超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

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　　一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注重概念設(shè)計(jì)，做到重概念，輕精度。做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)從大處著眼，小處著手。

　　概念設(shè)計(jì)：抗震規(guī)范第2.1.9條指出抗震概念設(shè)計(jì)就是：

　　“根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)的總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過(guò)程”。

　　抗震概念設(shè)計(jì)就是要把握好結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題：

　　(1)把地震及其影響的不確定性和規(guī)律性結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著眼于結(jié)構(gòu)的總體反應(yīng);

　　(2)依據(jù)結(jié)構(gòu)破壞機(jī)制和破壞過(guò)程，靈活運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則;

　　(3)從一開(kāi)始就全面合理地把握好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的本質(zhì)問(wèn)題(如把握好總體布置、結(jié)構(gòu)體系、承載能力（詞條“承載能力”由行業(yè)大百科提供）與剛度分布、結(jié)構(gòu)延性等);

　　(4)顧及關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)，力求消除結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)(或?qū)﹃P(guān)鍵部位制定明確的抗震性能目標(biāo));

　　(5)從根本上保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。

　　做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不應(yīng)當(dāng)怕出現(xiàn)超出結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定的問(wèn)題，而是要找出結(jié)構(gòu)的問(wèn)題所在，有針對(duì)性的解決問(wèn)題，找出解決措施。

　　二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圍繞“三個(gè)公式一個(gè)圈”而進(jìn)行。

　　公式一：F=kx

　　公式二：F=ma

　　公式三：S≤R

　　三、剪力墻是一切復(fù)雜的根源。目前的結(jié)構(gòu)分析軟件情況下，對(duì)于空間桿元結(jié)構(gòu)的分析，得出的結(jié)論基本上一致。但是對(duì)于剪力墻采用計(jì)算模型的不同，產(chǎn)生的差異較大，有墻元模型、殼元模型及膜元模型。

　　其它：

　　1.考慮剛性樓板假定的原因，是基于同一種條件下對(duì)結(jié)構(gòu)指標(biāo)的判斷。是基于層模型的分析判斷。主要為整體控制指標(biāo)的計(jì)算時(shí)采用，如層間位移角、扭轉(zhuǎn)位移比、周期比、結(jié)構(gòu)底部抗傾覆力矩計(jì)算、結(jié)構(gòu)剪重比計(jì)算、結(jié)構(gòu)的剛重比計(jì)算等。

　　不考慮剛性樓板假定的工況：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的分析計(jì)算，即梁、板、柱、墻。

　　2.周期比的判斷，應(yīng)采用剛性樓板假定，對(duì)不符合剛性樓板假定的結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)周期比的判別將無(wú)實(shí)質(zhì)意義。

　　3.位移比(扭轉(zhuǎn)位移比)的判斷，采用剛性樓板假定，應(yīng)取單向地震作用的、按規(guī)定水平力計(jì)算的;并且考慮偶然偏心。

　　4.位移角：結(jié)構(gòu)樓層位移和層間位移控制值驗(yàn)算，采用CQC效應(yīng)組合，且可不考慮偶然偏心的影響。

　　5.地震作用計(jì)算：?jiǎn)蜗虻卣饡r(shí)，應(yīng)考慮偶然偏心，緣于結(jié)構(gòu)實(shí)際剛度和質(zhì)量分布相對(duì)于計(jì)算假定值得偏差，實(shí)際地震時(shí)存在地面扭轉(zhuǎn)分量，結(jié)構(gòu)彈塑性反應(yīng)時(shí)抗側(cè)力剛度退化程度的不同。采用考慮偶然偏心的方法是簡(jiǎn)便實(shí)用的方法。

　　6.雙向地震：《抗規(guī)》5.1.1條：質(zhì)量與剛度分布明顯不對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu),應(yīng)計(jì)入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。扭轉(zhuǎn)位移比大于1.2，可認(rèn)為質(zhì)量和剛度處于明顯不對(duì)稱(chēng)狀態(tài)。規(guī)范對(duì)雙向地震的計(jì)算是對(duì)x方向地震和y方向地震(均不考慮偶然偏心)的再組合。但是和單向地震作用結(jié)果不同，單向地震作用考慮偶然偏心(EXM、EYM或EXP、EYP)。

