[分享][图文直播]钢结构前沿技术发展论坛

发表于2016-10-21     4083人浏览     27人跟帖     总热度:754  

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 发表于2016-10-21   |  只看该作者       筑龙币+10

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[图文直播]钢结构前沿技术发展论坛-2

   王喆:尊敬的各位领导、各位嘉宾,大家上午好!欢迎大家出席今天的论坛,我是中国建筑标准设计研究院王喆。中国建筑标准设计研究院举办本次钢结构前沿技术发展论坛,也是中国建筑标准设计研究院建院60周年系列活动之一。今天的论坛将有11名知名专家学者,围绕钢结构领域最新的研究成果、工程案例和钢结构住宅产业化发展展开介绍分享和讨论。本次论坛由安徽鸿路钢结构股份有限公司协办,建筑结构杂志社承办。下面我向大家介绍莅临会议的领导和演讲嘉宾。

  演讲嘉宾:

  ◆聂建国,中国工程院院士  清华大学教授

  ◆郁银泉,中国建筑标准设计研究院  副院长、全国工程勘察设计大师

  ◆范重,中国建筑设计院有限公司总工、全国工程勘察设计大师

  ◆李国强,同济大学教授

  ◆张同亿,中国中元国际工程有限公司副总裁

  ◆童根树,浙江大学教授

  ◆杨强跃,杭萧钢构(集团)股份有限公司副总裁 总工

  ◆施刚,清华大学教授

  ◆温静,中国建筑标准设计研究院住宅产业化中心副总建筑师

  ◆黄绸辉,台湾润泰集团-润铸建筑工程(上海)有限公司副总经理

  ◆李利民,中国建筑标准设计研究院钢结构所高工

  ◆丁小明,安徽鸿路钢结构(集团)股份有限公司  副总经理

  请中国建筑标准设计研究院  副院长、全国工程勘察设计大师郁银泉致辞。

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 发表于2016-10-21   |  只看该作者       筑龙币+20

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好多专家,期待钢结构技术内容,楼主继续。

点评+1

  • 发表于 2016-10-21     嘿嘿 正在进行

 发表于2016-10-21   |  只看该作者       筑龙币+10

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  郁银泉:尊敬的各位来宾、女士们、先生们,大家上午好!今天我们在北京共聚一堂,隆重举办“钢结构前沿技术发展论坛”,汇聚行业智慧,凝聚行业活力,深入研究分析为推动中国钢结构技术发展做出努力。在此,我谨代表中国建筑标准设计研究院对各位嘉宾的到来,表示热烈的欢迎和衷心的感谢。

  今年恰逢中国建筑标准设计研究院建院60周年,1956年10月,由国家主导成立了国家建设委员会标准设计院,以推动中国建筑领域标准和标准设计的创立和发展。60年来,中国建筑标准设计研究院始终以服务工程建设标准化,推动行业技术进步为己任做出卓越贡献。中国建设标准设计研究院联合国内多家机构,举办系列高端技术论坛的形式纪念建院60周年,并回馈行业与社会。特举办“钢结构前沿技术发展论坛”,为大家提供一个钢结构技术交流与分享的平台,共同讨论研究我国钢结构前沿技术,助推钢结构建筑发展。与发达国家相比,我国钢结构建筑的发展还有一点差距,钢结构建筑在我国建筑行业中所占比例为5%。而在日本、欧美等发达国家,这一比例为30%左右。今年年初,李克强总理的政府工作报告中指出,积极推广绿色建筑和建材,大力发展钢结构和装配式建筑。近期国务院办公厅印发关于大力发展装配式建筑的指导意见,提出力争用10年左右的时间使装配式建筑占新建建筑面积比例达到30%,作为装配式建筑的重要形式之一,钢结构建筑受到广泛关注。政府制定了多项扶持政策,鼓励和引导在工程建设中采用钢结构,积极推动装配式建筑的发展。面对国内钢铁产能过剩的情况,大力发展钢结构建筑,淘汰钢结构落后产能,这是有效化解钢铁过剩产能的有效途径之一。作为钢结构建筑的重要支撑,钢结构建筑技术显得尤为重要。

    作为中国城乡建设领域的技术引领者,中国建筑标准设计研究院一直致力于助推钢结构技术在中国建筑领域的应用与推广。多年来,主编高层民用建筑钢结构技术规程、钢框架混凝土墙体技术规程、多高层民用建筑钢结构等钢结构领域的标准规范和图集,推动钢结构技术的应用与普及。2000年北京奥运会举世瞩目,我们参与国家体育场鸟巢的钢结构设计,这是当时世界上最大的单体钢结构建筑,圆满完成任务。依托钢结构及装配式建筑的双重技术优势,标准院再度站在行业发展前沿,提出以建筑设计为核心,以结构选型为基础,工业化维护和内装为支撑的钢结构住宅2.0新理念研发出成套技术,全力打造我国钢结构住宅升级版。

