砌體結構設計的案例
關于砌體結構的整體抗震性能分析
地震的破壞性是突發的，具有毀滅性的，而目前對地震發生的預測與預警工作尚不能有效的避免或減免人員傷亡，而地震對結構破壞是無法避免的。歷次地震災害顯示，我國對于混凝土結構與鋼結構，震害資料較少，且未發生倒塌破壞現象，已有造成大量人員傷亡的震害資料均來源于砌體結構，如唐山大地震、汶川地震與玉樹地震[1]。對于對于在役的砌體結構有必要掌握其抗震性能，分析其抗倒塌能力，結合已有的砌體震害資料，對已有的砌體結構提出加固措施，對將要建造的砌體結構提出提高抗震性能的措施。因此，研究砌體結構抗震性能的分析方法，找到已有分析方法的缺點或局限性，提出更加合理的分析方法具有重要的理論意義和實用價值。
1 砌體結構的震害分析
已有地震災害資料顯示[2 - 3]，早期的砌體結構并沒有經過抗震設計，后期雖然采用了抗震設計，但并沒有完全按照規范實施，造成砌體結構并不能完全滿足我國的《建筑抗震設計規范》與《砌體結構設計規范》[4 - 5]的設防目標，既“小震不壞、中震可修、大震不倒”。當遭遇地震時，即使砌體結構能夠滿足規范要求，因其存在變形能力差的特點，特別是當墻體遭遇地震，出現裂縫后，其整體性差的特點愈發明顯。砌體結構在地震作用下的破話特征多為: 已有的砌體結構災后資料顯示造成砌體結構破壞的原因主要是: ( 1) 由于墻體抗剪承載力不足; ( 2) 樓板搭接太短; ( 3) 樓板配筋不足; ( 4) 整體性差，沒有圈梁構造柱。
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砌體結構，砌體墻
GB50924-2014砌體結構工程施工規范
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砌體結構工程關鍵部位施工做法及質量標準
砌體結構
一、砌體
做法標準：
1、砌筑之前，各種磚材需按相應要求提前用水濕潤；
2、彈線控制砌體位置；用皮數桿控制砌塊層數；
3、砌體灰縫飽滿，頂部斜磚密實；
4、底部坎臺用燒結普通磚或多孔磚砌筑，衛生間、廚房等有防水要求的房間底部坎臺需用混凝土澆筑。
質量標準：
1、 砌體軸線位移允許偏差：10mm；砌體垂直度允許偏差：5mm；表面平整度允許偏差：8mm；
2、 砂漿飽滿度：水平縫：≥90%，豎向縫≥80%；
3、 灰縫寬度：8mm——12mm；加壓蒸汽塊灰縫：水平：15mm；豎向：20mm；
4、 坎臺高度不宜小于200mm。
5、墻體拉結筋伸入墻體不應小于1000mm。
二、構造柱
做法標準：
1、構造柱留置位置、鋼筋規格、間距等滿足設計要求；
2、構造柱應澆筑密實，強度達到規范要求；
3、構造柱磚砌體應按規定要求設置馬牙槎。
質量標準：
1、構造柱位置墻體退槎尺寸為6cm；
2、支護構造柱模板，應沿馬牙槎位置粘貼雙面膠帶，防止漏漿；構造柱模板支護，應在構造柱處采用拉桿連接，禁止砌體開洞；
3、構造柱混凝土表面無露筋、蜂窩麻面等質量缺陷。
三、斜磚塞口
做法標準：
1、斜磚塞口用實心磚砌筑；
2、實心磚兩頭采用割角處理；
3、嚴謹斜磚塞口同磚墻砌體隨砌隨塞，且豎向角度不易過大。
質量標準：
1、 斜磚塞口需在磚墻砌筑完畢7天后砌筑，塞口垂直角度不大于30度；
2、 斜磚砌筑時需用擠漿砌筑，保證砂漿飽滿；
3、 塞口磚兩頭斜角用實心磚切割，或者用混凝土提前預制定型產品。
展開 砌體結構地震作用倒塌開裂數值模擬
兩個簡單的例子，主要模擬地震作用下砌體結構的倒塌或者開裂。說是地震作用，其實是靜力作用，因為地震激勵本身不是這兩個案例研究的對象 和焦點，兩個案例均屬于概念性計算，不必深究具體參數（如幾何尺度、材料參數等）的精確性，但也不會差得太遠。兩個案例均屬于試算性質，目的在于探討一種方法模式的可行性，計算結果大體規律還不算差，因此與大家分享（也鑒于個別論壇網友私下多有疑問，因此算是一并做一個解答參考）
思路說明 ：
1、兩個計算模型（附件壓縮包），一個作墻體開裂分析，一個做墻體坍塌計算（采用隱式方法）
2、墻體開裂模型，鑒于目前并無完整的關于砌體本構模型的數據（也可能是我沒有找到，如有朋友擁有，愿不吝賜享），因此采用了類似的混凝體開裂本構模型，但具體材料參數，如開裂強度、抗壓強度、彈性模量，大致參考相關砌體規范資料.
