時間:2023-01-26 23:13:17
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇集鎮(zhèn)建設(shè)論文,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
1對生態(tài)設(shè)計文化的思考
1.1生態(tài)設(shè)計文化的基本內(nèi)容
與傳統(tǒng)設(shè)計理念項目,生態(tài)設(shè)計文化更加強(qiáng)調(diào)自然式設(shè)計,就是盡量通過能接近自然的設(shè)計方法,通過植物群落的設(shè)計、地形起伏等,從形式上表示自然,最終實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。學(xué)術(shù)界最早將生態(tài)設(shè)計文化理念應(yīng)用到實(shí)踐的是美國,著名學(xué)者奧姆斯特德在設(shè)計紐約中央廣場時,根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦巍⑺堤攸c(diǎn)等,設(shè)置了一個長達(dá)3.4km,寬800m的廣場。該廣場在建成之后,為緊張忙碌的人們提供了休閑娛樂場所,并為紐約市創(chuàng)造了一定的生態(tài)效益,推動了城市的良性發(fā)展。
1.2生態(tài)設(shè)計文化的應(yīng)用原則
在應(yīng)用生態(tài)設(shè)計文化過程中,需要尊重以下幾點(diǎn)原則:
1.2.1尊重場地歷史原則
尊重場地歷史原則主要是指在設(shè)計過程中,設(shè)計人員必須要尊重場地的歷史,在不破壞場地原有歷史文化特征的基礎(chǔ)上進(jìn)行有計劃的設(shè)計。例如,在廣東佛山粵中造船廠舊址改造中,俞孔堅教授帶領(lǐng)團(tuán)隊將其改造成為著名的中山岐江公園。在該公園設(shè)計中,盡量的保留了場地的原始生態(tài)元素與文化元素,包括廠房的煙筒、龍門吊等都經(jīng)過改造成為了公園的特殊景點(diǎn),并且對于原場地的部分駁岸形式不做任何處理基本保留,對某些地帶的植物群落全部保留為公園景觀所用。這種改造方法盡可能的尊重了原有景觀,避免對場地做過多的修正。
1.2.2生態(tài)優(yōu)先原則
在景觀設(shè)計中,要盡量使生態(tài)環(huán)境不會受到人類活動而產(chǎn)生變化。這種設(shè)計原則更多的體現(xiàn)在濕地、濱水公園等場景中。例如,美國學(xué)者在設(shè)計查爾斯頓濱水公園時,留用沿河一側(cè)的河漫灘,并盡量擴(kuò)大其范圍。這種設(shè)計方法不僅保證了沼澤地,還為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┝艘粋€良好的休息環(huán)境。
2生態(tài)設(shè)計文化在古鎮(zhèn)建筑景觀設(shè)計中的應(yīng)用思路
2.1合理布置水體景觀
與現(xiàn)代城市相比,古鎮(zhèn)的迷人之處就是古街所呈現(xiàn)的宜人尺度,在這個“尺度”中,水景觀往往能配合古鎮(zhèn)的街道、建筑共同構(gòu)建一個優(yōu)美的景觀,“以水景帶動街道”已經(jīng)成為古鎮(zhèn)景觀設(shè)計的重要手段。因此在生態(tài)設(shè)計文化下,所設(shè)計的水體景觀應(yīng)該充分考慮到古鎮(zhèn)的及拿住特點(diǎn),為了緩解游客局促、壓抑的感覺,盡量布置一些相對活潑的水體,包括溪流、噴泉等。對于古鎮(zhèn)的水源,考慮到歷史小城鎮(zhèn)的選址多為依山傍水之地,因此在選擇水體源頭時,應(yīng)該借助這一自然優(yōu)勢,將自然中的活水引入到景區(qū)內(nèi),在古鎮(zhèn)內(nèi)建立一個“活”的水體景觀,提高古鎮(zhèn)環(huán)境質(zhì)量。
2.2營造生態(tài)駁岸系統(tǒng)
為了進(jìn)一步提高古鎮(zhèn)生態(tài)質(zhì)量,在建筑景觀設(shè)計中要避免選擇漿砌石、混凝土等僵化的駁岸方式,雖然這種駁岸方式有助于提高防洪水平,但是會明顯降低景觀的與類型。因此在駁岸處理中,可以按照下列方法進(jìn)行改進(jìn):①盡量減少對岸邊環(huán)境與水體的影響,采用簡化處理方法,避免過度處理;②采用具有良好滲透性的材質(zhì)作為護(hù)坡,并利用粗糙的石塊表面,為生物創(chuàng)造棲息空間;③在岸邊種植一定數(shù)量的水生植物,為其他水生生物提供其空間。這種設(shè)計方法不僅能凈化水質(zhì),還能美化濱水環(huán)境,呈現(xiàn)景觀的自然風(fēng)貌。
2.3利用廢棄材料創(chuàng)造歷史景觀
古鎮(zhèn)作為歷史小鎮(zhèn),其具有豐富的文化的內(nèi)涵,并且體現(xiàn)了歷史、時間的色彩。因此在設(shè)計中,要盡量還原古鎮(zhèn)的歷史文化,讓“時間”的特色能體現(xiàn)在古鎮(zhèn)裝飾中。在景觀設(shè)計中,設(shè)計人員采用一些青磚灰瓦,毛石材等裝飾性弱的“舊”材料,可以體現(xiàn)景觀的歷史感,有助于歷史印象的加強(qiáng);在對城鎮(zhèn)景觀進(jìn)行更新中,盡量使用殘磚、枯井等景觀裝飾古鎮(zhèn)景觀,更好的展示古鎮(zhèn)風(fēng)采。
3結(jié)論
生態(tài)設(shè)計文化在建筑景觀設(shè)計中具有良好的應(yīng)用價值,對相關(guān)人員而言,在景觀設(shè)計中,必須要盡量還原古鎮(zhèn)景觀,讓古鎮(zhèn)所具有的自然文化氣息能夠得到充分的展現(xiàn)。這樣不僅有助于提高古鎮(zhèn)景觀的可觀賞性,還能保證古鎮(zhèn)環(huán)境,一舉兩得。
作者:張曉晗 單位:四川大學(xué)錦江學(xué)院土木工程學(xué)院
參考文獻(xiàn)
[1]李璐.公共建筑室內(nèi)景觀設(shè)計生態(tài)化分析[J].建筑知識,2015(06):72~73.
