结构复杂

结构复杂（精选十篇）

结构复杂 篇1

1 支护结构与主体地下结构相结合的设计

支护结构与主体地下结构相结合的设计有很多种, 在不同的方面有着不同的分类。根据构件相结合的角度来看, 支护结构与主体地下结构相结合包括3种类型, 即地下室外墙与围护墙体相结合、结构水平梁板构件与水平支撑体系相结合、结构竖向构件与支护结构竖向支承系统相结合。根据支护结构与主体地下结构相结合的程度, 可以分为3大类型, 即周边地下连续墙两墙合一结合坑内临时支撑系统、周边临时围护体结合坑内水平梁板体系替代支撑、支护结构与主体地下结构全面相结合。

1.1 支护结构与主体地下结构的构件相结合设计

近年来的社会发展中, 主体地下结构与支护结构相结合进行施工与设计已成为各个城市发展中采用较多的一部分, 也是深基坑工程施工中最为常见的工程施工措施和施工方法。在目前的工程中, 常见的主体地下结构与支护结构相机和的设计方法和措施主要有顺逆结合设计、墙体结合设计和水平构件结合设计等多种不同的工作模式, 总的来说, 这些设计措施和设计方法在应用的过程中都彼此之间在这一定的联系, 也是一种综合性的工作模式和工作体系。

(1) 顺逆结合法的设计

顺逆结合法的设计是通过在设计工作中考虑到周边环境的复杂性、开挖面积以及深基坑的施工深度和周期的过渡严格, 从而采取的一种综合性的工作模式和工程处理措施, 这种工程处理措施的应用是严格控制周边环境的基础上进行的, 以总体工程周期和因素来全面部署的一种工程模式。

(2) 墙体相结合的设计

墙体相结合设计是指在进行地下连续墙建设时, 人们通过主体地下外墙与围护墙的结合, 实现两墙合一, 使得在任何情况下墙体的承载能力和正常使用能力都达到设计要求的最大化。我们在进行墙体设计时一般都是采用的单一墙、分离墙、重合墙和复合墙。在对墙体进行设计时, 我们需要对墙体施工过程中的各个方面进行考虑, 从而使得墙体在面对各个时期是承载力的能达到最好的标准。地下连续墙作为地下空间建筑的永久外墙, 我们下对其进行建设施工时, 我们都要计算好墙体的各方面的问题, 因为这涉及到了与整体的主体地下结构相连接的性能, 而且这也很好地保证了地下主体结构的协调性。因此。在人们对现浇地下连续墙时, 我们都是采用的这种两墙合一方式, 这也是这套整体的地下结构设计的基础。此外, 在对这种地下连续墙进行建设时, 我们还要考虑到它的抗渗性和全方面的防水措施, 这样就可以使得, 连续墙的承载能力和正常使用时限加长。

(3) 水平构件相结合的设计

水平结构与支护结构的结合施工是目前地下结构施工中较为常见的一种, 是通过利用地下结构中本身具备的梁板结构、横梁体系等多个方面进行总结和分析, 并且根据相关工作要点和工作处理模式全面、系统、深入的对这种现象加以完善和处理。在这种工作模式和工作方法是一种逆作法施工体系, 也是整个工程中最为常见和关键的环节。地下结构在施工的过程中作为上层主体结构的主要承力层, 其施工质量直接关系着整个建筑结构整体性。因此, 在设计的过程中我们需要从多个角度入手去解决和分析, 从而使得整个工作流程和工作模式得到人们的关注与重视, 成为整个工作体系中最值得我们关注的一部分。在地下结构水平结合设计中, 可根据结构的实际情况, 采用刚性接头、铰接接头和不完全刚接接头等形式。当围护结构为临时围护体时, 尚需处理临时围护体与内部结构之间的水平传力体系设置以及边跨结构二次浇筑的接缝止水和支撑穿外墙处止水的问题。逆作阶段往往需要在框架柱位置设置立柱作为竖向支承, 因此需解决水平结构梁钢筋穿越不同形式立柱的构造问题, 同时要处理好利用作为施工平台的水平结构与立柱的连接节点。此外, 后浇带以及结构缝位置的水平传力与竖向支承以及局部高差、错层时的处理措施也是水平构件设计中需考虑的构造问题。

(4) 竖向构件相结合的设计

竖向构件的结合即地下结构的竖向承重构件 (立柱及柱下桩) 作为逆作法施工过程中结构水平构件的竖向支承构件。其作用是在逆作法施工期间, 在地下室底板未浇筑之前承受地下和地上各层的结构自重和施工荷载;在地下室底板浇筑后, 与底板连成整体, 作为地下室结构的一部分将上部结构及承受的荷载传递给地基。竖向支承系统立柱和立柱桩的位置和数量, 要根据地下室的结构布置和制定的施工方案经计算确定。竖向立柱和立柱桩可采用临时立柱和与主体工程桩相结合的立柱桩或与主体地下结构柱及工程桩相结合的立柱和立柱桩。当采用临时立柱时, 可在地下室结构施工完成后, 拆除临时立柱, 完成主体地下结构柱的托换。当结合主体地下结构柱时, 可采用角钢格构柱、H型钢柱、钢管柱或钢管混凝土柱。

1.2 支护结构与主体地下结构相结合的类型

(1) 周边地下连续墙两墙合一结合坑内临时支撑

周边地下连续墙两墙合一结合坑内临时支撑系统是多层地下室的传统施工方法, 采用顺作法施工, 在深基坑工程中得到了广泛的应用。其结构体系包括采用连续墙的围护结构、采用杆系结构的临时水平支撑体系和竖向支承系统, 临时水平支撑体系一般采用钢筋混凝土支撑或钢支撑。连续墙上一般设置圈梁和围檩, 并与水平支撑系统建立可靠的连接, 通过圈梁和围檩均匀地将连续墙上传来的水土压力传给水平支撑。竖向支承系统承受水平支撑体系的自重和有关的竖向施工荷载, 一般采用临时钢立柱及其下的立柱桩。

(2) 周边临时围护体结合坑内水平梁板替代支撑

周边临时围护体结合坑内水平梁板体系替代支撑并采用逆作法施工, 适用于面积较大、挖深为10 m左右的深基坑工程。为某基坑工程采用该种支护体系的照片。这种围护形式的结构体系包括临时围护体、水平梁板支撑和竖向支承系统。

2 结论

支护结构与主体地下结构相结合已经完全取代了传统化的深基坑技术, 在一定程度上对我们的正常生活。目前由于城市的地下空间建设施工工程越来越多, 对人们的正常生活环境照成了一定的影响, 环境污染、资源浪费、工期的延长是现在我们都必须重视的问题。传统化的深基坑技术也逐渐的被支护结构与主体下结构相结合所取代。

摘要：如今, 随着科学技术的迅速发展, 多层地下结构的建设成为了城市地下空间发展的主要方向, 更由于支护结构和主体地下结构相结合的广泛应用, 也成为人们在城市发展中全新的设计蓝图。本文通过对支护结构与主体地下结构相结合的设计方法进行简要的议论, 来详细的分析主体地下结构与支护结构相结合的分析方法和施工技术。

考研英语一翻译 句子结构复杂 篇2

考研英语翻译试题的特点表现在以下三个方面：1. 五个句子超纲或较难的词汇较多;2. 句子结构有些太复杂，有一些特别难分析的句子;3. 话题也是广大考生不太熟悉的话题。20研究生入学考试英语一的翻译文章选自一本小品文集，题目是Gardens: An Essay on the Human Condition 。这篇文章的理论性不是特别强，对于大家来说应该不会感觉很很难，做起来应该困难不是很大。

我们反复强调翻译必考的句子成分，尤其是插入语，比如 46题的for all their diversity of styles, 47 题的的 crude it may be ，50题的though in a “liberated” sense,，属于我冲刺班提到的必考的让步状语，以及一些常用从句的翻译，比如46题的时间状语从句 yet when one looks at the photographs of the gardens created by the homeless,，属于翻译必考的从句。47题的 it…that… 强调句型;以及最难的46题从句套用，构成理解的最大障碍。这些都是在翻译课堂上反复提到必考的知识点，因此没掌握的学生肯定翻译不出来。

因此，考研再次提醒各位考生，英语翻译的备考不能只停留在“看”的层面上，要扎扎实实的“做”翻译，提高动手、动笔的能力，那样才能切实的提高翻译水平，那么如何做呢?建议大家，基础阶段可以把考研阅读中的长难句拿出来翻译，提高一些动手能力。那么拿到句子到底应该如何翻译呢?翻译句子解题思路：1、不要看每个单词是不是认识。2、看结构，译主干。3、找关系，加修饰。

例句：

He asserted, also, that his power to follow a long and purely abstract train of thought was very limited, for which reason he felt certain that he never could have succeeded with mathematics. (47题)

这句话很有难度，大家可以先自己动手写一些汉字，看自己会怎么翻译。大家在翻译期间可以感受一下你首先做什么，其次做什么，最后做什么，方法对不对。

拿到一个长难句，首先应该做的是看结构，译主干。拿到句子不要先看单词认不认识，而是先要看连接词，引导词，看句子的大结构。怎么去看呢?

