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1、工程概况 在该工程的设计过程中，针对该工程平面凹口较深，平面较为狭长及高宽比较大等结构特点，在结构布置、分析计算和构造措施等方面做了一些有效的处理，使整体设计满足规范要求，且经济实用。以下谈谈本人在设计中的一点体会。 该工程地下一层、地上二十八层，总建筑面积：69m2 ，其中地上建筑面积：88m2，建筑物室外地坪至主体结构檐口的高度为：4m。地下室建筑面积：81m2，地下室层高50m：裙房三层。一层层高4m：二、三层层高为5m。主楼四至二十八层，每层层高0m。该楼层四层以上平面南侧凹口深6m，占凹口方向楼板长900m的2%，另还有两处凹口分别占凹口方向楼板长的8%和9%，高宽比为6。 2、地基及基础 1 地基土层结构及特征 据本次勘探揭露，拟建场勘察深度内岩土体可分为l0层：①层冲填土、②层耕填土、③层细砂、④层中砂、⑤层粗砂、⑥层砾砂、⑦层强风化泥质粉砂岩、⑧层中风化泥质粉砂岩。 2 地下水埋藏条件及砼腐蚀性评价 勘察场区内赋存有上层滞水和潜水。 据场地水质分析报告结果：拟建场地下潜水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。 3 地基方案与基础选型分析评价 根据以上场地地基岩土层条件和拟建建筑物点，经过充分的技术经济分析比较，决定采用直径分别为Ф800、Ф1000、Ф1200的钢筋混凝土钻孔灌注桩，混凝土强度等级为C30，以⑧层中风化泥质粉砂岩做桩端持力层。桩长为22～29m左右，Ф800的单桩承载力设计值为4200KN；Ф1000的单桩承载力设计值为6000KN；Ф1200的单桩承载力设计值为7900KN。因南昌地区中风化泥质粉砂岩中均有多层且无规律的软弱夹层，桩端进持力层取5d。根据最后静荷载试验结果来看，Ф1000的单桩竖向抗压极限承载力为13500KN，极限状态下桩顶累计沉降量为9mm，质量和经济效果均较好。本工程主楼带地下室、地下室层高5m，底板掺混凝土膨胀剂，桩基承台为梁式承台，因为上部结构为剪力墙，荷载分布较为均匀，因而梁板截面高度不需过大，承台梁高lO00mm，地下室底板除核心筒部分（1500mm）外，其余均为350mm，砼标号为C30；为抵抗混凝土收缩、徐变及加强基础的整体性，地下室底板采用双层双向满布配筋Ф14@120。地下室外围墙厚300mm，内部剪力墙厚250mm，地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，板厚为200mm，并采用双层双向Ф 12@150满布配筋。 3、上部结构设计与计算 根据《建筑抗震设防类标准》（GB50223—2008）本工程为丙类建筑，结构的地震作用按设防烈度6度计算，采用全现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系，剪力墙抗震等级为三级，框架抗震等级为三级。结构的阻尼比为05，水平地震影响系数最大值为04，基本风压为55KN/m2，地面粗糙度为B类，结构体型为4。地震力按X、Y两个方向计算，同时考虑扭转耦联，竖向力按模拟施工加荷方式1计算，风荷载按X、Y两个方向计算，恒、活荷载分开计算，周期折减系数为9，计算取21个振型。连梁刚度的折减系数为7，考虑抹灰粉刷层重量后，混凝土的重度为27KN/m2，地震力的分项系数为3，风荷载分项系数为4，恒荷载分项系数为2，活荷载分项系数为4。墙元细分中，壳元最大控制边长为0m。 该建筑平面有多处凹口，平面较为狭长，再加上楼梯问和电梯间开洞，采用SATWE进行分析。计算结构显示，结构在地震和风荷载作用下位移均在规范要求的范围内，但以扭转振动为主的第三振型周期T3 与侧向振动为主的第一振型周期T1之比为756；以扭转振动为主的第三振型周期T3和以侧向振动为主的第二振型周期T2 之比为865，并且第一振型和第二振型的扭转振动成分偏大，这表明结构扭转效应显著，对建筑结构不利。同时计算结果还表明，凹口周围、楼房东西两端及平面宽度变化处梁、墙等构件内力值较大。在设计时，考虑应将楼、电梯间处核心筒及5-12、5-14轴上剪力墙加强且连成整体，形成受力的主要部位，承担大部分的剪力和弯矩，实际电算时加强或削弱此部分刚度（主要为增加或减短墙长）对位移影响较大，较增加墙厚等方法有效的多。实际电算和分析相同，但由于建筑功能限制，5-G轴上，5-9轴和5-1l轴间；5-15轴和5-17轴间、还有5-l2轴和5-14轴间无法布置剪力墙，只有设置宽扁梁，加强刚度，实际效果较好，剪力墙成筒布置，在筒与筒之间将板厚加厚为120mm，实际电算时所有凹口处按未设连梁电算，在位移等满足要求规范要求，施工图则按所有凹口处增设250×400连梁处理，更加安全。在平面宽度变化处，剪力墙本工程剪力墙布置既满足了规范要求，经济效益又较好。为消除混凝土收缩、温差可能引起的裂缝，将屋面板配置了双层双向钢筋。 除平面不规则以外，该房屋的平均高宽比为6也较大，因而验算结构底部外围构件在侧向力最不利组合情况下的轴压比，并控制轴压比在6内；验算桩基在侧向力最不利组合下的抗压能力以及桩身是否会出现拉力，并通过调整桩的布置，使其符合要求。 在抗震构造措施方面，建筑物底部四层为剪力墙底部加强区；对墙体布置有变化处增设暗柱，加强其配筋。采取增大两端剪力墙的长度、调整其它部位剪力墙长度等措施，使用SATWE软件分析计算可知，凹口处及其周围剪力墙和连梁，以及建筑物两端转角、山墙处剪力墙和连梁基本上没有出现超筋现象，构件的截面和配筋设计符合规范要求。周期T1～T3 及其比值、结构位移值、基底剪重比、地震力倾覆弯矩等均在规范要求范围内，具体结果如下： 上述计算分析结果表明，T3 /T1远小于9，结构平面布置扭转影响较小；楼层最大层间位移角满足规范要求，且由Y向风荷载控制；底层剪重比接近于8%，结构刚度适合，受力体系经济合理，抗震性能良好。 4、结语 本工程在省抗震设计施工图检查中，经过省抗震专家评审，得到了专家的认可。专家肯定了我们对于本工程结构体系的选择、抗震设计参数的取值及对于平面不规则采取的构造加强措施。
目前，在一般民用建筑中，砖混结构房屋因其造价相对较低，且具有较好的隔热、隔音性能，仍被广泛采用。但其砌体强度较小，结构自重大，砂浆和砖石之间的粘结力较差，抗拉、抗弯和抗剪强度较低，砌体易于开裂。砌体裂缝不仅种类繁多，形态各异，而且较普遍，轻微者影响建筑物美观，造成渗漏水，严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性，甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。因此，正确分析原因、切实加以防治十分必要，十分迫切。造成砖混结构砌体开裂的原因很多，但其主要原因有两点：一是温度变化；二是地基不均匀沉降。本文就如何防止砖混结构墙体开裂谈一些看法。 一、温度变化引起墙体开裂的原因剖析 当温度变化时，由于材料热胀冷缩，房屋各部分构件将产生各自不同的变形，引起彼此制约而产生应力。因屋面混凝土与墙体的线膨胀系数不一致，屋面变形较大；当屋盖和墙体之间构造处理不当，会使墙体受拉，当其剪力和拉应力大于砌体的抗剪抗拉强度时，墙体便被拉裂。