建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計范文
時間:2023-07-24 17:23:13
導(dǎo)語:如何才能寫好一篇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
關(guān)鍵詞:建筑事業(yè);建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計
中圖分類號:TU352.11文章標(biāo)識碼:A文章編號:1672-9129(2017)10-0114-01
前言:
隨著近些年來我國發(fā)生的地震災(zāi)害不斷增多,其給人們的生命財產(chǎn)安全帶來了巨大的威脅。為此,我們要積極采取應(yīng)對措施來抵御地震等自然災(zāi)害帶來的危害。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中,加強建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是降低地震災(zāi)害的有效措施,而如何科學(xué)合理的實施建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計便成為了諸多建筑工程單位所關(guān)注的任務(wù)。因此,文章針對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在抗震設(shè)計的研究具有極為重要的現(xiàn)實意義。
1抗震設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要性分析
就我國的自然災(zāi)害形式而言,地震災(zāi)害是目前對我們建筑工程事業(yè)威脅最大的自然災(zāi)害之一,為此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中加強其抗震設(shè)計研究便十分重要。我們知道,在我們中國已知的地震災(zāi)害史上,有很多地震給我國的人民生命和財產(chǎn)帶來了極為嚴(yán)重的損失,如唐山大地震和汶川地震等。隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加速,各種高樓大廈林立,倘若在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中做好充足的準(zhǔn)備工作,那么一旦發(fā)生地震災(zāi)害其所產(chǎn)生的危害便會降至最低。為此,建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計是人們生命和財產(chǎn)安全的重要保證。建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計原則為“小震不破壞建筑結(jié)構(gòu)、中震建筑可加固、大震建筑不倒”,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在抗震設(shè)計中若能保證以上幾點原則,那么在地震災(zāi)害來臨之時便會很大程度的減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。由此可見,抗震設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的研究是多么重要[1]。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計的要點分析
2.1選擇合理的建筑場地
提高建筑結(jié)構(gòu)本身的抗震性能夠從多方面進(jìn)行實施,其中,合理的選擇建筑場地是其抗震性得以提升的首要工作。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在對建筑物建筑地形進(jìn)行選擇時要選用地勢較為平坦的地方,這樣能夠降低建筑結(jié)構(gòu)的抗剪力強度,從而提高整體穩(wěn)定性。此外,建筑工程現(xiàn)場的土質(zhì)情況也要做好前期調(diào)研工作,盡可能選擇土層硬度和密度較高的地段進(jìn)行施工建設(shè),這樣能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)本身的荷載力承重要求。傳統(tǒng)的建筑物建筑基地往往存在河岸邊緣、采空區(qū)和軟土土質(zhì)層問題,這些地段對建筑物自身的穩(wěn)定性影響較大,很容易在地震來時發(fā)生沉降和塌陷問題。為此,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計要合理選擇建筑場地。
2.2選擇科學(xué)的抗震結(jié)構(gòu)
建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計研究需要從以下幾方面實施:第一,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該對抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析??茖W(xué)合理的抗震結(jié)構(gòu)能夠有效提升建筑物本身的穩(wěn)定性,尤其是建筑結(jié)構(gòu)的強度和剛度,為此,相關(guān)技術(shù)人員在進(jìn)行結(jié)合設(shè)計時一定要做好抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計,選擇剛性較強的建筑結(jié)構(gòu)方案推進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。第二,提高建筑結(jié)構(gòu)的承載力。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的塑性內(nèi)力重分布能力較好,能夠有效的吸收地震能力,為此,必須選用科學(xué)的抗震結(jié)構(gòu),從而提高建筑結(jié)構(gòu)的承載力[2]。
2.3建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)計算工作
對建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)計算工作進(jìn)行合理推進(jìn)十分重要,其能夠?qū)赡苄纬傻膿p害進(jìn)行針對性的預(yù)防。為此,負(fù)責(zé)建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)計算的工作人員要結(jié)合多方影響因素進(jìn)行分析,對地震發(fā)生時建筑結(jié)構(gòu)受承受的各種力進(jìn)行計算,從而明晰建筑物可能承受力的數(shù)值。此外,為了能夠保證參數(shù)計算工作的有效性,相關(guān)技術(shù)人員可以對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型設(shè)計,并通過地震模擬來觀測模型所承受的力是多少,最后通過合理的參數(shù)設(shè)計和整改對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計參數(shù)進(jìn)行修正,這樣便有效的提高了建筑結(jié)構(gòu)的抗震可能性。
2.4多重抗震防線的設(shè)置
多重抗震防線的設(shè)計能夠進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性能。通常情況下,抗震防線多能夠給建筑結(jié)構(gòu)更多的時間和空間來抵御地震所帶來的威脅。為此,在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計時,要對第一道抗震防線的采取延展性構(gòu)建,延展性構(gòu)建對建筑物本身的抗剪力作用有著更高的適應(yīng)性,且即便在地震中發(fā)生損壞也能讓其它的防線繼續(xù)發(fā)揮著抗震作用[3]。如此多重抗震防線的設(shè)置能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性得以最大化發(fā)揮,從而為人們的生命和財產(chǎn)安全提供可靠的保障。
3結(jié)語:
篇2
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;抗震設(shè)計
中圖分類號:TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
1影響建筑抗震的因素
1.1建筑抗震取決于所采用的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)
一般建筑按照基本烈度設(shè)防,重要建筑需提高設(shè)防烈度,但建筑造價也會隨之提高。
1.2建筑抗震取決于所選取建筑結(jié)構(gòu)形式
為實現(xiàn)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標(biāo),新版《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中取消了磚混內(nèi)框架結(jié)構(gòu),提高了磚混結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計要求。目前普遍使用的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)形式中,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能最為突出,剪力墻次之。單純的框架結(jié)構(gòu)造價雖然抗震性能不如前兩種,但其造價較低,施工技術(shù)成熟,是目前最為常見的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)建筑當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況,結(jié)合建筑的使用功能,選取合適的結(jié)構(gòu)形式,對于建筑抗震意義重大。
1.3建筑抗震取決于適宜的抗震措施
在場地類型不同的情況下,抗震措施主要由建筑的不同等級決定。在確定建筑等級及場地類型之后,將先進(jìn)的抗震理念和系統(tǒng)的分析計算納入到抗震措施設(shè)計中,即可改善建筑抗震設(shè)計,提高建筑抗震效果。
1.4影響房屋建筑抗震性能的因素
房屋建筑抗震性能取決于場地選擇、施工質(zhì)量等其他因素。建筑工程場地選擇不當(dāng)?shù)仍斐墒┕べ|(zhì)量下降,這些因素都可能對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能造成重要影響。選擇建好的工程場地、加強施工質(zhì)量監(jiān)督,對于提高建筑抗震性能是十分必要的。
2現(xiàn)有抗震設(shè)計中的不足
我國的抗震設(shè)計思路是在借鑒其他國家抗震成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國實際逐步確立并完善的。其中有符合現(xiàn)代抗震設(shè)計理念的創(chuàng)新部分,但是也有考慮欠妥的地方,需要我們今后加以完善。
2.1我國抗震規(guī)范在確定抗震關(guān)系上存在誤區(qū)
國外在劃定抗震的延性要求等級時,多結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況,利用不同的地震作用降低系數(shù)來確定抗震延性,即“小震”取值越高,延性要求越低,反之亦然。與此同時,有些地區(qū)還結(jié)合了高烈度區(qū)使用高延性、低烈度區(qū)使用低延性的抗震設(shè)計理念。這兩種抗震設(shè)計都與實際需要的抗震效果是一致的。而我國將地震作用降低系數(shù)統(tǒng)一取值,并且將小震定義為一個固定的統(tǒng)計數(shù)字。這樣對于抗震延性而言,其性能就是由抗震等級來決定,這就造成同一個數(shù)值對應(yīng)不同抗震效果,也就間接造成低烈度區(qū)建筑結(jié)構(gòu)延性要求無法滿足實際建筑抗震需要。
2.2我國規(guī)定的“小震不壞,中震可修,大震不倒”抗震設(shè)防目標(biāo)也有待商榷
該設(shè)防目標(biāo)并不完全適用甲、乙、丙三類重要性不同的建筑。一棟建筑在大震下能否不倒,已經(jīng)不是看其承載力的大小,而是看它的延性是否能夠到達(dá)設(shè)計要求。而實際上,我國規(guī)范對甲、乙、丙三類建筑的要求就存在概念性矛盾。我國規(guī)范要求,與國外規(guī)范相比較,對乙類和丙類建筑的是比較合理,而對于甲類建筑則過于偏松,對丁類建筑過于嚴(yán)格了。
3保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震措施
“高延性”是我國對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提出的設(shè)計目標(biāo),即在較大的塑性變形狀態(tài)下仍保持其豎向荷載和抗水平力的能力。為實現(xiàn)該要求,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震式設(shè)計時主要選取“梁鉸機(jī)構(gòu)”,采取“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等設(shè)計方法,并通過提高構(gòu)件的承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力及有效控制結(jié)構(gòu)的水平力等能力,避免發(fā)生由于剪切力過大造成的構(gòu)件損壞。該設(shè)計可以保證建筑具有一個相對穩(wěn)定的塑性耗能整體和相對較大的塑性耗能能力。
為實現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震延性的設(shè)計要求,就要嚴(yán)格遵循:
(1)控制好受拉鋼筋的配筋率,即需要控制好最大配筋率和最小配筋率。
(2)保證箍筋用量,用法,以實現(xiàn)箍筋抗剪、保證縱筋不過早局部失穩(wěn)的設(shè)計目標(biāo)。
(3)增加梁內(nèi)有受壓鋼筋保護(hù)措施,以分擔(dān)其所受剪力,減小對整體結(jié)構(gòu)造成的危害。
4提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的措施
4.1設(shè)計方案的選擇
為實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果,在對建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(不考慮工程造價)時,設(shè)計方案應(yīng)以體形簡單、規(guī)則、平面對稱為主,建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)以框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)為主。這些設(shè)計可以盡量減少由于各類荷載引起不必要內(nèi)力的出現(xiàn),避免由于結(jié)構(gòu)不均勻的設(shè)計理念造成抗側(cè)向力的體系剛度過大、承載能力變化頻率過快等現(xiàn)象的出現(xiàn)。
4.2選擇有利的施工場地
應(yīng)在充足的勘測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,結(jié)合周圍地區(qū)的地形地貌、地質(zhì)狀況,選擇最為有利于的施工場地,避開地質(zhì)災(zāi)害的地方。
4.3確保主體結(jié)構(gòu)與其他構(gòu)件之間連接可靠
在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,需確保主體結(jié)構(gòu)與其他構(gòu)件之間連接可靠、傳力途徑明確、截面形式合理。為達(dá)到這個目的,設(shè)計者就必須對建筑內(nèi)部所有出現(xiàn)的連接情況進(jìn)行合理設(shè)計。這并不會增加設(shè)計的難度,卻能盡可能地減小震害出現(xiàn)時帶來的損失。
4.4把好施工質(zhì)量關(guān)
除建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的因素外,影響建筑抗震效果的主要是施工因素。嚴(yán)格按照建筑抗震設(shè)計內(nèi)容,保質(zhì)保量的完成施工,是決定建筑物抗震性能的關(guān)鍵。
4.5選擇對抗震有利的建筑平面、立面和豎向剖面建筑抗震
設(shè)計應(yīng)符合抗震概念設(shè)計的要求,不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案。建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱,并應(yīng)具有良好的整體性;建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則,結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化,豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小,避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。1990年江蘇常熟發(fā)生里氏5.1級地震,震中區(qū)那些平、立面布局不合理,門窗洞口過多、過大,大開間,大進(jìn)深房間太多的二、三層磚混結(jié)構(gòu)房屋遭到嚴(yán)重破壞,造成了很大的損失。
4.6選擇技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系應(yīng)根據(jù)建筑的
抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結(jié)構(gòu)材料和施等因素,經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和使用條件綜合比較確定。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑,避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。要具備必要的抗震承載力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。對可能出現(xiàn)的薄弱部位的結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)采取措施提高抗震能力。另外,結(jié)構(gòu)體系宜設(shè)置多道抗震防線。
5結(jié)束語
綜上所述,在我國現(xiàn)在的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,結(jié)構(gòu)抗震的本質(zhì)就是延性,提高延性可以增加結(jié)構(gòu)抗震潛力,增強結(jié)構(gòu)抗倒塌能力。設(shè)計人員在合理體現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計時,應(yīng)進(jìn)一步增大作用效應(yīng)以提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠度和建筑物的抗震性能。
參考文獻(xiàn)
[1]建辦質(zhì)[2003]11號.全國超限高層建筑工程抗震設(shè)防審查專家委員會抗震設(shè)防專項審查辦法[S].北京,2003.
