鋼結構設計規范精選(九篇)
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第1篇：鋼結構設計規范范文
關鍵詞: 建筑鋼結構設計問題發展前景
中圖分類號：S611文獻標識碼： A 文章編號：
近年來我國建筑鋼結構發展迅猛，一些項目的建設使我國鋼結構的設計水平得到很大提高。其中不少項目的建筑設計方案新穎，結構受力合理，節省鋼材，符合我國國情的好作品。但值得注意的是我們的設計體制、設計理念、設計水平、設計質量、設計人員素質還遠遠不能適應，還有許多有待解決的問題。尤其是當前的執行的《鋼結構設計規范》中一些標準滯后于形勢的發展和市場的需要，致使設計與鋼材新產品間的矛盾日益突出。
一、當前建筑鋼結構設計存在的問題
1、市場不規范，導致項目設計質量下降
當前各大設計院的設計任務相當繁重，所承攬的工藝及綜合專業部分設計收費較高，而鋼結構部分卻是費工費力收費低，不愿意承接鋼結構設計任務，或者缺乏鋼結構的設計經驗，故往往將鋼結構部分分包給另一單位。層層轉包的另一表現為借用“資質”或者叫“買圖標”，一些無資質的單位，拿到工程后，用買來的圖標搞設計，使設計質量存在重大隱患。如不規范市場，嚴格資質管理，會造成嚴重后果。
2、設計深度不夠，存在嚴重的質量隱患
一些設計單位將自己的設計任務轉駕給加工企業，造成質量下降。而且不少設計單位，鋼結構的設計水平比較低，承擔工程的設計者多為剛畢業不久的學生，缺乏實踐經驗，更缺乏鋼結構的設計知識，盲目照搬規范，套程序，對關鍵技術不進行研究，對關鍵的節點設計不分具體情況一律采用全焊接節點或“全鑄鋼節點，至于這種節點是否安全、構造是否合理、是否能做出來心中一概無底，將應該設計的節點構造、支座詳圖和施工安裝等都交給加工企業，設計院只做到了方案設計或初步設計的深度，將施工圖交給加工廠，加工廠缺乏計算軟件，又將施工圖任務轉包出去，存在嚴重的質量隱患。有的加工廠為了節約鋼材，降低造價，盲目進行鋼材優化，結果造成工程質量事故，給國家程造成重大損失。“施工圖設計”由設計單位完成，這是建設部早有規定的，也是設計院義不容辭的責任。
3、盲目追求高標準，造成設計過于保守
過于保守或過于‘先進’，不恰當的任意提高設計標準或降低設計安全等級一些設計人員對復雜工程缺乏經驗，心中無底，盲目追求高標準，造成設計過于保守，任意加大安全等級，對結構構件不分主次，重要性系數取值任意加大，桿件“應力比”取值太低；焊縫等級不分區別一律取一級全熔透焊縫；鋼材等級不分使用條件和部位也一律取c級或d級；鋼材強度級別不管是否必要隨意采用高強度420Mpa、490Mpa鋼材；在不了解“焊接殘余應力”分布規律的情況下，錯誤的提出消除“焊接殘余應力”。一些設計人員互相攀比，層層加馬。由于上述原因往往造成結構構件過大，投資大量增加，這都是設計方案不合理造成的。這種設計體制不適應市場經濟的狀況必另外，也要特別注意的另外一種傾向是：在某些工程的招標過程中，為中標壓價，承包方盡量減少鋼材用量，致使構件安全系數太低，受壓構件的長細比太大，沿海地區鋼管壁厚太小，致使構件在安裝過程中造成桿件彎曲，由于安裝誤差太大造成大量桿件超過設計應力，最后不得采取現場加固措施。
4、現行的《鋼結構設計規范》滯后，不能滿足設計需要
隨著我國鋼結構應用的迅速發展，鋼鐵行業已研制開發出優質中厚鋼板，目前可大量供應工程應用，這種牌號的Q235GJ、Q345GJ優質厚鋼板有著良好的綜合性能，如低厚板效應、良好的延性和沖擊韌性、焊接性能和抗撕裂性能，能滿足抗震設計鋼結構用厚板的各種需要，其性能已優于日本SN50鋼、美國A572-50級鋼。新的國標《GB/T19879-2005》新增加了390MPa、420MPa、460MPa三個強度級別，當前的《鋼結構設計規范》都一直未對上述鋼材新標準變化做出積極的反應，也未為提出任何修改補充條文。致使設計與鋼材新產品間的矛盾日益突出，許多設計人員不敢采用新品種鋼材，為此建議著手修訂補充有關規范以滿足設計急需。
二、隨著規范的修訂完善，鋼結構設計市場前景廣闊
當前，我國鋼結構發展的形勢很好。我國加快對《鋼結構設計規范》修訂工作，并積極組織高等院校、學術團體等舉辦鋼結構技術講座、規范設計研討等，同時重視加強和提高各級設計人員的設計水平，努力實現理論與實踐相結合，與日俱進，以促進我國鋼結構市場的蓬勃發展。
第2篇：鋼結構設計規范范文
關鍵詞：鋼結構 規范 節點 焊縫
1、概述
隨著建筑工藝的不斷革新和建筑理念的日益轉變，鋼結構在建筑領域中占有越來越重要的地位，而鋼結構連接節點設計是鋼結構設計中的十分重要環節。近年來，我國與世界上其他國家合作的工程建設項目的不斷增加，工程設計人員有越來越多的機會接觸到國外的設計規范。在中國工程領域中，很多項目原設計按美國規范設計，而因建造在中國，所有的鋼結構設計都必須同時滿足中國規范和美國規范，這就迫切需要我國工程設計人員學習和運用中國和美國鋼結構設計規范。
本文對中國鋼結構規范GB50017-2003《鋼結構設計規范》及美國的鋼結構設計規范“Specification for Structure Steel Building-Allowable Stress Design and Plastic Design-1989”（簡稱ASD89）節點設計中的角焊縫構造要求及承載力進行了對比，找出兩國規范之間的共同之處及差異，得出包絡的設計方法，為工程設計人員提供參考。
2、中美鋼結構設計規范概述
鋼結構根據設計理念的不同，共存在兩種設計方法，一種是容許應力法（ASD法），另一種是基于概率和可靠度的極限狀態設計，也稱為荷載分項系數法。美國的ASD89采用的是容許應力法，而中國的GB50017-2003采用的是荷載分項系數法。
容許應力法要求結構在荷載作用下，其構件和節點應力不超過規范規定的容許應力，容許應力是指材料強度除以安全系數，彎剪扭受力狀態下安全系數各不相同。荷載分項系數法是在設計過程中，設置反映各荷載的不確定性并與結構可靠度概念相關聯的一個數值，稱為組合系數，對荷載工況進行組合，荷載組合下結構的應力不大于材料的名義抗力。
3、構造
角焊縫設計中的構造措施主要包括焊縫最小焊腳高度，最大焊腳高度，最小長度和斷續焊縫的長度四個方面：
3.1、角焊縫高度最小限值
如果板件厚度較大而焊縫焊腳尺寸過小，施焊時焊縫冷卻速度過快，可能產生淬硬組織，易使焊縫附近主體金屬產生裂紋。因此，應對角焊縫的焊腳的尺寸需規定其最小限值。
中國規范規定： ，當 時，取 ；對埋弧自動焊 可減少1mm； T形連接的單面角焊縫 可增加1mm （ 為較厚焊件厚度）。
美國規范ASD89根據較厚鋼板的厚度分段規定焊縫最小尺寸限值，見表1。表1同時列出相應厚度范圍內根據中國規范計算出的最小焊腳高度做對比。
表1 美國規范角焊縫最小限值
連接較厚部件的材料厚度 ASD89角焊縫最小尺寸 中國規范相應計算值
