措施。（4）当钢结构安装形成空间固定单元，并进行验收合格后，要求施工单位及时将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土二次浇筑密实。（5）检查钢结构主体结构的垂直度和整体平面弯曲。

6、紧固件连接质量控制（1）注意高强螺栓摩擦面的加工质量及安装前的保护，防止污染、锈蚀。并在安装前进行高强螺栓摩擦面的抗滑移系数试验、检查高强螺栓出厂证明、批号，对不同批号的高强螺栓定期抽做轴力试验。（2）高强螺栓安装要求自由穿入，不得敲打和扩孔。因此在钢结构制作时应准备一定的胎架模具以控制其变形，并在构件运输时采取切实可行的固定措施以保证其尺寸稳定性。（3）钢结构安装过程中板叠接触面应平整，接触面必须大于75%，边缘缝隙不得大于0.8mm。对高强螺栓安装工艺、包括操作顺序、安装方法、紧固顺序、初拧、终拧进行严格控制检查，拧螺栓的扭力扳手应进行标定等。终拧完毕应逐个检查，对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。

7、除锈及涂装工程（1）施工人员要根据图纸要求以及除锈等级采用不同除锈方法。（2）涂刷工程质量的控制应做到在钢结构涂刷前，涂刷的构件表面不得有焊渣、油污、水和毛刺等异物，涂刷遍数和厚度应符合设计要求。（3）对涂装材料必须有合格证，防火涂料涂装工程必须由消防部门批准的施工单位施工钢结构工程注意要点

1、如果有天沟，系杆不能设计到紧贴着柱顶的部位，否则将可能导致无法安装落水管。2、水平支撑上花篮螺栓位置的布置要合理，不要过于偏离主梁，应该考虑方便安装为主，另外也要考虑一下隅撑的布置位置。3、不要片面地在檩条的拉条孔上考虑“受拉边、受压边”等因素，打出上下边距不等的孔眼，因为安装时是很容易装反的，结果反而不利。4、高强螺栓的位置要合理，要考虑扭断器及扭矩扳手的施工空间，不要在安装时，因为空间太小，扭断器及扭矩扳手无法就位等，导致高强螺栓梅花头无法拧断或高强螺栓无法拧紧。5、高强螺栓连接板如果有可能，尽量采用上下对称的螺栓布置方法。6、轻钢结构如果有维护砖墙，一定要提前与建设单位及土建施工单位对接好备。7、抗风柱与钢梁的连接应尽量采用弹簧板连接，因为中间跨的梁安装后下挠比较大，山墙的梁若用螺栓与抗风柱连接，会造成屋面不平。8、屋面檩条布置图和钢梁的详图要认真核对。9、节点板无加劲肋，有的是设计者也没设计，导致后续焊时，节点板变形。10、梁柱做系杆连接板时，没有将孔适当外伸，有的地方因为系杆上的连接板太长，导致空间太小，系杆过长放不进去。11、在有条形窗的檩条安装时尽量采用沉头螺钉。12、门口上层条形窗与门口上框太近，没有雨篷的位置。13、窗框上下相邻檩距间的拉条没布置好，拉条端头与窗框发生冲突。14、应在天沟下涂刷防结露漆，或者喷涂聚氨酯保温层，也可做其他保温处理。

相信经过以上的介绍，大家对钢结构设计安装有门道，重点要点全解析也是有了一定的认识。欢迎登陆中达咨询，查询更多相关信息。

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框架结构设计的原则？

框架结构设计的原则具体内容是什么，下面中达咨询为大家解答。

1、刚柔并济

合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。结构是刚多一点好，还是柔多一点好？刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢？我个人认为刚多点使工程不经济，造成造价过高，而且应变能力差。柔多一点虽然造价便宜但是必然产生变形以适应外力，太柔的结果必然是太大的变形。甚至会导致立足不稳而失去根本。这些问题历来都是专家们争论的焦点，现今的规范给出的也只是一些控制的指标，但无法提供精确答案。

2、多道防线

安全的结构体系是层层设防的，灾难来临，所有抵抗外力的结构都在通力合作，前仆后继。这时候，如果把“生存”的希望全部寄托在某个单一的构件上，是非常非常危险的。如土建结构中多肢墙比单片墙好，框架剪力墙比纯框架好等等，就是体现了多道防线的设计思路。

