發(fā)布時(shí)間：2023-12-20 15:18:04
序言：寫作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】概念設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)分析；剛度；力流；能量原理
一、前言
在結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)概念是工程師對(duì)結(jié)構(gòu)性狀和行為的理解和提煉；正確并深入掌握結(jié)構(gòu)概念是設(shè)計(jì)、建造優(yōu)秀結(jié)構(gòu)的前提。例如，在方案設(shè)計(jì)階段，對(duì)結(jié)構(gòu)整體合理性的把握；在結(jié)構(gòu)分析階段，對(duì)計(jì)算模型合理性的計(jì)算結(jié)構(gòu)的正確性的判斷；在構(gòu)造設(shè)計(jì)階段，對(duì)各種構(gòu)造措施的恰當(dāng)處置等，都需要以結(jié)構(gòu)概念為先導(dǎo)?？梢哉f(shuō)概念設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)工程設(shè)計(jì)過(guò)程，既是設(shè)計(jì)的靈魂，也是整個(gè)建設(shè)過(guò)程的靈魂。
二、概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用
結(jié)構(gòu)分析作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最精華的部分，該階段也最能體現(xiàn)概念設(shè)計(jì)的精髓。結(jié)構(gòu)分析是分析結(jié)構(gòu)在外荷載或作用下，其結(jié)構(gòu)自身的內(nèi)力、變形行為。因此，要做好結(jié)構(gòu)分析，必須得把握好兩方面的內(nèi)容：一是外荷載或作用的合理確；二是結(jié)構(gòu)自身內(nèi)力、變形行為。
外荷載及作用作用于結(jié)構(gòu)上，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部是如何傳遞分配的是看不見(jiàn)摸不著的，但這種分配與傳遞確實(shí)實(shí)在在地存在著。在結(jié)構(gòu)中，分散的荷載匯集到板上，通過(guò)板，荷載傳遞到梁上，再由梁匯集到墻柱上，墻柱將荷載傳遞到基礎(chǔ)上，最后基礎(chǔ)將荷載匯集到大地上。（見(jiàn)附圖）
結(jié)構(gòu)中的荷載在傳遞過(guò)程中，傳力途徑突然干擾或者遇到剛度突變，此時(shí)將產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)域，這些區(qū)域成為危險(xiǎn)區(qū)。因而，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需遵循剛度均勻的原則，不至產(chǎn)生過(guò)大的突變，引起力流傳遞的突變。遵循力流的傳遞，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖崂恚苑奖懔α鞯臅惩āＴ?a href="http://jxqp.net/haowen/52497.html" target="_blank">建筑結(jié)構(gòu)中，力流主要有兩方面，水平力流和豎向力流。豎向力流沿著板梁柱墻至基礎(chǔ)地基傳遞，水平力流作用于結(jié)構(gòu)樓層及側(cè)面上，通過(guò)豎向構(gòu)件的拉壓作用傳至基礎(chǔ)地基。任何力流最后都傳至地基上。力流在傳遞過(guò)程中，主要受結(jié)構(gòu)內(nèi)部因素剛度影響較大，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)原理，可知力流是按剛度來(lái)分配傳遞的，剛度是影響力流傳遞的主要因素。如豎向力流在傳遞過(guò)程中總是先至板，再至次梁，再至主梁，通過(guò)主梁再傳至墻柱，而不是直接傳至柱。是跟各構(gòu)件的相對(duì)剛度有關(guān)的。由于次梁剛度較小于主梁剛度，（這里的剛度不是截面剛度，而是構(gòu)件剛度。與截面大小、構(gòu)件尺度及邊界條件均有關(guān)系）因而，主梁一般起支撐次梁作用。
（1）轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。即上部的豎向構(gòu)件在某層通過(guò)水平構(gòu)件轉(zhuǎn)換豎向力流，然后再傳至旁位豎向構(gòu)件。根據(jù)力流的分析過(guò)程可知，該種結(jié)構(gòu)傳力不通暢，在力流改變途徑處，力流集中，形成危險(xiǎn)區(qū)域，需要采取加強(qiáng)措施。對(duì)有轉(zhuǎn)換層的高層建筑,希望是低位轉(zhuǎn)換而不是高位轉(zhuǎn)換,且要求轉(zhuǎn)換層上下層的抗側(cè)剛度有一定的連續(xù)性而不是突變的,因而規(guī)范規(guī)定底部1~ 2層大空間的剪力墻結(jié)構(gòu),其轉(zhuǎn)換層上下層的剪切剛度比宜接近1，非抗震設(shè)計(jì)時(shí)的不應(yīng)大于3，抗震設(shè)計(jì)時(shí)的剪切剛度比不宜大于2。厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層位置上下層其變形曲線也有突變?；诖嗽颍O(shè)計(jì)時(shí)一般不常用厚板式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)。
（2）框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)由框架和剪力墻兩種豎向構(gòu)件組建而成，通過(guò)樓板連接使二者協(xié)同作用。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)保證樓板能協(xié)調(diào)框架和剪力墻。樓板的協(xié)調(diào)作用是通過(guò)樓板水平放置的深梁來(lái)實(shí)現(xiàn)的。故規(guī)范規(guī)定“一、二級(jí)抗震墻的洞口連梁跨高比不宜大于5，且梁截面高度不宜小于400mm，”意即要求連梁的剛度不宜太??；在規(guī)范中，還規(guī)定了剪力墻之間距離的要求，這是樓板能起協(xié)同作用的保證。在水平力流下，由于樓板的協(xié)同，框架和剪力墻能協(xié)同工作。由于框架和剪力墻剛度的巨大差距，剪力墻對(duì)水平力流傳遞的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于框架部分。因此，常規(guī)框架剪力墻結(jié)構(gòu)一般把剪力墻作為第一道防線，而框架部分僅作為次防線。這樣剪力墻的要求需較高，而框架部分的要求則可適當(dāng)降低。這也是結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中的重要思想之一，重點(diǎn)部分重點(diǎn)對(duì)待。
（3）樓板荷載的傳遞總是遵循向剛度大的部分傳遞。如果板兩方向的尺度大致相等，則力流通過(guò)板面向四面?zhèn)鬟f，隨著兩方向尺度差距的拉大，荷載逐步加大向尺度?。磩偠却螅┑囊环絺鬟f，當(dāng)相比達(dá)到2時(shí)。則力流百分之九十四都通過(guò)短向傳至邊界了。再如雙向梁體系，誰(shuí)作為支撐梁的問(wèn)題。在實(shí)際受力分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，總是剛度大的梁作為剛度小的梁的支座。通過(guò)以上幾個(gè)簡(jiǎn)單的工程實(shí)例發(fā)現(xiàn)，力流在結(jié)構(gòu)中的傳遞總是喜好于向剛度大的構(gòu)件傳遞。這也是在設(shè)計(jì)過(guò)程中引導(dǎo)力流的方向的措施。如實(shí)際工程中雙向井字梁的布置，如果兩方向尺度相差較大，而我們又希望荷載均勻傳遞至四周，則可以通過(guò)斜向布置梁，來(lái)達(dá)到荷載的均勻傳遞。這也是通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度來(lái)引導(dǎo)力流的措施。
三、抗震設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)剛度可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的變形間接反映，由能量原理知道，力與變形的積分就是功。由于變形分塑性和脆性之分，即變形量是不一樣的。因而，各種變形能積累的能量是不一樣的。而在結(jié)構(gòu)抗震工程設(shè)計(jì)中，能量是一個(gè)很重要的概念。因?yàn)榈卣鹌浔举|(zhì)就是一個(gè)能量釋放的過(guò)程。僅利用結(jié)構(gòu)的彈性性能抵抗強(qiáng)烈地震是不明智的。正確的做法是同時(shí)利用結(jié)構(gòu)彈塑性階段的性能，通過(guò)結(jié)構(gòu)一定限度內(nèi)的塑性變形來(lái)消耗地震輸入結(jié)構(gòu)的能量。
抗震設(shè)計(jì)就是要設(shè)計(jì)出能接受地震所賦予其能量而不至倒塌的結(jié)構(gòu)。這就要求結(jié)構(gòu)要具備一定的延性。規(guī)范中，用延性指標(biāo)來(lái)表達(dá)。根據(jù)能量的原理知道，變形性能好（即延性好）的材料積累同樣的能量需要的結(jié)構(gòu)抗力就小，這也是規(guī)范規(guī)定各種材料的可靠度指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)。為了達(dá)到同樣的安全度。延性差的材料其抗力承載力要求就高。這也是中外規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)延性構(gòu)造要求不一致的原因之一，由于我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)的抗力設(shè)計(jì)值較國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家低，為滿足一定的地震安全要求，在設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)各種各樣的構(gòu)造措施和耗能手段來(lái)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的延性。
四、概念設(shè)計(jì)在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
基礎(chǔ)是建筑物和地基之間的連接體?；A(chǔ)把建筑物豎向體系傳來(lái)的荷載傳給地基。豎向結(jié)構(gòu)體系(柱、墻、井筒）將荷載集中于點(diǎn)，或分布成線形，但是作為最終職稱結(jié)構(gòu)的地基，提供的是一種分布的承載能力。如果地基的承載能力足夠，則基礎(chǔ)的分布方式可與豎向結(jié)構(gòu)的分布方式相同。但有時(shí)由于土或荷載的條件，需要采用滿鋪的筏形基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)有擴(kuò)大地基接觸面的優(yōu)點(diǎn)，但與獨(dú)立基礎(chǔ)相比，它的造價(jià)通常要高的多，因此只在必要時(shí)才使用。不論哪一種情況，基礎(chǔ)的概念都是把集中荷載分散到地基上，使荷載不超過(guò)地基的長(zhǎng)期承載能力。因此，分散的程度與地基的承載力成反比。
在有些情況下，柱子可以直接職稱在下面的方形基礎(chǔ)上，墻則職稱在沿墻長(zhǎng)度方向布置的條形基礎(chǔ)上。當(dāng)建筑物只有幾層高時(shí)，只需要把墻下的條形基礎(chǔ)和柱下的方形基礎(chǔ)結(jié)合使用，就常常足以把荷載傳遞給地基。這些單獨(dú)的基礎(chǔ)可用基礎(chǔ)梁連接起來(lái)，以加強(qiáng)基礎(chǔ)抵抗地震的能力。只是在地基非常軟弱，或者建筑物比較高（如在10層或20層以上，并產(chǎn)生很大的傾覆力）的情況下，才需要采用筏形基礎(chǔ)。多數(shù)建筑物的豎向結(jié)構(gòu)，墻、柱及井筒都可以用各自的基礎(chǔ)分別支撐在地基上。中等地基調(diào)教可以要求增設(shè)拱式或預(yù)應(yīng)力梁式的基礎(chǔ)鏈結(jié)構(gòu)件。這樣可以比獨(dú)立基礎(chǔ)更均勻的分布荷載。因?yàn)樗鼈儾恍枰ㄟ^(guò)受彎偏斜來(lái)傳播荷載。
結(jié)束語(yǔ)
把握概念設(shè)計(jì)是做好工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。本文從建筑物承受外荷載著手，分析了荷載的傳遞，剛度的影響到能量理論的運(yùn)用做了簡(jiǎn)單的探究。通過(guò)分析可知，荷載是外部因素，剛度是內(nèi)部因素，而能量原理是本質(zhì)。抓住影響結(jié)構(gòu)的主要因素，正確恰當(dāng)運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，才能成為一名合格的設(shè)計(jì)師。參考文獻(xiàn)
[1]張?jiān)?李盛勇.剛度理論在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用和體現(xiàn)[J].建筑結(jié)構(gòu).2003，33(02)；6-10.
