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時(shí)間：2023-03-21 17:12:48
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中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
正文：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)在不同水準(zhǔn)地震作用下的抗震設(shè)防要求不斷提高，橋梁抗震由原來(lái)的單一設(shè)防水準(zhǔn)一階段設(shè)計(jì)逐漸發(fā)展為雙水準(zhǔn)或三水準(zhǔn)設(shè)防兩階段設(shè)計(jì)、三階段設(shè)計(jì)，以及基于性能的多水準(zhǔn)設(shè)防、多性能目標(biāo)準(zhǔn)則的抗震設(shè)計(jì)。這就要求工程師深入理解橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。
1抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)
抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是抗震設(shè)計(jì)的依據(jù)，橋梁抗震設(shè)計(jì)應(yīng)首先確定抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)地震動(dòng)背景，為保證橋梁結(jié)構(gòu)在壽命期內(nèi)的地震損失不超過(guò)規(guī)定的水平，規(guī)定橋梁結(jié)構(gòu)必須具備的抗震能力[1]?，F(xiàn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[2-3]對(duì)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)只作了籠統(tǒng)的定性描述，針對(duì)這種現(xiàn)狀，本文對(duì)橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)作系統(tǒng)的闡述。
（1）對(duì)于地震動(dòng)背景的考慮，定義3種橋梁抗震設(shè)防水準(zhǔn),設(shè)防水準(zhǔn)Ⅰ：重現(xiàn)期約為50～100年或25年的地震作用，超越概率約為50年63％～39％或86.4％，即“小震”；設(shè)防水準(zhǔn)Ⅱ：重現(xiàn)期約為475年的地震作用，超越概率約為50年10％，即“中震”；設(shè)防水準(zhǔn)Ⅲ：重現(xiàn)期約為2000年的地震作用，超越概率約為50年3％～2％，即“大震”。（2）對(duì)于地震損失的考慮，定義3種橋梁抗震性能目標(biāo)，性能目標(biāo)Ⅰ：一般不受損壞或不需要修復(fù)可以繼續(xù)使用，結(jié)構(gòu)完全保持在彈性工作狀態(tài)，即“不壞”；性能目標(biāo)Ⅱ：可發(fā)生局部輕微損傷，不需修復(fù)或經(jīng)簡(jiǎn)單修復(fù)可以繼續(xù)使用，結(jié)構(gòu)整體保持在彈性工作狀態(tài)，即“可修”；性能目標(biāo)Ⅲ：應(yīng)保證不致倒塌或產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)損傷，經(jīng)臨時(shí)加固后可供維持應(yīng)急交通使用，即“不倒”。（3）為實(shí)現(xiàn)橋梁抗震設(shè)防目標(biāo)，對(duì)截面進(jìn)行纖維單元?jiǎng)澐?見圖1)并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，利用墩柱截面的彎矩―曲率曲線（見圖2），定義相應(yīng)于各性能目標(biāo)的驗(yàn)算準(zhǔn)則。驗(yàn)算準(zhǔn)則Ⅰ：M
圖1截面纖維單元?jiǎng)澐謭D
圖2彎矩－曲率曲線
通過(guò)對(duì)梁抗震設(shè)防水準(zhǔn)、抗震性能目標(biāo)和驗(yàn)算準(zhǔn)則的系統(tǒng)分析，歸納出方便工程設(shè)計(jì)的各設(shè)防類別橋梁的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。
2隔震周期
現(xiàn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范均要求，減隔震設(shè)計(jì)的橋梁基本周期應(yīng)為非減隔震設(shè)計(jì)的橋梁基本周期的2倍以上。實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，必須明確這2種周期的定義，才能保證設(shè)計(jì)的可靠性。
2.1規(guī)范研究
日本規(guī)范[4]對(duì)“減隔震設(shè)計(jì)的橋梁基本周期應(yīng)為非減隔震設(shè)計(jì)的橋梁基本周期的2倍以上”解釋為：采用減隔震支座的橋的固有周期比不采用減震支座橋固有周期的2倍短，變形就有可能不集中于減隔震支座而集中于下部結(jié)構(gòu)，減震支座就不能有效地發(fā)揮作用。其中不采用減隔震支座橋的固有周期是把所有支座都看作固定支座時(shí)橋的固有周期。采用減隔震目的是使得減隔震裝置充分發(fā)揮其隔震耗能的作用，降低橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，一方面是盡可能延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期以避開場(chǎng)地地震能量集中的頻譜區(qū)段，另一方面就是使橋墩的剛度盡可能遠(yuǎn)大于隔震裝置的等效剛度，這樣就使得變形主要集中于減隔震裝置。采用了減隔震裝置的橋梁即為減隔震橋梁，設(shè)置“板式橡膠支座”的橋梁屬于隔震橋梁，板式橡膠支座能提供柔性，設(shè)置“鉛芯橡膠支座”的橋梁也屬于隔震橋梁。
2.2工程案例
某規(guī)則橋梁為5×25m先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁橋，橋面寬度為12m，橋面鋪裝為10cm厚瀝青混凝土+8cm厚C50混凝土，采用墩高10m的1.4m×1.4m雙柱矩形墩，主梁采用C50混凝土，墩柱、蓋梁采用C40混凝土，墩柱受力鋼筋采用HRB335鋼筋。橋梁有限元模型見圖3。比較“固定鉸支座”、“板式橡膠支座”、“鉛芯橡膠支座”3種支座方案的結(jié)構(gòu)自振特性，基本周期對(duì)照見表2。通過(guò)對(duì)比，3種支座方案結(jié)構(gòu)基本振型均為縱飄，方案1（非隔震方案）基本周期為0.8158s，方案2和方案3（隔震方案）基本周期分別為1.3295s和1.6675s，隔震方案的隔震效果較明顯，尤其是采用彈性剛度較小的鉛芯支座方案的基本周期達(dá)到非隔震的2倍以上。
圖3橋梁整體有限元模型
2.3設(shè)計(jì)建議
隔震是相對(duì)非隔震而言的，非隔震橋梁指橋梁所有橋墩與梁體采用鉸接（橋墩處墩梁無(wú)相對(duì)線位移），隔震橋梁指橋墩部分或者全部采用隔震支座，如板式橡膠支座、鉛芯橡膠支座等（橋墩處墩梁產(chǎn)生相對(duì)線位移）。非隔震橋梁的基本周期反映橋梁總質(zhì)量和橋墩本身的剛度，隔震橋梁的基本周期反映橋梁總質(zhì)量和支座與橋墩的串聯(lián)剛度。隔震支座作為結(jié)構(gòu)一部分，其剛度影響橋梁的整體剛度，而且隔震支座的剛度較小，所以隔震橋梁的基本周期比非隔震橋梁的基本周期大。抗震設(shè)計(jì)時(shí)，希望盡量延長(zhǎng)周期，當(dāng)然不是越長(zhǎng)越好，達(dá)到一個(gè)合適的剛度是設(shè)計(jì)的目標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入隔震支座后橋梁周期延長(zhǎng)到原來(lái)非隔震周期的2倍或2.5倍時(shí)，支座剛度是合適的，日本規(guī)范認(rèn)為這樣的隔震支座設(shè)計(jì)達(dá)到了較好的隔震率。我國(guó)城市橋梁抗震規(guī)范，認(rèn)為這種隔震方案可以近似采用單自由度簡(jiǎn)化計(jì)算，而在公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則中，相關(guān)條文沒有明確解釋。
3墩柱斜截面抗剪強(qiáng)度
在地震過(guò)程中，當(dāng)橋墩出現(xiàn)了塑性鉸，進(jìn)入了彎曲延性工作狀態(tài)后，塑性鉸區(qū)域內(nèi)彎剪裂縫寬度增加，使得骨料咬合所能傳遞的剪力降低。因而在設(shè)計(jì)公式中對(duì)于塑性區(qū)域應(yīng)當(dāng)包含彎曲延性對(duì)剪切強(qiáng)度的折減。墩柱斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算機(jī)理一般都采用拱－桁架理論，其計(jì)算公式組成大致分為如下2種：（1）考慮混凝土提供的抗剪能力Vc和箍筋提供的抗剪能力Vs，Vn=Vc+Vs，目前各國(guó)規(guī)范（如美國(guó)加州規(guī)范[5]）基本都采用此種形式；（2）考慮混凝土提供的抗剪能力Vc、箍筋提供的抗剪能力Vs及軸向力提供的抗剪能力Va，Vn=Vc+Vs+Va。我國(guó)現(xiàn)行公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范只給出了墩柱塑性鉸區(qū)域沿順橋向和橫橋向的斜截面抗剪強(qiáng)度，采用了Vn=Vc+Vs的形式，具體公式為：
（1）式（1）的局限性主要表現(xiàn)在：（1）該公式主要是針對(duì)實(shí)心矩形和實(shí)心圓形截面，薄壁空心截面的約束混凝土的面積相對(duì)較少，空心薄壁截面和實(shí)心截面在水平地震力作用下的抗力機(jī)制是不同的，空心截面剪力流的傳遞類似于薄管截面，依賴于翼緣寬厚比；（2）該公式主要針對(duì)墩柱塑性鉸區(qū)域內(nèi)抗剪驗(yàn)算，未進(jìn)入塑性的墩柱直接采用上述抗剪計(jì)算公式不妥。目前，國(guó)外對(duì)于橋墩在地震作用下的抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式有比較多的研究成果，Myoungsu等人對(duì)7個(gè)1/4比尺矩形空心薄壁柱進(jìn)行了試驗(yàn)研究，推導(dǎo)出矩形空心薄壁截面的抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式：
如果墩柱未屈服，《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》JTG/TB02-01―2008里的公式過(guò)于保守，可以參考美國(guó)加州規(guī)范[5]的抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式：
4結(jié)語(yǔ)
我國(guó)公路橋梁抗震設(shè)計(jì)為雙水準(zhǔn)兩階段設(shè)計(jì)，現(xiàn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、隔震周期及墩柱抗剪強(qiáng)度闡述比較籠統(tǒng)。本文通過(guò)研究國(guó)外先進(jìn)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，并進(jìn)行工程實(shí)例驗(yàn)算，探討了橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，就目前國(guó)內(nèi)關(guān)于墩柱抗剪強(qiáng)度計(jì)算的問(wèn)題，改進(jìn)了驗(yàn)算方法。
參考文獻(xiàn)
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1.2藥物炎痛舒搽劑（河南中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院提供，批號(hào)060710）；酞丁安搽劑（北京四環(huán)醫(yī)藥科技股份有限公司生產(chǎn)，批號(hào)20040603）；二甲苯（北京52952化工廠，批號(hào)20010828）；伊文思藍(lán)（德國(guó)，批號(hào)20291）。
1.3儀器722分光光度計(jì)（上海科學(xué)儀器廠）；RB-200智能熱板儀；YT-100電子壓痛儀（成都泰盟科技有限公司）。
2方法
2.1抗炎作用
2.1.1對(duì)二甲苯所致小鼠耳廓腫脹的影響雄性昆明種小鼠60只，體重25～30g，隨機(jī)分為6組：模型組（0.5%CMC），賦形劑組（30%乙醇），陽(yáng)性對(duì)照組（酞丁安搽劑），炎痛舒低劑量組18.7%，中劑量組37.4%，高劑量組56.1%，每組10只。均按0.1ml/耳×3次，涂搽。實(shí)驗(yàn)前2，1h和30min按組分別給小鼠左耳廓涂搽相應(yīng)受試物，于末次給藥后30min，用移液器將二甲苯滴到各組小鼠的左耳廓內(nèi)外兩面，涂抹致炎（20μl/只），致炎后1h拉脫頸椎處死小鼠，剪下左右耳廓，用直徑8mm的打孔器分別在兩耳同一部位打下圓耳片。用分析天平稱重，計(jì)算各組動(dòng)物耳腫脹度和腫脹抑制率［1，2］。
腫脹度（%）＝左耳重-右耳重右耳重×100%
抑制率（%）＝對(duì)照組腫脹率－給藥組腫脹率對(duì)照組腫脹率×100%
2.1.2對(duì)蛋清所致大鼠足腫脹的影響取雄性Wistar大鼠60只，體重（180±20）g，隨機(jī)分為6組（同“2.1.1”項(xiàng)）。實(shí)驗(yàn)前先測(cè)量大鼠右后足容積作為致炎前的數(shù)值。于實(shí)驗(yàn)前2，1h和30min按組別給各動(dòng)物的右后足跖涂搽相應(yīng)受試物。1h后于各鼠該處足跖皮下注射10%蛋清溶液0.1ml致炎，并分別于致炎后5，30min，1，2，4，6h測(cè)右后足容積，計(jì)算大鼠足腫脹度和炎癥抑制率［3］。
2.1.3對(duì)小鼠腹腔毛細(xì)血管通透性的影響雄性昆明種小鼠60只，體重（20±2）g，隨機(jī)分為6組（同“2.1.1”項(xiàng)），每組10只。各小鼠背部剪毛，面積2cm×2cm，次日實(shí)驗(yàn)前1h和30min按組別涂搽相應(yīng)受試物約0.8ml/4cm2×2次。末次用藥后0.5h，在各小鼠背部脫毛處皮內(nèi)注射1μg/ml的組胺0.1ml/10g，同時(shí)立即尾靜脈注射2%伊文思藍(lán)生理鹽水0.1ml/10g，20min后拉脫頸椎處死動(dòng)物，剪下藍(lán)染皮膚，測(cè)定面積后剪碎浸入6ml生理鹽水丙酮溶液內(nèi)24h，3000r/min離心15min，取上清液于分光光度計(jì)590nm處比色，以吸光度OD值判斷小鼠皮膚毛細(xì)血管通透性［4］。
2.2鎮(zhèn)痛作用
2.2.1熱板實(shí)驗(yàn)取體重（20±2）g的雌性小鼠若干，實(shí)驗(yàn)前將小鼠逐只置于（55±0.2）℃熱板儀上，測(cè)定記錄小鼠的痛閾值（以出現(xiàn)舔后足反應(yīng)為觀察指標(biāo)），挑選痛閾值在5～30s內(nèi)的小鼠60只。隨機(jī)分為6組（同前），每組10只。而后逐只置于熱板儀上測(cè)試給藥前的痛閾值2次，取其平均值作為藥前痛閾值。
實(shí)驗(yàn)前2，1h和30min按組別涂搽相應(yīng)受試藥，于末次給藥后的即刻30，60，90，120，150min測(cè)定記錄小鼠的痛閾值。
2.2.2壓尾實(shí)驗(yàn)采用雄性小鼠尾根壓痛法，在離尾根1cm處作為壓痛點(diǎn)，用YT-100電子壓痛儀測(cè)定痛閾值（g），以小鼠尾部受壓疼痛嘶叫為準(zhǔn)，篩選合格小鼠60只，隨機(jī)分為6組（同熱板實(shí)驗(yàn)），測(cè)定痛閾兩次，以均值作為藥前痛閾值（g）［5，6］。
實(shí)驗(yàn)前2，1h和30min按組別給小鼠局部涂搽相應(yīng)受試藥（同熱板實(shí)驗(yàn)），于末次給藥后30，60min將小鼠尾根部置于壓痛儀上，開動(dòng)儀器，逐漸加壓，當(dāng)小鼠劇烈掙扎或嘶叫時(shí)，停止加壓，讀取壓力值作為痛閾值（g）。并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
3結(jié)果
見表1～5。表1炎痛舒搽劑對(duì)二甲苯所致小鼠耳廓腫脹的影響與模型對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01，n=10表2炎痛舒搽劑對(duì)大鼠蛋清足跖腫脹的影響(與模型對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01，n=10
炎痛舒搽劑中、高劑量組明顯抑制小鼠耳廓腫脹度，有效對(duì)抗二甲苯所致的小鼠耳廓急性炎癥。
中、高劑量藥物組給藥后足跖在腫脹度與模型組比較明顯降低（P<0.05，P<0.01），其作用時(shí)間，中劑量組、高劑量組作用持續(xù)在5min～1h，其后作用逐漸減弱消失。
中、高劑量組與模型組比較，吸光度明顯降低（P<0.05或P<0.01）。炎痛舒搽劑能明顯抑制組胺所致的腹腔毛細(xì)血管的滲出，且較對(duì)照組作用顯著。表3炎痛舒搽劑對(duì)小鼠腹腔毛細(xì)血管通透性的影響(表4炎痛舒搽劑對(duì)小鼠鎮(zhèn)痛作用的影響（熱板法）與模型對(duì)照組比較，*P<0.05,**P<0.01；n=10
