管道結構設計精選(九篇)

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第1篇：管道結構設計范文

關鍵詞：市政工程；給排水管道；結構設計

中圖分類號：TU99文獻標識碼：A

市政排水管道是城市基礎設施非常重要的組成部分。在城市的日常運行和發展建設中有著舉足輕重的作用。近些年來，由于降雨造成的突發事件漸漸引起了人們的關注，比如2012年7月的北京暴雨，造成的損失非常嚴重，引起了全國對排水設施的思考。

1排水體制的選擇

排水體制主要有合流制和分流制兩種。排水體制的選擇，應根據城鎮的總體規劃，結合當地的地形特點、水文條件、水體狀況、氣候特征、原有排水設施、污水處理程度和處理后出水利用等綜合考慮后確定。同一城鎮的不同地區可采用不同的排水體制。除降雨量少的干旱地區外，新建地區的排水系統應采用分流制。現有合流制排水系統，有條件的應按照城鎮排水規劃的要求，實施雨污分流改造；暫時不具備雨污分流條件的，應采取截流、調蓄和處理相結合的措施。

2現場踏勘

給排水管道距離相對較長，或穿越城鎮密集區，或敷設在農田，或跨越山丘和河流，還有可能橫跨鐵路、公路及橋涵。一項管道工程同時會遇到上述幾種或所有的地形和地貌，其復雜的地形和地貌若不現場查看，則很難全面完成設計。結構設計人員應會同給排水、概預算等專業設計人員共同進行現場踏勘和選線，了解管道線路擬通過的沿線地帶地形地貌、地質概況，必要時應在施工圖階段對個別疑難地段重新踏勘。

3測量和地勘要求

要準確地反應管道沿線的地形地貌和水文地質情況，必須有測量和勘探部門提供的準確的地形和水文地質資料。

3.1勘探點間距和鉆孔深度

勘探點應布置在管道的中線上，并不得偏離中線3m，間距應根據地形復雜程度確定的30～100m，較復雜和地質變化較大的地段應適當加密，深度應達到管道埋設深度以下1m以上，遇河流應鉆至河床最大沖刷深度以下2～3m。

3.2提供勘探成果要求

劃分沿線地質單元；查明管道埋設深度范圍內的地層成因、巖性特征和厚度；調查巖層產狀和分化破碎程度及對管道有影響的全部活動斷裂帶的性質和分布特點；調查沿線滑坡、崩塌、泥石流、沖溝等不良地質現象的范圍、性質、發展趨勢及其對管道的影響；查明沿線井、泉的分布和水位等影響；查明擬穿、跨河流的岸坡穩定性，河床及兩岸的地層巖性和洪水淹沒范圍。

4結構設計內容

4.1結構形式

管道的結構形式主要由給排水專業確定，結構專業應根據管道的用途(給水還是排水，污水還是雨水)、工作環境(承壓還是非承壓)、口徑、流量、埋置深度、水文地質情況、敷設方式和經濟指標等從專業角度提出參考意見。一般情況下，承壓管道常采用預應力鋼筋混凝土管、鋼管、鑄鐵管、玻璃鋼管、UPVC管、PE管、現澆鋼筋混凝士箱涵。非承壓管常采用混凝土管、鋼筋混凝土管、砌體蓋板涵、現澆鋼筋混凝土箱涵等。當污水管道口徑較大時應采用現澆鋼筋混凝土箱涵，特殊情況、特殊地段(過河渠、公路、鐵路等)、局部地段非承壓管也采用鋼管等形式。大型給排水管道工程也有采用盾構結構形式的。

4.2結構設計

根據管道規格、埋置深度、地面荷載、地下水位、工作和試驗壓力對管道的剛度和強度進行計算及復核，提供管道壁厚、管道等級、或結構配筋圖。對于一些必須采取加固方法才能滿足剛度和強度要求的管道，應根據計算采用具體的加強加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或鋼筋混凝土包管等，當鋼管計算出的壁厚不經濟時，應采用加肋的方法處理。加固的具體方式和方法應根據實際情況和經濟指標來確定。

4.3敷設方式

敷設方式的選擇應根據埋置深度、地面地下障礙物等因素確定，一般有溝埋式、上埋式、頂管及架空，較為常用敷設方式采用溝埋式，當溝埋式有一定的難度時，可選擇頂管和架空等敷設方式。不同的敷設方式，其結構設計亦不同。

4.4抗浮穩定

有些管道敷設的地段地下水位較高或者施工期間多雨，因而管道的抗浮穩定應引起結構設計人員的重視。設計時應根據計算采取相應的抗浮措施，避免浮管現象的出現。

4.5抗震設計

4.5.1場地和管材的選擇

確定管線走向時應盡量避開對抗震不利的場地、地基，如不可避免而必須通過地震斷裂帶或可液化土地基時，應根據工程的重要性、使用條件綜合考慮。給水管道應選擇抗拉、抗折強度高且具有較好延性的鋼管，并要求做好防腐措施。有抗震要求的排水管道應采用鋼筋混凝土結構，并有相應的構造措施，盡量避免嚴重破壞。

4.5.2構造措施

承插管設置柔性連接；磚石砌體的矩形、拱形無壓管道，除砌體材料應滿足磚石結構抗震要求外，一般可加強整體剛度(頂底板采用整體式)、減少在地震影響下產生的變形，提高管道的抗震性能；圓形排水管應設置不小于l20度的混凝土管基，管道接口采用鋼絲網水泥帶，液化地段采用柔性接口的鋼筋混凝土管；管道穿越構筑物時應在管道與套管的縫隙內填充柔性填料，若管道必須與墻體嵌固時，應在墻外就近設置柔性連接；管道附屬構筑物應采用符合抗震要求的材料和整體剛度好的結構型式。

(1)地基處理。出圖時應包含地基處理的平、縱斷面圖。掃描矢量化需要處理的地段的地勘資料縱斷面，選擇參考點并根據給排水專業的平、縱斷面將管道基底輪廓線放在地質縱斷面上，劃分地質單元并注明樁號和基底高程，標明溝槽范圍內和基底以下土層構造以及地下水位。根據縱斷面地質單元的劃分(樁號劃分)，確定需處理的范圍，針對不同的地質情況和厚度分別采取相應的處理方法。具體的處理方法有：換填、拋石擠淤、砂石擠密、水泥攪拌樁、灰砂樁、木麻黃樁等方法。具體設計按地基處理規范規程執行。

(2)管道支墩及鎮墩。對承插接口的壓力管道，應設置水平和垂直支墩。設計時應根據管道轉角、土的參數、工作壓力和試驗壓力計算所需支墩的大小。埋地鋼管可不設管道支墩。

5給排水管道設計中的其他問題

5.1在用戶管線出口建立格柵中纖維、塑料等沉積物、懸浮物和漂浮物的大量存在，給管道的清掏和疏通維護作業帶來了很大困難。特別是抽升泵站的格柵間，每天都會攔截到大量的漂浮物。有的漂浮物通過格柵進入泵房后，常導致水泵葉輪堵塞、磨損損壞現象的發生。盡管格柵柵條的間距一再減小，但仍有大量的漂浮物進入泵站造成堵塞。為了解決上述問題，建議在庭院或住宅小區的管道出口處設置簡易人工攔污格柵，定期進行清理、清掏，從源頭上控制漂浮物進入市政管網，以減輕市政管網維護管理的工作量。

5.2在檢查井井底設置沉淀池中的沉積物在管道內水流量小、流速慢時會發生沉淀，造成管道淤積堵塞、通水不暢，而管道的疏通工作又費時費力。因此，針對傳統的檢查井做法，建議將其井底改為沉淀式的，井底下沉3O～50cm。這樣中的沉積物多數會沉積在檢查井中，不至于流人下游管段，只要定期清掏檢查井內的沉積物即可，減少了管道維護作業的工作量。這種做法也可用于雨水檢查井。

5.3在檢查井內設置閘槽干管中的流量和流速均較大，有的檢查井內的水位較高，管道維護作業或戶線管接頭時，需將管道內的水位降低或斷流。為了方便維護作業，建議在干管的管道交匯處檢查井、轉彎處檢查井或直線段的每隔一定距離的檢查井內根據需要設置閘槽，通過閘槽的開閉控制水流，便于維護作業。同時為方便戶線支管接頭時的施工，建議能研制一種較輕便、實用的管道阻水設備。

6結束語

總之，市政排水管道工程結構設計應嚴格按照現行相關規范、標準、規定進行。設計人員應當掌握專業技能，了解行業動向，研究存在的問題，積極創新，盡可能地把設計做到經濟、合理、適用、安全。

