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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案范文第1篇

關(guān)鍵詞：建筑工程；轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)方案

中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛，特別是在有不同功能劃分的建筑中。而轉(zhuǎn)換層受力復(fù)雜，又承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的荷載，因此，轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)方案布置對結(jié)構(gòu)整體的安全性尤為重要。

一、建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則以及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

進(jìn)行建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重結(jié)構(gòu)計(jì)算的合理性，從全局角度出發(fā)，提高最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。實(shí)踐期間，通常是根據(jù)受力變形情況建立求解模型，全面研究三維空間架構(gòu)特征，完成計(jì)算工作。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)屬于綜合結(jié)構(gòu)不可或缺的環(huán)節(jié)之一，考慮到結(jié)果的精確度，我們可以選擇有限元法分級求解。具體實(shí)施階段，不但要重視模型中的結(jié)構(gòu)層數(shù)量（兩層及以上），而且需要確保其邊界條件和真實(shí)情況完全匹配。計(jì)算綜合結(jié)構(gòu)的過程中，需要通過兩種或以上的力學(xué)模型確認(rèn)抗震性能，而針對彈性時(shí)程的求解，應(yīng)當(dāng)選擇彈塑性時(shí)程進(jìn)行處理。高位轉(zhuǎn)換期間，必須根據(jù)重力荷載環(huán)境完成結(jié)構(gòu)的計(jì)算。

轉(zhuǎn)換層屬于高層建筑結(jié)構(gòu)的重要組成，所以有關(guān)其內(nèi)力分析，必須從全局出發(fā)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究與探討。而在綜合內(nèi)力以及位移求解方面，可以選擇兩種不同的算法進(jìn)行處理，即三維空間與空間關(guān)系協(xié)作分析法，以上算法的優(yōu)勢如下：綜合計(jì)算過程中，將轉(zhuǎn)換構(gòu)件理解成其中的一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行計(jì)算。然而，由于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)豎向剛度并非均衡狀態(tài)，豎向部署容易發(fā)生明顯改變，因此在結(jié)構(gòu)部署上，必須遵循概念設(shè)計(jì)與力學(xué)概念進(jìn)行處理，同時(shí)依靠過去的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐成功案例，全面分析后為結(jié)構(gòu)部署冗余桿件與加強(qiáng)點(diǎn)。一般來講，高層建筑含有轉(zhuǎn)換層的情況中，我們可以借助三維分析、平面有限元等程序完成計(jì)算工作。此處需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，轉(zhuǎn)換大梁在其中尤為關(guān)鍵，必須成為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)關(guān)注對象。對于工程設(shè)計(jì)而言，我們需要借助建研院提供的TBSA，TAT等軟件進(jìn)行大梁的分析設(shè)計(jì)，而計(jì)算上則可以將其理解成桿件，完成結(jié)構(gòu)整體分析，根據(jù)上層結(jié)構(gòu)作用至轉(zhuǎn)換層的荷載，基于有限元法進(jìn)行轉(zhuǎn)換層與鄰面的研究，最終確定配筋狀況。

二、建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案實(shí)例分析

某高層建筑工程，裙樓為商業(yè)用房，塔樓為住宅。由于根據(jù)其用途特性實(shí)現(xiàn)空間搭配，主要表現(xiàn)在主體中間環(huán)節(jié)，也就是電梯間、樓道等公用環(huán)節(jié)，可采用落地剪力墻核心筒進(jìn)行處理，而其他環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)選擇合適的結(jié)構(gòu)模式。遵照以上設(shè)計(jì)理念，二層頂應(yīng)當(dāng)選擇結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模式，最終得到我們需要的結(jié)構(gòu)類型。轉(zhuǎn)換層上下樓層的結(jié)構(gòu)布置如圖1、圖2。

3.1 結(jié)構(gòu)類型選擇

結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層方面，工程設(shè)計(jì)期間應(yīng)當(dāng)基于需求選擇相匹配的類型，而本工程中，若是選擇厚板轉(zhuǎn)換層，因本項(xiàng)目處于7度設(shè)防區(qū)，轉(zhuǎn)換層又位于地上三層，根據(jù)《高規(guī)》10.2.4條之規(guī)定，7度設(shè)防時(shí)，厚板轉(zhuǎn)換僅在轉(zhuǎn)換層位于地下室時(shí)方可采用。且轉(zhuǎn)換厚板造r高，施工困難，受力狀態(tài)較為復(fù)雜，傳力途徑不明確，使得建筑物在轉(zhuǎn)換層處出現(xiàn)剛度的突變，使得轉(zhuǎn)換層產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較大，不適用于多震地區(qū)。但是選擇箱形轉(zhuǎn)換時(shí)，便可以消除以上不足，這種轉(zhuǎn)換方式可以保證結(jié)構(gòu)的完整性，上、下豎向構(gòu)件與上層結(jié)構(gòu)部署沒有直接關(guān)聯(lián)。但是其內(nèi)力分析過程煩瑣，轉(zhuǎn)換層施工有一定難度，施工較為困難且造價(jià)過高。因此選擇梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案更為合理。

3.2 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置

在本項(xiàng)目中豎向轉(zhuǎn)換構(gòu)件的布置有以下特點(diǎn)：（1）在建筑四周轉(zhuǎn)換柱兩側(cè)布置短肢剪力墻，中部設(shè)置與上部結(jié)構(gòu)剪力墻貫通的核心筒作為主抗側(cè)力構(gòu)件。建筑四周轉(zhuǎn)換柱兩側(cè)布置剪力墻的目的有兩個(gè)：一是提高剪力墻承擔(dān)的地震剪力的比例；二是提高結(jié)構(gòu)整體抗扭轉(zhuǎn)的能力。并且有利于減小框支柱的軸力，控制框支柱軸壓比≤0.6。（2）落地墻厚度設(shè)為600，控制轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)的等效剛度比不大于1.3，并盡量接近1.0。