    让我们携手共同努力,为中国钢结构技术的发展做出自己应有的贡献,谢谢大家。

 发表于2016-10-21   |  只看该作者       筑龙币+10

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[图文直播]钢结构前沿技术发展论坛-5
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  首先,中国工程院院士清华大学教授聂建国的学生陶慕轩代表聂教授发表题为《结构创新与土木工程可持续发展》的主题演讲。
  王喆:感谢郁院长,郁院长致辞回顾标准院成立60年以来,在标准制定和工程设计方面的成果,展望标准院在钢结构的未来前景。
  下面有请陶慕轩代表中国工程院院士清华大学教授聂建国发表题为《结构创新与土木工程可持续发展》的主题演讲。
  陶慕轩:今天的题目是“结构创新与土木工程可持续发展”,我们国家现在的土木工程结构存在最大的问题就是能不能可持续,关系到我们子孙后代的问题。能不能解决这个问题,很关键的一点就是怎么做结构的创新。
  可持续发展战略是人类社会近半世纪通过的教训和争论,所逐渐形成的共识,有这样的认识非常不容易。并不是开始我们就认为应该可持续发展,包括在土木工程领域,包括在结构工程领域。但虽然经过半个世纪的努力,但在环境污染、资源短缺问题上仍然非常严峻,尤其是可持续发展仍然任重而道远。这个话并不是聂老师说的,这是来自联合国大会的政治宣言,这是大家公认的,我们的可持续发展仍然很犹大的问题。到我们土木工程师责任重大,因为土木工程活动对我们人类的自然环境影响最大,占用资源能源、产生垃圾比例也是最高的。这是工程院前几年在全国范围内做的战略研究,专门针对我们国家土木工程,尤其是建筑工程,它的能耗和碳排放量,包括资源能源的消耗和城市垃圾的排放。我们土木工程是所有这些污染和资源消耗的大头,责任重大。
  土木工程的可持续发展有哪一些严峻挑战?这几年一直在做调研,到全国各个地方拍照片,深入现场。安全性。按道理说安全不是问题,但非常可惜的不应该发生的灾难已经发生了,这么桥并没有发生稳定破坏,按照规范验算这些桥没有任何的问题,但这个桥还是破坏了。大量的垮桥事故可以看到,这反映出并不是我们的计算能力不够和理论水平不够,而是我们工程师对构造的不足,尤其是整体牢固性的设计存在一定的差距。耐久性,大量的混凝土结构应用这个桥,这是淄博市的。我记得好几年前我跟着聂老师到现场做调研,用这样的T型梁和预制装配式的,但用了不到10年就出现缝,反映出结构的牢固性不足。从下面看上去,我们可以看到透光的,用了不到10年的时间,这是混凝土的结构。钢结构按道理应该是一个耐久性非常好的结构,但没有把优点发挥出来。上面的桥这是一个组合桥,组合桥的横向钢度非常大,所以并没有必要用这么多的横向梁,但设计师在现场一个一个的看。看完了以后再做现场重装,这样的桥梁不到10年就已经绣迹很多。这是沥青的铺装问题,这是桥梁工程界的难题。怎样避免这些问题?还是在结构体系的创新。这几年我们去了好几个城市,大量的焊接工作量,包括围护的现场量让聂老师担忧。我们国家土木工程的问题和抗灾能力,各位都是非常清楚的。这句话是我们国家谢院士说的,土木工程为人类创造了灿烂的文明,也给人类带来无限的灾难,双刃剑。土木工程创造了人类文明,也是创造了灾害,土木工程手段本身就是防灾减灾的手段。灾难面前,我们土木工程师,土木工程的科技工作者责任重大。到现在为止有非常奇特的建筑,包括这样的博物馆,它的功能并不是很好,但资源消耗量很大。这是高铁枢纽,它的混凝土用量还是比较大的,当然了这里有很多的争议具体的不说。资源消耗,混凝土的石子和沙子都是不可再生的资源。不能说不能用混凝土的结构,但能不能少用一些混凝土或者说现浇混凝土。环境污染问题,我们现浇混凝土的环境污染,包括我们现在很多现场施工非常艰辛,某一个城市的立交桥上,我和聂老师亲自看了现场,施工非常艰辛。纵向焊缝很困难,工期比起混凝土结构还长,把我们钢结构的形象都毁了。这样的结构的艰辛和拆除,这应该引起我们土木工程师的关注。