[2] 林同炎,S?D?斯多臺(tái)斯伯利.混結(jié)構(gòu)概念和體系[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2009.
中圖分類號(hào)： TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
0引言
建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵，是優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效手段。設(shè)計(jì)中經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員都善于運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)理念和創(chuàng)新思維統(tǒng)一到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)合自身積累的經(jīng)驗(yàn)，統(tǒng)籌整體來(lái)解決工作中遇到的各種不確定因素及問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)。本文就以建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要意義為切入點(diǎn)，來(lái)探討建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的方法。1.建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的意義
隨著人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的日益提高，設(shè)計(jì)行業(yè)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)的意義，不光是因?yàn)樗钦宫F(xiàn)設(shè)計(jì)師先進(jìn)設(shè)計(jì)思維的關(guān)鍵，也是因?yàn)樗苡行б?guī)避結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和計(jì)算理論中存在的些許不完美及不可計(jì)算性，諸如混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其內(nèi)力計(jì)算是基于彈性理論的計(jì)算方法，而截面設(shè)計(jì)則是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，這樣就使計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)相差甚遠(yuǎn)，此時(shí)為了彌補(bǔ)此類理論計(jì)算的缺陷，或?qū)崿F(xiàn)對(duì)實(shí)際存在的那些無(wú)法計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，運(yùn)用合理的概念設(shè)計(jì)及構(gòu)造措施能夠很好的處理此類矛盾，是解決此類問(wèn)題的較好辦法。另外，概念設(shè)計(jì)之所以意義重大還有一面重要的原因在于：它對(duì)建筑結(jié)構(gòu)初步方案設(shè)計(jì)十分重要，因?yàn)橥ǔ３醪皆O(shè)計(jì)一般由于時(shí)間限制是不能夠借助電算來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這就需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，結(jié)合自身累積的經(jīng)驗(yàn)，在特定的建筑空間中運(yùn)用整體概念，在整體結(jié)構(gòu)上把握構(gòu)件各種受力性能，合理的處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)間的關(guān)系，進(jìn)行科學(xué)的判斷和取舍，選擇安全經(jīng)濟(jì)的初步結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)而便于高效的完成建筑結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)。
2建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的方法
傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)似乎重點(diǎn)都放在了如何提高結(jié)構(gòu)的抗力上，設(shè)計(jì)人員聚焦于設(shè)計(jì)不超過(guò)最大配筋率等即為的合格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而忽略了混凝土的等級(jí)越用越高，配筋量越來(lái)越大，造價(jià)越來(lái)越高的問(wèn)題，使得肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)等常出現(xiàn)于結(jié)構(gòu)中，雖說(shuō)合法合理合規(guī)，但也不可墨守成規(guī)，運(yùn)用合理的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)能夠拓寬設(shè)計(jì)思路，能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的精美完善又合理合規(guī)，豈不是一箭雙雕的事情。筆者以下就從結(jié)構(gòu)體系、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算和建筑平面結(jié)構(gòu)等方面來(lái)說(shuō)明其概念設(shè)計(jì)的方法，發(fā)表拙見(jiàn)如下：
2.1結(jié)構(gòu)體系的概念設(shè)計(jì)法。建筑結(jié)構(gòu)分地上結(jié)構(gòu)部分和地下部分兩部分，在處理結(jié)構(gòu)體系概念設(shè)計(jì)時(shí)，要注意處理好上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間的聯(lián)系，設(shè)計(jì)可將上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)當(dāng)做一個(gè)緊密的整體來(lái)考慮。遇到磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可用構(gòu)造柱和圈橫梁作為銜接材料，保證上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)間的銜接處理，同時(shí)設(shè)計(jì)還要注意保持磚混結(jié)構(gòu)的豎向均勻，避免出現(xiàn)不均勻沉降。對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除應(yīng)注意上述問(wèn)題外，還應(yīng)不斷完善豎向受力構(gòu)件的計(jì)算，適當(dāng)減少短柱的應(yīng)用，避免基礎(chǔ)受力不均勻而導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降差，以免影響到建筑的結(jié)構(gòu)安全?？捎玫姆椒ㄊ且罁?jù)高層建筑的荷載力適當(dāng)擴(kuò)展底層柱截面，并開(kāi)槽柱截面，將矩形柱簡(jiǎn)化為田型柱，增加柱子本身的長(zhǎng)細(xì)比值，強(qiáng)化抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，提升建筑結(jié)構(gòu)體系整體的承載力。2.2建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)概念設(shè)計(jì)的方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)猶如人的腳，腳站得穩(wěn)才能更好的支撐整體身架，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)十分重要，概念設(shè)計(jì)從結(jié)構(gòu)整體入手，可依據(jù)建筑物的地理位置及選定的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)宗旨選擇使用樁基基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)還是筏形基礎(chǔ)等基礎(chǔ)形式。使用樁基結(jié)構(gòu)時(shí)，可用預(yù)制鋼筋混凝土樁、混凝土灌注樁或鋼管樁，將荷載通過(guò)樁體直接傳到地基下部堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)持力層。使用箱型基礎(chǔ)等連體性較好的基礎(chǔ)時(shí)，通常建筑物的上部荷載能夠均勻地傳給地基，較好抵抗地基不均勻沉降，并能和周圍土體的共同協(xié)作，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中常用此法。當(dāng)建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載較大，地基的承載力較低，使用筏形基礎(chǔ)這種結(jié)構(gòu)可以有效分散建筑上部的荷載，降低地基反力。設(shè)計(jì)中還需注意的是若遇到地基土質(zhì)較軟的情況，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者一定要考慮到使用人工處理方法來(lái)增強(qiáng)地基的承載能力。
2.3建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)法。傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)通常是根據(jù)初定的尺寸、砼等級(jí)計(jì)算結(jié)構(gòu)剛度，再依據(jù)結(jié)構(gòu)剛度計(jì)算出地震力，隨后算配筋?？稍O(shè)計(jì)者都知道剛度越大，地震作用效應(yīng)越大，配筋則越多，剛度越大地震力就越強(qiáng)，進(jìn)而為抵御地震而配的鋼筋，增加了結(jié)構(gòu)剛度，反而使地震作用效應(yīng)增強(qiáng)。運(yùn)用概念設(shè)計(jì)拓展思路，為何要居于一處，何不考慮降低作用效應(yīng)呢？所以概念設(shè)計(jì)的引入使得隔震消能的研究就成為一個(gè)好例子，隔震消能通常是在基礎(chǔ)與主體之間設(shè)置柔性隔震層，加設(shè)消能支撐，或在建筑物頂部裝 “反擺”（地震時(shí)反擺的位移方向與建筑頂部位移剛好相反，從對(duì)建筑物的振動(dòng)加大阻尼作用，降低加速度，減少建筑物的位移，來(lái)降低地震作用效應(yīng)）?？傊?，合理進(jìn)行抗震概念設(shè)計(jì)可有效降低地震作用效應(yīng)，雖說(shuō)隔震消能在我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)界還未得到廣泛應(yīng)用，但也處于正在研究發(fā)展階段，相信隨著概念設(shè)計(jì)的深入還會(huì)有更好的方法出現(xiàn)。
2.4結(jié)構(gòu)計(jì)算概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)雖說(shuō)是站在宏觀整體角度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行的總體設(shè)計(jì)，但也并不是對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算的完全否定，而是更注重將概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算的統(tǒng)一結(jié)合與綜合運(yùn)用，進(jìn)而形成完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。整個(gè)結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程中重點(diǎn)注重的是計(jì)算簡(jiǎn)圖的計(jì)算和選用，常用辦法即簡(jiǎn)化荷載作用，破壞構(gòu)件約束形態(tài)，從而達(dá)到實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的滿足和適用。另外在兩者相結(jié)合統(tǒng)一的同時(shí)，結(jié)構(gòu)計(jì)算也是概念設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用先進(jìn)的電算化程序進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)，更有利于實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)的統(tǒng)籌與判斷，使建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)達(dá)到最佳狀態(tài)。
