時間：2023-03-17 18:08:22
序論：在您撰寫結構設計論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
關鍵詞：砌體設計措施
具體內容如下：
1.結構設計說明
主要是設計依據(jù)，抗震等級，人防等級，地基情況及承載力，防潮做法，活荷載值，材料等級，施工中的注意事項，選用詳圖，通用詳圖或節(jié)點，以及在施工圖中未畫出而通過說明來表達的信息。如：正負零以下應采用水泥砂漿，以上采用混合砂漿。等等。
2.各層的結構布置圖，包括:
(1).預制板的布置(板的選用、板縫尺寸及配筋)。標注預制板的塊數(shù)和類型時,不要采用對角線的形式。因為此種方法易造成線的交叉,宜采用水平線或垂直線的方法,相同類型的房間直接標房間類型號。應全樓統(tǒng)一編號，可減少設計工作量，也方便施工人員看圖。板縫盡量為40,此種板縫可不配筋或加一根筋。布板時從房間里面往外布板,盡量采用寬板,現(xiàn)澆板帶留在靠窗處,現(xiàn)澆板帶寬最好≥200(考慮水暖的立管穿板)。如果構造上要求有整澆層時,板縫應大于60。整澆層厚50,配雙向φ6@250,混凝土C20。應采用橫墻或橫縱墻(橫墻為主)混合承重方案，抗坍塌性能好。構造柱處不得布預制板。建議使用PMCAD的人工布板功能布預制板，自動布板可能不能滿足用戶的施工圖要求，僅能滿足定義荷載傳遞路線的要求。對樓層凈高很敏感、跨度超過6.9米或不符合模數(shù)時可采用SP板，SP板120厚可做到7.2米跨。
(2).現(xiàn)澆板的配筋(板上、下鋼筋，板厚尺寸)。盡量用二級鋼包括直徑φ10的二級鋼。鋼筋宜大直徑大間距，但間距不大于200,間距盡量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂縫均可滿足要求)。跨度小于2米的板上部鋼筋不必斷開，鋼筋也可不畫，僅說明鋼筋為雙向雙排φ8@200。板上下鋼筋間距宜相等，直徑可不同，但鋼筋直徑類型也不宜過多。頂層及考慮抗裂時板上筋可不斷，或50%連通，較大處附加鋼筋。一般磚混結構的過街樓處板應現(xiàn)澆，并且鋼筋雙向雙排布置。板配筋相同時，僅標出板號即可。一般可將板的下部筋相同和部分上部筋相同的板編為一個板號，將不相同的上部筋畫在圖上。當板的形狀不同但配筋相同時也可編為一個板號。宜全樓統(tǒng)一編號。當考慮穿電線管時，板厚≥120，不采用薄板加墊層的做法。電的管井電線引出處的板因電線管過多有可能要加大板厚。宜盡量用大跨度板，不在房間內(尤其是住宅)加次梁。說明分布筋為φ6@250，溫度影響較大處可為φ8@200。板頂標高不同時，板的上筋應斷開或傾斜通過。現(xiàn)澆挑板陽角加輻射狀附加筋(包括內墻上的陽角)?，F(xiàn)澆挑板陰角的板下應加斜筋。頂層應建議甲方采用現(xiàn)澆樓板，以利防水，并加強結構的整體性及方便裝飾性挑沿的穩(wěn)定。外露的挑沿、雨罩、挑廊應每隔10～15米設一10mm的縫，鋼筋不斷。盡量采用現(xiàn)澆板，不采用予制板加整澆層方案。衛(wèi)生間做法可為70厚+10高差(取消墊層)。8米以下的板均可以采用非預應力板。L、T或十字形建筑平面的陰角處附近的板應現(xiàn)澆并加厚，并雙向雙排配筋，附加45度的4根16的抗拉筋?，F(xiàn)澆板的配筋建議采用PMCAD軟件自動生成，一可加快速度，二來盡量減小筆誤。自動生成樓板配筋時建議不對鋼筋編號，因工程較大時可能編出上百個鋼筋號，查找困難，如果要編號，編號不應出房間。配筋計算時，可考慮塑性內力重分布，將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數(shù)，將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數(shù)。值得注意的是，按彈性計算的雙向板鋼筋是板某幾處的最大值，按此配筋是偏于保守的，不必再人為放大。支承在外墻上的板的負筋不宜過大，否則將對磚墻產生過大的附加彎距。一般：板厚>150時采用φ10@200；否則用φ8@200。PMCAD生成的板配筋圖應注意以下幾點：1.單向板是按塑性計算的，而雙向板按彈性計算，宜改成一種計算方法。2.當厚板與薄板相接時，薄板支座按固定端考慮是適當?shù)?，但厚板就不合適，宜減小厚板支座配筋，增大跨中配筋。3.非矩形板宜減小支座配筋，增大跨中配筋。4.房間邊數(shù)過多或凹形板應采用有限元程序驗算其配筋。PMCAD生成的板配筋圖為PM?.T。板一般可按塑性計算，尤其是基礎底板和人防結構。但結構自防水、不允許出現(xiàn)裂縫和對防水要求嚴格的建筑,如坡、平屋頂、櫥廁、配電間等應采用彈性計算。室內輕隔墻下一般不應加粗鋼筋，一是輕隔墻有可能移位，二是板整體受力，應整體提高板的配筋。只有垂直單向板長邊的不可能移位的隔墻，如廁所與其他房間的隔墻下才可以加粗鋼筋。坡屋頂板為偏拉構件，應雙向雙排配筋。
(3).圈梁、構造柱布置及其剖面詳圖。圈梁要澆圈閉合拉通，穿過中間走廊，并隔一定距離將截面加強。注意圈粱(包括地基圈梁)在外墻樓梯、入口等處可能被截斷，應在相應位置附加一道并滿足搭接長度。坡屋頂為雙層圈梁。單層空曠房屋層高超過4米宜在窗頂處增加一道圈梁。說明圈梁、構造柱縱筋的搭接及錨固長度。構造柱箍筋在上下端應加密。說明構造柱生根何處，當?shù)孛鏋閯傂缘孛鏁r，應將構造柱伸至基底。較大洞口兩側宜加構造柱(2.4米以上)。構造柱與下層相同的，可不標構造柱編號，但應在圖中說明。圈梁、構造柱縱筋宜采用一級鋼筋。為減少圈梁受溫度變化的影響，和清水磚墻的立面效果，360外墻圈梁的外側宜有120磚墻。設置構造柱后必須設置圈梁或暗圈梁。設置圈梁不一定設構造柱。斜交磚墻的交接處應增設構造柱，且構造柱間距不宜大于層高。建筑四角包括陰角，考慮到應力復雜和應力集中，應增大截面和配筋。請參照《設置鋼筋混凝土構造柱多層磚房抗震技術規(guī)程JGJ/T13-94》
(4).過梁布置。核算圈梁下的高度是否足夠放預制過梁，如果不夠，則應圈梁兼過梁或圈梁局部加高。盡量采用過梁與圈梁整澆方式。此法方便施工并對抗震有利。當過梁與柱或構造柱相接時，柱應甩筋，過梁現(xiàn)澆。過梁配筋不得過小，以考慮地震時過梁上墻體出現(xiàn)裂縫不能形成拱的作用。當有大梁壓在過梁上時，過梁一般用較大截面，兼梁墊用。過梁支承長度改360，并應驗算過梁下砌體的局部承壓。360墻可用一120矩形過粱加一120帶挑沿過粱。現(xiàn)澆過梁荷載取值參見《砌體結構設計規(guī)范GBJ3-88》
