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一带一路

欧洲规范钢结构节点设计所需公式,找一找一带一路项目需要的设计资料。

by 邵工——建筑结构工程师 Structural Engineer |2017年7月10日 |0 Comments | 一带一路, 欧洲规范, 设计知识 | , , , , , , ,

钢结构连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法, 初学者可偏安全选用前者.设计手册中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用,比较方便. 也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成。

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【海外项目合作】英标、欧标、美标钢结构设计业务承接——多年经验保障

by 邵工——建筑结构工程师 Structural Engineer |2017年7月10日 |1 Comments | 工程服务, 欧洲规范 | , , , ,

本公司现有有数位从国外学习工作回来的设计师,精通有关国外规范的节点设计项目,包括欧标规范,英国规范和美国规范。我们的服务如下:

可提供各类节点(柱脚节点,梁柱节点,梁梁节点和支撑节点)的详细英文计算书。
对于复杂的节点问题可以提供英文的有限元计算报告。
对于现场施工问题可以作为总包方代表去和当地的设计顾问沟通解决问题,以减少客户的损失。
可以提供国外项目的结构设计和详图设计工作。
可以提供国外项目的技术咨询和技术对接工作。

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【资源共享】欧洲规范资源下载——最全的欧洲规范设计资料

by 邵工——建筑结构工程师 Structural Engineer |2017年7月4日 |3 Comments | 欧洲规范, 设计知识, 资源下载 | , , , ,

欧洲规范是由欧洲标准化委员会制定的一系列关于建筑设计、土木工程和建筑产品的欧洲标准。 它们凝聚了各国的经验和研究成果,以及欧洲标准化委员会技术委员会250(CEN/TC250)和国际科技与科学组织的专家意见,代表了具有世界水准的结构设计标准。 整个欧洲规范体系由10 种结构设计的欧洲标准组成。每项欧洲规范由许多涉及特定技术领域的部分组成,例如防火、桥梁设计等。主要包括如下规范:

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【精华】欧洲规范教学系列——EC7系列讲座(六)——扩展基础2

by 邵工——建筑结构工程师 Structural Engineer |2017年7月2日 |126 Comments | 欧洲规范 | , , ,

邵工——建筑结构工程师 Structural Engineer

建筑一网(www.jianzhu1.com)是一群同济大学毕业建筑和土木相关专业毕业的研究生和博士组成的技术团体。我们自2011年始即开始从事结构设计和研究工作, 积累了大量的研究成果和创新技术,并整理了对中国规范、FIDIC合同、欧洲规范和美国规范的总结笔记。此外, 团队还在结构产品领域有所研究,并推出了超薄夹层、板桁架、无檩网架、装配式厂房和装配式酒店等相关装配式产品。

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原创 2017-03-12 刘工 刘工的土木欧标观

 