論文摘要:本文從抗震的角度探討建筑的體型,建筑平面布置和豎向布置、規(guī)范中設(shè)計限值的控制、屋頂建筑等設(shè)計問題。
建筑設(shè)計是否考慮抗震要求,從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計很難對建筑設(shè)計有較大的修改,建筑設(shè)計定了,結(jié)構(gòu)設(shè)計原則上只能是服從于建筑設(shè)計的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計階段中較好地考慮抗震的要求,則結(jié)構(gòu)工程師就可以對結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行合理的布置,建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào),使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高;如果建筑師提供的建筑設(shè)計沒有很好地考慮抗震要求,那就會給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計帶來較多困難,使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計受到建筑布置的限制,甚至造成設(shè)計的不合理。有時為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力,不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量,造成不必要的投資浪費(fèi)。由此可見,建筑
設(shè)計是否考慮抗震要求,對整個建筑起著很重要的作用。因此,我們在建筑抗震設(shè)計過程別要注重以下幾個問題。
一、建筑體型設(shè)計問題
建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計。震害表明,許多平面形狀復(fù)雜,如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過多伸懸、不對稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞,有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計中,應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則;在平面形狀上,矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型,盡可能少做不對稱的側(cè)翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布,避免產(chǎn)生因體型不對稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。
二、建筑平面布置設(shè)計問題
建筑物的平面布置在建筑設(shè)計中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內(nèi)墻的布置、空間活動面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數(shù)量和布置等,都要在建筑的平面布置圖上明確下來。而且,由于建筑使用功能不同,每個樓層的布置有可能差異很大,建筑平面上的墻體,包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強(qiáng)度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等等布置不對稱,墻體與柱子分布的不對稱、不協(xié)調(diào),使建筑物在地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用,對抗震很不利。有的建筑物,其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側(cè),結(jié)果在地震中造成靠電梯一側(cè)建筑物的嚴(yán)重破壞。這是因為電梯井筒具有極大的抗側(cè)力剛度,吸引了地震作用的主要部分[3]。有的建筑物,在平面布置上一側(cè)的墻體很多,而另一側(cè)的墻體稀少,這就造成平面上剛度分布的很不對稱,質(zhì)量分布也偏心,使結(jié)構(gòu)的受力和變形不協(xié)調(diào),導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng),帶來局部墻面的破壞。有的建筑物,如底層為商場的臨街建筑,臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體,而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉,兩側(cè)在剛度上相差很多,也將在地震時引起扭轉(zhuǎn)地震作用,對抗震不利。還有的建筑平面布置上,經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對齊或中斷,使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻,對抗震也帶來不利,客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計對建筑抗震關(guān)系很大,從概念上要解決的一個核心問題是:建筑平面布置設(shè)計上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻,對稱協(xié)調(diào),避免突變,防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件,使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體,充分發(fā)揮建筑設(shè)計在建筑抗震中的作用。
三、建筑豎向布置設(shè)計問題
建筑的豎向布置設(shè)計問題在建筑設(shè)計中主要反映在建筑沿高度(樓層)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計上。無論是單層或多層,還是高層建筑或超高建筑,這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是,由于建筑使用功能的不同要求,如底層或下面幾層是商場、購物中心,建筑上要求是大柱距、大空間;而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓,低層設(shè)柱、墻很少,而上面則是以墻為主,柱很少。有的建筑在布置上還設(shè)有面積很大的公用天井大廳,在不同樓層上設(shè)有大會議廳、展廳、報告廳等,建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度分布的質(zhì)量和剛度的嚴(yán)重不均勻、不協(xié)調(diào)。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質(zhì)量和剛度相差過大,形成突變[3]。在剛度最差的樓層形成對抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設(shè)計中必須高度重視的問題。在實(shí)際設(shè)計中,在建筑使用功能不同的情況下,很可能出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對齊,柱子不對齊,墻體不連續(xù),不到底;上層墻多,下層墻少;上層有柱,下層無柱等,使地震力的傳遞受阻或不通;抗震用的剪力墻設(shè)置不能直通到底層、剪力墻布置嚴(yán)重不對稱或數(shù)量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來地震作用分布的不均勻、不對稱和對建筑物很不利的扭轉(zhuǎn)作用。多次大震害表明,建筑物豎向樓層剛度的過大變化,給建筑物造成很多破壞,甚至是整個樓層的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中,有多棟鋼筋混凝土高層建筑發(fā)生了中間樓層的整體坐落倒塌破壞。因此,盡可能使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑物底部,不宜中斷或不到底。盡量避免其某樓層剛度過少,盡量避免產(chǎn)生地震時的鈕轉(zhuǎn)效應(yīng)。
四、建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計限值控制問題
