工業設計與結構設計模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇工業設計與結構設計，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：F287文獻標識碼： A

引言

農業是我國國民經濟的基礎，因為它提供給人們的基本生存保障，但在整個國民經濟中光靠農業是遠遠不夠的，其它產業部門，如工業、交通、商業等都必須大力發展，尤其是工業，它是國民經濟的主導產業。作為發展中國家，工業中還存在如總體水平低，現代化程度差，科學技術上明顯滯后，工業生產效率也較低等許多問題。因此，工業經濟的轉型勢在必行，配合著工業方面的轉型，鋼結構在工業領域的應用也將進入到一個新的階段，在這個階段中面臨著一定的考驗，但更多的是機遇。對于工業來講，鋼結構的應用范圍相當廣泛，歷史也相當悠久，其體系也較為成熟和固定。工業中體量大小不同且差異很大的建筑物很多，需要滿足的功能要求也多種多樣，各方面的限制因素等都導致結構樣式要比較靈活，因此鋼結構的應用必將占據很大的部分，輔助材料的性能發展，如防火材料、防腐蝕材料及保溫材料等，也使鋼結構能滿足越來越高的使用上的要求。隨著時間的不斷推移，工業與鋼結構之間形成了一種相互促進、互利互惠的關系，這種關系也決定了兩者緊密的聯系。

一、工業鋼結構設計的內容

工業設計目前看起來在軟件的應用深度上落后于民用設計，但是工業設計的內容對于一名設計人員來說反而是更有挑戰性的。工業設計對于設計人員的要求更加全面，要求對不同的結構形式都要比較熟悉，對各種結構體系都要有一定理解，基本的結構概念要很清晰。正是因為設計要求及設計內容上比較復雜，因此對設計人的結構基本知識及對實際問題的分析能力要求很高，一旦在分析當中出現不合理或者有所遺漏的狀況，結構的安全性將會受到直接的影響。對于其中的鋼結構設計而言，不同于混凝土結構。在方案設計階段，鋼結構可以選擇的結構形式更多，不過需要考慮的因素也更復雜：經濟因素、設計周期及施工周期、材料采購及運輸等。鋼結構一般受力更為明確，也更直接；在靜定結構體系中，結構體系的完整性和結構構件的重要性都比一般的混凝土結構更高，在設計過程中，除了結構主體計算之外需要考慮更多的因素，節點設計、加工、安裝、運輸、防火防腐蝕等都要根據具體的情況選擇不同的方式。工業鋼結構大的結構形式一般包括：框架、排架、網架、剛架等，還包括諸如煙囪等特種結構，以及桁架等較大跨度結構等。工業改造項目經常也是以鋼結構為主，需要根據具體的形式選擇不同的結構體系或者構件，在結構設計時，對于墻面板、屋面板及平面鋼板作用對結構的影響是不可忽略的，需要我們根據不同的條件及要求予以考慮，對于這方面的認識隨著各種概念的不斷成熟，將會在實際中有更多的應用。除了對鋼結構體系要很熟悉之外，鋼結構對于單個構件的設計計算也很重要。在構件的計算中也需要考慮很多的因素：構件的強度計算、穩定性計算、變形計算等。在有需要的時候還要進行疲勞計算，塑性設計，動力計算等，在這個過程中有很多需要根據實際情況進行假設或者調整的地方，比如平面內外的支撐長度，剛接鉸接和實際能達到的效果的判斷等，最后的節點設計需要考慮從最開始的計算條件、制作安裝等全過程的狀態，也是使結構實際與計算相符合的關鍵。

二、工業鋼結構施工要點

在制作過程中，應保證鋼材的抗拉強度、屈服強度、截面收縮率、伸長率和磷、硫等有害元素的極限含量，對焊接結構還應保證碳的極限含量；要嚴格控制鋼材切割質量，切割前應清除切割區內油污、鐵銹，切割后斷口處不得有裂紋和大于1.0mm的缺棱，并應清除邊緣熔瘤、飛濺物和毛刺等；檢查構件外觀，要求正面無明顯凹面和損傷；頂緊面貼緊不少于75，且邊緣最大間隙不超過0.8mm；允許偏差項目應符合（GB50205-2001）鋼結構工程施工質量及驗收規范。

（一）鋼結構的焊接

焊接工程是鋼結構制作工程中最重要的環節，焊接工程質量控制必須得到高度重視。結構的承載力直接受到鋼結構焊接連接強度的影響，結構性能，如承載力、穩定性、疲勞性能、脆性等，受其質量好壞的影響，焊接連接的強度取決于焊接材料強度及其與母材的匹配、焊縫質量和缺陷、焊接工藝及其檢查和控制，焊接對母材熱影響區強度的影響等；焊條型號在注意焊條的藥皮類型時必須與母材匹配。焊條的使用要符合《低合金鋼焊條》（GB/T5118-1995）和《碳鋼焊條》（GB/T5117-1995）規范。在使用前必須按質量證明書規定對焊劑、焊條和粉芯、焊絲進行烘熔；要提高焊工的專業素質和專業技能，必須經過考試合格，要求持證上崗；加強對焊縫表面裂紋、夾渣、弧坑、焊瘤、飛濺物和針狀氣孔等缺陷的改進和控制。氣孔、咬邊必須符合施工規范規定，按焊縫的設計級別對其進行嚴格檢查；要保證焊波的均勻，就要對焊縫的外觀進行質量檢查，必須對明顯處的飛濺物和焊渣清除徹底；按照《鋼結構焊縫外形尺寸》（JB7949-1999）要求對焊縫尺寸進行控制，如果發現不合格的焊縫，需要定出修改工藝后再處理，要求同一部位的焊縫返修次數不允許超過2次以上。

（二）鋼結構的安裝

在鋼結構安裝時，吊點位置和起吊方法必須符合設計要求。吊點位置選擇不當會造成構件局部較大的壓力，從而可能導致影響局部失穩；臨時支撐體系應符合施工組織設計的要求。由于其整體結構剛度較弱或并未形成一個設計要求的受力整體，因而需要設置一些臨時支撐體系來維持構件或結構的整體穩定。若臨時支撐體系不完善，不僅會使部分的構件喪失穩定性，還有可對整個結構造成傾覆或倒塌的嚴重后果；運輸時要加強對較長構件的中間或構件單元的兩端設置橫隔，保證幾何形狀截面的穩定性否則極易喪失局部穩定性；必須矯正由于運輸、吊裝和堆放等造成的變形問題；要明確墊鐵規格、位置，保持與基礎接觸面和柱底面平穩緊貼，保持點焊牢固；結構外觀表面干凈，結構大面無油污、焊疤和泥砂；要控制頂緊面緊貼高于70，邊緣最大間隙低于0.8mm。與此同時，還應該加大對鋼結構油漆質量控制，鋼結構雖然環保但是其抗腐蝕性能力較差，腐蝕會減少鋼結構桿件凈截面面積，降低結構的可靠度和承載力，腐蝕形成的“銹坑”對鋼結構的脆性破壞有很大的影響。尤其是抗冷脆性能下降。油漆、固化劑和稀釋劑種類及質量必須符合設計要求。涂漆時鋼材基層表面嚴禁有銹劈，并無焊渣、焊疤、塵灰、油污和水等雜質。無誤涂、脫皮、漏漆、反銹。涂刷均勻，色澤一致，分色線清楚整齊，無皺皮和流墜。干膜厚度符合《鋼結構高強螺栓連接的設計、施工及驗收規程》（JGJ82-2011）規范要求和設計要求，在安裝過程中加大對鋼結構的質量控制是很有必要的。

（三）高強螺栓連接

高強螺栓連接強度也是影響結構承載力的重要因素，其主要影響因素為：螺栓及其附件材料的質量以及熱處理效果，加強控制螺栓連接施工技術工藝，特別是對高強螺栓摩擦面的處理和預應力控制，螺栓孔引起被連接構件截面的削弱和應力集中；高強度螺栓的規格、形式和技術條件必須符合鋼結構高強螺栓連接的能明確出《鋼結構高強螺栓連接的設計、施工及驗收規程》（JGJ82-2011）規范要求和設計要求。高強螺栓必須經試驗確定扭矩系數或復檢螺栓預拉力，合格后方準使用；連接面的摩擦系數必須符合設計要求。嚴禁表面有氧化鐵皮、焊疤、毛刺、油污和油漆；高強螺栓必須分兩次擰緊，初擰、終擰質量必須符合鋼結構用高強螺栓的《鋼結構高強螺栓連接的設計、施工及驗收規程》（JGJ82-2011）規范要求；加強外觀的控制，確保正面的螺栓穿入方向一致，外露長度不少于兩扣。

（四）鋼結構體系的設計

設計鋼結構體系時，由于隨機的變化會影響到最終的數值。通常隨機影響到的處理問題主要是結構參數與隨機荷載輸入等范圍。但是，在實際的工作過程當中，由于具體的結構參數的變化，會直接導致數值的巨大差異。因而，必須把隨機參數方面的結構極值失穩與干擾型屈曲和跳躍型失穩三個方面的問題作為研究的重點。

結束語

鋼結構要面臨不斷開發的新產品的競爭和挑戰，這就需要經過自身不斷的改革創新，使自身更具競爭力。目前，鋼結構的設計取得了一定的成績但是還有很多的問題存在，想要更好地發展，我們還要不斷的對其進行開發研究，具體問題具體分析。在不斷解決問題的同時滿足市場的需求，憑先進的科學技術說話，我相信在不久的將來我們的鋼結構設計一定會取得更大的成績。

參考文獻：

[1]王美言.淺談工業鋼結構設計[J].價值工程,2014,05:76-77.

