结构设计研究范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的5篇结构设计研究范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

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抗震结构设计就是通过结构的设计安排，能够预防一定地震级别对建筑物的摧残，而人防结构设计的目的主要是为了保护常规武器或者核武器进攻之下的震动对群众带来的人身安全。从根本上说二者的建筑施工都是以减少震动危害为目的的，因此具有一定程度的相同点，同时由于二者所承受的震动性质不一致，因此实际的施工设计手段也存在差异。下面对其进行简单的介绍：

1 建筑工程人防结构设计与抗震结构设计的内容

1.1 建设工程人防结构设计

人防建筑结构在建筑施工之前需要进行系统的结构设计，结构设计必须进行科学的数据分析和实地勘探考察，设计质量与施工质量二者有明显的关系。科学的结构设计能够产生相应的人防效果，在战争时期和和平时期都能够对群众的生命财产起到保护作用。从目前的施工建设经验分析，主要存在的人防结构设计手段有掘开式人防工程和暗挖式人防工程两种，其中掘开式人防工程又包括单建式人防工程和附建式人防工程，而暗挖式人防工程则包括坑道式和地道式两种。

1.2 建设工程抗震结构设计

虽然我国的地震发生概率比较小，地震带来的危害较之地震频发国家来说相对较小，但是为了保证建筑物使用质量，确保用户的人身财产安全，减少地震发生时的重大人身伤亡，进行必要的抗震结构设计也是必不可少的，尤其是对于地震发生概率比较高的省份来说，更应该成为建设施工的重点。现有的建设施工安全文件规定安全性指标是指建筑工程结构在正常地设计、施工和使用条件之下，能够承受在施工与使用情况下出现的各种荷载或变形，特殊情况下发生的偶然荷载或突发事件要保证在发生事件前后结构的稳定性能不变。而适应性指标主要是指在建筑结构正常使用的情况下能够在规定使用期限内其结构不产生变形、裂缝和振动等。

2 建筑工程人防结构设计与抗震结构设计的对比分析

2.1 设计原则的对比

从理论上分析，无论是人防结构还是抗震结构都是以提高抗震动带来的危害为基础，他们的施工特点都是提高建筑物的抗震动能力，保证在遭受到重大震动时建筑物能够最大程度的保持完好，从这一方面来说，二者都遵循“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等基本设计原则。此外，二者的结构设计理念都尊重整体建筑的协调性和合作性。以往的建设施工实践表明，即使整体的建构设计都符合基本的承受系数标准，但是只要存在一个环节甚至是一个小结构的弱承受能力，在地震等灾害发生时，该小的薄弱环节就成为灾难发生的源泉，这一点与工程力学上所讲的应力集中现象类似。按照物力学力的基本原理，我们发现建筑结构的内部各个组成部分具有一定的收缩系数标准，换句话说，施工人员可以通过提高建筑内部的动能运动和吸收能力，来减少外部受到的动能威胁，从而降低外部震动带来的建筑物严重破坏，或者降低危害系数。基于这一理论，建筑施工人员可以从动能力量俄转换角度出发，进行设计施工。例如可以充分地利用结构受弯构件或大偏心受压构件的变形吸收动荷载的能量，通过缓冲作用减轻各个构件支座截面的抗剪负担和受力柱的抗压负担，以确保建筑结构在完全曲屈服前不再出现另外的剪切力破坏，在屈服后还具有足够的延性以保证构件形成最终的塑性破坏，从而达到提高建筑结构整体承载力的目的。

2.2 设计方法的对比

从物理学角度分析，人防结构设计主要是提高力的承受能力，因此，它的设计方法也是从物理学应用实际出发，现行主要的设计方法是采取等效静荷载的办法展开设计分析工作。由于建筑抗震结构设计是基于拟建工程结构在施工或使用的条件下的设计过程，建筑结构构件在各种动荷载的综合作用下，结构构件振型与相应静荷载作用下挠曲线非常相似，而且在动荷载的作用下建筑结构构件的破坏规律与相应的静荷载作用下的破坏规律也相似，因此在动力分析过程中，可以通过将建筑结构构件进一步简化为一种单自由度体系，查表可得相应的动力系数，以动力系数与动荷载峰值相乘得到等效静荷载。这样一来，建筑结构构件相当于在等效静荷载的作用下，而其各项内力就是在各种动荷载作用下的内力最大值。此外，提高人防结构的质量，不仅要选用科学的设计方案，还需要选用具有一定承受力和荷载力的高效建筑结构材料，现在施工单位为了提高原有建筑材料的使用效果，通常在建筑材料内加入材料强度综合调整系数予以调整修正，最后通过建筑结构构件在综合动荷载作用下的变形极限允许延性比加以控制，按照允许延性比进行弹塑性能的验算得到最终的设计结果。

