建筑结构设计论文(多篇汇总).docx

1、建 筑 结 构 设 计 论 文 （ 多 篇 汇 总 ）第 一 篇 ： 建 筑 结 构 抗 震 设 计1 工 民 建 结 构 抗 震 的 现 状 和 技 术在 我 们 传 统 的 建 筑 抗 震 中 ， 一 般 是 通 过 给 建 筑 物 体 结 构 增 加 抵 抗 力 ， 在 建 筑 物 体 结 构 薄 弱 的 地 方 或 容 易 被 地 震 破 坏 的 地 方 加 强 或 加 厚 材 料 的 方 法 来 抗 震 。 这 种 方 法 比 较 简 单 ， 操 作 性 方 便 ， 但 投 入 多 ， 经 济 性 差 ， 对 建 筑 物 体 整 体 而 言 ， 抗 震 效 果 不 好 。 还 有 一

2、 种 比 较 常 用 的 减 震 方 法 ， 采 用 橡 胶 隔 震 垫 对 建 筑 物 体 进 行 加 固 。 这 种 方 法 在 施 工 中 必 须 将 已 有 的 结 构 在 底 部 阶 段 ， 或 在 其 中 间 安 装 上 橡 胶 隔 震 垫 ， 虽 然 比 上 一 种 方 法 效 果 好 ， 但 是 在 实 际 的 施 工 中 带 来 了 麻 烦 和 困 难 ， 无 法 得 到 广 泛 应 用 或 推 广 。 还 有 一 种 方 法 就 是 创 建 消 能 减 震 体 系 ，由 主 体 结 构 和 装 有 消 能 器 的 消 能 配 件 组 成 ，当 配 件 ( 构 件 ) 或 节

3、 点 发 生 滑 动 或 平 移 时 ，消 能 器 就 可 以 产 生 强 的 阻 力 来 吸 收 地 震 的 能 量 ， 达 到 减 震 的 效 果 ， 提 高 整 体 的 抗 震 能 力 。 这 类 方 法 可 在 高 柔 结 构 中 适 用 ， 能 增 强 结 构 的 刚 度 ， 缩 短 位 移 。 这 些 方 法 都 能 够 达 到 减 震 的 作 用 ， 但 是 当 我 们 从 事 结 构 设 计 时 ， 必 须 考 虑 到 概 念 设 计 ， 依 靠 概 念 设 计 达 到 全 局 抗 震 的 目 的 。2 建 筑 结 构 防 震 技 术 优 点 缺 点地 震 从 开 始 到 振

4、动 ， 持 续 时 间 只 有 十 几 秒 至 几 十 秒 。 针 对 常 用 的 建 筑 结 构 防 震 技 术 而 言 ， 包 括 两 个 方 面 : 刚 性 抗 震 、 柔 性 抗 震 。 刚 性 抗 震 的 方 法 就 是 我 们 传 统 的 结 构 抗 震 设 计 方 法 ， 通 过 结 构 的 强 度 设 计 ， 提 高 建 筑 的 抗 破 坏 能 力 ， 通 过 结 构 的 刚 度 设 计 ， 提 高 建 筑 的 抗 变 形 能 力 ， 通 过 结 构 的 塑 形 设 计 ， 提 高 建 筑 的 延 性 和 防 倒 塌 能 力 。 而 柔 性 抗 震 法 ， 这 种 方 法 是

5、科 技 人 员 研 究 出 来 的 ， 是 以 隔 震 技 术 和 消 能 减 震 技 术 来 实 现 。下 面 简 单 介 绍 一 下 这 两 种 抗 震 技 术 的 优 点 缺 点 : 目 前 世 界 各 地 多 数 采 用 刚 性 抗 震 ， 其 结 构 以 钢 筋 混 凝 土 结 构 为 主 。主 要 靠 加 大 抗 侧 力 构 件 ，如 梁 、柱 的 截 面 。增 大 配 筋 ， 提 高 混 凝 土 标 号 等 来 提 高 建 筑 物 自 身 的 刚 度 和 延 性 ， 达 到 抗 震 的 目 的 。 优 点 : 经 过 长 期 的 发 展 ， 有 一 套 比 较 成 熟 的 理 论

6、 ， 实 践 经 验 丰 富 ，技 术 比 较 成 熟 。缺 点 : 当 增 大 建 筑 物 刚 度 的 同 时 ，也 会 引 起 地 震 加 速 度 增 大 ，所 遭 受 地 震 效 应 更 强 ; 建 筑 结 构 自 身 刚 度 无 论 多 大 ， 当 遇 到 强 烈 地 震 作 用 时 ， 抵 抗 能 力 却 有 限 。 在 柔 性 抗 震 法 中 运 用 的 隔 震 技 术 ， 在 2 0 世 纪 9 0 年 代 开 始 使 用 ， 依 托 国 家 “ 八 五 ” 科 技 攻 关 项 目 ， 完 成 隔 震 技 术 从 产 品 研 制 、 设 计 方 法 到 施 工 技 术 的 研 究

