建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研討（4篇）范文
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第一篇：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)節(jié)能環(huán)保探析
摘要:
筆者基于房建結(jié)構(gòu)中節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)狀況實(shí)地調(diào)查之后，并結(jié)合相關(guān)理論和國(guó)家政策進(jìn)行分析，充分意識(shí)到在資源日益匱乏，生態(tài)環(huán)境日趨惡化的總趨勢(shì)下，建筑行業(yè)應(yīng)改變傳統(tǒng)的發(fā)展模式，走集約化發(fā)展道路，順應(yīng)人們對(duì)環(huán)保、綠色和舒適這一追求的潮流，從而提高房建設(shè)計(jì)的科學(xué)性和節(jié)約性，提高居民居住舒適度和幸福指數(shù)。
關(guān)鍵詞:
房間結(jié)構(gòu)；節(jié)能；環(huán)保；問(wèn)題
1國(guó)外節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r
隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐漸提高，房建結(jié)構(gòu)中節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)獲得了較快發(fā)展，并取得了階段性成果。西歐部分國(guó)家在房建的供暖設(shè)備方面采取了節(jié)能技術(shù)，并形成了初具規(guī)模的產(chǎn)業(yè)部門(mén)，比如說(shuō):供暖設(shè)備調(diào)控元零件、控溫膜、保溫門(mén)窗。在建筑工程方面實(shí)踐成果主要有:
(1)改造現(xiàn)有建筑，與推倒重建的做法不同，歐美各國(guó)廣泛采取改造和翻新方式，這樣可以保證短時(shí)間之內(nèi)收回投資資金;
(2)提高建筑的保溫性能，節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是“超隔熱”技術(shù)，首先是將隔熱層加倍然后在墻壁例外設(shè)置不透氣層。這樣的話(huà)，夏天可防止室外氣體的流入，冬天可積聚室內(nèi)火爐和電器散發(fā)的熱量。雖成本會(huì)提升5%，但能源消耗將會(huì)大大降低。目前，北美已建設(shè)將近三萬(wàn)座超大型隔熱建筑;
(3)建筑法規(guī)方面，歐美國(guó)家差不多每年修訂一次房建節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，逐步提升標(biāo)準(zhǔn)和水平。比如英國(guó)外墻傳熱系數(shù)限制值能源危機(jī)前的1.6W到現(xiàn)在的0.45W。而在丹麥這一數(shù)值僅為0.2和0.3W，相形之下，我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)還有待降低;
(4)知名的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)專(zhuān)家有:Grim-shaw，Rogers，NormanForster。
2國(guó)內(nèi)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r
相比西方發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)內(nèi)起步較晚，發(fā)展速度稍慢，不管是在理論建樹(shù)還是實(shí)踐成果方面都有待提升。我國(guó)七十年代開(kāi)始進(jìn)行太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)研究。近年來(lái)取得了一定的發(fā)展成果，但是仍然存在不少問(wèn)題:
(1)頒布與節(jié)能環(huán)保有關(guān)的建筑設(shè)計(jì)法律法規(guī)，比如說(shuō)1986年，《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，文件號(hào):JCJ26—86，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn):30%，適用范圍:采取地區(qū)居住建筑。1993年，《民用建筑工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，文件號(hào):GB50176—93，使用范圍:全國(guó)民用建筑。1993年3月，《旅游建筑熱工及空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，文件號(hào):GB50189—93，適用范圍:商業(yè)性旅館建筑。1994年，《建筑節(jié)能“九五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃目標(biāo)》，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn):50%，使用范圍:全國(guó)。2001年，《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，文件號(hào):JCJ24—2001，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn):50%，適用范圍:夏熱冬冷地區(qū)居住建筑。法規(guī)條文只是提供了宏觀管理的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，在細(xì)節(jié)落實(shí)方面并不清晰明了，比如，要求提高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，但實(shí)施，監(jiān)督，管理，分析，評(píng)估，考核，獎(jiǎng)懲機(jī)制并不明顯;
(2)最早1995年就已提出節(jié)能50%的標(biāo)準(zhǔn)，但截至2000年，達(dá)到這一節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的建筑比例約為7%，時(shí)至今日，仍然有很多地區(qū)部門(mén)辦公建筑存在超標(biāo)問(wèn)題;
(3)技能環(huán)保設(shè)計(jì)方案問(wèn)題，國(guó)外雖有比較成熟的研究方法，但是我國(guó)地理環(huán)境復(fù)雜，南方是低山丘陵地區(qū)，西部高原山地，東北平原，華北黃土高原，這就要求相關(guān)技術(shù)人員嚴(yán)格依據(jù)國(guó)內(nèi)各地實(shí)際氣象氣候條件和地理環(huán)境進(jìn)行節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)。比如，西藏和新疆有豐富的太陽(yáng)能資源，東北豐富的風(fēng)力;
