古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計精選(九篇)
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第1篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：仿古建筑；木結(jié)構(gòu)；混凝土結(jié)構(gòu)
中圖分類號：TU318
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1008-0422(2006)04-0121-02
收稿日期：2006-02-25
作者簡介：鄧曉春(1973-)，女，1995年畢業(yè)于華中理工大學(xué)工業(yè)與民用建筑專業(yè)，湖南省建筑設(shè)計院內(nèi)聘高級工程師，一級注冊結(jié)構(gòu)工程師。
1 引言
中國古建筑雖然歷經(jīng)了數(shù)千年的演變，但其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)方法和布置規(guī)模始終沒有改變，并且是世界上獨(dú)具風(fēng)格的一門建筑學(xué)科，是世界建筑藝術(shù)寶庫中的一顆璀璨明珠。中式傳統(tǒng)古建筑以木結(jié)構(gòu)為主，在材料選用、平面處理和藝術(shù)造型等方面都有許多自己的特點(diǎn)，但隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步，傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)在防火與防腐方面的缺陷也日益明顯，新技術(shù)、新材料的運(yùn)用使仿古建筑的設(shè)計和建造成為可能，這也是對中國古建筑文化的繼承與發(fā)展?，F(xiàn)代仿古建筑以鋼筋混凝土為主體結(jié)構(gòu)，改變了傳統(tǒng)中國古建筑以木結(jié)構(gòu)組合為主的受力系統(tǒng)，吸收了傳統(tǒng)中國古建筑風(fēng)格的精華，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)古建筑的造型、部件等，作為裝飾效果，從而達(dá)到建筑上的仿古目的。以下本文將就某工程實(shí)例對此種建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計談幾點(diǎn)體會，能為同行在設(shè)計工作中提供一些參考。
2 中國古代建筑的特點(diǎn)
中國古代建筑是以木構(gòu)架為主的一種結(jié)構(gòu)方式，平面布局內(nèi)向含蓄，層次豐富，均衡對稱，空間布局靈活，承重與圍護(hù)結(jié)構(gòu)分工明確；在建筑的設(shè)計和施工中很早就實(shí)行了模數(shù)制和構(gòu)件的定型化，對于建筑整體到局部的形式、尺度和做法都有相當(dāng)詳細(xì)的規(guī)定。中國古代建筑還獨(dú)創(chuàng)了斗拱的結(jié)構(gòu)形式，并充分運(yùn)用色彩的裝飾手段，使建筑物顯得莊重而華麗。
中國古代建筑的結(jié)構(gòu)方式有“疊梁式”、“穿斗式”、“井干式”三種，屋頂形式有硬山頂、懸山頂、廡殿頂、歇山頂、攢尖頂和復(fù)合頂。
3 仿古建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求
現(xiàn)階段的仿古建筑多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)代替木結(jié)構(gòu)，為了達(dá)到油漆彩繪之后與木構(gòu)架相同的外觀效果，與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，仿古建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有以下特殊要求：
3．1模數(shù)要求和構(gòu)件定型化
各受力構(gòu)件的規(guī)格需滿足古典建筑的模數(shù)要求，傳力體系的構(gòu)成極其各構(gòu)件的尺度和形體完全仿照古代木結(jié)構(gòu)中柱、梁、枋、檁的相應(yīng)做法。
3．2屋面造型要求
屋面變化顯著，造型要求高，構(gòu)架體系采用了步架和舉架的處理方法，使屋面坡度越往上越陡峻，越往下越平緩，形成了曲線優(yōu)美、出檐深遠(yuǎn)的特征，體現(xiàn)了我國古代建筑的造型特點(diǎn)。
3．3建筑中有大量的具有獨(dú)特裝飾作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其中最具有代表性的是斗拱和雀替。
斗拱：斗拱中方型的底座叫做斗，上面錯落搭建的船形木塊叫做拱。斗拱是中國傳統(tǒng)古建筑特有的型制，它位于木結(jié)構(gòu)梁和柱子之間，具有傳導(dǎo)屋面荷載、加大屋檐挑出長度、縮短梁枋跨度、吸收地震能量等結(jié)構(gòu)作用和裝飾作用，是中國古代建筑中最具特色的部分之一。對于仿古建筑而言，因主體結(jié)構(gòu)為鋼筋；昆凝土，裝飾常常成為斗拱的主要作用。
雀替：用于額枋(檐枋)與檐柱相交處，近似于三角形，表面有雕刻裝飾的構(gòu)件?？梢钥s短梁枋的凈跨距離，具有輔助拉結(jié)和裝飾雙重功能。
4 工程實(shí)例
4．1工程概況
開福寺位于長沙城北，它是一座殿字宏偉、氣勢非凡的千年古寺，具有“三湘名剎”之稱。開福寺始建于五代時期，距今已有一千多年的歷史，現(xiàn)有的寺院規(guī)模已不能滿足佛教事業(yè)的發(fā)展需要，自2004年開始修復(fù)擴(kuò)建，大悲殿的建設(shè)就是其擴(kuò)建工程子項(xiàng)之一。大悲殿為南方單層雙重檐仿古建筑，建筑面積1200m2，總高度25m，面闊七間，共37．8m，進(jìn)深六間，共30．6m。屋頂形式為歇山頂，黃色琉璃瓦鋪蓋，飛檐翹角，氣魄雄偉，檐下為七踩斗拱。室內(nèi)采用“露明造”，使空間更高大、更寬敞。該建筑采用了鋼筋；昆凝土仿木結(jié)構(gòu)。
4．2大悲殿的結(jié)構(gòu)體系
采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土仿木框架結(jié)構(gòu)，用SATWE程序進(jìn)行整體計算，主受力框架用PK程序復(fù)核計算配筋。結(jié)構(gòu)方式按照古建筑中的“疊梁式”，構(gòu)架體系采用了步架和舉架的處理方法，其傳力途徑也明顯不同于傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑，屋面荷載通過T形屋面板傳給屋面檁條梁，再由梁架逐層往下傳遞，最終通過最底層的梁傳給框架柱。主受力框架立面詳見圖1。由于大殿建成后需供奉大尊佛像，故殿內(nèi)抽掉了兩根里金柱，使相臨柱子間跨度分別達(dá)到了19．8m和18．6m。建筑平面圖詳見圖2。這么大的跨度在傳統(tǒng)古建筑中是罕見的，而為了保持室內(nèi)“露明造”的完整性，在15．5m標(biāo)高處設(shè)3根斷面為400x1200的交叉轉(zhuǎn)換梁(位于4軸、5軸、C軸上)，共同支撐其上的柱子和屋面梁架體系。
4．3屋面板的設(shè)計
木結(jié)構(gòu)的屋面木基層是由望板和椽組成的，這就使得仿古建筑的屋面板截面形式為T形，單向受力，板肋之間的距離很近、肋高較小見圖3，加上屋面陡峻圖4(大悲殿屋脊處為九五舉)、造型復(fù)雜，屋面一次性全現(xiàn)澆施工難度很大，支模困難，混凝土澆注質(zhì)量和外觀效果均難保證。故將屋面板設(shè)計成疊合板，先預(yù)制單塊的預(yù)應(yīng)力混凝土T形板(或幾塊T形板組合)作為底模，再在底模上綁扎鋼筋網(wǎng)，用細(xì)石混凝土澆注疊合層，完成后二者形成整體共同受力。設(shè)計時按疊合前和疊合后分階段對T形板進(jìn)行強(qiáng)度計算、抗裂驗(yàn)算、撓度驗(yàn)算。分別滿足施工階段和使用階段的受力要求。
4．4斗拱和雀替的設(shè)計
在主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土的仿古建筑中，斗拱是作為受力構(gòu)件還是純裝飾構(gòu)件?采用木結(jié)構(gòu)還是鋼筋；昆凝土結(jié)構(gòu)?這就值得探討了，筆者在考察其他仿古建筑時了解到其斗拱大多是采用鋼筋；昆凝土預(yù)制構(gòu)件，各級斗與拱之間通過預(yù)埋件焊接連接(尺度較大時)或座漿連接(尺度較小時)，斗拱在結(jié)構(gòu)中為受力構(gòu)件。這種做法的主要缺點(diǎn)是做工較粗糙、不美觀，而且前者由于構(gòu)件數(shù)量太多防腐和維修費(fèi)用較高，后者受力不太可靠。故本工程的斗拱采用木結(jié)構(gòu)，且僅作為裝飾構(gòu)件，不考慮其受力。屋檐荷載通過斗拱上方的現(xiàn)澆；昆凝土桃尖梁以及斗拱中間的現(xiàn)澆混凝土剪力墻傳給剪力墻下方的額枋，斗和拱在桃尖梁施工前安裝就位。
雀替僅作為裝飾部分，不考慮其受力，采用鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，用定型模板在施工現(xiàn)場制作。主體結(jié)構(gòu)施工時在相應(yīng)位置留設(shè)預(yù)埋件，預(yù)制的雀替通過預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)的額枋(檐枋)和檐柱焊接連接。
木斗拱與混凝土的預(yù)制雀替都是作為裝飾構(gòu)件，與主體結(jié)構(gòu)不是一起現(xiàn)澆成型，但采取了上述方式與受力構(gòu)件連接后，再經(jīng)過油漆彩繪處理，整個建筑物渾然一體，完全達(dá)到了傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的藝術(shù)效果。建成后的大悲殿入口屋檐照片圖4。
5 結(jié)束語
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的仿木仿古建筑，因組合形式變化大，構(gòu)件形狀復(fù)雜，其空間梁板的形狀定型和模板、鋼筋施工是最大的難題，給傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了許多挑戰(zhàn)，本文探討了一些新的思路，力求用現(xiàn)代的構(gòu)造和裝飾處理，還原其傳統(tǒng)古代建筑的風(fēng)格。大悲殿于2004年4月完成設(shè)計，同年5月開工，2005年年底建筑竣工圖50
參考文獻(xiàn)：
[1]馬炳堅．中國古建筑木作營造技術(shù)．(第二版)．科學(xué)出版社，2003．
第2篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
行分析與闡述。
【關(guān)鍵詞】：建筑結(jié)構(gòu) 加固方法 技術(shù)手段
中圖分類號：G278 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對建筑的數(shù)量、質(zhì)量和使用功能提出了越來越多的要求，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也促使各種新型結(jié)構(gòu)、新型材料以及新的施工工藝不斷出現(xiàn)。為保證建筑工程的質(zhì)量，促使建筑業(yè)健康發(fā)展，我國于1997年通過了《中華人民共和國建筑法 ，明確規(guī)定：“建筑物在合理使用壽命內(nèi)，必須確保地基基礎(chǔ)工程和主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，對已發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，建筑施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)修復(fù)。因此，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕B(tài)度、科學(xué)的加固方法，確保建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性、安全性，具有一定重要的意義。
