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1.1動物昆明種小鼠、Wistar大鼠(醫(yī)動字0001348,001349),雌雄兼用,均購自河南省實驗動物中心。
1.2藥物炎痛舒搽劑(河南中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院提供,批號060710);酞丁安搽劑(北京四環(huán)醫(yī)藥科技股份有限公司生產(chǎn),批號20040603);二甲苯(北京52952化工廠,批號20010828);伊文思藍(lán)(德國,批號20291)。
1.3儀器722分光光度計(上??茖W(xué)儀器廠);RB-200智能熱板儀;YT-100電子壓痛儀(成都泰盟科技有限公司)。
2方法
2.1抗炎作用
2.1.1對二甲苯所致小鼠耳廓腫脹的影響雄性昆明種小鼠60只,體重25~30g,隨機(jī)分為6組:模型組(0.5%CMC),賦形劑組(30%乙醇),陽性對照組(酞丁安搽劑),炎痛舒低劑量組18.7%,中劑量組37.4%,高劑量組56.1%,每組10只。均按0.1ml/耳×3次,涂搽。實驗前2,1h和30min按組分別給小鼠左耳廓涂搽相應(yīng)受試物,于末次給藥后30min,用移液器將二甲苯滴到各組小鼠的左耳廓內(nèi)外兩面,涂抹致炎(20μl/只),致炎后1h拉脫頸椎處死小鼠,剪下左右耳廓,用直徑8mm的打孔器分別在兩耳同一部位打下圓耳片。用分析天平稱重,計算各組動物耳腫脹度和腫脹抑制率[1,2]。
腫脹度(%)=左耳重-右耳重右耳重×100%
抑制率(%)=對照組腫脹率-給藥組腫脹率對照組腫脹率×100%
2.1.2對蛋清所致大鼠足腫脹的影響取雄性Wistar大鼠60只,體重(180±20)g,隨機(jī)分為6組(同“2.1.1”項)。實驗前先測量大鼠右后足容積作為致炎前的數(shù)值。于實驗前2,1h和30min按組別給各動物的右后足跖涂搽相應(yīng)受試物。1h后于各鼠該處足跖皮下注射10%蛋清溶液0.1ml致炎,并分別于致炎后5,30min,1,2,4,6h測右后足容積,計算大鼠足腫脹度和炎癥抑制率[3]。
2.1.3對小鼠腹腔毛細(xì)血管通透性的影響雄性昆明種小鼠60只,體重(20±2)g,隨機(jī)分為6組(同“2.1.1”項),每組10只。各小鼠背部剪毛,面積2cm×2cm,次日實驗前1h和30min按組別涂搽相應(yīng)受試物約0.8ml/4cm2×2次。末次用藥后0.5h,在各小鼠背部脫毛處皮內(nèi)注射1μg/ml的組胺0.1ml/10g,同時立即尾靜脈注射2%伊文思藍(lán)生理鹽水0.1ml/10g,20min后拉脫頸椎處死動物,剪下藍(lán)染皮膚,測定面積后剪碎浸入6ml生理鹽水丙酮溶液內(nèi)24h,3000r/min離心15min,取上清液于分光光度計590nm處比色,以吸光度OD值判斷小鼠皮膚毛細(xì)血管通透性[4]。
2.2鎮(zhèn)痛作用
2.2.1熱板實驗取體重(20±2)g的雌性小鼠若干,實驗前將小鼠逐只置于(55±0.2)℃熱板儀上,測定記錄小鼠的痛閾值(以出現(xiàn)舔后足反應(yīng)為觀察指標(biāo)),挑選痛閾值在5~30s內(nèi)的小鼠60只。隨機(jī)分為6組(同前),每組10只。而后逐只置于熱板儀上測試給藥前的痛閾值2次,取其平均值作為藥前痛閾值。
實驗前2,1h和30min按組別涂搽相應(yīng)受試藥,于末次給藥后的即刻30,60,90,120,150min測定記錄小鼠的痛閾值。
2.2.2壓尾實驗采用雄性小鼠尾根壓痛法,在離尾根1cm處作為壓痛點,用YT-100電子壓痛儀測定痛閾值(g),以小鼠尾部受壓疼痛嘶叫為準(zhǔn),篩選合格小鼠60只,隨機(jī)分為6組(同熱板實驗),測定痛閾兩次,以均值作為藥前痛閾值(g)[5,6]。
實驗前2,1h和30min按組別給小鼠局部涂搽相應(yīng)受試藥(同熱板實驗),于末次給藥后30,60min將小鼠尾根部置于壓痛儀上,開動儀器,逐漸加壓,當(dāng)小鼠劇烈掙扎或嘶叫時,停止加壓,讀取壓力值作為痛閾值(g)。并進(jìn)行統(tǒng)計分析。
3結(jié)果
見表1~5。表1炎痛舒搽劑對二甲苯所致小鼠耳廓腫脹的影響與模型對照組比較,*P<0.05,**P<0.01,n=10表2炎痛舒搽劑對大鼠蛋清足跖腫脹的影響(與模型對照組比較,*P<0.05,**P<0.01,n=10
炎痛舒搽劑中、高劑量組明顯抑制小鼠耳廓腫脹度,有效對抗二甲苯所致的小鼠耳廓急性炎癥。
中、高劑量藥物組給藥后足跖在腫脹度與模型組比較明顯降低(P<0.05,P<0.01),其作用時間,中劑量組、高劑量組作用持續(xù)在5min~1h,其后作用逐漸減弱消失。
中、高劑量組與模型組比較,吸光度明顯降低(P<0.05或P<0.01)。炎痛舒搽劑能明顯抑制組胺所致的腹腔毛細(xì)血管的滲出,且較對照組作用顯著。表3炎痛舒搽劑對小鼠腹腔毛細(xì)血管通透性的影響(表4炎痛舒搽劑對小鼠鎮(zhèn)痛作用的影響(熱板法)與模型對照組比較,*P<0.05,**P<0.01;n=10
低劑量藥物組僅在用藥后即刻至30min內(nèi)有鎮(zhèn)痛作用,與模型對照組相比P<0.05;中劑量藥物組在用藥后即刻至90min內(nèi)均有鎮(zhèn)痛作用,其后作用減弱消失,作用高峰在30min左右(在即刻30,60,90min與模型組相比分別P<0.01,0.01,0.05,0.05);高劑量藥物組在用藥后即刻至120min內(nèi)均有鎮(zhèn)痛作用,其后作用減弱消失,作用高峰可持續(xù)90min左右,與模型對照組相比除120minP<0.05外,余均P<0.01;各劑量組之間呈量效關(guān)系。表5炎痛舒搽劑對小鼠鎮(zhèn)痛作用的影響(壓尾法)與空白對照組比較,*P<0.05,**P<0.01;n=10
通過壓尾試驗,觀察不同劑量的受試藥物對小鼠的鎮(zhèn)痛作用。結(jié)果顯示陽性藥物組和中、高劑量組在給藥后30min壓痛測定值與模型組比較明顯延長(P<0.05或P<0.01)。
4討論
本實驗通過多種方法觀察炎痛舒搽劑對急性非特異性炎癥反應(yīng)的抗炎及鎮(zhèn)痛作用,采用二甲苯、蛋清作為致炎因子,觀察了炎痛舒搽劑對炎癥早期實驗性滲出、腫脹的影響。組胺所致小鼠腹腔毛細(xì)血管通透性亢進(jìn)主要在于H1受體的作用;而蛋清所致主要以組胺和5-HT為炎性介質(zhì)。從本次實驗結(jié)果看,中、高劑量的炎痛舒搽劑可有效緩解二甲苯所致的耳廓腫脹、蛋清所致的大鼠足跖腫脹,還可降低小鼠毛細(xì)血管的通透性。說明其對炎癥反應(yīng)早期的急性滲出性腫脹有明顯抑制作用,能有效對抗急性炎癥;其作用機(jī)理可能與該藥通絡(luò)止痛,益氣活血,改善局部血液循環(huán),減少炎性介質(zhì)釋放有關(guān)[7]。
此外,從各濃度水平的抗炎鎮(zhèn)痛效果看,高、中劑量藥物對急性炎癥模型的作用較低劑量顯著,隨濃度增高作用增強(qiáng);熱板實驗、壓尾實驗證明該藥有良好的鎮(zhèn)痛作用,二者作用強(qiáng)度均存在量效關(guān)系。因此,此研究為該藥外用緩解瘀血腫脹疼痛等提供了理論基礎(chǔ),但關(guān)于其藥理作用機(jī)制可能是多方面的,尚有待于進(jìn)一步探討。
【參考文獻(xiàn)】
[1]高宗強(qiáng),郭榮.抗風(fēng)濕顆粒抗炎鎮(zhèn)痛作用的實驗研究[J].山西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2003,4(3):19.