根據(jù)大量震害的經(jīng)驗總結(jié),現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GBJll-89)對房屋建筑在建筑設(shè)計中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定,建筑設(shè)計應(yīng)予遵守:一是房屋的建筑總高度和層數(shù);二是對房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。
五、屋頂建筑的抗震設(shè)計問題
在高層和超高層建筑設(shè)計中,屋頂建筑是一個重要的設(shè)計部分。從近幾年對一些高層建筑抗震設(shè)計審查結(jié)果來看,屋頂建筑存在的主要問題,一是過高,二是過重。這樣的屋頂建筑加大了變形,也加大了地震作用。對屋頂建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上,且前者的抗側(cè)力墻與其下樓層的抗側(cè)力墻體上下不連續(xù)時,更會帶來地震的扭轉(zhuǎn)作用,對建筑物抗震更不利。為此,在屋頂建筑設(shè)計中,宜盡量降低其高度。采用高強(qiáng)輕質(zhì)的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結(jié)構(gòu)的傳遞比較通暢,使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致;當(dāng)屋頂建筑較高時,要使其具有較好的抗震定性,使屋頂建筑的地震作用及其變形較小,而且不發(fā)生扭轉(zhuǎn)地震作用。
六、結(jié)束語
總的來說,建筑設(shè)計是建筑杭震設(shè)計的一個重要方面,建筑設(shè)計與建筑
抗震設(shè)計有著密切關(guān)系。它對建筑抗震起著重要的基礎(chǔ)作用。一個優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計,必須是在建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計基礎(chǔ)上完成。為此,要充分重視建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的重要性,在建筑抗震設(shè)計中更好地發(fā)揮建筑設(shè)計應(yīng)有的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(CBJll-89),中國建筑工業(yè)出版社,2005。
[2]包世華、方鄂華,《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》,清華大學(xué)出版社,2003。
1.1材料對超限高層建筑抗震設(shè)計的影響
質(zhì)量是建筑的核心,而建筑的抗震性能是體現(xiàn)建筑質(zhì)量的主要因素,對建筑質(zhì)量的影響極大,然而,在當(dāng)今超限高層建筑抗震設(shè)計中,卻由于由于多種原因造成抗震設(shè)計的質(zhì)量出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題,材料對其造成的影響只是其中一個重點(diǎn)要素。材料的影響主要現(xiàn)在材料的質(zhì)量、材料的不匹配等問題,在超限高層建筑工程設(shè)計中,有很多工作人員為某一己之私而在施工中用一些質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料,嚴(yán)重影響的建筑的抗震性能;另外,還有些工作人員在設(shè)計中會將一些其他的建筑抗震設(shè)計方案引入到該建筑物中,而由于建筑物的高度以及整體結(jié)構(gòu)都有所不同,導(dǎo)致出現(xiàn)“張冠李戴”的現(xiàn)象,與實(shí)際的建筑缺乏匹配度,導(dǎo)致超限高層建筑抗震設(shè)計受到了一定的影響,使建筑的安全性降低達(dá)不到超限高層建筑抗震的標(biāo)準(zhǔn)。
1.2平面結(jié)構(gòu)設(shè)計對超限高層建筑物抗震設(shè)計的影響
超限高層建筑物的平面結(jié)構(gòu)設(shè)計是與建筑物外形有著直接的聯(lián)系,當(dāng)然也與建筑物抗震設(shè)計有著密切的關(guān)系,同時超限高層建筑的平面設(shè)計與施工難度有著直接的聯(lián)系,然而,在當(dāng)今超限高層建筑平面設(shè)計中卻存在一定的問題,平面結(jié)構(gòu)設(shè)計引起的施工難度過大,而導(dǎo)致的超限高層建筑抗震的施工也受到了一定的阻礙,即使能順利施工也會因為結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理對超限高層建筑抗震性能造成一定的影響,在后期的使用中依舊存在重大的安全隱患[3]。另外,如果平面結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理,會造成無法準(zhǔn)確的確定超限高層建筑抗震的均衡點(diǎn)的位置,尤其是超限高層建筑設(shè)計中需要考慮的因素較多,可能會在平面結(jié)構(gòu)設(shè)計中會漏掉某些細(xì)節(jié)的設(shè)計,一些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)出現(xiàn)問題也會導(dǎo)致超限高層建筑整體的抗震性安全性受到一定的影響。
1.3受力體系對超限高層建筑抗震設(shè)計帶來的影響
受力體系是建筑抗震設(shè)計中需要考慮的重要因素,而且每個建筑的受力體系也各不相同,這與設(shè)計者的經(jīng)驗沒有太大的聯(lián)系,因此,在設(shè)計的過程中不能光憑經(jīng)驗來完成設(shè)計,而且,確實(shí)有這種情況發(fā)生,覺得自己有著多年的設(shè)計經(jīng)驗,就沒有詳細(xì)的對建筑受力體系進(jìn)行分析,通過以前的經(jīng)驗直接按部就班的放到設(shè)計里,最終導(dǎo)致建筑的受力體系與抗震設(shè)計發(fā)生了矛盾,造成超限高層建筑抗震的性能降低,使得建筑整體缺乏安全性和穩(wěn)定性。
2超限高層建筑抗震設(shè)計優(yōu)化
2.1做好超限高層建筑設(shè)計的前期工作
由第一部分得知,建筑材料對超限高層建筑設(shè)計抗震設(shè)計的影響及其的嚴(yán)重,因此在設(shè)計前要做好前期的準(zhǔn)備工作,主要對設(shè)計中涉及到的材料質(zhì)量、數(shù)量、規(guī)格等做好相應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計,通過對材料的了解再進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計,尤其是材料的性能參數(shù)一定要做好詳細(xì)的分析,因為有很多材料類型差不多,但是,還是有著細(xì)節(jié)上的差別。另外,還應(yīng)對超限高層建筑地點(diǎn)的地質(zhì)地貌、周邊環(huán)境等進(jìn)行詳細(xì)的分析,這些因素對超限高層建筑抗震設(shè)計也有著一定的影響。因此,要做好前期的材料搜集、整理的工作,要確保相關(guān)數(shù)據(jù)材料收集的全面性和準(zhǔn)確性。通過做好前期的準(zhǔn)備工作,不管是在超限高層建筑的整體設(shè)計還是對建筑的抗震設(shè)計需要將這些數(shù)據(jù)作為設(shè)計的基礎(chǔ),進(jìn)而確保設(shè)計過程中避免出現(xiàn)一些誤差。
2.2對超限高層建筑物平面結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化
超限高層建筑的設(shè)計要比平常的多層、高層的設(shè)計特點(diǎn)復(fù)雜的多,而且對超限高層建筑抗震設(shè)計的本身要求也特別高,因此,在這種情況下超限高層建筑抗震設(shè)計中,應(yīng)全面的考慮各種因素,將其作為優(yōu)化方案的因素。另外,在對超限高層建筑抗震設(shè)計的過程中,設(shè)計者要根據(jù)實(shí)際情況,再結(jié)合多種有關(guān)設(shè)計因素,如,抗震指數(shù)、施工方式等,設(shè)計出多種超限高層建筑抗震設(shè)計方案,然后再通過多種方案的相互比較,選擇出最優(yōu)化的方案,通過這種優(yōu)化方式,能更好的做好超限高層建筑的抗震設(shè)計,而且,以這種設(shè)計優(yōu)化方式,一旦發(fā)現(xiàn)方案中存在設(shè)計問題或安全隱患能及時的比較出來,并及時的改正,對建筑抗震性能具有很大的保障。
2.3明確超限高層建筑抗震設(shè)計中的受力體系
