時(shí)間：2023-01-11 07:23:33
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層 高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高層建筑設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)
中圖分類號： TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
一．引言
隨著我國現(xiàn)代高層建筑高度的不斷增加，建筑的功能也日趨復(fù)雜，在高層建筑豎向立面上的造型也呈現(xiàn)多樣化。在某些建筑結(jié)構(gòu)中，通常會要求上部的框架柱或是剪力墻不落地，在建筑結(jié)構(gòu)中需要設(shè)置較大的橫梁和桁架來作為支撐，甚至有時(shí)要改變豎向的承重體系，此時(shí)就要求設(shè)置轉(zhuǎn)換構(gòu)件，將上部和下部兩種不同的豎向結(jié)構(gòu)進(jìn)行過度和轉(zhuǎn)換，通常這種轉(zhuǎn)換構(gòu)件占據(jù)約為一至二層，這種轉(zhuǎn)換構(gòu)件即為轉(zhuǎn)換層。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層在很大程度上改變了建筑的結(jié)構(gòu)體系，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要慎重考慮。
二.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)
由于高層建筑結(jié)構(gòu)下部樓層受力很大,上部樓層受力較小,正常的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)是下部剛度大、墻體多、柱網(wǎng)密,而到上部則逐漸減少墻體及柱的布置,以擴(kuò)大柱網(wǎng)。這樣,結(jié)構(gòu)的正常布置與建筑功能對空間的要求正好相反。因此,為了適應(yīng)建筑功能的變化,就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件,部分豎向構(gòu)件在轉(zhuǎn)換層處被打斷,使豎向力的傳遞被迫發(fā)生轉(zhuǎn)折,而轉(zhuǎn)換層就是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)折功能的大型水平構(gòu)件。轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式一般有以下幾種構(gòu)成：箱式轉(zhuǎn)換、梁式轉(zhuǎn)換、空腹桁架式轉(zhuǎn)換、桁架式轉(zhuǎn)換、板式轉(zhuǎn)換和斜撐式轉(zhuǎn)換等。 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑是一受力復(fù)雜、不利抗震的結(jié)構(gòu)體系,該結(jié)構(gòu)及其支撐系統(tǒng)有自身的特點(diǎn)。眾多高層建筑采用梁式轉(zhuǎn)換層進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換,這主要是由于:
1.轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)帶轉(zhuǎn)換層的多高層建筑,轉(zhuǎn)換層的下部樓層由于設(shè)置大空間的要求,其剛度會產(chǎn)生突變,一般比轉(zhuǎn)換層上部樓層的剛度小,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施減少轉(zhuǎn)換層上、下樓層結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度及承載力的變化,以保證滿足抗風(fēng)、抗震設(shè)計(jì)的要求。轉(zhuǎn)換構(gòu)件為重要傳力部位,應(yīng)保證轉(zhuǎn)換構(gòu)件的安全性。2.8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)除考慮豎向荷載、風(fēng)荷載或水平地震作用外。還應(yīng)考慮豎向地震作用的影響,轉(zhuǎn)換構(gòu)件的豎向地震作用,可采用反應(yīng)譜方法或動力時(shí)程分析方法計(jì)算;作為近似考慮,也可將轉(zhuǎn)換構(gòu)件在重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力乘以增大系數(shù)1.1。
2.經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
從抗剪和抗沖切的角度考慮,轉(zhuǎn)換板的厚度往往很大。一般可2.0m~2.8m 。這樣的厚板一方面重量很大,增大了對下部垂直構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)要求,另一方面本層的混凝土用量也很大。
轉(zhuǎn)換梁常用截面高度為1.6~4.0m,只有在跨度較小以及承托的層數(shù)較少時(shí)才轉(zhuǎn)換梁常用截面高度0.9~1.4m,而跨度較大且承托較大且承托的層數(shù)較多時(shí),或構(gòu)件條件特殊時(shí)才采用較大的截面高度4.0~8.2m 。
3.抗震性能
由于厚板集中了很大的剛度和質(zhì)量,在地震作用下,地震反應(yīng)強(qiáng)烈。不僅板本身受力很大,而且由于沿豎向剛度突然變化,相鄰上、下層受到很大的作用力,容易發(fā)生震害。以往的模型振動臺試驗(yàn)研究表明,厚板的上、下相鄰層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯裂縫和混凝土剝落。另外,試驗(yàn)還表明,在豎向荷載和地震力共同作用下,板不僅發(fā)生沖切破壞,而且可能產(chǎn)生剪切破壞,板內(nèi)必須三向配筋。
4.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的基本功能
從結(jié)構(gòu)角度看，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的功能主要有：
(1)上、下層結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換
這種轉(zhuǎn)換層廣泛用于剪力墻結(jié)構(gòu)和框架--剪力墻結(jié)構(gòu)，將上部的剪力墻轉(zhuǎn)換為下部的框架。
(2)上、下層結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)的轉(zhuǎn)換
轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有改變，但通過轉(zhuǎn)換層使下層柱的柱距擴(kuò)大，形成大柱網(wǎng)，這種形式常用于外框筒的下層以形成較大的入口。
(3)下、下層結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)同時(shí)轉(zhuǎn)換
上部樓層剪力墻結(jié)構(gòu)通過轉(zhuǎn)換層改變?yōu)橄虏靠蚣芙Y(jié)構(gòu)的同時(shí)，下部柱網(wǎng)軸線與上部剪力墻的軸線錯開，形成下、下結(jié)構(gòu)不對齊的布置。
5.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法存在的問題
目前在多、高層建筑中，絕大多數(shù)的開發(fā)商都會要求建筑物具有完備的建筑功能，建筑師在建筑設(shè)計(jì)中也往往首先想到采用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層來完成上、下層建筑物功能的轉(zhuǎn)換。但一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)顯得無從下手，沒有可操作、可遵循的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)原則來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。造成這種現(xiàn)象的主要原因是當(dāng)前轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)沒有相關(guān)的可遵循的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，使設(shè)計(jì)人員難以進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型、截面確定、計(jì)算模型確定、計(jì)算方法確定，計(jì)算結(jié)果應(yīng)用以及配筋方法的實(shí)施等一系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟。這種現(xiàn)狀與我國當(dāng)前高層建筑的迅猛發(fā)展足不適應(yīng)的。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層具有與一般結(jié)構(gòu)層相比結(jié)構(gòu)重量大、結(jié)構(gòu)層剛度大、幾何尺寸超大、受力復(fù)雜等特點(diǎn)。這樣的尺寸和重量意味著轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)組成了建筑物的主要構(gòu)件。它們設(shè)計(jì)的是否合理、安全、經(jīng)濟(jì)對整個結(jié)構(gòu)的安全性、結(jié)構(gòu)造價(jià)、施工費(fèi)用等有著重要影響。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)方法，主要是針對形式簡單、受力相對簡單的轉(zhuǎn)換梁，對于受力復(fù)雜的轉(zhuǎn)換梁還沒有深入研究。即便是對于形式簡單的轉(zhuǎn)換梁，其受力性能也沒有完全清楚，而往往是互相混淆，設(shè)計(jì)概念小明確，設(shè)計(jì)原則不準(zhǔn)確。
三. 帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1. 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
高層建筑中轉(zhuǎn)換層的設(shè)置造成建筑物豎向剛度的突變，地震作用時(shí)在轉(zhuǎn)換層上下容易形成薄弱環(huán)節(jié)，對結(jié)構(gòu)抗震不利，故轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：
（1）為防止沿豎向剛度變化過于懸殊形成薄弱層，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮使上、下層剛度比γ≤2，盡量接近1。這樣才能保證結(jié)構(gòu)豎向剛度的變化不至于太大，使上柱有良好的抗側(cè)力性能，減少豎向剛度變化，有利于結(jié)構(gòu)整體受力。
（2）盡可能減少需結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件，直接落地的豎向構(gòu)件越多，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)越少，轉(zhuǎn)換層造成的剛度突變就越小，對結(jié)構(gòu)抗震更有利。
（3）設(shè)計(jì)中應(yīng)保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，一般應(yīng)使梁高度不小于跨度的1/6，才能保證內(nèi)力在轉(zhuǎn)換層及其下部構(gòu)件中分配合理，轉(zhuǎn)換梁、剪力墻柱有良好的受力性能，能較好的起到結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換作用。
（4）必須控制框支剪力墻與落地剪力墻的比例，當(dāng)剪力墻較多且考慮抗震時(shí)，橫向落地剪力墻數(shù)目與橫向墻總數(shù)之比不宜少于50%，非抗震時(shí)不宜少于30%。
（5）轉(zhuǎn)換層以上的剪力墻和柱子應(yīng)盡量對稱布置，梁上立柱應(yīng)盡量設(shè)在轉(zhuǎn)換梁跨中，以免轉(zhuǎn)換梁變形時(shí)，在梁上立柱的柱腳處產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)角，帶動立柱柱腳產(chǎn)生較大變形，引起柱的彎曲及剪切，使立柱產(chǎn)生很大的內(nèi)力而超筋。
（6）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑豎向的位置宜低不宜高。轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí)，易使框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層附近的剛度、內(nèi)力和傳力途徑發(fā)生突變，并易形成薄弱層，對抗震設(shè)計(jì)不利，其抗震設(shè)計(jì)概念與底層框支剪力墻結(jié)構(gòu)有較大差異。當(dāng)必須采用高位轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)控制轉(zhuǎn)換層下部框支結(jié)構(gòu)的等效剛度，即考慮彎曲、剪切和軸向變形的綜合剛度，這對于減少轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角及內(nèi)力突變是十分必要的，效果也很顯著。另外，對落地剪力墻間距的限制應(yīng)比底層框支剪力墻結(jié)構(gòu)更嚴(yán)一些。對平面為長矩形的建筑，落地剪力墻的數(shù)目應(yīng)多于全部橫向剪力墻數(shù)目的一半。
2.轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用
（1）梁式轉(zhuǎn)換層
作為目前高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層中應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)形式，它具有傳力直接明確及傳力途徑清晰，同時(shí)受力性能好、工作可靠、構(gòu)造簡單、計(jì)算簡便、造價(jià)較低及施工方便等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)換梁不宜開洞，若必須開洞則洞口宜位于梁中和軸附近。轉(zhuǎn)換梁有托柱與托墻兩種形式，其截面設(shè)計(jì)有4種方法，即普通梁截面設(shè)計(jì)法、偏心受拉構(gòu)件截面設(shè)計(jì)法、深梁截面設(shè)計(jì)法和應(yīng)力截面設(shè)計(jì)法。轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸一般由剪壓比（mv=Vmax/febh0）計(jì)算確定，應(yīng)具有合適的配箍率，以防發(fā)生脆性破壞，其截面高度在抗震和非抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分別小于計(jì)算跨度的16和18。（2）厚板轉(zhuǎn)換層 當(dāng)轉(zhuǎn)換層上、下柱網(wǎng)軸線錯開較多而難以用梁直接承托時(shí)，可采用厚板轉(zhuǎn)換層，但厚板的巨大荷載會集中作用于建筑物中部，振動性能復(fù)雜，且該層剛度很大、下層剛度相對較小，容易產(chǎn)生底部變形集中，其傳力途徑十分復(fù)雜，是一種對抗震十分不利的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)進(jìn)行整體內(nèi)力分析、動力時(shí)程分析及板的內(nèi)力分析等。厚板的厚度可由抗彎、抗剪、抗沖切計(jì)算確定；可局部做成薄板，厚薄交界處可加腋或局部做成夾心板，一般厚度可取2.0～2.8m，約為柱距的1/3～1/5。厚板應(yīng)沿其主應(yīng)力方向設(shè)置暗梁，一般可在下部柱墻連線處設(shè)置。轉(zhuǎn)換層厚板上、下一層的樓板應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，樓板厚度不宜小于150mm。
(3）箱式轉(zhuǎn)換層
當(dāng)需要從上層向更大跨度的下層進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，若采用梁式或板式轉(zhuǎn)換層已不能解決問題，這種情況下，可以采用箱式轉(zhuǎn)換層。
它很像箱形基礎(chǔ)，也可看成是由上、下層較厚的樓板與單向托梁、雙向托梁共同組成，具有很大的整體空間剛度，能夠勝任較大跨度、較大空間、較大荷載的轉(zhuǎn)換。
(4)桁架式轉(zhuǎn)換層
這種形式的轉(zhuǎn)換層受力合理明確，構(gòu)造簡單，自重較輕，材料節(jié)省，能適應(yīng)較大跨度的轉(zhuǎn)換，雖比箱式轉(zhuǎn)換層的整體空間剛度相對較小，但比箱式轉(zhuǎn)換層少占空間。
(5)空腹桁架式轉(zhuǎn)換層
這種形式的轉(zhuǎn)換層與桁架式轉(zhuǎn)換層的優(yōu)點(diǎn)相似，但空腹桁架式轉(zhuǎn)換層的桿系都是水平、垂直的，而桁架式轉(zhuǎn)換層則具有斜撐竿。空腹桁架式轉(zhuǎn)換層在室內(nèi)空間上比桁架式轉(zhuǎn)換層好，比箱式轉(zhuǎn)換層更好。
四．結(jié)束語
高層建筑的迅速發(fā)展，從以往的簡單體型和功能單一的時(shí)代開始走向體型復(fù)雜，建筑的功能呈現(xiàn)多樣化發(fā)展。在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能簡單設(shè)置成“承上啟下”，而要在實(shí)際結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的過度和轉(zhuǎn)換。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：工建筑工程；抗震結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)