[2]李燦燦,陸洲導(dǎo),李凌志.建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計[J].四川建筑科學(xué)研究.2005(10).
[3]葉列平,曲哲,陸新征,等.提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計思想與方法[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報.2008(8).
[4]吳智,李貴男,段壯志.民房建筑結(jié)構(gòu)抗震能力分析與抗震措施探討[J].山西建筑,2009(10).
[5]付永峰,郭明明.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震的發(fā)展[G].河南省土木建筑學(xué)會2010年學(xué)術(shù)大會論文集.2010-03-01.
[6]劉欣.由汶川地震引發(fā)對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的思考[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(8).
篇3
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計;抗震設(shè)計
引言
經(jīng)過多年來對建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計的研究,我國的抗震設(shè)計方法已經(jīng)逐漸趨于成熟,但是還有許多需要完善的地方。我們要在嚴(yán)格按照建筑抗震規(guī)范要求的基礎(chǔ)上上,科學(xué)地合理地進(jìn)行建筑抗震設(shè)計,保證建筑物的穩(wěn)定性和可靠性,促進(jìn)我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計向著高水平方向發(fā)展。
一、建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則
1、要盡最大的可能性安排許多的抗震的防線,使得多個延展性比較好的分體也可以形成完整的抗震的結(jié)構(gòu)和體系,運用這樣一個具有延展性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行一定的合作,也可以使得這樣的框架形成一個良好得結(jié)構(gòu)。在經(jīng)過了級數(shù)較大的地震之后,隨后還會有余震。如果只設(shè)計了第一道防線,那么余震很可能會給建筑物再帶來很大的風(fēng)險,也有可能會造成建筑物的倒塌。如果設(shè)計得當(dāng),可以在很大程度上對建筑物抗震的程度進(jìn)行提高。
2、采取相應(yīng)的措施在可能出現(xiàn)的薄弱部位加強其抗震能力。對于薄弱部分判斷基本的因素是構(gòu)件承載能力,在發(fā)生地震的過程之中,構(gòu)件并沒有一定強度的安全的儲備,因此在設(shè)計的過程里面,還需要進(jìn)行樓層實際承載能力和設(shè)計上計算的承受彈力的比值也在一個均勻的變化趨勢。而且不能過分的重視局部的強度和承載力對整體的協(xié)調(diào)程度。從整體式進(jìn)行抗震性能的手段進(jìn)行加強,效果比較明顯的手段是對層次的設(shè)計,還可以對變形的能力進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計的措施
建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的強弱同建筑物業(yè)主及周邊環(huán)境有非常直接的聯(lián)系,不好的抗震能力會直接威脅到建筑物周邊行人的人身安全,周邊建筑和設(shè)施或多或少也會受到影響,切實提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力顯得十分重要。通過自身多年的親身實踐與切實觀察,對提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能提出筆者自己的一些建議,主要包括謹(jǐn)慎選擇抗震結(jié)構(gòu)、合理布局減少地震能量以及設(shè)置多重抗震防線等,現(xiàn)具體闡述如下:
1、謹(jǐn)慎選擇抗震結(jié)構(gòu)
審慎選擇抗震結(jié)構(gòu)是有效提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的重要保障,通過選擇強度較優(yōu)、剛度較高的建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,能最大限度的降低建筑結(jié)構(gòu)的變形概率,保障建筑物的安全性能。另外,設(shè)計員要認(rèn)真仔細(xì)的分析抗震結(jié)構(gòu),要進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)分析時要保證其全面性,部分非結(jié)構(gòu)構(gòu)件也要在分析中得到體現(xiàn),尤其是注意對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度和強度等方面的分析。對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主題部分也要進(jìn)行必要的考究,針對易出現(xiàn)安全隱患的短柱部位要進(jìn)行相應(yīng)的措施,加強短柱部位的抗震能力,防止安全問題的出現(xiàn),在整體性原則的指導(dǎo)下統(tǒng)籌結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
2、合理布局減少地震能量
在防震設(shè)計中采用以位移為基點的結(jié)構(gòu)設(shè)計和定量分析能有效的減少地震災(zāi)害的能量輸入,增強建筑物的抗震效果。通過對設(shè)計的定量分析,反復(fù)核算構(gòu)件的總承載力,控制強震感下建筑下層的位移延性比,滿足建筑物在受地震侵害時的結(jié)構(gòu)變形要求。在建筑施工中地基要盡量選在堅硬的場地,要盡量避開地震的活躍周期范圍,減少余震同建筑結(jié)構(gòu)的共振,降低建筑物對地震能量的輸入,降低地震帶來的破壞。
3、設(shè)置多重抗震防線
進(jìn)行抗震設(shè)計時設(shè)置多重抗震防線可以最大限度的降低地震侵害帶來的危害。在進(jìn)行設(shè)計工作時,可以將一些延展性能良好的構(gòu)件納入到抗震防線體系中,將其視為第一道抗震防線,將另一些建筑構(gòu)件作為第二、第三道防線,在第一道抗震防線遭破壞后,利用其他防線抵抗地震的后續(xù)沖擊力,保障人員生命安全。
4、對材料和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行的選擇
在地震經(jīng)常發(fā)生的地區(qū),對于建筑材料以及建筑結(jié)構(gòu)類型的選擇至關(guān)重要,需要高度重視。通常,對于高度在150米以上的建筑,主要結(jié)構(gòu)類型為框架筒、筒中筒以及組合筒,它們在高層建筑中應(yīng)用比較廣泛。在國外一些地震高發(fā)地區(qū),主要的建筑材料為鋼結(jié)構(gòu),在我國主要是以鋼筋混凝土和混合類型為主的結(jié)構(gòu)模式。對于這種結(jié)果內(nèi)筒,在地震中,所受到的力量為80%左右。鑒于整個結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵和核心為鋼筋混凝土,因此,結(jié)構(gòu)變形的極限即為混凝土結(jié)構(gòu)變形的標(biāo)準(zhǔn),要以此為基礎(chǔ),絕對不能超過。在彎曲變形的條件下,側(cè)向位移增大,依靠鋼結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對位移幅度的減少,但是效果不顯著。一般情況下,為了提升結(jié)構(gòu)剛度和強度,可以加強混凝土的剛度來實現(xiàn),也可以增設(shè)伸臂結(jié)構(gòu),以促進(jìn)抗震效果的提升。
5、對于軸壓比和短軸進(jìn)行的相關(guān)設(shè)計
針對建筑機(jī)構(gòu)抗震設(shè)計,為了實現(xiàn)抗震效果的提升,要減小柱的軸壓比,同時,增加其截面的面積。對于軸壓比的降低,其目的是將柱子設(shè)置于偏心受壓的狀況中,防止縱向受力鋼筋脫離受拉屈服,出現(xiàn)混凝土破損的情形。對于柱本身,其具有較大的剛度和強度,但是,與之相適應(yīng)的是結(jié)構(gòu)的延性發(fā)生變化,出現(xiàn)延性較差的情況,一旦發(fā)生地震,整個結(jié)構(gòu)在消耗地震能量方面就顯現(xiàn)的十分差,結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、受到侵害的幾率就大幅上升。因此,在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,墻柱若梁是比較常見、有效的設(shè)計模式,主要是梁的延性較好,能夠?qū)⑦m當(dāng)?shù)淖冃慰刂圃诤侠淼姆秶鷥?nèi),極大降低了柱子達(dá)到屈服強度的幾率,在具體設(shè)計的時候,可以對軸壓比進(jìn)行合理范圍內(nèi)的增大。另外,通常情況下,在高層建筑的底層,柱子的長細(xì)比控制在4,但不是以此作為短柱的唯一判斷標(biāo)準(zhǔn)。因為,短柱的關(guān)鍵影響因素為柱的剪跨比,當(dāng)其數(shù)值被控制在2的范圍,才能將其判斷為短。
6、對抗震設(shè)計的級別進(jìn)行不斷提升
在近些年,地震發(fā)生的頻率較高,給整個社會帶來巨大損失。對于地震災(zāi)害的研究,將50年作為一個探索周期,而小型地震再次發(fā)生的時間間隔為50年,這種地震的危害已經(jīng)超過了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計安全烈度概率的60%以上,而中型地震周期為475年,概率達(dá)到10%,而大型地震周期為2000年,概率達(dá)到2%,為此,要將建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級進(jìn)行適時調(diào)整,提升到新的等級,對抗震設(shè)計進(jìn)行全面、科學(xué)、合理的設(shè)計,實現(xiàn)較為穩(wěn)定的抗震效果。 .