隨著社會不斷的發(fā)展,人們不僅對建筑的質(zhì)量要求提高了,同時也對建筑物的外觀有著一定的要求,美觀、大氣、上檔次是建筑外觀現(xiàn)出來的典型特點(diǎn),但是有很多建筑物只考慮到外觀設(shè)計,卻忽略了建筑的受力體系,對建筑物的抗震性能帶來直接的影響,如果這種現(xiàn)象出現(xiàn)在超限高層建筑的設(shè)計中,勢必會為建筑物帶來更大的安全隱患,因此,在對超限高層建筑物抗震設(shè)計中一定要明確建筑物的受力體系。建筑的外觀要求是要滿足的,而在達(dá)到這個要求的同時,還需要設(shè)計者充分考慮到超限高層的抗震設(shè)計,要盡量以后者為主,畢竟后者是關(guān)乎到建筑物使用的安全性??梢酝ㄟ^力學(xué)的知識來尋找超限高層建筑抗震設(shè)計受力體系中的平衡點(diǎn),以此來實(shí)現(xiàn)超限高層建筑的抗震要求。
3結(jié)語
在發(fā)生地震時,地震源向地表傳遞地震波,建筑物受地震波的影響,特別是對民用建筑物影響,會出現(xiàn)建筑物搖動、結(jié)構(gòu)發(fā)生振動、變形、甚至倒塌。所以,消能減震技術(shù)在建筑物的應(yīng)用是緩解地震災(zāi)害沖擊的重要選擇。消能減震技術(shù)簡單的來說,就是通過技術(shù)手段把地震災(zāi)害直接與建筑物的能量降低、減弱,把建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)支撐點(diǎn)、剪力墻等構(gòu)件設(shè)計成耗能部件,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與建筑上部結(jié)構(gòu)分離,通過耗能桿和阻尼器,防止地震能量向建筑物上部輸入,達(dá)到保護(hù)建筑安全的目的。
2民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要消能減震技術(shù)措施
民用建筑的消能減震措施非常之多,有對地基進(jìn)行特殊處理的,有設(shè)置抗震裝置的,也有對建筑結(jié)構(gòu)上層進(jìn)行設(shè)計的等。但在實(shí)際運(yùn)用中,一個建筑物有可能都應(yīng)用了以上幾種措施,有些會更多。但總的來說,建筑物的消能減震設(shè)計關(guān)鍵還在于地基采用的特殊減震材料和建筑隔震層的設(shè)計。
2.1建筑消能建筑材料的應(yīng)用
消能減震材料的應(yīng)用主要作用于建筑的地基,地震對建筑物的直接作用也是地基,所以建筑物要達(dá)到消能減震的最佳效果是在地基上做一些主要的設(shè)計,這樣也是最能達(dá)到效果,也是最直接的處理手段。建筑地基的隔震,通常是通過鋪設(shè)一些特殊的材料來削弱地震時的地震波,把地震產(chǎn)生的能量吸收一部分,達(dá)到消除地震波對上層建筑的破壞。在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,消能減震措施都使用傳統(tǒng)的施工工藝,主要的材料是粘土和砂子,或者在地基上直接使用粘土和砂子墊層。隨著科學(xué)的發(fā)展進(jìn)步,國際上很多建筑物把瀝青作為消能建筑的材料,并且達(dá)到很好的效果,現(xiàn)今已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
2.2建筑基礎(chǔ)設(shè)置減震裝置和隔離層的應(yīng)用
減震裝置和隔離層這種消能減震措施主要應(yīng)用于建筑物在地基與建筑上部連接之間,減震裝置的設(shè)置可以對地震能量降低2/3左右,通常采用的辦法有摩擦滑移隔震、粘彈性隔震等,應(yīng)用比較靈活,對材料沒有局限,可根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。建筑隔離層與隔離裝置相比效果不是非常明顯,它減震的效果在2/10左右,它的作用無法參與到建筑設(shè)計的整體中去,因此減震效果明顯差一些。但它適用于舊房的減震改建,施工簡單、易操作。所以兩者都是我們設(shè)計者值得關(guān)注的,充分體現(xiàn)它們的區(qū)別和作用是關(guān)鍵。
3對于建筑物消能減震技術(shù)的主要措施
3.1消能減震技術(shù)應(yīng)用的加固措施
近年來,自然災(zāi)害對建筑的損壞受到大部分人的關(guān)注,也是大家都關(guān)心的問題。隨著這種安全意識的加強(qiáng),民用建筑抗震加固是人們迫切的需求。消能減震的應(yīng)用也直接關(guān)系到人民生命財產(chǎn)的安全,所以在設(shè)計的時候,要在地基部分采用特殊材料處理之外,還需要設(shè)計減震裝置甚至是減震層來削弱地震對建筑物的作用力,確保能有效的對抗地震等自然災(zāi)害。針對建筑物的抗震加固,我們一定要根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計和基礎(chǔ)條件等因素來完成相應(yīng)的工作。
3.2在建筑物性能和需求的消能減震措施
在建筑物的消能建筑設(shè)計方法上,我們需要根據(jù)建筑物的基本性能和消能需求等作出有效的設(shè)計措施。而混合消能支撐系統(tǒng)(VD-BRB系統(tǒng))是我們選擇的最佳措施,它的主要設(shè)計方法是在建筑物的底層配置防屈曲消能支撐,并在其它的建筑層配置粘滯阻尼器。所以在我們對建筑物進(jìn)行消能減震設(shè)計的過程中,要精確進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗算,在保證建筑物變形的最大限度、結(jié)構(gòu)的最大承載力等是否符合規(guī)范要求,用最有力的數(shù)據(jù)來判斷消能減震技術(shù)的可行。如果可行,就需要我們確定阻尼器的數(shù)量和最大優(yōu)化它的布置方式,保證結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)先驗算的結(jié)果;如果不能滿足建筑物性能和需求的,需要我們及時調(diào)整方案,增加阻尼器的數(shù)量和布置方式進(jìn)行消能減震加固。所以混合消能支撐系統(tǒng)(VD-BRB系統(tǒng))是建筑物面對不同的性能和需求時,可以實(shí)現(xiàn)有效的管控,因為它的變量只有阻尼器的變化,可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計和應(yīng)用。所以它的有效主要體現(xiàn)在以下幾個方面;
1)混合消能支撐系統(tǒng)(VD-BRB系統(tǒng))有比較高的性價比;
2)對地震波能力可以第一時間反應(yīng)和削弱消耗,降低建筑本身對抗的風(fēng)險;
3)可配置子阻尼器合理的在各種自然災(zāi)害中發(fā)揮作用;
4)采用改進(jìn)的基于性能和需求的消能減震方法進(jìn)行加固設(shè)計比較便捷。
5)阻尼器的應(yīng)用有利于改善結(jié)構(gòu)薄弱層的抗震性能;
一、建筑設(shè)計與建筑抗震設(shè)計的關(guān)系
建筑的抗震設(shè)計以及抗震性能的高低與人民群眾的生命財產(chǎn)安全有著直接聯(lián)系,而建筑抗震設(shè)計又是以建筑設(shè)計為基礎(chǔ)的。這是由于建筑結(jié)構(gòu)是基于建筑設(shè)計的,當(dāng)建筑設(shè)計完成后建筑結(jié)構(gòu)就難以改變。因此建筑設(shè)計師在建筑設(shè)計前期就應(yīng)該充分考慮到建筑抗震設(shè)計的需求。
二、基于建筑抗震設(shè)計的建筑設(shè)計措施
(一)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的對稱原則
我國出臺的建筑抗震設(shè)計規(guī)范中指出,我國建筑抗震的設(shè)計目標(biāo)是小震不壞,中震可修,大震不倒。對于建筑師和結(jié)構(gòu)工程設(shè)計師來說,在進(jìn)行建筑工程設(shè)計師應(yīng)該秉持著簡單、規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)原則。一般方形、圓形、為主。建筑的豎向形態(tài)的變化要規(guī)則,一般可以選擇矩形、梯形等變化均勻的形狀。對稱結(jié)構(gòu)建筑在地震地面平動作用下一般只會出現(xiàn)平移震動,建筑內(nèi)部構(gòu)件出現(xiàn)測位移量,內(nèi)部構(gòu)件受力均衡;而非對稱結(jié)構(gòu)的建筑則會由于剛心和質(zhì)心不重合,在地面平動的過程中也會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動。如建筑內(nèi)部的構(gòu)建離剛心較遠(yuǎn)就會由于超出變形極限而出現(xiàn)損壞,進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)一側(cè)失效而倒塌。
(二)注重建筑構(gòu)件與連接點(diǎn)處質(zhì)量
