發布時間:2023-10-12 15:35:34
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇古建筑結構設計,期待它們能激發您的靈感。
中圖分類號: TB482 文獻標識碼: A
引言
在園林的規劃建設以及古城區的建設施工過程之中,仿古建筑有著相當重要的地位。相關項目作為一種較為特殊的設計類型,當前綜合了不同的設計手段和施工技術,并且采用了全新的混凝土框架施工結構。故在設計方案的研究與分析制定過程之中,還需從工程建設本身的需求著手,對建筑的結構進行準確估量和計算,結合建筑特點,設計出不同形式的仿古建筑類型,以充分的滿足城市建設發展的需求,為城市的進步創建出良好的基礎。
1.仿古建筑結構設計特點分析
針對仿古建筑的結構設計特點加以分析,是促進設計工作實現新的轉變的關鍵點,故應當加以重視。我國古代的建筑多半是以木的結構為主要設計原則,其平面的布局講究的是含蓄,注重多層次的分布和不同布局之間的靈活轉變,并且對于均衡性相當重視。所以,在仿古建筑設計之中應當對維護結構以及承重結構進行重點的設計,應當確保其有著明確的分工并且有著不同的體系結構。諸如在我國的古代建筑斗拱設計形式之中,就相當充分且全面的運用了不同的色彩裝飾和突出的結構設計要點,使得整個建筑的設計呈現出了一種較為莊重的造型,而在外觀方面,則顯得相當的華麗。這一點是我國古代建筑的一個核心理念。在當前的仿古建筑設計之中,多半的項目也采用了類似的設計形式,很好的繼承并且發揚了我國古代建筑的獨特結構樣式,在實踐的設計工作之中,還可以借鑒當前時代的全新的設計結構形式,使得其可以與傳統的設計理念相互融合,將構件以及模數等進行重新的定型,進而實現從整體至局部的不同設計形式,在造型以及細節部位的尺度方面也有著相當詳細的規定。
我國古代建筑設計之中常用的穿斗式設計形式、跌梁式的設計形式等,都得到了較好的應用和改良,而其中的不同設計原則,也被廣泛的運用在了實踐的設計工作之中,進而使得當前的仿古建筑呈現出了全新的色彩,整個設計項目的藝術效果和價值均得到了較大的提升。
2.仿古建筑結構設計要求及原則
在仿古建筑設計之中,明確相關設計原則和基本的設計理念,對于設計項目的穩定開展有著相當重大的價值和意義,故應當引起高度的重視。由于防震以及防腐蝕性等多方面的需求,當前階段的我國古代建筑設計之中已經普遍的采用混凝土設計結構的形式很好的替代了傳統的木結構設計樣式。而采用混凝土鋼筋的設計,進而仿古建筑的建設,可以使得外觀的藝術效果和內部的穩定性均得到較大程度的提升。要想保證外部的油漆效果與木結構的相類似,還應當對仿古建筑設計之中的相關準則和規定進行嚴格的掌控,兼顧多方面的影響因素和建筑自身抗震的設計需求。
在建筑的設計過程之中,應當嚴格的按照仿古建筑的基本模數結構和模型體系進行建設和施工,保證整個體系的完善性和科學性,在結構設計過程之中各個受力的構件規格應當進行嚴格的掌控,充分的滿足建筑自身的需求。各個構件的施工應當符合力學體系的傳力標準,針對外形和尺度的把控也應當完全的參照古代建筑之中梁柱的設計樣式進行執行。此外,在仿古建筑設計之中還應當采用多種不同的結構體系,采用組合的形式以充分的滿足仿古建筑的屋面設計需求。由于仿古建筑的屋面設計有著較大的特點,在設計過程之中屋面的變化較為顯著,其對造型的要求較高,并且整個設計的難度較高,所以針對體系的設計應當按照舉架等設計的理念原則進行處理,這樣就可以使得整個屋面的設計呈現出一種緩慢上升的趨勢,并且體現出優美的設計曲線,充分的滿足當前仿古建筑的設計標準和建設需求。
