论文部分内容阅读
[摘 要]结构设计是一个系统的，全面的工作，不仅需要坚实的基础理论知识，更需要灵活和创新的思考和认真负责的工作态度。千里之行，始于足下。作为一名设计人员，我们要从一个个基本的构件算起，做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计，在工作中应事无巨细，善于反思和总结工作中的经验和教训。
[关键词]建筑结构设计；注意事项
中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）43-0289-01
引言
结构设计作为建筑设计中的一项关键性的技术环节，随着建筑高度的不断增加、建筑结构体系的不断复杂化和功能的不断多样化，建筑工程在实施的过程中，其对建筑结构设计也提出了更多、更高的要求。在建筑结构设计中，其所涉及到的内容非常多，结构设计中一旦某一环节出现了问题，对建筑的影响是全方位的，加强对建筑结构设计中问题的研究，使其不断的完善和发展是非常重要的。
1、建筑结构在抗震中的控制设计
l.1 机构控制
分析框架和抗震墙结构的倒塌模式的基础上，提出对破坏机构进行控制，使之发生期望的破坏机构形式，达到既具有足够强度又具
有足够延性的目的。实现途径是在结构的特定位置设置一定数量的人工塑性铰，对塑性程度及区域进行控制，使得结构在强震时能形成最佳耗能机构。实际工作中如何实现人工铰的构造、布置和出现顺序，是结构方案实施的重要关键。
1.2 粱的延性设计
直腰筋可以增强粱端的抗震性能，特别是对于剪跨比小的梁，延性和耗能均有大幅度的提高。用作抗震墙墙肢间的普通连梁和刚性连梁的延性和耗能特别对整个抗震墙结构的工作影响极大。试验表明，当连粱的跨高比为5时，延性和耗能很好，连梁两端相对竖向位移的延性系数都在8以上，滞回曲线也相当饱满。当连梁的跨高比降至1时，延性系数则降至3左右，耗能很小，最后弯剪破坏。对策措施是在1/2梁高的中性面上留一水平通缝。在缝的上、下两侧各埋置钢板，钢板上开有椭圆形螺栓孔，用高强螺栓把两钢板连结[1]。在竖载、风载和小震下，高强螺栓把水平通缝分开的两部分连梁连结成整体工作，使刚性连粱整体刚度不变，以保证其工作在弹性阶段。
在强烈地震作用下，两钢板发生相对滑动，原来跨高比为1的剛性连梁将被分成两根跨高比为2的小粱协同工作。这样，不仅延性系数由原来的3提高为l0左右，而且由于钢板间的滑动摩擦，使其耗能能力也得到了一定改善。
1.3 柱的延性设计
如果塑性铰发生在柱上，必须保证具有一定的延性和耗能能力，才能保证大震时不倒。试验表明，采用螺旋箍筋能较大程度地提高柱的延性和后期抗轴压能力。螺旋箍筋分为矩形箍和圆形箍，单旋箍和复台箍。其中复合螺族旋箍效果最好，圆形箍比矩形箍要好。
1.4 新型复合材料节点
节点的合理设计是提高结构抗震性能的关键之一。而提高其强度和延性仅靠增加箍筋效果不显著，而且太多箍筋给施工带来较大的困难。因而不少学者致力于一些新型节点的研究，其中以钢纤维砼和劲性砼粱柱节点效果较好[2]。这种节点由于劲性钢材或钢纤维与砼的共同工作，使得节点区砼的受力性能，特别是剪切变形大大改善，延性和耗能能力显著提高。
1.5 折曲撑和偏心连结支撑
一般的交叉支撑框架剪切变形能力低、刚度降低幅度大、耗能差，采用折曲撑或偏心连结支撑抗侧力单元，可以改善这些缺点，其中折曲撑由钢纤维砼杆制造，偏心连结支撑可用钢杆或劲性钢筋砼杆组成[3]。设计原则是在强震时让折曲撑先弯折破坏，然后梁才破坏，即形成撑一梁一柱的理想破坏机制。由于曲撑的存在和钢纤维砼的良好变形能力，整个框架单元的延性和耗能性能好，而且在正常使用荷载下，曲撑又能保证一定的抗侧刚度。综上分析表明，结构本身的延性耗能设计是靠提高构件的延性耗能能力来实现。结构的构件无非是粱、板、柱和墙等，内部受力材料是受力筋、构造筋（对于劲性砼则是型钢）以及砼，延性耗能设计只能从这些材料的位置数量和构造方式来实现，显然该方式能提高结构的抗震能力。
2、设计中的注意事项和相关问题
结构设计中相当部分构件的设置，规范仅给出了最低限值或建议取值，在实际设计过程中由于结构设计师的理解不同可能对整个设计带来相当大的区别。但在设计中，值得注意的几个问题我们应当加以重视：
2.1 结构的超长问题
