時(shí)間：2023-07-20 16:31:31
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)答及分析，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】剪力墻結(jié)構(gòu)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，建筑業(yè)發(fā)展很快，支柱地位日益凸顯。與此同時(shí)，為滿足不斷創(chuàng)新的建筑功能需要，建筑設(shè)計(jì)方面的方法和方式也日新月益。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)形式已不能滿足建筑高度所帶來(lái)的水平荷載要求。剪力墻結(jié)構(gòu)具有抗水平荷載能力強(qiáng)、抗震性能較好以及滿足建筑空間要求三個(gè)特點(diǎn)，迅速在建筑行業(yè)普及開(kāi)來(lái)。本文從剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)以及剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要原則兩方面，深入探討剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
1.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)
1.1什么是剪力墻結(jié)構(gòu)
在我國(guó)傳統(tǒng)的建筑行業(yè)中，建筑結(jié)構(gòu)形式大多采用的是框架結(jié)構(gòu)，但近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口壓力的加大，高層建筑已成為一種常態(tài)，框架結(jié)構(gòu)逐漸不能滿足高層建筑所要求的結(jié)構(gòu)能力，于是剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。在框架結(jié)構(gòu)中抗側(cè)力體系是由鋼筋混凝土梁，柱澆筑而成的框架，而剪力墻結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土的墻板代替框架成為建筑的抗側(cè)力體系，來(lái)抵抗建筑的各種荷載。換言之，剪力墻結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)就是將建筑物以前用于承擔(dān)水平和豎向荷載的框架換成鋼筋混凝土的墻板。剪力墻結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)形式相比，可以將混凝土墻板與分隔墻統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)計(jì)，既減少了二次結(jié)構(gòu)的工程量，也縮短了建設(shè)周期。從而加快了工程進(jìn)度，減少了工程成本和造價(jià)，減少了資金的實(shí)際投入量。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。在一個(gè)建筑物當(dāng)中，如果剪力墻數(shù)量過(guò)多，會(huì)引起巨大的地震作用，因此剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量并非越多越好。而應(yīng)通過(guò)設(shè)計(jì)人員的合理布局，充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使建筑具有合理的剛度分布和優(yōu)良的抗震性能。
抗震能力是建筑物的生命，關(guān)系到建筑物的安全性能，因此為保證剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)良的抗震性能，要合理布置剪力墻的數(shù)量和位置，宜沿主軸方向雙向或多向布置，宜使每個(gè)方向的側(cè)向剛度接近，使之具有較為合理的剛度及整體性，具有較好的抗震性能和變形能力。同時(shí)應(yīng)盡量避免采用短肢剪力墻，當(dāng)無(wú)法避免時(shí)，在規(guī)定的水平地震作用下，短肢剪力墻承擔(dān)的底部?jī)A覆力矩不宜大于結(jié)構(gòu)底部總地震傾覆力矩的50%，。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)短肢剪力墻的抗震構(gòu)造措施。
1.2剪力墻結(jié)構(gòu)的種類
剪力墻結(jié)構(gòu)具有很多類型，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行搭配使用，而分類的主要依據(jù)就是墻體洞口的有無(wú)，大小，形狀和位置等，依照這個(gè)判據(jù)，剪力墻結(jié)構(gòu)大致可分為四種。第一種，實(shí)體墻，實(shí)體墻分為兩種，一種是開(kāi)洞的實(shí)體墻，另一種是未開(kāi)洞的實(shí)體墻，其中開(kāi)洞的實(shí)體墻所開(kāi)墻洞的實(shí)際面積不得大于整面墻體面積的百分之十五，且洞口間的間距及洞口至墻邊的距離均大于洞口長(zhǎng)邊尺寸。實(shí)體墻承受荷載的能力很強(qiáng)，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和優(yōu)良的抗震性能。彎矩不會(huì)出現(xiàn)異常情況，即不會(huì)有突變現(xiàn)象的發(fā)生。第二種，整體小開(kāi)口剪力墻，主要是指墻體中開(kāi)洞的面積大于整面墻全部面積的百分之十五。但洞口對(duì)剪力墻的受力影響仍較小，通常來(lái)講，這種類型的剪力墻在水平荷載作用下，由于洞口的存在，墻肢已出現(xiàn)局部彎曲，截面變形仍接近于實(shí)體墻。但連梁處極有可能發(fā)生突變現(xiàn)象。第三種，雙肢或多肢剪力墻，這種類型的剪力墻沿豎向開(kāi)有一列或多列較大的洞口，可以簡(jiǎn)化為若干個(gè)單肢剪力墻通過(guò)一系列連梁聯(lián)結(jié)起來(lái)組成，這種類型的剪力墻連梁對(duì)墻肢有一定的約束作用，墻肢局部彎矩較大，整個(gè)截面正應(yīng)力已不再呈直線分布。同樣的，這種剪力墻有時(shí)會(huì)在連梁處出現(xiàn)異常，發(fā)生突變現(xiàn)象。第四種，壁式框架剪力墻，這種剪力墻成列布置的洞口很大，且洞口較寬，墻肢寬度相對(duì)較小，連梁的剛度接近或大于墻肢的剛度。此種剪力墻的力學(xué)性能與框架結(jié)構(gòu)相類似。會(huì)出現(xiàn)較多的異常情況，反彎現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)在多個(gè)樓層當(dāng)中。
2.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要原則
2.1結(jié)合具體工程，具體問(wèn)題具體分析
在前期開(kāi)展的設(shè)計(jì)活動(dòng)中，最為忌諱的是不根據(jù)具體工程的實(shí)際情況而盲目采用剪力墻結(jié)構(gòu)。一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品，首先應(yīng)對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行地質(zhì)勘探，了解具體的地質(zhì)情況，然后結(jié)合剪力墻結(jié)構(gòu)的相關(guān)國(guó)家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合具體工程的建筑布局及水，電，暖通等其它專業(yè)的要求進(jìn)行具體設(shè)計(jì)工作，合理布置混凝土抗震墻，以達(dá)到在工程中使用剪力墻結(jié)構(gòu)的理想狀態(tài)，在突出優(yōu)勢(shì)的同時(shí)有效規(guī)避缺陷。在剪力墻的設(shè)計(jì)中需要遵循相關(guān)的原則，及一些規(guī)范或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面的限制，保證剪力墻設(shè)計(jì)達(dá)到規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化、合理化。