≤4mm 3mm 1～4mm
4～6mm 3mm 3～3.7mm
6～13mm 5mm 3.7～5.4mm
13～19mm 6mm 5.4～6.5mm
≥19mm 8mm >6.5mm
中國規范是按照不同焊件的厚度計算取值，美國規范是按照不同板厚的區間分段取值。在較薄板件之間相連接時，最小焊腳高度限值差不多，而厚板相連時，中國規范最小焊腳高度限制要嚴格很多。
3.2、角焊縫高度最大限值
角焊縫的焊腳尺寸過大，易使焊件產生燒傷、燒穿的現象，且使焊件產生較大的殘余應力和較大的焊接變形，所以，對角焊縫還應規定其最大焊腳尺寸。
中國規范規定： 不宜小于 （鋼管結構除外）， 為較薄焊件厚度。 對于板件端部的角焊縫，當板厚 時， ；當板厚 時， 。
ASD89中規定：當焊件板厚 時， ；當焊件板厚 時， 。
從角焊縫最大焊腳尺寸的限值來看，中國規范的限值與美國規范基本一致。
3.3、角焊縫最小長度
角焊縫焊腳尺寸大而長度較小時，焊件局部加熱嚴重，焊縫起滅弧所引起的缺陷相距太近，以及焊縫上可能產生的其他缺陷（氣孔、非金屬夾渣等），也使焊縫不夠可靠。對搭接連接的側面角焊縫而言，如果焊縫長度過小，由于力線彎折大，也會造成嚴重的應力集中.因此，為了使焊縫能夠具有一定的承載能力，根據經驗，最小焊縫計算長度的限值為：
中國規范規定：側面角焊縫或正面角焊縫的計算長度 ，且≥40mm。
美國規范規定： ，，且大于等于兩側焊縫之間的間距。若焊縫長度不滿足此要求，按實際焊縫長度的1/4計算焊縫承載力。
中國規范在焊縫最小長度方面比美國規范嚴格很多，但美國規范對于不滿足最小長度的焊縫計算規定更為詳細。
3.4、斷續焊縫
在次要焊縫連接或次要構件中，可采用斷續焊縫。但斷續焊縫容易引起應力集中，且斷續角焊縫的距離過大會使構件連接不夠緊密，焊件容易受潮并且銹蝕，因此對于斷續角焊縫中美規范提出如下要求：
中國規范規定：斷續焊縫的長度 ，且≥50mm。其凈距不應大于15t（受壓構件）或30t（受拉構件）。
美國ASD89規范規定：一般情況下， ，且≥38mm。
在斷續焊縫的限值來說，中國規范要求比美國規范相對寬松，但美國規范對焊縫的凈間距未做要求。
4、計算
對于中、美規范，承載能力極限狀態設計的方程表達可按如下公式：
（1）
本文以考慮恒荷載+活荷載的荷載組合為代表對兩種規范進行對比，其方程可表達為：
（2）
其中：
S-荷載效應組合的設計值；
R-結構構件抗力的設計值
， -恒荷載和活荷載標準值
， -恒荷載和活荷載荷載分項系數
-鋼結構材料強度標準值
-材料分項系數
為方便比較中美鋼結構焊縫節點計算的安全度差異，本了對以下幾個方面規定：（1）本文僅對國內常用的Q235和Q345鋼材對應的焊材進行對比，兩種材料 ， 為焊材的強度設計值， 為焊材的抗拉強度值（2）假定恒荷載與活荷載的比值 ，（3）中國鋼結構規范分別考慮恒荷載效應控制的組合和活荷載效應控制的組合，中美規范的荷載分項系數見表2。
表2 荷載分項系數表
規范 恒荷載分項系數 活荷載分項系數
中國GB50017-2003 1.2 1.4
1.35 0.98
美國ASD89 1 1
4.1 正面角焊縫
在荷載標準值相同的情況下，正面角焊縫的設計安全度差異可通過不同規范計算所需的焊縫截面積比值來進行對比：
GB50017的極限狀態方程為
（3）
（4）
ASD89的極限狀態方程為
（5）
ASD89和GB50017的正面角焊縫安全度差異可表達為：
（6）
（7）
當活荷載和恒荷載的比值x取不同的值時，可得到中美鋼結構規范對于正面角焊縫的計算的安全度差異，見圖1。
圖1 正面角焊縫中美規范設計安全度差異
由圖1可看出，對于正面角焊縫設計，在可變荷載控制效應組合下，安全度隨著活荷載的增大而減小；在永久荷載控制效應組合下，安全度隨著活荷載的增大而增大。但無論哪種荷載控制效應組合，按美標規范設計所需的焊縫面積均大于中國規范，美標規范設計的安全度大于中國規范。
4.2 側面角焊縫
在荷載標準值相同的情況下，側面角焊縫的設計安全度差異可通過不同規范計算所需的焊縫截面積比值來進行對比：
GB50017的極限狀態方程為
（8）
（9）
ASD89的極限狀態方程為
（10）
ASD89和GB50017的正面角焊縫安全度差異可表達為：
（11）
（12）
當活荷載和恒荷載的比值x取不同的值時，可得到中美鋼結構規范對于側面角焊縫的計算的安全度差異，見圖2。
圖2 側面角焊縫中美規范設計安全度差異
由圖2可看出，對于側面角焊縫設計，在可變荷載控制效應組合下，安全度隨著活荷載的增大而減小；在永久荷載控制效應組合下，安全度隨著活荷載的增大而增大。在活荷載小于2倍恒荷載時，按美標規范設計所需的焊縫面積均大于中國規范，美標規范設計的安全度均大于中國規范。在活荷載大于2倍恒荷載時，可變荷載效應控制荷載組合下中國規范的設計安全度大于美標規范，但在實際工程中，這種情況較少見，因此總體來說美標規范設計的安全裕度大于中國規范。
5、結語
1. 中、美兩國鋼結構設計規范的理論基礎有所不同，美國規范采用的是基于安全系數的容許應力法，中國規范采用的是基于概率和可靠度理論的荷載分項系數法，設計方法不盡相同。
2. 對于焊縫的構造，美國規范起步較早，較為成熟，中國規范在制定的過程中部分參照了美國規范，因此構造要求大體上與美國規范差不多，但又在美國規范的基礎上有所創新和發展，總體比較中國規范除了斷續焊縫，構造要求要高于美國規范。
3. 對于焊縫的承載力計算，僅在活荷大于兩倍恒荷載時的可變荷載控制工況下，中國規范略保守，這種情況工程中應用雖然不多，但設計時需考慮對此種情況的包絡。總體來說美標規范角焊縫的設計安全裕度大于中國規范。
參考文獻
[1] GB 50017-2003 鋼結構設計規范 [S].
[2] Manual of Steel Construction-Allowable Stress Design，9th Edition， 1989.
第3篇：鋼結構設計規范范文
關鍵詞：鋼結構；廠房；結構設計
Abstract: combining with a production workshop chongqing steel plant design simple introduction to this kind of plant the structural design features, from the main load, the main structure layout analyzed the heavy steel structure plant structure design, puts forward the heavy steel structure plant structure design problems should be paid attention to.
