公共设施结构设计

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公共设施结构设计范文第1篇

1、根据《混凝土结构设计规范》，在规范允许的长度内并在使用方便处设置温度缝。将超长结构加以分割，以此保证混凝土收缩应力不致使结构产生肉眼可见裂缝。这种方法的优点是结构合理、安全；缺点是使用不一定方便、造价高。

2、设后浇带。将结构分成若干段，每段间留800宽后浇带，待混凝土浇注完成二个月后，用高于其它位置C0.5的膨胀混凝土，将后浇带灌实。这种处理方法原则是：“抗放兼备、以放为主”。这种设计，规范中已经列出，且广泛应用于超长不设缝的工程中。但该种处理方法对后浇带清理、凿毛、施工模板周转、降水、施工管理费用都带来许多麻烦。

3、无缝设计。无缝设计的思路是：“抗放兼备、以抗为主”，也即利用UEA补偿收缩混凝土作为结构材料，在硬化过程中产生膨胀作用。由于钢筋邻位约束，在结构中建立少量预压应力。考虑结构强度及安全，膨胀不能太大，硬化在14天基本结束。UEA替代水泥量10～12%范围内，对强度不影响。其膨胀率ε2=2～3×104，在配筋率μ=0.2～0.8%内可以在结构中建立0.2～0.7MPa预压应力，这一预压应力大致可以补偿在硬化过程中产生的温差和干缩拉应力。从而防止收缩裂缝或把裂缝控制在无害裂缝范围内。经实验得出的结论，一般混凝土收缩应力产生裂缝间距都在40～60m之间，一个裂缝产生的间距设一个膨胀加强带，宽度2m，带的两侧铺设密孔铁丝网，并用主筋（φ8@50）加固。目的是防止混凝土流入加强带。施工时带外用掺10～12%的小膨胀混凝土，浇注到加强带时，掺14～15%UEA的大膨胀混凝土。其强度等级比两侧的高C0.5等级。到另一侧时又改为浇注掺10～12%UEA混凝土。如此循环下去，可以连续浇注100～200m超长结构。这种方法主要用于地下室底板等对于裂缝要求较高的结构部位。此时必须加强养护，以防止出现干缩裂缝。对于裂缝要求一般的结构（如楼板），缝以外用掺8～10%UEA，其它施工方法同前。此方法优点是，模板可以周转，加快楼面施工进度。由于楼板厚度较小，加强带两侧可以用模板隔离。

4、设后浇加强带。在养护较困难，受风速和大气温度影响大，面积大的部位，裂缝要求高的结构部位（如地下室侧墙）容易出现收缩裂缝，此处施工应采用后浇加强带（2m宽）。方法为先分段浇注掺10～12%UEA的混凝土，养护14天后，用掺14～15%UEA强度较相邻部位高C0.5的混凝土回填。此方法与传统后浇带设计相同之处是都设钢板止水带。不同之处是后浇加强带的带宽为2m，回填用大膨胀混凝土，回填缝时间14天，而传统后浇带为60天，可以提前45天完成。

二、混合结构超长处理

1、以抗为主方法。《砌体结构设计规范》中给出混合结构长度限值在50m（整体或装配整体式结构），60m（装配式结构）。设计时，对于超过该限值不太大（一般不超过8m）的结构，可以根据建筑物所处环境情况采取措施不设缝。采取措施的目的是削减温差及收缩应力等产生裂缝的因素。具体方法是加大圈梁纵向钢筋配筋率；加厚屋面保温层；外墙贴外保温材料。

2、对于超长较大的结构，应按规范要求，设计温度缝。因为混合结构与钢筋混凝土结构从材料的受力特点来讲有本质区别。钢筋混凝土结构水平方向及竖向受力构件都是同种材料，钢筋混凝土结构可以采取措施同时保证水平竖向构件不开裂。故对较长结构，通过对混凝土进行处理即可达到其抵抗收缩应力的目的。混合结构即使将水平方向的楼板处理得不开裂，但竖向构件也是无法保证的。因为竖向构件是砌体，其弹性变形能力要远远小于钢筋混凝土。其抗裂性能很差。后浇带及膨胀带只能解决水平方向裂缝问题，不能解决砌体本身的收缩应力补偿。从安全角度考虑，设温度缝是最稳妥的方法。

