抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計重點范文

時間:2023-12-14 17:45:39

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抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計重點

篇1

【關(guān)鍵詞】高層建筑;抗震;結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的分析

現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)形式主要是一個垂直于地面的豎向懸臂結(jié)構(gòu)。其建筑的垂直載荷主要使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個與地球引力相抗衡的軸心力;建筑的水平載荷使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩。從建筑結(jié)構(gòu)的受力特點進(jìn)行分析可以看出:當(dāng)建筑的垂直載荷方向保持不變時,隨著建筑高度的不斷增加僅僅會引起量的增加而已,而這時水平載荷的方向就可以來自四面八方;而當(dāng)建筑為平均分布載荷時,建筑的高度就和彎矩呈現(xiàn)出二次方的變化。

再從建筑的側(cè)移特點來看:建筑豎直方向載荷引起的建筑位移是比較小的,而水平方向的載荷作為平均分布的載荷時,建筑的高度就和其側(cè)移呈現(xiàn)出四次方的變化。由此可以得出,在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中,水平方向的載荷對建筑結(jié)構(gòu)的影響是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于垂直方向載荷對建筑結(jié)構(gòu)的影響的,所以在進(jìn)行高層混凝土建筑建設(shè)時,水平載荷是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要重點控制的影響因素,所以除了在保證高層建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平載荷產(chǎn)生的彎矩、剪力以及壓、拉應(yīng)力時,要具有較大的強(qiáng)度以外,還要保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度,使得建筑隨著高度的不斷升高,所引起的側(cè)向變形能控制在結(jié)構(gòu)規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。

二、高層建筑抗震設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法

對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時,要從減小地震作用力的輸入和增強(qiáng)地震抵抗力兩個方面進(jìn)行考慮。下面將從五個方面進(jìn)行分析:盡可能減小地震作用能量的輸入,運用高延性設(shè)計、推廣消震和隔震措施的運用,注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計,重視建筑材料的選擇,增多抗震防線的建設(shè)。將減小地震作用力和增強(qiáng)建筑的地震抵抗力二者結(jié)合起來,從兩方面入手,進(jìn)行建筑抗震的設(shè)計施工。

(一)減少地震發(fā)生時能量的輸入

在具體的設(shè)計中,積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方法,對具體的方案進(jìn)行定量分析,使結(jié)構(gòu)的變形彈性滿足預(yù)期地震作用力下的變形需求。對建筑構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗收的同時,還要控制建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移限值;并且更具建筑構(gòu)件的變形和建筑結(jié)構(gòu)的位移之間的關(guān)系,確定構(gòu)件的變形值;根據(jù)建筑界面的應(yīng)變分布以及大小,來確定建筑構(gòu)件的構(gòu)造需求。對于高層建筑來講,在堅固的場地上進(jìn)行建筑施工,可以有效減少地震發(fā)生作用時能量的輸入,從而減弱地震對高層建筑的破壞程度。

(二)運用高延性設(shè)計、推廣消震和隔震措施的運用

現(xiàn)在在我國,許多高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計時,多采用延性結(jié)構(gòu),也就是適當(dāng)?shù)目刂平ㄖY(jié)構(gòu)的剛度,允許地震時結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)入到具有很大延性的塑性狀態(tài),從而消耗地震作用時的能量,使地震反應(yīng)減小,減弱地震給高層建筑帶來的破壞和重大損失。如果某高層建筑的承載能力較小,但是具有較高的延性,那么在地震中它也不容易倒塌,因為延性構(gòu)件可以吸收較多的能量,經(jīng)受住很大的結(jié)構(gòu)變形。延性結(jié)構(gòu)的運用,在很多情況下是有效的,它可以消耗地震能量,減輕地震反應(yīng),使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒。

進(jìn)入20 世紀(jì)以來,人們對建筑物抗振動能力的提高做出了巨大的努力,取得了顯著的成果,其中阻尼器的使用在高層建筑的抗震方面有很大的作用。通過對阻尼器的利用,進(jìn)行減震和能量的吸收,可以巧妙的避免或減弱地震對高層建筑的破壞作用。

(三)注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計

高層建筑抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)應(yīng)該得到人們的重視。我國150m 以上的建筑,采用的3 種主要結(jié)構(gòu)體系(框.筒、筒中筒和框架- 支撐體系),都是其他國家高層建筑采用的主要體系。我國鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大,鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力已有了很大提高,因此在有條件的地方,建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土(柱)結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu),以減小柱斷面尺寸,并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。

我國傳統(tǒng)文化中“以柔克剛”具有價高的思想價值,可以指導(dǎo)很多實際問題。在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中,可以從傳統(tǒng)的硬性為主的抗震模式向以柔性為主的抗震模式轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)以柔克剛、剛?cè)嵯酀?jì),有效地減弱地震作用過程中釋放的沖擊力。比如,在高層建筑的拱形結(jié)構(gòu)中有這樣一個例子:迪拜帆船酒店,外觀如同一張鼓滿了風(fēng)的帆,一共有56 層、321m高,就是運用拱結(jié)構(gòu)抗震減災(zāi)的很好的例子。

(四)重視建筑材料的選擇

在高層建筑的抗震方案設(shè)計中,建筑結(jié)構(gòu)的材料選擇也非常重要。首先,我們可以對建筑材料的參數(shù)進(jìn)行抗震性能的分析,從整體上對材料的參數(shù)變異性進(jìn)行研究,而不能僅考慮建筑材料的承載力忽略其他因素。從抵抗地震的角度來講,就是要控制建筑結(jié)構(gòu)的延性需求,這就要求我們從高層建筑建設(shè)施工的各方面,來選擇符合抗震需求而且經(jīng)濟(jì)適用的建筑結(jié)構(gòu)材料。

(五)增多抗震防線的建設(shè)

高層建筑結(jié)構(gòu)防震可以設(shè)置多道抗震防線,增強(qiáng)對地震的抵抗力。高層建筑物設(shè)置多層的地震抵抗防線,第一道防線遭到破壞之后,有后備的第二道、第三道甚至更多的防線對地震的作用力進(jìn)行阻擋,避免高層建筑物的倒塌。高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抵抗地震設(shè)計時,可以采用具有多個肢節(jié)和壁式框架的“框架剪力墻”等防震結(jié)構(gòu)。

框架剪力墻具有性能較好的多道防線抗震結(jié)構(gòu),其中的剪力墻是第一道抗震防線也的主要的抗側(cè)力構(gòu)件。所以,剪力墻要足夠多,保證它的承受能力較高,不小于高層建筑底部地震傾覆力矩的一半。同時,為承受剪力墻開裂后重分配的地震作用,任一層框架部分按框架和墻協(xié)同工作分配的地震剪力,不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的20%和框架各層地震剪力最大值的1.5倍兩者的較小值。剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻可以通過合理設(shè)置連梁(包括非建筑功能需要的開洞組成多肢聯(lián)肢墻,使其具有優(yōu)良的多道抗震防線性能。

三、高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)計算

目前國內(nèi)外在進(jìn)行高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的計算時,都開始廣泛的采用電腦軟件,特別是在面對一些比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)形式時,電腦軟件能對其提供巨大的幫助。在運用電腦軟件進(jìn)行建筑抗震結(jié)構(gòu)的計算時,要求建筑結(jié)構(gòu)的工程師必須具有清晰的結(jié)構(gòu)概念,能準(zhǔn)確在計算機(jī)上建立出反映工程實際情況的模型,還要能對其計算結(jié)果是否具有準(zhǔn)確性、合理性做出分析。

在利用計算機(jī)進(jìn)行對高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)計算時,要求計算機(jī)軟件的技術(shù)條件應(yīng)該符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,并且在進(jìn)行特殊結(jié)構(gòu)處理計算時,還要闡明其內(nèi)容方面相關(guān)的科學(xué)依據(jù)。在面對復(fù)雜結(jié)構(gòu)下,多發(fā)地震災(zāi)害的建筑內(nèi)力和變形的分析時,至少要采用兩個不同的力學(xué)模型進(jìn)行研究計算,對計算出來的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、確認(rèn)無誤后,才能進(jìn)行相關(guān)建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計。

四、結(jié)束語

高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法和技術(shù)是不斷變化和進(jìn)步的,我們需要在具體的實踐中對高層建筑所處的地質(zhì)和環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究,選用適合的抗震結(jié)構(gòu),注重建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇,減小地震的作用力,增強(qiáng)地震的抵抗力,從而達(dá)到高層建筑抗震的目的。

參考文獻(xiàn):

[1] 王榮書,高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計探析[J] 黑龍江科技信息,2010.

篇2

關(guān)鍵詞:基礎(chǔ)設(shè)計節(jié)點設(shè)計反應(yīng)譜曲線 彈塑性推覆

Abstract: zhuhai hengqin bay hotel is located in zhuhai long lung cheung bay rich hengqin new district, is long lung group hengqin development project is an important part of. In this, only for the zhuhai long lung hengqin bay hotel structure design, to introduce the design and analyzes the problems occurred in the analysis and exploration for academic reference!

Key words: the foundation design node design response spectrum curve elastic-plastic pushover

中圖分類號:TU352.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:

1 工程概況

1.1本工程主體部分概況

總建筑面積約25.7萬平米,主要由7座相連的酒店塔樓單體、一座地下車庫及會議中心單體構(gòu)成,各個建筑單體間設(shè)置有防震縫。1B棟酒店主樓單體屬于超限高層建筑。1B塔樓最高19層,標(biāo)準(zhǔn)層高3.5m,建筑圖中將底部兩層(地下一層、地下一層夾層,絕對標(biāo)高6.00m~13.00m)稱作地下室,實際上周邊無覆土,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中按一般樓層進(jìn)行設(shè)計。由地面起算的主要屋頂標(biāo)高為65.000m,局部72.000m,并有局部裝飾小塔,屬于A級高度的高層建筑。

1.2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)概況

地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性,地下水氯離子含量較高,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具強(qiáng)腐蝕性,須采取相應(yīng)的防腐措施。場地屬地質(zhì)構(gòu)造基本穩(wěn)定區(qū),場地所處區(qū)域近年屬弱震區(qū),發(fā)生強(qiáng)震的可能性小,地基穩(wěn)定性較好。場地主要不良地質(zhì)現(xiàn)象是普遍存在淤泥質(zhì)土軟土層,工程性質(zhì)差,具高壓縮性和觸變性,場地礫砂層7度地震時局部會發(fā)生輕微砂土液化現(xiàn)象。

2 基礎(chǔ)設(shè)計

本項目采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC樁)基礎(chǔ),樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。管樁外徑500mm,壁厚125mm,AB型,樁長35~45m。

結(jié)合試樁及單樁承載力特征值2400kN,實際設(shè)計時考慮負(fù)摩阻的影響。

本場地地下水的氯離子含量高,對鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)腐蝕性,管樁接頭采用機(jī)械嚙合接頭或根據(jù)業(yè)主委托的專業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)進(jìn)行防腐設(shè)計要求,對管樁接頭采取加厚焊縫,預(yù)留腐蝕余量的措施,同時要求樁身應(yīng)具有良好的抗氯離子腐蝕的耐久性

3結(jié)構(gòu)體系概述

本結(jié)構(gòu)采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系,框架和剪力墻共同承受豎向荷載和水平作用。水平承重構(gòu)件采用梁板結(jié)構(gòu)。上部酒店客房采用矩形柱網(wǎng),而下部大堂圓形柱網(wǎng),且大堂部位需要營造高大的空間,柱距較大。為滿足建筑要求,本項目部分柱不能貫通落地,需要在六層及七層進(jìn)行托柱轉(zhuǎn)換,其中大堂穹頂上標(biāo)準(zhǔn)層柱在七層轉(zhuǎn)換,其余柱在六層進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換體系由轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換柱組成。

