引論：我們?yōu)槟砹?3篇抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
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1.3結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計措施(1)為提高剪力墻連梁的延性，在連梁中配置型鋼，并加強(qiáng)其腰筋及箍筋配置(配筋率不小于0.4%且不小于計算配筋)。(2)在核心筒剪力墻中配置型鋼，一是為了承擔(dān)部分剪力及彎矩;二是與墻體豎向鋼筋共同承擔(dān)拉力。(3)通過核心筒的連梁來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)耗能，雖然連梁中設(shè)置了型鋼，但墻體中也設(shè)置了型鋼，相對于墻肢而言，連梁截面內(nèi)力遠(yuǎn)小于墻體截面，所以地震作用時是連梁首先發(fā)生彎曲破壞，起耗能作用。雖然結(jié)構(gòu)承載力已按較高的性能目標(biāo)實現(xiàn)，但為使結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力，結(jié)構(gòu)仍然按高延性設(shè)計，核心筒及框架柱抗震等級為一級，鋼構(gòu)件抗震等級為二級。
2結(jié)構(gòu)計算分析
2.1振動模態(tài)采用SATWE，ETABS軟件進(jìn)行多遇地震作用下的計算對比分析。ETABS軟件計算得到的結(jié)構(gòu)的振型圖如圖8所示(兩種軟件計算得到的振型一致)，由圖8可以看出，懸挑部分有較大的振動反應(yīng)。
2.2整體分析結(jié)果對比由SATWE，ETABS軟件計算的結(jié)構(gòu)總體指標(biāo)對比見表5。由表5可知，兩個軟件計算的結(jié)果比較接近，相符度較好。SATWE軟件計算的整體穩(wěn)定性驗算指標(biāo)剛重比X向為117.86，Y向為46.79，均大于規(guī)范限值2.7(不考慮二階效應(yīng)的限值);ETABS軟件計算的整體穩(wěn)定性驗算指標(biāo)剛重比X向為106，Y向為46.79，均大于規(guī)范限值1.4(穩(wěn)定限值)和2.7(不考慮二階效應(yīng)的限值)。
2.3施工卸載模擬計算懸挑桁架部分采用滿堂腳手架施工，腳手架支承于地下室頂板上，地下室頂板考慮60kN/m2的施工荷載。采用分段吊裝的施工方案，桁架在現(xiàn)場焊接成型，采用塔吊和汽車吊相結(jié)合的方法完成吊裝(圖9)。全部鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝完畢后再進(jìn)行腳手架卸載，卸載順序為由遠(yuǎn)端向根部逐漸延伸，在卸載過程中應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)變形及位移進(jìn)行現(xiàn)場測量。卸載完畢后，開始安裝鋼筋桁架，澆筑樓板，砌筑固定隔墻，然后封閉樓板后澆帶。圖9施工方案示意圖本工程進(jìn)行了施工卸載模擬分析，分四步拆腳手架，首先拆第四節(jié)下對應(yīng)的腳手架，接著拆第三節(jié)、第二節(jié)、第一節(jié)下對應(yīng)的腳手架。卸載過程遠(yuǎn)端位移模擬顯示懸挑遠(yuǎn)端滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017—2003)［3］(簡稱鋼規(guī))要求，雖卸載過程與使用狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)支撐條件和荷載作用條件不同，但卸載過程中構(gòu)件的內(nèi)力符號沒有發(fā)生變化，且其應(yīng)力比均小于正常使用狀態(tài)下的應(yīng)力比。
2.4防連續(xù)倒塌分析與設(shè)計對于防連續(xù)倒塌的分析，參考高規(guī)采用了兩種方法:一是拆除構(gòu)件法;二是施加表面荷載法。(1)KZ1是受荷最大、最為重要的柱，所以對其按拆除構(gòu)件法驗證是否滿足防連續(xù)倒塌的要求。計算結(jié)果表明，與所拆除構(gòu)件直接相連的構(gòu)件最大應(yīng)力比為［(0.69/1.35)/1.25］×2=0.818，斜拉腹桿最大應(yīng)力比為(1.13/1.35)/1.25=0.67，其余各構(gòu)件應(yīng)力比均小于1。(2)對于桁架的主要弦桿和腹桿，采用在構(gòu)件表面附加80kN/m2側(cè)向荷載的方法進(jìn)行驗證分析，分三步進(jìn)行:第一步是按未加側(cè)向荷載進(jìn)行計算;第二步是將構(gòu)件從整體結(jié)構(gòu)中取出來，施加側(cè)向荷載進(jìn)行內(nèi)力計算;第三步是疊加前兩步內(nèi)力。計算結(jié)果見表6，由表6可知，桁架一的主要桿件應(yīng)力比均小于1.0。
2.5人群荷載下樓蓋振動舒適度驗算由于樓蓋結(jié)構(gòu)的跨度比較大，故對其進(jìn)行了舒適度研究，采用MIDAS/Gen進(jìn)行樓蓋振動舒適度分析。樓蓋振動舒適度分析考慮兩種人群荷載工況:工況一為21人同頻率、同相位行走;工況二為60人同頻率、不同相位行走的。計算結(jié)果表明，樓蓋最大振動加速度為0.0452m/s2，滿足規(guī)范限值0.05m/s2要求。
2.6樓蓋風(fēng)振時程分析基于風(fēng)洞試驗實測數(shù)據(jù)，結(jié)合風(fēng)速時程樣本，采用MIDAS/Gen軟件模擬結(jié)構(gòu)風(fēng)振［5］，本工程中只考慮順風(fēng)向風(fēng)速的影響，采用了Davenport脈動風(fēng)速譜，參考深圳市氣象局近年來的風(fēng)速統(tǒng)計資料，設(shè)定參考風(fēng)速，以MonteCarlo法為基礎(chǔ)采用諧波疊加法，設(shè)定關(guān)心的頻率始值和終值，隨機(jī)產(chǎn)生風(fēng)速時程曲線。局部風(fēng)振時程荷載按點荷載直接施加于模型相應(yīng)測點處。分析結(jié)果表明，不同風(fēng)振時程樣本引起的樓蓋最大加速度差別較大，這主要是由于隨機(jī)生成的風(fēng)振時程的自身差異所導(dǎo)致的;基于本文的時域分析方法及風(fēng)振報告提供的頻率方法(其中樓蓋振動最大加速度為0.221m/s2)計算出的樓蓋風(fēng)振效應(yīng)均很明顯。針對本工程而言，風(fēng)荷載引起的豎向振動是設(shè)計的控制因素。
3關(guān)鍵節(jié)點設(shè)計及有限元分析
懸挑桁架從混凝土核心筒及外框柱伸出，第7層E，B點(圖3)處節(jié)點交匯桿件達(dá)11根，節(jié)點受力比較復(fù)雜。懸挑桁架下弦桿根部彎矩非常大，盡管鋼材已采用Q420GJC，但板厚仍超過100mm，基于此提出了解決桁架根部局部彎矩過大的新型節(jié)點，見圖10。此節(jié)點通過對工字形截面翼緣板加下掛板的方式，變相增加了翼緣板的寬度。此種做法一是可以減小板厚，降低焊接難度;二是相對于箱形截面其便于焊接和混凝土澆搗。節(jié)點分析擬考慮兩種荷載工況:一是大震作用工況;二是構(gòu)件屈服工況，即加載至某構(gòu)件(根據(jù)大震的分析結(jié)果，選取承載能力利用率最高的構(gòu)件)發(fā)生屈服。選取桁架一下弦桿梁柱節(jié)點及桁架二下弦桿梁墻節(jié)點進(jìn)行節(jié)點分析。采用MIDAS/FEA［7］進(jìn)行分析。大震作用下節(jié)點應(yīng)力云圖如圖11所示，結(jié)果表明，節(jié)點區(qū)幾乎所有的鋼構(gòu)件均保持在彈性狀態(tài)，混凝土受拉及受壓均保持在彈性狀態(tài)，節(jié)點區(qū)構(gòu)件滿足承載能力極限狀態(tài)的要求。構(gòu)件屈服工況下節(jié)點應(yīng)力云圖如圖12所示，結(jié)果表明，應(yīng)力最大鋼構(gòu)件中和軸以下全部發(fā)生屈服時，節(jié)點核心區(qū)內(nèi)板件仍保持在彈性狀態(tài)，節(jié)點板屈服區(qū)域僅分布在以屈服構(gòu)件相連的局部區(qū)域，沒有向節(jié)點板核心區(qū)擴(kuò)展，滿足“強(qiáng)節(jié)點、弱構(gòu)件”的控制要求。
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所謂抗震概念設(shè)計，一般是指不經(jīng)過計算，尤其在難以做出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分結(jié)構(gòu)體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、實驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗中所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，從總體的角度來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制，從而從根本上保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。
三、結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的基本原則和具體要求
（一）建筑場地的選擇
地震造成建筑的破壞，除地震動直接引起結(jié)構(gòu)破壞以外，還有場地條件的原因，諸如：地震引起的地表錯動與地裂，地基土的不均勻沉陷、滑坡和土體液化等。因此選擇有利于抗震的建筑場地是減輕建筑物地震災(zāi)害的第一道重要工序。（二）建筑物的平面、立面及豎向剖面的布置建筑物平面和立面的規(guī)則性是抗震概念設(shè)計中需要考慮的一個重要因素。規(guī)則的建筑方案體現(xiàn)在：建筑物的平面布置基本對稱；結(jié)構(gòu)體型簡單；抗側(cè)力體系的剛度和承載力上下變化連續(xù)、均勻。因為，簡單、對稱的結(jié)構(gòu)容易估算其在地震時的反應(yīng)，容易有針對性的采取抗震措施并對其進(jìn)行細(xì)部處理。因此，這就要求建筑專業(yè)的設(shè)計人員具有一定的抗震知識素養(yǎng)，應(yīng)該對所設(shè)計的建筑的抗震性能有所估計，避免采用抗震性能差的嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案。
（三）結(jié)構(gòu)體系的確定和結(jié)構(gòu)布置
結(jié)構(gòu)體系的確定是結(jié)構(gòu)設(shè)計中頭等重要的大事。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)通過綜合分析使結(jié)構(gòu)體系盡量合理且經(jīng)濟(jì)，應(yīng)優(yōu)先采用抗震能力強(qiáng)、延性好、耗能能力強(qiáng)、便于施工且具有多道防線的結(jié)構(gòu)體系（如框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，框架-筒體結(jié)構(gòu)，設(shè)置耗能連梁的剪力墻結(jié)構(gòu)等），避免采用抗震能力較低的結(jié)構(gòu)體系（如板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)，單跨框架結(jié)構(gòu)等），尤其應(yīng)避免采用看似“合法”（符合規(guī)范）但不合理的結(jié)構(gòu)體系（如當(dāng)房屋高度接近規(guī)范框架結(jié)構(gòu)類適用高度上限時，仍采用框架結(jié)構(gòu)，震害表明，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，整體性較差，結(jié)構(gòu)的抗震性能較差，此情況下應(yīng)采用抗震性能較好的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)為宜）。而在結(jié)構(gòu)布置時，應(yīng)采用概念清晰、傳力途徑明確的布置方式，盡量避免造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、平面和立面的里出外進(jìn)、豎向傳力桿件的間斷與不連續(xù)等問題。
（四）多道抗震防線的設(shè)置
單一結(jié)構(gòu)體系只有一道抗震防線，一旦破壞就會造成建筑物倒塌的嚴(yán)重后果。特別是當(dāng)建筑物的自振周期與地震動卓越周期相近時，建筑物由此而發(fā)生的共振，更加速其倒塌進(jìn)程。而如果建筑物采用的是多重抗側(cè)力體系時，第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件在強(qiáng)烈地震作用下遭到破壞后，第二道乃至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替，抵擋住后續(xù)的地震動的沖擊，可保證建筑物最低限度的安全，免于倒塌。在遇到建筑物基本周期與地震動卓越周期相同或接近的情況時，多道防線就更顯示出其優(yōu)越性。當(dāng)?shù)谝坏揽箓?cè)力防線因共振而破壞，第二道防線接替工作，建筑物自振周期將出現(xiàn)較大幅度的變動，與地震動卓越周期錯開，使建筑物的共振現(xiàn)象得以緩解，避免再度嚴(yán)重破壞。在雙重結(jié)構(gòu)體系中一般應(yīng)優(yōu)先選擇不負(fù)擔(dān)或少負(fù)擔(dān)重力荷載的豎向支撐或填充墻，或軸壓比值較小的抗震墻、實墻筒體等構(gòu)件作為第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件，如框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻，框架-填充墻結(jié)構(gòu)中的填充墻，單層廠房縱向體系中的柱間支撐，均可作為各自體系中的第一道抗震防線。如因條件限制，只能采用單一的框架體系，則框架就成為整個體系中唯一的抗側(cè)力構(gòu)件，此時應(yīng)采用“強(qiáng)柱弱梁”型的延性框架。在地震作用下，框架梁成為第一道抗震防線，框架柱為第二道抗震防線，用框架梁的變形去消耗地震能量，使框架梁的屈服先于框架柱的屈服，從而保護(hù)了框架柱的相對完整，最終達(dá)到“大震不倒”的要求。
（五）結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計關(guān)鍵點的把握