Keywords: steel structure; Workshop; Structure design
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
引言
在工業建筑中，鋼結構以其獨特的性能被廣泛采用，為滿足生產需要，跨度大、高度大以及大噸位行車重型鋼結構廠房不斷涌現。隨著鋼結構的發展，重型鋼結構廠房在工業建筑中的比重越來越大，主要領域用于冶金、機械、船舶等工業建筑。本文結合浙江寧波地區某生產車間的結構設計，重點介紹重型鋼結構廠房結構特點及結構設計中一些注意事項和要點，供類似設計中參考。
1重型鋼結構廠房結構特點
重型鋼結構廠房結構相對于輕型門式剮架結構具有以下特點：
1.1結構用鋼量大。該類廠房柱距、跨度、高度一般較大。且吊車工作級別、荷載較大，因此導致構件超長、超寬、超重現象，用鋼量一般超過60kg/m2。由于該類廠房結構構件重量較重，且上部荷載較大，相應基礎費用也較高，同時地震反應也較為敏感。
1.2軸網布置不規則。受工藝條件限制，廠房柱距一般為9~12m，局部柱距由于抽柱，柱距達到24m甚至更大。
1.3結構整體剛度要求高。因吊車沖擊荷載對結構的影響，在結構的縱向及橫向應提高結構整體剛度，以減小整體結構的震動。
1.4節點構造復雜。節點設計應考慮超大、超寬、超重構件的制造、運輸、安裝的工藝要求，并滿足抗震構造措施及剛性假定的規定。
2結構設計
結構設計按《鋼結構設計規范》、《建筑抗震設計規范》和《建筑結構荷載規范》等相關規范設計。
2．1主要荷載
廠房結構所受到的荷載主要有豎向荷載：包括結構自重、吊車豎向荷載、屋面活荷載及走道板活荷載；水平荷載：包括風荷載、廠房積灰荷載，吊車水平荷載、地震荷載等。上述荷載中除一般輕型屋面自重按0.50kN/m2輸入外，其它結構自重由程序自動計算。風荷載按《建筑結構荷載規范》選用風荷載體形系數后，由程序自動布置。屋面活荷載取0.3kN/m2，屋面積灰荷載在水平投影面，距高爐中心50m內取1.0kN/m2，距高爐中心50~100m時取0.5 kN/m2，走道板活荷載取2.0kN/m2。基本風壓0.4 kN/m2。吊車荷載按照廠家提供的數據進行輸入。
2．2主要結構布置
排架柱為單階柱，上階柱采用工字型實腹焊接截面柱。下階柱除承受上柱荷載外，還需承受噸位較大的吊車荷載，如果采用實腹工字型截面柱．則柱截面會很大，不經濟，下柱采用格構式鋼管混凝土柱設計方案。充分利用了鋼管和混凝土兩種材料的力學性能，減少了柱子截面尺寸，且外形美觀。肩梁采用單腹壁肩梁。
2．3屋面斜梁設計
(1)撓度控制：屋面斜梁撓度限值按《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）附錄A規定，[Vt]
(2)腹板高厚比控制：當屋面梁軸力相對較小時。可按《鋼結構設計規范》(GB50017-2003)4.3.1款規定，承受靜力荷載和間接承受動力荷載的組合粱宜考慮腹板屈曲后強度，并滿足第4.4節相關要求。考慮腹板屈曲后強度的屋面斜梁腹板可以設計的較薄，且無需設置中間橫向加勁板，但考慮到腹板的焊接變形往往難以得到保證，因此重型鋼結構廠房的屋面斜梁腹板厚度不宣設計過薄，一般最小取6.0mm，且h/t不大于150。
2．4柱子系統設計
排架柱以邊柱為例。如圖1所示。
鋼柱為單階柱。上柱采用實腹式柱，下柱采用格構式鋼管混凝土柱。鋼管材料選用Q345B鋼，管內用C45混凝土填充，綴條采用空心鋼管。澆灌混凝土的孔開在肩梁以下，孔徑約200mm，可在工廠開孔，但不宜將孔板割掉，以免雜物掉進管內．待管內混凝土被振搗密實并達設計強度的50％以后，方可焊接孔板。鋼管中混凝土應采用壓力灌漿法澆筑，為使管內混凝土密實，在肩梁上翼緣板各開有直徑為30mm的泄氣孔:，灌漿時應振搗密實，直到泄氣孔冒漿為止。鋼管中的混凝土必須在吊車及墻架系統安裝前澆灌，待混凝土強度達到70％以上，方能安裝吊車及墻架系統。下柱長15.18m，在柱腳處和下柱的中部分別設置了一道橫隔(橫隔間距不宜大于柱長邊的9倍和8m)。
柱腳采用插入式柱腳。
肩梁采用單壁式肩梁，腹板高度為1800mm。與鋼管相交的加勁做成一塊整板，下柱的鋼管切口，將加勁板插入鋼管的切口內，這樣的構造做法使吊車梁傳來的豎向荷載有效的傳遞至下部鋼管混凝土柱內，提高了節點的整體受力性能。
圖1：排架柱
2.5柱間支撐設計
為保證廠房的縱向剛度和空間剛度，承受山墻風力、吊車縱向剎車荷載、溫度應力和地震作用，沿廠房縱向設置上、下柱間支撐。下柱柱間支撐設兩道，原則上應該布置在溫度區段中間三分之一處，但是工藝要求，有些位置不能布置柱間支撐，將其位置做適當的調整以滿足工藝要求。上柱支撐設四道，上柱支撐除在設有下柱支撐的柱間布置外，在溫度區段的兩端另設兩道。
2．6吊車梁與柱的連接
吊車梁下翼緣與柱的連接，一般采用普通螺栓固定。吊車梁上翼緣與柱的連接通常采用板鉸連接，因為板鉸連接的縱向約束效應小，適用于重級工作制吊車梁，板鉸及其連接應能保證傳遞梁端最大水力．鉸板孔徑較栓徑大1mm，其加工應按照精制螺栓要求進行，鉸板栓孔的受力方向端距不得小于1.5d。由于吊車的起重量較大，在吊車梁的高度中部增設與排架柱相連的垂直隔板，此隔板為構造加強，無需計算。
3廠房各系統設計中應特別注意的問題
3.1鉸接屋架上承及下承做法對柱的影響
上承式屋架優點：屋架支座處傳力好。屋架在安裝時的穩定性好,而且基本上可不必考慮屋架受力后弦桿彈性伸長的影響。上弦在豎向荷載作用下的壓縮變形可補償屋架下撓時(坡度變直時)支座向外的位移。其總位移量的消長情況與屋面坡度有關,當屋面坡度i≥1/6,柱頂仍將向外推移。當i≤1/10柱頂非但不會向外推移，甚至有向里移動的可能，這個優點在多跨廠房中更為重要。
上承式屋架缺點:上承屋架端支座底部至端節點中心的距離較大,約為下承式屋架的2~3倍。因此,在柱頂水平剪力作用下對支座節點的偏心彎矩較大,設計時應引起注意。一般可采取以下兩種方式解決:①采用側接法與柱頂相連,以減少甚至消除偏心彎矩;②在與支座節點相連的屋架桿件設計中,考慮此偏心彎矩的影響,下承式屋架做法優缺點正好與上承式相反。
3.2柱
柱截面選用時,為了經濟,宜優先選用鋼管混凝土柱或型鋼格構柱。為了經濟,在工藝允許的情況下可增加縱向系桿,以減小廠房柱的平面外計算長度。
3.3柱間支撐
支撐桿件采用單拉桿設計或一拉一壓桿件設計,應根據受力大小及桿件長度確定。目前流行采用單桿既在前后片桿件之間不打綴條設計,便于中間穿行管道、鋼梯及參觀走道。
3.4吊車梁系統
國標圖集與鋼結構設計規范對吊車梁中間加勁肋板與上翼緣的焊縫處的要求不同(鋼結構設計規范要求刨平頂緊后焊接,國標圖集僅采用焊縫)，建議采用刨平頂緊后焊接。平板支座處加勁肋國標圖集中是上下刨平頂緊,為了便于施工,建議改為上端坡口焊,下端刨平頂緊后焊接。
結語
隨著我國工業建設的發展，尤其是沿海、沿江地區冶金、機械、船舶及海洋工程類建設項目，由于生產工藝的需要以及建設用地的允許 ,建造大跨度和大面積的鋼結構廠房越來越多 ,而隨著我國鋼產量的增加和建筑設計、 施工技術的不斷進步 ,這種需求得到滿足也變得越來越容易。設計人員要熟悉規范，靈活把握，使得工程結構設計更加經濟合理。
參考文獻
[1]鋼結構設計手冊編委會．鋼結構設計手冊[M]．北京：中國建筑工業出版社，2004．
[2]GB 50017--2003鋼結構設計規范[S]．
第4篇：鋼結構設計規范范文
鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發
2.項目研究背景
所要編寫的結構程序是混凝土的框架結構的設計，建筑指各種房屋及其附屬的構筑物。建筑結構是在建筑中，由若干構件，即組成結構的單元如梁、板、柱等，連接而構成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。
編寫算例使用建設部最新出臺的《混凝土結構設計規范》gb50010-XX，該規范與原混凝土結構設計規范gbj10-89相比，新增內容約占15%，有重大修訂的內容約占35%，保持和基本保持原規范內容的部分約占50%，規范全面總結了原規范實施以來的實踐經驗，借鑒了國外先進標準技術。
3.項目研究意義