低劑量藥物組僅在用藥后即刻至30min內(nèi)有鎮(zhèn)痛作用，與模型對(duì)照組相比P<0.05；中劑量藥物組在用藥后即刻至90min內(nèi)均有鎮(zhèn)痛作用，其后作用減弱消失，作用高峰在30min左右（在即刻30，60，90min與模型組相比分別P<0.01，0.01，0.05，0.05）；高劑量藥物組在用藥后即刻至120min內(nèi)均有鎮(zhèn)痛作用，其后作用減弱消失，作用高峰可持續(xù)90min左右，與模型對(duì)照組相比除120minP<0.05外，余均P<0.01；各劑量組之間呈量效關(guān)系。表5炎痛舒搽劑對(duì)小鼠鎮(zhèn)痛作用的影響（壓尾法）與空白對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01；n=10
通過(guò)壓尾試驗(yàn)，觀察不同劑量的受試藥物對(duì)小鼠的鎮(zhèn)痛作用。結(jié)果顯示陽(yáng)性藥物組和中、高劑量組在給藥后30min壓痛測(cè)定值與模型組比較明顯延長(zhǎng)（P<0.05或P<0.01）。
4討論
本實(shí)驗(yàn)通過(guò)多種方法觀察炎痛舒搽劑對(duì)急性非特異性炎癥反應(yīng)的抗炎及鎮(zhèn)痛作用，采用二甲苯、蛋清作為致炎因子，觀察了炎痛舒搽劑對(duì)炎癥早期實(shí)驗(yàn)性滲出、腫脹的影響。組胺所致小鼠腹腔毛細(xì)血管通透性亢進(jìn)主要在于H1受體的作用；而蛋清所致主要以組胺和5-HT為炎性介質(zhì)。從本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，中、高劑量的炎痛舒搽劑可有效緩解二甲苯所致的耳廓腫脹、蛋清所致的大鼠足跖腫脹，還可降低小鼠毛細(xì)血管的通透性。說(shuō)明其對(duì)炎癥反應(yīng)早期的急性滲出性腫脹有明顯抑制作用，能有效對(duì)抗急性炎癥；其作用機(jī)理可能與該藥通絡(luò)止痛，益氣活血，改善局部血液循環(huán)，減少炎性介質(zhì)釋放有關(guān)［7］。
此外，從各濃度水平的抗炎鎮(zhèn)痛效果看，高、中劑量藥物對(duì)急性炎癥模型的作用較低劑量顯著，隨濃度增高作用增強(qiáng)；熱板實(shí)驗(yàn)、壓尾實(shí)驗(yàn)證明該藥有良好的鎮(zhèn)痛作用，二者作用強(qiáng)度均存在量效關(guān)系。因此，此研究為該藥外用緩解瘀血腫脹疼痛等提供了理論基礎(chǔ)，但關(guān)于其藥理作用機(jī)制可能是多方面的，尚有待于進(jìn)一步探討。
【參考文獻(xiàn)】
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2008年的汶川地震和2010年的玉樹地震對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)無(wú)不是沉重的打擊，不但造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，更心痛的是有那么的生命離開了我們，這不得不讓人們反思我們建筑的抗震設(shè)防能力。在地震中，幾乎所有的建筑都倒塌了，相對(duì)于低層建筑而言，高層建筑破壞和倒塌的后果就更加嚴(yán)重。近年來(lái)國(guó)內(nèi)國(guó)外高層、超高層建筑的高度不斷攀升，就在2010年正式開放的哈利法塔的高度達(dá)到了驚人的828米，而且建筑的體型越來(lái)越復(fù)雜，不規(guī)則結(jié)構(gòu)越來(lái)越多，這對(duì)于結(jié)構(gòu)的抗震都是十分不利的。為保證高層結(jié)構(gòu)的抗震安全，達(dá)到安全和經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一，有必要對(duì)高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)、抗震結(jié)構(gòu)和抗震技術(shù)進(jìn)行探討。
1.地震導(dǎo)致建筑破壞的原因
根據(jù)地震經(jīng)驗(yàn)，地震期間導(dǎo)致高層建筑破壞的直接原因可分為以下三種情況：
（1）地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂縫或錯(cuò)位等地面變形，對(duì)其上部建筑的直接危害；
（2）地震引起的砂土液化、軟土震陷等地基失效，對(duì)上面建筑物所造成的破壞；
（3）建筑物在地面運(yùn)動(dòng)激發(fā)下產(chǎn)生劇烈震動(dòng)過(guò)程中，因結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足、過(guò)大變形、連接破壞、構(gòu)件失穩(wěn)或整體傾覆而破壞；
2.建筑的抗震概念設(shè)計(jì)
所謂“建筑抗震概念設(shè)計(jì)”是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,依此進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過(guò)程?？萍颊撐?。
3.建筑抗震設(shè)計(jì)方法的發(fā)展過(guò)程
3.1、靜力理論階段
水平靜力抗震理論始創(chuàng)于意大利，發(fā)展于日本，1900年日本學(xué)者大森房吉提出“震度法”的概念。該理論認(rèn)為：結(jié)構(gòu)物所收到的地震作用，可以簡(jiǎn)化為作用于結(jié)構(gòu)的等效水平靜力，其大小等于結(jié)構(gòu)重力荷載乘以一個(gè)系數(shù)。
3.2、反應(yīng)譜理論階段
我國(guó)及國(guó)際上多數(shù)國(guó)家抗震設(shè)計(jì)規(guī)范本質(zhì)上都采用了反應(yīng)譜理論及結(jié)構(gòu)能力設(shè)計(jì)原則。其主要特點(diǎn)如下：
(1) 用規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜進(jìn)行結(jié)構(gòu)線彈性分析。
(2) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力是根據(jù)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜所作的結(jié)構(gòu)線彈性計(jì)算通過(guò)荷載和地震作用效應(yīng)組合后內(nèi)力進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(3) 在早期方案設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)體型的規(guī)則性及結(jié)構(gòu)的整體性滿足規(guī)范的規(guī)定，以使結(jié)構(gòu)能可靠地發(fā)揮非彈性延性變形能力。
3.3、動(dòng)力理論階段
1971年美國(guó)圣費(fèi)南多地震的震害，使人們清楚地認(rèn)識(shí)到“反應(yīng)譜理論只說(shuō)出了問(wèn)題的一大半，而地震持時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)破壞程度的重要影響沒有得到考慮”，從而推動(dòng)了采用地震加速度過(guò)程a(t)來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)反應(yīng)過(guò)程的動(dòng)力法的研究。此一新理論不但考慮了地震的持時(shí)，還更近一步地考慮了地震過(guò)程中反應(yīng)譜所不能概括的其他特性。
4.高層建筑結(jié)構(gòu)體系
設(shè)計(jì)地震區(qū)的高層建筑，在確定結(jié)構(gòu)體系時(shí)，除了要考慮前面所提到的材料用量、建筑內(nèi)部空間和使用的房屋高度等因素外，還需進(jìn)一步考慮下列抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：
（1）具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震力傳遞路線；
（2）具備多道抗震防線，不會(huì)因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件失效而導(dǎo)致整個(gè)體系喪失抵抗側(cè)力或承受重力荷載的能力
（3）具有必要的承載力、良好的延性和較多的耗能潛力，從而使結(jié)構(gòu)體系遭遇地震時(shí)有足夠的防倒塌潛力；
（4）沿水平和豎向，結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度分布均勻，或按需要合理分布，避免出現(xiàn)局部削弱或突變形成薄弱環(huán)節(jié)，從而防止地震時(shí)出現(xiàn)過(guò)大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。
在確定建筑方案的同時(shí)，應(yīng)綜合考慮房屋的重要性、設(shè)防烈度、場(chǎng)地條件、房屋高度、地基基礎(chǔ)以及材料供應(yīng)和施工條件，并結(jié)合體系的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)，選擇最合適的結(jié)構(gòu)體系。
5.建筑抗震措施或設(shè)計(jì)
5.1、錯(cuò)開地震動(dòng)卓越周期
一個(gè)場(chǎng)地的地面運(yùn)動(dòng)，一般均存在著一個(gè)破壞性最強(qiáng)的主振周期，如果建筑物的自振周期與這個(gè)卓越周期相等或相近，建筑物的破壞程度就會(huì)因共振而加重。地震動(dòng)卓越周期又稱地震動(dòng)主導(dǎo)周期。
從眾多的地震倒塌建筑物中可以看出，建筑周期與地震動(dòng)卓越周期相接近，是引起建筑共振破壞的主要因素和直接原因。因此，在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，首先要估計(jì)地震引起該建筑所在場(chǎng)地的地震動(dòng)卓越周期；然后，在進(jìn)行建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)改變房屋層數(shù)和結(jié)構(gòu)類型，盡量加大建筑物基本周期與地震動(dòng)卓越周期的差距。
5.2、采取基礎(chǔ)隔震措施
傳統(tǒng)的抗震方法是依靠結(jié)構(gòu)的承載力和變形能力，來(lái)耗散地震能量，使結(jié)構(gòu)免于倒塌，但由于是一種“被動(dòng)防震”，就不免存在許多不足之處。地震對(duì)建筑的破壞作用，是由于地面運(yùn)動(dòng)激發(fā)起建筑的強(qiáng)烈振動(dòng)所造成的，也就是說(shuō)，破壞能量來(lái)自地面，通過(guò)基礎(chǔ)向上部結(jié)構(gòu)傳遞。人們總結(jié)地震經(jīng)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，地震時(shí)結(jié)構(gòu)底部的有限滑動(dòng)，能大幅度地減輕上部結(jié)構(gòu)的破壞程度?？萍颊撐摹?/p>
基于可動(dòng)概念的基礎(chǔ)隔震方案很多，主要有：（1）軟墊式隔震。在房屋底部設(shè)置若干個(gè)帶鉛芯的鋼板橡膠隔振裝置，使整個(gè)房屋坐落在軟墊層上，遭遇地震時(shí)，樓房底面與地面之間產(chǎn)生相對(duì)水平位移，房屋自振周期加長(zhǎng)，主要變形都發(fā)生在軟墊塊處，上部結(jié)構(gòu)層間側(cè)移變得很小，從而保護(hù)結(jié)構(gòu)免遭破壞。（2）滑移式隔震。在房屋基礎(chǔ)底面處設(shè)置鋼珠、鋼球、石墨、砂粒等材料形成的滑移層或滾動(dòng)層，使建筑物遇地震時(shí)在該處發(fā)生較大位移的滑動(dòng)，達(dá)到隔震目的。（3）擺動(dòng)式隔震?？萍颊撐摹[動(dòng)式隔震方式實(shí)質(zhì)上是柔性底層概念的改進(jìn)和引伸。（4）懸吊式隔震。這一隔震方式的構(gòu)思是，將整個(gè)建筑懸吊在支架下面，避免地震的直接沖擊，從而大幅度較小建筑物所受到的地震慣力。
5.3、削減地震反應(yīng)——提高結(jié)構(gòu)阻尼
為了提高結(jié)構(gòu)阻尼，可以在結(jié)構(gòu)上設(shè)置阻尼器，以吸收地震輸入的能量，減小結(jié)構(gòu)變形。臺(tái)北101大樓在87~92樓安裝了一個(gè)巨大的鋼球風(fēng)阻尼器，是世界上目前最大的大樓風(fēng)阻尼器，它的球體直徑5.5米，由四十一層12.5厘米厚鋼板結(jié)合為球形，重量660噸，可以有效減輕由于颶風(fēng)和地震所引起的震動(dòng)和側(cè)移。
為高層建筑提供附加阻尼的另一新途徑，是利用主體結(jié)構(gòu)與剛性掛板之間特殊裝置的非彈性性能和摩擦。采取這一措施后，可以使阻尼比僅為2%的抗彎鋼框架，有效粘滯阻尼比增加到8%或更多，從而使底部地震剪力和頂點(diǎn)側(cè)移降低50%。
此外，通過(guò)采用高延性構(gòu)件和附設(shè)耗能裝置也能有效削減地震反應(yīng)。
6.高層建筑抗震技術(shù)發(fā)展展望
未來(lái)高層建筑的發(fā)展趨勢(shì)，體型將更趨復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體系將更趨多樣化。出于對(duì)建筑藝術(shù)上的要求，高層建筑的體型將會(huì)更為復(fù)雜和多樣，許多高層建筑都是綜合性的和多用途的，因此對(duì)建筑和結(jié)構(gòu)必然提出新的更高的要求。從結(jié)構(gòu)體系上看，也決不會(huì)停留在原有的幾種形式上，而會(huì)更好地滿足功能和藝術(shù)上的需求，創(chuàng)造出新的結(jié)構(gòu)體系。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、前言
在目前的發(fā)展趨勢(shì)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流趨勢(shì)有低碳，環(huán)保，安全，節(jié)能，生態(tài)。其中指標(biāo)之一，就是建筑的安全性，而我國(guó)目前破壞力最大的安全威脅便是地震，因此，加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，必將會(huì)被提升到建筑設(shè)計(jì)新的戰(zhàn)略高度。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震性能衡量標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的性能從兩個(gè)角度進(jìn)行描述，一是通過(guò)損壞的程度描述其性能，將建筑結(jié)構(gòu)的損壞程度分為不損壞和屬正常維修下的損壞、可修復(fù)的破壞和倒塌；二是描述用途的重要性，即抗震設(shè)防分類。主要是氛圍甲、乙、丙、丁四類。
現(xiàn)行規(guī)范對(duì)于部分鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提出了相應(yīng)的定量指標(biāo)，即正常維修和倒塌的層間變位角。而在設(shè)防類別上，提出了不同的抗震措施。其中乙類抗震措施的相關(guān)規(guī)定比甲類高一度。在強(qiáng)烈地震的影響下，乙類受到的毀壞程度比甲類輕。但是對(duì)于抗震能力，仍然缺乏確定的數(shù)量變化。借助于現(xiàn)行航震鑒定標(biāo)攤b所引進(jìn)的”綜合抗震能力由數(shù)量上的區(qū)別”有可能使不同性能要求的結(jié)構(gòu)所具有的抗震能力由數(shù)量上的區(qū)別。比如在判斷結(jié)構(gòu)抗力的高低中，可以采用結(jié)構(gòu)樓層的受剪承載力與設(shè)計(jì)地震剪力的比值。而在結(jié)構(gòu)變形能力高低方面，可以用結(jié)構(gòu)所具有的變形能力與基本變形能力的比值來(lái)表征，這樣就能保證不同性能要求下所對(duì)應(yīng)的抗震措施的數(shù)量化。對(duì)于丙類結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，主要利用抗力和變形能力進(jìn)行組合，并作為綜合抗震能力的基本值。而乙類建筑，設(shè)計(jì)的綜合抗震能力要低于相應(yīng)的基本值。
三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震性能的影響
1、 砌筑體結(jié)構(gòu)影響基本變化能力的構(gòu)造，重點(diǎn)是將整個(gè)圈梁、主要構(gòu)造柱數(shù)量、具置、斷面截面尺寸和配筋數(shù)量的分級(jí)，局部的墻體尺寸、樓梯間的構(gòu)造等只適用于考慮局部影響。比如，5-6層磚房的主要構(gòu)造柱數(shù)量，房屋四角和樓梯間四角應(yīng)該設(shè)計(jì)為第一等級(jí)，用于房屋隔開間的內(nèi)外墻鏈接處和樓梯間四角設(shè)計(jì)為第二等級(jí)。對(duì)于房屋每開間的內(nèi)外墻鏈接位和樓梯間四角設(shè)計(jì)為第三等級(jí)；此處不用設(shè)置構(gòu)造柱與抗震設(shè)計(jì)不同。當(dāng)然，在相同設(shè)防烈度和性能要求的前提下，對(duì)與層數(shù)要求不同的砌筑結(jié)構(gòu)，基本延性構(gòu)造的要求也不同，構(gòu)造柱設(shè)置就需要隨房屋層數(shù)的不斷增加而相應(yīng)提高。目前主要難題是，需要根據(jù)具體實(shí)例進(jìn)行計(jì)算和分析，針對(duì)同地點(diǎn)、同結(jié)構(gòu)的房屋按照不同等級(jí)采取相應(yīng)措施后，其措施的構(gòu)造影響能力系數(shù)如何確定？是否可在某個(gè)范圍內(nèi)取值。
