关键词：大跨度建筑；结构表现；建构
1大跨度建筑的结构特点分析
主要内容：①结构与建筑具备较高的关联度，且远大于普通的建筑物。大跨度建筑的形体构筑、外在形象以及空间围合等都与其结构紧密相关。对大跨度建筑而言，结构就是建筑。而建筑也就是结构，两者可以说已经融合在一起。合理性的结构在整体建筑设计中占据十分重要的位置，且大跨度建筑一般分为屋盖结构与下部支撑结构，其中最为重要的结构表现便是屋盖结构；②结构的造价成本较高，大跨度建筑的造价很高，会耗费大量的社会劳动资源，比如国家体育场“鸟巢”的最终工程造价将近23亿元，且使用钢量为4.2万t。由此可见，大跨度建筑的资源耗费量是十分惊人的；③大跨度建筑的技术含量较高，在大跨度建筑的整体设计中，需要考虑结构、节能、智能控制等多种问题，需要运用到多种技术。同时，通过利用高新技术，大跨度建筑也可以体现出个性化的建筑形式，比如其结构设计中的技术必须达到跨度要求，并考虑到屋盖结构中会出现的结构自重等问题，而后采取合理的技术方法，确保荷载力与结构自重之间达到平衡。为了减轻自身重量，建筑必须使用效率更高的结构，而随着结构有效性的提升，其所需的技术也就越复杂。大跨度建筑必须经由多种高新技术的共同合成。
2大跨度建筑结构的存在的问题
2.1结构表现缺乏理性建筑结构的表现最终会体现于建筑的外在形象，但科学合理的建筑结构本身也应建立在力学与美学充分结合的基础上之上。结构表现是大跨度建筑的核心影响因素，如果一味将建筑结构作为表现的工具，那么整个设计就是缺乏理性美，甚至会变为形式主义的建筑物。且由此种错误理念下设计的建筑结构缺乏张力，不符合当前的现代设计理念。比如很多建筑设计只致力于打造壮观的建筑形象，并在形态上使用花朵、飞鸟等图案，使得建筑脱离实际，无法经受时间的考验。
2.2结构表现缺乏艺术性
在多数大跨度建筑中，其建筑结构都缺乏表现力，受理性主义的限制，以致建筑设计过于追求统一、高效的目的。而这些过于理性的建筑结构设计也使得建筑失去了本身的实际意义。同时部分建筑师并不关注建筑的外在结构表现，只将节省成本、降低造价作为唯一的建筑目睹，而由此种理念下设计的建筑便会缺乏艺术性，很容易使人失去兴趣。
3大跨度建筑结构的建构方法
3.1结构单元
在大跨度建筑中，结构单元是最为主要的核心因素，它可以为整体建筑设计增添规律感、在结构单元的设计理念下，任何的建筑都可以被看做若干个结构单元。而在实际施工过程中，当完成所有的结构单元时，那么此建筑也就可以宣告完工，即建筑施工也就是复制结构单元。同时，重复的结构单元也可以为人们提供一种秩序感，并增强建筑物的精确性。结构单元一般包含两种方式，即平面结构与空间结构，其中平面结构可以进行重复装饰，并给人一种整体感；而空间单元则以大部分的空间为单元，并复制空间设计，从而可以使大跨度结构体现出起伏、流动的动态感觉。例如吉隆坡的国际机场，便主要使用了结构单元的设计理念，并通过单元复制增添建筑的气势感。
3.2利用结构原型
建筑结构表现的大部分设计灵感都来自于生活以及自然中的原型，设计师通过演化原型，在大跨度建筑中进行灵活运用，并在适当的改进下，创造出更具艺术特点的结构形式。由此，这种不改变原型结构的演变方式也被称为建筑原型的演化，且其演化方式主要包括扭转、拉伸、放大以及缩小等。在建筑原型演化的过程中，设计人员还应注意获取而建筑参数，并形成结构受力之间的合理性，且要在确保方便施工的前提下，利用更为简洁的形式实现建筑结构形象的灵活化，避免出现呆板单一的结构形态。比如东京的代代木篮球馆便采用了这种设计理念，由篮球馆的屋顶上俯瞰，会看到整个建筑由悬挂屋盖旋转围绕着主立柱，这种结构具备很强的表现力，也具备良好的通风与采光效果（见图1）。
3.3结构组合
大跨度建筑的结构类型包括钢板、折板、悬索以及张力结构等。为了实现丰富的建筑形象，设计师应该在建筑结构美学的基础上，将不同的结构类型进行合理组合。实际建筑中，利用单一的建筑结构无法达到较好的经济效果，而结构组合类型，可以使大跨度建筑面向多元化方向发展。结构组合打破了单一结构的单调乏味性，使得建筑更加富于变化，并营造出动态的感觉.而由力学角度来看，结构组合也可以减轻单一结构的荷载，提升整体建筑的荷载承受力。交叉组合是最为常用的建筑结构，它同时运用了重叠组合与连接组合的方式，产生了全新的结构形式，也使得施工过程变得更加简单可行。
4结束语
当前我国大跨度建筑得到了快速发展，且出现了很多具有影响力的作品，它们的设计理念与设计技巧为大跨度建筑提供了更多的参考依据。但有些大跨度建筑存在设计不合理、造价成本较高以及没有考虑历史文脉等问题，对我国的建筑创作产生了很多消极的影响。同时，国外建筑师进入我国市场的现状也令人堪忧。应该由建构本质重新认识大跨度建筑，并提升国内建筑师的设计理念与创作技巧，从而真正提升大跨度建筑的设计水平。
作者:曲志宝 单位:沈阳铝镁设计研究院有限公司
参考文献：
[1]刘康.现代大跨度木结构建筑的建构研究[D].西南交通大学,2015,(5).
[2]况志涛.当前高层建筑中结构施工技术探讨[J].工程技术研究,2016,(6):77.