[2]潘競鏘,劉慧純,韓超.銀翹散濃縮袋泡劑抗炎解熱鎮(zhèn)痛抗菌和抗病毒作用[J].廣東藥學(xué),2003,13(1):43.
[3]張玲,趙建平,劉光珍.除膿清竇顆粒的抗炎鎮(zhèn)痛實驗研究[J].山西中醫(yī),2005,21(1):49.
[4]寇俊萍,馬仁強(qiáng),朱丹妮,等.黃花倒水蓮水提液的活血、抗炎作用研究[J].中藥材,2003,26(4):268.
[5]張桑,趙國陽,董清平.發(fā)熱止痛貼活血、鎮(zhèn)痛、抗炎作用的實驗研究[J].黑龍江中醫(yī)藥,2003,4:49.
[6]譚曉蘭,羅勇,朱健平.舒絡(luò)油的抗炎鎮(zhèn)痛實驗[J].時珍國醫(yī)國藥,2001,12(4):292.
[7]孫芳云,張敏,曾南陽,等.香蓮祛痛霜的鎮(zhèn)痛及活血化瘀作用研究[J].中國藥理與臨床,2004,20(2):46.
【關(guān)鍵字】網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),抗震,設(shè)計方法
中圖分類號:U452.2+8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
前言
地震是一種破壞性極大的突發(fā)性自然災(zāi)害,能夠造成人員傷亡和社會物質(zhì)財富的巨大損失,對社會生活和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著廣泛而深遠(yuǎn)的影響。為減輕地震所造成的生命與財產(chǎn)損失,人類與之進(jìn)行了長期不懈的斗爭,雖然科學(xué)技術(shù)和工程技術(shù)的突飛猛進(jìn),地震工程的理論和實踐得到了很大發(fā)展,但是,就近20余年來說,全球發(fā)生的許多大地震,仍然造成大量嚴(yán)重的工程破壞和慘重的生命財產(chǎn)損失。例如1976年我國的唐山地震、1994年美國的Northridge地震、1995年日本的阪神地震及1999年臺灣的集集地震。隨著城市現(xiàn)代化和經(jīng)濟(jì)的高度發(fā)展,地震所造成的損失,平均每幾十年翻一番。因此,了解地震災(zāi)害的特點,采取正確的對策,方能保證防震減災(zāi)收到實效。鑒于地震預(yù)報和地震轉(zhuǎn)移分散均不能很好的實現(xiàn),因此,工程抗震成為目前最有效、’最根本的措施,建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計也成為當(dāng)前最被關(guān)注的課題之一。
常見的建筑結(jié)構(gòu)防震措施
目前,用于建筑結(jié)構(gòu)防御地震的措施主要有:傳統(tǒng)的抗震設(shè)計、結(jié)構(gòu)控制理論(如減震、隔震等)。傳統(tǒng)的抗震設(shè)計是適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)的剛度,以抵抗地震作用,或合理布置結(jié)構(gòu)的剛度,使結(jié)構(gòu)部件在地震時不同步地進(jìn)入非彈性狀態(tài),具有較大的延性,消耗地震能量。上述方法存在以下缺陷:
安全性難以保證。當(dāng)突發(fā)地震超出設(shè)防烈度時,房屋會嚴(yán)重破壞
適應(yīng)性有限制。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時,雖然結(jié)構(gòu)本身的破壞可以控制,但是房屋內(nèi)的重要設(shè)備可能會遭到破壞
經(jīng)濟(jì)性欠佳。它通過增大構(gòu)件斷面,加大配筋來抵抗地震。斷面越大,剛度越大,地震作用也越大,所需斷面及配筋也越大。如此惡性循環(huán),大大提高了建筑造價,并且隨著設(shè)防烈度的提高,造價也急劇增加,通過增加結(jié)構(gòu)剛度來抵御地震作用,其材料用量大,不經(jīng)濟(jì)。一種主動的抗震策略是對結(jié)構(gòu)施加控制系統(tǒng),由控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)共同抵御地震作用,盡可能減輕對結(jié)構(gòu)自身的損傷。這種主動策略也就是結(jié)構(gòu)振動控制對于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動控制是保證結(jié)構(gòu)安全、減小地展災(zāi)容損失的一種重要途徑。
三.網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種曲面形結(jié)構(gòu),是大跨度空間結(jié)構(gòu)中一種舉足輕重的主要結(jié)構(gòu)形式。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有一系列突出的優(yōu)點,大體可以歸納如下:
1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)兼有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的主要特性,桿件比較單一,受力比較合理。
2、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的剛度大、跨越能力強(qiáng),在跨度超過100m的結(jié)構(gòu)中仍有大量的應(yīng)用。
3、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可以用小型構(gòu)件組裝成大型空間,小型構(gòu)件和連接節(jié)點可以在工廠預(yù)制;而且現(xiàn)場安裝簡便,不需要大型的機(jī)具設(shè)備,因而綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。
4、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析可以借助于通用有限元計算程序和計算機(jī)輔助設(shè)計軟件,不會有多大難度。
5、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)造型豐富多彩,不論是建筑平面,還是空間曲面外形,都可以根據(jù)創(chuàng)作要求任意選取。正是因為以上這些優(yōu)點,近幾十年來,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在各種大型體育場館、劇院、會議展覽中心、機(jī)場候機(jī)樓、干煤棚等公共建筑中得到了廣泛應(yīng)用,尤其是近十年,我國的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)向著跨度更大、體系更復(fù)雜、設(shè)備更昂貴的方向發(fā)展,這些建筑結(jié)構(gòu)新穎、規(guī)模宏大,往往成為一個城市或國家的標(biāo)志性建筑,并為世人矚目。
四.網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點
經(jīng)以上網(wǎng)殼自振特性分析可知,與一般傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)動力特征不同,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)頻率與振型具有以下特點:
1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)自振頻率密集
單層球面網(wǎng)殼、柱面網(wǎng)殼的自振頻率均非常密集,單層球面網(wǎng)殼還有數(shù)個周期相同的振型,這是由于結(jié)構(gòu)有多個對稱軸所致。由于頻率密集,在網(wǎng)殼地震響應(yīng)計算時應(yīng)考慮各振型間的相關(guān)性。在用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行動力分析時,若仍采用平方開方公式進(jìn)行振型禍合則導(dǎo)致誤差較大。
2、網(wǎng)殼以水平振型為主,第一振型一般為水平振型
網(wǎng)殼振型呈現(xiàn)水平振型與豎向振型參差出現(xiàn),水平振型較多,一般網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)第一振型均為水平振型。這是由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)起拱后,其豎向剛度增大而水平剛度減弱的緣故。
3、地震響應(yīng)貢獻(xiàn)較大的振型出現(xiàn)較晚
一般框架動力計算可選前幾個振型效應(yīng)進(jìn)行組合,即可滿足使用精確度。而經(jīng)過對網(wǎng)殼振型分析,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)第一振型均為反對稱振型,對地震響應(yīng)貢獻(xiàn)較大的對稱振型出現(xiàn)較晚,所以采用振型分解法計算網(wǎng)殼地震響應(yīng)時,不能僅取前幾個振型,至少應(yīng)選取前20階振型進(jìn)行組合,否則計算結(jié)果不安全。對復(fù)雜大跨度網(wǎng)殼,還需取超過20個振型響應(yīng)進(jìn)行組合。
五.網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的形式與分類
油罐罐頂網(wǎng)殼招標(biāo)有兩種結(jié)構(gòu),分別為三角形結(jié)構(gòu)和子午線結(jié)構(gòu)。為了便于更好地選擇滿足現(xiàn)場及工期需要的投標(biāo)單位,現(xiàn)對兩種結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼進(jìn)行如下比。
1、兩種結(jié)構(gòu)特點
(一)子午線式網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)
(1)工藝特點
子午線網(wǎng)殼主體由球面上分別以x軸及以z軸為旋轉(zhuǎn)軸的兩組子午線相交而成。網(wǎng)殼桿件全部采用不等邊角鋼。兩組子午線網(wǎng)桿間采用搭接,搭接面采用連續(xù)滿角焊;單根子午線的連接采用對接,須保證對接接頭全焊透和全熔合以保證焊接質(zhì)量。錐板是網(wǎng)殼的沿邊構(gòu)件,采用加厚鋼板與罐壁頂板成20~30。角度焊接,將罐壁與罐頂連成整體。每道網(wǎng)桿的兩端采用墊板及連接板將網(wǎng)桿與罐壁及邊環(huán)梁連成一體;連接件采用鋼板組焊而成。結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。
圖1:子午線網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式
(2)邊節(jié)點及上、下網(wǎng)桿安裝
照給出的各邊節(jié)點的弧長值,在罐壁上作各邊節(jié)點垂線長度為500mm,再用水準(zhǔn)儀找出X、z軸水平基準(zhǔn)面,與等分垂線交成十字線,十字中點就是連接件的交點位置,然后分別將A、B、C、D各連接件按編號點焊在位置上,同時檢查通過中心的兩只連接件是否完全一樣。
拼接X方向的第一根長網(wǎng)桿,且按焊接要求焊接完成。
裝X方向的第一根網(wǎng)桿著落在中間n根支撐桿上,測量各節(jié)點的Y值應(yīng)為該節(jié)點的Y+DY值,差值允許±8ram,n根都測量合格后,網(wǎng)桿兩端再邊節(jié)點與罐壁板分段焊接。
然后分別x方向第二根、第三根以z軸為對稱,兩邊安裝;然后安裝Z軸方向的第一根長網(wǎng)桿,節(jié)點1與X方向的長網(wǎng)桿節(jié)點l重合,依次的節(jié)點位置必須重合點焊固定,兩端點也與邊節(jié)點連接件點焊固定,分別用同樣的方法,以X軸線為對稱軸線兩邊對稱安裝點焊。
(二)三角形式網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)
(1)結(jié)構(gòu)特點
三角形式網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)由長度相同的網(wǎng)桿承插組成三角形,三角形之間同樣采用承插形式連接,網(wǎng)桿材料采用工字/槽鋼等結(jié)構(gòu)型鋼,安裝時從外向里逐罔進(jìn)行安裝,組裝完畢后將最外側(cè)與邊梁連接進(jìn)行焊接固定。結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。
圖2:三角形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式
(2)現(xiàn)場安裝
組裝工作在搭建的腳手架上進(jìn)行,腳手架必須牢固可靠,即保證安全,又要便于組裝操作。由于節(jié)點種類多,為便于安裝定位,按安裝標(biāo)記線組裝。安裝標(biāo)記線是所在節(jié)點的球面切線,
此線垂直于頂部節(jié)點與該節(jié)點的連線,并指向所在1/6區(qū)域?qū)ΨQ線,以此來確定轂形件的安裝方位。網(wǎng)殼桿件的組順序,由下而上,對稱進(jìn)行。局部超前不得多余一圈。三人為一組,分成三組。對稱由下而上。注意邊節(jié)點找正,根據(jù)圖紙要求確定網(wǎng)殼直徑及中心點,分六個區(qū),首先確定的五個點,然后確定六區(qū)之間的中界點,最終確定一個區(qū)域P點。這時可根據(jù)第一圈桿件驗證其點的位置。
六、兩種網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的防腐施工比較
1、子午線式結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼:網(wǎng)桿在安裝過程中采用焊接方式連接,對防腐層的損害很大,因此一般在預(yù)制過程中不對網(wǎng)桿進(jìn)行防腐處理,而是在網(wǎng)殼施工完后整體進(jìn)行防腐。這種施工防腐給儲罐施工增加了施工工序,且防腐施工難度較大。
2、三角形式結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼:網(wǎng)桿在預(yù)制完后立即進(jìn)行防腐處理,到施工現(xiàn)場后只進(jìn)行組裝即可,然后對局部防腐層破壞位置進(jìn)行補防處理,這種方式要求在運輸過程中加強(qiáng)對防腐層的保護(hù),對供貨商的運輸包裝應(yīng)提出要求。
七、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)下的地震強(qiáng)度的變形驗算
