时间：2023-07-14 17:35:43
论文摘要:钢结构工业厂房因其施工速度快、自重轻、抗震性能好、环保等特点在建筑工程中已被广泛认可，在工业厂房设计中逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构而得到了普遍应用，文章就钢结构工业厂房的设计与施工中存在的相应问题进行论述。
钢结构工业厂房在我国应用的时间并不长，其具体的设计及施工技巧都还在探索阶段。虽然钢结构工业厂房有很多优点，但作为一种材料，它也有很多缺点，例如防火性能差、易锈蚀等，在设计与施工的过程中一定要考虑到这些因素。文章将分为设计与施工两个部分来进行论述。
一、钢结构工业厂房的优越性归纳
在摘要部分已经提到过钢结构工业厂房的主要优点在于：首先，在施工速度方面：钢结构构件可以工厂化批量生产，施工简单，安装快捷，大大缩短施工周期；其次，钢结构工业厂房在自重方面：可减轻建筑物结构质量约30%，特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方，其综合经济优于钢筋混凝土结构体系；最后，从环保方面考虑：钢结构体系属于环保型绿色建筑体系，钢材本身是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，并且不需要制模施工。
二、钢结构工业厂房图纸设计的重要性
无论在什么样的工程中，图纸是工程施工的依据。在钢结构工业厂房的设计期间，要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。钢结构工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制施工组织设计，其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求，以及为保证产品质量而制订的各项具体措施。
三、对钢结构工业厂房支撑系统的设计原则
为了保证钢结构厂房的空间工作，提高其整体刚度，承受和传递纵向水平力，防止杆件产生过大的变形，避免压杆失稳，以及保证结构的整体稳定性，应根据厂房结构的形式，车间吊车的设置，振动设备以及厂房的跨度、高度，温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统，并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要因素，并影响温度应力的大小，下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部，使吊车梁等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时，一般在温度区段的中部设置一道下段柱支撑，但温度区段的长度大于150 米时，为了保证厂房的纵向刚度，应在温度区段内设置两道下段柱支撑，其位置应尽可能布置在温度区段中间三分之一的范围内，为了避免过大的温度应力，两道支撑的中心距离不宜大于72 米。
四、对钢结构工业厂房抗震性设计的重点
在对钢结构工业厂房做抗震设计时应注意:首先，在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布，使厂房受力均匀，变形协调，尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响，厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架，以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形；其次，钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成，所以合理布置支撑系统，保证厂房结构整体稳定性，对钢结构厂房尤为重要；最后，在地震作用下，存在着低周疲劳作用，设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计，应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服，应使结构构件能进入塑性工作，充分吸收地震能量发挥其抗震能力。
五、钢结构工业厂房耐热能力设计的重要性
在第1小节中我们提到过，钢结构工业厂房防火能力很差，当钢材受热在100℃以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度降低，塑性增大;温度在250℃左右时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性却降低，出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象;当温度达500℃时，钢材强度降至很低，以致钢结构塌落。因此，当钢结构表面温度处于150℃以上时，必须做隔热及防火设计（通常是涂耐热涂料来解决）。
而钢结构工业厂房的施工中，存在的问题非常的繁冗，在这里我们只对比较突出的几个问题进行分析研究。
六、关于施工过程中地脚螺栓的埋设问题分析
可以说地脚螺栓的坚固与否是钢结构工业厂房建筑稳定性的根本所在，地脚螺栓的精度关系到钢结构定位，地脚螺栓的埋设须严格保证其精度，地脚螺栓的埋设精度:轴线位移:±2.0 mm，标高:±5.0 mm。在柱地脚螺栓安装前，将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上，全部闭合，以保证螺栓的安装精度，然后根据轴线放出柱子外边线，待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后，将所需标高抄测到钢管架子上。
七、在钢结构进行吊装的过程中的注意事项归纳
具体的注意事项包括：首先，把柱脚的底板的十字线弹出，地脚螺栓的中心线弹出，柱脚剪力孔清理干净，待钢柱就位后，调整标高，把螺母紧固；其次，吊装完一个区域的钢柱后，吊装连系杆，这样保证钢柱整体稳定性，使吊装钢梁时钢柱不容易变形；最后，吊装钢梁，两对钢梁空中对接，并把高强螺栓初拧，第一根钢梁用四道缆风绳拉紧，防止钢梁向一边倾斜。
八、吊车梁系统的安装难点解析
在钢结构工业厂房的施工过程中，吊车梁的安装必须严格按规范从柱间支撑跨进行，柱间支撑安装连接后已形成一个比较稳定的空间刚度单元，从此处安装一是保证安全，二是能保证吊车梁安装不会影响柱子的垂直度。同时在安装过程中对端部截面误差较大的吊车梁底部应配调整垫板，该垫板在吊车梁系统调整完后应焊接固定。按事先测放的定位线精确对中。制动系统的连接应在吊车梁调整固定后正式连接。当制动板与吊车梁高强螺栓连接，和辅桁架焊接连接时，为防止连续施焊对高强螺栓的影响应先将制动板和吊车梁的高强螺栓连接，并进行初拧，然后调整辅桁架，并于制动板点焊固定后终拧高强螺栓，最后进行制动板和辅桁架的焊接。高强螺栓的紧固和制动板的焊接，均要遵循由每块板的中间往两边进行，以减小板内应力。
九、关于钢结构构件的码放问题
为便于结构构件的安装，构件进厂后应进行合理的堆放.原则为:现场急需安装的应直接堆放到现场，按照吊装顺序先吊装的码放在上头，后吊装的码放在下头.不急于吊装的构件暂时存放在现场外.堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放.存放场地应设专人进行管理，并按供货要求和供货清单进行清点，资料存档.构件堆放时H型构件应立放，不得平放.每个构件的支点不得少于两个，支点的位置宜在构件端部七分之一跨处，叠放时不得超过三层并用木方正确的分层垫好垫平，支点应上下对齐。
参考文献:
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[2]路克宽.钢结构工程便携手册[M].北京机械工业出版社，2003.
[3]张晨.钢结构设计的简单步骤和设计思路[J].山西建筑，2005.
关键词：工业建筑；民用建筑；护；结构设计；策略探究
中图分类号：TB482文献标识码： A
1 工业与民用建筑中护的结构设计要求
1.1 遵循合理实用的原则
工业和民用建筑在建设过程中，设计是首要环节，要求设计人员根据建筑物的使用和实用要求，运用建筑力学和建筑美学方面的知识和经验来进行设计，尤其要注重保暖、通风、采光等功能的设计，如果设计稍有不合理，将会提高建筑物日后在取暖、通风、照明方面的费用，如果设计严重不合理，那么建筑物就面临更改设计，从头再来的惨重损失。
1.2 尽量采用环保型能源
在对工业和民用建筑进行护结构设计的过程中，应首先考虑实用环保型能源。我们知道，科技发展日新月异的今天，能源的较量也不容忽视，谁能在能源节省方面有突破，谁就能
控制市场的走向。因此，在工业和民用建筑护结构设计中，应该充分考虑到环保型能源的使用，比如太阳能类的可再生能源，常见的有太阳能热水器，太阳能电池等，在为建筑设计取暖、照明时，就可以采用这些环保型能源。不仅节约成本，保护了环境。
1.3 合理使用不可再生能源
在技术能达到的范畴，首要选择自然是环保型能源，然而有时设计无法达到预期的效果，就要合理采用不可再生能源。比如我国北方的冬季供暖问题，大部分还采用机械设备为建筑