(4)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)初期需要依據(jù)的分析方法和設(shè)計(jì)對(duì)策，理論成果相對(duì)缺乏，在房間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮如何節(jié)能環(huán)保，房屋建筑的總體設(shè)計(jì)充分利用當(dāng)?shù)氐臍夂蚝偷乩項(xiàng)l件，房屋建筑的建筑規(guī)模大小建成之后是否會(huì)形成水泥森林，從而導(dǎo)致熱島效應(yīng)的形成，及建筑設(shè)計(jì)方案將會(huì)產(chǎn)生多大的能源消耗等這些節(jié)能環(huán)保的關(guān)鍵問(wèn)題，我國(guó)工程師歸于這些問(wèn)題還比較陌生;
(5)國(guó)內(nèi)現(xiàn)在的建筑大體是千城一面，鋼筋水泥結(jié)構(gòu)，缺乏地域特色和民族風(fēng)情，個(gè)別獨(dú)具特色的設(shè)計(jì)大多模仿借鑒西方模式，缺乏自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)，問(wèn)題主要表現(xiàn)在:①盡管東西部氣候差異很大，但是城市路燈一律采用白熾燈，能源消耗量比較大;②南北維度相差大，風(fēng)向不一，但房屋建筑的設(shè)計(jì)并沒(méi)有結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩項(xiàng)l件呈現(xiàn)不同角度的傾斜，基本上都是坐南朝北的走向，完全沒(méi)利用太陽(yáng)輻射和自然風(fēng)力對(duì)室內(nèi)氣候進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3與節(jié)能環(huán)保有關(guān)的建筑學(xué)設(shè)計(jì)理論
維特魯威提出房建用地的選擇需要考慮主導(dǎo)風(fēng)向，建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)氣候的多樣性，充分地利用太陽(yáng)能。17和18世紀(jì)建筑設(shè)計(jì)普遍減少窗戶(hù)數(shù)量以達(dá)到對(duì)熱量的控制。1963年，V•奧戈雅提出“生物氣候地方主義”的設(shè)計(jì)理論，將人體生理性需求作為設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn);印度的科里亞提出“形式追隨氣候”設(shè)計(jì)觀念，與之類(lèi)似。1993年BrendaandRobert合著的《綠色建筑———為可持續(xù)發(fā)展而設(shè)計(jì)》提出了節(jié)能環(huán)保理念:循環(huán)利用材料和能源，節(jié)約能源，尊重環(huán)境，整體設(shè)計(jì)觀念。“綠色建筑”成為建筑行業(yè)的主流發(fā)展形式。還有其他的:可持續(xù)發(fā)展建筑和生態(tài)建筑，建筑技能主要的技術(shù)手段。
4房間結(jié)構(gòu)中節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)方案
(1)墻體節(jié)能設(shè)計(jì)。房屋建筑的外圍結(jié)構(gòu)主要是墻體和窗戶(hù)以及屋面，房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮風(fēng)水問(wèn)題，即通風(fēng)排水問(wèn)題。據(jù)調(diào)查資料顯示:一般房屋建筑的能源消耗分為供暖設(shè)備約占47.2%，照明設(shè)備約占32.3%，電梯和衛(wèi)生間約占20.5%。由此可見(jiàn)，墻體熱工性能的改善能夠有效地降低能耗。保溫外墻體必須具備相關(guān)方面的性能，發(fā)揮蓄熱、保溫、阻熱的作用，室內(nèi)溫差保持在一定距離內(nèi)。保溫外墻體分為兩種:單一型和復(fù)合型。其他節(jié)能墻體:①防曬墻，這種方法主要為了解決夏季西曬時(shí)間比較長(zhǎng)的墻體設(shè)計(jì)，相比于遮陽(yáng)板或隔熱玻璃，它的成本比較經(jīng)濟(jì)，建筑方便。但是隔熱墻的設(shè)計(jì)需要與建筑保持適當(dāng)?shù)木嚯x，既能有效起到隔熱效果，又能保證建筑通風(fēng)流暢;②集熱蓄熱墻，使用熱容量大的材料作為外圍材料，可有效地維持室內(nèi)溫度，既不會(huì)因?yàn)樘?yáng)的輻射溫度過(guò)度上升也不會(huì)因?yàn)槔鋮s而降溫，使得房間溫差穩(wěn)定在五度以?xún)?nèi);③透明保熱墻，其工作原理是在光照強(qiáng)的情況下，吸收熱量，在夜間散發(fā)熱量。如何提高透明隔熱材料的隔熱效率，是需要解決的核心問(wèn)題。
(2)屋頂節(jié)能設(shè)計(jì)。房屋建筑的頂面一般是平面，隔熱設(shè)備為隔溫板。屋頂在整個(gè)房屋中起到遮陽(yáng)擋雨防水隔熱保溫的效果，對(duì)室內(nèi)小環(huán)境影響比較大，傳統(tǒng)屋頂一般都是鋪設(shè)保溫板或者控溫膜。但是現(xiàn)代建筑中，采取多種形式，綠化植被或者儲(chǔ)蓄清水，在熱量的吸收和散發(fā)兩方面都發(fā)揮巨大作用。主要的節(jié)能屋頂有:①通風(fēng)屋頂和架空屋頂，主要適用于夏熱冬冷的地區(qū)，因?yàn)橄奶鞙囟容^高，可以加快熱量的散發(fā);而冬季溫度比較低，可以有效控制室內(nèi)熱量的流失。典型的代表就是印度建筑學(xué)家科里亞所設(shè)計(jì)的MRF總部的辦公大廈;②綠色屋頂，房屋建筑進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)，種植草坪，或者養(yǎng)花栽樹(shù)，或者種植蔬菜從而有效降低“熱島效應(yīng)”所帶來(lái)的影響，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在綠色植物的光合作用，提供大量的氧氣，改善空氣質(zhì)量，營(yíng)造一個(gè)舒適的辦公環(huán)境，并且廢棄物不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染;③水池屋頂，在屋頂蓄水是一種有效解決熱量問(wèn)題的措施，首先水的比熱容比較高，溫度變化比較小，作為液體的水在蒸發(fā)時(shí)間需要吸收大量的熱量，從而降低室內(nèi)溫度，并且可以和美學(xué)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高審美水平。