2.5建筑平面結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)來(lái)解決高層建筑中，水平荷載作用下建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移的設(shè)計(jì)難題是十分必要的，設(shè)計(jì)時(shí)要全面分析綜合考慮，在滿足相關(guān)要求的同時(shí)，還要考慮選擇較好的抗側(cè)力體系來(lái)解決。在設(shè)計(jì)平面結(jié)構(gòu)時(shí)，要綜合分析新建建筑周邊的建筑，掌握周邊建筑對(duì)所建建筑風(fēng)壓布局的影響，盡量選用風(fēng)壓較小的結(jié)構(gòu)體型，同時(shí)在進(jìn)行平面設(shè)計(jì)時(shí)不要忘了考慮增強(qiáng)建筑物的抵抗能力和豎向的荷載，力求設(shè)計(jì)出的建筑平面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單規(guī)則，美觀大方且完善得體。
3總結(jié)
建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者即要站在理論的基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方方面面進(jìn)行合理的分析與統(tǒng)計(jì)，推測(cè)出可能出現(xiàn)的結(jié)果及影響，并針對(duì)設(shè)計(jì)中難以精確計(jì)算和測(cè)量的問(wèn)題，依據(jù)豐富經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行重新審核和計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。又要站在宏觀的角度對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性進(jìn)行把握，考慮整體結(jié)構(gòu)與分支結(jié)構(gòu)的融合程度、適應(yīng)程度及匹配程度，以達(dá)到整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的和諧與統(tǒng)一?？傊还茉趺炊x，用發(fā)展的眼光來(lái)看，建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)且重要的思維創(chuàng)新，得到了設(shè)計(jì)界的一致認(rèn)可，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，相信隨著時(shí)代的進(jìn)步此種設(shè)計(jì)理念會(huì)更加完善，必定會(huì)成為未來(lái)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流。而文章筆者發(fā)表的關(guān)于結(jié)構(gòu)體系、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算和建筑平面結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)方法只是個(gè)人的一些拙見(jiàn)，論述不成熟之處望多提寶貴意見(jiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]鄭軍輝;概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];城市建筑;2012年11期
[2]高鵬;喬可義;重視概念設(shè)計(jì),提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量[J];黑龍江科技信息;2011年03期
[3]張廣生;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施[J];中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品;2011年06期
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；概念設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)對(duì)策
一個(gè)建筑物在進(jìn)行實(shí)體建造之前需要有一個(gè)初步的設(shè)想，這個(gè)設(shè)想即是建筑設(shè)計(jì)。要想保證建設(shè)工程的安全性以及科學(xué)性，就必須對(duì)建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。當(dāng)今社會(huì)，工程科技快速發(fā)展，人們居住理念不斷提升，要求建筑結(jié)構(gòu)要發(fā)展多元化，同時(shí)需求也要多樣化，這也將對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成很大的壓力。因此，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提高進(jìn)行研究很有必要。
1 概念設(shè)計(jì)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性
1.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的中心思想就是概念設(shè)計(jì)
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，將整體的概念應(yīng)用于一個(gè)特定的建筑空間，最后實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)，這也是一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師主要的任務(wù)。概念設(shè)計(jì)可以體現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的本質(zhì)，一般情況下人們的普遍想法是，一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師對(duì)概念設(shè)計(jì)成果的完善以及創(chuàng)新，將會(huì)在他們工作年限不斷增加的過(guò)程中處理得越來(lái)越到位，然而這個(gè)規(guī)律只是一種假設(shè)，它只有在不被外部的一些條件加以約束限制的前提下才會(huì)出現(xiàn)。
在進(jìn)行實(shí)際的操作時(shí)，伴隨著不斷明確細(xì)化的社會(huì)分工，對(duì)于大多數(shù)的結(jié)構(gòu)工程師，他們不僅專業(yè)知識(shí)十分陳舊，而且缺乏概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，在進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)實(shí)施工作時(shí)，他們也會(huì)十分依賴那些設(shè)計(jì)手冊(cè)以及規(guī)范，抑或是進(jìn)行模仿性質(zhì)的創(chuàng)新，同時(shí)他們害怕于突破性以及自主性的創(chuàng)新，嚴(yán)重的甚至?xí)a(chǎn)生抵觸的情緒對(duì)于新的工藝以及建筑方面的新技術(shù)。
1.2 優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)有利于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)
在當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)一體化已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，這些結(jié)構(gòu)工程師在使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理而獲得的設(shè)計(jì)結(jié)果，它們存在的不合理甚至產(chǎn)生的錯(cuò)誤都沒(méi)有被結(jié)構(gòu)工程師及時(shí)地發(fā)現(xiàn)，就是因?yàn)樗鼈冞^(guò)分地信賴計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)處理結(jié)果。同時(shí)這也就導(dǎo)致了它們失去了學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的信念，這個(gè)信念就是要獨(dú)立自主地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由此也導(dǎo)致了這些結(jié)構(gòu)工程師很難在創(chuàng)新上出現(xiàn)突破性的進(jìn)展。
概念設(shè)計(jì)十分重要有個(gè)最主要的原因，就是由于計(jì)算理論以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論這二者有很多的不可計(jì)算性以及缺陷性。例如在設(shè)計(jì)混凝土的結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師是使用彈性理論這個(gè)計(jì)算方法來(lái)計(jì)算內(nèi)力，然而在進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí)，卻是使用的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，這個(gè)設(shè)計(jì)方法是基于塑性理論的。由于這個(gè)計(jì)算結(jié)果十分矛盾，就導(dǎo)致了設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)與計(jì)算結(jié)果相比，具有很大的差別，所以有必要對(duì)計(jì)算方法以及計(jì)算理論造成的差別進(jìn)行彌補(bǔ)，要達(dá)到滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這個(gè)目標(biāo)，就需要應(yīng)用非常優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)對(duì)策。
1.3 概念設(shè)計(jì)對(duì)初步設(shè)計(jì)階段的作用顯著
具有高精度是計(jì)算機(jī)處理的設(shè)計(jì)結(jié)果非常顯著的一個(gè)特征，通常情況下，這會(huì)造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師誤解結(jié)構(gòu)工作性能，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須培養(yǎng)較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)概念，只有這樣才能夠?qū)Y(jié)構(gòu)工作性能理解得更加客觀以及真實(shí)。從另一個(gè)角度出發(fā)，在設(shè)計(jì)方案的初步階段才得以使概念設(shè)計(jì)的重要性明顯體現(xiàn)，這是因?yàn)樵诔醪皆O(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要完全依賴自身的專業(yè)知識(shí)，對(duì)知識(shí)加以運(yùn)用，最后經(jīng)過(guò)不斷地進(jìn)行優(yōu)化以及組合才完成，因此結(jié)構(gòu)工程師要加強(qiáng)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)概念，才可以在設(shè)計(jì)工作中做到游刃有余。
2 概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)對(duì)策在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
《結(jié)構(gòu)概念和體系》這本書(shū)是由美國(guó)工程院院士林同炎所著的，書(shū)中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)實(shí)例以及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)都進(jìn)行深刻而廣泛的闡述分析。同時(shí)指出，在進(jìn)行規(guī)劃結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)時(shí)，可以用整體概念，并且指出了結(jié)構(gòu)各分體系間的相互力學(xué)關(guān)系以及總體系設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化近似方法。這為建筑師以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員能夠創(chuàng)造性地相互配合彼此的設(shè)計(jì)，并且讓設(shè)計(jì)出的建筑物達(dá)到人們的需求以及認(rèn)可都提供了良好的借鑒。
2.1 結(jié)構(gòu)效率與概念設(shè)計(jì)