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  我们传统的结构现在面临很大的可持续发展挑战,混凝土结构它的材料、施工和运维有很大的挑战。材料方面资源消耗和环境污染,施工就是我们有的工程施工代价比较高,环境污染比较重。清华附中的勘察事故造成了人员伤亡,这都与施工的代价和安全有很大的关系。包括运维,我们的混凝土结构容易开裂,而且非常难以拆除。混凝土是现在应用最广泛的建筑材料,但也是资源消耗和环境污染的源头之一。我们现在用的混凝土,生产1吨的水泥消耗煤178公斤,碳排放量是一吨。采石场我们用的是子孙后代的资源,这是不可再生的资源。现浇的混凝土结构施工代价高,环境污染突出,费工费时。这是传统的满堂红脚手架。我们现在的结构也有一些困难,航站楼,为了建设这个航站楼一共涉及到的钢结构的数量是26万件,而且这些数量没有一个是相同的,长短不一。壁厚各不相同,所有的节点也是复杂多变,这是对我们施工造成了很大的困难。这肯定有很多的争议,但聂老师想对这样的结构耗费这么多的社会资源,付出这么多结构的代价,究竟是不是值得?希望通过论坛引起大家的思考。这是混凝土结构的施工情况。工程用了内嵌钢板剪力墙,混凝土结构的施工也是比较复杂的,这是我们去施工现场做的调研,难度比较大。我们知道脚手架的坍塌是我们建筑工程事故最重要的原因之一,下面是清华附中,这是我们北京的工程,每次都有伤亡,现浇混凝土结构百密一疏。钢桥是在大城市里面大量推广的,可以看到每一个现场都有纵缝去焊,每一块的钢板都得在现场焊,一块一块的拼起来,现场的焊接工作量非常大,现场焊接质量难以保证。大量的现场涂装,涂装质量难以保证,大大降低耐久性,不合理的设计影响了钢结构的推广应用。这样的钢结构施工复杂,这对推广不利。某枢纽的高架桥,这是施工单位提供的照片,这样的钢结构大量的现场焊接,聂老师的想法是对这样的一个城市立交,本来用钢结构是希望它快速施工。但用这么复杂的U型桥面,是不是有必要呢,有没有改进的空间。内嵌钢板剪力墙的开裂,这是一个世纪的例子,刚刚施工完成还没有投入使用,我们的施工完了最大的裂缝宽度达到了0.97毫米,快1毫米。我们现在对混凝土结构来说0.3个毫米,这是我们控制因素。刚施工就是这样,所以很影响使用功能,有大量的纵向裂缝。包括预制混凝土桥的纵向开裂,现在我们遇到了混凝土钢构桥,这些问题反映的是结构本身。聂老师的观点,要解决这些问题可能需要在结构体系上创新,而不是围绕着混凝土结构再去做文章,可能这是很难解决问题的。因为这样的问题在国内外都是存在的,并不是我们中国存在的。
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  目前我们国家的大量桥梁,超高层建筑大量的采用混凝土结构,水泥厂龙、水泥森林、开动水泥城墙值得我们深思,如何使结构更加合理,尽量减少水泥用量,少用混凝土,尤其少用现浇混凝土,值得我们研究和重视。跨度20米的大跨重载楼盖,原来的是用了钢筋混凝土梁高3.3米。我们知道对混凝土结构而言是裂缝控制的,混凝土的开裂非常小。由裂缝控制的状态下,我们的材料利用率钢材希望它抗拉的,所以利用率很低,没有充分发挥钢结构的优势。这个结构设计完了以后,相当于这是实心的2.8米厚的混凝土方子做在上面。但这个真正的承载就是几百公斤,我们算了一下承载力的利用率,对应裂缝宽度0.2毫米的大概用到了24.8%的承载力。对应0.3毫米的裂缝,只用到了29%,所以说承载力的利用率很低,结构的高度很高,然后自重很大,所以这样的工程是有优化空间的,这是可以思考怎么优化的,这是聂老师提的。如果在一些大跨重载的情况下,考虑采用组合梁,下面是钢结构,上面是混凝土结构,充分发挥钢材的受拉和混凝土的受压,可能把结构做的更好。聂老师强调这是特殊的情况下,并不是所有的情况下都用组合结构。混凝土结构和钢构混凝土结构,如果我们以开裂来看的话,钢骨的密度很低,材料的利用率比较低,混凝土结构就作为负担。
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  近年来,聂老师在87年发展叠合板组合梁,也是在传统组合梁的基础上做发展。传统有现浇组合梁,还是用了大量的现浇混凝土施工复杂。传统还有预制板组合楼盖,这个施工比较复杂,而且楼盖的整体性我们做了实验,牢固性不如叠合板,所以87年聂老师发展了叠合板组合梁。在北京叠合板组合用到了200多座,这是比较保守的估计。我们看传统的混凝土施工比较复杂,高度比较大。这是93年聂老师团队匝道的组合梁,现场没有焊缝,都是钢桥组合连接。现在某一个地方还是用复杂的现场大量焊接的桥面,桥的工期非常长。后来找到聂老师也是因为工期太长,后面我们对场景进行优化。