轉(zhuǎn)換梁的布置應(yīng)該傳力直接明確，盡量避免采用二次轉(zhuǎn)換，但在此工程中，上部空間劃分為住宅空間，因此為滿足設(shè)計(jì)要求，就需要設(shè)置置轉(zhuǎn)換主梁和次梁，并且為滿足建筑功能要求，加設(shè)了部分短肢剪力墻。轉(zhuǎn)換梁的布置需特別注意以下兩點(diǎn)：

在上部墻肢或者轉(zhuǎn)換次梁靠近轉(zhuǎn)換柱較近時(shí)，轉(zhuǎn)換梁端部會產(chǎn)生較大剪力；

上部剪力墻不能居轉(zhuǎn)換梁中線布置時(shí)，轉(zhuǎn)換梁也會產(chǎn)生很大扭矩；

問題（1）可通過梁加腋（包括水平或豎向加腋），或局部加大梁截面的方式處理；問題（2）可通過增加次梁、增加轉(zhuǎn)換梁寬度、水平加腋等方式解決。

3.3 計(jì)算分析結(jié)構(gòu)

在對建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算分析時(shí)，其計(jì)算選擇的合理性直接影響到計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性及可靠性。在此工程中選用的就是以墻元模型模擬剪力墻的SATWE空間有限元軟件。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步選定轉(zhuǎn)換梁截面，用SATWE進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計(jì)算，得到轉(zhuǎn)換梁所受設(shè)計(jì)剪力后，按照該值不大于0.15fcbh/0.85校核截面尺寸。對轉(zhuǎn)換梁不僅有強(qiáng)度要求，也有剛度要求。本工程轉(zhuǎn)換層的層高為5.8m，轉(zhuǎn)換梁的最大凈跨度為7.5m，大梁截面尺寸為800mm×1800mm，1000mm×2000mm，1200mm×2200mm。梁寬度不小于上部墻體厚度（200mm），梁高度大于梁跨度的1/6，均滿足要求。根據(jù)軸壓比確定框支柱主要截面尺寸：1000mm×1000mm，1200mm×1200mm。

根據(jù)SATWE的計(jì)算結(jié)果，并采用FEQ進(jìn)行有限元對轉(zhuǎn)換構(gòu)件進(jìn)行分析復(fù)核。

結(jié)語

總而言之，建筑工程設(shè)計(jì)行業(yè)是推動我國現(xiàn)代化建設(shè)至關(guān)重要的產(chǎn)業(yè)類型，在建筑工程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的分析與優(yōu)化對建筑結(jié)構(gòu)整體的結(jié)構(gòu)性能與建設(shè)成本的控制有著重要的意義。轉(zhuǎn)換層是上下不同結(jié)構(gòu)體系的銜接部位，剛度突變、應(yīng)力集中，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行深入分析與研究對結(jié)構(gòu)安全有著重要作用。

參考文獻(xiàn)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案范文第2篇

目前，化學(xué)發(fā)光免疫分析儀以分立式結(jié)構(gòu)最為典型。分立式結(jié)構(gòu)的工作原理[1]與手工操作相似，樣品與試劑按特定比例被添加到彼此分立的反應(yīng)杯或試管中完成混合、孵育和檢測等過程。各個(gè)樣品在分析過程中是互不摻雜的，因此交叉污染率相對較低。本文提出一種新型的化學(xué)發(fā)光免疫分析儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)介紹了存儲模塊、加樣模塊、傳送模塊等結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)分析儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些改進(jìn)設(shè)計(jì)，有效地提高了工作效率和空間利用率。

1分析儀工作流程分析

在本文的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中，全自動化學(xué)發(fā)光免疫分析儀的工作流程（如圖1所示）為：加樣模塊中的加樣針先后吸取待測樣品與配套的兩種試劑并將其加入到反應(yīng)杯中混合，然后反應(yīng)杯進(jìn)入孵育區(qū)進(jìn)行免疫反應(yīng)。免疫反應(yīng)完成后，去除反應(yīng)杯內(nèi)的干擾物并加入發(fā)光底物，隨后對發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行檢測。將所得數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)品測出的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行對照，計(jì)算分析得出待測物的濃度。

2分析儀各模塊結(jié)構(gòu)與功能

2.1存儲模塊

樣品、試劑存儲模塊主要用于存放待測樣品及各種相關(guān)試劑，同時(shí)可以將樣品和試劑傳送到加樣位置上。如圖3所示為化學(xué)發(fā)光免疫分析儀存儲模塊結(jié)構(gòu)圖。存儲模塊由兩個(gè)樣品轉(zhuǎn)盤和一個(gè)試劑轉(zhuǎn)盤組成。樣品轉(zhuǎn)盤和試劑轉(zhuǎn)盤均設(shè)計(jì)為圓環(huán)形盤狀結(jié)構(gòu)，其圓周上均勻布置用于放置樣品、試劑容器的收容腔。樣品轉(zhuǎn)盤用于放置盛放待測樣品的試管，并通過轉(zhuǎn)動將待測樣品依次傳送到加樣位置，等待加樣模塊進(jìn)行加樣操作。試劑轉(zhuǎn)盤同圓心地布置于樣品轉(zhuǎn)盤的內(nèi)側(cè)，可通過轉(zhuǎn)動將所用試劑傳送到加樣位置。用于實(shí)驗(yàn)檢測的兩種配套的試劑分別放置于試劑轉(zhuǎn)盤的內(nèi)、外圈收容腔內(nèi)。當(dāng)待測樣品較多時(shí)，備用樣品轉(zhuǎn)盤可用于放置樣品。此時(shí)，加載模塊可將樣品轉(zhuǎn)盤已檢測完畢的樣品卸載到備用樣品轉(zhuǎn)盤上的廢棄位置，并將待測樣品加載到樣品轉(zhuǎn)盤上的收容腔內(nèi)。分析儀的存儲模塊采用轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)，可使分析儀整體布局更加緊湊，也可以簡化該部分的傳動結(jié)構(gòu)。同時(shí)，存儲模塊還可以直接完成將樣品和試劑傳送到加樣位置的動作，無需增加其他傳動結(jié)構(gòu)。相比于同類分析儀樣品、試劑分塊式布局的方式[6]，本文中的存儲模塊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了樣品和試劑的傳送操作，減小了加樣模塊進(jìn)行加樣操作的行程，進(jìn)而有效地提高了分析儀的加樣效率。另外，采用轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)無需額外增加機(jī)械結(jié)構(gòu)，即可在轉(zhuǎn)動過程中，完成有磁珠標(biāo)記抗體的混勻。

