钢结构抗震论文1500字

摘要：柱脚是钢结构中上部主体结构与基础连接的重要节点，文章对铜结构的埋入式和外包式柱脚的抗震设计进行分析。

关键词：钢结构柱脚；埋入式；外包式

1.通常钢结构的柱脚形式有外包式柱脚，埋入式柱脚及外露式柱脚3种

外包式柱脚指将钢柱脚外面用钢筋混凝土包住的柱脚，埋入式柱脚是把钢柱固定在混凝土的基础梁上柱脚，而外露式柱脚是在混凝土基础表面固定钢柱的柱脚，其也是最常用的钢结构柱脚。钢结构柱脚，反力特别大，因此设计规划时一般采用固定柱脚。在此类情况下，采用外露式柱脚不仅会导致底板既大又厚，消耗大量钢材，更重要的是难以确保柱脚被完全固定。外包式柱脚和埋入式柱脚钢结构固定式柱脚的很好的选择，通常抗震设计也用这两类柱脚。

2.埋入式柱脚抗震设计

埋入式柱脚的特点，是将钢柱以一定深度埋置在混凝土基础梁中，埋人部分的钢柱表面虽然焊有栓钉，但根据研究，在这种形式的柱脚中栓钉的作用不大，内力的`传递主要依靠混凝土对钢柱翼缘的承压力，柱的轴向压力可由柱脚底板传给混凝土，柱的轴向拉力可由柱脚底板伸出部分对混凝土的承压作用传给混凝土，或由锚栓传给基础。埋入式柱脚的支配因素是埋入深度。试验表明，对于轻型工字形柱，埋深与柱截面高度之比不得小于2，对于大截面的宽翼缘H形柱和箱形柱，埋深与截面高度之比不得小3，且同时应满足下式要求：

d>=（6M/bf*fc）

d-柱脚埋深；M-柱脚全截面屈服时的极限弯矩；bf-柱在受弯方向截面翼缘的宽度；fc-基础混凝土轴心受压强度设计值。

柱脚轴向压力由柱脚底板直接传给基础，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010验算柱脚底板下混凝土的局部承压，承压面积为底板面积。

埋入式柱脚应验算在轴力和弯矩作用下基础混凝土的侧向抗弯极限承载力，埋入式柱脚的极限受弯承载力不应小于钢柱全塑性抗弯承载力；与极限受弯承载力对应的剪力不应大于钢柱的全塑性抗剪承载力。

埋入式柱脚的计算，可按以下假设进行：钢柱的轴心压力N是由埋入的钢柱底板直接传递到钢筋混凝土基础上；柱脚处的弯矩M由埋入钢柱的翼缘与混凝土基础的承压力来传递给基础，或者由埋入部分钢柱上的抗剪焊钉来传递；柱脚的剪力v由埋入钢柱的翼缘和基础混凝土的承压力来传递。

采用钢管柱时埋入式柱脚的构造要求，截面宽厚比或径厚比较大（≥33）的箱形柱和钢管柱，其埋入部分应采取措施防止在混凝土侧压力下被压坏。常用方法是填充混凝土，填充高度应稍高于混凝土基础上表面；或在基础上端附近设置内隔板或外隔板。隔板的厚度应按计算确定，外隔板的外伸长度不应小于柱边长（或管径）1/10。对于有抗拔要求的埋入式柱脚，可在埋入部分设置栓钉。

钢柱边（角）柱柱脚埋入混凝土基础部分的上、下部位均需布置u形钢筋加强。当边（角）柱混凝土保护层厚度较小时，可能出现冲切破坏，可用下列方法之一补强：

设置栓钉。根据过去的研究，栓钉对于传递弯矩和剪力没有什么支配作用，但对于抗拉，由于栓钉受剪，能传递内力。

锚栓。因柱子的弯矩和剪力是靠混凝土的承压力传递的，当埋深较深时，在锚栓中几乎不引起内力，但柱受拉时，锚栓对传递内力起支配作用。在埋深较浅的柱脚中，加大埋深，提高底板和锚栓的刚度，可对锚栓传力起积极作用。