(3)外窗節(jié)能設(shè)計(jì)。房屋建筑中窗戶(hù)的位置，朝向和數(shù)量及面積的大小對(duì)于夏季降溫和冬季升溫具有很大的影響，一般房屋建筑為了保證室內(nèi)亮度和采光，一般都會(huì)設(shè)計(jì)比較大的窗戶(hù)，并且為了室內(nèi)空氣流暢，常常會(huì)前后窗戶(hù)對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)。但是帶來(lái)的問(wèn)題就是熱量的控制。因?yàn)榇皯?hù)一般都是玻璃材料，夏季玻璃會(huì)吸收大量的熱量到室內(nèi)，從而增加降溫的能耗，據(jù)調(diào)查顯示，夏季因?yàn)樘?yáng)強(qiáng)烈光照所造成的室內(nèi)熱量增加而需要消耗的冷氣占據(jù)空調(diào)總制冷負(fù)荷的三分之一左右。而冬季室內(nèi)熱量通過(guò)窗戶(hù)大量流失，增加供暖負(fù)擔(dān)，資料顯示，冬季玻璃窗戶(hù)所損失的熱量大約占供熱負(fù)荷的一般左右，即供暖設(shè)備所產(chǎn)生的暖氣一般都流失了，增加能源消耗，污染環(huán)境。節(jié)能環(huán)保技術(shù)一般從三個(gè)方面進(jìn)行:①減少滲透量，有效降低室外熱量對(duì)室內(nèi)的滲透，一般是在夏季，可以種植綠色植物，比如爬山虎;②減少傳熱量，有效控制室內(nèi)熱量的流失，一般是在冬季，可以在室內(nèi)人工培養(yǎng)熱循環(huán)的小環(huán)境，③減少太陽(yáng)輻射量，這個(gè)可以從各個(gè)方面進(jìn)行解決。
參考文獻(xiàn)：
［1］高宏逵．夏熱冬冷地區(qū)辦公建筑節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)策研究［D］．工學(xué)碩士論文，2007．
作者:朱樹(shù)根 單位:南昌市第九建筑工程公司
第二篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題分析
摘要:
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，為了解決城市人口激增和土地資源緊張的問(wèn)題，高層和超高層建筑的數(shù)量不斷增加，成為了建筑產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。但是由于高層建筑的結(jié)構(gòu)具有較大的變化性和復(fù)雜性，在設(shè)計(jì)中有諸多難點(diǎn)和問(wèn)題需要解決，以保障高層建筑質(zhì)量的安全性和可靠性。為此，本文首先對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和原則進(jìn)行了簡(jiǎn)要概括，然后對(duì)該項(xiàng)工作中存在的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)，最后就如何解決這些問(wèn)題提出了幾點(diǎn)個(gè)人意見(jiàn)，希望能為廣大同行提供參考意見(jiàn)。
關(guān)鍵詞:
高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題；對(duì)策
我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，大量的外來(lái)務(wù)工人員在促進(jìn)城市發(fā)展和進(jìn)步的同時(shí)，也導(dǎo)致了一系列問(wèn)題的產(chǎn)生，其中表現(xiàn)最突出的就是城市居民的居住問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，高層建筑大量涌現(xiàn)。和一般的建筑比較，高層建筑在設(shè)計(jì)中的難度更大，只有確保其設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及合理性，才能為順利施工提供保障。由此可知，設(shè)計(jì)是高層建筑建設(shè)中的核心環(huán)節(jié)，對(duì)于保證工程質(zhì)量具有重要意義。針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗風(fēng)、抗震、消防以及扭轉(zhuǎn)等問(wèn)題，本文從其設(shè)計(jì)要點(diǎn)和原則出發(fā)，對(duì)問(wèn)題和對(duì)策進(jìn)行了具體討論。
1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述
1．1主要原則
首先，制定科學(xué)的基礎(chǔ)方案。在高層建筑中，地質(zhì)條件是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決定性因素。要提高基礎(chǔ)方案的科學(xué)性，需要設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確把握其荷載的分布情況和結(jié)構(gòu)類(lèi)型，對(duì)影響其施工的各種因素進(jìn)行和綜合分析。其次，明確計(jì)算簡(jiǎn)圖。在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，計(jì)算簡(jiǎn)圖必須包含結(jié)構(gòu)的計(jì)算設(shè)計(jì)。如果計(jì)算簡(jiǎn)圖存在問(wèn)題，就容易導(dǎo)致安全隱患。因此，為了確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，必須重視這一原則。最后，選擇合適的計(jì)算工具。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中被廣泛運(yùn)用，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮了巨大的作用。
1．2基本要點(diǎn)
在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，需要注意控制以下幾點(diǎn):第一，遭遇暴風(fēng)和地震力時(shí)，高層建筑的水平側(cè)向力;第二，對(duì)高層建筑的長(zhǎng)度、寬度和高度比例進(jìn)行嚴(yán)格控制;第三，確保高層建筑的整體不存在薄弱環(huán)節(jié)，保持其平面、體型、立面質(zhì)量和剛度的對(duì)稱(chēng)性和勻稱(chēng)性;第四，對(duì)地震、風(fēng)力、溫度變化和沉降導(dǎo)致的形變進(jìn)行合理控制。在上述設(shè)計(jì)要點(diǎn)中，抗風(fēng)、抗震結(jié)構(gòu)、消防設(shè)計(jì)和扭轉(zhuǎn)問(wèn)題需要特別注意。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的主要問(wèn)題
2．1抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題
高層建筑的樓層比較多，而且高度較高，這樣就很容易讓風(fēng)在建筑表面的流動(dòng)性發(fā)生變化，和空氣產(chǎn)生相關(guān)的動(dòng)力效應(yīng)。在這一作用下，風(fēng)力就會(huì)對(duì)高層建筑中的柔軟結(jié)構(gòu)生成靜力或者動(dòng)力形態(tài)的震動(dòng)。這種震動(dòng)會(huì)對(duì)高層建筑的墻體、裝飾、支撐等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響。因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)時(shí)，一定要注意抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的合理性，預(yù)防建筑物結(jié)構(gòu)被損壞。