2.2加樣模塊

加樣模塊的主要功能是根據(jù)預(yù)先規(guī)劃的運(yùn)動軌跡控制加樣單元準(zhǔn)確運(yùn)動，按照特定的順序?qū)⒚笜?biāo)記抗原、待測樣品、磁珠標(biāo)記抗體加入到反應(yīng)杯中，完成加樣操作。化學(xué)發(fā)光免疫分析儀加樣模塊結(jié)構(gòu)如圖4所示。加樣模塊由直線導(dǎo)軌、加樣單元（包含加樣針）、清洗槽等部分組成。直線導(dǎo)軌將加樣單元限定在一直線軌跡上運(yùn)動，可分別控制三個(gè)加樣單元到達(dá)不同的加樣位置。加樣模塊采用三個(gè)加樣單元分別攜帶加樣針，可同時(shí)吸取存儲模塊中的樣品和試劑，依次加入到反應(yīng)杯中進(jìn)行反應(yīng)，有效避免交叉污染；并且在清洗操作時(shí)，能夠同時(shí)對三根加樣針進(jìn)行清洗。加樣模塊的操作方式可大幅節(jié)省樣品、試劑吸取和加樣針清洗時(shí)的操作時(shí)間，有效地提高加樣操作的效率。同時(shí)，分析儀可通過控制存儲模塊中的樣品轉(zhuǎn)盤、試劑轉(zhuǎn)盤和傳送模塊的反應(yīng)盤，使得待測樣品、配套試劑、反應(yīng)杯的加樣位置位于直線導(dǎo)軌正下方，因此加樣單元只需進(jìn)行直線移動，相比較常見的三自由度直線式加樣臂[7]和平面關(guān)節(jié)式加樣臂[2,3]，加樣模塊對加樣單元的移動行程減小，定位精度的控制也更加簡便。

2.3傳送模塊

分析儀的傳送模塊的主要功能是將反應(yīng)杯傳送到加樣位置上，同時(shí)能夠控制反應(yīng)杯在發(fā)光檢測分析過程中的位置。傳送模塊起到了串聯(lián)整體儀器的作用，在實(shí)驗(yàn)檢測過程中實(shí)現(xiàn)反應(yīng)杯位置的改變——反應(yīng)杯經(jīng)過加樣位置、孵育位置、清洗位置、加底物位置和檢測位置，并最終被回收——使分析儀的各個(gè)工作流程能夠連續(xù)進(jìn)行。如圖5所示為化學(xué)發(fā)光免疫分析儀傳送模塊結(jié)構(gòu)圖。圖5(a)為傳動模塊俯視圖。傳動模塊主要由底盤和四個(gè)反應(yīng)盤組成。每個(gè)反應(yīng)盤上有若干均布于圓周上的反應(yīng)杯位，反應(yīng)杯可放置于反應(yīng)杯位中。四個(gè)反應(yīng)盤均勻地布置于底盤圓周上。當(dāng)反應(yīng)杯需要加樣時(shí)，反應(yīng)盤轉(zhuǎn)動一定角度到達(dá)加樣位置，即進(jìn)行“自轉(zhuǎn)”。當(dāng)加樣操作完成后，反應(yīng)盤再次轉(zhuǎn)動一定角度，使下一個(gè)位置的反應(yīng)杯到達(dá)加樣位置，等待下一次加樣操作的進(jìn)行，依此類推。當(dāng)分析儀對一個(gè)反應(yīng)盤上所有的反應(yīng)杯均完成加樣操作后，傳送模塊進(jìn)行“公轉(zhuǎn)”：轉(zhuǎn)盤帶動四個(gè)反應(yīng)盤轉(zhuǎn)動90°，“公轉(zhuǎn)”過程中反應(yīng)盤保持靜止。傳動模塊的“自轉(zhuǎn)”與“公轉(zhuǎn)”的相互轉(zhuǎn)換，可通過布置于轉(zhuǎn)盤下方的傳動系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。該傳動模塊設(shè)計(jì)的特點(diǎn)在于：1）在反應(yīng)杯數(shù)目滿足實(shí)驗(yàn)的孵育時(shí)長和高通量的條件下，將反應(yīng)杯平均布置于四個(gè)反應(yīng)盤上，可有效減小傳動模塊的占用面積，并且結(jié)構(gòu)簡單；2）在“自轉(zhuǎn)”過程中，四個(gè)反應(yīng)盤同步轉(zhuǎn)動，同時(shí)可以保證每個(gè)反應(yīng)盤的操作相互獨(dú)立，互不干擾；3）反應(yīng)盤模塊化設(shè)計(jì)，當(dāng)一個(gè)反應(yīng)盤完成發(fā)光檢測后，可更換新的反應(yīng)盤到轉(zhuǎn)盤相應(yīng)位置，保證實(shí)驗(yàn)檢測的連續(xù)性。

