跨度范文10篇

跨度范文篇1

关键词：大跨度；建筑设计；应用分析

近些年来，随着我国国际地位的逐渐提高，我国越来越注重市容市貌的建设。为了彰显我国高达的形象，一些美观的建筑物逐渐出现在我们的生活中。这些建筑物设计大胆、建设美观。同时在这些建筑物建设的时候也是采用了许多先进技术的。本文对大跨度结构在建筑设计中的应用进行了简单的探讨。抒发了一些浅显的建议。

1关于大跨度结构的简介

许多人对大跨度这个词感觉到非常陌生，不明白到底什么是大跨度，更不必说了解大跨度的应用了。本文搜集了一些资料，给大家简单的介绍了一下关于大跨度的基础知识。

1.1大跨度结构的含义及主要应用领域

首先给大家解释一下什么是大跨度。许多人从字面上了解它的含义认为大跨度就是水平跨越的范围很大。其实这样的理解是不全面的。其实大跨度的定义很简单。所谓的大跨度通常是指跨度在60m以上的建筑。主要用于民用建筑的影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑。

1.2大跨度结构的发展史

其实大跨度很早就出现在我们生活中了，由于大跨度属于建筑行业的范畴，离人们平时的生活比较远，所以不被大家了解。迄今为止，发现最早的大跨度建筑是古罗马时期的建筑。由此可以看出大跨度建筑已经有上千年的历史了。

2为什么大跨度结构会应用到建筑设计中

不知道大家有没有疑惑，为什么那么多先进的技术，偏偏大跨度结构在建筑设计中受到如此热烈的欢迎。其实一切事情都是有原因的。下面就让我们一起探讨一下为什么大跨度结构会应用到建筑设计中。

2.1来自大自然的灵感

其实，大跨度建筑的产生来自于偶然。起初，人们并不知道所谓的大跨度，更不必说什么是大跨度结构了。但是随着时代的发展，人们逐渐从大自然中获得灵感。俗话说生活是创作的源泉，一切灵感都是源自于生活，源自于自然。人们在探索与发现中，不断的积累、总结、拓展，最后发展成了先如今的大跨度建筑。

2.2社会发展的需要

大跨度结果之所以会被应用到建筑设计中，是有一个不可忽略的因素的。那就是社会发展的需要。由于我国的起步比较晚，起初时发展的比较缓慢。国家为了提高我国的综合实力，便对我国的各个行业都进行了一定的建设。建筑行业是一个国家发展不能忽视的行业。因此，我国为了提升本国的国际形象逐渐的引进一些先进的技术运用到建筑中。大跨度结构便是其中的一种。因此，大跨度结构应着社会的发展便被应用到建筑设计中去。

2.3审美要求的提高

随着社会的不断发展，人们的生活水平不断提高。人们已经不再为了温饱而发愁了。因此在人们的日常生活中不只有工作和挣钱。多了许多娱乐性的节目使得生活变得更加美好。同时人们对物品和建筑的要求不再仅仅的停留在实用性。而是在重视实用性的同时也越来越注重观赏价值。同时随着人们审美能力的逐渐提高，对事物的美观程度也逐渐提高。

3大跨度结构在建筑设计中的常见形式

上面给大家介绍了大跨度结构的一些基础性的知识，以及为什么大跨度结构会被应用到建筑设计中。下面就给大家简单介绍一下，大跨度结构在建筑设计中存在的常见形式有哪些。

3.1美观的网架结构

首先给大家介绍的大跨度结构的形式就是网架结构。正如大家所想的那样，网状结构如同一张蜘蛛网一样的紧密的结合起来。网状结构的大跨度建筑一般比较轻而且空间受力性比较好。最突出的有点就是网状结构具有一定的抗震能力。先如今，我国网状结构的大跨度建筑主要有四种表现形式，他们分别是由六角锥体、四角锥体、两角锥体和两面锥体组成的网状结构。由于网状结构的特点，因此网状结构通常被用于大型建筑物中。例如：体育馆、展览厅。

3.2坚固的网壳结构

介绍完网状结构，下面介绍一个名字与网状结构相似的结构。名字叫做：网壳结构。说到网壳结构不知道大家第一印象中出现的模型是什么样子的。或许是一个足球的形状；又或者是类似于龟壳的形状。其实所谓的网壳结构主要是有圆面、曲面等平滑的曲面组成的一种结构。网壳结构一般相对来说面积较小奥，然而却容易因为受力不均而导致变形。因此网壳结构在大跨度结构中应用的比较少。在这里也就不做过多的介绍。

3.3惊险的悬索结构

也许许多人认为网状结构和网壳结构很普通，没有什么创新的地方。那么下面本文给大家介绍一下一个独特的大跨度结构，那就是悬索结构。说到悬索结构不知道大家会不会想到吊桥和悬崖边的索道。一听到悬索结构大家或许第一想法就是惊险。

4结语

大跨度结构在建筑设计中的应用远远不止上面这些内容。还包括其它许多方面的内容，本文在这就不多做介绍了。与此同时一个完美的建筑设计也不是只单单靠这一项技术完成的。还需要更多的其它方面的技术。大跨度更深层次的应用还有待专业人士的探讨与研究。希望相关人士能够更加努力的致力于建筑设计的工作，为我们的国家和人们设计出让世界震惊的作品。

作者:旁士斌

参考文献

[1]韩丽萍.大跨度门式刚架中柱连接形式对玻纤厂房造价的影响分析[J].玻璃纤维，2010，17（4）：156~200.

跨度范文篇2

关键词：大跨度建筑；结构表现；建构

1大跨度建筑的结构特点分析

主要内容：①结构与建筑具备较高的关联度，且远大于普通的建筑物。大跨度建筑的形体构筑、外在形象以及空间围合等都与其结构紧密相关。对大跨度建筑而言，结构就是建筑。而建筑也就是结构，两者可以说已经融合在一起。合理性的结构在整体建筑设计中占据十分重要的位置，且大跨度建筑一般分为屋盖结构与下部支撑结构，其中最为重要的结构表现便是屋盖结构；②结构的造价成本较高，大跨度建筑的造价很高，会耗费大量的社会劳动资源，比如国家体育场“鸟巢”的最终工程造价将近23亿元，且使用钢量为4.2万t。由此可见，大跨度建筑的资源耗费量是十分惊人的；③大跨度建筑的技术含量较高，在大跨度建筑的整体设计中，需要考虑结构、节能、智能控制等多种问题，需要运用到多种技术。同时，通过利用高新技术，大跨度建筑也可以体现出个性化的建筑形式，比如其结构设计中的技术必须达到跨度要求，并考虑到屋盖结构中会出现的结构自重等问题，而后采取合理的技术方法，确保荷载力与结构自重之间达到平衡。为了减轻自身重量，建筑必须使用效率更高的结构，而随着结构有效性的提升，其所需的技术也就越复杂。大跨度建筑必须经由多种高新技术的共同合成。

2大跨度建筑结构的存在的问题

2.1结构表现缺乏理性建筑结构的表现最终会体现于建筑的外在形象，但科学合理的建筑结构本身也应建立在力学与美学充分结合的基础上之上。结构表现是大跨度建筑的核心影响因素，如果一味将建筑结构作为表现的工具，那么整个设计就是缺乏理性美，甚至会变为形式主义的建筑物。且由此种错误理念下设计的建筑结构缺乏张力，不符合当前的现代设计理念。比如很多建筑设计只致力于打造壮观的建筑形象，并在形态上使用花朵、飞鸟等图案，使得建筑脱离实际，无法经受时间的考验。

2.2结构表现缺乏艺术性

在多数大跨度建筑中，其建筑结构都缺乏表现力，受理性主义的限制，以致建筑设计过于追求统一、高效的目的。而这些过于理性的建筑结构设计也使得建筑失去了本身的实际意义。同时部分建筑师并不关注建筑的外在结构表现，只将节省成本、降低造价作为唯一的建筑目睹，而由此种理念下设计的建筑便会缺乏艺术性，很容易使人失去兴趣。

3大跨度建筑结构的建构方法

3.1结构单元

在大跨度建筑中，结构单元是最为主要的核心因素，它可以为整体建筑设计增添规律感、在结构单元的设计理念下，任何的建筑都可以被看做若干个结构单元。而在实际施工过程中，当完成所有的结构单元时，那么此建筑也就可以宣告完工，即建筑施工也就是复制结构单元。同时，重复的结构单元也可以为人们提供一种秩序感，并增强建筑物的精确性。结构单元一般包含两种方式，即平面结构与空间结构，其中平面结构可以进行重复装饰，并给人一种整体感；而空间单元则以大部分的空间为单元，并复制空间设计，从而可以使大跨度结构体现出起伏、流动的动态感觉。例如吉隆坡的国际机场，便主要使用了结构单元的设计理念，并通过单元复制增添建筑的气势感。

3.2利用结构原型

建筑结构表现的大部分设计灵感都来自于生活以及自然中的原型，设计师通过演化原型，在大跨度建筑中进行灵活运用，并在适当的改进下，创造出更具艺术特点的结构形式。由此，这种不改变原型结构的演变方式也被称为建筑原型的演化，且其演化方式主要包括扭转、拉伸、放大以及缩小等。在建筑原型演化的过程中，设计人员还应注意获取而建筑参数，并形成结构受力之间的合理性，且要在确保方便施工的前提下，利用更为简洁的形式实现建筑结构形象的灵活化，避免出现呆板单一的结构形态。比如东京的代代木篮球馆便采用了这种设计理念，由篮球馆的屋顶上俯瞰，会看到整个建筑由悬挂屋盖旋转围绕着主立柱，这种结构具备很强的表现力，也具备良好的通风与采光效果（见图1）。

3.3结构组合

大跨度建筑的结构类型包括钢板、折板、悬索以及张力结构等。为了实现丰富的建筑形象，设计师应该在建筑结构美学的基础上，将不同的结构类型进行合理组合。实际建筑中，利用单一的建筑结构无法达到较好的经济效果，而结构组合类型，可以使大跨度建筑面向多元化方向发展。结构组合打破了单一结构的单调乏味性，使得建筑更加富于变化，并营造出动态的感觉.而由力学角度来看，结构组合也可以减轻单一结构的荷载，提升整体建筑的荷载承受力。交叉组合是最为常用的建筑结构，它同时运用了重叠组合与连接组合的方式，产生了全新的结构形式，也使得施工过程变得更加简单可行。

4结束语

当前我国大跨度建筑得到了快速发展，且出现了很多具有影响力的作品，它们的设计理念与设计技巧为大跨度建筑提供了更多的参考依据。但有些大跨度建筑存在设计不合理、造价成本较高以及没有考虑历史文脉等问题，对我国的建筑创作产生了很多消极的影响。同时，国外建筑师进入我国市场的现状也令人堪忧。应该由建构本质重新认识大跨度建筑，并提升国内建筑师的设计理念与创作技巧，从而真正提升大跨度建筑的设计水平。

作者:曲志宝 单位:沈阳铝镁设计研究院有限公司

参考文献：

[1]刘康.现代大跨度木结构建筑的建构研究[D].西南交通大学,2015,(5).