一般情況之下,仿古建筑結構設計之中相關構件起到裝飾的作用,其有著獨特的設計藝術效果,同樣需要加以重視。其中最具有代表性的是斗拱,其屬于我國古代建筑設計之中的一種特殊的設計形式,具有很好的傳導屋面荷載并且降低整個屋頂橫梁跨度的作用,故對應于整個仿古建筑結構設計有著相當重大的意義。由于我國當前相關設計項目多半采用的混凝土鋼筋的結構形式,其建筑的設計一般是由主體框架進行承擔,所以斗拱已經逐步的退化成為了裝飾性的物品,而不再有相對應的承重效應。所以,在設計過程之中還需要對上述內容加以明確,以更好的實現建筑設計效果和水準的改進。
3.實例分析
針對仿古建筑之中的相關設計實例加以分析,是促進設計效果提升并且完善設計理念的核心環節,應加以重視。在仿古建筑的結構設計過程之中,應當嚴格的遵循傳統布局模式和設計的結構樣式,并且很好的與現代的技術進行融合,以開創出仿古建筑的新局面,實現技術的不斷改進。在實踐的設計過程之中應當取長補短,需要在掌握設計規范的基礎上,根據自己的經驗積累對計算機結構計算結果進行合理的調整,對傳統的設計技術進行細致的改良和創新,采用混凝土的主體結構設計形式,吸納現代化的結構設計精髓,進而達到仿古建筑設計的施工效果。
位于南寧青秀山風景區的觀音禪寺擴建工程在原禪院的舊址上改建,擴建后更名為萬壽觀音寺,占地面積約15畝,是原有面積的三倍。寺院內有大雄寶殿、藥師殿、觀音閣、臥佛殿、法物流通處、素菜館等布置,整體仿唐宋建筑風格。
在大部分主體結構為鋼筋混凝土的仿古建筑中,斗拱和雀替是作為純裝飾構件,不考慮其受力,與主體結構分別澆筑成型。屋檐荷載通過斗拱上方的現澆混凝土桃尖梁、斗拱中間的現澆混凝土剪力墻傳給剪力墻下方的額枋斗和拱,雀替采用鋼筋混凝土預制構件,通過主體結構澆筑時留設的預埋件與額枋和檐柱焊接連接。但是在本方案中,選用了裝飾性構件和受力構件結合的設計及施工方式。雀替采用鋼筋混凝土預制構件通過預埋件焊接連接。采用斗拱作為受力體系,既實現了對出檐的處理,也減少的撩檐檁的斷面高度。在角科斗拱的老角梁處理上,設置了暗梁,與斗拱寬度一致,這樣不僅僅實現了長梁的出挑,也控制了受力均衡,加強了結構體系的穩定性。所以,根據上述的分析,在實踐的設計項目之中應當對設計的細節部位加以重視,以增強設計的水準,促進效益的提升。
4.結束語
正如上文所分析到的,相關項目作為一種較為特殊的設計類型,當前綜合了不同的設計手段和施工技術,并且采用了全新的混凝土框架施工結構。綜上所述,根據對當前我國仿古建筑施工項目之中結構設計的基本需求和設計過程當中應當重點予以把控的部位進行深層次的論述,從實際的角度出發研究了仿古建筑的設計原則。同時,通過對實例進行綜合性的分析,旨在明確設計的重難點,明確設計工作的核心理念,以更好的完善設計的缺陷部位,實現對現有工作的轉變改革,真正意義上增強了仿古建筑的設計水準,以全新的理念促進設計規劃工作邁向新的高度。
參考文獻
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[4] 汪小洋.傳統氣脈 人文勝景――南京師范大學校園景觀特色[J]. 園林. 2011(05)
【關鍵詞】古建筑;設計技術;實例探討
1.引言
中國古建筑具有其獨特的結構方法和布置規模,經過了數千年的演變,已形成了成熟的獨特的建筑體系,在世界建筑學科中占有著一席之地,是世界建筑藝術學庫中的一個璀璨明珠。我國的古建筑主要是以木結構為主,在材料的選擇和平面處理上具有其獨到之處,同時在藝術造型也具有不同的特點。隨著社會的發展和進步,傳統的木結構在防腐和防火方面表現出了一定的不足。但是,隨著建筑學的發展,特別是新技術和新材料的應用,使得仿古建筑的設計和建筑成為了可能,我國的古建筑文化在一定的程度上得到了繼承與發展。現代的古建筑在吸收了傳統古建筑的風格精華的基礎上,大量應用鋼筋混凝土等新材料,使得現代古建筑在造型和部件等上表現出更多的靈活性,從而得到仿古建筑的效果。
2.中國古代建筑的特點
