高層建筑結構設計的周易原理

1、高層建筑結構設計的高層建筑結構設計的《周易周易》原理原理近日忽聞“老莊結構學院”（TaoismStructuralInstitute）橫空出世，紅透半邊天，桃李滿天下，本人甚感激動。我和主講老師鄧老師是網(wǎng)友，神交已久，今特發(fā)此小文，來為鄧兄捧場！借鑒鄧老師的講座，結合本人的國學修養(yǎng)和結構設計造詣，玩味遠古的《周易》理論，解析高層建筑結構體系和基本設計原理，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高層建筑結構（混凝土結構）體系和基本設計原理。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)。在高層建筑結構設計中，建筑結構所受的作用主要來自橫向，橫向作用往往是結構設計的主要控制因素，因此抗側力構件的設計是設計的主要矛盾。所以，在結構工程師的眼中，“太極”就是高層建筑結構的“抗側力構件

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、剛柔、動靜、顯斂，萬事萬物，莫不分陰陽，莫不合陰陽之理。在高層建筑結構設計理論中，“抗側力構件”演化出了“柔性構件”和“剛性構件”?！叭嵝詷嫾笨箓葎偠刃。顷幮缘?，其極端代表為柱構件（

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

5、對較小，設計時宜布置適當數(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構底部地震傾覆力矩的50％，以避結構產(chǎn)生大的變形，這正是卦象中位一根陽爻的含義。對于小高層建筑結構，采用短肢剪力墻結構，既可以保證結構的剛度、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。這兩根陽爻表示結構的剛性更強，結構的絕大部分抗側構件已經(jīng)進入一般剪力墻（截面高厚

6、比大于8）階段，但該卦的下位為陰爻，結構的整體基調(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)在結構的底部區(qū)域。這種“下柔上剛”的結構便是所謂的“部分框支剪力墻”結構。對于部分框支剪力墻，轉(zhuǎn)換層的下部樓層由于設置大空間的要求，其部分豎向抗側力構件不連續(xù)，側向剛度會產(chǎn)生突變，一般比轉(zhuǎn)換層上部樓層的剛度小，設計時應采取措施減少轉(zhuǎn)換層上、下樓層結構側向剛度及承載力的變化，以保證滿足抗風、抗震設計的要求。接下來是震卦，下面一