7、重視建筑結(jié)構(gòu)平面布置的規(guī)則性和對稱性
在建筑的平面布置之中就要堅持抗震的理念的設(shè)計,適宜采取比較規(guī)則的抗震的結(jié)構(gòu)的方案。不能采取不規(guī)則的設(shè)計方案。所有的建筑的額抗震的設(shè)計還要符合設(shè)計的規(guī)定,對平面不規(guī)則或豎向不規(guī)則,或平面、豎向都不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu),應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計算模型;對凹凸不規(guī)則或樓板局部不連貫時,應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)的實際剛度強度變化的計算模型;對薄弱部位應(yīng)乘以內(nèi)力增大系數(shù),應(yīng)按規(guī)范的有關(guān)規(guī)定分析彈塑性變形。要采取多種多樣的措施保障抗震的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)性。
結(jié)束語
總之,建筑物的抗震性設(shè)計應(yīng)引起重視,使其設(shè)計與技術(shù)進(jìn)一步提高,以確保人們的安全。在建筑開發(fā)項目設(shè)計與施工的各個具體環(huán)節(jié)之中,相關(guān)部門也要根據(jù)自身的職責(zé)做好相應(yīng)的工作,確保建筑物的工程質(zhì)量與抗震性能,監(jiān)理單位更應(yīng)該嚴(yán)格地做好監(jiān)理的工作,而勘察單位就應(yīng)該如實出具勘察報告,從而確保房屋建筑的安全性。
參考文獻(xiàn)
[1]陳教洪.談概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J]建材與裝飾,2013,(5).
[2]黃鶴,王佳蕾.建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計理論及方法[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2012(3).
[3] 方小丹,魏璉.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計若干問題的討論[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報,2011,(12).
篇4
關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計;抗震;設(shè)計 建筑體型;設(shè)計問題
中圖分類號:TU2;文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A;文章編號:2095-2104(2013)
建筑設(shè)計是否考慮抗震要求,從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計很難對建筑設(shè)計有較大的修改,建筑設(shè)計定了,結(jié)構(gòu)設(shè)計原則上只能是服從于建筑設(shè)計的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計階段中較好地考慮抗震的要求,則結(jié)構(gòu)工程師就可以對結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行合理的布置,建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào),使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高;如果建筑師提供的建筑設(shè)計沒有很好地考慮抗震要求,那就會給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計帶來較多困難,使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計受到建筑布置的限制,甚至造成設(shè)計的不合理。有時為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力,不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量,造成不必要的投資浪費。由此可見,建筑 設(shè)計是否考慮抗震要求,對整個建筑起著很重要的作用。因此,我們在建筑抗震設(shè)計過程別要注重以下幾個問題。
1建筑設(shè)計在抗震方面的必要性
近幾十年來結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法的研究與進(jìn)展,尤其是各國歷次大地震對人類造成嚴(yán)重災(zāi)害的經(jīng)驗教訓(xùn),使世界各國地震工程學(xué)者及工程抗震設(shè)計人員逐步取得了較為一致的認(rèn)識。用形象語言來概括,即遵循“小震不壞,大震不倒”的設(shè)計原則。這已成為當(dāng)今世界各國公認(rèn)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計準(zhǔn)則,并開始在各國規(guī)范中有所體現(xiàn),根據(jù)城市和經(jīng)濟(jì)高速穩(wěn)步發(fā)展,對抗震設(shè)防提出了更高要求,也打造了良好的物質(zhì)平臺。有效提高工程抗震能力,越來越成為社會共識。建筑抗震可歸納為:1、慎重選擇場地;2、科學(xué)確定工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),特殊工程要進(jìn)行地震安全性評價;3、不同類型建筑要采用適合的結(jié)構(gòu)形式;4、合理布置,平面立面要規(guī)則些,底層層高跨度不宜過大;5、盡量采用隔震減震技術(shù);6、注重施工質(zhì)量;地震是地殼運動在某些階段發(fā)生急劇變化時的一種自然現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計,全世界每年發(fā)生的地震約達(dá)500萬次,其中絕大多數(shù)地震由于發(fā)生在地球深處或者它所釋放的能量小而人們難以感覺到;而人們感覺到的地震,也即有感地震,僅占總量的1%左右;能造成災(zāi)害的強烈地震則為數(shù)更少,平均每年十幾起。然而,就是這些每年為數(shù)不多的地震,卻給人們帶來了無可挽回的巨大經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失和觸目驚心的人身傷亡事故。據(jù)有關(guān)方面對世界上130次傷亡巨大的地震震害資料所做的統(tǒng)計表明,95%以上的傷亡是因為無抗震能力或抗震能力低的建筑物倒塌而造成的。典型的例子如,日本是個多地震國家,政府一貫重視建筑物抗震設(shè)計,其防震設(shè)施和技術(shù)相當(dāng)先進(jìn),建筑物通常具備了抗御7~8級地震的能力;而阿爾及利亞當(dāng)?shù)胤课萁ㄖ|(zhì)量普遍低劣,抗震性能差,地震時易坍塌。由此可見,對建筑物進(jìn)行有效的抗震設(shè)計是減輕地震災(zāi)情最有效、最根本的措施。
2 建筑設(shè)計在抗震中的問題
我國地震活動頻度高、強度大、震源淺、分布廣,是一個地震多發(fā)國家。地震是一種多發(fā)性的隨機(jī)震動,其復(fù)雜性和不確定性很難把握,要準(zhǔn)確預(yù)測建筑物震害的特性和參數(shù),目前還很難做到??拐鹂畹脑O(shè)計強調(diào),在工程設(shè)計一開始,就應(yīng)把握好場地條件和場地土的穩(wěn)定性、能量輸入、建筑物的平、立面布置及其體形、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布、抗側(cè)力構(gòu)件的布置、構(gòu)件延性;材料與施工質(zhì)量等幾個主要方面,其中主要的問題有以下幾點:
2.1設(shè)計人員“思想保守”與過于“開放”
“思想保守”體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面比較多,例如:現(xiàn)在很多高層住宅,剪力墻過多過厚,由于剛度過大,導(dǎo)致相對側(cè)移值過小,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范的規(guī)定值,一來不利于建筑物抗震,二來不經(jīng)濟(jì)。
2.2 專業(yè)技術(shù)知識不扎實,專業(yè)之間配合不到位
有些設(shè)計人員沒有扎實的專業(yè)技術(shù)知識,自然設(shè)計出的建筑圖紙會出現(xiàn)很多問題,給施工帶來難度。不具備扎實的專業(yè)知識,在施工過程中出現(xiàn)的臨時性問題更是難以應(yīng)付,有的甚至對施工工藝都不太了解。
2.3 平面布局的剛度不均
抗震設(shè)計要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對稱,建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻,否則應(yīng)考慮其不利影響。但有的平面設(shè)計存在嚴(yán)重的不對稱:一邊進(jìn)深大,一邊進(jìn)深?。灰贿呍O(shè)計大開間,一邊為小房間;一邊墻落地承重,一邊又為柱承重。平面形狀采用L、π形不規(guī)則平面等,造成了縱向剛度不均,而底層作為汽車庫的住宅,一側(cè)為進(jìn)出車需要,取消全部外縱墻,另一側(cè)不需進(jìn)出車輛,因而墻直接落地,造成橫向剛度不均。這些都對抗震極為不利。
2.4 抗震構(gòu)造柱布置不當(dāng)
如外墻轉(zhuǎn)角處,大廳四角未設(shè)構(gòu)造柱或構(gòu)造柱不成對設(shè)置;以構(gòu)造柱代替磚墻承重;山墻與縱墻交接處不設(shè)抗震構(gòu)造柱;過多設(shè)置抗震構(gòu)造柱等。
3防震設(shè)計的主要策略
3.1 推廣使用隔震和消能減震設(shè)計
目前,建筑工程設(shè)計時一般都是采用延性結(jié)構(gòu)體系(傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系),這個體系是適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)物的剛度,地震發(fā)生時,允許結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)入非彈性狀態(tài),并具有較大的延性,通過這樣的方式來消耗地震產(chǎn)生的能量,減輕地震對建筑物造成的破壞,使建筑物出現(xiàn)裂縫但對整體結(jié)構(gòu)沒有大的影響。隨著新技術(shù)和新材料的產(chǎn)生,在傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系中加入軟墊隔震,滑移隔震,擺動隔震,懸吊隔震等措施,通過這些措施改變結(jié)構(gòu)構(gòu)件的力學(xué)特性,減少地震能量輸入,減輕結(jié)構(gòu)地震反應(yīng),是一種很有前途的防震措施。
3.2 減少地震能量輸入
建筑工程結(jié)構(gòu)防震設(shè)計時,采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,這樣可以減少地震能量的輸入,設(shè)計時要進(jìn)行定量分析,在地震發(fā)生時,結(jié)構(gòu)的變形能力滿足定量分析的變形要求。定量分析師不僅要驗算構(gòu)件的承載力,還要控制結(jié)構(gòu)在地震震感很強的作用下層間位移角限值或位移延性比。在建筑工程中,選擇堅硬的場地作為地基建造的高層建筑,可以很大程度上減少地震能量輸入,減輕地震的破壞程度。錯開地震的活躍周期,防止地震余震與結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的共振破壞。
3.3 建筑工程結(jié)構(gòu)材料的選用
建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)材料選用也很重要。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計的很完善,同時也符合防震的要求,但是如果結(jié)構(gòu)材料的選用不當(dāng),就可能達(dá)不到預(yù)期的防震效果。在防震結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須要對結(jié)構(gòu)材料參數(shù)隨機(jī)性的防震模糊可靠度進(jìn)行分析,這與以往的結(jié)構(gòu)抗震可靠度的研究不同,以往的研究中只考慮荷載的不確定性而不考慮別的因素。設(shè)計時應(yīng)該綜合考慮了材料參數(shù)的隨機(jī)性,地震烈度的不確定性以及烈度等級界限的模糊性等因素,確保設(shè)計時考慮因素的全面性。
3.4減輕建筑結(jié)構(gòu)自重
減輕建筑結(jié)構(gòu)的自重,對于增強建筑物的防震能力具有很大的影響。從地基承載力來看,如果是相同的地基條件,在不增加基礎(chǔ)或地基處理造價的情況下,減輕結(jié)構(gòu)自重意味著可以增加建造層數(shù),對于軟土地基影響更為明顯。地震效應(yīng)與建筑物的重量成正比,建筑物結(jié)構(gòu)重量的增加必然引起地震力的增大,建筑物的結(jié)構(gòu)中慣性較大,地震發(fā)生時,建筑物的危害性較高。所以在建筑工程設(shè)計時盡量采用自重比較輕的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
3.5 建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置多道抗震防線
建筑物為了提高防震性能可以設(shè)置多道抗震防線,地震發(fā)生時,第一道防線的構(gòu)件在強烈地震作用下遭到破壞后,后備的第二道乃至第三道防線能抵擋后續(xù)的地震動的沖擊,提高建筑物的防震能力。
參考文獻(xiàn):
[1] 現(xiàn)行建筑設(shè)計規(guī)范大全[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.