在建筑工程設(shè)計和施工過程中建筑構(gòu)件的合理配置以及連接點(diǎn)處的質(zhì)量與建筑施工安全質(zhì)量存在直接的聯(lián)系。并且在新型建筑材料問世的同時建筑物的外部設(shè)計大都匯采用新型建筑材料,例如大理石、瓷磚等。而建筑室內(nèi)裝飾也會使用到吊頂?shù)燃夹g(shù)。這些室內(nèi)以及立面裝飾本身存在抗震性能的問題,并且其與建筑主體的牢固連接也是抗震設(shè)計的關(guān)鍵。近幾年有部分國外高層建筑在發(fā)生地震時下起了“玻璃雨”,建筑的玻璃幕墻由于地震導(dǎo)致破損。這是由于當(dāng)前所使用的玻璃幕墻還無法適應(yīng)地震中產(chǎn)生變形和扭轉(zhuǎn)。因此建筑如要采用玻璃幕墻則必須保證玻璃幕墻的強(qiáng)度與變形能力。在其與建筑主體連接處要設(shè)計為能夠在水平向?qū)崿F(xiàn)變位能力的構(gòu)造,從而在地震時玻璃幕墻能夠與建筑物地震變形脫離,減少玻璃幕墻的損壞。另外,在建筑設(shè)計中內(nèi)隔墻、玻璃隔斷等結(jié)構(gòu)件的設(shè)計中也要充分考慮其與建筑主體連接點(diǎn)的牢固性,保證其抗震性能。
(三)關(guān)注建筑頂部抗震
在高層或超高層的建筑設(shè)計過程中,建筑的頂部抗震設(shè)計是十分關(guān)鍵的。當(dāng)前高層或超高層建筑的屋頂普遍存在過高和過重的問題。屋頂過高或過重會導(dǎo)致建筑變形加重,進(jìn)而強(qiáng)化了地震的破壞作用。對于屋頂建筑以及下層建筑物的安全性能有著極大的負(fù)面影響。如建筑的屋頂與下層建筑的重心沒有位于同一條直線上,那么建筑屋頂?shù)目箓?cè)力墻也會與下層建筑的抗側(cè)力墻出現(xiàn)分離,當(dāng)?shù)卣鸪霈F(xiàn)時則會加劇損壞。因此在高層或超高層建筑設(shè)計中應(yīng)該使用新型高強(qiáng)度輕質(zhì)的建筑材料,盡可能保證屋頂?shù)闹匦呐c下層建筑的重心位于通一條直線。當(dāng)建筑屋頂?shù)妮^高時要保證其抗震定性,緩解地震帶來的變形作用。
(四)建筑豎向布置
建筑豎向布置主要體現(xiàn)在建筑物的高度結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及剛度的設(shè)計中,特別是在高層或超高層建筑中建筑的豎向布置對于建筑抗震設(shè)計來說更加重要。建筑樓層的使用功能差異導(dǎo)致建筑物樓層分布的質(zhì)量和剛度均不一致,例如樓層包括游泳池、會議室、健身房等。樓層的功能需求導(dǎo)致樓層上下之間的剛度差異過大。高層建筑中剛度最差的樓層的抗震性能最為薄弱,在出現(xiàn)地震時即為變形嚴(yán)重的薄弱層。在建筑設(shè)計中由于樓層功能不同導(dǎo)致的墻體不連續(xù),柱子不對稱等極大的限制了抗震性能。因此在建筑抗震設(shè)計中應(yīng)該盡量保證豎向的剛度分布靠近,尤其是在結(jié)構(gòu)上剛度轉(zhuǎn)換層更加要著重注意。
三、結(jié)束語
(1)城鎮(zhèn)色彩是體現(xiàn)城市個性的重要載體。
城鎮(zhèn)個性是一個城市在其發(fā)展過程中逐漸形成的區(qū)別于其他城鎮(zhèn)的自然與人文特點(diǎn),而城鎮(zhèn)色彩因其獨(dú)特的表達(dá)方式,直觀亮麗地彰顯了一個城鎮(zhèn)的內(nèi)涵和價值追求,使建筑色彩和地域特征有機(jī)結(jié)合,形成渾然天成的統(tǒng)一體,充分展現(xiàn)城市個性和特點(diǎn)。因此,城市個性離不開城鎮(zhèn)色彩的表達(dá),城鎮(zhèn)色彩是體現(xiàn)城鎮(zhèn)性的重要載體。如南方建筑多用黑瓦白墻的元素,北方地區(qū)市民就未必感到舒適,因為北方民族的粗獷豪放,更需要灰黃色來表達(dá)他們內(nèi)在的文化要求,反之亦然。所以,城鎮(zhèn)色彩在表達(dá)城鎮(zhèn)個性方面具有重要意義。
(2)城鎮(zhèn)色彩體現(xiàn)了現(xiàn)代文明的成果。
過去,由于思想觀念和材料、技術(shù)等限制,人們對建筑色彩的選擇大多被動的,即使有好的創(chuàng)想,也因條件限制而無法實(shí)現(xiàn)。進(jìn)入21世紀(jì)以來,由于新材料、新技術(shù)、新工藝的發(fā)明、發(fā)展與普及,人們可利用的材料技術(shù)已達(dá)到一定水平,完全可按照自己的意愿來選擇建筑的色彩。新型城鎮(zhèn)化是一項造福百姓的利民工程,既要從發(fā)展經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)社會進(jìn)步和滿足百姓生活、生產(chǎn)需要出發(fā)搞好規(guī)劃設(shè)計,更要以城鎮(zhèn)形象為主導(dǎo),注重規(guī)劃及建筑設(shè)計的細(xì)節(jié)和特色,通過城鎮(zhèn)色彩的規(guī)劃設(shè)計,將現(xiàn)代文明成果吸收應(yīng)用到中小城鎮(zhèn)建設(shè)中來。因此,城鎮(zhèn)色彩不僅是一個技術(shù)問題,也是現(xiàn)代文明的一種體現(xiàn)。
(3)城鎮(zhèn)色彩是傳承歷史文化的符號。
新型城鎮(zhèn)都是以原有城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村為基礎(chǔ)而興起、發(fā)展,或者根據(jù)經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要拓荒開墾的,即都有城鎮(zhèn)興建和發(fā)展自身獨(dú)特的歷史緣由。同時,生活在一起的群體,也必然因自然環(huán)境、生活習(xí)俗、人文故事等而形成一定的文化背景,構(gòu)成一個城鎮(zhèn)獨(dú)特的歷史文化。這些歷史文化是城鎮(zhèn)建立、發(fā)展和壯大的內(nèi)核和基礎(chǔ)。傳承這些歷史文化是新型城鎮(zhèn)建設(shè)的重要職能和任務(wù)。傳承這些歷史文化的方式很多,其中城市色彩就是最直觀、最有特點(diǎn)的一種載體。比如,哈爾濱以米黃、黃白為代表的城市色彩,表明了其受西方建筑影響、兼容中西文化的獨(dú)特歷史文化背景;成都以復(fù)合灰為建筑主色調(diào),代表了當(dāng)?shù)匦蓍e從容、兼受并蓄的城市風(fēng)格,等等。因此,中小城鎮(zhèn)應(yīng)以自身歷史文化特色為基礎(chǔ)來規(guī)劃設(shè)計城鎮(zhèn)色彩,讓色彩來訴說自身的歷史文化故事。
(4)城鎮(zhèn)色彩有助于提升居民生活質(zhì)量。
色彩不僅裝扮了城市的美麗,同時對居民生活質(zhì)量也具有重要影響。協(xié)調(diào)、亮麗、養(yǎng)眼的城市色彩,可以使人心情舒暢、賞心悅目。反之,雜亂的色彩則會使人產(chǎn)生不安、煩躁情緒,甚至暴力傾向。據(jù)報道,日本東京的市民曾因?qū)卉?、出租車、霓虹燈以及玻璃幕墻等絢爛的色彩感到反感,而出現(xiàn)頭暈?zāi)垦?、心緒煩躁等癥狀,最后導(dǎo)致群體集會示威,迫使政府不得不采取措施糾正城市色彩亂象,安撫市民的煩躁和不安情緒。由此可見,雜亂的色彩對人的心理及身體健康能夠產(chǎn)生不良影響,反之,和諧、美好、悅目的色彩則有助于提升人們的生活質(zhì)量。
2城鎮(zhèn)色彩設(shè)計原則
(1)與自然環(huán)境相和諧的原則。
城鎮(zhèn)色彩首先要與自然環(huán)境色彩相協(xié)調(diào)。城鎮(zhèn)色彩的協(xié)調(diào)主要包括兩個方面,一是,指人工色與自然色或與城市自然環(huán)境色彩的協(xié)調(diào);二是,指人工色與自然色或與城市建筑環(huán)境色的協(xié)調(diào)。就哈爾濱等北方城市而言,春天的翠綠、夏天的深綠、秋天的五花山色、冬天的皚皚白雪,都是大自然賜予的天然美色。與之相適應(yīng),哈爾濱城市的米黃、黃白色彩,與大自然的天然色彩相互襯托、照應(yīng),顯得十分和諧、自然,給人自然舒適、溫暖的感覺。因此,城鎮(zhèn)色彩一定要與自然環(huán)境色彩相和諧,實(shí)現(xiàn)人工色與自然色的和諧統(tǒng)一。
(2)彰顯城鎮(zhèn)歷史文脈的原則。
一個城鎮(zhèn)色彩的形成有其歷史文化淵源,當(dāng)時的人們之所以選中某一色彩作為城鎮(zhèn)的主色調(diào),必然有其歷史文化的原因。也許這種選擇附帶的歷史文化背景不像我們想象的那么深厚,但是隨著時間的推移,這種城鎮(zhèn)色彩逐漸印入這個城鎮(zhèn)人群的腦海和記憶之中,成為這個城鎮(zhèn)不可代替的一個重要記憶符號,一種城鎮(zhèn)文化的載體。遠(yuǎn)離家鄉(xiāng)的游子,離不開對家鄉(xiāng)城鎮(zhèn)色彩的記憶,一旦這種色彩改變,游子歸來,就有找不到記憶中家鄉(xiāng)的感覺。城鎮(zhèn)色彩和舌尖上的味道一樣成為人們對家鄉(xiāng)最深刻的記憶。因此,城鎮(zhèn)建設(shè)應(yīng)盡量保持其傳統(tǒng)色調(diào),以顯示其歷史文化的真實(shí)性;新興城鎮(zhèn)選定主色調(diào)后,要持之以恒地堅持下去,不要輕易改變。
