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武汉屋面变形缝结构工程师之间更好的互动

发布日期:2019-02-27|变形缝生产厂家小编
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  …如何降低风险和项目成本

  武汉屋面变形缝在他2015年12月的社论中,结构工程研究所院长大卫·阿莫西提出,越来越复杂的设计使结构工程师更多地与其他学科的人交流。虽然伟大的创新可以来自于结构工程师和高级工程师之间更好的互动,但也有为客户节省大量资金的潜力。成本的降低可以来自简单但关键的通信改进。本文提供了一些例子,说明如何改进这种通信以及可能出现的频繁通信。这既能推高项目成本,又能增加风险。

  普通试件

  不确定性与风险

  虽然业主通常不太清楚,但大多数结构工程师都知道,工程中存在相当大的不确定性。武汉屋面变形缝这种不确定性是由场地下土壤的变化、工程师仅仅通过对场地下土壤的0.000015%取样来了解土壤以及土壤性质的非常大的变异系数所驱动的。这些因素造成的不确定性意味着没有一个正确的、基于代码的答案,而是一系列可能的答案,每个答案都有不同的相关风险。

  这种可能的答案集合从一个极端(解决方案可能意味着失败)到另一个极端(在另一个极端,大量资金将被浪费在不必要的站点改进或昂贵的基础系统上)。图1对业主的范围和他们的风险进行了评估。一些业主愿意允许增加结构和成本以尽量减少风险(业主A),而其他业主则希望降低每一种可能的成本,并愿意经历一些结构损坏/维修(业主C)。

  

武汉屋面变形缝

 

  图1.风险谱

  当工程师为更老练的业主工作时,可以讨论成本和风险之间的平衡。然而,在大多数项目中,工程师只能猜测业主的偏好,以平衡风险和成本。许多业主和结构工程师可能认为,他们从同一地点的工程师得到的答案的差异是由于特定工程师的水平。然而,大多数变化来自于所有者缺乏在风险和成本之间建立偏好的方向。此外,当工程师不得不猜测业主对风险的承受能力时,建筑成本通常会上升。

  容许轴承压力

  典型的工程设计过程包括进行施工,确定结构在现场的位置,确定现场的等级,然后开始结构设计工作。如图2所示,如果工程师不知道场地的等级或建筑物是否有地下室,工程师就不知道会有什么土壤。如果结构设计还没有开始,工程师就不会知道地基系统的荷载。

  图2.设计时的未知信息。

  通常情况下,当进行分析时,工程师通常不知道土在土的下面,也不知道荷载(因此也不知道大小)。这些信息对于计算承载力和沉降量以及选择许用轴承压力是非常必要的。工程师必须猜测这些条件,然后希望,如果是不正确的,有人会联系他们修改轴承压力。由于很少与工程师联系,要求他们核实他们最初的假设,如果需要,修改他们的报告,他们进行保守,这将导致保守的许用轴承压力。

  如果允许工程师在场地分级、载荷和基础可供选择后对其假设和分析进行修正,则允许承受压力经常会增加。

  路基

  路基模量值有时被误解或不正确。最常见的误解是,报告没有明确报告的数值是1-x1英尺厚的板(),还是一个已经按垫/组合地基的大小缩放的值。如果报告没有说明模数值为1×1板,则应与工程师联系提供澄清。

  

Figure 3

 

  图3。路基模量影响区

  有时,由于信息不足或范围不够,有时会产生不正确的路基模量值。当几乎没有关于拟议结构的信息,且没有与结构工程师互动的空间时,大多数工程师将根据预期位于地基系统下面的土层特性从表格中选择一个模数值(例如图3中的“沙和”单元)。如果地基元素下面的“影响区”内的土壤类型不发生变化,这是可行的。然而,为了设计图3所示的垫子,决定垫子实际模量的土是相当于垫子宽度两倍的深度的土。在这种情况下,评估路基模量最简单的方法是计算垫层以下的沉降(弹性和固结沉降),然后通过将荷载除以该沉降来建立初始模量。通过将结构工程师计算的变形量与估算沉降值进行比较,可以进一步细化这一数值,如果变形有显著差异,则可将结构变形与分析结果进行比较。忽略了结构和工程师之间的相互作用,在这种情况下,导致错误的估计垫的沉降/挠度和不正确的加固。

  允许沉降和什么结算重要?