物提供热量，然而这种设计十分消耗能源，机械设备的折旧维护成本高。在今后的设计中应该逐渐采用环保型能源进行替换，但是结合中国的实际国情，在很长一段时间内，只能通过合理使用不可再生能源来实现工业和民用建筑护的结构设计。
2 工业与民用建筑中护的结构设计步骤
2.1 确定围护结构设计部件
在进行工业与民用建筑中护的结构设计过程中，首先要确定主要围护结构设计的部件，包括其结构、形状、功能，在设计初期，要参照任务书和设计规范书，说明围护结构的功能，通俗的说就是要根据采光、通风、保温、隔热等需要设计门窗的大小和位置，确定门窗应采用的材料和数量，设计墙体的厚度、层次和选用的材料等。
2.2 模拟分析建筑物能耗
在设计阶段，无法得到准确的能耗数据，那么就需要对建筑物的能耗进行模拟分析，要考虑建筑物在一定时期内的总能耗，不仅要分析供热、供暖等主动提供的功能，而且要充分考虑建筑物的热损失，如果建筑物在使用过程中，热损失过大，大大超过经济要求，那么此建筑的护结构设计就是失败的，应该重新设计维护结构，减少能耗损失。
2.3 护结构及连接节点设计
在进行护结构设计时，要充分考虑结构的强度和刚度，使得所建设的建筑物符合国家要求的标准，能承受雨雪、暴风和地震等恶劣天气情况的考验，同时对于成型的长期环境条件
也要有相应的适应能力，比如北方的冬天室内外温差大，在进行结构设计时，就应考虑到护在控制温度、湿度方面的功能。
在设计连接节点时，要尽量采用柔性节点构造，以适应建筑结构发生位移和尺寸的变化。在选择连接节点材料时，还要考虑到各种材料之间的力学作用和化学性能。不管是对结构还是连接节点的设计，都要求建筑过程中便于施工和安装。
3 工业与民用建筑中护的结构设计策略
建筑物室内的舒适度由环境参数来表述，如温度、湿度、照度、空气流速等，围护结构主要是用来控制室内环境参数，使建筑物中的学习、工作、生活的人们获得最舒适的环境。下面结合几项性能来阐述建筑护结构设计的策略。
3.1 保暖设计策略
建筑物的保暖设计主要包括：提高供热和采暖系统的热效率、降低维护结构的热损耗。有关数据显示，建筑中墙体的散热量可达到护结构总散热量的 30%，因此墙体节能设计是重点。在墙体的设计过程中，要充分了解各种墙体材料的传热性能。如果采用单一材料的外墙，在考虑材料价格成本，施工简便程度，承重强度的前提下，要尽量克服材料传热系数高的缺点，同时为了加强保温性能，可考虑填入热阻高的材料来填充空隙。也可采用复合外墙来进行墙体设计，复合外墙是对围护材料、承重材料、高保温材料进行复合。
3.2 通风设计策略
为了保持室内环境的舒适和健康，除了保暖之外，建筑物的通风也很重要。自然风是主要的通风来源，因而在进行工业与民用建筑护结构设计中，要充分考虑风压和热压。建筑物的通风主要采用窗口和门作为通风渠道，这样能降低工程的复杂性。在设计过程中，要合理安排门窗位置，应符合人体活动的高度，适合开关。
3.3 隔热设计策略
因为我国地区跨度大，南方夏季对于建筑物的隔热性能要求也较高。要达到隔热的效果，门窗等可采用隔热玻璃，保证室外热量被隔绝在外。隔热玻璃包括吸热型和热折射型，采用隔热性能好的材料能使室内温度得到很好的控制。
4 结语
我国目前的建筑能耗相对较高，与发达国家有很大差距，考虑到我国南北环境差异比较大，在进行工业与民用建筑的护结构设计时应该结合实际的环境考虑，在节能原理的指导下，采用与环境相适应的材料，再加上合理的设计，将会给人们带来更加舒适的生活和工作环境，同时将会给工业和民用建筑方面带来更大的经济效益。
参考文献
关键词：工民建；建筑企业；抗震设计；建筑结构；安全
引言
随着自然灾害的频发，人们越来越关注建筑物的抗震设计，关注建筑物的安全性能，所谓的建筑物的抗震设计指的就是在地震的时候建筑物能够通过抗震设计减少地震对于建筑物的破坏，保护居民能够尽量小的受到地震的影响，降低地震带来的安全隐患。由于不同地域的抗震等级不同，所以在进行建筑物的抗震设计的时候，应当对建筑物的抗震目标进行设定，根据该地区的抗震等级进行划分。能够保证设计的抗震等级可以抵御地震带来的风险，能够保证建筑物的安全性，保证建筑物的损失在可以恢复的范围里面。如果发生大型的地震时，建筑物的抗震等级需要保证建筑物的整体不发生坍塌，不影响居民的安全，保证能够为周围的居民留出足够的时间逃生。总之，建筑物的抗震设计对于建筑物的安全性能有着至关重要的作用，能够帮助提高居民居住的安全系数，所以如何保证建筑物的抗争设计已经成为现阶段主要研究的问题之一。本文主要详细的阐述了工民建结构抗震设计的概念以及相关的措施。
1工民建结构抗震设计的概念
工民建结构要求具有一定的抗震性，需要根据工民建结构的具体形式以及所处的地区决定。但是在对建筑物的抗震设计过程中，大体上应当遵循以下几个原则：①为了保证建筑物在地震之后可以进行恢复，在对建筑物的结构进行设计的过程中应适当的采用一些刚性设计和弹性设计，避免由于刚性过大或者弹性过大带来的不可恢复性。②在对建筑物的抗震进行设计的时候，一般都会考虑一些较大的地震的影响，一味的追求建筑物的结构的刚性以及抗震等级，但是人们在设计的过程中忽略了一般大型的地震过后，还存在着很多的余震，刚性较大的建筑物很有可能不能够承受后期的余震。由此可知，在对建筑物的抗震性能进行设计的过程中不能够一味的追求建筑物的刚性，还要考虑到地震的实际情况，保证建筑物能够承受多次余震的袭击。③刚性过小的建筑结构也是无法满足建筑抗震性要求的，这样的建筑在震后将无法修复，因此为了避免住宅发生集体连带性的坍塌，要对住宅建筑进行高延性的分体系设计。
2工民建结构中的抗震设计的体现和具体形式
2.1工民建平面布置设计中抗震的重要性
在建筑施工过程中建筑物的平面布置的设计对于整个建筑物的结构性能以及抗震性能都有着重要的影响，所谓的平面布置能够将建筑物中的柱子、墙体以及各个空间的布局清晰的展示出来，这些需要在建筑物的平面布置图中显示。但是由于建筑物在设计过程中，楼层的平面布置设计可能存在一定差异，所以要针对不同的平面布置设计出相应的抗震设计。
2.2做好工民建平面布置设计中抗震设计的方法
由于平面布置设计的质量直接关系着建筑物的抗震设计，所以在对建筑物的平面布置进行设计的时候需要与抗震设计相互协调，能够最大限度的做到结构的质量和刚度分布协调，在建筑物的设计过程中尽量采用对称的结构，防止产生应力的变化，导致建筑物本身的扭转效应。在对建筑物的整体布局急性设计时，应当最大限度的考虑到整个建筑物的抗震等级，以及抗震性能，对建筑物的平面布置进行科学合理的设计，使建筑在满足居住要求的情况下，拥有较高的抗震等级，将工民建筑设计在抗震中的作用最大限度的发挥出来。
3工民建筑结构设计中抗震设计的重要性
3.1满足人们的使用要求
目前工民建筑物中最常用的一种建筑形式就是高层建筑，高层建筑虽然能够为人们提供更多的活动空间，但是高层建筑的风险也随之增加，如何在满足人们的需求的情况下，保证建筑物的安全成为了人们现阶段研究的重点问题。建筑物结构的安全设计很大程度上是依赖于建筑物的结构设计，所以很多的建筑物在进行结构设计的过程中会引入抗震设计。抗震设计的引入很大程度上提高了建筑物的安全性能，能够保证施工的质量，保证了建筑物的功能性。在进行施工的过程中，由于建筑物都有一些抗震设计，所以应当对于节点部位和关键部位的施工格外的注意和谨慎。除了建筑物的节点的施工以及关键部位的施工需要注意以外，建筑物的逃生通道以及电梯、楼梯等等功能也会被强化，所以建筑物的抗震设计贯穿于整个建筑物的结构设计的过程中，能够不断的增加建筑物的安全性能，能够提高建筑物的安全等级和功能性，满足人们对于建筑的安全的需求和使用的要求。
3.2满足城市规划需求建筑物
在设计的过程中除了要满足人们日常的生活生产的需要以外，还需要满足整个城市的规划和设计，建筑物中的抗震设计也应当满足市政规划的需要。由于在市政规划的过程中建筑物之间的间距有一定的要求，所以在对建筑物的结构和抗震进行设计的过程中应当注意建筑物的外观，使其能够满足整体规划的需求，能够保证建筑物正常的施工，进行施工组织设计和图纸的绘制。由于对建筑物进行了抗震设计，所以会使得建筑物的寿命比原来增加，为了不断的适应新的市政规划的需求，满足建筑外观与城市发展相协调，在设计的过程中还需要考虑到外观的多元化，这样也有利于城市下各个市政基础建设设施的综合规划和部署，为整个城市的规划和件数提供一些参考的依据。
3.3满足不可抗力灾害事故发生的防护需求
在对建筑物进行抗震设计的时候需要不断的增加建筑物的刚度、强度和稳定性。通过调整建筑物中刚度与强度之间的关系，能够保证建筑物在一些不可抗力中幸存的概率。在对建筑物进行抗震设计的过程中应当对影响因素进行综合的考虑，不仅仅要考虑地震对于建筑物的影响，同时也要考虑建筑物对于人为的一些因素的影响。总而言之，在建筑物的抗震设计过程中对其影响因素应进行全面的考虑，充分的体现其抵御外界影响的能力，保护居住者和使用者能够在地震的情况下有足够的时间和空间进行逃生和自救。
4工民建建筑抗震结构设计的优化策略探讨
在对建筑物进行结构设计的过程中应当注重结构中的抗震设计，将建筑物的抗震设计与其结构设计协调统一，用综合的眼光看问题。想要不断的优化结构设计中总的抗震设计，需要清晰的知道影响结构抗震性能的因素，对这些影响因素进行全面系统的分析，然后确定结构设计中的重点以及难点，对结构设计中的重点难点进行解决，保证建筑物的结构性能能够满足要求。在对建筑物的抗震性能设计的时候，应当从建筑物的整体入手，关注建筑物抗震的整体性能，保证整栋高层建筑的抗震性能。
