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迄今为止,对钢结构基本构件的理论问题的研究已较多,基于各种数值分析的稳定分析已较成熟。但对构件整体稳定和局部稳定的相互作用的理论和设计应用上还有待进行深入的研究。由于结构失稳是网 壳结构破坏的重要原因,所以网壳结构的稳定性是一个非常重要的问题,正确的进行网壳结构尤其是单层网壳结构的稳定性分析与设计是保证网壳的安全性的关键。
自六十年代以来,网壳结构的非线性稳定性 分析一直是国内外学者们注意的焦点。英、美、德、意大利、澳大利亚、罗马尼亚、波兰等国的研究人员进行了多方面的理论方面的理论分析和研究。各种方法如牛顿-拉斐逊迭代法、弧长法、广义逆法、人工 弹簧法、自动求解技术、能量平衡技术等使跟踪屈服问题全过程,得到结构的下降段曲线成为可能。国内学者关于网壳结构稳定性也进行了大量研究。在国外研究的基础上,通过精确化的理论表达式、合理的路径平衡跟踪技术及迭代策略,实现了复杂结构体系的几何非线性全过程分析,取得了规律性的成果。同时利用随机缺陷模态法和一致缺陷模态法两种方法,对网壳结构各种初始缺陷的影响进行研究, 较好地描述了结构的实际承载过程。也有一些学者进行了实验方面的研究,对不同分析方法的有效性和精确性进行了说明。对网壳结构的动力失稳机理、稳定准则、动力后屈曲等问题进行了研究。 对于象网壳结构这类缺陷性敏感结构在强风和地震作用下的动力稳定性研究,由于涉及稳定理论和震动理论,所以难度较大,研究成果还很有限。
大跨度网架拱结构作为一种新的大跨度结构,其稳定性方面的研究成果很少。非线性有限元理论对大跨度网架拱结构的稳定性进行了全过程跟踪,得出一些具有实际应用价值的结论。斜拉空间网格结构 是一种新型的杂交空间结构,对其研究的深度和广度还很有限。斜拉单层网壳的稳定性需要进一步研究。已有研究将网架结构对柱子的支撑作用及网架结构对斜拉索在网架结构平面的约束简化为等 效弹簧,对柱子的稳定性进行了研究,得出了一些有益的结论。预张拉结构体系也是应用越来越多的一种新型结构体系。这种体系的系统理论研究在很大程度上滞后于实际应用,特别是预张拉结构 体系的稳定性的研究未引起足够重视,研究成果还十分有限。预张拉结构体系的初始平衡状态的稳定性必须引起足够的重视,预应力索结构体系在工作状态外荷载的作用下也可能发生失稳破坏,并对 实际设计计算提出了两种方法-直接验算法和稳定设计法,结构的体系性质和结构稳定性判定方法进行了研究,为进一步研究提供了一些理论指导。2100433B
在审查中应注意几个问题:
1、关于异形柱框架及框剪的应用。基于济南地区除平阴外均为6度区,因此按天津规程采用其7度的限值,及相应所有构造,肢的高宽比<4,梁高≥400mm,荷重比津标略高不大于11KN/m2。
2、关于短肢剪力墙。一定要有足够的普通剪力墙,约占承受抗地震倾覆力矩50%的比例,当连梁跨高大于5时按规范可按框架梁配置,但需加强墙肢的受力检查,梁伸入墙肢的构造不得小于连梁的构造。
3、大空间框支体系,注意两个方面:
(1)转换层选择合理,高位转换需讨论。
(2)框支托梁不能多次转换承墙,一般超过二次转换传递时第三次的梁不再设计为托梁。
4、侧限的控制:一般作地下室有裙房时作后浇带,可以裙房做侧移但注意裙房较大时保证裙房的传递刚度。一般四周有1/4局部无侧限时,只要有此部分加强处理可以满足。
5、板柱抗震墙体系:单是板柱体系是不允许的,必须设置一定的抗震墙,但只有中间柱外其余有梁时也可考虑不算板柱体系。
6、体系的规则与不规则完全按规范要求,注意偏心问题。
7、体系不能混用。
8、内框架不能一个内柱的单排内框架。
9、底框砖房必须满足纵横二个方向的抗震要求,需承受各自的地震力,再有必须满足横墙间距。
