結構設計論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇結構設計論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

二：構件的試算。根據計算出的荷載值，構造措施要求，使用要求及各種計算手冊上推薦的試算方法來初步確定構件的截面。

三：內力的計算，根據確定的構件截面和荷載值來進行內力的計算，包括彎矩，剪力，扭矩，軸心壓力及拉力等等。

四：構件的計算。根據計算出的結構內力及規范對構件的要求和限制（比如，軸壓比，剪跨比，跨高比，裂縫和撓度等等）來復核結構試算的構件是否符合規范規定和要求。如不滿足要求則要調整構件的截面或布置直到滿足要求為止。

施工圖設計階段的內容為：根據上述計算結果，來最終確定構件布置和構件配筋以及根據規范的要求來確定結構構件的構造措施。

3.各設計階段的基本方法：根據方案階段的主要內容，其基本方法就是根據各種結構形式的適用范圍和特點來確定結構應該使用的最佳結構形式，這要看規范中對于各種結構形式的界定和工程的具體情況而定，關鍵是清楚各種結構形式的極限適用范圍。還要考慮合理性和經濟性。

在結構計算階段，就是根據方案階段確定的結構形式和體系，依據規范上規定的具體的計算方法來進行詳細的結構計算，規范上的方法有多種，關鍵是結合工程的實際情況來選擇合適的計算方法，以樓板為例，就有彈性計算法，塑性計算法及彈塑性計算法。所以選擇符合工程實際的計算方法是合理的結構設計的前提，是十分重要的。

在施工圖設計階段，就是根據結構計算的結果來用結構語言表達在圖紙上。首先表達的東西要符合結構計算的要求，同時還要符合規范中的構造要求，最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結構設計人員對規范要很好的理解和把握。另外還要對施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設計出的結構，才會是合理的結構。

4.規范、手冊及標準圖集在具體工作中的應用：結構設計的準則和依據就是各種規范和標準圖集。在進行不同結構型式的設計時必須要緊扣不同的規范，但這些規范又都是相互聯系密不可分的。在不同的工程中往往會使用多種規范，在一個工程確定了結構形式后，首先要根據《建筑結構可靠度設計統一標準》來確定建筑的可靠度和重要性；然后再根據《中國地震動參數區劃圖》，《建筑抗震設防分類標準》《建筑抗震設計規范》確定建筑在抗震設防方面的規定和要求，在荷載的取值時要按照《建筑結構荷載規范》來確定，這是建筑總體需要運用的規范。在工程的具體設計方面，涉及到砌體部分的要遵循《砌體結構設計規范》的規定；涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土結構設計規范》的規定；涉及到鋼筋部分的要遵循《鋼筋焊接及驗收規程》和《鋼筋機械連接通用技術規程》的規定；在基礎部分的設計時需要遵循的是《建筑地基基礎設計規范》的規定。最后在結構繪圖時則要符合《建筑結構制圖標準》的要求。

在各種結構設計手冊中，給出了該結構形式設計的原理，方法，一般規定和計算的算例以及用來直接選用的各種表格。這對于深刻理解和具體設計各種結構形式具有良好的指導作用。我們推薦最好能參照設計手冊來手算典型的結構形式。

標準圖集是依據規范來制定的國家和省市地方統一的設計標準和施工做法構造。不同的結構形式有不同的標準圖集。設計中常用的有，結構繪圖時采用：平法制圖（03G101-1），砌體中的鋼筋混凝土過梁采用：過梁（L03G303），磚混結構抗震構造詳圖采用：L03G313，鋼筋混凝土結構抗震構造詳圖采用：L03G323，地溝及蓋板采用：02J331.需要說明的是，在選用標準圖集時一定要根據具體工程的實際情況來酌情選用，必要時應說明選用的頁號和圖集號，不可盲目采用。

總之，結構設計是個系統的，全面的工作。需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。千里之行始于足下，設計人員要從一個個基本的構件算起，做到知其所以然，深刻理解規范和規程的含義，并密切配合其它專業來進行設計。在工作中應事無巨細，應善于反思和總結工作中的經驗和教訓。

在結構計算階段，就是根據方案階段確定的結構形式和體系，依據規范上規定的具體的計算方法來進行詳細的結構計算，規范上的方法有多種，關鍵是結合工程的實際情況來選擇合適的計算方法，以樓板為例，就有彈性計算法，塑性計算法及彈塑性計算法。所以選擇符合工程實際的計算方法是合理的結構設計的前提，是十分重要的。

在施工圖設計階段，就是根據結構計算的結果來用結構語言表達在圖紙上。首先表達的東西要符合結構計算的要求，同時還要符合規范中的構造要求，最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結構設計人員對規范要很好的理解和把握。另外還要對施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設計出的結構，才會是合理的結構。

4.規范、手冊及標準圖集在具體工作中的應用：結構設計的準則和依據就是各種規范和標準圖集。在進行不同結構型式的設計時必須要緊扣不同的規范，但這些規范又都是相互聯系密不可分的。在不同的工程中往往會使用多種規范，在一個工程確定了結構形式后，首先要根據《建筑結構可靠度設計統一標準》來確定建筑的可靠度和重要性；然后再根據《中國地震動參數區劃圖》，《建筑抗震設防分類標準》《建筑抗震設計規范》確定建筑在抗震設防方面的規定和要求，在荷載的取值時要按照《建筑結構荷載規范》來確定，這是建筑總體需要運用的規范。在工程的具體設計方面，涉及到砌體部分的要遵循《砌體結構設計規范》的規定；涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土結構設計規范》的規定；涉及到鋼筋部分的要遵循《鋼筋焊接及驗收規程》和《鋼筋機械連接通用技術規程》的規定；在基礎部分的設計時需要遵循的是《建筑地基基礎設計規范》的規定。最后在結構繪圖時則要符合《建筑結構制圖標準》的要求。

篇（2）

由于相機采用全反射光學系統，反射鏡的背部不參與光束傳輸，因此，常采用剛度較高的背部支撐方式。

1．2柔性支撐結構設計

在主鏡支撐結構上減弱了個別方向上的剛度，引入了一定的柔性，以此來抵消反射鏡由于溫度變化產生的熱應力和微小變形。柔性鉸鏈被廣泛應用于支撐結構的柔性設計領域，其具有無機械摩擦、結構簡單、釋放自由度和靈敏度高等特點。柔性鉸鏈通過在某一方向上切開一個柔性槽，以降低該方向上的剛度，體現其柔性，使其能夠產生微小變形，釋放熱應力，只存在一個柔性槽的柔性鉸鏈被稱為單向柔性鉸鏈，而在一般情況下，往往將多個柔性槽成組使用，即可實現在多方向上的柔性，達到釋放多個自由度的目的，將其稱之為多層柔性鉸鏈。由于主鏡采用背部3點支撐方式，在反射鏡長度方向上對稱分布支撐點位置，基于半運動學安裝定位原理，每個柔性支撐結構需要約束兩個方向的自由度，因此，采用3層組合式柔性鉸鏈，釋放4個方向的自由度，參考Bipod雙腳架設計原理，設計柔性支撐結構，其分為兩個部分，上部分與反射鏡支撐孔粘接，下部分與支撐背板連接，上下兩部分通過螺釘連接。3個柔性鉸鏈對心安裝，便可以恰好約束鏡體6個方向的自由度，又不會因為過定位產生裝配應力。支撐背板的作用是固定連接3個柔性支撐結構，將反射鏡固定安裝在框架指定位置，因此采用高強度的加強筋與薄壁組合的結構形式，組成多個結構封閉的四邊形單元，以達到支撐背板高剛度的的要求。對比材料各項性能指標，綜合考慮力學性能、熱性能、對空間環境的適應性以及加工工藝性等因素，選用線脹系數經過特殊匹配的Invar作為反射鏡柔性支撐結構的材料，采用比剛度高、導熱性好、線脹系數低的高體份SiC/Al復合材料作為支撐背板的材料。

