建筑结构设计中的抗震设计范例6篇

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建筑结构设计中的抗震设计范文1

【关键词】建筑;结构设计;抗震设计

一、建筑抗震设计存在的问题

(一)部分建筑物高度超出限制

我国针对钢筋混凝土结构技术的高层建筑物高度有规范规定,有明确的高度统一限制。然而,部分开发商并没有严格执行这一规定,修建超高建筑。当地震突然袭来时,这些不符合规定的超高建筑物没有足够的抵抗能力,使得发生剧烈震荡后产生破坏性变形。不仅如此,在地震过后的使用期间,其抗震能力大大削减,刚度等力学特征较之前有很多改变,导致建筑物必须严格检测,甚至重新进行结构设计和工程预算。

(二)选材不科学

对于地震频发的地区,对于建筑材料的选取及对组成的合理搭配至关重要。我国建筑结构普遍为钢筋混凝土核心筒,并以结构位移量为主要的参考依据。当此类型建筑物发生弯曲变形或者侧移产生较大幅度位移时,小刚度的钢框架不足以承受由变形或侧移所产生的应力,不仅会增加建筑钢结构的荷载负担,还会降低其对抗震性能的效果。通常情况下,解决此问题可以提高钢筋混凝土核心筒的刚度,改善伸臂结构、增添加强层等。

(三)建筑位置不合理

面对越来越多的人口数量和土地面积不断减小之间的矛盾,开发商忽视对建筑物地理位置进行科学合理地选择,更多的是考虑其商业价值等短期利益上。实际上,对高层建筑物的选址是有成熟的原则的,应兼具开阔性和平坦性,且土体均匀坚实,避开软弱土层或沙土易被液化区段,比如山岳、陡坡、丘陵、采空区、河岸边缘等,还应该避开容易发生泥石流、滑坡、地陷等山体自然灾害区段,或者地震活跃段和地震断裂带的明显位置,以及变电站、火电厂这类危险场所。

二、建筑结构设计中抗震设计的有效措施

(一)选择有利的建筑抗震场地

建筑结构的抗震设计中要十分注重对建筑抗震场地的选择,对建筑抗震有影响的场地会大大降低建筑结构的整体抗震能力。地震灾害发生时会引起不同于平常的地表位置错动,在不同性质、不同结构的场地上的建筑物受地震的侵害程度也不一致。剧烈的地层震动会破坏建筑结构,若加之场地选择不当,建筑结构会被破坏的更严重,甚至会导致建筑的坍塌。因此,选择建筑场地时要避免建筑的场地,比如土层软弱或砂土易被液化等地段。如果很难避开这些地段,就需要进行适当地改造,根据确定的抗震级别进行相应的地基加固措施。

(二)建筑材料合理选择运用

高层建筑结构材料的选择在抗震性能方面有关键性的影响。在地震时,高层建筑物遭受地震的作用力和建筑结构的刚度往往是成正向比例的,也就是建筑物中重量越大的结构构件,遭受地震的影响也就会越大。所以在对建筑材料进行选择时,应该选用符合高层建筑抗震要求的工程材料,一方面在确保安全的基础前提下,建筑屋面构件中用轻质材料来代替厚重的材料,以此减少建筑结构构件的整体重量,不同材料的结构类型性能是不一样的,按照抗震性能多采用钢结构或型钢混凝土结构。同时还应考虑材料经济性和建筑施工过程中的质量管理,在注重安全性的同时,也要注重工程建设的经济效益。

(三)采取滑动抗震的设计方式

很多建筑结构中进行抗震设计时,都选用了摩擦滑动技术,为了将抗震效果达到最佳,通常会和限位装置一起配合使用。当前使用的水平滑移材料有很多种,例如有石磨砂浆、聚四氟乙烯滑板、滑石粉、不锈钢板等,该技术在运用过程中科学使用了滚轴、滚珠,二者具有很好的几何复位效果,对于摩擦摆隔震系统而言,主要应用了滑动支撑技术和多层橡胶技术,要求不锈钢的表面必须是凹球面,具体在建筑结构中应用之后,在结构自重的作用下产生恢复力,施工设计中使用的摩擦滑移装置具有很好的初始刚度,地震发生之后这一结构可以在水平方向进行滑移,但却没有增加结构的刚度,避免这一建筑结构遭到地震的破坏。如果发生了小型地震,应用的摩擦装置会产生很大的摩擦力,有效抑制结构发生水平位移,这样建筑整体结构和地面都会在同一个运动节奏上,地震的水平力增大后,如果超过了这一装置的最大摩擦力,在装置的滑移面发生滑移,摩擦滑移装置在最大程度上发挥其隔震作用,实际传递到建筑结构内部的地震力就会变小,虽然地面震动变得激烈,但是建筑震动幅度并不大,有效避免了结构发生的破坏。