2．2抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題
這一結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一直都是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一，在很大程度上是因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員缺乏足夠的靈活性，很容易忽略對(duì)地震的科學(xué)規(guī)劃。高層建筑的結(jié)構(gòu)具有一定的復(fù)雜性，如果設(shè)計(jì)人員無(wú)法取得精確的抗震計(jì)算結(jié)果，就會(huì)影響抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整性，一旦發(fā)生地震，就很容易導(dǎo)致高層建筑遭到巨大破壞。因此，這一點(diǎn)需要引起設(shè)計(jì)人員的重視，尤其是在地震多發(fā)地區(qū)。
2．3消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題
我國(guó)和建筑有關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的消防設(shè)計(jì)提出了明確的要求，規(guī)定其必須確保消防設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。但是從目前的實(shí)際情況來(lái)看，高層建筑結(jié)構(gòu)的消防設(shè)計(jì)還存在很多解決的難題，例如使用的建筑材料的易燃性較高，在高層建筑結(jié)構(gòu)中，火勢(shì)更容易蔓延，而且疏散的難度高于普通建筑。另外，排煙系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)存在較大難度，居住的人口數(shù)量較多，等等，都是高層建筑結(jié)構(gòu)消防設(shè)計(jì)需要綜合考慮的問(wèn)題。2．4扭轉(zhuǎn)問(wèn)題在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，其剛度中心、幾何形心和結(jié)構(gòu)重心是必須考慮的建筑三心，盡量讓三心匯集于同一點(diǎn)，即三心合一。如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中無(wú)法滿(mǎn)足這一要求，就會(huì)導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)問(wèn)題的發(fā)生，在水平力的作用下，高層建筑的結(jié)構(gòu)會(huì)遭受較大破壞。
3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決對(duì)策
3．1促進(jìn)抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的逐步優(yōu)化
這一措施可以從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題和難點(diǎn)出發(fā)，具體實(shí)施方案如下:第一，優(yōu)化基礎(chǔ)。要確保高層建筑結(jié)構(gòu)具備良好的通風(fēng)性能，最重要的就是要有牢固的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。為了滿(mǎn)足這一要求，在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分時(shí)，可以采用級(jí)配等級(jí)較高的砂石，并且在基礎(chǔ)的持力層中增加抗拔錨桿。第二，增強(qiáng)高層建筑節(jié)能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在高層建筑非承重構(gòu)件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以充分利用剪力墻和樓板等能耗部件盡量抵消風(fēng)能對(duì)建筑本身產(chǎn)生的影響。第三，降低風(fēng)力疊加和水平載荷對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的影響。受到風(fēng)力作用的影響，高層建筑很有可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)力。這種結(jié)構(gòu)內(nèi)力在水平方向上，還可能和風(fēng)力進(jìn)行疊加，從而產(chǎn)生更大的水平作用力，會(huì)對(duì)高層建筑產(chǎn)生很大的影響。因此，在設(shè)計(jì)高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該要嚴(yán)格控制水平力對(duì)其的影響程度，盡量選擇性能較高的混凝土開(kāi)展施工，降低結(jié)構(gòu)內(nèi)力出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。第四，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)力和承載能力。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)對(duì)其抗風(fēng)力和承載力進(jìn)行驗(yàn)算，并將參數(shù)適度放大，確保其具備良好的抗風(fēng)性能。
3．2不斷優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案
首先，對(duì)抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行合理安排。設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，如果能確保水平方向中的對(duì)稱(chēng)性，就可以有效預(yù)防并控制地震對(duì)其造成的破壞。通過(guò)調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件的位置，能夠促進(jìn)應(yīng)力分布系統(tǒng)在水平方向上的形成。假如能夠同時(shí)增強(qiáng)測(cè)力構(gòu)件在垂直方向上的性能，可以形成一套比較良好的應(yīng)力分布系統(tǒng)，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和連續(xù)性，增強(qiáng)其抗震性能。其次，加強(qiáng)地基的抗震性能。一旦發(fā)生地震，高層建筑結(jié)構(gòu)的地基最容易遭到破壞。為了預(yù)防這一問(wèn)題，可以在地基的基礎(chǔ)施工中增加樁基的埋深深度，增強(qiáng)它和上部結(jié)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)性。再次，提高剪力墻的性能。采取這一措施的主要目的是為了增強(qiáng)剪力墻在地震中吸收建筑內(nèi)力的功效的功能，這樣就可以通過(guò)墻體和樓板剛度的增強(qiáng)來(lái)對(duì)建筑的移位進(jìn)行控制，滿(mǎn)足抗震需求。最后，實(shí)現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一體化設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)扶壁、筒口、筒腳的簡(jiǎn)單化設(shè)置，達(dá)到相應(yīng)建筑物的對(duì)稱(chēng)。另外，可以將相應(yīng)的柱子、樓板進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，有效加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和剛度，增強(qiáng)建筑物的抗震能力。