2鏡體輕量化設計

在反射鏡背部，布置一系列形狀規則的三角形輕量化孔，具有輕量化率較高、剛度好、“網格效應”低、加工制造工藝成熟等優點。為確定主鏡鏡體最優的結構尺寸，在反射鏡剛度最大和質量最小之間取得最佳平衡，需要對鏡體進行優化設計。首先建立反射鏡的有限元模型，分析其在1g重力作用下的變形，并提取鏡面最大變形結果，生成優化過程中所需要的分析文件，然后，選擇優化處理器，確定目標函數為反射鏡質量最小，狀態變量為1g重力作用下的鏡面最大變形結果，設計變量為反射鏡結構尺寸參量，選擇背部3點支撐約束，指定優化方法及循環控制方式，便可以進行優化分析。但是，在主鏡結構優化設計過程中，影響反射鏡鏡體質量和剛度的結構參量有很多，若都進行優化設計，會使設計變量增多，迭代次數增加，運算效率降低，甚至導致無法收斂。由于各結構尺寸的影響程度各不相同，可以首先分析各參量對鏡體質量和1g重力條件下鏡面最大變形量的影響。因此，在進行結構優化分析之前，先確定影響較小的結構尺寸參量，降低計算規模，再對影響較大的結構尺寸參量進行多變量優化。

3反射鏡組件有限元分析

對經過分析和優化設計后的主鏡組件進行有限元分析，在建立結構的有限元模型時，以六面體Hex6單元為主，以提高分析精度和效率。利用有限元分析軟件，分析得到主鏡組件在重力和溫度影響下的變化結果，Fig.8Thefirst-orderfrequencyofprimarymirror由分析結果可以看出，主鏡組件在重力和溫度變化作用下，表征面形變化的PV值和均方根(rootmeansquare，RMS)值，以及表征位置變化的位移值和轉角值均能滿足設計要求，1階頻率為80．03Hz，滿足衛星對載荷特征頻率大于60Hz的要求，因此，主鏡組件結構具有較好的力學適應性、溫度適應性和動態剛度。

4力學振動試驗

為了驗證上述有限元分析結果的正確性，以及對實際加工裝配后的主鏡組件結構的穩定性有一個客觀評價，對主鏡進行了1g正弦掃頻試驗，測試結構的實Fig.9Vibrationtestofprimarymirror際模態，如圖9所示。振動響應曲線如圖10所示，縱坐標表示對測點加速度響應值Ma求以10為底的對數。從響應曲線可以看出，主鏡組件的實際1階頻率為73．06Hz，動態剛度較高，且與有限元分析誤差不到10%，說明了有限元分析結果精度較高。Fig.10Responsecurveof1gsinusoidalvibration

篇（3）

結構計算階段的內容為：

一：荷載的計算。荷載包括外部荷載（例如，風荷載，雪荷載，施工荷載，地下水的荷載，地震荷載，人防荷載等等）和內部荷載（例如，結構的自重荷載，使用荷載，裝修荷載等等）上述荷載的計算要根據荷載規范的要求和規定采用不同的組合值系數和準永久值系數等來進行不同工況下的組合計算。

二：構件的試算。根據計算出的荷載值，構造措施要求，使用要求及各種計算手冊上推薦的試算方法來初步確定構件的截面。

三：內力的計算，根據確定的構件截面和荷載值來進行內力的計算，包括彎矩，剪力，扭矩，軸心壓力及拉力等等。

四：構件的計算。根據計算出的結構內力及規范對構件的要求和限制（比如，軸壓比，剪跨比，跨高比，裂縫和撓度等等）來復核結構試算的構件是否符合規范規定和要求。如不滿足要求則要調整構件的截面或布置直到滿足要求為止。

施工圖設計階段的內容為：根據上述計算結果，來最終確定構件布置和構件配筋以及根據規范的要求來確定結構構件的構造措施。

3.各設計階段的基本方法：根據方案階段的主要內容，其基本方法就是根據各種結構形式的適用范圍和特點來確定結構應該使用的最佳結構形式，這要看規范中對于各種結構形式的界定和工程的具體情況而定，關鍵是清楚各種結構形式的極限適用范圍。還要考慮合理性和經濟性。

在結構計算階段，就是根據方案階段確定的結構形式和體系，依據規范上規定的具體的計算方法來進行詳細的結構計算，規范上的方法有多種，關鍵是結合工程的實際情況來選擇合適的計算方法，以樓板為例，就有彈性計算法，塑性計算法及彈塑性計算法。所以選擇符合工程實際的計算方法是合理的結構設計的前提，是十分重要的。

在施工圖設計階段，就是根據結構計算的結果來用結構語言表達在圖紙上。首先表達的東西要符合結構計算的要求，同時還要符合規范中的構造要求，最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結構設計人員對規范要很好的理解和把握。另外還要對施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設計出的結構，才會是合理的結構。

4.規范、手冊及標準圖集在具體工作中的應用：結構設計的準則和依據就是各種規范和標準圖集。在進行不同結構型式的設計時必須要緊扣不同的規范，但這些規范又都是相互聯系密不可分的。在不同的工程中往往會使用多種規范，在一個工程確定了結構形式后，首先要根據《建筑結構可靠度設計統一標準》來確定建筑的可靠度和重要性；然后再根據《中國地震動參數區劃圖》，《建筑抗震設防分類標準》《建筑抗震設計規范》確定建筑在抗震設防方面的規定和要求，在荷載的取值時要按照《建筑結構荷載規范》來確定，這是建筑總體需要運用的規范。在工程的具體設計方面，涉及到砌體部分的要遵循《砌體結構設計規范》的規定；涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土結構設計規范》的規定；涉及到鋼筋部分的要遵循《鋼筋焊接及驗收規程》和《鋼筋機械連接通用技術規程》的規定；在基礎部分的設計時需要遵循的是《建筑地基基礎設計規范》的規定。最后在結構繪圖時則要符合《建筑結構制圖標準》的要求。

在各種結構設計手冊中，給出了該結構形式設計的原理，方法，一般規定和計算的算例以及用來直接選用的各種表格。這對于深刻理解和具體設計各種結構形式具有良好的指導作用。我們推薦最好能參照設計手冊來手算典型的結構形式。

標準圖集是依據規范來制定的國家和省市地方統一的設計標準和施工做法構造。不同的結構形式有不同的標準圖集。設計中常用的有，結構繪圖時采用：平法制圖（03G101-1），砌體中的鋼筋混凝土過梁采用：過梁（L03G303），磚混結構抗震構造詳圖采用：L03G313，鋼筋混凝土結構抗震構造詳圖采用：L03G323，地溝及蓋板采用：02J331.需要說明的是，在選用標準圖集時一定要根據具體工程的實際情況來酌情選用，必要時應說明選用的頁號和圖集號，不可盲目采用。

