钢结构设计思路（通用11篇）
钢结构设计思路 篇1
判断结构是否适合用钢结构
1 钢结构通常用于高层、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。直观的说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。
2 结构选型与结构布置
此处仅简单介绍。详请参考相关专业书籍。由于结构选型涉及广泛, 做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”, 它在结构选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题, 可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想, 从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。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。所得结构方案往往易于手算、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输出数据可靠与否的主要依据。
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, 以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。
钢结构通常有框架、平面 (木行) 架、网架 (壳) 、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。
其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决, 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, 应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中, 当有较大悬挂荷载或移动荷载, 就可考虑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) , 如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时, 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, 可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, 不应单纯为了经济去选择不利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。我国半数以上的此类高层为前者, 对抗震不利。
结构的布置要根据体系特征, 荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀。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, 有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁, 但是这会使主梁截面加大, 减少了楼层净高, 顶层边柱也有时会吃不消, 此时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
结构布置结束后, 需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假定。
钢梁可选择槽钢、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, 可回避钢梁的整体稳定的复杂计算, 这种方法很受欢迎。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<λ<150, 简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同, 可选择钢管或H型钢截面等。
初学者需注意, 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。在普钢规范和轻钢规范中的限值有很大的区别。
除此之外, 构件截面形式的选择没有固定的要求, 结构工程师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。
5 工程判定
要正确使用结构软件, 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。初学者应充分明了。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、概念及构造”是比定量计算更重要的内容。
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。
6 构件设计
构件的设计首先是材料的选择。比较常用的是Q235 (类似A3) 和Q345 (类似16Mn) 。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。经济考虑, 也可以选择不同强度钢材的组合截面。当强度起控制作用时, 可选择Q345;稳定控制时, 宜使用Q235。
构件设计中, 现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面, 这和结构内力计算的弹性方法并不匹配。
当前的结构软件, 都提供截面验算的后处理功能。由于程序技术的进步, 一些软件可以将验算时不通过的构件, 从给定的截面库里选择加大一级, 并自动重新分析验算, 直至通过, 如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一。它减少了结构师的很多工作量。但是, 初学钢至少应注意两点a.软件在做构件 (主要是柱) 的截面验算时, 计算长度系数的取定有时会不符合规范的规定。目前所有的程序都不能完全解决这个问题, 所以, 尤其对于节点连接情况复杂或变截面的构件, 结构师应该逐个检查b.当上面第 (三) 条中预估的截面不满足时, 加大截面应该分两种情况区别对待:强度不满足, 通常加大组成截面的板件厚度;其中, 抗弯不满足加大翼缘厚度, 抗剪不满足加大腹板厚度。变形超限, 通常不应加大板件厚度;而应考虑加大截面的高度, 否则, 会很不经济。
使用软件的前述自动加大截面的优化设计功能, 很难考虑上述强度与刚度的区分, 实际上, 常常并不合适。
责任编辑:张淑芳
理清思路 严密结构 篇2
在结构安排问题上,以下三点须引起警惕：
一、 思维混乱
有些考场作文语言表达还不错,但思维混乱或结构松散。
主体部分与观点的关系不清晰,表现为思维的清晰性和连贯性相当差。
【考场病例】
诚信应是每个人的
价值观(节选)
河北一考生
“假如你垫资代买的中了500万元大奖的彩票在你手里,你怎么做？”这样一个问题,竟得到了如此不统一的答复,或许恰恰反映了这样一个问题：诚信,不是我们统一的价值观。
毕竟,这已经不是那个我们有着统一的价值观的时代了,我们的价值观不再洋溢着鲜明的红色。
一切都源自30年前,我们引以为傲的改革开放在把市场这一理念带入中国时,也势必释放了人们内心对权力、金钱的欲望与追求,价值观也不可避免地遭受到多元化的冲击。真正的问题在于,我们对金钱的态度正陷入一种盲目的崇拜。面对材料中那一位诚信店主的选择,大多数人可能会更多地投以讥笑和不解,而不是认可、支持或是赞扬。
……
而百事可乐和可口可乐公司却在诚信这一事上做出了表率。一位可口可乐公司员工偷得本公司秘方并企图向百事可乐公司出售,然而,百事可乐公司却做出了这样的选择：将这一事告知了可口可乐公司。在美国,一百个人都有一个统一的价值观：“诚信”。
令人欣慰的是,中国并不乏拥有诚信的人,不只是那位业主以及做出诚信选择的网友们。今天,我们仍能听到那些兄债弟还、夫债妻还的故事,仍能感受到一个又一个小善良。而普通的中国人在这一片土地上为诚信而创造,哪怕是微弱的回声。
作者敢于讲真话,说实话,有些论述切中时弊,一针见血；题目如同铮铮誓言,豁然醒目,这些都是可贵的优点。不足之处有二：一是既然标题拟为“诚信应是每个人的价值观”,那么从逻辑上说,就应侧重分析“为什么”“应是”(包括“诚信不是每个人统一的价值观”的危害),而不能像现在这样,重点放在了“不统一的原因”之上；二是文中有些明显的病句,如“而普通的中国人在这一片土地上为诚信而创造,哪怕是微弱的回声”。
二、 层次不清
一篇文章是由若干部分组成的,各个部分之间的组合关系就是层次关系。层次是否合理、清晰,直接反映着思路是否合理、清晰。
同学们的作文层次欠合理、清晰,主要表现在两个方面：一是段落划分不合理,不是一段到底,就是分段太多,以致文脉含混；二是这个段落的内容和那个段落的内容你中有我,我中有你,纠缠不清。这都反映出作者写作前缺少整体构思,想到哪儿写到哪儿,心中没谱,自然也就模糊不清了。
【考场病例】
我的时间(节选)
浙江一考生
最爱深秋,并非它的愁情与怅然,只因那本是葵花盛开的季节,它总是让我莫名地想起才女李清照,每一种忧伤都饱含哲理,还有那个日日在葵花下作画的天才画家。
有人说梵高的一生充满着蹩脚与哀情。也许,有葵花盛开的地方就有他的天堂。
梵高的一生也许是孤独的,他烧焦左手割掉右目也许是疼痛的,但不一定是痛苦的。他一生都和葵花作伴,葵花树下洋溢着他灿烂的笑脸。我最爱的庄子曾经说过,你不是鱼又怎么知道鱼是不快乐的呢？所以我宁愿相信梵高把他的心驻扎在秋天。
梵高成功了,向日葵成了他的象征。在那个时代里,荷兰的梵高是印象派的代名词,他在秋天里做好该做的事!