先把主句从句分析出来。英语语法非常严谨，逻辑非常明确。That引导的是一个宾语从句，你可以用红色标注起来，这是一个大结构，后面for which大的定语从句，后面that又是一个宾语从句。就应该这样做，首先看出大主干，好，看完结构了，下一步就是译主干。我们把刚刚看到的主句和从句里面的核心主干找出来，“他也断言”第一个主干出来了，that引导的`宾语从句，就是his power，was, limited,我们就可以翻译他的能力是有限的，后面，for which reason因为这个原因，他感觉确信，再看后面的that从句，他从来，决定没有成功过。所以这就是句子的主干。如果你能做到这一步，就说明你理解了这个句子。最艰难的部分，follow这个词的翻译，主干出来了就是加修饰。To follow不定式做定语修饰能力，his power to follow a long and purely abstract train of thought was very limited。Follow的核心宾语是thought，这样翻译是：他跟随思维的能力非常有限。但是汉语中很少说跟随思维，can you follow me?是你能理解我吗?那么这里follow就是理解的意思，所以翻译成，他理解思维的能力非常有限，然后再加long是修饰思维的，所以我们再加，就是：他理解冗长的思维的能力非常有限。再接着加，就是abstract,他理解冗长而抽象的思维的能力非常有限。而purely 是修饰抽象的，所以就是：他理解冗长而纯粹抽象的思维的能力非常有限。但是我们不说纯粹抽象，说非常，极度抽象。所以改为：他理解冗长而极度抽象的思维的能力非常有限。再看train这个词，火车是一节节，所以我们把它看成是数量关系，一系列的思维，然后翻译为：他理解一系列冗长而极度抽象的思维的能力非常有限。修饰加到这个样子就可以了。

复杂工程基坑围护结构的设计与施工 篇3

本文以某大型基坑工程为例，对基坑围护不同区域设计不同围护结构进行了分类。结合实际工程并针对施工中的质量要点提出了相应的解决方法及保障措施。本论文可为软土地区复杂的基坑围护结构设计及施工提供参考。

【关键词】基坑工程；水泥搅拌桩；H型钢；保证措施

【Abstract】In the process of China's urban construction， with the development restrictions on land， there has been a large number of irregularly shaped pit construction problems. Especially in soft soil area， due to the soft soil strength is not high， large deformation， and a certain creep， excavation Design and Construction of affecting the security of Excavations.

In this paper， an example of a large-scale excavation， foundation pit design for different regions different envelope were classified. Actual engineering and construction quality points for the proposed corresponding solutions and safeguards. The paper can provide reference for soft soil foundation pit area complex design and construction.

【Key words】Excavation；Cement mixing pile；H-beam；Assurance measures

1. 工程概况

（1）本项目地位于上海市崇明县东滩启动区内，其南侧为东滩大道，东侧为颐湖路，西侧为广慈路，北侧为横1 河，拟建场地中部规划东西向的慈瑞路将本项目分为南（D-5-1）北（D-3-3）两个地块。

（2）该项目总用地面积约为68070.6平方米，本工程基坑围护工程分为两个地块，D3-3地块基坑总面积15400平方米，围护周长546米基坑深度约为5.0～6.4米：D5-1地块基坑总面积19300平方米，围护周长1106米基坑深度约为3.8～6.1米.。

（3）本工程场地内目前主要为空地，场地中间有一条南北向的暗浜分布，埋深为3米，地势较平坦，勘察期间测得地面标高一般在2.89～4.44m 左右。根据工程地质勘察报告，本工程地层特性表1。

2. 基坑围护结构设计方案

本工程D5-1地块基坑形状极其不规则，基坑边与红线的距离较近，根据不同基坑开挖深度和周边环境情况设计不同的围护结构体系，四面采用双轴搅拌桩形式，东西局部采用二轴搅拌桩止水帷幕，H型钢围护形式，坑内加固采用二轴搅拌桩、围护结构周长约1110m（基坑围护结构设计平面布置图见图1）。

3. 基坑围护结构施工方案

3.1 施工工艺的选择。

本工程根据设计要求，采取二喷三搅搅拌工艺，具体施工工艺如下图2：

3.2 桩机就位。

桩机安装好后移位到桩位对中调平，启动两轴电机，浆液注入监控器，放松卷扬机，使搅拌杆沿导向架搅拌切土下沉，切土下沉速度由电流监视表监视及浆液监控器记录预拌速度及深度。

3.3 水泥浆配制及搅拌成桩。

（1）水泥浆按水灰比0.5配制，水泥使用PO42.5级普通硅酸盐水泥，无暗浜区域水泥掺入量为13%，每立方土体掺入水泥用量234kg。暗浜区域水泥掺入量为15%，每立方土体掺入水泥用量270kg。

（2）预拌下沉时，供浆人员必须严格按水泥浆水灰比配制水泥浆，并经常检查水泥浆比重。

（3）提升喷浆搅拌。

搅拌机预拌下沉到设计孔深后，供浆人员必须根据施工班长的指令，及时供浆。浆液到达孔底后，施工班长必须立即慢速提升搅拌机，使喷入的水泥浆和地基土均匀拌和。

提升搅拌参数：两轴转速43r/min，提升速度0.5m/min，灰浆泵压浆时，出口压力为0.5Mpa。

（4）第一次下、上搅拌喷浆结束，地基软土与水泥浆未能充分搅匀，水泥掺入量也未喷完，为使地基软土与水泥浆充分搅匀，达到设计所要求的掺入比，进行第二次下、上重复搅拌喷浆。

（5）清洗输浆管。

每施工完一根桩，必须向集料斗内注入适当量的清水或淡浆，开泵清洗输浆管道，以防管道中残留的水泥浆凝固堵塞管道，影响第二根桩施工。

3.4 型钢插入。

（1）型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。

（2）安装好吊具及固定钩，然后用25吨履带吊机起吊H型钢，用线锤校核其垂直度。

（3）在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，而后将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，采用线锤和经纬仪控制垂直度。

（4）H型钢下插至设计深度后，用槽钢穿过吊筋将其搁置在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋及沟槽定位型钢撤除。

（5）若H型钢插放达不到设计标高时，则重复提升下插使其达到设计标高，此过程中始终用线锤跟踪控制H型钢垂直度。

（6）型钢插入左右误差不得大于30mm，宜插在靠近基坑一侧，垂直度偏差不得大于1/200。

3.5 暗浜区域的处理。

（1）两轴搅拌桩在施工前提前作好测量放样工作，把需要施工的区域用灰线（白灰）洒出，使用2000型挖机进行搅拌桩围护沟槽的挖设，挖机在挖设搅拌桩沟槽过程中进行探测暗浜的区域是否同设计图纸标注的一致。挖机在挖设探测暗浜区域沟槽深度可适当挖深，控制在1.5m～3.0m左右，挖设宽度同重力坝坝体宽度。探沟挖设完成确认无暗浜回填至1.0m～1.5m。

（2）搅拌桩围护施工沟槽内的暗浜区域进行淤泥清理、障碍物清理。清理完成后使用挖机每60cm一层素土分层回填压实。处理好的暗浜区域及暗浜区域较深处无法处理区域搅拌桩的施工水泥掺量增加2%，水泥掺量为15%。

