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管道结构设计规范范文1
关键词：门式刚架轻型钢结构厂房设计
引言
伴随着我国轻重工业的快速发展，钢结构房屋特别是门式刚架轻型钢结构厂房以其自重轻、抗震性能好、施工进度快在轻重工业厂区应用最为广泛。
门式刚架轻型钢结构厂房依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102:2002(以下简称《门规》)主要是指单跨或多跨，具有轻质屋盖、轻质外墙或砖砌外墙，无桥式吊车或起重量小于等于20t的A1~A5工作级别的桥式吊车、不大于3t悬挂式起重机的单层钢结构厂房。
门式刚架轻型钢结构厂房设计过程
依据笔者设计经验，门式刚架轻型钢结构厂房设计过程如下：
依据工艺等专业提资条件和天车条件确定厂房跨度，跨度尺寸尽量符合建筑模数，有时由于场地等因素的限制，不能按照以上模数取值，轻钢厂房也是完全可以做到的；柱距尺寸尽量符合建筑模数，有时因其它因素也可以灵活布置；按有无天车条件及厂房内部净空的要求来确定厂房的檐口高度；按照当地的降雨情况等因素确定厂房屋面的坡度，一般取值1/8~1/20；还有根据地域或工艺等专业要求确定屋面、墙面的维护材料。
设计荷载的取值：
（1）、屋面荷载依据维护材料、当地的气候条件、屋面的积灰情况等确定屋面恒活荷载的取值。一般彩钢板维护时取恒荷载标准值为：0.3kN/m2，活荷载标准值按《门规》可取0.5kN/m2，当受荷水平投影面积大于60m2时，屋面均布活荷载标准值可取为0.3 kN/m2；当厂房是多跨或高低跨计算雪荷载时，应按《建筑结构荷载规范》6.2章节选取积雪分布系数；当积灰荷载、屋面活荷载、雪荷载同时存在时应按照《建筑结构荷载规范》4.4.3条和《门规》3.2.5条合理取值；
（2）、吊车荷载，对有吊车的轻钢厂房应计算作用在排架牛腿上的竖向荷载和横向水平荷载，此荷载可按照《建筑结构荷载规范》第5章节计算。
（3）、风荷载，主要是风荷载标准值、风荷载体型系数、风压高度变化系数的取值。此荷载可按照《建筑结构荷载规范》和《门规》相关章节进行取值。
（4）其它荷载，依据笔者的设计经验主要有屋面梁悬挂吊车荷载，屋面梁通风天窗荷载、柱侧管道支架荷载等荷载。屋面梁悬挂吊车荷载可分恒、活荷载加载在悬挂吊车作用屋面梁处；屋面梁通风天窗荷载可分恒、活、凤荷载作用于天窗与屋面梁节点处；柱侧管道支架荷载可分恒、活荷载作用在柱侧支架与柱节点处。
3、刚架构件的设计：
（1）依据《门规》4.1.4条厂房柱脚可设计为铰接或刚接。柱脚铰接时柱依据结构的受力情况可设计为变截面柱，变截面柱使柱外侧平齐，柱的定位轴线可按柱下端（较小端）中心；柱脚刚接时应将柱做成等截面柱，柱的定位轴线应根据上柱的高度、吊车边缘到上柱内边缘的距离确定，此时轴线会不在柱截面中心线处。
（2）构件材料的选择.，经常选择的是Q235和Q345.。当稳定控制时,宜使用Q235；强度起控制作用时,可选择Q345。依据《钢结构设计规范》3.3章节，对选用Q235钢，有些部位不能应用沸腾钢，对于需要验算疲劳的焊接构件应依据当地的气候条件适当选取B、C、D类钢材。
（3）柱截面按长细比估算. 通常按50＜λ＜150, 一般取值在80左右。柱与梁设计为刚接，梁的截面可依据受力包罗图分段设计，当为单跨且中间无柱时，一般依据跨度按0.25~0.50~0.25来对称划分截面，将两端0.25部分取变截面，中间0.50部分取等截面，这样设计可以充分发挥梁截面的受力性能，减少钢材用量，降低工程造价；梁截面高度一般在跨度的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，可避免钢梁的整体稳定的复杂计算，这种设计方法较简单，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估算；梁截面选取时尽量做到“高腹薄壁”；有时为加快工程进度也可选取成型钢材。
（4）梁柱截面的验算包括强度、稳定性、刚度三方面。对钢柱一般均为压弯剪构件，钢梁起控制作用的为弯剪力，相关验算按照《门规》和《钢结构设计规范》等规范相关章节计算。这里需要注意的是柱的平面外计算长度可依据《钢结构设计规范》5.3.7条取值，梁的平面外计算长度可依据隅撑的间距取值。
当验算截面不能满足时，加大截面应该分两种情况： (1) 强度不满足时,通常加大截面的板件厚度,抗弯不满足加大翼缘厚度，抗剪不满足加大腹板厚度（腹板抗剪，翼缘抗弯）。(2) 变形超限，通常加大截面的高度，因为截面特性与截面高度是n次方的关系，加大截面厚度会很不经济。