參考文獻：

第2篇：管道結構設計范文

關鍵詞：直埋式供熱管道固定墩

中圖分類號：TU833文獻標識碼： A

1固定墩主要受力

固定墩作為管道的支撐結構埋于地下，除了自重外，受到各種外力作用。

1.1 水平力

1.1.1 管道水平推力

管道水平推力F(單位為kN)根據管道的敷設、管徑、運行溫度、安裝溫度、工作壓力的變化及與土的摩擦力計算可得出。此項數據在設計過程中由暖通專業計算并提供，用于結構計算。

1.1.2 主動土壓力、被動土壓力

管道支墩前后側面的土體對支墩產生主動土壓力及被動土壓力，計算公式如下：

粘性土：

Pa=γhtan2(45°－φ／2)－2ctan(45°－φ／2)

Pp=γyhtan2(45°+φ／2)+2ctan(45°+φ／2)

砂土等無粘性土：

Pa=γhtan2(45°－φ／2)

Pp=γhtan2(45°+φ／2)

式中：Pa――主動土壓力，kPa

Pp――被動土壓力，kPa

γ――土的重度，水土分算時，取浮重度；水土合算時，取天然重度，kN/m3

h――固定墩埋深，m;

φ――土的內摩擦角

C ――土的粘聚力，kPa

1.1.3 固定墩與土的摩擦力

固定墩底面、側面及頂面與土壤接觸，都會產生摩擦力，但在計算中，上面及側面的作用力可忽略不計，只計算底面產生的摩擦力。

Ff=G

式中：Ff――摩擦力，kN。

――土與固定墩的摩擦系數：對粘土，0.25~0.45；對砂土，0.40~0.50；對碎石土，0.60。

G――固定墩自重及上面的覆土重，kN。

1.2 垂直力

1.2.1 固定墩自重G

G=γ0V

式中：γ0――固定墩的重度，一般取25kN/m3

V――固定墩的體積，m3

1.2.2 固定墩上部覆土的重量G1

G1=γh0S

式中：γ――固定墩上部土的重度，水土分算時，取浮重度；水土合算時，取天然重度，kN/m3;

h0――固定墩上部覆土深度,m;

S――固定墩底板面積,m2;

2固定墩的結構驗算

2.1 抗滑移驗算[1]

抗滑移驗算公式

式中：Ks――抗滑移系數；

K――固定支墩后背土壓力折減系數，取0．4～0．7；

EP――被動土壓力作用力，kN；

Ea――主動土壓力作用力，kN。

Ff――摩擦力，kN。

2.2 抗傾覆驗算[1]

抗傾覆驗算公式

式中：Kov――抗傾覆系數；

X2――被動土壓力作用點至固定墩底面的距離，m；

L――固定墩底板寬度，m；

X1――主動土壓力作用點至固定墩底面的距離，m；

h2――固定墩管孔中心至地面的距離，m。

2.3 強度驗算

2.3.1 側墻強度驗算

側墻受到橫向作用力，按懸臂構件計算，在底部產生彎矩。此彎矩主要由主動土壓力、被動土壓力及管道水平推力三部分力產生的彎矩矢量疊加而得。根據《混凝土結構設計規范》，按此彎矩計算側墻配筋。

圖2 管線埋深對固定墩性能的影響

側墻受到橫向作用力，按懸臂構件計算，在底部產生彎矩。此彎矩主要由主動土壓力、被動土壓力及管道水平推力三部分力產生的彎矩矢量疊加而得。根據《混凝土結構設計規范》，按此彎矩計算側墻配筋。

2.3.2 底板強度驗算

底板受到上部作用的荷載，在與土壤接觸的底面產生凈反力。凈反力作用下，底板可視為懸臂構件，在側墻處產生最大彎矩。根據《混凝土結構設計規范》，按此處彎矩計算底板配筋。并應對側墻在底板上的沖切進行驗算。

2.4 地基承載力驗算

固定墩受到上部的垂直力及彎矩作用，在底板底面對土體產生土壓力，根據《建筑地基基礎設計規范》，驗算地基承載力。使滿足

3影響固定墩結構設計的因素

3.1 管道埋置深度

管道埋置深度，即管道軸心到地面的深度。此值由管道設計確定，結構專業根據管道的埋置深度，設計固定墩的埋置位置。當管道推力及固定墩尺寸確定時，隨著埋置深度的增加，固定墩的抗滑移系數及抗傾覆系數變化如圖2所示。

從圖中可知，當管道推力及固定墩尺寸確定時，隨著埋置深度的增加，固定墩的抗滑移系數及抗傾覆系數線性增加的趨勢，可見，埋置深度越深對固定墩的抗滑移性能及抗傾覆性能越有利。

3.2 覆土性質

3.2.1 固定墩底部土性質

固定墩底部土的性質，決定固定墩與土層的摩擦系數μ，影響固定墩所受摩擦力Ff的大小。進而影響固定墩的抗滑移系數。在固定墩尺寸及埋深不變時，不同性質的固定墩底部土，對固定墩的抗滑移系數的影響如表1所示。

表1 固定墩底部土性質對抗滑移系數的影響

可見，隨著土摩擦系數的增加，抗滑移性能得到提高。將固定墩下部土層換填為碎石土可改善固定墩的抗滑移性能。

3.2.1 固定墩周圍土性質

固定墩周圍土的性質，則決定了土層的內摩擦角φ及土的粘聚力c，影響土對固定墩的主動土壓力及被動土壓力的大小。進而影響固定墩的抗傾覆性能和抗滑移性能。在固定墩尺寸及埋深不變時，不同性質的固定墩周圍土，對固定墩的抗滑移系數及抗傾覆系數的影響如表2所示。

表2 固定墩周圍土性質對抗滑移及抗傾覆系數的影響

可見，當固定墩周圍土粘性越小，抗滑移系數及抗傾覆系數越高。將固定墩周圍土層換填粘性較小的砂土可改善固定墩的抗傾覆性能和抗滑移性能。

4結語

由以上分析可得到以下結論：

1、管道深埋對固定墩的結構設計有利；

2、當固定墩尺寸受到限制時，可將固定墩墩底土換填成摩擦系數較高的碎石土，或將固定墩周圍土換填成粘性較小的砂土，以達到改善固定墩抗滑移性能及抗傾覆性能的目的。

參考文獻

第3篇：管道結構設計范文

1結構力學方法

1.1荷載—結構模型的建立

顯然，只要施工過程不能使支護結構和周圍的巖石保持緊密的連接，有效地阻止圍巖變形和松弛的壓力，隧道的支護結構應根據荷載—結構模型檢驗。荷載—結構模型是由巖體和坍塌破壞引起的豎向和側向活動壓力的主要特征。但也有一些不同的方法來處理周圍的巖石和支撐結構之間的相互作用：①有源負載模型在不考慮圍巖與支護結構相互作用的過程中，在活動荷載作用下，支撐結構可以在活動荷載作用下變形、計算原理和結構的作用。該模型主要用于圍巖和支護結構的“剛度比”的情況下，軟弱圍巖沒有“能力”來約束剛性襯砌的變形。②有源負載加上圍巖的彈性約束的模型（圖1-1b）。圍巖不僅適用于支護結構，而且還因為圍巖與支護結構相互作用。由于在非均勻分布的影響下，一部分支撐結構會發生對圍巖變形的影響，只要周圍巖層具有一定的剛度，就有必要對變形的結構進行支撐，這就是所謂的彈性阻力，屬于被動性。支撐結構的另一部分是從圍巖變形的隧道中，不會引起彈性阻力，形成所謂的“走出去”。對于①類模型，只要確定了作用在支護結構上的主動荷載，其余問題用結構力學的一般方法(如力法、位移法)即可解決。對于②類模型，除了上述的主動荷裁外，尚需解決圍巖的彈性抗力問題。在圍巖上引起的彈性抗力的大小，目前常用以“溫克列爾(Winkler)假定”為基礎的局部變形理論來確定。它認為圍巖的彈性抗力是與圍巖在該點的變形成正比的，用公式表示為：σi=Kδi式中的δi為圍巖表面上任意一點所產生的彈性抗力；σi為圍巖在同一點i的壓縮變形；K為比例系數，稱為圍巖的彈性抗力系數。彈性阻力的大小和分布取決于支護結構的變形，支護結構的變形與彈性阻力有關。按②類模型的內力是一個非線性問題，采用迭代方法或線性假設是必要的。

1.2李寧隧道結構受力和變形特性

隧道襯砌在圍巖壓力下產生變形。在隧道拱頂中，圍巖變形是不受圍巖約束的，稱為“拆離帶”；圍巖變形受圍巖變形影響。因此，隧道襯砌結構的圍巖變形的雙重作用：既有積極的圍巖壓力，使襯砌結構變形，又能防止被動抵抗形成對襯砌結構的變形。這種效果的前提是，周圍的巖石和隧道襯砌必須充分和密切接觸。