3．3優(yōu)化消防結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案
在高層建筑結(jié)構(gòu)的消防設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)該對(duì)防火結(jié)構(gòu)之間的距離進(jìn)行科學(xué)控制。如果其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件相符，則防火結(jié)構(gòu)的間距可以適當(dāng)增加。從材料的使用角度來(lái)看，盡量減少易燃材料的使用范圍和使用頻率，多采用耐火性能好的材料。同時(shí)，為了降低火災(zāi)事故發(fā)生后人員的傷亡，必須建立良好的疏散系統(tǒng)。在消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置雙通道疏散，增設(shè)防煙區(qū)、耐火區(qū)、避難層等設(shè)施來(lái)增加消防能力。同時(shí)，高層結(jié)構(gòu)可以通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的隔離結(jié)構(gòu)來(lái)有效地控制火勢(shì)蔓延，增強(qiáng)建筑消防安全能力。
3．4扭轉(zhuǎn)問(wèn)題的優(yōu)化設(shè)計(jì)
在地震因素或者風(fēng)載荷的作用下，高層建筑很容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。為了有效預(yù)防這一問(wèn)題的發(fā)生，需要我們選擇科學(xué)的結(jié)構(gòu)形式，并對(duì)布局進(jìn)行和合理安排，使高層建筑的剛度中心、幾何形心和結(jié)構(gòu)重心保持一致。受到建筑場(chǎng)地，或者是城市規(guī)劃街道景觀的要求等因素的限制，高層建筑無(wú)法全部采用相對(duì)簡(jiǎn)單的平面方式，那么在選擇比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，例如“T型”或“十”字型等，就必須確保突出部分的長(zhǎng)寬比在要求的范圍內(nèi)。另外，在布置結(jié)構(gòu)時(shí)，盡量好使其保持對(duì)稱(chēng)，這樣有助于提高其穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)：
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作者:趙海峰 單位:內(nèi)蒙古電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司
第三篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震問(wèn)題研究
摘要：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)高層建筑的數(shù)量呈幾何式的增長(zhǎng)，高層建筑已經(jīng)成為城市中最主要的建筑形式，然而限于以前我國(guó)經(jīng)濟(jì)條件所限，我國(guó)的抗震標(biāo)準(zhǔn)偏低，高層建筑的抗震性能不佳，相關(guān)行業(yè)規(guī)范急需調(diào)整，我國(guó)高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中存在一系列問(wèn)題，針對(duì)高層建筑抗震設(shè)計(jì)中的相關(guān)問(wèn)題，應(yīng)該當(dāng)采取積極的應(yīng)對(duì)措施，切實(shí)提高高層建筑的抗震性能。
關(guān)鍵詞：
高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震問(wèn)題
一、高層建筑抗震設(shè)計(jì)的原則
高層建筑抗震設(shè)計(jì)主要遵循以下四點(diǎn)：應(yīng)選擇有利抗震的場(chǎng)地和地基進(jìn)行建設(shè)：高層建筑的建設(shè)范圍應(yīng)盡量避開(kāi)地震帶，如果實(shí)在無(wú)法避免應(yīng)采取必要的抗震措施。在危險(xiǎn)地段上是不能進(jìn)行高程建筑的建設(shè)工作。在設(shè)計(jì)前需要計(jì)算好建筑結(jié)構(gòu)的自震周期，并與場(chǎng)地的周期錯(cuò)開(kāi)，以防止地震發(fā)生時(shí)，出現(xiàn)共振現(xiàn)象導(dǎo)致建筑破壞。建立良好的抗震結(jié)構(gòu)：良好的結(jié)構(gòu)類(lèi)型是在保證高層建筑的抗震性的同時(shí)，具備良好的經(jīng)濟(jì)性。結(jié)構(gòu)中應(yīng)設(shè)計(jì)對(duì)到抗震防線(xiàn)，以防止部分構(gòu)件或結(jié)構(gòu)損壞而導(dǎo)致整個(gè)建筑的抗震體系被破壞。在青海地震中，玉樹(shù)縣結(jié)古鎮(zhèn)的建筑結(jié)構(gòu)以土木結(jié)構(gòu)為主，該結(jié)構(gòu)并不具備良好的抗震性能，且并沒(méi)有采取足夠的抗震措施，導(dǎo)致該地區(qū)90%的房屋發(fā)生坍塌。盡量設(shè)計(jì)多道抗震防線(xiàn)：地震一般不會(huì)只發(fā)生一次，在第一次地震后，一定會(huì)發(fā)生多次余震及第二次地震。如果高層建筑只有一道抗震防線(xiàn)，在第一次地震后備破壞，將無(wú)力面對(duì)之后的第二次地震或多次余震。青海地震一共發(fā)生了兩次地震及多次余震。許多在第一次沒(méi)有震塌的建筑都?xì)в诹说诙位蛑蟮挠嗾鹬小ＴO(shè)計(jì)利于抗震的建筑平面：在進(jìn)行建筑的平面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能地保證建筑結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量的均勻分配。建筑結(jié)構(gòu)與平面設(shè)計(jì)應(yīng)采用對(duì)稱(chēng)的方式，才能在地震中有效地變扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。青海地震主要發(fā)生在玉樹(shù)縣結(jié)古鎮(zhèn)，當(dāng)?shù)氐姆课萁ㄖ蠖鄶?shù)是由居民自主建設(shè)的，因?yàn)槿狈ψ銐虻慕ㄖ?zhuān)業(yè)知識(shí)，所以沒(méi)有考慮到建筑平面設(shè)計(jì)的抗震需求也是非常常見(jiàn)的。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震問(wèn)題
