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[摘 要] 大型会展中心建筑，具有规模宏大，功能复杂，重要性高等特点，以往工程设计中通过概念设计或者结构刚度里满足其抗震性能需求，但往往存在这样那样的缺点，而采用基于性能的抗震设计理念，在结构关键部位设置防屈曲耗能支撑等消能减震构件，不仅能加强结构的抗震性能，也可以降低主体结构的用钢量。采用这项抗震技术，既能满足低碳要求，更能抵挡重大自然灾害――地震。
[关键词] 消能减震 防屈曲耗能支撑 低碳 永久建筑
会展中心此类永久性建筑大多为大跨度结构，和载重，或体型复杂，其结构抗震设计充满挑战。
1结构特点及抗震要求
由于地上结构长度较长，众多建筑大空间造成结构楼面缺少较多和楼面质量分布不均，结构布置时在建筑物纵向要设置防震缝，结合建筑功能的划分将建筑沿着纵向纷争东西两个区域，力求各单体在满足功能的条件下体现尽量简单规则，抗侧力结构双向均匀布置，保证结构抗侧刚度与抗扭刚度的协调，避免抗侧力结构刚度和承载力突变，并采取较为严格的抗震措施。考虑到大跨结构对支撑刚度的要求在楼电梯间内分别在纵向及横向布置竖支撑，并相互交接，形成南北两侧对陈的钢支撑核心筒。
2目前会展中心主要设计问题
2.1框架结构砌体填充墙抗震构造措施不到位。砌体外围护墙砌筑在框架柱外又没有设置抗震构造柱，框架间砌体填充墙高度长度超过规范规定要求又没有采取相应构造措施。
2.2有的底层无横向落地抗震墙，全部为框支或落地墙间距超长；有的仅北侧纵墙落地，南侧全为柱子，造成南北刚度不均；有的底层作汽车库，设计时横墙都落地，但纵墙不落地，变成了纵向框支；还有的底框和内框砌体住宅采用大空间灵活隔断设计，其中几乎很少有纵墙。
2.3平面布局的刚度不均。抗震设计要求建筑的平、立面布置宜规正、对称，建筑的质量分布和刚度变化宜均匀，否则应考虑其不利影响。
2.4防震缝设置，各部分结构的刚度或荷载相差悬殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未设防震缝。
2.5墙体局部尺寸限值。在抗震设计规范中对此有专门的限制性规定，这是从宏观上保证砌体房屋安全度的有效措施。但发现有承重窗间墙最小宽度＜1.0m（六度设防）；承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离＜1.0m；非承重墙外墙尽端至门窗洞边的最小距离＜1.0m，甚至只有几十厘米等情况，片面追求开敞明亮却忽视了房屋的抗震安全。
2. 同一结构单元基础形式不同。有关规范、规程中规定了“同业结构单元中不宜部分采用天然地基，部分采用桩基”，“高层建筑在同一结构单元内，不宜采用局部箱形基础”，但发现有高层建筑部分采用桩基，部分又采用天然地基（主要指裙房部分）；同一结构单元内，部分有地下室，部分无地下室的情况。
2.1基础的埋置深度。有关规程明确规定，采用天然地基时基础埋置深度不小于建筑高度的1/12，采用桩基时可不小于建筑高度的1/15，桩的长度不计在埋置深度内。但发现有的设计人员忽视了基础的埋置深度必须满足地基变形和稳定的要求，在选择天然地基时或是桩基时都达不到上述规定的要求。
3消振减震设计原理
大型会展中心一般为钢框架支撑结构由于支撑自由长度较长，在水平地震的作用下，承受轴向压力容易发生扭曲，稳定性较低，所以要考虑支撑内力增大系数以及首循环荷载时的强度降低系数。为满足主体结构在地震作用下的刚度以及支撑承载力要求，支撑截面尺寸较大以及钢板厚度逐渐较大，导致结构刚度相应增加，从而可以吸收更多的地震能量，框架结构程度的地震作用也讲相应增大。一方面加大框架梁柱获支撑截面，不仅影响了建筑门洞的布局和外观，也导致主体结构刚性有余，延性太差，消耗地震能量作用减弱，不利于抵抗强度较大的地震作用。
4工程的结构特点及其重要性
结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求。采用哪一种结构材料，什么样的结构体系，经技术经济条件比较综合确定。同时力求结构的延性好、强度与重力比值大、匀质性好、正交各向同性，尽量降低房屋重心，充分发挥材料的强度，并提出了结构两个主轴方向的动力特性(周期和振型)相近的抗震概念。