在一定程度上，概念設(shè)計(jì)所遵循的是整體工作的原則。尤其是在今天，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)變得非常普遍，這對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)知識(shí)掌握程度提出了更高的要求，他們只有在具備明確的整體結(jié)構(gòu)概念，才可以使他們?cè)O(shè)計(jì)出來(lái)的作品更加經(jīng)濟(jì)以及安全高效，同時(shí)還可以達(dá)到充分利用建筑材料的目的。換而言之，只有做出更好的概念設(shè)計(jì)，才可以更加高效率地應(yīng)用建筑材料。特別針對(duì)我國(guó)，作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，將建筑做到最好并且利用最少的資金，是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。所以，只有在設(shè)計(jì)時(shí)充分利用材料，才可以最大限度地增加材料的結(jié)構(gòu)效率。
有些構(gòu)件的材料利用率非常低，例如最普通的受彎構(gòu)件矩形截面梁，在應(yīng)用結(jié)構(gòu)概念進(jìn)行分析時(shí)可得知，這是由于它特有的受力特點(diǎn)所決定的，這是由于應(yīng)變梯度產(chǎn)生于梁的截面，
在構(gòu)件處于軸心受力的狀況下，就可以增加結(jié)構(gòu)材料的利用率，因此平面桁架這種形式就應(yīng)運(yùn)而生了。我們可以這樣理解平面桁架，把它看作“掏空”的梁，也就是把多余材料從梁中去除，不僅減輕自重又節(jié)省了成本；因此桁架的下弦對(duì)應(yīng)著梁的受拉鋼筋，上弦對(duì)應(yīng)著受壓邊。
2.2 結(jié)構(gòu)體系與協(xié)同工作
上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的關(guān)系是結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作的主要表現(xiàn)，因此必須將二者看作一個(gè)有機(jī)的整體，將他們結(jié)合以來(lái)一起處理。比如對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，將以構(gòu)造柱以及圈梁為依靠，把基礎(chǔ)以及上部結(jié)構(gòu)結(jié)合為一個(gè)整體，而不是僅僅以基礎(chǔ)本身的剛度為依靠，來(lái)防止不均勻沉降的現(xiàn)象出現(xiàn)，并且它也作為設(shè)置構(gòu)造柱以及圈梁的一個(gè)中心。
在進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)以及制造時(shí)，普遍存在著協(xié)同工作的概念，并且這個(gè)概念對(duì)于進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作而言，要達(dá)到讓結(jié)構(gòu)內(nèi)部的每一構(gòu)件滿足共同工作以及相互配合的要求，做到這一點(diǎn)，既要在極限的承載能力狀態(tài)下，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以協(xié)同工作以及共同承受存在的力，又要滿足使它們必須擁有共同的耐久壽命的要求，才可以使每一構(gòu)件在同一時(shí)刻達(dá)到極限狀態(tài)。
在理解協(xié)同工作時(shí)，也要求在結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)下，每一構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中都可以同時(shí)達(dá)到較高的應(yīng)力水平。此外，在進(jìn)行設(shè)計(jì)多層以及高層結(jié)構(gòu)時(shí)，要盡量不出現(xiàn)短柱，這樣做是要使承載能力同時(shí)處于最大狀態(tài)，此時(shí)同層的各柱都處于一樣的水平位移。對(duì)于梁的要求也是這樣，在同一榀框架中長(zhǎng)、短梁同時(shí)存在，也是非常不好的。在水平力的作用下，處于梁端的正、負(fù)彎矩非常大，而且短跨梁的剪力同樣也很大，這時(shí)豎向荷載所起的作用也就不明顯，協(xié)同工作原則是不允許這樣的設(shè)計(jì)的。
3 小結(jié)
本文對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)對(duì)策主要從以上幾個(gè)方面來(lái)分析?？紤]問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)不同也就導(dǎo)致分析的內(nèi)容有所區(qū)別，但只要是在遵循科學(xué)準(zhǔn)確的研究方法的前提下，所進(jìn)行的探討分析就是有價(jià)值的。要想促進(jìn)建筑工程的快速進(jìn)步與發(fā)展，還需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這項(xiàng)重要工作進(jìn)行深入研究。
參考文獻(xiàn)：
[1]趙百林.試論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)[J].建材與裝飾，2012 （14）.
[2]劉然.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施[J].科學(xué)時(shí)代，2013 （6）.
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；概念設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1 引言
概念設(shè)計(jì)是指在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師對(duì)結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力等一系列設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)的總體把握，概念設(shè)計(jì)不完全依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)，顧名思義，它要求設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)具有總體概念和定性分析的能力。具體地講，概念設(shè)計(jì)就是要求設(shè)計(jì)人員在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)結(jié)構(gòu)的選型、結(jié)構(gòu)分析計(jì)算、截面的設(shè)計(jì)以及細(xì)部的處理等方方面面，結(jié)合自身以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各種影響因素進(jìn)行全面詳細(xì)的考慮，在此基礎(chǔ)上，選擇合理的分析處理方式，最終完成一份優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
當(dāng)前隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，各種設(shè)計(jì)輔助軟件層出不窮，在一定程度上，這些設(shè)計(jì)輔助軟件為廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提供了非常多的便利，讓設(shè)計(jì)人員不再陷入各種費(fèi)時(shí)費(fèi)力的計(jì)算工作當(dāng)中，也進(jìn)一步提高了設(shè)計(jì)效率，縮短了設(shè)計(jì)周期，從這一角度來(lái)講，部分設(shè)計(jì)軟件的優(yōu)越性得到了大家的一致認(rèn)可。少部分設(shè)計(jì)人員對(duì)概念設(shè)計(jì)的重視程度相比以前，存在著一定程度的下滑。需要看到的是，當(dāng)前設(shè)計(jì)軟件智能化遠(yuǎn)未達(dá)到進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)的程度，因此不能迷信軟件，實(shí)踐證明的確存在著少部分設(shè)計(jì)人員由于過(guò)度依賴計(jì)算機(jī)，導(dǎo)致出現(xiàn)較為嚴(yán)重的設(shè)計(jì)失誤，所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員都應(yīng)該避免出現(xiàn)這種情況。
2 概念設(shè)計(jì)的重要性
（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然經(jīng)歷了多年的發(fā)展，已經(jīng)十分成熟，但時(shí)至今日結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍然存在著一定的不可計(jì)算性，由此帶來(lái)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中某些結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在無(wú)法計(jì)算的設(shè)計(jì)問(wèn)題，眾多設(shè)計(jì)實(shí)踐證明，此類問(wèn)題通過(guò)良好的概念設(shè)計(jì)以及通過(guò)采用合理的結(jié)構(gòu)措施都可以解決。另外，設(shè)計(jì)軟件計(jì)算結(jié)果數(shù)字化，久而久之，設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)也存在著一定的“數(shù)字化”，長(zhǎng)期發(fā)展下去必然導(dǎo)致設(shè)計(jì)的呆板、僵化。但概念設(shè)計(jì)很大程度上可以彌補(bǔ)當(dāng)前這一方面的缺失，經(jīng)過(guò)對(duì)概念設(shè)計(jì)的良好學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)自己的設(shè)計(jì)方案有更加直觀的認(rèn)識(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的工作性能也有更深刻的體會(huì)。
（2）概念設(shè)計(jì)對(duì)方案設(shè)計(jì)也有著重要影響，初步設(shè)計(jì)當(dāng)前還無(wú)法通過(guò)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此在這一階段，需要設(shè)計(jì)人員在沒(méi)有設(shè)計(jì)軟件高度精確的數(shù)據(jù)支持下，通過(guò)良好的概念設(shè)計(jì)能力，優(yōu)選出效果與經(jīng)濟(jì)性俱優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案。良好初步設(shè)計(jì)要求工程師不斷豐富自身的結(jié)構(gòu)概念知識(shí)，對(duì)各類結(jié)構(gòu)的工作性能有著清楚而深刻的認(rèn)識(shí)，并能夠在設(shè)計(jì)工作中靈活運(yùn)用。
3 概念設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容
概念設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容主要包含以下四個(gè)方面：
第一個(gè)方面是結(jié)構(gòu)體系，概念設(shè)計(jì)階段要重視結(jié)構(gòu)的選型、注重建筑物平面與立面布置的規(guī)則性、重視結(jié)構(gòu)體系的抗震與抗風(fēng)性能、對(duì)結(jié)構(gòu)體系的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行優(yōu)選。
第二個(gè)重要方面是結(jié)構(gòu)布局，要對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的布置進(jìn)行整體把握，合理分配，盡量確保結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度與承載力能夠合理布置，盡量規(guī)避采用不規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，避免出現(xiàn)傳力途徑間斷、結(jié)構(gòu)局部削弱或剛度發(fā)生突變、某些部位出現(xiàn)過(guò)大應(yīng)力集中等情況，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中的薄弱部位采取合理的抗震措施，確保結(jié)構(gòu)擁有足夠的變形能力的同時(shí)又能確保其薄弱層不發(fā)生轉(zhuǎn)移。
第三個(gè)重要方面是結(jié)構(gòu)構(gòu)件，要確保各個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件既有必要的抗震承載力與剛度，又擁有良好的承受非彈性變形的能力，可以設(shè)置多道抗震防線，保留一定數(shù)量的內(nèi)外剩余度，以保證結(jié)構(gòu)的局部破壞不會(huì)引發(fā)大范圍的倒塌。