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地震災(zāi)害涉及到人類的生命和財產(chǎn)安全，是人類生活面臨的重要的問題，也是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的主題之一。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，必須充分考慮到抗震設(shè)計，這已經(jīng)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)非常重要的位置，在設(shè)計時只有采取適當(dāng)?shù)拇胧苑乐沟卣饘ㄖ锏脑斐傻木薮笃茐模瑸闇p少地震的損失與危害在設(shè)計上做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，以保護(hù)人民的生命和財產(chǎn)安全。
一、 建筑結(jié)構(gòu)抗震的重要性
在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，首先能夠保證人員的生命安全，為內(nèi)部人員的逃生以及求救爭取寶貴的時間； 其次，強(qiáng)化了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，增加了建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，也將是建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命得到提升，使其利用價值得到不同程度的飛躍。建筑的基本功能是供人們居住，隨后才是審美價值的體現(xiàn)。就建筑的基本功能來說，其能夠供人居住的首要前提是安全，包括使用安全以及建筑物自身的安全。也就是說，建筑物只有在保證了自身安全的前提之下，才能夠供人們使用。因此，在建筑物的設(shè)計和建設(shè)過程中，往往需要對影響建筑安全性的因素作全方位考慮。地震作為一種不可預(yù)知的自然災(zāi)害，其對建筑物安全性能的影響極大。而建筑物的安全一旦遭受威脅，必然會出現(xiàn)倒塌事件，從而砸傷和掩埋生命，給人們帶來物質(zhì)和精神上的雙重?fù)p失。因此，建筑物在建設(shè)初期就必須做好抗震的準(zhǔn)備工作，從根本上確保人們的生命和財產(chǎn)安全。
二、提高建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的措施
1、合理選址以提高建筑物的抗震能力
地震發(fā)生時，如果建筑物本身抗震能力弱，結(jié)構(gòu)不堅固或者建筑剛性強(qiáng)而韌性不足，很容易遭到嚴(yán)重的破壞神之倒塌。如果建筑物選址不合理，地基建在地質(zhì)不穩(wěn)固的地方，地震會引起地表的地裂和錯動以及地面沉降，這種破壞在地基不穩(wěn)固的地方更加明顯，因此合理選址以提高建筑物的抗震能力非常重要。在建筑物選址時，易選擇地層穩(wěn)固地帶，應(yīng)盡量避開地質(zhì)不穩(wěn)固的地方，如斷層帶、地下采空區(qū)、地下水空洞區(qū)、易液化土等地方。如果沒有條件避開上述不適合建造建筑物的地區(qū)時，應(yīng)采取相應(yīng)的抗震應(yīng)對措施。依據(jù)國家對建筑物抗震的類別等級，采取人工加固地基、注意建筑結(jié)構(gòu)的整體性、建筑物的外形勻稱、建筑物的結(jié)構(gòu)簡單減輕建筑物自重等，都可以消除地基液化沉陷。還有一種特殊的地質(zhì)構(gòu)造，那就是在地基的主要受力層內(nèi)還存在土質(zhì)較軟的粘性土層或者不均勻的土層面時，這種地質(zhì)構(gòu)造若發(fā)生地震，地基會發(fā)生不均勻沉降。在此種地質(zhì)構(gòu)造地帶施工時，應(yīng)采用樁基和加強(qiáng)基礎(chǔ)的措施來加固地基。
2、使用科學(xué)的結(jié)構(gòu)形式
目前，我國常用的建筑結(jié)構(gòu)有：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼混結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)。防裂度和地區(qū)不同都是造成結(jié)構(gòu)不同的主要因素， 通常鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力相對較強(qiáng)，由于自身柔韌性較好， 所以鋼筋混凝土在建筑物變形能力控制中，具有良好的承載能力。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須根據(jù)抗震要求以及功能特征選用合理的結(jié)構(gòu)方案，在審核結(jié)構(gòu)體系中，也必須考慮結(jié)構(gòu)側(cè)移度，特別是高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計。隨著高層建筑結(jié)構(gòu)高度增加，不僅會讓建筑結(jié)構(gòu)在地震作用以及其他負(fù)荷作用影響下增大水平位移，也會讓建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)移的剛度增加。而對于不同的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系、組成方式、構(gòu)建以及受力特征，在抵抗側(cè)移剛度等方面都具有很大的差異性，所以在使用中，必須根據(jù)具體情況，選用合理的高度。
3、強(qiáng)化設(shè)計質(zhì)量
由于地震具有超強(qiáng)的危害性，所以在地震設(shè)計時，必須注重各項影響因素。由于我國建筑設(shè)計水平相對落后，很多建筑結(jié)構(gòu)使用的方案不夠合理，在不能科學(xué)布置建筑結(jié)構(gòu)方案的過程中，不僅增加了建筑成本和自身重量，也加大了地震危害。因此，在建筑抗震設(shè)計中，必須正確運用抗震理論，根據(jù)相關(guān)設(shè)計原則，不斷保障或者提高建筑結(jié)構(gòu)可靠性與安全性。具體原則包括：努力降低地震作用時結(jié)構(gòu)位移與扭轉(zhuǎn)，并且建筑結(jié)構(gòu)必須擁有足夠的剛度；結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力相對較高，同時具有足夠的耗能能力與延性。在這過程中，延性大說明變形能力相對較高，承載力與強(qiáng)度減小速度緩慢，不能有足夠的空間吸收，還能耗散地震能量，從自身結(jié)構(gòu)避免坍塌。
4、選擇合理的建筑材料
在設(shè)計階段，要進(jìn)行抗震分析和計算，在選擇建筑材料時，要對其參數(shù)進(jìn)行可靠度分析，也要充分考慮材料參數(shù)的變異性，而且盡可能選擇自振頻率不同的材料，避免在地震作用時結(jié)構(gòu)物局部或者整體發(fā)生共振，造成嚴(yán)重破壞。
5、合理的平立面布置
建筑物的動力性能基本上取決于它的建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，從而確保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜規(guī)則、對稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，避免樓層錯層。對體形復(fù)雜的建筑物合理設(shè)置變形縫，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要進(jìn)行水平地震作用計算和內(nèi)力調(diào)整，并應(yīng)對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施，嚴(yán)格控制建筑物的高度和高寬比。
6、多道抗震防線的設(shè)置
這樣可以避免在地震作用下，由于局部損壞而造成整個建筑結(jié)構(gòu)的損壞，例如框架----抗震墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，抗震墻可以抵抗較大的側(cè)壓力，是第一道防線，當(dāng)在地震作用下抗震墻發(fā)生破壞時，框架結(jié)構(gòu)就起到抗震的第二道防線。 多道抗震防線可以極大的消耗地震能量，延緩或者減輕地震作用對高層建筑的損壞。
7、加強(qiáng)建筑物內(nèi)部的薄弱部分
在高層建筑中，由于層數(shù)較多，建筑面積較大，難免存在一些受力比較大而比較薄弱部分，在建設(shè)過程中，要及時對薄弱部分進(jìn)行加強(qiáng)，采取有效措施增強(qiáng)其強(qiáng)度和剛度，這樣就可以極大提高其承載力，避免在地震作用下過早的屈服產(chǎn)生較大變形，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)局部損壞或者整個結(jié)構(gòu)的損壞。
8、保障結(jié)構(gòu)的延性
（1）對于建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中柱、梁等構(gòu)件，應(yīng)該按照強(qiáng)柱弱梁的原則，增加柱子的抗彎能力。鋼筋混凝土的框架在強(qiáng)震發(fā)生時，當(dāng)?shù)卣鹜χ率菇ㄖY(jié)構(gòu)達(dá)到最大的非線性位移時，梁端的塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動會比較大。當(dāng)柱端的塑性鉸出現(xiàn)比較晚，那么建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到最大的非線性位移時它的塑性轉(zhuǎn)動會比較小。這樣就保證了框架有了比較穩(wěn)定的塑性耗能構(gòu)件。
（2）要提高結(jié)構(gòu)的延性，還要采取強(qiáng)剪弱彎的措施。因為剪切對于破壞根本沒有延性，如果某個部位一旦發(fā)生剪切破壞時，這個部位在整個抗震結(jié)構(gòu)中的作用就會喪失，柱端發(fā)生剪切破壞，建筑結(jié)構(gòu)的局部就會發(fā)生坍塌，局部坍塌有可能導(dǎo)致整個建筑物的坍塌。因此，要采取措施來增大梁柱和柱端的組合剪力值，保證任何構(gòu)件在強(qiáng)震發(fā)生時都不會損壞其剪力。
總之，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計有許多不確定或不確知的因素，很難做到對結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的抗震計算，并得到結(jié)構(gòu)在地震作用下的真實反應(yīng)。因此結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計除了必須進(jìn)行細(xì)致的計算分析外，要特別注重結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計。如選取對建筑抗震適宜的建筑場地，設(shè)計延性結(jié)構(gòu)，采用輕質(zhì)高強(qiáng)建筑材料，設(shè)置多道抗震設(shè)防，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，重視結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施等方面，只有這樣才能保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。
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［1］ 李鳴． 淺談建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計［J］． 科技致富向?qū)В?013(6):330．
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為了提高超高層建筑的抗震性，其足夠的結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度必不可少。足夠的結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度不僅可以保障建筑物的安全性、抗震性，還可在一定程度上有效抵抗建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不利受力情況及極限承載力下的安全穩(wěn)定性。設(shè)計超高層建筑的結(jié)構(gòu)抗震側(cè)向剛度，應(yīng)重點從其結(jié)構(gòu)體系和剛度需求進(jìn)行。
2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)初步設(shè)計根據(jù)建筑高度和抗震烈度確定高度級別和防火級別。超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計首先滿足規(guī)范要求的高寬比限值和平面凹凸尺寸比值限值，其次控制扭轉(zhuǎn)不規(guī)則發(fā)生：在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，扭轉(zhuǎn)位移比不大于1.4；最大層間位移角不大于規(guī)范限值的0.4倍時，扭轉(zhuǎn)位移比不大于1.6；混凝土結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期比不大于0.9，混合結(jié)構(gòu)及復(fù)雜結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期比大于0.85。最后設(shè)計過程中嚴(yán)格控制偏心、樓板不連續(xù)、剛度突變、尺寸突變、承載力突變、剛度突變等現(xiàn)象。滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的同時，還應(yīng)考慮建筑師的設(shè)計意圖和功能需求，同時滿足設(shè)備專業(yè)設(shè)計要求。結(jié)構(gòu)平面的規(guī)整程度直接影響著抗震設(shè)計的強(qiáng)弱，盡量采用筒體結(jié)構(gòu)，以使得承受傾覆彎矩的結(jié)構(gòu)構(gòu)件呈現(xiàn)為軸壓狀態(tài)，且其中的豎向構(gòu)件應(yīng)最大程度的安置在建筑結(jié)構(gòu)的外側(cè)。各豎向構(gòu)件和連接構(gòu)件的受力合理、傳力明確，降低剪力滯后效應(yīng)，杜絕抗震薄弱層產(chǎn)生。
