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一、土的本構(gòu)關(guān)系的概述
土體的形成是具有非常漫長(zhǎng)的歷史的,土是一種多孔材料,構(gòu)成復(fù)雜。土體在受到外界的荷載作用之后,會(huì)發(fā)生以下的改變:
1、土體在剪切應(yīng)力作用下會(huì)發(fā)生塑性應(yīng)變,同時(shí)球應(yīng)力也會(huì)引起塑性應(yīng)變;
2、土體的不同構(gòu)造就會(huì)具有不同的特性,土體發(fā)生沉積塌陷也會(huì)發(fā)生不同的特性改變;
3、應(yīng)力路徑會(huì)影響到土體的變形,不同的加載路徑作用在土體上就會(huì)發(fā)生不同的形變;
4、土具有流變特性,尤其是軟粘土這些特性十分明顯;
5、緊砂、超固結(jié)粘土等土體在受剪后會(huì)表現(xiàn)出應(yīng)變軟化的特性;
6、土體還具有剪脹性等。為了更好的了解土體的特性和氣真實(shí)力學(xué)變形特性,可以建立應(yīng)力、應(yīng)變和時(shí)間的關(guān)系,在實(shí)踐與理論的結(jié)合上提出新的數(shù)學(xué)模型,即:土體的本構(gòu)關(guān)系,可以更好的了解土的本構(gòu)關(guān)系。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要遵循的原則
建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中藥遵守四個(gè)基本原則“抓大放小”、“多道防線(xiàn)”、“剛?cè)嵯酀?jì)”,圍繞這幾個(gè)原則來(lái)設(shè)計(jì)建筑的結(jié)構(gòu)。
1、抓大放小。一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)體系是由不同的構(gòu)件共同組成的,每個(gè)構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中起到不同的作用,“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”等是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的概念,也是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所需要注意的問(wèn)題。
2、多道防線(xiàn)。在結(jié)構(gòu)體系中設(shè)計(jì)多道防線(xiàn)可以增強(qiáng)建筑的安全性,提高建筑的穩(wěn)定性,在災(zāi)難來(lái)臨的時(shí)候,更加有保障,不能把生存寄托在單一的構(gòu)件上。
3、剛?cè)嵯酀?jì)。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要遵守剛?cè)岵?jì)的原則才能讓各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)的組成完整的整體。如果結(jié)構(gòu)的剛度很大,那么變形能力就比較弱,破壞力首先會(huì)對(duì)建筑進(jìn)行壓迫,造成建筑形變,剛度大很容易受損。結(jié)構(gòu)太柔雖然可以很好的消除外力,但是形變過(guò)大建筑會(huì)無(wú)法使用。
4、打通關(guān)節(jié)。結(jié)構(gòu)體系是變化的,但是變化又是統(tǒng)一的,這取決于結(jié)構(gòu)體系中的結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)。沒(méi)有任何關(guān)節(jié),渾然一體的構(gòu)型這是理想中的結(jié)構(gòu)體系,結(jié)構(gòu)體系能使任何外力迅速傳遞和消減。永遠(yuǎn)處于原始的靜態(tài)就是要打通關(guān)節(jié)保持平衡的目的,當(dāng)一旦流入力量,構(gòu)件與構(gòu)件之間的靜態(tài)平衡就會(huì)遭到破壞,結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生變化。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是要滿(mǎn)足建筑設(shè)計(jì)的,不能對(duì)建筑設(shè)計(jì)造成干擾,而建筑設(shè)計(jì)也要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍內(nèi),不能超出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。
三、基于本構(gòu)關(guān)系的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
基于本構(gòu)關(guān)系的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法有兩個(gè)最大的特點(diǎn)。一是把整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行微分為:混凝土單元、鋼筋單元及混凝土與鋼筋接觸處的連接單元。只有這三個(gè)單元,所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中不存在構(gòu)件,也不必對(duì)梁、柱、板等進(jìn)行區(qū)分。所以只要有了混凝土和鋼筋的準(zhǔn)確的本構(gòu)關(guān)系和準(zhǔn)確的混凝土與鋼筋接觸處物理參數(shù),所有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題都可以迎刃而解。二是整個(gè)分析過(guò)程中都有混凝土單元、鋼筋單羅凌霄吉林省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院吉林長(zhǎng)春130061元及混凝土與鋼筋接觸處的連接單元參與,所以整體設(shè)計(jì)時(shí)可進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的彈塑性性能分析,也可對(duì)整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受損階段進(jìn)行分析。下面筆者從分析結(jié)構(gòu)入手,對(duì)其設(shè)計(jì)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明。