中國古代建筑的結構形式采用的是木結構體系。木結構體系平面布局內心含蓄,層次豐富,均衡對稱,同時在空間上,布局較為靈活,承重結構受力明確;在建筑結構設計和施工上已形成成熟的樣式和工藝,可以實現模數制和構件的定型化。中國古代建筑還創造了具有獨特風格的斗拱形式,并且通過色彩的裝飾,實現建筑整體效果的美化,使得整個建筑結構顯得莊重和華麗。中國古代建筑的結構方式有“疊梁式”、“ 穿斗式”、“ 井干式”三種,屋頂形有“硬山頂”、“懸山頂”、“廡殿頂”、“歇山頂”、“攢尖頂”和“復合頂”等。
3.工程實例
3.1工程概況
本建筑為某市一千年古寺的擴建工程。該古寺為一座殿宇宏偉、氣勢非凡的千年古剎,至今已有一千多年的歷史,隨著佛教事業的發展,該古寺的建筑規模已無法滿足發展的需要,需要對該寺進行修復擴建。其中一個最主要的擴建子項為大悲殿的建造。該大殿的建筑總面積為1200m2,采用的結構形式為南方單層雙重檐仿古建筑,總高度為25m,面闊七間,一共為37.8m,進深則為六間,深度一共為30.6m。屋頂的形式采用的是歇山頂,黃色琉璃瓦鋪蓋,飛檐翹角,氣魄雄偉,檐下為七踩斗拱。室內空間高大寬敞。該大殿的建筑形式主要采用鋼筋混凝土仿木結構。以下將對該大殿的結構設計進行重點闡述。
3.2結構體系
該大殿的結構體系采用的是現澆鋼筋混凝土仿木框架結構。對整體進行計算采用的計算軟件為SATWE程序,并采用PKPM程序對框架的主要受力配筋進行復核。該大殿的結構方式采用的是古建筑結構形式中的“疊梁式”,同時對于框架體系的處理,采用的是步架和舉架的方式。跟傳統的鋼筋混凝土建筑相比,這種結構體系的傳力途徑有明顯的不同,其具體的傳力途徑為屋面荷載通過T形屋面板傳遞給屋面檁條梁,接著荷載在通過梁架逐層往下傳遞,最終荷載將全部由最底層的框架柱承擔。該大殿修建完成之后需要在大殿中供奉大尊佛像,為了確保佛像的空間,在殿內抽去了兩根里金柱,這樣就使得相鄰柱子的間距增大,分別達到19.8m和18.6m,這種跨度在古建筑結構設計中較為罕見。該大殿的室內采用的是“露明造”的方式,為了確保其完整性,在該大殿15.5m的標高處設置了3根較叉轉換梁,梁的斷面長度為1200mm,寬度為400mm,這3根梁起到共同支撐其上柱子和屋面框架體系荷載的作用。
3.3屋面板的設計
木結構的屋面木基層主要是有望板和櫞組成的,因此仿古建筑在屋面板的截面形式上主要設計為T形,這種形式主要為單向受力,同時板肋之間的間距較小,并且肋高也較小。同時加上該大殿的屋脊處為九五舉,屋面較為陡峻,這些都使得屋面板的造型復雜化,因此屋面板進行混凝土的一次性現澆施工難度大,同時模板的支設也較為困難,這使得現澆混凝土的施工質量和外觀效果難以得到保證。為了解決這個問題,本工程決定采用將屋面板設計成疊合板的方式。首先預制單塊的預應力混凝土T形板,以此作為底模,接著在T形板底模上綁扎鋼筋網,然后采用細石混凝土澆筑疊合層,澆筑完成之后即可實現二者的結合,使之成為一個共同的整體,共同承受荷載。在進行設計時,需要分別對疊合前和疊合后的階段進行計算,需要計算的內容主要為強度計算、抗裂驗算以及撓度驗算。兩個階段都應滿足施工階段和使用階段的受力要求。
3.4斗拱和雀替的設計
在主體結構采用鋼筋混凝土的仿古建筑中,對于斗拱,是作為受力構件還是作為純裝飾構件是設計中需要考慮的問題。同時,還應考慮斗拱是采用鋼筋混凝土結構還是采用木結構。根據對其他仿古建筑的觀察,在一些建筑中斗拱主要采用的是鋼筋混凝土預制構件,各級斗與拱之間根據跨度的不同采用不同的連接方式,分別為當跨度較大時,通過預埋件采用焊接的方式進行連接,當跨度較小時,采用座漿進行連接,在結構中斗拱主要是起到受力構件的作用。這種做法存在一定的缺點,包括做工較為粗糙,美觀方面無法滿足要求,而且前者構件數量較大,需要投入較多的資金用于防腐和后期維修,而后者受力不太可靠。因此經過考慮,本工程斗拱采用的是木結構,在結構中僅僅是起到裝飾的作用,不考慮斗拱的受力性能。在斗拱上方存在的現澆混凝土挑尖梁以及在斗拱的中間存在的現澆混凝土家里墻,是收到屋檐荷載的作用,并起到將荷載傳遞給剪力墻下放的額枋的作用。在挑尖梁施工之前,應做好斗和拱的安裝,并確保就位精確。