第四個(gè)重要方面是結(jié)構(gòu)的連接，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接構(gòu)造是需要重點(diǎn)考慮的部位，要確保結(jié)構(gòu)各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接非?？煽俊⒕哂辛己玫难有砸约熬邆浜纳⒁欢芰康哪芰?，使得結(jié)構(gòu)具有良好的整體穩(wěn)定性。
4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題
（1）適宜剛度概念
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，合理地確定建筑物的剛度是非常重要的。建筑物的剛度不宜太大，剛度大，結(jié)構(gòu)自振周期就短，在地震時(shí)結(jié)構(gòu)所承受的地震作用就大，相對(duì)后果較重，且造成材料的浪費(fèi)；剛度也不宜過(guò)柔，過(guò)柔的建筑結(jié)構(gòu)在地震時(shí)就會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的變形，影響其強(qiáng)度、穩(wěn)定性和正常使用。
（2）充分認(rèn)識(shí)和掌握結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制和塑化歷程
建筑結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制一般分為樓層破壞機(jī)制和整體破壞機(jī)制，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生樓層破壞機(jī)制，因?yàn)檫@種破壞機(jī)制說(shuō)明結(jié)構(gòu)中存在著薄弱環(huán)節(jié)，即在其它構(gòu)件承載能力尚未充分發(fā)揮作用之前，整個(gè)結(jié)構(gòu)已經(jīng)提前破壞，設(shè)計(jì)人員的責(zé)任和主要任務(wù)就是努力實(shí)現(xiàn)理想的建筑結(jié)構(gòu)的整體破壞機(jī)制，就是正確布置和掌握塑性鉸出現(xiàn)的位置和出現(xiàn)順序。
（3）等強(qiáng)度與耗能設(shè)計(jì)原則
這是抗震結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真考慮的設(shè)計(jì)原則，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一定要避免由于設(shè)計(jì)考慮不周，或施工的局部缺陷，造成在水平作用下部分主要承重結(jié)構(gòu)提前破壞，整幢建筑物連續(xù)破壞的局面。在結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)上要注意加強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)，盡量做到等強(qiáng)度，在注意等強(qiáng)度設(shè)計(jì)原則的同時(shí)，一定要注意使建筑結(jié)構(gòu)在恰當(dāng)?shù)牟课痪哂心芟拇罅磕芰康男阅?，一個(gè)好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必定是一個(gè)好的耗能系統(tǒng)。在選擇主要耗能構(gòu)件時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）耗能構(gòu)件的屈服應(yīng)力仍然處于彈性階段工作的構(gòu)件的約束，即它們的屈服在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)該是局部性的，不至于引起整體破壞；（2）耗能構(gòu)件不應(yīng)選用主要承受豎向荷載的構(gòu)件，如柱、剪力墻等；3）為了更多地消耗地震能量，耗能構(gòu)件應(yīng)有相當(dāng)?shù)臄?shù)量，且這些耗能構(gòu)件應(yīng)有較好的延性。
（4）結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)原則
結(jié)構(gòu)延性一般用延性系數(shù)表示，它表示的是結(jié)構(gòu)極限變形與屈服變形的比值，該比值越大，結(jié)構(gòu)的延性越好，如果組成整體結(jié)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件均具有較好的延性，那么整體結(jié)構(gòu)本身會(huì)有較好的延性。
（5）強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)原則
強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)原則，其目的就是為了保證在強(qiáng)地震作用下，框架結(jié)構(gòu)塑性鉸首先在梁上發(fā)生而不在柱上發(fā)生，避免框架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)樓層破壞機(jī)制。
5概念設(shè)計(jì)的意義
（1）展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵
概念設(shè)計(jì)的根本宗旨，是在特定的建筑空間及地理?xiàng)l件下，用整體概念來(lái)考慮建筑結(jié)構(gòu)的總體方案，且能有意識(shí)地發(fā)揮和利用結(jié)構(gòu)總體系與分體系之間的力學(xué)特性與關(guān)系。運(yùn)用概念設(shè)計(jì)從整體上把握結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，方能對(duì)計(jì)算分析的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)判斷和合理取舍。在概念設(shè)計(jì)之初的方案階段，能迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較、分析與選擇，可采用概念性設(shè)計(jì)到工程中去。
（2）彌補(bǔ)設(shè)計(jì)、計(jì)算理論的不足
目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算水平難以有效地保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震、抗風(fēng)性能，尤其是抗震設(shè)計(jì)。以“5?12 汶川大地震”為代表的近幾年國(guó)內(nèi)外幾次震害的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)充分說(shuō)明，從某種意義上講，概念設(shè)計(jì)確實(shí)比分析計(jì)算更為重要。目前，現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和計(jì)算理論仍然存在著一些缺陷：如對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)力計(jì)算采用基于彈性理論的計(jì)算方法，而截面設(shè)計(jì)則采用是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，兩者的矛盾使計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)存在較大差距。為了彌補(bǔ)設(shè)計(jì)、計(jì)算理論的缺陷，或?qū)崿F(xiàn)對(duì)實(shí)際存在的大量難以計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，也需要概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來(lái)共同滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要。
（3）體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則與靈活
建筑物是一個(gè)完整的空間結(jié)構(gòu)，各構(gòu)件都在以相當(dāng)復(fù)雜的受力方式共同工作，而并非是獨(dú)立于總體結(jié)構(gòu)體系之外的單獨(dú)構(gòu)件。當(dāng)前在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)界，對(duì)具體空間結(jié)構(gòu)體系的整體研究上還存在著局限性，以至于在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了許多假定與簡(jiǎn)化方法。作為結(jié)構(gòu)工程師，一方面在設(shè)計(jì)過(guò)程中既要做到嚴(yán)格遵守和執(zhí)行相關(guān)的強(qiáng)制性規(guī)范和要求，堅(jiān)持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則不能改變，另一方面，又不應(yīng)盲目、教條、機(jī)械地照搬照抄，尤其是對(duì)推薦性規(guī)范和要求，應(yīng)把它作為一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的指導(dǎo)和參考意見(jiàn)，從而可在實(shí)際的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中做出更為正確的選擇。這就對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師提出了要求，要對(duì)整體結(jié)構(gòu)體系與各基本分體系之間的力學(xué)關(guān)系有更為透徹的認(rèn)識(shí)和深入的了解，把建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。
6 結(jié)束語(yǔ)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)歷經(jīng)多年的發(fā)展，目前已經(jīng)趨于成熟，尤其是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的科技爆發(fā)式發(fā)展，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也帶來(lái)了巨大的影響，工程軟件如雨后春筍般出現(xiàn)并在工程實(shí)踐中大量應(yīng)用，隨之出現(xiàn)了少部分設(shè)計(jì)人員過(guò)于依賴計(jì)算機(jī)技術(shù)，使設(shè)計(jì)偏離了其原有軌道。在這樣的時(shí)代背景下，概念設(shè)計(jì)成為一座將建筑與結(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起的橋梁，使得兩個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員在這一平臺(tái)上進(jìn)行溝通與交流。概念設(shè)計(jì)的存在，也是對(duì)純計(jì)算式設(shè)計(jì)一統(tǒng)天下的否定，但它又不是與結(jié)構(gòu)計(jì)算分析對(duì)立的，相反概念設(shè)計(jì)可以彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析當(dāng)前存在的不足，而且對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析提出了更高的要求，做到正確理解規(guī)范和靈活運(yùn)用規(guī)范，做到概念設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)的相輔相成，使結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)更加科學(xué)化與合理化，進(jìn)一步推動(dòng)計(jì)算機(jī)分析計(jì)算技術(shù)發(fā)展邁上新的臺(tái)階。
綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)具有舉足輕重的作用，可以說(shuō)得上是結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的靈魂。可喜的是，當(dāng)前越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)工程師開(kāi)始接受概念設(shè)計(jì)的思想，并逐步應(yīng)用到日常的設(shè)計(jì)工作中，概念設(shè)計(jì)正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱慈勉,尹小明.概念設(shè)計(jì)的意義和應(yīng)用分析[J].建筑技術(shù),2005,36(8):626-628.
[2]樊永華.概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].山西建筑,2008,34(12):84-85.
[3]高立人,方鄂華,錢稼茹.高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)[M].北京中國(guó)計(jì)劃版社，2005.
[4]張維斌.多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)釋疑及工程實(shí)例[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006.