这类裂缝普遍是在建筑物的（特别是那些纵向较长的）顶层两端内外纵墙上，其形态呈“八”字或“X”型，且显对称性，但有时仅一端有，轻微者仅在两端1～2个开间内出现，严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内，并由顶层向下几层发展。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝、隔热层的房屋，更易发生。温差裂缝的轻重程度与屋顶保温情况、室内外温差和施工质量有关，如砌体砂浆标号太低，在以往的设计中只考虑砌体的抗压强度，砂浆标号越到上层越低。另外，当房屋越高，温度变化时变形越大，墙体开裂情况越严重。 二、温度变化引起墙体开裂的预防 为了防止温度变化引起墙体开裂，可根据具体情况采取下列措施： 适当调整温度伸缩缝间距。设计规范《砌体结构设计规范》GB50003-2001中对有保温层或隔热层的屋楼盖规定每50米设一道伸缩缝，无保温层或隔热层的屋[ABC论文坊： ]盖规定每40米设一道伸缩缝，这个规定是从整体结构考虑的，但对温差较大且温度变化频繁地区和严寒地区的房屋及构筑物不适用，特别对于冬天有严寒，夏天有酷暑的地区，伸缩缝的最大间距除应满足《砌体结构设计规范》GB50003-2001中的规定外，伸缩缝的间距不宜大于 当房屋的屋盖和楼板不在同一标高时，如错层房屋，应在错层处纵横墙相交点设置钢筋混凝土构造柱并设双道圈梁与构造柱相连，以帮助墙体抵抗拉剪应力。 适当加大屋面层圈梁和房屋四角构造柱的配筋和提高顶层砌体的砂浆标号。 当有女儿墙时，女儿墙的抗风构造柱应与楼层的构造柱上下连通。 在建筑物的两端的1～2个开间内或总长1/4范围内的屋面板底设置滑动支座，让其自由伸缩。 做好屋面保温隔热层，这是最关键的一点。传统的做法是设一道架空隔热板，但效果不理想，笔者建议采用种植屋面和储水屋面，或者使屋面做成太阳能集热器，把太阳能转化为电能或其他能量，这样既符合可持续发展战略，又能取得非常理想的隔热效果。 三、基础不均匀沉降引起墙体开裂的原因剖析 砖混结构房屋墙体开裂的另一个主要原因是建筑工程基础不均匀沉降引起建筑物横向不规则变形，当建筑物的主体刚度较差，基础不足以调整因沉降差而产生应力时，便会使砖砌体的薄弱部位产生不同程度的拉应力和剪应力，当砌体的抗拉抗剪强度不足以抵抗变形应力时，墙体便会产生裂逢，基础不均匀沉降引起的裂缝一般在建筑物下部，由下往上发展，呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大，则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝，且首先在窗对角突破。反之，当两端沉降过大，则形成的两端由下往上的倒“八”字缝，也首先在窗对角突破，还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝。当某一端下沉过大时，则在某端形成沉降端高的斜裂缝。当纵横墙交点处沉降过大，则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝，有时还有沿窗台下角的水平缝。当外纵墙呈凹凸形时，由于一侧的不均匀沉降，还可导致在此处产生水平推力而组成力偶，从而导致此交接处的竖缝。引起基础不均匀沉降的原因主要有如下几点： 房屋建于土质差别较大的地基上； 建筑物基础深浅不一； 房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度差别较大及基础处理不当造成不均匀沉降； 建于软弱土质上，如在淤泥、淤泥质土、杂填土上，即使上部结构均匀，但由于压缩模量较小，强度较低，变形较大，因荷载差异也会引起不均匀沉降； 建筑物平面形状复杂，立面变化过大，长度过大等，也会产生不均匀沉降。 四、基础不均匀沉降引起的裂缝预防 根据以上原因，在建筑设计和施工过程中，应结合地基基础的具体情况，做好以下预防措施： 当房屋建于土质差别较大的地基上，或房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度、地基基础的处理方法等有显著差别时，应在差异部位设置沉降缝，将其划分成刚度较好、长度变化较小的几个单元，可以减少因基础不均匀沉降在样体内引起的应力，避免墙体裂缝。规范规定《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的沉降缝宽度一般应大于5厘米，为避免上部结构在地基沉降后相互顶撞，房屋较高时应加宽，最大可达12厘米以上。 加强门窗洞口外的刚度，将门窗洞口上的钢筋混凝土过梁与内墙钢筋连接起来，形成一个连续过梁，以增强房屋整体刚度。 尽量避免用软弱土层做持力层，若无法避免，可调整上部结构刚度，或采用筏式基础，以减少建筑的沉降。 房屋的纵墙宜贯通，横墙的间距不宜过大，一般小于建筑宽度的5倍左右。 对于地基持力层不均匀的建筑物，应根据实际情况，将局部基础适当加深或加宽，或局部设计成板带基础，降低基底应力，尽量达到地基均匀沉降。 在施工过程中应尽量避免对地基土的扰动，做好排水处理，完工后建筑物四周做好散水坡及排水地沟，避免地表水浸泡基础而引起局部下沉。 设计时严格按规范设置构造柱和圈梁，必要时可增加圈梁道数，以增加上部结构的刚度，当建筑物屋层较高且大时，在窗顶增设一道圈梁，效果更好。 总之，在房屋建设中，除施工时严格按设计和规范操作外，设计人员还应根据建筑物的特点、当地的地质条件和气候特征等做好设计工作，严把设计关，就一定能够降低和防止砖混结构墙体开裂的现象发生
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1、工程概况 在该工程的设计过程中，针对该工程平面凹口较深，平面较为狭长及高宽比较大等结构特点，在结构布置、分析计算和构造措施等方面做了一些有效的处理，使整体设计满足规范要求，且经济实用。以下谈谈本人在设计中的一点体会。 该工程地下一层、地上二十八层，总建筑面积：69m2 ，其中地上建筑面积：88m2，建筑物室外地坪至主体结构檐口的高度为：4m。地下室建筑面积：81m2，地下室层高50m：裙房三层。一层层高4m：二、三层层高为5m。主楼四至二十八层，每层层高0m。该楼层四层以上平面南侧凹口深6m，占凹口方向楼板长900m的2%，另还有两处凹口分别占凹口方向楼板长的8%和9%，高宽比为6。 2、地基及基础 1 地基土层结构及特征 据本次勘探揭露，拟建场勘察深度内岩土体可分为l0层：①层冲填土、②层耕填土、③层细砂、④层中砂、⑤层粗砂、⑥层砾砂、⑦层强风化泥质粉砂岩、⑧层中风化泥质粉砂岩。 2 地下水埋藏条件及砼腐蚀性评价 勘察场区内赋存有上层滞水和潜水。 据场地水质分析报告结果：拟建场地下潜水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。 3 地基方案与基础选型分析评价 根据以上场地地基岩土层条件和拟建建筑物点，经过充分的技术经济分析比较，决定采用直径分别为Ф800、Ф1000、Ф1200的钢筋混凝土钻孔灌注桩，混凝土强度等级为C30，以⑧层中风化泥质粉砂岩做桩端持力层。桩长为22～29m左右，Ф800的单桩承载力设计值为4200KN；Ф1000的单桩承载力设计值为6000KN；Ф1200的单桩承载力设计值为7900KN。