3.6 保证质量措施。

（1）孔位放样误差小于20mm，桩身垂直度按设计要求，误差不大于50 mm，防止桩身分岔造成止水帷幕形成缺口，相邻桩施工间隔小于等于10小时。

（2）严格控制浆液配比，做到挂牌施工，并配有技术人员负责管理浆液配置。严格控制钻进提升及下沉速度，下沉速度不大于1m/min，第一次提升速度不大于0.5m/min，第二次提升速度控制在0.5～0.8m/min；在桩底部分适当持续搅拌注浆，土体应充分搅拌，使原状土充分破碎以利于同水泥浆液均匀拌和。

（3）浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按照预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌60秒以上再倒入存浆池，在泵送浆液时需人工对浆池中的浆液进行搅动。

（4）压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不得堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层。

（5）发生管道堵塞，立即停泵进行处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上下沉1.0m后方能注浆，等10～20秒后恢复正常搅拌，以防断桩。

（6）桩顶设计标高与施工场地地面标高接近时，应特别注意桩头的施工质量，搅拌机自地面以下1m喷浆搅拌提升出地面时，宜用慢速，当喷浆口即将出地面时，宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。

4. 结语

土方开挖工程及地下室结构施工工程中，对基坑围护结构水平位移和垂直位移进行了相关监测，监测结果显示，该围护结构的设计和施工满足基坑的安全性、经济性，为成功案例，也为以后的施工积累了宝贵经验和提供参考依据。

[文章编号]1619-2737（2015）09-20-681

结构复杂的电阻电路的教学探讨 篇4

关键词：移动,节点,分析,电路

简单的串并联电路，由于电路元件少，支路也不多，所以学生在分析计算电路参数过程中往往比较容易，但是当电路中电阻较多时，学生的分析计算常常出错。究其原因不是运算过程出现问题，而是分析出现差错而导致出现错误的结果。因为分析而出错的学生占有很高的比例，不仅如此，还为学生害怕学习后续电路知识而产生畏难情绪。所以结构复杂的电阻电路分析是学生学习中的一个难点内容。针对这种情况，笔者根据自己多年的教学经验，总结出一种让学生轻松接受的分析方法———移动节点分析法。该方法虽然是从电阻电路中总结出来的，但是它仍然适用于交流电路以及各种放大电路的化简与分析，现介绍于下：首先需要明确一个基本概念以及能够运用移动节点法分析电路的理论根据。

1)在电路中三条或三条以上的支路的连接点叫节点。2)在电路中除远距离输电线路或特别说明的一些测量电路需考虑导线的电阻外，一般电路图中的电路由于导线长度短，电阻很小而将其阻值忽略不计，作为0Ω处理。3)在如图1所示的电路中，A、B、C、D为电路中的四个节点，当把A节点移动到B位置，C节点移动到D位置后，因AB两点间的电压为0V, CD两点间电压也为0V，所以移动节点后R1, R2, R3上的电压不改变, 流过三个电阻的电流也不会发生改变，从而它们的功率也不会发生变化。根据以上推理可以得到一点结论：节点在导线上移动(包含闭合的开关)电路元件中的参数不会发生变化。

下面来看几个例子：

例1：在如图2所示的电路中，已知R1=2Ω，R2=2Ω，R3=4Ω，R4=4Ω，R5=4Ω，R6=4Ω，R7=4Ω。求两端口AB间的电阻。该电路由于连线稍多，所以很多学生在分析时不知从何下手，有的学生即使勉强做下去，由于没有很好的分析方法而造成中途出错。那么怎样做才算简单呢?

第一步：首先将R2支路连接的a、c节点分别沿导线移动到b、d位置上，得到如图3所示的电路，这时可将R1与R2合并为一个电阻R12=R1//R2=1Ω。

第二步：将R4支路连接的e节点沿导线移动到h点，得到如图4所示的电路。合并R3与R4得R34=R3//R4=2Ω。得如图5所示的电路。

第三步：因为R34与R6串联可以合并为一个等效电阻R346=R34+R6=6Ω,

第四步：根据图5所示的简单电路可以求出AB间的电阻RAB=1.84Ω。接下来再看一个电路。

例2：在如图6所示的电路中，每个电阻的阻值为6Ω，求A、B端间的等效电阻。

解析：将R2支路右边节点1沿导线移动到2位置。得到如图7所示的路。那么RAB=R1//R2//R3+R4=8Ω。从以上分析可以看出：在对电路进行化简时，总是希望移动节点后能够出现明显的并联元件。然后对并联元件进行等效，如果等效后支路出现串联需要再合并，这样依次化下去，电路就会变得简单。我们再看看2003年上海一道高考题。

例3、在如图8所示的电路中，闭合电键时L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小, 根据分析, 发生的故障可能是 ()

A、R1断路B、R2断路C、R3短路D、R4短路

解析：该电路不经过处理看起来不容易理解，判断起来也有一定的困难。如果将R2支路左边节点1移动到2的位置并进行整理后得到图9所示的电路。该电路分析起来就容易多了。

a、b间的电阻用Rab表示，c、d间的电阻用Rcd表示，当开关闭合时，电路中的电流为：I=E/(Rab+Rcd+r)如果R1断路，则Rab增大，Rcd、r不变，干路电流I变小，r的压降，Rcd上的压降变小，L1两端的电压增大，故L1变亮，L2变暗，电流表读数变小。答案A正确。当R2断路时，Rab不变，Rcd变大而灯L2会变亮，故B错误。

当R3或R4短路时，Rab不变，Rcd变小，电源的r不变，干路电流I变大，Rcd两端电压降低，L2中电流减小，但电流的读数会增大，故C、D错误。

参考文献

[1]石生主编.电路分析基础[M].高等教育出版社, 2000.

高分子复杂体系的结构与流变行为 篇5

流变学测试对非均相体系的结构变化具有敏感响应, 被认为是表征多相/多组分聚合物体系结构与性能极为有效的方法. 本文主要依据作者及其合作者的工作, 对近年来围绕非均相体系形态结构与流变响应所开展研究的.最新结果进行了总结和评述, 涉及LCST型高分子共混体系的相形态与黏弹松弛、嵌段共聚物的微结构与线性/非线性黏弹行为、聚烯烃剪切诱导结晶时间尺度与流变响应、填充聚合物体系的结构性能和流变行为. 对多相/多组分高分子共混体系形态结构演变的特征流变响应的充分认识, 将有助于优化非均相体系的形态结构与最终力学性能.

作 者：郑强 左敏 作者单位：郑强(浙江大学高分子科学与工程学系,杭州,310027;高分子合成与功能构造教育部重点实验室,杭州,310027)

左敏(香港科技大学化学工程学系,香港九龙清水湾)

结构复杂 篇6

【摘 要】运营线钢桁梁桥上盖板涂装施工需要利用封锁时间对全桥桥枕进行多次来回移动及抽换。结构复杂的上盖板，其铆固拼接板、防爬角钢数量多，桥枕移动非常受限。合理设计施工工序，选好涂装材料并合理设计油漆时间间隔，严控涂装施工工艺，是确保涂装质量并优化工期的关键。本文以广巴线嘉陵江大桥上盖板涂装施工为例，浅谈该项目施工组织方式。

【关键词】钢桁梁；复杂结构上盖板；涂装；施工组织

1.前言

1.1设备概况

广巴支线嘉陵江大桥位于四川省广元市辖内。建成于1961年，主跨3-56m下承式钢桁梁。秋检显示钢结构涂装劣化等级达到A1级。于2011年四季度投资进行整孔涂装，当年底完成除上盖板外其他杆件涂装，次年10月至11月历时27日历天完成上盖板涂装施工。

该大桥所处区间每日图定列车10对，大部分运行时刻为昼间，图定“天窗”时间120分钟。按照成都铁路局营业施工管理规定，抽移桥枕作业须请点封锁进行。

1.2涂装体系介绍

该桥所处的广元市城区位于秦岭南麓，属重酸雨地区。根据地方政府2011年监测数据显示，酸雨呈逐年加重趋势。选择涂装体系需要考虑其耐侯性。同时为了减少对行车秩序影响，需要考虑涂装层固化时间及承载力、耐磨性等特性。

