双头回转式圆盘剪结构设计和调试分析

杨长国1杨帆

(中冶南方工程技术有限公司湖北武汉430223)

摘要结合参与的国产化连续酸洗机组的现场经验,对双头回转式圆盘剪的结构形式、技术参数及现场

调试过程进行了分析和总结,对后续类似连续酸洗机组圆盘剪的优化设计和缩短设备调试时间起到了一些

积极的作用。

关键词圆盘剪剪刃水平间隙垂直重合量

中图分类号TG333.21文献标识码B

PhysicalDesign and Co mm issioni ng Analysis of t he Double Turret Type Rotary Side Trimm i ng Shear

Y ang Changguo Y ang Fan

(W ISDRI Eng i n eering&Research I ncorporati o n L i m ited,W uhan430223)

AB STRACT A ccordi ng t o t he exper i ence i n site o f the ho m e made conti nuous pickling li ne,the struct ure;t he technical para meter and the process o f co mm issi oni ng,of t he rotary side trm i m er shear are ana l yzed and su mmarized,which

is positi ve to rotary side trm i mer shear optm i izati on desi gn and com m i ssi on i ng of t he sm i ilar conti nuous P i ckling li ne.

K EY W ORDS R otary side tri m m i ng shear Shear knife Cu tti ng gap Cutti ng ove rlap

1前言

圆盘剪通常设置在精整作业线上,用来将运动着的带钢纵向边缘切齐或切成窄带钢。近几年国产连续酸洗机组多采用的是剪切带钢边部的双头回转式圆盘剪,用来切掉带钢边部缺陷,提高带钢的宽度精度,达到成品带钢要求的宽度。

2圆盘剪区域设备组成

2.1活套

用来贮存带钢,以保证圆盘剪处带钢变规格引起机组停车时,工艺段的连续酸洗速度。

2.2两套纠偏辊

用来使带钢对中进入圆盘剪,提高圆盘剪的切边精度。2.3月牙剪

用来当焊缝处带钢变规格时,在带钢两侧各冲出1个月牙槽,以便圆盘剪进行宽度调节。2.4碎边剪或废边卷取机

用来处理圆盘剪切下的废边。

3圆盘剪使用条件

带钢材质:普通碳素钢、优质碳素钢、低合金结构钢

带钢厚度:1.2~6.0mm

带钢宽度:700~1630mm

剪切速度:m ax.320m/m i n

切边精度:0~+1mm

4圆盘剪结构组成

圆盘剪为无动力拉剪,主要靠圆盘剪后的张

T ota lN o.176 A ugust2009

冶金设备

M ETALLU RG IC A L EQU IP M ENT

总第176期

2009年8月第4期

1作者简介:杨长国,男,1974年出生,1998年毕业于燕山大学机械设计及制造专业,工学学士,高级工程师,主要研究方向:钢铁冶金设计

力辊或张力卷取机的拉力进行剪切。圆盘剪包括1套机架宽度自动调整装置、2套机架回转装置、4套剪刃水平间隙自动调整装置、4套剪刃垂直重合量自动调整装置。

机架宽度自动调整装置由双速齿轮马达、左右旋滚珠丝杠及旋转编码器组成,可根据带钢宽度调整机架的开口度。

机架回转装置由双速齿轮马达、过载保护联轴器、驱动齿轮带动回转支承使机架回转180b,可实现在线更换剪刃。

剪刃水平间隙自动调整装置由齿轮马达、蜗轮蜗杆升降机及旋转编码器组成,可根据带钢材质和厚度自动调节剪刃水平间隙。

剪刃垂直重合量自动调整装置由齿轮马达、2个蜗轮蜗杆升降机及旋转编码器组成,可根据带钢材质和厚度自动调节剪刃垂直重合量。

5圆盘剪基本参数

5.1圆盘剪结构参数

剪刃直径:上剪刃<407~370mm

下剪刃<407mm

剪刃厚度:45~20mm

剪刃数量:4片(2套)

剪刃水平间隙调整范围:-2~+4mm

剪刃垂直重合量调整范围:-30~+20mm 5.2圆盘剪剪切力

圆盘剪的剪切力,一般可按诺沙里公式计算。即:

P=h2R b(0.4E/tg a+0.7)

式中P)))作用在剪刃上的剪切力,N;

h)))被剪切带钢厚度,mm,对于连续酸

洗机组,h=1.2~6.0mm;

R b)))被剪切带钢抗拉强度,MPa。对于

连续酸洗机组,R b[650M Pa;

E)))被剪切带钢的相对切入率,与被剪

切带钢的塑性有关。对于一般钢种

可按E=1.25R5计算。当R b[

650M Pa时,相对延伸率R5=0.24,

相对切入率E=0.3;

a)))剪切过程中的剪切角,rad。

a=[h(1-E/2)+$)/R]1/2

式中$)))剪切带钢时上下两剪刃的垂直重合

量。当h=6.0mm时,$=-0.23mm,

当h=1.2mm时,$=0.72mm;

R)))剪刃半径,R=203.5mm。

故当h=6.0mm时,a=0.1547,当h=1.2 mm时,a=0.0925。

故当h=6.0mm时,P=34387N,当h=1.2 mm时,P=1866N。依据剪切力公式的趋势判断,取圆盘剪所需的最大剪切力P max=34387N。

5.3圆盘剪传动力矩

圆盘剪传动力矩

M总=n(M剪+M摩)

式中n)))工作剪刃的对数,n=2;

M剪)))一对剪刃剪切所需的剪切力矩,

N#m。M剪=PD si n a;

M摩)))一对剪刃轴承处的摩擦力矩,N#

m。

M摩=P L d

式中P)))作用在剪刃上的剪切力,N。P m ax=

34387N;

D)))剪刃直径,mm。D=407mm;

a)))剪切过程中的剪切角,rad。a m ax=

0.1547;

d)))轴承处的轴颈直径。d=160mm;

L)))轴承处的摩擦系数。对于圆锥滚子

轴承,L=0.008。

即M剪=2156N#m;M摩=44N#m。

故圆盘剪传动力矩M总=4400N#m。

6圆盘剪机械标定

由于圆盘剪机架宽度、剪刃水平间隙、剪刃垂直重合量可自动调整,故这三套调整装置现场调试时需进行机械标定。

6.1机架宽度标定

在保证两机架相对中心线对称的情况下,测量出两侧下剪刃剪切面间的距离,对机架宽度进行标定。负荷试车时需根据剪切后的带钢宽度对机架宽度进行精确标定。

6.2剪刃水平间隙标定

目测重合量在2~3mm之间时,点动间隙量关闭。点动过程中,手动转动上剪刃,直到下剪刃大部分区域随上剪刃的转动而转动,则停止点动间隙量关闭,并将该点间隙量标定为0位。

总第176期冶金设备2009年8月第4期

6.3 剪刃垂直重合量标定

目测间隙量在-1mm 左右时,点动重合量压下。点动过程中,手动转动上剪刃,直到下剪刃大部分区域随上剪刃的转动而转动,则停止点动重合量压下,并将该点重合量标定为0位。