1.3支護結構的計算方法

在荷載—結構模型中，分析計算的對象是支護結構，即襯砌。因此，要根據襯砌的受力特點，進一步研究它的力學模擬和計算圖式的問題。由于隧道長度較之橫斷面尺寸要大得多，而且，又假設荷載和結構特性沿隧道長度方向是不變的，因此，可以認為隧道襯砌不會產生縱向位移，即處于平面變形狀態。

1.4主動荷載模式

1.4.1彈性固定的無鉸拱適用于這類計算模式的常有半襯砌。先拱后墻施工時，做好的拱圈在隧洞口前的工況就是這種半襯砌。這種拱圈的拱腳支承在彈性圍巖上，故稱彈性固定無鉸拱。半襯砌拱拱升跨比一般小，當豎向荷載作用下，多數情況下，拱環是內部的隧道變形，彈性阻力。

1.4.2圓形襯砌修建在軟土地層中的圓形襯砌，也常常按主動荷載模式進行結構計算。承受的荷載主要有土壓力、水壓力、結構自重和與之相平衡的地基反力。

1.5主動荷載加被動荷載模式

1.5.1假定抗力圖形該法的計算特點是假定抗力的分布范圍的分布規律，如上、下零點和最大值的位置。而抗力的最大值和結構由主動荷載與被動荷載共同作用在該點產生的變位有關。因此這是一個非線性問題。只要能附加一個最大抗力點的抗力與其位移成正比為條件列出的方程即可求出最大抗力值和冗力。將主動荷載與被動荷載求出的內力值進行疊加，即為結構內力。

1.5.2局部變形地基梁法局部變形地基梁法，由于拱形直墻襯砌內力的特點，將拱圈和邊墻分為兩個單元分別進行計算，在各自的計算中考慮相互影響。計算中拱圈視為彈性固定無鉸拱，邊墻視為雙向彈性地基梁。拱圈和邊墻受力變形的相互影響，表現為計算拱圈時，拱腳的變位應取邊墻墻頂的變位，計算邊墻時，墻頂的初始條件與拱腳的內力和變位一致。

2巖體力學方法

由于現代隧道施工技術的發展，可在隧道開挖后及時地給圍巖以必要的約束，抑制其變形，阻止圍巖松弛，不使其因變形過度而產生松動壓力。此時，開挖隧道而釋放的圍巖應變能將由圍巖和支護結構所組成的結構體系共同承擔，隧道結構體系產生應力重新分布而達到新的平衡狀態。在隧道在結構體系中，一方面，圍巖具有一定的支護力，這是由應力調整引起的，從而達到了新的穩定；另一方面，由于支護結構能防止圍巖變形，因此必須對圍巖進行一個變量的調整。這種反應力和周圍巖石的松動壓力是非常不同的，它是支護結構和圍巖變形過程中的支撐壓力，它可以稱之為“變形壓力”。目前對于這種模型求解方法有分析方法、數值法、特征曲線法三種。

2.1分析方法

根據給定的邊界條件，該方法直接求解了平衡方程、幾何方程和物理方程。這是一個彈塑性力學問題，求解時，假定圍巖為無重平面，初始應力作用在無窮遠處，并假定支護結構與圍巖密貼，即其外徑與隧道的開挖半徑相等，且與開挖同時瞬間完成。由于數學上的困難，現在還只能對少數幾個問題(例如圓形隧道)給出具體解答。

2.2數值方法

對于復雜的隧道，特別是圍巖的非線性特性，必須采用數值計算方法。該方法主要是指將有限元法分為圍巖和支護結構，然后根據能量原理建立了整個系統的虛擬工作方程，也稱為剛度方程，從而系統對各節點的位移和應力的單位。隧道結構體系有限元分析的一般步驟為：結構體系離散化(包括荷載的離散化)、單元分析(形成單元剛度矩陣)、整體分析(形成總體剛度矩陣)、求解剛度方程(求節點位移)、求單元應力。

2.3特征曲線法

特征曲線法也稱為“收斂—約束”法，是用圍巖的支護需求曲線和支護結構的補給曲線以求得達到穩定狀態時支護結構的內力。特征曲線法的基本原理是：隧道開挖后，如無支護，圍巖必然產生向隧道內的變形(收斂)。施加支護以后，支護結構約束了圍巖的變形(約束)，此時圍巖與支護結構共同承受圍巖擠向隧道的變形壓力。

3基于圍巖分類的經驗設計方法

在大多數情況下，隧道的支持系統還取決于“體驗設計”，并在實施過程中，根據信息量進行修改和驗證。實證設計的前提是正確對隧道圍巖進行分類，然后根據典型圖的支護結構分類體系。

3.1對隧道圍巖要有正確的分級

對隧道圍巖要有一個正確的分級，這些分級是根據地質調查結果，為隧道單獨編制的；大體上把隧道圍巖分為四個基本類型。即：①完整、穩定巖體；②易破碎、剝離的塊狀巖體；③有地壓作用的破碎巖體；④強烈擠壓性巖體或有強大地壓的巖體。

3.2參數的選用

在各類巖體中，支護結構參數大體是按下述原則選用的：①完整，穩定的巖體：錨桿長＜1.5m，根數n=4～5根/m左右，從力學上看是不期待錨桿的，圍巖本身強度就可以支護坑道，但因有局部裂隙或巖爆等，用其加以構造控制而已。噴混凝土用于填平補齊，為確保洞內安全作業應設金屬網防止頂部巖石剝離。②易破碎、剝離的塊狀巖體：這類巖體范圍較廣，還可細分為若干亞類。錨桿長1.5～3.5m，n=10根/m左右，多數情況是長、短錨桿配合使用，短錨桿用脹殼式，長錨桿用膠結式。噴層厚0～10cm，穩定性好些的用來填平補齊，也可只在拱部噴射，此時開挖正面無須噴射。金屬網與①同，特殊情況要采用可縮性支撐或輕型格柵鋼支撐。二次襯砌厚度約30～40cm，包括噴層在內約40cm就可以了。③有地壓作用的破碎巖體：錨桿長3.0～4.0m，有時用6.0m的全面膠結式，n=10根/m左右，這種圍巖視單軸抗壓強度與埋深壓力的比值，預計有塑性區發生時，從控制它的發展看，錨桿必須用噴混凝土等加強。噴層厚約15～20cm(拱部和側壁)，視巖體破碎情況正面也要噴3cm左右。開挖進度要注意，必要時控制在1m以下。二次襯砌厚度，包括噴層在內為40～50cm，盡可能薄些。④強烈擠壓性巖體或有強大地壓的巖體：在這種圍巖中施工是很困難的，要分臺階施工，限制分部的面積。錨桿長4.0～6.0m，n=15根/m左右。噴層厚20～25cm，正面噴3～5cm。必須采用可縮性支撐，間距約75cm。二次襯砌厚度按50cm考慮。在30天以內斷面要閉合，即要修好仰拱。

3.3爆破技術的控制

在施工中應盡量少損害圍巖，使其盡量保持原有巖體的強度，因此，應采用控制爆破技術。

3.4開挖面的全面防護

預計有大變形和松弛的情況下，開挖面要全面防護(包括正面)，使之有充分的約束效應，在分臺階開挖時，上半斷面進深不宜過長，以免影響整個斷面的閉合時間。

3.5防水層

二次襯砌通常是模筑的，在內襯防水層的組合中，形成防水層。內襯變薄，可減少彎矩，彎曲失效可降至最低。

3.6巖石變形的作用

允許甚至希望，巖石變形，以減少需要完成的配套措施，這些防護措施包括襯砌，必要時加上抑拱以及附在或深入到不穩定巖層內部的錨固系統，或其他結構構件。

4監控設計方法

由于地下結構的受力特點極其復雜，近年來，在鐵路隧道的測量、監測、圍巖及支護結構的監測和現場監測結果的研究中，對一些工程進行了改進設計和指導施工。而現場測量與工程地質、力學分析緊密結合，正在逐步形成一套完整的信息設計原則和方法。信息設計通常包括兩個階段：施工前預設計階段和修正設計階段。施工前預設計是在認真研究勘測資料和地質調查成果的基礎上，應用工程類比法進行；該校正設計是基于現場監測測量所獲得的信息，進行了理論分析和數值分析，對圍巖與支護結構穩定性作出綜合判斷，得出最終合理的設計參數與施工對策。信息設計的主要環節包括：現場監測、數據處理、信息反饋三個方面。現場監測包括：制定監測方案、確定測試內容、選擇測試手段、實施監測計劃。數據處理包括：原始數據的整理、明確數據處理的目的、選擇處理方法、提出處理結果。信息反饋包括：反饋方法(理論反饋與經驗反饋)和反饋的作用(修正設計與指導施工)。

5結束語

第4篇：管道結構設計范文

關鍵詞：臨床技能競賽;客觀結構化考試;技能考核題庫

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】B 【文章編號】1008-1216（2016）12C-0095-02

