设计相关问题

2024-05-07

设计相关问题（精选十篇）

设计相关问题篇1

我国国民经济的不断提高, 各个行业的蓬勃发展及产业扩张对于电力的消耗极大。该社会形势也促进了电力建设事业的不断发展, 国家对于电网建设的重视及投入也在不断加大。电网供电的安全性、稳定性对于经济的发展有着极为重大的影响。但是由于电网的覆盖率逐步提高, 各个地区进行土地开发, 复杂的地形地质, 输电线路的内部环境及外部空间在不断的被压缩, 在输电线路的路径选择上需要考虑的因素不断增加, 包括经济性、占用土地、线路改造简便、工程资金投入等。因此输电线路的合理设计对于整个电网的建设都具有重要的意义。

1合理选择导线

输送电能需要导线作为的介质, 在其性能直接关系到输电线路的输送容量、输电性能、静电感应、无线电干扰、噪声影响等, 且与整个电网运行安全性、稳定性、经济性有着密切的联系, 对其的选择需要十分谨慎。首先需要充分分析电网所处地区高差环境对导线应力、强度的要求及其对与周边环境的影响, 因此在设计导线应力时, 应该根据相关的设计规定, 保持导线的任意一点上的应力不超过导线瞬时破坏应力的44%。如果其高差要求值小于输电线档距, 则需要在考虑弧度垂增加的危险因素的基础上, 将导线的应力适当放宽, 例如山区的电网可以使用型号为JLHA2/G3A的高强钢芯铝合金绞线, 其优点在于弧垂特性较好, 过线能力优良。导线的载流量也是必须要考虑的因素, 现代科技的发展, 出现较多的新型有机复合材料, 如碳纤维芯软铝绞线、碳纤维与玻璃纤维混合芯软铝绞线等, 其优点在于强度高, 质量较轻且线损较小, 可以代替金属芯线的导线, 在电网线路扩容后, 出现严重线损、弧垂较大或者与地面距离较小等情况下可以使用该类材料。

2优化路径

进行输电线路设计时, 需要根据相关的勘察资料, 在经济性、可操作性、检修简便性的原则下, 尽量优线路。以往的施工流程一般是需要先在现场进行勘测, 在勘测的信息送达至设计人员, 设计人员在根据信息绘制设计图。该方式的缺陷在于容易受到该地区地形环境的影响, 准确度不足。现代技术的迅速更新, 遥感技术、航拍技术等各类高精尖技术的应用已经较为广泛。在进行地形的测量时, 可以运用遥感技术、航测技术等, 收集地形地貌信息, 根据该类信息建立地面模型, 全面分析、测量后, 制定初步排位方案。该排位情况需要进行现场的定位, 测量出杆件距离、高差、危险断面、交叉跨越的具体值, 并根据实际情况及时调整设计方案。

3杆塔设计

杆塔及其基础是输电线路中的重要组成部分, 其成本投入是整个输电线路建设工程中较为重要的一项, 其稳定性也与输电线路的安全性、运行的可靠性有着直接的关系。在设计过程中需要谨慎选择杆塔设置的位置, 并且合理设定杆塔之间的距离, 能够有效的避免由于电力聚集而损害输电线路, 也能够最大限度的保障施工人员在进行基础施工时的安全性。在杆塔的材质方面, 一般高负荷的输电线路可以选择高强度钢材或者选择承载力强大、稳定性良好的钢管塔代替现代使用的钢架铁塔。在杆塔定位之后则是杆塔基础的制作。在设计之前需要先对杆塔所在地的地质进行全面的勘察, 并根据结果信息合理选择杆塔基础型式。不同的地质条件, 在考虑基础周边排水的条件下, 应该合理选择岩石锚杆基础、螺旋锚基础、复合式沉井基础等形式, 并保障基础的稳定性, 避免山区的水流及自然灾害的威胁。

4防雷设计

电力系统需要恶劣的气候环境中正常运行, 因此防雷接地的设计是十分有必要的。安装避雷针是有效途径之一。其主要作用是防止雷电直击导线, 降低通过杆塔的雷电流, 从而避免塔顶电位过大, 或者利用对导线的耦合作用降低绝缘子电压, 并产生屏蔽作用, 减少导线的感应电流。提高线路的抗雷性能也可以通过降低杆塔的接地电阻来实现。其作用机制是在接地后, 电力系统电流及电压均被引入地下, 有效的减少强电流或者电压对于杆塔的损害。如果杆塔处于山区, 接地电阻率超过1000Ω·m的情况下, 应使用降阻剂降低接地电阻。另外还可以通过安装自动重合闸设备、设置耦合地线、加强绝缘、中性点非有效接地、采用不平衡绝缘等方式加大输电线路的保护力度, 保障杆塔及线路的安全。

5总结

电网中电线路建设的意义极为重大, 其直接关系到国民经济的发展, 其中线路设计是该建设事业的基础工作, 是一个具有完整系统的工程。而现在社会的发展使得设计人员需要考虑的因素也越来越多, 设计工作也需要面对较多的挑战。上述文中仅从一般的角度简单的分析了输电线路设计中的部分问题, 在实践工作中还需要工作人员根据当地电网的特点、区域内的地理特征及经济条件等, 全面考虑、综合把握, 将理论结合实际, 探索出适合实际情况的输电线路设计方案, 保障电网建设的质量及广大用户的完全稳定用电。

摘要：输电线路的设计属于电网建设中较为重要的工作, 其直接关系到电网的施工状况、难度、成本投入及电网的运行的稳定性。该项工作是一项系统的工程, 需要综合把握各种影响因素, 保障设计的合理性、科学性。本文简单阐述了在输电线的设计中需要注意的相关问题, 包括输电线路所使用的导线选择、施公前的勘测及路径设计、杆塔设计选型、各种方式防雷接地设计等, 为从事电力建设事业的人员提供一定的参考与借鉴。

关键词：输电线路,导线选择,杆塔设计,防雷设计,问题,分析

参考文献

[1]周颖, 孙颖.浅谈输电线路工程设计与施工的控制与管理[J].黑龙江科技信息.2010 (34) :30.

[2]姚育龙.有关输电线路设计遇到的问题分析[J].科技与企业.2012 (12) :145.

[3]钟鸣.浅谈架空送电线路的设计与优化[J].中国高新技术企业.2007 (10) :85-86.

建筑结构设计相关问题思考论文篇2

1.建筑结构设计概述

计算机信息技术及工程技术水平的不断提升，从一定程度上促进了建筑结构设计的发展，并改变了建筑结构设计的模式。在此背景下，也给建筑工程结构设计工作人员提出了新的要求。通常情况下，建筑结构设计主要涵盖了四个部分即方案设计、结构设计、构件设计及设计图纸绘制。对建筑结构强度、刚度、延性等进行设计、计算、验算是建筑结构设计最基本的目标。通过上述工作让建筑物各项属性达到标准要求，以保证建筑的物的稳定性与安全性。建筑结构所受的恒载主要来源于自重与竖向静力为主。因此，在实际设计过程中，需保证结构在受到以上荷载处于允许范围内。通过合理筛选基础结构，可让建筑上部结构与下部地基达成平衡，进一步提升建筑结构的稳定性。

2.建筑结构设计原则分析

建筑结构设计过程中，应遵循以下原则：

(1)预设多道预防。建筑结构设计过程中，特别是对于抗震设计而言，应该设定多道预防，并将不同的构件相互关联起来，以形成有效的结构体系。即便某些构件受到破坏，其他的构件还可发挥顶替作用，进一步提升建筑结构的安全性。

