本站小編為你精心準(zhǔn)備了概念策劃對(duì)建筑物構(gòu)造的影響參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

多道抗震設(shè)防設(shè)計(jì)原則強(qiáng)烈地震的持續(xù)時(shí)間，少則幾秒，多則十幾秒，并且不同的地層構(gòu)造，有可能發(fā)生多次余震．長(zhǎng)時(shí)間的地面運(yùn)動(dòng)，將對(duì)建筑物產(chǎn)生多次往復(fù)沖擊，建筑破壞逐漸累積．如果建筑物僅設(shè)置一道抗震防線，該防線一旦沖破，接踵而來(lái)的持續(xù)的震動(dòng)，就會(huì)造成建筑物的倒塌．如果設(shè)置了第二甚至第三道抗震防線，就能夠保證建筑物在地震作用下的安全，同時(shí)達(dá)到建筑物三水準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求．

建筑物的自振周期約束原則在較小的地震作用下，因建筑結(jié)構(gòu)處于彈性工作階段，自振周期較小并接近一個(gè)常數(shù)，在強(qiáng)烈的地震作用下，當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期和場(chǎng)地的特征周期相等或接近時(shí)，容易產(chǎn)生共振效應(yīng)，使得結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)很大而造成一定的破壞．因此，在抗震概念設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)本身的自振周期加以約束，使其避開場(chǎng)地特征周期．

工程實(shí)例

1工程概況

本工程建筑高度為55．1m，地上17層，地下1層，其中地下室層高為6．5m，地上1～14層層高3．0m，15層3．6m，16層3．0m，17層1．5m，總建筑面積10393．8m2．結(jié)構(gòu)體系采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0．15g．剪力墻抗震等級(jí)為2級(jí)，框架抗震等級(jí)為3級(jí)，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為2級(jí)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，基礎(chǔ)坐于強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r．地面粗糙程度為B類，基本風(fēng)壓0．65kN•m－2．2種標(biāo)準(zhǔn)層的結(jié)構(gòu)平面布置方案分別見圖1和圖2．由于篇幅有限，本文僅給出方案1的主要構(gòu)件材料、設(shè)計(jì)信息和構(gòu)件截面尺寸，方案2類同．

2概念設(shè)計(jì)思想在建模中的體現(xiàn)

2．1結(jié)構(gòu)的平面和豎向布置為了減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，建筑結(jié)構(gòu)的豎向和水平布置應(yīng)具有合理的剛度和承載力分布．在進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時(shí)，平面形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，并盡量縮小質(zhì)量中心與剛度中心的差異;豎向體型也應(yīng)盡量規(guī)則、均勻，避免有過(guò)大的外挑和內(nèi)收，側(cè)向剛度最好下大上小，逐漸均勻變化，避免豎向剛度發(fā)生突變．在本工程中剪力墻盡量布置在電梯間以及樓板較大洞口的兩側(cè)，并且在兩個(gè)主軸方向組合布置成L形、T形或形成封閉的筒，以提高剪力墻自身的剛度(詳見圖2)．

2．2剪力墻的最大間距、構(gòu)造要求和抗側(cè)剛度的調(diào)整本工程方案2對(duì)剪力墻的位置、長(zhǎng)度和厚度均進(jìn)行了合理的布置和調(diào)整，一般墻肢的長(zhǎng)度為2～3．5m，最小墻肢長(zhǎng)度不小于5bw(bw為剪力墻的厚度)，單片剪力墻的長(zhǎng)度最長(zhǎng)為5．1m，不超過(guò)8m，由于地下室層高為6．5m，一層以上為3．0m，顯然，如果地下室與一層的剪力墻面積相同，則一層的剛度大于地下室，因此為了使塔樓各層的剛度趨于均勻，應(yīng)將各層的剪力墻厚度進(jìn)行調(diào)整，即地下室擋土墻厚取300mm，一層以上取250mm，五層以上電梯處剪力墻為200mm．并且為了提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度和抗扭剛度，在建筑的拐角處取消了部分柱子，增設(shè)了剪力墻．

部分計(jì)算結(jié)果及其分析

結(jié)構(gòu)方案的選擇與總體布置，依據(jù)控制結(jié)構(gòu)整體性的主要指標(biāo)位移比、剛度比、周期比、剛重比、剪重比、樓層間受剪承載力之比等．本工程采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院編制的高層建筑結(jié)構(gòu)有限元分析軟件SATWE進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模和分析計(jì)算，并調(diào)整方案，反復(fù)計(jì)算，直至滿足規(guī)范要求．

