结构设计毕业论文18篇-杂志之家

结构设计毕业论文:结构设计问题论文

【摘要】本文简要的阐述了结构设计中常见的问题,并提出了一些可供参考的处理建议,和大家一起探讨。

【关键词】结构设计问题分析

引言

建筑工程质量直接关系到人民生命和财产的安全,而施工图的设计质量又是整个工程质量的基础,一份高质量的施工图是工程建设质量保障的前提。但是目前施工图纸的质量远没有人们所想象的那么和完善。通过在多项建筑结构设计施工图的设计及审查中发现,结构设计中存在比较常见的问题有:超长结构与基础设计、板面设置温度应力筋及梁筏基础板筋位置等问题。

1有关超长结构与基础设计

混凝土结构设计规范第91111条中规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝较大间距为55m,而71112条则规定当采取后浇带分段施工,专门的预加应力措施或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施且有充分依据的,伸缩缝间距可适当增大。这两条使我们在实际设计过程中较难把握。工程实例中超过55m就设置伸缩缝,这显然是很难保障的,但采取后浇带分段施工后究竟应控制房屋长度多少而不至于产生裂缝等不良现象呢?笔者认为这取决于各地区的温差及混凝土不同的收缩应力。按本人在广东省地区所做的工程实例经验,多层房屋长度超过55m但在75m以内时,采取设置施工后浇带及相应的构造加强措施后,不设置伸缩缝是可行的,这在许多工程竣工使用多年后也已得到证实,多个工程(比如有40m×72m的四层厂房,10m×72m的九层教学楼,2m×65m的九层宿舍,还有长达近100m的三层商业建筑等)均未产生严重的裂缝。但在结构设计中必须对梁柱配筋进行概念上的调整。首先是长向板钢筋应双层设置,并适当加强后浇带处的梁板配筋;而两端梁柱,特别是边跨的柱配筋必须加强,以抵抗温度应力带来的推力;另外,超长结构在角部容易产生扭转效应,我们在设计中也必须对角部结构进行加强。当框架结构超过75m时,笔者认为必须采取特殊的措施才能不设置伸缩缝,譬如说采用预加应力,掺入抗裂外加剂等等,而且作为超过75m的结构,必须对温度及收缩裂缝采取定量的分析,并相应施加预应力,这在许多工程实例中应用的效果也是众目共睹的。如果对超长结构,不能有效的分析清楚受力情况,本人建议还是应按规范要求设置伸缩缝,毕竟建筑上缝只要处理得当还是不影响观瞻的。目前的短肢剪力墙体系小高层由于考虑埋置深度的要求,一般均设置地下室。基础则采用桩筏基础。如何对桩进行合理选型,将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。

2防止由于地基沉降或不均匀沉降引起的构件开裂或破坏

预防或减少不均匀沉降的危害，可以从建筑措施、结构措施、地基和基础措施方面加以控制。诸如：避免采用建筑平面形状复杂、阴角多的平面布置；避免立面体形变化过大；将体形复杂、荷载和高低差异大的建筑物分成若干个单元；加强上部结构和基础的刚度；同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中等一系列措施。应该引起重视的是：对高层建筑来说，由于需要一定的埋置深度，从经济的角度考虑，基础一般采用桩箱或桩筏结合的形式，此时应保障箱体的整体刚度，群桩布置的形心应与上部结构重心相吻合。当土层有较大起伏时，应使用同一建筑结构下的桩端位于同一土层中，并应考虑可能产生的液化影响。

3从结构计算和构造上满足规范要求

3．1从结构计算角度，看结构计算应注意的问题：

避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符，基础底板上多算或少算土重。底框砌体结构验算时就应注意：底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响，通常对底层地震剪力乘以1．2—1．5的增大系数；底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替；双向板查表计算时，不能忽略材料泊松比的影响，否则，由于跨巾弯矩未进行调整，将使计算值偏小对电算结果的正确性进行正确评价。

3.2从构造角度看应注意的问题：

注意构件较大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震设计中既要保障建筑结构在地震发生时具有一定的延性，又必须满足最小配筋的要求。严格按照规范要求，保障钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度，材料选用也必须满足强度要求。为了防止屋面温度应力引起的墙体开裂，必须采取有效的通风散热措施。按抗震构造要求设置的构造柱，应在整个建筑物高度内上下对准贯通，上至女儿墙压顶，下伸人基础圈梁，或伸人室外地面以下500毫米，构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合规范要求。

4剪力墙设计

布置:剪力墙布置必须均匀合理,使整个建筑物的质心和刚心趋于重合,且X,Y两向的刚重比接近。在结构布置应避免一字形剪力墙,若出现则应布置成长墙(h/w>8)应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上,若无法避免,则剪力墙相应部位应设置暗柱,当梁高大于墙厚的215倍时,应计算暗柱配筋,转角处墙肢应尽可能长,因转角处应力容易集中,有条件两个方向均应布置成长墙;规范中对普通墙及短肢墙的界定是墙高厚比8倍以下为短墙,大于8倍则为普通墙,这就引起高厚比为719倍及811倍的两种墙的受力特性截然不同,而配筋亦大相径庭,这显得比较机械而不合理,因此笔者建议布置长墙时高厚比能大于9。超级秘书网

5结束语

以上几点是对设计中经常出现的几个问题的理解。在今后的设计过程中,设计者要把提高设计质量作为终身奋斗的目标,应以规范为依据,不断总结,因为安全才是人民利益的根本所在,使我们的设计更经济合理。

结构设计毕业论文:数据库结构设计的科研管理论文

1本校科研管理需求

在我院的科研管理过程中，科研处需要了解教师的每个项目．每个项目又包括项目名字、项目经费、项目人员、项目状态等;最特殊之处是本校项目经费编号必须和财务统一，只能按照财务软件默认给出的编号建立数据编号．这样才能核对项目经费、纵向经费等;项目所获得奖励(科技进步奖等)按照科研管理规定给予相应奖励;项目人员的信息和项目的每个内容都相关，这里需要指出的是任何单位都有相同名字的人员，所以每个人员的信息至少要包含一个区别码，可以是身份证，也可以是工作证代码等等．

2数据库结构设计

2．1数据库选择

由于科研管理的保密性，本校科研管理不对校外开放，基本不用考虑并行查询的系统需求，另外，鉴于本系统目标用户普遍应用Windows系统，所以项目采用了WindowsServers系统下的SQLServer，在跨平台操作时，可直接用SQL语言进行数据读写和查询等操作命令．用于数据库中的标准数据查询语言项目在开发过程中得到了验证．

2．2数据库结构设计

数据库的结构设计一定是在项目的最初完成的．构造数据库必须考虑所有需求规则．在关系数据库中，我们习惯称之为范式，参考关系数据库的多种范式，依据科研管理的需求分析，为扩大操作功能和减少冗余度选择了第三范式．科研工作者的信息是贯穿于整个数据库中的，必须单独建立的，同时为了避免多人同名可以采用身份证号码加以区别．其表内信息依据需要建立以下字段:包括年龄、性别、单位院系、职务职称、技术领域、个人信息(电话)等．每个表单都有一个和人员相关的字段，这个字段可以是工作证号，也可以是身份证号码．每个表单都可以单独进行，甚至可以在备份的同时也不影响录入．如果将来需要查询某科研人员的详细成果，只要每个库调用相同工作证号或身份证等就可以．科研经费是每年国家审计管理的重点，每笔经费一定要保障和项目编号对应．所以建立经费和经费分配两独立表单．两个单独表中经费都含有项目编号，这个项目编号和项目管理中的项目编号一致．由于项目管理表中有人员信息相连，所以只要通过调出科研经费相关联的项目编号后自动在逻辑层调用项目表和科研工作者库中信息，就可以得到的经费信息．而经费分配表中的人员必须符合人员库，这样就杜绝了非项目人员经费报销的可能性，大大降低了查找同一个人员参加的不同项目的经费结果的复杂度．成果管理模块通过建立专门的成果库，成果库可以包括论文、专著、专利、软件著作权等．在设计时同样建立一个单独的表，而成果中也有和经费模块一样的地方，也就是包含项目人员，这样将来查询某人员的时候，项目和成果可以一起得出．

2．3用户接口设计

根据科研管理需求分析，设计为多用户．及时种是数量最多的科研工作者的访问模块，每个科研人员可以利用互联网将在任何地点输入本人的科研信息和成果，这样可以将科研管理人员从大量录入科研工作者的项目成果、专利等繁琐工作中摆脱出来，同时也可以在保密许可范围内查询到自己参加过的所有项目、论文和成果;第二种是科研管理人员的入口(科研处人员)，科研管理人员必须通过授权才可以通过接口进入后台．在有记录的情况下，直接管理数据，包括输入到数据库、项目审核、项目修改(教师录入错误等)及删除等．这个入口可看到项目和经费，还可以审批经费等管理功能．超级管理员还可以对科研工作者授权，使之对本人输入数据的错误进行修正．一般来说，科研处的分工有多细，这个入口就有多细．比如项目管理科的人员就只能针对项目管理，项目经费管理科只能针对项目经费管理和项目状态管理等．这样，在管理上的细分导致多用户之间是严格不相关并且不能互相越权管理．

3数据库接口应用

本校科研管理平台用户功能在面板左侧以项目为例:分别为项目录入、项目修改、项目查询和项目分析．

3．1项目录入

该平台突破了传统的手工录入方法，避免了项目数量巨大，录入工期长等问题．最重要的是保障了非手工录入的正确率．创新方法为先在熟悉科研管理方法的基础上提出一个完善的项目资料存档要求，并对每个存档内容给予明确的指示，应包含一个科研项目的所有基本信息．其中项目类型中应包含附加属性，如是否双十项目等;项目状态应添加自动修改的功能，当项目合同时间已到却仍未结题者，项目应变更为延期．当所有功能都已确定完成后，直接由项目负责人提供符合后台数据库格式的excel表格，无论申报还是结题，都由各科研处统一通过审核将各个项目表格汇总，项目录入工作就是直接导入．这样大大避免了手工录入的人为错误．如果有临时的突然增加项目，让项目负责人填好相应表格，直接导入即可．

3．2前台的查询功能

前台应将任意条件如项目名称、项目负责人、工作单位和项目编号等检索，同时应考虑到将来的科研管理需求，如想查询所有结题项目或经费等于4万的项目等其他条件等，这样的检索可以让我们在左边的可选字段中自由搭配，以便于应对不同的科研管理需求．所以平台开发为检索条件自由组合。

3．3项目修改

设计了对应不同功能的不同账号，并分别给予不同权限，如普通院系老师给予查询功能，首先通过教师的身份证号或者工资卡号等登陆，教师一旦登陆就相当于默认为查询自己的所有项目．如果是科研处的管理科研工作者登陆，则可以修改和确认．为防止科研处管理科研工作者的人工误差，可以在确认上有两个账号，由领导审核后方可生效．

3．4数据导出

项目查询完毕后，可以导出的EXCEL表格应是前面检索条件下检索结果的表格，要求应包含所有的科研信息．由于现有的数据仓库技术发展，将导出的数据中与现有其他数据来源(如其他大学的科研数据分析图)对比，可根据对比数据修整本校科研发展的方向．

4结语

科研项目管理，不仅可以用于本校，也可应用于各个科研院所及高校研究机构进行科研项目管理;也可用以绩效考核等．通过该系统，科研处可对任意项目随时进行管理．由于所有的数据都在SQL数据库中，随时可以调取项目的状态，使科研管理者能够为项目服务，从而提升高校的科研能力及成果率．本数据库未来发展是以科研管理部门为科研人员服务为基础，推动科研人员的科研积极性为目标．既可以让项目负责人对项目可以随时管理，也便于科研处、财务处等宏观掌控所有项目的情况，建立科研处、财务处以及人事处等统一应用平台，可以及时有效地掌握近期的科研情况。

作者：李杨武莹单位：长春建筑学院科研处吉林建筑大学思想政治理论教研部

结构设计毕业论文:高层商业建筑结构设计论文

一基础设计

商业楼基础设计等级为甲级，采用桩加防水板基础。根据前期试桩检测报告结论，采用Φ700钻孔灌注桩，抗压兼抗拔桩。基础埋深12.1m，远大于建筑结构高度的1/18。经复核，风荷载及水平地震作用下基底均不出现零应力区，可满足高层建筑结构抗倾覆稳定要求。

二地下车库设计

地下车库采用框架剪力墙结构，局部增加的剪力墙，主要有两个作用:一是为了使得地下1层与地上1层的剪切刚度比大于2，满足正负零作为地上单体嵌固端的要求，二是为了更好地保障室内外高差处水平力的传递。商业楼室内及室外相关范围内，正负零零层采用梁板式结构，板厚180～250，双层双向配筋，且配筋率不小于0.25%。