(2)打通关节。受力传递是建筑结构体系中的重要环节，受力传递受到阻碍时，会对构件间的连接产生影响，甚至破坏静态平衡。通过打通关节，可促进外力传递并消减多余的外力，可让体系静态平衡控制在合适范围内，有利于让建筑保持稳定。

(3)平衡设计。对于建筑结构而言，每一个构件都具有自己的`作用，实际设计过程中不可能做到完全兼顾。因此，设计过程中，要注重各构件之间的平衡性。优先考虑结构的整体性，再充分把握构件细节，做到“抓大放小”。另外，建筑结构设计应尽可能满足实际使用需求，在性能达到要求的基础上，尽可能降低施工的复杂程度，合理控制成本，让建筑项目获取更大的效益。

3.建筑结构设计关键问题及策略分析

(1)伸缩缝建筑物长期受到温度变化影响，会造成混凝土出现冷缩热胀，导致混凝土结构出现一定程度变形。若变形过大，必然会对结构本身的稳定性产生影响。由温度所造成的内力变化计算较为复杂，若仅仅遵循弹性结构进行计算，会使内力出现较大程度偏差。当建筑长度超过一定范围时，可设定伸缩缝来降低温度变化对混凝土的影响。伸缩缝设定过程中，除了依靠计算外，还需要结合实际施工经验来确定。伸缩缝设置通常采取两种方法进行：

(1)添加膨胀剂。在混凝土当中添加适量膨胀剂，可降低温度对混凝土的影响作用;

(2)设置后浇带。后浇带浇筑时应选择气温较低时下进行。可在水泥当中添加含微量铝粉的混凝土，以增加后浇带的强度，避免新老混凝土之间产生裂缝。

(2)回填土建筑施工过程中经常会遇到回填土问题，回填土质量与建筑结构稳定性及安全性存在密切联系，所以在结构设计中需要对回填土质量进行充分考虑。在灰土搅拌时，可能会出现搅拌不够均匀而影响到回填土质量。部分情况下，灰土夯实的部分临近于地下结构，可能会造成地下结构受到破坏。通过增强回填土质量，可将建筑结构水平位移控制在合理范围内，对预防地坪开裂及建筑沉降等均可起到促进作用。采取压密注浆的方法将土体挤密，构成新的浆脉复合地基，以改善土体的强度及防渗性能，并改善土体物理力学性质，促使软土地基承载力提升。

(3)剪力墙设计剪力墙布置时，应均匀分布，尽可能保持建筑物质心与刚心重合，并让横向与纵向的刚重比保持接近。同时，要避免出现一字型剪力墙。楼面主梁平面不能外搁置于剪力墙上，若无法避免，就需要在相应位置处设置暗柱。若梁高超过墙厚幅度较大时，尽可能拉长转角出墙肢。剪力墙配筋与建筑结构安全性及经济性也存在着密切的关联性。配筋时，要求将水平钢筋置于外侧，而竖向钢筋放于内侧，保证配筋满足计算规范建议的最小配筋率。

(4)抗震设计抗震设计需要把握以下关键点：

(1)结构弹塑性分析。结构弹塑性分析方法共有两种：①弹塑静力分析方法。该方法主要利用空间协同平面结构模型与平面三维空间模型进行分析，地震波不会对最终结果产生影响。②弹塑性动力分析方法。该方法主要采取结构统计模型进行分析，模型构成较为简单，应用较为简便，但地震波会对最终结果产生影响，并且存在多个结果，需进行筛选。

(2)可行性分析。根据建筑工程项目功能需求、所处环境及施工工艺特点等进行可行性分析，以保证建筑抗震性能达到标准。在保证抗震性能的同时，尽可能控制抗震材料使用量，以节约成本。

(3)加强隔震及消能减震设计。

4.结语

建筑电气消防设计的相关问题篇3

关键词：建筑电气;消防设计;问题

引言

随着时代的进步和社会经济的发展，建筑行业发展迅速，在建筑电气设计中，非常重要的一个环节就是消防系统的设计，它的设计措施，会对人们的生命财产安全产生直接的影响，因此就需要对其产生足够的重视。

一、电气工程在建筑工程中的地位及作用

电气工程作为建筑工程项目中重要的组成部分之一，对其建筑工程建设的发展有着极其重要的影响和作用，对此，电气工程的质量也是影响建筑质量好坏的标准之一。在电气工程投入生产使用时，必须保证设备的质量以及线路绝缘是完全符合标准要求的，检查电气工程周边环境的特点，看是否存在容易引起火灾的不安全因素，以及火灾报警系统是否正常运行，消防设备是否合格等，与此同时，还要确保在出现安全事故后，能够及时准确地进行通讯系统的监测，以便更好地处理问题，保证将经济财产损失降到最低^[1]。

二、建筑电气消防设计的相关问题探究

1、火灾自动报警系统设计

火灾自动报警系统通常可以划分为三类，分别是区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统，在不同级别的保护对象当中应用不同的系统。区域报警系统是最简单的，在二级保护对象中应用，集中报警系统较为复杂，通常是在一二级保护对象应用。控制中心报警系统最为复杂，有着最为完善的功能，通常在特级和一级保护对象中应用。在实际设计中，可以结合现有建筑的功能设计和建筑类型，来扩展和延伸消防系统。比如，某大型小区的商住楼有17层，商铺占据了下面三层，住宅为其余楼层，住宅划分为两个单元，那么就可以将区域—集中火灾报警系统应用过来，商铺和各个单元对独立的区域系统进行设置，这样在火灾发生时，可以对火点位置准确确定，并且部分损坏了系统，也不会对另一系统的正常工作造成影响，在小区内消防控制室集中本栋建筑的报警系统信号，促使集中控制得到实现^[2]。

在选择消防设备时，在火灾自动报警系统设计中，需要结合建筑防火专篇，来判定设计对象的火灾危险等级，然后结合不同的场所，对火灾探测器类型进行合理选择，在布置火灾探测器时，需要将探测器的保护半径、保护面积和安全系数等内容充分纳入考虑范围。在实际设计中，探测工具通常采用的是烟感探测器，但是如果有着较大的空间，如剧院体育馆等，那么就需要将红外探测器给应用过来。

2、消防联动系统设计

2.1 灭火设施的联动控制：灭火设施包括水喷淋灭火系统和气体灭火系统两种，要结合场所具体情况来合理选择。通常情况下，需要同时使用喷淋系统和火灾自动报警系统;在配套使用自喷消防系统和火灾自动报警系统时，需要注意由压力开关来直接启动喷淋泵，同时，对消防控制室传来的强制起停按钮信号进行接收。通过编码输入模块，在报警总线中输入所有相关的报警以及反映系统工作的传感器信号，要在自动喷水系统设备附近来安装火灾自动报警系统和线路，并且将相应的防水防潮措施应用过来。如果采用的是二氧化碳等气体灭火设备，在相关的规程中明确规定，需要在保护区现场确认火灾之后，方可以现场启动管网气体灭火系统，而在消防联动控制台上，只需要对气体灭火系统的工作动态和动作过程进行显示即可。如果自动气体灭火装置是无管网型，在规范中，没有要求需要联动控制其和火灾自动报警系统，要想实现本灭火装置的联动控制，就需要将报警及联动信号从灭火柜的报警控制器中引出，在消防控制室的联动控制台中接入。这样在消防控制室，不仅可以将本灭火器和保护区的状态给显示出来，本灭火装置也可以自动或者手动控制。

