序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問答及分析范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關(guān)鍵詞:民用建筑；工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；結(jié)構(gòu)工程師

中圖分類號：TU24 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前 言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國經(jīng)濟(jì)高速迅猛的發(fā)展帶動了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的步伐。在建筑設(shè)計中，結(jié)構(gòu)設(shè)計要是在滿足建筑使用功能及建筑藝術(shù)的效果前提下，也要滿足結(jié)構(gòu)的安全，適用，經(jīng)濟(jì)，耐久等方面的要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計中能夠掌握結(jié)構(gòu)概念，合理利用規(guī)范法規(guī)，結(jié)合實際的工程情況全面準(zhǔn)確的理解結(jié)構(gòu)體系，都是非常重要的。本文主要從以下幾個方面探討設(shè)計者在結(jié)構(gòu)設(shè)計中常常容易忽視的問題。

結(jié)構(gòu)布置

對于一個建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體系的確定關(guān)系到結(jié)構(gòu)受力是否合理，甚至于關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性，而結(jié)構(gòu)布置的是否合理，直接影響到結(jié)構(gòu)體系是否能很好的發(fā)揮作用。結(jié)構(gòu)布置方面的問題包括：

房屋結(jié)構(gòu)高度和結(jié)構(gòu)豎向高寬比控制

結(jié)構(gòu)平面布置和豎向布置的合理性

抗震墻、抗側(cè)力體系及底部加強(qiáng)區(qū)的布置

豎向抗側(cè)力構(gòu)件的連續(xù)性及截面尺寸、材料強(qiáng)度等級變化是否合理

伸縮縫、沉降縫和抗震縫的設(shè)置和構(gòu)造是否符合規(guī)范要求

非主體結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)的連接安全

結(jié)構(gòu)高寬比是衡量結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，抗傾覆能力，抗側(cè)剛度，承載能力和經(jīng)濟(jì)合理性的重要指標(biāo)。保證結(jié)構(gòu)具有合適的高寬比，合理的水平及豎向布置，布置結(jié)構(gòu)縫等措施都是要使結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度的均勻變化，防止發(fā)生剛度突變形成薄弱層。這些往往需要結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師們在結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案初期確定的，充分理解結(jié)構(gòu)的概念，有時還需要通過軟件的建模試算，不同方式的比較得出的。

荷載取值

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，荷載的正確取值和計算是最基本，最重要，也最容易被忽視的方面。往往有很多設(shè)計工程師把一些主要的荷載取值錯誤或者遺漏。主要問題如下：

一些建筑樓面的活荷載取值被忽視。某些樓面的荷載因為建筑功能要求的特殊應(yīng)該取值特殊，并且應(yīng)該在設(shè)計中給予足夠的重視。例如，對于高層建筑和公共建筑的走廊、門廳和樓梯等“人流可能密集處”，構(gòu)件計算時應(yīng)取3.5kN/m2，參與結(jié)構(gòu)整體計算分析時，可不采用“當(dāng)人流可能密集時”的荷載電梯機(jī)房空調(diào)機(jī)房7KN/ m2，陽臺至少取2.5KN/ m2，當(dāng)人流可能密集時3.5KN/ m2。

恒荷載取值錯誤。恒荷載的取值決定于結(jié)構(gòu)的使用功能，是否有特殊要求，例如屋面有花園的恒荷載取值問題，如果只考慮覆土厚度，未計入花圃土石自重，會使荷載取值偏小。地下室頂板有覆土的情況，也要考慮覆土的荷載。樓面有墊層及填料時，應(yīng)該考慮在內(nèi)，并在明確填料的容重等信息。如地?zé)?、公共廚房、衛(wèi)生間、設(shè)備用房排水溝等填料容重

對風(fēng)雪荷載敏感的結(jié)構(gòu)未提高荷載取值。對風(fēng)壓敏感的高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，以及自重較輕的鋼木主體結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載非常重要，由于計算風(fēng)荷載的各種因素及方法的不確定性，因此基本風(fēng)壓應(yīng)適當(dāng)提高。例如風(fēng)壓敏感輕鋼結(jié)構(gòu)的獨立廣告牌，高層建筑屋面女兒墻，砌體結(jié)構(gòu)圍墻的抗風(fēng)設(shè)計等。

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范2012》（強(qiáng)條）第7.1.2條新規(guī)定 “對雪荷載敏感的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用100 年重現(xiàn)期的雪壓”。對雪壓敏感的結(jié)構(gòu)主要指大跨、輕質(zhì)屋蓋結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)的雪荷載經(jīng)常是控制性荷載，雪荷載遠(yuǎn)超過自重，極端雪荷載作用下的容易造成結(jié)構(gòu)整體破壞，后果特別嚴(yán)重。近年來的歷史少見的大雪天氣，大跨輕質(zhì)屋蓋結(jié)構(gòu)因雪災(zāi)破壞的事件時有發(fā)生，如哈爾濱紅旗加油站，道理某菜市場倒塌等等。

特殊荷載的取值問題。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，往往一些特殊部位，或者是特殊功能要求的荷載取值都要很大，如果取值偏小或者遺漏，造成結(jié)構(gòu)的安全問題是巨大的，這方面要引起工程師們格外重視。例如，地下室頂?shù)南儡嚭奢d，要考慮不同覆土厚度、板跨對荷載的影響，對梁板的設(shè)計時荷載的取值的不同，以及在設(shè)計基礎(chǔ)時不需要考慮消防車荷載。一些特殊設(shè)備的荷載也應(yīng)該在施工圖表達(dá)時注明，如屋面處的高位水箱、冷卻塔、衛(wèi)星天線、發(fā)射塔、避雷針、擦窗機(jī)等的荷載，風(fēng)荷載作用下當(dāng)然像發(fā)射塔等高塔的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)該參與整體計算；樓面處的變壓器、配電柜、制冷機(jī)組、空調(diào)機(jī)房，水處理設(shè)備等的荷載，有吊燈等吊掛荷載等。屋面四周有上返梁時，由上返梁包圍的屋面可能造成積水，也應(yīng)在屋面設(shè)計中給予考慮，或者采取有效的措施避免積水。

特殊部位及構(gòu)件的設(shè)計

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中一些重點部位或構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)該格外重視，采取單獨計算、重點分析，加強(qiáng)構(gòu)造措施等方法去保證其安全度。

