1、毕业论文文献综述土木工程24M跨轻钢厂房设计摘要轻钢厂房具有普通钢结构自重较轻、材质均匀、应力计算准确可靠、加工制作简单、工业化程度高、运输安装方便，同时具有取材方便、用料较省、自重更轻等优点，因而近些年在全国各地得到大量的应用。门式刚架是典型的轻型钢结构，也是目前国内应用最为广泛的轻型钢结构。关键词钢结构发展，轻型门式刚架，设计方法。1、文献引用概述课题所参考的文献主要包括钢结构的教辅书籍15以及相应的规范67。钢结构设计原理13和钢结构设计2作为钢结构设计的基础文献，主要提供包括钢结构的基本特点及应用，钢结构的发展现状，以及进行钢结构设计的基本知识。轻型门式刚架4相对而言更有针对性，主要针
2、对这次设计的主题，提供更加具体的设计计算过程和设计理论，这在我的研究和学习中很有帮助。同样的还有轻型钢结构建筑节点构造5，提供了更多节点设计相关的要点，在节点构造及柱脚的设计中能提供很大的帮助。对规范的参考是必要的，主要是两本规范67，在这次的设计中会涉及其中的要求。其余的几本文献8910则主要帮助在整个设计的计算过程中避免造成遗漏，同时也提供一个设计的思路，使自己的设计更加规范化。2、钢结构的发展及问题建筑结构的设计规范把技术先进作为对结构要求的一个重要方面。先进的技术并非一成不变，而是随时间推移而不断发展。钢结构的发展体现在以下几个主要方面采用新的高性能钢材，深入了解和掌握结构的真实极限状
3、态，开发新的结构形式和提高钢结构制造工业的技术水平。高性能钢材的一个重要特性是强度高。1988年发布的钢结构设计规范，强度最高的钢材15MNV相当于Q390级，2002年新修订的规范则增加了Q420级钢。从发展趋势来看，还会有强度更高的结构用钢出现。高性能不仅表现在强度上，还伴随有塑性和韧性要求以及其他方面的优良性能，如屈服强度不随厚度增大而下降；屈服强度不仅有下限，还有上限等。改善钢材性能还有一个方向，就是改进它的耐腐蚀和耐火性能。宝钢集团公司研制的耐候耐火钢，在600时屈服强度下降幅度不大于其标准值的13，和国外耐火钢相当。今后估计还会进一步改进。型钢的类型也在不断发展，尤其是冷弯型钢，截
4、面形状越来越多样化。人们对结构承载能力的表现认识得越清楚，设计中对钢材的利用就越合理。结构承载能力极限状态的研究，经历着从构件和连接向整体结构发展的过程。常用构件的极限状态大多已经了解清楚，不过仍然不断有新问题出现，例如新截面形状冷弯型钢的特性。连接的极限状态的研究滞后于构件，整体结构的极限状态则更有大量工作要做。计算手段的不断改进，为此提供了有利条件。极限状态的研究成果，需要迅速吸收到设计规范中去。目前的发展情况，多层框架的弹塑性极限承载力和单层房屋蒙皮效应利用等研究效果，已经有条件纳入规范或规程中去。促进结构形式改革的重要因素之一，是推广高强度钢索的应用。用高强钢丝束作悬索桥的主要承重构件
5、，已经有七八十年的历史。钢索用于房屋结构可以说是方兴未艾，新的大跨度结构形式如索膜结构和张拉整体结构等不断出现。钢索是只能承受拉力的柔性构件，需要和刚性构件如桁架、环、拱等配合使用，并施加一定的预应力。预应力技术也是钢结构形式改革的一个因素，可以少用钢材和减轻结构重量。钢和混凝土组合结构，是使两种不同性能的材料取长补短相互协作而形成的结构。压型钢板组合楼板已经在多层和高层建筑中普遍采用。压型钢板兼充模板和受拉钢筋，不仅简化了施工，还可以减小楼板厚度。钢梁和所承钢筋混凝土楼板或组合楼板协同工作，楼板充任钢梁的受压翼缘，可以节约钢材15，降低造价约10。梁的高度也有所减小，节省了建筑空间。钢和混凝
6、土组合柱有多种组合形式，其中钢管混凝土柱以其多方面的优点而推广得最为迅速。钢管有混凝土支持，可以取较大的径厚比而不致局部失稳；混凝土受到钢管约束，抗压强度大为提高。钢管混凝土作为一个整体，具有很好的塑性和韧性，抗震性能很好。它的耐火性能也优于钢柱，所需防火涂料仅为钢柱的一半或更少。索和拱配合使用，常被称为杂交结构，这是结构形式的杂交。钢和混凝土组合结构，可以认为是不同材料的杂交。相信今后还会有其他方式的杂交出现。随着2008年北京奥运会和2010年上海世博会的召开，钢结构在我国必定进入一个更加快速发展的时期，但是还存在一些新的问题亟待解决3（1）高性能钢材的应用逐步发展高强度低合金钢材，除Q2
7、35钢、Q345钢外，Q390钢和Q420钢在钢结构中的应用尚有待进一步研究，并应不断研制新品种的钢材；（2）钢结构设计方法的改进概率极限状态设计方法还有待发展，因为它计算的可靠度还只是构件或某一截面的可靠度，而不是结构体系的可靠度，同时也不适用于疲劳计算的反复荷载或动力荷载作用下的结构。结构的优化设计问题也有待进一步研究；（3）结构形式的革新促进结构形式改革的重要因素之一是推广高强钢索的应用，如索膜结构和张拉整体结构的出现。钢混凝土组合结构的应用也日益推广，但结构的革新仍有待进一步发展；（4）钢结构的加工制造钢结构制造工作的机械化水平还需要进一步提高。3、钢结构的设计方法钢结构必须满足的功能