[2]况志涛.当前高层建筑中结构施工技术探讨[J].工程技术研究,2016,(6):77.

跨度范文篇3

关键词：桥梁非线性颤振抖振时程分析

一、前言

时程分析方法是桥梁风工程中的主要方法之一。过去的非线性时域分析方法都局限于抖振。其基本流程是首先模拟桥梁风场的脉动风速时程，根据脉动风速计算抖振力和自激力，然后将抖振力和自激力的计算编入非线性有限元程序中，最后再运用这样的程序进行计算。在这个流程中，非线性有限元程序是比较成熟的，但在脉动风速模拟和自激力的计算方面都还存在着对分析有重要影响的缺陷。由于时域中耦合自激力的计算比较困难，过去的时程分析中都没有考虑耦合的自激力，因此，这样的分析方法不能用来分析耦合颤振【2】。

本文在此对时程分析方法进行了改进。首先是改进了模拟随机风场的谐波合成法，提高了模拟的效率。然后本文实现了时域中耦合自激力的计算，从而在时域中实现了比较完善的风荷载计算。利用这样的风荷载，本文在时域中统一了抖振和颤振的分析方法。在时域中实现了耦合颤抖振和颤振分析。根据这一方法，本文运用可视化编程技术，编制了大跨度桥梁非线性颤振和抖振时程分析的有限元程序Nbuffet，并对程序进行了验证。最后本文对江阴长江大桥进行了非线性颤振和抖振分析，得出了一些有益的结论。

二、脉动风送的模拟

要进行抖振时程分析就必须首先模拟作用在桥梁上的脉动风速时程。本文采用经作者改进的谐波合成系列中的一种方法，大大提高了模拟效率，为在后文进行颤振时程分析中不断变换风速计算节约了时间。作用在大跨度桥梁上脉动风速可视为一维多变量随机过程。众所周知，用谐波合成法模拟一维多变量随机过程需要计算互谱密度矩阵的Cholesky分解。该分解通常采用迭代法求借，计算最大，常常影响模拟的规模的效率。本文作者利用桥梁上各点的互谱密度近似相等的特点，导出了显式的分解公式，并且采用了FFT技术，从而极大地提高了模拟效率。

三、风荷载计算

引起桥梁风振的荷载可以分为静力风荷载、抖振力和自激力。其中静力荷载按常规静力三分力系数计算，抖振力常按Scanlan的准定常理论计算。

自激力的计算一直是研究得较多的课题之一。传统频域抖振和颤振分析方法中的自激力都采用Scanlan提出的气动导数的线性表达式。由于该表达式是频域和时域的混合表达式，不能在时域中求解。为了在时域中顺利计算耦合自激力，Lin提出了一种用单位脉冲响应函数表达的统一自激力表达式【4】。本文按Lin的理论计算耦合自激力。Lin的理论基于二自由度耦合。然而，三自由度耦合对结构振动的影响最近也引起了一些学者的关注。虽然并非所有的自由度之间都具有耦合特性，但从理论和形式完备的角度出发，本文将Lin的理论从二自由度推广到三自由度，成功地实现了时域内三自由度耦合自激力的计算。

用脉冲响应函数表达的自激力适合于任意形式的振动，也适用于正余弦振动（颤振）。根据在正余弦振动形式下，脉冲响应函数表达的自激力与气动导数表达的自激力相等价的关系，Lin导出了用脉冲响应函数表达的自激力的具体表达形式。

四、统一的额报和抖报时域分析方法

在传统的步域分析方法中，抖振和颜振是通过完全不同的方法来分析的。其中，抖振分析用的是基于随机振动理论的响应谱方法，颤振分析用的是与特征值问题有关的半逆解法或复模态解法。风振时程分析的初衷是为了解决非线性情况下的抖振响应计算。但是颤振分析中所需要的计算自激力的公式在抖振时程分析中都要用到，所以从理论上讲，利用计算抖振时程分析的方法同样可以在时域中计算颤振。实际上，抖振和颤振并不是完全独立的。在任何风速之下，桥梁都受到抖振力和自激力的作用。当风速较低时，自激力很小，不起控制作用，桥梁的振动就体现为抖振。当风速增加到一定程度时，自激力逐渐发散，并控制桥梁的运动，桥梁就发生了颤振。因此，只要正确地描述了抖振力和自激力，运用时程分析这一仿真的分析方法，就可以算出一定风速之下桥梁的真实运动状态。如果表现为随机振动，则说明是抖振，我们就可以得到响应时程统计指标。如果是发散振动，就说明桥梁发生了颤振。只要不断进行搜索计算，我们就能在时域中找到桥梁的颤振临界风速。

根据以上设想，本文设计并首次成功地实现了时域中统一的颤振和抖振分析算法。

流程中，耦合自激力的计算是个关键。过去的一些抖振时程分析方法中常只近似考虑非耦合的自激力。而大跨度桥梁的颤振发散大多是受耦合自激力控制的，因此，过去的抖振时程分析方法不能用于计算颤振的原因就在于此。颤振发散的判断依据也是关键之一。考虑到结构在接近颤振临界状态时，振动形式逐渐从随机振动过渡到谐波发散振动，其振幅将逐渐增大，相应振动的阻尼将逐渐减小。因此，本文先通过位移时程曲线观察振幅的变化规律，当结构的振动明显过渡为谐波振动时，则根据计算结构的阻尼系统，当阻尼系统为负时，则认为结构进入颤振临界状态。计算实例表明，这种判断方法与其他方法计算得到的结果一致。

五、非线性颤振和抖振时程分析的程序设计

除了在时域中统一颤振和抖振分析方法以外，本文研究时程分析方法的目的还在于分析不同非线性因素对桥梁颤振和抖振响应的影响。与大跨度桥梁抖振和颤振有关的非线性现象主要有：

（l）几何非线性，包括平均风荷载引起的位移：由于大跨度桥梁相对细长，几何非线性现象不能忽视；

（2）有效攻角效应：由平均风荷载引起的位移使风对桥梁的攻角发生变化，从而使静力三分力系统和气动导数发生变化，因此附加攻角对桥梁的影响不能忽视。

根据以上分析流程并考虑这些非线性因素，借鉴一些通用有限元程序的理论和源代码[5]，本文作者编制了大跨度桥梁颤振和抖振分析程序Nbuffet。该程序以FortranPowerStation（FPS）4.0为平台，采用Fortran90语言编程。作者运用了FPS的Windows编程技术，使Nbuffet成为一个基于Windows95／NT平台具有丰富的交互式功能的实用程序。

由于目前非线性有限元技术相对比较成熟，该部分在理论上不是本文的重点，因此这里不再详述。

六、实例分析

在以上理论的基础上，本文作者编制了相应计算机程序Nbuffet。该程序考虑了结构的几何非线性和气动非线性（有效攻角引起的三分力和气动导数等变化），以便可以考虑这些非线性对结构风振行为的影响。本文作者在程序中采用鱼骨架式模型建立大跨度桥梁模型，采用杆梁的切线刚度矩阵和Newton-Raphson方法并引入平衡迭代来处理结构几何非线性。运用所编制的程序，本文分析了江阴长江大桥主桥的非线性颤振和抖振行为。

江阴长江大桥主跨1385m，是我国目前在建的跨度最大的桥梁。丰文运用Nbuffet程序，分析了该桥不同参数下的颤振和抖振响应，并与用其他方法得到的结果进行了比较。结果显示，本文建立的统一的颤振和抖振分析方法在理论上和实践上都是成功的。本文所编制的Nbuffet程序也是实用可靠的。以下分别是运用传统频域分析方法、风洞模型试验和本文的方法分析得出的一些结果对比情况。限于篇幅所限。从结果对比可以看出本文的计算结果与频域分析方法、风洞模型试验的结果基本吻合。本文的主要目的是建立一套时域内颤振和抖振统一分析的方法和流程。从比较结果来看，这种方法和流程是成功的。

从比较结果中还可以得到以下一些现象：

（1）本文竖向响应略小于风洞试验结果，本文的扭转结果又略大于风洞试验结果。考虑到目前的风振试验和分析方法体系都尚未达到比较精确的程度，这些误差可能来源于试验、频域、时域三者之间的模型误差。

（2）素流对该桥的颤振临界风速没有影响，即考虑抖振项的参与不影响该桥额振临界风速。

（3）只有气动导纳因素对抖振结果影响显著。可见，几何非线性和有效三分力及有效气动导数对悬索桥的影响可能要到更大的跨度才能表现出来。

七、结语

大跨度桥梁在非线性情况下的颤振和抖振分析是目前桥梁风工程研究的热点之一。本文着重提出了时域中统一的颤振和抖振方法，同时解决了脉动风速的高效率模拟、结构几何非线性和气动非线性的处理方法。在此基础上，本文编制了计算程序Nbuffet并用该程序分析了江阴长江大桥非线性颤振和抖振响应。结果表明本文提出的方法及所编制的程序在理论和实践上都是正确的。