2.4加載模塊

分析儀的加載模塊由一個(gè)機(jī)械臂構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖6所示。機(jī)械臂由移動關(guān)節(jié)、大臂、小臂和末端夾取裝置組成，其自由度數(shù)為3。末端夾取裝置的開合可以通過電磁鐵通斷電情況來控制：當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，夾取裝置張開；當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)，夾取裝置閉合。加載模塊主要有兩個(gè)功能：更換反應(yīng)盤；更換樣品試管。在反應(yīng)盤中心位置開有一個(gè)夾取用孔。當(dāng)一個(gè)反應(yīng)盤上所有位置的反應(yīng)杯均完成發(fā)光檢測操作后，將機(jī)械臂夾持裝置的末端伸入該反應(yīng)盤的夾取用孔中，電磁鐵通電后，夾取裝置張開，撐住孔內(nèi)壁，將使用過的反應(yīng)盤移動到回收位置。之后，將備用的反應(yīng)盤移動到相應(yīng)的反應(yīng)盤位置上，完成反應(yīng)盤的更換。此操作示意如圖7(a)所示。同理，將機(jī)械臂夾持裝置的末端伸入已完成加樣的樣品試管中，夾取裝置張開，末端撐住樣品試管內(nèi)壁，可以完成樣品試管的更換操作。此操作示意如圖7(b)所示。利用分析儀加載模塊，可以完成備用實(shí)驗(yàn)用品的更換操作，使得實(shí)驗(yàn)測試能夠連續(xù)不斷地進(jìn)行，進(jìn)而增加實(shí)驗(yàn)的測試通量和儀器工作效率。同時(shí)，采用機(jī)械臂進(jìn)行相關(guān)操作，提高了分析儀的自動化程度，減少了實(shí)驗(yàn)人員的人工干預(yù)。另外，末端夾取裝置通過電磁鐵進(jìn)行控制，減少了電機(jī)的數(shù)目，利于控制操作過程。

3結(jié)束語

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案范文第3篇

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；基本原則；合理設(shè)計(jì)方案

中圖分類號： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

引言

隨著經(jīng)濟(jì)與時(shí)代的發(fā)展，人們對于建筑的要求逐漸提升。與此同時(shí)建筑工程項(xiàng)目的投資力度、規(guī)模、技術(shù)復(fù)雜度也都相應(yīng)的提高，為此如何在保證建筑使用安全成為重要問題。對于建筑質(zhì)量問題，首選的解決方案是規(guī)范結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但是在具體的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)方案的選擇受到很多原因的影響，從而最終造成設(shè)計(jì)方案不能實(shí)現(xiàn)，不但造成了各種資源的浪費(fèi)，也影響了建筑事業(yè)的發(fā)展，所以可見規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，選擇合適的設(shè)計(jì)方案是很重要的。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

通常來講，在某種有序的活動中，都需要遵循一定的原則才能保證活動的順利進(jìn)行，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也不例外。由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要將建筑工程中的方方面面都考慮到，是一項(xiàng)龐大復(fù)雜而又系統(tǒng)有序的工作，必須遵循一定的基本原則，以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性。

1、抓大放小原則

抓大放小原則是指在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要分清建筑中不同結(jié)構(gòu)的主次關(guān)系，重點(diǎn)確保主要建筑構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理穩(wěn)固，但這并不是說要忽視次要建筑構(gòu)件的設(shè)計(jì)優(yōu)良性，而是指當(dāng)建筑物突然發(fā)生某種危險(xiǎn)時(shí)，要保證主要建筑構(gòu)件能夠發(fā)揮職能，即使次要建筑結(jié)構(gòu)被毀壞，也不至于使整座建筑倒塌或使建筑核心受到嚴(yán)重?fù)p害。

2、剛?cè)嵯酀?jì)原則

設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，剛?cè)嵯酀?jì)是最科學(xué)、最合理的設(shè)計(jì)體系。建筑結(jié)構(gòu)太剛則缺乏一定的變形能力，在面對強(qiáng)大的破壞力時(shí)，所要承受的力也會很大，容易造成大面積坍塌或全部破壞。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的太柔雖然能夠消除一定的破壞力，由于建筑缺乏一定的強(qiáng)度容易變形過大，很容易造成整個(gè)建筑物全體傾覆。由此就需要設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，能夠準(zhǔn)備把握工程的設(shè)計(jì)力度，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

3、多重設(shè)防原則

多重設(shè)防原則主要是為了提高建筑物在遭遇危險(xiǎn)或?yàn)?zāi)害時(shí)的自身抵抗能力而設(shè)定的。近年來，常有建筑物因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，在遭受一些外界災(zāi)害時(shí)，表現(xiàn)出很弱的穩(wěn)定性，甚至?xí)?dǎo)致建筑物坍塌的現(xiàn)象。這就是在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)沒能遵循多重設(shè)防的原則。

4、打通關(guān)節(jié)原則

關(guān)節(jié)在建筑中無處不在，并且從歷次的災(zāi)害中發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)的破壞所引發(fā)的建筑損壞占據(jù)較大比例。理想中的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該是渾然一體的，沒有任何關(guān)節(jié)，從而使得所受到的外力迅速地傳播及消減。在這一思路的指引下，設(shè)計(jì)中要盡量的將建筑的各個(gè)關(guān)節(jié)聯(lián)系起來，也就是打通關(guān)節(jié)，從而不阻礙力的傳播。在設(shè)計(jì)概念中要保證關(guān)節(jié)打通的關(guān)鍵是保證力量在構(gòu)件中的分配是按照構(gòu)件剛度的大小進(jìn)行的，不能出現(xiàn)受力的不合理集中，從而達(dá)到靜態(tài)平衡。一旦關(guān)節(jié)打通就可以保證關(guān)節(jié)的平衡，從而使得關(guān)節(jié)永遠(yuǎn)處于原始狀態(tài)。而設(shè)計(jì)者所要做作的工作就是將靜態(tài)的構(gòu)建有機(jī)的組合在一起，同時(shí)依然保持整體的靜態(tài)或者相對靜態(tài)。