(5).雨蓬、陽臺、挑檐布置和其剖面詳圖。注意：雨棚和陽臺的豎板現(xiàn)澆時，最小厚度應為80，否則難以施工。豎筋應放在板中部。當做雙排筋時，高度<900，最小板厚100；高度>900時，最小板厚120。陽臺的豎板應盡量預制，與挑板的預埋件焊接。雨棚和陽臺上有斜的裝飾板時，板的鋼筋放斜板的上面，并通過水平挑板的下部錨入墻體圈梁(即挑板雙層布筋)。兩側的封板可采用泰柏板封堵，鋼筋與泰柏板的鋼絲焊接，不必采用混凝土結構。陽臺的門聯(lián)窗處窗臺應使用輕體材料砌筑，方便以后裝修時鑿掉。挑板挑出長度大于2米時宜配置板下構造筋。挑板內跨板上筋長度應大于等于挑板出挑長度，尤其是挑板端部有集中荷載時。內挑板端部宜加小豎沿，防止清掃時灰塵落下。當頂層陽臺的雨搭為無組織排水時，雨搭出挑長度應大于其下陽臺出挑長度100。挑板配筋應有余地，并應采用大直徑鋼筋，防止踩彎。挑板內跨板跨度較小，跨中可能出現(xiàn)負彎距，應將挑板支座的負筋伸過全跨。
(6).樓梯布置。采用X型斜線表示樓梯間，并注明樓梯間另詳。盡量用板式樓梯，方便設計及施工，也較美觀。
(7).板頂標高?？稍趫D名下說明大多數(shù)的板厚及板頂標高，廚廁及其它特殊處在其房間上另外標明。
(8).梁布置及其下的梁墊布置。也可在梁支座處將梁加寬至500來代替梁墊。
(9).板上開洞(廚、廁、電氣及設備)洞口尺寸及其附加筋，附加筋不必一定錨入板支座，從洞邊錨入La即可。板上開洞的附加筋，如果洞口處板僅有正彎距，可只在板下加筋；否則應在板上下均加附加筋。留筋后澆的板宜用虛線表示其范圍，并注明用提高一級的膨脹混凝土澆筑。未澆筑前應采取有效支承措施。住宅躍層樓梯在樓板上所開大洞，周邊不宜加梁，應采用有限元程序計算板的內力和配筋。板適當加厚,洞邊加暗梁。
(10).屋面上人孔、通氣孔位置及詳圖。
(11).在平面圖上不能表達清楚的細節(jié)要加剖面，可在建筑墻體剖面做法的基礎上，對應畫結構詳圖。
3.基礎平面圖及詳圖:
(1).在墻下條基寬度較寬(大于2米，部分地區(qū)可能更窄)或地基不均勻及地基較軟時宜采用柔性基礎。應考慮節(jié)點處基礎底面積雙向重復使用的不利因素，適當加寬基礎。
(2).當基礎上留洞、首層開大洞的洞口寬度大于洞底至基底高度時，如要考慮洞口范圍內地基的承載力，洞口下基礎應做暗梁。或將基礎局部降低。
(3).素混凝土基礎下不必做墊層，但其內有暗梁時應注明底部鋼筋保護層厚為70，或做墊層。地下水位較高時或冬季施工時，不得做灰土基礎。剛性基礎一般300厚。
(4).建筑地段較好，基礎埋深大于3米時，應建議甲方做地下室。地下室底板，當?shù)鼗休d力滿足設計要求時，可不再外伸。地下室內墻可采用磚墻，外墻宜用混凝土墻。每隔30~40米設一后澆帶，并注明兩個月后用微膨脹混凝土澆注。不應設局部地下室，且地下室應有相同的埋深。地下室頂板應考慮施工時材料堆積荷載。
(5).地面以下墻體如被管溝消弱較多，應考慮抗震的不利影響，地下墻體宜加厚。
(6).抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設縫。但沉降縫兩側墻體基礎一定要分開。
(7).新建建筑物基礎不宜深于周圍已有基礎。如深于原有基礎，其基礎間的凈距應不少于基礎之間的高差的1.5至2倍。
(8).條形基礎偏心不能過大，柔性基礎必要時可作成三面支承一面自由板(類似筏基中間開洞)。一般情況下，基礎底部不應因荷載的偏心而與地基脫開。
(9).當有獨立柱基時，獨立基礎受彎配筋不必滿足最小配筋率要求，除非此基礎非常重要，但配筋也不得過小。獨立基礎是介于鋼筋混凝土和素混凝土之間的結構。
(10).基礎圈梁在建筑入口處或底層房間地面下降處應調低標高。當基礎圈梁頂標高為-0.060時可取消防潮層。當?shù)鼗痪鶆驎r基底應增設一道基礎圈梁。
(11).基礎平面圖上應加指北針。
(12).基礎底板混凝土不宜大于C30。
(13).在軟土地基上的建筑應控制建筑的總沉降量，在地基較不均勻地區(qū)應控制建筑的沉降差，磚混結構對差異沉降很敏感。因建筑的實際沉降和計算值是有差異的，很難算準，所以應從構造上入手，采用整體性強的基礎形式。
(14).可用JCCAD軟件自動生成基礎布置和基礎詳圖。應注意，在使用磚混抗震驗算菜單產生的磚混荷載生成基礎圖時，其墻下荷載為整片墻的平均壓力，墻體各段的荷載差異較大時，荷載較大處的墻下基礎是不安全的，應人工調整。生成的基礎平面圖名為JCPM.T，生成的基礎詳圖名為JCXT?.T
請參照《建筑地基基礎設計規(guī)范GBJ7-89》和各地方的地基基礎規(guī)程。
4.暖溝圖及基礎留洞圖:
(1).溝蓋板在遇到樓梯間和電線管時下降(500)，室外暖溝上一般有400厚的覆土。
(2).注明暖溝兩側墻體的厚度及材料作法。暖溝較深時應驗算強度。
(3).基礎留洞大于400的應加過梁，暖溝應加通氣孔
(4).基礎埋深較淺時暖溝入口底及基礎留洞有可能比基礎還低，此時基礎應局部降低。
(5).首層有門洞處不能用挑磚支承溝蓋板
(6).濕陷性黃土地區(qū)或膨脹土地區(qū)暖溝做法不同于一般地區(qū)。應按濕陷性黃土地區(qū)或膨脹土地區(qū)的特殊要求設計。
(7).暖溝一般做成1200寬，1000的在維修時偏小。
5.樓梯詳圖:
(1).應注意：梯梁至下面的梯板高度是否夠，以免碰頭，尤其是建筑入口處。
(2).梯段高度高差不宜大于20，以免易摔跤
(3).兩倍的梯段高度加梯段長度約等于600。幼兒園樓梯踏步宜120高。
(4).樓梯折板、折梁陰角在下時縱筋應斷開，并錨入受壓區(qū)內La，折梁還應加附加箍筋
(5).樓梯的建筑做法一般與樓面做法不同，注意樓梯板標高與樓面板的銜接。
(6).樓梯梯段板計算方法：當休息平臺板厚為80～100，梯段板厚100～130，梯段板跨度小于4米時，應采用1/10的計算系數(shù)，并上下配筋；當休息平臺板厚為80～100，梯段板厚160～200，梯段板跨度約6米左右時，應采用1/8的計算系數(shù)，板上配筋可取跨中的1/3～1/4，并不得過大。此兩種計算方法是偏于保守的。任何時候休息平臺與梯段板平行方向的上筋均應拉通，并應與梯段板的配筋相應。
(7).注意當板式樓梯跨度大于5米時，撓度不容易滿足。應注明加大反拱。
6.梁、柱詳圖:
(1).梁上集中力處應附加箍筋和吊筋，宜優(yōu)先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下,架在板上的梁,不必加附加筋。
(2).折梁陰角在下時縱筋應斷開，并錨入受壓區(qū)內La，還應加附加箍筋
(3).梁上有次梁時，應避免次梁搭接在主梁的支座附近，否則應考慮由次梁引起的主梁抗扭，或增加構造抗扭縱筋和箍筋。