Abstract: In recent years the quality requirements for construction projects showing increased year by year trend, especially in the construction of related facilities for construction projects, is to become the focus of attention, the earthquake construction of the building construction project is one of the important part. This paper will combine with many years of practical experience, civil engineering seismic analysis focus on the simple exposition, for reference.Key words: construction work projects; seismic structure; design
中圖分類號：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）06-0020-02
0引言
由于我國處于地殼運(yùn)動中的兩條地震帶上，導(dǎo)致我國相關(guān)城市經(jīng)常會遭受到地震災(zāi)害的影響，從上世紀(jì)六、七十年代的幾次地震中足以看出，因建筑物倒坍、傾斜等而造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失占到了整體災(zāi)害損失80%左右，因此，加強(qiáng)對建筑工程抗震結(jié)構(gòu)施工，從而提高建筑項(xiàng)目的穩(wěn)定性能已刻不容緩。
加強(qiáng)對建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)建設(shè)，首先需要對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)分析工作，以使其在建設(shè)施工過程中抗震效益得到最大程度的發(fā)揮，因此起初的設(shè)計(jì)分析工作尤為關(guān)鍵。當(dāng)然，在對建筑工程進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分對相關(guān)的影響因素進(jìn)行考慮，使其整體概念符合設(shè)計(jì)施工的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。簡言之，抗震結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是指在特定的建筑空間及地理?xiàng)l件下，通過整體概念對結(jié)構(gòu)的總體方案進(jìn)行分析，依據(jù)結(jié)構(gòu)總體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部構(gòu)造措施的宏觀控制。概念設(shè)計(jì)受到國內(nèi)外工程界的普遍重視，并將發(fā)揮更大的作用。
1概念設(shè)計(jì)的重要性和必要性
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。發(fā)展先進(jìn)計(jì)算理論，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與開發(fā)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)已成為當(dāng)務(wù)之急。而且針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，提倡采用概念設(shè)計(jì)思想來促進(jìn)結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)造性，推動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展，是非常有必要的。這就需要工程界和教育界共同的努力，而推廣概念設(shè)計(jì)思想是一種有效的辦法，分析如下：
1.1建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）（以下稱新抗震規(guī)范）
以可靠度理論為基礎(chǔ)，吸收了延性設(shè)計(jì)的思想。但對于一些具體問題，例如“中震可修”的設(shè)防目標(biāo)等，規(guī)定相當(dāng)模糊。所以我們不能盲目地照搬照抄規(guī)范，應(yīng)該把規(guī)范作為一種指南和參考，并在實(shí)際工程應(yīng)用中作出正確的選擇。這就要求我們對整體結(jié)構(gòu)體系與各基本分體系之間的力學(xué)關(guān)系有透徹的認(rèn)識，把概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。
長期以來，人們認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很簡單，只需遵循規(guī)范和手冊，等建筑師完成建筑設(shè)計(jì)后，使用計(jì)算機(jī)就可以完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但這不能充分地運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的知識和技能，而且還會與建筑設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生分歧和矛盾。所以我們應(yīng)考慮在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，比如結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)，抗震設(shè)計(jì)要求能消減外荷載，吸收或轉(zhuǎn)換震動的能量；而抗風(fēng)設(shè)計(jì)則要求結(jié)構(gòu)在風(fēng)的作用下動力效應(yīng)較小，剛度較大。這一矛盾必然影響結(jié)構(gòu)體系的抗風(fēng)和抗震性能。為了彌補(bǔ)這一缺陷，需要合理的概念設(shè)計(jì)與延性構(gòu)造措施來加以保證。
1.2概念設(shè)計(jì)的重要性，還體現(xiàn)在方案設(shè)計(jì)階段。初步設(shè)計(jì)過程是不能借助計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念，選擇最為可靠、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案。為此，需要工程師不斷地豐富自己的設(shè)計(jì)理念，深入了解各類結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識地、靈活地運(yùn)用它們。運(yùn)用概念性近似估算方法，可以在設(shè)計(jì)方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇。所得方案往往概念清晰、定性準(zhǔn)確，避免后期設(shè)計(jì)階段一些不必要的繁瑣運(yùn)算，具有較好的經(jīng)濟(jì)可靠性能。同時(shí)，這也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。美國一些著名學(xué)者和專家曾說過：“誤用計(jì)算機(jī)造成結(jié)構(gòu)破壞而引起災(zāi)難只是一個時(shí)間的問題。”計(jì)算軟件的選擇和使用不當(dāng)，也會造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，甚至影響到建筑物本身的安全性。應(yīng)用概念設(shè)計(jì)的思想，可以避免此類情況的發(fā)生。
1.3新抗震規(guī)范提出了在建筑物內(nèi)設(shè)置地震反應(yīng)觀測系統(tǒng)的要求，并提出了結(jié)構(gòu)兩個主軸方向的動力特性（周期和振型）相近的抗震概念。所以在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中還應(yīng)該注意結(jié)構(gòu)與場地的共振問題。例如在唐山地震時(shí)，天津塘沽地區(qū)的7-10層框架結(jié)構(gòu)房屋破壞嚴(yán)重，而3-5層的磚混結(jié)構(gòu)住宅卻只有輕微損壞。后來經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，框架房屋的自振周期和場地的卓越周期一致導(dǎo)致共振，而3-5層磚混住宅的自振周期遠(yuǎn)低于場地的卓越周期，因此破壞較輕。
1.4建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，存在著許多模糊而且不確定的因素。例如地震作用是一種隨機(jī)性很強(qiáng)而且循環(huán)往復(fù)的荷載，建筑物的地震破壞機(jī)理又十分復(fù)雜，要準(zhǔn)確計(jì)算或預(yù)測建筑物所遭遇的地震特性和參數(shù)，還難以做到。風(fēng)荷載的脈動性與渦流作用情況也是如此。因?yàn)榻ㄖ锸艿降牡卣鹱饔秒y以確定，所以適用、安全、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系必須注重概念設(shè)計(jì)。
2概念設(shè)計(jì)的理解及應(yīng)用
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的目的是使結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度、延性以及節(jié)能等方面取得最佳，從而滿足“小震不壞，中震可修，大震不倒”的要求。在當(dāng)前的科技水平和經(jīng)濟(jì)條件下，為了保證結(jié)構(gòu)具有可靠的抗震性能，概念設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮以下因素：場地條件和場地土的穩(wěn)定性，建立結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，抗震結(jié)構(gòu)體系的選取，材料效用，風(fēng)作用、溫度作用以及結(jié)構(gòu)的空間作用等。
2.1現(xiàn)行抗震計(jì)算模型的理解和應(yīng)用
新抗震規(guī)范規(guī)定：一般情況下，應(yīng)允許在建筑結(jié)構(gòu)的2個主軸方向分別計(jì)算水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，各方向的水平地震作用應(yīng)由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。而實(shí)際結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁的主要原因則是計(jì)算模型問題。即：僅僅對相互正交的2個主軸方向進(jìn)行內(nèi)力分析和強(qiáng)度設(shè)計(jì)，不能真實(shí)反映結(jié)構(gòu)的空間作用。所以，應(yīng)用概念設(shè)計(jì)的原理，結(jié)合大量震害和試驗(yàn)研究成果，所得出的結(jié)論是：構(gòu)件的最不利受力狀態(tài)隨著構(gòu)件和地震作用方向而變化。當(dāng)?shù)卣鹱饔梅较蚺c結(jié)構(gòu)主軸方向一致時(shí)，梁處于最不利受力狀態(tài)；當(dāng)?shù)卣鹱饔门c結(jié)構(gòu)的主軸方向呈45度時(shí)，大多數(shù)柱處于最不利受力狀態(tài)。
2.2結(jié)構(gòu)薄弱部位抗震構(gòu)造措施的理解和應(yīng)用
結(jié)構(gòu)薄弱部位的處理，如建筑平面外墻轉(zhuǎn)角處的轉(zhuǎn)角窗，限制了角部結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件的設(shè)置，如果采用概念設(shè)計(jì)，解決這一問題的方法是2豎向構(gòu)件間應(yīng)設(shè)厚板、暗梁等可靠拉結(jié)。再如，由于節(jié)點(diǎn)部位的重要性，所以引入抗裂性的概念，以此來比較梁、柱節(jié)點(diǎn)偏心所引起的節(jié)點(diǎn)性能的變化。建議在地震區(qū)，不宜采取梁柱偏心過大的節(jié)點(diǎn)形式，而且構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的承載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力。
3建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的前景展望
結(jié)構(gòu)抗震體系由傳統(tǒng)的以“硬抗”為主的抗震體系向以“柔抗”為主的結(jié)構(gòu)減震控制體系發(fā)展。結(jié)構(gòu)減震體系采用的是以“柔”克剛的新概念，它通過調(diào)整結(jié)構(gòu)動力特性、隔震、減能或控制來達(dá)到抗震的目的，在未來的工民建中結(jié)構(gòu)抗震的思路將向著減輕危害的方向發(fā)展。
4總結(jié)
經(jīng)過多年的抗震探索和研究，設(shè)計(jì)中引入了概念設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)新理念。這種設(shè)計(jì)理念從宏觀角度對建筑抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在某些方面彌補(bǔ)了以往設(shè)計(jì)思路對抗震結(jié)構(gòu)思考的不足之處，為今后的工民建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)開辟了新路。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：高層建筑；存在問題；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)對措施
近幾年來，隨著高層建筑物在我國城市建設(shè)中所占比重的日益增大，從而使得高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面發(fā)生了很大的變化，同時(shí)也出現(xiàn)了許多新興的設(shè)計(jì)方案。總之，我們社會中高層建筑的結(jié)構(gòu)體系變得越來越多，類型和功能變得越來越復(fù)雜，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逐漸成為我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。在這樣的形勢之下，為了更好的加快我國城市發(fā)展，我們不得不重視高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的研究。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析
在目前的高層設(shè)計(jì)之中，我們往往會選用鋼筋混凝土和鋼材這兩種材料。鋼筋混凝土材料來源廣，造價(jià)低，具有良好的耐火性、耐久性、可塑性以及較高的承載能力，對其進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)之后，還可以得到不錯的抗震能力；但是它的自重較大，構(gòu)件的斷面也比較大。而鋼材不僅自重輕，斷面小，韌性好，強(qiáng)度大，易于加工，施工比較方便，而且還具有很好的抗震性；但是鋼材的造價(jià)高，耐火性也不好，如果使用大量的防火涂料，還會額外增加造價(jià)和工期。
目前的世界上，發(fā)達(dá)國家中的高層建筑大多數(shù)是鋼結(jié)構(gòu)的，而我國也有一些采用鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑。但考慮到鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土兩者之間能夠取長補(bǔ)短，因此，我們認(rèn)為高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土和鋼的組合結(jié)構(gòu)才是更加合理的。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的主要存在問題
我們進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的要點(diǎn)涉及到了許多方面：必須考慮當(dāng)遇到地震或者是超大強(qiáng)風(fēng)時(shí)，高層建筑會因此產(chǎn)生的水平側(cè)向力；為了保障高層建筑的穩(wěn)定性，必須嚴(yán)格控制好其高和寬的比例問題；盡量使高層建筑的體型、剛度及其立面的質(zhì)量等各方面保持對稱，減少建筑結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)；全面考慮由于溫度、風(fēng)力以及基礎(chǔ)沉降等方面可能對建筑物產(chǎn)生的影響，合理設(shè)置變形縫，妥善處理好變形節(jié)點(diǎn)處的構(gòu)造；特別考慮當(dāng)遇到基礎(chǔ)比較深、重量比較大等比較特殊的地質(zhì)條件時(shí)，怎樣才能安全可靠的保證其設(shè)計(jì)和施工的問題。
根據(jù)上述的主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)，可以總結(jié)出，我們在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程之中遇到的主要問題為抗震和抗風(fēng)結(jié)構(gòu)、消防設(shè)計(jì)以及扭轉(zhuǎn)問題。