因南昌地区中风化泥质粉砂岩中均有多层且无规律的软弱夹层，桩端进持力层取5d。根据最后静荷载试验结果来看，Ф1000的单桩竖向抗压极限承载力为13500KN，极限状态下桩顶累计沉降量为9mm，质量和经济效果均较好。本工程主楼带地下室、地下室层高5m，底板掺混凝土膨胀剂，桩基承台为梁式承台，因为上部结构为剪力墙，荷载分布较为均匀，因而梁板截面高度不需过大，承台梁高lO00mm，地下室底板除核心筒部分（1500mm）外，其余均为350mm，砼标号为C30；为抵抗混凝土收缩、徐变及加强基础的整体性，地下室底板采用双层双向满布配筋Ф14@120。地下室外围墙厚300mm，内部剪力墙厚250mm，地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，板厚为200mm，并采用双层双向Ф 12@150满布配筋。 3、上部结构设计与计算 根据《建筑抗震设防类标准》（GB50223—2008）本工程为丙类建筑，结构的地震作用按设防烈度6度计算，采用全现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系，剪力墙抗震等级为三级，框架抗震等级为三级。结构的阻尼比为05，水平地震影响系数最大值为04，基本风压为55KN/m2，地面粗糙度为B类，结构体型为4。地震力按X、Y两个方向计算，同时考虑扭转耦联，竖向力按模拟施工加荷方式1计算，风荷载按X、Y两个方向计算，恒、活荷载分开计算，周期折减系数为9，计算取21个振型。连梁刚度的折减系数为7，考虑抹灰粉刷层重量后，混凝土的重度为27KN/m2，地震力的分项系数为3，风荷载分项系数为4，恒荷载分项系数为2，活荷载分项系数为4。墙元细分中，壳元最大控制边长为0m。 该建筑平面有多处凹口，平面较为狭长，再加上楼梯问和电梯间开洞，采用SATWE进行分析。计算结构显示，结构在地震和风荷载作用下位移均在规范要求的范围内，但以扭转振动为主的第三振型周期T3 与侧向振动为主的第一振型周期T1之比为756；以扭转振动为主的第三振型周期T3和以侧向振动为主的第二振型周期T2 之比为865，并且第一振型和第二振型的扭转振动成分偏大，这表明结构扭转效应显著，对建筑结构不利。同时计算结果还表明，凹口周围、楼房东西两端及平面宽度变化处梁、墙等构件内力值较大。在设计时，考虑应将楼、电梯间处核心筒及5-12、5-14轴上剪力墙加强且连成整体，形成受力的主要部位，承担大部分的剪力和弯矩，实际电算时加强或削弱此部分刚度（主要为增加或减短墙长）对位移影响较大，较增加墙厚等方法有效的多。实际电算和分析相同，但由于建筑功能限制，5-G轴上，5-9轴和5-1l轴间；5-15轴和5-17轴间、还有5-l2轴和5-14轴间无法布置剪力墙，只有设置宽扁梁，加强刚度，实际效果较好，剪力墙成筒布置，在筒与筒之间将板厚加厚为120mm，实际电算时所有凹口处按未设连梁电算，在位移等满足要求规范要求，施工图则按所有凹口处增设250×400连梁处理，更加安全。在平面宽度变化处，剪力墙本工程剪力墙布置既满足了规范要求，经济效益又较好。为消除混凝土收缩、温差可能引起的裂缝，将屋面板配置了双层双向钢筋。 除平面不规则以外，该房屋的平均高宽比为6也较大，因而验算结构底部外围构件在侧向力最不利组合情况下的轴压比，并控制轴压比在6内；验算桩基在侧向力最不利组合下的抗压能力以及桩身是否会出现拉力，并通过调整桩的布置，使其符合要求。 在抗震构造措施方面，建筑物底部四层为剪力墙底部加强区；对墙体布置有变化处增设暗柱，加强其配筋。采取增大两端剪力墙的长度、调整其它部位剪力墙长度等措施，使用SATWE软件分析计算可知，凹口处及其周围剪力墙和连梁，以及建筑物两端转角、山墙处剪力墙和连梁基本上没有出现超筋现象，构件的截面和配筋设计符合规范要求。周期T1～T3 及其比值、结构位移值、基底剪重比、地震力倾覆弯矩等均在规范要求范围内，具体结果如下： 上述计算分析结果表明，T3 /T1远小于9，结构平面布置扭转影响较小；楼层最大层间位移角满足规范要求，且由Y向风荷载控制；底层剪重比接近于8%，结构刚度适合，受力体系经济合理，抗震性能良好。 4、结语 本工程在省抗震设计施工图检查中，经过省抗震专家评审，得到了专家的认可。专家肯定了我们对于本工程结构体系的选择、抗震设计参数的取值及对于平面不规则采取的构造加强措施。
论长江中下游地区住宅建筑节能设计及应用 摘 要： 气候是影响建筑设计的一个重要因素，在不同的区域条件下，应有不同的建筑形态空间布局，即适应气候的地域技术。本文将针对长江中下游地区气候特征，从建筑布局、建筑遮阳、空气间层的保温隔热、室内空间组织、围护结构等来探讨该地区住宅建筑节能设计。力图降低建筑能耗，创造建筑微气候，并从地域技术，构造设计上来创作适应该地区气候的住宅建筑。 关键字：住宅建筑；构造设计；地域技术；节能。 1、长江中下游地区气候特征 长江中下游地区地理纬度大致在北纬30°～32°，属于气候过渡地区，这一地区的气候特点夏季气温较高，持续时间长达3～4个月，太阳辐射强度大；冬季较冷，时间长达2～3个月，相对湿度较大，季节风旺盛。该地区住宅建筑的保温隔热还没有一个可参考的理论依据，住宅室内热环境质量普遍较差，冬季室内阴冷潮湿，最冷月份室内平均气温只有4～6℃；夏季闷热，最热月份室内气温高达32℃左右，特别是在顶层及西晒房间显得十分闷热难受。 在正常情况下，相同体积、相同材质、相同质量的物体，在同一环境条件下，所吸收的太阳辐射热相等，其根本的区别只在于热量在形体中分布情况。建筑并不同于一般的形体，它已经有一个普通的形体转化为了有生命力的空间形态，需要有采光与通风，这就必然需要有门窗，而太阳热辐射就会通过门窗传入室内，怎样既保证室内采光通风，又能够尽可能的有效阻止热辐射。这就需要在设计中就必须知道该地区一年四季太阳的运行规律，分析该地区生物气候特征，采用合适的建筑造型，以及建筑朝向，并采取有效的建筑遮阳措施。 2、生物气候地方主义理论 气候和地域是紧密相连的两个概念，从上个世纪二三十年代就开始对建筑与气候、建筑与地域关系的研究。随着科技的进步，研究的不断深入，建筑节能也取得了一定的成效。 1963年，V·奥戈雅所著的《设计结合气候：建筑地方主义的生物气候研究》，概括了60年代以前的建筑设计与气候、地域关系研究的各种成果，提出"生物气候地方主义"的设计理论，将满足人体的生物舒适感觉（冷、热、干、湿等）作为设计的出发点，注重研究气候、地域和人体生物感觉之间的关系，认为建筑设计应遵循气候→生物→技术→建筑的过程。生物气候地方主义理论较大地影响了以后的建筑设计，例如70年代德国适应气候节能建筑研究。印度的柯里亚提出了"形式追随气候的设计方法论。从生物气候学角度出发，结合地域气候条件进行设计设计者用来表达地方主义文化特征的重要手段，也是为了满足当前社会发展需求。 长江中下游地区住宅建筑设计中的地域技术 为适应长江中下游地区的气候特征，必然要产生一系列适应性的空间形态。 围护结构的隔热性能 在自然通风的情况下，要使室内气温低于室外气温的有效方法是加强外墙及窗户的隔热性能。根据建筑的隔热机理，太阳辐射投射到建筑外表面时一部分立刻被反射出去，另一部分被吸收。被建筑外表面吸收的热量一部分向室内传递，另一部分以长波辐射和空气对流的形式向室外散发。 