由于地震灾害的破坏力大，而且地震灾害具有不可预测的性质，因此对于地震灾害的预防工作，在建筑施工过程中难度系数非常高。现有的抗震结构设计理念基本可以概括为，抗震建筑物能够在较低级别的地震灾害中确保质量安全，不发生破坏，而在相对高的地震灾害发生时，出现细微的破坏性，但是可以通过后期的修补和维护继续居住，在较高级别的地震灾害发生时，建筑物能够保证不坍塌，内部居住居民可以安全撤离，减少地震发生时的破坏力，但是建筑物无法进行二次使用，需要在灾后进行重建。这种设计理念与人防结构设计之间存在差异性，人防结构设计的方法一般先取小震地震动参数计算结构弹性下的地震作用效应进行相关的结构构件截面承载力的验算，然后是对大震下的结构弹塑性变形力验算完成“二阶段”设计要求，最后通过应用工程结构概念设计和抗震构成措施来完成“大震不倒”的第三水准设计要求。

2.3 荷载作用方式的对比

人防结构设计与抗震结构设计二者在荷载作用方式方面的相同点在于都为偶然动荷载，设计时均可以以具有一次作用效果考虑，而主要的不同点在于防震结构的荷载作用方式是由于地震事件造成地面运动而引起的动态惯性作用力，是间接的。人防结构所承受的动荷载主要是外部动能量直接作用于人防结构的附属构件，而人防结构内部构件只是间接的承受附属构件以及建筑上部结构的荷载作用。人防结构所承受荷载是在短时间内迅速爆发出来的，由于时间短，能量大，所以表现的破坏力也就相对较大，而且会随着时间的不断延长而逐渐消耗。在人防动荷载的作用下，材料的力学性能与在静荷载作用下相比，材料的力学性质发生了比较明显的变化，主要的表现是材料在快速加载作用过程中各种材料强度的提高和结构构件承载能力可靠性指标的变化。

总之，从目前的建筑施工现状调查数据分析，我国的建筑设计越来越重视人防结构和抗震结构的设计质量，尤其是在遭受到两次重大地震和如今国际局势的影响之下，用户对二者施工的质量要求也相对提高。笔者依据多年的建筑施工经验和理论知识认为，人防结构设计与抗震结构设计在某些方面存在共同点，同时也存在差异，设计人员可以取长补短，通过优势互补，提高建筑物的使用质量和使用年限，推动我国建筑行业快速发展。

参考文献

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中图分类号：TU23 文献标识码：A

正因为建筑结构设计的重要性，所以需要专门的人员根据建筑结构设计规范进行设计，但是在一些单位中大部分的人员都对结构设计法规的内容不是很了解，所以经常在设计过程中出现问题，不仅影响到了建筑施工的质量也增加了建筑公司不必要的一些成本。所以我们必须认真的理解建筑结构设计规范的内容，保证建筑结构设计的质量，进而提高工程的整体质量。

1 结构材料选择

1.1 混凝土结构设计规范

建筑工程中少不了混凝土的设计，而在建筑结构设计规范中则对于混凝土强度等级设计中存在一定的争议，具体表现在两个方面：

1.1.1 规范4.1.2条规定：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15。与此条相呼应在4.1.3条和4.1.4条中不再列入了C10混凝土的强度标准值、设计值。这里存在一个对上述规范条文的正确理解与应用的问题，这就是作为基础垫层的素混凝土是否可以采用C10混凝土，是否也必须采用C15混凝土。对这一问题存在很广泛的争议。在某些工程中对基础垫层的混凝土采用C10后，不仅有的监理公司的监理人员对此置疑，甚至有的图纸审查人员也表示反对，都认为这违反了规范的要求，要求改正为C15。混凝土垫层采用C10等级的混凝土，如改为C15级混凝土没有必要而且增加造价造成经济上的浪费。分歧的原因是置疑的人员没有正确理解规范的条文，因为规范的4.1.2条是指钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15，而作为垫层的混凝土是素混凝土不属于钢筋混凝土，垫层混凝土的作用是保护地基土在施工中不扰动，同时为基础的施工创造有利的工作条件，C10混凝土完全可以达到。

