关于钢结构设计方面的论文题目

关于钢结构在建筑结构设计中存在的问题分析论文

1钢结构设计概述

随着建筑施工工艺的提升，刚性结构建筑施工逐渐取代混凝土施工建设，为了保证钢结构施工建设的质量，拓宽了钢结构的施工建设领域。

结构布置的依据

钢结构的设计应该从经济和物理两个角度进行判断：一方面，钢结构在施工建设过程中运用时一定要确保其经济成本比较低，能够容易让业主接受;另一方面;为了确保钢结构的设计质量和施工质量，要提升钢结构的物理承受能力，具体表现在结构布局上，这方面应该严格综合考虑其体系特征、荷载的性质以及分布情况。一般情况下要是力学模型清晰、刚度均匀，要尽量限制的影响范围是大荷载及其移动荷载等，使它把线路能够直接的传递到基础。尤其要注意的是，柱间抗侧支撑的一定要均匀分布，共形心要尽可能地向风震的作用线靠近，否则就必须考虑整体结构的扭转以及结构抗侧的多道防线。

结构分析和工程判定

当代建筑通过计算机软件系统的结构分析技术改变了传统的结构分析方法，提高了分析工作的工作效率，同时也提高了分析数据的高度准确性，然而我们应该意识到，鉴于工程在实际施工中会出现很多突发性状况，再加上其地质复杂，所以必须要结合相应的人工实地考察结果来分析软件，只有这样才能使结构分析更具有可操作性。

建筑钢结构的特点

钢结构之所以被广大施工单位所重视，之所以占据了建材市场巨大比例，主要是因为：首先，钢结构较为匀称。在一定应力的条件下，钢结构受力所产生的实际弹性与理想中的计算数据较为接近，材质和内部结构较为稳定。其次，钢材强度比一般的建材强度要高，而且其体积要小于一般的建材，建筑施工时可用面积较大。而且钢材内部结构排列精密，自身重量较轻，在遇到突发自然灾害时能够降低建筑物自重，同时降低整个工程的造价。最后，钢材不同于钢筋等材料，其具有较强的可塑性，不会出现因载重过量而发生折断的现象，这主要是因为钢材内部对应力平衡把握以及对外来作用力的合理分配。

2钢结构在建筑结构设计中的问题

设计质量下降

进行钢结构设计所需的人力和物力资源比一般的建筑方案设计要大得多，而且其设计时间期限一般较短，所给予的设计经费较少，设计任务量又较大，因此，钢结构设计任务经常出现无人接收问题，就算设计任务被接受，其设计质量也往往是差强人意。施工单位在承包一项工程后，往往会将这个工程的钢结构设计任务进行转包，因为施工单位很少有具备专业钢结构设计资格的，但是由于工程转包的设计单位可能也缺乏相应的经验和人才，此情况下往往会因为建筑市场的混乱而造成钢结构设计工作的失败。而且，由于缺乏相应的监督制度和法律规范文件，一般很难采取有效措施进行整治，这就造成钢结构设计质量普遍下滑的局面。

参与建设人员的素质相对不高

钢结构设计工作本身就是一项任务繁重的工作，而当前建筑钢结构设计行业又普遍存在设计人员专业素质缺乏的现象，这更加突出了钢结构设计的问题。除了设计人员的专业素质缺乏之外，施工单位往往也存在施工人员和高层管理人员缺乏专业素质和职业素养的现象。不论是什么工作，工作人员都是保证工作质量的关键所在，而钢结构设计工作更是如此。所以，建筑企业必须认识到这一问题的重要性，积极提高当前钢结构设计人员和施工人员以及高层管理人员的专业素质和职业素养。

对国外设计方案不加变通

我国钢结构设计工作相较于外国先进国家来说存在一定差距，因此，我国钢结构设计师经常在进行钢结构设计工作时借鉴外国的设计方案。当然，适当的借鉴是允许的，但是，我国大部分的设计人员对待外国设计方案都是推崇、照搬照抄，根本没有考虑设计方案的适用性，没有结合本国的实际情况进行修改，将其方案不加变通地挪用到我国钢结构设计工作中，造成建筑企业的.经济损失。还存在一些设计人员，不切实际，进行设计任务时，思维过于天马行空，根本不结合实际情况。

3钢结构在建筑结构设计中的改进措施

建筑钢结构设计的思路和步骤

为了能够使钢结构的设计更具有科学性，设计人员就应该严格按照既定的设计方案进行操作，而且要注意将不同环节的细节工作具体落实到位。

钢结构的形式与布置。钢结构主要有框架、平面架、网架、索膜、轻钢以及塔桅等结构形式。每个形式都有其各自的特点，工程在选型的时候应该结合具体的情况考虑它们的特点。钢结构的形式虽然比较多，但是其施工并没有固定的标准和规律供参照，因此，设计人员一定要对客观分析建筑施工的实际情况和周边环境，进而综合考量，最终确定最优方案。

图纸的编制。图纸是建筑施工的蓝本，所以为了确保钢结构施工建设的质量，设计工作人员必须运用科学的设计方法对图纸进行设计，同时要对图纸进行反复的操作性判断，组织专业素质好、工作经验丰富的设计团队进行全体的讨论，最终确定。

针对钢结构设计的合理化建议

钢结构设计对建筑工程质量而言有着决定性的作用，因此必须对钢结构设计工作进行严格的监督检测，健全相应的监督制度，加强制度执行力度。而若想做好对设计工作的监督和检测工作，就必须完善相应的管理制度，例如监督制度、检测制度以及对设计人员的奖惩制度等，只有用奖惩制度激励设计人员，用监督制度督促设计人员，用检测制度去保证设计方案的质量，才能保证钢结构设计的最终完工质量。而在这些管理制度制定和执行的过程中，可以借鉴相关的法律文件进行完善。

在进行设计工作时，无论是自己进行创新还是借鉴外国先进的设计方案作品，都要根据自己的实际情况来进行钢结构设计任务。只有保证建筑物结构的稳定性以及建筑的使用性能，这里的使用性能即建筑物的舒适性、健康性以及自由性，才能说明这个钢结构设计的成功。而且，在设计时要充分考虑到钢结构在建筑物内部的作用和载重性能，要遵循一般的规律和原则进行设计工作。

进行钢结构设计工作时不能只追求表面功能，要将其功能性深入化，提高其设计深度。要考虑建筑物所能遇到的多种环境状况，并根据这些环境状况来设计钢结构的使用性能，以此提高建筑物的使用年限。这样优质的钢结构设计成果还能够为设计单位树立品牌和提高信誉度。钢结构设计方案完成后，不能立刻投入施工中，要对其进行重重的审查，只有满足多重审核之后，充分保证了设计方案的合理、科学性之后，才能将设计方案正式投入施工，这样能够避免设计施工的风险。

4结语

综上所述，钢结构在建筑结构领域中担任着重要的角色，必须重视对钢结构的设计。在进行设计方案时要注意上述几个需要关注的重点，提高钢结构设计方案的质量，保证钢结构的稳定性和安全性，从而保证建筑物的结构质量。

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。