结构概念设计的几点基本思想

合集下载

结构化程序设计的思想与方法

结构化程序设计的思想与方法

任何复杂的算法,都可以由顺序结构、选择(分支)结构和循环结构三种基本结构组成。

在构造算法时,也仅以这三种结构作为基本单元,同时规定基本结构之间可以并列和互相包含,不允许交叉和从一个结构直接转到另一个结构的内部去。

结构清晰,易于正确性验证和纠正程序中的错误,这种方法就是结构化方法,遵循这种方法的程序设计,就是结构化程序设计。

遵循这种结构的程序只有一个输入口和一个输出口。

结构化程序的概念首先是从以往编程过程中无限制地使用转移语句而提出的。

转移语句可以使程序的控制流程强制性的转向程序的任一处,在传统流程图中,用"很随意"的流程线来描述转移功能。

如果一个程序中多处出现这种转移情况,将会导致程序流程无序可寻,程序结构杂乱无章,这样的程序是令人难以理解和接受的,并且容易出错。

尤其是在实际软件产品的开发中,更多的追求软件的可读性和可修改性,象这种结构和风格的程序是不允许出现的。

为此提出了程序的三种基本结构。

在讨论算法时我们列举了程序的顺序、选择和循环三种控制流程,这就是结构化程序设计方法强调使用的三种基本结构。

算法的实现过程是由一系列操作组成的,这些操作之间的执行次序就是程序的控制结构。

1996年,计算机科学家Bohm和Jacopini证明了这样的事实:任何简单或复杂的算法都可以由顺序结构、选择结构和循环结构这三种基本结构组合而成。

所以,这三种结构就被称为程序设计的三种基本结构。

也是结构化程序设计必须采用的结构。

结构化程序中的任意基本结构都具有唯一入口和唯一出口,并且程序不会出现死循环。

在程序的静态形式与动态执行流程之间具有良好的对应关系。

2.结构化程序设计早期的计算机存储器容量非常小,人们设计程序时首先考虑的问题是如何减少存储器开销,硬件的限制不容许人们考虑如何组织数据与逻辑,程序本身短小,逻辑简单,也无需人们考虑程序设计方法问题。

与其说程序设计是一项工作,倒不如说它是程序员的个人技艺。

中国木结构古建筑的概念设计思想

中国木结构古建筑的概念设计思想

木结构古建筑 是中华文化传承中一个极为重 要的组成部分,中国的木 结构建筑在发展 的过程 中经历着与 西方建筑房 展过程 中完全不 同的过程, 在几千年的岁月中, 古代建筑才定型成为了以木结构建筑为主的建筑 体系, 我 国目前各个地区所至今还 留存的木结构建筑 已经经历 了长时间的风 雨侵 蚀, 但是仍有一部建筑保存完整 , 几 乎是完 好无 损, 整个建筑结构表现 出了 良好的性能。我国已经有许多著名的专家通过力学 的分析以及对 建筑整 体 结 构 的 模 型 测 试等 发 放 对 建 筑 的 结 构 性 能进 行 了研 究 , 并 且 已经 取得 了 一 定的成果。 本篇文章主要通过传 统古建筑 的建筑结构体系、 体型 、 梁架、 柱架 等方面的构造进行 了分析, 旨在探析其中的概念设计思想。
科 学 论 坛

j 时富
中国木结构古建筑的概念设计思想
李 跃 鹏
( 绥 化 市 长 城 建筑 勘 查 设 计 院 黑 龙 江 绥 化) 摘 要: 建 筑 是 我 国发 展 极 为 迅 速 的一 个 行 业 , 并 且 伴 随 着 社 会 的 进 步 在 不 断 的进 步 , 但是建筑过程 中的设计仍然有 所欠缺 , 因此, 我 们 需 要 从 传 统
边形、 八边形、 矩形 、 方形 以及圆形来作 为建筑 中的较为对称 的几何 结构, 并 且都极为均匀、 对称。 一般矩形的房 屋长 宽之 比都不会超过2 , 这样就极大的 防止 了建筑 由于过长的原 因而受到地震的大面积影 响,减少了建筑在地震 中的扭转力 ; 八边形 、 六边形等建筑平面绝 大多数都是多轴 向对称 的, 由于
其结构 的原因 , 其 自身能够较好的抵抗来 自 任何一个力面的阵地影响 , 拥有 更好 的抗震能力。 同时 , 较为稳定的建筑结构还能够极大的减少受到的风压 影响, 可以使得 木结构建筑在抗震能力强的同时还能抵抗较大的风力 。 我 国现存最古老 的木塔一建于辽清 宁二年 ( 公元1 0 5 6 年) 的山西应 县佛 宫寺释迦塔 , 就是平面为正八边形的一座建筑 , 在过去的9 0 0 多年中 , 经历了 多次地震, 仍然屹立如初. 建筑平面抗震要求的均匀性主要指的是结构的均 匀性 , 即主 要 抗 侧 力 构件 的布 置 要 均 匀 , 尽 量使 建 筑 物 的 质 量 中 心 与 抗 震 结