[2] 王崇杰,崔艷秋.建筑設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.
篇5
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計;設(shè)計理念
中圖分類號:TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
1引言
由于我國地質(zhì)條件比較復(fù)雜,因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時要考慮到建筑的抗震性能。就目前而言,建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)可以用不同的變量來體現(xiàn),具體在抗震設(shè)計過程中采用何種設(shè)計變量則要根據(jù)結(jié)構(gòu)自身類型、地震反應(yīng)特性、地震破壞模式等因素綜合考慮。
2抗震概念設(shè)計的基本原則與要求
2.1 選擇有利場地
造成建筑物震害的原因是多方面的,場地條件是其中之一。選擇工程場址時,應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)勘察,搞清地形、地質(zhì)情況,,盡可能避開對建筑抗震不利的地段。2.2 采用合理的建筑平立面
建筑布局簡單合理,結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則(如下圖為抗震布置),就能從根本上保證房屋具有良好的抗震性能。
圖1 抗震布置
2.3 選擇合理的結(jié)構(gòu)形式
抗震規(guī)范對建筑結(jié)構(gòu)體系主要有以下規(guī)定:結(jié)構(gòu)體系宜具有多道抗震防線,應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力;結(jié)構(gòu)體系宜具有合理的剛度和承載力分布;結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的動力特性宜相近,以避免質(zhì)心和剛心不重合而造成扭轉(zhuǎn)振動和產(chǎn)生薄弱層。
3具體設(shè)計
3.1場地選擇
要避開抗震危險地段。建筑抗震危險的地段,一般是指地震時可能發(fā)生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段,以及震中烈度為8度以上的發(fā)震短裂帶在地震時可能發(fā)生地表錯位的地段。發(fā)震斷層:在過去3.5萬年以內(nèi)曾活動過一次,或在5萬年內(nèi)活動過兩次的地質(zhì)構(gòu)造上的斷層。非發(fā)震斷層:與當(dāng)?shù)氐牡卣鸹顒有詻]有成因上聯(lián)系的一般斷層,在地震時一般不會發(fā)生新的錯動。
3.2建筑的平立面布置
一幢房屋的動力性能基本上取決于它的建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑的平、立面布置宜規(guī)則、對稱,質(zhì)量和剛度變化均勻,避免樓層錯層。對稱的結(jié)構(gòu)容易估計其地震時的反應(yīng),容易采取構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理?!耙?guī)則”包含了對建筑的平、立面外形尺寸,抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布,直至強度分布等諸多因素的綜合要求。地震區(qū)的高層建筑,平面以方形、矩形、圓形為好;正六邊形、正八邊形、橢圓形、扇形也可以。不宜采用有較長翼緣的L形、T形、U形、H形、Y形等平面形狀。地震區(qū)高層建筑的立面應(yīng)采用矩形、梯形、三角形等均勻變化的幾何形狀,盡量避免帶有突然變化的階梯形立面。建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對抗震能力的重要影響的認(rèn)識始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。一般,房屋愈高,所受到的地震力和傾覆力矩愈大,破壞的可能性也愈大,但不是絕對的,與經(jīng)濟(jì)有關(guān)。建筑物的高寬比值愈大,建筑物就愈瘦高,地震作用下的側(cè)移就愈大,地震引起的傾覆作用就愈大。
3.3多道抗震防線
多道防線是指一抗震結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)有若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作。當(dāng)共振時,多道設(shè)防的優(yōu)越性更為明顯,當(dāng)?shù)谝坏婪谰€破壞,第二道防線接替后,建筑物的自振周期變化較大,共振現(xiàn)象緩解。
3.4 剛度、承載力和延性的匹配
鋼筋混凝土剪力墻體系的特點為抗側(cè)移剛度大,自振周期較短,地震作用較大。若增加墻厚和數(shù)量、減小橫墻間距,則剛度增加,但地震反應(yīng)加大。剪力墻可能會因承載力不足而破壞。建筑并不是愈剛愈好,二者應(yīng)相互匹配??蚣埽袅w系的自振周期的大小決定于抗震墻的數(shù)量。數(shù)量少而薄,剛度低,周期就長,地震剪力就小,但抗側(cè)移能力也低??蚣荏w系的特點為抗側(cè)移剛度小,水平側(cè)移大,結(jié)構(gòu)周期較長,地震反應(yīng)也小。由于水平側(cè)移大,效應(yīng)增大并隨高度增加而累積,會造成承載力不足而破壞。剛度與延性對于有框架和抗震墻或由框架和支撐組成的雙重體系中;框架剛度小,承擔(dān)的地震剪力小,而彈性極限變形大;墻體或豎向支承剛度大,承擔(dān)的地震剪力大,而彈性極限變形?。辉谕鶑?fù)地震動的作用下,墻體和支承由于彈性變形能力差而出現(xiàn)裂縫、桿件屈曲,水平抗力降低,而此時的結(jié)構(gòu)層間位移角遠(yuǎn)小于框架的彈性極限變形值,框架的水平抗力未得到發(fā)揮;由于體系中各抗側(cè)力構(gòu)件的剛度與延性的不匹配,造成各構(gòu)件不能同步協(xié)調(diào)地發(fā)揮水平抗力,出現(xiàn)先后破壞的各個擊破情況。結(jié)構(gòu)不同部位的延性要求:延性是指結(jié)構(gòu)承載能力無明顯降低的前提下,結(jié)構(gòu)發(fā)生非彈性變形的能力。對結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件的延性要求,高于對結(jié)構(gòu)總體的延性要求;對構(gòu)件中關(guān)鍵桿件或部位的延性要求,又高于對整個構(gòu)件的延性要求。改善構(gòu)件延性的途徑:控制構(gòu)件的破壞形態(tài)、減小桿件軸壓比、高強混凝土的應(yīng)用、鋼纖維混凝土的應(yīng)用和型鋼混凝土的應(yīng)用。
3.5非結(jié)構(gòu)部件處理
所謂非結(jié)構(gòu)部件,一般是指在結(jié)構(gòu)分析中不考慮承受重力荷載以及風(fēng)、地震等側(cè)力荷載的部件,如內(nèi)隔墻、樓梯踏步板、框架填充墻、建筑墻板等??紤]填充墻的影響:填充墻對框架結(jié)構(gòu)的影響:使結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度增大,自振周期減短,從而使作用于整個建筑上的水平地震力增大。改變了結(jié)構(gòu)的地震剪力分布。限制了框架的變形,減少了整個結(jié)構(gòu)的地震側(cè)移幅值。填充墻充當(dāng)了第一道抗震防線的主力構(gòu)件,使框架退居為第二道防線。
填充墻的布置:砌體填充墻不同于輕型隔墻,盡管均為非承重構(gòu)件,但它具有較大的抗側(cè)移剛度,所以不能隨意布置。在建筑平面上,填充墻的布置力求對稱均勻,以免造成結(jié)構(gòu)偏心。沿房屋豎向,填充墻應(yīng)連續(xù)貫通,以避免在填充墻中斷的樓層出現(xiàn)框架剪力的驟增。在框架結(jié)構(gòu)中當(dāng)必須采用砌體填充墻作維護(hù)墻時,應(yīng)采用有效的措施防止床裙墻對框架柱產(chǎn)生的嵌固作用,防止短柱的出現(xiàn)。
短柱:柱的剪跨比,剪跨比>2時,為長柱,≤2時為短柱,≤1.5時為超短柱。長柱的破壞形式多為彎曲破壞,短柱多為剪切破壞,超短柱發(fā)生剪切斜拉破壞。同一樓層各柱之間的抗側(cè)剛度不是很懸殊,但是一旦存在少數(shù)短柱,它們的抗側(cè)剛度遠(yuǎn)大于一般柱子的抗側(cè)剛度,短柱將吸收較大水平地震剪力,尤其是框架結(jié)構(gòu)中的少數(shù)短柱。容易出現(xiàn)短柱的部位:窗間墻處的柱、樓梯間柱(與平臺梁連接)。處理:貼砌方案或柔性連接。
外墻板與主體結(jié)構(gòu)的連接方案選擇使應(yīng)考慮:結(jié)構(gòu)抗震分析中是否要求外墻板受力;結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度的大??;抗震設(shè)防烈度的高低。如下表為設(shè)防烈度:
表1 設(shè)防烈度
4比較結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計方法
4.1 抗震抗震性能水平
對于不同等級的抗震性能,都應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)變形等方面加以定義,應(yīng)該表達(dá)為量化指標(biāo),以便工程設(shè)計和評估。
4.2 結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)
在一個或多個設(shè)計地震作用水準(zhǔn)上選擇更高的性能目標(biāo),雖然在一定程度上會提高建筑造價,卻能減免以后可能會產(chǎn)生的損失。
5結(jié)束語
鑒于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性,因此研究抗震設(shè)計具有非常重要的現(xiàn)實意義??拐鹪O(shè)計方法理論是一個非常龐大和復(fù)雜的課題,本文對這一理論的研究由于時間和能力的有限還不夠深入和細(xì)致。在未來的研究中,還有許多方面需要進(jìn)一步的探討。
參考文獻(xiàn)
[1]王振宇,劉晶波.建筑結(jié)構(gòu)地震損傷評估的研究進(jìn)展[j].世界地震工程,2001,17
(3):31-35.