2.2結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度控制。超高層建筑的抗震性能設(shè)計主要與結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的最大層間位移角和最小剪力限制相關(guān)。對于層間位移角限值，其是衡量建筑抗震性的剛度指標(biāo)之一，地震作用應(yīng)使得建筑主體結(jié)構(gòu)具有基本的彈性，保證結(jié)構(gòu)的豎向和水平構(gòu)件的開裂不會過大。同時，因超高層建筑的底部樓層、伸臂加強(qiáng)層等特殊區(qū)域的彎曲變形難以起主導(dǎo)作用，所以應(yīng)采取剪切層間位移或有害層間位移對其變形進(jìn)行詳細(xì)的分析與判斷。對于最小地震剪力，其最重要的兩個影響因素是建筑結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量，當(dāng)超高層建筑難以達(dá)到最小地震剪力要求時，設(shè)計人員應(yīng)該結(jié)合具體情況適度的增加設(shè)計內(nèi)力，提高其抗震能力和穩(wěn)定性，然而，當(dāng)不能滿足最小地震剪力時，還需通過重新設(shè)計或調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的具體布置或提高剛度來提高建筑物在地震作用下的安全性，而非單純增高地震力的調(diào)整系數(shù)。
3超高層建筑的性能化抗震設(shè)計
超高層建筑的抗震性能設(shè)計，國內(nèi)主要根據(jù)“三個水準(zhǔn)，兩個階段”，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”。超高層建筑來說，其建筑工程復(fù)雜、高度極高、面積大、成本高，一旦受到地震損害，其損失程度會更高，因此，必須充分考慮各方理論、實際情況和專家意見，兼顧經(jīng)濟(jì)、安全原則，定量化的展開超高層建筑的性能化抗震設(shè)計。同時，相關(guān)文件雖針對超高層建筑結(jié)構(gòu)的性能化設(shè)計制定了較具體且系統(tǒng)的指導(dǎo)理念，涉及宏觀與微觀兩個層面。但是，由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件會受到損壞，且損壞與整體形變情況的分析計算都需進(jìn)行專業(yè)的彈塑性靜力或動力時程計算，而目前我國尚未形成相關(guān)的定量化的評價體系，因此，設(shè)計人員應(yīng)在積極參考ATC-40和FEMA273/274等規(guī)范。此外，對于彎曲變形為主導(dǎo)的建筑結(jié)構(gòu)，在大震作用后應(yīng)尤其注重構(gòu)件承載力的復(fù)核。
4超高層建筑多道設(shè)防抗震設(shè)計
除了上述注意事項外，針對超高層建筑進(jìn)行抗震性設(shè)計時，還因注重設(shè)計多道的抗震防線。多道抗震防線是指一個由一些相對獨立的自成抗側(cè)力體系的部分共同組成的抗震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，各部分相互協(xié)同、相互配合，一同工作。當(dāng)遭遇地震時，若第一道防線的抗側(cè)移構(gòu)件受到損害，其后的第二道和第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件即會進(jìn)行內(nèi)力的重新調(diào)整和分布，以抵御余震，保護(hù)建筑物。目前，我國超高層建筑主要依靠內(nèi)筒和外框的協(xié)同工作來達(dá)到提供抗側(cè)剛度的目的，包含兩種受力狀態(tài)：首先，建筑的內(nèi)外結(jié)構(gòu)通過樓板和伸臂析架來協(xié)調(diào)作用，進(jìn)而使得外部結(jié)構(gòu)承受了較多的傾覆彎矩和較少的剪力，而內(nèi)筒則承受了較大的剪力和一些傾覆彎矩，廣州東塔就是此受力方式的典型；其次，以交叉網(wǎng)格筒或巨型支撐框架為代表的建筑外部結(jié)構(gòu)，其十分強(qiáng)大，依靠樓板的面內(nèi)剛度，外部結(jié)構(gòu)即可同時承受較大的傾覆彎矩和剪力，如廣州西塔。
篇5
1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本原則
1.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能
(1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱(墻)”的原則。(2)對可能造成結(jié)構(gòu)的相對薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。(3)承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。
1.2設(shè)置多道抗震防線
(1)一個抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架—剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。(2)強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導(dǎo)致倒塌。抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時倒塌。(3)適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后，其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。
1.3對可能出現(xiàn)的薄弱部位，采取措施提高其抗震能力
(1)構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲備，構(gòu)件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。(2)要使樓層(部位)的實際承載能力和設(shè)計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時，會由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。(3)要防止在局部上加強(qiáng)而忽視了整個結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。(4)在抗震設(shè)計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。
1.4選擇合理的結(jié)構(gòu)形式
抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題。按結(jié)構(gòu)材料分類，目前主要應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系有砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土結(jié)構(gòu)等；按結(jié)構(gòu)形式分類，目前常見的有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)體系的確定受到抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經(jīng)濟(jì)條件等諸多因素影響，是一個綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，需進(jìn)行周密考慮確定。
2、建筑抗震設(shè)計中存在的問題
2.1缺乏前期勘察資料
缺乏巖土工程勘察資料或資料不全。有的在擴(kuò)初設(shè)計階段還缺建筑場地巖土工程的勘察資料，有的在擴(kuò)初設(shè)計會審之后就直接進(jìn)入了施工圖設(shè)計，有的在規(guī)劃設(shè)計或方案設(shè)計會審后就直接進(jìn)入了施工圖設(shè)計。無巖土工程勘察資料，設(shè)計缺少了必要的依據(jù)。結(jié)構(gòu)的平面布置中外形不規(guī)則、不對稱、凹凸變化尺度大、形心質(zhì)心偏心大，同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度不均勻不對稱，平面長度過長等。
2.2部分建筑物高度過高
按我國現(xiàn)行高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。在這個高度，抗震能力還是比較穩(wěn)妥的，但是目前不少高層建筑超過了高度限制。在震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性會發(fā)生很大的變化，建筑物的抗震能力下降，很多影響因素也發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程預(yù)算的相應(yīng)參數(shù)需要重新選取。
2.3地基的選取不合理
由于城市人口的增多和相對空間的縮小，不少建筑商忽略了這一問題，哪里商業(yè)空間大就在哪里建。建筑應(yīng)選擇位于開闊平坦地帶的堅硬土場地或密實均勻中硬土場地，遠(yuǎn)離河岸，不應(yīng)垮在兩類土壤上，避開不利地形、不采用震陷土作天然地基，避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險地段建造房屋。建筑的地基選取不恰當(dāng)可能導(dǎo)致抗震能力差。
2.4材料的選用不科學(xué),結(jié)構(gòu)體系不合理
在地震多發(fā)區(qū)，采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理應(yīng)該得到人們的重視。由于我國建筑結(jié)構(gòu)主要以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為基準(zhǔn)。但因其彎曲變形的側(cè)移較大，靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移，不僅增大了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，而且效果不大，有時不得不加大混凝土的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，形成加強(qiáng)層才能滿足規(guī)范側(cè)移限值。
2.5抗震設(shè)防烈度較低
許多專家提出，現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度已不能適應(yīng)國情的需要，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度水平應(yīng)該大幅度提高。我國現(xiàn)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是比較低的，中震相當(dāng)于在規(guī)定的設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)超越概率為lO%的地震烈度，較低的抗震設(shè)防烈度放松了建筑的抗震要求。
2.6平面布局的剛度不均
抗震設(shè)計要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對稱，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，否則應(yīng)考慮其不利影響。但有的平面設(shè)計存在嚴(yán)重的不對稱：一邊進(jìn)深大，一邊進(jìn)深小；一邊設(shè)計大開間，一邊為小房間；一邊墻落地承重，一邊又為柱承重。這些都對抗震極為不利。
3、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的措施
3.1建筑選址要正確。
避免抗震危險地段，選擇對抗震有利的場地、地基和基礎(chǔ)在進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況和工程地質(zhì)的有關(guān)資料，作出綜合評價，宜選擇堅硬土或開闊平坦密實均勻的中硬土等有利地段;避開軟弱土、液化土、河岸和邊坡邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層等不利地段;同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基土上，也不宜部分采用天然地基，部分用樁基，當(dāng)?shù)鼗熊浫躔ば酝痢⒁夯痢⑿陆钔粱驀?yán)重不均勻土層時，宜加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛度。
3.2合理的確定平立面布置。
建筑物的動力性能基本上取決于它的建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，從而確保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜規(guī)則、對稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，避免樓層錯層。對體形復(fù)雜的建筑物合理設(shè)置變形縫，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要進(jìn)行水平地震作用計算和內(nèi)力調(diào)整，并應(yīng)對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施，嚴(yán)格控制建筑物的高度和高寬比。
3.3 結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置要合理。