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  传统的内嵌钢板组合墙,混凝土容易开裂,材料的利用率比较低。我们发展了外包多腔,避免裂缝外露,施工方便。钢板放在外面,它的整体性比较好,还有约束作用。我们也做了一些实验,包括在高层建筑剪力墙,我们现在用在核电厂安全壳。我们看美国能源部好几年前发展了第四代的安全壳,我们参观了他们做的双钢板墙。在核安的结构里面,我们做了一些研究,双钢板墙无论在施工性能,包括它的各方面都有优势,这是我们做的实验的对比。上面就是内嵌钢板墙,很快就出现裂缝,这是全过程的实验情况。外包钢板剪力墙,它的整体性比较好,尤其在破坏了以后基本上它的整体性还是非常好的。它的曲线也比它饱满,这是在前几年做的内嵌钢板的剪力墙。武汉中心华东院做的工程,我们参与优化。原来设计的难点是混合节点,原来的方案采用内嵌钢板,中间用一个断钢。为了使得断钢和我们对接,用了内收的板,施工复杂,容易开裂。很重要的就是我们的路径不够直接,所以我们建议采用外包钢板的优化方案。左边是内嵌钢板,它的开裂荷载低于外包钢板,外包钢板互换的时候是0.2毫米,这是实验过程中裂缝的对比情况。这是施工的情况,这是断钢的节点。
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  土木工程的未来,怎么提高可持续发展。目标就是高性能、合理成本、低消耗、低排放、长寿命。土木工程可持续发展的措施,优生优育。土木工程可持续发展的标志是健康长寿。
  发展高性能结构是保证土木工程发展的重要保障,结构创新是高性能结构的根本。高性能结构内涵适用、安全、经济、耐久、美观。我们现在安全不是问题,现在强调适用,美观放在最后,并不是说不要美观,不能为了美观牺牲前面的性能。高性能结构、高安全性、高经济性、高耐久性、高施工性、高维护性,这是实际桥梁的方案对比。一个桥梁同样的跨度,但我们可以看到如果用不同的结构方案,它的结构用钢量是差异非常大的。聂老师前几年在山东潍坊济青高速建成我们国家跨度最大的组合桥,我们现在在山东做120米的组合桥。高性能结构怎么做到,方案合理,包括建筑方案和结构方案。受力性能好,传力直接,避免裂缝。分析计算准确,聂老师认为现在结构计算还是比较粗糙的,不能反映出结构的实际寿命,在这方面有很大的工作需要做。材料利用率高,充分发挥材料的优势。整体牢固性好,很多结构破坏不是因为钢强度的问题而是整体牢固性的问题。自重轻、构造简单、施工方便,全寿命费用低。赵州桥用了拱的结构,拱上有四个洞减轻自重,有了洞以后水可以穿过去,减少喝水的冲刷。古人的智慧仍然值得我们学习,到现在为止是在公元600年做的桥,到现在为止非常完好。工程结构的受力特征,总是可以转化为拉、压,如果把钢材拉的地方,把混凝土压,充分发挥材料的性能可以实现高性能的结构。没有最好的结构,只有适用的结构。木结构、混凝土结构、组合结构、钢结构,只要设计的合理满足基本的设计原则,都可以设计成高性能的结构。组合结构可以为解决结构工程的难题,发展新型结构体系,实现高性能结构提供新的选择和新的思路。组合结构有一些特点,包括承载力和快速施工,包括全寿命性能都非常好。但它有一个缺点,防火防腐问题。组合结构可以为促进高性能结构的发展做出重要的贡献。大家看这个,我们荷载很重的时候,混凝土来做不是很合适,施工比较复杂。聂老师前几年发展了大跨双向组合楼盖,结构高度和自重都可以降低,而且施工也比较快速。这是武昌火车站,自重降低51%,高跨度降低28%。这是滨州会展中心,双向组合楼盖,实现了2000平米的无柱楼盖。深圳万轩楼,中间原来有两个柱子,后来采用双向组合楼盖去掉了一个柱子,整个楼盖的用钢量每平米64.4。安徽饭店B塔,我们把周边的8根柱子去掉,节省混凝土2900方,钢材2000余吨。包括叠合板组合桥,传统的现浇组合桥施工复杂,还有预制板组合桥,经济性不是很好,包括构造对施工质量的要求比较高。在国外这样的桥很多,但施工质量比较高。聂老师87年发展的叠合板组合梁,施工比较方便,而且整体性比较好。
  许多工程找到聂老师,因为传统的混凝土结构跨度有限,通过组合桥很多的桥墩子都去掉。这是组合桥和混凝土桥,混凝土桥的结构高度比较大。99年我们已经在非常复杂的桥进行施工,这是聂老师93年从国贸桥开始做的北京代表性桥梁。四通桥、航天桥、西直门桥、苏州桥,在北京叠合板组合桥用了很多,包括紫竹院桥。这是叠合板组合桥的构造,整个桥梁施工很快,而且性能也很好。成都机场立交桥,2007年投入使用,2008年经受汶川地震。通过这个桥可以得出很重要的经验教训,因为在旁边的桥自重很大,所以地震完好无损,减轻自重对提高抗震性能有非常大的意义。
  科研方面,最重要的就是不唯书、不唯洋、不唯他、不唯上,只唯实。存在的不一定是合理的,别人用过的也不一定就是对的,要有怀疑精神和否定精神。理论联系实际,深入工地现场。设计提出了优生优育,健康长寿,包括设计施工的结合。放宽规范工程师的舒服。高性能、长寿命、低消耗是结构创新的目标。新思想、新理念、新方法是结构创新的基础。新技术、新材料、新工艺是结构创新的手段。社会责任和担当精神是结构创新的不竭动力。