1、分析結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,分析結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)極為關(guān)鍵的工作,主要是將各種作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)合理計(jì)算出來(lái),其分析得出的結(jié)果一定要能夠準(zhǔn)確地評(píng)定與說(shuō)明在預(yù)設(shè)作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng),分析結(jié)構(gòu)的合理性與科學(xué)性會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)造成直接性影響。確定計(jì)算模型屬于分析結(jié)構(gòu)的重要工作環(huán)節(jié),其主要內(nèi)容有計(jì)算理論與計(jì)算簡(jiǎn)圖,這兩個(gè)內(nèi)容是分析結(jié)構(gòu)的難點(diǎn)與重點(diǎn)。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中,不管是什么類(lèi)型的分析模型,都無(wú)法準(zhǔn)確地表達(dá)實(shí)際結(jié)構(gòu),所以有關(guān)規(guī)定要求只要在一定程度上與實(shí)際結(jié)構(gòu)相近即可。通常情況下,設(shè)置結(jié)構(gòu)做模型分析時(shí),都應(yīng)采取一些假定措施,例如假定建筑結(jié)構(gòu)材料屬于均質(zhì)連續(xù)性材料,這一假定對(duì)于結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)并不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重偏差,只有將重要建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件加入到整體性能的相關(guān)效應(yīng)中,才會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成直接性影響,主要是因?yàn)檫@個(gè)假定沒(méi)有充分考慮到次要構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
2、設(shè)置結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中首先需要有完整的結(jié)構(gòu)體系,還要保證結(jié)構(gòu)設(shè)置沒(méi)有缺點(diǎn),結(jié)構(gòu)的設(shè)置對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案有很大的影響,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到整個(gè)建筑的安全性和實(shí)際功能的運(yùn)用情況。結(jié)構(gòu)縫設(shè)置。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置的時(shí)候要注意一些影響結(jié)構(gòu)安全的因素,例如形體復(fù)雜、沉降和溫度收縮等??梢岳梅勒鹄p、沉降縫和伸縮縫對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的劃分多個(gè)單元,對(duì)每個(gè)劃分后的單元進(jìn)行分別處理,除去影響建筑結(jié)構(gòu)的因素。結(jié)構(gòu)豎向設(shè)置。結(jié)構(gòu)豎向設(shè)置主要是為了防止建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過(guò)大的內(nèi)收與外挑現(xiàn)象,在做豎向結(jié)構(gòu)之間要先了解結(jié)構(gòu)設(shè)置的強(qiáng)度與剛度需求,配合整體建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置。處在同一樓層的樓面要把標(biāo)高位置設(shè)置的相同,避免發(fā)生錯(cuò)層與局部夾層狀況。高層建筑的剛度和強(qiáng)度直接要合理的處理,保持一致性。
3、結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)構(gòu)計(jì)算主要包括荷載的計(jì)算和構(gòu)件的試算。荷載分為外部荷載和內(nèi)部荷載,對(duì)于荷載的計(jì)算要根據(jù)荷載規(guī)范的要求和規(guī)定采用不同的組合值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)進(jìn)行不同組合的計(jì)算。構(gòu)件的試算也要進(jìn)行不同數(shù)值與組合的交叉計(jì)算。
四、結(jié)束語(yǔ)
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑有非常大的影響,想要具體的分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以從本構(gòu)關(guān)系入手,分析本構(gòu)關(guān)系與建筑結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián),基于合理的本構(gòu)體系上怎樣做出更好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和提高有積極意義,可以提升建筑的整體質(zhì)量和水平,在今后的設(shè)計(jì)中可以基于本構(gòu)體系上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,得到有建設(shè)性的成就。
作者:羅凌霄單位:吉林省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院