（5）刚架节点连接，主要有梁柱节点、梁梁节点、牛腿节点、柱脚节点设计。梁柱节点、梁梁节点连接中通常采取摩擦型高强度螺栓连接，相关计算参见《门规》和《钢结构设计规范》等规范相关章节；牛腿节点主要受弯剪力，设计时应利用腹板抗剪，翼缘抗弯，通常牛腿上下翼缘与柱采用焊透的V形对接焊缝，也可以采用角焊缝，此时角焊缝的大小应根据牛腿翼缘传来的水平力F=M/H计算，腹板采用的角焊缝大小由剪力V确定；柱脚节点应依据刚接和铰接形式进行设计，相关设计参见《门规》和《钢结构设计规范》等相关章节，此时因钢结构自重较轻，依据《钢结构设计规范》8.4.13条，一般情况下均需设置抗剪键。
参考文献：
[1] 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102:2002中国计划出版社
[2] 《钢结构设计规范》GB50017-2003中国计划出版社
[3] 《建筑结构荷载规范》GB5009-2001(2006年版) 中国建筑工业出版社[作者简介：
王彬 ，出生年月：1980.01，性别：男，民族：汉，籍贯（省市县）：河南省郑州市，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：工民建结构设计，从事的工作：工民建结构设计。
轩兴华，出生年月：1980.11，性别：女，民族：汉，籍贯（省市县）：江苏省无锡市，学历：本科，职称：无，研究方向：工民建结构设计，从事的工作：工民建结构设计。
作者简介：
管道结构设计规范范文2
关键词：高架流槽；支架；梁加固；内衬水池
1、工程概况
某炼钢厂转炉浊环供水系统，现有斜板沉淀池出水是利用2根DN700埋地管道重力流流入中心循环水泵房西北侧的浊环热水池，再由泵房内泵组加压后送往设在循环水泵房顶部的冷却塔进行冷却，降温处理后的回水自流入浊环冷水池循环使用。由于管道为倒虹吸方式敷设，流速慢，水中悬浮物含量高，管道中容易积泥，结垢严重且无法疏通，通水能力下降，导致斜板沉淀池非正常溢水。大量外排污水在周边道路及场地漫流，影响周边交通、安全及环保，严重威胁整个浊环水系统运行安全，影响周边环保，同时造成大量水资源的浪费。综上所述，对炼钢转炉浊环供水系统进行改造是十分必要的。
2、改造的主要内容及效果
改造的主要内容有4项：1、高架流槽本体的设计。2、高架流槽支架的设计。3、中心循环水泵房屋顶需增加一台冷却塔，引起部分框架梁承载力不足，需进行加固。4、由于进水水量增加，溢流池需加高。
主要设计荷载：本工程建筑物所在地区基本风压为：0.40kN/m2，地面粗糙度为B类；基本雪压为0.65kN/m2；高架流槽内水荷载：10kN/m；检修走道活荷载：2kN/ m2。
2.1高架流槽本体的结构设计。
高架流槽本体可以看成是由两个H型钢组成的桁架，上弦支撑是角钢，下弦为钢板；也可视为半箱型截面的梁，上部仅设缀条。高架流槽受双向荷载作用，水平向为风荷载，竖直向为自重、水荷载及走道活荷载，荷载组合分项系数按荷载规范取值。根据钢结构设计规范，高架流槽需要计算的有：截面抗弯强度验算，最大正弯矩的控制位置在跨中；抗剪强度验算，最大作用剪力的控制位置在端部；整体稳定验算，平面外计算长度为其计算跨度；局部稳定验算，主要计算翼缘宽厚比和腹板高厚比；挠度验算，最大挠度所在位置为跨中，容许挠度限值根据钢结构设计规范取跨度的1/400。加劲肋宜在腹板两侧成对配置，横向加劲肋的间距一般取为腹板高度的0.5～2倍，厚度大于外伸宽度的1/15。纵向加劲肋可不设置。高架流槽在支架上的支座处，应采取构造措施，以防止端部截面的扭转。高架流槽检修走道可选择花纹钢板或钢格栅板。高架流槽的焊缝质量等级要求所有对接焊缝质量应达到二级，角焊缝外观质量等级应达到三级。
高架流槽架空铺设，距地面约8m左右，整个流槽结构由流槽本体、检修走道、跨越爬梯及支撑流槽的钢结构桁架和支架等几部分组成。高架流槽为敞开式，不仅能很好地满足工艺重力流无压排水的生产需要，维护简便、便于水中热量的散发，更重要的是方便清理结垢，保证水流的畅通。
2.2高架流槽支架的结构设计。
高架流槽支架的计算主要考虑支架的选型，荷载，计算长度及长细比，支架柱的长细比控制在150以内。支架基础应按上部结构合理地选择形式，基础设计等级可按丙级考虑，可不做变形计算，基础为双偏心受压构件，在设计时应控制基础的偏心距，尽量避免出现零应力区。此外，安装高架流槽时应采取有效措施保证支架的稳定。