根據(jù)基于性能抗震設(shè)計思想,常遇地震作用下可對結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度驗算,而強(qiáng)震作用下應(yīng)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行多級性能水準(zhǔn)的變形驗算和性能評估。
1、常遇地震作用下的強(qiáng)度驗算
鑒于地震內(nèi)力系數(shù)法具有多方面優(yōu)勢,常遇地震作用下的強(qiáng)度驗算可采用這種方法,但需要在原有基礎(chǔ)上完善地震內(nèi)力系數(shù)定義,考慮桿件的彎曲效應(yīng),具體計算公式如下:
截面驗算時,取同類桿件中組合應(yīng)力最大的桿件,乘相應(yīng)的地震內(nèi)力系數(shù),即為地震荷載對桿件應(yīng)力的放大值,加上靜應(yīng)力值,便可驗算該類截面應(yīng)力是否滿足要求。改進(jìn)的地震內(nèi)力系數(shù)法,比振型分解反應(yīng)譜法和時程分析法簡便,可簡化復(fù)雜計算,易于為工程設(shè)計人員接受。目前已有文獻(xiàn)在大量參數(shù)分析基礎(chǔ)上給出該方法定義的地震內(nèi)力系數(shù)建議取值,可供常規(guī)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計參考使用。
2、罕遇地震作用下的變形驗算
罕遇地震作用下網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震驗算是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的關(guān)鍵問題。研究表明,將動力強(qiáng)度破壞和動力失穩(wěn)破壞兩種失效模式建立在統(tǒng)一的動力破壞框架內(nèi),確定網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動力極限荷載及各級性能水準(zhǔn)的量化驗算指標(biāo)是完全可行的。因此,設(shè)計時設(shè)計人員可參網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行全過程非線性動力響應(yīng)分析,通過逐漸增大地震輸入的烈度深入考察其在強(qiáng)震作用下的位移、能量、塑性發(fā)展程度等響應(yīng)情況,確定對應(yīng)不同性能水準(zhǔn)的各項響應(yīng)值,正確評估結(jié)構(gòu)強(qiáng)震作用下的響應(yīng)和損傷情況,判斷其是否滿足業(yè)主所期望的強(qiáng)度、剛度、延性等性能,并加以適當(dāng)調(diào)整,最終達(dá)到設(shè)計目標(biāo)。
基于對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)彈塑性地震響應(yīng)規(guī)律的理解,我們還可以通過有目的性的調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度分布,引導(dǎo)和控制這種高次超靜定結(jié)構(gòu)在地震作用下實現(xiàn)延性破壞機(jī)制,有效保證和達(dá)到結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防目標(biāo),使設(shè)計更為經(jīng)濟(jì)合理。綜上所述,采用基于性能抗震設(shè)計思想,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計應(yīng)遵循圖1中的基本過程。
圖3:網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖
八.網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計研究意義
基于性能的設(shè)計思想和投資一效益準(zhǔn)則雖然已得到專家學(xué)者的廣泛關(guān)注,并進(jìn)行了大量的研究,但由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的失效機(jī)理與其它結(jié)構(gòu)差異很大,結(jié)構(gòu)全壽命總費用計算和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方法都不盡相同,因此有必要結(jié)合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的具體特點進(jìn)行深入研究。將基于性能的設(shè)計理論引入到網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,可以深化網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論,為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震和抗風(fēng)研究提供技術(shù)支持,為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供方法,為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的性能評估提供手段,以實現(xiàn)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)更加科學(xué)合理的設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。將基于性能的設(shè)計思想引入到網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究中,按基于性能的設(shè)計思想,對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的研究,建立科學(xué)合理的設(shè)計方法,研究出具體的設(shè)計方法和適用程序,將對社會生產(chǎn)提供良好的技術(shù)支持,取得巨大的經(jīng)濟(jì)與社會效益。
結(jié)束語
綜上所述,子午線結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼施工工序相對較多,不利于變形控制,且網(wǎng)桿在長途運輸過程中容易造成變形,且工期長,工人數(shù)量和工種比較多,因此本工程中采用三角形網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)形式。通過詳細(xì)介紹和對比兩種網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式,向大家推薦在網(wǎng)殼選型時,采用三角形網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)形式,特別是鋁合金三角形網(wǎng)殼,即減輕重量,節(jié)省工期,又相對變形小,運輸方便。
