STAAD的稳定设计

STAAD在钢结构稳定设计中的应用

李晓峰孙立夫林润松

（BENTLEY软件（北京）有限公司）

稳定问题在钢结构设计中居于中心地位。本文试图结合

STAAD对三个常规钢结构的稳定问题进行讨论，整理出来

进行稳定计算的大致思路和注意事项。这里的模型仅仅是为

了演示的方便为任意创建的“玩具”模型，希望读者不要被

误导。本文重点讨论了所谓考虑初始缺陷的二阶弹性分析在

STAAD中的应用。相对于一阶分析的计算长度法，二阶分

析现在似乎比较流行，而传统的计算长度系数法遭到很多的

诟病。作者认为，计算长度系数法，和其他很多近似算法一

样，因为其结果的近似遭到的指责是不公平的——使用者应

该明确该方法的计算假定，适用范围以及结果的近似程度，

并对结果负责。对真正的结构工程师，使用近似算法仍然可

以设计出具有足够安全储备的合理结构，而对所谓的更精确

的二阶分析的盲目滥用，却大大增加了结构失效的风险。

现在大多数国家的钢结构设计标准都推荐进行二阶分析以

考虑所谓的P-?效应和P-δ效应。我们先明确结构P-?效应

和P-δ效应究竟是什么？考虑如下的一个有侧移简单刚架

（图1，文献1）：

图1 有侧移刚架的P-?效应

上图为一简单刚架成受线载时的弯矩图。左边的弯矩对应为

一阶分析的结果，右边的对应为二阶分析的结果(未考虑任

何缺陷)。可以看出，在右边柱的二阶分析的结果多出来了

弯矩，该弯矩是由柱的轴力（所谓的P）乘以框架的侧移（所

谓的?）产生的，所以称之为P-?效应。

类似的，考虑如下的无侧移框架（图2，文献1）

:

图2 无侧移框架的P-δ效应

在图2的两个无侧移框架的模型中，左边为一阶分析的结

果，右边为二阶分析的结果。相对前面的有侧移框架，本例

中两个柱子之间的弯矩差别很微小（柱端弯矩由388kN.m

增加到393kN.m，且弯矩图的形状由直线变为具有微小曲率

的曲线）。柱弯矩的增大部分主要是由柱本身的局部侧移δ

产生的，因为框架几乎不产生任何水平位移?，所以称为

P-δ效应。

由这个小例子，文献1归纳并指出了二阶分析和一阶分析的

一些基本的区别：

a)二阶效应不仅仅影响弯矩，还会影响整个的剪力与轴

力；

b)二阶效应中的内力分布形态完全不同于一阶分析，并不

是一阶分析结果的简单放大。

c)在实际的结构中，总是同时存在有P-?效应和P-δ效

应，只不过其影响的程度和结构的具体形式有关。一般

来说，在抗侧刚度大的结构中，是局部的P-δ效应占

主导；在抗侧刚度小的结构中，是整体P-?效应占主导。

d)因为前述原因，通常的荷载线性组合不适用于二阶分

析。因此必须在每个组合好的工况进行二阶分析。

在实际的结构中，通常P-?效应是针对结构的整体而言，是

一个宏观的概念；而P-δ效应是针对具体的单个构件而言，

是相对微观的概念。对FEA软件而言，两者都可通过在分

析中考虑附加的所谓的几何刚度（geometric stiffness）反应

出来（考虑P-?效应的方法很多，包括很多迭代法等等，但

考虑几何刚度的方法是这些方法中最有效率的方法之一）。

在STAAD中，用户如果选择执行所谓的PDELTA分析时，

可以让程序考虑几何刚度，分析命令的关键词为PDELTA

KG ANALYSIS ，KG关键词指示程序考虑几何刚度。可

同时考虑杆件和板壳的几何刚度，这可应用在对二维板壳模

型的分析中。

结构不可避免的会存在各种几何和物理的缺陷，而这些缺陷

会直接影响结构的稳定承载力，因此用于工程设计的分析必

须能反映缺陷的影响。使用二阶弹性分析计算稳定时，最重

要的一步是对结构的缺陷的估计和模拟，这往往也是最困难

的一步。到目前为止的所有FEA软件对此都不能自动化的

完成，而需要设计者的人工干预。后面我们将会看到，对象STAAD这样的软件来说，进行二阶分析本身并不困难。真正困难的地方在于缺陷的定义和模拟。

第一种考虑缺陷的方法，是将所有的几何和物理缺陷，都通过等效的几何缺陷考虑。德国标准DIN18800 part2中，有这样的论述“As well as geometrical imperfections ,equivalent geometrical imperfections also cover the effect on the mean ultimate load of residual stresses as a result of rolling ,welding and straightening procedures ，material inhomogeneities and the spread of plastic zones”，即等效几何缺陷包括了几何缺陷，材料非均匀性以及塑性区域的开展。对通常的框架结构而沿，可考虑如下（图3，图4）所示的两种缺陷。图3所示的为结构初始侧移缺陷（SWAY IMPERFECTION）；图4所示为构件的初始弯曲缺陷（BOW IMPERFECTION）。通常侧移缺陷针对框架整体，会加强P-?效应；而初弯曲缺陷针对单个的杆件，会加强P-δ效应。从这里我们也能发现，因为单个杆件既可能发生弯曲屈曲，也可能发生弯扭屈曲，显然，仅仅只定义初弯曲不能体现弯扭屈曲对缺陷的要求。这个问题在后面再继续讨论。

对更一般的结构，大多数标准通过考虑结构的最低阶屈曲模态来考虑结构的整体缺陷。通常的做法是先对结构进行线性屈曲分析（Buckling analysis），得到结构的最低阶屈曲模态后，通过数据处理再将其指定回结构。这样做的后果实际是改变了结构的原始几何坐标数据。如果结构可能需要验算不止一组缺陷的话，这种做法在实际设计时可能会比较麻烦的，因为有可能会使用多个具有不同几何的模型进行检验。

但有些时候，最底阶模态不一定是整体屈曲模态，而可能只是个局部屈曲模态，在动力分析中（特指用反应谱和时程的地震作用计算），我们可以通过质量参与系数来判断振型的贡献，但在屈曲分析时却没有类似的概念可用，需要设计者来判断什么是“整体”的屈曲模态，什么是“局部”的屈曲模态。如果模型建的不合理，很有可能会在前几阶出现的是局部屈曲模态。我们建立动力计算简图时的一部分经验可以照搬在这里：尽量能反映结构主要受力特点的抽象的计算简图，同时注意对关键部位和杆件的网格划分。如果模型的屈曲模态按一种定义良好的顺序出现，并且具有层次分明的特点（不出现大规模的整体屈曲体和局部屈曲的耦合，），则我们可以从概念上认为这个模型本身和这个模型所代表的

结构是合理的。在AISC360的DERECT ANALYSIS METHOD中，采用了有别于前面的思路。其要求在二阶分析过程中同时考虑下列三中因素：1）结构的初始几何缺陷；2）材料的塑性；3）主要抗侧结构刚度的折减；相对于前述只考虑一个大的涵盖所有因素的等效几何缺陷的方法麻烦很多，我们这里对

此详细讨论。

图 3 结构的初始侧移几何缺陷

图 4 构件的初始弯曲几何缺陷

很多时候，将几何缺陷以等效的荷载施加到结构上去，往往比改变结构的几何形态要方便灵活的多。我们可以这样理解：在该等效缺陷荷载的作用下，结构产生了相当于初始几何缺陷的变形。在GB50017中采用了此种做法，称呼该等效缺陷荷载为所谓的“概念荷载”（图5），并且给出了具体计算公式（见GB50017 第3.2.8条）。在AISC360中的附录7中，给出了所谓的直接分析法（direct analysis method）,其中是使用的所谓notional load 来模拟初始缺陷（图6）。在取值水平上，GB50017大概取为楼层重量的1/250，而

AISC360取为1/500。

图 5 GB50017中概念荷载

等效概念荷载的计算与我们前面所提的几何刚度的概念有很大关系。简单来说，杆件初弯曲等效荷载在数值上等于构件轴力乘以曲率（为了方便，通常假设变形为抛物线，则其沿杆长曲率为常数，可偏保守的取轴力的大值），而楼层等