4.1优化结构方案设计
在对建筑物的结构设计过程中，除了要考虑建筑物的稳定性以及安全性以外，还需要对建筑物施工过程中经济性以及可行性进行分析和研究，保证用最小的成本建造出最安全的建筑物。如果一味的追求建筑物中的抗震性能，这样就会使得建筑施工成本过高，失去了原有的实际应用价值。同时在对工民建筑的抗震设计的过程中应当与施工单位、建设单位、监理单位等等进行协商，充分考虑这些单位的意见，在考虑他们意见的基础上进行抗震设计，保证建筑物的抗震设计能够满足他们的要求。
4.2建筑的平、立面布置
在对建筑物的抗震设计过程中应当从建筑物的平面、立面两个方面进行考虑。在抗震设计的过程中应当满足国家相应的规范以及标准的要求，能够保证抗震设计的规范性，禁止使用结构设计不规则的设计方案，组织多重建筑抗震防线。其次，在对建筑物的抗震设计的时候应当尽量的减少由于地震给建筑物带来的影响，降低地震对于建筑物主体结构的破坏，增加建筑物的使用寿命。对于建筑物的各个部位的刚性以及强度进行验算，使得建筑物不同部位的受力尽可能的均匀，降低地震对于建筑物的破坏。最后对设计好的建筑结构的抗震性能进行模拟实验，确保投入使用的时候建筑物的抗震性能能够满足要求。
4.3保证结构设计计算结果的准确性
随着科学技术的不断发展，现阶段计算机技术已经被广泛的应用于建筑结构的设计过程中。工程结构的设计需要计算机进行辅助设计以及计算，对大量的数据进行处理，如果使用人工对这些数据进行处理会浪费大量的时间，所以计算机技术的引进极大的提高了计算的效率以及计算结果的准确性。在对建筑物进行结构设计的过程中利用计算技术建模并进行验算，能够保证建筑物的结构设计的合理性和科学性。但需要注意的是计算机技术不是万能的，在结构设计方面仍要以设计人员为中心，计算机技术只是辅助。
5结束语
随着经济的不断的发展，社会的不断进步，人们生活水平的不断提高，人们对于建筑物的质量安全的要求也越来越高。工民建筑中的抗震性能是衡量建筑物安全性能的重要指标之一，如何通过建筑结构的设计，设计出科学合理的抗震体系成为了现阶段研究的热点问题之一。建筑抗震性作为建筑结构设计的重点项目，在整个建筑结构设计中有不可替代的作用和地位，为了保证高层建筑结构抗震性能够在建筑结构中和实际生活中充分发挥其价值，必须着重关注结构抗震性设计质量和选用科学性的保证以及技术的优化，在保证其结构合理安全性的前提下追求其经济。在建筑物的抗震设计过程中需要与建筑物的结构设计相协调，保证建筑物的安全性的同时，节约建筑成本，提高建筑物建设的经济性。
参考文献
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近年，随着我国经济建设的迅速发展，多层轻型钢结构厂房以其自重轻、用钢量少、抗震性能好、施工速度快等特点获得了广泛应用，具备相当的竞争力。本文结合某多层轻钢结构厂房，论述了其设计方法及结构特点，并进行了经济指标的比较，为今后类似工程的推广与应用提供一些有益的经验。
一、多层轻钢结构厂房的特点
1.1采用轻型围护结构
带彩色涂层的压型钢板和夹芯金属板，以其自重轻，保温隔热效果好，安装速度快，外表美观的优点，已经取代传统多层厂房的砌体围护墙体，成为多层轻钢厂房不可缺少的围护材料。轻型围护结构有利于大幅度减轻结构自重和降低对基础的要求。
1.2层高与柱网尺寸大
相对多层民用建筑，多层轻钢厂房根据工艺要求，层高比较大，一般为4－8m，如一个4层厂房的高度可相当于8层民用建筑；多层轻钢厂房内部空间大，柱距多为6－12m，有时达到18m。
1.3活荷载大
由于原料堆放以及生产工艺的要求，多层轻钢厂房的活荷载多为2.5－20kN/m2,远大于多层民用建筑的活荷载。
1.4较多的县桂与集中荷载
多层厂房的悬挂荷载主要包括安装荷载。工艺流水线,吊车等荷载，而集中荷载主要包括设备自重，有时还会有设备振动荷载。
1.5结构错层布置
多层民用建筑的结构多为对称布置，而对于多层轻钢厂房，为了满足工艺要求，常常会出现结构错层现象，这使得楼板不再完整，质量沿高度分布的均匀性被破坏，在地震作用下，可能发生扭转。并且由于“短柱效应”，使得水平剪力成为某些柱段的控制因素。
1.6施工周期短
与传统的钢筋混凝土厂房相比，多层轻钢厂房的设计，生产，施工趋于一体化，加之现场少焊接，少湿作业，这些都有利于缩短周期，加快资金流通。
二、多层轻钢厂房的结构布置
2.1结构体系
多层厂房宜采用由工形或箱形桩和工形梁组成的空间框架体系，构件多为钢板焊接。这种体系侧向刚度较小，需设置侧向支撑，或结合电梯井的布置，可采用框架一抗剪桁架结构，框架一抗剪钢板剪力墙，框架一钢混剪力墙体系，确保对结构水平位移的控制。
2.2柱网布置
厂房结构设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进行柱网的平面布置，过去我国习惯上将柱距模数定为3m(常用3m ，6m， 12m等)，而对于多层轻型钢结构厂房而言，钢架的间距宜为6m,亦可采用4.5m,7.5m,9m,12m。刚架的跨度可根据工程需要灵活设定。
2.3支撑体系
多层厂房轻钢结构侧向刚度较弱，为了抵抗水平风荷载和地震作用，减小层间侧移，应在设置柱间支撑的开间，同时设置屋盖横向支撑，以组成几何不变体系。
2.4节点构造
多层钢结构厂房柱多采用焊接工形或箱形载面。由于工形载面腹板比较薄，故在弱轴方向与梁的连接多采用铰接，而强轴方向采用刚接形式。同时多层房屋钢结构的板件宽厚比大，应尽量避免工地现场焊缝连接。图1给出了常用的多层轻钢房屋梁柱连接节点示意图。
2.5围护结构
为了减轻多层厂房的自重，围护结构多采用轻质材料。外墙体常采用非自承重式轻型墙体，底层墙体常采用空心粘土砖砌体。
内隔墙可采用空心砌块、加气混凝土块等轻质填充墙或轻钢龙骨石膏板。
层盖结构多采用檩条体系，或轻钢网架或轻型桁架加铺轻质保温层和压型彩钢板。
2.6楼面构造
多层钢结构厂房的楼板必须有够的承载力、刚度和整体性，当前主要采用以下两种形式：
(1)压型钢板组合楼盖：这种楼盖的具体做法是在钢梁上铺设压型钢板，再浇注100－15mm的钢筋混凝土板，压型钢板与钢梁之间用栓钉连接。设计时如考虑钢梁和楼板的组合作用，则次梁设计的用钢量将比不考虑组合作用时节省25－35％，且能有效降低梁高，提高楼层将空，这种设计方法将有效降低多层厂房的总用钢量。
(2)预制板叠合层组合楼盖：这种楼盖的具体做法是钢梁上铺设预应力钢筋混凝土薄板，再浇注100－150mm的钢筋混凝土板。这种做法由于省去压型钢板而使总造价大为降低，是一种有广泛应用前景的楼面结构。
2.7基础形式
多层轻钢厂房的基础多采用柱下独立基础，条形基础，十字型基础，如场地土条件较差可采用片筏形基础或桩基础。基础梁多采用现浇或预制混凝土梁，也可采用钢基础梁，但通常将埋置在地面以下的柱脚和钢梁外包混凝土，以解决防腐问题。
三、多层轻钢厂房的计算与设计要求
3.1计算方法
虽然目前有一些于手算的简化公式，但实际中一般采用通用有限元结构分析程序或钢结构设计专用程序。
对于设计地震烈度为6度以上的地区，必须考虑水平地震作用。结构布置均匀的多层轻钢厂房可采用底部剪力法计算。
3.2设计的基本
对于多层轻钢厂房，框架梁柱不仅应满足承载力要求。还要同时满足刚架柱构件稳定性与钢框架的整体稳定性要求。
此外对主刚架整体横向刚度的检验也是必不可少的，具体要求如下：
A．在风荷载作用下的顶点水平位移与总高度之比不宜大于1/500
B．层间相对位移与层高比不宜大于1/400
C．在常遇地震作用下，层间侧移不超过楼层高度1/250。
D．顶层的层间移可取1/50，但是为了与下层刚架柱保持一致，应取1/200。
四、典型工程实例
4.1工程背景
某工程是炼油配套装置的多层轻钢结构厂房。总建筑面积达10782.0m2，平面呈矩形，总长为84.0m,宽27.9。其中主体部分为4层，局部6层。本工程结构平面布置如图2所示，剖面结构布置图见图3。首层层高6.9m,二－四层层高分别为6.0m、5.1m、5.1m；夹层层高3.0m。建筑物总高22.1m，柱距纵向为6.0m横向为6.9m、7.5m、13.5m。
主承重结构体系为三跨工形载面钢框架结构体系；层面采用薄壁型钢C型檩条和双层保温层面板；柱与基础均刚性连接，柱下独立基础，楼面采用压型钢板组合楼盖。墙面采用外挂夹芯板的形式；内墙均为轻钢龙骨石膏板轻质隔墙。
4.2设计分析计算
4.2.1计算荷载
工程所在地基本风压为0.55kn/m2;设计地震烈度为7度近震，IV类场地。主要荷载按表1取值。
表1主要荷载取值（Kn/m2）
4.2.2计算工况
《建筑钢结构设计手册》规定，多层轻钢结构(无吊车情况下)需考虑以下几种荷载组合工况：
11.2×恒载效应标准值＋1.4×活荷载 效应标准值
21.2×恒载效应标准值＋1.3×(风荷载＋活荷载)效应标准值
31.2×生力恒载效应标准值＋1.3水平地震作用效应标准值＋1.4×风荷载效应标准值
41.2×恒载效应标准值＋1.4×活荷载效应标准值(第一、三跨布置)标准值
4.2.3计算方法
结构分析计算利用有限元析软件SATWE和STS完成框架杆件强度、刚度、自振周期的计算。由于纵向对称，可简化为平面结构模型。将框架附属结构简化为荷载处理。其中框架柱与基础为刚性连接.