3.1 地下室外墻的設(shè)計

一般情況下，地下室外墻承受的荷載主要有結(jié)構(gòu)自重、地面活荷、側(cè)土壓力等。剪力墻的受力模型與上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及水平布置有很大關(guān)系。對于框架結(jié)構(gòu)，±0.000樓板對地下室外墻的頂端約束較弱，可簡化為鉸接，而對于剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻及±0.000樓板對地下室外墻的頂端約束較強(qiáng)，可簡化為固定約束。一般基礎(chǔ)的剛度都遠(yuǎn)大于墻體剛度，故可將外墻的底端為固定約束，固端彎矩相等，地下室外墻的底端外側(cè)的配筋也要考慮這一個固端彎矩的影響。計算分析表明，在滿足裂縫要求情況下的外墻一般都能滿足承載力要求，反之不一定滿足。

3.2 出屋面較高女兒墻的設(shè)計

高層建筑中，一般為了追求立面的整體效果，出屋面的女兒墻都很高，女兒墻所承受的風(fēng)荷載和地震荷載都很大，而且對主體結(jié)構(gòu)的影響也很顯著，這一點常常被設(shè)計者們所忽視。常規(guī)尺寸的女兒墻（不高于1.5m）的計算，可以在計算是近考慮女兒墻的自重，而不考慮其參與整體結(jié)構(gòu)分析，這種方法滿足精度要求，也不會影響到結(jié)構(gòu)的安全性。然而當(dāng)女兒墻較高時，就要仔細(xì)計算女兒墻承受的水平荷載。配筋計算可以按是支撐上屋頂?shù)膽冶劢Y(jié)構(gòu)，且宜雙層配筋，同時也應(yīng)保證屋頂結(jié)構(gòu)的梁或者墻有足夠的抗彎和抗扭剛度。在結(jié)構(gòu)條件允許的情況下可以選擇讓頂層的墻肢或者柱子升至出屋面，并增設(shè)水平拉梁，以增加出屋面女兒墻的抗側(cè)剛度。

結(jié) 語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個綜合復(fù)雜的過程，需要我們結(jié)構(gòu)工程師熟悉規(guī)范，有足夠的結(jié)構(gòu)概念，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和布置方式，注重細(xì)節(jié)問題的處理方法和措施，根據(jù)具體項目進(jìn)行具體分析，這樣才能保證結(jié)構(gòu)滿足安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣莉莉，淺議高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點[J].民營科技，2007.11.

[2] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). GB50011-2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2010.

篇(2)

關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)，位移比，SATWE ，剛性樓板假定

中圖分類號：TU375文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一．位移比的概念

建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2010.3.4.3條中平面不規(guī)則中的扭轉(zhuǎn)不規(guī)則（在規(guī)定的水平力作用下，樓層的最大彈性水平位移或是層間位移，大于該樓層兩端彈性水平位移平均值的1.2倍）所以當(dāng)位移比大于1.2時就是即為扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，需要把位移比調(diào)試到1.2范圍內(nèi)。

按照規(guī)范要求的定義，位移比表示為“最大位移/平均位移”，而平均位移表示為“（最大位移+最小位移）/2”，μ1―“最大位移”μ2―“最小位移”μ3―“平均位移”

則位移比公式：μ=μ1/μ3

樓層位移比計算式中分母應(yīng)采用樓層兩端彈性水平位移，按公式計算時注意：不是質(zhì)心位移，也不應(yīng)采用樓層內(nèi)各抗側(cè)構(gòu)件的水平位移平均值。

在SATWE運(yùn)行前勾選時注意，在計算高層建筑結(jié)構(gòu)的樓層位移比時應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的偶然偏心的影響，多層建筑宜考慮結(jié)構(gòu)的偶然偏心影響，復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu)還應(yīng)考慮雙向地震并按偶然偏心及雙向地震作用；并應(yīng)按偶然偏心及雙向地震作用的最不利值。

二．幾種常見解決位移比超限方法

1、加大外框構(gòu)件的剛度，減小內(nèi)部構(gòu)件的剛度。

例如把外側(cè)角柱或是邊柱的柱截面放大一些以及外框梁截面高度變大一些，然后運(yùn)行SATWE，在SATWE的圖形文件輸出的結(jié)構(gòu)整體空間震動里觀察地震模擬三維圖判別X，Y方向哪一個方向顏色不協(xié)調(diào)然后對應(yīng)相應(yīng)的方向調(diào)整框架該方向的邊柱及邊梁的截面，直到兩個方向震動顏色整體一致。（如下圖所示）

（X向震型圖示）（Y向震型圖示）

2、調(diào)整結(jié)構(gòu)斷面，使樓層的質(zhì)心和形心盡可能重合。

改變平面內(nèi)的布置或是通過降低該偏心位置所在一側(cè)的結(jié)構(gòu)剛度或是調(diào)整該偏心位置相反一側(cè)的剛度來使結(jié)構(gòu)的總體剛度達(dá)到平衡，從而使質(zhì)心與標(biāo)準(zhǔn)層形心接近或是重合。

如下圖所示：

位移比是用來反映扭轉(zhuǎn)剛度的，也就是地震作用下建筑平面繞著某個中心旋轉(zhuǎn)的幅度。如果整個樓板平面都是剛性，那么距離旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的點位移一定最大，最大位移與平均位移的比值就是位移比。其大小可以衡量結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動幅度。

3、計算時應(yīng)采用強(qiáng)制剛性樓板假定。

如果樓板不是剛性的，那么地震作用下即使平面沒有扭轉(zhuǎn)，只是局部某個薄弱的節(jié)點變形位移大了，這樣位移比看上去也會很大，但這并不能反映結(jié)構(gòu)整體的扭轉(zhuǎn)，從而失去了判別的意義，所以在計算位移比時SATWE選項勾選強(qiáng)制剛性樓板假定。

三、常用解決位移比超限方法不滿足時的調(diào)整辦法

若以上方法調(diào)試后位局部節(jié)點位移比還是超限可采用如下方法：

例如一個四層框架SATWE文本輸出里

=== 工況 17 === Y+偶然偏心地震作用規(guī)定水平力下的樓層最大位移

注意到第三層的節(jié)點231號位移比超限，現(xiàn)在調(diào)整節(jié)點231號

首先在SATWE里“結(jié)構(gòu)運(yùn)行，配筋運(yùn)算”里點選（詳細(xì)輸出）找到第三層相關(guān)工況的詳細(xì)輸出：

然后把這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入EXCEL中分列排序，找到最大的位移點231號，找到最小的位移點159號，現(xiàn)在根據(jù)位移比公式

μ=μ1/μ3我們可以通過把μ1減小同時把μ3變大的方法來降低比值從而使位移比通過。

如圖所示：在PKPM配筋編號簡圖里輸入節(jié)點號找到構(gòu)件位置對相應(yīng)構(gòu)件的截面尺寸進(jìn)行調(diào)整。

把圖示所示的231號為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的角柱Y方向截面縮小一些（700mmY向柱截面改為650mm）同時在圖所示的159號為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的邊梁截面適當(dāng)?shù)姆糯螅?00mm*600mm改為300mm*650mm），然后回到SATWE里運(yùn)行調(diào)試。

