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摘 要：阐述结构概念设计的几点认识。提供理论联系设计实际的有效方法和实践思路，通过实例设计计算的讨论，实现与国际接轨的概念设计，采用多种方法培养相结合，提高研究生的职业竞争能力。
关键词：概念设计；工程实例；实践能力
工程概念设计将结构进行功能性有机整体化设计，将建筑结构进行空间整体和平面的统一考虑，满足结构整体的力学平衡关系、把握其结构破坏机理，又可以细节确定建筑结构布置和抗震细部措施的宏观控制。
本文结合设计实例给出概念设计的几点认识。
一、国内规范应用对比
以建筑基础设计为例，框架结构，排架结构的柱下钢筋混凝土独立基础或钢筋混凝土扩展基础限于工期，选择埋深不是很大，采用台阶基础或锥形基础。进行其独立基础设计时，规范给出冲切承载力验算公式：
（1）
式中，相应于荷载效应基本组合时作用在基础底面积上的地基土净反力设计值；为受冲切承载力截面高度影响系数，基础高度小于800mm，一般取值1.0；为混凝土轴心抗拉强度设计值；为冲切破坏锥体最不利一侧的计算长度；h0为基础冲切破坏锥体的有效高度。
规范虽给出独立基础抗冲切承载力公式，却没给出独立基础底板的抗剪计算公式。为达标，查阅混凝土结构设计规范对不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件给出斜截面抗剪承载力公式为：
（2）
式中，，截面高度影响系数，与公式（1）系数类似，在截面有效高度小于800mm时，Bh=1.0。对比公式（1）（2）可看出，两式不同之处仅在于公式（1）中的am换成了公式（2）中的b。
独立基础冲切承载力计算中am的计算公式为：，本文at为冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长；ab为冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面范围内的下边长。公式（2）中b为板构件宽度。从am和b在构件截面上代表长度看，，在板厚度均小于800mm时，柱下独立扩展基础悬臂板的抗剪强度是不小于该构件的抗冲切强度的。
因此满足抗冲切条件下，构件抗剪强度自动满足；这被考虑是规范未给出独立扩展基础斜截面抗剪验算公式的溯源。
二、中外规范计算方法及参数比较
风荷载设计值相关参数选取和计算方法，中外规范存在差异，通过实际涉外工程中遇到问题及解决方法对比进行说明。
泰国某工程，业主希望按中美国规范对比进行结构设计， 美国荷载规范规定主结构设计风压计算公式为：，q和qi均为qz在不同结构形式和高度时对应的表达。公式中采用的速度风压（Velocity pressure）计算公式为（公制单位）：。其中，qz为速度风压；Kz为风压高度变化系数；Kzt为地形影响系数；Kd为风方向因子；V为风速；I为结构重要性系数。国内荷载规范风荷载基本计算公式为：。为风荷载标准值；为高度Z处的风振系数；为风荷载体型系数；为风压高度变化系数；为基本风压。对比公式定义可看出：
1.国内荷载规范风荷载是表格查取基本风压基础上进行一系列参数修正后的结果，美国荷载规范是以基本风速为条件并进行参数修正。国内荷载规范的风荷载条文说明中也给出了基本风压由设计风速计算的公式：，风荷载也可在设计风速基础上得出；
2.国内风荷载计算公式中用简单系数（外压）考虑体型影响；美国荷载规范在速度风压的基础上用和体型系数类似的参数即内部压力系数和外部压力系数计算后得到设计用风荷载，G为阵风影响系数。设计实务通过中美风荷载计算时参数的比较进行清楚辨析，以防设计失误。
该工程钢结构节点角焊缝设计采用美国AISC在2003年颁布的建筑钢结构设计规范。规范中给出的基于LRFD（Load and Resistance Factor Design）方法的计算公式为：，（LRFD）；其中：，，为焊条型号，即规定的最低强度（单位：，为力与焊缝纵轴的夹角，Aw为焊缝有效面积（单位：mm2）。比较可看出：国内规范对于承受静载或间接活载采用不考虑角焊缝受力方向的单一应力法，对直接承受动载的情况则采用考虑角焊缝受力方向的折算应力法；美国规范则采用单一应力法。国内设计计算方法偏于安全。
