鋼結(jié)構(gòu)廠房畢業(yè)論文

1、<p><b>　　引 言</b></p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)因具有建筑功能區(qū)分的可變性強(qiáng)、房屋自重輕、抗震性能優(yōu)越、生產(chǎn)自動化施工裝配化程度高和造價低綜合經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在了建筑行業(yè)。鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)被許多歐美國家廣泛的采用，其作為一種建筑材料，正在逐步的取代其他建筑材料，成為建筑材料的主體。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及人民生活水平的日益提高，鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展也日趨完善，但是

2、，我國對鋼結(jié)構(gòu)的研究還處于初級階段，研究力度還不夠，推廣和應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)還需要解決一系列的問題。本文對鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析，闡述了鋼結(jié)構(gòu)的特點、鋼結(jié)構(gòu)廠房的的設(shè)計，并對鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用價值進(jìn)行論述和評價。通過對本論題的研究，使我們對鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展有了進(jìn)一步的認(rèn)識，從而使鋼結(jié)構(gòu)在我國得到更好更快的發(fā)展。</p><p><b>　　1.鋼結(jié)構(gòu)的特點</b></p&g

3、t;<p>　　1.1鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點</p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)是由型鋼和鋼板通過焊接、螺栓連接或鉚接而制成的工程結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)主要是由鋼板、熱軋型鋼、薄壁型鋼和鋼管等構(gòu)件中組合而成的結(jié)構(gòu)，是土木工程的主要形式之一。目前，鋼結(jié)構(gòu)在房屋建筑、地下建筑和橋梁等工程中都得到了廣泛的采用，這是因為鋼結(jié)構(gòu)與其他材料相比具有如下優(yōu)點：</p><p>　?。?）建筑鋼材強(qiáng)度高，塑性和韌性

4、好。強(qiáng)度高，鋼與混凝土、木材相比，雖然密度較大，但是其強(qiáng)度較混凝土和木材要高的多，其密度與強(qiáng)度的比值一般比混凝土和木材小，因此在同樣受力的情況下，鋼結(jié)構(gòu)與混凝土和木結(jié)構(gòu)相比，構(gòu)件較小，質(zhì)量較輕。適用于建造跨度大、高度高和承載重的結(jié)構(gòu)；塑性好，鋼結(jié)構(gòu)在一般條件下不會因為超載而突然斷裂，只會增大變形，故容易被發(fā)現(xiàn)，能及時進(jìn)行補(bǔ)救。此外，還能將局部高峰應(yīng)力沖分配，時應(yīng)力變化趨于平緩；韌性好，適宜在動力荷載下工作，因此在地震區(qū)采用鋼結(jié)構(gòu)較為有利

5、。</p><p>　?。?）鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕。鋼結(jié)構(gòu)密度大，強(qiáng)度高，但做成結(jié)構(gòu)卻比較輕。以同樣的跨度</p><p>　　（3）承受同樣的荷載，鋼屋架的質(zhì)量最多不過為鋼筋混凝土屋架的1/4~/-1/3。</p><p>　　（4）工業(yè)化程度高，工期短，快捷。鋼結(jié)構(gòu)受環(huán)境影響小，其所用的材料皆可由專業(yè)化的金屬結(jié)構(gòu)廠軋制成各種型材，加工制作簡便，準(zhǔn)確度和精密度高。制造成的

6、構(gòu)件可運(yùn)到現(xiàn)場拼裝，采用焊接或螺栓連接。因構(gòu)件較輕，故安裝方便，施工機(jī)械化程度高，工期短，為降低造價、投資經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造了條件。</p><p>　?。?）抗震性能好。鋼結(jié)構(gòu)由于自重輕和結(jié)構(gòu)體系相對柔軟，所以受到的地震作用較小，鋼材又具有較高的抗拉和抗壓強(qiáng)度以及較好的塑性和韌性，因此在國內(nèi)外的歷次的地震中，鋼結(jié)構(gòu)是損壞最輕的鋼結(jié)構(gòu)，已經(jīng)被公認(rèn)為是抗震設(shè)防地區(qū)特別是強(qiáng)震區(qū)的最合適的結(jié)構(gòu)，這一點從美國、日本、臺灣等地震

7、中也可以得到證明。</p><p>　?。?）耐熱性較好。溫度在200℃以內(nèi)，鋼材性質(zhì)變化很小，當(dāng)溫度達(dá)到300℃以上時，強(qiáng)度逐漸下降，600℃時，強(qiáng)度幾乎為零。因此，鋼結(jié)構(gòu)可用于溫度不高于200℃的場合。在有特殊防火要求的建筑中，鋼結(jié)構(gòu)必須采用保護(hù)措施。</p><p><b>　　1.2鋼結(jié)構(gòu)的缺點</b></p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)的缺點

8、對工程的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p>　?。?）耐腐蝕性差。鋼材在潮濕的環(huán)境中，特別是在處于有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中容易銹蝕。因此，新建造的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)定期刷涂料加以保護(hù)，圍護(hù)費(fèi)用較高。目前國內(nèi)外正在發(fā)展各種高性能的涂料和不易銹蝕的耐候鋼，鋼結(jié)構(gòu)耐銹蝕性的問題有望得到解決。</p><p>　?。?）耐火性差。鋼結(jié)構(gòu)的耐火性較差，在火災(zāi)中，未加防護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)一般只能維持20分部鐘左右