三上部结构设计

(1)超限情况的判定

根据“住房和城乡建设部关于印发《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的通知(建质〔2010〕109号)”，对商业楼的超限情况判定如下:①商业楼结构高度29.2m，采用现浇钢筋混凝土框架结构，属于A级高度高层建筑，高度不超限。②商业楼3层以上竖向构件缩进大于25%，属尺寸突变(立面收进);③商业楼地上楼层存在多处楼板有效宽度小于50%，开洞面积大于30%的情况;④商业楼3层和4层之间质心相差达18m，大于相应边长的15%，同时，考虑偏心扭转位移比大于1.2，小于1.4。综合以上分析，商业楼属于超限高层建筑。

(2)上部结构计算分析

在小震作用下，全部结构处于弹性状态，构件承载力和变形应该满足规范的相关要求。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3－2010第5.1.12条的要求，本工程采用SATWE与PMSAP两种不同分析软件分别进行了整体内力及位移计算，两种软件的计算结果基本一致，结构体系满足承载力、稳定性和正常使用的要求。楼层较大位层间移角小于1/550，满足JGJ3－2010第3.7.3的要求;在刚性楼板假定下，虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，竖向构件的较大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值均小于1.4。根据建筑抗震设计规范GB50011－2010第5.1.2条，对不规则建筑应采用时程分析进行多遇地震下的补充计算。本工程所选的三条波为TH2TG035、TH4TG035、RH4TG035，每条时程曲线计算得到的结构底部剪力均大于CQC法的65%，三组时程曲线计算得到的底部剪力平均值大于CQC法计算得到的底部剪力的80%，故所选三条波满足规范要求。时程分析的结果表明，结构体系无明显薄弱层，时程分析法包络值较CQC法计算结果小，故结构的小震弹性设计由CQC法计算结果控制。根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3－2010第5.1.13条的要求，对商业楼采用弹塑性静力分析方法进行了补充计算。两个方向罕遇地震下性能点较大层间位移角均小于1/50，小于规范弹塑性位移角限值，因此宏观上商业楼所用结构体系能保障大震不倒的设计要求。在通过二阶段设计实现三个水准的基本设防目标以外，针对本工程的具体情况，提出了以下抗震性能化目标:①设防地震作用下，中庭连廊等薄弱处楼板内双层双向钢筋不屈服;②设防地震作用下，悬挑梁根部框架柱及大跨梁两端相连框架柱斜截面抗剪按弹性设计，正截面抗弯按不屈服设计;PMSAP楼板应力分析结果表明，中庭连廊根部、平面凹口阴角位置一般为应力集地区域，在多遇地震作用下，楼板主拉应力不大于混凝土抗拉强度标准值，楼板不会开裂，在设防地震作用下，应力集中位置楼板主拉应力略大于混凝土抗拉强度标准值，但适当加大楼板配筋，即可满足楼板内钢筋不屈服。在设防地震作用下，利用SATWE进行弹性设计和不屈服设计，分别校核悬挑梁根部框架柱及大跨梁两端相连框架柱的箍筋和纵筋，并与多遇地震计算结果一起进行包络设计。计算结果表明，配筋值均在合理范围，配筋切实可行。通过以上性能化设计措施，在对结构的经济性影响较小的情况下，提高了结构的抗震性能，增加了建筑的安全性。

(3)上部结构设计

针对偏心布置和扭转不规则，设计时，尽量使结构抗侧力构件在平面布置中对称均匀布置，避免刚度中心与质量中心之间存在过大的偏离;加强构件的刚度，增强结构的抗扭性能。计算时，考虑偶然偏心的影响，设计时适当加强受扭转影响较大部位构件的强度、延性及配筋构造。通过调整结构布置，将考虑偶然偏心下的较大位移比严格控制在1.4以下，及时扭转周期和及时平动周期比严格控制在0.9以下。针对立面收进带来的扭转不利影响而采取的抗震措施详第(1)条。构造上，对收进楼层(4层)加厚至140mm且双层双向加强配筋，配筋率不小于0.25%，但为减小大跨部分楼板自重，室内大跨度区域楼板厚120mm，屋面大跨度区域楼板厚130mm，收进部位上下层楼板(3层和5层)厚度不小于120mm，并双层双向加强配筋。根据《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3－2010》的相关规定，体型收进部位上、下各两层塔楼周边竖向结构构件的抗震等级提高一级，框架柱在此范围内箍筋全高加密，提高纵筋配筋率;收进部位以下两层结构周边竖向构件配筋加强。针对因开洞形成楼板不连续情况，整体计算时按实际开洞情况建模，并将以上楼层定义为弹性膜，以考虑楼板不连续对结构的影响;同时，构造加厚连廊等薄弱区域楼板至130mm厚，并双层双向配筋，配筋率不小于0.25%。

四结语

本文对某超限高层商业楼的结构设计进行了简要介绍，主要的设计要点可总结如下:(1)结合建筑功能和结构布置合理设缝，规避平面布置的不规则;(2)优化布置结构抗侧力构件，适当加强外圈构件的刚度，提高结构的抗扭性能;(3)采用两种软件进行多遇地震弹性分些，结构应满足相应的强度和刚度要求;(4)对结构进行多遇地震下的弹性时程分析，验证结构体系的合理性，并与振型分解反应谱法进行包络设计;(5)补充罕遇下的静力弹塑性分析，控制性能点层间位移角不大于规范要求;(6)根据工程的具体情况，提出合理的抗震性能化设计目标;(7)利用概念设计原理，结合规范要求，对薄弱部位进行构造加强。

作者：黄均亮单位：上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司

结构设计毕业论文:地下室结构设计建筑工程论文

一、地下室结构设计难点概述

在建筑工程地下室的设计工作开展之前，要对建筑物所处的地质环境及周边环境进行详细的考察，由于地下室建造层数逐渐增多，其在建筑位置处于地底深处，因此地下室所处的地质环境是地下室设计的及时手参考资料。设计团队要根据勘查得出的数据结果进行的研究分析，从而得出设计方案。此外，建筑工程地下室结构设计工作十分的复杂，需要结合很多的实际因素来综合考虑，通常需要考虑使用功能、防火防水、坑道、通风、采光等等要求，设计过程中也注意多学科知识的共同运用。

二、建筑工程地下室结构中的设计要点

1.地下室结构平面设计

在地下室的设计中通常会设计采光通风井，还要注意采光通风井的外壁要与顶板整体保障足够的距离，以免破坏地下室的稳定性。因整体建筑的建造需求，在地下室的施工建造过程中非常普遍的会出现超长现象，有时都会超过40米到60米，这样的加长的结构尺寸，当受到外界环境影响时易出现裂缝等影响强度的问题，因此在设计时要采取高效的防裂缝设计。可通过以下方法开展设计：安设伸缩后浇带，在地下室超长时，所安设的后浇带的尺寸要结合实际的钢筋拉普拉斯情况及操作空间进行合理设定；将微膨胀剂掺入混凝土中；分割地下结构等等。建筑工程地下室结构在进行最初的平面设计是，要考虑到建筑的人防要求，要结合其最终用途及使用要求做出合理的安全防水通道设计，并综合排风、通风及力求采光等相关专业条件进行科学的设计。

2.地下室外墙结构设计

地下室外墙结构的静止土压力系数是设计中重点考虑的因素，当静止土压力不具备试验条件时，就需要根据标准要求选取0.34～0.45的砂土和0.5～0.7的黏性土进行合理的操作。地下室外墙的配筋计算在实际设计中就要按照双向板的要求去计算带扶壁柱外墙的配筋，按地下室结构的整体电算去分析扶壁柱的配筋结果。此外还需要处理底板标高的变化，根据梁宽和梁内侧箍筋传递板的支座弯矩进行设计，在地面层的开洞位置设计外墙顶部的楼板支撑梁柱，并结合地下室外墙的实际情况以及车道底板的境况进行设计研究。地下室的外墙必须结合水、土的压力去验算外墙的抗裂系数，在设计中注意荷载、静止土压力系数，地进行室外墙的配筋计算和地下室的底板标高设计。

3.地下室保护层设计

对于地下室保护层和垫层厚度的设计中，必须保障相应的结构厚度保持有250mm，裂缝宽度则不能超过0.2mm，迎水面的钢筋保护层厚度保持在50mm。充分确保结构厚度以及迎水面钢筋保护层厚度大于规范限值，从而确保地下室保护层的质量

4.地下室抗渗抗浮设计

建筑地下室由于其所处的特殊位置，及施工季节的影响，可能存在雨水等因素，因此要对地下室考虑抗浮设计，特别是纯地下部分及裙房部位是抗渗抗浮工作的关键点。针对该问题通常可采取以下几种应用措施：（1）在不影响其它结构设计的前提下，应将基坑底的标高最较大限度的提高，达到抗浮效果，特别打出的是，在高层建筑的地下室基础底板应采用平板阀板或梁板筏板。(2)倡导应用无梁楼盖与宽扁梁。(3)强化抗渗抗浮设计的另一个有效办法是增大地下室自重。(4)设抗拔桩。

5.地下室的防水设计

在地下室的设计中防水设计也是其中一个较为重要的设计环节，在设计初期要进行实地考察，对建筑所处地区的气象环境进行调查，对降雨量等水量因素进行了解，后根据工程的实际性质来确定相应的防水等级有防水层层数，在防水材料的选择中也要选择质量高的、防水性能好的防水卷材，避免因防水材料失效而带来的防水失效问题。此外，还可采用自防水混凝土来增强防水性，设计足够的混凝土壁厚度，来完善地下室的防水设计。同时由于现在的很多住宅区楼宇的地下室多用作用停车场，因此在防水设计时还要注意地下室车道中积水的排放设计，注重承台及积水抗等的节点设计等等。

6.地下室基坑支护结构设计

地下室基坑支护结构设计必须满足强度和变形问题的要求，根据不同的实际情况，采取相应的围护措施确保基坑支护结构的施工现场能够实现安全经济省时的设计目的。在内支撑的设置中必须确保整个支护结构的合理性，满足设计内力要求，方便于对基坑支护结构和附近建筑的实时监测，实现信息化施工目的，从而保障施工质量和施工安全。

7.地下室的抗震设计

通常在建筑物的设计中，要将搞震设计做为设计的关键点之一，而地下室抗震性能的好坏直接影响着整个建筑体的抗震性能。在对地下室防震性进行设计时，通常要确保其埋深大于地下室外地面的高度，这样在计算总高度时，会将地下部分排除只从地面高度算起。建筑地下室的相关建筑标准中有规定，地下室楼层的顶楼的上部结构部分应梁板结构，且上部结构不能是无梁楼盖的顶板。当地下室顶板标高变化超出梁高范围时，不应作为上部结构，除非采取进行处理后方可计入在内。

三、结语

综上所述，在建筑工程地下室结构设计中，地下室的造价有时都要高出地下建筑的成本价格。由于其在建筑物中所处的特殊位置，及较高的建筑要求，在其设计时就要紧密结合各项设计要求，做好墙体刚度及厚度的选择，使其成为牢不可破的支撑结构。在建筑物中设置地下室，提高了对土地资源的利用率，为缓解城市住房紧缺及车位紧缺等问题做出了贡献，其使用及发展前景被十分的看好，因此建筑工程师们要在技术层面上严格的把关，将地下室结构的质量与经济投入做出合理的安全，从而实现建筑工程地下室结构设计的化。

作者：王宇单位：辽宁大建筑设计有限公司

结构设计毕业论文:结构设计下工程造价论文

一、影响工程造价的因素

1决策设计因素。工程项目的形成离不开工程的决策设计，因此，决策设计十分重要，设计方案的性对该项目的造价有重要影响，针对其使用功能、后期的维持费用而言，设计方案的选择也直接关系到项目的具体落实细节，关系到项目投资效益的实现和造价的多少。

2施工因素。对于处在施工阶段的工程来说，工期长短、质量高低、技术是否先进等因素都是影响工程造价的重要问题，如果工程已经可以满足预先使用功能，就并不应该以追求高规格高品质为理由大幅度上升造价，也不应该为了加快建设进度增加没有预期的赶工费用。在施工过程中应按照工程建设的基本规律，在满足工程质量良好及进度无误差的情况下，应积极寻求工程低造价，实现工程的质量、投资及进度的平衡局面。

3其他因素。导致工程造价的增加的其他无法避免的因素主要包括政府相关政策调整、物价上涨导致的材料价格上升还有各种不可预见的自然灾害或社会事件的发生。

二、工程造价的控制方法

1造价的动态控制方法。项目建设的建设时间越长，在工程的施工过程中就越容易发生各种不确定因素导致的风险，因此，经常发生实际施工情况与目标状态偏离的状况，这就需要我们在工程的施工过程中不断对施工过程进行同步跟踪，及时地了解相关的施工信息，并随时将工程的实际施工情况与预订目标进行对比，如果离目标差距过大，就必须采取一定的措施，使项目能及时改正错误并朝预期的方向前进，使发生的误差得到控制。但是任何的控制修改措施都不可能一直有效，即使解决了原有的问题，仍可能会出现不断地新问题，这就需要对整个工程项目实时进行观察。类似于这种对项目工程的不断控制不断观察不断改正是一个不断循环的过程，它贯穿于整个建设项目的始终。对项目工程的控制不断地循环、纠正，才能有效的控制实际工程造价。这种方法被称为工程的动态控制法。采用动态控制法可以有效地控制工程造价，确保整个建筑工程的稳定性。

