开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇钢结构设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1．前言
2．设计方面
1）屋面活荷载取值
框架荷载取0.3kN/m2已经沿用多年，不打算修改。但屋面结构，包括屋面板和檩条，其活荷载要提高到0.5kN/m2。《钢结构设计规范》征求意见稿规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m2，但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6。门式刚架一般符合此条件，所以可用0.3kN/m2，与钢结构设计规范保持一致。国外这类，要考虑0.15-0.5N/m2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载情况，就要出安全问题。现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有克扣荷载情况，今后应特别注意，决不允许在有限的活荷载中“挖潜”。
2）屋脊垂度要控制
框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180，除验算坡面斜梁挠度外，是否要验算跨中下垂度？过去不明确，它可能讲课时说过不包括屋脊点垂度。现在了解到，美国是计算的。他们作框架分析，一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都要计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于要验算跨中垂度。跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。要的度本来就小，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面竖向刚度过小，第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡，使屋面变形。现在打算做个规定，刚架侧移后，当山尖下垂对坡度影响较大时（例如使坡度小于1/20），要验算山尖垂度，以便对屋面刚度进行控制。
3）钢柱换砼柱
少数单位设计的门式刚架，采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成，斜梁用竖放式端板与砼柱中的预埋螺栓相连，形成刚接，目的是想节省钢材和降低造价。在厂房中，的确是有用砼柱和钢桁架组成的框架，但此时梁柱只能铰接，不能刚接。多高层建筑中，钢梁与墙的连接也是如此。因为混凝土是一种脆性材料，虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力，但在连接部位，它的抗拉、抗冲切的性能很并，在外力作用下很容易松动和破坏。还有的单位，在门式刚架设计好之后，又根据业主要求将钢柱换成砼柱，而梁截面不变。应当指出，砼柱加钢梁作成排架是可以的，但将刚架的钢柱换成砼柱，而钢梁不变，是不行的。由于连接不同，构件内力也不同，要的工程斜梁很细，可能与此有关。建筑结构是一门科学，如果不按科学办事，是要吃苦头的。今后国家要执行建筑法，实行强制性条款，违反其中一项，出了工程事故，是要受罚的。
4）檩条计算不安全
3．施工方面
1）柱子拔出
有的刚架在大风时柱子被拔起，这是实际中常出现的事故。主要原因不是刚架计算失误，而且设计柱间支撑时，未考虑支撑传给柱脚的拉力。尤其是房屋纵向尺度较小时，只设置少量柱间支撑来抵抗纵向风荷载，支撑传给柱脚的拉力很大，而柱脚又没有采取可靠的抗拔措施，很可能将柱子拔起。，因此，在风荷载较大的地区刚架柱受拉时，在柱脚应考虑抗拔构造，例如锚栓端部设锚板等。
2）没有柱间支撑
这种情况最近较多，需要大声疾呼，这样不行。蒙皮作用虽然各国都在研究，但没有任何一本规范允许不设支撑。蒙皮作用的影响因素太多，并非在任何情况多能发挥作用。特别是柱间支撑，受力较大，绝不能省略。蒙皮作用最多只能视为一种刚度储备。
3）端板合不上
端板连接是结构的重要部位。由于加工要求不严，而腹板与端板间夹角又，有的工程两块端板完全对不上，合不起来。强行用螺栓拉在一起，仍留下很宽缝隙，严惩影响工程质量。
4）锚栓不铅直
框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不铅直，柱子安装后不在一条直线上，东倒西歪，使房屋外观很难着，这种情况不少。锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平，再用用无收缩砂浆二次灌浆填实，国外此法施工。最近在上海讨论轻钢施工验收规程，不少专家强调了这种方法。
5）保温材吸水超重
6）保温材料胡乱安装
4．其它
论文摘要：我国钢结构住宅起步很晚，只是改革开放后，从国外引进了一些低层和多层钢结构住宅，才使我们有了学习与借鉴的机会。大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近二三年才发展起来。由于具备其他结构无法比拟的优点，钢结构住宅已经给住宅产业和建筑行业带来了一场深层次的革命，从设计、施工、到一系列新材料的使用都出现了革命性的变化，因而在国际范围内代表了未来的住宅发展新模式。
0引言
高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，
在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。
1钢结构稳定设计的原则
稳定性是钢结构的一个突出问题。在各种类型的钢结构中，都会遇到稳定问题。对于这个问题处理不好，将会造成不应有的损失。
根据稳定问题在实际设计中的特点提出了以下三项原则并具体阐明了这些原则，以更好地保证钢结构稳定设计中构件不会丧失稳定。
1.1结构整体布置必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性要求。
目前结构大多数是按照平面体系来设计的，如桁架和框架都是如此。保证这些平面结构不致出平面失稳，需要从结构整体布置来解决，亦即设计必要的支撑构件。这就是说，平面结构构件的出平面稳定计算必须和结构布置相一致。就如上述的1988年加拿大一停车场的屋盖结构塌落，1985年土耳其某体育场看台屋盖塌落，这两次事故都和没有设置适当的文撑而造成出平面失稳。
1.2结构计算简图和实用计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构的稳定计算十分重要。
目前任设计单层和多层框架结构时，经常不作框架稳定分折而是代之以框架柱的稳定计算。在采用这种方法时，计算框架柱稳定时用到的柱计算长度系数，自应通过框架整体稳定分析得出，才能使柱稳定计算等效于框架稳定计算。然而，实际框架多种多样，而设计中为了简化计算工作，需要设定一些典型条件。
1.3设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合，使二者有一致性。
结构计算和构造设计相符合，一直是结构设计中大家都注意的问题。对要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接，应分别赋与它足够的刚度和柔度，对桁架节点应尽量减少杆件偏心这些都是设计者处理构造细部时经常考虑到的。但是，当涉及稳定性能时，构造上时常有不同于强度的要求或特殊考虑。例如，简支梁就抗弯强度来说，对不动铰支座的要求仅仅是阻止位移，同时允许在平面内转动。然而在处理梁整体稳定时上述要求就不够了。支座还需能够阻止梁绕纵轴扭转，同时允许梁在水平平面内转动和梁端截面自由翘曲，以符合稳定分析所采取的边界条件。
2钢结构住宅的设计流程
2.1判断结构是否适合用钢结构
钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。
2.2结构选型与结构布置