3.外包式柱脚抗震设计

外包式柱脚的特点，是钢柱底板与外包混凝土底部齐平，外包混凝土配有主筋和箍筋，顶部箍筋要集中配置，钢柱的外包部分要设置栓钉，钢柱翼缘外侧的混凝土保护层厚度一般不应小于150mm，外包式柱脚的内力分布进行设计。当钢柱与基础铰接时，柱脚弯矩完全由外包钢筋混凝土承受，柱的剪力也由外包混凝土承担。至于柱的轴力，一般认为，轴力可由钢柱底板直接传给基础，轴向拉力可通过底板的伸出边缘和锚栓传给基础。

外包式柱脚设计应注意的主要问题是：（1）当外包层高度较低时，外包层和柱面间很容易出现粘结破坏，为了确保刚度和承载力，外包层应达到柱截面的倍以上，其厚度应符合有效截面要求。（2）若主筋的粘结力和锚固长度不够，主筋在屈服前会拔出，使承载力降低。为此，主筋顶部一定要设弯钩，下端也应设弯钩并确保锚固长度不小于25d。（3）如果箍筋太少，外包层就会出现斜裂缝，箍筋至少要满足通常钢筋混凝土柱的设计要求，其直径和间距应符合规范规定。为了防止出现承压裂缝，使剪力能从主筋顺畅地传给钢筋混凝土，除了通常的箍筋外，柱顶密集配置几道箍筋十分重要。（4）抗震设计时，在柱脚达到最大受弯承载力之前，不应出现剪切裂缝。（5）采用箱形柱或圆管柱时，若壁板或管壁局部变形，承压力会集中出现在局部。为了防止局部变形，柱壁板宽厚比和径厚比应符合《钢结构设计规范》GB50017-2003关于塑性设计规定，也可在柱脚部分在钢管内浇灌注混凝土。

埋入式柱脚和外包式柱脚的混凝土保护层厚度均不小于180mm，钢柱埋人部分和外包部分均宜在柱翼缘上设置圆头焊钉，其直径不得小于16mm，其水平向和竖向的中心距离不得大于200mm。

4.结语

外包式和埋人式柱脚在抗震设计中已经被广泛应用，文章从受力等多方面对其具体设计进行了初步探讨，希望能为相关设计提供参考。

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。

帮助作者考虑文章全篇逻辑构成的写作设计图。其优点在于，使作者易于掌握论文结构的全局，层次清楚，重点明确，简明扼要，一目了然。[2]第二，有利于论文前后呼应。有一个提纲，可以帮助我们树立全局观念，从整体出发，在检验每一个部分所占的地位、所起的作用，相互间是否有逻辑联系，每部分所占的篇幅与其在全局中的地位和作用是否相称，各个部分之间的比例是否恰当和谐，每一字、每一句、每一段、每一部分是否都为全局所需要，是否都丝丝入扣、相互配合，成为整体的有机组成部分，都能为展开论题服务。经过这样的考虑和编写，论文的结构才能统一而完整，很好地为表达论文的内容服务。第三，有利于及时调整，避免大返工。在毕业论文的研究和写作过程中，作者的思维活动是非常活跃的，一些不起眼的材料，从表面看来不相关的材料，经过熟悉和深思，常常会产生新的联想或新的观点，如果不认真编写提纲，动起笔来就会被这种现象所干扰，不得不停下笔来重新思考，甚至推翻已写的从头来过;这样，不仅增加了工作量，也会极大地影响写作情绪。毕业论文提纲犹如工程的蓝图，只要动笔前把提纲考虑得周到严谨，多花点时间和力气，搞得扎实一些，就能形成一个层次清楚、逻辑严密的论文框架，从而避免许多不必要的返工。另外，初写论文的学生，如果把自己的思路先写成提纲，再去请教他人，人家一看能懂，较易提出一些修改补充的意见，便于自己得到有效的指导。