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關(guān)鍵詞:抗震 規(guī)范
1.R-μ-T關(guān)系及其應(yīng)用
在二十世紀(jì)五十年代,當(dāng)美國的權(quán)威人士G.W.Houser導(dǎo)出了第一條地震反應(yīng)譜和對地震激勵下的彈性反應(yīng)規(guī)律的研究很快被學(xué)術(shù)界接受后,人們很快發(fā)現(xiàn)了一個與當(dāng)時的抗震設(shè)計方法相矛盾的問題,那就是例如對一個第一振型周期為0.5s~1.5s,阻尼比為0.05的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)加速度約為地面運動峰值加速度的1.5~2.5倍,比如賦予上述結(jié)構(gòu)一個不大的地面運動加速度0.15g,則根據(jù)反應(yīng)譜導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)反應(yīng)加速度已達到0.23g~0.375g,而世界各國當(dāng)時的設(shè)計規(guī)定中一般用來確定水平地震力大小的加速度只有0.04g~0.15g,但讓人不解是,震害表明,雖然設(shè)計用的反應(yīng)加速度很小,但結(jié)構(gòu)在地震中的損傷卻不太大。這么大的差距是不能用安全性或設(shè)計誤差來解釋的,于是,各國的學(xué)術(shù)界加緊了對這一問題的研究,大家通過對單自由度體系的屈服水準(zhǔn)、自振周期(彈性)以及最大非彈性動力反應(yīng)之間的關(guān)系;同時還研究了當(dāng)?shù)孛孢\動特征(包含場地土特征)不同時,給這種關(guān)系帶來的變化,我們把這方面的研究工作關(guān)系其中R是指在一個地面運動下最大彈性反應(yīng)力與非彈性反應(yīng)屈服力之間的比值,稱為彈塑性反應(yīng)地震力降低系數(shù),簡稱地震力降低系數(shù)或者反應(yīng)調(diào)節(jié)系數(shù);μ為最大非彈性反應(yīng)位移與屈服位移的比值,稱為位移延性系數(shù);T則為按彈性剛度求得的結(jié)構(gòu)自振周期。研究表明,對于長周期(指彈性周期且T>1.0s)的結(jié)構(gòu)可以適用“等位移法則”,即彈性體系與彈塑性體系的最大位移反應(yīng)總是基本相同的;而對于中周期(指彈性周期且0.12s
之所以存在上訴規(guī)律,我們應(yīng)該注意到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一些相關(guān)特性。首先,通過人為措施可以使結(jié)構(gòu)具有一定的延性,即結(jié)構(gòu)在外部作用下,可以發(fā)生足夠的非線性變形,而又維持承載力不會下降的屬性。這樣就可以保證結(jié)構(gòu)在進入較大非線性變形時,不會出現(xiàn)因強度急劇下降而導(dǎo)致的嚴(yán)重破壞和倒塌,從而使結(jié)構(gòu)在非線性變形狀態(tài)下耗能成為可能。其次,作為非線彈性材料的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),在一定的外力作用下,結(jié)構(gòu)將從彈性進入非彈性狀態(tài)。在非彈性變形過程中,外力做功全部變?yōu)闊崮?,并傳入空氣中耗散掉。我們可以進一步以單質(zhì)點體系的無阻尼振動來分析,在彈性范圍振動時,慣性力與彈性恢復(fù)力總處于動態(tài)平衡狀態(tài),體系能量在動能、勢能間不停轉(zhuǎn)換,但總量保持不變。如果某次振動過大,體系進入屈服后狀態(tài),則體系在平衡位置的動能將在最大位移處轉(zhuǎn)化為彈性勢能和塑性變形能兩部分,其中,塑性變性能將耗散掉,從而減小了體系總的能量。由此我們可以想到,在地震往復(fù)作用下,結(jié)構(gòu)在振動過程中,如果進入屈服后狀態(tài),將通過塑性變性能耗散掉部分地震輸給結(jié)構(gòu)的累積能量,從而減小地震反應(yīng)。同時,實際結(jié)構(gòu)存在的阻尼也會進一步耗散能量,減小地震反應(yīng)。此外,結(jié)構(gòu)進入非彈性狀態(tài)后,其側(cè)向剛度將明顯小于彈性剛度,這將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)瞬時剛度的下降,自振周期加長,從而減小地震作用。
2 我國現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范中的不足之處
抗震規(guī)范規(guī)定,我國的抗震設(shè)防目標(biāo)必須堅持“小震不壞,中震可修,大震不倒”的原則,而建筑應(yīng)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個抗震設(shè)防類別。甲類建筑應(yīng)屬于重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑,地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求,其值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評價結(jié)果確定;抗震措施,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時,應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求,當(dāng)為9度時,應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。乙類建筑應(yīng)屬于地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑,抗震措施,一般情況下,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時,應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求,當(dāng)為9度時,應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。丙類建筑應(yīng)屬于甲、乙、丁類以外的一般建筑,地震作用和抗震措施應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。我們知道,一棟建筑在大震下能否不倒,已經(jīng)不是看其承載力的大了了,而是看它的延性是否能夠到達設(shè)計要求。由上面的建筑物抗震類別劃分可以看出,我們對甲、乙、丙、丁建筑物延性的要求是依次從高到低的,此時,結(jié)構(gòu)的延性實際上是由其抗震措施來決定的,現(xiàn)以一棟乙類建筑和丙類建筑為例:
表 1
設(shè)防烈度
抗震措施烈度
實際延性
6
7(6)
低
7
8(7)
中等
8
9(8)
稍高
9
比9度高(9)
高
說明:在抗震措施烈度中,括號外為乙類建筑,括號內(nèi)的為丙類建筑。
由表1可以看出,如果按規(guī)范設(shè)計,就可能會出現(xiàn)9度(設(shè)防烈度)下的丙類建筑的延性比7度(設(shè)防烈度)下的乙類建筑延性還要高的情況出現(xiàn),而根據(jù)上面所述的R-μ-T理論關(guān)系的研究可以知道,當(dāng)R取值不變時,對結(jié)構(gòu)的延性要求也應(yīng)該是不變的,與處在什么烈度區(qū)沒有關(guān)系,如果R-μ-T理論關(guān)系的研究結(jié)果是正確的,那么我國規(guī)范對甲、乙、丙三類建筑的要求就存在概念性矛盾。
我國取R=3.33,與國外規(guī)范相比較,我們對乙類和丙類建筑的是比較合理,而對于甲類建筑則過于偏松,對丁類建筑過于嚴(yán)格了。
目前,國際上逐步形成了一套“多層次,多水準(zhǔn)性態(tài)控制目標(biāo)”的抗震理念。這一理念主要含義為:工程師應(yīng)該選擇合適的形態(tài)水準(zhǔn)和地震荷載進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。建筑物的性態(tài)是由結(jié)構(gòu)的性態(tài),非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和體系的性態(tài)以及建筑物內(nèi)容物性態(tài)的組合。目前性態(tài)水準(zhǔn)一般分為:損傷出現(xiàn)(damage onset)、正常運作(operational)、能繼續(xù)居?。╟ountinued occupancy)、可修復(fù)的(repairable)、生命安全(life safe)、倒塌(collapse)。性態(tài)目標(biāo)指建筑物在一定程度的地震作用下對所期望的性態(tài)水準(zhǔn)的表述。對建筑抗震設(shè)計應(yīng)采用多重性態(tài)目標(biāo),比如美國的“面向2000基于性態(tài)工程的框架方案”曾對一般結(jié)構(gòu)、必要結(jié)構(gòu)、對安全起控制作用的結(jié)構(gòu)分別建議了相應(yīng)的性態(tài)目標(biāo)―基本目標(biāo)(常遇地震下完全正常運作,少遇地震下正常運作,罕遇地震下保證生命安全,極罕遇地震下接近倒塌,相當(dāng)與中國的丙類建筑)、必要目標(biāo)(少于地震下完全正常運作,罕遇地震下正常運作,極罕遇地震下保證生命安全,相當(dāng)與中國的乙類建筑)、對安全其控制作用的目標(biāo)(罕遇地震下完全正常運作,極罕遇地震下正常運作,相當(dāng)與中國的甲類建筑),目前中國正在進行用地震動參數(shù)區(qū)劃分圖代替基本烈度區(qū)畫圖的工作。對重要性不同的建筑,如協(xié)助進行災(zāi)害恢復(fù)行動的醫(yī)院等建筑,應(yīng)該按較高的性態(tài)目標(biāo)設(shè)計。此外,也可以針對業(yè)主對建筑提出的不同抗震要求
2. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的核心抗震措施
我國抗震設(shè)計對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提出的基本上是“高延性要求”,也就是要求結(jié)構(gòu)在較大的屈服后塑性變形狀態(tài)下仍保持其豎向荷載和抗水平力的能力,對于有較高延性要求的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)必須使用能力設(shè)計法進行有關(guān)設(shè)計?!澳芰υO(shè)計法”的要求是在設(shè)計地震力取值偏低的情況下,結(jié)構(gòu)具有足夠的延性能力,具體做法是通過合理設(shè)計使柱端抗彎能力大于梁端從而使結(jié)構(gòu)在地震作用下形成“梁鉸機構(gòu)”,即塑性變形或塑性鉸出現(xiàn)在比較容易保證具有較大延性能力的梁端;通過相應(yīng)提高構(gòu)件端部和節(jié)點的抗剪能力以避免構(gòu)件發(fā)生非延性的剪切破壞。其核心是:
(1)“強柱弱梁”措施:主要是通過人為增大相對于梁的抗彎能力,使塑性鉸更多的出現(xiàn)在柱端而不是梁端,讓結(jié)構(gòu)在地震引起的動力反應(yīng)中形成“梁鉸機構(gòu)”或“梁柱鉸機構(gòu)”,通過框架梁的塑性變形來耗散地震能量。
“強柱弱梁”措施是“能力設(shè)計法”的最主要的內(nèi)容。
根據(jù)對構(gòu)件在強震下非線線動力分析可知,強震下,由于構(gòu)件產(chǎn)生塑性變形,因此可以耗散部分地震能量,同時根據(jù)桿系結(jié)構(gòu)塑性力學(xué)的分析知道,在保證結(jié)構(gòu)不形成機構(gòu)的要求下,“梁鉸機構(gòu)”或“梁柱鉸機構(gòu)”相對與“柱鉸機構(gòu)”而言,能夠形成更多的塑性鉸,從而能耗散更多的地震能量,因此我們需要加強柱的抗彎能力,引導(dǎo)結(jié)構(gòu)在強震下形成更優(yōu)、更合理的“梁鉸機構(gòu)”或“梁柱鉸機構(gòu)”。
這一套抗震措施理念已被世界各國所接受,但是對于耗能機構(gòu)卻出現(xiàn)了以新西蘭和美國為代表的兩種不完全相同的思路。這兩種思路都承認(rèn)應(yīng)該優(yōu)先引導(dǎo)梁端出塑性鉸,但是雙方對柱端塑性鉸出現(xiàn)的位置和數(shù)量有分歧。
新西蘭追求理想的梁鉸機構(gòu),規(guī)范中底層柱的彎距增大系數(shù)比其它柱的彎距增大系數(shù)要小一些,這么做的目的是希望在強震下,梁端塑性鉸形成較為普遍,底層柱塑性鉸的出現(xiàn)比梁端塑性鉸遲,而其余所有的柱截面在大震下不出現(xiàn)塑性鉸的“梁鉸機構(gòu)”。但是新西蘭人也不認(rèn)為他們的理想梁鉸方案是唯一可用的方法,因此他們在規(guī)范中規(guī)定可以選用兩種方法,一種是上述的理想梁鉸機構(gòu)法,另一種就是類似與美國的方法。
美國規(guī)范的做法則希望在強震下塑性鉸出現(xiàn)較早,柱端塑性鉸形成較遲,梁端塑性鉸形成得較普遍,柱端塑性鉸可能要形成得要少一些的“梁-柱塑性鉸機構(gòu)”(柱端塑性鉸可以在任何位置形成,這一點是與新西蘭規(guī)范的做法是不同的)。中國規(guī)范和歐洲EC8規(guī)范也是采用與美國類似的方法。
(2)“強剪弱彎”措施:用剪力增大系數(shù)增大梁端,柱端,剪力墻端,剪力墻洞口連梁端以及梁柱節(jié)點中的組合剪力值,并用增大后的剪力設(shè)計值進行受剪截面控制條件驗算和受剪承載力設(shè)計,以避免在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脆性的剪切破壞。
我們在上學(xué)期學(xué)過,鋼筋混凝土的抗剪能力由混凝土自身的抗剪能力、裂縫界面的骨料咬合力、縱筋銷栓力和箍筋的拉力4部分構(gòu)成,而通過對框架梁在強震下的抗剪分析可知,混凝土的梁端抗剪能力在形成塑性鉸后會比非抗震時有所下降,主要原因有幾下幾個:
1 由結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)的分析可知,梁端總是正剪力大于負(fù)剪力,如果發(fā)生剪切破壞時,剪壓區(qū)一般都在梁的下部,而此時混凝土保護層已經(jīng)剝落,且梁下端又沒有現(xiàn)澆板,所以混凝土剪壓區(qū)的抗剪能力會比非抗震時偏低
2 由于在強震下剪切破壞要發(fā)生在塑性鉸充分轉(zhuǎn)動的情況下,而非抗震時的剪切破壞往往發(fā)生在縱筋屈服之前,因此在抗震條件下混凝土的交叉裂縫寬度會比非抗震情況偏大,從而使斜裂縫界面中的骨料咬合效應(yīng)慢慢退化,加之斜裂縫反復(fù)開閉,混凝土體破壞更嚴(yán)重,這使得混凝土的抗剪能力進一步被削弱。
3 混凝土保護層的剝落和裂縫的加寬又會使縱筋的抗剪銷栓作用有所退化。
我們一般在計算鋼筋混凝土的抗剪能力時,只計算了混凝土自身的抗剪能力和箍筋的抗剪能力(V=Vc+Vsv),而把斜裂縫界面中的骨料咬合能力及縱筋的銷栓作用作為它多余的強度儲備。在抗震下梁端的塑性鉸的形成,使得骨料咬合力及縱筋的銷栓作用有所下降,鋼筋混凝土的抗剪強度儲備也會下降,同時由于混凝土的抗剪能力(Vc)的下降,V也會比非抗震時小,如果咬使V不變,那么就只有使Vsv變大,即增加箍筋用量,所以我們可以得出這樣的結(jié)論,在抗震情況下箍筋用量比非抗震時要大一些,這不是因為地震使梁的剪力變大了而增加箍筋用量,而是由于混凝土項的抗剪能力下降,相應(yīng)的必須加大箍筋用量。其他構(gòu)件的原理也相似。
(3)抗震構(gòu)造措施:通過相應(yīng)構(gòu)造措施保證可能出現(xiàn)塑性鉸的部位具有所需足夠的延性,具體來說就是塑性轉(zhuǎn)動能力和塑性耗能能力。
對于梁柱等構(gòu)件,延性的影響因素最終可歸納為最根本的兩點:混凝土極限壓應(yīng)變,破壞時的受壓區(qū)高度。影響延性的其他因素實質(zhì)都是這兩個根本因素的延伸。
對于梁而言,無論是對不允許柱出現(xiàn)塑性鉸(底層柱除外)的新西蘭方案,還是允許柱出現(xiàn)塑性鉸但控制其出現(xiàn)時間和程度的方案,梁端始終都是引導(dǎo)出現(xiàn)塑性鉸的主要部位,所以都希望梁端的塑性變形有良好的延性(即不喪失基本抗彎能力前提下的塑性變形轉(zhuǎn)動能力)和良好的塑性耗能能力。因此除計算上滿足一定的要求外,還要通過的一系列嚴(yán)格的構(gòu)造措施來滿足梁的這種延性,如:
1 控制受拉鋼筋的配筋率。配筋率包括最大配筋率和最小配筋率,前者是為了使受拉鋼筋屈服時的混凝土受壓區(qū)壓應(yīng)變與梁最終破壞時的極限壓應(yīng)變還有一定的差距(梁的最終破壞一般都以受壓區(qū)混凝土達到極限壓應(yīng)變,混凝土被壓碎為標(biāo)志的);后者是保證梁不會在混凝土受拉區(qū)剛開裂時鋼筋就屈服甚至被拉斷。
2 保證梁有一定的受壓鋼筋。受壓鋼筋可以分擔(dān)部分剪力,減小受壓區(qū)高度,另外在大震下,梁端可能出現(xiàn)正彎距,下部鋼筋有可能受拉,。
3 保證箍筋用量,用法。箍筋的作用有三個,一是抗剪,這在前文已經(jīng)說過,這里不再充分;二是規(guī)定箍筋的最小直徑,保證縱筋在受壓下不會過早的局部失穩(wěn);三是通過箍筋約束受壓混凝土,提高其極限壓應(yīng)變和抗壓強度。
4 對截面尺寸有一定的要求。規(guī)范規(guī)定框架梁截面尺寸宜符合下列要求:1>截面寬度不宜小于200mm;2>截面高度與寬度的比值不宜大于4;3>凈跨與截面高度的比值不宜大于4。在施工中,如梁寬度太小,而梁上部鋼筋一般都比較多,會使混凝土的澆注比較困難,容易造成混凝土缺陷;在震害和試驗中多次發(fā)生過腹板較薄的梁側(cè)向失穩(wěn)的事例,因此提出要求了2;一般我們把跨高比小于5的梁稱為深梁,深梁的抗彎和抗剪機理與一般的梁(跨高比大于5的梁)有所不同,所以我們在設(shè)計中最好能避免設(shè)計成深梁,如果實在不能避免,就要去看專門的設(shè)計方法和規(guī)造措施。
柱的構(gòu)造措施也和梁差不多,但是柱除了受彎距和剪力以外,還要承受軸力(梁的軸力一般都很小,在設(shè)計中都不予以考慮),尤其是高層建筑,軸力就更大了,所以柱還有對軸壓比的限制,其中對不同烈度下有著不同延性要求的結(jié)構(gòu)有著不同的軸壓比限值;另外,柱端箍筋用量的控制條件不是簡單的用體積配箍率,而是用配箍特征值,它同時考慮了箍筋強度等級和混凝土強度等級對配箍量的影響。
高強度混凝土(C60以上)的極限壓應(yīng)變都比一般混凝土(C60及其以下)要小一些,而且強度越高,小的越多;另外,強度越高,混凝土破壞時脆性特征越明顯,這些對于抗震來說是不利的。
3.常用的抗震分析方法
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的首要任務(wù)就是是對結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)的分析,以下是一些常用的抗震分析方法:
1. 底部剪力法
底部剪力法實際上時振型分解反應(yīng)譜法的一種簡化方法。它適用于高度不超過40m,結(jié)構(gòu)以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu),此時假設(shè)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)將以第一振型為主且結(jié)構(gòu)的第一振型為線性倒三角形,通 過這兩個假設(shè),我們可近似的算出每個平面框架各層的地震水平力之和,即“底部剪力”,此方法簡單,可以采用手算的方式進行,但精確度不高。