3、抓大放小

在框架结构结构体系中具有“强柱弱粱”、“强剪弱弯”等的说法也是钢结构设计中非常重要的概念。有人问：为什么不是“强柱强梁”“强剪强弯”呢？为什么所有构件都很强的结构体系反而不好，甚至会有安全隐患呢？这里面首先包含着一个简单的道理：绝对安全的结构是没有的。简单地说，虽然整个结构体系是由各科，构件协调组成一体，但各个构件担任的角色不尽相同，按照其重要性也就有轻重之分。一旦不可意料的破坏力量突然袭来，各个构件协作抵抗的目的，就是为了保住最重要的构件免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁，这时候牺牲在所难免，让谁牺牲呢？明智之举是要让次要构件先去承担灾难。“宁为玉碎，不为瓦全”，如果平均用力，可能会“玉石俱粉”，损失则更大矣！在钢框架结构中，柱倒了，粱会跟着倒；而梁倒了，柱还可以不倒的。可见柱承担的责任比梁大，柱不能先倒。为了保证柱是在最后失效，我们故意把梁设计成相对薄弱的环节，使其破坏在先，以最大限度减少可能出现的损失。如果梁柱等同看待，企图让他们都“坚不可摧”，则可能会造成同时破坏，后果会更糟糕，损失会更大。 所以关键时刻要分清主次，抓大放小，也就是要取大舍小。有舍才有得，舍是为了得。

4、打通关节

理想的结构体系当然是浑然一体的一也就是没有任何关节的，这样的结构体系使任何外力都能迅速传递和消减。基于这个思路，设计者要做的就是要尽可能地把结构中各种各样的关节“打通”，使力量在关节处畅通无阻。中医上云：“通则不痛，痛则不通”，结构就像一个人，气穴若不能畅通，症结和隐患就会产生。在设计的四项基本原则中，“刚柔相济”，“多道防线”，“抓大放小”是设计概念中的战略问题，但要想得让这些战略思想得以实现，靠的是“打通关节”这个原则作为保证的，结构设计的具体操作，最后全都归到“打通关节”的贯彻和实施上来。 打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态，当力量不能畅通时，构件与构件之间，构件的组成元素与元素之间的静态平衡一旦被破坏，结构变成机动，“动”即是死，即为终结。可见设计者是协调者，其任务是让所有互不相关的静态构件相聚之后依然处于静态（也就是使其保持常态），或者是处在相对的静态之中。其实处理和成就世间万物，必须使动为动，静为静，才能平衡：必须动者动之，静者静之，才能持久；必须知其本源，施以规则，顺之导之，才能达至繁荣昌盛。一切的一切，以顺应自然为始，达到平衡为终，诸多规则，只是手段，只为平衡，只为畅通。

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多层钢筋混凝土框架结构上的轻钢结构设计

摘要：结合实例分析多层钢筋混凝土框架结构上的轻钢结构的的受力特点及设计方法

关键词： 轻钢结构 计算 设计优化

Design of the light-steel construction above the multistory RC frame

ABSTRACT： with an actual example,analyze the supporting force features and the appropriate designing method of the light-steel construction above the multistory RC frame

KEY WORDS：light-steel construction;calculation;high-quality design

1． 引言

轻钢结构由于其具有重量轻、跨度大、抗震性能好、温差适应能力强、施工方便快捷、投入成本相对（混凝土结构或钢网架）低等优点，不仅广泛应用于厂房结构，而且已开始大量应用于新建钢筋混凝土框架结构房屋的屋盖、已建钢筋混凝土结构房屋的加层、或跨越相邻两建筑物的有盖通道等。这种钢筋混凝土框架结构与轻钢结构通过有机结合组成的联合框架结构（以下统称为“联合结构”）。 位于“联合结构”顶层的轻钢结构一般可分为：钢柱—轻钢结构（以下简称“全钢刚架”）、钢筋混凝土柱—轻钢结构（以下简称“混钢刚架”）两大类。前者主要用于原钢筋混凝土框架结构房屋的加层改造，后者主要用于新建钢筋混凝土框架结构房屋顶层形成大空间。 联合结构的设计分为底部框架结构及顶层轻钢结构两个方面。因轻型钢屋盖的平面整体刚度离结构整体计算要求的“平面无限刚度”假定差距大等原因，联合结构上部的“刚架”部分往往不能作为一个整体，连同下部框架结构一起上机进行整体空间内力分析。所以在实际工程设计中，常按“平框”模式先将上部“混钢刚架”分离出来单独进行计算，而后将计算所得的柱底内力当作外加荷载反作用在下层框架相应节点处，再由电算程序进行整体计算及设计。可以看出：联合结构的设计关键就是如何选择上部“刚架”结构的计算模式问题。