管理信息系统知识点详细整理

管理信息系统知识点详细整理

管理信息系统知识点整理第一章1、信息的定义及其属性?信息的定义:是经过加工后的数据,它对接收者的行为能产生影响,它对接收者的决策具有价值。

信息是一个社会概念,它是人类共享的一切知识、学问以及客观现象加工的提炼出来的各种消息之总和.信息的属性:1 事实性。

事实是信息的第一和最基本的性质。

2 等级性.对应于管理的不同等级,信息分为战略级、策略级、执行级。

不同等级的信息具有不同的属性。

3 不完全性。

4 滞后性。

5 扩散性.信息就像热源,总是向温度低的地方扩散,这使得信息扩散具有两面性。

6 可压缩性.随着信息获取手段的日益进步,压缩对于信息、数据的存储、传输、处理越来越重要。

7 分享性。

8 转换性2、信息生命周期分为哪些阶段?信息的收集。

包括原始数据的采集、分类、编码以及想信息存储系统与信息处理系统传送信息等过程。

信息的传输。

在使用信息系统时,往往需要将信息从一个子系统传送到另外一个子系统,获从一个地区传送到另外一个地区,当传输的是多媒体信息时,对传输网络有更高的技术指标要求,如时传输要求更高的传输服务质量等。

信息的加工.输入的信息必须经过加工处理才能为人们利用,加工能力包括数学计算、逻辑处理以及智能化处理等能力,它能支持人们对信息系统提出的各种要求,是信息系统的核心.信息的储存。

大批量信息必须进行合理的组织,以利于信息的检索及处理,保证信息的一致性,完整性及安全性,同时还要尽可能减少信息存储的冗余,合理的逻辑组织及物理存储是通过文件组织及数据库技术来实现.信息的维护。

保持信息处于合用状态叫信息维护。

(广义:包括信息系统开发和运行过程中一切数据管理工作。

侠义:包括经常更新数据,维护数据的安全性、完整性,使数据均保持合用状态。

信息的利用。

保证信息的安全性是,要防止信息由于各种原因而受到破坏。

3、诺兰阶段模型的实用意义何在?它把信息系统的成长过程划分为哪几个阶段?诺兰阶段模型的实用意义是无论在确定开发管理信息系统的策略,或者在制定管理信息系统规划的时候,都可以利用诺兰阶段模型判明本单位当前处于哪一生长阶段,进而根据该阶段特征来指导MIS建设.诺兰阶段模型把信息系统的成长过程划分为初装、蔓延、控制、整体化、数据管理和信息管理六个阶段.4、信息管理包括:人力资源管理,硬件、软件管理,通信管理,办公室自动化,规划管理5、信息管理的广义概念①面向未来的规划管理②面向信息系统内部的运营管理③面向开发的项目管理6、我国企业在信息管理系统上的问题7、云计算云计算是一种通过计算机网络按需提供计算资源的模式,其中计算资源包括计算能力、存储、应用和服务等云计算包括以下几个层次的服务:基础设施级服务(IaaS)、平台级服务(PaaS)和软件级服务(SaaS)8、云计算对企业的应用价值和挑战分别是什么①价值:从云计算的服务提供和交付模式来看,所有计算处理都集中在云端,计算服务科动态伸缩,用户可以灵活购买,企业不用自己建设和维护硬件、软件挑战:用户有诸多担心,包括担心对信息系统的控制,担心对云计算提供商的高度依赖,担心信息安全和服务质量等②价值:从云计算的服务计算方式来看,云计算实现了级资源的高度整合和优化利用,实现计算资源的充分共享挑战:如何控制调度和优化各种资源、平台和软件,实现各种组件的高效协作工作;如何保证服务的普适性和灵活性;如何保证服务实现的可靠性、安全性和服务质量9、云计算提供的三个服务层次基础设施级服务:指“云”端向用户提供全面的计算机基础设施,包括计算机服务器、基础软件和数据存储空间,用户只需向“云”端租用,而不需要建设和维护这些基础设施。