建筑中，結構是為建筑物提供安全可靠、經久耐用、節能節材、滿足建筑功能的一個重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業化水平密切相關，對發展新技術。新材料，提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。
由于結構計算牽扯的數學公式較多，并且所涉及的規范和標準很零碎。并且計算量非常之大，近年來，隨著經濟進一步發展，城市人口集中、用地緊張以及商業競爭的激烈化，更加劇了房屋設計的復雜性，許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上，都客觀的需要計算機程序的輔助設計。這樣，結構軟件開發就顯得尤為重要。
一棟建筑的結構設計是否合理，主要取決于結構體系、結構布置、構件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構構造是否合理。這些問題已經正確解決，結構計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設計工作了，因此原來在學校使用的手算方法，將被運用到具體的程序代碼中去，精力就不僅集中在怎樣利用所學的結構知識來設計出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實現，
4.文獻研究概況
在不同類型的結構設計中有些內容是一樣的，做框架結構設計時關鍵是要減少漏項、減少差錯，計算機也是如此的。
建筑結構設計統一標準(gbj68-84)該標準是為了合理地統一各類材料的建筑結構設計的基本原則，是制定工業與民用建筑結構荷載規范、鋼結構、薄壁型鋼結構、混凝土結構、砌體結構、木結構等設計規范以及地基基礎和建筑抗震等設計規范應遵守的準則，這些規范均應按本標準的要求制定相應的具體規定。制定其它土木工程結構設計規范時，可參照此標準規定的原則。本標準適用于建筑物(包括一般構筑物)的整個
第5篇：鋼結構設計規范范文
【關鍵詞】大跨度鋼結構、性能、設計
一、前言
設計其他形式的鋼結構一樣，大跨度鋼結構設計主要解決結構體系設計、構件設計及連接節點設計等方面的內容。大跨度鋼結構受到個方面的影響，延性性能成為其體系、構件、節點的安全控制因素。在工程實踐中，設計技術人員迫切需要設計規范提供明確的大跨度鋼結構計算分析理論與設計方法、與現代計算技術相應的工程實用計算軟件以及明確的結構承載力與變形能力安全控制指標。
二、鋼結構基于性能的設計概述
1、性能設計
從結構設計方法的演變和發展過程看，20 世紀90 年代由美國學者提出的基于性能的結構設計理論代表了未來結構設計的發展方向。性能化設計是一種運用工程方法達到既定結構性能目標的設計方法。基于性能的設計理論中，通過高效的結構高等分析計算，預測結構在各種條件下，尤其是不同荷載作用下的結構響應，從而評估結構性能是否滿足業主對結構性能的要求和規范規定的性能指標。
2、結構幾何與材料雙非線性計算分析
由于高強度材料與新技術的應用，鋼結構建筑的重量越來越輕，跨度越來越大。結構在達到屈服荷載之前變形很大，表現出相當程度的幾何非線性性質。傳統的基于平面和線性假定的分析方法已不再適用，必須考慮幾何非線性進行承載力分析。在很多情況下，當結構漸漸接近其所能承擔的極限荷載時，鋼結構進入屈服階段，材料的性質也漸漸地從線彈性向塑性轉化，表現出材料非線性性質。因此設計時要考慮幾何非線性和材料非線性相互耦合的
雙重非線性，借用有限元方法對結構進行大位移彈塑性全過程分析以確定結構在極限荷載作用下的工作狀態。目前 ANSYS 等通用有限元計算軟件已在國內外廣泛應用，為工程設計人員提供切實可行的基于結構幾何與材料雙非線性的全過程計算分析方法和手段。
3、基于延性性能的設計思路
延性通常定義為結構、構件或構件某個截面從屈服開始到達極限荷載或到達極限荷載以后荷載還沒有明顯下降期間的變形能力。延性能力好的結構或構件的后期變形能力大，在達到屈服或承載力極限狀態后仍能吸收一定的加載能量，從而在其破壞前有明顯變形或其它預兆（ 即發生延性破壞） 。對延性性能進行控制是鋼結構設計的基本原則，根據延性的定義可以清晰地理出大跨度鋼結構延性性能設計的基本思路：
（ 1） 延性設計的關鍵性能參數包括屈服荷載、破壞荷載、屈服變形 （ Dy） 和破壞變形 （ Du） 。其中屈服荷載為結構或構件加載-結構響應全過程曲線出現轉折時的荷載； 破壞荷載為結構或構件的加載-結構響應全過程曲線中最大荷載。由于結構設計時一般不考慮材料強度屈曲后的強化階段和頸縮階段，結構設計計算的加載-結構響應全過程曲線在荷載最高點即停止，因此最大荷載即為破壞荷載。屈服變形為屈服荷載對應結構或構件變形； 破壞變形為破壞荷載對應的結構或構件變形。
（ 2） 延性設計的關鍵首先是如何計算得到上述延性性能參數，并分析確定合理的屈服荷載值及屈服變形值指標，以保證結構在正常設計荷載作用下安全使用。
（ 3） 延性設計的關鍵之二是分析確定合理的承載力比例系數以保證在超正常設計荷載作用下，結構破壞前有一定的承載力儲備。
三、鋼構件性能設計
1、鋼構件承載力性能
我國現行規范 GB 50017―2003對鋼構件局部穩定主要是通過經驗式的指導性構造設計來實現，對受彎、受壓構件是通過構件穩定系數加大其安全度實現構件承載力性能設計，并有完整的計算公式，此處不贅述。
2、鋼構件變形性能
（1）實際工程中，大跨度鋼結構彈性位移控制值在 L /250 ～ L /400 范圍內均可行，由于取值范圍大，常常使設計人員無所適從。
（2）結構預起拱是在建筑屋面荷載、裝修荷載、使用活荷載加載之前進行的，因此預起拱并不能減少上述荷載作用下結構發生的絕對變形值。而建筑結構正常使用性能往往是上述荷載產生的絕對變形值起控制作用，因此，通過預起拱減小構件相對初始幾何形態的變形值，解決正常使用性能要求并無科學依據。
（3） 規范允許通過結構初始幾何形態預起拱解決變形限值問題，起拱幅度達 1. 0 靜荷載 + 0. 5 活荷載產生的變形。按此幅度預起拱，幾乎所有剛度不足的結構均可通過預起拱來實現彈性變形控制指標，那么在構件強度安全滿足情況下，為什么還要控制結構正常使用荷載作用下的彈性位移？ 通過預應力措施產生反拱解決位移控制指標是否還有必要？
四、鋼結構體系性能設計
基于性能的設計方法首先在高層建筑結構抗震設計中得到應用，高層建筑結構抗震延性能力設計目標是結構在某一設定地震地面運動作用下建筑的預期變形能力水準。建筑物的變形能力水準包括結構、非結構和建筑附屬設施的性能水準的各種組合。當前，“超限”高層建筑結構的延性性能設計技術已廣為設計人員掌握，對于大跨度鋼結構體系彈性小變形能力，我國相關設計規范的規定基本與鋼構件相同，實際工程設計也就面臨同樣的難題。對于大跨度鋼結構體系彈塑性階段的設計，我國相關設計規范中只有 JGJ 7―2010 對空間網殼結構的穩定承載力有規定。對于大跨度鋼結構彈塑性大變形性能設計，我國相關設計規范沒有提出任何規定和要求。為保證大跨度鋼結構安全，工程設計界迫切需要對彈塑性穩定承載力、大變形性能進行深入系統研究，并提出明確的穩定承載力、大變形能力設計控制指標。
五、鋼節點性能設計
鋼結構節點設計是鋼結構安全設計最重要因素之一。當前我國鋼結構設計質量控制最薄弱環節之一就是鋼節點，鋼節點工程事故發生率也較高。現行鋼結構及相關設計規范，對于鋼節點的連接設計有計算公式，對于節點整體安全設計，主要是依靠經驗和試驗成果的指導性構造設計和少量的經驗計算公式，鋼節點整體安全計算設計內容嚴重不足，并且缺乏明確的計算理論和方法。受到資金和工期限制，鋼節點試驗僅能在少數重點工程中得以實施。實際工程設計中只能進行有限元計算分析，但現行鋼結構及相關設計規范又缺乏節點安全設計準則的規定，設計者往往錯誤地將節點局部區域材料達到屈服點作為鋼節點安全設計標準。為保證鋼結構整體安全，同樣亟需確定鋼節點基于雙非線性分析的彈性小變形與彈塑性大變形性能設計控制指標。
六、結束語
綜上所述，本文主要針對基于性能的大跨度剛結構設計進行了研究和分析，隨著科學技術和經濟的不斷發展，基于性能的大跨度剛結構廣泛應用，這樣就對其設計要求也越來越嚴格。在進行大跨度鋼結構設計時，應該從體系、構件以及節點等方面進行基于性能的設計，這樣才能進一步的控制性能指標，保證鋼結構工程安全，從而進一步促進我國鋼結構行業的科技創新與發展。
參考文獻：
[1]鮑廣鑒、李國榮、王宏、羅軍、增強、陳柏全；現代大跨度空間鋼結構施工技術[J]；鋼結構；2005年01期.