7、 。 当 我 们 在 使 用 隔 震 技 术 的 方 案 时 需 要 注 意 : 该 技 术 对 底 层 和 多 层 建 筑 效 果 比 较 明 显 ; 在 硬 土 场 地 比 较 适 合 搭 建 隔 震 建 筑 。 因 为 当 地 震 时 ，如 果 是 隔 震 建 筑 的 话 ， 其 变 形 主 要 集 中 在 隔 震 层 ， 隔 震 一 般可 使 上 部 结 构 和 水 平 地 震 加 速 反 应 降 低 6 0 % 7 0 % 左 右 ， 从 而 消 除 或 有 效 减 轻 结 构 的 地 震 损 坏 。 还 有 一 种 消 能 减 震 技 术 ， 它 是 通 过 附 加 阻 尼 或 阻

8、 尼 器 的 非 线 性 滞 变 耗 能 减 小 结 构 的 地 震 反 应 ， 从 而 保 护 主 体 结 构 不 发 生 损 伤 或 小 的 地 震 损 伤 。所 以 消 能 减 震 技 术 的 优 点 是 比 较 多 的 : 消 能 部 件 不 承 受 结 构 重 力 ; 消 能 减 震 技 术 不 受 结 构 类 型 限 制 ， 适 用 于 延 性 结 构 ; 消 能 减 震 技 术 可 以 有 效 减 少 结 构 在 风 作 用 下 位 移 和 加 速 度 响 应 。 由 于 这 种 新 技 术 还 处 在 理 论 、 发 展 和 完 善 阶 段 ， 某 些 技 术 的 安 全 性

9、和 实 用 性 还 需 要 进 一 步 加 强 ; 虽 然 设 计 人 员 已 经 认 识 或 认 同 此 项 技 术 ， 但 是 未 能 熟 练 掌 握 和 运 用 ， 同 时 采 用 消 能 减 震 或 隔 震 技 术 来 建 设 房 屋 或 建 筑 物 ， 必 然 会 增 加 建 设 投 资 ， 这 些 即 为 不 足 。3 概 念 设 计在 讨 论 概 念 设 计 之 前 ，不 得 不 提 的 一 种 建 筑 结 构 : 钢 结 构 ( 钢 筋 混 凝 土 结 构 )，在 通 常 情 况 下 ，它 的 抗 震 能 力 是 最 强 的 ， 自 身 柔 韧 性 好 ， 但 是 这 种 结

10、构 需 要 大 量 的 钢 材 ， 所 以 成 本 较 高 ， 容 易 被 腐 蚀 ， 不 符 合 建 筑 设 计 的 耐 久 性 要 求 。 所 谓 概 念 设 计 就 是 说 在 结 构 设 计 方 案 中 ， 运 用 以 前 的 结 构 设 计 中 已 知 知 识 和 经 验 ，更 进 一 步 地 解 决 一 些 重 要 问 题 ，如 : 建 筑 结 构 的形 状 、 体 系 或 建 筑 物 构 件 的 延 性 等 问 题 。 概 念 设 计 需 要 在 结构 设 计 的 基 础 之 上 进 行 宏 观 性 的 综 合 考 虑 来 减 少 地 震 对 建 筑 物 的 损 害 性 。 概

11、念 设 计 主 要 体 现 在 方 案 设 计 阶 段 ， 此 时 需 要 结 构 工 程 师 运 用 结 构 设 计 的 概 念 ， 将 设 计 知 识 和 设 计 经 验 结 合 实 际 ， 设 计 一 种 安 全 可 靠 低 成 本 的 设 计 方 案 。 也 可 在 设 计 的 时 候 运 用 概 念 性 估 算 法 ， 在 最 初 设 计 阶 段 高 效 的 多 种 设 计 方 案 中 选 择 最 适 合 的 方 案 。 采 用 这 种 概 念 性 估 算 法 不 但 定 性 准 确 ， 而 且 经 济 可 行 ， 省 掉 了 很 多 麻 烦 的 步 骤 。 根 据 最 新 的 建

12、筑 抗 震 设 计 规 范 ( GB 5 0 0 11 2 0 0 1 ) ( 以 下 简 称 规 定 ) 的 规 定 中 ， 有 一 些 没 有 具 体 的 规 定 ， 如 中 震 可 修 的 设 防 目 标 等 ， 但 是 在 我 们 实 际 的 抗 震 设 计 中 ， 不 能 完 全 按 照 规 范 ， 应 该 发 展 和 继 承 的 去 应 用 规 范 。 发 展 到 什 么 程 度 这 个 需 要 看 设 计 师 对 建 筑 物 的 结 构 与 分 体 之 间 的 力 学 关 系 了 解 透 彻 程 度 。 我 们 必 须 了 解 结 构 设 计 并 不 是 简 单 的 、 按 照