2、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)變形能力構(gòu)造的影響，可適當(dāng)?shù)恼{(diào)整內(nèi)力、提高結(jié)構(gòu)柱箍筋和縱向鋼筋體積配箍率、抗震墻墻體和構(gòu)造作為抗震能力分級(jí)的重點(diǎn)，而框支層、短柱、鏈接的構(gòu)造作為局部的影響。不同層數(shù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在相同設(shè)防烈度性能的要求，延性構(gòu)造要求也不一樣。目前，內(nèi)力調(diào)整、縱筋總配筋率和箍筋體積配箍筋率等都成型的分級(jí)和取值，但如何將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的影響系數(shù)還需要進(jìn)一步的計(jì)算和研究。
3、 鋼筋結(jié)構(gòu)對(duì)變形能力構(gòu)造的影響，可調(diào)整內(nèi)力、各節(jié)點(diǎn)域內(nèi)構(gòu)造、構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比和支撐設(shè)置作為重點(diǎn)的分級(jí)，這時(shí)構(gòu)件的寬厚就是結(jié)構(gòu)的局部影響。在相同設(shè)防烈度和性能的要求下，對(duì)建筑層數(shù)不同的結(jié)構(gòu)建筑，基本延性構(gòu)造需求也不同。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中也有一些現(xiàn)成的定量取值，也要研究將其轉(zhuǎn)化為影響系數(shù)的方法。
四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)措施
1、要嚴(yán)格選擇地基選址
地基選址是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，要科學(xué)避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅(jiān)硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實(shí)地，利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，進(jìn)行地質(zhì)勘探，山石水土監(jiān)測(cè)，并取樣論證，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個(gè)地基牢固可靠，地質(zhì)穩(wěn)定無(wú)滲漏，無(wú)坍塌，無(wú)暗河，無(wú)熔巖，無(wú)火山……從而保證整個(gè)地基不會(huì)因?yàn)槌休d而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計(jì)。
2、確保結(jié)構(gòu)的整體性
在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，一般而言，要尤其注意其是由諸多構(gòu)件共同組合在一起，如此，要進(jìn)行整體化的對(duì)待。要充分調(diào)動(dòng)各個(gè)構(gòu)件的作用來(lái)完成整體建筑的抗震效果。當(dāng)建筑的一些構(gòu)件基本都失去了原有的功能時(shí)候，那么，在地震來(lái)臨之后，很容易讓整體的建筑結(jié)構(gòu)喪失對(duì)地震的抵抗能力。在這種情況下，很容易讓整個(gè)建筑坍塌，因此，要保證所有構(gòu)件的功能協(xié)調(diào)，并確保所有的構(gòu)件都能夠在地震作用下保證良好的性能，如此，可以讓建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力增強(qiáng)。同時(shí)，要堅(jiān)持實(shí)施多級(jí)防震措施。傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)多采取的是三級(jí)設(shè)防措施，即小震不壞、中震可修、大震不倒。但在新的時(shí)期，建筑結(jié)構(gòu)必須是采取的多級(jí)設(shè)防模式，保護(hù)建筑主體抗震能力，減輕經(jīng)濟(jì)損失，使得建筑抗震中更加安全。
3、屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)也是整個(gè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。近幾十年來(lái)，從多數(shù)建筑抗震設(shè)計(jì)評(píng)定結(jié)果看，屋頂建筑設(shè)計(jì)還存在一些問(wèn)題，例如：屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過(guò)重。屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過(guò)重，無(wú)形當(dāng)中加大了屋頂建筑變形，而且地震作用也加大了，尤其對(duì)自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時(shí)屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上，如果屋頂?shù)目箓?cè)力墻和屋頂之下的抗側(cè)力強(qiáng)出現(xiàn)間斷，在地震發(fā)生時(shí)，帶來(lái)的地震扭轉(zhuǎn)作用也會(huì)更嚴(yán)重，對(duì)抗震更不利。所以，進(jìn)行屋頂建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中時(shí)，應(yīng)該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強(qiáng)度較高、輕質(zhì)、剛度均勻的材料，使得地震作用傳遞不受阻礙；屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上；如果屋頂建筑非常高，屋頂建筑就必須具有較強(qiáng)的抗震性，讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小，盡量避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
4、要合理且恰當(dāng)?shù)夭季值卣鹜饬Φ哪芰總鬟f與吸收的途徑，在地震當(dāng)中，要確保建筑的支柱、梁與墻的軸線，處于同一個(gè)平面上，從而可以形成構(gòu)件的雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。并且可以使其在地震的作用下，呈現(xiàn)彎剪性的破壞，并使塑性屈服情況，盡量的發(fā)生在墻的根底部，從而連梁適合在梁端產(chǎn)生塑性屈服，這樣還具有足夠的變形的能力。在震災(zāi)中，在墻段部分充分發(fā)揮抗震功能之前，要按照"強(qiáng)墻弱梁"的原則，來(lái)大力加強(qiáng)墻肢的承載力，避免墻肢遭到剪切性的破壞現(xiàn)象，從而最大限度的提高建筑結(jié)構(gòu)的整體的抗震能力。
5、要根據(jù)抗震等級(jí)，在對(duì)墻、柱以及梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，采取相對(duì)應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，力求確保建筑物結(jié)構(gòu)，在地震的作用下可以達(dá)到三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。還可以根據(jù)"強(qiáng)柱弱梁"、和"強(qiáng)剪弱彎" 、以及"強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件"幾種構(gòu)造的原則，在建筑設(shè)計(jì)中，合理的選擇柱截面的尺寸，以此控制柱的軸壓比，并還要注意構(gòu)造配筋的要求，還要保證，鋼筋砼結(jié)構(gòu)建筑在地震的作用下，能夠具有足夠的承載能力以及具備足夠的延性。
6、在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要設(shè)置出多道抗震的防線，即，在設(shè)計(jì)一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)的體系當(dāng)中，有一部分延性比較好的構(gòu)件，在地震的作用下，首先可以擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用，然事，其他的構(gòu)件，在第一道抗震防線屈服以后，在地震中，會(huì)依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防線，這樣的抗震結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)，在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)于確保建筑結(jié)構(gòu)具有的抗震安全性，是非常的行之有效的設(shè)計(jì)方法和手段。
五、結(jié)束語(yǔ)
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，關(guān)乎民生，關(guān)乎經(jīng)濟(jì)發(fā)展，社會(huì)穩(wěn)定，對(duì)建筑實(shí)施結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，主要涉及對(duì)建筑高度，承載力，總體結(jié)構(gòu)，各個(gè)部件的性能規(guī)劃等一系列的因素，要求通過(guò)對(duì)各個(gè)構(gòu)件和整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，既實(shí)現(xiàn)滿足居民生活生產(chǎn)保障安全的需要，又具有值得欣賞的美學(xué)價(jià)值。
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中圖分類號(hào)：U452.2+8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
前言
地震是一種破壞性極大的突發(fā)性自然災(zāi)害，能夠造成人員傷亡和社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的巨大損失，對(duì)社會(huì)生活和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著廣泛而深遠(yuǎn)的影響。為減輕地震所造成的生命與財(cái)產(chǎn)損失，人類與之進(jìn)行了長(zhǎng)期不懈的斗爭(zhēng)，雖然科學(xué)技術(shù)和工程技術(shù)的突飛猛進(jìn)，地震工程的理論和實(shí)踐得到了很大發(fā)展，但是，就近20余年來(lái)說(shuō)，全球發(fā)生的許多大地震，仍然造成大量嚴(yán)重的工程破壞和慘重的生命財(cái)產(chǎn)損失。例如1976年我國(guó)的唐山地震、1994年美國(guó)的Northridge地震、1995年日本的阪神地震及1999年臺(tái)灣的集集地震。隨著城市現(xiàn)代化和經(jīng)濟(jì)的高度發(fā)展，地震所造成的損失，平均每幾十年翻一番。因此，了解地震災(zāi)害的特點(diǎn)，采取正確的對(duì)策，方能保證防震減災(zāi)收到實(shí)效。鑒于地震預(yù)報(bào)和地震轉(zhuǎn)移分散均不能很好的實(shí)現(xiàn)，因此，工程抗震成為目前最有效、’最根本的措施，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)也成為當(dāng)前最被關(guān)注的課題之一。
常見的建筑結(jié)構(gòu)防震措施
目前，用于建筑結(jié)構(gòu)防御地震的措施主要有:傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)控制理論(如減震、隔震等)。傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)是適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)的剛度，以抵抗地震作用，或合理布置結(jié)構(gòu)的剛度，使結(jié)構(gòu)部件在地震時(shí)不同步地進(jìn)入非彈性狀態(tài)，具有較大的延性，消耗地震能量。上述方法存在以下缺陷:
安全性難以保證。當(dāng)突發(fā)地震超出設(shè)防烈度時(shí)，房屋會(huì)嚴(yán)重破壞
適應(yīng)性有限制。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，雖然結(jié)構(gòu)本身的破壞可以控制，但是房屋內(nèi)的重要設(shè)備可能會(huì)遭到破壞
經(jīng)濟(jì)性欠佳。它通過(guò)增大構(gòu)件斷面，加大配筋來(lái)抵抗地震。斷面越大，剛度越大，地震作用也越大，所需斷面及配筋也越大。如此惡性循環(huán)，大大提高了建筑造價(jià)，并且隨著設(shè)防烈度的提高，造價(jià)也急劇增加，通過(guò)增加結(jié)構(gòu)剛度來(lái)抵御地震作用，其材料用量大，不經(jīng)濟(jì)。一種主動(dòng)的抗震策略是對(duì)結(jié)構(gòu)施加控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)共同抵御地震作用，盡可能減輕對(duì)結(jié)構(gòu)自身的損傷。這種主動(dòng)策略也就是結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制對(duì)于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)控制是保證結(jié)構(gòu)安全、減小地展災(zāi)容損失的一種重要途徑。
三．網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種曲面形結(jié)構(gòu)，是大跨度空間結(jié)構(gòu)中一種舉足輕重的主要結(jié)構(gòu)形式。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，大體可以歸納如下：
1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)兼有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的主要特性，桿件比較單一，受力比較合理。
2、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的剛度大、跨越能力強(qiáng)，在跨度超過(guò)100m的結(jié)構(gòu)中仍有大量的應(yīng)用。
3、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可以用小型構(gòu)件組裝成大型空間，小型構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)可以在工廠預(yù)制；而且現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)便，不需要大型的機(jī)具設(shè)備，因而綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。
4、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析可以借助于通用有限元計(jì)算程序和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，不會(huì)有多大難度。
5、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)造型豐富多彩，不論是建筑平面，還是空間曲面外形，都可以根據(jù)創(chuàng)作要求任意選取。正是因?yàn)橐陨线@些優(yōu)點(diǎn)，近幾十年來(lái)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在各種大型體育場(chǎng)館、劇院、會(huì)議展覽中心、機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓、干煤棚等公共建筑中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是近十年，我國(guó)的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)向著跨度更大、體系更復(fù)雜、設(shè)備更昂貴的方向發(fā)展，這些建筑結(jié)構(gòu)新穎、規(guī)模宏大，往往成為一個(gè)城市或國(guó)家的標(biāo)志性建筑，并為世人矚目。
四．網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
經(jīng)以上網(wǎng)殼自振特性分析可知，與一般傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征不同，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)頻率與振型具有以下特點(diǎn):
1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)自振頻率密集