篇2

鋼混凝土組合結構是由鋼梁和混凝土板通過栓釘組合起來的新型結構形式，是當前工業廠房建設所采取的主要結構形式之一。根據以往工作經驗，鋼筋混凝土結構在使用的過程中容易受到環境等方面影響而出現鋼筋銹漲開裂而導致的耐久性下降，影響廠房的使用壽命，造成安全事故，因此優化鋼與混凝土組合結構設計是提高廠房質量，提高其使用壽命的重要舉措。本文以某工業廠房建設為例，該工業廠房屬于水泥選粉機車間，車間框架結構上裝有多個電機，廠房噪音比較大，因此需要對鋼與混凝土組合結構進行優化設計，以此保證廠房的整體質量。

1某廠房使用鋼與混凝土組合結構的優勢

鋼與混凝土組合結構是當前我國建筑結構設計所采取的主要技術之一，由于該廠房框架上需要安裝多個電機，而且車間機械噪音比較大，形成的震動會對廠房的整體質量產生影響，根據以往的案例，此種作業模式對廠房的使用壽命會形成嚴重的影響，因此該廠房使用鋼與混凝土組合結構具有以下優勢:(1)起到很好的抗震效果，鋼與混凝土結構具有很好的延伸性和吸收性，在外界震動負荷力的作用下，通過鋼與混凝土組合的性能可以緩解震動隊廠房的影響，從而起到良好的抗震效果，更為重要的是通過此種結構設計能夠提高廠房的穩定性;(2)耐火性。工業廠房設計必須要考慮火災因素，由于鋼與混凝土結構中的混凝土具有較高的熱容量，因此一旦出現火災混凝土就能吸收這些熱量，從而降低因為火災而對廠房構成的影響;經濟性強。經濟性一方面體現在使用壽命上，另一方面體現在成本費用上。由于鋼與混凝土結構設計一定程度上減少了鋼筋的使用量，但是其整體質量卻沒有降低，反而增強了，因此準確的使用鋼與混凝土組合結構可以有效地為工業企業減少費用支出，延長了廠房的使用壽命。

2某廠房鋼與混凝土組合結構設計

該廠房鋼與混凝土組合結構主要包括:(1)橫向框架。橫向框架是整體廠房的主要承重結構體系，其需要承受各種外界負荷力的作用，保證廠房的整體結構穩定性，一般由柱、和屋架以及屋蓋橫梁等構成;(2)屋蓋結構，屋蓋結構主要是承擔屋蓋所帶來的負載，例如橫梁、托架等等;(3)支撐體系。支撐體系也是廠房的主要組成部分，其主要是防止廠房出現傾斜、垮塌等現象。因此該廠房的設計:

①荷載計算設計。由于該廠房的車間頂蓋采取的是鋼網架結構，安裝通風的天窗，因此需要對荷載進行計算，以此確定具體的施工方案。荷載系數取用荷載風壓的1.0，基本的風壓為0.62kN/m2。荷載計算:屋頂蓋部分:靜載有彩鋼和網架，是1.40kN/m2，活載為0.9kN/m2;吊車:最上層的吊車荷載主要對作用于柱上，其荷載為Rmax=4289kN，Rmin=2699kN，水平剎車力在97.9kN。第二層吊車的荷載為Rmax=1360kN，Rmin=965kN，水平剎車力在29.5kN。最低下層吊車荷載為Rmax=989.5kN，Rmin=356.7kN，水平剎車力在12.9kN;風荷載:基本的風壓主要作用于柱的頂部，對其柱頂的荷載力為375kN，基本風壓在0.62kN/m2，風荷載在兩邊的柱底壓力為17.2kN/m和9.98kN/m;

②設縫問題設計。按照相關規定規范，鋼筋混凝土現澆框架結構伸縮縫的最大間接為55m，鋼筋混凝土剪力墻結構伸縮縫的最大間距為45m，根據工程的實際情況考慮，本設計方案選擇不設縫的施工方案，但是由于混凝土存在收縮問題，因此在具體的結構設計時可以從廠房建筑的中部框架部位從基礎頂面至屋面設置10m寬的后澆帶。同時為了保證質量，還需要在鋼框架子結構和混凝土墻體之間進行連接構造，具體可以通過連梁采用剛性連接或鉸接。具體的施工策略為:調整結構施工順序，先澆筑混凝土簡體，然后安裝鋼框架;用剛性連接的鋼框架梁柱節點;調整鋼管柱的長度等方式進行;

③截面形式及計算。鋼管混凝土組合柱結構的截面形式有3種，一種是圓鋼管混凝土結構，一種是矩形鋼管混凝土姐歐股，還有一種是多邊形鋼管混凝土結構。在廠房建設中使用最廣泛的就是矩形和圓形鋼管混凝土組合柱。圓形鋼管混凝土組合柱的強度和抗壓性是最符合廠房建設的，所以在該廠房車間建設中使用的就是圓形鋼管混凝土組合柱。在對廠房的排架進行計算時，采用的設計福軟件是中國建筑學院編制的鋼結構STS軟件，這種軟件在計算鋼管混凝土組合柱的截面時是根據CECS28B90計算的;

④柱腳設計。柱腳的鋼管應該使用封板進行封閉，這樣能夠減少柱和接面的壓力。從本案例中來看，封板和柱腳相連接的地方有勁肋，這是為了更好地提高柱腳的受力。而且，廠房中鋼材混凝土組合柱的柱腳有兩個杯口插入，在杯口處灌入混凝土，這樣有利于提高整個柱的受力荷載;

⑤鋼與混凝土組合結構的防火設計。常用的防火措施種類比較多，一般就是將構件利用保護材料進行包裹，以此延續構建的升溫速度，為滅火提供時間。基于本工廠的工作環境，本次的設計具體選擇的是膨脹型防火涂料保護法，此種方法能夠消除傳統發生火災時產生的有毒氣體的弊端。具體的設計是選擇由有機樹脂、發泡劑以及碳化劑等構成的厚度在5mm左右的涂料，一旦發生火災時，該涂料就會膨脹，形成比原來還要厚幾十倍的多孔碳質層，阻擋外部對內包構件的傳熱，便構件的耐火極限可達(O．5～1.5)小時;

⑥剪力墻子結構體系延性設計。在鋼框架一混凝土剪力墻混合結掏體系中，由剪力墻和剪力墻組成的筒體承擔了85%以上的水平剪力，應保證混凝土墻體具有足夠的延性，因此在連接處設置型鋼柱，既能有效防止裂縫的出現或展開，又能方便鋼結構的安裝，減少鋼柱與混凝土墻體之間的豎向變形差異產生的不利影響。設計時應考慮框架具有一定的抗剪承載能力，其值不宜小于帶框墻總剪力的20%。同時剪力墻軸壓比應根據結構的抗震設防等級確定。該廠房設計剪力墻軸壓比控制值按規范要求應小于0.6，以保證其延性。

3工業廠房鋼與混凝土組合結構設計的保障

實現對工業廠房與混凝土組織結構設計的優化必須要做好以下工作:一是要把握基本的鋼與混凝土組合設計原則，通過設計保證廠房使用壽命，強化對廠房的質量控制以及達到最優化的經濟目標，也就是在設計的過程中要綜合考慮建筑項目的全壽命期的成本和效益問題。只有把握上述的基本原則才能保證設計的方案具有價值;二是提高工業設計人員的綜合素質，提高他們的設計理念更新。鋼與混凝土結構設計是新型的設計方案，也是當前工業設計較為常見的一種技術，因此需要設計人員要把握設計的關鍵問題，強化質量管理意識和安全意識;三是加強施工管理。保證施工工序嚴格按照設計的要求進行，以此保證工業廠房的質量。通過對該廠房鋼與混凝土結構的性能檢測，通過設計提高了結構剛度，達到了良好的抗震效果，優化了建筑布局和空間的使用，更為重要是將降低了造價，提高了工廠的經濟效益，提升了工廠廠房的使用壽命。

參考文獻

篇3

一、結構體系

一般單層鋼結構廠房采用框架支撐體系，即橫向設計成剛接框架，縱向設計成柱間支撐體系，這種體系經濟節約，但柱間支撐可能會影響使用功能。這種形式特別適用于縱向較長，橫向較短的單層工業廠房。

1、截面設計

鋼結構廠房與鋼筋混凝土房屋一樣，同樣應遵守強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件的抗震設計基本原則。

