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(lái)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(jì)中的問(wèn)題

　　【摘要】雖然我國(guó)建筑事業(yè)已經(jīng)取得了不錯(cuò)的發(fā)展，建筑技術(shù)和設(shè)計(jì)方面水平都得到了不斷提升，但建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還是存在一些問(wèn)題需要設(shè)計(jì)師去注意并解決，只有不斷糾正和解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)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(shí)際中遇到的一些問(wèn)題做如下探討。

　　【關(guān)鍵詞】建筑，結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)

　　建筑是人類最早的生產(chǎn)活動(dòng)之一，是在一定的歷史條件下，隨著社會(huì)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(diǎn)，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(lái)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(chǎng)、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(duì)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(cè)設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)、維修等技術(shù)。作為一個(gè)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(huì)性，實(shí)踐性，技術(shù)經(jīng)濟(jì)與藝術(shù)統(tǒng)一性。隨著人類社會(huì)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(méi)有哪一學(xué)科象建筑立面一樣受到那么多的褒貶和爭(zhēng)議，因?yàn)樗仁强茖W(xué)又是藝術(shù)，更是感覺(jué)。普通人通過(guò)感性的個(gè)性感受體會(huì)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(shí)間的考驗(yàn)，都是和諧的、愉悅的、美好的。

　　設(shè)計(jì)不超過(guò)20 層的高層、多層建筑時(shí)，我們經(jīng)常直接選擇樁基的基礎(chǔ)形式，其實(shí)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(jià)，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(duì)于主裙樓一體結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行主樓地基承載力計(jì)算時(shí)，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(shuō)明中這樣規(guī)定“對(duì)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(shí)，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(shí)，取小值。”這就要求設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行具體工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)此條的要求，結(jié)合工程實(shí)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(jì)人員對(duì)此認(rèn)識(shí)卻并不一致，經(jīng)常有困擾。

　　我們?cè)诠こ淘O(shè)計(jì)的計(jì)算過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)主次梁相交的情況，時(shí)常會(huì)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(shí)際的受力情況是否一致呢?個(gè)人以為：作為梁端鉸接，就是要保證梁端有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力;固接，就是要限制梁端的轉(zhuǎn)動(dòng)能力;而實(shí)際上沒(méi)有完全的鉸接也沒(méi)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(huì)破壞，就是說(shuō)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(jì)一般都是超靜定結(jié)構(gòu)。這樣一個(gè)破壞不會(huì)對(duì)整個(gè)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(duì)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(jì)規(guī)范》10.2.6條對(duì)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(shí)候就不能完全忽略主梁對(duì)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(shí)的鉸接就得要從構(gòu)造措施上進(jìn)行保證，現(xiàn)行國(guó)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(yè)針對(duì)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(jì)最重要的原則是：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建模要立足于結(jié)構(gòu)自身，主要力學(xué)模型要與實(shí)際構(gòu)件接近，以保證計(jì)算結(jié)果能夠真實(shí)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(jì)時(shí)，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(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力的大小，而且在某些工程中會(huì)整體結(jié)構(gòu)成為一個(gè)超限建筑，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成難點(diǎn)。 嵌固的概念，這里所說(shuō)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(diǎn)以下剛度無(wú)窮大，嵌固點(diǎn)無(wú)平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)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(diǎn)兩側(cè)的梁上，即強(qiáng)梁弱柱.實(shí)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(xiàng)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(shí)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(shí)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(shí)將洞口周邊樓板加厚，以滿足剛性樓板的要求。工程中還會(huì)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(chǎng)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(guò) 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(guò)需進(jìn)行加強(qiáng)處理：有錯(cuò)層部位加大梁的剛度，在錯(cuò)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(jì)是建筑工程的開端，其需要設(shè)計(jì)師具有扎實(shí)理論功底和創(chuàng)新思維，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)工作態(tài)度。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)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(jì)的合理性和科學(xué)性，以此來(lái)保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和建筑工程質(zhì)量，推動(dòng)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(diǎn)，闡述了鋼結(jié)構(gòu)施工的重要環(huán)節(jié)，尤其是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的鏈接和吊裝問(wèn)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(lái)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(yùn)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(gè)國(guó)家科技水平和綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)?，F(xiàn)在許多國(guó)家都把建造高層鋼結(jié)構(gòu)建筑這一事業(yè)作為推動(dòng)國(guó)家發(fā)展的重要因素。我國(guó)自改革開放以來(lái)，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑越來(lái)越多，取得了不錯(cuò)的成績(jī)，也積累了很多經(jīng)驗(yàn)。這為我國(guó)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(guó)人口壓力大帶來(lái)的居住問(wèn)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(shí)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(diǎn)

　　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(jià)。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(huì)因?yàn)榕既怀d或局部超載而突然斷裂破壞。韌性好，則使鋼結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)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(shí)，大部分材料可以再用或降解，不會(huì)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(shí)，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(shí)，就可能全部瞬時(shí)崩潰。為了提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火等級(jí)，通常都用混凝土或磚把它包裹起來(lái)。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(duì)柱基的預(yù)檢重點(diǎn)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(zhǎng)度、垂直度進(jìn)行檢查?；鶞?zhǔn)標(biāo)高點(diǎn)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(gè)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(jì)時(shí)要考慮留有一定的間隙做為鋼柱安裝時(shí)的標(biāo)高調(diào)整，該間隙一般規(guī)定為50-70mm，我國(guó)的規(guī)范規(guī)定為50mm。