建筑论文,工学论文,免费论文,中国论文网-> 投射到建筑外表的太阳辐射最终散发到室内和室外。显然，散发到室外的热量越多，传递到的热量就越少。因此增大建筑外表的反射有利于减少传向室内的热量。因此对于夏季高温时间长的长江中下游地区建筑外墙体通常采用白色粉刷或浅色饰面来达到外墙反射隔热的效果。从图上还可以看到，最终要使得传向室内的热量少还应该减少建筑外围护结构的传热系数，即在外围护结构中设置隔热层，隔离室外热量向室内传递，这样一来建筑外表吸收的热量将大量聚集在外表面，促使建筑外表面温度升高，进一步提高了建筑外表面与环境之间的温差，有利于向室外散热。 窗户的隔热性能问题一直是外围护结构设计中最为重要的一个因素主要是怎样改善及防止空气渗透。对于长江中下游地区而言，要解决的是窗户隔热的问题。在夏季满足自然采光的同时，能够尽可能的使阳光滞留在户外，目前最常用的方法是采用双层玻璃窗，使用中空、隔热和反射玻璃等，但空气间层一般只在20mm左右，并不能有效的达到隔热的目的，要达到40mm才有一定的效果，这就使得空气间层的压力变得更小，采用的玻璃就必须有更大的强度，这就势必提高造价。如果在空气间层填充反光材料，会达到更好的效果。 3、建筑布局及内部空间的组织与划分 在长江中下游地区，为舒缓夏季酷热的气温。建筑的总体布局上就应该紧密的围绕这一问题展开。在建筑的布局上应舒展开敞，有较大的窗洞开口，有利于自然通风。采用较深的门廊和遮阳板有助于导风与降温。 随着社会的发展和人民生活水平的日益提高，人民群众对住宅建筑的各个方面的要求越来越高，对生活的空间环境更加的重视，住宅设计中的"大厅小卧"的概念为适应现代住宅观的变化应运而生，它反映了住宅建筑的发展趋势，是住宅设计进步的一个象征。 4、构造设计学在长江中下游地区住宅建筑设计中的运用 根据不同的地域气候特征，构建一套相应的建筑构造设计，是建筑领域在不断追求的目标。其基本的思想是：不依赖耗能设备，而在建筑形式、空间布局和构造上采取措施，以改善建筑环境，实现微气候建构。印度建筑师柯里亚的作品对该设计思想作了有利的注释。为解决干热气候的建筑和通风，柯里亚提出了"开敞空间"和"管式住宅"前者体现了有影阴的户外或半户外空间更适合于干热地区公共活动的信念；后者把烟囱抽风原理应用于剖面设计中，在底层高密度的住宅群体中，既可创造小型化的阴影户外空间，又有效的解决了室内空气流通问题，并直接产生了直接反映气候特征的建筑形象。 根据冬季与夏季太阳的不同高度角来制定有效的利用阳光和遮阳措施。在住宅建筑中设置阳光间和中心温室，冬季阳光间和中心温室可以充分吸收太阳辐射热量，为住宅提供一定的热量，此时将遮阳百叶拉起，通风屋顶进风口和出风口封闭。夏季阳光间和中心温室的百叶都是开放的可以遮挡阳光，双层屋顶的进风口和出风口的百叶在夜间和白天某些时刻是开启的，以带走空气间层中受热的空气避免室内温度过高。此外，利用地下风管系统，冷却室外空气，并将其导入中心庭院。 在建筑设计中应该在气候环境设计上寻找到一种继承文脉的理念思路，因为气候不只是影响建筑的一个自然环境，还与文化息息相关，应该贯彻"形式追随气候的"思想。尽可能的对该地区的建筑文化进行深层次的追求与思考。 结束语 对人居环境的探讨，一直以来都是建筑界所关注的问题。无论在建筑节能，降低建筑能耗，还是在提高人居舒适度，创造新型的住宅建筑，都取得了很大的成效。但是面对这个庞大的建筑领域，建筑能耗是显而易见的，微小的能耗变化，都将决定对能源的如何分配。 在不同区位下，采取的节能措施也不尽相同，对地域技术的研究同样是首要面临的关健性问题。本文所提到的几点建议，是微不足道的一小部分，要想实现建筑领域真正节能，还需要建筑界同仁们不懈的努力。
-砌体结构裂缝产生的原因与加固处理措施 摘 要:本文结合笔者多年建筑工程技术管理工作实践,对建筑工程普遍存在 的砌体结构裂缝产生的原因进行了深入分析,并从其原因入手,对多种不同情况 下的建筑砌体结构裂缝的加固处理措施进行了详细阐述。 关键词:建筑工程;砌体结构;裂缝;加固处理措施 1 引言 砌体出现裂缝是非常普遍的质量事故之一。砌体轻微细小裂缝影响外观和 使用功能,严重的裂缝影响砌体的承载力,甚至引起倒塌。在很多情况下裂缝的 发生与发展往往是重大事故的先兆,对此必须认真分析,妥善处理。砌体中发生 裂缝的原因主要有:地基不均匀沉降,地基不均匀冻胀,温度变化引起的伸缩,建 筑材料使用不当及建筑构造处理不合理等,下面结合笔者参与的诸如芷江财富广 场商住楼、和平花园、文化局综合楼等多项建筑工程质量监督管理实践对建筑 工程砌体结构裂缝产生的原因与加固处理措施进行探讨。 2 建筑工程砌体结构裂缝产生的原因分析 建筑工程产生砌体结构裂缝的原因很多,归纳起来主要有以下几种: 1 地基不均匀沉降引起的裂缝 地基发生不均匀沉降后,沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体产生相对位 移,从而使砌体中产生附加的拉力或剪力,当这种附加内力超过砌体的强度时,砌 体中便产生裂缝。这种裂缝往往与地面成 45°左右夹角,上宽下窄斜缝朝向凹 陷处(沉降大)的部位。 预防地基不均匀沉降引起裂缝的主要措施有: 1)合理设置沉降缝。在房屋体型复杂,特别是高度相差大时,应设沉降缝,沉 降缝应从基础开始分开,且有足够的宽度,施工中保持缝内清洁,应防止碎砖、砂 浆等东西杂物落入缝内。 2)加强上部的刚度和整体性,提高墙体的抗剪能力,这样可适应甚至调整地 基的不均匀沉降。减少建筑物端部的门窗洞口,增大端部洞口到墙端的墙体宽度, 加强圈梁布置都可加强结构的整体性。 3)加强地基验槽工作,发现有不良地基应及时妥善处理,然后才可进行基础 施工。 4)不宜将建筑物位置在不同刚度的地基上,如同一区段建筑,一部分用天然 基础,一部分用桩基等,必须采用不同地基时,要妥善处理,进行必要的计算分 析。 2 地基冻胀引起的裂缝 地基土上层温度降到 0℃以下时,冻结层中形成冰部开始冰结,下部水由于 毛细管作用不断上升在冻结层中形成冰晶,体积膨胀,向上隆起的程度与冰结层 厚度及地下水位高低有关,一般隆起可达 6mm 至几十毫米,其折算冻胀力可达 2MPa×10MPa,而且往往是不均匀的,建筑物的自重往往难以抗拒,因而建筑的某 一局部就被顶了起来,和地基不均匀沉降类似,引起房屋开裂。 这类冻胀裂缝的寒冻地区的一、二层小型建筑物中很常见。若设计人员对 冻胀危害性认识不足,认为是小建筑,基础埋浅一点就可以了,或者施工人员素质 欠佳,遇到冻土很坚硬,难以开挖,就擅自抬高基础埋深,从而造成冻胀裂缝。 防止冻胀引起裂缝的主要措施有: 1)一定要将基础的埋置深度到冰冻线以下,不要因为是中小建筑或附属结构 而把基础置于冰冻线以上,有时,设计人员对室内隔墙基础因有采暖而未置于冰 冻线以下,应注意在施工时,或交付使用前即有冻胀的可能,应采取适当措施。 2)当基础不能做到冰冻线以下时,应采取换土(换成非冻胀土)等措施消除土 的冻胀。 3)用单独基础、基础梁承担墙体重量时,基础梁下面应留有一定孔隙防止上 面冻胀顶裂缝基础和砖墙。 3 温度差引起的裂缝 热胀冷缩是绝大多数物体的基本物理性能,砌体也不例外,由于温度变化不 均匀使砌体产生不均匀收缩,或者砌体的伸缩受到不均匀的约束,则会引起砌体 开裂。