圖為:標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置

4節(jié)點設(shè)計

本項目采用了鋼管混凝土柱,型鋼混凝土梁、柱等構(gòu)件,梁、柱的節(jié)點均按剛接考慮,節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜。本項目采用的鋼管柱直徑較大,具有足夠的操作空間,可在管內(nèi)焊接環(huán)板,環(huán)板位置與鋼骨梁牛腿的翼緣位置對應(yīng);鋼骨柱的箱形鋼骨與鋼骨梁翼緣對應(yīng)位置則通過貫穿橫隔板連接或在箱形截面內(nèi)采用熔嘴焊連接加勁板。鋼骨混凝土梁的鋼筋則通過在鋼骨外設(shè)置連接環(huán)板解決。

5 反應(yīng)譜曲線對比

6抗震性能目標(biāo)

對于轉(zhuǎn)換層以下的剪力墻底部加強(qiáng)部位、轉(zhuǎn)換柱、轉(zhuǎn)換梁等構(gòu)件在設(shè)防地震下基本完好,承載力按不計抗震等級調(diào)整地震效應(yīng)的設(shè)計值進(jìn)行復(fù)核。

即在設(shè)防地震作用下層間位移小于2倍彈性位移限制(即1/400),在罕遇地震作用下層間位移不大于4倍彈性位移限值(即1/200)。

7抗震等級

整體結(jié)構(gòu)的剪力墻部分均為二級,而轉(zhuǎn)換構(gòu)件、剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗震等級均提高一級,取一級。

本項目X方向的剪力墻數(shù)量較少,從結(jié)構(gòu)分析結(jié)果可知,SATWE程序分析所得的框架承擔(dān)的地震傾覆力矩比小于50%,但在不考慮剪力墻端柱貢獻(xiàn)的情況下,ETABS計算所得的底層框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%(分別為X向56.4%和Y向42.5%),按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的要求,當(dāng)此數(shù)值超過50%時,抗震等級按框架結(jié)構(gòu)確定。本項目位于7度抗震設(shè)防區(qū),框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級,但是本項目高度超過框架結(jié)構(gòu)的適用高度,因此本項目的框架部分抗震等級定為一級。

8 設(shè)防烈度地震作用下的承載力驗算

8.1針對預(yù)定的性能目標(biāo),對于剪力墻底部加強(qiáng)部位、轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換柱等構(gòu)件,對有關(guān)構(gòu)件采用不計入風(fēng)荷載效應(yīng),不考慮地震作用效應(yīng)調(diào)整的設(shè)防烈度地震作用組合的設(shè)計值進(jìn)行復(fù)核,材料強(qiáng)度采用設(shè)計值,設(shè)防烈度地震的地震作用設(shè)計參數(shù)仍按規(guī)范的設(shè)計參數(shù)。按下式進(jìn)行驗算:

經(jīng)采用SATWE軟件計算,本項目的上述關(guān)鍵構(gòu)件在設(shè)防烈度的地震作用下仍可保持彈性狀態(tài)。

8.2樓板中震作用下的應(yīng)力分析

中震作用下,六、七層樓面絕大部分區(qū)域的面內(nèi)應(yīng)力均小于混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(C50混凝土ftk=2.64N/mm2,C35的ftk=2.2N/mm2),因此可以認(rèn)為在中震作用下,樓板面內(nèi)不會產(chǎn)生貫通性的裂縫。

采用在樓板中加附加鋼筋(將與樓板在豎向荷載下的配筋疊加)的形式。附加鋼筋應(yīng)配置為雙層雙向鋼筋網(wǎng)。根據(jù)應(yīng)力分析的結(jié)果,鋼筋采用III級鋼,對于六層洞邊、七層剪力墻筒體附近樓板按2N/mm2復(fù)核,總的附加配筋率為0.56%,其余區(qū)域按照規(guī)范對轉(zhuǎn)換層樓板的要求及對較大應(yīng)力的局部位置進(jìn)行加強(qiáng)。

9彈塑性推覆分析主要結(jié)果

10 構(gòu)造加強(qiáng)措施

在充分的結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)上,本工程在結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面主要考慮了如下幾種加強(qiáng)措施:

10.1對轉(zhuǎn)換構(gòu)件(包括轉(zhuǎn)換柱、轉(zhuǎn)換梁)、剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)進(jìn)行設(shè)防烈度地震作用下的承載力驗算;

10.2通過控制墻、柱的軸壓比,令豎向構(gòu)件具有較好的延性;剪力墻底部加強(qiáng)部位的邊緣構(gòu)件、轉(zhuǎn)換梁、柱等采用型鋼混凝土構(gòu)件或鋼管混凝土構(gòu)件

10.3結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的樓板按照框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行加強(qiáng),

10.4轉(zhuǎn)換柱、剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗震等級取一級,對設(shè)計內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整,提高承載力,并通過更嚴(yán)格的構(gòu)造措施提高抗震性能。

10.5為了營造高大的空間,本項目部分樓板不連續(xù),有較多的越層柱,對此進(jìn)行補(bǔ)充分析:

10.5.1通過對計算程序中的越層柱計算長度進(jìn)行復(fù)核,確保其滿足規(guī)范的要求。

10.5.2在原有樓板大開洞的樓層布置拉結(jié)各越層柱的連系梁,從而增大連系梁分配到的水平剪力和彎矩,提高越層柱的安全儲備。

11結(jié)論

在罕遇地震作用下,X向、Y向性能點坐標(biāo)分別為(2.198,0.101)、(2.098,0.102),在達(dá)到該性能點時,主要的塑性鉸發(fā)生在框架梁、連梁上,剪力墻墻肢的裂縫已經(jīng)發(fā)展,該性能點處的X向、Y向樓層塑性位移角分別為1/285、1/295,小于規(guī)范彈性位移值的4倍(1/200),結(jié)構(gòu)滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011-2010)中表M.1.1-2規(guī)定的罕遇地震作用下性能3的性能要求。塑性鉸最先出現(xiàn)在連梁上,然后剪力墻逐漸出現(xiàn)裂縫,連接剪力墻的框架梁上也相繼出現(xiàn)塑性鉸。達(dá)到了連梁“最早損傷”以保護(hù)墻肢,而框架體系作為二道防線的目的。綜合以上分析結(jié)果可以看出,通過采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧?,對薄弱部位進(jìn)行加強(qiáng),本結(jié)構(gòu)抗震性能可以達(dá)到預(yù)期的性能目標(biāo),結(jié)構(gòu)設(shè)計安全、可行。

參考文獻(xiàn)

1《工程地質(zhì)勘察報告》

篇3

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;抗震設(shè)計;建筑設(shè)計

抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)成為目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中較為重要的組成部分,并關(guān)系到建筑工程的質(zhì)量及人員的安全。尤其在一些地震多發(fā)地區(qū)內(nèi),更要提升抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平,保障建筑的安全性。下文將重點對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計展開分析探討,對其遵循原則及設(shè)計理念予以詳細(xì)說明。

1實施抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是為了實現(xiàn)以下三個目標(biāo):一是保證建筑在小強(qiáng)度地震災(zāi)害影響下不會存在任何破損或裂縫等病害問題,維持建筑正常使用;二是要求建筑在中強(qiáng)度地震災(zāi)害中,存在輕微破損問題,且經(jīng)過修復(fù)后不會對建筑結(jié)構(gòu)帶來任何影響;三是要求在強(qiáng)度較大的地震災(zāi)害中,建筑處于穩(wěn)固不倒的狀態(tài)下,保證周邊環(huán)境及人員安全。所以在建筑設(shè)計中,要做好抗震結(jié)構(gòu)的科學(xué)處理,根據(jù)現(xiàn)有資料數(shù)據(jù),對區(qū)域地震災(zāi)害等級加以分析,確定建筑抗震性能,合理規(guī)劃結(jié)構(gòu)布局,改善抗震效果,維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性和安全性。

2建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要嚴(yán)格遵守的設(shè)計原則

任何工程設(shè)計工作的開展都需要滿足既定原則要求,這不僅是為更好地進(jìn)行工程管理和控制,同時也是為保證工程建設(shè)的規(guī)范性、安全性,提高后期利用價值。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計作為較為重要的一環(huán),在工作落實中也應(yīng)該加大對原則要求的重視力度,明確現(xiàn)有的規(guī)范指標(biāo),并嚴(yán)格按照指標(biāo)內(nèi)容開展設(shè)計活動,完善設(shè)計內(nèi)容,以此更好的推動后續(xù)工作的開展,提高建筑結(jié)構(gòu)抗震等級,防止建筑受到外界不良因素的影響,確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性。具體而言,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循的既定原則如圖1。2.1整體性原則在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計人員應(yīng)從整體性角度實行綜合分析與考量,綜合思考建筑要求,合理規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)布局,以此來完善設(shè)計內(nèi)容,優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震性能,減少問題的產(chǎn)生。同時要注重前期試驗,確定不同等級結(jié)構(gòu)在地震災(zāi)害中產(chǎn)生的變化特征,合理選擇材料種類,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震性。此外,在設(shè)計過程中,需考慮到力傳導(dǎo)性特點,避免應(yīng)力集中在某一點致使局部破損,影響建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量,威脅建筑安全性??拐鸾Y(jié)構(gòu)設(shè)計中涉及的子結(jié)構(gòu)種類較多,若想增強(qiáng)抗震效果,需要開展構(gòu)件及細(xì)節(jié)的優(yōu)化與處理,提高建筑安全等級。2.2清晰性原則抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中,主要是通過傳力路徑的科學(xué)規(guī)劃,對地震力予以分散和消耗,保障建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。實際設(shè)計中,應(yīng)堅持清晰性原則,根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特征對傳力路徑加以科學(xué)規(guī)劃。構(gòu)建三維立體模型,對整個建筑結(jié)構(gòu)實行分析和探討,了解結(jié)構(gòu)受力特征及外力施加中可能出現(xiàn)的位移情況,再結(jié)合模型進(jìn)行計算,承載負(fù)荷,以此對傳力路徑加以科學(xué)規(guī)劃,降低地震災(zāi)害發(fā)生時對建筑結(jié)構(gòu)帶來的影響。2.3結(jié)構(gòu)規(guī)則原則結(jié)構(gòu)規(guī)則原則要求在在設(shè)計過程中增大建筑結(jié)構(gòu)剛度,利用剛度加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,降低建筑在地震作用下的風(fēng)險系數(shù)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,大部分設(shè)計人員都忽略了建筑結(jié)構(gòu)剛度的重要性,這使得建筑在外界壓力增加或地震波作用下,出現(xiàn)位移、破損等問題,破壞了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為此,設(shè)計中就需做好結(jié)構(gòu)剛度的科學(xué)把控,尤其要合理計算抗側(cè)移剛度,并利用專業(yè)軟件加強(qiáng)計算的準(zhǔn)確性,增大結(jié)構(gòu)承載力,繼而達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.4剛度與抗震能力相適應(yīng)原則

剛度與抗震能力的協(xié)調(diào)處理可以保證建筑在地震災(zāi)害下,通過兩個力的相互抵消減輕地震波帶來的干擾和破壞,保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在設(shè)計中,設(shè)計人員要充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)剛度和抗震能力間的關(guān)系,注重力學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確計算,利用兩者的相互作用力,對地震波加以分散,降低地震波對建筑結(jié)構(gòu)帶來的影響?,F(xiàn)階段,隨著高層建筑數(shù)量的增多,高度的增加,對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要求有所提高,在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中,需要綜合考慮建筑高度、結(jié)構(gòu)特征,注重承力分析和研究,確定承載能力,科學(xué)選擇連接構(gòu)件,從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)剛度和抗震性能。建筑設(shè)計