跨度范文篇4

关键词：蜂窝梁；受力性能；大跨度结构；建筑造价

近年来随着我国经济的快速发展，新型建筑体系———钢结构建筑得到大力发展，但是总体形势还是落后于发达国家。对于我国钢结构建筑发展的一个主要限制因素就是造价问题。要促进钢结构建筑在我国的发展，就需要科技工作者努力探索和寻求节约钢材的理论和方式，达到降低钢结构建筑造价的目的。从利用梁的受力特性考虑设计梁的截面结构，近年来应用较多。研究表明，在相同的承载条件下，与实腹梁相比，设计和使用蜂窝梁可减少钢材使用量达到总耗量的25%~30%，同时节省油漆和运输安装费用15％~34.6％，具有良好的经济效益。结合我国国情，更适于在大跨度结构设计中推广应用[1]。

1蜂窝梁的特点

（1）作为一种新兴的钢结构，蜂窝梁在传统钢梁的基础上，采用特定的截面形式进行裁切，重新连接构成一种新型的钢梁。（2）不同的开孔截面形式和开孔数目，可以将蜂窝梁分为圆孔型蜂窝梁、椭圆孔型蜂窝梁，六角孔型蜂窝梁及八角孔型蜂窝梁等。蜂窝梁孔截面形式的不同会影响到梁的整体受力性能。现阶段应用较多的是六角孔蜂窝梁。

2蜂窝梁的受力性能分析方法与计算

2.1正截面强度验算

蜂窝梁的实腹部分强度验算按照实腹梁来验算。蜂窝梁空腹部分T形截面按以下计算：2.1.1截面正应力计算蜂窝梁的空心部分根据T形截面的正应力进行校核。在纯弯曲梁的情况下，空心T形截面的弯曲应力是在弯矩Mx的作用下产生的。如图1（a）所示，其呈现矩形分布。当蜂窝梁受剪力作用时，空心截面中的总剪力根据上下T形截面的刚度分布。每个孔的垂直中心线出现剪力弯矩，如图1（b）所示[2]。规划设计38--根据此计算式中的假定，在图b中，b点和c点处，即在上下对称的截面中，位于腹板角点处的两点，是最大正应力的作用点。根据以上讨论，危险截面一般与弯矩最大的断面或剪力最大的断面不重合。

2.2刚度验算

由于蜂窝梁中腹板开孔的性质，腹板的剪切变形较大，因此在计算蜂窝梁的挠度时，剪切变形的影响非常重要。剪力会造成两个方面的挠度，一方面挠度来自剪力引发的次弯矩，另一方面挠度来自剪力产生的剪切形变。

2.3稳定性验算

蜂窝梁的侧扭屈曲临界弯矩可通过在平面内增加由弯矩作用产生的变形而得到提高。故对蜂窝梁讲，当梁在弹性范围内工作时，不考虑弯矩作用平面内的变形，可借助实腹钢梁整体稳定性公式，计算得到的蜂窝梁临界弯矩是偏于安全的。故现阶段对于蜂窝梁的整体稳定性计算是参照实腹梁的稳定性计算原则，并作修正，计算如式（8）所示。

3蜂窝梁的应用

以内蒙某项目的总调度楼为实例说明。本工程抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。该结构框架，共2层，长57.8m，宽21m，控制中心上部为局部大空间，长36m，宽18m。

3.1当量实腹梁截面估算

根据《钢结构设计标准》附录A的规定，楼盖主梁的挠度允许值为［v］=17560×（1/400）=43.9mm，其挠度增大系数取为η=1.4，所需当量实腹梁的截面惯性矩为：

3.2蜂窝梁切割前型钢截面的确定

蜂窝梁的扩大比，一般在1.2～1.7。由上可知其切割前的高度为800～1100mm，初选H型钢尺寸为H900×300×16×28。

3.3蜂窝梁孔型尺寸的确定及限值

蜂窝梁采用六角形如图2所示，则其相应的尺寸为：

3.4蜂窝梁的计算结果

在不同的扩大比下，蜂窝梁的计算结果见表1。通过表1可发现，随着扩大比的增大，孔洞桥址处T形截面的最大应力逐渐增大，钢材的性能越能充分的发挥。扩大比在1.5附近，蜂窝梁的挠度为最小，此时的应力比为0.78，此时的蜂窝梁有将近20%的富余量，因此扩大比在1.5附近时最为合理。

3.5蜂窝梁的构造要求

（1）在有开孔的翼板处，无论上下，均不应有集中荷载作用；如果这种情况无法回避，可以直接填充和密封腹板上的孔洞，将该处深化为实腹梁。（2）当蜂窝梁的实心腹板部分有集中载荷时，其结构要求可与典型的实心腹板梁相同。即添加加劲肋。如不能设置加劲肋时，需要对有集中荷载作用的腹板进行承载力验算。

4蜂窝梁与其他方案的比较

（1）与混凝土梁相比：蜂窝梁截面小，自重轻，因为在蜂窝梁上做压型钢板组合楼板，一方面可以不用支模板，施工简单，周期缩短，另一方面可以使整个屋面结构形成一个整体，大大增加其抗震性能。（2）与实腹钢梁相比：在承载力相同的情况下，蜂窝梁比实腹梁相比，节省钢材0.92t，约占17.7%。同样在吊顶时不需用再预留其他空间。（3）与桁架相比：桁架制作复杂，施工周期长，防腐除锈费用较高，而且桁架一般适用于较大跨度（18~36m），对于本工程来说，如果用18m跨桁架，由于钢屋架一般比较高，18m跨最高处达2.9m，采用钢屋架势必会增加层高，这一般是工程所不允许的。

5蜂窝梁应用总结

（1）蜂窝梁截面小，承载力大，制作简单，施工周期短，腹板处的孔洞允许管道系统与设备穿过，可以降低建筑层高，大大降低建筑造价。（2）在有局部大空间的混凝土框架结构中，完全可以用蜂窝梁替代混凝土梁。（3）通过几个工程的设计，对于20m跨度以内的结构，蜂窝梁都可以使用，达到一定的经济效果。

参考文献

[1]李鹏飞.蜂窝梁的力学行为研究[D].石家庄：石家庄铁道学院.2008.

[2]苏仁权，许继祥，董伟娜.蜂窝梁受力性能数值分析[J].甘肃科学学报，2019，31（5）：107-112.

跨度范文篇5

桥梁施工过程本身是一个完善的系统工程，桥梁施工的过程也就是系统的运行过程。在桥梁施工过程中，结构的安全性和理想的成桥状态就是该系统所要达到的目标-桥梁施工控制的目标。对于这样一个复杂的系统，要达到这样的目标，仅通过事后检查是无法实施的。所以，必须对桥梁施工过程这个系统的运行进行实时控制，只有这样才能保证目标的实现。尤其对于大跨度桥梁，更是如此。

二、大踌度桥梁旅工方法

随着科学技术的进步，施工机具、设备和建筑材料的发展，桥梁上部结构施工技术方法到今天己得到了迅速发展，发生了重大的变革，形成了多种多样的施工方法。总的来讲，根据施工中有无支架可以划分为：有支架施工和无支架施工两大类方法。

（一）有支架施工方法

有支架施工方法分为落地支架、拱形支架和移动支架。落地和拱形支架可以由常备式钢构件组成，配合就地灌筑法，在支架上完成模板架立、钢筋绑扎、混凝土灌注，预应力张拉等作业。此施工方法对机具和起重能力要求不高，多用于中小跨度的混凝土梁桥；但支架用料较多，成本较高，工期较长，不适于深水或通航情况。

在有支架施工过程中，为了保证桥梁建成后的线形符合设计要求，施工时需要在支架上设置预拱度，这实际上就是一种简单的施工控制方法。

由于有支架施工方法适用的桥梁跨度较小，施工工艺相对简单，影响施工精度的因素也小，由施工控制不力而产生的不良后果也不明显，从而使人们忽视了它的重要性。

为承重支架（析架式或实腹式）配备纵向移位系统、支承系统以及起吊设备，就可形成移动支架。对配备了模板系统，并采用逐跨现浇混凝土施工的移动支架，习称为移动模架。因为移动支（模）架可以在桥位处逐段（或逐孔）拼装（或现浇）预应力混凝土梁桥，今统称之为造桥机。在采用移动模架施工时，先让模架就位，然后立模板，浇混凝土并养生，再拆模，张拉力筋，然后前移模架，修建下一跨。因其需在施工时需承担梁跨结构的自重，移动模架造桥机一般仅适用于跨度不超过6腼的长桥。

（二）无支架施工

无支架施工指在施工过程中不需要借助支架或者仅需要少量辅助性支架的施工方法。无支架施工法采用自架设体系借助于吊装设备施工，桥梁上部结构进行整体或分段（拼装或现浇）施工。对桥梁的分段施工，后续梁段依靠先期完成的梁段结构作为支撑，即施工中不靠支架而靠自身结构进行施工。它体现了“化整为零，集零为整”的特点。这种施工方法在大跨度斜拉桥、悬索桥、连续梁桥、拱桥等桥型的施工中得到灵活应用。无支架施工法主要有悬臂施工法、转体施工法、顶推法和整体吊装法（架桥机法）等。

1.悬臂施工法

悬臂施工法网是指桥墩顶开始，两侧对称（或不对称）地分段形成梁体节段，直至全桥完成。按混凝土是现浇还是预制，此法可分为悬储灌注法和恳竹拼装法。前者的梁段悬臂接长是采用挂篮，在桥位处就地灌注节段混凝土，待混凝土达到一定强度后，张拉力筋，前移挂篮，继续下一梁段的施工。后者的梁段接长则是采用吊机，吊装预制梁段就位，再张拉力筋，继续下一梁段的施工。悬臂灌注法广为应用，但对跨度不大于IO0m，相同孔跨多的情况，为压缩施工周期，也可采用移动支架和平衡悬臂拼装法。