(4).有圓柱時，地下部分應改為方柱，方便施工。圓柱縱筋根數(shù)最少為8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部應有一圈半的水平段。方柱箍筋宜使用井字箍，并按規(guī)范加密。角柱應增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。
(5).原則上柱的縱筋宜大直徑大間距，但間距不宜大于200。梁縱筋宜小直徑小間距，有利于抗裂，但應注意鋼筋間距要滿足要求，并與梁的斷面相應。布筋時應將縱筋等距，箍筋肢距可不等。
(6).梁高大于300，并與構造柱相連接的進深梁，在梁端1.5倍梁高范圍內箍筋宜加密。端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁，梁端支座可按簡支考慮，但梁端箍筋應加密。
(7).考慮抗扭的梁，縱筋間距不應大于300和梁寬，即要求加腰筋，并且縱筋和腰筋錨入支座內La。箍筋要求同抗震設防時的要求。
(8).反梁的板吊在梁底下，板荷載宜由箍筋承受，或適當增大箍筋。梁支承偏心布置的墻時宜做下挑沿。
(9).挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。與挑板不同，挑梁的自重占總荷載的比例很小，作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋，每個都不一樣，難以施工。變截面梁的撓度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁時，注意要附加箍筋或吊筋。
(10).梁上開洞時，不但要計算洞口加筋，更應驗算梁洞口下偏拉部分的裂縫寬度。一般挑梁根部不必附加斜筋，除非受剪承載力不足。梁從構造上能保證不發(fā)生沖切破壞和斜截面受彎破壞。
(11).梁凈高大于500時，宜加腰筋，間距200，否則易出現(xiàn)垂直裂縫。挑梁出挑長度小于梁高時，應按牛腿計算。
(12).梁應按層編號，如L-1-XX，1指1層，XX為梁的編號。
7.關于墻體問題:樓梯間的墻體水平支撐較弱，頂層墻體較高，在8度和9度時，頂層樓梯間橫墻和外墻宜沿墻高每隔500設2φ6的通長筋，9度時，在休息平臺處宜增設一鋼筋帶。頂層,為防止墻體裂縫,可采取如下措施:保溫層聚苯板由45加厚。為防止聚苯板在施工時被踩薄，可用水泥聚苯板代替普通聚苯板。圈梁加高,縱筋直徑加大。架設隔熱層,不采用現(xiàn)澆板帶加預制板(為了解決挑檐抗傾覆)的方式。頂部山墻全部、縱墻端部（寬度為建筑寬度B/4范圍）在過梁以上范圍加鋼筋網(wǎng)片。構造柱至洞口的墻長度小于300時，應全部做成混凝土的，否則難以砌筑。小截面的墻(<600)如窗間墻應做成混凝土的。否則無法砌墻或受壓強度不夠。注意：在磚混結構中(尤其是3層及以下)，可以取消部分橫墻，改為輕隔墻，以減輕自重和地震力，減小基礎開挖，也方便以后的房間自由分隔，不必每道墻均為磚墻。多層砌體房屋的局部尺寸限值過嚴，一般工程難以滿足，在增設構造柱后可放寬。
8.重點注意:
(1).抗震驗算時不同的樓蓋及布置(整體性)決定了采用剛性、剛柔、柔性理論計算?？拐痱炈銜r應特別注意場地土類別。大開間房屋，應注意驗算房屋的橫墻間距。小進深房屋，應注意驗算房屋的高寬比。外廊式或單面走廊建筑的走廊寬度不計入房間寬度。應加強垂直地震作用的設計，從震害分析，規(guī)范要求的垂直地震作用明顯不足。
(2).雨蓬、陽臺、挑沿及挑梁的抗傾覆驗算，挑梁入墻長度為1.2L(樓層)、2L(屋面)。大跨度雨蓬、陽臺等處梁應考慮抗扭?？紤]抗扭時，扭矩為梁中心線處板的負彎距乘以跨度的一半。
(3).梁支座處局部承壓驗算(尤其是挑梁下)及梁下梁墊是否需要(6米以上的屋面梁和4.8米以上的樓面梁一般要加)。支承在獨立磚柱上的梁，不論跨度大小均加梁墊。與構造柱相連接的梁進行局部抗壓計算時，宜按砌體抗壓強度考慮。梁墊與現(xiàn)澆梁應分開澆注。局部承壓驗算應留有余地。
(4).由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時，應驗算構件的最小配筋率。
(5).較高層高(5米以上)的墻體的高厚比驗算,不能滿足時增加一道圈梁。
(6).樓梯間和門廳陽角的梁支撐長度為500，并與圈梁連接。
(7).驗算長向板或受荷面積較大的板下預制過梁承載力。
(8).跨度超過6米的梁下240墻應加壁柱或構造柱,跨度不宜大于6.6米，超過時應采取措施。如梁墊寬小于墻寬，并與外墻皮平,以調整集中力的偏心。
(9).當采用井字梁時，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不計。周邊一般加大截面的邊梁或構造柱。
(10).問清配電箱的位置，防止配電箱與洞口相臨，如相臨，洞口間墻應大于360，并驗算其強度。否則應加一大跨度過梁或采用混凝土小墻垛，小墻垛的頂、底部宜加大斷面。嚴禁電線管沿水平方向埋設在承重墻內。
(11).電線管集中穿板處，板應驗算抗剪強度或開洞。豎向穿梁處應驗算梁的抗剪強度。
(12).構件不得向電梯井內伸出,否則應驗算是否能裝下。
(13).驗算水箱下、電梯機房及設備下結構強度。水箱不得與主體結構做在一起。
(14).當?shù)叵滤缓芨邥r，磚混結構的暖溝應做防水。一般可做U型混凝土暖溝，暖氣管通過防水套管進入室內暖溝。有地下室時，混凝土應抗?jié)B，等級S6或S8，混凝土等級應大于等于C25，混凝土內應摻入膨脹劑。混凝土外墻應注明水平施工縫做法(階梯式、企口式或加金屬止水片)，一般加金屬止水片，較薄的混凝土墻做企口較難。
(15).上下層(含暖溝)洞口錯開時，過粱上墻體有可能不能形成拱，所以過粱所受荷載不應按一般過粱所受荷載計算，并應考慮由于洞口錯開產生的小墻肢的截面強度。
(16).突出屋面的樓電梯間的構造柱應向下延伸一層，不得直接錨入頂層圈梁。錯層部位應采取加強措施。出屋面的煙筒四角應加構造柱或按97G329(七)P3地震區(qū)做法。女兒墻內加構造柱，頂部加壓頂。出入口處的女兒墻不管多高，均加構造柱，并應加密。錯層處可加一大截面圈梁，上下層板均錨入此圈梁。
(17).磚混結構的長度較長時應設伸縮縫。高差大于6米和兩層時應設沉降縫。
(18).在地震區(qū)不宜采用墻梁，因地震時可能造成墻體開裂，墻和混凝土梁不能整體工作。如果采用，建議墻梁按普通混凝土梁設計。也不宜采用內框架。
(19).當建筑布局很不規(guī)則時，結構設計應根據(jù)建筑布局做出合理的結構布置，并采取相應的構造措施。如建筑方案為兩端較大體量的建筑中間用很小的結構相連時(啞鈴狀)，此時中間很小的結構的板應按偏拉和偏壓考慮。板厚應加厚，并雙層配筋。
