钢结构初步设计方案精选(九篇)

第1篇：钢结构初步设计方案范文

关键词：数值模拟，地铁车站，结构设计

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

1前言

地铁车站断面形式复杂，合理结构断面形式对于结构受力和后期安全起着决定性作用。大连地铁某车站为双层岛式双拱单柱结构，比选方案为曲墙仰拱形式与直墙仰拱形式。本文以ANSYS数值模拟对结构比选进行研究。车站主体隧道断面尺寸为20.7m15.3m（宽高）。车站采用复合衬砌形式，立柱为钢管混凝土柱，其它均为钢筋混凝土结构。根据对应的结构形式，车站沿纵向采用中洞法施工。

2 数值分析

2.1 几何模型建立

本模型取K17+190断面作为计算断面。依据设计方案的CAD模型，考虑模型的力学边界效应，有限元分析顶部边界取实际地面高程的地面线，侧墙与底板据边界距离分别取3D（D取20米），分别建立曲墙仰拱直墙仰拱的几何模型。

对单元的选取：在初衬与二衬结构设计验算中，分别将初衬和二衬取为BEAM3梁单元；在进行拆撑过程中支护内力变化分析过程中，将初衬取为BEAM3，二衬取为PLANE2面单元；超前小导管加固区取为PLANE2面单元；初期支护（临时支护）同初衬取为BEAM3梁单元；杂填土、中风化板岩、中板、中柱取为PLANE2面单元。

2.2本构模型选取

根据不同部分的力学特性，把围岩部分和加固区部分按照理想弹塑性材料处理，采用D-P模型本构关系，可以分析模型的塑性区情况以及弹、塑性区的应力与应变；主要结构部分采用弹性模型本构关系，可以通过分析结构的内力，结合现有结构设计规范进行结构设计验算。

2.3岩土体物理力学参数选取

本次数值模拟分析中，岩土体参数的确定主要依据地质详勘与围岩分级，结合《铁路隧道设计规范》（TB 10003-2005）各级围岩物理力学指标取得。其中杂填土采用地质详勘建议值；中风化板岩考虑地下水影响取IV级围岩参数下限值，根据《铁路隧道设计规范》取得；小导管超前加固围岩参数的实现，参考相关文献弹性模量适当折减，浆液扩散半径平均为1 m左右。钢筋混凝土二衬、钢格栅喷射混凝土初衬（支护）等物理力学性能较稳定、明确，依据经验取得。

2.4 边界条件

根据模拟问题的力学情况确定边界条件：左右边界采取水平约束，底边采取垂直约束；模型顶部施加20KN/m的地面超载，岩土体与结构体受重力作用；考虑初衬施工时降水作用，初衬分析不考虑水压力，二衬分析按全水头施加水压力。

2.5 安全性评价方法与准则

本数值分析的安全性分析主要是基于数值分析所得结构内力，按照混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）所规定的要求进行验算。具体来说，首先对设计院提供的设计方案进行数值分析，分别求得不同方案的初衬和二衬弯矩、轴力与剪力图；然后，将最大弯矩所对应截面的弯矩、轴力、剪力值提出，运用北京城建设计研究总院结构所编制的北京城建设计研究总院结构设计程序VER 1.1 BETA版（简称JD软件）进行结构设计；最后，通过对JD软件所得结构设计结果进行合理性判断，分析得出设计方案的合理与否，说明其安全性。

3 数值计算结果分析

初衬安全性分析依据为：根据预设钢格栅设计方案，预设钢格栅初支护可以等效为8Φ22配筋的钢筋混凝土结构，将之与JD软件分析得配筋相比，确定初衬安全性。二衬安全性主要根据配筋率合理与否进行判断。

3.1衬砌直墙仰拱方案分析

(1)初衬安全性分析

初衬出现最大弯矩在开挖步3的侧墙底部，提取其对应的弯矩、轴力与剪力值，对应数值为358KN·m，1570KN，424KN。将其带入JD软件进行分析。当取Wmax=0.2mm，JD软件配筋为8.2Φ22，略大于8Φ22，认为存在安全性问题。

（2）二衬安全性分析

考虑全水头作用下，二衬最大弯矩在侧墙底部，提取其对应的弯矩、轴力与剪力值，对应数值为2400KN·m，2730KN，1670KN。将其代入JD软件进行分析，当Wmax=0.2mm时，配筋远超合理水平，所以该预设方案二衬设计不安全。

3.2 曲墙仰拱结构形式方案分析

(1)初衬安全性分析

初衬出现最大弯矩在开挖步3的侧墙底部，提取其对应的弯矩、轴力与剪力值，对应数值为280KN·m，62KN，714KN。将其代入JD软件进行分析，易知预设计初衬符合安全性要求。

（2）二衬安全性分析

考虑全水头作用下，二衬最大弯矩在侧墙底部，提取其对应的弯矩、轴力与剪力值，对应数值为744KN·m，3540KN，91KN。将其代入JD软件进行分析，知Eo/Ho

四、设计方案比选结论

通过二维有限元计算分析，得到了以下结论：

（1）厚度700cm直墙仰拱形式衬砌二衬，由于结构形式对围岩应力匹配性差，导致局部受力太大，无法满足结构配筋要求。从受力角度，不是好的方案。

（2）厚度700cm曲墙仰拱形式衬砌的初衬、二衬均满足结构设计的配筋要求，设计受力合理。与直墙仰拱形式相比，是优选方案。

参考文献：

第2篇：钢结构初步设计方案范文

关键词：下穿；初期支护；连续介质模型

Abstract: under both highway tunnel in the structure of the stress state and the influence of both road is very complex. This paper with wu rocky down through the tunnel to the expressway, for example, USES the continuum model to close in highway tunnel under the finite element calculation process analysis, probes into the construction process of the safety of the tunnel primary support, and put forward the corresponding optimization schemes and Suggestions.

Keywords: DNCROSS; Primary support; continuous model

中图分类号：U459.2 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概述

甬临线宁海梅林至山河段改道工程乌岩山隧道位于宁海县境内，为双洞单向行车双车道（上下行分离）隧道，隧道长度左右线各为485m和551m。

隧道设计主要技术标准：

道路等级：一级公路；设计速度：80km/h。

隧道ZK9+064～ZK9+112及YK9+092～YK9+140段下穿甬台温高速公路(左右线与高速公路相交处高速公路桩号分别为：K89+466.5、K89+519.5)，隧道拱顶距高速公路路面最小距离5.7m，高速公路中央分隔带处地下管线距离隧道拱顶最小净距仅为4.64m。

乌岩山隧道下穿甬台温高速公路浅埋暗挖段设计采用双侧墙预留核心土法施工，拱部采用φ108×6mm热轧无缝钢管超前支护和φ42mm超前小导管补充预注浆支护，不设系统锚杆，超前管棚长55m，环向间距35cm，超前小导管长4.5m，纵向间距按2.5m一环布置；初期支护采用25cm厚C25喷砼＋φ6双层钢筋焊接网（15×15cm）+H175型钢拱架，钢拱架按纵向间距0.5m一榀布置；二衬采用60cm厚C25模注钢筋砼。

