组合扁梁抗火性能研究论文

大跨度门式刚架结构厂房的设计要点论文

在学习和工作中，大家都不可避免地要接触到论文吧，论文是学术界进行成果交流的工具。相信很多朋友都对写论文感到非常苦恼吧，以下是我为大家收集的大跨度门式刚架结构厂房的设计要点论文，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

摘要：

随着现代社会的不断发展，厂房工程建造技术也不断提高，很多企业在建造厂房时使用大跨度门式刚架，因为这一施工结构的造价成本较低，并且具有一定的美观性，同时安装技术非常简便，因此得到很多施工企业的高度重视，甚至在许多的高层建筑、仓库、展览厅当中也十分常见。基于此，论文主要对大跨度门式刚架轻钢厂房的设计与应用进行探讨，从构造、应用等方面研究其设计要点，针对一些刚架轻钢厂房设计中需要注意的问题进行全面的研究，并提出适当的建议。

关键词:

门式刚架;厂房设计;应用;建议;

1、引言

相对于传统的厂房建筑，大跨度门式刚架厂房由于工作量较小，能够为企业节省很多的成本，并且综合效益要更高，拆卸也非常方便，适合于各种企业的施工建设，工期较短。如果企业想快速建造厂房，大跨度门式刚架轻钢厂房是一个非常好的选择。近年来，很多的企业都开始着手于大跨度门式刚架轻钢厂房的设计工作，但在现阶段的工程建设中仍然会存在一些质量问题，论文仔细阐述门式刚架设计技术要点等内容，希望能给各行企业带来一点思考与启发。

2、大跨度门式刚架结构的特点及适用范围

近年来，工业的生产水平逐年提高，制造加工的条件得到有效的改善，整体工业化进程进入新时代。建筑行业的技术含量及运用价值都得到了跨越式的进步，大跨度门式刚架轻钢厂房是彩钢板制作成型材的结构，由于重量较轻，抗震效果好，符合我国大力发展绿色建筑的要求，受到了很多建筑师的青睐，特别是这种建筑结构有着得天独厚的优势，给企业带来更高的安全性能和经济效益。目前我国各行各业都开始加大对大跨度门式刚架轻钢厂房的应用，使用成熟的钢结构技术，将信息化、智能化、人性化与其相结合，致使大跨度门式刚架轻钢厂房的发展前景更为明朗。目前适用于大跨度门式刚架轻钢厂房的规程为《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》，在规程中详细规定了刚架的跨度不能超过36m，整体房屋高度在4～9m，房屋整体的刚度结构设备应进一步加强。

3、大跨度门式刚架厂房设计要点

、节省成本，合理布置结构

在正常情况下，大跨度门式刚架厂房一般会根据实际建筑的使用情况和工艺要求来确定，通常会采用9～35m，跨度在20～30m，有着最高的性价比。刚架的用钢量一般要根据其间距的大小而定，但吊车梁用钢量会随刚架间距的增大而增加，对照以往的施工经验，可以发现用无桥式吊车5～8m并与跨度相匹配，大跨度往往采用大柱距，在3～5m最为适合，如果使用10t以上的吊车或较大的悬挂荷载时柱距在6m左右。

平均的门式刚架高度在4～9m，而且桥式吊车不超过12m，屋面的坡路在1/8～21/1，屋面排水满足生产要求，尽量取坡度的最小值，可以有效减少风荷载，节省建筑材料，如果风荷载不是很大，房屋高度不高时可以适当地减少刚架的用钢量，在刚架中间柱可采用两端均为铰接的方式。

如果厂房的建筑设计跨度不是很大，可以采用单脊双坡的形式，在其他条件都满足的情况下，在房脊两侧各需一根檩条，多一根房脊就需要多一根檩条，同时也要增加室内排水沟的用料，避免出现刮风下雨的情况，导致厂房积水积雪，增加厂房的荷载，如果负载过大会渗漏到厂房当中，给企业造成影响，如果厂房的跨度大，可以通过位移控制设计，采用双坡增加刚架的用钢量。因此，从节省成本、增加经济效益的角度来讲，可以采用多脊多坡的方式。

、构件截面设计

要充分发挥材料的作用，根据大跨度门式刚架的结构设计，节省用钢材料，一般会采用变截面的梁柱，通过改变截面的高度，必要时改变腹板厚度的方式。当有桥式吊车时柱采用等截面构件，屋面荷载较轻，钢梁跨度大，工字形截面在受弯构件中以受剪为主。门式刚架则考虑，充分利用板件屈曲后的强度，当截面不满足要求时，需要优先加厚翼缘版，可取得较好的经济效果。设计中也可以简化门式刚架的柱脚结构，减轻基础要求，进一步压缩建筑造价，如果有桥式吊车，并且侧向刚度有严格要求时，柱脚则应该设计为钢接。