1.1.2 有关于混凝土结构不同强度等级的轴心抗压强度设计值在建筑结构设计规范中都有明确的规定，但是值得注意的在规定当中包含着一个小字的注释，这也是建筑结构设计人员容易忽略的地方，主要内容是当轴心受压的截面长边小于300mm时，就需要把表中的混凝土强度设计值乘以0.8。设计人员一旦忽视了这方面，当构件的截面尺寸很小的时候，就会使导致混凝土结构设计的强度大大的降低了。

1.2 砌体结构设计规范(GB 50003-2001)

在建筑结构设计规范中有关于砌体结构设计的规定，这规定当中最容易被设计人员忽视的地方就是结构才来哦的选择，特别是对于地面以下及防潮层以下的砌体所需要的材料规定了最低的强度等级，这样就是为了保证建筑结构的耐久性。例如，有关于地基中的砌体，其砖的强度的标准不得少于MU15，但是根据调查显示，大部分的建筑设计人员往往采用MU10砖作为砌体的使用材料。这不仅是违反国家的建筑法规，也导致建筑结构质量难以保证。这一规范不仅是针对于地基材料的选择，也包括了建筑中潮湿房间材料的选择。

2 结构构造要求

2.1 砌体结构伸缩缝的最大间距

通常情况下，在进行建筑结构设计时，设计人员应该考虑到房屋在正常使用的前提下，因为外界的温差影响或者是由于砌体干缩导致墙体出现竖向的裂缝，所以需要设计砌体结构伸缩缝的最大间距，在新的建筑结构设计规范中对这一问题进行明确的规定，不同的建筑结构的伸缩缝的设定也是不同的，对于房屋长度为四十米至五十米的房屋，建筑人员就没有设置伸缩缝，这就导致有些房屋出现了温度裂缝。分析其主要原因为建筑结构的设计人员没有对规定进行透彻的理解。对于烧结的普通砖可以直接采用规范中的设定范围，但是当前情况下大多数采用的都是混凝土的墙体结构，这就要考虑混凝土自身的伸缩性，所以应该用规范中设定的值乘以系数0.8的环境；对于伸缩缝的影响也应该被考虑，特别是在昼夜温差比较大的地区，伸缩缝的设置应该稍微小一些，其最大间距的设置页应该适当的减小；使用烧结普通砖的房屋，伸缩缝的最大间距值应该为45m；使用混凝土墙面的房屋，伸缩缝的最大间距值为35m。在保证房屋的伸缩缝的最大间距值符合标准之后再相应的采取一些辅助措施，这样就有效减少了温度裂缝的产生。

2.2 混凝土结构中钢筋的混凝土保护层厚度

在国家新颁布的建筑结构设计中关于混凝土结构设计更加的重视混凝土的耐久性，一般来说，要想增加混凝土结构的耐久程度就必须增加混凝土保护层的厚度，这也是为什么在新规定中增加了混凝土结构保护层厚度的原因了。在新规范中混凝土保护层的厚度为30mm。但是根据工程的具体需要，保护层的厚度也是不同的，例如工程的基础施工，由于混凝土会和水接触的比较，密切，这就有可能减小混凝土结构的耐久性，所以规范中就增加了这部分的混凝土保护层的厚度。但是有些设计人员却没有考虑到这一点，不同部位的厚度都一样，这就使建筑结构的耐久性减弱，导致混凝土整体结构的质量下降。