1.高度問(wèn)題
根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的高層建筑技術(shù)結(jié)構(gòu)規(guī)范，以鋼筋混凝土為基本結(jié)構(gòu)的高層建筑都有一定的合理高度。這個(gè)合適高度與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、建筑技術(shù)發(fā)展水平以及建筑施工水準(zhǔn)直接吻合，具有極高的安全性和穩(wěn)定性，然而實(shí)際的高層建筑建設(shè)中可能出現(xiàn)高度超限的客觀情況，導(dǎo)致其抗震能力大打折扣，危害公眾安全。在高層建筑建設(shè)實(shí)施中應(yīng)該以嚴(yán)謹(jǐn)審慎的態(tài)度結(jié)合工程實(shí)踐的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)合理處理，確保高層建筑符合適宜高度。
2.建筑結(jié)構(gòu)材質(zhì)問(wèn)題
由于地震帶來(lái)的嚴(yán)重危害，人們?cè)絹?lái)越偏重于抗震性能好的高層建筑結(jié)構(gòu)形式以及建筑材料，尤其在地震多發(fā)地帶這個(gè)趨勢(shì)更加明顯。我國(guó)高度達(dá)到150m的建筑物廣泛采用的建筑結(jié)構(gòu)體系有框一筒、筒一中筒和框架一支撐三種。我國(guó)高層建筑基本以鋼筋混凝土的建筑結(jié)構(gòu)為主，其主要結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土核心筒，變形控制基準(zhǔn)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限制。但是，考慮到鋼筋混凝土的彎曲變形有較大的側(cè)移，只是依賴(lài)剛度本身就比較小的鋼框架的協(xié)調(diào)配合來(lái)減弱側(cè)移，無(wú)疑無(wú)法收到理想的抗震效果，同時(shí)還加大了鋼結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)。
3.抗震設(shè)防烈度低
在當(dāng)今中國(guó)經(jīng)濟(jì)水平得到長(zhǎng)足發(fā)展的時(shí)代背景下，我國(guó)現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)實(shí)的要求，已經(jīng)很難適應(yīng)當(dāng)下的國(guó)情，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)該在某種程度上進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)當(dāng)前對(duì)抗震安全性的新要求。以前受制于財(cái)力不足的限制，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，抗震設(shè)防烈度低，建筑結(jié)構(gòu)在抗震中的經(jīng)濟(jì)損失很大，因此基于地區(qū)設(shè)防烈度的級(jí)別制定相應(yīng)的彈性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)得到了眾多業(yè)界人士的支持。
三、增強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的具體策略
1.高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性
在發(fā)生地震時(shí)，高層建筑物，會(huì)在地震力影響下，出現(xiàn)不同程度的形變。此時(shí)，建筑中的抗震組織，會(huì)發(fā)揮塑形保持的作用。對(duì)此，針對(duì)于高層建筑，必須要注重其建筑的抗震能力，以及建筑彈塑性變形能力的分析研究。因此，在高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)中，對(duì)于建筑的彈塑性分析計(jì)算是非常關(guān)鍵的一個(gè)點(diǎn)。在分析高層建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性時(shí)，分析的方法主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：即彈塑性動(dòng)力以及彈塑性靜力分析法。彈塑性動(dòng)力分析方法，以結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)模型為前提。這種方式的應(yīng)用，雖然理論上分析較為簡(jiǎn)單，但是實(shí)際的操作，對(duì)于技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)水平要求較高，對(duì)此加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)培養(yǎng)，是非常有必要的。從而更好地降低地震破壞的后果，同時(shí)在對(duì)其進(jìn)行分析時(shí)，地震波會(huì)產(chǎn)生很大的影響。最后的結(jié)果往往會(huì)有很多個(gè)，這時(shí)就要對(duì)結(jié)果進(jìn)行仔細(xì)地研究，更好地保證其研究的結(jié)果。彈塑性靜力分析法，采取的是結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)模型，在使用過(guò)程中，需要結(jié)合空間協(xié)同平面結(jié)構(gòu)模型、三維空間模型，照比第一種方法，分析結(jié)果受到地震波的影響不大，但是對(duì)于建筑底層的水平載荷要求較高。
2.合理選擇高層建筑材料
在進(jìn)行高層建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，材料的選擇十分重要。對(duì)于即將選擇的材料，要科學(xué)地分析其材料的抗震性能，對(duì)材料的參數(shù)變異性進(jìn)行整體研究，保證最終材料的選擇的合理性。同時(shí)，還需要對(duì)材料的承載能力進(jìn)行充分的考慮，保證材料抗震分析的全面性。從抵抗地震的要求來(lái)看，建筑結(jié)構(gòu)還需要具備一定的延性，為了充分地滿(mǎn)足需求，在選擇建筑材料時(shí)，就需要充分地考慮建筑施工的各個(gè)方面的實(shí)際興情況，選擇最為科學(xué)合理的建筑材料，提升高層建筑抗震能力的同時(shí)，保證材料選擇的科學(xué)性及經(jīng)濟(jì)性。
