线上期刊服务咨询,发表咨询:400-808-1701 订阅咨询:400-808-1721

标准化结构设计8篇

时间:2023-08-02 09:26:28

标准化结构设计

标准化结构设计篇1

关键词: 工民建筑结构;设计基准期;加固设计使用年限

1.概述

众所周知,工业与民用建筑的结构设计是一个综合性的工程,由不确定性因素的制约,在广泛参与,多重的和复杂的。 必须指出, 这里所指的结构设计, 是广义的设计概念, 它既包括一般意义上的已有工民建筑结构由于种种原因所需的整体设计或局部加固以及某些结构构件的加固, 也包含由于增层或改造所引起的加固; 也包括在建设项目因特殊原因需要设计。现有建筑,情况复杂多样:旧建筑的基础之前,建国后在不同时期的工业与民用建筑。由于工程设计的不同时期,不同的设计规范和可靠度的计算方法也不同; 如果我们考虑到施工质量的不同时期之间的差异,实际的和更大的区别的可靠性。此外,不同长度的现有建筑物的使用寿命(如一些延伸服务,在服务时间不长),其可靠性也各不相同。20 世纪80年代以来, 随着我国市场经济的迅速发展, 城镇建筑工程大量兴建,高楼林立, 建筑业蓬勃发展。 有关政府主管部门和社会公众( 包括业主和设计人员)迫切要求明确工民建筑结构设计的目标安全使用期即结构的设计使用年限, 为了规范建筑市场和适当的管理和合理利用的工业与民用建筑结构设计安全建设。

“统一标准”提供在中国的工业与民用建筑结构设计实践历史的设计使用寿命为第一次,由政府管理部门,业主和设计师的欢迎和支持,对土木工程和建筑结构的安全合理使用的工业与民用建筑市场管理,和建筑业持续、影响深远的现实意义的健康发展 。

但是, 用于工业与民用建筑结构的下一个目标使用周期结构的加固设计的生命应该如何确定加固后的各种原因,目前还没有统一的标准,明确定义。这是在加强行业研究的一个严重的问题。

2.讨论

在过去的20年中,由于各种原因,如大量的扩展服务,建筑年久失修,造成的损害,损失或将失去其功能; 相当多的建筑即将进入退休期;和不当的使用和管理,促进过早老化和损坏的建筑物;此外,由于设计或施工不当,缺陷和隐患,还因为检测,加强本身的正确识别,造成不安全 ;此外,市场经济的快速发展,导致业主变化频繁,要求改变功能或建筑层使用,转化和未完工的建筑处理增加,装置的工艺改进,技术改造,随着治疗的需要等。有建筑物地震,爆炸,火,水,风和雪,这样的灾害损失的影响,还需要加强治疗。因此,工民建筑结构加固设计市场发展很快,加固业已成为一个新兴的行业。

据有关部门初步统计,中国现有的建筑(包括建筑业总城市住房建设,等)已超过40000000000米2和2000000000米,超过2的新建筑每年增加。据一些专家估计,约有30%~50%的建筑物出现安全性失效或进入功能退化期[3]。有统计表明:约2500000000米的2座急需的鉴定与加固处理。不论是前者还是后者, 都显示出加固工程量的巨大。可是, 在当前加固工程如此繁重的情况下, 不协调的是结构加固设计队伍中,经验不足的设计人员占较大比重,致使加固工程失误案例时有发生,对生命的主要问题结构加固设计更加混乱,难以正确把握的。对于党的建设(雇主),他们主要关心的是投资的回报,他们中的大多数人不是专业人士。一般仅能提出被加固结构的使用功能要求, 对于加固设计使用年限问题同样是难于正确决定的。 因此, 建筑结构加固后的设计使用年限问题确是当前加固行业中急待解决的重大问题。

3.加固设计使用年限问题

对结构设计使用寿命三项原则规范的方法,在加固领域中是第一次,这对于政府部门的管理,业主和设计单位所需要的,所以,他们有;同时对其他结构的加固规范的修订也将是一个促进和启示,这是必须肯定的。然而,这一规定过于原则,还需要考虑各种复杂结构加固的情况应该如何处理这个问题。我们认为,下列几点值得进一步探讨:

(1)被加固结构已服役年限问题。

现有建筑物的寿命长度是不同的,其剩余可靠度也不同,在考虑加固,30年来,像粗糙的。

(2)现有的建筑由于加固与一般结构构件加固层,需要增加或大的差异的转变造成的,前者应考虑新的,旧的问题的一部分,如何协调使用的生活; 而后者处理相对比较单一。

(3)政府规划部门或钢筋的业主要求使用后应如何处理与年龄不超过30年。

(4)对于可变作用即楼面活荷载、风荷载和雪荷载标准的取值问题应予考虑。因“荷载规范”是按设计基准期50年考虑的,而加固结构应按加固后下一目标使用期(如30年)取值, 两者显而易见应是不同的。事实上,加固材料的性能值也不同。

(5)为一些临时加固遭受事故如火灾,爆炸造成的,影响抢险加固或重建已被判“死缓”加强急诊或紧急需要(我们是负责处理太多这样的项目)也应区别对待。

4.建议

我们相信,在确定结构的加固设计的生活,这些问题必须考虑,尽可能,集细一些,使业主和设计师能够正确把握和处理。为此,考虑分层处理:即加固,临时加固修复,短期和长期的加固补强四级,以及其设计寿命的相应规定。

3. 1抢修加固

一些工业与民用建筑由于各种原因被鉴定为危险房屋(全局或局部),但由于特殊原因不能被拆除重建,即所谓的“死缓”,也有一些工业与民用建筑局部破坏遭受爆炸和火灾事故造成的,它必须与维修加固。建议的修复和加固后的使用年限不超过1年。这种情况加固后应经常检查( 如三个月做一次), 以防再次发生险情。

3. 2临时加固

为与“统一标准”相协调,对于一些临时性结构或已有工民建筑结构遭受火灾、地震、爆炸等损坏,业主要求应急加固, 然后从长远考虑后再进行处理时,可采取临时加固。 建议临时加固的设计使用年限一般不超过5年,并应加固后每年检查一次;到期后,如果你觉得结构可靠性鉴定工作,也可适当延长其使用寿命。

3. 3短期加固

一般适合短线整理已服役30年左右的建筑需要改变使用功能(包括增加层次,增强改性)引起,或业主使用要求只有这段时间考虑康复的去除,以及城市规划部门有要求的情况。对短钢筋的使用寿命的设计建议,一般不超过25年。这和“统一标准”结构构件和易于更换25年的规定是一致的。必须指出的是,可变荷载除按规定电流“荷载规范》采取的短期价值的加固设计,还应按下一个目标使用周期乘以小于1. 0的折减系数予以折减。

