排架设计范文

排架设计范文（精选10篇）

排架设计 第1篇

关键词：梁式渡槽,高排架,应力分析,墩帽支座,优化设计

渡槽是输送渠道水流跨越河渠、道路、山冲、谷口等的架空输水建筑物, 具有结构形式简单, 施工方便, 造价低等优点, 广泛应用于全国各地。按支撑结构形式分为梁式、拱式、桁架式、 组合式以及斜拉式等。其中, 梁式渡槽由于具有设计简单、施工方便的优点, 是工程中应用最为普遍的形式[1]。梁式渡槽的支撑结构为重力墩或排架, 排架的常见形式有单排架、双排架和A字形排架等几种。排架梁式渡槽结构的特点是排架上部结构的重量远大于下部结构的重量, 槽身等上部结构的重量等荷载通过支座传递给墩帽然后再传递给排架, 最后由桩基础传递给地基, 因此, 墩帽及排架的受力状况及强度保证是整个渡槽支承结构设计中的关键。目前, 国内外对渡槽槽身结构的研究较为深入[2-7], 而对渡槽支承结构尤其是高排架支承结构的研究较少。因此, 本文结合红光渡槽工程, 利用大型有限元通用软件ABAQUS对高排架梁式渡槽排架结构进行应力分析研究, 并对墩帽上支座的位置进行优化设计, 为本工程的设计提供科学依据, 同时也为类似工程提供参考。

1工程概况

红光渡槽工程位于湖北省宜昌市境内, 因旧渡槽已达设计年限, 故在其一侧进行重建。新修建的红光渡槽的设计流量为15m3/s, 建筑物级别为4级, 河床基础岩性为灰岩, 有7.0 m左右厚的砂卵石覆盖层。工程采用双排架支撑梁式渡槽结构, 槽身为矩形断面的单槽钢筋混凝土结构, 每跨长30m, 槽身与下部T形梁之间设置PVP隔板;预制T形梁安装在墩帽上, 由盆式橡胶支座连接;墩帽为矩形截面钢筋混凝土结构, 尺寸为b l=5.0m6.0m, 高1.5m;排架由立柱和横梁组成, 立柱截面为上下均匀的圆形截面, 截面直径为1.0m, 立柱高29.0m, 横梁截面为矩形截面, 截面尺寸为bh=0.5m0.6m, 排架两柱轴线之间的距离横槽向为4.5m, 顺槽向为3.5m, 上下2层横梁间距5.0m, 共5层;基础采用混凝土桩基础设计, 基础承台为矩形截面, 尺寸为bl=8.0m9.0m, 高2.0m, 采用4根直径1.0m, 长8.0m的桩柱。渡槽槽身结构及排架布置如图1和图2所示。

2计算模型及荷载

2.1计算模型

由于本文主要研究渡槽排架应力分布及支座位置对墩帽应力状况的影响, 不涉及槽身及T形梁的应力分布, 因此, 为了节约模型的计算量, 对渡槽结构有限元模型进行了简化, 只选择支座以下的墩帽、排架、承台、桩基础及地基部分建立有限元模型, 支座以上的T型梁、槽身等结构不再建立有限元模型, 而是将其以等效荷载的形式施加到有限元模型上。模型选取位于河道中央的典型排架来建立, 其中地基的计算范围为从渡槽承台向上游、下游及底部均取1倍承台的尺寸。

模型主要离散为8节点六面体单元 (C3D8R) , 局部采用6节点楔形体单元 (C3D6) 作为过渡, 将模型划分56 350个单元, 62 477个节点。有限元模型的坐标原点在承台顶面的中心点, 坐标轴沿槽中水流方向为X向, 垂直槽身侧面方向为Y向, 竖直向上为Z向。有限元模型计算网格如图3所示。

2.2材料参数及边界条件

有限元计算中假定混凝土为均匀连续的各向同性的线弹性体, 材料种类主要包括渡槽墩帽、排架和桩基础的C30混凝土以及地基基础部分的黏土、砂卵石和基岩, 详细参数如表1所示。

对于本模型计算分析而言, 在地基的底面施加固定约束, 在地基的两对侧面分别施加X向和Y向的链杆约束。

2.3荷载及荷载组合

根据渡槽结构的运行状态, 考虑结构的自重、水重、风荷载等主要荷载对渡槽结构的影响, 本文主要选取以下5种工况对渡槽排架结构进行三维有限元计算:

(1) 工况1。设计水位+槽身及T形梁自重+人群荷载+ 风荷载+墩帽、排架及桩基础自重。

(2) 工况2。槽内无水+槽身及T形梁自重+人群荷载+ 风荷载+墩帽、排架及桩基础自重。

(3) 工况3。满槽水位+槽身及T形梁自重+人群荷载+ 风荷载+墩帽、排架及桩基础自重。

(4) 工况4。设计水位+槽身及T形梁自重+人群荷载+ 墩帽、排架及桩基础自重。

(5) 工况5。即考虑渡槽施工时的荷载组合。本渡槽采用在墩帽上吊装T形梁, 然后在T形梁上现浇混凝土槽身的施工方法, 从最不利荷载组合的角度考虑施工情况为一跨槽身已完成浇筑, 另一跨未完成槽身浇筑时的荷载组合。

槽身、T形梁等墩帽以上部分的结构自重及其他荷载将通过支座传递给墩帽, 故对于这部分荷载, 首先计算原有荷载大小, 再通过静力等效, 等效为作用在墩帽支座位置上的荷载, 再施加到计算模型上。荷载计算根据墩帽支座实际承受状况, 选取渡槽排架两侧各半跨长度 (跨长30m) 进行计算。主要荷载的计算以及在有限元模型计算中的处理如下:

(1) 槽内水荷载。水的密度为1kg/m3, 计算时分别考虑渡槽槽内水深为设计水深1.72m、满槽水深和无水状况。

(2) 自重荷载。对于墩帽、排架、桩基础的自重均在有限元模型中以体力的形式施加;渡槽槽身 (包括槽身上人行道等结构) 、T形梁的自重以静力等效形式施加到支座上。

(3) 人群荷载。当槽顶设有人行道时, 人群荷载一般选取2.0~3.0kN/m2, 作用在栏杆扶手上的竖向力采用1.0kN/m。

(4) 风荷载。作用于渡槽结构上的风荷载, 其值为风荷载强度W乘以受风面积。W计算公式如下[8-10]:

式中:βz为风振系数, 对于排架较高的梁式渡槽, 当结构的基本自振周期T大于0.25s时, 应计入风振影响;μs为风载体型系数, 根据槽身和排架的形式选取;μz为风压高度变化系数, 因排架很高, 故排架的风压高度变化系数值沿高度方向分成若干段取值;μt为地形、地理条件系数, 对于与大风方向一致的谷口、 山口, 可取μz=1.2~1.5, 对于山间盆地、谷地等闭塞地形可取 μz=0.75~0.85;w0为基本风压, 参考当地风速资料, 但不应小于0.25kPa。

经计算后, 墩帽及排架上的风荷载以风压力的形式直接施加在计算模型上, 槽身及T形梁的风荷载静力等效为作用在墩帽支座上的水平力及一对大小相等、方向相反的竖向力偶[1]。

3计算结果

对于排架及墩帽结构的强度标准, 本文以混凝土的强度设计值作为评定结构安全的标准[11]:C30混凝土的抗拉强度设计值为1.43 MPa, 抗压强度设计值为14.3 MPa。

3.1排架计算结果与分析

排架的应力值及应力分布如表2和图4所示。排架计算结果表明:排架立柱基本以轴向压应力分布为主, 从顶部向下逐渐增大, 当考虑风荷载时, 背风侧立柱压应力大于迎风侧, 符合应力分布的一般规律。压应力最大值出现在背风侧圆柱与承台的接触部位, 其中工况3作用下压应力值最大, 为6.57 MPa。从计算结果可以看出, 排架的压应力值都小于混凝土的抗压强度设计值14.3 MPa, 结构抗压强度满足结构设计要求。

MPa

注:拉应力为正, 压应力为负。

排架的拉应力主要出现在排架横梁部位, 尤其是排架横槽向横梁处。由图5可以看出, 横梁较大的拉应力发生在横梁迎风侧端部下缘和背风侧端部上缘, 拉应力值主要分布在2.30~ 3.66 MPa范围内。对比分析工况1和工况4, 有风荷载时 (工况1) , 横梁最大拉应力值为3.66 MPa, 没有风荷载作用时 (工况4) , 横梁最大拉应力不足0.7 MPa, 因此可以得出, 横梁上的拉应力主要是由风荷载引起的。由以上结果可知, 横梁处的拉应力值已经超过了混凝土的抗拉强度设计值1.43 MPa, 所以应当加强该部位的配筋。

3.2支座优化

墩帽上的支座用以承担上部T型梁及槽身结构的荷载, 并将荷载传递给墩帽, 故不同的支座位置会对墩帽的应力分布造成较大影响。本文为了改善墩帽的应力分布状况, 对墩帽上支座的位置进行了优化设计, 支座位置如图6所示。

根据荷载组合状况, 在工况3作用下, 墩帽上所承受的压力最大, 对墩帽应力最为不利, 故选取工况3对墩帽应力进行计算分析, 结果如表3和图7所示。由此可以看出:采用原支座设计方案时, 墩帽底部出现了较大区域的拉应力, 拉应力值为0.50~1.59 MPa, 最大值为1.59 MPa, 超过了混凝土的抗拉强度设计值1.43 MPa;对支座位置优化设计后, 墩帽底部出现的拉应力区域比原方案有较大的改善, 而且拉应力值为0.40 ~1.20 MPa, 最大值为1.20MPa, 小于混凝土的抗拉强度设计值。因此, 对支座位置优化后可以明显地改善墩帽的应力分布, 提高墩帽结构的安全性。

MPa

4结语

(1) 采用三维有限元计算分析了静力荷载作用下渡槽排架的应力分布规律, 结果表明排架立柱主要承受轴向压应力, 且应力分布情况良好;拉应力主要出现在排架横槽向横梁处, 且拉应力值比较大, 超过混凝土的抗拉强度设计值, 所以横梁部位应该加强配筋, 以满足结构的安全要求。

(2) 不同的支座位置对混凝土墩帽的应力改变效果明显, 本文对支座位置的原设计方案进行了优化。优化后墩帽的应力分布得到了改善, 其拉应力值均低于混凝土的抗拉强度设计值, 提高了墩帽结构的安全性。

参考文献

[1]竺慧珠, 陈德亮, 管枫年.渡槽[M].北京:中国水利水电出版社, 2004.

[2]楼梦麟, 洪婷婷, 朱玉星.预应力渡槽的竖向振动特性和地震反应[J].水利学报, 2006, 37 (4) :436-442.

[3]张社荣, 祝青, 李升.大型渡槽数值分析中预应力的模拟方法[J].水力发电学报, 2009, 28 (3) :97-100.

[4]徐伟, 王博.矩形多联渡槽计算分析的梁壳复合有限条法[J].水力发电学报, 2010, 29 (5) :153-158.

[5]赵顺波, 胡志远, 李晓克.大型多纵梁式钢筋混凝土渡槽结构受力试验研究[J].水力发电学报, 1999, (3) :45-55.