在該大殿的結構中,雀替也是作為裝飾構件,同樣不考慮其受力性能,主要采用的是鋼筋混凝土預制構件。在施工現場采用定型模板進行雀替構件的制作。在進行主體結構的施工時,應在雀替構件的安裝位置預先設置預埋件。當進行雀替的安裝時,雀替與主體結構的額枋和檐柱的連接是通過預埋件焊接在一起的。
在本工程中,斗拱采用木結構,雀替采用鋼筋混凝土預制結構,兩者均是起到裝飾作用,不考慮受力性能,與主體結構之間不是通過現澆的方式進行連接,但是它們與主體結構之間的連接采用如前所示 的方式,在加上采用油漆彩繪的方式對斗拱和雀替進行處理,從而使之與整個主體結構形成一個統一的整體,完全達到了傳統木結構的美觀效果。
4.結語
在現代古建筑結構設計通常是采用鋼筋混凝土作為主體結構,使得不僅吸收了傳統古建筑的風格精華,同時新材料應用使得現代古建筑在造型和部件等上表現出更多的靈活性。而合理地布置結構體系以及靈活地進行構造設計是有效地保證古建筑風格的關鍵。
參考文獻
[1]姚松.淺談園林仿古建筑的結構設計[J].林業建設,2013,(04):30-31.
關鍵詞:仿古建筑;木結構;混凝土結構
中圖分類號:TU318
文獻標識碼: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年畢業于華中理工大學工業與民用建筑專業,湖南省建筑設計院內聘高級工程師,一級注冊結構工程師。
1 引言
中國古建筑雖然歷經了數千年的演變,但其獨特的結構方法和布置規模始終沒有改變,并且是世界上獨具風格的一門建筑學科,是世界建筑藝術寶庫中的一顆璀璨明珠。中式傳統古建筑以木結構為主,在材料選用、平面處理和藝術造型等方面都有許多自己的特點,但隨著社會的發展與進步,傳統木結構在防火與防腐方面的缺陷也日益明顯,新技術、新材料的運用使仿古建筑的設計和建造成為可能,這也是對中國古建筑文化的繼承與發展。現代仿古建筑以鋼筋混凝土為主體結構,改變了傳統中國古建筑以木結構組合為主的受力系統,吸收了傳統中國古建筑風格的精華,在鋼筋混凝土結構的基礎上,將傳統古建筑的造型、部件等,作為裝飾效果,從而達到建筑上的仿古目的。以下本文將就某工程實例對此種建筑的結構設計談幾點體會,能為同行在設計工作中提供一些參考。
2 中國古代建筑的特點
中國古代建筑是以木構架為主的一種結構方式,平面布局內向含蓄,層次豐富,均衡對稱,空間布局靈活,承重與圍護結構分工明確;在建筑的設計和施工中很早就實行了模數制和構件的定型化,對于建筑整體到局部的形式、尺度和做法都有相當詳細的規定。中國古代建筑還獨創了斗拱的結構形式,并充分運用色彩的裝飾手段,使建筑物顯得莊重而華麗。
中國古代建筑的結構方式有“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、攢尖頂和復合頂。
3 仿古建筑的結構設計要求
現階段的仿古建筑多采用鋼筋混凝土結構代替木結構,為了達到油漆彩繪之后與木構架相同的外觀效果,與傳統的鋼筋混凝土結構相比,仿古建筑的結構設計具有以下特殊要求:
3.1模數要求和構件定型化
各受力構件的規格需滿足古典建筑的模數要求,傳力體系的構成極其各構件的尺度和形體完全仿照古代木結構中柱、梁、枋、檁的相應做法。
3.2屋面造型要求
屋面變化顯著,造型要求高,構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,形成了曲線優美、出檐深遠的特征,體現了我國古代建筑的造型特點。