　　7.重力荷載代表值屋面活荷載是否計(jì)入的問(wèn)題：對(duì)于不上人屋面可不計(jì)入。對(duì)于上人屋面，應(yīng)計(jì)入;因?yàn)閷?shí)際工程中屋面具有較強(qiáng)的使用功能。

　　8.最小剪重比：對(duì)于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，同烈度時(shí)場(chǎng)地條件好的結(jié)構(gòu)不容易滿(mǎn)足，存在一定問(wèn)題。目前存在兩種爭(zhēng)議，最小剪重比和剛度都需要滿(mǎn)足規(guī)范的要求，以及在滿(mǎn)足剛度要求的情況下可以不需要滿(mǎn)足最小剪重比的要求。大多數(shù)結(jié)構(gòu)處于速度控制段，按規(guī)范的方法過(guò)于計(jì)算復(fù)雜，可直接按照加速度控制段的調(diào)整方法計(jì)算。偏于安全。

　　9.樓梯間的問(wèn)題，按照平法圖集底端滑動(dòng)的做法有以下方面的問(wèn)題存在：a，時(shí)間長(zhǎng)以后滑動(dòng)支座（詞條“支座”由行業(yè)大百科提供）是否還能滑動(dòng);b，梯板下端滑動(dòng)后對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生如何新的影響;c，框架柱被樓梯平臺(tái)分割成短柱的問(wèn)題仍然存在。建議采用樓梯間梯柱為框架柱，沿著樓梯建周邊設(shè)置暗梁。并且梯柱按抗震要求進(jìn)行抗震等級(jí)構(gòu)造措施。在模型中建立樓梯進(jìn)行計(jì)算是下策。

　　10.強(qiáng)柱弱梁：實(shí)際地震中難以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁破壞。主要原因是彈性模型加大了梁端負(fù)彎矩;裂縫計(jì)算時(shí)，內(nèi)力取值位置與實(shí)際位置不統(tǒng)一，導(dǎo)致裂縫過(guò)大，從而加大了配筋;梁底部配筋加大過(guò)多;現(xiàn)澆樓板對(duì)梁端實(shí)際承載能力的影響。設(shè)計(jì)中宜：考慮塑性?xún)?nèi)力重分布，設(shè)置梁凈跨單元;正確區(qū)分梁跨中配筋和梁端底筋配筋要求的不同性。當(dāng)梁底多排鋼筋時(shí)，第二排可在柱截面外截?cái)唷?/P>

　　11.剛性樓板假定：剛性樓板假定和強(qiáng)制剛性樓板假定不同。

　　剛性樓板假定：平面內(nèi)無(wú)限剛，片面外剛度為零。板的自由度為3個(gè)。

　　強(qiáng)制剛性樓板假定：不區(qū)分剛性板、彈性板或獨(dú)立的彈性節(jié)點(diǎn)，位于一個(gè)樓層時(shí)，均強(qiáng)制從屬一個(gè)剛性板。

　　注意：對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如不規(guī)則坡屋頂、體育館看臺(tái)、工業(yè)廠房，或者柱、墻不在同一標(biāo)高(躍層柱)，或者沒(méi)有樓板等情況，如果采用強(qiáng)制剛性樓板假定，結(jié)構(gòu)分析會(huì)嚴(yán)重失真(即計(jì)算出的結(jié)果不具有參考意義)。對(duì)這類(lèi)結(jié)構(gòu)可以查看位移(詳細(xì)輸出)，或觀察結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變形圖，考察結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

　　對(duì)于錯(cuò)層或帶夾層的結(jié)構(gòu)，總是有大量的躍層柱，如采用剛性樓板假定，所有躍層柱都將受到約束，造成計(jì)算結(jié)果失真。(從實(shí)踐看，位移角不滿(mǎn)足1/550的不一定實(shí)際不滿(mǎn)足)。

　　建議：對(duì)于廠房結(jié)構(gòu)不采用剛性樓板假定，而是根據(jù)計(jì)算出的最大位移角的數(shù)值和樓層層高進(jìn)行判斷。

　　12.屋面板溫度筋:雙層雙向設(shè)置。梁構(gòu)造鋼筋,改為抗扭鋼筋。【完】