減少建筑物自重和增強(qiáng)建筑物抗震能力是建筑物設(shè)計(jì)過(guò)程中兩項(xiàng)重要的工作，兩者息息相關(guān)。而具體到設(shè)計(jì)工作中就是減輕填充墻的容重及控制剪力墻的數(shù)量，這就需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)，合理布置有效數(shù)量的剪力墻，依據(jù)其優(yōu)秀的水平承載能力、抗震能力，在滿足國(guó)家規(guī)范及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的位移，剛重比，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)等技術(shù)指標(biāo)的前提下，合理布置剪力墻的數(shù)量和位置，用盡量少的剪力墻來(lái)獲得較好的抗震性能和變形能力。從而有效節(jié)約資金，降低工程造價(jià)。
2.2抓住問(wèn)題的關(guān)鍵，并妥善處理
一般建筑物的各樓層具有重復(fù)性，因此設(shè)計(jì)時(shí)要把握要點(diǎn)，這樣既能提高工作效率，又能抓住關(guān)鍵部位并細(xì)致的處理。由于建筑物各樓層之間存在扭轉(zhuǎn)變形和剪切變形，而設(shè)計(jì)的目的就是對(duì)這兩種變形進(jìn)行有效的處理和改善、協(xié)調(diào)。布置復(fù)雜的建筑，扭轉(zhuǎn)變形和剪切變形難于調(diào)和，地震作用明顯，應(yīng)盡量避免。目前使用最多的控制變形的方法就是增加豎向構(gòu)件的數(shù)量，但如若豎向構(gòu)件的數(shù)量控制不合理的話，則會(huì)使地震作用增大，危害建筑自身安全，從而使得剪力墻無(wú)法發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)。總之，設(shè)計(jì)師進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)建筑物的變形進(jìn)行有效地控制，協(xié)調(diào)建筑物各樓層之間的扭轉(zhuǎn)變形和剪切變形，建筑造型盡量簡(jiǎn)潔，明快。避免不必要的內(nèi)縮和外挑。而這些變形的控制也不能僅僅依靠豎向構(gòu)件的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，還需尋找其它更為有效的方法。這就需要設(shè)計(jì)人員在工作過(guò)程中，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，抓住問(wèn)題的關(guān)鍵，充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)勢(shì)。
3.小結(jié)
前期的設(shè)計(jì)工作中，建筑設(shè)計(jì)各專業(yè)人員要充分根據(jù)剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，結(jié)合建筑物具體的情況，如使用途徑、建筑布局、工期等基本情況，來(lái)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，以保證在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中能較為明顯的體現(xiàn)出由于剪力墻的運(yùn)用而帶來(lái)的巨大優(yōu)勢(shì)。使剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以使建筑物達(dá)到預(yù)期的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)應(yīng)保證建筑物的安全性和穩(wěn)定性。建筑設(shè)計(jì)各專墻設(shè)計(jì)使業(yè)人員在對(duì)剪力用的過(guò)程中也要注意克服其存在的相關(guān)缺陷，揚(yáng)長(zhǎng)避短。只有各專業(yè)設(shè)計(jì)人員的密切配合，互相探討，才能在設(shè)計(jì)過(guò)程中減少失誤和浪費(fèi)，體現(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；剪力墻；懸臂梁；剛度；軸壓比；連梁；概念設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)適用于住宅、公寓、飯店、醫(yī)院病房樓等平面墻體布置較多的建筑。由于沒(méi)有梁、柱等外露與凸出，剪力墻結(jié)構(gòu)便于房間內(nèi)部布置，填充墻的布置大大減少，鋼筋混凝土墻整體施工，有利于縮短工期。剪力墻，顧名思義，抗風(fēng)墻。剪力墻可以認(rèn)為長(zhǎng)寬比很大的柱，由于剪力墻截面很長(zhǎng)，相對(duì)受壓區(qū)高度高，構(gòu)件有很大的延性。所以在抗震性能和使用性能的雙重要求下，剪力墻結(jié)構(gòu)得到廣泛使用。
剪力墻按抗震性能分類
一般剪力墻，是指各肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻結(jié)構(gòu)。此類剪力墻一般只會(huì)出現(xiàn)大偏心受壓，配筋基本上按構(gòu)造配筋，破壞屬于延性破壞。
短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm，各墻肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。此類剪力墻，易出現(xiàn)小偏心受壓，配筋也易出現(xiàn)計(jì)算配筋，延性較低。
具有較多短肢剪力墻的剪力墻的結(jié)構(gòu)，是指在規(guī)定的水平地震力作用下，短肢剪力墻承擔(dān)的底部?jī)A覆力矩不小于結(jié)構(gòu)底部總傾覆力矩的30%的剪力墻結(jié)構(gòu)。
剪力墻的受力模型
剪力墻在水平均布荷載作用下可以簡(jiǎn)化為懸臂梁受力。以一根高度為H的懸臂梁受到均布荷載q為例，底部剪力、底部彎矩和頂部位移分別為：
（均布荷載）
V——底部截面剪力；——剪力不均勻系數(shù)
剪力墻的布置
剪力墻是為抵抗變形而設(shè)置的，因此剪力墻的布置首先滿足結(jié)構(gòu)的位移比要求。高層建筑位移要求詳見(jiàn)高規(guī)表3.7.3
由于剪力墻的水平剪力是按等效抗彎剛度進(jìn)行分配，剪力墻的水平布置要均勻、對(duì)稱、周邊，要避免水平凹凸不規(guī)則。剪力墻亦設(shè)置成雙向抗側(cè)力系，兩個(gè)方向的剛度不宜相差過(guò)大，盡量使剛心和質(zhì)心重合。剪力墻宜布置成T型、L型、型等帶有有效翼緣的構(gòu)件形式，避免一字墻，特別是一字型短墻。
剪力墻的豎向布置要規(guī)則、均勻，避免大的外挑和收進(jìn)。上下布置要連續(xù)，貫穿全高，避免剛度突變，洞口宜成列布置，形成明確的聯(lián)肢墻。上下洞口錯(cuò)洞布置時(shí)，要設(shè)置暗框架梁柱體系。
在水平荷載作用下，剪力墻的破壞形式和剪跨比有關(guān)，各墻段的高厚比3時(shí)，剪力墻以彎曲變形為主，延性較好。因此剪力墻各個(gè)墻段的墻長(zhǎng)不宜大于8m，各墻段的長(zhǎng)寬比不宜小于3.