結(jié)構(gòu)選型根據(jù)建筑的重要性、設(shè)防烈度、房屋高度、場地、地基、基礎(chǔ)、材料和施工等因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件比較綜合確定。單從抗震角度考慮，作為一種好的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)具備下列性能：延性系數(shù)高;勻質(zhì)性好;正交各向同性;構(gòu)件的連接具有整體性、連續(xù)性和較好的延性，并能發(fā)揮材料的全部強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)布置遵循的原則是平面布置力求對稱，使構(gòu)件分配的力均勻;豎向布置力求均勻，盡可能使其豎向剛度、強(qiáng)度變化均勻，避免出現(xiàn)薄弱層，并應(yīng)盡可能降低房屋的重心。
3.4剛度、承載力和延性要匹配。
當(dāng)結(jié)構(gòu)具有較高的抗力時，其總體延性的要求可有所降低;反之，較低的抗力需要較高的延性要求相配合。地震時建筑物所受地震作用的大小與其動力特性密切相關(guān)，具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性。提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，往往是以提高工程造價及降低結(jié)構(gòu)延性指標(biāo)為代價的。要使建筑物具有很強(qiáng)的抗倒塌能力，最理想的是使結(jié)構(gòu)中的所有構(gòu)件都具有較高的延性，然而實際工程中很難做到。有選擇地提高結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)件以及關(guān)鍵桿件的延性是比較經(jīng)濟(jì)有效的辦法。
4、結(jié)束語
抗震設(shè)計問題是一個非常復(fù)雜的過程，涉及面非常廣泛，需要在設(shè)計過程中考慮全面。在以后的設(shè)計過程中，還有許多方面需要我們進(jìn)一步的探討和研究，我們也期待有更多新型抗震技術(shù)應(yīng)用于建筑中來，減輕地震帶來的危害。
篇6
我國是一個地震災(zāi)害比較嚴(yán)重的國家。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的方法隨著結(jié)構(gòu)試驗、結(jié)構(gòu)分析、地震學(xué)以及動力學(xué)的發(fā)展也在不斷的進(jìn)步，在不斷學(xué)習(xí)國外經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，我國的震害調(diào)查、強(qiáng)震觀察的方法在不斷的成熟。但是，如何從我國的社會發(fā)展和地震環(huán)境的實際情況出發(fā)來提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，從而保持建筑物更加合理經(jīng)濟(jì)、安全可靠，是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的一項重要的任務(wù)。
1 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的問題
1.1 選擇建筑抗震場地的問題
如果施工的條件相同，不同工程地質(zhì)條件下的建筑物在地震時會受到明顯不同的破壞程度。所以，選擇一個好的建筑場地是提高建筑物抗震性能的重要基礎(chǔ)，在場地選擇的過程中，要降低地震災(zāi)害，盡可能地避開工程地質(zhì)不良的抗震場地（比如河岸、邊坡邊緣、高聳孤立的山丘、非巖質(zhì)陡坡、濕陷性黃土區(qū)域、液化土區(qū)域），選擇有利的建筑場地（比如中等風(fēng)化、微風(fēng)化的基巖，不含水的粘土層，密實的砂土層）。如果實在無法當(dāng)避開不利區(qū)域的話，應(yīng)該在場地采取抗震加強(qiáng)措施，應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防類別、濕陷性黃土等級、地基液化，來采取措施提高地基的剛度和整體穩(wěn)定性。比如，如果建筑地基的受力層范圍處在嚴(yán)重不均勻土層、軟弱粘性土層、新近填土?xí)r，要合理估計計算地基在地震時形成的不均勻沉降，從而采取加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的處理措施或者加固地基、樁基的措施來加強(qiáng)地基的承
載力。
1.2 選取房屋結(jié)構(gòu)抗震機(jī)制的問題
1.2.1 房屋結(jié)構(gòu)機(jī)制應(yīng)有科學(xué)恰當(dāng)?shù)膹?qiáng)度與剛度，能夠有力地規(guī)避房屋結(jié)構(gòu)由于突然變化或者個別位置減弱構(gòu)成薄弱位置，引發(fā)太大的應(yīng)力聚集或者塑性產(chǎn)生變化聚集；對于或許形成的脆弱位置，應(yīng)采用提升抗震水平的手段。
1.2.2 在房屋架構(gòu)機(jī)制中應(yīng)設(shè)計有科學(xué)的地震功能傳送通道與確定清楚的核算簡圖。另外，設(shè)置縱向房屋構(gòu)件時，應(yīng)盡量保持在垂直重力負(fù)荷作用下縱向房屋構(gòu)件的壓應(yīng)力多少平均；設(shè)置樓層蓋梁機(jī)制時，盡量保證垂直重力負(fù)載能夠通過距離最小的途徑傳送到縱向構(gòu)件墻或者柱子上；設(shè)置轉(zhuǎn)換架構(gòu)機(jī)制時，盡量保證從上面架構(gòu)縱向構(gòu)件傳過來的垂直重力負(fù)載能夠通過轉(zhuǎn)換層完成再次轉(zhuǎn)換。
1.2.3 在選取房屋架構(gòu)機(jī)制時，應(yīng)重視防止由于一些構(gòu)件或者架構(gòu)的損壞而讓總體房屋架構(gòu)失去對重力負(fù)載的承受性能與抗震性能。房屋架構(gòu)抗震設(shè)置的基本準(zhǔn)則是架構(gòu)應(yīng)該具備內(nèi)力再次分?jǐn)傋饔谩?yōu)秀的變形性能、一定的贅余度等。進(jìn)而在地震出現(xiàn)時，一些構(gòu)件即便出現(xiàn)問題，其他構(gòu)件仍然可以承載縱向負(fù)載，提升房屋架構(gòu)的總體抗震穩(wěn)固性。
1.3 房屋架構(gòu)平面設(shè)置的規(guī)則性與對稱性問題
房屋的平面與立體的設(shè)置應(yīng)遵照抗震理論基本設(shè)置準(zhǔn)則，通常運用規(guī)則的房屋架構(gòu)設(shè)置方案。依照房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)置規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，對平面不規(guī)則或縱向不規(guī)則，或者兩者均不規(guī)則的房屋架構(gòu)，應(yīng)運用空間架構(gòu)的核算模式；對樓板部分區(qū)域連接不暢或者表面凹凸不成規(guī)律時，應(yīng)運用相對應(yīng)的貼合樓層強(qiáng)度剛度變動的模型；脆弱位置應(yīng)當(dāng)注重相對應(yīng)的內(nèi)力加大系數(shù)，而且依照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來對彈塑性形狀改變加以剖析，脆弱位置應(yīng)采用抗震構(gòu)造手段。
在房屋架構(gòu)的抗震中，對稱性是不容忽視的。對稱性包含房屋平面的對稱、品質(zhì)分布的對稱及房屋架構(gòu)抗側(cè)剛度的對稱三個部分。保證這三個方面的對稱中心為同樣的位置是最優(yōu)的抗震設(shè)置方案。國內(nèi)的房屋結(jié)構(gòu)中，架構(gòu)的對稱性通常指的是抗側(cè)力主要架構(gòu)的對稱。對稱的房屋架構(gòu)有框架架構(gòu)、簡體框架架構(gòu)等。
房屋架構(gòu)的規(guī)則性體現(xiàn)在以下四點：
1.3.1 在平面設(shè)置房屋抗側(cè)力的主要架構(gòu)時，應(yīng)當(dāng)保證周圍結(jié)構(gòu)與中心的剛度與強(qiáng)度平均分布，讓房屋的主要架構(gòu)維持較強(qiáng)的強(qiáng)度與抗扭剛度，很大程度上防止了房屋在風(fēng)力較大或者地震的扭矩影響下而產(chǎn)生很大的形狀改變造成非架構(gòu)構(gòu)件與架構(gòu)構(gòu)件的損壞。
1.3.2 在平面設(shè)置房屋抗側(cè)力的主要架構(gòu)時，還應(yīng)當(dāng)重視保證同一主軸方向的所有抗側(cè)力架構(gòu)剛度與強(qiáng)度位于平均形態(tài)。
1.3.3 建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)沿著構(gòu)成變化和豎向斷面也要保持均勻，避免出現(xiàn)突變。
1.3.4 建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向也要有比較接近的強(qiáng)度和剛度，還要有比較相近的變形特性。
總體來說，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，一定要對建筑平、立面布置的規(guī)則性加以重視，在實際的工程中還應(yīng)該對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的規(guī)范規(guī)定給予高度的重視。
2 提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的改良方案
（1）對地震外力能量的吸收傳遞途徑進(jìn)行恰當(dāng)合理的布局，保證支墻、梁、柱的軸線處于同一平面，形成一個構(gòu)件雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。在地震作用下構(gòu)件呈現(xiàn)出彎剪性破壞，有效地使建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力得到提高。
（2）要按照抗震等級來對梁、柱、墻的節(jié)點采取抗震構(gòu)造措施，保證在地震作用下建筑物結(jié)構(gòu)可以達(dá)到三個水準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。按照“強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)柱弱梁”的原則，來合理選擇柱截面的尺寸，注意構(gòu)造配筋要求，控制柱的軸壓比，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下具有足夠的延性和承載力。
（3）進(jìn)行多道抗震防線的設(shè)置。在一個抗震結(jié)構(gòu)體系中，在地震作用下一部分延性好的構(gòu)件可以擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用，而在第一道抗震防線屈服后其他構(gòu)件才逐次形成第二、第三或更多道抗震防線，有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震安全性。各地區(qū)要根據(jù)所處區(qū)域的地質(zhì)特征，提高抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。
（4）在可能發(fā)生破壞性比較強(qiáng)的地震區(qū)域，建設(shè)、地震、科技等部門要對建筑技術(shù)規(guī)范進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定，從施工保障、材料選用、規(guī)劃設(shè)計、建房選址等方面來加強(qiáng)監(jiān)督檢查和技術(shù)指導(dǎo)，保證建筑設(shè)施能夠符合抗震設(shè)防的基本要求。
（5）根據(jù)地震地區(qū)本身建筑物的特點來積極引用抗震減災(zāi)新材料、新工藝、新技術(shù)，并且借鑒發(fā)達(dá)國家的技術(shù)和經(jīng)驗，將其推廣應(yīng)用到建筑抗震設(shè)計中。
（6）建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的管理者以及實施者也對建筑的抗震能力起到很大的作用。所以，必須提高抗震設(shè)計工作人員的整體素質(zhì)，提升整個建筑的抗震工程
質(zhì)量。
3 結(jié)語
經(jīng)過多年來對建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計的研究，我國的抗震設(shè)計方法已經(jīng)逐漸趨于成熟，但是還有許多需要完善的地方。我們要在嚴(yán)格按照建筑抗震規(guī)范要求的基礎(chǔ)上上，科學(xué)地合理地進(jìn)行建筑抗震設(shè)計，保證建筑物的穩(wěn)定性和可靠性，促進(jìn)我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計向著高水平方向發(fā)展。
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[3]建筑結(jié)構(gòu)雜志
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篇8
一、前言
建筑行業(yè)是我國重要的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè)之一，關(guān)系到居民的切身利益。我國是多地震國家，但我國目前對地震的預(yù)防能力較弱，地震給我國帶來了及其巨大的災(zāi)害，因此，加強(qiáng)建筑設(shè)計中的抗震設(shè)計，是進(jìn)一步保障我國居民生命財產(chǎn)安全的重要措施之一。目前我國高層混凝土建筑應(yīng)用的范圍越來越廣泛，其綜合性和高集成性都使得高層建筑的抗震設(shè)計需要更為明確的重視，加強(qiáng)對高層混凝土建筑抗震設(shè)計，已經(jīng)十分的迫切。
二、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計的現(xiàn)狀和存在的問題