（1）抗震結(jié)構(gòu)：一直以來，抗震結(jié)構(gòu)都是我們進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的重點(diǎn)及難點(diǎn)。但由于高層建筑的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員靈活性不夠，計(jì)算的抗震結(jié)果不夠精確，無法設(shè)計(jì)出完善的抗震結(jié)構(gòu)，從而使得高層建筑很容易受到地震的強(qiáng)烈破壞。
（2）抗風(fēng)結(jié)構(gòu)：高層建筑高度太高，很容易使風(fēng)在建筑表層的流動性以及空氣的動力效應(yīng)發(fā)生改變，從而使高層建筑的較軟部位產(chǎn)生震動，嚴(yán)重影響了高層建筑的裝飾和支撐等結(jié)構(gòu)，因此，為了降低高層建筑受到的破壞，我們必須要進(jìn)行高層建筑物的抗風(fēng)設(shè)計(jì)。
（3）消防設(shè)計(jì)：我國建筑規(guī)范中明確規(guī)定，高層建筑必須要有科學(xué)的消防設(shè)計(jì)。但消防設(shè)計(jì)中遇到的難點(diǎn)比較多，例如，在高層建筑中，使用的材料具有較高的易燃性、排煙比較難、居住人口較多、不易疏散等。
（4）扭轉(zhuǎn)問題：在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，我們要求三心合一，也就是說，建筑結(jié)構(gòu)的三心（即結(jié)構(gòu)中心、幾何形心和剛度中心）盡量交在一點(diǎn)上。如果我們沒有在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中做到這一點(diǎn)，那么建筑物就很可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)問題，使得建筑結(jié)構(gòu)遭受到水平力從而發(fā)生破壞。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)對措施
3.1 不斷完善抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案
解決高層建筑抗震的難題，完善抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，首先需要我們對高層建筑的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)置，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和連續(xù)性；再增設(shè)高性能的剪力墻，使其在地震時(shí)能更好地吸收結(jié)構(gòu)的內(nèi)力；然后加大樁基礎(chǔ)的埋置深度，提高基礎(chǔ)的抗震能力；還可以對高層建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，使其對稱，另外，再對其進(jìn)行一體化的設(shè)計(jì)，加大結(jié)構(gòu)的整體連續(xù)性，進(jìn)而提高高層建筑的抗震能力。
3.2 不斷完善抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案
對高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，首先要保證其基礎(chǔ)的牢固性，然后利用增設(shè)耗能結(jié)構(gòu)來減小風(fēng)力對建筑的不利影響，另外還得減小高層建筑由于風(fēng)力疊加及水平荷載而產(chǎn)生的影響，最后還需要加大高層建筑的抗風(fēng)能力和結(jié)構(gòu)承載力，從而進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力。
3.3 不斷加強(qiáng)、改善高層結(jié)構(gòu)的消防設(shè)計(jì)
在對高層建筑物進(jìn)行消防設(shè)計(jì)時(shí)，我們必須嚴(yán)格控制防火結(jié)構(gòu)之間的距離。為了能夠更好的防火，我們可以適當(dāng)加大耐火材料的使用，減少易燃材料的用量。除此之外，還要把疏散系統(tǒng)設(shè)置好，讓其呈垂直狀態(tài)，保證疏散的效率，而且在設(shè)計(jì)消防結(jié)構(gòu)的時(shí)候，我們還可以增設(shè)避難層、耐火區(qū)等，用來提高其消防能力。與此同時(shí)，我們還可以在高層建筑中設(shè)立獨(dú)特的隔離結(jié)構(gòu)，用來控制火力的蔓延。
3.4 合理的進(jìn)行平面布局
為避免出現(xiàn)三心未合一引起的扭轉(zhuǎn)問題，在進(jìn)行高層設(shè)計(jì)時(shí)，對高層建筑應(yīng)該較多的選用比較規(guī)則的圖形，例如矩形、正方形、正多邊形、圓形等分布比較均衡、簡單的平面圖形。避免十字形、T型、L型等比較復(fù)雜的平面圖形的使用。在特殊情況下，我們應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)有的有關(guān)規(guī)范對其進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，盡可能的讓結(jié)構(gòu)保持對稱，避免出現(xiàn)某一結(jié)構(gòu)過分突出的情況。
4 結(jié)語
在最近的幾年中，我國高層建筑有了十分迅速的發(fā)展，但是如果從高層建筑的質(zhì)量上來看，結(jié)果就并不是那么理想了。所以，在今后的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不僅要加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性的重視，還得了解結(jié)構(gòu)方案的實(shí)際情況，不斷積累工作的經(jīng)驗(yàn)，從而做出科學(xué)合理的方案選擇，使得高層建筑更加舒適、安全。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：減隔震技術(shù)；橋梁機(jī)構(gòu)；抗震安全性；作用
中圖分類號： TU352.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
Abstract: in recent years several big quake caused social harm and economic loss, is the bridge structure design personnel to realize application isolation technology improve the seismic safety of bridge structure. The article is trying to isolation technology to promote bridge seismic safety agency the role of brief analysis and research.
Keywords: isolation technology; Bridging organization; Seismic safety; role
由于地震頻發(fā)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，引起了橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的高度重視，通過對抗震設(shè)計(jì)理論、減隔震技術(shù)的研究和應(yīng)用，對于提高橋梁結(jié)構(gòu)抗震的安全性具有重要作用。
一、減隔震原理分析
隔震的最終目的是將橋梁結(jié)構(gòu)與可能破壞橋梁結(jié)構(gòu)的地面運(yùn)動盡可能的隔離開來。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員為了實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，可以延長橋梁結(jié)構(gòu)的周期，從而避開地震的卓越周期，能夠有效的減少地震能量傳入到橋梁結(jié)構(gòu)中。但是，如果橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員延長橋梁的結(jié)構(gòu)周期，就會增加橋梁結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)，很可能會增加橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度。除此之外，如果橋梁結(jié)構(gòu)較為柔軟，在正常荷載的作用下，橋梁結(jié)構(gòu)會發(fā)生有害的振動。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以增加橋梁結(jié)構(gòu)的阻尼降低地震反應(yīng)，有效的控制橋梁結(jié)構(gòu)。
減隔震原理可以通過能量方程來理解。減隔震原理的能量方程是Ein = Eve +Ee +Ep +Ei，在這個方程式中Ein代表地震傳入到橋梁結(jié)構(gòu)中的總能量；Eve代表著橋梁結(jié)構(gòu)動能和彈性勢能的總和；Ee代表著橋梁結(jié)構(gòu)自身阻尼的消耗能量；Ep代表著橋梁結(jié)構(gòu)彈塑性變形造成的消耗能量；Ei代表著減隔震設(shè)備消耗的能量。由此可見，減隔震原理是將減隔震設(shè)備先進(jìn)入塑性階段，通過設(shè)備自身消耗更多的能量，減少橋梁結(jié)構(gòu)耗能和塑性耗能，從而降低橋梁結(jié)構(gòu)的破壞程度。
二、減隔震設(shè)備的具體分類
在我國應(yīng)用的減隔震技術(shù)主要分為兩類。一類減隔震設(shè)備是粘滯阻尼器，主要是有效的應(yīng)用粘滯阻尼器盡可能消耗更多的地震能量，從而提高橋梁結(jié)構(gòu)局部關(guān)鍵位置的抗震安全性能；另一類減隔震設(shè)備是擺式滑動摩擦支座和鉛芯橡膠隔震支座。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員主要是通過延長橋梁結(jié)構(gòu)周期的同時(shí)，有效的應(yīng)用這兩種減隔震設(shè)備消耗地震能量，從而提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震安全性能。由此可見，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員通過合理的應(yīng)用減隔震技術(shù)對于提高橋梁結(jié)構(gòu)抗震安全性能具有重要作用。
三、減隔震技術(shù)的應(yīng)用
橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員只有有效的應(yīng)用這些減隔震技術(shù)才能提高橋梁抗震的安全性能。因此，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該合理的運(yùn)用減隔震技術(shù)，從而保證橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能。
（一）合理的應(yīng)用粘滯阻尼器
橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)過程中應(yīng)該充分考慮到如何有效的應(yīng)用粘滯阻尼器提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震安全性能。粘滯阻尼器具有其獨(dú)特的優(yōu)勢，首先彈塑性阻尼裝置或者摩擦阻尼裝置的屈服力或者摩擦力是常值，在橋墩發(fā)生最大變形時(shí)，屈服力或者摩擦力常值會同時(shí)達(dá)到。但是，當(dāng)阻尼器的參數(shù)為1時(shí)，會使橋墩變形最大化，阻尼力反而是最小值，當(dāng)阻尼器的參數(shù)為零時(shí)，粘滯阻尼器的阻尼力會達(dá)到最大值，橋墩的變形最小。其次，是在溫度發(fā)生改變的情況下，彈塑性阻尼裝置或者摩擦阻尼裝置一定要克服屈服力或者摩擦力才能自由變形；在粘滯阻尼器發(fā)展蠕變的情況下，產(chǎn)生的抗震力幾乎為零，因此，應(yīng)用粘滯阻尼力是不會影響橋梁結(jié)構(gòu)的使用功能。
應(yīng)用粘滯阻尼器在橋梁中，一般都會將粘滯阻尼器設(shè)置在塔梁中間，加勁梁和橋邊墩中間或者加勁梁和輔助墩中間的位置。例如，在我國重慶峨公巖大橋是首先應(yīng)用粘滯阻尼器，并且將粘滯阻尼器設(shè)置在縱向加勁梁和橋臺之間的伸縮逢中。由此可見，合理的應(yīng)用粘滯阻尼器對于提高橋梁抗震安全性能具有重要作用。
（二）合理的應(yīng)用擺式滑動摩擦支座
橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)過程中應(yīng)該充分考慮到如何有效的應(yīng)用擺式滑動摩擦支座提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震安全性能。擺式滑動摩擦支座主要是將滑動摩擦支座和鐘擺概念有效的結(jié)合起來，從而有效的構(gòu)成一種減隔震裝置，由于擺式滑動摩擦支座的滑動面是個曲面，通過曲面滑動摩擦盡可能的消耗地震能量，為橋梁結(jié)構(gòu)自重提供必要的自復(fù)位能量，從而有效的利用鐘擺機(jī)理延長橋梁結(jié)構(gòu)的振動周期。由于地震位移大小以及球面曲率半徑會影響到擺式滑動摩擦支座的平面尺寸，因此擺式滑動摩擦支座的平面尺寸相對較大。例如在我國蘇通大橋引橋和上海長江大橋引橋上面都應(yīng)用了擺式滑動摩擦支座，能夠有效的提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震安全性能。
（三）合理應(yīng)用鉛芯橡膠支座
橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)過程中應(yīng)該充分考慮到如何有效的應(yīng)用鉛芯橡膠支座提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震安全性能。鉛芯橡膠隔震支座的構(gòu)成是在分層橡膠支座中加入一些鉛芯，構(gòu)成一種減隔震裝置。由于鉛芯具有良好的力學(xué)性能，能夠和分層橡膠支座有效的結(jié)合起來，所以，鉛芯非常適合作為減隔震材料。除此之外，鉛芯橡膠支座的屈服剪應(yīng)力相對偏低，但是初始剪切剛度相對偏高，彈塑性能較強(qiáng)，并且塑性循環(huán)具有較強(qiáng)的耐疲勞性能。正是因?yàn)殂U芯橡膠支座具備較好的屈服強(qiáng)度和剛度，能夠滿足隔震系統(tǒng)的需求，因此鉛芯橡膠支座是國內(nèi)外橋梁結(jié)構(gòu)隔震設(shè)計(jì)過程中廣泛應(yīng)用的隔震裝置。例如，我國南疆線上的幾座鐵路橋就應(yīng)用了鉛芯橡膠支座，對于提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震安全性能具有至關(guān)重要的作用。
總結(jié)：
本文通過對減隔震技術(shù)對提高橋梁結(jié)構(gòu)抗震安全性的作用的分析和研究，從中深刻的認(rèn)識到在橋梁結(jié)構(gòu)中安裝減隔震裝置，對于提高橋梁結(jié)構(gòu)抗震安全性能具有重要意義。
參考文獻(xiàn)：
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[關(guān)鍵詞]高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)；主體結(jié)構(gòu)；地基；框支結(jié)構(gòu)
中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）27-0389-01
1.現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析
1.1 起決定性因素的水平荷載是絕對不允許被忽視的，現(xiàn)代的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中：樓面使用荷載和建筑物的自重等因素將在豎構(gòu)件中通常引起與建筑物高度的一次方成正比例而水平荷載對于建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩及其在豎構(gòu)件中引起的軸力，則是與建筑物高度的二次方成正比的一定的軸力與彎矩?cái)?shù)值，所以，豎向荷載基本是定值，而地震作用、風(fēng)荷載等水平荷載的數(shù)值則會隨著建筑結(jié)構(gòu)動力特性的不同，而會出現(xiàn)很大幅度的變化，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，這種情況經(jīng)常出現(xiàn)，這是必須在設(shè)計(jì)工作中進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算與周密分析的原因所在。
1.2 在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，軸向變形也是必須考慮進(jìn)去的，可能會由于數(shù)值較大的豎向荷載，軸向變形可能在柱中引起一定程度的發(fā)生，引起連續(xù)梁中間支座處的明顯減小的負(fù)彎矩值越來越明顯，也會產(chǎn)生影響預(yù)制構(gòu)件下料的長度，設(shè)計(jì)人員要依據(jù)軸向變形的實(shí)際計(jì)算值，合理調(diào)整下料長度，而達(dá)到影響連續(xù)梁彎矩的目的。
1.3 設(shè)計(jì)工作還有一項(xiàng)重要的控制指標(biāo)――側(cè)移，必須將水平荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移控制在一定的限度之內(nèi)，原因是：，側(cè)移在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)成為重要的控制指標(biāo)，特別是伴隨著建筑物高度不斷增加，建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形在相同水平荷載下增大顯著，這是與與多層建筑完全不同的。