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”，它在结构选型与布置阶段尤其重要，对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
2.3预估截面
结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。
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1/20~1/50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。
柱截面按长细比预估。通常50
2.4结构分析
目前钢结构实际设计中，结构分析通常为线弹性分析，条件允许时考虑P-Δ，p-δ。
新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能.这为更精确的分析结构提供了条件。
2.5构件设计
构件的设计首先是材料的选择。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理，经济考虑，也可以选择不同强度钢材的组合截面。构件设计中，现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面，这和结构内力计算的弹性方法并不匹配。当前的结构软件，都提供截面验算的后处理功能。由于程序技术的进步，一些软件可以将验算时不通过的构件，从给定的截面库里选择加大一级，并自动重新分析验算，直至通过，如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一。它减少了结构师的很多工作量。
2.6节点设计
连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。在结构分析前，就应该对节点的形式有充分思考与确定。常常出现的一种情况是，最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致，这必须避免。按传力特性不同，节点分刚接，铰接和半刚接。
2.7图纸编制
钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段，设计图为设计单位提供，施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会由设计单位代为编制。由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾，有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍。
设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的控制，目前比较混乱，各个设计单位之间及其与钢结构公司之间
3钢结构住宅设计中应注意的问题：
3.1钢结构，有低层和多层之分。低层一般不超过3层，用于别墅；多层用于公寓。本文介绍多层公寓住宅钢结构设计中一些问题。
3.2超过9层为高层。10～12层又称小高层。抗震规范GB50011对12层以下和12层以上的房屋提出不同要求。住宅钢结构一般不宜超过12层。
3.3结构抗震性能与结构布置规则性有很大关系。结构布置不规则，地震时易损坏，而且除弹性设计外还要作弹塑性层间位移验算。因此应尽量使结构布置符合规则性要求。
您好，根据作者的专业，这篇论文我把电气内容放在前边，结构内容放后边了
关键词：高层；钢结构建筑；消防；电气；结构；设计要点
中图分类号：S611文献标识码：A
前言：高层钢结构建筑的电气消防设计水平和结构设计的安全、可靠，直接关系到高层建筑物和民用建筑建筑物的安全使用性能，建筑行业在进行建筑结构设计和消防电气设计中应该根据国家标准和规范，做好建筑工程的消防电源及配电设计、火灾自动报警系统设计、钢结构设计等方面的设计工作,通过优化建筑工程结构设计和消防电气设计不仅可以有效避免安全隐患的出现,防止重大安全事故的发生保障人员的人生安全。
一、高层钢结构建筑消防电气设计的特点
二、高层钢结构建筑的消防电气设计要点
1、供配电设计
高层建筑的防火规范必须按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95执行。国家标准《供配电系统设计规范》GB50052-2009规定了供电负荷等级和供电要求。一级负荷应由独立的双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。许多高层钢结构的建筑为一类高层建筑，所以它的供电负荷等级也应该是一级。一类高层钢结构的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防电气的负荷应该是一级负荷别重要的负荷供电。
2、火灾事故照明和疏散指示照明
3、先进可靠的火灾自动报警控制系统
高层钢结构建筑的火灾报警系统按《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求执行，将火灾报警系统分为三种基本形式：区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级和二级。钢结构的高层建筑的火灾自动报警系统基本上采用控制中心报警系统。控制中心报警系统中至少应设置一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及以上区域火灾报警控制器；或至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两台及以上区域显示器，应能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号，系统中设置的集中火灾报警控制器或火灾报警控制器和消防联动控制设备在消防控制室内的布置应满足规范要求，宜用于特级和一级保护对象。
4、火灾漏电探测报警系统
高层钢结构建筑内火灾危险性大、人员密集，根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求需设置漏电火灾报警系统。火灾漏电探测报警系统主要探测线路的漏电电流、过电流等信号，发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化，并储存各种故障和操作试验信号不应少于12个月。火灾漏电的探测模块安装在供配电的每一个回路的空气开关下端，探测每一路需要检测回路的漏电电流、过电流情况。每一个探测回路只发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化，不切断回路的电源。火灾漏电探测报警系统的主机安装在消防控制中心的墙上，给值班人员提供准确的报警信号和故障点位置。
5、做好建筑物的防雷与接地
高层建筑的火灾中，由雷击造成的原因占一定的比例。所以建筑设计时必须计安全可靠的防雷和接地装置，防止直击雷、侧击雷的直接破坏和雷电波的浸入造成的破坏。钢材是良好的导电体，钢结构的高层建筑像一个导电的铁笼子，所以更要做好建筑物的防雷和接地，还应及时与结构等专业沟通，合理确定位置，使其满足规范要求，减少和预防由于雷击造成的安全事故。
三、高层钢结构建筑的结构设计应注意的问题
1、钢结构设计要安全可靠
2、钢结构建筑设计要实用、安全
钢结构建筑设计要发挥钢结构的优势，满足电气消防设计规范，建筑钢结构的平面布置应力求规则、对称，而且避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板；注意设计深度，保证达到有关的规定要求；注意解决钢结构建筑建筑防腐蚀、防火、防震问题。做好钢结构防锈、防腐处理，使结构布置符合规则性要求，提高防震能力，保证钢结构建筑的实用安全性统一。
四、高层钢结构建筑结构设计技术要点
1、判断钢结构在建筑设计中的适用性
在进行钢结构建筑设计、选用结构设计方案之前，要充分考察建筑项目建设是否适合用钢结构。钢结构通常用于大跨度、高层、荷载、体型复杂或有较大振动、密封性要求高、吊车起重量大、要求能便于安装拆卸的结构。为了避免不必要的经济损失，要认真考察钢结构在建筑设计中的适用性。
