導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇工程結(jié)構(gòu)分析論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

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2結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析常用的方法

2.1振型分解反應(yīng)譜法

振型分解反應(yīng)譜法的原理：該方法分解其結(jié)構(gòu)單自由度體系的振型以及反應(yīng)譜。根據(jù)此法，地震效應(yīng)中的多自由度體系特性得到了求解。該法把結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)數(shù)值化，通過地震反應(yīng)譜來推算出結(jié)構(gòu)在地震作用下的行為。反應(yīng)譜曲線反映的是周期及反應(yīng)的關(guān)系曲線。我國現(xiàn)行的抗震規(guī)范中，計(jì)算單向水平地震響應(yīng)時(shí)，采用的是振型分解反應(yīng)譜法。規(guī)范中對(duì)兩個(gè)主軸方向均施加地震作用，同時(shí)組合雙向水平地震的響應(yīng)（即是組合其中一個(gè)方向百分之一百的值與另一方向百分之八十五值的平方根）。從此可知，抗震性能的要求在規(guī)范中越來越高。振型分解反應(yīng)譜法廣泛的應(yīng)用在實(shí)際工程中，下面介紹一下其優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：⑴振型分解反應(yīng)譜法的優(yōu)點(diǎn)在于其結(jié)合廣義地震的強(qiáng)度、動(dòng)力特征、場地以及震中距一起考慮，研究相互之間的關(guān)系。自1950年開始，該方法就廣泛應(yīng)用于各國建筑抗震規(guī)范中，同時(shí)也是我國結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中地震作用所采用的分析方法以及計(jì)算理論基礎(chǔ)。⑵該方法的反應(yīng)譜的繪制是由國內(nèi)外大量的記錄最大地震響應(yīng)在結(jié)構(gòu)單質(zhì)點(diǎn)體系中的行為計(jì)算而來的。從統(tǒng)計(jì)理論角度來說，該方法能夠較為準(zhǔn)確的算出結(jié)構(gòu)在其使用期內(nèi)收到地震的最大反應(yīng)，在定量角度而言上較為準(zhǔn)確可靠。這就是反應(yīng)譜法尤為突出的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：盡管反應(yīng)譜法的理論比較成熟而且簡單易懂。然而，局限性來源于其本質(zhì)，使其有著如下不足之處：⑴盡管反應(yīng)譜法綜合考慮了結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征所產(chǎn)生的共振效應(yīng)，但目前的設(shè)計(jì)工作中依然將地震的慣性力當(dāng)做是靜力來處理，因此，反應(yīng)譜理論在目前來說是準(zhǔn)動(dòng)力理論而非準(zhǔn)確的動(dòng)力理論；⑵振幅、頻譜和持續(xù)時(shí)間作為地震動(dòng)力效應(yīng)的三要素，在利用振型分解反應(yīng)譜法作分析的過程中僅僅考慮了振幅和頻譜，未能真實(shí)的反映地震動(dòng)力效應(yīng)持續(xù)的時(shí)間對(duì)結(jié)構(gòu)破壞程度的影響，而這種影響恰恰是至關(guān)重要的；⑶反應(yīng)譜理論的適用范圍是結(jié)構(gòu)在彈性階段的地震效應(yīng)。結(jié)構(gòu)整體最不利的地震效應(yīng)在彈塑性階段中的體現(xiàn)能夠用該法粗略地推算出，結(jié)構(gòu)在整個(gè)地震過程的效應(yīng)則無法體現(xiàn)。同時(shí)地震過程中各關(guān)鍵構(gòu)件在彈塑性變形階段的應(yīng)力以及變形狀態(tài)也無法反映出來，因而也無法找出地震作用下結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。因此學(xué)者們可以把尋找彌補(bǔ)該法缺陷的方法作為今后的研究方向。

2.2時(shí)程分析法

時(shí)程分析法作為新型的抗震分析方法，開始于1960年，并逐步發(fā)展起來。其主要用于研究高層以及超高層建筑的抗震性能分析。該方法作為有效的分析方法，在1980已廣泛應(yīng)用于抗震設(shè)計(jì)規(guī)范或規(guī)程中。地震波利用時(shí)程分析法，按照時(shí)間段進(jìn)行數(shù)值化后，再在整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的振動(dòng)微分方程中將其帶入，采用逐步積分法對(duì)結(jié)構(gòu)在彈塑階段的動(dòng)力反應(yīng)進(jìn)行分析，求解結(jié)構(gòu)在整個(gè)強(qiáng)震時(shí)間以及空間區(qū)域中的動(dòng)力狀態(tài)全過程，得出任意桿件在任意時(shí)刻的內(nèi)力和變形以及出現(xiàn)塑性鉸的順序。地震動(dòng)相關(guān)參數(shù)需要輸入到時(shí)程分析法中，該參數(shù)是能反映場地的真實(shí)情況以及具有統(tǒng)計(jì)意義的加速度時(shí)程曲線。結(jié)構(gòu)體系的動(dòng)力模型綜合考慮了結(jié)構(gòu)的非線性恢復(fù)力特征。與振型分解反應(yīng)譜法相比較，時(shí)程分析方法更加接近實(shí)際情況。因而時(shí)程分析方法具有如下特點(diǎn)：⑴將地震力數(shù)值化，轉(zhuǎn)化為地震動(dòng)加速度時(shí)程曲線輸入，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震反應(yīng)效應(yīng)的分析，能較為全面地考慮了強(qiáng)震作用的三要素；⑵結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性質(zhì)是利用結(jié)構(gòu)在彈塑階段的整個(gè)過程恢復(fù)力特征曲線來體現(xiàn)，從而能夠比較準(zhǔn)確地體現(xiàn)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)；⑶能夠得到結(jié)構(gòu)在整個(gè)強(qiáng)震時(shí)間以及空間區(qū)域中的動(dòng)力狀態(tài)全過程，得出任意桿件在任意時(shí)刻的內(nèi)力和變形以及出現(xiàn)塑性鉸的順序，從而可判定結(jié)構(gòu)的屈服機(jī)制。

2.3靜力彈塑性（Pushover）分析

靜力彈塑性（Pushover）分析主要研究方向是研究罕遇地震力作用下，結(jié)構(gòu)體系的地震效應(yīng)。該法是基于抗震性能設(shè)計(jì)方法，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)體系在大震作用下，是否滿足“結(jié)構(gòu)不倒塌，重要構(gòu)件不嚴(yán)重受損”的抗震性能目標(biāo)。本文根據(jù)Pushover的基本計(jì)算原理進(jìn)行簡要的介紹，并就其在工程實(shí)例中的應(yīng)用展開討論。對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)來說，該法是一種可行的簡化分析方法。其計(jì)算過程如下：⑴建立模型、內(nèi)力分析和配筋。利用程序，求出結(jié)構(gòu)構(gòu)件在我國現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定的荷載工況下的內(nèi)力并配筋。內(nèi)力分析時(shí)，梁、柱利用框架單元進(jìn)行模擬,現(xiàn)澆板用殼單元進(jìn)行模擬,模擬框架的計(jì)算簡圖如圖1所示。⑵塑性鉸的定義和設(shè)置。SAP2000可以在任意構(gòu)件的任意部位布置任意數(shù)量的塑性鉸（彎矩、剪力以及軸力）。各種塑性鉸的本構(gòu)模型如圖2所示。⑶側(cè)向加載模式以及輸出模型結(jié)果。

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中圖分類號(hào)：[TB16] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一．裂紋板的研究背景及現(xiàn)狀

在板的使用中，隨著當(dāng)代我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和不斷提高，新型材料的發(fā)明和新興機(jī)械結(jié)構(gòu)的不斷產(chǎn)生，使得薄板的模型到處可見。尤其是在薄板帶有裂紋工作的狀態(tài)下。一般而言，結(jié)構(gòu)中如果存在裂紋或者缺陷，會(huì)改變結(jié)構(gòu)的物理特性，如質(zhì)量、阻尼和剛度等，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性發(fā)生了變化。所以，要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體性的檢測(cè)和評(píng)估，來確定結(jié)構(gòu)是否有損傷或者破壞，進(jìn)而判斷損傷的位置和損傷的程度，以及損傷程度的變化趨勢(shì)，這樣就需要研究分析含裂紋結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性。然而，進(jìn)行含裂紋結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性的分析一直是動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域的難點(diǎn)之一。

二．從裂紋梁裂紋板的推廣研究

目前在研究含裂紋結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性分析方面，已經(jīng)有了很多的方法可以借鑒，但是這些已有的方法大多是裂紋梁的研究，而關(guān)于裂紋板的研究卻很少。因此，鑒于這個(gè)問題，本文在總結(jié)了含裂紋梁動(dòng)力仿真中三種常用的分析模型基礎(chǔ)上即：彌散裂縫模型、集中柔度模型和精細(xì)網(wǎng)格模型，進(jìn)行了修改，然后推廣到了含裂紋板的動(dòng)力特性計(jì)算模型。并以精細(xì)網(wǎng)格模型為主著重研究了含雙裂紋板的動(dòng)力特性

三．含裂紋板的裂紋分析

討論自由振動(dòng)問題一般根據(jù)要求列出運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)而解方程求得自由振動(dòng)的頻率，此頻率稱為固有頻率或者自然頻率它在確定共振條件方面有著重要的意義。當(dāng)彈性體（梁、板、殼體）內(nèi)產(chǎn)生裂紋后，由于剛度減小，則其固有力學(xué)特性，如固有頻率、屈曲臨界壓力等隨之降低，以此可以用測(cè)頻的方法來監(jiān)視裂紋的發(fā)生與發(fā)展。裂紋振動(dòng)分析的關(guān)鍵是裂紋的處理，常見的處理方法：等效截面法、局部剛度法、一致裂紋梁理論。

四．本文研究的主要內(nèi)容

本文在總結(jié)和汲取前人的研究成果基礎(chǔ)上，用ANSYS軟件建立了裂紋板的有限元模型,將計(jì)算單裂紋結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的方法推廣到計(jì)算多處裂紋板彎曲振動(dòng)的近似模態(tài)，計(jì)算了雙裂紋在不同裂紋長度、不同的裂紋深度和不同相對(duì)位置處對(duì)矩形板模態(tài)參數(shù)的影響，為實(shí)際工程故障診斷提供參考。本文主要研究內(nèi)容如下：

(一 )對(duì)于含裂紋薄板在彎矩和剪力聯(lián)合的情況下的應(yīng)力強(qiáng)度因子，還沒有完整的解答可以利用。因此，研究了含裂紋有限尺寸應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算的近似解。

（二）利用斷裂力學(xué)的研究成果，通過對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子的積分，推導(dǎo)出含裂紋薄板的單元?jiǎng)偠染仃嚒?/p>

分別研究了含裂紋薄板有限元建模的三種主要方法：，彌散裂縫模型、集中柔度模型、精細(xì)網(wǎng)格模型，其中主要研究了精細(xì)網(wǎng)格模型，并通過實(shí)例分析了含單裂紋薄板的動(dòng)力特性，并與已有試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證文述算法的有效性。