總之，結構設計是個系統的，全面的工作。需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。千里之行始于足下，設計人員要從一個個基本的構件算起，做到知其所以然，深刻理解規范和規程的含義，并密切配合其它專業來進行設計。在工作中應事無巨細，應善于反思和總結工作中的經驗和教訓。

在結構計算階段，就是根據方案階段確定的結構形式和體系，依據規范上規定的具體的計算方法來進行詳細的結構計算，規范上的方法有多種，關鍵是結合工程的實際情況來選擇合適的計算方法，以樓板為例，就有彈性計算法，塑性計算法及彈塑性計算法。所以選擇符合工程實際的計算方法是合理的結構設計的前提，是十分重要的。

在施工圖設計階段，就是根據結構計算的結果來用結構語言表達在圖紙上。首先表達的東西要符合結構計算的要求，同時還要符合規范中的構造要求，最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結構設計人員對規范要很好的理解和把握。另外還要對施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設計出的結構，才會是合理的結構。

4.規范、手冊及標準圖集在具體工作中的應用：結構設計的準則和依據就是各種規范和標準圖集。在進行不同結構型式的設計時必須要緊扣不同的規范，但這些規范又都是相互聯系密不可分的。在不同的工程中往往會使用多種規范，在一個工程確定了結構形式后，首先要根據《建筑結構可靠度設計統一標準》來確定建筑的可靠度和重要性；然后再根據《中國地震動參數區劃圖》，《建筑抗震設防分類標準》《建筑抗震設計規范》確定建筑在抗震設防方面的規定和要求，在荷載的取值時要按照《建筑結構荷載規范》來確定，這是建筑總體需要運用的規范。在工程的具體設計方面，涉及到砌體部分的要遵循《砌體結構設計規范》的規定；涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土結構設計規范》的規定；涉及到鋼筋部分的要遵循《鋼筋焊接及驗收規程》和《鋼筋機械連接通用技術規程》的規定；在基礎部分的設計時需要遵循的是《建筑地基基礎設計規范》的規定。最后在結構繪圖時則要符合《建筑結構制圖標準》的要求。

篇（4）

在泵站結構設計過程中要根據泵站的結構特點與功能構成劃分為易于計算的部分，進而建立起設計與運算的數字模型。泵站地下部分以鋼筋混凝土為建模標準，垂直壁板的計算過程中要注意長寬比，低于0.5的地下部分以單向板結構計算，大于0.5的地下部分以雙向板計算；泵站地上部分以框架結構為建模標準，要注意模型構建的合理性和結構的完整性。

1.2泵站結構荷載的計算

要根據泵站設計的基本要求和工程實際，對泵站結構進行平面計算，要重點做好泵站自重、土壓、活荷載、靜水壓力、工作荷載等與泵站結構和強度相關的計算，以便確保泵站結構符合建設的實際情況和運行的基本要求，從負荷能力與抗荷載能力上確保泵站的穩定。

1.3泵站結構設計的原則

一是，泵站結構設計要堅持適當原則，泵站結構設計應該滿足當前的工程實際和施工技術水平，以此來確保泵站結構設計的可行性，要盡量控制泵站結構的合理性，受力的明確性，真正實現泵站結構設計的安全與經濟等目標。二是，泵站結構設計要堅持安全原則，在泵站結構設計中要通盤考慮地基的穩定性、土壤性質，避免出現泵站結構施工中大量挖掘和填埋，在妥善利用地形地利的情況下，做到泵站結構的安全。三是，泵站結構設計要堅持優化選型原則，要通過泵站結構設計工作來控制整個泵站的結構尺寸，減少泵站結構出現過多的裂縫影響結構功能，同時提高泵站結構對震動、溫差、負荷的抵抗能力，確保泵站結構的強度。四是，泵站結構設計要堅持經濟性原則，泵站結構設計過程中應該結合施工當地的特點，采用因地制宜的措施與方法，控制泵站結構建設的成本，例如：在泵站結構設計中要注意到材料的選擇，通過就地取材來降低泵站結構的建設造價，從成本上進行深入的控制和合理的設計。

2泵站結構設計應該突出和把握的關鍵問題

2.1強化泵站結構混凝土防腐性能設計

設計工作中應根據泵站混凝土結構的特點做好各方面的處理和強化，做到對腐蝕作用的有效防治。一方面要做好泵站混凝土結構溶解性腐蝕的防治設計，要在設計中控制混凝土pH值，避免在pH值超標而出現腐蝕性離子的溶解，預防泵站混凝土結構外部的“泛鹼”，控制腐蝕性離子對鋼筋、混凝土結構的腐蝕，確保泵站混凝土結構的強度與耐久性。另一方面要做好泵站混凝土結構周圍土壤腐蝕的防治設計，在設計中根據土壤中存在的硫酸根、碳酸根、氯酸根離子的特點，采用化學防護和物理保護向結合的措施，確保混凝土結構的性能，控制鋼筋腐蝕的速度，做到從設計的角度實現泵站混凝土結構的高抗腐蝕性能。此外，在設計中可以應用防腐涂料來對抗混凝土腐蝕問題，例如：可以在設計中增加噴涂防腐涂料——環氧粉末，以此來達到提高泵站混凝土結構的抗滲性和防腐性，使泵站混凝土結構對鹽堿、水分、二氧化碳等腐蝕性物質的抵御能力大幅度提升，做到對混凝土結構的保證，進而從設計的角度提高了泵站結構抗腐蝕性能。最后，在設計中還可以通過規范施工技術來做到對防腐蝕性能的提升，例如規范施工環境，加強混凝土表面等方式都可以實現對腐蝕的有效防治。

2.2強化泵站結構設計施工間的配合

泵站設計牽涉的專業較多,工藝較復雜,各專業之間的配合就顯得尤為重要。工藝及通風、配電等各專業應與土建專業多溝通,例如:池壁與池壁之間、壁板與底板之間的構造加腋(八字角)要求;如水工藝不允許加腋,應向土建設計人員講明。對于各專業設備需要在板上或池壁上開洞的位置,應提前與土建設計人員溝通,避免與結構發生沖突。另外,土建設計人員應盡量滿足水工藝要求,以設計規范為依據,專業之間互相配合,對一些構造措施應區分情況,靈活掌握。設計與施工緊密相連,設計應切合施工、方便施工。例如:水池施工為便于支模及澆筑混凝土,一般在離池底及加腋以上300～500mm處留置施工縫,設計人員應考慮施工要求,在此范圍內避免設計有預留洞、預埋管、懸挑梁板等。設計應多了解新的施工工藝、新材料、新技術、新方法。