  结构的“允许沉降”是结构工程师与工程技术人员之间最重要的误解之一,而缺乏关于这一问题的讨论可能导致大量不必要的项目费用。特别是在软粘土或地震易发地区土壤沉降较大的地区,允许和最大沉降至关重要。理想情况下,“允许沉降”不应表达给业主,直到结构和工程师有机会交谈。当被问及一座建筑物能承受何种沉降时,人们可能会说“允许沉降为1英寸”,但这个数字很可能是非常保守的,可能会导致很大的建筑和地面改善费用。

  如果范围允许业主和结构工程师有时间讨论沉降问题,则可以根据沉降发生的时间(例如在铺设立面之前、施工完成之前、施工后)将沉降分解为各个组成部分。此外,通过这种改进水平,工程师可以降低一些项目的地基和地基改进成本。

  各种沉降量对结构性能和成本的影响是结构和工程师必须与业主讨论的一个重要课题。

  动态土压力

  在地震强度可能较大的地区,结构工程师表示,在地基或挡土墙设计的横向动力土压力方面,他们似乎得到了不同的建议,有时他们发现几乎不可能做出合理的设计。考虑到设计方法和动力侧向土压力的变化,工程师提出的建议中存在差异并不奇怪。以往动力土压力的分布形式是倒三角形分布。最近的研究得出结论,实际分布更可能是曲线分布,顶部低,底部低(图4)。目前大多数地区的做法是将这种弯曲分布简化为均匀分布,由此产生的荷载作用于墙的一半。这样的结果是沿着墙的一半,而不是1/3的方式下,可以导致更实际的墙设计。

  

Figure 4

 

  图4.动侧向土压力

  如果从报告中不清楚使用了哪一种方法,结构工程师应与技术工程师联系,以求澄清。

  如何改进结构设计

  鉴于上述例子,可通过以下方式提高设计的成本效益和降低风险:

  (1)在结构工程师审阅报告并开始设计工作后,加强与结构工程师之间的互动。在这次谈话中,结构工程师应该:

  通过他们对建议的理解谈一谈。

  解释已经做或将要做的事情,包括场地分级,平分,建筑位置,和地基承重。

  提供负载的大小。

  在持久负载和瞬态负载之间释放活载荷

  短暂的活负荷并不能驱动设计。

  解释将与报告中提供的允许轴承压力一起使用的基础尺寸的范围。

  对于使用路基模量的组合或垫子,请给工程师提供垫层/基础的高度和尺寸,并询问路基模量是否适用或需要修改。

  要求工程师检查他们推荐的轴承压力,看看是否可以增加轴承压力,因为他们有实际的负荷,并知道什么土壤会影响。

  如果新工程师对项目没有工作范围,请与业主联系,并要求他们为工程师提供额外的工作范围。向业主解释,如果有额外的关键信息,项目成本很可能会下降,或者建筑物出现严重问题的风险将被识别和解决。作者在犹他州的经验表明,了解实际载荷,了解土的性质,修正后的承压成本可能会低于500美元,并且通常会减少更多的成本(从40,000平方英尺到100,000平方英尺)。

  2)建议业主在工作范围内包括以下阶段:

  初步设计。

  在建筑物设置位置和立面后,与结构工程师讨论/会晤,并提供荷载,以便将这些信息传递给工程师和备用基础系统。

  修订:要么是一封增编信,要么是经修订的另一份报告

  (3)在条件困难的项目上,或有一个老练的业主时,请业主和工程师就不确定性/风险/成本进行对话,使设计既符合最低准则要求,又符合业主期望的风险水平。

  4)根据附近项目的经验,在告诉业主对重大问题和设计有什么期望时,要小心。土壤条件可能会有所不同。此外,由于预期的土壤条件相近,业主很难接受场地土壤条件的差异,这可能会影响结构设计。

  5)使设计公司参与施工,使惊喜迅速解决。

  (6)帮助对抗工作的同质性。作为一名结构工程师,这看上去不像是你的战斗。然而,作为工程师,我们都有义务致力于高效的设计。武汉屋面变形缝当一个结构表现不佳时,我们都会卷入随后的争论。结构工程师具有独特的地位,可以向业主解释报告中的建议如何影响结构的成本,以及他们为什么要投资于更多更好的工程。

  对与工程师的交互以及如何进行更好的工作进行这些更改,既可以降低项目成本,也可以降低失败或不良性能的风险。

  

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  为什么我的项目没有足够的规模?

  在过去三十年中,工程项目的工程范围继续缩小,因此业主为工程付出的费用较少,但由于建议的结果,业主对其结构的支付要高得多。

  这个问题是由客户驱动的,他们认为他们需要“一份令人满意的报告”,而不是那些能够在期望的风险水平上产生最低成本项目的建议。客户对此缺乏理解,迫使公司缩小拟议的范围,以确保他们得到项目,并保持业务。

  作为一个有多大变化的例子,测试钻孔间距在过去35年中不断增加。在犹他州,重工业公司的产量是20世纪80年代初的10%到15%,武汉屋面变形缝而且这种做法仍在较低的深度进行。信息的减少增加了风险,增加了结构和场地费用。

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