借助精細(xì)網(wǎng)格模型的思想，以含雙裂紋懸臂矩形薄板為例應(yīng)用有限元軟件ANSYS對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析，討論了該板固有頻率和振型在不同裂紋長度下隨雙裂紋相對(duì)位置改變的變化規(guī)律。

應(yīng)用有限元軟件ANSYS對(duì)雙裂紋懸臂板進(jìn)行模態(tài)分析，通過數(shù)值模擬仿真,討論了雙裂紋懸臂矩形板的固有頻率和振型在不同裂紋相對(duì)位置時(shí)隨裂紋深度增加的變化規(guī)律。

得出簡單結(jié)論

本文具體而詳細(xì)地主要以含裂紋懸臂矩形薄板為研究對(duì)象進(jìn)行理論建模、有限元分析及模態(tài)分析仿真，得到了不同長度的裂紋在不同位置時(shí)含裂紋薄板的各階頻率的變化和振型的變化和不同深度的裂紋在不同位置時(shí)含裂紋薄板的各階頻率的變化和振型的變化，取得了令人滿意的分析結(jié)果以及有價(jià)值的研究結(jié)論：

各階的固有頻率隨裂紋位置、裂紋深度和裂紋長度的變化具有明顯的規(guī)律性變化。固有頻率隨著裂紋的擴(kuò)展逐漸減小，雙裂紋深度和長度對(duì)板固有頻率的影響同裂紋位置密切相關(guān)，此外，裂紋長度對(duì)高階頻率的影響較大，裂紋深度對(duì)低階頻率的影響較大。這對(duì)工程實(shí)際有指導(dǎo)意義。

裂紋的存在對(duì)板振型的影響是顯著的，但對(duì)不同階振型影響的顯 著程度不同。階數(shù)越高，裂紋對(duì)板振型的影響越顯著，這與裂紋長度和裂紋深度對(duì)頻率的影響情況不同。這就說明，當(dāng)采用振型作為結(jié)構(gòu)損傷的識(shí)別參數(shù)時(shí)，一般來說，振型的階數(shù)要取得相對(duì)比較高會(huì)好一些。

通過對(duì)比三種方法在固有頻率和振型方面的差異。三種求解方法各有不同，但都不可避免的存在誤差。分析其產(chǎn)生的原因主要有以下幾個(gè)方面：

彌散裂縫模型優(yōu)點(diǎn)在于使用方便，僅用很少的單元就可以得到含裂紋結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。但是這種模型比較粗糙，受網(wǎng)格密度影響很大，對(duì)裂紋影響區(qū)域即裂紋單元長度沒有嚴(yán)格的定義，為了得到準(zhǔn)確的仿真結(jié)果，單元?jiǎng)澐趾涂箯潉偠葴p少量要根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果估計(jì)、修正。

集中柔度模型的理論基礎(chǔ)好，但是計(jì)算復(fù)雜，難以應(yīng)用現(xiàn)有商業(yè)有限元軟件計(jì)算，局部柔度的求取依賴于應(yīng)力強(qiáng)度因子，而復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算比較困難，計(jì)算的精確度直接影響裂紋結(jié)構(gòu)的仿真精度。

六．相關(guān)建議

本文雖然取得了一些有意義的結(jié)論，但由于時(shí)間和能力有限，不能對(duì)課題進(jìn)行更深入的研究。從課題研究的延續(xù)性和對(duì)裂紋結(jié)構(gòu)模型準(zhǔn)確性以及計(jì)算精度更高的要求上看，還需要做進(jìn)一步的工作。

由于受到時(shí)間的限制，本文主要以懸臂薄板為例，研究了板的動(dòng)力特性。這種研究方法也可以推廣到其他邊界條件的薄板。

本文在研究含雙裂紋懸臂矩形薄板的動(dòng)力特性問題中。將裂紋模擬為一細(xì)長菱形，當(dāng)然，這種模擬不一定是最接近現(xiàn)實(shí)模型的，因此可以在裂縫模型的建立上有更多的構(gòu)思，以至于得出的結(jié)果更貼近實(shí)際工程。

參考文獻(xiàn)：

[1]李舜酩.機(jī)械疲勞與可靠性設(shè)計(jì)，北京：科學(xué)出版社,2006.

[2]王磊，李家寶.結(jié)構(gòu)分析的有限差分法，北京：人民交通出版社,1982.

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【關(guān)鍵詞】基坑支護(hù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；支撐；監(jiān)測(cè)

1.工程概況湖南住宅建筑工程?hào)|面為小區(qū)道路，距路邊約20m；南面為單層臨建某酒店，間距約5.5m，該臨建基礎(chǔ)采用600噴粉樁，樁長約15m，但現(xiàn)場觀察有部分墻體有不同程度的開裂，是基礎(chǔ)不均勻沉降引起的，如果地下室深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)有較大變化，就會(huì)對(duì)該酒店造成較大不利影響；西面為圍墻，距離約10m，北面是八層宿舍樓，間距約13m。該建筑物占地成矩形，長55.52m，寬18.5m。總建筑面積約15500m2，樓高15層，設(shè)一層地下室，地下室層高分別為4.4m和3.4m，但外露0.9m在地面上。場地自然標(biāo)高約為-0.90m，地下室基礎(chǔ)承臺(tái)墊層底標(biāo)高分別為-6.4m和-7.35m，即地下室挖土深度分別為5.5m及6.45m，具體布置詳見圖1。圖1地下室圍堰平面圖

2.地質(zhì)條件

按地質(zhì)鉆探資料提示，地質(zhì)情況按孔深分層如下：0～3.7m為雜填土，松散；3.7～16.7m為淤泥質(zhì)粘土，飽和流塑；16.7～24.1m為中細(xì)砂角礫層，飽和，中細(xì)砂松散，角礫稍密；24.1～26.6m為粉質(zhì)粘土，飽和硬塑；26.6～29.3m為粉質(zhì)土層，濕堅(jiān)硬；29.3～55.5m為強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖。地下水位較高，地表下約0.84m。

3.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇

根據(jù)該建筑物地形及鉆探資料，綜合分析該地下基坑有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)基坑開挖深度大。

(2)基坑開挖深度范圍內(nèi)是雜填土、淤泥，土性差；地下水位較高。

(3)地下室南面距某酒店只有5.5m，且酒店有約3.0寬洗車槽場地及海鮮水池設(shè)在此5.5m范圍內(nèi)。鉆孔樁，噴粉樁等機(jī)械無法靠近施工。并且一定要保證酒店正常營業(yè)，地下室施工時(shí)要保證該酒店建筑物的安全。

通過對(duì)多種方案綜合分析，最后確定地下室基坑南面采用拉森Ⅲ型鋼板樁圍護(hù)，其余三面采用鉆孔樁800間距1100圍護(hù)，鉆孔樁外側(cè)采用500、400噴粉樁聯(lián)成止水帷幕。鉆孔樁除基坑底為-7.35m部分采用兩層水平支撐外，其余鉆孔樁均采用一層水平支撐設(shè)計(jì)，鋼板樁采用兩層水平支撐設(shè)計(jì)。第一層支撐體系采用鋼筋混凝土梁（其中鋼板樁仍使用HK300C工字鋼作腰梁，節(jié)點(diǎn)利用焊接鋼筋錨入支撐混凝土中），中間設(shè)φ800鉆孔支承樁。第二層支撐體系采用HK300C工字鋼。由于部分基礎(chǔ)承臺(tái)阻擋節(jié)在二層支撐的支撐樁上，考慮到不能拖延加設(shè)支撐的時(shí)間，因而先加設(shè)支撐，然后支撐與承臺(tái)混凝土一起澆筑

此設(shè)計(jì)方案本著“安全、經(jīng)濟(jì)、施工方便”的原則，一方面采用鉆孔樁及鋼筋混凝土支撐，經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)省工程開支，又能保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)有足夠的剛度和整體性；另一方面，鋼板樁可接駁加長，使樁錘能懸空施打板樁，以解決場地限制問題；另外，鋼板樁的抗?jié)B性能較好，鋼支撐安拆方便，施工速度快，且鋼板及鋼支撐可重復(fù)使用。

4.支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的驗(yàn)算取值

4.1鉆孔樁的計(jì)算（按等值梁法計(jì)算）

4.1.1r、Ck、ψk按20m范圍內(nèi)的加權(quán)平均值計(jì)算，求得：r＝15.9KN/m，ψK=120；主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka=tg2(45-12/2)=0.66；被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp=tg2(45+12/2)=1.52；查表得K=1.28；eAh=rhKa=15.9×5.5×0.66=57.7KN/m2；eAq=qKa=2.64KN/m2；

4.1.2基坑面以下支護(hù)結(jié)構(gòu)的反彎點(diǎn)取在土壓力零的d點(diǎn)，視為一個(gè)等值梁的一個(gè)鉸支點(diǎn)，計(jì)算樁上土壓力強(qiáng)度等于零的點(diǎn)離基坑底面下的距離為：y=Pb/r(K·Kp-Ka)=2.94m。

4.1.3按簡支梁計(jì)算等值梁的兩支點(diǎn)反力，求得：Po=127.3KN/m，Ra=134.6KN/m。

4.1.4計(jì)算鉆孔樁最小入土深度to=X+Y，X=10m，求得：to=12.94m；t=1.13×to=14.62m；Lh+t=5.5+14.62=20.12m。綜合考慮樁長取L＝20m。

4.1.5按剪力為零處彎矩最大，求得最大彎距：Mmax=246.8KN/m。

4.1.6采用800徑鉆孔樁，每隔1100mm布置，最大彎矩設(shè)計(jì)值：Mmax＝246.8×1.1×1.2＝325.8KN/m樁混凝土等級(jí)為C25，通過常規(guī)方法計(jì)算，鉆孔樁選配1620（對(duì)稱配筋，承受最大彎矩每側(cè)配密）。

4.2水平支撐GL1的截面設(shè)計(jì)。水平支撐GL1的截面尺寸定為500×900mm，作用于GL1的豎向荷載包括GL1的結(jié)構(gòu)自重g=1.25KN/m和支撐頂面的施工荷載q=9.7KN/m2，作用在支撐結(jié)構(gòu)上的水平力包括由土壓力和坑外地面荷載引起的圍護(hù)墻對(duì)腰梁QL1的側(cè)向力?？砂磭o(hù)墻沿腰梁長度方向分布的水平乘以支撐中心距確定，即支撐的軸向力為NO＝7.5Ra=7.5×134.6=1009.5KN。

水平支撐GL1按偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。取內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值綜合系數(shù)為1.2，則GL1上的彎矩M＝1.2×（g+q）lo2/8=219.1KN/m；軸力為N＝1.2No=1211.4Kn，為了構(gòu)造簡便，GL1采用對(duì)稱截面配筋，經(jīng)按常規(guī)方法計(jì)算，GL1上下各選配625，（四肢）。