、支撑结构的布置与构造

大跨度门式框架的支撑体系，包括刚性系杆、柱间支撑和横向支撑。整个知识体系可以保障刚架的整体稳定性，并且可以把纵向水平荷载传递到基础。在设置柱间支撑时，可同时设置房盖的横向支撑，形成几何不变体系，在刚架转折处设置刚性系杆。如果厂房的柱较高，而且没有吊车可根据支撑的夹角设置双层柱间支撑，保持支撑与水面夹角在30°～60°，以吊车做纵向系杆设置，上下两层柱间支撑，不设置下层支撑，以减少吊车梁的温度应力。一旦上述高度采用十字形柱间支撑的角度少于30°时，上柱支撑可采用人字形或W形支撑。柱间支撑在无吊车厂房内，可采用张紧装置的十字交叉圆钢支撑，有5t以上吊车时，柱间支撑应采用型钢支撑，设置屋盖纵向支撑提高吊车梁的侧向刚度。

、隅撑的设置

在建造时，要考虑到刚架横梁有可能受压，必须在受压两侧布置轴承作为横梁的侧向支撑。在实际的建设过程当中，往往会以隅撑作为钢梁平面外的支点来减小钢梁的压力，提高整体建筑结构的稳定性，适当减少支撑长度，增加内力。在施工中通过设置隅撑，确保安装精密度一般每隔1根檩条设置1道隅撑，中间的间隔为2～4m，进行隅撑设计时也要注意以下几点问题：

第一，如果钢梁截面较大时，应按固定规程精确算出隅撑的强度。

第二，与隅撑相接的檩条厚度不易太薄，如果低于2mm将无法起到对钢梁的支撑效果，所以，也需要提前算出檩条局部的承压能力。

第三，关于设置隅撑的钢柱外计算长度是否可以按间距来测量，目前尚存在争议，在没有经验的情况下，建议取隅撑间距的倍[1]。

、大跨度门式刚架端板连接设计

为了提高施工的便利性，所常使用的刚架跨度为15～36m，采用运输加工分段进行的方式到现场进行拼接安装，在安装过程当中涉及端板结构连接特点设计的内容，其中端板连接是整个节点连接设计中性价比最高的方式，广泛应用在大跨度轻型门式刚架中，与翼缘拼接和常用的腹板拼接方式相比，端板连接更能够降低材料的成本，而且能增加整体构造的稳固性，现场拼接的方式也较为方便。端板拼接有3种形式，分别为竖放、斜放和横放。端板连接也考验其承受的弯矩和剪力，按最大应力设计，采用高强度螺栓，端板连接螺栓应呈对称布置，不宜少于2排。端板的厚度也不能小于1cm，采用全熔透对接焊缝的技术，将翼缘与端板之间进行焊缝，确保焊接的质量。

、屋面活荷载取值

目前，市面上所使用的大跨度门式刚架设计结构，主要是根据相关的设计规范内容进行制作，经过调查发现钢结构设计规范当中对活荷载的规定为，但是如果构件的荷载面积更大，可乘折减系数。大跨度门式刚架符合这种条件，取活荷载数为。

国内外对此数据有了较大的差异，国外的该房屋设计中需要考虑到～的`附加荷载，但在我国的设计内容当中并没有此类的描述。所以有些厂房框架的柱梁太细，克扣负载，如果遇到大风等恶劣天气有可能会超出负载额度，很容易使厂房出现安全问题，因此，在建造大跨度门式刚架时一定要注重房屋的活荷载取值，不能一味地克扣荷载，保障厂房的稳定性。

、需计算好合理的跨度

跨度问题在很大程度上影响着厂房结构的稳定性，由于不同生产流程的工艺在使用的时候可能有很大的差距，因此有些企业甚至希望能够根据自己的使用要求来合理配置厂房形式与大小。这种情况下需要提前计算哪一种跨度能够帮助企业节省成本，尽可能地满足生产工艺要求，根据房屋的高度确定合理的跨度，首先需要计算梁高和荷载。确定2项数值后，适当加大跨度刚架的用钢量，但整体的造价会较低，能进一步节省空间，所以带来的综合效果非常好，通过计算，发现如果房檐过高跨度过大，采用中间设置摇摆柱的方式，钢量较单跨刚架能节省20%左右，因此，在设计的时候应该选用较为经济的跨度[2]。

、刚架间距的确定

房价的间距与房屋荷载跨度等因素相关，选用较大的间距会发现檩条的用钢量不经济。为符合规范要求，刚架柱的间距在6～9m最为适合。

、柱脚的抗风措施

在实际的工程当中，偶尔会听说在大风时会把刚架柱子连根拔起，其实最主要的原因并不是由于荷载计算错误，而是在支撑柱间时忘记考虑支撑传给柱脚的力。尤其是房屋的纵向尺度较小，只涉及少量的柱间来抵抗风荷载，支撑会给柱脚带来很大的拉力，如果柱脚没有可靠的固定措施，很有可能会连根拔起，因此在容易刮大风的地区，要额外注意柱脚的抗风措施，如在柱脚设置描栓端部设描版等[3]。

