结构设计心得体会(推荐12篇)
“混凝土结构”这门课程与其他课程的区别在于它不像其他课程那么容易理解,它比较抽象。实践性和综合性都很强。由于混凝土材料本身就是一种复杂的材料,其性能会受到诸多因素的影响。混凝土结构中有些理论是参照实验资料分析得出的结果,有些数值则是经验数值,而且混凝土结构也涉及到物理、化学、力学等各方面的知识,这对于初学者来说都是比较难的。学习混凝土结构的目的在于运用理论去解决实际问题。课程设计便体现了这一点。做课程设计时,必须首先熟悉书本的理论,同时还得对照《规范》正确的加以应用,才能作出一份优秀的设计。在进行结构和构件的设计时,必须考虑的因素很多,既要满足安全要求,还要满足经济要求。这就使得我们在构件的选型、计算、配筋和构造等各方面都要综合考虑,选择最优方案。
学好“混凝土结构”这门课程的诀窍是多看看书,当然,听老师讲课也是至关重要的。“混凝土结构”中的每个公式都有其适用范围。学习的时候必须明确每个公式的适用条件。由于这门学科是在不断地演进发展,所以我们必须不断学习,熟悉《规范》,在实际应用时结合具体情况,灵活运用。
混凝土结构作为一种新型的结构,问世才100多年,但其发展却是十分迅速的。各种新型钢筋和混凝土材料的出现,使得其应用范围越来越广,它的发展将不断推动工程建设的发展。
一、基础部分
1.对于柱下扩展基础宽度较宽 (大于4m) 或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基;并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素, 适当加宽基础。
2.建筑地段较好、基础埋深大于3m时, 应建议甲方做地下室。当地基承载力满足设计要求时, 地下室底板可不再外伸以利于防水。每隔30~40m设一后浇带, 并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力, 提高地基的承载力 (尤其是在周围有建筑时有用) , 减少地震作用对上部结构的影响。不应设局部地下室, 且地下室应有相同的埋深。
3.地下室外墙为混凝土时, 相应的楼层处梁和基础梁可取消。
4.抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设, 连接处应加强;但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。
5.新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础, 其基础间的净距应不少于基础高差的2倍;否则应打抗滑移桩, 防止原有建筑的破坏。建筑层数相差较大时, 应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。
6.独立基础偏心不能过大, 必要时可与相近的基础做成柱下条基。两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底版的形心宜重合, 基础底板可做成梯形或台阶形, 或调整挑梁两端的出挑长度。
7.独立基础的拉梁宜通长配筋。拉梁顶标高宜较高, 否则底层墙体过高。
8.底层内隔墙一般不用做基础, 可将地面的混凝土垫层局部加厚。
9.基础底板混凝土不宜大于C3O, 一是没用;二是容易出现裂缝。
二、柱子部分
1.地上为圆柱时, 地下部分应改为方柱, 方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根, 箍筋用螺旋箍, 并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍, 并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。幼儿园不宜用方柱。
2.原则上柱的纵筋宜大直径、大间距, 但间距不宜大于200。
3.柱内埋管, 由于梁的纵筋锚入柱内, 一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4%以下时, 可不必验算。柱内不得穿暖气管。
4.柱断面不宜小于450×450, 混凝土不宜小于C25, 否则梁纵筋锚入柱内的水平段不容易满足0.45La的要求, 不满足时应加横筋;否则在梁柱节点处钢筋太密, 混凝土浇筑困难。异型柱结构, 梁纵筋一排根数不宜过多, 柱端部纵筋不宜过密, 否则节点混凝土浇筑困难。当有部分矩形柱部分异型柱时, 应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近, 不要相差太大。
5.柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制, 减小断面尺寸。
6.尽量避免短柱, 短柱箍筋应全高加密, 短柱纵筋不宜过大。
7.考虑到竖向地震作用, 柱子的轴压比及配筋宜留有余地。
三、梁部分
1.梁上有次梁处 (包括挑梁端部) 应附加箍筋和吊筋, 宜优先采用附加箍筋。附加筋一般要有, 但不应绝对。规范说得清楚, 位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载, 应全部由附加横向钢筋承担。也就是说, 位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大, 次梁荷载较大时, 应加附加筋。当主梁高度很高、次梁截面很小、荷载很小时, 如快接近板上附加暗梁, 主梁可不加附加筋。还有当主次梁截面均很大, 如工艺要求形成的主次深梁, 而荷载相对不大, 主梁也可不加附加筋。
2.当外部梁跨度相差不大时, 梁高宜等高, 尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸较小时, 宜加大梁高做至窗顶。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽, 并宜小于1/3柱宽。
3.梁上有次梁时, 应避免次梁搭接在主梁的支座附近;否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭, 或增加构造抗扭纵筋和箍筋。当采用现浇板时, 抗扭问题并不严重。
4.原则上梁纵筋宜小直径、小间距, 有利于抗裂;但应注意钢筋间距要满足要求, 并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距, 箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁, 上、下纵筋均应采用同直径的, 尽量不在支座搭接。
5.端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁, 梁端支座可按简支考虑, 但梁端箍筋应加密。
6.挑梁宜作成等截面 (大挑梁外露者除外) 。与挑板不同, 挑梁的自重占总荷载的比例很小, 作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋, 每个都不一样, 难以施工。变截面梁的挠度也要大于等截面梁。挑梁端部有次梁时, 注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋, 除非受剪承载力不足。对于大挑梁, 梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。
7.梁上开洞时, 不但要计算洞口加筋, 更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。
8.挑梁出挑长度小于梁高时, 应按牛腿计算或按深梁构造配筋。
9.扁梁宽度不必过大, 只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时, 梁宽对刚度影响不大。相对来讲, 增大钢筋更经济。同时梁的上筋应大部分通长布置, 以减小混凝土徐变对挠度的增大。
10.梁宽大于350时, 应采用四肢箍。
四、现浇板部分
1.板的钢筋宜采用大直径、大间距, 但间距不大于200, 间距尽量用200 (一般跨度小于6.6m的板的裂缝均可满足要求) 。板上下钢筋间距宜相等, 直径可不同, 但钢筋直径类型也不宜过多。
2.相连几个房间的同型号、同间距板底钢筋宜连通。
3.配筋计算时, 可考虑塑性内力重分布, 将板上筋乘以0.8~0.9的折减系数, 将板下筋乘以1.1~1.2的放大系数。
4.支承在外圈框架梁上的板负筋不宜过大, 否则将对梁产生过大的附加扭距。一般来说, 板厚>150时采用φ10@200;否则用φ8@200。
5.当厚板与薄板相接时, 薄板支座按固定端考虑是适当的;但厚板就不合适, 宜减小厚板支座配筋, 增大跨中配筋。
五、结语
以上是笔者在这几年设计工作实践中关于钢筋混凝土框架结构设计的几点心得体会, 仅供设计人员和施工人员参考。“百年大计、质量第一”不是一句空号。这不但要求广大设计、管理、施工和技术人员有对国家和人民极端负责的态度和献身精神, 而且要求他们有能胜任工作的业务水平。
参考文献
[1]混凝土结构设计规范 (GB50010-2002[) S].