13、规 范 去 依 靠 计 算 机 设 计 ， 设 计 结 果 势 必 满 足 不 了 要 求 。 我 们 在 建 筑 结 构 设 计 中 ， 必 须 遵 循 规 范 ， 结 合 实 际 情 况 ， 加 上 设 计 师 的 经 验 ， 把 概 念 设 计 融 入 到 设 计 规 范 中 。 规 定 要 求 在 建 筑 物 的 内 部 设 计 大 地 震 动 反 应 观 测 系 统 ， 还 需 要 在 设 计 时 注 意 组 织 结 构 与 地 面 的 共 振 问 题 。 因 此 ， 当 从 事 概 念 设 计 是 要 考 虑 到 场 地 的 条 件 ， 地 面 的 稳 定 性 ， 材 料 的 选

14、择 ， 抗 震 体 系 结 构 的 选 取 等 。 使 设 计 结 果 在 组 织 结 构 上 满 足 强 度 大 、 刚 度 好 ， 具 有 延 性 而 且 节 能 的 设 计 结 果 。4 展 望 建 筑 结 构 抗 震 设 计 的 前 景结 构 抗 震 体 系 由 传 统 的“ 硬 抗 ”为 主 的 抗 震 体 系 走 向“ 柔 抗 ”为 主 的 结 构 减 震 控 制 体 系 发 展 。而 这 种“ 柔 抗 ”新 概 念 ， 它 通 过 调 整 结 构 动 力 特 性 、 隔 震 、 消 能 或 控 制 来 达 到 抗 震 的 目 的 ， 在 未 来 的 工 民 建 中 结 构 抗 震

15、 的 思 路 不 断 开 阔 ， 有 效 促 进 工 民 建 建 筑 的 健 康 发 展 。 我 国 是 一 个 人 口 密 集 的 “ 大 家 ”， 地 震 的 发 生 ， 对 人 民 生 命 财 产 造 成 极 大 的 损 失 ， 增 强 建 筑 物 的 抗 震 能 力 就 成 了 我 们 的 研 究 内 容 。 经 过 工 民 建 中 多 年 的 抗 震 探 索 和 研 究 ， 总 结 设 计 经 验 引 入 了 概 念 设 计 的 新 理 念 。 这 种 设 计 理 念 从 宏 观 角 度 对 建 筑 抗 震 结 构 进 行 设 计 ， 在 某 些 方 面 弥 补 了 以 后 设 计

16、思 路 对 抗 震 结 构 思 考 的 不 足 之 处 ， 也 为 未 来 工 民 建 结 构 抗 震 设 计 开 辟 了 新 道 路 。作 者 ： 朱 明单 位 ： 中 国 建 筑 西 南 设 计 研 究 院 有 限 公 司第 二 篇 ： 高 层 建 筑 结 构 的 抗 震 设 计1 高 层 建 筑 结 构 设 计 中 抗 震 概 念 设 计 的 原 则( 1 ) 结 构 的 整 体 性 。在 高 层 建 筑 结 构 中 ，楼 盖 的 整 体 性 对高 层 建 筑 结 构 的 整 体 性 起 到 十 分 重 要 的 作 用 ， 其 相 当 于 水 平隔 板 ， 不 仅 要 求 聚 集 和 传

17、 递 惯 性 力 至 各 个 竖 向 抗 侧 力 的 子 结 构 ， 还 要 求 这 些 子 结 构 具 有 较 强 的 抗 震 能 力 ， 能 够 抵 抗 地 震 作 用 ， 尤 其 是 当 竖 向 抗 侧 力 子 结 构 的 分 布 不 均 匀 、 结 构 布 置 复 杂 以 及 抗 侧 力 子 结 构 的 水 平 变 形 特 征 存 在 差 异 时 ， 整 个 高 层 建 筑 就 依 靠 楼 盖 使 抗 侧 力 子 结 构 进 行 协 同 工 作 。( 2 ) 结 构 的 简 单 性 。结 构 的 简 单 性 指 的 是 结 构 在 地 震 作 用 下 具 有 明 确 、 直 接 的 传

18、 力 途 径 。 在 高 层 建 筑 抗 震 设 计 规 范 中 明 确 规 定 “ 结 构 体 系 应 该 有 明 确 的 计 算 简 图 与 合 理 的 地 震 作 用 传 递 途 径 ”， 只 有 结 构 简 单 ， 才 能 对 结 构 的 位 移 、 内 力 以 及 模 型 进 行 分 析 ， 准 确 的 分 析 出 高 层 建 筑 抗 震 的 薄 弱 环 节 ， 然 后 采 取 相 应 的 措 施 ， 避 免 薄 弱 环 节 的 出 现 。( 3 ) 结 构 的 刚 度 。结 构 的 刚 度 和 抗 震 能 力 水 平 在 地 震 作 用 下 是 双 向 的 ， 确 定 结 构 的