第6篇：鋼結構設計規范范文
Abstract: Development of modern industrial automation, rapid development of economic and technological development zone all over the country, founding industrial plants can not meet the requirements of production process and equipment, new urban planning involves the overall relocation of industrial enterprises, in the new industrial park, new light and heavy steel structure factory building of steel structure are springing up. Combination of engineering practice, from the steel structure design of a more detailed description of the design concept and combining engineering instance of summing up the Chongqing steel factory building, is for informational purposes only.
關鍵詞：輕鋼與重鋼；選用的規范；重鋼廠房的常規設計
Keywords: light steel and chongqing steel; Choose standard; Chongqing steel plant of conventional design
中圖分類號： S611 文獻標識碼：A 文章編號：
輕型鋼結構設計規程（上海市標準）是這樣來區分輕鋼和普鋼的： 輕型鋼結構房屋沒有嚴格的定義，一般可用主要受力構件的截面組成來區分。 因此以下的結構都可稱為輕型鋼結構： （1）由冷彎薄壁型鋼做成的結構；
（2）由熱軋輕型型鋼做成的結構； （3）由焊接和高頻焊接輕型型鋼組成的結構；
（4）由圓管、方管、矩形管等做成的結構； （5）由薄鋼板焊成的構件做成的結構； （6）由以上各種構件組合做成的結構。
判定結構為重鋼與輕鋼結構確實沒有一個統一的標準，很多有經驗的設計師或項目經理也常常不能完全說明白，但我們可以以一些數據綜合考慮并加以判斷： （1）廠房行車起吊重量：大于等于25噸，可以認為為重鋼結構了。
（2）每平米用鋼量：大于等于50KG/M2，可認為是重鋼結構。 （3）、主要構件鋼板厚度：大于等于10MM，輕鋼結構用的較少。 另外，還有一些參考值：如每平米造價，最大構件重量，最大跨度，結構形式，檐高等，以上這些在判斷廠房是否為重鋼或輕鋼時可以提供經驗數據，當然現在很多建筑都是輕、重鋼都有。但有一些我們可以較肯定的說是重鋼：如：石化廠房設施、電廠廠房、大跨度的體育場館、展覽中心，高層或超高層鋼結構。 實際上國家規范和技術文件都并沒有重鋼一說，為區別輕型房屋鋼結構，也許稱一般鋼結構為“普鋼”更合適。因為普通鋼結構的范圍很廣，可以包含各種鋼結構，不管荷載大小，甚至包括輕型鋼結構的許多內容，輕型房屋鋼結構技術規程只是針對其“輕”的特點而規定了一些更具體的內容，而且范圍只局限在單層門式剛架。 輕鋼也是一個比較含糊的名詞，一般可以有兩種理解。一種是現行《鋼結構設計規范》（GBJ50017－2002）中“圓鋼、小角鋼的輕型鋼結構”，是指用圓鋼和小于L45＊4和L56＊36＊4的角鋼制作的輕型鋼結構，主要在鋼材缺乏年代時用于不宜用鋼筋混凝土結構制造的小型結構，現已基本上不大采用，所以這次鋼結構設計規范修訂中已基本上傾向去掉。另一種是《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》所規定的具有輕型屋蓋和輕型外墻（也可以有條件地采用砌體外墻）的單層實腹門式剛架結構，這里的輕型主要是指圍護是用輕質材料。既然前一種已經快取消，所以現在的輕鋼含義主要是指后一種。 由此可見，輕鋼與普鋼之分不在結構本身的輕重，而在所承受的圍護材料的輕重，而在結構設計概念上還是一致的。 以某鋼結構工程為例，僅供參考。
1工程概況
本廠房位于遼寧省鐵嶺市經濟技術開發區，寬84m，長408.5m，總面積為34314m2。主廠房為4跨21m鋼結構廠房，柱距6m，縱向設置溫度伸縮縫。邊跨各設有2臺16 t吊車；第二跨的1-14軸設有1臺25t；17-54軸設有2臺32t吊車；第三跨為雙層吊車,上部32t吊車，下部20t吊車；第四跨各設有2臺16 t吊車；
2主廠房的結構形式
主廠房橫向采用框架體系，縱向設置柱間支撐。在框架結構中，邊柱為實腹工字型柱；中列柱下段柱為格構柱，上段柱焊接工字型柱；屋面梁為焊接工字型梁。檁條為Z型連續檁條，間距為1.5m。在高低跨處檁條局部加強，防止雪堆積的破壞。屋面支撐采用角鋼支撐，且設有通常縱向水平撐，與橫向水平撐形成封閉體系，使廠房整體剛度得到加強。水平撐與梁腹板相連，同時在相連位置設有壓桿。屋面梁下翼緣的側向穩定通過設置隅撐來保證。吊車梁為焊接工字形截面，簡支，采用突緣支座。山墻風柱下端鉸接于地面；上端通過豎向長橢圓孔與屋面梁連接，這樣既可以保證水平力的傳遞，又能滿足豎向變形的需要。
3設計特點
3.1格構柱+分離柱
該工程局部為雙層吊車，上部為32t吊車，下部為20t吊車。經過綜合考慮采用格構柱+分離柱方案：格構柱肢用于承擔屋面荷載、風荷載、下部吊車橫向水平荷載和上部吊車荷載等；分離柱肢僅承擔下部吊車的豎向荷載，它們各自單獨受力。雙肢之間通過水平工字形柱連接，分離柱肢在框架平面內的穩定性依靠連在格構柱肢上的水平連接件來保證，在框架平面外的穩定通過設在分離柱肢之間的縱向交叉支撐來解決。由于吊車梁為突緣式支座，獨立柱肢可以按軸心受壓構件進行計算。在框架平面內的計算長度為水平連接件之間的距離，平面外計算長度為0.7H(H為獨立柱肢高度，柱腳為插入式柱腳)。
3.2變截面屋面梁
本工程將變截面屋面梁運用到大噸位吊車廠房中。由于屋面采用輕型彩鋼板，屋面荷載較小，跨度也不大，故采用變截面實腹梁。與傳統的鋼屋架、網架等結構形式相比，用鋼量基本相同，制作簡單，外觀簡潔明快，且可以很容易地和鋼柱剛接，形成剛框架。在變截面屋面梁計算時應考慮軸向力的不利影響，但《鋼結構設計規范》中無法考慮該不利因素，且《鋼結構設計規范》也未給出楔形梁的計算公式。因此在按《鋼結構設計規范》計算完成后，應采用輕型門式技術規程進行復算。按抗震規范進行屋面梁設計時，梁的腹板將會非常的厚，用鋼量將大大的增加。設計中通過加設肋板的方法來改變腹板的高厚比，把腹板做薄，從而達到節約鋼材的目的。