(3)服務(wù)城鎮(zhèn)功能區(qū)分原則。
城鎮(zhèn)功能是城鎮(zhèn)建設(shè)的基礎(chǔ)和根本所在,失去城鎮(zhèn)功能,城鎮(zhèn)色彩也就失去了依附的主體。城鎮(zhèn)色彩再重要,也要服從城鎮(zhèn)的功能的需要。作為中小城鎮(zhèn),因其功能過于單一和簡單,可能不需要更多層次的色彩變化來體現(xiàn)城鎮(zhèn)功能的區(qū)別,但是,城鎮(zhèn)色彩仍然有其鑒別和表現(xiàn)意義。應(yīng)遵循城鎮(zhèn)色彩選擇的通行原則,如從城市區(qū)域劃分來說,市行政中心(或廣場)的色彩,要凝重;商業(yè)區(qū)的色彩要活躍;居住區(qū)的色彩要靜雅;旅游區(qū)的色彩要醒目。同時,城市單體建筑的色彩也要服從其功能,如立交橋等大型基礎(chǔ)設(shè)施,要保持混凝土質(zhì)樸本色;高層的辦公寫字樓,既要彰顯個性,又不宜采用輕浮、跳躍的色彩;街頭電話亭、候車亭等臨時性公共設(shè)施,則以亮麗、明快,引人注目的色彩為主。
3城鎮(zhèn)色彩設(shè)計方法
(1)開展當(dāng)?shù)厣收{(diào)查,分析地域色彩特色。
開展城鎮(zhèn)色彩規(guī)劃設(shè)計,首先要通過調(diào)研,分析研究當(dāng)?shù)厣侍攸c(diǎn),找出色彩形成變化規(guī)律,為規(guī)劃設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。一是做好進(jìn)行實(shí)地色彩調(diào)查。色彩是一種具有地域特性的視覺現(xiàn)象,每個地區(qū)都有其獨(dú)特的自然色。要進(jìn)行色彩設(shè)計,首先要從田野、山河、天空中,去廣泛提取可用于建筑色彩中的自然色,取得色彩數(shù)據(jù),為進(jìn)行色彩設(shè)計做好準(zhǔn)備。二是,調(diào)查當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)色彩。每個地方的色彩都有鮮明的當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn),體現(xiàn)著一個地方的歷史文化傳統(tǒng)。因此,一定要從調(diào)查當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)色彩入手,以傳統(tǒng)服飾、建筑裝飾、飲食文化、企業(yè)產(chǎn)品等為重點(diǎn),著力尋找具有本土特色的傳統(tǒng)色彩,以繼承傳統(tǒng),推陳出新,優(yōu)先選用這些具有“優(yōu)越感”且不容易造成觀眾反感的傳統(tǒng)色彩。
(2)搜集地理氣象資料,分析當(dāng)?shù)丶竞蜃兓?/p>
色彩不是物體所固有的,它是物體有選擇的吸收和反射可見光波所產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象。因此,一定要對當(dāng)?shù)氐乩須庀笄闆r進(jìn)行深入研究,結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境和氣候特征,參考各種色彩的自然屬性,有針對地進(jìn)行色彩設(shè)計,以追求理想的色彩效果。比如,成都市因常年有霧靄縈繞,空氣濕度較大,日照時間短,宜于選用中明度低艷度的灰色作為城市的主色調(diào);而哈爾濱氣候干燥、寒冷時間較長,選擇米黃、黃白的淺色調(diào),則給人溫暖的感覺,等等。這些都說明,當(dāng)?shù)氐乩須庀髼l件對城鎮(zhèn)色調(diào)具有重要影響。
(3)掌握最新建材信息,結(jié)合實(shí)際靈活運(yùn)用。
建筑材料是建筑色彩的載體,同一色彩在不同的建筑材質(zhì)上會產(chǎn)生不同色彩感受。目前,新型建筑材料發(fā)展十分迅速,許多新材料、新技術(shù)給建筑色彩提供了廣闊的選擇空間。要全面掌握最新建筑材料發(fā)展動態(tài),利用最新的材料和技術(shù),為城鎮(zhèn)色彩設(shè)計提供技術(shù)支撐。同時,還有研究各種建筑材料的特點(diǎn)屬性。因為建筑材料產(chǎn)地不同,所用材質(zhì)往往來自當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境,比如黏土磚、天然石材、木料等。這些材料因生長和形成地域不同而具有相應(yīng)的獨(dú)特性狀,在異地使用很可能會發(fā)生一些變化,導(dǎo)致色彩出現(xiàn)偏差。因此,最好采用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的建筑材料,使城鎮(zhèn)色彩與建筑材料更好地融合。
(4)關(guān)注色彩流行趨勢,做城鎮(zhèn)色彩的引領(lǐng)者。
應(yīng)該說,傳統(tǒng)城鎮(zhèn)色彩是經(jīng)過多年自然選擇后留下的具有代表性的色彩,它代表著一個地區(qū)和城鎮(zhèn)的色彩主流,應(yīng)該得到傳承和發(fā)揚(yáng),但是城鎮(zhèn)色彩也不是一成不變的,也需要在發(fā)展變化中不斷得到提升和完善。當(dāng)今社會發(fā)展很快,各種新奇事物層出不窮,城市色彩亦然。要時刻關(guān)注國內(nèi)外最新的城鎮(zhèn)色彩發(fā)展動態(tài),學(xué)習(xí)和借鑒最新的城鎮(zhèn)色彩流行趨勢和創(chuàng)意,用來豐富城鎮(zhèn)色彩設(shè)計的規(guī)劃與實(shí)踐。與時俱進(jìn),推陳出新,是城鎮(zhèn)色彩規(guī)劃與設(shè)計標(biāo)新立異、獨(dú)出心裁、彰顯個性的必然選擇。
(5)精心編制色彩規(guī)劃,科學(xué)論證力求完善。
在通過調(diào)研、搜集資料獲得充足的色彩基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之后,要組織專門的色彩設(shè)計師對城鎮(zhèn)色彩進(jìn)行全面深入的規(guī)劃設(shè)計。要借助相關(guān)專業(yè)設(shè)備和軟件,通過科學(xué)的方法對前期收集的色彩數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)研究分析,提出城鎮(zhèn)色彩規(guī)劃設(shè)計文件,報請城市建設(shè)主管部門,組織有關(guān)專家和領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行論證分析。編制色彩規(guī)劃要科學(xué)、周密、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致,組織論證全面、深入、廣泛、客觀,力爭使城鎮(zhèn)色彩規(guī)劃設(shè)計方案達(dá)到最優(yōu)化。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:高層建筑;抗震;結(jié)構(gòu)設(shè)計;理論
中圖分類號:[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 我國的高層建筑發(fā)展歷程
上世紀(jì)80年代,我國高層建筑在設(shè)計計算機(jī)施工技術(shù)等領(lǐng)域快速發(fā)展,100m左右及以上的將建筑快速發(fā)展,多以鋼筋為主要材料,在層數(shù)與高度增加的同時,功能與類型也日益增多。各大城市幾乎都建立了具有各自特色的建筑,以上海錦江飯店為代表:高度達(dá)到153.52m,全部采用的鋼結(jié)構(gòu)體系;而深圳的發(fā)展中心大廈有43層,高度達(dá)到165.3m,算上天線高度達(dá)到185.3m,是我國第一幢大型的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。到了90年代,我國的高層建筑結(jié)構(gòu)從設(shè)計到施工進(jìn)入到一個新的階段,除了體系與材料的多樣化,高度上也有了質(zhì)的飛躍。在1995年完工的深圳地王大廈,共有81層,高度達(dá)到385.95m,居世界第四高。
2 建筑抗震的理論
2.1 建筑結(jié)構(gòu)的抗震規(guī)范
一般的抗震規(guī)范都是各國結(jié)合具體的情況進(jìn)行的經(jīng)驗總結(jié),是指導(dǎo)抗震設(shè)計的法定文件,及反應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的發(fā)展水平,也反映了各個國家的抗震經(jīng)驗。盡管抗震理論不斷完善,技術(shù)水平也在不斷地提高,但是必須要有實(shí)踐的指導(dǎo),要將建筑工程的安全性放在首要位置,容不得任何的大意與疏忽。基于這一認(rèn)識,現(xiàn)代建筑部分條文被列為強(qiáng)制條文,使用了“嚴(yán)禁、不得”等絕對性的字眼,同時也有不同條文有較大的自由空間。