2全寿命周期控制法。建设项目的项目一般由策划阶段、施工阶段、设计阶段、使用阶段和维护阶段构成。理论上所说的造价控制是对施工阶段的造价进行控制，而实际上设计结束前的阶段影响项目造价较大。在技术设计阶段为33%~74%，在规划设计阶段，影响项目造价的可能性为76%~97%，在施工阶段，通过技术措施节约造价的可能性只有4%~11%。因此建筑结构设计阶段对工程造价影响较大。在对整体建设项目的造价控制中，除了注意决策、设计及施工阶段的造价外，还要对工程完工后的维护费用进行预算和控制，也就是对项目全部周期费用的控制。由于决策不正确或者设计不合理，亦或者是施工质量的不合格都可能造成严重后果，例如建筑完工后产生的运行费用和维护费用大量增加，而且这种费用是随着建筑的使用而不断发生的。因此，在建筑工程的过程中不能为了节省初步投资而降低建筑的质量，纵使节省了初步投资，也会使项目竣工后经常出现各种各样的问题，从而导致项目维修费的大幅增加。也就是说，我们不能盲目减少对建筑项目的最初投资，应该从整体寿命周期费用的理念出发来考虑建筑物的造价问题。

3系统控制法。工程造价、质量、进度是建筑工程的三大要素，这三大因素在一定程度上是对立的关系。具体而言，如果需要较高质量且功能齐全的建设项目，就必须按照良好的工程设备，使用优良的建筑材料，同时在建设过程中要对各个项目严格进行管理，精耕细作，这就会导致工程造价的增加；从另一方面来看，如果一味地强调降低造价，就可能造成在工程中使用劣质材料的现象，同时会对建筑项目偷工减料，就很容易导致工程质量的下降。因此，要想良好地控制工程造价，不能将造价、进度和质量三大因素分割开来，而应该对它们系统地进行控制。同时要注意协调进度控制和质量控制的顺序，做到对三大因素的控制的有利配合和相互平衡。例如，当对建筑工程项目采取一些投资措施时，如果该措施会对影响进度、且对项目质量产生不利的影响，就必须考虑是否还有别的更佳的措施，坚决不能为了减小投资就降低工程项目的质量标准，更不能删减工程项目的具体内容。总之，对工程造价的控制是建筑建设项目控制的重要内容，我们可以采取各种不同的有利措施，在确保建设项目造价得到有效控制的同时又不降低工程的总体质量。

建筑结构设计阶段的设计结构，是控制造价的关键环节，结构设计人员必须正确理解工程造价的相关知识并合理规范建筑项目，同时要注意合理优化结构设计，降低工程造价，在实现经济效益的同时确保整个建筑项目的稳定性。

作者：蒋汉文单位：中山市南粤建筑设计有限公司

结构设计毕业论文:大型表冷器结构设计下的地铁工程论文

1大型表冷器换热盘管冻裂原因分析

对于间歇性运行机组而言，在机组停机时若换热盘管内有余水，虽然此时新风阀关闭，但由于渗漏冷风过多仍会造成换热盘管冻裂。

2大型表冷器防冻措施防冻措施

从以下两方面配合实施，分别是大型表冷器换热盘管结构设计及防冻现场维护管理。

2.1大型表冷器换热盘管的结构设计

2.1.1大型表冷器换热盘管排空结构设计从大型表冷器换热盘管设计思路着手，要保障换热盘管均为可排空结构，在低点设有排水口，在停机时可将积水排清。每一回路均保持同一倾斜角度方便泄水，排水阀设计布置在集水管最下端，且排水阀要低过最下层的换热管。

2.1.2大型表冷器换热盘管排气和排水设计大型表冷器出水总管路实现自动放气和手动放水，进出水管上设置关断阀门、进水管设注液口（配球阀）、出水管设吹气口（配球阀），可实现对每组表冷器模块单独吹干、单独充注防冻液的功能。表冷器进出总管上设置安全阀，防止受热高压引发事故。

2.1.3大型表冷器换热盘管设计注意事项换热盘管设计时应认真校核换热面积，加热盘管的表面积安全余量不能太大，比计算值不应超过10%，以免在运行时因换热面积过大而造成热媒流速减小。换热盘管设计时应严格校核管程数，保障换热盘管中水的流速在任何情况下都不得小于1m/s，避免水流速过低形成层流，当室外空气温度低于0℃时，水会在换热盘管内结冰而导致冻裂，推荐值为较大值不超过2.5m/s即可，如采用变水量控制，设计时应对室外为0℃的情况进行复核计算。另集水管管径选取宜小不宜大。

2.1.4大型表冷器换热盘管流向设计寒冷地区热水盘管的设计需按顺流结构，即热媒流向应与空气的流向相同。而非寒冷地区才可按逆流结构，即热媒流向应与空气的流向反向。

2.2防冻现场维护管理换热盘管冻裂问题除了生产设计缺陷、实际工程设计失误之外，还包含防冻现场维护管理不周。由于空调系统运行管理缺少必要的规章制度，可能造成空调系统使用的不合理。因此在运行管理中有以下问题需要注意。

2.2.1管理人员掌握基础知识首先管理人员应熟悉、了解空调系统及设备的有关情况和特点，这样才能做好现场维护管理工作。

2.2.2大型表冷器换热盘管初次安装排空在机组初次安装试水后，一定要注意将换热盘管排水阀打开以排空积水。

2.2.3大型表冷器换热盘管强化排空为保障换热盘管充分排空积水，现场可采用空压机对换热盘管进行强化排空处理。当机组需要排水时，打开4电磁阀，先让机组内积存的冷冻水依靠重力作用排出换热盘管。然后使用便携式压缩空气机，把5软管与1进气软管连接上，然后由压缩空气机产生压缩空气，通过5软管和1进气软管进入表冷器内，把换热盘管内积存的冷冻水全部压到3排水软管内排出。

3结语

通过北京地铁6号线大型表冷器三个采暖期的运行，未发生过大型表冷器冻裂事件的实践验证，采用大型表冷器防冻设计方案，并配合采用大型表冷器吹干装置对表冷器进行吹扫，可以有效的防止冬季换热盘管冻裂。

作者：苏钢单位：中铁一局集团

结构设计毕业论文:结构设计创新下土木工程论文

1对于工程结构设计创新及工程施工技术的改进探讨

1.1工程结构设计创新--新型施工技术

对于施工技术的要求，总会因一个工程的项目，工程选用地的地质条件、施工的材料性能、建筑需要的荷载条件、施工现场必要的设备环境、各个资源供求情况和当地气候条件等而受到限制，这在传统的施工过程中是不得不要求考虑周到的。因此，要想发展新型的施工技术，实现创新，首先须从打开这些限制开始，克服限制条件，从而实现技术的优化。现代这个时代，五花八门的新材料、新结构越来越多，由于更多具有规模，而且技术复杂的土木工程结构要求，施工技术也随着潮流在更新进步。以下是发展新型施工技术的简单举例。深基坑施工技术的开发和展望：目前设计者已经设计出一种适用于深基坑支护设计的软件设备，但因其费用较高，需要资金和技术要求特别高，使其普及受到限制。但是深基坑施工技术的开发是为了保障土木工程地下结构的安全，和保障基坑周围地理环境不受影响，而需要提倡的一种对周边环境的加固、支档的新措施。因此，对于发展受限的问题，就需要发动国家和政府的力量，帮助解决深基坑设计的限制发展问题，更好的为工程质量的提升打好基础。钻孔灌注桩基础施工技术的介绍：由于我国现状，高层建筑崛起。钻孔灌注桩基础技术的发展，正是为这些高层建筑的安全的起到了保障的作用。该技术对于施工材料质量和施工操作规范性要求非常之高，使得桩基础施工发展受到阻碍。因此，为了安全起见，该技术问题的解决迫在眉睫。预应力技术的创新：体外预应力是指预应力筋设置在混凝土截面之外的预应力，跟设置在截面内部的预应力筋，完成无粘结或者是有粘结的预应力相对应。目前，在我国建筑混凝土桥梁和大跨度建筑工程以及特殊结构中都会用到。主要形成的两种体系：一是有粘结体外预应力体系；二是无粘结体外预应力体系，这两个体系都各具优点。作为后张预应力体系的一个主要的分支，体外预应力与传统预应力体系比较来看，它的优势得到了认可，是预应力施工技术的进步和骄傲，且对工程经济效益有积极影响。

1.2如何提高结构设计中的经济性能

首先是对设计方案进行综合性评佑，目的是为了更大地降低成本需要。第二，要求设计者设计思路灵活，应充分发挥设计人员的设计能力，以降低工程结构造价和保障安全性能为主，进行合理设计。第三，在施工过程中，努力搞好各个相关部门的合作关系，要求设计人员在设计时，尽力与多个相关部门进行沟通和合作，这样不仅可以获取较为的资料和数据，还可以更大程度的提高设计的经济性。

1.3如何提高结构设计中的安全性能

及时，保障结构设计的安全性：在建筑施工的过程中，为了有效的提升土木工程结构设计的质量，对在建筑的整体安全性起到了保障性的作用的前提下。在选取工程设计单位方面，偏向于选择实力较强的、质量有保障的、在管理方面较为先进的单位，因为这些设计单位一般都具备较为丰富设计经验，和先进的设计设备，具有先进的管理手段以及专业素质较高的相关人员，这样对建筑结构设计安全性就具备了基础准备。完善和加强建筑和设计的理论。在结构设计中，要想完善和加强设计理论，首先需要对某些概念性的结构设计有一个较为深刻的理解，同时还需要有一个较为清晰明了的设计思路。因当前的概念结构设计方面已经成为保障建筑结构性安全的重点设计思想，所以，设计理论的完善刻不容缓[3]。对要重视对建筑文件的说明。为了保障土木工程施工结构的安全性能，并且确保和预期的安全方向一致性。设计人员需要对说明书的内容编制进行重视。首先做到简洁明了，太过复杂的话，会使专业素质存在差异的工作人员不能理解说明书中所体现的重点；其次在一些较为复杂的工程设计中，必须注重说明书的文件说明编制，以保障施工的正常进行和安全性能。

2结束语

对于我国这样一个正处在经济高速发展时期的国家而言，此时正是需要大量的、规模相当的工程建设，土木工程建设就是这样一种综合性的工程，正好符合我国需要，正因为如此，对建筑施工结构技术的要求，都非常之高。这就要建筑部门要高度重视起来，严格按照国家标准执行，不仅要保障施工安全，保障建筑的质量，还要为国家的更大发展而不断创新进取。

作者：吴世明单位：哈尔滨市华滨建筑工程公司

结构设计毕业论文:钢结构设计建筑工程论文

1建筑工程钢结构设计中存在问题及对策

1.1钢结构设计防腐方面的问题及对策

钢材受自然因素影响较大，一旦长时间暴露在室外环境中，就极易被锈蚀，不仅钢材的外观会深受影响，钢材的质量也会大打折扣。因此，在钢结构建筑设计中钢材防腐问题也是必须引起高度重视。当前，钢结构建筑设计中对于防腐方面问题的解决方法通常是采用涂抹防腐涂料的措施。设计人员会根据钢结构建筑的要求选用合适的防腐涂料，并要求施工人员在施工中严格按照相关要求规范进行操作。此外，对于钢结构构件也有不同的要求，例如有的构件在出厂前需要涂刷一层底漆。在钢材上涂抹防腐涂料就目前来看是最为有效的防腐措施。但是这样做只是基础性的防腐，因而为了提高钢结构的防腐效果，就必须选用耐候钢作为钢结构建筑的材料，并利用热浸镀锌技术对其进行处理，利用镀层，达到保护钢结构不被腐蚀，尤其是应加强有机涂料配套技术的应用，以及阴极保护技术的应用，才能更好地确保其防腐性能得到有效的提升。

1.2钢结构设计在物理方面的问题及对策

1.2.1噪声问题及对策

噪声问题是现代建筑中最为常见的问题之一，且一直没有得到彻底的解决。怎样有效降低噪声已经成为当前建筑学中的重要研究课题之一。人类耳朵能够听到许多种声音，而这些声音又大致能够分为两类，一类是无害悦耳的声音，例如音乐声、鸟鸣声等;另一类则是有害的噪声，例如各种机械发出的轰鸣声，刺耳的喇叭声等。一般情况下，建筑使用功能的不同对隔音的效果要求也不同，例如大型商场建筑，其隔音效果要求较低;寻求安静的住宅建筑隔音效果要求就较高，这就需要设计人员根据建筑使用功能以及隔音效果的不同要求进行专门的设计。在钢结构建筑设计中所采用的隔音措施主要有:使用隔声门、隔声窗，并在建筑或需隔音的房间外墙上使用隔声性能较好的材料。根据建筑使用功能的不同，其对吸音的效果要求也不相同。例如音乐厅类型的建筑，其主要使用功能就是让人类的耳朵吸收发出的音乐声，所以在音乐厅类型的建筑中通常会在顶棚增加反射板用来反射声音，若是音乐厅中的声音无法反射，那么人类的耳朵所听到的声音就会有缺失，甚至是听不到声音。当前，解决吸音问题的主要措施有两种:及时种是科学的设计吸声结构，例如孔石膏板吊顶。第二种是采用先进的吸声材料，例如玻璃、岩棉等吸声性能较好的材料。

