鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)誤區(qū)與釋義百問(wèn)百答

前言

　　近年來(lái)鋼結(jié)構(gòu)得到前所未有的發(fā)展，技術(shù)人才缺乏和建設(shè)速度較快的矛盾愈來(lái)愈大。如何提高鋼結(jié)構(gòu)從業(yè)人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)，是一個(gè)迫在眉睫的問(wèn)題。目前鋼結(jié)構(gòu)的參考書(shū)很多，但由第一線鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師撰寫(xiě)的書(shū)卻很少，因此作者在2006年9月編寫(xiě)，由中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版了《網(wǎng)架網(wǎng)殼設(shè)計(jì)與施工》一書(shū)，該書(shū)反應(yīng)較好，有相當(dāng)高的實(shí)用價(jià)值。但該書(shū)共80萬(wàn)字，僅設(shè)計(jì)部分就有60余萬(wàn)字，光看一遍所費(fèi)時(shí)間就很可觀，而目前大家工作繁忙，看含大量?jī)?nèi)容的書(shū)有一定困難，因此作者將在北京、上海、徐州等地鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)交流會(huì)上的研討內(nèi)容及結(jié)構(gòu)注冊(cè)工程師課程申的講稿，以小冊(cè)子形式匯集出問(wèn)題并進(jìn)行講解。根據(jù)作者的鋼結(jié)構(gòu)工作經(jīng)驗(yàn)，所收集到的問(wèn)題都是工程實(shí)踐中有用的問(wèn)題，包含了必要的數(shù)據(jù)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與廣泛吸取大量的專家教授論文專著后得出的結(jié)論。本小冊(cè)子實(shí)為讀書(shū)筆記，作者力爭(zhēng)對(duì)問(wèn)題作出簡(jiǎn)明分析，弄清來(lái)龍去脈，找出問(wèn)題所在，特別是正確領(lǐng)會(huì)規(guī)范、正確使用規(guī)范，對(duì)規(guī)范申可能有的、未提及、不明確、欠合理、不協(xié)調(diào)的部分加以解釋，并嘗試提出解決問(wèn)題的辦法，以供大家探討。作者力求用最簡(jiǎn)明的文字，使大家看后即清楚問(wèn)題，更新知識(shí)，避開(kāi)誤區(qū)，對(duì)于篇幅較大的問(wèn)題，則提出參考文獻(xiàn)出處。本小冊(cè)子不求公式推導(dǎo)，只求概念清楚?！　∮捎谛?cè)子參考摘錄了很多專家教授的專著與論文并請(qǐng)教有關(guān)問(wèn)題，在此特一并致謝，文申難免有些內(nèi)容未詳細(xì)說(shuō)明出處敬請(qǐng)?jiān)??！　∮捎谧髡呓?jīng)驗(yàn)水平有限，錯(cuò)誤之處難免，特請(qǐng)指正。感謝丁靜幫助整理文稿。

內(nèi)容概要

　　《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)誤區(qū)與釋義百問(wèn)百答》為我國(guó)著名鋼結(jié)構(gòu)專家丁蕓孫的心血之作，以提出問(wèn)題、闡明意義的方法，結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范，詳細(xì)總結(jié)了多年來(lái)從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和思考。從安全度、荷載、穩(wěn)定、支座假定和支座設(shè)計(jì)、支撐、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)概念與合理選型等二十五個(gè)方面解釋了規(guī)范中不明確和與實(shí)際工作中有一定出入的內(nèi)容。　　《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)誤區(qū)與釋義百問(wèn)百答》可對(duì)一線的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制作、安裝及其他鋼結(jié)構(gòu)從業(yè)者提供有力的幫助，同時(shí)也可供參加結(jié)構(gòu)注冊(cè)工程師考試的工程技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　丁蕓孫，1929年8月生，浙江湖州人，1951年畢業(yè)于上海交通大學(xué)土木系。現(xiàn)任中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院顧問(wèn)總結(jié)構(gòu)師，中國(guó)金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼結(jié)構(gòu)委員會(huì)資深專家，中國(guó)土木學(xué)會(huì)空間結(jié)構(gòu)委員會(huì)資深委員，國(guó)際薄殼及空間結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)會(huì)員?！　≡O(shè)計(jì)多邊形屋架獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)，主持參與設(shè)計(jì)近千座鋼結(jié)構(gòu)工程?？哲?6廠1號(hào)機(jī)庫(kù)40m網(wǎng)架為國(guó)內(nèi)第一個(gè)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究的螺栓球網(wǎng)架，為全國(guó)推廣螺栓球創(chuàng)造了條件。獲得航空部科技二等獎(jiǎng)，全國(guó)優(yōu)秀設(shè)計(jì)金質(zhì)獎(jiǎng)。北京東城少年宮球殼、中原化肥廠58m跨筒殼、深圳體育場(chǎng)環(huán)形看臺(tái)、珠海體育場(chǎng)88m球殼，均是國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)最先進(jìn)和最大的網(wǎng)（殼）架結(jié)構(gòu)。廈門(mén)太古飛機(jī)庫(kù)五座155m及157m拱和預(yù)應(yīng)力拉桿網(wǎng)架的雜交結(jié)構(gòu)，獲航天部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，全國(guó)優(yōu)秀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)，全國(guó)優(yōu)秀設(shè)計(jì)銀質(zhì)獎(jiǎng)。打入國(guó)際市場(chǎng)的有阿聯(lián)酋阿布扎比游泳館、保齡球館，約旦哈桑體育場(chǎng)等十幾個(gè)工程，并培養(yǎng)碩士研究生多名。因設(shè)計(jì)有突出貢獻(xiàn)而獲政府特殊津貼。