2. 振型分解反應(yīng)譜法
振型分解反應(yīng)譜法的理論基礎(chǔ)是地震反應(yīng)分析的振型分解法及地震反應(yīng)譜概念,它的思路是根據(jù)振型疊加原理,將多自由度體系化為一系列單自由度體系的疊加,將各種振型對應(yīng)的地震作用、作用效應(yīng)以一定方式疊加起來得到結(jié)構(gòu)總的地震作用、作用效應(yīng)。此法計算精度高,但計算量大,必須通過計算機來計算。
3. 彈性時程分析
彈性時程分析法,也稱為彈性動力反應(yīng)分析。所謂時程分析法就是將建筑物作為彈性或彈塑性振動系統(tǒng),直接輸入地面地震加速度記錄,對運動方程直接積分,從而獲得計算系統(tǒng)各質(zhì)點的位移,速度,加速度和結(jié)構(gòu)構(gòu)件地震剪力的時程變化曲線。而彈性時程分析法就是把建筑物看成是彈性振動系統(tǒng)。
4. 非線(彈)性時程分析
非彈性時程分析法,也稱為非線性動力反應(yīng)分析。就是將建筑物作為彈塑性振動系統(tǒng)來輸入地面地震加速度記錄。上面所提到的基于地震反應(yīng)譜進行設(shè)計的方法,可以求出多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈性內(nèi)力和變形,同樣可以求得罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈塑性變形。但是它不能確切了解建筑物在地震過程中結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移隨時間的反應(yīng);同時也難以確定建筑結(jié)構(gòu)在地震時可能存在的薄弱環(huán)節(jié)和可能發(fā)生的震害;由于計算簡化,抗震承載力和變形的安全度也可能是有疑問的。而時程分析法就可以準(zhǔn)確而完整的反映結(jié)構(gòu)在強烈地震作用下反應(yīng)的全過程狀況。所以,它是改善結(jié)構(gòu)抗震能力和提高抗震設(shè)計水平的一項重要措施。
5. 非線(彈)性靜力分析:
關(guān)鍵詞 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 橋梁與渡河工程 教學(xué)改革
中圖分類號:G424 文獻標(biāo)識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.02.048
隨著鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的不斷增加,設(shè)計和施工單位急需大批熟練掌握橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工知識的專業(yè)人才。由于過去橋梁與渡河工程專業(yè)的本科階段鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容及教材側(cè)重點與工業(yè)民用建筑專業(yè)無異,剛畢業(yè)的橋梁與渡河工程專業(yè)的大學(xué)生很難適應(yīng)橋梁鋼結(jié)構(gòu)方面的工作,導(dǎo)致橋梁鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人才短缺、質(zhì)量不高。一方面,鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁有著巨大的發(fā)展?jié)摿褪袌鲂枨?,另一方面,橋梁與渡河工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)人才短缺,二者的矛盾造成了該領(lǐng)域就業(yè)空間廣闊,并且在今后一個相當(dāng)長的時期內(nèi)該空間還將不斷擴展。①為了滿足社會對鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁人才的需求,我校橋梁與渡河工程專業(yè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式方面也在不斷進行改革。
1 教學(xué)內(nèi)容
1.1 教材
目前,國內(nèi)已有的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》教材,大多基于《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)②編寫,適合工業(yè)民用建筑專業(yè)的本科生進行學(xué)習(xí)。涉及公路橋涵、鐵路橋梁的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》教材極少,以至于橋梁與渡河工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)此類③④教材后,無法直接應(yīng)用于鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造與結(jié)構(gòu)設(shè)計中。針對上述問題,我校橋梁與渡河工程專業(yè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”課程,選用東南大學(xué)葉見曙教授編寫的“結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”⑤第三版第四篇――鋼結(jié)構(gòu)。該書結(jié)合我國公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、鋼-混凝土組合橋梁設(shè)計規(guī)范進行編寫,較好地解決了教材脫離規(guī)范的問題。此外,結(jié)合鋼橋、組合結(jié)構(gòu)橋梁參考書籍,在授課過程中緊緊圍繞橋梁專業(yè)用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計原理進行講解,使學(xué)生工作后,能夠做到學(xué)以致用,更快適應(yīng)工作。
1.2 側(cè)重點
橋梁與渡河工程專業(yè)學(xué)生在進行“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”課程的學(xué)習(xí)之前,材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料等專業(yè)基礎(chǔ)課都已經(jīng)進行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。在“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”課程的教學(xué)過程中,涉及到這部分的內(nèi)容適當(dāng)從簡講授,而增加更多針對橋梁鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。例如在材料性能方面,將講解的重點放在橋梁鋼結(jié)構(gòu)用鋼材、高強鋼絞線、橋梁鋼結(jié)構(gòu)用新材料如耐候鋼、耐高溫鋼材等材料的性能方面,讓學(xué)生了解現(xiàn)有橋梁用鋼的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢;結(jié)合這些材料在實際工程中的應(yīng)用圖片,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;在橋梁鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用中,適當(dāng)介紹索設(shè)計的內(nèi)容,例如鋼梁橋中的體外預(yù)應(yīng)力索、斜拉橋中的拉索、懸索橋中的纜索等,以有助于學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁課程,列出主要的參考文獻,供學(xué)生在課余時間有選擇地學(xué)習(xí);橋梁鋼結(jié)構(gòu)尤其是鐵路橋,由于受到動荷載的影響,鋼結(jié)構(gòu)焊接的疲勞問題不容忽視,在橋梁與渡河工程專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程中必須補充疲勞設(shè)計的相應(yīng)內(nèi)容。為拓展學(xué)生的就業(yè)面,在課程講授過程中適當(dāng)增加工業(yè)民用建筑用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的知識,對其所用規(guī)范進行介紹,拓寬學(xué)生的知識面。
2 教學(xué)方法
橋梁與渡河工程專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程教學(xué),應(yīng)該既注重基本知識的傳授,同時不斷啟發(fā)學(xué)生,調(diào)動他們學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動性,逐步培養(yǎng)出發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、分析問題、最終解決問題的能力。通過對這種學(xué)習(xí)方法的傳授,使學(xué)生既能掌握書本知識,又能不斷創(chuàng)新進取,極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
2.1 理論教學(xué)