3 结构荷载取值

3.1 屋面可变荷载的取值和分布

在进行屋面设计时应该考虑屋面可变荷载的取值问题。不仅要考虑屋面全跨布置可变荷载所产生的内力，也要考虑半跨布置可变荷载对于结构的影响。在进行计算时应该考虑半跨布置可变荷载，根据工程的情况考虑最不利的情况，并按照这一情况进行设计。针对于屋架的屋面可变荷载的取值应该更加的小心，因为这方面的布局对于结构内力的要求是十分苛刻的。通过对于建筑结构整体荷载有影响的各个部位的荷载取值的考虑，来保证屋面结构的整体安全性。

3.2 基础设计时的荷载取值

在建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)中第3.0.4条明确做出了以下规定：计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的永久值组合，不应计入风荷载和地震作用。计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，分项系数均为1.0。按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。在设计实践中上述的各方面经常有设计人员没有正确执行。

3.2.1 计算地基变形时将荷载取值错误地取为荷载设计值而不是荷载的准永久组合值。由于荷载的设计值大约为荷载准永久组合值的1.4～1.6倍，因此这一错误取值造成的影响更多，常常使原本地基变形不超过限值，错误的判断为地基的变形不满足设计要求。错误地将基础加深或将基础的底面积扩大，造成很大的浪费。

3.2.2 在确定基础底面积或确定桩数时，荷载取值错误地取为荷载的设计值而不是荷载的标准值，由于荷载的设计值大约为荷载标准值的1.25倍左右。因此这一错误将导致约20％的浪费，对整栋建筑而言，这一浪费是相当大的。

结语

综上所述，建筑结构设计是建筑结构工程中比较重要的环节，在设计的过程中必须遵守国家关于建筑结构设计的相关法规，提高设计人员的专业素质，并引进国外的先进技术，增加建筑结构设计投入，提高建筑结构设计的质量。

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中图分类号：U662 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0069-01

前言

在基于安全的情况下，如何快速设计出优秀的船体结构并且实现快速修改，是船舶设计师梦寐以求的目标，针对这个目标的制定，设计师们提出了船体结构的快速设计方案，将知识工程原理和参数化技术相结合，对船体结构的设计做出了研究和分析。

1 船体结构设计中的主要内容

解决船体结构的形式、构构件的尺度和连接的设计问题，使得船体结构具有良好的经济性能和十分有益的强度。船体结构的设计质量的好坏主要从船体结构设计中的安全性和整体性以及经济性等方面来分析。

1.1 船体结构的整体性

船体结构的设计是一个十分复杂的水上工程项目，各种设备和仪器以及结构的布置都和船体结构的设计紧密相关，所以船体结构的设计必须满足船体自身的性能、设备、电气和通风等功能的要求，确保船只的工作性能在各方面都能协调配合、具备良好的工作性能。

1.2 船体结构的安全性

安全问题在任何领域领域都是最重要的问题，船体结构设计应该保证船体结构不会受到各种外力的作用下，具备一定的强度和稳定，不会因为构件强度不足出现失去平衡从而导致结构损坏的情况发生，同时船体结构还必须具有十分良好的防震性能，使其在各种激荡力的作用下，都不会产生较大的振动。

1.3 船体结构的经济性

船体结构在设计的过程中在考虑结构强度和构件的腐蚀和使用以及维修之后，还要力求减少结构的重量和成本的投入，船体结构材料在保障安全性的前提下要适当的选择，使得船体结构本身就具有良好的经济性能。

2 采用先进设计工艺对船体结构进行分层优化

船体结构生产人员，还需要对轮船的主尺度、静水力性能、船舶参数和螺旋桨敞水性能进行控制优化，严格生产环节中的船只性能测试，发现不良问题应该及时采取生产维修措施。根据船底板、内底板、三层甲板、二层甲板到主甲板区域的设计顺序，对船体结构进行设计。对于船体板的设计方式，技术人员可以采用分割设计的方法，确保船体的底部防撞性能提高。

使用双层船体结构，不仅可以显著提高船体结构的稳定性，还能够使用双层底部储存更多的油料。船体设计一般都是由多根较差构件和很多主向梁组成的板架，对于横骨架式的板架结构，使用主向梁（实肋板）作为肋板间距范围内的承重材料。保证船体架构的较差构架只需要承受节点反力。对于纵骨架式板架设计来说，可以通过提高底部结构的载荷效果的方法，利用纵骨传给实肋板，保证交叉构建也只需要承受节点反力。对于舱长很短的船底板架设计（例如舱长与板架计算宽度之间的比值小于 0.8 时），为了更好地确定这种板架中板材的弯曲应力，可以将中板材当做单跨梁进行单独处理。