2、确定结构选型与结构布置
“概念设计”这一理念应贯穿于在钢结构设计的整体过程中，运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，它在结构选型与布置阶段尤其重要。国内常见的钢结构类型主要有：框架、塔桅索膜、网架、平面架、轻钢等。在钢结构选型环节，要注意依据结构设计中主体系与分体系之间试验现象、破坏机理、工程经验、力学关系与震害等因素的综合深入分析，从而全面性整体性的选择最为科学、合理的结构，并且注意合理布置细节。
3、分析结构、预估截面
建筑设计在确定钢结构选型和布置后要注意对钢结构进行分析，以便钢结构于在实际设计中的合理应用，例如利用线弹性分析钢结构。另外还需对构件截面作初步估算，包括梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。设计时应及时与电气等专业沟通，使设计更加优化，这些也是钢结构建筑设计的重要环节。
结语：综上所述，在高层钢结构建筑的消防电气设计以及结构设计过程中，深入了解其消防电气的设计特点以及结构设计特点是关键，做好电气和结构两个专业间的相互配合工作，这既是现代化高层建筑物得到安全保障的体现，也是建筑火灾得到有效控制的体现，极大地保障了人们的生命财产安全。并且随着现代科学技术的快速发展的同时，促进人们不断在建筑电气消防技术中引入了很多新型的现代化设备，不断的完善结构优化设计，进而大幅度地提升了超高层建筑物的安全稳定功能，使其更加符合现代化超高层建筑设计的新要求。
参考文献：
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Abstract:Inordertoensurethesecurityandreasonableofthehigh-risebuildingsstructuraldesign,wemustimprovethelevelofthehigh-risebuildingsstructuraldesign.Thisarticleanalyzethebasicrequirementsofhigh-levelbuildingstructuresdesign,andillustratestheincreasedlevelofattentionpointsofhigh-leveldesignofbuildingstructures.Keywords:high-risebuildings;structuraldesign;points
关键词：钢箱梁；整体稳定性；高宽比；有限元分析
箱形钢梁的抗扭刚度很大，在实际工程中，薄壁杆件广泛用于桥梁工程、土木工程、汽车、海洋工程、航空航天工程等，而在桥梁工程中的薄壁杆件又以箱形、工字钢和槽钢梁柱应用最为广泛。箱形梁在起重机金属结构中的应用很多，由于箱形梁具有抗弯抗扭刚度大的优点，能够很好地抵抗大偏轨设计时偏心载荷形成的扭矩。
在工程结构中，构件、部件及整个结构体系都不允许发生失稳。失稳不仅使工程结构发生过大的变形，还往往导致构件的破坏。而且在现代工程结构中，轻质高强度材料的不断利用，使得在大跨度结构和高层结构中，稳定问题显得尤为突出。
一、问题提出
为了提高抗弯刚度，节省钢材和空间，钢梁截面一半做成高而窄的形式，受载荷方向刚度大侧向刚度小，如果梁的侧向力支撑较弱，梁的弯曲会随载荷大小的不同而呈现两种截然不同的平衡状态。因此，钢结构的稳定性能是决定其承载能力的一个特别重要的因素。《起重机设计规范》规定了不需要验算箱形梁整体稳定性时的高宽比和宽跨比的范围，即钢箱梁满足高宽比h/b0≤3.0时可不验算整体稳定性，反之则需要验算。随着现在高而窄的箱形截面梁的应用越来越多，设计时超出规范规定的高宽比限值得情况时有发生，而且随着高宽比的增加，相同型号的钢材达到屈服应力时的跨度是不同的。而《钢结构设计规范》中规定截面尺寸满足h/b0≤6.0，l1/b0≤95（235/fy）的箱形简支梁可不计算整体稳定性。式中l1为梁受压翼缘侧向支撑间距离；fy为钢材的屈服强度。
本文结合《钢结构设计规范》规定，对h/b在3.0～6.0之间的哪些条件范围钢箱梁起重设备可不进行验算进行研究。
二、钢箱梁不需要验证整体稳定的理论分析
钢箱梁不需要验算整体稳定性的条件是临界应力σcr不小于钢材的屈服应力σs。但是，由于模拟时没有考虑材料的弹塑性、焊接参与应力和构件的初始缺陷，算得的临界应力值不能直接用于稳定性分析，必须对其临界应力进行折减，经折减后的临界应力σcr’≥σs时则不需要计算钢箱梁的整体稳定性。本文借用《钢结构设计规范》中关于工字型截面钢梁临界应力的折减公式进行折减。
按照《钢结构设计规范》中规定：在最大刚度主平面内受弯的构件，其整体稳定性按Mx/（φbWx）≤f计算。式中：Mx为绕强轴作用的最大弯矩；Wx为按受压纤维确定的梁毛截面模量；φb为梁的整体稳定性系数；f为钢材的抗弯强度设计值。当稳定性系数φb=σcr/σs≥0.6时，应按φb=1.07-0.282/φb≤1.0对稳定性系数进行修正，而φb=σcr’/σs。当修正后的稳定性系数φb=1.0时，即修正前的稳定性系数φb=4.0时可不计算整体稳定性。
三、钢箱梁整体稳定性模拟计算
根据上节分析，本文采用有限元分析的AN-SYS通过软件模拟计算，其思路是模拟均布载荷、跨中集中载荷及3个分别位于梁跨1/4、1/2和3/4的集中载荷作用下的工况，用特征值屈曲分析，先求出其载荷特征值，然后用这一特征值求解临界弯矩Mcr，再利用AN-SYS模拟临界应力σcr，最后按不同材料、不同跨度及不同高宽比模拟计算出不需要验算整体稳定性的钢箱梁高宽比范围。
3.1计算模型
本文利用beam189单元对不同高宽比的钢箱梁模型在均布载荷、跨中集中载荷及3个分别位于梁跨1/4、1/2和3/4的集中载荷作用下的工况继续拧模拟。梁宽500mm时取翼缘板lw=10mm、腹板和翼缘板的厚度比值取tf/lw=3，不同工况下模型图及其变形图如图1～图2所示。
3.2钢箱梁不需要计算整体稳定性的高宽比范围
本文以h/b0=3.0～6.0、b0=500mm、tw=10mm、tf/tw=3的截面，载荷以3个集中载荷作用在梁上，最大允许挠跨比1/250为例，计算了钢材型号取Q235～Q690，当=4.0时不同材料的钢箱梁不需要计算整体稳定性的最大跨度及其相应的挠度和允许挠度值，列于表1。由表1可见：
（1）当h/b0=3.0～4.5之间，除h/b0=4.5、设计材料为Q235、跨度Lk=59m时需要计算整体稳定性外，其它各种类型材料和各种跨度均可不验算整体稳定性；h/b0等于或大于5.0以后的大部分情况均需验算整体稳定性。
（2）当钢材型号相同时，截面高宽比不同，对整体稳定性有影响，随着截面高宽比的增大，不需要验算整体稳定性的跨度逐渐减小。以Q345为例，当h/b0≤4.0时可不需验算整体稳定性的跨度达到42.0m，而h/b0=4.5时不需要验算整体稳定性的跨度仅有39.8m。
（3）当截面高宽比相同时，不需验算整体稳定性随钢材型号不同而变化，且随钢材强度的增高而计算跨度减低。以h/b0=4.0为例，当材料为Q235时，不需要验算整体稳定性的跨度为62.2M；而当材料为Q345时，不需要验算整体稳定性的跨度为42.0m，跨度对稳定性的影响加大。
四、结束语
参考文献
[1]卢献荣、夏志斌，验算钢梁整体稳定的简化方法[C]//钢结构研究论文报告选集；第二册；北京；全国钢结构标准技术委员会，《GB50017》
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[3]中国国家标准化管理委员会.GB/T3811-2008起重机设计规范[S].北京；中国标准出版社
关键词：钢筒仓；贮料压力；有限元分析
钢板筒仓广泛应用于矿业、冶金、化工、电力、农业等诸多领域的散料储存。相对于传统的钢筋混凝土筒仓，钢板筒仓具有建筑自重轻、建设周期短、投资见效快、有利于生产工艺的变更等诸多优点。本文针对某输送系统项目中铝土矿的给料仓，开展了全钢结构筒仓工艺结构体系的设计。
1总体工艺流程
料仓前后流程：堆料场中物料通过11YH-CV-O4带式输送机将物料输送到破碎站机房的料仓中。这个料仓分三个口分别向三台板式给料机卸料，三台板式给料机再分别向三台破碎机喂料，如图1所示。
