仿古建筑结构设计分析

许璟玉

摘要：近年来，随着房地产行业的快速发展，各种现代建筑高楼如春笋搬出现，并日渐发展成熟，在这种背景下，国内的建筑结构设计的工程师们必须要创新出新的设计以突破现代建筑设计的瓶颈，仿古建筑就成为了现代建筑的潮流。但是仿古建筑在结构设计方面仍存在着一些不足，本文就仿古建筑在结构抗震等方面提出一些注意事项及其解决方案，并对仿古建筑的结构设计进行分析，为其他的建筑设计提供一定的参考。

关键词：仿古建筑；结构模型；结构设计；软件分析

1工程概况

此仿古建筑是一种仿宋式楼阁，总楼层不高，只有七层，为28m，地下一层，地上部分六层，但是总的建筑覆盖面积较大，有二千平方米。这种仿宋式的建筑楼阁需要按照宋氏的建筑要求来进行设计，内部结构与外围结构的连接方式是斗拱，而且在建筑外围设置了大量的悬挑飞檐，使得建筑很难区分出各个楼层的界限，整个竖向结构相对复杂。此工程具有良好的抗震抗压等级，安全系数较高。工程场地进行过严格的勘查，地基也较为合理，钢筋混泥土的框架结构增加了工程的牢固性，50年的使用寿命对于此项工程并非难事。

2 结构分析

这类建筑在空间结构上相对较为复杂，对建筑施工的要求也较高。因此，在建筑施工的過程中，要对建筑结构进行严格的分析，保证在设计中的建筑结构模型与实际中的建筑史一致的，使得建筑结构的设计准确有效。在进行结构分析的过程中，设计人员一般采用计算机软件进行分析，其结果进行分析比较，保证其结果的准确性和可靠性。对于一些建筑中重要的抗震节点，采用人工抗震结构设计较为合理。在进行建筑结构分析的过程中，可以发现以下问题：建筑竖向结构不规则而且复杂，整个建筑结构的节点较多，严重不符合建筑的抗震设计要求。整个的仿宋式建筑具有多处不规则项，因此将这个建筑归为不规则的仿古建筑，同时整个建筑结构中，节点多而且复杂，使得建筑在受力分析上较为复杂。所以要对这项建筑进行抗震分析，发现设计中要注意以下方面：（1）在整个建筑中有许多的悬挑部分，建筑要进行竖向支撑的抗震验算；（2）在设置纵向梁中，下部有孔洞而形成的短柱，对超短柱按一级抗震等级进行设计；支承挑檐的纵向梁应验算抗扭承载力。（3）对于建筑中的十字形框架柱，要按照规范进行 45°角和双向地震作用补充计算。（4）对整个建筑结构采用多种计算模型进行比较，保证计算的准确性和可靠性。（5）在设计中尽量减少薄弱层与软弱层同时存在而对结构稳定性造成影响。（6）变截面节点要做专项抗震设计，提高抗震性能。

2.1 SATWE 计算结果及分析

仿古建筑在进行结构分析计算时，采用的是SATWE 及 PMSAP软件，在SATWE中建立计算的结构模型，具有明确的结构层概念，同时在 PMSAP中进行建立模型时就必须对整个建筑进行结构简化处理，便于建模计算。在进行处理中，将建筑的顶部简化为平面，同时将外围结构的悬挑结构部分进行人工荷载计算，然后按照其他数据规范输入，整个建筑的前 3 阶振型结果如下表，结果满足计算要求。

SATWE 计算的结构前 3 阶振型结果 表 1

同时，在软件SATWE 的计算中显示，在地震的作用下该建筑阁楼的位移情况如下表，经过结构设计人员的分析可知，这些结构参数均满足抗震的规范要求：

经过上述图表的计算可知，该仿宋氏建筑阁楼的薄弱层是第二层。

2.2 PMSAP 计算结果及分析

在采用 PMSAP 的方式进行结构计算时，采用 SPASCAD 的建模程序来建立建筑结构的模型，这种建模方式是对PMCAD 建模的一种简化，有利于建筑建模的完成，提高建模的准确度，使得建立的模型更加的切合实体建筑。经过PMSAP 计算方式，对其建筑结构前 3 阶振型结果进行，在第一周期中，扭转与平动的比值是0.855，其结果明显小于0.900，因此满足现行的高层建筑规范要求。

在软件PMSAP的计算中显示，在地震的作用下该建筑阁楼的位移情况，通过分析发现，在2层的薄弱层有着最大的层间位移角，X方向的位移角为 1/911，Y方向上的位移角是1/901，其结果满足规范限值1/550；而在最大的层间位移与层平均位移的比值中，X方向的是4层的1.063，Y方向的也是4层的1.072 ，在最大层间位移与平均层间位移之比中，X方向的3层的1.204，Y方向的是3层的1.222，该四项结果亦都满足限值1.5。因此，该计算结果均满足要求。经过计算结果的分析得出，结构2层的建筑刚度较小，作出判断该建筑2层为整个建筑的薄弱层。

3结语

一般情况下，仿古建筑的竖向结构较为复杂，外观形体也不太规则，在进行结构设计时要严格把握建模的准确性和可靠性，SATWE 程序建模时对建筑的简化程度较大，使得建立的模型与实际相符度低，而SPASCAD 程序建模正好弥补了这个缺陷，使计算的结果更加的安全可靠，两种软件计算对比，实现更严谨的结构设计。

参考文献：

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[2]王弦.传统的复兴——论当代仿古建筑[J].艺术探索，2008（04）.

[3]姚运良，班振洋.浅谈仿古建筑屋面琉璃瓦施工工艺[J].科技传播，2011（11）.