建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計問題_1

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1、建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計問題20世紀(jì)90年代以后，隨著我國鋼材量的不斷提高，鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)得到了迅速發(fā)展，隨著建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化，無論是工業(yè)建筑還是民用建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的各種難題也日益增多，因而作為一個結(jié)構(gòu)設(shè)計者需要在遵循各種規(guī)范下大膽靈活的解決一些結(jié)構(gòu)方案上的難點、重點?！　∫?、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計原則　　1、剛?cè)岵?jì)　　合理的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是剛?cè)嵯酀?jì)的。結(jié)構(gòu)太剛則變形能力差，強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來時，需要承受的力很大，容易造成局部受損最后全部毀壞；而太柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過大而無法使用甚至全體傾覆。結(jié)構(gòu)是剛多一點好，還是柔多一點好?剛到

2、什么程度或柔到什么程度才算合適呢?我個人認(rèn)為剛多點使工程不經(jīng)濟(jì)，造成造價過高，而且應(yīng)變能力差。柔多一點雖然造價便宜但是必然產(chǎn)生變形以適應(yīng)外力，太柔的結(jié)果必然是太大的變形.甚至?xí)?dǎo)致立足不穩(wěn)而失去根本。這些問題歷來都是專家們爭論的焦點，現(xiàn)今的規(guī)范給出的也只是一些控制的指標(biāo)，但無法提供精確答案?！　?、多道防線　　安全的結(jié)構(gòu)體系是層層設(shè)防的，災(zāi)難來臨，所有抵抗外力的結(jié)構(gòu)都在通力合作，前仆后繼。這時候，如果把“生存”的希望全部寄托在某個單一的構(gòu)件上，是非常非常危險的。如土建結(jié)構(gòu)中多肢墻比單片墻好，框架剪力墻比純框架好等等，就是體現(xiàn)了多道防線的設(shè)計思路?！　?、抓大放小　　在框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系

3、中具有“強(qiáng)柱弱粱”、“強(qiáng)剪弱彎”等的說法也是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中非常重要的概念。有人問：為什么不是“強(qiáng)柱強(qiáng)梁”“強(qiáng)剪強(qiáng)彎”呢?為什么所有構(gòu)件都很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)體系反而不好，甚至?xí)邪踩[患呢?這里面首先包含著一個簡單的道理：絕對安全的結(jié)構(gòu)是沒有的。簡單地說，雖然整個結(jié)構(gòu)體系是由各科，構(gòu)件協(xié)調(diào)組成一體，但各個構(gòu)件擔(dān)任的角色不盡相同，按照其重要性也就有輕重之分。一旦不可意料的破壞力量突然襲來，各個構(gòu)件協(xié)作抵抗的目的，就是為了保住最重要的構(gòu)件免遭摧毀或者至少是最后才遭摧毀，這時候犧牲在所難免，讓誰犧牲呢?明智之舉是要讓次要構(gòu)件先去承擔(dān)災(zāi)難?！皩帪橛袼?，不為瓦全”，如果平均用力，可能會“玉石俱粉”，損失則

4、更大矣!在鋼框架結(jié)構(gòu)中，柱倒了，粱會跟著倒；而梁倒了，柱還可以不倒的?？梢娭袚?dān)的責(zé)任比梁大，柱不能先倒。為了保證柱是在最后失效，我們故意把梁設(shè)計成相對薄弱的環(huán)節(jié)，使其破壞在先，以最大限度減少可能出現(xiàn)的損失。如果梁柱等同看待，企圖讓他們都“堅不可摧”，則可能會造成同時破壞，后果會更糟糕，損失會更大。所以關(guān)鍵時刻要分清主次，抓大放小，也就是要取大舍小。有舍才有得，舍是為了得?！　?、打通關(guān)節(jié)　　理想的結(jié)構(gòu)體系當(dāng)然是渾然一體的一也就是沒有任何關(guān)節(jié)的，這樣的結(jié)構(gòu)體系使任何外力都能迅速傳遞和消減。基于這個思路，設(shè)計者要做的就是要盡可能地把結(jié)構(gòu)中各種各樣的關(guān)節(jié)“打通”，使力量在關(guān)節(jié)處暢通無阻。

5、中醫(yī)上云：“通則不痛，痛則不通”，結(jié)構(gòu)就像一個人，氣穴若不能暢通，癥結(jié)和隱患就會產(chǎn)生。在設(shè)計的四項基本原則中，“剛?cè)嵯酀?jì)”，“多道防線”，“抓大放小”是設(shè)計概念中的戰(zhàn)略問題，但要想得讓這些戰(zhàn)略思想得以實現(xiàn)，靠的是“打通關(guān)節(jié)”這個原則作為保證的，結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體操作，最后全都?xì)w到“打通關(guān)節(jié)”的貫徹和實施上來。打通關(guān)節(jié)保持平衡的目的其實就是使其永遠(yuǎn)處于原始的靜態(tài)，當(dāng)力量不能暢通時，構(gòu)件與構(gòu)件之間，構(gòu)件的組成元素與元素之間的靜態(tài)平衡一旦被破壞，結(jié)構(gòu)變成機(jī)動，“動”即是死，即為終結(jié)?？梢娫O(shè)計者是協(xié)調(diào)者，其任務(wù)是讓所有互不相關(guān)的靜態(tài)構(gòu)件相聚之后依然處于靜態(tài)(也就是使其保持常態(tài))，或者是處在相對的

6、靜態(tài)之中。其實處理和成就世間萬物，必須使動為動，靜為靜，才能平衡：必須動者動之，靜者靜之，才能持久；必須知其本源，施以規(guī)則，順之導(dǎo)之，才能達(dá)至繁榮昌盛。一切的一切，以順應(yīng)自然為始，達(dá)到平衡為終，諸多規(guī)則，只是手段，只為平衡，只為暢通。　　　　二、應(yīng)從概念設(shè)計上著手注意幾個問題　　1、關(guān)于強(qiáng)柱弱梁節(jié)點。這是為了實現(xiàn)在罕遇地震作用下，讓梁端形成塑形鉸，柱端處于非彈性工作狀態(tài)，而沒有屈服，但節(jié)點還處于彈性工作階段。強(qiáng)柱弱梁措施的強(qiáng)弱，也就是相對于梁端截面實際抗彎能力而言柱端截面抗彎能力增強(qiáng)幅度的大小，是決定由強(qiáng)震引起柱端截面屈服后塑性轉(zhuǎn)動能否不超過其塑性轉(zhuǎn)動能力，而且不致形成“層側(cè)移機(jī)構(gòu)”

7、，從而使柱不被壓潰的關(guān)鍵控制措施。柱強(qiáng)于梁的幅度大小取決于梁端縱筋不可避免的構(gòu)造超配程度的大小，以及結(jié)構(gòu)在梁、柱端塑性鉸逐步形成過程中的塑性內(nèi)力重分布和動力特征的相應(yīng)變化。因此，當(dāng)建筑許可時，盡可能將柱的截面尺寸做得大些，使柱的線剛度與梁的線剛度的比值盡可能大于1，并控制柱的軸壓比滿足規(guī)范要求，以增加延性。驗算截面承載力時，人為地將柱的設(shè)計彎距按強(qiáng)柱弱梁原則調(diào)整放大，加強(qiáng)柱的配筋構(gòu)造。梁端縱向受拉鋼筋的配筋不得過高，以免在罕遇地震中進(jìn)入屈服階段不能形成塑性