8、包括3（1）结构应能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种情况，包括荷载和温度变化、基础不均匀沉降以及地震作用等；（2）在正常使用情况下结构具有良好的工作性能；（3）在正常维护下结构具有足够的耐久性；（4）在偶然事件发生时及发生后仍能保持必须的整体稳定性。结构计算的目的在于保证所设计的结构和构件满足预期的各种功能。因此，结构的设计准则为结构由各种荷载所产生的效应（内力和变形）不大于结构和连接由材料性能和几何因素等所决定的抗力或规定限值。影响结构功能的各种因素，如荷载的大小、材料强度的高低、截面的尺寸和施工的质量等都具有不定性，为随机变量。因此，荷载效应可能大于结构抗力，结构不可能百分之百的可
9、靠，而只能对其作出一定的概率保证。建筑结构的设计方法有容许应力设计法和极限状态设计法两类。容许应力设计法是建立在经验和近似假定基础上的设计方法；极限状态设计法将荷载和材料强度处理为随机变量，是建立在概率理论基础上的设计方法，目前在国际上已被广泛采用。我国钢结构设计规范（GB500172003）6已采用了极限状态设计方法。但是国际上仍有相当数量的规范采用容许应力设计法，或同时提供了两种设计方法。极限状态设计法是基于这样的认识不同类型的荷载，如恒载、活载、风载、地震等，具有不同的分布规律，并且其超载概率也不同。同容许应力法相比，极限状态设计法引入了荷载分项系数，这些系数对于不用的荷载和不同的极限状
10、态具有不同的数值；不同的材料也具有不同的材料抗力分项系数。极限状态设计法是建立在统一的可靠度指标上的，因而使结构具有一致的有效概率，能得到更为合理的荷载及其效应组合，从而导致更为经济和安全的设计结果。结构设计的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。其中，结构构件的强度、整体稳定、局部稳定验算属于承载能力极限状态的范畴，结构及其构件的位移和刚度验算属于正常使用极限状态的范畴，一般而言，设计时应首先选择截面，使结构满足承载能力极限状态的要求，然后校核其是否满足正常使用极限状态。4、综合评述门式刚架为一种传统的结构体系，该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨
11、架等。门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。但我们还应该看到其中的不足。很多设计还不完善，很多设计不够经济，同时施工技术水平落后，近年来一些厂房在施工过程中发生倒塌的事便并不少见，强风造成沿海地区厂房坍塌，屋面掀翻，墙面吹飞，大面积漏水的例子也不少。因此，在设计中应当要考虑国情，考虑经济因素和自然因素等综合因素，引进国外先进施工技术和管理水平，发展符合国情的轻钢结构设计施工理论研究和实践探索。参考文献1沈祖炎，陈扬骥，陈以一钢结构设计原理北京中国建筑工业出版社，20062王
12、新堂钢结构设计上海同济大学出版，20053丁阳钢结构设计基本原理天津大学出版社，20044张其林轻型门式刚架山东山东科技技术出版社，20065侯兆欣，蔡昭昀，李秀川轻型钢结构建筑节点构造北京机械工业出版社，20036中华人民共和国国家标准钢结构设计规范（GB500172003）北京中国计划出版社，20037中华人民共和国国家标准建筑结构荷载规范（GB500092001）北京中国建筑工业出版社，20018王松岩，焦红钢结构设计与应用实例北京中国建筑工业出版社，20079钢结构设计计算示例编制委员会钢结构设计计算示例北京中国计划出版社，200710中国工程建设标准化协会标准门式刚架轻型房屋钢结构技
13、术规程（CECS1022002）北京中国计划出版社，200311XINGTANGWANG,XUEJIAOWANGANALYTICALFORMULAOFTHECHARACTERISTICSOFTHETOPANDSEATANGLECONNECTIONUNDERHIGHTEMPERATUREINFIRE,PROCEEDINGOFTHE10THINTERNATIONALSYMPOSIUMONSTRUCTURALENGINEERINGFORYOUNGEXPERTS,200812XINGTANGWANGGENERALIZEDMODELOFBUCKLINGLOADOFONESTORYSTEELFRAMESWITHSEMIRIGIDJOINTS,ADVANCESINSTRUCTURALENGINEERINGTHEORYANDAPPLICATIONS,2006