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);抗震;概念設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):F407.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
地震災(zāi)害具有突發(fā)性,至今可預(yù)報(bào)性很低,給人類社會(huì)造成的損失嚴(yán)重是各類自然災(zāi)害中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。隨著建筑結(jié)構(gòu)抗震相關(guān)理論的不斷發(fā)展,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思路也經(jīng)歷了一系列的變化。設(shè)計(jì)思路經(jīng)歷了從彈性到非線性,從基于經(jīng)驗(yàn)到基于非線性理論,從單純保證結(jié)構(gòu)承載能力的“抗”到允許結(jié)構(gòu)屈服,并賦予結(jié)構(gòu)一定的非彈性變形能力的“耗”的一系列轉(zhuǎn)變。由于地震作用的隨機(jī)性、復(fù)雜性、藕聯(lián)性,每次地震所產(chǎn)生的波形各異,因而其對(duì)建筑物的作用各不相同,所產(chǎn)生的破壞程度也千差萬(wàn)別。因此,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮多方面因素,而切實(shí)做好抗震概念設(shè)計(jì)又顯得尤為重要。
一、抗震概念設(shè)計(jì)的含義
建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)是指在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí),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,從概念上,特別是從結(jié)構(gòu)總體上考慮抗震的工程決策,即正確地解決總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造,以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。
二、抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容
1、建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對(duì)抗震能力重要影響的認(rèn)識(shí)始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。馬那瓜有相距不遠(yuǎn)的兩幢高層建筑,一幢為十五層高的中央銀行大廈,另一幢為18層高的美洲銀行大廈。當(dāng)?shù)氐卣鹆叶裙烙?jì)為8度。一幢破壞嚴(yán)重,震后拆除;另一幢輕微損壞,稍加修理便恢復(fù)使用。研究發(fā)現(xiàn)破壞較輕的建筑平、立、剖均較規(guī)則、對(duì)稱;結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度、材料強(qiáng)度和質(zhì)量的分布也較均勻、連續(xù),而另一棟建筑則恰恰相反,導(dǎo)致產(chǎn)生嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)、抗剪不足等而破壞嚴(yán)重。
2、合理選擇建筑的結(jié)構(gòu)體系?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的關(guān)鍵問(wèn)題,結(jié)構(gòu)方案的選取是否合理,對(duì)安全性和經(jīng)濟(jì)性起決定性作用。
(1)結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑。要求結(jié)構(gòu)體系受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與實(shí)際表現(xiàn)相符合。
(2)應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則是結(jié)構(gòu)應(yīng)有必要的贅余度和內(nèi)力重分配的功能。諸多震后實(shí)例均印證了它的重要性,設(shè)計(jì)時(shí)要引起足夠重視。
(3)結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備必要的承載能力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。足夠的承載力和變形能力是需要同時(shí)滿足的。有較高的承載能力而缺少較大變形能力,如不加約束的砌體結(jié)構(gòu),很容易引起脆性破壞而倒塌。必要的承載能力和良好的變形能力的結(jié)合便是結(jié)構(gòu)在地震作用下具有的耗能能力。
3、提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性。結(jié)構(gòu)的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接的延性水平。規(guī)范對(duì)各類結(jié)構(gòu)采取的抗震措施,基本上是提高各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平。這些抗震措施如:采用水平向(圈梁)和豎向(構(gòu)造柱、芯柱)混凝土構(gòu)件,加強(qiáng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的約束,或采用配筋砌體;使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落,地震時(shí)不致喪失對(duì)重力荷載的承載能力;避免混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞(包括混凝土壓碎、構(gòu)件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結(jié)破壞)先于鋼筋的屈服;避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體和局部失穩(wěn),保證節(jié)點(diǎn)焊接部位(焊縫和母材)在地震時(shí)不致開(kāi)裂等等。
4、抗震設(shè)計(jì)要注重非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機(jī)電設(shè)備,自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接,應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。結(jié)合相關(guān)震后資料,啟示如下:(1)附著于樓、屋面結(jié)構(gòu)上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接或錨固,避免地震時(shí)倒塌傷人或砸壞重要設(shè)備;(2)圍護(hù)墻和隔墻應(yīng)考慮對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的不利影響,避免不合理設(shè)置而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的破壞;(3)幕墻、裝飾貼面與主體結(jié)構(gòu)應(yīng)有可靠連接,避免地震時(shí)脫落傷人;(4)安裝在建筑上的附屬機(jī)械、電氣設(shè)備系統(tǒng)的支座和連接應(yīng)符合地震時(shí)使用功能的要求,且不應(yīng)導(dǎo)致相關(guān)部件損壞。
三、結(jié)束語(yǔ)
“5.12”汶川大地震后,國(guó)家對(duì)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》重新進(jìn)行了修定,不難看出新的規(guī)范對(duì)于抗震概念設(shè)計(jì)提出了更高的要求。一幢抗震性能優(yōu)良的建筑除了進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)計(jì)算之外,概念設(shè)計(jì)更為重要。作為結(jié)構(gòu)工程師來(lái)說(shuō),必須使這一理念貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中,既要嚴(yán)格把握好設(shè)計(jì)的大原則,又要全面考慮諸多因素,最終才能保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性,為社會(huì)創(chuàng)造更多精品工程。
(作者單位:河北能源工程設(shè)計(jì)有限公司)
主要參考文獻(xiàn):
[1]GB50011-2001,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2008年版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu) 抗震 概念設(shè)計(jì)
一、關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的概述
我國(guó)結(jié)構(gòu)計(jì)算理論經(jīng)歷了經(jīng)驗(yàn)估算、容許應(yīng)力法、破損階段計(jì)算、極限狀態(tài)計(jì)算,到目前普遍采用的概率極限狀態(tài)理論等階段?，F(xiàn)行的《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068-2001)則采用以概率理論為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,以使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)得以符合技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的原則。概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法更科學(xué)、更合理,但該法在運(yùn)算過(guò)程中還帶有一定程度近似,只能視作近似概率法,并且僅憑極限狀態(tài)設(shè)計(jì)也很難估算建筑物的真正承載力。事實(shí)上,建筑物是一個(gè)空間結(jié)構(gòu),各種構(gòu)件以相當(dāng)復(fù)雜的方式共同工作,并非是脫離結(jié)構(gòu)體系的單獨(dú)構(gòu)件。
地震具有隨機(jī)性、不確定性和復(fù)雜性,要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù),目前是很難做到的。而建筑物本身又是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng),在遭受地震作用后其破壞機(jī)理和破壞過(guò)程十分復(fù)雜。且在結(jié)構(gòu)分析方面,由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種因素,也存在著不確定性。因此,結(jié)構(gòu)工程抗震問(wèn)題不能完全依賴“計(jì)算設(shè)計(jì)”解決。應(yīng)立足于工程抗震基本理論及長(zhǎng)期工程抗震經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的工程抗震基本概念,從“概念設(shè)計(jì)”的角度著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng),按照結(jié)構(gòu)的破壞過(guò)程,靈活運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基本問(wèn)題,既注意總體布置上的大原則,又顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)構(gòu)造,從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。
二、抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則與要求
1.選擇有利場(chǎng)地。造成建筑物震害的原因是多方面的,場(chǎng)地條件是其中之一。由于場(chǎng)地因素引起的震害往往特別嚴(yán)重,而且有些情況僅僅依靠工程措施來(lái)彌補(bǔ)是很困難的。因此,選擇工程場(chǎng)址時(shí),應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)勘察,搞清地形、地質(zhì)情況,挑選對(duì)建筑抗震有利的地段,盡可能避開(kāi)對(duì)建筑抗震不利的地段,任何情況下均不得在抗震危險(xiǎn)地段上建造可能引起人員傷亡或較大經(jīng)濟(jì)損失的建筑物。
對(duì)建筑抗震有利的地段,一般是指位于開(kāi)闊平坦地帶的堅(jiān)硬場(chǎng)地土或密實(shí)均勻中硬場(chǎng)地土。建造于這類場(chǎng)地上的建筑一般不會(huì)發(fā)生由于地基失效導(dǎo)致的震害,從而可從根本上減輕地震對(duì)建筑物的影響。對(duì)建筑抗震不利的地段,就地形而言,一般是指條狀突出的山嘴、孤立的山包和山梁的頂部、高差較大的臺(tái)地邊緣、非巖質(zhì)的陡坡、河岸和邊坡的邊緣;就場(chǎng)地土質(zhì)而言,一般是指軟弱土、易液化土、故河道、斷層破碎帶、暗埋塘浜溝谷或半挖半填地基等,以及在平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的地段。
2.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,就能從根本上保證房屋具有良好的抗震性能。
經(jīng)驗(yàn)表明,簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱的建筑抗震能力強(qiáng),在地震時(shí)不易破壞;反之,如果房屋體形不規(guī)則,平面上凸出凹進(jìn),立面上高低錯(cuò)落,在地震時(shí)容易產(chǎn)生震害。而且,簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱結(jié)構(gòu)容易準(zhǔn)確計(jì)算其地震反應(yīng),可以保證地震作用具有明確直接的傳遞途徑,容易采取抗震構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理。
3.選擇合理的結(jié)構(gòu)形式。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。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)等;按結(jié)構(gòu)形式分類,目前常見(jiàn)的有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)體系的確定受到抗震設(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)條件等諸多因素影響,是一個(gè)綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題,需進(jìn)行周密考慮確定。
抗震規(guī)范對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系主要有以下規(guī)定:①結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑;②結(jié)構(gòu)體系宜具有多道抗震防線,應(yīng)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亓奢d的承載能力;③結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有必要的抗震承載力,良好的變形能力和耗能能力;④結(jié)構(gòu)體系宜具有合理的剛度和承載力分布,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;⑤結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性宜相近,在結(jié)構(gòu)布置時(shí),應(yīng)遵循平面布置對(duì)稱、立面布置均勻的原則,以避免質(zhì)心和剛心不重合而造成扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和產(chǎn)生薄弱層。
4.提高結(jié)構(gòu)的延性。結(jié)構(gòu)的延性可定義為結(jié)構(gòu)在承載力無(wú)明顯降低的前提下發(fā)生非彈性變形的能力。結(jié)構(gòu)的延性反映了結(jié)構(gòu)的變形能力,是防止在地震作用下倒塌的關(guān)鍵因素之一。
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。而結(jié)構(gòu)延性和耗能的大小,取決于構(gòu)件的破壞形態(tài)及其塑化過(guò)程,彎曲構(gòu)件的延性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于剪切構(gòu)件,構(gòu)件彎曲屈服直至破壞所消耗的地震輸入能量,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于構(gòu)件剪切破壞所消耗的能量。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)煎弱彎、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)。
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)， 概念設(shè)計(jì)， 原則
Abstract: along with the social economy, the rapid development of science and technology and people life quality rise ceaselessly, the structure design also put forward higher and demand. In this paper, the author briefly expounds the meaning of building structure design and general principles, and together with the many years of work experience, and put forward the concept of the scientific method design to improve the design level of way, so as to ensure the engineering quality, protect people's life safety.