1.1 強柱弱粱。指在粱柱連接節點處柱端實際受彎承載力要大于梁端實際受彎承載力。一般采用增大柱端彎矩的做法。也就是使框架結構塑性鉸出現在梁端的設計要求，用以提高結構的變形能力，防止在強烈地震作用下倒塌。“強柱弱梁”不僅是手段，也是目的，其手段表現在人們認為對柱的設計彎矩放大，對梁不放大。其目的表現在調整后，柱的抗彎能力比之前強了，而梁不變。即柱的能力提高程度比梁大。這樣梁柱一起受力時，梁端可以先于柱屈服。

1.2 強剪弱彎。指避免構件（梁、柱、墻）剪力較大的部位在梁端達到塑性變形能力極限之前發生非延性破壞，即控制脆性破壞形式的發生。也就是說結構（框架梁、柱）的抗剪承載力要大于抗彎承載力，目的是控制構件發生彎曲破壞，而不是剪切破壞，避免脆性破壞，充分發揮塑性鉸的能力。

1.3 強節點若構件。以下為在設計中加強節點的措施：（1）構造保證。①增加連接強度，如增加焊縫厚度和螺栓大小。②梁端加腋或加隅撐。③加厚梁柱節點域的腹板厚度或增設水平和斜向加勁肋。（2）計算保證。①按抗震彈性設計：計算中考慮抗震承載力調整系數為0.85，初步確定焊縫尺寸或螺栓數量、間距、直徑。②按以上確定的焊縫尺寸或螺栓數量、間距、直徑驗算連接的抗震極限受彎、受拉和拼接承載力是否大于其構件的屈服承載力，并留有一定的裕量。

2、支撐體系

屋面支撐和柱間支撐是保證單層工業廠房結構穩定的重要構件，尤其是柱間支撐，在地震中常出現支撐斜桿的扭曲，隨之引起支撐與鋼柱連接節點的破壞，而交叉式支撐中部的連接處則出現節點板扭曲變形。當支撐與柱的連接節點為焊接時，其破壞特征多呈現為焊縫斷裂或節點板撕裂，或者將連接處鋼柱腹板拉裂；當支撐與柱子連接節點為螺栓連接時，多呈現為：螺栓孔處的節點板斷裂，支撐桿端的連接孔處斷裂、連接螺栓剪斷、支撐螺栓連接端部板開裂、支撐節點板與柱剪斷等破壞。據統計，螺栓連接的支撐破壞高于焊接連接。故在抗震設計時，支撐連接宜優先選用焊接連接，在實際工程中也有螺栓連接和焊接連接同時使用的情況。柱間支撐的設置和構造，應符合下列要求：（1）一般情況下，應在廠房單元中部設置上下柱間支撐，且下柱支撐應與上柱支撐配套設置；（2）有起重機或8度和9度時，宜在廠房單元兩端增設上柱支撐；（3）廠房單元較長或8度III、Ⅳ類場地和9度時，可在廠房單元中部1/3區段內設置兩道柱間支撐。（4）下柱支撐的下節點位置和構造措施，應保證將地震作用直接傳給基礎；當6度和7度（0.109）不能直接傳給基礎時，應計及支撐對柱和基礎的不利影響采取加強措施。（5）交叉支撐在交叉點應設置節點板，其厚度不應小于lOmm，斜桿與交叉節點板應焊接，與端節點板宜焊接。

3、圍護結構

維護結構的破壞多由于拉結不足或者高寬比比較大造成破壞，在以后的設計中應加強柱與墻的拉結，調整高寬比，局部可采用框架、輕質圍護墻等措施減少震害。

二、構件連接

1、節點脆性破壞原理

眾多學者的研究表明，節點的脆性破壞原因主要是由焊縫的質量和較高的二向應力引起。節點脆性破壞的典型模式為：脆性裂紋自梁下翼緣與柱翼緣相交焊縫處，通過不同途徑擴展，導致多種多樣的斷裂模式。相關學者一共總結了8種裂紋形式，其中有7類裂紋起源于梁下翼緣和柱翼緣的交叉區域，這充分說明了節點的梁底部翼緣焊接區是發生脆性破壞的主要區域，具體的破壞原因可以總結為以下幾點：首先是結構在焊接過程中的問題。在焊接過程中容易產生各種影響因素，包括焊縫金屬的沖擊韌性低和焊縫存在的缺陷，這些都是應力集中可能產生的結果。在地震力作用下，梁柱的節點外應力值較大且狀態復雜，焊接部位的鋼材往往處于二向應力狀態，從而使節點焊縫截面成為結構的薄弱環節。而鋼材的韌性，僅在較細的桿件處于單軸應力狀態下才得以充分發揮，當其處于三向應力狀態下，就很難充分發揮材料的優勢性能，從而就會在沒有明顯屈服現象的情況下發生脆性破壞。其次，在坡口焊縫處的襯板和引弧板造成的“人工”裂縫的存在，也會使裂縫尖端的應力極度系數超過臨界值，從而引發不穩定斷裂。再次，梁柱連接處的鋼材因受到約束不能轉動，尤其是當柱翼緣板材較厚時，這種約束使梁柱節點處鋼材不能屈服，從而加劇了該處焊縫的局部高應力，也增大了再焊縫缺陷中引發裂縫的幾率。另外還有柱節點板域過大的剪切屈服變形，組合樓板產生的負面影響等其他多種因素。

2、梁柱節點的設計原則

鋼框架梁柱連接節點的基本設計原則就是節點必須能夠完全傳遞被連接板件的彎矩和剪力，充分發揮鋼材的塑性性能，保證鋼框架梁柱節點在地震作用下少發生甚至不發生脆性破壞。據此提出的節點設計方法，概括起來為如下幾點：①將塑性鉸的位置外移；②對梁翼緣焊縫襯板缺口效應進行處理；③改進形切角構造；④選用有較高沖擊韌性的焊縫；⑤將梁腹板與柱子焊接。

在抗震設計中，直接的滿焊焊接可能無法滿足要求，要通過抗震措施來加強。目前，主要采用將塑性鉸自梁端外移來避免強震下梁柱連接外焊縫破壞的做法，其常用的方法有以下幾種：①加強梁端截面；②局部削弱梁截面；③狗骨式與梁端加強式相結合的做法。這幾種方法的目的都是相對地加大梁端的局部截面，減小該處的局部應力，確保結構發生延性破壞。但在節點局部加強時應十分注意，不要因此而出現弱柱的情況，否則違背強柱弱梁的設計原則。

篇4

中圖分類號： TU391文獻標識碼： A

由于在我國應用鋼結構工業廠房的時間相對比較短，相應的具體施工技巧與設計只是處于探索階段。雖然鋼結構工業廠房擁有的優點比較多，可是其屬于一種材料還是存在著比較多的缺點，比如易銹蝕、防火性能差等，這些因素必須在施工與設計過程考慮。本文則將其劃分為兩大部分進行討論。

一、歸納鋼結構工業廠房的優越性

鋼結構工業廠房的主要優點在摘要部分有所涉及，具體來看，從施工速度上，能夠工業化批量生產鋼結構構件，安裝快捷，施工簡單，可以大幅度縮短施工周期；從其自重上，可以減少大約三成的建筑物結構質量，尤其是地震設防烈度比較高與地基承載力低的地方，與鋼筋混凝土結構體系相比有著更好的綜合經濟；從環保方面上，鋼結構體系這是環保型綠色建筑體系，從其自身上鋼材這個材料擁有高效能與高強度，因此具備特別高的再循環價值，這樣就導致并不需要借助制模施工。

二、鋼結構工業廠房設計圖紙的重要性

不管工程是屬于什么性質，圖紙則是屬于工程設計的依據。在設計鋼結構工業廠房的過程當中，必須要組織施工單位的相關專業技術人員會審圖紙，將施工圖紙當中的“錯、漏、缺、碰”等檢查出來，力求在施工之前解決這些問題，將因為圖紙問題影響工程進度與質量的情況最大限度的減少。鋼結構工程在施工組織設計的編制過程中必須針對制作階段與安裝階段，在這其中的制作工藝從其內容上來看還應該將制作階段各個分項、工序的技術要求、質量標準包含其中，加上各項具體的為了保證產品質量所制訂的措施。

三、鋼結構工業廠房支撐系統設計原則

為了對鋼結構廠房的空間工作作出做出有效保證，導致鋼結構廠房的整體剛度有效提升，將縱向水平力傳遞與承受，從而對過大桿件變形有效防止，避免壓桿失穩，從而可以對結構的整體穩定性進行保證，必須按照廠房架構的形式，設置車間吊車、廠房的高度、跨度、振動設備、溫度區段的長度等這些情況對可靠的支撐系統進行布置。在廠房的所有溫度區段還應該設置穩定的柱間支撐系統，將其和屋蓋橫向水平支撐的布置做到相協調。下柱支撐的位置是決定廠房縱向結構變形方向的重要因素，并影響溫度應力的大小，最大限度的在溫度區段的中部設置下柱支撐，從而讓吊車梁等縱向構件可以按照變化的溫度實施相對比較自由的往區段兩端伸縮。如果溫度區段有著并不大的長度，那么往往在溫度區段的中部設置一道下段柱支撐，可是溫度區段其長度比一百五十米大的時候，那么為了對廠房的縱向剛度保證，則應該將兩道下段柱支撐設置在溫度區段內，相應其位置也應該最大新都在溫度區段中間三分之一的范圍內進行布置，而為了對過大的溫度應力避免，這就必須在兩道支撐的中心距離規定在七十二米以內。