(20).較大跨度的挑廊下墻體內跨板傳來的荷載將大于板荷載的一半。挑梁道理相同。
(21).挑梁、板的上部筋，伸入頂層支座后水平段即可滿足錨固要求時，因鋼筋上部均為保護層，應適當增大錨固長度或增加一10d的垂直段。
(22).應避免將大梁穿過較大房間，在住宅中嚴禁梁穿房間。
(23).構造柱不得作為挑梁的根。
9.常用磚墻自重(含雙面抹灰)：120墻：2.86，240墻：5.24，360墻：7.62，490墻：9.99KN/M2。
1．1地基與基礎根據(jù)甲方提供地質資料，本工程辦公樓A座、B座、C座及通道1，2，3擬采用CFG樁復合地基，基礎底標高為－12．10m;地基處理范圍:CFG樁的平面布置均在各樓座及通道內;經地基處理后基底承載力特征值(fspk)應大于350kPa;而地下車庫部分采用天然地基方案，基底持力層為③粉土層或③1層粉細砂。地基承載力特征值為fak=120kPa。經計算，CFG樁樁徑取400，樁頂標高為－12．570m，有效樁長18m，樁端持力層為⑧層粉細砂層，樁端進入持力層深度不小于1．0m。單樁承載力特征值大于600kN，施工樁頂標高宜高出設計樁頂標高不少于0．5m。CFG樁混凝土強度等級為C20?；A設計時，經過反復核算，我們在辦公樓A座、B座核心筒部分采用筏板基礎，其余部分為十字交叉柱下條形基礎。筏基部分的基底反力約245kPa，條基的基底反力約232kPa，兩者反力基本接近?；讟烁呒s為－12．10m，條基寬度為3．0m。辦公樓C座也采用柱下條形基礎，基礎寬度為3．0m，基底標高同A，B座，局部達到－14．0m。同樣基底反力為230kPa左右。通道1，2，3部分為筏板基礎，此處由于上部鋼結構跨度大，柱下荷載相對較大，采用筏基后，基底反力均達346kPa左右，滿足設計要求。采用分層總和法沉降計算，辦公樓A座、B座、C座條形基礎及筏基的沉降量計算均小于50m。相鄰柱沉降差異及沉降總量計算均滿足設計要求。地下車庫部分采用天然地基，基礎寬度3．0m，基底標高為－11．800m。在所有條形基礎與筏板之間及條形基礎之間設置鋼筋混凝土防水板，防水板厚350。設計時地下水位的浮力按5m的水位進行設計，其中防水板抗浮計算中已考慮枯水期的水位變幅1m。防水板經計算構造配筋已滿足設計要求。
1．2上部結構設計1)結構分段。整個建筑我們采用上分而下不分的原則，在辦公樓A座、B座、C座及通道1，2，3在±0．000地面以下連為一體，在±0．000地面以上各相鄰單體之間設置防震縫，使得將整個看似復雜的連體高層建筑的計算將劃分為在±0．000嵌固的6個獨立的計算單元進行計算，避免了因樓座之間高位連接所形成的超限問題。我們對整個結構進行了包絡設計，即采用整體多塔分析與各單體的獨立計算。施工期間，在樓座與地下車庫之間設置用于沉降的后澆帶，沉降后澆帶在結構主體完成后澆筑。C座因為長度119．6m，屬于超長結構，我們在設計時考慮了一定的溫度應力，在框架梁柱外側及屋面板面均設置一定數(shù)量的溫度筋，抵御溫度應力，且C座辦公樓在長度1/3位置設置用于溫度后澆帶，溫度后澆帶在地下室結構完成后60d澆筑。2)結構體系。本工程辦公樓A座、B座及C座均采用鋼筋混凝土框架—抗震墻的結構形式;通道1，2，3采用鋼骨混凝土柱、鋼骨混凝土剪力墻、鋼梁的框架—抗震墻結構形式;其中西側通道2、東側通道3跨度為20．9m，北側通道1為29．8m～37．3m。樓面、屋面采用鋼梁+鋼筋混凝土板的組合樓面體系。地下室采用鋼筋混凝土框架的結構形式。3)建筑物抗震等級。上部:辦公樓A，B，C座，抗震墻抗震等級為一級，框架等級為二級;通道1，2，3抗震墻抗震等級為一級，框架等級為二級(按鋼結構考慮)。地下部分:辦公樓A，B，C座及通道1，2，3地下一層抗震墻抗震等級為一級，框架等級為二級;地下2層(含夾層)抗震墻抗震等級為二級，框架等級為三級。地下車庫抗震等級為三級。與主樓連接的相關范圍內其抗震等級同主樓的相應部位的抗震等級。對于地庫與主樓連接處的錯層部位，我們采取了提高一級抗震等級的構造措施進行包絡設計，滿足了規(guī)范要求。
2結構分析及結果
1)本工程設計計算所采用的計算程序。采用《多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件—SATWE》(2012年6月)進行結構整體分析。2)主要計算結構如下。辦公樓A，B座計算結果見表1，表2。
3設計總結
關鍵詞：高層建筑；超長結構；預應力結構；設計
1前言
預應力結構設計技術的發(fā)展，為現(xiàn)代高層建筑向更高、體型更復雜，結構形式更多樣、功能更全、綜合性更強的方向發(fā)展提供了更大的可塑空間。通?？墒菇ㄖ镌谕回Q直線上，上部樓層布置住宅、旅館，中部樓層作為辦公用房，下部樓層作商店、餐館等。以滿足綜合性的不同需要。本文所介紹的工程設計是一幢集辦公、休閑為一體的高檔辦公樓。
2工程概況
本工程位于益陽市赫山區(qū)，建筑面積31000m2，地上21層，地下一層，總高度為83m。其中一層為大型商場，二層為餐廳，三層為娛樂場所，四層及以上為公寓和辦公樓。工程結構形式采用框架一剪力墻結構，裙樓為超長結構，結構平面布置隨建筑變化而逐層變化，圖1為四層的結構平面圖，樓層主、次梁均為預應力混凝土技術。
3結構方案設計
混凝土結構構件在混凝土材料收縮和環(huán)境溫差的作用下發(fā)生的體積縮小變形從而增大結構構件的拉應力，當該拉應力大于構件的極限抗拉強度時，構件即開裂。對此，現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定框架-剪力墻結構伸縮縫最大為45~55m。本結構縱向長度近159.6m，遠超過上述規(guī)定，而且6個剪力筒大大增強其中間混凝土樓面水平側向約束。如增加兩道或三道結構伸縮縫，必須采用從基礎到頂層增加雙梁雙柱來實現(xiàn)，這除了增加施工難度和成本之外，還大大影響了使用功能和建筑要求。設計采用預應力技術解決這一結構超長問題，通過對結構施加預應力，在結構中預先產生壓應力。使其抵消超長結構在季節(jié)溫差和混凝土收縮過程中產生的拉應力。理論與實踐證明預應力對控制超長結構鋼筋混凝土結構裂縫是有效的。
預應力除了可有效控制裂縫的作用之外，其主要作用是能有效抵抗豎向荷載并明顯降低構件尺寸。經初算,預應力鋼筋混凝土結構8.4m跨主梁的梁高可由原來普通鋼筋混凝土主梁的700mm降為500mm，次梁梁高可由600mm降為450mm，16.4m跨主梁的梁高可由1600mm左右降為900mm~