2.转体施工法

转体施工是20世纪40年代以后发展起来的一种架桥工艺。转体施工是在河流两岸适当位置，利用地形或使用简便支架将半桥预制完成，之后旋转桥梁构件，分别将两个半桥转体到桥位轴线位置合龙成桥。根据旋转的方式不同，又分为水平转体、竖直转体和平竖结合转体。目前该方法已应用到拱桥、梁桥、斜拉桥等不同桥型的施工中。

3.顶推施工法

对预应力混凝土梁桥，顶推施工是在沿桥纵轴方向的后台设置预制场地，分节段预制，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体联成整体，然后通过千斤顶施力，将梁体向前推出预制场，之后再继续进行下一节段的预制顶推。顶推法施工，主要用于等高度梁桥（包括钢析梁）的施工中。

三、桥续旅工控翻的必要性

（一）补充设计的需要

一般设计文件中所提讲的控制数据是基于理论的设计参数和假定的施工方法给出的；因此，当施工条件发生变化时，这些数据也需要随之修正，否则就难以满足施工实际的需要。施工控制不但能起到补充设计和辅助指导施工的作用，更重要的是对影响施工目标实现的各种因素的研究、监测及有关问题的解决。

（二）施工过程的需要

大跨度桥梁的形成需要经过一个复杂的过程，当跨度进一步增大时，分段数目也就越多，悬臂长度也就越大，在施工过程中遇到的问题也越多。这些方面的问题，如果不能及时有效地处理，不仅会对结构受力不利，而且可能会使主梁线形不顺畅以致影响行车。为了解决好这些问题，最好的办法就是对施工全过程实施实时控制，控制主梁应力和变形误差处于容许范围内，使全桥施工完成后达到规定的成桥状态。

（三）结构本身特性的需要

对高次超静定桥跨结构（多跨连续梁或连续刚构，或斜拉桥），其成桥的梁部线形和结构恒载内力与施工方法有着密切的关系，也就是说，不同的施工方法和工序会导致不同的结构线形和内力。

（四）加强设计与施工联系的需要

现行的设计体系与施工体系的结合并不十分紧密。一方面，设计工程师并不直接参加施工，他们熟悉先进的结构设计理论，能进行理沦分析计算，但却并不十分关注桥梁的建造技术，因此，他们可能更加注重结构在主要施工阶段和运营阶段的性能，而忽略了某些特殊施工阶段的受力情况。另一方面，现场施工人员比较熟悉施工方法，但对施工阶段存在的问题，一般只做一些简化的理论分析和计算，不能很深入地理解设计师的意图，这样就可能造成了设计与施工相脱离的现象。为了解决这种矛盾，把设计和施工两者有机地联系起来，就需要有既懂设计理论又懂施工的人从中进行联系，一方面复核设计理论计算，一方面指导施工。施工控制人员就正是这样的一个群体，他们需要具备较丰富的施工经验和较强的理论分析能力，起到为设计分忧，为施工解难的目的。

四、施工控翻方法

（一）开环控制

在这种施工控制方法中，控制是单向的，并不需要根据结构的反应来改变施工中的预拱度和内力。在各构件的制造和安装精度较高，或者结构安装误差的影响不大时，这种方法是简单可行的，大部分中小桥采用的都是这种方法。

（二）反馈控制

对于较复杂桥型，由于实际施工状态和计算状态之间存在差异，随着桥梁跨度的增大、结构复杂程度的增加，在每个施工阶段的积累误差将不可忽略，否则到施工结束时结构的线形和内力将较显著地偏离理想的成桥状态口在出现误差之后就必须及时地纠正，而纠正的措施和控制量的大小是必须由误差经反馈计算所决定的，这就形成了一个闭环反馈控制过程。

（三）自适应控制

对某一工况，以前的累计误差己经被调整掉，由于计算模型中参数差距的存在，以后的施工中仍然会出现新的误差，因此又需要新一轮的状态调整，这样将大大增加施工的工序。这时就需要根据实际情况，采取自适应控制方法。

（四）综合方法

除了上述的三种控制方法之外，还有其他的一些控制方法，如最优控制、模糊控制、专家系统控制等。随桥梁结构形式、施工特点及具体控制内容的不同，其施工控制的方法也不尽相同。一般而言，大跨度桥梁均需采用多种方法并行的综合方法进行施工控制。具体地说，就是通过参数识别修正计算模型，预测控制每一施工阶段的状态，并根据设计施工规范结合实际情况确定最大容许误差。

参数识别修正是指在控制开始阶段，在进行施工控制计算时，若控制体系的某些设计参数与实际情况有出入，需要借助现场测试体系，进行参数估计、识别和修正，使控制计算结果与设计基本相符，与实际情况吻合。预测控制法是桥梁施工控制的主要方法，其在考虑影响桥梁结构状态的各种因素和控制目标设定的基础上，对每一施工阶段的结构状态（内力和变形）进行预测，使施工沿着预定状态进行。预定状态与实际状态之间存在误差，其对控制目标的不利影响则在后续若干施工阶段的预测中予以考虑。在分析误差、建立安全预警机制时，当根据设计要求、工艺水平和相关的施工和制造规范，按照最大宽容度法，确定一套合理可行的容许误差度指标体系。

五、大跨度桥梁抽工控制中。要注t的问肠

（一）影响施工控制的主要因素分析

与斜拉桥、悬索桥不同，连续梁和连续刚构桥的已完成梁段具有不可控性，在施工中对误差的纠偏措施很有限，一般只能针对下一梁段的施工做出有限的调整。因此，为了实现控制的目的，就必须首先全面了解影响控制误差的主要因素，以便预先对施工过程进行有效控制。

（二）物理参数识别

参数识别理论在机械领域的发展相对较为成熟，但在土木工程中则遇到了困难。机械领域的参数测量一般比较恒定，其准确性也较高；而土木工程就不一样，其环境因素影响很大，尤其对于混凝土结构影响因素更多，一些微小的变化都会导致监测量的变化，这给施工监测与安全评估带来困难。事实上，在很多情况下，实际的物理参数与设计所采用的参数都存在差异，这也就导致设计计算结果与实际结构的真实状态有差异。

（三）悬臂施工挠度预测

连续梁桥、连续刚构桥施工控制是：施工一量测一识别一施工的循环过程。正如第一点所说，连续梁桥己完成梁段具有不可控性，而只能针对已有误差在下梁段的立模标高予以适当的有限的调整。所以，要保证控制目标的实现，最主要的就是根据己完成梁段挠度变形的分析做出尽可能准确的预测，以此达到控制成桥线形的目的。

（四）传感器的选择和优化布置

传感器是施工控制中的关键因素之一。由于传感器、二次仪表及磁盘等的费用，一般只能使用有限个传感器。一种好的传感器布设方案就需做到：在含噪声的环境中，能够利用尽可能少的传感器获取较全面、较精确的结构参数信息。实际上，要达到上述目的，传感器的选择和测点的布设，需要做出细致分析和优化.

跨度范文篇6

关键词：大跨度张弦梁

张弦梁结构已经应用于若干实际工程中。二十世纪九十年代，在日本建造了十几座类型各异的以张弦梁为主要受力结构的场馆，其中GreenDomeMaebashi的平面尺寸达167×122m(2)。1997年建成的上海浦东国际机场候机楼是我国首次将张弦梁结构应用于超大跨空间结构中，其最大跨度达82.6m(3)；目前在建的广州国际会展中心也在屋盖体系中采用张弦梁结构，其最大跨度达126.5m；拟建的深圳会展中心，其张弦梁结构跨度也将达124m。张弦梁结构在我国的研究和应用尚处于初级阶段，本文拟简单介绍张弦梁结构的结构特征、成形过程和若干理论问题的研究现状，并在此基础上对需要进一步研究的课题提出建议。

张弦梁的结构特征：

张弦梁结构的整体刚度贡献来自抗弯构件截面和与拉索构成的几何形体两个方面，是种介于刚性结构和柔性结构之间的半刚性结构，这种结构具有以下特征：

⑴承载能力高

张弦梁结构中索内施加的预应力可以控制刚性构件的弯矩大小和分布。例如，当刚性构件为梁时，在梁跨中设一撑杆，撑杆下端与梁的两端均与索连接，在均布荷载作用下，单纯梁内弯矩;在索内施加预应力后，通过支座和撑杆，索力将在梁内引起负弯矩。

⑵使用荷载作用下的结构变形小

张弦梁结构中的刚性构件与索形成整体刚度后，这一空间受力结构的刚度就远远大于单纯刚性构件的刚度，在同样的使用荷载作用下，张弦梁结构的变形比单纯刚性构件小得多。自平衡功能

当刚性构件为拱时，将在支座处产生很大的水平推力。索的引入可以平衡侧向力，从而减少对下部结构抗侧性能的要求，并使支座受力明确，易于设计与制作。

⑷结构稳定性强

张弦梁结构在保证充分发挥索的抗拉性能的同时，由于引进了具有抗压和抗弯能力的刚性构件而使体系的刚度和形状稳定性大为增强。同时，若适当调整索、撑杆和刚性构件的相对位置，可保证张弦梁结构整体稳定性。

⑸建筑造型适应性强

张弦梁结构中刚性构件的外形可以根据建筑功能和美观要求进行自由选择，而结构的受力特性不会受到影响。例如浦东国际机场屋盖上弦是焊接钢管组成的截面，结构外形如振翅欲飞的鲲鹏；广州国际会展中心屋盖上弦是空间桁架，结构外形如游曳的鱼。张弦梁结构的建筑造型和结构布置能够完美结合，使之适用于各种功能的大跨空间结构。

⑹制作、运输、施工方便

与网壳、网架等空间结构相比，张弦梁结构的构件和节点的种类、数量大大减少，这将极大地方便该类结构的制作、运输和施工。此外，通过控制钢索的张拉力还可以消除部分施工误差，提高施工质量。