針對學(xué)生對圖片或視頻信息的興趣濃厚,對單純的數(shù)字或者文字興味索然的現(xiàn)實情況,對抽象的理論問題,用動畫或搜集實際工程中的圖片,以幻燈片或視頻形式播放給學(xué)生,讓學(xué)生以娛樂的方式掌握知識。例如,鋼結(jié)構(gòu)的連接和破壞問題,每一項鋼結(jié)構(gòu)的破壞或失穩(wěn)現(xiàn)象都通過圖片展現(xiàn),引導(dǎo)學(xué)生思考這些現(xiàn)象背后的機理問題,誘發(fā)學(xué)生的興趣,從而引出該節(jié)課程教授的重點,改善課堂教學(xué)的效果;同時,圖片或視頻的應(yīng)用,還能加深學(xué)生對基本知識與基本原理的感性認(rèn)識。
但對于計算原理和公式,一定要用板書演示其推導(dǎo)過程,讓學(xué)生的思路緊隨教師的演示,充分利用課堂時間,消化計算原理,提高教學(xué)效率。在計算理論講解完成后,結(jié)合工程應(yīng)用,介紹實際橋梁鋼結(jié)構(gòu)的細(xì)部處理及節(jié)點構(gòu)造措施,讓學(xué)生做到理論與實際相結(jié)合,掌握工程中處理具體問題的方法。
采用習(xí)題課、討論課的方式,對學(xué)生作業(yè)過程中存在的問題進行深入剖析,點評解題過程中的易錯點和答題錯誤的原因。在講解和討論的過程中,幫助學(xué)生理清解題思路,規(guī)范解題步驟,總結(jié)解題技巧,提高答題的正確率,同時培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、細(xì)致的工作作風(fēng)。
2.2 現(xiàn)場教學(xué)
在橋梁與渡河工程專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程講授過程中,多媒體、板書等多種手段是課堂教學(xué)的主要方法,但對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程來說,僅有課堂教學(xué)是遠遠不夠的。因為盡管有多媒體作為教學(xué)工具,但畢竟還是圖片或短暫影片,學(xué)生難以形成一個完整的鋼結(jié)構(gòu)的概念,對鋼結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識依舊不夠具體深刻。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程的理論教學(xué)學(xué)習(xí)期間或結(jié)束后,充分利用學(xué)校周圍已建或在建鋼橋與組合結(jié)構(gòu)橋梁,進行現(xiàn)場參觀、學(xué)習(xí),便于理論知識與實際應(yīng)用“接軌”,有選擇性地帶學(xué)生深入施工現(xiàn)場,進行教學(xué)實踐很有必要。在進入現(xiàn)場之前,負(fù)責(zé)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程的教師,需要事先向?qū)W生講解工地現(xiàn)場實踐中所涉及的系統(tǒng)知識。安排好班級分組與帶隊教師,特別強調(diào)實習(xí)過程中的安全問題與組織紀(jì)律問題。在施工現(xiàn)場,讓學(xué)生進一步認(rèn)識真實的螺栓、焊縫、縱向和橫向的加勁肋,辨別現(xiàn)實構(gòu)件中的受拉構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件或壓彎構(gòu)件、拉彎構(gòu)件,觀察構(gòu)件的現(xiàn)場連接拼裝。請施工單位負(fù)責(zé)人講解施工現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)的基本概況,采用的施工方法,施工組織設(shè)計,施工質(zhì)量控制要點,安全保障措施,施工過程中遇到的各種困難,出現(xiàn)的問題及解決的方案等?,F(xiàn)場教學(xué)過程中,提醒學(xué)生注意觀察,認(rèn)真聆聽講解,將書本上的圖紙和現(xiàn)場的實體結(jié)構(gòu)充分比對,加深對書本知識的理解。同時,結(jié)合工程技術(shù)人員的講解,學(xué)習(xí)工程中處理具體問題的方法,真正達到現(xiàn)場教學(xué)的目的。
2.3 實踐教學(xué)
實踐教學(xué)分為實驗教學(xué)和課程設(shè)計兩部分。學(xué)生在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程學(xué)習(xí)過程中,如果對某個問題有進一步研究的興趣,可以通過參與大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目,提出自己的研究課題。設(shè)計實驗方案,動手制作鋼結(jié)構(gòu)實驗?zāi)P停ㄟ^實驗結(jié)果驗證自己的想法或發(fā)現(xiàn)自己提出的方案的不足,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,同時也可為今后的學(xué)習(xí)和工作提供寶貴的經(jīng)驗。課程設(shè)計,有助于幫助學(xué)生系統(tǒng)地應(yīng)用理論課程學(xué)習(xí)到的知識,做到學(xué)以致用。但以往的課程設(shè)計都是在理論課講授完畢后進行,設(shè)計效果不佳。為了改善課程設(shè)計效果,打破理論教學(xué)與課程設(shè)計的嚴(yán)格界限,將理論教學(xué)與課程設(shè)計同步進行。⑥在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程開始上課之時,就給定課程設(shè)計題目,隨著授課進度的深入,讓學(xué)生以長期大作業(yè)的方式分步驟完成。這樣,在理論授課過程中,學(xué)生隨時可以針對課程設(shè)計的內(nèi)容進行提問,并能得到及時解答,課程設(shè)計周學(xué)生只需整理計算書、繪制圖紙。這樣,學(xué)生有充足的時間掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的各項設(shè)計環(huán)節(jié)內(nèi)容,遇到問題能夠及時得到解決。
3 考核方式
在對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程的教學(xué)成果進行考核時,如果僅僅通過期中、期末的考試結(jié)果來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,顯然將會是不全面的,也是不準(zhǔn)確的。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的教學(xué)過程中,采用多種考核形式,例如隨堂測驗,課堂提問,組織學(xué)生進行小組討論或者針對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的某一問題,讓學(xué)生提交研究報告等方式進行考核。對學(xué)生的日常測驗,也可以采用口試和筆試相結(jié)合的形式,或者把一次測驗拆分為多次小的測驗,這將有助于更加全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,降低一次考試所帶來的偶然性。傳統(tǒng)的考試方法大多偏重對知識的記憶,形式單一,難以客觀、全面地評價教學(xué)效果,也難以調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。橋梁與渡河工程的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程考試,借鑒國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師的考試模式,在考卷中,可能涉及到的全部公式均給出,避免學(xué)生死記硬背。此外,可考慮“半開卷”考試,允許學(xué)生將自己認(rèn)為重要的內(nèi)容事先書寫在一張A4紙上,考試時允許查看,考后隨試卷上交。這樣,學(xué)生對自己認(rèn)為的重點進行總結(jié),通過總結(jié)內(nèi)容的實用性,可反映學(xué)生對課程重點的把控。
4 結(jié)語
針對橋梁與渡河工程專業(yè)學(xué)生鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程學(xué)習(xí)中存在的問題,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式三個方面,提出了一系列的改革措施。
(1)選用《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》教材,并結(jié)合鋼橋和組合結(jié)構(gòu)橋梁相關(guān)參考書籍,已學(xué)過的內(nèi)容適當(dāng)從簡講授,緊緊圍繞橋梁專業(yè)用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計原理進行講解。(2)對抽象的理論問題,用動畫或搜集實際工程中的圖片,以幻燈片或視頻形式進行播放;但對于計算原理和公式,一定用板書演示推導(dǎo)過程;采用習(xí)題課、討論課的方式,點評解題過程中的易錯點,總結(jié)解題技巧。(3)在理論課學(xué)習(xí)期間,充分利用學(xué)校周圍已建或在建鋼與組合結(jié)構(gòu)橋梁,進行現(xiàn)場參觀、學(xué)習(xí)。(4)理論教學(xué)與課程設(shè)計同步進行,進行大學(xué)生創(chuàng)新實驗。(5)考核中,借鑒國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師的考試模式,給出考卷中可能涉及到的全部公式;也可考慮“半開卷”考試。
注釋
① 蘇慶田,吳沖.鋼與組合結(jié)構(gòu)橋梁課程教學(xué)改革探討[J].高等建筑教育,2013.22(4):37-40.