靖康事变,家园沦陷,爱人的离去……李清照淡然了,她在寻找有一个季节供她驻足。最后,她停留在秋天,那个怅然的秋天。
她在感怀春,春太烂漫；她在躲避夏,夏太炽热、太决绝；她在伤感冬,冬又太刺骨。最后,她把心驻扎在秋天,那就是愁。
每一种哀伤都是饱含哲理的,“满地黄花堆积,如今有谁堪摘”。是啊,那个人已经离她而去,去年的今日你还把一枝黄花别在我的秀发上。真美!你说。如今……
此文写李清照、梵高“最爱深秋”,没有突出“我的时间我做主”这一题目内涵；分段太多,过于琐碎；且依据“它总是让我莫名地想起才女李清照……还有那个日日在葵花下作画的天才画家”,下文应当先写李清照,后写梵高,作者的处理却正相反。至于生硬地把李清照与“葵花”扯在一起,更让人莫名其妙。评为三类卷,得38分。
三、 缺少过渡
“过渡”,就是段与段间的衔接。一篇文章段与段之间的内容跳跃性比较强,就需要用一两句话过渡一下。请看2011年高考辽宁卷(考查新材料作文“哲学家的苹果”)一篇作文的片段：
【考场病例】
呼唤诚实(节选)
辽宁一考生
在我们的生活里,可能到处都能听到关于人们难以说真话的故事。
首先,哲学家是一个权威,不知他是有意考验学生,还是故意说假话,总之他说这个苹果是“刚从果园里摘来的”。对于学生,这无疑是最权威的人士——哲学家,用了一句最权威的依据——“果园里摘来的”,这就使得学生们有了不同的表现。
那个能闻出蜡制苹果香味的,明显是在说假话；更有甚者,没闻就说香了。另外三个学生,一个明确地说了实话：“我什么味也没闻到。”另一个问“这是什么苹果？”他不便直说,装糊涂,但他没有随声附和。最后一个,肯定知道这苹果是假的,他找了一个推托的借口,不作回答,称自己“今天感冒了”。
……
我们都熟悉《皇帝的新衣》这个寓言故事。在一片假话的簇拥下,那个敢于说皇帝什么也没穿的孩子,才是最了不起的。童言无忌,孩子的天性让他说了真话。固然,诚实会使生命开出灿烂的鲜花,诚实会使生活变得更加美丽,但是,诚实,有时是需要勇气的；诚实,有时是需要付出代价的。
放眼我们周围,从婴儿的奶粉到其他的食品,从医学界到教育界,从伪新闻到伪科学……到处充斥着假的东西,连教授的学术成果都有假的。
此文缺点有二：一是对作文材料的具体认识上有偏差,如“不知他是有意考验学生,还是故意说假话”“另一个问‘这是什么苹果？’他不便直说,装糊涂,但他没有随声附和。最后一个,肯定知道这苹果是假的,他找了一个推托的借口,不作回答,称自己‘今天感冒了’”,这些表述都显得想当然。二是一、二段之间明显脱节,“诚实,有时是需要勇气的；诚实,有时是需要付出代价的”与下一段之间也缺少衔接,读来不够顺畅。
【对症下药】
安排结构最好借助提纲。结构提纲通常采用“树形表”的形式,从树身(文章主旨)、树干(段落层次),直到树梢(段内层次)。如此处理,便于审视各部分之间的联系,可以一目了然地看清有无疏漏,有无重复,安排是否得当。
此外,如果是写议论文,一定要从“三段论”(一个开头、一个结尾、中间一至二段)的套路中挣脱出来——公式化的作文,其逻辑性往往不强。
钢结构设计思路 篇3
关键词：钢结构,住宅,可行性,设计思路
我国钢结构住宅起步很晚, 只是改革开放后, 从国外引进了一些低层和多层钢结构住宅, 才使我们有了学习与借鉴的机会。大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近二三年才发展起来。
1 钢结构住宅体系的简要介绍
钢结构住宅体系区别于传统体系住宅的内容主要是指主体钢结构体系、外围护墙和内隔墙体体系以及楼板体系。
1.1 钢结构体系
钢结构体系的型式有多种, 但应用于住宅的主要可分为钢框架体系、钢支撑框架体系、钢框架-混凝土剪力墙体系、错层桁架体系、巨型结构加子结构体系等。
1.2 围护结构体系
外围护结构主要采用墙板的型式, 如轻混凝土板、太空板、水泥刨花板、夹心板等。内墙采用轻混凝土板、石膏板、水泥刨花板、稻草板等。
1.3 楼板结构体系
楼板的主要型式有:压型钢板与现浇混凝土组合楼板、预制轻混凝土板等。钢结构选材上, 宜采用Q235或Q345强度级别钢, 并应根据使用环境和加工条件选择不同质量等级的钢。
2 钢结构住宅的特点
钢结构住宅与传统结构相比, 在使用功能、设计、施工以及综合经济方面具有优势, 主要体现在以下方面。
2.1 设计制造周期短, 设计生产一体化
现代结构设计借助于计算机和专业化结构分析软件, 使得设计周期大大缩短, 设计中的修改和调整非常方便。同时, 由于钢结构具有工厂预制、现场安装的特点, 可以将前期设计和现业的生产手段相结合, 通过网络计算机和数控机床结合, 使设计人员在工作室中完成设计后, 即由工厂的生产线完成产品制作, 具有极高的效率和精确度, 可以大大减少项目建设周期。
2.2 能够合理布置功能区间
在居住建筑中, 建筑师和居民一直希望能够有大跨的无竖向结构的空间, 这样, 可以根据需求进行灵活隔断, 使室内布置呈多样化。传统住宅由于所用材料的性质, 限制了空间布置的自由。
2.3 承载强度高, 抗震性能优越
相同的荷载, 钢结构截面最小, 相同的截面, 钢结构承载力最大。在抗震设防区, 钢筋砼结构有许多不足之处, 而钢结构重量轻, 六层轻钢住宅的重量仅相当于四层砖混结构的重量, 因此, 本身所受的地震作用小;而且, 钢材具有高延性, 有较好的耗能能力, 因此, 抗震性能好, 结构安全度高。
2.4 施工方面优势突出
现浇砼需要连续施工, 在我国北方地区受到施工季节的影响。钢结构的大部分构件在工厂生产, 运往现场通过焊接或螺栓进行整体组装, 可全天候作业。施工现场作业量小, 减少了施工临时用地, 与传统建筑材料相比, 对周围环境污染小, 提高了施工的机械化水平。
2.5 综合造价低
钢结构承载力高, 可以实现结构的大开间布置, 构件截面小, 与砼结构和砖混结构相比, 自重比较轻, 地基的处理比较容易, 可以采用天然基础型式。由于基础在工程造价中占有比重比较大, 上部结构重量轻可以降低基础的造价, 从而减少整个项目的投资。钢结构施工机械化高的特点, 从另一方面减少了人工费用和模板等其它辅助材料费用。
3 钢结构住宅的设计思路
3.1 判断结构是否适合用钢结构
钢结构通常用于高层、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。
3.2 结构选型与结构布置
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”, 它在结构选型与布置阶段尤其重要, 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题, 可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想, 从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。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。所得结构方案往往易于手算、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。
3.3 预估截面
结构布置结束后, 需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假定。
钢梁可选择槽钢、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, 可回避钢梁的整体稳定的复杂计算, 这种方法很受欢迎。
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<λ<150, 简单选择值在100附近。根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同, 可选择钢管或H型钢截面等。
3.4 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。
3.5 构件设计
构件的设计首先是材料的选择。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理, 经济考虑, 也可以选择不同强度钢材的组合截面。构件设计中, 现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面.这和结构内力计算的弹性方法并不匹配.当前的结构软件, 都提供截面验算的后处理功能。由于程序技术的进步, 一些软件可以将验算时不通过的构件, 从给定的截面库里选择加大一级.并自动重新分析验算, 直至通过, 如sap2000等。这是常说的截面优化设计功能之一。它减少了结构师的很多工作量。
3.6 节点设计
连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一。在结构分析前, 就应该对节点的形式有充分思考与确定, 常常出现的一种情况是, 最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致, 这必须避免。按传力特性不同, 节点分刚接, 铰接和半刚接。
3.7 图纸编制
钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段, 设计图为设计单位提供, 施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制, 有时也会由设计单位代为编制。由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾, 有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍。
设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的控制, 目前比较混乱, 各个设计单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同。初学者可参考他人的优秀设计并参考相关的工具书, 并依据规范规定编制。
商品结构优化思路 篇4
目的:优化商品结构,提升门店客单价,来客数,周转率,毛利贡献率.思路;引新汰劣,并集考核
方式方法
一动销率考核
1.分大类计算出大类的周转天数(第一级考核,不设立周转天数标杆)
2.分大类计算出大类的动销率(以周转天数为系数)
3.分大类计算出毛利贡献率
以当前大类周转天数为系数, 计算出该大类的动销率.以该大类的动销率为标杆查询出该大类类别下不达标的中类和超标20%的中类
分析该中类不达标的原因
1.商品线做得太深,造成整个中类动销率下降.2.商品线没有品牌带动,造成品类没有吸引力.3.价格没有竞争力.4.价格带不合理
4.商品本身的属性动销慢(适应人群少）
5.陈列动线
6.其他
动销率超标的原因
1.商品品牌，品类，单一,顾客可选性少.2.商品品牌结构失衡,缺少二线三线毛利贡献商品.3.促销价格太低.4.其他.措施：结合商品功能结构，价格带合理性，淘太动销率低，不动销的商品。
二．毛利贡献率考核
以中类为单位计算出本中类的毛利贡献率，以此为标杆查询出不达标的小类。
分析不达标的原因。
1.小类动销率低，造成整个小类毛利贡献率低
2.小类毛利率标杆不合理。
3.小类商品一线品牌与二三线品牌占比失衡，一线品牌占比过高
4.促销价毛利率过低
措施：结合商品功能结构，价格带合理性淘汰动销率低的商品，引进能带来毛利的补充品牌品类，调整促销策略防止促销商品毛利率过低
三．新品引进阶段计划
参考大润发 银座的 商品品类、品牌、单品引进新的品类 品牌单品
分阶段引进计划1.优先引进 以上品牌性补充和品类补充商品.2.引进差异化的品类，品牌，单品.3.引进新奇特高毛利品类，品牌，单品
分析文章结构,把握文章思路 篇5
那么,文章思路又是什么呢?张志公先生指出:“作者的思路是他对客观事物怎样观察、理解、认识的反映。”由此可见,思路其实是一个思维过程。它要求围绕一个中心点,由此及彼、由表及里、由浅入深、由现象至本质,从一个方面到更多方面沿着一个中心线索,把所要表达的思想内容组成一个严密的整体。
通过以上分析,我们可以发现,文章的结构体现了作者的思路,作者的思路是靠文章的结构来体现的。我们如果能够正确地分析文章的结构,也就能准确地把握作者的思路了。那么,究竟如何“分析文章结构,把握文章思路”呢?