二、隧道初期支护安全性评价

1、初期支护计算模型说明

计算模式采用地层结构法，根据施工图设计的施工方案，即双侧墙预留核心土法施工方案，采用同济曙光软件进行施工过程的分析。整个开挖过程分为20个施工步，每个施工步细分成两个增量步，根据经验增量步1（对应开挖）和增量步2（对应喷锚支护衬施做）的应力释放系数分别为0.1和0.8。

图 2.1 乌岩山隧道设计图施工方案 图2.2 左洞初期支护最不利工况计算模型

本模型初期支护受力最不利工况即左洞初期支护封闭成环，拆除钢支撑二衬未施做，初期支护独立承受地层及车辆荷载的不利情况。

2、最不利工况计算分析

对初期支护强度校核按如下方法进行：轴力由钢拱架与喷射混凝同承担，而弯矩仅由钢拱架承担，通过计算各自的内力后再进行强度校核。

代入设计参数：喷射混凝土承担0.727N，按轴心受压构件考虑；钢拱架承担0.273N和M，按压弯构件计算，安全系数Kg=2，Khy=2.4。

表2-1 左洞初期支护各部位控制截面内力验算结果表

三、结论及建议

由计算结果可知：初期支护拱墙部位强度满足要求，墙脚部位偏薄弱。为进一步提高安全性，建议初期支护C25喷砼厚度由25cm调整为28cm，边墙部增加系统锚杆（管）。

全～强风化花岗岩未扰动之前坚硬、干燥、自稳能力强，而暴露于掌子面后遇水易膨胀软化，自稳能力迅速下降，且花岗岩易球形风化，风化球的存在使土石分布不均匀，结构易产生不均匀沉降，对此设计施工应高度重视。建议施工从山河岭端掘进，避免反坡施工，同时及时处理拱脚积水，加强基础承载力的监测，必要时对风化花岗岩基础进行注浆加固，以防隧道不均匀或整体沉降。

应重视开挖掌子面及拱顶围岩的稳定，杜绝坍方现象发生，特别是封道与未封道交界处。因而超前管棚及超前小导管的施工质量及注浆效果至关重要。同时掌子面稳定对减小隧道沉降及防止坍方也是至关重要的，应注意掌子面的及时封闭（必要时加锚杆）。

长管棚超前支护作为地下工程的辅助施工方法，是为了在恶劣和特殊条件下安全开挖，而预先提供增强地层承载力的临时支护方法，对控制塌方和抑制地面沉降有明显的作用，它是防止地中和地面结构物开裂、倒塌的有效方法之一。鉴于本工程的特殊性，为保证甬台温高速公路正常运营，建议超前大管棚采用φ150×6mm，管棚中增设钢筋笼，以提高管棚的超前支护能力。

四、结语

在隧道设计施工过程中，对于下穿既有公路或既有建筑物的安全性，必须予以足够的重视。在设计过程中，应事先探明隧道周边围岩状况，再根据结构计算得出相应的结构优化参数，切忌只靠单一的主观经验判断。

在施工过程中应根据地质情况适当加强超前支护，同时增加初期支护的刚度，以减小开挖施工过程中隧道坍塌的风险，充分确保隧道在施工及长期使用状况下的结构安全性。

参考文献：

[1]《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）.人民交通出版社

[2]李浩等.甬临线改道工程乌岩山隧道下穿甬台温高速公路公路项目安全性评价报告

第3篇：钢结构初步设计方案范文

【关键词】 满堂式钢管支架设计计算方案

公路桥梁桥梁施工中,经常会遇到桥梁上部构造施工,梁体现浇需要搭设满堂式支架,尤其是大型箱梁的施工多采用现浇法。而这种支架的材料构成多为钢管,所以又称为钢管式满堂支架。下面本文主要针对箱梁的现浇施工所采用的满堂式钢管支架的设计计算,进行一些说明。

1 桥梁施工满堂式钢管支架设计依据

(1)桥梁施工项目工程的施工组织设计；

(2)施工桥梁的施工图设计；

(3)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》；

(4)国家及行业现行规范规程及标准。

2 钢管支架设计需要的基础资料

(1)工程名称及建设规模,桥梁结构类型；

(2)桥梁工程的主要几何尺寸,主要有：桥孔跨径、建筑高度、梁体的底面积,单孔箱梁钢筋混凝土在总体积,钢筋混凝土的单位质量重等；

(3)支架所承受的荷载,包括：上部构造恒重,施工荷载重,施工冲击力度,横向风速与风压,荷载组合在钢管支架顶面上的分布强度q(kN/m2)等。

(4)支架钢管材料的断面尺寸和各项力学指标,需要提供的主要力学指标有：钢管外径d(mm),管壁厚度t(mm),钢管的单位质量p(kq/m),钢管截面惯性矩I(mm4),钢管的截面模量W(mm3),钢管截面回转半径i(mm),钢管材质的弹性模量E(kN/mm),材质的设计抗拉抗压强度[f](mpa)等；

(5)地震烈度和抗震等级；

(6)桥下地面覆盖层山坡冲击层,厚度,施工季节,水流和气温,地质地形情况等。

3 初步拟定的设计方案

3.1 支架构造设置要求

(1)碗扣式钢管支架主要由立杆、纵横水平杆、斜撑、剪刀撑、扫地杆组成。设计方案应拟定立杆间距,纵横水平杆间距。水平杆层间距,剪刀撑间距,支架的外立面扫地杆,四角抱角斜撑的设置方法等。

(2)所采用的扣件主要有直角扣件、旋转扣件、对接扣件,直角扣件用于两根呈垂直交叉钢管的连接,旋转扣件用于两根呈任意角度交叉钢管的连接,对接扣件用于两根钢管的对接连接。

(3)托架选用与钢管相配套的螺旋式定型托架。

(4)支架基础处理。将桥孔下地面应分台阶整平,台阶的宽度、高度视地形而定,台阶立面应砌直立式挡土墙,台阶平面经碾压密实后应浇筑15～20cm厚C20素混凝土对志平面进行硬化。

(5)钢管不能直接立在硬化的混凝土地面上,应设置支垫木,支垫木拟采用100*60mm硬质矩形方木,平放,大面接地。

3.2 支架施工工艺要求

(1)扣件与钢管的接触面要保证严密,确保扣件与钢管连接紧固。

(2)扣件和钢管的质量要合格,满足施工要求,对发现脆裂、变形、滑丝、锈斑严重的钢管、扣件、托架一律禁止使用。

(3)作业中,禁止随意拆除脚手架的构架杆件、整体性构建、连接紧固件。却因操作要求需要临时拆除时,必须经主管人员同意,采取相应弥补措施,并在作业完毕后及时予以恢复。

(4)人在架设作业时,应注意自我安全保护和他人的安全,避免发生碰撞、闪失和落物,严禁在架杆上等不安全处休息。

(5)每班工人上架工作时,应现行检查有无影响安全作业的问题,在排除和能解决后方可开始作业。在作业中发现有不安全的情况和迹象时,应立即停止作业进行检查,直到安全后方可正常作业。

(6)扣件要求, 扣件式钢管脚手架主要由直角扣件、旋转扣件、对接扣件连接,直角扣件用于两根呈垂直交叉钢管的连接,旋转扣件用于两根呈任意角度交叉钢管的连接,对接扣件用于两根钢管的对接连接,承载力直接传递到基础底板上。