四、針對鋼結構工業廠房抗震性設計的重點

在設計鋼結構工業廠房的抗震要求當中必須注意：從整體布置方面必須要求廠房結構的質量與剛度做到均勻分布，從而做到廠房有著均勻的受力，協調變形，最大限度對受到不均勻結構剛度對抗震造成的不利影響避免，廠房的橫向結構比較適宜采用鋼架或者是使用屋架與柱有一定固結的框架，從而做到對鋼結構的受力性能充分利用還可以減少橫向結構變形。除此之外，從一般情況來看，鋼結構廠房的破壞并不是由于桿件強度不足而往往是因為桿件失穩造成，因此合理布置支撐系統，從而對廠房整體穩定性的結構保證，這一要求對于鋼結構廠房顯得特別重要。另外，基于地震的作用下，往往會存在著低周疲勞作用，在設計的過程當中還應該高度注意其對廠房的影響。在設計機構連接點的過程當中，還應該對節點的破壞不先于結構構件的全截面屈服保證，還應該讓結構構件可以進入塑性工作，這樣就可以將地震能力充分吸收，將其抗震能力發揮。

五、設計鋼結構工業廠房耐熱能力的重要性

在之前篇幅當中已經提到鋼結構工業廠房有著比較差的防火能力，如果鋼材受熱達到一百攝氏度以上的時候，伴隨著升高的溫度，相應鋼材的抗拉強度也會降低，從而將其塑性增大；而當溫度達到二百五十攝氏度左右之后，則會略有提高鋼材的抗拉強度，而卻降低塑性，則會呈現藍脆的現象；如果出現溫度比二百五十攝氏度以上，鋼材就會呈現徐變的現象；鋼材的溫度達到五百攝氏度以上，那么強度則會降低，從而塌落鋼結構。有鑒于此，如果鋼結構其表面溫度是處于一百五十攝氏度以上，那么則會實施防火及隔熱設計。針對鋼結構工業廠房的施工過程當中，往往會存在著特別繁冗的問題，在這里也僅僅是分析研究其中比較突出的幾個問題。

六、埋設施工過程當中地腳螺栓的問題

由于鋼結構工業廠房建筑穩定性的根本所在就是看是否擁有堅固的地腳螺栓，地腳螺栓的精度直接關系鋼結構定位，埋設地腳螺栓還應該對其精度進行嚴格保證，具體的埋設地腳螺栓其精度為：標高±5.0mm，軸線位移±2.0mm。安裝柱地腳螺栓之前，那么還應該把平面控制網的所有軸線投測到柱基礎面之上，全部實施閉合，這樣就可以對螺栓的安裝精度進行保證，隨后按照軸線放出柱子外邊線，等待安裝鋼柱地腳螺栓的承臺架子搭設好之后，在鋼管架子抄測所需標高。

七、歸納吊裝鋼結構的注意事項

具體來看，吊裝鋼結構的過程當中主要應該注意以下事項：必須彈出柱腳的地板十字線，彈出地腳螺栓的中心線，清理干凈柱腳剪力孔，等到鋼柱就位之后，將標高進行調整，緊固螺母。將某一個區域范圍內的鋼柱吊裝完畢之后，吊裝連系桿，從而可以對鋼柱的整體穩定性進行保證，這樣就導致吊裝鋼梁的時候鋼柱并不容易變形。將鋼梁進行吊裝，兩對鋼梁空中對接，初擰高強螺栓，使用四道纜風繩拉緊第一根鋼梁，有效預防鋼梁傾斜向一邊。

八、解析吊車梁系統的安裝難點

針對鋼結構工業廠房進行施工的時候，安裝吊車梁就必須嚴格根據規范從柱間支撐跨，柱間支撐安裝連接之后已經對一個相對比較穩定的空間剛度單元形成，在此處安裝其主要具備兩個優點，一個就是對安全保證，另外一個則是對吊車梁按扎U谷不會影響柱子的垂直度保證。而且在安裝的過程當中，針對端部截面誤差比較大的吊車梁底部還應該配調整墊塊，相應的這個墊塊在調整吊車梁系統之后還應該對其實施焊接固定。根據事先測放的定位線精確對中。連接制動系統還必須固定調整吊車梁之后正式對接。借助高強螺栓連接吊車梁和制動板，為做到對連續施焊對高強螺栓連接有效預防，并且實施初擰。

參考文獻

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中圖分類號：TU2文獻標識碼： A

輕型鋼結構指的是由鋼材所構成的結構，即由冷彎薄壁型鋼結構、焊接或者高頻焊接輕鋼結構、熱軋輕鋼結構、輕型鋼管結構以及板壁較薄的焊接組合梁焊接組合柱而構成的結構。在工業建筑中應用這一結構，能夠起到良好的效果。本文就在分析該結構特點的基礎上，對其具體的設計方法進行分析論述。

一 輕型鋼結構的特點分析

隨著技術的發展，輕型鋼結構在工業建筑設計中得到了廣泛的應用，其具有輕便、精巧且成型方便的優勢，正是具有這些特點，才能夠使該結構得到廣闊的發展空間。下面本文就對其特點進行分析。

首先，輕型鋼結構具有輕巧的特點。一般來講，輕型鋼結構的截面較小，并且自重較輕，承重結構截面能夠根據受力的情況進行精確的設計，這樣一來會比普通的鋼結構使用的槽鋼和工字鋼截面的受力更為科學且合理。根據資料統計可知，輕型鋼結構主體結構的含鋼量基本上在25到80千克之間，彩色壓型鋼板的重量僅僅為10千克，因此說，輕型鋼結構的自重只有普通鋼結構的30%到50%左右，十分輕巧。

其次，輕型鋼結構的主體結構具有穩定性和可靠性。和其他建筑材料相比較而言，鋼材料的容重和屈服點比重最小，并且其具有較好的延展性，材質均勻，能夠達到很好的抗震和抗壓效果，這樣就會進一步提升建筑結構的穩定性和可靠性。通常輕型鋼結構的主要承重構件為鋼結構，采用的鋼材塑性、強度以及韌性都很好，能夠承受住較大的動力荷載。

最后，輕型鋼結構施工周期短。輕型鋼結構最大的優勢特點就是其所有的構件都能夠由工廠制作，現場拼接安裝，這樣就會比混凝土結構的建筑施工工期縮短一半左右。施工周期短，就能夠使建筑提前投入使用，這樣能夠提前獲得投資的效益。

二 工業建筑設計中輕鋼結構的設計方法

在工業建筑中應用輕鋼結構，能夠縮短施工周期，提升建筑物的穩定性能。在工業建筑設計的過程中，需要采取科學的設計方法，以便更好的發揮輕鋼結構的優勢。下面本文就對具體的設計方法進行分析論述。

首先，從建筑屋面的選材和坡度的選擇角度進行分析。通過近幾年的發展，輕鋼結構的屋面材料有了很多類型，如壓型鋼板、太空鋼板等，但是當前應用的最為廣泛的還是金屬壓型板、夾芯板以及金屬壓型復合保溫板。但是需要注意的是，在設計的過程中，需要針對不同板材的特點進行科學的選擇，最大限度的發揮它們的用途。

對于坡度設計的問題，也需要具體問題具體分析。對于一般的工業建筑來講，其屋面的坡度越大越有利于排水的實現，但是需要把握設計的度，如果坡度過大的話就會增加排水的流速，進而出現濺水的現象。反之，如果說工業建筑屋面的坡度較小，這樣排水的速度也會減小，水流的速度也會變慢，這樣如果雨量大的話很容易會在屋面形成積水，給壓型板帶來嚴重的腐蝕，影響其使用壽命。

由此可見，在對工業建筑的屋面進行設計的過程中，一定要根據地區氣候條件科學的選擇屋面的坡度，并且要以經濟要求和施工要求作為參照的依據，合理確定屋面坡度，既能夠有效避免屋面坡度過大而增加施工難度，影響施工質量的問題發生，又需要在設計中最大限度的降低材料的使用，節約設計和施工成本，達到最佳的經濟效益。

其次，從金屬壓型鋼板屋面的構造設計角度進行分析。金屬壓型鋼板屋面的設計也是輕鋼結構屋面設計中關鍵的環節，在設計的過程中，需要科學的選擇板型、壓型金屬板，并確定屋面開洞的方式和防水處理的措施。對于大部分輕型鋼結構來講，為了更好的實現采光和通風的效果，需要在屋面上部開鑿一定的孔洞或者是進行通風和防水設計，所以說，在金屬壓型鋼板屋面設計的過程中，也需要注重對屋面的開洞、防水以及通風的設計。

需要注意的是，在屋面開洞設計的過程中，對于一些孔直徑或者是邊長較小的孔洞，能夠直接在橫梁上面插入一根圓形鋼管，或者是其他工藝管對其進行處理，如果在這個過程中出現泛水的現象，則需要在開洞縫的位置涂上足夠的硅酮膠進行防水。而一些開孔尺寸較大的孔洞，則通常將泛水裙板和底座設計成一體進行處理，為了降低積水對屋面的影響，可以設計波槽蓋板進行防護。