3 船体结构的优化设计

3.1 船体尺寸的优化设计

尺寸优化是用来修改船体内部各单元之间的基本属性，例如厚度和横截面以及刚度等。某些结构单元的个属性之间可能彼此相关联，例如惯性距、梁的更界面和截面几何等。因此在优化过程中各单元的属性并不一定作为设计变量来进行计算。对船体结构设计分析的问题大多数都将问题归纳与对船体尺寸的设计中，船体结构游蛇设计中尺寸是十分重要的组成部分。例如利用商业软件来对小水线面的双体船结构进行尺寸优化，或者在船体坐墩墩上布局进行尺寸优化，利用分级优化的分式来进行计算。

3.2 船体形状的优化设计

结构形状的优化设计是通过选择描述边界形状的若干参数来作为设计变量，通过特殊的方式来改变这些参数值使其能够确定其本身的形态结构来完成的。在船体的结构设计中，部分部件的边界位置容易因为承受载荷而产生应力集中造成疲劳或者断裂破坏的，造成船体结构的损伤，所以在船体结构的优化设计r要通过寻求良好的边界形状来改变应力的分布。

4 船体结构的设计方法

船舶自身的造价高昂、使用期限长、工作环境十分恶劣。在其使用期间会遇到多种事故，这些事故本身就会对船舶的结构产生各种恶劣的影响，甚至会导致整个船体结构失去工作能力，造成很大的经济损失，降低社会效益，目前船体结构的设计方法主要分为确定性设计法和结构可靠性分析法。

4.1 确定性设计法

船体结构的确定性设计法又可以分为两类，第一类是规范设计法，即根据船体主尺度和结构形式，以及各种营运和施工要求，按照船级社制定的船体建造规范的相关规定来决定构件的布置和尺度的，最后再进行总强度和局部强度的审查，同时还要对结构的稳定性和安全性进行检查，一旦发生任何不足植株，则在原设计方案上进行修改之后在进行局部的加强，指导达到相应的目标。第二类是直接计算法，直接计算法是根据船型和构件布置的不同，来通过规范不可能罗列的全部特征来进行设计的，所以要求设计师具有结构力学的知识，可以按照各种构件和受力情况，直接进行强度的计算。使得船体结构本身就具备良好的力学合理性，而且可以预先选择目标函数，进行优化设计。

4.2 结构可靠性分析法

在船体结构强度的确定性设计方式中，将有关参数都设置为定值。所采用的安全系数都表现为强度的储备，使得人们对结构已经产生了固定的印象，认为结构是绝对安全不会被破坏的，然后，所有船体结构不论哪种船型或者结构形式，都是通过空间的板梁组合结构来完成的，这样的话，当船体结构中的一个构件失去效果之后，内力重新分配。整个结构还能继续工作，只有当相当数量的构建都失效之后，整个构建才会失去效果。这就促使人们去研究船体中某些构件结构被破坏的原因，和损坏后对船体的影响，这样才能形成某种采用概率法对结构进行可靠性的分析和计算。结构可靠性是指结构在规定的时间内和条件下完成预定功能的概率，即达到结构的功能极限状态就可以认定为结构实效，目前我国所采用的是基于概率论的结构可靠性全概率的分析法，还存在很大的局限性。近年来。结构系统风险的评估和决策建议在海洋工程领域以及船舶的应用中正逐步推广，世界上主要的船级都已经制定了合理规范的风险评估方法和文件。

5 结束语

船体结构设计主要是在满足船舶总体性和船舶本身的功能性的前提下，通过结构设计使得船舶在试用期间满足稳定性和刚度、强度的要求，船舶设计的内容决定了其设计任务的繁重程度。目前各国的船舶业之间的竞争十分激烈，世界各国船舶业的生产技术正朝着机械化、自动化和集成化的方向发展。提高船舶结构设计的要求已经成为船舶业十分重要的问题。

参考文献

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Abstract: In the paper, firstly, from an analysis on the theoretical and practical significance of the multi-storey steel structure, it concludes that for the advantages and broad market prospect, multi-storey steel structure can be the new econmic growth point for the design institute. Secondly, with the market survey, the project design and some technical points in the implementation process of the multi-storey steel structure are put forward. Finally, illustrated by the engineering cases, how to achieve the above technical points in practice is expounded.