2建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点

2.1建筑工程中钢结构稳定设计的特点

建筑工程中钢结构稳定设计的特点主要表现为:及时，钢结构的多样性。建筑工程中钢结构设计方面的问题直接影响着钢结构的稳定性，特别是承荷载力大的钢结构部位，在进行这类钢结构部位设计时必须进行多方面的考虑，并对钢结构的稳定性进行认真分析、探究。第二，钢结构的整体性。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体，任何一个构件所具有的作用都是不容忽视的，若是当任意一个构件出现问题，例如失稳、变形等情况，那么必定会对其他构件造成影响，最终导致钢结构整体稳定性出现问题。

2.2钢结构稳定性的计算方法

(1)整体刚度计算。在现行的钢结构计算规范中，通用的计算方法是轴心压杆稳定计算方法，其主要采用是折减系数方法和临界压力求解法。其中，临界压力由欧拉公式给出。(2)整体稳定性分析。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体，其整体稳定性受各种构件的制约较大，各构件之间是否具有良好的稳定性，是确保钢结构整体稳定性的前提基础。所以，应对其整体稳定性进行分析。(3)其他特点的稳定计算。钢结构的各种组成构件又能分为两大类，为弹性构件和柔性构件，因而，在进行钢结构稳定性时应重视这一特点。由于柔性构件容易发生变形，进而导致钢结构内部也发生变化，最终对钢结构整体稳定性产生严重的影响，所以，必须重视柔性构件的分析。

2.3钢结构稳定性的分析方法

(1)静力法。静力法的分析原理是结合已经出现了微小变形后的一些结构受力的条件，并根据这些条件来建立相对平衡的微分方程。通过建立的微分方程仔细的计算出构件受力的临界相关荷载。在实际中应用静力法构件平衡微分方程时，应遵循相关设定，具体表现为:直杆构件应该为截面，其压力应始终遵循之前的轴线进行作用。(2)动力法。当钢结构的结构体系处于平衡状态下时，若是受到一定的干扰，那么整个结构体系就会产生振动，这时应采用动力法对钢结构的稳定性进行分析。钢结构整体稳定性与其所承受的荷载有着密切关联，在钢结构出现变形以及钢结构振动加速时，这种联系更加紧密。若是钢结构所承受的荷载值低于钢结构自身稳定性的极限荷载值时，会出现加速度和之前的钢结构变形的具体方向相反的状况。(3)能量法。若是在实际应用中钢结构载着保守力并且已经具备结构变形的相关受力条件，那么就能以此条件构建总体势能。如果要计算钢结构的总体势能，则必须满足一个前提条件，即钢结构处于相对平衡的状态下。

3结语

总之，建筑工程的快速发展，促使钢结构广泛应用于建筑工程中，然而钢结构设计的稳定性直接影响着钢结构建筑的整体质量，因此，本文对建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点进行了认真分析与探讨，希望能为所需者提供借鉴。

作者：文平军单位：东莞市金陵钢结构工程有限公司

结构设计毕业论文:模型自动转化方法结构设计论文

1构建建筑结构设计信息模型

在建筑结构设计的过程中，不同软件之间的模型数据交换都要依靠软件之间的数据接口。出于利益考虑，大多数软件公司不愿意公开自己的模型数据格式，也就造成信息无法进行有效、顺畅的交换，这给实际的工作带来很多困难。针对这种情况，建立一个统一的工程信息模型是解决上述问题的关键，这样就可以使不同软件之间的数据信息得以共享和交换。建筑结构信息模型就是依据这样一个理念而形成的一种新的模型技术。建筑结构设计信息模型主要采用三维数字技术，并综合了建筑工程项目相关信息的数据模型，这种模型在具有物理模型基本结构和信息的同时还拥有模型的属性、模型管理以及模型的关联等信息。建筑结构设计模型信息具有关联性、一致性和完备性的特点，能够建立建筑结构设计过程中的数据源，能够有效解决工程数据之间全局共享和一致性的问题。为建筑结构设计过程中的模型自动转化提供了合理的解决方法。

2建筑结构设计模型的自动转化

2.1建筑设计模型与结构设计模型的自动转化

目前，很多建筑企业在进行设计时还是采用比较传统的二维图设计方法，工作人员在进行施工图纸和建筑内部结构的绘制时还是依据固定的设计设计图纸来进行设计的。这样，比较简单的图元识别只能帮助施工作业人员对重大构件的位置加以明确，而较小但要求比较高的细节部分并不能来精准定位，因此使得施工过程变得繁杂，施工任务变得比较繁重，从而使施工效率地下。而统一了各建筑产品描述标准的IFC标准则涵盖了建筑项目的每一个环节，十分精准的描述了建筑设计过程中的几何模型，对不同模型之间的自动转化提供了方便，其主要的优势为：（1）更加容易识别建筑构件，使建筑项目的施工更容易进行。墙体、柱、梁等结构构件是建筑结构设计模型能够容易识别出来的，而经过IFC标准进行模型转化以后，建筑墙体不仅包括结构层，还包括墙体两侧的装饰层和保温层，同时还明确了门、窗等非结构构件；（2）加强了构件之间的关联性，转化以后的信息模型可依据具体实际情况进行二次处理；（3）实体定义和关联关系相结合，使结构的逻辑性增强，基于洞口和墙体实体对结构墙体进行精准的描述，并且定义建筑结构中墙体的多种材质模型，加强对IFC标准的解析是建筑设计向结构设计转化的一个难点，IFC文件解析可根据建筑项目的具体情况进行自主研发，也可以采用商业化IFC数据解析接口得以实现，最终通过对IFC文件的解析来获得建筑结构设计的模型。

2.2结构设计模型与结构分析模型的自动转化

建筑结构设计过程中的一个比较重要的环节就是建筑结构分析，自动生成结构分析模型以及回传分析结果都是通过结构分析过程得以实现的，目前从国际上使用最普遍的有限元分析软件公开模型格式的数据来看，该过程的实现是比较容易的，建筑结构设计模型和结构分析模型之间的转化还停留在不同有限元分析软件间几何模型的基础上，二者转化的具体过程如下所示：（1）遍历生成的建筑结构设计模型利用有限元软件将结构构成信息导出，进而写入模型文件；（2）对已生成的模型文件，将其导入置软件中，并对此模型文件进行定义补充、荷载的施加，并对结构设计加以分析；（3）通过数据库借口将结构设计结果导入到数据库；（4）将需要的结构构件和构建信息与所生成的结果进行比较，并通过借口导入从而形成关联关系，构建完整的施工图设计模型，对工程的量算和施工图纸的实际进行指导。

2.3结构施工图设计模型与工程量算模型的自动转化

工程量算是否直接影响项目的造价和工程项目的投资控制。建筑设计模型是建筑工程中工程量算数据的直接来源。目前，我国量算模型数据的转化大多采用三维图形量算软件，实现不了IFC数据的交换，因此只能通过专用的接口来实现数据间的转换。目前，国内应用比较广泛的广联达钢筋抽样软件是通过XML映射模型来实现结构设计与工程量算之间转化的，首先定义XML模型机制，再对模型模板进行定义，多采用模式定义或者文档定义，经过研究实践表明，可替代文档定义类型和稳定定义类型相比，前者表示方式比较灵活，文档采用的语法与相关模型机制语法相比具有高度一致性，并且具有强伸缩性，因此可替代文档类型可实现建筑施工设计模型向工程量算模型的转化。

3结语

本文针对建筑结构设计中不同软件模型之间转化的问题，探究并解决了模型自动转化的方法，这使得建筑设计模型、结构设计模型、结构分析模型以及工程量算模型之间的自动转化得以实现，在建筑工程实际应用过程中具有十分重要的意义。

作者：李学芳梅神兵单位：天津市建筑工程职工大学天津市医药设计院

结构设计毕业论文:超限高层商业建筑结构设计论文

1工程概况

某工程由1栋6层商业楼，4栋超高层住宅楼，1栋59层超高层办公楼组成。本文以6层商业楼为例，分析总结超限高层商业建筑的结构设计方法。结合6层商业楼的建筑功能和结构平面布置的特点，设两道防震缝将其分为A、B、C三个区，分区后仅A区属超限高层，故本文主要介绍商业楼A区，下文所提商业楼均指商业楼A区。本工程所在地区基本设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为及时组，建筑场地类别为Ⅱ类，场地特征周期，多遇地震为0.35s，罕遇地震为0.40s。商业A区结构单元抗震设防类别为重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，故商业楼框架抗震等级应为2级。多遇地震计算时结构阻尼比取0.05，风振计算时结构阻尼比取0.02。

2基础设计

3地下车库设计

4上部结构设计

(1)超限情况的判定根据“住房和城乡建设部关于印发《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的通知(建质〔2010〕109号)”，对商业楼的超限情况判定如下:①商业楼结构高度29.2m，采用现浇钢筋混凝土框架结构，属于A级高度高层建筑，高度不超限。②商业楼3层以上竖向构件缩进大于25%，属尺寸突变(立面收进);③商业楼地上楼层存在多处楼板有效宽度小于50%，开洞面积大于30%的情况;④商业楼3层和4层之间质心相差达18m，大于相应边长的15%，同时，考虑偏心扭转位移比大于1.2，小于1.4。综合以上分析，商业楼属于超限高层建筑。(2)上部结构计算分析在小震作用下，全部结构处于弹性状态，构件承载力和变形应该满足规范的相关要求。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3－2010第5.1.12条的要求，本工程采用SATWE与PMSAP两种不同分析软件分别进行了整体内力及位移计算，两种软件的计算结果基本一致，结构体系满足承载力、稳定性和正常使用的要求。楼层较大位层间移角小于1/550，满足JGJ3－2010第3.7.3的要求;在刚性楼板假定下，虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，竖向构件的较大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值均小于1.4。根据建筑抗震设计规范GB50011－2010第5.1.2条，对不规则建筑应采用时程分析进行多遇地震下的补充计算。本工程所选的三条波为TH2TG035、TH4TG035、RH4TG035，每条时程曲线计算得到的结构底部剪力均大于CQC法的65%，三组时程曲线计算得到的底部剪力平均值大于CQC法计算得到的底部剪力的80%，故所选三条波满足规范要求。时程分析的结果表明，结构体系无明显薄弱层，时程分析法包络值较CQC法计算结果小，故结构的小震弹性设计由CQC法计算结果控制。根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3－2010第5.1.13条的要求，对商业楼采用弹塑性静力分析方法进行了补充计算。两个方向罕遇地震下性能点较大层间位移角均小于1/50，小于规范弹塑性位移角限值，因此宏观上商业楼所用结构体系能保障大震不倒的设计要求。在通过二阶段设计实现三个水准的基本设防目标以外，针对本工程的具体情况，提出了以下抗震性能化目标:①设防地震作用下，中庭连廊等薄弱处楼板内双层双向钢筋不屈服;②设防地震作用下，悬挑梁根部框架柱及大跨梁两端相连框架柱斜截面抗剪按弹性设计，正截面抗弯按不屈服设计;PMSAP楼板应力分析结果表明，中庭连廊根部、平面凹口阴角位置一般为应力集地区域，在多遇地震作用下，楼板主拉应力不大于混凝土抗拉强度标准值，楼板不会开裂，在设防地震作用下，应力集中位置楼板主拉应力略大于混凝土抗拉强度标准值，但适当加大楼板配筋，即可满足楼板内钢筋不屈服。在设防地震作用下，利用SATWE进行弹性设计和不屈服设计，分别校核悬挑梁根部框架柱及大跨梁两端相连框架柱的箍筋和纵筋，并与多遇地震计算结果一起进行包络设计。计算结果表明，配筋值均在合理范围，配筋切实可行。通过以上性能化设计措施，在对结构的经济性影响较小的情况下，提高了结构的抗震性能，增加了建筑的安全性。(3)上部结构设计针对偏心布置和扭转不规则，设计时，尽量使结构抗侧力构件在平面布置中对称均匀布置，避免刚度中心与质量中心之间存在过大的偏离;加强构件的刚度，增强结构的抗扭性能。计算时，考虑偶然偏心的影响，设计时适当加强受扭转影响较大部位构件的强度、延性及配筋构造。通过调整结构布置，将考虑偶然偏心下的较大位移比严格控制在1.4以下，及时扭转周期和及时平动周期比严格控制在0.9以下。针对立面收进带来的扭转不利影响而采取的抗震措施详第(1)条。构造上，对收进楼层(4层)加厚至140mm且双层双向加强配筋，配筋率不小于0.25%，但为减小大跨部分楼板自重，室内大跨度区域楼板厚120mm，屋面大跨度区域楼板厚130mm，收进部位上下层楼板(3层和5层)厚度不小于120mm，并双层双向加强配筋。根据《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3－2010》的相关规定，体型收进部位上、下各两层塔楼周边竖向结构构件的抗震等级提高一级，框架柱在此范围内箍筋全高加密，提高纵筋配筋率;收进部位以下两层结构周边竖向构件配筋加强。针对因开洞形成楼板不连续情况，整体计算时按实际开洞情况建模，并将以上楼层定义为弹性膜，以考虑楼板不连续对结构的影响;同时，构造加厚连廊等薄弱区域楼板至130mm厚，并双层双向配筋，配筋率不小于0.25%。