篇6
關(guān)鍵詞:概念設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)
引言
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的要求。發(fā)展先進(jìn)計算理論,加強計算機(jī)的應(yīng)用,加快新型高強、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用,使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急。其中,打破建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的墨守成規(guī),充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)新能力是相當(dāng)必要的,因為他們是結(jié)構(gòu)設(shè)計革命的推動者和執(zhí)行者。
1概念設(shè)計的理念分析
概念設(shè)計的理念是一種設(shè)計思維方式的改進(jìn),概念的含義就是用籠統(tǒng)而科學(xué)的思維方式來確定一些設(shè)計上的難點,一般是不需要進(jìn)行精確計算的設(shè)計問題。因為這種問題在設(shè)計中很難給出確定的答案,尤其是在抗震設(shè)計中,按照整體結(jié)構(gòu)體系和分體結(jié)構(gòu)之間的力學(xué)關(guān)系,來解釋地震所造成的對建筑物的損害。這種損害很難用精確的數(shù)據(jù)來衡量,因為地震本身所產(chǎn)生的破壞力就是一個不確定的數(shù)值,一味地提高建筑物的剛性是不恰當(dāng)?shù)?。因此從抗震的角度看,利用宏觀的概念性估算的設(shè)計思維更加符合抗震的需求。這就是概念設(shè)計理念的基本內(nèi)涵。
概念設(shè)計是一種先進(jìn)的設(shè)計思維的體現(xiàn),結(jié)構(gòu)工程師可以利用其完成對特定建筑空間的設(shè)計并形成總體結(jié)構(gòu)方案,同時將構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系看得更加透徹清晰。在不借助計算機(jī)的情況下,通過簡單計算就能正確定性,幫助建筑師選擇最佳的設(shè)計方案,優(yōu)化結(jié)構(gòu)并降低成本。
概念設(shè)計的理念優(yōu)勢還在于對它可以彌補一些結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和計算理論中存在的一些缺陷和不可預(yù)見性。如:對混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計。內(nèi)力計算公式基于彈性理論,而截面積的計算是建立在塑性理論的基礎(chǔ)上,這兩種方法從根本上看是矛盾的,因此計算的結(jié)果跟實際情況是有差距的,用概念設(shè)計的思路可以彌補這類計算的漏洞。
概念設(shè)計也是施工圖設(shè)計階段判斷計算機(jī)計算結(jié)果可靠與否的主要依據(jù)。例如:結(jié)構(gòu)模型的簡化與實際情況不符,程序的計算假定與實際情況不符,輸入數(shù)據(jù)的錯誤、參數(shù)選擇的錯誤等,都會影響最終的計算結(jié)果,這時就要運用概念設(shè)計對計算結(jié)果加以判斷和甄別。
2抗震概念設(shè)計
2.1傳統(tǒng)設(shè)計思維對建筑抗震的影響
傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算理論為建筑設(shè)計提供的是結(jié)構(gòu)設(shè)計中對結(jié)構(gòu)抗力的研究和計算。這種傳統(tǒng)的設(shè)計思維使得結(jié)構(gòu)工程師過度注重細(xì)節(jié)。而不是整體結(jié)構(gòu)形式??拐鹪O(shè)計中傳統(tǒng)的設(shè)計思路不能完全適用于結(jié)構(gòu)設(shè)計,完全的照本宣科只能讓結(jié)構(gòu)趨向不合理。
2.2抗震概念設(shè)計
在抗震設(shè)計中,概念設(shè)計的應(yīng)用已經(jīng)成為設(shè)計者關(guān)注的設(shè)計理念。建筑抗震概念設(shè)計是根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想,是保證結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良抗震性能的一種方法。概念設(shè)計包含極為廣泛的內(nèi)容,選擇對抗震有利的結(jié)構(gòu)方案和布置。采取減少扭轉(zhuǎn)和加強抗扭剛度的措施,設(shè)計延性結(jié)構(gòu)和延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件,分析結(jié)構(gòu)薄弱部位,并采取相應(yīng)的措施,避免薄弱層過早破壞,防止局部破壞引起連鎖效應(yīng),避免設(shè)計靜定結(jié)構(gòu),采取二道防線措施等。應(yīng)該說,從方案、布置、計算到構(gòu)件設(shè)計、構(gòu)造措施每個設(shè)計步驟中都貫穿了抗震概念設(shè)計內(nèi)容。
3概念設(shè)計的應(yīng)用分析
3.1概念設(shè)計應(yīng)重視結(jié)構(gòu)規(guī)律
在建筑的概念設(shè)計中應(yīng)當(dāng)對建筑的體型設(shè)計進(jìn)行合理的概念化修正,力求簡單、規(guī)則、對稱、在質(zhì)量和剛度上分布應(yīng)當(dāng)均勻,避免局部剛性過大。建筑和結(jié)構(gòu)的布局是否對抗震有利是概念設(shè)計中首先要思考的問題。簡單對稱的建筑在地震中的實際反映和應(yīng)力分析都是容易做到的,且容易達(dá)到一致。凹凸的立面和錯層設(shè)計雖然可以達(dá)到很好的藝術(shù)效果。但是在地震時卻會產(chǎn)生復(fù)雜的地震效應(yīng)。很難實現(xiàn)抗震的最佳效果。
3.2概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用
任何建筑結(jié)構(gòu)都是由水平構(gòu)件和豎向構(gòu)件組成的空間結(jié)構(gòu),豎向荷載由水平構(gòu)件承擔(dān)并傳遞給豎向構(gòu)件。最后傳遞給基礎(chǔ)。水平荷載由水平構(gòu)件和豎向構(gòu)件共同組成抗側(cè)力體系承擔(dān)并傳遞給基礎(chǔ)。不同的豎向構(gòu)件組成不同的抗側(cè)力體系,常見的抗側(cè)力體系有框架、剪力墻、框架-剪力墻、框架-核心筒、筒中筒、束筒等以及這些抗側(cè)力體系的組合??箓?cè)力體系是結(jié)構(gòu)是否安全、合理、經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵。概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用就是依據(jù)建筑物的抗震等級和建筑物的高度選擇合適的抗側(cè)力體系并合理布置,通過概念近似手算來確定結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的可行性及主要構(gòu)件的基本尺寸。延性是建筑結(jié)構(gòu)一個很重要的特性。建筑結(jié)構(gòu)的承載力和延性是一對矛盾,概念設(shè)計就是要選擇合適的結(jié)構(gòu)體系并合理布置,使結(jié)構(gòu)的承載力和延性相協(xié)調(diào)。地震中的扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)的危害很大,剛度大的抗側(cè)力構(gòu)件沿結(jié)構(gòu)布置有利于結(jié)構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)。
3.3概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的應(yīng)用
抗震的實現(xiàn)還要有構(gòu)件的支持,因此在抗震結(jié)構(gòu)中各種構(gòu)件都應(yīng)當(dāng)具備合理的強度和剛度,并且形成可靠性連接。建筑結(jié)構(gòu)是一個多次超靜定結(jié)構(gòu)??拐鸾Y(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置多道抗震防線,在地震作用下允許部分構(gòu)件先屈服或破壞,剩余的結(jié)構(gòu)依然能形成獨立的結(jié)構(gòu),可以承受豎向荷載和地震力,這是結(jié)構(gòu)抗震耗能的一種措施。合理預(yù)見并控制結(jié)構(gòu)先屈服或破壞的部位,適當(dāng)處理構(gòu)件強弱關(guān)系。使結(jié)構(gòu)形成多道抗震防線,是結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的重要內(nèi)容。
概念設(shè)計中應(yīng)避免非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)置不合理,從而影響到整個結(jié)構(gòu)的受力情況,導(dǎo)致抗震效果的下降。所以在設(shè)計中可以采用如下方法:做好細(xì)部構(gòu)造的設(shè)計,防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件直接進(jìn)入到抗震體系:防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震的作用下出現(xiàn)平面性的損毀;避免非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件的連續(xù)損毀。
4概念設(shè)計的新發(fā)展
目前在抗震設(shè)計中創(chuàng)新了很多新措施。如隔振和消能的設(shè)計思路等。隔振和消能就是利用某些科學(xué)的結(jié)構(gòu)或者方法減小地震對建筑物的影響,隔振的基本法就是利用一些柔性結(jié)構(gòu)消除地震對建筑地震力,如增設(shè)鋼板橡膠隔振墊,增加消能支撐、阻尼器、頂部增加反擺等,都可以有效地提供附加阻尼作用,消耗一部分地震能量,降低加速度,以此減少建筑的“擺動”,降低地震波的破壞作用。
5結(jié)語
總之,概念設(shè)計必然會成為今后結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流思想,這就要求我們需要不斷的學(xué)習(xí)和提高,為結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。概念設(shè)計中最重要的是分析、預(yù)見、控制結(jié)構(gòu)的耗能和薄弱部位,找到能支持結(jié)構(gòu)不倒塌的關(guān)鍵部分。
參考文獻(xiàn)
篇7
【關(guān)鍵詞】房屋,建筑結(jié)構(gòu),抗震設(shè)計,要求
中圖分類號:TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
一.前言
由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快,社會需求不斷增多,使得建筑的高度不斷加高,形態(tài)愈加復(fù)雜,建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計也趨于多樣化。我國作為一個多震國家,結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注重抗震設(shè)計,良好的抗震設(shè)計和抗震措施至關(guān)重要。抗震設(shè)計中,要進(jìn)行地基基礎(chǔ)的抗震設(shè)計??拐饦?gòu)造措施是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容。針對房屋建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計要求,進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計和抗震措施,在結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑施工中,應(yīng)熟悉各種結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震構(gòu)造措施。
二.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本要求
地震作用越大,房屋抗震要求越高。不同設(shè)防烈度和場地上,結(jié)構(gòu)的實際抗震能力會有差別,結(jié)構(gòu)可能進(jìn)入彈塑性狀態(tài)的程度不同。震害表明,未經(jīng)抗震設(shè)計的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),在7度區(qū)只有個別構(gòu)件破壞,8度、9度破壞增多,因此,對不同設(shè)防烈度和場地可以有明顯差別。結(jié)構(gòu)的抗震能力主要取決于主要抗側(cè)力構(gòu)件的性能,主、次要抗側(cè)力構(gòu)件的要求可以有區(qū)別。如框架結(jié)構(gòu)中的框架與框架――抗震墻結(jié)構(gòu)中的框架應(yīng)有所不同。房屋越高,地震反應(yīng)越大,其抗震要求越高。綜合考慮地震作用,結(jié)構(gòu)類型和房屋高度等因素劃分抗震等級進(jìn)行抗震設(shè)計,可以對同一設(shè)防烈度的不同高度的房屋采用不同抗震等級設(shè)計;對同一建筑物中結(jié)構(gòu)部分采用不同抗震等級。
三.影響建筑抗震的因素分析
1.建筑抗震取決于所選取建筑結(jié)構(gòu)形式
為實現(xiàn)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標(biāo),新版《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中取消了磚混內(nèi)框架結(jié)構(gòu),提高了磚混結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計要求。目前普遍使用的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)形式中,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能最為突出,剪力墻次之。單純的框架結(jié)構(gòu)造價雖然抗震性能不如前兩種,但其造價較低,施工技術(shù)成熟,是目前最為常見的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)建筑當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況,結(jié)合建筑的使用功能,選取合適的結(jié)構(gòu)形式,對于建筑抗震意義重大。