[关键词]大跨度空间；钢结构；施工技术；管理
中图分类号：TU758.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0195-01
目前，为了满足人们日益增加的需求，现代建筑功能也呈现出多元化发展趋势。以国家体育场（鸟巢）为例，它不仅要设置各类体育比赛场地，而且还要设置观众席、运动员休息室、后勤场馆。这些功能的实现，对体育馆的总面积提出了较高的要求。鸟巢是大跨度空间钢结构建筑的典型代表，外形结构由门式钢架组成，不仅节省了大量的建筑材料，而且保证了体育场馆的质量安全。因此，加强大跨度空间钢结构施工技术的研究，具有重要的应用价值。
一、大跨度空间钢结构的发展现状及问题
（一）大跨度空间钢结构的发展现状
我国早在十九世纪末期就已经开始使用现代钢结构经开始使用现代钢结构，但是受当时技术条件、建筑观念等因素的影响素的影响，钢结构的应用范围具有很大的局限性。新中国成立后立后，国内钢材的产量有了极大的提升，轻钢结构的楼面和冷弯薄壁型钢架在建筑中得到了广泛应用弯薄壁型钢架在建筑中得到了广泛应用。进入21世纪世纪，我国钢产量跃居世界前列钢产量跃居世界前列，在沿海经济较为发达的城市，钢结构在大跨度空间建筑中的应用优势得到了凸显大跨度空间建筑中的应用优势得到了凸显。
（二）大跨度空间钢结构的发展问题
客观来说，国内大跨度空间钢结构施工技术与世界前沿水平仍然存在一定差距，主要表现在以下几个方面：一是高素质的施工队伍数量不足，难以满足当前大跨度空间结构的发展需要。在城市化建设过程中，需要修建大量的高层建筑、大型厂房，但是现阶段国内专业技术强、综合素质高的大跨度空间钢结构施工人才队伍明显不足，存在供不应求的现象，难以保证大跨度空间钢结构建筑质量；二是没有掌握足够的施工核心技术，对国外技术的依赖性较强。国内大型建筑的最大跨度一般维持在120m}150m左右，但是部分发达国家的最大跨度已经超过200m，由于技术垄断、施工材料等因素的影响，国内建筑单位尚没有掌握更大跨度的施工技术[1]。因此，我们一方面要积极借鉴国外先进施工经验，为我所用；另一方面也要结合自身实际，坚持自主创新，争取在大跨度空间结构施工方面取得技术突破。
二、大跨度空间钢结构施工技术的特点
（一）空间跨度大
空间跨度大，质量要求严需要注意的是注意的是，虽然建筑空间的横向拓展，为建筑功能的丰富提供了必要的环境支持了必要的环境支持，但是由此带来的结构荷载也会随之增加，如何保证钢结构建筑的质量安全如何保证钢结构建筑的质量安全，成为施工单位所必须要考虑的重点问题虑的重点问题。近年来，无论是建筑行业还是国家相关部门，都出台了相关的大跨度空间钢结构建筑质量审查标准都出台了相关的大跨度空间钢结构建筑质量审查标准，对具体的施工设计流程体的施工设计流程、钢材选用等做了明确了说明。施工单位在进行大跨度钢结构建筑施工时在进行大跨度钢结构建筑施工时，也必须要严格依照相关标准准，才能确保建筑工程通过验收。
（二）结构形式和功能的多样化
受设计理念受设计理念、施工技术等因素的影响，以往的钢结构建筑形式单一形式单一，只具备一种使用功能，例如钢结构房屋建筑仅具备居住功能居住功能，钢结构厂房建筑只能用于工业生产；钢结构体育馆只能完成体育比赛等只能完成体育比赛等。而随着现代施工技术的发展，大跨度空间钢结构建筑可以同时满足人们的多种需求空间钢结构建筑可以同时满足人们的多种需求。
三、大跨度空间钢结构施工技术分析
（一）高空散装
高空散装施工一般用于钢含量较低的工程当中。这是一项安全系数比较大的施工方法，它能够在一定程度上确保施工的安全，一般情况下不会出现意外。但是这种方法也有缺陷，就是需要在施工时搭建许多的铁架来进行施工，这不仅大大增加施工的成本，也因搭铁架而降低了施工的效率，一般在比较小的工程中会采取这种方法[2]。
（二）整体提法
整体施工法和高空散装法一样，都是需要较高成本的施工方法，他不适用于建筑大型商场那种用钢量高的建筑物，一般很少有人用这种施工方法，原因是因为成本高，超出预算许多，不是最佳方案。整体施工法属于大跨度空间钢结构施工中一项较为重要的施工手段，是我国发明的一项较为省力的施工方法。
（三）高空原地安装
高空原地安装需要在施工现场安装高台，施工人员在高台上完成零件的原地安装。这种方法可以保持钢结构的原状，尽可能减少材料的变形，能够最大限度地提高工程质量，是能够提高经济效益的好方法，也是大跨度空间钢结构施工中所常用的方法之一。
（四）滑移施工
滑移施工是一项考验技术的技术方法，他的要求比较高，在滑移之前要确保空间钢结构的规范整齐，不能在滑移中出现失衡现象。滑移施工成本低，能够低成本高效率完成施工，是许多施工队的首要选择。它符合我国的市场要求，能够实现规模经济，是非常受欢迎的一项大跨度空间钢结构施工技术的手段。目前，许多大型建筑的基本框架都是用这种技术完成的。
四、大跨度空间钢结构施工技术的管理策略
（一）安装施工仿真技术
在建筑施工中，通常忽视施工中的安全隐患，而只关注建筑的使用性安全。但是，有些工程在建筑过程中就能体现它的最大承载负荷，尤其是大型的工程建筑，大跨度空间钢结构建筑就是其中一种。因此，应该足够重视施工过程中的安全问题，关注施工的质量，重视施工工人的安全。仿真模拟技术的运用是大跨度空间钢结构建筑工程的一项重要的措施，在施工过程中，关注施工设备的运行情况，检查跨度和节点的准确度，对于结构安装和卸载等过程进行仿真模拟，确保对整个施工过程的控制。
（二）选用合理的安装方法
大跨度空间钢结构技术复杂，选用合适的施工技术和方法有利于建筑施工的安全。在钢结构建筑发展迅速的时代，工程师不断地创造了各种高技术含量的施工技术，如整体滑移技术、高空分棍组装等技术。根据施工的具体需要，选择符合要求的工程技术，从而使工程安装得到最大优化。例如，鸟巢使用的是低合金高强度钢（Q460），这种钢材料在外部荷载达到460MPa时才会出现塑性变形，极大的提高了鸟巢的承重能力，除了Q460外，还有优质碳素结构钢、合金结构钢等。根据不同建筑的具体需求，也要有选择性的选用钢材料。
