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)

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)

廣東廣龍建筑設(shè)計(jì)有限公司

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

1 前言

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(dòng)我國建筑行業(yè)穩(wěn)固發(fā)展。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性分類

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。

3 解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性問題措施

3.1 減少偏心距

有數(shù)據(jù)顯示建筑結(jié)構(gòu)之所以會(huì)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。

3.2 提高建筑結(jié)構(gòu)抗扭承載力

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)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(huì)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(huì)等于1，而當(dāng)位移大于1.2時(shí)，位移系數(shù)也會(huì)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(huì)不斷增加，而這會(huì)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。

3.3 提高建筑物抗震性能

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]。

3.4 提高建筑抗側(cè)剛度

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(huì)與自我震動(dòng)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(dòng)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。

4 總結(jié)

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(huì)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).