建筑結(jié)構(gòu)論文
建筑結(jié)構(gòu)論文
建筑結(jié)構(gòu)是指在建筑物(包括構(gòu)筑物)中，由建筑材料做成用來承受各種荷載或者作用，以起骨架作用的空間受力體系。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)論文的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!
建筑結(jié)構(gòu)論文篇1
淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題
【摘要】雖然我國建筑事業(yè)已經(jīng)取得了不錯的發(fā)展，建筑技術(shù)和設(shè)計方面水平都得到了不斷提升，但建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中還是存在一些問題需要設(shè)計師去注意并解決，只有不斷糾正和解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題才能保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證建筑工程質(zhì)量。下面就結(jié)合工作實際中遇到的一些問題做如下探討。
【關(guān)鍵詞】建筑，結(jié)構(gòu)，設(shè)計
建筑是人類最早的生產(chǎn)活動之一，是在一定的歷史條件下，隨著社會生產(chǎn)力發(fā)展而形成發(fā)展的。由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、土地的減少，現(xiàn)代建筑趨向于多高層建筑，而砌體結(jié)構(gòu)存在自重大、砌筑工作相當(dāng)繁重、抗拉抗彎性能低、粘土磚用量很大，往往占用農(nóng)田，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等缺點，現(xiàn)代建筑多采用框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)體系。近年來框架結(jié)構(gòu)在世界各地又有了很大的發(fā)展，許多城市普遍興建了包括商場、住宅、旅館、辦公樓和多功能建筑等各種類型的框架建筑。
框架結(jié)構(gòu)有鋼筋混凝土框架和鋼框架，而鋼筋混凝土框架在教育建筑中較為常用?？蚣芙Y(jié)構(gòu)內(nèi)部可用輕型材料分隔，許多輕型、隔熱、隔音材料不斷出現(xiàn)，綠色建材不斷涌現(xiàn)。
土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱，它既指工程建設(shè)的對象，即建在地上、地下、水中的各種工程設(shè)施，也指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測設(shè)計、施工、保養(yǎng)、維修等技術(shù)。作為一個重要的基礎(chǔ)學(xué)科，土木工程有其重要的屬性：綜合性，社會性，實踐性，技術(shù)經(jīng)濟(jì)與藝術(shù)統(tǒng)一性。隨著人類社會的進(jìn)步而發(fā)展，土木工程至今已經(jīng)演變成為大型綜合性的學(xué)科，在各門學(xué)科中，沒有哪一學(xué)科象建筑立面一樣受到那么多的褒貶和爭議，因為它既是科學(xué)又是藝術(shù)，更是感覺。普通人通過感性的個性感受體會建筑立面的形式，而建筑師還進(jìn)一步從美學(xué)原理和理性深度進(jìn)行分析，其中的共性是一切美感都可以引起大多數(shù)人的共鳴，都經(jīng)得起時間的考驗，都是和諧的、愉悅的、美好的。
設(shè)計不超過20 層的高層、多層建筑時，我們經(jīng)常直接選擇樁基的基礎(chǔ)形式，其實在非軟弱土地區(qū)，應(yīng)首先探討采用天然地基的可行性，以利于降低基礎(chǔ)造價，合理地確定地基承載力值就顯得尤其重要，而在地基承載力值的組成中，深度修正部分占有較大的比重。這對于主裙樓一體結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行主樓地基承載力計算時，因裙樓基礎(chǔ)的有利及不利影響，如何合理地確定用于深度修正的深度值尤為重要。