19、刚 度 ， 然 后 合 理 的 布 置 结 构 能 够 抵 抗 任 意 方 向 上 的 地 震 作 用 。 通 常 状 况 下 ， 地 结 构 沿 着 平 面 上 两 个 主 轴 方 向 都 应 该 具 有 足 够 的 刚 度 与 抗 震 能 力 ， 结 构 的 刚 度 不 仅 仅 应 该 控 制 结 构 的 变 形 ， 还 应 该 尽 可 能 降 低 地 震 作 用 对 高 层 建 筑 结 构 的 冲 击 ， 如 果 结 构 发 生 较 大 的 变 形 ， 将 会 产 生 重 力 二 阶 效 应 ， 导 致 结 构 失 衡 而 被 破 坏 ， 降 低 高 层 建 筑 的 抗 震 可 靠 性

20、， 因 此 ， 在 抗 震 概 念 设 计 中 ， 应 该 重 视 结 构 的 刚度 设 计 。( 4 ) 结 构 的 规 则 性 与 均 匀 性 。高 层 建 筑 的 竖 向 和 立 面 的 剖 面 布 置 应 该 规 则 ， 结 构 侧 向 刚 度 的 变 化 应 该 巨 晕 ， 避 免 侧 向 刚 度 以 及 抗 侧 力 结 构 承 载 力 的 突 变 。 沿 着 建 筑 物 的 竖 向 ， 机 构 布 置 和 建 筑 造 型 应 该 规 则 和 相 对 均 匀 ， 避 免 传 力 途 径 、 刚 度 以 及 承 载 力 的 突 变 ， 防 止 结 构 在 竖 向 上 的 某 一 楼 或

21、 者 少 数 楼 层 之 间 出 现 薄 弱 的 环 节 。2 抗 震 概 念 设 计 在 高 层 建 筑 结 构 设 计 中 的 应 用( 1 ) 抗 震 概 念 设 计 应 该 重 视 高 层 建 筑 的 结 构 规 律 。在 高 层 建 筑 的 抗 震 概 念 设 计 应 用 中 ， 应 该 对 高 层 建 筑 的 体 型 设 计 进 行 科 学 的 修 正 ，保 证 在 质 量 、刚 度 、对 称 、规 则 上 分 布 均 匀 ， 保 证 设 计 的 整 体 性 ， 避 免 局 部 出 现 刚 度 过 大 的 问 题 。 高 层 建 筑 的 结 构 布 局 对 抗 震 概 念 设 计

22、具 有 十 分 重 要 的 作 用 ， 简 单 、 对 称 的 建 筑 在 地 震 中 的 应 力 分 析 和 实 际 反 映 很 容 易 做 到 ， 并 且 能 够 达 到 相 一 致 ， 但 是 在 凹 凸 的 立 面 与 错 层 设 计 的 高 层 建 筑 中 ， 当 地 震 发 生 时 将 会 产 生 复 杂 的 地 震 效 应 ， 很 难 做 到 对 高 层 建 筑 抗 震 效 果 的 最 佳 分 析 。 因 此 ， 高 层 建 筑 的 抗 震 概 念 设 计 应 该 重 视 结 构 的 规 律 性 。( 2 ) 抗 震 概 念 设 计 在 结 构 体 系 上 的 应 用 。高 层

23、建 筑 抗 震 结构 体 系 是 抗 震 概 念 设 计 的 关 键 ， 抗 震 概 念 设 计 在 结 构 体 系 上 的 应 用 依 据 高 层 建 筑 物 的 高 度 以 及 抗 震 等 级 选 择 合 适 的 抗 侧 力 体 系 ， 通 过 概 念 近 似 手 算 确 定 结 构 设 计 方 案 的 可 行 性 以 及 主 要 构 件 的 基 本 尺 寸 。 抗 震 结 构 方 案 选 择 的 合 理 性 ， 直 接 影 响 建 筑 抗 震 概 念 设 计 的 经 济 性 与 安 全 性 。 合 理 的 选 择 建 筑 结 构 体 系 ，应 该 注 意 以 下 三 个 方 面 : 其

24、一 ，选 择 建 筑 结 构 体 系 时 ， 应 该 对 因 为 部 分 结 构 或 者 部 分 构 件 的 破 坏 而 导 致 整 体 建 筑 结 构 体 系 丧 失 对 抗 震 能 力 或 者 重 力 荷 载 的 承 载 能 力 ， 应 该 坚 持 抗 震 设 计 原 则 中 的 赘 余 度 功 能 和 内 力 重 分 配 功 能 ， 这 一 原 则 的 重 要 性 在 许 多 建 筑 物 地 震 后 的 实 际 状 况 中 都 得 到 了 很 好 的 印 证 ; 其 二 ，选 择 建 筑 结 构 体 系 时 ，不 仅 仅 应 该 要 求 建 筑 体 系 的 受 力 明 确 、 传 力 合