基于性能抗震設(shè)計研究的關(guān)鍵內(nèi)容是對應(yīng)多級性能水準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)計算分析方法及性能水準(zhǔn)的定性和定量描述。因此,今后需要通過試驗和大量理論分析,改進(jìn)不同階段的結(jié)構(gòu)計算分析方法,使其更為合理、簡便;逐步完善網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動力破壞準(zhǔn)則,確定不同結(jié)構(gòu)形式所對應(yīng)的各級水準(zhǔn)的量化性能標(biāo)準(zhǔn);更為準(zhǔn)確地評價結(jié)構(gòu)性能和強(qiáng)震作用下的安全程度,實現(xiàn)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]殷明燦 Pushover分析在大跨度復(fù)雜結(jié)構(gòu)抗震中的應(yīng)用 [學(xué)位論文] 2009武漢理工大學(xué):結(jié)構(gòu)工程
[2]劉啟剛 考慮上下部結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)多維地震響應(yīng)分析 [學(xué)位論文]2008 -浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院 浙江大學(xué):結(jié)構(gòu)工程
[3]鮑林春 聯(lián)方型單層球面網(wǎng)殼基于性能的抗震設(shè)計方法研究 [學(xué)位論文] 2007 - 浙江大學(xué):結(jié)構(gòu)工程
[4]莊鵬 空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)支座隔震的理論和試驗研究 [學(xué)位論文]2006 - 北京工業(yè)大學(xué):結(jié)構(gòu)工程
[5]殷占忠 帶有約束屈曲支撐桿件空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震性能分析與試驗研究 (被引用 2 次) [學(xué)位論文]2008 - 蘭州理工大學(xué):結(jié)構(gòu)工程
[6]邢佶慧 沈世釗 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法探討 [期刊論文] 《低溫建筑技術(shù)》 ISTIC -2005年5期XING Ji-huiSHEN Shi-zhao
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)形式,受力特點,抗震性能
異形柱結(jié)構(gòu)(包括異形柱框架和異形柱框架剪力墻),常用于多層及小高層住宅;其框架柱采用L型、T型、十字型。這種結(jié)構(gòu)比普通框架柱有明顯的優(yōu)點,一般住宅的框架柱多為矩形柱或方柱,柱子的短邊尺寸不小于300mm,而一般的填充墻采用墻厚為200mm,或240mm;這樣在建成后難免在室內(nèi)露柱,既影響家具的擺放,又不美觀,給住戶的使用帶來不便。而異形柱的肢寬同填充墻墻厚,在房間內(nèi)無明柱、明梁,布局規(guī)整,有效地增大了室內(nèi)的使用面積,受到用戶的追求
近年來,由于土地的緊縮,多層住宅難以滿足時代要求。為提高容積率,小高層、高層住宅蜂擁而起。但是,影響建筑結(jié)構(gòu)安全的因素主要有三方面:結(jié)構(gòu)方案、內(nèi)力效應(yīng)分析和截面設(shè)計。結(jié)構(gòu)方案雖然屬于概念設(shè)計的范疇,但由此決定的整體穩(wěn)定性對結(jié)構(gòu)安全的影響和對整座建筑物的工程造價的影響起主要作用。特別是現(xiàn)代設(shè)計多依賴于計算機(jī)輔助計算,所以,結(jié)構(gòu)選型,概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)分析決定了作品的成??;對于小高層,常用的結(jié)構(gòu)形式為:剪力墻(薄壁剪力墻)結(jié)構(gòu),短肢剪力墻結(jié)構(gòu),框架簡力墻結(jié)構(gòu),異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu),配筋砌體結(jié)構(gòu)等。小高層的層數(shù)一般為8~12層;純磚混結(jié)構(gòu)的磚墻采用240mm厚或370mm厚,已不能滿足抗壓、抗剪、抗彎的要求。而配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu),從受力上看,可以滿足小高層的要求,但其施工復(fù)雜,施工速度漫,難以推廣。論文參考。鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),完全能滿足小高層的受力要求,但其含墻量多,自重大,含鋼量在55Kg/m2左右。比如同樣建造一座12層的住宅和建造一座20層的高層住宅,其主體每平方米含鋼量相近;且自重大,給基礎(chǔ)的附加壓力增大,所以不夠經(jīng)濟(jì)。薄壁剪力墻的墻厚可采用160mm厚,墻體太薄,梁與墻的連接,板在墻上的錨固,墻、梁、暗柱節(jié)點鋼筋密集,不宜施工;且其隔音、保溫效果差。短肢剪力墻結(jié)構(gòu),其墻體的配筋率比較高,《高規(guī)》規(guī)定:“短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率,底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2%,其他部位不宜小于1.0%,”而一般剪力墻的配筋率為不小于0.25%??蚣芗袅Y(jié)構(gòu),前面提到,普通的框架柱會在房間內(nèi)出現(xiàn)棱角,影響使用。
現(xiàn)在來分析異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu),異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)的特殊形式,其柱肢截面的肢高肢厚比小于4.0,且肢長不小于500mm,一般肢厚取200mm、240mm。論文參考。填充墻采用輕質(zhì)高效的墻體材料,不僅改善了建筑的保溫、隔熱性能,節(jié)約能源消耗,還能減輕結(jié)構(gòu)自重,有利于節(jié)約基礎(chǔ)建設(shè)投資,有利于減少結(jié)構(gòu)的地震作用,采用工業(yè)廢料制作的墻體,有利于利用廢料,有利于環(huán)境保護(hù),充分響應(yīng)國家號召,努力搞好節(jié)能減排。鋼筋混凝土剪力墻一般布置在樓梯間、電梯間位置,對電梯設(shè)備運行、結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)均有利。剪力墻應(yīng)對稱、均勻布置,防止扭轉(zhuǎn)。
異型柱的受力特點:異型柱是多肢的,其剪切中心一般在平面范圍之外,受力時要靠各柱肢交點核心混凝土協(xié)調(diào)變形,這種變形協(xié)調(diào)使各柱肢內(nèi)存在相當(dāng)大的翹曲應(yīng)力和剪應(yīng)力,由于剪應(yīng)力的存在,使柱肢易先出現(xiàn)裂縫,也使得各肢的核心混凝土處于三向剪力狀態(tài),使得異型柱比普通柱變形能力低,脆性破壞明顯。況且,異型柱存在著純翼緣柱肢受壓的情況,其延性較差。異型柱的破壞形態(tài)為:彎曲破壞、小偏壓破壞、剪切破壞等;影響其破壞的因素有多種:如荷載角、軸壓比、剪跨比,配箍率、箍筋間距及縱筋直徑,混凝土強(qiáng)度等。由于其受力性能的復(fù)雜,設(shè)計時,除了滿足計算外,還應(yīng)滿足相應(yīng)的構(gòu)造措施,來保證其強(qiáng)度和延性。