注:剪刃水平间隙和垂直重合量按以上方法标定,相对于直接用塞尺测量数据进行标定的方法来说,精度高一些。7

圆盘剪更换剪刃说明

图1 圆盘剪剪刃安装图

1)圆盘剪剪刃;2)钢衬胶环;3)钢套;4)挡环;5)螺钉;6)手动液压高压泵连接胶管和接头;7)刀轴上高压油口;8)蝶形弹簧;9)上刀轴;10)下刀轴

当圆盘剪剪刃使用一段时间后,会出现剪刃磨钝、剪刃裂纹、崩刃等现象,此时应对剪刃进行更换,先将挡环与钢套间螺钉卸开,再将手动高压液压泵、连接胶管和接头与刀轴上的高压油口进行连接;然后用手动液压泵进行打压,高压液压油压缩蝶形弹簧,被压紧的挡环产生间隙后手动旋转约30b 后从钢套上取下;随后剪刃连同钢衬胶环可从钢套上取下。取来新剪刃后,新剪刃、钢衬胶环、挡环和螺钉依次装入钢套后,对手动液压泵进行卸压,挡环被压紧。由于剪刃依靠蝶形弹簧、钢衬胶环和挡环压紧在钢套上,换上新的剪刃后,剪刃水平间隙和机架宽度不需要重新进行标定。若剪刃端面磨削量累计\5mm 后重新使用,可采取加垫片方式(注:垫片厚度与磨削量近似相等(厚度差<5mm )且垫片数量最好不超过2片),以保证蝶形弹簧预紧力。

注:建议只对剪刃端面进行磨削,且磨削后

的剪刃厚度必须>20mm 。若进行外圆磨削,只能对上剪刃进行磨削,且钢衬胶环外径需相应进行调整。使用外圆磨削后的剪刃,须对剪刃垂直重合量重新进行标定。

8 圆盘剪剪刃水平间隙和垂直重合量调试

对于不同的带钢厚度和材质,圆盘剪剪刃水平间隙和垂直重合量需进行调整,才能保证带钢良好的切边质量,即断面理论剪切区:断裂区=25%~30%,且断面光滑无撕裂。剪刃水平间隙过小,会产生切边不平或拉丝现象,同时剪刃磨损快;剪刃水平间隙过大,切边会产生短裂或撕裂现象。剪刃垂直重合量过大,废边会产生上翘,不能顺利进入废边导槽,垂直重合量过小,剪刃磨损快。根据现场实际调试结果,对应于不同的带钢厚度和材质,最终的圆盘剪剪刃水平间隙和垂直重合量(低碳钢现场调试最终数据曲线见图2和图3)需存储在二级计算机系统的预设定表格里。当焊缝处带钢变规格时,圆盘剪机架宽度调整到位时,剪刃水平间隙和垂直重合量会自动根据预设定值调整到位。实际生产过程中,可根据剪切效果,在圆盘剪操作室和机旁操作箱对

剪刃水平间隙和垂直重合量进行微小修正,修正量的大小及针对同一卷带钢的修正次数可由电

气程序设定。

图2 圆盘

剪水平间隙与被剪切带钢厚度关系曲线

图3 圆盘剪垂直重合量与被剪切带钢厚度关系曲线(转61页) 杨长国等:双头回转式圆盘剪结构设计和调试分析2009年8月第4期

故障时各元件电流相位则相同,这样就可以正确

区分母线内部和外部故障。

图3 经完善后的分布式母线保护方案示意图

规定:正方向为由母线流向线路,反方向为线路流向母线。如果位于变压器低压侧进线回路(断路器CB0)的SEL-351装置检测电流为反向,且任一线路(断路器CB1~CB5,)的SEL -351装置检测电流为正向,分别通过M irrored B its

通信网络将反方向元件T 1P n (n =1,2,,)和正方向元件T 2P n (n =1,2,,)状态传输给SEL -2100,经SELog ic 控制方程将存储在SEL-2100接收镜像位(RMB )中的二进制数值进行逻辑运算,判断为正常运行或外部故障,SEL-2100将闭锁各单元SEL 装置的母线保护出口。此时,若为外部故障则由故障线路保护装置通过线路保护跳闸出口跳开断路器。

如果位于变压器低压侧进线回路(断路器

CB0)的SEL-351装置检测电流为反向,且其它所有线路(断路器CB1~CB5,)的SEL-351装置检测电流也为反向,通过M irr o red B its TM

通信网络将反方向元件T 1P n (n =1,2,,)状态传输给SEL-2100,经SELog ic 控制方程将存储在SEL -2100接收镜像位(RMB )中的二进制数值进行逻辑运算,判断为母线内部故障,SEL-2100装置将发信给各单元SEL 装置通过母线保护跳闸出口立即跳开母线上所有断路器。

为了防止母线保护误动,在保护设计中又增加了过流、低电压、断线和M irrored B its TM 通讯故障闭锁母线保护功能,以进一步提高母线保护的可靠性。4 结束语

基于M irrored B its TM

和以太网技术的变电站综合自动化通信系统具有较高的通信效率和通信可靠性,扩展灵活,易于维护,在满足继电保护正确性、选择性、快速性要求的前提下做到了信息共享,提高了变电站自动化水平。

参考文献

[1]丁书文,黄训诚,胡起宙.变电站综合自动化原理及应用[M ].北京:中国电力出版社,2002

[2]邱浩,徐智穹,殷君,以太网通信适配器及其配置技术研究[J],工业控制计算机,2007,V o.l 20(6):38[3]K en Behrendt and K en Fodero .I mp l ementi ng M irro red

B its T echno logy O ver V ar i ous Communicati ons M edia [J].A pp licati on Gu i de V olu m e ò2007,AG 2001-12,2[4]张宇辉,电力系统微型计算机继电保护[M ].北京:中国电力出版社,2000

(收稿日期:2008-10-30)(修回日期:2009-06-10)

(接49页)9 结束语

双头回转式圆盘剪在鞍钢、本钢和通钢连续酸洗机组上已投入使用,切边质量和切边精度良好。本文结合现场的实际情况,对圆盘剪的设计和调试进行了分析,对后续连续酸洗机组圆盘剪的优化设计和缩短设备调试时间起到了一些积极

的作用。

参考文献

[1]黄华清.轧钢机械.北京:冶金工业出版社,1980[2]周国盈.带钢精整设备.北京:机械工业出版社,1979[3]邹家祥.轧钢机械(修订版).北京:冶金工业出版社,

1988

(收稿日期:2009-03-12)

沈立刚等:基于M i rrored B its T M 技术的变电站综合自动化通讯系统研究

2009年8月第4期

结构设计中的8个参数比(超限)调节方法

结构设计中的几个参数比 1.轴压比目的：控制构件保持一定延性。保证柱（墙）的塑性变形能力和保证结构的抗倒塌能力。要求：详见规范（抗规柱6.3.6、墙6.4.5和混规柱11.4.16、墙11.7.16&17），限制各等级的剪力墙和框架（支）柱轴压比；注意：剪力墙的轴压比对应的荷载为重力荷载代表值的设计值；框架（支）柱轴压比对应的荷载为含水平荷载的工况组合，多为地震工况组合。调节方法： 1）程序调整：SATWE程序不能实现。 2）人工调整：增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。 2.扭转周期比目的：周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。一句话，周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性要求：规范规定（高规3.4.5）：结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85

振型判别方法：振型方向因子来判断，因子以50%作为分界。注意：全国超限建筑抗震设防中，对周期比比值不足不是一项超限，广东抗震审查技术要求中无该条规定。调节方法：一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是加强结构外圈刚度，削弱结构内筒刚度。 3.有效质量参与系数目的：保证考虑充足的地震作用。要求：详见规范（抗规5.2.2条文及高规5.1.13）计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的90%。调节方法：增加计算参与的振型数量。 4.刚重比目的：确定在水平荷载下，结构二阶效应不致过大，而引起稳定问题。要求：详见规范（高规5.4）重力二阶效应及结构稳定注意：此处重力为重力荷载设计值，取1.2恒+1.4活。刚重比与结构的侧移刚度成正比关系；周期比的调整将导致结构侧移刚度的变化，从而影响到刚重比。因此调整周期比时应注意，当某主轴方向的刚重比小于或接近规范限值时，应采用加强刚度的方法；当某主轴方