3. 4长期加固

长期加固一般适宜于在役时间不长或服役不超过 20 年的建筑物因各种原因所需的加固。 一般情况下其加固设计使用年限为 30~ 50年或更长。此外,在施工中需要加固,应根据新建设50年。这时, 加固设计应遵守“混凝土加固规范”的有关规定。

最后,需要强调的是,业主和在约定的加固设计寿命设计,前者要耐心地听后一种观点的技术经济分析;后者也应尊重前者所提的使用功能和使用年限的要求。双方必须在被加固建筑物的安全适用,经济合理,技术可靠,施工方便,节能环保前提下取得共识。上述建议是“细化和补充标准《钢筋混凝土,可以为其他结构加固设计规范的修订提供参考,也为加强设计师及其他有关人员参考使用。

参考文献

[1]周册棚.工民建筑结构设计可靠度设计统一标准[J].科海故事博览・科技探索,2012(08)

标准化结构设计篇2

摘 要:该研究形成了具有自主知识产权的微结构光纤制备的工艺技术体系,并构建了微结构光纤的科学制备流程,可实现基于定制型的微结构光纤的结构功能优化和精确制备,并完成了可用于精细化控制微结构光纤拉制的窄温场拉丝塔建设,可用于实现微结构光纤的初步规模化生产;基于微结构光纤的超强抗弯的技术研究,提出了超强抗弯光纤的企业标准,将抗弯光纤的弯曲半径提升到2 mm,超过当前国际ITU-T最高水平的一倍以上的水平,在微结构光纤的功能的标准化方面做出了初步的探索;自主设计了零色散波长在1060 nm的光子晶体光纤,在武汉邮电科学研究院进行了实际制作。实验研究证明,制作出的光子晶体光纤在1060 nm波段泵浦时可以提供显著的参量增益。利用制作的光子晶体光纤,成功实现了输出波长在1.0μm波段连续可调的光纤参量振荡器,波长调谐范围从890~1270 nm;基于双零色散微结构光纤,同时产生了可见色散波和中红外色散波,利用可见波段的色散波和800 nm泵浦波之间的交叉相位调制作用,产生了200~400 nm的紫外光;因此实现了在近红外和可见光、紫外光的大跨度波长变换;在先期工作基础上提出并论证了发展光纤基实用化偏振纠缠双光子源的全保偏方案,以此为基础发展出光纤基偏振纠缠双光子源实验样机,并提供中科大量子物理与量子信息相关研究组试用。进一步的,提出并论证了在同一保偏光纤中实现两可预报单光子源,并实验实现了输出光子间的HOM干涉。这一工作论证了光纤基量子光源输出量子态的量子相干特性,对于后续开展光纤基量子光源的实际应用研究具有重要意义;在先期工作以完成布拉格光纤气体传感应用的基础上,创新地将聚合物光纤拉丝工艺与反谐振太赫兹波导的制备工作相结合,制备出光滑薄壁聚合物太赫兹波导管,实验论证了该波导在太赫兹波段具有优良的多模导波性能。进一步提出了一种新型自支撑反谐振太赫兹波导结构,理论和实验表明该结构在大带宽范围内低损耗导波,并具有单模太赫兹导波特性。这是首个报道的支持单模传输的大孔径反谐振太赫兹波导设计,具有重要的学术和应用价值。

关键词:微结构光纤 精确制备 标准化 波长变换 量子光源

Abstract:Thefabricationtechnology architecture of microstructured fibers with independent intellectual property rights has been obtained. A scientific fabrication process has also been built up. The microstructured fiber can be fabricated with the structural parameters coincided well with the theoretical design. A fiber drawing tower with narrow temperature field has also been developed. All these progresses can be used for large-scale production. Based on the theoretical and experimental investigations of bend insensitive optical fiber with ultra-high anti-bending performance, a corporation standard has been brought forward. The bending radius can be reduced to be only 2 mm, which is only half of the value specified by ITU. Primary works have been done for functional standardization. Microstructured fibers with zero dispersion wavelengths located at 1060 nm are designed and fabricated. In experiment, significant parametric gain can be obserevd with the fibers pumped near 1060 nm. Continuously tuned parametric oscillator is achieved in 1.0 μm wavelength band, and the output wavelength can be tuned from 890 nm to 1270 nm. Based on a PCF with two zero dispersion wavelengths designed and fabricated by us, giant dispersive waves are generated at visible and mid-infrared wavelength regions simultaneously. Based on the cross phase modulation between the visible dispersive wave and the pump wave at 800 nm, ultraviolet light can be generated in the wavelength region from 200 nm to 400 nm. Large span wavelength conversion from the infrared band to the visible light and even to ultraviolet band has been realized. A polarization maintaining scheme of fiber based polarization entangled photon pair sources is proposed and demonstrated. Based on the scheme, a prototype of practical quantum light source is developed and provided to research teams of quantum information for testing. Furthermore, a scheme of fiber based dual-heralded photon sources (D-HSPSs) is proposed and demonstrated. The HOM interferences between the output photons of the two HSPSs is realized. A fabrication process of THz fiber is proposed and demonstrated. It can fabricate anti-resonance THz pipe with thin wall and smooth surface. Experiments showe that the thin wall pipe support low loss multimode THz transmission. Furthermore, a self-supporting anti-resonance THz waveguide structure is proposed and demonstrated. It can support low loss wide band single mode THz transmission.

Key Words:Microstructuredfiber;Accurate Fabrication;Standardization;Wavelength Conversion;Quantum Light Source

阅读全文链接(需实名注册):http:///xiangxiBG.aspx?id=51859&flag=1

标准化结构设计篇3

(一)丹麦丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家,并制定了20多个必须采用的模数标准,包括“建筑规则设计模数”、“模数组件的尺寸”、“优先采用的建筑水平向尺寸”、“双跑楼梯的楼梯间”、“厨房构件”等。丹麦推行工业化建筑的途径是开发以采用“产品目录设计”为中心的通用体系,同时比较注意在通用化的基础上实现多样化。丹麦通过模数和模数协调实现构配件的通用化。主要的通用部件有混凝土预制楼板和墙板等主体结构构件。这些部件都适合于3M的设计网格,各部分尺寸是以1M为单位生产的,部件的连接形状(尺寸和连接方式)都符合于“模数协调”标准,因此不同厂家的同类产品之间具有互换性(于萍、陈效逑,2011)。丹麦标准对于模数协调的要求比较严格,对于建筑及建筑产品的尺寸和规格的规定比较多而且比较详细,对于建筑的水平与竖向尺寸、各类构件的尺寸和小型建筑产品的尺寸都有规定,通过这种方式来规范设计,发展通用体系。