異形柱剪力墻結(jié)構(gòu)中,異形柱為雙向偏心受壓構(gòu)件;設(shè)計時,按雙偏壓柱計算,嚴(yán)格控制柱子的軸壓比,則柱子的配筋基本為構(gòu)造要求;剪力墻為主要抗側(cè)力構(gòu)件?;炷烈瞬捎酶邚?qiáng)混凝土,鋼筋宜采用高強(qiáng)熱軋鋼筋;目前推廣使用三級鋼。相對普通框架剪力墻結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)的總高度,柱子的軸壓比,第一扭轉(zhuǎn)周期與第一平動周期的比值,結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值等均較嚴(yán)格。
異形柱剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能:以上分析得,異型柱的受力性能比較復(fù)雜,異型柱為抗震的薄弱構(gòu)件;但作為框架剪力墻結(jié)構(gòu),本身具有兩道抗震防線,剪力墻受力明確,變形能力較好,且剪力墻的縱向剛度大,按等剛度分配的原則,則剪力墻承擔(dān)較大的地震荷載;高層中,縱橫向均勻、對稱的布置一定數(shù)量的剪力墻,能有效地吸收地震剪力。對于異型柱,其軸壓比是影響混凝土柱延性的關(guān)鍵指標(biāo),柱的側(cè)移延性比隨軸壓比的增大而降低;所以在高軸壓比的情況下,增加箍筋用量對提高柱的延性作用已很小,故設(shè)計時一般控制柱子的軸壓比,比一般框架柱的軸壓比限值小0.05。施工中注意梁柱結(jié)點鋼筋比較密,保證結(jié)點處混凝土的密實,作到抗震要求的強(qiáng)結(jié)點,弱構(gòu)件,強(qiáng)減弱彎。論文參考。
異形柱結(jié)構(gòu)最早由天津市在七十年代開始采用。2003年,天津市建設(shè)管理委員會推出了《鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》,2006年,建設(shè)部發(fā)行《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149-2006,向全國推廣。同時,中國建筑科學(xué)研究院PKPM工程部編制的PKPM軟件,為設(shè)計這種結(jié)構(gòu)體系的住宅提供了方便、快捷的技術(shù)手段。值得在城市推廣使用。
關(guān)鍵詞:用鋼量,宏觀,微觀
[摘要]影響建筑物結(jié)構(gòu)用鋼量的宏觀因素,首先是建筑物的體型,其次是柱網(wǎng)尺寸、層高以及主要抗側(cè)力構(gòu)件所在位置等。影響建筑物結(jié)構(gòu)用鋼量的微觀因素主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)工程師對結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體操作上,首先是結(jié)構(gòu)布置,其次是構(gòu)件的配筋構(gòu)造
一、影響用鋼量的宏觀因素:
影響建筑物結(jié)構(gòu)用鋼量的宏觀因素,首先是建筑物的體型(平面長度尺寸及長寬比、豎向高寬比、立面形狀等),其次是柱網(wǎng)尺寸、層高以及主要抗側(cè)力構(gòu)件所在位置等。
1、平面長度尺寸:即構(gòu)件單元是否超長,當(dāng)建筑物較長,而結(jié)構(gòu)又不設(shè)永久縫時就成為超長建筑。超長建筑由于必須考慮混凝土的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力,他相對于非超長建筑主要對待的僅是荷載產(chǎn)生的應(yīng)力,其單位面積用鋼量顯然要多些。
2、平面長寬比:平面長寬比較大的建筑物,不論其是否超長,由于兩主軸方向的動力特性(即整體剛度)相差甚遠(yuǎn),在水平力(風(fēng)力或地震)作用下,兩向構(gòu)件受力的不均勻性造成配筋不均。
3、豎向高寬比:這主要針對高層建筑而言,高寬比大的建筑其結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性肯定不如高寬比小的建筑,為了保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定并控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移,勢必要設(shè)置較剛強(qiáng)的抗側(cè)立構(gòu)件來提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度,這類構(gòu)件的增多自然使得用鋼量增多,使得其單位面積用鋼量相對于平面長寬比接近的建筑物要多。
4、立面形狀:這是指豎向體型的規(guī)則性和均勻性,即外挑或內(nèi)收程度以及豎向剛度是否突變等。如側(cè)向剛度從下到上逐漸均勻變化,則其用鋼量就較少,否則將增多,較典型的有豎向剛度突變的設(shè)轉(zhuǎn)換層的高層建筑。
5、平面形狀:若平面較規(guī)則、凹凸少則用鋼量就少,反之則較多,每層面積相同或相近而外墻長度越大的建筑,其用鋼量也就越多,平面形狀是否規(guī)則不僅決定了用鋼量的多少,而且還可衡量結(jié)構(gòu)抗震性能的優(yōu)劣,從這點上分析得知用鋼量節(jié)約的結(jié)構(gòu)其抗震性能未必就低。
6、柱網(wǎng)尺寸:包括柱網(wǎng)絕對尺寸及其疏密程度,它直接影響到樓蓋梁板的結(jié)構(gòu)布置。一般而言,柱網(wǎng)大的樓蓋用鋼量較多,反之雖則較少,但同時因柱數(shù)增多而使柱構(gòu)件用鋼量增加,其中柱端及梁柱節(jié)點區(qū)內(nèi)加密箍筋的增加量幾乎占全部增加量的50%。柱網(wǎng)尺寸較均勻一致不僅使結(jié)構(gòu)(包括梁和柱)受力合理,而且其用鋼量要比柱網(wǎng)疏密不一的要節(jié)省,這點似乎不難理解。論文大全。
7、層高:對于高層建筑而言,層高與用鋼量之間很難確定某種關(guān)系,換言之不能肯定層高對用鋼量的影響究竟有多大。就柱的箍筋而言,總高度相同的建筑物,層高較小即層數(shù)較多,其配筋量反而較多,但按單位面積攤銷量后其用鋼量可能反而更少。論文大全。至于跨層柱,由于其受力的復(fù)雜性以及截面較大,用鋼量一般比正常層高的柱要多
8、抗側(cè)力構(gòu)件位置:剛度中心與質(zhì)量中心相重合或靠近,或者抗側(cè)力構(gòu)件所在位置能產(chǎn)生較大的抗扭剛度,結(jié)構(gòu)的抗扭效應(yīng)小,因而結(jié)構(gòu)整體用鋼量就少,反之則多。
二、影響用鋼量的微觀因素:
影響建筑物結(jié)構(gòu)用鋼量的微觀因素主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)工程師對結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體操作上,首先是結(jié)構(gòu)布置,其次是構(gòu)件的配筋構(gòu)造。論文大全。
三、影響用鋼量的其它因素:
結(jié)構(gòu)用鋼量的多少還與建筑物抗震等級有關(guān),相同的建筑物,設(shè)計8度抗震的肯定比7度抗震的用鋼量多,這是不言而喻的,因此比較用鋼量應(yīng)在相等或相近的條件下進(jìn)行,否則將無法得出準(zhǔn)確答案。即使抗震烈度相同,相同類型的建筑物所處的場地情況和基礎(chǔ)型式不同,其用鋼量也有相當(dāng)大的差別。當(dāng)場地地質(zhì)條件較好時,其基礎(chǔ)用鋼量就很少,相反則較多,這“多”與“少”的差別有時為十幾或幾十個百分點,有時則可能是被數(shù)。建筑物能采用天然地基基礎(chǔ)而不必采用樁基礎(chǔ),從技術(shù)角度衡量是先進(jìn)的,但從材料耗用量特別是用鋼量方面,有時采用樁基礎(chǔ)反而更經(jīng)濟(jì),對這一點許多有經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)工程師都有切身體會。因此,在比較建筑物單位面積用鋼量時,必須將地下結(jié)構(gòu)與地上結(jié)構(gòu)分別計算,否則將得不到實質(zhì)性的結(jié)論。
1.控制層高:在滿足建筑功能的前提下,適當(dāng)降低層高,會使工程造價降低。有資料表明:層高每下降10厘米,工程造價降低1%左右,墻體材料可節(jié)約10%左右。
2.采用“隔震”技術(shù):“隔震”在多層中可采用,其主導(dǎo)思想是將建筑物的基礎(chǔ)與主體之間用一種特殊的橡膠墊即所謂的“隔震墊”隔開,使基礎(chǔ)和主體之間的剛性連接變成柔性連接。這樣一旦發(fā)生地震,可大大減輕地震力對上部主體結(jié)構(gòu)的影響。因此,整個結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的配筋及截面尺寸都可以減少,從而降低工程造價。
五、PKPM中有彎矩放大系數(shù)、配筋放大系數(shù),歸并系數(shù),雙向地震參數(shù)、各種效應(yīng)參數(shù),板塑彈性算法等等都對結(jié)構(gòu)配筋有影響,大面積的混凝土結(jié)構(gòu)每處增加一點,總量九不可忽視了。具體有一點看法:
1.板:一般小跨配筋都是按最小配筋率,板厚和混凝土標(biāo)號就要合理,不然配筋就上去了。樓層一般不必要雙層雙向,屋面也可以隔一拉通(保溫要做好)
2.梁:計算準(zhǔn)確就成,沒必要故意放大(荷載不少),三級鋼(比二級單價貴)按裂縫控制考慮和二級造價也差不多,結(jié)構(gòu)布置方式,;梁截面、混凝土標(biāo)號對配筋影響大,
3柱:一般按計算內(nèi)力配筋,加強(qiáng)部位也不要吝嗇(最重要的就是柱),千萬別忽視箍筋(十字箍、菱形箍、箍筋截面),在大截面柱有些超過縱筋用鋼量,不影響使用截面就稍取大點安全又經(jīng)濟(jì)!
4基礎(chǔ) 最復(fù)雜就是它,開挖后什么情況都會發(fā)生,安全第一,不用太摳!
關(guān)鍵詞:既有建筑 加層改造抗震性能 計算模型
Existing buildings with light steel structure design and application
Abstract: layer for steel structure is now gradually spread of form of houses with layer and transformation, in such aspects as technology, economy and security than concrete structure has more obvious advantages.This paper introduces the research status and development of layer for steel structure,for the design and application of existing buildings with light steel structure puts forward my own view.
Key words:existing buildings Add layer building
seismic performancecalculation model
中圖分類號:TU352 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
既有建筑加層改造在我國的發(fā)展及應(yīng)用
上世紀(jì)70年代我國的房屋加層改造技術(shù)迅速發(fā)展起來,全國各地都紛紛展開加層改造的實踐。既有建筑增層改造后既美觀大方、裝修考究,又風(fēng)格新穎、立面錯落有致,具有時代感。在全國各地開展的房屋增層工程實踐中,出現(xiàn)了一批杰出的、有代表性的、建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計獨具匠心的工程,其中部分加層工程統(tǒng)計見表 1.1,
表1.1部分加層工程實例
序號 工程名稱 原建筑 加層建筑
1 保定市電力學(xué)校綜合樓 4 層磚混 1層門式剛架結(jié)構(gòu)
2 北京京西賓館 2 層框架 1層鋼框架
3 新鄉(xiāng)百貨大廈 4層 4層組合網(wǎng)架架
5 鄭州某大學(xué)食堂 2層框架 1層剛框架
6 保定電力學(xué)校學(xué)生宿舍樓 4 層磚混 1層門式剛架結(jié)構(gòu)
7 華北電力學(xué)院教學(xué)樓 4 層磚混 1層門式剛架結(jié)構(gòu)
8 北京城建集團(tuán)總公司辦公樓 6層框架 增至12層
既有建筑輕鋼整層結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性
鋼結(jié)構(gòu)加層是目前逐步被推廣的一種房屋加固與改造形式,在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及安全性等方面較混凝土結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)點:
(1)鋼結(jié)構(gòu)建筑采用先進(jìn)的設(shè)計和加工工藝以及大規(guī)模的生產(chǎn)方式,所以可大大地降低造價。同時由于安裝簡單迅速而節(jié)省大量的施工費用,有效地縮短了工期。并使企業(yè)或開發(fā)商得以更快投產(chǎn)見效,有效地縮短了工期,
(2)鋼結(jié)構(gòu)加層形式多樣,建筑內(nèi)部空間寬敞,可以更好地滿足建筑上大開間、靈活分隔的要求,又可靈活布設(shè)各種工業(yè)管線,且可以保持原結(jié)構(gòu)的布置不變,很好的與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。
(3)采用鋼結(jié)構(gòu)加層在施工期間不影響舊房屋的正常使用,避免了由于施工帶來的舊房屋的停止使用,造成的經(jīng)濟(jì)損失。
(4)采用鋼結(jié)構(gòu)加層不需要購置新地,很好地節(jié)約了土地面積,大量節(jié)省了征地費、拆遷費、減少住戶搬遷的安置費。
(5)抗震性能好相對于混凝土結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)重量輕,且具有很好的延性,能夠很好地吸收地震能量,有效地減小了地震力,從而保證了房屋結(jié)構(gòu)的安全。
(6)相對于混凝土結(jié)構(gòu)施工而言,在施工過程中鋼結(jié)構(gòu)建筑基本上沒有建筑垃圾產(chǎn)生,施工過程中噪音污染微小,對周邊居民的生活和工作基本上不產(chǎn)生影響。同時鋼結(jié)構(gòu)建筑便于拆卸、回收,可實現(xiàn)重復(fù)利用等優(yōu)點,這些都完全符合國家對建筑環(huán)保節(jié)能的要求及理念。