2.建筑抗震取決于適宜的抗震措施
在場地類型不同的情況下,抗震措施主要由建筑的不同等級決定。在確定建筑等級及場地類型之后,將先進(jìn)的抗震理念和系統(tǒng)的分析計算納入到抗震措施設(shè)計中,即可改善建筑抗震設(shè)計,提高建筑抗震效果。
3.影響房屋建筑抗震性能的因素
房屋建筑抗震性能取決于場地選擇、施工質(zhì)量等其他因素。建筑工程場地選擇不當(dāng)?shù)仍斐墒┕べ|(zhì)量下降,這些因素都可能對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能造成重要影響。選擇建好的工程場地、加強施工質(zhì)量監(jiān)督,對于提高建筑抗震性能是十分必要的。
四.建筑抗震設(shè)計具體分析
抗震設(shè)計的重要基本要求就是要確保房屋基礎(chǔ)構(gòu)造的延性設(shè)計要求得以保證,能夠在建筑結(jié)構(gòu)延性問題上設(shè)立多道防線,以此才能避免建筑結(jié)構(gòu)脆性過大造成的構(gòu)造強度失衡、失控的現(xiàn)象發(fā)生,從而影響其抗震性能及成果。因此,這就需要做好以下幾點把握。
1.周全考慮房屋建筑選址問題在房屋工程項目立項之初,就要周全考慮好能夠發(fā)揮抗震成果的選址問題,如健全周到考慮好土體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)、地貌等問題,并要預(yù)測分析地震活動發(fā)生時建筑構(gòu)造的承受能力,且要記錄相關(guān)技術(shù)資料檔案中,待實地考證時能夠綜合評價。此外,還要避開影響建筑構(gòu)造抗震效果發(fā)揮的不利區(qū)域、地段等,當(dāng)避無可避時應(yīng)當(dāng)立足實際采取合理控制措施
2.加強建筑構(gòu)造規(guī)劃研究
由于地震發(fā)生時建筑結(jié)構(gòu)本身會發(fā)生應(yīng)力過于集中、突破塑性變形彈性極限等的可能,進(jìn)而形成結(jié)構(gòu)抗震薄弱部分。因此,建筑構(gòu)造設(shè)計應(yīng)能保證建筑結(jié)構(gòu)延性、安全度、以及選取合適的建筑平面、剖面進(jìn)行設(shè)計,既要保證建筑結(jié)構(gòu)強度穩(wěn)定,又能避免建筑脆性過大而延性過小的負(fù)面現(xiàn)象發(fā)生。
3.保證地基與基礎(chǔ)設(shè)計要求當(dāng)房屋項目工程的地基土體為粘性土、軟土、液化土、以及不均勻沉降土?xí)r,應(yīng)當(dāng)評估好地基的基礎(chǔ)沉降是否在預(yù)控范疇之內(nèi),是否發(fā)生嚴(yán)重不規(guī)則沉降現(xiàn)象,從而才能有針對性的采取防控措施。
4.滿足建筑構(gòu)造體系設(shè)計要求
抗震性能價值體現(xiàn)是建筑構(gòu)造體系設(shè)計中的重要組成部分。因此在構(gòu)造設(shè)計上就要綜合分析、周全考慮、能夠統(tǒng)籌把握好各項綜合因素。如考慮好抗震防御等級、抗震強度控制指標(biāo)、項目建設(shè)場地、以及基礎(chǔ)地基處理、供應(yīng)材料的質(zhì)量體系要求、現(xiàn)有技術(shù)規(guī)模等問題。
5.確保建筑構(gòu)造的構(gòu)件要求
(一)房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)構(gòu)件設(shè)計應(yīng)當(dāng)滿足相關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)、要求,如混凝土的圈梁、構(gòu)造柱、芯柱、或者配筋砌體等的質(zhì)量建設(shè)體系要求就必須能夠保證。
(二)要保證混凝土結(jié)構(gòu)合理設(shè)計,在建筑的具體結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)能具備尺寸合理、縱向承重鋼筋及箍筋的強度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),目的是控制剪切破壞先于彎曲破壞發(fā)生的可能,以及防止鋼筋屈服而引起的構(gòu)件塑性變形遭受破壞發(fā)生。
(三)鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時能夠保證其構(gòu)件尺寸、規(guī)格、數(shù)量合理,進(jìn)而才能避免整體構(gòu)造抗震成果發(fā)揮不利、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的現(xiàn)象發(fā)生。最后,還要周全考慮好建筑構(gòu)造構(gòu)件之間的鏈接、銜接性的體現(xiàn),控制好構(gòu)件節(jié)點的穩(wěn)定性,保證其在地震發(fā)生時的塑性破壞能夠晚于其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件,進(jìn)而才能增強建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性與安全度。
五.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震關(guān)鍵措施和設(shè)計方法
1.建筑結(jié)構(gòu)抗震措施要點
(一)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要從建筑的全局出發(fā),全面考慮各種建筑部位的功能,在此基礎(chǔ)上,科學(xué)設(shè)計每個部分的構(gòu)件,保證每個部件之間的契合,促使每個部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設(shè)計要求,滿足一定的現(xiàn)實需求,同時,通過抗震設(shè)計,使得每個構(gòu)件都可以具有相應(yīng)的承載力,當(dāng)?shù)卣饋硪u,每個構(gòu)件都可以有著一定的次序先后破會,整體組合構(gòu)件將會有著更強大的承載力和柔性,從而延緩地震破壞的速度,消耗爆發(fā)的能量。增強建筑的整體抗震能力。
(二)要嚴(yán)格選擇地基選址,地基選址是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ),因此,在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中,要科學(xué)避開山嘴,山包,陡坡,河流等不利因素,要本著堅硬,牢固,平坦,開闊的選址原則。親身實地,利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備,進(jìn)行地質(zhì)勘探,山石水土監(jiān)測,并取樣論證,科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個地基牢固可靠,地質(zhì)穩(wěn)定無滲漏,無坍塌,無暗河,無熔巖,無火山……從而保證整個地基不會因為承載而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計。
(三)采用合理的建筑平立面。建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡單合理,結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則,通過無數(shù)次的實驗表明,簡單、規(guī)則、對稱的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力強,對延緩地震烈度范圍延伸,消耗地震的能量,減少地震對整體結(jié)構(gòu)的破壞,而且,對稱結(jié)構(gòu)容易準(zhǔn)確計算其地震反應(yīng)。
(四)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式??拐鸾Y(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中,不同結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)體系的承載力受到抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經(jīng)濟(jì)條件等多種條件的影響,因此房建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要綜合考慮,做到科學(xué)選擇,嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計。
(五)結(jié)構(gòu)良好的延性有助于減小地震作用,吸收與耗散地震能量,避免結(jié)構(gòu)倒塌。因此,結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)力求避免構(gòu)件的剪切破壞,爭取更多的構(gòu)件實現(xiàn)彎曲破壞。
六.結(jié)束語
因為涉及到人類生命財產(chǎn)安全的重要問題,建筑物的抗震問題是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計界討論比較多的話題之一。因此,我們在對建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候,必須把房屋建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計要求放到非常重要的位置,并采取適當(dāng)?shù)拇胧?,盡量避免地震對建筑物的損壞,為保障人民的生命及財產(chǎn)作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]戴國瑩.建筑結(jié)構(gòu)基于性能要求的抗震措施初探[J].建筑結(jié)構(gòu),2011,(08)
[2]吳智,李貴男,段壯志.民房建筑結(jié)構(gòu)抗震能力分析與抗震措施探討[J].山西建筑,2012(10).
[3]高利學(xué).淺談高層建筑的抗震設(shè)計與抗震結(jié)構(gòu)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2012,(03)
[4]黃星敏.房屋震害影響因素分析及應(yīng)對措施[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010,(2)
篇8
關(guān)鍵詞:高層建筑;抗震概念設(shè)計
Abstract: through the introduction of the definition of anti-seismic concept design, the importance and high-rise building aseismic design according to China's present situation, proposed the in designing high-rise use the anti-seismic concept design should pay attention to the question, thus effectively improve the high-rise building extent.
Keywords: high building; Anti-seismic concept design
中圖分類號:[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
一. 抗震概念設(shè)計的定義
地震是一種隨機(jī)振動,具有不確定性和復(fù)雜性,僅僅利用數(shù)值設(shè)計難以準(zhǔn)確預(yù)測高層建筑遭遇地震的參數(shù)和特性,因此,應(yīng)發(fā)展需要提出了抗震概念設(shè)計。所謂抗震概念設(shè)計是指通過分析地震災(zāi)害的特點,著眼于建筑結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng),結(jié)合長期積累的工程經(jīng)驗等所獲得的基本設(shè)計思想和設(shè)計原則。
二. 抗震概念設(shè)計的重要性
相對于低層建筑而言,高層建筑結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,增加了抗震設(shè)計的難度。加之地震的不確定性和復(fù)雜性,模擬地震波的模糊性,人們對高層建筑在地震中結(jié)構(gòu)認(rèn)識的局限性以及地質(zhì)條件和材料性能的差異性等,導(dǎo)致地震數(shù)值設(shè)計與實際情況差距較大。這就提高了人們對地震概念設(shè)計的關(guān)注度,現(xiàn)實中,地震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的地位非常重要。在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中使用抗震概念設(shè)計,可以在原本依據(jù)數(shù)值設(shè)計的基礎(chǔ)上,加入實踐經(jīng)驗元素,最大限度的提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。在很多條件下,利用抗震概念設(shè)計比利用數(shù)值設(shè)計更具有現(xiàn)實意義,取得的抗震效果越好。這里之所以要突出抗震概念設(shè)計的重要性,并不是否認(rèn)抗震數(shù)值設(shè)計的意義,而是為了防止設(shè)計人員在具體的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中陷入只重視計算結(jié)果的誤區(qū),而要給予抗震概念設(shè)計特別的重視。
三. 在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中利用抗震概念設(shè)計時應(yīng)注意的問題
1. 高層建筑結(jié)構(gòu)的簡單性
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中利用抗震概念設(shè)計時,首先應(yīng)保持高層建筑結(jié)構(gòu)的簡單性,能不用復(fù)雜結(jié)構(gòu)的地方,最好都用簡單結(jié)構(gòu)代替。利用簡單結(jié)構(gòu)可以使高層建筑在地震作用下具有明確、直接的傳力途徑,因為復(fù)雜的傳力途徑容易造成結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的不協(xié)調(diào)性,從而增加了預(yù)測結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)的難度。如果高層建筑的關(guān)鍵傳力構(gòu)件以抗扭為主導(dǎo),將會極大的降低建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,因此在高層建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)以抗扭為主導(dǎo)的關(guān)鍵性傳力構(gòu)件。統(tǒng)計歷次地震災(zāi)害的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn):高層建筑結(jié)構(gòu)越簡單,經(jīng)過地震受到的破壞越輕。