(二)日本早在1969年,日本政府就制定了《推动住宅产业标准化五年计划》,开展材料、设备、制品标准、结构材料安全标准等方面的调查研究工作,并依靠各有关协会加强住宅产品标准化工作。1971年2月通产省和建设省联合提出“住宅生产和优先尺寸的建议”,对房间、建筑部品、设备等优先尺寸提出建议。标准化工作是企业实现住宅产品大批量社会化商品化生产的前提,极大推动了住宅产业化的发展(纪颖波,2011)。

(三)法国法国的工业化建筑起步较早。从20世纪50年代到70年代是“第一代工业化建筑”,出现过许多“专用建筑体系”,不同体系出自不同厂商,各建筑体系的构件互相不通用。20世纪70年代后过渡为“第二代工业化建筑”,以通用构配件制品和设备为特征。1977年成立了构件建筑协会,1978年该协会制订了尺寸协调规则。法国政府在1982年调整了技术政策,提出一套构件目录,只要与某些其它目录协调,并组成一个“构造逻辑系统”即可(孟刚,2005)。

(四)小结可以看出,模数协调和部件通用体系在工业化建筑发展中起到了十分重要的作用。模数协调强调的是在建筑设计阶段尽量统一尺寸,做到标准化设计,而部件通用体系强调的是在部件生产阶段尽量统一部件的规格尺寸,做到部件通用。两者之间存在着紧密的联系,设计是生产的基础,标准化设计有助于部件的通用,部件生产是设计的延续,部件通用可以促进标准化设计。各级政府部门在修订和制定标准时应充分借鉴国外标准,尤其是在模数协调和部件通用体系两方面。

二、我国新型工业化建筑技术标准现状

目前我国针对传统建筑的标准规范已经形成相对完善的体系,其中也涉及了一些有关工业化建筑的内容,但涉及专业不全,规定分散,不成体系,本文对此按照执行范围进行分类、总结和分析。

(一)国家标准表-1中所列标准涉及建筑设计、建筑产品、结构设计和施工验收四方面,其中既有针对工业化建筑而制定的标准,也有针对传统建筑制定而又涉及装配式混凝土结构的标准。针对工业化建筑的标准大部分颁布较早,已不能够满足新型工业化建筑的要求,应结合新材料、新技术和新工艺等进行修订。传统建筑标准中关于装配式混凝土结构的规定不够深入,应进行深化完善。

(二)行业标准表-2中所列行业标准大部分为建筑产品标准,另外还有两部集设计和施工于一身的综合规程以及一部抗震标准。与国家标准情况相似,针对工业化建筑的标准颁发时间较早,应结合现状修订,传统建筑标准中关于工业化建筑的规定应深化完善。

(三)地方标准从表-3可以看出,各地区已出台的针对新型工业化建筑的技术标准在内容上基本一致,大体可分为总则、术语解释、材料要求、建筑设计、结构设计、施工和验收。且各技术标准和规范都集中大部分篇幅对结构设计进行了详细规定,而其他章节则只做了原则性规定,比较概括,不够具体、详细,具有一定的指导作用。沈阳市作为全国首个国家现代建筑产业化试点城市,在制定技术标准方面明显领先于其他地区。在国家住建部、省住建厅等部门的指导和大力支持下,沈阳市组织中建标准院、中建东北院、中建设计集团、沈阳建筑设计院等设计单位,以现代建筑产业化工程建设为依托,不断丰富完善装配式建筑技术标准体系,在构件制作与验收、工程质量、安全、节能、检测等方面开展技术标准体系研究编制工作(于海,2012)。

(四)在编标准目前行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(征求意见稿)已经,相关人员正在积极修改。该规程规定了装配式混凝土结构的基本要求、材料、建筑设计、结构设计、框架结构设计、剪力墙结构设计、装配板式结构设计、外墙挂板设计、构件制作与储运、构件安装与施工和工程验收。另外,据北京市建委消息称,将启动《装配式混凝土结构住宅建筑设计规程》编制工作,积极推动产业化住宅设计标准建设。该规程将对住宅设计中的模数协调、平面设计、外墙、内墙、楼面设计、内装修与设备管线设计等方面进行深入研究,提出具有可操作性的技术要求,为规划管理和建筑设计提供技术依据。由标准院作为组编单位编制的《装配式住宅设计规范》也正处在编制中。

(五)小结目前各级标准中,关于结构设计和施工安装及验收的标准还比较少,应尽快修改相关标准,增加相关内容。另外虽然有一些关于建筑产品的标准,但还不能满足新型工业化建筑的生产要求,应加紧修改现行标准并编制相应新标准。在修改和编制标准时应结合现有的地方标准和企业标准,做到能够充分反映新技术和新工艺;并且应该与在编标准相协调,力争做到不重复,不矛盾。另外,在生产过程上,工业化建筑和传统现浇建筑相比,无论是设计所依据的标准规范、施工安装标准,还是验收检查标准,都由于生产方式的变化而有所不同,应进行修订。在建筑设计上,应加强有关模数协调的规定;在结构设计上,现行相关标准中几乎没有针对节点设计的内容,应增加相关内容;在构件部品生产上,应尽快完善关于尺寸规格、生产要求等方面的标准,尽快建立一套通用体系;在施工安装上,现行相关标准中关于装配式混凝土结构的规定比较分散,应进行整合,增加必要规定,尤其是关于节点连接这一重要环节的规定;在验收检查上,主要应修改两方面规定:一是部分工程的验收地点由工地现场转移到了构件部品工厂;二是应增加关于节点连接的验收规定。