篇（5）

2結構主體設計

住宅內梁布置設計一般應做到公共空間部分不露梁，結構梁不突出樓梯間，電梯廳內無梁；戶內梁布置時，梁不穿越客餐一體廳、客廳、餐廳、房，以保證各功能空間完整及美觀；梁不穿越廚、廁、陽臺；戶內梁不露出梁角線的優先順序為客廳—餐廳—主臥室—次臥室—內走道—其它空間。當結構計算梁高與窗（門）頂距離≤200mm或無法做過梁時，結構梁直接做到窗（門）頂面；結構計算梁高與窗（門）頂距離＞200mm時，結構梁高按計算確定，中間距離用窗（門）過梁處理。框架梁縱筋配置時，盡量避免多排放置，一般最多不多于3排，以使縱筋配筋量控制在合理范圍內。在結構設計中，如果梁柱節點配筋過密，勢必會增加施工的難度及可操作性，進而影響混凝土的抗裂性能，因此在梁柱節點設計的時候，考慮將節點箍筋設計成鋼筋籠，套入柱的縱向鋼筋中，將二者綁扎或焊接牢固，最后放入梁的鋼筋，達到提高該混凝土結構的抗裂性能的目的。住宅內剪力墻、柱設計一般應做到剪力墻、柱盡量不凸出填充墻的墻面，即盡量與填充墻厚保持一致。剪力墻、柱布置時，如靠近窗口位，且距離窗側小于100mm時，剪力墻、柱端延至開窗側端。轉角凸窗窗端如必須布置剪力墻端柱或框架柱時，柱外邊線必須對齊凸窗外邊。過長的剪力墻應該開設洞口，過長的剪力墻在地震作用下容易產生和加大裂縫，墻體配筋容易拉斷。規定長度大于8m的剪力墻應開設洞口，開設的洞口大小應該滿足結構計算要求。

3住宅裂縫控制

住宅裂縫控制設計是居住設計重要內容，裂縫不僅影響建筑美觀度、耐久性、防水性、抗滲性等建筑功能，同時也會引起一系列社會問題。有資料表明，有關裂縫的投訴占房屋工程質量投訴的30%以上。一般居住建筑樓板裂縫產生的原因很多，主要的原因還是由于設計、施工以及管控環節問題所致。針對結構設計上出現的裂縫問題要求控制樓板的裂縫應做到：①控制鋼筋混凝土樓板的最小厚度，建筑物平面剛度突變處樓板及異形板可考慮適當加厚；②在房屋平面有較大凹凸處，兩端陽角處，廚房、衛生間、陽臺等樓板配置抗溫度收縮鋼筋（或者雙層雙向鋼筋），同時在現澆板的板寬急劇變化或大開洞削弱處等易引起收縮應力集中處，控制鋼筋間距，配置抗溫度筋；③當住宅長度大于40m時，應在樓板中部設置后澆帶，后澆帶兩邊應設置加強鋼筋，地下室設計按30m～40m間距設置后澆帶，如不能設后澆帶處可設加強帶，現澆樓板混凝土強度等級不小于C25,且不宜大于C40。

篇（6）

2抗震性能目標及抗震構造加強措施

主樓超限內容［3］為:1)超過B級適用高度15%;2)2層局部挖空樓板，形成躍層柱。根據超限情況，確定主樓抗震性能目標為C級，多遇地震下滿足第1水準，設防地震下滿足第3水準，罕遇地震下滿足第4水準，具體構件抗震性能目標如表2所示，并要求結構在罕遇地震作用下最大層間位移角不超過1/100。本工程2012年6月已通過廣東省超限委員會的超限高層建筑專項審查。

3計算分析

3.1小震彈性反應譜分析小震彈性反應譜分析采用SATWE及MIDASBuilding軟件。沿X，Y向輸入地震波，安評譜計算的基底剪力大于規范譜的計算結果，故采用安評譜進行分析。考慮偶然偏心，采用剛性樓板假定，主樓周期折減系數為0.9，連梁剛度折減系數取0.7，嵌固端取地下室頂板，分析模型包含3層屋頂架構，共46層。主要分析結果見表3，從表3可以看出，兩種軟件計算結果比較吻合，各項指標均符合高規［4］和廣東省高規［5］(層間位移角限值為1/565)的要求。SATWE軟件計算的層間位移角曲線見圖4，樓層抗剪承載力比值曲線見圖5。

3.2小震彈性時程分析小震彈性時程分析仍采用SATWE軟件，采用2條天然波(Oakwh波、Sanfern波)及1條安評波。分析結果見表4。由表4可知，X，Y向單條地震波計算所得基底剪力最小值占CQC法計算結果的百分比分別為84%，78%，X，Y向3條地震波計算所得基底剪力平均值占CQC法計算結果的百分比分別為85%，86%，符合高規［4］的相關規定。

3.3中震分析中震分析采用SATWE軟件，連梁剛度折減系數仍取0.7，不考慮構件承載力抗震調整系數及與抗震等級相關的內力調整系數，材料強度中震彈性取設計值，中震不屈服取標準值，其余輸入參數(考慮偶然偏心、周期折減系數、雙向輸入地震力)同小震分析。配筋較大的第10層墻、柱、梁的配筋見表5，其中各構件編號見圖3(b)。由表5可知，墻柱配筋取小震分析結果即可滿足中震分析要求，梁的配筋取小震和中震分析的較大值。首層典型剪力墻抗剪承載力見表6。由表6可知，剪力墻抗剪承載力有很大富余。由表5，6可知，各構件均符合抗震性能目標的要求。

3.4大震動力彈塑性時程分析

3.4.1基底剪力和層間位移角采用MIDASBuilding進行大震動力彈塑性時程分析，梁柱鉸特性值均采用武田三折線模型(考慮剛度退化修正)，剪力墻采用纖維單元模擬，并采用施工圖的實配鋼筋。采用小震彈性時程分析的3條地震波，峰值加速度均為220cm/s2，持續時間均為30s，地震波的時間間距為0.02s。主要分析結果見表7，層間位移角響應見圖6。由表7可知，大震動力彈塑性時程分析的基底剪力與小震彈性時程分析的基底剪力的比值的平均值為3.53(X向)、3.78(Y向)，滿足高規［4］要求，同時也說明結構耗能良好。Sanfern波作用下結構響應最大，X，Y向的最大層間位移角分別為1/195，1/189，均小于高規［4］限值1/100的要求。由圖6可知，X向層間位移角呈彎剪型，Y向層間位移角呈剪切型，主樓X向采用弱連梁連接的雙筒，比Y向有較好的耗能機制和耗能次序。

3.4.2結構抗側力體系損傷情況取結構響應最大的1條天然波(Sanfern波)X向地震作用下的結果進行分析。由圖7，8可知，在罕遇地震作用下，塔樓結構主要抗側力構件沒有發生嚴重破壞，大部分連梁和框架梁屈服耗能，框架柱未屈服，底部加強區墻體少量進入抗彎屈服狀態，墻體未出現剪切屈服，這說明結構是“梁鉸破壞”機制。計算結果還表明，結構的耗能機制和耗能次序為:弱連梁耗能屈服強連梁及框架梁耗能屈服核心筒部分抗彎耗能屈服框架柱部分開裂。這說明結構是通過弱連梁和框架梁的屈服作為第1道耗能防線，雙核心筒作為第2道耗能防線，框架柱作為第3道耗能防線，實現了良好的耗能機制，有效保護了豎向構件，延緩了主體結構的損傷。由圖9可知，弱連梁延性系數大部分在0.5～3.5之間，極少部分在3.5～5之間，弱連梁仍具有較大變形能力，可以承受豎向荷載作用，結構整體和各類構件還有較大的彈塑性變形能力儲備。

