论文发表：建筑结构设计中的概念设计与结构措施__墨水学术,论文(3)

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构中的压杆,就使我们找到了悬索结构,悬索结构中所有的“杆件”均为拉杆,这样就使悬索结构中杆件的应力水平极高,材料利用率极大,高强材料得以充分利用,还可施加预应力。因而在超大跨度的结构中,悬索结构(或包括悬索结构的组合结构)是首选的结构类型。就混凝土基本理论的发展来看,也体现了使各种材料充分发挥性能,并相互协同工作的特点。林同炎教授认为:钢筋混凝土与预应力混凝土之间的区别在于钢筋混凝土是将混凝土与钢筋两者简单地结合在一起,并让他们自行地共同工作,预应力混凝土是将高强钢筋与高强混凝土能动地结合在一起,使两种材料均产生非常好的性能。反映了人们对混凝土中的协同工作认识和运用过程的加深。目前广泛使用的钢-混凝土结构,是将钢结构与混凝土结构相互取长补短形成的一种新型的结构形成。尤其是钢管混凝土,与预应力混凝土相似,更将这两种材料能动地结合起来,实现了结构材料的又一次革命。钢管混凝土的原理有二:1)借助钢管对核心混凝土的约束,使核心混凝土有更高的强度和变形能力;2)核心混凝土又对钢管壁的稳定提供了有效可靠的支撑。钢管混凝土的极限承载力远大于钢管和核心混凝土两者的承载力之和,约为两者之和的17～20倍,其极限变形能力是普通钢筋混凝土的几倍甚至几十倍,这是钢材与混凝土的又一次理想结合。它的出现,使传统意义上的受压破坏特征由脆性变为延性,对结构抗震的延性设计意义巨大,也使超高层建筑底层柱的轴压比限制问题迎刃而解。从上述结构构件的演化,推而广之,在结构设计中,只有当构件越多处于轴心受力状态,其材料的利用率才可以高,经济性也就越好。对框架结构,竖向载作用下,框架柱宜处于小偏心受压下工作,若大量柱处于大偏心受压工作状态,则该结构方案的经济性一般不好,故对非地震区的框架结构,其框架柱应优先设计为小偏心受压。这里就出现了一个矛盾,在地震作用下,大部分柱可能处于大偏心受压状态工作,截面设计时,大量柱的配筋仅仅是为万一发生地震而增加的,这些钢材在不发生地震时,将不起丝毫作用,这显然是不经济的,与抗震设计的整体思想也不相符。为避免这种现象的出现,一方面应设法加强结构整体性,必要时,在某些楼层设置刚性转换层,从而加大整体弯矩,减小引起柱弯曲变形的局部弯矩;另一方面,对柱的设计,可将整个楼层面的柱设计为多肢柱,使多肢柱的每一根杆件都能处于轴心受力状态,如对钢管混凝土柱,只有在小偏心受压(或接近轴压)时,钢管和核心混凝土才能更好地协同工作,在偏心距较大的受压构件中使用时,更宜将其设计成双肢、三肢或四肢组成的组合构件。
　　4结语
　　协同工作的原则也是整体工作的原则。在概念设计日益重要的今天,要求结构工程师应有深厚的基本理论基础,并能不断吸取他人先进的设计思想。对自己的作品、设计(即使是已建成的),应经常进行深刻的反思,对每一项设计都精益求精。

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