[6]李正农, 楼梦麟, 宋锦忠, 等.渡槽槽体结构风载体形系数的风洞试验研究[J].水利学报, 2000, (9) :15-19.

[7]张伯艳, 刘云贺, 陈厚群.U形渡槽结构静动力分析[J].水利学报, 2004, (1) :74-77.

[8]李正龙, 袁文阳, 秦明海.渡槽抗风抗震计算与分析[M].武汉:湖北科学技术出版社, 2001.

[9]陈英俊, 于希哲.风荷载计算[M].北京:中国铁道出版社, 1998.

[10]SL482-2011, 灌溉与排水渠系建筑物设计规范[S].

排架结构厂房的爆破拆除 第2篇

完成时间：1981年12月～1982年2月 工程地点：上海交通大学校园内

完成单位：中国人民解放军工程兵工程学院

项目主持人及参加人员：阎家良、叶家福、林学圣、沈贤玑、刘金星等 撰稿人：阎家良 工程概况

上海交通大学的铸工车间是机械设计与制造的教学、科研、生产基地。20世纪50年代建成，1981年上半年重新修整加固。由于该校教师住房十分紧张，别无土地用以建房，1981年12月学校决定，尽快拆除铸工车间，利用该地新建四幢教师宿舍楼。该车间于1982年2月26日一次爆破拆除。

1.1 工程结构

铸工车间是一大型工业厂房，它的一侧同落料台相依。厂房长75.15m、宽30.5m、高16.1m，建筑面积2348m。厂房是装配式钢筋混凝土排架结构，中间主跨的跨度18m，两侧的披屋，跨度各为6m，其剖面见图1a。厂房由两列计28根钢筋混凝土支柱支承钢筋混凝土屋架。披屋由钢筋混凝土檩条，两端分别固定在支柱外侧牛腿上和围墙砖柱顶部的混凝土座上，上有纵向角钢固定石棉瓦作顶盖。厂房纵向有吊车梁、横向有屋架和倾斜的钢筋混凝土檩条等构件将主厂房和披屋连成一体。钢筋混凝土支柱分I、Ⅱ两列，序号分别是I1～I14、Ⅱ1～Ⅱ14(图1b)。支柱为钢筋混凝土预制构件，混凝土标号200号，柱在地面上的高度10.5m，牛腿下部为工形截面(图2a)；Ⅱ列支柱中有10根进行了加固(图2b)，加固的高度1.8—7.1m。

2落料台长9．0m、宽6．3m、高13．3m，两层，由两种不同截面(40cm× 40cm、50cm×30cm)共4根支柱支承中部的台面和上部的顶盖，系整体灌注的钢筋混凝土框架。

1．2工程环境

厂房南面东部1m(距爆破点7m)是两层办公楼。南面西部19．3m外是大片棚户居民区，房屋陈旧、密集；墙厚一般为10cm，绝大部分无基础；南22m处有两层简易宿舍楼，墙厚12cm。东北26m处有容量为450kV·A的变电所。西、北两面24m、29m、4lm处有三幢新建五层宿舍楼。厂房东、南两面有动力线和照明线通过，其投影点与厂房的最小水平距离为4．7m。

2爆破设计

根据铸工车间的结构特点和周围环境，爆破方案是：落料台向东定向倒塌，厂房基本原地塌落；采用电点火线路起爆，一次爆破拆除。

2．1支柱的爆破高度

支柱的爆破高度(H)是用下式确定的：

H=KB 式中 B——支柱截面中倾倒方向上的边长(工形截面B=0．8m，加固后的截面B=1．0m)；

K——与结构倾斜方向和结点破坏程度有关的系数，结构倾斜方向上的支柱(I列)K取3．5～4．5；与倾斜相反方向上的支柱(Ⅱ列)K取2．5～3．5。在结构倾斜方向上，爆破高度须按下式校核：

式中 L——跨度；

H、B——意义同上； h——地面至最低药孔的高度，m。2．2爆破参数

(1)最小抵抗线W：一般取截面最小边长的一半(对加固支柱，W为破碎原工形柱 的翼缘，W稍小)。

(2)药孔深度l=(0.55～0.65)y(y为支柱截面中钻孔方向上的边长)。(3)药孔间距a=(1.5～2.5)W。(4)药孔排距b=(0.8~1.0)a。

2．3药量计算

单个药包的药量采用以下经验公式计算：

C=0．35AKfKpKBW式中 C——单个药包的药量，kg；

A——材料的抗力系数，炸散钢筋混凝土中的混凝土，一般取为5；

Kf——临空面修正系数，临空面分别为1、2、3、4时，对应的kf为1、0.9、0.66、0.5；

KP——厚度修正系数，KP=0．9／P(P为最小抵抗线方向的厚度，m)； KB——与破碎程度有关的系数，拆除爆破中在1．5—2．5范围内取值，一般取为2； W——最小抵抗线，m。2.4 一次齐爆的药量

式中 Q——一次齐爆的最大药量，kg；

R——爆破点至被保护目标的距离，m；

V——被保护目标所在地面土壤允许的振动速度，cm／s； K——与传播地震波的介质有关的系数，取200； α——爆破振动衰减指数，取1．5。

根据厂房周围建筑物的质量状况确定的土壤允许振动速度和计算的一次齐爆药量列于 表2。

2.5 起爆线路

为了减弱爆破振动及上部结构塌落引起的冲击振动，根据一次齐爆药量和当时的器材情况，落料台的支柱使用低段毫秒电雷管，厂房I列支柱使用1～9段毫秒电雷管，任意三根支柱的延时间隔不小于75ms，串联成17条支路，并接于干线上，构成毫秒延期线路。厂房中的Ⅱ列支柱交错使用6s、8s、10s、12s延期电雷管，串联成12条支路，并接于另一条干线上，构成秒延期线路。

两条线路皆以变电所(功率450kV·A)提供的交流电作电源，实测电压400V，毫秒延期、秒延期线路的起爆电流分别为5.6A、3.8A，按秒延期线路、毫秒延期线路的顺序合闸起爆。爆破施工

为了保证塌落，减少二次爆破，在爆破前对工形截面支柱的腹板进行了破碎，并对部分支柱中的钢筋进行了局部切割。

式中E。——钢筋的弹性模量，取2.1×106 kg／cm； ι——破孔高度。

破孔的宽度不应超过支柱宽度的一半。经估算，工形截面支柱的破孔尺寸为2.0m×0.32m(图3a)。(2)破孔内的立筋切割(图3b)。

对3个全加固支柱，在柱的下部两侧各预爆一个炮孔(两孔垂直距离约1.0m)，暴露钢筋而后切割(图3e)。对部分加固的支柱，在加固部分内侧下部，预爆一个药孔暴露钢筋；在支柱未加固部分同加固部分的分界处内侧，用人工使钢筋暴露，均在爆破拆除前烧断(图3f)。

23.2 结构的稳定和失稳计算

为保证爆破前的安全稳定且爆破后失稳破坏，对工形截面支柱的破孔尺寸进行以下计算：

(1)爆前的安全稳定计算。按照钢筋混凝土结构设计规范(TJl0一1974)进行复核计算。孔洞的宽度(0.32m)小于柱宽度的一半(0.4m)，但破孔的高度(2.0m)大于柱宽度(0.8m)，其强度和稳定性应按双支柱考虑。支柱整体的稳定在原厂房设计时已做计算，只需考虑在复板破碎后翼缘的稳定。按规范规定，破孔高度(2.0m)小于10倍翼缘厚度(0.225 m×10 = 2.25m)，可以保证翼缘稳定。(2)爆后失稳计算。爆破时，破孔两侧翼缘上的混凝土剥落，支柱仅由钢筋承受上部荷载。据此，根据图3d进行保证失稳破坏的验算。

所以，保证失稳破坏。4 爆破效果

起爆后，落料台首先向预定方向倒塌；厂房先向一方倾斜，后塌落。基本达到了预想的目的。4.1塌散情况

经爆后测量，厂房纵向最大塌散长度86．25m(两端分别超出原厂房范围6.9m、4.2m)，横向最大塌散宽度31.4m(只有一柱向后超出原厂房范围0.9m)，最大堆积高度1.83m。落料台倒塌后，顶盖前冲9.5m，台面后坐0.9m，塌散长度19.4m，塌散宽度8.1m，最大堆积高度1.67m。

4.2 解体情况

厂房塌落后，支柱、屋架、吊车梁、屋面板等预制构件完全分离。整体灌注的落料台，在柱梁结点处全部破断，部分钢筋被剪断。除吊车梁和少数支柱较长，不便运输而需二次破碎外，其余构件已在塌落时破断，当烧断钢筋后，大块用2t吊车即可吊装，小块由人工清理。

4.3 安全情况

图书排架方法探究 第3篇

摘 要:文章综述了近二十年来我国图书馆采用的各种排架方法以及有关排架方法的研究现状,指出了各种排架方法的优点和存在的问题,展望了未来图书馆书库排架的发展趋势。

中图分类号:G254文献标识码:A 文章编号:1003-1588(2009)04-0040-03

Summary on the Methods of Ranking Books

Ding Feng-ling

(Henan university library, Henan Kaifeng 475001,China)

Key words: libraries; organization of collecting books; methods of ranking books; summary; developing trend

Abstract:The article sums up various methods of ranking books that have been adopted in our country libraries for about twenty years and gives an account of its research situation. It not only points out advantages and disadvantages of each method in ranking books of stack rooms in libraries, but also forecasts its developing trend in the future.

1 近二十年来我国图书馆各种排架方法及研究现状

改革开放以来,我国各类型图书馆从小到大、从无到有得到了空前发展,藏书规模也得到了前所未有的发展,加之文献出版数量的飞速发展、各类型图书馆机构的调整与合并、图书的借阅从闭架走向开架等等,都使得图书的优化排架问题成为急需解决的重要问题。为此,笔者查阅了大量有关图书排架问题的论文,拟对近二十年来我国图书馆各种排架方法和研究现状进行综述。

1.1 分类排架法

分类排架法就是将图书按其所属的学科体系来排架。图书分类的目的之一就是分类排架,为了区分同类书在架上的先后次序,一般图书馆都辅以种次号或著者号等,作为图书的排架(索书)号。

图书按分类排架的优点,一是藏书体系的逻辑性强。图书分类是运用概念划分的方法,按知识门类的逻辑关系,用从总到分,从一般到具体,层层划分,使馆藏图书形成一个逻辑严密、联系紧密的学科体系。二是比较符合读者取书的习惯。图书分类的目的就是将内容性质相同的图书集中在一起,以便人们利用和管理,而分类排架的方式最适合读者按学科属性检索文献,符合读者的检索习惯,有利于读者按学科、专业分类体系去寻找、鉴别、选择自己所需的图书。分类排架体现了“方便”、“有序”的原则,便于了解藏书、研究藏书。

