钢网架设计结构的相对性

  “混凝土有动力学特征，即与时刻参数有关的重要性质——徐变。当钢网架结构接受某一固定束缚变形时，因为徐变性质，其束缚应力将随时刻下降，这称之为“应力松懈”。束缚应力降低到必定数值所经过的时刻叫做“松懈周期”。固体，如钢材、岩石等资料应力松懈得适当慢，松懈周期特别长；而液体应力松懈得非常快，松懈周期特别短。粘性介质的松懈周期介于二者之间。一种结构是粘性的仍是脆性的，不只看资料的物质组成，还要看造成束缚应力的效果时刻（或许荷载效果时刻）比该结构的松懈周期长些仍是短些。实验证明：一种易活动的液体，在高速的子弹射击下，也会像玻璃相同地脆性决裂。相反，地壳上岩石在亿万年地质年代缓慢的内应力效果下，却像粘性液体相同地流变。假如人的跑步速度能够快到使人在水上落足时刻短于水的松懈周期，则人就能像走在固体上相同，走在水面上而不沉落。”

    这段话在解说脆性与延性的时分，不是用肯定的概念来阐明，而是以相对性的概念来论述，这着实让人赞不绝口。简单点说，假如荷载效果时刻比该结构的松懈周期长，则该结构会表现出延性，假如比松懈周期短，则结构会表现出脆性。

    我曾经在揣摩刚接与铰接概念的时分，也有这种体会。咱们往常说的刚接、铰接，大多是选用肯定性的概念。比方，对薪酬钢梁，假如仅腹板用螺栓衔接，这便是铰接；想要完成刚接，就需要把上下翼缘在节点部位焊起来，或许悉数用高强螺栓衔接。但咱们想想，刚接的真实含义是什么，刚接是一起束缚平动和滚动的节点方式。这是否意味着，刚接不只和节点结构有关，还和所受荷载有关？假如荷载不能使其发作平动和滚动，那么在这种荷载效果下，此节点可被认为是刚接，不然，应视为铰接。

    假如以这种相对性的概念往前推导，咱们看看，能得到什么样的定论？

    将一根钢柱立在地上上，在钢柱的顶部施加一个水平力，假如水平力小于钢柱与地上的摩擦力，钢柱不会发作平动；假如水平力发生的倾覆力矩小于钢柱自重发生的反抗力矩，则钢柱不会滚动。这么看来，假如水平荷载不是太大，这种放置衔接也是一种刚接束缚。

    咱们也能够从钢网架应力的角度来解说这个问题。重力荷载效果下，放置面遭到一个均布荷载，水平力发生的弯矩在放置面会发生一个拉压对称的三角形荷载，假如拉应力小于均布压应力，钢柱不会翘起，即不会滚动。

    再来举第二个比方。在实践工程中，刚次梁与主梁的衔接一般选用铰接，对大跨钢梁混凝土组合楼盖，竖向振荡频率有时会起操控效果。操控竖向振荡的意图大都是为了满足人行鼓励效果下的楼盖舒适度要求。对一个组合楼盖，比较自重以及活载等效果，正常运用工况下的人行鼓励其实是很小的，人行鼓励引起的节点滚动极可能被节点中的摩擦力反抗，也就是说，人行鼓励不会引起节点滚动，在这种情况下，肯定的铰接节点其实是相对的刚接节点。该解说不是我自己臆造出来的，而是我在相关的英文文献中看到的。

    第三个比方。钢构件衔接，咱们常用的等强衔接，也有肯定概念和相对概念之分。所谓的肯定的等强，是节点强度大于构件截面强度，这有时需要在节点中安置很多的螺栓，数量之多，以至于螺栓距离无法满足规范要求。这终究有无必要？假如在极限承载力工况下，钢构件最大应力比为0.5，为节点强度保存必定殷实，比方20%，则可按0.6的应力比来安置螺栓。这就是荷载意义上的，相对性的等强概念。

    第四个比方。在超高层结构中，有一个抗剪承载力比的概念。在构件截面、配筋确定的情况下，抗剪承载力其实是一个固有特点。按照高规，假如本层抗剪承载力小于上一层的80%，归于承载力单薄层，这是应该尽量防止的。按照肯定性的概念，咱们需要修改结构安置，调整构件截面，削弱上层的承载力，增大本层的承载力，但在实践工程中，受限于建筑功能，调整安置及截面都是难以履行的。那怎么办？咱们将思想跳到荷载层面来处理这个问题。行将本层的水平荷载扩大，假如能够确保在更大的水平荷载效果下，本层的承载力没有问题，那和上层比，相对单薄，又有什么关系呢？说得再通俗一点，这就像，我尽管有病，但我经过一些操控措施，一辈子都没有犯这个病，那这个病，对我来说，又有什么关系呢？

    在钢网架结构设计中，肯定性概念难履行的时分，咱们时常用相对性概念来处理。这个相对性，有时指得是“荷载”，比方上面举的几个比方；有时是“时刻”，比方，咱们说的50年一遇，100年一遇等；有时是“重要性”，比方不同的设防类别，不同的安全系数。