醫學是注重實踐的學科，因此臨床實踐技能培訓是臨床醫學的關鍵步驟。但在目前醫療環境、體制等多種因素的影響下，臨床技能培訓越來越困難，而且現如今對臨床醫師的要求不斷提高，醫學生不注重臨床實習，故加強臨床技能培訓已成為急需解決的問題。一項調查研究表明，臨床實習階段約22.6%的學生潛心考研，71.6%的學生忙于找工作。為此，衛計委聯合教育部于2010年舉辦了第一屆全國高等醫學院校大學生臨床技能競賽，旨在通過競賽，促進臨床技能的培養，及時發現各個醫學院校臨床技能培訓中存在的問題，為提高我國高等醫學院校臨床技能教學水平起到推動作用。我校作為少數民族地區五年制醫學教育學校，自2011年參加全國高等醫學院校大學生臨床技能競賽（以下稱技能競賽）以來，獲得全國總決賽三等獎兩次，華北賽區一、二、三等獎各兩次，學生成績、參賽經驗、選手培訓經驗均有提高，但學生受益范圍仍有限。如何使我校醫學生在臨床技能培訓中最大范圍獲益是目前有待解決的關鍵問題。受臨床技能競賽啟發，內蒙古醫科大學附屬醫院教務部征集以“競賽大綱為基礎、競賽思想為引導”的臨床實踐技能考核題目，建立了客觀結構化技能考核題庫，將此考核系統引用至本科生、研究生各階段的技能考核中，學生成績提高明顯，受益范圍明顯擴大，題庫的建設、使用等探索初見效果。

一、客觀結構化技能考核題庫建設的必要性

教育部醫學教育臨床教學研究中心組織編纂的《中國醫學生臨床技能操作指南》的出版，進一步強調了實踐技能考核是對技能培訓的有效檢驗標準，建立一個系統化的技能考核題庫，能檢驗老師“教”與學生“學”的水平。教育部考試中心也對題庫建設褒獎有加：“題庫建設有利于強化教育考試的安全性;題庫建設有利于提高命題的科學性和保證試題的穩定性;題庫建設有利于推進教育考試的改革。”

我校自2011年開始參加全國高等醫學院校大學生臨床技能競賽。參賽初期，在學生培訓考核過程中，均由培訓老師臨時出題，臨時考核。所出題目受專業、經驗、思維限制，不能充分融合賽事大綱，也不能啟發選手的考試思維，導致了單項操作過關、綜合題目得分不高。占用培訓老師的時間臨時出題，題目數量不多，質量不高，在賽前培訓及考核的整體安排中，存在脫節現象。針對參賽選手及廣大醫學生的技能培訓考核，建立一個考核覆蓋面廣、模擬臨床真實情況、題目難易程度平衡、集臨床技能操作與專業知識、實踐綜合能力與臨床思維、團隊合作與批判性思維于一體、人文法規、專業外語的臨床技能考核系統迫在眉睫。

二、客觀結構化技能考核題庫建設的過程

技能競賽舉辦以來，我院培訓老師、教研室、教務部相關人員對區賽、國賽進行了多次觀摩。經試題記錄、影像資料錄制、回顧性分析、與其他院校經驗交流，在學生培訓、模擬出題等方面得到了啟發。集眾人思維智慧建設一個綜合的、全面的、科學的考核系統服務于醫學生培養的想法逐漸形成。2014年初，由教務部組織教研室教師進行了題庫建設動員，以技能競賽大綱為基礎，進行出題前培訓，下發命題格式，規定參考書籍，注重基本技能及專科技能的同時鼓勵出題人員打破學科壁壘，多學科、多技能聯合出題，采用科室主任負責制，監督各專業、各級別醫師按規定數量、質量上交紙質版及電子版題目。

試題收集工作結束后，成立了審題核心小組，由反復參加技能競賽培訓、觀摩的人員組成，包含內、外、婦、兒、護理、五官皮膚、麻醉、檢驗科室等技能競賽考核大綱涉及的各個科室人員。第一步留用大綱要求內題目;第二步篩出符合臨床邏輯題目;第三步進行題目評分標準修改;第四步將留用題目共計400余例按單向操作、綜合操作、難易程度、操作時間等分類錄入技能考核題庫。所有入庫題目按不同學歷及不同考試用途組合為客觀結構化考試模式，便于學生出科考試、畢業考試、研究生復試等各個階段醫學生的客觀結構化考試使用。同時，每道題目均附一份物品準備單，便于臨床技能中心工作人員在考核前準備物品，保證每項操作、每個題目順利考核。

題目收集、分類、錄入及使用物品準備就緒后，小范圍組織本科生、研究生、歷年參加技能競賽的選手按試題難度、操作要求及時間要求進行模擬試驗，及時商討、修改，補充，盡量使考核系統內的題目嚴謹、合理，使可操作性、可考核性過關。

三、客觀結構化技能考核題庫建設后的使用效果

技能考核題庫建立后，分批組織帶教老師進行考核項目的熟悉，讓每一位帶教老師明確帶教工作中所要授予學生的專業知識點、專業技能點及考核方式。鼓勵帶教老師在授課中采用理論知識與臨床技能有機結合的教學模式，必須保證每一個題庫內包含的技能操作項目均達到“老師講過、學生做過、考核通過”的標準。同時規定學生成績不合格率與帶教老師職稱評定、年度考核、教研室、科室考核績效直接掛鉤，這一舉措能夠督促帶教老師、教研室重視對學生的培養，擴大學生受益范圍。

將技能考核系統運用到本科生、研究生入科前培訓考核及畢業客觀結構化考試中，讓每一位醫學生在生產實習及畢業前均受到基礎知識、臨床技能、臨床思維、人文法規等方面綜合的、必要的培訓，提高醫學生職業勝任能力，得到了用人單位的認可。部分學生在畢業后，將這種教學考核思維帶進基層醫院，擴大基層醫生的受益范圍。

使用技能考核題庫的每一輪考試結束后，均由工作人員對學生考核分數進行統計，對低分題目著重分析，發現學生丟分所在，反饋給教研室，督導教研室加強授課環節，有利于學生消除操作弱點，掌握操作難點。

2016年我校承辦第七屆全國高等醫學院校大學生臨床技能競賽華北分區賽，也是在技能考核題庫的基礎上獲得啟發，從題目選擇、修改、重組及初復決賽的分配上起到了省時、省力、效率高、差錯少的作用，使競賽有序、圓滿完成，得到了國家肯定。

四、客觀結構化技能考核題庫使用中發現的問題

目前考核題庫中啟用的題目多數為單項或雙人操作模式，基本臨床技能和專業臨床技能題目居多，綜合性團隊配合題目較少，受實際臨床工作需要影響，此類題目占有比例有待增加。

將標準化病人引用至技能考核中，是任何筆試都無法代替的環節。但我校目前標準化病人數目及我區志愿者較少，不能從各個臨床專業找到合格的模擬考核案例，需進一步補充標準化病人數量及質量，能夠讓學生在最接近臨床的環境中學習及考核。

公共英語及專業英語的利用及掌握仍是有待提高的環節。從多次考核分數分析，涉及英語的題目是學生丟分的重災區。無論從各屆、各賽區臨床技能競賽中英文題目得分率的情況出發，還是醫學生畢業后進行科學研究、論文撰寫、跨國交流的需要出發，公共英語和專業英語是每一位醫學生需要掌握提高的環節，所以對在校醫學生英語的培養需從傳授、考核等各個環節重視。

五、總結

臨床技能競賽通過競賽的方式，以賽促改，以賽促訓，以賽促教，以賽促學，旨在改革及完善臨床技能教學。實踐證明，在臨床技能競賽引導下建設客觀結構化技能考核題庫是我院臨床技能培養及考核的一大進步。題庫的建設及啟用有效推動了我院教學、考核體系的改革及優化，促進了我院臨床培訓基地的建設、提高了教師的教學意識、擴大了學生的受益范圍、提高了醫學生崗位勝任的能力，是一個值得繼續優化、長期推廣的舉措。

參考文獻：

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[2]厲巖，鄭力，彭義香.高等醫學院校大學生臨床技能競賽的實踐與思考[J].中華醫學教育探索雜志，2012，（6）.

[3]教育部醫學教育臨床教學研究中心專家組.中國醫學生臨床技能操作指南[M].北京：人民衛生出版社，2012.

[4]黃華興，楊海源，沈歷宗.外科學題庫建設及試卷分析[J].中國高等醫學教育雜志，2015，（2）.