1.4 設(shè)計(jì)工作還有一項(xiàng)重要指標(biāo)結(jié)構(gòu)延性，在相同的地震作用下變形相對而言比較大，相比較于小高層、多層建筑而言，層數(shù)較高的建筑結(jié)構(gòu)會相對更加柔軟一些。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須采取相應(yīng)的工藝與技術(shù)措施，以保證建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的延性，這都是為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性變形階段后，依然會具有非常合理的變形能力，避免建筑物倒塌或者發(fā)生別的危險(xiǎn)。
2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程實(shí)例
本論文以某高層住宅建筑工程這個項(xiàng)目為例，需要指出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本流程與注意事項(xiàng)如下：建筑工程這個項(xiàng)目位于某城市的市中心繁華的地段，地上20層，地下1層，建筑總高度達(dá)到78.3m，建筑總面積大約25萬m2。宅建筑工程這個項(xiàng)目建筑結(jié)構(gòu)的長寬比為3.8～7.4，高寬比為5.6～10.1。宅建筑工程這個項(xiàng)目所在地有著平坦的地形，以人工填土為主的表層，土層在垂直與水平方向有著非常穩(wěn)定的分布，一般第四紀(jì)沉積土層的以下部分。宅建筑工程這個項(xiàng)目建筑的結(jié)構(gòu)為二級安全等級，抗震設(shè)防重要性為丙類抗震設(shè)防，基本風(fēng)壓0.45kN/m2，抗震設(shè)防烈度為9度抗震設(shè)防烈度。
2.1 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高層住宅建筑工程這個項(xiàng)目的主體結(jié)構(gòu)采用的是剪力墻現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。其中框架的抗震等級為二級抗震等級，剪力墻的抗震等級為一級抗震等級。高層住宅建筑工程這個項(xiàng)目中部布置剪力墻，形成筒體，并且將其作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，設(shè)置框架柱在筒體周圍合理，這都是結(jié)合建筑物的實(shí)際使用功能。高層住宅建筑工程這個項(xiàng)目在地下室頂板是結(jié)構(gòu)嵌固端，將板厚設(shè)定為180mm，板配筋為雙層、雙向形式的滿布。地上部分的樓層主次梁沿Y向布置，以利于減小主梁的高度，增加使用凈高，層樓板厚為110mm。這是為了充分考慮其承受與傳遞地震作用產(chǎn)生水平力的問題，這是由于本工程受到層高與使用功能的限制。
2.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)人員根據(jù)高層住宅建筑工程這個項(xiàng)目X向基礎(chǔ)梁的尺寸為900×1800，Y向基礎(chǔ)梁的尺寸為1000×2000或1800×2000，這是由于所在地的地質(zhì)勘探及地基承載力的實(shí)際計(jì)算結(jié)果所決定的。高層住宅建筑工程這個項(xiàng)目由于受到筒體內(nèi)電梯基坑、集水井局部下沉的影響，因此最終決定采用梁板式筏形為基礎(chǔ)，筒體四周的板厚為1.5m，剩下部位為1.0m板厚，所以，非常有可能導(dǎo)致導(dǎo)致主梁難以正常貫通，筒體部位的豎向荷載也相對較大。高層住宅建筑工程這個項(xiàng)目計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)過程中，要特別重視各類技術(shù)資料與數(shù)據(jù)的收集和整理，進(jìn)行計(jì)算時(shí)采用彈性地基梁板基礎(chǔ)軟件，真實(shí)性與可靠性是能夠確保計(jì)算結(jié)果的。
2.3 框支層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.1 框支層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高層住宅建筑工程這個項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了有效改善混凝土的受壓性能，增大結(jié)構(gòu)延性，在設(shè)計(jì)工作中合理控制墻肢軸壓比，其比例應(yīng)控制在0.5以內(nèi)。核心筒落地剪力墻的厚度為40cm，核心筒以外，建筑四角分別布置L型剪力墻，厚度為70-90cm之間。底部加強(qiáng)區(qū)域的剪力墻設(shè)計(jì)中，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范與技術(shù)要求設(shè)置相應(yīng)的約束邊緣構(gòu)件，其縱筋配筋率應(yīng)控制在≥1.2%，體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時(shí)，在本工程長厚比
2.3.2 框支柱設(shè)計(jì)
高層住宅建筑工程這個項(xiàng)目框支柱的抗震等級為二級，在本工程框支柱的剪力設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)值按照柱實(shí)配縱筋進(jìn)行計(jì)算，還要剪壓比應(yīng)控制在0.15以內(nèi)，乘以放大系數(shù)1.1。柱內(nèi)縱向鋼筋的配筋率應(yīng)
2.3.3 箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)
高層住宅建筑工程這個項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，箱形轉(zhuǎn)換層的箱體的上下層板厚均為25cm，總高度為245cm。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，采用專業(yè)的ANSYS有限元軟件對箱體上下層板的內(nèi)力進(jìn)行分析與計(jì)算。在不同的荷載工況條件下，在箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)中，樓板裂縫≤0.2mm，實(shí)配雙層、雙向通長鋼筋。箱體上層板的最大壓應(yīng)力控制在1.2MPa以內(nèi)，箱體下層板的最大拉應(yīng)力應(yīng)控制在2.0MPa以內(nèi)。
3.結(jié)語
由上述可以得出，對于設(shè)計(jì)中常見的效率與質(zhì)量的問題要引起特別的重視，必須綜合考慮各種影響因素與條件在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的影響與作用。應(yīng)及時(shí)引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法在設(shè)計(jì)過程之中，從而使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中更多的應(yīng)用新工藝、新技術(shù)和新材料，從而達(dá)到有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體品質(zhì)的目的，這樣也會有利于項(xiàng)目建設(shè)工作的順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：建筑方案設(shè)計(jì)；抗震；作用分析
中圖分類號： TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
1、建筑方案設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的幾個主要設(shè)計(jì)問題分析
1.1 建筑體型設(shè)計(jì)問題
建筑體型包括建筑的平面形狀和立體的空間形狀的設(shè)計(jì)。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，例如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過多伸懸、不對稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。海城地震和唐山地震中有不少這樣的震例。而平面形狀簡單規(guī)則的建筑（包括單
層和多層建筑）在地震中都未出現(xiàn)較重的破壞；有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜ss和不規(guī)則，例如相鄰單元的高差過大、出屋面建筑部分的高度過高、有的建筑裝飾懸伸過大過高，這些沿高度形狀上的變化，在地震時(shí)都會造成震害，特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。在歷次地震中工業(yè)與民用建筑都有此類震例。
所以，在建筑體型的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能的使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說，都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體形，盡可能少做不對稱的側(cè)翼和過長的伸翼，在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度
比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體形不對稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對稱而引起建筑物在地震時(shí)發(fā)生對抗震極不利的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。在建筑方案設(shè)計(jì)中，特別是高層建筑的建筑方案設(shè)計(jì)中，為了建筑立面美觀和藝術(shù)上創(chuàng)意，復(fù)雜的建筑體型是難以避免的，但是，在設(shè)計(jì)時(shí)一定要把建筑藝術(shù)、建筑使用功能同結(jié)構(gòu)抗震安全很好的地結(jié)合起來。
1.2 建筑平面布置設(shè)計(jì)問題
建筑物的平面布置在建筑方案設(shè)計(jì)中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離，內(nèi)墻的布置，空間活動面積的大小，通道和樓梯的位置，電梯井的布置，房間的數(shù)量和布置等等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來；而且，由于建筑使用功能
的不同，每個樓層的布置有可能差異很大。因此，這就帶來一個建筑平面布置的多樣化如何同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)抗震要求的問題。一個比較突出的問題是，建筑平面上的墻體（包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強(qiáng)度和剛度的非承重內(nèi)隔墻）布置不對稱；墻體與柱的分布不對稱，不
協(xié)調(diào)；造成建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量與剛度在平面上分布的不對稱，不協(xié)調(diào)；使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對抗震很不利。根據(jù)抗震設(shè)計(jì)審查結(jié)果統(tǒng)計(jì)，有的城市在建筑平面布置上不合理的達(dá)17%，在墻體設(shè)置上不符合抗震要求的達(dá)24%。
1.3 地展力問題
在高層建筑方案設(shè)計(jì)中，除了考慮垂直荷載和水平荷載外，還要考慮地展力。往往由水平地震力產(chǎn)生的內(nèi)力，成為設(shè)計(jì)控制的主要因素。高層建筑的結(jié)構(gòu)體系有多種，當(dāng)?shù)卣鹆叶鹊陀?度時(shí)，只要建筑物體型合理。垂直剛度均勻，九層以下的高層建筑，仍可采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。然而，由于高層建筑結(jié)構(gòu)體系自身的柔性較大。加上設(shè)計(jì)師在建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)因商業(yè)要求，無法建筑結(jié)構(gòu)上進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，從而引起建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，造成這類建筑抗震性能先天不足，加上臨街一面底層抗震墻設(shè)簧減少，引起底層的側(cè)移剛度比縱橫墻較多的第二層要小，這種結(jié)構(gòu)的建筑物其地震傾覆力矩主要由鋼筋砼框架柱承擔(dān)，使得底層鋼筋砼框架柱的承載能力大為降低，當(dāng)?shù)卣饡r(shí)，因?yàn)橄氯嵘蟿偅瑥亩＜罢ㄖ陌踩Ｈ绾尾拍芸朔@些閑難就是建筑方案設(shè)計(jì)者所面臨問題。
1.4 缺乏理論指導(dǎo)和經(jīng)驗(yàn)
建筑抗震設(shè)計(jì)中缺乏科學(xué)規(guī)范的理論指導(dǎo)，缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累；我國對地質(zhì)地震的認(rèn)識尚不夠完善，對地震的成因，預(yù)測，防治研究不夠深入，地震防治規(guī)范不夠科學(xué)。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)候，缺乏一定的科學(xué)依據(jù)，或依據(jù)的是不完善的理論。因此，難以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中完美融合防震設(shè)計(jì)理念。設(shè)計(jì)中，沒有能夠深入研究地震對建筑結(jié)構(gòu)破壞的層次和順序，難以做到重視主體的設(shè)計(jì)而兼顧細(xì)節(jié)問題。沒有能根據(jù)實(shí)際情況靈活變通的運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
2、建筑方案設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)的關(guān)系分析
建筑方案設(shè)計(jì)對建筑抗震起重要的基礎(chǔ)作用。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難以對建筑方案設(shè)計(jì)有很大的改動，建筑方案設(shè)計(jì)已經(jīng)初步形成了，建筑結(jié)構(gòu)就必須按照原則服從建筑方案設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)師在建筑方案能夠全面的考慮到抗震設(shè)計(jì)的要求，那么結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員按照建筑方案
對結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行科學(xué)、合理的布置，保證建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量與結(jié)構(gòu)剛度均勻分布，結(jié)構(gòu)受力和結(jié)構(gòu)變形共同協(xié)調(diào)，提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能和抗震承載能力；如果建筑方案沒有考慮到抗震的要求，直接給結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)帶來更大的難題，建筑布局設(shè)計(jì)限制結(jié)構(gòu)抗震布局設(shè)計(jì)。為了進(jìn)
一步提高結(jié)構(gòu)部件抗震承載能力，就必須增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面面積，這樣又會造成很多不必要的浪費(fèi)。所以，在建筑抗震設(shè)計(jì)的過程中建筑單位要對建筑體型設(shè)計(jì)、建筑平面布置設(shè)計(jì)、屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)等問題加以關(guān)注。
3、在建筑方案設(shè)計(jì)中考慮抗震問題的作用
3.1 體型設(shè)計(jì)中能夠避免質(zhì)量和剛度分布不均
建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計(jì)。平面形狀簡單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞，有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時(shí)都會造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則：在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡可能少做不對稱的側(cè)翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。
3.2 屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)作用
屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)人員常被人們忽視，這是因?yàn)槲蓓敳⒉皇墙Y(jié)構(gòu)承重的重要部分。所以人們并不重視這一方面的設(shè)計(jì)。事實(shí)上恰恰相反。屋頂建筑是建筑方案設(shè)計(jì)的非常重要的一部分，根據(jù)現(xiàn)在一些地震的破壞來看。屋頂建筑是地震破壞最嚴(yán)重的地方之一。在這一部
分的設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量降低屋頂建筑的高度，在材質(zhì)上選擇用高強(qiáng)輕質(zhì)的建筑材料和輕型的建筑造型，保證屋頂建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度的均勻分布，這樣就能保證地震作用沿結(jié)構(gòu)方向的均勻傳遞。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中，要注意屋頂建筑與整體建筑的重心應(yīng)該保持一致，這樣能