規(guī)范在5.2.4條條文說明中這樣規(guī)定“對于主體結(jié)構(gòu)地基承載力的深度修正，宜將基礎(chǔ)底面以上范圍內(nèi)的荷載，按基礎(chǔ)兩側(cè)的超載考慮，當(dāng)超載寬度大于基礎(chǔ)寬度的兩倍時，可將超載折算成土層厚度作為基礎(chǔ)埋深，基礎(chǔ)兩側(cè)超載不等時，取小值。”這就要求設(shè)計人員在進(jìn)行具體工程設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)此條的要求，結(jié)合工程實際情況合理地確定承載力深度修正所采用的埋深值 ，但設(shè)計人員對此認(rèn)識卻并不一致，經(jīng)常有困擾。
我們在工程設(shè)計的計算過程中不可避免地會出現(xiàn)主次梁相交的情況，時常會發(fā)現(xiàn)框架主梁扭矩很大，抗扭承載力不足，有些處理辦法就是將次梁與主梁相交處設(shè)為鉸接，釋放扭矩，但這樣處理是否合理，與實際的受力情況是否一致呢?個人以為：作為梁端鉸接，就是要保證梁端有一定的轉(zhuǎn)動能力;固接，就是要限制梁端的轉(zhuǎn)動能力;而實際上沒有完全的鉸接也沒有完全的固接，梁端鉸接不能隨意地人為設(shè)置。
設(shè)置鉸接梁，是允許此梁在兩端形成朔性鉸而產(chǎn)生裂縫，但是不會破壞，就是說形成朔性鉸之后，此梁由超靜定變成靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計一般都是超靜定結(jié)構(gòu)。這樣一個破壞不會對整個結(jié)構(gòu)體系影響很大，才能滿足結(jié)構(gòu)安全的冗余。如果主次梁截面相差較大，支座主梁對次梁約束不大的情況下可以設(shè)定為鉸接，即使為鉸接，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》10.2.6條對此做出了規(guī)定，要求上部配置構(gòu)造鋼筋，且構(gòu)造鋼筋截面面積不得小于下部鋼筋的1/4，;如果主次梁截面相差不大，次梁高度只比主梁至少50 mm，這時候就不能完全忽略主梁對次梁的約束了，這種情況是最容易出現(xiàn)框架主梁配筋超筋、抗扭承載力不足。如何處理，首先我們應(yīng)該考慮加高框架梁解決配筋超筋，加寬框架梁解決受扭不滿足，如果條件所限不能加寬，那才可以看能不能鉸接次梁了，但這里的鉸是指的假想鉸，而是要保證支座負(fù)筋首先屈服，造成內(nèi)力的卸載和重分布，分布后達(dá)到和鉸接類似的受力情況，此時的鉸接就得要從構(gòu)造措施上進(jìn)行保證，現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(11G101-1)第86 頁針對非框架梁(即次梁)的配筋構(gòu)造做出了明確的示意。
結(jié)構(gòu)設(shè)計最重要的原則是：結(jié)構(gòu)設(shè)計建模要立足于結(jié)構(gòu)自身，主要力學(xué)模型要與實際構(gòu)件接近，以保證計算結(jié)果能夠真實反映結(jié)構(gòu)狀況，這樣才能保證結(jié)構(gòu)的安全。
在有地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，地下室的頂板是否作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固是很重要的。這不僅僅是關(guān)系到計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力的大小，而且在某些工程中會整體結(jié)構(gòu)成為一個超限建筑，對結(jié)構(gòu)設(shè)計造成難點。 嵌固的概念，這里所說的嵌固應(yīng)該是強(qiáng)度嵌固而非力學(xué)嵌固;力學(xué)嵌固―― 完全剛性的固定，嵌固點以下剛度無窮大，嵌固點無平動、轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了完全的約束。而強(qiáng)度嵌固―― 柱的塑性鉸出現(xiàn)在地上一層的下端，而不是出現(xiàn)在梁柱節(jié)點兩側(cè)的梁上，即強(qiáng)梁弱柱.實現(xiàn)的方法：(1)增大梁的抗彎能力;(2)增大地下室柱頂?shù)目箯澞芰?(3)滿足規(guī)