本次采用“优锁”系列一底两面涂装。底漆为该系列“27WB”无机物水性改性环氧涂料。面漆为该系列“1028”水性高分散性纯丙烯酸涂料。该系列涂料突出特点是固化时间短、除锈等级要求较低、浸润力、附着力及耐磨、耐候性强，且具有环境友好性和长效保护性。

2.施工工序组织

2.1工序组织难点

该桥为铆焊结构，每跨7个节间共21个节间；上盖板结构较复杂。上盖板每片横梁处均有1对长铆拼接板，2对铆固防爬角钢；每两横梁间均有2对短铆拼接板及1对铆固防爬角钢；桥枕平均净距150mm。桥枕左右移动十分受限。在工序设计上需合理定位抽出桥枕的位置使其数量最少，同时合理设计每根桥枕移动顺序和方向使其移动次数最少，从而实现总工期的缩短。

每一循环油漆完成后，下一循环作业时需要再次移动桥枕，完工的漆膜需要多次承受移动桥枕时的擦刮及动载冲击。故漆膜间隔时间必须足够，以使其充分固化达到耐磨性能要求。但，三度漆膜间隔时间又不能过长，否则会造成与抽移桥枕作业在时间上冲突。确定漆膜间隔时间，受材料性质、作业方式、作业环境（温度、湿度、沙尘等）等多种因素综合影响。

2.2工序组织方案

以每节间为单元，分四次循环完成节间的全部涂装。第一循环均在确定位置抽出桥枕四根，其余按照确定的位置、移动方向和移动量进行桥枕移动。移动后立即跟进油漆作业（见图一）；第二、第三次循环分别按确定的位置回装桥枕，并按照确定的位置、移动方向和移动量进行桥枕移动。并跟进油漆作业（见图二、图三）。第三次循环结束后，上盖板全部面积油漆作业完成。第四次循环时，只需回装及移动桥枕恢复原位，整孔作业结束。

（图一 第一次抽移枕及跟进油漆）

（图二 第二次抽移枕及跟进油漆）

（图三 第三次抽移枕及跟进油漆）

2.3作业机具配置及人员分组作业方式

用电机具配备： 170L/min（双缸）小型空压机1台（带喷枪两套）、鼓风机2台、角磨机4台，合计最大功率约8200KW。

作业人员分为油漆组和抽移桥枕及除锈组共两个组。抽移桥枕组又分为抽桥枕、移桥枕、千斤顶、松紧扣件等四个小组。作业时，抽移桥枕及除锈组作业在前，油漆组随后跟进。先从第1节间开始向第21节间实施第1循环作业。完成全部节间第1循环后，再返回第1节间实施第2循环作业，以此类推，直至完成全部4个循环作业。

3.施工管理关键点及控制方法

3.1抽移桥枕的定位

在设计抽移桥枕总循环时，必须按照铆拼接板和防爬角钢的位置限制，以及既有桥枕净距，设计合理的抽移桥枕方式，定位到每一根桥枕。上图所示抽枕位置、数量、移动位置、方向、移动量、回枕顺序需要在实施过程中严格按图进行（作业前应将抽枕位置、移枕方向和移动量均定位标识于钢轨上），否则将打乱作业循环顺序，下一次循环抽移桥枕时，为了满足桥枕净距要求，本应由该循环完成的油漆面积将不得不推迟到再下一循环作业，造成增加总循环次数。同时，在移动桥枕时，移动后的桥枕净距最小不得小于一根桥枕宽度，最大不得大于规定净值要求（在横梁处，需要使用短枕进行支撑，在梁端处，需要预制普枕进行替换作业）。

3.2漆膜固化时间间隔的设定

本次使用油漆作业温度要求为大于4℃小于38℃。技术参数显示，作业温度24℃时，底漆“27WB”：1小时指触干，2小时表干，3小时重涂；面漆“1028”：30分钟指触干，2小时表干，2小时重涂，6小时防腐。

根据现场多次试验及第一节间实测数据显示，使用本油漆作业温度范围以15℃-25℃为佳，湿度以不大于60%为佳。底漆与第一度面漆及两度面漆间的间隔时间宜设为24小时，第二度面漆与下一循环移动桥枕的间隔时间宜设为48小时。设定时间大于指标时间的原因是受作业人员熟练程度、作业方式、作业环境等因素影响，任一处漆膜未彻底固化达到耐磨标准，在人工移动桥枕擦刮和列车冲击过程中都极易被损伤。但，间隔时间又不宜过长，否则会造成抽移桥枕循环结束后因油漆作业未完而无法继续下一循环抽移桥枕作业，造成窝工。

3.3基面的除锈处理

本次使用油漆体系一个显著特点是可以用于多种旧涂层之上，除锈等级要求为Sa2或St3。既可以采用喷砂除锈，亦可采用人工除锈。基面处理重点要做好拼接缝、基材锈坑、铆钉烂头等位置的处理。采用手工除锈时，需要特别注意不得使用剁斧等剁击清理，不宜使用过分硬质刃具铲刮，不能造成基面明显刀痕和锤印。基面除锈完成后当日须完成油漆作业，否则次日作业前必须对基面进行清理。

3.4漆膜的涂装方式及厚度测定

本涂装体系要求底漆干膜厚度为100-125 微米，两度面漆干膜厚度均为40-60 微米，总干膜厚度为180-245 微米。施涂时，底漆以喷涂和滚涂较好，但本次施工操作中采用喷涂时常堵塞喷枪，故底漆采用滚涂方法；面漆采取喷枪喷涂（当风力超过3级时改为滚涂）。油漆使用前必须严格按照配合比加入稀释剂（过稠或过稀均影响漆膜质量），并使用搅拌器搅拌充分。每次施涂前，均须用鼓风机对喷涂面及前后枕底缝进行彻底清理，防止喷涂时枕底大量灰尘杂质污染。

本系列油漆对基面处理要求较低，允许基面存在附着牢固的旧漆面。采用测厚仪检测漆膜时需调整参数，减除基面旧漆膜，确保每度漆膜厚度达标。厚度不足时必须补涂达标。

3.5施工中两个环节的处理

一是失效桥枕的更换。提前调查并进行制作，待进行第4循环作业时，结合抽移桥枕一并进行全部更换。

二是失效及缺失铆钉的更换（本次施工中该桥铆钉缺失及失效位置主要发生在节间中部防爬角钢两相邻桥枕下）。运营中桥梁大维修作业宜采用高强度螺栓进行替换。关键控制环节是高强度螺栓的质量合格，终拧力矩计算准确并严格卡控施拧方法。

4.结束语

钢桁梁上盖板涂装，本身并不是一项复杂的施工。但对于结构复杂的上盖板，由于其大量铆固拼接板及防爬角钢的限位，加上净距小，导致桥枕抽移十分受限。前期须对全桥上盖板部分进行细致的现场调查，设计合理作业循环方式，并严格定位实施。油漆作业除了选好合适的材料，关键是根据材料性能和作业环境选取合理作业方式，且必须现场试验其固化达到耐磨要求的时间间隔。只有把抽移桥枕循环方式和油漆间隔时间控制配合好，才能既保证油漆质量，又能确保总工期的优化。

某复杂高层建筑结构设计分析 篇7

某综合楼为集商场办公为一体的高层建筑, 地下两层为停车库及设备房, 局部为人防地下室, 地上建筑由A、B、C三栋高层塔楼及一栋两层的商业裙楼组成, 一、二层为商业用房, 三层至顶层为办公用房。其中C塔楼为19层, 总高度58.6 m, 与两层裙楼通过伸缩缝相连;A、B塔楼为18层, 两栋塔楼顶部两层 (三层楼板) 相连, 总高度64.4 m, A、B塔楼与两层裙房间通过钢结构连廊相连, 连廊与塔楼间设置伸缩缝。综合楼如图1所示

由于建筑功能的要求, 本工程A、B塔楼采用框架-剪力墙连体结构, 底部局部大空间转换剪力墙结构, 转换层在第3层顶面。由于同时采用了两种复杂结构, 且结构体形较复杂, 故本工程按超限高层结构进行了送审。该地区地震设防烈度为6度第一组, 设计基本地震加速度值为0.50 g, 拟建场地为Ⅳ类场地土。结构抗震等级:剪力墙三级, 框支柱二级, 框架为三级。基础采用桩基础。为了满足建筑功能, 结构必须处理好以下几个问题:

1) 连接体结构方案的选择;

2) 连接体结构的内力计算和构造处理;

3) 转换层构件的结构计算和构造处理。

2 结构整体设计及计算结果

2.1 结构计算单元的确定

由于本工程主体分为A、B、C三栋高层塔楼及一栋两层的裙楼, 所有塔楼之间由地下室顶板相连, 考虑地下室墙体较多, 地下室顶板 (250 mm～300 mm) 厚度较厚, 整体刚度较大, 故将上部结构的计算嵌固点设在±0.000处, 计算单元分成三个部分, 即C栋和两层的裙楼各为一个计算单元, A楼和B楼由于上部连体, 合为另一个计算单元。连体计算模型如图2所示。

2.2 基础及地下室设计

本工程采用桩基础, 桩型采用抗拔性能较好的钻孔灌注桩, 桩径根据上部荷载情况选用ϕ700和ϕ800两种, 主楼部分采用ϕ800的桩, 其它部分为ϕ700的。桩基持力层为8层～2层圆砾层, 桩进入持力层2.5 m～6.4 m, 有效桩长为48.1 m～56 m, 单桩竖向承载力特征值结合设计试桩结果和地质报告情况分别确定为3 500 kN和4 100 kN。

两层地下室平面呈“厂”字形, 局部为两层人防地下室, 人防等级为6级。地下室东西向最长150 m, 南北向最长120 m, 中间不设伸缩缝, 超过规范建议的结构伸缩缝最大间距, 设计采用纵横向设置多道后浇带 (后浇带间距40 m左右) 等措施减小温度变化和混凝土收缩对结构的影响。

2.3 结构选型及结构布置

由于建筑平面较狭长复杂, 因此连体结构两边的塔楼采用基本一致的体形、平面和刚度, 可以一定程度上减小复杂的耦联振动。最初的建筑方案在两塔楼间的平面呈喇叭形, 柱距北面小为16.8 m, 南面大为29.4 m (见图3) 。连接体结构拟采用最下一层的钢骨混凝土梁作为转换结构来支承整个连接体, 这样试算下来钢骨混凝土梁的最大断面达到900×3 000, 给施工带来很大的难度。经过安全性、经济性和可行性的综合分析比较, 最后决定在A14轴和A16轴各增加两个柱子, 使连接体的柱距相同, 均为16.8m (见图4) 。连接体结构与主体结构采用刚性连接, 连体部分连接主梁为每层设500×1 800混凝土梁, 保证连接部分的刚度, 将主体结构连接为整体协调受力、变形。由于主梁较高, 连接体每层层高为主塔楼两层的高度, 以满足建筑空间的需要。

连体结构因振型丰富, 且平动与扭转振型多耦合在一起, 因此采用平扭耦联方法计算结构的扭转效应, 且考虑双向地震的影响;连体部位复杂, 对连体部分采用弹性楼盖进行计算。考虑到连体结构的两塔楼体型相似且间距较近, 因此风荷载取值时考虑建筑物相互间的影响, 将体形系数乘以相互干扰增大系数, 并对连接体最下一层的楼板考虑了向下的风吸力影响。

振型分解反应谱法计算结果见表1, 计算结果表明自振周期在合理范围内, 结构扭转为主的第1自振周期与平动为主的第1自振周期之比为0.85, 基本满足规范要求。地震力作用下的楼层最大层间位移1/1791 (Y+5%偶然偏心) 和顶点位移1/2048均小于1/800, 亦满足规范要求。

3 抗震加强措施

3.1 加强转换结构的抗震措施

考虑到该工程为复杂高层建筑结构, 转换层为薄弱层, 故在抗震构造方面有针对性地采取了如下措施:

1) 框支柱、框支梁、剪力墙底部加强部位的抗震等级提高一级采用;

2) 薄弱层 (第三结构层) 的地震剪力乘1.15的增大系数;并适当对框支柱的剪力进行调整;

3) 框支柱、框支梁的设计满足《高规》中关于框支柱、框支粱在抗震设计时的相关规定;

4) 框支梁所在层的楼板厚度加大为180, 双层双向加强配筋构造。

3.2 加强连接体结构的抗震措施

该工程属于Ⅰ类扭转不规则 (Y+5%偶然偏心地震力作用下连体部分的楼层最大位移1.45) , 且震害表明地震中连接体本身破坏严重, 踏落较多, 同时使主体结构中与连接体相连的部分结构严重破坏, 因此在抗震构造方面有针对性地采取了如下措施:

1) 连接体及连接体相邻的结构构件的抗震等级提高一级;2) 楼板厚度增大到150 mm, 加强连接部分的周边板配筋, 双层双向贯通布置, 并加强边梁的配筋及构造;3) 加强连接体最底层构件的配筋;4) 加强连接体下面两层的设计, 指定其为薄弱层, 放大地震力。

4 连接体结构施工阶段设计

由于两塔楼在52 m高空相连, 如何保证施工的安全成为一个难点。为此施工时需要在48 m高处搭建一个钢结构的临时施工平台 (见图5) 。由于连接体的梁板自重较大, 为了降低钢平台的造价及保证施工的安全简便, 施工单位提出了混凝土分阶段浇捣的施工方案, 即先浇梁, 待其混凝土强度达到100%后再浇板, 这样钢平台只需承受梁的自重, 而板的重量可以由梁来承担。

为配合上述施工方案, 我们对连接体的设计进行了调整, 分别按施工顺序计算了混凝土浇捣的两个阶段的内力以及下层连接体梁板作为上一层连接体的施工平台所承受的施工荷载, 并按最不利的工况进行配筋设计。计算结果显示, 部分梁的配筋恰恰是由施工阶段控制的。

5 结语

通过上述分析, 对于复杂的结构体系, 结构的合理布置更重要。对于连体结构, 尽量使连体结构各独立部分的体型、平面和刚度相近, 能有效避免连体结构复杂的耦联振动, 同时对此类结构的转换层及连体部位要采取相应的抗震措施。

摘要：介绍了某复杂高层建筑结构方案, 并对该方案的计算模型、关键部位的设计和构造及内力分析做了介绍, 以供设计和研究人员参考。

关键词：复杂高层,钢筋混凝土连体结构,部分框支剪力墙结构

参考文献

[1]GB5001122001, 建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2001.

[2]JGJ322002, 高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[3]徐培福主编.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.

[4]吕西林主编.超限高层建筑工程设计指南[M].上海:同济大学出版社, 2005.

结构复杂 篇8

复杂网络社区结构的识别已经成为当前的研究热点, 物理学、计算科学、社会学等许多领域的研究者正专注于研究复杂网络 (如因特网、社会网、文献引用网络、食物链网络、邮件网、生物网) 的特性。复杂网络是将现实世界中的复杂系统用节点和连接线进行抽象的一种表示, 其中节点代表复杂系统中的个体, 边代表复杂系统中的个体之间的关系。比如, 在社会关系网中, 节点代表一个人, 边代表两个人之间的社交关系。

复杂网络普遍存在的社区结构特性是指复杂网络中节点聚集成若干个“群 (Group) ”, 而“群”内边的密度高于“群”之间边的密度的特征[1]。从定义可以看出, 节点在社区内的连接比其在社区间的连接更加紧密。目前提出的多种复杂网络社区结构的探测算法的有效性在很大程度上取决于对社区的定义。许多研究文献都提出了社区结构的定义, 其中Girvan和Newman提出的度量标准———网络模块度 (Modularity) , 已经成为当前研究中应用的最为广泛的衡量社区划分优劣的量化标准。网络模块度的定义为:

式 (1) 中, i是社区标识符, eii是连接的两个节点均在社区i内部的边占复杂网络中所有边的比例, ai是至少一个节点在社区i中的边占复杂网络中所有边的比例。

本文基于遗传算法, 提出了一种通过最大化网络模块度以发现最优社区结构的社区探测算法。该算法的时间复杂度是O (e) , 并且不需要依赖任何与社区数目或其他阀值相关的先验知识, 这使得该算法可以有效的用于真实世界的大规模复杂网络。