1.加大截面積加固技術(shù)
通過加大截面積的方式，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)加固，在構(gòu)件的外部包裹混凝土，以增加構(gòu)件的配筋量與橫面積，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固目標(biāo)。在建筑結(jié)構(gòu)施工中，加大截面積的方法較為傳統(tǒng)、常用，因此工藝簡單、適用范圍廣，可應(yīng)用于各種墻體、梁柱等混凝土結(jié)構(gòu)中。結(jié)合構(gòu)件的加固要求、受力特點(diǎn)等區(qū)別，可選擇單側(cè)加厚、雙側(cè)加厚等方式。為了確保后期澆筑混凝土的正常運(yùn)行，可適當(dāng)增設(shè)構(gòu)造鋼筋；如果工程以加配鋼筋為主，則應(yīng)增加鋼筋的截面積，為了確保鋼筋加固后的正常工作，還應(yīng)澆筑一層混凝土保護(hù)層。一般情況下，外包材料多是普通混凝土，如果外包層薄弱、鋼筋密集，就可利用細(xì)石混凝土，除了利用鋼筋配筋之外，還可應(yīng)用鋼板或型鋼。通過采取加大截面積的技術(shù)方法，在設(shè)計構(gòu)造時，應(yīng)充分考慮原有部分與新加部分的整體受力情況。在產(chǎn)生受力時，加固結(jié)構(gòu)的結(jié)合面就會產(chǎn)生各種應(yīng)力，以剪力和拉力為主。在彈性塑性階段，結(jié)合面的反向拉力、剪應(yīng)力等，主要通過新舊混凝土粘合的強(qiáng)度來承擔(dān)。如果裂縫達(dá)到極限狀態(tài)，就通過貫穿結(jié)合面的錨固螺栓或者錨固鋼筋而產(chǎn)生被動的剪切力、摩擦力。但是這種方法對現(xiàn)場濕作業(yè)的工程量較大，養(yǎng)護(hù)時間較長，對正常生產(chǎn)與生活造成一定影響。同時，當(dāng)構(gòu)件截面增大后，將對建筑結(jié)構(gòu)的外觀及房屋凈空產(chǎn)生一定影響。
2.預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)
預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)主要通過外加預(yù)應(yīng)力撐桿或者鋼拉桿的方式，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固。也就是說，通過施加預(yù)應(yīng)力，使撐桿或者拉桿受力，對原有結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布產(chǎn)生變化，降低結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，提升結(jié)構(gòu)承載力。預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的特點(diǎn)是通過預(yù)應(yīng)力手段，強(qiáng)迫提升撐桿受力或者后加拉桿，減少原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平。這樣，就可避免一般加固結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象，發(fā)揮改變、卸載、加固結(jié)構(gòu)內(nèi)力的作用，提升結(jié)構(gòu)承載能力。采取預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，根據(jù)加固對象的具體差別，可分為預(yù)應(yīng)力撐桿加固、預(yù)應(yīng)力拉桿加固兩大內(nèi)容。一方面，預(yù)應(yīng)力撐桿加固技術(shù)，主要加固軸心受壓力或者小偏心受壓柱，根據(jù)不同的柱受力狀況，又可分為單側(cè)撐桿加固、雙側(cè)撐桿加固兩種方式；
另一方面，預(yù)應(yīng)力拉桿加固主要應(yīng)用于一般的框架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、梁板結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)等。鑒于加固的要求以及被加固結(jié)構(gòu)的受力情況不同，又可將預(yù)應(yīng)力拉桿加固分為水平式(正截面的受彎承載力不足)、下?lián)问?斜截面的受剪承載力及正截面的受彎承載力不足)、混合式(正截面的受彎承載力不足及斜截面的受剪承載力稍有不足)三種方式，分別適用于不同的截面中。有關(guān)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，一般適用于跨度較大的結(jié)構(gòu)中，或者采取一般方法難以滿足加固效果的情況，但是這種方法不適合在高濕度環(huán)境下作業(yè)，這種環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)或者混凝土收縮力有所變大，不利于加固效果。
3.外包鋼加固技術(shù)
應(yīng)用外包鋼加固技術(shù)，利用角鋼外包在構(gòu)件的四角位置，在角鋼之間采取綴板連接方式。外包鋼加固法可分為濕式與干式兩種情況。一方面，濕式外包鋼法，在原有構(gòu)件和型鋼之間，利用環(huán)氧樹脂或者乳膠水泥等粘結(jié)，將新舊材料之間進(jìn)行有效協(xié)同，確保工作整體性，但是作業(yè)強(qiáng)度較大；另一方面，干式外包鋼法，即原有構(gòu)件和型鋼之間沒有任何粘結(jié)作用，雖然有時候以水泥砂漿填補(bǔ)，但是并不能實(shí)現(xiàn)結(jié)合面拉力與剪力的傳遞，難以保障原構(gòu)件和型鋼的整體工作，只能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)受力。與濕式外包鋼方式相比，干式外包鋼的施工更加簡單，但是提高承載力的能力遠(yuǎn)不如濕式外包鋼；這種方法基本對原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸更改不大，僅是提高構(gòu)件承載力，增加剛度與延性，一般在屋架、磚窗間墻、梁、混凝土柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件、構(gòu)筑物加固中應(yīng)用廣泛。這種外包鋼加固技術(shù)，尤其應(yīng)用于不需要增大截面尺寸的工程中，可極大提高承載力的軸心與偏心，施工的工作量小、效率高、質(zhì)量好，但是用鋼量較多，加固成本高。
4.外部粘鋼加固技術(shù)
外部粘鋼加固法，主要利用粘貼劑，與加固設(shè)計相符，將鋼板粘貼在鋼結(jié)構(gòu)或者混凝土表面，共同產(chǎn)生作用力。外部粘鋼加固技術(shù)的優(yōu)勢在于：施工便捷、效率高，基本不會改變構(gòu)件外觀及使用空間，提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力。當(dāng)采取外部粘鋼加固技術(shù)時，一般將鋼板粘貼在梁底的受拉位置，增加梁的承載力，如果在梁的側(cè)端粘貼鋼板，也可保障梁的斜截面承載力。當(dāng)前，外部粘鋼加固技術(shù)主要應(yīng)用干受拉構(gòu)件或受彎構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固工程中，要求環(huán)境溫度控制在60℃以內(nèi)，相對濕度則小于70％，且沒有化學(xué)腐蝕。如果工作條件不能滿足以上條件，則要采取對應(yīng)的處理措施。另外，外部粘鋼加固技術(shù)對施工工藝的要求較高，需要確保施工隊伍韻專業(yè)性，提高施工質(zhì)量。
5.增設(shè)支點(diǎn)技術(shù)
增設(shè)支點(diǎn)加固技術(shù)，主要通過增加支撐點(diǎn)的方式，降低結(jié)構(gòu)的計算跨度，以控制結(jié)構(gòu)內(nèi)力，提高承載力。這種方法既簡單又可靠，但是會對使用空間造成一定影響，一般適用于網(wǎng)架、桁架、板、梁等水平結(jié)構(gòu)的加固施工中。
結(jié)合新增加支撐結(jié)構(gòu)的變形特質(zhì)，應(yīng)用支點(diǎn)法可分為彈性支點(diǎn)與剛性支點(diǎn)兩種方式。彈性支點(diǎn)主要通過支撐結(jié)構(gòu)中的桁架或者受彎力作用等，間接傳遞荷載力。由于支撐結(jié)構(gòu)變形與被加固結(jié)構(gòu)變形屬于同一個數(shù)量等級，那么支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)按照彈性支點(diǎn)來考慮，涉及到復(fù)雜的內(nèi)力分析技術(shù)；剛性支點(diǎn)通過軸心受拉或者軸心受壓等荷載力，直接傳遞到柱子或者基礎(chǔ)構(gòu)件部分。這種方法的內(nèi)力計算較為簡單。相對來說，采取剛性支點(diǎn)技術(shù)加固，可較大提高結(jié)構(gòu)的承載能力，而彈性支點(diǎn)則對空間使用的影響程度較低。
6.結(jié)束語
總之，建筑結(jié)構(gòu)加固的技術(shù)方法較多，本文介紹了幾種常見方法。為了在實(shí)際加固工程中選擇最合理、最經(jīng)濟(jì)的方案，還應(yīng)加深學(xué)習(xí)與交流，以應(yīng)用更多先進(jìn)加固技術(shù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
【參考文獻(xiàn)】：
第3篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計；加固
1 建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計概況
（一）基于性能的抗震設(shè)計的提出
20世紀(jì)90年代初，美國學(xué)者首先提出了這項(xiàng)設(shè)計理論，以改進(jìn)基于承載力的傳統(tǒng)設(shè)計理念，用量化的抗震指標(biāo)來控制建筑抗震性能，隨即被各國所重視。該項(xiàng)設(shè)計理論基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)性能分析，根據(jù)用途和要求確定性能，使建筑物在面對不同的地震等級中達(dá)到預(yù)期抗震目標(biāo)。1995年，美國的放眼21世紀(jì)委員會提出了基于性能抗震設(shè)計的框架，此專項(xiàng)研究得到美國政府大力支持與資助，并進(jìn)行了有前瞻性的多方面研究。此后，澳大利亞、日本、新西蘭、英國、智利等國家也在多方資助下，為推進(jìn)此專項(xiàng)研究，成立了各類委員會，包括評估、分析、協(xié)調(diào)、規(guī)范等，在對這項(xiàng)理論進(jìn)行了大量的研究后，均提出和采用了力求達(dá)到國際一體化要求的一系列抗震設(shè)計理論。
我國在這項(xiàng)理論的研究上起步較晚，為了與國際規(guī)范同步，我國在與美國等在這項(xiàng)研究領(lǐng)域取得先進(jìn)成果的國家進(jìn)行學(xué)術(shù)交流、學(xué)習(xí)中，對這項(xiàng)理論進(jìn)行專項(xiàng)研究并引入理論，許多中國高校也開展了專項(xiàng)研究，旨在不斷發(fā)展和完善出符合我國國情的性能抗震設(shè)計理論，并取得了一定的研究成果。
（二）性能抗震設(shè)計理念的特點(diǎn)
通過對現(xiàn)行抗震設(shè)計理論的實(shí)踐，可以對兩者進(jìn)行對比，以得到性能抗震設(shè)計理念的特點(diǎn)。
1．多級設(shè)防。相對于現(xiàn)行的三階段設(shè)防目標(biāo)（小震不壞、中震可修、大震不倒），性能抗震設(shè)計注重多級設(shè)防，保護(hù)非結(jié)構(gòu)件與內(nèi)部設(shè)施，后者的設(shè)計理念既保證使用者安全，又減輕業(yè)主和社會的經(jīng)濟(jì)損失與壓力。