3.5無梁樓蓋的屈曲分析本工程設5層地下室，為滿足在相同凈空要求的前提下能有效減小建筑層高，同時也能夠減少土方開挖量，地下3層～地下1層地下室樓蓋采用無梁樓蓋體系，板厚270mm，柱帽厚550mm。由于埋深較深，土的側壓力和水壓力較大，故采用SAP2000軟件(V15.2.1版)對地下3層無梁樓蓋(圖10)進行屈曲分析。取恒載G+活載L作為初始荷載，屈曲荷載工況為:(Kaγh1+γwh1)h。其中Ka為靜止土壓力系數;γ為土的浮容重;γw為水容重;h1為計算點深度;h為地下室層高。屈曲模態見圖11。計算結果表明，第1階屈曲模態特征值為54.1，第2階屈曲模態特征值為62.5，第3階屈曲模態特征值為72.3。由此可見屈曲模態特征值遠大于10，無梁樓蓋穩定性有足夠的安全儲備。

3.6抗震構造加強措施根據主樓超限內容及計算分析的結果，采取如下的抗震構造加強措施:1)全樓抗震等級按一級采用，適當提高核心筒剪力墻分布筋的配筋率。2)對于連接雙核心筒的弱連梁，其承載力為抗彎控制，抗剪承載力富余較大，同時配置加強箍筋及橫向拉筋，提高該處連梁的變形能力。3)底部第2層由于建筑雙層柱廊要求，結構樓板縮進，形成邊框柱跨兩層高。柱計算長度l為14m，l/b(b為柱寬)為8.5＞4，為中長柱，其穩定系數接近于1，具有很好的延性。為了提高1～2層結構的側向剛度及水平承載力，采取了加大底部兩層墻體厚度和加大邊框柱截面的措施。4)工程無豎向不規則，無抗剪承載力突變，無樓層質量不均勻，除頂部局部平面不規則外無平面不規則;無扭轉不規則，除個別樓層外，其余樓層的扭轉位移比均在1.2以內;通過改變柱尺寸、剪力墻厚度、采用剪力墻開洞口等方式逐步縮短剪力墻長度，使結構剛度由下至上逐漸均勻減小，不出現剛度突變。5)工程雙筒的連梁配筋取小震作用下兩端剛接和兩端鉸接的較大值。

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2停車場主要單體結構設計總結

停車場內房屋結構安全等級為二級，結構設計使用年限為50年。根據《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223－2008，除變電所為重點設防類外，其余均為標準設防類建筑［7］。根據《建筑抗震設計規范》GB50011－2010，本實例工程屬于抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度0.05g，地震設計分組為第一組［8］，結合地方管理規定和場地地震安全性評價報告，場區特征周期0.35s，地震影響系數最大值0.0765，場地土類別為Ⅲ類。工程材料選擇:主體結構混凝土等級采用C30，地下室結構采用P6抗滲等級防水混凝土，二次澆搗構件(如構造柱和圈梁等)混凝土等級采用C25，鋼梁鋼柱采用Q235B鋼材。主要建筑單體結構布置和基礎選型如下:綜合樓建筑面積約7000m2，總高度為22.35m，五層鋼筋混凝土框架結構，局部有地下室，柱網布置開間7.8m，進深7.2m，抗震等級四級，主要柱截面600×600，主要梁截面300×700。選用直徑500預應力混凝土管樁樁承臺基礎，持力層粉質粘土。

運用庫建筑面積2萬平方米單層工業廠房，采用門式剛架結構，鋼柱鋼梁抗震等級四級，柱網跨度15m+28m+26.4m+26.8m，柱距離6m，主要柱截面H600×350×8×16，主要梁截面H(1000～700)×350×12×20。柱下基礎選用直徑400預應力混凝土管樁樁承臺基礎，軌道道床基礎選用直徑400預應力混凝土管樁樁筏基礎，持力層粉質粘土。洗車庫和污水處理站為一層鋼筋混凝土框架結構，局部兩層，抗震等級四級，主要柱截面500×500，主要梁截面300×800。選用直徑400預應力混凝土管樁樁承臺基礎，持力層粉質粘土。變電所為兩層鋼筋混凝土框架結構，其中一層為半地下室電纜夾層，抗震等級三級，主要柱截面400×400，主要梁截面300×900。選用直徑400預應力混凝土管樁樁承臺基礎，持力層粉質粘土。人行天橋獨柱鋼筋混凝土框架結構，柱網布置跨度7m+13m+12m+8.5m，抗震等級四級，主要柱截面500×1200，主要梁截面400×1200。選用直徑600鉆孔灌注樁樁承臺基礎，持力層粉質粘土。

3結構設計難點分析

(1)根據場地地質概況的描述，本場地淤泥及淤泥質土較厚，新填土達4m深，場地地面沉降不穩定，柱下基礎和庫房內無砟整體現澆道床，對基礎沉降極其嚴格，選用何種加固處理措施，是結構設計難點之一。

(2)運用庫為大跨度工業廠房，采用何種結構體系，是本工程結構設計難點之二。考慮施工周期和經濟指標，本工程采用鋼梁鋼柱門式剛架結構體系。

(3)剛架梁梁連接節點計算時，高強螺栓計算中和軸位置的確定是本工程結構設計難點之三。查閱相關資料，中和軸位置的確定有兩種假定:①中和軸在受壓翼緣中心，假定模型:在彎矩作用下，把梁根部截面彎矩簡化為作用于梁上、下翼緣的力偶，同時把梁受拉翼緣和端板作為獨立的T形連接件看待，忽略腹板的扶持作用。此假定螺栓受力與端板厚度關系很大，設計計算較為繁瑣;②中和軸在端板形心，假定模型:高強螺栓外拉力總是小于預拉力，在連接受彎矩而使螺栓沿栓桿方向受力時，被連接構件的接觸面一直保持緊密貼合，認為中和軸在螺栓群的形心軸上。根據《端板連接高強度螺栓群中和軸位置研究》試驗論文結果，螺栓群中和軸介于其端板形心與受壓翼緣內側中心線之間，當所受彎矩越小，則中和軸越接近端板形心軸，越大則越接近受壓翼緣［9］。

4配合施工遇到的問題分析

(1)圍墻開裂。分析原因:新填土4m高，圍墻距離護坡邊僅1m，施工工期較緊，施工單位無法用大型機械分層碾壓，填土密實度達不到設計要求。解決措施:①圍墻基礎選用剛性較大條形基礎，防止不均勻沉降，此方案施工較快，造價便宜。②選用換填處理或水泥攪拌樁加固圍墻基礎下新填土，減小不均勻沉降量，此方案施工周期較長，造價偏貴。綜上所述，本工程選用第一種解決措施。

(2)運用庫庫內柱式檢查坑，軌道下混凝土短柱出現偏柱、歪柱等現象。分析原因:短柱設計由結構和軌道兩個專業，施工也分別由兩家單位施工。解決措施:①混凝土短柱設計為鋼柱，直接安裝。②混凝土短柱由一家施工單位施工。建議日后設計采用第一種解決措施。

(3)人行天橋柱下管樁無法施工。分析原因:人行天橋跨軌道設置，場地內軌道區域下被地路專業設計水泥攪拌樁加固。解決措施:①天橋柱下基礎改為鉆孔灌注樁;②檢驗水泥攪拌樁加固后地基承載力，如不夠采用，采用CFG樁加固后采用柱下獨立基礎。結合現場工期需要，本工程采用鉆孔灌注樁基礎方案。綜上所述，結構設計時，充分運用結構設計難點分析結果，指導結構設計;配合施工時，遇到以上問題，經分析原因，采取我們選用的處理措施，得到明顯改善效果，保質保量，按時完成土建施工。目前，本工程已投入使用2年，沒有出現任何問題，得到業主單位一致認可。