25、 理 以 及 传 力 路 线 ， 还 应 该 有 合 理 的 地 震 作 用 传 递 途 径 和 明 确 的 计 算 简 图 ， 这 些 都 应 该 和 不 间 断 的 抗 震 分 析 相 符 合 ; 其 三 ，其 中 延 性 是 建 筑 结 构 中 的 重 要 特 性 之 一 ， 结 构 体 系 的 变 形 能 力 取 决 于 组 成 结 构 的 构 件 和 连 接 的 延 性 水 平 ， 提 高 结 构 构 件 的 延 性 水 平 ， 是 提 高 高 层 建 筑 抗 震 设 计 概 念 在 建 筑 结 构 设 计 应 用 中 的 重 点 问 题 ， 通 过 采 用 竖 向 和 水 平 向

26、混 凝 土 构 件 ， 能 够 增 强 对 砌 体 结 构 的 约 束 ， 当 配 筋 砌 体 在 地 震 中 即 使 产 生 裂 缝 也 不 会 倒 塌 或 者 散 落 ， 保 证 高 层 建 筑 早 地 震 中 不 至 于 丧 失 对 重 力 荷 载 的 承 载 能 力 。( 3 ) 抗 震 概 念 设 计 在 结 构 构 件 上 的 应 用 。高 层 建 筑 抗 震 的实 现 需 要 各 个 构 件 的 支 撑 ， 因 此 ， 抗 震 结 构 体 系 中 的 各 个 构 件 都 必 须 具 有 一 定 的 刚 度 与 强 度 ， 并 且 还 应 该 具 有 可 靠 的 连 接 性 。 高

27、 层 建 筑 的 结 构 体 系 是 一 个 多 层 次 超 静 定 结 构 ， 因 此 其 抗 震 结 构 也 应 该 设 置 多 道 抗 震 防 线 ， 这 样 在 地 震 作 用 下 ， 即 使 一 部 分 构 件 先 被 破 坏 ， 剩 余 的 构 件 依 然 具 备 支 撑 的 作 用 ， 形 成 独 立 的 抗 震 结 构 ， 承 受 地 震 力 与 竖 向 荷 载 。 因 此 ， 合 理 的 预 见 高 层 建 筑 结 构 先 屈 服 或 者 破 坏 的 位 置 ， 适 当 的 调 整 构 件 的 强 弱 关 系 ， 形 成 多 道 抗 震 防 线 ， 实 现 对 高 层 建 筑

28、 结 构 体 系 的 合 理 控 制 ， 这 是 结 构 抗 震 耗 能 的 一 种 有 效 措 施 ， 是 建 筑 抗 震 结 构 概 念 设 计 的 重 要 内 容 。3 结 束 语总 而 言 之 ， 抗 震 概 念 设 计 是 高 层 建 筑 结 构 设 计 中 的 重 要 组 成 部 分 ， 通 过 合 理 的 抗 震 概 念 设 计 ， 能 够 有 效 的 提 高 高 层 建 筑 的 抗 震 可 靠 性 。 因 此 ， 相 关 设 计 人 员 应 该 熟 练 的 掌 握 和 运 用 抗 震 概 念 设 计 ， 全 面 的 考 虑 各 项 因 素 ， 从 而 为 社 会 建 造 出 更

29、 多 精 品 高 层 建 筑 工 程 。作 者 ： 陈 琳 琳单 位 ： 中 铁 二 十 局 集 团 房 地 产 开 发 有 限公 司第 三 篇 ： 建 筑 结 构 设 计 的 结 构 选 型1 高 层 建 筑 结 构 分 析 与 设 计 方 法1 .1 各 类 结 构 体 系 采 用 的 分 析 方 法( 1 ) 框 架 剪 力 墙 体 系 在 框 架 剪 力 墙 结 构 内 力 和 位 移 等 计 算 的 方 法 虽 然 有 很 多 , 但 是 大 多 采 用 的 是 连 梁 连 续 化 假 定 的 方 法 。 在 计 算 位 移 协 调 条 件 时 需 要 根 据 剪 力 墙 与 框 架

30、 水 平 位 移 或 者 转 角 相 等 计 算 , 建 立 位 移 与 外 荷 载 之 间 关 系 的 微 分 方 程 来 计 算 求 解 。 但 是 需 要 考 虑 的 因 素 和 需 求 的 未 知 量 不 同 ,因 此 各 种 解 答 的 具 体 形 式 也 是 不 同 的 。( 2 ) 剪 力 墙 体 系 剪 力 墙 的 开 洞 情 况 决 定 了 剪 力 墙 的 受 力 特 性 与 变 形 状 态 。 其 中 单 片 剪 力 墙 按 扎 受 力 特 性 的 不 同 可 以 分 为 单 肢 墙 和 特 殊 开 洞 墙 等 各 种 的 类 型 。不 同 类 型 的 剪 力 墙 , 相