2．投資效益準(zhǔn)則。性能抗震設(shè)計偏重于安全、經(jīng)濟(jì)等多方面。在安全與經(jīng)濟(jì)之間找到合理、平衡的切入點(diǎn)，確定最佳方案，以優(yōu)化設(shè)計為目的。
3．自由度大。相比較傳統(tǒng)抗震設(shè)計刻板的被動狀態(tài)，性能抗震設(shè)計可根據(jù)業(yè)主的要求確定目標(biāo)，給設(shè)計帶來新的動力。
（三）性能抗震設(shè)計目標(biāo)
目標(biāo)為在不同地震等級的作用下，建筑物結(jié)構(gòu)能達(dá)到預(yù)期所應(yīng)達(dá)到的水平。最大程度的在經(jīng)濟(jì)與結(jié)構(gòu)可靠性上找到合理的平衡點(diǎn)。建立設(shè)計目標(biāo)需要考慮場地、結(jié)構(gòu)所需功能、建筑重要性、損失與重建等各方面的因素。
（四）設(shè)計設(shè)防水準(zhǔn)
1．地震設(shè)防水準(zhǔn)。抗震設(shè)計設(shè)防對象所選擇的地震強(qiáng)度，直接決定建筑物的抗震能力，如何確定設(shè)防水準(zhǔn)在基于性能抗震設(shè)計中有決定性的地位。應(yīng)取決于優(yōu)化后的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上來確定并根據(jù)地震參數(shù)及烈度作設(shè)防水準(zhǔn)。
2．結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)。地震等級作用下對建筑物預(yù)期破壞最大程度。除了對主體結(jié)構(gòu)破壞帶的損失有控制力外，還要注重對非主體、內(nèi)設(shè)施的損壞的控制。因此，能兼顧主體、非主體結(jié)構(gòu)破壞程度的結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)才是合理、科學(xué)的。
（五）現(xiàn)行抗震設(shè)計局限性
1．現(xiàn)行抗震設(shè)計很少對建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時的性能進(jìn)行評估，只是按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。
2．業(yè)主與使用者并不了解所使用的建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。
3．經(jīng)濟(jì)評估準(zhǔn)則并沒有在建筑業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
（六）抗震設(shè)計的常見問題
1、建筑體形
由于建筑地形的限制，或?yàn)榱诵纬山志?，業(yè)主常要求設(shè)計單位在建筑體形上賦予變化，以求美化。主要表現(xiàn)在：建筑平面因地勢需要設(shè)計轉(zhuǎn)折；結(jié)構(gòu)平面凹凸不規(guī)則，有的凸出或凹進(jìn)的尺寸大于相應(yīng)尺寸的30％；．上部砌體總層數(shù)不一致，有的層面差達(dá)到兩層甚至以上；樓板局部不連續(xù)或剛度突變，出現(xiàn)樓板錯層，或樓板開洞率太大，有效樓板面積不足結(jié)構(gòu)典型平面的50％；為了滿足下部大空間的利用，下部框架投影面積大大超過上部磚房面積，質(zhì)量出現(xiàn)較大偏心，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的不規(guī)則扭轉(zhuǎn)；樓層之間大剛度和承載力變化明顯，變化率超過20％～30％以上。
2、框架結(jié)構(gòu)
框架的設(shè)計問題出現(xiàn)的形式多樣：框架柱網(wǎng)不規(guī)則，開間不均勻；底部框架梁跨度太大，曾出現(xiàn)9m的跨度，必然導(dǎo)致“強(qiáng)梁弱柱”；框架梁柱截面偏小，表現(xiàn)為“剪壓比”和“軸壓比”超標(biāo)；梁、柱的縱向配筋率和體積配筋率小于抗震要求；起轉(zhuǎn)換作用的樓面的次梁設(shè)置不合理，有的偏少，有的不便于施工。
3、抗震墻
底框結(jié)構(gòu)沒有按要求設(shè)置抗震墻，追求經(jīng)濟(jì)效益，減少抗震墻數(shù)量；強(qiáng)調(diào)空間功能分布，抗震墻分布不對稱、不均勻；有的工程抗震墻布置過多，使薄弱層上移，由于多層砌體房屋結(jié)構(gòu)變形、耗能能力差，地震時破壞往往更加嚴(yán)重；剪力墻沒有注明抗震等級。構(gòu)造措施不力等。
2 抗震概念設(shè)計的重要性
大量的震害表明，結(jié)構(gòu)抗震性能的決定因素是良好的“概念設(shè)計”。概念設(shè)計的目的就在于合理地選擇結(jié)構(gòu)形式，并通過構(gòu)造措施來滿足“大震不倒”的要求。設(shè)計師在提高抗震設(shè)計意識和水平的同時，建筑方案的選擇不受業(yè)主的干擾，避免建筑的形狀、尺寸、布局等表現(xiàn)出明顯的抗震缺陷；結(jié)構(gòu)方案更不能受業(yè)主的經(jīng)濟(jì)觀念和使用功能的影響，降低下部結(jié)構(gòu)的延性，使抗震墻的數(shù)量、形式、布置嚴(yán)重不合理，包括構(gòu)件的構(gòu)造措施不力等。
3 基于性能的抗震設(shè)計方法
（一）性能抗震設(shè)計階段
1．概念設(shè)計。根據(jù)用途和業(yè)主的要求，合理確定設(shè)防目標(biāo)，通過場地、建筑平面等進(jìn)行初步設(shè)計。
2．計算設(shè)計。根據(jù)預(yù)定的設(shè)防目標(biāo)，計算出能影響各類因素的抗震參數(shù)，參數(shù)與預(yù)定目標(biāo)不符要及時修改，直至滿足參數(shù)需求。以基于位移的抗震性能設(shè)計為例，主要包括步驟有確定不同強(qiáng)度地震作用下性能目標(biāo)；根據(jù)初步設(shè)計，確定結(jié)構(gòu)內(nèi)的位移的極限值；通過等效阻尼比等各類等效數(shù)值，確定等效剛度；設(shè)計采用必需的構(gòu)造措施；評價結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求和變形能力。以嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、合理的態(tài)度進(jìn)行評估，如計算階段有不符合，則需重復(fù)計算設(shè)計步驟，以不斷完善結(jié)構(gòu)設(shè)計。
3．性能評估。通過各類的分析法得出設(shè)計結(jié)果來確定該建筑結(jié)構(gòu)的性能。
（二）性能抗震設(shè)計方法
目前大致主要有：位移影響系數(shù)、能力譜、直接位移設(shè)計等方法。
1．位移影響系數(shù)法?；诮Y(jié)構(gòu)性能設(shè)計方法，通過分析得出的最大期望位移值，利用等效方法、模態(tài)進(jìn)行確定。以達(dá)到此系數(shù)的修正作用。此方法還存在著由于它是整體抗震評估方法，無法具體體現(xiàn)主要結(jié)構(gòu)、樓層的損壞情況與抗震水準(zhǔn)等問題。
2．能力譜法。1975年被提出，隨后不斷改進(jìn)。能力譜設(shè)計是將能力譜曲線與地震反應(yīng)譜轉(zhuǎn)化而來的需求譜，進(jìn)行比較來評估其抗震性能。此方法側(cè)重對結(jié)構(gòu)的實(shí)際性能進(jìn)行驗(yàn)算、評估。另外，能力譜設(shè)計法比較適用于平面結(jié)構(gòu)可簡化且分布較均勻的結(jié)構(gòu)，否將會產(chǎn)生不小的誤差。
3．直接位移設(shè)計法。側(cè)重于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計，概念簡單，根據(jù)地震等級來預(yù)期位移計算，使結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定位移。此方法也存在著只能從建筑結(jié)構(gòu)材料的極限變化得到數(shù)值，而不能考慮到預(yù)期以外的強(qiáng)震效應(yīng)的不足。
4 結(jié)語
建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計是比較寬泛的體系，它是現(xiàn)行抗震設(shè)計的延續(xù)與發(fā)展，以結(jié)構(gòu)性能分析作為基礎(chǔ)，建筑物的性能目標(biāo)以全面、科學(xué)的因素來確定，使建筑物在面對不同等級的地震時，能達(dá)到預(yù)期的抗震目標(biāo)。與傳統(tǒng)抗震設(shè)計相比，優(yōu)點(diǎn)明顯：基于性能抗震相較于以往更系統(tǒng)化；性能抗震設(shè)計的適應(yīng)性、連貫性更好，應(yīng)用意義更大；靈活性的加大，使設(shè)計人員能發(fā)揮創(chuàng)造性，增加對新技術(shù)、新材料的推廣應(yīng)用等。性能抗震設(shè)計方法也需要解決一些設(shè)防水準(zhǔn)數(shù)據(jù)化的劃分，合理的參數(shù)取值范圍介定等問題，才能更好的服務(wù)于社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)，達(dá)到符合我國國情的設(shè)計規(guī)范。
參考文獻(xiàn)
第4篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：多層框架結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計；技術(shù)要點(diǎn)
中圖分類號：TU323.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、引言
對框架結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行加固處理，能夠有效提升建筑物的抗震性能，確保建筑物的穩(wěn)定性以及可靠性。同時，相比于拆除重建而言，對建筑物進(jìn)行加固修復(fù)也能夠?qū)崿F(xiàn)施工成本的有效控制，根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計表明，對一般框架結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行加固改在與拆除重建施工相比，經(jīng)濟(jì)投入能夠節(jié)省40%，施工時間也能夠縮短50%左右。因此，對多層框架結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行加固，排除相應(yīng)的安全隱患，能夠有效延長建筑物的使用壽命。綜上所述，本課題的研究具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
二、多層框架結(jié)構(gòu)建筑加固設(shè)計的主要方案
實(shí)際的工程加固設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)多層框架結(jié)構(gòu)建筑的實(shí)際情況選取科學(xué)、有效的加固設(shè)計方案，并進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)施工。以下，筆者將對主要的多層框架結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方案進(jìn)行總結(jié)。
（一）抗震墻加固法
抗震墻加固法是多層框架結(jié)構(gòu)建筑加固中的一種重要方案。一般來說，當(dāng)框架結(jié)構(gòu)抗震能力不足或扭轉(zhuǎn)效應(yīng)偏大時，設(shè)計人員可優(yōu)先考慮采用增加抗震墻加固方法。在具體施工中，可通過增設(shè)剪力墻或翼墻實(shí)施。
抗震墻加固法的施工技術(shù)較為成熟，然而存在廢料、造價高等缺點(diǎn)，且施工周期長、對周邊環(huán)境影響較大。
（二）碳纖維布加固法