一、分析自然段层次,把握文章思路
自然段,是作者行文思路的自然节奏。文章有思路,遵路识斯真。分析自然段的层次,我们可以把握作者为文的一般思路。可以从下面几个方面着手:
1.紧扣自然段中心意思,把握思路。按照自然段的“中心意思”组合文句,是作者行文的正常思维。阅读自然段,我们务必要弄清楚此段作者到底想要表达一个什么意思。有中心句的,我们找准就可以了。如汪曾祺先生《金岳霖先生》第2段“金先生的样子有点怪”,此句便是此段的中心句,此段的文字都是围绕这句话来写的。如果没有中心句,我们应仔细审视,此段共有几句话,哪些是主体句,哪些是从句。
2.分析自然段层次内容,把握思路。一般来说,每一自然段都会相对集中表达一个意思,这是分段的基本规律。作者先说什么,后说什么,为什么这个先说,那个后说,我们要搞个究竟。比如朱自清《荷塘月色》第4自然段分别写了荷叶、荷花、荷香、荷波等景物,这是作者按照观察的角度——由上而下、由远及近的空间顺序——写的。
3.抓住自然段标志词语,把握思路。有些自然段,作者干脆用一些关联词语或关键词句来表示句与句之间的逻辑关系,我们比较容易把握。比如“首先、其次、再次、最后”,表示主次轻重的顺序或一个问题的几个方面,是并列关系;“因此“、“总之”、“由此可见”表示结论,是分总关系;“所谓”表示有所解释,是解说关系;此外,一些对应的词语、相似的句式、方位的顺序等,都是我们分析自然段结构的好抓手。
总而言之,时间顺序、空间顺序、逻辑顺序,是分析自然段层次的三个关键词,我们要牢牢记住。
二、划分段落层次,把握文章思路
自然段的更高单位,便是段落。划分段落层次,是读懂文章的前提。因为只有如此,才能深刻理解作者的思维板块,从而整体把握文章的结构。那么,如何划分段落层次呢?
1.注意每一自然段的开头和结尾,这是各自然段衔接点所在。作者由一个自然段写到另外一个自然段,总会有衔接——或契合或转折,这是作者写作思路清晰的表现。如2009年高考湖北卷《书房的窗子》第6段“以此,我便爱上了北窗”就是“重要的文句”——表明文章于此开始由写“窗子的功用”转至写“我喜欢北窗的理由”。
2.关注文章表达的特别之处或艺术特色。有些作者,为表现构思的匠心独运,在文章中或隐或显地使用一些 “超常规”手段,如排比段、铺陈、对照、对比、反复、虚实、抑扬等。比如严阵《绝唱》中反复出现的“这是一塘荷最美的时候吗”即为“超常规手段”——欲扬先抑,突出下文“这满塘残荷才是圆明园荷池的绝美”。这些“超常规”手段一般都能显示上下文内容之间的关系。此外,一些特殊词语,如顺序词、关联词、指代词、范围词、类别词、过渡词等,也能体现作者的思维,需要我们阅读文本时仔细甄别。
此外,我们还要掌握一些常见文本结构的惯用方式。如(从整体上看)论述类文本的结构一般是:提出问题,分析问题,解决问题,包括总分式、并列式、对照式、递进式等4种基本结构;小说的结构一般是:(故事的)发生、发展、高潮、结局等;散文的结构一般比较散,所谓“形散神聚”,抓住了“神”,也就把握了文章的结构。
人与猴
文/张雪
动物园里,大人指着笼子里的猴对小孩说:“记住,这种动物叫猴,是专门供咱们人类开心的动物。”“何以见得呢?”小孩问。
“不信,你瞧。”大人说着,从包中摸出一颗花生,朝笼子里的大猴背后扔去,只见大猴急转身,略一迟疑,却用嘴接住,然后再用爪子从嘴里取出来,剥开吃掉,显得很滑稽。小孩笑起来,说真有意思。
大人也被大猴的举动逗得很开心,便来了兴致,又将另一颗花生扔进去,还是扔向大猴身后的地方。大猴故伎重演,转身,跳起来用嘴接住,用爪子取出剥开,放进嘴里。大人不断地扔,大猴便不断地这样接住,然后或吃掉,或分给身边的小猴。直到一大包花生全部扔完了,大人和小孩才恋恋不舍地离开。
回家的路上,小孩问大人:“你为什么将花生扔到大猴的背后呢?”大人得意地笑了,说:“猴子翻来覆去地来回折腾才有意思啊,如果直接扔到它眼前,还有这么好玩吗?”
小孩信服地说:“爸爸,你真行!”大人又说:“猴子这种动物自以为挺聪明,其实被咱们耍了,它们还不知道呢,真可悲!”
动物园里,大猴指着笼子外的人,对小猴说:“你知道这种动物叫什么名字吗?”“不知道。”小猴望着指手划脚的人回答。“记住,孩子,”大猴说,“这种动物叫人,是专门供咱们猴子开心的动物。”
“何以见得呢?”小猴问。“不信你等着瞧。”大猴说。这时,适逢有个大人往笼子里扔花生,扔在大猴的背后,大猴急转身,略一思忖,用嘴去接住,然后再用爪子从嘴里取出来,剥开吃掉,显得很滑稽。终于,那大人的一包花生全部扔给了猴子。
他们走后,小猴问大猴:“你为什么用嘴去接扔进来的花生呢?”大猴得意地笑了,说:“如果我用爪子去接,你们还会继续扔吗?”小猴信服地说:“妈妈,你真行!”大猴又说:“人这种动物自以为挺聪明,其实被咱们耍了,他们还不知道呢,真可悲!”
1.从整体上看,本文运用了哪种方法结构全文?有什么作用?
答:________________________
2.试从不同的角度探究本文的寓意。
答:___________________________
参考答案
1.对比。通过人与猴对“喂食”行为不同观照的对比,拓展了故事的寓意,增强了故事的讽喻性,令人深思。
2.(1) 讽刺人类的自高自大,自作聪明。(2)告诫人们,耍人者必被人耍。(3)要学会换位思考,才能避免遗笑大方。(4)每个人头上都有一只笼子,人要学会自爱、自尊,推己及人。
框架结构的抗震设计思路 篇6
建筑结构抗震的发展是随着人们对地震动和结构的认识不断深入而发展起来的, 从诞生至今只有百年的历史, 大致有以下几个发展阶段:
(1) 静力阶段:它起初由日本的一位教授对当时有限的震害观测和理论认识提出抗震设计理论, 仅仅适用于刚体结构。它没有考虑结构的动力特性和场地不同对建筑结构的影响。
(2) 反应谱阶段:随着地震动记录的得到和结构动力学理论的发展, 1940年美国的Biota教授提出了弹性反应谱的概念, 反应谱是自由弹性体系, 在获取的很多地震记录的激励下, 结构周期与响应之间的关系, 包括加速度反应谱, 速度反应谱, 位移反应谱。其考虑了结构的动力特性, 到现在为止仍然是各国规范设计的取值基础。地震作用力计算常采用底部剪力法和振型分解反应谱法, 振型分解反应谱法。
(3) 动力理论阶段: 随着对地震动认识和理解的加深, 认识到反应谱的一些不足。常用的方法是对记录的地震波进行连续分段处理, 每段的数据都看做不变的, 然后作用到结构上, 通过动力平衡方程来求得此刻的加速度、速度、位移反应, 接着与前一段的加速度、速度、位移进行叠加, 把叠加的结果作为下一时段的初始数据, 依此类推, 最终求得结构的加速度、速度和位移动力反应变化过程。
(4) 在1994年美国Northridge地震和1995年日本Kobe地震后, 美日学者又提出了基于性态的抗震设计方法, 基于性态的基本思想, 就是使建筑结构在使用期间满足各种使用功能的要求。它与传统基于力的设计方法不同, 对于结构性能主要是基于位移准则, 用不同的位移指标对结构性能进行不同的控制。但是由于大地震作用下结构的非弹性变形很难准确估计, 使得基于性态的设计方法只能停留在理论上。但提出它的优点至少有两点:一是强调地震工程的系统性和社会性;二是认识到原有抗震设计规范的部分不合理性。
2 框架结构抗震设计的基本思路——延性准则
在弹性反应谱提出之后, 人们发现计算出的结构反应与实际地震时结构的破坏现象有一定的矛盾, 主要是按弹性反应谱算得的结构反应加速度比当时习惯性设计地震力的取值大好几倍, 而且按照习惯性取定的设计地震力作用下设计的房屋结构, 在地震中结构体系的损伤并不严重。目前, 世界各国的抗震规范几乎都采用这样一种思路:采用按可遇地震的强弱划分地震分区;根据各地区的历史发生地震的统计结果或对地质构造的历史考察给出具有明确统计含义的设防水准地面运动峰值加速度;再利用加速度反应谱给出不同周期下结构的反应加速度;通过地震力调整系数R得到设计用加速度水准。同时, 多数国家都认同这样的观点, 设防烈度水准可以取用不同的值, 选用越高的设防烈度水准, 结构的延性要求也就越低, 选用越低的设防烈度水准, 结构的延性要求就越高。结构延性保障的先决条件是构件的延性, 在采用一系列措施保障构件延性的基础上, 再通过有效合理的连接, 同时结构体系选择合理, 刚度分布合理的条件下就能基本保证结构的延性。
3 能力设计
要保证结构在大地震作用下的性能, 还需要有效的抗震措施, 使结构确实具备所需要的保持竖向承载力条件下非弹性变形能力, 这就是所谓的能力设计法。能力设计法由新西兰钢筋混凝土抗震专家T Parlay和R Park等学者发展和倡导, 主要思路是对构件间或构件内不同受力形式间的承载能力差的控制, 保证钢筋混凝土结构形成梁铰机构和延性较大的正截面受力破坏形态, 使结构具有足够的弹塑性变形性能, 保证大地震时具有足够的能力耗散性能, 避免产生脆性破坏和出现不利的机构形式。能力设计法的关键是将控制概念引入结构的抗震设计, 有目的形成对结构有利的破坏机制和破坏模式, 避免不合理的结构破坏形态, 并设法保证预计破坏部位的弹塑性变形能力。能力设计法主要通过以下三种措施给予保证:
(1) 增大柱相对于梁的抗弯能力, 人为的引导结构的出铰部位。
(2) 提高相对正截面承载力的抗剪能力, 避免出现非延性的剪切破坏。
(3) 对有可能出现塑性铰的部位, 采用相应的构造措施, 保证必要的非弹性变形性能。
首先对铰接的合理部位进行讨论, 各国大致的思路差不多, 都偏向于使梁端先于柱端出现的方案。这种出铰方案有以下优点:梁的延性易于控制, 且一般情况下比柱的延性大;梁铰接比柱铰接形成的整体塑性变形小;梁铰接机构形成的塑性变形比较稳定。在承认优先形成梁铰接的前提下, 还有两种不同的设计方法, 一种是由新西兰为代表的, 倾向于形成理想的梁铰接机构, 就是保证梁端出现塑性铰, 而柱子除底层外, 均不出现塑性铰, 对除底层柱外给柱子相对于梁比较大的超强系数 (大概2.0) , 好处是柱子 (除底层外) 不需要进行复杂的配箍, 因为采用这样的系数能保证出铰接很明确。但正是由于这种设计方法追求理想的梁饺接机构导致底层柱子相对较弱, 就有出铰接的可能, 相应就必须采用构造措施保证这个部位的塑性变形性能。其实对柱子采用超配系数的确定问题比较复杂:梁端构造的超配的影响;梁柱端塑性铰出现内力重分布的影响;屈服前的非弹性特征可能使柱子的实际弯矩大于弹性分析得到的弯矩;材料差异所带来的不确定因素;结构非弹性特征的发育导致结构动力特性变化所带来的影响等等。按照能力设计的要求, 剪力墙的塑性铰一般出现在墙肢的底部。联肢剪力墙的承载力和延性与洞口连梁的承载力和延性有很大的关系, 一般尽可能的设计成弱连梁, 有意识地引导连梁在地震时首先屈服, 然后是底部墙的屈服, 也就是预计塑性铰区的屈服。避免出现过早剪切破坏的原因很简单, 就是因为剪切破坏属于脆性破坏, 不利于保证结构的延性, 保证的办法就是按照抗震等级的不同对所有的梁、柱、墙等构件采用相对于抗弯的不同的超配系数。抗震抗剪的基本要求是在梁端塑性铰大震中所需塑性转动之前不发生剪切破坏, 这与非抗震抗剪有概念性的差异。对于各种不同的结构构件的抗剪机理和我国规范的处理方式, 柱:规范中对抗震时柱的抗剪公式的处理原则一样, 也是对混凝土项采用0.6的折减系数, 同样采用更严厉的措施防止斜压破坏, 把截面的剪力设计值比非抗震时乘以0.8的折减系数。但由于一般情况下, 柱的轴压力比较大, 这种压力对于柱出现塑性铰后对构件的抗剪性能偏有力, 按照这种思路, 柱采用和梁一样的折减似乎不大合理。墙:抗震时, 国内几乎没有相关的试验资料, 仅仅是采用对非抗震的抗剪公式对混凝土项和钢筋项都采用了0.8的折减系数, 同时, 为防止斜压破坏, 采用限制剪压比的办法, 把截面的剪力设计值比非抗震时乘以0.8的折减系数。
经过以上抗剪机理的讨论后, 就可以对梁柱箍筋的作用做如下总结:第一个显而易见的作用是用于抗剪;第二个作用是约束混凝土, 这对保障结构延性起非常重要的作用, 这里还可以说一下高强混凝土用于抗震时所遇到的障碍, 这首先和高强混凝土的材性相关, 强度越高的混凝土就越脆, 它的应力应变关系中达到最大压应力的应变比较小, 这就使得设计成延性构件形成很大的困难, 同时由于混凝土的强度越高, 箍筋起约束的效能就越差, 也就不能够有效地提高混凝土的极限压应变, 这样就导致了采用高强混凝土的结构构件的延性难以得到保障;第三个作用是对梁端纵向钢筋的约束作用, 防止纵向钢筋的失稳, 这与钢筋的特殊材性有关。
摘要：目前, 世界各国的抗震规范都采用这种思路:按可遇地震的强弱划分地震分区;根据各地区的历史发生地震的统计或对地质构造的考察得出设防水准地面的运动峰值加速度;再利用加速度反应谱给出不同周期下结构的反应加速度;通过地震力调整系数R得到设计加速度水准。同时, 很多国家都同意这样的观点, 设防烈度水准可取用不同的值, 选用越高的设防烈度水准, 结构的延性要求也就越低, 选用越低的设防烈度水准, 结构的延性要求就越高。结构延性保障条件是构件的延性, 通过有效合理的连接, 结构体系选择合理, 刚度分布合理的条件下就能基本保证结构的延性。
关键词：框架结构,抗震设计,设计思路
参考文献
[1]包世华, 方鄂华.高层建筑结构设计[M].北京:清华大学出版社, 2001.
[2]龙驭球, 包世华.结构力学教程[M].北京:高等教育出版社, 2001.
[3]庄崖屏, 江见鲸.钢筋混凝土基本构件设计[M].北京:地震出版社, 2001.
[4]同济大学.房屋建筑学[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000.
谈某砌体结构加固设计思路 篇7
某校教学楼建于2003年,砖混结构,地上4层,平面形式呈矩形,东西向布置,长约60 m,东部宽约12 m,西部宽约10 m,1层～4层层高3.6 m,建筑总高15.0 m。钢筋混凝土现浇楼板,板厚100 mm,屋顶为现浇混凝土女儿墙,地基3∶7灰土垫层,基础形式为混凝土条形基础,内外墙均厚370 mm,局部设混凝土圈梁、构造柱。该楼承重体系为纵横墙承重结构,开间尺寸为4.6 m,窗间墙最小宽度为1.5 m,横墙最大间距为9.2 m。该建筑位于8度区。
2 建筑抗震鉴定
2.1 外观质量检测
外观墙体及地面存在裂缝,地面裂缝系找平层和抹灰层面层开裂,主要由温度变化和材料收缩导致,位于教室地面上,裂缝最大长度达6.0 m,裂缝最宽处达1.5 mm,裂缝处地面略为隆起;墙体裂缝主要为温度应力和砌体材料收缩而产生的变形缝,主要位于阳台窗户下的预制墙板上,裂缝均为贯通型,缝宽介于0.5 mm～1.8 mm。
2.2 材料强度检测
砖混结构承重墙强度的测定采用回弹法进行检测,各层承重砖强度等级均达到MU10;砌筑砂浆强度的测定采用贯入法进行检测,其1层～4层强度分别为8.4 MPa,7.2 MPa,6.4 MPa,6.4 MPa;混凝土构件强度的测定采用钻芯取样法进行检测,根据检测结果,该楼现龄期混凝土抗压强度推定区间为24.8 MPa～30.7 MPa,现龄期混凝土抗压强度推定值为30.7 MPa。
2.3 抗震计算鉴定结果
1)根据抗震计算结果,该楼1层～3层墙体现有水平抗力均小于水平地震作用,抗力与荷载效应之比最小值为:1层横墙0.84,1层纵墙0.79,2层横墙0.87,2层纵墙0.68,3层横墙0.98,3层纵墙0.78,4层满足要求。
2)根据宏观分析、抗震验算,该教学楼的建筑上部结构安全性等级评为Bu级,建议修复处理。
3 加固原则
根据GB 50223-2008建筑工程抗震设防分类标准之相关规定,该教学楼属于重点设防类建筑,即乙类建筑;根据当地抗震设防烈度,该教学楼抗震设防烈度为8度;该教学楼应划分为B类校舍,后续使用年限为40年,修复处理后可继续使用。
建筑抗震加固设计方案的确定,应根据抗震鉴定结果,结合原设计图纸及建筑使用功能综合分析后确定,主要应遵循以下原则:
1)通过采用局部加固、整体加固或个别构件加固,改善结构受力状况,提高结构整体性;2)同时考虑减小或消除不利因素的影响,防止由于局部加强造成的结构强度或刚度突变;3)对于新增设的结构构件,应与周围构件有可靠连接,并考虑是否增设新的基础构件; 4)加固所使用的材料,如与原结构材料不同时,需满足其强度的要求。当与原结构材料相同时,其材料强度不得低于原材料强度;5)特别对于各种易倒塌结构构件,应结合鉴定报告及使用功能要求,做必要的拆除或加固处理。考虑结构重点部位、重点结构构件的加固;6)同时考虑施工方便,对现有生活、生产影响较小,经济合理,外观美观等因素。
4 加固设计方案的选择
该教学楼为4层砖混结构,总高度为15.0 m,根据GB 50011-2010建筑抗震设计规范之相关规定结合原设计图纸及鉴定报告,该建筑属于超高不超层建筑,加固采取高于一般房屋的承载力且加强墙体约束的有效措施,加固不改变原结构体系。
1)加固方案确定。
根据鉴定报告,通过水平抗震验算,由于抗震设防类别的提高,该教学楼在抗震方面主要是现有墙体水平抗力均小于水平地震作用力,1层～3层现有横墙及纵墙均不满足要求。该教学楼主Abstract:要承重墙体、砌筑砂浆、混凝土构件强度均未见明显的降低,各主要材料在强度方面均能满足要求。
加固如采用新增墙体来增强现有墙体的水平抗力,虽然在抗震方面能够使水平抗力大于水平地震作用力,但从该建筑使用功能考虑,将严重影响其后续使用。根据现有结构属于超高不超层建筑,无需改变现有结构体系,同时考虑到施工工艺、施工工期、工程造价等方面的因素,综合确定拟采用混凝土板墙进行加固处理。
2)加固设计。
根据现有1层～4层横墙及纵墙的抗力与荷载效应之比,结合已有工程经验,本教学楼拟整体采用单面混凝土板墙加固、局部采用双面混凝土板墙加固。
对于建筑四周外围护墙体,采用单面板墙加固,考虑到加固一侧如为建筑内侧,则混凝土板墙在楼板及屋面板处,必须进行穿板作业,一方面对原有楼板及屋面板有损伤,另一方面施工速度慢,故建筑外围护墙体的加固单面板墙设置于建筑外侧,保证外立面钢筋绑扎和混凝土喷射连续进行。对于建筑内横墙及纵墙,充分考虑施工方便、对原有构件及使用功能影响小等因素,确定加固位置,同时应尽量将加固侧设置于同一功能单位,减小设备搬迁及后续工艺的施工工作量。