3.3 钢管支架的架设工艺

根据支架的设计方案初步拟定的支架立杆纵横间距,水平步距,剪刀撑设置间距,布设相应钢管。施工流程:①树立杆②摆放扫地杆,并与立杆连接③纵横向水平横杆,并与相应立杆连接(加设斜撑杆)⑤搭接第二步纵横向水平横杆⑦搭设剪刀撑。

3.4 钢管支架的拆除

(1)支架的拆除必需设置落架装置,制订支架拆除方案,确定落架程序和步骤。拆除方案应经专家评审并报有关单位批准。

(2)拆除前进行必要的安全技术交底后方可开始工作。拆除时,周围设围栏或警戒标识,划出工作禁止非拆卸人员进入,并设专人看管。

(3)放开落架装置,做到均匀落架。卸载顺序由桥跨中部向靠近墩台的端部推进。

(4)拆除顺序按设计方案进行,一步一清,不允许上下同时作业,本着后搭先拆、先搭后拆的原则,按层次由上而下进行,逐层拆除。

(5)拆下来的架料、扣件要分类堆放,进行保养,检修。

3.5 脚手架的安全防范措施

(1)作业中,禁止随意拆除脚手架的构架杆件、整体性构建、连接紧固件。却因操作要求需要临时拆除时,必须经主管人员同意,采取相应弥补措施,并在作业完毕后及时予以恢复。

(2)人在架设作业时,应注意自我安全保护和他人的安全,避免发生碰撞、闪失和落物,严禁在架杆上等不安全处休息。

(3)每班工人上架工作时,应现行检查有无影响安全作业的问题,在排除和能解决后方可开始作业。在作业中发现有不安全的情况和迹象时,应立即停止作业进行检查,直到安全后方可正常作业。

4 钢管支架的设计计算

以某桥预应力箱梁现浇为例

4.1 工程概况及支架初步方案

(1)该桥3×36米等跨度连续箱梁,单孔净跨34.20m,桥宽18.80m,变截面相梁高1.20～2.40m。箱梁底宽15.60m。左翼板1.20米宽,右翼板2.00米宽。单孔箱梁钢筋混凝土总量为326m3；混凝土容重按25kN/m3计算,单孔混凝土总重8150kN。

(2)单跨桥下净孔径平面尺寸：纵桥方向净长×横桥方向宽=34.2×18.8=643m2

(3)立杆间距0.8m×0.8m,单孔设置立杆1100根；纵横水平杆间距0.8m×0.8m,水平横步距1.20m。剪刀撑间距4.00m,即每5排立杆设剪刀撑1排。纵横每排立杆均设扫地杆,四角均设抱角斜撑。立杆顶部设螺旋托架,用于立高度调节。

(4)桥下地面覆盖层山坡冲击层,厚度2至3m。施工季节为旱季,不可能发生山洪；平均气温为12℃,地质地形情况适于支架现浇。

4.2 该桥满堂式支架结构设计方案

4.2.1 材料选择及计算参数

如采用扣件式满堂钢管支架,钢管规格50×3.0mm,普通碗式扣件。

钢管计算参数为：

钢管外径d=50mm,壁厚t=3mm；

钢管截面积A=443mm2；

回转半径按照壁厚3.0mm,经计算回转半径i=16.7mm；

截面惯性矩I=1.228×105mm4；

弹性模量E=2.06×105N/mm2；

截面模量W=4.91×103mm3；

钢管抗压强度设计值：[f]=215mpa(2150kg/cm2)。

荷载分布面积F=34.2×18.8=643m2

4.2.2 荷载计算参数

混凝土与钢筋荷载强度：q1=8150/643=12.7kN/m2；

模板自重：q2=2.5kN/m2；(估计重)

振捣器振动冲击力：q3=2.0kN/m2；(经验值)

浇筑混凝土冲击系数：q4=2.0kN/m2；(经验值)

第4篇：钢结构初步设计方案范文

目前，美国多个州的法律已经规定政府投资项目必须使用BIM技术。而在2010年，日本国土交通省也宣布全国各级政府投资工程将全面推行BIM技术。英国在2011年要求政府工程必须在5年内普及BIM技术。新加坡建设局计划采用BIM技术的业者至2015年将达到80％。韩国则要求500亿韩元以上的建筑项目至2015年必须采用BIM技术进行管理，并在2016年实现BIM技术在全部公共设施项目中的普及[2]。而澳大利亚buildingSMART组织受澳大利亚DIISRTE（DepartmentofIndustry,Innovation,Science,ResearchandTertiaryEducation,工业、创新、科学、研究和高等教育部）委托于2012年的《国家BIM行动方案》（NationalBuildingInformationModelingInitiative）也建议至2016年7月1日，政府建筑采购全部使用基于开放标准的协同信息交换BIM技术。因此，BIM技术不仅是一次建筑设计方法的集成化技术革命，也是一轮建筑师设计思路的整体性颠覆：二维几何绘图表现开始转向了三维全信息构件信息模型集成；离散独立设计逐步走向了协同全过程整体设计。而根据美国斯坦福大学CIFE中心（CenterforIntegratedFacilityEngineering，集成设施工程中心)针对32个项目的深入数字统计研究表明：使用BIM技术可避免40％的预算外更改，节省80％的造价估算耗时，压低10％的成本价格，压缩7％的项目工期[3]。通过使用BIM技术还可以提高造价估算精确度，减少差错以及能源、资源消耗，并具有以下三点优势：1）关联协同的模型信息。BIM技术通过拓扑关系和三维几何建构关联协同的模型信息，全程整合设计信息与施工信息、管理信息：如构件名称、材料特性、结构类别、形体关系；施工工序、成本进度、土方计算、人力控制；工程安全、材料耐久性能、维护成本等。2）识别更新的模型构件。在设计的全生命周期中，BIM技术支撑的信息模型对象是可识别更新的，系统统计分析模型构件信息，并生成关联的文档图形和虚拟形体。同一构件模型能够自动识别，在不同阶段的构件对象修改都可同步整体更新。3）演化拓展的模型整体。BIM技术建立的模型整体概括了演化拓展的建筑全生命周期，设计中模型某个对象出现变更，与之关联的模型构件都会自动得到拓展，二维图纸与三维形体以及四维管理信息进行同步演化。

2当前工业建筑钢结构改造的客观局限性

钢结构建筑属于较为绿色环保的一类建筑，其迎合了可持续的建筑发展需要，已被广泛应用于工业厂房改造建设中。同时，在应力幅度内的钢结构具有良好弹性、韧性，具有较好的抗震性能。综合而言，其发展前景乐观，但由于材料、结构以及施工、设备特性，其长足发展受到一些客观条件的限制。1）工业建筑改造成本高。由于工业建筑改造带来建筑使用功能的变异，设计建造时的设计理论方法与改造后的功能有所不符，结构要求、空间使用要求、规范强制性条文要求也存在较大差异。所以，相对于新建建筑，工业建筑改造在设计初期必须对建造时的设计方案以及工业建筑现状进行全面了解，延续地域文脉，如图1所示。同时所需钢材量大价高，导致整个改造工程需要耗费大量人力物力，成本相对较高。2）施工精确度要求高。工业建筑由于其使用功能要求，空间较为开敞，结构跨度相对较大，但外表皮围护结构不太受重视且较为脆弱。因此，在进行钢结构改造过程中普遍要对原有工业建筑外表皮进行处理，必需对保留的工业遗产进行创新性的改造设计，赋予其全新的功能，使其融入现代城市生活，实现复兴与再生[4]。施工精确度必须较高才能达到预期改造效果，稍有不慎就会破坏原本希望保持的工业建筑风貌。3）钢结构设计难度较大。结构造型设计相较于传统梁板柱建筑较为复杂且成本较高。设计者必须对各种钢结构构架形式，材料受力性能，以及结构荷载进行合理分析计算以获取最优方案，其设计、施工以及维护难度相对较大。