[2]建筑抗震设计规范 (GB50011-2001[) S].
关键词:混凝土裂缝;体会;控制
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,大体积混凝土硬化时要释放出大量的水化热,导致混凝土内部温度过高,经常出现很多裂缝。微裂缝对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害,但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的裂缝。当混凝土裂缝的宽度超过规定的限值时,会影响建筑物和构件的适用性和耐久性,不仅有损外观形象,还会造成钢筋外露、腐蚀并减小建筑结构抵抗荷载的能力,降低建筑结构的整体性和刚度。所以对建筑施工中混凝土裂缝控制技术进行相关探讨对于现实的建筑施工很重要。下面就以上问题作相关探讨。
一、建筑施工中混凝土裂缝产生的原因
(一)水泥水化热的影响
混凝土浇筑过程中的热源来自于水泥的水化生热,水泥水化热一般是在浇筑后短期内集中放热。放热速度一般和混凝土的配合比,水泥种类有直接关系。由于大量的水化热集聚在混凝土内部缓慢释放出来,故一般地,混凝土中心温度高,而外表面温度较低,因而在混凝土内外产生较大的温度梯度,使其内部产生压应力,表面产生拉应力。而当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。
(二)楼板的力学形变引起的裂缝
楼板的弹性变形及支座处负筋下沉均会产生裂缝,施工中在混凝土未达到规定强度,过早拆模,或者在混凝土未到终凝时间就上荷载等,这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形,致使混凝土早期强度低或无强度时,承受弯、压、拉应力,导致混凝土裂缝。
(三)温度引起的裂缝
大体积混凝土结构在施工期间,外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生有较大影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系,外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也就会愈高;如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快,会造成很大的温度应力,极其容易引发混凝土的开裂。
二、建筑施工中混凝土裂缝的控制技术
(一)加强混凝土结构设计
设计时宜采用中低强度混凝土,避免采用高强度混凝土。为了控制大体积混凝土的表面收缩裂缝,可以适当采取在承台表面合理增加分布钢筋用量的措施,虽然单靠增加分布钢筋用量不能明显的防止裂缝出现,但适当增加分布钢筋的用量可以加强结构的整体性和减小温度裂缝的宽度。大体积混凝土工程施工中如果允许设置水平施工缝,应根据温度裂缝的要求进行分块,且设置必要的连接方式。
(二)加强混凝土浇筑施工工艺
在楼层混凝土浇筑完毕的一天之内,可限于做测量、定位、弹线等准备工作,不允许吊卸大宗材料,避免冲击振动。24小时后可先分批安排吊运少量小型材料,做到轻卸、轻放、分散就位。第三天可开始从事楼层墙板和楼面的模板正常支模施工。对计划中吊卸放材料的部位的模板其支撑架在搭设前,就预先考虑采用加密立杆和横杆增加模板支撑架刚度的措施。
(三)注意混凝土原料选择与配比
1.混凝土中如果采用吸收率较大的骨料,干缩较大、骨料含泥量较多时,会增大混凝土的干缩性;骨料粒径较大、级配良好时,由于能减少混凝土中的水泥浆用量,所以混凝土干缩率较小。掺加粉煤灰能减少水泥用量并有效降低水化热,可降低混凝土单方用水量和水泥用量,还可减少混凝土自身体积收缩。同时,在混凝土中掺加粉煤灰或高效减水剂不仅能使混凝土具有较好的和易性、可泵性、抗渗性、抗离析好,减少泌水现象的发生、有利于混凝土表面处理。
2.配合比设计人员应深入施工现场,依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,合理选择好混凝土的设计坍落度,针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比,协助现场搞好构件的养护工作。改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热;选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂;积极采用合适的掺和料和混凝土外加剂,抑制碱骨料反应;正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。
(四)加强施工的后期养护
1.保温养护是混凝土施工的关键环节,其目的主要是降低大体积混凝土浇注块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力。
2.适当提高养护环境温度有利于减少内外温差、缓解降温速度,从而减小温度应力,也有利于混凝土强度增大和应力松弛发挥作用,可以避免混凝土因表面干裂而产生的塑性收缩。养护期间混凝土表面温度与其中心温度之差不大于25℃。
3.加强现浇板浇捣的养护工作。混凝土养护是整个施工过程中不可缺少的一个重要环节,忽视对混凝土的养护,既会降低混凝土的强度,又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝,尤其在高温下施工,更应经常浇水养护,这样既可减少因温度产生的裂缝,也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力,有效控制裂缝。
三、结语
这学期开始两周时间是我们自己选题上机的时间,这学期开始两周时间是我们自己选题上机的时间,虽然上机时间只有短短两个星期但从中确实学到了不少知识。上机时间只有短短两个星期但从中确实学到了不少知识。数据结构可以说是计算机里一门基础课程,据结构可以说是计算机里一门基础课程,但我觉得我们一低计算机里一门基础课程定要把基础学扎实,定要把基础学扎实,然而这次短短的上机帮我又重新巩固了C语言知识,让我的水平又一部的提高。数据结构这是一门语言知识让我的水平又一部的提高。