三、对我国新型工业化建筑技术标准的修订和建议

结合我国现行建筑技术标准规定和国外工业化建筑发展过程中制定的技术标准和要求,本文对我国发展新型工业化建筑过程中部分主要技术标准提出两点建议。

(一)对现行主要技术标准的修订建议1.建议。具体见表-4。另外,《建筑模数协调统一标准》、《住宅建筑模数协调标准》、《建筑门窗洞口尺寸系列》、《装配式大板居住建筑设计与施工规程》、《住宅楼梯预制混凝土中间平台》和《住宅楼梯预制混凝土梯段》都是为了发展工业化建筑而制定的,但制定时间较早。近几年工业化建筑发展迅速,相继出现了许多新材料、新技术和新工艺。上述标准应结合工业化建筑的现状进行修订,以适应新型工业化建筑发展。2.说明。《住宅建筑规范》中的条文大多针对现浇结构,应增加针对装配式混凝土结构部分。《建筑物防雷设计规范》中规定构件中的钢筋可作为防雷设施的引下线。此技术在现浇结构中易于实现,在装配式混凝土结构中不易实现,应作相应修改。《混凝土结构设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中没有专门针对节点设计的内容,节点设计是装配式混凝土结构设计的重要组成部分,应增加针对节点设计的相应内容;另外针对装配式混凝土结构的构造要求较少,应继续完善,如节点连接构造要求等。《建筑抗震设计规范》中对各类建筑的抗震计算和构造做出了规定,但没有关于装配式混凝土建筑的抗震计算和构造,应增加相应抗震计算方法和构造要求。《建筑施工组织设计规范》主要针对现浇结构进行规定,应增加针对装配式混凝土结构施工特点的相关规定,如构件部品、施工机械等。《混凝土结构工程施工质量验收规范》中第9章装配式结构分项工程中,对预制构件的验收、结构性能和装配式混凝土结构施工做出了规定,但不够具体,应进行完善。另外,由于构件部品在工厂生产所以在现场验收的规定已不适用,应增加针对工厂生产验收部分。《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》应与《建筑物防雷设计规范》进行同步修改。《混凝土结构加固设计规范》中没有针对节点加固的方法和构造要求,节点连接处是装配式混凝土结构的薄弱环节,应增加相应加固方法和构造要求。《外墙外保温工程技术规程》中有大量针对现浇结构的规定,应增加针对装配式混凝土结构的相应规定。《建筑外墙防水工程技术规程》中没有关于构件部品连接节点的防水设计,构件部品连接节点是防水的薄弱环节,应增加相应防水设计内容。《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》是混凝土结构进行施工的重要参考,目前该图集只针对现浇混凝土结构,应增加针对预制装配式混凝土结构的部分。

(二)对新增技术标准的建议1.建议。(1)完善模数标准体系,增加各类建筑的模数标准,如学校模数标准、医院模数标准、办公楼模数标准等。(2)完善建筑产品通用体系,增加关于各类建筑产品的尺寸、规格的标准,如预制梁尺寸规格标准、预制柱尺寸规格标准、预制隔墙板尺寸规格标准等。2.说明。(1)目前我国现行建筑模数标准只有《建筑模数协调统一标准》、《住宅建筑模数协调标准》和《厂房建筑模数协调标准》三部,应完善模数标准体系,增加各类建筑模数标准。(2)目前我国建筑产品标准体系还不够完善,通用体系尚未建立,许多建筑产品缺乏与之对应的尺寸、规格的标准,应增加各类建筑产品的尺寸规格标准。

四、结论

为了找出目前我国新型工业化建筑技术标准体系存在的问题,同时借鉴国外典型的成功经验,对完善我国新型工业化建筑技术标准体系提出建议,本文主要开展了以下工作并得到相关结论。

(一)对我国新型工业化建筑技术标准进行总结和分析目前我国已经出台了一些关于新型工业化建筑的国家标准、行业标准和地方标准。其中国家标准和行业标准大都颁布较早,已不能满足新型工业化建筑的建造,地方标准大都只对结构设计进行了详细规定,而其他方面则比较概括。

(二)对典型国家的技术标准特点进行总结对瑞典、丹麦、日本和法国的技术标准特点进行总结,虽然四国在做法上不太一样,但是基本上都体现出了模数协调和部件通用体系在技术标准中的重要性。

标准化结构设计篇4

[关键字]汽车维修 UG 覆盖模具

[中图分类号] U472.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-4-283-1

1汽车维修中对覆盖模具结构的认识

传统的汽车覆盖件模具设计方法已经无法满足结构越来越复杂的汽车维修需求,不仅工作效率低下,而且设计周期长。为了缩短传统建模汽车维修的时间,减轻工作量,笔者将根据传统典型模具实例进行修改演变,以UG平台为基础建立一套智能标准件库,将模具设计简单化、创新化,提高汽车维修效率。汽车覆盖模具的层次性结构,要求应用层次描述的方法设计其功能结构,通过分解,从而满足覆盖模具具体功能的要求。覆盖模具的分解不仅有利于模具结构的标准化,还能以模具功能部件为单位展开智能标准件的选取和装配,使得模具总体的结构和功能能够在更抽象的层次上得以清晰展示,为汽车维修的智能化发展创造实现的可能性。汽车覆盖模具具有冲裁、修边、拉深、翻边、整形等功能。总体上看,汽车覆盖模具的结构设计分为主体和辅助两部分。前者主要是凸模和凹模结构设计,后者是定位结构、导向结构、起重结构和其他结构等子结构的设计。子结构作为独立的单位,我们通过确定标准件型号、宽度、长度、高度、位置、定位等,最终将子单位细化分解成为公式和规则等知识。我们还可以看出,模具具备层次化和模块化的特点。我们从设计的角度可以将其视为知识数据单位,而每个单位之间都是联系在一起的,方便汽车覆盖模具的划分,在实现每个单位层次的功能结构过程中,可以直接修改或者使用,将以往复杂的设计简单化,大大提高工作的效率。综上分析,以UG基础的汽车覆盖模具设计,能够在技术层面上体现出各种知识推理的优势,为汽车维修应用标准库提供智能化的环境。

2智能标准库件模板技术应用方法研究

汽车覆盖件模具结构智能化的具体表现是将每一个智能化结构看做一个单位模块。建模的时候,利用UG装配的功能组合所有单位模块,实现总体模块的智能化。但是,模块的设计一定要结合实际的生产情况和经验。

2.1建立标准件库和划分模块

汽车覆盖件模具的标准件包括螺栓、螺钉、模柄和导校导套等。建立标准件库,是为了在模板生成具体模具并需要交换标准件规格的时候,能够从标准件库中快速生成。工程草图的形式是利用计算机绘画出来的,草图以参数形式标出尺寸,并对参数赋予不同比例的数,建立一套相同形状,不同规格的标准件。这种方法适用于在汽车维修中确定汽车零配件综合比例参数,并根据比例快速找出由于故障而比例失调的位置,迅速排除故障。

模块制作的关键是正确划分模块。模块的划分要注意两个方面的内容:

第一、模具整体结构与单元结构的联系;

第二、模块的划分是否有利于实现智能化。

模块划分的方法是:深入分析所有模的结构特点,汇总分析结果体现的共同特点,然后统一起来划分模块。以结构为划分标准,压形模具分为上模和下模;而从智能化的角度划分,压形模包括模架专用型两种。