公共设施结构设计范文第2篇

1、 结构设计的可施工行

结构设计工程师与施工的配合从结构设计阶段就开始了。结构设计工程师的成果是结构施工图，结构设计工程师的构想必须经过施工过程、由施工单位建造出来。在目前我国的建筑市场尚不完全规范，一定范围内存在围标串标、非法转包、肢解发包、施工单位水平参差不齐、施工现场大量使用不熟练的工人等现象。结构工程师设计时需要顾及这些现实情况，结构方案、选型和构件设计、细部构造都要兼顾施工可行性，越是容易施工，工程质量就越容易保证，越不容易出问题。

例1：某混凝土框架结构，根据结构分析结果大部分柱为构造配筋，设计者从节省的角度对柱纵筋采用HRB335钢筋、对梁纵筋采用HRB400钢筋。这样处理的话施工现场就存在直径相同而强度不同的两种变形钢筋，仅从外观难以分辨这两种钢筋，只有从刻在钢筋上的标号以及出厂铭牌才能区分，施工现场管理混乱的话就有可能发生混淆错用。在设计阶段施工单位还没有确定，施工单位的技术能力和管理水平如何还是个未知数，因此笔者建议对某些施工单位管理水平普遍较低的地区不要轻易这样处理。

2、 设计交底和图纸会审

设计交底和图纸会审一般多是同一场合、同一时间在建设单位主持下进行。设计交底时指在施工图完成并经审查合格后，设计单位在设计文件交付施工时，按法律规定的义务就施工图设计文件向施工单位和监理单位做出详细的说明。结构设计交底不能只拿着结构总说明照本宣科，应该有针对性的向施工单位和监理单位解释结构关键部位的设计意图及新技术、新工艺、新材料的施工注意事项；加深施工单位和监理单位对设计文件特点、难点、疑点的理解，掌握关键工程部位的质量要求，确保工程质量。图纸会审是参建各方在详细阅读设计文件后，站在自己实施方立场看，图纸表达上存在漏、缺、误或各专业工种间有冲突问题需要设计来解决；实施方可能有没看明白的问题需要清楚；选用材料与市场、施工设备、现场环境等的矛盾或有建设性建议供设计参考等等，设计人当场能答复的或考虑后答复的，记录在案形成文件，经过规定程序后作为与施工图同等效律的文件指导施工。设计交底和图纸会审是保证工程质量的重要环节，是保证工程质量的前提，更是保证工程顺利施工的主要步骤。

3. 加强施工过程中的设计与施工的协作

施工阶段，结构工程师经常要到施工现场参加隐蔽验收、基础验收、主体验收等工作，在此过程对施工单位提出的合理施工手段要给予支持，对有安全隐患的施工方案要提出异议。有时现场遇见野蛮施工或明显违反设计意图、存在严重安全隐患的施工操作，不能简单的认为这些都是施工方面的事跟设计没关系。下面这个案例或许能说明一点问题。

例2：某厂房为单层门式刚架钢结构，建筑面积约2600O，填充墙为高10.8m，厚180mm砖砌体，设计图纸要求“先做主体后砌筑填充墙体”，并有钢柱与填充墙的连接大样。该厂房在施工过程中突然发生填充墙倒塌事故，倒塌墙体面积约1500 m2，造成5名民工死亡，22人受伤。这是当地建国以来伤亡人数最多的一次建筑工程安全事故，在社会上引起强烈反响。事故主要原因是施工单位没有按照设计要求进行施工，既没有先安装钢柱，也没有另外加墙体支撑系统，砌起了一幅长达140m，高10.8m的大墙，而墙体（包括构造柱和圈梁）厚度仅180mm，稳定性明显不满足要求，最终导致大面积填充墙整体倒塌，酿成惨剧。事后除施工单位、监理单位受到相应处罚外，设计单位、负责该工程的注册结构工程师和具体设计人也受到处罚，处罚理由是：施工进行很长一段时间，设计人也多次到现场参加验收并签字，对如此明显违反设计意图的施工方案、存在安全隐患的施工流程未加制止。