2.2 消防防烟和排烟系统的联动控制：对于消防防烟和排烟系统，消防控制中心的火灾报警控制器将相应防烟分区的加压送风口或者排烟口的电动防火阀联动开启，将相关部位的空调通风系统给关闭掉，并且将动作信号返回过去。要将多线制联动控制线设置于火灾报警控制器与防烟和排烟风机，对于防烟和排烟风机的启停，可以自动和手动控制，并且将风机状态信号和消防供电电源的工作状态给显示出来。空调通风系统的联动控制，火灾报警之后，利用控制模块可以将空调通风机给关闭掉，并且将通风管道上的电动防火阀给关闭掉。在这种情况下，需要注意如果在防烟分区现场，排烟口和排烟阀由人工手动开启，那么就需要将相应防烟分区的排烟风机给直接启动，并且将相应的管线配置过来。

2.3 迫降电梯和迫降防火卷帘门的联动控制：如果手动报警按钮报警或者电梯前室的探测器报警，都需要迫降电梯，火灾报警控制器对火灾进行确认之后，在首层停止电梯，因为在火灾发生过程中，电梯是不能够用来逃生的，因此，电梯迫降之后，需要在首层锁止电梯，如果消防电梯是供给消防员使用的，那么就需要将专门的开关和钥匙设置于轿厢内，以此来对消防电梯的升降进行控制。目前，防火卷帘门一般可以分为疏散通道的和防火分区的，将感烟和感温探测器分别设置于疏散通道的防火卷帘门两侧，感烟探测器动作之后，报警总线上的控制模块对防火卷帘进行控制，使其降到离地面有1.8米处，避免扩散烟雾^[3]。

3、消防设备配电设计

在消防设备配电方面，划分为主电源和备用电源两个部分，在对供电电源进行选择时，需要将消防用电负荷等级给充分纳入考虑范围。在选择备用电源的过程中，备用电源应该独立于主电源而存在，供电不能够由同一系统的电源来实现。如果建筑等级较低，那么在备用电源方面，还可以采取应急柴油发电机。对电源切换系统进行良好的选择，一旦切断了本建筑的主电源，可以及时启动备用电源，并且消防设备用电不会受到影响。如果在备用电源方面选择了柴油机，要充分考虑消防设备的负荷，一般分批启动消防设备，避免发电机组有着较大的负荷，无法正常供电。在设计中，消防设备通常将放射式配电应用过来，但是设备如果容量较小，作用相同，可以由同一分支来供电，但是要控制回路所带设备的数量，保持在5台以下，总容量需要保持在10kw以内。同时，在对消防线路进行设计时，需要对防火分区的间隔充分重视，不能够跨分区来设置回路。

结束语

综上所述，建筑电气的消防系统设计是一项涉及到诸多方面的系统工程，在具体实践中，需要综合考虑诸多方面的因素，科学设计方案，合理选择设备和供电方式，严格依据相关要求来布置。相关的设计人员也需要不断努力，提升自己的专业技术，总结工程经验，以便提升建筑电气消防系统设计的质量。

参考文献：

[1]黄善成.建筑电气消防设计的相关问题[J].科技传播，2013（02）：66+55.

[2]盛杏忠，张嘉善.关于建筑电气消防设计存在的若干问题探讨[J].商品混凝土，2013（04）：107+109.

数据中心设计相关问题探讨篇4

1 数据中心综合管路规划

对于中大型数据中心, 均提倡强电线缆和桥架在防静电地板下敷设, 弱电线缆和桥架在机柜顶部敷设, 从而很好的避免强电对弱电的干扰。对于有些机房当强弱电桥架均在防静电地板下辐射时, 为了避免强电弱电桥架交叉, 强弱电桥架往往采用两个“梳”型桥架, 从而避开强弱电桥架的交叉 (如图1所示) 。而实际情况是精密空调下送风的静压风道被强电桥架严重阻挡从而影响精密空调的制冷效果。

按照综合布线建设规范要求, 对于双方均在接地的金属槽道或钢管中电力电缆与弱电网络线缆之间的间距不小于150mm, 所以在设计综合桥架时需要项目设计总体负责人统一规划强弱电桥架的间距和在防静电地板下的高度, 只要在设计图纸时标注出桥架的敷设高度, 由项目施工人员按照图纸施工就可以, 修改后的图纸如图2所示。

两个桥架均从远离精密空调的防静电地板下敷设, 两个桥架的水平距离大于150mm, 垂直距离保持在50mm以上。

2 精密空调的安装位置

根据机房的气流组织形式, 机房分为冷通道和热通道, 但在很多项目时, 设计师往往把精密空调安装在正对着冷通道的中间位置 (如图3所示, 图3也是某知名厂商空调布局原理图) , 这样的布局是可以更好的实现冷热通道分开, 但会产生机柜后门回来的热风与机柜前门的冷风 (吹到机柜顶部的冷风) 交叉, 从而影响整个系统的回风效率;如果把精密空调安装在热通道则制冷效果更好, 从防静电地板下吹出的恒温恒湿的冷风, 通过静压箱从机柜前门的封口板吹出, 通过机柜后把热风直接回到精密空调的回风口。同时在机房通道规划时只把机柜分为冷热间隔, 但并没有真正严格的把冷热通道分开, 实际设计时要把冷通道形成一个封闭的箱体就可以使得制冷效果更好, 如在冷通道的正方加装双层玻璃, 既不影响照明又可以降低噪音, 保证冷通道的风不会与热回风交叉, 并使机房的环保节能效果更好。

3 精密空调排水管的施工工艺

目前常规设计的图纸只是把平面图画好就出施工图, 对于详细节点的图纸很少出, 而施工时对于排水管道到排水漏斗之间的排水管需要有一定比例的倾斜度, 方便水按照重力方向自然排出。

4 机房照明

计算机机柜设计按照冷热通道进行设计, 所以在机房照明方面考虑节能可以对冷、热通道采用不同照度的设计思路, 而选择灯具的类型时最好选用长条型双管或三管灯具, 并把灯具安装在冷、热通道的正上方, 而实际设计时有的选择方型灯具, 有的在设计吊顶布局时不考虑地面机柜的安装位置, 最后施工完毕才发现灯正好安装在机柜的正上方, 大大降低了机房的照度, 而且使得设计水平大打折扣。所以需要建筑装修设计对机房的地面、吊顶、机柜布局等进行统一设计, 才可以保证灯具非常准确的安装在冷热通道的位置。

5 大型数据中心均有控制中心

该控制中心一般作为机房的亮点, 是领导决策或上级领导考察的场所, 控制中心的设计常遇到如下问题:DLP大屏不考虑散热、大屏距离控制人员的距离太近等问题。对于阶梯型控制室为了防止操作人员眩光, 往往采用异型吊顶, 配套的灯光也按照吊顶的样式设计, 如图4所示。

图4中圈出的地方, 为凹槽式灯槽, 主要是为了避免对操作人员产生眩光, 但最后竣工后灯光在DLP大屏上产生一条条白色亮光, 影响大屏的显示效果。经过设计修改后的图纸如5图所示。

工程改造完成后, 原本担心灯光对操作人员产生眩光的问题并没有发生, 而且对大屏不再产生任何影响。

6 机房布线规划

机房区域的布线与大楼综合布线的MDF混淆, 综合布线是为计算机网络提供路由, 所以综合布线系统的设计需要依据计算机网络的结构进行设计, 而在中小型的数据中心有的没有区分网络机房和MDA, 而是把两者合二为一。而机房内部的服务器应该有单独的接入交换机然后再汇聚到核心网络交换机上, 而规划设计时网络把数据中心MDA和大楼的MDF安装在一个机柜, 数据中心的服务器直接链接到大楼核心交换机上, 从而带来网络安全的隐患。