五、Y语
总而言之，受建筑行业蓬勃发展的影响，人们对现代建筑尤其是大跨度空间钢结构建筑的要求也越发严格，除了保证使用质量和满足空间需要外，还必须具备节能、环保等功效。因此，建筑企业在进行大跨度空间结构施工时，应当严格按照相关的行业标准和施工规范，确保大跨度空间钢结构建筑满足人们的多元化需要，进而为推动国内建筑行业的可持续发展提供根本保障和充足动力。
参考文献
关键词 井字梁 结构 设计 计算
一、井字梁结构的特点和应用
随着我国建筑业的快速发展，井字梁结构因其合理的受力特点和独特的结构布置方式，在工业、民用以及一些公共建筑中得到了较为广泛的应用。例如，会议室、大型阅览室以及一些礼堂、宾馆和商场等公共建筑的出入口和门厅。
井字梁结构是复杂的空间受力体系，属于交叉梁系，对于钢筋混凝土井字梁结构，由于梁板整体浇筑，各向梁布置没有主次之分，与其他一般结构布置相比，有以下显著特点：
1.各向梁协同工作，共同承担和分配楼面荷载，具有良好的空间整体性能。
2.比一般梁板结构具有较大的跨高比，对于层高受限且建筑上又需要大跨度的建筑，具有广泛的适用性。
3.由于减少了结构的高度和自重，梁截面也小于一般梁板结构中的主次梁，具有显著的经济效益。
4.施工便利，能提供整齐美观的天棚。当然，由于该结构形式的结构内力及变形计算是通过双向交叉梁间的变形协同来实现的，因此，其平面传力和受力相对复杂，结构分析难度也较大。井式梁结构有多种梁格布置方式，常用的有正交正式网格梁、正交斜向网格梁和斜交斜向网格梁、三向网格梁、设内柱的网格梁等。
另外，目前国内工程应用比较多的除一般混凝土井字梁结构外，还有预应力混凝土井字梁结构和劲性混凝土井字梁结构。
二、井字梁结构的一般布置原则
一般井字梁结构设计时，首先应选择合理的网格间距，确定井字梁截面高度并进行井字梁系布置，然后再进行结构受力分析和结构刚度分析。下面，就井字梁结构的布置做一简单介绍，仅供大家参考。
1.井字梁格间距的选择。梁格间距一般根据建筑要求和结构平面尺寸确定，通常取各方向跨度的1/12～1/6，且一般不超过4m。
2.井字梁截面高度的选择。常用的井字梁截面高度取短向跨度的1/20～1/15，同时应充分考虑结构两方向的荷载分配关系。
3.井字梁系布置。井字梁系布置很关键，不仅影响井字梁体系在两个方向的传力关系，而且也影响周边支撑结构的受力大小和刚度。通常梁系布置，有下列布置原则：（1）优先采用偶数布置。（2）优先采用双向井格相同的井字布置。当井字梁结构的周边支撑体系约束条件相同时，宜采用双向井格间距相同和双向井字梁线刚度相同的布置方式。
合理的结构布置是充分发挥井字梁结构优点的最关键的因素，这不仅体现在结构受力的合理性上，还体现在方案的经济性指标上。一般来说，合理的井字梁结构布置宜使两方向梁线刚度相同。井字梁结构体系的布置，决定了该结构体系的传力关系和受力关系；当井字梁结构布置在两个方向不等强时，结构的使用荷载主要由梁系较强的方向承担；井字梁结构布置中，两方向井字梁有的与框架柱相连，有的与周边环形梁相连。通过调整两方向井字梁之间以及同方向各井字梁之间的内力分配关系，从而实现设计的不同要求。
实际工程中，通常一个受力合理而且较为经济的井字梁结构，不仅需要进行概念设计，还需要从多次的反复计算和调整才能得到最终满意的结果。
三、一些构造要求和计算分析时应注意的问题
1.井字梁截面高度的取值以刚度控制为主，除考虑楼盖的短向跨度和计算荷载大小外，还应考虑其周边支承梁抗扭刚度的影响。
2.由于井字梁楼盖的受力及变形性质与双向板相似，井字梁本身有受扭成分，故宜将梁距控制在3 m以内，最大不应超过4 m。
3.井字梁一般可按简支端计算。
4.井字梁的支承井字梁楼盖四周可以是墙体支承，也可以是主梁支承。墙体支承的情况是符合计算图表的假定条件：井字梁四边均为简支。当只有主梁支承时，主梁应有一定的刚度，以保证其绝对不变形。
5.井字梁楼盖两个方向的跨度如果不等，则一般需控制其长短跨度比不能过大。长跨跨度L1与短跨跨度L2之比，L1/L2最好是不大于1.5，如大于1.5小于等于2，宜在长向跨度中部设大梁，形成两个井字梁体系或采用斜向布置的井字梁，井字梁可按45°对角线斜向布置。
6.两个方向井字梁的间距可以相等，也可以不相等。如果不相等，则要求两个方向的梁间距之比a/b=1.0～2.0。实际设计中应尽量使a/b在1.0～1.5之间为宜，最好按井字梁计算图表中的比值来确定，应综合考虑建筑和结构受力的要求，一般取值在1.2 m～3m较为经济，但不宜超过3.5 m。
7.井字梁结构跨中挠度较大，设计时不仅要求结构具有足够的强度，还要求结构具有足够的刚度，设计时应调整结构中各梁的最大的挠度值和最大裂缝宽度，以符合《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）的要求。井字梁的挠度f一般要求f≤1/250，要求较高时f≤1/400。
8.井字梁的楼板井字梁现浇楼板按双向板计算，不考虑井字梁的变形，即假定双向板支承在不动支座上。双向板的最小板厚为80 mm，且应大于等于板较小边长的1/40。
四、工程算例分析及介绍
目前，由于经济及技术的限制，新疆范围内砖混结构的建筑还是比较多，结构设计师在做办公楼和宿舍楼等公用建筑时经常会遇到井字梁结构形式；但对于井字梁结构的计算，很多设计师在设计时仍存在很多误区。针对这一问题，中国建筑工业出版社于2008年5月出版的《PKPM结构CAD软件问题解惑及工程应用实例解析》提供了较好的设计方法，可供许多触及井字梁设计的结构设计师们参考。
工程算例：某三层砖混结构宿舍楼扩建工程，三层层高均为3.3 m，建筑总高为10.350 m，8度抗震设防。JL1、JL2、JL3、JL4截面为250×450，BL1、BL2截面为240×500，梁板混凝土等级C20。