、防火设计方面

众所周知，大跨度门式刚架虽然有很多的优点，但是对火灾的防护性能较差，尤其是厂房的温度变化较大时，内部的屈曲强度和弹性模量都会随着温度的升高而降低。如突发火灾，温度的急速上升会使厂房的钢结构失去自身的承受能力，从而导致厂房的坍塌，为了能够提高钢结构在高温下的稳定性，有必要对钢结构采取保护措施。需要对火灾的危险类别进行划分，全体的设计人员确定门式刚架，轻钢厂房的防火等级，同时根据我国的规范和防护要求，确保钢构件的质量，在最大限度上避免高温给钢结构带来的负面影响。同时也可以采用在钢结构表面涂防火材料的措施，提高钢结构厂房的防火性能。除此之外，钢结构的设计更要从大局出发，多角度地考虑好设计工作，如按国家规范要求，设置疏散电梯安全出口，以便突遇火灾时，厂房内的工作人员可以在最短的时间内紧急撤离，避免企业的经济损失，保证工作人员的人身安全。

、防水设计方面

大跨度门式刚架厂房所需要的材料是金属彩钢板，虽然很美观但是防水问题也一直存在，做好防水设计是建筑大跨度门式刚架厂房的必要工作。由于金属彩钢板自身的热系数较大，当接触到的外界环境发生较大的温度变化时，会产生一定的温差变化，温度变化会收缩彩钢板，从而使接口处产生位移误差，因此极容易出现漏水问题，在彩钢板的接口处是漏水问题的高发区域。钢结构体系中，钢结构本身容易受到温度变化，风荷载等外力的作用容易产生形变，支点连接处也容易产生漏水隐患。特殊部位由于材料的衔接不同，受到温度变化产生的应力不同步，需要及时修补漏水隐患。对于金属彩钢板的防水设计，要采用以导为主、以堵为辅的方式，重视整个设计的施工过程，将防水工程作为一个系统工程来做。在设计阶段要考虑到大跨度门式刚架厂房的坡度、坡长、构件等诸多因素，科学地采用彩钢板的规格。设计合理的截面和充足的落水点，出具详细的防水构造措施，从理论上减少漏水的可能性。施工过程当中，施工人员也应该对设计进行改良，并且在施工中监督施工环节，一旦发现问题要及时地整改，做好验收工作，记录房屋淋水试验，严格把控施工质量。即使在验收之后也应该定期进行检修，确定没有任何的漏水隐患后才可投入使用[4]。

、计算刚架的侧移内力

现阶段，计算内力的过程中可用的方法是有很多的，在门式变截面刚架结构的内力计算过程中通常运用弹性分析法，虽然通过其他的计算方法也可以得到所需的参数，但是计算的基础精准度没有弹性分析法的精准度要高。另外，塑性分析法也是一种常用的方法，但是这种方法仅仅用在刚架拥有全部等截面的钢柱内力计算过程中。在具体的计算过程中，通常是运用单元杆系有限元的方式，计算所需要的参数相对来说是比较复杂的，在地震过程中所产生的效应作用可以利用该方法进行确定。同时，根据不同的荷载情况确定内力结果。在具体分析过程中，要确定不同荷载的具体组合情况，组合不同所造成的内力结果也是有很大差距的。在计算过程中，尽量找出截面受控的内力组合，将截面的位置控制在筑底连接柱顶以及跨梁的截面上。最后，侧移内力的影响因素相对来说是比较多的，因此，在计算过程中必须要确定哪些因素是主要的影响因素，哪些是次要的影响因素，由于在计算的过程中通常是运用弹性分析法来确定，所以在具体的计算过程中仅需要获取标准荷载的数值，虽然其他的一些数据也会对最终的结果造成一定的影响，如分项荷载的系数，但是由于该系数的复杂程度比较高，所以在计算过程中，一般不考虑它的影响。刚架侧移内力的计算分析结果对于刚架结构的建设是非常重要的，在后期的搭建过程中，还需要根据测移的具体数值来选择相应的建设位置，因此，必须要重视该过程。

4、结语

总而言之，由于我国的钢结构企业发展较晚，在实际设计当中对很多的施工细节可能要经过多次的运算才能确定，再加上很多的工作人员施工经验不丰富，导致施工效果不理想，整体的结构稳定性不高，所以需要设计人员进一步学习钢结构的知识，改变设计观念，对现在所存在的问题进行完善，确保提高工程的设计质量，推动我国门式刚架新型钢结构的进一步发展。

参考文献

[1]梁汇溪大跨度[J式刚架斜梁塑性承载力应用研究[D]沈阳:沈阳大学,2017.

[2]张博.大跨度门式刚架结构设计与分析[D]邯郸河北工程大学,2014.

[3]董超超大跨度[J式刚架抗风优化设计研究[D].广州:广州大学,2012.

[4]潘哲霖大跨度轻钢厂房结构设计[J].浙江建筑,2011,28(03):19-21.