1100mm。這樣在保持凈層高不變的情況下，每層高度可降低200mm。經綜合考慮決定采用預應力方案，使樓層數(shù)量在建筑總高不變的情況下增加一層，從而取得顯著的經濟效果。
為此，在設計中我們針對本工程的結構形式和布置特點，確定了以下主要設計原則：
3.1為有效控制混凝土裂縫以及降低層高，結構縱橫兩個方向的梁均布置預應力筋；考慮到規(guī)范要求，采取有粘結預應力，跨后澆帶的鎖縫預應力筋采用無粘結預應力。
3.2根據(jù)文獻[2]，混凝土中有效預應力大于0.7Mpa，則可基本避免溫度應力導致混凝土開裂。所以間距為2.8m的主次梁均應施加預應力，已達到在板中建立一定預壓力避免樓板開裂的目的。
3.3后澆帶位置要合理，避免布置在側向剛度很大的構件周圍，以免影響兩側板帶的自由收縮。
3.4由于結構復雜，預應力筋數(shù)量和形式多樣，設計時就必須考慮采取相應的構造和施工措施來避免預應力張拉施工時可能造成混凝土開裂。
4預應力計算
4.1設計重點
a)4~6軸部分結構地下一層至六層縱向均為8.4m跨的框架結構，其中六樓為空中花園，七、八樓中空，到九、十層縱向成為連接兩邊塔樓的16.4m跨大梁板,其中十層為空中花園。按結構整體計算結果配筋，并對兩層柱采取加強措施。另外施工時九層的支撐為兩層高，而且后澆帶的設置使地下一層至六層的A~C軸和E~F軸以及九、十層A~F軸在后澆帶未澆混凝土、鎖縫筋未張拉之前形成12.4m的大懸挑結構。所以這些部位結構的支撐均通過認真計算確定并適當加強。
b)如圖1所示，十層和十一層17~20/C~G軸之間是一個懸挑大網(wǎng)架，面積為25.2m×33.6m，矢高為一個樓層高度，通過大型預埋件固定在17、18、19、20、E、F、G梁柱節(jié)點上。在風荷載的作用下支座對結構產生很大的水平推拉力，十一層G點支座向外拉力最大，為1300kN。為了避免在梁柱節(jié)點預埋件處局部混凝土產生過大的集中應力，在預埋件上鉆直徑20mm的孔，采用無粘結應力筋對預埋件進行錨固,把支座拉力傳向遠端框架結構。無粘結預應力筋與原結構預應力筋不相干，基本走梁中直線，張拉控制應力為0.6fptk。
c)二十層屋面設置了冷卻塔、擦窗機以及沿周邊7m高的廣告牌。所以本樓層荷載復雜，特別是廣告牌支座在風荷載作用下，每個支座最不利彎矩為250kN·m，支座兩個支點間距為800mm則支點上下反復集中力約為300KN。支座間距為28m，對于16.8m跨大梁就有5個點落在梁中位置，荷載值很大。
針對以上所述的設計重點難點，預應力設計緊密與建筑、鋼結構、設備等專業(yè)配合，均采取了相應有效合理的設計措施。
4.2預應力計算標準
材料強度等級:混凝土C40，局部采用杜拉纖維C60混凝土;有粘結和無粘結預應力筋為1860高強低松弛鋼絞線，張拉控制應力均為0.75fptk。
本工程采用SATWE以及PREC程序進行抗裂驗算以及配筋計算。根據(jù)規(guī)范要求:結構設計應滿足正常使用極限狀態(tài)、承載能力極限狀態(tài)以及耐久性的要求。針對結構多樣復雜性。對不同情況的構件采取不同的控制標準（見表1）。
所有預應力梁普通鋼筋基本采用對稱配筋，其受壓區(qū)高度均小于0.35h0，縱向受拉鋼筋折算配筋率均不大于3％，符合規(guī)范要求。所有梁均進行兩層托一層的施工工況以及樓面自重下一次張拉反拱工況的驗算，均未開裂。
5構造設計
5.1后澆帶設置
如圖1所示，三道后澆帶把結構分成長度均為36m左右的四個區(qū)段，有效解決了側向剛度很大的剪力筒約束混凝土樓板自由收縮的問題?；炷恋氖湛s隨時間而增長，初期發(fā)展較快，兩周可完成全部收縮的1/4，一個月約可完成1/2，三個月完成60％～80％。在后澆帶澆筑之前，超長板可視為一種能接近于自由變形的構件，后澆帶選擇兩個月后而且氣溫低于主體結構澆灌時氣溫澆灌，考慮豎向結構（柱和墻）的約束影響，可認為此時收縮變形已完成50％。穿越后澆帶的鎖縫預應力筋在后澆帶混凝土達到100％強度時即可張拉。為增強后澆帶的抗裂性能，采用比原強度等級高一個等級的膨脹混凝土澆灌。
預應力對于E～F軸段結構從第三層就到17軸為止，則該區(qū)段15～16軸之間的后澆帶的作用不是很明顯。為加快施工進度，從第六層開始把該后澆帶取消，預應力筋最長55.4m。同時在16軸與剪力墻之間預留臨時施工后澆帶，以實現(xiàn)兩端張拉和避免拉裂混凝土。同理在C、E軸邊板設置200mm寬的臨時后澆帶，以防止4～6軸間的橫向次梁預應力張拉時把內部結構拉裂。
5.2錨具設計
由于荷載和結構形式復雜，預應力梁內的預應力數(shù)量種類很多，根據(jù)各種組合采用了單孔、4孔、6孔、9孔和12孔等多種型號的錨具。固定端采用了擠壓式錨具。因此本工程預應力錨具及相關配筋種類較多。
5.3張拉槽、后澆帶構造設計
由于后澆帶或梁面張拉槽處需要采用變角張拉技術，而要實現(xiàn)變角張拉的操作，梁面普通鋼筋以及箍筋必須有足夠的間隔。如設計不作預先充分的考慮，必將帶來如截筋而無法補強等施工問題，最終影響工程質量。所以設計時應對構造復雜的地方進行特殊處理，以保證施工質量。
在梁后澆帶處或梁面張拉槽處，先按張拉變角塊所需的空間以及盡量少斷鋼筋的原則排好普通鋼筋，對割斷鋼筋采取增加相應搭接筋進行補強。后澆帶及梁面張拉槽處張拉端的詳細構造設計（見圖2和圖3）。
5.4張拉順序設計
根據(jù)本工程的結構設計特點，張拉各個區(qū)域分開進行，先張拉次梁，后張拉主梁。這主要由于先張拉主梁（特別是與次梁垂直的主梁），有可能會由于主梁反拱抬起未張拉的次梁，而導致后者的開裂。預應力筋張拉順序如下：
a）先沿著一個方向張拉縱向次梁，再返回張拉縱向主梁；
b）沿一個方向張拉橫向主、次梁；
c）橫向主梁由于中間16.4m跨所配的預應力筋比兩邊兩短跨多，必須先張拉貫通全50.4m梁的預應力筋，在兩邊短跨梁內建立起預壓力，再張拉中間其余預應力筋。否則必定把兩邊短跨梁拉裂。
6結語
經各方共同努力，本工程施工進展順利，經觀察沒有發(fā)現(xiàn)結構裂縫，質量優(yōu)良。工程實踐表明：
6.1采用預應力技術和合理布置后澆帶是解決超常結構混凝土開裂的有效途徑。
6.2在高層中，施加預應力能起承受主要豎向荷載而降低構件尺寸的作用。所以在保持總高度不變的情況下，采用預應力方案可以增加建筑物層數(shù)，從而取得顯著的經濟效益。
6.3預應力結構配筋計算應根據(jù)實際情況而定，對同一幢建筑中的不同構件，同一個構件的不同工況都應采取相應不同的設計標準。
6.4預應力結構設計應全面、深入考慮合理的構造設計和恰當?shù)氖┕し椒?、順序，這有利于指導施工各方配合，保證施工進度和工程質量。
參考文獻：
[1]混凝土結構設計規(guī)范.GB50010-2002.