建筑长×宽为8.4×10.5 m，井字梁的双向区格尺寸均为2.1 m，这种情况做井字梁结构是比较经济合理的。
计算程序如下：
1.在PMCAD“人机交互”中按工程实际情况建模，墙体按砖墙输入；在“设计参数”中“总信息”一栏中“结构体系”选用“配筋砌体”，结构主材选用“砌体”。
2.“砌体信息及计算”中“砌体结构总信息”里“结构类型”选择“配筋砌块砌体结构”，然后进行抗震计算（可不输入边梁，或者输入边梁将边梁与井格梁相交的节点支座由刚接改为铰接），生成“SATWE数据”。
关键词：多层大跨；超长混合建筑；结构设计
建筑工程结构在施工建设过程中，最为重要的一个环节就是结构设计。想要提高建筑工程在不同时间段内具有针对性作用及功能，最大程度提高建筑工程经济效益，提高建筑工程结构设计就显得尤为重要。正常情况下，建筑工程结构主要由两个部分构成，分别为上部结构及下部结构，上部结构与下部结构相互联系，同时二者之间又相互制约。因此，建筑工程结构在设计过程中，必须从全局层面作为切入点，对建筑工程设计进行综合性分析，这样才能够保证建筑工程施工质量。
1大跨空间结构类型
在对大跨空间结构类型划分上面，从不同层面进行分析研究，所划分的类别也不同。要是从结构材料层面对大跨空间结构进行划分，主要可以将大跨空间结构类型划分为四种类别结构，分别为钢结构、木结构、复合材料结构及铝合金结构；要是从结构布置类型层面对大跨空间结构进行划分，主要可以将大跨空间结构类型划分为两种类别结构，分别为平面结构及空间结构。其中平面结构主要在外荷作用力及反力在构件内部都能够彰显出来，并且结构会将全部构件进行紧密连接。空间结构是以三维空间作为基础，进而对外部载荷进行进行接受及释放；要是从结构形态层面对大跨空间结构类型进行划分可以将大跨空间结构类型划分为三种类别，分别为面系结构、实体结构及骨架结构，可以从不同类别形态对大跨空间结构类型进行划分。与此之外，现阶段刚柔混合结构及刚性混合结构也属于常见性类别，采取抗拉伸能力及抗弯曲能力协调的方式，结合二者优势，进而提高结构性能。大跨空间结构不断是划分为什么类型，设计人员在对大跨空间结构进行设计过程中，都需要应用到不同受力构件，借助形态不同及作用不同的构件，形成一个整体空间结构。正常情况下，大跨空间混合结构由两个或者是两个以上结构体系构成，任何一个结构体系在传力及受力都应该相互平衡，并且不同子系统之间还应该相互协调，保证不同结构体系处于平衡状态之下，进而才能够有效保证大跨超长混合建筑结构稳定性能及安全性能[1]。
2大跨超长混合建筑结构设计优点
2.1力学优势。设计人员在对多层大跨超长混合建筑结构设计过程中，首先考虑的问题就是多层大跨超长混合建筑力学逻辑性，同时也是体现多层大跨超长混合建筑结构价值的主要因素。力学逻辑性在分析研究过程中，主要是分析结构构件和材料之间的关联。多层大跨超长混合结构设计过程中，需要将各种材料的性能进行结合，借鉴不同材料之间优势，进而有效提高多层大跨超长混合建筑结构稳定性能，提高结构构件刚度[2]。2.2良好刚度和稳定性。在建筑结构众多内容中，刚度是建筑结构力学主要体现形式。刚度主要表示结构在受到变形作用力影响之下，所呈现出来的抵抗力。结构刚度不仅仅需要具有一定承载力，并且还能够有效对建筑结构形态稳定性进行提升。从刚性技术层面来说，多层大跨超长混合建筑结构一共可以划分为两种类别，分别为柔性结构类型及刚性结构类型，其中柔性结构类型在正常状态下是没有任何刚度的，形态稳定性也十分低下，进而在柔性结构施工建设过程中，需要借助外力对透性结构形态进行固定；刚性结构的稳定性主要受到材料特点影响，同时设计人员在对建筑结构设计过程中，刚度应用范围十分广泛。2.3回路平衡优点。想要保证多层大跨超长混合建筑结构整体结构处于平衡状态，在结构单元和构件之间就必须具有应力回路，进而才能够有效保证多层大跨超长混合结构处于状相互平衡状态。正常情况下，混合张拉系统在应力回路上面具有重要作用，同时也能够显著提升建筑结构预应力，最大程度提升多层大跨超长混合建筑结构刚度[3]。
3多层大跨超长混合建筑结构设计方法
3.1连接式结构设计。连接式结构主要表示多亲子结构与双亲子结构在形态结构及受力结构固定条件下，根据结构受力特征及力学规定，选择针对性连接方式。多层大跨超长混合结构所应用的连接方法较多，现阶段研究人员所应用的连接手段主要分为两种，分别为单侧悬臂式连接与双侧支点式连接，这两种连接方法最为显著的差别体现在建筑结构设计方法上面。多层大跨超长混合混凝土功能及形态在越加复杂情况下，双侧支点式逐渐在多层大跨超长混合建筑结构设计内应用，属于最常见的一种设计方法。设计人员在设计过程中，想要最大程度保证多层大跨超长混合建筑设计与满足实际要求，在整体结构设计过程中，必须选择能够满足结构要求的子结构类别。3.2并列式结构设计手法。并列式结构设计手法主要表示多亲子结构与双亲子结构在相同受力情况下，不同结构之间的摆列方法。在相同受力作用之下，多层大跨超长混合建筑结构不同子系统之间力传递都是按照自身特征进行接受释放，能够借助不同子系统结构优势，做到取长补短。根据多层大跨超长混合建筑结构所具有的支点不同，可以将并列式结构设计手法划分为两种类别，分别为支撑式手法及吊挂式手法。支撑式并列主要表示弹性支点为子结构，进而对结构下部进行支撑。双亲子结构及多亲子结构全部为刚性构件，按照子结构之间功能需求，对不同子结构之间的关系进行判断。多层大跨超长混合建筑结构在设计过程中，主要是满足形态及力流方面需求。
4结束语
多层大跨超长混合建筑结构在设计过程中，主要包含三方面内容，分别为系统优化、概念设计、设计评估，在每一个设计环节上，都需要采取针对性设计方法，保证设计方法与多层大跨超长混合建筑结构设计及要求相结合。与此之外，多层大跨超长混合结构充分在现代建筑物体现出来，具有十分显著优势。
作者:陈建
参考文献：
[1]何亮.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].工程技术研究,2017,(1):73-74.