② 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].GB50017-2003.
③ 陳紹蕃.鋼結(jié)構(gòu)[M].北京:中國建筑出版社,2003.
④ 彭偉.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,2004.
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu);廠房設(shè)計;注意問題
Abstract: combining with engineering practice for ordinary steel structure workshop several problems in the design were analyzed and discussed, including the steel thermal insulating and fire prevention, the structural calculation, etc, so as to provide a reference for the similar projects design.
Keywords: steel structure; Plant design; Pay attention to problems
中圖分類號: TU391 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
引言
隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域起到了舉足輕重的作用,扮演著越來越重要的角色,無論在工業(yè)還是民用建筑中,鋼結(jié)構(gòu)以其突出的特點迅速地占領(lǐng)著越來越廣的市場。其特點有:其整體剛度和抗震性能好、施工速度快、自重輕、承載力高,在大跨度及超高層建筑中代替了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),但也存在著防火性能差、易腐蝕等缺點,在設(shè)計中根據(jù)其特點揚長避短才能更好地發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的作用,現(xiàn)在就鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房在設(shè)計中的幾個問題作簡單闡述。
1鋼材的保溫隔熱與防火
鋼材具有很高的導(dǎo)熱性能,其導(dǎo)熱系數(shù)為50w(m.℃),當(dāng)受熱達到100℃以上時,其抗拉強度就會降低,塑性增大;溫度達到250℃時,鋼材抗拉強度會稍提高,但塑性卻降低,出現(xiàn)藍脆現(xiàn)象;溫度達到500℃時,鋼材強度降至很低,會致使鋼結(jié)構(gòu)塌落。所以當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)所處環(huán)境溫度達到150℃以上時,就必須做隔熱防火設(shè)計。其做法一般為:鋼結(jié)構(gòu)外側(cè)包耐火磚、混凝土或硬質(zhì)防火板材?;蛘咪摻Y(jié)構(gòu)刷厚涂型防火涂料,厚度按《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料技術(shù)規(guī)程》計算。
2結(jié)構(gòu)整體計算
目前的結(jié)構(gòu)計算基本上都采用計算軟件來進行,對軟件的不理解和不熟悉都會造成設(shè)計上的不合理,甚至不安全。這里針對以下幾個容易出錯的問題進行探討。
2.1荷載問題
荷載的取值對結(jié)構(gòu)計算影響較大,取小了不安全,取大了不經(jīng)濟,尤其對于大跨度輕型屋面結(jié)構(gòu)。荷載取值應(yīng)按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》進行。一般情況下屋面恒載應(yīng)按照實際情況計算取值,屋面活荷載可取O.5kN/m:,風(fēng)荷載、雪荷載和積灰荷載等按規(guī)范,其他附加荷載應(yīng)按實際情況輸入。需要說明的是,屋面活荷載和雪荷載在計算時應(yīng)取二者的大值作為活荷載輸入,有積灰的還應(yīng)考慮積灰荷載。廠房屋面的通風(fēng)器由于其高度和寬度都較大,計算時應(yīng)按照實際情況轉(zhuǎn)化為集中載荷輸入。在廠房的高低屋面處,還應(yīng)考慮積雪的堆積影響,防止由此產(chǎn)生的屋面結(jié)構(gòu)的破壞。同樣局部風(fēng)荷載的增大也會使屋面板和檁條的連接被撕壞,從而將屋面板掀起來。
2.2結(jié)構(gòu)計算
目前的鋼結(jié)構(gòu)廠房的計算多采用二維軟件對其中的―榀鋼架進行計算,整體三維分析仍然不夠成熟方便。此處對結(jié)構(gòu)計算時的幾個問題進行簡單分析。
1)屋面梁的平面外計算長度可取隅撐的間距,一般對有托梁體系的小檁距屋面可取兩個檁條的間距(約3m),對無托梁的大檁距屋面可取檁條間距(約4m)。對重型鋼結(jié)構(gòu)廠房,柱子的平面外計算長度不應(yīng)考慮隅撐的作用,尤其是格構(gòu)式下柱,否則是不安全的。
2)階形柱的平面內(nèi)計算長度應(yīng)該按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[21確定,按線剛度比來確定會導(dǎo)致部分中柱確定的計算長度系數(shù)異常。用PKPM系列軟件STS(05版)對某工程進行計算時發(fā)現(xiàn),當(dāng)柱段中間出現(xiàn)剛接梁(如高低跨情況),程序就按線剛度比確定柱的計算長度系數(shù),導(dǎo)致該柱的計算長度系數(shù)特別異常。新版的PKPM(08版)已改為按照階形柱的方式來確定柱計算長度系數(shù),但仍可以人工按照線剛度比的結(jié)果進行修改。筆者認(rèn)為,對于階形柱,按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》階形柱來確定柱平面內(nèi)計算長度系數(shù)更合理一些。
3)用STS軟件計算廠房柱,荷載組合中沒有單獨的恒+活+吊車的組合,有吊車的組合都有風(fēng),有時風(fēng)作用是有利的,因此在吊車荷載與風(fēng)荷載同時組合時,對于吊車為主的組合,判斷了一下風(fēng)載是有利還是不利的,不利時,考慮與吊車進行組合,有利時可以不考慮風(fēng)荷載。STS(05版)對是否有利是按M、Ⅳ、y各自分別判斷的,因此可能會出現(xiàn)M含有風(fēng)的組合,Ⅳ則沒有風(fēng)的組合的不合理情況,導(dǎo)致計算結(jié)果偏大;STS(08版)改進為:根據(jù)組合的吊車主控制項:如吊1的組合為M。主導(dǎo)作用的組合,則判斷風(fēng)載是否不利只根據(jù)M項來判斷,當(dāng)為不利時,則同時都把風(fēng)載肘、Ⅳ、y組合進來,保證是同時發(fā)生的,STS(08版)這樣組合更合理。
2.3構(gòu)件的局部穩(wěn)定
根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》,處理板件局部穩(wěn)定有兩種方式,其一是以屈曲為承載能力的極限狀態(tài),并通過對板件寬厚比的限制,使之不在構(gòu)件整體失效之前屈曲;其二是允許板件在構(gòu)件整體失效之前屈曲,并利用其屈曲后強度,構(gòu)件的承載能力由局部屈曲后的有效截面確定?!督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》對單層廠房柱、梁的板件寬厚比,較《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中的靜力彈性設(shè)計要求嚴(yán)。對按寬厚比限值設(shè)計的梁進行的粗略統(tǒng)計表明,腹板的用鋼量占梁整體用鋼量的50%―70%。因此有必要采取措施來減少腹板的用鋼量。
降低腹板的厚度―般有兩種方法。―種是設(shè)置合適的加勁肋,加勁肋作為腹板的支承,將腹板分段,以提高臨界應(yīng)力。橫向加勁肋能提高腹板的臨界應(yīng)力并作為縱向加勁肋的支承,縱向加勁肋對提高彎曲臨界應(yīng)力特別有效。短加勁肋常用于局部壓應(yīng)力較大的情況?!督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》中也提出構(gòu)件的腹板寬厚比可通過設(shè)置縱向加勁肋來減小。