Keywords: building structure, concept design, principles
中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1 前言
從設(shè)計(jì)理念來(lái)講，概念設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)人員在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，不是依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)，而是從實(shí)際出發(fā)，由自身經(jīng)驗(yàn)積累形成對(duì)結(jié)構(gòu)的合理形式、結(jié)構(gòu)變形以及內(nèi)力等設(shè)計(jì)關(guān)鍵要素具有總體的概念和進(jìn)行定性分析的能力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)的宗旨是在特定的建筑空間及環(huán)境條件下，用整體概念來(lái)考慮結(jié)構(gòu)的總體方案，并能有意識(shí)地發(fā)揮和利用結(jié)構(gòu)總體系和各基本分體系之間的力學(xué)特性與關(guān)系。
英國(guó)著名的鋼筋混凝土教授雷諾說(shuō)過(guò)：“準(zhǔn)確的判斷對(duì)結(jié)構(gòu)的安全、經(jīng)濟(jì)效益和精確計(jì)算起到同樣的重要作用”。自覺(jué)掌握和運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的方法．是提高設(shè)計(jì)水平的一個(gè)有效途徑。
2 建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的原則
2.1 結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性、規(guī)則性和均勻性
應(yīng)將復(fù)雜的變成簡(jiǎn)單。將結(jié)構(gòu)的受力與傳力途徑設(shè)計(jì)成越簡(jiǎn)單、直接和明確就越好。盡可能避免出現(xiàn)以抗扭為主導(dǎo)的關(guān)鍵性傳力構(gòu)件。傳力途徑越復(fù)雜就越易形成內(nèi)力與變形的不協(xié)調(diào)和難以預(yù)料的薄弱環(huán)節(jié)；建筑平面規(guī)則，平面內(nèi)結(jié)構(gòu)布置宜規(guī)則、對(duì)稱、均勻、減少偏心，使建筑物分布質(zhì)量產(chǎn)生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞，并使質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào)，限制質(zhì)量與剛度之間的偏心。
2.2 合理選擇結(jié)構(gòu)方案
一個(gè)成功的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形勢(shì)和結(jié)構(gòu)體系．這樣才能充分做到經(jīng)濟(jì)合理。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確、傳力簡(jiǎn)捷，同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同的結(jié)構(gòu)體系，力求平面和豎向規(guī)則。總之，必須對(duì)工程的設(shè)計(jì)要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)及施工條件等情況做綜合分析，并與其他專業(yè)相互協(xié)調(diào)后進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型．確定結(jié)構(gòu)方案。
2.3 選用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖
結(jié)構(gòu)計(jì)算是在計(jì)算簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析的。選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖是確保結(jié)構(gòu)安全的重要條件，—個(gè)選用不當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)事故的發(fā)生。計(jì)算簡(jiǎn)圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的剛接或鉸接點(diǎn)，但與設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖的誤差應(yīng)在允許的范圍之內(nèi)。
2.4 正確分析計(jì)算結(jié)果
目前市場(chǎng)上建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件種類繁多。而不同的設(shè)計(jì)軟件所計(jì)算出的結(jié)構(gòu)也不盡相同．這就要求設(shè)計(jì)師對(duì)程序的設(shè)計(jì)原理及技術(shù)條件有廣泛的了解，對(duì)計(jì)算結(jié)果認(rèn)真分析，慎重校核．做出合理判斷。
2.5 結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)
各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件都應(yīng)進(jìn)行必要的抗彎、抗剪、抗扭等計(jì)算，并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。實(shí)際工程中溫差、混凝土收縮、徐變，支座沉陷或結(jié)構(gòu)次應(yīng)力的影響在結(jié)構(gòu)計(jì)算中往往未加考慮，但由于塑性鉸的出現(xiàn)．結(jié)構(gòu)自身進(jìn)行了調(diào)幅，使結(jié)構(gòu)得以正常使用。
2.6 選擇合適的基礎(chǔ)方案
選擇合適的基礎(chǔ)方案是確保結(jié)構(gòu)安全和降低工程造價(jià)的重要因素?；A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳細(xì)的地質(zhì)資料，應(yīng)盡量避免在無(wú)地質(zhì)資料的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建筑體型、有無(wú)地下室、上部結(jié)構(gòu)類型和荷載大小等因素做綜合分析，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案．最大限度的發(fā)揮地基的潛力。一般情況下，在同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用兩種不同類型的基礎(chǔ)。
3 抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則
我國(guó)是一個(gè)多地震同家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我同大陸地震約占與世界大陸地震的三分之一。在抗震地區(qū)工程設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者還應(yīng)遵循抗震設(shè)計(jì)基本原則，根據(jù)安全經(jīng)濟(jì)的原則進(jìn)行抗震設(shè)防，做到小震不壞，中震可修，大震不倒。抗震概念設(shè)計(jì)基本原則是：
2.1 建筑體型應(yīng)力求規(guī)則
建筑體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，以減少地震作用產(chǎn)生的變形、應(yīng)力集中及扭轉(zhuǎn)反應(yīng)，但在實(shí)際工程中往往不能完全達(dá)到要求。這就要求結(jié)構(gòu)工程師在進(jìn)行抗震計(jì)算中．運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的方法，估計(jì)應(yīng)力集中的部分，分析扭轉(zhuǎn)影響，采取構(gòu)造措施．提高抗震能力。
2.2 應(yīng)具有合理傳力途徑
為避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)體系喪失抗震能力和對(duì)重力荷載的承載能力，要求建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作的傳遞途徑，應(yīng)具備必要的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。避免因局部削弱突變形成薄弱部位，而產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。此外結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的強(qiáng)度和變形能力；結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接應(yīng)可靠；并考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)主體的影響；且對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。
3 運(yùn)用概念設(shè)計(jì)方法提高設(shè)計(jì)水平
3.1 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置
單從抗震角度考慮，好的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)具備下列性能：延性系數(shù)高，強(qiáng)度僵力比值大，勻質(zhì)性好，正交各向同性，構(gòu)件的連接具有整體性、連續(xù)性和較好的延性，能發(fā)揮材料的全部強(qiáng)度。確定結(jié)構(gòu)抗震體系時(shí)，應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑；應(yīng)具有多道抗震防線，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；應(yīng)具備必要的強(qiáng)度、良好的變形能力和耗能能力；應(yīng)具有合理的剛度和強(qiáng)度分布，避免因突變形成薄弱部位，對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位采取加強(qiáng)措施。對(duì)一般建筑盡町能做框剪結(jié)構(gòu)，避免做純框架結(jié)構(gòu)，以節(jié)約建筑材料。有足夠剪力墻或有核心筒的建筑對(duì)維持整體穩(wěn)定有利，并在很大程度上減弱框架的受力。對(duì)異形建筑的局部薄弱環(huán)節(jié)和容易產(chǎn)生工程塑性鉸的部位，用局部加強(qiáng)的辦法解決。
選擇結(jié)構(gòu)體系，要考慮建筑物剛度與場(chǎng)地條件的關(guān)系。當(dāng)建筑物自振周期與地基土的卓越周期一致時(shí)，容易產(chǎn)生類共振而加重建筑物的震害。建筑物的自振周期與結(jié)構(gòu)本身剛度有關(guān)，在設(shè)計(jì)房屋之前，應(yīng)先了解場(chǎng)地和地基土及其卓越周期，調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度，避開(kāi)共振周期。還要選擇合理的基礎(chǔ)形式，基礎(chǔ)應(yīng)有足夠的埋深，對(duì)于層數(shù)較多的房屋宜設(shè)置地下室，對(duì)于軟弱地基宜選用樁基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)。
3.1 底層框架磚房設(shè)計(jì)
地震區(qū)的底層框架磚房設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意到上下是兩類性質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)．極限變形能力相差懸殊。一般小震情況下是上部多層磚房起控制作用，當(dāng)磚墻、框架都處在彈性階段時(shí)，驗(yàn)算的重點(diǎn)是磚墻；當(dāng)磚墻出現(xiàn)裂縫，它的剛度退化而底層框架結(jié)構(gòu)仍處在彈性階段時(shí)，重點(diǎn)驗(yàn)算是框架。還要注意底框房屋其側(cè)向變形協(xié)調(diào)是靠樓板有足夠的水平剛度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此底層的頂板不僅需要現(xiàn)澆或裝配整體式來(lái)達(dá)到其應(yīng)有水平剛度，而且需要一定厚度，尤其當(dāng)?shù)讓又W(wǎng)較大、房屋的長(zhǎng)寬比大時(shí)更應(yīng)注意。
3.2 砌體結(jié)構(gòu)房屋圈粱設(shè)置
砌體結(jié)構(gòu)房屋圈梁設(shè)置應(yīng)根據(jù)地震烈度、地質(zhì)情況、結(jié)構(gòu)對(duì)沉降的敏感程度及可能發(fā)生的變形、溫度應(yīng)力的影響等因素確定。如建筑可能發(fā)生正向撓曲，則應(yīng)加強(qiáng)房屋下部圈梁，反之則應(yīng)加強(qiáng)房屋上部圈梁，基礎(chǔ)較差時(shí)，宜在基礎(chǔ)頂面、一層、頂層處設(shè)置鋼筋混凝土圈粱。當(dāng)圈梁較長(zhǎng)時(shí)宜設(shè)后澆帶．并宜在頂層兩端第一開(kāi)問(wèn)的縱墻頂部l—1．5米高度范圍內(nèi)．在灰縫中配置縱向鋼筋，以防止溫度應(yīng)力引起墻體產(chǎn)生裂縫。
3.3 關(guān)于墻體局部出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題