关键词:高层建筑；结构转换层；形式；体系
1结构转换层概述
建筑功能复杂化的发展趋势下，要求在同一幢建筑中既有小开间的住宅，又有大空间的商场，还需要一定的地下停车场。综合功能的高层建筑已经成为现代高层建筑设计中的大潮流。结构转换层作为将建筑上部楼层结构的类型和布置转换为下部楼层结构类型和布置的水平结构，主要的结构形式一般有梁式转换层、厚板式转换层、桁架转换层、箱型转换层以及悬挂结构等。在建筑设计过程中，如何选择结构转换体系，必须结合建筑各方面具体情况，保证结构的安全与经济。
一般来说，高层建筑转换层结构可在建筑高度的任意楼层上灵活布置，在适当的处理下还可以作为技术设备层或者正常的楼层进行使用，其布置原则有：第一，要求底层有较大的空间。转换层结构体系可以是一个水平结构体系也可以是一根满足受力特性的大梁，使得底层尽量摆脱立柱的影响，取得较大的底层空间。第二，任意楼层上要求开敞空间或改变柱列。在转换层设置的时候可以根据建筑结构传力以及使用功能等特点进行分段布置、间隔布置和托挂相兼的方式。
2常见结构转换层形式介绍
2.1梁式转换层。梁式转换层作为目前高层建筑转换层中应用最广泛的结构形式，具有受力性能好、构造简单且造价较低便于施工等优点。但是梁式转换层对于开洞有着一定的限制，其开洞位置适宜设置在梁中部或者轴附近。转换层大梁的截面尺寸一般由剪压比计算确定，公式为：（μV=Vmax/fcbh0），且其截面高度在抗震设计时必须小于计算跨度的1/6，在非抗震设计中需要小于计算跨度的1/8。当建筑结构纵横向都需要转换时，还可以采取双向梁布置的转换方式来满足要求。
2.2厚板式转换层。当建筑上下轴线布置错位且不方便使用梁式转换层直接承托时，可以选择厚板式转换方式，进行结构转换。在实际中对于抗震要求比较高的高层建筑不适宜选用此方式，因为厚板本身自重很大，会将自重集中作用在建筑的中部，且由于结构转换层刚度大于下部楼层刚度，容易在建筑底部发生变形集中，使得传力途径复杂化。但是厚板式转换层可以保证上下层柱网灵活布置，在实际工程中运用也较为广泛。厚板的厚度一般可取2.0~2.8m，大约为柱距的1/3~1/5，且对于转换层上、下层的楼板应适当增加其强度，一般不小于150mm。
2.3桁架转换层。桁架转换层结构相较于以上两种转换层结构形式，可以实现建筑大跨度的转换，且具有传力途径明确、结构自重小、开洞和管道设置方便等优点。但是该结构形式的受力机理比较复杂，力学计算比较困难，同时在抗震设计上也存在着很多问题。
在进行设计时需要注意当转换层位置较高时，位于转换层附近的楼层之间侧移会随之变化，并影响结构内力，使得转换层附近的楼层成为结构薄弱点；当转换层位置较低时，容易受到地震的影响，需要考虑桁架转换层竖向抗震设计。
2.4箱型转换层。 箱型转换层较少用于高层建筑结构设计中，其平面内刚度性能处于梁式转换层和厚板转换层之间，一般由单向或者双向托梁连同其上下较厚的楼板组成箱型结构，且上下楼板厚度不宜小于180mm。
2.5 悬挂结构。一般的悬挂结构有核心筒体悬挂和巨型框架结构悬挂，前者通过伸臂桁架将悬挂楼段悬挂于核心筒上；后者可以提供较大的无柱空间，作为较为复杂的转换层结构主要形式有框筒型、桁架型等。此转换层结构类型可以实现建筑空间在不同楼层的不同变化，或者是满足建筑设计造型结构开洞的要求。
建筑的转换层结构主要用于满足建筑底部柱距的扩大，形式主要有墙式转换、梁式转换、绗架式转换、间接式转换、合柱式转换、拱式转换等。
实例―日本I.B.M大楼
I.B.M大楼共有41层，建筑高度达156.3m，转换层大梁主要支撑24~41层的全部结构，总荷载有10707t，转换层大梁跨度有41.7m。且建筑东侧立面有一个巨大的矩形孔洞从18层直接延伸到24层。在设计时为了尽量简短应力状态，选择以简支的方式连接芯筒与大梁。大梁预应力的施加分为两次进行，保证大梁在全荷载作用下跨中挠度接近于零。选用两端矩形过渡到中部为工字型的截面形状，满足跨度和荷载要求。
转换层结构体系中钢结构大梁的主要特征数据如下表所示：
由此实例可以看出，由于建筑跨度和荷载的要求，在选择转换层体系上就会有不同的侧重点。高层建筑结构转换体系设计时需要考虑的因素有竖向挠度、竖向荷载、层刚度比以及层间侧移等。由于此大楼的跨度比较大，所以采用预应力混凝土大梁并以简支的方式连接支座以解决应力复杂的问题。
实际工程中还有很多诸如此类的解决方法例如：建筑要求较高质量的功能空间时，可以选择钢筋混凝土空腹桁架结构进行转换，已到达设计要求的刚度和强度；在建筑跨度较小的情况下，可以考虑采用结构相对简单、内力分析简便的实腹式大梁；不管选择哪种转换层结构体系，都应该尽量保证受力明确传力直接的结构，并注意控制工程综合造价。
3总结
由于我国高层建筑的大力发展，结构技术问题已经成为了建筑设计中重要的部分。在满足建筑功能需求的情况下保证建筑结构的安全性。在选择结构体系时，需要综合考虑建筑使用功能、建筑材料受力特点、施工技术以及施工条件等，选择经济安全的转换层结构体系。
参考文献
［1］ 张彪. 简述某高层建筑转换层结构施工监理控制要点［J］. 科技与企业, 2012, (2): 140.