[2]美國混凝土協(xié)會規(guī)范.AC1318.
[3]陶學康.后張預應力混凝土設計手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社.
一：荷載的計算。荷載包括外部荷載（例如，風荷載，雪荷載，施工荷載，地下水的荷載，地震荷載，人防荷載等等）和內部荷載（例如，結構的自重荷載，使用荷載，裝修荷載等等）上述荷載的計算要根據(jù)荷載規(guī)范的要求和規(guī)定采用不同的組合值系數(shù)和準永久值系數(shù)等來進行不同工況下的組合計算。
二：構件的試算。根據(jù)計算出的荷載值，構造措施要求，使用要求及各種計算手冊上推薦的試算方法來初步確定構件的截面。
三：內力的計算，根據(jù)確定的構件截面和荷載值來進行內力的計算，包括彎矩，剪力，扭矩，軸心壓力及拉力等等。
四：構件的計算。根據(jù)計算出的結構內力及規(guī)范對構件的要求和限制（比如，軸壓比，剪跨比，跨高比，裂縫和撓度等等）來復核結構試算的構件是否符合規(guī)范規(guī)定和要求。如不滿足要求則要調整構件的截面或布置直到滿足要求為止。
施工圖設計階段的內容為：根據(jù)上述計算結果，來最終確定構件布置和構件配筋以及根據(jù)規(guī)范的要求來確定結構構件的構造措施。
3.各設計階段的基本方法：根據(jù)方案階段的主要內容，其基本方法就是根據(jù)各種結構形式的適用范圍和特點來確定結構應該使用的最佳結構形式，這要看規(guī)范中對于各種結構形式的界定和工程的具體情況而定，關鍵是清楚各種結構形式的極限適用范圍。還要考慮合理性和經濟性。
在結構計算階段，就是根據(jù)方案階段確定的結構形式和體系，依據(jù)規(guī)范上規(guī)定的具體的計算方法來進行詳細的結構計算，規(guī)范上的方法有多種，關鍵是結合工程的實際情況來選擇合適的計算方法，以樓板為例，就有彈性計算法，塑性計算法及彈塑性計算法。所以選擇符合工程實際的計算方法是合理的結構設計的前提，是十分重要的。
在施工圖設計階段，就是根據(jù)結構計算的結果來用結構語言表達在圖紙上。首先表達的東西要符合結構計算的要求，同時還要符合規(guī)范中的構造要求，最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結構設計人員對規(guī)范要很好的理解和把握。另外還要對施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設計出的結構，才會是合理的結構。
4.規(guī)范、手冊及標準圖集在具體工作中的應用：結構設計的準則和依據(jù)就是各種規(guī)范和標準圖集。在進行不同結構型式的設計時必須要緊扣不同的規(guī)范，但這些規(guī)范又都是相互聯(lián)系密不可分的。在不同的工程中往往會使用多種規(guī)范，在一個工程確定了結構形式后，首先要根據(jù)《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》來確定建筑的可靠度和重要性；然后再根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，《建筑抗震設防分類標準》《建筑抗震設計規(guī)范》確定建筑在抗震設防方面的規(guī)定和要求，在荷載的取值時要按照《建筑結構荷載規(guī)范》來確定，這是建筑總體需要運用的規(guī)范。在工程的具體設計方面，涉及到砌體部分的要遵循《砌體結構設計規(guī)范》的規(guī)定；涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土結構設計規(guī)范》的規(guī)定；涉及到鋼筋部分的要遵循《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》和《鋼筋機械連接通用技術規(guī)程》的規(guī)定；在基礎部分的設計時需要遵循的是《建筑地基基礎設計規(guī)范》的規(guī)定。最后在結構繪圖時則要符合《建筑結構制圖標準》的要求。
在各種結構設計手冊中，給出了該結構形式設計的原理，方法，一般規(guī)定和計算的算例以及用來直接選用的各種表格。這對于深刻理解和具體設計各種結構形式具有良好的指導作用。我們推薦最好能參照設計手冊來手算典型的結構形式。
標準圖集是依據(jù)規(guī)范來制定的國家和省市地方統(tǒng)一的設計標準和施工做法構造。不同的結構形式有不同的標準圖集。設計中常用的有，結構繪圖時采用：平法制圖（03G101-1），砌體中的鋼筋混凝土過梁采用：過梁（L03G303），磚混結構抗震構造詳圖采用：L03G313，鋼筋混凝土結構抗震構造詳圖采用：L03G323，地溝及蓋板采用：02J331.需要說明的是，在選用標準圖集時一定要根據(jù)具體工程的實際情況來酌情選用，必要時應說明選用的頁號和圖集號，不可盲目采用。
總之，結構設計是個系統(tǒng)的，全面的工作。需要扎實的理論知識功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴肅認真負責的工作態(tài)度。千里之行始于足下，設計人員要從一個個基本的構件算起，做到知其所以然，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，并密切配合其它專業(yè)來進行設計。在工作中應事無巨細，應善于反思和總結工作中的經驗和教訓。
在結構計算階段，就是根據(jù)方案階段確定的結構形式和體系，依據(jù)規(guī)范上規(guī)定的具體的計算方法來進行詳細的結構計算，規(guī)范上的方法有多種，關鍵是結合工程的實際情況來選擇合適的計算方法，以樓板為例，就有彈性計算法，塑性計算法及彈塑性計算法。所以選擇符合工程實際的計算方法是合理的結構設計的前提，是十分重要的。
在施工圖設計階段，就是根據(jù)結構計算的結果來用結構語言表達在圖紙上。首先表達的東西要符合結構計算的要求，同時還要符合規(guī)范中的構造要求，最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結構設計人員對規(guī)范要很好的理解和把握。另外還要對施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設計出的結構，才會是合理的結構。
