沈玲華 (浙江科技學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院,浙江 杭州 310023)
現(xiàn)階段,影響建筑工程建設(shè)的因素有很多,如工程造價(jià)、建筑空間和自然條件等。這些影響因素都會(huì)致使建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一些不規(guī)則現(xiàn)象。不規(guī)則的主要表現(xiàn)是平面布局設(shè)計(jì)的不規(guī)則性,垂直受力和水平受力,建筑的抗重荷和延展性的能力等,在建筑實(shí)際工作中對(duì)科學(xué)的分布圖予以繪制,這樣可以防止在今后的設(shè)計(jì)和施工中出現(xiàn)不好的影響,在設(shè)計(jì)中加大不規(guī)則性研究力度可以就建筑建設(shè)中較為薄弱的環(huán)節(jié)展開(kāi)調(diào)整,這有利于提升建筑的可靠性與安全性。
現(xiàn)階段,隨著建筑行業(yè)的高速發(fā)展,城市化趨勢(shì)日益明顯,因此社會(huì)大眾對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)格,人們?cè)诓粌H要求確保建筑安全,同時(shí)還對(duì)其美觀性提出了要求。在此社會(huì)背景下,建筑設(shè)計(jì)行業(yè)得以迅速發(fā)展,基于此,建筑設(shè)計(jì)人員既要在平面中落實(shí)建筑設(shè)計(jì),同時(shí)還要及時(shí)補(bǔ)充和更新自己的知識(shí)體系,唯有如此,才能使人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)的需要得到滿足?,F(xiàn)階段,我們正處于一個(gè)個(gè)性化張揚(yáng)的時(shí)代,人們希望自己居住在一個(gè)充滿個(gè)性、特色的建筑物中,因此,建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性得以充分彰顯。盡管這些建筑風(fēng)格的外觀十分特別,在一定程度上提高了城市的整體面貌,但是對(duì)建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)的要求也越來(lái)越為嚴(yán)格,建筑的設(shè)計(jì)和施工人員應(yīng)更多的精力投入在技術(shù)上,同時(shí)也會(huì)顯著增加建筑建設(shè)成本。
立足于結(jié)構(gòu)類型而言,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則行種類主要分為兩種類型,即平面不規(guī)則類型和豎向不規(guī)則類型。其中平面不規(guī)則類型主要包括:建筑結(jié)構(gòu)的樓板連續(xù)性的缺乏、凹凸不規(guī)則、建筑平面結(jié)構(gòu)的不規(guī)則扭轉(zhuǎn)等結(jié)構(gòu)種類;而豎向不規(guī)則種類則包含:樓層承載力突變、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不規(guī)則、側(cè)向剛度不規(guī)則等結(jié)構(gòu)類型。
高層建筑平面結(jié)構(gòu)的不規(guī)則行主要體現(xiàn)在樓板局部不連續(xù)、凹凸不規(guī)則、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則等方面。首先,樓板結(jié)構(gòu)連續(xù)性的缺乏主要原因是因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)的平面和樓板面積出現(xiàn)的劇烈變化導(dǎo)致的。其次,不規(guī)則的凹凸在借助建筑結(jié)構(gòu)的投影尺寸上得以體現(xiàn),同時(shí)其平面結(jié)構(gòu)凹進(jìn)的面積在30%以上。最后平面不規(guī)則扭轉(zhuǎn)主要是立足于每層樓房結(jié)構(gòu)的兩端存在的彈性水平位移量展開(kāi)判斷,若是樓層結(jié)構(gòu)的水平位移量在平均值的1.2倍以上,那么建筑樓層結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生不規(guī)則扭轉(zhuǎn)。
第一,側(cè)向剛度的不規(guī)則,衡量措施是該流程的側(cè)向剛度值在挨著上層樓層的70%以內(nèi);其次,豎直方向結(jié)構(gòu)抗側(cè)列位置沒(méi)有連貫性,衡量措施是結(jié)構(gòu)受力是通過(guò)水平設(shè)施展開(kāi)輸送的;再者,樓層的承載力有明顯的改變,它的衡量措施是層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪程度在一層中;最后,樓層間的重力改變特別明顯,它的衡量措施是樓層重量超過(guò)下層1.5倍。
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則的使用依靠研究人員的研究得出,在出現(xiàn)地震的情況時(shí),平面分布不均勻是建筑結(jié)構(gòu)破壞得最厲害的區(qū)域,在全部結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)和剛度作用偏差很大或者扭轉(zhuǎn)剛度太小的結(jié)構(gòu)也有十分強(qiáng)烈的損毀。通過(guò)研究分析可知,扭轉(zhuǎn)作用和地震造成的水平晃動(dòng)豎直作用相比,其對(duì)建筑有著更嚴(yán)重的損毀作用,這就需要有關(guān)的設(shè)計(jì)人員在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí),要大力控制主體結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),能夠挑選以下方式控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng):第一點(diǎn),最大化保持平面和空間上的對(duì)稱性,確保其的分布規(guī)章性,避免較大偏心作用的出現(xiàn),從而將主體結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)科學(xué)減少。其次,在建筑結(jié)構(gòu)有效的范圍內(nèi),把建筑扭轉(zhuǎn)剛度值大小的最大化提升,提升扭轉(zhuǎn)作用下的抵抗能力。