有鉴于此，建议结构工程师发现存在严重安全隐患的施工操作时要向施工单位和监理单位发函要求整改，并留下签收的书面记录，不要认为这是多管闲事。如遇拒绝签收的，应根据问题的严重程度酌情考虑向建设行政主管部门（如工程安全监督站等）反映汇报。

4.处理施工质量问题

由于建筑工程具有结构类型多、露天作业多、施工环境条件多变、交叉施工等特点，在施工过程中稍有疏忽，极易发生工程质量问题。当发生质量问题时，结构工程师要因地制宜，灵活处理，通过分析、论证，制订出科学的处理方案尽快予以处理。这需要结构工程师扎实的理论基础，充分了解规范条文的背景和意图。

例3：某厂房为钢筋混凝土框架，2层和天面预应力混凝土框架梁跨度16.4m，两跨，设计混凝土强度C40，采用回弹法对2层和天面预应力混凝土框架梁进行抽检，发现有3根预应力框架梁混凝土强度实测值低于设计要求，最小值为36.9MPa。设计单位认为规范要求预应力梁的最低强度为C40，因实测强度未达到设计值C40，必须采取补强措施。最后参建各方决定采用粘碳纤维布进行加固。设计人员没有很好了解规范条文，造成了不必要的加固量。混凝土规范第4.1.3条条文说明指出：“考虑到结构中混凝土的实体强度与立方体试件混凝土强度之间的差异，根据以往的经验，结合试验数据分析并参考其他国家的有关规定，对试件混凝土强度的修正系数取为0.88”。混凝土强度等级是按标准养护下立方体试件抗压强度标准值（fcuk）确定，实测混凝土强度结果属于结构中混凝土实体强度，修正为标准养护试件混凝土强度时，可除以修正系数0.88。按实测最小值36.9MPa换算成强度等级为41.9MPa。可见该3根梁虽然实测混凝土强度未达设计强度等级，但即使不作加固其承载力已满足要求，顶多考虑耐久性做适当处理即可。

5、促进结构设计工程师与施工单位的交流与沟通

结构工程施工是一项比较复杂而且相当耗时的工作。在施工过程中会不可避免的出现各种需要解决的问题，其中也会有很多繁琐的细节需要明确，因此，施工单位要预先与结构设计工程师进行有效的交流与沟通，对设计图纸进行全面准确的了解，实现施工工作的顺利进行。结构设计工程师要有责任心，认真严谨的对待自己的工作，在与施工单位进行交流时，要注意根据实际状况采用相应的交流方式。有些事情比较复杂难以说清，很难在口头上得到全面的解决。在这种情况下，可以用本子记录下来要解决的问题，同时在口头上加以说明，这样可以避免一些问题的遗漏。

公共设施结构设计范文第3篇

在土木工程行业里，结构设计和施工技术是相辅相成的，它们也是土木工程中最重要的两个环节。随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的提升，人们对建筑行业的要求普遍提高，也给土木工程专业带来了严重的挑战。土木工程的结构设计与施工技术如果在实际的土木施工中能够有效地合理地结合，对土木工程整体的建设起到了事半功倍的作用，可明显的缩短工期，节约成本，也能建设出质量较好的建筑设施。在土木施工建筑过程中，必须制定科学的土木工程结构设计方案，选择合适的施工技术，才能保证施工质量符合标准。在新的环境下，现有的土木工程建设技术已经不能满足高速发展的社会经济，所以必须要进行不断的改进和创新，协调好土木工程与结构设计的关系，提升新时代下的土木工程建设技术。

关键词:

土木工程；结构设计；施工技术

1土木工程建设的概念

土木工程随着时代的发展，已经逐渐成为一种主流学科，活跃在社会生活的方方面面，。土木工程的目的是形成人类生产或生活所需要的、功能良好且舒适美观的空间和通道。它既是物质方面的需要，也有象征精神方面的需求。随着社会的发展，工程结构越来越大型化、复杂化，超高层建筑、特大型桥梁、巨型大坝、复杂的地铁系统不断涌现，满足人们的生活需求，同时也演变为社会实力的象征。土木工程包含了结构设计和施工技术，在工程施工前，必须要对工程的结构进行合理科学的设计，才能保证土木工程建设符合居住或者通行，结构设计的合理和科学性是前提，施工技术是土木工程建设的保障，两者相互结合才能建造出完美的、合格的房屋、桥梁、公路等。