在高架流槽布置的走向中，有一段需从中心循环水泵房屋面通过，根据鉴定报告，该厂房部分框架梁在新增高架流槽荷载后不能满足现行规范对其承载力的要求，框架柱能满足规范要求。有如下两种方案：（1）荷载直接作用在现有框架梁上，对现有框架梁进行加固处理；（2）将现有柱头加高，新增钢梁，使高架流槽的荷载作用于钢梁上，再传给柱。在综合比较了两种方法的投资、现场施工难度等后，本着尽量不破坏现有结构的原则，决定采取第二种方案。因此，需对施工队伍的专业资质和施工经验进行严格的审查。
2.3中心循环水泵房屋顶新增一台冷却塔底部框架梁加固。
中心循环水泵房屋顶需要新增一台冷却塔，根据鉴定报告，冷却塔底部框架梁在新增设备荷载后的承载力不足，评级为c级。不满足国家现行规范要求，必须立即采取措施。
由于新增冷却塔的位置，现场情况较为复杂，利用钢梁将荷载直接传递到柱子的方法已不适用。拟采用钢筋混凝土梁直接加固法，常用的加固方法有：增大截面法、外包钢法、预应力加固法、碳纤维加固法等，而外粘型钢加固法（外包钢法）加固受力可靠，能够显著提高构件的承载能力，而且对结构使用空间的影响较小，施工简便，现场工作量小。根据现场情况，经与业主协商确定，对于承载能力不足的框架梁采用外包钢法。具体如下：用角钢外包于梁底两角，两侧用螺杆穿孔锚固在梁顶面，形成封闭箍，角钢≥L50×5，缀板不小于-40×4，加密区间距为@200mm，非加密区为@400mm。待钢构件固定后用环氧胶泥将型钢架全部构件边缘嵌补严密，在利于灌浆的适当位置钻孔，粘贴灌浆嘴（一般在较低处），并留出排气孔，间距为2～3m。待胶泥完全固结后，方能通气试压。以0.2～0.4MPa压力将环氧树脂浆从灌浆嘴压入，当排气孔出现浆液后停止加压，以环氧胶泥封堵排气孔，再以较低压力维持10min以上，以环氧胶泥堵孔。以上完成后，型钢表面（包括混凝土表面）应抹厚度不小于25mm的M15水泥砂浆（内加钢丝网防裂）做保护层。加固完成以后对破坏的屋面防水层再按原样恢复。
采用加固技术，用较少的投入，满足了使用要求，使用效果良好。
2.4对溢流池进行改造
现有溢流池大小为10m×24m，深3m，无盖，砌体结构，现由于通过高架流槽流入的水量增加，水池容积已不满足生产需要，水池容积需扩大，需要加高约1.5m。
经计算，直接加高不满足现行规范要求，但如果拆除重做，工期时间长，对现场周围环境的破坏较大，所以采取内衬一个钢筋混凝土水池，根据现场勘查，现有水池内有大量淤泥，在新建水池之前，必须全部清除干净，以保证新建水池的基底安全。对水池设计来说，一般需要进行强度、抗浮及裂缝三方面的计算，首先根据经验假定壁厚进行初步的荷载和内力计算，然后再通过对计算结果的分析来进一步确定合理的壁厚，使整个水池结构既受力明确又经济可靠。强度计算应选择合理的计算模型，确定壁板、底板的的支承条件，充分考虑荷载的最不利组合（除正常使用阶段外，尚应考虑施工、试水及检修阶段的荷载组合）。抗浮计算需要确定地下水位标高，抗浮安全系数需大于1.05。由于该溢流池水质为污水，所以控制最大裂缝宽度尤为重要，优先采用直径较细的钢筋，裂缝控制在0.2mm以内。水池内侧贴环氧玻璃布，刷防腐涂料。
采取内衬一个钢筋混凝土水池，既满足了强度、抗浮及裂缝三方面的要求，又节约了投资，缩短了工期，受到业主的肯定。
3、结语
工业改造设计是一项复杂的工作，考虑的因素有很多。在满足使用要求、满足技术规范规程的前提下，综合考虑新老结构的共同作用。结合工程实际情况，选择适用、经济、安全、简便的改造方案，减少对已有建筑物的损伤，保证原结构的正常工作，这对改造项目十分重要。炼钢厂转炉浊环供水系统经过本次改造，斜板沉淀池出水通畅，有效避免非正常溢水现象，保护了周边环境。如今该项目已经正式投产，运行情况良好。
参考文献：
[1]GB50009-2012 建筑结构荷载规范【S】
[2]GB50017-2003 钢结构设计规范【S】
管道结构设计规范范文3
【关键词】地铁；矩形顶管；土压平衡；结构计算
1、引 言
矩形顶管技术是在圆形顶管技术的基础上发展而来，它是一种类似于盾构法的地下工程非开挖管道铺设技术，采用顶管掘进机成孔后，将预制成形的管道从顶进工作井顶入形成连续衬砌的管道非开挖技术。相比于圆形管道，矩形管道的空间利用率更高，在隧道等通道工程中比传统施工技术有更大的优势。由于目前仍没有矩形顶管管节的相关设计规范，根据矩形管节的受力特点可按矩形框架进行设计计算。框架轴线以构件中心线为准，进行超静定结构内力效应分析。矩形顶管结构承受着覆土荷载、地面超载、水土压力及水浮力，一般来说这些荷载中，水压力、水浮力及地面超载的变化会直接影响顶管结构最终配筋。计算分析时应充分考虑，水位及超载变化对结构内力的影响，得出控制内力最不利因素。
