鋼結構設計誤區(qū)與釋義百問百答

前言

　　近年來鋼結構得到前所未有的發(fā)展，技術人才缺乏和建設速度較快的矛盾愈來愈大。如何提高鋼結構從業(yè)人員的技術水平和經(jīng)驗，是一個迫在眉睫的問題。目前鋼結構的參考書很多，但由第一線鋼結構設計工程師撰寫的書卻很少，因此作者在2006年9月編寫，由中國建筑工業(yè)出版社出版了《網(wǎng)架網(wǎng)殼設計與施工》一書，該書反應較好，有相當高的實用價值。但該書共80萬字，僅設計部分就有60余萬字，光看一遍所費時間就很可觀，而目前大家工作繁忙，看含大量內(nèi)容的書有一定困難，因此作者將在北京、上海、徐州等地鋼結構技術交流會上的研討內(nèi)容及結構注冊工程師課程申的講稿，以小冊子形式匯集出問題并進行講解。根據(jù)作者的鋼結構工作經(jīng)驗，所收集到的問題都是工程實踐中有用的問題，包含了必要的數(shù)據(jù)、實踐經(jīng)驗與廣泛吸取大量的專家教授論文專著后得出的結論。本小冊子實為讀書筆記，作者力爭對問題作出簡明分析，弄清來龍去脈，找出問題所在，特別是正確領會規(guī)范、正確使用規(guī)范，對規(guī)范申可能有的、未提及、不明確、欠合理、不協(xié)調(diào)的部分加以解釋，并嘗試提出解決問題的辦法，以供大家探討。作者力求用最簡明的文字，使大家看后即清楚問題，更新知識，避開誤區(qū)，對于篇幅較大的問題，則提出參考文獻出處。本小冊子不求公式推導，只求概念清楚。　　由于小冊子參考摘錄了很多專家教授的專著與論文并請教有關問題，在此特一并致謝，文申難免有些內(nèi)容未詳細說明出處敬請原諒。　　由于作者經(jīng)驗水平有限，錯誤之處難免，特請指正。感謝丁靜幫助整理文稿。

內(nèi)容概要

　　《鋼結構設計誤區(qū)與釋義百問百答》為我國著名鋼結構專家丁蕓孫的心血之作，以提出問題、闡明意義的方法，結合現(xiàn)行規(guī)范，詳細總結了多年來從事鋼結構設計的經(jīng)驗和思考。從安全度、荷載、穩(wěn)定、支座假定和支座設計、支撐、預應力鋼結構、設計概念與合理選型等二十五個方面解釋了規(guī)范中不明確和與實際工作中有一定出入的內(nèi)容?！　　朵摻Y構設計誤區(qū)與釋義百問百答》可對一線的鋼結構設計、制作、安裝及其他鋼結構從業(yè)者提供有力的幫助，同時也可供參加結構注冊工程師考試的工程技術人員參考。

作者簡介

　　丁蕓孫，1929年8月生，浙江湖州人，1951年畢業(yè)于上海交通大學土木系。現(xiàn)任中國航空工業(yè)規(guī)劃設計研究院顧問總結構師，中國金屬結構協(xié)會鋼結構委員會資深專家，中國土木學會空間結構委員會資深委員，國際薄殼及空間結構協(xié)會會員。　　曾設計多邊形屋架獲全國科學大會獎，主持參與設計近千座鋼結構工程?？哲?6廠1號機庫40m網(wǎng)架為國內(nèi)第一個設計與試驗研究的螺栓球網(wǎng)架，為全國推廣螺栓球創(chuàng)造了條件。獲得航空部科技二等獎，全國優(yōu)秀設計金質(zhì)獎。北京東城少年宮球殼、中原化肥廠58m跨筒殼、深圳體育場環(huán)形看臺、珠海體育場88m球殼，均是國內(nèi)當時最先進和最大的網(wǎng)（殼）架結構。廈門太古飛機庫五座155m及157m拱和預應力拉桿網(wǎng)架的雜交結構，獲航天部科技進步二等獎，全國優(yōu)秀結構設計一等獎，全國優(yōu)秀設計銀質(zhì)獎。打入國際市場的有阿聯(lián)酋阿布扎比游泳館、保齡球館，約旦哈桑體育場等十幾個工程，并培養(yǎng)碩士研究生多名。因設計有突出貢獻而獲政府特殊津貼。