夠顯著提高屋頂建筑的抗震穩(wěn)定性。減少地震過程中扭轉(zhuǎn)、變形等情況對建筑物自身的破壞。
結(jié)語:
總之，建筑方案設(shè)計(jì)在建筑的抗震設(shè)計(jì)中非常重要，二者之間有著非常密切的關(guān)系。因此，對于建筑方案的抗震設(shè)計(jì)，我們要有足夠的重視并且使其能夠發(fā)揮它的作用。從而保證建筑的抗震能力，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
參考文獻(xiàn)：
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摘要:建筑結(jié)構(gòu)的造價(jià)在建筑工程中占有較大的比例，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用可以產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。建筑設(shè)計(jì)部門和設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守“經(jīng)濟(jì)、適用、合理”的設(shè)計(jì)原則，精心設(shè)計(jì)，應(yīng)用現(xiàn)代化科技手段，選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)降低建筑工程造價(jià)并取得最大經(jīng)濟(jì)效益的目的。
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用及實(shí)踐價(jià)值
1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和技術(shù)的應(yīng)用具體體現(xiàn)在房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)兩方面。其中房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)包括:基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。對以上幾個方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)還包含選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容，并應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范和使用要求的前提下，結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，圍繞其綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的實(shí)踐價(jià)值筆者認(rèn)為，在滿足建筑結(jié)構(gòu)長遠(yuǎn)效益的前提下，應(yīng)盡量減少建筑結(jié)構(gòu)的近期投資并提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠度和合理性。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，采用設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)可以使建筑工程造價(jià)降低5%～30%。優(yōu)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，可以最合理的利用材料的性能，使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元得到最好的協(xié)調(diào)，并具有建筑規(guī)范所規(guī)定的安全度。同時(shí)，它還可為建筑整體性方案設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的決策，優(yōu)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的“適用、安全和經(jīng)濟(jì)”目標(biāo)的有效途徑。
2民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系
2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與用地的關(guān)系多層或高層住宅建筑中，總建筑面積是各層建筑面積的總和，層數(shù)越多，單位建筑面積所分?jǐn)偟姆课菡嫉孛娣e就越少。但隨著建筑層數(shù)的增加，房屋的總高度也增加，房屋之間的間距也必須增大。因此，用地的節(jié)約量并不隨建筑層數(shù)的增加而按同一比例遞增。
2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與造價(jià)的關(guān)系建筑層數(shù)對單位建筑面積造價(jià)有直接影響，但影響程度對各分部結(jié)構(gòu)卻是不同的。屋蓋部分，不管層數(shù)多少，都共用一個屋蓋，并不因?qū)訑?shù)增加而使屋蓋的投資增加。因此，屋蓋部分的單位面積造價(jià)隨層數(shù)增加而明顯下降。基礎(chǔ)部分，各層共用基礎(chǔ)，隨著層數(shù)增加，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載加大，必須加大基礎(chǔ)的承載力，雖然基礎(chǔ)部分的單位面積造價(jià)隨層數(shù)增加而有所降低，但不如屋蓋那樣顯著。承重結(jié)構(gòu)，如墻、柱、梁等，隨層數(shù)增加而要增強(qiáng)承載能力和抗震能力，這些分部結(jié)構(gòu)的單位建筑造價(jià)將有所提高。
2.3 高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系住宅的層高直接影響住宅的造價(jià)，因?yàn)閷痈咴黾樱瑝w面積和柱體積增加，并增加結(jié)構(gòu)的自重，會增加基礎(chǔ)和柱的承載力，并使水衛(wèi)和電氣的管線加長。降低層高，可節(jié)省材料、節(jié)約能源，有利于抗震，節(jié)省造價(jià)。同時(shí)，除降低層高可以減少住宅建筑總高度，縮小建筑之間的日照距離，所以降低層高能也取得節(jié)約用地的效果。
在相同建筑面積時(shí)，住宅建筑平面形狀不同，住宅的外墻周長系數(shù)也不相同。顯然平面形狀越接近方形或圓形，外墻周長系數(shù)越小，外墻砌體、基礎(chǔ)、內(nèi)外表面裝修等也隨之減少，并且受力性能好，造價(jià)會降低。考慮到住宅的使用功能和方便性，通常單體住宅建筑的平面形狀多為矩形。
3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
3.1 直覺優(yōu)化(概念設(shè)計(jì)優(yōu)化)技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于同一建筑方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì);確定了結(jié)構(gòu)布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法;分析過程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值也不是惟一的:建筑物細(xì)部的處理更是不盡相同，這些問題是計(jì)算機(jī)無法完全解決的，都需要設(shè)計(jì)人員自己作出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，這便是前面所說的概念設(shè)計(jì)。因此，概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對多種備選方案進(jìn)行選擇的過程中。
3.2 概念設(shè)計(jì)處理的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)問題概念設(shè)計(jì)所要處理的問題多種多樣。但可以肯定的是希望通過概念設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)能在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或?qū)⑵茐某潭冉抵磷畹汀Ｒ虼耍治鋈绾螒?yīng)付建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，建筑設(shè)計(jì)過程中就應(yīng)該未雨綢繆，從計(jì)算及構(gòu)造等各個方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法則應(yīng)盡量避免。剛度均勻、對稱是減小地震在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不利影響的重要手段;延性設(shè)計(jì)則能有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生脆性破壞;多道設(shè)防思想能使建筑在特大地震作用下次要的構(gòu)件先破壞，消耗一部分地震能量。這些抗震設(shè)防思想在整個設(shè)計(jì)過程中都應(yīng)該作為概念設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)思想。
4結(jié)語
建筑是凝固的藝術(shù)，建筑師總是希望通過建筑物表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖，力求藝術(shù)性和實(shí)用性的完美結(jié)合。結(jié)構(gòu)師在保證安全性的前提下，當(dāng)然應(yīng)該敢于挑戰(zhàn)新的結(jié)構(gòu)形式，使建筑師的意圖得以實(shí)現(xiàn)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，在基本滿足建筑師設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上，平面布置應(yīng)盡量規(guī)則，對稱，盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異;使建筑物在水平荷載作用下不致產(chǎn)生太大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。豎向布置上，在滿足功能要求的前提下，盡量使豎向承重構(gòu)件上下貫通;能不使用轉(zhuǎn)換層的就應(yīng)避免使用，以減小結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)上的困難，另外也不經(jīng)濟(jì)，還容易造成應(yīng)力集中;豎向剛度最好不要突變，而要漸變，否則突變處在水平荷載作用下會出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這對結(jié)構(gòu)抵抗水平動力荷載是十分不利的。
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【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題
高層建筑是社會生產(chǎn)的發(fā)展和人類物質(zhì)生活需要的產(chǎn)物，是現(xiàn)代社會工業(yè)化、商業(yè)化和城市化的必然結(jié)果。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展則為高層建筑的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程錯綜復(fù)雜我們應(yīng)以遵循安全、適用和合理的原則，及合理的設(shè)計(jì)為前提，進(jìn)行全面考慮，把問題減小至最低或消除，以使建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)作用和社會效益、戰(zhàn)備效益，最后達(dá)成設(shè)計(jì)要求。
一、地下室的抗裂問題
地下室的抗裂措施由于地下室的混凝土體量較大，而有些地下室長度超過了結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距，混凝土的干縮和施工期間的水泥水化熱將會導(dǎo)致墻體及樓板的裂縫。設(shè)計(jì)過程中一般可采用以下措施：
（1）設(shè)置施工后澆帶后澆帶作為混凝土早期釋放約束力的措施已得到廣泛應(yīng)用。
（2）采用補(bǔ)償收縮混凝土在混凝土中摻入U(xiǎn)EA等微膨脹劑，以混凝土的膨脹值抵消其收縮值，從而達(dá)到控制裂縫的目的。
（3）提高構(gòu)件的抗拉性能增加外墻水平分布鋼筋的配筋率，減小鋼筋間距。
二、地下室外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題
地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重中之重是地下室外墻的設(shè)置，設(shè)計(jì)時(shí)以下幾個問題需特別注意。①靜止土壓力系數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)確定靜止土壓力，當(dāng)無法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，粘性土可取 0.5～0.7，砂土可取0.34～0.45。②荷載。地下室外墻的荷載包括兩部分，一部分是水平荷載；一部分是豎向荷載。水平荷載一般是效靜荷載主要包括：側(cè)向土壓力、地面荷載和人防等。豎向荷載則由地下室本身的重量及樓層的傳重。在實(shí)際應(yīng)用中，豎向載荷和風(fēng)載荷以及地震產(chǎn)生的力是難以控制的。墻體配筋則是由垂直于墻面的水平載荷形成的彎矩決定的，并且豎向載荷的壓彎作用一般不予考慮。③地下室外墻的配筋計(jì)算。實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，在帶扶壁柱的外墻配筋計(jì)算方法是按雙向板計(jì)算配筋，而不是根據(jù)扶壁柱的尺寸大小來計(jì)算。
而扶壁柱不是按外墻雙向板傳遞荷載算其配筋，而是根據(jù)地下室結(jié)構(gòu)的整體電算分析結(jié)果來配筋。這樣設(shè)計(jì)會使外墻豎向受力筋配筋偏少、扶壁柱配筋不足，而外墻的水平分布筋過多。在計(jì)算地下室外墻的配筋時(shí)，除了垂直于外墻方向部分有鋼筋混凝土的，內(nèi)隔墻之間有相連的外墻板塊或者扶壁柱橫截面積較大的外墻板塊需要用雙向板計(jì)算之外，其他形式的外墻通常都按豎向單向板計(jì)算配筋。豎向載荷小的外墻扶壁柱，無論是外墻轉(zhuǎn)角處還是內(nèi)外側(cè)的主筋部分都需做適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)。扶壁墻的截面積的大小則是界定外墻水平分布筋的依據(jù)。在計(jì)算地下室外墻時(shí)底部支座應(yīng)固定，并且它的厚度要和配筋量匹配。側(cè)壁的抗彎能力比底板的大，而彎矩則和底板相等。
三、混凝土澆注問題
墻板混凝土澆注一般采用趕漿法，混凝土的流向是不可控制的，可能在這里施工時(shí)，混凝土已經(jīng)流到十幾米之遠(yuǎn)，特別是頂板和墻板同時(shí)澆注，此現(xiàn)象更為嚴(yán)重，等澆注到那兒，可能已經(jīng)初凝已過；還有頂板和墻板一起澆注，必須先澆注墻板，等墻板混凝土全部完成后，再進(jìn)行頂板澆注，應(yīng)該沒有多大的問題。
澆筑混凝土應(yīng)合理安排施工計(jì)劃及工序，合理留置施工縫，澆搗混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)必須間隙時(shí)應(yīng)縮短時(shí)間，并應(yīng)在前層混凝土凝結(jié)前將上層混凝土澆搗完畢。混凝土運(yùn)輸、澆筑和間歇允許時(shí)間如下：混凝土強(qiáng)度等級
另外，混凝土一次下料不能過厚、不均勻、不對稱。混凝土下料不均勻、不對稱，影響混凝土的振搗順序，尤其是混凝土墻板的門洞口處，如果下料不對稱，混凝土的側(cè)壓力不均勻，容易將內(nèi)模擠壓偏位，同時(shí)混凝土一次下料過多，澆筑層過厚，振搗作用長度、半徑不夠，混凝土容易漏振、不密實(shí)，產(chǎn)生蜂窩、孔洞。
四、 地下室抗震設(shè)計(jì)問題
高層建筑的抗震性能好壞與否與地下室的設(shè)計(jì)關(guān)系重大。提高高層建筑的抗震要求，地下室與地上部分的筑墻必須相一致。而且地下室的埋深也有要求，地下室的埋深要大于地上部分的高度時(shí)，其層數(shù)可不予考慮，這時(shí)算高度時(shí)才可從上部地面開始算。為了提高抗震性能，頂板必須要求可作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。若地下室頂板為無梁樓蓋和頂板內(nèi)外板標(biāo)高超過梁高變化引起錯層這兩種情況時(shí)，必須進(jìn)行一定的處理使其能夠作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。
五、抗浮、抗?jié)B及控制問題
地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中尤其需注意只有地下室部分和地面上樓層較少時(shí)的抗浮計(jì)算，采用樁基時(shí)需計(jì)算樁的抗拔承載力。根據(jù)《荷載規(guī)范》相關(guān)規(guī)定計(jì)算強(qiáng)度和計(jì)算抗浮是荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值是不一樣的，計(jì)算強(qiáng)度時(shí)取1.0，計(jì)算抗浮時(shí)去0.9。地下室抗浮設(shè)計(jì)影響的因素很多，主要依據(jù)是地下水位及其變幅，并且實(shí)際設(shè)計(jì)中往往只考慮其極限狀態(tài)，而施工過程中出現(xiàn)抗浮不夠?qū)е戮植科茐模菍κ┕み^程及洪水期不夠重視引起的。