浅谈--轻型钢结构组合房屋的应用及问题 一、轻型钢结构组合房屋的发展和应用 1、国外轻型钢结构组合房屋应用点滴 在美国、欧洲、日本等地轻型钢结构组合房屋得到广泛应用,轻型钢结构组合房屋的专业生产厂家也很多,有的规模还很大。法国ALGECO公司是法国乃至欧洲最大的轻型钢结构组合房屋销售租赁公司。 在柱子断面设计中考虑了设置水落管和电线。该公司根据客户的要求研究开发了多种产品系列,轻型钢结构组合房屋广泛用于各种临时办公、住宿、医院、教室、健身房及贮物仓库等;用于小卖部、报亭和售票处等商业建筑;洗手间、保安等特殊用房;用于各种紧急状态、救灾等用房。也可以按照客户要求进行内外装修建成高档的组合房屋。 该公司的轻型钢结构组合房屋是以盒子单元组成的1~3层房屋。房间内部可以由几个盒子组成使用灵活的大空间,也可以用轻质板材隔断成小房间。组合房屋可以设有外廊、外楼梯或室内楼梯。单个盒子单元,是由轻型H型钢,槽钢,方钢管组成的底座;柱子,纵梁横梁采用特殊形状的冷弯薄壁型钢做成;屋面采用彩色压型钢板,保温材料和彩钢吊顶板;墙板采用彩钢夹芯板。 日本有很多轻型钢结构组合房屋的专业厂家,其中NAGAWA公司是盒子单元体系轻型钢结构组合房屋生产,销售,租赁的专业厂家,属业界第一。日本东海租赁株式会社是盒子单元和框架支撑体系轻型钢结构组合房屋生产,销售,租赁的专业厂家,1988年进入中国,先后在福建、上海、北京、西安、东莞等地投资建厂成立公司。NAGAWA公司的组合房屋主要有三种类型: a 单个盒子单元:有6种尺寸规格不同的盒子单元,可拼成各种不同型式的单层、两层组合房屋; b 连排盒子结构集成房屋:标准盒子单元的尺寸为:长度三种;宽度;高度;8种标准盒子单元可组成各种功能的单层.两层组合房屋。 c 按照客户要求设计加工的高档组合房屋:组合房屋的结构仍是盒子单元,仅内外装修.橱房.卫生间等采用高档产品,可提供单层.两层的组合房屋。 日本NAGAWA公司组合房屋具有以下优点:现场安装快捷,简单的三十分钟,复杂的一天之内可以安装完毕;可拆除可搬迁;丰富新颖的外观造型可满足不同客户的要求;抗震、抗风性能好,强度高耐久性好. 组合房屋广泛用于建筑工地的临时办公室,事务所,简易仓库及储物间;用于举办大型活动的各种简易店铺;用于台风地震等救灾临时住房.高档的组合房屋广泛用于旅游度假住房,事务所.店铺等. 日本东海工业株式会社的预制装配式轻型钢结构组合房屋可以做成1~3层房屋。其结构型式为盒子结构或框架支撑结构. 盒子单元结构可以组成单层单栋、横向纵向联排组合房屋;两层横向纵向联排组合房屋,并配置各种内外楼梯。框架支撑结构体系:组合房屋标准定型,长度方向和宽度(跨度)方向均以K为模数，1K=1820mm；高度方向以P为模数，1P=895mm（墙板的宽度）。也可以按照客户的要求提供非标准规格的组合房屋。 1、国内轻型钢结构组合房屋的应用 改革开放以来我国经济高速发展、大规模的城市化建设正在进行，各个领域各种行业都处在高发展阶段，在大量的永久性建筑、构筑物及道路桥梁交通设施等建设中需要大量的临时性建筑与其配套;另外长期需要野外工作、露天工作的行业;在紧急需要、抗震救灾时;在旅游、节日人流高峰时都需要有满足不同要求的临时房屋。所以各种临时性建筑应运而生，随着时代的进步，劳动条件的改善，构建和谐社会的需要，国家对临时性建筑的安全、适用和居住条件的改善有了高的要求。其中轻型钢结构组合房屋用的越来越多,因为轻型钢结构组合房屋作为临建房屋具有很多优点。轻型钢结构组合房屋一般是指采用轻型H型钢,冷弯薄壁型钢,圆钢,小角钢及压型钢板,夹芯板组成的1~3层临时性建筑。这种轻型钢结构组合房屋是最简单也是工业化程度最高的轻型钢结构房屋。 轻型钢结构组合房屋按照结构型式不同分为板式结构,框架支撑结构,框架结构和盒子单元结构等.轻型钢结构组合房屋有以下特点: 1、重量轻:组合房屋重量约为15~30kg/m2. 2、组装简便快速:房屋所有的构件,板材都在工厂预制好,运到现场采用螺栓,自攻螺丝,拉铆钉等连接件组装.房屋建造速度很快,根据房屋型号不同,一般1个工人1天可以安装20~50m2.一栋两层200平方米的组合房屋6个工人一天半就可以安装完毕,马上即可投入使用，是工业化程度最高的钢结构建筑。 3、组合房屋属环保型建筑,施工中无建筑垃圾。 4、可以销售也可以租赁的灵活经营模式,为用户提供多种选择和服务。 5、设计标准定型,组合灵活多样;构件制作工厂化生产,加工精度高,质量好。 6、房屋可拆装,可搬迁,运输组装简便.一台汽车可以装运组合房屋500平方米左右。 7、轻型钢结构组合房屋重量轻,基础简单工作量少,抗震性能好。 由于以上优点轻型钢结构组合房屋在建筑工程,铁路公路建设,石油化工,水利建设及军事工程及抗震救灾等领域的临时建筑中得到广泛应用.另外在临时办公用房,临时宿舍和临时小厂房仓库等;在商店,报厅,餐馆,电话厅等商业建筑;度假房屋等旅游建筑;交通岗厅,收费站等交通设施以及环卫建筑等方面也得到了广泛的应用. 去年汶川大地震后，建设部根据党中央和国务院抗震救灾工作的部署和要求，组织十几个省市为灾区建设过渡安置房,选择的结构型式就是轻型钢结构组合房屋（简称彩钢活动板房）。短短3个月，50万套活动房屋拔地而起，用作宿舍、医疗、商店、学校、办公等，在救灾中发挥了巨大作用，也充分展示了轻钢组合房屋的优点。经过二十多年轻型钢结构组合房屋得到了迅猛的发展，生产厂家大小上千家，规模大质量好的专业厂家有几十家,以雅致公司及榕东、诚栋为代表的轻型钢结构拼装式活动板房、以三河莲山为代表的移动箱型房屋、以中天房车为代表的房车型房屋、以宝钢彩钢发展公司为代表的旅游别墅房，较大的厂家有雅致、榕东、诚栋、恒鑫等。雅致集成房屋股份有限公司致力于新型集成房屋的开发与经营，在深圳及全国各地设有大型生产及配送基地，年生产能力达500万平方米，销售及服务网络覆盖全国几十个重点城市，已形成全国性经营格局。