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欧洲规范讲义4-Eurocode的体系与EN1990的一致性

© Written by J.Y. WANG

欧洲规范EN 1990 是Eurocode体系的首要规范,其它规范必须保证与其的一致性,即EN 1991 ~ EN 1999必须参考和遵守EN 1990。EN 1990为所有欧洲结构规范确立了关于结构的安全性、常规使用和耐久性的基本原则和要求,并为建筑物、土木工程的设计和校核提供了基础,还为结构可靠性的相关方面提供了指导。

虽然EC0是关于可靠度的规范,似乎在平时设计用不到的感觉。但是这里必须强调的是,可靠度的问题其实是工程设计问题的核心,因为对于一个建筑物或构筑物,其荷载、材料性能等等都是基于估计或近似的基础上取得的,而工程师就是在此基础上进行设计。那么如何控制这些不精确的数据形成一个可控的安全适用的结构呢?就是采用可靠度方法,化不可控为可控。下面这首小诗正体现出了结构设计的精髓所在。

“结构工程是这样一种艺术:
使用材料
这些材料属性只能估算
建立真实的结构
这些真实的结构只能近似分析
来承受外力
这些力不能准确得知
以满足我们对公众安全职责的要求”

另外特别提醒,关于分项系数法的荷载组合内容是属于可靠度部分的,从这个角度讲也应该重视该规范。下图是欧标的体系结构,从中可以看出主要分为四大部分:首先是可靠度,其次是荷载与作用,再次是按材料区分的各类结构,最后是土工和抗震设计。

EN1990yizhi图 – EN 1990 与其它规范的关系

基本假定
结构设计、施工和使用应满足以下假定:

  • 由具有相关资格和经验的人员进行结构体系的选择和结构设计;
  • 由具有相关技能和经验的人员进行施工;
  • 在工程实施过程中进行了适当的监督和质量控制,如在设计部门,加工厂,车间和现场;
  • 使用EN 1990或EN 1991 ~ EN1999或相关施工标准,或相关材料标准或产品规程中规定的建筑材料和产品;
  • 对结构进行适当的维护;
  • 在设计规定的条件下使用结构。

基本要求
结构的设计应达到下列主要基本要求:

  • 安全性要求 – 结构设计和建造应使其在使用期内具有一定可靠性和经济性,即能够承受施工和使用过程中可能出现的各种作用和影响。
  • 使用性要求 – 在使用过程中具有良好的使用性;
  • 防火性要求 – 当发生火灾时,在规定的时间内结构应保持适当的承载力;
  • 鲁棒性要求 – 结构应在偶然事件发生时(如爆炸、撞击和人为差错)不出现与起因不相称的破坏;

且应采取如下措施一项或多项来避免或限制潜在的破坏:

  • 避免、消除或减小结构可能受到的危险;
  • 选择对已知危险不敏感的结构形式;
  • 选择的结构形式和设计应使结构在单个构件或结构的有限部分被突然移除后仍能维持,或出现可接受的局部破坏;
  • 保持结构的整体性。

应采取下列措施满足对结构的基本要求:

  • 采用适当的材料;
  • 采用合理的设计和构造;
  • 对结构的设计、加工、施工和使用等应制定相应的控制措施。
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欧洲规范讲义3-Eurocode的特点和优势

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欧洲规范的特点
欧洲规范具有创新性、灵活性和系统性的特点:

  • 创新性
    EN 1990为结构的安全性、适用性和耐久性确立了基本原则。并且欧洲规范为传统的和新型的结构和组件均提供了统一的通用设计准则。它的整个设计流程是基于极限状态的概念并结合部分安全系数。欧洲规范同时允许基于概率方法的设计以及辅以测试的设计,并为这些方法的使用提供相应指导。欧洲规范的编写方式鼓励创新,为土木工程的研究开发提供了共同的基础。
  • 灵活性
    建筑物和其他土木工程的安全性、耐用性和经济性程度,可以通过国家附录的形式由执行欧洲规范的相应国家决定。欧洲规范“承认各成员国管理机构的责任,允许其有权确定本国与安全事项有关的数值,这些数值在各国可不同”。国家可选择欧洲规范提供的推荐数值,或由各国确定的参数代替。国家参数适用于分类、符号和替代方法。它可以考虑到不同的地理、气候状况(如风、雪)或生活方式,以及在各国、各地保护程度的不同。
  • 系统性
    欧洲规范所有的参数和属性都将只在一部标准中给出。例如设计组合结构时,需要由EC0确定分项系数和组合工况,EC1确定作用值,EC2确定混凝土参数,EC3确定钢材参数,并由EC4确定设计信息。欧洲规范倾向于给出可用于确定承载力的理论化的设计准则,而不是给出具体的计算公式。例如设计钢结构时,钢梁的侧向扭转屈曲的弹性临界弯矩,以及设计组合结构时的组合梁承载力等,标准中均没有给出计算公式。欧洲规范认为这些具体的计算公式属于“教科书”中的内容。

