结构体系范文

结构体系范文（精选12篇）

结构体系 第1篇

1 异形柱结构体系及其计算

异形柱是指柱的截面各肢的肢高.肢厚比不大于4的柱, 常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型。异形柱结构体系有框架结构体系、框架-剪力墙结构体系。

异形柱截面不对称的特点决定了其受力性能、抗震性能与矩形柱结构不同。其在水平力作用下产生的双向偏心受压给承载力带来不小影响。因此, 对异形柱结构应按空间体系考虑, 宜优先采用具有异形柱模块的计算程序进行内力与位移分析。因异形柱和剪力墙受力不同, 所以计算时不应将异形柱按剪力墙建模计算。

对异形柱框架结构, 一般宜按刚度等效折算成普通框架进行内力与位移分析。当刚度相等时, 矩形柱比异形柱的截面面积大。一般, 比值 (A矩/A异) 约在1.10-1.30之间。因此, 用矩形柱替换后计算出的轴压比数值不能直接应用于异形柱。

对框架-剪力墙结构, 由于异形柱分担的水平剪力很小, 由此产生的翘曲应力基本可以忽略, 为简化计算, 可按面积等效或刚度等效折算成普通框架-剪力墙结构进行内力与位移分析。按面积等效更能反映异形柱轴压比的情况, 且面积等效计算更为简便。

一般, 按面积等效计算时, 矩形柱的惯性矩比异形柱的小。但对有剪力墙的异形柱结构, 计算分析表明, 按面积等效与按刚度等效的计算结果是接近的。

异形柱的截面设计, 可根据上述方法得出的内力, 采用适合异形柱截面受力特性的截面计算方法进行配筋计算。

天津大学的试验研究结果表明:异形柱的延性比普通矩形柱的差。轴压比、高长比 (即柱净高与截面肢长之比) 是影响异形柱破坏形态及延性的两个重要因素。异形柱由于多肢的存在, 其剪力中心与截面形心往往不重合, 在受力状态下, 各肢产生翘曲正应力和剪应力。由于剪应力, 使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝, 即产生腹剪裂缝, 导致异形柱脆性明显, 使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低。

作为异形柱延性的保证措施, 必须严格控制轴压比, 同时避免高长比小于4 (短柱) 。根据不同的结构体系, 不同的异形柱截面形式及不同抗震等级, 规范提出了与之相应的轴压比控制数据, 规范对异形柱截面的肢厚及肢高提出最小尺寸要求, 目的就是为了控制柱截面轴压比, 要求柱应具有足够大的截面尺寸, 以防止出现小偏压破坏, 提高柱的变形能力, 满足抗震要求。短柱在压剪作用下往往发生脆性的剪切破坏, 设计中应尽量避免出现短柱。

2 剪力墙结构体系及其计算

剪力墙结构体系中的具有较多短肢剪力墙结构是指, 在规定的水平地震作用下, 短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构。短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm, 各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、折线型、“一”字型。具有较多短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构。这种结构型式的特点是: (1) 结合建筑平面, 利用间隔墙位置来布置竖向构件, 基本上不与建筑使用功能发生矛盾; (2) 墙的数量多少, 肢长短, 主要视抗侧力的需要而定, 还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置; (3) 能灵活布置, 可选择的方案较多, 楼盖方案简单; (4) 连接各墙的梁, 随墙肢位置而设于间隔墙竖向平面内, 可隐蔽; (5) 根据建筑平面的抗侧刚度的需要, 利用中心剪力墙, 形成主要的抗侧力构件, 较易满足刚度和强度要求。

相对于异形柱结构, 具有较多短肢剪力墙结构的理论与实践较为成熟, 但这种结构在结构设计中仍然有需要引起重视的方面。 (1) 由于具有较多短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小, 设计时应布置适当数量的长墙, 或利用电梯, 楼梯间形成刚度较大的内筒, 以避免设防烈度下结构产生大的变形; (2) 具有较多短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢, 当有扭转效应时, 会加剧已有的翘曲变形, 使其墙肢首先开裂, 应加强其抗震构造措施; (3) 高层具有较多短肢剪力墙结构在水平力作用下, 显现整体弯曲变形为主, 底部外围小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力, 由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂, 因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量, 加强小墙肢的延性抗震性能。短肢墙应在两个方向上均有连接, 避免形成孤立的“一”字形墙肢; (4) 各墙肢分布要尽量均匀, 使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近, 必要时用长肢墙来调整刚度中心; (5) 高层结构中的连梁是一个耗能构件, 具有较多短肢剪力墙结构中, 墙肢刚度相对减小, 按强剪弱弯, 强柱弱梁的延性要求进行计算。

综合上述分析, 异形柱结构体系与剪力墙结构体系各自有各自的优缺点, 设计者应根据具体建筑布局及抗震要求选用适宜的结构体系。

摘要：结合实际, 谈谈异形柱结构体系.剪力墙结构体系与现代住宅。

高层建筑结构体系 第2篇

(一)高层建筑结构设计特点

(1)水平荷载成为决定因素，一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比;另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

(2)轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

(3)侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

(4)结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

(二)、高层建筑的结构体系

(1)框架-剪力墙体系

当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架-剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架-剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架-剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。

(2)剪力墙体系，

工程

当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架-剪力墙体系。

(3)筒体体系。

凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、筒体-框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层。

(三)高层建筑的转换层

目前高层建筑的发展趋势，既集吃、住、办公、娱乐、购物、停车为一体的综合建筑。由于空间功能的复杂化，使得建筑结构也随之变化。为了适应上部小空间下部大空间的功能需要，需在两种结构的交接部位设置过渡结构，也就是转换层。因高层建筑结构的多样性，转换层也呈现多种形式，有结构转换层和功能转换层两种。

1、功能转换层。

也就在高层的中间拦腰一断，设一个设备层。如果楼层太高，用水、用电等都从地下室向上供，存在距离太远、主电源不在负荷中心、供水未端与起始点压差过大等等问题，这需要我们在中间部位对电负荷进行重分配，对水系统进行减压处理等，而这些处理都需要占用空间，占用谁家的地盘谁都不乐意，干脆在中间拿出一个整层做功能转换层，这种转换层因为通常是设备层，所以许多设计院在设计时将其高度限定在2.2m以下，以减少占用规划指标。

2、结构转换层

道德逻辑体系的认知结构 第3篇

摘 要: 道德逻辑体系的认知结构是由求真的道德真理逻辑、向善的道德价值逻辑和求善的道德选择逻辑构成的。三者之间也存在一种逻辑关系:其间,求真逻辑是认识前提,向善逻辑是推演方向,求善逻辑是判断环节。求善逻辑以认知结构的终点形式为道德实践逻辑奠定了一种逻辑前提,在根本上影响到道德实践逻辑的价值实现。

中图分类号: B815

文献标识码: A

文章编号: 10012435(2009)06062606

Cognitive Structure of Moral Logical System

QIAN Guangrong(Research Center of Marxism, Anhui Normal University, Wuhu Anhui 241000, China)

Key words: moral logical system; moral truth logic; moral value logic; moral choice logic; moral paradox

Abstract:

The cognitive structure of moral logical system is composed of moral truth logic pursuing the truth, moral value logic aiming at the good, and moral choice logic pursuing the good. Logical relationship exists among the three parts, in which truth logic is the cognitive premise, value logic is the direction of deduction, and choice logic is the link of judgement. As the end of the cognitive structure, choice logic provides the logical premise for the logic of moral practice, thus essentially influencing the value realization of the moral practical logic.

面对当代人类生存和发展面临的问题,逻辑学和伦理学应改变“自娱自乐”的老作风,为人类提供可应对挑战的精神食粮。然而,作为“思维科学”的逻辑学却不大关心人们的科学思维,作为“实践理性”的道德科学却不大愿认真指导社会的道德实践,反而津津乐道于日渐复杂的话语系统和经院式的表达方式,把简单的问题弄得很“学问”,让其他学人不易看得懂,更令普通民众望而怯步。

其实,逻辑学和伦理学这两门古老的科学都来自社会生活,都并不神秘或不应该神秘。从亚里士多德的形式逻辑到康德的先验逻辑,再从黑格尔的唯心论辩证逻辑到列宁的唯物论辩证逻辑,逻辑的对象和核心问题都是规律,凡有规律可寻之处就存在逻辑问题,合乎逻辑就是合乎规律,逻辑的意义就在于反映规律,逻辑学就是研究规律的学问。事物的逻辑就是事物的客观规律,思维的逻辑就是反映事物客观规律的思维规律(规则),而实践的逻辑就是反映“主观见之于客观”的实践规律,能够正确反映和表达这些规律就是合乎逻辑,反之就是不合逻辑。逻辑学的基本问题就是发现、说明和把握主客观现象的规律,凡是有规律需要说明的地方逻辑学就应在场。逻辑悖论或悖论逻辑,是可以用“三要素”给予建构和说明的特殊逻辑,反映的本是客观事物的特殊规律,因而其“自相矛盾”是合乎逻辑的。道德悖论现象是道德实践过程中出现的逻辑问题,其善与恶相对立的自相矛盾现象表明它是一种“主观见之于客观”的特殊规律,同样可以用“三要素”方法加以建构和说明,因而也是合乎逻辑的。伦理学的对象是道德(也有学者认为,伦理学的对象是伦理与道德及其相互关系)及其价值,道德的广泛渗透性特点使得道德无处不在、无时不有,社会和人的发展与进步不可一刻离开道德价值的引导和梳理,在社会处于变革时期尤其是这样,否则人们就会因“道德失范”而感到“困惑”,失却内在的精神动力。如果说逻辑学是指导和帮助社会和人思考如何“合规律”地生活,伦理学是指导和帮助社会和人思考如何“合目的”地生活,那么促使两者“相适应”和“并列”就是一个逻辑与正义相关联的逻辑问题。逻辑学和伦理学的学科人都应当具备有这样的“学理性冲动”。

笔者研究道德悖论现象以来,一直有人在运用逻辑悖论的方法质疑“道德悖论”的科学性及道德悖论研究的话语权,对此,笔者曾在相关文章中作过较为集中的应答。①

如果说那些文章言说的道理已经表现出某种逻辑力量的话,那也是“纠缠”于道德悖论现象研究的方法而没有真正立足于道德悖论现象研究的本身。笔者渐渐有了这样的觉悟:关于“道德悖论是不是逻辑悖论”或“是不是纯粹逻辑悖论”的争论其实并不重要,重要的是道德悖论现象研究在何种意义上与逻辑悖论研究“并行”和“相适应”,并在此前提之下寻找和拓展自己的“拐点”,延伸自己的生命线。有学者指出:“柏拉图、笛卡尔、康德、胡塞尔这样的大哲学家之所以有巨大的精神创造性,缘于他们能抓住常识问题中的破绽,他们有异乎寻常的辨别细微差异的能力。”他称这些大师对人类思维最大的启发性贡献就是寻找创造新理论的“拐点”。[1]此言甚是!我等与这些大师当然不可相提并论,但生逢变革与创新的年代,寻找“拐点”是一种千载难逢的历史机遇,也是学人需要具备的职业良心和责任。

基于这种觉悟和认识,笔者不打算再纠缠于“道德悖论是不是逻辑悖论”或“是不是纯粹逻辑悖论”的争论,开始立足道德自身的逻辑问题②

,在与逻辑学和伦理学“并行”和“相适应”的前提之下探究道德现象“常识问题中的破绽”,寻找和发展支撑道德悖论现象研究的“拐点”。

道德真理逻辑:求真

道德真理逻辑是道德逻辑体系的基础,其对象是道德与经济、政治、法制之间的逻辑关系,通过揭示和叙述这类客观逻辑关系的真实面貌说明“道德是什么”。就是说,道德真理的逻辑方向或反映的规律是求真,其知识形式属于真理观范畴。因此,证明道德真理科学与否或科学水平如何,只能放到经济建设、政治建设、法制建设的实践中去检验,能够经得起经济、政治、法制建设的实践检验方可视为道德真理,反之则不是。用以检验的标准,形而上的抽象概念是“相适应”,即与一定社会的经济、政治、法制建设的客观需要和要求相适应,不相适应就是不合逻辑,就不是道德真理;而形而下的实用形式则是“有助于”,即有助于维护和促进一定社会的经济、政治和法制建设。可见,道德真理逻辑的本质在于反映一定社会发展与进步的客观规律,合规律性是其逻辑力量的根源和真谛所在。正因如此,在任何一个历史时代,道德真理逻辑都是那个时代的社会历史观的有机组成部分,也是那个时代的道德价值观和人生价值观的理论来源,属于观念的上层建筑。在阶级社会,道德真理逻辑的“真理性”所反映和体现的多是一定历史时代的统治者的道德意志。历史上道德真理逻辑的知识都是以伦理思想的文本记载的,内涵和形式大体上有两种。一种是一般社会历史观和方法论意义上的成果,叙述的是当时代的人们(在阶级社会则是统治者及其士阶层)对道德与经济、政治和法制等社会存在之间的逻辑关系的认识。另一种是在第一种理论成果的指导之下,具体揭示和叙述特定社会里的道德与经济、政治和法制之间的逻辑关系,直接从道德上体现“统治阶级的意志”。后一种受到前一种的深刻影响,实际上是前一种合乎逻辑推演的结果。因此,从思维逻辑来看,要科学地建构道德真理逻辑,关键是要坚持和运用科学的社会历史观和方法论。