2、工程背景
深圳地铁某隧道工程，位于深圳市福田区华强北路与振华路交汇处，沿华强北路呈南北方向布置，长度为41m，底板埋深约9米，平面上共三条隧道。顶管截面外轮廓尺寸6.9m×4.9m，矩形，壁厚0.45m，标准管节长度1.5m。隧道与下方深圳2号线盾构隧道正交，两者最少净距离594mm。隧道与上方电力、电信、雨水砼管和污水砼等管线正交，两者最少净距离448mm。由于本地区国内电子产品流通的主要枢纽，考虑人流车流的密集、周边管线及现有深圳2号线盾构隧道等条件制约，经过长期的论证和研究，决定采用大型矩形顶管技术。
2.1主要设计参数
1）顶管隧道结构工程使用年限为100年，安全等级为一级，结构重要性系数为1.1；2）顶管隧道结构抗震设防烈度为7度，抗震设防类别为乙类，抗震等级为三级；3）顶管隧道属甲类人防工程，工程防核武器及常规武器抗力级别均为6级，防化等级为丁级；4）顶管隧道结构构按一级耐火等级设计。
2.2计算模型及荷载
本计算采用通用空间有限元分析软件midas Civil进行计算分析：1）管节之间没有刚性连接，因此管节受力相对独立，可沿顶管管节纵向取一米，按平面框架结构进行计算，荷载作用于框架构件轴线；计算简图见图1；2）矩形管节的结构计算考虑：①恒载：管节自重、覆土重、水浮力；②活载：土压力、水压力、地面堆土和车辆荷载引起的超载、地面堆土和车辆荷载引起的附加侧压力；3）采用地层弹簧模拟地层反力，弹簧刚度=基床系数×分段长度。
2.3荷载及地质参数取值
根据工程勘察报告，岩土层顶面标高、埋深及厚度统计表中各土层厚度平均值，用该厚度对土层厚度、静止土压力力系数求加权平均，简化为均匀土层计算土侧压力。岩土参数见表1，荷载取值见表2。
结构主要位于在④9中砂层，根据地质报告，土层竖向地基系数Kv=22MPa/m，水平向地基系数Kh=29MPa/m。
3、计算分析
下面以深圳地铁某隧道工程为例，计算分析矩形顶管的管节内力，包括四种荷载组合工况：工况1，全水头有地面超载；工况2，半水头有地面超载；工况3，无水头有地面超载；工况4，全水头无地面超载。
3.1顶管管节计算
矩形顶管管节内力计算，考虑正常使用极限状态基本荷载组合，永久荷载分项系数1.35，可变荷载分项系数1.4*0.7。内力汇总表如下表3.
根据详勘报告，稳定地下水位埋深3.80～4.60m，接近于工况2；因此，工况2为常态的工况，以工况2为比较标准。
工况1和工况3，虽然分别对应全水头和无水头的比较极端的情况；但是这两种工况对结构设计有指导性意义。
工况4为无超载的情况，即顶管上方出现长期封路并无堆载情况，是对结构受力有利的工况。
4、结论及建议
计算分析表明，结构支座弯矩及剪力的控制工况出现在工况1，跨中弯矩的控制工况出现在工况3。在顶管管节结构设计时，为减少工作量，可仅计算工况1，跨中弯矩乘以1.15～1.2的放大系数。
顶管管节一般设置腋角，验算支座处斜截面承载力以及裂缝时，建议截面有效高度 ho考虑腋角厚度的有利影响；或者不考虑腋角厚度的有利影响，支座处的弯矩及剪力值取腋角根部处。
参考文献：
[1]《地铁设计规范》 （GB50157-2013）
[2]《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）
管道结构设计规范范文4
关键词：短预应力钢束、钢束回缩、预应力损失
1提出问题
从上世纪50年代到现在，预应力混凝土结构在我国已经得到了长足发展，在公路桥梁、铁路桥梁、各种屋架、飞机跑道、港口码头、压力管道、预应力混凝土船体结构、以及原子能反应堆等混凝土结构中得到广泛应用。在实际的工程结构当中，有时截面尺寸又比较小的结构要承受较大的荷载，因此需要布设较短的预应力钢束，譬如斜拉桥混凝土索塔锚固段布设的水平预应力钢束即为此类。但是，由于预应力钢束较短，锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失较大，实际施工当中有时仅这项预应力损失就达到控制应力的45%左右。下面以井字形布置的某斜拉桥索塔拉索锚固段的水平预应力钢束为例，通过理论计算和试验测试来研究短钢束的锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失。
2理论计算