2. 高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
在高層建筑的抗震設(shè)計中,如果能采用簡單的平面圖形或立面圖形是比較理想的,但在現(xiàn)實中,經(jīng)常會出現(xiàn)復(fù)雜圖形,比如平面圖形或立面圖形出現(xiàn)凹角等。面對這種情況,為了提高高層建筑的抗震能力,可以使建筑體型更加規(guī)則。所謂規(guī)則,是為了對抗震有利,但是也允許在一定的限度內(nèi)具有復(fù)雜性,但是在允許的條件下,我們應(yīng)盡量把不規(guī)則結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為規(guī)則結(jié)構(gòu)。
為了提高高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性,可以在設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)的時候進(jìn)行一些處理。首先,設(shè)計人員應(yīng)盡可能的滿足高層建筑的豎向均勻性。在高層建筑的立面設(shè)計中應(yīng)優(yōu)先考慮結(jié)構(gòu)的均勻規(guī)則性。如果結(jié)構(gòu)不均勻,將會導(dǎo)致變形集中和應(yīng)力集中現(xiàn)象,降低高層建筑的抗震性。我們可以采用限制收進(jìn)尺寸,在建筑物底層盡可能配置具有相當(dāng)強韌性的構(gòu)件,使每層樓房間的柱子剛度均衡分布等措施,提高高層建筑的豎向均勻性。例如,在設(shè)計填充墻的時候,我們可以利用輕質(zhì)墻保持框架柱的連續(xù)性,在地震時,改善建筑結(jié)構(gòu)的受力狀況,提高高層建筑的抗震性。其次,設(shè)計人員應(yīng)該使建筑結(jié)構(gòu)盡量對稱。如果高層建筑的平面剛度或立面剛度分布不均勻,地震時,結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)破壞。雖然難以做到絕對對稱,但在設(shè)計和施工過程中,我們應(yīng)該盡量提高高層建筑結(jié)構(gòu)的對稱性;再次,對于高層建筑中要出現(xiàn)洞口(如門、窗、管道出的開洞等)的地方,應(yīng)使洞口的開設(shè)盡量整齊和圓滑,從而有效降低洞口處的應(yīng)力集中現(xiàn)象;最后,根據(jù)高層建筑的體型和結(jié)構(gòu)體系科學(xué)設(shè)置防震縫。
3. 高層建筑結(jié)構(gòu)的延性和剛度
簡單的通過提高結(jié)構(gòu)的強度來提高高層建筑的抗震性這一理念是極不可取的,事實上,提高結(jié)構(gòu)的延性可以很好的抵抗地震作用下的非彈性變形。結(jié)構(gòu)的延性是指結(jié)構(gòu)在外力作用下吸收外力能量后的變形能力。在地震作用下,如果高層建筑結(jié)構(gòu)具有良好的延性,將會吸收更多的地震能,承受住更大的變形。所以,通過增加結(jié)構(gòu)的延性,能夠提高高層建筑的抗震性,削弱地震對高層建筑的破壞性。由于設(shè)計地震力的取值是由地震力降低系數(shù)的取值決定的,而設(shè)計地震力的取值又決定了對建筑結(jié)構(gòu)延性的要求,所以我們可以根據(jù)地震力降低系數(shù)的高低來決定高層建筑對延性要求的大小。
在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中,應(yīng)提高結(jié)構(gòu)水平方向的剛度,提高建筑物抵抗水平地震的能力,降低結(jié)構(gòu)在地震作用下產(chǎn)生的變形。另外,在抗震概念設(shè)計中,還應(yīng)考慮地震時地面運動的扭轉(zhuǎn)分量,提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。
4. 高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性
樓蓋在高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性中起到舉足輕重的作用,它不僅向各個豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)傳遞慣性力,還會和各個豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)協(xié)同承受地震力。如果豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)水平變形特征不同或分布不均勻時,整個高層建筑都要依靠樓蓋協(xié)調(diào)各個豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu),共同消耗地震的能量。因此,為了提高高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性,在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中,一定要確保建筑物各部件牢固連接、緊密協(xié)同,充分保證隔板到樓蓋的連接和主體與基礎(chǔ)的連接擁有足夠的抗力和剛度,增強高層建筑水平和豎向的抗震能力。
四. 總結(jié)
由于地震的隨機(jī)性和高層建筑的復(fù)雜性,增加了高層建筑抗震設(shè)計的難度。如果想簡單的依靠數(shù)值計算來解決現(xiàn)實中的抗震問題是不現(xiàn)實的。因此,越來越多的人把目光投向了抗震概念設(shè)計,借助抗震概念設(shè)計,可以避免設(shè)計人員陷入盲目計算,使其明確抗震設(shè)計思想,恰當(dāng)應(yīng)用抗震設(shè)計原則,從而合理的進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計。
參考文獻(xiàn):
[1] 梁愛莉.對高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的幾點認(rèn)識.科技傳播,2009,(1):12-13.
[2] 蘇迎社. 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計.建設(shè)科技,2010,(22):86.
[3] 徐忠哲. 談高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計.經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息,2006,(4):10-13.
[4] 高峰. 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計探討. 中國科技信息雜志,2008,(12):50-51.
篇9
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);抗震措施;全過程分析
中圖分類號:TU973+.31文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
前言:在我國,建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計是系統(tǒng)、全面的過程,它覆蓋了建筑物從開始選址到建筑的設(shè)計、再到抗震設(shè)計的所有階段,以抗震的思想結(jié)合多種抗震措施實現(xiàn)最終抗震的目標(biāo)。
一、 全過程的抗震設(shè)計
1、 建筑物場地的選址.建筑物場地的選址是進(jìn)行抗震分析的第一步。在選址時,應(yīng)根據(jù)工程自身的特點及工程的需要結(jié)合工程地質(zhì)勘查資料和相關(guān)地震活動的情況進(jìn)行綜合分析,不同的場地,應(yīng)對天然地基的承載力進(jìn)行分析,掌握不同土質(zhì)、土層的相關(guān)指標(biāo)特征。如:土層為軟土層,則應(yīng)對其震陷、震動液化可能性和其他特點進(jìn)行分析,在施工中,還可根據(jù)土層自身的優(yōu)缺點采取相應(yīng)的措施進(jìn)行基礎(chǔ)處理,保證地基基礎(chǔ)滿足建筑物的承載力以及抗震的需要。此外,在有地震斷裂的范圍內(nèi)構(gòu)件建筑物時,一定要根據(jù)其已發(fā)生過地震的烈度、時間和土地的厚度來進(jìn)行避讓處理或進(jìn)行特殊處理。在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計時,還應(yīng)符合幾個原則,首先對于同一個結(jié)構(gòu)單元的建筑基礎(chǔ)應(yīng)盡量設(shè)在在同一性質(zhì)的地基上。其次同一結(jié)構(gòu)單元的建筑物必須使用同種地基基礎(chǔ)形式。第三是地基的液化、軟弱粘性土、新近填土,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)充分估計地基不均勻沉降和其他不利影響,并采取相應(yīng)的措施。
2、 建筑平面和立面位置應(yīng)有利于抗震
在對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方案進(jìn)行選擇時應(yīng)按照有“規(guī)則性”的原則,影響建筑結(jié)構(gòu)抗震的因素很多,其中建筑平面和立面的位置是其中一個很重要的因素。
(1)按照概念設(shè)計的思想,建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)保持“規(guī)則性”的原則,建筑的平立面剛度和質(zhì)量分布力求對稱,如果不按對稱性原則,使建筑的剛度和質(zhì)量分布不對稱,就會造成扭轉(zhuǎn)振動,從而造成比較嚴(yán)重的后果。所以,整個建筑或建筑單元應(yīng)力求保證建筑的剛度和質(zhì)量的對稱,盡量使剛度和質(zhì)量的偏心達(dá)到最小的效果。
(2)建筑的質(zhì)量和剛度變化要保持均勻。建筑的質(zhì)量和剛度在豎向分布上往往呈現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象,那么,在發(fā)生地震時,地震對建筑結(jié)構(gòu)的上部和下部的作用力不同,使收進(jìn)處的凹角內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此,在進(jìn)行設(shè)計時,應(yīng)采取相應(yīng)的措施對這種情況進(jìn)行控制。
(3)建筑的外形要簡單規(guī)則。外形簡單規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu),內(nèi)部構(gòu)造簡單、受力明確,在設(shè)計時,容易分析發(fā)生地震時產(chǎn)生的反應(yīng)及內(nèi)力分析。所以,這類建筑在遭受地震危害時,產(chǎn)生的損害程度相對比較小。相反,外形復(fù)雜不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu),在發(fā)生地震時,易發(fā)生應(yīng)力集中和變形集中的情況,形成薄弱環(huán)節(jié),造成比較嚴(yán)重的后果。
3、 抗震結(jié)構(gòu)體系如何正確選擇
抗震結(jié)構(gòu)體系選擇的正確與否是決定建筑結(jié)構(gòu)抗震性能高低的主要因素,體系結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)充分考慮這些主要因素并結(jié)合工程自身的特點、施工技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件,對于準(zhǔn)確的計算簡圖和合理的地震傳遞途徑也是必備的條件,在具備以上重要的因素之外還應(yīng)盡量滿足以下幾種要求:
(1)在材料的選擇上,要盡量降低本身的自重。
(2)剛度和強度分布的合理性
建筑結(jié)構(gòu)的剛度和強度應(yīng)盡量均勻合理分布,以防止產(chǎn)生局部削弱和突變而形成薄弱環(huán)節(jié),造成局部破損導(dǎo)致整體的破壞。其次,在抗震結(jié)構(gòu)體系中,還應(yīng)重點考慮整個建筑結(jié)構(gòu)和連接部位的延性。
4、 多道抗震防線的設(shè)置
一個好的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由多個延性較好的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)通過連接成為一個可以共同工作的整體,以避免部分構(gòu)件損害導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)體系的破壞。一般情況下,框架—抗震墻結(jié)構(gòu)中第一道抗震防線的設(shè)計,應(yīng)選擇不負(fù)擔(dān)重力荷載的豎向支撐或填充墻,或者軸壓比不太長的構(gòu)件,在發(fā)生地震時,抗震墻首先遭到破壞,剛度逐漸有所降低而部分退出工作并吸收了一部分地震的能量后,就進(jìn)入到由框架組成的第二道防線。
5、 在抗震計算中的延性的重要性
延性控制有兩個方面的要求:一是所研究的部件在預(yù)定部位達(dá)到屈服強度時的變形量。二是變形量逐漸增大到預(yù)期值時,構(gòu)件是否還具備應(yīng)由的承載力,為了在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,保證構(gòu)件的延性,避免因為延性的不足而導(dǎo)致構(gòu)件的破壞,可按規(guī)定設(shè)置鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱,或者采用配筋砌體和組合砌體柱的方案,在使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中合理的進(jìn)行鋼筋配置和尺寸的選擇,避免混凝土的受壓破壞在鋼筋達(dá)到屈服之前,以致于出現(xiàn)局部或整個構(gòu)件的失穩(wěn)的情況。
二 、建筑結(jié)構(gòu)在抗震中的控制設(shè)計
1、 機(jī)構(gòu)控制