另一種降低構(gòu)件腹板厚度的方法是適當(dāng)放松寬厚比限值,并利用腹板屈曲后強度。對多數(shù)輕型維護結(jié)構(gòu)的單層鋼結(jié)構(gòu)廠房進行設(shè)計計算表明,地震組合多數(shù)情況下對梁柱受力都不起控制作用,尤其是在地震烈度較低的地區(qū)。有文獻提出即,可偏于安全地根據(jù)偶遇地震組合是否控制剛架構(gòu)件受力作為選擇構(gòu)件截面板件寬厚比限值的判斷準(zhǔn)則。實際上根據(jù)大多數(shù)廠房的設(shè)計計算得出,重型鋼結(jié)構(gòu)廠房的屋面梁多由撓度控制,廠房柱多由剛度和長細(xì)比控制,尤其屋面梁一般應(yīng)力都比較小。因此對于地震組合不起控制作用時,采用《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中彈性階段設(shè)計的板件寬厚比限值也是可行的。
實際工程設(shè)計時,當(dāng)?shù)卣鸾M合不起控制作用時,建議按鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范進行設(shè)計,并考慮屈曲后強度的利用,可不遵守《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中單層鋼結(jié)構(gòu)廠房板件寬厚比限值的要求。當(dāng)?shù)卣鸾M合起控制作用時,可根據(jù)設(shè)置合適的加勁肋來減小腹板厚度,有時也能起到很好的經(jīng)濟效益。
3溫度伸縮縫的設(shè)置
溫度變化將引起鋼結(jié)構(gòu)廠房的變形,使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力,當(dāng)廠房平面尺度較大時,為避免產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力,應(yīng)在廠房縱橫兩個方向設(shè)置溫度伸縮縫,區(qū)段的長度可以根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范來執(zhí)行。溫度伸縮縫一般采用設(shè)置雙柱的方法來處理,對縱向溫度伸縮縫可在屋架支座處設(shè)置滾動支座。
4屋面支撐系統(tǒng)及屋面設(shè)計
屋蓋支撐系統(tǒng)的布置應(yīng)根據(jù)廠房跨度、高度、柱網(wǎng)布置、屋蓋結(jié)構(gòu)形式、吊車噸位和所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度等條件來決定。一般情況下無論有檁或無檁體系的屋蓋結(jié)構(gòu)均應(yīng)設(shè)置垂直支撐;在無檁體系中,大型屋面板有三點和屋架焊接,可起到上弦支撐作用,但考慮到施工條件的限制和安裝需要。無論有檁或無檁體系屋蓋均應(yīng)在屋架上弦和天窗架上弦設(shè)置上弦橫向支撐。對于屋架間距不小于12m的廠房或廠房內(nèi)設(shè)有特重級橋式吊車或廠房內(nèi)有較大振動設(shè)備的均應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐。
屋面的排水及防水設(shè)計在屋面設(shè)計中需重點考慮,根據(jù)《屋面工程技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定,屋面坡度最小為5%,在積雪較大的地區(qū),坡度應(yīng)適當(dāng)加大。單坡屋面的長度主要取決于所在地區(qū)的溫差以及降雨所形成的最大水頭高度。根據(jù)工程設(shè)計經(jīng)驗,單坡屋面長度宜控制在70m以內(nèi)。
目前,市場上鋼結(jié)構(gòu)屋面的做法常用的有兩種:①剛性屋面:雙層彩色壓型鋼板內(nèi)夾保溫棉;②復(fù)合柔性屋面:由屋面彩鋼板內(nèi)板、隔氣層、保溫層、卷材防水層組成。
5立面設(shè)計
輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑主要有把握以下4個方面的特征:規(guī)模、線條、色彩、變化。
鋼結(jié)構(gòu)廠房的立面主要由工藝布置來決定,在滿足工藝的要求下力求立面簡潔恢宏同時使節(jié)點盡量簡單統(tǒng)一。彩色壓型鋼板使得輕鋼廠房的建筑表現(xiàn)得體形輕盈色彩豐富,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的沉重單一。在輕鋼廠房的設(shè)計中常采用跳躍性色彩和冷色調(diào),重點突出主要出入口、外天溝、收邊泛水等地方,既體現(xiàn)了現(xiàn)代化廠房的恢宏氣勢,又豐富了立面效果。
傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廠房,外墻維護為磚砌體,外裝修為涂料或面磚,輔以色帶,由于混凝土屋面設(shè)置采光窗效果不理想,設(shè)計時通常在墻面設(shè)置大量的采光窗。但對于維護墻為彩色壓型鋼板的鋼結(jié)構(gòu)廠房來說則不然。線條是表現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑風(fēng)格最獨特的特征,均勻的線條或橫或豎,使得輕鋼結(jié)構(gòu)建筑富有流暢的金屬質(zhì)感,體現(xiàn)了強烈的現(xiàn)代工業(yè)氣息。若在墻面設(shè)置大量采光窗,則破壞了墻面的線條造型,同時,輕鋼結(jié)構(gòu)屋面可以大量使用屋面采光板,采光均勻,同時兼可解決廠房通風(fēng)問題。
6防銹處理
鋼結(jié)構(gòu)表面直接暴露在大氣中就會銹蝕,當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)廠房空氣中有侵蝕性介質(zhì)或鋼結(jié)構(gòu)處在潮濕環(huán)境中時,鋼結(jié)構(gòu)廠房銹蝕就會更加明顯和嚴(yán)重。鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕不僅會使構(gòu)件截面減小,還會使鋼構(gòu)件表層局部產(chǎn)生銹坑,當(dāng)構(gòu)件受力時將引起應(yīng)力集中現(xiàn)象,使結(jié)構(gòu)過早破壞。因此,對鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件的防銹蝕問題應(yīng)予以足夠的重視,并應(yīng)根據(jù)廠房侵蝕介質(zhì)情況和環(huán)境條件在總圖布置、工藝布置、材料選擇等方面采取相應(yīng)對策和措施,以確保廠房結(jié)構(gòu)的安全。一般鋼結(jié)構(gòu)的防腐常采用防銹底漆和面漆,涂裝層數(shù)及厚度常根據(jù)其使用環(huán)境和涂層性質(zhì)來決定。一般室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)在自然大氣介質(zhì)作用下,要求涂層厚度100μm,即底漆兩道,面漆兩道。露天鋼結(jié)構(gòu)或在工業(yè)大氣介質(zhì)作用下的鋼結(jié)構(gòu),要求漆膜總厚度為150μm~200μm。且在酸環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)要求使用氯磺化防酸漆。鋼柱柱腳在地面以下部分要用不低于C20的混凝土包裹,其保護層厚度不小于50mm。
結(jié)束語
總之,鋼結(jié)構(gòu)廠房在滿足工藝布置的前提下,選擇合適的結(jié)構(gòu)體系能使結(jié)構(gòu)受力合理、安全可靠,且能有效降低結(jié)構(gòu)造價。
參考文獻:
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【2】GB50017―2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范【S】.
【3】GB50011.2001建筑抗震設(shè)計規(guī)范(2008年版)【S】.