 发表于2016-10-21   |  只看该作者      

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点评   ltz50288  发表于  3楼   2016-10-21  好多专家,期待钢结构技术内容,楼主继续。
嘿嘿 正在进行

 发表于2016-10-21   |  只看该作者       筑龙币+10

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  王喆:在新时期传统结构面临着可持续发展的挑战,陶老师的报告理论结合实际,围绕结构创新提出高性能结构的概念。包括方案合理、构造简单、长寿命、费用低等特点。我想给我们带来了结构设计的新思路,拓展新思想。
  下面有请中国建设标准设计研究院副院长、全国勘察设计大师郁银泉先生报告,发表题为“门式刚架轻型房屋钢结构技术规范”的演讲。
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  郁银泉:我代表我们编制组,把门式刚架的规范,通过题目给大家展示。我们规程的制定的情况,大家知道门式刚架的研究是上个世纪的80年代,因为结构是简洁、传力途径清晰,我们现在做到了72米,方便施工。因为有这样的特点,所以得到了迅速的发展。
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    80年,宝钢建设如火如荼,推广铝合金的压型钢板。1984年,冶研院结合具体情况开展了门式刚架厂房的研究。94年,建设部下达了课题,列为新技术新产品的开发项目。1998年,标准院吸收和归纳了国外经验,修订编写我们的蓝皮书。这就是CECS10298,标准为我们门式刚架的推进发挥了巨大的作用。2002年对98版的规程做修订,2002年做了结构调整的修订,主要就是梁柱连接对钢构的要求。2002年标准院针对标准,对门式刚架房屋钢构件进行标准图集和产品标准的编制。对规范我们门式刚架的发展,起到了一定的作用。标准院为了使它发展的更好,编制了门式刚架轻型房屋钢结构的配套图集。2015年,住建部发布公告,正式批准现在的GB51022-2015版本的门式刚架轻型房屋钢结构技术规范,2016年8月1号生效。我们接到很多咨询的电话,也问了里面很多的问题,我们在这儿一并给大家做介绍。
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    门式刚架发展前景。门式刚架的应用开始于20世纪80年代,快30年的发展,为国内成千上万的轻钢建筑工程建设发挥了重要的作用。主要的形式有厂房、仓库、体育馆、展览厅和活动房屋,还有加层建筑。柱网布置比较灵活,柱网取决于相关要求。重量轻,这是显著的特点,在相同的跨度和荷载情况下自重为钢筋混凝土的1/20-1/30。要想使得抗震性能好,减轻我们的重量这是很大的发展方向。因为自重轻,可以有效的降低地震的响应和灾害影响程度,有利于抗震的结构。工业化程度高,施工周期短。拆除搬迁资源回收相对容易,这都是我们门式刚架的优点。综合经济效益高,现在的房子做的比混凝土还便宜,价格很低,导致了一定的问题。这是一种市场不正当竞争造成的,而不是说我们的房屋有什么问题。
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  材料选用方面,我们门式刚架很大的控制,主要就是钢度的控制,现在对主体结构用承重用的钢来讲,我们现在是Q235、或Q345。为了提高抗风和抗灾能力,我们这里提出了可以采用550阶段,使得钢度增加一点,也有利于我们在工业板的连接方面,它的抗风性能更好,对材料选用做了这样的规定。这是钢材的设计指标,通过表大家可以琢磨,为什么有更高的钢,我们没有列就是从某种意义上讲,我们不太推荐,作为我们设计工作者应该悟。