當(dāng)多層框架建筑出現(xiàn)承載能力不足問題時，設(shè)計人員可考慮采用碳纖維布加固法進(jìn)行施工。施工過程中，可在建筑物構(gòu)件表面黏貼碳纖維布或碳纖維板，能夠有效提升多層框架結(jié)構(gòu)建筑的承載能力。
該方法所用材料質(zhì)量較輕、強(qiáng)度足夠，且施工較為方便，主要適用于對架結(jié)構(gòu)建筑中的梁、板、柱等構(gòu)件進(jìn)行加固。
（三）增大截面加固法
增大截面加固法主要針對多層混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑。在實(shí)施過程中，設(shè)計施工人員需采用與原建筑相同材料的鋼筋混凝土增大原框架構(gòu)建的截面積，以此達(dá)到提升整體建筑物承載能力的目的。
采用上述方法能夠提升框架結(jié)構(gòu)建筑抗彎、抗拉的性能，也能夠修復(fù)已經(jīng)存在損傷的混凝土框架截面，常用于對建筑物梁、板、柱以及鋼結(jié)構(gòu)中的屋架等構(gòu)件進(jìn)行加固。
此外，對框架結(jié)構(gòu)建筑物進(jìn)行加大截面加固法時，設(shè)計人員應(yīng)充分考慮整體效應(yīng)，避免施工過程中出現(xiàn)局部剛度過大的狀況，從而保證建筑物局部與整體承力均勻。
（四）外包鋼加固法
外包鋼加固法是一種適用于多層鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)建筑的加固方法。在具體的施工過程中，設(shè)計施工人員需要將固定鋼板包在框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的外側(cè)，并通過精確計算，實(shí)現(xiàn)外包鋼與原有構(gòu)件的充分受力，從而實(shí)現(xiàn)整體建筑承載力、延性和剛度的全面提升。
外包鋼加固法一般使用與對框架結(jié)構(gòu)建筑梁、柱、屋架等構(gòu)件的加固，特別適合對大型多層大跨結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)建筑的加固。采用上述方法時，一般可結(jié)合化學(xué)灌漿法進(jìn)行外包鋼加固，但要保證鋼結(jié)構(gòu)表面的溫度低于60度，當(dāng)施工環(huán)境具有腐蝕性時，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，例如，可通過采用高分子材料包裹鋼型構(gòu)件或采用氧氣隔絕法等。對于多層框架結(jié)構(gòu)建筑來說，應(yīng)用外包鋼加固法存在用鋼量偏大的弊端，因此施工經(jīng)濟(jì)成本較高。
三、多層框架結(jié)構(gòu)建筑加固設(shè)計施工中應(yīng)注意的問題
在對多層框架結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行加固設(shè)計施工時，施工人員應(yīng)結(jié)合建筑物的實(shí)際情況和周邊施工環(huán)境的狀況，通過精確計算、綜合分析，確定合適的設(shè)計施工方案，因此，整個加固工程中需要注意的問題有很多。筆者結(jié)合平時的工作經(jīng)驗(yàn)，將多層框架結(jié)構(gòu)建筑加固設(shè)計施工中應(yīng)注意的問題總結(jié)如下：
（一）進(jìn)行實(shí)地調(diào)查
設(shè)計人員在確定加固方案之前，要深入建筑物實(shí)地進(jìn)行調(diào)查，對建筑物的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)研。調(diào)研的主要內(nèi)容應(yīng)包含建筑物的受損情況測定、承載能力評估等，并結(jié)合調(diào)查的內(nèi)容確定初步的加固方案。
（二）對加固方案進(jìn)行論證
對建筑物進(jìn)行實(shí)地調(diào)查后，加固設(shè)計人員應(yīng)拿出多套施工方案，并會同工程施工小組相關(guān)人員進(jìn)行方案論證，從施工成本、施工流程、施工穩(wěn)定性等多個方面對所有方案進(jìn)行詳盡考量，并最終確定出最科學(xué)合理的加固方案。
（三）預(yù)備應(yīng)急預(yù)案
在加固施工前，設(shè)計人員應(yīng)準(zhǔn)備相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，從而保證施工方案的充分合理性。應(yīng)急預(yù)案應(yīng)與預(yù)實(shí)施方案起到互補(bǔ)作用，在施工過程中，一旦發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有方案出現(xiàn)偏差，施工人員和設(shè)計人員應(yīng)進(jìn)行及時溝通，在保證加固施工有效實(shí)施的基礎(chǔ)上，啟動應(yīng)急預(yù)案。
四、工程案例分析
（一）工程概況
某中學(xué)教學(xué)樓共6層，采用框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計施工?？蚣艿燃墳?級，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為3級，建筑抗震設(shè)防類別為丙類。整棟建筑于2002年3月份竣工，至今已使用11年，由于該中學(xué)規(guī)模逐年擴(kuò)大，需在該教學(xué)樓基礎(chǔ)上增建1層，考慮到增加樓層可能對原有教學(xué)樓帶來多余的承載負(fù)荷，因此，需要對現(xiàn)有教學(xué)樓進(jìn)行加固處理。
（二）加固方案
經(jīng)過技術(shù)人員的測算，該棟教學(xué)樓由于使用年限過久，部分框架構(gòu)件中的鋼筋承載能力不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，一些框架結(jié)構(gòu)梁端負(fù)彎矩以及跨中正彎矩也與現(xiàn)行施工規(guī)范不符，因此，需要對1-6層的柱、梁等構(gòu)件進(jìn)行加固。由于該棟建筑作為教學(xué)樓和辦公樓使用，在綜合多方面數(shù)據(jù)后，設(shè)計人員制定了如下加固施工方案：
第一，針對框架中箍筋雕筋無法滿足現(xiàn)行要求的狀況，擬采用外包角鋼加固法施工，以此提升建筑物的承載能力。
第二，針對狂接結(jié)構(gòu)梁端負(fù)彎矩以及跨中正彎矩不滿足現(xiàn)行承載要求的狀況，擬采用碳纖維法進(jìn)行加固施工。
（三）施工細(xì)則
外包角鋼加固施工流程如下：
1、對需要施工的構(gòu)件進(jìn)行打磨、洗凈、除銹等工作，并用夾具固定角鋼。
2、對角鋼進(jìn)行焊接，并用LJH灌漿料填充柱子與角鋼之間的縫隙。
3、保證焊接縫高度大于6MM，確保無虛焊、假焊現(xiàn)象。
4、焊接、填充完后，在加固層表面涂抹水泥砂漿，厚度應(yīng)大于25MM，以此提升整體加固層的承載穩(wěn)定性。
碳纖維加固法施工流程如下：
1、進(jìn)行表面清理。需對施工構(gòu)件表面進(jìn)行打磨、除污等清理，并保證構(gòu)件轉(zhuǎn)角黏貼出呈圓弧狀，半徑大于25MM。
2、將底層樹脂均勻涂抹在需要加固構(gòu)件的表面，并進(jìn)行找平處理，保證構(gòu)件表面不留棱角。
3、黏貼碳纖維布。將碳纖維布黏貼于構(gòu)件表面，并在最后一層碳纖維布表面均勻涂抹浸漬樹脂，該工序24小時后，在構(gòu)件表面環(huán)向圍束纖維布，一般來說，纖維布層數(shù)不少于3層。
五、結(jié)論
本文對多層框架結(jié)構(gòu)建筑加固設(shè)計施工的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)與綜述，并結(jié)合工程實(shí)例分析了加固施工的具體細(xì)則和注意事項(xiàng)。因此，本文的研究成果符合預(yù)期設(shè)想。在對框架結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行加固設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)對實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行不斷總結(jié)，敢于拓展設(shè)計思路，從而保證工程加固項(xiàng)目的有效實(shí)施。
參考文獻(xiàn)：
第5篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：古建筑 木結(jié)構(gòu) 概念設(shè)計 結(jié)構(gòu)體系 構(gòu)造措施木結(jié)構(gòu)古建筑是中華文化傳承中一個極為重要的組成部分，中國的木結(jié)構(gòu)建筑在發(fā)展的過程中經(jīng)歷著與西方建筑房展過程中完全不同的過程，在幾千年的歲月中，古代建筑才定型成為了以木結(jié)構(gòu)建筑為主的建筑體系，我國目前各個地區(qū)所至今還留存的木結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)經(jīng)歷了長時間的風(fēng)雨侵蝕，但是仍有一部建筑保存完整，幾乎是完好無損，整個建筑結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了良好的性能。我國已經(jīng)有許多著名的專家通過力學(xué)的分析以及對建筑整體結(jié)構(gòu)的模型測試等發(fā)放對建筑的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了研究，并且已經(jīng)取得了一定的成果。本篇文章主要通過傳統(tǒng)古建筑的建筑結(jié)構(gòu)體系、體型、梁架、柱架等方面的構(gòu)造進(jìn)行了分析，旨在探析其中的概念設(shè)計思想。
1 建筑體型
在建筑的概念設(shè)計中，最為重要的就是如何確定建筑的整體結(jié)構(gòu)方案，并且在結(jié)構(gòu)方案中最為主要的一點(diǎn)就是建筑的外形構(gòu)造，通過歷次地震的發(fā)生時建筑的反應(yīng)結(jié)果來看，建筑的抗震能力與建筑的外形構(gòu)造有著直接的關(guān)系，通常來說，建筑體型是否均勻、是否對稱、是否規(guī)則等都會給建筑的抗震性能帶來巨大的影響，如果說建筑的體型過于不均勻，不對稱，不規(guī)則，那么建筑自身結(jié)構(gòu)的抗震能力，必然會在地震中受到破壞，從而增大建筑發(fā)生倒塌的幾率。
1.1平面結(jié)構(gòu)布置
我國目前的木結(jié)構(gòu)古建筑從平面上的布局來看，大多數(shù)都采用的是六邊形、八邊形、矩形、方形以及圓形來作為建筑中的較為對稱的幾何結(jié)構(gòu)，并且都極為均勻、對稱。一般矩形的房屋長寬之比都不會超過2，這樣就極大的防止了建筑由于過長的原因而受到地震的大面積影響，減少了建筑在地震中的扭轉(zhuǎn)力；八邊形、六邊形等建筑平面絕大多數(shù)都是多軸向?qū)ΨQ的，由于其結(jié)構(gòu)的原因，其自身能夠較好的抵抗來自任何一個力面的陣地影響，擁有更好的抗震能力。同時，較為穩(wěn)定的建筑結(jié)構(gòu)還能夠極大的減少受到的風(fēng)壓影響，可以使得木結(jié)構(gòu)建筑在抗震能力強(qiáng)的同時還能抵抗較大的風(fēng)力。
我國現(xiàn)存最古老的木塔一建于遼清寧二年（公元1056年）的山西應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔，就是平面為正八邊形的一座建筑，在過去的900多年中，經(jīng)歷了多次地震，仍然屹立如初.建筑平面抗震要求的均勻性主要指的是結(jié)構(gòu)的均勻性，即主要抗側(cè)力構(gòu)件的布置要均勻，盡量使建筑物的質(zhì)量中心與抗震結(jié)構(gòu)體系的剛度中心的位置接近。以減小地震作用下產(chǎn)生的偏心扭轉(zhuǎn)的影響.木結(jié)構(gòu)古建筑中的抗側(cè)力構(gòu)件主要指的是柱子，因此，柱網(wǎng)的布置也就決定了整個結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)剛度的分布.