9、。因此在需要防火時，應(yīng)采取防火措施，如在鋼結(jié)構(gòu)外面包混凝土或者其他防護(hù)材料，或在構(gòu)件表面噴涂防火涂料等。</p><p>　　（3）鋼結(jié)構(gòu)在低溫條件下可能發(fā)生脆性斷裂。鋼結(jié)構(gòu)在低溫和某些條件下，可能發(fā)生脆性斷裂，還有厚板的層狀撕裂等，這些都是要特別注意的。</p><p>　?。?）易失穩(wěn)。鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)分為兩類：整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)。整體失穩(wěn)大多數(shù)是由局部失穩(wěn)造成的，當(dāng)受壓部位或受彎部位的長

10、細(xì)比超過允許值時，會失去穩(wěn)定。它受很多客觀因素的影響，如荷載變化、鋼材的初始缺陷、支撐情況的不同等。</p><p>　　2.國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的概況</p><p>　　2.1我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展</p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)工程是在鋼材制作為主的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一，也是現(xiàn)代建筑中最普通的結(jié)構(gòu)形式之一。我國是最早用鐵制造承重結(jié)構(gòu)的國家，遠(yuǎn)在秦始皇時代（公元246

11、-219），就已經(jīng)用鐵做簡單的承重結(jié)構(gòu)，而西方國家在17世紀(jì)才開始使用金屬承重結(jié)構(gòu)。公元3-6世紀(jì)，聰明勤勞的我國人民就用鐵鏈修建了鐵索懸橋，著名的四川瀘定大渡河鐵索橋，云南的元江橋和貴州的盤江橋等是我國早期鐵體承重結(jié)構(gòu)的例子。</p><p>　　我國雖然早期在鐵結(jié)構(gòu)方面有卓越的成就，但由于2000多年的封建制度的束縛，科學(xué)部發(fā)達(dá)，因此長期停留在鐵制建筑物的水平。直到19世紀(jì)末，我國材開始采用現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)。新中

12、國成立后，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有了很大的發(fā)展，不論在數(shù)量上或質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過的過去。在設(shè)計、制造和安裝等技術(shù)方面都達(dá)到了較高的水平，掌握了各種復(fù)雜的建筑物的設(shè)計和施工技術(shù)，在全國各地已經(jīng)建造了許多規(guī)模巨大而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)廠房、大跨度結(jié)構(gòu)民用建筑及鐵路橋梁等，我國的人民大會堂鋼屋架，北京和上海等地的體育館的鋼網(wǎng)架，陜西秦始皇兵馬俑陳列管的三絞鋼拱架和北京的鳥巢等。</p><p>　　目前，我國鋼產(chǎn)量雖然躍居首位，但

13、是與發(fā)達(dá)國家相比在許多方面還存在明顯的差距，因此為了進(jìn)一步推動我國建筑鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，我們急需了解國外建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用概況。我國的建筑用鋼總量約占全部鋼產(chǎn)量的20%-25%，而工業(yè)發(fā)達(dá)的國家則占30%以上。如美國和日本該項指標(biāo)均以超過50%，而且輕鋼建筑在一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于工廠、倉庫、體育館、展覽管、超市等建筑，所以我們也要加快前進(jìn)的步伐。</p><p><b>　　2.2鋼結(jié)構(gòu)

14、廠房</b></p><p>　　2.2.1鋼結(jié)構(gòu)廠房概念</p><p>　　單層工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)組成一般有：屋架、桁架、檁條、支撐（水平支撐、系桿、柱間支撐、隅撐）、鋼柱、門梁、墻梁、抗風(fēng)柱、屋面板等組成。</p><p>　　常用的鋼材承重鋼結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700-1988中的Q235鋼和《低合金高強(qiáng)度鋼》GB/T1591

15、-1994中的Q345、Q390 和Q420鋼。當(dāng)采用其他牌號的鋼材時，尚應(yīng)符合相應(yīng)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求；連接材料有焊接焊條、螺栓（普通螺栓、高強(qiáng)螺栓）、錨栓和鉚釘。</p><p>　　2.2.2 門式剛架</p><p>　　門式剛架的特點:門式剛架結(jié)構(gòu)是梁、柱單元構(gòu)件的結(jié)合體，其形式多種多樣，在單層工業(yè)與民用房屋的鋼結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用較多的為單跨、雙跨或多跨的單、 雙坡門式剛架。其結(jié)構(gòu)

16、有以下特點：</p><p>　　采用輕型屋面，不僅可減少梁柱截面尺寸，基礎(chǔ)也相應(yīng)減少。</p><p>　　在多跨建筑中可做成一個屋脊的大雙坡屋面，為長坡面排水創(chuàng)造了條件。設(shè)中間柱可減少橫梁的跨度，從而降低造價。中間柱采用鋼管制作的上下鉸接搖擺柱，占空間小。</p><p>　　剛架的側(cè)向剛度籍檁條的隅撐保證，省去縱向剛性構(gòu)件，并減少翼緣跨度。</p>