5、以人為本原則

建筑設(shè)計(jì)以及建筑施工的最終目的是為人類服務(wù)，為此建筑物必須要能滿足人們的各項(xiàng)需求方能實(shí)現(xiàn)其最終價(jià)值，這就要求在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要依照以人為本的原則進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。

6、綠色環(huán)保原則

這項(xiàng)原則是在全球生態(tài)環(huán)境急劇惡化的情況下成為現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注重的基本原則。如今我國的城市現(xiàn)代化不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)人口日益增加，建筑面積的擴(kuò)大致使綠化面積逐年減少，生態(tài)環(huán)境遭到很大破壞，嚴(yán)重威脅著人們的健康。

二、合理設(shè)計(jì)方案

1、從結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造上進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

在計(jì)算結(jié)構(gòu)角度過程中要注意以下問題：（1）底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算注意問題。明確底部剪力法一般適用于剛度均勻的多層結(jié)構(gòu)，如果使用在薄弱的底層框架混合結(jié)構(gòu)要考慮到塑性變形集中帶來的影響；底框砌體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算中要考慮到底層框架柱中地震作用所產(chǎn)生的傾覆力矩所引發(fā)的附加軸力；由于底框架結(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻，為此底層框架混合結(jié)構(gòu)的剪力不能簡單的按照框架抗震墻方法。剛度計(jì)算中，框架不折減，抗震墻折減到彈性剛度的20%～30%。（2）避免荷載計(jì)算錯(cuò)誤。經(jīng)常出現(xiàn)的荷載計(jì)算錯(cuò)誤如活荷載折減不當(dāng)、漏算或者少算荷載、建筑用料與實(shí)際不符等。（3）避免樓板計(jì)算錯(cuò)誤。雙向板查表時(shí)不能忽略材料泊松比帶來的影響，否則結(jié)果偏小；連續(xù)板計(jì)算中不能簡單的用單向板計(jì)算方法代替。（4）電算結(jié)果正確性的合理評價(jià)。得到的計(jì)算結(jié)果要根據(jù)施工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷、分析，最終決定是否可以最為施工設(shè)計(jì)的依據(jù)。

在構(gòu)造角度中應(yīng)該注意的問題：（1）嚴(yán)格的按照規(guī)范要求施工，確保鋼筋在每一個(gè)位置所需要的延伸及搭接長度、錨固以及選材等符合要求；（2）注重構(gòu)件規(guī)定的最大及最小配筋率。尤其是針對于具有抗震要求的建筑，既要保證建筑的延伸性，同時(shí)又要滿足最小配筋率要求。（3）通過采取相應(yīng)的通風(fēng)融熱措施來有效避免屋面溫度應(yīng)力引發(fā)的墻體開裂現(xiàn)象。（4）為滿足抗震性能設(shè)置的構(gòu)造柱要保證在建筑內(nèi)部上下對準(zhǔn)貫通。

2、從抗震要求出發(fā)，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于最新的抗震規(guī)定及要求，在抗震等級要求較高的地區(qū)，無論住宅使用的框架剪力墻結(jié)構(gòu)還是多層磚混結(jié)構(gòu)都要服從抗震的性能，即采用二階段設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求。對于一般的多層砌體住宅建筑要首選橫墻承重或者縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系，在設(shè)計(jì)過程中要保證縱橫墻均勻布置，在平面內(nèi)對其并且在豎向上下連續(xù)；樓梯間盡量避免設(shè)置在房屋的轉(zhuǎn)角或者盡端，并且避免使用無錨固的鋼筋混凝土預(yù)制挑檐。對于多層或者高層的鋼筋混凝土住宅要做到：首先抗震墻與框架等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要雙向布置，從而有效地承擔(dān)平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面的地震力；結(jié)構(gòu)布置要力求規(guī)則，對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)要設(shè)置防震縫；為了促使框架體系的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)成協(xié)同工作狀態(tài)要控制抗震墻之間樓及屋蓋的長寬比及整體性，同時(shí)要抗震墻的剛度及與框架的連接性。

3、根據(jù)地基進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于建筑地基的沉降會導(dǎo)致構(gòu)件的開裂或者破壞，為此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要參考建筑的地基沉降。尤其是對于高層建筑，地基需要一定的埋置深度，為此一般使用樁筏或者樁箱的結(jié)合形式。在此過程中要充分的保證箱體的整體剛度，尤其是保證下部群樁的形心要和上部結(jié)構(gòu)重心吻合。對于多層建筑，特別是地基的軟土層覆蓋厚度大的建筑要對地基進(jìn)行相應(yīng)的處理來降低建筑沉降。地基處理方法要基于建筑上部結(jié)構(gòu)及地基的具體情況，同時(shí)也要參考施工要求，從而確定處理后地基所需要達(dá)到的指標(biāo)，最終考慮經(jīng)濟(jì)性、適用性等方面得出最優(yōu)方案。

結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑工程建設(shè)中是一項(xiàng)非常重要的工作內(nèi)容，是關(guān)系著建筑施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，對于建筑物的使用性能和使用壽命的影響都有著不可忽視的重要作用。因此，在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，一定要以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則為指導(dǎo)，采用科學(xué)合理的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此過程中，要求設(shè)計(jì)人員一定要具備扎實(shí)全面的建筑專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的工作態(tài)度以及靈活創(chuàng)新的頭腦，保證建筑結(jié)構(gòu)的合理性、科學(xué)性、可行性與經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏然.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則及合理設(shè)計(jì)方案[J].民營科技，2011 (05).

[2]蘇成江.淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的幾點(diǎn)問題[J].民營科技，2011 (04).