中文专业写作简答题总结(二)

中文专业写作简答题总结(二)

1.结构的外部组织形式和内在联系各指何⽽⾔?⼆者有何区别?结构为什么可以相对分为这两⽅⾯? 答:外部组织形式指⽂章标题、开头、结尾、段落、⾏⽂线索等,内在联系指逻辑条理、意念脉络、情调氛围⽓韵等。

前者是显性的、可见的,可称为外部结构;后者是隐性的、深藏的,可称为内部结构。

⽂章结构所以可相对分为这两⽅⾯,是因为结构本⾝就是⽂章部分与部分、部分与整体之间的内在联系和外部形式的统⼀。

2.开头和结尾各有什么作⽤?为什么? 答:开头的作⽤⾸先是有利于表现主题和围绕主题拓展作者的思路。

作者设计开头的⽬的是为了更好地实现⾃⼰的写作意图、表达⾃⼰的观点和感受,因此不能起笔就远离主题和主题的顺畅表达。

其次,还要能吸引和引导读者阅读;写⽂章是让读者看的,作者设计开头时只有认真考虑读者的需求,才不⾄于误导读者,或使读者觉得索然⽆味。

结尾的作⽤:⼀是总结全⽂。

或重申论点,或展⽰结局,或升华情感,⽬的是给读者⼀个简明、清晰的概念或印象。

⼆是留有余味。

结尾处把什么都说尽了,不利于读者发挥阅读中的创造⼒。

3.段落和层次关系怎样?了解这⼀点有什么意义? 答:⼀般说,层次要⼤于段落,⼀个层次往往由若⼲段落构成。

在特殊情况下,层次⼜可能⼩于或等于段落。

不少报刊上的“编后”和“短评”只有⼀个段落表达⼀层基本意思,这时层次等于段落;有的短⽂也只有⼀个段落,但其中⼜含有⼏⼩层意思,这样就出现了层次⼩于段落的特例。

了解段落和层次的各种关系并⾃觉运⽤到写作中,是为了使⽂章内在思路清晰,富有逻辑性,外部结构醒⽬,便于阅读。

4.过渡和照应的涵义有何异同? 答:过渡和照应都是显⽰⽂章前后联系的形式或⼿段,这是⼆者的共同点。

⼆者的不同表现在:(1)过渡是多数采⽤单独的过渡段、过渡句和关联词语,来衔接相邻的前后两个段落或层次,表⽰它们之间各种关系。

照应则必须由成双或成组的词语、句⼦乃⾄段落构成,⼀组照应往往表⽰⽂章某个局部、甚⾄整体性联系。

(2)过渡的主要作⽤是加强⽂章的逻辑性和层次感,使结构更严谨;⽽照应主要作⽤则是强化⽂章关键,譬如反复点染⼈物性格的某⼀特点,揭⽰情节发展中的某⼀悬念,解释⽂章题⽬和总结⽂章基本内容、深化主题等。

结构化系统分析与设计方法

结构化系统分析与设计方法
义。因此,可以发送更一般的消息,把实现的细节都留给接 收消息的对象。
上一页 下一页 返回
3.4面向对象的开发方法
3.4.2面向对象方法的开发过程
面向对象方法开发过程分为4个阶段。 第1阶段:系统调查和需求分析,对系统面临的问题和用户
的开发需求进行调查研究。 第2阶段:分析问题的性质和求解问题,在复杂的问题域中
下一页 返回
3.3原型方法
3.3.2原型法开发过程
原型法(Prototyping Approach)开发过程是用户首 先提出开发要求,开发人员识别和归纳用户要求,根据识别、 归纳结果,构造出一个原型(即程序模块),其次同用户评价 这个原型。如果不行,则再对原型进行修改,直到用户满意 为止。
(1)方法洗择 (2)识别基本需求 (3)开发原型 (4)原型验证
上一页下一页返回34对一个实际的目标系统特别是大的系统而言尽管通过对象和结构的认定对问题空间中的事物进行了抽象和概括但对象和结构的数目仍然是可观的因此如果不对数目众多的对象和结构进行进一步的抽象势必造成对分析结果理解上的混乱也难以搞清对象结构之间的关联关系因此需要引入主题的概念
项目三常用的系统开发方法
抽象识别出对象及其行为、结构、属性和方法。这一个阶段 一般称为面向对象分析,即OOA 第3阶段:整理问题,对分析的结果进一步抽象、归类整理, 最终以范式的形式确定下来,即OOD 第4阶段:程序实现,使用面向对象的程序设计语言将其范 式直接映射为应用程序软件,即OOP(它是一个直接映射过 程)。
上一页 下一页 返回
上一页 下一页 返回
3.2结构化系统分析与设计方法
2.局限性 由于上述长处,结构化分析方法自20世纪70年代逐步形
成以来,在数据处理领域一直相当流行。但是,在长期使用 的过程中,也暴露出了结构化分析方法的一些薄弱环节甚至 是缺陷,主要体现在以下几点。 (1)所需文档资料数量大。 (2)不少软件系统,特别是管理信息系统,是人一机交互 的系统。 (3)结构化分析方法为目标系统描述了一个模型,但这个 模型仅仅是书面的