安全的网络设计应该是把机房区域的服务器作为楼层接入的一部分, 通过汇聚交换机光缆链接到核心交换机上, 只是汇聚交换机的性能要比楼层交换机要高一些, 结构如图6所示。

设计相关问题篇5

本文主要讲述关于建筑设计资质相关办理标准流程及挂靠相关，具体内容如下所示。

挂靠相关：

注册电气工程师(供配电、发输电)

注册公用设备工程师(给排水、暖通、动力)

注册岩土工程师，一二级注册结构工程

一二级注册建筑工程师挂靠

一二级建造师挂靠。

详细情况沟通：窦工：一三四三四00⑧④⑥扣扣：①③④⑧一八四六

关于工业设计相关问题的思考篇6

【关键词】工业设计;管理;创新

随着我国社会快速的发展，工业设计规模越来越大，为我国社会发展做出了巨大的贡献，并且提供了诸多工业设计产品。但是，在进行工业设计的时候，必须要做好其管理工作，从根本上保证工业设计的质量，带来经济效益和社会效益。进而实现我国社会的可持续性发展。

一、工业设计管理的主要内容

1.设计目标的管理

在进行工业设计的时候，必须要具有明确的目标，设计目标的制定主要就是设计部门根据相关要求来制定的，进而能够达到相应的目的。在进行设计目标明确的时候，设计管理具有非常重要的作用。通过科学、合理的方法对设计目标进行管理，不仅有利于提高设计质量，还有利于提高设计业绩，为企业经营效率提供保障。另外，设计目标管理有利于体现设计管理人员的能力，提高他们的业务水平，进而保证企业能够可持续性发展。

2.设计程序的管理

设计程序管理的主要目的就是对设计进行有效的控制，进而提高设计质量，保证工业设计的进度。随着社会快速的发展，企业规模不断的扩大，企业对工业设计的要求越来越高，受到影响的因素诸多，比如产品结构类型、设计工艺以及资金等多方面因素的影响。所以，在进行工业设计的时候，必须要结合企业的实际情况，有针对性的进行设计。

3.设计质量的管理

工业设计的最终目的就是赢得购买力，进而实现经济效益最大化的目的。所以，必须要保证工业设计的质量，做好设计质量管理工作，并且贯穿整个设计过程，保证每个设计、工序都有顺序的进行，从根本上提高工业设计的质量。严格的按照相关规定和标准对工业设计进行管理，并且做好相应的评价工作，各个阶段的检查和评价不仅能够起到监督和控制的效果，还能够提高设计质量。

二、工业设计管理需要注意的问题

1.人才的培养

无论什么行业，人才都是十分重要的，工业设计管理的主体就是相应的管理人员，所以，管理人员的综合素质和专业技术水平会直接影响到设计管理的质量。为了能够提高设计管理水平，提高设计效率，必须要不断的培养人才，提高设计管理人员的综合素质和专业技术水平。随着社会快速发展，当今时代的市场竞争逐渐演变成人才和科技之间的竞争，高素质人才所起到的作用越来越大。所以，在进行工业设计的时候，必须要充分的发挥出专业性人才的作用，进而才能够提高工业设计的质量和效率。

2.制度的完善

无规矩不成方圆，为了能够做好工业设计管理工作，必须要不断的完善相应的管理制度。目前，我国工业设计管理还缺乏规范性、科学性的规章制度，导致工业设计管理人员在工作的时候并没有明确的目标，最终造成工业设计效率偏低，会严重的影响到设计企业的进一步发展。为了能够更好的提高工业设计效率，必须要立足长远，建立科学、合理的管理制度。

3.质量的监督

质量不仅能够衡量工业设计是否成功，还可以有效的检测工业设计的水平。设计企业为了能够实现经济效益最大化的目的，必须要加强工业设计质量的监督工作。当设计成果转入生产之后，设计管理是保证设计实现的主要手段之一，为了能够保证质量，设计部门必须要与生产部门进行积极的交流，做好相应的监督工作，避免不合格设计产品的出现。

三、工业设计创新的主要措施

1.技术创新

随着科学技术的快速发展，技术在不断的发展和创新，随着信息时代和网络时代的来临，更是从最大程度上对技术进行了创新和改变，也在不断的改变人们日常生活和工作习惯。所以，在进行工业设计的时候，必须要结合新时代的背景，积极的引用先进的设计理念和科学技术，在原有的基础上不断的完善和创新，才能够设计出更多、更优质的产品，进而来满足当今时代对工业产品的需求，不仅有利于我国工业现代化的进一步发展，还能够从根本上提高工业设计的质量和效率。

2.结构创新

结构创新并不是创造出新的东西，而是不断的完善和创新各种组织，通过各种元素之间的关系，促进其内部结构更加合理、科学，进而能够达到整体更加协调高效的效果。产品结构主要是由功能和技术决定的，所以，必须要合理安排功能，创新技术。

3.材料创新

随着科学技术的快速发展，目前我国十分重视环境问题，所以，新材料的探索一直是工业设计的重点问题之一，积极的寻求更加节能环保、高质量的新材料是工业设计创新的主要内容之一。

4.工艺创新

通过不同的工艺能够创造出不同的产品，工艺的合理性直接决定了产品的生產效率和制造成本，工艺创新更加重视已有技术之间的重新整理和再利用，现代技术创新不断的朝着信息化、高科技化方向发展。工艺创新的最终目的就是降低成本，低碳环保，从根本上实现制造业的可持续性发展。

随着我国工业现代化进程日益加快，我国十分重视工业设计，工业设计水平高低不仅会影响到我国社会经济的发展，更是提高我国核心竞争力的主要途径之一。通过提高工业设计，能够促使我国在全球市场上稳固自身脚跟，实现可持续性发展，不仅有利于提高我国在全球范围内的地位，更有利于我国和谐社会的构建。

参考文献：

[1]林鸿，江牧.工业设计中的设计管理探析[J].包装工程，2011，24：87-90.

[2]马嘉铭.工业设计企业的设计管理探究[D].广州大学，2013.

无梁楼盖设计相关问题探讨篇7

按楼面结构形式分为平板式和双向密肋式;也可在双向密肋的空隙内, 填以轻质块材。按有无柱帽分为无柱帽轻型无粱楼盖和有柱帽无梁楼盖。按施工程序分为现浇式无梁楼盖和装配整体式无梁楼盖。采用升板法施工的无梁楼盖是装配整体式的一种。按平面布置可分为边缘设置悬臂板和不设置悬臂板的。有悬臂板的可减少边跨跨中弯矩和柱的不平衡弯矩, 同时也减少了柱帽类型。

2 一般规定

2.1 无梁楼盖的柱网通常布置成正方形或矩形, 以正方形更为经济。

2.2 无梁楼盖每个方向不宜少于三跨, 以保证有足够的侧向刚度。当楼面活荷载在5k N/km2以上时, 跨度不宜大于6m。

2.3 无梁楼盖的楼板通常采用等厚平板, 板厚由受弯、受冲切计算确定, 并不宜小于区格长边的1/35~1/32, 也不小于150mm。

2.4 为改善无梁楼盖的受力性能, 节约材料, 方便施工, 可将沿周

边的板伸出边柱外侧, 伸出长度 (从板边缘至外柱中心) 不宜超过板缘伸出方向跨度的0.4倍。

2.5 当无梁楼板不伸出外柱外侧时, 在板的周边应设置圈梁, 圈梁截面高度不应小于板厚的2.