常见的是砌体长度过长,砌体伸缩在上层大而在基础处小而引起开裂,故 应按规范要求设置伸缩缝。 此外,由于混凝土屋盖,混凝土圈梁与砌体的温度膨胀系数不同在温度变化 时会使墙体产生裂缝。 防止温度变化引起裂缝的主要措施有: 1)按照国家颁布的有关规定,根据建筑物的实际情况(如是否采暖,所处地点 温度变化等)设置伸缩缝。 2)在施工中要保证伸缩缝的合理作法,使之能起作用。 3)屋面如为整浇混凝土,或虽为装配式屋面板但其上有整浇混凝土面层,则 要留好施工带,待一段时间再浇筑中间混凝土,这样可避免混凝土收缩及两种材 料因温度线胀系数不同而引起的协调变形,从而避免裂缝。 4)在屋面保温层施工时,从屋面结构施工完到做完保温层之间有一段时间隔, 这期间如遇高温季节则易因温度变化急剧而致裂,故屋面施工最好避开高温季 节。 5)遇有长的现浇屋面混凝土挑檐,可分段施工,预留伸缩缝,以避免混凝土伸 缩对墙体的不良影响。 4 建筑材料使用不当 不少砌体结构由于使用渣砖而产生裂缝,由于渣砖的原材料及生产工艺与普 通粘土砖不同,其线膨胀系数与粘土砖亦不同。通过对诸多开裂砌体的统计分析, 使用渣砖的砌体极易产生裂缝。 不少砌体结构由于墙体布置不当,构造柱设置不合理,梁垫设计不合理等造 成砌体的开裂。 3 建筑工程砌体结构裂缝处理与加固措施 在砌体裂缝出现的原因分析清楚以后,则应按裂缝砌体的危害程度采用不同 的加固补救措施。本文侧重用例子来说明砌体,砖过梁等砌体构件的补强加固方 法。 1 裂缝较细,裂缝数量较少时 当裂缝较细,裂缝数量较少,但裂缝已基本稳定时,可采用灌浆加固方法。对 灌浆加固的强度,必要时可做试验。试验的方法是,用同样的材料做两个或四个 试验体柱。分为两组,一组用压力机先压浆,再灌浆。然后对两组砌体柱作破坏 试验,进行对比,如灌浆补强的砌体与原砌体强度基本相同,则认为补强合格。根 据以往的试验表明,灌浆加固后的砌体可以达到甚至超过原砌体的强度。 灌浆用的材料有纯水泥浆、水泥砂浆、水玻璃砂浆或水泥石灰浆,见表 1。 当砌体修补中,可用纯水泥浆,因纯水泥浆的可灌性较好,可顺利地贯通外露的孔 隙,对于宽度为 3mm 左右的裂缝可以灌实。若裂缝宽度为大于 5mm 时,可采用水 砂浆。裂缝细小时,可采用压力灌浆。下面给出一些灌浆材料配合比,可供参 考。表中稀浆一栏适用于 13mm～1mm 宽的裂缝;稠浆适用于 1mm～5mm 的裂缝; 砂浆适用于宽度大于 5mm 的裂缝。 以纯水泥浆补强为例,其施工顺序为: 步骤一,清理裂缝,使裂的通道贯通无堵塞 步骤二,用加有促凝剂的 1:2 水泥砂浆嵌缝,以避免灌浆时,浆体外溢; 步骤三,用电钻或手锤在裂缝偏上端制成灌浆洞孔,或灌浆嘴; 步骤四,用 1:10 的稀水泥浆冲洗裂缝一遍,并检查裂缝通道的流通情况,同 时将裂缝周边的砌体润湿; 步骤五,灌入 3:7 或 2:8 的纯水泥浆; 步骤六,将裂缝补强处局部养护,见图 1。 施工时用压力灌浆。其顺序与上述相仿,但须增加在嵌缝后,用 12MPa～ 0125MPa 的压缩孔气检查通道泄漏程度,如泄漏太大,应补漏封闭。 对于水平的通长裂缝,可沿裂缝钻孔,做成销键,以加强两边砌体的共同作 用。销键直径 25mm,间距 250mm～300mm,深度可以比墙厚小 20mm～25mm。做完 销键后再进行灌浆,灌浆方法同上,见图 2。 2 裂缝较宽但数量不多时 裂缝较宽但数量不多时,可在裂缝相交的灰缝中,用高标号砂浆和细钢筋填 缝,也可用块体嵌补法,即在裂缝两端及中部用钢筋混凝土楔子或扒锯加固。楔 子或扒锯可与墙体等厚,或为墙体厚度的 1/2 或 2/3,见图 3。 3 裂缝较多时 当裂缝较多时,可用局部钢筋网外抹水泥砂浆予以加固。钢筋网可用 Φ 6@100～300(双向)或 Φ 4@100～200。用混凝土楔子或膨胀螺栓固定于墙体上, 楔子或螺栓间距 500mm 左右,应梅花型布置。施工前墙体抹灰应刮干净,抹水泥 砂浆前应将砌体润湿,抹水泥砂浆后应养护至少 7d。 4 因受水平推力,不均匀沉降和温度变化引起裂缝时 墙体因受水平推力,不均匀沉降,温度变化引直伸缩等原因而发生外闪,墙体 产生较大的裂缝或命名外纵墙与内横墙拉结不良时,可用钢筋或型钢拉杆予以加 固。 如采用钢筋拉杆,宜通长拉结,并沿墙两边设置。较长的拉杆中间应加法兰 螺丝,以便拧紧栏杆,拉杆接长时应采用焊接。露在墙外的拉杆或垫板螺帽,可适 当作建筑处理。拉杆和垫板都要涂防锈漆。在拉结水平层处,可以增设外圈梁, 以增强加固效果。钢筋的直径可采用如下:当一开间加一道拉杆时为 2Φ 16(房 屋进深 5m～7m),2Φ 18(房屋进深 8m～10m), 2Φ 20(房屋进深 11m～14m),其相 应的垫板尺寸可按表 2 采用。 5 墙体开裂比较严重时 墙体开裂比较严重,为了增加房屋的整体刚性,则可以在房屋墙体一侧或两 侧增设钢筋混凝土圈梁。圈梁用的混凝土强度等级为 C15～C20,截面至少 120mm×180mm,配筋可采用 4Φ 10～4Φ 14,钢筋 Φ 6@200～250,每隔 5m～ 5m(应有牛腿或螺栓)锚固件等伸进墙内与墙拉结好,并承受圈梁自重。浇筑圈 梁时应将墙面凿毛、润水,以加强粘结。 6 砌体过梁裂缝 对砌体过梁的裂缝,可采取增设钢筋 2Φ 16,填补高强度砂浆(M10 以上),或 增加钢筋混凝土过梁的方法。 4 结语 综上所述,由于我国现在正推广各种新型节能墙体砌块材料,砌体结构开裂 的情况和问题愈来愈多,原因也愈来愈复杂,只有严格执行有关砌体规范,从生 产、设计,施工,监督等方面层层把关采取合理有效的控制措施,就能有效控制砌 块墙体开裂的质量通病,消除墙体结构质量安全隐患。 参考文献: [1] 混凝土小型空心砌块建筑技术规程JGJ/T12004[S]北京,中国建筑工 业出版社, [2] 砌体结构设计规范GBJ3-88[S] [3] 文竹住宅建筑构造破坏预防 100 例[M]哈尔滨,黑龙江科学技术出版 社,
1高层建筑动力特性和地震反应数值分析2从集集地震看建筑物震害与地震动参数的关系 3用ANSYS分析某高层建筑的非线性地震反应5《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ322002)若干问题解说对《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ322002)理解和应用中的若干问题进行了解说和讨论,主要包括房屋适用高度、风荷载和地震作用、结构平面和竖向规则性、构件抗震等级、剪力墙边缘构件、带转换层结构等56个问题,供有关教学、结构设计和施工图审查等专业人员参考。4建筑结构减隔震及结构控制技术的现状和发展 一、传统的抗震方法 地震是由于地面的运动，使地面上原来处于静止的建筑物受到动力作用而产生强迫振动，因而在结构中产生内力、变形和位移。经过简化后模型的动力学分析，即一次次的震害分析进行修正、补充，得到一些建筑物在地震作用下的反应机理及破坏形式，提出了一些建筑物抗争的计算方法及设计的基本原则。这些在实际应用中得到了很不错的效果。1、概念设计的一些原则1）总体屈服机制。例如强柱弱梁。2）刚度与延性均衡。砌体结构中为提高延性设构造柱与圈梁，形成一个较弱的框架。3）强度均匀。结构在平面和立面上的承载力均匀。4）多道抗震防线。5）强节点设计。6）避开场地卓越周期区。