4.3腰梁QL1的截面設(shè)計(jì)。

QL1梁的截面尺寸定為500×800mm，圍護(hù)墻沿QL1梁長度方向分布的水力為q=Ra=134.6KN/m，考慮八字撐的影響，QL1梁的計(jì)算跨度按規(guī)范取lo=(l+l1)/2=5.0m，QL1梁按連續(xù)梁考慮。查表知Mmax=0.107qlo2×1.2=504.75KN/m，最大剪力Qmax=0.607，qlo=408.5KN。通過正截面承載力計(jì)算及斜截面抗能力計(jì)算，選配625（每側(cè)），(四肢)。

4.4工字鋼I30的強(qiáng)度驗(yàn)算。查表Wx=472.3×103mm2；（f）=215MPa，得f=Mmax/Wx=106.9MPa＜（f）），所以，采用I30工字鋼偏于安全。

4.5鋼板樁的計(jì)算。基坑深6.5m，經(jīng)驗(yàn)算是一層內(nèi)支撐不滿足要求，為此要用第二層內(nèi)支支撐。采用現(xiàn)在拉森Ⅲ型鋼板樁，其截面特性：Wx=1600×103；f=200N/mm2；最大彎矩設(shè)計(jì)值：Mmax=1.2189.2=227.04KNm/m；f=Mmax/Wx=142﹤200N/mm2；考慮到現(xiàn)有鋼板樁規(guī)格等因素，經(jīng)驗(yàn)算樁長設(shè)計(jì)為20m，保證深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全。

4.6第二道腰梁QL2的截面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用H鋼HK300C，其截面特征值：A=225.1×102mm2；Ix=40948×104mm4；Iy=13734×104mm4；Wx=2559×103mm3；Wy=900×103mm3；ix=135mm；iy=78mm；沿QL2梁上分布水平力q=1.2×243.2=291.8KN/m；M=0.107qLo2=780.7KNm；f=M/Wx=305＜315N/mm2。4.7第二層水平支撐QL2截面設(shè)計(jì)。GL2梁采用HK300C鋼梁，其自重q=1.77KN/m；自重產(chǎn)生彎矩M=22.2KN/m；軸向力No=7.5RB=2188.8KN；ε=M·A/N；W=0.089＜30；λ=lo/iy=117；ψb=0.374；f=260N/mm2﹤315N/mm2。以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論值經(jīng)驗(yàn)算，符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

5.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工處理措施要點(diǎn)

5.1鋼板樁的施工。

為避免施工打工程樁時(shí)震動(dòng)及土壤擠壓對(duì)酒店的基礎(chǔ)影響，所以靠近酒店（平行于A軸）的鋼板在工程樁施工前先打，打完鋼板樁后在板樁背后做排水溝。

5.2鉆孔樁及噴粉樁施工。全部鉆孔樁均在工程樁完成后才進(jìn)行鉆孔施工，鉆孔樁采用“跳打”的方式施工。噴粉樁按鉆孔樁的施工進(jìn)度分段插入施工。

5.3挖土施工及支撐的設(shè)置和拆除

5.3.1鉆孔樁完成后，降土約1.3m深(即支撐梁面標(biāo)高-2.2m)，制作第一層支撐，該層支撐完成后大面積回填300mm厚土，支撐面為不少于300mm厚的準(zhǔn)石粉石渣，這樣一方面保護(hù)支撐不被機(jī)械壓壞，另一方面有利于運(yùn)泥車在場上行走。

5.3.2地下室大面積降土?xí)r，根據(jù)加設(shè)第一層支撐后，未加設(shè)第二層支撐之前，保證鋼板樁安全的驗(yàn)算挖土深度來開挖土方，并且通過研究核算決定，除坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高為-7.35m的部分和靠A軸至鋼板樁的范圍內(nèi)挖土至-5.9m深,并按I-I剖面圖所示在靠近鋼板樁留設(shè)土臺(tái)外,其余部位均大面積降土至標(biāo)高-6.4m。這樣，通過預(yù)留土臺(tái)，增加被動(dòng)土壓力的土坑力，保證鋼板樁的安全，充分利用機(jī)械挖土，加快施工速度。實(shí)踐證明該方法是可行的，但不同的土質(zhì)其留設(shè)的土臺(tái)的寬度不同。

5.3.3第二層支撐應(yīng)在挖土后兩天內(nèi)加設(shè)完成，不能拖延時(shí)間，保證整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)安全。

5.3.4全部樁承臺(tái)施工完畢后，用石粉、石渣將基坑回填至于-5.9m處，這樣，使整個(gè)基坑底回復(fù)于一層支撐的深度，然后拆除第二層支撐，繼續(xù)填土至能施工地下室底板為止。

5.3.5第一層支撐（-2.2m）待±0.00樓面施工完畢，圍堰樁與地下室外壁回填土方至-3.00標(biāo)高外才拆除。

5.4降排水處理措施。基坑上部采用集水井和排水溝聯(lián)合排水，雖然鋼板樁及粉噴樁止水帷幕抗?jié)B性能較好，但為防止基坑開挖時(shí)的雨水、少量滲水及土層含水量的影響，基坑底四周共設(shè)8個(gè)集水井，井壁用磚砌筑，但磚縫必須疏水，井內(nèi)徑為1.0m，井底標(biāo)高比施工面低0.8m，井內(nèi)設(shè)潛水泵，集水井用排水溝縱橫聯(lián)接。這樣，由排水溝、集水井和抽水設(shè)備組成一個(gè)簡易的降排水系統(tǒng)將地下水位降低至6.0m以下。

5.5鋼板樁的回收。完成±0.00樓面，全部支撐拆除后，采用吊車在A～B軸的樓面行車回收鋼板樁。

6.施工監(jiān)測(cè)為及時(shí)掌握基坑支護(hù)工程的變化動(dòng)態(tài)，對(duì)該項(xiàng)工程采取專門監(jiān)測(cè)，對(duì)所定的監(jiān)測(cè)內(nèi)容定時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，印制標(biāo)準(zhǔn)表格，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，繪制位移（沉降）-時(shí)間坐標(biāo)圖，以觀察各參數(shù)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，及時(shí)反饋信息，指導(dǎo)土方開挖和后續(xù)工程施工。

觀察項(xiàng)目包括：

(1)觀察南面酒店及北面八層宿舍樓的軸線標(biāo)高變化，在靠近基坑支護(hù)工程的墻轉(zhuǎn)角及中間各設(shè)四個(gè)三角標(biāo)志；

(2)觀察東面小區(qū)道路及西面圍墻的標(biāo)高位移變化，各設(shè)兩個(gè)標(biāo)志；

(3)鋼板樁墻及鉆孔樁墻每隔15m設(shè)一點(diǎn)，觀察水平位移和垂直度。

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：從挖土到地下室工程完工，共進(jìn)行18次監(jiān)測(cè)，在整個(gè)監(jiān)測(cè)過程中，圍堰的位移、傾斜、支撐變化均正常，周圍建筑物、道路、管線安全。主要監(jiān)測(cè)結(jié)果如下：

(1)南面酒店的軸線無變化，最大沉降量為3mm。

(2)東面小區(qū)道路及西面圍墻無明顯變化。

(3)鋼板樁最大傾斜13mm，最大移位為18mm；鉆孔樁的最大位移為4mm，無明顯傾斜面。監(jiān)測(cè)結(jié)果也說明此基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是十分成功的，并且說明采用鋼板樁和鉆孔樁，鋼支撐和鋼筋砼支撐所組成的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，剛度及整體性良好。

7.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

該基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的總造價(jià)約為252萬元，總設(shè)計(jì)基坑支護(hù)長度為156.95m，平均每延長米的費(fèi)用為1.6萬?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)施工工期為52d。這對(duì)于主要土層內(nèi)磨擦角僅為9°且挖土深度超過6m的地下室基坑支護(hù)工程來說是比較經(jīng)濟(jì)和省時(shí)的。

8.設(shè)計(jì)體會(huì)與監(jiān)理結(jié)論

8.1地下室基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須滿足強(qiáng)度和變形兩個(gè)方面的要求，特別是變形問題。

8.2針對(duì)不同的情況，采用因地制宜的圍護(hù)措施，不僅能達(dá)到圍護(hù)目的，而且安全經(jīng)濟(jì)省時(shí)。本工程基坑圍護(hù)針對(duì)不同現(xiàn)場情況，不同開挖深度，綜合采用了鉆孔樁、鋼板樁、卸土、挖土預(yù)留土臺(tái)、鋼筋混凝土內(nèi)支撐和鋼內(nèi)支撐等方法，即達(dá)到設(shè)計(jì)的目的，而且圍護(hù)費(fèi)也合理。

篇4

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）01-0036-03

為進(jìn)一步推進(jìn)工程教育教學(xué)改革，借鑒世界先進(jìn)國家和地區(qū)高等工程教育的成功經(jīng)驗(yàn)，樹立“面向工業(yè)界、面向未來、面向世界”的工程教育理念；以社會(huì)需求為導(dǎo)向，以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的工程技術(shù)人才；選擇土木工程專業(yè)進(jìn)行“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力改革與實(shí)踐研究勢(shì)在必行。為推進(jìn)土木工程專業(yè)“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的實(shí)施，建立以創(chuàng)新能力為核心的人才培養(yǎng)模式，改革課程內(nèi)容、知識(shí)學(xué)習(xí)方式、考核方式和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)及能力培養(yǎng)方式等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實(shí)施“全過程、遞進(jìn)式”的實(shí)踐教學(xué)體系，建立穩(wěn)定的大型企業(yè)實(shí)習(xí)基地，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、基本技能、表達(dá)能力和工程綜合能力，創(chuàng)建高校和行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量土木工程技術(shù)人才。

一、土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)土木工程行業(yè)特征和土木工程教育特色以及企業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，要求學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)和工程實(shí)踐緊密結(jié)合，在工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐過程中，能夠運(yùn)用科學(xué)的方法和手段，以及所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，去發(fā)現(xiàn)、分析和解決實(shí)際工程問題，能夠參與項(xiàng)目開發(fā)和工程設(shè)計(jì)，能夠進(jìn)行項(xiàng)目立項(xiàng)階段、可行性研究階段、設(shè)計(jì)方案比選、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)工作，具有專業(yè)軟件的應(yīng)用和開發(fā)能力，具有從事科學(xué)研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力，具有一定的判斷能力和創(chuàng)新能力，具有獨(dú)立的分析問題和解決問題的能力，具有一定的市場經(jīng)營和開拓能力，因此有必要要求學(xué)生在企業(yè)工作和學(xué)習(xí)，結(jié)合工作實(shí)踐，進(jìn)行論文選題，完成論文的研究工作。