范的各項要求。嵌固端所在層樓板要求連續(xù)，這樣才能保證水平地震力的傳遞。實際工程中常遇到地下室頂板開洞，甚至是大面積的開洞，此時必須要與建筑專業(yè)配合，避免將洞口設(shè)在主樓周邊，開洞面積不宜大于嵌固端層樓板面積的 30%，同時將洞口周邊樓板加厚，以滿足剛性樓板的要求。工程中還會碰到當(dāng)?shù)叵率翼敯宓臉?biāo)高不一致的情況，以下沉式廣場為代表，如果地下室頂板與地上一層高差小于層高的 1/3，則只要地上一層的側(cè)向剛度能滿足規(guī)范要求，則地下室頂板可作為嵌固端，即使高差稍稍超過 1/3 層高，也可將主樓周邊一跨的樓板適當(dāng)抬高以滿足高差，不過需進(jìn)行加強(qiáng)處理：有錯層部位加大梁的剛度，在錯層處樓板加腋，以保證水平剪力的傳遞路徑。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑工程的開端，其需要設(shè)計師具有扎實理論功底和創(chuàng)新思維，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計工作態(tài)度。對于結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)的問題，設(shè)計師要積極采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和科學(xué)性，以此來保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和建筑工程質(zhì)量，推動建筑行業(yè)的不斷向前發(fā)展。
建筑結(jié)構(gòu)論文篇2
淺析建筑鋼結(jié)構(gòu)施工
【摘要】本文介紹了鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)缺點，闡述了鋼結(jié)構(gòu)施工的重要環(huán)節(jié)，尤其是對鋼結(jié)構(gòu)的鏈接和吊裝問題做了深刻的分析。
【關(guān)鍵詞】建筑;鋼結(jié)構(gòu);施工技術(shù);淺析
高層建筑已經(jīng)有一百多年的歷史。鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)在高層建筑中由于自重比較大，柱子所占的建筑面積比例越來越大，在超高層建筑中采用鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)受到限制，因此高強(qiáng)度鋼材應(yīng)運而生。高層鋼結(jié)構(gòu)建筑是人類文明的重要標(biāo)志，是科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的結(jié)晶，也是一個國家科技水平和綜合國力的重要體現(xiàn)?，F(xiàn)在許多國家都把建造高層鋼結(jié)構(gòu)建筑這一事業(yè)作為推動國家發(fā)展的重要因素。我國自改革開放以來，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑越來越多，取得了不錯的成績，也積累了很多經(jīng)驗。這為我國高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造提供很好的條件，很好的解決我國人口壓力大帶來的居住問題。但是，由于高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，需要施工技術(shù)人員抱有科學(xué)的態(tài)度，實事求是的精神，這樣才能促進(jìn)這一行業(yè)更好的發(fā)展。
1 鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)缺點
鋼結(jié)構(gòu)建筑總重輕。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系自重輕，約為混凝土結(jié)構(gòu)的一半，可以大大減少基礎(chǔ)造價。鋼材的塑性和韌性好。鋼結(jié)構(gòu)的延性好、塑性變形能力強(qiáng)，使鋼結(jié)構(gòu)一般不會因為偶然超載或局部超載而突然斷裂破壞。韌性好，則使鋼結(jié)構(gòu)對動力荷載的適應(yīng)性較強(qiáng)。將鋼結(jié)構(gòu)體系用于住宅建筑可充分發(fā)揮具有優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能，大大提高了住宅的安全可靠性。