上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及步驟:1.根據(jù)建筑設(shè)計(jì)來(lái)確定結(jié)構(gòu)體系、確定結(jié)構(gòu)主要材料;2.結(jié)構(gòu)平面布置;3.初步選用材料類型、強(qiáng)度等級(jí)等,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步確定構(gòu)件的截面尺寸;4.結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算及各種荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析;5.荷載效應(yīng)組合;6.構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)。此外還包括某些必要構(gòu)造措施。需要依據(jù)結(jié)構(gòu)專業(yè)相關(guān)規(guī)范、圖集等。
柱設(shè)計(jì):
1)混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范10.3.1條1款:縱筋配筋率不宜大于5﹪,10.3.2條4款:縱筋配筋率大于3﹪時(shí)對(duì)箍筋直徑、間距、彎鉤有要求,也可焊成封閉環(huán)式(與89規(guī)范規(guī)定必須焊成封閉環(huán)式不同了),11.1.13條:抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于5﹪;高規(guī)6.4.4條3款:不宜大于5﹪、不應(yīng)大于6﹪,抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于5﹪,6.4.9條4款同混凝土規(guī)范10.3.2條4款,但未要求箍筋可焊成封閉環(huán)式。
2)縱筋凈間距應(yīng)≥50mm(混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范10.3.1條3款),抗震設(shè)計(jì)時(shí),截面尺寸大于400mm的柱,縱筋間距不宜大于200mm.
3)一個(gè)截面宜一種直徑,宜對(duì)稱配筋,方便施工,自己設(shè)計(jì)也簡(jiǎn)單;鋼筋直徑不宜上大下小。有個(gè)2層的小工程,共16根柱子,KZ1~16,1、2層配筋還有不同,共有32種截面,何苦呢?
4)強(qiáng)柱弱梁,縱筋不要太小,除一、二層框架可用φ16、φ18外,用φ20以上。
5)箍筋肢距:一級(jí)抗震等級(jí)不宜大于200mm及20d(d為箍筋直徑)的較大值,二、三級(jí)抗震等級(jí)不宜大于250mm(89規(guī)范三級(jí)300mm)及20d的較大值,四級(jí)抗震等級(jí)不宜大于300mm.何為“箍筋肢距”規(guī)范無(wú)定義,一般設(shè)計(jì)人員都認(rèn)為是兩根箍筋在水平方向之間的距離。箍筋肢距也不要太小,如600×600柱用6肢箍、500×500柱用5肢箍、400×400柱用4肢箍太密,無(wú)必要,也影響混凝土澆注,可對(duì)主筋隔一拉一,節(jié)約鋼筋。
6)配箍率:新規(guī)范比89規(guī)范大,與柱軸壓比、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、箍筋抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度有關(guān)。 7)用平法表示,不要用列表法,03G101-1圖集的列表法也不直觀。
一個(gè)零件、部件或產(chǎn)品,為要實(shí)現(xiàn)某種技術(shù)功能,往往可以采用不同的構(gòu)形方案,而目這項(xiàng)工作又大都是憑著設(shè)計(jì)者的“直覺(jué)”進(jìn)行的,所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有靈活多變和工作結(jié)果多樣性等特點(diǎn)。
對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品來(lái)說(shuō),往往從不同的角度提出許多要求或限制條件,而這些要求或限制條件常常是彼此對(duì)立的。例如:高性能與低成本的要求,結(jié)構(gòu)緊湊與避免干涉或足夠調(diào)整空間的要求,在接觸式密封中既要密封可靠又要運(yùn)動(dòng)阻力小的要求,以及零件既要加工簡(jiǎn)單又要裝配方便的要求等等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須面對(duì)這些要求與限制條件,并需根據(jù)各種要求與限制條件的重要程度去尋求某種“折衷”,求得對(duì)立中的統(tǒng)一。
產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是有規(guī)律可循的,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南是由多代機(jī)械工程師通過(guò)真實(shí)的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)總結(jié)而得,具有非常高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)價(jià)值。牛頓說(shuō)過(guò):如果說(shuō)我比別人看得更遠(yuǎn)些,那是因?yàn)槲艺驹诹司奕说募缟?。一個(gè)成功的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)離不開對(duì)設(shè)計(jì)指南的遵循,機(jī)械工程師掌握了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南,就相當(dāng)于牛頓站在了巨人的肩上。