4.規(guī)范、手冊及標準圖集在具體工作中的應用：結構設計的準則和依據(jù)就是各種規(guī)范和標準圖集。在進行不同結構型式的設計時必須要緊扣不同的規(guī)范，但這些規(guī)范又都是相互聯(lián)系密不可分的。在不同的工程中往往會使用多種規(guī)范，在一個工程確定了結構形式后，首先要根據(jù)《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》來確定建筑的可靠度和重要性；然后再根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，《建筑抗震設防分類標準》《建筑抗震設計規(guī)范》確定建筑在抗震設防方面的規(guī)定和要求，在荷載的取值時要按照《建筑結構荷載規(guī)范》來確定，這是建筑總體需要運用的規(guī)范。在工程的具體設計方面，涉及到砌體部分的要遵循《砌體結構設計規(guī)范》的規(guī)定；涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土結構設計規(guī)范》的規(guī)定；涉及到鋼筋部分的要遵循《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》和《鋼筋機械連接通用技術規(guī)程》的規(guī)定；在基礎部分的設計時需要遵循的是《建筑地基基礎設計規(guī)范》的規(guī)定。最后在結構繪圖時則要符合《建筑結構制圖標準》的要求。
在各種結構設計手冊中，給出了該結構形式設計的原理，方法，一般規(guī)定和計算的算例以及用來直接選用的各種表格。這對于深刻理解和具體設計各種結構形式具有良好的指導作用。我們推薦最好能參照設計手冊來手算典型的結構形式。
(1)能源站的主要熱力設備是內燃機、溴化鋰余熱機、直燃機。通過散熱設備完成冷卻系統(tǒng)的循環(huán)。散熱設備需要布置于室外，而室外地坪主要用于綠化，因此散熱設備只能放置于相鄰的樓宇C、D座屋面。C、D座高約50米，冷卻水管從地下負三層側墻穿出，通過C、D座豎井直通屋面小間，管路出小間后分配到各個散熱設備。管道豎井為框架結構，管道支撐點通過H型鋼梁簡支在豎井框架梁上，豎井總高約65m，管道支撐點分別設在0、5、9.2、13.2、17.2、21.2、25.2、29.2、33.2、37.2、41.2、45.2m等地方，單根鋼梁最大總荷載為36t。通過計算H型鋼梁的強度和穩(wěn)定，截面定為HM550X300。(2)冷卻水管出了屋面小間，通過屋面管架輸送到各個散熱設備。管架之間的距離是由管道的最小支撐點距離所決定的。管架選用門型支架，管道支撐點直接設在支架梁上。門架兩柱基礎相連做成一個整體性、剛度較好的整體條形基礎，在柱頂用通長鋼梁連接，加強了管架上部結構的整體剛度。型鋼選用軋制H型鋼，因為軋制H型鋼質量向翼緣分布，在同等用鋼量的情況下，比工字鋼具有更大的抗彎模量。(3)管架宜采用1-2層的低層支架，主要原因為：①散熱設備回水靠重力自流，管路標高直接決定散熱設備的基礎設計高度，過高的管架會造成散熱設備的基礎加高，不僅增加基礎土建工程量，且加大了屋面荷載，勢必造成結構設計的浪費。②相同數(shù)量、相同管徑的管路，低層管架相對高層管架，受風荷載與地震荷載的影響小，按2層布置管架，與按5層布置管架傳到屋面板最大荷載對比如表1所示。
2屋面設備基礎
屋面散熱設備及管道總荷載達到約650t，屋面梁采用井字梁結構，梁間距3m，屋面板厚為200mm。考慮冷塔等散熱設備屬于帶轉動振動設備，為提高樓頂住戶的舒適度，設計時增加了散熱設備基礎的剛度和配重，采用條形基礎，若設備設計安裝標高大于條基高度，采用鋼筋混凝土短柱支撐設備地腳。
3結語
1．1支撐方式和支撐點選擇
由于相機采用全反射光學系統(tǒng)，反射鏡的背部不參與光束傳輸，因此，常采用剛度較高的背部支撐方式。
1．2柔性支撐結構設計
在主鏡支撐結構上減弱了個別方向上的剛度，引入了一定的柔性，以此來抵消反射鏡由于溫度變化產生的熱應力和微小變形。柔性鉸鏈被廣泛應用于支撐結構的柔性設計領域，其具有無機械摩擦、結構簡單、釋放自由度和靈敏度高等特點。柔性鉸鏈通過在某一方向上切開一個柔性槽，以降低該方向上的剛度，體現(xiàn)其柔性，使其能夠產生微小變形，釋放熱應力，只存在一個柔性槽的柔性鉸鏈被稱為單向柔性鉸鏈，而在一般情況下，往往將多個柔性槽成組使用，即可實現(xiàn)在多方向上的柔性，達到釋放多個自由度的目的，將其稱之為多層柔性鉸鏈。由于主鏡采用背部3點支撐方式，在反射鏡長度方向上對稱分布支撐點位置，基于半運動學安裝定位原理，每個柔性支撐結構需要約束兩個方向的自由度，因此，采用3層組合式柔性鉸鏈，釋放4個方向的自由度，參考Bipod雙腳架設計原理，設計柔性支撐結構，其分為兩個部分，上部分與反射鏡支撐孔粘接，下部分與支撐背板連接，上下兩部分通過螺釘連接。3個柔性鉸鏈對心安裝，便可以恰好約束鏡體6個方向的自由度，又不會因為過定位產生裝配應力。支撐背板的作用是固定連接3個柔性支撐結構，將反射鏡固定安裝在框架指定位置，因此采用高強度的加強筋與薄壁組合的結構形式，組成多個結構封閉的四邊形單元，以達到支撐背板高剛度的的要求。對比材料各項性能指標，綜合考慮力學性能、熱性能、對空間環(huán)境的適應性以及加工工藝性等因素，選用線脹系數(shù)經過特殊匹配的Invar作為反射鏡柔性支撐結構的材料，采用比剛度高、導熱性好、線脹系數(shù)低的高體份SiC/Al復合材料作為支撐背板的材料。
2鏡體輕量化設計
在反射鏡背部，布置一系列形狀規(guī)則的三角形輕量化孔，具有輕量化率較高、剛度好、“網(wǎng)格效應”低、加工制造工藝成熟等優(yōu)點。為確定主鏡鏡體最優(yōu)的結構尺寸，在反射鏡剛度最大和質量最小之間取得最佳平衡，需要對鏡體進行優(yōu)化設計。首先建立反射鏡的有限元模型，分析其在1g重力作用下的變形，并提取鏡面最大變形結果，生成優(yōu)化過程中所需要的分析文件，然后，選擇優(yōu)化處理器，確定目標函數(shù)為反射鏡質量最小，狀態(tài)變量為1g重力作用下的鏡面最大變形結果，設計變量為反射鏡結構尺寸參量，選擇背部3點支撐約束，指定優(yōu)化方法及循環(huán)控制方式，便可以進行優(yōu)化分析。但是，在主鏡結構優(yōu)化設計過程中，影響反射鏡鏡體質量和剛度的結構參量有很多，若都進行優(yōu)化設計，會使設計變量增多，迭代次數(shù)增加，運算效率降低，甚至導致無法收斂。由于各結構尺寸的影響程度各不相同，可以首先分析各參量對鏡體質量和1g重力條件下鏡面最大變形量的影響。因此，在進行結構優(yōu)化分析之前，先確定影響較小的結構尺寸參量，降低計算規(guī)模，再對影響較大的結構尺寸參量進行多變量優(yōu)化。
3反射鏡組件有限元分析
對經過分析和優(yōu)化設計后的主鏡組件進行有限元分析，在建立結構的有限元模型時，以六面體Hex6單元為主，以提高分析精度和效率。利用有限元分析軟件，分析得到主鏡組件在重力和溫度影響下的變化結果，F(xiàn)ig.8Thefirst-orderfrequencyofprimarymirror由分析結果可以看出，主鏡組件在重力和溫度變化作用下，表征面形變化的PV值和均方根(rootmeansquare，RMS)值，以及表征位置變化的位移值和轉角值均能滿足設計要求，1階頻率為80．03Hz，滿足衛(wèi)星對載荷特征頻率大于60Hz的要求，因此，主鏡組件結構具有較好的力學適應性、溫度適應性和動態(tài)剛度。