5结语

作者：黄均亮单位：上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司

结构设计毕业论文:拦挡坝结构设计论文

1坝型选择

拦挡坝坝型主要分为实体拦挡坝和格栅坝两种。其中实体拦挡坝是依靠自身实体结构来抵挡泥石流整体冲击，将砂石拦蓄在库区，并将水沙排至下游的建筑物;格栅坝则是利用钢管、钢轨、钢筋混凝土或高弹性钢丝网来拦截可能会导致河道壅塞的大块石，并将小粒径砂石排至沟道下游以延长泥库使用寿命。由于鹰嘴岩沟沟口即为下游渔子溪一级水电站库尾，且沟口处河道宽度仅约40m，根据已经发生的泥石流沟口堆积情况分析，粒径超过50cm的大块石少，粒径50cm以下的中小块石较多，堆积扇侵占河道后壅高上游水位。加之上游各支沟暴发的不同规模的泥石流导致河水挟沙量大，对冲积扇的淘刷能力不强，因此在鹰嘴岩沟沟口冲出物质量并不大且粒径不大的情况下仍容易对河道造成壅塞。所以，鹰嘴岩沟口拦挡坝宜采用实体式拦挡坝，将泥石流冲出的固体物质尽可能的拦截在库内，才能起到防治效果。考虑到坝址处谷底宽度达到80m，且坝址下游地形成喇叭形，故采用重力式实体拦挡坝进行设计。

2拦挡坝坝体设计

2.1主坝坝高确定

在50年一遇的设计暴雨情况下，该沟下泄的泥石流总量为11.5万m3。由于地形条件及工期制约，减灾治理只能在沟口修建一道拦挡坝。同时由于坝轴线左右岸岩质边坡高度限制，拦挡坝高度不宜超过22m，此时拦挡坝的天然库容仅4万多方，但经过对河床淤积物进行清理，可使其总库容能达到容纳一次50年一遇的设计暴雨形成的泥石流总的固体物质量11.5万m3的能力。经库容计算，拦挡坝的溢流顶高程综合确定为1229.50m，坝高为22m。非溢流坝段较大坝高25.0m，坝轴线长度104m。

2.2坝体断面和结构设计

拦挡坝因地基均为泥石流堆积体，承载力较低且覆盖层厚度大，不能满足建坝要求，因此大坝基础置于覆盖层上，采用桩基承台混凝土重力坝。为充分利用泥石流沟内丰富的块石，坝体采用C15埋石混凝土浇筑。参考国内外泥石流治理经验，泥石流拦挡坝最危险工况为空库过流工况，坝体采用上游面缓的型式，可在该工况下利用泥石流堆积体自重来改善拦挡坝的整体稳定条件，下游坝面则宜采用较陡的坡比，以免过坝泥石流冲刷磨蚀破坏坝体。上游坝体迎水坡坡比从上到下分别拟定为1∶0.6和1∶2.5，背坡坡比1∶0.3;溢流口为梯形断面，边坡坡度为1∶1，坝顶宽3m。溢流坝段:坝顶高程1229.50m，坝顶宽3.0m，坝底桩基平台宽33.65m，坝高22.0m，溢流坝段长20m。为达到泥石流在大坝处形成水砂分离，溢流坝段设置断面尺寸为1.0m×1.0m的方型排水孔，梅花型布置，间距4.0m、排距3.0m。溢流坝段下游与消力塘底板连接。非溢流坝段:坝顶高程为1232.50m，坝顶宽3.0m，坝底桩基平台宽26.6～33.65m，较大坝高为25.0m。

2.3坝基设计

因坝基为深厚泥石流堆积体，地基承载力不能满足设计要求，因此采用桩基方案。沟床为松散堆积物，铅直堆积厚度约17～21m，主要有地震产生的崩塌堆积物以及泥石流堆积的含块碎砾石土。崩塌堆积物在右岸坡脚以倒石锥形式出现，为碎砾石土，厚度平均20m。沟床堆积物结构不均一，较松散，局部架空。其下基岩为花岗闪长岩，岩体较完整。由于泥石流区冲刷深度较大，基底主要为碎砾石土。参考映秀镇红椿沟泥石流治理工程的成功案例，鹰嘴岩沟拦挡坝基础也采用桩基承台结构形式，设计承台厚度1.5m，桩为圆桩，直径800mm，桩间距为4.0m;桩基承台为钢筋混凝土结构，混凝土强度设计为C25。经布置设计桩基进尺为924m，桩基混凝土量为464m3。

2.4坝肩边坡防护设计

根据勘查资料，两岸坝肩边坡均为基岩，岩体呈弱风化，局部强风化，强卸荷;节理裂隙较发育，岩体完整性差～较完整，多呈次块状～镶嵌结构。两岸边坡整体稳定，但局部存在不稳定块体，为防止局部崩塌，治理前采用人工清除不稳定块体，杜绝施工过程中的安全隐患，待清除完后，采用固结灌浆处理坝肩节理裂隙较发育部位。

2.5坝下防冲设计

根据坝下冲刷计算，拦挡坝下游需设置消能防护，坝下消能措施，拟设置主坝与副坝之间进行消能防护，消减泥石流和水流势能。护底宽46.0m，厚度2.0m，护坦底至相应下游副坝溢流顶部范围内铺设干砌块石，护底采用C20钢筋混凝土结构。副坝为重力式坝，坝体为溢流和非溢流坝段组成。根据(DZ/T0239－2004)《泥石流灾害防治工程设计规范》规定，计算确定主副坝坝轴线距离为40.0m。据地形布置后，副坝坝体总长92.0m，其中溢流坝段长40.0m，右岸非溢流坝段长31.6m，左岸非溢流坝长20.4m。副坝溢流段坝顶与消力池顶部同高程为1210.50m，坝顶宽2.0m，坝高12.0m，坝底宽12.0m。非溢流坝段坝顶高程为1213.50m，坝顶宽2.0m，较大坝高为15.0m。4.6坝体稳定计算(1)荷载组合。根据(DZ/T0239－2004)《泥石流灾害防治工程设计规范》，拦挡坝设计工况按满库过流、半库过流、空库过流三种工况结合地震因素进行计算(考虑地震和不考虑地震)，其组合型式见表2。

3结语

由于鹰嘴岩沟位于耿达水电站厂房和渔子溪一级电站闸首之间，沟道内相对较宽的沟谷和沟口狭窄的河道地形，决定了鹰嘴岩沟减灾治理工程宜在沟口布置拦挡坝，用以拦挡泥石流冲出物以免进入河道造成壅塞。结合本工程特点，拦挡坝采用重力式实体拦挡坝能够起到更大的防灾减灾效果。通过采用上游缓、下游陡的结构断面型式，拦挡坝能够在各种泥石流工况下保持自身稳定和结构安全。针对坝基应力较大的问题，通过设置桩基础予以解决。鹰嘴岩沟拦挡坝是该沟减灾治理的一个重要建筑物之一，能够从一定程度上减轻泥石流灾害造成的损失。

作者：袁泉靳伟单位：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司自贡市水利电力建筑勘测设计院

结构设计毕业论文:船舶电网结构设计模式论文

1船舶传统电网结构智能化

船舶电网的传统结构，通常是由2台及以上由专用柴油机驱动的主发电机与1台及以上由螺旋桨轴驱动的轴带发电机作为电源，向主配电板供电，主配电板采用放射式向各用电负载配电，同时还有应急配电板与主配电板相联接。电网正常运行时，应急配电板由主配电板供电，主配电板发生断电时，应急发电机自动启动，供电即切换至应急发电机。在船舶正常航行工况下，通常由1台轴带发电机(SG)向主配电板供电;在进、出港或港口作业工况下，由1台及以上主发电机(DG)向主配电板供电;在停港工况下，如果用电负载不大，可以由应急发电机(EG)作为停泊发电机向主配电板供电。通过对PMS和FCS编制一定的程序，即可实现船舶传统电网智能化，把主发电机组的起动或停止，轴带发电机的励磁或灭磁，发电机的投网或撤出、并联或解列，发电机的调频、调载、有功功率与无功功率的分配，重载询问以及将轴带同步发电机转换成“助推电动机”等，全部根椐负载对功率的需求与设备的状况，进行自动控制，具备通讯功能的PMS与FCS相结合，可以将各台发电机运行中的主要参数、开关位置、故障类型等完整信息，在中央监控系统的模拟图上动态显示并进行记录、打印与储存，同时还具有对发电机进行继电保护与远程控制等功能。设计程序时应做到一旦PMS或FCS出现故障，应确保不降低电网向负载供电的性。

2公用电网结构

当前，电力推进(主推、Z推或侧推)和大型起重机等专用设备，不仅功率很大，而且还要求预留较大的储备功率以应对特殊工况，其所需电力，一种是由专用发电机提供，另一种是由公用电网供给，即电力推进等专用设备与船舶辅机等其他设备所需电力，全部由发电装置组成的公共电网提供电源。船舶电力负载的共同特点为电力推进等专用设备与船舶辅机等其他用电设备的较大负载，不可能在同一时间出现。实践说明采用公用电网结构，无论原动机是柴油机、燃气机，还是汽轮机，或者是不同能源的原动机进行组合，都通过发电机将能源电力化，对电力进行综合利用和分配调度，有利于提高发供电设备的利用率，能够减少全船所需原动机和发电机的装机功率。

(1)公用电网的控制系统，应保障在电力推进和船舶其他用电负载之间，安全、合理地分配功率，在必要时应当能自动卸载非重要设备。

(2)公用电网中，发电机组的台数和额定功率应能在1台机组停止工作时，余下的机组能提供所有重要和维持船舶正常负载所需功率，同时保持推进功率在有效的程度。

(3)如果公用电网中所需电力正常由并联工作的2台或更多台发电机组提供，当1台机组突然停止供电时，余下机组的功率应足够保障重要负载和有效程度的推进功率不间断地工作。

(4)提高公用电网的功率因数，确保电网动态功率因数在0．95左右，同时也应防止发生过补偿。

3高压环形电网结构

有关标准把相电压在1kV以上的定为高压。船舶三相交流高压电力系统常见的标称电压等级为线电压3．3(3．0)、6．6(6．0)、11(10)、16．5(15)kV，通常把上述电压等级称为中压，其标称频率为60Hz，括号中的电压等级的标称频率为50Hz。面对功率日益增大的船舶电网，若采用低压电网供电，有数万安培电流，传输电力所需要的电缆截面太大，其负面影响是多方面的。对于功率相同的负载，当采用0．44kV供电，与采用11kV供电相比较，后者的负载电流约为前者的4%。若电缆电流密度不变，则后者所需电缆截面可比前者减少25倍，虽然后者内阻会比前者增大约25倍，但短路电流释放的热功率却比前者降低约90%，电压损失可从前者的29．7%降为后者的1．2%，线损可从前者的17%降为后者的0．7%。由此可见，采用高压供电，能够节能降损，提高电压质量，减少有色金属用量，便于电缆敷设，有利于减轻船舶自重和减小短路电流造成的危害，降低船舶建造成本与营运费用。尽管高压供电有许多优越性，但要在全船都采用高压电气设备是不现实的。比较合理的方法是按不同的用途采用不同的电压等级，对功率很大的电推等专用设备，由高电压直接供电，采用高压电动机驱动，也可通过专用变压器将电压降至驱动装置所需电压等级，特别是需要进行变频控制时，可利用该专用变压器可起到抑制谐波的作用;在船舶用电设备集中的区域，装设配电变压器，其初级电源(1级配电)采用高压环形电网结构，次级(2级配电)采用低电压向用电设备放射式供电。通过在各区域性配电变压器初级电源控制开关进线侧形成的高压环形电网，能为高压配电板各段主汇流排提供互为备用的回路，可以选用多种配电方案，从而提高了供电的性与灵活性。

(1)高压配电板与环网柜应为封闭式金属铠装型，通常为抽屉式或抽出式。高压开关优先选用真空断路器或采用六氟化硫(SF6)断路器，对其应按较大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。