数据结构这是一门知识,纯属于设计的科目,它需用把理论变为上机调试。纯属于设计的科目,它需用把理论变为上机调试。它对我们来说具有一定的难度。它是其它编程语言的一门基本学科。来说具有一定的难度。它是其它编程语言的一门基本学科。我选的上机题目是交叉合并两个链表,对这个题目,我选的.上机题目是交叉合并两个链表,对这个题目,我觉得很基础。刚开始调试代码的时候有时就是一个很小的错觉得很基础。刚开始调试代码的时候有时就是一个很小的错调试代码的时候误,导致整个程序不能运行,然而开始的我还没从暑假的状导致整个程序不能运行,态转到学习上,每当程序错误时我都非常焦躁,态转到学习上,每当程序错误时我都非常焦躁,甚至想到了放弃,但我最终找到了状态,一步一步慢慢来,放弃,但我最终找到了状态,一步一步慢慢来,经过无数次的检查程序错误的原因后慢慢懂得了耐心是一个人成功的必然具备的条件!同时,通过此次课程设计使我了解到,必然具备的条件!同时,通过此次课程设计使我了解到,硬件语言必不可缺少,要想成为一个有能力的人,必须懂得件语言必不可缺少,要想成为一个有能力的人,硬件基础语言。在这次课程设计中,硬件基础语言。在这次课程设计中,虽然不会成功的编写一个完整的程序,但是在看程序的过程中,个完整的程序,但是在看程序的过程中,不断的上网查资料以及翻阅相关书籍,通过不断的模索,测试,发现问题,以及翻阅相关书籍,通过不断的模索,测试,发现问题,解决问题和在老师的帮助下一步一步慢慢的正确运行程序,决问题和在老师的帮助下一步一步慢慢的正确运行程序,终于完成了这次课程设计,于完成了这次课程设计。
摘要:在钢筋混凝土结构设计中,每个设计者的经验不同,对规范的理解不同,所以在处理某个设计问题时,也就会采取不同的处理方法。对于钢筋混凝土框架结构设计中,基础、梁、柱、板四部分应注意的问题,分别提出了几点看法。
关键词:结构设计基础梁柱板
Abstract:Inthereinforcedconcretestructuredesign,eachdesigner
sexperienceisdifferent,theunderstandingisdifferenttothestandard,thereforewhendealswithsomedesignissue,alsocanadoptthedifferentprocessingmethod.Regardingthereinforcedconcreteportalframeconstructiondesignin,thequestionwhichthefoundation,Liang,thecolumn,theboardfourpartsshouldpayattention,proposedseveralviewsseparately.现在越来越多的建筑物使用钢筋混凝土结构,故钢筋混凝土结构在整个建筑市场起到越来越重要的地位。在钢筋混凝土结构设计中,每个设计者的经验不同,对规范的理解不同,所以在处理某个设计问题时,也就会采取不同的处理方法。在这十年的结构设计工作中,本人也积累了一些经验,下面就钢筋混凝土框架结构设计中的基础、梁、柱、板四部分,在设计时应注意的问题,阐述一下个人观点。
1.基础部分
1.1对于柱下扩展基础宽度较宽(大于4米)或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素,适当加宽基础。
1.2建筑地段较好,基础埋深大于3米时,应建议甲方做地下室。当地基承载力满足设计要求时,地下室底板可不再外伸以利于防水。每隔30~40米设一后浇带,并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力,提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时有用),减少地震作用对上部结构的影响。不应设局部地下室,且地下室应有相同的埋深。
1.3地下室外墙为混凝土时,相应的楼层处梁和基础梁可取消。
1.4抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设,连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。
1.5新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础,其基础间的净距应不少于基础高差的2倍,否则应打抗滑移桩,防止原有建筑的破坏。建筑层数相差较大时,应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。
1.6独立基础偏心不能过大,必要时可与相近的基础做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大,必要时可作成三面支承一面自由板(类似筏基中间开洞)。两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底版的形心宜重合,基础底板可做成梯形或台阶形,或调整挑梁两端的出挑长度。
1.7独立基础的拉梁宜通长配筋,其下应垫焦碴。拉梁顶标高宜较高,否则底层墙体过高。
1.8底层内隔墙一般不用做基础,可将地面的混凝土垫层局部加厚。
1.9考虑到一般建筑沉降为锅底形,结构的整体弯曲和上部结构与基础的协同作用,顶、底板钢筋应拉通(多层的负筋可截断1/2或1/3),且纵向基础梁的底筋也应拉通。
1.10基础底板混凝土不宜大于C3O,一是没用,二是容易出现裂缝。
1.11基础底面积不应因地震附加力而过分加大,否则地震下安全了而常规情况下反而沉降差异较大,本末倒置。
2.柱部分
2.1地上为圆柱时,地下部分应改为方柱,方便施工。圆柱纵筋根数最少为8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部应有一圈半的水平段。方柱箍筋应使用井字箍,并按规范加密。角柱、楼梯间柱应增大纵筋并全柱高加密箍筋。幼儿园不宜用方柱。
2.2原则上柱的纵筋宜大直径大间距,但间距不宜大于
200。
2.3柱内埋管,由于梁的纵筋锚入柱内,一般情况下仅在柱的四角才有条件埋设较粗的管。管截面面积占柱截面4%以下时,可不必验算。柱内不得穿暖气管。
2.4柱断面不宜小于450×450,混凝土不宜小于C25,否则梁纵筋锚入柱内的水平段不容易满足0.45La的要求,不满足时应加横筋;否则在梁柱节点处钢筋太密,混凝土浇筑困难。异型柱结构,梁纵筋一排根数不宜过多,柱端部纵筋不宜过密,否则节点混凝土浇筑困难。当有部分矩形柱部分异型柱时,应注意异型柱的刚度要和矩形柱相接近,不要相差太大。
2.5柱应尽量采用高强度混凝土来满足轴压比的限制,减小断面尺寸。
