師向智
框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等都是當(dāng)今大多數(shù)高層建筑的鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)體系,在這些類型中應(yīng)用較多的是框架剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)。
框架剪力墻由兩方面結(jié)構(gòu)體系組成,分別是框架和剪力墻。然而這種結(jié)構(gòu)體系最明顯的承力特征是:框架受到的是豎直方向的荷載,相應(yīng)的剪力墻承受的則是沿水平方向的荷載。因此在實(shí)際應(yīng)用中,剪力墻應(yīng)該平均放置在建筑物的四周以及豎直方向受力比較大和水平方向形態(tài)變化較大的地方。除此之外,由于這個(gè)結(jié)構(gòu)是以框架結(jié)構(gòu)作為主體系,以剪力墻結(jié)構(gòu)作為輔佐體系,因此這個(gè)結(jié)構(gòu)的體系較多的用于25層的大樓建筑。
剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架結(jié)構(gòu)里的梁柱可以使用鋼筋混凝土類型的土墻板來(lái)替換,這樣可以承受由于各種的荷載所引起的作用力,對(duì)于控制結(jié)構(gòu)水平方向的作用力也有顯著提高,承擔(dān)豎直方向和水平方向作用力的結(jié)構(gòu)也可以用鋼筋混凝土墻板來(lái)代替。由于剪力墻是受到水平方向和豎直方向作用力的一起作用,所以通常用的是平面布置形式,還有剪力墻應(yīng)該雙向或多向布置。因?yàn)檫@個(gè)結(jié)構(gòu)都是由剪力墻構(gòu)成,所以它的剛度是比框架剪力墻結(jié)構(gòu)好的,并且這個(gè)結(jié)構(gòu)高度應(yīng)該小于或者等于6,再加上應(yīng)該考慮抵抗地震的因素。
由梁和柱構(gòu)成的框架一起抵御使用中出現(xiàn)的豎直方向和水平方向的作用力的結(jié)構(gòu),就是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構(gòu)成承重體系的框架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是房子的墻不承受重量,只是有圍護(hù)和分離隔開的作用,通常采用加氣混凝土、空心磚等質(zhì)量較輕的材料組裝形成。
設(shè)計(jì)一個(gè)高層的民用建筑是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程,這中間需要特別關(guān)注的一些內(nèi)容也是極其多的,按照前人這么多的實(shí)踐總結(jié),需要注意的一些地方主要有以下一些方面。
合理的高層民用設(shè)計(jì)方案對(duì)于實(shí)施的工程隊(duì)是非常重要的,所以好的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該在建筑整體結(jié)構(gòu)的形式和體系上,還應(yīng)該仔細(xì)考慮這個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的造價(jià)成本是否合理,在最大程度上將經(jīng)濟(jì)適用的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到最大。高層民用結(jié)構(gòu)體系的最根本的基礎(chǔ)就是受力明白確定,傳輸力量簡(jiǎn)潔,所以方案要在滿足使用和安全的基本上還要盡可能的簡(jiǎn)單。因此在一樣的建筑結(jié)構(gòu)體系中要選取統(tǒng)一,如果建筑高層位于的地段在地震較多的地方,那就要在受力的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)上最大限度的滿足平面區(qū)域和豎直方向的所有規(guī)則。最后建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定,還應(yīng)該當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?,施工需求,材料選取,施工團(tuán)隊(duì)等方面進(jìn)行整體的考察的篩選,除此之外,還要和建筑水、電等分項(xiàng)互相協(xié)助,整合所有方面的需求來(lái)做最終的抉擇。
由于計(jì)算簡(jiǎn)圖是每一個(gè)實(shí)行高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本,是全部計(jì)算數(shù)據(jù)的源頭所在地,關(guān)聯(lián)到每個(gè)項(xiàng)目的尺寸和差錯(cuò)。所以要是沒(méi)有選取正確的計(jì)算簡(jiǎn)圖,那么建筑結(jié)構(gòu)的安全就不能保證。所以正確的選取計(jì)算簡(jiǎn)圖,是高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全前提。當(dāng)然在正確的選取計(jì)算簡(jiǎn)圖后還要應(yīng)用對(duì)應(yīng)的實(shí)施辦法來(lái)保障他們的安全。在設(shè)計(jì)的實(shí)施過(guò)程中,結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不可以只是鋼節(jié)點(diǎn)或是鉸接點(diǎn),最后一定要讓計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在合理的范圍之中。
現(xiàn)代科技正在飛速的發(fā)展,其中對(duì)建筑行業(yè)的的推動(dòng)也是非常大的,計(jì)算機(jī)作為如今科學(xué)發(fā)展中的佼佼者,想當(dāng)然的在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中也取得了較大的應(yīng)用。隨著這幾年的迅猛發(fā)展,生活中的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件也呈現(xiàn)出了百花齊放萬(wàn)家爭(zhēng)鳴的現(xiàn)象,可是隨之而來(lái)的也出現(xiàn)了更多的問(wèn)題,很多情況下,同一個(gè)計(jì)算數(shù)據(jù)在同一種類的其他軟件里計(jì)算并產(chǎn)生結(jié)果是不一樣的。于是對(duì)于計(jì)算數(shù)據(jù)就產(chǎn)生了很大的要求,同時(shí)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的能力提出了更大水平的要求。