【關(guān)鍵詞】穩(wěn)定性;應(yīng)力;結(jié)構(gòu)
中圖分類號:TU37文獻標(biāo)識碼: A 文章編號:
引言
鋼結(jié)構(gòu)建筑有著施工周期短、結(jié)構(gòu)荷載較小、抗震性強等優(yōu)點在廠房建設(shè)中被廣泛應(yīng)用,文中根據(jù)現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003的規(guī)定,對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題進行分析。
一、鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計的重要性
鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題,在各種類型建筑的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中穩(wěn)定性都擺在首位,鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中主要的問題之一。如果一旦出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題,就會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失,甚至?xí)斐扇藛T傷亡。所以我們必須把握好鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量,目前鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故頻發(fā),主要原因來源于設(shè)計問題,所對鋼結(jié)構(gòu)各部位構(gòu)件的問題性必須清晰,尤其對鋼結(jié)構(gòu)中需要進行穩(wěn)定加固的部位進行針對性設(shè)計,所以在設(shè)計中必須明確鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的定義,只有這樣才能更好保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
二、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題及解決方式
穩(wěn)定問題和強度問題都和建筑的變形有著實質(zhì)的關(guān)系。當(dāng)柱在荷載過大情況下,容易產(chǎn)生失穩(wěn)狀況,這時側(cè)向撓度會加大柱的彎矩,在柱受到破壞荷載的情況下,柱的強度就會低于軸壓強度。鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計中要保證穩(wěn)定性就要遵守如下的原則;
1.結(jié)構(gòu)的整體布置要保證整體和各部分都達到穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)大多數(shù)設(shè)計要按照平面體系進行設(shè)計。例如框架、橫梁,這樣可以保證平面結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)失穩(wěn)狀況,所以在結(jié)構(gòu)的布置上考慮。要在關(guān)鍵節(jié)點設(shè)置支撐構(gòu)件,保證結(jié)構(gòu)的平面體系的兩側(cè)都必須與結(jié)構(gòu)布置相同。
2.結(jié)構(gòu)的受力計算要和實際計算方法相同,在單層和多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時,會忽略框架穩(wěn)定性分析,而直接對框架、柱使用穩(wěn)定計算來代替。在這種情況下計算框架穩(wěn)定時的柱計算長度系數(shù)要通過框架的穩(wěn)定分析得出,這樣才能使柱穩(wěn)定計算和框架計算相同。但是在實際框架中結(jié)構(gòu)樣式繁多,在設(shè)計中就會對結(jié)構(gòu)計算進行簡算。所以需要設(shè)定特殊條件,根據(jù)這些假定,框架各柱的穩(wěn)定參數(shù)和桿件穩(wěn)定計算常用的方法就會根據(jù)簡化的假定情況得出,在設(shè)計過程中必須明確設(shè)計的結(jié)構(gòu)符合設(shè)定條件時才能應(yīng)用。
3.結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定計算中必須加強對細(xì)部構(gòu)件的計算。保證細(xì)部構(gòu)件和構(gòu)件之間的穩(wěn)定計算一致,結(jié)構(gòu)和設(shè)計相互符合。結(jié)構(gòu)設(shè)計中對結(jié)構(gòu)結(jié)算和構(gòu)造設(shè)計必須提高關(guān)注。
4.在進行彎矩傳遞和非彎矩傳遞的節(jié)點連接中,必須包含足夠的剛度和柔度,并對桁架節(jié)點減少桿件的偏心設(shè)計,這些都是在細(xì)部設(shè)計中最需要考慮的。但是涉及到穩(wěn)定性時,建筑在構(gòu)造要求中必須保證不同的強度要求,還要對特殊情況進行考慮。在對整體梁的處理要嚴(yán)格要求,并且支座還必須有一定的阻扭性,同時要保證梁在平面轉(zhuǎn)動和梁端截面自由移動,以滿足邊界穩(wěn)定的條件。GB50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第4.2.5條已經(jīng)在對梁的支座采取相應(yīng)的措施,以保證梁截面穩(wěn)定。
5.在圍護結(jié)構(gòu)中要加強對檀條的設(shè)計系數(shù)。并按GB50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和CECS102-2002《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(簡稱“輕鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程”)相關(guān)條文的要求進行平面內(nèi)及平面外強度、穩(wěn)定、變形等計算,但對檁條平面外計算長度起決定作用的拉條、斜拉條、撐桿的布置概念較為模糊,特別是斜拉條如何設(shè)置、在何處設(shè)置撐桿等不十分明確。如《輕鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程》第6.3.5條已明確規(guī)定當(dāng)檁條跨度大于6m時,應(yīng)在檁條跨度三分點各設(shè)一道拉條(或撐桿),斜拉條應(yīng)與剛性檁條連接。對于前者一般能做到,而對于斜拉條的連接及撐桿的設(shè)置往往被設(shè)計者所忽視。曾經(jīng)有設(shè)計者將斜拉條上端固定在柔性檁條上,且最上端兩根檁條間的拉條仍設(shè)置為柔性拉條。對于對稱屋面的檁條布置是有條件的,就是屋脊處兩邊的兩根檁條必須連在一起,考慮兩側(cè)檁條的拉力平衡;但對于不對稱的屋面來說,由于兩側(cè)拉力不可能平衡,無論從受力還是傳力角度來說這樣的布置顯然是錯誤的。所以決定檁條側(cè)向計算長度的拉條、斜拉條、撐桿的布置必須具體分析,并于計算假定相一致?!遁p鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程》第6.4.3條非常明確地規(guī)定在最上層墻架處宜設(shè)斜拉條,將拉力傳至承重柱或墻架柱上。
6.在實際工程設(shè)計中有些設(shè)計者對屋面或墻架最上端檁條的側(cè)向支撐,如拉條、斜拉條、撐桿能正確設(shè)置,但對中間墻面或屋面,如門窗洞口、屋面風(fēng)機開孔處、屋面天窗(采光窗)等處,經(jīng)常只設(shè)拉條,而漏設(shè)斜拉條和撐桿等,根本無法將拉條上的拉力傳至承重結(jié)構(gòu)上。
最根本的原因是對拉條和撐桿等構(gòu)件作用不清晰,造成誤解。設(shè)計者對條文規(guī)范不清晰就會為圍護結(jié)構(gòu)在設(shè)計上帶來鋼結(jié)構(gòu)的安全隱患,因為這時鋼構(gòu)件的抗扭力對鋼結(jié)構(gòu)的受力很大,同時由于其抗扭力脆弱,造成截面面中工字鋼和箱形的截面扭轉(zhuǎn)常數(shù)為1:500,最大的扭轉(zhuǎn)剪力會高達30:1,同時受扭構(gòu)件的受力狀態(tài)十分復(fù)雜,除了因彎矩所產(chǎn)生的扭曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力還要承受因扭轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的正應(yīng)力和剪力,這時就造成了處理復(fù)雜受力狀況下的構(gòu)件處理困難的情況。所以在實際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,會在結(jié)構(gòu)布置的問題上最大限度的避免構(gòu)件受到不規(guī)律扭力,并制定有效的防止措施對其保護,如果無法對扭力進行抵抗就需要放棄工字鋼梁,而采取閉合箱式梁。
7.在XX電廠的廠房樓結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用了大量的工字鋼梁和寬翼梁。但是由于室內(nèi)設(shè)備工藝和裝飾要求,都要在鋼梁下懸掛設(shè)備,這就造成了吊重荷載力的產(chǎn)生,所以在設(shè)計中我們必須考慮到采用有效措施對水平力和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的扭矩影響。我們在一般情況下會采用密鋪樓蓋或現(xiàn)澆樓板將上翼緣的水平力傳導(dǎo)至框架主體上,來達到消除結(jié)構(gòu)梁所產(chǎn)生的扭矩影響。但是當(dāng)有其他水平力作用在鋼梁下部時,梁的實際受力就會受多方面的影響,其中鋼梁上翼緣無密鋪樓蓋或現(xiàn)澆樓板,梁將受到雙向彎曲且受扭曲狀態(tài);另一種為鋼梁上翼緣有密鋪樓蓋或現(xiàn)澆樓板,可以阻止梁上翼緣的受扭,鋼梁僅局部受扭。
三、結(jié)束語
鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計中必須保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,這是鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量保證根本條件,另外進行結(jié)構(gòu)的受力計算要和實際計算方法相同,以保證設(shè)計的合理性。我們在設(shè)計中要注意對構(gòu)造件尺寸的設(shè)計,必須符合實際施工要求,對大型結(jié)構(gòu)件的設(shè)計必須控制,以提高施工中的效率,保證設(shè)計的最優(yōu)化。
參考文獻:
[1]唐群;高層鋼結(jié)構(gòu)框架整體穩(wěn)定性分析[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年.
[2]李眾;工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的防腐保護[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2009年17期.