1.2豎向結(jié)構(gòu)布置
在建筑的抗震性能中，建筑自身豎向的寬高比是否恰當(dāng)，能夠直接影響到整個建筑性能，這也是建筑物體衡量其自身抗傾覆能力的一個標(biāo)準(zhǔn)。通過目前調(diào)查的眾多工程實(shí)踐情況來看，建筑的框架結(jié)構(gòu)最適宜的寬高比就是3-4，若是建筑并非處在地震區(qū)范圍內(nèi)，那么其寬高比在5以內(nèi)就是極為合適的。我國目前仍然存世的木結(jié)構(gòu)古建筑中，最高的就是某縣的木塔，它整個建筑結(jié)構(gòu)的高度相當(dāng)于現(xiàn)代社會23層的混凝土結(jié)構(gòu)建筑，但是它的寬高之比僅僅只有2：3。在傳統(tǒng)的建筑建造古書中就明確的對建筑結(jié)構(gòu)寬高比尺寸進(jìn)行了限定，也就是：柱體雖高不越間之廣。這種說法實(shí)際上就是對建筑的寬高之比進(jìn)行了明確的限制。
2 結(jié)構(gòu)體系
建筑的結(jié)構(gòu)體系對于整個建筑的力學(xué)結(jié)構(gòu)影響極大，一個能夠具有良好抗震能力的建筑結(jié)構(gòu)體系必須要有極高的荷載、抗拉能力，尤其需要具有的就是整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這樣才能夠更好的抵抗地震對建筑產(chǎn)生的作用力。我國的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑通常來說所運(yùn)用的結(jié)構(gòu)體系與現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)體系是相差無幾的，都是通過柱體和枋并良好的運(yùn)用榫卯結(jié)合技術(shù)使得整個建筑各個部分都能夠較為穩(wěn)定的連接在一起，從而使得建筑結(jié)構(gòu)擁有了多層減震、抗震的結(jié)構(gòu)體系，其中的關(guān)鍵部分就是建筑的柱體腳與柱體的基石這兩者之間的連接層、輔助層以及榫卯所構(gòu)造的結(jié)構(gòu)。
柱子是浮擱平置于礎(chǔ)石之上的，連接特性類似于鉸接，而現(xiàn)代結(jié)構(gòu)中的連接方式為剛接.結(jié)構(gòu)的豎向力由柱子傳遞給基礎(chǔ)，然后分散到地基之上.如果說現(xiàn)代結(jié)構(gòu)中柱與基礎(chǔ)連接的剛性節(jié)點(diǎn)是依靠“抗”來承受水平荷載的話，那么木結(jié)構(gòu)則是“抗”與“放”的結(jié)合.在風(fēng)荷載及較小的地震作用下，結(jié)構(gòu)利用柱與礎(chǔ)石之間的摩擦力來抵抗水平荷載，但當(dāng)水平荷載超過礎(chǔ)石所能提供的摩擦力的時候，柱就開始在礎(chǔ)石表面滑動，使結(jié)構(gòu)底部剪力始終保持為常數(shù)――柱與礎(chǔ)石之間的滑動摩擦力，有效地減小了地震的影響，達(dá)到了隔震的效果.殿堂式建筑中的鋪?zhàn)鲗邮怯砂仓迷陬~枋或柱頭之上并由梁枋縱橫相連的多組斗棋組成的.
3 承重木構(gòu)架的構(gòu)造措施
古建筑的承重體系是由柱子和額枋通過榫卯連接而成的柱架系統(tǒng)以及由梁袱層層相疊而成的抬梁
式梁架系統(tǒng)組成的.
3.1柱架系統(tǒng)
柱架中的柱子不但外觀形式上做了形式優(yōu)美的卷殺處理，而且還有生起和側(cè)腳等特殊做法，這些做法具有的很強(qiáng)結(jié)構(gòu)意義.古建筑物的正立面上，每個開間的柱高并不相同，而是自當(dāng)心間的平柱向兩側(cè)的角柱逐漸增高，這就是柱的“生起”。《法式》對用柱之制的描述：“凡用柱之制，至角則隨間數(shù)生起角柱.”又對生起的尺寸做了具體規(guī)定：“三聞生起二寸，五間生起四寸，七間生起六寸，九間生起八寸，十一間生起一尺，十三間生起一尺二寸”.圖2所示的為五間生起四寸.角柱“生起”只在殿堂式建筑中使用，不但造就了這種形制地位最高的古建筑從心間到盡間曲面上揚(yáng)的優(yōu)美的弧形立面效果，而且具有深刻的力學(xué)及結(jié)構(gòu)意義。
3.2粱架系統(tǒng)
歷史資料記載的最大跨度的梁袱為十椽袱，若用單梁直接承受上部屋蓋重荷，則梁的截面高度要120份高，轉(zhuǎn)換成現(xiàn)在的尺寸單位為2 m以上，如此粗大的木材很難找到.疊梁的出現(xiàn)，解決了這一問題。
4 結(jié)語
綜上所述，古代建筑中的結(jié)構(gòu)設(shè)計觀念能夠良好的融合到現(xiàn)代建筑的設(shè)計過程中，能夠使得現(xiàn)代建筑擁有更為良好的結(jié)構(gòu)特性，促進(jìn)建筑設(shè)計行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]趙鴻鐵，張海彥，薛建陽，等.古建筑木結(jié)構(gòu)燕尾榫節(jié)點(diǎn)剛度分析[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版。2009，41
第6篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：多層框架結(jié)構(gòu) 加固補(bǔ)強(qiáng) 粘鋼 加大截面
由于各種原因?qū)е卢F(xiàn)有多層框架結(jié)構(gòu)，在梁柱、部分樓板以及剪力墻等部位出現(xiàn)很多裂縫或者是破損的情況，需要采取一定的加固措施來保證建筑結(jié)構(gòu)使用的安全性。
1 工程概況
該工程全框架結(jié)構(gòu)地上6層，地下1層。由于某些特定原因該工程施工到第四層的時候停工，期間相隔兩年時間，防護(hù)措施不到位?，F(xiàn)在準(zhǔn)備重新開工，業(yè)主提出兩層西南角增設(shè)衛(wèi)生間、軸外雨棚板面能放置4只3匹空調(diào)室外柜機(jī)。二層局部結(jié)構(gòu)如圖1。施工之前進(jìn)行相關(guān)檢測發(fā)現(xiàn)，混凝土強(qiáng)度基本符合規(guī)范要求，然而在2層、3層結(jié)構(gòu)的部分梁底面出現(xiàn)了0.5～1mm間距不等的細(xì)小裂紋，結(jié)構(gòu)存在著混凝土震搗不實(shí)，有脹模和跑模，還有局部鋼筋外露，有著銹蝕等現(xiàn)象，配筋也沒有嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行。
2 加固設(shè)計
在該工程中所采取的加固措施因部位不同而不同，本工程的加固處理主要有一般梁KL1，2，3、懸挑梁XL2以及柱KZ1錯位的加固處理：
2.1 梁的加固處理
對于KL1，2梁底部采取粘鋼處理，須確保粘貼鋼
板端部的錨固質(zhì)量。錨固一般有兩種方法，第一種是在自身的端部進(jìn)行錨固，另外一種是將其他構(gòu)件與粘貼鋼板端部錨固在一起。對梁的兩端都布置箍板來加強(qiáng)錨固，不僅能起到錨固作用，還能使得梁端的抗剪能力有所提高。在加強(qiáng)錨固的同時，還需要將抗剪箍板增設(shè)在主次梁的交接處，同時配置少量的附加箍筋。對于梁上部的粘鋼加固，需要在沒有足夠負(fù)彎矩筋的部位采取粘鋼加固的措施，而在有柱子的情況下采取別的處理措施。KL3梁側(cè)面粘貼鋼板的加固處理，這部分的處理比較困難，因?yàn)檫@個時候墻體已經(jīng)建筑完成，為了能夠不破壞已施工完成的墻體，對于這部分的梁體采用了圖2的加固方法來對側(cè)面進(jìn)行粘鋼。
衛(wèi)生間隔墻板底L1，2梁，設(shè)計采用了15#槽鋼，且沿長用φ10@500膨脹螺栓與現(xiàn)澆樓板緊固，保證了其側(cè)向剛度穩(wěn)定；梁端用了4顆φ14膨脹螺栓分別植入在KL1，2梁上。
2.2 懸挑梁的加固處理
懸挑梁XL2荷載增加也需要進(jìn)行加固處理，而這部分的加固處理不能采用梁上部的處理方法，因?yàn)檫@會出現(xiàn)超筋的情況。通過進(jìn)行計算分析，為了改變其受力情況來進(jìn)行加固，可以采取加腋方法來加固，其中鋼筋要與原梁柱進(jìn)行錨固處理，最適合的方法就是鉆孔植筋方法，下圖3是具體的處理方法及尺寸情況。
2.3 柱“爛根”、錯位的加固處理
在框架底層中柱KZ1的柱腳（±0.00米）處堆有部分建筑垃圾及雜質(zhì)，這個部位的混凝土略顯酥松，還有部分鋼筋外露且出現(xiàn)銹蝕，縱筋不貫通，柱截面還有上下錯位的情況。為了能夠保證施工的便利性及保證加固質(zhì)量，需進(jìn)行柱截面的加固。具體措施是先將柱根周圍疏松的混凝土清除掉，在露出主縱筋后配以同原框架柱的鋼筋，之后再澆水濕潤，構(gòu)件表面無明水情況下，澆筑高出原混凝土一個強(qiáng)度等級的新混凝土。在新澆筑的混凝土中插入接長的鋼筋，柱下端采用化學(xué)植筋，上端采用焊接連接，鋼筋的錨固長度要符合規(guī)定的要求。
3 加固后的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算
在采取加固措施后，為保證加固后的框架結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求，需要進(jìn)行驗(yàn)算。具體的驗(yàn)算方法也因部位及方法不同而不同，如果采取的是增大截面的方法進(jìn)行加固，驗(yàn)算的時候必須要按照加固后的尺寸來進(jìn)行驗(yàn)算；如果采用的是粘鋼加固的方法來進(jìn)行加固，驗(yàn)算的時候必須要堅持剛度等效的原則，具體驗(yàn)算方程見公式（1），如果是采用碳纖維布來進(jìn)行加固，其在剛度方面的提高必須要忽略掉，驗(yàn)算還采用原來的尺寸來進(jìn)行，混凝土強(qiáng)度的驗(yàn)算公式按照公式（2）來進(jìn)行，沒有采取加固措施的構(gòu)件按原來的尺寸進(jìn)行驗(yàn)算。其中公式（1）由公式（3）、（4）推導(dǎo)出，（2）～（4）均出自混凝土的相關(guān)規(guī)范。
4 加固施工
4.1 碳纖維加固處理
對于工程中出現(xiàn)的細(xì)小裂紋，則灌縫處理后進(jìn)行局部粘貼碳纖維布。在采用碳纖維進(jìn)行加固的時候，一般最常用的材料是進(jìn)口的30型碳纖維材料。膠水也要使用與其相配套的膠，對于碳纖維的要求也有相應(yīng)的規(guī)定，寬度大概在100～200mm之間。為了保證其加固效果，在進(jìn)行加固處理的時候還需要進(jìn)行卸荷處理，這就需要借助數(shù)顯液壓千斤頂來卸除某些荷載。進(jìn)行處理過后，還需要對構(gòu)件的表面進(jìn)行平整和清潔，有必要將構(gòu)件表面的污垢以及雜質(zhì)清除干凈，對于不平整的地方要進(jìn)行修補(bǔ)或者打磨，使得結(jié)構(gòu)粘貼面能夠保證平整。粘結(jié)施工的質(zhì)量好壞對碳纖維加固的效果有著很直接的影響，其加固處理必須按照一定的流程來進(jìn)行施工，也就是構(gòu)件表面處理加固構(gòu)件卸荷配制粘結(jié)劑涂敷結(jié)構(gòu)膠粘貼碳纖維養(yǎng)護(hù)固化。
4.2 粘鋼加固處理
在粘鋼的選材方面要選擇6mm厚的鋼板，然后采用Q235鋼板進(jìn)行加固，再用冀研牌SKY-I型粘鋼結(jié)構(gòu)來將鋼板粘結(jié)在一起。在用粘鋼加固處理的過程中也需要進(jìn)行卸荷處理，處理的方法與使用碳纖維加固的工藝相同。在卸荷處理后，也需要對黏貼面的平整度進(jìn)行修整，避免進(jìn)一步損壞原結(jié)構(gòu)墻體，開鑿部位必須要用靜力水鉆密布切割，再清除掉表面的污垢和雜質(zhì)，保證平整。
對于加固構(gòu)件的卸荷處理，取設(shè)計荷載的1/3為卸荷量比較合適，卸荷過程要實(shí)時監(jiān)控，以避免在卸除荷載的過程中又使得構(gòu)件出現(xiàn)一些新的損傷或者是裂縫。若梁是承受均勻荷載，則至少需要布置兩點(diǎn)以上的卸荷支點(diǎn)，保證其分布要均勻。而若是承受多次梁作用的主梁，則需要將卸荷支點(diǎn)設(shè)置在每個次梁下。為了避免出現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)傳力不當(dāng)?shù)那闆r而損傷結(jié)構(gòu)其他部位，必須要使用傳力可靠合理的支撐結(jié)構(gòu)來進(jìn)行卸荷。
在配制粘接劑方面，秤量的時候要按照選定配比來進(jìn)行配制，在配制粘結(jié)劑的時候，最好是在10～30℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行。攪拌的時候必須要保證不能有水進(jìn)入容器，所以在雨期施工時要特別注意。在膠水配制完成后需要進(jìn)行涂膠與固定加壓，之后再進(jìn)行養(yǎng)護(hù)以及固化。用抹刀將配制好的粘結(jié)劑涂抹在經(jīng)過處理的板面上，再用少量的膠來回刮抹，直到刮抹到規(guī)定的厚度，也就是在1～3mm之間，并且要保證邊緣薄而中間厚。完成涂抹膠之后，在預(yù)定的位置黏貼好鋼板。黏貼好之后，必須采取一定的支撐措施，輔以適度的加壓，使得混凝土表面與鋼板壓實(shí)。一天后待粘貼劑固化之后便可拆除支撐以及夾具，三天后便可使用。
5 總結(jié)
通過一系列的加固補(bǔ)強(qiáng)處理，該工程的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有了顯著的提高，能夠確保其在日后的正常使用的安全性，同時在一定程度上提高了框架結(jié)構(gòu)的耐久性，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計的加固效果。這表明，對于出現(xiàn)裂縫或其它損傷的多層框架結(jié)構(gòu)，采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧┦强梢赃_(dá)到補(bǔ)救目的的。同時，需要我們通過總結(jié)類似工程的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，以便更好地對現(xiàn)有的未完成加固的工程提供一定的借鑒。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉凌云，王振玲.淺談混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計[J].技術(shù)與市場，2009，32（1）：74-76.