剪力墻的特點(diǎn)是平面內(nèi)剛度及承載力大，而平面外剛度及承載力很小。當(dāng)有水平構(gòu)件與剪力墻平面外連接時(shí)，為控制剪力墻平面外彎矩，可按高規(guī)7.1.6條采取加強(qiáng)措施。
剪力墻的截面及軸壓比限值
剪力墻的厚度與框架柱截面一樣，與軸壓比有關(guān)，與框架柱不同的是剪力墻厚度一般較小，因此在壓力作用下，還應(yīng)保證其穩(wěn)定性。抗規(guī)6.4.2條要求剪力墻軸壓比不超過(guò)下表限值
短肢剪力墻要求更嚴(yán)，詳見(jiàn)高規(guī)7.2.2條
剪力墻的最小厚度
關(guān)于底部加強(qiáng)部位:加強(qiáng)剪力墻底部的抗剪能力，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎的目的。
連梁的概念與布置
弱連梁：連梁跨高比5時(shí)，連梁以彎曲變形為主，剪切變形不計(jì)。這種連梁由于線剛度較小，對(duì)剪力墻的約束較弱，在水平荷載作用下對(duì)結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度影響較小。因此認(rèn)為這種梁主要承擔(dān)豎向荷載，高規(guī)7.1.3條弱連梁按框架梁設(shè)計(jì)。
強(qiáng)連梁：連梁的跨高比2.5，此種連梁以剪切變形為主，彎曲變形忽略不計(jì)。這種連梁對(duì)剪力墻約束很強(qiáng)，主要承擔(dān)水平荷載，豎向荷載作用下彎矩非常小。
在PKPM—SATWE計(jì)算模型中：對(duì)于弱連梁，采用梁的輸入方式；對(duì)于強(qiáng)連梁按剪力墻開(kāi)洞形成連梁；對(duì)于52.5的連梁，兩種方式均可。值得注意的是，按這兩種方式建模剛度有很大差別。按連梁設(shè)計(jì)，剛度進(jìn)行折減，折減系數(shù)一般取0.50.7。按框架梁設(shè)計(jì)，考慮現(xiàn)澆板翼緣作用，剛度進(jìn)行放大，放大系數(shù)一般取1.32.0。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一些概念是很重要的。本文從概念設(shè)計(jì)上整體論述了剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，因?yàn)槭菧\議，還有很多內(nèi)容沒(méi)有展開(kāi)。要想做好剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還需要設(shè)計(jì)者們不斷學(xué)習(xí)。通過(guò)本文想達(dá)到的目的就是，做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要把握重概念、輕精度的主線。
參考文獻(xiàn)
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建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）. 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.
關(guān)鍵詞：位移比超限、平衡剛度、加厚結(jié)構(gòu)板面、包絡(luò)設(shè)計(jì)、手算、單向細(xì)長(zhǎng)柱、剛度突變、鞭鞘作用、雙層配筋、
中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
伴隨經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)人民的生活水平日益提高，對(duì)文化藝術(shù)的需求越來(lái)越大，各種形態(tài)的藝術(shù)館、名人紀(jì)念館、音樂(lè)廳、文化廣場(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生。通常這類公共建筑的形體結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，其抗震設(shè)計(jì)也有較高要求。為此結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該在熟悉運(yùn)用規(guī)范的同時(shí)，更多的從概念設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，做到點(diǎn)、線、面結(jié)合，力求做出經(jīng)濟(jì)合理的建筑。這里以本市新建的譚逢敬藝術(shù)院為例做分析。
設(shè)計(jì)效果圖 二層平面
譚逢敬藝術(shù)院由香港開(kāi)平同鄉(xiāng)會(huì)永遠(yuǎn)榮譽(yù)會(huì)長(zhǎng)譚逢敬先生和開(kāi)平市人民政府共同投資興建，是集市文聯(lián)、市美術(shù)館、市文藝家之家等文化機(jī)構(gòu)和文化設(shè)施于一體的多功能綜合性藝術(shù)大樓，同時(shí)也是該市藝術(shù)人才活動(dòng)、培訓(xùn)、創(chuàng)作、展示、交流、收藏的基地。工程于2010年9月動(dòng)工，于2011年4月封頂。
一.工程概況
1.1地理環(huán)境
該工程位于開(kāi)平市長(zhǎng)沙區(qū)東興大道A8A號(hào)，周邊環(huán)境優(yōu)美，交通便利，區(qū)域位置極其優(yōu)越。建筑物高度29.4m，總建筑面積7913.5平方米。場(chǎng)地類別為II類，設(shè)計(jì)地震分組第一組，基本風(fēng)壓0.6kN/，地面粗糙度C類，本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為六度。
1.2 基本構(gòu)架
整體形狀為多個(gè)大小不一、圓心不共點(diǎn)且高低錯(cuò)落的圓弧相交嵌套而成，東西兩翼向外傾斜突出；夾層處僅留有不到標(biāo)準(zhǔn)層一半的面積，作為內(nèi)部的辦公區(qū)，其余部分與首層組成跨層式的中空展示大堂。各層平面上出其不意的收縮造就了多個(gè)空間開(kāi)闊的廳堂；逐層的收縮，最終剩下鐘擺狀的六層，其面積只有標(biāo)準(zhǔn)層的40%多。于正門(mén)設(shè)置的跨度10米混凝土雨篷、過(guò)分傾斜的斜角、不小的天面消防水池。空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但又要保證其合理的運(yùn)作，就要對(duì)存在的矛盾與設(shè)計(jì)進(jìn)行分析改善。
二. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況與分析
該樓為七層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，局部有跨層結(jié)構(gòu)。考慮結(jié)構(gòu)的重要性后，按抗震設(shè)防烈度為六度，框架及剪力墻抗震等級(jí)均取為三級(jí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)階段執(zhí)行08版抗震規(guī)范,從現(xiàn)行2010版規(guī)范看來(lái)，依然滿足要求）。經(jīng)過(guò)試算，結(jié)構(gòu)的周期比，剪重比基本滿足要求，累加振型參與質(zhì)量在60個(gè)振型后也達(dá)到90%以上，但是仍存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題要處理：