高層混凝土建筑是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計尤其是在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計上，我國雖然引進(jìn)了一些西方歐美抗震設(shè)計理念，但缺乏符合本國實際的理論技術(shù)創(chuàng)新。很大方面存在著缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.高層混凝土建筑在結(jié)構(gòu)防震設(shè)計中缺乏科學(xué)規(guī)范的理論指導(dǎo)，缺乏實際經(jīng)驗的積累；而且我國對地質(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。因此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時候，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，難以在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中完美融合防震設(shè)計理念。
2.高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計立足于固定參數(shù)，而忽視了實際情況，設(shè)計完全依據(jù)“計算設(shè)計”完成。而且將一定的地震或力學(xué)參數(shù)做出固定的規(guī)范，比如，在我國地震設(shè)計研究中，把地震的降級系數(shù)統(tǒng)一規(guī)定為2.81，將小震賦予固定統(tǒng)計意義。而小震多用于結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)截面承載能力設(shè)計和變形的檢驗計算，需要依據(jù)一定的實際情況而行。雙向板內(nèi)力計算時,查用《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》的內(nèi)力系數(shù)時,其泊松比取值為0。 而鋼筋混凝土材料的泊松比取值為1/6, 這在設(shè)計板時往往容易被忽略,在計算跨中彎矩時,未考慮引入泊松比后的計算公式,導(dǎo)致內(nèi)力計算結(jié)果錯誤。
3，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)計且兼顧細(xì)節(jié)問題。沒有能根據(jù)實際情況靈活變通的運用抗震設(shè)計準(zhǔn)則。
三、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的方案
1. 高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要從建筑的全局出發(fā)，全面考慮各種建筑部位的功能，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)設(shè)計每個部分的構(gòu)件，保證每個部件之間的契合，促使每個部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設(shè)計要求，滿足一定的現(xiàn)實需求，同時，通過抗震設(shè)計，使得每個構(gòu)件都可以具有相應(yīng)的承載力，當(dāng)?shù)卣饋硪u時，每個構(gòu)件都可以有著一定的先后破壞次序，整體組合構(gòu)件將會有著更強(qiáng)大的承載力和柔性，從而延緩地震破壞的速度，消耗爆發(fā)的能量。增強(qiáng)建筑的整體抗震能力。
2.地基設(shè)計是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，因此，在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，要科學(xué)避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實地，利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，進(jìn)行地質(zhì)勘探，山石水土監(jiān)測，并取樣論證，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個地基牢固可靠，地質(zhì)穩(wěn)定無滲漏，無坍塌，無暗河，無熔巖，無火山等，從而保證整個地基不會因為承載力不均，而發(fā)生小范圍的坍塌，影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計。
3. 高層混凝土建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，通過無數(shù)次的實驗表明，簡單、規(guī)則、對稱的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力強(qiáng)，對延緩地震烈度范圍延伸，消耗地震的能量，減少地震對整體結(jié)構(gòu)的破壞，而且，對稱結(jié)構(gòu)容易準(zhǔn)確計算其地震反應(yīng)。
4.抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題。如果按結(jié)構(gòu)材料分類，目前主要應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系有砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土結(jié)構(gòu)；若是按結(jié)構(gòu)形式分類，目前常見的有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，不同結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)體系的承載力受到抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經(jīng)濟(jì)條件等多種條件的影響，因此高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要綜合考慮，做到科學(xué)選擇，嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計。
5.結(jié)構(gòu)良好的延性有助于減小地震作用，吸收與耗散地震能量，避免結(jié)構(gòu)倒塌。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)力求避免構(gòu)件的剪切破壞，爭取更多的構(gòu)件實現(xiàn)彎曲破壞。始終遵循“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點、弱錨固”原則。構(gòu)件的破壞和退出工作，使整個結(jié)構(gòu)從一種穩(wěn)定體系過渡到另外一種穩(wěn)定體系，致使結(jié)構(gòu)的周期發(fā)生變化，以避免地震卓越周期長時間持續(xù)作用引起的共振效應(yīng)。
6.在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，一般而言，要尤其注意其是由諸多構(gòu)件共同組合在一起，因此，要進(jìn)行整體化的對待。要充分調(diào)動各個構(gòu)件的作用來完成整體建筑的抗震效果。當(dāng)高層建筑的一些基本構(gòu)件都失去了原有功能的時候，那么，在地震來臨后，很容易讓整體的建筑結(jié)構(gòu)喪失對地震的抵抗能力。在這種情況下，很容易讓整個高層建筑坍塌，因此，要保證所有構(gòu)件的功能協(xié)調(diào)，并確保所有的構(gòu)件都能夠在地震作用下保證良好的性能，如此，可以增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。
7.設(shè)計高層混凝土建筑和超高層建筑時，屋頂建筑抗震設(shè)計也是整個設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。近幾十年來，從多數(shù)高層建筑抗震設(shè)計評定結(jié)果看，屋頂建筑設(shè)計還存在一些問題，例如：屋頂設(shè)計較高或者設(shè)計過重。屋頂設(shè)計較高或者設(shè)計過重，無形當(dāng)中加大了屋頂建筑變形，而且也加大地震作用，尤其對自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上，如果屋頂?shù)目箓?cè)力墻和屋頂之下的抗側(cè)力墻出現(xiàn)間斷，在地震發(fā)生時，帶來的地震扭轉(zhuǎn)作用也會更嚴(yán)重，對抗震更不利。所以，在進(jìn)行屋頂建筑設(shè)計過程中時，應(yīng)該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強(qiáng)度較高、輕質(zhì)、剛度均勻的材料，使得地震作用傳遞不受阻礙；屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上；如果屋頂建筑非常高，屋頂建筑就必須具有較強(qiáng)的抗震性，讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小，盡量避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
四、結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，在目前的發(fā)展趨勢中，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流趨勢有低碳，環(huán)保，安全，節(jié)能，生態(tài)。其中指標(biāo)之一，就是建筑的安全性，而我國目前破壞力最大的安全威脅便是地震，因此，加強(qiáng)對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，必將會被提升到建筑設(shè)計新的戰(zhàn)略高度。要科學(xué)合理的設(shè)計好房間結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)抗震能力，設(shè)計人員不僅要大力提升自己的力學(xué)，建筑學(xué)，設(shè)計學(xué)等各方面的專業(yè)知識和制圖技能，更要培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)縝密的態(tài)度，深刻理解設(shè)計規(guī)范，深刻了解建筑結(jié)構(gòu)中的每個構(gòu)件，做好每個構(gòu)件，從整體構(gòu)思，不斷提高設(shè)計水平和設(shè)計質(zhì)量，提升建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，為完美實現(xiàn)建筑的實用價值和美學(xué)價值的融合做出貢獻(xiàn)。
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篇9
1 荷載作用方式
相同點：兩者均為偶然荷載，均為動荷載，設(shè)計時均按一次作用考慮。不同點：人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件如果暴露于空氣中則直接承受空氣沖擊波的作用，如果埋于土中直接承受土中壓縮波的作用，因此人防荷載對結(jié)構(gòu)構(gòu)件外表面的是直接作用，其動荷載直接作用于構(gòu)件，其作用為外力；而地震動荷載則是由于地震時地面運動引起的動態(tài)作用，其實質(zhì)是慣性力，是間接的作用。建筑物的所有構(gòu)件（只要有質(zhì)量）均會由于地震動而存在慣性力。人防動荷載一般是直接作用于人防地下室外表面的構(gòu)件，一般可按同時作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)考慮，而人防地下室內(nèi)部的墻柱等構(gòu)件只間接承受圍護(hù)構(gòu)件及上部結(jié)構(gòu)傳來的動荷載。
2 荷載的大小
人防動荷載（即常規(guī)武器或核武器爆炸動荷載）其沖擊波壓力是隨時間變化的，為方便設(shè)計計算《人防規(guī)范》將它簡化成等效靜荷載，它只代表作用效果的等效，等效靜荷載并不是實際作用的力，但它方便了設(shè)計計算可以用靜力分析的模式進(jìn)行內(nèi)力計算；設(shè)計時等效靜荷載的大小的確定主要與設(shè)防抗力等級有關(guān)。
地震作用大小首先與震級、烈度、震源深度、建筑物離震源的距離等有關(guān)。其次與建筑物的質(zhì)量大小、建筑物所處的場地條件及土質(zhì)、及建筑物的動力特性（如自振周期、振型、阻尼等）有關(guān)。
3 設(shè)計方法：
抗震設(shè)計方法通常為“三水準(zhǔn)、二階段”的設(shè)計方法，設(shè)防目標(biāo)為“小震不壞，中震可修，大震不倒”。為實現(xiàn)設(shè)防目標(biāo)取小震下地震動參數(shù)計算結(jié)構(gòu)彈性下的地震作用效應(yīng)，進(jìn)行截面承載力驗算。第二階段是大震下的結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗算。并通過概念設(shè)計和抗震構(gòu)造措施來滿第三水準(zhǔn)的設(shè)計要求。
人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的動力分析一般采用等效靜荷載法：由于在動荷載作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件振型與相應(yīng)靜荷載作用下?lián)锨€很相近，且動荷載作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞規(guī)律與相應(yīng)靜荷載作用下破壞規(guī)律基本一致，所以在動力分析時，可將結(jié)構(gòu)構(gòu)件簡化為單自由度體系，用動力系數(shù)乘以動荷載峰值得到等效靜荷載，這時結(jié)構(gòu)構(gòu)件在等效靜荷載作用下的各項內(nèi)力就是動荷載作用下相應(yīng)內(nèi)力的最大值。按等效靜荷載分析計算的模式代替動力分析，給防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來很大方便。采用等效靜荷載分析時，為滿足抗力要求，結(jié)構(gòu)材料參數(shù)應(yīng)乘以材料強(qiáng)度綜合調(diào)整系數(shù)。最后結(jié)構(gòu)構(gòu)件在動荷載作用下的變形極限用允許延性比[β]來控制。按允許延性比進(jìn)行彈塑性工作階段的防空地下室，即可認(rèn)為滿足防護(hù)和密閉要求。 轉(zhuǎn)貼于