结论：国内规范进行计算所得的结果其安全储备大于LRFD计算所得到结果。不同就在于夹角的取值和FE43取值问题。美国规范规定，夹角为力与焊缝纵轴的夹角。当（侧面角焊缝）时，系数连乘后FE43的折减系数为：0.75×0.6=0.45， （正面角焊缝）时，折减系数为：0.75×0.6×1.5=0.675；国内规范中E43焊条的设计强度为160N/mm2，侧面角焊缝折减系数为：160/420=0.38，正面角焊缝时折减系数为：1.22×160/420=0.464。无论是侧面还是正面角焊缝，国内规范的安全储备均大于LRFD的计算结果。
综上实例分析，概念性能设计的关键是选用适当参数，这也是避免造成工程设计隐患事故的重要保证[7-10]。
三、结语
提高研究生设计实践能力需要多方法和手段，本文结合实例分析提出实践设计能力的培养可在：
1.概念设计思想；
2.加强试验和实践；
3.知识点的融会贯通；
4.中外规范的灵活应用等方面进行重点加强，以有效帮助提高专业理论水平和实践能力。
参考文献（References）：
[1]GB 50007-2002 建筑地基基础设计规范.
[2]GB 50010-2002 混凝土结构设计规范.
[3]GB 50009-2001 建筑结构荷载规范.
[4]ASCE/SEI 7-05，Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures.
[5]AISC. Specification for Structural Steel Buildings.
[6]GB 50017-2003 钢结构设计规范.
[7]ACI 349-85. Code Requirements for Nuclear Safety Related Structures.
[8]黄韬颖，杨庆山. 中美澳风荷载规范重要参数的比较. 建筑科学与工程学报，2008，3：23～27.
[9]李星荣，魏才昂，丁峙崐等编著. 钢结构连接节点设计手册. 北京：中国建筑工业出版社，2005.
[10]童根树 著. 钢结构设计方法. 北京：中国建筑工业出版社. 2007.
关键词：概念设计；工程实例；实践能力
工程概念设计将结构进行功能性有机整体化设计，将建筑结构进行空间整体和平面的统一考虑，满足结构整体的力学平衡关系、把握其结构破坏机理，又可以细节确定建筑结构布置和抗震细部措施的宏观控制。
本文结合设计实例给出概念设计的几点认识。
一、国内规范应用对比
以建筑基础设计为例，框架结构，排架结构的柱下钢筋混凝土独立基础或钢筋混凝土扩展基础限于工期，选择埋深不是很大，采用台阶基础或锥形基础。进行其独立基础设计时，规范给出冲切承载力验算公式：
（1）
式中，相应于荷载效应基本组合时作用在基础底面积上的地基土净反力设计值；为受冲切承载力截面高度影响系数，基础高度小于800mm，一般取值1.0；为混凝土轴心抗拉强度设计值；为冲切破坏锥体最不利一侧的计算长度；h0为基础冲切破坏锥体的有效高度。
规范虽给出独立基础抗冲切承载力公式，却没给出独立基础底板的抗剪计算公式。为达标，查阅混凝土结构设计规范对不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件给出斜截面抗剪承载力公式为：
（2）
式中，，截面高度影响系数，与公式（1）系数类似，在截面有效高度小于800mm时，Bh=1.0。对比公式（1）（2）可看出，两式不同之处仅在于公式（1）中的am换成了公式（2）中的b。
独立基础冲切承载力计算中am的计算公式为：，本文at为冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长；ab为冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面范围内的下边长。公式（2）中b为板构件宽度。从am和b在构件截面上代表长度看，，在板厚度均小于800mm时，柱下独立扩展基础悬臂板的抗剪强度是不小于该构件的抗冲切强度的。