環(huán)保效果好。在建筑物拆除時，大部分材料可以再用或降解，不會造成垃圾。鋼結(jié)構(gòu)防火性能差。隨著溫度的升高，強(qiáng)度就降低。當(dāng)周圍存在著輻射熱，溫度在150度以上時，就應(yīng)采取遮擋措施。如果一旦發(fā)生火災(zāi)，結(jié)構(gòu)溫度達(dá)到500度以上時，就可能全部瞬時崩潰。為了提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火等級，通常都用混凝土或磚把它包裹起來。鋼材易于銹蝕。鋼材在潮濕環(huán)境中，特別是處于有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中容易蝕，必須刷涂料或鍍鋅，而且在使用期間還應(yīng)定期維護(hù)。
2 柱基檢查
第一節(jié)鋼柱是直接安裝在鋼筋混凝土柱基底板上的。鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量和工效同柱基的定位軸線、基準(zhǔn)標(biāo)高直接有關(guān)。安裝單位對柱基的預(yù)檢重點是定位軸線間距、柱基準(zhǔn)標(biāo)高和地腳螺栓預(yù)埋位置、長度、垂直度進(jìn)行檢查?；鶞?zhǔn)標(biāo)高點一般設(shè)置在柱基底板的適當(dāng)位置，四周加以保護(hù)，作為整個高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工階段標(biāo)高的依據(jù)。在柱基中心表面和鋼柱底面之間，考慮到施工因素設(shè)計時要考慮留有一定的間隙做為鋼柱安裝時的標(biāo)高調(diào)整，該間隙一般規(guī)定為50-70mm，我國的規(guī)范規(guī)定為50mm。
3 鋼結(jié)構(gòu)工程在現(xiàn)場安裝過程中的安全保證
不管是高空墜落物還是工人自身的墜落，都將直接威脅到生命安全。在鋼柱起吊前必須安裝便于操作人員上下的爬梯，以便于摘鉤及安裝鋼梁時人員的上下。鋼梁安裝完畢后設(shè)置安全防護(hù)繩供人員行走時掛安全帶，這是鋼結(jié)構(gòu)施工中保證作業(yè)人員安全的重要措施之一。緊固高強(qiáng)螺栓時，在鋼柱牛腿和鋼梁聯(lián)結(jié)處設(shè)吊籃，施工人員在吊籃里進(jìn)行高強(qiáng)螺栓聯(lián)結(jié)和焊接操作。施工人員應(yīng)隨身佩帶防墜器，人員在上下鋼柱時防止墜落。高空作業(yè)時，所使用的工具用完后必須隨手放入隨身攜帶的工具包內(nèi)。施工人員操作時，必須將安全帶掛在安全防護(hù)繩上，做到高掛低用。保證高空操作安全。
在鋼結(jié)構(gòu)工程施工中，安全防護(hù)占據(jù)著整個工程的重要位置。安全監(jiān)督是一項重要的管理工作，鋼結(jié)構(gòu)安裝作業(yè)人員在整個施工過程中全部處于高空作業(yè)狀態(tài)，安裝、校準(zhǔn)、焊接、鋪板，以及水、暖、電等多道工序穿插(交叉)作業(yè)情況較為普遍，施工臨邊較多，對安全防護(hù)要求較高，在具體的施工過程中應(yīng)引起高度重視?？傊?，只有在保證安全的前提下，才能做出更好的質(zhì)量。
4 鋼柱、鋼梁的吊裝
4.1鋼柱的吊裝
雙機(jī)抬吊時，鋼柱吊離地面后在空中進(jìn)行回直。單機(jī)吊裝時需在柱子根部墊以墊木，以回轉(zhuǎn)法起吊，嚴(yán)禁柱根拖地。鋼柱就位后，先調(diào)整標(biāo)高，再調(diào)整位移，最后調(diào)整垂直度。柱子要按規(guī)范規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行校正，標(biāo)準(zhǔn)柱子的垂直偏差應(yīng)校正到零。當(dāng)上柱與下柱發(fā)生扭轉(zhuǎn)錯位時，可在連接上下的耳板處加墊板進(jìn)行調(diào)整。為了控制安裝誤差，對高層鋼結(jié)構(gòu)先確定標(biāo)準(zhǔn)柱。一般取標(biāo)準(zhǔn)的柱基中心線為基準(zhǔn)點，用激光經(jīng)緯儀以基準(zhǔn)點為依據(jù)對標(biāo)準(zhǔn)柱的垂直度進(jìn)行觀測。除標(biāo)準(zhǔn)柱外，其他柱子的誤差量測不用激光經(jīng)緯儀，通常是用丈量法。鋼柱軸線位移校正，以下節(jié)鋼柱頂部的實際柱中心線為準(zhǔn)，安裝鋼柱的底部對準(zhǔn)下節(jié)鋼柱的中心線即可。