图1料仓工作布置图
2系统工作环境和工作能力要求
2.1带式输送机（11YH-CV-01/02/03/04/05）工作能力及其工艺要求
额定生产能力：2000t/h
设计能力：2400t/h
带宽：1600mm
带速：2.5m/s
工作制度：335天/年，3班/天，5时/班
2.2矿石性质
原料类型：铝土矿石
松散密度：1.3t/m3
物料最大块度：50mm
水分含量：平均9.5%，最大14%
自然堆积角：38°
3钢筒仓的总体方案选择
3.1钢筒仓的结构选择
钢筒仓按照其几何型式分为矩形斗仓、圆型斗仓、双曲线漏斗以及抛物线槽型贮仓等几种。其各种仓型使用范围见表1。
钢筒仓按其结构形式又可以分为两大类：落地式钢筒仓和高架式钢筒仓，其中高架式钢筒仓可以分为裙承式和柱承式两种。
表1钢仓各种仓型适用范围
根据以上分析和实际工程需要，选择高架式钢筒仓。
3.2料仓分岔口处的过渡形式的选择
料仓分岔口处的过渡形式分为以下三种：
（1）弧线过渡式（见图2），此种形式包括两种支撑形式，一种为平台支撑，另外一种则是采用球铰支撑。
图3折线过渡式料仓结构简图
（2）折线过渡式（见图3），此种形式采用平台支撑。
缺点：中间料仓的储存量为1072m3后才可以向两侧料仓分料。此后还可存料1650m3。
（3）分体式（见图4），此种形式亦采用平台支撑。
优点：三部分各成一体，互不影响，每个仓体的容积相等，均能对系统产生缓冲作用，工艺流程变换自如。
综上所述，方案3最佳。
图4分体式料仓结构简图
3.3局部结构的创新
传统钢仓的横断面形式多为矩形结构，这种结构虽简单，但由于竖壁在储料水平压力作用下，对相邻竖壁产生水平拉力，其作用点在竖壁与斜壁的交肋处，并沿竖壁高度呈三角形分布，而且锥斗（仓底）在自重以及储料垂直荷载作用下，对竖壁底部产生垂直拉力，作用在竖壁与斜壁交肋处，并沿竖壁水平方向均匀分布。斜壁在储料法向压力的作用下，对相邻斜壁产生水平拉力，造成竖壁与竖壁连接处、竖壁与斜壁连接处以及斜壁与斜壁连接处的局部应力过大，从而对结构和选材产生影响，而造成不必要的浪费，并且增加了制造和焊接工艺的难度。为了解决这一问题，本论文研究的料仓将侧壁连接处设计成弧形连接面，卸料口设计为跑道型法兰。
3.4具体结构设计
根据以上分析和所选择的结构方案，确定钢仓的具体结构：（1）料仓选择Q345-B钢，壁厚为30、20mm，顶盖板厚为16mm，且顶盖处需适当采用角钢加强。（2）加劲肋型材为T型钢，且要求圈焊。（3）在侧壁上需加设仓壁震动器，外壁上开口，以便人工破拱。（4）衬板采用16mm厚的高锰钢，栓接固定。（5）单个料仓最大容积为580m3，最大承重754t。（6）最大分片尺寸为10mx2.1mx2.1m。（7）圈梁板厚都为20mm。（8）下侧圈梁支撑可采用部分接触式。以释放焊接应力及过约束的问题。
4结束语
本文通过钢筒仓主体结构设计基本理论的分析，对比分析了几种钢结构筒仓的设计方案，最后根据工程实际需要，确定了钢结构铝土矿给料仓的结构，本料仓将侧壁连接处设计成弧形连接面，卸料口设计为跑道型法兰，并进行了详细的机构设计。
[1]贮仓结构设计手册编写组.贮仓结构设计手册[G].中国建筑工业出版社，1999，12.
【关键词】钢结构；稳定性；失稳；稳定性验算
1．引言
从以上案例中可以看出，由于结构设计不合理，导致结构失稳，最终导致事故发生。为了保证建筑的安全性，我们更应该重视稳定性的设计。
2．钢结构稳定性的定义
2.1强度与稳定的区别：稳定计算是在结构变形后的几何形状和位置上进行计算的。稳定主要是找出外部荷载与结构内部抵抗力间不稳定的平衡状态,即变形开始急剧增长而需设法避免进入的状态,因此它是一个变形问题。强度是指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载所引起的最大应力(或内力)是否超过建筑材料的极限强度,因此它是一个应力问题。
2.2钢结构失稳是一个过程，是一个整体行为，和构件刚度有关，和轴心拉力作用无关。即轴心拉杆不需要进行稳定计算，压弯杆需要进行稳定验算。失稳可分为分支点失稳、极值点失稳。
2.2.1分支点失稳也是有平衡分岔的问题，完善直杆在轴心受压的失稳以及平板在中心面受压的失稳都归属于这一类。
2.2.2极值点失稳也是没有平衡分岔的问题，由建筑钢材做成的偏心受压构件,当塑性发展到一定程度后的极值点失稳都归属于这一类。
3．钢结构稳定性的设计方法
3.1钢结构的稳定性包括整体稳定性和局部稳定性。几何缺陷和力学缺陷都是引起结构整体不稳定的因素。几何缺陷主要是初始的弯曲和初始偏心影响的。力学缺陷主要是残余应力影响的。稳定性不能孤立的考虑单个构件，还要考虑相邻构件对其影响。局部屈曲不一定导致整体结构承载能力的丧失，但他却影响着整体稳定的临界力。
3.2钢结构稳定性问题分析方法是在外力荷载作用下结构发生变形的条件下进行的，此变形是与构件失稳时的变形相对应的。稳定计算属于几何非线性问题，所以应采用二阶分析的方法。结构体系、构件的长度、连接方式、截面的形状尺寸、残余应力的分布以及外荷载作用等一系列的条件都将影响稳定计算的结果。结构的稳定承载力可以通过稳定计算得出的屈服荷载或极限荷载来体现。稳定计算不能应用应力的叠加原理，可以应用叠加原理的构件必须满足以下二个条件，一是不存在材料的非线性，二是不存在几何非线性。而弹性稳定计算不符合第二个条件，非弹性稳定计算二个条件都不符合。所以稳定性计算不能应用叠加原理。
3.3压弯构件整体稳定性验算分为平面内稳定性验算和平面外稳定性验算。
平面内失稳—压弯构件在弯矩和轴线压力共同作用下，可能在弯矩作用的平面内发生整体的弯曲失稳。其受力条件相当于偏心压杆。计算公式为：
平面外失稳—开口截面压弯构件的抗扭刚度和弯矩作用平面外的抗弯刚度通常都不大，当侧向没有足够支承以阻止其产生侧向位移和扭转时，构件可能因弯扭屈曲而破坏。计算公式为：
注：闭口截面η=0.7其他截面η=1.0
4．稳定问题的主要计算方法
下面分别从有限自由度体系和无限自由度体系两个方面研究临界荷载的计算方法。稳定的自由度即一个体系发生弹性变形时，确定其变形状态所需的独立几何参数的数目。
4.1静力法—有限自由度体系。在原始平衡路径之外寻找行的平衡路径，确定二者交叉的分支点，求出临界荷载。根据小挠度理论，列出其平衡方程。平衡方程是充分考虑变形后几何尺寸的变化，根据变形后的结构新位置列出的方程。该平衡方程是以位移为未知量的齐次方程，要想得到非零解，系数应为零，得出稳定方程，两条平衡路径交点即分支点，分支点对应的荷载即为临界荷载。
能量法—有限自由度体系。根据势能为驻值且位移有非零解，从而可以得出临界荷载。计算步骤如下：根据能量守恒原理写出势能表达式(势能=弹簧应变能+荷载势能)，建立势能驻值条件，根据位移有非零解的条件，得出特征方程，求出特征荷载，取特征荷载中的最小值即临界荷载。
能量法与静力法都是同样的齐次方程，计算步骤也完全相同。
4.2静力法—无限自由度体系。在变形状态下建立平衡方程，再根据平衡形式的二重性建立特征方程，最后求出临界荷载。无限自由度体系不同于有限自由度体系的是平衡方程是微分方程而不是齐次方程。
能量法—有限自由度体系。通过一些可能的位移状态，根据能量守恒原理，求出势能(势能=弹簧应变能+荷载势能)，由势能为驻值条件，可得齐次方程组，为了得到非零解，齐次方程的系数行列式应为零，由此求出特征荷载值，特征荷载值中的最小值即为临界荷载。
无限自由度体系不同于有限自由度体系的是平衡方程，有限自由度体系是齐次方程，而无限自由度体系是齐次微分方程。
5．钢结构稳定性设计的几点体会
5.1轴心受拉构件不用验算整体稳定和局部稳定。
5.2轴心受压构件和压弯构件，由于存在各种缺陷，所以比较容易丧失稳定，因而需要稳定验算。验算局部稳定有两种方式:一是控制翼缘板自由外伸长度与翼缘厚度之比;二是控制腹板净高度与腹板厚度之比。对于圆管截面的受压构件,应控制外径与壁厚之比，圆管的径厚比限值和钢材屈服强度成反比。
6．结束语
通过加强对稳定性的了解，更加重视整体稳定和局部稳定验算，尽量避免结构设计缺陷，以免在设计过程中发生失稳，造成不必要的损失。随着对钢结构研究的不断深入和新型钢结构的研发，设计人员应该更好的了解其性能，不断完善钢结构稳定设计，从而钢结构能得到长足的发展。
参考文献:
[1]GB50017-2003,钢结构设计规范[S].
