设计新手练习小项目

    今年到底做过什么项目?回想起来好像一片空白,中间曾有个有点意思的标志牌设计,我扭扭捏捏说做起来有点难,被甲方仔细的盯了几分钟后,果断取消我做设计的资格,现在几个月过去那个东西已经建起来,甲方回头看看我那意思,这有什么难的?
说这些有点伤自尊,还是整点别的,转移一下注意力。前天我的同事小田让我看一下图,说图纸审查意见怎么办?我大概知道他做的什么项目,是一个景区厕所建筑,面积不大也折腾4个月才出手,做的时候我就很纳闷,不到200平米咋这么纠结?一般来说建筑不折腾结构是不会来回搞的,所以我一直没看过他具体怎么做的,后来出图互相校对后,我们这边另个同事给校核一遍就出图。现在审图提出问题,好像事情不小,我就问是什么问题?同事说,审图意思是中间钢结构部分的边梁高度不足需增加梁高。我听了很不以为然,小田跟我一起也做了十多年的钢结构,这还会搞错,于是问他多大跨度做多高的梁?他说12米跨度做200高的工字钢梁。我听完当时就有点转不过来,高跨比是多少,是6:1还是60:1?小田看我的神色,似乎也觉得有些问题,有点迟疑地回答说是60:1。
    为什么做这么矮的梁?    是建筑要求的。
    建筑要求你就做,有没有原则?    我觉得这个结构没问题。
    没问题?    我仔细算过的。
好吧那我看一下怎么回事,根据建筑要求,建筑中间主入口是钢结构棚子,采用四根钢柱,平面尺寸是5.4X12米,南北两端还悬挑出去近2米,外观上类似民间木屋架铺瓦形式,所以要求结构梁高度不高于200。同事设计的结构平面和剖面布置如下图:
我看完后还是没想明白,这不明摆着做的是5榀三角桁架,其中3榀放在12米跨边梁上,3.5kPa恒荷载和0.7kPa活荷载,200高的梁能够吗?最搞笑的是小田接着说,边梁不仅不是一根连续布置的梁,而且在计算中按铰接计算设置分析过。嗯?这不掉下去吗?
    我让他打开计算模型让我看,看了一会有点明白过来,这家伙搞了一个看起来像三角屋架的空间桁架结构,只是他自己没说清楚,我问他是不是这么回事,他才忽然想清楚一般说,前面设计时,建筑一直按屋架的概念探讨方案,写计算书就没往空间桁架上定义,所以才出现这个问题。我说那就好办,把你的设计思路讲清楚,审图单位看明白就不会有疑问,同时我要求他把周边可去掉的部分取消进行分析,证明这个结构体系是稳定的,于是他星期六在单位里把这个设计方案整出来。
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    根据建筑要求,本工程钢结构部分采用的是空间钢桁架桁架结构,钢柱柱脚采用刚接柱脚,结构分析模型见下图:
该屋面钢结构是由沿1轴、2轴钢梁、屋脊处钢梁、屋架及屋面撑杆组成空间桁架受力体系,不同于以沿1轴、2轴钢梁作为主要传力构件的钢框架结构体系。经分析,1轴、2轴钢梁应属于屋面空间桁架结构的下弦,主要承受拉力。屋脊处钢梁应属于屋面空间桁架的上弦,主要承受压力。
    为说明本工程钢结构部分受力情况,将钢结构构件内力简图附下,内力简图为设计包络值。钢结构构件内力图如下:
钢结构部分轴力云图
钢结构部分构件轴力图
钢结构部分弯矩图(My)
钢结构部分平面外弯矩图(Mz)
为清晰体现构件受力关系,将以上图中部分构件消隐处理后内力简图如下:
屋面钢梁、屋面撑杆轴力图(部分构件已隐藏)
屋面钢梁平面内弯矩(My)(部分构件已隐藏)
屋面钢梁平面外弯矩(Mz)(部分构件已隐藏)
为说明本工程钢结构体系的稳定性,取消A轴、D轴处屋架及外围钢梁,经计算分析,
结构不存在局部振型(前三阶振型见下图),说明结构体系具有能够承受屋面荷载的约束,不存在自由度约束不足的情况,
一阶振型    二阶振型
三阶振型
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    我问他怎么想到这样做的,他说做的时候曾经问过我,梁高度不够怎么办?我当时正忙着玩游戏,像很明白一样的说这都不会搞,变点思路就行。
    好吧,我当时是叫你做个有意思的设计!

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