3应用计算机模拟“BIM”技术进行工业建筑钢结构改造项目优势

通过“甩图板”，我国建筑设计行业进行了第一次技术革命，计算机技术开始全面应用于原本依靠手绘的建筑设计领域，然而传统设计软件是针对于传统设计的计算机信息平台，其功能也大多只是为了支撑传统设计流程，如图2所示，容易形成信息孤岛和断层。而应用计算机模拟“BIM”技术的第二次技术革命将二维平台转化为三维、四维、乃至五维应用，在工业建筑钢结构改造项目中具有传统技术无可比拟的优势。

3.1高效性——协调最优改造方案，显著提升工程改造效率在工业建筑改造的钢结构设计前期方案和初步设计阶段，运用BIM技术可以协调建筑师、结构以及设备等各专业工程师，并在BIM模型中进行各专业冲突以及碰撞检验，灵活提供可实现的备选方案[5]。同时向工程甲方以及施工方提供3D模型，以便直观对比得出最优化方案，进而可大幅度加快改造进度。

3.2经济性——控制工程造价，扩展钢结构工业建筑改造工程应用前景“BIM”平台建立了与成本相关数据的时间、空间、工序的5D维度关系，优化人力资源配比，可将工作分解后利用项目调度系统优化钢结构安装方案，统筹完善工业建筑改造的成本控制，如图3所示进行协作。在清晰表达造价关系的同时提供精确的成本信息，使实际成本数据得到高效处理分析，从而有效地控制钢结构工业建筑改造成本较高这一实践短板，扩展应用前景。

3.3便捷性——同步更改二维图纸，降低结构二次设计难度利用BIM模型,三维建筑构件及方案的更改都可以在二维设计图纸中进行同步更新。模型可自动生成同步的各层平面结构图与剖面图，快速完善导出2D结构条件图，制作钢结构的装配节点详图[6]。各视图下的修改内容（构件大小、位置）在关联的配筋、大样图中自动更新，大大降低了设计变更以及细节更改带来的结构二次设计难度。

3.4直观性——参数化搭建装配，可视化模拟四维模型BIM依托三维参数化软件CATIA及相关二次开发技术,可以模拟建立与工程相应的节点系统，自动批量地进行钢结构节点模型的创建，进而将钢结构构件与节点模型结合，搭建完整钢结构BIM模型，实现四维立体可视化，如图4所示。

3.5安全性——全生命周期监控，增加工业厂房改造工程安全性能基于“BIM”平台的建筑工程模拟，可以借助计算机整合各项工程数据，预测监控整个工业建筑钢结构改造项目全生命周期的建筑具体情况[7]，并在早期设计阶段发现后期真正施工阶段以及实际使用时所会出现的各种问题，提前整合并处理后期隐患，减少不必要的能源损失和资源耗费，提高施工、实际使用以及后期维护的工程安全。

4结束语

第5篇：钢结构初步设计方案范文

关键词:张弦拱桁架;索;拉杆;预应力分析;屋盖结构选型

1 工程概况

本工程为陕西省榆林市漠海丽江餐饮有限公司餐饮中心生态种植区的钢屋盖结构，屋盖结构主体采用钢管立体桁架结构，跨度60 m，柱距8.1 m，设计基准期为50年，设计使用年限为50年，建筑结构的安全等级为二级，结构重要性系数r0=1.0。根据GB50223—2008《建筑结构设防分类标准》和GB50011—2001《建筑抗震设计规范》的要求，本地区抗震设防烈度为6度(0.05 g)，设计地震分组为第一组，地类别为Ⅲ类，特征周期Tg=0.45 s。根据GB50009—2001《建筑结构荷载规范》的要求，本地区基本风压:W0=0.4 kN/m2，基本雪压:S0=0.25 kN/m2，温度作用:±30℃。屋面恒荷载:上弦0.60 kN/m2(不含自重)，屋面活载:0.5 kN/m2。

2 屋盖结构方案的制定

由于甲方要求结构外形简单、流畅，空间大，且该工程跨度大、体量大，因此选择合理的网架类型是保证结构方案安全经济合理的关键。为减少设计工程量，利用国内成熟管桁架设计软件3D3S8.0近似模拟网架的实际工作条件。考虑到建筑和传力方式的要求，选择了管桁架的结构形式，见图1。

图1(Ⅰ)的结构在支座之间不拉索和杆，该结构具有强度高，重量轻等良好的力学性能，结构外形简单、流畅、空间大、施工难度低、节约材料等优点。图1(Ⅱ)的结构在支座之间拉6X37-φ47.5有机芯1700(公称抗拉强度)型钢丝索。该结构可以充分发挥柔性和刚性两类材料的受力特性，通过对索施加预应力来提高结构的刚度，给结构提供跨中弹性支撑来改变弯矩的分布方式达到降低弯矩峰值的目的，利用结构的自平衡特性减小支座间的水平推力。图1(Ⅲ)的结构在支座之间拉φ127×6.0的热轧无缝钢管，该结构结构刚度大、形状稳定性好，可以抵抗风吸力，同样也可以减小支座间的水平推力。

3 结构方案的比较分析

3.1 计算模型及其参数

已有的研究成果表明:拱桁架结构本身为平面结构体系。因此，文章选用一榀拱桁架为计算模型。

结构的跨度为60 m，矢高为7.5 m，横截面为倒三角形。根据结构设计要求，截面的选取见表1，材料为Q235B钢，弹性模量:E=2.06E11N/m2，屈服极限:σs=235E6N/m2，张弦拱桁架支座为一端刚接，一端铰支，文章采用ANSYS程序进行分析。拱桁架的上弦、下弦、腹杆和撑杆采用LINK8模拟，撑杆与下弦、拉索之间视为铰接，拉索方案的拉索采用LINK10模拟，而拉杆方案的拉杆采用BEAM188模拟。

3.2 单榀拱桁架的受力分析

3.2.1 静力分析

静力分析是结构的基本分析，在该分析中，着重考虑结构的工作状态，即考虑了结构的自重、恒载、活载、风载，将荷载以集中力的方式作用在上弦各个节点上，其值分别为1.082 kN、1.586 kN、15.902 kN、15.062 kN、16.406 kN。