3.增多抗震防線(xiàn)的建設(shè)
高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中包含防線(xiàn)建設(shè)，為了達(dá)到提升抗震能力的目的，可以增多抗震防線(xiàn)的建設(shè)。這樣一來(lái)，在發(fā)生地震時(shí)，即使第一道防線(xiàn)被破壞，第二道、第三道，甚至是更多道的防線(xiàn)均會(huì)起到阻擋地震作用力的目的，減低建筑物倒塌發(fā)生率。通常來(lái)說(shuō)，多個(gè)肢節(jié)和壁式框架的框架剪力墻結(jié)構(gòu)是比較有效的防震結(jié)構(gòu)之一。框架剪力墻中包含多道抗震防線(xiàn)，第一道抗震防線(xiàn)為剪力墻，這是主要的抗側(cè)力構(gòu)件，當(dāng)剪力墻的數(shù)量比較多時(shí)，其所具備的承載能力也會(huì)相應(yīng)的提升。同時(shí)，在地震的作用下，剪力墻開(kāi)裂之后，任一層框架部分的框架和墻會(huì)協(xié)同一起分散地震剪力，降低地震作用對(duì)建筑物的傷害。此外，框架剪力墻中的剪力墻也可以進(jìn)行連梁的設(shè)置，通過(guò)連梁的防線(xiàn)作用，改善建筑物的抗震能力。
4.加強(qiáng)高層建筑工程的質(zhì)量監(jiān)督
近幾年我國(guó)經(jīng)歷的幾場(chǎng)地震中，特別是汶川地震后，被破壞的建筑普遍存在這一定的質(zhì)量問(wèn)題，這是導(dǎo)致建筑受損嚴(yán)重的最主要因素。建設(shè)施工時(shí)的不規(guī)范給建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果帶來(lái)嚴(yán)重的潛在危害，一旦地震發(fā)生建筑結(jié)構(gòu)將變得相對(duì)脆弱，所以要全面加強(qiáng)相應(yīng)的監(jiān)督機(jī)制，使高層建筑的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等各個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮應(yīng)有的作用，切實(shí)保證高層建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)良，確保其在地震發(fā)生時(shí)具有較好的抗震效能。
四、結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本方法進(jìn)行闡述，然后對(duì)高層建筑的受力特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)類(lèi)型進(jìn)行分析，得出提高建筑抗震性能的設(shè)計(jì)方案，希望本文可以對(duì)以后高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有利的幫助，從而提高高層建筑的抗震性能，促進(jìn)高層建筑的進(jìn)步與發(fā)展。
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作者:張秀珍 單位:內(nèi)蒙古交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司
第四篇：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中短柱延性分析
摘要:
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層建筑在諸多城市建設(shè)中不斷涌現(xiàn)出來(lái)。在對(duì)高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，多數(shù)設(shè)計(jì)都可以采用計(jì)算軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，降低了設(shè)計(jì)人員的工作量，但還有一部分工作需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行操作，即按照軟件計(jì)算結(jié)果計(jì)算建筑的受力狀態(tài)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文主要針對(duì)高程建筑中短柱延性設(shè)計(jì)的提升進(jìn)行分析和研究。
關(guān)鍵詞:
高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；短柱延性；分析
在高層建筑建設(shè)中，短柱的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍，而在層高設(shè)計(jì)一定的情況下，為了使建筑延性提高，需要增加柱截面積，降低軸壓比，軸壓比越小，柱截面積越大。所以，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了對(duì)軸壓比限值進(jìn)行滿(mǎn)足，往往需要將柱的截面積提高，出現(xiàn)短柱構(gòu)造，甚至是超短柱構(gòu)造。而在抗震性能的要求下，短柱要求具有足夠的抗震性能，需要將短柱延性進(jìn)行提高，本文也針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中延性提高的方法進(jìn)行分析。
1確定短柱的方法
根據(jù)相關(guān)要求，短柱的定義為柱子凈高(H)比截面高度(h)，即H/h≤4時(shí)，將該柱稱(chēng)為短柱，在建筑施工中，施工技術(shù)人員對(duì)短柱進(jìn)行判定的時(shí)候多數(shù)都按照該判定方法來(lái)確定。該判定方法用到的參數(shù)只是層高與柱截面的關(guān)系，而對(duì)柱本身的內(nèi)力關(guān)系沒(méi)有應(yīng)用。而按照材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)理論，根據(jù)剪跨比(λ)也可作為短柱的衡量依據(jù)，即λ=M/Vh≤2時(shí)，該柱也為短柱，但是與層高與柱截面的關(guān)系下的H/h≤4的短柱判定方法相比，在這一條件下，λ的取值未必小于2，即不一定是短柱。在多數(shù)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員都采用H/h≤4來(lái)判斷短柱，主要依據(jù)的原理包含以下幾個(gè)方面:首先，λ=M/Vh≤2;其次，因?yàn)榭蚣苤磸濣c(diǎn)多數(shù)都已交接近柱中點(diǎn)，因此M取值為0.5VH，則此時(shí)λ≤2，即H/h≤4。但是在高層建筑中，由于柱、梁線(xiàn)剛度比較小，特別是建筑底部基層，柱體嵌固的影響比較大，并且柱受梁的約束彎矩較小，反彎點(diǎn)高度大于柱高的一半，甚至反彎點(diǎn)不存在，此時(shí)如果仍采用H/h≤4來(lái)判斷短柱是不合理的，應(yīng)該采用λ=M/Vh≤2進(jìn)行判定。如果反彎點(diǎn)沒(méi)有在柱中點(diǎn)，那么柱上部與下部截面彎矩值是不同的，即Mh≠M(fèi)t。