2.6尽量避免短柱,短柱箍筋应全高加密,短柱纵筋不宜过大。
2.7考虑到竖向地震作用,柱子的轴压比及配筋宜留有余地。
2.8独立柱上或柱的中部(半层处)有挑梁时,挑梁长度应有限制。
3.梁部分
3.1梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋,宜优先采用附加箍筋。附加筋一般要有,但不应绝对。规范说的清楚,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋承担。也就是说,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大,次梁荷载较大时,应加附加筋。当主梁高度很高,次梁截面很小、荷载很小时,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。还有当主次梁截面均很大,如工艺要求形成的主次深梁,而荷载相对不大,主梁也可不加附加筋。
3.2当外部梁跨度相差不大时,梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。当梁底距外窗顶尺寸较小时,宜加大梁高做至窗顶。外部框架梁尽量做成外皮与柱外皮平齐。梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽,并宜小于1/3
柱宽。
3.3梁上有次梁时,应避免次梁搭接在主梁的支座附近,否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭,或增加构造抗扭纵筋和箍筋。当采用现浇板时,抗扭问题并不严重。
3.4原则上梁纵筋宜小直径小间距,有利于抗裂,但应注意钢筋间距要满足要求,并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距,箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁,上、下纵筋均应采用同直径的,尽量不在支座搭接。
3.5端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁,梁端支座可按简支考虑,但梁端箍筋应加密。
3.6上反梁的板吊在梁底下,板荷载宜由箍筋承受,或适当增大箍筋。梁支承偏心布置的墙时宜做下挑沿。
3.7挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。与挑板不同,挑梁的自重占总荷载的比例很小,作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋,每个都不一样,难以施工。变截面梁的挠度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁时,注意
要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承载力不足。对于大挑梁,梁的下部宜配置受压钢筋以减小挠度。挑梁配筋应留有余地。
3.8梁上开洞时,不但要计算洞口加筋,更应验算梁洞口下偏拉部分的裂缝宽度。梁从构造上能保证不发生冲切破坏和斜截面受弯破坏。
3.9挑梁出挑长度小于梁高时,应按牛腿计算或按深梁构造配筋。
3.10扁梁宽度不必过大,只要钢筋能正常摆下及受剪满足即可。因为在挠度计算时,梁宽对刚度影响不大,加宽一倍,挠度减小20%左右。相对来讲,增大钢筋更经济,钢筋加大一倍,挠度减小60%左右,同时梁的上筋应大部分通长布置,以减小混凝土徐变对挠度的增大,如果上筋不小于下筋,挠度减小20%。
3.11当一宽框架梁托两排间距较小的柱时,可加一刚性挑梁,两个柱支承在刚性挑梁的端头。
3.12梁宽大于350时,应采用四肢箍。
4.现浇板部分
4.1板的钢筋宜采用大直径大间距,但间距不大于200,间距尽量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂缝均可满足要求)。板上下钢筋间距宜相等,直径可不同,但钢筋直径类型也不宜过多。
4.2相连几个房间的同型号同间距板底钢筋宜连通。
4.3配筋计算时,可考虑塑性内力重分布,将板上筋乘以0.8~0.9的折减系数,将板下筋乘以1.1~1.2的放大系数。
4.4支承在外圈框架梁上的板负筋不宜过大,否则将对梁产生过大的附加扭距。一般:板厚150时采用φ10@200;否则用φ8@200。
4.5当厚板与薄板相接时,薄板支座按固定端考虑是适当的,但厚板就不合适,宜减小厚板支座配筋,增大跨中配筋。
4.6非矩形板宜减小支座配筋,增大跨中配筋。
通过为期2周的实训,我收获颇多,学到了很多知识。特别提高了自己综合分析应用的能力。与此同时在实训期间,对于实训内容我有如下见解和发现。
对于框架结构的内力计算,目前绝大多数采用计算机软件来进行分析计算,虽然这样能提高我们的速度,但目前有的工程设计人员过分的依赖软件的计算结果,却缺少独立分析问题、解决问题的能力,导致在一些图纸中出现不必要的错误。然而考虑到了这样一点,我们实训期间采用手工计算,手工制图,一方面提高我们的分析能力,另一方面也让我们与实际接轨。在设计过程中,梁、板的截面尺寸的选择是我们设计的前提,一方面要满足规范《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)所要求的范围,另一方面还要满足线性刚度问题,在荷载的计算中,我们按照力的传递方向(板→次梁→主梁)的思路顺利的完成了荷载的计算,在设计板、次梁的时候,我们根据自己画的计算简图很快的就能完成,但在配筋计算时却遇到了问题,比如:T形截面承载力计算时,翼缘宽度的选择,钢筋的选用方面,既要考虑构造要求,又要满足经济、施工方面的便利。T形支座截面翼缘受拉,应按矩形截面计算,支座与跨中截面按双排钢筋考虑,箍筋肢数的选择,是否需要配置弯起钢筋等,同时在绘图方面也遇到了部分问题,如内力包络图的确定,考虑经济方面的要求,确定钢筋的理论切断点,同时要达到稳定要求,钢筋伸出长度应满足最小锚固长度要求。