2土木工程的结构设计和施工技术的有效结合

2．1土木工程结构设计通常情况下，土木工程的结构设计一般采用的是钢筋混凝土框架式设计，部分地方用到大理石、沥青等土木工程材料。根据力学性能，对建筑物设定科学合理的框架结构，是建筑施工的首要任务，科学合理的结构设计不仅能给建筑物带来良好的视觉美感，还能提高其相应的建筑学性能，达到抗震抗压、防漏防潮、冬暖夏凉的优点。在房屋结构设计中，梁柱的选择和设置是十分关键的，梁柱横截面积小，但承受的房屋整体压力较大，所以要选择合适的材料以及设置良好的位置，保证梁柱能承受起一定的压力。实际的梁柱的设计中，一般采用填充法，可根据房屋高度和压力适当调整梁柱横向和纵向的力，还留有一定的自由空间，为后续房屋美化和装饰提供便利。在道路以及桥梁的结构设计中，同样也要保证路基或者桥墩的坚固和稳定性，根据不同的压力选择合适的路基材料或者桥墩类型，满足其结构力学性能。

2．2土木工程施工技术土木工程施工技术贯穿土木施工的各个环节，从前期的工程探测到后期的竣工验收都需要施工技术过硬，才能保证土木工程的施工质量和进度。土木工程施工技术是研究房屋建造过程中所涉及的各主要工种的施工工艺、施工顺序和施工方法，是解决土木工程施工技术和施工组织计划等问题的，包括地基与基础工程、砌体工程、混凝土结构工程、预应力混凝土工程、结构安装工程等。其中，最重要的还是施工过程中的施工技术的实施，例如横梁的和截面积的设置，对于连接节点的强化，混凝土的稀释度等等，这些都是土木工程施工技术。在具体的土木施工过程中需要根据不同的施工环境选择合适的方法，确保土木工程的高质量和高效率。

2．3土木工程结构设计和施工技术相结合的重要性合理的土木工程结构设计配合上良好的施工技术，能够确保工程的低成本、高性能以及高效率，这就是土木工程结构设计和施工技术相结合的重要作用。在土木工程项目施工过程中，合理而科学的土木工程结构设计能够简化施工程序，优化施工质量，从而到达缩短工期、降低成本的目的。但是，仅仅只有好的土木工程结构设计，是无法顺利完成整个土木施工全过程的。结构设计好了，如果施工技术不到位，工程质量得不到有效保障，土木工程会存在很多漏洞，而弥补施工漏洞就会给土木工程带来工期延误、成本加大的问题。所以一个土木工程要想达到良好的效果必须要协调好土木工程结构设计和施工技术的关系，提高土木工程管理者的管理水平，要求其全面掌握整个土木工程项目的建设状况，对土木工程施工中的各个阶段进行设计，选择最为合适的施工技术，加强对施工阶段的管理，以保证土木工程的顺利开展。

3如何协调好土木工程结构设计和施工技术的关系

土木工程结构设计与施工技术都是一项十分精细的工作，在具体的施工过程中不允许丝毫的马虎，所以在土木工程结构设计与施工技术的协调上要进行全面合理的考虑，才能实施，必须要保证工程质量和工期的控制。

3．1深基坑支护设计目前国内大多数施工建筑队伍对于土木工程的深基坑支护设计的内容上，一般都不会再施工合同或者施工图纸上展示出来，这给施工造成了极大的难度。首先在施工结构设计上，设计人员或者单位必须要根据图纸上所标注的建筑实物，结合实际情况以及工程施工能力设计合理的施工方法，同时还有根据基坑侧壁的土质和高度，给施工队伍提出有关支护的原则性建议。随着计算机网络技术的迅速发展，深基坑支护设计中还可以引入计算机技术进行结构设计，以此提高深基坑支护设计的稳定性和准确性。但是，现有的深基坑支护施工技术无法跟上计算机结构设计的步伐，造成了结构设计领先于施工技术的局面。针对这种问题，土木工程施工技术单位和技术人员应当及时了解并掌握先机的深基坑支护知识，更新理念和方法，根据计算机深基坑支护设计研究出适合的配套的施工技术，保证土木工程的有效实施。