4力學振動試驗
為了驗證上述有限元分析結果的正確性，以及對實際加工裝配后的主鏡組件結構的穩(wěn)定性有一個客觀評價，對主鏡進行了1g正弦掃頻試驗，測試結構的實Fig.9Vibrationtestofprimarymirror際模態(tài)，如圖9所示。振動響應曲線如圖10所示，縱坐標表示對測點加速度響應值Ma求以10為底的對數(shù)。從響應曲線可以看出，主鏡組件的實際1階頻率為73．06Hz，動態(tài)剛度較高，且與有限元分析誤差不到10%，說明了有限元分析結果精度較高。Fig.10Responsecurveof1gsinusoidalvibration
5結論
1.1鋼結構住宅的定義
鋼結構建筑體系的主體結構體現(xiàn)在一般分為鋼框架結構體系、鋼框架核心筒結構體系、鋼框架-支撐結構體系、鋼框架-剪力墻結構體系、交錯桁架結構體系和輕鋼結構住宅體系。
1.2鋼結構住宅的主要特點
一般情況下，在梁高相同的條件下，鋼結構的開間要比混凝土結構的開間大50%左右，所以鋼結構體系的建筑布置可以更加靈活，為住宅空間的搭配提供了很大的自由度。這種大自由度與高建材強度的結合基本就是鋼結構住宅的最大優(yōu)勢。通過該比較可以看出，雖然鋼結構在具體應用中造價成本較高，但是造價比和建筑重量等因素都遠遠超出單純的混凝土結構。在經過詳細的論證之后，鋼結構的應用被通過，以下是該小區(qū)的鋼結構住宅的最終設計方案。
1.3鋼結構住宅在河北省具體可行性
目前，河北省的建筑行業(yè)發(fā)展還比較粗放，要達到節(jié)能減排、保護環(huán)境的要求，就必須進行住宅的統(tǒng)一產業(yè)化，鋼結構住宅所需鋼材一般都是產業(yè)化生產，符合建筑業(yè)產業(yè)集群和保護環(huán)境節(jié)能減排的要求，能成為住宅產業(yè)化發(fā)展的有力推動技術。鋼結構住宅的另一個優(yōu)勢是施工工期較短和施工所需人員少，有效地節(jié)約了勞動成本和勞動力，為經濟發(fā)展轉型做出了較大貢獻。
2鋼結構住宅設計中遇到的具體問題以及解決策略
2.1鋼結構住宅的設計規(guī)范
根據(jù)2001年原國家建設部印發(fā)的《鋼結構住宅產業(yè)化技術導則》，鋼結構住宅在初期設計的過程中，應該遵守以下規(guī)范。1）總體設計方面：鋼結構住宅建筑應該滿足標準化、定型化、多樣化和通用化的原則，在鋼結構住宅的各部分設計中應該嚴格做到模數(shù)協(xié)調，在總體設計方面追求鋼結構建筑的建筑、結構、水電暖氣綜合設計的原則。2）平面設計方面：應該充分體現(xiàn)鋼結構設計的系列化原則，充分適應鋼結構構件的標準化設計和標準化應用，要做到標準化與多樣化組合的結合，實現(xiàn)多樣模塊化以應對多種建筑情況，考慮梁、柱、樓板等實際情況進行鋼結構設計中的模塊化設計，充分適應鋼結構住宅個性化、多樣化和可操作性的需要。3）豎向設計方面：樓板構造的選型應該充分考慮到受力、隔音和管線布置等要素來合理確定層高，在管線鋪設方面應該盡量使用空閑的空間來集中鋪設管線，易于管線的維修管理等。4）圍護結構方面：圍護結構應該對抗震性能和連結性有較高的要求，圍護結構的墻體應該采用輕質且高強的墻體，確保隔熱、保溫、隔音、防水、防火和防裂等各方面的綜合性能，對墻面涂料也要有較高的要求。
2.2鋼結構節(jié)點的設計
一般情況下，鉸接點的形式較為簡易，施工也較為方便，但是它會使梁跨中彎矩加大，從而增加建筑的鋼材用量，剛性節(jié)點形式復雜，但是對鋼材的利用有所節(jié)約，與之相比，半剛性節(jié)點由于其復雜的受力特性，應用較為罕見。根據(jù)實際情況調查，在選用鋼結構進行住宅建筑的企業(yè)中，半剛性節(jié)點的應用率僅為10%，說明它的技術還需要進一步提升。
2.3鋼結構建筑墻體材料的選用
鋼結構的特點是輕便、靈活，所以在墻體材料的選擇方面，要符合其特點，不適合采用黏土磚等質量較大的材料，而應該采用空心混凝土砌塊、加氣混凝土和壓型鋼板與輕質保溫材料組成的符合墻體或者CS板、OSB板等。這些輕質材料的防水和放滲透能力都比較好，保溫效果也很好，施工較為簡便，作為建筑墻體的強度也足夠。在墻體設計的過程中，要注重對連接件的詳細參數(shù)有所規(guī)定，以減少施工的復雜程度，從另一個方面來說，詳細的參數(shù)也有利于提高設計的精確性。
2.4鋼結構建筑中的廚衛(wèi)設計
廚衛(wèi)設計在鋼結構設計中占有很重要的地位，其重要的原因是因為廚衛(wèi)設計比較考研鋼結構設計的鋼材防腐蝕和防水能力，鋼結構住宅設計中，結構防水比較實用，框架結構體系要把衛(wèi)生間和廚房放到核心筒內，其他的結構體系則需要根據(jù)工程的實際情況來決定。
2.5鋼材的防火問題
鋼結構雖然有著各種優(yōu)點，但作為一種常見的金屬，它必須要考慮防火、防水和防腐蝕的問題，鋼材的耐腐蝕性、耐熱性都比較差，一旦被熱源、腐蝕源或者水源靠近太長時間，就極易產生問題，對鋼材的承載能力產生一定的損傷。以一般的建筑用鋼材（Q235或a345）為例，在全負荷的狀態(tài)下，失去靜態(tài)平衡穩(wěn)定性的溫度極值大約500℃，在300℃以上時就會產生一定危險，如果在發(fā)生火災的情況下，火場溫度大約800℃以上，鋼材結構遠遠達不到防火要求。鋼材防火措施中較為常用的是防火涂料或者在外面包裹混凝土等，而事實上這就喪失了鋼結構本身的優(yōu)勢。合適的鋼結構住宅的防火措施可以分為主動防火措施和被動防火措施，主動防火措施一般有防火探測和警報系統(tǒng)、消防噴淋系統(tǒng)（氣體、液體、泡沫滅火）、防火隔離區(qū)等，而被動防火措施則主要利用各種技術對鋼材的防火性能進行強化，一般情況下有以下幾種形式：使用外包保護層對鋼材進行保護使其耐火性增加的外包法，外包法一般有實體外包（如混凝土外包）或者板材外包（如防火石膏板外包）等；利用膨脹材料使鋼材在受熱時材料產生膨脹，以形成一層耐火保護層；將鋼材設計成空心注水也是防火的良好方法，可是這種方法的造價和技術要求都比較高，不適合廣泛應用；或者把鋼結構屏蔽在耐火材料建造成的墻體中，但是這會導致建筑的有效使用面積有所減少。
2.6鋼材的防腐蝕和防水問題
鋼材防腐蝕和防水的問題重點都在于在某種環(huán)境下保護鋼材不受極端環(huán)境的影響，從而產生惡劣的形狀變化，所以兩者之間有一定互相參考的元素。鋼材本身在酸性或者化學氣霧的情況下容易受到腐蝕，從而影響建筑的質量安全，在成本允許的情況下可以采取特殊耐候鋼，但更多的情況下，還是要采取一定措施來降低建筑成本。
3結語