整个结构的基础形似根据建筑物的依存位置进行必要的地质情况分析, 结合上部结构形式展现的不同视角等问题进行综合阐述, 结合轻钢部件在整个柱网尺寸的覆盖规模以及上部结构的柱脚的内力状况进行实际独立基础的维持。经过一定细致因素的排查, 如发现地质情况出现不良因素时, 需要结合条形基础的实施要领进行桩基础构件的搭建, 切实保证不同箱形与片筏形式的综合展现。对于整个轻钢加工过程中的冲切以及剪切流程的破坏效果分析, 对于实际水平力的延展效果以及固接柱脚的弯矩效应, 分析出具体倾覆和滑移等基础变形现状。整体风荷载能力较大现象下, 对于整体敞开位置会由于轻钢材质的较轻自重条件影响, 使得必要的风荷载环境下的具体上拔抵抗能力不足, 整体结构的稳固扎实效应也就丧失了一定的界定标准。这些综合效应的破坏事件对于经济型建设事业的发展实效产生一定程度的制约, 因此需要结合结构的基础埋深效果进行综合研究。轻钢结构自身在结合地脚螺栓对上部结构基础的连接处理之后, 会造成混凝土衔接空间的过于紧凑, 基础劈裂现象的蔓延也就滋长, 因此具体保证实际间隙距离要高于150毫米, 其中若发现锚栓长度不足状态时, 要适当进行解决, 不然基础拔出隐患将无法得到遏制, 反而会愈演愈烈, 因此对于锚栓部件的实际埋深规定必须做出清晰的精准校验。整个柱脚结构根据内部弯矩的实际抵抗能力以及接柱脚的实际联系作用进行必要的部件稳固, 根据实际工程的经验总结, 对于材质的绝对钢接和铰接处理存在一定范围的狭隘性, 因此, 可以结合二者的优势进行综合应用, 满足关键的锚栓布置结构体系的前提下, 进行两个锚栓对链接柱脚的加固, 同时另外施加4个锚栓对整个钢接部件进行处理。整个柱脚结构在不同要求的侧移控制效应下, 对于部件的质量维护规律有着一定界量的标准, 特别是存在吊车荷载附加效应的情况下, 需要结合钢接柱的实际强度进行总体方案规划, 其余情况下大部分运用铰接主体格式, 根据柱底在内部板面的实际摩擦力的传递标准进行校验, 确保尽管客观要求不满足的情况下, 则必须根据抗剪部件的位置进行装设, 实现综合稳固效应的全面维护。
2 综合效能技术的追加
2.1 关于梁柱连接节点的合理设置
根据整个门式钢架斜梁与内部支撑柱体的连接通道范围覆盖, 结合竖放、横放、斜放等方式的综合对比进行不同局部截面柱的合理选择。根据实际竖向荷载效应控制作用下的端板空间位置进行研究, 整体端板在横放处理控制活动中可以具体减少关于剪力设计的节点, 同时根据实际用柱承受的压力估算进行节点受力作用效果的分析;整体效应环境下的实际弯矩较大的情况下, 可以考虑运用斜放端板的形式, 具体针对连接的力臂抗弯效果进行适当距离的加长处理, 这种方案对于后期螺栓部件的布置活动有着一定的空间支持效应。整个端板结构在进行拼接处理过程中根据外伸与平齐情况进行分类统计, 保证端板外伸式的结构形式处在合理的控制效果基础上, 同时具体承载能力要高于部件在平齐方式环境的实际效果值, 这种实际作用的反映使得外伸式端板连接处理手段有了一定的指导价值, 在应用过程中需要结合弯身部分进行内部加劲处理, 使得具体靠近受力位置的螺栓的力道分布相对均于一些, 尽量保证具体细节相等的效应, 保证实际节点抗剪能力的提升, 有效遏制内部结构节点变形的隐患, 促进整体建筑部件的高效稳定搭建。
2.2 强梁结构的设置与整体轻钢部件的外部环境适应能力改善方案总结
轻钢结构下的钢架构件结合卷边槽钢的实际受力性能的分析, 根据大坡度屋面空间布局进行适应性研究, 由于整体的制作和安装活动需要满足一定的系统要求, 整体活动相对复杂, 所以一般不是经常使用;而对于简体支梁结构的设计主要是根据材料的利用效率进行实际分析, 保证一定经济效益的实现。根据外部结构荷载作用条件对于结构产生的弯曲和扭转的综合作用以及相对稳定性的应对状态进行试验观察, 结合拉条与撑杆对檐口一端进行不同分点的拉条设置, 对于结构的翼缘位置的受压现象总结, 保证拉条具体设置布局范围的合理性。
钢材对于抗腐蚀性效果等没有一定的维持效应, 整体外部环境作用下的具体经济损失将不计其数, 同时不利于结构具体安全质量的维持, 容易造成具体事故的发生以及蔓延。因此, 结合实际效应系统内部的分析处理手段对具体轻钢结构的防腐蚀效能的追加手段进行了系统的分析和总结:对于钢材表面的处理工作, 首先需要做好表面的清洁工作, 对于钢材表面的涂料附着能力进行保护, 因此需要全面重视表面效果的维持对于整个结构使用寿命和安全质量的影响效果;结合实际防腐涂料进行钢结构表面的涂抹, 首先对整个防腐涂料的内部物质进行研究, 具体将含油与不含油的胶体溶液进行区分, 同时根据两种材料在钢材表面涂抹后的薄膜形式进行对比, 由于防腐涂料在基础的底漆作用效应下保证基层薄膜的维持效果, 同时牢固处理结构面与漆体的牢固覆盖效果, 保证下层底漆的合理维持。
钢结构的实际耐火能力不足, 整体极限放置时间不足30分钟, 结合国家建筑内部环境的防火规范设计要求进行整体建筑构件的二级耐火极限判断, 对于整体多层支撑空间的柱体抵抗能力可以维持3个小时, 梁结构可以维持在2小时, 为了保证一定的社会经济效益, 保证整体成本投资水平和建筑环境的合理保护, 必须根据整个轻钢结构的防火手段进行总体的探讨, 具体的预防手段包括:对于质量较轻的耐火板结构进行防火设备的外包层布局处理, 结合外围混凝土结构部件进行耐火砖的砌筑, 同时进行防火涂料的追加, 这对于范围较小的承重型钢结构空间的防护成本利用实用标准比较符合。对于具体防火涂料的选用, 主要不同空间的薄厚效果进行分类, 现阶段对于实际的防火涂料的价格控制水准比较难以估计, 基本成本经济价值过高, 因此设计轻钢结构的具体梁柱表面的防火功能追加主要结合混凝土细石结构的建筑方法进行保护, 整体表面的具体混凝土的具体厚度高达50毫米, 梁结构的实际厚度大约为30毫米, 对于两者材质结构的内部钢丝网架结构处理必须满足结构的整体连接计划效果, 保证具体稳定性能的支持效果, 促进经济安全质量以及成本的合理控制范围, 满足现代化综合建筑事业的长足有效的发展水平。
3 结束语
在整体轻型门式钢结构设计整体稳定性合理维持的前提下, 进行内部钢材的防火与防腐蚀性能追加, 确保具体建筑空间维护效能的整体实现, 保证稳定经济成本与安全质量的综合实现效果, 促进国家现代化建筑事业的不断发展, 巩固内部经济社会效益的全面展现, 满足可持续发展战略的实效标准。
摘要:根据现下大部分厂房的门式钢架结构的应用以及施工标准特点进行专业应用现状的研究, 同时根据实际建设过程中容易滋生的问题进行系统的分析, 结合目前高超的处理技术进行必要的细节检验和排查, 保证相对合理的经济社会效益方案改建内容的观察与落实效果, 促进我国综合效能作用下的现代化厂房规划建设活动与规模的深入进行。
关键词:门式钢架结构,连接方式,抗剪效果,设计主体,框架结构,体会
参考文献
[1]王玉华.钢结构梁柱栓焊混合连接节点的设计方法[J].钢结构, 2008, 11 (07) .