分类排架法是图书馆最广泛采用的排架方法,以其藏书体系逻辑性强、方便读者直观检索、适于开架借阅等优点为图书馆事业的发展做出了不可磨灭的功绩。然而分类排架法也有它的一些不足之处:一是浪费书库空间,因为在类分图书时分类目录不受号码长短的约束,要求类分尽可能详细,对于一些新兴学科和边缘交叉学科的发展不可预料,对于一些架位的预留空间也无法预测;二是管理工作量大,分类排架法是依据分类法的分类体系并按严格的单线顺序排架的,有许多复杂的规则和技巧,而且架标有时在10位数以上,即使是熟练的工作人员,排架时也难免出差错,加上频繁的归架、清架和倒架都大大地增加了管理人员的工作量增大。第三,给读者带来的困惑,读者首先必须熟悉和了解整个图书排架的分类体系与排架的内在联系,他必须先借助馆藏目录查得分类号及书次号(索书号),特别对于一些国外读者显得更为困难。当读者进入书库后,由于对分类排架体系的不了解或不熟悉,几经周折,好不容易找到所在架位,又常发生因书乱架而不在原处,或书已被借阅的情况。花费了不少时间,却只能失望而归。

1.2 两号分离法、双组类号法

将图书排架分类号与图书目录分类号分离即“两号分离法”。在图书排架问题的探讨中,有相当一段时间都徘徊在图书排架分类号与图书目录分类号是“两号合一”,还是“两号分离”之间,针对普遍实施的“两号合一”做法,西南农业大学张锦的《论图书分类号与排架号之分离》一文,提出从排架功能和检索功能对分类号的不同要求入手,认为其功能的矛盾是不可调和的。“与其在组织分类排架与编制分类目录之间努力寻求图书分类的切合点,不如将这两种目的分开,……这样一种分离相互解脱了对方的束缚,为它们各自的发展开辟了空间”。

“双组类号法”的提出,使“两号分离法”的观点得到了突破性进展,“双组类号法”,即对同一种图书的同一条分类款目给予不同的号码,用粗分的分类号作为分类排架号,专用于藏书的组织与管理,用细分的分类号作为分类目录号,专用于读者分类目录的组织,也叫“细分粗排法”。2008年魏侠在《论CNMARC中的690字段和905字段——兼论图书的细分粗排》一文中分析了图书分类号在CNMARC中690字段和905字段显示的不同以及两者之间的关联,提出了在图书馆全开放管理模式下,图书分类“细分粗排”(即“双组类号法”)的实施方案。为“两号分离”的实施提供了可行性保证,在开架借阅的环境下,两号分离的方法有效地解决了分类检索要求细分,分类排架要求粗分的矛盾,既有利于读者查找和挑选,又提高了书库管理员归架、上架的准确率。

1.3 坐标法

为了改变单一的分类排架方式,弥补分类排架法的不足之处,有人提出采用坐标排架法。先将所有书架按每一格为单位进行坐标编号,即确定书架每一格在图书馆中的坐标号(书架号)。坐标号能清楚地反映该书所在的第几排第几条第几层书架位置。比如,书架号为121,即该书架的位置是众多书架的“第1排第2条第1层”。由于坐标排架法是按图书所在书架的具体位置进行排架的,所以同一格书架一律是相同的坐标号,既简单,又直观,而且取书、归架、清架都很方便。它的主要缺点是不反映图书的学科内容及专业特征,不便从书架上直接查找图书,但利用计算机管理则使此法有了可行性。利用计算机可以准确迅速地从图书分类、主题、著者、书名等多种途径检索图书,并能充分了解馆藏,即使书已被借走,也能查明去处及归还日期,办理预约借书。因此,坐标排列法在学科、逻辑和直观检索上的缺陷正好由计算机管理所弥补,使它的应用成为可能。

1.4 汉语拼音排架法(也叫“音序法”)

该法是按照汉语拼音方案,字母表的循序渐进排列字头。在26个字母中,除I,U,V三个字母外,共分23部。排列时先按字音的第一个字母排,第一个字母相同再按第二个字母的顺序排,依此类推。读音相同的,再按声调(阴平、阳平、上声、去声)排列。可以按照《新华字典》公布的汉语拼音版本进行排序,采用大类分法后按照汉语拼音字排列法,而以下的类目按照汉语拼音字排列法进行进一步类分。采用汉语拼音字排列法的主要优点:(1)方法简单、易于掌握。对于不熟悉图书馆分类法、任何具有汉语拼音和汉语语言文字基础的中、外读者可以很快熟悉和掌握。(2)查找文献快速、准确。读者只需知道读音,就可以直接找到文献。文献的排列位置固定,检出文献的准确率高。并且符合国际上工具书编排的方法,与《美国国会图书馆分类法》(DDC)有相似之处,便于与国际接轨、达到资源共享的目的。缺点是书库管理显得混乱,不能反映馆藏图书形成一个逻辑严密、联系紧密的学科体系,不符合读者查找习惯。

1.5 密集书库固定号排架法

1.5.1 流水号排架法

本方法是给每一册进入密集书库的图书按进入的先后次序分配给一个流水号,流水号从1开始,此号不同于该书原来的财产号(条形码号),而是一个仅在密集书库内排架用的顺序号和书目数据库中的附加检索标识。在密集书库内,图书完全按照新分配的流水号排列,只要知道了该书的流水号,就可以在密集书库的相应流水号位置找到该书。本排架法的优点:①对已用空间能够满负荷存放,最大限度地利用密集书库的空间。②免除了倒架之累,由于这种排架法是按重新分配的流水号排架的,按先后次序归架,不需要预留任何空位,因此也不存在倒架问题。③上架方便,以后进入书库的书在进行以上加工后即可按流水号直接上架,出借归还的图书按流水号归架。缺点:①初始工作量比较大,需要对每本书粘贴不干胶流水号并在书目数据库中进行回溯修改。②书库排架从内容上来说是“混乱、无序”,书目数据库成为查找该书的惟一工具,如果书目数据库弄错了,该书就会成为一本“死书”。③该排架法不利于日后对书库的剔旧,如日后剔旧则会形成空架,往架上补充图书不容易操作。

1.5.2 箱式排架法

箱式排架法是与流水号排架法比较接近但相对简单的排架方法,是把密集书库书架的每一格看成是一个箱子,只要知道某本书在哪个“箱子”里,就可以找到该书。箱式排架法吸收了顺序号排架法的优点,即能充分利用书架空间、倒架及上架方便;同时,这一排架方法还有两个明显的优点。①给“激活”图书提供了方便。由于在密集库内的图书上没有任何附加标识,因此,当某书被出借归还回来时,如发现该书尚有较大使用价值,即可通过回溯修改及重新典藏,将该书调回开架书库。②日后对密集书库的剔旧和对空出的空间进行图书补充也相对容易,当需要对密集书库进行剔旧时,可以按正常方法进行剔旧和补充。箱式排架法的缺点:初始工作量比较大,书库排架从内容上来说是“混乱、无序”。读者在书架间浏览的所得与乐趣,也就永远的失去了。

2 排架方法未来发展趋势

随着科学技术的发展,新技术的不断出现,近期,美国凯路微电子公司研制成功了一种全新的RFID芯片技术(XPM)并将其成功地应用在了RFID标签的制造之上,生产出了具有永久性存储性能的RFID标签,其有成本低、寿命长、工艺兼容性高、保密性强、物理不可擦除等特点,非常适用于RFID技术在图书馆管理中的应用。RFID(Radio Frequency Identification)无线射频识别,是一种非接触式的自动识别技术。与传统条形码依靠光电效应方式不同,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可实现批量读取,能同时对几厘米至数十米范围内的物体进行识别,从而成为了自动识别领域一颗耀眼的新星,是继互联网之后的又一次新的技术革命。

XPM—RFID系统在图书馆的应用,缩短了流通服务所需花费的时间。目前大多RFID系统还能够把条形码、磁条、书目信息和流通记录全部整合存储在一起,提供系统识别利用。智能书架的每个书架之间安装了无线系统,能使图书和书架互通,读者可以通过这一系统直接找到每本书的准确位置,如果读者将书放错书架位置时,书架还会自动“报警”;这样,利用RFID电子标签不仅可以查询书目信息和借阅信息,更可以追寻特定馆藏资料在图书馆中的准确位置,当书库管理人员在进行图书盘点或顺架作业时,利用RFID远距离读取、批次处理的特点,只需手持阅读器掠过书架,即可全自动瞬间读取大量标签的信息,并对乱架及丢失的情况了然于胸。XPM— RFID系统大幅度减少了追踪查找馆藏资料的时间,提高了查询和盘点的精确度,节省了对人力资源的消耗。

目前,由于我国图书馆的发展现状与XPM—RFID的实现存有一定的差距,RFID在中国图书馆领域的推广应用受到各种因素的制约,即使少数有实力的图书馆在短期内能实现RFID系统,但对于多数图书馆来说,实现RFID则需要较长时间的努力。然而RFID所具备的独特优势是其它识别技术无法比拟的,它是图书馆自动化管理应用发展的趋势,XPM—RFID极有可能在国际上多种RFID实现技术中占据重要的地位,为最终取代和淘汰目前广泛使用的条形码识别技术起到加速作用。现在,我国一些图书馆已经认识到RFID的先进性和优越性,正在为逐步实现RFID而努力。深圳图书馆经过系统的前期论证与应用考察,已经采用了RFID系统,这标志着深图率先实现了图书馆向高自动化、智能化的转变,也意味着中国图书馆界向RFID技术应用迈进了一步。莞城图书馆还引进了先进的RFID超高频系统,这一系统包括新型自动借还书机、智能书架和图书ATM机。

我们坚信,随着RFID技术的不断改进、RFID技术标准的统一、RFID相关设备价格的调整、国内图书馆发展观念的更新、以及通过各方面的共同努力,在不久的将来,RFID系统在我国图书馆领域会愈加推广和普及,RFID技术的应用亦将对我国数字图书馆的建设与发展起到革命性的推动作用。

参考资料:

[1] 梅国华.分类排架研究综述[J].图书情报工作,2004,(3).

[2] 李亚琼.关于图书馆坐标排架法的探讨[J].中国民康医学,2006,(11).

[3] 王唯玮.图书馆中外文图书分类和排架规则浅析[J].科技情报开发与经济,2006,(2).

[4] 陈丽春.三种密集书库排架方法比较[J].内蒙古科技与经济,2008,(1).