第5篇：管道結構設計范文

[關鍵詞]城市軌道；交通工程；混凝土結構；耐久性

中圖分類號：U231 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）02-0089-01

混凝土結構耐久性是指混凝土能夠抵抗四周不利因素不斷作用的性能。混凝土結構耐久性問題主要表現為：混凝土碳化、鋼筋銹蝕、混凝土與鋼筋之間的相互作用力削弱等。混凝土結構耐久性對工程設施的使用壽命和質量都有著重大影響，因此要對這一問題予以重視。

一、混凝土耐久性的重要性

一直以來，混凝土結構在人們的意識中，都被認為是一種耐久性良好的結構形式，應用范圍非常廣泛。但事實上，鋼筋混凝土結構存在一定的問題，如結構失效、耐久性問題等等。而且這些問題嚴重影響著城市軌道交通工程的質量和使用壽命。從大量工程事實來看，由鋼筋混凝土結構耐久性引起的質量問題對整個工程造成的損失是非常巨大的。因此這一問題必須得到專業人員足夠的重視。工程人員既要對在建工程進行科學的耐久性評估，又要對擬建項目進行耐久性分析和預測，并對可能影響混凝土耐久性和使用壽命的因素高度重視。從而在所有的環節對混凝本的耐久性進行嚴格把控，提高項目的使用年限。

二、混凝土結構耐久性的影響因素

1、抗凍失敗

這一問題主要出現在寒冷地區，或者是溫度很低的季節。水分進入混凝土中之后因為寒冷而結冰，然后再融化。如此反復多次之后，造成混凝土出現裂縫。而且隨著時間的推移，裂縫會越來越大，對混凝土結構造成破壞。由于混凝土是多孔結構，如果沒有配套的防水系統，那么極有可能腐蝕性物質就會沿著水分進入混凝土中，對混凝土進行更深一步的破壞。

2、混凝土碳化

混凝土中含的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳及其他酸性氣體產生的化學反應就是碳化反應。一旦混凝土發生碳化反應，就會引起堿性降低、鈍化膜破壞。在水分及其他物質的作用下，就會發生鋼筋銹蝕的現象。

3、鋼筋銹蝕

鋼筋銹蝕是造成混凝土耐久性縮的最重要原因。鋼筋混凝土銹蝕是多種物質共同作用的結果。與鋼筋腐蝕現象共同出現的是體積膨脹，體積膨脹導致混凝土沿著鋼筋出現裂縫。且隨著裂縫的不斷加大，鋼筋腐蝕現象愈加嚴重，體積膨脹越來越明顯，繼而出現新一輪的惡性循環。最終導致混凝土與鋼筋之間的粘接力不斷減弱，直至混凝土內部結構被完全破壞。

4、堿骨料反應

水泥中的堿與骨料中的活性硅發生化學反應，產生堿硅酸鹽凝膠。堿硅酸鹽凝膠吸水后膨脹，造成混凝土出現裂縫。且這種化學反應破壞程度更強、速度更快、后果更嚴重，且外力很難控制。一旦出現就會不斷擴大，對城市軌道交通造成嚴重影響。因此要對這一問題加大關注力度。

三、混凝土結構耐久性設計

混凝土結構耐久性遭到破壞的原因多種多樣，破壞機理、破壞形式也都不盡相同。混凝土結構的耐久性設計可從結構型式、保護層厚度、材料、環境等方面進行考慮。

1、選擇合理的結構型式。合理的結構型式能夠有效提高混凝土結構的耐久性、抗裂、防滲等性能，并且充分考慮到了城市軌道在運行過程中的結構變形和荷載變化對路面產生的影響，因此合理的結構型式至關重要。

2、增加鋼筋混凝土結構的保護層厚度。例如鋼筋混凝土管片的厚度可由40mm增加到45mm，單層墻外排保護層厚度可由55mm增加到70mm，內配可由35mm增加到50mm。

3、環境。根據我國的《混凝土結構設計規范》以及城市軌道交通的具體特點，應從以下幾類環境作用下混凝土鋼筋結構的耐久性入手進行設計：正常的大氣環境作用、凍融循環破壞、氯污染引起的鋼筋銹蝕破壞以及高侵蝕性介質的腐蝕破壞。

4、材料

強度等級越高的混凝土，其密實性越好，在一定程度上被水分破壞的可能越小，越具有較好的耐久性。因此要選用優質的混凝土原材料，配制混凝土時嚴格按照比例要求，配制出抗裂性能、防滲性能較高的混凝土。

四、城市軌道交通混凝土結構耐久性實踐

1、優選混凝土原材料

首先，膠凝材料。水泥應符合國家的現行標準，礦粉要控制其活性指數、比表面積，粉煤灰選擇來自于工藝比較先進的電廠。其次，集料。不采用可能發生堿集料反應的活性集料，不使用海砂，水溶性氯化物不超過骨料重量的0.02%。最后，外加劑。宜使用高性能減水劑，減水劑中氯離子含量小于等于0.6%，總堿量小于等于15%。減水劑的減水率不低于25%，含固量大于20%，泌水率比小于等于60%，

2、采用高性能混凝土

首先，在混凝土配合比設計時，要根據實際情況，以耐久性為原則，并重抗滲性和抗裂性，同時兼顧混凝土的工作性能、土力學性能。其次，在混凝土的配制方面，要選取優質的原材料，并嚴格控制比例，配制出抗裂性優、體積穩定性高、抗滲性好的混凝土。

3、 嚴格控制混凝土的施工質量

施工質量也是影響混凝土耐久性的一個關鍵因素。具體的混凝土施工包括攪拌、運輸、澆筑、振搗、拆模等前期工作和養護、施工縫與后澆帶、預制管片施工、質檢等后期工作。施工人員要嚴格控制混凝土的施工工作，確保混凝土質量，提高它的耐久性。

4、把控好耐久性混凝土施工中的關鍵技術

施工質量是影響混凝土耐久性的一個關鍵因素，而施工過程中的關鍵技術則是影響混凝土結構耐久性的重中之重的因素。因此要把握好混凝土施工中的關鍵技術，無論是施工前的準備工作、施工過程，還是質檢工作，都要高度重視，嚴格控制質量。

結束語

綜上所述，混凝土結構的耐久性對城市軌道交通影響深遠。因此，要提高對鋼筋混凝土從施工到質檢以及后面的養護工作的重視程度，確保混凝土的耐久性，提高城市道路的使用壽命。

參考文獻

[1]張利俊，劉超，張成滿等.北京地鐵工程混凝土早期裂縫控制[J].商品混凝土，2006，（06）.

[2]占文、秦明強，李進輝等.某地鐵車站大體積混凝土結構溫度裂縫控制技術[J].鐵道建筑，2011，（07）.

第6篇：管道結構設計范文

關鍵詞：建筑設計；結構設計；協調統一

中圖分類號：TU2文獻標識碼： A

引言

隨著經濟的發展，我國的城市化進程不斷加快，越來越多的高樓大廈成為城市的一道美麗風景，特別是從我國加入WTO以來，國外的先進的設計技術和設計思路也不斷被設計人員吸收、消化，極大的提高了我國建筑設計的整體水平。但是由于建筑工程個體的差異性，使得建筑設計千變萬化，特別是人們生活水平的提高，對建筑外型、內部空間配置等提出了越來越多的要求。因此，建筑設計必須要與各專業設計進行有機的融合，只有這樣才能實現建筑設計與各專業設計的協調統一和完美結合。

1、建筑設計與結構設計的協調統一

隨著高層建筑的不斷出現，以前豎向荷載起控制作用的結構設計也逐漸出現了水平荷載為主要控制荷載的現象，這種情況下，在建筑設計師進行建筑內部空間和豎向造型設計的過程中，要考慮地震和風荷載的作用，同時，也要考慮各個構件的剛度是否滿足要求，這無形中對建筑設計提出了框框，設定了限制和約束，建筑設計師也只有考慮到這些因素，多與結構設計師溝通才能確保設計作品的實際效果。

建筑設計是建筑物外部型狀和內部空間的相互組成，而結構設計是實現建筑設計思想的途徑，通俗的說，建筑設計是人的五臟六腑和你所能看到的外貌，而結構設計是人的骨架，從而使人成為一個完整的實體。建筑設計和結構設計是建筑工程實體形成的兩個重要途徑，兩者相互協調形成了整個建筑物的外觀型狀，確保了整體結構的穩定性。二者不僅相互協調而且也有互相制約，密不可分還相互矛盾，如果二者能夠協調一致，則能實現在時代技術條件下的完美結合，創造具有代表性的歷史性建筑物。而如果兩者相互脫節，建筑設計一味的強調造型、先進，不以當代的技術條件為設計基礎，其所作的只能成為紙上的方案，只能是海市蜃樓，在當前技術條件下無法短期實現的空中樓閣。作為建筑技術一種的建筑構造，其貫穿于建筑設計的方案選擇、初設、技術設計和施工圖設計的整個過程，在方案選擇和初設階段，就應該分析工程所處的社會環境、文化氛圍、經濟實力和技術能力，從而選擇合理的結構體系，以實現建筑物的內部空間和外部造型。在技術設計這一階段，需要對設計方案進行進一步的深化，找出結構設計、暖通設計、電氣設計和給排水設計存在的技術方面的問題，并采取措施對其進行統一的協調、規劃，在解決矛盾的過程中使得設計變得成熟。在詳圖設計階段，是技術設計的進一步的深化，這個階段的作用是用來處理建筑物局部構造與整體建筑物之間的矛盾，在這個階段持續的協調建筑設計與結構設計之間的關系，使之更加協調，并為以后的工程施工提供依據。