更正

        不得不说高手在民间,刘工上次发完解答之后,有三四位网友在后台留言说刘工的计算是有问题的,因为如果按照欧标的要求,需要折减内摩擦角。刘工现在把折减过的结果给大家整理出来,给大家造成的误解,刘工深表歉意。欢迎大家继续给刘工“拨乱反正”。
        从上文中可以看出,即使经过折减内摩擦角,欧标算出来的承载力还是要比国标大一倍多,所以本质的原因究竟是什么呢?
这一切都要追根溯源到开始,请大家回顾上一篇文中提到的三种设计方法,第一种是直接设计法,即分别验算承载能力极限状态和正常使用极限状态分别验算。咱们刚才计算的地基承载力就是地基接近破坏时的承载力,来源是太沙基的承载力公式,而土的破坏形式如下:
以上的破坏形式共有三个区:朗肯主动区(I区)、过渡区(II区)和郎肯被动区(III区)。那么国标呢?请大家注意,国标(或者说咱们中国人)的一大优点就是改编,在李广信老师编著的《土力学》8.4.2一节中提到:设计中往往选用临塑荷载pcr或比临塑荷载稍大的临界荷载p1/4和p1/3作为地基容许承载力的初值。p1/4和p1/3­代表基础下极限平衡区发展的最大深度等于基础宽度b的1/4和1/3时所相应的荷载。所以现在大家应该明白为什么差这么多了吧?国标的公式就是经过修改的太沙基公式,它求出来的值其实是p1/4而不是极限承载力,从本质上说,国标的设计方法是安全系数法而不是极限状态法,只是这个安全系数全部隐藏在公式里面了。
      这下也可以解决刘工上一篇中卖的两个关子了:1、 欧标的直接分析法与国标的设计方法虽然都是分别验算承载力与变形,但二者的设计理念完全不同,前者是纯正的极限状态法,后者是隐藏了安全系数的安全系数法。2、 欧标为什么没有­Pa < 1.2fa的说法,是因为欧标计算出的承载力已经是极限承载力了,没有任何富余度去考虑偏力引起的局部的增大。而国标因为承载力远没达到极限承载力,所以对于偏心荷载可以增大20%来考虑。3、 另外有网友提到美标体系中是有信心荷载和地震荷载的增大系数,至于偏心荷载,刘工已经在第2条说明。地震设计时,地震的承载力要参考EN 1998-5附录F,里面有更多的参数和更复杂的公式来决定土的动承载力,欧标并没有简单地提供一个增大系数来考虑。也可以从此看出欧洲人(主要是德国人)的严谨和清闲。
        言归正传,那么欧标在设计地基时,难道只能分别验算承载力和地基沉降吗?而且从更本质上来说,几乎所有的情况都是地基沉降来控制的,但是规范里地基沉降的计算方式又是写得模棱两可(参见EN 1997-1附录F),让人无法下手。幸亏在规范一个不起眼的角落里写着这样一句话:For conventional structures founded on clays, the ratio of the bearing capacity of the ground … to the applied serviceability loading should be calculated. If this ratio is less than 3, calculations of settlements should always be undertaken… (Clause 6.6.2 (16), EN 1997-1)简单说一下,对于黏土,如果土的极限承载力小于正常使用极限状态下产生的应力的3倍,沉降验算必须要进行。换句话说,如果承载力大于应力的3倍,就可以不用验算沉降了,即安全系数大于3可以不验算沉降。这一条让人瞬间就又回到了英标的时期,所以对于欧标地基承载力的设计,可以总结出如下步骤:1、 分别计算出结构在ULS和SLS情况下基底的总应力,包括上覆土的有效应力以及基础自重;2、 利用规范附录D或者附录E计算出承载力,记住计算之前要折减内摩擦角和粘聚力;

3、 比较承载力是否大于3倍的SLS工况下的基底总应力,如果是,基础尺寸没有问题;

4、 如果不是,则要确保承载力大于ULS工况下的总应力;

5、 计算地基的沉降,满足相关的要求。相关的要求可参见EN 1997-1附录H。

【精华】欧洲规范教学系列——EC7系列讲座(五)——扩展基础1

by 邵工——建筑结构工程师 Structural Engineer |2017年7月2日 |0 Comments | 欧洲规范 | , ,

刘工很久没有和大家见面了,真是想死你们啦!本来之前计划的是在16年结束EC7的讲解,可是到具体执行的时候要比想象的难很多,进度只完成了一半不到。

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【精华】欧洲规范教学系列——EC7系列讲座(四)——岩土设计的材料和几何尺寸

by 邵工——建筑结构工程师 Structural Engineer |2017年7月2日 |0 Comments | 欧洲规范 | , ,

上几周刘工在潜心阅读吴哥窟和印度教的一些东西,因此没有更新,今天,刘工为大家深入浅出地分享一下作为大三变量中另外两个——材料和几何尺寸。

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【精华】欧洲规范教学系列——EC7系列讲座(三)——岩土设计的荷载

by 邵工——建筑结构工程师 Structural Engineer |2017年7月2日 |2 Comments | 欧洲规范 | , ,

各位攻城狮们国庆加几天班了?没关系,刘工也在坚守岗位,与大家共同为伟大的土木工程事业做着贡献。经过最近一个月的努力,公众号关注人数破五百了,刘工真是喜极而泣,我会继续为大家分享欧标的点点滴滴,做一个十年如一日的原创攻城狮!

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EC7系列讲座(二)——欧标岩土规范的设计准则概述

by 邵工——建筑结构工程师 Structural Engineer |2017年7月1日 |1 Comments | 欧洲规范 | ,

邵工——建筑结构工程师 Structural Engineer

建筑一网(www.jianzhu1.com)是一群同济大学毕业建筑和土木相关专业毕业的研究生和博士组成的技术团体。我们自2011年始即开始从事结构设计和研究工作, 积累了大量的研究成果和创新技术,并整理了对中国规范、FIDIC合同、欧洲规范和美国规范的总结笔记。此外, 团队还在结构产品领域有所研究,并推出了超薄夹层、板桁架、无檩网架、装配式厂房和装配式酒店等相关装配式产品。