第7篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：辦公樓；磚混結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計；設(shè)計方法
中圖分類號: TU746．3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1．工程概況
某辦公樓于1963年建成,該建筑由中部6層、東西兩側(cè)4層(局部5層,以下簡稱4層部分)、北側(cè)3層階梯辦公室及東西兩翼的實(shí)驗(yàn)室和閱覽室組成,東西兩側(cè)2層部分設(shè)有地下室。各部分由變形縫分為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元,6層部分建筑總高度24.70m,4層部為16.10m,總建筑面積約23000m2,全部為磚混結(jié)構(gòu)。樓、屋蓋體系-中廳部分、階梯部分為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu);其余部分均為預(yù)制梁、槽板結(jié)構(gòu),無圈梁?；A(chǔ)為漿砌毛石條基,持力層為強(qiáng)風(fēng)化板巖。該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計基本地震加速度為0.1g,設(shè)計地震分組為第1組;基本風(fēng)壓值為0.65kN/m2;場地類別為Ⅰ類。
2．結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及加固原則
2.1．結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、檢測情況。加固前檢測單位對主樓進(jìn)行了檢測。經(jīng)檢測,紅磚強(qiáng)度等級達(dá)到MU10,但經(jīng)近50年的使用,砂漿強(qiáng)度嚴(yán)重退化,強(qiáng)度等級為1.0～3.5MPa,大幅度地低于原設(shè)計的50#～100#混合砂漿的強(qiáng)度值?？v橫墻砌筑咬槎良好。設(shè)計人員現(xiàn)場查勘發(fā)現(xiàn),有部分承重窗間墻幾何尺寸與原設(shè)計不符,且相差很大,因此對所有承重墻的幾何尺寸進(jìn)行了現(xiàn)場測量。辦公部分梁板未發(fā)現(xiàn)受力裂縫,階梯教室梁、板混凝土強(qiáng)度等級均在C15左右。
抗震橫墻最大間距15m(4層部分),房屋總高度24.7m(6層部分),無圈梁,不符合GB50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的要求;抗震橫墻間距亦不符合第一級鑒定要求的限值。檢測結(jié)論為應(yīng)采取加固補(bǔ)強(qiáng)措施。
2.2．加固原則及范圍
在業(yè)主要求下,辦公樓完全保持既有的建筑風(fēng)格,對主樓的承載力和抗震能力進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固、內(nèi)部升級改造,外飾面盡量不破壞,以保持一致的外觀效果;加固后續(xù)設(shè)計使用年限為30年。加固分兩期進(jìn)行,現(xiàn)階段只對辦公部分和階梯教室進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。
3．加固方案的選擇
3.1．承載力及抗震驗(yàn)算。在確定加固方案之前,以檢測結(jié)果作為基本依據(jù),對原墻體承載力及抗震進(jìn)行了計算分析。
(1)承載力驗(yàn)算:對所有承重墻體進(jìn)行的抗壓驗(yàn)算結(jié)果表明,兩側(cè)4層部分滿足承載力要求;中部6層部分的窗間墻、內(nèi)縱墻和中廳橫墻以及階梯教室的承重外墻均不滿足承載力要求,最不利墻段的計算承載力僅達(dá)到設(shè)計要求的50%～60%。(2)抗震驗(yàn)算:在7度區(qū),如以后續(xù)設(shè)計使用年限30年為標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)用地震危險性分析的研究成果,地震作用取重現(xiàn)期30年,按相應(yīng)可接受超越概率為10%確定設(shè)防烈度,并采取相應(yīng)的抗震措施,加固后的結(jié)構(gòu)在后續(xù)使用年限內(nèi),其抗震設(shè)防安全可靠性可達(dá)到新建工程要求的概率水準(zhǔn)。經(jīng)計算,設(shè)防烈度約為6.7度,設(shè)計基本地震加速度為0.08g,相應(yīng)多遇地震的影響系數(shù)最大值αmax=0.064,地震作用相當(dāng)于7度(0.1g)時的80%?？拐饦?gòu)造可執(zhí)行GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定。
按上述原則,經(jīng)驗(yàn)算4層部分滿足抗震驗(yàn)算要求(最不利部位為所需承載力的1.1倍),6層部分和階梯教室墻體不滿足抗震驗(yàn)算要求。
3.2．加固方案比選
根據(jù)抗壓承載力和抗震驗(yàn)算結(jié)果,6層部分和階梯教室墻體應(yīng)進(jìn)行全面補(bǔ)強(qiáng)加固;階梯辦公室大梁混凝土強(qiáng)度較低應(yīng)進(jìn)行加固;4層部分,只需按抗震構(gòu)造要求進(jìn)行加固。對于墻體抗壓承載力不足,一般可采取面層加固或板墻加固法?？紤]到主樓6層部分、階梯辦公室原砌體的砂漿強(qiáng)度較低,砌體抗壓承載力嚴(yán)重不足,采取板墻加固法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)比較適合,并在每層樓板下縱橫墻的加固板墻內(nèi)設(shè)4
對階梯辦公室大梁采用外粘鋼加固法,以滿足承載力要求。
4層部分,主要是針對剛性體系要求的抗震橫墻最大間距和圈梁設(shè)置不符合鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求的情況,加固設(shè)計應(yīng)增設(shè)抗震橫墻和圈梁。增設(shè)抗震橫墻,一般可采用設(shè)置基礎(chǔ)的磚砌體墻或鋼筋混凝土墻,只要與原墻體進(jìn)行可靠的錨拉即可。但主樓在該位置設(shè)有局部地下室,有一道橫墻至地下室頂板,底板置于毛石基礎(chǔ)上。經(jīng)復(fù)核,原基礎(chǔ)僅考慮了地下室底板和頂板的荷載,故不能承受新增抗震墻及樓面荷載重分布后所分擔(dān)的荷載,需對基礎(chǔ)進(jìn)行加固。但這樣做將破壞底板,并很難解決防水問題,極易造成隱患。另外,施工期間還要進(jìn)行降水,既不安全,也不經(jīng)濟(jì)。因此不宜采用增設(shè)實(shí)體抗震墻的方案。考慮到地下室基礎(chǔ)及底板雖不能再承受豎向荷載,卻能很好地傳遞地震作用下的水平剪力。經(jīng)研究,采用了以鋼支撐替代抗震橫墻的方案,通過支撐將水平地震作用傳至基礎(chǔ)。增設(shè)圈梁,目前通常作法是在外墻上外貼鋼筋混凝圈梁或型鋼,內(nèi)橫墻采用鋼拉桿與圈梁拉結(jié),圈梁斷面常采用180mm×240mm。但業(yè)主要求加固不能改變主樓的既有風(fēng)格,這樣,外貼圈梁的方案顯然不可行。經(jīng)反復(fù)研究,采取了將鋼筋混凝土圈梁一分為二并置入墻體內(nèi)外兩側(cè)的"嵌入式組合圈梁"方案,保證了原建筑立面不受影響。
4．加固設(shè)計
4.1．板墻加固設(shè)計。6層部分、階梯辦公室采用C20噴射混凝土板墻,內(nèi)配
4.2．嵌入式組合圈梁及拉結(jié)設(shè)計
對無圈梁的4層部分,每層外墻設(shè)嵌入式組合圈梁,詳見圖2,組合圈梁每隔開間用鋼拉桿拉結(jié)或與進(jìn)深梁錨拉。單側(cè)走廊整體性差,是抗震的薄弱部位,該部位采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆拉梁(300mm×180mm)將外墻與內(nèi)橫墻拉桿或進(jìn)深梁拉結(jié)的方式予以加強(qiáng),使每層形成封閉的環(huán)箍體系,拉梁采用C20混凝土澆筑。
圖2嵌入式組合圈梁
4.3．鋼支撐設(shè)計
在原15m間距的內(nèi)橫墻間增設(shè)一道鋼支撐,鋼支撐設(shè)計應(yīng)滿足作為剛性計算方案房屋橫墻的剛度要求,根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50011-2001),鋼支撐在風(fēng)荷載和地震作用情況下,其最大位移值應(yīng)滿足:Umax≤H /4000(H為房屋總高度),以此為控制條件對鋼支撐進(jìn)行設(shè)計,詳見圖3,并進(jìn)行了"中震"不屈服驗(yàn)算(地震參數(shù)參照有關(guān)文獻(xiàn))。
圖3鋼支撐簡圖
4.4．階梯教室混凝土梁加固
階梯教室鋼筋混凝土大梁,采用梁底及支座粘鋼加固的方法,以滿足抗彎承載力要求;梁端設(shè)鋼板箍加錨栓解決抗剪問題,同時可使端部混凝土處于多向約束狀態(tài),改善其受力性能,詳見圖4。
圖4階梯辦公室梁加固詳圖
4.5．施工要求
嵌入式組合圈梁在施工時會削弱墻體,應(yīng)采取分段、分面漸近式施工方式,必要時應(yīng)采取支撐措施,以保證施工期間的安全。凹槽可采用機(jī)械切割方式形成,采用噴射混凝土施工。鋼支撐應(yīng)與原墻體及進(jìn)深梁結(jié)合緊密、連結(jié)可靠,以保證有效地傳遞水平力,達(dá)到抗震墻的效果。
結(jié)語
(1)對于建造年代較早的老建筑,由于使用時間較長、技術(shù)資料不全,不應(yīng)只對材料強(qiáng)度、整體及構(gòu)件外觀表征進(jìn)行檢測,設(shè)計人員還應(yīng)對重要承重構(gòu)件的幾何尺寸進(jìn)行現(xiàn)場勘測。以便全面、準(zhǔn)確地反映結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀。
(2)根據(jù)加固后的預(yù)期設(shè)計使用年限,合理確定抗震設(shè)防目標(biāo)及地震作用基本參數(shù),并按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)采取抗震措施,在后續(xù)使用年限內(nèi)其抗震設(shè)防安全可靠性可達(dá)到新建工程要求的安全保證概率,加固的成本相對經(jīng)濟(jì)。