建筑结构设计的基本方法及概念设计

建筑结构设计的基本方法及概念设计

不当, 造成 危 害是不 容忽视 的。 国一些 著名 美 学者 和专 家 曾警 告 工业 界 :误用 计 算机 造成 “ 结 构破 坏 而引起 灾 难 只是 一个 时 间的问题 。 ” 然而 避免 这种 情 况 ,概 念设 计 的思 想不 妨是 个 好 方法 。 运 用概 念设 计 的思 想 ,也使 得结 构设 计 的思路 得 到 了拓宽 。传 统 的结构 计算 理 论的 研 究 和结构 设计 似 乎 只关注 如何 提 高结 构抗 力, 以至混 凝土 的等 级越 用 越高 , 筋量越 来 配 越大 , 造价 越来 越高 。 结构 工程 师往 往 只注意 到不 超 过 最 大配 筋 率 , 结果 肥 梁 、 柱 、 基 胖 深 础 处处 可见 。 以抗震 设计 为例 , 一般 是根 据初 需要 提 醒的是 建筑 标 高和结 构标 高 的关 系要 定 的 尺寸 、 砼等 级算 出结 构 的刚度 , 由结 构 再 搞 清楚 。该减 的减 , 不该减 的就 不要 减 。 刚度算 出地震 力 ,然后 算配 筋 。但是 大家 知 1 楼梯 . 4 道, 结构 刚度 越 大 , 地震 作 用 效 应越 大 , 筋 配
还是输 入建 模较 好 ,有 一个 便 利就 是可 以利 用 软 件来进 行荷 载导 算 。另 外 当建 筑地 处抗 震 设 防烈度 为 7 及 以上时 我 的观 点是 必须 度 要输 入 软件 建模 计算 的 ,绘 制结 构 平面 图 时 如果 没 有建 模的话 就可 以直接在 建 筑 的条 件 图上来 绘制 结构 图 了 ,这一 步必 不 可 少的 是 删除 建 筑 图 中对结 构 来讲 没 有 用 的部 分 , 简 单 快捷 的方 法是 利用 软 件的 图层 功能 ,直 接 冻结相 关 的层 。 后再 建立新 的结 构 图层 : 然 圈 梁层 , 造 柱 层 、 层 、 字 层 、 钢 筋 层 等 构 梁 文 板 等 。 样做 的 目的是提 高绘 图效 率 , 在 不 这 方便 同结构 平 面图间 的拷 贝移动 和删 除。 1 . 2屋顶 ( ) 构图 面 结 当建筑 是坡 屋 面时 ,结构 的处 理方 式 有 两种 : 梁板式 及折板 式 。 梁板 式适 用于 建筑 平 面不规 整 , 跨度 较 大 , 面坡 度及 屋脊 线 转 板 屋 折复杂 的坡 屋面 。反之 , 适用 折板 式 。 种 则 两 形式 的板均 为偏 心受 拉构 件 。板配 筋 时应 有 部分或 全部 的板 负筋 拉通 以抵 抗 拉力 。板 厚 基于构 造 需要 一般 不宜 小 于 10 。此 外 梁 2厚 板 的折 角处 钢筋 的布 置应 有大 样示 意 图 。至 于坡屋 面板 的平 面 画法 ,建 议采 用 剖面 示 意 图加大 样详 图 的表示 方法 ( 实践 证 明此 方法 便 于施 工人 员正确 理解 图纸 ) 。 1 . 3大样 详图 大样详 图 的绘 制 可 以在 建筑 详 图 的基础 上 直 接绘 制 , 前提是 建筑 详 图的准确 无误 。 也 可 以在 以前 做过 的详 图 的基 础上 来 局部 改进 绘 制 。要注 意的 是在 保持建 筑外 形 的前 提 下 尽 量 的使结 构受 力和 理 和施工 方便 。在 标 高 和外 形 尺 寸上 ~定 要 和建 筑 专业 协 调 一 致 。