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国庆要来了,先祝伟大的祖国母亲生日快乐,国内的小伙计们国庆浪起来~~~

 

1. 欧标通用设计准则回顾

 

刘工先带大家回顾一下欧标的发展史,欧标的发展有五个关键的节点:

 

1)     20世纪80年代 (1980s)——欧洲共同体委员会提出建立一个在欧洲范围内普通的建筑技术规程;

2)     1989——欧标标准化委员会(European Committee for Standardization, CEN)正式接手欧标的编纂工作,所有的欧标封面都会印有如下的标志:


 

从这个标志中,大家也可以看到欧标其实是用三种语言编写的,分别是英语、德语和法语。当然,刘工最希望看到的是这样的:(刘工又不由自主地祝伟大的祖国生日快乐!)

 

欧标标准化委员会

 

3)     20世纪90年代(1991-1999)CEN推出了一系列的欧标的非正式版本(即相当于国标的征求意见稿),代号为ENV,有效期三年。

4)     1998——2006年,CEN陆续发行正式的欧洲标准,代为从ENV变成EN,比如EC7-1的封面就写着这样一行字:Supersedes ENV 1997-1:1994:.5)     各国使用EN代替本国的标准,比如英标就发行了BS EN,新加坡也发行了SS EN等等等等。

 

欧标从EN1990EN1999共有十大分类,下面这幅图可以清晰地说明这十本的关系:

EN1990是整个欧标体系的基本原则,就像太阳,有了太阳才有了万物;EN1991是荷载,而EN1992EN1996分别代表了不同建筑材料的结构设计规范,EN1999是铝的设计规范,主要是用于建筑幕墙,以及非结构组件;而EN1997是各种建筑的基础设计规范;最后EN1998是抗震规范。

在欧标中,所有条文分为两类:PrinciplesApplication Rules即等同于国内的强条和非强条,所有的强条之前全标着一个P,里面的用语是是Shall,而非强条的用语为may, should, can…

刘工在之前讲解EC0的时候特地强调过几种值的区别:代表值、特征值、标准值、设计值等等,里面涉及到两个系数:伴随系数和分项系数,一定要明白这两个系数和那些值的相对关系,下面一个表可以较明显比说明这几者的关系,请大家即时复习回顾。

刘工简单带大家回忆了一下欧标,请大家可以搜索历史纪录,再去详读一下关于EN1990这本规范的一些要点。

 

2.      欧标岩土设计准则

1)     极限状态法

在讲欧标的岩土规范之前,刘工先带大家回忆一下国标基础的设计准则,国标总共分三种设计方法:极限状态法,允许应力法以及安全系数法,分别举个例子:在计算基础和承台的配筋时,使用的是极限状态法,即承载能力极限状态下的基本组合;在计算地基承载力时,使用的是容许应力法,虽然规范上说是使用极限状态法,但是所有的分项系数全要取1,与地基承载力比较大小,其实本质上是容许应力法;而在计算挡土墙的抗倾覆以及抗滑移时,又使用了安全系数法。

熟练了的小朋友们,觉得这没什么啊,非常好,但是,刘工默默上一张图:

 

据说此题是今年的注册岩土工程师考题,在考生界引起广泛的争论(刘工一脸不知道发生了什么的表情),与其说是要不要乘1.35的争论,不如说是各种设计状态混乱的体现。具体到此题,即当我们用安全系数法计算出了一个弯矩值,那要不要把这个值乘以1.35来配筋?其实就是在安全系数法身上叠加了一个极限状态法,对于这种四不像的方法,当然是公说公有理,婆说婆有理,所以刘工也不好下结论,但可以肯定的,这个只是特定时期的特定产物。这不,如果使用欧标,这种问题将不复存在,因为在欧标中,只有一种设计方法,即极限状态法!

 

极限状态法,本质上就是各种极限状态下都不超过相应的限值。这个对于搞结构的同学应该不难理解,但是搞岩土的,因为已经习惯了安全系数法和允许应力法,所以可能理解还不透彻,继续上面那道题的例子,抗滑桩在正常情况下的极限状态只有一种,就是桩废了、坡垮了,而废了、垮了的原因无外乎两种:一是桩被拔出来了,锚固深度不够;二是桩被挤段了,断面太小或者是配筋不够。所以明确了这两个极限状态,只要找与其极限状态相对应的荷载和材料的分项系数,计算出外力和抗力就搞定啦!