张弦梁结构的成形过程

张弦梁结构的成形过程包括张弦梁刚性构件的装配、索内预拉力的施加和整体结构的安装就位等。只有在对索施加一定的预拉力之后，张弦梁才能成为具有整体刚度的承重结构，因此索内预拉力的施加是其成形的关键环节。

（一）张弦梁结构中索内预拉力的施加方法

对钢索施加预拉力的方法多种多样，在张弦梁结构中常用的有三种

⑴花篮螺丝调节法是通过调节索在两个固定点间的长度来施加预拉力，一般用于施加较小预拉力的张弦梁结构。浦东国际机场候机楼张弦梁结构小比例模型试验中即采用此法施加预拉力。

⑵张拉钢索法是通过锚具和千斤顶直接张拉钢索以施加预拉力，一般有两端张拉和一端张拉两种方法。两端张拉可以使预拉力沿索长的分布相对均匀，适用于跨度较大的结构。浦东国际机场候机楼和广州国际会展中心的张弦梁屋盖都是采用两端张拉来施加预拉力。

⑶支承卸除法是利用结构自重或附加在结构上的配重来施加预拉力。在结构安装后卸除支承，由于刚性结构的变形，将部分结构自重和配重传递给撑杆，通过撑杆对索施加拉力。单独采用支承卸除法来施加预拉力时必须预先对刚性构件起拱。

（二）索预拉力的施加方案

一般采用张拉钢索法对大跨度张弦梁结构施加预拉力。钢索可以在张弦梁结构各构件装配在结构支座处后一次张拉;也可以在临时支架上进行张拉，张拉完毕后再提升并滑移至结构支座处。对在临时支架上张拉的张弦梁结构，可能还有必要在其安装到结构支座处后再次张拉，即分批张拉。进行分批张拉的原因有二：其一，考虑到张弦梁整体刚度形成后的强几何非线性和屋面荷载尚未施加等因素，若在临时支架上将全部预拉力一次施加上去，可能导致结构变形太大，无法获得理想的几何位形；其二，对安装在支座上的张弦梁结构再次张拉可以调整几何位形方面的施工误差，提高施工质量。

张弦梁结构的若干研究重点：

虽然大跨张弦梁结构已经应用于诸多实际工程中，但是关于其理论和试验的系统研究尚鲜有涉足，并很少出现在可查的文献中。已有的研究包括：利用商用或自行编制的考虑几何非线性的分析程序，考察撑杆数目、矢跨比、梁弦刚度比、弦的预拉力和边界约束条件等参数对成形后的张弦梁结构性能的影响；对浦东国际机场候机楼张弦梁屋盖进行缩尺和足尺模型试验，比较全面地分析了张弦梁结构在张拉阶段和使用阶段的受力性能；通过地震振动台模型试验，初步分析了张弦梁结构屋盖系统在地震动下的反应特征。

（一）施工控制问题

张弦梁结构作为一种半刚性结构，其整体刚度由刚性构件截面尺寸和结构空间几何形体两方面共同组成，且具有整体刚度和几何形态与施工过程密切相关、结构成形前刚度较弱等特点，因而宜将张弦梁结构的施工阶段作为一个独立的过程进行详细分析。

⑴预拉力确定

索内引进预拉力的目的是形成必要的整体刚度并获得理想的几何位形。

首先，结构整体刚度必须保证：①张弦梁形成一个相对独立的结构，可以仅依靠结构支座支承其重量，此时索内拉力与结构自重互相平衡，To=Te；②索在任何外荷载作用下都不能松弛

其次，为了获得理想的几何形体，必须控制To的最大值。以浦东国际机场候机楼R2张弦梁屋架为例，张拉过程中，当张弦梁脱离临时支架后，每施加10KN的预拉力，张弦梁跨中顶部上拱50mm，且上拱速度逐步加快。张弦梁结构的上拱会带动支座的相对水平位移，即过多的上拱会影响结构的几何位形。张弦梁结构的上拱速率与刚性构件相对刚度和刚性构件的外形有关，刚性构件的相对刚度越大，曲率半径越大，上拱速度越小。

最后，最佳预拉力的确定在满足结构整体刚度和几何位形的前提下还要考虑其在使用过程中的性能，尽量减少刚性构件在使用荷载作用下的应力和结构的变形。

⑵放样几何的确定

张弦梁结构在成形过程中经历以下几种状态：①放样状态，此时所有构件内力均为0，亦称零状态，这个状态对应的几何参数就是工厂加工制作构件的依据；②位于放样状态和设计状态之间的过渡状态，对于在临时支架上张拉的张弦梁结构，该状态的受力为结构自重和索内预拉，张弦梁结构设计状态的几何条件一般是给定的。

⑶施工方案的选择

施工方案的选择除了考虑可以采用的设备之外，还要考虑结构自身的特点以及在不同施工状态下可能出现的问题。施工方案选择主要是确定索内预拉力施加方法（花篮螺丝调节法、张拉钢索法或支承卸除法）、张拉位置（临时支架处或结构支座处）、张拉方案（一次张拉或分批张拉）以及安装方法（一次吊装、提升并滑移到结构支座）。

对张弦梁结构施工状态的分析并选择施工方案是个复杂的分析决策过程，其复杂性体现在结构形体、边界约束和荷载都随施工过程变化。

（二）结构稳定问题

张弦梁的稳定问题有两类，一是结构中各结构构件，如上弦杆和撑杆的稳定问题；另一类是张弦梁作为一个整体结构的稳定问题。同其他钢结构杆件一样，张弦梁结构的上弦杆和撑杆受压时亦存在失稳问题。文献(30)对广州国际会展中心张弦梁结构的上弦杆的稳定问题进行了数值分析，结果表明在使用荷载作用下，上弦杆不会出现失稳破坏。

在结构的整体稳定性方面，首先，在张拉过程中，结构尚未成形，整体刚度较弱，如果处理不当，可能出现弦杆结构的平面外失稳和平面内失稳。其次，成形后的张弦梁结构可以看做是一类特殊的“桁架”，张弦梁结构的上弦、撑杆和索分别是该“桁架”的上弦、腹杆和下弦，与一般桁架的差别主要在于用高强度钢索代替普通桁架的下弦。再次，张弦梁结构中由于引入了张紧的预应力索，其结构的整体稳定与刚性结构有所不同，调整索、撑杆和刚性构件的相对位置，可使张弦梁结构不发生整体失稳。

跨度范文篇7

网架结构形式和技术特点是作为技术人员们最根本的规律和将若干个杆相连接而成，从而逐渐形成了一种网格结构形式，其中有些技术人员会将这些网络结构相连接起来从而组成多层的结构形式，从而被我们称之为网架结构。其具体的施工材料都是由简单的钢管或是钢材质而组成。

1．1网架结构的具体形式特点

网架结构的具体形式特点可以分成以下四种:(1)平面框架结构中主要是包括竖向正交放网架结构、双向倾斜放网架、正面斜放网架结构等。(2)四角椎体形状的网架结构，其中主要都会包括四角椎体当中呈现的网架结构和斜放椎体结构等。(3)三角椎体中的网架结构，主要是包括抽空三角椎体中存在的网架结构、蜂窝类型的四角椎体网架结构。(4)正六角锥体中存在着网架结构。

1．2网架结构形式中主要的特点

在我国大跨度的建筑结构当中，网架结构是目前在施工当中最为普遍的一种结构形式，它自身有着自重较轻、抗震性能比较好、传送途径比较便捷等一些优点。在其他施工当中，网架结构存在着施工便捷又有着极高的固定性能优势，并且还有效地加强了施工的整体效率，做到外表美观的作用。另外，比较容易将网架结构固定，还能够将其设备进行安装铺垫，提高了其施工的整体质量效果，最重要的一点是减少了施工时开销成本。

2网壳结构形式技术的特点

在我国的大跨度建筑结构形式技术当中，施工人员通常都会采取钢筋混凝土、木材、钢管等作为基本材料进行网壳结构形式的施工标准。

2．1网壳结构形式技术

在实施的具体施工当中，网壳结构形式技术可以分成球面网壳结构形式和双弯曲面网壳结构形式以及圆柱性面网壳结构形式等多种多样化的比较复杂的结构形式。

2．2网壳结构形式中主要的特点

针对网壳结构形式进行设计的过程当中，其他组成材料要对照好轻重、相对于其他的整体结构形式来讲，不仅要确保在质量的基础之上，还要对网壳结构形式的衡面的尺寸进行详细的分析，由于壳体的整体结构形式的外观具有科学性，因此它不仅能够比较合理化的分配内部中的结构作用，还能够将其有效地确保安全稳定性，在实际的施工现场当中，该结构虽然整体的厚度比较小，但是其整个覆盖率空间是比较充裕的。由于壳体的改观结构形式具备着科学合理性的特点，因此其刚度和韧度也是非常强大的，改结构在实际的操作中能够大量的节省施工中所需要的材料，并且在整个施工的过程当中，由于自身的厚度比较小、承载压力也比较小，因此，更加具备这经济适用的标志，可以提供更多的建筑结构空间。薄壳结构本身在实际应用中表现突出的特点就有很多，在实际的施工中也一直都有被借鉴。首先是薄壳结构可以凭借着厚度小和承担比较大的负荷，在这方面上就发挥了比较强大的通以及重要性，只能够在工程当中比较合理的利用这个特点为实际的施工中带来了安全和稳定性以及经济节约的合理利用效果。这个特点主要是来源于薄壳结构形式可以通过几何的形式来增加材料的抗压性以及耐用性，是我国现代社会所提倡的环保建筑中不可或缺的结构形式设计。