5結構設計建議

(1)運用庫庫房內軌道道床為無砟整體現澆道床，對基礎沉降極其嚴格，鐵路規范要求控制在20mm以內，如果道床下地質情況不好，建議采用預應力混凝土管樁樁筏基礎。

(2)運用庫為一層鋼結構工業廠房，采用何種結構形式，需根據結構計算和經濟比較。結合本工程實例，試算比較后，得出如下經驗:柱跨28m，采用混凝土柱+鋼梁排架結構和鋼梁鋼柱門式剛架結構較經濟，綜合考慮施工工期，選鋼梁鋼柱門式剛架較適用。

(3)剛架梁梁連接節點設計時，綜合考慮各種因素，高強螺栓群計算中和軸宜選端板形心。

(4)場地平整有大量新填土，新填土下有較厚的淤泥和淤泥質土，計算單樁承載力時一定要考慮樁側負摩阻力。

(5)結合配合施工中的問題，建議結構設計時改進以下措施:①場地內高填方區圍墻應做剛性較大的條形基礎，以避免圍墻不均勻沉降開裂;②運用庫庫內柱式檢查坑，軌道下混凝土短柱出現偏柱、歪柱等現象，影響傳力和結構安全，建議混凝土短柱設計為鋼柱，直接安裝即可;③被其他專業加固的場地區域，柱下基礎結構設計時，建議選用鉆孔灌注樁。

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地震破壞力是往覆水平剪切力，上部結構的反作用力是垂直于地面的。這樣兩個方向互相垂直，并處于運動沖擊狀態的作用力，在一個平面上會交了。地震破壞力以強大的往覆水平推動力，推動著（抓住）建筑物基礎做水平往覆運動，因而很容易分析，在這兩種力的會交面上，實質上形成了遠大于地震破壞力的往覆剪切力。因此，建筑物的抗震能力在插入式整體結構中是很難達到實際抗震設計要求的，現在的建筑物一般都是偏于保守的理想設計和建造，因而投資也在大大增加，即便如此，在實際的地震災害中，建筑物受破壞的程度依然是很嚴重的，進而也無法擺脫和減輕地震災害，給人民的生命和財產造成的巨大損失。

歷史的教訓足已充分說明，插入式建筑結構體系受到了嚴峻的檢驗，即似地球為相當好的慣性參考系，又將建筑物體插入地球，形成不可分割的剛體。在過去的年代，建筑物還處于低層范圍時，問題還不嚴重，而在現代化高層、重型建筑中，仍然是采用插入式剛箍捆住內力的結構，在實際的地震災害中存在著嚴重的隱患。插入式整體建筑物結構體系在正常情況下，即非地震靜止狀態，是沒有問題，而在地震災害爆發時，插入式整體建筑物體系的結構受力傳力路線明顯發生混亂，建筑結構設計的極其重要的力學原則：

（1）、不論在任何情況下，結構的傳力路線必須清楚。

（2）、以當地的最不利外界因素為設計依據，如很多地區必須考慮可能發生的最大地震破壞力。這就是說建筑物抵抗地震破壞的正確條件是：運動中建筑結構內力的傳遞必須正確、清楚。

插入式整體建筑結構在地震時，將地震破壞力直接傳遞給上部結構，使上部結構發生搖晃，由于上部結構是剛箍捆住內力的結構，因而在搖晃中產生的巨大能量沒有釋放點，而被迫返回基礎，地震又很快的不斷的沖擊建筑物的基礎，向上部結構輸送地震能量。這樣上部結構返回的作用力，同基礎傳來的地震內力發生沖撞，沖撞最厲害的集中點，就是能量集中釋放的突破點，也是結構的破壞點，通常都在基礎與上部結構的交面上，破壞的形式是剪切破壞，而整個建筑物不是倒塌就是傾斜。

目前，許多國家在高層建筑的抗震設計方案中，已經出現了新的結構，如：美國紐約的42層高層建筑物，建在于基礎分離的98個橡膠彈簧上，日本的建在弧型鋼條上防地震建筑物，前蘇聯的建在與基礎分離的沙墊層上的建筑物，以及在中國已經獲得了美國、中國和英國發明專利權的，剛柔性隔震、減震、消震建筑結構與抗震低層樓房加層結構，都十分成功的應用于工程實踐中，都明顯的在建筑結構體型上，改變了傳統的插入式剛箍捆住內力（吸收地震能量）的結構體系。總之都在建筑設計的結構方面設法擺脫在地震災害時，嚴重威脅著人們的生命安全的插入式剛箍捆住內力的結構體系。其實質都反映了對“似地球為相當好的慣性參考系”為指導理論，所制定的現行抗震硬抗、死抗地震打擊設計規范的動搖，本質上也是改變了建筑結構受力體系，而不在似地球為絕對靜止不動的慣性參考系了。

1、現行建筑結構抗震設計與地震場地效應的問題現行建筑結構的抗震設計，是根據結構力學和建筑結構設計的理論基礎而來的。結構力學和結構抗震設計規范，將地震破壞力簡化并規定為在建筑物上部結構中的水平運動力，對建筑物的水平作用力與反作用力的硬抗平衡，這一規定實質上存在著嚴重的問題和錯誤。

其一：地震爆發時，首先是大地在做往覆水平運動，由于建筑物基礎插入大地，因而必然隨大地的往覆水平運動而運動，建筑物上部結構也因此被迫運動，但是建筑物上部結構的運動形式不是水平運動（因而根本就沒有受水平的作用），而是因基礎在受地震水平力運動中，產生的運動力傳遞到上部結構，迫使上部結構沿地震受力方向，作反方向S形式傾斜擺動；

其二：地震爆發時的沖擊波只有兩個方向，而現在所有城市的建筑物的規劃設計，是根據城市的道路按東西南北方向和建設的需要各自排列的。將建筑物上部結構視為受水平運動，也只能有30%的建筑物的結構抗震設計受力方向與地震沖擊波受力方向相同，而70%的建筑物的抗震設計受力方向與實際地震沖擊波的沖擊方向，處于非常不利的位置，當地震爆發時，只有少數正好與地震沖擊波方向協調一致的建筑物不一定破壞，而大多數與地震沖擊波方向不一致的建筑物，自然就很難逃脫地震沖擊破壞倒塌的后果。地震對建筑物的沖擊破壞，主要是對建筑物基礎產生的水平往覆沖擊剪切力，從而使基礎被沖擊破壞失去穩定后，造成上部建筑物的破壞和倒塌，地震沖擊波首先是破壞了基礎，而不是破壞上部建筑結構，所謂萬丈高樓從地（基）起，就是這個道理。基礎都破壞了，上部建筑自然就保不住了；