1 社区探测方法

如今有许多用于分析复杂网络社区结构的算法, 这些算法使用了物理定理、人工智能、图论甚至电路原理。目前最著名的Girvan-Newman算法 (GN算法) 是由Girvan和Newman提出的一种基于介数中心度 (Betweenness Centrality) 的社区挖掘算法, 其中介数中心度 (Betweenness Centrality) 是由Freeman最早提出的。GN算法是一种时间复杂度为O (e3) 的分裂算法, 其产生一个分层的网络结构, 形成一个树状图, 通过分割树状图中的某些点得到社区结构。Radicchi提出了一个与GN算法类似的方法, 该方法采用了一种新的衡量标准———边群集系数 (Edge-clustering Coefficient) , 其计算时间小于GN的介数中心度 (Betweenness Centrality) , 从而使得Radicchi的算法时间复杂度降低到O (e2) 。

分层凝聚算法是社区探测算法中基于网络模块度 (Network Modularity) 的一种快速算法[3]。如果一个社区结构没有社区内部的边, 则其网络模块度是0, 而当所有的节点同属于一个单独社区时, 其网络模块度是1。一个较强的社区结构的Q值应该在0.3~0.7之间。分层凝聚算法的时间复杂度是O (n2) , 低于GN算法, 但是也取得了非常精确的结果。在这个算法的基础上, Newman、Clauset和Moore (2004) 提出了一种适用于大型复杂网络的改进算法。这个新改进的算法同样产生一个树状图, 但是它采用一种新的方法分割树状图中的某些点:当最大的△Qij (模块度增量) 开始出现负值时, 说明新的合并操作不能增强社区结构, 所以此时停止合并操作[1]。

基于极值优化的社区探测算法[2]同样采用了网络模块度作为衡量标准。该算法采用递归分裂方式的人工智能方法优化网络模块度———Q值。算法开始时将整个复杂网络作为一个社区, 不断递归分裂, 直到分离出去的点不能使得Q值 (网络模块度) 提高为止。

回顾当前的算法, 这些算法都是成功的社区探测方法。但是, 大多数算法的时间复杂度太高而不适用于大型复杂网络。此外, 一些算法采用的数据结构 (如矩阵等) 难以在大型复杂网络中实现和使用。大多数算法还需要一些先验知识, 例如社团数量等, 然而这些先验知识的数值在现实世界的真实网络中是不可能知道的。因为不同的复杂网络的性质差距较大, 所以一些算法所需要的阀值也成为这些算法存在的另一个问题。

2 基于遗传算法的社区探测算法

本文提出的算法是以优化Q值 (网络模块度) 作为目标函数, 预先定义迭代次数的遗传算法[7]。将复杂网络以适合遗传算法处理的数据结构进行表示, 在算法运行前, 将节点随机进行社区划分。一个由n个节点的复杂网络最多划分成n个社区。

2.1 个体编码方式

在本算法中, 采用字符串编码方式, 将社区划分结果编码成一个字符串用于遗传操作, 通过逆向解码一个字符串便可以得到社区划分结果。采用数组a存储节点的社区标识符, 其中ai存储节点i的社区标识符。存储了社区标识符的数组在遗传算法中被称作染色体。种群中不同的染色体保存了不同的社区划分结果。举例说明如下, 假设一个复杂网络包含5个节点{v1, v2, v3, v4, v5}, 如果一个染色体的字符串编码是 (1, 2, 1, 2, 1) , 则它表示复杂网络中的节点{v1, v3, v5}属于同一个社区, {v2, v4}属于同一个社区。

2.2 种群初始化

在种群初始化时, 每个节点被随机分配一个社区标识符。对于随机生成的个体, 用图G进行表示, 图G中可能存在一些相连的节点在原始的复杂网络N是不相连的, 这就意味着图G不是图N的子图。因此, 应采取一定措施避免或者减轻这种缺陷。如果两个节点属于同一个社区, 它们彼此应该是相连通的, 也就是说它们很可能是邻居。基于这种假设, 在对节点随机分配了社区标识符之后, 随机选择一部分节点, 然后将这些节点社区标识符传递给他们的邻居节点。通过以上操作, 在初始种群生成时提高了算法的收敛性, 并且消除了不必要的迭代。

2.3 交叉算子

在遗传算法中, 交叉操作是根据适应度值选择两个染色体进行的。选定了交叉操作的染色体之后, 在染色体上选择一个交叉点, 然后交换所选定的交叉点位置的基因。

社区结构是一种关系属性, 不同染色体中的不相同的社区标识符可能表示的是同一种社区关系。因此, 本文的遗传算法对交叉操作进行了修改, 不是简单的交换单个基因, 而是将同一社区节点的社区标识符转移给目标染色体对应节点。例如:在染色体A中社区标识符为1的节点和染色体B中社区标识符为33的节点完全相同, 然而染色体B中社区标识符为1的节点却跟染色体A中社区标识符为1的节点没有任何关联。

交叉操作:将进行交叉操作的染色体分别命名为源染色体和目标染色体, 从源染色体中随机选择一个社区。遍历所有节点, 将属于该社区的所有节点在源染色体中的社区标识符转移给目标染色体的节点修改后的交叉操作是在源染色体到目的染色体单一方向上进行。如图一所示。

2.4 变异算子

由于节点间相同的连接关系, 如果变异操作是随机改变一个染色体中基因的值, 则产生无用的搜索空间。为了减少不必要的搜索, 将染色体上第i个位置基因的可能值限定在节点i的邻居节点范围内。通过以下例子进行说明, 如图二所示, 节点3值的变异范围限定在邻居节点的值2、4、5、6。这种变异方法保证了变异后的子代中每个节点只与它的邻居节点中的一个相连接。

3 实验

实验采用两个被广泛应用的数据集Zachary空手道俱乐部网络和美国大学足球联盟网络测试算法的性能, 实验参数如下:种群规模设置为200, 遗传代数200, 交叉概率0.8, 变异概率0.2。

3.1 Zachary空手道俱乐部网络

Zachary空手道俱乐部网络是社会网络分析的经典实例, 首先对空手道俱乐部网络的社区结构进行分析[6]。该网络共包含34个节点和78条边, 如图三所示。该网络的真实社区结构所对应的Q值是0.3715。以该数据集为例运行50次该算法, 得到社区划分结果的平均Q值为0.3932, 优于该网络的真实社区结构所对应的Q值。该算法可以97%~100%的正确识别社区结构。该算法有时候会将节点10划分到错误的社区内。

3.2 美国大学足球联盟网络

美国大学足球联盟网络是根据2000年美国大学足球比赛计划构建的数据集, 包含分属于12个联会的115支球队和616场比赛。网络中的节点代表美国大学足球队, 边代表两个球队之间的比赛关系, 真实的社区结构是由每支球队所属的联会组成。每只球队与同一联会的球队进行的比赛次数多于与不同联会的球队比赛次数。平均每只球队与同一联会的球队进行6场比赛, 而只与不同联会的球队进行3场比赛。

应用本文算法对足球联盟网络进行社区探测, 算法对该网络社区结构的识别精度为93%。在有些时候该算法也可以100%正确的划分社区结构。运行50次该算法划分的社区结构对应的平均Q值为0.5933, 高于其真实社区结构所对应的Q值0.5518。同样将FN算法应用于足球联盟网络, 而它的精度是78%, 其划分结果对应的Q值为0.4549, 并且FN算法需要预先确定社区数目来进行社区划分[4]。由此可见, 该算法的社区划分结果Q值以及精度优于FN算法。

4 结束语

本文通过优化网络模块度, 提出了基于遗传算法的一种新的社区探测算法。该算法能快速探测出社区结构, 适用于大型复杂网络。在两个现实世界网络中的实验结果表明, 该算法时间复杂度是O (e) , 能快速准确的检测出社区结构, 性能优于被普遍使用的GN、FN等社区探测方法。

参考文献

[1]Clauset A., Newman M E J, and Moore C.Finding community structure in very large networks, Physical Review E, 70:066111, 2004.

[2]Duch J, Arenas A.Community detection in complex networks using extremal optimization, Pre-printcond-mat/0501368, 2005.

[3]Newman M E J, Girvan M.Finding and evaluating community structure in networks, Physical Review E, 69:026113, 2004.

[4]Newman M E J.Fast algorithm for detecting community structure in networks, Physical Review E, 69:066133, 2004.