建筑结构设计不规则性问题的分析董良

建筑结构设计不规则性问题的分析董良发表时间：2018-06-15T09:59:12.437Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第1期作者：董良[导读] 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中，由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响。山东文孚建筑设计有限公司山东济南 250000 摘要：伴随着我国现代化建筑行业的不断发展,同时其结构空间也得到不断进步,然而在对建筑结构进行设计过程中,不仅只是简单的进行对称的设计,已经开始进行不规则结构设计,针对不规则设计而言,在很多方法依然存在一些问题,并且对建筑结构也存在不良影响。对此在本文中笔者将从建筑结构设计不规则性分类出发，从而提出以下解决建筑结构设计不规则性问题措施，希望能够满足建筑结构稳定性要求。关键词：建筑结构设计；不规则性；问题建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中，由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响，从而导致建筑结构不规则，这对于建筑结构质量或者稳定性造成了严重的影响，因此在今后的建筑结构设计过程中，必须要加强建筑结构设计不规则性问题研究，从而为建筑企业创造更高的经济效益，推动我国建筑行业稳固发展。 1 建筑结构设计不规则性分类在建筑结构设计中,对于建筑结构的不规则性问题必须采取合理的计算方法以及计算参数,不断优化设计方案,同时加大对于建筑结构的重点部位以及薄弱部位的分析,从而保证不规则结构设计具有合理性,最大程度的提高不规则建筑的安全性以及稳定性。在进行建筑结构设计时，所表现出的不规则性主要分为两种，即平面结构不规则与竖向结构不规则，首先平面结合不规则是最常见的一种建筑结构设计不规则表现，具体而言主要体现在以下三个方面，①不规则扭转，在对不规则扭转进行判断时，设计者可以从建筑物的弹性水平位移进行判断。②不规则凹凸，在进行建筑结构设计时，设计者可以从建筑物的投影方向以及投影尺寸去进行对凹凸值进行判断，并且在这个过程中要求建筑结构中凹进去的一侧不能小于30％，这样可以防止建筑出现变形。③局部楼板不连续性，关于不连续判断可以从建筑物结构的平面刚度变化或者楼面面积出发。其次是竖向结构不规则，体现在以下四个方面，①不规则倾向刚度，在设计过程中要求不规则设计刚度值要小于70％，并且建筑物本身与周边建筑物的平均刚度值控制在80％以内。②竖向抗侧力构建不连续性，建筑物的竖向结构，抗侧力构建应该注重从水平方向到垂直方向的传递。③楼层承载能力不均匀，这要求设计人员楼层受力程度应该低于80％。④楼层质量不均匀性，也就是和下一层相比，应该高出上一层的1.5倍。 2 解决建筑结构设计不规则性问题措施 2.1 减少偏心距有数据显示建筑结构之所以会出现扭转与建筑物偏心距有着绝对的关系，并且两种之间呈线性函数关系，因此在进行建筑结构设计时，为了防止出现扭转现象，提升建筑物结构设计规则性，在进行建筑结构设计时，就必须要不断的减少偏心距，这样才能通过线性函数调节，从而使整体的建筑结构更加的平均分布，而减少偏心距的方法有很多种，如通过详细的数据计算，从而对主体结构以及平面空间分布进行调整，并且在设计图纸之中，将建筑结构的重量核心与刚度中心位置进行标注，除此之外，在进行偏心距调节时，还可以采用数据分析的方式，从而对建筑结构刚度进行重新分布，这样可以对核心较远的抗侧力进行调整。 2.2 提高建筑结构抗扭承载力在进行建筑结构设计时，会受到很多的因素影响，这些因素造成了建筑结构的不规则性转变，因此在进行建筑结构设计时提高建筑结构抗扭承载力就显得越发重要[2]。对此美国IBC规范曾经做出一个这样的调查，其发现在进行建筑结构设计时，每增加一个计算扭矩，地震扭矩也就是质心与刚心不重合时，就会与附加扭矩等比例放大，并且当位移小于等于1.2时，放大系数就会等于1，而当位移大于1.2时，位移系数也会大于1，由此可以看出，在附加扭矩不断增大的过程中，抗承载能力也会不断增加，而这会增加偏心距，而通过上述文章介绍也可以发现，偏心距是导致建筑结构设计不规则的主要原因，因此提高建筑结构抗扭承载力，是可以解决建筑结构设计不规则性问题的有效措施。 2.3 提高建筑物抗震性能在进行建筑物结构设计时，可以分为主体设计与基础设计两个部分，其中主体设计是建筑结构设计的重点内容，而在进行建筑物主体设计时，绝对不能忽视建筑物边缘构件的设计内容，因此从某个角度分析，建筑结构边缘设计对于建筑结构物的整体质量具有绝对的影响，而通过以往的相关研究中发现，建筑结构抗剪性设计有利于提升建筑边缘结构性能，尤其是当建筑物长期处于非弹性阶段时，当受到地震或者外力作用时，易出现一些偏心问题，从而导致建筑结构出现不规则性，因此在进行建筑结构设计时，能够提升抗震性能，强化建筑物边缘结构设计的抗剪强度，这可以从本质上提升建筑物的抗外力作用，从而发挥出建筑物的弹性作用，满足建筑物规则性要求[3]。 2.4 提高建筑抗侧刚度在进行建筑结构设计时，提高建筑物的抗侧刚度是有助于解决建筑物结构设计不规则性问题的，并且通过以往的数据调查研究发现，当建筑物主体结构出现扭转效应时，会与自我震动周期出现一个平方值函数关系，利用这种比例关系进行建筑结构设计可以减低建筑结构自我诊断周期，并且消除主体结构的扭转效应，为此在进行建筑结构设计时，应该采用科学的计算调整方法，从而对墙体长度与墙体厚度进行调节，进而使建筑结构刚度远离中心墙体，并且采取边缘装置柱梁的方式，从而对主体结构震动周期进行调整，这样有利于建筑结构刚度值的提升，从而实现改善扭转刚度的目的。 3 总结在经济建设迅速发展的过程中，建筑行业迅速崛起，在这个过程中对于建筑结构设计要求也在不断的提升，而在进行建筑结构设计过程中，不可避免的会出现一些不规则设计现象，这也为建筑结构设计增添了难度，因此为了能够更好的满足建筑结构合理设计要求，设计人员必须要加大建筑结构设计不规则性问题分析研究，从而不断的提高建筑结构设计的质量，满足建筑结构设计的需求，从而实现建筑结构设计工作的顺利完成，促进建筑行业长远发展。