效荷载是楼层重力乘以楼层变形角φ。具体的计算如下图6所示。在大多数规范中这个计算方法都是一致的。

图 6 等效概念荷载的计算（引自EC3）

2)空间桁架模型：

对于前面所述的有关考虑初始缺陷的两种方法,我们通过下

面的一个小例子来进行展示。在该STAAD模型中，进行了

屈曲分析得到结构的屈曲模态，然后将该模态作为缺陷施加

给结构。并同时考虑了作为等效缺陷荷载指定给结构的操

作。

考虑如下所示的一空间桁架（图7），其断面形式类似于一

槽钢。桁架的上弦是通过腹杆和梁形成的刚架提供约束的，

整个上弦杆类似于一弹性地基梁，但弹簧是离散分布的（图

8）。

图7 空间桁架模型

图8 桁架上弦的计算简图

如果对上弦杆取隔离体，整个结构的稳定可转化为上弦的稳

定来考察。此时关键的一步是确定上弦在平面外的计算长

度。由弹性稳定理论我们知道，上弦的面外计算长度与约束

上弦面外变形的弹簧支座的刚度的大小及分布有关，同时也

与上弦杆本身在平面外的线刚度有关。利用STAAD的屈曲

分析功能，我们可以直接进行计算出上弦杆面外屈曲的欧拉

临界力和对应的波形，并且可据此足够精确的估计上弦平面

外的计算长度，而不用经过烦琐的手算。在STAAD中使用

的屈曲分析分析命令为PERFORM BUCKLING

ANALYSIS 。用户需要为此建立一专门的荷载工况（通常

包括主要的能产生不利几何刚度的工况，在本例中是恒加活

载），然后在STAAD中对此工况进行求解。注意，为了能

够足够准确的表达上弦的模态信息，上弦杆做了必要的划

分，这可通过插入节点命令方便的做到。

图9给出了该桁架线性屈曲的分析结果。在STAAD中点击

后处理界面的BUCKLING标签，可以查询到计算出的结构

前四阶屈曲模态以及对应的屈曲荷载系数（图9右侧的表格

所示）。此处的屈曲荷载一般为实际极限稳定承载力的上限，

似乎没有实际的作用。但我们一方面可以通过屈曲荷载来估

计二阶效应的大小（有文献认为如果P<0.15P cr,则二阶效应

不明显，这相当与屈曲系数大于7）；另一方面，我们可以

通过屈曲模态和临界荷载得到计算长度。

图9 线性屈曲分析的结果

计算长度（effective length）按其最自然的定义为结构发生屈曲的半波长度。通常的波形一般考虑为正弦波，则半波长就是两个曲率为零的点之间的距离（注意是曲率为零，而不是模态为零，也就是通常所说的反弯点）。通过在STAAD 简单的测量，我们可以得出这个距离（见图10）。当然测出来的不是非常的精确，但对我们设计的应用已经足够了。还有另一种更严格的方法，即根据临界荷载和名义刚度反算计算长度（具体见文献2）。通过观察我们可以发现，在桁架跨中最不利位置的波幅最明显，这里也是轴力最大位置，与概念相符。如果用此计算长度验算整个上弦杆，得的结果应该是偏保守的。有了计算长度后，我们可以在SSDD中对上弦进行构件检验，这里不再赘述。

对实际的结构而言，理论上来说，在每一个荷载工况，每一根杆件都会根据BUCKLING分析得到不一样的计算长度（屈曲模态和荷载的相对分布有关，而和荷载的绝对大小无关）。假如我们处理的是具有200个构件20个工况的模型，则我们需要先进行20次BUCKLINGF分析，然后再根据20次BUCKLING分析的结构对每个构件得到一个计算长度，然后再使用该计算长度和对应的工况的内力进行20次构件检验，则计算量变为20x20x20=800次，比通常的计算量大三个数量级。在模型变的庞大后，此方法的效率急剧降低。因此，在实践中，通常是只在几个工况（例如恒加活）中算出计算长度后，将其用于所有工况的相关构件的设计。这种简化带来的潜在的风险，需要工程师根据具体的工程决定取

舍。

图10 上弦平面外计算长度-屈曲的半波长

前面所述是通常的一阶分析加计算长度算稳定方法。如果对该桁架使用二阶分析，则可以避免计算长度的确定问题。此时首先需要给结构施加初始缺陷。这可直接利用前面屈曲分析中得到的模态数据，先将模态数据拷贝到EXCEL中电子表格中，然后将该数据乘以指定的辐值后（例如l/200）,在从EXCEL拷贝回结构的节点坐标表格中（STAAD支持直接从EXCEL拷贝数据，图10。），从而修改结构的原始几何形态，使其具有初始等效几何缺陷。如前所述，这个缺陷本身要取的足够包括残余应力和材料非弹性等因素的影

响。

通常这些缺陷造成的几何偏差很小，我们通过肉眼的观察也很难辨认出来。用户需要注意应将STAAD中节点误差的设置改为比较小的值（例如0.0001m），否则会出现问题。

图11 利用EXCEL修改好结构模态数据后，再拷贝回结构

中去。

使用该模型进行二阶弹性分析，则可计算出和屈曲波形的分布形状接近的桁架上弦的平面外弯矩（图12），这从一个侧面印证了缺陷的效果。对上弦杆的稳定，设计者可直接通

过强度结果判断。

图12 桁架上弦的平面外弯矩

如前面所说，也可通过等效缺陷荷载来模拟初始缺陷，这在实际工程中更为方便。等效线荷载的大小按图6中所示公式计算，其在曲率反向的地方，荷载也一同反向，单个连续荷载的作用区间为屈曲的半波长，（如图13所示）。可以理解为在所加的等效缺陷荷载的作用下，桁架在平面外将会产生类似于屈曲波形的变形。注意，这里并没有照搬图6的公

式加对称的节点平衡荷载，因为其都抵消了，加了也不起作

用。

图13 桁架上弦初始缺陷的等效荷载

一般来讲，加等效荷载的方法比用使用屈曲模态数据修改结构几何的方法更灵活些，在STAAD中实现的时候也更方便些。比如，现在STAAD中有所谓参考荷载工况（Reference load case）的概念。参考荷载工况本身在计算时不进行分析，其主要作用是作为搭建其他工况的“积木”来使用。因此，用户可以将多种缺陷用多个参考工况定义出来，在后面需要的时候再对其进行引用，构建出实际的分析工况。使用参考工况的优点是可以将缺陷荷载与常规的恒，活，风等进行方便灵活的组装，这类似于STAAD的REPEAT LOAD命令。但参考工况有本身不参与计算的好处。前面已强调指出，线性荷载效应组合（LOAD COMBINATION）不适用于二阶分析，此处用参考工况最为合适。

有关该模型中定义参考工况以及进行分析的命令如下，其中第二个参考工况表达的为等效缺陷荷载。

DEFINE REFERENCE LOADS

LOAD R1 LOADTYPE Dead TITLE DEAD

SELFWEIGHT Y -1 LIST 1 TO 111

FLOOR LOAD

_FLOOR1 FLOAD -5 GY

LOAD R2 LOADTYPE Imperfection TITLE INPERFECT 1

MEMBER LOAD

3 16 19 32 35 48 57 60 73 76 89 92 UNI GZ 1

8 11 24 27 40 43 52 65 68 81 84 97 UNI GZ -1

1）空间框架模型：

对结构工程师而言，大量的设计是针对各式各样的框架进行的。我们通过下面的一个例子展示如何使用STAAD对框架

进行二阶弹性分析。（图14）

图14 进行二阶分析的框架模型

在本例中，也使用了参考工况命令，但用法与前一个例子有所不同。这里将5个楼层的重量分别定义为5个参考荷载工况，主要的目的是为了可以对不同的楼层考虑不同的等效缺陷荷载，虽然在本例中，我们取的是一样的系数。在GB50017中规定了概念荷载的取值，但没有明确其方向。对于平面计算简图，这不成问题。但对空间模型，沿结构不同水平方向施加的概念荷载会产生不同的影响，我们应施加给哪个方向呢？严格来说，应该加在与最低阶屈曲模态对应的方向上去，但这样实际上假设一阶屈曲模态是单纯的平动形状。作者认为可参考地震作用计算的简化方法，按正交的两个方向分别施加概念荷载。这样做的理由主要是为了和风荷载同向。事实上，某些文献曾指出，既然结构层与层之间可能有初始的扭转缺陷，则我们据此等效的概念荷载也应包括扭矩产生的扭转效应。但目前似乎所有的结构规范中都没有具体的扭转缺陷的定义，实际上很难操作。在另一方面，因为概念荷载本身将不可避免的与结构的层的刚度中心有偏差，则其会产生扭转的效应，只不过对规则结构小些，对不规则结构大些而已。对整体抗扭刚度相对较弱的结构形式（这种形式通常很少在实际结构中出现，如下面图14.a所示），设计人员在模拟初始缺陷时应当适当考虑初始扭转的影响。

对一般性的复杂空间框架而沿，等效缺陷荷载应该根据屈曲分析的模态和内力结果反算出来，规范规定的概念荷载法仅适用于常规的规则框架。如果根据GB50017中按平面框架模型推导的概念荷载计算，在处理空间简图时，将会有许多

未定义情况的出现。

图 14.a 各种对扭转不利的抗侧力结构平面布置情形

在STAAD2007中新增加一种称NOTIONAL LOAD 的荷载组装方式。该命令的使用类似于常规的REPEAT LOAD 和前面所提的REFERENCE LOAD 。但NOTIONAL LOAD 不仅可以更改引用荷载的大小，而且还可以改变其方向方向。例如，在本例中，我们通过该命令将各个楼层的重力荷载（已经考虑分项系数）乘以0.004的系数后，再把方向改为水平，通过该种方式施加给结构。具体的STAAD 命令如下所示（红字部分是有关NOTIONAL LOAD 命令的使用）：