马克思主义唯物史观诞生以前,道德真理逻辑由于其自身存在的相对性(片面性)和有限性,不可能是彻底的,不可能真正揭示和说明道德与经济及“竖立其上”的上层建筑之间的逻辑关系,统治者及其士阶层为了提升道德真理知识的逻辑力量,惯于在形而上学本体论的意义上做文章,把现实社会的道德现象根源推到彼岸世界或人自身,用先验的预设形式宣示道德理论“不证自明”的绝对真理性,使之具备毋庸置疑的逻辑力量。这种虚拟的道德真理逻辑,在中国封建社会主要表现为“天命”观、“天道”观、“天理”观以及与生俱来的“性善”论。在黑格尔那里,则是可以外化并以自然界和人类社会的异在方式表现的“绝对观念”(他以“逻辑学”的范式,对这种“绝对观念”作了完整而精彩的唯心主义推演和论证)。这类形而上学的道德本体论,以其虚拟的方式掩饰了阶级社会里道德与经济及“竖立其上”的政治等上层建筑之间的客观关系,因此是不合逻辑的,但从主观逻辑来看,却反映了阶级社会里道德与经济及“竖立其上”的政治等上层建筑之间特定的“相适应”的客观关系,“有助于”阶级社会的稳定与发展,因此又是合乎逻辑的。在阶级社会,私有制必然合乎逻辑地产生普遍的私有观念,而普遍的私有观念是不利于统治阶级集团维护其利益和社会发展的整体要求的,这就在社会历史条件的意义上为虚拟和建构形而上学的道德本体论提供了“客观依据”。

实际上,道德作为“实践理性”,其根源和本质是无须用本体论加以证明的,更无须用先验的本体论加以证明,因为道德理论思维的对象和基础是现实社会的道德经验现象。它只是表明,在道德真理逻辑中建构和推崇先验的本体论只是阶级社会里的特有现象,并不具有永恒和普遍的意义。这样说,不是要否认人类在建构道德真理逻辑中需要运用形而上学的思辨方法。

道德真理逻辑的知识和学科形态是多以文本的形式建构和表达的伦理学。历史地看,伦理学的内容体系丰富多彩、五花八门,但其逻辑对象却无一不是社会的、历史的,所要回答的本质和规律问题都是“道德是什么”。在历史唯物主义视野里,伦理学由史以来关于“道德是什么”的绝对真理的对象其实只有一个。伦理学的理论叙述方式乃至范畴形式可能会是个人的,但其对象和实质内涵必须是社会的、历史的,具有社会公认度和公信力。一个人可能会创建反映他“一家之言”的伦理学,但他的“一家之言”不应背离“道德是什么”的求真逻辑和绝对真理,而只能是围绕“道德是什么”丰富和发展求真逻辑和绝对真理的内涵,表达个人的叙述风格和个性特征,所谓“一家之言”的本质内涵必定是“大家之言”。不作如是观,“一家之言”就不可能合乎道德真理的建构逻辑,获得社会的公认度和公信力,无益于伦理学的学科建设。不要以为,花了许多年的工夫写就了关于道德的宏篇巨著,冠之以“伦理学原理”,它就是了。真正的伦理学原理不应当离开历史唯物主义的方法论路径,侈谈“道德是什么”。

当社会处于变革时期出现的道德价值多元化和“道德失范”时,人们需要道德真理给予合乎逻辑的解读,以排解“道德困惑”,因而需要发展道德真理逻辑,这样的解读和发展不可离开唯物史观的视野。当代中国的改革开放,在赢得举世公认的成就包括人在思想道德方面的巨大进步的同时,也出现诸多“道德问题”。很显然,这些问题的出现源于社会的经济关系发生了变革,以及随之引发的民主与法制建设,它们呼唤着伦理学的“原理”给予合乎逻辑的解读。在这种情势下,我们是到变革的实践中去寻找理论创新的逻辑力量,还是希冀“多元主义的解放”或“德性伦理”的回归,难道还需要太多的“见仁见智”的争论么?

道德价值逻辑:向善

道德价值是关于道德价值的观念和标准及践履道德价值的行为准则和规范的总称,观念、标准、准则和规范是其基本范畴。道德价值的对象是人关于理想生活的意象和目标的价值祈求,即道德与理想生活之间的主观关系或“思想关系”。道德的广泛渗透性特点多体现在道德价值方面,一切社会关系包括家庭等“私人关系”和“私生活”领域,凡涉及到观念、标准、准则和规范问题,一般都包含这样的“思想关系”,具有道德价值,涉及到善恶评价的道义问题。

道德价值作为特定的观念、标准、准则和规范历来都是由社会提出并加以倡导的,即所谓“价值导向”,个人可以内化观念、恪守标准、遵从准则和规范,却不能提出和倡导观念、标准、准则和规范。社会提倡的道德价值无疑都是引导人们向善的,所以道德价值的本质和逻辑是向善,这是其逻辑建构的基本特性和要求。它通过叙述和诉诸主体实存状态与其希冀的理想之间的某种(或某些)价值联系,说明和告诉人们“道德应当是怎样的”,引导人们向善。

如果说,一切价值关系都具有假设(或预设)的特性,那么在道德价值关系中这种假设特性就更为明显,“假设-理想-实现”是道德价值逻辑最基本的推演形式。中国古代关于道德价值假设最为经典的记载,要数《礼记•礼运》的如下文字:“大道之行也,天下为公。选贤与能,讲信修睦,故人不独亲其亲,不独子其子,使老有所终,壮有所用,幼有所长,鳏寡孤独废疾者皆有所养。男有分,女有归。货恶其弃于地也,不必藏于己;力恶其不出于身也,不必为己;是故谋闭而不兴,盗窃乱贼而不作;故外户而不闭,是谓大同。”这种“大一统”的“封建乌托邦”式的理想社会,就是基于道德价值的假设而描绘的。假设是道德价值的本质特性,没有假设也就无所谓道德价值。这一本质特性容易使人产生一种错觉:关于“道德应当是怎样的”的假设似乎可以由心而发,随心所欲,不存在什么规律和逻辑问题。其实不然。不论是社会还是个体,假设任何理想生活的意象和目标都是为了实现某种(某些)实在的价值。虽然,在某种特殊的情境下人们假设某种“想当然”的向善目标或许是必要的,如同中国古人假设和追逐“大道之行,天下为公”的目标那样,但是,这不应当是人类假设向善目标的普遍原则和真谛所在。如果“讲道德”的价值追求仅仅停留在“讲讲”的精神愉悦上面,不顾“讲”的结果是否真实地实现了道德价值,道德价值岂不成了一种装潢社会和人生的形式了吗?这样的向善导向其实是在误导社会和人生!如此看来,向善的合目的假设也是有其合规律性的特殊要求的,这就是“可望而可及”,或虽“可望而不可及”却有不可忽缺的意义。

道德价值逻辑的向善知识具有超验的特点,体现这一特点的语言命令形式就是人们常说的“应当”;道德价值逻辑的知识体系就是依照“应当”的命令建构的,抽去“应当”也就不合其逻辑了。不少年来,学界一直有人主张倡导“普世伦理”和“底线道德”的价值标准和行为准则,对此人们见仁见智。在我看来,重要的是其主张倡导的“普世伦理”和“底线道德”如果属于“应当”范畴,那还是应该引起关注的,反之就大可不必了,因为那样的“伦理”和“道德”已不属于道德价值逻辑范畴。

道德价值逻辑的“应当”表达和传播方式与道德真理逻辑有所不同。求真逻辑的知识一般是以文本方式表达和传播的,而向善逻辑的知识除了文本以外更多的则是以社会经验和风俗习惯的方式表达和传播的,形成一种广泛渗透、源远流长的民族传统。儒学伦理文化的道德价值观多是以文本方式记述和传承的,道德真理问题与道德价值问题混为一体,这造成了一种误导:以为读了儒家经典文本就掌握了道德真理和道德“真谛”,既可以做“智者”(“学问人”),又可以做“圣人”(“道德人”)。实际上,道德价值一旦成为文本知识,“读道德书”和“做道德人”就成了两码事。一位从未读过道德书的文盲村妇,不会因为贫穷而偷盗,因为向善逻辑的经验和习惯所建构的社会氛围已经使她成为“道德人”。而一个熟读经书的文化人虽可成为“智者”却也可能会同时成为伪君子,干出伤天害理的缺德事情来,原因就在于他只把道德经典当作“道德书”来读了,没有经过村妇那样的洗礼。须知,当“读道德书”的人只是把书中的向善逻辑知识当作求真的逻辑知识来追问的时候,他可能会成为“智者”(“学问人”),但不一定能够成为“圣人”(“道德人”),他可以去应对涉及道德知识的考职和说教,却难能担当社会和人生的责任;当一个社会形成这样的“读书风气”的时候,这个社会的“道德学问”可能会很发达,但这个社会的“道德风气”却恰恰可能会因此而低迷。中外伦理思想史上有一种现象:一些本属于道德价值逻辑的道德经验被当作了道德理论逻辑载入了道德文本,被当作道德真理教导着一代代新生人人类。

如《论语》记载的“己所不欲,勿施于人”、“己欲立而立人,己欲达而达人”、“君子成人之镁,不成人之恶”,当代歌曲“如果人人都献出一份爱,世界将变成美好的人间……”(《爱的奉献》)等。

事实证明这容易产生“道德教育误导”,使受教育者误以为只要我能够做到“推己及人”、“将心比心”,别人也就会“己所不欲,勿施于人”、“己欲立而立人,己欲达而达人”、“君子成人之美,不成人之恶”了。这种误导所积累的效应必定是悖论性质的,即在培养真心实意“讲道德”的仁人君子同时,培养了假仁假义“讲道德”的伪善小人,而后者通常是以前者“讲道德”的成果为寄生条件的。

需要注意的是,向善只是道德价值的逻辑方向或趋向,并不就是道德价值的逻辑走向,更不是道德价值本身。“方向”和“趋向”反映一种“势”,表现的是道德价值的观念、标准、准则和规范可能成为实际的道德价值的“势”;“走向”展现一种“走路”的“方向”,表达的是道德价值付诸实现的路径。因此,向善不等于就走向善,走向善(路径)也不等于就获得善的结果。就是说,道德价值逻辑的向善只是一种道德价值的可能形式,并非就是一种道德价值的实际路径,更不就是道德价值事实本身。因此,以为有了道德价值的向善的逻辑体系就可以赢得社会和人的道德进步的看法,是不正确的。如何理解和把握道德价值的向善逻辑以将道德价值的可能转变为道德价值的事实?这是另一个道德逻辑话题,此处暂不展开。

这里我们要分析的是,向善的道德价值逻辑的建构和评价的问题。

长期以来,中国伦理学关于道德价值评价的标准大体是:将道德评价的标准等同于道德价值的观念、标准、准则和规范,与此相符就是合乎道德,反之就是不道德。这种“用尺子量尺子”的评价范式,缺失客观内容,掩盖了一种方法论的错误。在历史唯物主义视野里,道德价值是一个历史范畴,其向善的逻辑方向自然也是一种历史范畴,虽然人类社会由史以来一直传承着一些具有永恒意义的向善因子。

在一定社会里,道德价值总是一元主导和多元并存的统一体,这是道德价值的求善逻辑一个重要特征,片面强调道德价值的一元化或多元化都是不合逻辑的。而关于道德根源和本质的真理则只能是一个。人类面对自己的生存和发展环境,感到最熟悉而又最复杂的问题是价值问题,面对道德价值问题的感觉更是这样。这主要是因为,对同一种价值的认同和选择,不仅不同时代的人们会“见仁见智”,而且同一时代的人们也会,甚至面对一个具体的伦理情境的道德价值选择,不同的人也完全可能会如此。

道德选择逻辑:求善

道德选择即道德行为选择。道德行为是指在一定的道德认识支配下表现出来的有利于社会或他人的行为,因此,道德行为选择也就是关于道德价值的选择,逻辑指向是求善。以往的一些伦理学论著把有害于社会或他人的行为也列入道德行为,这是不合逻辑的。

作为道德逻辑体系内在结构的一个层次,求善的道德行为选择只受善良动机即“他人意识”、“集体(社会)意识”的道德认识和情感的支配,这是它的逻辑终点,也是道德逻辑体系的外在结构即道德实践逻辑的起点。然而,很多人对这个逻辑环节却不大关注,忽视它至少涉及到的两个重要的逻辑问题。