3．2着力于提高土木工程结构设计人员和施工技术人员的能力我国目前的土木工程行业仍存在着理念滞后、技术欠缺的缺点，国内标志性建筑业无法同国外相比，在土木工程的结构设计和施工技术上也落后于发达国家。因此必须创新土木工程的结构设计理念，以此来解决土木工程中结构设计和施工技术的协调问题。当然，事在人为，最有效的方法就是相关设计院、施工队着力于提高土木工程结构设计人员和施工技术人员的能力，加强对他们的培训，以此来提高整个土木工程行业的水平。在土木工程建设中，设计人员和技术人员要避免将过多的主观因素带入施工过程中，以免施工出现问题和误差，影响了土木工程施工的质量。设计院要创新理念、更新技术，创造出大规模的培训机构，对结构设计人员和施工技术人员进行系统的、科学的培训，将先进的理念和方法传输给一线的施工人员。

3．3引进钢筋机械连接技术钢筋机械连接技术是目前一项高端的土木工程施工技术，目前国内大部分土木工程都能设计出相应的钢筋机械连接结构，但是由于操作技术不到位，很少有土木工程施工队伍具体的实施过，国家建筑领域的相关单位也没有对这种技术进行有关的技术指导和约束，设计人员在设计中普遍不愿意采用。但是钢筋机械连接技术操作简便快捷，使用性很高。如果国内对这项技术有合适的引进和正式使用，将对土木工程的结构设计和施工技术的统筹配合方面带来一次巨大的突破，也是土木工程行业中一项新技术的飞跃性发展。

4结语

土木工程中结构设计与施工技术是相辅相成的，完美的结构设计和施工技术进行科学合理的结合推动了土木工程施工的顺利进展。所以，在土木施工环节中一定要协调好两者的关系，同时要引进先进的理念和方法，加强对结构设计人员和施工技术人员的培训，促进土木工程行业的发展。

参考文献

［1］杨春苗．浅谈土木工程结构设计与施工技术两者之间的关系［J］．江西建材，2014(23):18．

［2］张伟．土木工程建筑中混凝土结构的施工技术分析［J］．烟台职业学院学报，2013(02):87－89．

公共设施结构设计范文第4篇

[关键词]:建筑工程结构后浇带设计施工

中图分类号：TU198文献标识码： A 文章编号：

0前言

在钢筋混凝土结构中设置后浇带是目前常采用的一种方法。本文对后浇带设计和施工中应明确和注意的问题作一浅析，以更好地控制工程裂缝。

1后浇带在设计中应明确的问题

1.1后浇带缝宽，理论上后浇带宽度只须1厘米已足够保证温度收缩变形，但考虑施工方便，并避免应力集中，具体宽度应根据后浇带设置位置及砼厚度决定。

1.2后浇带接缝形式有平直缝、阶形缝、企口缝等，接缝形式应加以明确。

1.3后浇带内钢筋有断开搭接、贯通不断、增加附加筋3种。

1.4和采用同等级或提高一级掺加微膨胀剂等方法。

1.5后浇带后浇混凝土的浇灌时间有的规定不少于2周，有的要求不少于6周，以至更长时间。

2后浇带按其作用可分为3种

2.1为解决高层建筑主楼与裙房的沉降差而设置的后浇施工带称为沉降后浇带。

2.2为防止混凝土凝结收缩开裂而设置的后浇施工带称为收缩后浇带。

2.3为防止混凝土因温度变化拉裂而设置的后浇施工带称为温度后浇带。

3根据实际情况确定后浇带类型

设计采用何种类型的后浇带必须根据工程类型、工程部位、现场施工情况和结构受力情况而具体确定。

3.1后浇带的缝宽与墙、板厚度有关。对底板厚度超过100厘米以上的，可根据后浇带处的接槎形式、钢筋搭接、施工难易程度等灵活掌握，当施工较困难时，后浇带缝宽可适当增加。

3.2后浇带接缝处的断面形式，当墙、板厚度小于30厘米时，可做成平直缝；当厚度大于30厘米小于60厘米时，可做成阶梯形或上下对称坡口形；当墙板厚度大于60厘米时可做成企口缝。