选用的实例工程为2010年元月完工的某斜拉桥，该斜拉桥为菱形混凝土索塔，混凝土强度等级为C50，斜拉索拉索的最大拉力达到800吨，索塔拉索锚固段的水平预应力钢束采用井字形布置，钢束采用915.2，抗拉强度标准值为1860MPa，张拉控制应力为=1395 MPa，一端张拉。一般来说，井字形钢束比环形和U形相对更短些，索塔拉索锚固段的截面中空矩形，尺寸见图2-1，试验图中1#钢束为研究对象，长度l=4.520m，转角θ=16.52°。
图2-1截面尺寸及钢束布置图（单位：mm）
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），计算锚具变形、钢束回缩和接缝压缩引起的预应力损失。对于曲线钢束，应计算锚固后锚具变形、钢束回缩等引起的反向摩擦的预应力损失。反向摩擦的管道摩擦系数可取同正向一样。反摩擦的影响长度如图2-2所示，计算式见（2-1）。
=（2-1）
―钢束回缩值（mm）
―预应力管道摩阻损失（MPa）
Ep―钢束弹性模量
图2-2考虑反摩擦钢束预应力损失计算简图
对于短钢束反摩擦的影响长度有可能是整条钢束的长度l，图2-2中db即表示＞l时，预应力钢束扣除管道正摩擦和回缩（考虑反摩擦）损失后的应力分布线。
根据（2-2）式计算预应力管道摩阻损失
（2-2）
根据规范，取，，另有 ，
则
管道摩阻预应力损失试验测试值为172.0MPa，与计算值相近。
再计算反摩擦的影响长度
===5509.8mm
＞
可知对于1#钢束，从张拉端到锚固端均受反摩擦影响。
计算反摩擦对应的回缩量
===4.0mm
除去反摩擦的影响后，钢束回缩引起预应力损失，即
由锚具变形、钢束回缩引起张拉端总的预应力损失
3试验测试
选取3束1#钢束作为试验测试对象，试验装置示意图如图3-1。抗拉强度标准值为1860MPa 的915.2预应力钢束，控制应力，千斤顶试验时控制张拉力为Nk=1758KN。
图3-1测试装置示意图
测试结果见表3-1。
表3-1测试结果和理论计算值比对
从试验结果可知，长度为4.52m的1#钢束，锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失达451.3MPa，占张拉控制应力的32.4%。
当然，测试值中没有扣除由于混凝土压缩变形引起的预应力损失，但截面尺寸较小，刚度较大，压缩量也很小。另外，试验是选择温度变化不大的阴天进行的，每束试验前后温差不到2℃，温度的影响可以忽略。
4结语
从试验结果来看，试验短预应力钢束的锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失为451.3MPa，如考虑管道摩阻引起的应力损失，累计预应力损失已达44.7%。因此，在进行结构设计如需配置较短预应力钢束时，对此要有充分考虑，以保证结构混凝土中有效预压应力能满足设计要求，建议能结合模型试验进行对比分析。
参考文献：
[1]《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）.中华人民共和国交通部，2004.
[2]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）.中华人民共和国交通部，2004.
[3]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）. 中华人民共和国交通部，2001.
管道结构设计规范范文5
【关键词】冷库工程；结构设计；问题
中图分类号：TU318文献标识码： A
一、前言
近年来，由于冷库工程的不断壮大，冷库工程结构设计得到了人们的日益关注。合理的结构设计对冷库的安全性，耐久性、制冷效果、节能等方面有着举足轻重的作用。虽然我国在此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进，加强冷库工程结构设计问题的研究，对我国冷库工程的发展有着重要意义。
二、冷库结构的特点
冷库建筑属仓库类建筑，它主要由库房、机房、变配电室和其它附属建(构)筑物等组成。按冷库使用性质的不同，冷间温度一般在-40℃~0℃左右。因此冷库与一般建筑相比具有以下特点：冷库属仓库类建筑，主要用作存放食品，因此结构荷载值大，活荷载标准值一般在15~30kN/m2；冷库结构是在常温下施工，低温运行，结构在施工完至开始使用这一段时间内温度变化大，这段时期内结构温差效应比一般结构大的多；冷库内，结构长期处于低温、低温高湿及温湿度频繁变化状态下，容易导致结构裂缝产生；由于冷库是属于人工降温，因此冷库的绝热要求很高，结构布置不合理容易产生冷桥，破坏保温层，导致结构破坏；冷库内与常温交接处，在使用过程中，都要求避免裂缝。
三、冷库结构的不同分类