混凝土结构设计规范第9.1.1条中规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55m，而7.1.2条则规定当采取后浇带分段施工，专门的预加应力措施或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施且有充分依据的，伸缩缝间距可适当增大。但这两条规范往往在实际设计过程中较难把握。
2.2 关于桩筏基础中筏板取值问题
桩筏基础设计中对于筏板厚度的取值，一般是先按建筑层数估算筏板厚度，常规是按层数x50mm来估算。一般情况均为角桩冲切来控制板厚。
2.3 关于强柱弱梁的设计理念
强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏，中震可修，大震不倒的抗震设防目标而提出的。柱破坏了建筑物整个都会倾覆，而梁破坏则仅是某个区域失效，因此柱较之梁破坏的损害更大，因此，我们必须要严格控制柱轴压比，而且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理，建议边柱，角柱应适当加强，特别是角柱，建议应全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于1%，所有框架柱，不包括小截面柱，笔者建议纵筋均应大于20，且柱筋品种不宜过多，矩形截面柱尽可能对称配筋。
2.4 关于梁筏基础板筋位置设定问题
弹性梁筏基础，由于考虑水浮力下底板所受向上的反向力，设计人员会要求筏板面筋能置于地梁主筋以下，而地梁配筋有时较多甚至配置双排筋，再加上梁箍筋则施工中引起板筋的弯折相当困难，遇到人防工程则更难施工。笔者认为从受力传递过程来说，板筋设置必须准确，但考虑施工困难及相应板保护层的损失，建议可以作适当放松。
3、结语
综上所述，在经济结构不断发展的今天，随着建筑物的迅速增加，建筑在结构设计中所面临的问题也更具多样化。建筑结构设计作为一项全面而又系统的工程，建筑工程技术人员要想更好的面对这些问题，技术的提高和创新意识的发展与实施，以及面对问题的不断探索精神都是非常重要的。从这个角度出发，建筑结构设计中对问题的探讨与分析，对建筑结构设计工作的有序发展具有重要的价值意义。
参考文献
[1] 林同炎，S.D.思多台斯伯利.结构概念和体系[N].建筑工业出版.
[2] 戴国营，李德虎.建筑结构抗震鉴定及加固的若干[J].建筑结构。2010，（04）：67.
[3] 高立人，王越.结构设计的新思路--概念设计[J].建筑.2009，（01）：34-35.
[关键词]建筑结构设计；注意事项
中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）43-0289-01
引言
结构设计作为建筑设计中的一项关键性的技术环节，随着建筑高度的不断增加、建筑结构体系的不断复杂化和功能的不断多样化，建筑工程在实施的过程中，其对建筑结构设计也提出了更多、更高的要求。在建筑结构设计中，其所涉及到的内容非常多，结构设计中一旦某一环节出现了问题，对建筑的影响是全方位的，加强对建筑结构设计中问题的研究，使其不断的完善和发展是非常重要的。
1、建筑结构在抗震中的控制设计
l.1 机构控制
分析框架和抗震墙结构的倒塌模式的基础上，提出对破坏机构进行控制，使之发生期望的破坏机构形式，达到既具有足够强度又具
有足够延性的目的。实现途径是在结构的特定位置设置一定数量的人工塑性铰，对塑性程度及区域进行控制，使得结构在强震时能形成最佳耗能机构。实际工作中如何实现人工铰的构造、布置和出现顺序，是结构方案实施的重要关键。
1.2 粱的延性设计
直腰筋可以增强粱端的抗震性能，特别是对于剪跨比小的梁，延性和耗能均有大幅度的提高。用作抗震墙墙肢间的普通连梁和刚性连梁的延性和耗能特别对整个抗震墙结构的工作影响极大。试验表明，当连粱的跨高比为5时，延性和耗能很好，连梁两端相对竖向位移的延性系数都在8以上，滞回曲线也相当饱满。当连梁的跨高比降至1时，延性系数则降至3左右，耗能很小，最后弯剪破坏。对策措施是在1/2梁高的中性面上留一水平通缝。在缝的上、下两侧各埋置钢板，钢板上开有椭圆形螺栓孔，用高强螺栓把两钢板连结[1]。在竖载、风载和小震下，高强螺栓把水平通缝分开的两部分连梁连结成整体工作，使刚性连粱整体刚度不变，以保证其工作在弹性阶段。