浅析建筑结构设计中基础设计王宇雷

浅析建筑结构设计中基础设计王宇雷发表时间：2018-08-14T11:14:06.167Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第8期作者：王宇雷1 田冉2 [导读] 不仅为有效提高房屋质量打下了坚实的基础，也为房屋建筑经济适用性的挑战提出了核心的观念和思路。 1山东滨北建筑设计院有限公司；2山东省滨州市建筑设计研究院摘要：基础设计作为房屋建筑结构设计的主要内容，加强房屋建筑结构设计中基础设计的探讨，不仅为有效提高房屋质量打下了坚实的基础，也为房屋建筑经济适用性的挑战提出了核心的观念和思路。关键词：建筑结构；基础设计；分析房屋建筑结构设计的理论朝着先进水平不断发展，将先进的技术不断的应用于实际，在实际中不断加强完善。研究强度高、材质轻、绿色环保的新型建筑材料，应用于房屋建筑的结构设计中去，提高屋建筑的安全性、适用性，使得房屋建筑结构设计朝着可靠、实用、经济的高性价比方向发展。一、房屋建筑结构设计的重要性从笼统意义上说，房屋建筑结构主要指两个方面的内容，一方面指的是房屋的建筑结构，一方面指的是房屋的户型结构。而房屋建筑工程进行房屋建筑结构设计的根本出发点主要是为了保证工程建筑物结构的安全性、可靠性，在能够保证工程建筑物的使用功能的发挥的同时保证工程建筑物的使用寿命，提高工程建筑物的性价比。二、房屋建筑结构设计过程中需要遵循的原则设计人员在对房屋建筑工程进行结构设计时需要遵循几个原则，首先设计人员在进行结构设计的过程中一定要从整个房屋建筑工程的整体着手，需要与业主进行良好的、有效的、及时的沟通，确保房屋建筑结构设计既符合客观方面的需要，也符合主观方面的需求；其次，设计人员在设计过程中要有提前量，现代的房屋建筑工程在进行基础设计的过程中，将重点都放到了房屋建筑工程的地基、基础、以及一些上部结构的构件（例如梁、板、柱、楼梯、雨篷等）方面，但是还是有一定的弊端，因为很多的房屋建筑结构设计中的基础设计并没有完全的结合实际情况，所以在施工过程中很容易遇到设计与实际情况不符的问题。三、高层建筑基础的设计分析 1、上部结构的刚度对基础受力状况的影响假设上部结构为绝对刚性，当地基变形时，各竖向构件只能均匀下沉；如忽略竖向构件端部的抗转动能力，则竖向构件支座可视为基础梁的不动铰支座，亦即基础梁犹如倒置的连续梁，不产生整体弯曲，却以基底分布反力为外荷载，产生局部弯曲。反之，假设上部结构为绝对柔性，对基础的变形毫无约束作用，于是基础梁在产生局部弯曲的同时，还经受很大的整体弯曲。于是，两种情况下基础梁的内力分布形式与大小产生很大的差别。实际结构物常介于上述两种情况，其整体刚度的考虑非常困难，只能依靠计算软件分析。在地基、基础和荷载条件不变的情况下，增加上部结构的刚度会减少基础的相对挠曲和内力，但同时导致上部结构自身内力增加，即上部结构对减少基础内力的贡献是以在自身中产生不容忽视的次应力为代价的。还应注意的是上部结构的刚度贡献也是有限的。 2、基础刚度对基底反力分布的影响绝对柔性基础当上部结构刚度可以忽略时，对荷载传递无扩散作用，如同荷载直接作用在地基上，反力分布p（x，y）则与荷载q （x，y）大小相等、方向相反。当荷载均匀时，基础呈盆形沉降；如欲使基础沉降均匀，则需使荷载从中部向两端逐渐增大，呈不均匀状。绝对刚性基础对荷载传递起着“架越作用”。由于基础为绝对刚性，迫使地基均匀沉降。由于土中塑性区的开展，反力将发生重分布。塑性区最先在边缘处出现，反力将减小，并向中部转移，形成马鞍形分布。理论分析与试验研究表明，基底反力的分布除与基础刚度密切相关外，还涉及到土的类别与变形特性、荷载大小与分布、土的固结与蠕变特性，以及基础的埋深和形状等多种因素。 3、地基条件对基础受力状况的影响基础受力状况还取决于地基土的压缩性及其分布的均匀性。当地基土不可压缩时，基础结构不仅不产生整体弯曲，局部弯曲亦很小；上部结构也不会因不均匀沉降产生次应力。实践中最常遇到的情况却是地基土有一定的可压缩性，且分布不均，这样，基础弯矩分布就截然不同。基础与地基界面处往往显示出摩擦特征。由于土的强度有限，形成的摩擦力也有限，不会超过土的抗剪强度。孔隙水压力的变化，可能改变压缩过程中摩擦力的大小与分布。此外，外荷载的分布和性质、基础的相对柔度以及土的蠕变等涉及时间变化的效应等都会影响到界面条件。因此，应从完全光滑一直到完全粘着这两种极端情况之间来慎重估计界面摩擦的影响。 4、上部结构与基础和地基共同作用的概念及分析方法上部结构与地基和基础三者是彼此不可分离的整体，每一部分的工作性状都是三者共同作用的结果。共同作用分析，就是把上部结构、基础和地基看成是一个彼此协调工作的整体，在连接点和接触点上满足变形协调的条件下求解整个系统的变形与内力。在共同作用分析中，上部结构和基础通常是由梁、板组成，因此可以采用有限单元法、有限条法、有限差分法或解析方法建立上部结构和基础的刚度矩阵，并利用变形协调条件与地基的刚度矩阵耦合起来。地基首先需确定采用何种地基模型：线弹性地基模型，非线弹性地基模型还是弹塑地基模型。然后建立地基的刚度矩阵。在共同作用分析中，可以根据实测结果把基础和上部结构的实际刚度进行共同作用分析，并考虑施工过程的影响，把结构荷载和刚度形成情况分别四、建筑基础设计中应注意的问题 1、保证荷载的可靠传递基础结构应具有必要的强度和刚度，以保证将高层建筑上部结构作用于基础顶面的巨大竖向、水平向荷载与力矩，可靠地传给地基土或桩顶。 2、参与变形协调，减少不均匀沉降基础结构介于上部结构与地基土之间，其刚度大小及其在平面上的分布，对调整不均匀沉降、减少整体和局部挠曲至关重要。例如：多、高层建筑中，当采用条形基础不能满足上部结构对地基承载力和变形的要求，或当建筑物要求基础具有足够的刚度以调节不均匀沉降时，可采用筏型基础。筏型基础的平面尺寸，在地基土比较均匀的条件下，基底平面形心宜与上部结构竖向永久荷载的重心重合。当不重

PKPM高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”

PKPM高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值” 高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”，- 1、轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求- 2、剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性- 3、刚度比：主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层- 4、位移比：主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。- 5、周期比：主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响- 6、刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆- 位移比（层间位移比）:- 1.1 名词释义：- （1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。- （2) 层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。- 其中：- 最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。- 平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。- 层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。- 最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。- 平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。- 1.3 控制目的: -

高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点：- 1 保证主体结构基本处于弹性受力状态，避免混凝土墙柱出现裂缝，控制楼面梁板的裂缝数量，宽度。- 2 保证填充墙，隔墙，幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显的损坏。- 3．控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。- 1.2 相关规范条文的控制：- [抗规]3.4.2条规定，建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则，对称，并应具有良好的整体性，当存在结构平面扭转不规则时，楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)，不宜大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。- [高规]4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。- [高规]4.6.3条规定，高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层间之比（即最大层间位移角）Δu/h应满足以下要求：- 结构休系Δu/h限值- 框架1/550- 框架-剪力墙，框架-核心筒1/800- 筒中筒，剪力墙1/1000- 框支层1/1000- 1.4 电算结果的判别与调整要点:- PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值，详位移输出文件WDISP.OUT。但对于计算结果的判读，应注意以下几点：- （1）若位移比（层间位移比）超过1.2，则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用;- （2）验算位移比需要考虑偶然偏心作用，验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心-