1層間位移角的控制層間位移角(即層間最大位移與層高之比)是控制結(jié)構(gòu)整體剛度和不規(guī)則性的主要指標(biāo)．限制結(jié)構(gòu)層間位移角的主要目的有2點(diǎn):一是保證主體結(jié)構(gòu)基本處于彈性受力狀態(tài)，避免混凝土受力構(gòu)件出現(xiàn)裂縫或裂縫超過(guò)規(guī)范允許的范圍;二是保證填充墻和各種管線等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件完好，避免產(chǎn)生明顯的損傷．方案1和方案2的電算分析得出的樓層最大位移角見表1和表2．2種不同方案的最大位移角曲線圖類似，如圖3．根據(jù)表格數(shù)據(jù)顯示，方案1和方案2的不同荷載工況下的最大層間位移角均滿足《高層規(guī)程》JGJ3－2002要求(即地震作用下最大層間位移角限值為1/1000，風(fēng)荷載作用下限值為1/1100)，并且兩者無(wú)明顯的優(yōu)劣之分．

2周期比的控制扭轉(zhuǎn)周期與平動(dòng)周期之比是控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的重要指標(biāo)，是結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度、扭轉(zhuǎn)慣量分布大小的綜合反應(yīng)．控制結(jié)構(gòu)的周期比，即控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)變形小于結(jié)構(gòu)的平動(dòng)變形，其目的是使結(jié)構(gòu)的平面布置更加合理、有效，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)．表3和表4(取前3個(gè)振型周期)分別為方案1和方案2的周期的電算結(jié)果．作用下，重力荷載產(chǎn)生的二階效應(yīng)(重力P－△效應(yīng))不致過(guò)大，以致引起結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌．結(jié)構(gòu)的剛度和重力荷載之比(剛重比)是影響重力P－△效應(yīng)的主要參數(shù)．”表5和表6分別為方案1和方案2的剛重比和剪重比的電算結(jié)果．表5和6中X和Y向剛重比均大于1．4，能夠通過(guò)高層規(guī)程(5．4．4)式的整體穩(wěn)定驗(yàn)算，并且都大于2．7，可以不考慮重力二階效應(yīng)．經(jīng)電算分析，本工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平力較大，方案1和方案2的樓層剪重比(樓層剪力與其上各層重力荷載代表值之和的比值)滿足大于0．024．

3樓層間受剪承載力之比樓層間受剪承載力是指在所考慮的水平地震作用下，該層全部柱及剪力墻的受剪承載力之和．《高層規(guī)程》4．4．3條指出:“A級(jí)高度高層建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不宜小于其上一層受剪承載力的80%，不應(yīng)小于其上一層受剪承載力的65%;B級(jí)高度高層建筑的樓層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于其上一層受剪承載力的75%”．表7和表8(選取承載力之比較大的3組數(shù)據(jù))分別為方案1和方案2的層間受剪承載力之比，計(jì)算結(jié)果均滿足規(guī)范要求．

4經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)為了與工程實(shí)際情況相符，假設(shè)混凝土的成本與混凝土的體積成正比，鋼筋的成本與鋼筋的體積成正比．本工程中筆者僅對(duì)比墻柱梁的鋼筋用量和混凝土用量．在造價(jià)上，不考慮模板及樓板等其他因素對(duì)工程造價(jià)的影響．表9為工程結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)．由表9可知，方案2比方案1在混凝土造價(jià)上要節(jié)約6．5%，鋼筋造價(jià)可以節(jié)約9．4%．

結(jié)論

通過(guò)以上SATWE建模下的幾項(xiàng)指標(biāo)分析，得出方案2優(yōu)于方案1，方案2充分針對(duì)高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理和概念，對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行考察、分析、確定，以及運(yùn)用工程設(shè)計(jì)概念貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)，反復(fù)比對(duì)原設(shè)計(jì)方案并不斷調(diào)整，將建筑藝術(shù)性與受力合理性有機(jī)地結(jié)合，充分考慮荷載特點(diǎn)、地基條件、施工方法及材料狀況，從結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)保證強(qiáng)度、剛度、傳力途徑直接簡(jiǎn)捷并滿足抗震有關(guān)要求．體系具備必要的強(qiáng)度、良好的變形能力和耗能能力，避免了過(guò)大的應(yīng)力集中和塑性變形集中及薄弱層，處理好剛度與強(qiáng)度、剛度與延性、強(qiáng)度與延性三者的關(guān)系．

作者：黃小燕趙菲陳超核單位：海南大學(xué)土木建筑工程學(xué)院