该公司己成为我国轻型钢结构组合房屋生产规摸和产量、销售和租赁最大的厂家，该公司轻型钢结构组合房屋在北京奥运场馆、广州地铁、成都新建工程的临建房屋中得到大量应用。去年汶川大地震首先捐助2万平方米活动房屋到灾区，而后在过渡安置房的建设中承建了171万平方米活动房，作出了巨大贡献，胡锦涛总书记曾视察该公司廊坊工厂，对他们的救灾工作给予很高评价。榕东活动房股份有限公司是合资公司,全套引进日本组合房屋的先进技术和设备，在漳州、北京、上海及西安均设有分公司及工厂，是目前技术水平高、实力较强的活动房屋公司。其房屋在福建沿海、北京、上海及西北地区得到大量应用。北京诚栋房屋制造有限公司是国内最早生产活动房屋的专业厂家。该公司研究开发能力强、技术水平先进，其产品销往海外十多个国家，是国内活动房屋行业外贸出口经营业绩最好的企业之一。在北京建国五十周年阅兵训练用房、小汤山应急医院及青藏铁路建设的临建房屋中得到大量应用，其质量得到一致好评。在汶川大地震后捐赠了灾区第一所轻钢房屋学校，而后又建造了22万平方米活动房屋，在抗震救灾中作出很大贡献。 二、轻型钢结构组合房屋的问题及建议 1、规范市场、加强质量管理，保证房屋安全使用 如上所述临时性建筑的需要量很大而且逐年增加，是一个相当大的市场。但是，目前国内临建市场比较混乱，房屋良莠不一，安全质量事故时有发生。有的临建在使用中突然倒塌，有的被风吹倒了，有的发生火灾烧毁了，有的在安装或拆卸时倒坍了等等，造成人员伤亡和财产损失，所以保证临建房屋的安全使用迫在眉睫。国内外的实践经验证明轻型钢结构组合房屋是一项很有发展前途的新技术新产品，但是由于在我国应用时间不长，在设计标准和加工质量上管理欠缺，反映在使用中的主要问题有：屋面漏水、柱子、梁和屋架等钢构件加工安装质量不高,钢构件锈蚀问题，防火问题等等。这些问题和轻型钢结构组合房屋的设计和加工不规范有很大关系。 2、尽快解决设计依据和产品标准问题 轻型钢结构组合房屋属于临时性建筑，按照国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001的规定，组合房屋设计使用年限为5年，结构在规定的设计使用年限内应满足安全、适用、耐久等使用功能要求，为保证建筑结构具有规定的可靠度，除应进行必要的设计计算外，还应对材料性能、施工质量、使用和维护进行相应的控制。对控制的具体要求，应符合有关设计施工标准的专门规定。目前我国对于临建用的轻型钢结构组合房屋还没有专门的标准、规定和参考图集。目前这种房屋处于设计随意或缺失，市场混乱产品质量难以保证。只有北京市建委编制了《建设工程施工现场临建房屋技术规程（轻型钢结构部分）》DBJ01-98-2005，中国标准化协会《拆装式活动房屋》CAS154-2007，这两本标准还有待完善，国内大部分地区的组合房屋还处于临时建筑不被重视或无人管理状态，所以使用中倒坍、火灾、风灾损毁的情况时有发生，有的还非常严重造成人员伤亡财产损失。所以为了满足国内使用和出口的要求，尽快组织编制建设部轻型钢结构组合房屋产品标准和标准图集十分必要。 3、积极开展轻型钢结构组合房屋的研究开发 为了使轻型钢结构组合房屋这个产品健康发展，目前要组织厂家进行以下方面研究： a 尽快组织编制轻型钢结构组合房屋标淮，使该产品设计、制作、安装、使用有章可循。尽快组织编制轻型钢结构组合房屋通用或标准图集，以规范市场保证质量。这种房屋产品虽小虽简单不被重视，但任其恶性竞争也会造成损失并最终被淘汰。 b 在学习国外先进技术的基础上,结合我国具体情况研究开发适合于不同地区、不同行业的系列产品，提高轻型钢结构组合房屋的标准化、定型化和工厂化水平，保证房屋质量。另外，可租可售的灵活经营符合节能减排文明施工的方针也值得推广。 c 进行活动房屋防火性能研究，例如夹芯板内侧不用彩钢板改为防火性能好的板材，内隔墙不用彩钢夹芯板改用其它防火性能好的板材，柱和屋架采用防火板包覆等，保温材料可否改用防火性能好的岩棉等等。对改进部分进行必要的防火性能试验。 4、对轻型钢结构组合房屋防火问题的探讨：最近一段时间不断发生二三层活动房屋宿舍火灾事故，造成人员伤亡财产损失，为此有的地区消防部门提出彩钢板活动房不适合用于宿舍，更有甚者说区内凡发现彩钢板建筑该拆就拆，该改就改。这说明彩钢活动房屋的防火研究及规范设计施工、规范市场己到了刻不容缓的地步。在目前还没有活动房屋专业标准的情况下，轻型钢结构组合房屋的防火仍应遵守国家标准《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）的有关规定。 轻型钢结构组合房屋属于临时性建筑，可以按照规范第条规定，耐火等级为四级，最多允许层数2层，防火分区间最大允许长度60米，每层最大允许建筑面积600平方米。备注要求对于学校、食堂、菜市场、托儿所、幼儿园、医院等不应超过一层。 另外，按照规范第条表的规定，对于耐火等级为四级的建筑物其构件的燃烧性能和耐火极限为：多层柱子为难燃烧体，耐火极限小时，单层柱子可为燃烧体；梁为难燃体，小时；楼板为难燃烧体，小时；屋顶承重构件、疏散楼梯及吊顶均为燃烧体；墙体：非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙及房间隔墙为难燃烧体，小时。 按此规定目前轻型钢结构组合房屋在层数上3层是不符合防火要求的；作为学校、食堂超过一层的也不符合规定；2层3层组合房屋钢柱和无吊顶的钢梁耐火极限达不到小时要求；不少活动房屋的防火区间和每层建筑面积都超过规范规定的防火区间最大允许长度60米和每层最大允许建筑面积600平方米的规定，而且对于疏散楼梯的间距数量也为省钱随意减少。 另外在保温材料的性能质量、电线设置安全及使用规定等方面都存在不少问题。这些防火隐患必须尽快组织研究解决，否则会影响轻钢组合房屋的生存和健康发展。总之，当今社会活动房现象越来越多了，集装箱改装房也越来越多了。

