论文部分内容阅读
摘要:本文针对某涉外叙利亚EPC工程中,采用中国规范进行设计建筑结构,对所需设计参数的转换工作进行深入分析和研究,从工程设计人员角度提出了解决了建筑工程设计中设计输入转换问题的方法。
关键词:规范;钢筋;风荷载;设计输入
0 背景
随着近年来中国工程设计逐渐踏入国际市场,对于熟悉并惯于应用中国规范标准进行结构工程设计的工程师提出了更高要求来适应涉外工程的设计步伐,并能够利用工程师自身经验和积累降低工程实施中不可预知因素所带来的的风险,为国际工程顺利完工提供有力保障。
1 钢筋代换
叙利亚为中东发展中国家,生产资料相对贫乏,钢筋、钢材等主要建筑材料需要从欧盟等国家进口,我国钢材生产早与国际接轨,所以建筑用钢材设计参数在设计输入中并没有大的影响。叙利亚进口用钢筋与我国普通钢筋有较大差别,采用的是钢筋TypeR240( =240Mpa)和钢筋TypeD460 ( =460Mpa),与我国传统建筑用钢筋完全不同。
钢筋代换有两种方法:等强度代换和等面积代换。涉外工程的钢筋代换是由于材料与中国标准不同造成的,所以项目实施中使用的是等强代换。钢筋代换后在满足相应的最小直径、配筋率、锚固长度等要求同时,代换后的钢筋用量不宜大于理论设计用的5%,也不得低于理论设计用量的2%,以保证结构有足够的延性不发生无预兆的脆性破坏。
鉴于叙利亚进口钢筋在性能等方面均优于HPB300和HRB335、HRB400钢筋,在满足等强代换原则下,其它钢筋间距、锚固长度、搭接长度等构造要求TypeR240等同HRB300,TypeD460等同HRB400进行设计。
2 荷载规范比较及转换
叙利亚现行建筑结构设计标准不完整并且采用的多为欧盟和英国设计标准,由于时局不稳定及经济相对落后导致缺乏完整的实测风速等技术资料,给荷载取值等关键性设计输入产生巨大影响。
2.1 风荷载转换
对于结构设计中由风荷载控制的荷载效应组合,往往在结构设计中起决定性的作用。无法简单的使用我国现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2010[2]贝努利公式确定基本风压。 风荷载标准值又受周围建筑物、主体结构和维护结构等因素影响和制约,尤其对于工程所在地叙利亚空旷荒漠戈壁地形地貌而言,对风荷载每一个参数的确立就显得更为敏感。
在叙利亚工程风荷载转换计算中,首先比较叙利亚地区最大荷载设计规范对最大平均风速的定义,比较最大风速离地换算高度和重现期与中国荷载规范的不同,结合经验换算成符合中国荷载规范标准条件下的最大平均风速,再进一步转换为符合中国荷载规范标准条件下的基本风压设计值作为中国通用设计软件的设计输入。实施中由于叙利亚当地风速实测资料的匮乏,通过与外方工程师沟通及当地设计审查部门的沟通最终通过换算得出不同建筑物的基本风压。
通过文献资料的整理也不难发现基本风压也可以通过换算系数进行换算,文献[3]给出了中外荷载规范中的基本风压换算公式:
式中:
使用上述公式换算所得的叙利亚基本风压与文中结合文献[4]换算得出的基本风压值基本接近。在工程实践中,为了避免设计资料不完整情况下,双方对各自国家规范理解不充分等问题对建筑结构设计的安全性带来影响,利用经验确定了基本风压 ,经过工程实践证明该种方法是安全可靠的,至今该工程顺利投产并安全运行超过2年。
2.2 雪荷载取值
根据甲方提供的设计技术资料,经过分析和調研发现叙利亚阿勒颇地区常年气温0度以上,并且气候干燥不可能有雪荷载,最终在在设计输入中取0。
2.3 温度作用
引起温度作用的因素很多,根据文献[1]并结合当地的气候条件,设计中主要考虑气温变化及太阳辐射等气候因素产生的温度作用。
对于文中提到的项目所在地,因为地处叙利亚阿勒颇荒漠戈壁地区,钢结构及压型钢板屋面等对温度变化敏感的建(构)筑物,设计中应充分考虑白天高温和夜晚低温这种在该地区经常出现的极端气候影响,适当的增减了基本气温 和 。
建筑结构设计中,采用构造措施减小温度作用效应,混凝土结构和钢结构之间设置滑动连接、减小混凝土结构伸缩缝最大间距[2] 、屋面增加保温隔热层厚度,避免采用单层压型钢板等对温度作用明显的屋面形式等。例如,工程中73.2m长主厂房的温度区段最大长度41.2m,小于文献[2]中提出的伸缩缝最大间距55m。
3 结束语
根据以上建筑材料、风荷载、雪荷载和温度作用等设计输入方面的分析可以看出,叙利亚建筑结构采用中国规范设计不能完全适用,必须经过适当的材料代换和荷载设计参数转换后,才能进行建筑结构设计,保证所设计的建筑的能够安全顺利施工。通过对叙利亚建筑结构设计的研究,也可以看出在涉外工程投标报价中应充分考虑国内外设计标准差异导致的工程量误差,在考虑总承包经济利益的同时工程师也应充分理解各种不确定因素合理和安全的进行结构设计。
参考文献
[1] GB 50009-2012 建筑荷载设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2] GB 50010-2010 混凝土结构设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2010.
[3]徐松波. 中越规范基本风压取值的差异及换算方法. 水泥工程,2008.5.