對于那些地下空間很大的高層建筑而言，塔樓部分的抗浮一般不會有問題，出問題的往往是其裙房和純地下室部分。針對這種情況，通常有以下解決措施：①確定科學(xué)合理的抗浮設(shè)防水位；②通過某些方法間接降低抗浮設(shè)防水位，如盡量提高基坑坑底的實(shí)際標(biāo)高；③設(shè)置一些抗浮樁；④盡可能增加地下室的本身的重量。
地下室設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，除了滿足受力要求外，抗?jié)B技術(shù)也是一個非常重要的要點(diǎn)，如若設(shè)置不當(dāng)，可能造成地下室成。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不是致密的往往外有裂縫，抗?jié)B效果不是很理想，要想完成抗?jié)B的目的，通常還需采取以下措施：①設(shè)置膨脹帶。混凝土中本身具有膨脹劑，但其早期變形收縮僅靠其本身的膨脹劑變形不能達(dá)到理想效果，通常大于60m時(shí)就需設(shè)置一定長度的膨脹帶來補(bǔ)償，才可達(dá)到混凝土的無縫施工；②加強(qiáng)鋼筋混凝土的抗拉能力。在澆筑混凝土?xí)r要使用抗變形的鋼筋。由于側(cè)壁受底板和頂板約束，上下部所承受的力不一樣，使得混凝土上下膨脹收縮不一致，為了抵消這部分差異，要在側(cè)壁增加水平溫度筋強(qiáng)化混凝土面層，或者墻的中央設(shè)置一道暗梁增加其抗拉能力。除了這些措施之外，對混凝土的養(yǎng)護(hù)也格外重要；③設(shè)置后澆帶。混凝土早期膨脹收縮時(shí)需釋放約束力，后澆帶技術(shù)很好的解決了這個問題。同時(shí)后澆帶技術(shù)也已經(jīng)可以很好的解決長久性的變形縫，并且已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
六、結(jié)語
總之，建筑地下室的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專業(yè)性極強(qiáng)的工作，涉及到的工序和領(lǐng)域較多，具有復(fù)雜性。因此，設(shè)計(jì)要堅(jiān)持在滿足基本功能的基礎(chǔ)上，做到安全穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)合理。既可以滿足高層建筑地基深埋的要求，也可以防止地下室的滲漏，有助于地下室功能的更好發(fā)揮。
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關(guān)鍵詞：房屋建筑；鋼筋混凝土；框架結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)措施
Abstract: according to the author in recent years practice, the housing the advantages of the reinforced concrete frame mainly reflects in: flexible space space, it is light weight, saving material, etc. The article to the housing construction steel reinforced concrete frame structure characteristics, the scope of application, this paper expounds the design principle, the combination of case and discuss the specific construction measures.
Keywords: housing construction; Reinforced concrete; Frame structure; Measures designed
中圖分類號：TU375文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
0. 概 述
框架結(jié)構(gòu)又統(tǒng)稱為構(gòu)架式結(jié)構(gòu)。目前，房屋的框架按跨數(shù)分有單跨、多跨；按層數(shù)可以分有單層、多層；按立面構(gòu)成可以分有對稱、不對稱；按所用材料分有鋼框架、混凝土框架、膠合木結(jié)構(gòu)框架或鋼與鋼筋混凝土混合框架等。其中最常用的是鋼筋混凝土框架，它包括現(xiàn)澆整體式、裝配式、裝配整體式等。其中這里面的裝配式、裝配整體式混凝土框架和鋼框架適合大規(guī)模工業(yè)化施工，效率較高，工程質(zhì)量較好，其余的適合房屋建筑使用。
1. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
根據(jù)筆者近年來實(shí)踐來看，房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：空間分隔靈活，它自重輕，節(jié)省材料；具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點(diǎn)，利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu)；框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化，便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu)，以縮短施工工期；采用現(xiàn)澆混凝土框架時(shí)，結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好，設(shè)計(jì)處理好也能達(dá)到較好的抗震效果，而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。
2. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍
根據(jù)現(xiàn)在建筑的使用性質(zhì)來看，房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)廣泛用于住宅、學(xué)校、辦公樓等地方，也有根據(jù)需要對混凝土梁或板施加預(yù)應(yīng)力，以適用于較大的跨度；框架鋼結(jié)構(gòu)常用于大跨度的公共建筑、多層工業(yè)廠房和一些特殊用途的建筑物中，如劇場、商場、體育館等。但總體來說，現(xiàn)在施工框架結(jié)構(gòu)種類比較多，在選擇起來應(yīng)靈活多變。
3.房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則一般地，房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一定的原則，這樣方能確保房屋的建筑質(zhì)量。
3.1遵循有抗震性能的原則。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對框架結(jié)構(gòu)來說有足夠的承載能力和變形能力是兩個同時(shí)需要滿足的條件。不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，還要求其有適當(dāng)?shù)膭偠取７课萁ㄖY(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān)，過大的側(cè)向變形會使隔墻、維護(hù)墻及其飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞。結(jié)構(gòu)分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計(jì)算出各結(jié)構(gòu)體系層間位移角，剪力墻結(jié)構(gòu)小于框剪結(jié)構(gòu)，但均小于規(guī)范要求，且富裕量較大，說明兩種結(jié)構(gòu)體系滿足剛度要求。
3.2遵循經(jīng)濟(jì)性原則。 在房屋建筑結(jié)構(gòu)體系中，在保障節(jié)約資金的情況下確保工程質(zhì)量是關(guān)鍵。根據(jù)筆者工作實(shí)踐，通過對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)、大開間剪力墻結(jié)構(gòu)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)直接費(fèi)的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)單位面積直接費(fèi)相差不是很多，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)最大，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)最小，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)高出12.5%，比大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)高出7.3%，大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費(fèi)高出4.9%。
4. 房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個復(fù)雜多變的過程，筆者在此建議在設(shè)計(jì)中要注意以下幾方面：
4.1抗震設(shè)計(jì)問題。房屋在抗震設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般不要采用單跨框架。如果不可避免的話，建議可設(shè)計(jì)為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，多層建筑也可僅在單跨方向設(shè)置剪力墻。但是，后者框架結(jié)構(gòu)部分的抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)選用，而剪力墻部分的抗震等級應(yīng)按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)選用。
4.2框架結(jié)構(gòu)選擇。在目前的小高層結(jié)構(gòu)體系里比較適合采用框架結(jié)構(gòu)，筆者建議首先盡可能將過于狹長的結(jié)構(gòu)用伸縮縫脫開。如果建筑專業(yè)不允許，可通過加大端部開間的抗側(cè)剛度達(dá)到限制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的目的。具體可將邊框架的角柱斷面增大，加大框架梁的高度，如條件允許，中間增加框架住，既增加框架的跨數(shù)。這些方法可以顯著增加結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。
5.房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施
根據(jù)筆者實(shí)踐，結(jié)合案例來簡單闡述下這方面的措施。某小區(qū)工程為6-8層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，按8度抗震設(shè)防，場地土類別為Ⅲ類，各建筑單體設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為70年，建筑安全等級為2級，建筑抗震類別為丙類。根據(jù)有關(guān)要求，柱混凝土強(qiáng)度等級:一～三層為C25,三層以上為C20;樓面為C20,屋面板、為C25密實(shí)性混凝土。
5.1計(jì)算分析。根據(jù)工程建筑要求，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性三個基本指標(biāo)。我們一般采用彈性設(shè)計(jì)方法，即在正常使用情況下，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于彈性受力狀態(tài)中，結(jié)構(gòu)具有較大的剛度，這一點(diǎn)施工人員要做好這方面的計(jì)算分析。
5.2防雷主要措施。我們可以采取該工程住宅屋面采用φ12鍍鋅圓做避雷帶，組成不大于20m×20m的網(wǎng)格。所有突出屋面的金屬構(gòu)件均應(yīng)與避雷帶可靠焊接。
這其中引下線利用柱內(nèi)的兩根直徑大于φ16的對角主筋通長焊接作為避雷引下線，上端與避雷帶連接，下端與地梁兩根主筋焊接。
5.3梁、柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。我們在房屋設(shè)計(jì)梁柱節(jié)點(diǎn)時(shí)，通常出現(xiàn)多根梁交叉在一起的現(xiàn)象，主次梁的負(fù)彎矩鋼筋多層也會疊加在一起，這樣會對梁截面截面造成較大的影響。這也是房屋在建時(shí)它的成本很難控制的一方面。在此，筆者建議可采取降低次梁底面的標(biāo)高和降低主梁底面標(biāo)高的有關(guān)措施來加以控制。
5.4變形的分析。一旦結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了過度變形，就會產(chǎn)生對之相對應(yīng)的裂縫。一般來說，結(jié)構(gòu)的過度變形是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足或者剛度不足的標(biāo)志，它并沒有直接反映出結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形的因素有跨度、截面的尺寸、支座的形式、材料的質(zhì)量和荷載等，結(jié)構(gòu)變形是鑒定房屋安全的重要內(nèi)容。所以在進(jìn)行房屋安全鑒定時(shí)，需要對房屋的綜合情況進(jìn)行考慮。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：高層建筑，工程，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，功能俱全的高層建筑越來越多。規(guī)范用于控制高層建筑整體性的設(shè)計(jì)指標(biāo)主要有：周期比、位移比、剛重比、剛度比、層間受剪承載力之比、軸壓比以及剪重比等。當(dāng)然，建筑結(jié)構(gòu)模式的變化并非一日之功，是需要有一個演變過程的，而且在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，還會多種模式共存。
1.高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的模式演變
1.1內(nèi)核的形成
高層建筑與其它建筑之間的最大區(qū)別，就在于它有一個垂直交通和管道設(shè)備集中在一起的、在結(jié)構(gòu)體系中又起著重要作用的“核'（Core）。而這個“核”也恰恰在形態(tài)構(gòu)成上舉足輕重，決定著高層建筑的空間構(gòu)成模式。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。隨著高層建筑建設(shè)的發(fā)展、高度的增加和技術(shù)的進(jìn)步，在高層建筑的設(shè)計(jì)過程中，逐漸演化出了中央核心筒式的“內(nèi)核”空間構(gòu)成模式，這是各專業(yè)共同探索優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果。在建筑處理上，為了爭取盡量寬敞的使用空間，希望將電梯、樓梯、設(shè)備用房及衛(wèi)生間、茶水間等服務(wù)用房向平面的中央集中，使功能空間占據(jù)最佳的采光位置，力求視線良好、交通便捷。在結(jié)構(gòu)方面，隨著筒體結(jié)構(gòu)概念的出現(xiàn)、建筑高度的增加，也希望能有一個剛度更強(qiáng)的筒來承受剪力和扭矩，而這些恰好與建筑師的要求不謀而合。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。在建筑的中央部分，有意識地利用那些功能較為固定的服務(wù)用房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，形成中央核心筒，而筒體處于幾何位置中心，還可以使建筑的質(zhì)量重心、剛度中心和形體中心三心重合，更加有利于結(jié)構(gòu)受力和抗震。
1.2核的分散與分離
然而，隨著時(shí)代的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，人們對建筑需求的變化和設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)的不同，以中央核心筒為主流的高層建筑“內(nèi)核”空何構(gòu)成模式開始受到了挑戰(zhàn)。對于結(jié)構(gòu)專業(yè)來說，加強(qiáng)建筑周邊的剛度也會有效地抵抗地震對高層建筑的破壞，所以如果將垂直交通和設(shè)備用房等分散地布置在建筑周邊，則無疑也會對結(jié)構(gòu)抗震有利。同時(shí)，這種分散的多個外核的空間構(gòu)成模式，也正好適用于新興的巨型框架結(jié)構(gòu)（Super Frame），使這種結(jié)構(gòu)體系中的巨型支撐柱具有了使用功能。而從建筑設(shè)計(jì)的角度來看，核的移動，垂直交通、服務(wù)性房間和管道井分散到建筑的周邊，對于高層建筑的空間構(gòu)成模式和立面造型上的變化也是極具革命性的。它不但適應(yīng)了其它專業(yè)的需求，而且還有利于避難疏散、創(chuàng)造更大的使用空間和使高層建筑的底部獲得解放。
1.3中庭空間的出現(xiàn)
70年代前后設(shè)計(jì)的建筑中都加入了一個十分華麗、氣氛熱烈的大中庭。這種中庭既起著整合空間流線的作用，又是人們休閑交往的場所，中庭中還設(shè)置噴泉疊水、種植各種植物，可創(chuàng)造出一種激動人心的歡快氛圍。所以它一出現(xiàn)便深受人們的喜愛，并很快風(fēng)靡全球。80 年代以后，中庭空間開始應(yīng)用于高層辦公建筑。受高層旅館的影響，一些辦公大樓為了追求氣派和空間變化，便在入口處附設(shè)一個中庭。而隨著人們環(huán)境觀念的增強(qiáng)，以及各國政府對由于在辦公樓內(nèi)長時(shí)間從事VDT操作所引發(fā)的情緒緊張、視覺疲勞和心理上的孤獨(dú)感等“辦公室綜合癥”的關(guān)注，高層辦公建筑內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)也越來越為人們所重視。提供自然化的休息空間和改善封閉的室內(nèi)環(huán)境，成為高層辦公樓設(shè)計(jì)必須解決的重要問題。于是，在高層辦公建筑中插入一個或在不同區(qū)域插入數(shù)個封閉或開敞的中庭的設(shè)計(jì)手法開始出現(xiàn)。