單層球面網(wǎng)殼、柱面網(wǎng)殼的自振頻率均非常密集，單層球面網(wǎng)殼還有數(shù)個(gè)周期相同的振型，這是由于結(jié)構(gòu)有多個(gè)對(duì)稱軸所致。由于頻率密集，在網(wǎng)殼地震響應(yīng)計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮各振型間的相關(guān)性。在用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí)，若仍采用平方開方公式進(jìn)行振型禍合則導(dǎo)致誤差較大。
2、網(wǎng)殼以水平振型為主，第一振型一般為水平振型
網(wǎng)殼振型呈現(xiàn)水平振型與豎向振型參差出現(xiàn)，水平振型較多，一般網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)第一振型均為水平振型。這是由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)起拱后，其豎向剛度增大而水平剛度減弱的緣故。
3、地震響應(yīng)貢獻(xiàn)較大的振型出現(xiàn)較晚
一般框架動(dòng)力計(jì)算可選前幾個(gè)振型效應(yīng)進(jìn)行組合，即可滿足使用精確度。而經(jīng)過(guò)對(duì)網(wǎng)殼振型分析，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)第一振型均為反對(duì)稱振型，對(duì)地震響應(yīng)貢獻(xiàn)較大的對(duì)稱振型出現(xiàn)較晚，所以采用振型分解法計(jì)算網(wǎng)殼地震響應(yīng)時(shí)，不能僅取前幾個(gè)振型，至少應(yīng)選取前20階振型進(jìn)行組合，否則計(jì)算結(jié)果不安全。對(duì)復(fù)雜大跨度網(wǎng)殼，還需取超過(guò)20個(gè)振型響應(yīng)進(jìn)行組合。
五．網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的形式與分類
油罐罐頂網(wǎng)殼招標(biāo)有兩種結(jié)構(gòu)，分別為三角形結(jié)構(gòu)和子午線結(jié)構(gòu)。為了便于更好地選擇滿足現(xiàn)場(chǎng)及工期需要的投標(biāo)單位，現(xiàn)對(duì)兩種結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼進(jìn)行如下比。
1、兩種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
（一）子午線式網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)
（1）工藝特點(diǎn)
子午線網(wǎng)殼主體由球面上分別以x軸及以z軸為旋轉(zhuǎn)軸的兩組子午線相交而成。網(wǎng)殼桿件全部采用不等邊角鋼。兩組子午線網(wǎng)桿間采用搭接，搭接面采用連續(xù)滿角焊；單根子午線的連接采用對(duì)接，須保證對(duì)接接頭全焊透和全熔合以保證焊接質(zhì)量。錐板是網(wǎng)殼的沿邊構(gòu)件，采用加厚鋼板與罐壁頂板成20～30。角度焊接，將罐壁與罐頂連成整體。每道網(wǎng)桿的兩端采用墊板及連接板將網(wǎng)桿與罐壁及邊環(huán)梁連成一體；連接件采用鋼板組焊而成。結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。
圖1：子午線網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式
（2）邊節(jié)點(diǎn)及上、下網(wǎng)桿安裝
照給出的各邊節(jié)點(diǎn)的弧長(zhǎng)值，在罐壁上作各邊節(jié)點(diǎn)垂線長(zhǎng)度為500mm，再用水準(zhǔn)儀找出X、z軸水平基準(zhǔn)面，與等分垂線交成十字線，十字中點(diǎn)就是連接件的交點(diǎn)位置，然后分別將A、B、C、D各連接件按編號(hào)點(diǎn)焊在位置上，同時(shí)檢查通過(guò)中心的兩只連接件是否完全一樣。
拼接X方向的第一根長(zhǎng)網(wǎng)桿，且按焊接要求焊接完成。
裝X方向的第一根網(wǎng)桿著落在中間n根支撐桿上，測(cè)量各節(jié)點(diǎn)的Y值應(yīng)為該節(jié)點(diǎn)的Y+DY值，差值允許±8ram，n根都測(cè)量合格后，網(wǎng)桿兩端再邊節(jié)點(diǎn)與罐壁板分段焊接。
然后分別x方向第二根、第三根以z軸為對(duì)稱，兩邊安裝；然后安裝Z軸方向的第一根長(zhǎng)網(wǎng)桿，節(jié)點(diǎn)1與X方向的長(zhǎng)網(wǎng)桿節(jié)點(diǎn)l重合，依次的節(jié)點(diǎn)位置必須重合點(diǎn)焊固定，兩端點(diǎn)也與邊節(jié)點(diǎn)連接件點(diǎn)焊固定，分別用同樣的方法，以X軸線為對(duì)稱軸線兩邊對(duì)稱安裝點(diǎn)焊。
（二）三角形式網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)
（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
三角形式網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)由長(zhǎng)度相同的網(wǎng)桿承插組成三角形，三角形之間同樣采用承插形式連接，網(wǎng)桿材料采用工字／槽鋼等結(jié)構(gòu)型鋼，安裝時(shí)從外向里逐罔進(jìn)行安裝，組裝完畢后將最外側(cè)與邊梁連接進(jìn)行焊接固定。結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。
圖2：三角形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式
（2）現(xiàn)場(chǎng)安裝
組裝工作在搭建的腳手架上進(jìn)行，腳手架必須牢固可靠，即保證安全，又要便于組裝操作。由于節(jié)點(diǎn)種類多，為便于安裝定位，按安裝標(biāo)記線組裝。安裝標(biāo)記線是所在節(jié)點(diǎn)的球面切線，
此線垂直于頂部節(jié)點(diǎn)與該節(jié)點(diǎn)的連線，并指向所在1／6區(qū)域?qū)ΨQ線，以此來(lái)確定轂形件的安裝方位。網(wǎng)殼桿件的組順序，由下而上，對(duì)稱進(jìn)行。局部超前不得多余一圈。三人為一組，分成三組。對(duì)稱由下而上。注意邊節(jié)點(diǎn)找正，根據(jù)圖紙要求確定網(wǎng)殼直徑及中心點(diǎn)，分六個(gè)區(qū)，首先確定的五個(gè)點(diǎn)，然后確定六區(qū)之間的中界點(diǎn)，最終確定一個(gè)區(qū)域P點(diǎn)。這時(shí)可根據(jù)第一圈桿件驗(yàn)證其點(diǎn)的位置。
六、兩種網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的防腐施工比較
1、子午線式結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼：網(wǎng)桿在安裝過(guò)程中采用焊接方式連接，對(duì)防腐層的損害很大，因此一般在預(yù)制過(guò)程中不對(duì)網(wǎng)桿進(jìn)行防腐處理，而是在網(wǎng)殼施工完后整體進(jìn)行防腐。這種施工防腐給儲(chǔ)罐施工增加了施工工序，且防腐施工難度較大。
2、三角形式結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼：網(wǎng)桿在預(yù)制完后立即進(jìn)行防腐處理，到施工現(xiàn)場(chǎng)后只進(jìn)行組裝即可，然后對(duì)局部防腐層破壞位置進(jìn)行補(bǔ)防處理，這種方式要求在運(yùn)輸過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)防腐層的保護(hù)，對(duì)供貨商的運(yùn)輸包裝應(yīng)提出要求。
七、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)下的地震強(qiáng)度的變形驗(yàn)算
根據(jù)基于性能抗震設(shè)計(jì)思想，常遇地震作用下可對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，而強(qiáng)震作用下應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行多級(jí)性能水準(zhǔn)的變形驗(yàn)算和性能評(píng)估。
1、常遇地震作用下的強(qiáng)度驗(yàn)算
鑒于地震內(nèi)力系數(shù)法具有多方面優(yōu)勢(shì)，常遇地震作用下的強(qiáng)度驗(yàn)算可采用這種方法，但需要在原有基礎(chǔ)上完善地震內(nèi)力系數(shù)定義，考慮桿件的彎曲效應(yīng)，具體計(jì)算公式如下：
截面驗(yàn)算時(shí)，取同類桿件中組合應(yīng)力最大的桿件，乘相應(yīng)的地震內(nèi)力系數(shù)，即為地震荷載對(duì)桿件應(yīng)力的放大值，加上靜應(yīng)力值，便可驗(yàn)算該類截面應(yīng)力是否滿足要求。改進(jìn)的地震內(nèi)力系數(shù)法，比振型分解反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法簡(jiǎn)便，可簡(jiǎn)化復(fù)雜計(jì)算，易于為工程設(shè)計(jì)人員接受。目前已有文獻(xiàn)在大量參數(shù)分析基礎(chǔ)上給出該方法定義的地震內(nèi)力系數(shù)建議取值，可供常規(guī)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)參考使用。
2、罕遇地震作用下的變形驗(yàn)算
罕遇地震作用下網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震驗(yàn)算是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題。研究表明，將動(dòng)力強(qiáng)度破壞和動(dòng)力失穩(wěn)破壞兩種失效模式建立在統(tǒng)一的動(dòng)力破壞框架內(nèi)，確定網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力極限荷載及各級(jí)性能水準(zhǔn)的量化驗(yàn)算指標(biāo)是完全可行的。因此，設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)人員可參網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行全過(guò)程非線性動(dòng)力響應(yīng)分析，通過(guò)逐漸增大地震輸入的烈度深入考察其在強(qiáng)震作用下的位移、能量、塑性發(fā)展程度等響應(yīng)情況，確定對(duì)應(yīng)不同性能水準(zhǔn)的各項(xiàng)響應(yīng)值，正確評(píng)估結(jié)構(gòu)強(qiáng)震作用下的響應(yīng)和損傷情況，判斷其是否滿足業(yè)主所期望的強(qiáng)度、剛度、延性等性能，并加以適當(dāng)調(diào)整，最終達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。
基于對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)彈塑性地震響應(yīng)規(guī)律的理解，我們還可以通過(guò)有目的性的調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度分布，引導(dǎo)和控制這種高次超靜定結(jié)構(gòu)在地震作用下實(shí)現(xiàn)延性破壞機(jī)制，有效保證和達(dá)到結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防目標(biāo)，使設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)合理。綜上所述，采用基于性能抗震設(shè)計(jì)思想，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)遵循圖1中的基本過(guò)程。
圖3：網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖
八．網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)研究意義
基于性能的設(shè)計(jì)思想和投資一效益準(zhǔn)則雖然已得到專家學(xué)者的廣泛關(guān)注，并進(jìn)行了大量的研究，但由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的失效機(jī)理與其它結(jié)構(gòu)差異很大，結(jié)構(gòu)全壽命總費(fèi)用計(jì)算和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法都不盡相同，因此有必要結(jié)合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的具體特點(diǎn)進(jìn)行深入研究。將基于性能的設(shè)計(jì)理論引入到網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，可以深化網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論，為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震和抗風(fēng)研究提供技術(shù)支持，為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供方法，為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的性能評(píng)估提供手段，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)更加科學(xué)合理的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。將基于性能的設(shè)計(jì)思想引入到網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究中，按基于性能的設(shè)計(jì)思想，對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，建立科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法，研究出具體的設(shè)計(jì)方法和適用程序，將對(duì)社會(huì)生產(chǎn)提供良好的技術(shù)支持，取得巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，子午線結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼施工工序相對(duì)較多，不利于變形控制，且網(wǎng)桿在長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中容易造成變形，且工期長(zhǎng)，工人數(shù)量和工種比較多，因此本工程中采用三角形網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)形式。通過(guò)詳細(xì)介紹和對(duì)比兩種網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式，向大家推薦在網(wǎng)殼選型時(shí)，采用三角形網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)形式，特別是鋁合金三角形網(wǎng)殼，即減輕重量，節(jié)省工期，又相對(duì)變形小，運(yùn)輸方便。
基于性能抗震設(shè)計(jì)研究的關(guān)鍵內(nèi)容是對(duì)應(yīng)多級(jí)性能水準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析方法及性能水準(zhǔn)的定性和定量描述。因此，今后需要通過(guò)試驗(yàn)和大量理論分析，改進(jìn)不同階段的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析方法，使其更為合理、簡(jiǎn)便；逐步完善網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)動(dòng)力破壞準(zhǔn)則，確定不同結(jié)構(gòu)形式所對(duì)應(yīng)的各級(jí)水準(zhǔn)的量化性能標(biāo)準(zhǔn)；更為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)性能和強(qiáng)震作用下的安全程度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)。
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中圖分類號(hào)：TU973+.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、前言