Key words: multi-storey steel structure; steel frame; supporting; SP board

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、多层钢结构建筑的优势和发展前景

多层钢结构建筑作为一种较为新颖的结构形式，近几十年来在世界范围内的应用越来越普遍，广泛地应用于公共建筑、商业、住宅、办公楼等类型的建筑中。但由于以往在国内相对缺乏对多层钢结构领域的研究，以及经济造价方面的考虑，多层钢结构在我国的应用主要是近十年的事，并且项目的总体规模不大，主要集中在超市、住宅等方面。

但是多层钢结构作为一种先进的建筑技术，是社会经济发展和科技进步在建筑业的产物，符合建筑产业化以及建筑资源可持续发展的要求。并且，钢结构具有如下优点：1.材质均匀，可靠性高；2.强度高，自重轻；3.抗震性能好；4.精度高，质量好，施工速度快；5.便于管道穿越，减少楼层高度；6.施工时有利于环境保护，构件可循环利用；7.综合经济效益较好。以上优点结合保温隔热、废旧利用的新型墙体建材的开发，能够做到“节能省地”和环保建筑的要求。近年来，我国的钢铁产量稳步提高，为钢结构建筑的发展提供了充足的外部条件；而对钢结构的科学研究也在不断深入进行，这为钢结构建筑的发展提供了技术条件。

综上所述，随着我国国民经济的进一步发展和钢结构方面科研的更加深入，多层钢结构建筑在我国的应用将会越来越普及，而钢结构建筑设计市场对我们来说，是一次大的机遇，也是一次大的挑战。正是在这样的环境下，我们对多层钢结构进行专门的课题研究，希望通过此课题的研究，提高我公司在多层钢结构方面的设计实力，使我公司的多层钢结构设计内容更完善、充实，为以后承接更多更复杂的多层钢结构项目打下坚实的技术基础。

二、多层钢结构建筑的技术关键点

通过上述分析，多层钢结构确实具有一定的优势和很好的发展前景，但是一个具体的多层钢结构建项目的实施，还存在着一些技术关键点需要解决：

1.多层钢结构的结构类型。《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）第8.1.1条对钢结构民用房屋的结构类型和最大高度进行了规定，第8.1.5条规定：一、二级的钢结构房屋，宜设置偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震墙板、内藏钢支撑钢筋混凝土墙板、屈曲约束支撑等消能支撑或筒体。由此可知，多层钢结构可采用框架结构、框架-支撑结构或其他结构类型，但是具体采用何种结构类型需根据实际情况（主要是抗震设防烈度、设计基本地震加速度和建筑物高度）和结构模型分析计算情况确定。

2.钢框架柱的截面选择。钢框架柱的截面类型主要有： H形截面；箱形截面；圆形截面；十字形截面。

3.钢框架刚接柱脚的实现。多层钢结构与基础刚接的柱脚依据连接方式的不同，分为埋入式柱脚、外包式柱脚和外露式柱脚。建筑物高度超过50米的高层钢结构宜采用埋入式柱脚，6、7度时也可采用外包式柱脚。具体采用何种柱脚型式，需根据抗震设防烈度、建筑物高度等具体情况确定。

4.钢框架中楼板、屋面板的选型。多高层建筑钢结构中的楼板，普遍采用在压型钢板上浇筑混凝土形成的组合楼板和非组合楼板。组合楼板中的压型钢板不仅用作永久性模板，而且代替混凝土板的下部受拉钢筋与混凝土一起共同工作；非组合楼板中的压型钢板仅用作永久性模板，不考虑与混凝同工作。对6、7度时不超过50米的钢结构还可采用装配式、装配整体式楼盖（如楼板采用SP预应力空心板），但应将楼板预埋件与钢梁焊接，或采取其他保证楼盖整体性的措施。此外，还有现支模板现浇钢筋混凝土板，这是传统的现浇钢筋混凝土板和比较现代的钢结构结合的一种方式，需要分层支模，分层绑扎钢筋，分层浇筑混凝土。