(3)對磚混結(jié)構(gòu)抗震加固時采用"嵌入式組合圈梁"可滿足此類建筑的特殊要求,且效果明顯。增設(shè)抗震橫墻若受條件限制時,可采用符合剛性計算方案要求的其他構(gòu)件替代,并加強(qiáng)連結(jié),也可取得與實(shí)體墻同樣的效果。
該建筑目前使用情況表明,通過采取本文所述的設(shè)計方法對其進(jìn)行全面、系統(tǒng)的加固補(bǔ)強(qiáng),達(dá)到了提高承載力水平、改善抗震性能和內(nèi)部升級改造的目的,使這座老建筑得以重新恢復(fù)甚至超越其往日的風(fēng)采。
參考文獻(xiàn)
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第8篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
【關(guān)鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)加固；設(shè)計；施工技術(shù)
引言：房子建造關(guān)系到大家平時日子的方方面面，它的質(zhì)量會影響使用的安全性，因此在建筑工程過程中，房子建筑構(gòu)造加固規(guī)劃和施工技術(shù)變得越來越重要，為了進(jìn)一步建加強(qiáng)筑物的構(gòu)造加固性，削減人員傷亡和財產(chǎn)損失，應(yīng)在必定程度上不斷的加強(qiáng)房子建筑構(gòu)造加固技術(shù)的規(guī)劃，改善施工技術(shù)。
1.結(jié)構(gòu)加固方法以及相關(guān)的技術(shù)分析
進(jìn)行加固施工時，其加固施工及加固計劃的擬定尤為重要，對于需要加固的構(gòu)筑物，應(yīng)根據(jù)構(gòu)筑物的不一樣狀況擬定不一樣的加固計劃。
加固工程方案的優(yōu)劣，在一定程度上是房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)順利實(shí)施的為要前提，沒有良好的施工方案是阻礙加固工程施工重要因素。有的加固方案固然具有解決問題的可行性，但是，因?yàn)槠浞桨冈谑┕み^程中增加了一定的施工難度，而造成施工工期長、勞動用工大、安全系數(shù)低的弊端，結(jié)果必將影響到加固質(zhì)量。
2.房屋建筑結(jié)構(gòu)的常用加固技術(shù)
2.1直接加固的一般方法
（1）增加鋼筋截面法類似于混凝土的加固辦法，以增加了截面積的辦法來加強(qiáng)房屋的鞏固度，此運(yùn)用己經(jīng)非常老練，習(xí)慣規(guī)模廣，建造起來也對比簡單，更換混凝土加固辦法，操作需要很長的時刻，所以影響修建物的運(yùn)用此外，這種加固辦法后，修建物內(nèi)的凈空面積會有所減小，此辦法合適用于通?；炷翗?gòu)造的修建。
（2）有粘結(jié)外包型鋼加固法，該方法具有良好的加固作用，建筑的有點(diǎn)就是施工的環(huán)節(jié)相對較少，但是這種方法需要大量的鋼筋，導(dǎo)致更高的本錢，因此不適合使用在加固一般的建筑物上，主要用于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的建筑物，同時需要被加強(qiáng)的區(qū)域不能擴(kuò)展等的建筑上。使用鋼板的緣故，這種方法并不合用于加固高溫場所的建筑結(jié)構(gòu)。
（3）粘貼鋼板加固法。在該過程中使用粘貼板，對于建筑鋼筋結(jié)構(gòu)來說，不需要加濕，并有一個相對短的時間來施工，這將不會對用戶和工作的日常生活產(chǎn)生明顯影響，除此之外，該方法不會導(dǎo)致建筑物外觀的損害，也不會導(dǎo)致降低使用的空間。這種方法的最大缺點(diǎn)是粘合加固來加強(qiáng)效果，因此粘合的水平對加固效果有直接的影響，從而不易控制加固效果因此，這種方法主要用于補(bǔ)強(qiáng)加固靜態(tài)前提下的構(gòu)件。
（4）張貼纖維增強(qiáng)塑料加固法鋼筋加固法，望文生義與張貼有關(guān)，類似于張貼鋼板加固的辦法，但也存在一些區(qū)別，主要是資料方面用于進(jìn)一步加固資料是塑料的，所以不必憂慮相對濕度和侵蝕性，由于資料自身重量比較輕，并且本錢比鋼低得多，但是，塑料資料具有明顯的缺陷，溫度不能太高，容易泛起火災(zāi)因而，使用過程中這個辦法應(yīng)當(dāng)使構(gòu)造鞏固并妥善處理高溫易燃的問題。
2.2與混凝土結(jié)構(gòu)加固改造配套使用的技術(shù)
（1）關(guān)于托換技能。系托梁拆柱、托梁接柱和托梁換柱等技能的概稱屬于一種綜合性技能，由有關(guān)構(gòu)造加固、上部構(gòu)造頂升與復(fù)位以及拋棄構(gòu)件撤除等技能構(gòu)成。合用于己有建筑物的加固改造。
（2）關(guān)于植筋技能。系一項(xiàng)對混凝土結(jié)構(gòu)較簡捷、有效的銜接與錨固技能?？芍踩胍话沅摻?，也可植入螺栓式錨筋；己廣泛應(yīng)用于己有建筑物的加固改造工程中。
（3）關(guān)于外包鋼加固技能。外包鋼加固法分為濕式與干式兩種狀況濕式外包鋼法，在原有構(gòu)件和型鋼之間，使用環(huán)氧樹脂或許乳膠水泥等粘結(jié)，將新舊資料之間進(jìn)行有用協(xié)同，保證工作全體性，可是具有著比較大的工作強(qiáng)度，干式外包鋼法，即原有構(gòu)件和型鋼之間沒有任何粘結(jié)效果，當(dāng)然有時候以水泥砂漿添補(bǔ)，可是并不能完成聯(lián)系面拉力與剪力的傳遞，難以保障原構(gòu)件和型鋼的全體工作，只能完成獨(dú)自受力這種方法根本對原構(gòu)造構(gòu)件的截面尺度更改不大，僅是前進(jìn)構(gòu)件承載力，添加剛度與延性，一般在屋架、磚窗間墻、梁、混凝土柱等構(gòu)造構(gòu)件、構(gòu)筑物加固中使用廣泛。
3.實(shí)施中的施工技術(shù)
做好前期的設(shè)計和預(yù)備工作后，進(jìn)入正規(guī)的實(shí)施階段，工程實(shí)施中也要有良多的留意點(diǎn)，要把握技術(shù)要點(diǎn)和施工方法
（1）對原有舊鋼結(jié)構(gòu)考察、取樣、實(shí)驗(yàn)、評定，這些工作看起來簡樸，實(shí)在非常的重要，所以這個工作一定要當(dāng)真的對待，盡量做的細(xì)致一些。而且必需要有專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室對原舊鋼結(jié)構(gòu)以及加固用的新鋼材進(jìn)行取樣實(shí)驗(yàn)，出具權(quán)勢巨子評定講演，明確出符合前提的原料、需采購新鋼材、焊條規(guī)格型號、焊接連接工藝的技術(shù)。
（2）對原舊鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴砂除銹，清除表面籠蓋的所有侵蝕的氧化層及渣物，然后根據(jù)這些鋼結(jié)構(gòu)的使用年限和損毀程度，與設(shè)計一起研究，通過一系列專業(yè)的計算和討淪，確定實(shí)用可靠的處理、加固、改造方案。
（3）原有舊鋼結(jié)構(gòu)只需生銹或者有必定的殘渣等就會逐步的被破壞下去，所以必定要將鋼銹、外表籠蓋的腐蝕氧化層及渣物完全鏟除，用空壓機(jī)連接專用的噴砂除銹機(jī)來進(jìn)行完全的鏟除作業(yè)，單個腐蝕嚴(yán)峻的部位要前進(jìn)警惕，必要的話能夠投入相應(yīng)的勞動力，人工用鋼鑿、榔頭、砂輪機(jī)來進(jìn)行鑿、磨作業(yè)。噴砂除銹的砂子選用中細(xì)黃砂，必定要提早晾干。
4.房屋建筑結(jié)構(gòu)加固施工時應(yīng)留意的問題
（1）盡量削減破壞原有構(gòu)造，充分利用原有構(gòu)造的承載才能。在建造工程設(shè)計制作時應(yīng)充分考慮鋼筋目前的狀況，斷定鋼筋加固計劃，盡量留存修建的原有構(gòu)造，以盡量削減損失和損傷，盡量削減乃至取消撤除，這更適合原配的即是最佳的這一原則應(yīng)當(dāng)確實(shí)剖析和探究現(xiàn)有的構(gòu)造應(yīng)，經(jīng)由恰當(dāng)?shù)臏y驗(yàn)和構(gòu)造可靠性剖析測驗(yàn)，準(zhǔn)確斷定原有房子的構(gòu)造和承載才能，以盡可能堅持原貌或許留存它不應(yīng)當(dāng)健忘的當(dāng)?shù)?，盡量依照本來的工程設(shè)定加固的特色，不要使得新舊之間有很大距離。
（2）加強(qiáng)改造過程中，常常使用的加固連接技術(shù)的是植筋和錨栓技術(shù)，這種技術(shù)對于混凝土結(jié)構(gòu)的建筑來說簡樸而有效的。現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》與《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》關(guān)于錨固長度區(qū)別很大，而且按照《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》的劃定，對于常規(guī)的梁柱等構(gòu)件，難以滿足的錨所需要的厚度寬度長度，在一定程度上采用植筋錨栓技術(shù)時需要留意最小邊距和最小間隔，特別需要留意原有構(gòu)件鋼筋密集部位鉆孔和定位的可能性，盡量小心，不要損壞原來的截斷和構(gòu)件。
（3）在房屋建筑結(jié)構(gòu)加固和施工的前期，需要當(dāng)真調(diào)查，檢測，分析工程設(shè)計的細(xì)節(jié)，并與施工單位積極協(xié)調(diào)和配合，共同設(shè)計出經(jīng)濟(jì)，安全，公道，可行的和適當(dāng)?shù)募庸谭桨?，并選擇可行的替換品，以避免重復(fù)設(shè)計，在一定程度上加強(qiáng)監(jiān)視檢查工程，加強(qiáng)執(zhí)行力度，進(jìn)一步消除風(fēng)險，在一定程度上確保項(xiàng)目的順利進(jìn)行。
總結(jié)：總而言之，在正常情況下會老化建筑物，自然災(zāi)害的影響下會致使更高程度的損壞，尤其是在開展我國家，很多地震，因而，加強(qiáng)了房子和其他建筑物的穩(wěn)定性在必定程度上是非常重要的。加強(qiáng)房子結(jié)構(gòu)，需求高技術(shù)，只要在穩(wěn)定性好房子內(nèi)進(jìn)行寓居，才能夠進(jìn)一步的保證房子建造的安全，才能在必定程度上真正推進(jìn)我國建筑行業(yè)的健康以及可持續(xù)的開展。
參考文獻(xiàn)：
[1]牛鳴非，張穎. 房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及施工技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 科技創(chuàng)業(yè)家，2014，03：48.