首先是求善选择与向善标准是否合乎逻辑的问题。道德行为选择的向善的道德价值标准,只有在一致或大体一致的情况下才可以建立起求善与向善之间逻辑关系,为求善的道德行为选择及价值实现奠定逻辑前提,选择才有道德意义。如果选择的动机是出于求善,而选择的价值标准却不是向善的,或虽是向善的却不适合所选行为的向善要求,那么这样的选择就是不合逻辑的,就会因失去求善的逻辑前提而使求善的行为合乎逻辑地同时走向“求恶”,最终演绎出道德悖论现象。浩然的小说《艳阳天》里有一位乐于助人的焦淑红,为帮助揭不开锅的懒汉把自家的粮食赠送给他,结果那懒汉因解决了肚子的问题反而变得更懒了。焦淑红求善的选择没有错,她的错在于选错了不合适的向善标准——仅是助人以物而没有助人以神。

其次是求善选择的自由与必然(责任)是否合乎逻辑的问题。自由与必然是马克思主义实践哲学的一对基本范畴,也是伦理学涉论的一个基本问题。在道德选择中,自由与必然的问题亦即自由与责任的问题,两者的关系如何认识和对待涉及到主客体方面诸多具体的逻辑问题。比如:求善的选择自由是否存在责任问题?也就是说,只要出于善良动机是否就可以对行为选择所产生的不良后果不负责任?中国传统伦理学的道德评价理论对此的回答倾向一贯是持肯定态度的,即使已构成法律上的“过失犯罪”也确认上是“情有可原”的,这就是所谓“动机论”。不能说这种传统的评价意见没有道理,因为“好心办坏事”的情况难以避免,如果因此而给予道德批评,那就会挫伤人们“讲道德”的积极性。但同时也应当看到,这种传统的评价意见毕竟是不符合求善逻辑的,因为它实际上否认了自由与责任之间互为依存条件的逻辑关系。

再比如:求善的选择自由属于思想自由还是行为自由抑或两者兼而有之?如果只属于思想的自由,那其实就否认了求善选择应当受到客观条件的限制。人的思想总是绝对自由的,一个人持何种高尚的动机选择他的行为别人是管不着的,但从求善的结果反观之则不可这样看。分析和说明这当中的逻辑问题,涉及到主体求善的条件和环境。主体选择求善需要具备力可从心的条件,否则就会在初始的意义上种下产生“道德悖论现象基因”,在此后由求善到具体行善的过程中会同时“作恶”,最终演绎出善恶同在的道德悖论现象,致使求善的目的不能真正达到或基本不能达到。一个穷国无私地支援别国,却是以本国国民勒紧裤腰带为前提的,这种“高尚”的求善之举合乎道德逻辑吗?一个完全依靠农村父母种地收入(有的甚至变卖家产、卖血)资助其上学的大学生,为了助人为乐而时常慷慨解囊,此种善举是以花费父母的“血汗钱”为代价的,能够给予表扬和提倡吗?

这个问题的复杂性在于它涉及到求善的价值比较问题:按照一些人的观念,帮助他人是“公德”而体谅和孝敬父母属于“私德”,“公德”大于“私德”,因此这位农村大学生应当帮助他的困难同学,否则就是自私,他的行为是该表扬的,甚至是值得提倡的。然而我认为,这样的行为不该表扬的,更不能提倡;其道德价值比较也不存在所谓“大”与“小”的问题,即使在道德价值的评价上可以分出“大”与“小”,也表明它是一个道德悖论问题,需要的是“具体情况具体分析”。

从环境因素看,主体的求善选择总是要受到环境因素的保障和制约的。保障是有利的环境因素,制约是不利的环境因素,有利或不利的因素在主体求善的过程有的是可变的,这就在逻辑起点的意义上影响着求善是否为善的行为选择。由此看,求善的动机虽然是一种“思想自由”,但是却受到多种因素限制的,因此不能不考虑求善的动机是否合乎逻辑的问题。

诚然,求善必定完全为善的情况并不多见,相反,善恶同显同在的自相矛盾情况司空见惯,这本身就是合乎逻辑的,也是研究道德悖论现象之必要性和意义所在。因此,刻意要求人们求善选择必须最终完全为善并不是科学的态度,但是,若是因此而不追问求善选择是否合乎逻辑那就更不应该了。

由上可知,道德逻辑体系内在结构的三个层次,既不是纯粹的道德主观逻辑,也不是纯粹的道德客观逻辑,而是道德主客观逻辑在人的思维活动中建构的产物,它表明,道德逻辑体系的内在结构是关于道德真理、道德价值和道德选择相统一的逻辑体系,分析和建构这样的逻辑关系至关重要。

道德的求真、向善和求善逻辑的逻辑关系,大体上可以描述为:求真的真理逻辑是道德逻辑的认识前提,向善的价值标准逻辑是道德逻辑的推演方向,求善的选择逻辑是道德逻辑的判断环节,道德逻辑体系的内在结构经由这个判断环节而延伸到道德逻辑的外在结构,进入道德实践逻辑的演绎领域。由此可以看出,道德逻辑体系的内在结构是其向外推延和扩张的逻辑前提,其是否合乎逻辑在前提的意义上影响到道德实践中的逻辑建构问题,也就是说,在根本上影响到社会和人的道德进步。

参考文献:

[1] 埃德蒙德•胡塞尔.伦理学与价值论的基本问题[M].艾四林,安仕侗,译.北京:中国城市出版社,2002:1.

[2] 尚杰.“外部的思想”与“横向的逻辑”[J].世界哲学,2009,(3).

钢结构住宅结构体系优化研究 第4篇

针对纯框架结构采用四层(kj4)、六层(kj6)、八层(kj8)三种计算模型,通过结构计算,对三种模型进行分析、比较。

1.1 基本条件

抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.2g,设计地震分组第一组,Ⅱ类场地土,楼面活荷载2.0 KN/m2,楼面恒荷载3.0KN/m2,梁间荷载3.0KN/m基本风压0.35KN/m2,地面粗糙度C类,结构基本自震周期T1=0.351。结构重要性系数1.00,分别考虑水平地震工况和风载工况作用。

1.2 基本计算假定[3]

框架节点为刚性节点,柱脚为刚接;楼板为刚性楼板;柱计算长度按有侧移考虑;对称结构不考虑扭转藕联作用;不考虑双向水平地震作用扭转效应;不考虑5%的偶然偏心;不考虑P-△效应;不考虑梁柱重叠影响。

1.3 模型构件选择

kj4、kj6、kj8的构件选择及层高分别如表1。

1.4 三种模型的最大层间位移角、用钢量和振动周期的计算结果分别如表2和表3。

对比表中数据可以看出,纯框架结构在抗震设防烈度为8度的地区可以满足水平位移的规范要求,自振周期较长,对地震作用并不敏感,说明对于多层甚至小高层住宅而言是完全可以胜任的。但模型kj8为控制过大的侧移,采用了较大截面尺寸的柱和梁,用钢量明显多于模型kj4和kj6,超过了50kg/m2,不够经济。

2 框架-支撑结构体系

框架-支撑结构计算与纯框架结构相似,采用四层(kjzc4)、六层(kjzc6)、八层(kjzc8)三种计算模型。计算过程中所采用的基本设计参数和基本计算假定与纯框架体系一致。

三种模型的最大层间位移角、用钢量的计算结果如表4。

3 框架和框-撑结构的对比分析

3.1 受力性能对比

在抗震设防烈度为8度、地面粗糙度为C类的地区,以纯框架结构和框架-支撑结构作为多层住宅(4~8层)在抗侧移刚度上都是可以满足设计要求的。4~6层的纯框架结构比框-撑结构自振周期长,地震作用小,水平位移和最大层间位移角亦能满足规范要求,是理想的多层钢结构住宅结构形式。

3.2 经济性对比

本文所涉及的六种模型在满足设计规范的同时,用钢量也较为合理。4~6层的纯框架结构虽然与框-撑结构在用钢量上相差无几,考虑到其在设计、施工及节点构造上更为简单,所以在经济性上更优于框-撑结构。而模型kj8由于要满足抗侧移要求,截面尺寸较大,用钢量也很大,反观模型kjzc8,在满足规范要求的情况下用钢量很小,在经济性上就显示出很大优势。因此,8层及8层以上建筑采用框-撑结构是比较经济的,这与文献[4]分析结果也是一致的。

4 结论

通过对纯框架结构和框-撑结构在受力性能以及经济性上的对比,可以明显看出:纯框架结构和框架-支撑结构体系作为多层钢结构住宅在结构上是比较经济的。这两种结构形式都是非常适合多层钢结构住宅的结构形式,有着很好的应用前景。纯框架结构更适于应用在4~6层的钢结构住宅中,而且设计施工简单,用钢量较少,是理想的多层钢结构住宅结构形式;而框-撑结构在8层及8层以上的住宅是更好的选择。

参考文献

[1]王明贵,张莉若.住宅产业现代化和钢结构住宅[J].北京:钢结构,2001.(6):22-24.

[2]张跃峰.轻钢结构住宅的结构体系初探[J].上海:结构工程师(增刊),2000:450-456

[3]郑廷银,马梦寒.钢结构住宅体系初探[J].南京:南京工业大学学报,2003.25(2):98-103

体系结构之设计基础 第5篇

弥补详细设计机制的不足，将一组模块组合起来形成整个系统，进行整体结构设计，同时关注系统的质量属性。隐藏详细设计中的导入导出关系和单词匹配，设计带有质量属性的部件component，以及部件之间的关系连接件connector，

同时，体系结构也是一系列对系统设计所做的设计决策

2) 主要关注因素：

质量属性，比如可用性、可修改性、效率、安全性、可测试性；

项目环境，包括开发环境、业务环境、技术环境；业务目标。

为了达成以上目标，要求体系结构满足简洁性、一致性、坚固性。

3) 主要方法与技术：

1. 方法：4+1 view、场景驱动、体系结构风格

2. 技术：模块的表示方法可以是box-line、formal language（ADL，架构描述 语言） UML（4+1 view模式使用UML技术实现）

4) 最终制品：

网络结构的体系和模式 第6篇

摘要：如果一个领域能够超越自然历史而发展，并且人们能从描述该领域的特性发展到提出实用的原理或理论，我们才能将它看作是一门学科。它不应该只是广泛意义上的理论，我们需要的是一种具有最少的假设和最广泛的适用范围的理论，在某些情况下，我们将这体系结构的含义与传统观点进行对照，但是其他大部分内容将做为练习，这些概念和结果必须以这种选择的集合而不能用传统的公理集进行解释。结果就是一种更加简单的网络系统结构，它有更高的性能、更少的人力需要而最重要的是它可伸缩。

关键词：协议中的模式；串珠模型；上层体系结构研究

1.引言

网络的体系结构首先要从“代数学”开始，我们要尽可能接近基本原则，而不依赖实现方式，不是因为实现方式不够好，而是因为它们是对特殊情况的折衷，又是基本原则的基础。首先，我们研究不需要折衷的那些属性，然后理解折衷的本质和什么时候不应该做出某些选择。只要可能，我们就会推迟这种约束，以便了解会出现什么样的模式。推迟的时间越长，得到的模式就越可能是基本模式，而不是针对特定问题的专用模式。

2.协议中的模式

2.1网络体系结构中的模式不是一般模式，而是超出自然历史、能够预见和提供新观点的模式。计算机科学的特性使这项任务变得更困难。与物理、化学及其他学科不同，构成这个领域基础的模式本来就在不断变化，要不它们就太普通了，难以提供指导。对我们而言，很确定哪些模式是基本模式，而不是我们所构造的模式的简单模仿。

2.2即使在我们所熟悉的传统科学中，在问题堆中找出问题的关键也不一定容易。例如16世纪末期，当时主要问题之一昌预测炮弹落地的位置。伽利略并没有启动一项精细而又昂贵的项目，即使各种型号、口径和弹药量的高精度大炮来全面了解它们的行为，进而确定可以预测炮弹路径的议程，他知道答案不在于发射炮弹的大炮，而在于问题关键的抽象思考。伽利略的解决方案要推翻亚里斯多德的方法，他要假想一些人们从来没有见过但的确存在的东西：无摩擦运动。进而明确阐述我们所知道的第一运动定律“处于静止或运动的物体将保护静止或运动。可以想象，对于他的同事来说，这种假想是多么荒谬和唯心。第个人都知道运动中的物体会慢慢停下来，除非有一种力不断作用于它，人们每天都会看到这种情况，伽利略想象的这个理想是世界是什么样子呢？推一下某个物体，它就会永远运行下去？简直是荒谬。

2.3分层模型

第一个计算机网络主要不是通信专家构建的，而是计算机专家特别是操作系统专家构建的。到1970年，软件工作仅仅经历了20年，设计原则刚刚开始被提出。操作系统是当时最复杂的程序；如果计算机要使用网络，就必须通过操作系统实现。因此，操作系统完美且简单的分层设计的论文以及UNIX的会影响到早期寻找新的网络结构的努力，这并不奇怪。它合并APPANET作为资源共享网络的理由，这对操作系统产生了强烈影响。