框架结构办公楼的建筑设计和结构设计论文

无论是身处学校还是步入社会，大家总少不了接触论文吧，论文是进行各个学术领域研究和描述学术研究成果的一种说理文章。为了让您在写论文时更加简单方便，下面是我整理的框架结构办公楼的建筑设计和结构设计论文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

摘要：

本设计的工程是钢筋混凝土框架综合办公楼，分为建筑设计和结构设计两部分。建筑设计：根据设计任务书的要求和工程技术的条件，在满足总体规划的条件下，综合考虑建筑物场地环境、使用功能、结构、施工、材料、设备、经济及建筑艺术美观等方面因素，在此基础上提出建筑设计方案。按照相关设计规范，确定建筑物的结构形式，完成平立剖面设计。结构设计：首先确定结构方案，选择建筑材料，再进行结构布置并确定结构构件尺寸，最后进行结构计算。在确定框架布局和完成荷载统计后，计算出水平荷载作用（风荷载、地震作用）下的结构内力。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合，按最不利的结果计算配筋，并绘制相关结构施工图。

关键词：

框架结构； 地震； 内力计算； 内力组合； 结构配筋设计；

一、工程概况

工程概况

工程建筑名称：钢筋混凝土框架综合办公楼

工程总建筑面积：8553㎡

建筑层数、高度：六层，每层层高,房屋设备层,女儿墙高,室内外高差,建筑总高度;

建筑结构形式：框架结构；

设计使用年限：50年；

办公楼高度为,满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第条的规定，即房屋高度<50m（8度，）。办公楼宽度为18m,房屋高宽比为<3,满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第条规定。

设计资料

1）气候条件：

最冷月平均气温：‐13℃，最热月平均气温℃。

主导风向：基本风压：㎡。主导风向：夏季东南风、冬季西北风。

基本雪压值均为：

2）地震烈度：8度，设计基本加速度.