****该处通过notional load 来组装出等效缺陷荷载

LOAD 3 LOADTYPE Imperfection TITLE

IMPERFECTION Z NOTIONAL LOAD

R1 Z 0.004 R2 Z 0.004 R3 Z 0.004 R4 Z 0.004 R5 Z 0.004

*****

PDELTA KG ANALYSIS SMALLDELTA PRINT STATICS

LOAD

图 15 框架的等效缺陷荷载

按GB50017的说法，如果在考虑概念荷载的情况下进行了二阶弹性分析，则杆件的计算长度可以取1 。注意，规范没有说可以不用计算构件的稳定，而只是说计算长度系数取1，这意味着还是要验算单个构件的稳定的。前面已经提到，二阶效应还包括同时包括P-?效应和P-δ效应，

而相对单根构件而言的P-δ效应，需要我们在分析时对单个的杆件施加初弯曲才能考虑出来。但实际的情况远比这复杂，通过二阶分析直接计算出来构件稳定目前还只限于弯曲屈曲（所谓的平面内稳定），而对弯扭屈曲（所谓的平面外稳定）是无能为力的。尽管如此，某些标准中也给出了针对此类问题的缺陷取值，例如EC3中规定如果需要通过二阶分析直接计算单根梁的整体稳定，需要沿其弱轴施加正常值一半的初始

弯曲缺陷。但作者对此的效果表示怀疑：因为目前的大部分商业FEA 的梁元模型本身就缺少对翘曲刚度的描述，其对扭转的模拟都是通过自由扭转刚度近似做到的，这样其弯扭

屈曲的计算必然是近似的。

由此也可以明确，我们对框架进行二阶分析的主要目的应该是框架的整体稳定，在此基础上设计者的重点在于整体缺陷的模拟，而可以不用模拟单根构件的初始缺陷。但仍需要按相应的标准验算单根构件的稳定。因为不用模拟大量的杆件

的初始缺陷缺陷，建模的工作量减少了很多。 2） 格构柱厂房模型：

结构的稳定有整体和局部之分，对其相应的缺陷也应有局部和整体之分。我们需要使用二阶分析计算哪一层次的稳定，就需要考虑相应的层次的缺陷。计算局部稳定时必须考虑整体的缺陷，但计算整体稳定时不一定非要考虑局部的缺陷。在前面的桁架模型中，结构的整体稳定直接由上弦杆的稳定表达，对上弦施加的缺陷既是整体缺陷，又是局部缺陷；在前面的框架模型中，概念荷载对应的是整体缺陷，而单个构件的初始弯曲是局部缺陷，出于设计方便的考虑，我们只施加了整体的缺陷，而继续对单个构件进行稳定校核。在实践中，某些复杂结构本身可能具有两个以上的层次，此时，对其稳定和缺陷的考虑也要分层次的进行，这可以通过如下的格构柱厂房的例子得以说明（图16）。该厂房典型的是具有三种层次的构造，首先，第一层次的结构屋架和阶型柱刚接形成的平面框架；其中，屋架本身作为受弯构件，是由平面桁架实现的，而阶型柱作为主要的受压弯构件，是由格构式的下柱和实腹的上柱组成，这是第二层次的结构；组成格

构柱的柱肢和缀条，以及组成屋架的腹杆和弦杆，是第三层次的结构，也是最基本的构造单元。如果需要计算整体框架的稳定，则需要对框架施加典型侧向概念荷载；对柱则是整体的初始弯曲，可能也包括平面外的反弯；对柱肢和缀条，则是构件的初弯曲。这三个层次的缺陷，并不是每一个都有必要在实际设计时体现出来。例如，本例中就没有施加缀条

的缺陷，而打算对缀条按规范进行校核稳定。

在此简略的介绍下这个模型的特点：本例中两边的柱子都使用杆系单元建模。左侧的柱子是通过主从节点命令（Master slave）将缀条和柱肢绑定在一起形成的，关于该命令的细节请参考STAAD的技术参考手册。右侧的柱子是直接定义的双H型断面，目的是和左边的柱子做个对比。此处选择接近于平面的计算简图，主要是减少不必要的操作的成本。如果用户愿意，也可建成空间的模型，但那样意义不大。对屋架和柱的平面外适当位置都提供了支座约束，更准确的弹簧支座模型被略去了，这里使用了只约束Z方向的不动铰支

座。

图16 格构柱厂房模型

这里仍然使用STAAD的参考荷载来定义等效缺陷荷载工况。首先通过一个参考荷载来针对框架整体的侧移缺陷（图17）。该缺陷模拟为柱顶的两个水平力。先通过通常的静力分析得出柱的轴力N，然后根据图6的公式由N乘以侧移角度φ可计算出该水平力为V=Nφ

图17 框架整体的侧移缺陷

第二步，是施加阶形柱的等效缺陷荷载，分别针对上柱和下柱按初弯曲分开施加。柱做为一个离散的一维受压杆件，初始弯曲是其最不利的缺陷，而非侧移缺陷。在DIN18800中，对格构式截面取初弯曲为L/500（其中L为杆长），对实腹杆件的取值按截面分类从L/150（a类构件）到L/300（d类）不等。在本例中，即使按最不利的L/150取值，算出来的荷载也不大:q=(580*8)/(150*22)=1.4 kN/m 。考虑对22m高的柱而言，L/500的绝对误差已经有40mm ，因此最终按L/500取值（在实际设计时，作者会倾向于取比较保守的值）。考虑两侧的柱可能同向弯曲，也可能异向弯曲，因此定义了两个不同的缺陷荷载工况。STAAD中定义的柱的等效缺陷荷载如图18所示：

图18 格构柱（包括上阶柱）的平面内等效缺陷荷载

第三步，是施加柱肢的初始缺陷。考虑到支撑的设置，可认为柱肢在平面外的屈曲为一个全波，而支撑点是其反弯点。对同一个柱子的两个柱肢既可以同向反弯，也可以异向反弯，考虑到同向反弯正好和柱整体的平面外屈曲吻合，模型中按此施加了等效缺陷荷载（如图19所示）。

图19 格构柱的平面外等效缺陷荷载

最终的模型包括了恒，风，吊车荷载和缺陷荷载的“组合”。

在每个单个的荷载工况结束后需使用PDELTA KG ANALYSIS 命令和CHANGE 命令进行计算。可以看出，即使对于这样的模型，由于吊车荷载的组合，造成了计算工况的激增，这也是我们选择平面模型的一个原因，在空间模型中，有吊车的组合数目超过三位数是有可能的（如果不进

行适当的简化的话）。

前面的几个例子对比可以看出，结构层次不明显的简单结构，例如前面的桁架，在STAAD中用计算长度系数法和二阶分析法都可以，计算长度系数法可能还简单些；对简单规

则框架结构，二阶分析相对好些，但框架一旦规则，计算长度系数法也好用。对不规则的空间框架，计算长度系数法有较大的困难（因为不符合其理论推导的假设），但对二阶分析而言，因为不规则框架的缺陷定义和施加变得困难，设计者面临的困难可能不会减少。对结构层次复杂并且工况组合多的结构，例如前面的阶型柱厂房，设计者能够在STAAD 中通过一个模型一次二阶分析解决几个最主要层次的稳定设计问题，这是其相对计算长度系数法的优点，缺点就是建模成本和分析成本的增加一般来说，通常进行二阶分析的模型，需要比一阶分析的模型精细很多，特别是几何刚度比较

大部位。

因此，设计者需要对具体问题，权衡利弊，采取最合理的建模和分析策略。也有学者根据算例指出，某些情况下（底矮框架）使用二阶分析计算稳定的结果相对传统的一阶分析是偏危险的。作者认为，造成这种情况的原因和缺陷的定义和施加有关。从前面的讨论可知：对任何实际的结构进行二阶分析，其缺陷的定义和施加都是极为关键的一步。但在目前，缺陷的定义尚没有根据结构层次分层次施加的概念；对某一层次的结构组件，施加的缺陷应该能于该层次的控制失稳模态相一致，例如对一维组件而言，其可能是弯曲屈曲，也可能是弯扭屈曲；缺陷定义的最终目的，是使二阶分析的结果具有与足够的安全度，但实际的结构形式在特定的受荷情况下，对缺陷有敏感和不敏感之分（例如轴压的柱壳，对缺陷高度敏感，通常的缺陷能使其欧拉临界力降低5-8倍），但现在尚缺乏判断缺陷敏感的量化手段，因此也难以反映在对具体结构的缺陷定义和施加中。因为上述理由，建议在一般情况下还是将二阶分析算稳定作为一阶分析取计算长度系

数法的补充计算来用。

参考文献1：T.V.GALAMBOS,《GUIDE TO STABILITY DESIGN CRITERIA FOR METAL STRUCTURES》,JOHN

WILEY & SONS

参考文献2：S.P.TIMOSHENKO,《弹性稳定理论》

参考文献3：R.D.Cook,《有限元分析的概念和应用》

参考文献4：E.L.Wilson,《三维建筑静动力分析》

参考文献5：DIN18800

参考文献6：AISC360-05

参考文献7：EC3 part 1-1 General rules and rules for buildings 相关链接：

Bentley公司在2007年成功地组建了BSG(Bentley Structural Group)部门，将为广大工程师提供从事结构工程分析，设计和详图的整体解决方案。