关键词：轻钢结构，防损，措施
近年来，轻钢结构建筑设施因为遇到强风,暴雨、暴雪而遭受损失的情况时有发生，尽管这是天灾，但面对天灾，我们应该采取什么样的办法来解决这一问题，尽可能的减少损失呢？
强风、暴雨、暴雪造成轻型钢结构建筑损坏,从大多数实例来看都是从北坡屋面、设有女儿墙、有高差积雪堆积处的屋面压型钢板开始。受损较轻的是屋面压型钢板局部压折、C型钢檩条变形，保温屋面底板压折或接缝处拉开；受损较重的是屋面压型钢板凹陷，C型钢檩条失稳，门式刚架横梁变形；受损最重的是屋面压型钢板和檩条塌陷，把门式刚架梁柱拉倒，整个厂房倒塌。针对这些特点在今后的设计与应用中需要注意以下几个方面的问题.
第一，确定好钢架间距.钢架的间距与刚架的跨度、屋面荷载、檩条形式等因素有关。当钢架跨度较小时，选用较大的间距会增加檩条的用钢量，是不经济的。钢结构规范规定，钢架柱距宜为6m，7.5m，9m，不宜过大。
第二，应用好钢结构体系.有的轻钢结构建筑将门式钢架的钢柱更改为钢筋混凝土柱，并简单的把钢斜梁靠放在钢筋混凝土柱上。钢筋混凝土排架结构，其屋面主要构件可以钢梁或钢屋架，并且与钢筋混凝土柱顶铰接，钢筋混凝土柱脚与基础刚接。很明显，门式钢架和钢筋混凝土排架结构是两种完全不同的结构体系，在材料、刚度和承载力上都有很大的不同，不能简单的代替；而且钢斜梁与钢筋混凝土柱难以实现刚接。因此，不能随意将钢柱改为钢筋混凝土柱，简单地模仿钢刚架的连接方法。这样做既不能节省工程投资，构造也不简单，还可能造成整个工程倒塌。
第三，做好柱脚抗风.在工程实例中，有的钢架在大风时柱子被拔起，其主要原因不是钢架计算失误，而是设计柱间支撑时未考虑支撑传给柱脚的力，尤其是房屋纵向尺寸较小时，只设置少量柱间支撑来抵抗纵向风荷载，支撑传给柱脚的拉力很大，若柱脚没有采取可靠的抗拔措施，很可能将柱子拔起，因此，在风荷载较大的地区刚架柱受拉时，在柱脚应考虑抗拔构造，如锚栓端部设锚板等。论文参考网。
第四，加强构造措施.强风、暴雨、暴雪造成建筑设施受损大多从女儿墙处开始，今后设女儿墙时必须限制高度且采取加强措施。轻钢结构中的檩条除用于承担梁的功能外往往兼作支撑体系中的压杆，同时还通过隅撑对门式刚架的梁和柱提供侧向支承，檩条通常由薄钢板冷弯成型，在风吸力作用下，檩条的自由翼缘受压，因此，当檩条下翼缘无面板侧向支撑时，必须对檩条的下翼缘进行稳定性验算。对于檐口处檩条要加密，压型钢板与檩条的连接要加强。隅撑可以用来提高屋面梁式柱的受压翼缘稳定能力，因此在檐口位置，刚架斜梁与柱内翼缘交接点附近的檩条和墙梁处，各设置一对隅撑。有吊车的厂房支撑的设置非常关键，在厂房的头、尾跨设置柱间支撑，在设置柱间支撑的同一跨并设屋面支撑。
第五，处理好设计、施工中的常见问题.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，因为这涉及到土建和钢结构两个方面的问题，因为土建的砖墙很可能搞不平直，可彩钢板的泛水又不可能做得忽大忽小，结果是彩钢板与砖墙的缝隙忽大忽小，彩钢板与砖墙的泛水处理时很难搞好，让建设单位有心里准备。论文参考网。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。门口上层条形窗与门口上框太近，没有雨蓬的位置。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。屋面檩条布置图和钢梁的详图要认真核对，常有发现屋面檩条布置图与钢梁详图的檩条数量不合。做大型工程时，深化图编号一定要考虑到生产、发货、安装的便捷。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,否则工人在安装时必须探出身子来拧紧花篮螺栓或者用爬梯上去，要么等檩条安装结束后爬上檩条拧紧花篮螺栓这样非常不安全。论文参考网。另外也要考虑一下隅撑的布置位置，不要在布置水平支撑时与隅撑打架。屋面板采用夹芯平板，那么估计半年内就要漏水。
结束语
轻型门式刚架结构具有造价低、重量轻、安装方便、施工周期短等优点，在工业厂房中得到较为广泛的应用。只要设计人员转变设计观念解决存在问题，就能确保工程的设计质量，推动门式刚架轻型钢结构的进一步发展。
【参考文献】
［1］钢结构设计规范.
［2］门式刚架轻型技术规程.
［3］建筑结构.