建筑設計的時候必須考慮結構設計的可行性，比如，如果設計師將建筑的橫截面設計成為一個三角形，這會使得其抗彎能力和抗側向力的能力遠遠不如傳統的多邊形、圓形、矩形和正方形截面，在一定條件下，這種設計也是可以實現，但是要在結構上進行加強，無形中浪費了大量的鋼筋和混凝土。另外，如果建筑設計者缺乏結構設計方面的知識和修養，在設計過程中忽視力學的基本規律，比如：在抗震規范要求的抗震設防區域，高層建筑的電梯設置在了大樓的某一個側面，遠離了建筑物的剛度中心，這就會造成整個建筑物的重心不重合，一旦出現地震，后果不堪設想，如果要避免此類事情發生，則需要結構設計采取多種措施，不僅給結構設計帶來了極大的麻煩，而且會使得工程造價大幅攀升。所以，在進行整棟建筑的設計過程中，建筑設計必須與結構設計充分的協調，建筑設計師需要有結構設計師的基本素養，結構設計師要能最大限度的使用當前的先進的設計思想來實現建筑設想。

2、建筑設計與給排水專業的協調統一

由于有設備和設備基礎，像水泵房、消防水泵房、水箱間及水處理間等組成了給排水專用房屋，而且這些房間的荷載遠比一般房間大得多，尤其是高水位水箱間需要設在建筑頂部，荷載比較大，這就嚴重影響了建筑的造型美觀。因此在設計的時候，應該盡量避免使用高水位水箱，最好將水泵房設置在地下室或者半地下室。

由于給排水管道的直徑粗且數量多，針對這個問題在進行建筑設計的時候，應該考慮到對于管道的豎向布置盡量設置專門的管道井，如果不設置專門的管道井，就應該結合建筑設計，使功能用水的房間盡量保持上下一致，從而達到避免給排水管道在房間內亂設置的目的。另外，在建筑設計的時候，應該盡量避開水平管道，并且結合結構專業設計，使水平管道盡量不要穿過梁以及柱，以免對結構專業造成不利影響。在建筑布置方面，要做到避免管道繞梁繞柱帶來的增加水阻力或滿足不了水平管道坡降要求的弊端，而應該為管網系統創造有利條件。

在進行建筑設計和給排水設計的同事，要與暖通、電氣等其它專業一起考慮管道設置問題，這樣做不僅有利于建筑的合理布局還有利于節約成本。

3、建筑設計與暖通空調專業的協調統一

有空調的建筑物，建筑設計與暖通空調專業的關系就更密切。對于高層建筑的豎向設計中，暖通空調專業與給排水和電氣等集中布置在設備層。針對建筑空調設備的以上特點，在建筑設計的時候要充分考慮到核心區以及設備層的樓面荷載大，預留管道附件多，設備層高于標準層層高等特點。目前建筑外墻設置的室外空調板大多數僅僅是為了造型的美觀，一旦業主入住裝修的時候，空調擺放位置很隨意，導致了樓房使用后墻面造型的錯落凌亂。因此，我們在建筑設計的時候，不應該僅僅考慮造型的美觀，更應該考慮到設施的實用性。

4、建筑設計與電氣專業的協調統一

電氣設備用房包括高、低壓變配電房、發電機房、消防控制室、弱電機房等。由于高、低壓變配電房、發電機房所占用的面積較大，且對周邊的功能用房使用有干擾，所以一般設置于地下一層。建筑專業在布置平面時，在不同的防火分區應分別設置獨立的電氣豎井,電氣設備用房應避免設在衛生間、浴室或其他經常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。選擇合理的機房位置，節約設備成本。

建筑層高應考慮電氣專業室內敷線的影響，應該盡量避免繞梁、穿梁。當梁上有管道需要通過的時候，為了防止在施工過程中對預置梁進行打孔而影響結構強度，就應該在預置梁期間進行孔道的預留，從而合理解決各系統的纜線敷設通道，保證系統安全和纜線的傳輸性能。

結束語

由以上可以知道，建筑工程設計不是指的某一個專業的設計，其是由多個專業，進行多道程序設計完成的一個復雜的系統工程，而參與建筑設計的人員都會體會到，若僅僅力求滿足本專業設計的最完美，必將對其它專業帶來不良的影響甚至產生難以解決的問題。總之，在進行建筑設計過程中，不能盲目，不能閉門造車，需要建筑設計師在掌握一定的其他專業方面的知識的基礎上與各專業設計師進行有效的協作，做到建筑設計與各專業設計相協調、相統一，只有這樣才能真正的實現建筑設計與各專業設計藝術性的相結合，從而創造出真正具有藝術性的建筑作品。

參考文獻

[1]羅志.淺談建筑設計與各專業設計的協調統一[J].城市建設理論研究，2012（03）.

[2]徐傳亮.建筑設計與結構設計的差別.北京：中國建筑工業出版社，2008:113-119

第7篇：管道結構設計范文

關鍵詞：管架；結構；設計

1 概述

在化工行業，管架是最常見的構筑物，是液相、氣相介質管道及電氣、儀表電纜橋架的支撐結構。文章主要闡述，管架設計中碰到的一些設計要點問題，以期達到不斷優化設計的目的。

2 管架的分類

管架按結構形式主要分為獨立式管架、管廊式管架。獨立式管架適合于層高低、管道管徑小荷載小的單層管架，如T型管架。管廊式管架，一般簡稱管廊，適合于層高高、層數多、管道管徑大荷載大的多層管架。液相介質管道直徑大于或等于500mm、氣相介質管道直徑大于或等于600mm、輸送易燃、易爆、劇毒、高溫、高壓介質的管道，支撐此類管道的管架應采用管廊式管架，且固定架處應設置水平撐、垂直撐等傳力構件。

管架管道在管架上的支承條件分為固定管架和活動管架。固定管架橫梁上的管道設置了限位，將管道和橫梁緊緊地連接在一起，管道與管架之間不允許產生相對位移。固定架承受著縱向區段內產生的全部水平力，所以，一般此處設有水平撐、垂直撐，以減小水平力的傳力途徑。

管架按結構材料分為鋼筋混凝土管架、鋼結構管架和混合結構管架。由于鋼結構具有易于工廠加工、安裝速度快、構件斷面相對較小等優點，鋼結構管廊得到了越來越廣泛的應用。混合結構管架指橫向一榀柱與橫向主梁采用鋼筋混凝土現澆結構，縱向鋼梁、水平撐、垂直撐采用鋼結構。混合結構管架適用于工期要求不高的工程，尤其在鋼材成本高的時期可以降低造價。

3 管架的設計要點

管架的布置是管廊設計的重點，優化的布置會讓管廊結構受力更合理。首先管廊整體走向不宜布置成L型，因為“L”型管廊，兩條管廊橫縱相交處是整體應力集中處，尤其在地震工況下。其次，鋼結構管廊的區段長度需滿足伸縮要求，一般不超過120m為宜。固定架位置一般選在在管道水平力較大處，以實現傳力途徑最短，同時需考慮固定架處垂直對檢修通道、消防通道等的影響，避免出現垂直撐擋路的問題。基于以上內容，在結構設計時，應將管廊的軸線不斷地進行調整，以使管廊的布置趨于結構設計合理、使用功能合理。

不可以忽略電纜橋架所受風荷載對結構產生的影響。當豎向電纜橋架高度較大且數量較多時，風荷載將對整個結構和局部構件產生較大影響，特別是在風荷載較大的地區，忽略了往往導致結構計算偏于危險。同時，對于風荷載的計算，應該嚴格按照規范，將管廊柱、縱梁、管道、電纜橋架上的荷載一并計算，以保證每個工況下，結構計算的正確。

管廊橫向主、次梁上的垂直管道荷載傳遞問題。管徑小于等于2寸時，管道的最大支承長度為3米；管徑大于2寸且小于等于6寸時，管道的最大支承長度為6米；管徑大于6寸且小于等于12寸時，管道的最大支承長度為9米。對于大直徑的管道一般只在橫向主梁上支承，如果橫向主梁的荷載范圍按相鄰兩個半跨取值，橫向主梁上的荷載就會大大偏小，造成橫向主梁的計算偏于危險。所以，橫向主梁的荷載取值范圍應取相鄰半個柱距范圍內的荷載。