常用结构计算软件与结构概念设计探讨

常用结构计算软件与结构概念设计探讨

关键 词 建筑结 构设 汁;结构软件彳 限 j分析 F、B 剪 力墙单 元 丁 1 S A
本 文基于对软件 的 用体会 ,提m一些观 点与广大 程师进行 讨 论 内容涉及 奉的有限死分机技术和辑i 关软件 的技术要点 讨论。 1 剪力墙 的单 元 形式 在高层结构分析和设 计中 ,剪力墙 所使用 的单无形式以及计算结果 的精度是个关键问题 ,也是我¨最为父注的问题 ,呵以说这 技术 要点 的不断进步也伴随着结构软件的不断史新及发展 。 在国内最早 的剪力墙单元模 型足 基于薄壁柱理论 ,它仃也 用于早 J 期T S 和T 国内较早的结构分析软件中,日日这些程序仍然在结构分 BA A 析设计工程实践 [ } j l ,因此 , 使片 现在 程师 一 般不使用此类程序计算带有 剪力墙的结构。另一种处理方法 为墙板元体系, 墙板元单元模型主要是 f } 1 ( 核心端栅 ,边柱和平 面刚性 )几种不同杼 } 生的 元 ,共同组成的剪 力墙单元模型,它能够同时考虑 【l 平面外刚度 ,其未知量较少,汁 0~肃I 『 算 的精度比较高。目前清华大学建筑没计研究院编写的_J通过增加 内部 rs I 点 的方 式形 成 了一种 改进 型墙 板 元 ,并 在 日 的 程序 版本 中使川 另外 … 种处 方法是 以中围建筑科学研究院P P K M1 程部S I A’ WE 宇为代 表的墙元模 型 ,它是基 l子 结构基本思想和静 力凝聚原卵所 形 f 成 的剪力墒单元模型 ,能够较好地模拟剪力墙的受 力状态 与墙板元棚 比,对于洞 口的大小和位置处理也 比较灵活 ,因为凝 聚了自由度 ,计算 速度提高很 多。但是墙元模型内部进行 了程序默认 的单元简化处理 . 此必须有特定 的内力输出和输入端 口,在某些情况下存在单元精度不足 的缺陷 ,且剪力墙 开边洞等一螳情况处理得不够准确 从剪力储今身的几何特征和受力特性分析 ,与 最接近 ,壳元 既 有平面内刚懂 .又具有 衙外 刚度 ,并 可以进 f 意的剖分 ,这 都 F 是 为剪力墙模型订利的特性 ,也是合理的模 型形式 。 址用壳冗模 拟 剪力墙用 实 际 程的结构设计存在 一定的困难一 1精确细分模 型得 于 二 : 到准确分析结果 的基础上 ,设计 的进行和设 计结果 的输 Ⅲ,也就是后处 理问题。因为如果使刚壳j来模拟剪力墙 ,为了得到较好的分析精度 , 必须对其进行剖分 ,而不同的 [ 程师及不同的工程类型的精度需求 可能 需要不同的剖分细度 分析完成之后 ,如果程序输 出的是剪力墒每个 元的内力结果和配筋结果是很复杂的 ,也不可能住 际工程中使用 另 外的问题是 因为采用单 元剖分精确模拟结构 的受力和变形特性 ,与墙元 相比需要较长的计算时间。 目前 ,E A S T B 在处理 结果被众多 T程师接受的有限元软件之一 。在 EA S  ̄ B 中剪力墙使用真实的壳元模型, 程师可以根据需要按个数或最大 F 尺 寸方 式进 行壳 元 的 有 限元 划分 ,E A S 提 出 了剪 力墙 标 签 和连 粱标 签 T B还 的概念 ,也就是在单元划 分的基础 f,剪力墙 的内力输出和设计的执干及 『 输出都是基于标签来做的, 1程师可以通过标签的指定和修改任意控制剪 : 力墙设计的单个对象范 陶,这就解决了壳元剪力墙模型后处理方面 的不 足。E AB 可以对剪力墙璃于各种规范及理沧的设计 ,E A S ' S T T B 中文版在保 留了大部分剪力墙设计方法的基础上 ,将中国规范的剪力墙设计力_ 完整 法 ’ 地贯入到了原程序 中,并 且在剪力墙开洞方法等方面都作了很多的改进 。 基于有 限元分析理论 ,单纯 的膜元本身不能够 单独作 为剪力墙单元 模 型在有限元结构分析软件中进行使用 ,适用范围是不考虑空 间整体性 的手算方式 。膜冗 只具有平面内刚度 ,不具有平面外刚度 ,这对于剪力 墙 的受 力特性显然是 不科 学的 。对 于膜 元来做剪力墙 ,因为膜冗 没有 平面外刚度 ,因此其在平面外一定会发生非常的变形 。因此 ,膜元是不 能独立作 为剪力墙模型的 ,除非象墙板元模型一样 与其他单元来配合使 用 ,由其他单元来来补充考虑剪力墙对 于平面外作用 的抵抗能力 。 目前建筑设计 中平面布局要求 ,大面积的楼 板开洞 ,或复杂平面布 局 ,多塔联体结构 中,刚性楼板 的假定 已经不再满足结构有限元分析的 实际需要 , 因此越来越多的结构需要采用真实 的弹性楼板验算。E A S T B