2． “混钢刚架”计算模式探讨

联合结构的“平框”模式应既要方便于顶层“混钢刚架”的计算，又要便于下层混凝土结构的整体计算；虽然取整个“平框”可以较准确地计算出上部刚架的内力，但却给下部结构的整体计算复杂化。用以下两种“平框”基本模式计算联合结构“混钢刚架”，一般可将计算出的柱底内力结果仅反作用于柱底框架结构节点，对其下结构进行整体计算。

“模式一”：忽略下部框架结构受力变形对上层“混钢刚架”内力的影响，相当于在其柱脚节点，加一刚臂及水平链杆，形成下端固定的单层刚架进行计算；而后将求得的柱底内力反作用在下部与之相连的钢混框架节点上，再利用程序进行下部结构的整体分析计算。

“模式二”：考虑“混钢刚架”柱脚框架节点的转动对上部“混钢刚架”内力的影响，即在“混钢刚架”柱脚的相邻节点加一刚臂及水平链杆，将多层“联合结构”转化成下端固定的有局部二层的“联合结构”进行计算；而后将“模式一”求得的柱底内力反作用在下部与之相连的钢混框架节点上，再利用程序进行下部结构的整体分析计算。

显然，“模式一”与“模式二”的主要区别是：后者将柱底不平衡弯矩在柱根节点进行了一次分配，同时忽略了下层楼面荷载对上部结构的影响。所以“模式二”的计算假定与实际比较接近。但“模式二”计算比较复杂，尤其对下端固定的“全钢刚架”，选择“模式二”将不能直接采用现有的门式刚架软件进行计算分析。以下就通过实例来讨论“模式一”与“模式二”的相对误差以及实际应用问题。

钢构人必读——钢结构住宅设计的几点总结，一般人还不知道

从设计角度分析钢结构住宅体系的特点，介绍异型钢柱住宅项目的设计思路。针对框架结构采用不同阻尼比、基础方案等问题进行数据对比分析；总结设计中常见问题注意事项；对设计标准提出不同意见。

一、钢结构住宅体系选择

从已建成的钢结构住宅来看，主要有：

1）薄壁型钢组合墙板形式；

2）纯框架形式；

3）框架支撑形式；

4）型钢混凝土组合形式；

5）钢框架－混凝土抗震墙形式等等。

这些结构形式各有特点，其中薄壁型钢组合墙板形式特别适宜定型产品，其体系是从墙板结构演变而来，即将薄壁型钢柱构件按大约600mm 的间距布置形成竖向承重结构、型钢间设支撑系统以抵抗水平力，楼板根据竖向型钢的位置布置成密肋支撑结构，因上部结构为类墙板结构，其基础根据受力情况设成条形基础，对地基要求不高。

薄壁型钢组合墙板住宅受密布结构的影响，对开间、门窗洞口、挑出构件尺寸均有一定限制。

后面几种形式可以满足多高层住宅设计要求，但从使用的角度都存在一个共同问题，即梁柱突出对住宅内部观感的影响。

住宅相对于其它建筑有其特殊性，办公、厂房可以采用较为固定柱网，层高也较高，其梁柱所占空间给人的感观是适宜的，柱网规则有利于梁的布置。

相反住宅是一个变化多端的产品，根据建筑的要求，很少布置出规则的柱网，房内开间相对较小、变化较多，不利于钢框架布置。

由于钢材的特点，它在住宅中只能形成框架体系或桁架体系，可以说框架体系如果适用于普通住宅，钢框架必然有其大显身手的地方，普通框架结构不能解决住宅应用问题的话，常规钢框架体系在普通住宅中应用也有相似的弱点。