建筑行業(yè)是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)之一，關(guān)系到居民的切身利益。我國(guó)是多地震國(guó)家，但我國(guó)目前對(duì)地震的預(yù)防能力較弱，地震給我國(guó)帶來(lái)了及其巨大的災(zāi)害，因此，加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)，是進(jìn)一步保障我國(guó)居民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要措施之一。目前我國(guó)高層混凝土建筑應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛，其綜合性和高集成性都使得高層建筑的抗震設(shè)計(jì)需要更為明確的重視，加強(qiáng)對(duì)高層混凝土建筑抗震設(shè)計(jì)，已經(jīng)十分的迫切。
二、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題
高層混凝土建筑是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尤其是在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，我國(guó)雖然引進(jìn)了一些西方歐美抗震設(shè)計(jì)理念，但缺乏符合本國(guó)實(shí)際的理論技術(shù)創(chuàng)新。很大方面存在著缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.高層混凝土建筑在結(jié)構(gòu)防震設(shè)計(jì)中缺乏科學(xué)規(guī)范的理論指導(dǎo)，缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累；而且我國(guó)對(duì)地質(zhì)地震的認(rèn)識(shí)尚不夠完善，對(duì)地震的成因，預(yù)測(cè)，防治研究不夠深入。因此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)候，缺乏一定的科學(xué)依據(jù)，或依據(jù)的是不完善的理論。因此，難以在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中完美融合防震設(shè)計(jì)理念。
2.高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)立足于固定參數(shù)，而忽視了實(shí)際情況，設(shè)計(jì)完全依據(jù)“計(jì)算設(shè)計(jì)”完成。而且將一定的地震或力學(xué)參數(shù)做出固定的規(guī)范，比如，在我國(guó)地震設(shè)計(jì)研究中，把地震的降級(jí)系數(shù)統(tǒng)一規(guī)定為2.81，將小震賦予固定統(tǒng)計(jì)意義。而小震多用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)截面承載能力設(shè)計(jì)和變形的檢驗(yàn)計(jì)算，需要依據(jù)一定的實(shí)際情況而行。雙向板內(nèi)力計(jì)算時(shí),查用《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》的內(nèi)力系數(shù)時(shí),其泊松比取值為0。 而鋼筋混凝土材料的泊松比取值為1/6, 這在設(shè)計(jì)板時(shí)往往容易被忽略,在計(jì)算跨中彎矩時(shí),未考慮引入泊松比后的計(jì)算公式,導(dǎo)致內(nèi)力計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤。
3，沒有能夠深入研究地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)破壞的層次和順序，難以做到重視主體的設(shè)計(jì)且兼顧細(xì)節(jié)問(wèn)題。沒有能根據(jù)實(shí)際情況靈活變通的運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
三、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的方案
1. 高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要從建筑的全局出發(fā)，全面考慮各種建筑部位的功能，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)設(shè)計(jì)每個(gè)部分的構(gòu)件，保證每個(gè)部件之間的契合，促使每個(gè)部件或者是若干部件組合起來(lái)可以完成某一特定的設(shè)計(jì)要求，滿足一定的現(xiàn)實(shí)需求，同時(shí)，通過(guò)抗震設(shè)計(jì)，使得每個(gè)構(gòu)件都可以具有相應(yīng)的承載力，當(dāng)?shù)卣饋?lái)襲時(shí)，每個(gè)構(gòu)件都可以有著一定的先后破壞次序，整體組合構(gòu)件將會(huì)有著更強(qiáng)大的承載力和柔性，從而延緩地震破壞的速度，消耗爆發(fā)的能量。增強(qiáng)建筑的整體抗震能力。
2.地基設(shè)計(jì)是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，要科學(xué)避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅(jiān)硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實(shí)地，利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，進(jìn)行地質(zhì)勘探，山石水土監(jiān)測(cè)，并取樣論證，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個(gè)地基牢固可靠，地質(zhì)穩(wěn)定無(wú)滲漏，無(wú)坍塌，無(wú)暗河，無(wú)熔巖，無(wú)火山等，從而保證整個(gè)地基不會(huì)因?yàn)槌休d力不均，而發(fā)生小范圍的坍塌，影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計(jì)。
3. 高層混凝土建筑物的動(dòng)力性能基本上取決于其建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡(jiǎn)單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，通過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)表明，簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力強(qiáng)，對(duì)延緩地震烈度范圍延伸，消耗地震的能量，減少地震對(duì)整體結(jié)構(gòu)的破壞，而且，對(duì)稱結(jié)構(gòu)容易準(zhǔn)確計(jì)算其地震反應(yīng)。
4.抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。如果按結(jié)構(gòu)材料分類，目前主要應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系有砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土結(jié)構(gòu)；若是按結(jié)構(gòu)形式分類，目前常見的有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，不同結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)體系的承載力受到抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場(chǎng)地條件以及建筑材料、施工條件、經(jīng)濟(jì)條件等多種條件的影響，因此高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要綜合考慮，做到科學(xué)選擇，嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)。
5.結(jié)構(gòu)良好的延性有助于減小地震作用，吸收與耗散地震能量，避免結(jié)構(gòu)倒塌。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求避免構(gòu)件的剪切破壞，爭(zhēng)取更多的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)彎曲破壞。始終遵循“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱錨固”原則。構(gòu)件的破壞和退出工作，使整個(gè)結(jié)構(gòu)從一種穩(wěn)定體系過(guò)渡到另外一種穩(wěn)定體系，致使結(jié)構(gòu)的周期發(fā)生變化，以避免地震卓越周期長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)作用引起的共振效應(yīng)。
6.在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，一般而言，要尤其注意其是由諸多構(gòu)件共同組合在一起，因此，要進(jìn)行整體化的對(duì)待。要充分調(diào)動(dòng)各個(gè)構(gòu)件的作用來(lái)完成整體建筑的抗震效果。當(dāng)高層建筑的一些基本構(gòu)件都失去了原有功能的時(shí)候，那么，在地震來(lái)臨后，很容易讓整體的建筑結(jié)構(gòu)喪失對(duì)地震的抵抗能力。在這種情況下，很容易讓整個(gè)高層建筑坍塌，因此，要保證所有構(gòu)件的功能協(xié)調(diào)，并確保所有的構(gòu)件都能夠在地震作用下保證良好的性能，如此，可以增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。
7.設(shè)計(jì)高層混凝土建筑和超高層建筑時(shí)，屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)也是整個(gè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。近幾十年來(lái)，從多數(shù)高層建筑抗震設(shè)計(jì)評(píng)定結(jié)果看，屋頂建筑設(shè)計(jì)還存在一些問(wèn)題，例如：屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過(guò)重。屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過(guò)重，無(wú)形當(dāng)中加大了屋頂建筑變形，而且也加大地震作用，尤其對(duì)自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時(shí)屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上，如果屋頂?shù)目箓?cè)力墻和屋頂之下的抗側(cè)力墻出現(xiàn)間斷，在地震發(fā)生時(shí)，帶來(lái)的地震扭轉(zhuǎn)作用也會(huì)更嚴(yán)重，對(duì)抗震更不利。所以，在進(jìn)行屋頂建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中時(shí)，應(yīng)該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強(qiáng)度較高、輕質(zhì)、剛度均勻的材料，使得地震作用傳遞不受阻礙；屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上；如果屋頂建筑非常高，屋頂建筑就必須具有較強(qiáng)的抗震性，讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小，盡量避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
四、結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，在目前的發(fā)展趨勢(shì)中，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流趨勢(shì)有低碳，環(huán)保，安全，節(jié)能，生態(tài)。其中指標(biāo)之一，就是建筑的安全性，而我國(guó)目前破壞力最大的安全威脅便是地震，因此，加強(qiáng)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，必將會(huì)被提升到建筑設(shè)計(jì)新的戰(zhàn)略高度。要科學(xué)合理的設(shè)計(jì)好房間結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)抗震能力，設(shè)計(jì)人員不僅要大力提升自己的力學(xué)，建筑學(xué)，設(shè)計(jì)學(xué)等各方面的專業(yè)知識(shí)和制圖技能，更要培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)縝密的態(tài)度，深刻理解設(shè)計(jì)規(guī)范，深刻了解建筑結(jié)構(gòu)中的每個(gè)構(gòu)件，做好每個(gè)構(gòu)件，從整體構(gòu)思，不斷提高設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)質(zhì)量，提升建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，為完美實(shí)現(xiàn)建筑的實(shí)用價(jià)值和美學(xué)價(jià)值的融合做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]宮彩紅，才永杰 試析高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2012年9期-
中圖分類號(hào)： TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一．引言
隨著我國(guó)現(xiàn)代高層建筑高度的不斷增加，建筑的功能也日趨復(fù)雜，在高層建筑豎向立面上的造型也呈現(xiàn)多樣化。在某些建筑結(jié)構(gòu)中，通常會(huì)要求上部的框架柱或是剪力墻不落地，在建筑結(jié)構(gòu)中需要設(shè)置較大的橫梁和桁架來(lái)作為支撐，甚至有時(shí)要改變豎向的承重體系，此時(shí)就要求設(shè)置轉(zhuǎn)換構(gòu)件，將上部和下部?jī)煞N不同的豎向結(jié)構(gòu)進(jìn)行過(guò)度和轉(zhuǎn)換，通常這種轉(zhuǎn)換構(gòu)件占據(jù)約為一至二層，這種轉(zhuǎn)換構(gòu)件即為轉(zhuǎn)換層。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層在很大程度上改變了建筑的結(jié)構(gòu)體系，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要慎重考慮。
二.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)
由于高層建筑結(jié)構(gòu)下部樓層受力很大,上部樓層受力較小,正常的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)是下部剛度大、墻體多、柱網(wǎng)密,而到上部則逐漸減少墻體及柱的布置,以擴(kuò)大柱網(wǎng)。這樣,結(jié)構(gòu)的正常布置與建筑功能對(duì)空間的要求正好相反。因此,為了適應(yīng)建筑功能的變化,就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件,部分豎向構(gòu)件在轉(zhuǎn)換層處被打斷,使豎向力的傳遞被迫發(fā)生轉(zhuǎn)折,而轉(zhuǎn)換層就是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)折功能的大型水平構(gòu)件。轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式一般有以下幾種構(gòu)成：箱式轉(zhuǎn)換、梁式轉(zhuǎn)換、空腹桁架式轉(zhuǎn)換、桁架式轉(zhuǎn)換、板式轉(zhuǎn)換和斜撐式轉(zhuǎn)換等。 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑是一受力復(fù)雜、不利抗震的結(jié)構(gòu)體系,該結(jié)構(gòu)及其支撐系統(tǒng)有自身的特點(diǎn)。眾多高層建筑采用梁式轉(zhuǎn)換層進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換,這主要是由于:
1.轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)帶轉(zhuǎn)換層的多高層建筑,轉(zhuǎn)換層的下部樓層由于設(shè)置大空間的要求,其剛度會(huì)產(chǎn)生突變,一般比轉(zhuǎn)換層上部樓層的剛度小,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施減少轉(zhuǎn)換層上、下樓層結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度及承載力的變化,以保證滿足抗風(fēng)、抗震設(shè)計(jì)的要求。轉(zhuǎn)換構(gòu)件為重要傳力部位,應(yīng)保證轉(zhuǎn)換構(gòu)件的安全性。2.8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)除考慮豎向荷載、風(fēng)荷載或水平地震作用外。還應(yīng)考慮豎向地震作用的影響,轉(zhuǎn)換構(gòu)件的豎向地震作用,可采用反應(yīng)譜方法或動(dòng)力時(shí)程分析方法計(jì)算;作為近似考慮,也可將轉(zhuǎn)換構(gòu)件在重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力乘以增大系數(shù)1.1。
2.經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
從抗剪和抗沖切的角度考慮,轉(zhuǎn)換板的厚度往往很大。一般可2.0m~2.8m 。這樣的厚板一方面重量很大,增大了對(duì)下部垂直構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)要求,另一方面本層的混凝土用量也很大。
轉(zhuǎn)換梁常用截面高度為1.6~4.0m,只有在跨度較小以及承托的層數(shù)較少時(shí)才轉(zhuǎn)換梁常用截面高度0.9~1.4m,而跨度較大且承托較大且承托的層數(shù)較多時(shí),或構(gòu)件條件特殊時(shí)才采用較大的截面高度4.0~8.2m 。
3.抗震性能
由于厚板集中了很大的剛度和質(zhì)量,在地震作用下,地震反應(yīng)強(qiáng)烈。不僅板本身受力很大,而且由于沿豎向剛度突然變化,相鄰上、下層受到很大的作用力,容易發(fā)生震害。以往的模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究表明,厚板的上、下相鄰層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯裂縫和混凝土剝落。另外,試驗(yàn)還表明,在豎向荷載和地震力共同作用下,板不僅發(fā)生沖切破壞,而且可能產(chǎn)生剪切破壞,板內(nèi)必須三向配筋。
4.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的基本功能
從結(jié)構(gòu)角度看，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的功能主要有：
(1)上、下層結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換
這種轉(zhuǎn)換層廣泛用于剪力墻結(jié)構(gòu)和框架--剪力墻結(jié)構(gòu)，將上部的剪力墻轉(zhuǎn)換為下部的框架。
(2)上、下層結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)的轉(zhuǎn)換
轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有改變，但通過(guò)轉(zhuǎn)換層使下層柱的柱距擴(kuò)大，形成大柱網(wǎng)，這種形式常用于外框筒的下層以形成較大的入口。
(3)下、下層結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)同時(shí)轉(zhuǎn)換
上部樓層剪力墻結(jié)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)換層改變?yōu)橄虏靠蚣芙Y(jié)構(gòu)的同時(shí)，下部柱網(wǎng)軸線與上部剪力墻的軸線錯(cuò)開，形成下、下結(jié)構(gòu)不對(duì)齊的布置。
5.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法存在的問(wèn)題
目前在多、高層建筑中，絕大多數(shù)的開發(fā)商都會(huì)要求建筑物具有完備的建筑功能，建筑師在建筑設(shè)計(jì)中也往往首先想到采用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層來(lái)完成上、下層建筑物功能的轉(zhuǎn)換。但一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)顯得無(wú)從下手，沒有可操作、可遵循的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)原則來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。造成這種現(xiàn)象的主要原因是當(dāng)前轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)沒有相關(guān)的可遵循的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，使設(shè)計(jì)人員難以進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型、截面確定、計(jì)算模型確定、計(jì)算方法確定，計(jì)算結(jié)果應(yīng)用以及配筋方法的實(shí)施等一系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟。這種現(xiàn)狀與我國(guó)當(dāng)前高層建筑的迅猛發(fā)展足不適應(yīng)的。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層具有與一般結(jié)構(gòu)層相比結(jié)構(gòu)重量大、結(jié)構(gòu)層剛度大、幾何尺寸超大、受力復(fù)雜等特點(diǎn)。這樣的尺寸和重量意味著轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)組成了建筑物的主要構(gòu)件。它們?cè)O(shè)計(jì)的是否合理、安全、經(jīng)濟(jì)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性、結(jié)構(gòu)造價(jià)、施工費(fèi)用等有著重要影響。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)方法，主要是針對(duì)形式簡(jiǎn)單、受力相對(duì)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換梁，對(duì)于受力復(fù)雜的轉(zhuǎn)換梁還沒有深入研究。即便是對(duì)于形式簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換梁，其受力性能也沒有完全清楚，而往往是互相混淆，設(shè)計(jì)概念小明確，設(shè)計(jì)原則不準(zhǔn)確。
三. 帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1. 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
高層建筑中轉(zhuǎn)換層的設(shè)置造成建筑物豎向剛度的突變，地震作用時(shí)在轉(zhuǎn)換層上下容易形成薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震不利，故轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：
（1）為防止沿豎向剛度變化過(guò)于懸殊形成薄弱層，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮使上、下層剛度比γ≤2，盡量接近1。這樣才能保證結(jié)構(gòu)豎向剛度的變化不至于太大，使上柱有良好的抗側(cè)力性能，減少豎向剛度變化，有利于結(jié)構(gòu)整體受力。
（2）盡可能減少需結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件，直接落地的豎向構(gòu)件越多，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)越少，轉(zhuǎn)換層造成的剛度突變就越小，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震更有利。
（3）設(shè)計(jì)中應(yīng)保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，一般應(yīng)使梁高度不小于跨度的1/6，才能保證內(nèi)力在轉(zhuǎn)換層及其下部構(gòu)件中分配合理，轉(zhuǎn)換梁、剪力墻柱有良好的受力性能，能較好的起到結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換作用。
（4）必須控制框支剪力墻與落地剪力墻的比例，當(dāng)剪力墻較多且考慮抗震時(shí)，橫向落地剪力墻數(shù)目與橫向墻總數(shù)之比不宜少于50%，非抗震時(shí)不宜少于30%。
（5）轉(zhuǎn)換層以上的剪力墻和柱子應(yīng)盡量對(duì)稱布置，梁上立柱應(yīng)盡量設(shè)在轉(zhuǎn)換梁跨中，以免轉(zhuǎn)換梁變形時(shí)，在梁上立柱的柱腳處產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)角，帶動(dòng)立柱柱腳產(chǎn)生較大變形，引起柱的彎曲及剪切，使立柱產(chǎn)生很大的內(nèi)力而超筋。
（6）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑豎向的位置宜低不宜高。轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí)，易使框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層附近的剛度、內(nèi)力和傳力途徑發(fā)生突變，并易形成薄弱層，對(duì)抗震設(shè)計(jì)不利，其抗震設(shè)計(jì)概念與底層框支剪力墻結(jié)構(gòu)有較大差異。當(dāng)必須采用高位轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)控制轉(zhuǎn)換層下部框支結(jié)構(gòu)的等效剛度，即考慮彎曲、剪切和軸向變形的綜合剛度，這對(duì)于減少轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角及內(nèi)力突變是十分必要的，效果也很顯著。另外，對(duì)落地剪力墻間距的限制應(yīng)比底層框支剪力墻結(jié)構(gòu)更嚴(yán)一些。對(duì)平面為長(zhǎng)矩形的建筑，落地剪力墻的數(shù)目應(yīng)多于全部橫向剪力墻數(shù)目的一半。
2.轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用
（1）梁式轉(zhuǎn)換層
作為目前高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層中應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)形式，它具有傳力直接明確及傳力途徑清晰，同時(shí)受力性能好、工作可靠、構(gòu)造簡(jiǎn)單、計(jì)算簡(jiǎn)便、造價(jià)較低及施工方便等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)換梁不宜開洞，若必須開洞則洞口宜位于梁中和軸附近。轉(zhuǎn)換梁有托柱與托墻兩種形式，其截面設(shè)計(jì)有4種方法，即普通梁截面設(shè)計(jì)法、偏心受拉構(gòu)件截面設(shè)計(jì)法、深梁截面設(shè)計(jì)法和應(yīng)力截面設(shè)計(jì)法。轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸一般由剪壓比（mv=Vmax/febh0）計(jì)算確定，應(yīng)具有合適的配箍率，以防發(fā)生脆性破壞，其截面高度在抗震和非抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分別小于計(jì)算跨度的16和18。（2）厚板轉(zhuǎn)換層 當(dāng)轉(zhuǎn)換層上、下柱網(wǎng)軸線錯(cuò)開較多而難以用梁直接承托時(shí)，可采用厚板轉(zhuǎn)換層，但厚板的巨大荷載會(huì)集中作用于建筑物中部，振動(dòng)性能復(fù)雜，且該層剛度很大、下層剛度相對(duì)較小，容易產(chǎn)生底部變形集中，其傳力途徑十分復(fù)雜，是一種對(duì)抗震十分不利的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)進(jìn)行整體內(nèi)力分析、動(dòng)力時(shí)程分析及板的內(nèi)力分析等。厚板的厚度可由抗彎、抗剪、抗沖切計(jì)算確定；可局部做成薄板，厚薄交界處可加腋或局部做成夾心板，一般厚度可取2.0～2.8m，約為柱距的1/3～1/5。厚板應(yīng)沿其主應(yīng)力方向設(shè)置暗梁，一般可在下部柱墻連線處設(shè)置。轉(zhuǎn)換層厚板上、下一層的樓板應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，樓板厚度不宜小于150mm。
(3）箱式轉(zhuǎn)換層
當(dāng)需要從上層向更大跨度的下層進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，若采用梁式或板式轉(zhuǎn)換層已不能解決問(wèn)題，這種情況下，可以采用箱式轉(zhuǎn)換層。
它很像箱形基礎(chǔ)，也可看成是由上、下層較厚的樓板與單向托梁、雙向托梁共同組成，具有很大的整體空間剛度，能夠勝任較大跨度、較大空間、較大荷載的轉(zhuǎn)換。
(4)桁架式轉(zhuǎn)換層
這種形式的轉(zhuǎn)換層受力合理明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單，自重較輕，材料節(jié)省，能適應(yīng)較大跨度的轉(zhuǎn)換，雖比箱式轉(zhuǎn)換層的整體空間剛度相對(duì)較小，但比箱式轉(zhuǎn)換層少占空間。
(5)空腹桁架式轉(zhuǎn)換層
這種形式的轉(zhuǎn)換層與桁架式轉(zhuǎn)換層的優(yōu)點(diǎn)相似，但空腹桁架式轉(zhuǎn)換層的桿系都是水平、垂直的，而桁架式轉(zhuǎn)換層則具有斜撐竿。空腹桁架式轉(zhuǎn)換層在室內(nèi)空間上比桁架式轉(zhuǎn)換層好，比箱式轉(zhuǎn)換層更好。
四．結(jié)束語(yǔ)
高層建筑的迅速發(fā)展，從以往的簡(jiǎn)單體型和功能單一的時(shí)代開始走向體型復(fù)雜，建筑的功能呈現(xiàn)多樣化發(fā)展。在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能簡(jiǎn)單設(shè)置成“承上啟下”，而要在實(shí)際結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的過(guò)度和轉(zhuǎn)換。
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異形柱結(jié)構(gòu)(包括異形柱框架和異形柱框架剪力墻),常用于多層及小高層住宅；其框架柱采用L型、T型、十字型。這種結(jié)構(gòu)比普通框架柱有明顯的優(yōu)點(diǎn)，一般住宅的框架柱多為矩形柱或方柱，柱子的短邊尺寸不小于300mm，而一般的填充墻采用墻厚為200mm,或240mm；這樣在建成后難免在室內(nèi)露柱，既影響家具的擺放，又不美觀，給住戶的使用帶來(lái)不便。而異形柱的肢寬同填充墻墻厚，在房間內(nèi)無(wú)明柱、明梁，布局規(guī)整，有效地增大了室內(nèi)的使用面積，受到用戶的追求