其中包括的主要软件有：STAAD系列——通用的有限元结构分析和设计；RAM系列——主要针对建筑结构分析和设计；Bentley Structural——三维建模，结构布置图；ProSteel- 钢结构节点设计和施工详图；Rebar——钢筋混凝土详图软件；AutoPIPE——管道应力分析。

更多信息详见https://www.sodocs.net/doc/2b10842622.html,。

设计承诺书

篇一：设计服务承诺 设计合作措施与设计服务承诺 一、设计合作措施： 1、我公司选择富有设计经验、具有良好沟通能力的资深工程师担任该项目负责人，负责与方案设计单位协调与沟通。 2、针对此项目设计，我公司与方案设计单位，建立定期或者阶段性沟通机制，及时化解相关设计问题。 3、在方案设计阶段，强化我公司各专业设计人员对该项目的前期参与和主动参与，使方案设计与初步设计、施工图设计更平顺、更高效地对接。 4、要求我公司技术人员从专业角度，对方案的功能适用性、技术可行性、经济合理性等方面进行综合分析研究，提出完善与改进方案具体建议。 5、在初步设计与施工图设计阶段，充分尊重方案设计单位的设计成果，局部需调整时，及时主动与方案设计单位沟通，双方取得一致意见时才做调整；当不能取得一致意见时，将双方各自的设计理念及其利弊，以书面形式反馈建设单位，进行专项研究确定。 6、初步设计、及施工图设计完成后，我院及时将本项目设计的电子版发至原方案设计单位，供其复核与比对，如有问题，及时地认真修改。 二、设计服务承诺：

1、选择优秀的设计人员，组成最佳的项目设计团队，为本项目的设计及后期施工服务。安排设计经验丰富且具有良好沟通协作能力强的工程师作为现场代表进驻工地，进行全过程的技 术服务。2、加强本项目设计人员与业主、各职能部门等的配合与沟通，认真听取各方合理建议，不断优化设计。从设计、校对、审核、到审定的每一工作环节，严格执行我院的质量保 证体系，精心设计、细化设计、优化设计。 3、提供优质、高效的服务，及时处理施工现场相关技术问题。我公司工程师在接到建设方代表通知后，对于一般问题要求的处理时间要求不超过2小时，重要问题的处理时间要求不超 过4小时，并提供24小时电话技术咨询。当出现关键性技术问题时，做到随叫随到。 4、安排相关工程师定期参加现场施工协调会，及时回复设计疑义；并认真做好技术交底、 工程验收等方面工作。 5、设计人员在施工服务当中恪守职业道德，工作尽职尽责，不接收与该工程相关单位的礼金、红包，不索、拿、卡、要。如有发现，我院并愿意接收建设单位10000元/次的经济处罚。 6、积极配合业主完成工程项目的设计审查、报建工作，认真及时地回复审查意见，完善设计。 7、为建设单位及时提供必要的技术文件及相关资料，完成与项目有关的其它设计技术工作。 8、除正常的施工服务外，我公司不定期派人到施工现场进行技术回访。 9、严格管理设计变更，在施工过程中加强与建设单位的沟通与协调，对设计变更进行严格控制，避免或减少由于设计变更引起工程 造价的增加。篇二：设计承诺书

有关建立STAAD模型的一些观点探讨

有关建立STAAD模型的一些观点探讨 在进行结构设计时，首先需不计及局部而掌握结构总体的响应。这意味着此时的研究对象已不是实际的结构，而是已将结构特性简化了的“模型”。该模型必须是可以根据其响应去推得实际结构响应的模型，否则便无意义。因此如何对结构模型化就成了结构设计的一个要点。建模的策略和手段是直接又建模的目的决定的。为了进行设计而进行的建模活动是有其特殊性的，需要设计者处处考虑成本和效率，在方便和精度上取得一个折中。下面我们就如何使用STAAD建模做一讨论。 1. 用于静力分析的模型。 1）平面模型还是空间模型？这是设计者遇到的第一个问题。忽视特定的条件和目的，不加分析的将所有的模型都建成空间形式，并 且认为只有这样才能体现空间作用，这是很多设计者趋势。实际 上很多时候空间模型并不见得先进。因为所谓的空间作用与模型 荷载的加载方式有关，形式上是空间结构的模型不一定能体现空 间作用。以最常见的厂房骨架为例，当仅少数框架承受荷载时（如 吊车荷载）才考虑骨架的空间作用，而对风荷载、恒载，或温度 作用等作用于所有框架上的荷载，一般均不考虑空间作用。很显 然，图示的厂房虽然作成了空间结构，但相比平面模型计算出来 的力和变形的差别都不会太大。从这里也可以理解为什么手算的 计算简图中多取为平面的简图。.

2）杆元还是板壳单元。和大多数设计者的想法相反，很多时候，杆元相对板壳单元对设计者更加有用，更出乎意料的一点是板壳单 元不一定更精确。这里引用一下WILSON教授的观点 “Most structural engineers have the impression that two- and three-dimensional finite elements are very sophisticated and accurate compared to the one-dimensional frame element. After more than forty years of research in the development of practical structural analysis programs, it is my opinion that the non-prismatic frame element, used in an arbitrary location in three dimensional space, is definitely the most complex and useful element compared to all other types of finite elements. ”。我们在STAAD中建模时 可以吸取上述思想，用杆元作出一些非常规的似乎只能用板壳或 实体单元才能完成的模型。一个典型的例子是仅仅只使用杆元和 STAAD的主从节点构造出任意的格构式组合断面。根据经典的 弹性理论，杆件弯曲时其横截面上各点的变形满足所谓平截面假 定；另一方面，当杆件绕杆轴扭转时，横截面上各点满足所谓刚 周边假定，即虽然横截面上各点有翘曲变形，但其水平投影形状 仍然保持不变。使用STAAD的主从节点的RIGID从属关系可以

系统稳定性意义以及稳定性的几种定义.

系统稳定性意义以及稳定性的几种定义 一、引言： 研究系统的稳定性之前，我们首先要对系统的概念有初步的认识。 在数字信号处理的理论中，人们把能加工、变换数字信号的实体称作系统。由于处理数字信号的系统是在指定的时刻或时序对信号进行加工运算，所以这种系统被看作是离散时间的，也可以用基于时间的语言、表格、公式、波形等四种方法来描述。从抽象的意义来说，系统和信号都可以看作是序列。但是，系统是加工信号的机构，这点与信号是不同的。人们研究系统还要设计系统，利用系统加工信号、服务人类，系统还需要其它方法进一步描述。描述系统的方法还有符号、单位脉冲响应、差分方程和图形。 电路系统的稳定性是电路系统的一个重要问题，稳定是控制系统提出的基本要求，也保证电路工作的基本条件；不稳定系统不具备调节能力，也不能正常工作，稳定性是系统自身性之一，系统是否稳定与激励信号的情况无关。对于线性系统来说可以用几点分布来判断，也可以用劳斯稳定性判据分析。对于非线性系统的分析则比较复杂，劳斯稳定性判据和奈奎斯特稳定性判据受到一定的局限性。 二、稳定性定义： 1、是指系统受到扰动作用偏离平衡状态后，当扰动消失，系统经过自身调节能否以一定的准确度恢复到原平衡状态的性能。若当扰动消失后，系统能逐渐恢复到原来的平衡状态，则称系统是稳定的，否则称系统为不稳定。 稳定性又分为绝对稳定性和相对稳定性。 绝对稳定性。如果控制系统没有受到任何扰动，同时也没有输入信号的作用，系统的输出量保持在某一状态上，则控制系统处于平衡状态。 （1）如果线性系统在初始条件的作用下，其输出量最终返回它的平衡状态，那么这种系统是稳定的。 （2）如果线性系统的输出量呈现持续不断的等幅振荡过程，则称其为临界稳定。（临界稳定状态按李雅普洛夫的定义属于稳定的状态，但由于系统参数变化等原因，实际上等幅振荡不能维持，系统总会由于某些因素导致不稳定。因此从工程应用的角度来看，临界稳定属于不稳定系统，或称工程意义上的不稳定。） （3）如果系统在初始条件作用下，其输出量无限制地偏离其平衡状态，这称系统是不稳定的。 实际上，物理系统的输出量只能增大到一定范围，此后或者受到机械制动装置的限制，或者系统遭到破坏，也可以当输出量超过一定数值后，系统变成非线性的，从而使线性微分方程不再适用。因此，绝对稳定性是系统能够正常工作的前提。

设计承诺书4篇

设计承诺书4篇 设计承诺书篇1 1、本人承诺：所提交的毕业设计（论文）是认真学习理解学院的《毕业设计（论文）工作规范》后，在教师的指导下，独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。 2、本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。 3、在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。 4、本人完全了解学院关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学院要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学院保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学院可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。 5、本人完全了解《毕业（设计）论文工作规范》中关于“对于没有完成毕业设计（论文）任务或有弄虚作假、抄袭行为者，应给予‘不及格’成绩”的规定内容。 6、本人完全了解《学生手册》中关于在“毕业设计（论文）等环节中被认定抄袭他人成果者”不授予学士学位，并