3.4防扭支撐
當柱伸出牛腿，而吊車梁無制動結構時，柱會出現受扭的問題。針對這一問題，在設有下柱撐的柱間，與牛腿等高的平面內設置支撐梁，隅撐將牛腿與支撐梁相連，保證從吊車梁上傳來的縱向力能夠可靠的傳遞到柱間支撐，且使柱不出現受扭狀況。見圖4
4. 典型節點構造
4.1插入式柱腳
在單層廠房設計中，剛接柱腳的用鋼量比較多，其耗鋼量約為整個柱重的5%~20%。為了便于制作、節約鋼材，采用插入式柱腳，柱端直接插入鋼筋混凝土杯形基礎的杯口中，埋置深度按《鋼結構設計規范》取值。為了便于安裝和澆筑混凝土，在柱底板處設置通氣孔，在±0.000處的橫隔板上開設灌漿孔。
4.2吊車梁連接節點
吊車梁為焊接工字形截面，采用突緣式支座，簡支于牛腿或肩梁上。突緣支座相對于平板支座而言，支座反力更接近于牛腿和吊車肢的中心，減小偏心對牛腿和吊車肢的不利影響。為了保證吊車梁與計算假定相符合，在相鄰的梁上翼緣分別用相互獨立的水平連接板與上柱連接，且在連接板的端部只用一顆螺栓連接；吊車梁之間的縱向連接在梁端高度中下部加設調整填板并用螺栓連接。
5結論
設計中采用下段柱為格構柱，上段柱為焊接工字型柱，屋面梁為焊接工字型梁的框架形式，外觀輕巧美觀、綜合經濟指標較好。局部雙層吊車，采用格構柱+分離柱方案，較以往的雙階格構柱方案有所改變，而且傳力清晰明確；在有下柱撐柱間的牛腿處設置防扭支撐來解決柱子受扭問題。為相似工程的設計提供了新的解決思路。該工程為采用輕型圍護材料的大型鋼結構廠房，不適用于門式剛架，需按“普鋼”控制，按結構用料屬于重鋼，但是實際上該工程屬于輕鋼鋼結構房屋。
參考文獻
[1] 《全國民用建筑工程技術技術措施-結構》2003
[2] 趙熙元《建筑結構設計手冊》
第7篇：鋼結構設計規范范文
【關鍵詞】三代核電;鋼結構;荷載組合;抗震計算
三代核電核島次要鋼結構，是在主體混凝土結構施工完成后二次施工完成。主要功能是提供人員通道、反應堆試驗或停堆期間檢修、建造期間設備安裝、支撐設備等，主要包括鋼平臺，另外附屬結構有直爬梯、斜鋼梯等。
一、結構布置原則
(一)平面結構體系，此類鋼平臺結構布置應遵循的原則。一是與混凝土相連鋼構件采用鉸接，設置斜向支撐，鋼梁與支撐組成三角受力體系，桿件主要受軸向力;二是不考慮平臺鋪板對鋼梁整體穩定的影響。因結構受三方向地震作用，在平面內設置支撐體系，保證地震作用下鋼梁平面外穩定;三是平面內支撐應均勻設置。
(二)框架結構體系，作用于核島樓板上，四周不與墻連接，此類鋼平臺結構布置應遵循的原則。一是若鋼柱柱腳采用剛接，需要在樓板上預留地腳螺栓安裝孔洞，考慮鋼結構為二次安裝，混凝土樓板已經施工完成，預留的螺栓孔洞不宜定位，造成安裝困難，此類結構柱腳一般均設置成鉸接柱腳，安裝時采用膨脹螺栓固定鋼柱柱腳。二是鋼柱柱腳不能承擔彎矩，為抵抗三方向地震力，立面設置柱間支撐，若工藝使用空間有限制，宜設置八字撐或人字撐。
二、結構計算原理
核島鋼結構應用有限元進行內力計算分析，工況及荷載效應組合根據《壓水堆核電廠核安全有關的鋼結構設計要求》(NB/T20011－2010)(以下簡稱《核電鋼規》)確定，構件的設計要求滿足本規范以及《鋼結構設計規范》(GB50017－2003)(以下簡稱《鋼規》)的規定。核島鋼結構抗震類別為I類，根據《核電廠抗震設計規范》(GB50267－1997)(以下簡稱《核電抗震規范》)3．2．1條規定，I類物項應按兩個相互垂直的水平方向和一個豎向的地震作用進行計算。計算方法采用振型分解反應譜法，譜值來自核島廠房樓層反應譜。抗震構造按照《核電抗震規范》3．5．2條所規定的9度進行校核，符合現行國家標準《建筑抗震設計規范》(GB50011－2010)(以下簡稱《抗震規范》)對9度抗震設防時的有關要求。有限元計算分析時，結構由若干個有限單元組合而成。鋼平臺作為一種空間結構體系，在軟件中用桿系單元模擬，不考慮面單元。面荷載通過導荷載的方式等效到構件上。根據構件受力情況，構件支座處或者構件相交處通過釋放約束的方式定義連接方式，固接、鉸接或者滑動。每個支座或者桿件起點、桿件終端分別有6個約束，三個方向的軸向力、三個方向的彎矩。節點力和力偶可作用于結構的任何一個自由節點上。這些荷載的方向以結構整體坐標來定義，彎矩的方向遵循右手定則，在整體坐標系中，正方向的作用力總是和坐標軸的正向一致。
三、鋼平臺荷載類型
根據《核電鋼規》5．1．1條規定，所有與核安全有關的承重鋼結構應按所承受的各項荷載和作用進行設計，核島內部鋼平臺需要考慮的荷載分為以下幾種類型。
(一)正常荷載。D—永久荷載，包括結構自重、液體靜水壓力以及固定的設備荷載等。L—活荷載，包括可移動的設備荷載、吊車荷載及其他可變荷載。活荷載分為三種情況下的活荷載:施工活荷載Sc;正常運行活荷載So;安全停堆或試驗時活荷載Se。Ro—在正常運行或停堆期間，管道和設備的反力。To—在正常運行或停堆期間，工作環境溫度作用。
(二)嚴重環境荷載。嚴重環境荷載指核電廠在服役期間，偶然遇到的環境荷載和作用。W—廠址的基本風壓荷載。本文探討的核島內部鋼平臺均在核島廠房內部，計算分析時，不考慮此項荷載作用。E1—由運行安全地震震動(SL－1)產生的地作用，包括由運行安全地震動引起的管道和設備的地震作用。
(三)極端環境荷載。極端環境荷載指極少數可能發生的環境Wt—由規定的設計龍卷風產生的荷載。本文探討的核島內部鋼平臺均在核島廠房內部，計算分析時，不考慮此項荷載作用。E2—由極限安全地震震動(SL－2)產生的地震作用，包括由極限安全地震動引起的管道和設備的地震作用。
(四)異常荷載。異常荷載是指作為一種設計基準事故，高能管道破裂事故產生的荷載。本文探討的核島內部鋼平臺，計算分析時，均不考慮此項荷載作用。
(五)其他荷載。由內部飛射物或外部人為事件引起的荷載。本文探討的核島內部鋼平臺，計算分析時，均不考慮此項荷載作用。綜上所述，核島鋼結構計算分析時需要考慮的荷載有:正常荷載下的永久荷載D(也稱恒荷載)、活荷載L、在正常運行或停堆期間，管道和設備的反力Ro、在正常運行或停堆期間，工作環境溫度作用To;嚴重環境荷載下的安全地震作用E1，極端環境荷載下的極限安全地震作用E2。
四、鋼平臺荷載組合
根據《核電鋼規》5．1．2條規定，壓水堆核電廠核安全有關的鋼結構荷載效應組合。除了反應堆廠房內部結構某些鋼平臺受力情況復雜外，其他核島廠房鋼平臺受力情況均為以上所述荷載以及荷載組合。