3、墻體坍塌模型，采用了adina雙線形彈塑性模型（具有斷裂特征），斷裂點根據規范參數計算。
4、若干個關于復雜非線性計算收斂的控制參數，模型中一并設置完好，供參考，為防止信息丟失，模型為idb格式，8.4.2版本，共4個壓縮包。
最后說明：這兩個案例僅為大家提供思路之用，如果從學術角度或者技術角度審視，歡迎私下交流。
磚墻崩塌
磚墻裂縫.
磚墻倒塌模擬動畫
磚墻裂縫發展動畫
計算模型
計算模型.part01.rar
計算模型.part02.rar
計算模型.part03.rar
計算模型.part04.rar
展開 OCAD應用：菲涅爾透鏡初始結構設計
OCAD應用：菲涅爾透鏡初始結構設計
OCAD應用：菲涅爾透鏡初始結構設計
圖1.菲涅爾透鏡結構形式
菲涅爾透鏡是一種利用多層環形圓錐表面構成的特殊面型結構，用以使光線按預定會聚角會聚的光學元件，他等效于一個球面透鏡，如圖2所示。菲涅爾透鏡多用于要求結構簡單的大孔徑非成像系統，特別是照明系統更為常見。這類系統往往只需要一個單片透鏡，工藝簡單可以模壓成形。在對該類透鏡初始結構設計時利用 OCAD 程序也非常簡單。只要在數據表格中的“表面面型”欄內選擇“菲涅爾面”，接著界面會出現菲涅爾面型設計窗體如圖3。在此窗體表格內首先 利用其中“下插入”或“刪除”工具按鈕確定菲涅爾面的環形圈數，再給出菲涅爾面的表面等效焦距值，進一步按“確定”按鈕即可自動算出該菲涅爾面的各環錐面傾斜角度值。
圖2.菲涅爾透鏡設計菜單
圖3.菲涅爾表面設計窗體
菲涅爾面的基底一般是平面，有時為了某種特殊用途也可以是球面，但這時的球面半徑僅僅只作為菲尼爾面的基底，沒有像球面透鏡那樣具有光焦度的貢獻。決定該面光焦度的是菲涅爾面的等值焦距而不是該面基底半徑。帶有球面基底的菲尼爾面的設計方法與以上相同。
由圖3可以看出，OCAD 在對菲涅爾透鏡自動設計時可以嚴格把各環帶中點的光線匯聚于一點，但對于整個環帶菲涅爾透鏡而言，其橫向像差取決于環帶寬度，因為就每個環帶而言只是個平面光錐，只使光線轉折不能會聚也不能消色差。菲涅爾透鏡的光斑點列圖如圖4。
圖4.菲涅爾透鏡光斑點列圖
圖5.菲涅爾透鏡光學零件圖
對帶有菲涅爾面型的光學系統（菲涅爾透鏡）設計完成之后，OCAD 可以像其他非球面鏡一樣繪制各種光學圖紙。在繪制零件圖是還可以繪出菲涅爾面的所有面型參數，如圖5所示。
展開 【產品設計】鈑金結構防塵防水設計，結構工程師必備知識點！
針對鈑金結構機柜防塵防水設計工作，設計人員要思考結構的設計要點，并明確防塵防水設計的原理和具體的對策，只有這樣才能夠提升設計的水平和設計的質量。
鈑金結構機柜的結構類型和聯接方式
1.1鈑金結構機柜的結構類型
鈑金結構機柜指的是運用鈑金工藝加工制造的機柜，加工過程中使用的加工藝有剪、沖、折、焊和表面處理。鈑金結構機柜的結構類型根據分類標準的不同，主要可以分為以下幾類：第一，按照機柜的框架可以分為立柱橫梁結合型與整板型兩種；第二，按照鈑金機柜的角聯接方式可以分為四種類型，分別是螺釘聯接、粘接聯接、銷聯接、焊聯接。
1.2 鈑金結構機柜框架的聯接方式
鈑金結構機柜的聯接方式指的是鈑金結構機柜主體結構的聯接方式。隨著機柜加工工藝的發展，鈑金結構機柜既可以采用整面板的結構制作而成，也可以通過一定尺寸的插件連接而成。一般情況下，鈑金結構機柜的結構主要有以下幾個部分：前橫梁、后橫梁、側橫梁、和立柱組成的框架。（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
一般這幾部分的截面形狀是保持一致的，設計的過程盡量采用定型成熟的框架結構。其中前后橫梁、立柱和側橫梁的聯接可以通過彎折形狀和與彎折形狀相配合的避位運用穿插技術進行聯接，也可以采用焊接或角件方式進行聯接。
鈑金結構機柜防塵防水設計要點分析
在對放置這些電子設備的鈑金結構機柜進行設計時，設計人員一定要根據 IP 防護等級充分考慮到機柜的防護性能。
展開 【專業知識】壓鑄件的結構設計及壓鑄工藝知識，產品結構設計必備！
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李曉峰
Bentley資深應用工程師
擁有十多年結構分析工程行業經驗。熟悉各國結構設計標準，精通STAAD.Pro在各行業的典型應用。