4.3结果分析
4.3.1结构振型与自振周期
结构水平方向的主要振型无明显突变，说明结构沿高度方向质量和刚度分布合理。X方向的6个基本自振周期见表2
表2结构的X方向的自振周期（s）
4.3.2主要构件自尺寸
本结构框架梁柱采用焊接工字形截面，框架柱间采用双角钢和双槽钢支撑，根据计算分析结果，对梁、柱截面规格尺寸进行了优化和归并，主要梁柱截面及其工程用量见表3所示
表3 梁柱截面形式(Q345钢材)
4.4计算结果
4.4.1构件的强度、刚度与稳定性
计算分析表明，各种梁、柱设计应力均控制在规范允许设计限值的90％，结构构件的强度、刚度和稳定性好。
4.4.2结构水平移
结构分析过程中分别计算了结构在水平风荷载和地震作用下产生的侧向位移，主检结果如下：
A.水平风荷载作用
X方向最大层间位移d/h=1/464
X方向最大顶点位移D/H=1/572
B.水平地震荷载作用
X方向最大层间位移d/h=1/710
X 方向最大顶点位移D/H=1/954
以上结果均满足侧向位移的要求。
五、结论
【关键词】门式钢架，轻钢结构，工业厂房，设计，施工
1.门式刚架轻钢结构工业厂房图纸的设计。无论在什么样的工程中，图纸是工程施工的依据。在轻钢结构工业厂房的设计期间，要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。轻钢结构工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制施工组织设计，其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求，以及为保证产品质量而制订的各项具体措施。在设计初期，应该根据其厂区规划、厂房的用途来确定门式刚架轻型厂房的跨度、高度、檐口高度、是否有吊车；荷载是否符合规范要求。例如在2007年沈阳下了58年罕见的大雪，门式刚架轻钢结构工业厂房坍塌的很多，所以国家颁布了新的雪荷载，把0.5KN/m2改为0.55KN/m2。
门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离；门式刚架的高度，应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度，有吊车的厂房应根据轨顶标高和吊车净空要求确定；柱的轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向轴线，工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮，斜梁的轴线可取通过变截面梁断最小端中心与斜梁上表面平行的轴线；门式刚架轻型房屋的檐口高度，应取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度；门式刚架轻型房屋的最大高度，应取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度；门式刚架轻型房屋的宽度，应取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离。门式刚架轻型房屋的长度，应取两端山墙墙梁外皮之间的距离。
2.对门式刚架轻钢结构工业厂房支撑和刚性系杆系统的设计原则。2.1在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
2.2在设置柱间支撑的开间，宜同时设置屋盖横向支撑，以组成几何不变体系。
2.3屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开间。当端部支撑设在第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置刚性系
2.4柱间支撑的间距应根据房屋纵向柱距、受力情况和安装条件确定。当无吊车时宜取30～45m；当有吊车时宜设在温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处，且间距不宜大于60m。
2.5当建筑物宽度大于60m时，在内柱列宜适当增加柱间支撑。
2.6当房屋高度相对于柱间距较大时，柱间支撑宜分层设置。
2.7在刚架转折处（单跨房屋边柱柱顶和屋脊，以及多跨房屋某些中间柱柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆。
2.8由支撑斜杆等组成的的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑。
2.9门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑。圆钢于构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°。
2.10当设有起重量不小于5t的桥式吊车时，柱间宜采用型钢支撑。在温度区段端部吊车梁以下不宜设置柱间刚性支撑。
3.对门式刚架轻钢结构工业厂房抗震性设计的重点。在对轻钢结构工业厂房做抗震设计时应注意：首先，在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布，使厂房受力均匀，变形协调，尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响，厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架，以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形；其次，轻钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成，所以合理布置支撑系统，保证厂房结构整体稳定性，对轻钢结构厂房尤为重要；最后，在地震作用下，存在着低周疲劳作用，设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计，应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服，应使结构构件能进入塑性工作，充分吸收地震能量发挥其抗震能力。
4.门式刚架轻钢结构工业厂房耐热能力设计的重要性 。轻钢结构工业厂房防火能力很差，当钢材受热在100℃以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度降低，塑性增大；温度在250℃左右时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性却降低，出现蓝脆现象；当温度超过250℃时钢材出现徐变现象；当温度达500℃时，钢材强度降至很低，以致钢结构塌落。因此，当钢结构表面温度处于150℃以上时，必须做隔热及防火设计（通常是涂耐热涂料来解决）。
5.关于施工过程中地脚螺栓的埋设问题分析。可以说地脚螺栓的坚固与否是钢结构工业厂房建筑稳定性的根本所在，地脚螺栓的精度关系到钢结构定位，地脚螺栓的埋设须严格保证其精度，地脚螺栓的埋设精度：轴线位移：±2.0 mm，标高：±5.0 mm。在柱地脚螺栓安装前，将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上，全部闭合，以保证螺栓的安装精度，然后根据轴线放出柱子外边线，待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后，将所需标高抄测到钢管架子上。
6.门式刚架的安装顺序
6.1原则上、安装程序必须保证结构形式稳定的空间体系，并不导致结构永远变形。
6.2安装单根钢柱、标高调整、纵横十字轴线位移、垂直度校正、初校（初拧螺栓螺母，调整螺母）、固定、超差调整、就为固定。
6.3斜梁在地面折平的垫木上拼接，用高强螺栓连接好并组装。
6.4安装顺序 先从靠近山墙有柱间支撑的两榀刚架开始、安装此间檩条、支撑、隅撑等全部安装好，达到要求后，成为标准样板间。以此为基点，向房屋另一端顺序安装。
注意：检查刚架的垂直偏差，复测钢柱标高和斜梁跨度。合格后，用电动扳手初拧和终拧高强度螺栓。
6.5除最初安装的两榀刚架外，其余刚架间的檩条和墙梁螺栓均应在校准后再拧紧。
6.6构件吊点要经计算确定，绑扎点要采取加强措施。
6.7当山墙的墙架宽度较小时，可现在地面拼装好，整体起吊安装。
6.8各种支撑的拧紧程度以构件不拉弯为原则。
关键词：多层钢结构；工业厂房；设计；应用
在我国工业厂房的布局建设中，多层钢结构已然占据了主导地位，并且已经成为现如今颇受欢迎的建筑形态。多层钢结构的特点相比于普通的钢化结构而言更具特性，因此，多层钢结构所构建出的厂房也就更加受到人们的欢迎。
1 多层钢结构概述
多层钢结构的工业厂房具有如下几种特点。其一：在大众的眼里，似乎钢结构的材料都具有偏重特质，传统的钢化结构也具有重量较大特点。但是多层钢结构打破了这一特性，它本身的重量负担不大，不仅不会给工业厂房带来影响，还会有效减轻多层钢结构本身的重担。其二：多层钢结构主要用轻型的维护构造来保护自己，这方面的特性有利于建造工业厂房。其三：多层钢结构在每一层建设过程中，都不会影响工业厂房本身的构造性能，它不仅不会缩小厂房的空间，相反，它还会在一定程度上扩大厂房本身的格局。除了这三点较为明显的特点之外，它本身的操作难度、施工周期以及所承载的重量也比普通钢结构更加优质。
2 多层钢结构工业厂房的设计及结构布置要点
2.1 多层钢结构工业厂房的设计理念
多层钢结构的工业厂房在设计完成之后，它所呈现给大众的是结构建设和建筑构造相结合的整体表现，这也是因为多层钢结构融合了先进的设计理念以及特殊的建筑材料，通过这两者的有效结合可以最大程度达到建筑结构的完整度。多层钢结构主要有以下几种设计方法与设计理念。
2.1.1 在主体布局以及系统的建设中对其进行分切设计。我国在进行多层钢设计时，通常将工业厂房系统以及主体构造进行分切设计，但是，基于对多层钢整体的建设理念来讲，这种分切式设计是不符合规定的。也不利于工业厂房的系统维护。
2.1.2 结构设计的完整。将工业厂房进行整体打造，进行这一要点的设计时首先需要打破传统建造理念“首先进行构造，随后对结构进行划分”。
2.1.3 工业厂房截面优化特点。多层钢厂房使用的角钢材料是不宜过多的，种类控制在4种为最佳，这种对材料的控制也是为了相关工作人员更好准备材料。当我们使用的角钢规格标准过于一致时，工作人员就需要将这几种规格相同的材料统一应用。
2.2 多层钢工业厂房结构布置要点
2.2.1 构造体系。多层钢的层数较低，因此，我国在进行多层钢厂房建设时通常都将纯框架和框架支撑格局相统一。
图1
2.2.2 纯框架的构造。基于在设计之初的原因，可能是机器设备的放置位置，也有可能是线路布局设计的问题，导致厂房的支柱不能起到支撑作用。因此，在这种情况下一定要采用纯框架体系。纯框架体系的构造一般都是有两个形状构成，一种是箱子形状的柱体，第二种则是H形状。通常在设计时，经常采用图一的设计图纸方法进行构造。
2.2.3 框架支撑构造。相比于第一种纯框架构造来说，框架支撑构造的优点更强大，它本身所用的钢化材料较少，固定节点的方式也更为快捷。此构造主要呈工字型向外延伸，在支撑的过程中，逐渐变成X形状，又或者是变为人字形以及偏心进行节点重量的支撑。
2.3 工程实例
2.3.1 工程背景。此工程是为了装置电子设备及产品所构造的多层轻钢结构厂房，设置的图纸平面呈矩状图形，总长度我们暂且设定为83.0m，宽度为27.89m，总面积达到10532.5m2。此屋面的楼面所应用的是压型钢板混凝土组合楼板，墙体外部位置采用的是外置夹板方法，而墙体的内部则是轻钢龙骨的U型骨架并将其设置为隔体。
2.3.2 计算研究。如果此项工程在不考虑框架支撑构造的前提下，可以定为C套设计方案，而D套方案则是将框架支撑构造考虑到其中，并采用强度为C45的混凝土，楼板设置为厚达100mm。其中采用平均刚度的计算方法对组合梁进行换算统计。考虑到多层钢的构造边缘厚度较薄，所以将C套方案和D套方案进行比较，可得出表1。
通过表1的数据与两套计算方案的比较，我们可以得出以下几个结论，在支撑作用的压力下，框架支撑结构的纵向主自振周期时具有很大的惯例，刚力越大，则位移的幅度就越小。
2.3.3 设计思路。设计多层钢工业厂房时，首先要以构造它的整体性为核心，并把握厂房中的整体要点，注意多层钢厂房的节点位置、支撑系统以及多层钢所能承受的压力荷载。另外，以整体布局的形态看，对支撑系统进行构造时，首先要对此系统进行优化创新，避免位移的现象发生。比如说，在使用的过程上进一步提升多层钢性能，优化特点，做好防震、安全方面的设计，使多层钢工业产房的未来发展更为良好。通过本文举例的一个简要工程分析来看，多层钢楼盖框架支撑体系的计算数值以及工艺更加符合当下发展状况，值得建筑产业进一步应用。
3 结语
综上所述，多层钢这种新型建筑类型所拥有的特点适合当前我国经济发展，广泛的对其应用有利于提升我国建筑总体水平。在时代飞速发展的当下，想要使多层钢新型技术在建筑厂房发展中占据不败阵地，就要对多层钢结构化的工业厂房设计要点及相关案例进行分析，思考，从而提高此技术的性能。
参考文献
[1] 杜沛，郑伟.多层轻型房屋钢结构建筑的发展与应用[J].河南建材，2013（3）.