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    结构的抗震验算、阻尼比取值和横向刚架水平有明确的规定。大家说到底门式刚架能不能抗震,未来就是要回答这个问题。所以我们在这里列了一条,当抗震防烈度为7度及以上时,应该进行地震作用组合的效应验算。这是通过我们的实验和立体的验算得出的结论,列了7度0.15。这是验算的公式,对承载力和抗震系数进行相应的规定。对普通的钢结构分别提高了0.05,抗震的时候调整系数相应的大一点,为了确保相应的安全。当没有夹层或有与门式刚架连接的附属房屋时,应该进行抗震验算。对结构的阻尼比按照房屋封闭情况在0.05和0.035之间分别取值,其余的房屋按照外墙面积开孔率计算。基于门式刚架连接都是用螺栓,在地震纵向螺栓连接多多少少会有一定的滑动或者是会有一定的松动。所以对我们焊接结构来讲,阻尼比相对的增大一点,所以这应该也是来做的这件事情。阻尼这是相当复杂的问题。
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  单跨、多跨登高房屋可按基底剪力法计算,不等高房屋可按照振型分解反应谱法计算。简化我们的计算。我们计算要精确一点。给大家展示一下研究过程中,在前面发生的轻钢房屋事故,我们在地震的时候很难发生事故,我们有纵向支撑。风对它来讲是天敌,我们展示的是96年、04年台风造成的破坏。这是风造成的破坏。按照国家《建筑结构荷载规范》的要求,对风敏感的结构,涉及到我们的门式刚架房屋,计算主刚架的时候系数取1.1,墙梁和房屋板极其连接使取1.5。风荷载系数,考虑内外压风压的最大组合。计算墙梁屋面板和墙面板连接时,β取1.5,这跟我们现在荷载规范要算的那些东西可以配合上。这次连接了以后通过这个系数的调整,相应的会提高它的安全度。
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  风荷载系数已经讲了,针对不同的门式刚架类型,它的风荷载系数怎么取,这也是我们规范里面很重要的部分。你要采用这种结构,我想你相应的这些围护结构的过程和计算,应该按照这个规范。
  我们的门式刚架对雪荷载的敏感性,这是96年、98年、05年,我们几场大雪引起的房屋坍塌。引起坍塌的原因雪荷载原来取小了,下雪的时候会伴随着风,这样的话雪会漂移。使得堆积在外面,往往压垮的就是靠近边跨的那些部分,所以赘塌了我们的门式刚架。这样的破坏应该还是很危险的,这里我们应该说提高了雪荷载的基本雪压。经过测算告诉大家,在高低跨、女儿墙,根据地面雪压和房屋实际尺寸按照公式计算雪荷载的增大值,最大可以达到4-5倍,这代表你没有设计对。这是我们不同的雪的漂移。为了减少雪的堆积荷载,对高低跨屋面采用较小的屋面坡度,减少女儿墙的屋面突出。规定对夹层的水平位移的控制,对没有桥式吊车的房屋进行了从严考虑,都是从我们房屋现有的调查得出的结果。风荷载刚架的柱顶位的限制。合并了等截面的钢架柱设计方法,我们统一按大头来取用。建筑工艺上的原因,不能在中间柱列设计柱间交叉支撑时,应该设置其它形式的支撑。这是柱间支撑的示意图。柱间支撑的形式,门式刚架和圆钢等等。多少工程不设雨撑造成结构上的隐患,我们需要算刚架平面稳定的时候,支撑雨撑的间距是两倍的檩条的间距。雨撑设在什么地方,跟我们檩条的连接放在什么地方,在这里做了详细的规定。
  锚拴直径小,要求面积不小于柱子截面面积的0.15倍。考虑了柱角的连接因素。锚栓有的时候不可能同时应用,取了0.6倍的抗震,四个就取两个半而已,这是锚栓的长度。为了使得刚度和我们理想的刚接条件相差不要太大,对端板连接刚度按照以下规定进行验算。
  我们施工的安全性和稳定性是非常重要的,我们总结了很多在施工过程中产生的事故。在安装过程中形成临时空间结构稳定体系应该能够承受结构自重、风荷载、雪荷载,施工荷载以及吊装过程中冲击荷载的作用,标准规定了强制性条文。施工过程中一定要引起高度重视,一定要有措施来保证我们结构的稳定。
  大家如果在应用过程中有问题,欢迎随时咨询,谢谢大家。

