6up官网【真.博】

6up浅谈结构设计的基本原则(一)

时间:2021-01-31 16:10

  浅谈结构设计的基本原则(一)_设计/艺术_人文社科_专业资料。浅谈结构设计的基本原则(一)

  浅谈结构设计的基本原则(一) 摘要]结构设计的目的、结构设计的四项基本原则。 关键字]刚柔相济、多道防线、抓大放小、打通关节、建筑结构。 结构的设计的目的是使建筑物安全和能够适应使用的要求。 结构设计还要遵循结构设计的主 要要求是结构安全可靠(节省资金也是一项) ,所以,我们在结构设计中要保证这样要求和 遵循这个原则。我们现在学习的结构有:钢筋混凝土结构、砌体结构、刚结构、道路和桥梁 结构, 我们毕业后将要从事的也是结构的设计, 我们不能不去考虑一下有关结构设计的要求 及其基本的原则,结构设计的好坏直接影响建筑物的使用和建筑业的发展,同时,还会影响 到使用者的安全。基于这样的要求,下面来总结一下结构设计的基本原则。 结构设计的四项基本原则: 1、刚柔相济 合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。 结构太刚则变形能力差, 强大的破坏力瞬间袭来时, 需要承受的力很大, 容易造成局部受损最后全部毁坏; 而太柔的结构虽然可以很好的消减外 力,但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。结构是刚多一点好,还是柔多一点好? 刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢?这些问题历来都是专家们争论的焦点, 现今的规 范给出的也只是一些控制的指标,但无法提供“放之四海皆准”的精确答案。最后,专家们达 成难以准确言传的共识:刚柔相济乃是设计者的追求。 2、多道防线 安全的结构体系是层层设防的,灾难来临,所有抵抗外力的结构都在通力合作,前仆后继。 这时候,如果把“生存”的希望全部寄托在某个单一的构件上,是非常非常危险的。多肢墙比 单片墙好,框架剪力墙比纯框架好等等,就是体现了多道防线的设计思路。也许我们会自信 计算的正确性,但更要牢记绝对安全的防备构件是存在的,还是应该多多考虑:当第一道防 线跨了,第二道防线能顶住吗?或者能顶住多少?还有没有第三、第四道防线、抓大放小 “强柱弱梁”、“强剪弱弯”等是建筑结构设计中非常重要的概念。有人问:为什么不是 “强柱 强梁”“强剪强弯”呢?为什么所有构件都很强的结构体系反而不好,甚至会有安全隐患呢? 这里面首先包含着一个简单的道理:绝对安全的结构是没有的。简单地说,虽然整个结构体 系是由各种构件协调组成一体, 但各个构件担任的角色不尽相同, 按照其重要性也就有轻重 之分。一旦不可意料的破坏力量突然袭来,各个构件协作抵抗的目的,就是为了保住最重要 的构件免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁, 这时候牺牲在所难免, 让谁牺牲呢?明智之举是 要让次要构件先去承担灾难。“宁为玉碎,不为瓦全”,如果平均用力,可能会“玉石俱粉”, 损失则更大矣!在建筑结构中,柱倒了,梁会跟着倒;而梁倒了,柱还可以不倒的。可见柱 承担的责任比梁大,柱不能先倒。为了保证柱是在最后失效,我们故意把梁设计成相对薄弱 的环节,使其破坏在先,以最大限度减少可能出现的损失。如果梁柱等同看待,企图让他们 都“坚不可摧”,则可能会造成同时破坏,后果会更糟糕,损失会更大。所以关键时刻要分清 主次,抓大放小,也就是要取大舍小。 4、打通关节 在结构体系中, 所谓关节, 是指变化相聚之处, 或变化出现的地方。 不同类型的构件相接处, 同一构件截面改变之处,是关节。广义上,诸如结构错层之处,体量改变之处,转换层亦是 关节。 关节无处不在, 因为结构体系乃是变化的统一。 外力突然袭来之时, 对于单一的构件, 力量的传递简明,因而容易控制。对于复杂的结构体系,关节的复杂性难于预测和控制,即 使从理论上保证了每个组成构件的强度和刚度, 但因关节的普遍存在, 力量的传递往往不能 畅通而出现集中甚至中断,破坏由此而发生。历次灾害表明,从节点开始破坏的建筑占了相 当大的比例。 所以理想的结构体系当然是浑然一体的--也就是没有任何关节的,这样的结构体系使任何外 力都能迅速传递和消减。 基于这个思路, 设计者要做的就是要尽可能地把结构中各种各样的 关节“打通”,使力量在关节处畅通无阻。中医上云:“通则不痛,痛则不通”,结构就象一个 人,气穴若不能畅通,症结和隐患就会产生。在设计的四项基本原则中,“刚柔相济”,“多 道防线”,“抓大放小”是设计概念中的战略问题,但要想得让这些战略思想得以实现,靠的 是“打通关节”这个原则作为保证的,结构设计的具体操作,最后全都归到“打通关节”的贯彻 和实施上来。