2.2 建筑抗震設(shè)計的理論
當(dāng)前建筑抗震設(shè)計的理論主要分為擬靜力理論、反應(yīng)譜理論及動力理論。擬靜力理論起源于20世紀(jì)10~40年代出現(xiàn)的理論,在估測地震對結(jié)構(gòu)的影響時,假設(shè)結(jié)構(gòu)為剛性,地震水平作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的質(zhì)量中心,地震力的大小當(dāng)于結(jié)構(gòu)的重量乘以一個比例常數(shù)(地震系數(shù))。
反應(yīng)譜理論是在上世紀(jì)40-60年展起來的,以強(qiáng)地震動加速度觀測記錄的增多與對地震地面運(yùn)動特性的進(jìn)一步了解,及結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ),是加理工學(xué)院的學(xué)者對地震加速度記錄的特性進(jìn)行分析后獲得的成果。
動力理論是上世紀(jì)70-80年代的應(yīng)用較為廣泛的地震動力理論,是在60年代以來電子計算機(jī)技術(shù)與試驗技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ),人們對各類結(jié)構(gòu)在地震作用下的線性與非線性的反應(yīng)過程也有了較多的了解,隨著強(qiáng)震觀測臺的增加,各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)記錄也在不斷地增加。進(jìn)一步動力理論也稱地震時程分析理論,它將地震作為一個時間過程,選擇具有代表性的地震加速度時過程作為地震動輸入,建筑物簡化為多自由度體系,計算得到每一時刻建筑物的地震反應(yīng),完成設(shè)計工作。
3 高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 必要的抗震對策
在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中國,出了要考慮到概念的設(shè)計,還要進(jìn)行驗算,結(jié)合地震的情況,要在高度允許的范圍內(nèi)建造,增加結(jié)構(gòu)的延性。在當(dāng)前的抗震設(shè)計中,抗震驗算及構(gòu)造與措施等角度入手進(jìn)行分析,提高結(jié)構(gòu)的抗震性與消震性能。建立地震力與結(jié)構(gòu)延性互相影響的雙重設(shè)計指標(biāo),直到達(dá)到預(yù)期的抗震效果。當(dāng)前強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用已得到普遍的認(rèn)可。
3.2 高層建筑的抗震設(shè)計思想
在《建筑抗震規(guī)范》中有明文規(guī)定,建筑的抗震設(shè)防要符合“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求。所謂的“三水準(zhǔn)”就是指“小震不壞,中震可修,大震不倒”。當(dāng)遇到第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震時,結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段,建筑物可以正常使用。一般情況下,建筑物不會被損害,也不需要修理即可使用。所以,高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計要滿足地震頻發(fā)下的承載力極限,要求建筑的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遇到第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時,結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段,建筑物結(jié)構(gòu)會發(fā)生損害,但是不經(jīng)修理或者簡單修理就可以繼續(xù)使用。所以,建筑結(jié)構(gòu)必須要有足夠的延性能力,不會出現(xiàn)脆性破壞。當(dāng)發(fā)生第三設(shè)防烈度地震的情況下,就是遇到本地區(qū)地震極限外的情況,結(jié)構(gòu)會受到非常嚴(yán)重的損害,但是結(jié)構(gòu)的非彈性變形距離倒塌仍有一段距離,不致產(chǎn)生危及生命的損害,保障了居住人員的安全。所以在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,要保證建筑的足夠變形能力,其彈塑變形要在規(guī)范的數(shù)值之內(nèi),保證結(jié)構(gòu)良好的抗震性能。三個水準(zhǔn)烈度的地震作用水平是根據(jù)不同超越概率進(jìn)行區(qū)分的,一般情況下是:
多遇地震:50年超越概率63.2%,重現(xiàn)期50年;設(shè)防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重現(xiàn)期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重現(xiàn)期1641-2475年,平均約為2000年。
從高層建筑的抗震水準(zhǔn)來看,設(shè)防的要求是通過“兩個階段”設(shè)計來實(shí)現(xiàn)的,具體方法如下:第一環(huán)節(jié),第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動參數(shù),提前計算出高層建筑結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng),與風(fēng)力、重力荷載進(jìn)行高效組合。同時引入承載力抗震調(diào)整系數(shù),進(jìn)行構(gòu)件截面的準(zhǔn)確射擊,進(jìn)而達(dá)到第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求;然后是運(yùn)用同一地震參數(shù)計算出結(jié)構(gòu)的層間位移角,使其可以在抗震規(guī)范設(shè)定的限值之內(nèi);同時采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造對策,確保結(jié)構(gòu)可以有足夠的延性、變形能力與塑形耗能,進(jìn)而達(dá)到第二水準(zhǔn)的變形目的。而第二階段則是運(yùn)用與第三水準(zhǔn)對應(yīng)的地震動參數(shù),算出結(jié)構(gòu)的彈塑性層間位移角,使其在抗震規(guī)范的限值之內(nèi),然后進(jìn)行必要的抗震構(gòu)造對策,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)第三水準(zhǔn)的防倒塌目的。
3.3 現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法
在《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中對各類的建筑結(jié)構(gòu)的抗震計算應(yīng)該采用的方法都有明確的規(guī)定:高度要在40m之內(nèi),以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu),以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu),可采用底部剪力法等簡化方法;除1款外的建筑結(jié)構(gòu),宜采用振型分解反應(yīng)譜方法;特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑,應(yīng)采用時程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計算,可取多條時程曲線計算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的較大值。
結(jié)語
地震是威脅較大的天災(zāi)之一,必須要加強(qiáng)防御,從上文的分析中我們可以看到,高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計必須要在要求的限值之內(nèi),保證結(jié)構(gòu)的良好性能,提高建筑的使用性能。
參考文獻(xiàn)
[1]朱鏡清.結(jié)構(gòu)抗震分析原理[M].地震出版社,2002.
[2]李彬.對于高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2012(02).