　　3 鋼結(jié)構(gòu)工程在現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)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(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)防止墜落。高空作業(yè)時(shí)，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(shí)，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(gè)工程的重要位置。安全監(jiān)督是一項(xiàng)重要的管理工作，鋼結(jié)構(gòu)安裝作業(yè)人員在整個(gè)施工過(guò)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(duì)安全防護(hù)要求較高，在具體的施工過(guò)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(shí)，鋼柱吊離地面后在空中進(jìn)行回直。單機(jī)吊裝時(shí)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(cuò)位時(shí)，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(duì)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(diǎn)，用激光經(jīng)緯儀以基準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)柱的垂直度進(jìn)行觀測(cè)。除標(biāo)準(zhǔn)柱外，其他柱子的誤差量測(cè)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(shí)際柱中心線為準(zhǔn)，安裝鋼柱的底部對(duì)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(diǎn)。吊點(diǎn)位置取決于鋼梁的跨度。為加快吊裝速度，對(duì)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(shí)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(duì)高強(qiáng)度螺栓連接的摩擦面一般在鋼構(gòu)件制作時(shí)應(yīng)進(jìn)行處理，處理方法是采用噴砂、酸洗后涂無(wú)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(shí)應(yīng)盡量做到孔眼對(duì)準(zhǔn)，如發(fā)生錯(cuò)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(shí)，應(yīng)分初擰、終擰。對(duì)于大型節(jié)點(diǎn)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(shí)預(yù)拉力一般為設(shè)計(jì)預(yù)拉力的5%-10%。螺栓緊固后的檢驗(yàn)。因螺栓預(yù)拉存在著應(yīng)力松弛現(xiàn)象，隨時(shí)間延長(zhǎng)扭矩值一般會(huì)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(yàn)時(shí)間以盡快為宜，然后再進(jìn)行抽查。抽檢的數(shù)量多一些對(duì)鑒定質(zhì)量有利。但經(jīng)抽檢過(guò)的螺栓怍報(bào)廢處理?yè)p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(chǎng)安裝焊縫兩大類。設(shè)計(jì)要求分為I、Ⅱ、Ⅲ級(jí)，I級(jí)焊縫要求最高，Ⅲ級(jí)焊縫要求最低。Ⅲ級(jí)焊縫只需要進(jìn)行外觀檢查，表面應(yīng)無(wú)氣孔、夾渣、弧坑裂紋等缺陷。I、Ⅱ級(jí)焊縫應(yīng)進(jìn)探傷檢驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)焊接一般采用手工焊和半自動(dòng)焊兩種。焊接母材厚度不大于30mm時(shí)采用手工焊，焊接母材大于30mm時(shí)采用半自動(dòng)焊，此外尚應(yīng)根據(jù)工程焊接量的大小和操作條件等來(lái)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(yùn)而生，鋼結(jié)構(gòu)或全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑被越來(lái)越多的應(yīng)用在現(xiàn)代的高層建筑中。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 楊鵬宇.鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓連接施工[J].山西建筑，2009， (16).

　　[2] 郝燕春.大型鋼網(wǎng)架安裝技術(shù)[J].山西建筑 ，2010，(1).

　　[3] 魏明鐘 .鋼結(jié)構(gòu) [M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2007.

　　[4] 沈祖炎 .鋼結(jié)構(gòu)基本原理[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

　　[5] 吳光明，吳川.淺談高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工方法[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011，(3).

　　建筑結(jié)構(gòu)論文篇3

　　淺談建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　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(jì)必須要考量的核心環(huán)節(jié)。文章將就建筑抗震設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)必須要考量的一個(gè)大問(wèn)題，特別是近年來(lái)地震頻繁，人們的生命財(cái)產(chǎn)受到嚴(yán)重威脅，建筑安全則成了社會(huì)安全的一個(gè)重要影響因素，為保證建筑的抗震能力，設(shè)計(jì)人員必須要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)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(shuō)的抗震設(shè)防，指的是對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，同時(shí)有針對(duì)性的采取一定的抗震構(gòu)造的措施，最終實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震的效果和目的。一般來(lái)說(shuō)，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(guó)家規(guī)定權(quán)限審批或頒發(fā)的文件執(zhí)行的，其是一個(gè)地區(qū)作為抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，是采用國(guó)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(shì)來(lái)看，其基本要求建筑物在使用期間，可以應(yīng)對(duì)對(duì)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(guó)抗震設(shè)計(jì)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(huì)對(duì)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(shuō)，在建筑結(jié)構(gòu)的防震設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度這三個(gè)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(huì)較大的地震級(jí)別。按照現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑，在設(shè)計(jì)上要達(dá)到這樣的防震效果：當(dāng)遭遇多遇烈度作用時(shí)，建筑物處于彈性階段，通常不會(huì)損壞;當(dāng)遭遇相應(yīng)基本烈度的地震時(shí)，建筑物將進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，但一般不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重破壞;當(dāng)遭遇罕遇烈度作用時(shí)，建筑物可能會(huì)有嚴(yán)重破壞，但不至于倒塌。