欧洲规范的优势
欧洲规范是涵盖所有主要的建筑材料和所有的主要结构工程领域以及种类广泛的结构和产品的一整套设计标准;欧洲规范是至今最新的实施规范;灵活的欧洲规范使得每个国家都能够通过国家指数选择适合自己的安全程度。它有助于:

  • 消除贸易壁垒
    在欧洲标准化和认证体系内,欧洲规范是建筑产品的参考性文件。它将促使生产商遵守欧洲法律;为建筑市场的公平竞争提供共有和透明的基础;有利于建筑和工程服务的交换;便于结构材料、产品、零件和建筑装备的自由流动;减少边境官僚程序并降低多次测试和认证的成本。
  • 提高公众安全
    欧洲规范凝聚了欧洲各国的经验和研究成果,提高了公众在建筑物环境下的安全性,促进了建筑安全程度在不同国家的一致性。
  • 推进科学、产业和技术合作
    执行和采用欧洲规范能够:为结构的安全性,适用性,耐久性,经济性提供共同的设计标准和设计方法;为业主、运营商、使用者、设计者、合同方和生产商提供共识;便于使用通用的设计软件;为研发工作提供一个共同的基础;鼓励建筑产品和工程的创新。

从欧洲规范的使用情况来看,欧盟成员国自2010年中期已全面使用欧洲规范,一些非欧盟国家中,欧洲规范已经被用于修改现有国家规范以及创建新的国家规范,或直接实施欧洲规范。许多参与国际性工程的工程师也正在使用欧洲规范。由于欧洲规范体系的健壮性使得其正在世界范围内流行起来。本人非常喜欢并看好欧标的前途。

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欧洲规范讲义2-欧洲规范的文本结构

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欧洲规范其中的每一本标准,都按统一的文本结构编排,主要包括六部分:国家标题页、国家前言、CEN标题页、正文、正文附录、国家附录(单独成册)。

text图 – 欧洲规范的文本结构

  • 欧洲规范的内容包括基本原则(Principles)和应用规定(Application Rules).
    -基本原则是指基本思想、定义、要求或分析模式,它是一般规定的基础,是必须遵守的。在规范中属于基本原则的条款在段首以P标识别。另外规范中每次新修订的内容会以ACi标签标识,其中i为修订次数。
    -应用规定则给出满足基本原则的指导和建议,它一般是公认的推荐方法或措施。理论上应用规定是可以替换的,甚至可以出现在国家附录中(前提是不与规范正文中的规定相冲突)。但是,如果采用了替换的应用规定,则相应的设计方案不能称之为符合欧洲规范。
  • 正文附录分为规范性的(Normative)和补充性的(Informative),其中Normative的内容必须遵守,Informative的内容应遵守。
  • 国家附录用于满足各国对欧洲规范的不同需要。但是它无权修改欧洲规范的内容,仅具有有限权利对欧洲规范所指定给它的条款进行规定,主要包括:
    -国家参数NDPs(Nationally Determined Parameters);
    -国家特定数据,如雪荷载分布图,风荷载分布图;
    -可选方法的使用过程;
    -补充性附录的指导意见;
    -无矛盾补充信息NCCI(Non-contradictory, complementary information)
  • 欧洲规范对于术语、符号、定义均同ISO标准一致。如
    -小数点以逗号表示;
    dot
    -截面的坐标系与有限元分析一致;
    xyz

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欧洲规范讲义1-什么是欧洲规范

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欧洲规范是由欧洲标准化委员会制定的一系列关于建筑设计、土木工程和建筑产品的欧洲标准。它凝聚了欧洲各国的经验和研究成果,以及欧洲标准化委员会技术委员会250(CEN/TC250)和国际科技与科学组织的专家意见,代表了具有世界水准的结构设计标准。整个欧洲规范体系由10 类结构设计的欧洲标准组成。每项欧洲规范由许多涉及特定技术领域的部分组成,例如防火、桥梁设计等。