4 設(shè)計原則：
人防設(shè)計與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計原則一樣：
4.1 結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能有足夠的延性，避免脆性破壞，鋼筋砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)采取“強(qiáng)柱弱梁”“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計原則。
4.2 各結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力相協(xié)調(diào)的原則，避免出現(xiàn)薄弱部位。防空地下室的結(jié)構(gòu)，應(yīng)充分考慮各部位作用荷載值不同，破壞形態(tài)不同以及安全儲備不同等因素，保證在規(guī)定的動荷載作用下，結(jié)構(gòu)各部位（如出入口和主體結(jié)構(gòu)）都能正常地工作，防止由于存在個別薄弱環(huán)節(jié)致使整個結(jié)構(gòu)抗力明顯降低。如果某個部位失效，將導(dǎo)致整個人防區(qū)失效。同樣抗震設(shè)計也十分強(qiáng)調(diào)避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)（如薄弱層，軟弱層等），因為大震時薄弱層或軟弱層出失效將導(dǎo)致建筑物倒塌，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。
5 提高延性的設(shè)計構(gòu)造措施
核武器與常規(guī)武器爆炸均屬于偶然性荷載，具有量值大，作用時間短且不斷衰減的特點，結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受動荷載時已經(jīng)處于彈塑性工作階段，因此，結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較大的延性，對吸收動能，抵抗動荷載是十分有利的。人防結(jié)構(gòu)設(shè)計時，構(gòu)造上應(yīng)采取“強(qiáng)剪弱彎” “強(qiáng)柱弱梁”“強(qiáng)節(jié)點弱桿件”的設(shè)計原則。如可充分利用受彎構(gòu)件和大偏心受壓構(gòu)件的變形吸收武器爆炸動荷載作用的能量，以減輕支座截面的抗剪與柱子抗壓的負(fù)擔(dān)，確保結(jié)構(gòu)在屈服前不出現(xiàn)剪切破壞和屈服后有足夠的延性，最終形成塑性破壞，提高結(jié)構(gòu)的整體承載能力；又如受彎構(gòu)件應(yīng)雙面配筋，對承受動荷載作用下可能的回彈和防止在大撓度情況下構(gòu)件坍塌十分重要，另外在節(jié)點區(qū)應(yīng)有足夠的抗剪、抗壓能力和足夠的鋼筋錨固長度。上述這些措施和抗震設(shè)計的原則是一致的。
篇10
1.問題產(chǎn)生
隨著房地產(chǎn)市場由粗獷型向集約型方向的發(fā)展，業(yè)主對工程造價的重視程度大為提高，甚至超越了建筑專業(yè)功能、外觀等苛刻要求。論文格式。工程設(shè)計造價的高低成為承接工程設(shè)計的先決條件，因此根據(jù)建筑功能選擇結(jié)構(gòu)受力特性良好、經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越的結(jié)構(gòu)體系方案，成為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須面對的課題。
所謂小高層住宅，通常是指十一層加躍層（2006住宅設(shè)計規(guī)范規(guī)定十一層）以下的高層住宅。對結(jié)構(gòu)設(shè)計來說有如下可行的結(jié)構(gòu)體系方案：剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)、異型柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)。本文結(jié)合實際工程，對以上四種結(jié)構(gòu)形式的受力分析，經(jīng)濟(jì)造價進(jìn)行綜合比較，為類似工程的設(shè)計，提供了值得借鑒的有益經(jīng)驗。
以某位于沿海地區(qū)大型城市，地下一層、地上11層小高層住宅為例，高度35米，設(shè)計風(fēng)荷載按C類地面粗糙度，基本風(fēng)壓0.5KN/m2設(shè)計，抗震設(shè)防烈度為七度第一組,設(shè)計基本地震加速度值0.1g，建筑抗震類別為乙類,結(jié)構(gòu)安全等級為二級, 建筑場地土類別為II類，設(shè)計使用年限為50年。
2.各結(jié)構(gòu)體系受力性能
2.1 剪力墻結(jié)構(gòu)：
剪力墻結(jié)構(gòu)通常是指布置的墻體其剪力墻肢肢長和肢厚比大于8的結(jié)構(gòu)，特點是整體性能好，側(cè)向剛度大，水平力下側(cè)向位移小，并且由于沒有梁柱等外露與凸出，便于房間布置。是一種傳統(tǒng)、成熟、受力性能良好的結(jié)構(gòu)形式，其缺點是結(jié)構(gòu)墻體相對多、剛度和自重較大，一段時間以來應(yīng)用減少。隨著2002新規(guī)范的應(yīng)用，該結(jié)構(gòu)又顯示出無窮的生命力。現(xiàn)在小高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)，不再是以往大面積的墻體布置，而是緊扣規(guī)范條文，適當(dāng)控制墻肢肢長和肢厚比的限值，使之稍微大于8，從而減少結(jié)構(gòu)剛度和地震力，避開高規(guī)對短肢剪力墻結(jié)構(gòu)近乎苛刻的限值，達(dá)到減少造價的目的。
2.2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)：
是指由普通框架柱和一般剪力墻共同組成的一種結(jié)構(gòu)形式，由框架和剪力墻共同承擔(dān)豎向和水平荷載，它結(jié)合框架和剪力墻受力的優(yōu)點，又能獲得較大空間房屋，但是由于現(xiàn)在建筑平面布置的靈活性，框架布置非常復(fù)雜，很難形成規(guī)則的受力體系，并且隨著房間布局的變化，容易產(chǎn)生柱楞和凸出的大梁，影響外觀和使用功能，同時由于多次受力轉(zhuǎn)換，降低梁板受力性能，增加了結(jié)構(gòu)造價。論文格式。因此除特別規(guī)則住宅建筑采用外，目前小高層住宅設(shè)計中較少采用。
2.3 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)：
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是十多年前由南方沿海發(fā)展開來的一種結(jié)構(gòu)形式，為避免剪力墻結(jié)構(gòu)剛度太大的缺點，適當(dāng)減少墻體長度，使剪力墻墻體肢長和肢厚比取5～8倍。在設(shè)計之初，由于沒有明確國家規(guī)范，設(shè)計理論、計算方法和構(gòu)造措施均參照剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行，因此設(shè)計隨意性較大，不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。在2002年新修訂的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程（JGJ3－2002）才明確了具體設(shè)計方法。由于該結(jié)構(gòu)在地震區(qū)經(jīng)驗不多，為安全起見，對這種結(jié)構(gòu)設(shè)計的最大適用高度、使用范圍、抗震等級、一般剪力墻承受的地震傾覆力矩、墻肢厚度、軸壓比、截面剪力設(shè)計值、縱向鋼筋配筋率都作了非常嚴(yán)格規(guī)定。尤其是高規(guī)7.1.2.2規(guī)定：抗震設(shè)計時，筒體和一般剪力墻承擔(dān)的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%；高規(guī)7.1.2.3規(guī)定：短肢剪力墻的抗震等級比一般剪力墻提高一級采用；高規(guī)7.1.2.4規(guī)定：短肢剪力墻軸壓比提高0.1到0.2；高規(guī)7.1.2.5規(guī)定：短肢剪力墻根據(jù)抗震等級不同，剪力設(shè)計值乘以1.4和1.2增大系數(shù)；高規(guī)7.1.2.6規(guī)定：短肢剪力墻全部縱向鋼筋配筋率對底部加強(qiáng)區(qū)不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%；高規(guī)7.1.2.7規(guī)定：墻肢厚度不應(yīng)小于200。一系列規(guī)范條文的限制，使結(jié)構(gòu)造價直線提高，因此此類結(jié)構(gòu)形式在小高層住宅中的運用迅速減少。論文格式。
2.4 異型柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)：
異型柱框架剪力墻結(jié)構(gòu),是由天津市異型柱規(guī)程(DB29-16-98)和廣東省異型柱規(guī)程(DBJ/T15-15-95)等地方規(guī)程發(fā)展起來的新型結(jié)構(gòu)形式，墻體肢高和肢厚比不大于4，柱肢受力特性復(fù)雜，由于該結(jié)構(gòu)形式抗震性能存在很多爭議，過去由于一直沒有得到國家規(guī)程承認(rèn)，在很多地方因需通過超限審查而受到限值。經(jīng)過近幾年不懈試驗研究，終于通過國家抗震規(guī)范審查，今年八月一日正是以國家規(guī)程（JGJ149－2006）的形式生效，從而使結(jié)構(gòu)設(shè)計人員有了可靠權(quán)威的設(shè)計依據(jù)。對這種結(jié)構(gòu)形式，規(guī)程對其最大適用高度、使用范圍、抗震等級、一般剪力墻承受的地震傾覆力矩、墻肢厚度、軸壓比、截面剪力設(shè)計值、縱向鋼筋配筋率、體積配箍率等也都作了嚴(yán)格規(guī)定。同時由于結(jié)構(gòu)斷面較小，規(guī)范5.3.1強(qiáng)制條文規(guī)定應(yīng)進(jìn)行梁柱核心區(qū)受剪承載力計算。該結(jié)構(gòu)是發(fā)展了框架剪力墻結(jié)構(gòu)，同時避免了框剪結(jié)構(gòu)適用性不好的缺點，受到業(yè)主和用戶歡迎，但是必須明確，由于異型柱斷面很小，梁柱節(jié)點核心區(qū)鋼筋密集，施工振搗困難，從而使之力學(xué)性能和抗震性能受到削弱，需仔細(xì)進(jìn)行核心區(qū)計算。這種結(jié)構(gòu)形式是我國目前迎合中國經(jīng)濟(jì)還不是很富裕、渴望減少土建造價的國情的獨創(chuàng)，隨著綜合國力的提高，其發(fā)展前景必然會受到一定限制。
各結(jié)構(gòu)體系經(jīng)濟(jì)比較
篇11
Key words: concept design structure design application importance
中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
一、概念設(shè)計的涵義
所謂的概念設(shè)計一般指不經(jīng)數(shù)值計算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)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、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，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)部措施的宏觀控制。運用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計的方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計階段一些不必要的繁瑣運算，具有較好的的經(jīng)濟(jì)可靠性能。同時，也是判斷計算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
對建筑物抗震來說，從宏觀原則上進(jìn)行評價、鑒別、選擇等處理，再輔以必要的計算和構(gòu)造措施。從而消除建筑物抗震的薄弱環(huán)節(jié)，以達(dá)到合理抗震設(shè)計的目的。也就是說概念設(shè)計是工程師運用思維和判斷力，根據(jù)從大量震害經(jīng)驗得出的結(jié)構(gòu)抗震原則，從宏觀上確定結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題。因此，工程師必須從主體上了解結(jié)構(gòu)抗震特點，振動中結(jié)構(gòu)的受力特征，抓住要點，突出主要矛盾，用正確的概念來指導(dǎo)概念設(shè)計，才會獲得成功。由于概念設(shè)計包括的范圍極廣，因此不僅僅要分析總體方案確定的原則，還要顧及非材料的正確使用和關(guān)鍵部位的細(xì)部構(gòu)造。但是首先和最重要的還是結(jié)構(gòu)總體概念設(shè)計、材料選型和細(xì)部構(gòu)造等問題，這些設(shè)計原則和結(jié)構(gòu)概念中，較為重要的是結(jié)構(gòu)總體設(shè)計。
二、概念設(shè)計的重要性