3.串珠模型

早期研究的计算机网络不是第一个网络。电话公司早在一个世纪前就已经构建网络，而且都是大型的国际网络。很明显，它们已经开发了满足它们自己需要的网络体系结构。然而，体系结构的属性不仅反映了电话网络的电路交换技术，而且反映了它们所处的经济和政治环境。从19世纪建立开始一直到20世纪中期，电话网络都与电有关，甚至是在20世纪下半叶，随着将数字通信用于控制，这种控制还依赖电话网络。接口一定在设备之间。虽然这种体系结构没有正式名称，但看到说明中的图形之后，我便将它称为“串珠”模型。

4.上层体系结构研究

4.1如果区分上层呢？表面上看，区分上层和下层非常简单，但当考虑到结节时，通常就会出现情况，即“我无法告诉您它是什么，但我看到它时就能够识别它”。很难找到一组特性比“在传输之上”更好。但随着我们理解的深入，似乎有两种特性可以区分上层和下层。

（1）在上层中，处理在单元中，这些单元对应用有语义意义；而在中间层中，处理在最满足资源分配要求的单元中；在下层中，通信媒体或网络技术的特性占支配地位。

（2）在上层中，寻址是位置独立的。在下层中，寻址是位置依赖的。或者更准确的说，下层寻址建在网络拓扑的基础上，而上层通常建立在一种“语义”拓扑的基础上。

在某种意义上，媒体的特性向上过滤，而应用程序的特性向下渗透，但当它们在中间相遇时，依据共同点“筛选”这两者。

当我们从下层移动到上层是，语义变得更重要，而它在下层总是被忽略。但这不是说上层协议只处理语义和那些用户数据。只是没有选择应用与应用程序相关的PDU的边界，而是选择对应用程序有意义的那些PDU的边界。

4.2很早以前，人们就意识到，希望允许应用程序在主机间移植，要包含这种移植就需要命名应用程序，以便让它们名称独立于位置。有一种倾向将这表示为上层“命名”，以区别于下层“寻址”。然后实际上不是这样的。

尽管地址是名称，但名称不一定是地址。地址分配给对象，这样就更容易查找对象。将地址分配给对象的算法定义拓扑。因此，地址总是表示拓扑中的点，而名称只是标签。除了说名称空间昌扁平地址空间之外，在大多数情况下，扁平名称空间只是上下文之外的地址空间。

如果仔细考虑元机制中开发的“命名”，就可以得出下面的结论：在计算机科学中，所有的名称都用来查找对象。所有的命名计划都在为了让在一定条件下定位对象变得更容易，要么在空间上，要么在语义上。

4.3在下层中，地理或网络拓扑特性可用作定位对象的原则。在上层中，其他特性可用于定位應用程序，这些应用程序很少与位置相关。遗憾的是，和下层不一样，新特性通常用来为应用程序寻址计划确定还没有出现的地址空间。人们说得最多的就是使用应用程序的特性。在有些情况下，计划反映位置独立特性。然而，这种计划排除任何应用程序的移植，这些应用程序对用户显而易见。

4.4我们可以刻画“上层”的特性，的确是所有分布式应用程序通用的唯一结构，是OSI在应用程序进程和应用协议之间产生的差别。特定应用程序域会有更详细的结构，很可能有公共应用协议模块，它们能跨应用程序域使用，但这很可能与它有关。我们已经提示了构造应用协议的一些有用的方法，至少，我们知道有些事情不能做。另外，应用协议实际上就是定义在对象模型上实现远距离运行的方式，我们可能确定基本的操作是读/写/添加、创建/删除，或者启动/停止。我们只是缺少将他们连接起来的控制结构模型。

总结：

钢结构节能住宅结构体系性能研究 第7篇

关键词：钢结构,节能住宅,结构体系,抗震性能

按照国家经济和社会发展目标纲要的要求,当前我国城乡居民的住房需求已从追求生存空间的数量逐步转向数量、质量并举且更侧重于居住质量。推进住宅产业现代化,用现代科学技术加速改造传统的住宅产业,从而提高住宅质量,是实现住宅生产方式由粗放型向集约型转变的重大举措。为此,住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路。同时住宅产业化也是作为推动我国经济发展新的增长点的必然要求。而住宅产业化的前提是具备与住宅产业化相配套的新技术、新材料和新体系,如新型的墙体及楼板材料,新的结构体系等[1]。

1 钢结构节能住宅建筑体系的主要特点

经过近几年对钢结构节能住宅的研究和试点,其主要特点有以下几点[1]:1)户内有效使用面积大;2)建筑风格灵活、丰富;3)节能效果好;4)建筑物抗震、抗风性能好;5)建筑总重轻;6)工期短;7)环保效果好。

2 钢结构节能住宅的结构体系及性能特点

2.1 钢框架结构体系

纯钢框架结构体系是钢结构住宅的基本体系,不设置柱间竖向支撑,可以采用较大的柱距和获得较大的使用空间,结构自振周期长,对地震作用不敏感,有很好的延性。这种体系受力明确,使用灵活,制作安装简单,施工速度较快,但为抵抗侧向力所需梁柱截面较大,一般可用于6层以下的多层建筑,且一般情况下,梁柱节点应采用刚接。图1为南京工业大学完成的一榀两层两跨的钢框架拟静力试验研究[2],研究表明,钢框架有良好的变形性能和滞回耗能能力。

2.2 钢框架—支撑结构体系

当钢框架体系层数较多时,由于侧向作用力的增大,使得梁柱等构件尺寸也相对较大,失去其经济合理性。这时宜增设支撑,形成钢框架—支撑结构体系。支撑体系包括十字交叉支撑、单斜杆支撑、人字形或V形支撑。钢框架—支撑结构体系的特点是在小震或中等烈度地震作用下,刚度足以承受侧向水平力,在强震作用下,又具有很好的延性和耗能能力。文献[3]对一榀单跨三层单斜杆偏心支撑钢框架进行了有限元分析,图2为试件尺寸。研究表明,试件有良好的变形性能和滞回耗能性能。说明偏心支撑是高层钢结构中一种有效的抗震耗能结构形式。

2.3 钢框架—预制钢筋混凝土墙结构体系

一般预制钢筋混凝土墙体中均埋有钢板支撑,它只有在支撑点处与钢框架相连,而且钢筋混凝土墙板与框架梁留有空隙,从受力上来说,它仍是一种支撑。

文献[4]通过一榀钢框架和一榀钢框架—填充墙在低周反复荷载作用下的试验,研究了填充墙对钢框架抗震性能的影响。图3为试件尺寸,其中试件KJ-1为钢框架,试件KJ-2为填充墙钢框架。研究表明,填充墙能显著提高钢框架的抗侧刚度,两者能很好的协同工作,是钢结构住宅的有效抗侧力体系。

2.4 钢框架—钢筋混凝土剪力墙结构体系

在钢框架结构中设置部分现浇钢筋混凝土剪力墙,即为钢框架—钢筋混凝土剪力墙结构体系。钢框架—钢筋混凝土剪力墙结构中,由于钢筋混凝土剪力墙刚度大,剪力墙是抗侧力的主体,整个结构的侧向刚度大大提高;钢框架则承担竖向荷载,同时也承担少部分水平力。钢框架本身在水平荷载作用下呈剪切型变形,钢筋混凝土剪力墙则呈弯曲型变形。当两者通过楼板协同工作,共同抵抗水平荷载时,变形必须协调,侧向变形将呈弯剪型。其上下各层层间变形趋于均匀,并减小了顶点侧移。同时,钢框架各层剪力趋于均匀,各层梁柱截面尺寸也趋于均匀。由于上述受力变形特点,钢框架—钢筋混凝土剪力墙结构体系比钢框架结构体系的刚度和承载能力都大大提高了,在地震作用下层间变形减小,因而也就减小了非结构构件(隔墙及外墙)的损坏。

2.5 钢框架—钢筋混凝土核心筒结构体系

钢框架—钢筋混凝土核心筒结构体系住宅的平面布置一般为电梯或卫生间做成四周封闭的钢筋混凝土筒体,形成主要的抗侧力结构,而外周的框架则采用钢框架。这种结构体系将钢材的强度高、重量轻、施工速度快和混凝土的抗压强度高、防火性能好、抗侧刚度大的特点有机的结合起来,主要用于高层钢结构住宅中。文献[5]对一45层带刚臂的钢框架—混凝土核心筒结构进行了抗震性能分析,研究了刚臂的位置、数量、节点的连接方式改变时,其地震作用下结构地震反应的一般规律。

2.6 空间错列桁架结构体系

这种结构体系由美国麻省理工学院于20世纪60年代首次提出,并成功用于公寓及旅馆建筑中。该体系是由房屋外侧的柱子和跨度等于房屋宽度的桁架组成,桁架高度等于层高,在相邻柱上为上下层交错布置,楼板一端搁置在桁架的上弦,另一端搁置在相邻桁架的下弦。该体系的受力特点为:水平力主要通过楼板传至相邻桁架的斜腹杆,此水平荷载最终通过落地桁架的斜腹杆或底层支撑传至基础,楼层间的柱子主要承受轴力,其所受的剪力和弯矩很小。这种结构体系的用钢量可较框架结构减少30%～40%,因此,该体系是一种经济、实用、高效的新型结构体系。

2.7 轻钢龙骨结构体系

该体系主要用于中低层住宅或别墅。其主要受力机理为:柱子与上下龙骨及支撑或隔板组成受力墙壁,竖向力由楼面梁传至墙壁的龙骨,再通过柱子传至基础;水平力由作为隔板的楼板传至受力墙壁再传至基础。由于在传力过程中,墙面板承受了一定的剪力,并提供了必要的刚度,故墙面板应满足一定的要求。楼板可采用楼面轻钢龙骨体系,上覆刨花板及楼面面层,下部设置石膏板吊顶,既可便于管线的穿行,又满足了隔声要求。国内该体系尚缺乏工程应用经验,冷弯型钢品种较少。

3 结语

研究开发钢结构节能住宅,使住宅建筑向舒适化、功能化、智能化、工业化发展,是顺应我国经济发展的需要,也是住宅建筑行业21世纪的主导方向。其更重要的含义还在于如何将房屋由低水平的传统建造方式改为现代化、工业化的制造方式,用现代高新技术提升传统产业———建筑业的整体发展水平,以提高住宅建设的科技含量,促进住宅产业化的不断发展,促进建筑业循环经济的良性循环,使建筑业能够得到可持续发展。

参考文献

[1]曲成平.H型钢钢结构节能住宅建筑体系的综合评价[D].重庆:重庆大学博士学位论文,2006.

[2]黄炳生,舒赣平.低周反复荷载下两跨两层轻钢框架抗震性能试验研究[J].地震工程与工程振动,2006,26(6):114-119.

[3]赵宝成,顾强.偏心支撑钢框架在循环荷载作用下非线性有限元分析[J].土木工程学报,2005,38(2):27-31.

[4]刘肖凡,霍凯成,谷倩,等.新型砌体复合填充墙钢框架体系试验研究及有限元分析[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2006,38(5):634-638.