(1)Ⅰ方案拱桁架支座为两端铰支，其最大位移出现在跨中，值为54.2 mm，下弦杆的内力最大，值为101 MPa。

(2)Ⅱ方案中，考虑了索的预应力，通过调整张弦桁架中索的初始应变的方式施加预应力，对结构初始形态预起拱，《钢结构设计规范》允许预起拱值为“1.0恒+0.5活”产生的变形，按此规定，几乎所有结构刚度不足工程均不需要对结构在荷载下产生的弹性位移进行控制，而通过结构的初始几何形态的预起拱实现结构正常使用的变形性能安全设计目标。但此时，结构的绝对位移值超过250 mm，如此大变形对屋面围护次结构、屋面防水连接构造的正常使用的安全性能将产生严重不利影响。参考大量的工程实例，预起拱值在自重作用下，以结构弹性位移约达到跨度的1/400L为基准试算求得。预应力取值为800MPa时，起拱值176mm，下弦杆的应力最大，值为82.0 MPa。将800 MPa的预应力作为初始预应力加到结构上，在正常使用状态下，其最大位移出现在跨中，值为68.9 mm，上弦杆的内力最大，值为234.6 MPa。

(3)Ⅲ方案中，将拉索换为拉杆，其最大位移出现在跨中，值为87.8 mm，下弦杆的内力最大，值为91.8 MPa。为了方案的优选，文章将3个方案的用钢量、结构最大反力、挠度、施工难易度等经济技术指标列表，其结果见表2。

3个结构方案的最大位移均出现在拱桁架的跨中，其最大位移也符合规范对挠度的控制标准。比较表2中3个方案的经济技术指标可以看出:Ⅰ方案的用钢量和支座反力最大，而这恰恰与甲方要求用钢量低、对下部结构负荷小的要求相违背;Ⅱ方案在索施加预应力的作用下，用钢量最省，如对索施加预应力来达到控制结构挠度的要求，则所施加的预应力较大，其索力约为670 kN，上弦杆的断面也相应的增大，而且，施工难度比较大;Ⅲ方案的用钢量和支座反力居于Ⅰ方案和Ⅱ方案之间，且施工也不难，挠度也满足规范的要求。

3.2.2 模态分析

结构的自振特性是结构动力的基本性质，也是动力分析的基础。对结构进行动力特性分析，取前8阶振型以保证参与质量达到90%以上，频率值见表3。

由表3可见，拉杆方案的基频远大于拉索方案的基频，则说明Ⅲ方案的面内刚度大于Ⅱ方案的面内刚度，抗震性能良好。

4 结论

通过对张弦桁架的受力分析，可得出如下结论:

第6篇：钢结构初步设计方案范文

关键字： 高大梁 满堂脚手架

中图分类号： TU731 文献标识码： A

新长江・国际工程，根据其功能用途，设计者在第五层处设置了转换层，层高5.95m，全为高大梁，这对我们施工方来讲是一个较大的技术问题，支模体系复杂，施工难度较大。

1、工程概况

新长江・国际工程位于武汉市汉口解放大道和麟趾路交界处，南临京汉大道，是武汉市市中心的繁华地带，总建筑面积97442。本项目包括A、B、C三栋建筑（A栋27层、B栋30层、C栋8层），设计有两层地下室，地下二层为平战结合人防地下室，设有停车场和设备用房，地下一层设有停车场、设备用房和商业用房，1-3层为商业裙楼，总高度99.6m，为框支-剪力墙结构。本工程建筑耐久年限为50年，建筑防火等级为二级。建筑抗震设防烈度为6度。

其中B栋第五层21.55m处设计为转换层，结构较为特殊，该层层高为5.95m，整层皆为高大梁，有600×1700、600×2000、800×2100、1000×2100、1000×2400、1000×2600、1200×2400、1700×2400、1850×2000、2050×2100、2250×2400的大梁作为主要的结构构件。

2、方案初步设计

我们起初选用的方案有2个：

方案1、采用模板+木方（内龙骨）+多根型钢并排（外龙骨）组合的方案，其荷载的竖向传递采用型钢斜撑传递至柱根。

方案2、普通的满堂脚手架，脚手架搭设通过验算间距较小。

经过多因素的考虑，方案1成本较高，且其自身荷载较大，故决定选用方案2：满堂脚手架进行该层结构施工支撑。

根据结构布置，梁板结构模板支撑分二种情况：

①大部分模板支撑立杆可以直接落座于下层结构（15.60m）梁板上；

②局部梁板模板支撑下部无相邻结构，其支模架立杆直接落于地下室顶结构梁板上（±0.00m），故其支撑高度达到20m；

根据以上的二种支模情况我们可以看出，本工程的施工重难点在于：

①该转换层结构荷载较大，最大梁截面尺寸达到2250×2400mm，大部分转换梁截面尺寸为1000×2600mm，梁底受力最大的支撑立杆对下部结构荷载为50.618 kN/,其荷载的竖向传递对下部第4、3层楼板的受剪都有较大的影响，需要会同设计院着重考虑；

②支模架最大搭设高度为20m；

③大截面梁之间空间较小，无工作面，影响施工；

④整体结构施工归属于大体积混凝土的施工，混凝土的裂缝控制是较为重要。

3、方案细部设计

为满足施工要求，同时保证安全的前提下，我们使用PKPM软件对该高支模系统进行了设计和验算，具体选用方案如下：

①采用扣件式钢管脚手架（φ48*3.5mm钢管）进行模板支撑体系的布置；

②梁底模立杆按间距为500×500mm进行搭设，沿梁长方向500mm，步距按1100mm搭设，梁底模中间立杠采用可调节顶托，梁底模板外立杆相连采用双扣件，以保证扣件的抗滑移承载力；

③2250×2400截面尺寸的梁底小横杆（外龙骨）采用7.5#槽钢，其他尺寸梁采用钢管和木方间隔支撑。

④现浇板底立杆间距双向1000×1000mm，横杆步距为1100mm。

⑤为避免梁底立杆对支承楼面表面造成损伤，同时也便于对立杆传至楼面的集中荷载更好地分散传递，2050×2100、2250×2400梁立杆下垫的16#槽钢，其他梁立杆底部垫方木，并设扫地杆；

⑥系统的稳定性：整个支撑系统必须全部设置纵横向扫地杆，整个支撑系统四边与中间每隔四排支架立秆应设置一道剪刀撑，由底至顶连续设置，梁底支撑必须设有剪刀撑。

⑦高支模架：2-12/2-14与2-K/2-M结构在转换层以下至地下室顶板皆无，经设计此处结构支模架采用落地满堂脚手架，搭设高度为20m，此处梁最大截面为1000×2600mm，梁两侧立杆间距为1400mm，沿梁跨度方向间距为500mm，梁底增加2道立杆，采用可调节顶托进行支撑。步距为1100mm,剪刀撑、扫地杆严格按规范搭设。板支撑立杆间距为1000×1000，同时在搭设此处支模架时注意与周边支模架形成整体连接，并进行抱柱加固。

⑧2050×2100、2250×2400尺寸的2条梁由于相邻，其自重较大，会同设计院的验算，对于下层相对应部位，设计增加一条300×800mm的梁来进行承重。

⑨大体积混凝土的温度控制措施：会同商混站商定混凝土的配合，浇筑时使用冰水降低混凝土的入模温度；输送泵管覆盖麻袋并浇水；减缓白天温度高时的浇筑速度；养护浇水间隔时间缩短；混凝土初期进行模板表面浇水。同时使用TM-902C便携式电子测温仪进行监测，该层结构根据面积范围共布置了6各测温点，每个测温点埋植上中下3个探头，测温频率为前72小时为每2小时一次。温差须控制在23℃以内（规范为25℃）。