三、工程实例

某城市一用于家具展销的物流中心，占地面积约19000平米，地下1层，地上5层，总建筑面积约11万平米。该物流中心东西向长度为109.2米，南北向长度为176.4米，柱距均为8.4米。地下1层层高3.9米，地上1层层高5.1米，地上2层层高4.8米，地上3、4、5层层高均为4.5米。该建筑物总高度为23.85米。

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中图分类号：F40 文献标识码：A

安全、舒适、耐久、油耗、环保是目前汽车市场关注的五大问题。腐蚀由于与安全、耐久密切相关，处理不好可能会直接影响原车的寿命、使用性能、外观装饰性。近些年来，国内外也都出现了因为腐蚀问题而引起的汽车召回和投诉事件，因此，汽车的防腐蚀越来越得到了业内更多的关注。

车身由于是基础载体，结构复杂，几百个零件焊接成一个整体，出现腐蚀问题后，特别是严重的腐蚀后，难于维修，更换成本较高，不像其他的专业零件只需换装零件即可，所以车身的防腐设计及防锈处理就显得尤为重要，车身防腐性能成为决定车身使用寿命的重要指标。

车身的耐腐蚀是一个综合问题，分析考虑的内容很多，涉及产品的定位、钢板选材、磷化-电泳-中途-面漆的涂层质量标准、涂装工艺技术及发展、涂料的质量性能与研发，同时也与车身的结构设计质量密切相关，因为设计合理的车身结构，将有益于制造过程中防腐措施的实施， 从而获得好的防腐性能。

本文着重讲述了车身锈蚀机理，进行了车身容易引起腐蚀的原因分析，提出了车身结构防腐的四个基本设计思想和具体方法，有效的降低了车身腐蚀的设计风险。

1 车身腐蚀的机理

铁的化学性质比较活泼，在实际生活中，空气中含有水分和氧气使铁与之发生氧化反应，基本上经过三个步骤，生成一种叫氧化铁的东西，这就是铁锈。铁锈是一种疏松的棕红色的物质，它不像铁那么坚硬，很容易脱落。如果铁锈不除去，疏松的铁锈特别容易吸收水分，铁也就会烂得更快。

2 车身容易引起腐蚀的原因分析

车身一般由钢板制作成零件经过焊接而成，车身的腐蚀即是钢铁零件的腐蚀。

3 车身的防腐蚀设计

3.1 金属的腐蚀防护主要方法、途径

（1）改善金属的组织结构提高其防腐能力：例如在普通钢铁中加入铬、镍等材料制成不锈钢，就能获得较好的防腐效果。但是加入防腐元素后，金属的力学性能及成型性能也会发生明显的改变，已经是另外一种金属了。

（2）金属表面覆盖防腐层：其原理是在金属表面制造各种材质的保护层，将金属产品与外界的腐蚀介质隔离开来，从而达到防腐的效果。防腐层的材料可以是油漆涂料、陶瓷、塑料等非金属，也可以是锌、锡、铬和镍等金属元素。

（3）金属防腐的电化学保护法：金属电学保护法是根据原电池理论，消除引起化学腐蚀的原电池的反应，实现金属的防腐。

（4）金属防腐的腐蚀介质处理法：金属腐蚀是通过腐蚀介质来完成的，这种方法就是通过消除腐蚀介质的存在或抑制介质的腐蚀反应，来延长耐腐蚀寿命。

3.2 车身防腐结构设计方法

车身的防腐蚀方法也是通过上面几条途径的原理，尽量规避腐蚀的原因，提高涂覆层的防腐能力，来实现或改善防腐的。主流的防腐方法还是车身表面覆盖防腐层法，即镀锌、电泳、喷漆、涂胶、打蜡等。

3.2.1不易涂覆部位选择防腐性能好的材料

目前汽车行业多选用镀锌钢板来提高车身的防腐蚀能力（一般提高寿命35%以上）。根据瑞典腐蚀研究所的调查，使用7～10μm厚镀锌层能够获得良好防锈效果。还有试验证明：10um/10um的双面镀锌钢板暴露在大气中，5年才出现红锈。镀锌板常用部位：前舱、门盖、翼子板、前后轮罩区域，及货箱内外板。