既有建筑輕鋼整層結(jié)構(gòu)在我國的研究概況
隨著增層技術(shù)在我國房屋增層與改造中的應(yīng)用,與之相關(guān)的技術(shù)問題的研究越來越受到工程界的普遍重視。先后成立了“中國老教授協(xié)會全國房屋加層改造技術(shù)研究委員會”和“中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會建筑物鑒定與加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會”等學(xué)術(shù)團(tuán)體[1],使加展改造工程的經(jīng)驗交流、學(xué)術(shù)研究日益活躍。
目前我國針對混凝土結(jié)構(gòu)上部加鋼結(jié)構(gòu)的代表性研究成果有:
(1)袁文章,何小燕[2,3]以北京某醫(yī)院的住院樓加層為背景,對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)加層的整體結(jié)構(gòu)的計算方法進(jìn)行了分析,推導(dǎo)出了整體結(jié)構(gòu)等效阻尼比的公式,并在下部為14層的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),上部為一層鋼結(jié)構(gòu)的實際工程中得到了很好的運用。
(2)呂鳳偉[4]分析了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點。對比三類加層連接節(jié)點:錨栓生根加層節(jié)點,焊接生根加層節(jié)點,增大截面生根加層節(jié)點。通過擬靜力試驗和低周反復(fù)試驗,,提出了適用于混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的鋼框架加層的加層節(jié)點、抗震評估和設(shè)計方法。
(3)張 濤,王元清,石永久,麻建鎖[5]采用有限元軟件ANSYS,對某四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)辦公樓頂部加兩層純鋼框架的抗震性能進(jìn)行反應(yīng)譜分析。計算表明,由于加層后結(jié)構(gòu)周期加長,整體框架的底層層剪力變化較小。而且加層設(shè)計的同時應(yīng)進(jìn)行抗震加固驗算,并結(jié)合實際工程的需要進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的耗能減震設(shè)計。
(4)王元清,宋 鋒,石永久,錢曉鍵[6]通過建立空間三維有限元模型分析了采用隔震技術(shù)的躍層加層框架的動力特性,并用時程分析法對隔震結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的非隔震結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震反應(yīng)分析,得出:鉛芯橡膠隔震支座能夠明顯地減小結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。橡膠隔震墊的水平剛度和阻尼對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響較大。
我國輕鋼增層結(jié)構(gòu)進(jìn)一步研究的問題
建筑輕鋼結(jié)構(gòu)增層在國內(nèi)逐漸獲得廣泛的應(yīng)用,顯示出很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但目前設(shè)計方法也不夠完善,對其進(jìn)一步發(fā)展還存在一些問題,在房屋鋼結(jié)構(gòu)加層技術(shù)的研究中主要表現(xiàn)在著如下關(guān)鍵問題:
國內(nèi)外對鋼結(jié)構(gòu)加層結(jié)5構(gòu)的破壞機(jī)理、抗震性能、抗震薄弱環(huán)節(jié)等還缺乏深入的研究。對這種由混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)所組成的混合結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理、抗震性等都還缺乏深入的理論研究,僅靠一些相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),沒有一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
(2)由于鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)的阻尼比不同,在實際工程設(shè)計中阻尼比如何取,還缺乏一定的研究。不同的設(shè)計人員取值不同,取值比較混亂,沒有一個統(tǒng)一的規(guī)定。因此就這種混合結(jié)構(gòu)的阻尼比如何取值還有待于深入研究。
(3)鋼結(jié)構(gòu)加層后如何能保證混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)協(xié)同工作也有待于更進(jìn)一步研究。
為促進(jìn)輕鋼增層結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的發(fā)展,還需要加大對其研究的投入,采用鋼結(jié)構(gòu)加層后整個混合結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量、剛度、周期、阻尼比等都發(fā)生較大的變化,應(yīng)該對整個混合結(jié)構(gòu)的整體抗震性能進(jìn)行分析,最后總結(jié)出規(guī)律。
結(jié)論
在加層中要盡量減少對下部建筑物和地基的影響,鋼結(jié)構(gòu)加層作為一項新型的加層技術(shù)越來越受到工程界的青睞。但目前我國對這種新型結(jié)構(gòu)的工作性質(zhì)、破壞機(jī)理等關(guān)鍵技術(shù)問題研究還不透徹,理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工程應(yīng)用,因此必須大力加大對其研究的投入。
參考文獻(xiàn)
[1] 駱甜.輕鋼加層結(jié)構(gòu)的地震分析與研究[D].[碩士學(xué)位論文].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2007
[2] 袁文章,何小燕.北京某醫(yī)院住院樓鋼結(jié)構(gòu)增層設(shè)計[J].山西建筑,2008,34 ( 8):103~104
[3] 程河山.既有鋼筋混凝土框架頂部鋼結(jié)構(gòu)加層體系受力分析[D].[碩士學(xué)位論文].鄭州:鄭 州大學(xué),2009
[4] 呂鳳偉.混凝土框架頂部鋼結(jié)構(gòu)加層連接節(jié)點抗震性能試驗研究[D].[博士學(xué)位論文].南京: 東南大學(xué),2009
[5] 張 濤,王元清,石永久,麻建鎖.鋼筋混凝土框架頂部鋼結(jié)構(gòu)加層的抗震性能反應(yīng)譜分析[J].工程抗震與加固,2006,28(3)