且“毕业学年因违纪受处分影响学位的学生不授予学士学位，并且无学士学位申请资格”的规定内容。 以上承诺的法律结果、不能正常毕业及其他不可预见的后果由学生本人承担！ 学生本人签字： ? 年??月?? 日 设计承诺书篇2 尊敬的甲方领导： 您们好！首先要感谢您们对我公司的信任，邀请我公司参加国强五金装修工程项目设计招标。在此项工程设计的方案阶段、扩初设计阶段、施工图设计阶段、后期施工配合服务方面，我公司将发扬精品设计的品质保证，制定相应的服务措施如下： 第一阶段（方案阶段）：在甲方初定的装饰项目及设计委托任务书的基础上迅速组织设计人员设计符合甲方固有设计特色方案的正规方案文本，交由甲方办理报批手续。 第二阶段（扩大初步设计阶段）：在甲方批复方案后。我公司按照现行国家及德州市地方《规范》《标准》和甲方的《设计委托任务书》，组织设计人员进行装饰，深化设计，并做出设计概算书，及时交给甲方单位，以利甲方单位办理扩初报批手续。 第三阶段（施工图设计阶段，在扩初批复后）：我公司将按照现行国家及德州市地方《规范》，《标准》迅速组织设

挡渣墙典型设计及稳定性分析

②挡渣墙典型设计及稳定性分析 挡渣墙的不稳定性主要有三种情况：滑动、倾覆和塌陷 A抗滑分析 挡渣墙主要受自重W、主动土压力Pa和被动土压力Pp以及地基对挡渣墙 的摩擦阻力F（需要计算，在图中未表示出来），如图4-4-1。主动土压力Pa是挡渣墙背后填土对挡渣墙的推动力，而被动土压力Pp是挡渣墙前面填土对挡渣墙 的阻力，因此在抗滑稳定分析中，不考虑Pp。 目前，对土压力的计算，运用得比较广的是法国学者库仑在1776年提出来的库仑土压力理论，该理论充分考虑了墙背倾角&和墙与填土的摩擦角S，适用范围较广。但是库仑土压力理论有一个缺 点：要求填土为理想散粒体，即其粘 聚力c=0,而这样的土体在现实中是没 有的。工程中，常采用等值内摩擦角 法，将c 折算成内摩擦角，再用库仑 土压力理论进行计算，c折算值可查 相关资料。 首先对挡渣墙在水平方向（滑动 方向）上进行受力分析：滑动力，主 图4-4-1 抗滑移和抗倾覆稳定性分析示意图 要是Pa 在水平方向上对挡渣墙的力 Pax；阻滑力（不考虑Pp），主要是地基对挡渣墙的摩擦阻力F，F是自重W和Pa在竖直方向上分力Pay之和与地基摩擦系数u的乘积，即F=（W+Pay）x u。 根据库仑土压力理论，主动土压力：Pa= 丫H2Ka。 式中丫——土壤的重度，KN/m3,根据项目区土壤情况丫取18.5KN/m3; H――挡渣墙高度，3m； Ka――主动土压力系数，与土壤内摩擦角巾、粘聚力c、墙背倾角&、墙摩擦角e以及填土坡度B有关，通过查表取0.68。 带入数据得: Pa=56.61KN

挡渣墙重度丫i=24KN/m3,墙自重W=(1+1.5) X3X24/2=90KN/m。 抗滑稳定安全系数：Ks=阻滑力/滑力=(W+Pay)Xu/Pax 式中：Ks――抗滑稳定安全系数； Pax ---- 主动土压力的平分力，KN/m，Pax=Pa>^in(e+ ￡ ); Pay ---- 主动土压力的竖直分力，KN/m , Pay= Pa fe Os(e+ ￡); W——挡渣墙自重，KN/m，取18.5KN/m ; u――基底摩擦系数，根据项目区地质状况u取0.60。 带入数据Ks=(90+56.61 冶in30° ) >0.6/(56.61 COn30° )=1.45> 1.3 时，挡渣墙能够稳定，不会发生滑动危险。 B抗倾覆分析 抗倾覆稳定验算以墙趾0点取力矩进行计算，主动土压力的水平分力Pax 乘以力臂h为使挡渣墙倾覆的力矩；主动土压力的竖向分力Pay乘以力臂b与墙自重W乘以力臂a之和为抗倾覆力矩。 抗倾覆分析：Kt=抗倾覆力矩/倾覆力矩=(W> a+Payd)/(Pax > 式中：Kt ――抗倾覆稳定安全系数； a、b、h ----- 分别为W、Pay、Pax对O点的力臂，m。 根据力学的知识可知，a=0.41m, b=1.34m，h=1m。 当Kt=(90 >0.41+56.61 Sin30° ^1.34)/(56.61 con30°>10) =1.53》1.5时，挡渣墙能够稳定，不会产生倾覆危险。 C抗塌陷分析 挡渣墙的设计，必须考虑其自重带来的地基承载能力问题，如果墙身设计过重，不仅费材料，而且可能造成地基塌陷。由于一般的挡渣墙都不是规则的矩形，因此其对地基的压力存在一个偏心距e，e的存在使墙体给地基的压力形成一个

稳定平台系统设计要点

技术论文学校：南京理工大学队伍：7046 指导老师：李军 成员1：雷杨成员2：陈舒思成员3：邝平作品名称：高精度稳定平台控制系统

摘要 稳定平台能够隔离载体角运动，在载体机动状态下建立稳定基准面，使安装在平台上的光电设备不会因载体运动产生的抖动和滚动而丢失目标，保证光电设备准确瞄准和跟踪目标，因此广泛应用于民用和军事领域。 设计的高精度稳定平台控制系统是以动力调谐陀螺仪为速度敏感元件，旋转变压器为角度测量元件，DSP控制器TMS320F28335为主控芯片，直流力矩电机为被控对象的闭环控制系统。根据所需关键器件的选型设计了系统的硬件电路，包括速度和角度信号采样电路、电机驱动电路、通信电路等。采用电流环和位置环的双闭环控制方式实现系统载体静止时的伺服控制；采用电流环、速度环和位置环的三闭环控制方式实现系统在载体运动时的稳定控制。以上两种控制模式下的角度控制精度都能够达到0.05mrad，载体运动时系统稳定控制模式下隔离扰动效果很好。 实测结果表明，该系统硬件结构简单，稳定性好，实时性强，具有良好的稳态和动态性能，能够满足稳定平台系统的性能要求。 关键词：稳定平台DSP 陀螺仪伺服控制

目录 1. 作品创意 (1) 2. 方案设计与论证 (1) 2.1 主控芯片的选择与论证 (2) 2.2陀螺的选择与论证 (3) 2.3 力矩电机的选择与论证 (3) 2.4 位置检测元件的选择与论证 (3) 3. 系统硬件与原理图设计 (4) 3.1 最小系统外围电路 (4) 3.2 旋转变压器-数字转换器电路 (5) 3.3 滤波采样电路 (6) 3.4 电机驱动电路 (7) 3.5 通信电路 (8) 3.6 闭锁电路 (9) 3.7 电源隔离电路 (9) 4. 软件设计与流程 (10) 4.1 主程序框架 (10) 4.2中断程序设计 (10) 5. 系统测试与分析 (13) 5.1 系统调试环境 (13) 5.2 系统静止状态下伺服控制调试结果 (13) 5.3 系统运动状态下稳定控制调试结果 (15) 6．作品难点与创新 (18) 6.1难点 (18) 6.2创新点 (18)

STAAD chinese manual for website-940307简易中文手册

STAAD/Pro 软件功能及理论解说

1.1STAAD/Pro的结构型式 STAAD/Pro（简称STAAD）能够分析及设计含有杆件、板/壳及实体元素的结构体。STAAD可分析的结构型式有四种： SPACE是三维的构架结构，载重可以放在任一平面上，这是最普遍使用的型式，如大楼或厂房等。 PLANE是二维型式的结构，限制在世界坐标的X-Y平面，载重放在同一平面上。 TRUSS是指结构杆件都是TRUSS杆件，它只能承受轴向力而不能承受力矩。 FLOOR是指没有水平力矩的（X , Z）二维或三维【FX，FZ & MY是限制在任何节点上】结构，建筑物的地板是FLOOR最典型的例子。不受水平力 的柱（column）也是FLOOR的一种，假如柱受水平力则属于SPACE的 型式。 正确地设定结构种类可减少所需的方程式数目以达快速经济的目的。各类型结构的自由度定义如下图1.1所示。 图1.1 1.2 结构几何与坐标系统 一个结构是由一些组件如梁（beams）柱（columns）板（slabs）和平板（plates）等组成，在STAAD中构架元素（frame elements）和板面元素（plate elements）是用于建立结构模型的。一般来讲，建立模型结构几何有两个步骤： A、定义与描述接点（joints）或节点（nodes） B、将接点连接以形成杆件（members）或元素（elements）。 一般来讲MEMBER（杆件）这个词用来指构架的元素，ELEMENT（元素）用来指平面或曲面元素，MEMBER INCIDENCE指令用来定义杆件，而ELEMENTS