運(yùn)行完畢后數(shù)據(jù)顯示：

=== 工況 17 === Y+偶然偏心地震作用規(guī)定水平力下的樓層最大位移

從而看到通過此方法可以在結(jié)構(gòu)局部位移比超限的情況下得以通過。

三．總結(jié)

結(jié)構(gòu)設(shè)計在調(diào)試模型中往往花費(fèi)設(shè)計人員的精力與時間尤其是在高烈度地區(qū)，以上方法是通過位移比概念入手，分層次分方法逐一調(diào)試位移比使設(shè)計人員在步驟當(dāng)中有計劃地完成每步調(diào)試，結(jié)合利用SATWE有限元分析數(shù)據(jù)分析問題所在，此方法可以在調(diào)試模型中達(dá)到有的放矢，事倍功半的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2010

[2]建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2010

篇(3)

【關(guān)鍵字】：樓梯；概念設(shè)計；抗震設(shè)計

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言：樓梯為房屋建筑的重要組成部分，是多層房屋的豎向通道，在地震起到人員疏散的重要作用，因此樓梯抗震設(shè)計至關(guān)重要。

樓梯按照受力狀態(tài)的不同分為梁式、板式、螺旋式等。前兩種樓梯為平面受力體系，平常工程中應(yīng)用較多。后一種樓梯屬于空間受力體系，多用于歐式酒堡類建筑及別墅。

板式樓梯下表面平整施工支模方便，外觀比較美觀輕巧，設(shè)計時受力分析比較簡單，在跨度小于5米時，會優(yōu)先采用。當(dāng)跨度太大時，由于梯段板會設(shè)計的比較厚，材料用量增多，自重增加也比較大，為節(jié)約材料會選擇采用梁式樓梯。

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》2010版實施之前，設(shè)計人員不考慮樓梯參與整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。通常的做法是在pkpm建模過程中將樓梯部分房間樓板厚度設(shè)置為零，在荷載輸入時，按實際情況輸入樓面的恒載和活載，樓梯單獨另算。也就是說樓梯并不考慮抗震設(shè)計，在結(jié)構(gòu)整體計算中也不考慮樓梯的作用。但是樓梯的斜撐作用對整個結(jié)構(gòu)影響較大。這種計算簡化與地震作用時并不相符。汶川地震也證明了這一點。

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010 3.6.6條要求計算中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。條文說明中進(jìn)一步指出：針對具體結(jié)構(gòu)的不同，“考慮”的結(jié)果，樓梯構(gòu)件的可能影響很大或不大，然后區(qū)別對待。樓梯構(gòu)件自身應(yīng)計算抗震，但并不要求一律參加整體結(jié)構(gòu)的計算。這條規(guī)定是從汶川地震后，2008年修訂版增加的要求，新抗規(guī)進(jìn)一步明確了根據(jù)樓梯對主體抗震性能的影響大小來決定是否參與整體計算。

對抗震建筑中的樓梯設(shè)計應(yīng)把握以下兩點：一方面樓梯構(gòu)件對主體結(jié)構(gòu)的的抗震能力影響很大，樓梯的梯跑作為傳遞水平地震作用的重要構(gòu)件，往往對主體結(jié)構(gòu)的墻和柱產(chǎn)生重大的影響，使結(jié)構(gòu)柱變成短柱或錯層柱，因此在結(jié)構(gòu)分析時應(yīng)予以充分的體現(xiàn)；另一方面樓梯的梯跑和普通樓板一樣傳遞水平地震作用，因此，需對梯板予以適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)，一般情況下，應(yīng)在梯跑頂面配置跨中通常鋼筋，其配筋率不宜小于0.1%。

理論研究和震害調(diào)查表明：樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響取決于樓梯和主體結(jié)構(gòu)的相對剛度之比。樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響程度取決于主體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系，主體結(jié)構(gòu)的剛度越大（如剪力墻結(jié)構(gòu)）整體性越好，樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響越小；主體結(jié)構(gòu)的剛度越小（如框架結(jié)構(gòu)）整體性越差樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響就越大。

因此，在工程設(shè)計的過程中，樓梯構(gòu)件抗震分為以下幾種情況：

一 不考慮樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響

1.上文已經(jīng)提及，樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響取決于兩者的剛度比，因此對于剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)等剛度較大的體系來說，樓梯的剛度相比較小?？梢圆豢紤]樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響。

2.采取隔離措施減小樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響

（1）在設(shè)計過程中，將樓梯平臺與主體結(jié)構(gòu)脫開，即將樓梯的休息平臺從梯梁上懸挑，這樣在地震的過程中可以最大限度的降低樓梯對主體結(jié)構(gòu)的不利影響。

（2）樓梯設(shè)滑動支座，不參與結(jié)構(gòu)整體抗震計算。

二 考慮樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響

框架結(jié)構(gòu)整體剛度較小，樓梯對其影響較大，除了采取隔離措施的樓梯外，均需考慮樓梯對框架結(jié)構(gòu)的整體抗震計算。

下面表一，表二以實際工程說明樓梯計算對整體結(jié)構(gòu)計算的影響。

表一 不帶樓梯某框架結(jié)構(gòu)周期輸出文件

表二 帶樓梯某框架結(jié)構(gòu)周期輸出文件

從表一表二可以看出，結(jié)構(gòu)整體計算時加入樓梯，整體剛度變動，基本周期減小，由0.9214減小到0.9137.

第一第二周期的平動系數(shù)由于考慮樓梯剛度的影響也可以看到平動系數(shù)相應(yīng)增大。

表一中周期比為0.8210/0.9214=0.891，表二中周期比為0.8082/0.9137=0.884.周期比均小于規(guī)范要求的0.9.但是帶樓梯的結(jié)構(gòu)周期比更小，抗震性能更好。

由于篇幅原因，本文僅考慮樓梯對結(jié)構(gòu)整體性能中周期的影響。實際工程中由于整體計算中考慮樓梯作用，導(dǎo)致樓梯周邊的梁和柱配筋增大。

綜上所述，在實際工程中應(yīng)重視樓梯對結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的影響。保證在地震來臨時，樓梯構(gòu)件不至于垮塌，為人員疏散撤離提供足夠的時間。

參考文獻(xiàn)：

篇(4)

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)基礎(chǔ)埋深房屋高度獨立基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)獨立基礎(chǔ)加防水板基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)

