高耸结构范文（精选9篇）
高耸结构 第1篇
塔设备是石油化学工业生产中必不可少的设备之一，塔设备特点一般都是瘦高细长，承受水平荷载较大，而塔基础是支撑塔设备全部荷载的，所以塔基础的设计就特别重要。对于联合式塔基础设计，目前尚缺少完善的计算软件，都要靠设计人员手工完成计算，计算量较大，因而一种简单易用的联合塔基础计算方法在实际工作中是很有必要的。
石油化工塔型设备基础设计规范计算的几种工况:1)正常操作;2)充水试压;3)停产检修;4)正常操作和地震同时作用;5)停产检修和地震同时作用。
其中，充水试压时风荷载不参与组合，仅计入基本风压0.15 k N/m2风荷载;正常操作和地震同时作用时风荷载要参与组合，但组合系数取0.2。
塔基础的设计至少应包括三个方面的内容:地基承载力的计算;地基稳定性的计算;基础配筋计算。这三个方面的计算都涉及到了基底压力pk，所以pk的计算分析清楚了，其他相关的计算都会迎刃而解。
基础设计规范5.2.2条:
其中，Mk为相对于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的力矩值。
对于本文来说，试算时如果假定了基础底面积及基础埋深，则Fk,Gk,A,W已知，只有Mk即风荷载所产生的力矩值是未知的。
2 计算原理
2.1 风荷载的计算
石油化工塔型设备基础设计规范的风荷载计算公式:
式中:w0———基本风压;
D0———包括保温层在内的塔外径尺寸;
μs———风荷载体型系数，规范统一取μs=0.6;
μr———风的重现期调整系数，取1.1;
μe———考虑栏杆梯子塔平台附属管线等的风荷载扩大系数;
μz———风压高度变化系数;
βz———z高度处的风振系数，计算公式为βz=1+ξε1ε2。
2.2 风荷载的简化计算
式(1)中μe按规范需查表选取，手算时较繁琐，现采用统一的统计公式来算:
其中，h为操作平台间距离。
式(2)的推导过程可参考徐至钧编制的《高塔基础设计与计算》一书。用式(2)计算的结果与规范的表格对比误差很小，能满足工程需求。
式(1)中βz的计算要用到塔设备的自振周期T1，建议T1的取用按《建筑结构荷载规范》附录A:
βz的取用建议，当T1<0.25 s时不考虑风振影响，即βz=1;当T1≥0.25 s时:
规范正文中风荷载高度变化系数μz均以表格形式给出，但建筑结构荷载规范的条文说明中给出了μz的定义说明及计算方法，对不同的地面粗糙度其计算公式如下:
由式(5)可看出μz是高度z的连续函数，对于任意z都有一个μz与其对应，我们在平时计算风荷载时，μz的取值均按荷载规范查表分段来计算，对于高度不大的结构来说，分段数不多，计算难度尚可，但遇到如高塔设备一类一般高度常在60 m,70 m以上的结构，仍按分段再叠加的方法计算风荷载，计算过程就显得太过繁琐，这里笔者利用式(5)中μz是高度z的连续函数这一特点，尝试用积分的方法来计算风荷载，并得到一个统一的计算公式，以利于设计时编制简单Excel表格或编制简单计算小程序来减少计算工作量。
通过式(2)～式(5)的分析，式(1)中除μz外，其余参数都可作为常数，假设:
设μz的一般式为:
则有:
对于任意高度截面处，风荷载产生的弯矩值为:
对本文，我们仅研究风荷载对基底产生的弯矩:
计算式(8)得:
其中，d为基础埋深。
至此，风荷载在基底所产生的弯矩值就能通过一个简单计算式(9)，代入原始数据后直接求得，不需要再按照以前分段再叠加的繁琐方法来计算了。
3 结语
本文主要对塔型设备基础设计时风荷载的计算做了详细的推导简化，减少了手算时的工作量。如此，风荷载对基底产生的弯矩仅需知道场地类别，塔体高度，塔体直径，基础埋深，基本风压等简单5个参数就可以直接代入公式算出，非常适合编制Exce表格来帮助计算。
参考文献
[1]SH3030-1997,石油化工塔形设备基础设计规范[S].
[2]石油化学工业部第一石油化工建设公司设计研究所.塔形设备基础设计[Z].
[3]徐至钧.高塔基础设计与计算[M].北京:中国石化出版社,2001.
[4]GB50135-2006,高耸结构设计规范[S].
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[6]GB50011-2001,建筑结构抗震设计规范(2008版)[S].
[7]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].
[8]赵明华.土力学与基础工程[M].武汉:武汉工业出版社,2005.
[9]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S].
庙堂高耸，人间戏场 第2篇
黄纪苏：这部戏很有气势，无论才情、思想、表达等等，都有可观之处。中国近代史对于中国的当下和未来一直是一个重要参照。中国现代化的过程今天还没完成，田沁鑫把这个过程开端时期的重要事件放到话剧舞台上，我觉得无论她持什么立场，都值得称赞，因为戏剧舞台上敢这么干、能这么干、干得还有看头的，并不太多。田沁鑫的戏，尤其是那些古典或准古典题材的戏（《生死场》算准古典题材吧），中国化、舞台化的程度一直比较高，这方面她很了不起。这出戏思想/学术比重特别大，好多类似博士论文的语言就直接倾泻在舞台上了，给人的感觉是在读书，却没有读书的从容。虽然使用了调度、肢体上的一些手法帮助润滑，但效果如何我很怀疑。最提神的部分还是讲故事的部分，如谭嗣同夜访袁世凯，真是精彩。如何把思想搬上舞台，这的确是一个特别大的挑战。多年前，听一位朋友打快板，《为人民服务》《纪念白求恩》，我觉得特别有魅力。便建议他试试把《资本论》打一段，我说如果《资本论》都能打，大概天下没有你不能打的了。如何把思想有魅力地搬上话剧舞台，我期待田沁鑫的继续努力，因为我觉着她有这个气魄，也有这个潜力。
高全喜：平时我很少看话剧，这次应邀观赏了田沁鑫执导的《北京法源寺》，别有一番感慨，这部戏把一个巨变时代的历史命题激活了，这不仅具有思想史的意义，更具有现实性的意義。对此，我要点一个赞。
戊戌变法本来是一个历史主题，时至今日，也是众说纷纭，莫衷一是。《北京法源寺》采取戏剧化的处理方式，把整个复杂繁难的百年旧题聚焦于法源寺，从艺术上就有接续古典传统的韵味。我说的这个传统有两个谱系，一个是西洋古典戏剧的传统，“法源寺”不啻为古希腊的“哲学门”，以北京法源寺为中心的晚清变法之浮沉，犹如思想国中的“苏格拉底之死”，其所牵扯的乃是一个国家纲常法度巨变时期的各派思想的辩驳与折冲。通过典型化的戏剧表现方式，反映时代精神，这是黑格尔戏剧观的菁华，也是西洋古典戏剧的特征。《北京法源寺》无疑具有这个面向。此外，还有另外一个传统，即法源寺的佛法思想的中国超验传统，尤其是一干儒生投入法政革命而寄托的佛法思想，这是有别于西方近现代革命所凭依的基督教传统的中国特色。中国近代以降的古今公羊学，诸如康有为、谭嗣同等人，他们的维新变法，最终寄托于佛家之虚无主义，以至于还与革命理想相接榫，这是百年中国改制与革命史中的一个独特的景观，《北京法源寺》独具慧眼地展示了这一面向，很有意思。
所以，我看这部戏不是把它视为历史剧本来看，从历史学的角度来说，它或许有很多史料不真的瑕疵，人物性格也多有脸谱化的缺憾，但如果把它视为一部思想戏剧，通过思想人物的对话、激辩与驳难来展示那个时代的本质，也许比历史教科书的叙事更为真实。
最后，这部戏在今天能够上演，而且广被关注，其现实意义不可小觑。今天思想界谈改革与革命，竞相赛跑，究竟伊于胡底，不得而知。而佛家净土与基督教天国，究竟何者能够依托，乃至破罐子破摔，最后连一个悲剧都搞不出来，抑或也是我们的天命。毕竟，《北京法源寺》激活了我们的想象力，一百年前的思想人物就在眼前，一个巨变时代的戏剧正在上演。
沈林：看戏前，网上说这戏就是历史课，像个教科书；我看戏就留心了一下，觉得它还真不算。它讲了戊戌这段历史，但和写戊戌论文不一样。仔细想想，话剧倒确实常和历史纠缠。当年《蔡文姬》出来，历史学界都讨论。今天田沁鑫如果能够继续走这条路，会非常有意思。但田沁鑫这戏，还是塑造了人物的，是一群人物，一群真正的人。说他们是真正的人，因为他们是社会的、历史的人，唯其如此他们才活灵活现。唯其如此，这戏才不是教科书。而其他一些声称摆脱大历史和意识形态的戏，看个开头，就知道后面要说什么，那可是既无人物也无观念。