还有的直接使用铝合金材料来制作车身和货箱，大大提高了防腐蚀能力。如奥迪A8全铝车身及我公司生产的铝合金货箱。

3.2.2 利于防腐的车身结构设计

在车身结构设计合理的情况下，将有益于制造过程中防腐措施的实施，并保障实施质量，从而获得好的防腐性能，最终延长车身的使用寿命，所以必须要从车身结构的设计入手，提升结构设计的防腐性。

车身结构防腐的基本设计思想和方法是：

（1）前处理和电泳时，结构设计要能保证进液、排液顺畅，防电磁屏蔽、积液串槽。重点是排水孔、排气孔位置、数量、大小；加强筋槽的布置。

车身底板类结构筋槽应尽量设计成上凸而不是下凹，以尽量避免积液；如需下凹时应尽量与低处的漏液孔槽相通，见图1。上凸设计可以防止由于无法开孔导致沥液不充分而带来的车身质量问题，同时减少串液及原材料浪费。

门盖、底板、侧围的设计一定要在最低点开孔或在边缘包边处设计排水结构，保证不积液。也包括白车身在吊具上运动离开液槽时的最低点尽量也要有相应的孔，以保证排液充分。以门为例，见图2。

车身设计应尽量避免出现密闭空腔和易于产生气穴的死设计，以防止进液不充分和电磁屏蔽，引发电泳效果不良。是否会产生气穴，与电泳方式也有直接关系，360度旋转侵涂电泳就可以避免此进液问题。

（2）整车状态下结构设计要能阻止腐蚀介质侵入和积存，即改善腐蚀环境。重点部位搭接缝隙处、凹形构件处、封闭结构内部。接缝开口要依照汽车行进方向和飞溅方向设计，使之朝向水难以进入的方向。而且接缝要平整便于涂密封剂很好地密封。低凹处防止积存，要开排液孔或导流槽。较大平面应向排水孔倾斜2.4°以上。结构上难以避免泥水滞留时，应增加隔板或外罩，如前后塑料轮悬、门槛护板等。

（3）整车状态下结构设计要能减缓撞击对涂装保护层的伤害。重点是减缓下部底板防石击，型面尽量平整见图下。其它结构不易改变之处，应喷涂防石击涂料，如门槛下侧面、前围板下部、底板下表面、前后轮罩处。还可以通过安装防护罩进行保护，见图5。

在需要喷涂抗石击涂料部位，设计时要考虑工艺的可实施行，避免出现不能喷涂到的区域。

（4）整车状态下结构设计要能尽量减少边角腐蚀。影响车身腐蚀最大的是各零件的边角，由于表面张力的原因，在尖角处涂料收缩，易出现边角无涂料或涂膜厚度极低的现象，所以是最先腐蚀生锈的部位。

边角处理方法主要有密封胶密封、边角折边或卷边、加装防腐密封胶条、加装装饰件封闭等。

图6流水槽边缘锐角处处理：端面锐角处，向内侧折弯翻边，形成角R从而大幅度提高漆的附着量，提高防腐蚀性。（车门包边也是此法，然后再涂密封胶密封）

图7流水槽端面采用装饰件（塑料）封闭；采用非金属材料流水槽 防止腐蚀生锈；门洞U型胶条对门洞止口边密封防止腐蚀。

堵盖封堵孔边：车身有许多工艺孔和装配过孔，总装都不用，主要是排液孔和焊装工艺孔。为了隔音降噪用堵盖、赌片封堵。封闭这些孔除了是NVH密封降噪的要求外，同时也起到了对孔边的密封防腐作用。用堵盖封堵的这些孔，由于有一定的强度要求，所以一般都设计在凸凹台上，而不设计在平板上，以保证安装质量。

结语

车身耐腐蚀是一项复杂的多学科配合，而要达到产品相应的品质要求，必须从整车主断面结构设计开始，就考虑车身防腐结构的布置实施，并结合车身现有的工艺水平，进行同步工艺分析，规避风险结构；才能利于制造生产，最终保证车身防腐性能满足要求。

参考文献