(1)土建式冷库
冷库的墙、柱、楼板等主体采用钢筋混凝土结构，冷库墙内侧镶贴隔热层；当隔热层采用松散材料时，墙体则采用内夹隔热层的双层结构。
(2)装配式冷库
近年来，室内装配式冷库以其结构形式简单、施工速度快、投产周期短、运行效果好等特点得到了业主的认可。它用以聚氨酯等材料作为芯材的预制隔热板，在现场组装而成，聚氨酯的容重小于45kg/m3，厚度100~150mm，板宽1000~1200mm，板高6~8m。墙、顶板均由钢架支撑，采用内框架和外包隔热层的形式。小型装配式冷库设在室内，由预制隔热板快速拼接、组合而成，结构简单，如小型商场、酒店的食品储藏库。
室外大型装配式冷库，结构相对要复杂一些，设有土建地基，冷库地坪采用软木或聚氨酯光板隔热，下设防潮层、防冻通风管或地垄墙架空层。房顶为防止日晒雨淋，设有波纹压型薄钢板制成的屋面。
四、冷库结构设计问题的影响
冷库作为冷藏链的一个重要组件，是制冷业发展的基础。随着我国GDP的增长，人们的生活质量也随之提高，反季消费和生产企业需要冷藏储存的食品货物越来越多导致冷库需求增加。近年来许多冷库多由其他建筑用途改建而成，改建过程中，从功能设计与建筑结构两方面看，普通仓库与冷库建筑的规范要求还相差甚远，存在大量的设计缺陷和安全隐患，所以冷库运行安全事故频发。此外，大量普通仓库改建而成的冷库存在手动装卸无库门、密封装卸平台过窄等一系列缺陷，导致能耗增加。大量的改建冷库存在设计不合理、安装不规范等问题，从而引发安全事故，造成制冷剂大量泄露，严重破坏周边环境。从功能上来讲，冷库的运行环境良好是确保产品新鲜和食品安全的前提。现阶段我国冷库对产品的摆放与日常出入库的管理不科学。比如日常管理过程中，要明确限制操作时间，假如冷库门完全敞开则会加速冷库内外的热交换，既增加了冷库的能耗，又易导致食品因与外界空气接触而发生霉变。所以目前冷库设计影响我国冷库建设和运营方面的安全管理，导致我国冷库运营存在安全事故多、能耗水平高、环境维护差三个方面的严重问题。
五、冷库工程结构设计中需要注意的问题
1、结构选型简介
根据工艺物流布置主结构可以采用：框架结构、板柱-抗震墙结构、排架结构和普通钢结构。
（1）框架结构：当采用框架结构时，柱网布置较为灵活，可以适用于高层冷库。框架内部的主次梁布置需结合内部的工艺物流吊挂布置情况和净高要求，确定主次梁结构、交叉梁体系、井字梁格布置，板格形成单向板或双向板。根据分析对比可以知道，在柱网8m×12m并荷载小于500kg/m2的情况，布置单向梁格较为经济；在柱网8m×12m或12m×12m并荷载1000kg/m2~1500kg/m2的情况，采用井字梁格布置对受力和梁格大小均比较合理。在建筑防火分类为丙类建筑时，一定要注意板底至梁底的高度小于600mm，这样有利于电专业在造价方面的控制（设置防火报警装置的区域，如未加设吊顶时，板底至梁底的高度大于600mm，须在每一个梁格内设置报警装置）。
（2）板柱-抗震墙结构：当对建筑空间或净高要求较为严格时，可采用此种结构形式。
（3）排架结构：在结构内部需要提升物流速度和货物立体存储的要求时，采用柱距为6~8m、跨度18~27m的排架较为合理。同时高度可以根据物流量和存储量的情况确定合理高度6~11.8m。
（4）普通钢结构，主要承重构件由各种类型的钢材组成，结构形式多用于单层的装配式冷库，局部也可结合组合楼板设置夹层，实现与排架结构相对应的跨度和柱距要求。
2、材料要求
由于冷库结构长期处于低温、低温高湿及湿度频繁变化状态下，因此建筑结构应采用耐低温、耐湿、抗水性能好的材料。具体冷间内材料要符合以下要求：
（1)应采用普通硅酸盐水泥或采用矿渣硅酸盐水泥。不得采用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。
（2)不同品种水泥不得混合使用，同一构件不得使用两种以上品种的水泥。
（3)冷间内砖砌体应采用强度等级不低于MU10的烧结普通砖，并应用水泥砂浆砌筑和抹面。砌筑用的水泥砂浆强度等级不应低于M7.5。
（4)冷间内钢筋混凝土的受力钢筋宜采用HRB400级和HRB335级热轧钢筋，也可采用HPB235级热轧钢筋。冷间结构用钢除符合本规范外，尚应符合现行国家标准《钢结构设计规范》（GB50017）和《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）的规定。
（5)0℃以下冷间处于低温环境，属于二b类环境；冷间的混凝土强度等级不得低于C25，配制混凝土时，最大水胶比为0.55，最大氯离子含量为0.15%，最大碱含量3.0kg/m3。