表 – 欧洲规范的组成

EN 1990 结构设计基础
EN 1991 结构上的作用 EN 1991-1-1 一般作用-密度、自重及外加荷载
EN 1991-1-2 一般作用-火灾作用
EN 1991-1-3 一般作用-雪荷载
EN 1991-1-4 一般作用-风荷载
EN 1991-1-5 一般作用-温度作用
EN 1991-1-6 一般作用-施工荷载
EN 1991-1-7 一般作用-偶然作用
EN 1991-2 桥上的交通荷载
EN 1991-3 吊车和机器荷载
EN 1991-4 容器和筒仓荷载
EN 1992 混凝土结构设计 EN 1992-1-1 一般规定及建筑物规定
EN 1992-1-2 一般规定-结构耐火设计
EN 1992-2 混凝土桥设计及构造
EN 1992-3 液体储存及抗渗结构
EN 1993 钢结构设计 EN 1993-1-1 一般规定及建筑物规定
EN 1993-1-2 一般规定-结构耐火设计
EN 1993-1-3 一般规定-冷弯薄壁构件及薄钢板
EN 1993-1-4 一般规定-不锈钢
EN 1993-1-5 承受面内荷载作用的板件
EN 1993-1-6 壳体结构的强度及稳定
EN 1993-1-7 承受面外荷载作用的板件
EN 1993-1-8 节点设计
EN 1993-1-9 疲劳
EN 1993-1-10 断裂韧度及厚板方向性能
EN 1993-1-11 钢索
EN 1993-1-12 高强钢材的附加规定
EN 1993-2 钢桥
EN 1993-3-1 塔和桅杆
EN 1993-3-2 烟囱
EN 1993-4-1 容器
EN 1993-4-2 筒仓
EN 1993-4-3 管道
EN 1993-5 钢桩
EN 1993-6 吊车支撑结构
EN 1994 钢-混凝土组合结构设计 EN 1994-1-1 一般规定及建筑物规定
EN 1994-1-2 一般规定-结构耐火设计
EN 1994-2 组合梁桥
EN 1995 木结构设计 EN 1995-1-1 一般规定及建筑物规定
EN 1995-1-2 一般规定-结构耐火设计
EN 1995-2 木桥
EN 1996 砌体结构设计 EN 1996-1-1 配筋及非配筋砌体结构一般规定
EN 1996-1-2 一般规定-结构耐火设计
EN 1996-2 设计因素、材料选择及砌体施工
EN 1996-3 非配筋砌体的简化计算
EN 1997 土工设计 EN 1997-1 一般规定
EN 1997-2 场地勘测及试验
EN 1998 结构抗震设计 EN 1998-1 一般规定、地震作用及建筑物规定
EN 1998-2 桥梁
EN 1998-3 建筑物的加固改造
EN 1998-4 容器、筒仓及管道
EN 1998-5 基础及挡土结构
EN 1998-6 塔、桅杆及烟囱
EN 1999 铝结构设计 EN 1999-1-1 一般规定
EN 1999-1-2 结构耐火设计
EN 1999-1-3 疲劳
EN 1999-1-4 冷弯薄壁板件
EN 1999-1-5 壳体结构

 

欧洲规范全面覆盖了所有主要的建筑材料(混凝土、钢材、木材、砖石和铝),所有结构工程的主要领域(结构设计、装载、防火、岩土技术、地震等),以及广泛的结构类型(建筑物、桥梁、塔、旗杆、地窖等)。欧洲规范于2007年5月发布。根据欧洲标准化委员会的规定,至2010 年中期止,欧洲规范与国家标准同时有效,期间国家标准中有冲突的条款将被撤销。2010年中期后所有成员国将全部采用欧洲规范。

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欧洲规范讲义0-前言

© Written by J.Y. WANG

随着中国企业参与涉外项目工程项目增多,在实际工作经常需要使用到欧洲规范。但目前国内按欧洲规范进行钢结构设计的出版物几乎没有,从大家的反馈来看普遍对于欧洲规范不太熟悉。本人打算结合自身涉外工程项目的应用经验编写这个欧洲规范讲义系列的文章,作为朋友们工作中的应急之需。希望本站的有缘人能鼓励支持本人把该系列写完整,并多提意见,教学相长,共同进步。