建筑结构设计问答与分析

1、等效荷载利用荷载效应相等的原则将复杂荷载等效为均布荷载。针对不同的效应会等效出不同的均布荷载，过分追求计算结果的精度意义不大。实际中主要是确定最不利的荷载效应。根据实际设计要求，效应包括内力(剪力、弯矩)和变形(挠度、裂缝)。计算中等效的结果与结构的跨度直接相关，因此等效的结果的应用位置需注意。相同的复杂荷载对于不同的效应会等效出不同的等效荷载，因此不同的结构构件计算时此效应不能通用。另外计算的等效荷载还与结构的边界条件有直接关系。等效荷载只是一种假象荷载，不能追求等效的精度，以满足结构的计算精度要求为宜。 2、汽车荷载汽车轮压的等效荷载大小与结构的跨度成反比。规范中的汽车等效荷载为直接作用的楼板的荷载，另外考虑了汽车荷载的动力系数。汽车荷载的动力系数与楼板的覆土厚度直接相关，当结构的覆土厚度大于时，结构的动力系数取。计算梁柱时要考虑活荷载的折减系数。 3、消防车等效荷载计算 (1)、等效荷载的大小与板跨（非柱网）的大小有直接关系。 (2)、等效荷载的大小与覆土厚度有直接关系。 (3)、消防车的作业区域应该是消防车能够到达的任何区域。对消防车经常出现的场所(主要消防通道、消防中心)，消防车荷载是一种出现频率很高的荷载，此时应该考虑构件的裂缝和挠度，对消防车不经常出现的住宅小区，可不考虑消防车对构件裂缝和挠度的影响。但要是但考虑经常出现的车辆荷载的影响(一般控制首层地面活荷载不小于5KN/m2)。 (4)、地下是外墙的计算中，《全国民用建筑设计技术措施》中规定：地下室外墙计算时，室外地面荷载取值不小于10kN/m2，汽车通道还应考虑汽车荷载的影响。 4、抗震设防类别商业建筑《建筑抗震设防分类标准》规定：人流密集的大型的多层商场抗震分类标准应划为重点设防类。其中人流密集和大型的解释为一个区段人流5000人换算成建筑面积17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑。这里的一个区段考察的是人员的聚集程度，与建筑的功能区分和区段的出口有关，与结构的分缝没有直接关系。高层建筑中，结构单元内经常使用的人数超过8000人，抗震分类标准应划为重点设防类。这里的结构单元也不是以结构缝作为划分，还是应该以建筑功能和区段划分作为依据。 5、地震动参数多遇地震参数应根据场地安全评价报告和《抗震规范》合理取用，并不应该小于规范数值，设防烈度和罕遇地震参数应该参考规范数值。一个地区的抗震设防烈度是基本固定不变的，而抗震设防的分类标准时可以调整的。根据地区的抗震设防烈度、场地类别和结构的设防类别确定结构的抗震措施和抗震构造措施。抗震措施是除地震作用计算和抗力计算以外的所

浅析建筑结构设计原则及有关问题分析103

浅析建筑结构设计原则及有关问题分析摘要：随着社会经济与建筑事业的不断发展进步，在建筑施工建设工程项目中，高层建筑施工项目越来越多，并且对于设计的要求也越来越高。随着我国城市化进程的加快，建筑业也面临了更多的机遇和挑战。这就要求建筑形式要多样化，建筑设计理念的要不断创新。本文对建筑结构设计中有关问题进行了探讨，以供参考。关键词：建筑结构；结构设计；设计原则一、建筑结构设计的主要内容1、建筑设计的一般程序。一般情况下建筑物的设计程序为建筑结构设计、给水排水设计，电气设计和暖气通风设计等，建筑物的结构设计是建筑的基础，是建筑设计中最主要的组成部分，只有将结构设计工作做好了，才能使得建筑物的功能更齐全。其结构设计主要分为建筑方案设计、建筑结构分析、建筑构件设计和绘制工程施工图四部分。 2、建筑物结构设计的基本要求。建筑结构的设计是建筑设计的基础，为有效保证建筑物的质量达到所需的要求，必须严格遵循以下设计要求对建筑物的结构进行设计：首先要对建筑物的结构构件的承载能力的极限值进行精准的计算，选择承重能力强的结构构件；其次对多种构件组合的相互作用和影响进行分析，选择相互作用和影响最有利的构建组合；最后要对建筑物的抗震性能进行研究设计，一般情况下我国的抗震设防烈度在6-9 度之间，在对建筑物的结构进行设计时，要根据施工地区的房屋高度、结构类型和烈度进行分析，采用抗震等级不同的建筑材料和结构设计。 3、在建筑结构设计中，应该充分考虑以箱、筏作为基础底板挑板的产生的阳角问题，还要进行大量的运算，对梁、板的跨度进行准确的计算，对主梁和次梁的加筋问题进行研究，并制定出相应的方案，此外，在高层建筑的设计中，还要考虑窗台高度的设计是否合理。二、结构设计坚持的具体原则1、重大轻小。建筑结构设计中常常涉及到了很多关键的理念，如：“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等，这些都是设计师们需要看重的问题。尽管对于结构体系而言，其是由不同的构件协调构建起了，而由于不同的构件都发挥着不同的作用，其在整个建筑中也有轻重之分。 2、层层设置。安全的结构体系在设计过程中必须要层层设置，尤其是当灾难发生时将会在抵抗外在破坏中发挥有效作用。若仅仅将抗风险的希望都集中寄托在建筑的某一个结构上，这是很不稳定的。多肢墙好于单片墙，框架剪力墙好于纯框架好等等，这些都是层层防线的设计思路的重要表现。 3、优劣互补。科学的建筑结构体系需要坚持优劣互补的原则。结构太刚其变形能力差，若建筑受到巨大的破坏力时，则应具备的承受的力更大，经常会发生局部受损以至于全部毁坏，而太柔的结构尽管能够限制外力，但经常因为变形过大而难以正常运用。三、建筑结构设计中有关问题的探讨1、建筑结构设计图纸过于简单在建筑结构设计中，设计图纸的作用非常重要，其是建筑施工参照的重要标准。为了保证建筑结构设计的质量，在图纸中应该对每一个细节都详细的标示出来，对于建筑的抗震等级、抗裂等级、施工所用材料以及墙梁柱的标号，都应该详细的标注。但是在实际操作中，由于设计人员的水平不高，考虑问题不够全面，导致关键信息没有在图纸中详细的标识，进而在实际施工中影响到施工流程，随意性较强，严重影响到施工质量，如果更加严重，还会影响建筑工程的施工进度，使得施工