[5]Girvan M, Newman M E J.Community structure in social and biological networks, Proceedings of National Academy of Science, 2002, (99) :7821-7826.

[6]Zachary W W.An information flow model for conflict and fission in small groups[J].Journal of Anthropological Research, 1997, (33) :452-473.

复杂结构巨型钢管混凝土节点分析 篇9

某超高层项目高400m, 采用巨型钢管混凝土框架-剪力墙核心筒双抗侧结构体系, 在避难层处分别设置了腰桁架和伸臂桁架。其中, 伸臂桁架、腰桁架、巨型斜撑、巨型钢管柱及楼面梁相交处杆件密集, 受力复杂, 选取伸臂桁架下弦杆与巨柱连接处节点为典型节点进行设计分析。

2 节点情况介绍

巨柱节点处采用3000mm×4500mm矩形钢管混凝土, 混凝土强度等级C70, 钢管外壁厚80mm。与节点相连接处腰桁架腹杆采用900mm×1000mm矩形钢管, 腰桁架弦杆采用1 000mm×1000mm矩形钢管, 伸臂下弦杆采用1 600mm×800mm×20mm×25mm工字型钢梁, 相连接的巨型支撑采用1500mm×50mm的圆钢管。全部构件钢材均采用Q390GJ钢。节点建模采用AUTOCAD3D建模, 节点处几何形式如图1所示。该节点还处于初步设计阶段, 仅作为报审评估材料使用, 因而未进行详细设计, 先行假定外部构件完全焊接到巨柱外壁处。

3 节点设计

根据圣维南原理, 远离荷载区域的材料内力均匀分布, 节点域杆件长度按照3倍杆件直径选取。但在实际的有限元模拟中, 这种杆件长度会带来较大的计算成本和精度问题。因此, 在不断调试后, 将巨柱长度定为9m, 其余杆件为5m。

3.1 分仓板设计

分仓板作为节点构造构件, 主要作用是将直径超过2m的钢管混凝土构件进行分割, 形成多个钢管混凝土构件, 进而满足对混凝土的约束作用, 保证混凝土的强度, 同时加强对钢管壁的约束, 保证其稳定性要求。因此, 在设计中, 分仓板不作强度设计要求, 仅需满足《矩形钢管混凝土结构技术规程》第4.4.4条中管壁宽厚比限值。分仓板采用一块40mm厚板, 将钢管混凝土分成两个单元。

3.2 横向加劲板

横向加劲板主要设置目的是为了将杆件传递过来的轴力弯矩有效地传递扩散到整个节点区域, 避免集中应力造成节点区域钢材屈服、混凝土破坏;同时加强节点域刚度, 满足强节点弱杆件[1]的设计要求。横向加劲板的布置原则是在杆件的上下翼缘对应处设置水平加劲板。考虑到3个方向均有杆件存在, 按上述原则布置可能导致水平加劲板布置过密, 引起混凝土浇注不密实, 节点区域钢材浪费;因此, 取消相邻处的水平加劲肋, 保证相邻肋板间距不小于500mm, 不大于1 000mm。对于圆形钢管构件, 在其与钢管壁交界面的1/4, 1/2, 3/4的位置分别布置加劲板, 确保节点域性能。

横向加劲肋的截面尺寸预估可按最不利考虑, 按简支梁形式进行计算确定, 取各自相连杆件最大轴力换算成均布荷载, 全长采用平截面假定进行计算, 计算简图如图2所示。横向加劲板宽度暂定为300mm[2], 下部设置翼缘, 几何形式如图3所示。

3.3 竖向加劲板

竖向加劲板主要是消散由相连接的构件腹板传递来的荷载, 同时将巨柱外壁进行分割, 提高其局部稳定性, 并提高节点域的承载力。竖向加劲板的设置可以根据构件腹板位置进行对应设置, 初步设计时, 截面厚度可以参照节点相连接处的次构件的外壁厚度, 截面长向宽度与横向加劲板相同。

钢管混凝土巨柱节点区域内部构造如图4所示。

考虑巨型伸臂桁架下弦杆轴力较大, 如果直接与巨柱壁相连, 辅助肋板, 很难将荷载有效传递;故将弦杆内伸, 直至分仓板处。以此将弦杆的轴力有效地扩散到混凝土中, 避免应力集中。

本次设计中, 混凝土内部钢筋均为构造钢筋, 不考虑其对节点承载力的贡献, 在节点设计中不对其进行模拟。

4 有限元分析

本节点分析采用ANSYS公司的有限元分析软件ANSYS13.0进行有限元分析, 该软件为世界上最通用的有限元分析软件, 具有强大的计算内核、网格划分能力及精确的结果输出。

4.1 材料模型

钢构件全部采用Q390GJ钢。节点性能指标为中震弹性, 因而, 钢材在模拟中采用理想弹性材料模型, 弹性模量为2.06×1011kN/m2, 泊松比为0.3, 密度为7 850kg/m2。单元类型选择solid185。在早期ANSYS软件中, 钢构件一般被赋予solid45, 在新版13中, solid45被取消, solid185在继承solid45的塑性、蠕变、膨胀、应力强化、大变形和大应变能力外, 还可模拟几乎不可压缩弹塑材料和完全不可压缩超弹性材料。因此, solid185对网格划分要求更高, 计算成本也随之增大。

节点内部混凝土按素混凝土考虑, 不考虑钢筋对承载力的贡献。在模拟中采用理想的非线性材料模型, 混凝土的本构关系根据《混凝土结构设计规范》 (GB50010—2010) 附表C2中混凝土本构关系确定。

单轴受拉:

单轴受压:

为了减少计算成本, 在本次模拟中, 混凝土的本构关系取4个关键点拟合成3段直线, C70混凝土本构关系如图5所示。

混凝土弹性模量取3.7×107kN/m2, 泊松比为0.2, 密度2 700kg/m2。开口剪力系数取0.5, 闭口剪力系数取0.9, 极限受压承载力为2.14×103kN/m2, 受拉承载取受压承载力的1/10。模型中选用solid65非线性单元模型模拟, 不考虑混凝土的损伤模型。

4.2 荷载与边界条件

本节点杆件数量多, 荷载传递复杂, 较难判断何种工况下为最不利情况。因此, 先确定关键构件为巨型柱, 在模型中选取各杆件各工况下荷载, 按照规范进行荷载加减组合, 组合后的杆件力取最不利情况如表1所示, 杆件编号如图6所示。

荷载施加, 在ANSYS应用中较难实施, 现有两种普遍施加荷载的方法。一是将轴力弯矩进行换算, 施加到构件面上, 形成面力;二是在杆件端部添加刚度极大的钢板, 假定为刚域。但上述两种方法都会造成分析成本加大, 结果不准确等不利影响。本次分析, 采用ANSYS命令中的cerig命令, 添加节点, 形成刚域, 在节点上施加荷载, 既方便、准确, 又能如实反映通用有限元中杆件对应位置处的受力情况。节点荷载施加如图7所示。

本模型采用力与位移混合边界条件模式, 将巨柱底端进行位移约束, 在各个其余杆件端部及巨柱顶部进行荷载工况下力的约束, 使其达到受力平衡状态。按照抗震规范强节点弱杆件的设计要求, 缓慢施加荷载子步, 达到设计要求荷载条件。

5 分析结果

分析时, 假定混凝土与钢材之间黏结无滑移, 不考虑钢材由于焊接和内部材质不均匀导致的残余应力的影响[3]。以Von Mises屈服准则来判断钢材破坏情况, 对于混凝土, 根据主拉和主压应力进行判断。从图8ANSYS模拟结果可以看出, 钢结构部分:Von-Mises等效应力最大为370MPa, 略大于Q390GJ强度设计值336MPa, 等于标准值370MPa。应力超设计值区域位于巨柱下表面角部, 由于底部约束的影响, 此处存在一定的应力集中现象, 该范围区域较小。

混凝土部分:从图9可见, 第一主拉应力绝大部分均小于1.087MPa, 局部地方最大5.27MPa, 超过2.14MPa, 分布范围主要存在于钢构件相交的部位, 存在应力集中现象。混凝土第三主压应力如图10所示, 部分区域第三主压应力最大值35MPa, 大于31.8MPa, 但范围较小。此处为局部应力集中现象。

6 结论

在节点设计后, 采用有限元对节点进行模拟分析, 测试节点的安全性和合理性, 经分析结果如下:

1) 节点设计安全可靠, 杆件力可以有效传递到钢管混凝土巨柱内, 并有效消散;

2) 加劲板满足设计要求, 构造合理, 能有效将荷载传递到混凝土中, 未发现强度不够或者局部屈曲现象;

3) 根据应力分布情况, 可以推断塑性铰首先出现在伸臂桁架下弦杆, 满足强节点弱杆件的设计要求, 并且能够发挥伸臂桁架作为地震作用下耗能构件的功能。

参考文献

[1]GB50011—2010建筑抗震设计规范[S].