管廊橫梁與管道之間的水平摩擦力該如何考慮的問題。管道在一定區段內會設置Π型補償器，Π型補償器是管廊縱向力的釋放點。兩個Π型補償器之間的管道為一個剛性受力體，此段管道會與管廊鋼梁以限位的形式固定在一起，使此段管道和此段管廊成為一個整體。對于這個整體來說，管廊橫梁與管道之間的水平摩擦力是內部力，不是外部荷載，所以，整體內部的內力無需計算。但是，對于某一根橫梁來說，管廊橫梁與管道之間的水平摩擦力就是外部力，此力需要計算。

管廊縱梁受力計算。縱梁除支撐次梁、管道外，還要將管道或其他作用產生的水平推力傳遞到垂直支撐。當水平力較大時，縱梁的軸力往往是不能忽略的。在我們用PKPM建模計算時，縱梁當然都是按梁輸入的，PK的計算程序就只按梁的應力計算公式Mx/（？漬bWx）+My/（？酌yWy）≤f來驗算，軸力并沒有體現出來，這樣是偏于危險的。解決方法：《設計規定》中第8.2.11條中規定縱梁應按拉彎或壓彎構件計算。計算公式按《規范》5.2.1條N/An+Mx/（？酌xWx）+My/（？酌yWy）≤f來計算。另外還要特別注意縱梁連接節點的驗算，如高強螺栓、焊縫抗剪及節點板驗算等。

結構構件的撓度超過限值。沒有設計經驗的工程師通常只注意結構構件的應力計算而沒有注意到《化工工程管架、管墩設計規定》中對構件撓度的限制。管架的撓度主要應滿足管道要求，防止管道撓度過大發生積液導致流阻加大。工程上已發生該類事故。所以，除單個構件需滿足《設計規定》3.0.9條中的限值外，裝置內管廊在一個柱距內，管道支點最大撓度之差不大于30mm。管廊縱向構件及其上的鋼次梁撓度疊加為總撓度，支撐在鋼次梁上的小管道的撓度值為該撓度與框架橫梁撓度之差。

固定架處基礎沒有按雙向受力進行計算。沒有設計經驗的工程師認為管廊固定架處只要按傳到基礎頂面的縱向力計算就可以。實際上在固定架處，在縱向最不利荷載組合下，橫向在恒載和活載作用下仍可能存在彎矩和剪力，忽略橫向的力將導致基礎計算不安全。基礎應按雙向受力計算，通常獨立基礎兩個方向所受力如圖3。

4 結束語

管架在化工行業比較常見，但是各種疑難問題較多，結構設計中不可掉以輕心，應認真分析結構特點、詳細計算、精于布置，才能繪出安全、合理、經濟的設計方案。

參考文獻

[1]祝亞茹.廠區內管廊的配管設計[J].北京：石油和化工設備，2016.

[2]李春梅.石油化工裝置內管廊上管道的布置設計[M].廣東：中國石油和化工標準與質量，2014.

第8篇：管道結構設計范文

關鍵詞：建筑工程；地下室結構設計；結構平面設計；抗震設計；地下結構防水

目前城市土地資源日益緊缺，建筑及城市交通有逐漸向地下發展的趨勢。然而，建筑由于其功能和結構本身的需要，大多設置了地下室。隨著建筑層數的日益增高，地下結構已向多層發展，其結構設計、施工及防水等日益成為建筑工程界關注的熱點。由于地下室工程的施工環境特殊、隱蔽性大、涉及的工種多、施工復雜，也容易出現質量問題，因而對設計和施工有一定的特殊要求。

一、地下室結構設計難點概述

地下室工程涉及的專業極為復雜，在建筑的地下室結構設計時，需綜合考慮防火、使用功能、人防要求、設備用房及管道、坑道、排水、通風、采光等各專業的配合。對于具有大底盤地下室的高層建筑群體而言，塔樓部分一般在使用階段不會存在抗浮問題，但裙房及純地下室部分經常會有抗浮不滿足要求的問題。而且由于實際地下室抗浮設計中往往只考慮正常使用極限狀態，對施工過程和洪水期重視不足，因而也會造成施工過程中由于抗浮不夠而出現局部破壞，加上地下室防水工程是一項系統性工程，涉及設計、施工、材料選擇等諸多方面因素，因此造成了地下室結構設計難點繁多，一般來講概括起來為：（1）地下結構防水設計；（2）抗震設計；（3）地下室抗浮、抗滲設計；（4）外墻結構設計；（5）地下結構防水設計

二、建筑工程地下室結構優化設計

（一）結構平面設計

在高層建筑的地下室結構設計時，需綜合考慮防火、使用功能、人防要求、設備用房及管道、坑道、排水、通風、采光等各專業的配合。設計人員可以通過設置后澆帶和合理使用混凝外加劑或地上設縫、地下不設縫等方式，達到不設縫的目的。若地下室過長依靠設置后澆帶的方法難以解決，設計人員應合理地調整平面將地下室分割成幾個小地下室，中間用較窄的通道相連，以滿足使用及管道相連的要求，而將變形縫設置在通道處，這樣可以使接縫較少且處于受力較小處，便于補救。在結構設計時應合理地設置采光通風井，若高層建筑采光通風井位置設計不當，不能滿足高層建筑的埋深要求。

（二）抗震設計

一般來講地下室抗震設計中較為常見的問題為：多層建筑中半地下室埋深不夠，房屋層數包括半地下室層已達8層，層數和總高度超過要求，違反 GB50011-2010第7.1.2條。若地下室設計不當，對其整體的抗震性能會產生較大的影響。根據施工圖審查要點，一般來講，對于半地下室的埋深要求應大于地下室外地面以上的高度，才能不計算其層數，總高度才能從室外地面算起。地下室的墻柱與上部結構的墻柱應協調統一。對地下室頂板室內外板面標高變化處，當標高變化超過梁高范圍時則形成錯層，應采取一定的措施進行處理，否則不應作為上部結構的部位。

（三）地下室抗浮、抗滲設計

一般來講，地下水位及其變幅是地下室抗浮設計的重要依據。實際在地下室抗浮設計時僅考慮正常使用的極限狀態，而對施工過程和洪水期重視不足，因而會造成地下室施工過程中因抗浮不夠而出現局部破壞。另外，在同一整體大面積地下室的上部常建有多棟高層和低層建筑，由于地下室的面積較大、形狀又不規則，且地下室上方的局部沒有建筑，此類抗浮問題相對難以處理，須作細致分析后再進行處理。地下室結構設計除應滿足受力要求外，抗滲也是其中一個重點。由于鋼筋混凝土結構通常帶裂縫工作，要達到抗滲目的，一般可采取以下措施：（1）補償收縮混凝土。在混凝土中摻微膨脹劑，以混凝土的膨脹值抵消混凝土的最終收縮值。當其差值大于或等于混凝土的極限拉伸時，即可控制裂縫；（2）膨脹帶。混凝土中膨脹劑的膨脹變形不會完全補償混凝土的早期收縮變形，而設置補償收縮混凝土帶可以實現混凝士連續澆注無縫施工；（3）后澆帶。后澆帶作為混凝土早期短時期釋放約束力的一種技術措施，較長久性變形縫已有很大的改進并廣泛應用；（4）提高鋼筋混凝土的抗拉能力。混凝土應考慮增加抗變形鋼筋，如側壁增加水平溫度筋，在混凝土面層起強化作用；側壁受底板和頂板的約束，混凝土脹縮不一致，可在墻體中部設置一道水平暗梁抵抗拉力。當然，在采取以上措施時，同時要注意混凝土的養護。

（四）外墻結構設計

地下室的外墻是結構設計的重點，應按水、土壓力驗算，在設計時應注意以下要求：（1）荷載。地下室外墻所承受的荷載分為水平荷載和豎向荷載。在實際工程設計中，豎向荷載及風荷載或地震作用產生的內力一般不起控制作用，墻體配筋主要由垂直墻面的水平荷載產生的彎矩確定，而且通常不考慮與豎向荷載組合的壓彎作用，僅按墻板彎曲計算彎曲的配筋；（2）靜止土壓力系數。靜止土壓力宜由試驗確定，當不具備試驗條件時，砂土可取0.34～0.45，粘性土可取0.5～0.7；（3）地下室外墻的配筋計算。實際設計時，在外墻的配筋計算中，對于帶扶壁柱的外墻，不是根據扶壁柱的尺寸大小進行計算，而是均按雙向板計算配筋；扶壁柱則按地下室結構的整體電算分析結果進行配筋，不按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。根據外墻與扶壁柱變形協調的原理，這種設計將使得外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋則有富余量。因此，在計算地下室外墻的配筋時，要根據實際情況加減配筋。