(2)各屏高压配电板之间应隔开，其汇流排至少要分成独立的2段，每段汇流排上至少有1台高压发电机供电，也可提供至少2个及以上安装在不同处所相互独立的电源装置进行环网。

(3)应当通过高压母排分段与母联开关(如图3中的H6与H7)来实现分段母排的并列运行，设计时需要根据负载情况选择一组环网柜的2台环网开关与图3中的高压开关H1、H12实行“四合三”互锁，例如选择环网开关H23、H24与H1、H12这4只开关中同时只能有3台合闸，以防止通过环网形成高压分段母排并列的旁路，从而影响母联开关的保护功能。若考虑当高压母排分段与母联开关无法合闸时，需要用环网作为高压分段母排并列的备用回路，在设计时应按其可能通过的电流选配环网电缆与环网开关容量。

(4)高压配电板与环网柜都应具备“五防”功能，应装设带电显示闭锁装置与防淋露自动加热器。

(5)高压配电变压器可选用三相双绕组干式变压器。除规范限制外，高压侧宜采用中性点接地系统，在非限制类船舶中的“地”即“船体”，高压侧中性点接地，有利于防止初、次级绕组之间可能发生的绝缘降低而产生的过电压。但中性点对地连接应通过阻抗器等限流装置，使接地故障电流既不小于接地故障监测保护装置所需最小动作电流的3倍，又要不高于连接至配电板的较大发电机的额定满载电流(此处所指电流均为电流互感器的二次电流)，以满足保护装置的选择性与灵敏度。

(6)应当保障中性点接地的连续性。当一屏高压配电板分为独立运行的分段或有几屏单独的高压配电板时，应为每个分段或每一屏高压配电板设置单独的中性点接地，并有措施以保障当发电机被隔离时，接地连接线不会被开路。

(7)高压电缆的电压等级与载流能力应符合要求。在中性点对地绝缘的系统中，电缆相与地额定电压应不低于系统的标称电压;在中性点接地系统中，电缆的相与相额定电压应不低于系统的标称电压;环网电缆有可能会取代高压配电板的某段主汇流排进行放射式配电。例如图3中当高压配电板的11kVⅡ段失电，由高压环网电缆向11kVⅡ段供电时，H1出线电缆与各高压环网电缆应具备相应的载流能力。

(8)应当有效地进行无功补偿。对大功率电感性设备，宜进行无功就地补偿;对各区域配电变压器，可以分区进行无功自动补偿，以提高发、配电设备的利用率，减少线路损耗，提高电压质量。

(9)高压配电系统的继电保护宜采用带通讯接口的数字式综合保护装置进行主保护与后备保护。

4变频电网结构

在多台柴油发电机组并联运行时，总负载功率中有功功率分配的理想状况是各台柴油发动机的负载与其额定功率的比值均等，主要通过各台柴油发动机的调速器根据有功负载的变化来调节进油量实现的，维持转速始终趋向于额定转速，通常稳态特性参数选择为4%范围内;总负载功率中无功功率分配的理想状况是各台发电机的电流与其额定电流的比值均等，可通过各台发电机的电压调节器(AVR)根据负载电流的变化自动调节励磁电流实现，通常稳态特性参数选择2%范围内。对于功率经常处于非常大范围变化的负载，船舶电网有可能发生持续波动，比较难以在规定的时间内将电源频率、相位、电压都调节到允许范围之内，一旦引起电网失步，可能导致设备损毁。变频电网结构采用AC-DC-AC变换模式，即各台发电机输出的交流电经整流后送到配电板上进行直流并网，再通过变频器或逆变器将直流电变换成交流电，向用电设备进行放射式供电。由于整流器的输出电压值与输入电压值成一定比例，与输入电源频率变化无关，因而可将原动机的转速设计成与负载闭环控制。当负载增大时，原动机转速相应增加;当负载减少时，原动机转速相应降低。变频电网结构对中频发电机应用于船舶，对不同参数、不同能源的发电装置容易并网运行及采用直流输电，都成为现实;在避免发生同步故障，提高电网调控能力，降损增效等方面，都具有实质性的意义。最近，为美国某公司建造的PSV船有4台柴油发电机组，发电机额定电压AC690V，转速900～1800r/min时频率为45～90Hz。1号与2号发电机输出的交流电经整流后向主配电板Ⅰ段直流汇流排供电，3号与4号发电机输出的交流电经整流后向主配电板Ⅱ段直流汇流排供电，2段直流汇流排额定电压均为DC930V。在2段直流母排上各接有多台变频器，其中共有4台变频器用AC690V分别向主电推、侧电推与Z电推供电;此外在2段直流母排上各接有1台逆变器将DC930V直流电变换成60Hz、690V交流电，分别向1号和2号主变压器供电，2台主变压器的次级分别用60Hz、440V供电给2段交流汇流排，再放射式向辅机及全船其他负载供电，其电网结构如图4所示。通过在该船调试过程中所遇到的问题，有几点值得在进行变频电网结构设计与调试时作为参考:

(1)整流器的AC-DC变换电路，应根据负载特性而定，可采用三相半控桥式整流电路，也可采用带有平衡电抗器的双反星形可控整流电路或晶闸管三相全控桥式整流电路，但都应当备有与负载电流闭环控制的电压负反馈自动稳压环节，其响应速度远远超过AVR。在设计或调试中，应考虑管压降、漏抗压降和线路压降等因素。对AVR的整定，宜将发电机空载时的输出电压调节得高于额定电压，但不应高于发电机额定电压的6%;通过对整流器稳压环节的整定，宜将整流器的输出电压调节得高于直流额定电压，但不应高于直流额定电压的10%，而且此时三相半控桥初始控制角应大于0°。这种设置，可以保障在负载剧烈变化时，发电机与整流器的电压都有足够的调节范围。当多台整流器并列运行时，其稳压环节应保持响应速度同步;整流器输出端应并联续流二极管，以防止迅速将可控硅控制角调到0°或紧急切断控制电路时，可能发生的可控硅关不断现象。在大多数情况下，整流器的交流电源输入需要通过1台兼作抑制谐波用的整流变压器，把电压变换到需要的数值。该变压器的变压比，应当在设计时经过比较的计算。图4中，整流器输入端电压是AC690V，如果不通过整流变压器将AC690V升高到一定的程度，即使把整流电路的控制角调节到0°，只要输出端稍加负载，整流器输出端的电压肯定会低于DC930V，由此会产生不良影响，重负载时有可能造成整个变流系统瓦解。

(2)变频器与逆变器中的DC-AC变换电路，通常采用IGBT半桥电路。高电压时可选用IGCT或IEGT半桥电路，控制方式为可逆脉宽调制(PWM)，也可采用智能化功率模块(IPM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术。应考虑由换向或其他工况所产生的过电压尖峰或振荡，不应导致供电电压波形从一个叠加的等效正弦波偏离该等效正弦波较大值超过10%。

(3)变流装置的额定功率应按所需工作方式确定，并且要考虑峰值负载、系统瞬态及过电压等情况。变流装置应能在稳态短路状态下，至少必须能在3s时间内承受≥3倍满载额定电流。DC-AC或AC-AC逆变器，宜通过逆变变压器进行输入与输出隔离，以提高系统安全性和抗冲击能力，同时可以满足对输出电压的要求。

(4)应考虑变流装置的无功需求和谐波抑制。整流器、变频器与逆变器这类变流装置不但不能为电网提供无功功率，反而要吸收无功功率。比较简便的方法是并联滤波电容器模块，容抗比一般选7%，船舶电网的无功补偿方式宜采用末端补偿和分区补偿。末端补偿是就地平衡无功功率，效果好，且无需增加控制开关，通常用于单台功率较大的设备并与其同时投切;分区补偿的无功功率一般难以计算，可按区域配电变压器额定容量的20%～30%配置容性无功功率，并将其分成几组，采用无功功率补偿控制器对其进行自动投切。变流装置都必然因非线性而产生高次谐波，有时会造成十分严重的后果。在船舶电网中，采用变流回路的多重化(中在变频器进线端安装接线组别为V/Y/的变压器)，也可采用LC无源滤波器或有源电力滤波装置(APF)等方法，对抑制谐波、提供容性无功功率，都有较好的效果。

(5)发电机原动机的转速调节，实际上是电流(或功率)正反馈系统。由于是变频调速模式，对频率的变化率已不再有严格要求，但在额定功率与额定功率因数工况下，仍需将原动机转速调节到较高额定转速;若只有1台发电机在网运行，当负载下降至发电机额定功率的25%以下时，原动机转速应相应自动降低至较高额定转速的50%左右;若是多台发电机并网运行，当运行机组的转速已降至较高额定转速的50%时，总负载功率仍小于并网发电机总功率的25%。PMS是维持多台发电机低速并列运行，还是将其中1台或几台发电机自动撤出电网，应事先与船级社进行磋商确定。

5结语

一个安全、、环保、节能的船舶电网对船舶的安全性和经济性具有重要意义。各种电网结构，既有共同要求，即船舶规范与SOLAS公约的各项规定;也有各自需要注意的方面，即设计与调试中需要引起重视的问题。在实践中，各类船舶不一定局限于某一种电网结构模式，经常是几种不同电网结构的综合应用，在此情况下，应当在满足规范要求的基础上，进行技术经济分析，采用比较先进的技术。受篇幅限制，在本文中未对电网结构的技术设计层面进行展开讨论，所提出的观点主要是在长期实践中，不断遇到和不断解决的问题，可供船电设计、产品订货与性能调试时参考。

作者：温莉韩杰周洋单位：江苏省镇江船厂集团公司

结构设计毕业论文:脊加载同轴径结构设计论文

1模拟仿真理论

1.1色散特性慢波结构中行波纵向传播的相速pv和频率f的关系称为色散特性。利用电磁仿真软件HFSS提供的周期边界条件，指定一个周期内的基波相移φ，通过本征模求解器计算出谐振频率，取最小本征值f对应于低传播模式。式中：0β是低传播模式的第零次空间谐波(即基波)的相位传播常数；nβ是低传播模式第n次空间谐波的相位传播常数；pv是低模式的第零次空间谐波的相速；φ是相移常数；ω是角频率；L是慢波结构单位周期长度。改变指定的相移φ数值，就可以得到一组对应的pv与f的色散关系曲线。

1.2耦合阻抗耦合阻抗反映的是电子注和电磁波相互作用的能力，耦合阻抗越高，慢波系统与电子注之间的能量交换越有效，因此，行波管的增益就更高，效率就更大。根据皮尔斯的理论，慢波结构中第n次空间谐波的耦合阻抗可定义为。式中：znE是第n次空间谐波的纵向电场幅值；P为波导系统中电磁波的总功率。对于脊加载同轴径向线慢波结构而言，一般是基波成分与电子注速度同步并发生有效能量交换，所以通常只考虑基波的耦合阻抗0K，利用HFSS软件中的场计算器，通过上述定义式可以计算出慢波结构的耦合阻抗。

2模拟与分析

电磁场仿真软件HFSS提供了准周期边界条件设置的方法，因此只需要对一个周期进行建模分析，利用软件提供的本征模求解器，能方便地求出慢波结构的色散特性和耦合阻抗。图3和图4分别给出了不同内径ra对色散特性和耦合阻抗的影响，结构参数rb=1.8mm，rc=2.5mm，rd=2.7mm，L=0.8mm，w=0.1mm，S=0.02mm，k=0.6mm。可以看出随着半径的增加，色散曲线变得平坦，器件带宽增加，相速也增加。在图3中可以看到当ra为1.1mm时，结构的归一化相速pv/c在0.25附近，而当ra增大到1.5mm时，归一化相速在0.315附近，所以减小内径的大小有助于降低慢波结构的相速，用作行波管时可以降低工作电压。从图4可以看出耦合阻抗随着内导体半径的减小而增大，这说明耦合阻抗的提高是以增加系统的色散为代价的，因此在设计慢波结构时应当选择合适的尺寸使得器件既有较好的色散曲线，又有较大的耦合阻抗。图5和图6分别给出了不同周期长度L对色散特性和耦合阻抗的影响，结构参数除取ra=1.5mm外,其余参数与图3和图4相同。可以看出随着周期L的增加，相速增加，色散曲线平行上升，另外随着周期L的增加，耦合阻抗也得到了提高。减小单位周期长度可以在保持色散曲线平坦的情况下有效地降低相速，因此带宽允许的情况下可以适当地调整慢波结构单位周期的长度，从而提高电子注与电场的互作用效率。图7和图8分别给出了不同加载脊棱宽度S对色散特性和耦合阻抗的影响，结构参数ra=1.5mm，rb=1.8mm，rc=2.5mm，rd=2.7mm，L=0.8mm，w=0.1mm，k=0.6mm。可以看出随着加载脊棱宽度S的增加，器件的相速得到了降低，但是降低的幅度不明显。耦合阻抗随着加载脊棱宽度的增加得到了显著的提高。当S=0时，脊加载同轴径向线慢波结构就退化成了同轴径向线，其耦合阻抗如图7中的曲线A所示，当S=0.04时，其耦合阻抗如图7中的曲线C所示。可以看出：在交错圆盘的中心加载上脊棱后，慢波结构的耦合阻抗得到了提高，并且耦合阻抗随着脊棱的宽度S的增加而增加。因此，在同轴径向线上加载上脊棱后，慢波结构的色散特性没有明显的变化，而耦合阻抗却得到了提高，这可以在保障行波管工作带宽的情况下提高整管的增益。图9和图10分别给出了不同加载脊棱长度k对色散特性和耦合阻抗的影响，结构参数除取S=0.02mm外，其余参数与图7和图8所取的值相同。从图中可以看出，当k减小时，慢波结构相速有所提高，耦合阻抗也有所增加，但是相速和耦合阻抗的变化都不明显，所以脊棱的长度k对慢波结构的高频特性的影响不明显，在对慢波结构进行设计时，对加载脊棱的长度可以不用过多地考虑。