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案范文第4篇

關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；離差最大化；優(yōu)選；方案；影響因素；分析

中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，對于建筑工程施工造價(jià)控制以及建筑施工質(zhì)量保障有著積極的作用和意義。通常情況下，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)選的目的，是為了通過競爭或者是通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)的評價(jià)方法，最終選擇出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)功能完善、經(jīng)濟(jì)成本合理并且安全可靠的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，以提高建筑工程施工建設(shè)的綜合效益，促進(jìn)建筑工程施工建設(shè)的發(fā)展與進(jìn)步。文章通過對于價(jià)值工程優(yōu)選設(shè)計(jì)方案方法中存在的問題進(jìn)行分析，從離差最大化設(shè)計(jì)方案優(yōu)選評價(jià)原理與模型的建立、具體計(jì)算評價(jià)等方面，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的影響因素，進(jìn)行基于離差最大化的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)選分析與探討。

1、價(jià)值工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)選評價(jià)局限性分析

價(jià)值工程設(shè)計(jì)方優(yōu)選方法，主要就是通過運(yùn)用價(jià)值工程優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的方法，通過對于設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)屬性的評價(jià)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)統(tǒng)一的工程前期的造價(jià)控制實(shí)現(xiàn)。在我國，價(jià)值工程設(shè)計(jì)方案優(yōu)選方法還是具有一定的應(yīng)用范圍，通常情況下，在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)過程中，就是通過設(shè)計(jì)招投標(biāo)或者是設(shè)計(jì)方案優(yōu)選、限額設(shè)計(jì)等方式，通過使用價(jià)值工程優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在對于設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的評價(jià)后，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)方案在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一，并對于工程前期的造價(jià)成本進(jìn)行控制。

總之，價(jià)值工程設(shè)計(jì)方案優(yōu)選方法是一種通過應(yīng)用集體智慧結(jié)晶成果和有組織的活動，以設(shè)計(jì)方案中的設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能的分析評價(jià)為主，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案保持在以及較低的成本費(fèi)用滿足安全可靠的產(chǎn)品必要功能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。因此，根據(jù)價(jià)值工程設(shè)計(jì)方案優(yōu)選方法的具體方法步驟可知，應(yīng)用價(jià)值工程設(shè)計(jì)方案優(yōu)選方法進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選評價(jià)中，主要就是對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能以及設(shè)計(jì)成本之間的相互關(guān)系進(jìn)行研究，并且根據(jù)這種相互關(guān)系的研究結(jié)果，來進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的評價(jià)優(yōu)選。

結(jié)合價(jià)值工程設(shè)計(jì)方案優(yōu)選評價(jià)方法的具體優(yōu)選評價(jià)方式與原理，在實(shí)際應(yīng)用中，該方法主要具有以下的局限性與應(yīng)用問題。首先，價(jià)值工程優(yōu)選方法在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案中指標(biāo)權(quán)重系數(shù)的確定中，具有較大的主觀性；其次，價(jià)值工程優(yōu)選方法的設(shè)計(jì)方案評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不夠完善；最后，價(jià)值工程優(yōu)選方法在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案中成本系數(shù)指標(biāo)因素的確定中，只是在方案之間進(jìn)行對比確定，準(zhǔn)確性與合理性不足。

2、基于離差最大化的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)選

離差最大化進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選評價(jià)，能夠根據(jù)不同類型的指標(biāo)屬性，比如效益型或者是成本型、區(qū)間型等，通過對于這些指標(biāo)偏離程度的計(jì)算，并根部不同屬性指標(biāo)偏離程度的衡量標(biāo)準(zhǔn)不同規(guī)律，對于設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)選評價(jià)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用離差最大化進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選評價(jià)，其優(yōu)選評價(jià)實(shí)質(zhì)就是通過設(shè)計(jì)方案中主要評價(jià)指標(biāo)的對比，應(yīng)用最大離差實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選評價(jià)，它對于價(jià)值工程優(yōu)選方法中，功能系數(shù)與成本系數(shù)相比的設(shè)計(jì)方案優(yōu)選評價(jià)局限和不足有很好的彌補(bǔ)改善。

2.1 基于離差最大化的設(shè)計(jì)方案模型建立

根據(jù)上述離差最大化設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選評價(jià)原理方式，應(yīng)用離差最大化進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選評價(jià)實(shí)現(xiàn)中，首先需要進(jìn)行評價(jià)矩陣的建立。

假設(shè)集合D為要進(jìn)行優(yōu)選評價(jià)的設(shè)計(jì)方案集合，而D1、D2、D3……Dn為不同的設(shè)計(jì)方案，對于這些設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)立的評價(jià)指標(biāo)結(jié)合為G，而G1、G2、G3……Gn為不同的評價(jià)指標(biāo)因素。如果存在Di的指標(biāo)因素Gj屬性值為Yij，那么，就可以用下式（1）所示矩陣，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案D所對應(yīng)的的評價(jià)指標(biāo)因素集合D的屬性矩陣表示。

（1）

通常情況下，在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案優(yōu)選評價(jià)中評價(jià)矩陣建立時(shí)，對于評價(jià)矩陣中的評價(jià)指標(biāo)因素多進(jìn)行效益型以及成本型、固定型三個(gè)屬性類型的劃分，其中效益型的評價(jià)指標(biāo)因素中，指標(biāo)屬性值通常越大越好；而成本型的指標(biāo)屬性中，指標(biāo)的屬性值則是越小越好；固定型指標(biāo)屬性類型中，其屬性值既不能太大，也不能太小，通常以穩(wěn)定在某個(gè)固定值范圍標(biāo)準(zhǔn)為最佳。