2、在此基础上作结构地震反应分析，其分析方法主要有：①地震荷载法；②振型分解法；③动力时程分析法。现在还发展了push-over法、能力谱等方法。抗震设防目标也从单一的、基于生命安全的性态标准发展到基于各种性态，强调“个性”设计的设计理念。3、传统抗震方法的缺点与不足 传统抗震结构主要利用主体结构构件屈服后的塑性变形能和滞回耗能来耗散地震能量，这使得这些区域的耗能性能变得特别重要，而一旦由于某些因素导致这些区域产生问题，将严重影响到结构的抗震性能，产生严重破坏，由于破坏部位位于主要结构构件，其修复是很难进行的。 由于传统抗震结构是以防止结构倒塌为目标，其抗震性能在很大程度上依赖于结构（构件）的延性，以往的许多研究也注重于提高结构（构件）的延性方面，却忽略了对结构损伤程度的控制。4、传统的抗震方法在提高结构性能方面有较多困难。 传统抗震结构的耗能能力主要依赖于主体结构的延性。既要求主体结构强度高，又要求延性好，很难实现。1）框架结构 许多研究者推荐强柱弱梁体系作为最合适的抗震框架体系。该体系可将地震输入能量分散在结构的许多部位耗散掉，甚至可以控制塑性铰出现的顺序与部位，延性对于使建筑物在罕遇地震中保存下来固然很重要，但这些预期的塑性铰区在中等程度的地震中也会产生，延性也同时应被看作是一种“破坏”。后期修复费用也很高。2）剪力墙结构 剪力墙结构体系具有抗侧刚度大，在水平地震作用下的侧移小，其总的水平地震作用也大等特点，常见的震害一般来说为墙面的斜向裂缝或是底部楼层的水平施工缝发生水平错动，当底部屈服后，剪力墙的抗侧作用就很小，且剪力墙的耗能也基本集中与底部塑性铰区域，上部墙体对抵御强震无显著作用。而且剪力墙要承担一定的竖向荷载，因此底部的破坏也十分难修复。3）框架-剪力墙结构 从抗震概念设计来说，框架-剪力墙结构具有了多道抗震防线。有框架和墙体组成的抗震结构中，框架的刚度小，承担的地震作用力小，而弹性极限变形值和延性却较小。整个结构在地震作用下，墙体很快超过自身的较小弹性极限变形，出现裂缝，水平承载力下降，此时框架尚未充分发挥自身的水平抗力；墙体开裂后，框架承担的地震力增大，同时由于结构刚度的变化，地震作用效应也发生了变化。但无论是剪力墙还是框架，都是主体结构的一部分，损伤坏后的修复工作都是比较困难的，而且花费也不小。二、减振、隔震和振动控制的现状 鉴于上述传统抗震方法的缺点与不足，并在全部了解地震引起结构震动的全过程。由震源产生地震动，通过传播途径传递到结构上，从而引起结构的震动反应。通过在不同阶段采取震动方法控制措施，就成为不同的积极抗震方法。大致包括以下四点： ①震源→消震 消震是通过减弱震源震动强度达到减小结构震动的方法，由于地震源难以确定，且其规模宏大，目前还没有有效可行的措施将震源强度减弱到预定的水平。 ②传播途径→隔震 隔震是通过某种装置将地震与结构隔开，其作用是减弱和改变地震动时结构作用的强度和方式，以此达到减少结构震动的目的。隔震方法主要有基底隔震和悬挂隔震两种。 ③结构→被动减震 被动减震是通过采取一定的措施或附加子结构吸收和消耗地震传递给主结构的能量，达到减小结构震动的目的。被动减震方法有耗能减震，冲击减震和吸震减震。 ④反应→主动减震 主动减震是根据结构的地震反应，通过地震系统地执行机，主动给结构施加控制力，达到减小结构震动的目的。 结构隔震、减震方法的研究和应用开始于60年代，70年代以来发展速度很快。这种积极的结构抗震方法与传统的消极抗震方法相比，有以下优点：①能大大减小结构所收得的地震作用，从而可减低结构造价，提高结构抗争的可靠度。此外，隔震方法能够较准确地控制传到结构上的最大地震力，从而克服了设计结构构件时难以准确确定载荷的困难。②能大大减小结构在地震作用下的变形，保证非结构构件不受地震破坏，从而减少震后维修费用，对于典型的现代化建筑，非结构构件（如玻璃幕墙，饰面，公用设施等）的造价甚至占整个房屋总造价的80%以上。③隔震、减震装置即使震后产生较大的永久变形或损坏，其复位、更换、维修结构构件方便、经济。④用于高技术精密加工设备、核工业设备等的结构物，只能用隔震、减震的方法满足严格的抗震要求。（一）、隔震1、基地隔震1)夹层橡胶垫隔震装置 用于隔震装置的橡胶垫块，可用天然橡胶，也可用人工合成橡胶（氯丁胶）。为提高垫块的垂直承载力和竖向刚度，橡胶垫块一般由橡胶片与薄铜板叠合而成。2)铅芯橡胶支座 这样就使支座具有足够的初始刚度，在风荷来和制动力等常见载荷作用下保持具有足够的刚度，以满足正常使用要求，但强地震发生时，装置柔性滑动，体系进入消能状态。3)滚珠（或滚轴）隔震 有自复位能力的；有加铜拉杆风稳定装置；横向油压千斤顶位的。另外，还有加消能装置的，消能装置有软消能杆剪，铅挤压消能器，油阻尼器，光阻尼器等。4)悬挂基础隔震5)摇摆支座隔震 同原理还有踏步式隔震制作，用于细高的结构物，如烟囟、桥墩、柜体筒体建筑物等。6)滑动支座隔震 上部结构与基础之间设置相互滑动的滑板。风载、制动力或小震时，静摩擦力使结构固结于基础上；大震时；结构水平滑动，减小地震作用，并以其摩擦阻尼消耗地震能源。 为控制滑板间的摩擦力，使之满足隔震要求；在滑板间可以加设滑层。目前常用的滑层有：涂层滑层（聚氯乙烯）、粉粒滑层（铅粒、沙粒、滑石、石墨等）。2、悬挂隔震 悬挂隔震使将结构的全部或大部分质量悬挂起来，是地震动传递不到主体质量上，产生较小的惯性力，从而起到隔震作用。悬挂结构在桥梁、火电厂锅炉架等方面有大量应用。著名的43层香港汇丰银行新大楼采用的就是悬挂结构。 悬挂结构悬杆受力较大，须采用高强钢，而高强钢忍性差，在竖向地震作用时易拉断。为减小竖向地震作用，可在吊点设减震弹簧，并配合使用阻尼器。3、隔震应用的注意事项：1)隔震实际上会使原有结构的固有周期演唱，在下列情况下不宜采用隔震设计： ①基础土层不稳定； ②下部结构变性大，原有结构的固有周期比较长； ③位于软弱场地，延长周期可能引起共振； ④制作中出现负反力；2)隔震装置必须具有足够的初始刚度，这样能满足正常使用要求。当强震发生时，装置柔性消震，体系进入消能状态。3)隔震装置能使结构在基础面上柔性滑动，在地震来时这样必然会产生很大的位移。为减低结构的位移反应，隔震装置应提供较大的阻尼，具有较大的消能能力。4、隔震体系的优点：1)明显有效地减轻结构的地震反应。从振动台地震模拟试验结果及美国，日本建造的隔整结构在地震中的强震记录得知，隔振体系的结构加速度反应只相当于传统结构（基础固定）加速度反应的1/3——1/10。这种减震效果是一般传统抗震结构所望尘莫及的。从而能非常有效地保护结构物或内部设备在强地震冲击下免遭任何毁坏。2)确保安全。在地面剧烈震动时，上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。这既适用于一般民用建筑结构，确保居民在强地震中的绝对安全，也适用于某些重要结构物和重要设备。3)减低房屋造价。从汕头，广州，西昌等地建造隔震房屋得知，多层隔震房屋比传统多层隔震房屋节省房屋土建造价：7度区节省3——6%，8度区节省8——14%，9度区节省15——20%。并且安全度大大提高。4)抗震措施简单明了。抗震涉及的对象从考虑整个结构物的复杂的不明确的抗震措施转变为只考虑隔震装置，简单明了。结构物本身与一般非地震区的做法无疑，设计施工大大简化。5)震后修复方便：地震后，只对隔震装置进行必要的检查更换。