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要意義

地震地質(zhì)災(zāi)害對人們的生命財產(chǎn)安全有著較大影響,雖然隨著技術(shù)手段的提高,人們可以對地震地質(zhì)災(zāi)害予以提前預(yù)估,做到科學(xué)防控,但其對固定物體的影響還是不可避免的,尤其是對建筑物的影響。所以在設(shè)計中,要優(yōu)化建筑的抗震性能,對地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、材料、建筑結(jié)構(gòu)加以科學(xué)規(guī)劃和處理,增強(qiáng)建筑抗震能力,減少地震災(zāi)害發(fā)生時帶來的危險和破壞。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作為建筑工程施工中較為重要的一環(huán),目的是對建筑結(jié)構(gòu)、材料、施工技術(shù)實行科學(xué)規(guī)劃,以保障其安全性與可靠性,并給出專業(yè)的施工方案,推動作業(yè)的順利進(jìn)行。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是非常重要的環(huán)節(jié),能夠保證建筑在地震災(zāi)害影響下的安全性,避免倒塌、損壞等嚴(yán)重問題的產(chǎn)生,增加人們居住的安全系數(shù),減少不必要損失的形成。

4建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念

在開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時,為加強(qiáng)設(shè)計的合理性,保障建筑結(jié)構(gòu)的安全性,提高工程的價值,需要對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念進(jìn)行深度了解和分析,根據(jù)現(xiàn)今發(fā)展實況及具體要求,開展適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新活動,從而更好的指導(dǎo)設(shè)計人員工作,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計思想,加強(qiáng)設(shè)計的有效性,達(dá)成最終的工程建設(shè)目標(biāo)。隨著現(xiàn)代化城市的發(fā)展,人們對建筑質(zhì)量的要求不斷提高,抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計作為保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要內(nèi)容,應(yīng)該加大關(guān)注力度,不斷嘗試設(shè)計理念的優(yōu)化和調(diào)整,以此規(guī)范建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計,明確指標(biāo)要求,做到科學(xué)選址和規(guī)劃,確定抗震等級及紅線范圍,最終優(yōu)化建筑抗震性能。

4.1更新設(shè)計理念,加大抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計重視力度

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中,最為關(guān)鍵的影響因素就是設(shè)計人員,如果設(shè)計人員不具備專業(yè)能力,不具備明確的抗震理念,在設(shè)計中很難將抗震與建筑結(jié)構(gòu)融合起來,這樣在地震災(zāi)害發(fā)生時,就會因為抵抗能力不足而出現(xiàn)各種問題,威脅建筑及人們的安全。為此,設(shè)計人員需不斷提高自身的專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng),根據(jù)建筑行業(yè)發(fā)展趨勢做好理念的更新和優(yōu)化,加大對建筑抗震功能的重視力度,采取科學(xué)有效措施完成抗震設(shè)計,確保建筑結(jié)構(gòu)安全。建筑工程具有規(guī)模大、工期長、設(shè)計精準(zhǔn)度高等特點,故而設(shè)計人員在處理時應(yīng)做到全面分析和考量,制定針對性的設(shè)計方案,更好的指導(dǎo)施工作業(yè)的開展??拐鸾Y(jié)構(gòu)設(shè)計作為其中較為重要的一環(huán),設(shè)計人員應(yīng)加大對其重視力度,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計思想,注重數(shù)據(jù)資料的收集和處理,完善設(shè)計內(nèi)容,增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,進(jìn)而減少地震災(zāi)害帶來的破壞,保障工程的整體效果。再者,還應(yīng)該充分利用網(wǎng)絡(luò)資源對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行深入分析和探討,了解地震帶分布特點,掌握板塊運動規(guī)律,不斷完善抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容,符合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)要求,提高建筑整體水平,延長建筑使用壽命。設(shè)計完成后,還需開展專項評估和檢測,確保抗震設(shè)計符合工程的建設(shè)要求??拐鸾Y(jié)構(gòu)的不同其產(chǎn)生的作用也存在較大差異,設(shè)計人員應(yīng)重視這一點,并選擇合適的結(jié)構(gòu)種類,確保最終設(shè)計的合理性與科 學(xué)性。

4.2科學(xué)選址

地震的產(chǎn)生是由于地下板塊劇烈運動強(qiáng)烈碰撞形成的,破壞性強(qiáng)、危險性高。基于這一實際情況,在開展建筑設(shè)計工作時,就應(yīng)選擇合適的施工場地,減少地震災(zāi)害造成的破壞。由于建筑物的震害是由一些地質(zhì)運動造成的,可以考慮選擇一些地質(zhì)較強(qiáng)的位置來建造建筑物。在選擇抗震地理位置時,應(yīng)基于以下兩個方面:一方面可選擇地質(zhì)偏硬的地理空間建造建筑。該類型地質(zhì)結(jié)構(gòu)的承載力較大,不容易出現(xiàn)地震或山體崩塌等問題。在建筑建設(shè)中,可有效提升結(jié)構(gòu)剛度和承載力,削弱地震的破壞力;另一方面選擇地勢平坦寬闊的區(qū)域,該區(qū)域穩(wěn)定性強(qiáng),地殼運動激烈性不高,地震等級也會相對較低,可以降低抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計難度,改善建筑結(jié)構(gòu)抗震性能,增大建筑安全系數(shù)。

4.3明確設(shè)計指標(biāo)

在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計人員需開展現(xiàn)場勘察,收集齊全的數(shù)據(jù)資料,明確設(shè)計指標(biāo)要求,并以此為基礎(chǔ)更好的規(guī)劃設(shè)計方案,提高建筑結(jié)構(gòu)抗震等級。在設(shè)計過程中,指標(biāo)參數(shù)的確定要做到科學(xué)合理,要考慮到可能發(fā)生的問題及帶來的影響,切實增大建筑結(jié)構(gòu)承載力、強(qiáng)度和剛度。另外,在設(shè)計指標(biāo)確定中,還應(yīng)考慮到國家現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),全面分析地震作用力對建筑的傷害等級,以此為依據(jù),完善抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。此外,在設(shè)計過程中,設(shè)計人員還要樹立全面管控意識,從多方面展開考量,注重設(shè)計的合理性、可靠性。

4.4提升抗震等級

在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中,如果抗震等級要求未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,在日后使用中仍會受到地震波的影響,并導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破損、裂縫、位移等問題,降低建筑質(zhì)量。為此,在設(shè)計中,設(shè)計人員就需要對建筑抗震等級要求予以掌握,增強(qiáng)抗震性能合理性,減少建筑結(jié)構(gòu)病害的產(chǎn)生。如在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計人員可利用計算機(jī)軟件對結(jié)構(gòu)性能特征加以分析,重點了解結(jié)構(gòu)物理剛性,掌握其位移及扭轉(zhuǎn)力參數(shù)。在分析過程中,可按照建筑形狀的常規(guī)設(shè)計要求,遵循國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范,合理測量和判斷高層建筑的物理剛度,使高層建筑的扭轉(zhuǎn)力和位移剛度在1.1-1.2之間。在剪力墻與簡化連梁的設(shè)計中,需使相關(guān)參數(shù)符合如下要求:連梁跨度高度比要控制在2以內(nèi),設(shè)置暗柱作為支撐結(jié)構(gòu),保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;設(shè)計過程中如發(fā)現(xiàn)連梁跨度高度比在1以內(nèi),需要設(shè)置交叉暗柱作為支撐結(jié)構(gòu)。地震運動多是受到地殼垂直運動導(dǎo)致的,所以在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計人員還需對地質(zhì)地理結(jié)構(gòu)特征及運動軌跡予以詳細(xì)了解,并根據(jù)以往數(shù)據(jù)資料開展分析工作,對建筑所在區(qū)域及周邊環(huán)境加以科學(xué)把控,預(yù)測和判斷地震發(fā)生頻率、地震等級變化,為抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)和參考(如圖2)。同時,設(shè)計人員還要分析該地區(qū)的地震運動趨勢,使區(qū)域建筑工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)總體布局和該區(qū)域地震運動趨勢大致處于相對垂直的狀態(tài),以降低特大地震對區(qū)域建筑工程前期設(shè)計的不利影響。4.5抗震防線設(shè)計抗震防線的科學(xué)設(shè)置可以在保證建筑結(jié)構(gòu)整體性的前提下,優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震性能,確保建筑的穩(wěn)定性和安全性(如圖3)??拐鸱谰€規(guī)劃設(shè)計原理為:在無大震的特殊條件下,注重側(cè)向抗震性的有效延伸,以此保護(hù)建筑結(jié)構(gòu),優(yōu)化抗震功能。通常情況下,抗震防線會設(shè)置三條,一條主兩條次,以主線為主,開展防控處理。因為在地震災(zāi)害中,主要抗震線被破壞后,其他兩條抗震防線才會出現(xiàn)問題,所以設(shè)計中要開展科學(xué)分析與考量,以確保放線質(zhì)量。

4.6結(jié)構(gòu)選型

抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中,結(jié)構(gòu)選型合理性對于抗震效果提升有著重要意義,在設(shè)計過程中應(yīng)加大重視力度,增強(qiáng)整體設(shè)計有效性。在建筑工程結(jié)構(gòu)抗震類型的設(shè)計和應(yīng)用中,必須特別注意建筑結(jié)構(gòu)抗震類型的正確設(shè)計和選擇。根據(jù)建筑的具體功能要求及主體結(jié)構(gòu)的特點,做到精心設(shè)計和分析,通常體現(xiàn)在兩個方面,即立面的主體結(jié)構(gòu)和建筑平面的主體結(jié)構(gòu),具體如圖4所示。在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中,還應(yīng)該遵循既有原則和要求,保障結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性,從而優(yōu)化建筑抗震性能,有效提高建筑質(zhì)量,延長建筑的使用壽命。為此,在建筑結(jié)構(gòu)選型中,設(shè)計人員需要分別從整體性、安全性、協(xié)調(diào)性等多方面進(jìn)行分析和考量,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震效果,提高建筑穩(wěn)定性和安全性。另外,在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中,分析結(jié)構(gòu)受力特征,并根據(jù)結(jié)構(gòu)性能要求,對抗震性加以科學(xué)分析,以削弱地震破壞力,保證建筑的質(zhì)量和安全。

結(jié)語

綜上所述,為加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性,應(yīng)加大對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視力度,根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范要求及建筑特征,對建筑結(jié)構(gòu)抗震性實行科學(xué)規(guī)劃和處理,提高結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度、承載能力,科學(xué)選型、選址,保障建筑安全性,降低地震災(zāi)害帶來的破壞和威脅,在提高建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上,為人們營造安全舒適的建筑空間。與此同時,抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的優(yōu)化也是推動整個建筑行業(yè)持續(xù)前行的關(guān)鍵,值得相關(guān)人員加以重視和探討。

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關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;安全隱患;安全性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑工程中非常重要的一個環(huán)節(jié),在確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化的基礎(chǔ)上,才能夠確保建筑工程的整體質(zhì)量。但從現(xiàn)狀來看,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計還存在諸多安全患問題,例如:對抗震設(shè)計不夠重視、結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏科學(xué)性等[1]。為了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性得到有效提高,本課題針對“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高建筑安全性的措施”進(jìn)行分析便具有一定的價值意義。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑安全患因素分析

1.1 對抗震設(shè)計不夠重視

抗震設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個環(huán)節(jié),做好抗震設(shè)計,確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,能夠使建筑日常應(yīng)用的安全性得到有效保障。在《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中也明確指出:“小震不壞60%,中震可修10%,大震不倒2%”[2]。但是,部分設(shè)計單位在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,便存在對抗震設(shè)計不夠重視的情況,未能按照建筑抗震設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗震設(shè)計,從而使建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計質(zhì)量堪憂。

1.2 對概念設(shè)計的認(rèn)識不清

現(xiàn)代社會,隨著經(jīng)濟(jì)的急劇發(fā)展,建筑形式由原來的多層向高層發(fā)展,結(jié)構(gòu)體型也由原來的簡單單一向越來越復(fù)雜發(fā)展,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的比重越來越重。在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》總則中明確指出:“高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)注重概念設(shè)計,重視結(jié)構(gòu)的選型和平面、立面布置的規(guī)則性,加強(qiáng)構(gòu)造措施,擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)性能好且經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系”。但是,現(xiàn)實里常常是等到建筑方案都已經(jīng)確定了,開始進(jìn)入施工圖階段了,結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計人員才開始接觸建筑方案,所以常常出現(xiàn)很多超限建筑,從而使建筑安全性存在隱患。