4、技术关键点

4.1 满堂脚手架的整体性。该脚手架施工时将两部分的脚手架要紧密相连，以加强整体稳定性；

4.2 立杆布置纵横排距设计为500mm是可行的，但现场施工时因立杆之间空间较小，需先搭设大面积的扫地杆，再进行立杆的搭设，进行循环施工从而完成整体支模架的搭设。

4.3 材料问题：根据目前材料市场状况，钢管、扣件等材料普遍在某些参数上已达不到规范要求，故在计算时对参数需进行必要的调整。本方案计算中钢管参数调整成Φ47×2.7。对于扣件，在关键部位如梁底的支撑，我们直接使用可调节顶托进行替换，以增强其竖向承载力。

4.4 荷载取值：模板自重(kN/)：0.35；钢筋自重(kN/m³)：3.00；施工均布荷载标准值(kN/)：3.0；新浇混凝土侧压力标准值(kN/)：35.0；倾倒混凝土侧压力(kN/)：2.0；振捣混凝土荷载标准值(kN/)：2.0；

梁底受力最大的支撑立杆稳定性验算：钢管立杆稳定性计算 σ = 169.093 N/mm² 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm²，满足要求！

4.5 混凝土的浇捣：本工程按范围对柱先行浇捣，待一定范围内柱浇捣完成后再进行范围内的梁、板混凝土的浇捣。一般取一跨板为一范围。

4.6 过程监控：浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时采取措施加固。

4.7 方案管理：支架搭设前应进行详细技术交底，立杆间距、水平杆、剪刀撑严格按方案要求进行搭设，同时按搭设部位划分将责任落实到个人，搭设后经公司总工程师、工程处相关人员验收合格后再报监理工程师、设计院、质监站，进行专项质量检查，经签字同意后方可施工。施工过程中应有专人巡察，确保安全生产。

5、实施效果

在大体积混凝土测温过程当中，最高温度达到了87℃，但是因为温度监测及时，我们采取了毛毯覆盖厚度的控制来调节温差，使这个养护过程中无警报产生。

该转换层结构现模板已全部拆除完毕，其感观质量较好，因管理的严格控制，表面达到清水效果。同时经仪器检查，结构表面无裂缝，下部结构无裂缝。

第7篇：钢结构初步设计方案范文

关键词：设计思路；初步判断；结构选型；结构分析；构件设计；节点设计；图纸编制

Abstract: the structure design, subject is great. Only now is steel structure design this topic, the author as design in the team veteran talking about a little superficial view, and everybody said.

Keywords: design train of thought; Preliminary judgment; The structural type; The structure analysis; Component design; Node design; Drawings of

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

任何结构设计首先要有正确的设计思路，钢结构设计也不例外，步骤和方法都应该按照正确的设计思路逐步深入展开，以致顺利完成工程设计。

1. 初步判断

钢结构通常应用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。就设计直觉来讲：高层建筑、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、工业厂房、仓库、罩棚、模块式住宅和临时建筑这些建筑物的特点是和钢结构自身的特性相一致的。

2. 结构选型及布置

由于结构选型涉及知识面很广、综合性强，故结构选型及布置工作应在经验丰富的老工程师指导下进行，并一定要经过院技术委员会的方案审查。

钢结构设计的整个过程中都应该强调的是“概念设计”，它在结构选型及布置阶段尤为重要。林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法，以及结构总体系和各分体系之间的相互力学关系及简化近似设计方法。对那些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可以依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思维，从全局的角度来确定控制结构选型、布置及细部措施。 运用“概念设计”可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案通常易于计算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是判断计算机内力分析结果是否可靠的主要依据。

钢结构通常有框架、平面桁架、网架（壳）、索膜、塔桅、门式刚架轻型房屋钢结构等结构型式。其理论与技术都很成熟。亦存在部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。

结构选型时，应综合分析它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载，就可以考虑是否放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载 ）；降雨量大的地区，屋面坡度应有利于雨水的及时排除，防止大面积积水对结构产生不利影响。使用功能允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，宜选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用钢--混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯考虑经济性而选择不利于抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型SRC柱，核心为支撑框架的结构体系。

结构布置要根据使用功能、体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。一般来说应刚度均匀，力学模型清晰，尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础，柱间抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力（风震）的作用线。否则应考虑结构的扭转，结构的抗侧应有多道防线，比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。

框架结构的楼层平面次梁的布置，通常可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。一般为了减小截面沿短向布置次梁，但这会造成主梁截面加大，降低了楼层净高，顶层边柱有时也会吃不消，此时如果把次梁支撑在较短的主梁上，可以牺牲次梁保住主梁和柱子。

3. 预估截面

结构选型及布置结束后，需要对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的考量。

钢梁宜选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/20~1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按L/b限值确定时，可以回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法非常实用。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。

柱截面按长细比预估，通常50

较少接触钢结构的设计者需注意，对应不同的结构，规范中对截面的构造要求有很大的不同。如钢结构所特有的组成构件的板件的局部稳定问题，在钢结构规范和轻钢结构规范中的限值也有很大的区别。除此之外，构件截面形式的选择没有固定的模式，设计者应该根据构件的受力情况，合理的选择安全、经济、美观的截面。

4. 结构分析

目前钢结构实际设计中，结构分析通常为线弹性分析，条件允许时考虑P-Δ,p-δ。

新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能，这为更精确的分析结构提供了条件。并不是所有的结构都需要使用软件：

典型结构可以查力学手册之类的工具书直接获得内力和变形；

简单结构通过手算进行分析；

复杂结构才需要建模运行程序并做详细的结构分析。

正确使用结构软件，还应对其输出结果做“工程判定”。比如，评估各向周期、总剪力、变形特征等。根据“工程判定”选择修改模型重新分析，还是修正计算结果。

不同的软件会有不同的适用条件，使用者应充分理解。此外，工程设计中的计算和精确的力学计算本身常有一定距离，为了获得实用的设计方法，有时会用误差较大的假定，但对这种误差，会通过“适用条件、概念设计及构造”的方式来保证结构的安全。钢结构设计中，“适用条件、概念设计及构造”是较之定量计算更为重要。

工程师们不应该过分信任与依赖结构软件，美国一位学者曾警告说：“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题”。注重概念设计和工程判定是避免这种工程灾难的方法。

5. 构件设计

第8篇：钢结构初步设计方案范文

关键词：工业厂房；钢结构；造价控制

近10年来，我国经济持续快速蓬勃发展，城市建设进行的是如火如荼。整体经济形式看好以及钢结构技术的成熟性，使我所在二线城市的钢结构建筑也逐渐增加。在商用建筑上有锦州新建的43层喜来登酒店（局部），大润发超市锦州店，各大汽车品牌4S店都是钢结构。在工业建筑上，轻型钢结构厂房如一枝独秀在众多结构形式中脱颖而出。钢结构厂房有着工期短、污染小、重量轻等特点,这些优势让它成为未来发展的必然趋势,特别是在建设部于1997年颁布的《1996―2010年建筑技术政策》首次提出了发展钢结构、加速推广轻钢结构,明确了我国建筑技术政策的导向由多年来的限制钢结构使用转变为发展、推广钢结构的应用。