浅谈结构设计中的概念设计

浅谈结构设计中的概念设计
随着 建筑业 不断 的发展与 繁荣 , 人们在 实 践 中
文章编号:08 -19( 07 5 0 7 3 10- 62 2 0 )0—0 2 一 -
所 获得 的基 木设 计原 则和 设计 思想 , 整体 的角度 从 来确 定 建筑 结 构 的 总体 布 置和 抗 震 细部 措 施 的宏
积累了大量的建筑和结构设计的经验。 这些经验主
等级算 出结构的刚度 ,再 由结构刚度算 出地震力,
然后算配筋。 但是,结构刚度越大 , 地震作用效应 越大 ,配 筋越 多 ,刚度 越大 ,地 震力 就越 强 。这 样
为抵 御地 震而配 的钢筋 ,增加 了结 构 的刚 度 ,反而 使地 震作用 效应 增 强 。 其 实 ,为 什么 不考虑 降低 作用效 应 呢 ? 目前 在抗 震设 计 中 , 隔震 消能 的研 究 就是 一个 很好 的例 子 。 隔震消 能 的一般做 法是 在基 础 与 主体 之 间设柔 性 隔震 层 :加 没消能支撑 ( 似 类
繁琐运算,具有较好的经济可靠性能。同时, 也是 判断计算机 内力分析, 输出数据可靠与否的主要依
据。
2 .基 本 思想
育, 使许多学生由于计算机设计过程的屏蔽, 手算 过程训练程度的削弱, 造成对计算机产生了一定的 依 赖性 ,结果 综合运用 能 力下 降,整 体结 构体 系概
念 模糊 , 这些 对于培 养具有 创造 力 的工程 师是 相 当
是一 些公式 的运 用 、计 算 以及 图纸 的完 成 。于是 ,
思、比较并选择易于手算 的方案。 这样往往概念清
晰、 定性正确, 避免 了后期设计阶段一些不必要的
在一些高校的专业课教学中,单项计算练习居多, 综合练 习偏 少 , 得相 当一 部分 学生 养成 只知 套用 使
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