在Bentley主要負責其結構分析產品STAAD.Pro/RAM在大中國區域的技術支持工作。在加入Bentley的十五年間，作為產品專家和結構咨詢師，參與了上百個大型結構項目，涉及行業包括電力，石油石化，冶金，煤炭，能源，環保，公共建筑等領域。
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預計下周就可以申請試用這款軟件
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展開 結構優化設計分析系列（三）：APDL在Workbench中的優化設計 ￥9
1.1 優化設計概述
所謂優化，是指最大化或最小化，而優化設計是指尋找一種方案以滿足所有的設計要求，并且需要的支出最少。
優化設計有兩種分析方法:解析法--通過求解微分與極值，求解出最小值;數值法--借助計算機和有限元，通過反復迭代逼近，求解出最小值。解析法需要列方程并求解微分方程，然而針對復雜的問題列方程和求解微分方程都是比較困難的，因此解析法常用于理論研究，很少應用于工程中。
隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。
在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。
1.2 優化分析工具
ANSYS Workbench 結構優化分析工具有5種，即 Direct Optimization(直接優化工具)、Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具)、Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具)、Response Surface(響應曲面優化分析工具)及Six Sigma Analysis(六西格瑪優化分析工具)。
(1)Direct Optimization(直接優化工具):設置優化目標，利用默認參數進行優化分析，從中得到期望的組合方案。
(2)Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具):從給定的一組樣本中得到最佳的設計點。
(3)Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具):可以得出某一輸入參數對響應曲面的影響的大小。
展開 【結構設計】鈑金設計20年設計經驗總結，實打實的干貨，不看就虧大了！
經驗總結#14：標簽在機箱上的標記
機箱開模之前最好先設計已知所需標簽之位置及大小，可先于機箱上打上標記，方便貼標簽時之對準。最常見的標記有兩種：
1.在標簽的四周打”L”形的記號，或左邊的上下兩側，或上方的左右兩側。此方式模具費較便宜，但標簽凸出機箱表面，容易被刮傷。
2.以標簽的形狀大小再加大0.3mm的尺寸，于欲貼標簽處打個
0.2~0.3mm的凹痕。
不管用何種方式可在四個角選一適當的角做45度的導角。機箱上的標記相對的位置做相同的45度導角。做防呆用。避免標簽在不同的時間或不同的工作人員貼了不同的方向。
經驗總結#15：服務器機箱中墻
1、服務器機箱在機架上時左右兩側各有滑軌支撐著，故在縱深方向不會有凹陷的疑慮。但在橫向方面，機架寬度450mm，扣除左右各一滑軌10.mmX2，機殼寬度大約430mm。在如此寬，厚1.2mm的鈑金件上中央部位不下陷也難。機箱本身就包含有前后墻，若縱深較長的機箱再加設計一中墻，則可避免凹陷的疑慮。中墻的設計最好設計成類似C型鋼的結構且與兩側墻及機箱底部做緊密的結合，整個系統的強度將大大的提升。即使無法依直線延續時，設計個斷差也比中途截斷來得強。
2、中墻除了可增加機箱強度，固定風扇、導風管外，若與上蓋內部做了完善的接觸將可做EMl有效的防制，大大的防止主板的噪聲從前方散發。因此最好避免將塑料零件搭在中墻上，阻隔了與上概的接觸。
3、有斷差的地方要避免銳角的發生，別忘記設計大R角。以免上蓋重壓時，銳角頂住上蓋產生激凸影響外觀。
經驗總結#16：凸點定位
1、在機箱組裝設計中常會有兩件組合，或3、4件以上的互相組合件。
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