在屋面防水結構的設計中，最需要解決的問題就是搭接縫的問題，需要防止因為搭接縫的存在導致的漏水現象，所以說在設計的過程中需要對搭接的結構設計作為防水結構設計的主要環節進行控制。

再次，從輕型鋼結構的夾層設計角度進行分析。對于輕型鋼結構夾層設計來講，其除了需要具備普通夾層的共性外，還需要具備輕型鋼結構的特點，所以說在設計的過程中既需要考慮到夾層的共性，還需要考慮到自身的個性特征，這樣才能夠更好的提升夾層設計的科學性和合理性，并不斷的優化和完善設計。

輕型鋼結構夾層的主要方式是在原有的舊房主體結構上直接加高，并緊密的依托原來的主體結構，進而達到優化和加固的目的。在實際設計的過程中，需要確定既安全可靠又具有經濟價值的方案，并科學的選擇夾層的方式。但是由于輕型鋼結構夾層結構的側向剛度較小，因此說在設計的過程中需要設計出足夠的縱向和橫向支撐，這樣才能夠確保該結構的固有剛度，進一步保證其穩定性。同時，在設計中還需要充分的考慮到輕型鋼結構中夾層結構的地震效應，使板塊的剛度能夠均勻的分布在結構之中。

最后，對工業建筑中輕型鋼結構的墻面設計問題進行分析。對于工業建筑來講，可以根據墻置的不同將其分為內墻和外墻兩種，根據受力特點的不同能夠將其分為非自承重式輕型墻體以及自承重式輕型墻體。在工業建筑中，較長應用的墻體材料一般以輕質材料為主，如PC板，涂彩金屬壓型板等，能夠根據建筑物的建設要求和設計標準科學的選擇各種墻體材料。

以金屬壓型板墻面的系統構造設計為例進行分析。該墻面在設計中主要對對壓型板具體的長度選取和鋼板墻面系統的細部構造設計為中心。在選擇金屬板的過程中，需要充分的考慮到板塊的承載水平力和板塊單位面積材料的有效覆蓋能力，科學的確定各種數據，最大限度的降低壓型板長向搭接情況的出現，并減少材料的浪費。對于其中夾心板墻板構造的設計，需要考慮到夾心板的結構布置和節點的設計防范，科學選擇板塊的放置方式，并重點對踢腳、墻轉角處等節點位置進行設計。

結束語：從目前情況來看，在工業建筑設計中廣泛的應用輕型鋼結構，不僅能夠縮短施工工期，使建筑更快的投入使用以獲得最佳的經濟效益，還能夠提升建筑物的使用性能和穩定性能。本文就在此基礎上，結合工作實際，對輕型鋼結構的特點進行分析，并指出了該結構在工業建筑設計中的具體應用，希望能夠對今后的設計工作起到一定的幫助作用。

參考文獻：

[1] 馬守芳 工業建筑設計中輕型鋼結構的特點與設計方法 建材發展導向：下，2014年第5期

[2] 宋祥 輕型鋼結構工業建筑設計研究 山東建筑大學，2012年

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我們知道，工業建筑是指供人民從事各類生產活動的建筑物和構筑物。特點是：建筑物應滿足生產工藝的要求；建筑物內部有較大的面積和空間；建筑物的結構、構造復雜，技術要求高。由于工業建筑是以工業生產為導向，它的外形、內部構造與我們熟知的常規形式和固有類型差別很大，處處彰顯出功能主義的氣息，表現出很強的經濟適用性、靈活性和高科技特征。

1.工業建筑結構形式的選擇

工業建筑設計中結構的選擇是：根據生產工藝要求和材料、施工條件，選擇適宜的結構體系。鋼筋混凝土結構材料易得，施工方便，耐火耐蝕，適應面廣，可以預制，也可現場澆注，為單層和多層廠房所常用。鋼結構則多用在大跨度、大空間或振動較大的生產車間，但要采取防火、防腐蝕措施。最好采用工業化體系建筑，以節省投資、縮短工期。

由于按照工業建筑建造后的用途會有不同的生產工藝、生產要求，所以要注意采用不同的材料和施工條件，要綜合這些因素選擇出一套最適宜的結構體系。目前常用的是鋼筋混凝土結構與鋼結構，其中：（1）鋼筋混凝土結構的建筑材料比較容易獲得，施工便利，既能預制也能在現場進行澆注，而且耐火耐蝕，建造出來的建筑適應面較廣。目前我國的廠房常用的就是鋼筋混凝土結構；（2）鋼結構可以采用工業化體系進行建筑，既能節省成本，又能縮短工期，但是要注意防火和防腐蝕方面的設計。目前鋼結構在我國多用于大跨度、大空間又或是振動較大的生產車間建造上。

2.工業建筑結構設計的關鍵

2.1設計基本要求

（1）在對鋼結構應力和變形的控制中，有一些要求：①鋼梁應力≥強度設計值乘以90%，②鋼柱應力≥強度設計值乘以95%，③鋼構件變形=變形容許值乘以100%。（2）在鋼筋混凝土中，結構配筋要求：①框架梁配筋率在百分之一點二至百分之一點七之間，②框架柱配筋率在百分之零點七至百分之一點一之間，③獨立基礎配筋率大于等于百分之零點一五，④單樁單柱承臺百分之零點一。

總之，結構設計要圍繞安全性強、經濟合理度高、工程質量高三方面依照國家規程，遵守國家規定來執行。

2.2地基形式的選擇

不同的工業建筑形式，設計時需要選取不同的地基形式，通常載荷較大的地方采用樁基、獨立基礎、條形基礎、彈性地基梁等。從生產型廠房的設計角度看，混凝土標號應符合結構耐久性要求（一般采用C25）。地基的配筋應盡量降低配筋率。條基交接部位的鋼筋設置要有詳細的工程圖。條基交叉處的基底面積只能單獨使用，不可重復使用，并要合理調整基寬。砌體結構局部墻體作用有較大的集中載荷，應根據具體要求適當加大地基寬度。另外需特別注意的是柱下條形基礎，如果基礎的翼緣板采用緩坡形式，應注意坡角不可過于陡峭，否則施工工藝性較差。

2.3梁和板件的合理設計

（1）挑梁的自重相對總載荷比較小，做成變截面對減輕自重貢獻不大，所以應盡量將挑梁做成等截面形式。在計算挑梁鋼筋率時，應預留合適的安全系數。當挑梁載荷大、懸挑大、撓度大時需適當加大底筋。砌體結構挑梁深入墻體的托梁長度應滿足構造要求，并計算抗傾翻臨界條件。（2）過梁的設計可以按標準圖選用，但要在施工圖別標明選用方法和具體圖號。如果門窗洞口較大或過梁作用有集中力時，應通過具體計算驗證過梁的受力強度。在設計時，盡量將過梁與圈梁整體澆注，既便于施工也利于抗震。過梁的鋼筋不可配置過小，以充分考慮地震時過梁墻體出現裂縫而無法形成支撐的作用。（3）現澆板配筋多借助軟件自動生成，例如常用的PMCAD。這樣可以加快速度，減少筆誤。在計算配筋時，應考慮塑性變形重分布，將板上筋應力乘以0.8―0.9的折減系數，將板下筋乘以1.1―1.2的放大系數。如果按彈性力學理論計算雙向板鋼筋應力，結果偏于保守，不必再人為放大。在給砌體結構的板件進行配筋時，要注意支撐在外墻的板負筋不宜過大，否則會對磚墻產生過大的附加彎矩。板配筋盡量采取大直徑大間距形式，間距值不小于200毫米，板上板下鋼筋宜均勻分布，直徑類型不宜過多。在設計時，要注意將現澆挑板陽角配置輻射狀附加筋，同時要對現澆挑板陽角的板下配置斜筋。

2.4柱形件的設計要點

在工業建筑結構設計中，軸向受力構件的應用極為廣泛。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。如角鋼、槽鋼、工字鋼和鋼管，也可用型鋼或鋼板制成組合截面柱。組合截面柱的腹桿體系有綴條式和綴板式兩種。考慮到性價比，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。支撐桿件的結構通常設計為單拉桿，或者是一鐮一壓桿件的組合形式。實際中根據受力大小和桿件長度靈活選用。單桿設計目前處于主流地位，也即在前后片桿件之間不設置綴條，這樣便于架設中間穿行管道、樓梯和參觀走廊。

2.5科學選用設計材料

針對不同建筑強度要求選擇不同型號的鋼板，如受力構件選擇Q235-B，平臺板選擇Q235-A，吊車梁選擇Q345-C等。選擇的鋼材要通過國家相關質量檢測體系認證，確保質量可靠。在一些特殊要求的工程中選用特種鋼材，如高爐爐殼選擇BB503，轉爐平臺選擇鑄鐵板等。在鋼板型號確定后，按照鋼板的型號配置對應的焊條，如受力構件Q235-B選用E4315焊條，受力構件對焊接要求等級為一級，必須有足夠的焊接牢固度才能承擔起結構受力主體的重任，沒有特殊要求的結構可以選擇E4301型焊條。相同原則，助焊劑和焊錫絲也應該具體情況分別對應選用。螺栓和螺母也有性能等級之分，同樣要求符合相關規定。