结构设计初期,根据建筑、地质勘探等特点,预先选择适当的结构尺寸、基础形式、荷载假定、计算模型等,形成概念上的整体模型,即结构概念设计的基本思想。

概念设计合理与否,将直接决定了最终整个结构设计的卓越或平庸甚至失败。

本文从结构设计的角度,对概念设计的基本思想做了较为全面的理解和探讨。

几个基本的结构概念1构件受力状态一般结构构件主要有四种基本的受力状态:受拉、受压、弯剪、受扭。

结构设计的一个基本的内容就是优化结构体系,进行合理的结构布臵和适当的刚度分布,使得结构内部各构件尽量处于最合理的受力状态,充分发挥材料强度。

各种受力状态具有明显不同的特点。

受拉轴向受拉的构件,荷载通过构件截面中心,截面上各点受力均匀,材料强度可以充分利用。

对于适合受拉的材料如钢材等,这是一种最为经济合理的受力状态;对混凝土等材料,由于本身的抗拉强度远低于抗压强度,应尽量避免出现这种受力状态。

受压理论上来讲,这应该是一种最合理的受力状态。

一般材料抗压强度均不低于抗拉强度,外荷载通过构件截面中心,截面上各点受力均匀。

但这仅仅是一种理论的受力状态,实际受压构件由于种种原因存在偏心,或者承受侧向荷载作用,使得承载力与构件的长细比有关,长细比越大,构件的承载力越低。

增大截面回转半径、加强构件边界条件等可以减小构件长细比,但这需要以建筑空间和工程费用作为代价。

考虑偏心情况,相同计算长度和边界条件的受压构件,以环形截面最为合理,圆形及正方形截面次之。

通过改变截面尺寸、增加适当的侧向支撑等措施达到两个方向回转半径近似相同的工字形型钢、角钢或组合截面也能做成比较经济合理的受压构件。

弯剪实际构件受弯受剪往往同时发生。

受弯作用产生的正应力在离中和轴最远处最大,中和轴附近则比较小,受力不均匀;剪应力在截面中和轴附近最大,离中和轴最远处则降为零。

另外,在整个构件的计算长度内,受弯受剪引起的应力分布也很不均匀。

以矩形截面简支梁为例,在均布荷载作用下,跨中弯距M最大,剪力V为零,支座处剪力V最大,弯距M为零,最终结果是,整段梁内各截面的受力状态以及同一截面上各点的受力状态均不相同,使得材料强度远不能充分利用。

对于钢筋混凝土构件的改进措施:采用适当形式的纵筋和箍筋承剪,合理布臵纵向受力钢筋;减小中和轴附近的截面尺寸,如采用工字形、T形、空腹桁架等截面形式,圆形及环形截面则极不合理;增大跨中截面高度,如鱼腹式变截面梁等。

受扭构件受扭时,截面上会产生成对的剪应力形成力偶对来抵抗扭矩。

截面中间部分的应力小,力臂也小,抗扭效果不好。

截面扭矩主要由边缘应力力偶对抵抗,且边缘应力分布均匀。

因此,单纯抗扭的构件以环形截面最为合理,箱型截面次之。

扭转是一种不利的受力状态,在设计中应引起注意,可能的情况下应采取转换等措施,降低对构件的扭转作用。

2适当的材料选择适当的结构材料,也是结构设计初期需要考虑的一个主要问题。

对于一个将要建造的工程,是采用混凝土材料,还是选择钢材、砌体、或木结构,需要综合考虑取材及经济等其它一系列因素。

经济因素是任何工程行为中最基本最重要的因素。

工程建造需要投资,正常运行后可以产生经济效益,通常来说,缩短施工期使建筑物早日正常运行产生效益,比建设期间节约建设成本更为重要。

钢筋混凝土结构价格低廉,取材方便,运行寿命长,维修费用低,施工技术成熟,但现浇钢筋混凝土结构施工周期长、强度低、材料使用量大、模板等额外费用高、劳力消耗量大;钢结构强度高、质量轻、施工速度快、机械化程度高,但价格昂贵、耐火性能低、维修费用高。

有时,不同的结构形式、特殊的建筑要求等因素也会直接决定结构材料类型。

3构件类型在结构设计初期,可以按预先期望的整体结构形式,从受力角度将建筑物分为三种构件形式[1]:结构构件组成结构体系的基本元素,主要包括梁、板、柱及混凝土墙等。

在结构设计初期,确定结构整体的受力特点及荷载传递方式,进而合理地布臵结构构件、调整各构件的刚度,实现结构优化。

合理的结构应该是各点受力均匀连续、材料利用充分的统一体系。

非结构构件主要指建筑物内部非承重墙等构件。

非结构构件不参与整体结构计算,但对结构的整体强度和刚度具有贡献。

建筑内含物主要指建筑填充墙、玻璃幕墙、家具设备等,通过荷载的形式同结构发生关系,某种程度上决定了整体结构的强度和刚度的分布情况。

上述几个基本概念,在结构设计初期都必须都一定程度的分析和研究,作为下一步设计的最基本的指导依据。

一般结构概念设计“先进的设计思想可以通过设计充分地展现。

一个结构项目工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体概念来设计结构的总体方案,并能有意识地利用总结构体系与各基本分体系之间的力学关系,而不仅仅是能精确地计算和分析一个给定的分体系或构件[2]”对于一般结构设计而言,可以按以下步骤来完成初步的概念设计:1 建筑结构整体模型根据建筑、地质勘探等要求,考虑反映整体效果的实体模型及空间模型。

实体模型即大致能够反映建筑外形的实心体,可以是立方体、圆柱体、筒体以及其他空间形状(如图一b),对结构整体形成初步的力学概念;在此基础上,根据地基及建筑要求,对结构进一步细分成数个子结构,初步反映出建筑功能分区要求,反映整体结构的质量分布及地基允许的基础形式(如图一c)。