浅析预应力钢结构的结构体系 第8篇

关键词：预应力钢结构,空间网格结构,索穹顶结构,张弦梁结构,展望

预应力大跨度空间钢结构是把现代预应力技术应用到例如网架、网壳等网格结构, 索杆组成的张力结构, 立体桁架结构等一类大跨度结构, 从而形成一类新型的、杂交的预应力大跨度空间钢结构体系。预应力钢结构学科已经历了60多年的时间和众多工程实践的考验。它已完成了理论分析、基本性能研究、方案探索、构造设计、生产工艺等阶段的历程, 证实了自己的科学性、可靠性和经济性。如布鲁塞尔的双跨飞机库钢桁架大门 (1953) , 新库茨奈斯克五跨连续公路钢桥 (1959) , 莫斯科奥运会的体育建筑群 (1980) 以及我国的天津宁河体育馆 (1984) 和宁夏大武口电站大跨输煤栈桥 (1986) 等都显示了预应力钢结构在世界土建工程中强大的生命力和吸引力。

预应力钢结构体系可分为:空间网格结构、索穹顶结构、张弦梁结构等。

1 空间网格结构

空间网格结构是由柔性的悬索体系与刚性的受弯构件相结合共同抵抗外荷载的杂交空间结构体系, 也是一种内部空间宽广、造型新奇、颇有景点特色的大跨度建筑结构。

1.1 柔性索与网格结构组成的形式

有:斜拉网格结构、悬挂网格结构、杆内布索、杆外布索。

1.2 空间网格结构有下列特点

1) 可采用高强度预应力拉索作为网格结构的主要受力杆件, 以降低材料耗量。

2) 可采用多次分批施加预应力及加荷的原则, 使杆件反复受力, 并在使用荷载下达到最佳内力状态。

3) 通过预应力技术可提高整个网格结构的刚度, 减小结构挠度。

4) 对于网壳结构可解决水平推力问题, 适当配置支座滑动构造措施, 利用预应力技术可形成无水平反力的自平衡结构体系。

5) 对于采用改变支座就位高差, 调整结构内力分布的施加预应力方案, 是一种最经济的预应力方法。此时, 对网格结构无需增加任何杆件和零部件材料。

2 索穹顶结构

索穹顶结构是由拉索和压杆及膜组成的自应力空间结构体系。这种结构体系具有受力合理、自重轻、跨度大和结构形式美观、新颖等特点, 是一种结构效率极高的全张力体系。

2.1 索穹顶结构按网格组成

根据拓扑结构的不同, 索穹顶结构大致分为3种结构体系:盖格型索穹顶、利维型索穹顶、凯威特型索穹顶。

2.2 索穹顶体系的结构特点

索穹顶结构兼有穹顶和索结构的工作机理及特点。

1) 处于全张力状态。索穹顶结构处于连续的张力状态从而使压力成为张力海洋中的孤岛。

2) 与形状关系密切。索穹顶的工作机理和能力依赖于自身的形状。所以, 索穹顶的分析和设计主要基于形态分析理论。只有找到结构的合理形态才能有良好的工作性能。

3) 预应力为其提供刚度。索穹顶的刚度主要由预应力提供, 结构几乎不存在自然刚度。因此, 结构的形状、刚度与预应力分布和预应力大小密切相关。

4) 是一种自支承体系。索穹顶结构可分解为功能迥异的三部分:索系、立柱和环梁。索系连接在受压立柱上, 索系和立柱互锁。

5) 是一种自平衡体系。它在结构成型过程中不断自平衡。在荷载态, 立柱下端的环索和支承结构中的钢筋混凝土环梁或环形立体钢构架均是自平衡构件。

6) 索守顶的成型过程就是施工过程。结构在安装过科中同时完成了预应力及结构成型。如果施工方法和过程与脚论分析时的假定和算法小符, 则形成的结构可能会完全小同。

7) 是一种非保守结构体系。这种结构加载后, 特别在非对称荷载作用下, 结构产生变形, 同时其刚度也发生了变化。当卸载后结构的形状、位置、刚度均小能完全恢复。

3 张弦梁结构

张弦梁结构是由日本大学的M.Saitoh教授在上世纪80年代提出, 定义为“用撑杆连接抗弯受压构件和抗拉构件形成的自平衡体系”。即上弦在形成自平衡体系时为抗弯构件, 而下弦为受拉构件, 撑杆为受压构件, 结构在使用荷载作用下, 上弦受压, 撑杆受压和下弦受拉。

3.1 弦梁结构的分类

根据单榀张弦梁结构的不同布置方式, 将张弦梁结构分成四类:单向张弦梁结构, 双向张弦梁结构, 多向张弦梁结构和辐射式张弦梁结构。

3.2 张弦梁的结构特点

1) 张弦梁由下弦索、上弦梁和竖腹杆组成, 索为受拉、杆为受压的二力杆, 上弦梁为压弯杆件。

2) 通过拉索的张拉力, 使竖腹杆产生向上的分力, 导致上弦梁产生与外荷载作用下相反的内力和变位, 以形成整个张弦梁结构及提高结构刚度, 通常情况下下弦索为一向下的圆弧线。

3) 屋面应设置支撑体系以保证平面外的稳定性。

4) 宜采用多阶段设计, 分析计算时应考虑几何非线性影响。

5) 在支座处宣采取必要的暂时的或永久的构造措施, 在预应力及外荷载作用下 (指自重等屋面荷载作用下) 形成自平衡体系, 不产生水平推力。

6) 上弦梁可改用立体桁架, 此时张弦梁便成为带拉索的杆系张弦立体桁架, 可使结构计算及构造得到简化。

7) 可从平面张弦梁结构发展到空间张弦梁结构。

4 展望

预应力钢结构在我国经历六十多年的发展, 已充分显示出这类结构的众多特点和优势, 是空间结构发展的一种新趋向。今后的预应力钢结构还得进行以下几个方面的深入研究:

1) 要对于已有的结构进行完善, 从施工、设计上不断改善结构体系, 并且将之推广。

2) 要研究解决预应力空间钢结构中尚未获得圆满解决的前沿课题:风振、抗震、结构控制、结构找形和优化, 提供实用的分析设计计算方法及其相应的程序系统。

参考文献

[1]罗尧治, 曹国辉, 董石麟, 严慧.预应力拉索网格结构的设计与研究[J].土木工程学报, 2004.

简述软件体系结构 第9篇

软件体系结构一词是舶来品, 是Software Architecture (简称“SA”) 的中文翻译, 最初源于建筑行业, 把软件系统比作一座楼房, 从整体上讲, 是因为它有基础、主体和装饰, 即:操作系统之上的基础设施软件、实现计算逻辑的主体应用程序和方便用户使用的用户界面程序。从细节上看, 每一个程序都有相应的结构。早期的结构化程序就是以语句组成模块, 模块的聚集和嵌套形成层层调用的程序结构, 也就是SA。

随着软件系统规模越来越大、越来越复杂, 整个系统的结构和需求分析就显得十分重要。对于大规模的复杂软件系统来说, 总体的系统结构设计和需求分析, 比起对计算的算法和数据结构的选择变得更加重要。

SA是软件设计的一部分, 是其中的总体设计, 是软件过程中一个决定性的环节, 架构确定了, 软件基本也就定型了。软件体系结构是根植于软件工程发展起来的一门新学科, 下面就软件体系结构做简要阐述。

2 软件体系结构的基本概念

传统软件设计中存在着许多问题, 其中包括:

(1) 设计对于变化的适应性差

随着软件的发展以及用户需求不断提高, 传统的软件设计却不能很好地适应新的变化, 由于考虑不周和需求变化, 特别是在系统投入试运行后, 这种改变几乎是灾难性的。

(2) 设计过程的正确性不能保障

软件设计时, 在难度和复杂性上往往估计不足或超越了人们的认识和控制能力, 设计过程没有足够的时间、资金以及环境条件的保障。

(3) 设计者的随意性

软件设计者及系统维护者, 根据自身的理解和认识, 随意对系统做局部的扩充或修改。

所有的设计人员都希望能将有价值的、孤立的设计概念和技术总结出来, 能应对复杂的软件系统, 产生高质量的设计, 成为具有指导作用的基本原理、模型和方法, 因此, SA应运而生。

2.1 软件体系结构 (SA) 的定义

尽管SA已经在软件工程领域中有着广泛的应用, 但迄今为止还没有一个被大家所公认的定义。许多专家学者从不同角度和不同侧面对SA进行了描述, 对SA统一的认识为:SA是系统层次和组成行为, 是设计过程的重要阶段, 包括设计和描述;SA是由部件和部件之间的联系组成, 部件有它自身的体系结构。SA的技术包括:怎样选择、评价和实现体系结构的技术。另外, 还有许多方面没有达成一致的认识, 随着SA的发展, SA的定义也必然随之完善。

对SA的理解要掌握以下要点:

(1) 更强调设计过程, 而非分析的过程。分析的目标是理解和表示, 设计的目标是实现。

(2) 非用户的观点即非功能的观点。对于用户, 结构是软件系统功能的组合;而对于设计者, 结构是具有特性和性能的成分与关系的集合。

(3) 体系结构的研究应该是分层的, 即分为构件级、代码级、执行级三部分, 每部分都有属于自己级别的部件和操作算子。

2.2 软件体系结构的目标

软件的结构风格、设计模式和框架是讨论软件体系结构的不同的目标和出发点, 它们之间的概念在讨论中经常相互借鉴和引用。

(1) 软件体系结构风格 (ArchitectureStyles)

风格是描述特定系统组织方式的惯用范例, 惯用范例则是反映众多系统共有的结构和语义。体系结构风格是软件的设计观点和技巧, 它独立于实际问题, 依赖于计算机实现的概念, 而不依赖于具体应用。

(2) 软件设计模式 (Design Pat-tern)

设计模式是软件问题高效和成熟的设计模板 (pattern) , 模板包含了固有的问题解决方案和逻辑, 它更强调直接复用的程序结构。设计模式是规范了的小粒度结构成分, 例如:砖、瓦、水泥预制件、门窗、楼梯等, 相当于建筑组块。

(3) 软件应用框架 (ApplicationFramework)

框架是待实例化的、可复用的大粒度部件结构。框架面向不同规模的应用问题, 是通用的结构。框架可给出特定应用逻辑的结构, 例如住宅式建筑、体育馆式建筑、饭店式建筑, 住宅式建筑还要分为塔式、板式、商住两用式、别墅式。

2.3 软件体系结构的组成和设计原则

软件体系结构从不同的角度区分, 可分为:软件的基础结构和软件的层次结构。

2.3.1 软件的基础结构

软件的基础结构有控制流连接结构、部件连接结构、数据类型结构。

(1) 控制流连接结构

控制流连接结构包括:条件连接、循环连接、查询方式连接、事件/中断方式连接和共享信息方式连接。对应的程序结构包括:顺序序列、条件转向 (如, if…then, break语句) 、循环结构 (如, for语句、while…do…语句) 、事件/中断控制转向 (如, on goto语句) 等。

(2) 部件连接结构

部件连接结构包括:过程调用方式 (含内部过程调用和远程过程调用) 、事件/中断触发方式和过程链接方式等。

(3) 数据类型结构

数据类型是最基本的软件体系结构, 即数据结构。数据结构是描述复杂算法和软件结构的基础, 离开数据结构的描述, 软件体系结构很难表达清楚, 基本数据类型包括:

线性结构, 顺序表、向量、队列、链、表、串、排序、检索;

树形结构, 二叉树、树;

复杂结构, 图、多维数组、集合、稀疏矩阵、广义表;

文件结构, 顺序文件、散列文件、索引文件。

2.3.2 软件的层次结构

层次性是软件问题分析、设计和实施的基本和普遍适用的方法, 软件的完整结构都具有层次关系, 软件层次关系框图如图1所示。

2.3.3 软件的设计原则

(1) 抽象

抽象表现事物的主要特征和属性, 隐蔽和忽略细节部分, 并能用于概括普遍的、具有相同特征和属性的事物, 包括描述特定数据对象的属性集合的数据抽象、对特定操作序列进行过程抽象和隐含了内部细节的控制逻辑的控制抽象等。

(2) 分而治之

将大的问题分为小的几部分问题, 自上而下地分解策略。

(3) 封装和信息隐蔽

隐藏各部分处理的复杂性, 采用封装的方式, 只留出简单的、统一形式的访问方式。这样, 可以减少划分各部分的依赖程度, 增强可维护性。

(4) 模块化

模块要具备可分解性、可组装性、可理解性、连续性、保护性。

(5) 高内聚和低耦合

成份中各处理元素的关联越紧密越好, 软件成份之间的关联越松散越好。

(6) 关注点分离

软件设计要将关注点与非关注部分分离, 更好地复用非关注点部分的软件成份, 而关注点部分可以设定, 采用选择条件、场景的独立软件成分。

(7) 策略和实现分离

软件设计要将策略成分和实现成分分离, 至少在一个软件成分中明显分开, 这样可提高维护性。

(8) 接口和实现分离

软件设计要将接口和实现分离, 可保障成分的信息隐蔽性, 提高维护性。

3 软件体系结构的风格

体系结构风格反映了众多系统所共有的结构和语义特性, 并指导如何将各个模块和子系统有效地组织成一个完整的系统。体系结构风格的不变部分使不同的系统可以共享同一个实现代码。只要系统是采用常用的、规范的方法来组织, 就可使别的设计者很容易地理解系统的体系结构, 例如, 如果有人把系统描述为“C/S”模式, 则不必给出设计细节, 人们立刻就会明白系统是如何组织和工作的。对于应用体系结构风格来说, 由于视点的不同, 系统设计师有很大的选择余地。要为系统选择或设计某一个体系结构风格, 必须根据特定项目的具体特点, 进行分析比较后再决定, 体系结构风格的使用几乎完全是特定的。

3.1 经典体系结构风格

经典体系结构是系统组织的惯用形式, 并不直接运用于应用。

3.1.1 管道过滤器风格

管道过滤器风格也称数据流风格, 这种风格以数据流向的过程为核心, 每个构件都有一组输入和输出, 构件读输入的数据流, 经过内部处理, 然后产生输出数据流, 如图2所示。

管道过滤器风格有如下优点:

(1) 使人们对整个系统的理解简单化, 可理解系统的各功能抽象为“黑匣子”。

(2) 系统维护性好, 新的过滤器可以添加到现有系统中来, 旧的可以被替换。

(3) 支持复用, 一个过滤器可以被多次挂接, 只要它们对数据的需求场合是一致的。

(4) 支持并发, 每个过滤器是作为一个单独的任务完成, 因此可与其它任务并行执行。

(5) 系统的结构清晰, 容易进行某些性能的分析, 例如数据流量、死锁问题等。

(6) 使软件具有良好的高内聚、低耦合的特点。

但是, 管道过滤器风格也存在很多缺点, 其缺点如下:

(1) 过滤器的独立特性导致交互处理困难, 当需要增量显示改变时, 这个问题尤为严重。同样的原因, 也导致进程成为批处理的结构。

(2) 由于支持并发设计, 两个相互独立的过滤器, 如果存在同步问题, 则需要花较大精力去协调。

(3) 需要处理数据在管道中的阻塞状态。

从中, 我们可以看出, 管道过滤器风格尤其适合于批处理。

3.1.2 主程序与子过程

主程序与子过程结构与程序语言的主程序和过程调用概念相对应, 软件所有成分, 都属于主程序和一系列的子过程的集合, 主程序充当子过程的调用者, 子过程之间也存在复杂的过程调用关系, 过程之间通过参数传入和传出信息。主程序与子过程之间的调用关系如图3所示。

一切软件结构均可在此基础上构筑, 这种结构最大的优势在于, 因为它是基于语言结构的, 所以代码效率高;该结构最大的缺点是复用性差。

综上所述, 主程序与子过程结构主要用于对代码效率要求较高的软件, 如工业控制等。

3.1.3 数据抽象与面向对象

所谓面向对象就是基于对象概念, 以对象为中心, 对象间的联系仅通过消息, 并以类和继承为构造机制, 充分利用多态和动态绑定提供灵活性, 来认识、理解、刻划客观世界和设计, 构建相应的软件系统。

基于面向对象的软件提供封装、继承、多态性、延迟技术手段, 使得程序的修改等限制在一个较小的范围, 软件具有稳定的结构, 容易复用, 现在很多大的系统都采用了这种思想。

面向对象同样有一定缺陷, 对象的标识在发送消息时, 必须知道, 如果标识被改变, 消息就不知去向, 在系统中对象本来是独立的, 但它们必须相互知道、懂得和理解, 否则将无法协同完成工作。这一点又使得他们似乎很密切相关, 互为依赖。对象接受多个来自不同请求者的同一个消息, 所得到的结果有时不可预测, 因为其自身的状态属性可能被改变, 对这种情况, 系统必须考虑, 并付出代价。

3.1.4 事件驱动和隐式调用

事件驱动指的是外部事件, 包括硬件设备和软件的应用发出的请求, 通过中断方式形成为消息;消息不是直接地被各响应的处理操作接收, 而是通过了隐藏在中间的一个层次 (透明访问概念的体现) , 形成隐式调用。中间层完成消息形式的统一处理及调度, 使请求成分与响应成分之间形成松散耦合关系。

事件驱动和隐式调用结构的优势如下:

(1) 成分之间松散的耦合关系, 可以增加系统成分连接、集成的灵活性;

(2) 由于成分之间的没有直接的联系, 任何已有的软件成分只要处理逻辑适用, 都可以无所顾忌地使用, 将一切限定留给中间层处理。

(3) 软件更易维护, 替换某一软件成份, 除了中间转接的适应, 对其它成分影响极小。

事件驱动和隐式调用结构存在如下不足:

(1) 消息序列无法控制。产生消息的软件成分和接收消息的软件成分完全自主独立, 不受控制。

(2) 响应速度低。相比直接方式的连接, 无论怎样都会增加中间层的消耗, 这会使消息的响应速度明显下降。

当整个系统中存在大量异步并发、相互之间无逻辑联系的组件的时候 (如图形用户界面) , 这是一种极好的控制方式。

3.1.5 黑板知识库

黑板知识库结构由以下三部分组成:

(1) 知识源:知识源包含分离的独立知识产生源, 知识源之间不直接进行通信, 它们之间的交互只通过黑板来完成。

(2) 黑板:黑板数据是按照与应用程序相关的层次来组织解决问题的数据, 知识源通过不断地改变黑板数据来解决问题。

(3) 控制:控制完全由黑板的状态驱动, 黑板状态的改变决定使用的特定知识。

黑板知识库的优势在于, 所有系统过程的成分都是知识的产生源, 无论单独的求解步骤, 还是监控调度算法都是黑板中心状态的改变者。它的不足在于, 所有的系统成分对共享区过分依赖, 这是系统风险因素的最大隐患。

基于以上特点, 该结构最适合以大量数据为核心的系统, 如专家系统和一些人工智能系统等。

3.1.6 解释器

解释器结构的核心是解释引擎, 它读入被解释程序的执行输入, 以及执行伪码, 分析伪码结构和语义, 按照语义要求完成输出的动作。

如果应用系统和用户交互非常复杂, 就适合采用该结构, 一个最合适的例子就是现今的浏览器。

3.1.7 过程控制回路

过程控制回路将采集的特定信息以及返回的监测系统状态, 传送给计算部件, 在特定控制目标设定下, 完成预定计算, 通过输出装置实现对目标的控制, 运行的系统状态通过检测再回馈送给采集系统。这种结构适用于闭环系统, 根据目标要求选择正反馈回路和负反馈回路, 该结构正在向组态可编程控制器和嵌入式设计技术发展, 在工业自动控制中应用很广泛。

3.1.8 部件和连接器

部件和连接器也称为C2 (Components and Connectors) 风格, 部件和连接器是软件结构成分的两大部分, 所有构件之间的通信均是以连接件为中介的异步消息交换机制来实现的, 构件相对独立。它总结了所有体系结构的成分, 是最常用的一种经典软件体系结构风格, 其结构框图如图4所示。

3.2 流行的体系结构风格

在经典软件体系结构的基础上, 有一批当前广为使用的软件体系结构, 这些流行的软件体系结构大都与应用问题直接相关, 并且, 是在经典结构的基础上组态建立的。各大软件产品开发商, 都在相互竞争的围绕这些流行的软件体系结构, 发展自己独特性能的构造工具和环境, 并不断创造出新的更具优势的结构概念和辅助环境工具。

3.2.1 C/S结构

尽管现在人们认为C/S结构有这样或那样的缺点, 如开发成本高、维护升级难、不易适应新的需求和新技术、信息内容和形式单一等, 但是, C/S体系结构仍具有强大的数据操作和事务处理能力。

3.2.2 B/S架构

尽管B/S架构现在很受一般用户的青睐, 应用极其广泛, 但由于业务的显示信息是以全体共识的方式直接发往客户端的, 所以可直接了解到系统的数据结构, 安全性差, 且Web服务器权力过于集中, 处理业务加上处理传输, 使负载过大, 系统的性能下降, 回避风险的能力降低。

B/S结构已经向多层体系结构发展, 多层体系结构中, 表示层通过业务逻辑层与数据层交往, 隔离了与应用逻辑相关的数据结构, 使系统安全性提高, 但是各层间的通讯效率是系统的最大问题, 要合理规划系统的各层位置和作用。

3.2.3 中间件

中间件泛指的是能够屏蔽操作系统和网络差异, 为异构环境之间提供通信服务的软件, 是具有通信能力和可扩展的分布式软件管理框架。简言之, 中间件是位于平台和应用之间的具有标准接口和协议的通用服务。按照中间件的不同用途, 可分为以下五类:

(1) 过程调用中间件:采用调用远端的进程方式。

(2) 消息中间件:采用消息机制, 达到异步访问远端服务进程, 如IBM公司的MQ等。

(3) 数据访问中间件:实现不同厂家异地数据库的访问, 如ODBC、JDBC、OLE DB等。

(4) 对象中间件:以对象组件方式在异构环境下互访, 如EJB、CORBA、COM等。

(5) 交易中间件:解决分布事务处理的有关问题, 如BEA公司的TUXEDO等。

要根据需求, 选择不同种类的中间件, 各类中间件也有自己特有的优缺点;同时, 各个厂商的产品也是令人眼花缭乱的, 选择时, 要极其慎重, 不能只看表面, 要了解本质。

3.2.4 面向服务的体系结构

近年来, 出现了一种新的体系架构—面向服务的体系结构 (简称SOA) , SOA源于网格技术, 将应用程序的不同功能单元 (称为服务) 通过服务之间的接口和协议联系起来, 以服务为中心。接口独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。采用统一和通用的方式, 进行不同系统中服务的交互, 构成松散的应用耦合关系。

SOA虽然具有不少优点, 并得到很多业内人士的很高评价, 但仍存在一些问题, 比如:它通过粗粒度服务接口和分级, 提高了效率, 但对于个性化开发却带来了难度;它还没有过象J2EE那样有自己的规范, 虽然发布了一个规范, 但没有遵循简单的法则等。目前, 对SOA的描述一般都是理论上的, 还缺少成熟的实现, 因此, 在选择时, 要有独特的判断能力。

4 小结

综上所述, 在设计软件时, 要将有价值的、孤立的设计概念和技术总结起来, 应对复杂的软件系统, 产生高质量的设计, 选择适当的架构风格是首先要做的。一个软件不是只有一种风格, 要充分了解各自优缺点, 结合功能和非功能需求, 来决策采用哪种或哪几种风格。绝大多数实际运行的系统都是复合的, 只有将整个系统作为一个功能体进行分析和均衡, 才能得到适宜的最上层的体系结构。

摘要：作者对软件体系结构的定义、结构组成和软件的设计原则等进行了阐述, 并着重对软件体系结构中的经典体系结构和流行体系结构所表现出来的各自风格进行了剖析。

结构体系 第10篇

关键词：钢结构住宅,节能住宅,高层建筑,结构体系

1 引言

钢结构住宅是钢柱(包括H型钢柱、钢管柱、箱形柱、钢骨混凝土柱或圆、方或矩形钢管混凝土柱)、H型钢梁为承重骨架,同时,配以新型轻质的保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构,并与功能配套的水暖电卫设备优化集成的节能环保型住宅。同传统的砖混和混凝土结构住宅相比,钢结构住宅是一种最符合“绿色生态建筑”特征的结构形式,具有自重轻、地基费用省、占用面积小、工业化程度高、外形美观、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等优势,具有较好的综合经济效益。近几年来,建设部有关部门推出了钢结构住宅体系及关键技术的研究课题,出台了钢结构住宅的相关规范和标准,并且在北京、上海、天津、新疆、湖南、安徽、山东等地建成一批钢结构住宅示范试点工程,使钢结构住宅稳步健康地发展[1]。

钢结构住宅结构体系大致可分为钢框架体系、钢框架—支撑体系、钢框架—混凝土剪力墙体系、钢框架—墙板体系以及空间错列桁架体系等结构体系。目前,在工程中比较常用的是前3种结构体系。以下结合近几年所设计的多高层钢结构住宅工程,重点介绍前3种常用的结构体系及其工程实践。

2 钢框架体系

钢框架体系是指沿房屋的纵向和横向均采用框架作为承重和抵抗侧力的主要构件所形成的结构体系。该体系类似于钢筋混凝上框架体系,不同的是将混凝土梁柱改为钢梁和钢柱。梁柱一般采取刚性连接,有时为了加大结构的延性,或防止梁与柱连接焊缝的脆断,也采取半刚性连接构造。该体系刚度比较均匀,自重较轻,对地震作用不敏感,且具有较好的延性,是一种较好的抗震结构形式。并且在垂直平面上不设斜杆,为建筑提供较大的室内空间,平面布置灵活,户内空间可多方案分割。但钢框架体系的整体变形属于剪切型,抗侧刚度小,在强震作用下弹塑性变形所产生的水平位移较大,会致使非结构部分(如填充墙、建筑装修和设备管道等)严重破坏。因此钢框架结构体系不宜建造太高,主要应用于高度40m以下的多、高层建筑中。

济南艾菲尔花园是山东省第一个钢结构节能住宅示范试点小区。该小区占地面积19 224m2,共含3栋多层和3栋小高层,总建筑面积为50 176m2。3栋多层为地上6层加阁楼,地下1层,建筑高度17.50m,全部采用纯钢框架体系。由于住宅建筑功能布置的局限性,使得结构平面长宽比较大,为均衡纵横向动力特性,避免扭转效应,将钢柱强轴顺于横向布置。标准层结构平面布置图如图1所示。

3 钢框架—支撑体系

钢框架—支撑体系是以框架体系为基础,沿房屋的纵向或横向布置一定数量的竖向支撑所形成的结构体系。钢框架—支撑体系中的框架梁与柱原则上采用刚性连接,对于非抗震区或6度设防区,可根据工程具体情况,部分采用铰接。支撑框架在水平荷载作用下,通过楼板的变形协调与刚接框架共同作用,形成双重抗侧力结构体系,支撑框架是第一道防线,框架是第二道防线。从整体变形上看,框架—支撑体系整体变形呈弯剪型,从而使得层间位移以及整个结构体系的最大位移都显著减小。与纯钢框架体系相比较,钢框架—支撑体系具有较大的抗侧刚度,适用于更高的钢结构住宅。根据支撑杆件的布置形式不同,钢框架—支撑体系可分为为钢框架—中心支撑体系和钢框架—偏心支撑体系。