钢结构厂房框排架结构设计 第4篇

在工业厂房设计过程中, 很多情况下由于使用空间和节约材料的要求, 厂房要求被设计成下面是框架结构、上面是排架结构;或者左边是框架结构、右边是排架结构的框排架结构。这样的结构在设计过程中, 既要满足框架结构的要求, 排架部分也要同时满足排架结构的要求。

一、工程实例

1. 工程概况

某工程位于上海市青浦区, 为二层结构。底层层高15 m, 有15 T桥式吊车, 位于11 m标高处。楼面活荷载5.0 KN/M2, 二层层高8.1 m, 距楼面6.0 m处设置5 T单梁吊车。屋面采用轻钢屋面, 跨度21 m, 两跨, 开间7 m, 共17个开间。厂房长宽为42119 m。除此之外, 屋面从第2个开间至第16个开间还设置天窗架采光。根据《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2012008版) (项目为2009年设计) , 上海市青浦区抗震设防烈度为7度, 设计基本地震加速度值为0.10 g, 房屋抗震设防类别为丙类。根据《抗震规范》第8.1.3条, 房屋高度<=50 m, 抗震等级为四级。墙体材料+1.000 m以下采用200 mm厚混凝土砌块, +1.000 m以上采用压型钢板。

2. 结构选型

该工程二楼楼面荷载比较大, 故采用组合楼板。因底层采用框架结构, 屋面是轻钢屋面, 故二楼无需采用框架结构, 采用排架结构即可。所以, 我们的厂房结构形式采用下部框架上部排架的结构形式。因两个方向的跨度差别较大, 所以刚度差别也会比较大。因此, 框架采用框架支撑结构。按《建筑抗震设计规范》8.1.6条规定, 抗震等级四级且高度不大于50 m的钢结构宜采用中心支撑。中心支撑框架宜采用交叉支撑, 支撑的轴线宜交汇于梁柱构件轴线的交点。房屋总长119 m, 总长大于60 m且小于120 m, 底层框架设置两道支撑。支撑均匀布置于第5个开间和第13个开间, 采用H型钢支撑。二层排架结构, 根据《抗震规范》第H.2.3条, 多层钢结构厂房的支撑布置应符合在同一柱间的上下贯通。所以, 在二层排架内, 同样在第5开间和第13开间设置支撑, 支撑顺着底层布置部位设置。支撑采用L型角钢, 同时由于天窗架的设置, 为了传递天窗架的荷载, 在第1开间和第17开间内同样设置屋面水平支撑和竖向支撑。

3. 柱截面选型

结构跨度21 m, 跨度较大, 开间7 m, 底层层高15 m。荷载又比较大, 若采用焊接“工”字型钢, 很难满足长细比要求。现采用焊接“十”字钢柱。二层层高8.1 m, 屋面采用轻钢屋面。荷载比较小, 而且受力方面为一个方向, 故采用焊接“工”字钢。

4. 模型计算

框排架结构既要满足框架结构的计算结果, 也要同时满足排架的计算结果。因此, 该建筑的结构模型首先应在PKPM钢结构模块的框架三维模型与荷载输入中建立整体模型, 屋面板则应按照实际的刚度折减成相应的屋面厚度输入模型中, 然后用结构模块中的STAWE整体计算。在SATWE前处理的特殊构件补充定义中, 设置二层的楼面为弹性膜, 这样的模型设置更接近于事实。参数都定义好后, 再进行计算。整体结构要满足《抗震规范》及《钢结构设计规范》中的多、高层结构设计要求。二层的排架结构既要满足框架的整体位移角要求, 同时也要满足排架的长细比、应力比等要求。所以, 要另外选取不同的每一品排架, 用钢结构模块中的框排架PK交互输入与优化计算, 以便进行排架计算。在二维排架计算模型中, 底层的梁柱的采用规范是《钢结构设计规范》, 二层梁柱则采用《门式钢架设计规范》的计算。得出的结果为, 底层的焊接“十”字型钢柱和焊接“工”字型钢梁按钢框架要求, 二层的焊接“工”字钢柱和钢梁按钢排架要求。根据《建筑抗震设计规范》第5.5.1条, 多、高层钢结构弹性层间位移角限值为1/250, 弹塑性层间位移角限值为1/50。该项目用PKPM中的SATWE计算, 最大位移角是:X方向地震力作用下的楼层最大位移1/404;X双向地震作用下的楼层最大位移1/403;Y方向地震力作用下的楼层最大位移1/392;Y双向地震力作用下的楼层最大位移1/392。

弹塑性层间位移角在SATWE中不能直接计算出来, 多遇地震影响系数最大值为0.08, 罕遇地震影响系数最大值为0.5, 即得出罕遇地震与多遇地震的影响系数比值为6.25 (0.5/0.08) 。根据上表能简化得出最大的弹塑性层间位移角为:X方向的楼层弹塑性最大位移1/65;Y方向的楼层弹塑性最大位移1/63。

STAWE整体计算在各项指标都满足规范要求之后, 抽取一品排架进行钢结构模块中框排架PK交互输入与优化计算。其中, 底层的框架柱和框架梁采用的规范为《钢结构设计规范》;二层的排架柱和刚架梁采用的规范为《门式钢架设计规范》。所有梁柱的平面内、平面外长度系数均按实际输入。因PK交互输入与计算主要是计算二层的梁柱, 所以二层的梁柱要满足《门式钢架设计规范》的要求。

5. 节点设计问题及解决方法

(1) 节点设计问题

框架部分经过STAWE整体计算后, 连接STS接口, 进行全楼节点连接设计。工字形梁与十字形柱钢接连接采用的连接类型为:悬臂梁段与钢柱刚性连接。梁悬臂段与柱应采用全焊接连接, 梁的现场拼接采用翼缘焊接腹板螺栓连接。梁的拼接节点STS节点, 在设计中会考虑设计。为了材料的节约, 柱截面相对于跨度较大的框架梁, 截面翼缘相对取的较薄, 这使得悬臂梁与钢柱焊接连接的计算结果通常会不满足结果。如:按抗震规范8.2.8条进行梁柱连接的极限承载力验算:

不满足, 加强需要的盖板厚度Tgb=6, (盖板厚+梁翼缘厚) >柱翼缘厚, 则无法加强。

(2) 解决方法

举例说明节点设计过程。柱截面“350X700X300X500X10X14X8X18”, 梁截面“H1150X350X16X18”连接节点设计:梁截面的塑性截面矩WP (28) (b ftf)  (h-tf) (10) (h/2-tf) 2tw (28) 1209558m4m3, (其中为翼缘宽度, tf为翼缘厚度, tw为腹板厚度, h为总高度) , 梁的塑性受弯承载力1.2Mp=.13ftWp=5424869424N.mm (其中ft ft为钢材抗拉强度=345N/mm2) , 梁柱连接的极限受弯承载力Mu (28) fubtf (h-tf) (28) 3351852000N.mm (其中fu为钢材的最小抗拉强度=470 N/mm2) 。

Mu<1.2Mp翼缘所需厚度为:

柱翼缘厚度为18 mm< (18+14) =32 mm, 所以, 柱在梁截面下150 mm, 柱翼缘的厚度则采用35 mm。这样就解决了梁翼缘厚度+加强板厚度>柱翼缘厚度, 且梁翼缘不能加厚的问题。梁柱节点见图1, 其余梁柱连接等诸如此类的问题均采用这种节点方法进行连接。

二、结语

无论是框架与排架侧向连接组成的侧向框排架结构厂房, 还是下部为框架、上部顶成为排架的竖向框排架结构厂房, 均使框排架结构逐渐成为工业厂房建筑中越来越常见的结构形式。框排架结构需要进行整体结构计算, 同时排架也需要进行排架结构计算。整体计算框排架的所有构件都要满足框架结构的抗震要求, 侧向或者顶层的排架部分也要满足排架结构的抗震要求。

摘要：本文结合实例设计过程, 阐述了钢结构厂房结构设计中的框排架结构。即底下是框架结构、上层是排架结构的设计过程。

关键词：钢结构框排架,PKPM,结构设计

参考文献

[1]陈骥.钢结构稳定理论与设计[M].科学出版社, 2011 (04) .

[2]青木博文, 细泽治, 成原弘之, 福荣昇 (译) .结构设计专家入门:钢结构篇[M].中国建筑工业出版社, 2012 (03) .

中小型公共图书馆图书排架的新策略 第5篇

摘 要:通过对《中图法》分类排架法优劣的分析,说明不同类型图书馆应该有不同的排架原则,最后引出中小型公共图书馆应该采用的年份流水号排架法。

中图分类号:G250文献标识码:A 文章编号:1003-1588(2009)05-0156-03

为了方便读者查找文献(包括图书、碟片、图片等),图书馆必然要把文献按一定的方法组织排列,使大量无序的文献转变为有序文献予以收藏保管,要使每一种文献在图书馆收藏体系中有一个固定的摆放位置,这就涉及到文献排架问题,这里我们就权且把涉及到的文献排架统称为图书排架。图书馆馆藏图书排架仅仅是提供一种排列顺序,也就是按某种法则对馆藏图书进行线性排列。读者可以通过分类、著者、书名、主题词、题名等多种途径查到合乎需要的图书,图书馆图书目录体系(过去是卡片式目录,现在是机读目录或者卡片式目录和机读式目录共存)反映图书馆全部馆藏,这些馆藏包括通过购买、赠送、交换或其他方式获得的所有实有文献。这些文献可能分置于图书馆各个书库,也可能陈列于各个阅览室。不管藏书是在书库还是在阅览室,都必须有一定的排架顺序可供查找,所以图书排架问题是任何一家图书馆必须面对的非常具体的实际问题。

目前在中国大部分图书馆,馆藏图书通常都是依据某种分类法按学科分类排架的,即按学科知识的系统性,使内容相同的图书集中在一起,性质相近的能联系在一起,性质不同的予以分开,便于读者按自己的学科专业查找图书。具体地说,图书馆图书都是按照索书号在书架位上进行排列的。 索书号由分类号和种次号两部分构成。图书馆员依据分类法给出图书的分类号,按图书到馆的先后次序或作者姓名的拼音字序给出图书的种次号,二者结合即确定了该册图书文献在馆藏中唯一位置。索书号成为读者检索馆藏的依据。图书馆员则依据索书号对藏书进行排架。不同的图书馆根据本馆具体情况可以有不同的排架策略,不一定整齐划一地采用同一种分类排架方式,但是不管是那种排架方法,都必须保证图书有序排架,都必须追求“排架简单,检索方便”的原则。

1 关于《中图法》的争论

关于排架方式问题近些年来有着很多争论。基本观点可以分为两大类。

1.1 第一种观点认为可以彻底废除《中国图书馆图书分类法》(简称 《中图法》),其理由是:

1.1.1 《中图法》1959年由北京图书馆牵头着手编制,1975年出版以来经过三次修订,但是在第四版中,类目交叉和缺失、类目注释有歧义等诸多问题还是无法解决,它的修订永远跟不上时代,“此类问题永远不可能解决”。

1.1.2 图书分类号的主要功能是检索和排架。现在看来,检索的功能在逐渐降低。随着计算机和网络技术的飞速发展,图书管理和检索的方法发生了天翻地覆的变化,读者的检索途径往往是关键词、题名和主题词等,读者在利用计算机检索时真正根据分类号检索图书的时候少之又少,因为要通过分类号检索图书,首先必须对《中图法》要有一定的认识和了解,还必须记住各种分类的代号,有这种能力的读者实在太少,通过关键词检索则会方便快捷得多。实际上从国内各个知名的全文数据库提供的网络检索界面来看,也没有一家提供了按分类检索的途径。所有使用者都是通过关键词、题名、作者等途径来检索图书,所以分类号检索功能在下降,《中图法》的地位变得不再那么重要。

1.1.3 《中图法》分类排架功能也完全可以用其他方式来替代,比如流水号排架法。国外某些图书馆的图书根本没有分类号,只有一个流水号,读者在计算机上,只要通过关键词或者作者姓名查询,就可以查到自己所需图书的流水号,然后再到书库找书。它的优点是不需要花太多的时间和精力去为图书进行分类。我国公共图书馆的读者构成非常复杂,大多数读者根本不懂图书馆的分类原则,即使广为采用的《中图法》也不例外。

1.2 第二种观点认为《中图法》是必须遵守的金科玉律,用任何别的方法替代它的分类号排架方法均不合适。其理由是:

1.2.1 尽管《中图法》有第一种观点所指出的不足之处,但它还是可以通过不断地修订来逐步完善的,它和其它分类法相比有着显而易见的优点,所以也越来越被图书馆界同仁认同,目前还没有那一种分类法比它更完备,也没有那一种分类法比它使用更广泛,不能因为它不完美就彻底废除掉。

1.2.2 计算机的广泛应用为读者检索图书提供了极大方便,读者很少使用分类号检索不是因为读者不喜欢分类检索,也不是分类检索功能降低,而是各大全文数据库没有为读者提供分类检索途径;计算机是一种高速运算工具,广泛应用于各个领域,毫无例外的也应用于文献检索,使得文献检索方法发生了很大变化,也提高了检索效率。

1.2.3 计算机网络技术应用于文献检索,实现了文献跨馆、跨区域的检索,使得文献资源共享逐步变成了现实。要共享就需要有统一的文献检索途径,《中图法》使用的广泛性最容易成为共同标准,所以不能废除《中图法》。

1.2.4 流水号排架法使图书检索更大程度依赖于计算机检索,所以图书馆必须提供若干台计算机设备,这就给图书馆增加了必须添加设备的困难。现在大多数图书馆开架借书,相比于流水号排架法,分类排架法按学科分类更容易让读者在书架上直接找到同一类目的相关图书,不必要强调必须利用计算机检索。

1.2.5 流水号排架法使某一类图书排架位置与其他类目图书混杂排列,更加分散,这就不利于同类相关文献查找使用。

2 《中图法》分类排架方法优劣分析

以上两种观点各说各的理,争论不休,都有一定的道理,但是它们只是从不同的角度看问题,没有从各个图书馆实际情况出发,它们都有相当的片面性。

2.1 从宏观来看,随着文化共享工程的不断发展,确实越来越有必要统一全国图书馆的分类法则,建立公用联合目录,使各馆资源全国范围内共享,这就必然体现出《中图法》的优势。《中图法》尽管存在着种种不足之处,但是使用近半个世纪,已经逐步趋于完善,也已经成为我国广大图书馆界共同使用的分类法则。《中图法》具有较强的系统性和伸缩性,按此方法对图书分类可将同一门类的图书聚集在一起,组成一个有内在联系、层次清晰的学科体系,形成一个逻辑集中、物理分散的存放方式,但是归架前的分类工作进度较慢,费时费力。不过从长远来看,全国图书馆界统一分类方法是发展趋势,没有更好的分类方法可以代替《中图法》,《中图法》必然是将来的统一标准,所以选择《中图法》应该是明智之举。不过我们应该具体问题具体分析,在没有实现统一标准的当下,各馆有各馆的具体情况,我们不能机械地把《中图法》奉为图书馆界的《圣经》。

2.2 随着计算机技术和网络技术的高速发展以及社会经济状况的发展,对于一般图书馆来说,增加计算机设备并不是很难做到的事情,反而已经是十分容易做到事情,流水号排架法不会因为缺乏计算机设备而成为检索图书不可逾越的障碍。我国现行的流水号排架法不同于国外的纯粹流水号排架,它也为图书进行分类,仍然给大类号,只是不细分而已。从这一点看,完全抛弃分类法也不大可能,但是未必就一定要用《中图法》,只要是合理的分类方法,能使图书合理有序排放就完全可以使用。

3 各馆现行的不同排架策略

以上所讨论的图书排架方式,都是针对读者借阅图书时的查询途径而进行的,没有从图书馆自身馆舍面积大小和图书管理等具体情况出发。图书馆图书排架问题是个非常具体的实际问题,它在不同的图书馆表现出不同的复杂情况。不同的图书馆根据自己的实际情况,可以采取不同的排架方式,甚至在同一图书馆也可以根据具体情况,在不同部门或者针对不同类型的文献资源采取不同的排架方式,比如,武汉大学图书馆医学分馆从2006年3月1日起,所有新到馆的图书均由原来的《中国科学院图书馆图书分类法》(简称《科图法》)更改为《中图法》进行分类。这一方面说明使用《中图法》是发展方向,另一方面说明由于种种客观原因的存在,在相当长一段时间里还需要有除《中图法》以外的其它分类方法存在作为补充。下面我们以武汉大学图书馆藏书为例,用图表对《科图法》和《中图法》两种分类法进行比较(见表1)。

从上面图表可以看出,科图法是以数字开头进行分类:41.687/Y417/(3);中图法是以字母开头进行分类:F23/Z427/(2006),这是最重要的区别之一。 虽然它们有区别,但是两种方法都可以实现馆藏图书有序排列的目的。再比如,在通借通还的服务方式下,平顶山工学院图书馆则采用了辅助排架书标。辅助排架书标是贴在书脊或者书背右上角的小标签,上面一行写书库房间号和架位号的大流水号,下面分别写书库架位号的小流水号和层位号。如下所示:

501SK表示501书库,312表示全馆所有书库架位号中的第312排书架也就是大流水号;1#表示501书库架位号中的第一排书架也就是小流水号,20表示1#架位号中的第20层。有的图书馆的地方文献资源就是以地域为排架原则;有的图书馆全开架书库用的是《中图法》分类排架原则,闭架书库采取的是中小型分类法,诸如此类不一而足。就目前情况看,《中图法》还不能包打天下。

4 中小型公共图书馆可采用的排架新策略

现代图书馆建设,不仅理论研究必不可少,还需要与实际相联系;不仅创新精神值得提倡,而且也要把创新理论在工作中大胆实践。

从微观来看,专业图书馆和高校图书馆尤其需要图书按学科分类排架,这是由于学科性质使然,它便于专业研究人员或者学生查找同一学科的相关文献资料。然而公共图书馆未必就必须严格按学科分类体系排架。比如有的图书馆文学类新书在中文文学阅览室设立新书专架,这些新书不按分类法排架而是乱架排放。因为这一部分图书副本多流通快,而且大多属于消遣性图书,并不需要严格有序排架。有足够的事实表明,把它们乱架排放不但没有影响开架借书的服务效果,而且还节约了人力和时间。

对于中小型公共图书馆尤其需要创新。由于各级政府重视不够或者政府财力不足等原因造成投入不够,中小型公共图书馆与大型图书馆相比,馆舍面积狭小、设备缺乏等具体情况短期内无法改变,如果还用《中图法》作为分类排架原则,势必造成书架明显不够用和资源浪费。大家知道,以《中图法》作为分类原则,书架上必须预留四分之一到三分之一的空间以备后续图书的上架。其不足之处就是预留空间不好把握,经常大范围倒架,既浪费空间又浪费时间和人力等资源。从客观上讲,这就使得排架方法的创新十分有必要。为了保持图书排架的准确性、提高工作效率以及节约设备和人力资源,改进中小型图书馆图书排架方式已迫在眉睫。笔者根据多年的一线工作经验,大胆设计一种行之有效的排架方法供中小型公共图书馆同行在工作中参考,这就是用图书出版年份加带大类号的流水号排架方法,我们不妨把这种排架方法叫做年份流水号排架法。具体做法就是在书标的横线上方标注图书出版年份,在横线下方根据《中图法》给出大类与流水号。以《易学津梁》这本书为例,如下所示:

书标中2006表示这本书的图书出版年份,B表示这本图书分类是哲学类,195表示这本书是本馆收藏的2006年出版的哲学类图书的第195册。它的好处是,对往年图书可以实行密实排架,既保证了大类的相对集中,又避免了书架的浪费和大范围倒架,既节约了空间也节约了人力和时间。另外中小型公共图书馆购书经费少,每年购买图书数量少种类也少,没有必要对馆藏图书进行详分、复分。机读目录强大的“细检索”功能也为年代流水号排架法的“粗排架”方式提供了理论和实际操作的可行性。

需要说明的是,不管哪种排架方法都有一定适用范围,有它各自的局限性,我们在工作中也只能是不求最完美但求最适合。只有这样实事求是,从实际出发,才能使我们有限的图书馆资源在社会的进步中发挥最有效的作用。

参考文献:

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[2] 傅立云、刘新.从《中图法》(第四版)的不足谈图书馆分类的发展[J].图书馆杂志,2003,(1).

[3] 中国图书馆分类法(第四版)[M].北京:北京图书馆出版,1999.

[4] 孔伟娟.辅助书标应用的深度与文献流通的紧密度[J].河南图书馆学刊,2008,(1).

水电站工程主厂房排架结构设计 第6篇

关键词：水电站,厂房排架,恒荷载,活荷载

1 工程概况

该电站以发电为主, 兼有灌溉和防洪效益。枢纽分别由拦河坝、泄洪隧洞 (由导流洞改建而成) 、泄洪深孔 (兼冲沙、确保发电洞进口门前清) 、二条发电引水隧洞、压力管道、地面式厂房及GIS开关室等建筑物构成。电站总装机容量460MW, 保证出力91.6MW, 多年平均发电量9.38亿kWh。电站主要担任北疆电网系统调峰、调频和部分事故备用, 改善北疆电网的运行条件。

电站厂房为地面式厂房, 单机容量115000kW, 主厂房 (包括安装问) 总长112.8m, 其中安装问长32.1m, 宽24m, 主厂房内设4台水轮发电机组, 机组间距为19.05m, 主厂房最大高度 (主机间) 46.43m。发电机层高程为1289.02m, 水轮机层高程为1280.60m, 厂房底板高程1262.91m。

本工程属大 (I) 型一等工程, 厂房及引水建筑的级别为II级, 建筑物设防烈度8°, 多年平均气温5.7℃, 历年各月最大积雪深度580mm, 多年平均风速2.5m/s。

2 主厂房结构设计

2.1 设计原则

发电厂房为排架结构, 排架应具有必要的抗震承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能, 主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度, 承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

2.1.1 排架布置根据机组尺寸确定

主机间机组间距19.05m, 除1机组段长23.5m外, 其余机组段均为19m。根据设备布置要求, 确定厂房上游侧宽1 5 m, 下游侧10.5 m, 共4台机, 2, 3, 4号机机组间距相同, 1号机不一样;每台机组段设置1条伸缩缝, 每个机组段布置3榀排架, 因此在伸缩缝间左、右两边各设置1榀排架柱, 形成双柱形式, 主机间排架柱间距为8.95m与4.5m两种;柱断面下柱为1.1m2.2m, 上柱为1.1m1.4m, 抗风柱断面0.5m0.7m, B轴砌体填充墙内设构造柱, 断面0.3m0.3 m, 连系梁尺寸为bh=0.7m1.1m, 扁梁尺寸为bh=0.8m0.3m。安装间排架柱间距为7.75m;柱断面下柱为1.1m2.2m, 上柱为1.1m1.4m, 抗风柱断面为0.5m0.7m, B轴砌体填充墙内设构造柱, 断面0.3m0.3m, 连系梁尺寸为bh=0.7m1.1m, 扁梁尺寸为bh=0.8m0.3m, 排架顶部横杆系钢屋架下弦杆。

2.1.2 排架简化计算

(1) 横向平面排架:计算中、边排架, 钢网架视为两端铰接杆件, 只传递轴力。排架柱底部, 主机间固定在高程1272.20 m和1280.60m大体积混疑土上, 安装问固定在高程1289.02m上, 造独立基础。排架上、下柱为变截面, 内力计算时考虑上柱对下柱的偏心影响。