2.2建立知识库

智能化标准库的形成,将赋予标准库计算和推理的能力,即我们所说的汽车覆盖件模具的知识库功能。建立知识库的标准如下:

(1)知识库的建立必须满足三要素:一是获取知识,获取知识是前提,通过以下文献、网络数据和专家分析等途径获取。二是表示知识,表示知识是关键,以确定知识符号化为描述法则,以便于计算机描述和处理。常用的表示方式是框架表示、产生式规则表示、实例表示等等。三是运用知识,运用知识是目的,通过知识的获取和表示,我们最终的目的就是要将这些知识运用于实际,解决实际的问题,运用的方法有推理、搜索、管理和维护等等。

(2)标准件库。覆盖件模具结构和标准库知识表示,需开发在UG平台基础上的标准件知识库,除了明确模具设计知识的特点之外,还要重点考虑:模具知识推理与特点的总结;模具功能知识和机制表达的实现;将功能结构知识与其他设计知识的结合起来。

2.3标准库件的框架

标准库件的框架分为三个层次,第一个层次是初始化模块和信息管理模块,第二个层次是系统界面,第三个层次是系统界面分解的结构功能识别、实例推理、规则推理、知识管理等,其中知识管理模块分为功能结构单元库、设计实例库、结构特征库、综合数据库、领域规则库,知识管理模块通过功能结构单元库和领域规则库与实例推理机制和规则推理机制建立起纵向联系。标准库件具备知识化、智能化的标准,并具备分析和推理的能力,框架的构建要注意以下几点:第一、综合考虑覆盖件模具的总体功能和子单元功能的联系、共同实现。第二、设计人员选取其中一种结构,实现该结构的功能,同步实现标准库相同或者相似结构的功能。第三、结合覆盖件模具设计知识的特点,分析模具的功能导向,将功能结构与设计知识特点为单位存储起来,实现标准库的框架。

3结束语

结合上文分析,为了缩短传统建模汽车维修的时间,减轻工作量,笔者将根据传统典型模具实例进行修改演变,以UG平台为基础建立一套智能标准件库,将模具设计简单化、创新化,提高汽车维修效率。以UG为基础汽车覆盖件模具在汽车维修中的应用,一是要体现智能化设计的理念,以模块化的形式提现模具的功能结构,再根据UG开发平台的特征和UG提供的草图约束、装配功能,监理覆盖件模具智能化的模板;二是在汽车维修中应用汽车覆盖模具的智能化模块技术,实现一套智能标准件化模板,经过对压形模设计的实际应用,验证技术是否简单化,从而提高汽车维修的工作效率。

参考文献

[1]陈延伟,杨晓红,路红伟.基于UG的汽车覆盖件拉深模具设计[J].机械设计与制造,2008,(12):217-219.

[2]王志峰,高锦辉,赵维民.基于UG的汽车覆盖件模具的模板化设计[J].模具工业,2007,33(5):8-11.

标准化结构设计篇5

1 CAD技术的应用

1.1 CAD技术在制造业中的应用。CAD技术已经广泛应用于制造业的各个领域。其中,以机床、汽车、飞机、船舶、航天器等应用最为广泛。一个产品的设计过程要经过概念设计、详细设计、结构分析和优化、仿真模拟等几个阶段。概念设计主要解决产品的造型外观,在满足功能的前提条件下,使产品外观精致美观。在现代化设计过程中还需要考虑的因素很多,如要考虑机械产品对环境的影响,考虑产品的整体结构、材料及实现主要功能的机构;详细设计是要确定产品的结构,各个零部件的结构设计,所以又称为部件设计,包括各零件的尺寸、形状和结构;结构分析主要包括有限元分析,将对各部件及产品整体的结构进行力学性能、热学性能的分析;仿真模拟则主要是产品进行装配模拟,运动机构模拟,进行干涉、碰撞分析等等。当前先进的CAD应用系统已经将设计、绘图、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一个系统内。

1.2 CAD技术在工程设计中的应用。CAD在工程领域中的应用有以下几个方面。建筑:方案设计、三维造型、建筑渲染图即概念设计、平面布景、建筑构造设计、小区规划、日照分析、室内装潢、包括室内分隔、家具、环境装修等;结构:有限元分析、结构平面设计、框和排架结构计算和分析、高层结构分析、地基的基础设计,钢结构设计与加工;设备:水、电、暖各种设备及管道设计;市政管线:自来水、污水排放、煤气、电力、暖气、通信等;市政建筑:城市规划、城市交通、道路高架、轻轨、地铁;交通工程:公路、桥梁、铁路、航空、机场、港口、码头;水利工程:大坝、水渠、河海工程。房地产开发及物业管理、工程概预算、施工过程控制与管理、风景、旅游景点设计与布置、智能大厦设计等。

1.3 CAD技术在其他领域的应用。CAD技术除了在制造业和工程设计领域中的应用外,在轻工、纺织、家电、服装、制鞋、医疗和医药乃至文化娱乐和体育方面都会用到CAD技术。轻工中,轻工机械的设计、化妆、洗涤用品、盛器、三维造型、模具设计及包装平面设计。各种小商品的造型设计;纺织行业中印花提花设计、服装CAD及排料、裁剪:制鞋业中造型以及配合人体足部骨骼肌腱的人体工学设计;医药中的分子键结构分析、医疗器械以及辅助医疗手术、家电产品的造型和模具技术,在文化娱乐上已大量利用计算机造型仿真的原始动物和外星人,并将动物画和实际背景以及演员的表演天衣无缝地合在一起,在电影制作技术上大放异彩,拍制出一部部激动人心的巨片。

2 CAD技术发展趋势

2.1 标准化。除了CAD支撑软件逐步实现IS0标准和工业标准外,面向应用的标准构件(零部件库)、标准化方法也已成为CAD系统中的必备内容,且向着合理化工程设计的应用方向发展。传统形式的手画工程图已经有了成熟的国际标准,相互都能理解。而存储在磁盘、光盘上形形的CAD二进制数字记录,要想实现标准化就复杂、困难得多。由于STEP标准涉及的面非常宽,众口难调,标准的制定过程十分缓慢,存在问题很多。CAD软件一般应集成在一个异构的工作平台之上,为了支持异构跨平台的环境,就要求它应是一个开放的系统,这里主要是靠标准化技术来解决这个问题。

目前标准有两大类:一是公用标准,主要来自国家或国际标准制定单位;另一是市场标准,或行业标准,属私有性质。前者注重标准的开放性和所采用技术的先进性,而后者以市场为导向,注重考虑有效性和经济利益。后者容易导致垄断和无谓的标准战。因此要提出应对传统的标准化工作进行革新。有专家建议标准革新的目标是公用标准应变成工业标准,也就是说革新后仍应以公用标准为基础,不过要从工业标准中吸收其注重经济利益和效率的优点。