3.3后浇带的钢筋断开或贯通，在于后浇带缝的类型。对沉降后浇带而言，钢筋贯通为好；对收缩后浇带而言，钢筋断开为好；梁反结构的板筋断开，梁筋贯通，如果钢筋不断开，钢筋附近的混凝土收缩将受到约束，产生拉力导致开裂，从而降低结构抵抗温度变化的能力。

3.4对于后浇带内的后浇混凝土，应使用无收缩混凝土，防止新老混凝土接缝收缩开裂。无收缩混凝土可在混凝土掺加微膨胀剂，也可直接采用膨胀水泥配制，如矿渣水泥。配制的混凝土强度等级应比先浇混凝土高一个强度等级。

3.5后浇带后浇部分混凝土的浇灌时间，不同类型后浇带的浇灌时间是不同的。伸缩后浇带应根据先浇混凝土的收缩完成情况而定，不同水泥、水灰比、养护条件的混凝土，一般应控制在施工后60天进行。如工期非常紧迫，也应在2周以上。沉降后浇带宜在建筑物基本完成沉降后，再浇注后浇带。

4后浇带施工中应注意问题

后浇带的施工应严格按照施工规范和设计要求进行，处理不当极易造成质量事故，轻则开裂渗漏，重则危及结构安全，所以在施工中应给予高度重视。

4.1后浇带接缝形式必须严格按施工图施工，施工时应用堵头板，根据接口形式在堵头板上装凸条。有些施工单位不按图施工，接口处不支模，留成自然斜坡槎，使施工缝处混凝土浇捣困难，造成混凝土不密实，达不到设计强度等级。如果是地下室底板还易产生渗水现象。

4.2后浇带先浇混凝土完成后应进行防护，局部应覆盖，四周用临时栏杆围护，防止施工过程中钢筋污梁，保证钢筋不被踩踏。有些工地后浇带不设围护，致使钢筋被严重踩弯、钢筋杂乱、建筑垃圾较多，不易清理。

4.3在后浇带浇注混凝土前必须将整个截面按照施工缝的要求进行处理，清除杂物，水泥薄膜、表面松动的砂石和软弱混凝土层，并将两侧混凝土凿毛，用水冲洗干净，充分保持两侧混凝土湿润，一般不少于24小时。在表面涂刷水泥净浆或混凝土界面处理剂后，及时浇筑混凝土。有些施工单位两侧混凝土不凿毛就浇注后浇带内混凝土，使新老混凝土的粘结强度难以保证，处理不好会在后浇带两侧造成两条贯空裂缝，极易渗水。

4.4后浇带后浇混凝土一定要用无收缩混凝土，掺用微膨胀剂，精心振捣密实，注意浇水养护。有些单位施工不按设计要求使用无收缩混凝土，用普通混凝土应付；还有一些施工单位由于后浇混凝土用量较少，在后浇带旁人工拌制混凝土，随拌随浇，严重影响了工程质量。

4.5后浇带跨内的梁反在后浇带混凝土浇注前，两侧结构长期处于悬臂受力状态，在施工期间，本跨内的模板和支撑不能拆除，必须待后浇混凝土强度达到设计强度值的75%以上后，方可按由上向下顺序拆除。有些施工单位，施工期间模板准备不足，或考虑资金等因素，提前拆除后浇带跨内的模板和支撑，造成板边开裂，使结构承载能力下降。

公共设施结构设计范文第5篇

关键词：工业；钢结构；设计；施工；

中图分类号：F287文献标识码： A

引言

农业是我国国民经济的基础，因为它提供给人们的基本生存保障，但在整个国民经济中光靠农业是远远不够的，其它产业部门，如工业、交通、商业等都必须大力发展，尤其是工业，它是国民经济的主导产业。作为发展中国家，工业中还存在如总体水平低，现代化程度差，科学技术上明显滞后，工业生产效率也较低等许多问题。因此，工业经济的转型势在必行，配合着工业方面的转型，钢结构在工业领域的应用也将进入到一个新的阶段，在这个阶段中面临着一定的考验，但更多的是机遇。对于工业来讲，钢结构的应用范围相当广泛，历史也相当悠久，其体系也较为成熟和固定。工业中体量大小不同且差异很大的建筑物很多，需要满足的功能要求也多种多样，各方面的限制因素等都导致结构样式要比较灵活，因此钢结构的应用必将占据很大的部分，辅助材料的性能发展，如防火材料、防腐蚀材料及保温材料等，也使钢结构能满足越来越高的使用上的要求。随着时间的不断推移，工业与钢结构之间形成了一种相互促进、互利互惠的关系，这种关系也决定了两者紧密的联系。