17、<p>　　剛架可采用變截面，截面與彎矩成正比；變截面時根據(jù)需要可改變腹板的高度和厚度及翼緣的寬度，做到材盡其用。</p><p>　　剛架的腹板可按有效寬度設(shè)計，即允許部分腹板失穩(wěn)，并可利用其屈曲后強(qiáng)度。</p><p>　　豎向荷載通常是設(shè)計的控制荷載，但當(dāng)風(fēng)荷載較大或房屋較高時，風(fēng)荷載的作用不應(yīng)忽視。在輕屋面門式剛架中，地震作用一般不起控制作用。</p>

18、<p>　　支撐可做得較輕便。將其直接或用水平節(jié)點板連接在腹板上，可采用張緊的圓鋼。</p><p>　　結(jié)構(gòu)構(gòu)件可全部在工廠制作，工業(yè)化程度高。構(gòu)件單元可根據(jù)運(yùn)輸條件劃分，單元之間在現(xiàn)場用螺栓相連，安裝方便快速，土建施工量小。</p><p>　　2.2.3門式剛架的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　門式剛架的形式是多種多樣的。按構(gòu)件體系分，有實腹式與格構(gòu)式

19、；按截面形式分，有等截面和變截面；按結(jié)構(gòu)選材分，有普通型鋼、薄壁型鋼和鋼管。實腹式鋼架的截面一般為工字形；格構(gòu)式鋼架的截面為矩形或三角形。</p><p>　　門式剛架的柱與橫梁為剛接，柱腳與基礎(chǔ)宜采用鉸接；當(dāng)水平荷載較大，檐口標(biāo)高較高或剛度要求較高時，柱腳與基礎(chǔ)可采用剛接。</p><p>　　變截面與等截面相比，前者可以適應(yīng)彎矩變化，節(jié)約材料，但是在構(gòu)造連接及加工制造方面，不如等截面方

20、便，故當(dāng)剛架跨度較大或房屋較高時才設(shè)計成變截面。</p><p><b>　　2.2.4建筑尺寸</b></p><p>　　門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的尺寸應(yīng)符合下列規(guī)定：</p><p>　　門式剛架的跨度，應(yīng)取橫向剛架柱軸線間的距離；</p><p>　　門式剛架的高度，應(yīng)取地坪至柱軸線與橫梁軸線交點的高度。門式剛架的

21、高度應(yīng)根據(jù)使用要求的室內(nèi)凈高確定。有吊車的廠房應(yīng)根據(jù)軌頂標(biāo)高和吊車凈空要求確定。</p><p>　　柱的軸線可取通過柱下端截面中心的豎向軸線；工業(yè)建筑邊柱的定位軸線宜取柱皮外。</p><p>　　門式剛架輕型房屋的檐口高度，應(yīng)取地坪至房屋外側(cè)檁條上緣的高度。門式剛架的輕型房屋的最大高度，應(yīng)取地坪至房屋外側(cè)檁條上緣的高度；最大寬度應(yīng)取房屋側(cè)墻墻梁外皮之間的距離；長度應(yīng)取房屋兩端山墻墻梁外

22、皮之間的距離。</p><p>　　門式剛架輕型屋面坡度宜取1/8—1/20，在雨水較多的地區(qū)可以取其中較大值。</p><p>　　門式剛架的跨度宜為9—36m，以3為模數(shù)，必要時可采用非模數(shù)跨度。當(dāng)邊柱寬度不等時其外側(cè)應(yīng)對齊。</p><p>　　門式剛架的高度宜為4.5—9.0m，必要時可適當(dāng)?shù)募哟螅溟g距，即柱網(wǎng)軸線在縱向的距離宜為6m，亦可采用7.5m或9

23、m，最大可采用12m；當(dāng)跨度較小時，也可采用4.5m。</p><p>　　挑檐長度可根據(jù)使用要求確定，宜為0.5—1.2m，其上翼緣坡度與橫梁坡度相同。</p><p>　　2.2.5結(jié)構(gòu)平面布置</p><p>　　伸縮縫：門式剛架輕型房屋的維護(hù)結(jié)構(gòu)采用壓型鋼板時，其溫度分區(qū)與傳統(tǒng)建筑相比可以放寬，其溫度區(qū)段長度（伸縮縫間距），應(yīng)符合下列規(guī)定：縱向溫度區(qū)段≤30

24、0mm，橫向溫度區(qū)段＞150mm。</p><p><b>　　結(jié) 語</b></p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景十分讓人看好，從世界范圍來講也好，從我們中國來說也好，應(yīng)該是一種趨勢，是建筑的發(fā)展方向。因為鋼結(jié)構(gòu)具有很多鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所無法比擬的優(yōu)點，已被公認(rèn)為綠色環(huán)保型產(chǎn)品，符合可持續(xù)發(fā)展的政策。近兩三年來，住宅鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展也成了業(yè)內(nèi)的熱點話題。通過對鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)