在强烈地震作用下，两钢板发生相对滑动，原来跨高比为1的剛性连梁将被分成两根跨高比为2的小粱协同工作。这样，不仅延性系数由原来的3提高为l0左右，而且由于钢板间的滑动摩擦，使其耗能能力也得到了一定改善。
1.3 柱的延性设计
如果塑性铰发生在柱上，必须保证具有一定的延性和耗能能力，才能保证大震时不倒。试验表明，采用螺旋箍筋能较大程度地提高柱的延性和后期抗轴压能力。螺旋箍筋分为矩形箍和圆形箍，单旋箍和复台箍。其中复合螺族旋箍效果最好，圆形箍比矩形箍要好。
1.4 新型复合材料节点
节点的合理设计是提高结构抗震性能的关键之一。而提高其强度和延性仅靠增加箍筋效果不显著，而且太多箍筋给施工带来较大的困难。因而不少学者致力于一些新型节点的研究，其中以钢纤维砼和劲性砼粱柱节点效果较好[2]。这种节点由于劲性钢材或钢纤维与砼的共同工作，使得节点区砼的受力性能，特别是剪切变形大大改善，延性和耗能能力显著提高。
1.5 折曲撑和偏心连结支撑
一般的交叉支撑框架剪切变形能力低、刚度降低幅度大、耗能差，采用折曲撑或偏心连结支撑抗侧力单元，可以改善这些缺点，其中折曲撑由钢纤维砼杆制造，偏心连结支撑可用钢杆或劲性钢筋砼杆组成[3]。设计原则是在强震时让折曲撑先弯折破坏，然后梁才破坏，即形成撑一梁一柱的理想破坏机制。由于曲撑的存在和钢纤维砼的良好变形能力，整个框架单元的延性和耗能性能好，而且在正常使用荷载下，曲撑又能保证一定的抗侧刚度。综上分析表明，结构本身的延性耗能设计是靠提高构件的延性耗能能力来实现。结构的构件无非是粱、板、柱和墙等，内部受力材料是受力筋、构造筋（对于劲性砼则是型钢）以及砼，延性耗能设计只能从这些材料的位置数量和构造方式来实现，显然该方式能提高结构的抗震能力。
2、设计中的注意事项和相关问题
结构设计中相当部分构件的设置，规范仅给出了最低限值或建议取值，在实际设计过程中由于结构设计师的理解不同可能对整个设计带来相当大的区别。但在设计中，值得注意的几个问题我们应当加以重视：
2.1 结构的超长问题
混凝土结构设计规范第9.1.1条中规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55m，而7.1.2条则规定当采取后浇带分段施工，专门的预加应力措施或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施且有充分依据的，伸缩缝间距可适当增大。但这两条规范往往在实际设计过程中较难把握。
2.2 关于桩筏基础中筏板取值问题
桩筏基础设计中对于筏板厚度的取值，一般是先按建筑层数估算筏板厚度，常规是按层数x50mm来估算。一般情况均为角桩冲切来控制板厚。
2.3 关于强柱弱梁的设计理念
强柱弱梁的概念主要是针对小震不坏，中震可修，大震不倒的抗震设防目标而提出的。柱破坏了建筑物整个都会倾覆，而梁破坏则仅是某个区域失效，因此柱较之梁破坏的损害更大，因此，我们必须要严格控制柱轴压比，而且我们对柱断面及配筋设置时应分部位处理，建议边柱，角柱应适当加强，特别是角柱，建议应全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于1%，所有框架柱，不包括小截面柱，笔者建议纵筋均应大于20，且柱筋品种不宜过多，矩形截面柱尽可能对称配筋。
2.4 关于梁筏基础板筋位置设定问题
弹性梁筏基础，由于考虑水浮力下底板所受向上的反向力，设计人员会要求筏板面筋能置于地梁主筋以下，而地梁配筋有时较多甚至配置双排筋，再加上梁箍筋则施工中引起板筋的弯折相当困难，遇到人防工程则更难施工。笔者认为从受力传递过程来说，板筋设置必须准确，但考虑施工困难及相应板保护层的损失，建议可以作适当放松。
3、结语
综上所述，在经济结构不断发展的今天，随着建筑物的迅速增加，建筑在结构设计中所面临的问题也更具多样化。建筑结构设计作为一项全面而又系统的工程，建筑工程技术人员要想更好的面对这些问题，技术的提高和创新意识的发展与实施，以及面对问题的不断探索精神都是非常重要的。从这个角度出发，建筑结构设计中对问题的探讨与分析，对建筑结构设计工作的有序发展具有重要的价值意义。
参考文献
[1] 林同炎，S.D.思多台斯伯利.结构概念和体系[N].建筑工业出版.
[2] 戴国营，李德虎.建筑结构抗震鉴定及加固的若干[J].建筑结构。2010，（04）：67.
[3] 高立人，王越.结构设计的新思路--概念设计[J].建筑.2009，（01）：34-35.