廣大技術(shù)人員通過(guò)全面研究分析高層建筑中呈現(xiàn)出的不規(guī)則行后,其在地震中發(fā)生建筑結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象,諸多都是建筑自身的不規(guī)則發(fā)生了損傷,而研究人員在就此方面展開(kāi)深層次的研究后,發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效益是造成建筑結(jié)構(gòu)受到破壞的關(guān)鍵因素,所以建筑工程在開(kāi)展不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要限制其中存在的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),而一般常用的限制方式有下面幾點(diǎn):
根據(jù)有關(guān)的分析和調(diào)查,高層建筑結(jié)構(gòu)中的扭效應(yīng)與相對(duì)偏心距在某些范圍中展現(xiàn)出線性函數(shù)關(guān)系,換言之,將樓體間的位移減少可以使主體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)所產(chǎn)生的不良影響減少。對(duì)此,應(yīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整偏心距,這樣就可以使結(jié)構(gòu)的空間和平面的整體分布改善,可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的安全性和穩(wěn)定性,在建筑施工時(shí)可以運(yùn)用有效措施適當(dāng)調(diào)整相對(duì)偏心距。首先要精確的計(jì)算具體的數(shù)據(jù),立足于計(jì)算出的具體數(shù)值將一個(gè)合理的調(diào)整方案制定出來(lái),同時(shí)還要把相對(duì)偏心距的位置明確的標(biāo)在設(shè)計(jì)圖紙上,要全面、詳細(xì)地分析相關(guān)數(shù)據(jù)和資料,唯有如此,才可以更好地對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)予以規(guī)劃,確保其的合理性,這樣就能更為準(zhǔn)確的調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的偏心距。
按照有關(guān)的分析情況得出,高層主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)自我振動(dòng)周期的扭轉(zhuǎn)情況與平方值中需要擁有線性的函數(shù)關(guān)系。所以,在高層結(jié)構(gòu)研究時(shí),能夠把建筑的結(jié)構(gòu)自我診斷的時(shí)間長(zhǎng)短科學(xué)的減少,從而讓高層主體結(jié)構(gòu)能夠變小。在對(duì)有關(guān)的剪刀墻進(jìn)行研究時(shí),能夠根據(jù)改變墻體的大小的目的,在實(shí)際操作中把高層建筑的主體結(jié)構(gòu)邊緣裝置柱梁的情況進(jìn)行變化,從而讓高層主體的自我振動(dòng)時(shí)間減少,同時(shí),改變邊緣梁值提高也能發(fā)揮調(diào)整作用。
若是只對(duì)高層建筑主體結(jié)構(gòu)的分布進(jìn)行協(xié)調(diào),就不能獲得十分理想的設(shè)計(jì)效果,只要所發(fā)揮的額外力作用較大,它的主體結(jié)構(gòu)就可能被永久破壞。通過(guò)有關(guān)研究人員的深入分析,發(fā)現(xiàn)如果是高層建筑在長(zhǎng)時(shí)間中在非彈性階段,最開(kāi)始有規(guī)則的建筑在多種地震的破壞下就會(huì)出現(xiàn)改變,從而出現(xiàn)偏心的缺陷。要讓高層主體結(jié)構(gòu)抗震性能得到有力的保障,就一定要把邊緣構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度科學(xué)的提升,從而就算整體結(jié)構(gòu)受到了較大的外力作用,也會(huì)受到自身彈性的影響,回到正常狀態(tài)。
在對(duì)高層不規(guī)則建筑形式進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,常常會(huì)對(duì)一些復(fù)雜性較強(qiáng)的架構(gòu)的平面形狀進(jìn)行應(yīng)用,在實(shí)際情況的影響下,不能對(duì)規(guī)則的平面建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)置,所以,借助防震縫將建筑結(jié)構(gòu)有效的轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元。在高層建筑設(shè)計(jì)中對(duì)不規(guī)則結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候,防震縫的的意義和作用極為顯著。若是存在不同應(yīng)用的地震反應(yīng)效應(yīng)、各種體系結(jié)構(gòu)的兩側(cè)防震縫,需要立足于實(shí)際寬度對(duì)設(shè)計(jì)防震縫展開(kāi)實(shí)際研究。如果存在較大沉降的相鄰基本結(jié)構(gòu),防震縫能夠當(dāng)成沉降縫。
在工程建設(shè)施工時(shí),高層建筑的不規(guī)則會(huì)對(duì)樓體結(jié)構(gòu)的平面分布造成影響,要在設(shè)計(jì)施工中第一時(shí)間改進(jìn)較為薄弱的環(huán)節(jié),這樣才可以使其安全性得到保證。在建筑設(shè)計(jì)施工中設(shè)計(jì)人員要對(duì)設(shè)計(jì)的合理性予以增強(qiáng),運(yùn)用新理念、新技術(shù),盡可能使結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性帶給建筑的消極影響減少,這樣可以使建筑美觀得到保證的同時(shí),促進(jìn)建筑質(zhì)量的提高。