STAAD用两种坐标系统来定义结构几何和载重方式。（GLOBAL）世界坐标系统是用来表现整体几何与结构的载重方式。LOCAL局部坐标系统是用来帮助与每一个杆件或元素有所关联，且用在MEMBER END FORCE定义输出结果和局部载重方式。 世界坐标系统 以下坐标系统可以用来标明结构几何： A、直角坐标系统：此坐标系统X，Y，Z轴成直角相交，并遵循右手定律。这种坐标系统可用来定义接点位置及作用力方向。图1.2中位置自由度以u1，u2，u3而旋转自由度以u4，u5及u6表示。 图1.2 B、圆柱坐标系统：此坐标系统中以R（半径）及?（转角）取代直角坐标的X，Y平面，Z轴与直角坐标相同，而方向则以右手定律决定。见图1.3。

(整理)开关电源稳定性设计

众所周知，任何闭环系统在增益为单位增益l，且内部随频率变化的相移为360°时，该闭环控制系统都会存在不稳定的可能性。因此几乎所有的开关电源都有一个闭环反馈控制系统，从而能获得较好的性能。在负反馈系统中，控制放大器的连接方式有意地引入了180°相移，如果反馈的相位保持在180°以内，那么控制环路将总是稳定的。当然，在现实中这种情况是不会存在的，由于各种各样的开关延时和电抗引入了额外的相移，如果不采用适合的环路补偿，这类相移同样会导致开关电源的不稳定。 1 稳定性指标 衡量开关电源稳定性的指标是相位裕度和增益裕度。相位裕度是指：增益降到0dB时所对应的相位。增益裕度是指：相位为零时所对应的增益大小(实际是衰减)。在实际设计开关电源时，只在设计反激变换器时才考虑增益裕度，设计其它变换器时，一般不使用增益裕度。 在开关电源设计中，相位裕度有两个相互独立作用：一是可以阻尼变换器在负载阶跃变化时出现的动态过程；另一个作用是当元器件参数发生变化时，仍然可以保证系统稳定。相位裕度只能用来保证“小信号稳定”。在负载阶跃变化时，电源不可避免要进入“大信号稳定”范围。工程中我们认为在室温和标准输入、正常负载条件下，环路的相位裕度要求大于45°。在各种参数变化和误差情况下，这个相位裕度足以确保系统稳定。如果负载变化或者输入电压范围变化非常大，考虑在所有负载和输入电压下环路和相位裕度应大于30°。

如图l所示为开关电源控制方框示意图，开关电源控制环路由以下3部分构成。 (1)功率变换器部分，主要包含方波驱动功率开关、主功率变压器和输出滤波器； (2)脉冲宽度调节部分，主要包含PWM脉宽比较器、图腾柱功率放大； (3)采样、控制比较放大部分，主要包含输出电压采样、比较、放大(如TL431)、误差放大传输(如光电耦合器)和PWM集成电路部集成的电压比较器(这些放大器的补偿设计最大程度的决定着开关电源系统稳定性，是设计的重点和难点)。 2 稳定性分析 如图1所示，假如在节点A处引入干扰波。此方波所包含的能量分配成无限列奇次谐波分量。如果检测到真实系统对不断增大的谐波有响应，则可以看出增益和相移也随着频率的增加而改变。如果在某一频率下增益等于l且总的额外相移为180°(此相移加上原先设定的180°相移，总相移量为360°)，那么将会有足够的能量返回到系统的输入端，且相位与原相位相同，那么干扰将维持下去，系统在此频率下振荡。如图2所示，通常情况下，控制放大器都会采用反馈补偿元器件Z2

判断系统稳定性

摘要 现今数字信号处理理论与应用已成为一门很重要的高新科学技术学科，通过功能强大的MATLAB软件与数字信号处理理论知识相互融合在一起，既使我们对数字信号处理的理论知识能够有更加深厚的解也提高了动手能力，实践并初步掌握了MATLAB 的使用。 根据本次课题要求，通过使用MATLAB，方便了对系统函数的繁琐的计算，并且直观形象的用计算机进行模拟仿真，通过观察图，由图像的特征从而进一步的对系统进行形象的分析。 本课题中给出了系统函数，对其稳定性进行分析我们可以通过MATLAB画零极图观察极点的分布，另外还可以通过MATLAB分析系统的单位阶跃响应、单位脉冲响应、幅频相频特性的图形更加具体的对系统进行分析。 关键字：离散系统函数、MATLAB、零极点分布、系统稳定性。

一、设计原理 1.设计要求 （1）：根据系统函数求出系统的零极点分布图并且判断系统的稳定性。 （2）：求解系统的单位阶跃响应，并判断系统的稳定性。 （3）：求系统的单位脉冲响应，并判断系统的稳定性 （4）：求出各系统频率响应，画出幅频特性和相频特性图（zp2tf,zplane，impz等） 2、系统稳定性、特性分析 进行系统分析时我主要利用MATLAB软件绘制出系统零极点的分布图、单位脉冲响应图、单位阶跃响应图等。采用MATLAB 软件进行设计时我调用了软件本身的一些函数来对课题进行绘图和分析。诸如zplane、impz、stepz、freqz等。 对系统函数的零极图而言：极点在单位圆内,则该系统稳定,极点在单位圆外，则该系统为非稳定系统。 当极点处于单位圆内，系统的冲激响应曲线随着频率的增大而收敛；当极点处于单位圆上，系统的冲激响应曲线为等幅振荡；当极点处于单位圆外，系统的冲激响应曲线随着频率的增大而发散。 系统的单位阶跃响应若为有界的则系统为稳定系统。由以上的判据配合图形对系统的稳定性进行分析，达到我们的课程要求。 系统函数H（z）的零极点分布完全决定了系统的特性，若某系统函数的零极点已知，则系统函数便可确定下来。 因此，系统函数的零极点分布对离散系统特性的分析具有非常重要意义。通过对系统函数零极点的分析，可以分析离散系统以下几个方面的特性： (1)系统单位样值响应h(n)的时域特性； (2)离散系统的稳定性； (3)离散系统的频率特性；

关于设计服务承诺书的范文

关于设计服务承诺书的范文 尊敬的客户： 您好! 我是和轩装饰公司的设计师，很高兴为您为服务。 家装是一个复杂的工程，我和您一样，都是为了打造您温馨美好的家居生活而工作。 感谢您对我们公司和我个人的信任，为了让您享受到更优质的服务，享受到美好的装修结果和快乐的装修旅程，我谨做出如下承诺： 1、在您时间允许的情况下，我将为您做详细的家装知识普及讲解，让您全面地了解家装的材料、工艺、流程、设计风格和相关的法规常识。 2、在我们现场量房的过程中，我承诺：测量做到精确完整，绘图做到迅速优质，对您的详细要求我会一一记录，确保准确无误。量房完成以后，我承诺在24小时内为您做好户型解读、平面图纸、装修预算和设计方案初稿(简易手绘稿)。 3、在您与我们签订设计协议后，我承诺：72小时内出全套设计效果图。 4、如果您对设计方案有任何不满意的地方，我承诺做到无限次调整，直到您对设计方案认可并全部满意为止。 5、在我们签订家装合同前，我将为您详细解说《装修施工合同》，直到您完全理解为止，确保我们的协议做到公正、公平、合理。 6、签订合同后，我将为您提供完整的《家居装饰解决方案》，包括全套平面图、效果图、施工图、装修说明、装修工期预排表、家居配套材料品牌商家推荐表、主材采购预算(建议版)等，让您一册在手，轻松打理家庭装修。 7、开工当日，我将去您新居现场与您及工程负责人进行现场交底，我承诺做到准时到场、交底详细全面，以使我们的工程能够顺利开工。 8、施工过程中，我承诺做到：全程陪同您进行工程验收、解决设计疑义和施工难题。 9、如果你需要我陪同采购相关主材，我愿意全力配合，并提前做好时间安排，为您当好地板、洁具、家具、家电、灯饰、窗饰及室内饰品的采购参谋，让您购物时更省心更放心。

STAAD入门

STAAD/CHINA基础入门 STAAD/CHINA结构类型 STAAD有四种结构类型供使用者选择： ·空间（Space） ·平面（Plane） ·平板（Floor） ·桁架（Truss） 空间（SPACE）结构，即结构可以是三维的，荷载可作用在任一平面内的三维结构模型。STAAD的整体坐标系如图所示。STAAD中其他部分的坐标（荷载方向，构件局部坐标等）都是以这个整体坐标为参考坐标的。 CAD的使用者会发现它的坐标系与AutoCAD中的坐标系统不同，在STAAD.pro 中，Y轴是竖直方向，XZ构成平面。因为STAAD可以直接读入AutoCAD图形作为结构模型，所以STAAD为AutoCAD的使用者提供了一个“设置Z轴为竖直轴（set Z up）”的命令，但这会使其他一些操作不能执行，生成风荷载就是一例。为了适应AutoCAD的工作要求，STAAD可以转动自己的坐标轴，但在STAAD环境下还是默认的坐标系统使用起来比较方便。 平面（PLANE）结构，所有的单元都作用在整体坐标系X-Y平面内，且荷载也作用在这个平面内。你也许会想为什么有了空间结构还要有平面结构，这是因为平面结构可以确保结构在静力平衡状态下不会产生平面外变形。当然你可以在空间结构体系下建立平面结构，但为了保证不产生平面外变形，需要加设平面外支撑。 楼板（FLOOR）结构跟平面结构类似，只不过结构单元作用在X-Z平面，也可以在Y方向有变形。其实平面结构和平板结构都可以用空间结构代替，只是以前的计算机功能远不如现在的强大，计算速度也比较慢，选用简单的结构比较适合，另外之所以还保留这两个结构形式是考虑到老用户的习惯。 桁架（TRUSS）结构，桁架构件只有轴向刚度，不能承受剪力和弯矩。如果结构全部由桁架构件组成，可以选用桁架结构形式，但只有一部分是桁架构件时，就要选空间结构形式，并对桁架构件进行定义。 STAAD结构单元 STAAD提供了四种单元类型： ·梁单元（Beams） ·板单元（Plate） ·块体（Solid） ·面单元（Surface） 梁是线性构件，构件（member）与梁（beam）的概念可以交换使用。梁可以承受轴向荷载，即柱。 板是一个有限单元，通常用于板/壳结构的建模。STAAD的板单元可以是三角形（三节点）或四边形（四节点）。若一个四边形单元的4个节点不在同一平