1 设计阶段钢结构厂房工程造价的控制

1） 方案设计在项目建设中的作用是最首位的，也是决定性的，这个在工程中有着非常重要的阶段。在初步设计阶段，工程技术文件主要表现为初步设计所产生的初步设计图纸及有关设计资料。设计概算的编制，主要是以初步设计图纸等有关设计资料作为依据。

2） 要严格控制设计初步图纸的钢材用量，钢结构，顾名思义，主体材料都是钢的材质。直白的说，在满足生产及使用要求的前提下，钢材含量越少越节省。例如在厂房常用的门式刚架中，经常会使用成型H钢或焊接H型钢。一般情况下，焊接H型钢因其用钢量小于成型H钢，应建议设计人员在设计时直接选择焊接H型钢。

3） 设计主体形式的选择很重要。一般情况下，门式刚架的最优间距为6m-9m，当设有大吨位吊车时，经济柱距一般为7m-9m,不宜超过9m，超过9m时，屋面檩条、吊车梁与墙架体系的用钢量也会相应增加，造价并不经济。厂房造价与所在地区，房屋结构类型，用途、建造时间等等诸多因素有关。钢结构屋架比薄腹梁要贵。但是不同形式的屋架造价也不尽相同。可以设计时选择结构简单并满足使用要求的形式。

4） 在材料选用方面工程造价控制中，彩板是选用进口彩板还是国产彩板，彩板厚度、涂层几层；保温层材料的选择及厚度；屋面有无天窗；厂房开间、跨度；有无吊车、吊车吨位、工作制等级等等的许多因素都有关系，另外地区差价及施工单位的资质水平的影响也不容忽视。

2 招投标阶段钢结构厂房工程造价的控制

建设工程招标是指招标人在发包建设项目之前，公开招标或邀请投标人，根据招标人的意图和要求提出工程报价，择日当场开标，以便从中择优选定中标人的一种经济活动。企业不同于房地产业，造价思维一般常采用定额计价投标。招投标阶段最重要的就是编制标底工作，编制标底应以招标文件、设计图纸、施工方案措施，有关资料及工程量定额，按照国家、省、市规定的技术经济标准定额及规范进行编制，标底价格应由成本、利润、税金组成，同时应考虑人工、材料、机械台班等的价格变动因素和包括不可预见费、措施费、包干费以及风险费。

对于总包工程来说，在图纸没有变化的情况下，中标价格应接近整个工程的最终结算价。我企业招标多采用二次报价，总包形式招标。当然投标价格不一定和标底价格相同，但对于甲方来说，标底是影响哪个施工方中标的底线，也是二次报价的依据。

要做好招标评审工作，作为评委中的造价技术人员，要做好对投标单位进行资格审查及对最低投标报价进行分析。标书评审，一般包括商务标和技术标二部分，对于实行最低价中标来说，商务标的评审尤为重要。审查工作主要审查是否超出图纸范围，有无漏报项目，有无错误理解招标条件内容，必要时对招标单位进行询问，要求投标单位证实其报价的合理性。

3 施工阶段钢结构厂房工程造价的控制

1） 人工费的控制，这个主要取决于施工方用人的合理安排。还有各个工种的配合衔接，避免施工材料物资的二次倒运，甲方尽早提供合适的施工场地。笔者曾在一个企业工作，某个施工项目已经开始建设，但是没有材料堆放的场地，只好将钢梁钢柱在厂家制作好拉进施工现场，但是在运输的过程构件漆膜有很多部位脱落。经过双方协商，增加一遍面漆，增加的面漆费用各自承担一半，费用大约一万元。这个是属于施工中控制造价控制失败的典型例子。

2） 材料费的控制，现在一般采用招投标体系，商业行业一般国际惯用的是清单报价，但是对于大型工业企业来说，多采用定额报价，无论哪种报价，材料价格都是主要内容。材料的选择上主要体现在钢材厂家的选择上，如果企业对建筑技术参数要求很高，要求必须使用厂家的钢材，这样工程造价肯定比较高，如果在满足使用的前提下，适当采用中型钢材的材料，也能节省一笔可观的材料费。

3） 管理费的控制，甲方代表在开工前就确定人选，不应该施工到一半换管理者，甲方代表是企业建厂房直接第一接触人，很多现场情况，很多签证都需要甲方代表的证实。应严格控制现场签证，做到签证和实际内容相符，不要超出应签证的范围，也要熟悉图纸内容，不要重复签证。以免增加造价。南方有一个工程项目，中标价格是135万元，签证价格达到200万多，造成签证价格大于招标价格，这个是甲方控制失败的典型例子，说明在管理上有严重漏洞。

4） 施工中尽量减少图纸变更，不要为了建筑物美观做变更，有的工程是为了政绩，为了形象而做，但是工业厂房一般不存在这个问题，当然在设计阶段也应充分考虑厂房与建筑环境的协调性，以免影响整个厂区的整体规划。

5） 正确对待和处理施工索赔，并且在签订合同阶段就要明确甲乙双方各种责任和权益，以避免产生纠纷，参加招投标的技术人员应参与合同的编写，避免由于合同未明确或不严密等原因而造成的造价失控或者扯皮现象。

4 竣工阶段钢结构厂房工程造价的控制

竣工阶段是成本控制的最后阶段，收集工程结算相关的文件资料：招标文件、标底、施工单位投标报价书、施工合同、审定的施工组织设计、竣工图纸、施工过程中所发生的设计变更、现场签证，根据这些资料和企业有关规定．认真审核工程款．以图纸为依据．对送审的竣工决算进行核实工作量，落实联系单签证，使审核后的结算真正体现工程实际的造价。找出不符合实际的签证，找出不合理的技术措施，并应掌握最新的材料价格，重点审查工程量和材料价格。现在工程数据繁多，计算量大，工程经济人员必须熟练使用计算软件，各种计算软件也是造价审核人员进行工程结算审核所必须的基本硬件。计算软件使用的熟练与否，在一定程度上也决定结算的时间长短。

有效的控制各个阶段的工程造价，是一项复杂而且细致的工作，并且是一个动态的管理，只有各个技术环节与施工层次互相合作，积极配合，把握市场信息，才能为企业节省更多的建设资金，更好的实现造价控制。

参考文献

[1]建筑钢结构设计阶段的工程造价控制2008《民营科技》赵秀荣、刘继斌

第9篇：钢结构初步设计方案范文

关键词：大跨度门式轻钢结构；跨外吊装；钢梁

中图分类号：TU765 文献标识码：A

一、工程概况

厦门某节能荧光灯T5项目一期三标段钢结构工程，位于厦门市同安区西柯镇。

项目基本特点：

1 本项目结构形式为大跨度门式轻钢结构框架，屋面坡度1：15。钢柱及屋架梁等均采用Q345钢板制作，梁柱结构采用H型钢和焊接实腹型工字形截面的钢架，构件之间为高强度螺栓连接，柱与基础采用刚接形式，钢框架为单层，二层混凝土平台为独立柱基础1-8轴檐口高度21.5米，9-24轴檐高15米。

