杭州运河辰和博物院有限公司 浙江省杭州市 310000
摘要：博物馆是征集、典藏、陈列和研究代表自然和人类文化遗产实物的场所，是联系历史、阐明现代、畅想未来的地方。随着居民文化需求的升级，博物馆作为地标级建筑，其建筑形态不断地向创新性、多功能性发展，随之也带来了许多难题。
关键词：博物馆建筑；异形结构；抗震设防；
近年来，作为历史文化、特色文化及教育文化载体的博物馆建筑，已经成为城市中的地标建筑。这使得博物馆建筑更加注重建筑造型。在创新、多功能、装配式、大跨、高层的方向上发展，随之也出现了很多结构上的难题。新颖的结构体系容易造成结构的不规则，平面不规则、竖向不规则甚至特别不规则的情况，造成结构抗震性能降低。造成较大影响。博物馆建筑属于文化性建筑，是一种使用功能与精神功能并重的建筑类型，抗震设防类别为重点设防类别，如何科学确定博物馆建筑的抗震设防要求，提高博物馆建筑抵御地震灾害的能力，就成为博物馆建筑设计的难点、重点。
一、博物馆的概念及主要功能
1961年，我国描述博物馆是文物和标本的主要收藏机构，宣传教育机构和科学研究机构，是我国社会主义科学文化事业的重要组成部分心抑。收藏功能是最传统的功能。随着众多学科的蓬勃发展，研究功能也随之诞生了。后来，藏品开始慢慢地由库房内转为陈列展柜展览，教育、社交功能也开始凸显。博物馆多功能的发展，也是随着社会发展而变化的。
二、异形超限设计措施
《建筑抗震设计规范》（2016年版）中，明确指出合理的建筑形体和布置，在抗震设计中是头等重要的。有经验、有抗震知识素养的建筑设计人员，应对所设计的建筑的抗震性能有所估计，要区分不规则，特别不规则和严重不规则程度，避免采用抗震性能差的严重不规则方案。设计师应根据结构超限情况及分析计算结果，结构设计时应采取一定的设计措施保证结构的安全性。
1. 性能设计。在进行地震作用分析时，为了兼顾安评报告和抗规的不同要求，地震影响系数采用以下原则：对于地震影响系数，小震分析时取安评报告与抗规中两者的大值，中震及大震分析时按抗规6度设防取值，但按小震安评与规范取值的比值进行放大。针对工程的结构特点和超限情况，设定结构关键部位抗震性能目标如表1所示。
表1结构构件抗震性能目标
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2.包络设计。举例某博物馆，其嵌固于地下1层楼面，与规划馆、会议中心在10.600m标高连成一体，形成大底盘多塔结构，设计及验算时对多塔模型及单塔模型进行包络设计。博物馆设计反应谱取值平面主要由三部分连接而成，由于连接部分的楼板比较薄弱，在地震作用下可能导致结构分裂成多个单体。为了保证结构的安全性及多道抗震防线设计的要求，设计时验算了结构分成三个单体以后的整体指标，同时为保证构件具有足够的抗震承载力，构件验算时进行了单塔整体模型与三个单体模型的包络设计。为调节结构的扭转，在结构局部位置增加了少量斜撑，经计算分析发现，支撑在地震作用下会吸收较多的地震剪力，同时与支撑相连的框架柱会承担较大的地震作用，故对支撑及与支撑相连的框架柱设定了较高的抗震性能目标（表1）。同时为保证结构在支撑破坏后的安全性，对有支撑结构和无支撑结构分别进行计算，取其包络值进行构件承载力设计与验算。
3.关键性构件验算。博物馆建筑为超限结构，存在四项一般不规则、两项严重不规则，除验算结构构件抗震性能目标及进行必要的包络设计以外，对于结构中关键部位的关键构件需进行单独验算，以保证结构的安全性。关键部位、关键构件及设计计算措施可采取表2措施。
表2关键构件验算
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计算中要严格控制结构的扭转周期比、剪重比、位移比、刚度比、轴压比、层间受剪承载力等指标。
三、针对超限采取的主要措施
针对博物馆建筑中特别不规则建筑的超限情况，在设计中可从如下几方面采取主要措施：（1）抗震设计时，以保证结构整体抗扭刚度。对于扭转不规则，适当增大周圈抗侧构件截面，以提高结构的局部抗扭刚度。（2）对于楼板不连续、竖向抗侧力构建不连续等问题，可以根据各项超限情况作出相应的抗震设防措施，主要包含计算分析上的措施及构造设计上的措施，以保证地震力的有效传递。（3）研究结构中影响结构抗扭刚度的主要因素，找出降低结构扭转效应的有效措施。（4）通过动力弹塑性对结构进行了地震动反应分析，研究该结构在地震作用下加速度、位移以及扭转的特点，提高建筑的抗震性能；通过弹性膜的假设，对转换层楼板进行应力分析，加强转换层结构。
结论：根据结构超限情况及结构特点，设定了结构构件的性能设计目标，计算分析结果表明，结构体系及构件各项性能均能达到预定的抗震性能目标。对于结构整体设计进行了多塔及单塔模型、单体与分单体模型、框架结构体系与框架少撑体系模型的包络设计，取包络值进行构件承载力设计与验算。
参考文献：
［1］徐坤，复杂高层建筑结构设计．2018．
［2］刘东平.关于博物馆结构抗震超限设计.2020.
［3］王裕昌.博物馆建筑的若干理论思考.2004
［4］杨为华.博物馆建筑功能的发展.1994