3）地下水位较深，设计中可不考虑。

4）场地地质资料：II类场地，地势平坦。

二、建筑设计

建筑平面设计

建筑的平面设计包括单个房间平面设计及平面组合设计，单个房间的设计是在整体建筑合理而适用的基础上，确定房间的面积、形状、尺寸、及门窗的大小和位置。平面组合设计实际上是建筑空间在平面上的组合。影响平面组合设计包括以下几个方面：

（1）使用功能：一是要合理分区；二是要有明确的流线组织。

（2）结构类型：目前民用建筑常用的结构类型有三种，即框架结构、框架‐剪力墙结构和剪力墙结构。综合考虑框架结构对于本工程的诸多优点，本设计采用框架结构。

（3）设备管线：设备管线占有一定空间，在设计时应考虑一定的设备位置，恰当的布置相应的房间。

（4）建筑造型：一般来讲，简洁，完整的建筑造型无论对于缩短内部交通流线，还是对于结构的简化，节约用地，降低造价以及抗震性能都是极为有利的。

建筑立面设计

由于不同功能要求的建筑类型具有不同的内部空间组合特点，一幢建筑物的外部形象在很大程度上是其内部空间功能的的表露，因此，采用那些与其功能要求相适应的外部形式，并在此基础上采用适当的建筑艺术处理方法来强调该建筑的性格特征，使其更为鲜明、更为突出。建筑立面设计则偏重于对建筑物的各个立面以及其外表面上所有的构件，例如门窗、雨篷、遮阳、暴露的梁、柱等等的形式、比例关系和表面的装饰效果等进行仔细的推敲。在设计时，通常是根据初步确定的建筑内部空间组合的平、剖面关系，例如房间的大小和层髙、构部件的构成关系和断面尺寸、适合开门窗的位置等等，先绘制出建筑物各个立面的基本轮廓，作为下一步调整的基础。然后再在进一步推敲各个立面的总体尺度比例的同时，综合考虑立面之间的相互协调，特别是相邻立面之间的连续关系，并且对立面上的各个细部，特别是门窗的大小、比例、位置，以及各种突出物的形状等进行必要的调整。最后还应该对特殊部位，例如出人口等作重点的处理。

建筑剖面设计

剖面设计的主要目的是根据建筑空间的使用特点、造型要求及经济等因素，分析并确定建筑物在垂直方向的剖面形状、建筑层数、高度、建筑竖向方向的空间及利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系。建筑物的剖面形状与功能要求有关，在民用建筑中绝大多数的建筑是属于一般功能要求的，住宅、宿舍楼、旅馆、办公楼等建筑房间的剖面形状多采用规整的矩形。一般进深不大的房间多采用侧光窗，当进深较大时刻提高窗户高度。普通窗台的高度一般为900mm,但有时功能需求不同时可相应变换。

为了防止室外雨水侵入室内，并防止墙身受潮，首层室内地坪（地面标高为±），一般应高于室外底面至少150mm,室内外高差通常在150~600mm之间，本设计采用室内外高差为750mm.通常对于一些经常使用水的房间，如卫生间、盥洗室、阳台等，为避免溢水，常将地坪设置的比本层地坪低20~50mm,本设计中，卫生间的标高比本层楼面标高低50mm.剖面设计与平面设计时分别从两个不同的方面来反映建筑物内部空间关系。平面设计着重解决空间内部在水平方向上的逻辑关系，而剖面设计则主要针对于内部空间在垂直方向上的组合，主要解决层数、层高和空间组合等问题，它直接表达了不同的建筑空间尺度关系。一般习惯于先进行平面设计，继而进行剖面设计，剖面关系反过来又会影响建筑平面的布局。因而在建筑设计中，必须将剖面与平面设计综合考虑，不断调整，修缮，才能使设计更加完善、合理。综合各方面因素考虑，本设计采用：首层层高层层高 m,屋面为上人屋面，总高为,室内外高差取,女儿墙高度取1200mm.