一、工业钢结构设计的内容

工业设计目前看起来在软件的应用深度上落后于民用设计，但是工业设计的内容对于一名设计人员来说反而是更有挑战性的。工业设计对于设计人员的要求更加全面，要求对不同的结构形式都要比较熟悉，对各种结构体系都要有一定理解，基本的结构概念要很清晰。正是因为设计要求及设计内容上比较复杂，因此对设计人的结构基本知识及对实际问题的分析能力要求很高，一旦在分析当中出现不合理或者有所遗漏的状况，结构的安全性将会受到直接的影响。对于其中的钢结构设计而言，不同于混凝土结构。在方案设计阶段，钢结构可以选择的结构形式更多，不过需要考虑的因素也更复杂：经济因素、设计周期及施工周期、材料采购及运输等。钢结构一般受力更为明确，也更直接；在静定结构体系中，结构体系的完整性和结构构件的重要性都比一般的混凝土结构更高，在设计过程中，除了结构主体计算之外需要考虑更多的因素，节点设计、加工、安装、运输、防火防腐蚀等都要根据具体的情况选择不同的方式。工业钢结构大的结构形式一般包括：框架、排架、网架、刚架等，还包括诸如烟囱等特种结构，以及桁架等较大跨度结构等。工业改造项目经常也是以钢结构为主，需要根据具体的形式选择不同的结构体系或者构件，在结构设计时，对于墙面板、屋面板及平面钢板作用对结构的影响是不可忽略的，需要我们根据不同的条件及要求予以考虑，对于这方面的认识随着各种概念的不断成熟，将会在实际中有更多的应用。除了对钢结构体系要很熟悉之外，钢结构对于单个构件的设计计算也很重要。在构件的计算中也需要考虑很多的因素：构件的强度计算、稳定性计算、变形计算等。在有需要的时候还要进行疲劳计算，塑性设计，动力计算等，在这个过程中有很多需要根据实际情况进行假设或者调整的地方，比如平面内外的支撑长度，刚接铰接和实际能达到的效果的判断等，最后的节点设计需要考虑从最开始的计算条件、制作安装等全过程的状态，也是使结构实际与计算相符合的关键。

二、工业钢结构施工要点

在制作过程中，应保证钢材的抗拉强度、屈服强度、截面收缩率、伸长率和磷、硫等有害元素的极限含量，对焊接结构还应保证碳的极限含量；要严格控制钢材切割质量，切割前应清除切割区内油污、铁锈，切割后断口处不得有裂纹和大于1.0mm的缺棱，并应清除边缘熔瘤、飞溅物和毛刺等；检查构件外观，要求正面无明显凹面和损伤；顶紧面贴紧不少于75，且边缘最大间隙不超过0.8mm；允许偏差项目应符合（GB50205-2001）钢结构工程施工质量及验收规范。

（一）钢结构的焊接

焊接工程是钢结构制作工程中最重要的环节，焊接工程质量控制必须得到高度重视。结构的承载力直接受到钢结构焊接连接强度的影响，结构性能，如承载力、稳定性、疲劳性能、脆性等，受其质量好坏的影响，焊接连接的强度取决于焊接材料强度及其与母材的匹配、焊缝质量和缺陷、焊接工艺及其检查和控制，焊接对母材热影响区强度的影响等；焊条型号在注意焊条的药皮类型时必须与母材匹配。焊条的使用要符合《低合金钢焊条》（GB/T5118-1995）和《碳钢焊条》（GB/T5117-1995）规范。在使用前必须按质量证明书规定对焊剂、焊条和粉芯、焊丝进行烘熔；要提高焊工的专业素质和专业技能，必须经过考试合格，要求持证上岗；加强对焊缝表面裂纹、夹渣、弧坑、焊瘤、飞溅物和针状气孔等缺陷的改进和控制。气孔、咬边必须符合施工规范规定，按焊缝的设计级别对其进行严格检查；要保证焊波的均匀，就要对焊缝的外观进行质量检查，必须对明显处的飞溅物和焊渣清除彻底；按照《钢结构焊缝外形尺寸》（JB7949-1999）要求对焊缝尺寸进行控制，如果发现不合格的焊缝，需要定出修改工艺后再处理，要求同一部位的焊缝返修次数不允许超过2次以上。