2.1 位移超限比的處理
該樓東西兩翼向外突出較多，其兩端最大距離達(dá)到63米，結(jié)構(gòu)初步試算結(jié)果也表明層間位移比為1.65，超過(guò)規(guī)范允許范圍，易造成結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的危險(xiǎn)。如果簡(jiǎn)單加設(shè)抗震縫當(dāng)然可以解決問(wèn)題，但是這樣顯然會(huì)破壞建筑的立面感觀,而且不便于施工。
由于東翼電梯井已經(jīng)是剪力墻，故決定在西側(cè)的樓梯間和輔助用房設(shè)置剪力墻,用以平衡兩翼端的剛度，并在兩翼處設(shè)置后澆帶。經(jīng)過(guò)調(diào)整以后，結(jié)構(gòu)層間位移比減少到了1.47，符合規(guī)范要求了，但是該結(jié)構(gòu)的剪力墻較少，不能成為結(jié)構(gòu)的第二道防線。故要采取構(gòu)造措施加厚剪力墻周?chē)臉前搴穸纫岳谒搅鬟f；另外還要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)，即取消計(jì)算模型中的剪力墻進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算，取兩次計(jì)算結(jié)構(gòu)的包絡(luò)值進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.2 跨層及較大開(kāi)洞處的結(jié)構(gòu)處理
由于夾層局部有跨層結(jié)構(gòu)，而計(jì)算機(jī)程序不能區(qū)分跨層，因此無(wú)法得到真正的跨層結(jié)構(gòu)位移比值，所以需要通過(guò)手算進(jìn)行復(fù)核，把該處的樓層位移除以實(shí)際的層高得到真實(shí)值。經(jīng)過(guò)手算，北面層間位移比為1.46滿足規(guī)范要求。
入口兩側(cè)外墻柱子均為多層開(kāi)洞處的柱子，雖然不是跨層，但是單向最大高度為21.6m，故也可視為單向細(xì)長(zhǎng)柱，需要手算確定其截面等效、穩(wěn)定性及配筋值，同時(shí)還要加強(qiáng)洞口周邊的樓板厚度和配筋值。
2.3 立面不規(guī)則的處理
出于立面上的造型需要，該樓逐層收縮，到六層面積只有標(biāo)準(zhǔn)層的40%，造成結(jié)構(gòu)上側(cè)向剛度的不規(guī)則問(wèn)題。不但剛度突變部位會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力現(xiàn)象，同時(shí)也加大了結(jié)構(gòu)頂部的鞭鞘作用。因而必須取構(gòu)造措施加強(qiáng)結(jié)構(gòu)軟弱處的連接，使得上部的水平力可以順利向下傳遞。本工程參考了帶裙樓的高層建筑的處理方法：
1、加強(qiáng)立面突變處的上下層的樓板厚度，并采用雙層雙向配筋，且最小配筋率取到0.3%；
2、加大立面突變處柱子的縱筋最小配筋率并使箍筋全長(zhǎng)加密，剪力墻則人工指定邊緣構(gòu)件為約束邊緣構(gòu)件，以上柱子和剪力墻的加強(qiáng)范圍均從基礎(chǔ)起到立面突變的上一層。
2.4 考慮樓梯間的支撐作用進(jìn)行整體計(jì)算
在08版的抗震規(guī)范中已經(jīng)明確提出整體計(jì)算中要考慮樓梯對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的影響。本樓樓梯間數(shù)量達(dá)到3個(gè)，樓梯與主體的相對(duì)剛度自然不可忽視，故整體計(jì)算中按照規(guī)范要求加入了樓梯間，另外還采取以下措施進(jìn)行加強(qiáng)：
1、所有樓梯板均地面雙層配筋，以前的設(shè)計(jì)中簡(jiǎn)單的認(rèn)為樓梯板是兩端簡(jiǎn)支的受彎構(gòu)件，跨中板面可以不配鋼筋。但是汶川地震表明，地震中樓梯板會(huì)受到拉力，故必須雙層配筋；
2、樓梯板的半平臺(tái)會(huì)把樓梯間的柱子變成短柱，故此處的框架柱的箍筋必須全長(zhǎng)加密；
3、由于樓梯對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響集中在底部，故還對(duì)底下兩層的樓梯板配筋進(jìn)行加強(qiáng)，并提高梯間柱的抗剪承載力。
2.5 正門(mén)混凝土雨篷設(shè)計(jì)
原設(shè)計(jì)中該雨篷為鋼結(jié)構(gòu)雨篷，應(yīng)建設(shè)單位提出要求改為混凝土結(jié)構(gòu)。雨篷跨度大（深度10米，寬度14米），若做成懸臂梁受力不合理，另外混凝土自重也太大，如何處理是一個(gè)難題。和建筑師商議后，把雨篷中間的梁伸入兩旁的混凝土柱中，同時(shí)把部分的混凝土板換成玻璃板。經(jīng)過(guò)這樣修改，雨篷梁截面大大減少，受力也合理多了，而且玻璃的使用增加了入口的亮度，一舉多得。
2.6 預(yù)應(yīng)力管樁的使用
勘察資料顯示本工程第1~5層為低承載力、較高壓縮性的軟弱土層，厚度較大，不適宜做天然基礎(chǔ)，而第6層為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，強(qiáng)度較高，適合做為深基礎(chǔ)的持力層。所以本工程決定使用混凝土預(yù)應(yīng)力管樁。另外為了增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性，盡量使用三樁及以上的承臺(tái)，并且力求每個(gè)承臺(tái)在兩個(gè)相互垂直的方向都有連接。
三. 結(jié)語(yǔ)
公共建筑體型復(fù)雜，功能要求多樣，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)須從概念設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，結(jié)合實(shí)際情況，善于借助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行分析，又不盲目相信軟件，做全方位的考慮，多手段的驗(yàn)算，才能把結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)與安全把握好，落到實(shí)處，即方便施工，也為日后項(xiàng)目的使用做最堅(jiān)實(shí)的保障。
藝術(shù)院竣工至今已有兩年多，其設(shè)計(jì)獨(dú)特，施工質(zhì)量?jī)?yōu)良，不僅接納了來(lái)自各地的文化交流，還成為本地的藝術(shù)培育基地，可謂開(kāi)平市的現(xiàn)代地標(biāo)性建筑。在受到建設(shè)單位和社會(huì)各界好評(píng)的同時(shí)，還獲得了江門(mén)市第十二次優(yōu)秀工程勘察、第十五次優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)獎(jiǎng)優(yōu)秀設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。