楼梯间的墙体由于没有楼盖作为侧向支撑,且对于顶层楼梯间,其墙高为一层半高,楼梯间比较空旷且缺少支撑,地震作用时受力复杂,很容易首先遭到破坏甚至倒塌,故对于楼梯间应进行特殊处理。
本教学楼设有两部楼梯,加固方案对两部楼梯均采用双面板墙进行加固处理,保证地震力作用时,楼梯间不至于首先发生破坏而导致疏散受阻;根据原有设计图纸,楼梯间原有梯梁直接设置于承重墙体上,本次加固考虑到楼梯的特殊性,在梯梁对应位置下部的承重墙体内,增设钢筋加强带,并上下贯通,对梯梁下现有局部墙体起到较好的约束与加强作用,保证地震力作用时,梯梁下部承重墙体不至于较其他承重墙体首先发生破坏。
该建筑在顶部设有现浇混凝土女儿墙,该女儿墙结构完整,连接可靠,根据鉴定报告,暂不对该女儿墙进行加固处理。同时根据鉴定报告1层～4层走廊外侧窗台下为预制混凝土栏板,栏板均出现贯通型裂缝,主要为温度应力和砌体材料收缩而产生的变形缝。该栏板由于为预制混凝土栏板,现场拆除个别后发现其与周围构件连接不紧密且栏板不密实,该栏板沿建筑长轴线分布,地震力作用时,很容易发生大面积倒塌,同时造成其上部窗户及玻璃破碎,存在安全隐患,故本次加固对预制混凝土栏板全部拆除,更换现浇混凝土栏板,同时加强了栏板与周围构件的可靠连接。
对于现有墙体局部的裂缝,在未进行加固的部位,建议采用钢筋及砂浆进行加固处理。
相关规范要求混凝土强度等级不低于C20,本次加固考虑到采用喷射混凝土进行加固,为保证混凝土强度等级,故将混凝土强度等级提高为C25。
由于本加固方案是在原有墙体一侧或两侧增设混凝土板墙,故新增设混凝土板墙对原结构相当于增加部分荷载值,结构加固方案确定后,应对原地基、基础进行验算,确定原有地基、基础是否满足要求。
5 加固验算
本次加固按GB 50011-2001建筑抗震设计规范(2008版)规定的方法进行抗震加固验算。本加固工程混凝土强度等级采用C25,厚度为60 mm,采用单排钢筋网片,竖向筋为ϕ10@200,横向筋为ϕ8@200,并梅花形布置拉结筋。采用中国建筑科学研究院PKPM程序,对加固后的建筑进行抗震验算,根据验算结果该楼1层～4层墙体现有水平抗力均大于水平地震作用,抗力与荷载效应之比为:1层1.94,2层2.17,3层2.84,4层4.19,各层水平抗力均满足要求,该方案通过加固验算,满足现行规范要求,方案可行。
根据计算新增的混凝土板墙自重约为原建筑自重的15%左右,通过对原地基、基础进行验算,原有地基、基础满足设计要求,本次暂不考虑对其进行加固。
6 加固方案确定
本次加固采用混凝土板墙进行加固处理,该施工工艺成熟,应用范围较广泛,施工过程操作简便,施工速度较快,工期有保证,不影响学校正常使用,对原有结构构件损伤较小,加固后结构整体性较好,新增荷载值较小,对原有地基基础影响较小,方案比较经济合理,在可控范围内。
在施工过程中,应采取有效措施避免或减少对原有结构构件的损伤,发现原有结构或相关工程隐蔽部位有严重缺陷时,应会同有关单位及时作出处理,对可能导致的倾斜、开裂、局部倒塌等现象,应提前采取安全措施,并在施工过程及施工完成后一段时间内,不间断进行沉降观测。
7 结语
1)对于砌体结构,采用混凝土板墙进行加固处理,可有效地提高砌体结构的水平抗力,满足抗震设计要求。
2)对于重点部位如楼梯间、水箱间、电梯间、疏散出入口等重点部位,应特别给予重视,采取特殊的措施进行加固处理。
3)根据鉴定报告,对于易倒塌的构件,如女儿墙、烟囱、门脸、挑檐、雨棚、预制构件等,应根据实际情况进行加固处理或拆除。
4)主体结构加固方案确定后,应同时验算原有地基基础是否满足要求,在可能的条件下宜尽量减少地基基础的加固工作量。
5)加固方案的确定在考虑结构整体安全性满足要求的同时,应考虑施工工艺的可操作性、加固工程总体造价、加固工期的长短、加固对原使用功能的影响、建筑美观方面等因素。
摘要：通过对某砌体结构教学楼进行抗震鉴定,结合GB 50223-2008建筑工程抗震设防分类标准和GB 50011-2010建筑抗震设计规范,对该砌体结构的加固原则、加固方案的选择进行了简要分析,得出相应的结论,对砌体结构的加固设计有一定指导意义。
关键词：砌体结构,抗震加固,混凝土板墙加固
参考文献
[1]孔庆银.砌体结构墙体加固方法评述[J].建筑与发展,2009(11):66-68.
[2]王瑞平.浅谈旧房加层改造工程的墙体加固[J].科技情报开发与经济,2006,16(14):285-286.
钢结构设计思路 篇8
1 建筑连体结构的设计原则
在《高层建筑混凝土结构技术规程》中, 对于结构较为复杂的建筑物的设计计算, 做出了以下的规定:1) 对于薄弱层的弹塑性的变形应该采用动力分析法或者弹塑性静力方法来进行验算;2) 在需要进行补充计算的地方, 适宜采用弹性时程分析法来进行计算;3) 在进行连体建筑物的抗震计算时, 要充分的考虑到平扭耦联计算结构中的扭转效应, 连体建筑物的振型数应该大于等于十五, 如果是进行多个楼体的结构的振型数的计算, 振型数应该大于等于楼体数量的九倍, 在计算建筑物的振型数时, 建筑物振型的参与质量应该占到总质量的90%以上;4) 在计算建筑物的整体的内力位移时, 为了计算结果的准确性, 计算的过程中, 应该采用两个以上的不同的三维空间软件来进行计算, 对于连体结构的建筑物来说, 两端的连接部位受力较为复杂, 对其进行计算时, 可以采用有限元模型来进行楼体的整体建模分析。
在建筑物连体结构设计时, 尤其是高层建筑物的连体结构, 所有参与到连体的建筑物的刚度、平面、体型等参数应该是相同或者相近的, 有的连体建筑物在设计时需要具有较大的抗震强度, 如果要在刚度及层数相差较大的建筑物之间设计连体结构, 需要对其进行动力分析及弹塑性静力分析, 以此来使其抗震强度能够达到相关的设计要求, 在进行连体建筑物的抗震设计时, 另一设计要点是, 要保证连接点处的安全性、可靠性, 主要的设计原则是:“强节点, 弱杆件”, 使连接节点处能够始终保持于弹性阶段, 而将连接体内部杆件的部分进行适当的消弱, 使杆件具有足够的耗能能力及变形能力。
建筑连体结构的抗震设计中, 所要坚持的最基本的设计原则可以概括为:“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”, 对于连体结构的建筑物的设计材料的选择应该坚持的最基本的原则是, 尽可能的减轻连接体结构自身的重量, 优先选用的材料是钢结构。
2 建筑连体结构抗震设计方案的选择
2.1 建筑连体结构整体结构方案的选择
在进行建筑连体结构的抗震设计时, 首先要进行的是整体的连体结构的方案的确定, 在进行整体方案的设计的过程中, 需要全面的了解建筑连体结构的抗震要求、连体建筑物的建筑材料、连体建筑物的楼层数、连体建筑物的楼层高度、连体建筑物的施工技术等各方面的参数, 对这些因素进行综合的分析, 选择最为合理的方案, 对于楼层较高的建筑物来说, 要设计建筑物的连体结构, 为了保证连体建筑物的抗震性能, 需要采取多个加强抗震性能的措施, 并且要对整个建筑物的抗震性能进行验证, 为了防止在连体建筑物中出现点破面的情况, 需要减少连体建筑物中整体的受力结构的凸点, 因此在进行楼梯的设计时, 一般情况下会采用规则对称的设计, 为了使连体建筑物的构件在地震中能够保持结构的稳定性, 需要选择延展性能良好的连体构件, 另一方面, 在保证楼梯的使用性能及建筑质量的情况, 使楼梯的重量尽量的减轻, 能够使楼体在地震中的损伤程度得到有效的降低。
2.2 建筑连体结构性能的确定
在高层建筑物的设计建造过程中, 一种抗震性能较好的建筑结构体系是钢筋混凝土框架-剪力墙结构, 该结构体系是由剪力墙与框架两部分共同组成, 该体系具有诸多的优点, 如使用该体系能够为建筑物提供一个比较大的使用空间, 在住宅的建设、商场的建设、办公场所的建设中都非常的适合, 并且该种结构的抗水平力刚度是比较大的, 在设计的过程中要注意工程的使用功能、高度、层数等要求, 进行合理的设计。
在实际的工程设计中, 框架-剪力墙结构中, 大部分的水平作用产生的剪力应该由剪力墙承担, 这就要求在设计的过程中, 剪力墙的数量要足够, 但是为了保证设计的经济合理性, 剪力墙的数量也不能过多, 一般情况下框架-剪力墙结构在设计的过程中将其设计成双向抗侧力体系的结构布置, 在建筑物的荷载较大的部位、平面形状变化的部位以及其他周边部位, 剪力墙应该是均匀的分布。
2.3 建筑连体结构连接体结构方案的确定
建筑连体结构的中心是连接体, 站在整体堆成结构的角度来看, 连接体对于楼体的受力以及楼体整体的影响是非常的小的, 而对于非对称结构的建筑物来说, 连接体对于整体的建筑连体结构的影响是非常的大的, 但是在实际的工程建设的过程中, 很难保证建筑物的完全对称性, 这是因为, 在建设的过程中, 即使做到了建筑物结构上的对称, 但是建筑物的载荷及工程材料很难保持良好的对称性, 另一方面, 一旦发生地震, 地震的振动方向是不确定的, 并且时刻都在发生变化, 这也会导致连体建筑物的不对称, 在进行建筑物的连体结构的连接体设计时, 需要将这些影响因素都考虑在内, 对于刚度不同的建筑物来说, 设置连接体会使刚度较小的建筑物的受力变大, 同样, 会使刚度较大的建筑物的受力变小, 这种性能特点也体现在建筑物的整体性能上。