4.2鋼梁的吊裝
鋼梁在吊裝前，應(yīng)于柱子牛腿處檢查標(biāo)高和柱子間距，主梁吊裝前，應(yīng)在梁上裝好扶手桿和扶手繩，待主梁吊裝就位后，將扶手繩與鋼柱系牢，以保證施工人員的安全。一般在鋼梁上翼緣處開孔，作為吊點。吊點位置取決于鋼梁的跨度。為加快吊裝速度，對重量較小的次梁和其他小梁，多利用多頭吊索一次吊裝數(shù)根。有時將梁、柱在地面組裝成排架進(jìn)行整體吊裝，減少了高空作業(yè)，保證了質(zhì)量，并加快了吊裝速度。
5 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建的鏈接
5.1高強(qiáng)螺栓的鏈接
摩擦面處理。對高強(qiáng)度螺栓連接的摩擦面一般在鋼構(gòu)件制作時應(yīng)進(jìn)行處理，處理方法是采用噴砂、酸洗后涂無機(jī)富鋅漆或貼塑料紙加以保護(hù)。螺栓穿孔。安裝高輕度螺栓時應(yīng)盡量做到孔眼對準(zhǔn)，如發(fā)生錯孔現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)孔處理，保證螺栓順利穿孔，嚴(yán)禁錘擊穿孔。螺栓緊固。高強(qiáng)度螺栓緊固時，應(yīng)分初擰、終擰。對于大型節(jié)點可分為初擰、復(fù)擰和終擰。初擰軸力一般宜達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)軸力的60%-80%，最低不應(yīng)小于標(biāo)準(zhǔn)軸力的30%，復(fù)擰扭矩值等于初擰扭矩值，終擰時預(yù)拉力一般為設(shè)計預(yù)拉力的5%-10%。螺栓緊固后的檢驗。因螺栓預(yù)拉存在著應(yīng)力松弛現(xiàn)象，隨時間延長扭矩值一般會降低8%～10%，規(guī)范中已規(guī)定允許扭矩值的誤差值±10%，所以螺栓的檢驗時間以盡快為宜，然后再進(jìn)行抽查。抽檢的數(shù)量多一些對鑒定質(zhì)量有利。但經(jīng)抽檢過的螺栓怍報廢處理損失太大，如重新使用，二次擰緊緊固力有影響，因此在具體工程上如何確定抽檢數(shù)量，可結(jié)合工程情況確定，一般5%為宜。
5.2焊接連接
鋼結(jié)構(gòu)的焊接焊縫分為工廠制作焊縫和現(xiàn)場安裝焊縫兩大類。設(shè)計要求分為I、Ⅱ、Ⅲ級，I級焊縫要求最高，Ⅲ級焊縫要求最低。Ⅲ級焊縫只需要進(jìn)行外觀檢查，表面應(yīng)無氣孔、夾渣、弧坑裂紋等缺陷。I、Ⅱ級焊縫應(yīng)進(jìn)探傷檢驗?，F(xiàn)場焊接一般采用手工焊和半自動焊兩種。焊接母材厚度不大于30mm時采用手工焊，焊接母材大于30mm時采用半自動焊，此外尚應(yīng)根據(jù)工程焊接量的大小和操作條件等來確定。
綜上所述：隨著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在超高層應(yīng)用中的質(zhì)疑，高強(qiáng)度耐火鋼材應(yīng)運而生，鋼結(jié)構(gòu)或全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑被越來越多的應(yīng)用在現(xiàn)代的高層建筑中。
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建筑結(jié)構(gòu)論文篇3
淺談建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計
摘要：抗震，是當(dāng)前建筑施工必須要關(guān)注的話題，建筑結(jié)構(gòu)的抗震也就成了房屋設(shè)計必須要考量的核心環(huán)節(jié)。文章將就建筑抗震設(shè)計的要求、目標(biāo)、原則，以及相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞 抗震;結(jié)構(gòu);設(shè)計方法
如何能夠讓建筑在地震中保持安全，不受嚴(yán)重的損害，是當(dāng)前建筑施工設(shè)計必須要考量的一個大問題，特別是近年來地震頻繁，人們的生命財產(chǎn)受到嚴(yán)重威脅，建筑安全則成了社會安全的一個重要影響因素，為保證建筑的抗震能力，設(shè)計人員必須要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計出具有相當(dāng)抗震能力的房屋。