1.3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏科學(xué)性

部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計單位,沿襲傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,未能及時更新設(shè)計理念,不能與時俱進(jìn),從而使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏全局考慮,也缺乏科學(xué)性。顯然,這樣會對整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量造成很大程度的影響。不妨以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計為例,對于結(jié)構(gòu)混凝土材料來說,便需要在設(shè)計過程中考慮其耐久性,需滿足的要求包括:(1)若環(huán)境等級為一級標(biāo)準(zhǔn),則最大水膠比需為0.60,最低強(qiáng)度等級需C20,最大氯離子含量需0.30%,并適量控制堿的含量;(2)若環(huán)境等級為二a標(biāo)準(zhǔn),則最大水膠比需為0.55,最低強(qiáng)度等級需C25,最大氯離子含量需0.20%;最大堿含量為3.0kg/m3;(3)若環(huán)境等級為三a級標(biāo)準(zhǔn),則最大水膠比需為045或0.50,最低強(qiáng)度等級需C35或C30,最大氯離子含量需0.15%,最大堿含量為3.0kg/m3。如果在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中未能滿足上述結(jié)構(gòu)混凝土材料的耐久性基本要求,便會影響整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量[3]。

2 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高建筑安全性的措施探究

2.1 充分重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計

一方面,對于相關(guān)設(shè)計工作人員,需注重自身設(shè)計專業(yè)水平的提高,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,充分重視抗震的設(shè)計,明確自身工作職責(zé),在實際設(shè)計工作過程中,加強(qiáng)現(xiàn)場調(diào)查,結(jié)合建筑體的實際情況,進(jìn)行優(yōu)化的抗震設(shè)計。另一方面,需汲取之前在汶川8.0級大地震的教訓(xùn),認(rèn)識到地震對通信設(shè)施產(chǎn)生的極大破壞,然后優(yōu)化抗震設(shè)計,使建筑體的周圍設(shè)施設(shè)備的抗震性能得到有效提高。此外,還有必要嚴(yán)格根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗震設(shè)計,以抗震墻設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件的最大軸壓比為例:(1)當(dāng)抗震等級為一級,烈度為9度的條件下,需將軸壓比控制在0.1;(2)當(dāng)抗震等級為一級,烈度為7度或8度的條件下,需將軸壓比控制在0.2;(3)當(dāng)抗震等級為二、三級,需將軸壓比控制在0.3[4]。具體如表1。

2.2 重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念設(shè)計

在建筑方案設(shè)計前期積極引入結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計人員參與,在方案初期,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員可以從概念設(shè)計上給予適當(dāng)?shù)慕ㄗh,在方案的實用與美觀前提下,重視結(jié)構(gòu)的選型和平面、立面的布置的規(guī)則性,從初期就避免超限建筑的出現(xiàn),從而從源頭上杜絕建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全隱患,進(jìn)一步提高建筑設(shè)計的安全性。

2.3 注重先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用及加強(qiáng)與施工部門的交流

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計少不了先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用,比如:BIM技術(shù)、荷載歸納技術(shù)以及建筑結(jié)構(gòu)模型技術(shù)等,這些高新技術(shù)均有必要合理、科學(xué)地應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中,從而提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。與此同時,需加強(qiáng)與施工部門的交流,使施工單位能夠嚴(yán)格按照建筑結(jié)構(gòu)O計的方案進(jìn)行安全施工,這樣一方面能夠使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性得到有效體現(xiàn),另一方面能夠使建筑施工的質(zhì)量及安全性得到有效提高??傊ㄖ踩缘奶岣?,需建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方和建筑施工方的交流、配合,這一點需充分重視。

篇5

針對當(dāng)前復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題,闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的選擇,包括結(jié)構(gòu)方案的選擇和結(jié)構(gòu)類型的選擇,并分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點,以期為復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞:

復(fù)雜高層建筑;超高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;結(jié)構(gòu)類型

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快,復(fù)雜高層與超高層建筑工程的項目建設(shè)需求越來越大。然而,其建設(shè)設(shè)計過程的復(fù)雜程度也在不斷加深,尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計。做好結(jié)構(gòu)設(shè)計工作是保障建筑物使用安全性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。對于復(fù)雜高層建筑或者是超高層建筑,要根據(jù)它們所承受的不同強(qiáng)度來開展抗震設(shè)防烈度的設(shè)計工作。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的選擇

1.1結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇在設(shè)計復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)的過程中,結(jié)構(gòu)方案選擇的合理性是決定其建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵。對于復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇,如果沒有根據(jù)實際工程情況進(jìn)行,就很容易導(dǎo)致建設(shè)后期中的調(diào)整。這就在一定程度上增加了復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計難度,從而為建筑設(shè)計單位帶來較大的修改工作量和經(jīng)濟(jì)損失。因而,復(fù)雜高層與超高層建筑的設(shè)計單位在結(jié)構(gòu)方案的選擇過程中,應(yīng)充分結(jié)合相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)知識,并將其應(yīng)用到設(shè)計當(dāng)中。對于結(jié)構(gòu)類型的選擇,設(shè)計人員不僅要將工程建設(shè)地的巖土工程地質(zhì)條件考慮在內(nèi),還要將抗震設(shè)防烈度的要求考慮在內(nèi)。這樣才能降低工程建設(shè)企業(yè)復(fù)雜高層與超高層建筑工程的造價。由此可以看出,在選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計類型時,需要認(rèn)真考慮工程的造價和施工的合理性。

1.2結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇要點結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇應(yīng)注重復(fù)雜高層與超高層建筑的概念設(shè)計。由大量的設(shè)計實踐經(jīng)驗得出,在復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,要盡可能地提升建筑結(jié)構(gòu)的均勻性和規(guī)則性,保證建筑工程結(jié)構(gòu)的傳力途徑直接而清晰,尤其是結(jié)構(gòu)豎向和抗側(cè)力的傳力途徑。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,如何實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)目標(biāo)已經(jīng)成為研究人員重點關(guān)注的問題。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

2.1抗震設(shè)防烈度復(fù)雜高層與超高層建筑抗震設(shè)防烈度的設(shè)計是保證建筑物使用安全的重要設(shè)計內(nèi)容。對于復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,設(shè)計人員要根據(jù)其承受的不同強(qiáng)度來開展抗震設(shè)防烈度的設(shè)計工作。然而,由于建筑物高度是不同的,這就意味著在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,要依據(jù)實際工程情況進(jìn)行有針對性的設(shè)計。一般情況下,復(fù)雜高層與超高層建筑高度均超過300m,那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,就不適合將其設(shè)計在抗震設(shè)防烈度為“八”的區(qū)域,而更適合設(shè)計在抗震設(shè)防烈度為“六”的區(qū)域。由此可以看出,在設(shè)計復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)時,要綜合考慮抗震設(shè)防烈度的具體情況。這樣做,不僅可以有效減少建設(shè)誤差,還可以保障居民的生命財產(chǎn)安全。此外,提高復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震技術(shù)水平,能夠在一定程度上增強(qiáng)建筑物的經(jīng)濟(jì)性和安全性。因此,設(shè)計人員應(yīng)從細(xì)節(jié)出發(fā),秉承“以人為本”的設(shè)計理念。只有這樣,才能有效保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

2.2結(jié)構(gòu)舒適度確保復(fù)雜高層與超高層建筑水平振動舒適度是樹立“以人為本”重要結(jié)構(gòu)設(shè)計理念的基礎(chǔ)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般方法來說,復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)是相對柔軟的。因而,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,不僅要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性,更要滿足建筑物使用人群對舒適度的要求。這就意味著要對高層建筑的高鋼規(guī)程和混凝土規(guī)程作出明確的設(shè)計要求。這一過程是使高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計達(dá)到順風(fēng)向和橫風(fēng)向頂點的最大加速度的重要設(shè)計內(nèi)容。結(jié)構(gòu)舒適度分析是復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分。具體內(nèi)容包括以下兩方面:①對混凝土結(jié)構(gòu)的建筑來說,其設(shè)計的阻尼比最好取0.05;②對于鋼結(jié)構(gòu)以及混合結(jié)構(gòu)的建筑來說,其設(shè)計的阻尼比要根據(jù)工程項目的實際情況控制在0.01~0.02之間。此外,從復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)用途來看,公共建筑的水平振動指標(biāo)限值與公寓類建筑的指標(biāo)限制存在較大的差異,因此,設(shè)計人員要根據(jù)建筑使用功能的不同進(jìn)行差異性設(shè)計,比如可以通過優(yōu)化TMD技術(shù)或TLD技術(shù)來實現(xiàn)。這樣一來,就可以在復(fù)雜高層與超高層建筑水平振動舒適度不合格的情況下,進(jìn)一步提升建筑物的舒適度水平。

2.3施工過程可行性是對復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時必須要考慮的問題,否則,即使設(shè)計得再合理、先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用得再多,也無法滿足實際建設(shè)要求。因此,設(shè)計人員在設(shè)計的過程中,要充分考慮鋼材的傳力效果以及復(fù)雜節(jié)點部位鋼筋的可靠性、施工建設(shè)的可操作性。這也是設(shè)計人員在對復(fù)雜高層與超高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中必將會涉及到的問題。要想解決型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點處主筋相交的問題,可采用以下四種設(shè)計方法對其進(jìn)行有針對性的設(shè)計:①將鋼筋與其表面的加勁板進(jìn)行焊接處理;②將鋼筋繞過型鋼;③通過在鋼板上開洞的方式來穿鋼筋;④在型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點表面焊接鋼筋、連接套筒。由于復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)要求越來越高,因此,可以采取一些特殊的施工工藝,這也是保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有效措施。

3結(jié)束語

總而言之,復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點是將結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型、抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)舒適度以及施工的具體過程考慮在內(nèi),同時,還要將提高建筑構(gòu)件的材料利用效率和結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性作為設(shè)計重點。這是因為上述內(nèi)容是提升復(fù)雜高層與超高層建筑質(zhì)量的重要保障。由此可以看出,復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所有過程的實現(xiàn)都離不開設(shè)計人員對工程建設(shè)項目的全面了解。

參考文獻(xiàn)

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[2]黃鶴.復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點探討[J].才智,2012(04):24-25.

篇6

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;抗震方法;有效對策

【 Abstract 】 Nowadays, building structure design must be fully consider the seismic requirements, this is mainly because it and people's life and property of the relationship between the safety, so, we must strictly implement the corresponding seismic code. This paper discusses the meaning of the seismic design of the building structure and is influenced by the earthquake effect cause houses collapsed analyzed the reason of, at the same time, the structure design of the seismic method and the improvement of the seismic performance of effective measures into to detail. Hope can provide some reference for counterparts.

