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在結(jié)構(gòu)計(jì)算中，地下室是否參與計(jì)算對(duì)于上部結(jié)構(gòu)自振周期、水平荷載下的側(cè)向位移及地震力分配有很大影響。由于層數(shù)、高度和質(zhì)量的增大，周期延長(zhǎng)，地上部分受到的地震力可能降低，偏于不安全。對(duì)于二級(jí)抗震設(shè)計(jì)的框架柱和剪力墻，應(yīng)對(duì)地上1層予以加強(qiáng)，內(nèi)力要放大，配筋要增多而將地下室一并計(jì)算，加強(qiáng)層轉(zhuǎn)到地下室，地上1層反而得不到加強(qiáng)。為了保證整體計(jì)算的正確性，本設(shè)計(jì)采用兩步法計(jì)算。第一步取結(jié)構(gòu)±0.00以上部分進(jìn)行計(jì)算，以±0.00作為上部結(jié)構(gòu)的固定端，±0.00的樓板厚度取200mm。加強(qiáng)了梁的剛度，使下層的層剛度大于上層的剛度1.5倍，以滿足嵌固端的條件;第二步從地下室底板頂面起計(jì)算，包括地下室及±0.00以上部分，其計(jì)算結(jié)果僅作為基礎(chǔ)及地下室的設(shè)計(jì)依據(jù)。本項(xiàng)工程主樓采用高層建筑結(jié)構(gòu)空間分析程序TBSA(5.0版)，并考慮耦聯(lián)計(jì)算，抗震烈度按7度，Ⅱ類場(chǎng)地，基本風(fēng)壓取0.55kPa，主要計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1～3。表中T為自振周期，V0為底部剪力，ζ為底部剪力系數(shù)，Δu/h為最大樓層層間位移與層高之比，u/H為結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移與總高度之比，θ為頂點(diǎn)轉(zhuǎn)角。

框架-剪力墻設(shè)計(jì)

從國(guó)內(nèi)外的震害經(jīng)驗(yàn)表明，框剪結(jié)構(gòu)的抗震性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于框架結(jié)構(gòu)，其重要的一方面是側(cè)向位移較小。目前，我國(guó)的框架結(jié)構(gòu)填充墻常用剛性砌體材料，例如空心磚墻對(duì)于側(cè)向位移的承受力較差，即使遇到小震也常開裂而影響使用。對(duì)于高層建筑，在框架結(jié)構(gòu)中適當(dāng)布置一些抗震墻既可大大減少柱子的內(nèi)力，使其截面和用鋼量減少，又可增加一道防線。但是，布置剪力墻常與建筑的使用發(fā)生矛盾。本工程其層層后退的體型使整個(gè)建筑在豎向剛度變化較大，如何在恰當(dāng)?shù)奈恢貌贾眉袅?，并滿足建筑的使用是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)方案計(jì)算比較，盡量在樓梯、電梯間及外墻布置剪力墻，中部在波浪折線處恰當(dāng)?shù)夭贾昧艘坏繪型剪力墻。這樣，使得結(jié)構(gòu)平面剛度和側(cè)向剛度較為均勻，整體結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生過(guò)大的偏心，避免在水平力作用下結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)，并加強(qiáng)抗震墻與柱子的聯(lián)系?？蚣埽袅Y(jié)構(gòu)中的框架，受力情況不同于純框架結(jié)構(gòu)中的框架，它下部樓層的計(jì)算剪力很小，到底部時(shí)接近于零。顯然，直接按照計(jì)算的剪力進(jìn)行配筋是不安全的，必須予以適當(dāng)?shù)?a href="http://m.bjhyfc.net/lunwen/jianzhulunwen/jianzhujiegoulunwen/201307/753565.html" target="_blank">調(diào)整，使框架具有足夠的抗震能力，使框架成為框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的第二道防線。目前《高層規(guī)程》的調(diào)整方法是，框架柱承受的剪力應(yīng)不小于下面的較小值，即0.2V0，1.5V•fmax，其中V0為結(jié)構(gòu)底部總剪力標(biāo)準(zhǔn)值，V•fmax為上下各層框架承受的剪力中的最大值。應(yīng)當(dāng)指出，這一調(diào)整方法是20世紀(jì)60年代提出的，它只適用于框剪結(jié)構(gòu)上下層布置基本均勻、平面較為規(guī)則的情況，對(duì)于復(fù)雜體型框剪結(jié)構(gòu)中框架剪力調(diào)整目前尚未給出統(tǒng)一的方法。由于本項(xiàng)工程框架柱上層逐漸減少，階梯形內(nèi)收，若按上述調(diào)整方法會(huì)出現(xiàn)梁、柱彎矩、剪力很大的不合理的后果。本設(shè)計(jì)將建筑物沿豎向劃分為比較均勻的幾段，每段均按本段底層的剪力來(lái)調(diào)整，這樣既保證了抗震的安全，又使計(jì)算結(jié)果更具合理性。