关键词：单跨，框架结构，钢支撑，加固，抗震能力
0.引言
在一些较早的建筑中，有不少建筑是悬挑走廊的单跨框架结构，如中小学框架校舍和一些老式的外廊公寓。这些建筑与过去传统习惯对建筑的功能要求有关。由于单跨框架结构属于单道防线，缺少冗余度，只要有少数局部破坏就会导致整体倒塌。这类建筑存在着很大的安全隐患。在国内外历次的地震中都证明这种结构体系对抗震严重不利。所以在总结经验教训的基础上，抗震鉴定标准（GB50023-2009）已明确了一些建筑（如学校）不应采用单跨框架结构。
1.加固方法
对现在存在的大量过去建造的单跨框架结构建筑，由于有很大的安全隐患的存在，必须进行抗震加固。我公司有专业的建筑加固改造施工队伍，承接并完成了一些需要抗震加固和改造的工程，取得了很好的效果。其中体会较深的是：这些单跨框架结构单从构件层次加固达不到令人满意的效果，必须从改变体系层次加固，例如采用加设钢支撑、加设剪力墙、框架柱加设混凝土翼墙、结合改造加开间或楼梯间等体外加固方法改造结构型式。而比较这些加固方法后，用在框架中加设钢支撑是一种更简单有效方便快捷的加固方法，更实用经济。本文就实际例子，对采用钢支撑进行单跨框架抗震加固的方法及其作用进行研究分析。
2.工程实例
2.1工程概况
厦门某小学教学楼建在II类场地上，三层钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为七度，屋顶建有楼梯间的塔楼，房屋总高度为12.9米，层高3.3米。柱采用C30混凝土，梁板采用C25混凝土，受力主筋采用HRB335级钢筋，其结构平面布置图如下（见图一）。
图一 结构平面布置图
此建筑烈度为七度抗震设计，经抗震鉴定，结构的框架梁柱承载力大部分不能满足抗震设防要求。由于现浇楼板对梁的刚度起到增大作用，导致很难实现宜于抗震设防要求的的强柱弱梁的结构型式，在地震力作用下侧移稍大就很容易倾覆倒塌。
2.2钢支撑加固力学概念
本工程采用钢支撑加大结构的抗震能力，框架结构的震害主要是由于强度和延性不足引起，一般规律是：柱的震害重于梁，角柱的震害重于一般的柱，柱上端的震害重于下端。柱子是竖向承重构件，柱子破坏有剪切破坏、压弯破坏和弯曲破坏。。单跨框架底层柱在地震做用较大时易形成绞机动体系，一旦破坏，造成建筑倒塌。加设钢支撑后，能明显地改变结构受力性能，形成桁架体系受力模型，有效地防止柱子出现剪切、压弯和弯曲破坏，从而防止了结构因为变形过大而引发倒塌。
2.3钢支撑布置。
由于结构加设钢支撑后，地震对建筑的作用将增大，所以在所有未加设支撑的框架满足新要求的前提下，支撑的数量越少越好。本工程的支撑布置做法是用钢支撑沿梁主轴方向双向布置，且钢支撑在竖向是从底层贯通到顶层。因楼梯间是结构的薄弱环节，容易变形且在楼板变形过大时，容易被拉。因此在楼梯两侧加设支撑。具体布置位置是：纵向在建筑的7、8、9轴线前侧和后侧上，横向位置是在各楼层楼梯间两侧（见图二）。支撑的型式是“人”字型和“x”型钢支撑采用的是100mm * 96mm *5.3mm的槽钢。
图二 钢支撑布置
2.4加固支撑节点
框架节点是把梁柱连接起来形成结构的关键部位，在地震作用下节点要承受很大的水平剪力，易产生脆性破坏，节点一旦破坏能使结构处于极不利的受力状态，甚至导致整个结构的倒塌，所以必须采用可靠的构造措施保证柱端节点安全。在加设支撑后，待支撑框架的柱端和梁端剪力很大（特别是柱端），节点受力更复杂，，所以对加设支撑后的柱也必须进行加固。
本工程考虑到对框架节点和柱都需要进行了加固，采用的是外粘型钢加固方法，具体见图三节点图，这种方法使节点和柱很好的结合在一起，实际加固效果显著。。。
图三 节点和柱加固构造
3.结束语
单跨结构在加固过程中，钢支撑的加设位置和数量对加固的效果有影响，所以需对比几种加设方案，可以选择钢支撑数量少又满足加固效果的经济方案。当加设支撑后，会引起结构构件的内力变化，尤其是与支撑连接部分柱的轴力增幅加大，所以在加固过程中，要依据原结构特点，选责合理的构造措施，使其变成真正桁架体系。
由于加支撑后，与支撑相连的梁柱内力变幅较大，必须验算其承载力，柱可以通过外包角钢等方法提高竖向承载力，在加固柱时还需验算原来基础的承载力是否足够，如果不够，则需进行基础架构。支撑需要验算强度和稳定，如果强度不够，可以增大支撑截面。如果刚度不足，可以通过构造措施（如加缀条）使其满足。这种方法具有简单、方便、造价低和扰动下等优点。在老式建筑改造过程中面临着数量多、时间紧、任务重等情况，钢支撑加固将发挥重要作用，具有广泛的应用前景。
[关键词]钢结构；设计；工业建筑
中图分类号：TE972 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0204-02
一、钢结构工业建筑的特点
1.预工程化程度高
预工程化钢结构建筑概念最早是在西方产生的，其主要是实现了材料加工与安装的一体化，以此来降低工程的施工成本，并且能够有效的缩短工期，能够使建筑物更早的投 入使用，这对于房地产开发商的资金流转来说，速度也获得了 有效的提升。
2.跨度更大
钢结构的组织均匀，而且强度较高，弹性模量也较高，密度与强度的比值相比砖石、混凝土结构要更小，因此在受到同样的外力情况下，钢结构的自重较小，所以其能够实现大跨度的结构体系，也能够形成更高和更灵活的建筑结构。当前，在建筑业已经存在跨度超过9O米的超大穹顶，以及高度超过l00米至最高400米的超高层建筑。
3.增强建筑物的美感
当前建筑行业中一种较为常用的护结构，使用金属构件与玻璃板组成，称之为玻璃幕墙。将钢结构与玻璃幕墙结构进行适当的组合，能够获得更具艺术特色的建筑结构，比如1989年贝聿铭存卢浮宫改建工程中，将地下广场的部分结构采用了单拉互连点式技术，设计了一个金字塔形的玻璃结构，把建筑、结构、机械技术相结合，成为建筑精品，获得世人的赞赏。
二、钢结构在工业建筑中的应用
由于钢结构的自身优势以及特点直接决定了钢结构广泛应用于各行各业的结构建设中。钢结构一般适合于高层、体系复杂、跨度大、荷载大、吊车起重量大、振动幅度大、密封性能要求高以及用于经常拆装的结构中。主要的结构形式有平面架、网架、轻钢、索膜以及塔桅等。例如：大型的体育场、火车站候车室、机场等都采用大跨度的钢结构设计；重型的工业厂房以及生产车间都采用荷载作用强的钢结构设计；井塔、电视塔、气象塔、通讯塔等都采用高层结构的钢结构设计；气罐、油罐、高炉等都采用轻型的钢结构设计。