【 Keywords 】 Building structure design; Seismic method; Effective countermeasures

中圖分類號: TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:

1前言

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震問題以及是否應(yīng)予了抗震措施問題都是直接關(guān)系到人們生產(chǎn)以及財產(chǎn)安全的重大問題。到目前為止,我國對建筑抗震問題的研究近幾十年,并且也取得了一定成果。然而,在我國發(fā)生汶川地震后,人們對建筑抗震設(shè)計越來越重視。長時間以來,建筑抗震設(shè)計是在堅持“小震不倒塌、大震能修理”的原則,然而,盡管在抗震設(shè)計上采取了相應(yīng)的措施,但是,因多種因素的影響,難以避免受地震作用的影響而給人們造成巨大的損失,通過分析發(fā)現(xiàn),最主要的原因是施工人員的僥幸心理,有些甚至偷工減料、擅自修改施工方案,未把抗震措施落實到位。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震的幾種方法

2.1結(jié)合建筑物的構(gòu)造來設(shè)計抗震

通常情況下,建筑使用的混凝土結(jié)構(gòu),是根據(jù)鋼筋砼構(gòu)件截面高度比來取值的,所以,其最小配筋率受控于承重柱軸壓比。構(gòu)造磚混結(jié)構(gòu)的主要方法是限制限制房屋的高度與層數(shù),通常在橫縱墻中設(shè)置鋼筋混凝土,同時還要有必要的防震縫措施等。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范中,必須要增加帶有強(qiáng)制性的條例,重點突出房屋的樓、電梯等,把建筑構(gòu)造延伸到其房屋的頂部,同時和頂部的梁接在一起,這樣一來,才能大大增加建筑結(jié)構(gòu)的負(fù)荷承載能力,與此同時,對建筑結(jié)構(gòu)剛度本身也產(chǎn)生巨大作用。

2.2結(jié)合結(jié)構(gòu)性能標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計抗震

在受到地震作用影響時,建筑物存在一定高度安全性,這是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計最顯著的特點,因此,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計以施工地區(qū)可能會出現(xiàn)的地震強(qiáng)度作為其設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。然而,對于一些非抗震結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來說,也需要有抗震能力,如果受到地震的作用,那么使建筑結(jié)構(gòu)始終都在承受彈性范圍內(nèi)。除此之外,結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能是由于結(jié)構(gòu)水平方向的剛度可能會出現(xiàn)一些小的波動,此問題是在多風(fēng)的地區(qū)要考慮的。因此,受風(fēng)力作用出現(xiàn)了水平振動,這樣一來,極易導(dǎo)致建筑物的安全性能與抗震性能大大降低。所以,結(jié)構(gòu)設(shè)計必須要有較好的性能指標(biāo),從而滿足當(dāng)今社會抗震設(shè)計要求。

2.3結(jié)合施工場地的特點與施工計劃來設(shè)計抗震

提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,那么必須要選擇穩(wěn)定性較好的施工場地,這樣一來,建筑物就會有好的基礎(chǔ)。除此之外,還必須要設(shè)置專門的抗震層,而對于外部結(jié)構(gòu)來說,要從和相鄰樓房的距離、外觀、安全性能等全方面來綜合考慮。與此同時,在規(guī)劃施工場地時,還需要從建筑結(jié)構(gòu)上部位移特征和性能綜合考慮。如果建筑物投入使用的時間較長,那么在整體結(jié)構(gòu)發(fā)生位移的范圍內(nèi)禁止堆放任何東西,并且要在發(fā)生位移范圍內(nèi)設(shè)立相應(yīng)的建筑出口和入口,同時不能影響人們的正常生活。

3進(jìn)一步提高建筑抗震性能的有效措施

3.1施工場地要合理

根據(jù)我國現(xiàn)有的相關(guān)規(guī)定,要對重點建筑工程進(jìn)行地震安全性能評價,同時依照其結(jié)果,制定抗震設(shè)防要求,來確定相應(yīng)的抗震設(shè)防措施。如果建筑物建設(shè)在軟弱地基上,那么地基失去了原有的作用,從而使建筑物倒塌或者出現(xiàn)傾斜的現(xiàn)象。所以,我們在選址時,要特別注意,選用地基穩(wěn)定性較好的場地,避免不利地段,并且更不能在有危險的場地建造民用建筑。

3.2使用最科學(xué)的結(jié)構(gòu)形式

現(xiàn)如今,我國常用的建筑結(jié)構(gòu)形式有多種,例如:鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋——混凝土組合結(jié)構(gòu)。那么,這就需要結(jié)合地區(qū)、防裂要求等來選擇最佳的建筑結(jié)構(gòu)。從抗震方面來分析,選擇結(jié)構(gòu)體系時,最先考慮的因素就是結(jié)構(gòu)側(cè)移度,尤其是高層建筑的設(shè)計,側(cè)移度可以發(fā)揮控制的作用。由于建筑物高度的增加,會使地震作用產(chǎn)生的水平位移也逐漸增大,因此,對結(jié)構(gòu)抗側(cè)移度要求也越來越大。但是,因不能結(jié)構(gòu)體系的受力不同,因此,在建筑結(jié)構(gòu)抗震側(cè)移剛度也有一定差距,這些結(jié)構(gòu)在使用時都有不同的高度要求。所以,為使建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度滿足設(shè)計的要求,我們必須對不同結(jié)構(gòu)體系房屋高度規(guī)定準(zhǔn)確的高度。

3.3提高設(shè)計水平,確保設(shè)計的抗震性能

地震震級越大,帶來的危害性也是較大的,所以,我們必須要高度重視建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。從目前的情況來看,我國結(jié)構(gòu)設(shè)計水平并不高,很多建筑方案都不合理,這樣一來,結(jié)構(gòu)設(shè)計方案不科學(xué),大大增加了原材料的使用量,這樣會有兩方面的影響,第一,增加工程總價;第二,增加建筑結(jié)構(gòu)的自重。想要提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能,我們必須以抗震理論知識作為指導(dǎo),設(shè)計方案合理,使建筑物的安全性能也大大提高。按照抗震設(shè)計原則,將承載力、剛度作為主要的設(shè)計目標(biāo),結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該盡量簡單,結(jié)構(gòu)傳力途徑便捷,使建筑物的整體結(jié)構(gòu)和子結(jié)構(gòu)體系能夠協(xié)同作用,只有這樣,才能從根本上提高抗震性能。

總體來說,現(xiàn)階段,建筑抗震設(shè)計成為建筑行業(yè)首要解決的問題之一,并且這也是關(guān)系到人民生命以及財產(chǎn)安全的主要問題,所以,建筑企業(yè)必須高度重視結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,將這一問題放在最主要的位置,一旦發(fā)現(xiàn)問題及時采取有效的措施解決,減少地震作用對建筑物的破壞。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳小進(jìn),方蓓萌.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震方法探究[J].中國科技博覽,2012(4).

篇7

[關(guān)鍵詞]:高層建筑;結(jié)構(gòu)體系;結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計;概念設(shè)計;結(jié)構(gòu)選型;

中圖分類號:TU208文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A

近年來,中國建筑行業(yè)疾速發(fā)展,高層建筑逐漸成為建筑行業(yè)的主要發(fā)展趨勢。期間,高層鋼結(jié)構(gòu)的建筑也在不斷的發(fā)展,高層鋼結(jié)構(gòu)常用框架體系、雙重抗側(cè)力體系(鋼框架-支撐體系 、鋼框架-混凝土剪力墻體系、鋼框架-混凝土核心筒體系)、筒體體系(框筒體系、桁架筒體系、筒中筒體系、束筒體系)。隨著高層建筑的蓬勃發(fā)展,人們對高層建筑的抗震功能也提出了更高的需求,高層混凝土建筑具有良好的抗震功能,被廣泛的應(yīng)用在高層建筑施工建設(shè)中。如何把工程做到安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工便捷等多方位高標(biāo)準(zhǔn)的建筑作品,是我們專業(yè)設(shè)計師的重要課題。本文主要圍繞合理選擇結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計等方面淺談一下筆者的看法。

一、結(jié)構(gòu)選型

首先,在我們接手一個工程項目時,要確定設(shè)計的工程適用于何種結(jié)構(gòu)型式。在國內(nèi)的多層及高層鋼筋混凝土房屋中,常用的建筑結(jié)構(gòu)型式有:框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)等??蚣芙Y(jié)構(gòu)的特點是,它由線型的桿件-梁和柱所構(gòu)成,框架結(jié)構(gòu)可為建筑提供靈活布置的室內(nèi)空間,使用方便。由于它的抗側(cè)移剛度較小,側(cè)移大,在較強(qiáng)地震作用下房屋的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般破壞嚴(yán)重,結(jié)構(gòu)的次生內(nèi)力較大,抗震性能較差,在多層建筑中應(yīng)用得較為普遍。

剪力墻結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點:整體性好,側(cè)向剛度大,抗側(cè)力性能好,在水平力作用下的位移小,而且沒有梁、柱等外露與凸出,便于房間內(nèi)部布置,適用于小開間的高層住宅、公寓、旅館、辦公樓等。其缺點為:剪力墻的布置受到建筑開間和樓板跨度的限制。墻與墻之間的間距較小,難于滿足布置大空間的使用要求,不適用大空間結(jié)構(gòu)布置,造價偏高;

框剪結(jié)構(gòu)吸取了框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)各自的長處,既能為建筑平面布置提供較大的使用空間,又具有良好的抗側(cè)力性能??蚣艚Y(jié)構(gòu)中的剪力墻可以單獨設(shè)置,也可以利用電梯井、樓梯間、管道井等墻體。因此,這種結(jié)構(gòu)被廣泛地應(yīng)用于各類房屋建筑。

框筒結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代高層結(jié)構(gòu)體現(xiàn)最重大的發(fā)展之一,它具有一個有效的、易于施工的結(jié)構(gòu),可建造出最高的建筑。從建筑風(fēng)格來講,框筒結(jié)構(gòu)的外形清晰明快。由于框架-核心筒結(jié)構(gòu)只保留了剪力墻內(nèi)筒,外筒作為一般框架,不要求起空間筒體作用,因此其平面形狀較為自由,靈活多樣。

二、 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計若干注意問題

如確定了建筑物可以采用框架結(jié)構(gòu),下一部的工作是在計算建模之前預(yù)先進(jìn)行概念設(shè)計。掌握概念設(shè)計,將有助于明確抗震設(shè)計思想,靈活恰當(dāng)?shù)剡\用抗震設(shè)計原則,使不至于陷入盲目地計算工作,做到比較合理地進(jìn)行抗震設(shè)計?!靶≌鸩粔模姓鹂尚?,大震不倒”是《建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2010)》抗震設(shè)防三個水準(zhǔn)地具體化。地震區(qū)的建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計,不僅要做到計算準(zhǔn)確,而且還要在構(gòu)造上滿足抗震要求,做到計算模型和設(shè)計構(gòu)造一致。而對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),設(shè)計宜符合“四強(qiáng)、四弱”準(zhǔn)則:

(一)強(qiáng)節(jié)弱桿D框架梁、柱節(jié)點域的截面抗震驗算,應(yīng)符合《抗震規(guī)范》附錄D 的要求,使桿件破壞先于節(jié)點破壞。

(二)強(qiáng)柱弱梁-框架各樓層節(jié)點的柱端彎矩設(shè)計值,應(yīng)符合《抗震規(guī)范》第6.2.2、6.2.3、6.2.6 和6.2.10 條的要求,使梁端破壞先于柱端破壞。

(三)強(qiáng)剪弱彎-框架梁、柱的截面尺寸應(yīng)滿足《抗震規(guī)范》第6.2.9 條的要求,框架梁端截面和框架柱的剪力設(shè)計值,應(yīng)分別符合《抗震規(guī)范》第6.2.4、6.2.5 條的要求,使梁柱的彎曲破壞先于剪切破壞。

(四)強(qiáng)壓弱拉-框架柱的截面尺寸應(yīng)滿足《抗震規(guī)范》第6.3.7 條的要求,框架梁、柱的縱向受拉鋼筋和箍筋的配置,應(yīng)分別符合《抗震規(guī)范》第6.3.3、6.3.6 條和第6.3.8~6.3.10條的要求,使梁、柱截面受拉區(qū)鋼筋的屈服先于受壓區(qū)混凝土的壓碎。

三、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)具有良好的抗震能力,在遭遇嚴(yán)重地震時保持不傾倒;遭遇中等地震時,經(jīng)過維護(hù)檢修之后還可以再使用;遇到微弱地震時,整個高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)可以保持牢固穩(wěn)定。在設(shè)計高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)時,要綜合考慮各方面的因素,剛?cè)峤Y(jié)合,使高層混凝土建筑各方面的受力情況能夠科學(xué)合理,根據(jù)高層建筑的實際情況,有針對地進(jìn)行設(shè)計和規(guī)劃,滿足強(qiáng)剪強(qiáng)彎的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計,確保高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