 发表于2016-10-21   |  只看该作者       筑龙币+10

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[图文直播]钢结构前沿技术发展论坛_17接着,全国工程勘察设计大师、中国建筑设计院有限公司总工程师范重发表题为《厦门新机场结构设计》的演讲。

 发表于2016-10-21   |  只看该作者       筑龙币+10

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  王喆:门式刚架结构是典型的装配式建筑,这几年在厂房、物流、仓储领域应用的非常广泛。院长讲演给我们带来今年8月份刚刚颁布实施的新规范理解,有请中国建筑设计有限公司总工程师范重演讲,题目是“开合屋盖结构与相关技术标准的最新进展”。

  范重:很荣幸参加中国建筑标准设计研究院成立60周年庆典的系列活动。我来自中国建筑设计院有限公司。多年来,标准院在我们国家钢结构、超高层钢结构和大跨,包括装配式建筑方面,是非常高端的平台,主持编制大量的标准图集,为我们在座的同行提供很好的平台。

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  开合屋盖的形式。我们国家最早策划的大型开合屋盖是鸟巢建筑,国家体育场。开始投标方案就是带有开合屋盖,开合面积比较大。但随着后期的优化,活动屋盖就取消,它的影响和研究成果我们慢慢地延续下来。作为设计单位,我们对这个问题非常关注,也做了积累,最后主编相应的技术标准。关于开合屋盖有很多形式,但归根到底是由活动的部分和固定的部分两部分组成,活动的部分怎么开启屋盖,我们把它进行分类。平行的开启,沿着平行的轨道,可以沿着屋面的曲面开启,以及垂直上下开启,这种形式都是可以的。当然了开启是单层的,也有可能是多层的,这是它的一些空间图片。还有一些旋转开启和顶升开启,基本的平面是圆形的。更复杂的一些是旋转开启的,网球场像照相机快门一样可以旋转开启。还有一种开启方式,折叠开启,包括水平和空间的折叠,以及放射的折叠。这都是有工程实力背景。

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  开合屋盖和普通的结构是不一样的,有相应的驱动控制装置,从而保证屋盖的运动。我们把活动屋盖驱动方式划为五类,第一类是轮驱动,大家看塔吊都是轮式驱动。它的优点就是驱动系统与台车一体化,电机通过减速器驱动车轮,原理比较简单,结构紧凑,效率比较高。但它适用的是坡度比较小的轨道,驱动力比较小。因为传递是靠摩擦力,如果下雨结冰摩擦力就会小很多,安全性能不够。精度不是很高,但这个用的比较多。看起来有点像行走式的门式结构。钢丝绳的驱动,这是我们做开合盖的时候常用的方式。这是电机,通过钢索驱动屋盖实现开合,剖面屋顶可以是四周下滑打开牵引正拉,然后再牵上去,平的屋面通过两端的伸拉也可以实现开合。这个控制精度比较好,成本比较低,驱动力比较大。这个还会出现一些两端控制不同步的情况,现在的技术措施可以保证钢索牵引的速度比较平衡。齿轮齿条,这是一种传动力比较大的,精度可靠的一种传动方式。因为齿轮齿条可以紧密的扣在一起,精度比较高,传动力也很大,维护和保养比较方便。它的缺点就是对安装的精度很高,维护也是需要的,不能让齿条积冰、积灰,维护的费用比较高。制作加工的成本比较高,与普通轨道相比,特别是曲面的屋面需要做曲线型的齿条,也有很多工程的应用。链条有点像自行车的飞轮和链条驱动方式,介于钢丝绳迁移和齿轮齿条之间,这是简单运行方式。一般情况下驱动力可能是中小型的,这是驱动的原理,有主动也有被动。液压驱动,一般的情况是非常可靠,我们现在很多事故当中,包括结构的卸载都用液压提供动力,这个动力很大,从而实现结构的运动和翻转。它的特点就是行程比较短,所以适合角列式的开合,不适合我们上百米的行程。

  开合屋盖的典型特点。密封性和防水也需要隔音,屋盖关起来就是室内的空间,会有文艺的活动或演唱会,所以音响要求很高,需要特殊的装配。这是两个活动盖之间对起来以后,还有填空。如果一旦渗漏的话,正好处于房间的中间,不像一般的是在旁边的位置。很多不同的构造,这两边的活动盖,这边有点像一个小的棚子,这是在下面进行叠合。包括竖向的构造和侧面的构造。这是比较复杂的方式,两边都在对扣,这个构造是非常经济的。所以我想活动盖的设计和我们普通的结构设计,应该有很大的区别。除了它是一个可动的结构,机械和控制,包括密封构造都是非常重要的,需要特殊的研究。应该说活动屋盖,我们倾向于轻型的结构,但现在没有其它的材料,比如说透光的以及金属屋面都是有的。另外,活动屋盖有特殊的地方,有一个行走装置,下面有轨道,这个轨道通常行走的时候是甩在室外的。所以围绕着轨道和台车还有一个封闭的空间,这个空间的封闭是很复杂的,因为很多的结构构件是需要穿插的。这是驱动系统和固定屋盖,这相当于又做了一个槽。