31、应 的 截 面 应 力 分 布 也 是 不 同 的 , 因 此 , 在 计 算 内 力 与 位 移 时 需 要 采 取 的 计 算 方 法 也 是 不 同 的 。 在 剪 力 墙 的 结 构 计 算 方 法 中 采 用 的 是 平 面 有 限 单 元 法 , 这 种 方 法 的 计 算 较 为 精 确 , 在 各 类 剪 力 墙 之 间 都 可 以 适 用 。但 是 这 种 方 法 也 存 在 着 弊 端 , 自 由 度 较 多 , 计 算 机 资 源 耗 费 的 比 较 多 。 因 此 , 在 实 际 的 应 用 中 特殊 开 洞 墙 这 一 类 型 应 用 的 较 为 普 遍 。( 3 )

32、 筒 体 结 构 按 照 对 计 算 机 模 型 的 处 理 手 法 的 不 同 将 筒 体 结 构 的 分 析 方 法 可 以 分 为 三 类 。 具 体 包 括 等 效 连 续 化 、 离 散 化 方 法 和 三 维 空 间 分 析 。 在 这 三 种 方 法 中 三 维 空 间 方 法 比 较 与 前 两 种 方 法 有 着 更 为 精 确 性 的 优 点 , 而 且 在 目 前 的 工 程 上 采 用 的 最 多 的 也 属 于 这 种 计 算 机 模 型 。1 .2 抗 震 分 析 与 设 计 在 高 层 建 筑 结 构 中 的 应 用抗 震 分 析 与 设 计 在 高 层 建 筑

33、结 构 中 的 应 用 是 十 分 必 要 的 。 因 此 , 为 了 满 足 在 地 震 作 用 下 结 构 的 功 能 要 求 , 计 算 和 研 究 结 构 的 弹 塑 性 变 形 能 力 是 十 分 必 要 的 。 在 当 前 的 国 内 外 卡 嘎 镇 设 计 的 发 展 趋 势 , 主 要 是 分 析 结 构 弹 塑 性 的 复 杂 性 , 但 是 在 如 何 进 行 计 算 和 如 何 设 定 的 具 体 要 求 上 各 国 有 自 己 的 做 法 。 在 我 国 的 现 行 抗 震 规 范 中 要 求 高 层 建 筑 的 抗 震 计 算 是 在 多 遇 地 震 带 的 基 础

34、上 , 进 行 内 力 与 位 移 等 产 生 的 条 件 , 这 种 运 用 多 地 震 带 计 算 的 方 法 被 称 为 是 二 阶 段 设 计 方 法 。1 .3 我 国 高 层 建 筑 抗 震 分 析 与 设 计 中 的 常 见 问 题( 1 ) 高 度 问 题 关 于 高 度 问 题 , 在 我 国 的 现 行 高 层 建 筑 混 凝土 相 关 的 规 章 中 有 规 定 。 在 其 中 规 定 的 高 度 在 我 国 目 前 的 建筑 科 研 水 平 和 经 济 发 展 水 平 下 是 较 为 稳 妥 的 , 而 且 与 目 前 的 整 个 土 木 工 程 规 范 体 系 相 协

35、 调 。 虽 然 在 实 际 的 应 用 中 已 经 有 许 多 的 混 凝 土 高 层 建 筑 的 高 度 已 经 超 过 了 这 个 限 制 。 但 是 在 看 待 问 题 上 我 们 应 该 科 学 的 分 析 问 题 , 许 多 的 因 素 在 发 展 中 是 不 断 地 变 化 的 , 虽 然 在 有 些 参 数 本 身 超 过 了 现 有 规 范 的 使 用 范 围 , 但 这 属 于 一 种 质 变 。( 2 ) 材 料 的 选 用 和 结 构 体 系 问 题 在 地 震 的 多 发 地 区 , 采 用 何 种 的 建 筑 材 料 和 结 构 体 系 才 能 够 更 加 的 合

36、理 是 大 多 数 人 一 直 在 关 注 的 问 题 。 根 据 我 国 目 前 的 建 筑 钢 筋 钢 材 的 类 型 和 品 种 以 及 钢 筋 结 构 的 加 工 制 造 能 力 , 建 议 在 我 国 的 建 筑 中 采 用 钢 管 混 凝 土 结 构 或 者 钢 结 构 等 , 可 以 很 好 地 减 小 断 面 的 尺 寸 ,改 善 建 筑 结 构 的 抗 震 性 能 。2 高 层 建 筑 结 构 选 型 的 主 要 内 容 与 要 求高 层 建 筑 结 构 选 型 的 主 要 内 容 : 基 础 结 构 的 选 择 要 合 适 ; 选 择 合 适 的 竖 向 和 水 平 承 重