1.抗震設(shè)防的目標(biāo)
我們所說的抗震設(shè)防，指的是對建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計，同時有針對性的采取一定的抗震構(gòu)造的措施，最終實現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震的效果和目的。一般來說，抗震設(shè)防主要依據(jù)的是抗震設(shè)防烈度。而抗震設(shè)防烈度的依據(jù)，是以國家規(guī)定權(quán)限審批或頒發(fā)的文件執(zhí)行的，其是一個地區(qū)作為抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，是采用國家地震局頒發(fā)的地震烈度區(qū)劃圖中規(guī)定的基本烈度的。從當(dāng)前內(nèi)外抗震設(shè)防目標(biāo)的發(fā)展總趨勢來看，其基本要求建筑物在使用期間，可以應(yīng)對對不同頻率和強(qiáng)度的地震，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。這是我國抗震設(shè)計規(guī)范所采用的抗震設(shè)防目標(biāo)。
建筑工程在施工中的設(shè)防的目標(biāo)如下：1)如果所遭受的是低于本地區(qū)設(shè)防烈度多遇的常規(guī)地震，建筑物不受損壞，不需修理仍可繼續(xù)使用;2)如果遭受到本地區(qū)規(guī)定的設(shè)防烈度的地震，建筑物，包括結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)部分，可能損壞，但不會對人民生命和生產(chǎn)設(shè)備的安全造成威脅，經(jīng)修理仍可使用;3)如果遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震，盡量保證建筑物不倒塌。
也就是說，在建筑結(jié)構(gòu)的防震設(shè)計上，設(shè)計方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度這三個層次進(jìn)行考慮。從概率上看，多遇地震烈度是發(fā)生機(jī)會較大的地震級別。按照現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計的建筑，在設(shè)計上要達(dá)到這樣的防震效果：當(dāng)遭遇多遇烈度作用時，建筑物處于彈性階段，通常不會損壞;當(dāng)遭遇相應(yīng)基本烈度的地震時，建筑物將進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，但一般不會發(fā)生嚴(yán)重破壞;當(dāng)遭遇罕遇烈度作用時，建筑物可能會有嚴(yán)重破壞，但不至于倒塌。
2.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法要點
我國所頒布的《抗震規(guī)范》提出了兩階段設(shè)計方法，以實現(xiàn)上述3個烈度水準(zhǔn)的抗震設(shè)防要求。第一階段的設(shè)計方案，必須要符合抗震設(shè)計原則，同時根據(jù)與基本烈度相對應(yīng)的眾值烈度(相當(dāng)于小震)的地震動參數(shù)，通過采用彈性反應(yīng)譜法求得結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和相應(yīng)的地震作用效應(yīng)，接著與其他荷載效應(yīng)按一定的組合系數(shù)進(jìn)行組合，同時對結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，進(jìn)行具有針對性的承載力驗算，如果建筑物較高，還必須要進(jìn)行變形驗算，以保證其側(cè)向變形不要過大。這樣，一方面滿足了第一水準(zhǔn)下必要的承載力可靠度，同時也滿足第二水準(zhǔn)的設(shè)防要求(損壞可修)。當(dāng)然，最后還必須通過概念設(shè)計和構(gòu)造措施來滿足第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求。