尽可能设置多道抗震防线。地震有一定的持续时间，而且可能多次往复作用，根据地震后倒塌的建筑物的分析，我们知道地震的往复作用使结构遭到严重破坏，而最后倒塌则是结构因破坏而丧失了承受重力荷载的能力。适当处理构件的强弱关系，使其形成多道防线，是增加结构抗震能力的重要措施。例如单一的框架结构，框架就成为唯一的抗侧力构件，那么采用“强柱弱梁”型延性框架，在水平地震作用下，梁的屈服先于柱的屈服，就可以做到利用梁的变形消耗地震能量，使框架柱退居到第二道防线的位置。具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。提高结构的抗侧移刚度，往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物在遭受强烈地震时，具有很强的抗倒塌能力，最理想的是使结构中的所有构件及构件中的所有杆件都具有较高的延性，然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆作的延性是比较经济有效的办法。例如上刚下柔的框支墙结构，应重点提高转换层以下的各层的构件延性。对于框架和框架筒体，应优先提高柱的延性。在工程设计中另一种提高结构延性的办法是结构承载力无明显降低的前提下，控制构件的破坏形态，减小受压构件的轴压比(同时还应注意适当降低剪压比),提高柱的延性。
5国际最新抗震设计理念
目前，许多国家在会展中心的抗震设计方案中，已经出现了新的结构，如：美国的橡胶弹簧设计理念，日本的弧型钢条上防地震建筑物，前苏联的建在与基础分离的沙垫层上的建筑物，以及在中国已经获得了美国、中国和英国发明专利权的，刚柔性隔震、减震、消震建筑结构与抗震低层楼房加层结构，都十分成功的应用于工程实践中，都明显的在建筑结构体型上，改变了传统的插入式刚箍捆住内力（吸收地震能量）的结构体系。总之都在建筑设计的结构方面设法摆脱在地震灾害时，严重威胁着人们的生命安全的插入式刚箍捆住内力的结构体系。其实质都反映了对“似地球为相当好的惯性参考系”为指导理论，所制定的现行抗震硬抗、死抗地震打击设计规范的动摇，本质上也是改变了建筑结构受力体系，而不在似地球为绝对静止不动的惯性参考系了。
弹性建筑日本在东京建造了12座弹性建筑，经里氏 ． 级地震的考验，减灾效果显著。这种弹性建筑物建在隔离体上，隔离体由分层橡胶、硬钢板组和阻尼器组成，建筑结构不直接与地面接触。阻尼器由螺旋钢板组成，可减缓上下的颠簸。滚珠大楼美国硅谷兴建了一座电子工厂大厦，采用一种抗震新法，即在建筑物每根柱子或墙体下安装不锈钢滚珠，由滚珠支撑整个建筑，纵横交错的钢梁把建筑物同地基紧紧地固定起来。发生地震时，富有弹性的钢梁会自动伸缩，于是大楼在滚珠上轻微地前后滑动可以大大减弱地震的破坏力。弹簧大楼日本鹿岛建筑部门发明了一种新的防震大楼营造法：由弹簧把连着地基的基础部分和建筑物主体分开，让建筑物主体处在一种能吸收地震和其他振动冲击的中介物上。无论地基怎样摇晃，振动能量传到这种建筑物时也将减到原来的1/10。
国际上的这些经典抗震设计都可以借鉴到我们的会展中心的设计理念上来。因为会展中心在建成后将是人流密集活动频繁的场所，一旦遇到地震影响后果不堪设想，所以一定要重视会展中心的抗震功能。
参 考 文 献
[1]建筑抗震设计规范 2001
[2]民用建筑钢结构技术规程 1998
[3]武汉理工学报 200
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发表于 2020-6-3 20:52:22
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发表于 2020-6-3 20:53:08
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