3膜结构的形式设计的特点

膜结构形式是我国上个世界初所研究出来的一种新型的空间结构形式，该结构的制作主要是采取柔软的材料作为主要，在建筑结构设计实际施工当中，该膜结构形式是一种刚度和厚度以及整体的覆盖面积都是比较大的体系结构。(1)膜结构形似技术主要是根基膜结构的支撑方式，可以将支撑方式将其分成为以下几种的结构形式:①充气膜结构形式技术，这一结构形式主要是应用在建筑工程中的内部灌注到一定的空气，由于建筑的层面自身的弯曲度相对来讲就比较小，跨度时会比较大，相关的技术人员可以根据建筑物四周的四角线来观察并设置相应的位置钢索进行施加到一定性的压力。这一种结构形式技术应用在临时的建筑施工当中会比较合适。②悬挂膜结构形式技术，针对建筑结构形式进行实际的施工中，通常设计者都会采取用枝杆将钢索以及膜材料结构悬挂起来，将其钢索进行加固紧绷的状态，从而增加建筑屋顶的厚度。③骨架支撑力膜结构形式技术，这是以一种骨架作为替换充气膜结构形式中的空气为支撑结构形式，骨架可以按照建筑中实际的需求进行选择应用结构形式，然后在骨架上设置膜材并且经过加固紧绷，比较适用于建筑物为平面或是方形、矩形以及圆形一系列的建筑标志。④复合型的膜结构形式技术，这是膜结构形式中一种比较新型的结构技术体系，由于钢索和膜材料的少量受到枝杆的压力作用，从而形成圆形平面的形式结构。(2)膜结构形式技术中主要特点。其膜结构形式技术中主要的特点为，应用重量比较轻、跨度比较大，建筑物中的造型比较自由美观、施工中比较便捷、具备良好的经济适用和较高的安全可靠的性能、透视性和清洁性比较好和耐久性比较久等特点。

4悬索结构形式技术的特点

悬索结构形式技术的主要由能够受拉的索而形成的，相关的技术人员需要根据国家的规定制定将所有按照规律的形式进行装置，从而使其形成一个建筑整体结构的体系。悬索建筑屋盖的整体结构形式的组成就是由悬索系统中屋面以及支撑体系的三个部分组成。其中悬索系统中的应用结构材料通常都是采取高强度的钢丝，将其捆扎成一个钢丝团，这样一来就可以有效地把建筑中的强度和稳定性都提高，技术人员也可以采取圆钢等材料进行实施。

4．1悬索结构形式技术

悬索结构形似是按照按索的布置形似进行分层数，单向单层悬索结构、辐射形式单层数结构、双向单层悬索结构形式、单向双层预应力悬挂结构形式、辐射式单向预应力悬索结构形式、双向双层预应力悬索结构形式等。

4．2悬索结构形式技术主要的特点

在悬索结构形式技术中，能够受到拉力的索通过轴向伸拉才可以有效地抵抗外部来的压力影响，这样才可以有效的避免悬索结构形式的发生比较大的弯曲以及剪力效果，此时要将其在钢材内部充分的应用在其中，以确保可以提高建筑整体结构形式的厚度。在建筑结构形式技术当中，悬索结构形式具备这多样化的特点，并且覆盖率比较灵活，适用于多种的建筑结构环境，另外，由于钢索具备着重量较轻的特点，在建筑工程施工当中可以不利用大型的设备，但是需要主要的是，这种结构的设计科学理论是要比以往的设计结构理论要复杂的多，在实际的施工中需要注意的事项是比较多。

5总结

跨度范文篇8

【关键词】大跨度钢结构建筑；防火设计

1.大跨度钢结构建筑防火设计的重要性

1.1钢结构建筑的性质

从物理的角度上看，钢结构建筑中的原材料钢本身具有一定的耐热性，不具有易燃的性质，从理论上来讲它本可以成为一种理想的防火材料，想要改变钢材料的形态，除非火温在短时间内达到500℃，才有可能改变钢材的形态，显然常态下的意外失火是不可能短时间内造成这样的温度，这样一来火势是可以人为扑灭的[1]。但是这只是理论基础，钢结构建筑实际应用时的结果却不是这样。由于现实生活中钢结构建筑大多是以厂房、体育馆、大库房等大框架结构建筑为主，这些建筑的内部空间较大，基础设备较多，通风性较好，因此当某个地方起火时，良好的通风性为火势的蔓延提供了条件，此外由于内部设施众多，给消防员灭火工作造成了很大的影响，实际情况下大跨度钢结构建筑一旦起火就很难扑灭，有关设计人员应该重视这一点，尤其是钢结构建筑设计师，必须设计相应的防火措施。

1.2大跨度钢结构建筑耐火性较差

钢材在建筑学中应用广泛，它是由钢锭、钢坯通过外力干扰挤压形成的，具有良好的抗震性、优质的抗弯性、超强的硬性等性质，成为大型建筑框架构造必不可少的组成部分。除此之外，部分钢材还具有良好的延展性，这解决了建筑设计中材料不能弯曲的问题，为很多美学建筑提供了便利。因此钢材在建筑行业中的地位优势显著，深受设计师的青睐。但是钢结构建筑有一个致命弱点，即防火性非常差，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等，均会因温度的升高而急剧下降。钢结构在温度达到350℃、500℃、600℃时，其强度分别为1/3、1/2、2/3。不仅如此，高温的环境下，钢材的形态会发生巨大的改变，结构承重能力急剧下降，理论上来讲，钢材形变的温度在300℃左右，但是大火蔓延后内部的温度高达1000℃，因此这种环境下钢材完全不具备防火性，短时间内整体的钢材结构会瞬间形变，没有了结构框架的建筑会瞬间坍塌，造成人员伤亡[2]。目前世界上有很多钢结构建筑失火造成人员伤亡的案例，2009年纽约发生了骇人听闻的“9·11事件”，四架民航飞机遭到恐怖分子的挟持撞向世界贸易大厦瞬间爆炸，造成了很大的火势，高温下世贸大厦的内部钢结构瞬间变形，仅仅片刻这栋世界高楼就此坍塌，由于缺少防火设计，导致很多消防队员在没有准备的情况下就被永远地掩埋在这片废墟之下，因此钢结构建筑的防火性能很差，设计师必须有针对性地进行防火措施设计。

2.大跨度钢结构建筑防火设计中存在的问题

2.1防火设计实际应用缺失

目前，大跨度钢结构建筑防火设计中存在着很多的问题，其中一个就是防火设计不符合实际要求，设计人员空有纸上谈兵的能力，而忽视了防火设计的实际应用。有些设计人员对相关防火知识掌握不牢固，缺乏实际操作经验，导致设计出来的防火措施无法应用到实际生活中去。例如多数的高层会设置电梯、排气道等贯穿整个楼层的设备，部分设计师在进行设计时忽略了防火分隔措施，或对防火分隔措施的处理不到位，导致火灾发生时，贯穿楼层的设备形成一个天然的阻火坑道，帮助火势更快地蔓延，进而导致火势失控，甚至造成更大的人员伤亡。

2.2防火设计较差

在建筑行业中，有的企业对原材料偷工减料，有时似乎成为建筑行业的一种常态，这种行为的目的仅仅是节约成本，牟取利益。很多建筑团队在进行材料选购的过程中，挑选的材料严重不符合国家规定的标准，劣质的钢材耐火性极差，一般在300℃左右便会产生形变，这种劣质钢材构成建筑安全极大隐患，对居民的生活造成了巨大的影响，国家应该加强监管力度，严惩建筑中偷工减料的行为[3]。

2.3内部主体结构防火性能设计较低目前，我国对钢材使用的防火性能还没有一个合理的标准，没有国家标准规范，缺乏经验的建筑部门在进行材料选购时会出现很大的偏差，不仅如此，科技进步的今天，越来越多的新型材料不断进入市场，标准制定的难度进一步加强，加之一些新型材料存在一些问题，得不到及时发现，建筑设计师将其应用到钢结构建筑中去，往往会产生一些新的隐患[4]。数据分析显示，部分新型钢材的耐火性在火温达到40℃时就有可能发生改变，这是一种非常可怕的概念，一旦失火，人员伤亡在所难免。

3.大跨度钢结构建筑防火设计措施

3.1优化建筑的防火设计

针对大跨度钢结构建筑防火性差的问题，设计人员应该优化建筑的防火设计，以此保障钢结构建筑的安全性。设计师在进行防火设计时应该了解不同材料的防火性能，严格按照国家的规定指标进行材料选取，合理地设置消防设备，确保整个建筑的出水系统能够持续运转。设计师在进行优化建筑防火设计时可以从以下方面着手：（1）从电气防火着手，一般而言电气失火是消防中难以解决的一个难题，由于电气连接着众多的家电设备，一旦起火便会发生一系列的连锁反应，短时间内造成电路短路失火，设备爆炸，多处电器会成为火源，不仅如此，由于水的导电性强，这种失火还不能通过水进行扑灭，因此设计人员应该优化电气内部结构，采取特殊的材料，将电气运输的管线进行加强保护，减少因电气设备损坏而造成火灾的可能性。（2）建筑师在设计时应该设置避难层，避难层的隔板由防火材料组成，可以将内部空间与外部相隔绝，一般而言，高层失火会出现一种情况，失火源上层建筑的居民无法突破失火区，只能等待救援，而火势的蔓延往往是快速的，如果没有避难层，这些居民很有可能等不到救援便被大火吞噬了，因此设计师应该制定相应的避难层，装备一定的消防设备，十万火急的情况下，避难人员可以通过这些救生装备获得一线生机[5]。一般比较合理的避难层设计在第15层，这个高度是经过严密的数据分析得到的结果，15层以下消防人员可直接展开营救。

3.2加强电气防火设计

调查研究显示，多数建筑失火都是电气设备使用不当造成的，因此对于大跨度钢结构建筑而言，防火设计最该考虑的就是消除电气带来的安全隐患，通过电气防火设计从而减小失火的可能性。如何进行电气防火设计是一个学术性非常强的问题，设计人员必须有扎实的物理基础和实际生活经验，例如在电梯设计中，供电方法应该与一般电气设备不同，电梯应该采用双回路供电，同时火线处还应该装备电容，一旦回路上出现短路的情况，电源会迅速切断，将安全隐患直接扼杀。不仅如此，建筑师在进行住宅设计时，还应该做好排烟系统的设计，众所周知，很多火灾人员伤亡的原因并不是被烧所致，而是因为死者吸入了大量因火灾所产生的一氧化碳而被毒死，所以排风系统的建设非常重要，另外各层建筑还应该安装相应的灭火设备，如消防栓、灭火器等等，这样一来钢结构建筑的防火系统就比较完善了。在大部分住宅建筑当中要做好电气防火设计，在现有的防火系统的同时，提高钢结构厂房电气安全系数，避免各个线路在长时间使用当中，产生超负荷、老化等现象带来火灾，从而彻底保障住宅建筑电气使用功能。并且规范住宅建筑中各类电气设施，保护居民生命财产安全。