受短肢剪力墙结构的启发，笔者在钢结构住宅设计中将钢柱设计成异型柱形式，以配合建筑变化的要求，图1 是两种异型钢柱截面，根据建筑墙体厚度减去面层厚度来设定翼缘宽度，框架梁与异型钢柱各个方向的翼缘刚接，图2 为相应的节点连接详图。

异型钢柱示意图

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异型钢柱梁柱节点详图

某住宅项目三层样板间设计成异型钢柱纯框架结构，建筑采用砌块隔墙，建成后外部及室内观感均令人满意，与该住宅成品（混凝土剪力墙结构）实际效果一致，下图是样板间实景。

在工业厂房设计中经常采用异型钢柱，采用排架受力体系时，异型钢柱经常设计成双轴对称或主受力方向单轴对称，厂房纵向采用支撑系统抵抗纵向水平力，系杆、支撑构件多连接于异型柱弱轴形心轴上，这样在结构概念设计及采用杆系软件计算容易处理。

住宅中应用异型钢柱与厂房设计还是有很大区别的，下图是厂房梁柱连接方式与住宅梁柱连接方式的简单比较

可以看出在住宅中，梁柱的截面形心轴不在同一位置上，不符合常规设计理念，在采用杆系软件计算时无法解决偏轴问题。

尽管如此，与短肢剪力墙结构相比，笔者认为异型柱是在原来较大的矩形框架柱截面或整片混凝土墙修改为的截面面积较小的异型截面，相应地也减少了截面特性，而异型钢柱是在一个工字钢截面上增加一个T型截面，相应地是增加了弱轴方向的截面特性，特别是将钢梁与钢柱弱轴的刚性连接节点转化为与柱翼缘连接，优于常见设计中工字钢柱在弱轴方向设外伸连接板的刚性连接，加强了工字钢柱弱轴稳定，对结构安全是很有利的。

一般认为工字钢柱弱轴刚性连接不可靠，所以在很多构造手册上建议在弱轴采用铰接框架加支撑体系或者采用钢管柱设计方案，抗震规范“柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时，宜采用箱形截面。当仅在一个方向刚接时，宜采用工字形截面，并将柱腹板置于刚接框架平面内。”

规范中虽然没有明确说不可采用工字钢柱弱轴与钢梁刚接，但根据抗震规范节点抗震承载力验算要求，弱轴连接一般是无法满足相关条款要求的。

异型工字钢柱相比箱形柱的节点加工容易、施工方便节约钢材，相比框架支撑体系减少了支撑部分的设置，从应用角度可灵活用于住宅墙体中，满足建筑师对住宅内无外露结构构件的要求。

笔者认为异型钢柱在结构分析中存在以下问题：

1)异型钢柱全截面受力情况分析，这里主要指在弱轴上增加 T 型构件，是否就相应的增加了这部分的截面特性，包括 T 型构件偏轴远近的影响，笔者认为钢柱类型不同，截面特性增加比例也会不同；

2)异型钢柱局部稳定性计算，这点可以参考规范中柱板件宽厚比进行控制；

3)梁柱节点与钢柱形心轴偏离时整体受力分析，采用普通杆系计算软件是不能解决这个问题的。理想的计算模型应该采用有限元整体建模方式进行内力分析， 可以解决上述问题，但建模工作量太大了。

笔者在设计中根据以下几个原则来确定柱截面：

1）按方钢管柱方案进行结构分析，根据计算应力比结果接近 0.9 的情况，选定框架梁截面尺寸，根据方钢管截面特性初选 X,Y 方向上工字钢截面,计算时不考虑腹板作用，初步确定异型柱截面；

2）按工字钢柱方案进行结构分析，异型柱 T 型构件布置方向，设柔性支撑代替异型柱中 T 型构件在工字钢弱轴上的刚度影响，按有侧移钢框架计算，调整异型钢柱中工字钢截面尺寸；完成后调整工字钢及柔性支撑布置方向，验算 T 型构件与工字钢腹板组成的工字钢截面尺寸；