作者簡(jiǎn)介：
李鴻就 結(jié)構(gòu)工程師 2001年畢業(yè)于廣東省江門(mén)市五邑大學(xué) 土木工程系
參考文獻(xiàn)：
1. 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）
2. 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ50007-2012）
1.框剪結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)
框剪結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是框架和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成的新的受力結(jié)構(gòu)形式，在下部樓層剪力墻的位移較小，它拉著框架按彎曲型曲線變形，剪力墻承受大部分水平力，上部樓層則相反，剪力墻位移越來(lái)越大，有外側(cè)的趨勢(shì)，而框架則有內(nèi)收的趨勢(shì)，框架拉剪力墻按剪切型曲線變形，框架除了負(fù)擔(dān)荷載產(chǎn)生的水平力外，還額外負(fù)擔(dān)了把剪力墻拉回來(lái)的附加水平力，剪力墻不但不承受荷載產(chǎn)生的水平力，還因?yàn)榻o框架一個(gè)附加水平力而承受負(fù)剪力，所以上部樓層即使外荷載產(chǎn)生的樓層剪力很小，框架中也出現(xiàn)相當(dāng)大的剪力。
2.框剪結(jié)構(gòu)剪力墻布置
框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻可以單獨(dú)設(shè)置，也可以利用電梯井、樓梯間、管道井等墻體，一般來(lái)說(shuō)，剪力墻布置的越多，抗震越有利，但無(wú)限制的增加剪力墻會(huì)增加造價(jià)，而且無(wú)法發(fā)揮框剪結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。另外我們知道，增加剪力墻以后，結(jié)構(gòu)剛度增加，自振周期就會(huì)縮短。一般我們的建筑物自振周期應(yīng)該在Tg～5Tg（Tg為特征周期），在這個(gè)區(qū)段里，周期縮短會(huì)增大地震作用效應(yīng)，而且幅度挺大，對(duì)材料的消耗又會(huì)大大增加。
那么合理的剪力墻數(shù)量應(yīng)該是多少呢，理論上講同時(shí)都滿足規(guī)范的要求時(shí)，最少的剪力墻數(shù)量最優(yōu)。滿足規(guī)范的位移限制要求，滿足剪力墻承受的地震傾覆力矩不小于總傾覆力矩的50%，且為了使框架充分發(fā)揮作用，滿足框架承受樓層剪力不小于0.2Fek，這時(shí)的剪力墻數(shù)量最合理。
框架-抗震墻結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中運(yùn)用布置要點(diǎn)是：抗震墻的數(shù)量以滿足剛度即滿足層間位移限值為宜，位置相對(duì)靈活，應(yīng)遵循 “”即“對(duì)稱、均勻、周邊、連續(xù)”，應(yīng)符合規(guī)范相關(guān)的具體規(guī)定。
在方案階段，從概念上來(lái)布置剪力墻。《高規(guī)》8.1.7，8.18條就是框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻布置的一些概念性要求，結(jié)合本人的一些經(jīng)驗(yàn)，說(shuō)說(shuō)布置剪力墻的步驟：首先考慮建筑物的周邊，可以從四角到四邊均勻布置，然后考慮樓電梯間，再考慮一些平面轉(zhuǎn)角處，最后看看剪力墻間距較大的位置中間點(diǎn)綴一兩片墻。剪力墻最好布置成非一字形，兩個(gè)方向都要布，宜短不宜長(zhǎng)，個(gè)人認(rèn)為在開(kāi)始布置時(shí)只要滿足一般剪力墻的最小長(zhǎng)度即可，后面可以根據(jù)計(jì)算要求加長(zhǎng)，應(yīng)該說(shuō)按照這種要求布置出來(lái)的平面看起來(lái)是很舒服的。總之框剪結(jié)構(gòu)中的剪力墻布置應(yīng)該是有目的的和點(diǎn)綴性的，切忌一上來(lái)就大片的布置剪力墻。
在計(jì)算階段SATWE計(jì)算結(jié)果：
（1）周期
合理的第一周期范圍，《全國(guó)技術(shù)措施》上講在0.08～0.12N（N為層數(shù)），超出這個(gè)范圍，說(shuō)明結(jié)構(gòu)太剛或太柔，剪力墻太多或太少，可以作相應(yīng)的調(diào)整，當(dāng)然在這個(gè)范圍內(nèi)以周期長(zhǎng)一點(diǎn)為佳。周期比不滿足規(guī)范要求，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過(guò)大，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理。調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置，提高結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度；總的調(diào)整原則是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)墻、柱或梁的剛度，適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)中間墻、柱的剛度。
（2）剪重比
剪重比是否滿足規(guī)范要求，不滿足說(shuō)明抗惻剛度不足，地震力偏小。可按下列三種情況進(jìn)行調(diào)整：
a）當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又偏大時(shí)，說(shuō)明結(jié)構(gòu)過(guò)柔，宜適當(dāng)加大墻、柱截面，提高剛度；
b）當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ蠖鴮娱g側(cè)移角又偏小時(shí)，說(shuō)明結(jié)構(gòu)過(guò)剛，宜適當(dāng)減小墻、柱截面，降低剛度以取得合適的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)；
c）當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又恰當(dāng)時(shí)，可在SATWE的“調(diào)整信息”中的“全樓地震作用放大系數(shù)”中輸入大于1的系數(shù)增大地震作用，以滿足剪重比要求。
3.位移
層間位移角應(yīng)不大于1/800，這也是衡量結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的一個(gè)指標(biāo)，太大太小都應(yīng)該先找出這個(gè)位置，再作相應(yīng)調(diào)整。不考慮偶然偏心時(shí)的位移比一般應(yīng)該都在1.2以內(nèi)，考慮偶然偏心時(shí)，只要不大于1.4即可，這是衡量扭轉(zhuǎn)剛度的一個(gè)指標(biāo)，不滿足時(shí)應(yīng)該先考慮建筑物周邊抗側(cè)力構(gòu)件的調(diào)整（對(duì)于長(zhǎng)條形建筑就是長(zhǎng)方向兩側(cè)），可以增大剪力墻，也可以加高連梁等。