2.2 开放性。CAD系统目前广泛建立在开放式操作系统窗口95/98/NT和UNIX平台上,在Java LINUX平台上也有CAD产品,此外CAD系统都为最终用户提供二次开发环境,甚至这类环境可开发其内核源码,使用户可定制自已的CAD系统。

标准化结构设计篇6

关键词:BIM技术;钢结构工程;设计制造

1 BIM技术基本特征

BIM技术是Building Information Modeling技术的简称,该技术通过数字化3D技术对建筑工程中涉及的多种信息进行全面的整合,实现了工程数据模型的构建。该技术综合了建筑工程管理全过程中设计、施工、运营、维护等诸多环节的相关内容,将传统的建筑工程设计与管理的纸质文件转化为数字化文件,并以3D可视化的形式加以展示,提升了工程设计与管理人员提取与处理建筑工程信息的准确性与效率性。

1.1 参数化3D模型

BIM技术建模过程中应用的数据信息直接来源于建筑设计参数,通过参数化建模的形式直接将方案设计信息转化为3D模型,以此实现了建筑设计方案2D向3D的转换。参数化的3D模型完全与设计方案向契合,同时在设计过程中能够通过参数的调整直接进行建筑结构智能化设计,保证建筑设计整体的合理性。

1.2 可视化技术

BIM技术的应用其主要特点在于设计方案与施工管理过程的可视化,以往的2D设计与施工管理方案转变为3D可视化模型,设计与施工人员能够通过直接的观察,实现设计与施工管理判断识别,进而完成相应工作的管理与优化。现阶段,建筑工程的体量不断增大,施工工艺应用也相对复杂,仅仅依据传统的方案数据往往难以从整体上对设计与施工工作进行把控,应用BIM技术在实现方案可视化的基础上,结合工期管理、造价管理等诸多因素对建筑工程进行全方位管理工作。

1.3 统一化的信息标准

当前,数字化信息技术在建筑工程领域中的覆盖范围不断扩大,随之而来的是不同软件平台或管理系统内部信息标准的衔接问题。当前,建筑设计与施工管理工作中应用的BIM软件执行的是IFC标准,也是众多信息处理软件的执行标准,因此BIM软件在使用过程中能够更好的实现信息录入与数据输出,统一化的信息标准有效提升了设计与施工管理方案使用的便捷性。

2 BIM技术在钢结构工程设计制造中的应用

2.1 高度直观的可视设计

在应用BIM技术进行建筑设计的过程中,3D模型能够有效实现建筑设计理解度的提升,能够方便的进行设计方案共享交流,数字化的信息载体有效提升了方案处理效率。同时,高度直观的设计结果为设计人员进行结构调整优化提供了更为便捷的途径。

2.2 高度统一的关联设计

BIM的3D设计结果其基础是设计方案的数据支撑,相应的模型与数据是一一对应的,这种高度统一的关联设计保证了设计方案与实际成果的一致性,同时也有效实现了设计方案调整优化过程的统一性,避免了人为操作失误对设计结果的不利影响。

2.3 高效精确的自动统计

建筑工程设计阶段形成的信息对于工程整体质量与成本造价等要点环节有着直接的影响。借助BIM技术,设计人员能够将工程设计的全部信息录入系统形成工程数据库,借助自动统计功能实现数据的全面收集整理,从而实现全过程施工质量与成本造价控制,获得理想的设计结果。

2.4 高效严谨的协同设计

BIM技术的应用是对建筑工程全过程的优化整合,通过数据信息可视化的形式为建筑设计与施工提供了协同工作的有效途径。在建筑设计过程中,设计人员能够通过BIM技术提供的共享途径,不同部位的设计人员能够进行配合工作,有效避免了因信息传递不畅导致的设计偏差,维持设计方案的一致性。

2.5 快速及时的计算模拟

BIM技术应用优于传统建设设计方法的要点在于信息处理效率的提升,通过BIM软件内置的统计、计算、分析等系列功能模块,能够保证设计分析结果的准确性,实现设计流程的标准化控制,对设计方案与思路进行控制,同时对设计结果进行及时的评估。

3 工程实例分析

3.1 工程概况

某钢结构建筑工程占地面积5680O,总建筑面积118725O,总建筑高度为95.28m。该建筑顶端钢结构由钢桁架及连系梁构件组成,钢结构连接体系部分总高度25.5m,最大跨度55m,最小跨度是25m。该钢结构共有75个水平、斜向杆件安装连接构成。下图1为该建筑钢结构示意图。

3.2 BIM设计分析

本建筑工程钢结构部分设计使用ANSYS有限元分析软件进行建模分析,结合TERLA进行BIM三维放样,从而实现可视化工程设计。

(1)连体钢结构施工虚拟仿真技术

根据本工程实际设计参数通过BIM软件建立计算模型,导出CAD文件,形成TEKLA模型,结合该模型进行本建筑钢结构的整体分析,对施工节点进行细化,确定构件尺寸,对施工方案进行优化处理。

同时,应用BIM技术对TEKLA模型进行模拟施工,对构件提升、安装等施工工序进行模拟施工,通过可视化功能实现制造安装虚拟仿真,对体积碰撞等情况进行预估,为精确定位与顺利安装制定标准化流程。下图2为连体钢结构提升部分设计尺寸。

(2)复杂节点设计分析

作为钢结构体系中重要的载荷部位,梁柱连接点的应力较为集中,设计过程中应以此部位为设计重点。本建筑钢结构体系节点位置的构建类型主要包括梁、柱、斜撑、侧向连接杆等类型,具体设计尺寸为:钢梁截面700mm×300mm,柱和斜撑截面500mm×400mm,节点部位钢板设计为加强板厚度60mm。

根据结构节点应力特性与制作安装施工流程进行节点位置的设计,其基本要点为:(1)桁架平面内部载荷设计标准应强于平面外部设计标准:(2)主桁架载荷设计标准应强于次桁架设计标准;(3)桁架单元载荷设计标准应强于联系杆件设计标准;(4)钢结构体系中的各构件设计应保证结构体系中得整体协调性与稳定。

同时,为了保证各节点施工质量,节点部位在钢结构制作车间内用大型机械制做成整体节点,由于构件截面比较大,在制作过程中需要对每个杆件进行精准定位后安装,本工程采用TEKLA进行深化设计,优化节点设