3 加强建筑连体结构抗震性能的设计思路
在进行建筑连体结构的抗震设计时, 要能够满足相关的设计原则及设计要求, 在实际的应用过程中, 往往存在一定的困难, 因为地震的发生具有一定的随机性及不可计算性, 这就要求在进行抗震设计时, 要选择正确的设计理念, 坚持设计原则, 对于连体结构中相对薄弱的环节, 采取适当的措施进行加固, 下面介绍几种加固设计的设计方法。
3.1 连体建筑物抗震设计中的外加构件法
该种方法的主要原理是在建筑物自身的构件之外在增加适当的外部构件, 来提高建筑物的抗震性能, 采用这种方法时, 尤其需要注意新增的外部构件对建筑物整体的抗震性能的影响, 目前较为常用的方法有增设门窗加固、增设支撑加固、增设支托加固、增设拉杆加固、增设墙体加固等。
3.2 连体建筑物抗震设计中的减震加固法
在工程设计中, 抗震设计的原理是, 地震的作用与建筑结构中的阻尼值是成反比, 因此增加建筑物的抗震性能, 可以采用增加建筑物的结构阻尼值的方式来进行, 将阻尼器设置在建筑物的结构变形较大的部位, 能够成功的实现建筑物的消能减震, 同时可以利用阻尼器来对建筑物在地震作用下的预期变形进行控制, 防止建筑物在强震下不会出现特别严重的破坏。
3.3 连体建筑物抗震设计中的隔震加固法
连体结构的建筑物的抗震性能, 相互之间有一定的作用, 当建筑物的整体结构的周期得到延长, 建筑物整体的刚度就会适当的减弱, 这会在一定程度上降低建筑物整体的抗震性能, 针对此种情况主要的加固方法是进行隔震加固, 这种加固方法的典型代表是铅芯橡胶隔震, 这种材料主要的优点是水平表型较大, 并且具有较好的阻尼值, 能够很好的吸收震动能量, 在地震中, 能够将地基的振动与上层的建筑物隔离开来, 从而有效的增强了建筑物的稳定性能, 使连体建筑物的抗震性能得到提升。
3.4 连体建筑物抗震设计中的楼体薄弱部位加固设计
在连体建筑物的抗震设计中, 需要对楼体的薄弱部位进行加固设计, 如在连体结构中与连接体直接相连的柱应该采用钢骨混凝土材料, 对柱的轴压比进行很好的控制, 连接体中的钢梁应该能够深入到楼体的第二跨度中, 最终与剪力墙相连, 如果所进入的地方没有剪力墙, 应该与楼体的柱相连, 为了避免地震时造成连接体的脱落, 应该加强连接体与剪力墙及框架柱的锚固, 应该加强与连接体相连的梁端的抗弯、抗剪的设计, 对整个楼体的薄弱层的钢筋都应该适当的加粗、加强, 一般结构的层柱的混凝土的强度等级不予变化, 每一楼层的每个方向的配筋率应该大于等于0.3%。
4 结论
在进行建筑连体结构的抗震设计时, 应该注重各种先进的抗震设计思路的研究, 在保证建筑物的使用质量及稳定性的同时, 尽可能的增加建筑连体结构的抗震性能, 但是任何的抗震设计都应该遵循科学性、合理性, 保证建筑物的建造安全。
参考文献
[1]赵晨光.关于建筑连体结构的抗震设计浅析[J].黑龙江科技信息, 2013 (22) .
钢结构设计思路 篇9
关键词：混凝土,优化,设计,结构
随着我国国民经济的发展, 各地兴建的高层建筑数量日益增多, 当今是“节约型”社会, 优化设计, 降低成本, 这个问题越发受到业界的关注和重视。现笔者就高层建筑混凝土结构优化设计的方法和途径提出自己的见解, 供同行参考。
1 目标
国内外学者在构件优化方面已经进行过很多的研究工作, 但到目前为止仍没有一个满足各种结构设计规范条件, 符合设计人员习惯, 尽可能接近最优解, 能够适用于高层建筑结构设计的成熟的数学模型。尽管如此, 但有一个观点还是比较明确的, 也是大多数学者所赞同的, 那就是:当结构的各个构件的内力都达到最大承载力时, 即可认为结构是最优的。当然, 要想各个构件都能如愿的在同一时间发挥出所有潜能是很困难的, 往往现实设计中是不可能办到的。但是, 设计者可以以此为目标来优化设计, 让设计尽可能的接近最优解, 从而达到降低造价的最终目的。
2 工程实例
2.1 工程概况
某商住楼, 剪力墙结构, 6度设防, 修正后的基本风压为0.4kN/m2;地下1层, 地上32层, 嵌固端可取地下室顶板处;地下室层高为3.9m, 首层层高为7.1m, 2层层高为3.6m, 其余各层层高均为2.9m, 优化前的住宅标准层平面布置图。
2.2 问题的提出和优化方法
(1) 一般地, l/Bmax=7100/18900=0.376>0.35, 规则性判断为平面不规则类型中的凹凸不规则, 同时经初步计算, 在尽可能加长墙肢的情况下, 即使首层墙厚取400mm, 亦无法满足侧向刚度比的要求, 竖向不规则类型判断为侧向刚度不规则。显然, 本工程已有两项超出规则性的要求, 需按《建筑抗震设计规范》GB50011-2008中第3.4.3条的要求进行水平地震作用计算和内力调整, 并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。根据笔者以往的经验, 若不优化平面形状, 盲目采取加强措施, 必然要付出沉重的经济代价, 甚至会对“控制成本, 降低造价”造成致命的打击。由于在建筑平面的中部增加部分楼板对建筑功能的使用和立面的影响较小, 经多方协商, 发展商同意修改, 修改后的平面布置。但对首层商业区降低层高的建议因牵连过多, 最后决定维持不变。
(2) 分析建筑图的剪力墙布置, 核心筒位置的墙体布置似乎偏多, 刚度偏大。经建模初算, 其部分计算数据如表1所示。
由表中数据分析可知, 结构平面布置中的核心筒处, 其剪力墙数量有消减的余地。适当消弱结构中部的刚度, 除了对控制结构扭转效应有利外, 更直接的效果就是降低造价。假设所有墙厚均为200mm, 仅削去核心筒处的部分墙体, 就可减少混凝土用量:
以及扣除原有墙体内的大量钢筋, 其经济性是十分可观的。另外, 本工程为高层建筑, 核心筒以外的其它墙肢, 其长度可每隔5～7层缩短一次, 但应检查控制值 (如位移比、轴压比等) 是否满足规范要求和确保墙肢长度大于墙厚的8倍, 避免墙体演变为短肢剪力墙。
(3) 板中受力钢筋不同强度等级的使用比较。本工程大部分板块的板跨都不大, 计算后发现基本为构造配筋, 即由最小配筋率控制, 而最小配筋率与钢筋强度等级直接相关。本工程标准层的梁板砼强度等级采用C25, 对比如下:
一级钢:ρmin=max{0.2%, 0.45ft/fy}=0.2 7%
三级钢:ρmin=max{0.2%, 0.45ft/fy}=0.20%
3 总结优化方法和途径
3.1 形状优化比尺寸优化更有意义
在高层建筑的一个独立结构单元内, 宜使结构平面形状简单、规则, 刚度和承载力分布均匀, 平面长度不宜过长, 突出部分长度不宜过大;L、l等值宜满足要求;高层建筑的竖向体型宜规则、均匀, 避免有过大的外挑和内收, 结构的侧向刚度宜下大上小逐渐均匀变化, 不应采用竖向布置严重不规则的结构。相信大部分的结构工程师都曾遇过类似情况:当一幢高层建筑的结构平面布置和竖向布置简单、规则、均匀, 那么其各项指标的校核验算会很容易满足规范的要求, 反之, 则需花一番苦功才能令各项指标勉强满足规范要求。结果可能是墙柱截面尺寸大得惊人, 单位面积重量严重超标, 不仅造价上去了, 而且还影响部分建筑功能的使用。笔者认为, 结构设计人员一定要注重概念设计, 在建筑方案阶段就应积极介入, 运用自己的专业知识提出建议在满足美观、适用的前提下, 尽可能使建筑结构的平面布置和竖向布置简单、规则和均匀。这样一来, 结构体系就会具有合理的刚度和承载力分布, 避免因局部削弱或突变形成薄弱部位, 产生过大的应力集中或塑性变形集中。只有这样, 到扩初设计和施工图设计阶段的截面尺寸优化才会有实质性的意义。
3.2 剪力墙的平面布置
主要应注意以下几点。
(1) 在结构平面布置中, 在满足建筑功能的基础上, 剪力墙宜沿周边均匀、相对集中布置。在建筑物的楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位宜布置剪力墙, 其间距不宜过大。 (2) 剪力墙结构中, 剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置抗震设计的剪力墙结构, 应避免仅单向有墙的结构布置形式。 (3) 剪力墙墙肢截面宜简单、规则, 剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。 (4) 设计中应注意尽量减少短肢剪力墙的数量, 不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。
4 结语
以上是笔者根据自己多年的设计经验并结合工程实例对高层建筑混凝土结构的优化设计提出的见解。优化设计, 关键是要有整体和局部的概念, 要从整体入手, 落实到局部, 整体和局部“两手抓”。
参考文献
[1]桂受益, 畅君文.部分预应对砼结构的设计与应用[J].科技资讯, 1998 (3) .