(2) 纵向平面排架:主机间取1个机组段, 安装间取整个为计算单元, 主要计算纵向连系梁。

2.1.3 参数设置

地震设计烈度8°, 且只考虑水平地震荷载;排架结构按2级建筑物设计;排架结构首先进行刚度验算, 然后进行构件强度计算;温度荷载:不考虑内外温差的影响。

2.2 排架结构设计

2.2.1 荷载及组合

主厂房排架主要承受屋盖系统的重量和吊车荷载, 还有发电机层, 水轮机层楼板及纵向连系梁 (承重墙梁) 的重量。

(1) 恒荷载

(1) 自重A1:包括 (防水层+找平层+保温层+找坡层+屋面板+屋架) ;

(2) 砖墙重A2:主厂房纵向连系梁梁底无填充墙砌筑;

(3) 发电机层和水轮机层板梁自重传来的荷载A3 (安装问只有发电机层板梁自重传来的荷载A3) ;

(4) 吊车梁自重A4;

(2) 活荷载

(1) 屋面均布活荷载包括上人荷载B1;

(2) 屋面雪荷载B2;

雪荷载:

式中S为雪荷载标准值, kN/m2;

μr为屋面积雪分布系数;

S。为基本雪压, kN/m2。

(3) 发电机层和水轮机国层板梁传来的活荷载B3 (安装问只有发电机层板梁传来的荷载B3) ;

(4) 吊车满载时的轮压B4;

(5) 吊车横向水平荷载B5;

(6) 吊车竖向荷载B6;

(7) 风荷载B7;

(8) 地震荷载C;

设计烈度8°, 场地类型I类, 效应调整系数1.35, 剪力和弯矩增大系数2.5。

基本组合

特殊组合

2.2.2 内力计算及配筋

(1) 排架的内力和配筋计算主要采用PK程序建模, 进行演算, 最终确定排架柱、连系梁及扁梁的配筋。

(2) 计算时考虑上、下柱偏心的影响及内力组合时各种荷载产生的内力均最不利情况组合, 各截面均考虑以下控制内力的组合值:

最大弯矩Mmax轴力N, 相应轴力N, 剪力Q

最小弯矩Mmin, 相应轴力N, 剪力Q

最大轴力Nmax, 相应弯矩M, 剪力Q

最小轴力Nmin, 相应弯矩M, 剪力Q

(3) 主机问及安装间柱计算配筋率均小于最小配筋率μmin=0.7, 因次均按最小配筋率配置对称钢筋, 其它钢筋均按计算配筋。

3 结语

计算中荷载及荷载组合按照规范考虑, 计算参数均按照规范规定取值, 同时在计算过程中对梁、柱的尺寸及结构要同时满足抗裂, 抗震, 抗变形要求。立柱、构件间连接处和变断面处是设计的重点, 应予特殊处理, 局部加强配筋、局部结构加强等, 保证在一定程度集中应力作用下构件满足《水电站厂房设计规范》的安全要求。

(1) 排架柱的配筋满足了以下几点。

(1) 纵向钢筋宜对称配置。

(2) 截面尺寸大于400mm的柱, 纵向钢筋间距不宜大于200mm。

(3) 柱总配筋率不应大于5%。

(2) 连系梁的配筋满足了以下几点:

(1) 梁的纵向受力钢筋最大直径一般不宜大于28mm, 梁高≥500mm时, 梁的纵向受力钢筋的最小直径不宜小于12mm。

(2) 梁支座截面负弯矩纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断。

(3) 梁的下部纵向钢筋的净距不应小于钢筋直径, 上部纵向钢筋的净距不应小于1.5倍钢筋直径, 同时均不应小于30mm。梁的下部纵向受力钢筋不宜多于两层。

通过PKPM系列软件 (单机版) 的应用排架结构设计及连系梁的设计, 满足了主厂房排架的承载力和变形能力的设计要求, 易于施工, 运行管理方便, 投资较省。因排架是厂房的基本承重结构, 所以计算工作量很大, 钢筋图也非常细致。利用PKPM软件计算排架结构设计的发电厂房运行一年来, 表明电站厂区和厂房内部布置是合理的, 结构设计是可靠的。

参考文献

[1]王文栋.混凝土结构构造手册[K].北京:中国建筑工业出版社, 2003.

[2]陈基发, 沙志国.建筑结构荷载设计手册[K].北京:中国建筑工业出版社, 2000.

[3]SL/T191—96, 水工混凝土结构设计规范[S].北京:中国水利水电出版社, 1997.

[4]SL266—2001, 水电站厂方设计规范[S].北京:中国水利水电出版社, 2001.

电厂工业厂房框排架结构设计分析 第7篇

关键词：单层工业厂房,框排架结构,优化设计

随着我国经济的快速发展, 电力资源为我国国民经济健康发展提供了坚实支撑。电厂工业厂房建设规模越来越大, 结构设计难度越来越大。电厂中设有较多带吊车的单层工业厂房, 房屋高度及跨度大, 多采用钢筋混凝土框排架结构, 即横向采用混凝土吊车柱和屋架组成的典型排架, 纵向采用混凝土框架体系。电厂工业厂房采用框排架结构时, 开展结构设计过程中, 必须要结合工程实际情况, 采用合理的设计策略, 确保项目建设质量。

1 框排架结构设计基本原则

1.1 计算简图选择要合乎整体施工要求

在选择框排架结构设计的计算简图时, 工程设计者必须从整体性方面入手, 对整个工程的施工运营进行把控, 施工环节正常运行的重要条件就是设计简图能否符合施工建设的整体性要求。

1.2 选择合理的结构方案

整体施工环节中的结构方案设计与选择是具有巨大影响的, 在进行结构设计的过程中, 必须对结构形式、结构体系进行选择, 明确结构工程的受力状况, 将传力设计简洁化。在面对单元结构相同的情况时, 应该着重保证整体的一致性, 对施工环境以及现场地质状况、基建施工材料、材料供应和工程设计进行综合性的考虑, 尽可能地设计出一个全面的结构方案。 (本工程设计图如下图所示。)

2 框排架结构设计具体分析

2.1 结构选型与原则方案阶段

结构选型与原则方案阶段。这一个阶段在工作中所考虑的问题主要是电厂工业厂房特点、重要性、抗震设防等级、工程地质勘查报告, 以及场地处所的分类、建筑物的总面积 (包括楼层数量、高度等) , 工艺设备布置、运行要求和结构形式 (譬如砖混结构, 框架结构, 框剪结构, 剪力墙结构等结构形式) 。与此同时, 完成卷册任务指导书, 做好各专业之间的协调配合, 工艺专业向结构专业提资后, 结构专业应根据工艺要求, 尽快布置方案, 并及时反馈给各专业。

2.2 以结构建模计算为主的设计阶段

在这个阶段设计工作中, 主要的设计方式是通过一个卷册以及相关专业的提资作为管理措施。工作中, 通过对各专业设计人员主动沟通、深入了解工程实际情况的基础上, 对荷载、设备、埋件、空洞数量作出统计, 严格的按照荷载规范要求, 并且采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。然后, 再根据提资进行建模。计算之前, 设计人员首先要对软件初始参数和特殊构件进行正确的设置。建模计算过程中, 应通过控制和调整以下主要指标来保证整体结构的科学性和合理性:周期比, 位移比, 刚度比, 层间受剪承载力之比, 剪重比等。在保证整体结构合理性的前提下, 进行构件试算。根据弯矩、剪力、扭矩、轴心压力等各种要求, 进行内力分析, 确定构件的截面。计算临终, 根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制 (譬如轴压比, 剪跨比, 跨高比, 裂缝和挠度) 等来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。假设达不到标准, 就须调整构件的截面或布置。

2.3 对电厂框排架结构的优化设计

(1) 优化结构布置。设计人需要对优化结构布置有足够的重视, 在尽可能对工艺设计要求进行满足的同时, 对结构布置进行调整, 为满足结构布置比较规则的要求, 要对断面、层高进行优化, 并对结构构件以及抗侧力构件进行均匀布置, 最大程度地使结构布置中减少或避免错层、短柱和薄弱层现象出现。针对电厂各建筑物特点的不同, 查找造成结构不规则的源头并对其进行研究解决。科学合理的结构布置, 直接保证了电厂工业厂房框排架结构的安全性和耐久性。

(2) 优化结构材料用量。一个单体建 (构) 筑物, 其单位面积所用材料的多少不仅反映出设计人员的技术水平, 更重要的是成为投资方最为关注的指标, 它将直接影响电厂项目的经济效益以及环保效益。电厂结构设计中在保证结构安全、各项构造符合设计规范要求的前提下, 减少材料用量, 或者说使单位面积所用材料量处于一个合理水准上, 是衡量设计单位技术水平和市场竞争力高低的重要标志, 也是国家节能减排的要求。至于设计中能否减少材料用量, 主要有宏观和微观两方面的影响因素, 前者指在建筑设计方案构思时, 是否具备采用合理结构体系的条件, 它主要取决于建筑师的结构概念成熟程度;后者指结构设计时, 结构布置是否合理、构件截面是否合适、配筋构造是否科学等, 它主要决定于结构工程师对结构和构件受力原理的掌握、对构件合理设计的经验体会以及对规范条文的理解程度等。设计者要仔细推敲, 科学合理地作出选择。

(3) 优化制图方法。图纸是设计者的语言, 任何一个工程都需要结构施工图来表达呈现给施工人员, 电厂项目也是如此。传统的详图法在电厂框排架结构设计中, 不仅图纸数量多, 而且耗费时间和成本, 容易出现差错和遗漏。随着科学技术的进步, 制图方法得以优化, 采用电算结果生成施工图已经很普遍。在采用科技带来的成果同时, 应该优化、规范制图, 采用国家统一的制图方法 (譬如《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》) , 尽量引用国标图集和地方图集, 这样不仅可以节省时间和成本, 还可到达使施工人员简便易懂的效果, 也有利于贯彻国家和地方标准。在工作当中, 应不断总结经验, 将常用构件外形、截面、配筋方式标准化, 制作通用图, 在日后的设计中, 作为参考例子, 为将来工作打下基础。

2.4 节点设计

框架部分经过STAWE软件整体计算后, 连接STS接口, 进行全楼节点连接设计。工字形梁与十字形柱刚接连接采用连接类型为:悬臂梁段与钢柱刚性连接。梁悬臂段与柱应采用全焊接连接, 梁的现场拼接采用翼缘焊接腹板螺栓连接。梁的拼接节点STS节点设计中会考虑设计。为了材料的节约, 柱截面相对于跨度较大的框架梁来说, 截面翼缘相对取得较薄, 使得悬臂梁与钢柱焊接连接的计算结果通常会不满足结果。如:按抗震规范8.2.8条进行梁柱连接的极限承载力验算:Mu=487.664>1.3Mp=473.311满足, 加强需要的盖板厚度Tgb=6, (盖板厚+梁翼缘厚) >柱翼缘厚, 满足设计要求。

2.5 混凝土结构计算

结构整体计算采用SATWE软件, 需要注意的几点: (1) 在PMCAD中建模时需注意楼面设备基础下应设置主、次梁承托, 当设备基础平面尺寸较大时, 可设置多道;模型中输入的缺口梁高度为缺口部位的净尺寸。 (2) 在SATWE中输入设计参数, 需要注意的是勾选按单偏压计算, 以及“考虑双向地震”, 计算振型个数根据工况调整等。 (3) 在“特殊构件补充定义”中点取角柱, 对一些特殊梁进行铰接处理。 (4) SAT-WE计算分析结果, 当“周期振型地震力”中有地震作用最大的方向结果≥±15度时, 需调整“总信息”中的“水平力与整体坐标夹角”重新计算。框排架柱的下部框架的结构位移计算中, 仅在计算位移、周期等控制参数时, 选择“刚性楼板假定”计算, 以满足规范要求的计算条件;但应以弹性楼板假定进行配筋及其他分析。多遇地震作用下二层X、Y方向最大值层间位移角应满足《抗震规范》5.5.1条≤1/550的要求, 罕遇地震作用下一层X、Y方向最大值层间位移角应满足《抗震规范》5.5.5条≤1/50的要求。

由于工艺设备的分布特点, 造成结构的刚度和荷载分布不均匀。为了减小扭转效应对结构地震反应的影响, 需进行调整使结构抗侧力构件的布局均匀对称, 同时增加结构周边的刚度, 如增大周边梁的高度、楼板的厚度等。

3 结束语

电厂工业厂房框排架结构设计过程中, 必须要结合工程实际情况, 贯彻框排架结构设计基本原则, 采用科学合理的设计方式, 保障电厂工业厂房设计质量, 为我国经济腾飞贡献力量。

参考文献

[1]祝黎, 李荣.电厂主厂房框排架结构静力弹塑性分析[C].中国电机工程学会电力土建专委会结构分专委会第七次学术研讨会论文集.2010:39-40.