　　2.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法要點(diǎn)

　　我國(guó)所頒布的《抗震規(guī)范》提出了兩階段設(shè)計(jì)方法，以實(shí)現(xiàn)上述3個(gè)烈度水準(zhǔn)的抗震設(shè)防要求。第一階段的設(shè)計(jì)方案，必須要符合抗震設(shè)計(jì)原則，同時(shí)根據(jù)與基本烈度相對(duì)應(yīng)的眾值烈度(相當(dāng)于小震)的地震動(dòng)參數(shù)，通過(guò)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(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，進(jìn)行具有針對(duì)性的承載力驗(yàn)算，如果建筑物較高，還必須要進(jìn)行變形驗(yàn)算，以保證其側(cè)向變形不要過(guò)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(shí)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(guò)概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施來(lái)滿足第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求。

　　對(duì)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(jì)已經(jīng)足夠了，但根據(jù)建筑的特點(diǎn)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(shí)易倒塌的結(jié)構(gòu)，還必須要進(jìn)行第二階段的設(shè)計(jì)，也就是按與基本烈度相對(duì)應(yīng)的罕遇烈度(相當(dāng)于大震)驗(yàn)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(guò)大的薄弱層，那應(yīng)該積極修改設(shè)計(jì)，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(duì)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(jì)同步，在研究建筑形式的同時(shí)進(jìn)著手進(jìn)行研究。同時(shí)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(shí)用的結(jié)構(gòu)類型。結(jié)構(gòu)選型是較為復(fù)雜的一項(xiàng)工作，在選擇時(shí)必須要考慮建筑的重要性、設(shè)防烈度、房屋高度、場(chǎng)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(diǎn)：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(lái)衡量，常見(jiàn)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(shuō)的抗震最好的鋼結(jié)構(gòu)，其優(yōu)越性是相對(duì)性的，從優(yōu)點(diǎn)看，其延性，連接較好，具有可靠的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)擁有在低周往復(fù)荷載下有飽滿穩(wěn)定的滯回曲線，從實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)看，鋼結(jié)構(gòu)建筑的表現(xiàn)都不錯(cuò)。但是，我們說(shuō)的相對(duì)性，是只設(shè)計(jì)理念即施工方法的到位如果不到位這些建筑同樣會(huì)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。《抗震規(guī)范》的基本要求：1)必須具備明確的計(jì)算簡(jiǎn)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(gè)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(guò)大的應(yīng)力集中或塑性變形集中;對(duì)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(shí)，建筑物剛度與場(chǎng)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(shuō)明建筑可能會(huì)產(chǎn)生共振，進(jìn)而加重建筑物損害。一般來(lái)說(shuō)，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(jì)房屋之前，設(shè)計(jì)單位必須要掌握?qǐng)龅睾偷鼗良捌渥吭街芷?，以便在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(shí)，還應(yīng)該要注意選擇合理的基礎(chǔ)形式?；A(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(shí)踐調(diào)查，設(shè)置地下室的房屋，可以減輕整個(gè)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(duì)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(shí)，也可以采用單獨(dú)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(duì)稱 通常情況下，對(duì)稱結(jié)構(gòu)在地面平動(dòng)作用下只會(huì)發(fā)生平移振動(dòng)，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(huì)導(dǎo)致力的分布失衡。如果是非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，剛心會(huì)偏在一邊，質(zhì)心與剛心不重合，即便只是發(fā)生地面平動(dòng)也可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。最終會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)離剛心的構(gòu)件，側(cè)移量大，承擔(dān)過(guò)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(huì)導(dǎo)致整個(gè)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(diǎn)看，臨街的建筑物，往往會(huì)因?yàn)樯虡I(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(chǎng)，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(shuō)，上部各層為全墻體系或框架一抗震墻體系，而底層或底部?jī)扇龑觿t為框架體系，整個(gè)結(jié)構(gòu)屬“框托墻”體系。地震經(jīng)驗(yàn)指出，這種體系很不利于抗震。因此，在實(shí)際的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該要保持結(jié)構(gòu)豎向布置的均勻。

　　也就是說(shuō)，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(shí)，因受力大小懸殊而被各個(gè)擊破的危險(xiǎn)。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(tái)梁直接與框架柱相連時(shí)，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(shí)發(fā)生剪切破壞。

　　4.結(jié)語(yǔ)

　　總之，在建筑結(jié)構(gòu)的防震設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)建筑的實(shí)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(jì)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)：

　　[1]寇秀梅.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題[J].中國(guó)西部科技，2008(06).

　　[2]李智建，石延明.淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)[J].科技資訊，2009(12).

　　[3]王翠坤，楊沈.汶川地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的啟示[J].震災(zāi)防御技術(shù)，2008(03).

>>>下一頁(yè)更多精彩的“建筑結(jié)構(gòu)論文”