3.1 钢框架—中心支撑体系

中心支撑是指支撑杆与横梁、柱汇交于一点,或两根斜杆与横梁汇交于一点,或与柱汇交于一点,汇交时均无偏心。根据支撑杆的不同布置,可形成十字交叉支撑、单斜杆支撑、人字形支撑,或K字形支撑以及V形支撑等类型。中心支撑框架宜采用十字交叉支撑,也可采用人字形支撑或单斜杆支撑,不宜采用K形文撑,对于不超过12层的钢结构住宅宜优先采用十字交叉支撑。人字形和单斜杆支撑有利于在支撑杆之间开设门窗洞口,能更好地满足建筑平面布置的需要。中心支撑具有较大的侧向刚度,构造相对简单,能减小结构的水平侧移,改善结构的内力分布。

济南艾菲尔花园的3栋小高层住宅为地上11层加阁楼,地下1层,地上为住宅。建筑高度35.45m,全部采用钢框架—中心支撑结构体系。由于住宅建筑功能布置的局限性,沿电梯井和楼梯间在Y向设置6道中心支撑,沿横向对称分散设置。标准层结构平面布置图如图2所示。

3.2 钢框架—偏心支撑体系

偏心支撑是指每根支撑斜杆至少有一端与框架梁连接(不在柱节点处),并在斜杆与梁交点至柱之间或至同一跨内另一斜杆与梁交点之间,形成耗能梁段。偏心支撑根据支撑斜杆形式的不同,主要有单斜杆式,门架式,人字形、V形和倒Y形几种常用的形式。该结构体系利用支撑中心线偏离于梁柱交点,在较微小和中等地震作用下结构处于弹性,具有很大刚度,而在强烈地震作用下由于耗能梁段发生剪切屈服而吸收大量能量,以保证主要受力构件不失效,从而使结构具有很好的延性。偏心支撑框架的侧向刚度,主要取决于耗能梁段的长度。因为随着耗能梁段变短,框架刚度变大,并接近于中心支撑框架的刚度。随着耗能梁段的增长,框架柔性增加并接近于纯框架的刚度。该工程耗能梁段被设计成剪切屈服型,既保证了结构在弹性阶段具有较大的刚度,同时也保证了结构在弹塑性阶段具有较大的耗能能力。同时在建筑布置上,这种结构更易于解决门窗和管道的设置。

咸阳丽彩广场C座商住楼是西北地区第一座高层钢结构节能住宅楼。该工程地下2层为设备用房及停车库;地上31层,建筑高度99.9m,建筑面积33 966m2。由于本工程位于高地震烈度区,不仅要使结构具有足够的刚度以抵抗水平荷载,还要使结构具有足够耗能能力和延性,以保证在罕遇地震下结构能够吸收大量能量,从而使结构不发生倒塌。所以,本工程地上主体结构采用了钢框架—偏心支撑体系,在X方向布置4道支撑,在Y方向上布置6道支撑,首层为中心支撑,其余层均为偏心支撑。标准层结构平面布置图和支撑竖向布置图如图3所示。

4 钢框架—混凝土剪力墙体系

钢框架—混凝土剪力墙体系在钢框架体系的基础上,为了增加结构的侧向刚度,防止侧向位移过大,按照整体刚度均匀的原则,设置部分剪力墙,将框架和混凝土剪力二者结合起来,取长补短,组成了框架-混凝土剪力结构体系。钢筋混凝土剪力墙一方面可以抵抗水平荷载,并且能够大幅度地减小风荷载作用下的风振加速度,以减小人的风振时的不舒适感。钢框架则采用钢框架或钢管混凝土框架,主要承受竖向荷载。

这种结构体系既具有框架结构平面布置灵活、使用方便的特点,又有较大的刚度。并且将钢材的强度高、重量轻、施工速度快和混凝土的抗压强度高、防火性能好、抗侧刚度大的特点有机地结合起来,充分发挥两种材料各自的优越性。该体系的框架梁柱连接一般采用刚性连接,为了减小混凝土剪力墙平面外弯矩和因钢框架与混凝土墙轴向压缩变形差引起的附加内力,框架梁与混凝土墙常采用铰接,当整体刚度不满足规范要求时,也可以采用刚接。

济南伟东新都由5栋小高层组成,地下1层,地上12层,建筑高度34.8m,总建筑面积37 000m2。该工程主体结构采用钢框架-钢筋混凝土剪力墙结构体系,用电梯井道及楼梯间墙体组成的钢筋混凝土剪力墙作为主要抗侧力结构,钢框架部分主要承担竖向荷载。标准层结构平面布置图如图4所示。

5 结语

在这3种结构体系中,钢框架体系刚度均匀,对地震作用不敏感,且具有较好的延性,是一种较好的抗震结构形式。但钢框架体系抗侧刚度小,在强震作用下弹塑性变形大,会致使非结构部分严重破坏,主要应用于40m以下的多高层钢结构住宅。与钢框架体系相比较,钢框架—支撑体系具有较大的抗侧刚度,更适用于高层钢结构住宅。中心支撑构造相对简单,但在强烈地震作用下,中心支撑斜杆反复拉压,容易导致结构进入弹塑性状态,引起周围构件的严重破坏,最终导致结构整体失稳破坏。因此,在8度及以上抗震设防地区,超过12层的钢结构住宅不宜采用。钢框架-偏心支撑体系在弹性阶段的刚度接近钢框架—中心支撑体系,而在弹塑性阶段的的延性和耗能能力接近延性钢框架体系,是一种新型的高层钢结构抗震体系。钢框架—混凝土剪力墙体系在原有钢框架体系的基础上,设置部分剪力墙,使框架和剪力墙两者相结合,取长补短。这种结构体系的用钢量低于纯钢结构,施工速度介于纯钢结构和混凝土结构之间。但钢与混凝土材料的刚度和延性相差较多,这种结构体系的抗震性能、适用高度等还有待于进一步探讨。

钢结构住宅设计应根据安全可靠、经济合理、施工方便等原则,并结合建筑使用功能、建筑模块和建筑围护结构以及抗震设防烈度等要求,合理择优选用抗震和抗风性能好的结构体系,以保证住宅的抗风、抗震能力和满足使用功能。

参考文献

结构体系 第11篇

关键词：会计监督体系；模式结构；运行机制；有效

会计监督体系在对经济环境进行监督时，主要通过国家监督及单位内部、外部相配合的方式，由相关财政部门、审计部门、税务部门对各单位的各项经济活动及财务审报、核算过程进行监督。会计监督体系模式结构的科学整合及优化，对于更好的实施各项会计工作及更好的维护社会市场经济秩序起到了积极的促进作用。因此，对会计监督体系模式结构和有效的会计监督体系运行机制进行研究分析势在必行。

一、会计监督体系模式结构

我国会计监督体系模式结构主要由国家监督、社会监督及单位内部会计监督组成。国家会计监督体系主要是由国家财政部门、税务部门、审计部门等相关政府部门对各单位进行会计监督工作。根据相关法律、法规规定，国家各单位必须积极配合国家的会计监督工作，对国家财政部门、审计部门、税务部门等政府机构依法实施监督工作给予支持与配合。并如实提供监督检查工作中所需要的各项数据、报表。不得有造假、隐瞒的违法行为。会计工作的社会监督，主要由社会审计单位执行。社会审计单位一般由注册会计师依法承办，根据国家的相关规定及法律、法规，对各单位财务会计实行社会监督职能。社会监督在社会经济环境中发挥着十分重要的作用。国家相关法律、法规规定，各单位会计系统、会计人员有权依法对本单位实行会计监督工作。在单位内部会计监督工作中，各单位的会计系统及会计人员充分发挥其主体地位，对本单位的经济活动进行监督，同时对本单位会计核算的全过程进行监督。

二、目前会计监督体系中存在的问题

1.会计监督体系不健全

目前我国会计监督体系监督的基本职能界定还不是很明确，会计监督结构模式不合理及监督工作没有得以具体落实实现，都是由于会计监督体系不健全所致。例如，一些会计事务所及企业、有关单位在资金活动上存在着不规范的行为问题。同时，会计监督体系规范性欠缺、体系不健全还可能影响到监督部门管理工作混乱、无层次、职责分工不明确及职责界定不清等现象。如果会计监督体系不健全，就无法在具体工作中对会计监督进行规范，无法使会计监督充分发挥其职能。若如此造成了恶性循环，必将导致我国经济环境混乱，对我国的经济发展也会造成一定的负面影响。

2.会计人员监督没有充分发挥其职能

一般情况下，单位内部会计监督工作是由各单位的会计系统及会计人员对本单位的经济活动进行监督，但由于会计人员属于本单位的一员，其自身利益又与本单位利益相关，所以在行使会计监督工作中无法对所在单位及负责人进行监督。这种现象使得会计人员与会计体系无法将工作落实，造成会计信息失真现象的产生。

3.会计信息没有做到真正公开

会计信息没有做到真正公开、完全透明化的主要制约因素是由于很多企业对会计监督工作不够配合，不愿将会计监督的有关数据及报表信息公开化。会计信息的不公开，造成相关会计信息弄虚作假等违法情况。由于会计信息不公开现象不能及时被遏制，使得相关工作的难度与负担加重，阻碍了会计监督工作真正发挥其效并具体落实到位。

4.社会监督没有落实到位

由于社会监督体系的不健全及不规范的社会环境，使得社会监督流于形式，很多具体工作没有真正落实。

三、有效的会计监督体系运行机制

1.有效的会计监督体系需要完善外部会计监督

有效的会计监督体系需要依靠外部环境的不断完善来得以实现。建立有利于会计监督体系工作的外部环境，需要不断完善和改进相关单位的考核制度，同时提高对外部会计监督体系的重视程度，树立强烈的法律意识，真正做到按法律、法規工作，对于违法者严惩不贷。

2.有效的会计监督体系需要完善内部会计监督

只有建立健全、细化的会计监督制度，加强对会计监督部门及会计监督人员的工作要求并对其进行培训，使其的专业能力得到不断地发展。同时加强内部会计监督控制，严格按照相关制度及法律、法规执行会计监督工作，才能真正将内部会计监督工作做好，同时为有效的会计监督体系的运行尽一份力。

3.有效的会计监督体系需要完善社会会计监督

在完善社会会计监督过程中，必须不断加强对注册会计师的执业监管工作，维护注册会计师的良好声誉，以确保注册会计师依法执行监督工作，避免弄虚作假的现象发生。只有保证会计信息的真实性，保证注册会计师没有出具造假的凭证，才能使注册会计师在社会会计监督中充分发挥作用，从而使社会会计监督体系尽其职责。

四、结语

有效的会计监督体系对提高会计从业能力、实现企业会计监督内部控制水平提供了保障，对于市场经济多元化下的经济利益客观变现提供了保障，对于国家各项政策及工作的顺利展开提供了保障。同时，有效的会计监督体系对于保障利益也起着非常重要的作用。

参考文献：

[1]廖 萍:我国会计监督体系存在的问题及对策[J].商场现代化，2007，（22）：390.

[2]陈 奇:论国有企业会计监督体系的构建[J].消费导刊，2007，（04）：65.