托福听力教学中讲座结构思路分析 篇10
【关键词】托福听力教学 讲座结构 思路分析
一、引言
攻克托福考试是广大考生拿到北美大学offer的首要目标，自2006年新托福考试（TOEFI iBT）在中国正式推广以来，它受到了考生的广泛关注和重视。新托福考试包括听、说、读、写四个部分，每部分占总分值的25%。而听力作为托福考试中的重头戏，横跨其他两“科”，在写作和口语部分中均有涉及。可谓“半壁江山在听力，得听力者得天下”，这对很多考生来说也是一个挑战。托福听力考试包括两种题材：对话 （conversation） 和讲座 （1ecture）。其中讲座部分占整个托福听力内容的三分之二，通常为较长的学术性篇章，对很多考生来说很难攻克。笔者认为，把握篇章的整体结构是应对托福听力讲座材料的重要途径。
二、讲座听力的结构特点
托福听力讲座是美国大学课堂真实场景的反映。其主要表现形式有：独白——教授对学术知识的独自讲解；多角色讨论——师生对学术知识共同探讨。因此很多学生认为讲座中很难抓住材料的重点。但如果仔细探究讲座文章的框架结构，其很多地方具有一定的暗示性。下面笔者从宏观角度出发对托福听力考试中讲座结构的“叙述体”和“比较体”进行分析。
1.叙述体。作为托福听力中的讲座中的主要部分，叙述体结构又包含时间结构、描述结构、平行结构、理论演变四种。这种结构首先给出一个话题，然后通过解释和举例来说明它，接下来再给出一个话题重复前面的步骤。笔者发现，一篇讲座通常会给出四个话题，各个话题之间的联系往往不是特别紧密。每个话题之后都有解释和举例。对于考生来说，这就意味着听不懂话题A不代表听不懂话题B。因此对于这种结构，考生要切记“拿得起，放得下”。如果第一个话题没听懂，那就放弃，千万不要影响听下面的部分。
（1）时间结构。这种结构按照时间的变化顺序层层递进来描述事物的发展过程。在听的过程中要特别注意事件发生的时间点、原因以及背景。对应的细节可能会考到排序题。这种结构一般在Art和History学科中考得较为频繁，但也有可能穿插在Astronomy等学科中。在平时的托福听力练习中要提高对数字的敏感度。
（2）描述结构。在这类结构中，教授一般会描述一些艺术人物、事件、动植物等等。一开始引出描述对象，在主体段中描述对象的一系列不同特征。在听的过程中要特别注意描述的细节以及专有名词的解释。
（3）平行结构。第一、这种结构属于逻辑最简单、信号最明显、入门最快速的一类。一般来说，教授会在引出讲座主旨之后，通过并列的几个方面来描述某种现象、解释某种原理等。每一个方面会有具体深入的解释和说明举例。第二、还有一种是平行结构的衍生-假设结构。主要的特点是教授针对某个问题或现象的解决方案或者产生原因提出了猜想和假设。
（4）理论演变。这类讲座侧重的是理论演变过程，结构上不太容易识别，且细节跳跃，难度较大。例如TPO 21 Lecture 3中关于毒蛇的祖先问题，教授结合了传统理论引出了最新的研究（based on DNA），并比较了两种理论的优缺点。
2.比较体。比较体的讲座通中通常会出现在形式和意义上都非常接近的概念，讲座要通过作比较的方式让考生明白两个概念的相同点和不同点。因此，这种题型有一个非常有效的解题思路，那就是只要听懂了概念A，概念B就可以推断出来，因为两者通常是相反的。
对比结构是讲座听力中比较体常见的结构，这种结构比较清晰，一般教授会在开头引出两个或三个概念，在主体段逐一进行介绍。在听的过程中要特别注意对比列举的信号，以及对比的结果（包括相同点和不同点）。讲座中所列举的点可能比较零散，一定要记好笔记，这种结构比较容易出表格题。
三、结语
和阅读材料相比，对于考生来说听力材料的一大难点就是难以对材料中的整体框架、语义走向进行宏观地把握。在阅读材料中，我们单从文章的分段中便可大致划分出观点与观点之间的界限，但是在听力文章中，我们却无法做到如此“一目了然”，只能通过对整体信息的理解和一些提示性语句来自行分段、分类。而托福听力中讲座是以教授为中心展开的，教授的讲解，教授的讲课方式，教授预期和特殊语音现象等这些考点都要掌握。在教学过程中，教师应把握命题特点，树立“整体理解，局部把握”的观念，并对不同类型的讲座结构思路进行分析，学生在完成同一个学科的听力后要学会总结一些思路，并培养良好的“听感”。
参考文献：
[1]顾红曦，陆道夫.从新托福考试看英语听力训练[J].广东技术师范学院学报，2003，（2）.