以往清宫戏不少，通常看完之后观众对故事了然于胸，能当真人真事议论个长短是非；看了《北京法源寺》之后，多的是感叹。这里的主人公是谁呢？说了一个什么主题呢？很难一言以蔽之，但还是莫名感动。我想其中的原因或是这样：
它不是一个人、一个行动、一个声音，而是众声喧哗。各种思想、各种力量，对如何救亡图存莫衷一是。时过境迁，现在再谈历史，心态不一样。而编剧看这段历史反映了我们这个时代的特点，那就是对待这段历史比较从容了。中国已然富国强兵，回头看历史上为此奋斗的前辈就会有更多的同情理解和谅解，所以众声喧哗。至于这样的众声喧哗对戊戌这段历史有没有吐露真知灼见，这可以留给历史学家讨论。窃以为，没有也不要紧。戊戌变法的动因不在了，它的最终目的达到了：富国强兵。今天我们不会一想到戊戌变法，就撸胳臂挽袖子，指着鼻子骂对方卖国贼。这戏这样表现慈禧、李鸿章、恭亲王没有任何不妥。为什么？慈禧喜欢西洋劳什子，爱听域外趣事，这不是什么解密，而是我们的心结没了。我本人八十年代留学的心态和现在出去讲讲的心态就不可能一样。这个戏立足今天，我们观众也立足今天。台上说的是过去的事，台下想的还有今天的事。田沁鑫最后加的一笔“毛润之”，好像也有议论。这个细节是真是假不重要，因为从此展开的历史真。中国筚路蓝缕风雨兼程，一路走到今天，这是真，而且是更高意义上的真。所以最后一笔即便有点突兀，但思路对。
陶庆梅：我对《北京法源寺》的关心大致有如下几个方面：一、关于中国戏剧。一九四九年以后，中国戏剧/中国话剧的互相借鉴，使得以焦菊隐导演的老舍剧作《茶馆》为代表的作品，奠定了“中国学派”的基础，也为“中国学派”规定了一定时期的内容指向。但经过八九十年代的戏剧市场化与现代主义戏剧的双重冲击，“中国学派”的发展逐渐被淡忘，也逐渐地固化为另一种僵化的舞台风格。而《北京法源寺》的舞台，无论从舞台时空、表演方式、人物的语言与人物的塑造方式上来说，都在尝试着接着当年“中国学派”，走一条新的道路。二、重塑理想（英雄）人物。改革开放以来，解构英雄成为潮流。所有的英雄，都有“人性”上的弱点，这其中，“生死”似乎是个最难跨越的法门。对这个世上绝大多数人来说，生死都是最难超越的；将心比心，在生死面前的踌躇，也是很容易理解的—如果有人不踌躇，就特别难以理解。而《北京法源寺》里的谭嗣同，恰恰是在这最难处入手。导演将谭嗣同的选择置于他的佛学精神向度中，塑造出一种我们虽不能达到但需理解的理想人格。三、历史叙述的动力。我在看《北京法源寺》的过程中，处处感受到的是某种大的平衡感。这种平衡感也许表现在导演不拘泥于某一种历史叙述与历史解释，舞台上的历史感觉，来自一百多年以来被世俗社会所接受的对于这段历史、这些历史人物的表述的叠加。让我有些怀疑的是，这种平衡感来自哪里？是偶然的要素（导演有其独特的佛学视野），还是我们站在今天的情绪与语境中，有了重新叙述这一百年来历史的新动力？
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尚思伽：《北京法源寺》的舞台调度很出色，人物众多，在时空上跳进跳出，非常流畅。场次既多且碎，却不给人以拖沓感，每场戏都讲究节奏，一个个转场干净利落。而且，这出戏的舞台布局从头到尾几乎都是中轴线对称的结构，典型的中国式构图。这很少见，一般的舞台不会这样处理，至少视觉上要有变化。但是《北京法源寺》的中轴线对称却不给人单调之感，反而让人觉得和这样一出论辩式的戏非常契合，甚至可以联想到紫禁城、皇权等意涵。
从台词和演员的表演来说，这出戏基本是论辩式、抒情式的，调门起得很高，而主要演员大体能在一种饱满的状态下，立定跳高一般把整部戏撑下来。个人觉得，比起那种靠台词的文学性、行动性层层推进，心理细腻且变化多端的西方剧场的经典表演，这种方式对我们的戏剧现状来说或许更为可行。
全剧我最喜欢的一场戏，是谭嗣同夜会袁世凯。一桌二椅，田导是按照中国戏曲的表演方式来处理这场戏的，调度和节奏也完全是从戏曲来的，但最绝的是，它仍是“话剧”，你不会觉得台上是一个小生和一个花脸—我想这是《北京法源寺》的精华所在，也就是传统的创造性转化。二○一五年，戏剧圈在纪念焦菊隐先生诞辰一百一十周年，但是以北京人艺为代表的话剧民族化，在今天实际上已经僵化了。而田导在“法源寺”中的实践，和以往我见过的利用戏曲的方式都不同，让人看到了一点希望。欧美和俄罗斯的优秀剧目，看得越多我越怀疑，我们真能学到别人的秘诀吗？我们需要在舞台上找到自己的身体，自己的语言。从处理好一出戏，到寻求一种训练演员的有效方法，到形成自己的剧场美学—即使离最终目标还很远，《北京法源寺》确实展现了一种可能性。
张翔：戊戌变法、义和团运动与辛亥革命等系列事件，是帝制崩溃、共和建立这一意义上的中国“数千年未有之大变局”的关键环节。在革命的“短二十世纪”终结之后，如何叙述和理解十九世纪末逐渐兴起的共和革命，成了二十世纪九十年代以降中国思想界和文学创作关注的一个核心议题。在近年来中国学术思想界有关革命与保守的讨论中，如何理解康有为这一戊戌变法的领导者，也是一个重要焦点。田导的这部《北京法源寺》，有敏锐的问题意识，戏剧表现很有能量，提供了一个值得关注和分析的重要文本。
这部戏关心的中心问题，是变革，而不是反清革命，这是戏剧相对李敖原著发生的一个重要变化。在李敖的小说里，首先亮相的是写作《广艺舟双楫》时期的康有为（谭嗣同分量也重，但到中间第七章才出场），第三章“休怀粉身念”即提出“满汉一家”的论题，康有为反对反满革命，其后以较多笔墨写了大刀王五的反满主张以及谭嗣同与王五围绕应否见清朝皇帝的辩论，这些都意味着小说将革命问题作为中心问题之一。从目前可见的文献来看，一八九九年与梁启超、欧榘甲等弟子倾向革命，鼓吹以反满、分省独立等主张推动革命，康有为此后劝导和批驳这些弟子，开始较多论述应否反满的问题。李敖对戊戌变法之前及期间的历史叙述，突出戊戌变法失败、共和革命潮流兴起之后的论题，强调的是共和革命的议题。而在这部戏中，已经没有王五这一人物，强调的是围绕变革论题的辩论。这一微妙区别，显示田沁鑫的一个寄托，乃在于关心改革变法的历史命运。
张志强：看了这部戏，我很好奇编导是如何让这样的舞台叙述结构成为可能的，如何让法源寺成为创意性的背景？我想大概就是佛教在这部戏的叙述组织和思想架构上的关键作用。如果说舞台即是空的话，那么历史则是缘起。尽管佛教的缘起观从根本上是非历史的，但缘起观仍然可以作为一种历史观，或者说观历史的方法。正因为舞台即空，所以舞台是无限，是没有任何内在规定性的，它可以容纳各种对立的角色、对立的论述、对立的历史，因为历史不过是在舞台上缘起缘灭的“人事”而已。不过，每种人事都有其自身的缘起条件或者说缘起道理，舞台最大的作用毋宁说即是尽其可能地展现每件“人事”自身的缘起道理，只有把舞台的无规定性发挥到极致，舞台上演的人事才能充分地展现其自身的道理，而且在人事与人事之间才不会发生道理之间的根本冲突，因为“舞台即是空”让所有的冲突都可以在缘起的意义上获致理解。我想这是法源寺作为背景的最大功能。
不过，缘起和空的关系并不仅仅是一个空间或结构的关系，因为，对缘起的认识本身即是空的实践的结果。缘起和空的关系也是一种时间性的关系，空的实践一方面是去除对人事的本质主义执著，在这个意义上，“缘起”首先就是作为事件的“诞生”而已，诞生的意义实际上存在于由“诞生”而“缘起”的效应当中，“诞生”的意义存在于对诞生的不断解释当中，“解释”本身参与“缘起”，“解释”就是不断“缘起”，也就是不断“诞生”。这就是马克思讲的“从后思索”的意义，也是海德格尔讲的“再思”的含义。“解释”的实践参与着事件的创造。在这部戏里边，不仅戊戌各派人物之间，在舞台之上充量地展现了自身的理路，更重要的是，一九二一年和当前两个时间节点的选择，构成了两重“从后思索”的“再思”叙述，使得作为历史事件的“戊戌”充满意义地进入了一九二一年的时刻，同时也让一九二一年的时刻进入了当下时刻。于是，“戊戌”事件本身就在一八九八年“诞生”之后，在一九二一年再次“诞生”，并在当下时刻又一次“诞生”：不仅在舞台上诞生，更重要的是在观众的观剧经验中“诞生”。这就是“历史”。