二、土木工程專業(yè)培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)及培養(yǎng)體系

在企業(yè)的學(xué)習(xí)和工作，應(yīng)使學(xué)生具有良好的思想品德、道德修養(yǎng)；具有高度的社會(huì)責(zé)任感和吃苦耐勞的敬業(yè)精神；能夠運(yùn)用科學(xué)的方法和手段進(jìn)行獨(dú)立分析問題、解決問題的能力；掌握土木工程領(lǐng)域有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范并熟練使用；熟練掌握專業(yè)軟件的應(yīng)用，并初步具有專業(yè)軟件的開發(fā)能力；具有一定的科研能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力；具有項(xiàng)目規(guī)劃及工程管理能力；具有一定的行政能力，能有效地與人溝通與交流，能夠與人協(xié)調(diào)以及整合可利用資源的能力；了解國內(nèi)外建筑工程承包市場，具有開拓國內(nèi)外建筑工程承包市場的意識(shí)和能力；掌握本領(lǐng)域最新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，具備收集、分析、判斷、歸納和選擇國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)信息的能力；能夠應(yīng)用外語交流，具有良好的國際觀，了解國際先進(jìn)的建筑材料、建筑技術(shù)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，與國際同行業(yè)接軌。在培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)、勤奮、進(jìn)取、不斷創(chuàng)新，企業(yè)、行業(yè)和社會(huì)發(fā)展，自己的人生觀和價(jià)值觀等方面獲得能力。學(xué)生在企業(yè)學(xué)習(xí)階段，將在學(xué)校聘任的、具有高級(jí)技術(shù)職稱的企業(yè)設(shè)計(jì)工程師以及學(xué)校指派的業(yè)務(wù)水平高、責(zé)任心強(qiáng)、具有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師（雙導(dǎo)師）的指導(dǎo)下，完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的工作。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題直接來源于企業(yè)工程設(shè)計(jì)實(shí)際或者具有明確的工程背景和應(yīng)用價(jià)值，能夠使學(xué)生通過工程設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題的研究，獲得較全面的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)能綜合運(yùn)用科學(xué)技術(shù)理論、方法和手段，獨(dú)立解決工程實(shí)際問題和擔(dān)負(fù)專門技術(shù)工作的能力。論文應(yīng)在雙導(dǎo)師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成，論文形式主要是工程設(shè)計(jì)類、結(jié)構(gòu)分析軟件應(yīng)用類、結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)和試驗(yàn)類或工程管理類，論文評(píng)閱人和答辯委員中均應(yīng)至少有一名來自企業(yè)部門的專家。

三、土木工程專業(yè)論文和科研訓(xùn)練的基本要求

根據(jù)土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和培養(yǎng)體系，學(xué)生論文選題和科研綜合訓(xùn)練應(yīng)直接來源于土木工程實(shí)際或具有明確的工程背景，其研究成果要有工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，擬解決的問題應(yīng)有一定的技術(shù)難度和工作量，也要求具有一定的理論深度和先進(jìn)性。因此可從大土木工程領(lǐng)域中多方面選取，如：（1）工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與靜動(dòng)力力學(xué)分析；（2）大型構(gòu)筑物的施工技術(shù)研究與應(yīng)用；（3）大型構(gòu)筑物現(xiàn)場監(jiān)測(cè)與試驗(yàn)研究；（4）應(yīng)用基礎(chǔ)性研究、預(yù)研專題，如結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi)減災(zāi)；（5）一個(gè)較為完整的土木工程技術(shù)項(xiàng)目或工程管理項(xiàng)目的規(guī)劃或研究；（6）高層建筑結(jié)構(gòu)或大跨鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（7）橋梁設(shè)計(jì)和施工監(jiān)測(cè)；（8）路基路面設(shè)計(jì)和施工監(jiān)管；（9）高邊坡與深基坑工程設(shè)計(jì)；（10）隧道結(jié)構(gòu)分析與工程設(shè)計(jì)；（11）地鐵區(qū)間和車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。對(duì)于論文形式可以是工程設(shè)計(jì)性或研究性論文。論文主要應(yīng)包括以下部分：中英文摘要、關(guān)鍵詞；獨(dú)立完成與誠信聲明；選題的依據(jù)與意義；國內(nèi)外文獻(xiàn)資料綜述；論文主體部分：研究內(nèi)容、設(shè)計(jì)方案、分析計(jì)算、實(shí)驗(yàn)研究等；結(jié)論；參考文獻(xiàn)；必要的附錄（包括企業(yè)應(yīng)用證明、項(xiàng)目鑒定報(bào)告、獲獎(jiǎng)成果證書、設(shè)計(jì)圖紙、程序源代碼、等）和致謝等。對(duì)于論文的內(nèi)容可以要求有：（1）文獻(xiàn)綜述應(yīng)對(duì)選題所涉及的工程技術(shù)問題或研究課題的國內(nèi)外狀況有清晰的描述與分析；（2）綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論、科學(xué)方法、專業(yè)知識(shí)和技術(shù)手段對(duì)所解決的工程實(shí)際問題進(jìn)行分析研究，并能在某方面提出獨(dú)立見解；（3）論文工作應(yīng)有明確的工程應(yīng)用背景，有一定的技術(shù)難度或理論深度，論文成果具有先進(jìn)性和實(shí)用性；（4）論文工作應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立完成。論文工作量飽滿，一般應(yīng)至少有一學(xué)年的論文工作時(shí)間；（5）論文寫作要求概念清晰、結(jié)構(gòu)合理、層次分明、文理通順，版式規(guī)范。對(duì)于不同領(lǐng)域或形式的工程專業(yè)論文應(yīng)有不同的具體要求，如：（1）工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類論文，應(yīng)以解決基礎(chǔ)建設(shè)或工程實(shí)際問題為重點(diǎn)，設(shè)計(jì)方案正確，布局及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，力學(xué)分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)符合土木行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)文檔齊全，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案能夠投入實(shí)施或通過了相關(guān)業(yè)務(wù)部門的評(píng)估；（2）應(yīng)用基礎(chǔ)性研究類（包括應(yīng)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、預(yù)先研究、實(shí)驗(yàn)研究等）項(xiàng)目論文，綜合應(yīng)用基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí)，分析過程正確，實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可信，論文成果具有先進(jìn)性和實(shí)用性；（3）工程結(jié)構(gòu)力學(xué)分析和設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用類的論文，針對(duì)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用背景，要求分析合理，總體結(jié)構(gòu)力學(xué)建模正確，應(yīng)用程序編制或工程軟件應(yīng)用正確，文檔規(guī)范，并通過結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)測(cè)試或可進(jìn)行現(xiàn)場演示；（4）土木工程和施工技術(shù)管理類的論文，應(yīng)有明確的工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用背景，建立項(xiàng)目管理過程和經(jīng)濟(jì)概算預(yù)測(cè)及評(píng)估，研究成果應(yīng)具有一定經(jīng)濟(jì)或社會(huì)效益，統(tǒng)計(jì)或收集的數(shù)據(jù)可靠、充分，理論建模和分析方法科學(xué)正確；（5）工程結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測(cè)和結(jié)構(gòu)試驗(yàn)類論文，針對(duì)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場，如橋梁、道路和大型結(jié)構(gòu)物施工過程監(jiān)測(cè)，關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)等。掌握試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)設(shè)備的使用技術(shù)，監(jiān)測(cè)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠、翔實(shí)。論文闡明試驗(yàn)結(jié)果在具體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場的應(yīng)用和有效建議。

四、土木工程專業(yè)論文和科研訓(xùn)練的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系探討

如何評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果是關(guān)系到土木工程專業(yè)教育是否能達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的至關(guān)重要的問題。因此，有必要研究和科學(xué)制定有效的評(píng)價(jià)指標(biāo)，來對(duì)學(xué)生的各種能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)多樣化考核方式，包括產(chǎn)業(yè)界專家對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的評(píng)價(jià)。通過引入企業(yè)質(zhì)量管理理論，探索土木工程專業(yè)“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量管理模式，加強(qiáng)對(duì)實(shí)踐教學(xué)各環(huán)節(jié)的全員、全程和全方位質(zhì)量管理與監(jiān)控。然而對(duì)學(xué)生論文和科研綜合訓(xùn)練的質(zhì)量管理則要對(duì)不同領(lǐng)域或形式的論文，根據(jù)論文內(nèi)容的重要性給予不同的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行論文的質(zhì)量評(píng)價(jià)與控制，見表1、表2。

五、結(jié)論

在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)與全面提升國際競爭力的關(guān)鍵時(shí)期，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的工程技術(shù)型人才，是增強(qiáng)我國核心競爭力、建設(shè)創(chuàng)新型國家、走新型工業(yè)化道路的必要條件。改革現(xiàn)有的工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)統(tǒng)一、學(xué)校學(xué)習(xí)與企業(yè)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)有機(jī)協(xié)調(diào)發(fā)展是必要的。根據(jù)自身實(shí)際和專業(yè)特點(diǎn)，改革人才培養(yǎng)模式，根據(jù)社會(huì)需求和人才培養(yǎng)規(guī)律，制定相應(yīng)的培養(yǎng)方案；重新構(gòu)建課程體系，并進(jìn)行整體優(yōu)化，著重處理好知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)、理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)、基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程、培養(yǎng)口徑與和職業(yè)要求等關(guān)系，形成有利于培養(yǎng)工程師應(yīng)具有的知識(shí)、素質(zhì)和能力的課程體系和實(shí)踐教學(xué)體系。改革教學(xué)內(nèi)容，刪繁就簡、推陳出新，增加新興科學(xué)技術(shù)和工程應(yīng)用知識(shí)；充分利用行業(yè)優(yōu)勢(shì)與特色，進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，建立互動(dòng)共贏、各負(fù)其責(zé)的校企聯(lián)合培養(yǎng)體系，充分發(fā)揮企業(yè)在土木工程專業(yè)學(xué)位論文和科研綜合訓(xùn)練等實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)過程中的重要作用。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

中圖分類號(hào)：[F287.2] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一．引言

結(jié)構(gòu)工程時(shí)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，有大量的工程需要計(jì)算，部分內(nèi)容計(jì)算方式較為繁瑣，工作量較大。隨了計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟和軟件的逐步推廣，建筑的結(jié)構(gòu)分析軟件被應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，解決了結(jié)構(gòu)工程時(shí)手工計(jì)算的難題，也提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作效率，提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確程度。由于結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的節(jié)省了大量的傳統(tǒng)工作，被結(jié)果設(shè)計(jì)工程師經(jīng)常使用。在過分依賴軟件的背后，帶來的是設(shè)計(jì)的單一，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變成單純的軟件化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)職位也變成了熟悉軟件操作即可的基本要求，這造成建筑墨守成規(guī)，缺乏結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。