关键词： 工业机器人； 结构设计； 运动学分析； 运动仿真
中图分类号： TN919?34； TH242.2 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）02?0074?03
工业机器人主要由本体和末端执行机构组成。其主体结构具有一定的通用性，末端执行机构（如焊枪等）决定了机器人的功能。工业机器人拥有相对较低的智能程度，但能带来巨大的经济效益。它之所以走在机器人技术的前沿，很大一部分原因就是其广泛的应用范围以及巨大的社会价值[1]。在工业机器人领域，日本首屈一指，已经形成非常有规模的产业。据统计，其机器人数量几乎占据世界机器人数量[2]的50%。比较著名的有FANUC、Motoman等。另外，德国的KUKA、瑞典的ABB及美国的Adept Technology公司等，它们都是各自国家的支柱产业之一。
1 机器人的结构设计
工业机器人主要由位置调整机构和姿态调整机构两部分组成。本文采用典型的六自由度工业机器人结构[3]。前三个关节负责位置调整，后三个关节负责姿态调整。多个关节协同完成机器人末端点的控制。其模型采用Solidworks完成三维模型的建立，整体结构及相关关节转动示意如图1所示。
2 六自由度工业机器人运动学分析
机器人运动学分析并不考虑机器人的整体受力情况，分为正向和逆向运动学分析[4]。正运动学是给定各关节位移值，计算得到末端执行器坐标系相对零点坐标系的位置和姿态，逆运动学则与之相反。
2.1 机器人正运动学分析
通过D?H方法建立坐标系，如图2所示。
模型连杆参数如表1所示。
其中，a1=600，a2=1 280，a3=200，d4=2 042，关节轴i和关节轴i-1之间的公垂线被定义为连杆的长度，用ai-1来表示；di为连杆偏距，它是相邻连杆在同一关节轴上的距离；用αi-1表示连杆转角，是关节轴i沿着ai-1平移到与关节轴i-1相交的位置，平移之后的轴线与关节轴i-1之间的夹角；公垂线ai沿着di平移到与公垂线ai-1相交，平移后的公垂线与公垂线ai-1之间的夹角称为关节角，用θi来表示[5]。
确定机器人的D?H参数之后，根据连杆的参数列出相邻坐标系之间的齐次变换矩阵[i-1iT]，然后乘起来得到末端坐标系和基坐标系的位置变换矩阵：
[06T=01T12T23T34T45T56T=nxoxaxpxnyoyaypynzozazpz0001]
其中[p]向量表示末端点在基坐标系中空间位置，[n]，[o]，[a]三个向量表示末端坐标系姿态。在这个公式中可取各个关节位移值为一特殊值来验证该公式的正确性，当六个关节的值分别为θ1=0°，θ2=0°，θ3=0°，θ4=0°，θ5=0°，θ6=0°，得到末端位置和姿态，和图2中是一致的，说明该正解过程是正确的。
2.2 机器人逆运动学分析
机器人逆向运动学的求解，主要有几何法、三轴相交的Pieper解法和反变换法三种方法[6]。本文建立的六自由度焊接机器人后面三个关节轴线汇聚到一点，因此，可以采用代数法完成运动学逆解。
利用[01T]的逆矩阵在式子两端相乘，即：
[inv（01T）06T=12T23T34T45T56T=16T]
两端矩阵的第二行第四列元素是关于θ1的方程，令两者相等，便可以将θ1求出：
[θ1=atan2py，px-atan20，±sqrtpx2+py2]
分别另两端矩阵的[1，4]元素以及[3，4]元素相等，能够将θ3求出：
[θ3=atan2（a3，-d4）-atan2k，+sqrt（a32+d42-k2）] [k=（px2+py2+pz2+a12-2a1pxcos θ1-a22- a32-d42）（2a2）]
按照之前的方法继续在等式两端乘逆矩阵inv（[12T]）以及inv（[23T]）。
令两端矩阵的[1，4]元素以及[2，4]元素相等，便可以求得θ3与θ2的和θ23：
[θ23=atan2（sinθ23，cosθ23）sinθ23=a3+a2cos θ3pz+d4+a2sin θ3· pxcos θ1+pysin θ1-a1]
[cosθ23=a3+a2cos θ3pxcos θ1+pysin θ1-a1- d4+a2sin θ3pz]
结合之前求得的θ3，便可以得到θ2：
[θ2=θ23-θ3]
令矩阵的[1，3]元素以及[3，3]对应元素相等。当sin[θ5≠0]时，能够得到[θ4]=atan2（axcos[θ1][cosθ2+θ3]+aysin[θ1][cosθ2+θ3]+az[sinθ2+θ3]，axsin[θ1]-aycos[θ1]）；当sin[θ5]=0时，关节处于奇异位置，这时θ4可以取任何值。
为了求θ5的值，按照之前的思路，继续左边乘以逆矩阵得到。
[θ5=atan2sin θ5，cos θ5sin θ5=axcos θ1cos（θ2+θ3）cos θ4+sin θ1sin θ4+ aysin θ1cos（θ2+θ3）cos θ4-cos θ1sin θ4+ azsin（θ2+θ3）cos θ4cos θ5=axcos θ1sinθ2+θ3+aysin θ1sinθ2+θ3- azcosθ2+θ3]
为了求θ6，继续在两端乘[45T]的逆矩阵。
[θ6=atan2（sin θ6，cos θ6）] [sin θ6=nxsin θ1cos θ4-cos θ1cos（θ2+θ3）sin θ4- nycos θ1cos θ4+sin θ1cos（θ2+θ3）sin θ4- nzsinθ2+θ3sin θ4][cos θ6=nx（cos θ1cos（θ2+θ3）cos θ4+ sin θ21sin θ4sin θ5-cos θ1sinθ2+θ3sin θ5）+ ny（sin θ1cosθ2+θ3cos θ4-cos θ1sin θ4cos θ5- sin θ1sin（θ2+θ3）sin θ5）+ nz（sin（θ2+θ3）cos θ4cos θ5+cos（θ2+θ3）sin θ5）]
各关节位移值表达式多种可能性将导致整体结果的不惟一，θ1与θ3有两种可能值，而θ6可以表示为θ6=θ6+π。六个关节角的组合有23=8种。因此，机器人设计中轨迹规划就显得尤为重要，根据实际运行情况，在一定限制条件下选取合适的结果，比如时间短、驱动力小等[7]。
3 机器人运动仿真
运动仿真主要是为了验证之前理论数据的正确性[8]。本文采用联合Solidworks Motion插件与LabVIEW仿真进行。两者联合进行产品开发的流程如图3所示。
Solidworks构建3D CAD模型，LabVIEW主要进行，两者借由Softmotion插件完成集成，构建机电一体化虚拟原型设计的虚拟环境。Solidworks Motion插件负责运动仿真；NI?Motion负责运动控制编程和运动控制系统设计；NI SoftMotion Module集成设计模块，主要用于运动仿真设计。图4显示了该联合仿真的人机交互界面，主要完成机器人轨迹规划以及基本数据的设置，后台程序便能很快计算并驱动三维模型运行仿真，可直观地观察理论数据的正确性以及机器人结构的合理性。
这种多领域交互设计是该种联合仿真最大的优势以及具有巨大潜力的地方[9]。LabVIEW和Solidworks的联合仿真能够为机电产品设计提供全方位的帮助，不仅在机械结构方面，还有控制以及电气等领域，其仿真阶段所取得的控制程序能够被直接移植到后期的物理样机[10]。
4 结 语
本文对六自由度工业机器人进行一定的理论研究。主要内容包含了机器人运动学基础、机械手臂结构设计、机器人运动学仿真等。对六自由度工业机器人后续研究提供了基本数据，对相关研究方法的选择也起到参考作用。在已有的研究基础上，以后可以将机器人进行改进，实现一种具体的功能，比如焊接以及码垛等。
参考文献
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关键词：钢管混凝土柱；设计规范；实例探讨
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
1钢管混凝土柱的特点
钢管混凝土柱是钢管和混凝土的组合结构,其特点如下。
1.1既发挥了钢材的弹塑性能好、抗拉压强度高,又发挥了混凝土抗压性能好的特性。钢管在承压时由于管壁薄容易失稳,当钢管内灌满混凝土后,可以有效地防止钢管失稳,从而可以提高钢管的承载力。同时在轴力作用下由于钢管的套箍作用,又大大提高了混凝土的抗压强度,提高了混凝土延性,改善了结构的抗震性能,同时也降低了造价。
1.2钢管混凝土柱和钢柱相比,可节约钢材50%左右,降低造价是显而易见的。
1.3钢管混凝土结构施工简单,它与钢柱相比,零件少、焊接工作量少;与混凝土结构相比,不用对柱子支模板,从而降低了支模板的费用,减少工作量,大大加快了施工速度。