3结论

本文提出了一种脊加载同轴径向线慢波结构，并对它的高频特性进行了研究，分析了不同内径、不同周期长度、不同脊加载宽度和长度对色散特性及耦合阻抗的影响。结果表明：改变内径大小和周期长度对结构的色散特性影响较大，随着内径的减小和周期长度的增加，结构的耦合阻抗得到提高；脊加载宽度的增加可以明显提高慢波结构的耦合阻抗，且色散特性变化较小；加脊的长度的变化对色散特性和耦合阻抗都没有明显的影响。由于这种结构的边界条件比较复杂，采用严格的电磁场理论分析会遇到困难，还需要进一步深入研究。

作者：王兵文光俊王文祥单位：电子科技大学通信与信息工程学院物理电子学院

结构设计毕业论文:摆锤结构设计论文

1轨道设计

1.1滑槽的设计有以下三种方案方案一：在图1（a）中小球与轨道理想为两点接触，其受力情况为垂直于两斜坡面指向球心，因为碰撞后小球的速度方向不是理想的切线方向，若与理想的切线方向有角度的偏移，可能会发生干涉。方案二：图1（b）中小球与轨道为理想的单点接触，其受力情况垂直于底面向上，小球在运动的过程中与轨道始终保持单点接触，实现理想的纯滚动，这对于减少能量损失有帮助。图1（c）中小球与轨道的接触理想为单点接触，其摩擦力比图1（a）和图1（b）小一点，但是轨道截面形状的参数不易求解，加工实施困难。因此综合以上三种的方案的比较分析，方案二更有利于加工和减少能量的损失，从而滑槽选择方案二更适宜。

1.2球与滚道之间的摩擦力分析球与滚道之间的摩擦可分为滑动摩擦和滚动摩擦，滑动摩擦因数一般较大，摩擦的能量损失也较大，球在轨道上滑动的整个过程中产生的损失也较大，而整个过程中滚动摩擦力只是把平动动能转化为转动动能，因为转动动能在碰撞过程中大部分损失，所以为了减小碰撞的整个运动过程中能量的损失，必须尽可能地减小平动动能转化为转动能，较好的方法就是通过增加轨道和滚球的刚度，从而减小滚动摩擦因数μ以及正压力f。由f=μmgcosθ可知，滚槽的水平倾角θ越大，正压力越小。因此，θ越大，小球与滑槽之间的摩擦力越小。

1.3轨道基本轨迹的确定综上，对于该单摆球滚道“永动器”的轨道路径设计为圆弧-直线的组合式轨道，如图3（b）所示选用直线形轨迹，由于希望保持对心碰撞，轨迹底部加工出一段小水平直线，且该段直线的粗糙度较大，便于在小球碰撞摆锤时，小球将转动能转化为较大的摩擦力作用在摆锤上。考虑到命题要求以及工程上的因素，我们选用的轨道为圆弧-直线式组合轨道，其示意图如图4所示。

2摆系统设计

2.1摆锤与滚球的选取摆锤到达低点与位于轨道上的小球发生正碰，由动量守恒定律，因此，当摆锤以速度v1的速度正碰静止的小球时，理想状态下，摆锤和小球可达到速度交换，从而实现永动碰撞的效果。由此类推，小球的质量是摆锤的3倍时，依然可以实现速度交换，理论上，两种方案都能实现速度交换，从而实现不断碰撞，但由于碰撞能量损失和小球在轨道上滚动时的摩擦，因此摆锤和小球的速度不断地交换下去实际上是不可能的。当选用方案二时，通过碰撞的速度交换规律得知，摆锤与滚球在实际中更容易在碰撞后一起摆动。为了尽可能地实现摆锤与小球多次碰撞，应选用方案一，即小球的质量与摆锤的质量相等。其摆锤和小球的参数为：小球直径为20mm，摆锤直径为20mm，二者都为实心钢球。

2.2摆锤与摆杆的连接命题要求摆杆直径为5mm的实心刚性杆件，由于摆杆自身的重量从而影响摆锤与滚球发生质心碰撞，因此为尽可能减小这种影响，摆杆的材料采用铝合金。摆锤的直径为20mm，考虑到摆球为刚性实心小球，其强度较大，不易攻螺纹孔，因此采用激光打通孔，在摆杆端部打一个M2.5的螺纹孔，通过紧固螺纹件将摆锤和摆杆相连。其三维设计图如图5所示。

3螺杆轴的强度校核

根据圆轴在扭转和弯曲组合变形下的强度条件。

4总体设计与调试

对于该装置，我们已经讨论得出其各个方面的大致情况，下面进行结构尺寸设计与调试。我们在调试中发现两个小球的碰撞过程分离开的时间极短，经过少量的几次碰撞后两个小球就会在一起摆动，这对于运动时间的延长极为不利，现进行如下分析：1）运动的小球在轨道上的速度衰减量极大，且近似于单摆的简谐运动，在空气阻力的影响下，经过若干次的振动后近似趋于静止。2）调试阶段我们选取了杆套与滑动摩擦的部分进行分析，观察发现其影响不大。且分析发现滑动转轴的精度如果设计不够好，会极大地损耗能量。3）摆锤与摆球的质量影响也比较大，且在运动的过程中我们发现，当大球碰撞小球时其运动过程较小球碰撞大球更易粘在一起运动。4）小球在轨道上下滚速度太快，致使摆锤与小球在及时次碰撞后运动过程无规律性，且最终的结果不太理想，这与周期有关。5）摆锤与小球碰撞点影响极大，因此在设计过程中需要能够满足支架和杆套可以进行一定的微调。单摆-球滚道“永动器”总体设计的示意图如图6所示。

5轨道工艺分析

为了防止轨道过于笨重，以及便于加工，轨道材料选用铝合金相对比较适宜。滑槽为矩形槽，其加工有两种方案［5］：方案一：用四轴联动的数控机床铣。方案二：将轨道分成两部分进行加工，即直接平面数控铣中间的滑槽面，另一边的挡板再用螺栓固定。但是方案一加工难度大，成本高，且滑槽面的精度不够高，而方案二采用普通的数控铣机床就可以加工，因此，从工程管理上考虑优先采用方案二加工。

6结语

类牛顿摆球式碰撞装置的设计过程涉及理论的推理与分析，特别是轨道设计中的方案选取和各部件的尺寸参数的取值对于“永动”时间的影响较大，当然，在规定的尺寸约束条件下，工程计算的结果只能作为一个可行的有效解，理论计算与现实情况差别的进一步缩小，仍需要后续的深入研究探讨。

作者：谢玄刘波代恒郑华生单位：武汉科技大学机械自动化学院

结构设计毕业论文:隔振系统结构设计论文

1设备热设计电子设备的热设计是指

依据设备内部热耗的情况，具体如表1所示，通过估算，自然散热不能满足该设备的散热需求，需考虑采用强迫风冷的方式冷却，设备自带风扇提供风源。从表1同时可以看出，该电子设备的主要散热集中在2个功放芯片上（中放芯片和末放芯片），根据该设备的散热特点，最终选择了局部强迫风冷和自然散热相结合的热设计方式。由于设备尺寸限制和模块热耗特点，该电子设备选择了一款体积小风力足的EBM风机。该设备的热设计主要集中在功放芯片散热上，通过去掉安装架及不必要的结构简化模型如图2所示。采用热仿真软件flotherm计算［2］，计算模型如图2所示，计算结果如图3~图6。由仿真分析可知，使用常规风冷散热，难以解决设备内部2个功放芯片散热问题，由于扩散热阻的存在，散热器基板温差较大可达100℃。如果使用均温板（即毛细散热腔VC板），则可降低基板温差，提高散热利用效率。按保守的均温板导热系数（1000W（/m•K））［3］，保守的较大热流密度（100W/cm2）进行仿真计算，其安装面温度可控制在110~120℃左右，该设备的器件结温/壳温要求及计算结果对比如表2所示，考虑到所设定均温板的数值偏保守，通过表2可以看出，采用强迫风冷加均温板的方案解决设备散热问题是可行的。

2设备振动强度及减重设计

由于设备装机位置处环境条件要求严格，根据以往工程经验看，设备振动条件相对其它设备非常恶劣，再加上设备本身要求有很高的性和耐久性，该设备倾向于选择加装隔振系统。首先简化设备模型、约束处理、网格划分和设置材料参数，在不装隔振系统情况下，对设备进行模态分析。得出1阶模态：470.8Hz、2阶模态：702.Hz、3阶模态：875.6Hz、4阶模态：1043Hz。通过模态分析可以看出，设备的1阶和2阶模态频率和结构件容易产生共振，对设备结构件和内部器件的结构强度和刚度容易造成损坏［4］，这样就更加论证了需要加隔振系统的方案。根据设备的振动条件定制了所需的隔振器，隔振器主要参数是：固有频率为70Hz；较大共振放大率小于3；单只公称载荷为1.5kg；隔振器单只重量为130g。同时为满足设备的装机要求，还设计了设备安装架，安装架通过4个底部隔振器安装于飞机平台，而整机则通过安装架后面的导销，前面的锁紧装置固定在安装架上，以实现快速拆卸，其整体结构形式如图7所示。

根据设计的隔振系统再次对安装了隔振器的设备进行了模态分析，结果如表3和图8所示。从表3和4图8可以看出，安装减振器后，设备的前3阶模态以减振器3个方向的平动振动为主，第4阶模态以减振器的水平扭振为主，其它低阶模态主要集中在安装架上。扭振的发生与设备重心位置及减振器的安装位置密切相关，如果减小减振器的安装平面位置与系统重心的相对尺寸，就可以避免扭振的发生。从仿真分析来看，该振动设计能够满足设备振动需求。当然除了满足振动设计以外，设备还需要满足装机重量要求。目前综合考虑刚度-密度比、加工性和成本等多方面因素，设备结构材料主要采用5A06铝。从整体看，该设备为LRU设备，设备采用安装架固定方式，结构设计必须受到接插件、冷板和减振器装配及安装诸多特殊要求的限制，结构优化设计余量很小，该设备在满足上述设计要求的前提下，尽量削减所有非重要承力部件（其中外部结构强度和电磁屏蔽要求，预留2.5mm左右薄板。设备内部有3处需要考虑电磁屏蔽要求，隔板厚度暂设定为3mm）。在此基础上完成结构设计后，对设备进行了随机振动响应分析，通过对设备内部标准差位移和标准差加速度的对比分析，经过几次耦合设计，最终设计出一个既满足振动设计又尽可能轻的电子设备。

3结语

在机载电子产品的结构设计中，热设计、振动强度及减重设计已成为设计的重点和难点，它们设计的好坏已成为产品是否成功的关键因素。本文阐述了一种机载功率放大设备的结构设计，对热设计、振动强度和减重设计进行了重点阐述，通过多次改进设计并结合仿真分析和试验验证得到的设计参数，为同类的机载电子设备的结构设计提供借鉴。

作者：王彦斌单位：西南电子技术研究所

结构设计毕业论文:储罐结构设计论文

1结构型式

1.1优点：（1）该结构由于设置有带孔的扩散管以及防冲板，因此可有效降低油品进入罐内的速度，从而避免引起静电；（2）该结构由于内伸至罐中心，因此油品可视为从储罐中心漫流至储罐四周，流动较为平稳，不会对浮盘等部件产生冲击和旋转作用；

1.2缺点及存在的问题：（1）该结构由于内伸较长，一直内伸至罐中心，对1万方以上的储罐，油进出管均达到10m以上，储罐水压试验完成后，若发生地基沉降，油进出管随之发生弯曲，极易对罐壁焊接处产生非常大的拉力，使罐壁与油进出管焊接部位产生很大应力；（2）此外由于罐底均有一定的坡度，当油进出管中心高度较低时，极易使油进出管的防冲板或扩散管与罐底碰撞；