欧洲规范是一套体系严谨的系统性的结构设计规范。它凝聚了欧洲各国的经验和研究成果,以及欧洲标准化委员会技术委员会250(CEN/TC250)和国际科学与技术组织的专家意见,代表了具有世界水准的结构设计标准。从2010年3月起,欧盟成员国的结构设计标准将全面执行欧洲规范(Eurocode)。原先并行期的各国规范均将废止。整个欧洲规范体系由10 类结构设计标准组成。它基本涵盖了所有主要的建筑材料和主要的结构工程领域。因此欧洲规范对于国内的结构设计工作亦具有重要的参考价值。

本人由于对钢结构比较熟悉,计划按欧洲规范编写的关于钢结构设计方面的资料。主要涉及EN 1990(结构设计基础)、EN 1991(结构上的一般作用)、EN 1993(钢结构设计)、EN 1994(钢-混凝土组合结构设计)以及EN 1998(结构抗震设计),其中由于EN 1993钢结构设计规范包括结构类型较多,暂仅涉及常用的建筑钢结构方面相关的主要规范(EN 1993-1-1、EN1993-1-5、EN1993-1-8、EN1993-1-10),并考虑到实际工作中的需要编入EN 1994-1-1中关于组合楼板、组合梁、钢管混凝土等方面的内容。其中关于规范的额外补充内容主要参考Eurocode的NCCI(Non-contradictory, complementary information)的相关文件。为便于读者理解规范,需要的话将结合相关典型例题给出方便设计人员运用的计算表格。并且对比探讨中欧规范在一些问题上主要区别。

对于一些中欧钢结构规范的差异大家可先看:中欧钢结构规范比较的PPT讲稿做简要了解,虽然是本人2010年12月的讲稿,但是内容并不过时。

本站提供了大量的参考资料,站上的宝贝很多,大家可自行寻宝。

另外需要注意本系列文章旨在帮助读者学习和理解欧洲规范,不应直接当作规范使用。

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2016新的一年开启新的架构

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结构工程师搭建网站,写写自己的东西也算是某种舒缓心中憋闷的方式之一。我常碎碎念希望能多了解世界真实的运行规律,哪怕没什么实际的名闻利养。但友人也常玩讽道,站得更高才能看得更真切,不在高位自然无法明白高处的风景。我对此也是无话可说。也许只是同样的风景,起起伏伏后会有不同的体会吧。做自己喜欢的,看看书,充实一下自己,一切都是上天最好的安排。初步打算写两部分内容:一是大道至简系列,关于结构设计的一些基本理念;二是欧洲规范学习系列,关于EUROCODE的应用。既然把计划写在这里了,那么就督促自己坚持把这两个系列完成。

好了言归正传,为了能让自己的那点思想在这个健壮的小站上愉快的流淌,基业长青。新的一年换用大型站点的架构,俗话说做事看世界要有格局,当然我自己的小站也要有格局,就是架构要有优良的鲁棒性,所谓麻雀虽小五脏俱全。

架构的目的:
1、方便系统升级自己折腾,方便备份,安全性高。
2、实现动静分离。
oss_in_website

阿里云的配置如下:
ECS配置
CPU:1核;内存:2 GB;操作系统:CentOS 7.4 64位;带宽:2Mbps;
系统盘 40GB;数据盘 40GB;

RDS配置
CPU:1核;内存:1 GB; 容量:40GB;

使用OSS;使用CDN;

将整个系统至于云盾的保护之下。
使用数据盘单独挂载/var/www目录,将OS系统与网站数据分离。
使用RDS,将数据库从数据盘分离。
使用OSS,将图库和附件库从数据盘分离。
使用CDN,分发加快OSS静态数据加载速度。

经过此番处理后:由于网站数据对应数据盘,升级或变更操作系统将不影响网站数据;将数据库搬至云端RDS后,数据库单独管理,有效防止网站攻击,可时时自动备份,安全可靠;将较大文件如图片、附件等静态文件搬至OSS并实现CDN分发,提高加载速度,实现动静分离。通过以上架构,即使系统盘,数据盘完全擦除也可轻松重新建站,因为数据库和大型文件均搬至云端。并且哪怕是极端情况,磁盘损毁,网站遭到恶意攻击,均可轻松应对。

最后附上一个技术细节,所谓细节据定成败。(以下部分20180101更新)
附录:关于ossfs的使用。另外关于LAMP系统搭建请看阿里云服务器搭建LAMP环境

1、首先用ps aux | grep apache 看下httpd运行于那个用户下,默认是apache用户。
2、然后下载安装对应版本的ossfs最新安装包。

wget http://docs-aliyun.cn-hangzhou.oss.aliyun-inc.com/assets/attach/32196/cn_zh/1507811577850/ossfs_1.80.3_centos7.0_x86_64.rpm
yum localinstall ossfs_1.80.3_centos7.0_x86_64.rpm