5倍。圈梁与半个柱上板带共同承受弯矩和剪力外, 还承受扭矩, 因此应配置附加抗扭纵向钢筋和箍筋。

2.6 无梁楼盖的柱帽形式和尺寸, 一般由建筑美观要求和板的冲切承载能力控制。

柱帽扩大了板在柱上的支撑面积, 减少了板的计算跨度, 也增加了房屋的刚度。柱帽的宽度, 一般为为板的跨度。

3 无梁楼板的计算方法

关于无梁板的内力计算, 一般的, 软件都不是很好用, 也不是很完善, 它只提到位移, 周期计算。对于施工图设计并不完善。

计算机计算方法是有限元分析法。一般的, 手算计算方法有:等代框架法, 经验系数法。等代框架就是把板带等效成相应刚度的梁, 再与柱子组合成框架参与计算, 这个在计算水平作用时候还要注意等代框架取板的宽度, 计算结构位移和周期都是有用的, 不过有一点要注意, 柱子刚度不准确了, 如果双向都要等代就比较麻烦。pkpm提到过用弹性板和真实柱子来计算, 我想应该准确一点。我曾经比较过没有水平力下的弯矩基本上没有什么变化。如果合用经验系数法的条件, 用经验系数法很简单, 也计算的比较准确。经验系数法就是按边跨条件定义边跨的内力, 内跨用0.65Mo与0.35Mo来分配内力。所以首先必须计算在简支下的跨中弯矩Mo。无梁楼盖要注意的就是计算跨度的问题, 计算模型, 计算荷载。如果还有柱帽和托板, 还要注意内力会往支座处倾斜, 这个时候要注意截面设计的位置, 和节点构造。板厚的取值应该根据长跨的来确定。计算模型就是简化为一个方向的单向板, X, Y向都要计算100%的荷载, 相当于计算2次单向板, 分别计算受力钢筋。

3.1 等代原则

对于垂直荷载, 认为是作用在板上, 柱是板的约束者, 因而在垂直荷载作用下, 等代框架梁截面惯性矩取截面宽度为全板宽, 厚度取板厚;至于等代框架柱, 则认为是将柱的受弯变形与柱扭臂的受扭变形串连工作的等效结果, 因此应对柱的实际截面惯性矩进行折减。

对于水平荷载, 认为是作用在框架节点上或者说作用在柱端上, 板是柱的约束者, 因而在水平荷载作用下, 等代框架柱柱的截面惯性矩取实际柱截面, 至于等代框架梁, 则认为是将柱扭臂的受扭变形与板的受弯变形串连工作的等效结果, 因此取等代框架梁截面惯性矩应取宽度为小于全板宽。

3.2 计算方法

3.2.1 垂直荷载作用下

(1) 等代框架的梁计算宽度, 可取垂直于计算跨度方向的两个相邻区格板中心线之间距离;等代梁高度取板厚。

(2) 柱的采用折减后的等效抗弯刚度, 具体计算可参《双向板无梁楼盖》。

(3) 应考虑活何载的不利组合。

3.2.2 水平荷载作用下

(1) 等代框架的梁计算宽度, 取By=1/2 (Lx+Bce) , By=3/4Ly的较小值;式中:By为等代框架梁的计算宽度;Lx、Ly为两个方向的跨度, 即柱距;Bce为柱帽的有效宽度;等代梁高度取板厚。

(2) 柱的截面惯性矩按实际柱截面计算。

(3) 垂直荷载作用下计算的各截面弯矩在柱上板带和跨中板带按一定的比例分配。

(4) 水平荷载作用下计算的弯矩均分配给柱上板带。

4 空心无梁楼盖的设计分析方法

4.1 边支承体系:即楼板支承在刚性梁或剪力墙上, 其计算方法基本上同普通砼结构, 但也有差别, 具体表现为:

4.1.1 受弯承载力计算时, 对于单向板同样需要受压区高度是否

大于空心板翼缘厚度, 如果受压区高度小于空心板翼缘厚度则无需调整, 如大于则按实际截面计算, 计算方法同工字梁计算。

4.1.2 抗剪计算时, 空心板两个方向的受剪承载力相差较大, 横

筒空心板的受剪承载力较低, 受剪机理与一般受弯构件相同, 计算公式:V=0.7a Ft Bw H0, 同时构造上也有要求, 即空心板到梁墙边要有一定的距离。

4.1.3 抗裂验算时, 应根据实际情况计算, 计算时截面刚度取空心板的实际刚度。

4.2 柱支承体系:常用的分析方法有直接设计法, 等代框架法, 拟梁法等, 其中等代框架法更较为常用

无梁楼盖的计算方法, 可以采用三维有限元软件 (如SATWE、TAT等) 进行计算, 由于没有梁与柱相连, 因此, 在建模时应将板简化为双向等代框架梁进行计算。

首先生成楼板有限元分析数据, 并将相应的计算条件及计算参数进行定义。如果是预应力楼板的话还应定义预应力参数。接着补充输入无梁楼盖的其它数据, 如楼板的洞口及柱帽等特殊构件。我们还可以在楼板上添加在PMCAD建模时无法输入的板上的任意线荷载及点荷载。SLABCAD的补充数据输入完毕后我们就可以通过“有限元分析和计算”菜单对无梁楼盖进性设计计算了。对无梁楼盖的计算内容主要包括楼板的内力、位移、配筋计算及板的冲切验算等。计算完毕后再通过“分析结果图形显示”菜单查询其计算结果。

5 注意事项

使用Slab CAD模块进行计算时应特别注意, 因SLABCAD模块无法进行活载不利分布计算, 以至于板的跨中弯矩包络图比考虑活载不利分布计算时的弯矩包络图偏小较多。特别是当活载在垂直荷载中所占的比例较大且柱相对梁的刚度较弱时, 表现更为明显。因未考虑活载不利分布, 会导致板正弯矩抗力设计偏小较多, 以至在使用时挠度过大和裂缝过宽, 使其不满足正常使用极限状态下要求。所以必须对SLABCAD计算结果中的板跨中弯矩进行放大。

6 结语

无梁楼盖无非就是预应力无梁楼盖、密肋无梁楼盖和空心无梁楼盖。其受力计算本是一家。但考虑到各种构造, 他们的设计方法是不同的, 原因就是因为他们的各自的优势不同方面。空心楼盖的优势就是用提高截面增加空心率来减少钢筋用量;而预应力无梁楼盖则是通过减少板厚来减少造价, 但仍然要满足抗冲切要求, 就必须做比较大的柱托。所以空心无梁楼盖的柱托应该尽量做小。无梁楼盖有其自身的优缺点, 在进行设计时, 一定要仔细分析其受力特征, 才能更好的运用他的优缺点来为建筑行业服务。

摘要：无梁楼盖结构技术是一种新型实现现浇钢筋混凝土成型工艺, 在国内率先实现了钢筋混凝土空心, 大跨度平板。将新型有效的结构理念引入现代建筑。这项技术使设计的先进性、施工的快捷性、造价的经济性以及使用的完善性得到完美的统一。

关键词：无梁楼盖,结构体系,设计计算

参考文献

[1]朱聘儒双向板无梁楼盖[M].中国建筑工业出版社, 1999.[1]朱聘儒双向板无梁楼盖[M].中国建筑工业出版社, 1999.

[2]《钢筋混凝土升板结构技术规范GBJ130-90》[M].中国建筑工业出版社.[2]《钢筋混凝土升板结构技术规范GBJ130-90》[M].中国建筑工业出版社.