这部戏非常出彩的部分就在于这样一种叙述的组织。不过，这部戏有所不足的也在于这样一种叙述的组织，没有很好地实现其思想架构的意图。所谓“从后思索”，所谓历史的不断诞生，需要每一个当下时刻与历史的时刻之间建立起一个充分的互动关系，一种相互揭示的关系，我把这种关系称为“源流互质”。也就是说，对历史的理解是理解当下的前提，反之亦然，如何深刻地理解當下也是理解历史的前提。在这部戏里，一九二一年的时刻和当下的时刻，似乎仅仅构成了一种反观的距离感，而缺乏深刻的带入性解释，因而，一八九八年的“戊戌”并没有深刻地进入这两个时刻，成为这两个时刻充分诞生的条件，反之亦然。以一九二一年为例，显然这个时刻的选择是为了把“革命”这个中国近代的主题引入，但编导似乎并未能够有机地把握不同时刻之间的轰动。在我看来，戊戌与一九二一年两个时刻之间的“互质”，可以让我们摆脱任何目的论的叙事而更历史地理解“革命”：“革命”是“保守”难以维持的历史后果。革命的发生，不是“保守”错了，而是“保守”的历史条件丧失了。谭嗣同这个人物身上就寄托着这种历史正当性转换的密码。作为“烈士”的谭嗣同召唤出了一个新时代。
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江湄：《北京法源寺》这部剧很像一场公开的历史课，不妨叫作“晚清应对中国文明危机的三种方案”，它不是以讲故事取胜，更像是导演的思想表达，好多台词都可以直接写进论文、著作里。作为一场公开的历史课，最吸引人的地方应该是观点新颖且有说服力吧！这个剧最有新鲜感的地方，大概就是使观众好像亲身来到戊戌变法的现场，聆听各派代表人物给你掏心窝子，争取你的同情。尤其是当时根本未曾谋面的人，也站到你的面前进行公开辩论。但是，我认为这场戏最不新颖的地方，恰恰就在这里，似乎要对在历史中进行殊死斗争的每一派都给予同情和理解。历史研究经常讲所谓客观立场，讲“具了解之同情”，那是要去透视历史动力场中各种势力具有的思想观念，其背后所指涉的现实利益何在。呈现更深层面的历史结构，从而把事件的偶然性解读成必然性，所谓“具了解之同情”是一种突破道德情感的历史洞察力。而我觉得导演对人物的感情投入似乎太多了，这就有点把历史弄成一笔糊涂账的意思了。在江山面前谁都是“过客”，是非成败转头空，好像是一种悲悯，是沧桑阅尽，但这跟“虚无”其实只有一线之隔。那种让各派都讲出自己道理的“众声喧哗”，那种因远离危亡时代而具有的“从容”和“宽容”，我以为恰恰是我们这个时代最流行的历史观、最常见的心态结构。我经常感慨中国历史到了今天，重现战国时代的蓬勃活力，但在这个时代里，中国人的心却很老。作为一个学历史的人，我知道，但凡我们今天还把它当作“历史”来看的事情，我们对它永远不会有定评，因为它还在对我们今天的历史发生效应，我们只要还在为今天历史的何去何从发生争辩，那么，我们对它的功过是非就在争论之中。这部戏对戊戌变法各派的宽容同情、不置可否，很能说明我们对今天历史的走向不置可否、无所适从。
王炎：我很喜欢田沁鑫导演的戏，《生死场》《赵氏孤儿》可谓浑然天成。即使商业性的《夜店》也非常好看，手法极娴熟。看《北京法源寺》却时常走神，聚精会神不易。这部戏也不是传统历史剧，情节、行动、人物、冲突都不是重心。它反而有大量台词，众生喧哗，多声部、多视点，显然是政论剧，这本是我期待的，可为什么不吸引我呢？
我觉得没有新意。绝非希望看到意想不到的情节或奇闻逸事，而是历经百年叙述和无数阐释之后，这部戏要回答如下问题：什么今天要重新讲述？与以往有何不同？对当下有何新启示？遗憾的是，虽然人物你争我驳，但无非堆砌一些耳熟能详的观点，好似历史观的普及课，有争论未必会产生原创性观点。
在影视主导大众文化的今天，给话剧留下的园地不多，唯有先锋性和实验性才能先声夺人。而商业舞台要么接草根地气，要么靠拢百老汇大制作，八十年代的戏剧创作理念不再适用。《北京法源寺》不该像电视剧《走向共和》那样四平八稳地讲历史，只能走先锋之路，有全新的观点。它讲的是一场真正的革命，戊戌是个开端，全面清算整个中国传统，对中华文明的本体做彻底反思，革命性和激进性前所未有。从此中华民族走向不停歇的革命，这一文明也开始步入现代。所以，这段历史的关键是“新”，与传统的断裂和生生不息的活力，才是该戏的灵魂。遗憾的是，《北京法源寺》仍重复着过去的调调，慈禧、李鸿章、荣禄等保守派与康、梁、六君子等激进改良派之争，无非谁对富国强兵更有利，谁提出更好的制度建设，谁更稳健务实或谁高瞻远瞩，好似把文艺复兴说成给欧洲带来和平与发展之类，而罔顾这场思想革命如何重塑了一个民族的精神。现在是重谈戊戌的时候，但应有不同的谈法，不光在天下社稷层面，还应汲取戊戌的能量，直击精神萎靡、思想懈惰的现实。先不必钩沉索引，搞历史正确，而应大刀阔斧，批判现实。
戴锦华 ： 《北京法源寺》始料未及地触动了我。有震撼，有感动。
田沁鑫选了个难题：戊戌变法—一个重叠着一百多年来无数次、无数层次的论争、质询、辨疑的历史的关键性时刻、终结或开端。震动来自这部剧成功地营造了大时代的历史感：千钧一发、兴盛—衰亡、不容回避、无可转身、不可逃脱；历史的机遇与偶然，历史的智慧与误读，一个每个人必须交出他“真正的身份证”的时刻。我同意江湄的描述，但是我认为，比我们自诩可以公允地、超越性俯瞰历史更可怕的，是历史纵深的消失，历史感的飘散。戏剧的开篇：法源寺，生死交汇处。一九二一年（一个现代史开启处意味深长的年头）和一八九八年的对话，一次生者与死者的对话。当然，更是今天与一八九八年的对话，也是多重历史现场间的对话，是“戊戌变法”重要人物间的对话或隔空对话，是每个人物面对种种历史评判的自陈与自辩，是那些充满张力甚至悖谬的时刻：“救驾！”或“我怎么会和你说话？”……
一个饱满的舞台。然而，在多声部、众声喧哗、多音齐鸣之中，事实上导演有倾向、有认同、有中心，那就是谭嗣同。我想，这出戏触动了我的，无疑是谭嗣同，以及包括他在内的六君子。除了大时代、历史，大概另一个关键词，是英雄，也许该加上“中国英雄”。为此，田沁鑫剧组事实上准备了一次暖场、一部垫场戏：《英雄二十四小时》，提问何为中国英雄。也正是谭嗣同等六君子和他们的妻子共同托举、承载了剧中的大时代之感，展示了舍生取义的苍凉悲壮。今天，我们已习惯了某一种关于人性的表达：趋利避害，贪生怕死，饮食男女，因此而无从理解大时代，无从理解人性的意义正在于利益原则的超越。不然，对英雄就只剩下袁世凯的解读了：狂生或疯子。为此，我接受了剧作的空间选择：法源寺、佛教或生死交汇处，因为佛教、佛法为谭嗣同这个特定的英雄提供了特定的精神和意义注释，它令当代人得以理解：“我自横刀向天笑”，“有心杀贼，无力回天”，不是单纯的激进，更不是无谓的冲动，而可能是一份别样的大智慧，一种历史高度上的选择。
当然，必须提到的，是《北京法源寺》炉火纯青的場面调度，这无疑是田沁鑫戏剧一以贯之的特点。在这部剧中，你似乎可以感到田沁鑫极为华美、丰富的剧场调度有所节制，但与其说是节制，不如说是舞台为它的负载所充满并平衡。事实上，在这部剧中，你很难分别去讨论剧作结构、对白与舞台调度、肢体语言，它们彼此支撑、相互包裹，从饱满的舞台上扩张开去，包裹了整个剧场。历史的大时刻，历史的十字路口。可以不必须是戊戌变法，但又一定是戊戌变法。可以感到，田沁鑫在这部剧中有更大的诉求，一个难题甚至是一个悖论：以历史政论剧的形式摸索一份关于平衡的表达。不仅是“生死、朝野、家国、君臣、人我、是非、情理”，更是戊戌变法那个充满历史动能与革命性的时刻与当下。
每一次打开亦是某种关闭，每一次触摸亦是一次远离。
高耸钢结构施工关键控制技术分析 第3篇
随着建筑技术的不断发展与高强度材料成本的下降, 钢结构的体系与规模也得到了更快速的发展。越来越多的建筑工程采用钢结构, 钢结构运用于建筑的相关理论也逐渐体系化和科学化。相比于传统的建筑材料, 钢结构具有施工时间短、韧性和塑性好、重量轻、强度高等特点, 所以钢结构在国内的建筑工程中一直被广泛采用。如果在设计中存在疏漏并引发钢结构失稳事故, 会造成不可估量的经济损失以及人员伤亡。所以相关设计人员需要进一步加强关于钢结构稳定性的研究工作。
1 建筑结构设计中存在的问题及对策
1.1 钢结构设计防火方面的问题及对策
