建筑結(jié)構(gòu)概念設計探析

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1、建筑結(jié)構(gòu)概念設計探析：本文針對土建結(jié)構(gòu)設計過程中的一些問題等進行探討分析，如構(gòu)造要求、設置少量抗震墻的結(jié)構(gòu)，荷載、連梁設計，沉降縫設置等?！　￡P鍵詞：概念設計；建筑結(jié)構(gòu)設計　　1設置少量抗震墻的框架結(jié)構(gòu)體系　　2010版新規(guī)范實施后，荷載增加，地震作用增大，這使得有些結(jié)構(gòu)按純框架進行抗震計算時其層間位移角不能滿足1/550的限值要求；也有些純框架在抗震計算時，抗扭指標不滿足要求，或是扭轉(zhuǎn)位移比超過了1.5的限值，或是扭轉(zhuǎn)周期比Tt/T1，超過了0.9的限值?！　榱私鉀Q上述問題，一些結(jié)構(gòu)設計中采用

2、了設置少量抗震墻的框架結(jié)構(gòu)，在剛度相對較弱的一側(cè)增設少量抗震墻，或?qū)?、電梯間做成混凝土筒體而形成框架加少量抗震墻的結(jié)構(gòu)。對于這種結(jié)構(gòu)體系，2010版新抗規(guī)6.1.3條及條文解釋已有明確的說明，主要有二條：①結(jié)構(gòu)體系為框架結(jié)構(gòu)②剪力墻抗震等級同框架；前提條件是在規(guī)定的水平力作用下，底層框架部分所承擔的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%，但是對于布置少量抗震墻的框架結(jié)構(gòu)來說，這條是一般滿足的。這里涉及到的概念主要是對這種結(jié)構(gòu)體系的界定和剪力墻抗震等級的認定上。當然在新規(guī)還沒用出來之前也有不同

3、的做法，一種常用的做法為在設計時按純框架結(jié)構(gòu)進行計算，抗震墻作為安全儲備，并按構(gòu)造配置鋼筋?，F(xiàn)重點來談論這種做法；計算結(jié)果，側(cè)移雖然較按框剪結(jié)構(gòu)計算增大，但能滿足純框架結(jié)果要求。但是，由于抗震墻是客觀存在的，鋼筋混凝土墻有極大的剛度，一片墻的剛度往往超過幾十根柱子的剛度，也就是說，由于抗震墻的客觀存在的使結(jié)構(gòu)周期縮短，地震力大增，且地震力大部分集中在抗震墻上。在地震力作用下，抗震墻混凝土墻體將產(chǎn)生脆性破壞。由于抗震墻的存在，使框架梁受力產(chǎn)生較大變化，框架梁負筋受影響較大，與按框架一抗震墻結(jié)構(gòu)設計比

4、較，按框架結(jié)構(gòu)計算的下部幾層框架負筋增加，而上部幾層框架負筋減少。這是因為，對于框架一抗震墻結(jié)構(gòu)，抗震墻是堅向懸臂彎曲構(gòu)件、其整體變形曲線為彎曲型，越往上，側(cè)移增加越塊，而框架則類似堅向懸臂剪力梁，其整體變形曲線為剪切型，越往上側(cè)移增加越慢。但是，它們在同一樓層中，剛性的樓板將它們連結(jié)在一起，兩者的位移協(xié)調(diào)，相應的內(nèi)力也互相傳遞和重分配。　　2抗震墻及連梁的布置在地震作用下，聯(lián)肢墻可發(fā)生下列破壞形式：　　2.1墻肢由于抗剪力不夠而發(fā)生剪力破壞。此種破壞為脆性破壞，這會使抗震墻很快喪失承載能力，甚至

5、造成結(jié)構(gòu)突然倒塌，這在設計時應該絕對避免的，現(xiàn)行《建設設計抗震規(guī)范》規(guī)定了抗震墻截面的剪壓比限值和墻底部設計值的放大系數(shù)，就是為了防止墻肢發(fā)生剪切破壞。　　2.2墻肢發(fā)生彎曲破壞。此時，連梁尚未屈服，這種墻肢在破壞時極限變形很小，它雖然是一種延性破壞但吸收地震能量是有限的，設計中應避免這種情況出現(xiàn)?！　?.3連梁發(fā)生剪切破壞。連梁發(fā)生剪切破壞會使聯(lián)肢墻各肢喪失連梁的約束作用，在沉墻全高所在連梁均發(fā)生剪切破壞時，聯(lián)肢墻的各墻肢成為單片的獨立剪力墻，這會使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度大大降低，墻肢彎矩增大。但是和墻

6、肢發(fā)生剪切破壞相比，連梁發(fā)生剪切破，結(jié)構(gòu)尚未喪失承載力，由于剛度降低，地震力隨之降低，還不會造成結(jié)構(gòu)的倒塌?！　?.4連梁先屈服，最后是墻肢屈服。當連梁有足夠的延性時，它通過塑性的變形吸收大量的地震能量，由于產(chǎn)生塑性鉸，使結(jié)構(gòu)周期變長，地震力降低，同時通過塑性鉸仍能繼續(xù)傳遞彎矩和剪力，對墻肢起到一定的約束作用，使墻肢繼續(xù)保持足夠的剛度和強度。這是設計中應首先考慮做到的。　　在實際工程設計中，由于有些工程結(jié)構(gòu)平面復雜，且受建筑功能的限制，抗震墻布置數(shù)量較少，如果增加抗震墻數(shù)量可以收到明顯效果，但增加

7、抗震墻，必須布置均勻、合理，否則由于抗震墻增加，剛度加大，地震力增加，抗震墻受力不均勻，效果反而不好?！　≡诳拐饓?shù)量不能滿足要求的情況下，加開結(jié)構(gòu)洞，降低連梁高度，降低結(jié)構(gòu)剛度，使地震力減小，同時使各片抗震墻受力不均勻，使連梁承受的剪力相應減少，使抗震墻滿足抗震要求，連梁滿足強剪弱彎的要求，從而達到在強震作用下，連梁先于抗震墻屈服的情況?！　?不到頂?shù)目拐饓Α　‘數(shù)撞繋讓尤狗颗c主樓連為一體時，有時設計人員只考慮到底部幾層剪力大，且樓梯多，在裙房部分設置較多的抗震墻；這部分抗震墻只在群樓設置不到頂

8、；由于裙房部分層數(shù)少，地震力降低較少，且抗震墻不到頂，剛度的突變對結(jié)構(gòu)抗震墻更加不利?！　?沉降縫的設置　　在一般房屋結(jié)構(gòu)總體布置中，考慮到沉降、混凝土收縮、溫度應力和體型復雜對房屋結(jié)構(gòu)的不利影響，常常用沉降縫、伸縮縫或防震縫將房屋分成若干獨立部分，從而消除沉降差，溫度應力和復雜體型對結(jié)構(gòu)的危害。但高層建筑中，常常由于建筑使用要求和立面效果考慮，以及防水處理困難等等，希望少設縫或不設縫。希望能在結(jié)構(gòu)總體布置上或采取一些構(gòu)造措施來減少沉降差、溫度應力和體型復雜引起的問題?！　√貏e對于