4.框架抗傾覆力矩占總抗傾覆力矩的比例
框架抗傾覆力矩占總抗傾覆力矩的比例兩個(gè)方向接近且在20%～40%間較好。軟件給出了每一層的比例，只要底部加強(qiáng)部位滿足即可，根據(jù)框剪結(jié)構(gòu)的受力特性，框架所承擔(dān)的抗傾覆力矩是越往上越大的。高規(guī)8.1.4條，框架總剪力在不小于0.2V0時(shí)不需要調(diào)整，是利用材料最充分的，但經(jīng)過(guò)前面的幾輪調(diào)整，要做到這一點(diǎn)不容易，做不到就要按規(guī)范要求放大，放大系數(shù)接近1.0較好。
參考文獻(xiàn)：
[1]《高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 JGJ3-2010
[2]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010
【關(guān)鍵詞】砌體房屋；裂縫成因；裂縫控制
一、裂縫產(chǎn)生的原因：
（1）溫度裂縫。主要由屋蓋和墻體溫度差異變形應(yīng)力過(guò)大產(chǎn)生的砌體房屋頂層兩端墻體上的裂縫。砌體結(jié)構(gòu)中受溫度變化較大的區(qū)域是鋼筋混凝土屋蓋及外墻。溫度的變化使鋼筋混凝土樓蓋產(chǎn)生伸縮變形，鋼筋混凝土樓蓋本身對(duì)溫度變化有一定的承受能力，由于鋼筋混凝土其樓蓋在其平面內(nèi)剛度很大，常引起頂層鋼筋混凝土樓蓋下墻體的裂縫。
（2）干縮裂縫。主要由干縮性較大的砌塊隨著含水率的降低而產(chǎn)生較大的干縮變形。尤其是冬天采暖的北方地區(qū)，夏秋季節(jié)空氣濕度大，冬春季節(jié)空氣干燥，年干濕變化大，干縮變形更為明顯。干縮變形早起發(fā)展較快，以后逐步變慢。但干縮厚遇濕又會(huì)膨脹，脫水后再次干縮，但干縮值較小，約為第一次的80%。這類干縮變形引起的裂縫分布廣、數(shù)量多，開(kāi)裂的程度也比較嚴(yán)重。
（3）溫度和干縮裂縫。在大多數(shù)情況下，墻體裂縫由兩種或多種因素共同作用所致，但在建筑上人能呈現(xiàn)出以溫度或是以干縮為主的裂縫特征。
（4）地基沉降不均勻。是墻體產(chǎn)生內(nèi)傾的斜向裂縫的主要原因。
二、砌體房屋的裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)
砌體的裂縫寬度應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)，所謂“允許裂縫寬度”包含下列兩層意思：一是指裂縫對(duì)砌體的承載力和耐久性影響很小，應(yīng)不大于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；二是指裂縫在人的感觀可以接受的程度。一般情況下允許裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)0.3mm，有特殊要求時(shí)，不宜超過(guò)0.2mm。
三、防治或減輕墻體開(kāi)裂的主要措施
在正常使用情況下， 應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫。伸縮縫應(yīng)設(shè)在因溫度和收縮變形引起應(yīng)力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大處。
房屋頂層墻體，宜根據(jù)情況采取下列措施：1.屋面應(yīng)設(shè)置保溫、隔熱層；2.屋面保溫（隔熱）層或屋面剛性面層及砂漿找平應(yīng)設(shè)置分隔縫，分隔縫間距不宜大于6m，其縫寬不小于30mm，并與女兒墻隔開(kāi)。3.采用裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋和瓦材屋蓋。4.頂層屋面板下設(shè)置鋼筋混凝土圈梁，并沿內(nèi)外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體內(nèi)宜設(shè)置水平鋼筋。5.頂層墻體有門(mén)窗等洞口時(shí)，在過(guò)梁上的水平灰縫內(nèi)設(shè)置2～3道焊接鋼筋網(wǎng)片或2根直徑6mm鋼筋，焊接鋼筋網(wǎng)片或鋼筋應(yīng)伸入洞口兩端墻體內(nèi)不小于600mm。6.頂層及女兒墻砂漿強(qiáng)度等級(jí)不低于M7.5（Mb7.5、Ms7.5）。7.女兒墻應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，構(gòu)造柱間距不宜大于4m，構(gòu)造柱應(yīng)伸至女兒墻頂并與現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起。8.對(duì)頂層墻體施加豎向應(yīng)力。
房屋底層墻體，宜根據(jù)情況采取下列措施：1.增大基礎(chǔ)圈梁的剛度。2、在底層的窗臺(tái)底下墻體灰縫內(nèi)設(shè)置3道焊接鋼筋網(wǎng)片或2根直徑6mm鋼筋，并伸入兩邊窗間墻內(nèi)內(nèi)不小于600mm。
在每層門(mén)、窗過(guò)梁上方的水平灰縫內(nèi)及窗臺(tái)下第一和第二道水平灰縫內(nèi)，宜設(shè)置焊接鋼筋網(wǎng)片或2根直徑6mm鋼筋，焊接鋼筋網(wǎng)片或鋼筋應(yīng)伸入兩邊窗間墻內(nèi)不小于600mm。當(dāng)墻長(zhǎng)大于5m時(shí)，宜在每層墻高度中部設(shè)置2～3道焊接鋼筋網(wǎng)片或3根直徑6mm鋼筋，豎向間距為500mm。
房屋兩端和底層第一、第二開(kāi)間門(mén)窗洞處，可采取下列措施：1.在門(mén)窗洞口兩邊墻體的水平灰縫中，設(shè)置長(zhǎng)度不小于900mm、豎向間距為400mm的2根直徑4mm的焊接鋼筋網(wǎng)片。2.在頂層和底層設(shè)置通長(zhǎng)鋼筋混凝土窗臺(tái)梁，窗臺(tái)梁高度宜為砌塊高度的模數(shù)，梁內(nèi)縱筋不小于4根，直徑不小于10mm，箍筋直徑不小于6mm，間距不大于200mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20。3.在混凝土砌塊房屋門(mén)窗洞口兩側(cè)不少于一個(gè)孔洞中設(shè)置直徑不小于12mm的豎向鋼筋，豎向鋼筋應(yīng)在樓層圈梁或基礎(chǔ)內(nèi)錨固，孔洞用不低于Cb20混凝土灌實(shí)。
填充墻砌體與梁、柱或混凝土墻體結(jié)合的截面處（包括內(nèi)、外墻），宜在粉刷前設(shè)置鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片寬度可取400mm，并沿界面縫兩側(cè)各延伸200mm，或采取其他有效的防裂、蓋縫措施。