概念設(shè)計是展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計思想的關(guān)鍵，一結(jié)構(gòu)工程師的主要任務(wù)就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計，并能有意識地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計的重要，主要還因為現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性，比如對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，內(nèi)力計算是基于彈性理論的計算方法，而截面設(shè)計卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計方法，這一矛盾使計算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn)，為了彌補(bǔ)這類計算理論的缺陷，或者實現(xiàn)對實際存在的大量無法計算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計，都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的。同時計算機(jī)結(jié)果的高精度特點，往往給結(jié)構(gòu)設(shè)計人員帶來對結(jié)構(gòu)工作性能的誤解，結(jié)構(gòu)工程師只有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng)，才能比較客觀、真實地理解結(jié)構(gòu)的工作性能。概念設(shè)計之所以重要，還在于在方案設(shè)計階段，初步設(shè)計過程是不能借助于計算機(jī)來實現(xiàn)的。
三、概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
所謂的概念設(shè)計一般指不經(jīng)數(shù)值計算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)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、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，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)部措施的宏觀控制。運用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計的方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計階段一些不必要的繁瑣運算，具有較好的經(jīng)濟(jì)可靠性能。同時，也是判斷計算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
運用概念設(shè)計的思想，也使得結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路得到了拓寬。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計算理論的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計似乎只關(guān)注如何提高結(jié)構(gòu)抗力R，以至混凝土的等級越用越高，配筋量越來越大，造價越來越高。結(jié)構(gòu)工程師往往只注意到不超過最大配筋率，結(jié)果肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)處處可見。以抗震設(shè)計為例，一般是根據(jù)初定的尺寸、砼等級算出結(jié)構(gòu)的剛度，再由結(jié)構(gòu)剛度算出地震力，然后算配筋。但是大家知道，結(jié)構(gòu)剛度越大，地震作用效應(yīng)越大，配筋越多，剛度越大，地震力就越強(qiáng)。這樣為抵御地震而配的鋼筋，增加了結(jié)構(gòu)的剛度，反而使地震作用效應(yīng)增強(qiáng)。其實，為什么不考慮降低作用效應(yīng)S呢？目前在抗震設(shè)計中，隔震消能的研究就是一個很好的例子。隔震消能的一般作法是在基礎(chǔ)與主體之間設(shè)柔性隔震層；加設(shè)消能支撐（類似于阻尼器的裝置）；有的在建筑物頂部裝一個“反擺”，地震時它的位移方向與建筑物頂部的位移相反，從對建筑物的振動加大阻尼作用，降低加速度，減少建筑物的位移，來降低地震作用效應(yīng)。合理設(shè)計可降低地震作用效應(yīng)達(dá)60%，并提高屋內(nèi)物品的安全性。這一研究在國內(nèi)外正廣泛地深入展開。在日本，研究成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實際工程中，取得良好的經(jīng)濟(jì)、適用效果。而我國由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和人們認(rèn)識的限制，在工程界還未被廣泛地應(yīng)用。
四、小結(jié)
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的要求。發(fā)展先進(jìn)計算理論，加強(qiáng)計算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急。其中，打破建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的墨守成規(guī)，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力，是相當(dāng)必要的。因為他們是結(jié)構(gòu)設(shè)計革命的推動者和執(zhí)行者。這則需要工程界和教育界進(jìn)行共同的努力。推廣概念設(shè)計思想是一種有效的辦法。
著名的美國工程院院士林同炎教授在《結(jié)構(gòu)概念和體系》一書中為結(jié)構(gòu)工程師提供了廣泛而又有獨特見解的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計基礎(chǔ)知識和設(shè)計實例。該書著重介紹用整體概念來規(guī)劃結(jié)果總體方案的方法，以及結(jié)構(gòu)總體系和個分體系尖的相互力學(xué)關(guān)系和簡化近似設(shè)計方法。為結(jié)構(gòu)工程師和建筑師在設(shè)計中創(chuàng)造性地相互配合，設(shè)計出令人滿意的建筑奠定基礎(chǔ)。這本書第二版的出版，為我們更好的加深概念設(shè)計的理解，提供有益的幫助。總之，概念設(shè)計必然會成為今后結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流思想，這就讓我們來共同學(xué)習(xí)、發(fā)展它吧，為結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
［1］林同炎，S．D．思多臺斯伯利．結(jié)構(gòu)概念和體系．中國建筑工業(yè)出版社．
篇12
地震是一種隨機(jī)振動,所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員為防止、減少地震給建筑造成的危害, 就需要分析研究建筑抗震問題不斷總結(jié)工程經(jīng)驗,妥善處理這一工程問題。
一、實行建筑抗震設(shè)計規(guī)范，總結(jié)工程經(jīng)驗妥善處理工程問題：
（一）選擇有利的抗震場地
地震造成建筑物的破壞, 除地震動直接引起的結(jié)構(gòu)破壞外,場地條件也是一個重要的原因。地震引起的地表錯動與地裂,地基土的小均勻沉陷, 滑坡和粉、砂土液化等。科技論文。因此,應(yīng)選擇對建筑抗震有利的地段, 應(yīng)避開對抗震不利地段。當(dāng)無法避開時, 應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目拐鸺訌?qiáng)措施,應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防類別、地基液化等級,分別采取加強(qiáng)地基和上部結(jié)構(gòu)整體性和剛度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施; 當(dāng)?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱粘性土層、新近填土和嚴(yán)重不均勻土層時,應(yīng)估計地震時地基不均勻沉降或其他不利影響, 采用樁基、地基加固和加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的處理措施; 對于地震時可能導(dǎo)致滑移或地裂的場地,應(yīng)采取相應(yīng)的地基穩(wěn)定措施。
（二）優(yōu)化的平面和立面布置
關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的平面與立體結(jié)構(gòu), 我們根據(jù)認(rèn)為有以下幾個方面可以參考:
1、結(jié)構(gòu)的簡單性。結(jié)構(gòu)簡單是指結(jié)構(gòu)在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑。只有結(jié)構(gòu)簡單,才能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的計算模型、內(nèi)力與位移分析, 限制薄弱部位的出現(xiàn)易于把握,因而對結(jié)構(gòu)抗震性能的估計也比較可靠。
2、結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力。水平地震作用是雙向的,結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用。通常, 可使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力, 結(jié)構(gòu)的抗震能力則是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及延性的綜合反映。結(jié)構(gòu)剛度的選擇既要減少地震作用效應(yīng)又要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大, 過大的變形會產(chǎn)生重力二階效應(yīng), 導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞、失穩(wěn)。論文參考網(wǎng)。
3、結(jié)構(gòu)的整體性。在高層建筑結(jié)構(gòu)中,樓蓋對于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用,樓蓋相當(dāng)于水平隔板,它不僅聚集和傳遞慣性力到各個豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu), 而且要求這些子結(jié)構(gòu)能協(xié)同承受地震作用, 特別是當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)布置不均勻或布置復(fù)雜或抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)水平變形特征不同時, 整個結(jié)構(gòu)就要依靠樓蓋使抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)能協(xié)同工作。
（三）設(shè)置多道設(shè)防的抗震結(jié)構(gòu)體系
多道抗震防線, 是指在一個抗震結(jié)構(gòu)體系中, 一部分延性好的構(gòu)件在地震作用下, 首先達(dá)到屈服, 充分發(fā)揮其吸收和耗散地震能量的作用, 即擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用, 其他構(gòu)件則在第一道抗震防線屈服后才依次屈服,從而形成第二、第三或更多道抗震防線, 這樣的結(jié)構(gòu)體系對保證結(jié)構(gòu)的抗震安全性是非常有效的。同時底框建筑底層高度不宜太高, 應(yīng)控制在4.5m 以下。高度加大, 底層剛度減小, 重心提高, 使框架柱的長細(xì)比增大, 更容易產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。論文參考網(wǎng)。而且由于高度較大,很多建筑房間被業(yè)主一層改成了兩層, 造成了較大的安全隱患。科技論文。宜具有合理的剛度和強(qiáng)度分布, 避免因局部削弱或突變形成薄弱部位.產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中;可能出現(xiàn)的薄弱部位, 應(yīng)采取措施提高抗震能力。
（四）保證結(jié)構(gòu)的延性抗震能力
合理選擇了建筑結(jié)構(gòu)后, 就需要通過抗震措施來保證結(jié)構(gòu)確實具有所需的延性抗震能力,從而保證結(jié)構(gòu)在中震、大震下實現(xiàn)抗震設(shè)防目標(biāo), 系統(tǒng)的抗震措施包括以下幾個方面內(nèi)容。強(qiáng)柱弱梁: 人為增大柱相對于梁的抗彎能力,使鋼筋混凝土框架在大震下,梁端塑性鉸出現(xiàn)較早,在達(dá)到最大非線性位移時塑性轉(zhuǎn)動較大; 而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚, 在達(dá)到最大非線性位移時塑性轉(zhuǎn)動較小,甚至根本不出現(xiàn)塑性鉸。從而保證框架具有一個較為穩(wěn)定的塑性耗能機(jī)構(gòu)和較大的塑性耗能能力。強(qiáng)剪弱彎: 剪切破壞基本上沒有延性, 一旦某部位發(fā)生剪切破壞, 該部位就將徹底退出結(jié)構(gòu)抗震能力, 對于柱端的剪切破壞還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節(jié)點的組合剪力值, 使結(jié)構(gòu)能在大震下的交替非彈性變形中其任何構(gòu)件都不會先發(fā)生剪切破壞。
（五）合理的建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算分析