而无需考虑建筑结构物本身的修复，地震后可很快恢复正产生活或生产，这带来极明显的社会效益和经济效益。（二）被动减震1、耗能减震1)结构消能减震体系的特点： 结构消能减震体系是把结构的某些非承重构件（如支撑剪力墙等）设计成消能杆剪，或在结构物的某些部位（节点或连接）装设阻尼器，在风荷载轻微地震时，这些消能杆件或阻尼器仍处于刚弹性状态，结构物仍具有足够的侧向刚度以满足正常使用要求，在强地震发生时，随着结构受力和变形的增大，这些消能杆件和阻尼器，率先进入非弹性变形状态，产生较大阻尼，大连消耗输入结构的地震能量，从而使主体结构避免进入明显的非弹性状态并迅速衰减结构的地震反应，从而保护主体结构在强地震中免遭损失。与传统的结构抗震体系相比较，它有如下的优越性： ①传统的结构抗震体系是把结构的主要承重构件（梁、柱、节点）作为消能构件，地震中受损坏的是这些承重构件，甚至导致房屋倒塌。而消能减震体系则是以非承重构件作为消能构件或另设阻尼器，他们的损坏过程是保护主体结构的过程，所以是安全可靠的。 ②震后易于修复或更换，是建筑结构物迅速恢复使用。 ③可利用结构的抗侧力构件（支撑、剪力墙等）作为消能杆件，无需专设。 ④有效地衰减结构的地震反应。 由于上述的优越性，消能减震体系被广泛用于高层建筑的抗震，高耸构筑物（塔、架等）的抗震或抗风，单层工业厂房排架纵向抗震，管线系统减震保护等。2)结构消能减震体系的设计和工程应用：消能减震体系按其消能装置的不同，可分为二类： ①消能构件减震体系： 利用结构的非承重构件作为消能装置的结构减震体系。常用的消能构件有： 消能支撑：耗能交叉支撑，摩擦耗能支撑，耗能偏心支撑，耗能隔撑。一般支撑杆件大都用软钢制作，取材容易，屈服点适当，延性好，故有较高的消能减震性能。构件大都采用非弹性“弯曲”变形的消能减震性能，具有较高抵抗周疲劳破坏的能力。 消能剪力墙：竖缝消能剪力强、横缝消能剪力墙、周边缝消能剪力墙等。其混凝土的接缝面可以填充粘性材料能或用钢筋联接。强地震时，出现非弹性的缝面错动，产生阻尼，消耗地震能量。 ②阻尼器消能减震体系：在结构的某些部位（支撑杆件、剪力墙与边框联结处、梁柱节点处等）装设阻尼器（软钢阻尼器、挤压铅阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器等）。在强地震时，结构物这些部位发生较大变形，从而使装设在该部位的阻尼器有效的发挥消能作用。2．冲击减震 冲击减震是依靠附加活动质量与结构之间的非完全弹性碰撞达到交换动量和耗散动能进而实现减小结构地震反应的技术。 实际应用时，一般在结构的某部位（常在顶部）悬挂摆锤。结构震动时，摆锤撞击结构使结构震动衰减。另外，摆锤还兼有吸振器的功能。3．吸振减震 吸震减震是通过附加子结构，使结构的震动发生位移，即使结构的振动能量在原结构与子结构之间重新分配，从而达到减小结构震动的目的。 目前，工程结构应用的吸震减震装置主要有：调谐质量阻尼器（简称TMD）,调液（柱）阻尼器（简称TLD或TLCD）悬吊质量摆阻尼器（简称SMPD）和质量放大器。（三）主动控制减震主动控制减震体系是利用外部能源，在结构受地震激励震动过程中，瞬时改变结构动力特性和施加控制力，以衰减结构地震反应的自动控制体系。 主动控制体系中的控制器有三部分组成。 ①传感器。安装在结构上，测量结构所受外部激励或结构反应或两者，将测量的信息传递给控制器的处理器。 ②处理器。处理测得的信息，根据给定的控制算法，计算所需的控制力，并将控制信息传递给控制器中的致动器。 ③致动器。根据控制信息，有外部供给能源产生所需的控制力，从而减小结构振动反映。 根据控制器的工作方式，主动控制体系分三种类型： ①开环控制。根据外部激励信息调整控制力。 ②闭环控制。根据结构反应信息调整控制力。 ③开笔环控制。根据外部激励和结构反应的综合信息调整控制力。 主动控制是振动控制的现代方法，他已广泛用于电子工程，机械工程，航空航天工程等领域，但在土木工程中应用该方法进行结构主动控制尚是一个新兴研究方向。 结构震动主动控制装置 ①主动拉索。主动拉索控制系统由连接在结构上的预应力钢拉索构成，在拉索上安装一套液压伺服机系统。 ②主动调频质量阻尼器。是在TMD的基础上增加主动控制力而构成的减震器。 ③气体脉冲发生器。这是一种通过喷管释放高压气体产生脉冲动力，以减弱结构振动反应的装置。（四）半主动控制和混合控制1、半主动控制 半主动控制兼有被动控制和主动控制的优点。它具备主动控制的效果又只需很小的电能通过调节和改变结构的性能减小地震反应，因此比较适合于改善工程结构的抗震设防。1)变阻尼半主动控制 对变阻尼半主动控制的研究一度非常活跃，其目的在于寻找比定阻尼系统更好的减震效果，但事实上人们早已知道，阻尼的减振效果是有条件的。但单自由度体系基座受到简谐运动激励时，阻尼愈大，结构和相对运动（位移、速度和加速度）不断减少；对绝对运动则不然，当干扰频率与自振频率的比值时，增大阻尼反而会使绝对位移、速度和加速度反应增大。在地震作用下也可能出现类似的情况。 这说明对中、短周期的结构，当设计地震动的主要周期较短时，不必要采用半主动变阻尼系统。但是对于长周期结构，采用半主动变阻尼控制方法与采用上限阻尼时相比可以明显地减小绝对加速度反应，对相对反应也无不利影响。看来只有当需要同时减小长周期结构的相对位移反应和绝对加速度反应时才有必要采用变阻尼半主动控制。 常见的变阻尼半主动控制有变孔径油阻尼器、电流变阻尼器、磁流变阻尼器、变摩擦可控阻尼器、调谐质量可控阻尼器。2) 变刚度半主动控制系统（AVS） 日本鹿岛公司在他们的大型振动台控制楼上采用了AVS系统以减小中震和大震中的反应。在此系统中，应用液压元件改变刚性支撑和大梁的连接条件，随时调节层间刚度，避免共振。 变刚度和变阻尼系统应属于变结构控制的范畴，其理论基础在自动控制领域中已有深入地研究。在变刚度半制动控制系统中结构的层间水平刚度可以在其最大值和最小值之间跳跃或随意调节。当强震地面运动的主要频率不在被控结构自振频率的可能的变化范围以内时，对系统将产生什么样的影响则是值得研究的问题。2、混合控制 将主动控制与被动控制结合起来应用或采用其它复合控制方式通常称为混合控制，其最常用的形式是用作动器拖动调谐质量阻尼器（HMS）。 主动控制、半主动控制和混合控制由于都需要实时观测结构反应并进行实时分析和反馈控制，系统极为复杂，在推广应用方面受制于经济和技术条件。相比之下以增加结构阻尼、避免共振的被动控制技术则更适合在众多的实际工程中应用。三、今后的发展趋势 传统的依赖结构延性的抗震措施是以一定的损伤为代价减小地震反应，应用见证效能技术则可以减小结构本身的损伤，对各类结构基本上能使用，其减震效果对地面运动特性依赖性较小，耗资也不是很大，因此是可以广泛使用的方法。值得注意的是增大阻尼在减小结构相对位移反应和变形的过程中有时会使结构的绝对速度和加速度增大，从而对内部设备和人员带来某些不利影响。 基础隔震对在短周期内地面运动影响下的中短周期结构而言，其减震效果比消能技术更好，但对地面运动输入特性比较敏感，不能完全消除共振的危险性。半主动控制和混合控制方法可以满足不同的设防要求，对地面运动和结构本身不确定性的地适应能力更强，可以提高结构在地震作用下的安全性，引入智能元件以后，效果会更好，因此是值得重视的新领域。此外尚应在不同学科和专业之间开展合作和交叉研究，开发使用的装置、机构和配套技术，尽快形成新的产业，以支持新技术的推广应用。