(一)在設(shè)計高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)時,要準(zhǔn)確把握高層建筑的剛度值要求,充分了解高層混凝土建筑的物理力學(xué)知識、機(jī)械設(shè)備運行、建材性能、施工現(xiàn)場地形地貌等情況,確定高層混凝土建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)施的剛度,借助于建筑結(jié)構(gòu)的連接設(shè)置,通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和調(diào)節(jié),不斷提高高層混凝土建筑的抗震效果,確保高層混凝土建筑的波動受力能夠保持在一定的范圍內(nèi)。如果高層混凝土建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生了微小的變形,通過結(jié)構(gòu)自身的調(diào)節(jié)作用,高層混凝土建筑的整體結(jié)構(gòu)不會發(fā)生較大的變化,在經(jīng)過適當(dāng)?shù)木S護(hù)檢修之后,還可以繼續(xù)使用。

(二)高層混凝土建筑在規(guī)劃和設(shè)計抗震結(jié)構(gòu)時,設(shè)計人員要重點考察高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中某些連接點和構(gòu)件的受力情況,積極采取有效措施來減震消災(zāi)。地震災(zāi)害的相關(guān)統(tǒng)計表明,如果高層混凝土建筑的剛度較為柔和,當(dāng)高層混凝土建筑遭遇到嚴(yán)重地震之后,高層建筑的主體結(jié)構(gòu)會遭受嚴(yán)重?fù)p害,在之后的余震作用下,高層混凝土結(jié)構(gòu)會持續(xù)受到破壞,最終導(dǎo)致崩塌。

(三)高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計,要不斷改善高層混凝土結(jié)構(gòu)的延展性,確保其具有適宜的強(qiáng)度和剛度,提高高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的抗震效果。

四、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化

(一)優(yōu)化結(jié)構(gòu)功能

高層混凝土建筑使用對于抗震結(jié)構(gòu)功能的造價和要求有著直接的影響,要結(jié)合高層混凝土建筑的整體性能和功能要求,在相關(guān)約束條件和目標(biāo)的影響下,優(yōu)化高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的功能要求。

(二)優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系選擇

高層混凝土建筑建筑可以采用框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)等形式,結(jié)合高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的社會效應(yīng)、美學(xué)效應(yīng)、施工造價、工程特性、剛度、強(qiáng)度等要求,綜合經(jīng)濟(jì)學(xué)、美學(xué)、建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、力學(xué)等學(xué)科的相關(guān)連接,選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)體系。

(三)優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系

優(yōu)化高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)體系,首先在規(guī)劃設(shè)計時,盡量使高層混凝土建筑的平面布置對稱和規(guī)則,在豎向、側(cè)向和立面的剛度均勻分布,經(jīng)過定量分析高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體性能,計算和優(yōu)化結(jié)構(gòu)的剛度特征值、平面布置、剪力墻設(shè)計等。結(jié)構(gòu)傳力途徑要求簡捷、明確,關(guān)鍵部位宜有多條傳力途徑。平面布置的正交抗側(cè)力剛度中心和質(zhì)量重心宜靠近,最好重合,以減小水平力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)及其相應(yīng)的破壞能力。對于體型復(fù)雜、平立面不規(guī)則、結(jié)構(gòu)超長建筑,應(yīng)根據(jù)不規(guī)則程度、超長長度、地基基礎(chǔ)條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素的比較分析,最終確定是否設(shè)置防震縫或采取其他結(jié)構(gòu)措施。

五、高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效策略

(一)科學(xué)選定建設(shè)位置

經(jīng)過綜合分析地震的災(zāi)害情況,高層混凝土建筑的建設(shè)位置對于其抗震效果有著直接的影響,因此要科學(xué)選定建設(shè)位置,充分考慮到高層混凝土建筑周圍的地質(zhì)條件和地形地貌情況,一方面高層混凝土建筑的建設(shè)位置要遠(yuǎn)離石油儲存場所、變電站、火電廠等地方,避免一些不安全因素的影響;另一方面,高層混凝土建筑的建設(shè)位置不能處于山坡、丘陵等位置,這些地方抗震不利。

(二)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計方案要嚴(yán)格符合我國建筑工程的抗震能力要求和標(biāo)準(zhǔn),其主體結(jié)構(gòu)要能夠調(diào)整其空間變形,在強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)延伸作用下,能夠自動恢復(fù)到原來的狀態(tài),這樣可以消除高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)主體變形的不利影響,確保高層混凝土結(jié)構(gòu)處于牢固、穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。在評定地震作用力對高層混凝土結(jié)構(gòu)造成的不同程序影響時,要科學(xué)合理的進(jìn)行構(gòu)件布局,最大程度地協(xié)調(diào)和控制高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)各個部分的受力情況,提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,重點考慮高層混凝土建筑豎向結(jié)構(gòu)受力的情況,使其勻稱平和、受力平衡,達(dá)到高層混凝土建筑的剛度設(shè)計要求,確保高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)不交錯、有層次、不紊亂、有條理,提高高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和抗震能力。另外,要結(jié)合高層混凝土建筑施工位置周圍實際的地質(zhì)情況,在設(shè)計抗震結(jié)構(gòu)時加入適當(dāng)?shù)姆勒鸫胧瑖?yán)格處理高層混凝土建筑的重點關(guān)鍵部位,降低整個高層混凝土建筑承受的均勻受力,確保建筑的均勻?qū)ΨQ,利用這種受力變化規(guī)律,逐漸改變高層混凝土建筑的不規(guī)則豎向和水平的作用力,從而提高高層混凝土建筑的抗震效果。

(三)控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

地震會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用、豎向作用以及水平作用,在這些作用的綜合影響下,會產(chǎn)生巨大的破壞力,導(dǎo)致建筑物倒塌、地裂等。地震發(fā)生時會面臨很多不確定的因素,并且具有隨機(jī)性,因此在高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時,不能僅僅考慮到地震的豎向作用和水平作用,還要充分考慮到地震的扭轉(zhuǎn)作用,設(shè)置抗震結(jié)構(gòu)的位移標(biāo)準(zhǔn),測定最小位移和最大位移結(jié)構(gòu)的剛度,保持混凝土建筑的整體結(jié)構(gòu)都具有一致的位移,確?;炷两ㄖ拐鸾Y(jié)構(gòu)的每一個部分都能夠達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),對房屋混凝土建筑的整體性能進(jìn)行可行性研究,及時發(fā)現(xiàn)問題,及時進(jìn)行研究和調(diào)整,最大程度地提高混凝土建筑的抗震能力。

(四)設(shè)置合理的高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)

通過模擬地震發(fā)生時對高層混凝土建筑的各種受力情況,設(shè)置合理的結(jié)構(gòu)參數(shù),計算和分析各個結(jié)構(gòu)的施受力情況,如計算柱梁變形、墻體承載能力等。在設(shè)計和規(guī)劃高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)時,在充分了解高層混凝土建筑的質(zhì)量檢測、施工工藝、施工材料、地形條件、建設(shè)位置等方面內(nèi)容基礎(chǔ)上,把握高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點,優(yōu)化和改進(jìn)抗震設(shè)計的基本框架,在高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵位置進(jìn)行詳細(xì)的說明,不斷提高高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。構(gòu)建完善的高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫,深入研究高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的綜合受力情況,確定科學(xué)合理的力學(xué)模型,科學(xué)判斷高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的合理性。高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)包括整體結(jié)構(gòu)的剛度比、扭轉(zhuǎn)角度及扭平比、震動周期等,對于高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計需要多次協(xié)調(diào)和反復(fù)研究,設(shè)置合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

(五)建模計算

在滿足抗震設(shè)防要求的前提下初步確定了框架的梁柱尺寸,隨后可以根據(jù)初步尺寸建立結(jié)構(gòu)計算模型。根據(jù)實際情況,采用PKPM 系列中SATWE、PMSAP 等進(jìn)行計算。經(jīng)過反復(fù)調(diào)整,計算出最優(yōu)截面以后,就可以將計算結(jié)果打印,作為結(jié)構(gòu)計算書,作為施工圖的設(shè)計依據(jù)。

結(jié)束語

近年來,建筑行業(yè)快速發(fā)展,人們對于高層建筑的要求也越來越高,高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是高層建筑施工建設(shè)的一項重要研究內(nèi)容,在結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中,對抗震概念和構(gòu)造的理解,需要不斷深入,不斷總結(jié),在充分理解抗震設(shè)計模式的基礎(chǔ)上,做到建模合理,計算準(zhǔn)確,構(gòu)造得當(dāng)。通過綜合分析高層混凝土建筑建設(shè)位置的地質(zhì)環(huán)境,優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計,提高高層混凝土建筑的抗震能力。

參考文獻(xiàn):

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[2] 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2010)北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2010

[3] 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB5007--2002)北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2002

篇8

【關(guān)鍵詞】建筑框架結(jié)構(gòu);設(shè)計;參數(shù)選取

伴隨著國家建筑事業(yè)的發(fā)展規(guī)模不斷壯大,我國的鋼材產(chǎn)量也逐年不斷呈上升趨勢,因此,結(jié)合鋼筋混凝的建設(shè)建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計就成為時下建筑行業(yè)的焦點關(guān)注問題。另外,當(dāng)前不論是工業(yè)化建筑還是民用化多層建筑的功能也逐漸日趨多元多樣化,這就促使了實際施工過程中對建筑結(jié)構(gòu)框架的具體規(guī)劃設(shè)計遇到了諸多難題,因而作為工程建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計人員就要充分遵循框架設(shè)計中的具體實施規(guī)范的基礎(chǔ)之上,大膽實踐嘗試,不斷優(yōu)化框架結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的重點、難點。

1 框架結(jié)構(gòu)獨立基礎(chǔ)設(shè)計相關(guān)的荷載取值問題

當(dāng)建筑地基所承受的受力范疇內(nèi)不存有軟弱粘性地質(zhì)時,多層框架建筑多半運用柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計。在8到25層之間的民用高層建筑中,對載荷相當(dāng)多的結(jié)構(gòu)多層框架建筑設(shè)計考慮時,一種情況是可以不對地基的承載能力以及建筑的抗震能力進(jìn)行驗算;而另一種是對其結(jié)構(gòu)獨立設(shè)計基礎(chǔ)時,在實際操作中,對施工作用的項面的外載荷只考慮軸取設(shè)計和彎矩設(shè)計,而忽略建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的無剪力設(shè)計,或者只考慮軸力設(shè)計值的設(shè)計方式,以上的這兩種設(shè)計情形,均會導(dǎo)致基礎(chǔ)作業(yè)設(shè)計尺寸偏小,以致使配筋的可操作性大打折扣,從而影響了建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)本身的安全性。

2 結(jié)構(gòu)框架梁類問題的基礎(chǔ)設(shè)計

建筑框架的結(jié)構(gòu)房屋埋深設(shè)計過大時,為了減少相應(yīng)的地層柱的設(shè)計長度與其地層位移時,可對基礎(chǔ)系梁的位置進(jìn)行設(shè)計做以調(diào)整。該階段的系梁應(yīng)按照一層框架梁進(jìn)對其設(shè)計,同時在此基礎(chǔ)上應(yīng)對從梁往下的柱可按短柱去解決,而如果工程條件符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第6.1.11條規(guī)定,應(yīng)設(shè)基礎(chǔ)系梁,此時可根據(jù)抗震要求,沿兩個主軸方向設(shè)置構(gòu)造基礎(chǔ)系梁。構(gòu)造基礎(chǔ)系梁縱向受力鋼筋可取上述所連接柱的最大軸力設(shè)計值的10%作為拉力或壓力來計算。另外,為了準(zhǔn)確的計算基礎(chǔ)系梁的跨度,可根據(jù)《規(guī)范》中的實施要求對基礎(chǔ)梁下與獨立基礎(chǔ)的臺階或者錐形斜坡間的空隙方位用混凝土澆筑到與基礎(chǔ)頂面持平,之后再澆筑基礎(chǔ)系梁。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要參數(shù)的選取問題