3.3建筑中有大量的具有獨特裝飾作用的結構構件,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。斗拱是中國傳統古建筑特有的型制,它位于木結構梁和柱子之間,具有傳導屋面荷載、加大屋檐挑出長度、縮短梁枋跨度、吸收地震能量等結構作用和裝飾作用,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,因主體結構為鋼筋;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件。可以縮短梁枋的凈跨距離,具有輔助拉結和裝飾雙重功能。
4 工程實例
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,現有的寺院規模已不能滿足佛教事業的發展需要,自2004年開始修復擴建,大悲殿的建設就是其擴建工程子項之一。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;昆凝土仿木結構。
4.2大悲殿的結構體系
采用現澆鋼筋混凝土仿木框架結構,用SATWE程序進行整體計算,主受力框架用PK程序復核計算配筋。結構方式按照古建筑中的“疊梁式”,構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,故殿內抽掉了兩根里金柱,使相臨柱子間跨度分別達到了19.8m和18.6m。建筑平面圖詳見圖2。這么大的跨度在傳統古建筑中是罕見的,而為了保持室內“露明造”的完整性,在15.5m標高處設3根斷面為400x1200的交叉轉換梁(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屋面板的設計
木結構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)、造型復雜,屋面一次性全現澆施工難度很大,支模困難,混凝土澆注質量和外觀效果均難保證。故將屋面板設計成疊合板,先預制單塊的預應力混凝土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,用細石混凝土澆注疊合層,完成后二者形成整體共同受力。設計時按疊合前和疊合后分階段對T形板進行強度計算、抗裂驗算、撓度驗算。分別滿足施工階段和使用階段的受力要求。
4.4斗拱和雀替的設計
在主體結構為鋼筋混凝土的仿古建筑中,斗拱是作為受力構件還是純裝飾構件?采用木結構還是鋼筋;昆凝土結構?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;昆凝土預制構件,各級斗與拱之間通過預埋件焊接連接(尺度較大時)或座漿連接(尺度較小時),斗拱在結構中為受力構件。這種做法的主要缺點是做工較粗糙、不美觀,而且前者由于構件數量太多防腐和維修費用較高,后者受力不太可靠。故本工程的斗拱采用木結構,且僅作為裝飾構件,不考慮其受力。屋檐荷載通過斗拱上方的現澆;昆凝土桃尖梁以及斗拱中間的現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,采用鋼筋混凝土預制構件,用定型模板在施工現場制作。主體結構施工時在相應位置留設預埋件,預制的雀替通過預埋件與主體結構的額枋(檐枋)和檐柱焊接連接。
木斗拱與混凝土的預制雀替都是作為裝飾構件,與主體結構不是一起現澆成型,但采取了上述方式與受力構件連接后,再經過油漆彩繪處理,整個建筑物渾然一體,完全達到了傳統木結構的藝術效果。建成后的大悲殿入口屋檐照片圖4。
5 結束語
鋼筋混凝土結構的仿木仿古建筑,因組合形式變化大,構件形狀復雜,其空間梁板的形狀定型和模板、鋼筋施工是最大的難題,給傳統的鋼筋混凝土結構設計帶來了許多挑戰,本文探討了一些新的思路,力求用現代的構造和裝飾處理,還原其傳統古代建筑的風格。大悲殿于2004年4月完成設計,同年5月開工,2005年年底建筑竣工圖50
參考文獻:
[1]馬炳堅.中國古建筑木作營造技術.(第二版).科學出版社,2003.