计,达到精确放样,从而保证了节点制作、安装质量。

4 结语

综上所述,作为建筑工程领域中应用较为广泛的BIM技术,在实际使用过程中因其突出的参数3D化、模型可视化以及信息标准化在建筑工程实际使用中收到了理想的效果,成为了行业工作者们关注与研究应用的热点内容之一。BIM技术在钢结构工程设计制造中的应用,有效提升了设计与施工管理的科学性,为提升建筑工程质量,保证建筑实际使用性能打下了良好的基础。

参考文献:

标准化结构设计篇7

关键词: 水工结构; 可靠度; 设计方法

1 概述

某水利工程为重点建设的水利工程之一,本工程地处山区,建设条件和环境十分复杂,对于当地的农业发展、供水供电等又具有重要意义,因此要求重视水工结构的设计,确保水工结构的可靠性。

要想对该工程进行结构可靠度设计,首先就要明确可靠度设计的方法和理论,下面介绍水工结构可靠度设计方法。

2 水工结构可靠度设计方法

2. 1 水工结构可靠度理论

水工结构可靠度理论基础为极限状态设计方法,该方法是在原有安全系数设计方法基础上发展起来的。目前的水工结构可靠度设计方法的局限性较大,表现为结构承受抗力与作用参数,一般被当作随机变量进行处理。

水工结构可靠度设计中,一般情况下,极限状态由效应与抗力组成极限状态方程,以此进行描述。极限状态方程为Z = g(R,S) = R - S。但如果以概率论为基础,水工结构可靠度设计理论分为三个水准: 水准Ⅰ、水准Ⅱ、水准Ⅲ。其中,水准Ⅰ为半概率和半经验方法,而结构安全的影响因素,主要包括材料强度、荷载等,并根据实际设计经验,引入经验系数。该方法无法进行可靠概率计算。水准Ⅱ与概率设计方法相似,水工作用效应S 和结构抗力S 为随机变量,先按照提前设定的概率分布,估算可靠指标或失效概率,然后用标准差和均值统计参数或表达式、线性规划处理。

水准Ⅲ全概率方法,是以全部随机变量联合分布为基础的概率方法,可将复杂问题简单化,但在水工结构设计中应用很少。当前,在水工结构可靠度设计方法中,水准Ⅱ近似概率设计方法应用范围最广泛。

水准Ⅱ尽速概率法求解,采用“一次二阶矩法”,该方法的积分表达式为

在该表达式中,作用效应S 和抗力R 的标准差和均值分比为ms、mR,而可靠性指标β 的表达式为

在上述表达式中,β 的含义为标准正态空间中原点至极限状态超平面的最短距离。在作用效应S 和抗力R 为正态分布随机变量时,可做“当量正态化”处理,即根据当量正态变量均值、标准差和概率密度函数等,原变量值、验算点处变量值等量原则,来计算迭代验算点的可靠性指标与变量值。在验算过程中,JCSS 采用JC 方法。而JC 方法优势很明显,该方法把分布的非正态随机变量作为当量正态化,因此能够使基本随机变量分布类型符合设计规范的要求,这对于可靠度高、失效概率小的水工结构,具有较大的促进作用。不过,与中心点法相比较,JC 方法缺点在于计算繁琐,需反复迭代验算点,才能够得到相应的数值结果。

2. 2 分项系数极限状态表达式

在当前水工结构可靠度设计中,分项系数极限状态表达式方法得到广泛的应用。在该方法中,作用分项系数r 与材料性能分项系数y 的物理概念应明确,从而可有效反映出可能存在的不确定性。两个分项系数中可能含有超载、降强等物理概念,但是其与结构安全的关系很小。

根据作用分项系数,其只是作用于变异性,以此来确定材料性能分项系数y,就能够按材料试件的变异性确定。在水工结构的可靠度设计时,系数r 主要代表各种结构抗力中的不确定性,以及材料性能分项系数,而不考虑其他的分项系数。比如几何尺寸的不确定性,可把试件抗力换算成为构件抗力的不确定性。水工结构计算时,可引入系数r,则分项系数表达的极限状态关系式为

从该关系式可看出,水工结构可靠系数与构件联系密切,不同的水工结构安全等级就会有不同的结构可靠性指标。因此,按照《水利水电工程可靠度设计统一标准》的相关规定,水工结构安全等级的基础为Ⅱ级结构,其他等级结构系数经过转换可得到,水准Ⅰ、水准Ⅱ和水准Ⅱ的结构系数分别为1. 1、1. 0 和0. 9。

3 水工结构目标可靠指标的确定

在水工结构可靠度设计中,可靠度指标是设计的主要依据,与工程造价、使用以及后期的维护等密切相关,关系投资风险大小、财产安全等,因此也是体现结构安全和经济性的重要指标。因此要求合理确定结构设计的可靠指标。

现阶段,水工结构目标可靠指标确定方法有三种: 一是经济优化法,二是经验校准法,三是事故类比法。而确定目标可靠性指标时,工程结构设计、设计理论均要考虑在内,确保新旧设计规范之间的衔接,防止由于材料用量过大而导致出现问题。

在设计过程中,事故类比法与经济优化法应用困难,可按可靠度设计统一标准,采用经验校准法。经验校准法是指先行校核设计规范安全度,通过反复计算,寻找原有设计规范中隐含在结构中的可靠指标,通过分析与调整,给予概率基础上的目标可靠度。

4 水工结构可靠度设计方法应用中的障碍

4. 1 变量不确定

在可靠度分析、抗力、作用效应和极限状态方程中,均存在不确定性因素。不确定性问题是应用可靠度设计方法中的首要障碍。抗力和作用等不确定性因素,主要特点为模糊性、随机性和未认知性。

4. 2 可靠度理论度量结构安全局限性问题

评价水工结构的结构安全性,可靠度理论较为先进,但在应用时仍有局限性。可靠度理论某些问题尚未解决,如结构可靠度约束问题,受抗力与作用效应、随机过程为随机变量等因素的制约。随着认识的加深,这些约束条件均受到质疑。

大量数据统计中如用概率可靠度理论,抗力与荷载统计,均存在很大问题。而从设计规范较短看,荷载变化导致概率可靠度理论简化,忽略理论因素,比如在一定程度上忽略社会因素、经济因素。水工地下结构荷载与作用效应的耦合,其不确定性比荷载要大,构件和荷载不确定性之和难以估算。

在安全性评价中应用可靠度理论,包括作用效应与抗力因素两个内容,可靠度指标联合概率用样本统计方法得到。水工结构安全评价中的认知性、模糊性等指标,为非随机性不确定性因素,通过数学方法无法计算,应按照工程经验来解决。

5 结语

水工结构的传统设计方法为安全系数法,该方法的材料性能、作用效应等已经被广大设计人员熟悉。但是由于在设计中没有详加考虑随机性概率,因此,安全系数法为确定性设计防范,对于材料性能与作用组合失效概率,没有给出明确的规定。本文对其进行分析,旨在提高水工结构可靠性设计的整体水平。

参考文献

[1] 李红梅,李树山,张伟. 水工结构可靠度设计方法[J]. 建筑工程,2013( 9) : 76-77.