二．工業(yè)建筑中的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。

1.工業(yè)建筑的特點(diǎn)。

工業(yè)建筑是進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的房屋，由于其特有的建筑使用性質(zhì)，在工業(yè)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)中，要根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）工業(yè)建筑要密切結(jié)合生產(chǎn)，要滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求，為生產(chǎn)工人創(chuàng)造良好的勞動(dòng)衛(wèi)生條件，工業(yè)建筑設(shè)計(jì)要有利于提高勞動(dòng)效率和生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）工程生產(chǎn)的類別較多，也存在較大的差異。生產(chǎn)類別有輕型也有重型，有熱加工也有冷加工，有的要求開敞，有的要求恒溫，這對(duì)建筑在空間布局、體型、室內(nèi)處理、立面和層數(shù)等方面有直接影響。這就要求建筑要根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同特征來設(shè)計(jì)不同的建筑廠房。

（3）部分工業(yè)建筑和廠房中需要使用起重機(jī)械和大量的設(shè)備，還有的需要較為高大的敞通空間，在內(nèi)部通風(fēng)、采光、屋面排水、建筑構(gòu)造處理等方面都要比民用建筑復(fù)雜。

2.工業(yè)建筑中的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。

在建筑設(shè)計(jì)中，通過不斷的設(shè)計(jì)研究和實(shí)踐，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，并在行業(yè)形成了一系列的設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)圖集和設(shè)計(jì)手冊(cè)等。近些年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用和普及，計(jì)算及結(jié)構(gòu)程序被大量應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)工程中，設(shè)計(jì)單位開始拋棄圖版，開始在計(jì)算機(jī)上揮動(dòng)鼠標(biāo)操作。在此表象下，部分結(jié)構(gòu)工程師通常都會(huì)形成一種錯(cuò)覺：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很簡單，僅僅需要遵循設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)圖集和設(shè)計(jì)手冊(cè)，在根據(jù)建造師給出的非結(jié)構(gòu)空間方案，利用計(jì)算機(jī)完成。在設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師變成了拼圖的玩家，被動(dòng)的操作著建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)無法有效運(yùn)用結(jié)構(gòu)工程的知識(shí)，同時(shí)也容易造成和建造師發(fā)生交流分歧。

在我國現(xiàn)行的《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》 （GBJ68-84）采用了概率理論作為基礎(chǔ)來規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，要求建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、安全適用。概率極限狀態(tài)雖然較為科學(xué)合理，但在運(yùn)算過程中，還存在一定程度的近似，僅僅能算作近似概率法。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，無法憑借極限狀態(tài)來估計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的真正承載能力。建筑是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)總的各種構(gòu)件通過復(fù)雜的方式來共同工作，且不脫離總的結(jié)構(gòu)體系。在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在空間結(jié)構(gòu)體系的整體研究上存在一定的局限性，導(dǎo)致待設(shè)計(jì)中采用了簡化和假定。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師要杜絕盲目的抄寫規(guī)范，而是要將規(guī)范當(dāng)作實(shí)際參考和指南，在實(shí)際的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中要進(jìn)行合理的搭配和選擇，這就要求結(jié)構(gòu)工程師對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)體系和建筑結(jié)構(gòu)分體系二者之間存在的力學(xué)關(guān)系具有較為透徹的認(rèn)知，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)工作中。

概念設(shè)計(jì)是通過運(yùn)用清晰的結(jié)構(gòu)概念，不需經(jīng)過數(shù)值計(jì)算，依靠結(jié)構(gòu)整體體系和分體系之間的力學(xué)關(guān)系、震害、破壞機(jī)理、工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象所獲得的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，對(duì)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)和相關(guān)計(jì)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行正確分析，綜合考慮結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀況，計(jì)算假設(shè)間的差異大小，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)和構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)。工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是展現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵，而結(jié)構(gòu)工程師主要任務(wù)是要在一定的建筑功能和生產(chǎn)工藝要求下完成建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要妥善處理建筑和結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件、結(jié)構(gòu)和工藝、結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，其最終目標(biāo)是要設(shè)計(jì)出合理的產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)軟件也存在一定的局限性，無法適應(yīng)處理所有的建筑結(jié)構(gòu)問題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，也無法大量的運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件來準(zhǔn)確的進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件分析，這就要求工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中要強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)的重要性，通過結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)措施來設(shè)計(jì)最終的合理的建筑結(jié)構(gòu)。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算結(jié)果是根據(jù)設(shè)計(jì)中的不同工況而提供的不同數(shù)據(jù)，但到底是何種工況才是最適合的工況，哪種工況結(jié)果是最需要的結(jié)果，這類問題需要結(jié)合不同的工況計(jì)算來綜合分析，在此情況下，建筑結(jié)構(gòu)工程師要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用，才能準(zhǔn)確判斷出計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和合理性，而最終篩選出需要的結(jié)果。

在工業(yè)建筑的初步設(shè)計(jì)階段、方案設(shè)計(jì)階段中，無法完全借助計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析軟件來處理，這需要結(jié)構(gòu)工程師對(duì)建筑結(jié)構(gòu)布置和結(jié)構(gòu)體系根據(jù)工藝的布置方案來做出相應(yīng)的規(guī)劃，必要時(shí)候要進(jìn)行建模計(jì)算，提高最終設(shè)計(jì)方案的合理性和可行性。在確定方案時(shí)，要和大工藝的設(shè)備選型相輔相成，要滿足大型設(shè)備的獨(dú)特需求。大型設(shè)備的生產(chǎn)制作周期較長，一般在得到相關(guān)責(zé)任人審查后，施工建設(shè)單位才會(huì)開始聯(lián)系相關(guān)的設(shè)備制造商，開始提供供貨，在此階段中，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案要成為下階段施工設(shè)計(jì)的依據(jù)，一旦此時(shí)忽略了大型設(shè)備的影響，或是對(duì)其他項(xiàng)目考慮不周，會(huì)導(dǎo)致下階段非常麻煩，更有甚者導(dǎo)致項(xiàng)目無法進(jìn)行。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程時(shí)在初步設(shè)計(jì)階段和方案設(shè)計(jì)階段中，要綜合運(yùn)行結(jié)構(gòu)概念，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，選擇建筑結(jié)構(gòu)性能較好，較為經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案，運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念，在深刻了解結(jié)構(gòu)性能的基礎(chǔ)上，靈活運(yùn)用到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。結(jié)合結(jié)構(gòu)分析軟件，建立合理的簡化模型，利用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)分析軟件的優(yōu)勢(shì)，提供經(jīng)濟(jì)合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，為施工圖設(shè)計(jì)做好充分準(zhǔn)備。

另外，隨著社會(huì)的發(fā)展，未來出現(xiàn)大型和超大型的工業(yè)建筑會(huì)越來越多，其建筑的體型也會(huì)越來越復(fù)雜，鋼結(jié)構(gòu)會(huì)大量的應(yīng)用到工業(yè)建筑中，這就要建筑結(jié)構(gòu)提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求，在滿足工程進(jìn)步和生產(chǎn)工藝要求的同時(shí)，要將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合使用，在提高施工進(jìn)度的同時(shí)，要便于后期的安裝。要提高建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，改善計(jì)算機(jī)分析軟件的滯后性，逐步完善結(jié)構(gòu)分析的功能。在利用計(jì)算機(jī)軟件的基礎(chǔ)上，融入結(jié)構(gòu)概念，通過恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)、假定、簡化，使計(jì)算機(jī)分析更接近真值，保證計(jì)算分析結(jié)果的有效、合理、可行。

五．結(jié)束語。

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，融入結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，這要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師要富于創(chuàng)新，并要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過建造師的協(xié)同，來提高工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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0前言

機(jī)械結(jié)構(gòu)虛擬優(yōu)化設(shè)計(jì)是以計(jì)算機(jī)建模和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，集計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)、有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等技術(shù)為一體，由多學(xué)科知識(shí)組成的綜合系統(tǒng)技術(shù)，是機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)在計(jì)算機(jī)環(huán)境中數(shù)字化、圖像化的映射。本文分析了機(jī)械產(chǎn)品虛擬動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般過程，以數(shù)控車床關(guān)鍵部件一尾架為例，建立了三維可視化的有限元CAE模型，通過對(duì)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，實(shí)現(xiàn)該部件結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

1機(jī)械結(jié)構(gòu)虛擬動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程

機(jī)械產(chǎn)品虛擬動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的一般過程是:先建立滿足工作性能要求的產(chǎn)品初始CAD模型(初步設(shè)計(jì)圖樣)，然后對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模和動(dòng)態(tài)特性分析，再根據(jù)工程實(shí)際情況，給出結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的要求或預(yù)定的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)目標(biāo)，按結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)“逆問題”方法直接求解設(shè)計(jì)參數(shù)，或按結(jié)構(gòu)“正問題”分析法，進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，直到滿足預(yù)期性能設(shè)計(jì)要求，從而獲得一個(gè)具有良好靜、動(dòng)態(tài)特性的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，如圖1所示。結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括:

(1)建立一個(gè)切合實(shí)際的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型;

(2)選擇有效的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

2機(jī)械結(jié)構(gòu)建模分析及優(yōu)化實(shí)例

以數(shù)控車床關(guān)鍵部件尾架為例進(jìn)行研究。數(shù)控車床動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是在“正問題”處理方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，數(shù)控車床共有零、部件800多個(gè)，其中對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)性能影響大的零、部件主要有以下幾個(gè):床身、主軸箱、尾架等。為使整機(jī)具有良好的動(dòng)態(tài)性能，必須對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行優(yōu)化。為此，應(yīng)先建立數(shù)控車床主要部件的幾何模型和滿足其動(dòng)力學(xué)特征的有限元模型，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，根據(jù)動(dòng)態(tài)分析的結(jié)果對(duì)原部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)修改和結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化，最終得到一個(gè)具有良好靜、動(dòng)態(tài)特性的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。

數(shù)控車床的尾架安置在床身的尾架導(dǎo)軌上，并可沿此導(dǎo)軌調(diào)整其縱向位置。尾架套筒的錐孔裝有后頂尖，用以支撐工件。由于尾架頂尖與主軸箱卡盤的同軸度直接影響著車床加工零件的精度，因此，尾架的結(jié)構(gòu)是否合理對(duì)保證車床加工高精度很重要。

如圖2為尾架系統(tǒng)的有限元模型，考慮到實(shí)際情況，將尾架導(dǎo)軌與兩導(dǎo)軌座作為一體處理，尾架體與導(dǎo)軌之間以互為接觸單元為主，每個(gè)導(dǎo)軌座均布4個(gè)全約束點(diǎn)，系統(tǒng)共有單元7 049個(gè)。得到尾架系統(tǒng)前三階振型如圖3(a)，3(b)，3(c)所示。表1列出了尾架系統(tǒng)計(jì)算頻率及振型特性。

由分析可知，該尾架系統(tǒng)剛度很弱，相當(dāng)于簡支梁，是整機(jī)結(jié)構(gòu)中非常薄弱的部分。綜合新車床的布局，考慮鑄造工藝性，尾架的導(dǎo)軌直接與床身一體，優(yōu)化后的尾架由上下2部分組成，如圖4所示，其有限元模型如圖5所示。