中圖分類號：B032文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

地基基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的重要內(nèi)容之一。它直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)設(shè)計基本數(shù)據(jù)的正確選取。對各類構(gòu)筑物的地基基礎(chǔ)進(jìn)行施工，地基與基礎(chǔ)是根本，施工不好將會導(dǎo)致嚴(yán)重問題，比如：構(gòu)建筑物下沉、傾斜甚至倒塌等。

從結(jié)構(gòu)設(shè)計出發(fā)，不僅要考慮建筑地基是否處于安全狀態(tài)，同時還應(yīng)考慮是否發(fā)生過大的沉降和不均勻沉降，在確保地基穩(wěn)定性的前提下同時滿足建筑物實際所以承受的變形能力，此時的承載力稱為承載力特征值。根據(jù)《地基規(guī)范》第5.2.4條當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，從載荷試驗或其他原位測試、經(jīng)驗值等方法確定的地基承載力特值，應(yīng)按下式修正：

-修正后的地基承載力特征值；

-地基承載力特征值，由勘察報告提供；

、-基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查表取值；

- 基礎(chǔ)埋置深度（m），一般自室外地面標(biāo)高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土

地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時，基礎(chǔ)埋置深度自天然地面標(biāo)高算起。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起；當(dāng)采用獨立基礎(chǔ)時，應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。

由上式可知基礎(chǔ)埋置深度的取值決定了修正后的地基承載力特征值的準(zhǔn)確性，也決定了基礎(chǔ)設(shè)計是否正確?；A(chǔ)埋置深度的計算問題，其本質(zhì)是對地基承載力特征值的修正提高問題。對填方整平地區(qū)基礎(chǔ)埋深的計算，規(guī)范依據(jù)填土的時機(jī)確定填方對地基承載力特征值的影響，先期填土（在結(jié)構(gòu)施工前完成）對地基土承載力有一定的壓密提高作用（長期壓密對地基土承載力的提高，與填土年限及地基土類別有關(guān)），而后填土（在上部結(jié)構(gòu)施工后）則不考慮其對地基土承載力的壓密提高作用，僅作為地面超載考慮。

按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007―2011基礎(chǔ)的埋置深度應(yīng)按下列條件確定；

1.建筑物的用途，有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施，基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造；

2.作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)；

3.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；

4.相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深；

5.地基土凍脹和融陷的影響。

下面介紹下各種類型基礎(chǔ)的基礎(chǔ)埋置深度取值方法。

一．獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)

獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)的基礎(chǔ)埋置應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起，并且在季節(jié)性凍土地區(qū)基礎(chǔ)埋置深度宜大于場地凍結(jié)深度。簡圖如下：

二．筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)

在抗震設(shè)防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上的箱形和筏形基礎(chǔ)其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起。簡圖如下：

三．獨基加防水板基礎(chǔ)、條基加防水板基礎(chǔ)

在抗震設(shè)防區(qū)，除巖石地基外，

根據(jù)《北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計規(guī)范》（DBJ01-201-92）第6.3.5條規(guī)定，對于具有條形基礎(chǔ)或獨立基礎(chǔ)的地下室，其基礎(chǔ)置深度按上圖分別計算：

1.外墻基礎(chǔ)的埋置深度：

2.內(nèi)墻基礎(chǔ)的埋置深度：

1）一般第四紀(jì)沉積土

2)新近沉積土及人工填土

對于地下室底面防水板下有軟墊層的基礎(chǔ)埋置深度，就按軟墊層下的實際地基礎(chǔ)反力（防水板自重、地下室地面建筑做法重及地下室地面的活荷載按《荷載規(guī)范》第5.1.2條要求折減后的數(shù)值）來確定基礎(chǔ)的等埋度,。

四．主樓和裙樓一體的結(jié)構(gòu)

（1）當(dāng)為超補(bǔ)償基礎(chǔ)（即裙樓基礎(chǔ)底面以上的荷載小于土重），且B1+B2＞2B（對照《地基規(guī)范》對淺層平板載荷試驗的平板載荷試驗的基坑尺寸的要求，可知當(dāng)B1、B2不相等時按此計算偏于安全），對主樓結(jié)構(gòu)的地基承載力進(jìn)行深度修正時，可將裙樓基礎(chǔ)底面以上范圍內(nèi)的荷載，作國基礎(chǔ)兩側(cè)的超載考慮并將其折算成等效計算埋深（＜，為基礎(chǔ)的實際埋深）。而當(dāng)B1+B2≤2B時，由于地下室的實際埋深＞，且回填土離主樓距離較近，其計算埋深還可以根據(jù)工程經(jīng)驗適當(dāng)加大，當(dāng)無工程經(jīng)驗時，可不考慮其有利影響，也可按線性插入（B1+B2=2B時為，B1+B2=0時為）確定。

（2）當(dāng)為欠補(bǔ)償基礎(chǔ)（即裙樓基礎(chǔ)底面以上的荷載不小于土重），對主樓結(jié)構(gòu)的地基承載力進(jìn)行深度修正時，可直接取計算埋深等于設(shè)計埋深。

以上是幾種類型基礎(chǔ)的埋置深度的計算，特別需要說明的是，公式中關(guān)于基礎(chǔ)埋置深度（m）的解釋“對于地下室如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起”是有條件的，只有當(dāng)基礎(chǔ)底面地基反力的平均值不小于挖去的原有土重時，才可以按上述規(guī)定計算。當(dāng)為超補(bǔ)償基礎(chǔ)（即建筑物的重量小于挖去的土重，這種情況一般出現(xiàn)在地基承載力較低的及大面積純地下室結(jié)構(gòu)中）時，應(yīng)按建筑物重量的等效土層厚度計算基礎(chǔ)等效埋置深度，并取=。

對于所有各類帶地下室（底面有軟墊層的地下室除外）基礎(chǔ)的埋置深度計算，均可按基底標(biāo)高處實際底反力來確定基礎(chǔ)的等效埋深，，需同是滿足條件。

綜上所述，不同類型基礎(chǔ)的埋置深度的計算是不同的，設(shè)計時應(yīng)特別注意地基承載力修正時采用的基礎(chǔ)埋深與基礎(chǔ)的埋深不完全一致；

1）當(dāng)為超補(bǔ)償基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)的計算埋深小于基礎(chǔ)的實際埋深；

2）當(dāng)為欠補(bǔ)償基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)的計算埋深等于基礎(chǔ)的實際埋深；

3）當(dāng)為獨立柱加防水板基礎(chǔ)時，應(yīng)根據(jù)防水板底面的反力取折算埋深；

4）任何情況下，均可根據(jù)基礎(chǔ)底面的實際反力確定折算的基礎(chǔ)埋深（≤基礎(chǔ)的實際埋深）。

參考文獻(xiàn)：

[1]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB 50007-2011

[2]《建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計規(guī)范》DBJ13-17-91

[3]《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009-2012

[4]《北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計規(guī)范》（DBJ01-201-92）