钢结构建筑中所使用的钢材料属于不易燃材料, 但是钢材料的耐高温性较差, 在高温环境下, 钢结构极易发生断裂情况, 一旦发生火灾, 会严重影响钢结构的稳定性并造成极大的安全隐患, 在对钢结构进行设计工作时一定要充分考虑到防火问题。相比于钢筋混凝土结构的建筑, 钢结构建筑防火性能差得多, 我们可以采用两种方法提高钢结构的防火性能, 在钢结构建筑中设置保全板或是在钢结构上涂抹防火涂料, 并根据不同的情况采取不同的涂抹厚度。以上两种方法是常规防火方法, 除此之外还可以通过合理设置防火门与防火墙、设置独立水幕、配备自动喷水系统等方法进一步提高钢结构的防火性能。结合烟气控制技术和火灾探测报警技术在发生火灾时及时发现并发出警报, 方便灭火工作的进行。
1.2 钢结构设计防腐方面的问题及对策
钢结构材料还有一个致命的缺点就是化学性质不稳定, 长期暴露在室外环境中的钢结构材料会受雨水和空气的影响而变质, 这不仅会影响到钢结构的外观还会影响钢结构的稳定性。所以, 钢结构设计工作也要充分考虑到钢结构材料的防腐问题。目前最有效的钢结构防腐方式是涂抹防腐涂料。为了进一步提高防腐效果, 需要选用特殊的耐腐钢材料, 并通过热浸镀锌工艺来提高钢结构的耐腐蚀性, 配合相应的有机涂料以及阴极保护技术, 可以使钢结构的耐腐蚀性得到更大的提升。
1.3 钢结构设计噪声方面的问题及对策
噪声问题是当前国内建筑比较容易忽略的问题, 也是比较难以解决的问题。如何有效降低噪声一直是建筑学领域的重要课题。不同使用功能的建筑对隔音效果也有着不同的要求, 对于需要提高隔音效果的建筑, 相关设计人员需要依照建筑物的使用功能来进行有针对性的调整。常见的隔音方法主要包括设置隔音窗或隔音门、选用具有隔音功能的建筑材料等。
2 钢结构稳定设计具体原则
从钢结构的稳定性出发, 在设计过程中, 需要从以下三个方面来保证钢结构的稳定性。
2.1 钢结构稳定设计的具体原则
为了充分发挥钢结构优质性能, 必须对钢结构进行十分严谨的前期设计, 需要通过相关的数据统计软件对钢结构相关指标进行精密的测试。只有经过严格检测的钢结构才可以投入量产并运用于工程施工当中。所涉及到技术参数指示主要包括结构阻尼比、抗震强度系数、水平荷载系数等。以水平荷载为例, 在理想环境中, 只有坚向荷载才能保证水平荷载为零。但在实际情况下, 会存在一定的风荷载, 时刻影响着建筑结构的稳定性。这就要求相关设计人员必须以当地环境为依据, 结合可能出现的最大风荷载来确定钢结构的水平荷载系数, 合理地提高建筑稳定性进而降低发生坍塌事故的可能性。
2.2 剪力调整问题
我国的高层建筑结构越来越复杂。尤其是采用了不对称设计的建筑中含有大量的斜柱结构。相比于传统的垂直结构, 斜柱结构倾角十分明显, 这就需要建筑结构具有更大的剪力。目前的国内建筑设计人员在对钢结构进行设计工作时, 通常会将垂直构件简化为柱子, 将斜柱简化为斜杆。虽然在一般情况下, 这种做法不会对建筑的整体稳定性造成太大影响, 但是在对框架柱剪力进行调整的过程中则会影响到建筑的稳定性。由于建筑物中的斜柱主要起到横向支撑的作用, 但也需要一定程度的竖直荷载作为坚向支撑, 所以这一部分荷载就会对剪力的计算造成较大的影响。由此可见, 设计人员在对剪力进行调整时一定要充分考虑到竖直方向荷载的影响。依照建筑区域的具体环境, 合理调整建筑物的剪力, 充分发挥钢结构的稳定性。如图1所示。
2.3 强柱弱梁的设计
在钢结构的设计过程中, 需要对梁和柱的两个方面做整体的考虑。为了提高钢结构的安全性, 在水平荷载较大或者面临强震时, 钢结构中的塑性铰一定要出现在梁上, 这可以在剧烈水平震动的情况下维持钢结构的稳定性并提高建筑的抗压性, 在受力过后更容易回到初始形态。钢结构设计人员需要对梁与柱的设计进行弹塑性方面的计算与分析, 通过分析的结果来确定塑性铰是否出现在梁上。
3 钢结构稳定性设计的具体特点
3.1 失稳与整体钢度
钢结构的稳定承载力与其自身的钢度有关, 而钢结构的钢度与其整体构成有关。所以, 钢结构的整体直接影响着钢结构的稳定性。
3.2 钢结构稳定性的整体分析
严格说来, 钢结构中所有组成部分都对整体稳定性有着或多或少的影响, 在钢结构设计工作中, 需要从整体出发来考虑钢结构的稳定性。当钢结构本身出现变化时, 必定会影响到整体结构的受力分布并出现局部弱化, 即使是微小的弱化也会影响到整体结构的承载能力。
4 钢结构稳定性的具体分析方法
由于我们对钢结构进行的分析都是在外荷载作用环境下进行的, 所以关于这种变形的研究需要与构件或者结构的失稳性保持同步, 我们可以分别采用静力法和动力法对进行研究。
4.1 静力法
静力法指得是静力平衡方法, 主要分析在钢结构发生微小形变之后的受力情况, 结合相关力学数值建立不平衡微分方程, 最终得出临界荷载。
4.2 动力法
当结构体系已经处于平衡状态时, 对结构整体施加任何微小的干扰都会使结构整体发生振动, 在这种情况下任何振动的加速以及结构的变形都会影响到整体结构的荷载。当荷载值处于最低荷载极限之下时, 则变形的方向会与加速度相反。所以, 当除去干扰后, 所有的运动都会停止, 使整体结构达到平衡状态。临界状态的荷载主要为钢结构的屈曲荷载, 获得屈曲荷载的前提是振动频率为零。
5 施工仿真分析
以某广播电视多功能发射塔为例, 其安装流程如下:锚板预埋及地脚螺栓;塔座钢结构安装;塔体钢结构安装;塔楼钢结构安装;天线桅杆钢结构安装。其中井道结构施工标高41.36m;外塔架钢结构施工到标高37.5m;井道钢结构施工到标高86.635m;外塔架钢结构施工到标高75m;井道与外塔架钢结构先后施工到标高120m;外塔架钢结后舡到标高170m;井道与外塔架钢结构先后施工到标高187.5m。
5.1 风荷载作用分析
某广播电视多功能发射塔所在地近50年最大风速25m/s, 风振系数βz、高度系数μz、体型系数μs按规范选取, 基本风压0.4N/m2。风载作用最大位移值556mm, 最大位移发生部位为天线顶端, 最大应力值93.5MPa, 最大应力发生部位为外塔最底部。
5.2 温度作用分析
根据《建筑结构荷载规范》的有关规定:基本气温最低Tmin=8℃, 最高气温Tmax=36℃, 钢质材料线膨胀系数αT=1.2×105℃。考虑到施工荷载和重力荷载, 取参考温度为20℃。
首先以设计时提供的要求为总体目标, 以施工单位提供的施工方案为依据, 按照设计规范中的参数进行有限元理论计算, 并得到主要工况下的理论计算值, 为施工提供指导;施工过程中, 根据不同的进度安排, 适时地进行应力、位移的监测;对实际监测得到的数据进行分析, 并与理论计算值进行对比, 从而及时调整施工方案, 并预测下一阶段的应力、位移的变化, 以保证结构能够安全施工。
6 钢结构焊接
目前来看, 为了维持焊接部最基本的疲劳强度, 钢结构的拉伸强度至少要提高到440N/mm2~540N/mm2。由此可知, 为了满足建筑结构加轻量化要求, 提高高强度钢结构焊接疲劳强度是目前的首要任务。
影响焊接结构疲劳强度主要受到钢材强度制约, 钢铁材料受自身特性的影响以及疲劳强度受静载强度的影响十分明显。在焊接结构方面, 焊接部疲劳强度与焊缝金属强度、热影响焊缝金属静强度、母材静强度并不存在尽然关联。虽然材料基本的力学性能一定程度上会影响到裂纹扩展速率, 但这并不是金属疲劳的主要来源并且影响不大。静强度只有在应力大于+0.5的时候才会发挥作用, 所以采用高强度钢才是提高母材焊接口疲劳强度的主要方法。
焊缝周围的疲劳裂纹通常出现在焊缝波纹、焊根焊缝、焊缝缺陷处等位置, 焊接部的疲劳强度一般受焊接缺陷的影响比较大;受力偏心、错边、缺陷、焊缝外形是影响焊接部疲劳强度的最主要因素;由焊缝接头引起的应力集中也会一定程度上降低疲劳强度;应力集中由焊接部截面开关的变化产生, 由于焊趾往往存在一些咬边缺陷, 会降低其疲劳强度。
在许多新型的复杂结构中, 钢结构取代了钢筋混凝土结构, 成为结构的主体框架, 高耸钢结构施工控制技术逐渐得到重视。钢结构工程从建设到结束的过程中, 结构可能会受到一些已知或未知因素的影响。这些因素都或多或少导致结构实际状态和理想状态之间的差异。
参考文献
[1]贾美金.超高建筑钢结构施工关键技术要点及控制措施[J].四川水泥, 2015, 37 (14) :261-262.