1.4底部空間的變化
早期的高層建筑多直接面對街道，從街道進(jìn)入門廳，再由門廳進(jìn)入電梯廳，乘座電梯至各樓層，這是高層建筑中最為普遍的空間流線組織方式。建筑空間與城市空間之間缺乏過渡，沒有“中間領(lǐng)域”的概念，在人流集散的高峰期，對城市交通環(huán)境的影響也較大。盡管許多高層建筑都在門廳的藝術(shù)處理上頗費(fèi)心機(jī)，設(shè)計(jì)得非常富麗壯觀，但是由于空間組織方面的缺陷，門廳內(nèi)往往留不住人，形不成公共活動空間，而入口處也常出現(xiàn)人流擁塞的現(xiàn)象。為了解決人流集散和城市交通與建筑內(nèi)部交通相銜接的問題，現(xiàn)在的高層建筑常常采用多個出入口和立體化組織交通流線的方法。通過首層、地下層和地上的架空廊道與不同層面的城市交通網(wǎng)絡(luò)相連接，以達(dá)到通暢便捷和步行、車行的互不干擾。總而言之，當(dāng)今高層建筑的底部空間設(shè)計(jì)，已從單純考慮建筑與周圍環(huán)境之間的關(guān)系，發(fā)展到進(jìn)行整體的城市空間設(shè)計(jì)，其交通組織和公共活動領(lǐng)域的創(chuàng)造也日趨立體化、開放化。
2.高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則
2.1選擇合適的基礎(chǔ)方案
基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件，上部結(jié)構(gòu)類型及荷載分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案。設(shè)計(jì)時(shí)宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告，對一些缺少詳細(xì)地質(zhì)報(bào)告的小型建筑也應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場查看和參考鄰近建筑資料。一般情況下，同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用兩種不同的基礎(chǔ)類型。
2.2合理選擇結(jié)構(gòu)方案
一個成功的設(shè)計(jì)必須選擇一個經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，即要選擇一個切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確，傳力簡捷，同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系，地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向布置規(guī)則。總之，必須對工程的設(shè)計(jì)要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析，并與建筑、水、暖、電等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型，確定結(jié)構(gòu)方案，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)選用。
2.3選用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖
結(jié)構(gòu)計(jì)算是在計(jì)算簡圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，計(jì)算簡圖選用不當(dāng)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故屢有發(fā)生，因此選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計(jì)算簡圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的剛結(jié)或鉸結(jié)點(diǎn)，但與計(jì)算簡圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。
2.4正確分析計(jì)算結(jié)果
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，但由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)對程序的適用范圍、技術(shù)條件等全面了解。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，由于程序與結(jié)構(gòu)某處實(shí)際情況不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷均會導(dǎo)致錯誤的計(jì)算結(jié)果，因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析，慎重校核，做出合理判斷。設(shè)計(jì)師的知識、經(jīng)驗(yàn)的積累是不可缺少的。
2.5采取相應(yīng)的構(gòu)造措施
始終牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉原則”；注意構(gòu)件的延性性能；加強(qiáng)薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的直線段錨固長度；考慮溫度應(yīng)力的影響。除此之外，還應(yīng)注意按均勻、對稱、規(guī)整原則考慮平面和立面的布置；綜合考慮抗震的多道防線；盡量避免薄弱層的出現(xiàn)；以及正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算等等都需要結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)作指導(dǎo)。
近十余年來我國的高層建筑建設(shè)可謂突飛猛進(jìn)，其建設(shè)速度和建造數(shù)量在世界建筑史上都是少有的。但是，從設(shè)計(jì)質(zhì)量方面來看卻不容樂觀，多數(shù)設(shè)計(jì)追趕流行時(shí)尚。實(shí)際上不只是高層建筑，重視外觀而忽視空間創(chuàng)造，已是建筑設(shè)計(jì)界的通病。這一方面是由于設(shè)計(jì)人員對建筑空間的體驗(yàn)較少，設(shè)計(jì)時(shí)多以圖書資料中的照片做參考。另一方面也說明了我國建筑理論研究方面存在著明顯的不足。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個復(fù)雜的過程，應(yīng)從結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)著手，選擇結(jié)構(gòu)平、立面布置盡量規(guī)則以及抗震和抗風(fēng)性能好的結(jié)構(gòu)體系，并通過合理控制以上指標(biāo)，使高層建筑的結(jié)構(gòu)布置更加合理，達(dá)到更好的效果。
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關(guān)鍵詞：短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高層住宅應(yīng)用
中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的簡述
（一）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的基本定義
一般短肢剪力墻結(jié)構(gòu)所指的就是墻肢的長度則是厚度的5至8倍的剪力墻結(jié)構(gòu)， 其形狀多樣。 由于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系主要是結(jié)合在建筑的平面當(dāng)中， 并且應(yīng)用間隔墻的位置進(jìn)行布置豎向的構(gòu)件， 但不會影響建筑的主要使用功能。 由于墻的數(shù)量沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)， 肢也是可長可短， 一般是根據(jù)抗側(cè)力的需要進(jìn)行確定，同時(shí)也可以通過不同布置以及不同尺寸從而調(diào)整在剛度中心的具置， 靈活布置， 有較多的選擇方案。 由于在連接各墻的梁， 它會隨著墻肢的位置設(shè)置在間隔墻的豎平面內(nèi)， 所以是可以隱蔽的， 與此同時(shí)， 在建筑平面的以及對于抗側(cè)力的具體需要， 可以把中心豎向的交通區(qū)做相應(yīng)的處理， 形成簡體， 從而可以承受水平力，以達(dá)到強(qiáng)度與剛度的要求。
（二）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)
(1) 結(jié)合建筑平面面利用間隔墻位置來布置豎向構(gòu)件，基本上不與建筑使用功能產(chǎn)生沖突，底部能與商場等服務(wù)用房相結(jié)合；(2)剪力墻的間距大，構(gòu)件受力明確，傳遞路線簡捷；(3)短肢墻的數(shù)量、位置和墻肢長度，可以豐要依據(jù)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的大小而定；(4)由于減少剪力墻的數(shù)量且局部以輕質(zhì)墻體替代，建筑物的自重減輕，這樣可以減小地震反應(yīng)和降低工程造價(jià)；(5)短肢高寬比增大，延性較好，其破壞以彎曲破壞類型為主。
二、對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)
（1）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)其抗震的薄弱位置就在于建筑平面的外邊緣它角部處的墻肢， 如果發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)， 則會加強(qiáng)翹曲變形， 促使墻肢出現(xiàn)開裂的問題，因此，必須要加強(qiáng)提高它的抗震構(gòu)造。
(2)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢，當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，會加劇已有的翹曲變形，使其墻肢首先開裂，應(yīng)加強(qiáng)其抗震構(gòu)造措施，如減小軸壓比，增大縱筋和箍筋的配筋率。
(3)高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下，顯現(xiàn)整體彎曲變形為主，底部小墻肢承受較大的豎向荷載和扭轉(zhuǎn)剪力，由一些模型試驗(yàn)反映出外周邊墻肢開裂，因而對外周邊墻肢應(yīng)加大厚度和配筋量，加強(qiáng)小墻肢的延性抗震性能，短肢墻應(yīng)在兩個方向上均有連接，避免形成孤立的“一”字形墻肢。
(4)高層結(jié)構(gòu)中的連粱是一個耗能構(gòu)件，在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻肢剛度相對減小，連接各墻膠問的梁已類似普通框架粱，而不同于一般剪力墻間的連梁，不應(yīng)在計(jì)算的總體信息巾將連粱的剛度大幅下調(diào)，使其設(shè)計(jì)內(nèi)力降低，應(yīng)按普通框架粱要求，控制砼壓區(qū)高度，其梁端負(fù)彎矩鋼筋可由塑性調(diào)幅70％～80％來解決，按強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁的延性要求進(jìn)行計(jì)算。
三、高層住宅建筑中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)案例分析
（一）工程概況
某小區(qū)6#樓，總建筑面積約9881萬m2，房屋總高度46.5m，主樓共1,3層，平面尺寸為57m×13m，底層層高4.1m，二層層高3.4m，作商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)使用，三～十二層為住宅層層高3.0m，以上十三層為閣樓層及機(jī)房，裙房OA一I／OA軸為一層自行車庫，22～26軸為二層樓商店。
本工程的平面體型較為復(fù)雜，呈弧形布置，住宅層結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的尺寸為6.1m，為Y向總尺寸的33％，接近《高層混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ3―2002限值，加上主、裙樓高差較大，故本工程設(shè)置了三道防震縫，將上部結(jié)構(gòu)劃分為三個較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元，即主樓為一個結(jié)構(gòu)單元，裙樓為二個結(jié)構(gòu)單元。由于主樓結(jié)構(gòu)長度較長，甲方要求不設(shè)縫處理，故采取約28m處設(shè)置后澆帶一道，并采取一定結(jié)構(gòu)措施，成為一個剛度較好的抗側(cè)力體系，一層車庫部分及二層商店部分，采取挑出式基礎(chǔ)，與主樓完全脫開，單獨(dú)形成結(jié)構(gòu)體系，單獨(dú)設(shè)計(jì)；由于業(yè)主要求承重構(gòu)件不能突出墻面，考慮到建筑功能需要，主樓部分采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，主樓十二層，屬高層建筑，剪力墻抗震等級按《高層混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ3-2002，按四級考慮，對于肢長小于1．6m的剪力墻按短肢剪力墻考慮，單獨(dú)計(jì)算。
（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)措施
短肢剪力墻設(shè)計(jì)為了保證結(jié)構(gòu)有足夠的抗側(cè)剛度，設(shè)計(jì)中將電梯井道與樓梯間的剪力墻形成本結(jié)構(gòu)的核心筒，其余剪力墻采用短肢剪力墻通過連梁連接，形成了具有一定抗側(cè)力的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：地震作用下的抗扭能力較弱，因此本工程設(shè)計(jì)中將一般剪力墻布置在建筑四角處，短墻肢盡量均勻?qū)ΨQ布置，以減小水平力作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，且短墻肢兩個方向都有連接，即截面型式多采用L、T型。少量短墻肢由于建筑需要采用了一字型，為了減少剪力墻平面外彎矩，設(shè)計(jì)時(shí)盡量不布置與之垂直相交的大跨度單側(cè)樓面梁，避免不了的墻肢，盡量設(shè)端柱，短肢剪力墻的肢長肢厚比按規(guī)范要求控制在5～8范圍內(nèi)，并且保證每一段墻肢長度不小于1．2m，另外，對短肢剪力墻的軸壓比均控制在0．7以內(nèi)，短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率均大于1．2‰由于短肢剪力墻的肢長較短，故截面配筋型式參照異形柱，縱向鋼筋間距不大干200mm，箍筋肢距不大干300mm，箍筋間距100mm。
連梁設(shè)計(jì)本工程中，由于剪力墻數(shù)量較多，且比較分散，布置均勻，墻肢較短，各片剪
力墻之間抗側(cè)剛度相差不大，在水平力作用下，每片剪力墻受力較均勻，因此，構(gòu)成剪力墻壁的主要構(gòu)件連梁無超筋現(xiàn)象，跨高比>5的連梁按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)(頂層處按連梁的構(gòu)造要求配筋)，其余連梁按《高層混凝土沒許規(guī)程》JGJ3―2002規(guī)定設(shè)計(jì)，為保證樓層處的梁連成一個整體，框架梁、連梁及暗梁設(shè)有一定數(shù)量的縱向鋼筋拉通。
結(jié)論
隨著高層建筑進(jìn)一步的發(fā)展，滿足高層建筑的結(jié)構(gòu)形式將日趨復(fù)雜多元化，在對其設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中必須要根據(jù)它的受力特點(diǎn)，全面充分的了解對其損害的不同機(jī)理，從而選擇合理的應(yīng)用結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：高層住宅 混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
Abstract: the development of our national economy, urban and rural residents and the standard of living rises ceaselessly, housing demand rapid increase, construction land increasingly nervous, national and each large and medium cities arise high-rise residential big development situation. To high-level residence structure design of further discussion and research, and has important practical significance. This paper mainly high-rise residential buildings to the shear wall structure design of the related problems on the some research.