[5]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 GBJ79-91

篇(5)

隨著城市化建設(shè)不斷推進(jìn)，高層建筑是越來越多，對高層建筑的研究也就越來越廣泛。從高層建筑構(gòu)造而言，其中一個比較重要的組成部分就是地下室，而地下室的外墻不同于其他外墻，直接承受著整個建筑物的重量。因此確保地下室的設(shè)計來保障整體質(zhì)量具有重要意義。本文是筆者結(jié)合自身經(jīng)驗，探討設(shè)計地下室外墻應(yīng)該重點考慮的問題和因素。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；地下室外墻；問題

1 前言

隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)，大量的高層建筑不斷涌現(xiàn)出來，而且各種車輛擁有量也在不斷增多，對車位的需求量隨之增加，因此高層建筑的地下室已經(jīng)成為了建筑中的常規(guī)項目。但是從許多已建地下室來看，地下室的外墻滲水比較嚴(yán)重，已經(jīng)嚴(yán)重影響到了地下室的正常使用。因此探究地下室外墻的設(shè)計問題具有重要作用。

2 工程案例概況

某高層建筑地面層高為18層，地下設(shè)計成為平戰(zhàn)二者結(jié)合的結(jié)構(gòu)，戰(zhàn)爭之時就是乙方防空的地下室，而平常就作為了地下車庫。地下室的頂板標(biāo)高為-1.00m，其底板的標(biāo)高為-4.950m，而地下水的最高水位標(biāo)高是-0.50m，采用了樁基礎(chǔ)作為基礎(chǔ)，底板的厚度為500mm，頂板的厚度為-0.50m，地下室的外墻柱開間為8.1m，其進(jìn)深為7.5m，外墻所用混凝土的強(qiáng)度等級為C30，而鋼筋選用了HRB335，而基礎(chǔ)施工中使用了基坑支護(hù)。外側(cè)鋼筋的保護(hù)層厚度為40mm，而內(nèi)側(cè)的鋼筋保護(hù)層的厚度為20mm，其地下室的外墻結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 外墻結(jié)構(gòu)示意圖

在設(shè)計外墻過程中，遇到了一些設(shè)計問題，就需要結(jié)合外墻過去出現(xiàn)問題的原因進(jìn)行探討。

3 地下室外墻設(shè)計中問題分析

地下室在設(shè)計外墻中必須要重視觀點出，只有做好了關(guān)鍵處才能夠確保外墻的質(zhì)量。

3.1 地下室外墻上承載的荷載

對地下室外墻承載著荷載進(jìn)行分解，從作用的方向角度劃分成為水平荷載與豎向荷載。地下室外墻所承受的水平荷載涉及到各個方面，主要有地面活載造成的側(cè)壓力、地下水壓力及側(cè)向土壓力等，當(dāng)然如果要發(fā)揮人防作用還必須要具有水平人防的等效靜載。而豎向荷載上因為有上層建筑、地下室結(jié)構(gòu)中上面樓蓋傳重以及墻體自重等等，因此地下室外墻上所承受重力為各種荷載的組合。因為地下室深入到土中，大多認(rèn)為地震跟地下室結(jié)構(gòu)哦造成影響并不大，而且也沒有一個成熟、簡便方法來計算出地震作用，而風(fēng)力荷載給外墻的平面造成的內(nèi)力也不大，外墻的豎向荷載所產(chǎn)生作用力對于結(jié)構(gòu)安全而言是有利的，而且是無法采取控制措施。所以現(xiàn)在設(shè)計地下室的外墻時，基本上都只是對水平荷載產(chǎn)生作用進(jìn)行考慮，并不考慮地震、風(fēng)荷載以及豎向的荷載造成的作用，這樣就能夠滿足設(shè)計項目中所需。

3.2 計算簡圖

一般地下室的外墻外置，不但有可能有地下室上部結(jié)構(gòu)的延伸下來的剪力墻、柱等各種豎向構(gòu)件，當(dāng)然還可也是地下室結(jié)構(gòu)所需設(shè)置的柱子，也可能有鋼筋混凝土鑄造的內(nèi)墻和外墻二者垂直相交。一些設(shè)計者根本不分析外墻周邊的條件，凡是設(shè)計有扶壁柱外墻都要設(shè)計成雙向板的計算簡圖，而且也不考慮到外墻的雙向板將荷載傳遞到扶壁柱，這種設(shè)計必然存在明顯錯誤，造成外墻的豎筋存在不足，導(dǎo)致扶壁柱的配筋不多，而外墻的水平筋存在富余。比如一高層建筑設(shè)計的人防地下室，其層高為3.9m，而頂板的上方覆土為1.0m，地下水位處于了頂板的上表面，外墻柱的間距為6.6m，墻體厚度為300mm，采用了C30型混凝土，鋼筋選用了HRB335級，按照單向板與雙向板的計算簡圖方式進(jìn)行計算，其外墻的墻底內(nèi)力和配筋如下表所示。

表1 計算簡圖的計算結(jié)果

從上表可知，如果按照雙向板進(jìn)行計算，就比按照單向板方式計算值小了大約15%，表明依照雙向板方式設(shè)計計算，其外墻結(jié)構(gòu)必然存在安全隱患。所以在選取的計算外墻簡圖上，對于地下室外墻的設(shè)計而言屬于重要環(huán)節(jié)，設(shè)計者必須要高度重視。

針對這個問題，就應(yīng)該在地下室的外墻上加設(shè)上大尺寸的扶壁柱，或者采用和外墻垂直的鋼筋混凝土墻相連接，而外墻就應(yīng)該選擇雙向板計算比較恰當(dāng)，當(dāng)然高層建筑必須要考慮到外墻的水平荷載為柱產(chǎn)生的作用，只有這樣的計算簡圖才能夠滿足實際結(jié)構(gòu)所需。

3.3 控制外墻裂縫的措施

在地下室外墻中一個比較常見的質(zhì)量問題，就是外墻裂縫。因此在設(shè)計中必須要將這個問題作為關(guān)鍵點。而混凝土裂縫主要有荷載裂縫及非荷載裂縫兩類。在設(shè)計結(jié)構(gòu)時，就必須要按照設(shè)計規(guī)范要求嚴(yán)格執(zhí)行，一定要考慮到結(jié)構(gòu)上各種外力荷載，如果合理配置鋼筋就能夠有效控制裂縫的寬度要求。非荷載裂縫就必須要采取控制材料、控制施工以及控制設(shè)計等各種綜合措施，這樣才能夠真正實現(xiàn)控制裂縫之目的。