浅析房屋建筑结构设计中基础设计

浅析房屋建筑结构设计中基础设计发表时间：2018-10-29T15:12:01.030Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第18期作者：李俊宇1 丁星峰 2 [导读] 随着经济和社会的飞速发展，房屋建筑的功能越来越丰富，同时其结构也越来越复杂。摘要：改革开放以来，我国经济快速发展，人们的生活水平不断提高，对住房的要求也越来越高。对于房屋建筑来说，基础设计是否科学合理将直接影响整个房屋建筑的质量和施工成本，做好基础设计历来是房屋建筑结构设计中的重中之重。本文介绍了影响房屋建筑基础设计的因素，分析了基础设计选型的原则，探讨了基础设计方法及技术要点，为房屋建筑基础设计工作提供理论参考。关键词：房屋建筑结构设计基础质量前言随着经济和社会的飞速发展，房屋建筑的功能越来越丰富，同时其结构也越来越复杂，尤其是在城市建筑高层化趋势日益明显的情况下，对房屋建筑结构设计的要求也越来越高。基础作为房屋建筑的地下部分，具有承载上部结构、传递荷载等作用，其设计是否科学和合理对于房屋建筑整体的安全性、适用性和耐久性都有着较为深远的影响，如果基础没做好，就可能导致房屋建筑的不均匀沉降，导致墙体开裂等，同时设计方案也决定着基础选型以及后续施工的合理性和经济性，可见做好基础设计是房屋建筑结构设计中的重中之重。 1 影响房屋建筑基础设计的因素 1．1 上部结构房屋建筑的上部结构采用何种形式、地上建筑高度、墙体厚度等在很大程度上决定了基础的类型、埋深和截面积等，因此是基础设计过程中需要考虑的重要因素。这主要是因为，上部结构的类型、高度和墙体厚度不同均会导致房屋建筑荷载在基础上分布的特点不同，继而对基础沉降、稳定性和抗变形能力的要求也不同，因此在对基础设计时需要充分考虑。 1．2 地质条件地质条件在很大程度上决定了基础的设计承载能力，地质条件的范畴很大，因素很复杂，其中有两个条件对基础设计影响最大：其一是地基持力层的特点，地基持力层是与基础相接的土层，该土层是承受房屋建筑负荷的主要部分，因此持力层土质特点（黏土、砂质土、砂粘土等形式）、压缩模量、持力层承载能力等参数应是房屋建筑基础设计中必须考虑的因素；二是桩基穿越土层的情况，包括土层中地下水的分布特点和桩基穿越能力等，基础选型过程中必须将这些因素考虑进去。 1．3 施工环境施工环境包括自然环境和人工环境。自然环境因素包括环境温度、抗震等级等，由于构成基础的材料是钢筋混凝土，如果环境温度过低就可能导致基础出现开裂情况，因此基础设计时应考虑低温施工，以便采取应对措施，而抗震等级将影响基础设计时是否需要设置抗震缝以及抗震缝设置的数量和位置等。人工环境对基础设计的影响包括以下几个方面：第一，建筑施工过程中避免不了各种振动，为保证基础的稳定就应当在设计之初充分考虑；第二，如果需要打桩，则桩基在入土后就会将土向周围挤压，造成挤土效应，从而使周围的土层产生一定的应力，改变周边建筑物基础的受力情况以及对周围地下管网造成挤压，因此基础设计时要尽量降低这种影响。 2 房屋建筑基础设计选型的原则 2．1 经济合理性原则房屋建筑基础设计不但要考虑技术性的指标，而且还要符合经济性的原则，因此基础自身的材料消耗也要为实现整个建筑工程的成本目标奠定基础，另外，基础设计的经济性原则还体现在设计的基础要有助于保证施工进度，降低施工成本。 2．2 综合性设计原则房屋建筑基础设计单位要将基础设计与其他设计相联系，从房屋建筑基础的功能、结构、与上部结构之间的关系等诸多方面进行分析，通盘考虑，将基础设计方案放在房屋建筑整体中进行分析对比，使基础与建筑整体达到协调统一的要求，不断对基础设计方案进行优化，从而得出最佳的设计方案。 2．3 多样式原则房屋建筑基础的类型样式较多，设计单位应在设计过程中全面掌握各种基础类型，并与实际情况相结合，选出兼具经济效益和社会效益的基础类型。 2．4 动态设计原则动态设计原则就是在房屋基础设计时不但要使基础在结构和功能上能够满足当前的需要，而且还要用发展的眼光看待基础设计工作，使设计方案也能够顺应时代的发展趋势，满足未来一段时间内房屋建筑可能出现的改造、扩建等的要求。 3 房屋建筑基础设计的方法 3．1 传统设计方法在基础设计中，通过对过去一段时间国内外典型建筑基础设计方案进行系统分析，从其中总结出一定的约定俗成的规律，并作为新设计方案的立足点，同时考虑各类型基础各自的特点和适用范围，并与房屋建筑自身特点、勘查资料相结合，从而选出合适的基础类型，并经计算确定各项技术指标。 3．2 共同作用分析法在高层建筑基础设计中，常常将上部结构与基础和地基看作一个统一的整体，使三者之间保持力的平衡和协调.与传统设计方法相比，由于其考虑了上部结构的刚度，因此更具科学性和合理性，但同时这种方法由于涉及到的方面较多，因此设计难度也较大，对于计算机软件和硬件的要求也更高，设计成本较传统方法高出不少，因此只有在结构复杂的大型建筑基础设计中才会采用。 4 基础选型和设计要点 4．1 独立基础及设计要点独立基础的造价较低，且对地基土具有较好的适应性，且抗震性能较好，因此在框架结构的民用建筑中普遍采用。对独立基础来说，

结构设计之剪重比详解

第五章剪重比2014.7.17 一、定义：剪重比即最小地震剪力系数λ。（查表）二、计算公式： V eki V eki:第i 层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力； j n i G j G j：第j 层重力荷载代表值。三、控制目的：主要为限制各楼层的最小水平地震剪力，确保周期较长结构的安全，尤其是对于基本周期大于 3.5S 的结构,以及存在薄弱层的结构,出于对结构安全的考虑,规范增加了对剪重比的要求。四、规范要求： ①《抗规》 5.2.5 条规定: 抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求： n V eki G j ，（其余同高规 4.3.12 ）j i 我说的：λ查表 5.2.5 ，对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力应增大 1.15 倍，即楼层最小剪力系数λ应乘以 1.15 倍。 ②《高规》 4.3.12 条规定: 我说的：这个要求如同最小配筋率的要求，算出来的水平地震剪力如果达不到规范的最低要求，就要人为提高，并按这个最低要求完成后续的计算。五、SATWE中怎么看： WZQ文件→周期、地震力与振型输出文件→ 各层X 方向的作用力(CQC) Floor : 层号 Tower : 塔号 Fx : X 向地震作用下结构的地震反应力 Vx : X 向地震作用下结构的楼层剪力

Mx : X 向地震作用下结构的弯矩 Static Fx: 静力法X 向的地震力 ------------------------------------------------------------------------------------------ Floor Tower Fx Vx ( 分塔剪重比) ( 整层剪重比) Mx Static Fx (kN) (kN) (kN-m) (kN) ( 注意: 下面分塔输出的剪重比不适合于上连多塔结构) ?? 3 1 667.5 4 1811.39( 1.53%) ( 1.53%) 36475.79 191.92 2 1 504.56 2093.45( 1.42%) ( 1.42%) 42587.5 3 137.11 1 1 251.76 2261.43( 1.27%) ( 1.27%) 49811.77 72.27 抗震规范(5.2.5) 条要求的X 向楼层最小剪重比= 0.80% X 方向的有效质量系数: 99.66% ??还有Y向，此处省略六、超了怎么办： 1.对于一般高层建筑而言,结构剪重比底层为最小,顶层最大,故实际工程中,结构剪重比由底层控制,由下到上,哪层的地震剪力不够，就放大哪层的设计地震内力. 2.结构各层剪重比及各楼层地震剪力调整系数自动计算取值,结果详S ATWE 周期、地震力与振型输出文件WZQ.OUT) 3.各层地震内力自动放大与否在调整信息栏设开关；如果用户考虑自动放大，SATWE 将在WZQ.OUT 中输出程序内部采用的放大系数. 4.六度区剪重比可在0.7 ％～1％取。若剪重比过小，均为构造配筋,说明底部剪力过小，要对构件截面数设置是否正检查;若剪重比过大，说明底部剪力很大，也应检查结构模型，参大小、周期折减等进行确或结构布置是否太刚。剪重比不满足时的调整方法： 1、程序调整：在SA TWE 的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5 调整各楼层地震内力”后，SATWE 按抗规 5.2.5 自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和，用以调整该楼层地震剪力，以满足剪重比要求。 2、人工调整：如果还需人工干预，可按下列三种情况进行调整： 1）当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时，说明结构过柔，宜适当加大墙、柱截面，提高刚度。 2）当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时，说明结构过刚，宜适当减小墙、柱截面，降低刚度以取得。合适的经济技术指标 3）当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时，可在SA TWE 的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于 1 的系数增大地震作用，以满足剪重比要求。