3、结构构件特殊构造要求
（1）冷间采用钢筋混凝土结构时，伸缩缝的最大间距不宜大于50m；
（2）柱：根据工艺对冷库内货架布置和通道要求，冷库柱距控制一般在6~8m，也有特殊的情况高达12m。柱断面尺寸根据其结构形式和受力情况确定，在满足抗震要求的情况下，需结合工艺的叉车使用频率提高其受叉车撞击的因素，尺寸不宜小于400mm×400mm。
（3）剪力墙：由于冷库结构温差效应较一般结构明显，同时考虑有效利用剪力墙的抗侧和抗扭刚度，应沿两个主轴方向或其他方向双向布置，两个方向的抗侧刚度不宜相差过大。房屋较长时，刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在房屋的端开间。
（4）梁：由于冷库内的荷载通常较大，根据柱距和梁的支撑长度，尽量满足净空使用和管道安装要求减低梁高度，设置宽扁梁，且尽量保证两个方向梁的高度相同，便于通风、消防管道和电缆桥架的实施。
（5）板：由于冷库冷间内荷载大，采用框架结构时，板跨度宜取2~3m之间，板厚宜取120~150mm，保护层厚度宜取25mm（根据冷库设计规范确定环境类别，再依据混凝土规范确定保护层厚度），当采用板柱剪力墙结构时，板厚宜取柱距1/25~1/30(即200~300mm)。冷间钢筋混凝土板每个方向全截面最小温度配筋率不应小于0.3%。
4、护墙体
（1）冷库的墙体几乎都是密闭的，室内温度变化比较缓慢，跟不上室外自然界昼夜气温的变化，加大了屋面与墙体之间原来就已经存在的温差，混凝土与砖砌体的膨胀系数不同，温度变形不同，且该变形差随着温差的增大而加大，在其接触面所产生剪应力也相应加大，从而导致裂缝比一般建筑容易产生。
（2）冷库外墙采用自承重墙时，外墙与库内承重结构之间每层均应可靠拉接，设置锚系梁。锚系梁间距可为6m，墙角处不宜设置。墙角砌体应适当配筋且墙角至第一个锚系梁的距离不宜小于6m。设置的锚系梁应能承受外墙的拉力与压力。抗震设防烈度6度及6度以上，外墙应设置钢筋混凝土构造柱及圈梁。
六、结束语
通过对冷库工程结构设计问题的探讨，进一步明确了合理的结构设计在冷库工程中的重要性。作为结构设计人员，在今后的冷库设计中，要根据实际情况，采用合理的结构设计方案，确保冷库的正常运行。
参考文献
[1]郭孝礼 冷库制冷设计手册 农业出版社 2009年
[2]徐维 对冷库设计规模的计算标准问题的探讨 冷藏技术 2010年
[3]谈向东 冷库建筑 中国轻工业出版社 2011年
管道结构设计规范范文6
论文摘要:使结构安全适用、经济合理、是结构工程师的任务和责任。根据长期工作体会从概念设计的观点出发，介绍抗震设计中遵循的原则，提高房屋抗震性能的措施。结合工程实际介绍了环境类别和保护层厚度的确定、按简支梁计算构造钢筋的设置等问题。
一、概念设计和结构构造
抗震设计中，影响整个结构抗震能力的因素很多，如：结构构件的承载力和变形能力;非结构构件的材料性能及提供的强度储备；结构的连接构造；结构的稳定性；结构的整体性能在经受第一次地震后多次余震反复作用下的抗破坏能力。目前只对第一种因素作了计算，其它因素尚无法进行计算，靠概念设计和结构构造做到结构体系具备必要的承载力、刚度、稳定性、能力吸收及耗能能力，也就是具有足后的延性。对复杂结构，七分计算三分构造，更重要的是概念设计。
（一）概念设计
材料性能、构件性能、连接构造、结构体系通过实验、实践检验，但还不能计算，称为概念设计，抗震设计中应遵循以下原则：(1)结构的承载力、刚度、质量在平面内和沿高度应均匀、对称和连续分布，避免应力集中：(2)应尽可能设置多道抗震防线，布置超静定结构及延性较高的耗能构件，注意适当加强静定结构部位、关键部位和薄弱环节；(3)注意结构的连接整体性，结果单元应采用牢固连接，不同结构单元应遵守彻底分开的要求；(4)估计和控制塑形铰区出现的范围和部位，有针对性的进行构造布置，掌握结构的屈服过程以及最后形成的屈服机制；(5)做到强柱弱梁、强剪弱弯；(6)采取有效措施防止过早的混凝土剪切破坏，钢筋锚固滑移和混凝土压碎等脆性破坏；(7)构件和节点连接的承载力和刚度要与结构的承载力和刚度相适应，节点连接的承载力不低于构件的承载力；(8)应该避免盲目增加钢筋，某一部分结构设计承载力超强或不足，都可能造成结构的相对薄弱，梁端、柱端及抗震墙的加强部位受弯配筋在满足承载力和抗震构造要求的条件下，应减少钢筋超配；(9)考虑非结构性部件对主体结构抗震产生有利和不利的影响。
（二）结构构造