1、荷载必须选择正确,永久荷载控制为永久荷载占总荷载约70~80%时分项系数为1.35。
2、消防楼梯荷载取3.5KN/m2,指高级建筑但小高层(12层左右),可以不取。
3、说明中必须写明安全等级及使用年限。基准期为规范编制的依据而不是使用年限。除超50年时必须有一定的措施而且合理,确保安全。
1、关于高度层数的限制:
(1)高度及层数两者层数更为重要,当室内外高差大于0.6米时总高度可加高1米,可以在底层加多一些则3.6米可放大到3.9~4米左右。
(2)关于阁楼当不作使用,无楼梯上去时可以考虑作吊顶,有楼梯上去则一定作层考虑。
(3)半地下室当满足下到条件可作固结端。地下部分高度大于地上部分,内墙较多,刚度较好,以及±0.00楼板现浇厚大于120mm,如空心板,板上现浇层必须先浇再砌墙保证其整体性。
2、关于砌体材料。由于粘土砖的淘汰,墙体材料比较乱。首先严格按抗震规范执行,砌体及多孔砖规范作辅,多孔砖规范应作修改,故有相违反时暂以抗规为准。应相应各地市制定地方规程执行为好。
3、收缩缝超长——采取一定的措施可适当超长也不能太多。
4、横墙较少及接近限值房屋控制。很多设计未能满足此条要求。
横墙较少为开间大于4.2米的房间面积占全部的40%时应按抗震规范7.3.14条执行。当接近限值即6度8层,7度7层时按抗震规范7.3.2条第5条执行。
6度7层,7度6层时外墙与内横墙相交处宜设柱。
5、大洞口两侧增加构造柱可以加在内外墙交点,所谓大洞口为洞口>2米,高度≥2/3层高。
6、横墙间距在顶层可适当放宽。
7、墙体的挑梁其锚固长度易出现差错。
8、砌体施工质量一般为B级,如不是B级必须注明。
9、常常忽略了水泥砂浆比混合砂浆应有降低,而造成不安全因素。
10、底框
(1)注意上部砖墙构造柱配筋为φ14;
(2)墙体与下部抗震墙或框支梁对齐。
(3)上、下的刚度比注意有不能太大的限值,但也不能小于1。
1、砼的材料强度钢材的材料强度必须说明。
2、砼的保护层必须注意与环境条件相配。
3、经常易出现的问题是:钢筋锚固、搭接、最小配筋率、最大配筋率应符合新规范要求。
4、当梁断面≥450mm时每200mm应加腰筋。
5、伸缩缝的处理是否得当。
6、高层应提交计算结果——周期、位移、薄弱层层间位移,如有特殊情况索取计算书。
7、对高层复杂结构,必须说明采用的程序名称。
8、平法00G101中构造已与规范不符故需根据新规范补充说明并修改。
9、平法计算中问题较多的是:挑梁端不够明确配筋漏缺,在一面内部标注混乱,支座、跨中常有差错,通长筋与支座筋不一致等等,出图应自调送审。
10、剪力墙标注太简单,暗柱、暗梁应满足新规范的规定,特别边缘构件的约束与构造二者必须分清。对加强区及加强部位加强要求表达应明确。
1、新旧规范最大差别要注意采用承载力特征值fak而不是标准值fk。
2、规范以标准值对应地基的选用,即基础的底面积,而计算基础时应按设计值不能混淆。
3、对需要进行沉降验算的基础与旧规范不同,一定要注意不遗漏。
4、地基处理(包括填实土)应把要求标注明白,各项数据要求填全,对新的工艺要提交相应的资料。
5、桩基的选用应写清桩型、持力层、承载值、试桩要求,锚桩要求,有无沉降要求。
6、桩与承台的联结要求,一定要符合规范要求。
7、基础除满足抗弯、抗剪外注意局部承压的要求,有部分基础除计算面积出现问题外常易忽略抗剪计算。
1、重点在于支撑系统设置完善合理。
2、连接可靠。
3、基础设计正确与设计简图相符。
(一)钢结构体系稳定性研究现状 近二三十年来,高强度钢材的使用,施工技术的发展以及电子计算机的应用使钢结构体系的发展和广泛应用成为可能。钢结构体系的稳定性一直是国内外学者们关注的研究领...