近年來(lái)，由于土地的緊縮，多層住宅難以滿足時(shí)代要求。為提高容積率，小高層、高層住宅蜂擁而起。但是，影響建筑結(jié)構(gòu)安全的因素主要有三方面：結(jié)構(gòu)方案、內(nèi)力效應(yīng)分析和截面設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)方案雖然屬于概念設(shè)計(jì)的范疇，但由此決定的整體穩(wěn)定性對(duì)結(jié)構(gòu)安全的影響和對(duì)整座建筑物的工程造價(jià)的影響起主要作用。特別是現(xiàn)代設(shè)計(jì)多依賴于計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，所以，結(jié)構(gòu)選型，概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)分析決定了作品的成??；對(duì)于小高層，常用的結(jié)構(gòu)形式為：剪力墻（薄壁剪力墻）結(jié)構(gòu)，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，框架簡(jiǎn)力墻結(jié)構(gòu)，異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)，配筋砌體結(jié)構(gòu)等。小高層的層數(shù)一般為8~12層；純磚混結(jié)構(gòu)的磚墻采用240mm厚或370mm厚，已不能滿足抗壓、抗剪、抗彎的要求。而配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)，從受力上看，可以滿足小高層的要求，但其施工復(fù)雜，施工速度漫，難以推廣。論文參考。鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，完全能滿足小高層的受力要求，但其含墻量多，自重大，含鋼量在55Kg/m2左右。比如同樣建造一座12層的住宅和建造一座20層的高層住宅，其主體每平方米含鋼量相近；且自重大，給基礎(chǔ)的附加壓力增大，所以不夠經(jīng)濟(jì)。薄壁剪力墻的墻厚可采用160mm厚，墻體太薄，梁與墻的連接，板在墻上的錨固，墻、梁、暗柱節(jié)點(diǎn)鋼筋密集，不宜施工；且其隔音、保溫效果差。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，其墻體的配筋率比較高，《高規(guī)》規(guī)定：“短肢剪力墻截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2%，其他部位不宜小于1.0%，”而一般剪力墻的配筋率為不小于0.25%。框架剪力墻結(jié)構(gòu)，前面提到，普通的框架柱會(huì)在房間內(nèi)出現(xiàn)棱角，影響使用。
現(xiàn)在來(lái)分析異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)，異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)的特殊形式，其柱肢截面的肢高肢厚比小于4.0，且肢長(zhǎng)不小于500mm，一般肢厚取200mm、240mm。論文參考。填充墻采用輕質(zhì)高效的墻體材料，不僅改善了建筑的保溫、隔熱性能，節(jié)約能源消耗，還能減輕結(jié)構(gòu)自重，有利于節(jié)約基礎(chǔ)建設(shè)投資，有利于減少結(jié)構(gòu)的地震作用，采用工業(yè)廢料制作的墻體，有利于利用廢料，有利于環(huán)境保護(hù)，充分響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，努力搞好節(jié)能減排。鋼筋混凝土剪力墻一般布置在樓梯間、電梯間位置，對(duì)電梯設(shè)備運(yùn)行、結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)均有利。剪力墻應(yīng)對(duì)稱、均勻布置，防止扭轉(zhuǎn)。
異型柱的受力特點(diǎn)：異型柱是多肢的，其剪切中心一般在平面范圍之外，受力時(shí)要靠各柱肢交點(diǎn)核心混凝土協(xié)調(diào)變形，這種變形協(xié)調(diào)使各柱肢內(nèi)存在相當(dāng)大的翹曲應(yīng)力和剪應(yīng)力，由于剪應(yīng)力的存在，使柱肢易先出現(xiàn)裂縫，也使得各肢的核心混凝土處于三向剪力狀態(tài)，使得異型柱比普通柱變形能力低，脆性破壞明顯。況且，異型柱存在著純翼緣柱肢受壓的情況，其延性較差。異型柱的破壞形態(tài)為：彎曲破壞、小偏壓破壞、剪切破壞等；影響其破壞的因素有多種：如荷載角、軸壓比、剪跨比，配箍率、箍筋間距及縱筋直徑，混凝土強(qiáng)度等。由于其受力性能的復(fù)雜，設(shè)計(jì)時(shí)，除了滿足計(jì)算外，還應(yīng)滿足相應(yīng)的構(gòu)造措施，來(lái)保證其強(qiáng)度和延性。
異形柱剪力墻結(jié)構(gòu)中，異形柱為雙向偏心受壓構(gòu)件;設(shè)計(jì)時(shí)，按雙偏壓柱計(jì)算，嚴(yán)格控制柱子的軸壓比，則柱子的配筋基本為構(gòu)造要求；剪力墻為主要抗側(cè)力構(gòu)件。混凝土宜采用高強(qiáng)混凝土，鋼筋宜采用高強(qiáng)熱軋鋼筋；目前推廣使用三級(jí)鋼。相對(duì)普通框架剪力墻結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)的總高度，柱子的軸壓比，第一扭轉(zhuǎn)周期與第一平動(dòng)周期的比值，結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值等均較嚴(yán)格。
異形柱剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能：以上分析得，異型柱的受力性能比較復(fù)雜，異型柱為抗震的薄弱構(gòu)件；但作為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，本身具有兩道抗震防線，剪力墻受力明確，變形能力較好，且剪力墻的縱向剛度大，按等剛度分配的原則，則剪力墻承擔(dān)較大的地震荷載；高層中，縱橫向均勻、對(duì)稱的布置一定數(shù)量的剪力墻，能有效地吸收地震剪力。對(duì)于異型柱，其軸壓比是影響混凝土柱延性的關(guān)鍵指標(biāo)，柱的側(cè)移延性比隨軸壓比的增大而降低；所以在高軸壓比的情況下，增加箍筋用量對(duì)提高柱的延性作用已很小，故設(shè)計(jì)時(shí)一般控制柱子的軸壓比，比一般框架柱的軸壓比限值小0.05。施工中注意梁柱結(jié)點(diǎn)鋼筋比較密，保證結(jié)點(diǎn)處混凝土的密實(shí)，作到抗震要求的強(qiáng)結(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件，強(qiáng)減弱彎。論文參考。
中圖分類號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一.前言
伴隨著我國(guó)建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，工程建筑行業(yè)日漸成為了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，不僅僅在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位，而且在改善居民生活方式，提高居民的生活質(zhì)量方面有著巨大的推動(dòng)作用。隨著鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工都有了新的標(biāo)準(zhǔn)和要求，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工中，不僅僅要使得結(jié)構(gòu)的平面，立面布置符合相關(guān)規(guī)則，更要使得建筑結(jié)構(gòu)的各種構(gòu)件的強(qiáng)度和變形能夠達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，要在滿足建筑設(shè)計(jì)基本目標(biāo)的基礎(chǔ)上，更加重視建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，保證整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
二.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施
1．嚴(yán)格控制鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各種材料設(shè)計(jì)
(一)在摻合料選擇方面上。選擇一些增加混凝土強(qiáng)度性能的一些摻合料。
(二)沙，沙石，水泥的配合比上面，優(yōu)化三者配合比。
(三)在水泥的選擇方面上。根據(jù)工程的需要，選擇相對(duì)應(yīng)的水泥。
(四)在鋼筋的選型上面。比如，用U型鋼，工字鋼代替圓形鋼。
2．結(jié)構(gòu)體系的選型方面
由于大開間剪力墻結(jié)構(gòu)體系，可以做到房間不露出梁柱，有效空間大、隔音效果較好，當(dāng)采用鋼制模板時(shí)，墻面和樓板表面平整并且不需要在濕作業(yè)的情況下抹灰。另外該結(jié)構(gòu)體系不但用鋼量少，施工周期短、造價(jià)低，還具有整體性強(qiáng)、側(cè)向剛度大等優(yōu)點(diǎn)，有利于抗風(fēng)抗震，所以自九十年代起建筑結(jié)構(gòu)體系基本上都采用大開間現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為了進(jìn)一步降低建筑造價(jià)，近幾年來(lái)部分地區(qū)越來(lái)越多地采用短肢剪力墻與簡(jiǎn)體或一般剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系。這個(gè)結(jié)構(gòu)體系也屬于剪力墻結(jié)構(gòu)的一種。它的特點(diǎn)是建筑平面布置更具靈活性，并且又能節(jié)省鋼筋和混凝土用量，減輕建筑的總重量，從而降低地基基礎(chǔ)造價(jià)。
3．建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面
在建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，要綜合考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)情況以及水位、使用功能、上部結(jié)構(gòu)類型、施工條件和相鄰建筑的相互影響，以保證建筑物不會(huì)過(guò)量沉降或傾斜，而且還能滿足正常使用要求。另外還要注意相鄰地下建筑物及各類地下設(shè)施的位置，以保證施工的安全。
4．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震方面
（一）房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要從建筑的全局出發(fā)
全面考慮各種建筑部位的功能，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)設(shè)計(jì)每個(gè)部分的構(gòu)件，保證每個(gè)部件之間的契合，促使每個(gè)部件或者是若干部件組合起來(lái)可以完成某一特定的設(shè)計(jì)要求，滿足一定的現(xiàn)實(shí)需求，同時(shí)，通過(guò)抗震設(shè)計(jì)，使得每個(gè)構(gòu)件都可以具有相應(yīng)的承載力，當(dāng)?shù)卣饋?lái)襲，每個(gè)構(gòu)件都可以有著一定的次序先后破壞，整體組合構(gòu)件將會(huì)有著更強(qiáng)大的承載力和柔性，從而延緩地震破壞的速度，消耗爆發(fā)的能量。增強(qiáng)建筑的整體抗震能力。
（二）要嚴(yán)格選擇地基選址
地基選址是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，要科學(xué)避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅(jiān)硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實(shí)地，利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，進(jìn)行地質(zhì)勘探，山石水土監(jiān)測(cè)，并取樣論證，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個(gè)地基牢固可靠，地質(zhì)穩(wěn)定無(wú)滲漏，無(wú)坍塌，無(wú)暗河，無(wú)熔巖，無(wú)火山……從而保證整個(gè)地基不會(huì)因?yàn)槌休d而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計(jì)。
（三）采用合理的建筑平立面
建筑物的動(dòng)力性能基本上取決于其建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡(jiǎn)單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，通過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)表明，簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力強(qiáng)，對(duì)延緩地震烈度范圍延伸，消耗地震的能量，減少地震對(duì)整體結(jié)構(gòu)的破壞，而且，對(duì)稱結(jié)構(gòu)容易準(zhǔn)確計(jì)算其地震反應(yīng)。
5. 加強(qiáng)對(duì)連梁的設(shè)計(jì)優(yōu)化
（一）對(duì)連梁的剛度進(jìn)行折減
連梁由于跨高比較小與之相連的墻肢剛度大等原因，在水平力作用下的內(nèi)力往往很大，在連梁遇到外力發(fā)生屈服的過(guò)程中，主要有幾個(gè)表現(xiàn)，比如出現(xiàn)裂縫，連梁的剛度減弱，內(nèi)力發(fā)生重新分布，因此，一般而言，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，要對(duì)連梁的剛度實(shí)施折減，從高規(guī)中的相關(guān)條款解釋而言，是要對(duì)整個(gè)混凝土建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)環(huán)節(jié)的剛度和彈性進(jìn)行比較科學(xué)合理的分析，但是，在具體實(shí)際的操作過(guò)程中，各個(gè)部分的構(gòu)件都需要承擔(dān)比較大的彎矩和剪力，并且配筋設(shè)計(jì)具有很大的難度，因而，在筆者多年的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以減少對(duì)豎向荷載能力的考慮，而更多的進(jìn)行適當(dāng)?shù)拈_裂設(shè)計(jì)，將內(nèi)力轉(zhuǎn)移到墻體上去，如此，可以更好的實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。
（二）在設(shè)計(jì)過(guò)程中適當(dāng)?shù)臏p少連梁的高度
在進(jìn)行連梁的設(shè)計(jì)中，為了達(dá)到降低連梁剛度，減少地震影響效果的目的，可以在保證整個(gè)建筑功能的基礎(chǔ)上，讓連梁的總體的跨度不斷增加，如此，可以很大程度的讓連梁的整體高度降低，一定程度而言，也使得可以講整個(gè)連梁的整體承載能力控制在一定的范圍之內(nèi)，既可以讓設(shè)計(jì)得到優(yōu)化，又可以讓建筑的功能得到正常發(fā)揮。
（三）在連梁設(shè)計(jì)過(guò)程中適當(dāng)增加厚度
在進(jìn)行連梁設(shè)計(jì)，在做好各種構(gòu)件的設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，可以讓連梁的整體截面的寬度進(jìn)一步擴(kuò)大，如此，不僅僅可以讓建筑結(jié)構(gòu)整體的剛度變大，也能夠讓整個(gè)地震過(guò)程中產(chǎn)生的各種內(nèi)力作用相對(duì)而言變得更大。而且，由于連梁的抗剪承載力與連梁寬度的增加成正比。通過(guò)剪力墻的厚度增加，也有可能達(dá)到讓連梁抗剪承載力符合限度的目的。
（四）提高混凝土等級(jí)
為了讓連梁的抗剪承載能力不會(huì)超過(guò)規(guī)定個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，可以合理的提高剪力墻的混泥土的等級(jí)，當(dāng)混泥土的等級(jí)得到提升，混泥土的彈性模量增加比例會(huì)小于抗剪承載力的提升比例，從而，可以達(dá)到控制目標(biāo)。
6．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的施工方面
為滿足結(jié)構(gòu)承載力的需求，通常在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中柱與梁板選擇不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。施工規(guī)范規(guī)定柱的施工縫宜留設(shè)在梁底標(biāo)高以下20mm-30mm處，其原則是施工縫宜留在結(jié)構(gòu)受力小且便于施工的位置。施工時(shí)，為方便柱身混凝土的下料與振搗，在梁內(nèi)鋼筋未綁扎之前進(jìn)行澆注。按施工規(guī)范的要求，當(dāng)梁柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同時(shí)，節(jié)點(diǎn)處應(yīng)按。弱梁強(qiáng)柱”的原則。在實(shí)際施工中，施工班組制定合理的節(jié)點(diǎn)保證措施，監(jiān)理人員加強(qiáng)對(duì)澆注質(zhì)量的監(jiān)管和提高整體結(jié)構(gòu)的抗震性能十分重要。
三.結(jié)束語(yǔ)
鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專業(yè)性極強(qiáng)的工作，必須綜合考慮到多種因素，既要滿足居民的生活生產(chǎn)多種需要，更要從地震防護(hù)，防水防滲漏等各種因素對(duì)建筑結(jié)構(gòu)做出性能設(shè)計(jì)，同時(shí)，從城市整體的人文自然，交通政治等各方面的因素出發(fā)，選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)體系，做出科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)實(shí)用價(jià)值和美學(xué)價(jià)值的統(tǒng)一，為整個(gè)建筑業(yè)的發(fā)展和居民生活質(zhì)量的提高，奠定基礎(chǔ)。