Keywords: high-rise residential concrete shear wall structure design
中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
前言
剪力墻是一種有效的抗側(cè)向力結(jié)構(gòu)單元，可以組成完全由剪力墻抵抗側(cè)向力
的結(jié)構(gòu)，也可以和框架共同組成抵抗側(cè)向力的框一剪結(jié)構(gòu)。通常按其墻肢截面高度與厚度的比值分為一般剪力墻、短肢剪力墻和異型柱。剪力墻結(jié)構(gòu)作為高層建筑中的主要結(jié)構(gòu)形式，被廣泛運(yùn)用于現(xiàn)代高層建筑領(lǐng)域。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3．2002)對剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則、計(jì)算方法和構(gòu)造措施作出了相應(yīng)規(guī)定，但有些規(guī)定尚不夠細(xì)致，可操作性較差。目前工程實(shí)踐中大多數(shù)剪力墻結(jié)構(gòu)的布置還主要取決于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)。
一、剪力墻的分類
剪力墻根據(jù)墻肢的高厚比分為一般剪力墻和短肢剪力墻。―般剪力墻是指墻肢截面高度和厚度之比大于8的剪力墻；短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5～8 的剪力墻。當(dāng)剪力墻的墻肢截面高度hw與厚度bw之比不大于3時(shí)，應(yīng)按柱的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，底部加強(qiáng)部位縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于1.2%，其他部位不應(yīng)小于1.0%，箍筋應(yīng)沿全高加密。剪力墻墻肢長度（即墻肢截面高度）―般不宜大于8m。
剪力墻按受力特性的不同主要可分為：①整體剪力墻。不開洞或開洞面積不大于15%的墻。②小開口整體剪力墻。開洞面積大于15%，但仍屬洞口較小的開孔剪力墻，其局部彎矩不超過水平荷載的懸臂彎矩的 15%，且大部分樓層上墻肢沒有反彎點(diǎn)。③雙肢墻（多肢墻）。開洞面積比較大或洞口成列布置的墻，其受力特點(diǎn)與小開口整體剪力墻相似。④壁式框架。洞口尺寸大，連梁線剛度與墻肢線剛度相近的墻，其受力特點(diǎn)是彎矩圖在大多數(shù)樓層中都出現(xiàn)反彎點(diǎn)。
二、剪力墻結(jié)構(gòu)分析模型及方法
高層建筑結(jié)構(gòu)中的剪力墻所承受的荷載有風(fēng)和地震引起的水平荷載、結(jié)構(gòu)自重和各樓層活荷載等豎向荷載，其主要功能還是抵抗結(jié)構(gòu)的水平側(cè)力，利用其強(qiáng)大的抗側(cè)移剛度，減小結(jié)構(gòu)的側(cè)移。一般在多遇地震作用下，剪力墻能很好地滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和抗震方面的要求，在大震和罕遇地震作用下，由于地震加速度峰值大，輸入的地震能量大，這就要求剪力墻具有較好的耗能能力，具有較好的延性。所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對有抗震設(shè)防要求的結(jié)構(gòu)就要進(jìn)行非線性靜力、動力分析，而在這一分析中，如何建立合理的剪力墻計(jì)算分析模型就顯得尤為重要。目前國內(nèi)外對剪力墻的計(jì)算分析模型的研究很多，主要可歸納為兩種，
基于固體力學(xué)的微觀模型和以一個構(gòu)件為一個單元的宏觀模型。
三、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
1、選擇有利的建筑形式
住宅剪力墻結(jié)構(gòu)布置時(shí)，墻片不宜過長，一般以墻片高寬比為1.5左右為宜，墻片平面形式不宜采用提高抗側(cè)剛度的“L”“T”等平面形式，而是應(yīng)盡可能采用“一”字形，以弱化每一單片剪力墻的剛度，實(shí)現(xiàn)剪力墻均勻分散、多道設(shè)防的目的。另外，還應(yīng)控制剪力墻的最大間距，而縱向抗震墻應(yīng)在外縱軸布置開窗洞的抗震墻或剪力墻，以增強(qiáng)橫向抗傾覆的能力，避免邊柱產(chǎn)生過大的壓力和拉力。
2、結(jié)構(gòu)豎向布置
結(jié)構(gòu)豎向布置方面，該項(xiàng)目高寬比H／B=5，符合抗震規(guī)范剪力墻結(jié)構(gòu)6度設(shè)防小于6的要求。在抗震設(shè)計(jì)中要求結(jié)構(gòu)承載力和剛度宜自下而上逐漸減小，變化均勻、連續(xù)，不要突變。該工程平面在豎向上沒有大的內(nèi)收外挑情況，平面從底至頂一致。豎向剛度的變化主要表現(xiàn)在分段改變構(gòu)件截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級，從施工方便來說，改變次數(shù)不宜太多；但從結(jié)構(gòu)受力角度來看改變次數(shù)太少，每次變化太大又容易產(chǎn)生剛度的突變。
3、 剪力墻邊緣構(gòu)件的設(shè)置
根據(jù)（JGJ 3―2002）《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 中規(guī)定，當(dāng)一、二級抗震等級底部加強(qiáng)部位軸壓比小于限值時(shí)，需要設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，其長度及箍筋配置量都需要進(jìn)行計(jì)算，并從加強(qiáng)部位頂部向上延伸一層。對于普通剪力墻，其暗柱配筋滿足規(guī)范要求的最小配筋率，建議加強(qiáng)區(qū)配筋率取0.7%，一般部位配筋率取0.5%；而根據(jù) 《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，對于短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2％，其他部位不宜小于取1.0％。對于小墻肢的受力性能較差，應(yīng)嚴(yán)格按《 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》控制其軸壓比，宜按框架柱進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，并應(yīng)控制其縱向鋼筋配筋率，加強(qiáng)區(qū)取1.2%，一般部位取1.0%；而對于一個方向長肢另一方向短肢的墻體，設(shè)計(jì)計(jì)算中，一是另一方向短肢不計(jì)入剛度，則配筋可不考慮該方向短肢的影響，二是短肢計(jì)入剛度，則配筋中應(yīng)考慮該方向短肢的不利影響，即該短肢配筋率在加強(qiáng)區(qū)取1.0%，一般部位可取0.8%。同時(shí)，對抗震等級為二級的剪力墻和三、四級抗震等級的全部，以及非抗震設(shè)計(jì)剪力墻的全部，在重力荷載代表值作用下軸壓比小于 0.30 時(shí)，可按 《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》僅設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件，而設(shè)置約束邊緣構(gòu)件配筋不宜過大。
4、連梁的設(shè)計(jì)及配筋
剪力墻的連梁是耗能構(gòu)件，它的剪切破壞對抗震不利，會使結(jié)構(gòu)的延性降低。設(shè)計(jì)時(shí)要注意對連梁進(jìn)行“強(qiáng)剪弱彎”的驗(yàn)算，保證連梁的剪切破壞后于彎曲破壞。切忌人為加大連梁的縱筋，如此，可能無法滿足“強(qiáng)剪弱彎”的要求。不能認(rèn)為加大箍筋就能保證“強(qiáng)剪弱彎”。當(dāng)連梁不滿足截面控制條件時(shí)，盲目增加箍筋的結(jié)果會導(dǎo)致連梁剪切破壞先于箍筋充分發(fā)揮作用。連梁截面的抗剪計(jì)算，對于跨高比大于2．5的連梁，其剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以增大系數(shù)ƞvb：一級取
1．3，二級取1．2，三級取1．1。剪力墻連梁的截面尚應(yīng)滿足以下要求：
跨高比大于2，5時(shí)：
跨高比不大于2．5時(shí)：
式中：V――梁端截面組合的剪力設(shè)計(jì)值；
ßc――混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，按《高規(guī)》(JGJ 3-2002)第6．2．6條的規(guī)定采用。
由于高層建筑中聯(lián)肢剪力墻在風(fēng)荷載、地震作用下被破壞時(shí)的形態(tài)與剪力墻的連梁有很大關(guān)系，因此，在設(shè)計(jì)中為減少剪力墻受破壞，應(yīng)注重連梁的設(shè)計(jì)。即在設(shè)計(jì)中，應(yīng)降低連梁的彎矩，從而降低連梁的抗彎承載力，使連梁早出現(xiàn)塑性鉸，降低連梁中的平均剪應(yīng)力，改善其延性；設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使連梁的剪力設(shè)計(jì)值大于或等于連梁的抗彎極限狀態(tài)相應(yīng)的剪力；相應(yīng)增大連梁的跨高比（連梁的高度計(jì)算與設(shè)計(jì)應(yīng)按照統(tǒng)一規(guī)定，從洞頂算到樓板面或屋面），從而可相應(yīng)降低連梁的剛度，使連梁的承載力有可能不超限；對于窗洞樓面至窗臺部分可用輕質(zhì)材料砌筑；對于窗臺有飄窗時(shí)，可再增加 1 根梁，2 根梁之間用輕質(zhì)材料填充。連梁配筋應(yīng)對稱配置，腰筋同墻體水平筋預(yù)應(yīng)力筋有腐蝕作用的外加劑。
四、剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)控制因素初探
影響剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要因素包括結(jié)構(gòu)變形和軸壓比、建筑功能布局、剪力墻的構(gòu)造要求、經(jīng)濟(jì)性能等。
水平位移是結(jié)構(gòu)變形的主要方面，高層建筑中為了保證結(jié)構(gòu)具有較大剛度，應(yīng)對層間位移加以控制。這個控制實(shí)際上是對構(gòu)件截面大小、剛度大小的一個相對指標(biāo)。層間位移角的限制卻不包括建筑整體彎曲產(chǎn)生的水平位移，要求較寬松。顯然層間位移是與結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度緊密聯(lián)系的，剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度主要是由剪力墻產(chǎn)生的，而剪力墻的多少又直接與混凝土和鋼筋的用量相關(guān)。所以對位移進(jìn)行控制就間接控制結(jié)構(gòu)的造價(jià)。剪力墻的軸壓比是指在地震作用下，剪力墻的軸力與混凝土的抗壓強(qiáng)度和剪力墻截面積之比。對軸壓比的限制是為了保證在地震作用下剪力墻具有足夠的延性，也即是說對軸壓比的控制就是對剪力墻延性的控制。結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性是在綜合考慮各個控制因素的基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)作出的功能與造價(jià)的最優(yōu)比。
低烈度區(qū)在非強(qiáng)風(fēng)作用下，因?yàn)榈卣鹱饔门c風(fēng)荷載作用較小，水平力較小，且一般剪力墻結(jié)構(gòu)墻肢布置間距較小，可能軸壓比和結(jié)構(gòu)變形均不起控制作用，建筑功能布局、剪力墻構(gòu)造要求起控制作用。在強(qiáng)震區(qū)水平力較大，主要控制因素可能是結(jié)構(gòu)變形和軸壓比。
結(jié)語
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，我國高層建筑也有了快速的發(fā)展，尤其是改革開放之后建設(shè)了很多的高層建筑。但是由于高層建筑設(shè)計(jì)上的復(fù)雜性，也給高層建筑的設(shè)計(jì)帶來許多難點(diǎn)。所以，我們要不斷加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究。
參考文獻(xiàn)
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