1建筑結構抗震鑒定的概述
我國位于板塊交界處的地區較多,屬于地震多發國家,很多主要城市都位于地震多發區域。在地震發生的過程中,建筑物的倒塌是造成人員傷亡與財產損失最主要的原因,但我國仍然有很多建筑在設計過程中沒有考慮到抗震因素,還有一些建筑雖然做了抗震設計,但隨著時代的發展,已經無法滿足當前需求[1]。1976年,唐山發生7.8級大地震,整個唐山變成了一片廢墟,當時唐山地區的主要結構形式以砌體結構為主,而砌體結構中抗震構造措施的不完善,是造成結構瞬間倒塌的直接原因;2008年,汶川發生8.0級特大地震,地震中心烈度達到11度,直接經濟損失85億人民幣。而在同樣位于四川省的成都五城區,由于其房屋在設計時是按照抗震設防烈度為7度設計的,因此在地震中經受住了考驗,這與四川省其他地區的慘烈狀況形成了鮮明對比。從震后現場實際勘察結果來看,除了施工質量問題以外,四川其他地區建筑結構本身的抗震能力不足也是造成結構倒塌的主要原因,所以,對這些建筑進行抗震鑒定,并根據鑒定結果進行相應的加固設計,是當前降低地震損失的主要方法。在對現有建筑進行抗震評估的過程中,需要從承載力與構造兩個主要方面進行綜合判斷,一般情況下,需要進行抗震鑒定的建筑主要有以下四種:1)需要提高抗震級別的建筑;2)不符合抗震要求的建筑;3)需要提升設防烈度與類別的建筑;4)建筑結構用途發生改變的建筑。對現有建筑進行鑒定的程序如圖1所示。
2抗震鑒定的內容與鑒定方法
在進行建筑結構抗震設計時,首先需要確定結構的抗震等級,包括考慮結構形式,建筑物高度以及結構重要性等級等。其次要根據結構的抗震等級進行結構設計,包括截面尺寸,材料強度以及配筋設計,并且需要根據抗震等級采取相應的抗震構造措施。同時,在進行建筑結構抗震設計之初,還需要在結構概念設計中,對整體結構提出一定的設計要求,包括結構設計形式合理,受力分布均勻,傳力途徑明確,減小附加地震效應,并考慮多道抗震防線等等。基于建筑結構的抗震設計,在進行抗震鑒定時,也同樣需要考慮上述多個方面的因素,以下從抗震鑒定的主要內容、要求和方法做簡單介紹。
2.1抗震鑒定的主要內容在對建筑物進行抗震鑒定的過程中,主要包括以下幾方面內容:1)檢查建筑結構的基本情況。主要包括建筑結構的布置以及建筑結構的形式;建筑抗側力系統的布置情況;結構的支撐與連接構造情況;細部尺寸等相關參數。2)調查建筑結構的使用條件。主要包括建筑結構的作用;建筑物周圍的環境;建筑的歷史使用情況等。3)檢查建筑的地基基礎情況。主要包括建筑的場地種類與地基土情況;建筑地基的穩定情況;對地基進行原位測試與力學性質測試;地基的變形情況以及其反映在上部結構中的表現;地基基礎與樁的情況等[2]。4)分析檢測建筑的材料性能。主要包括結構構件、結構連接以及其他相關材料的性能。5)檢查建筑的承重結構情況。主要包括建筑結構構件與連接情況;建筑結構的支撐情況;建筑的裂縫數量與分布情況;建筑結構的整體情況;建筑結構的位移與變形情況;建筑結構的動力特性等[3]。6)檢查建筑的維護系統情況。
2.2建筑抗震鑒定的要求對建筑進行抗震鑒定需要滿足以下要求:1)收集被鑒定建筑的原始資料,如設計圖紙、勘察報告、竣工驗收報告等,如果資料不全面,需要進行相應的補充實測。2)對被鑒定建筑的現狀進行調查,評估其是否與原始資料中的數據相符,評估建筑的質量與維護情況,明確建筑的非抗震問題。3)以不同建筑的結構為基礎,對其特點、布置、構造、承載力等情況進行鑒定,運用相應的方法,分析建筑的綜合承載力。4)評價被鑒定建筑整體性的抗震性能,如果建筑不符合抗震要求,則需要提出有針對性的處理對策與意見[4]。
2.3建筑抗震鑒定的方法建筑的抗震鑒定主要可以分為兩個級別:1)主要以構造鑒定與宏觀控制為主;2)主要以抗震驗算為主。其中,對A類建筑進行抗震鑒定的過程中,如果被鑒定建筑滿足一級鑒定中的所有要求,建筑便可以被定義為鑒定合格,不需要進行二級鑒定;如果被鑒定建筑不滿足一級鑒定的某些要求,就需要進行二級鑒定[5]。圖2為A類鋼筋混凝土建筑的二級鑒定。對B類建筑進行抗震鑒定的過程中,需要對建筑的抗震措施進行檢查,并判斷建筑的抗震承載力。如果前者較低而后者較高時,可以運用構造影響系數判定建筑的抗震性能;如果前者較高而后者較低,但不低于95%時,可以不進行加固。
3常見的加固設計思路與措施