五、鋼平臺抗震計算分析
(一)計算要點。根據《核電抗震規范》規定，應同時采用運行安全地震震動和極限安全地震震動進行抗震設計;應按兩個相互垂直的水平方向和一個豎向進行三方向地震作用計算。抗震計算采用反應譜法，同一方向的振型組合采用CQC法，地震作用組合采用平方和平方根進行組合。抗震分析時，達到的目標是“鋼結構高階振型頻率達到33HZ以上，同時，振型數量應保證質量參與系數達到90%以上”。
(二)阻尼比。根據《核電抗震規范》3．3．3條規定，物項阻尼比可按表1采用。核島鋼平臺，當計算運行安全地震作用時，若以焊接為主，阻尼比取0．02，若以螺栓連接為主，阻尼比取0．04;計算極限安全地震作用時，若以焊接為主，阻尼比取0．04，若以螺栓連接為主，阻尼比取0．07。
(三)反應譜分析。核島鋼平臺均作用在廠房內部，鋼平臺與核島廠房墻體或樓板相連接，計算時，反應譜值采用相應的核島廠房樓層反應譜。鋼平臺頂面有與核島廠房混凝土結構相連的約束時，反應譜取該層標高處樓層反應譜，或上層：頂面與混凝土無約束時，則取柱底的樓面標高處樓層反應譜。核島廠房樓層反應譜安全運行地震SL－1地面峰值加速度為0．1g，極限運行安全地震SL－2地面峰值加速度為0．3g。反應譜采用加速度譜，有限元計算分析時采用二次完全平方和(CQC)組合振型得到反應結果。反應譜分析的結果和靜力分析結果進行組合。六、結語本文分析研究了三代核電核島次要鋼結構特點及受力情況，結合規范明確了鋼平臺荷載類型及荷載效應組合，重點介紹了抗震計算分析。本文對類似工程鋼平臺計算分析具有一定的指導意義，可供相關設計人員借鑒參考。
【參考文獻】
［1］建筑抗震設計規范GB50011－2010［S］．北京:中國建筑工業出版社，2010
［2］鋼結構設計規范GB50017－2003［S］．北京:中國計劃出版社，2003
［3］壓水堆核電廠核安全有關的鋼結構設計要求NB/T20011－2010［S］．北京:國家能源局，2010
［4］壓水堆核電廠核安全有關的混凝土結構設計要求NB/T20012－2010［S］．北京:國家能源局，2010
第8篇：鋼結構設計規范范文
關鍵詞： 多出口料倉；ANSYS有限元；箱型梁；計算分析
中圖分類號：TU24 文獻標識碼：A
鋼倉通常僅作為小型緩沖倉或大型鋼筋混凝土筒倉的漏斗使用，隨著皮帶機輸送系統的發展，對鋼倉提出了更高的要求，要求鋼倉同時具備儲料和給配料的功能。通常，當倉壁計算高度與圓形筒倉內徑之比大于等于1.5時為深倉，小于1.5時為淺倉。本文研究的鋼結構多出口料倉，倉壁直段和傾斜段的尺寸比接近1：1.5，下面有四個出料口，按深倉計算，并對動態壓力系數進行選擇，同時利用有限元軟件對料倉結構進行了分析。
1 工藝布置及結構形式
方形多出口料倉儲料為煤，額定容量為1000噸（1250m3），長12米，寬12米，高15.3米，料倉上部設有給料皮帶機，下部設有4個出料口，出料口為圓形，直徑為1800mm，料倉出料口處設有棒條閘門，用來給四個破碎機供料，料倉整體全部用鋼板和型鋼焊接或栓接而成，如圖1所示。
工藝要求料倉上部設有兩條給料皮帶機，下部四個出料口分別給四個破碎機供料。如果空間允許，圓形料倉從結構受力方面是優選，而就分料功能而言，矩形料倉則較為簡單。根據布置的需要，選擇設計為方形料倉，并在料倉中下部位做箱型梁，對四個錐形分料漏斗來說，可起到支架作用，同時還擁有均勻分料的功能。
2 結構計算模型及計算依據
2.1 計算依據
方形料倉結構的設計資料、圖紙，鋼結構設計規范（GB50007-2003），鋼筯混凝土筒倉設計規范（GB50077-2003）。
2.2 計算條件：
2.2.1 料倉結構設計需要計算的載荷種類：
恒載 DL ：料倉結構自重，活載 LD ：物料作用力。
2.2.2 荷載組合
載荷組合一 1.2DL+1.3LD；載荷組合二 DL+LD。
2.3 材料特性
整個料倉結構使用的鋼板和型材均為Q345B。彈性模量E為210Gpa，泊松系數為0.3，密度均為7.85×103kg/m3。屈服應力295～345 Mpa，破壞應力470～630 Mpa。
2.4 Q345B鋼材設計值：
鋼板厚t≤16 mm[δ]=310MPa，鋼板厚16≤t≤35 mm[δ]=295MPa，
鋼板厚35≤t
≤50 mm[δ]
=265MPa，
鋼板厚50≤t[δ]
=250MPa。
2.5計算采用有限元法。
3 料倉結構的有限元分析
3.1 單元選擇
在進行有限元分析時，需要結合料倉的受力情況和結構特點，料倉是由型鋼和鋼板焊接或栓接而成的鋼結構，將鋼結構等效為彈性結構板單元。
3.2 模型中節點的確定遵循如下原則：
模型的節點作為鋼結構各部分的連接點，模型的節點作為鋼結構的施力點。
3.3 載荷
料倉結構有限元分析時的載荷主要是由儲存的物料產生的，物料作用力按深倉計算，物料作用力分布模型如圖2所示。
3.4 約束
料倉共設置二個層面與轉運機房連接。有限元分析時將上層面與轉運機房梁連接處約束水平方向的線位移，下層面與轉運機房梁連接處約束豎直方向的線位移。
4 計算結果分析
因為料倉下部的四個出料口并不總是同時工作，所以物料分布會出現兩種情況：物料不均勻分布和滿倉物料均勻分布。物料在不均勻分布的情況下，料倉會承受偏壓。經過計算分析，當料倉三個出料口滿料，一個出料口無料時，偏壓情況最為嚴重。根據載荷組合一，對整個料倉結構進行應力分析，通過應力場普查，位于料倉上部的環形梁支撐處為整個結構最大應力的位置，應力值為151 MPa，料倉各部分結構的工作應力值均小于材料設計值，最大變形為7mm，料倉部分點的最大應力值見圖3，變形云圖見圖4。
5 鋼結構方形多出口料倉有限元分析結論
5.1 以前，對鋼結構料倉的設計均是把料倉結構轉化為材料力學研究的桿件，計算結果與實際情況差距很大；如今，對鋼結構料倉的設計是根據規范手冊中對料倉的規定，通過把料倉劃分為深倉或淺倉的基礎之上進行分析，并采用有限元軟件進行三維計算，這種方式更接近料倉結構的實際情況。
5.2 在對設備進行工藝布置時，應兼顧料倉結構設計。對鋼結構多出口料倉來說，如果采用方形倉，結構設計的難點為倉內部區分物料區域的結構上面，采用箱型結構+圓形出料口能很好的解決此類問題，結構受力也比較合理。對于和本文研究的特種結構類似的料倉，可以參照料倉設計規范的相關規定，按照本文提出的設計原則和計算分析方法進行結構設計。
參考文獻
第9篇：鋼結構設計規范范文
關鍵詞：結構設計；抗震設計；鋼結構設計
1 前言