當(dāng)房屋剛度較大時(shí)，可在窗臺(tái)下或窗臺(tái)角處墻體內(nèi)、在墻體高度或厚度突然變化出設(shè)置豎向控制縫。豎向控制縫寬度不宜小于25mm，縫內(nèi)填宜壓縮性能好的填充材料，且外部用密封材料密封，并采用不吸水的、閉孔發(fā)泡聚乙烯實(shí)心圓棒（背襯）作為密封膏的隔離物。夾心復(fù)合墻的外葉墻已在建筑墻體適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，其間距以為6～8m。
結(jié)束語(yǔ)
裂縫已成為房屋建筑的通病之一，尤其是砌體結(jié)構(gòu)由于其抗拉強(qiáng)度低，在荷載作用下，更容易出現(xiàn)裂縫。雖然形式多種多樣，有豎向裂縫、水平裂縫、八字形裂縫等，其產(chǎn)生的主要原因也是多種，有地基不均勻沉降、溫度變化、材料差異、施工質(zhì)量控制不嚴(yán)等，因此防治難度相當(dāng)大。但是只要我們認(rèn)真分析每一種裂縫的原因，并針對(duì)性的采取有效的措施，處理得當(dāng)，施工管理人員增強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)，防治裂縫的產(chǎn)生是可行的。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱炳寅。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)答及分析，2009，（11）
[2]GB50003-2011 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范
關(guān)鍵詞：剛性樓板假定、彈性樓板假定、彈性樓板6、彈性樓板3、彈性膜、平面內(nèi)剛度
Abstract: the engineering structural design process, usually the design personnel in how to use rigid floor assumptions and elastic floor assume that the existence of concept not clear, design to bring to waste or hidden trouble. This paper focuses on the basis, the paper they regulate mechanics principle, adaptability and application methods, to aid in the design personnel in actual design process, safe and economical design reasonable.
Keywords: rigid floor assumptions, elastic floor assumptions, elastic floor 6, elastic floor 3, elastic membrane, plane within stiffness
中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、前言
工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往因設(shè)計(jì)人員對(duì)剛性樓板假定與彈性樓板假定的概念不清晰，而不能在設(shè)計(jì)中合理地應(yīng)用，導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果存在不經(jīng)濟(jì)或不安全的因素。本文結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)例，側(cè)重于闡述剛性樓板假定與彈性樓板假定的規(guī)范依據(jù)、力學(xué)原理、適應(yīng)性及應(yīng)用方法，以助于設(shè)計(jì)人員在今后的工程設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行合理、安全經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。
二、剛性樓板假定與彈性樓板假定的原理簡(jiǎn)介
剛性樓板假定：其含義是假定樓板平面內(nèi)剛度無(wú)限大，平面外剛度為零。
彈性樓板6：是采用殼單元來(lái)計(jì)算樓板平面內(nèi)與平面外的剛度。
彈性樓板3：是假定樓板平面內(nèi)無(wú)限剛，同時(shí)真實(shí)計(jì)算平面外的剛度。
彈性膜：是采用平面應(yīng)力膜單元來(lái)計(jì)算樓板平面內(nèi)剛度，同時(shí)忽略平面外的剛度。
三、理論運(yùn)用分析
1、理論運(yùn)用
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》）5.1.5條規(guī)定，“進(jìn)行高層內(nèi)力與位移計(jì)算時(shí)，可假定樓板在其自身平面內(nèi)為無(wú)限剛。”這一剛性樓板假定，其目的是為了使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念明確，計(jì)算簡(jiǎn)便，在電算過(guò)程中，效率明顯提高。因剛性樓板假定使結(jié)構(gòu)在每層板上只有3個(gè)公共自由度，即兩個(gè)平移自由度μ、υ和一個(gè)繞豎軸扭轉(zhuǎn)的自由度θz，在板內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的獨(dú)立自由度也只有3個(gè)（θx、θy、ω）；在采用剛性樓板假定時(shí)，忽略了樓板的平面外剛度，使結(jié)構(gòu)總剛度偏小。在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中，往往為了考慮梁側(cè)樓板對(duì)梁剛度的貢獻(xiàn)，而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)梁剛度放大1.2～2倍，其目的就在于此。
《高規(guī)》5.1.5條規(guī)定，“當(dāng)樓板會(huì)產(chǎn)生較明顯的面內(nèi)變形時(shí)，計(jì)算應(yīng)考慮樓板的面內(nèi)變形。”彈性樓板6采用的殼單元模型，可真實(shí)的計(jì)算板面內(nèi)剛度，考慮面內(nèi)變形，同時(shí)還真實(shí)的計(jì)算板面外剛度大小，并且通過(guò)面外剛度傳遞部分的豎向荷載，是最符合工程真實(shí)受力情況的假定。
《高規(guī)》10.2.14條規(guī)定，“轉(zhuǎn)換厚板的厚度可由抗彎、抗剪、抗沖切計(jì)算確定。”彈性樓板3假定是針對(duì)厚板轉(zhuǎn)換的厚板提出來(lái)的。由于厚板較厚，面內(nèi)剛度很大，面外剛度也較大，此時(shí)面外剛度是傳遞結(jié)構(gòu)應(yīng)力的關(guān)鍵，通過(guò)板的面外剛度來(lái)改變傳力途徑，將厚板以上部分的力傳遞到厚板下面的結(jié)構(gòu)。PKPM程序采用中厚板的變曲單元來(lái)計(jì)算樓板的面外剛度。因此彈性樓板3假定主要適合厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算。