关键词：基站桅杆技术标准施工规范要求
一、基站桅杆技术标准
（一）范围
1、本标准规定了桅杆的技术要求，包括生产工艺、施工规范等技术性能指标。
2、本标准适用安装于屋顶为主的桅杆（自立式和拉线式）设计，其它通信桅杆设计可参照使用。
3、本规范的编制是以国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068为准则，执行和引用以下技术规范。1)GB50135-2006《高耸结构设计规范》；2)GB50009-2001《建筑结构荷载规范》；3)GB50017-2003《钢结构设计规范》；4)YD/T5131-2005《移动通信工程钢塔桅结构设计规范》；
(二）技术标准
1、桅杆正常使用极限状态的控制条件应符合下列规定
1.1在风荷载（标准值）作用下，桅杆结构任意点的水平位移不得大于该点离地高的1/7。
1.2在风荷载（标准值）作用下，当塔（杆）上挂有微波天线时，微波天线所在位置的塔身挠度角和扭转角，应不超过微波天线的1/2半功率角。
1.3在已有建筑物上加建移动通信工程塔桅结构时，8米以上桅杆结构物必须经技术鉴定或设计许可，确保建筑物的安全。未经技术鉴定或设计许可，不得改变移动通信工程塔桅结构的用途和使用环境。
1.4所有构件均应进行热浸锌防腐，现场焊接部分应采用有效的防腐措施。
2、材料选用
2.1移动通信桅杆采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊接结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。
2.2移动通信桅杆的钢材，宜采用Q235普通碳素结构钢、Q345低合金结构钢、有条件时也可采用Q390钢或钢材强度等级更高的结构钢、以及优质碳素结构钢，其质量标准应分别符合我国现行国家标准《碳素结构钢》（GB700）、《低合金高强度结构钢》（GB/T1591）和《优质碳素结构钢技术条件》（GB699）的规定。需要焊接的构件不得采用Q235普通碳素结构钢A级；主要受力构件在冬季工作温度等于或低于-20oC时，不宜采用Q235沸腾钢。
2.3桅杆钢管构件宜采用材质为20号优质碳素钢的无缝钢管。
2.4拉线塔的拉索宜采用镀锌钢绞线。
2.5连接材料应符合下列要求：
2.5.1焊接一般采用手工电弧焊，选用的焊条，应符合现行国家标准《碳钢焊条》（GB5117）或《低合金钢焊条》(GB5118)的规定，焊条型号应与构件钢材的强度相适应，可按下列原则选用：1）、对于Q235钢，宜选用E43××型焊条；2）、对于Q345钢，宜选用E50××型焊条；3）、对于Q390钢，宜选用E55××型焊条；4）、对于不同强度钢材的连接焊缝，可采用与低强度钢材相适应的焊条。
3、采用自动焊接或半自动焊接时，焊丝和相应的焊剂应与主体金属强度相适应，不同强度的钢材相焊接时，可按强度较低钢材选用焊接材料。焊丝和焊剂应符合《熔化焊用钢丝和焊剂》GB1300的规定。
4、钢管采用法兰连接时宜选用高强度材料的普通螺栓，高强度螺栓可采用45号钢、40Cr、40B、或20MnTiB钢制作并应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》（GB/T1228～GB/T1231）的规定。
（三）构造及工艺技术要求
本节规定是根据移动通信钢塔桅结构的特点及工程实践，按照钢结构设计规范的有关规定所制定。
3.1钢管注意开镀锌工艺孔。在热浸锌前钢材表面除锈应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。处理后的钢材表面不应有焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和毛刺等。
3.1.1镀锌的锌层厚度应符合下列规定：镀件厚度小于5mm时，锌层厚度应不低于65μm。镀件厚度大于或等于5mm时，锌层厚度应不低于86μm。
3.1.2应严格控制浸锌过程的构件热变形，每根构件的长度伸缩量≤L/5000，弯曲变形≤L/1000。（L-构件长度）
3.1.3构件镀锌表面应平滑，无滴瘤、粗糙和锌刺，无起皮、无漏镀，无残留的溶剂渣。
3.1.4镀锌后的锌层应于基本金属结合牢固，且锌层应均匀。
3.1.5对运输和安装中破坏部位，应采取可靠的补救措施。
3.2螺栓的螺纹不应进入剪切面，以提高螺栓抗剪的可靠性。
3.3桅杆在风荷载反复作用下螺栓受拉压作用，螺帽容易松动，应加弹簧垫圈或采用扣紧螺母、双螺母防止螺帽松动。
（四）桅杆的制作要求
4.1.根据实际需要采用Φ89、Φ95或Φ114热镀锌无缝钢管。管壁厚度不小于4.0mm。
关键词：轻钢结构；单层厂房；设计；
引言
随着国家经济的快速发展，钢结构在建筑领域起到了举足轻重的作用，扮演着越来越重要的角色，无论在工业还是民用建筑中，钢结构以其突出的特点迅速地占领着越来越广的市场。其特点有：其整体刚度和抗震性能好、施工速度快、自重轻、承载力高，在大跨度及超高层建筑中代替了钢筋混凝土结构，但也存在着防火性能差、易腐蚀等缺点，在设计中根据其特点扬长避短才能更好地发挥钢结构的作用。
一、钢结构厂房空间结构解析
为了使本论文的钢结构厂房分析设计更具有针对性和信服力，这里以实际的炼钢厂房钢结构厂房为具体研究对象进行分析讨论。由于钢铁工业是国民经济的支柱产业，炼钢厂就成了一个重要的生产场所，属于抗震规范中的乙类设防建筑。由于工艺布置的特殊性和生产设备的需要，炼钢厂主厂房往往具有质量、刚度分布严重不均匀的特点。又基于建设周期及抗震性能等的综合考虑，这类厂房大都采用全钢结构建造。本文中以某设计生产能力为50吨的转炉炼钢厂为研究对象。
由于工艺要求的复杂性，该厂房由炉渣跨、加料跨、炉子跨、钢水接收跨、连铸浇铸跨、连铸出坯跨共六跨组成，核心设备布置在炉子跨中部的塔楼内。该转炉炼钢厂房主要由塔楼、散状料上料系统、柱子系统、屋盖系统和吊车梁系统几大部分组成，各部分的结构大都是由型钢和钢板焊接或螺栓连接而成。
二、轻钢结构单层厂房设计的要点
2.1结构体系
1)门式刚架分为单跨、双跨、多跨以及带挑檐的和带毗屋等多种形式。多跨刚架中柱与刚架梁的连接可采用铰接。
2)轻型钢结构工业厂房结构体系中，屋面常采用有檩体系，檩条间距为1．5m，屋面板为压型钢板或夹芯板，檩条采用冷弯C型钢或高频焊接薄壁H型钢;外墙采用有墙梁体系，墙梁间距为1.5m～2.1m，墙面板为压型钢板或夹芯板，墙梁采用冷弯C型钢或高频焊接薄壁H型钢。主刚架梁下翼缘和主刚架柱内侧翼缘平面外的稳定性，可通过在刚架梁下翼缘和檩条间或刚架柱内侧翼缘和墙梁之间设置的隅撑来保证。主刚架之间的水平支撑可采用张紧的圆钢或角钢。
3)根据跨度、高度和荷载不同，门式刚架的梁柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字钢或成品H型钢截面。单层厂房中当设有桥式起重机时，柱截面宜采用等截面构件。
4)轻钢结构工业厂房刚架柱基础，刚架柱柱脚与钢筋混凝土基础的连接可按铰接或刚接，当厂房内设有桥式起重机时按刚接连接，其他情况按铰接连接。
焊接实腹式工型截面门式刚架承重结构由刚架和基础两部分组成。门式刚架承重结构体系的刚架、檩条(或墙梁)以及压型钢板间通过可靠的连接和支撑相互依托，体系受力更趋向于空间化。
2.2结构布置
1)屋面结构平面布置