2 钢梁单跨48米，实腹式H型钢。

3 有4.8米混凝土平台且已经施工完毕，只能采取跨外吊装。

4 建筑物两侧道路（基层已施工，面层未施工）及绿化区域管网施工完成造成施工作业场地均为回填土，吊装作业面处在松土层上。

二、吊装施工方案比选

本工程跨度大达48米，檐口高度在15-21.5米之间，高度较高，只能选择轮式起重设备吊装。根据项目基本特点和现场施工情况，因二层混凝土平台已施工完成，造成跨中无法行走吊装设备，以最高檐口（柱顶）标高21.5米为最大高度选择跨外吊装的以下三种方案：

1 跨外单机整体吊装（如图1）

钢梁在地面组装，采用大型吊车在建筑外进行安装，其回转半径在29米左右，车间跨度为48米，柱距6米，室外道路标高为-0.5米，柱顶标高21.5米，屋架梁自重为13吨，屋脊标高23.1米， 验算起重机型号及吊臂长度。单机内场吊装方案：已知h1=23.1m，取吊索与梁之间的夹角为45度，则h2=12m，h3=5m，初步选取100吨吊车主臂倾角为70度时核算如下：则

E=1.7+0.5=2.2m；

H=21.5+12+5+2.2=40.7m；

L=（40.7-2.2）/Sin70=41m；

R=（41-2.2）/tg70=14.16m。

核对QY100H全液压汽车起重机技术参数对应上述参数时，主臂与地面夹角为60度，41.3米主臂打开调节钢丝绳悬挂长度即可符合要求。其对吊车的起重要求过大。

跨外单机整体吊装的优点是：不需多次驳运钢梁。

跨外单机整体吊装的缺点是：钢梁必须采用大型吊车在混凝土平台外进行安装，对驳运要求的回转半径大；吊车吨位选取太大费用昂贵，对场地要求非常高。

2 跨外双机整体吊装（如图2）

双机跨外抬吊参照跨外单机整体吊装计算步骤，选取70吨吊车可满足要求。

车间跨度为48米，柱距6米，室外道路标高为-0.5米，柱顶标高21.5米，屋架梁自重为13吨，屋脊标高23.1米， 验算起重机型号及吊臂长度。

已知h1=23.1m，取吊索与梁之间的夹角为45度，则h2=9m，h3=5m，初步选取70吨吊车，则

E=1.7+0.5=2.2m；

H=23.1+9+5+2.2=39.3m；

L=（39.3-2.2）/Sin70=39.5m；

R=（39.3-2.2）/tg70=13.54m。

核对QY70V全液压汽车起重机技术参数对应上述参数时，主臂与地面夹角为70度，41.5米 主臂打开。

整个钢梁的拼装在4.8米的混凝土平台上进行，钢梁拼装完成后，在建筑物的两侧各采用一台汽车吊，利用两台汽车进行抬吊，完成构件的安装。用两台吊机进行抬吊时，每台吊机的起重能力必须大于所吊装总重量的80%。在采用抬吊后，所需的最大回转半径约18米。该方案将5节钢梁驳运到混凝土平台上一次性拼接成整体，采用2台汽车吊在跨外进行抬吊安装，其回转半径在18米左右。

跨外双机整体吊装方案的缺点是：（1）构件需全部驳运到混凝土平台上，工作量非常大；（2）由于自重较大需要采用较大吨位吊车进行双机抬吊，要求指挥和吊车操作协同水平较高；（3）因吊车吨位较大，对地面要求相对较高。

优点是：（1）避免高空搭设操作平台；（2）安装及吊装时间少；（3）地面承载力要求相对低，成本低。详见图2。

3 双机跨外分段吊装（如图3）

车间跨度为48米，柱距6米，室外道路标高为-0.5米，柱顶标高21.5米，屋架梁自重为13吨，屋脊标高23.1米， 验算起重机型号及吊臂长度。

已知h1=23.1m，取吊索与梁之间的夹角为45度，则h2=9m，h3=5m，初步选取70吨吊车，则

E=1.7+0.5=2.2m；

H=23.1+9+5+2.2=39.3m；

L=（39.3-2.2）/Sin70=39.5m；

R=（39.3-2.2）/tg70=13.54m。

核对QY70V全液压汽车起重机技术参数对应上述参数时，主臂与地面夹角为70度，41.5米，主臂打开。

跨外双机分段吊装的优点是：（1）避免大量的二次驳运工作；（2）避免吊机不同步造成高空拔河的问题；（3）由于分段进行起吊，可选用相对较小吨位的吊车即能完成吊装任务。跨外双机分段吊装缺点：（1）钢梁在吊装过程中再组装；（2）屋架梁的需高空拼接，高空拼接工作危险性较大；（3）需搭设脚手架，对起重吊装指挥要求高；（4）且对螺栓安装紧固需要一定的时限。可参考图3。

选择吊装方法的原则是：（1）力求快速、优质、安全地完成全部吊装任务。（2）尽量减少高空作业；（3）采用成熟而先进的施工技术；（4）吊装费用经济。通过以上分析，经过三种方案的比选，结合现场道路和场地以及以往类似项目的施工经验跨外吊装，且将钢梁在混凝土平台组装完成后，采取跨外双机整体吊装，为最佳吊装方案。但也必须对两机进行统一指挥，使两者互相配合，动作协调。由于平台的影响，两名吊机司机不可能同时都看到指挥的指令，因此我们将采用三台对讲机，设置起重指挥专职人员，由起重指挥在平台上对吊机司机进行指挥。在整个吊装过程中，两台起重机的吊钩滑车组，都应基本保持垂直状态。进行首件屋架梁吊装时，必须指挥两机升钩将各自钩挂的吊索都拉紧后，方可共同起吊屋架梁。当两机同时起钩将屋架梁吊离地面约100mm时，停止起升，检查梁的变形情况、钢丝绳的受力状况、吊机支脚处的变化情况等，所有情况稳定及符合预期要求后，两机同时升钩将屋架梁吊到高空预定的位置。

除上述选择安装施工方法外，还需对地面承载力及梁的绑扎起吊点位置、钢梁吊装过程中的强度、钢丝绳夹角及钢梁吊装过程中稳定性等进行验算，保证在吊装过程中安全性和稳定性。最后必须建立健全吊装安全管理保证体系，由于吊机吨位比较大，因此吊装前要检查现场所有的条件必须符合安全要求，严格执行高空作业中各项操作规章制度，屋面梁在起吊前必须将生命线安装固定好，等一切安全保障措施。

结语

经过上述吊装施工方案的比选，总结类似工程的施工经验，可以看到，针对不同工程，根据经济、安全、省时省力各个角度施工方案也有多种，如何根据工程情况，审时度势灵活选用施工方案，才能大大节省工程造价和工期，是大家值得考虑和应用的关键。

参考文献

[1]江正荣，等.建筑施工简易计算（第2版）[M].机械工业出版社，2007.

[2]江正荣，等.建筑施工简易计算续篇（第2版）[M].机械工业出版社，2008.