 

上面就是非常简单的一个极限状态法的设计思路,如果你看起来有点吃力的话,建议结合刘工之前的讲解重读一下EN1990

传统的设计方法(安全系数法和允许应力法,本质上允许应力法也是安全系数法)虽然使用了几十年,而且有相当多的经验,但是使用一个单一的安全系数来考虑所有的不确定因素,并不能非常准确地控制设计当中各个部分的不确定性大小。你说设计中有多少不确定性?刘工又选出一本书的封面送给大家,让大家看看做一个结构工程师有多难:

这段话从另一方面也看出了整个设计中有多少的不确定因素,这个在岩土工程中尤其明显。所以极限状态法更合理让设计者分别设计不同的极限状态,每一种极限状态又通过不同的分项系数保证结构有一个相同的安全度,这就是极限状态法的精髓所在!

 

(插播小广告:看完上面那段话,如果现在有人觉得结构工程师很伟大,想找工程师的朋友们可以给刘工留言,刘工手头很多优良潜力股,各种年龄段)

 

而这样做的另一个好处就是,从此结构和岩土统一了,结构工程师再也不用专门为了岩土工程师专门设置岩土专属的荷载组合,而岩土工程师也必须要多了解一些荷载组合的原则来适应新的设计方法。

 

2) 极限状态分类

关于极限状态,总共有两大类,分别是承载能力极限状态和正常使用极限状态。

对于承载能力极限状态,如果大家有印象,EC0当中说明在结构设计中,承载力极限状态共有三类:EQU(倾覆破坏)、STR(结构构件破坏)、GEO(地基破坏),而在岩土设计中,又增加了两种UPL(抗浮稳定性)和HYD(流土、管涌等水力破坏),这两种在国标中也有对应的条文,分别可参见地基规范的5.4.3条和附录W,但是刘工提醒一下,他们用的全部都是安全系数法,而不是极限状态法。

而对于正常使用极限状态,和普通的结构设计没有太大区别,只是检查没有过大的沉降、隆起,以及过大的振动等。

 

3 岩土工程等级

岩土工程等级分类方法和国标的地基规范是类似的,大家可以自行参考EC7-1 2.11421款。刘工强调一下,在同一个工程中可以有不同的等级,比如下面这幅图就非常形象经说明了这个问题:

 

非常主观地说,对于等级为1的结构,基本也不用什么欧洲规范了,根据当地的一些经验足够了,而对于等级为3的结构,欧标又有点不够,需要更加专业的规程来辅助。

 

下期预告:

极限状态法中有三大变量:荷载、材料和几何尺寸,下一讲,刘工就和大家聊聊岩土规范中与这三大变量相关的一些东西。

 

 

EC7系列讲座(一)——序言

by 邵工——建筑结构工程师 Structural Engineer |2017年7月1日 |0 Comments | 欧洲规范 | , , ,

毫不客气地说,EC7是刘工目前读过最难懂的一本规范!风格有点像古龙的小说,几个字背后是几千字,让读者慢慢去捉摸。而EC7也是这样的风格,短短几页纸就代替了一本规范,比如:第5.5节是地基处理,只有半页纸,而国标呢,整整一本书;第7部分是桩基础,只有21页,也没法和国标的桩基相比。刘工的目标就是把古龙的小说用金庸的笔法写出来(自恋一下)……

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【精华】欧洲规范教学系列——刘工带你读欧洲规范 EN 1990(二)

by 邵工——建筑结构工程师 Structural Engineer |2017年7月1日 |1 Comments | 欧洲规范 | , , ,

章其实没有什么有实质性的内容可以和大家分享,只有一些纲领性的提要,不过有两点还是值得引起大家的注意:

欧标非常重视防火的设计,这个可以从每本分册中看出端倪,EN 199X-1-2基本上全是防火的设计,包括混凝土、钢结构等等,从这一点来说欧标是要领先国标的,具体各种结构的防火设计咱们在以后的日子中分别讨论。

框架分析中,主要分为有侧移框架和无侧移框架,这个概念在英标中一直处于不够重视的地步,但是在欧标中,因为要使用直接分析法,所以框架是否有侧移变得很重要了,但是欧标中也并没有指出哪种结构是有侧移框架,哪种是无侧移框架。以前的设计中,一般可以简单地认为如果钢结构依附于混凝土核心筒或者是有交叉撑,即可认为无侧移,但是,刘工从一些资料中找出更权威的一个定义:

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