高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的周易原理

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的《周易周易》原理原理近日忽聞“老莊結(jié)構(gòu)學(xué)院”（TaoismStructuralInstitute）橫空出世，紅透半邊天，桃李滿天下，本人甚感激動。我和主講老師鄧?yán)蠋熓蔷W(wǎng)友，神交已久，今特發(fā)此小文，來為鄧兄捧場！借鑒鄧?yán)蠋煹闹v座，結(jié)合本人的國學(xué)修養(yǎng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計造詣，玩味遠(yuǎn)古的《周易》理論，解析高層建筑結(jié)構(gòu)體系和基本設(shè)計原理，恢弘我華夏傳統(tǒng)經(jīng)典的燦爛文明！《周易周易.系辭系辭》曰：“易有太極，是生兩儀，兩儀

2、生四象，四象生八卦，八卦定吉兇，吉兇生大業(yè)”。這一八卦生成理論建立至今已有三千年以上，如今仍在為人們描述人間萬象。本文將利用這一理論來解構(gòu)高層建筑結(jié)構(gòu)（混凝土結(jié)構(gòu)）體系和基本設(shè)計原理。太極，太極，從本意上講，即為天地未開、混沌未分陰陽之前的狀態(tài)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)所受的作用主要來自橫向，橫向作用往往是結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控制因素，因此抗側(cè)力構(gòu)件的設(shè)計是設(shè)計的主要矛盾。所以，在結(jié)構(gòu)工程師的眼中，“太極”就是高層建筑結(jié)構(gòu)的“抗側(cè)力構(gòu)件

3、”。兩儀，兩儀，即太極的陰、陽兩儀（用“－”代表陽爻，用“”代表陰爻）。浩瀚宇宙間的一切事物和現(xiàn)象都包含著陰和陽的兩面。它們之間既互相對立斗爭又相互依存，這是物質(zhì)世界的一般律，也是事物產(chǎn)生與毀滅的根由所在。天地之道，以陰陽二氣造化萬物。天地、日月、雄雌、剛?cè)?、動靜、顯斂，萬事萬物，莫不分陰陽，莫不合陰陽之理。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理論中，“抗側(cè)力構(gòu)件”演化出了“柔性構(gòu)件”和“剛性構(gòu)件”?！叭嵝詷?gòu)件”抗側(cè)剛度小，是陰性的，其極端代表為柱構(gòu)件（

4、截面高寬比小于3）；而“剛性構(gòu)件”抗側(cè)剛度大，是陽性的，其極端代表為剪力墻構(gòu)件（截面高寬比大于8）。柱和墻共生于“抗側(cè)力位移至中位，表示結(jié)構(gòu)的剛性增強，結(jié)構(gòu)的主要豎向構(gòu)件已經(jīng)從框架柱開始向剪力墻過渡，進(jìn)入了剪力墻截面高厚比為3～8的區(qū)間，這便是所謂的“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”。短肢剪力墻的受力、變形特征，類似框架結(jié)構(gòu)，但比框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分配更合理。在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，短肢墻的數(shù)量應(yīng)適當(dāng)，分布盡量均勻。由于短肢剪力墻相對于普通剪力墻，其抗側(cè)剛度相

5、對較小，設(shè)計時宜布置適當(dāng)數(shù)量的長墻，或利用電梯、樓梯間形成剛度較大的內(nèi)筒，在抗震設(shè)計中，筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩的50％，以避結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的變形，這正是卦象中位一根陽爻的含義。對于小高層建筑結(jié)構(gòu)，采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，既可以保證結(jié)構(gòu)的剛度、位移，又可以使室內(nèi)空間方正合理。接下來是巽卦，下面一根陰爻，上面兩根陽爻。這兩根陽爻表示結(jié)構(gòu)的剛性更強，結(jié)構(gòu)的絕大部分抗側(cè)構(gòu)件已經(jīng)進(jìn)入一般剪力墻（截面高厚

6、比大于8）階段，但該卦的下位為陰爻，結(jié)構(gòu)的整體基調(diào)是偏柔（弱剛）性的。而從爻位上看，陰爻在下位，柔性部位很可能出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的底部區(qū)域。這種“下柔上剛”的結(jié)構(gòu)便是所謂的“部分框支剪力墻”結(jié)構(gòu)。對于部分框支剪力墻，轉(zhuǎn)換層的下部樓層由于設(shè)置大空間的要求，其部分豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，側(cè)向剛度會產(chǎn)生突變，一般比轉(zhuǎn)換層上部樓層的剛度小，設(shè)計時應(yīng)采取措施減少轉(zhuǎn)換層上、下樓層結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度及承載力的變化，以保證滿足抗風(fēng)、抗震設(shè)計的要求。接下來是震卦，下面一