3、写入OSS的AKID与AKS至密码文件,然后修改文件执行权限和用户组。
echo 你的第一个bucket:你的AKID:你的AKS> /etc/passwd-ossfs
echo 你的第二个bucket:你的AKID:你的AKS>> /etc/passwd-ossfs

chmod 640 /etc/passwd-ossfs
chown root:apache /etc/passwd-ossfs

4、然后以apache用户建立目录。

sudo -u apache mkdir /opt/bitnami/wordpress/wp-content/你的图库名
sudo -u apache mkdir /opt/bitnami/wordpress/wp-content/附件库名

5、加载OSS的bucket

ossfs 你的第一个bucket 你的图库路径 -o url=http://oss-cn-qingdao-internal.aliyuncs.com -o uid=用户号,gid=用户组号,umask=007,allow_other
ossfs 你的第二个bucket 附件库路径 -o url=http://oss-cn-qingdao-internal.aliyuncs.com -o uid=用户号,gid=用户组号,umask=007,allow_other

6、需要注意的问题:
– 对应好自己系统的安装包;
– 记得修改密码文件的权限和用户组;
– url填写内网地址,并从oss-cn开始填写;
– 如果使用allow_other,会变成777权限,不安全。如果不使用allow_other,把用户ID改为apacheID,就会变成700权限,就会导致无法访问的问题。解决方法:使用uid,gid,umask参数控制用户和用户组及其权限。
– 设置自动挂载ossfs方法:
在/etc/init.d/目录下建立文件ossfs,把模板文件中的内容拷贝到这个新文件中。并将其中的your_xxx内容改成您自己的信息,其中同样可以使用uid,gid,umask参数。
建立的ossfs脚本赋予可执行权限 chmod a+x /etc/init.d/ossfs
把ossfs启动脚本作为其他服务,开机自动启动 chkconfig ossfs on

2015,又逝去的一年

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cloud

2015是郁闷的一年,自己越来越愤青了。难道这就是所谓的中年危机吗?惶惑之感莫名袭来。心要打开,有胸怀有格局,心情才会好。路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。开心最重要。

经济基本硬着陆了,断崖式的下跌不可避免。中国的问题即复杂也简单,从根本上讲其实就是有什么样的国民就有什么样的国家,兴教育开民智,乃重中之重。由于在网上不能畅所欲言,谈论政事,也只能点到为止了。不过最近看剑桥中国史系列,感慨颇多,也推荐本站的有缘人看看这套书。

有时候抱怨社会,抱怨公司,抱怨管理层有情可原,但还是不抱怨的世界是最好的,这是病要改啊。对于行业方面谈谈本人的看法,很多事情其实是知易行难,与诸君共勉之。

受市场大环境的影响,今年几乎没有项目。对于当前的形式,总体来看未来几年都不会乐观。国内民用建筑已基本饱和,特别是与住宅相关的房地产业转入下降趋势。工业建筑方面由于产能过剩严重,面临未来五六年的去产能过程,不会再大规模兴建。对于节能环保和新能源方面的产业或许会有一波基础设施的投入,但现在还看不到市场的切入点。对于电厂方面的脱硫脱硝改造已告一段落,未来是否有相关方面进一步的环保改造值得关注。

从大的方面看,国内的建筑市场未来面临一次大的淘汰整合。应当积极的做好准备。未来很可能具有增长点的两个方向,一个是海外市场,一个是农村市场。由于国内土地政策一时难以改变,农村市场暂时还不具备可操作性。所以应将精力关注海外市场上。对于海外市场,就会面临如何走出去的问题。现在来看跟随总包一同出海是比较现实的道路。设计力量和总包结合也是未来建筑业整合的方向。

从国外成熟市场看,如果建筑方案能力不行的话,设计公司单独是没法生存的。设计部门将和施工企业进行深度融合,提升生产效率。现在国内一些施工企业已经开始着手组建自己的设计力量。有些钢结构建造加工企业也已经设立自己的设计部门。未来整体设计能力不强的设计单位,不能完成建筑,设备,机电,暖通,给排水,结构一体化设计的单位将会淘汰。而施工图设计将会融入到总包的设计部门中。