（五）地下結構防水設計

地下防水工程是決定地下工程能否正常使用的關鍵。地下工程防水的形式大體可歸納為三種類型:其一是從圍巖、結構和附加防水層著手,拒水于工程之外,采取種種辦法,千方百計的不使水進入工程之內,稱之為水密型。其二是從疏水、泄水著手,將地下水有意識的導入工程內邊的排水系統,使之不施虐于結構本身,稱之為泄水型或引流自排型。其三是兩者結合,在同一工程中既有泄水的一面,又有水密的另一面,稱之為混合型。對于具體工程,選用何種型式,則需根據水文地質條件、周圍地形地貌、工程性質、施工方法以及造價高低來確定。

三、結語

高層建筑地下室結構設計顯然是一個復雜的過程，但是，只要把握設計要點，抓住設計重點，以合理的設計為前提，進行全面考慮，使建筑地下室結構設計工作發揮其最大的經濟作用和社會效益、戰略效益。

參考文獻

[1]地下工程防水技術規程（GB50108-2008）[S]．

第9篇：管道結構設計范文

關鍵詞：工業廠房;結構;荷載取值;變化;影響

與普通的民用建筑相比，工業廠房建筑的結構更加復雜，結構設計難度更大。這是因為在工業廠房結構設計中，不但要充分考慮建筑自身的結構穩定性和安全性，還要考慮結構的承載能力。廠房中不但有生產設備等固定荷載，還包括設備運輸、維修、操作等工作中產生的活荷載。若廠房結構的荷載取值不合理，或者采用的荷載組合不恰當，則必然會給廠房的安全穩定帶來嚴重影響。一般來講，在工業廠房結構設計中，應該嚴格按照《建筑結構荷載規范》（GB5009-2012）（下稱荷載規范）的相關要求進行設計，并結合不同生產設備的荷載特點來設計其相應的荷載組合。

1 工業廠房結構設計中樓面活荷載取值的影響因素

荷載規范中荷載特征值是基于設計基準期內的概率統計而確定的。對工業廠房設計中，設備荷載及與設備相關的偶然荷載應考慮其出現概率，并結合相關工藝資料來確定其荷載設計特征值及組合系數。對于設備荷載，還應按照規范要求“需按照設備安裝和維修過程中的位置變化可能出現的最不利位置”進行設計。對于設計人員來講，明確設備相關各種荷載特性，有針對性的分析，以確定合理的荷載輸入是結構設計的前提。目前影響工業廠房結構設計荷載取值的因素主要有以下兩種：

1.1 荷載流線

如果設計人員只是對公共建筑設計進行設計，則需要考慮的重要問題就是人員的聚集以及如何分散，為此，需要設計人員按照流線位置來確定出可變荷載的數值，但是工業廠房建筑不僅僅需要對人員流線進行必要的考慮，還需要對運輸流線進行分析，因為運輸流向中存在著非常重要的設備荷載，其對工業廠房結構荷載的取值計算有著重要的影響。為此，設計人員首先對工業廠房的設備運輸以及檢修流線，尤其是應用哪些具體的運輸方式都要清晰的掌握。比如某廠房建設使用的是車輛運輸，則需要將其最終的荷載應該包括車輛運輸荷載;而如果選擇使用吊車吊運，則還需要明確吊車臨時停放的位置，防止出現誤操作，以此造成樓板破壞，其中比較常見的就是多層蓋板等;如果有些物質需要存儲，而且重量比較大，這時還需要有關人員考慮該物質在不同的狀態下，所產生的不同的荷載情況。工業廠房結構設計荷載取值時，剎車力以及搬運等都是重點考慮的因素，但是具體的可變荷載取值范圍，設計人員需要依據所使用的工藝，之后再乘以相應的系數。

1.2 偶然荷載

一般而言，具有一定危險性的工業廠房，比如石油化工類的廠房，設計人員在對其進行廠房結構設計時，應該考慮到偶然荷載因素，比如爆炸或者燃燒所產生的荷載等。盡管偶然荷載出現的機率比較小，但是設計人員也需要考慮，并且進行詳細的計算分析，通常情況下，設計人員都根據施工工藝以及具體發生的概率來進行荷載取值。有關規范中，對工業廠房的偶然荷載設計計算，已經給出了明確的公式，設計人員只需要按照公式要求一一帶入其中，進行計算即可，但是因為工業廠房的類別不同，所使用的工藝也有差異，為此，設計人員在按照公式計算取值時，也需要考慮到現實情況。因為地震荷載與偶然荷載具有一定的相似性，發生的概率都比較低，因此設計人員需要注意，在進行荷載系數組合時，兩者不能組合在一起。設計人員需要注意，工業廠房荷載取值所使用的軟件中有很多組合直接被軟件設計為默認狀態，但是很少有軟件將偶然荷載設置為默認狀態，為此，設計人員應該另外對偶然荷載進行計算，以此確保計算合理，樹數值準確。

2 荷載組合計算中的常見問題

有些設計人員認為，只有工藝提齊全部管道與設備荷載時，樓面活荷載取2kN/m2，其他情況需要按樓面活荷載表取用.在結構設計過程中，讓工藝專業提齊全部管道與設備荷載資料，這顯然是不現實的.這樣在施工圖設計階段，就會出現工藝專業管道荷載、設備荷載在不停地修改升版過程中越提越多，而樓面活荷載又不能減少的尷尬局面.而且，即使工藝提供全部管道和設備荷載，如果樓面按照2kN/m2計算，在正常運行時可以滿足，但在檢修時樓面需要堆放工具和材料，荷載往往又超過2kN/m2，可能導致樓面部分構件出現破壞，因此在沒有弄清荷載工況的情況下，一律按2kN/m2取值是不合適的。在工藝專業向土建專業提供荷載資料時，也可能出現荷載類型不明確的情況.例如在提供轉運站皮帶頭的水平荷載時，沒有明確所提供的荷載是正常運行工況還是設備起動工況.而皮帶機起動工況下的水平拉力遠大于運行工況，且出現概率很低.如果在沒有弄清荷載類型的情況下將起動工況的荷載與其他出現概率很低的荷載工況組合計算，會導致材料用量增大，造成浪費。另外，有些廠房結構設計人員在計算框架梁、柱時，樓面活荷載可進行折減.由于正常運行工況下的設備和管道荷載是長期作用在結構上的，因此不應進行折減.在計算過程中，設備、管道等荷載往往是按樓面活荷載輸入，如果在計算中不加以區別，與一般樓面活荷載一同折減，則會導致荷載取值偏小，計算結果偏于不安全。在工業廠房中，相當部分的荷載比較大，但出現概率低（如檢修荷載、設備起動或調試荷載等），屬于短期效應.根據相關條文說明：“將短期效應作為正常使用條件下的驗算荷載水平在邏輯概念上是有欠缺的”、“可根據不同的設計要求，分別采用荷載的標準組合或頻遇組合”。根據工業廠房荷載的特點，在短期效應作用下正常使用極限狀態計算時，應按照頻遇組合計算。由于沒有提供相關荷載的頻遇系數，部分設計人員可能會在計算過程中把出現概率低的荷載按標準組合進行計算，又造成材料的浪費。

3 工程實例

某工業廠房建筑樓面活荷載標準值由原來的1.5kN/m2提高到2.0kN/m2;風荷載及雪荷載標準值的概率取值由原來的30年重現期的最大風（雪）壓值調整為50年重現期的最大風（雪）壓值）等帶來的影響比較明顯。按照這些影響因素，算例中采用了抗力參數和經換算的荷載參數，計算時采用的荷載效應組合為：其一，永久荷載+樓面活荷載，，其計算公式為：

S1=1.2SGK+1.4SLK

S2=1.35SGK+0.7×1.4SLK

具體數值如表1：

表1 工程永久荷載+樓面活荷載數值

通過上述表中，可知采用規范S1與規范S2所計算出來的荷載數值有很大的差異，而兩者的差異變化，正是此工業廠房結構設計荷載取值的變化范圍。

結束語

綜上所述，在對工業廠房進行結構設計時，要充分考慮到廠房的荷載特點，科學合理的對樓面活荷載進行取值，并結合實際情況與經驗教訓，確定最佳的荷載組合。事實上，要想保證工業廠房結構設計的可靠性與可行性，不但要求設計人員嚴格遵守荷載規范，還要求設計人員能夠結合實際，靈活運用計算方法，只有這樣，才能避免一些計算問題的出現，保證荷載計算的精準性。

參考文獻

[1]李繼承，陳波.結構設計的荷載組合效應探討[J].中國水運（下半月刊），2010（11）.

[2]苗寅，趙伯霖.有關概念設計在建筑結構設計中的具體應用初探[J].河南科技，2014（24）.