3.3运用水冷却法

水冷却法是钢结构建筑防火措施中最有效的一种方法，它主要包括水淋冷却法和充水冷却法。所谓的水淋冷却法就是通过在钢架结构上安装自动洒水系统和传感器，当室内温度达到传感器标准时，洒水器便会启动，向钢结构上喷洒冷却水，进而达到灭火和给钢材降温的效果，很大程度上可以阻止火势的蔓延并且保持钢架的力学结构不变[6]。充水冷却法与水淋冷却法不同，它利用的是水的吸热能力，通过往空心钢构件中加注冷却水的方式，吸收外部火势的热量，通过不断地蒸发循环延缓钢架升温的速度，保障钢架力学结构不会被改变。理论上讲，这是钢结构防火保护最有效的方法。但是由于技术难度较大，加之增加了建筑物的自重，为了防锈和防止水的冰结，还需要在水中掺加阻锈剂和抗冻剂等，费用较高，国外也只有少数应用实例。

4.结束语

钢材是目前世界上应用最广泛的建筑材料之一，以它为框架的建筑牢固、耐用且具有美感，是新时代建筑发展的重要基石。但是钢材高温下会产生形变，原有的力学结构在高温下不复存在，短时间内钢结构建筑便会坍塌，因此建筑设计师在进行大跨度钢结构建筑设计时，应重视防火设计，确保居民的人身安全。

参考文献

[1]包军.大跨度钢结构建筑防火设计分析[J].城市建设理论研究（电子版），2011，000（017）：1-3.

[2]包军.浅析大跨度钢结构建筑防火设计[J].四川建材，2012，038（006）：162-163.

[3]褚福涛，李广东.大跨度钢结构建筑消防设计和后期管理初探[J].科技资讯，2008，000（027）：62-62.

[4]陈坚波，潘海锋.现代钢结构建筑防火的设计解析[J].建筑工程技术与设计，2018，000（011）：1054.

[5]吴国民.浅析钢结构建筑的防火[C]//中国消防协会.中国消防协会，2012.

跨度范文篇9

【关键词】大跨度钢结构建筑；防火设计

1.大跨度钢结构建筑防火设计的重要性

1.1钢结构建筑的性质

从物理的角度上看，钢结构建筑中的原材料钢本身具有一定的耐热性，不具有易燃的性质，从理论上来讲它本可以成为一种理想的防火材料，想要改变钢材料的形态，除非火温在短时间内达到500℃，才有可能改变钢材的形态，显然常态下的意外失火是不可能短时间内造成这样的温度，这样一来火势是可以人为扑灭的[1]。但是这只是理论基础，钢结构建筑实际应用时的结果却不是这样。由于现实生活中钢结构建筑大多是以厂房、体育馆、大库房等大框架结构建筑为主，这些建筑的内部空间较大，基础设备较多，通风性较好，因此当某个地方起火时，良好的通风性为火势的蔓延提供了条件，此外由于内部设施众多，给消防员灭火工作造成了很大的影响，实际情况下大跨度钢结构建筑一旦起火就很难扑灭，有关设计人员应该重视这一点，尤其是钢结构建筑设计师，必须设计相应的防火措施。

1.2大跨度钢结构建筑耐火性较差

钢材在建筑学中应用广泛，它是由钢锭、钢坯通过外力干扰挤压形成的，具有良好的抗震性、优质的抗弯性、超强的硬性等性质，成为大型建筑框架构造必不可少的组成部分。除此之外，部分钢材还具有良好的延展性，这解决了建筑设计中材料不能弯曲的问题，为很多美学建筑提供了便利。因此钢材在建筑行业中的地位优势显著，深受设计师的青睐。但是钢结构建筑有一个致命的弱点，即防火性非常差，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等，均会因温度的升高而急剧下降。钢结构在温度达到350℃、500℃、600℃时，其强度分别为1/3、1/2、2/3。不仅如此，高温的环境下，钢材的形态会发生巨大的改变，结构承重能力急剧下降，理论上来讲，钢材形变的温度在300℃左右，但是大火蔓延后内部的温度高达1000℃，因此这种环境下钢材完全不具备防火性，短时间内整体的钢材结构会瞬间形变，没有了结构框架的建筑会瞬间坍塌，造成人员伤亡[2]。目前世界上有很多钢结构建筑失火造成人员伤亡的案例，2009年纽约发生了骇人听闻的“9·11事件”，四架民航飞机遭到恐怖分子的挟持撞向世界贸易大厦瞬间爆炸，造成了很大的火势，高温下世贸大厦的内部钢结构瞬间变形，仅仅片刻这栋世界高楼就此坍塌，由于缺少防火设计，导致很多消防队员在没有准备的情况下就被永远地掩埋在这片废墟之下，因此钢结构建筑的防火性能很差，设计师必须有针对性地进行防火措施设计。

2.大跨度钢结构建筑防火设计中存在的问题

2.1防火设计实际应用缺失

目前，大跨度钢结构建筑防火设计中存在着很多的问题，其中一个就是防火设计不符合实际要求，设计人员空有纸上谈兵的能力，而忽视了防火设计的实际应用。有些设计人员对相关防火知识掌握不牢固，缺乏实际操作经验，导致设计出来的防火措施无法应用到实际生活中去。例如多数的高层会设置电梯、排气道等贯穿整个楼层的设备，部分设计师在进行设计时忽略了防火分隔措施，或对防火分隔措施的处理不到位，导致火灾发生时，贯穿楼层的设备形成一个天然的阻火坑道，帮助火势更快地蔓延，进而导致火势失控，甚至造成更大的人员伤亡。

2.2防火设计较差

在建筑行业中，有的企业对原材料偷工减料，有时似乎成为建筑行业的一种常态，这种行为的目的仅仅是节约成本，牟取利益。很多建筑团队在进行材料选购的过程中，挑选的材料严重不符合国家规定的标准，劣质的钢材耐火性极差，一般在300℃左右便会产生形变，这种劣质钢材构成建筑安全极大隐患，对居民的生活造成了巨大的影响，国家应该加强监管力度，严惩建筑中偷工减料的行为[3]。

2.3内部主体结构防火性能设计较低

目前，我国对钢材使用的防火性能还没有一个合理的标准，没有国家标准规范，缺乏经验的建筑部门在进行材料选购时会出现很大的偏差，不仅如此，科技进步的今天，越来越多的新型材料不断进入市场，标准制定的难度进一步加强，加之一些新型材料存在一些问题，得不到及时发现，建筑设计师将其应用到钢结构建筑中去，往往会产生一些新的隐患[4]。数据分析显示，部分新型钢材的耐火性在火温达到40℃时就有可能发生改变，这是一种非常可怕的概念，一旦失火，人员伤亡在所难免。

3.大跨度钢结构建筑防火设计措施

3.1优化建筑的防火设计

针对大跨度钢结构建筑防火性差的问题，设计人员应该优化建筑的防火设计，以此保障钢结构建筑的安全性。设计师在进行防火设计时应该了解不同材料的防火性能，严格按照国家的规定指标进行材料选取，合理地设置消防设备，确保整个建筑的出水系统能够持续运转。设计师在进行优化建筑防火设计时可以从以下方面着手：（1）从电气防火着手，一般而言电气失火是消防中难以解决的一个难题，由于电气连接着众多的家电设备，一旦起火便会发生一系列的连锁反应，短时间内造成电路短路失火，设备爆炸，多处电器会成为火源，不仅如此，由于水的导电性强，这种失火还不能通过水进行扑灭，因此设计人员应该优化电气内部结构，采取特殊的材料，将电气运输的管线进行加强保护，减少因电气设备损坏而造成火灾的可能性。（2）建筑师在设计时应该设置避难层，避难层的隔板由防火材料组成，可以将内部空间与外部相隔绝，一般而言，高层失火会出现一种情况，失火源上层建筑的居民无法突破失火区，只能等待救援，而火势的蔓延往往是快速的，如果没有避难层，这些居民很有可能等不到救援便被大火吞噬了，因此设计师应该制定相应的避难层，装备一定的消防设备，十万火急的情况下，避难人员可以通过这些救生装备获得一线生机[5]。一般比较合理的避难层设计在第15层，这个高度是经过严密的数据分析得到的结果，15层以下消防人员可直接展开营救。

3.2加强电气防火设计

调查研究显示，多数建筑失火都是电气设备使用不当造成的，因此对于大跨度钢结构建筑而言，防火设计最该考虑的就是消除电气带来的安全隐患，通过电气防火设计从而减小失火的可能性。如何进行电气防火设计是一个学术性非常强的问题，设计人员必须有扎实的物理基础和实际生活经验，例如在电梯设计中，供电方法应该与一般电气设备不同，电梯应该采用双回路供电，同时火线处还应该装备电容，一旦回路上出现短路的情况，电源会迅速切断，将安全隐患直接扼杀。不仅如此，建筑师在进行住宅设计时，还应该做好排烟系统的设计，众所周知，很多火灾人员伤亡的原因并不是被烧所致，而是因为死者吸入了大量因火灾所产生的一氧化碳而被毒死，所以排风系统的建设非常重要，另外各层建筑还应该安装相应的灭火设备，如消防栓、灭火器等等，这样一来钢结构建筑的防火系统就比较完善了。在大部分住宅建筑当中要做好电气防火设计，在现有的防火系统的同时，提高钢结构厂房电气安全系数，避免各个线路在长时间使用当中，产生超负荷、老化等现象带来火灾，从而彻底保障住宅建筑电气使用功能。并且规范住宅建筑中各类电气设施，保护居民生命财产安全。