电气控制线路设计相关问题分析篇8

1 气控制线路设计的基本原则

一般电气控制线路包括主电路以及辅助电路。电气控制线路里的大电流主要流通在前者部分, 而它的电气元件则为将电源与发动机联系起来的关键, 通常包括组合开关、主熔断、热继电气热元件与电动机。后者一般是小电流, 有控制、照明、信号与保护4种电路。而控制电路的电气元件包括保护电器触点、热继电器触点、按钮、接触器、继电器线圈和辅助触点等。进行线路设计的时候, 通常在左侧画主电路而右侧画控制电路。

机电一体化的广泛应用, 要求机电的设计具备更多的基础知识。一般的设计原则如下:

(1) 在保证控制效果的同时, 达到生产的目标, 使得机械设备在电气控制线路方面的控制和保护达到最大化。

(2) 采取适当的元器件, 尽量简化线路且不影响使用要求, 具备一定的设计创新性与科学性。

(3) 设计时必须尽量采取一些简便、实用且经过检验具备较好安全度的电路, 避免出现意外。

(4) 电路使用后要注意元件的维修养护工作, 重视控制的安全性能, 尤其是保护装置与连锁环节。通常采用电气接线图来检修电路。而电气控制体系里, 各部分的元件和部件以及设备之间的连接, 线路类别以及铺设均能够在电气接线图上看到。

机械设备控制大多为电力拖动装置控制系统, 因此, 进行生产型机械电气控制设计时, 有以下几个原则:

(1) 设计电力拖动方案。

(2) 设计机械电力拖动自动控制线路。

(3) 设计相关的电力设备。

(4) 确定拖动电机和电气元件, 记录相关的电气明细表。

(5) 制定相关系统的说明书以及设计文件。

2 电气控制路线的设计

2.1 电力拖动方案确定的原则

通常设计生产机械的电气控制系统时, 必须要先制定拖动方案, 而这一般要注意以下几点:

(1) 依据机械的调速要求来确定调速水平。

(2) 按照设备的工艺及结构组织来确定电动机的需求数。

(3) 重视电动机的运转效能, 尤其是平衡好它的调速性能与负载性能。

2.2 控制方案的确定原则

电气控制线路的设计会因为设备的更新而不断改进变化。所以, 设计者在工作时一定要注意电气设施的实用性能, 尽量做到方案简便、科学且具有较高可行性。

2.3 电气控制路线的设计方法

电气控制线路大多是按照主次原则进行设计的, 而设计者必须首先确定主电路, 继而确定辅助电路。而方案设计完成之后, 要对控制电路进行检修, 保证线路具备一定的可靠性与可行性。除此之外, 设计者也要按照实际要求来确定适用的电气设备型号与规格, 尽量保证设计的准确性与可行性。

3 电气控制线路设计应该注意的问题

3.1 选择电气元件时应该注意的问题

要进行电气线路的整体设计, 首先必须制定设备电气控制电路图, 按照这个图来规范控制管理设备, 杜绝所有的偷工减料现象。而在控制设备时, 应该确定诸如操作台、悬挂式操控箱等电气控制设备的类别, 继而确定这些设备的摆放位置, 尽量简便的将这些电气设备串联成一体。除此之外, 还有部分位置特殊的安装组件, 包括按钮、行程开关、手动控制开关、电动机以及离合器等, 就必须按照设备的规格型号以及使用要求来确定安放处, 禁止随便挪动。如今电气控制领域发展的愈来愈快, 也使得设计者必须及时学习一些新的科研知识, 掌握新型电器元件的使用, 满足现有主流设计的要求, 且不脱离实际生活需求。而一个电气设备系统里的元件在设计时需尽可能做到品种、规格与制样的统一, 且在能够满足设计需求的前提下做到高性价比。

3.2 选择控制电源时应该注意的问题

要避免控制电源种类多样化的问题。熟悉电气设备控制电源用量、最大用电功率, 基于国家法规中的相关规定, 科学设定电压等级。在控制线路设计的过程中, 若电气设备没有严格规范一些特殊要求, 就能够直接选用标注规格的电网。若控制系统中多台电气设备一起运行, 就需要采用控制变压器控制电压, 或者是选用直流低电压方案实施控制, 采取这种方案时, 要特别注意电压相关要求, 选择科学的串联或并联方式。低电压控制系统能有效节省安装体积, 利于晶体管无触点器件的整合安装, 且今后的更换与检修工作更加方便。应在安全电压范围安装显示、报警及照明设备, 零线不能并接, 避免火灾事故的发生。若电流较小, 电气设备能实现替换, 如如接触器起动电动机能被中间继电器替换, 具有安全性。当然若电动机在超负荷情况下运转, 电气设备不能相互替换的情况也存在。

3.3 使用电气触点时应该注意的问题

选用接触点需要遵循科学、合理的原则。若控制线路具有一定的复杂性, 就需要合理确定继电器、接触器的规格以及数量。控制线路的复杂性会导致接触点也非常多, 如此需要合理规划线路, 避免电气元件难以正常使用或者是电路烧毁相关问题发生。充分准备设备的相关技术资料与数据是科学展开接触器设计的基础, 也需要契合多控制线路选择需求。设备运转的过程中, 要尽可能减少使用的设备数量, 有效防止线路出现跳闸、短路等问题, 也延长元件的使用年限。

4 结语

电气控制线路设计属于电气控制的关键环节, 对其控制质量有着关键影响。在各行各业电器设备从设计、生产一直到设备实施与运行的各个方面, 都产生着或多或少的影响。所以, 应该优化电气设备设计, 结合实践经验, 不断总结与反思, 由此设计出更加完善、实用的电气设备。

参考文献

[1]吴桂林.电气控制线路设计的重要性及优化策略[J].数字技术与应用, 2014 (12) .

[2]仇辉.电气控制线路设计基础探析[J].山东工业技术, 2015 (12) .

关于园路设计相关问题的简要探讨篇9

园路和多数城市道路不同之处, 在于除了组织交通、运输;还有其景观上要求:组织游览线路;提供休憩地面, 园路、广场的铺装、线型、色彩等本身也是园林景观一部分。总之, 园路引导游人到景区, 沿路组织游人休憩观景, 园路本身也成为观赏对象。

二、道路的种类及优缺点

1、水泥混凝土路面:

易干, 坚固耐用, 养护简单, 表面平整, 不积灰尘, 排水流畅, 施工速度快。缺点是造价高, 反掘修补不易。没有园林特色, 反射阳光刺目。多数使用在园林的主干道。

2、泥结碎石浇柏油路:

铺筑简便, 反光少, 造价低, 路面有弹性, 修复容易。缺点是表面粗糙, 不易清洁, 经常要养护, 夏天柏油易解, 不耐水浸。现在园林中很少用。

3、石板路:

用天然产的薄石板片, 一般厚度40-80毫米, 形状不规则, 缝嵌水泥。优点是比较自然, 并有天然色彩, 适用于高低宽窄、弯曲多变的人行道。缺点是高低不平, 不能在主要道路上使用。

4、预制水泥板路:

用预制现成的水泥板铺筑, 常用的大规格为板厚80毫米, 500毫米见方, 小规格厚50毫米, 200毫米见方, 有9格或16格两种, 其余形状变化很多。此路铺筑简单, 形状变化多, 翻拆方便, 适于新填土路或临时路。有时也用长方形规则的石板铺筑。

5、卵石路:

只适用于园中人行小路。

6、砖铺路面:

新园林中较少, 大部分是在古典园林中修补时使用。铺筑形式有平铺、侧铺等, 可以拼凑成各种图案。还有砖与卵石结合的方法, 一般是中间一行砖, 两边各一行卵石铺的路, 砖铺路也只适用于人行小路。

三、园路设计的基本要求

1、平面设计

(1) 道路的宽度:车行道以车宽计算, 人行道以人肩宽计算。单行车道不得小于3.5米, 双行车道不得小于5.5-6.5米, 单人行道可0.8-1.0米, 三人游步道可以2-2.5米。