對于非地震高發(fā)區(qū)的大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)而言，只進(jìn)行第一階段的設(shè)計已經(jīng)足夠了，但根據(jù)建筑的特點和地區(qū)的特征，少部分結(jié)構(gòu)諸如有特殊要求的建筑和地震時易倒塌的結(jié)構(gòu)，還必須要進(jìn)行第二階段的設(shè)計，也就是按與基本烈度相對應(yīng)的罕遇烈度(相當(dāng)于大震)驗算結(jié)構(gòu)的彈塑性層間變形是否滿足規(guī)范要求(不發(fā)生倒塌)。如果發(fā)現(xiàn)有變形過大的薄弱層，那應(yīng)該積極修改設(shè)計，或者可以采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，以滿足第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求，也就是大震不倒。
3.結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置
3.1 結(jié)構(gòu)材料的選擇
選擇哪一種材料對建筑的結(jié)構(gòu)抗震有著直接的影響，所以材料的選擇應(yīng)該與建筑的方案設(shè)計同步，在研究建筑形式的同時進(jìn)著手進(jìn)行研究。同時還應(yīng)該要確定采用什么樣的結(jié)構(gòu)體系。這樣做的目的，主要是為了能夠根據(jù)工程的各方面條件，選擇既符合抗震要求又經(jīng)濟(jì)實用的結(jié)構(gòu)類型。結(jié)構(gòu)選型是較為復(fù)雜的一項工作，在選擇時必須要考慮建筑的重要性、設(shè)防烈度、房屋高度、場地、地基、基礎(chǔ)、材料和施工等因素，再加上經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件比較后再確定。如果我們單從抗震角度考慮，好的結(jié)構(gòu)型式，應(yīng)具備以下特點：1)延性系數(shù)高;2)“強(qiáng)度/重力”比值大;3)勻質(zhì)性好;4)正交各向同性;5)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。如果只從數(shù)據(jù)上看，按照上述標(biāo)準(zhǔn)來衡量，常見建筑結(jié)構(gòu)類型，理論上的抗震性能優(yōu)劣順序是：1)鋼結(jié)構(gòu);2)型鋼混凝土結(jié)構(gòu);3)混凝土一鋼混合結(jié)構(gòu);4)現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);5)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。當(dāng)然，在這里必須要強(qiáng)調(diào)的是，我們說的抗震最好的鋼結(jié)構(gòu)，其優(yōu)越性是相對性的，從優(yōu)點看，其延性，連接較好，具有可靠的節(jié)點，同時擁有在低周往復(fù)荷載下有飽滿穩(wěn)定的滯回曲線，從實際的經(jīng)驗看，鋼結(jié)構(gòu)建筑的表現(xiàn)都不錯。但是，我們說的相對性，是只設(shè)計理念即施工方法的到位如果不到位這些建筑同樣會在地震中受損。
3.2 抗震結(jié)構(gòu)體系的確定
不同的結(jié)構(gòu)體系，在抗震性能、使用效果和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面的效果是不同的。因此，確定適合的抗震結(jié)構(gòu)體系至關(guān)重要?！犊拐鹨?guī)范》的基本要求：1)必須具備明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑;2)形成多道抗震防線，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力或?qū)χ亓Φ某休d能力;3)必須具備必要的強(qiáng)度以及良好的變形能力和耗能能力;4)應(yīng)該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;對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。