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)階段;鋼結(jié)構(gòu)建筑;優(yōu)化設(shè)計;策略
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該選擇最佳的設(shè)計方案,才能確保設(shè)計的合理性。對于鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的設(shè)計決定了工業(yè)建筑的安全性,所以節(jié)點設(shè)計的合理性需要充分考慮。此外,在建筑設(shè)計中,設(shè)計人員還需要不斷學(xué)習(xí)專業(yè)知識,提高自身的專業(yè)技能,為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的提高奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性分析
在實際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計是至關(guān)重要的組成部分,其主要是指將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計藍圖到鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的演變過程,對于現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著關(guān)鍵性的影響。從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的性質(zhì)來看,其中存在的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅具有幾何成分,更具體表現(xiàn)了技術(shù)性的相關(guān)因素。因此,這就對設(shè)計人員的專業(yè)知識能力提出了較高的要求,設(shè)計者在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時,必須嚴(yán)格遵守相應(yīng)的設(shè)計藍圖要求,其實結(jié)合建筑工程項目的施工性質(zhì),充分掌握工程圖紙中的設(shè)計要點,并將藍圖中的平面線條聯(lián)想出一個完整清晰的立體結(jié)構(gòu),以此來保障鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的高質(zhì)量。但是,在這一設(shè)計工程中,設(shè)計人員應(yīng)該清楚的認(rèn)知到,如果其中任何一個設(shè)計環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤,都將會嚴(yán)重影響構(gòu)件的安裝質(zhì)量,極有可能危及到建筑結(jié)構(gòu)整體的安全穩(wěn)定性,這就很容易引發(fā)重大的安全事故,造成人員的傷亡。除此之外,設(shè)計師還要切實遵守建筑建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范,真正了解到構(gòu)造要求、結(jié)構(gòu)受力特點等方面的要求。只有這樣,才能設(shè)計出合理的連接接地玩形式,使其能夠滿足于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。
二、優(yōu)化現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計的策略
1、 提高建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的質(zhì)量
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中, 地基與基礎(chǔ)的設(shè)計的主要原則是科學(xué)安全合理。因此設(shè)計人員必須要從多個方面進行考慮,在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計前,必須要對現(xiàn)場地質(zhì)進行認(rèn)真。詳細(xì)的勘察, 以根據(jù)全面的地質(zhì)勘察資料為的基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)方案進行設(shè)計。在進行荷載計算過程中,除了套用基礎(chǔ)設(shè)計公式與地基所容許的承載力值進行設(shè)計之外, 還要嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范修正地基容許承載力值。由于不同的土, 其承載力是不同的,因此設(shè)計人員必須要根據(jù)土層的類型,合理計算地基的承載力。在進行基礎(chǔ)設(shè)計計算時,必須要嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范,采用分析法進行計算,盡可能減少計算的誤差,以提高建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的質(zhì)量。
2、 注重上部結(jié)構(gòu)設(shè)計
在鋼結(jié)構(gòu)建筑中,一般結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu),因而在布置剪力墻或者單肢剛度的控制上可能會存在著某些問題,這樣就會對梁板等構(gòu)件的設(shè)計造成一定程度的影響。集中應(yīng)力加果有應(yīng)力破壞問題的出現(xiàn)將會導(dǎo)致嚴(yán)重問題的發(fā)生。那么就需要對這些問題的原因充分考慮, 避免此類問題的出現(xiàn)。加果采用的剪力墻剛度是第一級別,那么就需要保證其墻肢數(shù)不小于4,以此來分散應(yīng)力。要將框架結(jié)構(gòu)多層設(shè)防的原則嚴(yán)格遵守下去層層設(shè)防促使剪力墻的防御能力得到強化,對外來的破壞力進行有效抵抗。同時還需要將做大放小的原則來應(yīng)用過來。用強柱弱梁以及強剪弱彎的形式來設(shè)計剪力墻的梁和柱。
3、 強柱弱梁和強剪弱彎的結(jié)構(gòu)設(shè)計
因為這方面的設(shè)計有一定的難度, 雖然這種設(shè)計方法有一定的優(yōu)勢,但在實踐過程中,很難發(fā)揮其功效。特別是我國在相關(guān)的抗震設(shè)計規(guī)范中, 通常將輕度震級的地震作為主要防范內(nèi)容。如果出現(xiàn)了較大震級的地震,就會影響到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中梁柱的穩(wěn)定性并且也無法保證可以先倒塌梁后倒塌柱。因此就需要結(jié)合我國具體情況,來對相關(guān)的抗震設(shè)計規(guī)范進行修改和完善對建筑抗震設(shè)計要求進行完善促使強柱弱梁以及強剪弱彎的設(shè)計原則得以有效實現(xiàn)。
4、注重鋼結(jié)構(gòu)的防護性
在鋼材料的防護過程中, 防腐蝕和隔熱是其中非常重要的兩個方面。但是建筑工程師在應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的過程中只注重對鋼材硬度和抗壓力度的強化, 忽略了防腐蝕和隔熱的重要性。在相關(guān)的文件和制度中對鋼結(jié)構(gòu)的抗腐蝕和隔熱并沒有明確的標(biāo)準(zhǔn), 這些情況就導(dǎo)致建設(shè)完成后由于外部環(huán)境的侵蝕和影響,在一定程度上減少的使用壽命。因而面對這樣的情況, 相關(guān)部門需要制定和出臺相關(guān)的文件明確鋼材的抗腐蝕度, 同時鋼結(jié)構(gòu)中埋入地下的部分需要進行一定的包裝,提高鋼材的抗腐蝕性。除此之外,鋼材料在生產(chǎn)的時候要進行相應(yīng)的耐火測試,以此有效防護措施的重要依據(jù)。
5、 注重鋼結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計
對于不同的地區(qū)來說,其地殼的活躍程度也存在著很大的區(qū)別,有些地區(qū)的地殼波動程度非常的劇烈,而有的地區(qū)其波動程度是比較小的,因而發(fā)生地震的時候其地震強度也有著一定的差異。在傳統(tǒng)的建設(shè)過程中,混凝土結(jié)構(gòu)的為了盡可能的降低地震所帶來的破壞,對于地震較為活躍的地區(qū)和較為穩(wěn)定的地區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)置了非常明確的抗震等級。但是對于鋼結(jié)構(gòu)來說,由于其硬度高的特點,自身就具備一定的抗震能力,因而運用鋼結(jié)構(gòu)的并沒有明顯的等級區(qū)別。鋼結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用過程中,需要全面考慮鋼結(jié)構(gòu)材料自身的結(jié)構(gòu)形式、能夠承受的地震強度以及的特點等重要影響因素。同時將這些因素之間的區(qū)別作為設(shè)計的重要依據(jù),通過設(shè)計不同的鋼結(jié)構(gòu)類型來達到不同程度的抗震效果。
6、 承重墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計
鋼結(jié)構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)為矩形, 因而在設(shè)計時的縱向剛度要大于橫向的,這就要求必須要有足夠的橫墻,才能有效保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。從地震災(zāi)害可知,墻體一般都是剪切破壞。因此,在進行建筑設(shè)計時,必須要提高建筑的抗剪強度,以提升橫墻的抗震能力,以提高建筑的抗剪強度,就要求提高材料的強度等級,并增加橫墻的軸壓力,因此需要將橫墻盡量成為承重與隔斷相結(jié)合的墻體。當(dāng)建設(shè)中的房間比較大時, 設(shè)有沿進深方向的梁應(yīng)支撐在縱墻上,以使縱墻承重。同時,建筑樓板應(yīng)沿縱向擱置,因此形成橫墻承重,再加上縱墻因存在軸壓力而增加其抗剪能力。此外還應(yīng)注意挑梁變形問題, 因為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有著較大的局部受力那么就會有挑梁變形問題的出現(xiàn); 針對這種情況就可以將構(gòu)造柱設(shè)置于懸挑的挑梁端頭構(gòu)造柱就可以有效連接每層的挑梁通過這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式就可以將挑梁變形問題給有效消除掉, 因為即使有過大的受力集中于局部位置在挑梁的作用下也可以向其他各層結(jié)構(gòu)中傳遞這樣就可以對壓力進行有效的分散。
總而言之,目前,由于我國建筑行業(yè)及其技術(shù)的不斷進步,為建筑鋼結(jié)構(gòu)及其設(shè)計帶來了良好的發(fā)展契機,但在具體實踐中,其仍存在許多方面的問題和不足,針對此情況,相關(guān)設(shè)計單位和設(shè)計人員必須加強理論知識學(xué)習(xí),增進工程實踐經(jīng)驗,將二者緊密結(jié)合的同時,不斷提升我國建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力與水平。
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