框架和抗震墻結(jié)構(gòu)在倒塌時具有多種特征,在對某種特征進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上控制破壞機(jī)構(gòu),使在發(fā)生破壞機(jī)構(gòu)形式時,建筑物或構(gòu)件達(dá)到充分發(fā)揮延性的作用并且擁有足夠的剛度。要想實現(xiàn)這兩種目標(biāo),采取的方法是在特定的位置設(shè)置一定數(shù)量的人工塑性鉸。提高塑性鉸的要求并對重點區(qū)域進(jìn)行及時控制,使得在發(fā)生強地震時形成最佳耗能機(jī)構(gòu),在多層和高層的建筑結(jié)構(gòu)中,如何確定人工鉸的構(gòu)造、數(shù)量、布置順序是方案實施的關(guān)鍵步驟。
2、 梁的延性設(shè)計
延性和耗能對建筑的抗震能力有很大的影響,利用這一特點我們在梁內(nèi)設(shè)置直腰筋和交叉鋼筋,會提高梁端抗震性能,特別在剪跨比小的梁中,延性和耗能都有一定程度的提高。比如:連梁剪跨比為5時,延性和耗能比較好,連梁梁端相對豎向位移的延性系數(shù)在8以上,當(dāng)連梁跨高比降為1時,延性系數(shù)降為5,導(dǎo)致耗能很小,最后形成彎剪破壞。抗震墻的剛性連梁,跨高比一般為1左右,要使其在彈性階段正常工作,則需要采取一定的措施。措施一是梁高的一半處的中性平面上留一條水平縫,在縫的上下兩側(cè)位置埋設(shè)鋼板,鋼板上留有螺栓孔,最后用高強螺栓將其連接而成。在發(fā)生豎載、風(fēng)載和小震下,在高強螺栓的作用下,不僅使連梁的剛度不變,還保證了再彈性階段內(nèi)進(jìn)行工作,在發(fā)生強地震時,兩版之間相對滑動,并使跨高比為1 的連梁變成兩根跨高比為2的小梁共同工作。
3、 新型復(fù)合材料結(jié)點
僅靠增加箍筋來提高結(jié)構(gòu)的抗震性能的效果不顯著,還會給工人施工帶來許多困難,那么,建筑業(yè)的學(xué)者們開始把研究的方向指向了新型結(jié)點,以鋼纖維砼和勁性砼梁柱節(jié)點效果較好。這種結(jié)點的優(yōu)點是使勁性鋼材或鋼纖維與砼共同工作,大大的改善了節(jié)點區(qū)砼的受力性能,使延性和耗能也有顯著的提高。
三、 結(jié)論
資料統(tǒng)計,全球每年發(fā)生約500萬次地震,而我國占高達(dá)1/3的比例,可以看出我國是地震發(fā)生比較頻繁的國家,地震的發(fā)生造成了人民大眾生命財產(chǎn)的損失,也嚴(yán)重制約了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。通過多次發(fā)生的地震災(zāi)害表明,建筑物的破壞是城市地震災(zāi)害中最主要的形式,所以,在我國無論是普通民眾還是建筑行業(yè)的專業(yè)人士對建筑結(jié)構(gòu)的抗震防震性能也越來越重視,我國逐漸開始對建筑物從選址到建筑抗震設(shè)計的全過程進(jìn)行抗震分析和控制,并且結(jié)合實際的工程特點和施工方法進(jìn)行抗震的研究,并取得了很大的研究成果,對于建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計是我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的一項重要工作,對它的研究對我國具有重大意義。
參考文獻(xiàn):
[1] 梁啟智,馮建平,王中慧.高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計實例[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,1992
[2] 周昌賢.由地震引發(fā)對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的思考[J].中國科技財富,2010,(12)
篇10
【關(guān)鍵詞】抗震理念;高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用
引言
一、抗震理念設(shè)計的理論概述
(一)抗震理念設(shè)計的概念
抗震理念設(shè)計是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想,進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)總體布置,并確定細(xì)部構(gòu)造的過程,概念設(shè)計指的是在不經(jīng)過計算的基礎(chǔ)上,由工程師基于設(shè)計理論基礎(chǔ)和施工經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)計,并對當(dāng)前的設(shè)計方案和設(shè)計概念進(jìn)行評估,從而評估出符合抗震需求的設(shè)計方案。它包括分析、綜合和評價三個步驟。
(二)抗震理念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的作用
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個復(fù)雜的過程,人們對地震時的結(jié)構(gòu)認(rèn)識存在局限,再加上材料性能和施工安裝的變易性、模擬地震波的模糊性等因素的影響,進(jìn)一步增加了高層建筑結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性,因此,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該重視抗震概念設(shè)計。在依據(jù)數(shù)值計算的基礎(chǔ)上增加實踐經(jīng)驗元素,有時甚至比分析計算更重要,抗震設(shè)計理念的應(yīng)用,可以很好地滿足能居民對建筑物安全性能的實際需要。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震概念設(shè)計的利用必須引起高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計師的廣泛重視,使其嚴(yán)格遵守抗震概念設(shè)計中的相關(guān)規(guī)定,擺脫傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中只重視計算結(jié)果的誤區(qū),按照結(jié)構(gòu)設(shè)計計算原則,再結(jié)合地區(qū)的抗震規(guī)范,最終保證高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,保障居民的人身財產(chǎn)安全。
(三)抗震理念設(shè)計的基本原則
1、結(jié)構(gòu)的整體性
在高層建筑結(jié)構(gòu)中,樓蓋的整體性對高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性作用非常重要,相當(dāng)于水平隔板,具有聚集和傳遞慣性力至各個豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的作用,因此,這些子結(jié)構(gòu)必須具備很強的抗震能力。當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)分布不均勻、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜以及抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的水平變形特征存在差異時,整個高層建筑就依靠樓蓋使抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)進(jìn)行協(xié)同工作。
2、結(jié)構(gòu)的簡單性
結(jié)構(gòu)的簡單性指的是結(jié)構(gòu)在地震作用下具有明確、直接的傳力途徑。在高層建筑抗震設(shè)計規(guī)范中明確規(guī)定“結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該有明確的計算簡圖與合理的地震作用傳遞途徑”,只有結(jié)構(gòu)簡單,才能對結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)力以及模型進(jìn)行準(zhǔn)確分析,把握高層建筑抗震的薄弱環(huán)節(jié),及時采取相應(yīng)的措施,避免其出現(xiàn)。
3、結(jié)構(gòu)的剛度
在地震作用下,結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力大小是雙向的,確定結(jié)構(gòu)的剛度,然后合理的布置結(jié)構(gòu),能夠抵抗任意方向上的地震作用。通常狀況下,地結(jié)構(gòu)沿著平面上兩個主軸方向都應(yīng)該具有足夠的剛度與抗震能力,不僅僅要控制結(jié)構(gòu)變形,還要盡可能降低地震作用對高層建筑結(jié)構(gòu)的沖擊。避免結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變形時產(chǎn)生重力二階效應(yīng),導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失衡而被破壞,進(jìn)而導(dǎo)致高層建筑的抗震性大打折扣。
4、結(jié)構(gòu)的規(guī)則性與均勻性
高層建筑的豎向和立面的剖面布置應(yīng)該規(guī)則,結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的變化應(yīng)該均勻,以免傳力途徑、側(cè)向剛度以及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承載力的突變,防止結(jié)構(gòu)在豎向上的某一樓或少數(shù)樓層之間出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。
二、抗震理念在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
(一)抗震理念設(shè)計在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用
高層建筑抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震概念設(shè)計的關(guān)鍵,抗震概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用,應(yīng)依據(jù)高層建筑物的高度以及抗震等級選擇合適的抗側(cè)力體系,通過概念近似計算,確定結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的可行性以及主要構(gòu)件的基本尺寸。為了保證建筑抗震概念設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性與安全性,應(yīng)該注意以下三個方面:其一,選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時,對部分結(jié)構(gòu)或者部分構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整體建筑結(jié)構(gòu)體系喪失對抗震能力或者重力荷載的承載能力堅持抗震設(shè)計原則中的贅余度功能和內(nèi)力重分配功能;其二,選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時,不僅應(yīng)該要求建筑體系的受力明確、傳力合理以及傳力路線,還應(yīng)有合理的地震作用傳遞途徑和明確的計算簡圖,符合不間斷的抗震分析;其三,鑒于結(jié)構(gòu)體系的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和連接的延性水平,延性是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo),提高延性水平,可以通過采用豎向和水平向混凝土構(gòu)件來實現(xiàn),增強對砌體結(jié)構(gòu)的約束,即使地震中,配筋砌體開裂也不會倒塌或散落,保證高層建筑不至于喪失的重力荷載能力。
(二)抗震理念設(shè)計在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的應(yīng)用
高層建筑抗震的實現(xiàn)需要各個構(gòu)件的支撐,因此,抗震結(jié)構(gòu)體系中的各個構(gòu)件都必須具有一定的剛度與強度,并且還應(yīng)該具有可靠的連接性。高層建筑的結(jié)構(gòu)體系是一個多層次超靜定結(jié)構(gòu),因此其抗震結(jié)構(gòu)也應(yīng)該設(shè)置多道抗震防線,這樣在地震作用下,即使一部分構(gòu)件先被破壞,剩余的構(gòu)件依然具備支撐的作用,形成獨立的抗震結(jié)構(gòu),承受地震力與豎向荷載。因此,合理地預(yù)見高層建筑結(jié)構(gòu)先屈服或者破壞的位置,適當(dāng)調(diào)整構(gòu)件的強弱關(guān)系,形成多道抗震防線,實現(xiàn)對高層建筑結(jié)構(gòu)體系的合理控制,是結(jié)構(gòu)抗震耗能的有效措施之一,更是建筑抗震結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的重要內(nèi)容。
總結(jié)
高層建筑具有層數(shù)多、體量大、工期長等特點,因此,結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜,抗震理念的應(yīng)用更是加大了設(shè)計的難度,作為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要組成部分,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)合理科學(xué),可以有效提高高層建筑的抗震性。因此,相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)該熟練掌握設(shè)計的相關(guān)概念和知識,靈活運用抗震概念設(shè)計,全面考慮各項因素,保證高層建筑工程的質(zhì)量和安全系數(shù),盡量為我國設(shè)計出更多的精品建筑。
參考文獻(xiàn):
[1]華穎. 抗震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 中華民居(下旬刊),2013,06:27-28.
[2]周定前. 抗震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 中華民居(下旬刊),2013,05:64-65.
[3]劉華新,孫志屏,孫榮書. 抗震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報,2007,02:222-224.
熱門標(biāo)簽
建筑論文 建筑材料論文 建筑工程論文 建筑結(jié)構(gòu)論文 建筑研究論文 建筑設(shè)計論文 建筑消防論文 建筑施工論文 建筑賞析論文 建筑給水排水論文 心理培訓(xùn) 人文科學(xué)概論