通常情況下，離差最大化設(shè)計(jì)方案優(yōu)選評價(jià)時(shí)，由于不同屬性類型的評價(jià)指標(biāo)之間存在有不同的衡量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和衡量評價(jià)單位等，因此，為了避免這種不同衡量標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)過程中不能統(tǒng)一衡量問題，進(jìn)行優(yōu)選評價(jià)設(shè)計(jì)方案的選擇前，應(yīng)做好相關(guān)的規(guī)范化處理。如下公式（2）中的a、b和c所示，分別為效益型、成本型和固定型三種不同屬性類型指標(biāo)的規(guī)范化處理表示公式。

（a）

（b）（2）

（c）

將不同屬性類型的設(shè)計(jì)方案評價(jià)指標(biāo)在經(jīng)過上示公式的規(guī)范化計(jì)算處理后，就可以得到一個(gè)決策矩陣，在決策矩陣關(guān)系中，設(shè)計(jì)方案評價(jià)指標(biāo)的屬性值，則是越大越好。

2.2 指標(biāo)權(quán)重系數(shù)的確定

結(jié)合上述優(yōu)選評價(jià)設(shè)計(jì)方案模型的建立情況，假設(shè)每個(gè)設(shè)計(jì)方案的評價(jià)指標(biāo)權(quán)向量為W，則W滿足下列關(guān)系公式（3）所示計(jì)算關(guān)系。

（3）

并且對于第i中設(shè)計(jì)方案的綜合評價(jià)值，可以通過下列計(jì)算公式（4）進(jìn)行計(jì)算得出。

（4）

需要注意的是，應(yīng)用離差最大化進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選評價(jià)過程中，結(jié)合實(shí)際優(yōu)選評價(jià)應(yīng)用情況，為了方便進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選評價(jià)實(shí)現(xiàn)，通常hia需要對于離差最大化優(yōu)選評價(jià)計(jì)算結(jié)果，采用熵值法進(jìn)行修正處理。

假設(shè)設(shè)計(jì)方案Di的評價(jià)指標(biāo)Gj和其他設(shè)計(jì)方案之間的離差值，可以用下列公式（5）進(jìn)行表示，那么對于設(shè)計(jì)方案中的評價(jià)指標(biāo)Gj來講，所有設(shè)計(jì)方案和其它方案之間的總離差值，就可以用下列公式（6）進(jìn)行計(jì)算表示。

（5）

（6）

通過上述計(jì)算公式就可以實(shí)現(xiàn)對于設(shè)計(jì)方案中總離差的最大化情況進(jìn)行計(jì)算求得，從而實(shí)現(xiàn)對于設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選評價(jià)，但是，為了避免設(shè)計(jì)方案評價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定中的主觀性與隨意性對于優(yōu)選評價(jià)結(jié)果的影響，就可以對于上述計(jì)算公式，進(jìn)行熵值法修正，得到如下（7）所示權(quán)重最優(yōu)解計(jì)算公式，并以此進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選評價(jià)。

（7）

3、結(jié)束語

總之，基于離差最大化的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)選評價(jià)方法，是一種相對比較合理，并且適應(yīng)性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)方案優(yōu)選方法，進(jìn)行該方法理論基礎(chǔ)下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)選分析，有利于提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案評價(jià)水平。

參考文獻(xiàn)

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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案范文第5篇

關(guān)鍵詞：倒虹吸；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；白馬門河渠道倒虹吸

中圖分類號： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

當(dāng)渠道與道路或河溝高程接近，處于平面交叉時(shí)，需要修一建筑物，使水從路面或河溝下穿過，此建筑物通常叫做倒虹吸。倒虹吸主要有豎井式。這種形式施工簡便而且便于清除泥沙。倒虹吸有箱形和圓形兩種。物理上水往高處走的現(xiàn)象是一種水利工程的技巧。倒虹吸，它是在渠道與道路、河流發(fā)生交叉或在渠道穿越山谷時(shí)經(jīng)常采用的一種立交水工建筑物。早在2000多年前，中國已有成功的運(yùn)用。與虹吸管一樣，它在立面上也呈弓形；不同的是，其弓彎向上。而且，雖然倒虹吸管和虹吸管的輸水原理相同，即都借助于上下游的水位差，但倒虹吸在開始工作時(shí)不需人為地制造管中的真空，因而更為普及。

本文主要針對南水北調(diào)中線工程白馬門河水渠倒虹吸結(jié)構(gòu)計(jì)算分別運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)自由變形框架算法、Sap84彈性地基梁法和Supsap三維有限兒分析法三種方法，并且進(jìn)行比較。

1結(jié)構(gòu)計(jì)算方法

1.1結(jié)構(gòu)力學(xué)自由變形框架算法

結(jié)構(gòu)力學(xué)自由變形框架算法是將倒虹吸管視為坐落在地基上的自由變形框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的。地基反力簡化為線性分布，用材料力學(xué)方法求得。

選用迭代計(jì)算法，計(jì)算時(shí)將倒虹吸結(jié)構(gòu)簡化為平面框架，沿倒虹吸管的縱向取lm長單寬，按平面問題計(jì)算內(nèi)力，然后進(jìn)行配筋和抗裂驗(yàn)算。

1.2Sap84彈性地基梁法

Sap84是專門為微型計(jì)算機(jī)開發(fā)的通用結(jié)構(gòu)分析程序，其輸入數(shù)據(jù)文件采用了自由格式。程序提供的圖形顯示輸出功能、數(shù)據(jù)檢查以及報(bào)錯(cuò)功能，以及在計(jì)算機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)的二維分析、平面分析、振動分析和動力分析等功能。結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，沿倒虹吸管縱向取lm單寬，按平面問題進(jìn)行計(jì)算。底板彈性鏈桿的剛度用地基的變形模量乘以每根彈簧支撐的面積來計(jì)算。