[2]牛犇.大跨度空间钢结构施工技术研究与监测[D].天津大学, 2014:118-119.
高耸入云的意思和造句 第4篇
2) 从中央山脉延伸出来,高耸入云的科勒迪耳山脉横亘在艾罗兰的北面,末端一直探入了西边的神圣狮鹫帝国境内。
3) 雪山高耸入云,云端之上白雪皑皑,终年不化。
4) 正前方,四座高耸入云的山峰,千岩竞秀,云雾缭绕,看不清细貌,时而传来一两声兽鸣。
5) 白雪皑皑的奎屯山,高耸入云的友谊峰,峰峦叠嶂,山林如画;风平浪静时宛似一池翡翠的喀纳斯湖,其“云海佛光”。
6) 在魔府不远处也有一座高耸入云的山峰,山峰脚下毫无预兆的出现了一尊石门,而且也是轰鸣而开,从里面飘出了无数瑞彩祥云。
7) 牧枫仰头看着这银装素裹又高耸入云的山峰,不由感叹道。
8) 少时观其兄所建蜀山一脉,蜀山之巅,一座高耸入云之琼楼金阙屹立其上,大有气逾霄汉之势。
9) 一座座苍翠欲滴的山，峰峦雄伟;一条条晶莹剔透的溪，清澈见底;一座座古色古香的亭，小巧玲珑;一座座金碧辉煌的塔，高耸入云。我真想用相机拍下来。
10) 远看，松树高耸入云，树干挺拔，树枝一直向四周散开，就像一柄柄大伞在空中撑开，三棵松树之间的枝蔓连接着，又好似手拉手的小朋友在玩丢手绢。
11) 那座山高耸入云，好似一条腾飞的龙。
12) 选择：选择是一个崭新的开端，选择高耸入云的峭崖便需有“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”的信念;选择波涌浪滚的大海便需有“直挂云帆济沧海”的壮志豪情;选择寒风劲厉的荒漠便需有“醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回”的博大胸怀。
13) 那株雪松，伸腰立枝，像一座高耸入云的宝塔，既挺拔，又茂盛，连每一棵松针都是气昂昂的。
14) 敬爱的周虽然与我们永别了，但他的光辉形象如同高耸入云的山峰，气贯长虹，永垂千古。
15) 黄浦江边,东方明珠塔光辉灿烂,高耸入云。
16) 昔日纽约的世贸大厦高耸入云。
17) 远看校园里绿树成阴花团锦簇。一座座教学楼高耸入云金碧辉煌好似一个个富丽堂皇的宫殿。
18) 这些先进的概念导致了现代摩天大楼的诞生，这是一项高耸入云的美式发明，自此也开始在其他国家如雨后春笋般地兴起。
19) 高耸入云的巨杉令我们惊叹不已。
20) 高耸入云的塔昂首挺立永垂不朽!
21) 选择是一个崭新的开端，选择高耸入云的峭崖便需有“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”的信念;选择波涌浪滚的大海便需有“直挂云帆济沧海”的壮志豪情;选择寒风劲厉的荒漠便需有“醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回”的博大胸怀。
22) 看着北京高耸入云的高楼大厦，许多小城市对此只能是望洋兴叹。
高耸超静定桁架结构的稳定性分析 第5篇
桁架钢结构被广泛应用于重载高耸的机械结构和建筑结构中，如塔式起重机的塔身、吊臂，施工升降机的导轨架等。由于这些结构的可靠性直接决定了设备安全性，因此稳定性计算在设计中尤显重要，事实上相当比例高耸桁架结构的破坏是由结构失稳引起的。起重机设计规范中除了要求验算整体稳定同时要求验算各杆件的局部稳定[1]，很多文献介绍了整体失稳和局部失稳计算方法[2,3,4,5,6,7,8]。
目前，有限元法是计算大型桁架结构的最有效方法[9]。采用有限元进行结构稳定性分析时，不再区分整体失稳和局部失稳，即得到的稳定临界力包含了整体和局部失稳模态。因此，当采用有限元法对桁架结构进行稳定性分析时，只要载荷小于所计算的稳定临界力，结构既满足整体稳定的要求又满足局部稳定的要求。但是，工程中在计算超静定桁架结构时，有限元得到失稳临界力并非真正的结构失稳时的临界载荷，正如本文后面要讨论的一样，一旦局部失稳出现在整体失稳之前，当载荷达到或超过失稳临界力时，结构不一定失稳。
最为典型的事例如图1所示二杆对称桁架结构，杆的横截面积A1=A2，惯性矩I1=3I2,N1、N2分别为杆件1、2的轴力。由静力平衡方程有：P=(N1+N2)sina。因为两杆截面积一样且结构对称，在未产生单肢失稳前两杆的轴力相同。当惯性矩较小的杆2发生单肢失稳时，系统对应的载荷为Pcr(1)=2p2EI2sin3a/l2，然而杆2的失稳并不意味着结构承载力不能再增加了。对超静定结构而言，会导致结构受力分配的改变，杆2的承载力虽已达极限，而杆1的承载力仍可增加，直至失稳。不难看出，当杆1、杆2均失稳时，系统的临界力为Pcr(2)=p2(EI1+EI2)sin3a/l2=4p2EI2sin3a/l2，是Pcr(1)的两倍。甚至当我们考察去除杆2的情形时，发现系统的临界失稳力为Pcr(2)=3p2EI2sin3a/l2，也比Pcr(1)更大。显然以Pcr(1)为图1模型系统的稳定临界力是错误的。当我们用ANSYS或SAP84有限元软件对图1结构进行稳定临界力求解所得的结果竟然与Pcr(1)相同，因此这是明显的误判。事实上，用有限元软件分析工程中的实际结构时，经常会碰到局部失稳而整体不失稳的情况，有时整体失稳临界力远大于局部失稳临界力。因此，整体结构失稳临界力的确定成为稳定设计的首要问题。
采用有限元分析结构的稳定性时，如何克服通用有限元软件在计算超静定结构稳定临界力时的“误判”至关重要。本文探索基于ANSYS软件环境，进行适当二次开发，利用ANSYS可以求解复杂超静定桁架的真正稳定临界力。由于桁架结构本身的复杂性，为了简化，本研究将局限于平面问题，并从两端铰接杆组成的桁架系统入手。实际上，对于高耸桁架结构，杆件比较柔细，次内力比较小，杆件内力以轴力为主，将两端刚接杆系等效为两端铰接的杆系带来的误差极小[10]，并且桁架的计算结果略小于钢架的计算结果，设计结果偏于安全，是工程中切实可行的办法。
2 结构稳定理论有限元方法
结构稳定的能量准则可以表述为：弹性力学系统总势能∏的正定二阶变分是保证结构静力稳定的充分必要条件，即
体现在有限元理论中，系统的切线刚度矩阵KT正定，即结构稳定的临界条件为
如图2所示，考虑轴向变形的梁单元，由文献[11]的推导可知其精确的刚度矩阵为
上式的刚度矩阵是由精确的有限元方程得到的,包含了线性刚度矩阵K0和几何刚度矩阵Ks,用此精确的刚度矩阵分析结构的稳定性可以得到精确的解析解。
对于一般的桁架结构模型,设杆件的总数为n,如图3所示。
桁架模型的任意杆i在单元局部坐标系中刚度矩阵与式(3)相同，利用坐标转换，得到整体坐标系中的单元刚度矩阵
在式(4)中,a11=-Aili2/Ii;a22=(ai+bi)+ei2;a25=(ai+bi)li;cj=cos(ji);sj=sin(ji)。为以后论述方便,令
其中
A11i、A12i、A21i、A22i为2×2矩阵,其中元素与Ai对应;
B11i、B12i、B21i、B22i为1×2矩阵,其中元素与Bi对应;
C11i、C12i、C21i、C22i为2×1矩阵,其中元素与Ci对应。
将各单元刚度矩阵根据结构整体自由度组装成系统的整体刚度矩阵。桁架中几根杆件铰接在一起,那么这些杆件的铰接点处共用平动自由度,单元刚度矩阵中和这些平动自由度相关的刚度项叠加在一起。考虑到铰接处各杆件的转动自由度不发生相互耦合,一根杆件的转角自由度只和这根杆件的节点平动自由度有相互刚度,和其它杆件自由度的相互刚度为零;杆件的平动自由度也只和这根杆件节点的转角自由度有相互刚度,和其它杆件节点的转角自由度的相互刚度为零;以及去掉铰支座处节点的平动自由度。因此系统的整体刚度矩阵必然是一个带状稀疏矩阵,而且具体形式如下
组装整体刚度矩阵过程中，各单元刚度矩阵中Bi、Ci、Di的元素不会改变，只是将它们填入整体刚度矩阵中恰当的位置，Ai中的元素将根据共用自由度的情形来叠加。分析由Ci、Di构成的子阵,做不改变整体刚度矩阵行列式值的初等行变换,可将整体刚度矩阵化为类似下三角矩阵的形式。经过变换改变了A—i中的元素,Bi、Di中元素不变。整体刚度矩阵变换为