混凝土的墊層與基層應分別采用C10和C25型混凝土，結構受力較大的選用C30至C50。此外還有高溫耐熱性和防水性混凝土供不同條件要求選用。

除了上述材料的選用外還應該注意鋼結構的防銹涂裝，避免結構生銹，影響建筑的剛度和強度。

2.6預埋件的合理埋設

在施工圖中，設計人員要在結施圖中明確標明預埋件的大小規格和定位尺寸。某些單位在結施圖中漏掉樓梯埋件，需在現場補埋，費時費力。技術交底時，要特別向施工單位闡明埋件要求。埋件要可以承受一定的附加載荷。工業建筑筒體結構庫壁的埋件安裝要特別注意，否則出現滑膜時會使埋件移位，造成安裝困難。

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中圖分類號：TU27 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）27-0225-01

一、工業建筑結構加固改造原則

工業建筑的加固改造一是要遵循安全性原則，設計具體的加固改造方案時要將保障生產安全性放在首位，在安全生產的基礎之上拓展工業建筑的可利用空間，完善工業生產設施建設。二是應遵循經濟性原則和可行性原則，建筑加固的主要目的是要提高工業生產安全性，謀求更加廣闊的利潤空間，在設計改造方案時要將改造成本控制考慮在內，選擇更為經濟可行的設計方案。我國的工業廠房一般由屋蓋、柱和制動梁等部分進行支撐，主要有橫向框架、屋蓋結構和支撐體系等集中框架支撐結構，單層廠房的承重結構主要采用橫向框架結構，由屋架、屋蓋和柱等部分組成，可以承擔工業廠房自重、惡劣天氣等帶來的負荷，起到加固廠房的作用。設計工業建筑加固改造方案時要考慮建筑本身的優缺點，有針對性地進行重點加固或者全面加固改造，將加固改造給企業帶來的影響降到最低限度，結合工業建筑的改造目的和實際需求設計加固方案，針對不同的工業廠房的應用條件，考慮不同廠房結構設計的因素。

二、混凝土結構設計相關內容

工業廠房加固主要應考慮其框架支撐體系、框架體系和混合支撐體系等三個方面的加固設計，其中框架支撐體系是將支撐體系中橫向的部分設計成鋼接框架，縱向的部分設計為柱形支撐體系，可以提高建筑物對水平方向的承載力，但不適用于所有的工業建筑結構。框架體系是將建筑原本的橫向結構和縱向結構都設計成鋼接框架，不需要柱間支撐作為輔助，采用截面施工形式，在實際施工應用中受空間的影響較小但原材料的用量較多，施工建設成本也較高。混合支撐體系采用的是鋼架和支撐體系混合的加固改造設計模式，可以有效地減少柱間的縱向彎矩，對工業建筑的剛度有一定的要求，在保證樓面剛度需求的基礎上，能夠有效地實現工業建筑柱間支撐。工業廠房的混凝土加固改造設計不僅要滿足企業的生產發展要求，同時要保證建筑的施工成本，在成本控制和滿足工業發展要求的基礎上實現建筑加固改造，選擇工業建筑結構加固改造設計方案時要考慮企業長久的發展目標，不僅要從空間上擴大廠房利用面積，還應為企業未來發展創造彈性空間，保證建筑結構加固改造設計的合理性和有效性。

三、工業建筑結構加固改造設計

工業建筑的加固改造設計應結合工業發展利用建筑新技術進行加固設計，很多工業建筑的加固改造都存在混凝土結構強度不夠、建筑延展性較弱、改造成本過高且工程周期較長等問題，導致工業建筑在功能便利性和安全性方面都存在一定的問題，設計加固改造方案時應綜合考慮建筑現有的混凝土結構、樁基礎和廠房功能建設需求，有針對性地進行綜合改造。下面主要介紹幾種工業建筑加固改造技術。

（一） 增大截面加固技術。增大截面加固方法在建筑梁、柱、板和墻結構加固設計中運用較廣，通過鋼筋網砂漿層或者鋼筋混凝土結構增加原有的建筑結構截面，可以有效地提高建筑物的承載能力，在新舊建筑混凝土混合面可通過配置錨固件或剪切摩擦筋連接新舊兩部分，保證建筑結構承載力的同時保持結構整體一致。具體施工時若只有梁的單面或者雙面配置有鋼筋，應選擇和原受力鋼筋相近的受力鋼筋，通過焊接短筋的方式進行連接，焊連的短筋直徑不能小于原有的受力鋼筋的直徑，間距應控制在50厘米以內。如果工業建筑梁的單面或者雙面采用的是鋼筋混凝土，應保證現有的受力鋼筋和增加的受力鋼筋距離較遠，通過焊接或者U形箍筋連接新舊受力鋼筋，焊接彎起的短筋直徑應小于原受力鋼筋的直徑，間距保持在50厘米以內。如果需要同時增加建筑梁的配筋和截面，可采用化學植筋連接新增的梁縱筋和原有建筑的柱形結構，利用U形箍筋穿過樓板焊接成封閉箍筋，設置拉結筋保證工業建筑的加固部分和原有建筑部分之間能夠有效地協同工作。

（二） 粘鋼板加固技術。該方法主要運用在鋼筋混凝土結構受損部位的表面粘貼鋼板進行加固處理，工業建筑的空間較小無法擴大截面尺寸時可以采用粘鋼板加固技術進行加固，將鋼板粘在建筑梁的底部，增加梁體的強度提高建筑梁體的抗彎承載力，通常除了底部粘鋼板以外，還可在梁的兩邊增加鋼箍以提高梁的抗剪承載力，但要根據梁體本身的截面尺寸和受力情況確定鋼板的尺寸，固定鋼箍時要在梁的兩側保持一定的距離，間隔一定距離將鋼箍粘在梁的兩側并用鉚釘固定，鋼板和鋼箍之間要緊密焊接在一起，之后用混合砂漿涂在鋼板外面作為保護層，粘鋼板加固技術可以在一定程度上降低工業建筑空間體積的限制，有效地提高建筑的承載力和抗剪承載力。

（三） 置換混凝土加固技術。置換混凝土加固技術就是利用高強度等級的混凝土置換原有的工業建筑結構中的混凝土，一般主要是在原有的建筑結構受壓區強度差異影響，或者建筑局部損壞嚴重時使用此方法，當工業建筑的承重構件缺失時采用局部混凝土置換加固，雖然能夠節省一定的人力資源和施工成本，但必須注意保證新舊混凝土結合部分的加固效果。

（四） 粘貼纖維復合材料加固技術。該方法是在工業建筑結構中鋼筋混凝土受彎、受拉構件等粘貼碳纖維或者玻璃纖維等復合材料進行加固，粘貼的纖維復合材料要能夠承擔主要的應力作用，并在復合材料的表面進行特殊的防護處理，和粘貼鋼板加固技術相似，高溫環境或者特殊條件下可以使用無機膠粘貼劑，這種方法在近年來的工業建筑結構加固處理中使用較為廣泛，通過實際的研究和工程實踐證明，該方法已經成為了一種安全可靠的建筑結構加固技術。

（五） 增設支點加固技術。該方法主要是在建筑結構內增設支點以減小建筑結構的跨度或位移程度，提高工業建筑結構的受力狀況，是一種傳統的間接加固技術，一般運用于對工業建筑結構的外觀或者內部功能影響較小的部件如梁、板、桁架等進行加固施工，根據支點支承結構和建筑構件受力能力的不同，可以將該技術分為剛性支點加固技術和彈性支點加固技術，使用該技術之前要在詳細了解原有的工業建筑構件的基礎上，根據建筑構件的變形狀況選擇不同的支點加固法。

四、結語

現代工程建筑結構的發展過程表明，工程結構的維修改造技術已經成為了建筑維護的重要環節，進行建筑結構加固改造設計之前，要對原有的建筑物結構進行詳細的鑒定，根據建筑實際情況選擇合適的改造加固技術。

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隨著市場經濟的不斷發展，我國工程建筑建設的進程也在不斷加快，近年來，工程建筑混合結構設計已經滲透到了人們生活和生產的方方面面。為滿足現代熱門的生活需求，建筑工業科技的發展非常迅速，其設計理念也在不斷完善，在推動相關工程企業發展的同時，也促進了工程建筑設計師的工作積極性。

1 工業與民用建筑混合結構設計

1.1 建筑物結構布置

現代工業與民用建筑工程的設計理論已趨于完善，為了保證整體建筑的可靠性、穩定性、安全性，建筑設計師在設計其混合結構時，通常采用簡單規則的建筑外形，如方形、矩形等，這種建筑物結構布置不但能提高建筑物的美觀性，還能有效的提高其安全使用壽命，使整體建筑物美觀大方。在建筑工程師設計建筑物的混合結構時，要著重考慮其結構的水平合力和側力重心，這兩個標準是維持混合結構平衡穩定的重要因素。