摘要:结合设计实践,对某一级公路的设计,从建设意义、总体设计思路、多方案比选论证等方面进行阐述,总结设计过程中的经验、方法和心得。
关键词:一级公路多方案论证
本项目是某市境内新建的东西向的重要交通干线之一,按照一级公路标准进行设计,设计速度80km/h,路基宽24.5米,全线新建中桥6座、小桥3座,采用沥青混凝土路面。
1建设意义
本项目为S366六安段(骆家庵至叶集)中的一部分,S366六安段(骆家庵至叶集)和G105姚李至戚家桥段(骆家庵-戚家桥段为S366和G105共线段)、S366椿树至戚家桥段共同构成了合六第二通道,项目建设能够有效分流G312交通压力,使得六安市骨架路网布局更加合理。
本项目位于六安市金寨县境内,起点位于六安市裕安骆家庵与金寨县交界处,自东向西布设,依次经白塔畈镇、金寨现代产业园,终点位于金寨县与叶集试验区交界处,路线全长22.354km。
2总体设计思路
2.1以人为本,安全至上,注重公路安全性、舒适性的和谐统一。坚持“以人为本,安全第一”的主导思想,在项目勘察设计中充分考虑道路工程结构物的安全耐久和道路运营的安全问题。设计力求平纵线形的连续、均匀和流畅,顺应地势合理选用技术指标,充分利用好地形条件。
2.2全寿命成本分析,质量优先。把公路放到自然环境和社会环境的大系统中考虑成本,对公路在“建、管、养”全寿命周期内的成本进行分析论证。从设计阶段积极采取减少后期养护、延长使用寿命的方案,通过积极采用新工艺、新材料和新技术,提高工程建设质量。
2.3节约资源、走可持续发展道路。合理利用土地资源,提高土地利用率,创造良好的道路运营条件,减少能耗。
2.4沿线路网发达,合理设置交叉方式。路线走廊内地方路网十分发达,与六武高速公路、S210、X019、Y005以及众多村村通公路交叉。本项目与高速公路优先采用立体交叉,尽可能利用高速公路现有桥梁、分离立交下穿高速公路,减少项目规模,降低工程造价;本项目与省道、县乡道路交叉优先采用平面交叉,方便区域内的交通出行,但本项目为干线公路,应优先保证本项目的畅通,对交叉的道路进行归并,平面交叉的最小间距满足要求。
2.5兼顾规划,推动金寨发展。本项目穿越金寨现代产业园,该园区正处于开发初期,园区道路已完成规划,但只有衡山路、梅山湖路正在建设;路线布设在满足本项目干线功能的前提下,尽可能的符合规划以及兼顾产业园的发展现状,沿规划道路布设,在开发初期带动园区的发展,待园区路网建成后,通过置换的方式,让本项目从园区的外环通过,确保本项目大通道的功能。
2.6尊重自然,融入自然。正确处理工程建设与环境保护的关系,遵循地形选线、地质选线、生态选线和景观选线相结合的原则,合理进行路线布设,加强生态恢复措施,做到最大限度地保护、最小程度地破坏、最强力度地恢复自然环境。
3多方案比选论证
3.1同深度比较方案K线。B线方案需要拆迁养鸡场,该养鸡场为2013年建设,今天开始投产养殖。为了避免对该养鸡场的拆迁,提出了K线方案进行同等深度的比较。K线方案避开养鸡场,从庙后头村北侧通过,与X019平面交叉后再跨越潘家河后与B线方案相接。K线方案相对B线方案相比:优点:①避免拆迁2013年新建的养鸡场,工程总体造价低。②对王下楼村的影响小,全线征地拆迁小。缺点:①平、纵面指标低。②桥涵规模大。③对庙后头村影响大。虽然K线方案避免了对养鸡场的拆迁,但平纵指标低,桥梁规模大,对庙后头村的影响较大,因此经综合技术经济比较,推荐B线方案。
3.2同深度比较方案C线。K线方案与S210共线后在九树村折向西北下穿六武高速接规划的望儿山路与珠江路的交叉点,再沿珠江路布设,K线受六武高架桥下穿位置以及仙花河的制约,在高速公路与珠江路段与规划不符;此外调查发现S210从衡山路与珠江路交叉点向南至江店段已按照珠江路规划线位正在进行改建,从该段的路网功能分析可以看出从白塔畈至山茶花村,本项目与S210功能一致,可共线布设,因此结合开发区建设现状提出了C线方案进行同等深度的比选。
C线方案尽可能与S210共线布设下穿六武高速至衡山路与珠江路交叉点后再折向北沿珠江路布设。C线在该段完全取代S210,既能合二为一发挥公路功能又符合园区规划。但现状S210道路平面指标低,两侧城镇化严重,尤其是道路南侧厂区较多,且需左右分幅下穿六武高速公路,C线无法与S210完全重合,沿线拆迁较大,此外仙花河对C线干扰较大,需改河且交叉3次。
C线方案相对K线方案相比:优点:①符合金寨现代产业园规划。②往江店、S209方向便捷。③减少后期九棵树至山茶花村段S210的市政化改建费用。缺点:①沿线拆迁大。②S210与本项目未能完全重合,原道路需接线顺接本项目,对沿线的出行习惯影响大。③项目里程长,桥梁规模大,总体造价高。虽然C线方案与S210合二为一,符合规划,但拆迁大,造价高,因此经综合技术经济比较,推荐K线方案。
参考文献:
[1]张雨化.道路勘测设计[M].北京:人民交通出版社,1994.
[2]杨晓光.城市道路交通设计指南[M].北京:人民交通出版社,2004.
[3]陈乃文,刘云建.艰苦奋斗开拓创新建设云南绿色低碳南北大通道[N].中国交通报,2014-02-10.
课程设计已经结束,怀着通过这次课程设计积累的信心与斗志,写下心得体会,为自己的奋斗留下痕迹,聊以缅怀。
刚开始拿到课程设计的任务书时,看到是 “单循环赛选手胜负序列求解问题”,题目只给了短短的几行内容:“有n个选手 P 1 ,P 2 ,P 3 ,„ ,P n 参加了的单循环赛,每对选手之
间非胜即负。现要求求出一个选手序列 P 1' ,P 2 ' ,P 3' ,„ ,P n ', 使其满足 P i'胜 P i+ 1 '(i=1,„ ,n-1)”。我的理解就是每个选手各遭遇一次,获胜得1分,失败不得分。
比赛结束时按照各选手之间的积分排名求解他们的胜负序列。
后来经过老师的指导,又有了另外一种理解,即可以根据比赛过程中各选手之间的胜负关系产生胜负序列,不过这种方法产生的胜负序列可能不是唯一的,但是实际情况是比赛结束时一定会产生一种胜负序列。为此需要用合适的数据结构进行存储,来确定如何产生胜负序列,选取哪位选手作为第一名,假如该选手已经在序列中,在后面的筛选过程中,如何将该选手排除等一系列问题。