在工程實(shí)踐中．常見(jiàn)在砌體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部裂縫，雖不影響結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度．但在外觀上影響美觀。又給使用者帶來(lái)某種不安全感。對(duì)此類問(wèn)題可以通過(guò)概念設(shè)計(jì)來(lái)解決。對(duì)由于地基不均勻沉降引起的墻體裂縫可通過(guò)地基基礎(chǔ)處理、加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的整體剛度等措施來(lái)解決；對(duì)溫度應(yīng)力引起的墻體裂縫，如現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面或過(guò)長(zhǎng)的頂層圈梁．由于鋼筋混凝土的熱漲系數(shù)約是磚墻的兩倍，屋面在熱膨脹變形過(guò)程巾產(chǎn)生較大水平推力，使墻體產(chǎn)生較大剪應(yīng)力而導(dǎo)致產(chǎn)生斜裂縫?？煽紤]采用后澆帶、在墻體內(nèi)加筋、加強(qiáng)屋面隔熱措施、注意施工季節(jié)等措施；對(duì)構(gòu)件設(shè)計(jì)不當(dāng)，如弧形粱對(duì)其扭轉(zhuǎn)變形估計(jì)不足引起墻體開(kāi)裂問(wèn)題，應(yīng)
在設(shè)計(jì)構(gòu)件時(shí)予以注意。
4 結(jié)語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】高層混凝土；建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)： TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
前言
文章對(duì)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性做了簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)我國(guó)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，通過(guò)分析，并結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)理論知識(shí)，對(duì)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容進(jìn)行了探討。
二、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性 在設(shè)計(jì)中，雖然分析計(jì)算是必須的，也是設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，但僅靠此往往不能滿足結(jié)構(gòu)安全性、可靠性的要求，不能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，因此必須非常重視概念設(shè)計(jì)。從某種意義上講，概念設(shè)計(jì)甚至比分析計(jì)算更為重要，因?yàn)楹侠淼慕Y(jié)構(gòu)方案是安全可靠的優(yōu)秀設(shè)計(jì)的基本保證。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤其是在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，更應(yīng)重視概念設(shè)計(jì)。這是因?yàn)楦邔咏ㄖY(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、發(fā)生地震時(shí)震動(dòng)的不確定性、人們對(duì)地震時(shí)結(jié)構(gòu)響應(yīng)認(rèn)識(shí)的局限性與模糊性、高層結(jié)構(gòu)計(jì)算尤其是抗震分析計(jì)算的精確性、材料性能與施工安裝時(shí)的變異性，結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的假定與地震時(shí)的實(shí)際工作有很大的差異以及其他不可預(yù)測(cè)的因素，致使設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果( 尤其是經(jīng)過(guò)實(shí)用簡(jiǎn)化后的計(jì)算結(jié)果) 與實(shí)際相差較大，甚至有些作用效應(yīng)至今尚無(wú)法定量計(jì)算出來(lái)。
三、我國(guó)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀 地震由于其具有較強(qiáng)的突發(fā)性和隨機(jī)性，要在強(qiáng)烈晃動(dòng)中保證高層建筑的穩(wěn)定性是一向很大的挑戰(zhàn)?；炷辆哂杏捕雀?、連接性好的特點(diǎn)，但是強(qiáng)烈的晃動(dòng)又要求建筑物的材質(zhì)應(yīng)該是變形可收縮的，這樣就可以消耗地震的能量，提高結(jié)構(gòu)的變形、耗能能力和整體抗震能力，防止高于設(shè)防烈度的“大震”不倒是抗震設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo)。雖然這幾年，越來(lái)越多的研究者這在著手研究這方面的問(wèn)題，但是效果并不是很理想。下面簡(jiǎn)述一下關(guān)于我國(guó)高層混凝提土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。 1.結(jié)構(gòu)層間屈服強(qiáng)度有明顯的薄弱樓層 在對(duì)于混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上存在明顯的不均勻性，使得這些結(jié)構(gòu)存在著層間屈服強(qiáng)度特別薄弱的樓層。當(dāng)發(fā)生強(qiáng)烈地震時(shí)，結(jié)構(gòu)的薄弱層率先屈服，彈塑性變形急劇發(fā)展，并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致大樓的迅速垮塌。比如在1976年的唐山大地震中，就出現(xiàn)了高層建筑的集體彈性變形的情況。 2.柱端與節(jié)點(diǎn)的破壞較為突出 在地震中易造成高層建筑嚴(yán)重變形倒塌的原因是框架結(jié)構(gòu)中存在梁輕柱重的情況。如果柱頂重于柱底，那么很顯然的容易造成尤角杜和邊柱易發(fā)生破壞。這種情況對(duì)于短柱來(lái)說(shuō)，易發(fā)生剪切破壞外。對(duì)于一般柱來(lái)講，當(dāng)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)無(wú)箍筋約束時(shí)，節(jié)點(diǎn)與柱端破壞合并加重。同時(shí)當(dāng)柱側(cè)有強(qiáng)度高的砌體填充墻緊密嵌砌時(shí)，柱頂剪切破壞嚴(yán)重，破壞部位還可能轉(zhuǎn)移至窗洞上下處，甚至出現(xiàn)短柱的剪切破壞。 3.砌體填充墻的破壞較為普遍 當(dāng)遭到地震作用時(shí)，由于砌體承重墻變形力度較小，首先受到地震的作用而出現(xiàn)裂縫情況。當(dāng)遇到8級(jí)或者8級(jí)以上地震時(shí)，填充墻的裂縫會(huì)明顯變寬，甚至造成建筑物倒塌震害規(guī)律一般是上輕下重，空心砌體墻重于實(shí)心砌體墻，砌塊墻重于磚墻。
四、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 1.首先應(yīng)重視高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的形狀設(shè)計(jì)方案。合理的建筑布置在抗震設(shè)計(jì)中是頭等重要的，提倡平、立面簡(jiǎn)單對(duì)稱，因?yàn)檎鸷Ρ砻鳎朔N類型建筑在地震時(shí)較不容易破壞，而且容易估計(jì)出其地震反應(yīng)，易于采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理?！敖ㄖY(jié)構(gòu)的規(guī)則性”包含了對(duì)建筑的平立面外形尺寸，抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布，承載力分布等諸多因素的綜合要求?！耙?guī)則建筑”體現(xiàn)在體形( 平面和立面的形狀) 簡(jiǎn)單; 抗側(cè)力體系的剛度承載力上下變化連續(xù)、均勻; 平面布置基本對(duì)稱。 2.結(jié)構(gòu)剛度、承載力和延性要有合理的匹配 當(dāng)結(jié)構(gòu)具有較高的抗力時(shí)，其總體延性的要求可有所降低; 反之，較低的抗力需要較高的延性要求相配合。對(duì)結(jié)構(gòu)提出了“綜合抗震能力”的概念，就是要綜合考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載力和構(gòu)造等因素，來(lái)衡量結(jié)構(gòu)具有的抵抗地震作用的能力。地震時(shí)建筑物所受地震作用的大小與其動(dòng)力特性密切相關(guān)，與其具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性密切相關(guān)。但是，提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，往往是以提高工程造價(jià)及降低結(jié)構(gòu)延性指標(biāo)為代價(jià)的。要使建筑物具有很強(qiáng)的抗倒塌能力，最理想的是使結(jié)構(gòu)中的所有構(gòu)件都具有較高的延性，然而實(shí)際工程中很難做到。有選擇地提高結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)件以及關(guān)鍵桿件的延性是比較經(jīng)濟(jì)有效的辦法。因此，在確定建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，需要在結(jié)構(gòu)剛度、承載力及延性之間尋找一種較好的匹配關(guān)系。
3.合理選擇建筑結(jié)構(gòu)體系 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們逐漸認(rèn)識(shí)到，在現(xiàn)代化充分發(fā)展的今天，再單純強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)在地震中不嚴(yán)重破壞和不倒塌，已不是一種完善的抗震思想，不能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)抗震的需要。在這樣的背景下，美國(guó)和日本學(xué)者提出了基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)的基本思想，就是要使設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)構(gòu)在未來(lái)的地震發(fā)生時(shí)，能夠達(dá)到各種選定的性能目標(biāo)，包括結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性階段后損傷控制目標(biāo)。其基礎(chǔ)和關(guān)鍵工作是性能目標(biāo)的確定，它包括設(shè)定地震水準(zhǔn)、定義性能水準(zhǔn)和選擇性能目標(biāo)?？拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范提出了三個(gè)水準(zhǔn)的抗震設(shè)防目標(biāo)，這個(gè)設(shè)防目標(biāo)包含了地震水準(zhǔn)和性能水準(zhǔn)，實(shí)際上就是一個(gè)性能目標(biāo)，只不過(guò)目標(biāo)單一，沒(méi)有可選擇性。因此可以說(shuō)，抗震規(guī)范的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)具有了基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想的雛形。由于對(duì)結(jié)構(gòu)性能狀態(tài)的具體描述、相應(yīng)的計(jì)算方法、以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)目前尚未明確，因此可以說(shuō)，基于性能的抗震設(shè)計(jì)目前基本上仍停留在概念階段，在工程中廣泛應(yīng)用的條件還不成熟。但是，隨著人們對(duì)建筑產(chǎn)品要求的提高，各種新結(jié)構(gòu)、不規(guī)則結(jié)構(gòu)和超出規(guī)范適用范圍的結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸增多，在沒(méi)有規(guī)范可供遵循的條件下，采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想進(jìn)行這些結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，并通過(guò)專家論證，是一個(gè)可行、有效的設(shè)計(jì)途徑。 結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，如何確定體系是一個(gè)綜合的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)周密考慮后決定?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)盡可能減少自重，高層建筑中各樓層面板自重約占建筑物地面以上重量40％，因此，減少板的重量是減輕建筑總重的有效途徑，如采用現(xiàn)澆多孔板、密肋樓板等都是很好的辦法。此外，減少結(jié)構(gòu)自重還可以應(yīng)用高強(qiáng)混凝土以減小構(gòu)斷面，輕質(zhì)隔墻、加氣混凝土等輕質(zhì)材料也是很好的選擇。在體形復(fù)雜和不規(guī)則結(jié)構(gòu)中，必須設(shè)置自上而下連續(xù)貫通的有較大承載力和剛度的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。盡量避免扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)有很大危害，也要加大結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)剛度。二者的關(guān)鍵都在于剪力墻的設(shè)置，沿結(jié)構(gòu)布置剛度大的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，有益于抗扭。 五、結(jié)束語(yǔ)