3）根据上一步建立的模型，选取工字钢强轴所在的单榀框架进行抗震验算，只参考工字柱强轴应力计算结果，检验异型柱单向受力是否满足；

4）根据上述计算结果，手工核算梁柱节点处抗震承载能力，基础设计时考虑偏轴引起的附加弯矩；

5）以普通工字钢柱和方钢管柱按无支撑框架体系分别进行正常设计，其中钢梁按设计所选截面计算，根据合适的计算结果，统计钢柱用钢量以控制异型柱用钢量的上下限。

上述方法没有可依据的计算公式及条文，对偏轴引起的附加弯矩对整体的影响没有更多处理，这也是笔者只在二三层住宅设计中应用，没在更高的工程里使用异型钢柱的原因。笔者提出异型钢框架方案，希望得到大家的批评指正。

二、设计细节的问题

1、 整体计算时选取合适的结构阻尼比根据抗震规范要求，除专门规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05，当阻尼比不等于0.05时，地震影响系数曲线应进行修正，钢结构相关阻尼比选取值见表 1。

表 1 不同结构阻尼比应用值

从表 1 中数据可以看出，不同的钢结构体系有不同的地震影响系数，如果在结构分析时错误选择阻尼比对设计结果会产生较大影响,其中钢管混凝土和钢-砼混合结构由于是两种材料共同作用，在选取阻尼比时，应根据两种材料应用比例综合考虑阻尼比，结构整体刚度越柔，阻尼比选值越低。

2、刚接柱脚设计

常见柱脚分埋入式、外包式、外露式。在住宅设计中多采用外露式，相比其它两种方式，其现场安装、定位方便。

在设计时应注意，柱脚的刚度是靠底板的弹性变形或塑性变形来实现的，这就意味着整个结构变形包括钢结构本身变形及底板受拉变形后引起的整体变形，如在分析内力时视外露式为刚性柱脚，设计中要考虑层间位移角限值要有一定的富裕，同时应考虑底层钢柱弯矩反弯点下移引起的柱顶弯矩增大。

根据节点设计要求，为保证罕遇地震时不发生柱脚节点先于钢柱破坏，柱脚节点连接处的极限抗弯承载能力应大于 1.2 倍钢柱的全塑性受弯承载力（Wpnx·f）才可以，常见设计方法是根据柱脚反力来确定柱脚螺栓直径、连接焊缝,这样只能保证柱脚节点在多遇地震作用下具有一定强度而不破坏，而柱脚弯矩设计值所需截面抵抗模量一般小于钢柱本身截面抵抗模量（Wx），以H628X260X10X14 工字钢为例，1.2·Wpnx/Wx=1.36 倍，外露式很难保证这项设计要求。

而采用其它两种柱脚方式在转递钢柱内力时很容易满足前项要求，设计中传力明确、计算容易、构造简单、节省钢材。插入式柱脚构造相比埋入式更简单，大部分书籍认为可靠性不如埋入式，建议用于单层钢结构厂房，不适合高层建筑钢结构。

笔者认为在多层建筑钢结构可以采用，因为在许多工业项目中，单层厂房层高多在 10～30m，厂房内设多台吊车及大量检修平台，单柱荷载及地震作用往往大于普通住宅的情况，多层住宅柱脚在概念设计和计算设计都满足规范要求的情况下，采用插入式是没有问题的。新钢结构规范也增加了插入式柱脚的设计和构造规定。

3、楼板设计

楼板有预制楼板、现浇楼板、组合楼板等。采用预制楼板时应考虑预制板由于温度变化、荷载分布等原因，造成楼板接缝处开裂形成的单侧翼缘附加弯矩影响，即钢梁平面内整体抗弯应力与翼缘平面外抗弯应力双向组合后要满足折算应力限值，有些项目将楼板搁置在下翼缘上尤其要注意这个问题。

压型钢板组合楼盖在钢结构住宅中应用很多，整体分析时要考虑组合板的各向异性对框架梁的影响，包括根据楼板设置情况确定连续板或简支板、传力路径是单向还是双向、组合钢梁是按强边还是弱边组合造成的刚度差异；楼板设计时要避免集中单向布置楼板，使结构体系形成横向或纵向承重，做到合理布置组合楼板，尽量形成双向承重结构。

4、梁柱刚性连接设计

梁柱间刚性连接计算可按常用设计法或全截面受弯设计法进行，当钢梁翼缘的抗弯承载力大于整个截面承载力的 70％时，可采用常用设计法进行设计，小于 70％时，应采用全截面抗弯设计法，在住宅设计中，钢梁多属于前者，常用设计法计算原则为翼缘和腹板分别承担弯矩和剪力，普遍认为计算容易，结果偏于安全。