對于在抗震鑒定中被判為不合格的建筑結構,就需要采取相應的措施進行加固。在進行工程加固設計中,根據抗震鑒定結果,需要明確加固到何種程度,同時需要考慮新舊結構的協同工作、原有結構在長期荷載作用下所引起的受力形式的改變,以及其使用和美觀要求。常見的加固方式有:采用預制樁和灌注樁進行地基加固,通過增加截面面積和外貼鋼材以及復合材料進行混凝土結構加固等,而對于砌體結構,往往通過設置壁柱,配置鋼筋砂漿以及套箍方式進行加固。針對鑒定不合格的被鑒定建筑,具體可以運用以下幾種方式進行加固:1)以抗震鑒定結果為基礎,從建筑結構特點出發,需要運用的加固設計方法有:如果建筑結構的不合理程度較大,可以運用增設構件的方法來加固,或者運用可以同時將變形能力與承載能力提升的方法,來滿足加固要求。如果建筑需要提升結構剛度,可以運用擴大原截面、增設套箍等方式進行加固。如果建筑需要提升整體連接性能,可以適當的增加建筑結構的變形能力[6]。如果建筑的局部構造存在問題,可以對局部進行處理,也可以通過改變傳力途徑的方法進行加固。如果建筑的次要非結構構件不合格,可以只加固有可能倒塌的部分。2)對于多層磚混結構的建筑,在鑒定過程中可能會出現一些不太明確的不合格現象,如傳力線路模糊、整體性差、橫墻間距過大、房屋與窗間寬度不夠等。因此,對于多層磚混結構的建筑來說,可以運用減層降高、設置夾板墻、縮小門窗洞口、壓力灌漿、圈梁壁柱、使用鋼拉桿等方式進行加固。3)雖然有很多加固措施可以運用到鑒定不合格的多層磚混結構中,但在實際操作時還會遇到一些容易被忽視的問題,如果對這些問題沒有給予足夠的重視,就會在很大程度上降低加固效果。如后加的圈梁需要將伸縮縫切斷,且閉合伸縮縫的兩側,只有這樣才能更好抗震;后加的壁柱需要設置基礎,搭接長度需要嚴格遵循相關要求;在對建筑進行加固設計時,要盡可能的減少對原有建筑墻體或其他部分的損傷,尤其在打眼時不能破壞建筑結構的原有鋼筋。在對新舊墻體接槎部分進行處理時,需要先洗干凈,并加強對墻體的養護工作,以確保新舊墻體的統一性。另外,在建筑加固的過程中,砂漿強度是非常關鍵的,能夠在很大程度上控制砌體強度,也關系到加固之后的建筑能否通過抗震鑒定,所以,在加固過程中可以選用比原有建筑強度高一級的砂漿。
4結語
關鍵詞:增大截面加固法;結構設計規范;加固軟件設計;受彎構件;原結構
Abstract : Based on “Design code for Strengthening Concrete Structures”,the basic calculting theory of strengthening RC exural member member with enlarging cross-section is introduced;design process is coded and software development is also realized using Delphi 7.0 software.Stengthening model and calculating method of enlarging cross-section of compression member in YHJZ-2008 is further given;nally an example is used to show this course.
Keywords: structure member strengthenting with R.C; design code for strengthening; design for structure to strengthening software; exural member; existing structure member
增大截面的加固法就是外包砼加固法,工作的原理就是利用原有的砼加大截面尺寸與原來配筋保證兩者相結合來共同提高構件的承載能力,保證結構結構穩定性,加固方法直觀,且容易理解掌握,運用于梁、板、柱、基礎工程、屋架等各種構件、用材與鋼筋砼結構工程用料相同,適應性強,是常用的混凝土結構加固的一種方法之一。增大截面法是加固受壓構件,分為正截面受壓構件和偏心受壓構件和偏心受壓構件兩類,軸心受壓構件采用三面圍套加固方式,偏心受壓構件采用單側、雙側和圍套鋼筋砼加固三種方式加以選擇。本文以現行的《混凝土結構設計規范》GB50010-2002、《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006為基礎,考慮結構安全性的標準,介紹結構加固設計軟件YHJZ-2008擴大截面加固設計模塊的基本方法,程序和操作界面,通過工程實例驗證模塊的科學性,實現結構設計規范和計算程序相結合,人與機直接對話,快速準確解決設計中遇到的問題,供結構設計師參考的。