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中圖法分類號(hào): TU文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
0 引言
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷蓬勃發(fā)展，帶動(dòng)了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，大量舊建筑物因達(dá)到服役年限或因市政工程等需要而被拆除，造成了大量的建筑垃圾，另一方面對(duì)于新建建筑所需混凝土量的不斷增加，能源與環(huán)境問(wèn)題日益突出。再生混凝土的提出可以解決能源問(wèn)題，近幾年國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)再生混凝土結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了相關(guān)研究，其中對(duì)再生混凝土受壓構(gòu)件抗震性能的試驗(yàn)研究為今后再生混凝土技術(shù)能夠在實(shí)際工程中應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)。
國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展
1.1 再生混凝土柱
崔正龍[1]等對(duì)再生混凝土柱的抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過(guò)2組再生鋼筋混凝土柱與普通鋼筋混凝土柱在軸壓比0.2的條件下進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，在混凝土強(qiáng)度接近的情況下，再生鋼筋混凝土柱在破壞形式、承載能力以及耗能能力等方面與普通鋼筋混凝土柱相比并沒有明顯降低，表現(xiàn)出良好的抗震性能，從結(jié)構(gòu)力學(xué)性能角度來(lái)看，再生混凝土應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件上是可行的。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)[2] ，北京工業(yè)大學(xué)[3]，合肥工業(yè)大學(xué)[4]，北京建筑工程學(xué)院[5]，白國(guó)良[6]等相繼對(duì)再生混凝土柱抗震性能也進(jìn)行了試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明：再生混凝土柱與普通混凝土柱的破壞過(guò)程相似。
文獻(xiàn)[2]通過(guò)8根再生混凝土柱和4根普通混凝土柱進(jìn)行低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，結(jié)果表明在小軸壓比時(shí)發(fā)生延性破壞，在大軸壓比時(shí)，發(fā)生脆性破壞；再生混凝土柱延性比普通混凝土柱差，粉煤灰的摻入可以改善再生混凝土柱的延性，但承載力會(huì)降低。
文獻(xiàn)[3] 進(jìn)行了1根普通混凝土柱和3根不同再生骨料取代率的再生混凝土柱模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)研究，模型按1/2縮尺，提出了基于混凝土強(qiáng)度折減的承載力實(shí)用計(jì)算方法。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著再生骨料取代率的增加，其混凝土的彈性模量明顯減小，試件初始剛度明顯下降、承載力呈下降趨勢(shì)、耗能值下降，抗震能力呈下降趨勢(shì)。并且建議再生混凝土柱可用于多層結(jié)構(gòu)軸壓比較小的柱的抗震設(shè)計(jì)。
文獻(xiàn)[4]對(duì)四根再生粗骨料為100％的再生混凝土框架柱進(jìn)行抗震試驗(yàn)，分析其滯回性能。并通過(guò)大型有限元分析軟件對(duì)各試件進(jìn)行有限元的單調(diào)荷載作用下的數(shù)值模擬。同樣得出再生混凝土的延性及承載力隨著軸壓比的增大而不斷下降；再生混凝土框架柱抗震性能略低于普通混凝土框架柱。
文獻(xiàn)[5]中試驗(yàn)結(jié)果表明，提高縱筋率和箍筋加密區(qū)的箍筋配置有利于改善再生混凝土柱的延性性能和極限變形性能。建議當(dāng)再生混凝土框架柱的設(shè)計(jì)軸壓比小于0.2時(shí),箍筋加密區(qū)的最小配箍特征值可按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2001的規(guī)定采用，當(dāng)再生混凝土框架柱的設(shè)計(jì)軸壓比大于0.2時(shí)，應(yīng)不低于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2001對(duì)二級(jí)框架柱箍筋加密區(qū)最小配箍的要求或具有更高的要求。
王思源[7]等提出一種在地震作用下再生混凝土柱強(qiáng)剪弱彎設(shè)計(jì)可靠度指標(biāo)的計(jì)算方法，計(jì)算結(jié)果表明：再生混凝土強(qiáng)剪弱彎設(shè)計(jì)可靠度指標(biāo)低于普通混凝土柱；截面尺寸影響較小，配筋率，配箍率和軸壓比影響較明顯。
1.2 再生剪力墻
北京工業(yè)大學(xué)的曹萬(wàn)林等人對(duì)再生混凝土剪力墻的抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究[8-10]。試驗(yàn)結(jié)果表明：與普通混凝土剪力墻相比，再生混凝土剪力墻的抗震性能略差，且隨著再生骨料摻量的增加，再生混凝土剪力墻的性能呈下降趨勢(shì)；暗支撐的設(shè)置能夠明顯改善再生混凝土低矮剪力墻的抗震性能；配筋率的提高，使再生混凝土中高剪力墻的承載力、延性、耗能能力有所提高；軸壓比的提高，使再生混凝土剪力墻的承載力提高，彈塑性變形能力降低。建議在一定條件下，再生混凝土可用于一些剪力墻結(jié)構(gòu)工程。
1.3 再生混凝土砌體
南京工業(yè)大學(xué)的倪天宇[11]等通過(guò)對(duì)3片不同豎向荷載作用下的再生混凝土空心砌塊墻體進(jìn)行了低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，分析了抗震性能，結(jié)果表明：再生混凝土空心砌塊墻體在無(wú)豎向荷載的情況下，破壞時(shí)的裂縫數(shù)量較少，主裂縫明顯；在施加豎向荷載的情況下，破壞時(shí)無(wú)明顯主裂縫，結(jié)構(gòu)受力均勻，墻體的滯回曲線較飽滿,延性較好，耗能能力較強(qiáng)，抗震性能良好。試驗(yàn)墻體的剛度退化趨勢(shì)大致相同，墻體的初始剛度較大，開裂后剛度退化迅速。
周中一[12]等進(jìn)行了2個(gè)再生混凝土磚墻體的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，1個(gè)普通再生混凝土磚墻體和1個(gè)帶豎向構(gòu)造筋的再生混凝土磚墻體，墻體的高寬比約為1.0。分析了兩個(gè)端體的承載力、延性、破壞特征。研究結(jié)果表明：帶豎向構(gòu)造筋的再生混凝土磚墻體承載力較高、延性較好、抗側(cè)移剛度退化較慢；帶豎向構(gòu)造筋的再生混凝土磚砌體結(jié)構(gòu)，經(jīng)合理設(shè)計(jì)是可以滿足村鎮(zhèn)低層房屋抗震設(shè)計(jì)要求。
2 國(guó)內(nèi)再生混凝土有待研究方向及展望
1）對(duì)再生混凝土骨料破碎工藝流程及相關(guān)設(shè)備的研究，使得再生骨料能夠規(guī)格化；
2）從微觀方面對(duì)再生混凝土的基本力學(xué)性能進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究；
3）加強(qiáng)對(duì)再生混凝土耐久性研究，例如抗磨性、抗碳化、耐火性、抗凍融性等；
3）對(duì)再生混凝土的收縮和徐變應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步研究
4）應(yīng)對(duì)再生混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能深入研究和試驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)；
5）目前國(guó)內(nèi)已有部分學(xué)者和高校對(duì)再生混凝土不同的結(jié)構(gòu)形式的抗震性能進(jìn)行了初步研究，但是數(shù)量仍然較少，且離散性較大，仍須繼續(xù)深入。
應(yīng)增加對(duì)再生混凝土技術(shù)開發(fā)研究資金的投入，加快編制相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，并且通過(guò)經(jīng)濟(jì)調(diào)控促進(jìn)推廣再生混凝土在實(shí)際工程中的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
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[摘要]影響建筑物結(jié)構(gòu)用鋼量的宏觀因素，首先是建筑物的體型，其次是柱網(wǎng)尺寸、層高以及主要抗側(cè)力構(gòu)件所在位置等。影響建筑物結(jié)構(gòu)用鋼量的微觀因素主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)工程師對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體操作上，首先是結(jié)構(gòu)布置，其次是構(gòu)件的配筋構(gòu)造
一、影響用鋼量的宏觀因素：
影響建筑物結(jié)構(gòu)用鋼量的宏觀因素，首先是建筑物的體型（平面長(zhǎng)度尺寸及長(zhǎng)寬比、豎向高寬比、立面形狀等），其次是柱網(wǎng)尺寸、層高以及主要抗側(cè)力構(gòu)件所在位置等。
1、平面長(zhǎng)度尺寸：即構(gòu)件單元是否超長(zhǎng)，當(dāng)建筑物較長(zhǎng)，而結(jié)構(gòu)又不設(shè)永久縫時(shí)就成為超長(zhǎng)建筑。超長(zhǎng)建筑由于必須考慮混凝土的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，他相對(duì)于非超長(zhǎng)建筑主要對(duì)待的僅是荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，其單位面積用鋼量顯然要多些。
2、平面長(zhǎng)寬比：平面長(zhǎng)寬比較大的建筑物，不論其是否超長(zhǎng)，由于兩主軸方向的動(dòng)力特性（即整體剛度）相差甚遠(yuǎn)，在水平力（風(fēng)力或地震）作用下，兩向構(gòu)件受力的不均勻性造成配筋不均。
3、豎向高寬比：這主要針對(duì)高層建筑而言，高寬比大的建筑其結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性肯定不如高寬比小的建筑，為了保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定并控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移，勢(shì)必要設(shè)置較剛強(qiáng)的抗側(cè)立構(gòu)件來(lái)提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，這類構(gòu)件的增多自然使得用鋼量增多，使得其單位面積用鋼量相對(duì)于平面長(zhǎng)寬比接近的建筑物要多。
4、立面形狀：這是指豎向體型的規(guī)則性和均勻性，即外挑或內(nèi)收程度以及豎向剛度是否突變等。如側(cè)向剛度從下到上逐漸均勻變化，則其用鋼量就較少，否則將增多，較典型的有豎向剛度突變的設(shè)轉(zhuǎn)換層的高層建筑。
5、平面形狀：若平面較規(guī)則、凹凸少則用鋼量就少，反之則較多，每層面積相同或相近而外墻長(zhǎng)度越大的建筑，其用鋼量也就越多，平面形狀是否規(guī)則不僅決定了用鋼量的多少，而且還可衡量結(jié)構(gòu)抗震性能的優(yōu)劣，從這點(diǎn)上分析得知用鋼量節(jié)約的結(jié)構(gòu)其抗震性能未必就低。
6、柱網(wǎng)尺寸：包括柱網(wǎng)絕對(duì)尺寸及其疏密程度，它直接影響到樓蓋梁板的結(jié)構(gòu)布置。一般而言，柱網(wǎng)大的樓蓋用鋼量較多，反之雖則較少，但同時(shí)因柱數(shù)增多而使柱構(gòu)件用鋼量增加，其中柱端及梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)加密箍筋的增加量幾乎占全部增加量的50%。柱網(wǎng)尺寸較均勻一致不僅使結(jié)構(gòu)（包括梁和柱）受力合理，而且其用鋼量要比柱網(wǎng)疏密不一的要節(jié)省，這點(diǎn)似乎不難理解。論文大全。
7、層高：對(duì)于高層建筑而言，層高與用鋼量之間很難確定某種關(guān)系，換言之不能肯定層高對(duì)用鋼量的影響究竟有多大。就柱的箍筋而言，總高度相同的建筑物，層高較小即層數(shù)較多，其配筋量反而較多，但按單位面積攤銷量后其用鋼量可能反而更少。論文大全。至于跨層柱，由于其受力的復(fù)雜性以及截面較大，用鋼量一般比正常層高的柱要多
8、抗側(cè)力構(gòu)件位置：剛度中心與質(zhì)量中心相重合或靠近，或者抗側(cè)力構(gòu)件所在位置能產(chǎn)生較大的抗扭剛度，結(jié)構(gòu)的抗扭效應(yīng)小，因而結(jié)構(gòu)整體用鋼量就少，反之則多。
二、影響用鋼量的微觀因素：
影響建筑物結(jié)構(gòu)用鋼量的微觀因素主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)工程師對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體操作上，首先是結(jié)構(gòu)布置，其次是構(gòu)件的配筋構(gòu)造。論文大全。
三、影響用鋼量的其它因素：
結(jié)構(gòu)用鋼量的多少還與建筑物抗震等級(jí)有關(guān)，相同的建筑物，設(shè)計(jì)8度抗震的肯定比7度抗震的用鋼量多，這是不言而喻的，因此比較用鋼量應(yīng)在相等或相近的條件下進(jìn)行，否則將無(wú)法得出準(zhǔn)確答案。即使抗震烈度相同，相同類型的建筑物所處的場(chǎng)地情況和基礎(chǔ)型式不同，其用鋼量也有相當(dāng)大的差別。當(dāng)場(chǎng)地地質(zhì)條件較好時(shí)，其基礎(chǔ)用鋼量就很少，相反則較多，這“多”與“少”的差別有時(shí)為十幾或幾十個(gè)百分點(diǎn)，有時(shí)則可能是被數(shù)。建筑物能采用天然地基基礎(chǔ)而不必采用樁基礎(chǔ)，從技術(shù)角度衡量是先進(jìn)的，但從材料耗用量特別是用鋼量方面，有時(shí)采用樁基礎(chǔ)反而更經(jīng)濟(jì)，對(duì)這一點(diǎn)許多有經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師都有切身體會(huì)。因此，在比較建筑物單位面積用鋼量時(shí)，必須將地下結(jié)構(gòu)與地上結(jié)構(gòu)分別計(jì)算，否則將得不到實(shí)質(zhì)性的結(jié)論。
1.控制層高：在滿足建筑功能的前提下，適當(dāng)降低層高，會(huì)使工程造價(jià)降低。有資料表明：層高每下降10厘米，工程造價(jià)降低1%左右，墻體材料可節(jié)約10%左右。
2.采用“隔震”技術(shù)：“隔震”在多層中可采用，其主導(dǎo)思想是將建筑物的基礎(chǔ)與主體之間用一種特殊的橡膠墊即所謂的“隔震墊”隔開，使基礎(chǔ)和主體之間的剛性連接變成柔性連接。這樣一旦發(fā)生地震，可大大減輕地震力對(duì)上部主體結(jié)構(gòu)的影響。因此，整個(gè)結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的配筋及截面尺寸都可以減少，從而降低工程造價(jià)。
五、PKPM中有彎矩放大系數(shù)、配筋放大系數(shù)，歸并系數(shù)，雙向地震參數(shù)、各種效應(yīng)參數(shù)，板塑彈性算法等等都對(duì)結(jié)構(gòu)配筋有影響，大面積的混凝土結(jié)構(gòu)每處增加一點(diǎn)，總量九不可忽視了。具體有一點(diǎn)看法：
1.板：一般小跨配筋都是按最小配筋率，板厚和混凝土標(biāo)號(hào)就要合理，不然配筋就上去了。樓層一般不必要雙層雙向，屋面也可以隔一拉通（保溫要做好）
2.梁：計(jì)算準(zhǔn)確就成，沒必要故意放大（荷載不少），三級(jí)鋼（比二級(jí)單價(jià)貴）按裂縫控制考慮和二級(jí)造價(jià)也差不多，結(jié)構(gòu)布置方式，；梁截面、混凝土標(biāo)號(hào)對(duì)配筋影響大，
3柱：一般按計(jì)算內(nèi)力配筋，加強(qiáng)部位也不要吝嗇（最重要的就是柱），千萬(wàn)別忽視箍筋（十字箍、菱形箍、箍筋截面），在大截面柱有些超過(guò)縱筋用鋼量，不影響使用截面就稍取大點(diǎn)安全又經(jīng)濟(jì)！