書(shū)籍目錄

一、安全度二、荷載三、穩(wěn)定四、支座假定與支座設(shè)計(jì)五、溫度應(yīng)力和支座沉陷六、抗震七、疲勞與吊車八、支撐九、鋼材十、構(gòu)件設(shè)計(jì)十一、焊接十二、空心焊接球節(jié)點(diǎn)十三、螺栓球節(jié)點(diǎn)十四、高強(qiáng)螺栓板節(jié)點(diǎn)及螺栓連接十五、鋼管相貫節(jié)點(diǎn)十六、混合節(jié)點(diǎn)及鑄鋼節(jié)點(diǎn)十七、驗(yàn)收試驗(yàn)加固預(yù)警十八、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)十九、門(mén)式剛架與框架、拱二十、圍護(hù)結(jié)構(gòu)二十一、組合樓板，圓鋼管混凝土，矩（方）形鋼管混凝土二十二、大跨機(jī)庫(kù)，會(huì)展中心，體育場(chǎng)館，拱形波紋板，腹板開(kāi)洞梁拱，張拉弦桁架，索托結(jié)構(gòu)，樹(shù)枝結(jié)構(gòu)，廣告牌，不銹鋼鋁合金鋼網(wǎng)架，防腐防火等二十三、多層鋼結(jié)構(gòu)頂上直升機(jī)停機(jī)坪荷載二十四、鋼結(jié)構(gòu)各設(shè)計(jì)施工，材料標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)目錄二十五、設(shè)計(jì)概念與合理選型附表　tx、ty系數(shù)表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　一、安全度　　1．網(wǎng)（殼）架高次超靜定結(jié)構(gòu)是否比平面結(jié)構(gòu)可靠度高　　一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)（殼）架高次超靜定結(jié)構(gòu)要比平面結(jié)構(gòu)更可靠。自從美國(guó)哈特福特109m×92m網(wǎng)架倒塌后，有的專家認(rèn)為網(wǎng)架會(huì)連鎖破壞，多次超靜定優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮不出來(lái)。國(guó)內(nèi)也有試驗(yàn)得出，網(wǎng)架中一根桿件破壞，另外一根隨之破壞，但是試驗(yàn)本身并不符合實(shí)際。根據(jù)Mero規(guī)程，第一根桿破壞，第二根桿再破壞時(shí)安全度K=1即可，這是體系可靠度，而試驗(yàn)的安全度完全靠施加荷載，第一根破壞，第二根荷載無(wú)法降低，安全度不降當(dāng)然跟著破壞，所以實(shí)際上網(wǎng)（殼）架的高次超靜定安全度仍然比平面結(jié)構(gòu)大。當(dāng)然也不能忽略優(yōu)化滿應(yīng)力的缺點(diǎn)，如對(duì)缺陷比較敏感。有的規(guī)定提出網(wǎng)架相鄰桿件斷面只能相差1～2級(jí)，以防連鎖破壞，如按上述意見(jiàn)，將出現(xiàn)大面積人工調(diào)整，尤其附近腹桿將加大很多，是不合理的，由以上分析，也無(wú)必要。如一根桿件斷了，力也是向左右平行桿件重分布。由于斷掉一根桿件后，其附近桿件安全度可降低，左右平行桿件可以承受，故附近腹桿也不需加大。　　自然界萬(wàn)物結(jié)構(gòu)都是遵循力學(xué)原則的，有些更是高度完善的“建筑構(gòu)件”。空間結(jié)構(gòu)即來(lái)源于自然界，外形處理這一新的課題被提出來(lái)，人類吸收自然界有用的結(jié)構(gòu)作為建筑形式。但自然界結(jié)構(gòu)的用料節(jié)約、技術(shù)高明是人類望塵莫及的。如雞蛋殼是最完好的殼體，其厚度僅為直徑的1／120；而蜘蛛網(wǎng)的強(qiáng)度相當(dāng)于鋼材的十幾倍，并且施工簡(jiǎn)單，一道工序（蜘蛛爬過(guò)）吐絲結(jié)網(wǎng)即成完整的整體，而人類只能先生產(chǎn)原料再生產(chǎn)桿件，最后還要拼裝?！　?．我國(guó)規(guī)范的可靠度設(shè)計(jì)與過(guò)去方法有何不同　　安全度是安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理的最佳平衡點(diǎn)。過(guò)去最早的安全度設(shè)計(jì)方法是定值法，即憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)定一個(gè)安全度，不夠科學(xué)。第一水準(zhǔn)即前蘇聯(lián)的三系數(shù)法（超載系數(shù)、均質(zhì)系數(shù)、工作條件系數(shù)）是半理論半概率的。三系數(shù)法是安全度設(shè)計(jì)的一大進(jìn)步，缺點(diǎn)是荷載材料分別用概率統(tǒng)計(jì)，沒(méi)有根據(jù)不同結(jié)構(gòu)、不同構(gòu)件的重要性加以區(qū)別，工作條件系數(shù)的取值也不科學(xué)。第二水準(zhǔn)是現(xiàn)在用的近似概率法——一次二階矩法，即以50年內(nèi)不大修的失效概率為基準(zhǔn)。事物沒(méi)有絕對(duì)安全的，都存在失效概率?！?/pre>








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