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现代建筑结构设计几点探析摘要：本文结合实际，根据建筑结构设计的特点，从结构刚度，延性设计等方面进行分析，提出在建筑结构设计方面应注意的一些问题。 关键词： 建筑结构 延性设计 结构刚度 通过对国内汶川地震和玉树地震灾害的有关研究表明，保证现代建筑结构在遭受地震作用时不破坏或不倒塌，关键要具备两个条件： （1） 结构的主要部位有足够的强度储备。 （2） 结构的主要部位在地震作用下有充分的抵抗变形的能力。 如单纯满足前者，往往需要耗用过多的材料，且若遭受强烈地震作用，结构仍可能破坏或倒塌。从而提出抗震结构按两阶段设计，即在弹性阶段按强度控制，在弹塑性阶段按变形控制，这样设计的结构，既有一定的强度，又具有较大的延性和耗能能力，能一定程度地适应强烈地震使结构产生的强迫变形。 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 的刚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 结构刚度在建筑结构中的优化设计 在高层建筑结构设计中，为保证结构具有必要的刚度，应对其层间位移加以控制。这个控制实际上是对构件截面大小、刚度大小的一个相对指标。高层建筑的抗侧刚度对结构的抗震性有很大的影响，应设计的刚些，还是柔些，不同的设计人员有不同的看法。目前大多数建筑都设计的比较刚，特别是高层住宅，由于房间布置的要求，开间较小，这样剪力墙布置较多，而且墙厚较厚，比较浪费。在结构结算时，计算的最大弹性层间位移角只有1/2000～1/3000，甚至更小。 要注意并不是越刚越好，要充分考虑实际情况。一般来说，由于土质较好，基岩埋深也普遍较浅，且高层建筑多采用桩基础，或者有1～2层的地下室，持力层座落在中、微风化岩层或者中硬场地土层，地基的特征周期值较小。所以在此条件下，高层建筑的抗侧刚度一般可以设计得柔些，以