如果只進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算而不進(jìn)行配筋計(jì)算，則坐標(biāo)軸的方向可以隨意設(shè)置。在進(jìn)行配筋計(jì)算時(shí)，程序會默認(rèn)Z軸鉛直向上，故必須在建立坐標(biāo)系時(shí)將z軸建在豎軸上(X，Y，Z三軸按照右手法則進(jìn)行排列)，否則配筋結(jié)果全錯(cuò)。

1.3Supsap三維有限兒分析法

Supsap是美國Algor軟件公司研制的微機(jī)上使用的大型通用有限兒軟件。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先是前處理部分，即畫出計(jì)算模型和施加荷載及約束信息。基本數(shù)據(jù)取值如下：泊松比1/6，混凝土C25，剪切模量取1. 14*l06t/m2。約束信息中，地基仍然按彈性地基考慮，按地基和底板一起作用計(jì)算。將彈性鏈桿的剛度施加到底板和地基接觸的各節(jié)點(diǎn)上，剛度計(jì)算方法同Sap84彈性地基梁法。

2工程概況

白馬門河渠道倒虹吸位于焦作市中站區(qū)西南，北距焦（作）-博（愛）公路約1km，東臨焦武路，進(jìn)口漸變段起點(diǎn)樁號為總干渠Ⅳ31+399，出口漸變段終點(diǎn)樁號為總干渠Ⅳ31+735，建筑物總長336m，其中管身水平投影長200m。白馬門河渠道倒虹吸由進(jìn)口漸變段、進(jìn)口檢修閘、管身段、出口控制閘和出口漸變段組成。白馬門河倒虹吸實(shí)行分期施工，一期工程主要進(jìn)行管身段的開挖、混凝土澆筑和土石方回填施工；二期主要進(jìn)行倒虹吸進(jìn)口漸變段、進(jìn)口閘室、出口閘室和出口漸變段的開挖、混凝土澆筑和土石方回填施工。

白馬門河倒虹吸管身段:水平投影長200m。由進(jìn)口斜管段、水平段和出口斜管段共13個(gè)倉組成，混凝土3.2萬方，鋼筋制安2391t。管身橫向?yàn)? 孔箱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每2 孔為一聯(lián)，左右對稱布置的箱型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單孔過水?dāng)嗝?.5m×6.7m（寬×高）。

3計(jì)算結(jié)果

3.1結(jié)構(gòu)力學(xué)自由變形框架算法和Sap84彈性地基梁法比較

表1 結(jié)構(gòu)力學(xué)自由變形框架算法和Sap84彈性地基梁法比較

3.2結(jié)構(gòu)力學(xué)自由變形框架算法、Sap84彈性地基梁法和Supsap三維有限兒分析法比較

表2結(jié)構(gòu)力學(xué)自由變形框架算法、Sap84彈性地基梁法和Supsap三維有限兒分析法比較

單位：kpa

3. 3成果分析

（1）由表1中的數(shù)據(jù)可以看出，兩種計(jì)算方法的結(jié)果接近，最后的配筋成果都一樣。對于底板來講，彈性地基梁法考慮了底板與地基土的相互變形的影響，而迭代法將地基的反力簡化成地基反力施加在底板上，對于結(jié)構(gòu)的簡化程度較大；對于整個(gè)結(jié)構(gòu)而言，彈性地基梁法考慮了位移變形的影響，是利用有限單兒法計(jì)算的，與實(shí)際受力情沉更相符合。由于彈性地基梁法對結(jié)構(gòu)本身進(jìn)行了一定的優(yōu)化，所以計(jì)算結(jié)果偏小，但是不影響最后的配筋成果。

（2）由表2可以看出，各桿的最大拉應(yīng)力均小于抗裂允許的強(qiáng)度(C25號棍凝土為1900KN /m2)，應(yīng)力分布規(guī)律也符合實(shí)際情沉。

三維分析中是按三維實(shí)體單兒建立的模型，綜合考慮了各種力互相傳遞的影響，進(jìn)行了優(yōu)化組合，它的應(yīng)力圖形面積最小。但是按應(yīng)力圖形配筋的方法尚不成熟，規(guī)范中僅提供了幾點(diǎn)參考性的建議，考慮到設(shè)計(jì)的安全性及需要模型試驗(yàn)對三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證，工作量巨大，此階段不予考慮。所以不采用此法。

傳統(tǒng)的內(nèi)力計(jì)算方法(結(jié)構(gòu)力學(xué)自由變形框架算法Sap84彈性地基梁法）是取單寬按結(jié)構(gòu)力學(xué)或桿系有限兒法進(jìn)行的平面計(jì)算，沒有充分考慮接點(diǎn)剛度和結(jié)構(gòu)空間工作性能的影響，不能完全反映實(shí)際受力狀沉，誤差較大。但是對于深埋于地下的倒虹吸結(jié)構(gòu)，簡化成平面問題處理，計(jì)算誤差也相對較小。從應(yīng)力圖形分析，Sap84彈性地基梁法拉應(yīng)力圖形面積介于迭代法與二維分析法之間，從計(jì)算難度來講，迭代法要比彈性地基梁法復(fù)雜得多。

4結(jié)論

通過計(jì)算分析可見，利用Sap84彈性地基梁有限兒法對倒虹吸進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算是可行的，計(jì)算成果的精度滿足設(shè)計(jì)要求；且此法比其它方法計(jì)算起來方便得多，原始數(shù)據(jù)輸入簡單，不易出錯(cuò)，對于不同的計(jì)算方案可以任意進(jìn)行組合計(jì)算。修改斷面尺寸也比較方便，只修改數(shù)據(jù)文件即可。所以推薦Sap84彈性地基梁法作為倒虹吸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算方法。根據(jù)此計(jì)算方法，對南沙河倒虹吸2孔、4孔、6孔方案進(jìn)行了計(jì)算，推薦4孔方案作為最后的優(yōu)選方案。

參考文獻(xiàn)：