控制材料就是合理選擇混凝土中各種組成材料，對混凝土中干縮變形與增長率進(jìn)行控制，降低微觀的裂縫數(shù)量，增強(qiáng)抗裂性。比較常用措施就是，混凝土的強(qiáng)度不能高，只要能夠滿足承載力及防水要求一般選用C25――C35為宜。優(yōu)先考慮低水化的熱水泥，并且嚴(yán)格控制水泥的用量，和砂石骨料中的級配與含泥量，控制粉煤灰的摻入量來改善混凝土中的粘塑性，并且摻進(jìn)膨脹劑、或者增加膨脹的特性等等。

而施工質(zhì)量必須要重視裂縫控制，一定要嚴(yán)格控制其澆筑質(zhì)量，對混凝土進(jìn)行精心養(yǎng)護(hù)、比較常用的措施就是要控制入模的溫度，采取分層澆注、分層振搗，確定好拆模的時機(jī)等等。

而設(shè)計結(jié)構(gòu)的構(gòu)造上，必須要采取措施分散可能存在的應(yīng)力集中現(xiàn)象，有效控制生成裂縫或者分散裂縫。比較常用措施就是設(shè)計后澆帶或者膨脹加強(qiáng)帶；如果外墻較長還要考慮到上下端的約束力，因為混凝土的脹縮存在差異，就應(yīng)該在中間加設(shè)上一道暗梁，其高度在1000mm，而水平筋的間距加密到100mm，直徑應(yīng)該超過外墻水平筋一級；同時在墻柱的連接處，還必須要加設(shè)上水平附加筋等相關(guān)措施。

4 結(jié)束語

在整個地下室設(shè)計中，外墻屬于重要構(gòu)建。當(dāng)然外事設(shè)計中存在問題也并非本文所提到幾個方面，還涉及到整個設(shè)計的方方面面。在設(shè)計中，必須要選擇合理計算簡圖，要從控制材料、施工以及設(shè)計等各種方面入手控制混凝土裂縫，只有做好了全面設(shè)計工作，才能夠確保外墻設(shè)計的安全性、合理性以及可靠性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]朱炳寅.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問答及分析[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009年.

[2]李國勝.建筑結(jié)構(gòu)裂縫及加層加固疑難問題的處理一附實例[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010年.

篇(6)

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)，彈塑性分析，最大樓層位移，最大層間位移角，結(jié)構(gòu)基底剪力

Abstract： This paper conducts plastic power process analysis and pushover analysis on a large chassis and multi-tower high-rise building structure by the by the software of GSNAP under rarely occurred earthquake， and the interlayer displacement， substrate shear， distribution of plastic hinge and plastic development of structure are obtained. The interlayer displacement angle of structure is satisfied with the limit requirement of the performance goal. In view of the weak parts which indicated from the results， the strengthening range of the bottom of the shear wall should be extended to the sixth layer in order to satisfy the preset goals.

Keywords： High-rise building structure， Elastic-plastic analysis， Maximum interlayer displacement， Maximum interlayer displacement angle， Structural base shear

隨著社會的發(fā)展，建筑功能的多樣化使得結(jié)構(gòu)體型越來越來復(fù)雜，這就對復(fù)雜高層建筑的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計提出了更高的要求，高層結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的力學(xué)性能如何進(jìn)行評估是工程界和學(xué)術(shù)界關(guān)注的重點問題?！犊挂?guī)》[1]對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計進(jìn)行了相應(yīng)規(guī)定，但如何評估和保證其在罕遇地震作用下的可靠性仍是眾多結(jié)構(gòu)抗震工作者研究的課題[2-3]。本文以鄂爾多斯泰峰國際文化廣場的大底盤雙塔框筒結(jié)構(gòu)為研究對象，研究罕遇地震下復(fù)雜高層建筑的性能化設(shè)計。

1 工程概況

泰峰國際文化廣場項目位于鄂爾多斯市達(dá)拉特旗，地區(qū)基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值為0.61kN/m2；基本雪壓標(biāo)準(zhǔn)值為0.35kN/m2；抗震設(shè)防烈度為8度，基本地震加速度為0.30g，設(shè)防地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類。泰峰國際文化廣場項目總建筑面積為9.8萬m2，建筑總高度為91.5m。地上由兩棟22層塔樓和3層裙房組成，兩個塔樓和裙房構(gòu)成了大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)，東西兩塔樓對稱布置，標(biāo)準(zhǔn)層平面尺寸為37m×37m[4]。東西塔樓標(biāo)準(zhǔn)層見圖1。

該工程結(jié)構(gòu)特點：①結(jié)構(gòu)高度為90m，為A級框架核心筒結(jié)構(gòu)超限高度；②結(jié)構(gòu)在地上4層豎向體型收進(jìn)，形成兩塔樓（其下層為一個塔樓），雖然滿足了規(guī)范中對于剛度比的規(guī)定，將4層作為薄弱層；③兩個塔樓均存在斜交抗側(cè)力構(gòu)件，且相交角度大于15°。應(yīng)分別計算按這些構(gòu)件方向的水平地震作用。工程屬于《高規(guī)》[5]中所規(guī)定的大底盤多塔復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，根據(jù)規(guī)范，宜采用彈塑性動力分析方法進(jìn)行補(bǔ)充計算。根據(jù)工程具體情況及規(guī)范對各性能水準(zhǔn)的要求，選擇在罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)[6]，見表1。

2 結(jié)構(gòu)動力彈塑性分析

2.1 基本原理

結(jié)構(gòu)動力彈塑性分析又稱動力時程分析。利用結(jié)構(gòu)的基本運(yùn)動方程，輸入對應(yīng)于建筑場地的若干條地震加速度記錄或人工加速度波形（時程曲線），采用數(shù)值解法，求得地面加速度隨時間變化期間的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形狀態(tài)的全過程。

動力彈塑性分析方法的主要用途是：①能得到結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的變形性能、頂點位移、基底剪力和塑性層間位移角等宏觀指標(biāo)。②得到結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的破壞情況，考察結(jié)構(gòu)是否滿足罕遇地震作用下的彈塑性變形要求。③判斷結(jié)構(gòu)的薄弱層和薄弱構(gòu)件所在位置，對重要的構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)，以實現(xiàn)“大震不倒”的設(shè)防要求。④計算薄弱層位移反應(yīng)和變形能力，判斷結(jié)構(gòu)在大震作用下是否滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定的層間位移角的限值。⑤對結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行評估，并給出相應(yīng)的設(shè)計建議。

采用了廣東省建筑設(shè)計研究院編制的GSCAD系列程序GSNAP對泰峰國際文化廣場項目進(jìn)行靜力彈塑形分析（推覆分析）和動力時程分析，確定結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的破壞機(jī)制，實現(xiàn)所選取的抗震性能目標(biāo)。