特种工业厂房框排架结构设计的探讨 第8篇

1) 框排架结构的规范对应工业厂房框排架结构属于一种结构体系比较复杂的联合结构, 按照《抗规》附录H的界定, 属于多层工业厂房中的一类, 钢筋混凝土框排架结构分为竖向框排架结构体系和侧向框排架结构 (见图1) 。

根据相关解释, 对于两种形式的框排架结构, 可以得出如下的规范覆盖关系 (见表1) 。

2) “有筒仓”和“无筒仓”框排架结构《构规》中将框排架结构分为设置筒仓类和不设筒仓类两种, 其中“有筒仓”的框排架指钢筋混凝土仓壁兼做框架结构的横纵梁, 规范中针对“有筒仓”的框排架, 对其结构高度限制、抗震等级和侧移限制等内容的规定均要比“无筒仓”的框排架相对严格。

3) 有关“单跨框架”的限定使用规定《构规》6.1.11条规定了对于单跨框架的限定性要求, 相对于《抗规》来说, 不再区分设防类类别别, , 限限定定性性由由““不不应应””改改为为了了““不不宜宜””。。应应该该说说《《构构规规》》的的规规定定更更加灵活一些。《抗规》规定“甲乙类建筑及高度大于24 m的丙类建筑, 不应采用单跨框架结构, 高度大于24 m的丙类建筑不宜采用单跨框架结构”。《构规》规定“框排架结构中框架部分高度大于24 m时, 不宜采用单跨框架结构”。例如:对于大多数采用钢煤斗的框排架结构, 前煤仓布置形式来说, 由于煤仓间结构屋面标高均大于24 m, 因此对于前煤仓结构来说“不宜”采用单跨框架结构;而对于侧煤仓布置方式而言, 煤仓间结构属于高度大于24 m的框架结构, 所以套用《抗规》“不应”采用单跨框架结构。对于由除氧间和汽机房组成的框排架结构, 只要框架部分的结构高度不大于24 m, 也可以采用单跨框架结构, 这对于大多数露天布置的除氧间框架来说, 一般来说可以实现 (见表2) 。

有关抗震变形限值的规定。

《构规》6.2.26条和6.2.27条规定了框排架结构的位移计算要求, 其中按照框架部分和排架柱部分分别给出了各阶段位移角限值的规定, 对于排架柱的弹性位移角没有具体的数值规定, 只是在6.2.26条的条文解释中要求“工业厂房的弹性层间位移角需根据吊车使用要求加以限制, 严于抗震要求, 排架柱的弹性位移应满足吊车的使用要求”。

4) 排架结构由于屋架与混凝土柱采用铰接, 因此层间位移角相比框架结构容许值应有所放松。但是由于厂房内有吊车存在, 排架柱的水平位移限值应根据吊车在小震作用下不影响正常使用的原则来进行控制, 使得有吊车厂房和无吊车厂房排架柱的层间位移角限值明显有所不同。

GB 50017-2003钢结构设计规范附录A.2.1条规定“在风荷载作用下, 有桥式吊车的单层框架的柱顶位移限值为H/400, 无桥式吊车的单层框架的柱顶位移限值为H/160”;而CSCS 102:2002门门式式刚刚架架轻轻型型屋屋面面钢钢结结构构技技术术规规程程第第33..44..22条条规规定定““柱柱顶顶位位移移设设计值 (在有桥式吊车) 为h/400”。综上所述, 可以认为有吊车的排架柱的柱顶弹性水平位移应按照h/400进行控制 (见表3) 。

上述限值的意义在于, 对于框排架结构, 由于结构刚度分布不均, 楼板或屋面板不是完全刚性, 不可避免地出现扭转效应, 框架部分满足1/550的位移角时不一定能保证排架柱顶位移小于h/400的要求, 因此应按照框架柱和排架柱的柱顶位移分别验算;而对于纯排架结构或竖向框排架结构, 在高烈度地区要满足1/400的弹性位移限值是比较困难的, 因此限制了纯排架结构 (竖向框排架) 在高烈度区的使用。

5) 弹塑性计算方法的规定目前行业内计算弹塑性位移的方法有三种, 主要是规范简化法、静力弹塑性法 (push-over) 以及弹塑性时程法, 分列于下表 (见表4) 。

《构规》第6.2.27条中规定对框排架结构应采用“静力弹塑性分析方法和弹塑性时程分析方法”, 不再提及简化计算公式, 这对我们的计算提出了较高的要求。由于目前大量使用的SATWE软件的计算方法是采用《抗规》规定的简化计算公式, 由于框排架结构的复杂性, 因此弹塑性变形的结果不能直接使用 (只能作为参考) , 而弹塑性时程计算方法要求进行构件级别的模拟, 尤其是材料的非线性特点以及考虑构件开裂后对特性的模拟, 要求较高且计算量超大, 不太适合于工程设计。因此, 应采用相对较易理解的, 容易操作的push-over静力分析方法。目前可用于push-over操作的软件很多, 如PKPM系列的EPDA模块, SAP2000等软件。

6) 关于屋架结构参与整体计算的规定。a.《构规》6.2.19条规定“针对7度 (0.15g) Ⅲ, Ⅳ类场地和8度9度时, 应计算排架跨的屋架下弦的拉压效应, 核算屋架承载力”。b.《构规》6.2.22条规定, “针对7度 (0.15g) Ⅲ, Ⅳ类场地和8度9度时, 端部横向水平支撑应验算由于框架部分和排架柱位移变形不协调产生的附加内力”。

上述两条的规范用词都是“应”, 因此当有条件采用空间建模时, 应考虑建立合适的屋架和支撑的杆系模型, 否则无法得出上述内力值。

7) 关于钢框排架结构的支撑抗震计算。《构规》7.6.3条规定了排架部分纵向交叉形支撑的最大长细比 (见表5) , 7.6.7条规定了框架部分的最大长细比应满足《抗规》的要求 (即长细比不大于150) , 这也是比较明确地提出了排架部分和框架部分的支撑构件采用不同的长细比标准。

另外, 对于交叉支撑在水平荷载作用下的压杆刚度退化的计算方法, 即对于长细比不超过200且拉压杆截面相同的交叉性支撑, 可以简化成单斜拉杆进行计算 (见图2) , 同时将拉杆的计算截面面积乘以增大系数 (1+φi) , 其中, φi为斜压杆的轴心稳定系数。采用上述方法计算纵向地震作用时, 可以比较客观地反应结构的实际刚度和地震作用的大小, 否则会过高地估计纵向地震作用, 使得支撑内力过大而不经济。

8) 关于钢框排架结构的构件计算长度, 对于钢框排架结构的柱、支撑的计算长度, 无论是《抗规》《构规》都没有给出比较明确的计算方法, 而《钢结构设计规范》中给出的计算方法又过于繁琐, 不易操作, 同时该计算方法是否适合于抗震计算也是值得商榷的。上述原因造成对于框架—支撑结构中的构件稳定性计算目前还没有统一的标准, 因此对于特种工业厂房, 如火电行业的结构来说仍旧需要进一步研究此类问题;相比而言, 《高层民用建筑钢结构设计规程》中的计算方法显得比较明确而易于操作, 因此建议考虑按照上述规范进行计算, 或按照澳大利亚的规范直接进行构件的二阶内力分析。

9) 结论。a.《构规》和《抗规》是我国2010规范体系的抗震设计方面的国家标准, 二者相互联系又各有侧重点, 在结构设计时应按照其所覆盖的范围进行合理的选择应用。b.《构规》中有关侧向框排架结构中的条文适合于如电厂框排架结构的设计, 覆盖的条文非常全面, 应该作为抗震设计的依据。c.《构规》中对于单跨框架的使用范围有了一个较为明确的规定, 使得在厂房布置方案选择上有相对的灵活度。d.《构规》中对于框排架计算的内容相对比较完整, 如弹性位移、弹塑性位移、局部内力计算等方面的内容, 使得对于 (如电厂) 框排架结构计算的内容和深度有了统一的规定。e.《构规》中仍没有明确带支撑结构的构件计算长度取用的问题, 特种行业对此应进行进一步的深入研究。

摘要：通过对特种工业厂房框排架结构设计的论述, 全面分析了框排架结构与现行《建筑物抗震规范》中有关条文的联系, 在此基础上对框排架结构主厂房的力学特点和计算要求提出了一些新颖思路, 以供设计人员参考。

关键词：框排架结构,抗震,设计

参考文献

[1]GB 50191-2012, 构筑抗震设计规范[S].