事实上根据多高层房屋钢结构梁柱刚性连接节点的抗震设计和多高层房屋钢结构梁柱刚性节点的设计，不做任何处理的将钢梁与钢柱进行栓焊等强连接是很难达到强节点弱杆件的设计要求，对加强式节点设计有设计及构造详细说明。

具体做法主要有三种方式：梁端翼缘加焊楔形盖板、梁端底部加腋、犬骨式连接。通过笔者在实际应用后认为，三者都存在增加施工难度的问题。第四种方式：梁端翼缘加宽方式，但在标准图集中不作为主推形式介绍，当建筑对梁宽没有要求的情况下，这种连接方式最为实用、便捷。

三、设计标准的问题

1．“轻型”钢结构概念问题

近年来因“轻型门式刚架房屋”的出现，在许多设计人包括结构设计人员的头脑中形成一种轻（质量）钢材概念，一遇到附属建筑设施或看似不重要的结构时就提出用“轻钢”来解决，却不注重该部分对主体结构的效应分析，事实上结构概念设计时应清楚，“轻型”实际上是指结构承受相对较轻的荷载，住宅设计中不会因为采用钢结构而减少荷载使用标准，结构体系无论采用钢还是混凝土，构件效应分析是没有原则上区别的。

2．多高层钢结构设计区别

根据规范有关条文，包括钢结构抗震调整系数，框架柱长细比，框架构件宽厚比等控制条款，均以 12 层作为区分点，因此可以理解为高层钢结构是指 12 层以上的建筑物。高规中高层是指 10 层及 10 层以上或房屋高度超过 28m 的建筑，这其中包括混合结构，再参考国外部分国家高层起始高度多设在 25～30 米或 8 至 11 层。

由此看来我国的多层钢结构适用范围要高于普通结构，也高于国外标准。多高层钢结构不仅构造不同，相关抗震调系数也不同，限值差别太大，在前面表 1 已说明，笔者认为此区分过于宽泛，举例说明一下：层高平均 4m，12 层建筑物高度 48米，是高规中 28 米限值的 1.7 倍，这就产生下面的问题，在混合结构中，混凝土结构应按高规构造设计，钢结构可以按多层构造设计，执行了两种标准。

3、《钢结构设计规范》

对住宅结构设计指导作用不大新版规范延续了工业建筑钢结构设计指导思想，例如在变形允许值按厂房构件进行分类，对民用建筑构件不做细分；温度区段设置要求以排架结构方式进行划分而不考虑纵横向承重体系、钢混组合结构的特点来区分，特别是强制性条文第 8.1.4 条“结构应根据其形式、组成和荷载的不同情况，设置可靠的支撑系统。

在建筑物的每一个温度区段或分区建设的区端中，应分别设置独立的空间稳定的支撑系统。”从文字上理解，钢结构不应该采用无支撑的纯框架结构，这显然与实际应用不符，设置支撑与否应以结构设计需要来确定，根据条文说明也可以知道这是一个原则规定，但作为强制性条文，必须严格执行值得商榷，民用建筑在使用要求上不同于工业建筑，包括一些结构体系也存在差异，应区别对待。

相比其他规范不断完善抗震部分内容，新版只在总则中提到应符合相关抗震规范的规定，似乎抗震设计在钢结构中并不重要，实际上在北岭和阪神地震后，国外开始纷纷重视钢结构抗震设计的研究，国内也有很多文章介绍，应该有很多成果可以总结成文的。我国抗震规范规定应根据抗震设防烈度采取不同的抗震措施，而钢结构抗震要求却没有任何区别也是不妥的。

四、设计钢结构住宅应尊重住宅使用的根本要求

钢结构住宅是今后发展的一个重要方向，但钢结构仅仅是建筑中承重体系、服务部分，它不是建筑使用中的主要成分，钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则，然后才是发挥钢结构的优势，单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性、不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的。

对于钢结构住宅不能因为要推广钢材在建筑中的应用而简单、强行在住宅结构中使用，这样作对推广钢结构住宅没有实际意义。相对而言公建、体育场馆、工业厂房等是钢结构在建筑中最能发挥其特长的领域，近年来，我们已经深刻感觉到这种应用变化。

关于钢结构框架设计总结和钢结构的框架的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。