書籍目錄

一、安全度二、荷載三、穩(wěn)定四、支座假定與支座設計五、溫度應力和支座沉陷六、抗震七、疲勞與吊車八、支撐九、鋼材十、構件設計十一、焊接十二、空心焊接球節(jié)點十三、螺栓球節(jié)點十四、高強螺栓板節(jié)點及螺栓連接十五、鋼管相貫節(jié)點十六、混合節(jié)點及鑄鋼節(jié)點十七、驗收試驗加固預警十八、預應力鋼結構十九、門式剛架與框架、拱二十、圍護結構二十一、組合樓板，圓鋼管混凝土，矩（方）形鋼管混凝土二十二、大跨機庫，會展中心，體育場館，拱形波紋板，腹板開洞梁拱，張拉弦桁架，索托結構，樹枝結構，廣告牌，不銹鋼鋁合金鋼網(wǎng)架，防腐防火等二十三、多層鋼結構頂上直升機停機坪荷載二十四、鋼結構各設計施工，材料標準及設計標準目錄二十五、設計概念與合理選型附表　tx、ty系數(shù)表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　一、安全度　　1．網(wǎng)（殼）架高次超靜定結構是否比平面結構可靠度高　　一般來說，網(wǎng)（殼）架高次超靜定結構要比平面結構更可靠。自從美國哈特福特109m×92m網(wǎng)架倒塌后，有的專家認為網(wǎng)架會連鎖破壞，多次超靜定優(yōu)點發(fā)揮不出來。國內(nèi)也有試驗得出，網(wǎng)架中一根桿件破壞，另外一根隨之破壞，但是試驗本身并不符合實際。根據(jù)Mero規(guī)程，第一根桿破壞，第二根桿再破壞時安全度K=1即可，這是體系可靠度，而試驗的安全度完全靠施加荷載，第一根破壞，第二根荷載無法降低，安全度不降當然跟著破壞，所以實際上網(wǎng)（殼）架的高次超靜定安全度仍然比平面結構大。當然也不能忽略優(yōu)化滿應力的缺點，如對缺陷比較敏感。有的規(guī)定提出網(wǎng)架相鄰桿件斷面只能相差1～2級，以防連鎖破壞，如按上述意見，將出現(xiàn)大面積人工調(diào)整，尤其附近腹桿將加大很多，是不合理的，由以上分析，也無必要。如一根桿件斷了，力也是向左右平行桿件重分布。由于斷掉一根桿件后，其附近桿件安全度可降低，左右平行桿件可以承受，故附近腹桿也不需加大?！　∽匀唤缛f物結構都是遵循力學原則的，有些更是高度完善的“建筑構件”。空間結構即來源于自然界，外形處理這一新的課題被提出來，人類吸收自然界有用的結構作為建筑形式。但自然界結構的用料節(jié)約、技術高明是人類望塵莫及的。如雞蛋殼是最完好的殼體，其厚度僅為直徑的1／120；而蜘蛛網(wǎng)的強度相當于鋼材的十幾倍，并且施工簡單，一道工序（蜘蛛爬過）吐絲結網(wǎng)即成完整的整體，而人類只能先生產(chǎn)原料再生產(chǎn)桿件，最后還要拼裝?！　?．我國規(guī)范的可靠度設計與過去方法有何不同　　安全度是安全可靠與經(jīng)濟合理的最佳平衡點。過去最早的安全度設計方法是定值法，即憑經(jīng)驗設定一個安全度，不夠科學。第一水準即前蘇聯(lián)的三系數(shù)法（超載系數(shù)、均質(zhì)系數(shù)、工作條件系數(shù)）是半理論半概率的。三系數(shù)法是安全度設計的一大進步，缺點是荷載材料分別用概率統(tǒng)計，沒有根據(jù)不同結構、不同構件的重要性加以區(qū)別，工作條件系數(shù)的取值也不科學。第二水準是現(xiàn)在用的近似概率法——一次二階矩法，即以50年內(nèi)不大修的失效概率為基準。事物沒有絕對安全的，都存在失效概率?！?/pre>








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