[4]张相庭. 工程抗风设计计算手册. 北京:中国建筑工业出版社,1998.
关键词:规范;钢筋;风荷载;设计输入
0 背景
随着近年来中国工程设计逐渐踏入国际市场,对于熟悉并惯于应用中国规范标准进行结构工程设计的工程师提出了更高要求来适应涉外工程的设计步伐,并能够利用工程师自身经验和积累降低工程实施中不可预知因素所带来的的风险,为国际工程顺利完工提供有力保障。
1 钢筋代换
叙利亚为中东发展中国家,生产资料相对贫乏,钢筋、钢材等主要建筑材料需要从欧盟等国家进口,我国钢材生产早与国际接轨,所以建筑用钢材设计参数在设计输入中并没有大的影响。叙利亚进口用钢筋与我国普通钢筋有较大差别,采用的是钢筋TypeR240( =240Mpa)和钢筋TypeD460 ( =460Mpa),与我国传统建筑用钢筋完全不同。
钢筋代换有两种方法:等强度代换和等面积代换。涉外工程的钢筋代换是由于材料与中国标准不同造成的,所以项目实施中使用的是等强代换。钢筋代换后在满足相应的最小直径、配筋率、锚固长度等要求同时,代换后的钢筋用量不宜大于理论设计用的5%,也不得低于理论设计用量的2%,以保证结构有足够的延性不发生无预兆的脆性破坏。
鉴于叙利亚进口钢筋在性能等方面均优于HPB300和HRB335、HRB400钢筋,在满足等强代换原则下,其它钢筋间距、锚固长度、搭接长度等构造要求TypeR240等同HRB300,TypeD460等同HRB400进行设计。
2 荷载规范比较及转换
叙利亚现行建筑结构设计标准不完整并且采用的多为欧盟和英国设计标准,由于时局不稳定及经济相对落后导致缺乏完整的实测风速等技术资料,给荷载取值等关键性设计输入产生巨大影响。
2.1 风荷载转换
对于结构设计中由风荷载控制的荷载效应组合,往往在结构设计中起决定性的作用。无法简单的使用我国现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2010[2]贝努利公式确定基本风压。 风荷载标准值又受周围建筑物、主体结构和维护结构等因素影响和制约,尤其对于工程所在地叙利亚空旷荒漠戈壁地形地貌而言,对风荷载每一个参数的确立就显得更为敏感。
在叙利亚工程风荷载转换计算中,首先比较叙利亚地区最大荷载设计规范对最大平均风速的定义,比较最大风速离地换算高度和重现期与中国荷载规范的不同,结合经验换算成符合中国荷载规范标准条件下的最大平均风速,再进一步转换为符合中国荷载规范标准条件下的基本风压设计值作为中国通用设计软件的设计输入。实施中由于叙利亚当地风速实测资料的匮乏,通过与外方工程师沟通及当地设计审查部门的沟通最终通过换算得出不同建筑物的基本风压。
通过文献资料的整理也不难发现基本风压也可以通过换算系数进行换算,文献[3]给出了中外荷载规范中的基本风压换算公式:
式中:
使用上述公式换算所得的叙利亚基本风压与文中结合文献[4]换算得出的基本风压值基本接近。在工程实践中,为了避免设计资料不完整情况下,双方对各自国家规范理解不充分等问题对建筑结构设计的安全性带来影响,利用经验确定了基本风压 ,经过工程实践证明该种方法是安全可靠的,至今该工程顺利投产并安全运行超过2年。
2.2 雪荷载取值
根据甲方提供的设计技术资料,经过分析和調研发现叙利亚阿勒颇地区常年气温0度以上,并且气候干燥不可能有雪荷载,最终在在设计输入中取0。
2.3 温度作用
引起温度作用的因素很多,根据文献[1]并结合当地的气候条件,设计中主要考虑气温变化及太阳辐射等气候因素产生的温度作用。
对于文中提到的项目所在地,因为地处叙利亚阿勒颇荒漠戈壁地区,钢结构及压型钢板屋面等对温度变化敏感的建(构)筑物,设计中应充分考虑白天高温和夜晚低温这种在该地区经常出现的极端气候影响,适当的增减了基本气温 和 。
建筑结构设计中,采用构造措施减小温度作用效应,混凝土结构和钢结构之间设置滑动连接、减小混凝土结构伸缩缝最大间距[2] 、屋面增加保温隔热层厚度,避免采用单层压型钢板等对温度作用明显的屋面形式等。例如,工程中73.2m长主厂房的温度区段最大长度41.2m,小于文献[2]中提出的伸缩缝最大间距55m。
3 结束语
根据以上建筑材料、风荷载、雪荷载和温度作用等设计输入方面的分析可以看出,叙利亚建筑结构采用中国规范设计不能完全适用,必须经过适当的材料代换和荷载设计参数转换后,才能进行建筑结构设计,保证所设计的建筑的能够安全顺利施工。通过对叙利亚建筑结构设计的研究,也可以看出在涉外工程投标报价中应充分考虑国内外设计标准差异导致的工程量误差,在考虑总承包经济利益的同时工程师也应充分理解各种不确定因素合理和安全的进行结构设计。
参考文献
[1] GB 50009-2012 建筑荷载设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2] GB 50010-2010 混凝土结构设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2010.
[3]徐松波. 中越规范基本风压取值的差异及换算方法. 水泥工程,2008.5.
[4]张相庭. 工程抗风设计计算手册. 北京:中国建筑工业出版社,1998.