2.2罕遇地震作用下動力時程分析結(jié)果

采用彈性時程分析所選用的6組地震波譜進(jìn)行彈性時程分析，然后根據(jù)規(guī)范對于地震波譜合理性的要求確定動力時程分析所用的地震波，選取其中擬合度較高的人工地震波RH1TG040 和天然地震波TH1TG040、TH2TG040 三條地震波進(jìn)行罕遇地震作用下的動力時程分析。三條地震波的時間步長為0.02s，地震波的終止時間為12s，考慮雙向地震波輸入，主方向地震作用的加速度峰值為 510cm/s2，次方向地震作用的加速度峰值為510×0.85=433.5cm/s2。

在罕遇地震作用動力時程分析中，混凝土的本構(gòu)關(guān)系選用三折線形式；動力微分方程組解法采用Wilson-θ法；非線性方程組解法采用完全的牛頓―拉弗遜方法；采用截面剛度退化比列方法進(jìn)行對塑性鉸的判定。地震波下的樓層位移響應(yīng)曲線（見圖2），最大層間位移角曲線如圖3a和3b，有害位移角曲線如圖4a、圖4b。

由圖2可知，結(jié)構(gòu)X方向地震波作用下最大層間位移角為1/230，Y方向地震波作用下最大層間位移角為1/174，均小于表1中所定的結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的彈塑性層間位移角1/100的限值。圖3顯示，結(jié)構(gòu)Y向?qū)娱g位移角大于X向，說明結(jié)構(gòu)Y向抗側(cè)剛度弱于X向，應(yīng)加強(qiáng)Y向抗側(cè)剛度，以提高罕遇地震作用的抵抗能力。

由圖4可以得出，以有害層間位移角在層5和9層處的反應(yīng)最為強(qiáng)烈，說明在強(qiáng)震作用下，層5到層7是結(jié)構(gòu)的薄弱部位，需要進(jìn)行特別加強(qiáng)，同時在地震波TH1TG040作用時，結(jié)構(gòu)在層4的位移角有突然變化，在此處結(jié)構(gòu)收進(jìn)成2塔樓，加強(qiáng)區(qū)其上相鄰的部位應(yīng)該進(jìn)行加強(qiáng)處理。

結(jié)構(gòu)塑性鉸分布結(jié)果表明，連梁大部分發(fā)生了彈塑性變形，出現(xiàn)了塑性鉸，同時結(jié)構(gòu)核心筒底部的墻體出現(xiàn)明顯屈服現(xiàn)象，并且個別剪力墻受拉的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)的框架柱個別出現(xiàn)了塑性鉸，在Y向地震作用，結(jié)構(gòu)在層4到層6均出現(xiàn)了剪力墻屈服的現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)設(shè)計符合多道抗震防線要求，層4到層6應(yīng)按加強(qiáng)區(qū)同等對待，采取與底部加強(qiáng)區(qū)一樣的抗震構(gòu)造措施。

3 結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析

3.1 靜力彈塑性分析方法的基本假定和原理

靜力彈塑性分析是考慮材料非線性來對結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行評價的方法，主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)反應(yīng)主要以第一振型為主的結(jié)構(gòu)，因此受高階振型和動力特性影響較大的結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力彈塑性分析時要與彈塑性時程分析的結(jié)果予以比對，以此來正確分析結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的反應(yīng)。

靜力彈塑性分析方法的基本步驟：①建立結(jié)構(gòu)分析模型（二維或三維模型）；②將地震作用簡化為倒三角形（基于底部剪力法）或與第一振型等效的水平荷載模式（基于振型分解反應(yīng)譜法），并將其作用在結(jié)構(gòu)的計算模型上；③采用荷載增量或以增量控制的方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)的非線性靜力分析，直到結(jié)構(gòu)頂點位移達(dá)到目標(biāo)位移值（結(jié)構(gòu)分析計算設(shè)定的彈塑性位移值）；④在推覆過程中及時找出塑性鉸，并不斷修改總剛度矩陣；⑤達(dá)到目標(biāo)位移時，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形可作為結(jié)構(gòu)的承載力和變形要求，并與容許值進(jìn)行比較，從而評估結(jié)構(gòu)的抗震性能[7]。

利用GSCAD系列程序?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震作用下的靜力推覆分析計算時，采用的側(cè)推荷載為倒三角形；采用荷載增量法進(jìn)行走布控制；采用截面剛度退化比列方法進(jìn)行對塑性鉸的判定，計算中考慮P-Δ效應(yīng)影響。

3.2 罕遇地震作用下靜力推覆分析結(jié)果

采用GSNAP程序進(jìn)行彈塑性推覆分析，得到結(jié)構(gòu)罕遇地震作用下兩個主軸的結(jié)構(gòu)性能控制點，X方向結(jié)構(gòu)性能控制點見圖5。

從圖5可以看出，結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下，能力譜曲線和需求譜曲線存在交點，即說明結(jié)構(gòu)存在性能點，且性能點出的層間位移角均小于表1中結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的彈塑性層間位移角規(guī)定的1/100的限值，表明結(jié)構(gòu)能抵御強(qiáng)震作用而不倒塌，滿足性能目標(biāo)所對應(yīng)的要求。同時結(jié)構(gòu)推覆分析的能力譜曲線比較圓滑，說明耗能情況良好。

結(jié)構(gòu)在各推覆過程中性能點所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)桿端塑性鉸及墻體塑性鉸分布情況表明：

①在性能點處，核心筒剪力墻連梁和框架梁大部分開裂，說明在大震作用下剪力墻連梁剛度明顯退化，結(jié)構(gòu)第5-8層，在大震作用下剪力墻出現(xiàn)較多水平和斜向裂縫，而其它層則只有較輕微的局部裂縫，說明在整體結(jié)構(gòu)中這四層比較薄弱，在設(shè)計中應(yīng)予以加強(qiáng)。尤其是裂縫開展比較多的墻體，宜適當(dāng)提高該墻段邊緣構(gòu)件的配筋率和豎向分布筋的配筋率，以提高其抗拉和抗壓承載力。

②罕遇地震作用下，整個結(jié)構(gòu)首先是梁端產(chǎn)生塑性鉸，且進(jìn)入塑性階段的時間也比較早，主要分布在中下部連梁，上部只有少數(shù)連梁進(jìn)入塑性，隨著連梁的塑性進(jìn)一步開展，連梁梁端的剪力出現(xiàn)受拉或受壓破壞，框架梁和框架柱產(chǎn)生塑性鉸的數(shù)量并不多，進(jìn)入塑性階段的時間也比較晚，說明結(jié)構(gòu)具有較好的延性，同時在推覆過程中未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)點及承載力下降段，結(jié)構(gòu)具有良好的抗震能力，能滿足結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的性能目標(biāo)。