（二）钢结构的安装

在钢结构安装时，吊点位置和起吊方法必须符合设计要求。吊点位置选择不当会造成构件局部较大的压力，从而可能导致影响局部失稳；临时支撑体系应符合施工组织设计的要求。由于其整体结构刚度较弱或并未形成一个设计要求的受力整体，因而需要设置一些临时支撑体系来维持构件或结构的整体稳定。若临时支撑体系不完善，不仅会使部分的构件丧失稳定性，还有可对整个结构造成倾覆或倒塌的严重后果；运输时要加强对较长构件的中间或构件单元的两端设置横隔，保证几何形状截面的稳定性否则极易丧失局部稳定性；必须矫正由于运输、吊装和堆放等造成的变形问题；要明确垫铁规格、位置，保持与基础接触面和柱底面平稳紧贴，保持点焊牢固；结构外观表面干净，结构大面无油污、焊疤和泥砂；要控制顶紧面紧贴高于70，边缘最大间隙低于0.8mm。与此同时，还应该加大对钢结构油漆质量控制，钢结构虽然环保但是其抗腐蚀性能力较差，腐蚀会减少钢结构杆件净截面面积，降低结构的可靠度和承载力，腐蚀形成的“锈坑”对钢结构的脆性破坏有很大的影响。尤其是抗冷脆性能下降。油漆、固化剂和稀释剂种类及质量必须符合设计要求。涂漆时钢材基层表面严禁有锈劈，并无焊渣、焊疤、尘灰、油污和水等杂质。无误涂、脱皮、漏漆、反锈。涂刷均匀，色泽一致，分色线清楚整齐，无皱皮和流坠。干膜厚度符合《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-2011）规范要求和设计要求，在安装过程中加大对钢结构的质量控制是很有必要的。

（三）高强螺栓连接

高强螺栓连接强度也是影响结构承载力的重要因素，其主要影响因素为：螺栓及其附件材料的质量以及热处理效果，加强控制螺栓连接施工技术工艺，特别是对高强螺栓摩擦面的处理和预应力控制，螺栓孔引起被连接构件截面的削弱和应力集中；高强度螺栓的规格、形式和技术条件必须符合钢结构高强螺栓连接的能明确出《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-2011）规范要求和设计要求。高强螺栓必须经试验确定扭矩系数或复检螺栓预拉力，合格后方准使用；连接面的摩擦系数必须符合设计要求。严禁表面有氧化铁皮、焊疤、毛刺、油污和油漆；高强螺栓必须分两次拧紧，初拧、终拧质量必须符合钢结构用高强螺栓的《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-2011）规范要求；加强外观的控制，确保正面的螺栓穿入方向一致，外露长度不少于两扣。

（四）钢结构体系的设计

设计钢结构体系时，由于随机的变化会影响到最终的数值。通常随机影响到的处理问题主要是结构参数与随机荷载输入等范围。但是，在实际的工作过程当中，由于具体的结构参数的变化，会直接导致数值的巨大差异。因而，必须把随机参数方面的结构极值失稳与干扰型屈曲和跳跃型失稳三个方面的问题作为研究的重点。

结束语

钢结构要面临不断开发的新产品的竞争和挑战，这就需要经过自身不断的改革创新，使自身更具竞争力。目前，钢结构的设计取得了一定的成绩但是还有很多的问题存在，想要更好地发展，我们还要不断的对其进行开发研究，具体问题具体分析。在不断解决问题的同时满足市场的需求，凭先进的科学技术说话，我相信在不久的将来我们的钢结构设计一定会取得更大的成绩。

参考文献：

[1]王美言.浅谈工业钢结构设计[J].价值工程,2014,05:76-77.

[2]刘明亮,王超,赵亮.浅谈钢结构设计[J].科技致富向导,2011,20:213-214.