另外，随着科技的不断发展以及建筑材料的不断改进，钢结构形式也随着发生变化。例如：传统中的悬索结构具有施工复杂，施工难度大，施工速度慢等特点，对实际的施工带来一定困扰。而现今网架结构正好取代了悬索结构，改变了悬索结构的缺陷，真正实现了施工技术简单，施工速度快，制作方便，易操作等优势。我国普遍在施工中应用的钢结构还有预应力的钢结构。这种结构主要以节省材料消耗，强化材料的整体性能受到了人们的欢迎。而国外的施工技术中，还将薄钢板的集合构件取代了常用的型钢以及组合件用作受力构件的钢结构形式，突破了传统中受力钢的局限，降低了整体构件的重量，节约了钢材的使用。
三、工业建筑中钢结构的设计
1.钢结构工业建筑的基本原则
在钢结构建筑的设计过程中，要严格遵守一定的设计原则，才能够保证其结构的稳定性与可靠性，笔者将其归纳为以下几点：
第一，要本着节约的原则，尽量节省材料的运用，降低钢结构自身的重量，缩短钢结构安装的时间，并且能够缩短运输时间，降低成本；第二，要保证其符合建筑物施工和使用的要求，使其具有足够的稳定性，在刚度和强度方面应当具有很好的耐久性；第三，要注重外形与整体的美观程度，符合建筑美学的要求。
2.设计的前期准备
工业建筑中钢结构设计的前期准备主要是指在前期建设时，建筑设计人员为土木设计人员提供相应的设计分布图纸以及相关建筑的荷载资料。其中设计工艺分布图必须明确阐述具体的工艺设计流程以及各程序之间的相互联系和相互关系，确定平面位置与空间位置是否相一致根据结构的分布形式，设计各构件的计算长度，并在实际中检验运算结构，保证各项数据都能达到准确无误。另外，专业的设计人员要充分调查施工当地的地理条件、水文特征以及气象资料，通过衡量钢材料的雪荷载、地震荷载以及风荷载等方面，确定材料的强度选择，以保证设计的安全性和整体钢结构的稳定性。
3. 钢结构的具体设计
（1）选择钢结构的结构形式
钢结构的结构形式首先要满足基本的工艺要求和施工规范，在明确荷载作用的情况下，设计钢结构的主梁以及立柱的设计分布图，保证在传力的过程中达到受力均匀，维持整体结构的稳定。同时传力方式的设计一般按照板一梁一柱一基础的顺序进行安排。当传力方式确定后，与之相应的结构形式也得到了确定。在结构形式的基础上明确各结点之间的约束关系，从而建立设计计算简图。我国普遍采用的钢结构结点的连接主要有以下三种形式：①螺栓连接法。②高强螺栓连接法。③焊接法。这三种方式中，高强螺栓连接法较其他的两种形式，具有传递线性荷载以及传递弯矩的优势，适用范围较广。同时，工业建筑的结构一般都为重型的工业厂房，这需要在连接屋顶、钢柱以及支撑系统时选择强度较高的高强螺栓进行连接，以保证整体结构的刚度，维持重型厂房的建设。计算简图的确定主要取决于跨度、荷载作用以及柱距的实际承受力度。一般计算简图都为门型钢架，且以刚性节点为主，用钢支架节点和承重钢平台作为铰结点，配合梁柱两端的简支，使之符合整体的荷载承受范围。
（2）钢结构的构件选型
构件选型主要是指利用各构件之间的支撑形式、荷载大小、跨度程度等来确定基本的构件型号，方便计算结构的作用。构件大致分为受压构件以及受弯构件两种。其中受压构件选定型号是依据荷载的具体大小以及长短来进行确定。而受弯构件是利用挠度值进行确定的。平台梁的挠度值是 L/400；单梁吊车梁的挠度值是L/500；平台板的挠度值是L/150。钢结构的结构计算主要强调了各构件之间的强度、连接度、刚度的运算一般遵循从上到下，从分支到主干的运算顺序。例如计算板、受弯构件、受压构件、构件的连接度、支撑系统等各个部分。
（3） 选择构件的型号及规格
关键词：大跨连续刚构桥；桥梁设计；技术分析；线性控制；应力控制 文献标识码：A
中图分类号：U445 文章编号：1009-2374（2017）03-0090-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.03.040
1 大跨连续刚构桥桥梁设计常见问题
刚构桥起源于20世纪50年代，随着施工材料、施工工艺与计算手段的优化，促使大跨连续刚构桥出现在人们视野中。大跨连续刚构桥在高桥墩和大跨径的地质环境中较为常见，其优势在于可通过墩梁基础三点共同受力的方式，对桥梁整体结构受力问题进行有效控制。在优点凸显的过程中，缺点也会随之显露，下文主要针对大跨连续刚构桥桥梁设计问题进行详细阐述。
1.1 分孔比例
针对大跨连续刚构桥其边跨、中跨比例的确定，桥梁整体布局和自然条件应协调，对梁体内力合理分布。目前，国内已投入使用的大跨连续刚构桥边跨和中跨比例在0.5～0.692范围，而美国HOUST刚构桥边中跨比例为0.5，仅有少部分连续刚构桥比例在0.6以上。据相关理论研究结果显示，当大跨连续刚构桥边跨和中跨比例在0.54～0.56间，可能会引起边墩合拢边跨问题。
1.2 截面
在大跨连续刚构桥建设期间，一般采用箱形作为截面形式，而箱形截面顶部宽度若在22m以内，可选用单箱单室；若宽度在22m以上，可采用上下分离箱室。与此同时，在进行大跨连续刚构桥顶板厚度选择中，其厚度标准为0.25～0.28m；而底板厚度最小却为0.32m，仅在特殊情况下，桥梁底板厚度为0.28m/0.25m。
1.3 温度内力
在避免大跨连续刚构桥梁墩固结的问题出现，对其温度内力实施控制，具体措施如下：首先，降低桥墩抗推刚度。从理论学的角度，桥墩抗推刚度、温度内力是正比，若因桥梁墩身不足，可以选择柔性桩基方式，将其抗推刚度控制在最小范围内；其次，对桥梁总长的限制。随着桥梁建设水平的提升，促使大跨联系钢构桥总长得到有效增加，目前国内最长刚构桥长度为1060m；最后，合拢温度。采用悬臂式浇筑法，在梁段浇筑工作结束后，实施大跨连续刚构桥主梁合拢工作，其具体包含中跨合拢、边跨合拢两项内容，合拢工作应在梁段浇筑后标准温度内完成。
1.4 通航防撞
针对江河或海峡等条件下的大跨连续刚构桥建设，其双薄壁桥墩应避免与船舶撞击力相接触，通过人工防撞岛、防撞设施和分离防撞岛的建设，减缓船舶撞
击力。
1.5 结构分析