4 動、靜力彈塑性分析結(jié)果對比

為了能較好對結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的抗震性能進(jìn)行評估，將結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下動力時程分析和靜力推覆分析的結(jié)果進(jìn)行了對比，具體比較見表2。

通過對比得到以下結(jié)果：

①結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)。動力時程分析中人工地震波TH2TG040的結(jié)果與靜力推覆分析的結(jié)果相差不大，說明人工地震波TH2TG040比較符合實際情況，能較好驗證結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用的應(yīng)。結(jié)構(gòu)在動力及靜力彈塑性分析下的結(jié)構(gòu)層間位移角都小于表1中所定的結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的彈塑性層間位移角規(guī)定的1/100的限值。

②結(jié)構(gòu)塑性發(fā)展。結(jié)構(gòu)靜力推覆分析得到的結(jié)構(gòu)塑性發(fā)展情況與彈塑性時程分析得到的結(jié)果基本一致，動力時程分析得到的結(jié)構(gòu)塑性發(fā)展要淺一些，即核心筒剪力墻的損傷相對小，并且框架梁端出現(xiàn)的塑性鉸也較少，基本是先在核心筒剪力墻下部的連梁出現(xiàn)塑性鉸，部分墻肢出現(xiàn)開裂，然后隨著側(cè)向荷載的進(jìn)一步加大， 剪力墻墻肢裂縫進(jìn)一步加大，然后導(dǎo)致部分框架梁端部也出現(xiàn)了塑性鉸。

5 結(jié)論

①根據(jù)所選定的罕遇地震作用下性能目標(biāo)中的具體要求，對目標(biāo)工程進(jìn)行了彈塑性分析。通過采用GSCAD系列軟件分別進(jìn)行動力時程分析和靜力推覆分析。得到結(jié)構(gòu)在大震下的抗倒塌能力曲線和結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理，同時確定了結(jié)構(gòu)的薄弱部位和薄弱構(gòu)件。

②彈塑性分析方法得到的結(jié)構(gòu)樓層位移、結(jié)構(gòu)基底剪力、結(jié)構(gòu)塑性鉸分布以及結(jié)構(gòu)塑性發(fā)展情況顯示，結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的層間位移角滿足本文所選定的性能目標(biāo)中的要求限值。

③分析中發(fā)現(xiàn)了薄弱部位和薄弱構(gòu)件，應(yīng)予構(gòu)造加強(qiáng)，最終使該結(jié)構(gòu)既能滿足國家現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的要求，又能實現(xiàn)既定的性能目標(biāo)。

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篇(7)

關(guān)鍵詞：混凝土樓板; 裂縫; 預(yù)防;處理

Abstract: the concrete crack is a widespread and difficult to solve engineering problems, this paper in some of the concrete engineering common cracks into the analysis, and in the light of specific conditions puts forward some prevention and treatment measures. Most of the crack performance: surface crack, vertical, horizontal cracks and inclined to crack. Although, the cracks are generally think how to use no harm, but in actual construction is still necessary to carry on the effective control. Especially avoid harmful cracks emerge.

Keywords: concrete floor; Crack; Prevent; processing

中圖分類號：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

前言

在前幾年的住宅建設(shè)中，鋼筋混凝土預(yù)制板是構(gòu)成磚混結(jié)構(gòu)房屋的重要構(gòu)件，但是，其本身由于在構(gòu)造上存在著一些致命的缺陷，即整體性及抗震性差，因此，在近幾年的住宅建設(shè)中它逐步被鋼筋混凝土現(xiàn)澆板所替代，但是，隨著鋼筋混凝土現(xiàn)澆板在房屋建設(shè)中的大量推廣與應(yīng)用，它的裂縫問題也越來越引起人們的注意?；炷两ㄖ蜆?gòu)件通常都是帶縫工作的，由于裂縫的存在和發(fā)展通常會使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴(yán)重者將會威脅到人們的生命和財產(chǎn)安全。

混凝土工程中常見裂縫及預(yù)防

1. 溫度裂縫及預(yù)防。溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。主要預(yù)防措施：一是盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。五是改善混凝土的攪拌加工工藝，降低混凝土的澆筑溫度。六是在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。七是高溫季節(jié)澆筑時可以采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。八是大體積混凝土的溫度應(yīng)力與結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力越大，因此要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。

2. 塑性收縮裂縫及預(yù)防。塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一，互不連貫狀態(tài)。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。主要預(yù)防措施：一是選用干縮值較小早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴(yán)格控制水灰比，摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量。三是澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透。

3. 沉陷裂縫及預(yù)防。沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導(dǎo)致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。主要預(yù)防措施：一是對松軟土、回填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進(jìn)行必要的夯實和加固。二是保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時間不能太早，且要注意拆模的先后次序。五是在凍土上搭設(shè)模板時要注意采取一定的預(yù)防措施。

4. 干縮裂縫及預(yù)防。干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。主要預(yù)防措施：一是選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在混凝土配合比設(shè)計中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同時摻加合適的減水劑。三是嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，混凝土的用水量絕對不能大于配合比設(shè)計所給定的用水量。

5. 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫及預(yù)防。堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫?；炷涟韬秃髸a(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)中混凝土結(jié)構(gòu)使用期間，一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救，因此應(yīng)在施工中采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。主要的預(yù)防措施：一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。三是選用合適的摻和料抑制堿骨料反應(yīng)。

裂縫處理

裂縫的出現(xiàn)不但會影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。因此根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況我們要區(qū)別對待、及時處理，以保證建筑物的安全使用?；炷亮芽p的修補(bǔ)措施主要有以下一些方法：表面修補(bǔ)法，灌漿、嵌縫封堵法，結(jié)構(gòu)加固法，混凝土置換法，電化學(xué)防護(hù)法以及仿生自愈合法。

1.表面修補(bǔ)法。表面修補(bǔ)法是一種簡單、常見的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定和對結(jié)構(gòu)承載力沒有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護(hù)的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

2.灌漿、嵌縫封堵法。灌漿法主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

3.結(jié)構(gòu)加固法。當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

4.混凝土置換法?；炷林脫Q法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

5.電化學(xué)防護(hù)法。電化學(xué)防腐是利用施加電場在介質(zhì)中的電化學(xué)作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達(dá)到防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。這種方法的優(yōu)點是防護(hù)方法受環(huán)境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長期防腐，既可用于已裂結(jié)構(gòu)也可用于新建結(jié)構(gòu)。

6.仿生自愈合法。仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，它模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位自動分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在混凝土的傳統(tǒng)成分中加入某些特殊成分（如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊），在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

結(jié) 論

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

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