總之，在選擇確定建筑的結(jié)構(gòu)體系時，建筑物剛度與場地條件的關(guān)系是必須要考慮的。如果建筑物自振周期與地基土的卓越周期接近一致，那就說明建筑可能會產(chǎn)生共振，進(jìn)而加重建筑物損害。一般來說，建筑物的自振周期與結(jié)構(gòu)本身剛度有關(guān)，所以在設(shè)計房屋之前，設(shè)計單位必須要掌握場地和地基土及其卓越周期，以便在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度，最終避開共振周期。
當(dāng)然，在選擇結(jié)構(gòu)體系時，還應(yīng)該要注意選擇合理的基礎(chǔ)形式。基礎(chǔ)應(yīng)該有足夠的埋深，如果是多層房屋，就應(yīng)該設(shè)置地下室。根據(jù)實踐調(diào)查，設(shè)置地下室的房屋，可以減輕整個結(jié)構(gòu)的震害。至于那些地基軟弱的，就應(yīng)該考慮選用樁基、筏板基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)。而針對巖層高低起伏不均勻的情況，則可以考慮選擇樁基，樁基可以穿入非液化土層，使建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。如果建筑物層數(shù)不多、地基條件又較好時，也可以采用單獨基礎(chǔ)或十字交叉帶形基礎(chǔ)等。
3.3 結(jié)構(gòu)布置的一般原則
3.3.1 平面布置力求對稱 通常情況下，對稱結(jié)構(gòu)在地面平動作用下只會發(fā)生平移振動，各構(gòu)件的側(cè)移量相等，這樣就使得水平地震作用按構(gòu)件剛度分配，所以各構(gòu)件受力比較均勻，不會導(dǎo)致力的分布失衡。如果是非對稱結(jié)構(gòu)，剛心會偏在一邊，質(zhì)心與剛心不重合，即便只是發(fā)生地面平動也可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動。最終會導(dǎo)致遠(yuǎn)離剛心的構(gòu)件，側(cè)移量大，承擔(dān)過度的水平地震剪力。這就很容易發(fā)生嚴(yán)重破壞，甚至可能會導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)因一側(cè)構(gòu)件失效而倒塌。
3.3.2 豎向布置力求均勻 結(jié)構(gòu)豎向布置均勻，可以最大限度的使其豎向剛度、強(qiáng)度變化均勻，這樣可以有效的避免出現(xiàn)薄弱層。從建筑結(jié)構(gòu)的特點看，臨街的建筑物，往往會因為商業(yè)的需要，底部幾層有大空間的設(shè)置。非臨街的建筑物，底部也可能門廳、餐廳或停車場，而出現(xiàn)大空間。在這種結(jié)構(gòu)中，上部的鋼筋混凝土抗震墻或豎向支撐或砌體墻體到此被中止，而下部須采取框架體系。也就是說，上部各層為全墻體系或框架一抗震墻體系，而底層或底部兩三層則為框架體系，整個結(jié)構(gòu)屬“框托墻”體系。地震經(jīng)驗指出，這種體系很不利于抗震。因此，在實際的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該要保持結(jié)構(gòu)豎向布置的均勻。
也就是說，同一樓層的框架柱，必須要具有大致相同的剛度、強(qiáng)度和延性，以此避免地震時，因受力大小懸殊而被各個擊破的危險。此外，還必須注意的是，在采用純框架結(jié)構(gòu)的高層建筑中，樓梯踏步斜梁和平臺梁直接與框架柱相連時，應(yīng)該避免該柱變成短柱的情況，這樣才能有效的避免地震時發(fā)生剪切破壞。
4.結(jié)語
總之，在建筑結(jié)構(gòu)的防震設(shè)計中，設(shè)計人員必須根據(jù)建筑的實際情況，結(jié)合地質(zhì)環(huán)境，在經(jīng)濟(jì)與安全的綜合考量下，設(shè)計出科學(xué)合理的防震方案，保證建筑物在相應(yīng)的防震標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行施工，保證建筑的安全。
參考文獻(xiàn)：
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