单层厂房轻刚结构房屋伸缩缝的设置:当房屋纵向长度不小于300m，横向长度不小于150m时需要设置温度伸缩缝。温度伸缩缝的做法有两种:檩条连接处的螺栓孔采用椭圆孔或设置双排柱，使结构有足够的伸缩空间;吊车梁与柱的连接处宜采用椭圆孔。
屋面檩条的布置，应考虑天窗、通风屋脊、采光带等因素的影响，屋面压型钢板厚度和檩条间距应按计算确定。
2)墙面墙梁布置
单层厂房轻刚结构房屋墙面墙梁的布置，应根据门窗的位置、大小确定墙梁的位置，另外设有挑檐、雨篷时还应增设墙梁等构件，墙梁的规格尺寸应由计算确定，同时还应考虑墙面板的规格，考虑到厂房的美观，一般墙面梁设在主刚架柱的外侧。
3)支撑布置
横向水平支撑和竖向柱间支撑可提高刚架的整体刚度，并能承担和传递水平力，防止杆件产生过大的振动，避免压杆的侧向失稳，可保证结构安装时的稳定。
当设有温度伸缩缝时，在每个温度伸缩单元应分别同时设置横向水平支撑和竖向柱间支撑以形成几何不变、稳定的空间结构体系。
横向水平支撑一般设置在温度伸缩单元两端第一开间刚架梁上翼缘，在水平支撑交叉的节点处应设置刚性系杆。横向水平支撑的间距不大于45m。横向水平支撑既可以采用十字交叉圆钢，又可以采用双角钢作支撑。
当温度伸缩单元长度不超过90m时，在温度伸缩单元两端第一开间的上柱处设置上柱柱间支撑，在温度伸缩单元中间的柱开间内分别设置上下柱柱间支撑。上柱柱间支撑为单片角钢，连接在柱腹板的中间，下柱柱间支撑为双片角钢，连接在下柱两侧翼缘。值得注意的是在温度伸缩单元的端部不设下柱柱间支撑。
在刚架转折处应沿房屋全长设置刚性系杆。
三、轻钢结构厂房钢构件的设计
3.1主要承重构件(刚架)内力计算方法
3.2门式刚架位移(侧移)计算
当屋面坡度不大于1∶5时，柱顶在水平力H作用下的位移(侧移)u，可按下列公式计算:
柱脚铰接刚架:
柱脚刚接刚架:
其中，h，L分别为刚接柱高度和刚架跨度;Ic，Ib分别为柱和横梁的平均惯性矩;H为刚架柱顶等效水平力;ζt为刚架柱与刚架梁的线刚度比。
3.3构件强度计算
工型截面受弯构件在剪力、弯矩共同作用时，强度按下式进行计算:
当
当截面为双轴对称时:
其中，Mf为两翼缘所承担的弯矩;Me为构件有效截面所承担的弯矩，Me=Wef，We为构件有效截面最大受压纤维的截面模量;Af为构件翼缘的截面面积;Vd为腹板抗剪承载力设计值，Vd=hwtwfv'。
3.4构件稳定计算
轴心受压构件(工型截面)局部稳定计算:
受压翼缘:
腹板:
其中，b为受压翼缘自由外伸宽度;t为受压翼缘的厚度;fy为钢材屈服强度;hw为腹板的计算高度;tw为腹板的厚度。
3.5刚架柱基础的设计
3.5.1基础形式
门式刚架轻型房屋钢结构常用的基础形式有:
1)钢筋混凝土独立基础，一般用于地基承载力比较大，土质比较均匀的情况。
2)柱下条形基础多用于加固工程中，在处理新旧建筑物基础时，可以避免对旧建筑物基础造成不利的影响。
3)桩基础一般用于深基础，地基回填土较多、持力层较深的情况。
3.5.2基础的设计
1)轻钢结构厂房门式刚架柱基础通过钢板与钢筋混凝土基础之间连接采用铰接或刚接柱脚。
2)柱脚锚栓应采用Q235钢或Q345钢制作。锚栓的锚固长度应符合GB50007-2002建筑地基基础设计规范的规定，为抵抗上拔力锚栓端部设置弯钩或锚板，锚栓的直径不小于24mm，且应采用双螺母或采取防止螺帽松动的有效措施;柱脚锚栓按下柱柱间支撑传递的纵向风荷载和吊车刹车力或纵向地震作用的上拔力计算。刚架柱底部的水平力由柱脚底板与钢筋混凝土基础顶面之间的摩擦力来承担，若还不满足须设置槽钢或角钢抗剪键。计算柱脚锚栓的受拉承载力时，应采用螺纹处的有效截面面积。
轻钢结构具有自重轻、工厂化和商品化程度高、施工周期短、节能环保等明显的优点。轻钢结构门式刚架设计在单层工业厂房中越来越得到人们的青睐，但它毕竟还是一个新生事物，需要我们设计人员在工程设计中不断的探索、改进、回访中积累经验，进而解决在工程设计中遇到的新技术、新问题。新技术、新材料的应用给设计人员提供了锻炼的机会，带来了新的挑战，只要对不断出现的新技术、新材料、新问题勇于探索、勇于创新，就能攻克难关，从而使新技术、新材料得到广泛应用，我们的设计水平也会有较大的提高。
[1]魏明钟.钢结构设计新规范应用讲评[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2]李春祥,黄金枝,金兢.高层钢结构抗风抗震控制若干问题探讨[J].振动与冲击,2000.
关键词：高层建筑；结构选型；影响因素；选型方法
高层建筑是随着社会生产力和现代科学技术的发展在一定的技术经济和社会条件下出现的一种建筑物类型。它有利于节约和集约化地利用土地资源，解决住房紧张，减少市政基础设施和美化城市空间环境。可以说高层建筑的发展开创了整个建筑业的新纪元。
1高层建筑结构选型决策的必要性
建造高层建筑有其不经济的一面。例如：按单位建筑面积计算高层建筑的造价和管理费用都远远超过多层建筑，高层建筑中结构设备占去更多的空间，便有效使用的建筑面积减少。高层建筑的供热通风系统消耗更多的能量等等。但在另一方面，几十层乃至上百层的建筑集中了成千上万的人在一起工作生活，极大地提高了土地的利用率，可节省土地资源，增加绿化面积改善城市环境。而在高层建筑的设计中，结构设计占有重要的地位。如果说建筑设计决定了建筑物的造型和功能，那么结构设计就是赋予建筑物一个支撑骨架。这个骨架的型式及其空间关系的合理性，不仅直接关系到建筑物的安全，而且关系到建筑物能否实现其预定的功能和能否达到预期的经济效益。所以，正确进行高层建筑结构体系的选型是结构设计的一个关键环节。根据工程实践经验，如果高层建筑结构体系选型不当，那么任凭用再先进的结构理论和精确的计算方法也难以做出安全可靠经济合理的高层建筑。结构设计正确处理高层建筑结构体系的选型问题，对于高层建筑的设计施工乃至使用维护而言都具有至关重要的意义。
2高层建筑结构选型决策的特点
高层建筑结构的选型决策，就是针对某一幢建筑在建筑方案已经确定的情况下通过比较分析确定一个满足建筑功能要求的，结构受力合理的，综合经济效应最佳的结构型式。结构选型决策具有以下特点：所选结构类型应对建筑的功能有较大的适应性、工程造价和投资能力、施工条件技术条件和施工工期的要求、建筑材料和能源的供应、建筑的美学要求包括建筑群及其与环境的配合、建设场地的地形地貌和自然灾害的特点。
面对结构选型中的复杂问题，普通设计人员缺乏从总体把握，彼此有连锁反应的各种制约因素，常顾此失彼或仅从一些能够量化的指标上作简化处理。这将导致决策结果失效，只有具备大量的工程设计经验的各方面专家（包括结构理论、结构工程、建筑经济、建筑美学、施工管理和工程企业经营等方面的专家）发挥各自优势，共同配合协商解决选型决策问题，这是选型决策有别于其它设计决策的一大特色。
高层建筑结构选型决策的自身特点，表明它同时具有确定型决策和非确定型决策的一些特征。所以，在具体的决策工作中，既要考虑确定性的因素，又要考虑不确定性因素的影响，既要善于运用数学计算等技术手段，又要重视专家的经验和直觉判断才能得出正确的决策。
3高层建筑结构选型决策的原则
从以上分析可知，高层结构的选型是一个综合性很强的决策过程。它与众多的不确定性因素有关，这些不确定性因素错综复杂，相互影响。大大增加了决策工作的难度，但这并不是说高层建筑结构的选型是不可把握无章可循的。相反，从设计施工建材等角度考虑，为了选出经济合理的结构体系，使建筑物的综合经济效益最佳至少应考虑以下基本原则：建筑设计原则、结构设计原则、建筑施工原则、建筑设备原则、建筑材料原则、经济角度原则等。
