黃遠(yuǎn)強(qiáng)
廣東廣龍建筑設(shè)計(jì)有限公司
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性問題的分析
黃遠(yuǎn)強(qiáng)
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建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作內(nèi)容,并且在這個(gè)過程中受到的影響因素也比較多,尤其是一些不規(guī)則性問題不可避免,對于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成了很大的影響,對此在本文中筆者將從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性分類出發(fā),從而提出以下解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性問題措施,希望能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);不規(guī)則性;問題
建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影響,從而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則,這對于建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量或者穩(wěn)定性造成了嚴(yán)重的影響,因此在今后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,必須要加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性問題研究,從而為建筑企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益,推動我國建筑行業(yè)穩(wěn)固發(fā)展。
在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),所表現(xiàn)出的不規(guī)則性主要分為兩種,即平面結(jié)構(gòu)不規(guī)則與豎向結(jié)構(gòu)不規(guī)則,首先平面結(jié)合不規(guī)則是最常見的一種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則表現(xiàn),具體而言主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面,①不規(guī)則扭轉(zhuǎn),在對不規(guī)則扭轉(zhuǎn)進(jìn)行判斷時(shí),設(shè)計(jì)者可以從建筑物的彈性水平位移進(jìn)行判斷。②不規(guī)則凹凸,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)者可以從建筑物的投影方向以及投影尺寸去進(jìn)行對凹凸值進(jìn)行判斷,并且在這個(gè)過程中要求建筑結(jié)構(gòu)中凹進(jìn)去的一側(cè)不能小于30%,這樣可以防止建筑出現(xiàn)變形[1]。③局部樓板不連續(xù)性,關(guān)于不連續(xù)判斷可以從建筑物結(jié)構(gòu)的平面剛度變化或者樓面面積出發(fā)。其次是豎向結(jié)構(gòu)不規(guī)則,體現(xiàn)在以下四個(gè)方面,①不規(guī)則傾向剛度,在設(shè)計(jì)過程中要求不規(guī)則設(shè)計(jì)剛度值要小于70%,并且建筑物本身與周邊建筑物的平均剛度值控制在80%以內(nèi)。②豎向抗側(cè)力構(gòu)建不連續(xù)性,建筑物的豎向結(jié)構(gòu),抗側(cè)力構(gòu)建應(yīng)該注重從水平方向到垂直方向的傳遞。③樓層承載能力不均勻,這要求設(shè)計(jì)人員樓層受力程度應(yīng)該低于80%。④樓層質(zhì)量不均勻性,也就是和下一層相比,應(yīng)該高出上一層的1.5倍。
有數(shù)據(jù)顯示建筑結(jié)構(gòu)之所以會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)與建筑物偏心距有著絕對的關(guān)系,并且兩種之間呈線性函數(shù)關(guān)系,因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),為了防止出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象,提升建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)則性,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),就必須要不斷的減少偏心距,這樣才能通過線性函數(shù)調(diào)節(jié),從而使整體的建筑結(jié)構(gòu)更加的平均分布,而減少偏心距的方法有很多種,如通過詳細(xì)的數(shù)據(jù)計(jì)算,從而對主體結(jié)構(gòu)以及平面空間分布進(jìn)行調(diào)整,并且在設(shè)計(jì)圖紙之中,將建筑結(jié)構(gòu)的重量核心與剛度中心位置進(jìn)行標(biāo)注,除此之外,在進(jìn)行偏心距調(diào)節(jié)時(shí),還可以采用數(shù)據(jù)分析的方式,從而對建筑結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行重新分布,這樣可以對核心較遠(yuǎn)的抗側(cè)力進(jìn)行調(diào)整。
在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),會受到很多的因素影響,這些因素造成了建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性轉(zhuǎn)變,因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)提高建筑結(jié)構(gòu)抗扭承載力就顯得越發(fā)重要[2]。對此美國IBC規(guī)范曾經(jīng)做出一個(gè)這樣的調(diào)查,其發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),每增加一個(gè)計(jì)算扭矩,地震扭矩也就是質(zhì)心與剛心不重合時(shí),就會與附加扭矩等比例放大,并且當(dāng)位移小于等于1.2時(shí),放大系數(shù)就會等于1,而當(dāng)位移大于1.2時(shí),位移系數(shù)也會大于1,由此可以看出,在附加扭矩不斷增大的過程中,抗承載能力也會不斷增加,而這會增加偏心距,而通過上述文章介紹也可以發(fā)現(xiàn),偏心距是導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則的主要原因,因此提高建筑結(jié)構(gòu)抗扭承載力,是可以解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性問題的有效措施。
在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),可以分為主體設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分,其中主體設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容,而在進(jìn)行建筑物主體設(shè)計(jì)時(shí),絕對不能忽視建筑物邊緣構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容,因此從某個(gè)角度分析,建筑結(jié)構(gòu)邊緣設(shè)計(jì)對于建筑結(jié)構(gòu)物的整體質(zhì)量具有絕對的影響,而通過以往的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn),建筑結(jié)構(gòu)抗剪性設(shè)計(jì)有利于提升建筑邊緣結(jié)構(gòu)性能,尤其是當(dāng)建筑物長期處于非彈性階段時(shí),當(dāng)受到地震或者外力作用時(shí),易出現(xiàn)一些偏心問題,從而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不規(guī)則性,因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),能夠提升抗震性能,強(qiáng)化建筑物邊緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗剪強(qiáng)度,這可以從本質(zhì)上提升建筑物的抗外力作用,從而發(fā)揮出建筑物的彈性作用,滿足建筑物規(guī)則性要求[3]。
在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),提高建筑物的抗側(cè)剛度是有助于解決建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性問題的,并且通過以往的數(shù)據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)建筑物主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí),會與自我震動周期出現(xiàn)一個(gè)平方值函數(shù)關(guān)系,利用這種比例關(guān)系進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減低建筑結(jié)構(gòu)自我診斷周期,并且消除主體結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),為此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該采用科學(xué)的計(jì)算調(diào)整方法,從而對墻體長度與墻體厚度進(jìn)行調(diào)節(jié),進(jìn)而使建筑結(jié)構(gòu)剛度遠(yuǎn)離中心墻體,并且采取邊緣裝置柱梁的方式,從而對主體結(jié)構(gòu)震動周期進(jìn)行調(diào)整,這樣有利于建筑結(jié)構(gòu)剛度值的提升,從而實(shí)現(xiàn)改善扭轉(zhuǎn)剛度的目的。
在經(jīng)濟(jì)建設(shè)迅速發(fā)展的過程中,建筑行業(yè)迅速崛起,在這個(gè)過程中對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求也在不斷的提升,而在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,不可避免的會出現(xiàn)一些不規(guī)則設(shè)計(jì)現(xiàn)象,這也為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增添了難度,因此為了能夠更好的滿足建筑結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)人員必須要加大建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性問題分析研究,從而不斷的提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量,滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求,從而實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的順利完成,促進(jìn)建筑行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。
[1]曹軍.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中平面不規(guī)則問題的分析與抗震措施[J].中華建設(shè),2015(12).
[2]韓輝.基于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中平面不規(guī)則問題的分析與處理[J].中外建筑,2015(5).
[3]丁海鵬,尹豐,官蕊.針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不規(guī)則設(shè)計(jì)問題分析與探討[J].建筑知識,2016(3).