浅谈结构设计过程的步骤及思路 篇11
关键词：结构设计,设计步骤,建筑设计
新的抗震规范对结构可靠度、设计计算、配筋构造方面有许多更新和补充, 对抗震及结构的整体性, 规则性提出了一些严格而又明确的要求, 使结构设计基本不可能通过一次计算就简单完成。如何进行结构设计, 尤其是应用软件进行结构计算, 而判断其合理性, 最终满足规范, 达到设计要求, 是每个设计人员都非常关心的问题。本人通过近年所做的实际工程进行总结, 认为可以将一个普通结构设计过程细化为五个步骤:结构概念设计、计算参数选择、整体计算合理性分析、构件优化、注重细节满足抗震构造。
1 结构概念设计
结构概念设计的目的是尽量保证结构整体都能发挥耗散地震能量的作用。目前的建筑设计在方案阶段, 往往不会太在意结构布置的合理性, 或者由于建筑功能的要求, 结构平面布置往往会不尽合理, 所以在结构设计之初, 就要与建筑专业协商, 尽量做到结构简单合理。
概念设计主要包括:
1) 结构的简单性, 是指体系明确, 传力途径直接, 计算模型尽量简单化。
2) 结构的规则和均匀性, 是指沿建筑物竖向造型和结构布置比较均匀, 尽量避免刚度、承载力和传力途径突变。沿建筑平面比较规则, 平面内结构布置比较均匀质量分布与结构刚度分布相对协调, 限制刚度与质量偏心。
3) 结构刚度和抗震能力。
4) 结构的整体性, 是指楼盖的刚度及基础的整体性以及基础与上部的可靠连接。
例如06年我曾做的一个工程, 为一个四层框架结构的厂房, 由于业主要求在该厂房内设置二层固体装置车间, 物品具有爆炸的可能性, 周围设置500厚钢筋混凝土墙体, 建筑专业按业主要求与该厂房连为一体, 钢筋混凝土墙体刚性大, 吸收地震力非常多, 这样的结构体系会使框架结构偏于不安全, 给结构设计带来很大的难度。经与业主及建筑专业协商, 采用抗震缝将厂房与防爆墙体分开, 这样厂房平面虽成为U型, 但形成了纯框架结构, 结构体系简单明确, 可以通过调整框架结构, 达到满足设计要求。而对于框剪结构、剪力墙结构来说, 剪力墙的布置位置更是结构概念设计的集中体现。又如07年所设计的一个框剪结构高层办公楼, 依据建筑功能要求, 只能在结构中部设置剪力墙, 而计算的结果扭转刚度无法满足规法要求, 经与建筑专业协商, 与业主沟通, 建筑部分功能做调整, 将横向两侧剪力墙向两边移一跨, 扭转刚度大大改善满足要求。
拿到一个工程, 首先需要分析这个工程的特点, 因为特点往往就是这个工程的薄弱部位, 需要在计算及构造方面特别注意。概念设计对结构的抗震性能会起到决定性的作用, 设计中不能陷入只凭计算来设计的误区, 概念设计应贯穿于结构设计的始末, 重视概念设计, 直接影响到计算结果的调整, 设计人员需要紧抓规范, 不断提高结构概念设计的水平。
2 计算参数选则
由于结构的特殊性及复杂性, 计算参数的正确选用直接影响到后续结果的可靠性, 以常用的结构计算软件SATWE为例, 比较重要的参数有:水平力与整体坐标夹角, 阵型数的选择, 模拟施工加载方法, 强制刚性楼板假定, 柱配筋计算原则, 层刚度比计算, 结构设计时应该针对不同的情况选取不同的参数。
1) 水平力与整体坐标夹角是指地震沿着不同的方向作用, 结构地震反应的大小也不同, 存在一个角度使得结构地震反应最大, 这个方向角称为最不利地震作用方向, SATWE计算结果可直接输出这个角度, 如果该角度绝对值大于15度, 应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算, 以体现最不利地震作用方向的影响。也可将该角度填到多方向水平地震参数中考虑。
2) 阵型个数的选择, 对于一般的结构通长阵型个数不能少于15个, 且计算阵型数应使阵型参与质量不得小于总质量的90%, 可以通过查看计算结果中有效质量系数来确定, 同时阵型数的选取数目不能超过楼层数的三倍, 如果阵型数达到此数, 而有效质量系数没有达到90%, 就需要调整结构布置, 而不可一味通过提高阵型数目来满足有效质量系数。
3) 模拟施工加载方法, 共有三种。模拟施工加载1考虑了从上到下逐层加载逐层找平的因素, 但未考虑地基不均匀沉降, 对地基有不均匀沉降的结构, 会产生一定的误差, 使外围框架柱受力偏小。模拟施工加载2是一种经验处理方法, 近似考虑基础不均匀沉降, 常用于软土地基上的竖向刚度不均匀结构, 为基础设计传递荷载。模拟施工加载3从上到下逐层加载逐层找平及逐层形成结构刚度的因素, 一般多高层建筑均可使用。
4) 强制刚性楼板假定是计算结构位移的先决条件, 为了保证位移比的全局意义, 计算位移比时, 应采用强制刚性楼板假定。但是对于复杂建筑, 如坡屋顶, 体育馆, 错层, 跃层等, 由于楼板不连续, 或者该层没有楼板, 所以不可采用强制刚性楼板假定。
5) 柱配筋计算原则分为单偏压和双偏压计算, 目前常规做法是单偏压计算双偏压验算, 对于角柱, 一般按单偏压计算结果偏小, 故在设计时要特别注意角柱应按双偏压计算结果。
6) 层刚度比计算的方式有三种, 即为剪切刚度, 剪弯刚度及地震剪力与层间位移比值, 三种方式应用范围有所不同, 剪切刚度适用于计算地下室嵌固端的刚度比, 进而判断嵌固端的位置, 也可用于底部一层大空间转换结构的刚度比, ;剪弯刚度适用于转换层设置在二层及以上部位;地震剪力与层间位移比值适用于一般建筑常规工程。
3 整体计算合理性分析
当所有的数据按合理的应用条件输入并正确计算后, 就要进行计算结果的分析, 这个分析过程包括, 在满足构件变形、配筋的同时控制轴压比、周期比、刚度比、位移比及位移角、剪重比、刚重比。
1) 轴压比:
主要为控制结构的延性, 按规范取值, 不同的抗震等级满足不同的墙柱轴压比, 轴压比不满足时一般通过调整墙柱构件断面就可满足。
2) 周期比:
用于控制结构的扭转效应, 使结构抗侧力构件的平面布置更为有效, 合理, 使结构不至于出现过大的扭转效应。对于不符合刚性楼板假定的情况, 可以不采用楼板刚性假定, 在验算周期比时, 扭转振型和平动振型值应均大于0.8, 不纯粹的混合振型比值没有意义。周期比不满足时需要调整平面, 调整原则为加强外部, 削弱内部。具体的方法是, 增大周边柱墙的高度, 增大边梁的高度和宽度, 增加楼板厚度, 减小边部剪力墙洞口, 在结构中部剪力墙和核心筒上增开结构洞口, 对于带有转角窗的结构, 可以在转角窗部位增设翼缘剪力墙以提高此部分墙体的扭转刚度。
3) 刚度比:
用于控制薄弱层, 当层刚度比不满足规范要求时, 应采取加大下层刚度同时减小上层刚度的方法加以调整, 梁柱断面的调整作用较为明显。
4) 位移比及位移角:
用以控制结构的平面规则性, 保证结构基本处于弹性受力状态, 计算位移角时可不考虑偶然偏心影响, 而计算位移比时必须考虑偶然偏心影响, 当位移比不满足时, 最好调整角柱断面。
5) 剪重比:
用以控制结构能承担足够的地震作用, 如果剪重比小于规范要求, 首先应该调整结构设计方案, 调整结构布置, 加大刚度, 还可以考虑调整地震力, 满足剪重比规范要求。
6) 刚重比:
用以控制结构整体稳定性, 也是影响结构重力二阶效应的主要参数, 调整的方法就是调整结构的高宽比。
除以上计算分析以外, 设计软件还会按照规范的要求对整体结构地震作用进行调整, 如最小地震剪力调整、特殊结构地震作用下内力调整、0.2Q0调整、强柱弱梁与强剪弱弯调整等等, 因程序可以完成这些调整, 在这里就不再详述了。
4 构件优化
通过这样的计算与调整, 整体计算基本满足, 但对于细部的每一个构件, 还应该做一些优化设计, 计算结构不超筋, 并不表示构件初始设置的截面和形状合理, 设计人员还应进行构件优化设计, 使构件在保证受力要求的的条件下截面的大小和形状合理, 并节省材料。但需要注意的是, 在进行截面优化设计时, 应以保证整体结构合理性为前提, 因为构件截面的大小直接影响到结构的刚度, 从而对整体结构的周期、位移、地震力等产生影响, 不可盲目减小构件截面尺寸, 而使结构整体安全性降低。比如底部地震力往往很大, 而到了上部越来越小, 所以竖向构件应该逐层缩小断面, 配筋也仅为构造配筋, 这样的结构设计较为经济。
5 注重细节满足抗震构造
在施工图设计阶段, 还必须满足规范规定的抗震措施要求。《混凝土规范》、《高规》和《抗震规范》对结构的构造提出了非常详尽的规定, 这些措施是很多震害调查和抗震设计经验的总结, 也是保证结构安全的最后一道防线。一般来说对于计算结果, 程序已经给出了符合规范的结果, 但是在实际设计阶段, 设计人员仍要根据具体情况进行分析, 比如说, 在进行框架梁设计时, 对于跨度不同的相邻两跨, 设计根据刚度分配, 跨度较小的梁高取值也较小, 上部支座左右两处配筋面积不尽相同, 而有时设计人员习惯此两跨上部支座采用相同的纵筋, 这是往往造成小跨梁超筋, 即使不超筋, 纵筋配筋率也超过了2%, 按规范要求, 箍筋的最小直径应该提高一级, 这个在计算结果里是显示不出来的, 设计人员需要自己核对。再如, 对于办公楼学校等建筑物设置三排柱网时, 走道处设置的一级次梁, 对该处框架形成一个集中力, 此处剪力应与支座处相同, 支座处箍筋为加密区, 可以满足抗剪要求, 走道处次梁位置有可能已经不再为加密区, 这种情况计算结果也显示不出来, 所以应该手核箍筋。还有一些为了加强的特殊部位而采取的构造措施, 比如, 框架结构顶部抽柱, 该段柱箍筋全长加密并按提高一级抗震等级进行计算和构造。剪力墙结构设置角窗提高墙两侧墙体的抗震等级, 角窗两边加设暗柱, 加厚楼板并增设暗梁等方法。
总之, 在设计中应根据结构受力的特点, 充分了解其破坏的各种机理, 选用合理的结构形式, 正确掌握概念设计, 其结构才能有可靠的安全保证。
参考文献
[1]结构概念和体系林同炎、S.D.斯多台斯伯利著高立人等译中国建筑工业出版社, 1999.
[2]徐培福, 黄小坤.高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用.中国建筑工业出版社, 2003.
[3]JGJ3-2002.高层建筑混凝土结构设计规程.