因此满足抗冲切条件下，构件抗剪强度自动满足；这被考虑是规范未给出独立扩展基础斜截面抗剪验算公式的溯源。
二、中外规范计算方法及参数比较
风荷载设计值相关参数选取和计算方法，中外规范存在差异，通过实际涉外工程中遇到问题及解决方法对比进行说明。
泰国某工程，业主希望按中美国规范对比进行结构设计， 美国荷载规范规定主结构设计风压计算公式为：，q和qi均为qz在不同结构形式和高度时对应的表达。公式中采用的速度风压（Velocity pressure）计算公式为（公制单位）：。其中，qz为速度风压；Kz为风压高度变化系数；Kzt为地形影响系数；Kd为风方向因子；V为风速；I为结构重要性系数。国内荷载规范风荷载基本计算公式为：。为风荷载标准值；为高度Z处的风振系数；为风荷载体型系数；为风压高度变化系数；为基本风压。对比公式定义可看出：
1.国内荷载规范风荷载是表格查取基本风压基础上进行一系列参数修正后的结果，美国荷载规范是以基本风速为条件并进行参数修正。国内荷载规范的风荷载条文说明中也给出了基本风压由设计风速计算的公式：，风荷载也可在设计风速基础上得出；
2.国内风荷载计算公式中用简单系数（外压）考虑体型影响；美国荷载规范在速度风压的基础上用和体型系数类似的参数即内部压力系数和外部压力系数计算后得到设计用风荷载，G为阵风影响系数。设计实务通过中美风荷载计算时参数的比较进行清楚辨析，以防设计失误。
该工程钢结构节点角焊缝设计采用美国AISC在2003年颁布的建筑钢结构设计规范。规范中给出的基于LRFD（Load and Resistance Factor Design）方法的计算公式为：，（LRFD）；其中：，，为焊条型号，即规定的最低强度（单位：，为力与焊缝纵轴的夹角，Aw为焊缝有效面积（单位：mm2）。比较可看出：国内规范对于承受静载或间接活载采用不考虑角焊缝受力方向的单一应力法，对直接承受动载的情况则采用考虑角焊缝受力方向的折算应力法；美国规范则采用单一应力法。国内设计计算方法偏于安全。
结论：国内规范进行计算所得的结果其安全储备大于LRFD计算所得到结果。不同就在于夹角的取值和FE43取值问题。美国规范规定，夹角为力与焊缝纵轴的夹角。当（侧面角焊缝）时，系数连乘后FE43的折减系数为：0.75×0.6=0.45， （正面角焊缝）时，折减系数为：0.75×0.6×1.5=0.675；国内规范中E43焊条的设计强度为160N/mm2，侧面角焊缝折减系数为：160/420=0.38，正面角焊缝时折减系数为：1.22×160/420=0.464。无论是侧面还是正面角焊缝，国内规范的安全储备均大于LRFD的计算结果。
综上实例分析，概念性能设计的关键是选用适当参数，这也是避免造成工程设计隐患事故的重要保证[7-10]。
三、结语
提高研究生设计实践能力需要多方法和手段，本文结合实例分析提出实践设计能力的培养可在：
1.概念设计思想；
2.加强试验和实践；
3.知识点的融会贯通；
4.中外规范的灵活应用等方面进行重点加强，以有效帮助提高专业理论水平和实践能力。
参考文献（References）：
[1]GB 50007-2002 建筑地基基础设计规范.
[2]GB 50010-2002 混凝土结构设计规范.
[3]GB 50009-2001 建筑结构荷载规范.
[4]ASCE/SEI 7-05，Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures.
[5]AISC. Specification for Structural Steel Buildings.
[6]GB 50017-2003 钢结构设计规范.
[7]ACI 349-85. Code Requirements for Nuclear Safety Related Structures.
[8]黄韬颖，杨庆山. 中美澳风荷载规范重要参数的比较. 建筑科学与工程学报，2008，3：23～27.
[9]李星荣，魏才昂，丁峙崐等编著. 钢结构连接节点设计手册. 北京：中国建筑工业出版社，2005.
[10]童根树 著. 钢结构设计方法. 北京：中国建筑工业出版社. 2007.