第9篇：古建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；處理措施；驗(yàn)算
Abstract: in this paper the structure of the building reinforcement design, building structure load stress and treatment measures, structural calculation, analysis and research as reference for other similar projects.
Keywords: building structure design; Processing measures; checking
中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、引言
該多層建筑大樓工程地上7層,框架結(jié)構(gòu),獨(dú)立柱基,一層為地下室,作停車場用,建筑物總高21.5m,總建筑面積12500m2,工程按7級設(shè)防,框架抗震等級為三級。工程主體通過驗(yàn)收不久,建設(shè)方接主管部門通知,將原來的底部三層的大開間辦公室改為小開間以便安排更多的人員辦公。開間變小使分隔墻體增多,許多新增墻體布置在原來板的位置上。最簡單的解決方法是用輕質(zhì)材料作為分隔墻,然后驗(yàn)算板的承載力是否有富余,但建設(shè)方考慮到隔音、防水以及其它的原因,堅持要求采用多孔磚,建筑相應(yīng)結(jié)構(gòu)部分的加固與改造也就在所難免。
二、建筑結(jié)構(gòu)荷載受力分析
由于大部分現(xiàn)澆板無法承受約3m高的空心磚墻,將板的相應(yīng)位置拆除后在墻下加梁顯然不可取,大面積加固板工作量太大。經(jīng)與建設(shè)方反復(fù)協(xié)商,設(shè)計者決定每開間的主要隔墻采用粘土空心磚,而室內(nèi)的局部墻體改為雙層輕質(zhì)石膏板墻,石膏板墻下部考慮防水砌了5匹粘土實(shí)心磚,總的線荷載為取值為1.5kN/m。經(jīng)驗(yàn)算大多數(shù)板塊均滿足要求,對于粘土空心磚墻采用的是直接在墻下加預(yù)制混凝土梁,梁底距樓面30mm,這樣墻體荷載可以直接傳至主框架梁上,原主要傳力體系不受影響,在最大程度地減少了次梁和板的加固處理。經(jīng)過計算分析,結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)、柱、梁、板均有不同程度的不足,需要加固處理。
三、建筑結(jié)構(gòu)加固與處理措施
3.1建筑基礎(chǔ)受力分析
原地基承載力設(shè)計值為300kPa,基礎(chǔ)底面平均設(shè)計壓力為292kPa,經(jīng)核算現(xiàn)基礎(chǔ)底面平均壓力最大值約為316kPa,比地基承載力設(shè)計值大5.3%,根據(jù)《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》規(guī)定,基底壓力設(shè)計值超過地基承載力設(shè)計值不足10%時,可采用提高上部結(jié)構(gòu)抵抗不均勻沉降能力的措施。本工程地基為厚度均勻的硬塑狀粉質(zhì)粘土,再下為中風(fēng)化巖層。設(shè)計時作如下考慮:①預(yù)計的基礎(chǔ)沉降絕對值較小且上部荷載分布較均勻;②原基礎(chǔ)設(shè)計時留有一定的余量,經(jīng)上部荷載調(diào)整后基礎(chǔ)的抗彎、抗剪、抗沖切均滿足要求(局部抗彎承載力不足的在柱加固后也可滿足要求);雖然還不能考慮地基長期壓密對地基承載力的提高,但由于基底壓力超出限值不多、地基較好、結(jié)構(gòu)本身剛度較大(地下室側(cè)墻為混凝土墻)、荷載較均勻,因此決定基礎(chǔ)部分暫時不予加固處理,觀察使用,僅對上部填充墻砌體增設(shè)了部分圈梁和構(gòu)造柱,并在首層和頂層的窗下設(shè)通長鋼筋混凝土窗臺板加強(qiáng)處理。
3.2柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計與驗(yàn)算
經(jīng)核算發(fā)現(xiàn)有5根柱承載力不足,主要表現(xiàn)為軸壓比偏高和配筋不足。從分布來看主要是中柱較多,邊柱僅一根,其原因應(yīng)該是邊柱原本軸壓比不大,屬偏心受壓構(gòu)件,在軸力增加不太多的情況下對承載力是有利的。設(shè)計者對于中柱的加固經(jīng)全面分析比較,決定采用“加大截面法”處理,理由是:①對于柱軸壓比的提高用加大截面的方法是最直接的;②加大截面可以提高柱的剛度,符合“強(qiáng)柱弱梁”的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則;③目前填充墻尚未砌筑,框架承受的荷載僅為最終荷載的40%,有利于新舊混凝土的協(xié)同受力;④柱截面加大后基礎(chǔ)的板彎矩計算減小,對基礎(chǔ)有利;對框架梁而言,由于支座寬度加大使其凈跨度減小,這也是有利的;⑤施工單位有過類似的施工經(jīng)驗(yàn),質(zhì)量有保證。取一根中柱計算,設(shè)計截面為500×600、配12Φ20,Lo/b=5.2/0.5=10.4,取Φ=8.7,其承載力:
Nu=Φ(fcAc+fyAs)=0.87(14.3×300000+300×3770)/1000=4716kN。在不考慮彎矩的情況下,該柱最終承受的軸力設(shè)計值為4572kN,軸壓比N=0.97,超出規(guī)范規(guī)定的0.9的限值。對該柱初步考慮截面加大為630×730,配筋為16Φ20,根據(jù)柱的實(shí)際受力分析,柱在加固施工時,由于荷載未完全卸除,存在著一定的壓縮變形,此外混凝土的收縮和徐變也有一定的發(fā)展,新加部分的應(yīng)力、應(yīng)變滯后于原柱的應(yīng)力、應(yīng)變,新舊混凝土不能協(xié)同工作,新混凝土作用被降低,降低的幅度隨原柱在加固時的應(yīng)力有關(guān),應(yīng)力越高,降低的幅度越大。保障新舊混凝土協(xié)同工作是加固的一個重要環(huán)節(jié),這主要靠新舊混凝土緊密結(jié)合。為此,在施工中要注意以下幾點(diǎn):①施工前應(yīng)對加固構(gòu)件設(shè)臨時支撐卸荷;②將需外包的梁的棱角敲掉,并除去浮渣、塵土及疏松部分;③新舊混凝土結(jié)合部位表面應(yīng)鑿毛,表面凹凸不平度不小于6mm,間距不大于箍筋的間距;④新舊混凝土結(jié)合部位表面應(yīng)沖洗干凈,去除油污,用鋼絲刷刷毛,噴水濕潤,澆混凝土前除去浮水并涂混凝土界面處理劑一遍。此外對個別軸力及彎矩均較大的柱子,參照規(guī)范的做法沿柱長度方向加植Φ12間距300的短鋼筋,這可以提高結(jié)合面的抗剪強(qiáng)度,有利于協(xié)同工作。
3.3梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計與驗(yàn)算
經(jīng)核算梁有11根的承載力不足,其中8根是抗彎承載力不足,2根是抗剪承載力不足,1根是抗彎承載力和抗剪承載力均不足。在確定加固方法時,考慮了多種方案:由于有大量的設(shè)備管道,盡管層高達(dá)到3.9m,但凈高并不大,業(yè)主一再要求凈高不得減少,此外部分邊框梁因立面要求也無法將截面加寬,因此排除了“截面加大法”;在選擇“粘貼鋼板加固”還是“碳纖維布粘貼加固”時,本著施工快速方便、對原結(jié)構(gòu)影響小的原則,我們推薦了后者,雖然造價略高于粘鋼包鋼加固法,但由于施工快捷且不增加自重和不減少層高,經(jīng)與業(yè)主協(xié)商最終同意此方法。由于在梁柱交接處碳纖維布無法穿過框架柱,因此對于框架梁負(fù)彎矩不足的情況,采用了彎矩調(diào)幅法,將多出的負(fù)彎矩調(diào)整到梁底,此外在梁柱交接處,梁上部緊鄰板下處按計算差值的一半補(bǔ)貼了碳纖維布以作為負(fù)彎矩的安全儲備,因?yàn)榭蚣芰狠^高所以補(bǔ)貼的碳纖維布仍位于梁上部1/4范圍內(nèi)。取一根框架梁計算:截面為300×600mm2,跨度為7200m,原設(shè)計彎矩為175kN/m,計算配筋值1567mm2,實(shí)配梁上筋2Φ20,梁下筋5Φ20。改造后設(shè)計彎矩為213kN/m,計算配筋值1941mm2,初選碳纖維截面尺寸0.167×200mm。根據(jù)極限狀態(tài)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,由平衡條件可得:
fcbx=fyAs-fy″As″+EcfεcfAcf
x=0.8εcuh/(εcu+εcf+εi)
求得混凝土受壓區(qū)高度x=89.6mm.εcfbh=104.9mm加固后的抗彎承載力:
Mu=fyAs(h0–0.5εcfbh)+Ecf[εcf]·Acf(1-0.5εcfb)
=303kN/m.213kN/m滿足要求。
式中:Ecf為碳纖維布的彈性模量;
εcf為碳纖維布的拉應(yīng)變;
Acf為碳纖維布的截面積;
εcfb為碳纖維布達(dá)到允許拉應(yīng)變與混凝土壓壞同時發(fā)生時的界限相對受壓區(qū)高度。
碳纖維布的粘貼長度原則上按梁的彎矩包絡(luò)圖定,應(yīng)延伸至不需要該碳纖維布的部位之外,且不小于粘接延伸長度1d,(1d是一個與碳纖維布的彈性模量、實(shí)際拉應(yīng)變和截面有關(guān)的參數(shù)),在構(gòu)造上一般對梁正彎矩區(qū)碳纖維延伸至支座,對負(fù)彎矩區(qū)碳纖維伸出支座的距離不小于1/3梁跨度。另外為了加強(qiáng)梁底碳纖維布的錨固及增加梁的抗剪能力,在梁端每側(cè)粘貼100mm寬U型箍2道,在主次梁相交處每側(cè)粘貼100mm寬U型箍兩道,具體做法如圖1所示,關(guān)于梁的抗剪計算本文從略。此外板的計算和處理基本同梁。為確保施工質(zhì)量,在施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
圖 1碳纖維加固處理示意圖
1)混凝土與碳纖維布之間界面處理很重要。因此在梁的兩側(cè)連接處應(yīng)反復(fù)打磨平整,去除混凝土表面缺陷,角部應(yīng)切圓角。
2)粘貼碳纖維布時應(yīng)密切配合,一人拉緊碳纖維布,一人用刮板從一側(cè)邊刮邊貼,保證粘貼緊密不空。