37、 结 构 ; 其 中 竖 向 的 承 重 结 构 有 框 架 和 剪 力 墙 等 多 种 形 式 ; 横 向 的 承 重 结 构 包 括 井 式 楼 盖 和 单 双 板 肋 形 楼 盖 等 多 种 形 式 。一 般 在 高 层 建 筑 的 初 级 设 计 阶 段 , 为 了 能 够 选 择 合 适 的 结 构 形 式 , 要 求 对 各 种 结 构 的 受 力 特 点和 适 用 范 围 等 有 较 详 细 的 了 解 。高 层 建 筑 选 型 的 要 求 : 高 层 建筑 设 计 要 尽 量 选 择 在 有 利 的 地 段 和 避 开 危 险 的 地 段 , 避 免 出 现 施 工 事 故 ;

38、 在 高 层 建 筑 的 抗 震 设 计 中 , 高 层 建 筑 要 具 备 多 道 抗 震 防 线 , 能 够 有 足 够 的 承 载 力 和 刚 度 ; 结 构 选 型 尽 可 能 的 与 建 筑 型 式 相 一 致 ; 施 工 要 尽 量 简 便 可 行 和 经 济 合 理 , 施 工 与 周 边 的 环 境 相 和 谐 。2 .1 高 层 建 筑 结 构 选 型 的 影 响 因 素高 层 建 筑 是 一 个 个 的 单 体 , 要 想 综 合 起 来 进 行 统 计 十 分 的 麻 烦 , 它 的 可 统 计 性 差 , 影 响 因 素 多 , 而 且 影 响 因 素 之 间 的 相

39、互 作 用 很 大 。在 信 息 的 收 集 和 统 计 方 面 , 确 定 性 与 不 确 定 性 的 信 息 很 多 , 对 高 层 建 筑 结 构 选 型 要 综 合 考 虑 到 很 多 方 面 的 因 素 ,比 如 环 境 。 经 济 、 安 全 与 适 用 等 因 素 。( 1 ) 环 境 条 件 。 包 括 场 地 条 件 和 抗 震 性 以 及 基 本 风 压 等 ;( 2 ) 建 筑 方 案 。建 筑 方 案 中 主 要 包 括 建 筑 的 高 度 、长 宽 以 及 建 筑 的 体 型 , 其 中 对 建 筑 体 型 中 的 平 面 体 型 和 立 体 体 型 进 行 简 要

40、的 分 析 ;( 3 ) 建 筑 使 用 功 能 要 求 。高 层 建 筑 的 使 用 功 能 大 体 上 可 以分 为 住 宅 、 办 公 楼 和 旅 馆 等 。 有 的 建 筑 的 功 能 可 能 只 有 几 种结 构 选 型 与 之 相 匹 配 。 因 此 可 以 针 对 不 同 的 建 筑 功 能 采 用 不 同 的 建 筑 设 计 方 案 ;( 4 ) 施 工 工 期 ;( 5 ) 材 料 供 应 状 况 ;( 6 ) 设 计 和 施 工 的 水 平 ;( 7 ) 建 筑 结 构 的 抗 震 性 和 可 维 护 性 。2 .2 高 层 建 筑 结 构 选 型 方 法 及 研 究 现

41、状传 统 的 建 筑 结 构 选 型 方 法 主 要 是 根 据 有 关 的 规 范 条 文 和 设 计 经 验 并 举 的 经 验 方 法 。 但 是 随 着 高 层 建 筑 结 构 体 系 的 发 展 ,这 种 结 构 选 型 方 法 已 经 不 再 适 用 。针 对 高 层 建 筑 研 究 出 了 利 用 人 工 智 能 、 专 家 系 统 和 模 糊 逻 辑 、 智 能 设 计 等 领 域 的 思 想 和 方 法 形 成 的 主 要 智 能 选 型 方 法 及 其 不 足 之 处 。( 1 ) 专 家 系 统 的 智 能 高 层 选 型 方 法 专 家 在 长 期 的 设 计 实 践

42、活 动 中 积 累 了 很 多 的 建 筑 选 型 经 验 , 可 以 利 用 专 家 的 这 种长 处 , 建 立 结 构 选 型 知 识 库 , 对 各 种 建 筑 选 型 的 影 响 因 素 和 方法 进 行 评 判 标 准 ,模 拟 出 专 家 在 结 构 选 型 时 的 思 维 决 策 过 程 。 但 是 这 种 选 型 方 法 存 在 一 定 的 弊 端 , 虽 然 能 够 模 拟 专 家 在 选 型 时 的 思 维 过 程 , 但 是 未 必 能 够 全 面 且 恰 当 的 表 达 专 家 本 人 推 理 的 思 维 过 程 ,在 应 用 中 使 用 面 较 窄 。( 2 ) 基