建立改進(jìn)尾架的有限元模型，系統(tǒng)共有2 210個(gè)體單元，對(duì)尾架上下2部分禍合12個(gè)節(jié)點(diǎn)，前三階固有振型如表2所示。

篇7

中圖分類號(hào)：TU393文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1006-6012（2015）12-0075-01

近年來，大跨度房屋鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，按照剛性差異以及組合方式的不同，可以劃分為2種結(jié)構(gòu)形式，一種是剛性結(jié)構(gòu)，另一種是柔性結(jié)構(gòu)。剛性大跨度房屋鋼結(jié)構(gòu)一般由空間桁架、網(wǎng)架等鋼桿件構(gòu)成。對(duì)于剛性大跨度房屋結(jié)構(gòu)來講，其主要設(shè)計(jì)依據(jù)是所受荷載。

1工程概況

某兩連跨廠房，長300m，跨度70m，采用鋼結(jié)構(gòu)方案，基礎(chǔ)采用混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。本工程屋頂形式采用張弦桁架構(gòu)件，同時(shí)連接格構(gòu)柱剛性，格構(gòu)柱的柱腳主要采用鉸接的連接方式。

2結(jié)構(gòu)方案的選定

根據(jù)建筑外形尺寸對(duì)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行對(duì)比與分析，以優(yōu)選出最佳的結(jié)構(gòu)方案，經(jīng)過分析，本工程屋頂鋼結(jié)構(gòu)方案選定了張弦桁架方案，并與格構(gòu)柱剛性連接。這種方案具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：一是張弦結(jié)構(gòu)具有操作方便、重量輕、承載力好，有利于解決了結(jié)構(gòu)剛度問題；二是屋頂構(gòu)件與格構(gòu)柱剛性連接，實(shí)現(xiàn)了地震作用下側(cè)向位移及風(fēng)荷載的有效控制；三是柱腳采用鉸接連接，在地震作用下，上部結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生彎矩，這樣能夠合理利用原有基礎(chǔ)。屋頂結(jié)構(gòu)采用弦桿截面為219mm×10mm的張弦桁架，并與腹桿連接，其拉索采用￠15.2鋼絞線，其抗拉強(qiáng)度為1860MPa一共6束。同時(shí)，采用6孔夾片式錨具，將3道截面為180mm×8mm鋼管的立桿設(shè)置于張弦桁架與拉索之間。為了滿足錨固的作業(yè)需要，將315mm×40mm錨杯設(shè)置在下弦桿上，同時(shí)，確保弦桿與錨杯焊接。

3大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中注意問題

在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好單榀主桁架的驗(yàn)算工作，并對(duì)單榀主桁結(jié)構(gòu)中墻面、屋頂?shù)奈恢眠M(jìn)行分析與確定。同時(shí)，本工程所受的結(jié)構(gòu)荷載包括以下幾種：屋面荷載、雪荷載以及地震作用等。項(xiàng)目所處區(qū)域?yàn)?0年一遇，屋面地震烈度為6度。本工程采用張弦桁架結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布受到拉索預(yù)張力大小的影響。因此，在拉索預(yù)張力確定時(shí)，我們需要考慮到以下幾個(gè)方面的因素：

（1）單跨屋面在荷載作用時(shí)，其張弦桁架對(duì)格構(gòu)柱不會(huì)產(chǎn)生水平推力，這樣有利于自平衡體系的形成。

（2）單跨屋面在荷載作用后，在正常使用下，其相對(duì)撓度值與反拱值相互抵消，滿足了使用極限狀態(tài)要求。

（3）在風(fēng)荷載作用時(shí)，按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中相關(guān)規(guī)定，拉索要小于應(yīng)力比。

（4）屋頂桁架在風(fēng)荷載作用下，要確保其拉索具有足夠的拉力，以免造成拉索失去作用。在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)分析時(shí)，要按照桿單元對(duì)桁架腹桿進(jìn)行分析，同時(shí)要按照梁單元對(duì)弦桿進(jìn)行分析。在結(jié)構(gòu)計(jì)算的過程中，本工程采用SAP2000V1462軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，并控制好拉索拉應(yīng)力和最大應(yīng)力比，一般來說，拉索拉應(yīng)力為900MPa，最大應(yīng)力比為0.48，以提升拉索材料的強(qiáng)度。經(jīng)過結(jié)構(gòu)分析，張弦桁架的拉索初始內(nèi)力為198kN，初始反拱值為86mm。由此可見，在溫度荷載作用下進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，應(yīng)選擇正溫，不能選擇負(fù)溫。但在負(fù)溫作用下，由于拉索拉力較大，所以拉索不會(huì)失去作用。屋頂張弦桁架具有一定的平衡性，所以其拉索可以提高屋頂桁架的剛度，在施加預(yù)張力的過程中，我們要充分考慮到屋頂桁架的剛度，當(dāng)剛度滿足要求后，屋頂桁架要與格構(gòu)鋼柱進(jìn)行焊接。對(duì)于兩跨張弦桁架來說，要確保內(nèi)力構(gòu)造與尺寸的一致性。此外，我們還應(yīng)對(duì)單跨屋頂張弦桁架結(jié)構(gòu)的施工工況進(jìn)行分析，旨在為了施工吊裝作業(yè)提供依據(jù)。在進(jìn)行單榀結(jié)構(gòu)模態(tài)分析時(shí)，應(yīng)選用前5階周期的結(jié)構(gòu)模態(tài)進(jìn)行分析，經(jīng)分析得知，結(jié)構(gòu)側(cè)向的剛度不足。同時(shí)，張弦桁架結(jié)構(gòu)是一種平面受力結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)平面的需要一定支撐體系，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為此，應(yīng)將次桁架設(shè)置于桁架與立桿的相交位置，同時(shí)將交叉支撐設(shè)置于次桁架之間，這樣就可以形成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)空間體系。經(jīng)過以下因素分析與比較，最終選擇了桁架桿件截面。

4施工過程控制

在張弦桁架結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，應(yīng)按照建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行施工，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)分析時(shí)，要對(duì)不同的施工工況進(jìn)行模擬與分析。在本工程張弦桁架施工安裝的過程中，要結(jié)合現(xiàn)場結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，按照以下步驟進(jìn)行施工。焊接屋頂拱形桁架；安裝鋼拉索，張拉反拱，以達(dá)到初始預(yù)張力值；焊接屋頂桁架與邊柱柱，從而形成兩連拱結(jié)構(gòu)；將交叉支撐安裝于兩連拱結(jié)構(gòu)之間，這樣有利于形成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)空間體系。安裝桁架。綜上分析得知，拉索張拉工作極其重要。在施工過程中，要確定好拉索節(jié)點(diǎn)的位置，盡可能地降低理論長度的偏差。在拉索張拉的過程中，要控制好屋頂反拱值，一般控制在87mm左右。拉索內(nèi)力值為110kN，拉索軸向變形值為50mm。在施工監(jiān)測(cè)時(shí)，我們要對(duì)拉索內(nèi)力進(jìn)行監(jiān)控，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。在拉索張拉時(shí)，要先固定好立桿臨時(shí)支撐，待張拉完畢后，要采用U形夾將立桿下部與拉索夾緊，防止拉索出現(xiàn)串動(dòng)。

5結(jié)束語

綜上所述，通過對(duì)某廠房大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析，得到了以下幾個(gè)方面的結(jié)論：

（1）本工程與其他大跨結(jié)構(gòu)的不同之外在于大跨度設(shè)計(jì)是由結(jié)構(gòu)剛度控制，需要考慮到結(jié)構(gòu)整體側(cè)向的剛度，同時(shí)要對(duì)原有基礎(chǔ)進(jìn)行利用。

（2）在施加預(yù)張力時(shí)，要控制好預(yù)張力的大小，確保張弦桁架結(jié)構(gòu)的承載力及剛度。

（3）張弦桁架結(jié)構(gòu)是一種平面受力結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)平面的需要一定支撐體系，因此，在張拉過程中要確保張弦桁架的穩(wěn)定性。

（4）對(duì)于大跨度預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用專用連接構(gòu)造，確保計(jì)算模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)的一致性，確保結(jié)構(gòu)傳力的明確性。鋼結(jié)構(gòu)作為房屋建筑結(jié)構(gòu)形式之一，具有重量輕、安裝方便、強(qiáng)度高、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)。在房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要結(jié)合工程實(shí)際情況，優(yōu)選最佳的結(jié)構(gòu)形式，在選擇鋼結(jié)構(gòu)材料時(shí)，要充分考慮到房屋建筑結(jié)構(gòu)的尺寸和受力形式。一般來說，由于建筑鋼結(jié)構(gòu)都是采用現(xiàn)場拼裝的安裝方式，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到鋼結(jié)構(gòu)在運(yùn)輸和起吊中的剛度，以確保結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

篇8

研究生課程是研究生培養(yǎng)的起點(diǎn)和重要組成部分[1]。土木工程學(xué)科的研究生開設(shè)的課程除了英語、數(shù)學(xué)、政治等基礎(chǔ)課之外，還包括有限元分析、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、彈塑性力學(xué)在內(nèi)的專業(yè)基礎(chǔ)課，以及與專業(yè)相關(guān)的大量專業(yè)選修課，總學(xué)時(shí)在250~320之間。研究生課程教學(xué)的目的，一方面是提高研究生的基礎(chǔ)理論水平，培養(yǎng)研究生的基礎(chǔ)科研能力，另一方面是加強(qiáng)本專業(yè)的專業(yè)知識(shí)，為后續(xù)的論文研究和職業(yè)實(shí)踐做準(zhǔn)備[2-3]。但是，隨著土木工程學(xué)科的迅猛發(fā)展，目前開設(shè)的課程體系和課程內(nèi)容都出現(xiàn)了與當(dāng)前的研究進(jìn)展脫節(jié)，所學(xué)知識(shí)不能滿足論文研究和職業(yè)發(fā)展需要的趨勢(shì)[4]，亟待改革和優(yōu)化。為解決這一問題，廣州大學(xué)對(duì)當(dāng)前土木工程專業(yè)的研究生課程設(shè)置進(jìn)行了廣泛而深入的調(diào)研，并提出了優(yōu)化改革的初步方案。

一、土木工程學(xué)科研究生課程體系調(diào)研報(bào)告

為了解我國各高校土木工程學(xué)科研究生課程設(shè)置情況，本文采取多種方式進(jìn)行了調(diào)研，主要包括：參加2015年5月在先建筑科技大學(xué)舉辦的第八屆全國建筑與土木工程領(lǐng)域工程碩士培養(yǎng)工作研討會(huì)，聽取東南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)等兄弟院校的專題報(bào)道，了解其課程設(shè)置情況；通過主辦廣東省結(jié)構(gòu)力學(xué)系列課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)的機(jī)會(huì)，與省內(nèi)十五所院校土木工程學(xué)科的教師座談；在廣州大學(xué)土木工程學(xué)院研究生答辯期間，邀請(qǐng)大量兄弟院校和企業(yè)專家參加答辯，征求其對(duì)于研究生課程體系優(yōu)化的意見；充分利用各高校網(wǎng)站上有關(guān)土木工程學(xué)科點(diǎn)的研究生教育、教學(xué)資料信息，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)研、收集和整理。調(diào)研結(jié)論和收獲如下：