1.4钢管混凝土柱耐火性能比钢柱好,但比钢筋混凝土柱差。用钢管混凝土柱可节约价格昂贵的防火涂料,同时内部混凝土的填充减少了钢柱的防腐处理面积,节约了防腐涂料,降低了厂房造价。
2钢管混凝土的相关设计规范
目前国际上主要采用的设计规范有美国的AISC-LRFD(1999年)、英国BS5400(1979年)、欧洲规范EC4(1994年)、日本AJJ(1997年)等。我国到目前为止颁布的有关设计规程主要有:
2.1国家建筑材料工业局标准JCJ 01-89钢管混凝土结构设计与施工规程;
2.2中国工程建设标准化协会标准CECS 28∶90钢管混凝土结构设计与施工规程;
2.3国家电力行业标准DL/T 5080-1999钢—混凝土组合结构设计规程;
2.4中国工程建设标准化协会标准CECS159∶2004矩形钢管混凝土结构技术规程。其中CECS 28∶90,CECS 159∶2004是推荐性行业标准。另外,福建、上海、天津等地也相继颁布了针对或包含钢管混凝土结构设计的地方标准。
3以具体工程为例介绍钢管混凝土柱的作用
在工业厂房结构设计中，钢管混凝土柱主要应用于下柱，下面以一个具体工程为例对此进行介绍。邯钢设备制造有限公司新建铸铁车间为单层工业厂房，建筑面积 8448m2，共三跨，每跨有 2台 Q=32/5t 桥式吊车，工作级别为 A5 级，轨顶标高 10.020m。北京中冶设备研究设计总院有限公司建筑院设计，厂房采用钢结构，上柱为实腹 H 形，下柱为双肢钢管混凝土柱，腹杆为 Φ140X5 钢管（不灌注混凝土），屋面采用梯形钢屋架，H 型钢檩条，压型钢板屋面板；吊车梁为实腹工字型断面钢吊车梁；墙面板为压型钢板，卷边 C 型钢墙梁，墙皮柱间距6m。该工程在柱子系统和屋面系统节约大量钢材，本文着重介绍柱子系统，除去上柱及肩梁与一般钢结构柱子计算方法一样不做比较外，下柱采用钢管混凝土结构比普通钢结构节约钢材 50%左右。
计算荷载取值：
①屋面荷载：活荷载 0.5 考虑积灰荷载 0.3
②风荷载： 0.45
③地震烈度：7·（0.15g）
计算软件采用中国建筑科学研究院的 PKPM-STS 软件，用框排架模块计算。基本模型为排架平面内柱脚与基础刚接，上柱与屋架铰接；排架平面外柱脚与基础按铰接计算，靠柱间支撑保证平面外稳定。下柱支撑为双片交叉支撑，采用H250X125X6X9轧制H型钢分别与两个柱肢相连。下面仅对边列柱计算结果进行比较。
经计算当采用钢管混凝土结构时柱子断面见 图1。
图1
下柱为Φ355X6 钢管，腹杆为Φ140X5。钢管中采用泵送顶升浇灌法浇注C40混凝土；上柱采用H600X350X12X16焊接H型钢；上下柱均为Q235B 钢。钢柱的稳定应力比为 0.8，平面外计算长细比为 75，钢管外径与壁厚比值 d/t=59，均满足《钢管混凝土结构设计与施工规程》3.1.5 条的要求。整个下柱用钢量 （不含肩梁）为1363kg。
在相同条件下下柱采用 H 型钢格构式双肢柱断面，经计算，断面为双H 型钢 H500X250X8X12，腹杆为双角钢 L100X8。上柱同样为 H600X350X12X16 焊接 H 型钢；上下柱均为 Q235B 钢。应力比为 0.85，长细比为 120。整个下柱用钢量（不含肩梁）为 1998kg。经比较每根柱子钢管混凝土结构比纯钢结构柱子可以节省钢材635kg，效果非常显著。同时腹杆采用钢管结构比采用双角钢结构减少了大量的焊接工作量。
4满足适合采用钢管混凝土结构的条件
4.1 轨顶标高不宜太高，因为钢管混凝土结构格构式柱子对于柱子的长细比要求较高，《钢管混凝土结构设计与施工规程》表3.1.5 规定格构式柱子长细比限值为 80，所以如下柱过高，则由于长细比的限制而导致钢管直径过大，使钢管混凝土的强度不能充分利用。
4.2 钢管混凝土柱子受压强度很高，但是受拉和受弯强度相对较差所以格构式柱子在除节点之外的部位不宜连接使柱子承受水平力的构件。
5采用钢管混凝土柱子时的注意事项
5.1 因为钢管混凝土结构一般管径较小，推荐采用泵送顶升浇灌法浇注混凝土以保证混凝土浇灌质量。应注意尽量采用骨料较小的混凝土，当采用泵送顶升浇灌法时一般为0.5~3cm，水灰比不大于 0.45，塌落度不应小于 15cm，当有穿心部件时，粗骨料粒径宜减小为 0.5~2cm。为满足塌落度的要求，应掺适量减水剂。为减少收缩量，也可掺入适量的混凝土微膨胀剂。
5.2柱肢和腹杆焊接时应避免使焊缝重合或交叉。
6需要完善的问题
6.1我国尚未制定有关钢管混凝土结构防火设计方面的规定,在某种程度上制约了该类结构的推广应用。对于已经建成的钢管混凝土结构,有的采用钢筋混凝土结构的要求外包混凝土,有的按照钢结构的要求涂防火材料(可能偏于保守造成浪费),缺乏科学性和统一性。因此,在理论研究和工程实践的基础上,应尽快编制适合我国国情的钢管混凝土结构防火规范。
6.2具有优越的抗震性能是钢管混凝土的重要特点,为合理而安全地在地震区推广这类结构,必须深入进行动力性能研究。但目前国内外对钢管混凝土的动力性能研究基本上只限于试验研究,尚没有提供可供规范使用的计算理论和设计公式;而且对钢管混凝土徐变和疲劳性能的研究大多还处在以试验研究为主,尚缺乏合理的设计方法上。
6.3实际使用的钢管往往由钢板焊接而成,焊接残余应力对钢管混凝土构件性能的影响较大,当管壁较薄时更为突出,且在施工中,内填混凝土浇筑前钢管也有相当的初应力。因此关于残余应力和初应力对结构性能的影响,仍需要深入和系统的研究。
结束语：
工程实践表明，钢管混凝土与钢结构相比，在保持自重相近和承载能力相同的条件下，可节省钢材50%，同时焊接工作量可大幅减小。因为钢管混凝土结构采用圆形钢管，外观新颖，造型美观大方。随着钢管混凝土设计与施工水平的不断提高，必将得到更大的推广。
参考文献：
[1]《钢结构设计规范》GB50017-2003.
[2]《钢管混凝土结构设计与施工规程》.
［关键词］现代工业体系;工业建筑;结构设计;优化设计
工业建筑是维持工业生产安全平稳进行的重要保障，工业建筑的结构设计对于企业来说至关重要。工业建筑结构在很大程度上决定着企业的生产、管理效率。工业建筑结构的合理性缺失必将导致企业增加生产运营成本，无法有效的利用人力物力，使企业发展陷入困境。好的工业建筑结构应该综合企业的生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等，针对企业自身的特点进行结构性优化，实现生产环节的最优化设计，从而降低企业生产运营成本，提高企业利润率。
1工业建筑结构设计
工业建筑结构设计应秉承安全性强、建设成本合理、结构质量高三个基本原则，并严格按照国家的规范标准，结合企业自身生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等进行系统化设计。首先，根据企业对建筑强度的要求，合理选择钢材型号。选用钢材必须通过国家质量检测体系的认证，确保钢结构的强度与质量。在合理选用钢材型号的同时，对钢结构进行防腐防锈处理也是保障其刚度及强度的重要措施。根据所选的钢材型号，对建筑结构进行系统的应力分析，选择对应的焊条，保证其焊缝的结构强度。同时也不能忽视结构附件的性能要求，应按照实际需求及相关规范进行选型配备。此外，还应格外注意对地基的处理，根据建筑结构进行针对性的地基处理，确保工业建筑结构的稳定性与抗震等级要求。
2工业建筑结构设计的优化
2．1工业建筑结构设计优化概念
现代工业建筑结构设计优化概念较之以往有很大不同。与传统工业建筑结构设计优化只重视建筑结构的分析、设计相比，现代工业建筑结构设计优化更加注重对生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等进行多方面多角度综合评价、分析，权衡性能、成本、结构、舒适度等多方因素，确立科学、合理的工业建筑结构设计方案。通过对工业建筑结构设计进行最大程度优化的方式，达到有效提高企业生产效率、管理效率，降低企业生产运营成本，提高企业利润率的目的。
2．2工业建筑结构设计优化中存在的问题
结构优化与建筑美学的矛盾在当前工业建筑结构设计优化过程中尤为突出。通常在结构设计中很难做到对结构强度、建筑性能、实用性与现代设计理念、建筑美学兼顾。过多关注设计理念与建筑美学的优化，会造成设计方案对结构布局、工艺流程的考虑不足，使得优化方案缺少实用性，对工业生产的提升效果不明显，很难得到企业的认可。另一个主要问题是工业建筑结构设计方案中工程造价优化与结构强度优化的矛盾。钢结构的设计除了要保障刚度、强度的同时还要做到兼顾经济合理性。如何在保证设计要求的情况下尽可能优化结构工程造价、减少钢材使用量，也是设计人员在工业建筑结构设计优化中主要考虑的问题。