排架设计 第9篇

1 节点内力的分配

在计算模型中支撑和梁是没有直接传力关系的, 如何利用分析成果, 正确求出各组螺栓、焊缝的受力, 是进行连接计算首先要解决的问题。建立有限元模型固然是个较好的办法, 但面对众多的节点, 这种计算方案显然不是工程设计实际想要的, 为此笔者提出了分算和合算两种模式。

分算模式:支撑力通过A, B处的焊缝和螺栓群分别传给梁柱, 梁端力加上A处螺栓群传来的力, 再通过C处的焊缝和螺栓群最终传给柱。各焊缝、螺栓按照剪拉 (压) 模型进行设计计算。

合算模式:B和C处的焊缝及螺栓群作为一个整体考虑, 在支撑和梁端力的共同作用下, 按照拉 (压) 弯剪的模型对其进行设计计算。此时, A处的焊缝及螺栓群所受的力仍然按照分算方案的取用。

上述两种方案都涉及A, B处焊缝及螺栓群的内力求算, 根据规范[1]有关板件的计算内容, 做扩展性推导, 首先求出A, B处焊缝及螺栓群与支撑方向一致的合力, 注意到支撑与梁、柱轴线汇交于一点, 分情况讨论如下:

1) 当支撑轴线穿过A, B之间, 并与A, B处的焊缝和螺栓群区域无相交时, 以支撑轴线分界, 可以认为A, B处的焊缝和螺栓群各自分担支撑内力的50%, 即:

2) 当支撑轴线跨过A处的部分焊缝和螺栓群, 即支撑偏向梁侧, 则以支撑轴线分界, 可以认为轴线两侧各分担支撑内力的50%, 如图1所示。容易得到:

3) 当支撑轴线跨过B处的部分焊缝和螺栓群, 即支撑偏向柱侧, 以支撑轴线分界, 参照第2) 项, 同理可得:

使用上述内力进行分解不难得到A, B处焊缝及螺栓群传递的轴力和剪力, 对焊缝而言, 通过规范[1]的相关公式就可进行检验。对螺栓而言, 则需要区分受力情况是剪拉还是剪压, 剪压工况时可只进行螺栓的受剪承载力计算, 剪拉工况则须根据相关公式进行剪拉承载力计算。

在分算模式下, C处焊缝及螺栓群会承受来自螺栓群A的偏心荷载, 加上梁端剪力, 该处的螺栓及焊缝承受的内力性质为弯剪拉或弯剪压, 计算较为单一, 不再赘述。

最后应取分算与合算的较大值作为实际采用的设计内力。

2 节点板的设计

当支撑为拉杆时, 板件仅需进行强度计算, 板的拉、剪撕裂线验算, 即板块抗拉脱承载力验算, 包括板件的分块验算和整块验算, 分块撕裂线为1-2-3, 4-5-6-7, 8-9-10;整块撕裂线为1-2-a-b-9-8。根据规范[1], 节点板在拉剪作用下的抗拉脱承载力设计值应满足:

其中, ηi为拉剪折算系数;li为第i破坏段的长度, 取板件中最危险的破坏线并扣除螺栓孔径的净长度。也可用有效宽度法验算节点板的抗拉强度, 有效计算宽度be, 见图1。

当支撑为压杆时, 需要保证板件的强度和稳定性。为简化节点板的稳定性计算, 一方面采取构造措施来保证板的稳定, 板厚t不小于支撑的腹板厚, 角钢端部 , 节点板自由边 , 否则应对自由边设置加劲肋予以加强;另一方面节点板嵌固点保留一个小距离, 可使节点板在大震时产生平面外屈曲, 从而减轻对支撑的破坏, 因而规范[2]规定抗震等级为一、二级时, 支撑端部至节点板最近嵌固点在沿支撑杆件轴线方向的距离, 不应小于节点板厚度的2倍, 即c/t≥2。

3 端板连接的计算

节点板A, B处的端板为悬臂型, 化为等效梁来计算弯矩, 从而确定需要的厚度。若从弹性工作阶段出发, 板的弯矩为Me=a Nt, Nt为螺栓的设计拉力, 须使Nt≤Ntb, Ntb为螺栓的抗拉强度设计值。按弹性抵抗矩计算, 需要板厚为:

若从塑性工作阶段出发, 充分利用板的塑性, 则需计入撬力[3]。按承载能力的极限计算时, 板的弯矩为Mp=Tua/2, 按塑性抵抗矩计算, 需要板厚为:

此时由平衡条件, 螺栓的撬力Q=Tua/ (2c) , 则螺栓的拉力为Pu=Tu/2+Q=Tu (a+c) / (2c) , 须使Pu≤Ntb。

撬力的计算见图2。

通过以上分析可知, 弹性条件下的端板变形很小, 螺栓计算可忽略撬力的影响;而塑性条件下虽然可以充分利用板的强度, 但不能忽视撬力对螺栓的附加作用。由于各种情况下螺栓都不允许超过抗拉强度设计值, 合理的顺序应是螺栓布置首先满足强度要求, 然后再由螺栓达到抗拉设计强度时所确定的板的弯矩, 按照弹性阶段的公式计算端板厚度。

C处梁柱铰接连接的端板, 如果近翼缘内侧不配置螺栓, 应采用无加劲肋端板的相应公式[4], 即:

其中, S为螺栓间距。

如果近翼缘内侧配置螺栓, 则还应按两边支承类端板的相应公式[4]计算该处的端板, 不再详述。

另外, 端板尚应满足一定的构造要求, 各自厚度不应小于节点板和梁腹板的1.5倍, 并不小于a/8。

4 连接的抗震设计

为体现钢材动静强度和抗震设计与非抗震设计可靠指标的不同, 钢材、螺栓及焊缝的各种强度设计值需除以承载力抗震调整系数, 其计算强度和稳定系数分别取0.75和0.8, 同时本着强节点的设计原则, 对地震组合内力作用下的弹性设计, 要求连接的承载力设计值不应小于相连构件的承载力设计值。

地震作用下结构的弹塑性变形直接依赖于结构实际的屈服强度, 对节点极限承载能力验算时, 要求连接的极限承载力设计值不应小于相连构件的屈服承载力设计值, 后者需采取钢结构抗震设计的连接系数进行修正。考虑框架梁一般为弯矩控制, 剪力控制的情况很少, 其设计剪力应采用与梁屈服弯矩相对应的剪力:

特别地, 如果梁截面受剪力控制, 参照抗震规范[2]对于偏心支撑消能梁段采用腹板全截面屈服时的剪力计算公式, 当梁内无轴力或Nb≤0.15Af时, 梁端剪力Vbu可保守取全塑时腹板抗剪强度, 即腹板受拉承载设计值的 倍。

当梁内有轴力或Nb>0.15Af时, 根据材料力学第四强度理论的公式:

我们不难推出:

由V1bu作简单扩展得到此时屈服弯矩相应的剪力:

应使节点极限抗剪承载力不小于以上梁的极限抗剪承载力的最小值, 即:

当梁无轴力时, Vuj≥min (V1bu, V2bu) 。

当梁有轴力时, Vuj≥min (V1bu, Vb2&apos;u, V3bu) 。

5 需要注意的问题

该典型节点实际是个半刚性节点, 但由于节点设计在结构分析之后, 故而在分析模型中难以准确模拟, 一般梁柱都是按铰接处理, 故梁端只有剪力, 在无楼层处或许还有轴力存在。为了解决这一问题, 建议对A, B处的螺栓和焊缝留有适当的余量, 可增加20%的螺栓数量和20%的焊缝高度来解决这个误差, 如图1所示, 把焊缝和螺栓向外延伸布置。中心支撑在框架梁、柱界面上分配的内力大小是受实际螺栓群布置影响的, 为减轻支撑力对梁端的不利影响, 实际进行螺栓布置时, 应尽量多在柱上布置。对连接的极限承载力进行计算时, 螺栓和焊缝的承载力应取极限值, 并且高强度螺栓应按承压型螺栓考虑。

6 结语

通过分算与合算两种模式, 可以正确和高效的求解支撑内力在节点处的分配, 解决了批量节点计算的首要前提;支撑—框排架结构体系复杂, 质量和刚度分布既不规则也不均匀, 要采取构造措施保障节点区的稳定性和强度, 按规范作必要的扩展性推导, 全面的验算连接的弹性承载能力和极限承载力, 避免连接区成为设计过程的薄弱环节。

摘要：介绍了某大型火电厂钢结构主厂房典型抗震铰接节点的设计要点及方法, 分析和讨论了此类框排架结构体系中梁柱铰接带中心支撑的框架节点处的内力分配问题, 研究了节点板的稳定性设计和抗拉脱承载力验算、端板的计算、螺栓的撬力以及连接节点的抗震设计等内容, 并提出了需要注意的问题。

关键词：框排架结构,抗震,中心支撑,铰接复合节点

参考文献

[1]GB 50017-2003, 钢结构设计规范[S].

[2]GB 50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].

[3]陈绍蕃.钢结构设计原理[M].第3版.北京:科学出版社, 2005.

[4]李星荣.钢结构连接节点设计手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社, 2004.

[5]丁芸孙, 刘罗静.钢结构设计误区与释义百问百答[M].北京:人民交通出版社, 2008.

排架设计 第10篇

1 系统的主要功能

1.1 主要功能

根据现刊排架号管理的实际需求, 现刊排架号管理系统实现的主要功能有以下几方面。

(1) 新建和删除任务功能:由于一张不干胶标签中有24块小标签, 可以给一摞不多于24册的现刊排号。因此将每次新到的现刊按每24册平均分成若干摞, 在系统中为每一摞现刊新建一个任务, 如果该任务处理完毕可以进行删除。

(2) 设置当前任务功能:当我们在系统中新建了多个任务的时候, 设置一个当前操作的任务, 以选定其中的一个任务来进行操作。

(3) 具备按ISSN号、指定刊名, 模糊刊名和邮发代号多种条件检索功能:大多数现刊的封面都印有ISSN条形码, 我们只要在电脑上连接条码扫描仪就可以对现刊的ISSN号进行扫描, 以达到快速输入检索内容进行检索的功能。也可以按照其他刊名和邮发代号进行检索, 检索到指定的期刊后, 系统自动将此期刊的排架号等信息插入当前操作的任务队列中。

(4) 输出打印功能:将选定任务的期刊排架号输出到Word格式模板中进行打印, Word格式模板由系统自动生成。

1.2 系统工作流程

首先将需要标识排架号的现刊按每摞24册平均分成若干摞, 然后运行系统进行操作, 系统具体工作流程如图1所示。

2 数据库的设计

本系统使用ACCESS数据库存放相关信息, 数据库名为“Book.mdb”。根据数据信息分析设定了3张数据表:现刊基本信息表Book存放每一种现刊的基本信息, 如图2所示;任务表task存放为每摞期刊添加的任务信息, 如图3所示;任务队列表information存放每个任务检索到的现刊排架号等信息, 如图4所示。

设计好ACCESS数据库表后, 利用AC-CESS数据库的获取外部数据功能将存放在EXCEL表中 (如图5所示) 的现刊的基本信息导入到Book.mdb数据库的Book表中。

3 系统的主界面设计

根据系统的需求分析设计系统的主界面, 如图6所示。主界面包含了现刊信息显示控件、各种查询条件按钮、任务添加删除按钮、任务信息表格控件、任务队列表格控件、模糊刊名检索结果表格控件、输出打印按钮和退出系统按钮等。

4 结语

利用VB6.0+ACCESS技术开发的现刊排架号管理理系统, 历经近两年的连续应用与测试, 证明该系统功能完善, 能够满足快速标识现刊排架号的需要, 提高现刊的上架速度, 更好地为读者服务。该系统的使用的现刊排架号以及标签纸打印模板参数均根据广西工学院鹿山学院图书馆的实际情况定制的, 后期只要根据实际情况对系统加以修改就可以适合各个图书馆使用。

摘要：本文介绍了以VB6.0作为开发工具, 设计并实现了现刊排架号管理系统。该系统具有界面美观、操作简单、检索速度快和批量输出打印等优点。该系统的应用提高了现刊排架号标识的工作效率, 从而提高现刊的上架速度。

关键词：VB6.0,管理系统,现刊,排架号

参考文献

[1]杨本伦.Visual Basic开发技术大全[M].清华大学出版社, 2010.

[2]刘文涛.Visual Basic+Access数据库开发与实例[M].清华大学出版社, 2006.

[3]訾秀玲.Access数据库技术及应用教程[M].清华大学出版社, 2007.