通常情況下，建筑物的承載能力主要依賴于其混合結構的穩定性，主要表現在以下幾個方面：①各部分混合結構的物理學參數，如側向度、承載力等，這些物理學參數是評定建筑抗震性的重要依據；②在混合結構中，要根據不同建筑層的受力特點，制定建筑轉換層、加強層、支持層、頂層等結構設計圖，通常情況下，結構構架要符合三角定理的數學模型；③在建筑工程施工過程中，其混合結構中的框架結構是維持建筑穩定性的主要依據，在相互垂直方向，要設計建筑連接結構，使建筑工程的斜向力和垂直水平力互相抵消，這個施工環節是奠定牢固建筑物的基礎性施工。

1.2 建筑物的混合結構設計

1.2.1 混合結構的抗震設計

建筑物的抗震性是建筑師在設計混合結構時要考慮的重要建筑性能，建筑工程施工過程中，為保證建筑物混合結構的穩定性、承載性、延性，通常采用預應力混凝土。這種混凝土具有的結構特性很好，如韌性、承載力強，延展性好，可以有效提高建筑物的抗震能力。在設計抗震結構時，建筑施工人員會在建筑物的柱體結構上設置鋼類高粱，讓它與鋼筋混凝土筒體相連，同時為確保預應力混凝土在混合結構中發揮其延伸性，還要采用很多工程措施，具體如下：①在鋼筋混凝土的筒體結構中，設置防護裝置，保證混凝土結構的完整強，使用配筋筑造筒體結構的角部；②加強混凝土強的厚度，控制混合結構的剪應力，使之與其他作用力綜合；③在混合結構剪力墻的端部設置型鋼柱，由四個暗柱形成的型鋼柱結構圍繞在剪力墻周圍；④在混凝土結構中應修建多層鋼筋柱體，以保證結構暗梁的穩定性；⑤采用型鋼預應力混凝土建筑豎縫剪力墻；⑥在混凝土筒體結構中，要盡量使其開洞位置與結構處于水平位置；⑦在筒體結構和混凝土結構中設置水平縫，以保證其混合結構相連的地方受力均勻，使整體結構具有較強的穩定性。

1.2.2 設置混凝土結構加強層

在建筑使用過程中，經常會受到外部環境或外力的影響，其建筑會發生一定程度的彎曲變形，甚至有時會出現倒塌現象，危害人們生命安全的同時，帶給人民和社會巨大的經濟損失。所以建筑設計師在建筑工程混合結構時，通常會在其受力最大的結構層級設置加強層，顧名思義，加強層結構性能的抗干擾性、抗震力非常強，建筑物在受到外力沖擊的一瞬間，主要受力點承載的力量非常大，所以在其主要位置設置加強層，可以有效的避免其主力結構的脆性，以保證整體建筑物的安全。使用加強層可以將混合結構的筒體剪力墻的一部分彎曲變形，向外延伸，減小其混合結構的水平方向受力，這樣可以防止建筑錯位。

2 混合結構的體系設計

2.1 框架剪力墻結構設計

這種混合結構在工業與民用建筑施工中應用非常廣泛，其綜合結構性能非常好。結構中的雙向抗側力體系是其結構的核心系統，在混合結構的框架剪力墻兩個主軸方向分別設置獨立的單元結構，這種單元機構要遵循對稱原則，并且其結構外形要簡約大方，同時要注意在施工過程中，要盡量避免框架剪力墻出現缺失部分或凹凸不平。

2.2 框架剪力墻的結構設計要求

在混合結構設計中，混合結構對框架剪力墻高度和寬度的要求很高，因為墻面水平的承載力較大，所以為了保證其具有一定的延展性，抗震性，其建筑工程材料通常采用預應力混凝土。建筑在遭受強烈外力沖擊時，使剪力墻不會裂縫、不會倒塌。框架剪力墻是框架結構和剪力墻結構的結合體系，它具備混合結構的各種結構優點，一方面增大了房屋的使用空間，另一方面也增大了混合結構的抗震性能，在現代工業與民用建筑中應用較為廣泛。

3 工業與民用建筑混合結構的實施

多層建筑的樓板必須具有良好的剛度、穩定性，在施工過程中為了盡可能的減小樓板的重力，必須提高施工進度，降低混合結構的水平受力。混合結構的樓面建筑形式主要有三種：①在樓面壓力過大時，要在混合結構強做吊頂，這種建筑結構可以增加樓面的抗震性，但是其建筑成本較高；②降低樓面高度，這種建筑方式使建筑空間大大減小；③框架剪力墻，這是一種新型的建筑混合結構，其結構性能非常好，具有良好的穩定性、安全性、抗震性。

4 結語

綜上所述，我國工業與民用建筑應用新型混合結構設計技術的發展較晚，很多工程施工技能和工程技術仍不夠完善，存在很多問題。混合結構設計是推動工業與民用建筑發展的主要助力，同時也是建筑工程發展的必經之路。在建筑工程應用混合結構時，必要要選用適當的建筑材料，盡量降低工程建筑成本，嚴格控制監督建筑施工的每一道工序，為這種混合結構奠定了堅實的建筑施工基礎，從而有效的落實工業與民用建筑混合結構的設計理念和設計要求。

參考文獻：

[1]郭志娟，尚高峰.工業與民用建筑的混合結構設計施工辦法漫談[J].中華民居（下旬刊），2013（9）.

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社會經濟與科學技術相互影響，不斷互助促進發展。房屋居住作為人們最基本的生活需求，人們會一直不斷提高其質量水平。時代在不斷進步，社會在不斷發展，人們對房屋居住水平要求也隨著時代的前進而不斷提升，因此房屋行業的發展一直處于。建筑施工按照用途分類可分為工業和民用建筑兩種，工業建筑能夠滿足人們的工業以及輔助工業生產需求，而民用建筑則需最大程度滿足人們日常生活所需。工業與民用建筑混合結構設計的基本原理是科學合理的，并且能夠延長建筑物本身的使用壽命，不僅滿足居住要求，同時又不妨礙人們日常的公共交通，不影響城市的布局景觀。

一、工業與民用建筑的混合結構常見的設計類型

1、簡體結構

工業與民用建筑中的簡體結構比較常用于超高層的建筑物中。簡體結構具有較高的靈活性，其空間結構的側力剛度和抗扭能力相對于其他結構來說都具有絕對的優勢。簡單結構平面設計的形狀可以使用方塊、圓形或三角形，如果實際情況需要復雜一點的混合結構，可以在簡體結構的基礎上選擇長寬比例低于 2 的矩形，作為簡體結構的模板來進行設計。

2、砌體結構

砌體結構對材料、技術要求較低，砌體結構因其施工速度快、效率高的特點使得其施工過程相對于其他設計方法來說比較簡潔。砌體結構中使用的墻體的圍護和承重作用較好，因此利用砌體結構構建的建筑物的立面效果比較結實。但砌體結構抗震性能較差，七層以上的高層建筑往往不適合用。

3、框架結構

框架結構使用鋼筋混凝土作為材料，因此其抗壓、抗彎、抗震效果比較理想。因此框架結構在高樓層建筑物的應用比較廣泛。框架結構獨立性較強，其承重結構和圍護構件是彼此獨立的，相互之間影響較小。框架結構的平面設置靈活，平面的剛勁程度也夠均勻，能夠滿足建筑工程生產工藝的標準要求。

4、剪力墻結構

剪力墻結構整體性、空間性、承載能力都比較理想，因此，可以使用剪力墻作為高層建筑特有的抗側力構件。剪力墻屬于承重墻的一種類型，靈活性差，在公寓住宅類型的建筑比較常用。

二、框架-剪力墻混合結構體系的設計

框架-剪力墻結構設計常用于抗震建筑，框架設置一搬把剪力墻兩個主軸作為主方向。獨立結構單元內的平面設計要做到簡簡約、規律、對稱的基本原則，凹凸不平和缺失部位要盡量避免；樓梯、電梯的設置遠離拐角凹角和端部處，以免發生結構體出現偏轉。豎直方向的建筑要滿足均勻合適的要求，建筑體發生彎曲以及過薄的現象影響其抗震力效果。構件不能超過節點的承載力，采取有效措施防止受到反復荷載作用的影響以致剛度過早退化。設計構造時，設計人員要注意防止脆性破壞，從而保證設計的構件延性足夠滿足需求。

三、工業與民用樓面結構

多層的建筑施工需要高度穩定數值以及足夠的承載力，建筑工程的高質量體現在施工的過程中樓板質量數據的有效控制。目前主要采用能夠保證工期的樓層建構模式為組合樓蓋。組合樓蓋包括壓型鋼板、現澆整體、鋼筋混凝土疊合板等形式，壓型鋼板組合樓蓋的缺陷之處在于需要在工程項目施工完成后對建筑物不平整的部位另外實施吊頂處理，從而保證建筑物外表的審美度，結果就造成建造成本的增加；現澆整體組合樓蓋解決壓型鋼板形式整體效果差的缺點，受重能力較強，但需要進行工程量大、施工速度慢的模架構建工作，進而影響施工進度；鋼筋混凝土疊合板組合樓蓋既能避免額外的吊頂費用，又具備良好的整體性能，因此，其利用范圍比較廣泛。垂直支撐常用來在高層建筑中，以增強其抵抗水平地震的作用，其支撐形式靈活多變。