结构振动控制的研究和应用需要讲传统的建造技术与高新技术相结合，使结构的安全保障系统成为智能结构的重要组成部分，为人类营造一个更加安全舒适的工作和生活环境。参考文献[1]周福霖，高层建筑结构减震控制优化设计新体系[2]周锡元，阎维明，杨润林，建筑结构的隔震、减振和振动控制，建筑结构学报，4[3]谢礼立，马玉宏，现代抗震设计理论的发展过程，国际地震动态，10[4]李宏男，霍林生，结构被动减震与隔震技术研究现状，工程力学增刊，2001[5]赵鸿铁等，耗能减震控制的研究、应用与发展，西安建筑科技大学学报，3[6]周云等，耗能减震技术研究与应用发展，世界地震工程，2[7]周云等，耗能减震技术研究及应用的新进展，地震工程与工程振动，6[8]王亚勇，工程抗震展望——寄语2000年，工程抗震，3[9]张文芳，建筑结构TMD振动控制及其新体系减震研究，太原理工大学学报，1[10]杨光，日本阪神地震灾害的一些调查统计数据，华南地震，3[11]罗奇峰等，中国近4年结构抗震进展介绍，地震学报，11[12]邹立华等，组合隔震结构的振动控制研究，振动与冲击，2 还有一些，有pdf格式的，还有文档的，粘不下，如果你觉得对你有用的话，给我你的邮箱，我发给你
1、工程概况 在该工程的设计过程中，针对该工程平面凹口较深，平面较为狭长及高宽比较大等结构特点，在结构布置、分析计算和构造措施等方面做了一些有效的处理，使整体设计满足规范要求，且经济实用。以下谈谈本人在设计中的一点体会。 该工程地下一层、地上二十八层，总建筑面积：69m2 ，其中地上建筑面积：88m2，建筑物室外地坪至主体结构檐口的高度为：4m。地下室建筑面积：81m2，地下室层高50m：裙房三层。一层层高4m：二、三层层高为5m。主楼四至二十八层，每层层高0m。该楼层四层以上平面南侧凹口深6m，占凹口方向楼板长900m的2%，另还有两处凹口分别占凹口方向楼板长的8%和9%，高宽比为6。 2、地基及基础 1 地基土层结构及特征 据本次勘探揭露，拟建场勘察深度内岩土体可分为l0层：①层冲填土、②层耕填土、③层细砂、④层中砂、⑤层粗砂、⑥层砾砂、⑦层强风化泥质粉砂岩、⑧层中风化泥质粉砂岩。 2 地下水埋藏条件及砼腐蚀性评价 勘察场区内赋存有上层滞水和潜水。 据场地水质分析报告结果：拟建场地下潜水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。 3 地基方案与基础选型分析评价 根据以上场地地基岩土层条件和拟建建筑物点，经过充分的技术经济分析比较，决定采用直径分别为Ф800、Ф1000、Ф1200的钢筋混凝土钻孔灌注桩，混凝土强度等级为C30，以⑧层中风化泥质粉砂岩做桩端持力层。桩长为22～29m左右，Ф800的单桩承载力设计值为4200KN；Ф1000的单桩承载力设计值为6000KN；Ф1200的单桩承载力设计值为7900KN。因南昌地区中风化泥质粉砂岩中均有多层且无规律的软弱夹层，桩端进持力层取5d。根据最后静荷载试验结果来看，Ф1000的单桩竖向抗压极限承载力为13500KN，极限状态下桩顶累计沉降量为9mm，质量和经济效果均较好。本工程主楼带地下室、地下室层高5m，底板掺混凝土膨胀剂，桩基承台为梁式承台，因为上部结构为剪力墙，荷载分布较为均匀，因而梁板截面高度不需过大，承台梁高lO00mm，地下室底板除核心筒部分（1500mm）外，其余均为350mm，砼标号为C30；为抵抗混凝土收缩、徐变及加强基础的整体性，地下室底板采用双层双向满布配筋Ф14@120。地下室外围墙厚300mm，内部剪力墙厚250mm，地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，板厚为200mm，并采用双层双向Ф 12@150满布配筋。 3、上部结构设计与计算 根据《建筑抗震设防类标准》（GB50223—2008）本工程为丙类建筑，结构的地震作用按设防烈度6度计算，采用全现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系，剪力墙抗震等级为三级，框架抗震等级为三级。结构的阻尼比为05，水平地震影响系数最大值为04，基本风压为55KN/m2，地面粗糙度为B类，结构体型为4。地震力按X、Y两个方向计算，同时考虑扭转耦联，竖向力按模拟施工加荷方式1计算，风荷载按X、Y两个方向计算，恒、活荷载分开计算，周期折减系数为9，计算取21个振型。连梁刚度的折减系数为7，考虑抹灰粉刷层重量后，混凝土的重度为27KN/m2，地震力的分项系数为3，风荷载分项系数为4，恒荷载分项系数为2，活荷载分项系数为4。墙元细分中，壳元最大控制边长为0m。 该建筑平面有多处凹口，平面较为狭长，再加上楼梯问和电梯间开洞，采用SATWE进行分析。计算结构显示，结构在地震和风荷载作用下位移均在规范要求的范围内，但以扭转振动为主的第三振型周期T3 与侧向振动为主的第一振型周期T1之比为756；以扭转振动为主的第三振型周期T3和以侧向振动为主的第二振型周期T2 之比为865，并且第一振型和第二振型的扭转振动成分偏大，这表明结构扭转效应显著，对建筑结构不利。同时计算结果还表明，凹口周围、楼房东西两端及平面宽度变化处梁、墙等构件内力值较大。在设计时，考虑应将楼、电梯间处核心筒及5-12、5-14轴上剪力墙加强且连成整体，形成受力的主要部位，承担大部分的剪力和弯矩，实际电算时加强或削弱此部分刚度（主要为增加或减短墙长）对位移影响较大，较增加墙厚等方法有效的多。实际电算和分析相同，但由于建筑功能限制，5-G轴上，5-9轴和5-1l轴间；5-15轴和5-17轴间、还有5-l2轴和5-14轴间无法布置剪力墙，只有设置宽扁梁，加强刚度，实际效果较好，剪力墙成筒布置，在筒与筒之间将板厚加厚为120mm，实际电算时所有凹口处按未设连梁电算，在位移等满足要求规范要求，施工图则按所有凹口处增设250×400连梁处理，更加安全。在平面宽度变化处，剪力墙本工程剪力墙布置既满足了规范要求，经济效益又较好。为消除混凝土收缩、温差可能引起的裂缝，将屋面板配置了双层双向钢筋。 除平面不规则以外，该房屋的平均高宽比为6也较大，因而验算结构底部外围构件在侧向力最不利组合情况下的轴压比，并控制轴压比在6内；验算桩基在侧向力最不利组合下的抗压能力以及桩身是否会出现拉力，并通过调整桩的布置，使其符合要求。 在抗震构造措施方面，建筑物底部四层为剪力墙底部加强区；对墙体布置有变化处增设暗柱，加强其配筋。采取增大两端剪力墙的长度、调整其它部位剪力墙长度等措施，使用SATWE软件分析计算可知，凹口处及其周围剪力墙和连梁，以及建筑物两端转角、山墙处剪力墙和连梁基本上没有出现超筋现象，构件的截面和配筋设计符合规范要求。周期T1～T3 及其比值、结构位移值、基底剪重比、地震力倾覆弯矩等均在规范要求范围内，具体结果如下： 上述计算分析结果表明，T3 /T1远小于9，结构平面布置扭转影响较小；楼层最大层间位移角满足规范要求，且由Y向风荷载控制；底层剪重比接近于8%，结构刚度适合，受力体系经济合理，抗震性能良好。 4、结语 本工程在省抗震设计施工图检查中，经过省抗震专家评审，得到了专家的认可。专家肯定了我们对于本工程结构体系的选择、抗震设计参数的取值及对于平面不规则采取的构造加强措施。