结构体系靠力学计算保证构件的承载力及变形，又靠构造措施将构件连接在一起，形成结构体系，合理的构造保证构件传力明确；保证在力的多次作用下能力的吸收及耗散；避免因部分构件破坏而使结构体系丧失承载能力及抗震能力；保证在设计使用年限内的耐久性。可以说结构构造是概念设计的具体化。我国通过几十年的实践，特别是唐山地震所总计的经验教训，后来试验研究都有完整的结构构造措施。但是认识在不断提高，概念设计在不断发展，结构设计除正确运用目前的构造措施，同时还需要不断总结、充实、提高。
二、结构计算
（一）荷载要准确
荷载包括结构自重，建筑材料做法，设备荷载（设备自重、管道重），建筑功能需要的活荷载，风、雪荷载、地震力、温度变化产生应力以及其它偶然作用等。有的荷载规范有所规定，可作依据，有的需要各专业提高。建筑专业提高的不仅仅是荷重，而应该是具体的材料做法，设备专业则应提供所选用的样本。由于建筑做法和设备一般要到订货时才能落实，在这以前变换的可能性很大，结构设计人员应该意识到这一点，并要求有相关的知识，准确计算所采用的荷载。
隔墙荷载占总荷载的比例较大，隔墙材料品种繁多，但尚无十分理想的隔墙材料，不是荷重偏大就是隔音差、抗撞击差或板块之间易出现裂缝。当隔墙位置固定且隔墙材料确定时，预留荷载是必要的，但考虑过重的隔墙会使结构用钢量过大。一般可与建筑专业配合，易采用轻质材料并在施工图中说明隔墙材料，允许荷载值及位置。
结构计算最忌讳漏掉荷载，他将使计算白费或使结构存在隐患，应引以为戒。
（二）应分析计算结果
对复杂或重大工程一般需要用两种不同单元模型的程序进行分析和比较，对特殊工程应选择适当的计算程序。建立的模型，边界、支撑条件应尽量符合实际。程序中的输入数据应弄明其缘由，弄清其概念，对提高设计质量是不可缺少的。
（三）环境类别与保护层的确定问题
混凝土设计规范第3.4.1条规定了耐久性设计的原则及构件环境类别的分类标准。规范第9.2.1条给出了各类环境条件下的构件纵向受力筋保护层最小厚度。这是新规范重视耐久性问题的具体体现。由于规范是依据构件所处的环境类别来确定纵向受力筋保护层最小厚度的，对于处在两种环境交界部位的构件，如地下室墙，迎水面侧一般为二类环境，而其室内一侧一般为一类环境，两侧面的受力筋保护层最小厚度也应有所区别。因此笔者认为，对于处在两种环境交界部位的构件，在选用最低混凝土级别、确定混凝土配合比等耐久性基本要求（规范第3.4.2～3.4.8条）时应接交界面上两种环境类别中的最不利环境类别确定，在确定受力筋保护层最小厚度时，则应按构件表面所处的环境类别分别考虑。否则，对于基础地板、地下室外墙，随着保护层厚度的增大，采用商品混凝土时，构件表面出现早期收缩缝的机率也随之增大，而构件表面开裂后，反而影响构件的耐久性。所以保护层厚度不是越大越好，而应构件表面所处的环境类别有针对性地选用。
（四）安简支计算的梁端部上部构造钢筋设置问题
混凝土结构设计规范第10.2.6条对实际受约束的简支梁端上部构造筋作了规定。此时梁端实际受到部分约束，如按梁端的实际约束条件采用弹性理论进行整体内分析，计算所得的实际弯矩除与梁上承受的荷载大小有关外，更与梁端的约束构件即边梁或构件柱的相对刚度有关。将梁端构造钢筋的截面面积与梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积相关联，只体现了梁上承受荷载的大小，而没有考虑梁端实际约束程度，如果梁端实际约束程度很弱，非常接近于简支，即使梁上承受的荷载很大，梁端实际弯矩仍很小，因而没必要配置太多钢筋，这是其一。其二，条文所指部分约束梁端的构件通常是指砖混结构的构造柱、框架和主次梁体系中的边梁，如果梁端实际配筋较大，梁承受的负弯矩也较大，与之平衡的构造柱弯矩或边梁的扭矩也较大，当约束构件是构造柱时，由于构造柱配筋较小，一般为4φ12，很可能造成构造柱的配筋不足；当约束构件是框架或主次梁体系中的边梁时，虽然按弹性理论计算边梁有较大的扭矩，但国外的试验资料表明5，边梁开裂后，其抗扭刚度约相当于弹性抗扭刚度的1/10。塑性内力重分的结果使得边梁扭矩和梁端实际弯矩值都很小，没比要配置太多的钢筋。新的混凝土结构设计规范实施前，我院设计的大部分工程终于边梁相交的梁端实际配筋统一为2φ12（四肢箍为4φ12），20世纪六七十年代设计的部分工程甚至为2φ10或2φ8这些工程已正常使用了30年综上所述，规范所给的这种配筋策略是否合适值得商榷。
参考文献
[1]混凝土结构设计规范(GB50010-2002).2002
[2]中国建筑科学研究院.混凝土结构设计.中国建筑工业出版社.2003
[3]吕西林。高层建筑设计(第二版).武汉理工大学出版社.2003。