四、一些工業與民用建筑的混合結構的辦法改進

1 預應力大板

目前，我國建筑行業領域中預應力混凝土大板結構技術的使用范圍越來越廣。這是因為預應力大板應用于居民住宅建筑可以使其平面布局更加靈活，同時 還具有重新改造的特殊功能，能夠在很大程度上滿足人們對房屋建筑日益增長的多樣化需求，從而輕松解決用戶對于房子個性化、多樣化的問題。另外，由于預應力大板一般情況下回安置在墻柱之間，因此，預應力大板還能在一定程度上提升建筑物樓層的高度。

2 鋼結構具備的優點

2.1 強度足夠高

相對于建筑物的其它結構來說，鋼結構所采用的施工材料強度是最高的，因而，鋼結構常常應用在空間比較大的房間的布置，不僅外表規整、美觀，而且內部結構合適得當。其它的建筑物結構則由于缺少強度的保證和材料的性質等因素，限制了其房屋空間布置的自由度，比如說鋼筋混凝土結構、磚結構等等。鋼結構所采用的鋼材強度高，民用高層建筑進行結構設計時，可適當應用該結構進行大開間的布置。

2.2 效益較理想

工業與民用建筑混合結構采用鋼結構體系能夠獲取理想的綜合經濟效益，因為鋼結構體系采用的施工材料相對于其它的結構如鋼筋混凝土結構、磚結構等材料比較來說，其沙粒、土質以及石塊含量大大減少。鋼結構材料的這種特性有利于推廣期在地基中使用范圍，即同時推廣到軟弱地基的使用，在不影響建筑質量的基礎上大幅度減少工基礎的程造價。工業與民用建筑設計混合結構設計采用鋼結構，可以簡化施工操作流程，縮短施工周期，進而大幅提高工業與民用建筑設計混合結構設計的綜合經濟效益。

2.3 性價比高

工業與民用建筑的混合結構設計采用鋼結構還能體現其高性價比的性能，高性價比永遠是所有行業追求的目標，因此鋼結構還能無形推動其它相關產業如鋼鐵產業的健康發展。此外，鋼結構的高性價比特征還能起到保護環境的作用，綠色環保是當代建筑行業領域所倡導的目標，因此，鋼結構發展勢頭良好。

結束語

綜上所述，工業與民用建筑的混合結構設計的科學性主要體現在其采用的技能是否能夠滿足建筑的實際需求，并在此基礎上減少施工的強度、縮短施工周期、節約投資成本。目前在工業與民用建筑的混合結構設計已經通過理論與實踐的雙重檢驗，其科學性得到了有效驗證，為此，我國建筑行業領域應加強其推廣范圍和利用程度，不斷提高自身的建筑施工質量和水平。

參考文獻：

篇10

現代工業泵結構與設計是流體機械及工程的專業選修課,該課程針對本專業以泵類產品為研究對象的特點，加強基本理論知識，力求反映國內外先進科學技術和生產實踐經驗。它建立在機械原理，流體機械原理，以及葉片泵水力設計等課程知識的基礎上，通過開設該本課程，使本專業學生掌握現代工業泵的結構特點和工作原理，為學生畢業后從事本專業的工作打下基礎。課程的教學目標主要包括三個方面：一是掌握工業上常用泵的結構形式；二是掌握自吸泵的自吸原理；三是掌握液固兩相流泵的設計方法。工業用泵的類型非常多，要在有限的學時內講解更多的泵型，要求任課教師對各類泵的結構非常熟悉。另外，要達到預期的教學目標，還要在課堂講解、課程大作業上以及實踐教學等方面做出一些教改嘗試。經過幾年的教改嘗試，獲得了一定的教學效果。

一、教改前課程教學存在的問題

相比傳統的教學方式，本課程采用多媒體教學為主，輔以板書，該方式使得學生能夠接受大量的信息，有助于全面了解各類泵型。通過學生的反饋獲得的本課程存在的主要問題：1.大部分學生認為該專業課程非常實用，有助于他們今后的就業，但是由于涉及的泵型太多，學生無法深入了解；2.該課程主要涉及結構設計，部分學生認為課程枯燥,抽象，難懂，學生在課堂上是被動式的接受，而非處于對知識本身的興趣和探求；3.部分學生沒有在學習中把工業泵的結構與功能結合起來，經常發現有一些學生知道有該結構,卻不知道該結構的具體功能和設計原理。例如離心泵上常見的平衡孔，大部分學生不清楚平衡孔設置的數量以及開設位置與軸向力平衡之間的關系。因此，有必要對該課程進行改革，進而提高學生對所學課程的興趣以及相關知識的理解程度，實現本課程設置的目標。

二、教改措施

傳統的本科授課方法以教師講解為主，學生被動接受，學生主動思考和參與的程度不夠，導致上課過程中多數學生無法跟上老師思路，或者睡覺，或者做其他的事情，教學效果比較差。作為流體機械及工程的選修課，面對的是畢業班的學生，部分學生對于這門課更是為了拿到畢業學分，而不是以增長專業知識。為改變這種被動的教學方法的弊端，本門課程在如下幾方面做了嘗試：1.課堂教學與實踐教學相結合工業泵結構復雜,學生們總覺得很抽象，對此,我們通過改善課堂教學手段、加強校內實踐環節讓學生掌握一些常見工業泵的結構。實踐教學中設置了雙吸泵拆裝實踐、離心泵性能測試、泵的自吸性能實驗、機械密封作用原理等，結合實踐教學后，學生的的學習熱情顯著提高，結合實物和實驗，更易于學生掌握本課程的專業知識。通過上述實踐環節，加深了對學生對課堂理論知識的理解，學習針對性更強了，圖1為雙吸泵拆裝現場。2.結合CFD的課堂教學計算流體力學（ComputationalFluidDynamics,CFD）是建立在經典流體力學與數值計算方法基礎上的一門新興學科[1]。它通過計算機數值計算和圖像顯示的方法，在時間和空間上定量描述流場的數值解，從而達到對物理問題研究的目的。目前各種CFD通用性軟件包陸續出現，成為商品化軟件，性能日趨完善，應用范圍不斷擴大。本課程中涉及的第三章是自吸泵的自吸原理以及設計方法，第五章小流量高揚程泵中的迷宮螺旋泵等都結合了CFD來講解，圖2是通過CFD計算獲得的旋流自吸泵含氣率分布[2]，圖3是迷宮螺旋泵定子內的靜壓分布[3]。將CFD引入到這兩個章節的教學中，有利于學生掌握泵相關的結構參數對泵的性能及內部流動的影響規律。3.項目教學法的引入在本課程第四章液固兩相流泵結構與設計的教學過程中引入項目教學法，即明確項目后由師生共同實施的教學活動。主要包括以下幾個階段：第一階段教師提出設計任務，闡明設計的難點和重點，講解常見兩相流泵結構及存在的問題，學生參與討論，確定設計任務的具體參數，主要包括固液兩相流泵的設計流量、揚程、轉速以及輸送顆粒物的濃度和粒經；第二階段以教師課堂講解為主，講解固液離心泵兩相流基本方程式，分析顆粒在葉輪內的運動規律，最后引入固液兩相流泵的水力設計方法；第三階段以學生為主，教師將學生分組，分別下達不同的設計參數，結合學生調研和前面兩個階段的教師講解，學生完成泵的水力設計，撰寫設計說明書和繪制葉輪水力圖。在這個階段，學生會遇到很多困難，此時教師需積極與學生溝通探討，將解決方案制定出來。通過這次實踐后教師課讓學生充分了解液固兩相流泵的水力結構參數對其性能的影響。圖4為學生完成的液固兩相流泵葉輪水力圖。4.多樣性的課程考核本課程要求學生掌握現代工業泵結構及其設計方法因此試卷考試無法全面檢查學生掌握本課程的程度。結合本課程的特點,采用課程考試、項目大作業以及PPT講解等三方面綜合考察學生對本課程的掌握程度，其中課程考試主要考察學生對基本概念的理解，項目大作業考察學生應用理論知識解決實際問題的能力，根據項目大作業制作的PPT，可以鍛煉學生陳述與分析總結能力。這一考核改革的好處就是針對該門課程自身的特點,全面考核學生對大綱要求內容的掌握程度。

三、總結

近年來，針對現代工業泵結構與設計這門課程的特點，通過在實際教學中不斷地進行嘗試和探索：課堂教學與實踐教學相結合、結合CFD的課堂教學以及項目教學法的引入等多個方面對該課程的教改做了嘗試。當然，目前針對該門課程所進行的工作也只是初步的、嘗試性的，教學質量的大幅度提高不是一蹴而就的，而是需要進行長期深入地努力才能實現。

參考文獻：

[1]劉棟.泵內流場數值模擬教學方法的探索與實踐.課程教育研究.2015.2:206.