建筑结构选型实例分析报告

建筑结构选型实例分析第一章悬挑结构：现代MOMA 1.工程概况：当代MOMA位于东直门迎宾国道北侧，拥有首都北京的地标优势,项目规划建筑面积22万平方米，其中住宅为13.5万平方米，配套商业面积达8.5万平方米，包括多厅艺术影院，画廊，图书馆等文化展览设施，还包括了精品酒店，国际幼儿园，顶级餐饮，顶级俱乐部及健身房、游泳池、网球馆等生活设施与体育休闲设施。当代MOMA由纽约的哥伦比亚大学教授StevenHoll设计，项目规划概念是BEIJINGLINKEDHYBRID，在建筑艺术方面实现了世界的唯一，更加充分的发掘城市空间的价值，将城市空间从平面、竖向的联系进一步发展为立体的城市空间。当代MOMA也是当代置业科技主题地产的延续与发展，在万国城Moma实现高舒适度、微能耗的基础上，将大规模使用可再生的绿色能源。从可持续的观点出发，当代MOMA适当的高密度(强度)开发利用土地与大规模使

用可再生的绿色能源是大城市发展的方向，是真正“节能省地型”的项目。在当代MOMA的规划设计中，更多考虑了未来城市的生活模式，引入了复合功能的概念，实现开放功能的城市社区，在这里不单是居住功能，而且能够和谐的工作，娱乐、休闲消费、交通，作为一个汇集精品商业与国际文化的开放社区，充满生气与活力，将创造更和谐的国际化生活氛围，不仅为社区创造更舒适的环境，更多的交往机会，也将完善城市区域功能，为北京的城市形象，为北京奥运会增添光彩。项目计划2005年初开始建设，在2008年奥运会之前建成使用。 2.结构形式：为减轻自重，梁柱采用H型钢，并且设置了受拉的钢斜撑，提高悬挑结构的刚度和承载力．为承受悬挑部分重力荷载产生的倾覆力矩，在悬挑部分增设钢斜撑，将倾覆力矩传递到塔楼上；在塔楼相应的部位增设钢管斜撑。使塔楼整体承受倾覆力矩。在塔楼内除设置核心筒外。还设置了十字型剪力墙，提高塔楼整体的刚度和抗倾覆能力。长悬挑是本工程主要设计难点之一，目前主体结构竖向构件采用了中震不屈服的性能目标，对于悬挑结构这样更加重要的部分，设计中采用了中震弹性设计的更高的性能目标，即悬挑部分的构件验算时，按中震弹性地震力(水平地震和竖向地震)与竖向荷载进行组合，考虑荷载分项系数，材料强度取设计值。经中震弹性设计验算，悬挑部位构件的应力比基本上都控制在0．9以下。 3.施工情况：物业公司：第一物业服务有限公司建筑面积：220000平方米绿化率：34% 使用率：80% 容积率：2.64 建设规模：地上21层、地下两层

建筑结构优化设计分析

建筑结构优化设计分析摘要：建筑结构设计的优化主要体现在通过结构设计优化达到性能及经济的完美协调。不管对建设方或者居住者，都有着直接的影响。本文根据结构优化设计实例进行分析。关键词：建筑结构；结构设计；优化方法前言结构设计优化技术所指的是建筑结构的设计过程中，设计人员会面临着各种各样的问题，比较成本、性能和建筑材料等问题。如何通过结构优化，从而达到利用最少的资金建设出合理科学的建筑结构。其优化的意义所在就是节省工程造价，提高建筑的质量。当前建筑结构的成本占比较重，合理科学的建筑结构可以产生巨大的经济效益，并还能够提高工程的质量。 1、建筑结构设计优化的步骤 1.1建立合理模型可以通过3步来实现对房屋结构设计的优化，具体步骤是：第一步，需合理选择设计的变量。一般情况下，在选择合理的设计变量的时侯，应当将对建筑结构具有较大影响的因素做为主要设计变量的参数。例如，结构的造价C1与损失的期望C2等有关参数使目标控制产生较大的影响，以及诸如结构的可靠度PS等有关参数使约束控制产生较大的影响，这就需要对这些影响设计变量的参数进行合理选择。相反，对那些影响不大的因素，在进行优化的时侯可以采取预定参数的方式来表示，使让优化过程中的计算量、设计量和编制程序的工作量有所降低。第二步，需确立目标的函数。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行优化过程中，应当尽可能的寻找几组可以满足有关预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的截面积以及相应的失效的概率的函数，让工程的造价费用有所减少。第三步，确定约束的条件。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行优化过程中，应当对结构的可靠性以及用来优化设计的有关约束条件做进一步确定。其中，设计优化的约束条件包含有结构体系约束、应力约束、构件单元约束、尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束等。在对房屋结构设计进行优化的时侯，必需充分将实际性约束条件和目标性约束条件作对比，然而保证每一个约束条件均可以满足需求，以便达到最佳的设计。 1.2设定计算方案依照可靠性对房屋结构设计进行的优化也会出现非线性的优化问题以及多约束性的优化问题，并且还会使多变量复杂化。所以，为了减少这些问题需要在进行分析计算的时侯，将有约束的优化问题转化为没有约束的优化问题进行求解。常常采取的优化设计的计算方法是Powell法、复合形法和拉氏乘子法等3种方法。 1.3设计相关程序依照可靠性对房屋结构设计优化的基本模型和选择的计算方法可以编写一个具有运算速度快以及功能齐全的综合应用程序，通过程序的优化提高设计的时效。 1.4作好结果分析在对房屋结构设计进行优化设计的过程中，应当对最终得到的有关计算结果作一定的对比分析，以便为最终的优化设计方案提供科学、合理、有效的依据。而在这个过程当中就要求设计人员必需全面周密的考虑问题，只有这样才能够科学、合理、有效地选择设计的方案，才可以保证建筑结构的实用、经济、合理、安全以及美观，才能够尽可能少的资金投入获得最大的收益。尤其需要注意的是，在进行建筑结构优化设计的过程中，并不能够只一味的强调经济上的节约而降低了技术上标准；或者仅考虑技术上的要求却忽视了经济上的节约，这些都是不正确的。只有在众多因素中寻找最佳结合点，探索优化设计的平衡点，才能够达到有关设计要求。因此，必须做好结构的分析与运用。 2、某工程空心楼板优化设计的实例分析 2.1原方案原设计方案板厚300mm，拟用空心管直径200mm。相邻空心管之间设一道肋，梁宽度 60mm。肋梁区域受力钢筋上、下铁都为2Ф14（Ⅲ级钢），空心管区域受力钢筋上、下铁都