對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的內(nèi)力和變形分析時, 應(yīng)采用不少于兩個不同的力學(xué)模型,目前主要有兩種計算理論: 剪摩理論和主拉應(yīng)力理論, 它們有各自的適用范圍:磚砌體一般采用主拉應(yīng)力理論,而砌塊結(jié)構(gòu)可采用剪摩理論。對計算機(jī)的計算結(jié)果, 應(yīng)經(jīng)分析判斷確認(rèn)其合理、有效后方可用于工程設(shè)計。結(jié)構(gòu)計算控制的主要計算結(jié)果有結(jié)構(gòu)的自振周期、位移、平動及扭轉(zhuǎn)系數(shù)、層間剛度比、剪重比、有效質(zhì)量系數(shù)等。另外, 地下室水平位移嵌固位置,轉(zhuǎn)換層剛度是否滿足要求等, 都要求有層剛度作為依據(jù)。復(fù)雜高層建筑抗震計算時,宜考慮平扭耦聯(lián)計算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng), 振型數(shù)不應(yīng)小于15,對多塔結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小手塔樓數(shù)的9 倍, 且計算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。總之, 高層結(jié)構(gòu)計算很難一次完成,應(yīng)根據(jù)試算結(jié)果, 按上述要求多次調(diào)整,才能得到較為合理的計算結(jié)果,以保證建筑物的安全。
二、高層建筑抗震設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題
（一）部分建筑物高度過高
按我國現(xiàn)行高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。在這個高度，抗震能力還是比較穩(wěn)妥的，但是目前不少高層建筑超過了高度限制。在震力作用下，超高限建筑物的變形破壞性會發(fā)生很大的變化，建筑物的抗震能力下降，很多影響因素也發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程預(yù)算的相應(yīng)參數(shù)需要重新選取。
（二）地基的選取不合理
由于城市人口的增多和相對空間的縮小，不少建筑商忽略了這一問題，哪里商業(yè)空間大就在哪里建。高層建筑應(yīng)選擇位于開闊平坦地帶的堅硬土場地或密實均勻中硬土場地，遠(yuǎn)離河岸，不應(yīng)垮在兩類土壤上，避開不利地形、不采用震陷土作天然地基，避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險地段建造房屋。高層建筑的地基選取不恰當(dāng)可能導(dǎo)致抗震能力差。
（三）材料的選用不科學(xué),結(jié)構(gòu)體系不合理
在地震多發(fā)區(qū)，采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理應(yīng)該得到人們的重視。由于我國建筑結(jié)構(gòu)主要以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為基準(zhǔn)。但因其彎曲變形的側(cè)移較大，靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移，不僅增大了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，而且效果不大，有時不得不加大混凝土的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，形成加強(qiáng)層才能滿足規(guī)范側(cè)移限值。
（四）較低的抗震設(shè)防烈度
許多專家提出，現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全度已不能適應(yīng)國情的需要，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度水平應(yīng)該大幅度提高。我國現(xiàn)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是比較低的，中震相當(dāng)于在規(guī)定的設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)超越概率為lO％的地震烈度，較低的抗震設(shè)防烈度放松了高層建筑的抗震要求。論文參考網(wǎng)。科技論文。
三、結(jié)語
篇13
一直以來，支撐和滿足建筑空間嘴重要的一個體系就是建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計它是一門非常具有學(xué)問的學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，和新技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也在不斷地進(jìn)步著。即便如此，它的基本原理卻是一成不變的，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計最根本的理論依據(jù)就非這些基本原理構(gòu)莫屬了。雖然我們并不會經(jīng)常在工程師的圖紙上看到這些基本原理，但是有一點我們不能否認(rèn)，那就是始終指導(dǎo)與貫穿著結(jié)構(gòu)設(shè)計全過程的正是這些基本原理。在實際操作之中, 因為不同的原因, 結(jié)構(gòu)設(shè)計人員容易在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計、屋面梁與配筋、高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計等等環(huán)節(jié)出現(xiàn)一些問題，導(dǎo)致失誤。主要問題有以下幾點:
1 砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計
1.1 多層砌體房屋的建筑局部尺寸都不能滿足抗震要求，此部位沒有設(shè)構(gòu)造筋。國家有關(guān)條例規(guī)定，抗震設(shè)防烈度為6度、7度時，承重窗間墻最小寬度、承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離、非承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離、內(nèi)墻陽角至門窗洞邊的最小距離不應(yīng)當(dāng)小于lm。結(jié)構(gòu)破壞最容易的地方就是這些局部部位，在這些部位不能滿足要求的條件下，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)采取一定的彌補(bǔ)措施，例如：采取加強(qiáng)的構(gòu)造柱、增加橫向配筋等措施。
1.2 房屋四角與其余部位構(gòu)造柱采用一樣的配筋。建筑抗震有關(guān)規(guī)定，房屋四角構(gòu)造柱可適當(dāng)加大配筋和截面。有些設(shè)計人員不論什么部位，都采用一樣的設(shè)置，這種做法會導(dǎo)致各種柱體的作用得不到充分發(fā)揮，還會造成浪費。比如房屋外墻最容易損壞的部位就是它的四個角，在構(gòu)造柱的設(shè)計上面，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)。
1.3 砌體結(jié)構(gòu)布置方式可以有幾下分析：橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)布置。對于空間較大的，設(shè)有沿進(jìn)深方向的梁支承于縱墻上，就讓縱墻來承擔(dān)其重量。樓板沿縱向擱置, 就會形成橫墻承擔(dān)重量，橫墻間距不入,一般就能滿足抗震的需求，,同時縱墻因為存在軸壓力，所以就提高了抗剪的能力。另一方案就是縱墻承重與橫墻承重沿豎向交替布置，但是此種方案在實際操作中使用的并不多見。縱墻承重的結(jié)構(gòu)布置方案，橫墻間距大、數(shù)量小，并且軸壓力較小,所以對抗震極其不利，縱墻多容易引起彎曲破壞所以在選用的時候要小心謹(jǐn)慎才是。混合承重結(jié)構(gòu)布置的方式較為各異 ，,比如內(nèi)框架砌體結(jié)構(gòu)、底層框架砌體結(jié)構(gòu)和局部框架砌體結(jié)構(gòu)等等。此結(jié)構(gòu)體系由兩種結(jié)構(gòu)體系組成，彈性模量以及動力性能兩種，這兩個組成部分相差較大，所以抗震結(jié)構(gòu)形式并不是很好。但它能滿足建筑使用的要求。使用空間也很大。總之,選擇哪種砌體結(jié)構(gòu)是抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)從抗震的概念設(shè)計出發(fā),綜合建筑使用功能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和施工等方面來正確選擇。
2 屋面梁和配筋
2.1 屋面梁配筋太少。結(jié)構(gòu)建模時，設(shè)計人員為了方便，屋面梁直接使用和層梁一樣的尺寸。因為屋面梁荷載很小，計算結(jié)果配筋很少，因此屋面梁在溫度變化、混凝土收縮和受力等作用下因配筋率過低導(dǎo)致裂縫寬度較大。
2.2 受扭屋面梁缺少必要的腰筋。對于一般的梁，為了保持鋼筋骨架的剛度，同時為了承受溫度和收縮應(yīng)力及防止梁腹出現(xiàn)過大的裂縫，一般構(gòu)造措施為梁腹板高度大于450mm時加設(shè)腰筋，它的間距要小于200mm，然后拉筋勾連。對于受扭構(gòu)件有關(guān)條例的規(guī)定，其縱向受力鋼筋的間距應(yīng)小于200mm與梁截面短邊長度。對于設(shè)置懸挑檐口的屋面梁，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中誤等同一般梁，未按受扭構(gòu)件設(shè)計配筋。
2.3 樓層平面剛度。一些設(shè)計在缺乏基本的結(jié)構(gòu)觀念以及結(jié)構(gòu)布置缺乏必要措施的時候，采用樓板變形的計算程序。即使程序的編程在數(shù)學(xué)力學(xué)模型上是成立的，甚至是準(zhǔn)確無誤的，可是在確定樓板變形程度上卻很難做得非常精確。首先計算的大前提都做不到“精確”，就更不要指望其結(jié)果會“正確”了。據(jù)此進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計肯定存在著結(jié)構(gòu)不安全成分或者結(jié)構(gòu)某些部位或構(gòu)件安全儲備過大等現(xiàn)象。為了使程序的計算結(jié)果基本上反映結(jié)構(gòu)的真實受力狀況而不會導(dǎo)致根本性的誤差，設(shè)計時就要盡量將樓層設(shè)計成剛性樓面。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中， 高層建筑結(jié)構(gòu)平面和立面形式的選擇，要讓建筑的三心，即幾何形心、剛度中心和結(jié)構(gòu)重心盡量匯于一點，也就是三心合一。加入在結(jié)構(gòu)設(shè)計中不能做到這一點，那么就會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問題。扭轉(zhuǎn)問題就是結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下發(fā)生的扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。 它在風(fēng)載等水平荷載載荷情況下會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害，為避免由此產(chǎn)生的危害，就要求在結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式以及平面布局，盡量地讓建筑物達(dá)到三心合一的效果，因此在選擇的時候，平面以及立面形式是極其關(guān)鍵的。高層建筑的平面一般要采用簡單、規(guī)則和對稱的形狀，而至于非常復(fù)雜的平面形式，是要盡量避免使用的，以往震害的資料表明，高層建筑物容易造成震害的主要原因就在于。平面布置不對稱、過多的外凸和內(nèi)凹等復(fù)雜形式。在高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，結(jié)構(gòu)體系的選擇、布置和構(gòu)造措施比軟件的計算結(jié)果是否精確更能影響結(jié)構(gòu)的安全，不僅要考慮結(jié)構(gòu)安全因素，而且要綜合考慮建筑美觀、結(jié)構(gòu)合理和便于施工以及工程造價等多方面因素。資料及力學(xué)分析表明，在不對稱結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)在凹凸拐角等處容易造成應(yīng)力集中，因此會帶來破壞，在實際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免。至于完全對稱的結(jié)構(gòu)，也應(yīng)注意凸出部分的尺寸比例。對于凸出部分過長的，結(jié)構(gòu)設(shè)計中就應(yīng)采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。結(jié)構(gòu)的豎向布置要盡力做到剛度均勻并連續(xù)，避免結(jié)構(gòu)的剛度突變及出現(xiàn)軟弱層。剛度突變和軟弱層的出現(xiàn)一般都是由于切斷剪力墻造成的，如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要求一定要切斷少數(shù)剪力墻時，其他剪力墻在該切斷層處就要必須加強(qiáng)。總之，標(biāo)新立異的平面和立面設(shè)計是以結(jié)構(gòu)的抗震及安全性能為代價的。
4 總結(jié)
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的推動者和執(zhí)行者就是結(jié)構(gòu)工程師。因此。想要讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加可靠、經(jīng)濟(jì)、安全、適用，就必須充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的突破能力。這就需要工程界和教育界直接共同配合。不但要加強(qiáng)計算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究應(yīng)用，還要推廣概念設(shè)計思想。相信在我們的共同努力與配合下，我們的設(shè)計水平一定會有很大的提高。
參考文獻(xiàn)
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