1.學(xué)術(shù)型研究生和專業(yè)型研究生應(yīng)當(dāng)突出特點(diǎn)，分類培養(yǎng)。根據(jù)教育部2009年《教育部關(guān)于做好全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)工作的若干意見》，設(shè)立專業(yè)型研究生的目的是“積極主動(dòng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)高層次應(yīng)用型專門人才的需要”，與學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng)高層次科研人才有所不同[5]。因此，學(xué)術(shù)型研究生和專業(yè)型研究生的培養(yǎng)應(yīng)該突出重點(diǎn)，堅(jiān)持分類培養(yǎng)。就土木工程學(xué)科而言，學(xué)術(shù)型研究生應(yīng)當(dāng)注重?cái)?shù)學(xué)、力學(xué)等系列專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)，拓寬知識(shí)面，加強(qiáng)其基礎(chǔ)科研能力培養(yǎng)；專業(yè)型研究生應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)職業(yè)能力培養(yǎng)，注重課程體系設(shè)置對(duì)工程實(shí)踐能力的提升，可以邀請(qǐng)擁有大量實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)專家開設(shè)實(shí)踐課程或相關(guān)講座。

2.研究生課程設(shè)置應(yīng)當(dāng)與當(dāng)前科學(xué)研究和工程實(shí)踐的新方法、新技術(shù)充分結(jié)合，增強(qiáng)課程設(shè)置的針對(duì)性和實(shí)用性。理論性較強(qiáng)的課程，如有限元方法、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)等，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)編程和數(shù)值模擬能力的培養(yǎng)，充分結(jié)合通用的工程應(yīng)用軟件（如Matlab，Abaqus等）進(jìn)行教授；實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，應(yīng)強(qiáng)調(diào)其在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行分析和討論，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)習(xí)和實(shí)踐中學(xué)習(xí)；個(gè)別內(nèi)容可以根據(jù)需要，在施工現(xiàn)場實(shí)習(xí)教學(xué)。

3.研究生課程應(yīng)當(dāng)因應(yīng)學(xué)科的發(fā)展和研究生的培養(yǎng)情況分類設(shè)置，動(dòng)態(tài)調(diào)整。近年來，我國土木工程行業(yè)迅猛發(fā)展，相關(guān)理論和技術(shù)日新月異。土木工程學(xué)科點(diǎn)研究生課程的設(shè)置應(yīng)當(dāng)與學(xué)科的發(fā)展相適應(yīng)，動(dòng)態(tài)調(diào)整專業(yè)課程的設(shè)置，既保證基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)，又使研究生的課程能夠最大程度地滿足論文研究和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的需要[6]。

二、研究生課程體系優(yōu)化方案

根據(jù)以上調(diào)研結(jié)果和結(jié)論，廣州大學(xué)土木工程學(xué)科點(diǎn)對(duì)學(xué)術(shù)型和專業(yè)型研究生的課程體系進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。優(yōu)化調(diào)整的基本思想包括：以提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量為最終目標(biāo)，課程體系優(yōu)化為培養(yǎng)研究生基礎(chǔ)科研能力和工程實(shí)踐能力服務(wù)；與科技發(fā)展和工程實(shí)踐的需要充分結(jié)合，對(duì)研究生課程體系分類建設(shè)，動(dòng)態(tài)調(diào)整。為保證和促進(jìn)研究生課程體系的調(diào)整和優(yōu)化，廣州大學(xué)確定了加強(qiáng)研究生課程體系建設(shè)的多項(xiàng)措施，主要包括加強(qiáng)研究生授課管理，獎(jiǎng)懲結(jié)合，鼓勵(lì)相關(guān)教師開展研究生課程教學(xué)研究等，其目的就是積極促進(jìn)理論課程教學(xué)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的充分結(jié)合，對(duì)研究生課程體系進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整，提高研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。其具體措施包括：

1.土木工程學(xué)科點(diǎn)研究生課程系統(tǒng)設(shè)計(jì)和整體優(yōu)化。對(duì)于學(xué)位課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程，要保證授課學(xué)時(shí)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)土木工程學(xué)科研究生扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，為后續(xù)的學(xué)位論文研究做好準(zhǔn)備。對(duì)專業(yè)課和專業(yè)選修課，要針對(duì)不同學(xué)科的要求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開展分學(xué)科的專業(yè)課群建設(shè)[7]。目前廣州大學(xué)土木工程學(xué)科點(diǎn)在建的碩士研究生專業(yè)課群包括結(jié)構(gòu)工程課群、防災(zāi)減災(zāi)工程課群、工程管理課群、工程力學(xué)課群等。

2.學(xué)術(shù)型研究生課程體系應(yīng)強(qiáng)化基礎(chǔ)理論課程與學(xué)科研究前沿的聯(lián)系。學(xué)術(shù)型研究生的基礎(chǔ)理論課程要面向當(dāng)前學(xué)科的研究前沿，與實(shí)踐應(yīng)用相接軌。土木工程學(xué)科的基礎(chǔ)理論已經(jīng)發(fā)展到了用大型計(jì)算軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工計(jì)算的階段，這些軟件都已經(jīng)成為土木工程行業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)必備的工具。因此，基礎(chǔ)理論課程的教學(xué)就兼顧理論知識(shí)的教授和相關(guān)計(jì)算模型和分析軟件的學(xué)習(xí)，既要讓研究生對(duì)基礎(chǔ)理論有深入的理解和認(rèn)識(shí)，又要引導(dǎo)其熟悉和使用先進(jìn)的計(jì)算軟件求解結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題。

3.專業(yè)型研究生課程體系應(yīng)因職業(yè)能力培養(yǎng)的要求增加實(shí)踐類課程的比例。專業(yè)型研究生的培養(yǎng)目標(biāo)是高層次的一線技術(shù)人員，土木工程界的設(shè)計(jì)、施工單位都希望學(xué)校輸出的研究生畢業(yè)后能夠經(jīng)過盡量短的適應(yīng)期就正式開展工作[8]。因此，專業(yè)型研究生的課程體系應(yīng)當(dāng)根據(jù)論文研究和職業(yè)規(guī)劃的要求，適度增加實(shí)踐類課程的數(shù)量和比例，充分利用實(shí)習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)，提高其職業(yè)能力和專業(yè)素養(yǎng)。除了積極派遣研究生去工程設(shè)計(jì)和施工單位實(shí)習(xí)之外，廣州大學(xué)土木工程學(xué)院還積極邀請(qǐng)企事業(yè)單位專家來學(xué)校開設(shè)講座，甚至直接參與研究生課程的教學(xué)。特別是一些實(shí)用性強(qiáng)的課程，如鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等，采取由校內(nèi)主課教師確定教學(xué)內(nèi)容和基本框架，由校外專家授課的方式進(jìn)行教學(xué)，收到了學(xué)生的歡迎，取得了較為明顯的教學(xué)效果。

三、研究生課程體系管理

為保證上述研究生課程體系優(yōu)化方案的執(zhí)行，廣州大學(xué)土木工程學(xué)院采取了一系列的支持措施，具體包括：

1.完善了研究生課程教學(xué)評(píng)價(jià)和監(jiān)督體系。邀請(qǐng)校內(nèi)外專家組成研究生課程教學(xué)督導(dǎo)組，對(duì)研究生理論課程和實(shí)踐課程進(jìn)行定量不定期現(xiàn)場聽課、監(jiān)督，給出對(duì)課程建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的評(píng)價(jià)和建議。特別是校外企事業(yè)單位的專家給出的建議，對(duì)于研究生課程與工程實(shí)踐能力的銜接具有重要意義。在此基礎(chǔ)上，完善了研究生課程學(xué)生評(píng)價(jià)體系，根據(jù)研究生及其導(dǎo)師對(duì)課程的反饋對(duì)研究生課程體系和課程內(nèi)容有效管理，動(dòng)態(tài)調(diào)整。

2.支持和鼓勵(lì)相關(guān)教師進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新，提高教學(xué)能力，改善教學(xué)效果。建立了常態(tài)化的研究生教學(xué)研究支持體系，鼓勵(lì)相關(guān)教師開展教學(xué)研究，設(shè)立了一系列研究生教學(xué)科研項(xiàng)目；鼓勵(lì)與工程實(shí)踐關(guān)系緊密的課程擴(kuò)大與相關(guān)企事業(yè)單位的對(duì)接，提高實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)的比例；鼓勵(lì)和支持教授同一課程的教師不定期舉行教學(xué)研討會(huì)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行深入探討。

四、結(jié)語

在土木工程行業(yè)迅速發(fā)展，研究生數(shù)量逐年增加，專業(yè)型研究生比例逐漸增大的背景下，研究生的培養(yǎng)與當(dāng)前科技研究的前沿相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，是一個(gè)必然的趨勢(shì)。針對(duì)這一變化，土木工程學(xué)科點(diǎn)碩士研究生的課程也必須做出積極響應(yīng)和調(diào)整優(yōu)化。本文在深入調(diào)研國內(nèi)各高校土木工程學(xué)科碩士研究生課程設(shè)置的基礎(chǔ)上，提出了碩士研究生課程體系優(yōu)化的方案，并給出了教學(xué)管理方面的支持和激勵(lì)方案。

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篇9

中圖分類號(hào)：TV331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1引言

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋具有變形小、結(jié)構(gòu)剛度好、行車平順舒適、伸縮縫少、養(yǎng)護(hù)簡單以及抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。其與連續(xù)梁的主要區(qū)別在于柔性橋墩的作用，使結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下基本上屬于一種墩臺(tái)無推力的結(jié)構(gòu)，而上部結(jié)構(gòu)具有連續(xù)梁橋一般特點(diǎn)。

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋在施工過程中，由于橋梁結(jié)構(gòu)的空間位置及形狀隨施工的進(jìn)展將不斷發(fā)生變化，要經(jīng)過多次的體系轉(zhuǎn)換過程，若同時(shí)考慮到施工過程中的結(jié)構(gòu)自重、施工荷載以及混凝土材料的收縮、徐變、施工荷載等因素的影響，將可能導(dǎo)致橋梁合攏困難、成橋線形與設(shè)計(jì)要求不相符、設(shè)計(jì)狀態(tài)難以保證等問題。因此，必須對(duì)大跨度橋梁的施工預(yù)拱度、主梁梁體內(nèi)的應(yīng)力等進(jìn)行嚴(yán)格的施工控制。施工控制是連續(xù)剛構(gòu)橋修建和發(fā)展必不可少的保證措施，主要包括幾何（變形控制）、應(yīng)力控制、穩(wěn)定控制和安全控制，其中安全控制是橋梁施工控制的重要內(nèi)容，變形控制、應(yīng)力控制、穩(wěn)定控制的綜合體現(xiàn)。由于結(jié)構(gòu)形式不同，直接影響施工安全的因素也不一樣，在施工控制中需根據(jù)實(shí)際情況，確定其安全控制重點(diǎn)。