根據(jù)《抗震規(guī)范》中的設(shè)計要求,其明確指出,要對計算機(jī)分析的計算理成果,要通過實際建筑設(shè)計的條件,去判斷并確認(rèn)出有效的符合實際工程框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計。常規(guī)情形下,計算機(jī)的計算程序分析,主要是對房屋結(jié)構(gòu)上的自振周期、樓層地震剪力系數(shù)、樓層之間的彈性位移以及彈塑性層問位移做出有利分析。對其主要分析的內(nèi)容包括:樓層的側(cè)向剛度比,振型參與質(zhì)量系數(shù),墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋,底層墻和柱底部截面的內(nèi)力設(shè)計值。一次,為了分析判斷計算機(jī)計算結(jié)果是否合理,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時,除了有合理的結(jié)構(gòu)方案、正確的結(jié)構(gòu)計算簡圖外,要正確填寫抗震設(shè)防烈度和場地類別,同時視實際情況,選取電算程序總信息中的其他各項參數(shù)是十分關(guān)鍵的。

3.1 結(jié)構(gòu)震等級設(shè)定

在建筑項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,大多房屋建筑按照防震等級分類均屬于丙類建筑,像辦公樓房、商品房、民用高層建筑以及一些工業(yè)建筑等,這類建筑的抗震等級建筑施工時可依據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)設(shè)定類型與建筑設(shè)計高度,按《抗震規(guī)范》的6.1.2條去設(shè)定。而在像能源、交通、通訊、醫(yī)療、消防等類建筑,也包括像大型場館用地、大型商務(wù)商場等公共建筑的具體設(shè)定,應(yīng)當(dāng)根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223―2004)對這類建筑確立出歸類。而對于乙、丙兩類的防震作用都應(yīng)按照當(dāng)?shù)貐^(qū)域的抗震設(shè)防烈度去具體計算并設(shè)計。首先是乙類建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計,常規(guī)情況下,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為Ⅵ―Ⅷ度時,抗震的防控設(shè)計都應(yīng)按本地區(qū)域的抗震防控烈度去提高一度設(shè)計要求。對于具體性的抗震措施的設(shè)定,實際上是指原有的本區(qū)域的地區(qū)抗震防控烈度,去有針對性的提高一度抗震烈度,其依據(jù)是《抗震規(guī)范》所確立出的抗震等級規(guī)定;而當(dāng)Ⅶ度區(qū)域性的乙類建筑高度如果超出規(guī)定的要求范疇時,就需要規(guī)定比一級抗震等級上更為合理的抗震舉措。如:某Ⅶ度地震區(qū)城市的一個大規(guī)模商務(wù)商場和一個二級醫(yī)院的門診部都應(yīng)歸于乙類建筑。但是假使設(shè)計人員把其按照丙類建筑來具體規(guī)劃設(shè)計時,就致使建設(shè)物的抗震性能大打折扣,還要對設(shè)計的抗震結(jié)構(gòu)計算做出較大程度上的修改。

3.2 地震力的地震型組合數(shù)

對于多層建筑的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時,如果對扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)因素不考慮在內(nèi)時,地震力的振型組合數(shù)起碼應(yīng)按照規(guī)定,選取為3。而如果振型數(shù)在高于3的情形下,就應(yīng)當(dāng)設(shè)計計算為取3的倍數(shù),但還是計算還是不能多于層數(shù);在建筑層數(shù)≤2時,振型數(shù)的設(shè)計選定就可設(shè)定為層數(shù);而有些建筑實際上外形設(shè)計包括結(jié)構(gòu)設(shè)計都不是常規(guī)情況下的規(guī)則高層建時,并對扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)加以考慮時,此時設(shè)定振型數(shù)就應(yīng)≥9;建筑層數(shù)較多或其結(jié)構(gòu)設(shè)計的剛度突變程度較大變化時,其所設(shè)定的振型數(shù)的組合數(shù)就宜多取,如合計的結(jié)構(gòu)存有轉(zhuǎn)換層,頂層還有塔樓形式的多塔結(jié)構(gòu)等,振型數(shù)就應(yīng)選取≥12去按實際情況設(shè)取,也可以選取更多的振型數(shù)。但最后敲定下來的選取數(shù)不能多于房屋層數(shù)的3倍。另外,《抗震規(guī)范》中指定確立出,合理的振型個數(shù)正常情況下是能夠取振型參與質(zhì)量的總質(zhì)量的90%所需的振型數(shù)。而諸如SATWE電算程序的強(qiáng)大計算功能,就能夠?qū)崿F(xiàn)合理設(shè)取并會根據(jù)建筑情況作出有力分析,綜合布局,它能很方便地輸出這種參與質(zhì)量的比值。某些設(shè)計人員不太重視電算程序使用手冊的應(yīng)用,選取振型數(shù)時比較隨意,這是值得改進(jìn)的。此外,由耦聯(lián)計算的地震剪力通常小于非耦聯(lián)計算得來的數(shù)值,因此,只有結(jié)構(gòu)存在大幅度扭轉(zhuǎn)時才采用耦聯(lián)計算,但是應(yīng)當(dāng)在必要時補(bǔ)充非耦聯(lián)計算。

3.3 結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中的抗震墻結(jié)構(gòu)中由于有填充墻的存在,使結(jié)構(gòu)的實際剛度高于理論的計算剛度,并且計算周期高于實際周期。因此,導(dǎo)致計算出的地震剪力過于小,致使結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計可能有所偏差,這就需要對結(jié)構(gòu)的計算周期可作出適當(dāng)?shù)恼蹨p,但同樣折減系數(shù)過大也是不穩(wěn)妥的。對于框架結(jié)構(gòu)來說,采用砌體填充墻時,周期折減系數(shù)可取0.6―0.7;當(dāng)砌體填充墻相對較少與采用輕質(zhì)砌塊時,可取0.7―0.8;完全采用輕質(zhì)墻體板材時,可取0.9。另外,對無墻的純框架,計算周期是可以不折減的。以上問題在多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中比較常見,也常常被忽視。設(shè)計人員應(yīng)引起注意,確保結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量,以免造成錯誤。

結(jié)語:

根據(jù)混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計問題在實際設(shè)計研究階段,可能會遇到諸多的客觀性問題,在此不在贅述。因此,設(shè)計人員在對房屋框架結(jié)構(gòu)設(shè)計上,應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)計方案的可操作性,對可能影響解決問題的因素要多加留意,并及時采取有利、有效措施去及時處理、整改;而作為一個結(jié)構(gòu)設(shè)計者就需要在遵循各種規(guī)范的前提下大膽靈活的解決一些結(jié)構(gòu)方案上的難點重點并在工作中不斷的總結(jié)和完善。

參考文獻(xiàn):

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[2]黃春明. 多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾點思考[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè), 2010,(30) .

篇9

關(guān)鍵詞:高層建筑;地下室;結(jié)構(gòu)設(shè)計

高層建筑地下室的功能分區(qū)性極強(qiáng),如:人防、車庫等,占據(jù)了很大的地下室空間,地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)按照各功能分區(qū)的規(guī)范要求,同時提高地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量水平,以此滿足高層建筑地下室設(shè)計的基本需求。隨著我國建筑行業(yè)對高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的不斷提高,必須保障地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理化與經(jīng)濟(jì)性,進(jìn)而增大了地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度。

一、高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計策略

高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容比較多,綜合分析地下室結(jié)構(gòu)施工案例,規(guī)范設(shè)計的策略。

1、荷載設(shè)計

地下室結(jié)構(gòu)的荷載設(shè)計中,重點考慮了不同部位的荷載需求,便于計算出準(zhǔn)確的組合荷載[1]。高層建筑地下室荷載設(shè)計中,體現(xiàn)在水壓、土壓和自重等方面,組合荷載包括:各層樓板、基礎(chǔ)、外墻和承重墻,不同部位對應(yīng)了特定的荷載設(shè)計,例如:承重墻組合荷載中的靜荷載、自重荷載等,計算出荷載的總和,規(guī)范組合荷載的數(shù)據(jù)。地下室荷載設(shè)計的實踐性強(qiáng),按照結(jié)構(gòu)特點,劃分出具有組合設(shè)計條件的荷載,防止荷載組合設(shè)計中出現(xiàn)重復(fù)的荷載,確保地下室結(jié)構(gòu)荷載的精準(zhǔn)性。

2、頂板設(shè)計

地下室頂板作為高層建筑地上結(jié)構(gòu)嵌固端中的一種,具有水平約束的作用力,頂板設(shè)計的剛度決定了約束力的強(qiáng)弱,所以地下室頂板應(yīng)該具有足夠的剛度;同時,當(dāng)負(fù)一層作為人防區(qū)域時,還要滿足人防的設(shè)計要求。高層建筑中,普通地下室頂板的厚度不宜小于160mm,作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu),樓板厚度不宜小于180mm。

3、外墻設(shè)計

外墻設(shè)計較為繁瑣,受到規(guī)范計算要求和場地條件的影響,必須充分考慮外墻彎矩調(diào)幅作用。外墻設(shè)計一般按照底部固接、上部跤接考慮,外墻設(shè)計應(yīng)滿足水土壓力及地面荷載側(cè)壓作用下承載力要求,外墻設(shè)計采用了多跨連續(xù)計算,遵循水平集中力的系數(shù)要求,維護(hù)側(cè)壁與底板的平衡受力[2]。例如:某高層民用建筑工程中,地下室結(jié)構(gòu)中的車道空間內(nèi),底板的抗彎性能過低,而且低于相連側(cè)壁,施工中按照原來的設(shè)計方案進(jìn)行,導(dǎo)致外墻的厚度偏離標(biāo)準(zhǔn),降低了地下室外墻的穩(wěn)固性。所以,外墻設(shè)計時,應(yīng)按照地下室空間的功能要求,調(diào)整外墻的彎矩調(diào)幅,規(guī)范外墻設(shè)計。外墻的豎向和水平分布鋼筋應(yīng)雙層雙向布置,滿足規(guī)范規(guī)定的間距及配筋率要求。高層建筑地下室外周回填土應(yīng)采用級配砂石、砂土或灰土,并應(yīng)分層夯實。有窗井的地下室,應(yīng)設(shè)外擋土墻,擋土墻與地下室外墻之間應(yīng)有可靠連接。

4、底板設(shè)計

高層建筑地下室底板結(jié)構(gòu),應(yīng)根據(jù)底板結(jié)構(gòu)承載力計算結(jié)果,同時考慮基礎(chǔ)承臺的作用。底板應(yīng)計算正截面受彎承載力,其厚度尚應(yīng)滿足受沖切承載力、受剪切承載力的要求。高層建筑主體結(jié)構(gòu)地下室底板與擴(kuò)大地下室底板交界處,其截面厚度和配筋應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)。

5、抗浮、防滲設(shè)計

抗浮設(shè)計的目的是消除地下水對地下室以及鄰近地下室樓層的不利作用影響,地下水是抗浮設(shè)計中的關(guān)鍵因素,落實極限狀態(tài)的設(shè)計,還能防止地下水引起局部破壞[3]??垢∮嬎闩c地下室的面積、形狀等都有關(guān)系,不能單純的計算抗浮極限,還要提高對洪水抗浮的重視度,也要考慮洪水期的抗浮極限,注重連接點處的抗浮設(shè)計,保護(hù)地下室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