结构选型决策在高层建筑结构设计的三阶段决策中占有很重要的地位。它既有一般决策的基本特点。同时还具有自身的特殊性。诸如，综合性强与各种非技术因素关联性强等。故选型时需要从设计施工建材经济性等方面遵循一定的基本原则，在这些基本原则的指导下，决策者首先应全面了解决策中的全部备选方案，不同备选方案所采用的结构体系的特点、使用范围和对建筑物综合经济社会效益的影响等方面。因此，要有效地进行高层建筑结构选型决策，决策者必须首先对各种高层建筑结构体系进行比较分析。
4高层建筑结构选型方法
高层建筑结构选型决策受诸多确定性因素和不确定性因素的影响。这些因素中有的能直接量化为定量指标，而另有相当一部分要凭经验做出主观判断。做好调查研究，掌握大量的数据资料是进行结构方案的定性分析和定量分析的共同前提，只有这样，才能使分析结果更充实、更可靠、更科学。重视定性分析，要避免主观臆断；重视定量分析，要避免单纯依靠数学方法，更要倾听专家意见。两者必须做到有机结合，才能使决策结果、结论符合实际。
高层建筑采用钢结构或钢-混凝土结构与采用混凝土结构相比，在建筑有效使用面积与施工工期方面具有一定的优势，能取得较可观的经济收益，从而可抵消一部分因采用钢结构而增加的费用，进而使得工程的整体成本明显降低。因各工程的总建筑面积不同，为统一比较标准，在整体成本分析时以每平方米建筑面积的等效造价为标准进行比较分析。
5结语
由于高层建筑结构选型的“软”科学性，对于结构选型中的许多不确定因素的考虑要求助于专家的经验来解决。为了充分利用人类的这笔宝贵的精神财产，发挥它们在结构选型中的作用，很有必要针对高层建筑结构选型决策问题建立起专家系统，更好地为结构设计服务。
【关键词】高层建筑；结构工程；抗震设计
一、结构抗震设计的重要性
地震是一种随机振动，有难于把握的复杂性和不确定性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前尚难做到。在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、结构材料的非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，同时也存在着不准确性。因此，工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决，而必须立足于“概念设计”。概念设计是指设计人员从结构的宏观整体出发，用结构系统的观点，着眼于结构整体反应，正确地解决总体方案、材料使用、分析计算、截面设计和细部构造等问题，力求得到最为经济、合理的结构设计方案以达到合理抗震设计的目的。结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免结构出现敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果仅集中在少数薄弱部位，必会导致结构过早破坏，目前各种抗震设计方法的前提之一就是假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用，在此前提下才能以多遇地震作用进行结构计算、构件截面设计并辅以相应的构造措施，必要时采用弹性时程分析法进行补充计算，试图达到罕遇地震作用下结构不倒塌的目标。
二、高层混凝土建筑结构抗震设计策略
1、从建筑的全局出发
高层混凝土建筑结构设计要从建筑的全局出发，全面考虑各种建筑部位的功能，在此基础上，科学设计每个部分的构件，保证每个部件之间的契合，促使每个部件或者是若干部件组合起来可以完成某一特定的设计要求，满足一定的现实需求，同时，通过抗震设计，使得每个构件都可以具有相应的承载力，当地震来袭，每个构件都可以有着一定的次序先后破会，整体组合构件将会有着更强大的承载力和柔性，从而延缓地震破坏的速度，消耗爆发的能量。增强建筑的整体抗震能力。
2、地基选址
地基选址是进行建筑结构设计的基础，因此，在房间结构抗震设计中，要科学避开山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本着坚硬，牢固，平坦，开阔的选址原则。亲身实地，利用先进技术设备，进行地质勘探，山石水土监测，并取样论证，科学严谨分析。力求使得整个地基牢固可靠，地质稳定无渗漏，无坍塌，无暗河，无熔岩，无火山……从而保证整个地基不会因为承载而发生小范围的坍塌。影响到整体承载能力和抗震能力设计。
3、高度的确定
按我国现行高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）规定，在一定设防烈度和一定结构型式下，钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。这个高度是我国目前建筑科研水平、经济发展水平和施工技术水平下，较为稳妥的，也是与目前整个土建规范体系相协调的。可实际上，已有许多混凝土结构高层建筑的高度超过了这个限制。对于超高限建筑物，应当采取科学谨慎的态度：一要有专家论证，二要有模型振动台试验。在地震力作用下，超高限建筑物的变形破坏性态会发生很大的变化。因为随着建筑物高度的增加，许多影响因素将发生质变，即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。
4、材料的选用和结构体系
在高层建筑中，应注意结构体系及材料的优选。现在我国钢材生产数量已较大，建筑钢材的类型及品种也在逐步增多，钢结构的加工制造能力已有了很大提高，因此在有条件的地方，建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土（柱）结构或钢结构，以减小柱断面尺寸，并改善结构的抗震性能。在超过一定高度后，由于钢结构质量较小而且较柔，为减小风振而需要采用混凝土材料，钢骨（钢管）混凝土，通常作为首选。
另外，许多高层建筑底部几层柱虽然长细比小于4，但并不一定是短柱。因为确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比，只有剪跨比≤2的柱才是短柱。有专家学者提出现行抗震规范应采用较高轴压比。但是即使能调整轴压比限值，柱断面并不能由于略微增大轴压比限值而显著减小。因此在抗震的超高层建筑中采用钢筋混凝土是否合理值得商榷。
总之，钢筋混凝土框架结构是我国大量存在的建筑结构形式之一，钢筋混凝土框架结构的柱端与节点的破坏较为严重，其抗震设计中应该钢筋混凝土高层建筑结构抗震关键设计，另外，必须满足“强柱弱梁”“、强剪弱弯”“、强节点”“、强底层柱底”等延性设计原则和有关规定。
5、运用延性设计
三、结语
总之，高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的，需要在具体的实践中对高层建筑所处的地质和环境进行详细的分析和研究，选用适合的抗震结构，注重建筑结构材料的选择，减小地震的作用力，增强地震的抵抗力，从而达到高层建筑抗震的目的。
[1]计静.套建增层预应力钢骨混凝土框架抗震性能与设计方法研究.哈尔滨工业大学博士学位论文，2008.
[2]蒋新梅.高层建筑结构的抗震设计[J].广东科技.2009（08）