3.3运用水冷却法

水冷却法是钢结构建筑防火措施中最有效的一种方法，它主要包括水淋冷却法和充水冷却法。所谓的水淋冷却法就是通过在钢架结构上安装自动洒水系统和传感器，当室内温度达到传感器标准时，洒水器便会启动，向钢结构上喷洒冷却水，进而达到灭火和给钢材降温的效果，很大程度上可以阻止火势的蔓延并且保持钢架的力学结构不变[6]。充水冷却法与水淋冷却法不同，它利用的是水的吸热能力，通过往空心钢构件中加注冷却水的方式，吸收外部火势的热量，通过不断地蒸发循环延缓钢架升温的速度，保障钢架力学结构不会被改变。理论上讲，这是钢结构防火保护最有效的方法。但是由于技术难度较大，加之增加了建筑物的自重，为了防锈和防止水的冰结，还需要在水中掺加阻锈剂和抗冻剂等，费用较高，国外也只有少数应用实例。

4.结束语

钢材是目前世界上应用最广泛的建筑材料之一，以它为框架的建筑牢固、耐用且具有美感，是新时代建筑发展的重要基石。但是钢材高温下会产生形变，原有的力学结构在高温下不复存在，短时间内钢结构建筑便会坍塌，因此建筑设计师在进行大跨度钢结构建筑设计时，应重视防火设计，确保居民的人身安全。

参考文献

[1]包军.大跨度钢结构建筑防火设计分析[J].城市建设理论研究（电子版），2011，000（017）：1-3.

[2]包军.浅析大跨度钢结构建筑防火设计[J].四川建材，2012，038（006）：162-163.

[3]褚福涛，李广东.大跨度钢结构建筑消防设计和后期管理初探[J].科技资讯，2008，000（027）：62-62.

[4]陈坚波，潘海锋.现代钢结构建筑防火的设计解析[J].建筑工程技术与设计，2018，000（011）：1054.

[5]吴国民.浅析钢结构建筑的防火[C]//中国消防协会.中国消防协会，2012.

跨度范文篇10

大跨度桥梁结构的非线性可分为材料非线性(又可称为物理非线性或弹塑性)和几何非线性两种，一般情况下结构的几何非线性可通过考虑所谓的P-△效应来进行在结构非线性地震反应分析的计算理论研究方面，备受关注的是结构的弹塑性分析，这不仅是因为相对于几何非线性而言，结构的弹塑性性能对于结构的抗震性能影响较大，而且更由于问题的复杂性。所以国内外众多学者针对后者开展了大量的研究工作。在大跨度公路桥梁弹塑性地震反应分析的力学模型中，根据各种构件的工作状态，将结构简化为杆系结构是合理的，同时对计算而言也是非常经济的。若按构件所处的空间位置可把力学模型分为平面模型和空间模型两种。若按模型中所采用的单元应力水平的种类来分，又可分为微观模型(采用应力空间)和宏观模型(采用内力空间)两种。由于微观模型要求将结构划分为足够小的单元，尽管很有效但所需的计算量较大，只适用较小规模的结构或构件的非线性分析，因此在实际工作中应用的范围比较有限，所以这里仅按前一种分类方法来加以讨论。

在结构弹塑性地震反应分析中，构件恢复力模型的确定是基本的步骤而构件的恢复力关系又集中反映在滞回特性曲线上，基本指标有曲线形状、骨架曲线及其特征参数、强度、刚度及其退化规律、滞回耗能机制、延性和等效滞回阻尼系数等。国内外在这方面已进行了大量的试验研究并取得了相应的研究成果。在平面模型中，根据所采用的塑性铰类型可把它分为集中塑性铰模型和分布塑性铰模型两大类。在集中塑性铰模型中，有代表性的一种是Clough等于1965年提出的双分量单元模型，该单元模型采用两根平行杆来模拟构件，其中一根用来表示具有屈服特性的弹塑性杆，另一根用来表示完全弹性杆，非弹性变形集中于杆件两端的集中塑性铰处，该模型的最大不足是不能考虑构件刚度退化。另一种有代表性的是1969年Giber-son提出的单分量模型，它克服了Clough双分量模型的不足，同时只用两个杆端塑性转角来刻划杆件的弹塑性性能，而杆件两端的弹塑性参数又是相互独立的，因此应用起来较为简便。其缺点是基本假设中有地震过程中反弯点不能移动的限制，所以对一些与基本假设不甚相符的特殊情况其使用的合理性就受到了限制。

二、多点激振效应

通常桥梁结构的地震反应分析是假定所有桥墩墩底的地震运动是一致的。而实际上，由于地震机制、地震渡的传播特征、地形地质构造的不同，使得入射地震在空间和时间上均是变化的。即使其他条件完全相同，由于地面上的各点到震源的距离不同，它们接收到的地震波必然存在着时间差(相位差)，由此导致地表的非同步振动。这一点已被地震观测结果所证实。因此，多点地震输入是更合理的地震输入模式。特别是大跨度桥梁结构，当地震波的波长小于相邻桥墩的跨度时，入射到各墩的地震波的相位是不同的，由于在桥长范围内各墩下的基础类型和周围的场地条件可能有很大的差别，因此入射到各墩的地震波的波形也可能是不同的。有关实际震害表明，入射地震波的相位差可增大桥跨落梁的危险性。所以就地震波传播过程中的多点激振效应进行研究是有很大的实际意义的。

从概念上看，仅考虑入射地震波的相位变化情况属于行波效应分析问题。若再考虑地震波的波形变化就属于地震波的多点输入问题。从计算方法上看，由于多点地震输入算法与同步激振的计算方法不同，因此必须重新推导结构体系的动力平衡方程。美国学者Penzien和Clough于1975年推导了多自由度体系考虑地震波多点输入时的动力平衡微分方程及求解方法，通过所谓的影响矩阵，实现了地震波的多点输入算法。这种方法后来被广泛应用，目前所有考虑地震波多点输入的结构地震反应时程分析算法均以此为基本出发点。

综上所述，大跨度公路桥梁的多点激振效应分析是一个比较复杂的计算问题，其复杂性一方面在于计算方法上面，更重要的是对于不同类型的桥梁结构体系可能有着截然不同的计算结果。因此实际计算时只能针对具体的桥梁结构进行具体的分析，不能一概而论。从计算方法上看，目前有关研究基本上仍局限于线弹性体系的多点激振效应分析，而非线性多点激振效应与结构体系非线性地震反应分析的力学模型是密切相关的．

三、结构设计

上部构造形式的选择，应结合桥梁具体情况，综合考虑其受力特点、施工技术难度和经济性。简支空心板结构的桥型，施工方便，施工技术成熟；但跨径小，梁高大；由于桥梁跨径受限制，往往造成跨深沟桥梁高跨比不协调，美观性差；上部构造难以与路线小半径、大超高线形符合，且高墩数量增加；桥面伸缩缝多，行驶条件差。因而，在山区大跨度中，该类桥型一般用于地形相对平缓、填土不高的中、小桥上。预制拼装多梁式T梁在中等跨径桥中具有造价省、施工方便的特点，其造价低于整体式箱梁，是中等跨径直梁桥的常用桥型。但对于曲线梁来说，T梁为开口断面，抗扭及梁体平衡受力能力均较箱梁差，曲梁的弯矩作用对下部产生的不平衡力大。但当曲线桥的弯曲程度较小时，曲线T梁桥采用直梁设计，以翼缘板宽度调整平面线形，可减少曲梁的弯扭作用，在一定程度上可弥补曲线T梁桥受力和施工上的不足。虽然直线设置的曲线桥仍有部分恒载及活载不平衡影响及曲线变位存在，但较曲线梁小。此外，可以采取加强横向联系的措施，提高结构的整体性。对于大跨径桥梁，最好采用悬臂浇筑箱梁。但是对于中等跨径的桥梁，箱梁桥不论采取何种施工方式，费用都较高，与预制拼装多梁式T梁相比，处于弱势。

下部结构应能满足上部结构对支撑力的要求，同时在外形上要做到与上部结构相互协调、布置均匀。桥墩视上部构造形式及桥墩高度采用柱式墩、空心薄壁墩或双薄壁墩等多种形式。柱式墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩形式，其自重轻，结构稳定性好，施工方便、快捷，外观轻颖美观。对于连续刚构桥，要注意把握上下部结构的刚度比，减小下部结构的刚度比，减小下部结构的刚度，可减小刚结点处的负弯矩，同时减小桥墩的弯矩，也可减小温度变化所产生的内力。但是桥墩也不可以太柔，否则会使结构产生过大变形，影响正常使用，并不利于结构的整体稳定性。对于高墩，除了要进行承载能力与正常使用极限状态验算外，还要着重进行稳定分析。对于连续梁结构或连续刚构桥，各墩的稳定性受相邻桥墩的制约影响，应取全桥或至少一梁作为分析对象。稳定分析的中心问题就是确定构件在各种可能的荷载作用和边界条件约束下的临界荷载，下面以连续梁为例进行说明。介于梁、墩之间的板式橡胶支座，梁体上的水平力H(车辆制动力和温度影响力等)是通过支座与梁、墩接触面上摩阻力而传递给桥墩的，它不但使墩顶产生水平位移，而且板式橡胶支座也要产生剪切变形。当梁体完成水平力的传递以后，梁体暂时处于一种固定状态，但由于轴力及墩身自重的影响，墩顶还会继续产生附加变形，这就使得板式支座由原来传递水平力的功能转变为抵抗墩顶继续变形的功能，支座原来的剪切变形先恢复到零，逐渐达到反向的状态。

四、结语

山区大跨度作为公路工程的一部分，很多方面需要探讨。山区大跨度方案的确定应遵循“安全、舒适、经济、美观”的原则，只有把握好规律，抓住侧重点，山区高速桥梁的布置和设计才能准确无误。

参考文献

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[4]唐茂林．大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发[D]．西南交通大学，2003