3工业建筑结构设计优化的探讨
3．1建立工业建筑结构设计优化模型
科学、合理的开展工业建筑设计优化工作离不开一个好的结构设计优化模型。在工业建筑设计优化过程中，针对重点变量进行函数模型的建立，对多种结构参数进行模拟、分析。函数模型的建立与运用有助于实现设计参数的最优化，从而根据实际需要，找出最科学的优化方案。在工业建筑结构优化模型的建立中，针对工程的基础结构、屋盖系统、围护结构三个重要方面进行重点优化，对其进行选型分析、受力分析、工艺分析、造价分析等全面评价，确保优化方案的有效性。工业建筑结构设计优化模型构建的重点在于确定参数变量，根据约束性条件与结构设计的主要影响因素确定模型中的参数内容。参数内容确定后，应根据企业对工业建筑结构设计的优化目的与优化方向选定合适的函数模型，确定最终的优化方案。
3．2完善工业建筑结构设计管理体系
在工业建筑结构设计优化中，常因为缺乏指导性的优化理念与量化标准，使得结构优化方案有很大的变动性，并对设计管理与施工管理造成不利影响。为了保障工业建筑结构设计优化工作的有效进行，满足现代工业建筑结构设计优化的需要，必须完善与之相匹配的管理体系，建立专业的指导思想与量化标准。对工业建筑结构设计的优化活动进行有效的管理与评估，采取针对性措施对优化进行规范管理，根据相关标准规范与思想理念对设计人员的工作进行指导和考核，实现对工业建筑结构设计优化的质量控制。
4结语
工业建筑的结构设计是一项专业性强、内容复杂的工作，对设计人员的专业素养与综合能力都有着很高的要求。必须充分结合企业自身特点，综合考虑生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等进行多种因素，对设计方案的性能、成本、结构、舒适度、建筑美学等多方面进行科学合理的取舍，选择合适的参数变量，根据优化方向针对性选择函数模型，确立科学合理的参数内容，做出最佳的工业建筑结构设计优化方案，实现设计的最优化。
作者:李雷 单位:山东省冶金设计院股份有限公司
参考文献:
［1］姚大园．建筑结构设计优化方法及应用［J］．江西建材，2012，(03)．
伴随着社会经济突飞猛进的进步、工业建筑规模的扩展，各方面对于工业建筑有着越来越高的准求。接下来，文章从工业建筑结构类型的不同出发，按照工业建筑结构设计的基本特征与设计准则，针对工业建筑结构设计的复杂性及安全性进行论述。望能够对同行业有一定的参考价值。
【关键词】
工业建筑；结构设计；复杂性；安全性
伴随着我国国民经济的发展、人们日常生活水准的显著提升，我国工业建筑规模处在持续扩展的一种状态之中。而在整个工业建筑结构中，以钢结构、钢筋混凝土结构两种主要的形式。本文从工业建筑结构设计的特征入手，对自己日常工作经验进行了相关总结，针对工业建筑结构设计的复杂性及安全性进行浅述。
1工业建筑结构类型的选择
工业建筑结构设计当中，建筑物在面对生产容量与生产设备改变的情况下要非常便捷的产生相应的变化，并且，工业建筑物、建筑设备的使用时间要达到一定的保证，建筑结构设计要与工业建筑投资预算准求相吻合。工业建筑结构设计过程当中，确保选择科学合理的建筑结构类型非常关键。（1）工业建筑结构设计过程当中，通常会选择Q345-B和Q235-B钢的受力构件，选择Q235-A钢的栏杆、平台板，选择Q345-C和Q235-C钢的吊车梁，这样才能够促使使用的建筑材料在力学功能、化学成分上达到国家规定的标准。（2）钢结构应力与变形掌控准求。其中，钢梁应力需达到强度设计数值的90%，钢柱应力需达到强度设计数值的95%，钢构件变形需与变形容许值相符。通常会选择焊接H型钢在钢柱、钢梁当中，檩条加槽钢使用的是墙皮檩条进行组合的，其他的檩条选用的则是卷边槽形冷弯薄壁型钢，在对墙皮檩条进行计算的过程当中是不需要对阵风系统加以考虑的。（3）钢筋混凝土结构与钢结构为我国广泛使用的建筑结构。其中，钢筋混凝土结构施工起来非常的方便，建筑材料是非常容易得到的，预制及施工现场浇筑非常便捷，具备显著的耐火耐腐蚀性特征，并且有着非常广泛的建筑适应范围；钢结构使用工业体建筑，可促使建筑成本得到显著的降低，并且可有效减短施工工期，但是在钢结构设计使用过程当中，防火、防腐蚀设计是需要加以特别关注的一个方面，大空间、振动大或大跨度的生产建筑中经常会看到钢结构设计的身影。
2工业建筑结构设计数据分析
工业建筑结构设计的过程当中，要坚持：经济安全为基本准则，最大限度上确保建筑质量。要严格遵循国家具体的规章制度，及相关设计标准、工业建筑结构设计准求开展系统性的科学设计。一般，工业建筑结构设计数据主要包含以下几方面的内容：地震设防烈度、设计地震分组、地下水位、场地土类别、最高温度和最低温度、基本雪压等等。需要特别指出的问题是，工业建筑结构抗震设计的过程当中，工业建筑结构设计需严格的遵循既定规章制度，这样才能够保证建筑抗震结构设计满足基本的工程准求。
3满足工业建筑工程生产工艺需求
在挑选建筑结构类型上要确保其能够达到基本的建筑生产方式及运输工具实际准求，结构设计工作当中要做好建筑的防腐性能设计，确保整个工业建筑物具备良好的防腐蚀功效。在生产流程结构设计中要处理好生产工程与施工工序二者间的互相影响。工业建筑结构设计作业当中，排风通道的设计是非常重要的一个方面，特别是在生产有粉尘的车间、能够散发一定热量的加工厂房当中，通风问题是非常关键的，并且需要注意进行隔声带的科学合理设计，这样才能够确保整个企业的日常生产不会受到任何外来因素的影响。
4基础地基处理
针对关键工业建筑物及构筑物地基进行处理的过程当中，需要综合施工场地的具体状况来挑选最为适合的基础地基处理方案。譬如：地基处理桩、钻孔灌注桩、预应力混凝土管桩等。桩基设计的过程中，需把单桩承载性能进行科学的有效掌控，通常在单桩承载性能特征数值的80%以内。在新建建筑物或与固有的建筑间距离较近的情况下，需挑选最佳的桩型，避免桩基施工作业中对固有建筑物带来其他的不利影响。针对次要建筑物或构筑物地基处理的过程当中，像电缆沟、室外水沟或者钢梯等可挑选浅土层来作为建筑基础的持力层，原土一定要进行务实处理，超挖分层的情况下可更换适合的砂夹石，同时进行压实处理。
5空间的科学合理性布置
工业建筑结构设计作业当中，需做好总平面的科学性布置，按照实际的生产流程与生产工艺，需要将建筑物的选址、分区加以明确化，特别是要分布好运输管道与管道相互间的关系，并且需要布置好一定的公用设备。生产空间中要划分行政管理用房、生产辅助用房、配置完善的公用设施。对于生产区的保管要搞好生产区域的划分工作，安排相应的公用设备，这样的话企业各项工作才能够顺利的进行下去。可是受到某些生产行业特殊性的影响，譬如包含了一些对人体发育有害的腐蚀性因素的建筑，这些工业建筑是不可以在生活区的，以免给其他的健康人群带来巨大的危害。
6防腐蚀设计
目前，在不少的工业建筑结构设计中会使用到盐酸盐类别的侵蚀性溶液，这一类溶液的使用会给生产空间内的空气、水资源、土壤中带来巨大的侵蚀性物质，致使整个工业建筑物形成一定的腐蚀，所以，工业建筑结构设计上要注意做好防腐蚀设计。工业建筑结构设计过程当中，针对具有腐蚀性能的生产厂房要进行统一设计，把这些腐蚀性厂房以垂直的方向布置在水流的下风向，进行排水明沟的科学设置，保证排队坡度的充分。工业建筑空间分布、建筑材料的选择及建筑结构设计过程当中，要采取对应性的防腐蚀措施，建筑结构设计上可采用敞开式或半敞开式，这样促使建筑具备很好的通风性能，在根本上降低建筑腐蚀问题发生的可能性。工业建筑基础方面，要想防止生产过程中侵蚀性溶液渗透在地下形成一定的腐蚀，需要提前做好排水设施的科学设置，挑选适合的基础性材料，加强混凝土钢筋保护层，对基础外表做好充分的防腐准备。
7结语
伴随着社会经济突飞猛进的发展、先进科学技术的不断研发，人类对工业建筑的要求呈现出不断上升的趋势。工业建筑结构设计过程当中，要站从建筑结构的复杂性及安全性入手，严格遵循基本的工业建筑结构设计准则，对其进行优化性设计，确保整个工业建筑结构设计能够达到工业的实际生产准求，从而全面推进我国工业建筑水平得到最大限度上的提高。
参考文献：
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[2]冯超.对我国现代工业建筑结构设计中几个问题的探讨[J].黑龙江科技信息，2012(03):218～218.
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[4]何俊奎,郭义峰,张继月等.浅谈工业建筑结构设计中应注意的一些问题[J].四川建材,2007,33(05):219～220.