其三：城市中建筑物的類型是多種多樣的，主要反映在超高層、高層、多層和輕重型建筑之分，而這些不同類型的建筑，又以基礎深度的差別體現在地震沖擊波的大小上，基礎越深、越大，受地震沖擊波的沖擊自然很大，在加上城市地下建筑設施不少（如：地下建筑、地鐵、地下大型管道等），都是構成城市地震場地效應發生互相變化的種種直接因素。現行抗震設計中，都沒有考慮地下建筑設施的自身抗震，以及對地面建筑物基礎和地基的地震場地效應所產生的嚴重問題。

2、現行建筑結構抗震樁基設計與地震場地效應的嚴重問題現行抗震設計中的樁基礎的設計有兩種類型，一種是端承樁類型，另一種是摩擦樁類型。端承樁是將深層的地基反作用力通過樁傳遞給地面，構成對上部建筑物作用力（壓力）的平衡。摩擦樁是通過樁基礎與一定深度的地基土層十分緊密的擠壓結合中產生足夠的反作用力，通過樁傳遞到地面，構成對上部建筑物的作用力（壓力）的平衡。這里必須指出的是，這兩種類型的樁基礎在對上部建筑物的作用力（壓力）構成平衡的充分條件是：靜力荷載，即在沒有外力的作用下成立的。

在端承樁中，端樁是反作用力的頂點，樁身是傳遞反作用力的通道，樁身四周的土層是給樁身起到了極其重要的穩定作用，由此，可以定義：樁端的承載力，樁身的強度是和樁身四周的土層構成了端樁基礎的整體，缺一不可。

在摩擦樁中，樁身的強度與樁身四周土層緊密擠壓所產生的反作用力，構成了摩擦樁基礎的整體，也是缺一不可的。這兩種類型的樁基礎在地震爆發時，強大的地震水平往覆沖擊波，完全改變了上述狀態，使端承樁在地震沖擊波中，使端承樁的承載力發生水平往覆運動，不但失去對樁身的穩定，反而對樁身構成了往覆水平沖擊，其結果：端承樁不是破壞，就是下沉失穩。隨著端承樁的破壞和失穩，建筑物上部結構自然也就處于破壞倒塌的危險境地，而摩擦樁的危險就來的更快了，地震沖擊波迫使摩擦樁樁身必須與四周土層與樁基松開，失去摩擦樁身必須與四周土層緊密擠壓的必要條件，并且土層對樁身構成水平沖擊力，隨著摩擦樁中四周土層與樁身摩擦力的解除和改變，樁不是破壞就是失穩，其上部建筑物隨之處于時刻會破壞和倒塌的危險之中。

3、現行予應力建筑結構在地震中的嚴重問題所謂予應力建筑結構，是人為的在建筑結構的主要承力構件中，對主要承力構件中混凝土施加予應力，一般是通過對結構中承力構件的鋼筋進行張拉，利用鋼筋的回彈力擠壓混凝土來實現的。根據對承力構件中鋼筋的張拉，與混凝土的先后關系，又可分為先張法和后張法兩大類。

從建筑結構中的予應力構件，到予應力結構的發展，已經有較長的時間了，在建筑結構中應用予應力構件和發展予應力結構的優勢，在很多城市的建設中，得到了較廣泛的應用。在城市建設和發展中，推廣和應用予應力構件和予應力結構，的確能起到一定的積極作用。但是，有一個十分重要的結構動力學問題需要特別注重，所謂建筑結構動力學方面的問題，也就是地震爆發時，地震沖擊波迫使建筑結構產生振動的動態反應，地震沖擊波沖擊建筑結構，使其產生的內力在結構中傳遞，而予應力構件和予應力結構的力學模型是：1）予應力張拉兩端的固端成支座，是不允許有任何改變的；2）予應力構件或予應力結構在使用過程中，其構件和結構是不允許發生水平推動，振動彎曲和上下振動的。也就是說，予應力構件和予應力結構，只有在沒有任何外力的情況下，才能達到予應力構件和予應力結構設計的使用要求。因此可以定義：予應力構件和予應力結構的安全使用條件，是不能承受任何外力（尤其是地震沖擊力）的靜力使用狀態。

地震沖擊波在建筑結構中，將無情的迫使建筑結構中的所有梁、柱、板、墻體等受力構件發生變形，即地震沖擊力能完全改變予應力構件和予應力結構的兩端邊界條件，使其構件和結構中的予應力償失。任何在使用中的予應力構件和予應力結構，當予應力衰退和償失后，其構件和結構必然破壞。因此，在地震設防城市的建設中，是不能使用予應力構件和予應力結構的。但是，現在許多城市的建設中都使用了予應力結構，這是十分危險的。因此，應盡快在地震爆發之前，采取補救措施，否則，后果一定是十分嚴重的。

綜上所述，現行世界各國所實行的建筑結構體系，是與地震沖擊波相對抗、硬抗（死抗）的捆住地震內力的結構體系。從結構動態平衡的根本原理來分析，這種與地震力相對抗的結構體系的靜態平衡在地震中完全破壞了。也就是說，現行的建筑結構體系，只能滿足靜態（無地震沖擊波）狀況下的作用力與反作用力的平衡。當地震爆發時，建筑結構內力的靜態平衡被破壞了。這就是現行建筑結構體系抵抗不了地震沖擊破壞的根本原因所在。現行建筑結構的抗震設計，只是加大了建筑結構的剛變，使其增加了對地震沖擊力的對抗力（死抗力），沒有從結構動態平衡的基礎上去尋求，建筑結構與地震沖擊波的動態平衡，建立一個與地震內力相適應（不是相違背）的“釋放地震內力的建筑結構動態平衡體系”。

總之，幾百年來，人類所推行的靜態（加大剛度）的建筑結構體系，違背了地球地震的客觀規律。因此，給人類自己造成了巨大的災難。人類為了在地球上更好的生存和發展下去，就得從根本上解決適應地球地震客觀規律的建筑結構體系。因此，一種與地震力相適應的“釋放地震內力的建筑結構動態平衡體系”的動態平衡的力學理論的建立，并制定新的建筑結構釋放地震沖擊波的設計標準（在也不是對抗的標準），將是人類發展的方向和目標。

二、釋放地震內力的建筑結構體系1、釋放地震內力建筑結構體系的理論基礎我們從現代地球物理學家關于地球板快運動理論的力學分析中，以及對地震客觀規律的不斷揭示，更進一步對地球的認識，有了新的力學見解，我們認為地球是一個在運動中自身求得內力平衡的結構體系，它有兩個階段的運動規律：

（1）、地球內力的平衡階段：地球結構體，在自轉和圍繞太陽周轉運動的過程中，所產生的內力，在平衡階段，地表運動處于內力平衡，地球運動處于靜止狀態，此階段可似地球為慣性參考系階段。

（2）、地球結構體系處于內力平衡階段后，其內力仍然在不斷的增加，而地球結構體不能承受日益增大的內力，而在運動中，通過地球板快的運動，地震和火山等形式釋放出來，以求得新的內力平衡，這個階段是地表的活躍階段。其不斷增加的內力將在地球內力集中點釋放出來，此階段可似為非慣性參考階段。地球內力平衡過程中的這兩個階段，在地球內部不斷循環下去，形成了地球生態平衡的必然規律。

人類是在地球生態的環境中生存的，因此，人類必須遵循地球生態環境中的各種自然規律去發展。從人們開始認識到對過去認識的不足，即理論上的不足和錯誤，又不斷的在生活實踐中，提高了對地球生態環境的認識，進而不斷的揭示自然規律，掌握和運用規律為現代人類和將來造福。應該明確的指出，人類對地球認識的提高和深化，其指導人類如何適應地球生態的科學理論，也就隨之進入了更高的階段。