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《抗震規(guī)范》）3.4.4條規(guī)定，“凹凸不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時(shí)，應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實(shí)際剛度變化的計(jì)算模型；高烈度或不規(guī)則程度較大時(shí)，宜計(jì)入樓板局部變形的影響。” 《高規(guī)》4.3.6條規(guī)定，“當(dāng)樓板平面比較狹長(zhǎng)、有較大的凹入和開(kāi)洞而使樓板有較大削弱時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮樓板削弱產(chǎn)生的不利影響。”彈性膜假定真實(shí)計(jì)算樓板平面內(nèi)剛度，而忽略樓板平面外剛度是符合上述規(guī)范要求的一種假定。彈性膜假定通常被建議用于空曠的工業(yè)廠房和體育場(chǎng)館的樓板、樓板局部開(kāi)大洞形成的狹長(zhǎng)板帶、有效寬度狹窄的環(huán)形樓板。
2、分析
通過(guò)上述比較，我們可以知道剛性樓板、彈性樓板6、彈性樓板3、彈性膜四種假定下的樓板，主要存在的區(qū)別在于平面內(nèi)剛度是取無(wú)限剛或是真實(shí)剛度以及平面外剛度的考慮與否。
從理論上說(shuō)，彈性樓板6是最符合工程真實(shí)受力情況的，可以應(yīng)用于任何工程。
而另外三種樓板假定皆是根據(jù)不同的工程情況對(duì)樓板剛度計(jì)算進(jìn)行了不同程度的簡(jiǎn)化。
采用剛性樓板假定時(shí)，認(rèn)為所有的豎向荷載都是由梁來(lái)承擔(dān)，板僅作為了安全儲(chǔ)備，因此這種假定是最不符合工程實(shí)際的，而采用彈性樓板6和彈性樓板3假定時(shí)，部分樓面荷載將通過(guò)樓板的面外剛度直接傳遞給豎向構(gòu)件，將使梁彎矩減小，從而梁配筋相應(yīng)減小。明顯后者更能反應(yīng)實(shí)際受力情況，符合強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)理念，在保證安全的前提下，同時(shí)兼顧了經(jīng)濟(jì)性。
四、工程應(yīng)用中的計(jì)算比較
本工程位于山東省濟(jì)南市，建筑高度52.5米，地上18層，剪力墻結(jié)構(gòu)。抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為7度，剪力墻抗震等級(jí)為三級(jí)，基本風(fēng)壓W0=0.45（按50年一遇），地面粗糙度類別為B。下面分別采用SATWE和PMSAP軟件對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算，并比較分析在剛性樓板假定、彈性樓板6、彈性樓板3及彈性膜假定下的計(jì)算結(jié)果。
1、不同板假定對(duì)結(jié)構(gòu)的影響
在一般的多、高層結(jié)構(gòu)分析中，采用剛性樓板假定，樓板不參加整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算，它對(duì)于結(jié)構(gòu)整體性能的影響往往作為梁翼緣或通過(guò)一些經(jīng)驗(yàn)調(diào)整系數(shù)來(lái)體現(xiàn)。如果采用彈性樓板假定，在SATWE和PMSAP軟件中，可以通過(guò)“多邊形樓板單元”進(jìn)行模擬，進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)分析，這樣做一方面比較準(zhǔn)確地考慮了樓板對(duì)整體結(jié)構(gòu)性能的影響，同時(shí)還可以計(jì)算樓板的應(yīng)力和配筋。由于樓板的計(jì)算結(jié)果同梁、柱、墻一樣是從整體計(jì)算分析中得出，嚴(yán)格考慮了樓層之間、構(gòu)件之間的耦合作用及地震作用的CQC組合，因而精度較高，更能保障設(shè)計(jì)的安全性、合理性。對(duì)于樓板采用的這種整體分析和設(shè)計(jì)方法，是采用剛性樓板假定所不具備的。通過(guò)對(duì)工程的計(jì)算結(jié)果表明，剛性板的計(jì)算周期比彈性板的計(jì)算周期大，結(jié)構(gòu)總剛偏小，地震力偏小，結(jié)構(gòu)偏于不安全。
2、對(duì)柱、墻的影響
SATWE采用的是在殼元基礎(chǔ)上凝聚而成的墻元模型；PMSAP采用的是精度高、適應(yīng)性強(qiáng)的殼元模型，兩者使用的單元模型同屬一類。在剛性樓板假定下，其將樓面荷載全部傳遞給樓面梁，再由樓面梁傳遞給豎向構(gòu)件（柱或墻），傳力途徑明確但有時(shí)不完全符合實(shí)際情況；而使用彈性樓板6或彈性樓板3的假定后，樓板在面外剛度非0的情況下，對(duì)全樓的結(jié)構(gòu)做完全的有限元分析，將樓面荷載以剛度大小按有限元傳力途徑傳遞給梁或墻。所得出的計(jì)算結(jié)果表明：剛性樓板假定的柱、墻計(jì)算結(jié)果小于彈性樓板假定。
通過(guò)上述比較可知，在常規(guī)工程下，亦可真實(shí)地考慮樓板的面內(nèi)剛度及面外剛度，以期達(dá)到更接近真實(shí)情況的計(jì)算結(jié)果和配筋結(jié)果。
五、結(jié)論
除了規(guī)范對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)的位移、周期要求使用剛性樓板假定的情況，雖然剛性樓板假定依然適用大多數(shù)的常規(guī)工程，但是由于假定自身對(duì)計(jì)算的簡(jiǎn)化原因，以及對(duì)一些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)不同取值等因素，并且剛性假定下的豎向荷載傳力途徑與真實(shí)情況不符，而造成了計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的偏差，最終影響了構(gòu)件的配筋。在如今提倡的安全、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展環(huán)境下是不合適的。相反，彈性樓板6這種最符合工程實(shí)際情況的假定可以很好地避免上述剛性樓板假定產(chǎn)生的偏差。因此，在計(jì)算速度越來(lái)越快的今天，在常規(guī)工程在應(yīng)用彈性樓板6假定對(duì)工程進(jìn)行計(jì)算配筋是既合理又安全經(jīng)濟(jì)的。而在不同的工程情況下，依然可以考慮采用面內(nèi)無(wú)限剛或面外剛度為0的彈性樓板3假定或彈性膜假定。
參考文獻(xiàn)：
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【2】建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010），中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010
【3】高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010）,中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011