结构设计中七个最重要的比值详解

史上最精华的结构设计中的七个比值（根据2010新高规，抗规）高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法高层设计的难点在于竖向承重构件（柱、剪力墙等）的合理布置，设计过程中控制的目标参数主要有如下七个： 1、轴压比：柱( 墙)轴压比N/(fcA) 指柱( 墙) 轴压力设计值与柱( 墙) 的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比。它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一，为了使柱墙具有很好的延性和耗能能力，规范采取的措施之一就是限制轴压比。规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见 10 版高规 6.4.2 和 7.2.13 。 6.4.2抗震设计时，钢筋混凝土柱轴压比不宜超过表6.4.2的规定；对于Ⅳ 类场地上较高的高层建筑，其轴压比限值应适当减小。轴心抗压强度设计值乘积的比值； 2.表内数值适用于混凝土强度等级不高于C60的柱。当混凝土强度等级为 C65~C70时，轴压比限值应比表值降低0.05；当混凝土强度等级为C75~C80时，轴压比限值应比表中数值降低0.10； 3.表内数值适用于剪跨比大于2的柱；剪跨比不大于2但不小于1.5的柱，其周亚比限值应比表中的数值减少0.05；剪跨比小于1.5的柱，其轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施； 4.当沿柱全高采用并字复合箍，箍筋间距不大于100mm、肢距不大于200mm、直径不小于12mm，或当沿柱全高采用连续复合螺旋箍，且螺距不大于80mm、肢距不大于200mm、直径不小于10mm时，轴压比限值可增加0.10； 5.当柱截面中部设置由附加纵向钢筋形成的芯柱，且附加纵向钢筋的截面面积不小于柱截面面积的0.8%时，柱截压比限值可增加0.05。当本项措施与柱4的措施共同采用时，柱轴压比限值可比表中数值增加0.15，但箍筋的配箍特征值仍可按轴压比增加0.10的要求确定； 6.调整后的柱轴压比限值不应大于1.05。 7.2.13 重力荷载代表值作用下，一、二、三级剪力墙墙肢的轴压比不宜超过

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施发表时间：2016-08-22T13:42:43.237Z 来源：《低碳地产》2015年第11期作者：谷峰云 [导读] 由于市场经济的高速运行，人们的物质生活水平得到了显著的提高。信阳市水利勘测设计院【摘要】由于市场经济的高速运行，人们的物质生活水平得到了显著的提高，特别是在工程建筑工作中，针对相关建筑项目的结构设计问题也提出了更深层次的要求。建筑结构设计是一项繁重而又责任重大的工作，直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。本文对建筑结构设计的方法进行了分析总结，并详细分析了建筑结构设计中存在的问题，希望相关研究工作可为设计师提供一定的帮助。【关键词】建筑结构设计；问题；应对措施 1.引言近年来，社会不断发展前行，人们生活水平日益提高，生活环境也不断改善，建筑工程的规模也在不断攀升，人们对建筑结构质量的要求也越来越高。在建筑的设计中，结构设计是一个关键的环节，也是一项复杂、全面并且系统的工作，需要加强对其的重视，认真分析结构设计中的问题，并采取有针对性的措施来保证结构设计的合理性，保证建筑的整体质量，同时，做到美观、经济和适用。但现阶段，在我国建筑结构设计的过程中仍然存在着诸多的问题，特别是使用最多的框架结构建筑存在许多令人不满意的缺陷。此外，现代化的建筑结构设计理念较之前并没有较大的突破，工程人员只是单纯凭借单一的设计模式来建筑项目构建，在一定程度上极大地限制了建筑项目的设计质量。因此，分析建筑结构设计过程中所出现的问题，探讨其解决方案对保障建筑结构质量、安全等意义重大。 2.建筑结构设计 2.1建筑结构分类建筑物有各种不同的使用功能要求，建筑结构按照不同的划分标准具有不同的划分形式。建筑结构的分类具体如下：（1）根据建筑物的层数，可以分为单层、多层、高层和超高层建筑；（2）依据建筑物的实际使用性能进行划分：工业建筑与民用建筑；（3）建筑物可以根据其结构形式进行划分：框架结构、排架结构、筒体结构、剪力墙结构等；（4）建筑物根据所使用的结构材料可以分为：砌体结构、木结构、钢结构、混凝土结构和混合结构等。 2.2建筑结构设计的原则适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的基本原则。建筑物的设计应该从实际出发，在满足建筑物各项功能要求的前提下，必须综合运用有关技术知识，确保结构的坚固、安全。在进行建筑构造设计时，应该改变传统设计师浮夸的设计理念，力求做到建筑物符合用户的实际需求。此外，还要通过科学的设计方案，节省投资方的资金投入。同时，应该适当融合国内外的美学原理，使建筑物具有一定的观赏性。 2.3建筑结构设计建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础，结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分，主要包括以下四个过程：方案设计→结构分析→构件设计→绘施工图。 3.建筑结构设计中的常见问题 3.1 建筑结构设计中地基设计存在的具体问题在工程结构的建筑设计工作中，地基和基础的建筑构造通常是工程人员比较关注的工程建设问题，在此基础上由于地基构造是制约工程后期质量的关键要素，所以地基基础建设对提高整体建筑质量具有相当积极的推进作用。建筑结构设计中地基设计所存在的具体问题主要表现在以下两个方面：（1）地基设计过程中忽视了地基沉降的问题：现如今，在建筑地基结构设计的过程中，地基沉降问题很容易被忽略，建筑物地基沉降可以导致建筑物上部结构出现裂痕，更甚者可以导致地基破坏。地基质量一旦出现问题，将严重威胁建筑结构的安全性能，对居民的正常使用造成威胁；（2）建筑结构设计中对地基埋设所进行的设计不够合理：在现实的基础地基设计中高层建筑基础有效埋置深度不足的问题非常普遍，建筑地基作为承受建筑结构物荷载的岩体埋设深度不符合建设标准，将严重影响到地基的有效承载能力，严重威胁了建筑结构的安全性能。 3.2建筑框架结构设计不合理建筑结构设计不合理主要表现在以下几个方面：（1）在进行结构设计时，只关注横向设计，而忽略了纵向框架设计，影响建筑物的使用性能；（2）框架梁端截面的底层纵向受力钢筋和顶层的纵向受力钢筋配筋量的比值不符合规范要求，这种设计方式不仅影响建筑工程质量，降低建筑物的安全性，更为严重的是，一旦发生地震，很可能会引起房屋倒塌；（3）在建筑结构设计中，承重柱的截面设计高度过小；（4）连梁全长箍筋设计没有按规定的构造方式对两端进行加密处理；（5）连续梁的设计问题，一般在进行建筑结构设计时，往往会把连续梁按照单梁来设计。 3.3建筑上部结构的设计所出现的问题上部结构设计中所存在的问题主要表现在以下几个方面：（1）现浇混凝土强度等级：现浇框架结构设计时，根据结构中梁、柱、板的受力特性，常常将它们设计为不同的混凝土等级，但是在浇筑一块楼板的四周设置施工缝时，由于混凝土等级不同，造成施工工艺不当；此外，在同一平面内浇筑不同的混凝土既增加了框架结构的施工难度，又会增加施工管理的难度，并且使高强度混凝土浇筑了低强度混凝土区域，既造成了混凝土的浪费，又造成了建筑结构的安全隐患；（2）钢筋混凝土保护层厚度：混凝土保护层的厚度直接影响着混凝土构件的耐久性，如果主梁、楼板、次梁交叉处的钢筋分布不当，使得楼板负筋一侧的保护层厚度不足，影响到整个工程结构的强度、稳定性。 4.建筑结构设计所出现问题的解决措施 4.1地基结构设计优化在具体的设计过程中设计工作人员应针对施工的具体环境，对天然地基与人工的地基的沉降量进行科学的估算，并在施工过程中对建