防滲是高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要重點考慮的方面,需要有效的解決地下室結(jié)構(gòu)中可能出現(xiàn)的滲漏問題,如:混凝土收縮產(chǎn)生裂縫引起的滲漏、混凝土澆搗密實度不足引起的滲漏等。比較常用的防滲方法有:設(shè)置后澆帶、在地下室使用抗?jié)B混凝土等,應(yīng)做到避免在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中留有過多的縫隙,以提高地下室結(jié)構(gòu)整體防滲的水平。防滲的主要目的是保護(hù)地下室結(jié)構(gòu),防止鋼筋遇水侵泡腐蝕,還可以防止混凝土變形。

二、高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全隱患

高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中,潛在明顯的安全問題,根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計分析,例舉常見的安全隱患。

1、防水設(shè)計不足

高層建筑工程中,地下室防水設(shè)計不足,造成積水、滲水的情況,導(dǎo)致鋼筋出現(xiàn)銹蝕的問題,無法保障地下室的穩(wěn)固性。部分高層建筑不重視地下室結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計,進(jìn)而造成積水破壞。

2、抗震設(shè)計不規(guī)范

抗震性能是地下室的主要性能,對地下室結(jié)構(gòu)體系的要求較高??拐鹪O(shè)計應(yīng)該綜合考慮高層建筑與地下室結(jié)構(gòu),不能僅以地下室結(jié)構(gòu)為主。部分高層建筑地下室結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中,忽略了地上荷載的影響,導(dǎo)致抗震規(guī)劃不規(guī)范,達(dá)不到建筑抗震的標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致地下室結(jié)構(gòu)潛在安全隱患。

3、剪力墻設(shè)計缺陷

地下室結(jié)構(gòu)中的剪力墻,同樣需要遵循規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中的約束內(nèi)容,實際高層建筑中較容易忽視地下室剪力墻的設(shè)計,導(dǎo)致剪力墻的尺寸、分布等方面出現(xiàn)了嚴(yán)重的缺陷,無法支撐地下室的穩(wěn)定性,達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的承載值。地下室剪力墻設(shè)計缺陷的危險性較高,地上樓層施工時,如果超出剪力墻的承載范圍,即會破壞地下室結(jié)構(gòu),促使其出現(xiàn)變形或坍塌的危險。

三、高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化措施

地下室結(jié)構(gòu)在安全隱患的干預(yù)下,出現(xiàn)了質(zhì)量問題,為了加強(qiáng)地下室結(jié)構(gòu)控制,提出幾點優(yōu)化措施,規(guī)避安全隱患。

1、規(guī)范防水設(shè)計

地下室防水設(shè)計,先要決定防護(hù)級別,再安排防水工作。結(jié)合地下室防水需求,提出兩點規(guī)范措施,如:(1)主體防水,主體具有自主防水的優(yōu)勢,添加混凝土防水設(shè)計,按照地下室防滲設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),控制主體防水設(shè)計,防止主體結(jié)構(gòu)漏水;(2)節(jié)點防水,重點處理地下室的縫隙,避免縫隙處理不當(dāng)而出現(xiàn)走水的現(xiàn)象,可以在節(jié)點位置設(shè)計有效的止水帶,保障節(jié)點防水設(shè)計的規(guī)范性。

2、強(qiáng)化抗震設(shè)計

地震對地下室結(jié)構(gòu)的破壞比較大,結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該明確地震中常見的破壞點,如:接縫、粘合點等,對其采取強(qiáng)化的抗震設(shè)計,提升抗拉、抗彎的水平,確保地下室具備抗震的能力,維護(hù)地下室的穩(wěn)固性。地下室結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中,需考慮地上荷載的影響,綜合設(shè)計抗震措施,還要增加抗震構(gòu)造,預(yù)防地震破壞,滿足地下室結(jié)構(gòu)的抗震需求。

3、完善剪力墻設(shè)計

高層建筑工程中,地下室結(jié)構(gòu)中的剪力墻設(shè)計,需要控制剪力墻的布置和間距,不能出現(xiàn)設(shè)計誤差,按照地下室結(jié)構(gòu)的實際情況,規(guī)范剪力墻的設(shè)計,避免剪力墻承載不足或失控[4]。例如:剪力墻間距設(shè)計時,需要符合樓蓋剛度的標(biāo)準(zhǔn),如果樓蓋開洞較大,此時剪力墻間距應(yīng)該縮小,防止承載力過于集中而出現(xiàn)支撐問題。由此剪力墻的設(shè)計要保障綜合性,通過實際情況完善剪力墻的具體設(shè)計,確保地下室結(jié)構(gòu)的安全。

結(jié)束語

安全是高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中的首要原則,強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)安全的重要性。根據(jù)高層建筑地下室結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計,找出潛在的安全隱患并提出優(yōu)化措施,以此來規(guī)范地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計,促使其可滿足現(xiàn)代建筑行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計與高層建筑施工存在直接的關(guān)系,加強(qiáng)地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量控制的力度,優(yōu)化地下室施工的環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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篇10

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則設(shè)計方案

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,為了保證設(shè)計質(zhì)量,就必須嚴(yán)格遵循建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則,才能夠使建筑的性能和質(zhì)量滿足人們的生活生產(chǎn)要求,然而在設(shè)計的過程中,需要遵循的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則有如下幾點。

1.1抓大放小

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,“強(qiáng)柱弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”是設(shè)計人員必須了解的基本改良。在現(xiàn)代的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,由于建筑結(jié)構(gòu)中各個部分的功能有所不同,并且各個部分的實用價值也有所差異,因此,為了是建筑能夠發(fā)揮出最大功效和質(zhì)量,就必須要謹(jǐn)遵抓大放小的原則,加強(qiáng)對建筑核心部分的研究設(shè)計,從而在提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的基礎(chǔ)上,還提高了設(shè)計的效率。抓大放小的原則從一定程度上可以形象的解釋為,用犧牲局部的做法來提高整體實力。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應(yīng)該將減少建筑損失為設(shè)計重點,盡最大努力滿足“抓大放小”原則,切記平均用力,否則很可能使建筑的重點部分設(shè)計不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 多道防線

安全的結(jié)構(gòu)體系是層層設(shè)防的,災(zāi)難來臨,所有抵抗外力的結(jié)構(gòu)都在通力合作,前仆后繼。這時候,如果把“生存”的希望全部寄托在某個單一的構(gòu)件上,是非常非常危險的。多肢墻比單片墻好,框架剪力墻比純框架好等等,就是體現(xiàn)了多道防線的設(shè)計思路。

1.3剛?cè)嵯酀?jì)

設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,剛?cè)嵯酀?jì)是最科學(xué)、最合理的設(shè)計體系。建筑結(jié)構(gòu)太剛則缺乏一定的變形能力,在面對強(qiáng)大的破壞力時,所要承受的力也會很大,容易造成大面積坍塌或全部破壞。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的太柔,雖然能夠消除一定的破壞力,由于建筑缺乏一定的強(qiáng)度容易變形過大,很容易造成整個建筑物全體傾覆。由此就需要設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,能夠準(zhǔn)備把握工程的設(shè)計力度,確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。

1.4 打通關(guān)節(jié)

在結(jié)構(gòu)體系巾,關(guān)節(jié)無處不在,因為結(jié)構(gòu)體系乃是變化的統(tǒng)一。從歷次災(zāi)害中可以看出,由節(jié)點開始破壞的建筑占了相當(dāng)大的比例。所以理想的結(jié)構(gòu)體系當(dāng)然是渾然一體的――也就是沒有任何關(guān)節(jié)的,這樣的結(jié)構(gòu)體系使任何外力都能迅速傳遞和消減?;谶@個思路,設(shè)計者要做的就是要盡可能地把結(jié)構(gòu)中各種各樣的關(guān)節(jié)“打通”,使力量在關(guān)節(jié)處暢通無阻。在設(shè)計的四個基本原則中,“抓大放小”、“多道防線”、“剛?cè)嵯酀?jì)”是設(shè)計概念中的戰(zhàn)略問題,但要想讓這些戰(zhàn)略思想得以實現(xiàn),靠的是“打通關(guān)節(jié)”這個原則作為保證的,結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體操作,最后全都?xì)w到“打通關(guān)節(jié)”的貫徹和實施上來。

2從結(jié)構(gòu)計算和構(gòu)造上考慮合理設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理與否直接關(guān)系著建筑最終的施工的順利與否,更加的與整個建筑的質(zhì)量有著重要的關(guān)系,所以,結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性對工程設(shè)計有著關(guān)鍵性的影響,下文就是針對結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理方案進(jìn)行分析,主要包括以下幾個方面:

2.1結(jié)構(gòu)計算應(yīng)注意的問題

在結(jié)構(gòu)計算的過程中,首先,在底框砌體結(jié)構(gòu)驗算的過程中,底部剪力法儀適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)。對具有薄弱層的底層框架混合結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮塑性變形集中的影響。底層框架)昆合結(jié)構(gòu)的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法,因為底框架結(jié)構(gòu)中只有底層框架抗震墻,應(yīng)采用雙保險的方法。其次,避免荷載計算錯誤。在整個建筑荷載計算的過程中,設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合著建筑工程的實際用途及整體結(jié)構(gòu),科學(xué)的計算出建筑的荷載范圍。在確保建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定陛的同時,還能避免后天人為的破壞。由此可見,在整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,結(jié)構(gòu)計算不僅關(guān)系著建筑工程的穩(wěn)定性與安全性,同時還關(guān)系著工程今后的投入使用。

2.2構(gòu)造應(yīng)注意的問題

首先,在構(gòu)建配置上,設(shè)計人員應(yīng)將整個建筑的鋼筋配率范圍確定,尤其針對一些抗震設(shè)計中能夠延長建筑穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu),以便在發(fā)生地震時,將人員傷亡降到最低。其次,在鋼筋安裝上,要確保鋼筋安裝到制定位置,且在安裝前鋼筋的質(zhì)量得到有效保障。再次,在從根本上避免溫度應(yīng)力引起的墻體開裂,需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,將通風(fēng)暖熱措施融人到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中。最后,按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱,應(yīng)在整個建筑物高度內(nèi)上下對準(zhǔn)貫通,上至女兒墻壓項,下至淺于500毫米基礎(chǔ)圈梁,或伸人室外地面以下500毫米,構(gòu)造柱與圈粱、樓板和墻體的拉接必須符合要求。

3從抗震要求設(shè)計中考慮合理設(shè)計

在整個建筑設(shè)計中,其設(shè)計理念是否符合相關(guān)規(guī)定,不僅關(guān)系著建筑物的整體使用,同時還關(guān)系著人們的生命安全。在整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,根據(jù)我國最新抗震要求與規(guī)定,在抗震等級較高的地區(qū),住宅設(shè)計無論是多層磚混或和框架剪力墻結(jié)構(gòu),都必須從抗震的角度,采用二階段設(shè)計來實現(xiàn)三個水準(zhǔn)的設(shè)防要求。為此,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須及早參與建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計。

3.1一般住宅

在一般多層砌體住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計人員應(yīng)優(yōu)先考慮橫墻或縱橫墻的承重能力,橫縱墻在分布上,應(yīng)遵循便宜、對稱的原則,且設(shè)計的過程中,上下層之間的橫縱墻應(yīng)保持一致。在樓梯間的設(shè)置上,應(yīng)盡量避開房屋的盡端與轉(zhuǎn)角處,且盡量不用無錨固的鋼筋栓。

3.2多層住宅

與一般住宅不同的是,多層住宅物理在鋼筋上還是抗震能力上,都要比一般住宅強(qiáng)的多,因而設(shè)計人員在多層住宅設(shè)計的過程中,首先,應(yīng)結(jié)合著多層住宅的使用性能,在抗震墻與框架設(shè)計的過程中,打破傳統(tǒng)的單向布置,改用雙向布置,以便增強(qiáng)各自的抗震能力。其次,在確保抗震墻及框剪體系獨立抗震性能的同時,設(shè)計人員還需要結(jié)合著工程樓層之間的連接度,確保工程的整體性。