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交通运输:浅谈结构设计的基本原则
浅谈结构设计的基本原则
| 文章出自:问吾有文无忧 | 编辑:论文下载 | 点击: | 2012-03-29 15:38:23 |

[摘 要]結構設計的目的、結構設計的四項基“放之四海皆准”的精確谜底。最後,專家們達成難以準確言傳的共識:剛柔相濟乃是設計者的追求。

2、多道防線
安好的結構體系是層層設防的,災難來臨,全数反抗外力的結構都在配合起劲,前仆後繼。這時候,若是把“生计”的但愿悉数寄託在某個單一的構件上,长短常异常危險的。多肢牆比單片牆好,框架剪力牆比純框架好等等,就是體現了多道防線的設計思绪。也許我們會自傲計算的正確性,但更要牢記絕對安好的防備構件是存在的,還是應該多多考慮:當第一道防線跨了,第二道防線能頂住嗎?概略能頂住若干?還有沒有第三、第四道防線?

3、抓年夜放小
“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等是建築結構設計中异常主要的概念。有人問:爲什麽不是“強柱強梁”“強剪強彎”呢?爲什麽全数構件都很強的結構體系反而欠好,甚至會有安好隱患呢?
這裏面首先包含著一個簡單的事理:絕對安好的結構是沒有的。簡單地說,雖然整個結構體系是由各種構件協調組成一體,但各個構件擔任的脚色不盡不异,按照其主要性也就有輕重之分。一旦弗成意料的破壞力量忽然襲來,各個構件協作反抗的目的,就是爲了保住最主要的構件免遭摧毀概略至少是最後才遭摧毀,這時候犧牲在所難免,讓誰犧牲呢?明智之舉是要讓次要構件先去承擔災難。“寧爲玉碎,不爲瓦全”,若是平均用力,概略會“玉石俱粉”,損失落則更年夜矣!在建築結構中,柱倒了,梁會跟著倒;而梁倒了,柱還可以不倒的。可見柱承擔的責任比梁年夜,柱不能先倒。爲了保證柱是在最後失落效,我們有意把梁設計成相對微弱的環節,使其破壞在先,以最年夜限度減少概略出現的損失落。若是梁柱等同看待,企圖讓他們都“堅弗成摧”,則概略會造成同時破壞,後果會更糟糕,損失落會更年夜。所以關鍵時刻要分清主次,抓年夜放小,也就是要取年夜舍小。

4、打通關節
在結構體系中,所謂關節,是指變化相聚之處,或變化出現的处所。分歧類型的構件相接處,统一構件截面改變之處,是關節。廣義上,諸如結構錯層之處,體量改變之處,轉換層亦是關節。關節無處不在,因爲結構體系乃是變化的統一。外力忽然襲來之時,對於單一的構件,力量的傳遞簡明,因而随意纰漏节制。對於複雜的結構體系,關節的複雜性難於預測和节制,即使從理論上保證了每個組成構件的強度和剛度,但因關節的普及存在,力量的傳遞经常不能暢通而出現齐集甚至中斷,破壞由此而發生。歷次災害注解,從節點開始破壞的建築占了相當年夜的比例。

所以理想的結構體系當然是渾然一體的--也就是沒有任何關節的,這樣的結構體系使任何外力都能迅速傳遞和消減。基於這個思绪,設計者要做的就是要盡概略地把結構中各種各樣的關節“打通”,使力量在關節處暢通無阻。中醫上雲:“通則不痛,痛則欠亨”,結構就象一個人,氣穴若不能暢通,癥結和隱患就會産生。在設計的四項根底原則中,“剛柔相濟”,“多道防線”,“抓年夜放小”是設計概念中的戰略問題,但要想得讓這些戰略脑子得以實現,靠的是“打通關節”這個原則作爲保證的,結構設計的具體垄断,最後全都歸到“打通關節”的貫徹和實施上來。

若何打通關節?在設計概念裏,要解決的是外力在結構體系內重分配的問題,要確保力量是按照各構件的剛度巨细進行分配的,避免出現不合理的齐集,最終達致靜態的平衡。因結構形本爲“靜”,滅於“動”中。全数 “動” 的成分對於結構均爲晦气。打通關節连结平衡的目的其實就是使其永遠處於原始的靜態,當力量不能暢通時,構件與構件之間,構件的組成元素與元素之間的靜態平衡一旦被破壞,結構變成機動,“動”就是物化,即爲終結。可見設計者是協調者,其任務是讓全数互不相關的靜態構件相聚之後依然處於靜態(也就是使其连结常態),概略是處在相對的靜態之中。
綜上所述,我們可以初步的瞭解一下結構設計的根底原則,從而爲我們設計的合理和安好也奠基了基礎。
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