結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)在抗震設(shè)計(jì)中尤其重要，本項(xiàng)工程設(shè)計(jì)主要采取以下措施來(lái)提高結(jié)構(gòu)的延性。①塑性調(diào)幅。塑性調(diào)幅為在豎向荷載作用下的內(nèi)力調(diào)整，梁端允許出現(xiàn)塑性鉸，取0.95折減系數(shù)，支座彎矩降低后，必須相應(yīng)加大跨中設(shè)計(jì)彎矩。這樣在支座出現(xiàn)塑性鉸后不致導(dǎo)致跨中截面強(qiáng)度不足，調(diào)整后再與水平荷載下的內(nèi)力進(jìn)行組合;②嚴(yán)格控制墻柱軸壓比。實(shí)驗(yàn)和震害調(diào)查表明，柱軸力過(guò)大，其延性變小，容易產(chǎn)生脆性破壞，增加箍筋用量可增加延性。在高軸壓比情況下，箍筋的增加對(duì)延性已不再發(fā)揮作用。因此，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量使軸壓比限值比規(guī)范規(guī)定高一級(jí);③提高箍筋用量。柱子的箍筋沿全長(zhǎng)加密，以提高柱子的延性及抗震能力;④采用連梁剛度折減的方法，折減系數(shù)取0.65。因?yàn)椋瑒傂愿邔咏ㄖ欣诘挚癸L(fēng)荷載及小震，而柔性結(jié)構(gòu)對(duì)大震有利。對(duì)連梁剛度折減使其在小震時(shí)仍處于彈性，而在大震時(shí)出塑性鉸，從而使結(jié)構(gòu)在大震時(shí)進(jìn)入塑性柔性狀態(tài)，以達(dá)到“小震不壞，中震可修，大震不倒”。

結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和技術(shù)措施

(1)控制豎向剛度變化的均勻性，構(gòu)件截面與混凝土強(qiáng)度等級(jí)的變化不在同一層。(2)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)第四層梁板剛度。該層為大平臺(tái)，局部為屋面花園，起了底盤的作用。本層樓板厚度取為150mm，同時(shí)加強(qiáng)了板的配筋，正負(fù)板筋縱橫通長(zhǎng)，保證其足以承受本層較大的水平剪力。(3)在連梁的設(shè)計(jì)中，為了解決在水平力作用下截面不滿足抗剪要求及超筋問(wèn)題，采取加大洞口寬度和高度。即適當(dāng)降低連梁高度，不足部分磚砌填充。(4)主樓采用框架梁均對(duì)柱中布置的方法。即保證框架、柱的軸線重合在同一平面內(nèi)，邊框架梁挑牛腿支承外填充墻(190空心砌塊)，以達(dá)到建筑在外觀上柱與墻外齊，從而減小了偏心的影響。

認(rèn)識(shí)與結(jié)論

(1)應(yīng)全面、準(zhǔn)確地掌握國(guó)家強(qiáng)制性規(guī)范、規(guī)程和理論知識(shí)，才能使工程設(shè)計(jì)符合實(shí)際情況，符合各項(xiàng)要求。(2)在用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)體型，采用不同的、與之相符合的電算程序，同時(shí)也要根據(jù)電算程序中某些“不明之處”進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。換言之，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)先充分利用經(jīng)驗(yàn)，按實(shí)際情況進(jìn)行“人腦”分析，然后選擇電算程序進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。(3)設(shè)計(jì)人員在工程設(shè)計(jì)中要追求完善與完美，使其各項(xiàng)指標(biāo)均符合“實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀”的設(shè)計(jì)原則。(4)對(duì)于不規(guī)則框剪結(jié)構(gòu)，例如建筑物的平面階梯形內(nèi)收等，其框架剪力的調(diào)整不能按底部剪力調(diào)整，否則會(huì)使上部樓層框架內(nèi)力放大太多，非常不合理。一種可行的方法是將建筑物沿豎向劃分為比較均勻的幾段，每段均按本段底層的剪力來(lái)調(diào)整，即分段調(diào)整方法。

結(jié)束語(yǔ)

21世紀(jì)的今天，世界經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，建筑創(chuàng)作更是空前活躍，體型多變的高層建筑不斷涌現(xiàn)，因而不規(guī)則高層建筑對(duì)地震的反應(yīng)比規(guī)則建筑復(fù)雜得多，這就不是幾本規(guī)范或幾個(gè)公式所能包括的。這是對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)者必須因地因時(shí)制宜，不拘泥于某些條條框框，要敢于創(chuàng)新，有許多技術(shù)問(wèn)題亟待我們?nèi)ヌ剿骱脱芯俊?/p>

作者：陳木生單位：中國(guó)建筑技術(shù)集團(tuán)有限公司泉州分公司