根据线性代数知识,结合式(2),桁架结构临界失稳的判别条件为jj
由文献[11]可知,当模型中杆i承受的荷载达到临界荷载时有det([Di])=0,这将会导致模型整体刚度矩阵的行列式为零。换而言之,有限元理论的结论是如果桁架模型中出现单杆失稳就认为整体结构失稳。图1所示的二杆超静定桁架失稳时就是这种情形,ANSYS软件分析获得屈曲荷载只是引起杆2失稳。而整体结构是超静定结构,在杆2失稳后仍具有承载能力,并没有真正失稳。因此ANSYS软件的结果并不是图1超静定结构真实的临界稳定荷载,引言提出的有限元软件“误判”现象就得到了解释,而且这是有限元软件对超静定结构做稳定性分析时出现的共性问题。基于此种情况编写了ANSYS二次开发程序来分析超静定结构的稳定性问题,充分挖掘超静定结构稳定承载能力。
3 基于ANSYS的结构稳定性分析软件开发
如前所述，采用有限元法计算所得的超静定桁架结构稳定临界力未必是表征结构失稳临界状态的受力情况。为了得到这类桁架结构失稳的临界载荷，对通用的有限元分析软件进行二次开发在工程中很有实际意义。杆件失稳形式通常是二类失稳，但不论发生一类失稳还是二类失稳，杆件在失稳后都仍具有一定承载能力[12]，而且一类稳定和二类稳定的临界载荷是基本一致的[13]。超静定结构在整体没有失稳之前杆件变形可用小挠度理论分析[14]，认为杆件的失稳是一类失稳来简化计算。当桁架结构出现单肢失稳时，如果继续增加载荷，失稳的杆件单元所受的内力保持临界值，并不会因外载增加而增加，此时，其它单元将分担增加的全部载荷，所以，从受力特性上来说此时的结构已经发生变化，要继续分析结构是否还有承载能力，必须对有限元分析模型进行相应的改动，建立起与实际结构受力相同的等效结构模型。本文基于ANSYS环境进行二次开发，在进行稳定分析过程中对结果进行分析，判断ANSYS得到的临界状态是否为单肢失稳临界状态，并进一步建立等效分析模型，继续稳定性分析，直到得到结构整体失稳时的临界载荷。
程序流程图见图4。
4 算例
4.1 简单桁架
例如利用最常见的有限元软件的特征值失稳模块求解图5结构的临界失稳载荷，杆1、杆2使用钢管Ø20mm，杆3采用钢管Ø12mm。采用ANSYS和SAP84计算的稳定临界力均为51.628kN;而采用本方法可以求得的临界载荷为128.843kN，由结构力学可以得到该结构的精确稳定临界力为128.73kN;与本方法计算结果几乎相同，显然本文方法可行。
4.2 典型的塔身结构
计算图6所示单个塔片结构的临界稳定荷载。其中弦杆用Ø50×5mm钢管，腹杆用Ø27×3mm钢管，±10 000N同时作用模拟加在模型上的弯矩，横向荷载2 000N模拟风载，P为施加模型上的垂直载荷。风载大小根据设计工况确定，弯矩可由起重设备的主参数决定，都可以视为常值载荷，垂直载荷是设计的主要关注载荷。
在ANSYS软件前处理器环境下建立结构的有限元模型。所有杆件均采用beam3单元，输入算例模型中的载荷参数。调用编写的稳定性二次开发程序，得到整体结构失稳过程如图7a、b所示，首先是结构中较弱的受压腹杆依次失稳，然后是结构下部的受压弦杆失稳，最终使模型成为几何可变结构而垮塌。程序的稳定性分析结果如表1。表中的各个临界力与各次失稳过程对应。其中第一次失稳时临界载荷103.368kN即为有限元软件直接求解得到的结果，远远小于模型真实的失稳临界载荷378.385kN。
5 结论
高耸结构 第6篇
1 工程概况
本文以广东省某四回路220 k V角钢输电塔为原型建立了有限元模型, 选取了合适的风场参数并得到风振系数, 采用考虑双重非线性的静力计算模型, 对比了常态风和台风下的极限承载力, 为输电塔抗台风设计提供指导。
2 理论计算
2.1 参数取值
工程所在地属于B类地貌, 常态风下风速剖面按式 (1) 模拟:
其中, z为离地面高度, m;α=0.16;V10为10 m高度参考风速, 取32.8 m/s。湍流度剖面按式 (2) 模拟:
其中, z为离地面高度, m;A为常数, 当z=30 m时, 要求Iu=0.16。脉动风速模拟采用Kaimal风谱, 如式 (3) :
其中, f为脉动风频率, Hz;;地表粗糙度系数k取0.005。对于台风风场, 风速剖面按式 (4) 模拟:
式中台风风场的α=0.143[1];湍流度剖面按式 (5) 模拟:
采用石沅风谱模拟脉动风速:
其中, k为地表粗糙度系数, 取0.005;。
本工程中根据输电塔的形状特点, 将全塔自上而下分为18个风速模拟区。两类风场下V10取值相同;时间步长0.062 5 s, 时程总长512 s;截止频率为2 Hz, 等分数1 024。在MATLAB程序中采用谐波叠加法生成风速时程, 并基于准定常假定求得杆塔结构的理论风振系数[2]。
2.2 有限元模型
基于通用有限元软件ANSYS对该角钢输电塔按1∶1建模, 杆件材料采用的钢材型号为Q235和Q345, 采用Beam188单元模拟各角钢杆件。有限元三维模型见图1, 前6阶频率如表1所示。
材料的非线性指的是材料的应力应变关系是非线性的。本次理论计算中涉及到输电塔的弹塑性极限承载力分析, 其中的塑性变形不可恢复。两类材料均采用理想弹塑性模型BISO, 以某构件为例, 其材料弹塑性模型见图2。
2.3 计算及分析
输电塔塔身的静力风荷载及计算风向角按照《架空输电线路铁塔设计技术导则》[3]的规定来选取。铁塔以及横担风荷载的标准值, 按照下式进行计算:
其中, Ws为铁塔风荷载标准值;W0为基本风压;μz为铁塔高度系数;μs为铁塔体型系数, 取为1.3 (1+η) ;As为铁塔迎风构件投影面积计算值;βz为铁塔风荷载调整系数。取有限元模拟出的风振系数进行计算。
采用荷载增量法对输电塔进行静力荷载的施加, 并基于B—R准则判断结构的极限承载力[4]。
2.4 两类风场设计工况下的极限承载能力计算分析
B类风场V10=32.8 m/s的4种工况 (风向角分别为0°, 45°, 60°, 90°) 下, 输电塔塔顶位移与荷载曲线见图3。
以90°风向角为例, 在该工况下, 输电塔塔顶位移主要是X方向位移, Y方向位移几乎可以忽略。通过对输电塔构件的最大应力进行分析, 输电塔的风荷载由双腿柱共同承受。底部受压腿柱均已到达稳定破坏, 出现塑性变形;受拉腿柱未达屈服应力, 承载能力仍有富余。在该工况的极限荷载作用下, 输电塔塔身中段处的斜撑应力均较大, 相当一部分受压斜撑达到稳定破坏强度。可见塔身中上部的斜材与塔腿主材是该工况下的薄弱部位, 是容易失稳破坏的地方, 在实际工程中应予以重视。B类风场下其余各风向角情况类似, 其相应的静力极限承载力及换算极限风速如表2所示。
台风风场与B类风场下各工况类似, 不再赘述。台风风场下各风向角下塔顶位移荷载曲线见图4, 其相应的静力极限承载力及换算极限风速见表3。
2.5 计算结果
1) 输电塔在B类风场下的极限荷载为1.463 4Pd (Pd为设计荷载) ;在台风风场下的极限荷载为1.279Pd;台风风场下输电塔的风振系数取值较大, 故其相应的极限荷载较低。因此, 台风多发地区的输电塔设计必须考虑台风高湍流引起的动力风荷载增大效应。2) 塔架结构在B类风场及台风风场的设计荷载下, 结构的荷载—位移曲线满足线性关系, 在超越静力弹性极限的情况下, 也具有一定的强度储备及结构刚度。3) 在受0°, 90°风时, 荷载由双主材共同承受;在受斜向风 (风向角为60°, 45°) 时, 荷载主要由斜向的单一主材承受。因此斜向风的情况下受力最危险。
3 结语
由工程实例可见, 通过数值模拟可以进行塔身结构在动静态风荷载作用下的极限承载能力的计算和分析。在考虑双重非线性的情况下, 进行数值模拟对输电塔之类的高耸结构进行极限承载力分析是一种经济有效的方法。
参考文献
[1]楼文娟, 夏亮, 蒋莹, 等.B类风场与台风风场下输电塔的风振响应和风振系数[J].振动与冲击, 2013, 32 (6) :13, 17.
[2]蒋莹.台风风场下输电塔结构的风效应研究[D].杭州:浙江大学硕士学位论文, 2010.
[3]DL/T 5154-2002, 架空送电线路杆塔结构技术规定[S].