[2] 何梅. 水工结构可靠度设计浅议[J]. 黑龙江科技信息,2012( 23) : 56.

标准化结构设计篇8

[关键字] 抗震设计 性能水准 设计方法

1抗震设计思想的发展历程

1995年,美国加州结构工程师协会(SEAOC)了一个技术文件《A Framework for Performance - Based Engineering(SEAOC Vision2000)》,首次提出了基于性能的抗震设计概念[1]。该概念是基于前几次严重的地震震害教训,仅仅满足“大震不倒”的要求,并不能完全保证人员的财产安全甚至是人身安全。因此,亟待细化抗震设计标准,将地震灾后的财产处置和结构修复作为抗震设计目标是十分必要的。传统的设计指导思想“小震不坏,中震可修,大震不倒”三水准的抗震目标控制太过粗略。近二十年来,基于建筑结构性能的抗震设计理论以及相关性能规范的制定研究工作已经成为世界地震工程界的热门课题。美国、日本、欧洲等在抗震设计领域领先的国家和地区正在由传统的反应谱方法向基于性能的抗震设计方法进行过渡[2][3]。

2004年6月,中国工程建设标准化协会正式批准的中国第一本具有样板规范性质的建设工程抗震性态设计技术文件:《建筑工程抗震性态设计通则》(试用) (CECS160 :2004)(以下简称“通则”)开始试用实施[4]。《通则》总结了国内外的最新抗震科研成果和工程经验,提出了有关抗震性态/性能设计、设计地震加速度、结构弹塑性地震反应、结构影响系数、结构弹塑性侧移、高频结构竖向地震反应、建筑抗震设计类别等诸多抗震设计新概念和新方法,对我国基于性能的建筑抗震设计将起到积极的推动作用。标志着我国工程抗震领域基于性能的抗震设计思想取得阶段性的成果, 我国在2010年版新抗震规范对性能设计做了明确的规定[5]。

2 性能抗震设计的特点

性能抗震设计改变了传统抗震设计的思路,原规范规定的“三水准、两阶段”的设计方法仅作为宏观定性目标,性能设计目标是在此基础上对定性目标进行细化;贯彻在工程结构抗震设计中更强调性能目标的深入分析和论证;有利于针对不同抗震设防要求、场地条件以及建筑类别采取不同的性能目标和抗震措施。

3 结构的设防水准和性能目标

3.1 设防水准

Vision2000委员会将结构设防水准分成五个等级:水准1相当于传统设计“小震”作用水准;水准3相当于“中震”设防水准;水准5相当于“大震”设防水准;水准2则针对重现期为72年,50年设计基准期内超越概率为50%的地震设防水准,此概率水准小于“小震”地震的超越概率63%,但大于“中震”地震10%的超越概率;水准4对应的地震重现期为970年,50年内超越概率为5%,介于“中震”的10%和“大震”的2%之间。可见,水平2和水平4是对地震作用依据超越概率的不同进行的细分。在此基础上,基于性能的抗震设计设防水准即包括了传统规范中抗震设计“三水准”,同时又保持性能抗震设计的连续性,便于传统设计向性能设计进一步过渡和推广。

3.2性能目标

按照我国《通则》中的规定,对建筑结构抗震性能目标按使用功能分5个等级:充分运行、运行、基本运行、生命安全、接近倒塌。

建筑的重要性类别决定设计年限TMJ的取值。性能水准是由地震动水平和设计年限TMJ决定的,通过对设计年限TMJ值的调整,实现对不同重要性、不同使用功能的建筑结构的地震输入。《通则》所规定的性能水准和性能目标与国际上采用的相应标准基本相同,只是在一些细节上有一定的差别。我国所采用的各级设防比美国略显保守[4][5]。

在进行性能设计研究时,为了达到这些性能目标,首先要找出能够有代表性地表述这些性能目标限值的变量。目前抗震性能目标的限值大多采用应力、位移、延性系数、能量耗散指标等。文章[6]研究表明:结构顶层相对于地面的位移与模型结构破坏之间的相关性最好。其中位移限值的应用和研究较为普遍。

4现阶段性能抗震设计方法的研究现状

对于大跨度和超高层等长周期结构,其控制作用的地震反应通常不是加速度,而是速度和位移;速度指标比较难和性能目标建立直接联系,计算较复杂,目前国内外的研究主要是针对位移目标的性态设计。目前的性态设计方法主要有基于位移的设计方法和基于能量的设计方法。由于结构构件出现屈服时,位移的变化更灵敏也更易于操作,目前研究较为成熟的是基于位移的设计方法。

基于性能的抗震设计方法,主要工作是性能水平的确定,以及结构体系性能目标的确定;难点是细化后的性能指标如何量化的问题。纵观国内大部分研究文献,用层间位移角和顶点位移作为量化指标的居多。基于位移的设计方法主要是借助静力推覆(pushover)分析,获得工程结构的抗震能力曲线,从而获得工程结构从弹性阶段到弹塑性阶段的侧移曲线,再根据性能目标确定各个性能点。基于位移的设计方法可分为能力谱法,直接位移法和适应谱法。能力谱法是研究较多,应用范围较广的方法。首先假定地震荷载的分布模式,然后单调加载获取结构的顶点位移和底部剪力值,进而推导出谱加速度―谱位移表示的结构的能力曲线。再由规范设计反应谱转化成结构需求谱曲线。将两种曲线表示在同一个坐标系内,相交点即为结构性能点,若出现能力谱与需求谱不相交的情况,则说明结构无法抵抗假定的地震作用,设计不合理,须重新选择结构体系。

参考文献

[1] Vision2000Committee,Performance-based engineering of building[c] Miranda E.Seismology Committee of the Structure Engineering Association of California,Oakland: Wileylnc,1995

[2] American Society of Civil Engineers,Seismic rehabilitation of existing buildings[S].ASCE/SEI41-06,2006

[3] Seismic design of reinforced concrete structures for controlled inelastic response:design concepts[S].Comite Euro-International du Beton/CEB,2003

[4] 《建筑工程抗震性态设计通则》. 北京:中国计划出版社,2004

推荐期刊