(一)钢结构体系稳定性研究现状 近二三十年来,高强度钢材的使用,施工技术的发展以及电子计算机的应用使钢结构体系的发展和广泛应用成为可能。钢结构体系的稳定性一直是国内外学者们关注的研究领域。经过...
实际结构由于存在各种各样的随机缺陷的影响,与理想结构存在差异。对于缺陷敏感性结构,缺陷可能会造成结构稳定性的急剧下降,所以有必要考虑随机参数的影响,引入可靠度分析方法,进行稳定问题的可靠性研究...
关于住宅中使用钢结构体系的研究
关于住宅中使用钢结构体系的研究——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。由于具备其他结构无法比拟的优点,...
预应力钢结构体系应用探讨
预应力钢结构体系应用探讨 【摘要】预应力的意义在于在为形变之前设置在承重结构内部一个方向与形 变相反的力,提升结构抗形变能力, 增加使用寿命延长结构断裂形变时间, 同时 也在一定程度上提升了结构的承载能力。 本文对预应力钢结构体系的应用进行探 讨,以供同行参考。 【关键词】预应力;钢结构;应用 引 言 由于经过多年的工程实践, 已经肯定了预应力钢结构的可行性、 可靠性、先 进性,以及新材料的大量涌现与新技术不断完善提高, 还有人们审美观念的转变 与更新,使钢结构具有了许多结构体系类型。主要为网壳结构、弦支穹顶结构、 张拉膜结构、张弦梁结构等。每一种结构类型由于其构造各异、用材多样、形式 不一,其预应力设计方法和施工存在着很大的差异, 下面介绍预应力技术在几种 典型钢结构中的应用。 一、预应力技术在网壳结构中的应用 与其他传统结构相类似, 预应力网壳结构的发展首先是依赖于实际应用的需 要,在
批准号 |
50808096 |
项目名称 |
高层钢结构交错桁架体系的整体稳定性研究 |
项目类别 |
青年科学基金项目 |
申请代码 |
E0804 |
项目负责人 |
杨文伟 |
负责人职称 |
讲师 |
依托单位 |
兰州大学 |
研究期限 |
2009-01-01 至 2011-12-31 |
支持经费 |
21(万元) |
结构稳定分析是钢结构设计中至关重要的命题,长期以来受到国内外学者的极大关注。结构的稳定具有整体性和相关性,但是过去相当长的时期内因为受到计算方法和计算手段的制约,在钢结构设计中,通常采用单个构件的稳定分析代替整个结构的整体稳定分析,这种方法一般情况下误差是较大的。交错桁架结构体系作为一种经济、合理、适用和性能优越的新型结构体系,其整体稳定分析至今未见相关文献报道。本项目拟以高层钢结构交错桁架体系作为研究对象,考虑材料的弹塑性、半刚性特性、杆端次应力、节点刚域、构件变形、结构整体侧移、初始几何缺陷、残余应力等因素的影响,利用非线性有限元分析理论、弹塑性分析理论对其整体稳定性进行深入研究,对传统的结构稳定设计方法及稳定准则进行修正,提出更合理、精确的设计方法,得出有利于高层钢结构交错桁架体系整体稳定的构造措施,完善钢结构设计理论和编制相关设计规范,促进高层钢结构交错桁架体系在我国的发展。 2100433B
钢结构体系稳定性研究虽然取得了一定的进展,但也存在一些不容忽视的问题:
(1)目前在网壳结构稳定性的研究中,梁-柱单元理论已成为主要的研究工具。但梁-柱单元是否能真实反映网壳结构的受力状态还很难说,虽然有学者对梁-柱单元进行过修正。主要问题在于如何反映轴力和弯矩的耦合效应。
(2)在大跨度结构设计中整体稳定与局部稳定的相互关系也是一个值得探讨的问题,目前大跨度结构设计中取一个统一的稳定安全系数,未反映整体稳定与局部稳定的关联性。
(3)预张拉结构体系的稳定设计理论还很不完善,目前还没有一个完整合理的理论体系来分析预张拉结构体系的稳定性。
(4)钢结构体系的稳定性研究中存在许多随机因素的影响,目前结构随机影响分析所处理的问题大部分局限于确定的结构参数、随机荷载输入这样一个格局范围,而在实际工程中,由于结构参数的不确定性,会引起结构响应的显著差异。所以应着眼于考虑随机参数的结构极值失稳、干扰型屈曲、跳跃型失稳问题的研究。