在建筑設計過程中，總有一些設計人員和設計單位不重視結構設計，把其放在整個設計工作的從屬地位，進行結構設計時又以建筑隊為先導，忽視了建筑物基本的力學規律，割裂了建筑物的整體性和各個構件間的普遍聯系，為滿足最大使用功能和實現利益最大化，片面追求建筑技術和建筑藝術的結合，最終可能給建筑工程帶來一定的安全隱患，不利于建筑項目保質保量的完成。結構設計作為建筑設計的重要組成環節，是前期建筑項目開發的重要準備，合理的結構設計能加快建筑工程的進度，保證工程質量。作者經過多年的理論學習，結合長期的設計實踐，對結構設計中經常遇到的一些工程問題進行了探討，以期能為其他設計人員避免在結構設計過程中少走彎路提供一定的幫助。
2 抗震設計中的工程問題
地震作為一種突發性自然災害，具有極大的破壞性和不可預見性，這種隨機振動帶來了不可琢磨的復雜性和不確定性。突如其來的汶川大地震，使大面積房屋在頃刻間倒塌，造成嚴重的人員傷亡和經濟損失，這次強震深深的鞭策著我們設計人員一定要做好抗震設計。
目前，尚無國家能夠準確的預測地震的發生，更無法預知建筑物遭到地震襲擊后所呈現的特性，如今的建筑抗震理論仍不完善，建筑物單靠計算無法具備優良的抗震能力，因此在進行設計時，設計人員必須重視抗震能力的概念設計。建筑物的抗震設計，應結合工程需要和合同要求，詳細調查當地的地震活動情況和有關工程地質的資料，綜合考慮后避開那些軟弱土和液化土等抗震危險地段，最好選擇開闊平坦密實的中硬土作為地基和基礎；建筑物的建筑布局和結構布置直接影響其動力性能，平、立面布置規則合理符合抗震原則，剛度變化均勻且無樓層錯層的建筑物，基本都會具有很好的抗震性能；在選擇用何種結構時，需綜合考慮建筑物的設防程度、房屋高度、地基和基礎以及當地經濟技術條件等因素，在保證構件連接完整性和連續性的前提下，選擇那些強度重力比大、延展系數高、勻質性好的結構形式；考慮建筑物的自振周期，避免與地震震動周期相近造成共振破壞，同時加強某些豎立抗側力結構，提高其強度增加可靠度，以起到多點抗震的效果；綜合考慮整個結構的承載力等因素，有選擇的提高結構中重要構件和桿件的延性，以提高機構的抗震能力。
3 混凝土結構設計中的工程問題
根據《混凝土結構設計規范》(GB50010―2002)規定：在進行設計時，必須考慮該混凝土結構所處的環境類別，潮濕、陰冷、鹽堿等環境可能會導致混凝土碳化、侵蝕性介質腐蝕、膨脹及凍融循環以及銹蝕鋼筋等，進而可能致使混凝土內部出現裂縫、結構不密實，造成混凝土結構耐久性降低。而混凝土結構耐久性能又是結構在設計使用年限內正常而安全工作的重要保證，設計人員在進行設計時必須重視這個問題，同時要增加設置混凝土結構保護層，其厚度需符合GB50010―2002的相關規定。
結構設計過程中，設計人員應考慮合理選用現澆樓面板的混凝土和鋼筋強度等級，在保證安全可靠的前提下，盡可能選用經濟合理的板。一般情況下板為受彎構件，混凝土強度等級對板類構件承載力基本上沒有什么影響，同時，過高的混凝土強度等級回事其配筋量增加，無法滿足經濟合理的要求。此外，現澆樓面板一般都是與墻、梁相連并整澆筑的，過高的混凝土強度等級會導致水泥用量增多，在混凝土硬化過程中可能會出現水化熱增高，收縮變大，導致收縮裂縫出現。因此，設計時一般選用強度等級在C20～C35的混凝土。
任何事物都不是獨立存在的，都與其他事物有著必然的聯系，設計也是一樣，在進行混凝土設計時，應結合抗震設計進行全面的考慮。混凝土強度等級越高，其抗壓強度就越大，但其延性就會變差，最終導致構件的抗震性能可能達不到使用要求。針對高強度混凝土的脆性特性，如何才能在其強度和延性中找到一個平衡點，以保證構件在地震侵襲下還具有很好的承載力和延性？根據混凝土結構設計規范的要求，結合當地實際的自然狀況，對混凝土強度的選用做了一般規定：在地震高烈度地區，如設防烈度為9度，其等級宜保持在C60以內；如設防烈度為8度時，其等級不能超過C70。
根據鋼筋的強度價格比進行適時選用，強度價格比高的鋼筋具有較好的經濟性，可減少配筋率，而且方便施工，還可減少鋼筋在加工和運輸等方面的費用。同時，鋼筋的延性對鋼筋混凝土結構及構件的延性有很大影響，在其他狀況相同的情況下，鋼筋延性好的結構也具有較好的延性。混凝土結構在使用過程中，某個部位可能出現塑性鉸，設計人員在設計計算時需注意，在縱向受力鋼筋的選擇上，選擇抗拉強度實測值與屈服強度實測值比值的最小值，以保證該塑性鉸處具有較好的轉動能力以及耗能能力；選擇鋼筋屈服強度實測值與強度標準值比值的最大值，以實現強柱弱梁、強剪弱彎的內力調整，提高結構及構件的延性。
4 鋼結構設計中的工程問題
目前在鋼結構設計中經常采用的是以概率理論為基礎的極限狀態設計方法，但很多設計人員對概率法的設計式都不是很習慣，且許多基本參數不太完善，因此，通常用分項系數設計表達式進行計算，根據可靠的指標，用概率設計法求出結果。在設計過程中，設計人員需著重考慮其荷載組合，根據鋼結構的不同極限狀態來選擇不同的荷載組合形式：如果按照鋼結構承載能力極限狀態來進行設計時，需根據《荷載規定》及其他專門規定，考慮荷載效應的基本組合和偶然組合；按正常使用極限狀態設計時，一般只需考慮荷載效應的標準組合，對鋼與混凝土組合梁，還需考慮準永久組合，以保證混凝土在長期荷載作用下不產生蠕變。
一般情況下，設計人員需結合防震設計和混凝土設計等方面綜合考慮進行鋼結構荷載設計，以多、高層建筑鋼結構設計為例，在設計時需考慮結構自重（即永久荷載）、建筑使用時的樓面豎向活荷載、風荷載以及地震作用：根據《建筑結構荷載規范》選擇合適的樓面和屋面活荷載以及雪荷載等豎向荷載的標準值以及其準永久值系數；對于現行標準的風荷載而言，一般建筑結構規定為50年的重現期，高層建筑的重現期可適當提高，可通過高層建筑任意高度初的風荷載標準值wk來判定，值得注意的是鄰近建筑對風荷載有很大的影響，設計時可通過建筑群模擬、邊界層風洞試驗來確定；根據“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則進行設計，一般情況下在結構的兩主軸方向計入水平地震作用，以保證各方向的水平地震作用又該方向的抗側力構建承擔，同時，設計時應避免出現質量和剛度明顯不均勻、不對稱的結構，如有必須還需考慮水平地震作用的扭轉效應。
就受彎構件如何考慮扭轉作用方面，《鋼結構設計規范》沒有做出相應規定，但在進行設計時，相關人員需根據實際情況，按有關的力學進行分析，以保證整個結構的安全性。根據規范要求，計算工字形或槽型截面梁受壓翼緣自由外伸寬度與其厚度之比的極限值，以及箱形截面受壓翼緣板在兩腹板間的無支承寬度b0與其厚度之比的極限值，以保證梁的受壓翼緣局部穩定。在進行鋼結構設計時，還需要進行許多計算，應根據《鋼結構設計規范》進行仔細的計算和驗算，以保證整個結構的安全穩定。