于是在全方位理解應(yīng)用軟件的使用范疇和條件的基本上,選取最為合適確定的應(yīng)用軟件也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的必修課程。同樣的,建筑結(jié)構(gòu)也會(huì)遭受各種各樣無(wú)法掌握的突發(fā)事件的限制,跟計(jì)算機(jī)得出的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果無(wú)法達(dá)成完全的一致,所以即使有計(jì)算機(jī)在身旁幫助建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者完成設(shè)計(jì),建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的能力也是設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的。當(dāng)然在計(jì)算的過(guò)程中也要避免由于人工疏忽和計(jì)算機(jī)軟件自身存在的缺點(diǎn)而影響結(jié)果的產(chǎn)生。
由于各地區(qū)的地質(zhì)條件和地理位置的不同,所以高層民用建筑的基本設(shè)計(jì)大多在地基的選擇類型方面會(huì)有很大的不一樣。不止這樣,即使在高層民用建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)方案選取方面,也要較大的考慮較高層民用建筑上面部分的結(jié)構(gòu)類型、手里分布的特點(diǎn)、施工時(shí)的天氣及技術(shù)和接觸的結(jié)構(gòu)物體間是不是有影響等等方面的原因。高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方案的選取,最后的目的都是希望基地的使用潛力在最大程度上得以利用和開發(fā)。如果需要的話,也可以用迷你模型的樣子對(duì)基地的各種情況進(jìn)行檢查。在遇到施工地區(qū)的地質(zhì)檢測(cè)結(jié)果存在漏洞或缺點(diǎn)時(shí),最好進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè),然后借助周圍的建筑物的基本結(jié)構(gòu)資料,制作出最合適該地質(zhì)的基本建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案。
在高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則中可以了解到強(qiáng)剪切力弱彎變,強(qiáng)壓力弱壓力是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則。由此我們可以知道在柱體的設(shè)計(jì)方面強(qiáng)度要大,相反梁相比較而言就要弱一些。所以在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中一定要完全遵守上面的原則,一定要做好處于弱勢(shì)方面的項(xiàng)目工作,也要對(duì)鋼筋的質(zhì)量和錨固長(zhǎng)度給予較大的重視,最重要的是結(jié)構(gòu)物件的延續(xù)性和對(duì)于溫度的應(yīng)變力做最為重要的研究,之后才可以決定最終的設(shè)計(jì)方案。
由于近年來(lái)許多國(guó)家都出現(xiàn)的暴風(fēng)雪等嚴(yán)重的自然災(zāi)害,也是對(duì)于抵抗地震性能等許多方面的考慮,我們國(guó)家在高層民用建筑結(jié)構(gòu)的高度一方面存在著非常嚴(yán)厲的要求,可是報(bào)道卻頻頻爆出高層民用建筑超高的現(xiàn)象。為了杜絕這種現(xiàn)象,新高規(guī)推出了一系列非常嚴(yán)格的措施,不止將高度定成了A級(jí),并且還增添了B級(jí)的高度,于是我們可以看到在高層民用建筑的處理方法以及策略都有了很大程度的改進(jìn)。但是如果想根本解決這個(gè)難題,那我們就應(yīng)該在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖紙的審核上加大難度,對(duì)這些高度的難題充分的重視起來(lái),一旦發(fā)現(xiàn)超高的情況立即采取封鎖施工地,最后再對(duì)于那些沒(méi)有審核通過(guò)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙,堅(jiān)決實(shí)行回爐重造的手段,一定要堅(jiān)決防患因?yàn)槌叨纬傻陌踩珕?wèn)題。
何為斷肢剪力墻?在新的高規(guī)中對(duì)于斷肢剪力墻的定義是指墻肢的截面的高度和它的厚度之比在5~8之間的剪力墻,所以根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中的經(jīng)歷和結(jié)果,因?yàn)閿嘀袅υ诔惺芰徒Y(jié)構(gòu)性能上具有的缺點(diǎn),因此新的規(guī)定也對(duì)斷肢剪力墻的用途有了更加嚴(yán)格的制約。當(dāng)然將斷肢剪力墻危害降低到最低的方法就是在施工過(guò)程中使用其他的物件進(jìn)行斷肢剪力墻的替換,以此來(lái)讓斷肢剪力墻在高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)圖紙中盡可能的少出現(xiàn)或者不出現(xiàn)。
在高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的眾多規(guī)則之中,基本上都有關(guān)于對(duì)高層民用建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性的制約,由此可見其地位的重要性。而若要根本性的解決建筑結(jié)構(gòu)的固定端上下層面的剛度比等方面的問(wèn)題,以及高層民用建筑選擇設(shè)計(jì)圖紙不規(guī)范等方面的難題,避免在之后的施工中由于設(shè)計(jì)的問(wèn)題出現(xiàn)停工的情況,就必須要在制作圖紙之初認(rèn)真研究可行的結(jié)構(gòu)規(guī)則性等各方面的事宜。
最近這些年我們可以看到高層民用建筑的發(fā)展勢(shì)頭是很猛的,可是這些建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量卻不是很理想的。所以,在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)師不應(yīng)該單方面?zhèn)戎赜?jì)算的合理準(zhǔn)確,又或是只考慮方案本身的問(wèn)題,這些都是不合理的,要從多個(gè)角度思考和分析,最終選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方案。對(duì)前人所出現(xiàn)的問(wèn)題和事故想出解決辦法,這樣才能在高層民用建筑中走得更遠(yuǎn)。