(2) 转弯半径, 曲线加宽:一般小车转弯半径至少6米, 大卡车最少半径为9米。

(3) 自然式园林中的园路:拐弯曲线不能完全相等, 连续弯不要太多, 道路交叉口不要距离在20米以内, 分叉角度不要太小。

2、竖向设计

(1) 要求在保证路基稳定情况下, 尽量利用原有地形以减少土方量, 园内外道路要有良好衔接。能排除地面水。

(2) 应有3-8%0的纵坡, 1.5-3.5%的横坡。

(3) 游步道超过12 (20%) 时为了便于行走, 可设台阶, 台阶不宜连续使用过多, 如地形允许, 经过一二十级有一段平坦道路, 使游人恢复疲劳和有喘息的机会。台阶宽度应与路面相同, 每级增高12-17厘米, 踏步宽30-38厘米。

(4) 道路超高:道路转弯时为平衡车辆离心力, 须把外侧加高, 一般情况不超过4%。

园路的类型和尺度

3、道路尺寸的设计

一般绿地的园路分为几种:

(1) 主要道路。联系全园, 必须考虑通行、生产、救护、消防、游览车辆。宽7~8米。

(2) 次要道路。沟通各景点、建筑, 通轻型车辆及人力车。宽3～4米。

(3) 林荫道、滨江道和各种广场。

(4) 休闲小径、健康步道。双人行走1.2~1.5米, 单人0.6一l米。健康步道是近年来最为流行的足底按摩健身方式。通过行走卵石路上按摩足底穴位达到健身目的, 但又不失为园林一景。

在园林园路设计中要强调三点:

一是, 园路的铺装宽度和园路的空间尺度, 是有联系但又不同的两个概念。旧城区道路狭窄, 街道绿地不多, 因此路面有多宽, 它的空间也有多大。而园路是绿地中的一部分, 它的空间尺寸既包含有路面的铺装宽度, 也有四周地形地貌的影响。不能以铺装宽度代替空间尺度要求。

一般园林绿地通车频率并不高, 人流也分散, 不必为追求景观的气魄、雄伟而随意扩大路面铺砌范围, 减少绿地面积, 增加工程投资。倒是应该注意园路两侧空间的变化, 疏密相间, 留有透视线, 并有适当缓冲草地, 以开阔视野, 并借以解决节假日、集会人流的集散问题。园林中最有气魄、最雄伟的是绿色植物景观, 而不应该是人工构筑物。

二是, 园路和广场的尺度、分布密度应该是人流密度客观、合理的反映。上述的路宽, 是一般情况下的参考值。“路是走出来的”, 从另一方面说明, 人多的地方, 如游乐场、入口大门等, 尺度和密度应该是大一些;休闲散步区域, 相反要小一些, 达不到这个要求, 绿地就极易损坏。60~70年代上海市中心的人民公园草地, 被喻为金子铺出来的, 就是这个原因。现在很多规划设计, 反过来夸大第五立面、铺砌地坪的作用, 增加建设投资, 也导致终日暴晒, 行人屈指可数, 于生态不利, 不能不说是一种弊病。

当然, 这也和园林绿地的性质、风格、地位有关系。例如, 动物园比一般休息公园园路的尺度、密度要大一些;市区比郊区公园大一些;中国古典园林由于建筑密集, 铺装地往往也大一些。建筑物和设备的铺装地面, 是导游路线的一部分, 但它不是园路, 是园路的延伸和补充。

三是, 在大型新建绿地, 如郊区人工森林公园, 因为规模宏大, 几千亩至万亩, 要分清轻重缓急, 逐步建设园路。建园伊始, 只要道路能达到生产、运输的要求, 例如, 每200~500米, 其密度就可以了。随着园林面貌的逐步形成, 再建设其他园路和小径、设施, 以节约投资。初期建设也以只建园路路基最为合理有利, 如南汇的滨海人工森林公园。

四、园路的线型

(1) 规划中的园路, 有自由、曲线的方式, 也有规则、直线的方式, 形成两种不同的园林风格。当然采用一种方式为主的同时, 也可以用另一种方式补充。仔细观察, 上海杨浦公园整体是自然式的, 而入口一段是规则式的;复兴公园则相反, 雁荡路、毛毡大花坛是规则式, 而后面的山石瀑布是自然式的。这样相互补充也无不当。不管采取什么式样, 园路忌讳断头路、回头路。除非有一个明显的终点景观和建筑。

(2) 园路并不是对着中轴, 两边平行一成不变的, 园路可以是不对称的。最典型例子是浦东世纪大道:100米的路幅, 中心线向南移了10米, 北侧人行道宽44米, 种了6排行道树。南侧人行道宽24米, 种了两排行道树;人行道的宽度加起来是车行道的两倍多。

(3) 园路也可以根据功能需要采用变断面的型式。如转折处不同宽狭;坐凳、椅处外延边界;路旁的过路亭;还有园路和小广场相结合等等。这样宽狭不一, 曲直相济, 反倒使园路多变, 生动起来, 做到一条路上休闲、停留和人行、运动相结合, 各得其所。

框架结构抗震设计相关问题的探讨篇10

表1的资料来源于中国建筑科学研究院主编, 中国建筑工业出版社的出版的《2008年汶川地震建筑震害图片集》[1]。从表中可以看出 (1) 只有一个实例呈现“强柱弱梁”破坏机制的实现, 使结构表现出很好的变形能力, 从而实现了“大震不倒”的设防目标。虽然, 详细的设计资料无法获得, 但至少说明“强柱弱梁”的延性设计思想是合理的。问题的关键是如何实现。 (2) 绝大多数的震害都表现为柱端破坏, 其中底层柱的破坏比例最大。这充分说明目前规范中提供的设计方法对“强柱弱梁”的实现是无能为力的。因此, 对现行框架结构设计方法中有关“强柱弱梁”的部分进行较大程度的调整和完善是十分必要的。 (3) 顶部突出物破坏严重, 比例很大。这个现象暴露了规范对顶部突出物规定的设计方法是有缺陷的, 很明显低估了顶部突出物的地震作用。由于带有顶部突出物的结构在立面上存在严重的质量和刚度分布不均匀现象, 因此, 在刚度突变处产生破坏也是自然的。寻找更为合理的途径解决顶部突出物地震反应过大、变不利为有利是得到探讨的问题。

2 现行规范设计方法的局限

2.1 建筑抗震设计规范中关于“强柱弱梁”设计的相关规定

2.1.1《建筑抗震设计规范》 (GBJ11-89) 中的规定

关于墙柱弱梁是这样规定的, 对于一、二级框架的梁柱节点, 除顶层和轴压比小于0.15者外, 梁、柱端弯矩应分别符合下列公式要求

式中∑Mc为节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和, 上下端的弯矩设计值, 可按弹性分析分配。

∑Mbua为节点左右端截面反时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和, 根据实配钢筋面积 (计入受压筋) 和材料强度标准值确定。

λj为节点梁端钢筋实配增大系数。

∑Mb为节点左右端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和, 一级框架节点左右梁端均为负弯矩时, 绝对值较小的弯矩应取零。

对于一、二级框架结构的底层柱底和框支层柱两端组合的弯矩设计值分别乘以增大系数1.5和1.25。

2.1.2《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001) 中的规定

一、二、三级框架的梁柱节点处, 除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支柱的节点外, 柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求:

一级框架结构及9度时尚应符合

ηc为柱端弯矩增大系数, 一级取1.4, 二级取1.2, 三级取1.1。

当反弯点不在柱的层高范围内时, 柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。

一、二、三级框架结构的底层, 柱下端截面组合的弯矩设计值, 应分别乘以增大系数1.5、1.25、和1.15。底层柱纵向钢筋宜按上下端的不利情况配置。从两个规范的规定可以看出: (1) 两个版本的规范都采用增大柱端弯矩的思想, 保证“强柱弱梁”的实现, 对底层柱和框支层的柱子给予了特别的重视。 (2) 与89规范相比, 01版的规范明显提高了墙柱弱梁的的弯矩增大系数ηc, 9度时及一级框架结构仍考虑框架梁的实际受弯承载力;其他情况, 弯矩增大系数ηc考虑了一定程度的超配钢筋和钢筋超强。因此, 如果继续沿用规范的设计思想, 需要研究的问题就应该为: (1) 弯矩增大系数是不是符合实际。 (2) 考虑的超配钢筋和钢筋超强作用是不是合理的。 (3) 有没有其他的设计思路可以尝试。

2.2 规范中的框架结构内力计算

2.2.1 楼板刚度对框架内力计算的影响

《混凝土设计规范》 (GB50010-2002) 中, 在计算框架梁截面惯性矩I时, 应考虑楼板的影响。梁的近支座部分, 由于受负弯矩作用, 楼板受拉, 故其影响较小;在梁的跨中截面中, 由于受正弯矩作用, 楼板受压, 故其影响大。在计算中, 一般仍假定梁的惯性矩沿梁长不变。对现浇楼盖的梁, 中框架取I=2.0I0, 边框架取I=1.5I0;对装配整体式楼盖的梁, 中框架取I=1.5I0, 边框架取I=1.2I0;对装配式楼盖的梁, 则取I=I0。这里, I0为不考虑楼板影响时梁的惯性矩。事实上, 竖向荷载作用下, 如果考虑板的作用, 增大梁的惯性矩, 则框架中的梁柱结点转角就会同比例减小, 计算的柱端弯矩也会变小。水平荷载作用下, 考虑楼板对框架梁刚度的贡献后, 使结构的侧移刚度有一定程度的增加, 层间位移就会减小, 相应的柱端弯矩也就减小了。如果再考虑两个方向梁都得到了楼板的加强, 可以推测, 不论是竖向荷载作用、还是水平荷载作用, 或者二者同时作用。考虑楼板增强作用的柱端弯矩的电算结果都会比没有楼板的空框架小。因此, 从计算内力方面, 采用增大梁惯性矩的方法对设计“强柱弱梁”是没有帮助的。只是使计算的柱端弯矩更接近于实际情况。因此, 在计算内力时是否一定采用增大惯性矩的方法, 还值得认真反思。

2.2.2 关于竖向荷载作用下的弯矩调幅问题

为了保证框架节点混凝土的浇注质量, 考虑混凝土结构超静定的性质 (可以进行内力重分布) , 规范规定可以对重力荷载作用下的梁端弯矩进行调幅。规范还认为, 这样将有利于“强柱弱梁”破坏机制的实现。这样的观点略显牵强。因为, “强柱弱梁”的破坏机制是针对罕遇地震的。罕遇地震发生时, 一般都是水平地震荷载组合其控制作用。此时针对竖向荷载下的梁端弯矩调幅究竟对“强柱弱梁”的作用需要认真评价。

2.3 板配筋对梁端截面抗弯承载力的贡献

在3.1节中提到, 在进行框架结构内力计算时, 考虑楼板对梁抗弯刚度的贡献。因此, 计算梁端弯矩时, 梁的抗弯刚度乘以不同的放大系数。但是, 《规范》又规定, 在框架梁截面设计时, 对于承受正弯矩的跨中截面, 考虑梁板的共同作用, 按T形截面设计, 以考虑翼缘中混凝土的受压作用。对承受负弯矩的梁端截面则根据梁的截面宽度按矩形截面设计。很明显, 梁端内力计算时考虑板的作用。而梁端截面设计时又不考虑板的作用。二者的矛盾是显而易见的。事实上, 与跨中截面相同, 对于梁端截面也存在梁板共同作用的问题。只不过, 参与共同工作的是翼缘板中的钢筋。这样, 使梁的实际抗弯能力明显大于截面弯矩, 形成强梁。这个过程和设计“强柱”的途径是完全一样的。同时, 梁附近的板还有其他的计算配筋和构造配筋。使梁的抗弯承载力得到进一步的加强。因此, 在截面设计时, 梁端的抗弯承载力得到两次明显的加强。而现行规范并没有考虑这种情况。初步估计板内受拉钢筋可提高梁端截面的抗弯承载力30%。因此, 低估板内钢筋对梁抗震承载力的提高是汶川地震中产生“强梁弱柱”的主要原因。地震中, 无楼板的框架实现了“强柱弱梁”的破坏机制, 在一定程度上也支持了这个观点。

3 建议

3.1 调整框架结构内力计算的模型

精细化计算表明, 框架结构板上的部分荷载直接传给了柱子, 而现在的计算则假定荷载传递路径为板→梁→柱。因此, 计算的梁端弯矩要实际情况大。这也是导致强梁的原因之一。

另外, 正确估计板配筋对梁端抗弯承载力的贡献, 这个途径比梁端弯矩调幅的理论依据要明确得多。

3.2 提高框架柱的抗震设计水准

(1) 按中震时的内力进行截面设计。 (2) 对整个框架进行罕遇地震时层间位移角的验算。 (3) 对整个框架进行罕遇地震下, “强柱弱梁”破坏模式的验算。以现在的计算手段, 要进行这项工作是可行的。

在隔震结构设计中, 《抗震规范》规定, 对于隔震层以下结构 (包括地下室) 的地震作用和抗震验算, 应采用罕遇地震下隔震支座底部的内力进行。根据汶川地震中框架结构倒塌的震害, 建议对框架结构底层柱子和框支层柱子按罕遇地震下的内力进行设计, 以保证这些构件在强震中的绝对安全。在我国社会经济高度发展的今天, 提高框架柱的抗震标准是可行的。

3.3 采用隔震技术化解“强柱弱梁”的困惑

对于底层有架空层、商住楼等建筑, 地震中, 底层柱子破坏严重, 但上部结构基本完好。为了保证上部结构完好的同时, 底层柱又不破坏。可以考虑一层柱顶加入叠层钢板橡胶支座, 将其设计成一层柱顶隔震结构。已有的振动台试验、实际结构的现场实测和设计经验均表明, 这种隔震结构可以在不影响原有使用功能的前提下, 最大限度降低结构的地震反应, 基本可以保证大震不坏或破坏很小。汶川地震中, 隔震结构的建造引起了广泛的认同。

3.4 将建筑物的顶部突出物设计成质量调谐阻尼系统

规范中, 是将顶部突出物的地震作用认为放大后, 进行设计的。但是, 顶部突出物的震害依然严重。因此, 这种设计方法是有局限的。本文建议, 如果将顶部突出物作为质量块, 在刚度突变处加入量弹簧阻尼系统不但可以抑制下部结构的振动, 还可以使上部结构的地震作用得到有效的控制。

摘要：总结了汶川地震中框架结构的震害特点, 分析了现行框架结构抗震设计中的一些局限, 提出了框架结构抗震设计的建议和思路。

关键词：框架结构,框架柱,地震,强柱弱梁,隔震

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.2008年汶川地震建筑震害图片集[M].中国建筑工业出版社, 2008:80～114.

[2]中华人民共和国国家标准.建筑结构抗震设计规范 (GB50011-2001) [S].2001.

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