2新结构的设计方案

基于以上两种油进出管结构存在的问题，在综合考虑储罐的地基沉降、油品流动速度和流动状态等因素的基础上提出新型油进出管结构型式，具体结构如图3所示。该种结构分为两段，及时段管径与进口相等；第二段为扩散部分，设置带小孔的扩散管和防冲挡板；两段之间不采用焊接方式连接，仅需两段的中心线对齐即可，这样油品在通过及时段，可顺利流至第二段，通过扩散管和防冲板的作用降低流速。同时油进出管内伸为0.4D（D为储罐内径），且不应大于10m。该结构的优点：

2.1设置有扩散管和防冲挡板，可以有效降低油品的流速，避免产生静电；

2.2及时段与第二段不进行焊接，当发生地基沉降时，不会对罐壁产生拉力，避免油进出管与罐壁焊接部位产生过大的应力；

2.3油进出管内伸为0.4D，可使出口尽量靠近罐中心，不使罐内介质产生旋转运动；

2.4同时，油进出管内伸不超过10m，当扩散管直径较大时，可有效避免油进出管与罐底发生碰撞。

3结语

3.1油进出管设计应考虑地基沉降作用，避免地基沉降使油进出管对罐壁产生过大拉力；

3.2油进出管设计应考虑油品出口流速过大引起的摩擦静电；

3.3油进出管设计应使罐内油品流动平稳，避免形成油品旋转运动；

3.4油进出管设计应避免扩散管或防冲板与罐底的碰撞；

3.5综合考虑多种因素，建议油进出管的结构设计为两段，及时段管径与进口相等；第二段为扩散部分，设置带开孔的扩散管和防虫挡板；两段之间不需焊接，仅需两段的中心线对齐即可，油进出管内伸为0.4D（D为储罐内径），且不大于10m。

作者：王泽宋嘉宁单位：侯马北铜铜业有限公司中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司

结构设计毕业论文:催化器结构设计论文

1三元催化器设计

1.1载体设计

1.1.1载体材料目前催化器使用的载体有陶瓷载体和金属载体。要求三元催化器载体具有高的几何表面积、强度和氧化阻抗等，低的热容量、压力降和热膨胀系数，以及有效的废气热转换，且易于涂覆。图1示出陶瓷载体和金属载体的起燃温度比较图。从图1可以看出，陶瓷载体具有较好的起燃特性，排放控制效果也较好[2]。

1.1.2载体结构陶瓷载体采用高目数及薄壁结构能取得较好的净化效果。图2示出载体有效催化面积与目数的关系。载体目数增加对发动机的输出功率有一些影响，设计目标是尽量减少其对功率的影响，并达到排放要求。通过理论分析和试验研究，选用600cpsi/4mil结构，能够达到理想的效果。

1.1.3载体封装设计方案的选择主要从发动机舱空间大小、底盘空间布置、排放要求及成本控制进行考虑。在载体的选择上应尽量考虑采用圆形的载体，因为其气流分布的均匀性、催化剂的利用率、背压及封装工艺性都是好的，但有时由于空间位置的关系还必须采用椭圆形或者跑道形载体。现有的载体封装方式分为蚌壳式、压入式和捆绑式，如图3所示。不同封装方式的底座平均压力也不相同，如图4所示。因增压器存在，催化器布置较为困难，催化器的布置较靠后，同时受空间限制，前级载体较小，前级背压可能会较高，很多情况下前级采用金属载体。金属载体背压与热容小，无需封装，可以直接焊端锥，相同催化器空间可获得更大的载体体积。

1.2贵金属涂层和涂覆工艺

1.2.1贵金属涂层贵金属的配比和用量对排放有较大影响。一般贵金属量越大，排放效果越好。手动及自动挡的载体涂层配比，如表1所示。

1.2.2涂覆工艺除了基本的设计外，还需借助隔离涂层技术，控制涂层成分的布置，保持催化器活性和耐久性。对于贵金属，特别是Rh，要避免因与氧化物（氧化铈）发生有害反应而生成低性能合金（如Pd-Rh），从而避免固态失活物（如铝酸盐）的形成，改善碱土的促进作用。采用特别的隔离涂层工艺，不仅使原子级的催化剂工程技术得以实现，使贵金属以原子态散布在特殊基层金属氧化物载体上，而且对贵金属功能有特别促进作用，可避免形成低性能合金，避免贵金属与基层金属氧化物生成化合物[4]。

2催化器模态分析

对该机型催化器前级进行模态振动分析。图5示出本机型催化器前级各危险点分布，表2示出前级中各危险点的分析数值。根据催化器前级在发动机上的实际安装状态，对其安装点进行约束及载荷加载，其约束位置，如图5中红圈部分所示。确定催化器约束点后对催化器进行模态分析，主要为了保障计算后的催化器模态高于发动机基础模态（大约在240Hz），避免与发动机产生共振而造成催化器损坏。同时为了观察前级催化器壳体在工作中的变化，一般对前6阶模态进行计算，如图6所示，用于壳体设计的参考。经过分析，在工作状态下其频率在2600Hz以上，主要表现为空腔部分的径向呼吸模态。

3排气系统CFD分析

3.1物理边界的确定图7示出催化器原始三维几何模型。通过抽取流体外壳及拉伸进出口边界，确定其物理边界。

3.2CFD物理模型及网格划分图8示出对排气系统建立的物理模型。各部件的内部结构按照实际结构进行构建，外部结构在不影响计算结果的情况下进行了适当简化。采用切割体网格对排气系统进行网格划分，主要由六面体网格构成，在保障计算精度的同时节约计算时间。

3.3初始参数及条件计算工况：排气管的流量为0.13kg/s，排气入口温度1173K（900℃）。

3.4边界条件设置1）入口边界：温度为1173K，将入口气流设定为均匀分布且沿入口轴线方向流动，介质为空气（因无确定的尾气物性数据，用空气近似代替），气体流量为估算值0.13kg/s；2）出口边界：经过前期的模拟试算表明，在较低压力状况下，出口压力的设置对排气系统的压力损失没有影响，对流出出口区域采用压力边界的形式，压力设置为500Pa；3）多孔介质：尾气在催化剂载体内是沿其孔道径向流动，因此，催化剂载体按各向异性多孔介质处理，即流体流经载体时只有沿轴向的速度和压力损失。表3示出排气系统背压计算结果。由表3可以看出，连接管段压力损失约占一半，对背压的贡献较大，是需要改进的主要地方。图9示出排气系统背压分布图，如图9红框所示，这部分弯管是管段压力损失的主要来源，也是优化的主要目标区域。图10示出排气系统背压局部图。图10中红框部分为压力损失较大的区域：前级催化器收缩端接口部分。

3.5流动不均匀性指数气流在载体截面上的流动均匀性影响到气体在催化剂载体中的停留时间，对催化剂的催化效率有很大影响。同时，流动均匀能有效减少压力损失。图11示出载体端面气流分布图。在这里，用催化剂载体截面上流体速度不均匀度指数D来评价在催化器截面上流动的均匀程度。D越小，表示流动越均匀，D越大，流动分布越不均匀。取催化剂载体入口端1cm处计算，得出：前后级催化载体不均匀指数分别为：0.252，0.431。

3.6优化方案结合优化工作，进行综合改进，改变进口段实现平滑过渡，增加管径，将后端催化器扩张管和收缩管改为锥形，如图12所示。

3.7改进结果图13示出催化器优化后排气背压分布图，其计算结果，如表4所示。经计算，改进后排气背压降低28.9-22.9=6kPa，前后级载体流动不均匀性指数分别为：0.385，0.266。可以看出，改进后前载体内流动不均匀性略有升高，后载体不均匀性下降。图14示出优化后载体端面气流分布图。从图14可以看出，通过优化，载体端面流场分布明显改善。

4结论

文章通过某公司1.5T发动机催化器的设计简单介绍了催化器系统的设计及简易的分析计算和性能优化，根据这些结果有效地建立了催化器系统的设计流程，在设计验证阶段确立了催化器的结构、材料及工艺方法等相关参数，模拟分析了初步结果并对其中存在的问题进行了设计优化，保障了在试验阶段催化器系统能够满足发动机的需求。面对未来日益严格的环保要求，目前的催化器产品将无法满足排放要求，需要在载体的选择以及贵金属涂层等方面进行进一步研究。

作者：盛宏业李志广黄昌瑞单位：华晨汽车工程研究院动力总成设计处

结构设计毕业论文:梁式转换层结构设计论文

1梁式转换层结构设计原则

1.1在梁式结构转换层的设计里面，应该尽可能的减少竖向的构件，因为直接落地的竖向构件越多，就会导致转换成的构件减少，这样使得刚度的突变也减少，这样就更加有利于增强结构的抗震性能。

1.2在设计梁式转换层结构的过程中，必须要确保转换层具有足够的刚度以及硬度，因为在理想的状况下，设计的转换梁的高度是应该大于跨度的六分之一，这样可以保障结构的内部力量在转换成的结构下得到合理的分配，使得墙体、柱体、转换梁都有很好的承受能力性能。

1.3在设计转换梁的结构中，应该秉持着“楼板在平面的刚度大无穷”的假设原理，使得剪力墙体与所有的柱体位移距离相等或者是水平力按照剪力墙与柱体的刚度进行一定量的比例支配。因为转换成的楼板需要将上部分的水平剪力传递到下部分的结构中，转换层本身也要承受一定量的载荷和平面内的剪力，使得转换层的楼板在自身的平面力度影响下，会产生结构变形。所以需要保障转换层的楼板配备一定的刚度和强度。

1.4梁式转换成要注意的是上部份的柱子要跟剪力墙布置的格局要对称，在梁上的柱子要设立一个跨中的设置，以此来避免如果转换梁变形的时候梁上的柱体的柱脚产生一定量的转角度，梁上的柱脚产生大幅度的变形会导致立柱的弯曲或者是剪切，使得柱体产生较大的内力。

2梁式结构转换层技术设计

2.1需要设计模板支撑系统。从结构的安全出发，必须要通过软件或者是人工的计算来得出支撑系统的安全参数和支撑钢管的横截面和跨度、空间间距，从材料的利用程度考虑，要可以满足到模版的数次周转和装拆卸的便利；从结构设计的方面考虑的话，要对比较难支膜的部分和隐蔽的分支节点要通过软件得出详细的设计图。

2.2需要设计钢筋的下料和绑扎方案。转换梁纵筋直径较大、数量较多、排数也多，箍筋直径较大、肢数较多、一般全长加密，构造腰筋须按受拉钢筋的锚固要求锚固在两端柱子内，所以钢筋的下料和绑扎比较困难。每一道梁式转换层的钢筋放样和下的材料都应该符合国际规定或者是本项目的行业规范和设计图纸的要求，必须先进行简单的布局排列，找出符合实际操作的捆绑方式再进行实际的操作，以此来防止下料之后没有按照一定的规则安置钢筋，使得钢筋没有捆绑好，作用力不强，影响到了混凝土的鼓捣密实程度。

2.3设计混凝土的浇筑方案。转换层的横截面积和转换内部的构件体积过于大的时候，混凝土的浇筑必须符合该项目的浇筑要求，一般一次浇筑完毕，可以保障结构整体性较好，但是这个方法会导致鼓捣不到位而影响到了梁柱体的美观与质量，而且荷载会增加，对模版的安全系数也是一个很大的考验，施工时应加以注意。

3梁式转换层计算

3.1转换层楼盖及框支柱的计算高层建筑梁式转换层的楼盖由转换梁和楼板组成。梁式转换层的转换梁是承托柱传递的竖向荷载或承托上部剪力墙的重要构件，对整个转换层结构具有重要作用，因此要格外重视；梁式转换层的楼板是必须要将上层的力量传递到下层的结构中，所以其不单要承受打的平面剪力还要部分竖向的载荷，所以楼板要具有一定的强度和刚度。转换柱是承担转换梁传递而来的荷载并将此荷载传递给基础的重要构件，设计时应有足够的强度、刚度和抗震延性。

3.2转换层的补充计算在计算施工局部的时候，应该考虑到楼层平面钢筋强度的影响，在模型中进行计算，还需要注意实际结构三维空间效应。框支剪力墙计算比较复杂，可采用PKPM框支剪力墙有限元分析模块进行补充计算并可按应力配筋。框支剪力墙的框支柱与上部的剪力墙是相连接的，这些均应在框支剪力墙补充计算时加以合理考虑。

4梁式转换层设计的注意事项

4.1施工的实际操作性能和建筑的美观和整体的布局都应该在设计的时候充分的考虑；

4.2转换层如果作为设备层来使用，需要在转换梁上开设较大设备孔洞时，须对开孔部位进行计算，有条件时可以进行应力分析；

4.3在满足到建筑实物的功能需求之后，还要适当的增加构件的横截面的尺寸、剪力墙的增加、提高混凝土的等级等等，这样可以来避免转换层由于刚度不够而产生突变；

4.4要根据转换梁的工作程度，分析好三种工作状态，分别是、部分、没有，来保障梁的支撑力度与实际情况相符合，不会有太大的偏差。

作者：陈磊肖兴北单位：国家林业局林产工业规划设计院