生态系统的稳定性教学设计

《生态系统的稳定性》教学设计 一、教材内容分析 本节是人教出版社高中生物必修3第五章生态系统及其稳定性第5节《生态系统的稳定性》的内容，任何一个生态系统，都具有一种维持和恢复自身结构和功能相对稳定的能力，生态系统的稳定性实质是一种适应能力，生态系统的结构是生态系统的自我调节能力的载体。在生态系统的自我调节能力的内容中包含重要概念——负反馈调节。本节内容既涉及前面所学的生态系统相关部分的知识，又是对教材始终贯穿的精神——人与自然和谐发展的终结诠释。目的在于培养人们尊重自然发展规律，寻求人与自然和谐发展的途径。 二、学情分析 1．学生是农村中学高二的学生，知识技能水平、合作学习能力、自主学习能力等普遍较差，全班学生的理解能力、基础知识差异极大。 2．学生在学习本节之前已学习了人体内环境与稳态，生态系统的结构以及物质、能量的运行规律，信息的传递等内容，对生态系统、稳定性有一定的认识，本节深入地从生态系统方面来认识其稳定性。 3．高二学生以形象思维为主，认识问题、解决问题的能力还要进一步提高。 4．部分学生具有思维活跃、善于观察、敢于提问等特点，对现实生活中的自然现象较为了解。 三、教学目标 知识与技能 1．识记生态系统稳定性的概念。 2．了解生态系统的自我调节能力。 3．举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。 4．简述提高生态系统稳定性的措施。 过程与方法 1．通过图片、照片、课件使学生形象地了解生态系统的稳定性。 2．通过构建模型，清晰地理解负反馈调节和自我调节能力。 3．通过对不同生态系统的分析，清楚抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系。 情感态度与价值观

1．认同生态系统稳定性的重要性，关注人类活动对生态系统稳定性的影响，培养学生注重人与自然的和谐发展。 2．通过对抵抗力稳定性和恢复力稳定性关系的学习，确立辩证统一思想。 四、教学重点 ?阐明生态系统的自我调节能力。 五、教学难点 ?抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。 六、教学策略 启发式教学法、讨论法、观察法、比较法、问题解决式 利用多媒体课件，引用一些直观的图片，创设形象生动的教学情境，指导学生分析实例，总结规律，得出结论，并运用于实践。 七、教学资源 利用PPT进行教学。 八、教学过程

设计服务承诺书

设计服务承诺书 1.设计服务周期的跟踪配合措施 针对本设计范围比较广，工作量较大，技术规范要求高的特点，实行整体过程的跟踪配合服务。从要求的设计投标开始，直至设计中标全过程及以后具体施工阶段的筹备，从设计和实施中切实做好各阶段的质量管理，包括到各阶段的工作内容、质量规范标准、执行人和检查人、质量控制点、阶段性成果等。 2.设计编制过程中服务的承诺 从标书制作和收集资料起，设计人员全心投入设计工作，及时与发标方沟通，咨询有关领导及专家意见，听取好的建议和意见，落实到现在和以后的设计实际工作中。在日后设计的编制过程中，从实际出发，多以发标方及以后使用管理着想，吸收以往多方经验，为发标方做好后续的参谋。 3.现场配合服务 在项目实施过程中，严格遵守使用方指导意图，并解决在设计过程中发生的与设计有关的一切技术问题，并积极做好和使用方及有关主管职能单位的参谋，确保设计成果质量和设计工作的顺利进行。 利用我方的整体综合优势，为现场创造良好的后勤技术服务，并大力满足保障条件。如需要，我方有关技术设计人员，做到现场有技术问题时随叫随到，并在一定限时内赴现场解决问题。 项目设计主管负责人做到经常转现场，了解现场人员的工作情况，对不合格的问题立即提出修改意见和措施保障方案。并经常与使用方保持沟通，了解使用方的需求，及时快捷地解决各项问题。 从思想上根本解决现场设计者服务态度，倡导从领导要我做，到我要争取去现场进行配合的观念. 4.设计工作的全过程服务 派出专业人员全面的进行现状的调查，准确地掌握第一手资料。 提出设计的概念思路和基础路线，报使用者审查。 提出设计的目标，报使用者批准。 配合招标人做好本次上报审批的各项准备资料的编写工作。

Tekla与Staad.pro协同设计解决方案

1.安装Tekla软件. 2.安装软件. 3.Tekla与Staad软件接口信息（支持版本） HD TEKLA 1 Linking Tekla Structures with Analysis & Design software Latest information on the status of our links with different Analysis & Design vendors are presented in the docurrient1Status_A&D.pdf'. For a general description an how Tekla Structures can be used and integrated with A&D systems, please down load the document N How to use Tekla Structures for Analysis & Design" SDVdm? versions 2005, 2006, 2007 Tekla Structures integrates with the standalone STAAD.Pro. 1Read the instructions on "Using Tekla Structures and Standalone STAAD.Pro" 2Run Tekla Structures ~ STAAD.Pro link installation (77 Mb) 接口程序年编写的接口程序,官方免费提供),机器中已经安装的tekla和 staad软件建立接口. 4.Tekla中建立物理模型和分析模型及荷载组. 5?将分析模型导入>据规范利用tekla中已经存在的基本荷载工况做荷载组合-> 力学分析-> 优化截面. 6?将中的优化截面和杆件内力信息导入Tekla中。完成设计工作。

钢结构设计中稳定性设计分析

钢结构设计中稳定性设计分析 摘要：随着我国经济建设的飞速发展，人们生活水平不断提升，对建筑工程的 要求也越来越严格。针对建筑工程主要特征与钢结构稳定性的优化策略，结合工 程施工现场实际情况，通过科学、合理的测验与计算，设计出能够适应我国建筑 工程需求的钢结构稳定性方案，为我国建筑行业的提高与健康发展奠定坚实的基础。 关键词：钢结构设计；稳定性；设计 1钢结构设计的原则 （1）结构的总体布局必须考虑到整个系统及其组件的稳定性要求。目前大多数结构都是按照平面系统设计的，如桁架和框架。为了确保这些平面结构不会导 致平面不稳定，有必要从结构的整体布置中解决它们，即设计必要的支撑构件。 也就是说，平面结构构件的平面稳定性计算必须与结构布置一致，并且必须注意 构件的稳定性与横向分离设置之间的关系。（2）结构计算图和实际计算方法符 合简图，这对框架结构的稳定性计算非常重要。在设计单层和多层帧结构时，帧 稳定性分析通常不会执行，而是由帧列取代。稳定性计算。当使用这种方法时， 用于计算框架柱稳定性的计算列长度系数应从框架的整体稳定性分析中获得，以 便柱稳定性计算可等效于框架稳定性计算。但是，实际的框架是各种各样的。在 设计中，为了简化计算，需要根据规范设置一些典型条件。设计师必须确保所设 计的结构在能够正确应用之前满足这些条件。在实际工程中，基于框架计算图和 实际方法的示意图不一致的情况可能有以下两种类型，即摇杆框架和梁受到较高 压力的框架。如果根据标准系数计算这两个条件，就会导致不安全的后果。因此，使用的计算方法应该与假设和具体的计算对象一致。 2钢结构稳定性的计算方法 2.1静力法 静力法是解决结构稳定极限荷载过程中最基本的方法之一。根据微小变形的 发生情况分析结构应力情况，建立微分方程，解决临界载荷问题。在建立平衡微 分方程时，需要以下基本假设：（1）施工是等截面的直线钢筋；（2）确保压力 始终与构造原始轮廓相关；（3）材料必须符合胡克定理。整合，即压力与紧张 是一定的关系；（4）施工时需要满足扁平截面的假设条件，即扁平截面和变形 前的变形仍处于同一平面截面状态；（5）结构的弯曲变形是最小的差别可以通 过移动性函数的二阶导数来表示。 2.2能量法 如果钢结构承受的保守力与实际施工过程中的混凝土变形结构受力条件相结合，则总体势能反映出来，如果钢结构处于平衡状态，则必须计算总势能。然后 结合势能驻值的原理，将总势能从一阶变为零。通过这种方法，计算平衡方程， 然后与平衡方程相结合来计算分岔屈曲载荷。 2.3动力法 动力法是一种结构动力稳定性计算方法，如果能够通过轻微扰动进行振动， 表明该结构的振动加速度和变形已经在结构荷载中反映出来，如果静态稳定极限 荷载值比较相对较小，则变形方向与加速度相反，因此在消除整个扰动后，运动 将逐渐变为静止，结构的平衡状态处于稳定状态，如果荷载和稳定性随着极限荷 载的变化变形方向和加速度方向相同，即去除干涉后，运动仍处于发散状态，因 此结构的平衡状态处于不稳定状态，临界状态为负荷也是整个结构的屈曲载荷。