高耸钢结构桥塔的极限承载力研究 第7篇
关键词：钢结构,桥塔,几何非线性,材料非线性,极限承载力
近年来,随着大跨径桥梁的修建,越来越多的桥塔采用钢结构。如已经建成通车的南京长江第三大桥[1],正在设计阶段的泰州长江公路大桥[2]都采用了钢桥塔。桥塔的高耸化、塔箱的薄壁化,结构的局部刚度和整体刚度的下降,使得稳定问题显得比以往更为重要。稳定问题可以分为第一类稳定和第二类稳定两种。第一类稳定以小位移理论为基础,第二类稳定建立在大位移非线性理论基础之上,考虑材料的非线性。实际工程中的稳定问题一般都表现为第二类失稳。但是,由于第一类稳定问题在数学上表现为特征值问题,求解方便,在许多情况下两类问题的临界值相差不大,因此研究第一类稳定问题仍有着重要的工程意义。
针对某一设计方案的悬索桥钢桥塔分别采用了线性方法、几何非线性方法和同时考虑几何非线性及材料非线性的方法对该钢桥塔进行了分析,结论表明,同时考虑几何非线性和材料非线性能够更真实的反映结构的极限承载能力。
1 三种方法简介[3]
1.1 线性方法(方法一)
桥塔结构在临界荷载作用下的线性平衡方程为:
([K0]+λ[Kσ])·{Δu}=0 (1)
其中,[K0]为结构弹性刚度矩阵;[Kσ]为参考荷载F0作用下的几何刚度矩阵;{Δu}为节点位移增量;λ为荷载稳定系数。
式(1)为特征值问题,求解该问题的方法有兰索斯法、子空间迭代法等。结构临界荷载为F=λmin·F0。文中采用兰索斯法求解。
1.2 几何非线性方法(方法二)
桥塔结构几何非线性增量平衡方程为:
([K0]+[Kσ])·{Δu}={ΔF} (2)
其中,{ΔF}为外荷载增量。
对于式(2)的非线性增量平衡方程,一般可采用增量牛顿——莱弗逊迭代法、弧长法等求解,本文采用弧长法求解。
1.3 考虑几何非线性和材料非线性方法(方法三)
考虑几何非线性和材料非线性的桥塔结构增量平衡方程为:
([Kep]+[Kσ])·{Δu}={ΔF} (3)
其中,[Kep]为结构弹塑性刚度矩阵。
对于式(3)的非线性增量平衡方程,一般可采用增量牛顿——莱弗逊迭代法、弧长法等求解,文中采用弧长法求解。
2 实例分析与极限承载能力分析
2.1 实例介绍
本桥塔是一座悬索桥桥塔的设计方案,为全钢结构,采用Q345-QD钢材。塔高180.6 m,立面为带横梁的门字塔,侧面呈“人”字形。
2.2 有限元分析模型
采用大型有限元软件ANSYS建模,桥塔共划分112个单元,采用Beam188号空间梁单元,该单元基于TIMOSHENKO理论,每个节点有6个自由度,同时考虑梁的剪切变形和翘曲自由度,可以考虑大位移以及材料非线性。桥塔有限元模型见图1。桥塔在承台顶部固结,塔顶采用Combin14弹簧单元模拟主缆的纵向约束,线刚度取2.6×104 kN/m。外荷载包括塔顶鞍座处的主缆传下来的竖向压力共1.3×105 kN;塔顶主缆传来的横向风荷载1.26×103 kN;下横梁支座处主梁传来的横向风荷载9.38×103 kN;主塔按《公路桥梁抗风设计规范》[5]算得的横向风荷载施加。
钢材的屈服应力为345 MPa,采用双线性等向强化模型,屈服准则为Von Mises。其应力应变关系为:
(4)
其中,εs为屈服应变,本文取钢材屈服应变为0.001 7;ET为屈服点后的切线弹性模量,本文取0.02E。
2.3极限承载力分析结果
根据以上介绍的三种方法,采用大型有限元软件ANSYS分别计算了钢桥塔在4种外荷载作用下的极限承载力。按照上述荷载作用下的内力作为比例加载因子。线性稳定仅考虑几何非线性的稳定以及综合考虑几何和材料非线性的稳定计算结果分别见图2～图4。
从稳定安全系数发现,特征值屈曲系数为7.694,仅考虑几何非线性时的稳定安全系数为6.098,同时考虑几何、材料非线性时的稳定安全系数为3.018。考虑几何、材料非线性时的稳定安全系数比仅考虑线性的稳定安全系数降低60%左右,说明线性稳定分析得到非保守的结果,是承载力的上限。同时考虑几何、材料非线性要比仅考虑几何非线性的稳定安全系数降低50%,说明材料的非线性对结构稳定的影响非常显著,考虑材料非线性是必要的。由图4可以看到,荷载—位移曲线的末端有一上升段,这是由于考虑了材料的强化引起的。
3 结语
文中通过对一高耸钢桥塔的线性及非线性的稳定分析,可以得出如下结论:1)考虑非线性的稳定安全系数要比线性稳定安全系数低,线性稳定分析得到非保守的结果,是承载力的上限。2)考虑双重非线性要比仅考虑几何非线性的屈曲荷载小,说明对结构进行非线性稳定分析时,有必要考虑材料非线性,也更能准确地反映实际结构的真实承载能力。
参考文献
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高耸结构 第8篇
关键词：落地式广告牌,安全性鉴定,风荷载
1 引言
广告牌由于其商业需要, 所处的位置大多是人口比较密集的地方。一般设置在已有建筑物的附近, 有的则建在主要交通干线的两侧, 这就要求广告牌具有较高的安全性。但由于广告牌结构长期裸露在室外, 不可避免的经历风、雨、雪等恶劣天气, 导致其钢结构部分容易锈蚀、焊缝易开裂, 构成安全隐患[1]~[3]。广告牌突然倾覆, 引发伤亡的现象时有发生。因此, 广告牌结构的检测、鉴定, 以及必要的加固显得尤为重要。
广告牌按结构形式可以分为墙面广告牌、屋顶广告牌和落地广告牌三种。其中落地式广告牌的上方是由两块面板或三块面板组成的广告面体, 下方落地的一般是格构式钢结构柱或大直径钢管[4]。落地式钢管柱广告牌结构上部面板结构较轻, 柱身高度相对较大、横截面相对较小[5]。从受力的角度, 落地式广告牌属于高耸悬臂构筑物, 其主要特点是长细比很大、结构的整体刚度小, 具有“鞭梢”[6,7]效应。结构主要承受风荷载和水平地震作用, 竖向荷载可忽略不计。因此, 提高柱身抵抗水平荷载的能力是广告牌保证安全性的关键, 现阶段对于广告牌结构的抗风及抗震问题是设计、施工与鉴定加固的焦点[8]。
2 工程概况
某高速路边钢结构广告牌为三面体单柱落地式广告牌, 其主体结构由基础、立柱、上部构架杆件体系3部分构成。该落地广告牌无设计图纸、无地质勘察资料、使用年限接近10年, 整体外观如图1所示。
3 检测内容与方法
3.1 结构形式调查及构件尺寸检测
对广告牌的结构形式、结构几何尺寸、构件截面尺寸进行了检测。广告牌三面平面为等边三角形, 均为17.667m, 以地面标高为正负0.000m, 广告牌面板底部标高为+16.000m, 顶部标高为+21.400m。广告牌钢柱+16.000m以下采用1200mm×11.5mm焊管, +16.000m以上采用800mm×10mm焊管。该广告牌的结构体系为空间桁架式, 其主骨架由落地的独立钢柱和上部几道相互平行的横向主梁焊接而成, 主梁之间由水平及斜向支撑连接, 形成空间桁架体系, 广告灯箱直接挂靠在主骨架上。实测广告牌的俯视平面布置图如图2所示, 桁架主要立面布置示意图如图3, 主要构件 (杆件) 截面尺寸详见表1。
3.2 基础检查
现场未发现因基础不均匀沉降引起的地面裂缝、土体隆起等现象, 地基基础工作正常, 未对上部主体结构造成不利影响。该广告牌采用桩基础, 现场对基础承台进行了探坑检测。现场挖开发现, 承台的平面尺寸为2.7m×2.7m, 厚度1.5m, 钢管柱节段浇注埋入到承台混凝土作为固定。由于桩基础深度较深, 且根据理论分析结果可知该广告牌桩基础桩身最大弯矩出现在桩顶下约700mm处, 因此现场结合检测条件, 开挖深度取到桩顶下约1000mm处, 桩身未发现裂缝。
3.3 上部结构检查
广告牌钢柱表面油漆剥落并锈蚀严重, 出现涂层剥落、皱皮、毛刺、露铁、锈坑等现象, 如图4。广告牌桁架杆件油漆剥落、锈蚀严重, 表面粗糙, 未发现明显破损状况。使用全站仪结合吊线锤, 测量广告牌下段钢柱顶部相对于底部的偏移值。检测结果表明, 广告牌钢柱向北偏移12mm, 倾斜率为0.75‰, 向东偏移6mm, 倾斜率为0.38‰, 广告牌钢柱虽有一定倾斜但未超出规范允许值1‰范围, 满足使用要求。该广告牌中, 支撑桁架弦杆下弦和斜杆屈曲变形较大, 其余各构件未见明显屈曲等变形。