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  国外开合屋盖的发展情况。现在国内外的开合屋盖的工程很多,在座的同志可能有的都接触过了,我想它会是一个比较快速发展的方面。最早大家接触防水的工具是雨伞,最早的技术源于1954年德国建筑师FreiOtto提出了开合膜,所谓柔性开合。刚开始提出柔性开合,代表性的就是加拿大蒙特利尔的奥林匹克运动场。通过柔性膜结构折叠的方式,从而实现屋盖的开合。中间是膜结构,旁边是固定屋盖,但因为是最早的膜结构,所以它膜折叠和打开的时候,包括在风荷载的情况下很容易出现破损,所以出现了工程事故,某种意义上有不成功的地方。美国1961年匹斯堡市民体育场也是一个案例。应该说膜结构的快速发展80年代末到现在,如果按照地域来分美洲国家,特别是美国开合屋盖的建筑很多,包括加拿大的相关建筑。新太平洋西北棒球场,这是门式开合的,规模比较大,至今未建成。休斯敦安然棒球场,看台的上端是由混凝土结构做支撑的。米勒运动场,这是旋转开合的。为什么美国比较流行?因为美国人特别喜欢棒球,特别是适合棒球场,因为棒球场和普通的运动场不一样,而且看台还是单边的,有很多赛事是按照日程来排的,不受天气的影响,所以提供了很大的便利。瑞兰特体育场,这是橄榄球的体育场,这个规模相当大。达拉斯牛仔队体育场是09年竣工,马鱼林棒球场。从这些运动场来看,美国运动场的数量相当多,特别是先进的体育卢卡斯石油体育场,这是美式足球的体育场。卑诗体育场,这是加拿大的。旁边是膜结构,中间是一个开合屋盖,这类的开合屋盖是一个比较流行的趋势,放射型布锁。英国千年球场和温布尔顿球场,法国温网的时候可以看到。温布尔顿球场这是非常有代表性,它经过多次改造,这是最后一次改造形成的开合方式。温网是网球著名赛事之一,这也是英国人的骄傲。温布利体育场,这是最大的开合屋盖,中间是敞开的,只是在旁边有一个小的开合屋盖,这是任意位置靠的,主要的目的就是根据日照的角度不同来进行开合,让更多的阳光留在运动场。有了开合屋盖,比赛需要遮雨的时候就关上,没有雨的时候就打开,让阳光照进来。现在流行的方式不是整体开合,因为整体开合的成本比较高,而且都是局部开合,德国的维尔廷斯竟技场。马德里的,这是西班牙的。俄罗斯现在也有这样的屋盖,日本在亚洲里还是比较多的。新加坡也有。

  我国的发展情况,近些年大型场馆在陆续建设,最早是黄龙体育中心网球馆,这是2000年建成的,四五千人规模。上海旗忠网球中心,南通体育会展中心,鄂尔多斯东胜体育场,国家网球中心,绍兴体育中心。武汉光谷国际网球中心,这是去年刚刚竣工的,世界女子WTA的故乡。

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  开合屋盖规程。世界各国来看,规程都不是很完善,星星点点的与其它结构不一样。日本在1993年有了开合屋盖的技术指南,这是属于推荐性的指南。国外相关的论著也有,但系统性和全面性都不是特别多,对我们国内有指导作用的非常有限。由于国内完成很多大型开合屋盖工程,主要就是靠我们国内自己的经验和技术以及经验的积累,我们院会同国内多家单位共同编制完成,我国首部开合屋盖的标准CECS417。规程有11章,4个附录,还有很多的创新点。活动屋盖和固定屋盖不一样,一般我们的结构是可动的,引入基本状态和非基本状态的概念,还有运行状态的概念。

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我们在荷载方面和计算方面有研究,运行的状态是不是有抗震,运行的状态有的问题是不是可以解决。有的问题对开合屋盖是独特的,包括运行过程中是不是可移动的荷载。规程去年3月份通过专家组的鉴定,最后认为填补这方面的空白。最近我们院和兄弟单位共同主编行业标准,开合屋盖技术规程,现在这项工作正在进行。这方面通过我们国家各方面的共同努力取得很大的进展,节能环保和绿色可持续发展方面有很大的潜力,谢谢大家。

 发表于2016-10-21   |  只看该作者       筑龙币+10

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随后,同济大学教授李国强发表题为《钢结构防火设计》的演讲。

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