大跨连续刚构桥主桥结构设计中，采用桥梁纵向计算、内力计算和墩身结构影响等方面进行分析：首先，桥梁纵向计算。依据大跨连续刚构桥实际特点、阶段分解等原则，实现节点与单元的合理划分，其桥梁荷载应包含荷载和活载、汽车制动力与温度荷载、风力以及支座摩擦力等内容，通过对桥梁结构内力、应力与位移的计算，加之混凝土浇筑与挂篮就位、预应力张拉等环节的运用，确保桥梁纵向计算结果的准_度；其次，桥梁内力计算。主要依据弹性支承平面框架原理，实施科学计算工作，而汽车荷载纵向标准需以温度、预应力为前提，因此桥梁温度与预应力要进行综合考量；最后，墩身结构影响。由于大跨连续刚构桥墩梁固结受到温度、混凝土收缩力与汽车制动力的影响，加之桥梁多数处于大型峡谷附近，因峡谷风效应的制约，对于桥梁稳定与抵抗强度有着更为严格的规定，用以实现对风荷载的
控制。
2 大跨连续刚构桥桥梁设计关键技术
2.1 线性控制
依据MIDAS 6.7.1完成大跨连续刚构桥结构分析模型建立，用以完成桥梁建设期间数据计算与分析工作。在本桥梁工程中，模型创建过程中，设置212个单元、218个节点；其中1-180单元为大跨连续刚构桥主梁单元、181-212单元为大跨连续刚构桥桥墩单元，而主梁、桥墩间选用梁单元作为模拟量，结合刚壁连接的使用，合理控制大跨连续刚构桥主梁和桥墩间横向自由度、竖向自由度以及扭转自由度，同时结合桥梁参数、设计工序等条件，对桥梁成型状态进行确定，通过对计算公式的运用，判断不同状态下桥梁结构变形量与受力问题。在桥梁模型确定后，依据预应力钢绞线参数、特性等因素，结合国标GB/T 5224-2003标准，选用松弛度低、强度高、抗拉力为1864兆帕、弹性模量为195000兆帕的预应力钢绞线，其预应力受损参数如表1所示，而桥梁主梁、桥墩材料和截面性质如表2所示。在表1中，可知预应力受损参数均相对较低，可知在本次工程中，可忽视预应力受损问题对桥梁设计关键技术的影响；而表2中对主梁、墩身各项参数进行严格控制，是实现对大跨连续桥设计关键技术的有效保障。
2.2 应力控制
首先，大跨连续刚构桥应力控制原理为依据桥梁实际应力值，结合应变规律，以弹性模量为参考，对桥梁预应力进行合理运算。在该桥梁工程中，材料弹性模量为1.96×106Pa，同时混凝土材质其弹性模量，会随着使用年限的增加而有所变化，即混凝土材料具有较强的时效性；其次，应力控制原因与标准。通过对大跨连续刚构桥箱梁预应力钢束与自重的测量，并以此测量结果为对比参考数据，对后期桥梁建设项目的开展提供数据参考，从而更好地判断桥梁性能与质量是否处于标准范围；最后，设备选择。针对大跨连续刚构桥应力设计工作中，常见设备为综合测试仪（型号：JMZX-002、精度：0.1%±0.1Hz）、便携式红外测温仪（型号：MS、精度：1%±1℃）、温度传感器（型号：JMT-26B、分辨率：0.5℃）和智能弦式数码应变计（型号：JMZX-215AT、灵敏度：1με）、表面贴智能弦式数码应变计（型号：JMZX-212T、灵敏度：1με），同时其测量温度也应控制在-5℃～+5℃。
3 结语
从上文阐述可知，大跨连续刚构桥中因分孔比例、截面、温度内力、通航防撞、结构分析等因素，导致桥梁设计过程出现各类问题。因此要做好大跨连续刚构桥设计工作，则需充分对影响因素进行分析，结合线性控制与应力控制等关键技术的运用。
参考文献
[1] 李城，邬晓光，肖飞，等.高墩大跨连续刚构桥线
形控制关键技术研究[J].四川理工学院学报（自然科
学版），2014，27（2）.
[2] 高志刚.大跨度连续刚构桥梁施工控制关键问题的分
析[J].山西建筑，2014，（20）.
[3] 王岩松.高墩大跨连续刚构桥施工中的关键技术研究
论文关键词:混凝土 抗震 经济性
作为从桥拱建筑中发展而来的混凝土大跨度板柱,发展历史悠久,应用广泛,特别是经过现代科学技术的运用,发展为一种新型建筑体系,由于其结构设计较容很符合抗震设计理念,混凝土大跨度板柱只要设计、构造措施得当,对改善框架节点的延性、增加节点区在地震作用下的变形能力有非常大的作用。同时会有效避免混凝土灌注中出现的许多现实问题:诸如在施工过程中由于框架节点区钢筋过于密集,混凝土难以灌注的问题,振捣困难的问题等等。由此,大跨度板柱体系在结构设计中越来越得到更为广泛的应用。伴随着我国混凝土行业、高层建筑业的蓬勃发展,行业规范越来越严格,对混凝土制品的品质的标准也更高,这在一定程度上也加快和推广了大跨度版主的发展和应用。再就是大跨度板柱体系在经济方面和混凝土密肋梁板相比较也具有很大优势。在下文中,对大跨度板柱体系和混凝土密肋梁板体系在抗震性能和经济性方面作计算分析比较。
一、结构方案概述及计算分析结果
本工程处于8度抗震设防烈度区,属三类场地,基本风压0.35kN/m2,框架抗震等级三级。X方向总长7.3x6=43.8米,Y方向总长8.2x3=24.6米。大跨度板柱体系:结构总高度为3.0米x9层=27米,框架柱600x600,框架梁考虑到门窗洞口的设置以及避免形成边框架扁梁偏心的因素,采用300x600,其余内框架梁800x400,次梁400x400;混凝土密肋梁板体系:结构总高度为3.3米x9层=29.7米,框架柱600x600,框架梁300x600,次梁250x500。
现在用中国建筑科学研究院PKPM系列SATWE软件依次对它们进行计算分析,来研究大跨度板柱与普通混凝土密肋梁板两种方案的地震作用效应。我们通过数据数据明显看到:当地震作用时,两种板柱体系表现出近似的地震效应,特别是处于两个方向同时产生地震平动效应。混凝土密肋梁板体系拥有较高的空间抗侧强度,而大跨度板柱体系又具有相对高的空间抗扭强度。原因在于:处在水平地震受力下,混凝土密肋梁板具有很高的抗弯强度,柱端受到的约束作用力相对较强,完全抵消了高空间的影响后表现出更大的空间强度;但大跨度板柱在建筑平面内的约束却拥有更大的强度,因而展现出更好的结构整体抗扭性能,当抵抗地震扭转作用时充分发挥了这些强度的平衡作用。以上结论对我们具有一定的参考价值,对这两方面的地震反应特点进行结构概念设计,结构方案选择时应予以重视。
二、通过比较来看两种结构方案的经济性
我们通过数据可以分析出,选择混凝土密肋梁板体系比采用大跨度板柱体系节省钢筋用量28%左右,节省混凝土用量10%左右,如果采用大跨度板柱体系当可以将高度差范围的维护结构(框架填充墙以及玻璃幕墙等)的费用节省。如果放弃结构总高度的因素下,运用混凝土密肋梁板体系具有相对的经济优势,相反,如果是结构总高度设为确定值的状况下,运用大跨度板柱体系当拥有可以在本来建筑基础上再递增一重的经济效应,这对现在寸土寸金的购地建筑中能大大降低成本,具有明显的优势!
三、大跨度板柱的设计构造要求
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