上、下段钢立柱之间采用端头横板和筋板连接, 筋板尺寸为200mm×140mm×10mm。现场对广告牌空间桁架杆件连接处的焊缝进行检测, 检测发现连接焊缝未焊满, 不密实, 出现少焊、漏焊, 表面夹渣、接头不良好, 局部锈蚀等情况较严重, 焊缝质量低于《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002中三级焊缝标准。该广告牌面板的檩条与桁架之间采用钢丝绑扎, 钢丝锈蚀严重。该广告牌立柱采用对接焊缝焊接后, 沿着柱周环向采用8块钢板贴焊。贴焊钢板的尺寸为170mmx380mmx10mm。采用超声波法对钢柱的对接焊缝进行探伤检测, 所测焊缝的内部质量达到《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002中一级焊缝标准。
4 结构计算
结合现场实际检测情况, 采用同济大学研发的3D3S软件, 根据实测的结构布置、截面尺寸等, 对广告牌进行空间建模计算, 对整个广告牌结构的承载力及稳定性进行验算[2,9]。计算时基本风压系数取重庆地区基本风压, 地面粗糙度为B类。钢材牌号取Q235B, 材料密度为7850kg/m3, 弹性模量为2.06×105MPa, 泊松比0.30。整体分析模型如图5所示。
广告牌结构受水平荷载作用控制且竖向荷载较小, 故在荷载组合分析时着重考虑风荷载的影响, 依据最不利原则, 分析时风荷载的分项系数取1.4。计算结果表明:广告牌立柱柱顶最大水平位移为264.24mm, 最大水平位移已超过高度的1/100的要求, 不满足规范要求。该广告牌横梁桁架斜杆、支撑桁架斜杆的整体稳定应力超过限值, 整体稳定性不满足要求。其余杆件的强度和稳定满足要求。
5 鉴定结论
根据以上分析, 可得该广告牌鉴定结论。
1) 该广告牌不能满足安全使用要求, 广告牌立柱柱顶最大水平位移为264.24mm, 最大水平位移已超过高度的1/100的限值要求, 横梁桁架斜杆、支撑桁架斜杆的整体稳定应力超过限值, 整体稳定性不满足要求。
2) 该广告牌中, 支撑桁架弦杆下弦和斜杆屈曲变形较大, 应予以更换。
3) 广告牌各杆件连接方式基本正确, 但焊缝质量较差, 多处地方存在少焊、漏焊、焊缝不饱满等现象。建议对广告牌焊缝进行普查, 对存在问题部位应采取补焊或重焊等相应措施。
4) 该广告牌面板的檩条与桁架之间采用钢丝绑扎, 钢丝锈蚀严重, 应更换钢丝, 重新绑扎;广告牌各杆件油漆剥落, 锈蚀较重, 应采取除锈措施并重新粉刷防锈漆。
6 思考与总结
1) 落地式高耸广告牌的基础部分由于埋在地下, 如何检查其质量成为一个难点。然而, 根据落地时高耸广告牌的受力特点, 基础桩基以下一定位置却是最不利受力位置。在实际鉴定中, 应该高度重视广告牌基础以下的现场检查, 可通过局部开挖、必要时通过现场荷载试验等方法来实现。
2) 落地式高耸广告牌长细比很大、结构的整体刚度小, 主要承受水平方向荷载, 计算时应重点考虑风荷载, 详细计算结构在风荷载作用下的刚度和稳定性, 以确保结构的安全。若是台风地区, 还需考虑台风荷载对风压系数的修正, 以降低风荷载引起的安全隐患。当结构的抗侧刚度较小时, 可根据情况采用钢管混凝土加固或者内套钢管等加固方法。
参考文献
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高耸广告牌基础设计方法研究 第9篇
1、高耸广告牌基础的受力特性
(1) 基础最大作用力的瞬时性。长期作用在基础上的压力不到最大压力的40%, 所以在一般地基条件下广告牌基础沉降较小, 在基础设计中可根据规范要求和实际情况适当减少控制沉降措施, 以节约工程造价。
(2) 基础作用力的脉动性。钢筋混凝土基础顶面与广告牌钢柱连接处受交变应力, 应采取必要的构造措施防止基础顶面开裂, 影响结构的耐久性和安全性。
(3) 基础受力方向的不确定性。在基础设计中内力的取值要充分对比各种荷载组合, 取控制内力。
2、高耸广告牌基础类型
根据场地地基表层土的承载力和上部结构荷载的大小, 广告牌基础可采用桩基础或柱下独立扩展基础。桩基础适用于场地地基表层的软弱土层厚上部荷载大而集中的情况, 桩基础承载力高, 稳定性好, 沉降量小, 可以有效地抵抗水平荷载和上拔力。柱下独立扩展基础适用于场地表层土具有良好的承载力, 地基变形能控制在可以接受的范围内的情况。柱下独立扩展基础构造简单, 施工方便, 工程投资小。由于广告牌结构质量较小, 较多采用浅基础的形式, 故本文主要研究广告牌结构浅基础设计方法。
二、通过背景工程分析高耸广告牌浅基础设计方法
1工程地质情况
拟建场地属长江漫滩单元, 经人工堆填改造, 原始地貌形态已改变, 场地地貌平坦。可划分为2个工程地质层, 其中 (2) 层进一步细分为3个亚层。根据勘探成果, 结合周边场地勘探资料, 对各地基土层的工程地质特征进行评述, 详见表1。
2、基础计算 (采用柱下独立基础)
(1) 根据上部结构计算作用在基础顶面的荷载设计值为:
(3) 确定基础底板面积。
(4) 计算基底反力及净反力, 验算地基承载力:
式中:G——基础自重 (包括基础上的土重) 标准值;
W——基础底面的抵抗矩;
Pmax、Pmin——相应于荷载效应标准组合基础边缘最大压力值和最小压力值。
(5) 经计算基础满足抗冲切的要求, 钢筋选择双向Φ2 2@1 2 5才能满足要求。
至此, 此广告牌基础在由风荷载引起的偏心荷载作用下, 如果选用常规的柱下独立基础, 其底面为14×10m2, 高度为2.0m, 才能满足地基承载力和基础抗冲切要求, 混凝土和钢筋用量较大, 经济性能不佳。故有必要对基础形式加以改进。
3改进的基础设计——倒梁板基础
这种基础形式见图1-1广告牌基础平面图。基础底面为8×1 2 m 2, 底板厚3 0 c m, 肋梁及侧壁尺寸见各剖面。
(1) 确定基础底板面积, 选取L=12m, B=8m, S=96m2
故基础满足地基承载力的要求。
(3) 内力分析
根据广告牌基础的特点和背景工程地基土的特性, 选用倒楼盖法进行底板、肋梁及混凝土侧壁内力和配筋计算。即将基础视为倒置的楼盖, 以柱脚为支座, 地基净反力为荷载, 不考虑整体弯曲 (即不计算各点的沉降差) 按普通楼盖 (肋型板楼盖) 计算。其基础梁的内力可按连续梁分析。其中, 底板厚度300mm, 双向配筋Φ10@120即满足。
三、考虑土壤侧压力对带侧墙基础的作用分析
1计算简图
设柱传给基础顶面的力为M0, N0, V0, 基础在荷载M0, V0作用下, 基础挠曲变形并挤压柱侧土体, 土体则对侧墙产生侧压力, 在土壤侧压作用下, 短柱柱身产生内力, 由于土壤侧压力产生的内力与M0, V0产生的内力方向相反, 故土壤侧压可视为短柱的水平抗力或有利约束。因此, 带侧墙基础的合理计算应考虑土壤侧压力产生水平抗力的有利作用。计算简图见图1-2。
2基底受力分析
在柱传给基础内力M0, V0作用下, 基础侧土体可视为直线变形体, 因此, 侧墙土壤所产生的水平抗力Rx, 等于该点水平抗力系数与该点水平位移的乘积, 即:
式中:K为水平抗力系数;x为水平位移.由于基础侧墙面积较大, 假定短柱位移为直线变化, 基础短柱顶位移为x0, 基础短柱底 (近似取为基础底面) 位移为零, 则距短柱柱顶z处位移x为
地基水平抗力系数K可采用常数法计算。
当基础顶部作用水平力为H, 并考虑基础侧墙土体抗力作用, 便可计算柱基础底面产生弯矩。由基础顶部作用水平力H产生基础底面弯矩为
式中, M2为侧边土体抗力对基础底产生的力矩。
假定在M0, V0作用下, 基础侧边土体未发生破坏, 基础在外荷载及短柱侧边土体抗力作用下处于平衡状态, 如忽略基础底面水平力 (摩擦力) 作用, 基础底面受力为
可见, 在广告牌基础上增加侧墙后, 基础底面弯矩有了明显减少, 从而使底板面积、底板、肋梁配筋均减少。
四、结论
常规基础设计所用的由于混凝土用量大, 基础所需要的地基承载力较大, 且混凝土和钢筋用量较大, 经济性能不佳。而改进的基础形式用回填土代替了常规基础上锥体混凝土部分, 减轻了基础自重, 从而减小了基底反力, 对地基承载力要求降低, 进而减小了基底净反力, 同时, 考虑土壤侧压力后基底所受弯矩减小, 使得基础配筋量也减少, 从受力和经济指标时来看, 都比常规基础有较大优势。
参考文献
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