[2]赵宏, 雷强, 侯胜利, 林海.八根巨柱结构在广州东塔超限设计中的工程应用[J].建筑结构, 2012, 42 (10) :1-6.

结构复杂 篇10

关键词：市场交易结构,市场特征,钢材市场

中国是钢铁生产大国和钢铁消费大国, 粗钢产量于2012年突破7亿吨, 已经连续二十年居世界前位。中国要从钢铁大国发展到钢铁强国, 必须要适应全球钢铁产业的发展趋势, 具备产业链上的竞争优势。十八大报告指出:“为适应经济全球化新形势, 必须实施更加积极主动的开放战略, 完善互利共赢、多元平衡、安全高效的开放型经济体系。”如何成为中国开放型经济体系构建中的主力军, 是中国钢铁行业及其相关行业各方十分关心的问题。充分认识复杂环境下的全球钢材市场交易结构则是解决该问题的第一要义。

一、复杂环境下全球钢材市场交易结构的介绍

与其它大宗商品市场相比, 当今全球钢材市场运行于一个更加复杂的环境中, 其市场交易结构如图1所示。

由图1可知, 钢材市场交易结构的复杂性体现在以下三个方面:

(一) 多个国家推出了钢材期货, 但交易量活跃度差别很大

目前国际上交易钢材期货的国家有六个。按正式开始交易的时间顺序, 分别为印度、日本、阿联酋、英国、美国和中国。由于国外钢材市场尤其是发达国家的钢材市场集中度较高, 所以国外钢材期货普遍存在交易不活跃的问题。美国、日本、阿联酋的钢材期货交易基本处于停滞状态。迄今仍保有钢材期货交易的国家 (交易所) 为:中国 (上海期货交易所) 、英国 (伦敦金属交易所) 、印度 (国家商品及衍生品交易所) 。

(二) 多种钢材市场形态, 电子市场和期货市场同为钢材远期市场

全球钢材交易绝大多数以现货交易为主, 其价格受钢材产量、库存以及铁矿石、焦炭价格等因素影响, 经常剧烈波动。用钢企业想锁定远期价格风险, 可以选择期货市场开展套期保值活动。与国际钢材市场只存在期货、现货市场两种形态不同, 中国存在三类钢材市场——期货、现货、电子市场。电子市场为钢铁生产、流通、消费商们提供了方便快捷的贸易平台, 具有交易、物流、信息、金融四位一体的服务功能。它与期货市场既有分工, 又互相促进、互为补充。钢材电子市场的交易商大多为钢铁产业链上成员, 交易目的以交收为主。钢材期货市场受组织结构的影响, 会员绝大多数是期货公司, 钢铁企业会员较少。钢材电子市场和期货市场均以现货市场为基础, 提供给钢铁企业一个套期保值的渠道, 以规避价格剧烈波动带来的生产经营风险。

(三) 多类钢材期货和中远期交易产品

全球钢材远期市场交易的产品类型丰富多样, 包含钢材原材料 (如铁矿石、焦炭) 、半成品 (如钢坯) 及成品 (如条钢、热卷板、螺纹钢) 等。中国大连商品交易所于2011年4月15日正式推出了焦炭期货。焦炭是钢材生产的主要原料, 与钢材是产业链的上下游关系。中国率先在国际上推出焦炭期货, 有助于钢材企业实现对上游产品的风险控制。螺纹钢期货与焦炭期货在中国的相继上市, 将为钢铁行业提供上、下游原料和产品的套期保值工具。

以上三个方面也存在着交互关系, 比如, 与英国和印度相比, 中国钢材市场形态更加多样;英国和印度钢材期货品种分别是钢坯和条钢, 种类单一。中国钢铁远期产品种类较为丰富, 既包括钢材原材料 (如焦炭期货) , 还包括钢材成品 (如螺纹钢和线材期货、热轧卷板远期交易) 。

二、全球钢材市场的总体特征分析

庞大的全球钢材交易市场、千差万别的市场形态、丰富多样的钢材交易产品等, 使得钢材市场运行的复杂性大大增加。在这种形势下, 全球钢材市场的总体特征主要表现为:

(一) 交易商的交易选择多样化

钢材市场结构的变迁、庞大的交易商数量, 多种多样的交易商品, 以及丰富的交易模式, 使得钢铁交易商的选择日益多样化。比如:交易商们可选择钢材原材料、半成品、成品期货开展“全产业链”套期保值操作, 可选择期货和电子市场的价格信号和交易平台开展中、远期交易, 可选择国际、国内两个市场全方位地开展全球钢材的套期保值、投机和套利交易。

(二) 市场间的信息传递路径复杂化

在多国背景、多种形态、多类产品的钢材市场结构下, 交易商之间的关联关系和相互影响关系更加复杂。其信息传递路径更多, 相互影响更加频繁, 影响机理更为复杂。市场交易者、监督者和研究者自然会关心哪一个钢材市场能够较快地吸收信息?哪一个钢材市场价格发现功能更强?某个钢材市场的信息会传递到哪些钢材市场, 给这些钢材市场又会带来哪些影响?诸如此类的问题, 都可以通过多变量时间序列资料进行分析, 从而对钢材市场之间的信息传递路径有深入的了解。

(三) 国家 (或地区) 对钢材定价权的诉求扩大化

“定价权”问题是近几年出现的新问题, 是指一个开放型经济体是否拥有在本国 (或本地区) 内制定某种资产价格的能力。我国对钢材原材料 (如铁矿石) 的大量需求和钢材成品的巨大产能构成了“中国因素”, 但是, 我国在钢材国际定价中并没能发挥应有的影响力, 反而屡屡高买低卖, 被动承受国际市场的价格波动风险。

最近的实证研究显示, 国外主要钢材期货市场价格发现功能的质量不高, 全球尚未形成钢材定价中心。为抢占国际钢材定价中心的地位, 伦敦金属交易所已有初步行动。其在2010年7月合并了地中海和远东两大地区性的钢材期货合约, 推出了首个可在全球范围内进行交割的钢材期货。考虑到伦敦金属所已掌握着大量有色金属和贵金属的定价话语权, 根据它的经验及在全球商品交易市场中的影响力, 一旦伦敦金属交易所掌握着全球钢材定价权, 在互联网时代强者恒强, 中国作为全球钢铁生产和消费第一大国, 就会始终受制于国际市场, 从而加大我国经济增长的成本, 给我国经济的安全运行带来隐患, 国内众多涉钢企业的经营状况也会因之恶化, 钢铁行业的可持续发展受到严重威胁。有鉴于此, 在十八大提出的开放型经济体系的构建过程中, 在把握全球钢材市场交易结构及特征的基础上, 我国应形成钢材交易市场的主场意识, 发挥三类钢材市场的信息优势和服务优势, 提升钢材定价权。

参考文献

[1]李军, 韩清萍.我国钢材远期合约与现货产品价格实证研究[J].北京科技大学学报 (社会科学版) , 2007, 23 (4) :32-36.LI Jun, HAN Qingping.Empirical study of China’s steel futures and spot price[J].Journal of University of Science and Technology Beijing, 2007, 23 (4) :32-36 (in Chinese)

[2]方雯, 冯耕中, 陆凤彬, 等.国内外钢材市场价格发现功能研究[J].系统工程理论与实践, 2013, 33 (1) :50-60.FANG Wen, FENG Gengzhong, LU Fengbin, et al.Price discovery on steel markets[J].Systems Engineering—Theory&Practice, 2013, 33 (1) :50-60 (in Chinese)

[3]李艺, 汪寿阳.大宗商品定价权研究[M].北京:科学出版社, 2007年第1版