装饰

外墙颜色应与周围环境保持协调，且装饰上注重质量、和谐。外墙采用浅黄色外墙涂料配上红、白色立面线条，窗户采用本色铝全金窗框料。室内采陶瓷地砖地面，在卫生间内采用防滑地砖地面。

抗震设计

本设计模拟抗震设防烈度8度（）。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011‐2010）第规定：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。

钢筋混凝土房屋应根据设防类别、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。本工程的抗震设防类别为丙类。地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。本设计属于框架结构，8度设防，高度小于24m,抗震等级为二级。

楼梯设计

楼梯作为建筑物垂直交通的主要设施，设计时应满足以下几个方面的要求：

（1）疏散要求：楼梯的.位置，数量，间距及宽度都应满足防火规范的疏散要求，做到人流通行流畅，上下楼层联系便捷。

（2）使用要求：楼梯作为垂直交通主要设施，应位于建筑明显突出的位置，起到引导人流的作用，因使用频率高应充分考虑其造型美观，并有良好的采光条件，给人以舒适的感觉。

（3）安全要求：作为主要的疏散通道，应坚固安全，经久耐磨，受力合理。

（4）构造要求：合理的选择楼的形式、坡度、材料、构造做法，精心的处理好其细部构造。楼梯的形式是多种多样的，对象不同，场合不同，环境部同，角度不同，性质不同，对楼梯的称谓也不同。本设计采用平行双跑楼梯。楼梯属于建筑物中重要的疏散通道和消防通道，因此国家各种现行规范对楼梯的尺度有着明确的构造要求。《民用建筑设计通则》规定每个梯段的踏步不应超过18级，且不应少于3级。《建筑楼梯模数协调标准》规定楼梯踏步不宜高于210mm,并不宜小于140mm,各级踏步高度均应相同。一般楼梯的坡度范围在23°~45°，适宜的坡度为30°。《建筑楼梯模数协调标准》规定楼梯段的最大坡度不宜超过38°。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度为（0‐）m计算，并不应少于两股人流。（0‐为人流在行进中人体的摆幅，公共建筑人流众多应取上限值）。楼梯梯井指四周为梯段和平台的内侧面围绕的空间，实际设计时梯井宽度一般取60~200mm.楼梯栏杆应采取不宜攀登的构造，当采用垂直杆件做栏杆时，其杆件净距不应大于.中间平台的深度不应小于楼梯梯段的宽度，并不得小于,当有搬运大型物件需要时应适量加宽，住宅建筑中的楼梯平台的结构下缘至人行过道的垂直高度不应低于2m.梯段最低、最高踏步的前缘线与顶部凸出物的内边缘线的水平距离不应小于300m.

在本工程中，共有两部楼梯，均采用双跑楼梯，楼梯的开间为,进深.层高为,设计为等跑楼梯，每跑均12级踏步，11个踏面，踏步尺寸为300mm×150mm,中间休息平台尺寸为1950mm×3600mm.

防火设计

为减少火灾和降低火灾损失，在建筑内部采用防火墙、耐火楼板。本工程耐火等级为二级。民用建筑必须满足耐火等级和耐火极限的要求，为防止着火建筑的辐射热在一定时间内引燃相邻建筑，且便于消防扑救的间隔距离成为防火间距。防火建筑必须满足规范要求。

三、结构设计

进行结构方案的比较，结构布置和构件选型，选取一榀主框架进行设计计算，进行楼梯雨蓬的设计，先进行标准层结构平面布置，然后进行梁柱结构布置，包括梁柱尺寸粗估与验算，然后就是进行现浇楼板的设计与计算，楼梯的设计与计算，接下来就是进行横向框架在竖向荷载作用下的计算简图和计算，为了便于设计计算，在计算模型和受力分析进行不同程度的简化，在手算横向框架时进行的基本假定包括：结构分析的弹性静力假定，一般情况下不考虑结构进入弹塑性状态引起的内力重分布；平面结构假定，在柱网正交布置情况下，可以认为每一方向的水平力只有该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。楼板在自身平面内的刚性假定，由刚性楼板的假定，同一标高处，所有抗侧力结构的水平位移相等。

横向框架在恒荷载作用下的计算，首层单独计算，第二层至第五层所受的荷载一致，由于屋顶的作用另外计算求解。

计算框架在活荷载作用下的计算简图，通过详细的受力分析及荷载折算，求解方法与恒荷载一致。

横向框架在重力荷载代表值作用下的计算简图，在有地震作用的荷载效应组合时要用到重力荷载代表值，对于楼层，重力荷载代表值取全部的荷载和50%的楼面活荷载，对于屋面，重力荷载代表值取全部的恒荷载和50%的雪荷载。

内力的计算与内力组合，通过手算恒荷载产生的弯矩，轴力和剪力，其余内力的计算取用结构力学求解器进行计算加快进度，节省时间。内力组合，选择最不利内力进行配筋计算。

[1] 中华人民共和国国家标准.高层民用建筑防火规范GB5 0045-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[2] 中华人民共和国国家标准.建筑制图标准GB 50104-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[3] 中华人民共和国国家标准.房屋建筑制图统一标准GB 50001-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2011

[4] 中华人民共和国国家标准.建筑抗震设防分类标准GB 50223-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[5] 中华人民共和国国家建筑标准设计图集.建筑物抗震构造详图GB 50068-2012[M].北京：中国建筑工业出版社，2013

[6] 中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范GB 50009-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[7] 中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范GB 50010-2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2013

[8] 中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范GB 50011-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[9] 中华人民共和国国家标准.建筑结构制图标准GB 50079-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2013

[10] 中华人民共和国国家标准.GB50068,建筑结构可靠度设计统一标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2018