43、 于 知 识 发 现 的 智 能 选 型 方 法 这 种 方 法 主 要 是 从 存 储 在 数 据 库 和 其 他 的 信 息 存 储 容 器 中 的 大 量 数 据 里 面 进 行 筛 选 ,将 有 价 值 的 知 识 进 行 筛 选 。但 是 这 种 选 型 方 法 的 知 识 获 取 量 比 较 大 而 且 高 效 和 自 动 化 , 能 够 将 需 要 解 决 的 问 题 中 的 深 层 次 的 规 律 性 知 识 进 行 筛 选 , 开 拓 了 高 层 结 构 选 型 的 新 的 手 段 和 途 径 。 例 如 广 西 某 高 校 的 文 体 馆 在 结 构 选 型 中 设 计 为

44、 复 合 型 结 构 ,综 合 类 椭 圆 型 体 育 馆 及 扇 形 剧 场 的 结 构 特 点 。符 合 高 校 体 育 比 赛 、 社 团 演 出 等 功 能 要 求 。3 总 结目 前 在 高 层 建 筑 结 构 设 计 和 选 型 方 面 , 在 国 内 外 已 经 引 起 了 众 多 专 家 和 学 者 的 重 视 , 但 是 在 理 论 研 究 和 方 法 等 方 面 还 没 有 得 到 充 分 的 应 用 。 结 构 选 型 在 高 层 建 筑 行 业 发 展 中 是 十 分 复 杂 的 一 项 , 拥 有 很 强 的 综 合 性 , 而 且 包 含 着 大 量 的 不 确 定

45、 性 。 因 此 在 结 构 选 型 中 应 该 研 究 和 建 立 许 多 的 智 能 型 的 优化 方 法 。比 如 专 家 系 统 的 智 能 高 层 选 层 方 法 ,基 于 知 识 发 现 的智 能 选 型 方 法 等 ,为 高 层 建 筑 结 构 选 型 提 供 更 多 的 便 利 。作 者 ： 黎 晖单 位 ： 南 宁 市 建 筑 设 计 院第 四 篇 ： 高 层 建 筑 结 构1 高 层 建 筑 结 构 类 型目 前 ， 高 层 建 筑 的 结 构 类 型 主 要 有 钢 结 构 、 钢 筋 混 凝 土 结 构 已 经 钢 -钢 筋 混 凝 土 混 合 结 构 三 种 。不 同

46、 的 结 构 类 型 其 优 缺 点 也 不 一 样 ， 下 面 我 们 依 次 对 三 种 结 构 类 型 的 特 点 进 行 分 析 ：1 1 钢 结 构现 代 高 层 建 筑 中 ， 钢 结 构 的 应 用 是 非 常 广 泛 的 。 轻 质 高 强 成 了 它 的 主 要 特 点 ， 这 也 成 为 了 人 们 在 建 造 高 层 建 筑 的 时 候 首 先 选 用 它 的 主 要 原 因 。 此 外 ， 钢 结 构 还 有 其 他 优 点 ， 比 如 ， 钢 材 的 内 部 组 织 比 较 均 匀 ， 有 良 好 的 塑 性 和 韧 性 ； 钢 结 构 的 装 配 化 的 程 度 比

47、 较 高 ， 其 施 工 速 度 很 快 ， 对 于 工 期 要 求 严 格 的 工 程 使 用 钢 结 构 则 可 以 大 大 缩 短 工 期 ； 当 制 造 某 些 具有 特 殊 要 求 的 密 闭 结 构 的 时 候 ， 钢 结 构 则 能 很 好 的 满 足 。 任何 事 物 都 具 有 两 面 性 ， 钢 结 构 高 层 建 筑 也 不 例 外 ， 有 优 点 的 同 时 缺 点 也 都 一 直 存 在 。 至 今 仍 被 全 世 界 人 民 铭 记 在 心 的 美 国“ 9 .11 ”事 件 ，2 0 11 年 9 月 11 日 ，恐 怖 份 子 袭 击 了 年 仅“ 2 8 岁

48、”的 美 国 世 贸 大 厦 ，这 个 世 界 上 曾 经 最 高 的 双 塔 很 快 倒 塌 ， 这 座 建 筑 就 是 应 用 了 我 们 所 说 的 钢 结 构 ， 钢 结 构 的 主 要 缺 点 就 是 其 耐 火 性 以 及 耐 腐 蚀 性 很 差 。 所 以 美 国 世 贸 大 厦 才 会 在 被 飞 机 撞 击 了 之 后 很 快 就 倒 塌 。 此 外 ， 钢 结 构 在 后 期 的 维 护 费 用 也 是 相 当 的 大 ， 这 个 缺 点 也 是 我 们 必 须 面 对 的 。1 2 钢 筋 混 凝 土 结 构与 钢 结 构 相 比 ， 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 耐 火 性 能 要 好 得 多 ， 而 且 其 防 水 性 能 也 比 较 好 ， 而 且 钢 筋 混 凝 土 的 造 价 比 较 低 ， 材 料 的 来 源 也 比 较 丰 富 ， 尤 其 对 建 筑 高 层 建 筑 而 言 来 说 ， 使 用 钢 筋 混 凝 土