生态系统的稳定性教学设计

生态系统的稳定性教学设 计 Final revision on November 26, 2020

《生态系统的稳定性》教学设计 一、教材内容分析 本节是人教出版社高中生物必修3第五章生态系统及其稳定性第5节《生态系统的稳定性》的内容，任何一个生态系统，都具有一种维持和恢复自身结构和功能相对稳定的能力，生态系统的稳定性实质是一种适应能力，生态系统的结构是生态系统的自我调节能力的载体。在生态系统的自我调节能力的内容中包含重要概念——负反馈调节。本节内容既涉及前面所学的生态系统相关部分的知识，又是对教材始终贯穿的精神——人与自然和谐发展的终结诠释。目的在于培养人们尊重自然发展规律，寻求人与自然和谐发展的途径。二、学情分析 1．学生是农村中学高二的学生，知识技能水平、合作学习能力、自主学习能力等普遍较差，全班学生的理解能力、基础知识差异极大。 2．学生在学习本节之前已学习了人体内环境与稳态，生态系统的结构以及物质、能量的运行规律，信息的传递等内容，对生态系统、稳定性有一定的认识，本节深入地从生态系统方面来认识其稳定性。 3．高二学生以形象思维为主，认识问题、解决问题的能力还要进一步提高。 4．部分学生具有思维活跃、善于观察、敢于提问等特点，对现实生活中的自然现象较为了解。 三、教学目标 知识与技能 1．识记生态系统稳定性的概念。 2．了解生态系统的自我调节能力。 3．举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。 4．简述提高生态系统稳定性的措施。 过程与方法 1．通过图片、照片、课件使学生形象地了解生态系统的稳定性。 2．通过构建模型，清晰地理解负反馈调节和自我调节能力。

设计单位承诺书范本

附件3 湖北省水利工程项目负责人质量终身责任承诺书（勘察单位范本） 本人承诺在该工程建设过程中认真履行下列相应职责，并对勘察原因造成的质量问题承担相应终身质量责任。 1.不转让所承揽的勘察业务，严格按照有关法律法规、规范标准、相关规章制度和勘察合同组织开展勘察工作。 2.确保承担勘察项目的人员符合相应的职称或注册执业资格要求，具备相应的专业技术能力。 3.组织建立或落实勘察质量管理体系，建立健全规章制度。 4.对勘察成果的真实性和准确性负责，保证勘察文件符合规定的深度要求，审核相关勘察成果文件并签字、加盖公章。 5.组织做好勘察后期服务工作，及时解决工程设计和施工中与勘察工作有关问题；根据工程需要，参加重要隐蔽单元工程验收，出具地质编录，就是否满足设计要求提出明确结论；参加法人验收和政府验收，就勘察相关工作提出建议或结论，并在验收成果文件上签字、盖章。 6.确保工程勘察资料收集真实、准确、完整，签章手续齐全，及时整理移交并归档。 7.履行其他法律法规和规程规范中规定的职责。 本承诺书一式四份，一份在办理质量监督手续时提交质

量监督机构；一份在竣工验收时提交竣工验收主持单位，与竣工验收鉴定书等资料一起作为永久档案保存；一份由项目法人作为工程建设永久档案进行归档保存；一份由承诺人自行保存。 承诺人签字： 身份证号： 注册执业资格： 注册执业证号： 职称及专业： 签字日期：年月日

附件4 湖北省水利工程项目负责人质量终身责任承诺书（设计单位范本） 本人承诺在该工程建设过程中认真履行下列相应职责，并对设计原因造成的质量问题承担相应终身质量责任。 1.不转让所承揽的设计业务，严格按照有关法律法规、规范标准、相关规章制度和设计合同组织开展设计工作。 2.确保承担设计项目的人员符合相应的职称或注册执业资格要求，具备相应的专业技术能力；需派驻现场设计代表机构的项目，选派符合工程建设需要的各类专业技术人员派驻现场提供设计服务。 3.组织建立或落实设计质量管理体系，完善图纸、技术要求等设计成果审签制度。 4.对设计成果的深度和准确性负责，审核图纸、设计文件等设计成果并签字、加盖公章，尽量避免实施期间出现较大设计变更。 5.要求设计人员在设计文件或图纸中注明工程合理使用年限，标明采用的原材料、中间产品和工程设备的规格、性能等技术指标，明确各专业工程施工方法、实体质量检查方式和技术指标要求，上述质量要求必须符合国家规定的标准及水利工程的功能需求。 6.组织做好设计后期服务工作，包括在工程开工前，向监理和施工等单位进行技术交底，并解答设计相关问题；解决施工中的设计问题，按照规定要求办理设计变更手续；参

STAAD的稳定设计

STAAD在钢结构稳定设计中的应用 李晓峰孙立夫林润松 （BENTLEY软件（北京）有限公司） 稳定问题在钢结构设计中居于中心地位。本文试图结合 STAAD对三个常规钢结构的稳定问题进行讨论，整理出来 进行稳定计算的大致思路和注意事项。这里的模型仅仅是为 了演示的方便为任意创建的“玩具”模型，希望读者不要被 误导。本文重点讨论了所谓考虑初始缺陷的二阶弹性分析在 STAAD中的应用。相对于一阶分析的计算长度法，二阶分 析现在似乎比较流行，而传统的计算长度系数法遭到很多的 诟病。作者认为，计算长度系数法，和其他很多近似算法一 样，因为其结果的近似遭到的指责是不公平的——使用者应 该明确该方法的计算假定，适用范围以及结果的近似程度， 并对结果负责。对真正的结构工程师，使用近似算法仍然可 以设计出具有足够安全储备的合理结构，而对所谓的更精确 的二阶分析的盲目滥用，却大大增加了结构失效的风险。 现在大多数国家的钢结构设计标准都推荐进行二阶分析以 考虑所谓的P-?效应和P-δ效应。我们先明确结构P-?效应 和P-δ效应究竟是什么？考虑如下的一个有侧移简单刚架 （图1，文献1）： 图1 有侧移刚架的P-?效应 上图为一简单刚架成受线载时的弯矩图。左边的弯矩对应为 一阶分析的结果，右边的对应为二阶分析的结果(未考虑任 何缺陷)。可以看出，在右边柱的二阶分析的结果多出来了 弯矩，该弯矩是由柱的轴力（所谓的P）乘以框架的侧移（所 谓的?）产生的，所以称之为P-?效应。 类似的，考虑如下的无侧移框架（图2，文献1） : 图2 无侧移框架的P-δ效应 在图2的两个无侧移框架的模型中，左边为一阶分析的结 果，右边为二阶分析的结果。相对前面的有侧移框架，本例 中两个柱子之间的弯矩差别很微小（柱端弯矩由388kN.m 增加到393kN.m，且弯矩图的形状由直线变为具有微小曲率 的曲线）。柱弯矩的增大部分主要是由柱本身的局部侧移δ 产生的，因为框架几乎不产生任何水平位移?，所以称为 P-δ效应。 由这个小例子，文献1归纳并指出了二阶分析和一阶分析的 一些基本的区别： a)二阶效应不仅仅影响弯矩，还会影响整个的剪力与轴 力； b)二阶效应中的内力分布形态完全不同于一阶分析，并不 是一阶分析结果的简单放大。 c)在实际的结构中，总是同时存在有P-?效应和P-δ效 应，只不过其影响的程度和结构的具体形式有关。一般 来说，在抗侧刚度大的结构中，是局部的P-δ效应占 主导；在抗侧刚度小的结构中，是整体P-?效应占主导。 d)因为前述原因，通常的荷载线性组合不适用于二阶分 析。因此必须在每个组合好的工况进行二阶分析。 在实际的结构中，通常P-?效应是针对结构的整体而言，是 一个宏观的概念；而P-δ效应是针对具体的单个构件而言， 是相对微观的概念。对FEA软件而言，两者都可通过在分 析中考虑附加的所谓的几何刚度（geometric stiffness）反应 出来（考虑P-?效应的方法很多，包括很多迭代法等等，但 考虑几何刚度的方法是这些方法中最有效率的方法之一）。 在STAAD中，用户如果选择执行所谓的PDELTA分析时， 可以让程序考虑几何刚度，分析命令的关键词为PDELTA KG ANALYSIS ，KG关键词指示程序考虑几何刚度。可 同时考虑杆件和板壳的几何刚度，这可应用在对二维板壳模 型的分析中。 结构不可避免的会存在各种几何和物理的缺陷，而这些缺陷 会直接影响结构的稳定承载力，因此用于工程设计的分析必 须能反映缺陷的影响。使用二阶弹性分析计算稳定时，最重 要的一步是对结构的缺陷的估计和模拟，这往往也是最困难