有了思路后,就开始着手去设计算法,第一种情况采用的数据结构是类,将选手的编号、积分以及胜负过程中的积分处理等封装在类中。其中,以编号和积分作为私有成员,而设置编号、获胜处理、失败处理、获取积分、获取编号等作为公有成员。此时将该问题转化为对选手积分进行排序的问题。第二种情况采用的数据结构是有向图,将每个选手作为有向图的一个顶点,选手间的胜负关系作为有向弧,从箭头出发的一方作为获胜者,所以该问题转化为了有向图的深度遍历问题,即求解一条包含所有顶点的简单路径。在深度遍历过程中,以有向图的邻接矩阵作为存储结构。
在本实验中,为了使功能更完善,还用到了磁盘文件。可以将参赛选手的人数、他们之间的胜负关系预先放进一个记事本中,运行程序时被读入,在处理后将胜负序列读出到另一个记事本中,并保存起来。这里会用到输入、输出文件流的成员函数。
不过,在调试过程中出现了一些问题:
① 第一种情况时,以选手姓名作为私有成员时,由于权限问题,私有成员不能直接被调用,而主调函数中要求输入姓名,编译时一直出错。为了解决这个问题,另外定义了一个结构体,只放了选手姓名name,这样就可以使用了。在程序中只需要注意让选手姓名与积分对应起来就行了。同时,所得的胜负序列会读出到名为“比赛积分.txt”的文本文件中。② 在试探的路径中出现了编号的重复,也就是说有些点在试探成功后又被试探了,这显然是错误的,分析可知,这是由于在对结点的试探成功后并没有修改相应的标志数组中的相应位置,即让visited [i]=1,导致了重复试探。在入栈函数Push()中加入了入栈功能,此问题得以解决。同理在测试失败时也应该修改相应的标志位置。
在为期一周的课程设计学习中,我学到了好多东西,首先就是软件方面,以前的我 对multisim等仿真软件是一窍不通,只是听说和看到过,从没有自己去动手做,这次课程设计让我有机会去看和学习这个软件,从一个门外汉,变成一个初学,和基本上入门了。
对我们好多实际的理论的电路进行现实中的仿真分析。从而更好的了解了电路中的一些基本的知识。还有在操作过程当中遇到了不少问题,但都会自己去找资料,通过各种方法去解决。让我更加独立的去解决问题。还有我自己设计的东西也有好多让我学习的,首先就是我设计的是光控报警器,由于是受光控制,而我使用的软件中没有光控原件,所以只能去想办法去替代,通过查资料我了解到光敏电阻实际上就是高频等效电阻。所以可以用高频等效电阻来替代。而在我们的仿真模拟中我们也可以用手控的滑动变阻器来代替,从而实现仿真。
我还学会了仿真,知道了仿真的=元件需要包装,而有些仿真的元件并没有包装,所以我们自己还要去做这些,自己学会包装。通过查资料我了解到怎么去包装,怎么去仿真。相信这会为我们以后的学习和使用这软件提供不少帮助。
还有就是要感谢老师的指导,在我遇到问题的时候,老师为我们一一解答,让我们学到了更多,也让我们的学习变得更加的便捷。学习更加的有趣!
总而言之这次的设计我遇到不少问题但是都会通过自己各方面的信息去解决,学会一种解决问题的能力。
通过这次的课程设计让我收获了很多知识和经验。让我受益匪浅,在很多能力上有很大的提高,加深了对电路的分析能力,掌握了程永的电子器件的类型和特征,培养了自己解决问题的能力,提高了严肃认真的工作作风和严谨的科学作风。
一、形式多样,重点突出
练习的设计应注意做到少而精,形式多样、富有变化、反馈方式新颖。同时,在内容上要紧紧围绕教学重点来设计安排,使学生真正练在点子上,达到通过练习来突破教学重难点的目的,全面完成教学任务。
1判断题(反馈式—举手)
(1)小红和小丽同时从两地相向而行,小红每分钟走75米,小丽每分钟走70米,经过5分钟两人相遇。这段路长多少米?
列式:(75+70)×5
(2)甲、乙两人从相距1830米向两地相向而行,甲每分钟行64米,乙每分钟行58米,几分钟后两人可在途中相遇?
列式:1830÷(64+58)
2选择题(反馈方式—用手指表示题号)
(1)甲、乙两列火车从相距1308千米的两站相对开出,6小时候两车相遇。已知甲车每小时行110千米,乙车每小时行多少千米?
①1308÷6-110 ② 1308-110×6 ③(1308-110)÷6
(2)两辆汽车从同一地点同时背向而行,甲车每小时48千米,乙车每小时行42千米,几小时后两车相距316千米?
①315-(48+42) ② 315÷(48+42) ③(315-48)-42
3应用题(反馈方式—开展小组竞赛,争红旗)
(1)小王和小张去公园。小王先走,每分钟行60米;5分钟后小张出发,每分钟行75米,几分钟后,小张可以追上小王?
(2)甲、乙两人从学校出发去剧场,甲每分钟行55米,乙每分钟行65米,乙有事比甲晚出发6分钟、问几分钟后可以追上甲?
二、由浅入深,难易恰当
在设计练习中,要面向全体学生,为他们创造竞争的机会,让全体学生主动参与学习,促使他们知难而进,积极进取。练习的设计要有“坡度”,让学生“跳一跳,摸得着”,从而增强自信心,进一步激发学生学习兴趣,形成良性循环。如教完分数应用题,在练习课中可设计如下练习:
(1)一根铁丝长16米,第一次截去全长,截去多少米?
(2)一根铁丝长16米,第一次截去全长,还剩多少米?
(3)一根铁丝长16米,第一次截去全长,第二次截去4米,还剩多少米?
(4)一根铁丝长16米,第一次截去全长,第二次截去全长的,还剩下多少米?
(5)一根铁丝长16米,第一次截去全长,第二次截去全长,比第一次少2米,这根铁丝全长多少米?
三、新旧知识,密切练习
练习的设计还要注意新旧知识的练习,以达到温故知新的目的目的。如教学“三角形面积计算”设计如下练习:
(1)计算下面各三角形的面积。
底5分米 高3分米 高3厘米 底6米 高4米
(2)量出下面三角形的底和高,并分别算出它们的面积。
(3)有一块近似三角形的麦地,底24米,高16米,这块麦地的面积大约多少平米?