所以，上部與下部的剪跨比也不同，即λh=Mh/Vh≠λt=Mt/Vt。這個(gè)時(shí)候，對(duì)短柱進(jìn)行判斷時(shí)，采用哪一個(gè)截面剪跨比判斷，是一個(gè)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)分析研究，認(rèn)為取二者中的較大值作為判定短柱的依據(jù)，即λ=max(λh，λt)，其原因包含以下方面:第一，框架柱可看做一個(gè)連續(xù)梁，受定值軸壓力，柱高(Hn)類(lèi)似于連續(xù)梁的剪跨，相關(guān)試驗(yàn)研究顯示，連續(xù)梁剪跨一定時(shí)，在截面下部、上部配置同樣的縱筋，在彎矩較大的區(qū)段會(huì)出現(xiàn)剪切破壞;第二，在框架柱中，彎矩較大的區(qū)段也會(huì)發(fā)生臨界斜裂縫。實(shí)際上，在連續(xù)梁剪跨或柱高范圍內(nèi)，在彎矩較大的區(qū)段上會(huì)出現(xiàn)最大剪跨比。隨著剪跨比的增大，鋼筋混凝土構(gòu)件的抗剪力會(huì)降低。因此，在相同條件下，彎矩較小區(qū)段的抗剪承載力要比彎矩較大區(qū)段的抗剪承載力要大。在荷載作用下，彎矩較大區(qū)段上發(fā)生剪切破壞的可能性大于彎矩較小區(qū)段。所以，將上端和下端截面中剪跨比較大的值作為判斷短柱的剪跨比值，是符合要求的。通常而言，位于高層建筑底部基層中框架柱的反彎點(diǎn)都是位于柱上部的，即Mb＞Mt。這個(gè)時(shí)候，對(duì)短柱進(jìn)行判定的時(shí)候，可按照以下公式進(jìn)行，式(1):Hn/h≤2/yn，式中，Hn表示n層柱的凈高。yn表示n層柱的反彎點(diǎn)高度比，按照幾何關(guān)系，可知:yn=1/(1+ψ)，其中，ψ=Mt/Mb，0≤ψ≤Hn。如果反彎點(diǎn)出現(xiàn)在柱的中點(diǎn)，則有ψ=1，yn=0.5，則式(1):Hn/h≤4;如果反彎點(diǎn)在柱上端，則ψ=0，yn=1，則式(1):Hn/h≤2;如果不存在反彎點(diǎn)，則可直接按照最大彎矩作用截面的剪跨比λ=M/Vh≤2進(jìn)行判斷。通常而言，計(jì)算過(guò)程中，可對(duì)反彎點(diǎn)高度比yn按照D值法進(jìn)行確定，然后根據(jù)式(1)計(jì)算對(duì)是否屬于短柱進(jìn)行初步判斷。
2提高短柱延性的措施
2．1使用鋼管混凝土柱
在薄壁圓形鋼管內(nèi)填入混凝土構(gòu)成的結(jié)構(gòu)即為鋼管混凝土。鋼管對(duì)混凝土產(chǎn)生側(cè)向約束力，混凝土處于受壓狀態(tài)，混凝土的抗壓強(qiáng)度及極限壓應(yīng)變能力都得到提升，特別是對(duì)高強(qiáng)度混凝土延性的改善效果非常明顯。除此以外，結(jié)構(gòu)中鋼管不但發(fā)揮了橫向箍筋的作用，也發(fā)揮了縱筋的作用，管徑與管壁厚度比值小于90，類(lèi)似于混凝土配筋率超過(guò)4.6%，明顯超出抗震要求中混凝土配筋率要求。由于此類(lèi)結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度與抗變形能力非常好，即便是在高軸壓比下，受壓區(qū)都不會(huì)出現(xiàn)先破壞的現(xiàn)象，與鋼柱相比，也不會(huì)出現(xiàn)屈曲失穩(wěn)情況。所以，為了對(duì)截面轉(zhuǎn)動(dòng)能力進(jìn)行控制，對(duì)軸壓比限值不需要限定。鋼管混凝土單支柱承載力計(jì)算可用公式(2)計(jì)算，式(2):承載力≤Φ1ΦeNθ，式中，θ表示套箍指標(biāo)，值域［0.3，3］。根據(jù)式(2)，在套箍指標(biāo)選擇合適的情況下，使用高強(qiáng)度混凝土可使柱子的承載力大大提高，且柱截面可大大降低，比普通鋼筋混凝土柱至少降低一半，消除了短柱，抗震性能能夠大大提高。
2．2使用鋼骨混凝土柱
將混凝土外包于鋼骨即可構(gòu)成鋼骨混凝土柱。一半情況下鋼骨的類(lèi)型包含十字形截面、口字形截面和工字形截面集中，和鋼結(jié)構(gòu)對(duì)比，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件局部可能出現(xiàn)屈曲，而鋼護(hù)混凝土柱由于鋼構(gòu)件外部包裹有混凝土，不會(huì)發(fā)生屈曲現(xiàn)象，柱子的整體強(qiáng)度得到了加強(qiáng)，鋼材的強(qiáng)度可以有效的發(fā)揮出來(lái)。而且與一般鋼結(jié)構(gòu)柱相比，采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)可降低一半以上的鋼材用量。而與混凝土結(jié)構(gòu)相比，由于鋼骨的存在，使柱子的承載力大大提高，柱的截面積也有效的降低，由于混凝土在鋼骨翼緣及箍筋作用下受到約束，提高了混凝土的延性，柱的延性與耗能能力都得到加強(qiáng)。該結(jié)構(gòu)類(lèi)型中，對(duì)混凝土與鋼材的優(yōu)勢(shì)都得到了最大限度的發(fā)揮，具有延性好、截面小、自重輕等優(yōu)勢(shì)，在高層建筑中的應(yīng)用對(duì)抗震性能可有效的改善。
2．3使用分體柱
對(duì)于短柱而言，其抗彎承載力與抗剪承載力要大很多，所以在地震作用下，抗剪承載力如果受到破壞后，抗彎強(qiáng)度再大也都無(wú)法發(fā)揮出來(lái)。所以，可將短柱的抗彎強(qiáng)度人為性的降低，使其略低于抗剪強(qiáng)度即可，在地震條件下，柱子抗彎強(qiáng)度受到發(fā)揮出現(xiàn)，呈現(xiàn)延性破壞作用。為了使抗彎強(qiáng)度降低，在柱中可沿豎向設(shè)置縫隙，將短柱一分為二或四部分，構(gòu)成分體柱，各分體柱均單獨(dú)配筋，在分體柱之間設(shè)置連接縫，使各分體柱的初期剛度增加。相關(guān)研究顯示，分體柱與整體柱相比，抗剪能力基本一致，抗彎承載力降低，這就使柱子的變形能力與延性都得到了提升，由原來(lái)的抗剪型破壞形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢推茐男螒B(tài)，也將短柱消除，變?yōu)榉煮w長(zhǎng)柱，對(duì)剪跨比λ≤2時(shí)的抗震性能有效的進(jìn)行了改善。
3結(jié)語(yǔ)
對(duì)短柱進(jìn)行判斷時(shí)，采用剪跨比λ≤2作為判斷依據(jù)，要將短柱的截面尺寸盡可能的減小，使短柱的承載能力盡可能的提高，對(duì)短柱的延性采用各種方法進(jìn)行提升，有效的提高短柱的抗震性能。在實(shí)踐中，鋼管混凝土、鋼骨混凝土等結(jié)構(gòu)類(lèi)型，對(duì)短柱的承載能力提升效果非常顯著，而分體柱在改善短柱抗震性能方面效果非常好。在高層建筑中的應(yīng)用，也有效的減少了建筑底部幾層結(jié)構(gòu)中短柱及超短柱的出現(xiàn)，避免了因短柱脆性破壞造成的建筑抗震性能下降的問(wèn)題出現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
［1］康洪濤，王興洋．高層建筑抗震設(shè)計(jì)短柱問(wèn)題的處理方案［J］．科技信息，2013(12):412．
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作者:陳德源 單位:廈門(mén)同安建筑設(shè)計(jì)院