（一）毕业设计任务指导书设计任务书应明确设计题目、设计条件、设计内容、设计范围和深度。如不需做抗震抗风等设计须加以说明。为了更好地控制毕业设计进度和质量，指导老师应配套设计任务书编写毕业设计指导书。设计指导书可在设计依据、结构受力体系、结构选型、主要技术参数、抗震设防标准、计算原则、计算方法、电算程序选择、电算结果分析、设计进度、图纸编排及计算书的编排格式等方面提出指导意见。毕业设计在本环节的问题：设计任务书是不明确的，不完整的：例如，有的毕业设计位于地震区，却没有考虑地震作用，设计任务书也未明确是否可以免做抗震设计；是否做基础和楼梯设计，做的深度是什么？有的设计任务书要求设计内容广，深度深，但由于时间限制，学生最后的成果里并没有达到要求，致使设计不满足任务书要求，导致扣分。所以教师在编写设计任务书时，考虑学生能否完成，工作量一定规定在学生能够完成的范围内。
（二）以当前规范为设计依据结构设计的依据是国家、行业、地方和单位现行的各种标准、规范、规程、规定和措施，毕业设计的依据也是现行规范，不是参考书或教科书。规范是工程实践经验、理论分析和实验研究的结果，和一个国家的经济实力和技术水平相结合。对于设计师而言：规范就是法律，作为一名结构设计师首先要加强学习和理解规范，适应规范的更新和修订，其次要在结构设计工作中认真贯彻执行。这里特别提醒注意两点：一是规范的规定是结构或构件的最低要求，实际工程设计时并非一定要采用最低要求。二是规范的强制条文必须遵守，必须严格执行，是不得超越和突破的红线。毕业设计在本环节容易出的问题是：设计依据中的规范采用的是废止版本而非现行规范。特别是最近两年规范更新中，很多同学的设计依据新旧规范都有。另外，设计依据中含大量教科书和参考书，教科书，参考书只能是设计参考资料，而非设计依据。
（三）重视抗震设计⒈抗震设计是结构设计质量的关键环节，也是毕业设计的重点内容。按《建筑抗震设计规范》1．0．2条“抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计”［2］。如果毕业设计任务书地点为抗震地区，任务书就应明确是否可以不进行抗震设计，指导教师也应在设计指导书中帮助学生确定与抗震设防有关的标准（设防烈度）及技术参数（场地类别等），特别是对于钢筋混凝土结构，还要根据有关规范确定框架和剪力墙的抗震等级（一、二、三或四级）。毕业设计中在本环节容易出的问题是：随意提高或降低抗震设防烈度。有的毕业设计任务书中是7度，学生的计算书却为8度，或降为6度，都是不对的。建筑抗震设防类别没有按分类标准划分。容易混淆的是：教育建筑中，幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂，抗震设防类别应不低于重点设防类（乙类）。一般的三甲医院的病房楼定为特殊设防类（甲类）。在有抗震要求的混凝土框架结构中，有的毕业设计不验算框架柱的轴压比，而截面轴压比验算对抗震是非常重要的，轴压比超限是抗震规范不允许的。抗震设计截面相对受压高度的要求与非抗震不同。抗震时构件的各项构造要求不同于非抗震设计，应严格遵守。
（四）关于结构设计说明结构设计总说明通常是结构施工图的首页。要保持设计说明与设计任务书、设计计算书及设计图纸保持一致性。结构设计总说明是对外提供给建设单位，为施工图审查及施工单位施工使用的设计产品。毕业设计在本环节容易出的问题是：很多同学不重视编写结构设计总说明，有的毕业设计漏掉了结构设计总说明这一项而被扣分；有的毕业设计虽然有结构设计总说明，但其内容与本工程根本无关。同学之间相互借鉴，拷贝，忽略了设计说明条款是否都符合自己的设计内容。比如，明明做的框架结构，设计总说明中却出现了剪力墙的构造要求……等等。
注重结构教育的总体方法重视结构的概念设计
结构专业学生是通过学习结构基本构件的计算来学习工程知识，这种学习的模式让他们擅长解决明确交给他们的确定的的问题，而常常不能分析整体结构形式。这与我们在工程设计时的模式是相反的，在结构设计开始时，希望形成和处理总体方案，着眼于主要结构体系，而不是构件和细部构造。毕业设计的初始阶段，教师应对学生强调结构的概念设计，基本思路集中在对抗震有利的结构主体系，而不是细节。但由于学习的过程是专门化的学习，很难有总体的思考，指导教师应引导学生结合学习过的建筑力学，建筑结构设计等知识对自己的结构方案进行内力分析，并进行组内讨论，每个学生都应说出自己方案在内力分布上的优点，［3］通过这样的讨论分析，使学生重温学过的知识，并达到更高的层次，形成明确的结构概念，培养学生将专门化的知识用于总体设计思路的能力。本环节问题：在布置柱网时要结合力学分析，使结构各构件受力均匀合理，各构件材料强度均能充分利用，学生往往在设计时忽略这点。如下图例，同样的办公楼建筑设计，因为不同的结构柱网布置，得到不同的内力分布图。
关于手算与电算
毕业设计以手算为主要目的。计算机只是辅助设计。通过对主体结构和构件的计算来检查学生对基础理论（如结构力学）和专业知识（如混凝土结构，抗震设计，钢结构）的掌握程度。手算可以积累设计计算的感性认识，积累数据，练好手算将受益一生．。由于目前软件种类繁多（PKPM，广厦等），不同的软件往往会导致不同的计算结果。因此应对程序的适用范围、技术条件等充分的了解。任何一种软件的计算结果都是在一定假设条件下得到的，与实际工程都有一定误差，不能够完全依赖软件计算结果。因此要求一个结构工程师在拿到电算结果时应慎重校核、认真分析，做出合理判断。优秀设计成果要求应该有“主体结构地震反应分析的计算结果（如总信息、侧移等），同时附有主体结构电算结果的抗震分析报告”，目的是为了提高学生的计算机和对计算机结果的分析能力毕业设计中在本环节容易出的问题是：采用的电算软件，未注明程序的名称、版本及编制单位。指导老师应告诉学生总信息中参数的物理意义，及如何调整。总信息中的参数普遍存在填写错误，建议指导老师将程序的用户手册及技术条件中填写说明复印给学生。
关于图纸
图纸是工程师的语言。毕业设计应明确要求“结构设计部分以手绘为主。手工制图是对优秀毕业生基本技能的要求，毕业设计手绘图纸让学生在就业前有一个基本训练的机会，从而培养学生良好的制图能力，良好的空间概念和完善的构造要求，以及为施工服务的意识，所以结构设计应以手绘为主。本环节的问题是学生要熟悉制图规范和构造要求。
结语
关键词：结构设计 质量管理 过程理念
中图分类号：TB482文献标识码： A
在建筑工程领域中，建筑结构设计是极其重要的一个环节，它不同于其它专业设计，它的设计质量直接影响着工程周期、成本节约，可以说是一个工程中重要的生命线。对业主而言，在同行业中是视时间和成本为金钱的，有效地缩短工程周期和节约成本就意味着在市场中能取得先机，立于不败之地，获取更大的效益，业主对设计单位的要求就是如此。可以说能做到业主满意、以业主为服务中心就会增强设计单位的同行业竞争力。针对建筑结构设计全面质量管理，设计单位可采取如下过程管理方法，其中设计单位结构总工程师是建筑结构设计全面质量管理的总负责人，组织实施全面质量管理。
一、建筑结构设计管理的理念
质量是产品的生命，没有好的质量，产品就没有市场，只有高质量的产品，在市场上才有竞争力，建筑设计也是同样如此。只有在建筑设计质量的优化管理上做文章，才能产出高质量的建筑设计成品。建筑设计，在某种意义上讲可等同于建筑产品，它是艺术创作与科学技术的结合体。它不能用工业化、工厂化、程序化的过程进行生产，对于不同使用功能、性质的建筑从内容到外表形态是不同的。
建筑设计质量的优劣，确切地说是一个目标范围的界定，建筑规范、规程和标准是建筑设计合格的下限。建筑设计精品是在设计运行过程中优化取舍，完善完美。因此，设计质量的优化管理是十分值得重视的。
建筑设计质量的优化管理，就在于强化、强调了设计的“全过程管理”，这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终，由部分到整体、由管理点到强化点，由方案到施工图，这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。
二、设计前期质量管理
1、根据业主要求设计单位组建设计项目组，安排结构设计各阶段的设计人员、校对人员、专业负责人、审核人员并安排相应的完成时间，形成设计进度计划表。
2、在签定设计合同时由设计人员了解业主对该项目的明确要求和隐含要求，向业主指定的业主代表收集设计资料，包括委托书、立项文件、地质勘察报告、环评报告、规划总平等等，同时对提供的资料要由业主代表签字确认。
3、针对建筑工程的不同类型，由专业负责人对设计和校对人员进行事先指导，形成事先指导表。同时专业负责人应起草本设计项目结构设计统一措施，经结构总工程师批准后，结构人员保证人手一份使用。设计项目结构设计统一措施可按以下选择a．工程地质勘察要求，b.结构设计制图标准，c.结构设计统一措施，d.多层（砖混、框架等）民用建筑结构设计统一措施，e.高层（框架、框架剪力墙，剪力墙等）民用建筑结构设计统一措施等。
三、设计过程质量管理
1、在方案设计、初步设计、施工图设计中设计人员应严格执行结构设计统一措施，如有异议应及时向专业负责人提出，由专业负责人和总工程师确定最终标准，而不能一意孤行，违反全面质量管理，影响设计进度。
2、建筑各专业在各阶段设计过程中应互提设计基础资料，形成配合资料互提单表，以此表来约束各专业人员的设计责任行为。结构设计人员应做到主动与建筑各专业沟通，做到设计严谨、不遗漏。
3、在初步设计结束后施工图设计过程中可根据工作情况，由各级负责人进行设计中间工作检查，形成中间检查表。各级负责人应做到主动及时发现问题及时解决问题，以免设计校对、审核时改动过大，影响设计进度。
4、设计人员应严格执行设计进度，如遇特殊情况不能在安排时间内完成，应及时把情况向专业负责人说明，由专业负责人另行安排设计人员协助工作，保证工作按时完成。在各阶段设计结束后进行设计校对、审核，并形成校对记录表、审核记录表。对校对过程中出现的问题，设计人员可以有自己的思路原则，说明理由经总工程师审核确认后，可以不修改，否则都应进行修改，而不能弄虚作假不修改。
5、最后设计图纸要进行图纸会签、加盖印章、晒图、打印、包装、交付、备份设计电子文件等工作，属于设计人员完成的要及时履行责任完成，不要影响下一步全面质量管理工作的进行。设计人员应按照本设计单位结构专业计算书的要求完成本专业计算书。
四、设计后期质量管理
1、根据建筑设计审图中心提出的意见及时进行修改，设计人员如遇不理解之处，要主动早与审图人员沟通修改，并按审图中心的要求提供修改后的设计文件，争取早日通过，交付业主使用。
2、按照业主的要求进行技术交底，形成工程设计会审记录表，做好业主与施工单位的沟通桥梁作用。
3、对施工过程中提出的问题如果涉及设计变更，要及时做好设计变更，按照本设计单位的相关要求处理后形成设计变更通知书表交付施工单位使用。施工过程中出现的一般问题要及时处理，不拖沓，形成现场服务记录表。
4、在施工过程各部位验收中，设计人员要虚心向业主和施工单位收集设计质量信息反馈，并且从中要吸取教训，形成质量信息反馈单表。
5、主体工程验收后，设计人员要对整个设计过程文本、底图、表格等资料存档保管并做好设计文件记录。
按照以上对建筑结构设计全面质量管理的阐述，可以形成以下组织结构表进行归纳：
从上面组织结构表可以看出，用一些规范的表格和文本是进行建筑结构设计全面质量管理的关键，这种过程可以是一目了然的，在执行时会很有条理，容易让人接受并执行。同时我们看到建筑结构设计全面质量管理很好地把握了全面质量管理八项原则，即以顾客为中心、领导作用、全员参与、过程方法、管理的系统方法、持续改进、基于事实的决策方法、互利的供方关系。
总之，建筑设计的质量管理，就在于强化、强调了设计的“全过程管理”，这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终，由部分到整体、由管理点到强化点，由方案到施工图，这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。
参考文献:
1.孔雅莎,《建筑结构设计杂谈》[J].建筑结构,2006(3)