本文以溫福鐵路客運(yùn)專線田螺大橋作為工程背景，對(duì)該橋懸臂澆筑施工過程進(jìn)行了應(yīng)力控制研究，對(duì)施工控制理論在工程實(shí)踐中的具體運(yùn)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析，采用大型計(jì)算軟件MIDAS/CIVIL對(duì)全橋進(jìn)行了仿真模擬分析，并對(duì)實(shí)測(cè)值和計(jì)算值進(jìn)行比較分析。

2. 工程背景及測(cè)試方法

溫福鐵路客運(yùn)專線田螺大橋位于云淡門海純潮區(qū)，通航凈空為120 m×24 m，主跨為(88+160+88)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)。全橋立面布置見圖1。

圖1 田螺大橋總體布置立面圖（單位：cm）

梁體采用C60混凝土，墩柱采用C45混凝土，承臺(tái)和樁基采用C30混凝土。預(yù)應(yīng)力鋼絞線均采用《預(yù)應(yīng)力混凝土鋼絞線》（GB/T5224-1995），標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa，直徑15.2mm,彈性模量Ey=1.95x105MPa的低松弛鋼絞線。

3 有限元計(jì)算模型的建立

田螺大橋?yàn)槿绺叨盏拇罂鐝竭B續(xù)剛構(gòu)梁橋梁，分析計(jì)算采用有限元綜合分析程序MIDAS/CIVIL， 且橋的單元類型采用MIDAS/CIVIL中的“變截面梁單元”，由2個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的，是屬于“等截面或變截面平面梁單元”，具有壓、剪、彎的變形剛度。為了更真實(shí)的模擬實(shí)際工程現(xiàn)場，在MIDAS/Civil中材料的選取時(shí)混凝土選用自定義材料，從現(xiàn)場及實(shí)驗(yàn)室的資料定義材料參數(shù)。全橋計(jì)算模型共劃分155個(gè)單元，164個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中上部結(jié)構(gòu)123個(gè)單元，橋墩32個(gè)單元，全橋采用“自適應(yīng)控制法”進(jìn)行施工監(jiān)控。全橋計(jì)算模型如下圖2所示。田螺大橋

圖2田螺大橋有限元模型

4 成橋階段內(nèi)力及應(yīng)力計(jì)算結(jié)果

施工控制仿真分析，就是通過合理的模型，采取有效的結(jié)構(gòu)分析方法，對(duì)橋梁的成橋線形、受力狀態(tài)和施工中的線形、受力狀態(tài)進(jìn)行一定精確度的模擬分析的過程?，F(xiàn)以田螺大橋的成橋狀態(tài)為例，在恒載+活載組合下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及應(yīng)力見圖3和圖4.

（1）主梁彎矩圖（kN.m）

圖3全橋彎矩圖

（2）主梁剪力圖（kN）

圖4全橋剪力圖

（3）主梁應(yīng)力圖（MPa）：

圖5全橋上緣應(yīng)力圖

圖6全橋下緣應(yīng)力圖

通過圖3-圖9可以看出，成橋狀態(tài)下的彎矩、剪力和應(yīng)力完全符合設(shè)計(jì)要求以及滿足鐵路橋涵施工規(guī)范中對(duì)C60混凝土的抗壓極限強(qiáng)度為20MPa，抗拉極限強(qiáng)度為1.17MPa的安全要求。

5 應(yīng)力監(jiān)控

在施工過程中，對(duì)每一節(jié)段的施工循環(huán)，在立模、混凝土澆筑之前、混凝土澆筑之后、張拉預(yù)應(yīng)力之前、張拉預(yù)應(yīng)力之后均應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試并與變形測(cè)試同時(shí)進(jìn)行。

圖7 計(jì)算應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力的比較

圖8 計(jì)算應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力的比較

圖11 計(jì)算應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力的比較

圖4-34計(jì)算應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力的比較

通過以上的比較可以明顯的看出，計(jì)算應(yīng)力與實(shí)測(cè)應(yīng)力的曲線形狀大致相同，這說明本橋的有限元計(jì)算模型符合實(shí)際，施工也是基本符合規(guī)范要求的。對(duì)于梁段的上緣應(yīng)力，實(shí)測(cè)值明顯大于理論計(jì)算值，這是由于施工過程中預(yù)應(yīng)力的超張拉及施工過程橋面上的施工荷載等引起的。對(duì)于梁段的下緣應(yīng)力，則基本上表現(xiàn)為在20#塊施工前實(shí)測(cè)應(yīng)力小于計(jì)算值；而在20#塊施工之后以及后續(xù)的合攏段施工中則表現(xiàn)為實(shí)測(cè)值大于計(jì)算值。這是由于前期受橋梁自重以及施工荷載影響導(dǎo)致箱梁下緣受壓，抵消了一部分張拉的預(yù)應(yīng)力，使得實(shí)測(cè)值偏?。欢?0#塊的施工開始橋梁即將合攏并完成體系轉(zhuǎn)換，使下緣壓力減小，實(shí)測(cè)值重新高于計(jì)算值。

由上述實(shí)測(cè)值與理論值的比較可以看出主梁應(yīng)力實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值的誤差較小，箱梁混凝土采用C60，在允許應(yīng)力法施工中其抗壓極限強(qiáng)度為20MPa，抗拉極限強(qiáng)度為1.17MPa，計(jì)算值及施工過程實(shí)測(cè)值均在規(guī)范限值之內(nèi)，整個(gè)過程混凝土的應(yīng)力是安全的。這說明混凝土澆注、預(yù)應(yīng)力張拉以及合攏等施工過程是規(guī)范的，同時(shí)也說明了本文所采用的計(jì)算模型是正確的、計(jì)算結(jié)果是可靠的、測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)是成功的，進(jìn)而可以判斷連續(xù)剛構(gòu)橋在懸臂施工過程中是安全可行的。

6.結(jié)論

本論文從工程實(shí)際出發(fā)，以田螺大橋?yàn)楣こ桃劳?，?duì)大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控、穩(wěn)定性分析。監(jiān)控過程表明，“自適應(yīng)控制”理論能很好的適用于連續(xù)剛構(gòu)橋的施工監(jiān)控，只要系統(tǒng)逐漸過渡到自適應(yīng)狀態(tài)，橋梁狀態(tài)即在控制之中。因此，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)以及計(jì)算模型的修正是施工控制的核心內(nèi)容。

結(jié)構(gòu)自重誤差在大跨度橋梁中普遍存在，并且對(duì)結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力影響都很大，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制自重誤差。本工程在施工過程中應(yīng)力與位移均在控制范圍內(nèi)，并且實(shí)現(xiàn)了誤差極其微小的主跨精準(zhǔn)合攏，合龍后線形與預(yù)計(jì)線形有很好的吻合，可見田螺大橋的控制系統(tǒng)是有效的。

參考文獻(xiàn)

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篇10

金屬結(jié)構(gòu)故障診斷成為工程機(jī)械領(lǐng)域的一個(gè)重要的研究課題，對(duì)大型化、老齡化的門座起重機(jī)而言，其金屬結(jié)構(gòu)的故障時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重地影響生產(chǎn)的安全。本論文以SDMQ1260/60E型門座起重機(jī)為研究對(duì)象，采用大型有限元結(jié)構(gòu)分析軟件ANSYS對(duì)其模態(tài)進(jìn)行分析，得出相應(yīng)的結(jié)果。為今后的維修提供可靠的數(shù)據(jù)。

1. 門座起重機(jī)建模

該起重機(jī)的轉(zhuǎn)柱、門架和起重臂等構(gòu)成一空間桿系結(jié)構(gòu)，可簡化成剛架結(jié)構(gòu)，主要用梁單元進(jìn)行分析計(jì)算；大平衡架為鋼板焊接而成的箱體結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用三維實(shí)體單元進(jìn)行分析計(jì)算。

1.1 有限元網(wǎng)格

門座起重機(jī)結(jié)構(gòu)主要是由無縫鋼管和鋼板組成，根據(jù)SDMQ1260/60E型門座起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力特點(diǎn)，可把起重機(jī)的轉(zhuǎn)柱結(jié)構(gòu)、門架結(jié)構(gòu)和起重臂一起簡化成空間桿系結(jié)構(gòu)，采用ANSYS提供的空間梁單元BEAM188進(jìn)行離散化，整個(gè)結(jié)構(gòu)共劃分了9920個(gè)單元，18717個(gè)節(jié)點(diǎn)。

1.2 材料物理參數(shù)

該起重機(jī)的型材選用兩種材料，分別為Q235-A和16MnR，這兩種材料在常溫下的屈服極限分別為235MPa和325MPa，彈性模量為2.1×105MPa，材料的泊松比取為0.3，密度為7800kg/m3。

1.3 載荷工況

根據(jù)該起重機(jī)的運(yùn)行狀況，在考慮自重的情況下，研究起重臂處于起吊重量為60t的位置，但是空載的工況。取重力加速度g=9.8m/s2：

1.4 邊界條件

門架上四個(gè)與大平衡架相連的絞點(diǎn)采用固定端約束形式，即6個(gè)自由度全部約束。

2. 模態(tài)分析

模態(tài)分析，也叫特征值的提取，用以求解多自由度系統(tǒng)自由振動(dòng)的固有頻率和相應(yīng)振型。模態(tài)分析用于確定設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)或機(jī)器部件的振動(dòng)特性(固有頻率和振型)。它是承受動(dòng)態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，同時(shí)也可以作為其它更詳細(xì)的動(dòng)力學(xué)分析的起點(diǎn)。

本文通過分析計(jì)算，得到了起重機(jī)在工況位置時(shí)的固有頻率和模態(tài)振型。表1為起重機(jī)起重臂處于起吊重量為60t的位置（工況1）時(shí)整機(jī)的固有頻率，由考慮篇幅問題，出圖1～圖3，其分別為在工況1時(shí)整機(jī)的前三階模態(tài)振型。

圖1 起重機(jī)工況1第一階模態(tài)振型圖

圖2 起重機(jī)工況1第二階模態(tài)振型圖

圖3起重機(jī)工況1第三階模態(tài)振型圖

表1 在工況1時(shí)起重機(jī)的固有頻率（Hz）

3.總結(jié)

1.通過上述 模態(tài)分析結(jié)果可知，其整體結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度較好，各階振型主要表現(xiàn)為塔式起重機(jī)的塔臂上下、水平和轉(zhuǎn)扭運(yùn)動(dòng)的耦合。

2.本文計(jì)算所得結(jié)果可以為進(jìn)一步研究門座起重機(jī)的動(dòng)力響應(yīng)分析和使用條件的合理選用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，也為今后的維修提供可靠的數(shù)據(jù)。

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