2、釋放地震內力建筑結構體系新技術的應用：已經獲得中國、美國和英國發明專利權的新技術“建筑物抗震減震裝置”、“建筑物消震裝置”和“高層建筑隔震消能裝置”完全改變了傳統的插入式剛箍捆住地震內力的建筑結構體系，將建筑物整體有機的隔離成兩個受力體系，這樣地震破壞力的傳遞媒介改變了，由直接傳遞轉化為間接傳遞。不言而喻，“建筑物抗震減震裝置”將大大減少地震對上部結構的沖擊，反之，上部結構對基礎的作用力也大大減小。

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2電動機重點結構設計

2．1軸承

傳統的同步電動機結構是采用座式滑動軸承，電動機機座與端罩及軸承同裝在一個底板上，兩軸承中心的軸向距離為2000mm(圖3)。而采用端蓋滑動軸承后兩軸承中心的軸向距離壓縮為1770mm。通過本次改進，采用滾動軸承后的兩軸承中心的軸向距離壓縮到了1297mm。

2．2集電環

對用戶要求集電環防護等級為IP23的同步機，原來設計的集電環為下端采用支架承托和上端用螺桿拉緊聯合固定形式(到機座端面距離為850mm)。在本電動機設計時改變大型同步機集電環的支撐形式，在電動機端蓋上加工止口，并設計了高度為100mm的連接環，實行過渡連接(集電環端面到機座端面距離為650)。由于連接環的高度有限，原用軸承測溫元件WZP－280體積大，考慮到安裝特別困難，設計時改用體積小，經濟實惠的端面熱電阻WZPM－201來檢測軸承溫度。改進集電環連接形式后，安裝方便，電動機結構因此而更加緊湊。

2．3連接環

設計連接環時，在保證連接環與軸承外蓋不干涉的情況下，考慮用戶給軸承加脂以及排脂時的空間、方便安裝軸承測溫和把合螺絲，所以連接環的圓周設計為輻射筋、周邊為敞開的形式。

篇（10）

2我國現代橋梁結構設計的注意事項

2.1對于結構的耐久性問題要重視

在我國的橋梁建設過程中，很多時候都缺少建設前期所需要準備、視察及考證等工作，這是一大問題。周圍的環境會在很大程度上影響到橋梁的建設和使用，不僅包括由于車輛超載而出現的疲勞情況，還包括橋梁結構本身的老化和損傷。我國從上世紀九十年代有些研究者就針對橋梁結構的耐久性進行了研究，但多集中在橋梁的材料及統計等方面，而對橋梁結構及設計的研究卻是忽視的，還缺少以設計及施工人員為出發點改善橋梁的耐久性。設計人員所關注結構的計算方法比較多，而容易忽視總體構造的設計和一些細節處的把握。結構耐久性的設計應該有別于其他普通的結構設計，就現階段而言，我國橋梁結構的耐久性研究應轉變為定量分析而不是傳統的定性分析。諸多研究實踐表明一座橋梁是否能夠安全使用，結構的耐久性發揮了很大的作用，經濟性也包含在其中。

2.2充分重視橋梁的超載問題

超載會造成橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加劇，嚴重的情況下還可能引發結構破壞事故。橋梁的超載不僅會引發疲勞問題，還可能造成橋梁內部損傷難以及時恢復，進而使得橋梁在正常荷載下的工作狀態產生一定的變化，將威脅到橋梁的安全性和耐久性。所以設計人員應加強分析超載所帶來的嚴重后果，最大限度的加強橋梁的穩定性。

2.3重視對疲勞損傷的研究

動荷載是橋梁結構所承受的車輛荷載和風荷載的主要方面，其會在結構內產生循環變化的應力，除了會引起結構的振動外，結構的累積疲勞損傷也是不可忽視的方面。在橋梁建設中所使用的材料實際上均勻性和連續性都不是很理想，諸多微小的缺陷夾雜其中，在循環荷載作用下，它們會不斷發展、合并進而形成損傷，最終形成宏觀裂紋。一旦宏觀裂紋沒有得到很好地控制，就會產生材料、結構的脆性斷裂。疲勞損傷在初始階段被察覺的可能性比較小，所產生的嚴重后果卻是毀滅性的。所以應該加強疲勞損傷的研究工作。

2.4積極借鑒國外的經驗和成果

我國橋梁設計中存在結構使用性能差、耐久性和安全性差等諸多問題，這和現階段我國的施工質量和管理水平不高是分不開的，但問題已然存在，并且在短時間無法得到有效解決，設計人員對此問題要有一個清醒的認識，在設計時對上述問題充分考慮到，運用恰當的設計方法、恰當的安全系數使橋梁的使用性能達到要求的標準，這才是設計的關鍵。尤其是橋梁的耐久性和安全性問題與結構體系、使用材料選擇不合理、結構細節處理不當有著千絲萬縷的聯系。針對我國設計中存在的問題應積極借鑒國外的有益經驗，PBD就是其中之一。PBD即為性能設計，涵蓋了結構設計的眾多方面，如變形、裂縫、振動、耐久性等。PBD研究不僅保證了橋梁結構在使用中的安全性，還具有很多優良的使用性能，這其中包括壽命和耐久性、耐疲勞性、美觀等。對此，我國應該積極借鑒其優良方面的性能，并結合我國橋梁設計的實際和使用過程中的具體情況來最終尋找適合我國的設計。

3對我國現代橋梁結構設計的建議

總而言之，我們在對橋梁結構的耐久性、疲勞損傷以及橋梁超載問題進行必要研究的同時，還可以把研究面放得更寬一些，諸如結構系統的可靠度、模糊隨機可靠度等，這樣做的目的都是為了加強橋梁結構設計的使用性、安全性及耐久性。下面就選擇幾個方面就行分析，希望為研究人士提供參考。

3.1結構系統的可靠度分析

結構系統可靠度分析其實不是一項容易的研究課題，具有一定的復雜性，近年來不少研究者對其從不同方面進行了研究，并且取得了一定的研究成果。例如利用系統系數，主要針對結構各種破壞水平所對應的極限狀態不同，計算系統可靠度并進行結構設計的方法；利用蒙特卡洛法應用重要抽樣技術最終將結構系統的可靠度計算出來。另外還有研究者對系統可靠度界限進行深入的研究。總而言之，在進行系統可靠度的研究上難度系數比較大，內容也包羅萬象。在研究上還是有一定的上升空間的。

3.2在役結構的可靠性評估與維修決策問題

對在役建筑結構的可靠性評估與維修決策正成為建筑結構學的邊緣學科，它既包括結構力學、斷裂力學、建筑材料科學、工程地質學等比較基礎的理論，還離不開施工技術、檢驗手段、建筑物的維修使用狀況等方面的內容。值得注意的一個方面是對于在役結構的可靠性評估的研究，經典的結構可靠性理論也可在此過程中得到更為廣泛、更有深度的進步和發展。

3.3模糊隨機可靠度的研究

模糊隨機可靠度理論研究作為工程結構廣義可靠度理論研究的重要內容，在不斷健全的模糊數學理論與方法的推動下，會得到不斷的完善和發展。