住宅结构体系技术研究(三) 第12篇

1、结构体系的构成

在住宅中采用的钢结构(含钢结构及其组合结构)体系主要分为冷弯薄壁型钢结构、型钢结构和钢一一混组合结构体系。

冷弯薄壁型钢结构是采用螺栓、自攻螺栓、拉铆等(无焊接)冷连接方式,将壁厚小于3mm的薄壁型钢组装成的结构。该结构的形式又可分为:门式钢架、钢框架、板式体系、盒子结构等。其中板式体系和盒子结构在住宅中较多使用。

型钢结构通过焊接或螺栓连接将热轧H型钢、圆钢管、矩形(方钢)钢管等竖向构件和热轧H型钢等横向构件组合成钢框架结构。该结构体系分为框架体系、框架一一支撑体系和框架一一钢板剪力墙体系。

钢一一混组合结构(简称组合结构)的特奌是,将钢结构及混凝土结构组合在一起共同承载受力,由于充分发挥了两种结构材料的各自优势,整体性能优于两者性能的叠加,可以获得性能优越的组合构件或组合结构体系。

典型的组合构件有钢混凝土组合梁、钢管混凝土、包钢混凝土、型钢混凝土等。

组合结构体系就是将钢构件、组合构件或混凝土构件共同组成抗侧力结构。组合结构体系主要分为:

(1)组合构件柱和型钢梁或组合构件梁组合成的组合框架结构体系;

(2)组合框架结构与混凝土剪力墙(筒体)组合成的组合框架一一剪力墙(筒体)结构体系;

(3)组合框架结构与支撑(钢板剪力墙)组合成的组合框架一一支撑(钢板剪力墙)结构体系;

(4)大型组合构件和混凝土筒体组成巨型框架结构体系。

2、适用范围

(1)冷弯薄壁型钢结构体系适用于低层建筑;

(2)框架体系适用于多层和小高层建筑;

(3)框架剪力墙体系、框架一一支撑(钢板剪力墙)体系适用于高层和超高层建筑。

3、楼盖型式

(1)低层住宅

轻质楼盖系统由C型的轻钢搁栅与铺于搁栅上的薄板组成。搁栅一般跨度为3.6m～4.8m,最大跨度可达11m,搁栅间距为600mm。搁栅在腹板上开有大孔,这样对于管线的穿越与布置极为方便。楼面有三种做法,分别为:高密度木纤维水泥板;满铺压型钢板再浇筑20mm的陶粒轻骨料混凝土;满铺定向木纤维板或高密度层压胶合板。

(2)多层、高层和超高层住宅

①水泥板上浇筑混凝土

Ω形次檩条安装在结构主梁和次梁上,铺设高密度木纤维水泥板或高密度层压胶合板,在上面浇筑普通钢筋混凝土或轻骨料混凝土。

②压型钢板上浇筑混凝土

在结构主梁和次梁上铺设压型钢板(开口、缩口和闭口截面型式),作为浇筑混凝土的模板或组合楼板。建议采用防火性能优异的闭口截面压型钢板,它与混凝土构成组合楼板。混凝土可采用普通混凝土或轻骨料混凝土。闭口截面压型钢板最大跨度可达到6m。

③钢筋桁架模板上浇筑混凝土

在结构主梁和次梁上铺设钢筋桁架模板(预制钢筋桁架和薄璧压型底模),作为浇筑混凝土的模板,与混凝土构成组合楼板。混凝土可采用普通混凝土或轻骨料混凝土。最大跨度可达到4.5m。

④大跨度预应力叠合板

国家建筑设计标准06SG439-1《预应力混凝土叠合板》提供了标准图集,预应力板厚50和60mm,叠合板的总厚度110～150mm,最大跨度可达到6.0m。

⑤现浇钢筋混凝土模壳

现浇双密肋结构整体性好、刚度大、自重轻、抗震能力强和施工速度快。由于脱模后外形美观新颖,可以省去吊顶,后处理也方便。楼板底下的每个藻井能起到吸音作用。

⑥现浇普通钢筋混凝土板。

⑦现浇轻骨料钢筋混凝土板。

⑧双向预应力现浇普通钢筋混凝土板。

4、住宅钢结构体系的特点

(1)大跨度、大开间,有利于功能、空间的灵活布置。

(2)钢结构有较好的延性,因此

(3)钢结构构件结构断面小、自重轻,可以降低基础造价;可以有效减少结构承担的地震力,有利于结构抗震和减少抗侧力构件截面尺寸。高层钢筋混凝土建筑物的自重在1.5～2.0t/m2,而高层建筑钢结构自重大都在1t/m2以下,甚至有的办公楼只有0.5～0.6t/m2。

(4)采用钢结构可为施工提供较大的空间和较宽敞的施工作业面。柱子的吊装、钢框架的安装、钢筋混凝土核心筒的浇筑、组合楼盖的施工等,可以实行立体交叉作业。因此,在保证技术、供应、管理等方面的条件下,可以提前投入使用。

(5)高层建筑钢结构的结构占有面积只是同类钢筋混凝土建筑面积的28%。采用钢结构可以增加使用面积4%～8%。增加了建筑物的使用价值和经济效益。

(6)钢结构构件一般都在工厂里制造、加工,构件精度高,质量易于保证。

(7)在钢结构的结构空间中,许多孔洞与空腔允许穿越小于一定直径的管线,这样使管线的布置较为自由,也增加了建筑净高,而且管线的更换、修理都更为方便。

(8)钢材具有可再生性,可以重复使用,其生产和使用中对自然环境的破坏小。

(9)钢结构建筑的大部分构件在工厂中加工完成,施工现场主要工作是组合安装,以干作业为主,减少了粉尘、污水、噪声对环境的污染。

(10)钢结构住宅以其通透流畅的空间形式,轻盈灵巧的外观造型赢得居民的青睐,符合全面建设小康住宅“一、二十年不落后,三、四十年可改造”的要求。

(11)在我国,钢结构用钢只占建筑用钢的10%左右,钢结构住宅可以为我国过剩的钢材找到了消化渠道,带动钢铁工业的良性发展

(12)钢结构住宅具有生产工厂化、施工装配化特点,推广应用钢结构住宅将直接带动我国住宅产业的进一步发展。

5、典型住宅钢结构工程用钢量和造价(见上表)

6、发展住宅钢结构急需解决的问题

(1)新型结构体系的开发

目前应用较多的钢框架混凝土筒体(剪力墙)的混合结构体系的缺点较多:

①由于核心筒为混凝土,整体重量减少不是很多;

②如筒体(剪力墙)采用预制混凝土单元,则由于构件重量大而带来吊装的困难,因此一般现场仍采用现浇混凝土,其工作量仍然较大,工期也比钢结构安装工期长,二者不宜协调,降低了整体结构的安装进度。

因此,应进一步优化钢框架一一混凝土筒体(剪力墙)的混合结构体系,将混凝土筒体(剪力墙)用刚性支撑、耗能支撑或钢板剪力墙等轻质和耗能性能好构件代替。

(2)设计钢结构住宅应尊重住宅使用的根本要求

钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则,然后才是发挥钢结构的优势,单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性、不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的。

(3)配套户型的开发

作为新的住宅结构体系,钢结构住宅有着与其他结构不同的特色,如何突破旧有户型的限制,开发出与钢结构本身特点相符合的户型,并且引进整体浴室、整体厨房等,使之更加符合今后住宅的发展潮流。配套户型的开发,也要以有效减少结构耗钢量和降低土建造价为控制指标。

(4)开发住宅钢结构专用钢材

住宅钢结构用钢量比混凝土结构用钢量高的一个主要原因,就是钢结构型材截面的不合理和不完善造成的。住宅钢结构所用钢材有其独特性,如低层住宅用封闭截面薄壁材料、多层和高层住宅用中等厚度材料,而我国目前生产的材料,薄壁截面多为开口型式,型材又多为厚壁型式。如何开发和生产适合住宅用钢结构型材,是发展多层和高层住宅的基础和方向。

(5)防腐和防火问题

这是全钢结构住宅体系的致命缺陷。住宅钢结构和其他钢结构不同点在于,一旦住户入住,钢结构表面的防腐和防火系统就很难去围护和保养。进一步研究适合住宅钢结构的耐候耐热钢及其配套的型材生产,以及如何提高防腐处理和防火涂料(或防火保护)的性能,并且在此基础上降低相应的造价,对于降低钢结构住宅的整体造价和推广住宅钢结构意义重大。

(6)对钢结构关键截面和节点的理论和试验研究

由于许多住宅钢结构采用了不同于薄壁轻钢结构和普通钢结构的构件截面和连接节点,现有的研究成果和规范都无法涵盖。因此,对这些钢结构关键截面和节点的理论和试验研究,尤其是节点的动力特性研究,十分必要。研究成果可以弥补现有设计规范的不足,用于指导工程设计,这一点十分重要。

(7)新型围护体系配套材料的开发

建筑市场期待质优价廉的适用于钢结构住宅围护体系的建筑材料,包括楼面材料、屋面材料、墙体材料、保温隔热材料、防火材料、防腐材料、隔声材料等。

(8)对细部构造节点的深入研究和改进

钢结构住宅装配化的生产建造方式,导致大量建筑物连接节点的产生,对这些构造节点的处理,直接影响到房屋声、光、热等各项建筑物理性能的优劣和建筑物的耐久性能。

(9)相关软件的开发

钢结构设计相关的软件很多,但是针对钢结构住宅的设计软件却很少。通用的设计软件虽然可以完成设计,但是缺乏规范的适用性,使其并不能方便地进入设计阶段。开发成熟的设计软件势在必行,重点是要把住宅钢结构常用截面的验算和相关节点计算内容增加进去。

(10)国家相应规范的制定还有待完善

钢结构住宅方面的规范仍是空白,这对于整个钢结构住宅产业的推广是极大的阻碍。虽然目前国家正在组织编写行业规范《轻型钢结构住宅技术规程》,但其使用范围仅为低层和多层(6层以下)住宅,应用范围很受限制。从综合造价来看,高层和超高层钢结构住宅基本可以与配套钢筋混凝土结构的造价持平或略低,其被公众接受的程度要高于低层和多层住宅钢结构,因此,急需组织编写高层和超高层钢结构住宅的技术规程。

(1 1)减低造价意义重大

制约住宅钢结构推广的因素很多,但是其中最重要的是其造价问题。所有的工作都应该落实到降低结构耗钢量、减轻结构自重和降低建筑能耗,从而降低综合建造成本和使用成本这一目标上来。

(12)提高业主对钢结构住宅的认识

多数业主对钢结构住宅的认识只在于造价高昂和防火困难等等。如何建立一套钢结构住宅的综合评价体系和标准,让业主和政府对住宅钢结构有一个公正的评判方法和认识,对钢结构住宅的推广将会起到重要的作用。

(1 3)政府的政策扶持

政府应该从节能减排和发展绿色建筑角度出发,对住宅钢结构产业进行政策上的扶持。

五、各种常用住宅结构体系的应用范围

住宅结构体系的应用范围(见下表)。

六、住宅结构体系的发展方向

1、完善已经发展成熟的住宅结构体系

(1)砌体结构体系

砌体结构作为一种量大面广的传统结构形式,具有材料来源广泛,工程造价低,施工方式简单易行等特奌,在多层住宅建筑中将还将得到广泛应用。其发展完善的趋势如下:

①在国家禁止粘土砖类使用的前提下,替代产品如蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、页岩砖、混凝土砌块等将成为今后多层住宅砌体结构的主要墙体材料。

②砖和砌块的强度等级将会逐步提高,配套的高强砂浆,以及砌筑工艺等也将会迅速发展,以提高砌体结构房屋的整体性和抗裂能力。

③在多层、中高层住宅中采用配筋砌体(尤其是配筋砌块剪力墙)抗震和抗裂性能良好、加快施工速度、经济效益显著。

④对于砌块房屋抗震设计,可采用国外行之有效的配筋芯柱做法,和砖砌体中确保砌体的抗震性能的构造柱做法。采用抗震构造柱还便于使用多排孔砌块,可改善墙体的热工性能。

⑤砌块结构施工专业化是今后发展的主要趋势,为保证工程质量,必须研究开发适合于砌体特点的施工技术。

(2)混凝土结构体系

混凝土结构今后仍将是中高层、高层住宅的主要结构形式。它包括框架结构、异形柱结构、密肋壁板轻型框架结构、大开间开放式剪力墙结构、短肢剪力墙结构、混凝土大板大开间结构和底部大空间剪力墙高层结构体系。异形柱结构、短肢剪力墙结构和大开间开放式剪力墙结构体系,能够满足市场日益发展的需求,也符合当前我国国情和经济实力,因此在大、中城市还会有很大的发展空间,结构体系也需要更加完善。

(3)钢结构体系

在我国的应用不超过十几年,和砌体结构和混凝土结构体系相比,仍然不甚成熟。相对于型钢结构和组合结构来说,冷弯薄壁型钢结构相对完善一些,但它仅适用于建造低层住宅建筑,加上受到国家住宅政策的限制,这类钢结构体系以后不会有太大的市场空间。

2、努力发展装配整体式住宅结构体系

住宅产业化就是用工业化生产的方式来建造住宅,以提高住宅生产的劳动生产率,提高住宅的整体质量,降低成本,降低物耗。作为住宅产业化的一个重要组成部分,装配整体式结构体系符合我国当前国策的发展要求,应用前景广阔。

混凝土结构体系在城市住宅中应用最广,随着住宅产业化的普及,建造方式也将逐步由现浇方式向装配整体式,以及现浇和预制构件叠合式相结合的方向发展。

3、发展住宅钢结构体系和配套产品

钢结构住宅的出现是住宅产业化的一个里程碑。它不仅具有施工方便、工期短等优点,还具有比传统砖混结构和钢筋混凝土结构优越的抗震性能。

虽然住宅钢结构的优点很多,但当前的发展状况仍不理想,其应用受到一定的制约。影响住宅钢结构发展的因素很多,主要是钢构件本身的不足和外围护结构配套技术不完善造成的。钢构件本身的不足,主要体现在钢构件的防火性能差、防腐处理复杂和钢结构单位造价等方面;同时,在住宅这类开间和跨度较小的建筑中,钢结构构件截面尺寸更加受控于变形控制,其承载能力高的特性无法充分发挥。

组合构件的出现,大大改善了钢构件防腐和防火方面的不足,大大增加了构件的刚度,可以进一步发挥钢构件承载能力高的特性,也使得构件截面尺寸进一步降低。近年来,我国在组合构件方面的研究已经达到国际先进水平,但在组合结构体系的研究方面仍处于初步阶段。