结构整体模型具有适当的质量分布、强度和刚度。

此时并考虑结构内部提供抗力的具体问题。

(a) (b) (c) (d)图一结构实体模型2 基于结构整体模型初步分析结构总作用力建筑物的总作用力主要包括风荷载、地震荷载、自重等竖向荷载,一般情况可认为风荷载的分布与受风面积成比例,即可以将风荷载的分布看成建筑受风面积的分布。

而地震作用的分布与建筑的质量分布有关,但并不直接比例于质量的分布。

通过对整体结构的受力分析,对结构形式、结构方位重新进行合理设计3 基于上述两点的荷载效应水平荷载会引起地基对结构基础的抗滑水平荷载及抗倾覆力矩;竖向荷载引起地基对基础的垂直反力及偏心矩。

通过对整体结构模型的荷载分析,初步了解结构承载能力,确定各个位臵的基础形式及分布。

图二水平荷载引起结构图三两种结构形式比较扭转效应图二中,在水平风荷载、水平地震等作用,引起整体结构的扭转效应。

图三中,两种不同的结构形式,可以满足同样的建筑效果,但两者的传力效果、承载能力、施工方法等显然存在着较大差别。

4 基于第3点的结构合理和优化从力学角度及结构施工可行性及工程经济性等角度进一步分析。

5 确定和优化结构主要分体系之间的相互关系根据建筑功能要求,将结构分隔成不同的空间子结构,并确定整个体系的空间形式。

图四表示的建筑采用片伐基础,裙房及主体结构的基础可以做成一整片伐;也可以分别做基础,并通过适当的计算和假定控制两子体系之间的沉降差。

显然需要根据具体的地基情况及当地的其它因素综合考虑。

抗震结构概念设计地震作用是一个随机过程,存在许多不确定概念和因素,只能对已有的地震资料进行统计总结,对建筑进行粗略设计。

对抗震设计而言,概念设计显得尤其重要。

在进行抗震概念设计时,除了考虑一般结构需要考虑的问题外,尚需要从抗震性能的角度做专门的考虑,至少包括如下几点:耗能方法抗震设计中首先需要明确的是整体结构的耗能方法。

根据结构的耗能部位不同可将结构分为内部屈服型结构和具有底层屈服机制的结构[3]。

内部屈服型结构在地震作用下,通过分布的梁端塑性铰的塑性变形来实现耗能,在罕遇地震作用下,这些部位的损伤非常严重,修复这些部分会影响整个建筑物的正常使用,修复工作也费时费力,经济性差;具有底层屈服机制的结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形主要集中于结构物的底层,灾后修复费用和时间将大为降低,但对底层结构的承载能力、构件的延性以及梁柱节点的性能要求强。

现行规范规定了“强柱弱梁、强剪弱弯和更强节点”的设计原则,主要就是针对结构自身耗能体系确定的。

剪重比结构剪重比是抗震初步设计中的重要控制参数,反映了结构与外部地震作用之间的关系。

结构刚度不能太小,太也不宜太大。

结构刚度大,自振周期短,结构的加速度反应越容易被放大,地震影响系数越大。

动力特性抗震结构除了一般结构的力学特点外,主要需要考虑结构的动力特性。

抗震结构在两个方向的动力特性宜设计为相近。

对已有结构进行初步设计时,可以通过调整支撑结构的布臵,使得两方向的刚度差距缩小,从而有利于结构整体抗震。

结论在结构设计初步,通过概念设计预先选择适当的结构形式、结构尺寸、计算模型等,对具体的设计相当重要;概念设计除了需要清晰的力学概念外,还需要广博的实践经验来拓宽思想;对诸如抗震等现有理论及计算不能清楚解决的设计,可以通过概念设计进行预防设计。

[1]SEAOC Vision 2000 Committee. Performance-based Seismic Engineering[R]. Report prepared by StructuralEngineering Association of California, Sacramento, California, USA. 1995[2]结构概念和体系. 林同炎, S. D .斯多台斯伯利著. 高立人等译. 中国建筑工业出版社. 1999[3]Bertero V.V. Overview of Seismic Risk Reductor in Urban Areas: Role, Importance and Reliability ofCurrent U.S. Seismic Codes. Performance-based Seismic Engineering[R]. China-United States Bilateral Workshop on Seismic Codes. Guangzhou, 1997.。

相关文档
最新文档