第一题,三角形的位置各不相同,可使学生加深对三角形的认识,正确分清三角形的
底和高。通过第二题的练习,让学生复习了画垂线、画高的方法,同时还复习了测量的只是。再进行第三题的练习,加强知识和实际的联系,提高知识的应用能力。
四、直观形象、激发兴趣
练习的设计尽可能做到形象直观,如通过直观教具学具的操作,现代电化教学等手段,激发学习兴趣,同时强调启发性、针对性、趣味性、科学性的统一,培养学生的思维能力。
当然,练习设计的时候,不可只流于形式或千篇一律,应根据教学内容的不同,做到有的放矢,使練习发挥最佳的作用,从而达到提高教学质量的最终目的。
在当前门式刚架工业厂房的设计中, 为满足工艺布置或大空间布局的要求, 经常会遇到大开间抽柱的厂房, 此类厂房通常采用纵向刚架 (或托梁) 来支撑屋面梁。
2 工程设计介绍
2.1 工程概况
本工程位于江西, 厂房长48m, 宽144m, 建筑面积6912m2, 檐口标高9.2m, 双坡三跨6×24m, 纵向每隔16m中柱全部抽空, 形成144m×16m的大开间。基本风压0.45KN/m2。
2.2 抽柱框架计算模型的解决方案
本工程中部分中间横向刚架的中柱被抽掉, 形成了144m的大跨空间, 每隔48m在内柱列布置纵向刚架, 纵向刚架同时兼作内柱列的柱间支撑, 其余轴线布置简支托梁, 在抽柱处就由纵向刚架梁 (或简支托梁) 取代柱子支撑屋面梁。建模时需要注意的就是如何确定纵向刚架梁 (或托梁) 对屋面梁的弹性支座作用。
对于纵向刚架梁对屋面梁的支撑作用, 建模时可以采取“刚度试算法”。即在纵向刚架梁支撑屋面梁的位置增加弹性支座, 弹性支座的刚度根据设计经验, 取值一般在5000~15000KN/m之间, 先输入一个刚度值进行试算, 在计算结果文件中查看该弹性支座处的节点位移值, 直至该支座处的节点位移值与纵向刚架梁的挠度值相近为止, 这时可以认为纵向刚架梁梁给屋面梁提供的刚度与假定的弹性支座刚度相符。
对于简支托梁对屋面板的支撑作用, 还可以采取“虚拟摇摆柱法”, 即把托梁模拟为摇摆柱来计算。此时的摇摆柱为一虚柱, 用来代替托梁的作用, 其截面的取值根据虚柱的轴向刚度与托梁的竖向刚度一致的原则来确定。托梁跨度为Lb, 惯性矩为Ib, 梁中间受一集中力F作用时, 梁中的挠度值为f=FLb3/48EIb;虚拟柱子长度为Hc, 截面积为Ac, 在集中力F作用下的轴向变形为f1=FHc/EAc, 根据两者变形相等原则, f=f1, 可以得出虚拟柱的截面积A=48IbHc/Lb3, 一般该虚拟柱的截面都很小, 普通的圆管就可以代替。从上式中可以看出, 当托梁跨度越大时, 虚拟柱截面积A越小。
2.3 设计荷载的取值
对于非抽柱刚架, 恒载和活载按一般的框架计算, 但在中间柱顶处需另外增加由两侧托梁传来的集中荷载。风荷载除了自身刚架受荷范围内的风荷载外, 还需分担两侧抽柱刚架的部分风载, 通常取两侧抽柱刚架1/2的风荷载进行计算。
对于纵向刚架, 在与屋面梁连接处有由横向框架屋面梁传来的恒载和活载。风荷载则分两种情况考虑, 一是山墙方向的纵向风荷载, 作用于纵向刚架的柱顶, 同时对纵向刚架梁也产生一个向上的吸力, 风吸力的体型系数为-0.7;二是由横向框架方向传来的风荷载 (横向风荷载) , 与恒载和活载相似, 是以集中荷载的形式传到中间柱顶的位置。因此, 对于纵向刚架, 应按照纵横两个方向风荷载作用下的两种工况来分别进行计算。
2.4 节点连接设计
屋面梁与托梁的连接通常有叠接和平接两种做法。
叠接 (图1) 就是在相交处横向刚架搭在纵向刚架梁上, 横向刚架的屋面梁为连续梁, 这样屋面梁的刚度好, 斜梁弯矩小。屋面梁与托梁之间铰接, 这样托梁产生的扭矩最小。叠接时一般会在刚架与托梁之间设置隅撑, 隅撑有以下作用:一在风吸力作用下, 托梁下翼缘受压, 隅撑可以防止梁的平面外弯扭失稳, 同时减小托梁的平面外计算长度, 如本工程中托梁16m长, 计算长度若取16m计算过大;二在水平荷载作用下, 抽柱刚架梁把水平力传给托梁的上翼缘, 由于这个力离托梁的形心有一段距离, 从而产生扭矩, 增加隅撑后, 隅撑与屋面梁在同一竖直面上, 两者可以共同承受这个扭矩。
平接 (图2) 则是横向刚架梁断开, 在纵向刚架梁 (或托梁) 的腹板处刚接。这种做法在相交处必须保证纵向刚架梁截面高度大于横向刚架梁, 纵向刚架梁通常做成等高直梁, 同时, 横向刚架在相交处必须分段拼接。这种做法的优点是厂房净空较高, 比较美观, 缺点是用钢量较大。而相比之下, 叠接的用钢量相对较小, 但是对净空影响较大。
2.5 刚架梁挠度控制和刚架侧移
在《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 (CECS102:2002) 没有对纵向托梁或纵向刚架的挠度及侧移做出明确的规定, 设计时可以参照《钢结构设计规范》 (GB50017-2003) 附录A的规定, 在全部荷载标准值作用下, 挠度值限值取L/400, 在可变荷载标准值作用下, 挠度值限值取L/500, 在风荷载标准值作用下, 侧移限值取H/150。
对于抽柱框架, 由于中柱被抽, 导致整榀框架的侧向刚度相对普通刚架减弱很多, 为了减小抽柱刚架与普通刚架两者间的侧移差异, 在部分中柱被抽且风荷载较小的情况下可以靠增大梁柱截面来提高抽柱框架的侧移刚度;倘若所有中柱均被抽掉只剩两根边柱的情况下, 上述方法效果不明显也不经济, 这种情况下通常采取在檐口处通长增设屋面纵向支撑来实现。在非抽柱框架建模的时候, 通过在柱顶增加一弹性支座来模拟屋面支撑的刚度贡献, 刚度取值通过刚架侧移值的协调来决定。
3 结语
本文介绍了纵向刚架 (或托梁) 在计算模型中的两种解决方案, 其中“刚度试算法”同时适用于纵向刚架和托梁两种形式, 而“虚拟摇摆柱法”则仅使用于简支托梁的形式;对抽柱框架和纵向框架而言, 荷载取值与常规框架有所不同, 在设计中需全面考虑荷载的影响;而屋面梁与托梁的连接节点则需要根据实际工程的要求来选择相应的节点连接方式;抽柱结构在侧向刚度上相对常规结构要弱, 因此在设计中要综合考虑, 采取通过增大梁柱截面或增加其他构造措施来增强结构的侧向刚度。●
参考文献
[1]《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002中国计划出版社
[2]《钢结构设计规范》GB50017-2003
[3]《材料力学》刘鸿文主编高等教育出版社