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);抗震;設(shè)計;措施
中圖分類號:TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
地震災(zāi)害涉及到人類的生命和財產(chǎn)安全,是人類生活面臨的重要的問題,也是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的主題之一。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,必須充分考慮到抗震設(shè)計,這已經(jīng)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)非常重要的位置,在設(shè)計時只有采取適當(dāng)?shù)拇胧?,以防止地震對建筑物的造成的巨大破壞,為減少地震的損失與危害在設(shè)計上做出應(yīng)有的貢獻(xiàn),以保護(hù)人民的生命和財產(chǎn)安全。
一、 建筑結(jié)構(gòu)抗震的重要性
在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計,首先能夠保證人員的生命安全,為內(nèi)部人員的逃生以及求救爭取寶貴的時間; 其次,強(qiáng)化了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計,增加了建筑結(jié)構(gòu)的抗震性,也將是建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命得到提升,使其利用價值得到不同程度的飛躍。建筑的基本功能是供人們居住,隨后才是審美價值的體現(xiàn)。就建筑的基本功能來說,其能夠供人居住的首要前提是安全,包括使用安全以及建筑物自身的安全。也就是說,建筑物只有在保證了自身安全的前提之下,才能夠供人們使用。因此,在建筑物的設(shè)計和建設(shè)過程中,往往需要對影響建筑安全性的因素作全方位考慮。地震作為一種不可預(yù)知的自然災(zāi)害,其對建筑物安全性能的影響極大。而建筑物的安全一旦遭受威脅,必然會出現(xiàn)倒塌事件,從而砸傷和掩埋生命,給人們帶來物質(zhì)和精神上的雙重?fù)p失。因此,建筑物在建設(shè)初期就必須做好抗震的準(zhǔn)備工作,從根本上確保人們的生命和財產(chǎn)安全。
二、提高建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的措施
1、合理選址以提高建筑物的抗震能力
地震發(fā)生時,如果建筑物本身抗震能力弱,結(jié)構(gòu)不堅固或者建筑剛性強(qiáng)而韌性不足,很容易遭到嚴(yán)重的破壞神之倒塌。如果建筑物選址不合理,地基建在地質(zhì)不穩(wěn)固的地方,地震會引起地表的地裂和錯動以及地面沉降,這種破壞在地基不穩(wěn)固的地方更加明顯,因此合理選址以提高建筑物的抗震能力非常重要。在建筑物選址時,易選擇地層穩(wěn)固地帶,應(yīng)盡量避開地質(zhì)不穩(wěn)固的地方,如斷層帶、地下采空區(qū)、地下水空洞區(qū)、易液化土等地方。如果沒有條件避開上述不適合建造建筑物的地區(qū)時,應(yīng)采取相應(yīng)的抗震應(yīng)對措施。依據(jù)國家對建筑物抗震的類別等級,采取人工加固地基、注意建筑結(jié)構(gòu)的整體性、建筑物的外形勻稱、建筑物的結(jié)構(gòu)簡單減輕建筑物自重等,都可以消除地基液化沉陷。還有一種特殊的地質(zhì)構(gòu)造,那就是在地基的主要受力層內(nèi)還存在土質(zhì)較軟的粘性土層或者不均勻的土層面時,這種地質(zhì)構(gòu)造若發(fā)生地震,地基會發(fā)生不均勻沉降。在此種地質(zhì)構(gòu)造地帶施工時,應(yīng)采用樁基和加強(qiáng)基礎(chǔ)的措施來加固地基。
2、使用科學(xué)的結(jié)構(gòu)形式
目前,我國常用的建筑結(jié)構(gòu)有:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼混結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)。防裂度和地區(qū)不同都是造成結(jié)構(gòu)不同的主要因素, 通常鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力相對較強(qiáng),由于自身柔韌性較好, 所以鋼筋混凝土在建筑物變形能力控制中,具有良好的承載能力。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,必須根據(jù)抗震要求以及功能特征選用合理的結(jié)構(gòu)方案,在審核結(jié)構(gòu)體系中,也必須考慮結(jié)構(gòu)側(cè)移度,特別是高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計。隨著高層建筑結(jié)構(gòu)高度增加,不僅會讓建筑結(jié)構(gòu)在地震作用以及其他負(fù)荷作用影響下增大水平位移,也會讓建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)移的剛度增加。而對于不同的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系、組成方式、構(gòu)建以及受力特征,在抵抗側(cè)移剛度等方面都具有很大的差異性,所以在使用中,必須根據(jù)具體情況,選用合理的高度。
3、強(qiáng)化設(shè)計質(zhì)量
由于地震具有超強(qiáng)的危害性,所以在地震設(shè)計時,必須注重各項影響因素。由于我國建筑設(shè)計水平相對落后,很多建筑結(jié)構(gòu)使用的方案不夠合理,在不能科學(xué)布置建筑結(jié)構(gòu)方案的過程中,不僅增加了建筑成本和自身重量,也加大了地震危害。因此,在建筑抗震設(shè)計中,必須正確運(yùn)用抗震理論,根據(jù)相關(guān)設(shè)計原則,不斷保障或者提高建筑結(jié)構(gòu)可靠性與安全性。具體原則包括:努力降低地震作用時結(jié)構(gòu)位移與扭轉(zhuǎn),并且建筑結(jié)構(gòu)必須擁有足夠的剛度;結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力相對較高,同時具有足夠的耗能能力與延性。在這過程中,延性大說明變形能力相對較高,承載力與強(qiáng)度減小速度緩慢,不能有足夠的空間吸收,還能耗散地震能量,從自身結(jié)構(gòu)避免坍塌。
4、選擇合理的建筑材料
在設(shè)計階段,要進(jìn)行抗震分析和計算,在選擇建筑材料時,要對其參數(shù)進(jìn)行可靠度分析,也要充分考慮材料參數(shù)的變異性,而且盡可能選擇自振頻率不同的材料,避免在地震作用時結(jié)構(gòu)物局部或者整體發(fā)生共振,造成嚴(yán)重破壞。
5、合理的平立面布置
建筑物的動力性能基本上取決于它的建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡單合理,結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則,從而確保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜規(guī)則、對稱,質(zhì)量和剛度變化均勻,避免樓層錯層。對體形復(fù)雜的建筑物合理設(shè)置變形縫,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要進(jìn)行水平地震作用計算和內(nèi)力調(diào)整,并應(yīng)對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施,嚴(yán)格控制建筑物的高度和高寬比。
6、多道抗震防線的設(shè)置
這樣可以避免在地震作用下,由于局部損壞而造成整個建筑結(jié)構(gòu)的損壞,例如框架----抗震墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng),抗震墻可以抵抗較大的側(cè)壓力,是第一道防線,當(dāng)在地震作用下抗震墻發(fā)生破壞時,框架結(jié)構(gòu)就起到抗震的第二道防線。 多道抗震防線可以極大的消耗地震能量,延緩或者減輕地震作用對高層建筑的損壞。
7、加強(qiáng)建筑物內(nèi)部的薄弱部分
在高層建筑中,由于層數(shù)較多,建筑面積較大,難免存在一些受力比較大而比較薄弱部分,在建設(shè)過程中,要及時對薄弱部分進(jìn)行加強(qiáng),采取有效措施增強(qiáng)其強(qiáng)度和剛度,這樣就可以極大提高其承載力,避免在地震作用下過早的屈服產(chǎn)生較大變形,導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)局部損壞或者整個結(jié)構(gòu)的損壞。
8、保障結(jié)構(gòu)的延性
(1)對于建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中柱、梁等構(gòu)件,應(yīng)該按照強(qiáng)柱弱梁的原則,增加柱子的抗彎能力。鋼筋混凝土的框架在強(qiáng)震發(fā)生時,當(dāng)?shù)卣鹜χ率菇ㄖY(jié)構(gòu)達(dá)到最大的非線性位移時,梁端的塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動會比較大。當(dāng)柱端的塑性鉸出現(xiàn)比較晚,那么建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到最大的非線性位移時它的塑性轉(zhuǎn)動會比較小。這樣就保證了框架有了比較穩(wěn)定的塑性耗能構(gòu)件。
(2)要提高結(jié)構(gòu)的延性,還要采取強(qiáng)剪弱彎的措施。因為剪切對于破壞根本沒有延性,如果某個部位一旦發(fā)生剪切破壞時,這個部位在整個抗震結(jié)構(gòu)中的作用就會喪失,柱端發(fā)生剪切破壞,建筑結(jié)構(gòu)的局部就會發(fā)生坍塌,局部坍塌有可能導(dǎo)致整個建筑物的坍塌。因此,要采取措施來增大梁柱和柱端的組合剪力值,保證任何構(gòu)件在強(qiáng)震發(fā)生時都不會損壞其剪力。
總之,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計有許多不確定或不確知的因素,很難做到對結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的抗震計算,并得到結(jié)構(gòu)在地震作用下的真實(shí)反應(yīng)。因此結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計除了必須進(jìn)行細(xì)致的計算分析外,要特別注重結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計。如選取對建筑抗震適宜的建筑場地,設(shè)計延性結(jié)構(gòu),采用輕質(zhì)高強(qiáng)建筑材料,設(shè)置多道抗震設(shè)防,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,重視結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施等方面,只有這樣才能保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。
參考文獻(xiàn):
[1] 李鳴. 淺談建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計[J]. 科技致富向?qū)В?013(6):330.
[2] 馬卉,趙靜,王鵬. 對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法的分析[J].考試周刊,2013(31):195.