(四)建筑结构隔震的处理技术

为了达到很好的抗震效果,在建筑结构设计中可以选用不同的抗震处理方式,其中悬挂隔震作用效果好,因此在设计中被广泛应用。悬挂隔震设计原理是将所有结构重量都悬挂起来,这样当发生地震后,地面会发生震动,但是由于和地面接触的结构重量都被悬挂后,地震波就不会将破坏力传递到建筑上层,传递的破坏力十分有限,产生不了惯性力,最终起到很好的隔震作用。一些大型的钢结构中很大范围使用这种隔震方式,因为大型钢结构主要材料为钢,钢构结构自重较轻,应用这种悬挂隔震措施有一定的优势,操作简单,作用效果好,提高建筑整体的隔震效果。

三、结语

综上所述,近些年来,地震灾害屡屡发生,对于人们生活和国家安全带来严重威胁,这就对新时期建筑结构设计中的抗震设计提出了更高的要求,受到了社会各界广泛的关注和重视。为了能够保护人们生命财产安全,应该加强建筑结构设计中的抗震设计,促使建筑物具备更高的抗震性能,维护建筑物安全。

参考文献 

[1]黄山.探究建筑结构设计中的抗震设计[J].中国住宅设施,2017(02). 

建筑结构设计中的抗震设计范文2

关键词:建筑 结构设计 抗震设计

建筑物的抗震问题是目前建筑业的热点话题之一,大家围绕各种抗震结构的分析阐述自己的见解,抒发自己的观点,因为它直接关系到人民的财产和生命安全,平时,没有灾难时,看似无关紧要,但是一旦震灾来临,就面临生死攸关的大问题,因此,我们在对建筑物进行结构设计的时候,必须把正视建筑物设计的抗震问题,端正态度,积极主动地探索减震措施。

1 抗震概念设计

建筑结构中抗震概念设计一般是指,在对建筑物进行相应的抗震设计时,设计人员不被传统的、盲目的计算机数据验算分析所拘泥,而是依据当地的地震灾害资料以及长期的建筑结构抗震设计的经验而形成的建筑结构抗震设计理念,并且在这一基础上对建筑结构进行相应的总体布置以及一些部分构造,从而来确定分析的过程。建筑结构中抗震概念设计展现了设计人员对于地震知识以及当地地震的相关资料的灵活运用,同时,这也凸显了设计人员在对建筑结构进行相应的抗震设计时的创新能力。

2 抗震设计的原则

每一个东西的设计都需要遵循它的要求以及原则,所以,抗震设计也应该遵循它独特的要求以及原则。同时它是一种细致但模糊的设计过程,是一种由整体到局部的设计。所以在对于建筑物进行抗震设计的时候,应该遵循以下的原则:

2.1 选择场地

在选择工程的场地时,应该先了解、掌握该地区的地质资料以及地震的相关资料,这样在选择工程的具置时,把工程要求同当地的地质资料以及地震的相关资料相结合,从而做出安全的、稳定的判定,合理的选择工程的场地,避开那些地质条件不好的场地。若场地中的地质条件不能满足设计的相关要求,并且还不能避免时,相关人员应该及时的采取有效的措施来解决这一问题。

2.2 选择建筑布局

一般情况下,建筑物要尽量避开那些比较复杂的平面布局,建筑的平面布局整体性要求较强,并且还应该对称、简单等。建筑平面布局的形状变化一定要均匀,尽可能的避开形状突变现象的发生。

2.3 选择抗震材料

选择抗震材料以及施工工艺同施工质量都要有较为严格的要求,抗震材料的性能指标一定要符合有关规范的要求。

2.4 选择建筑结构中的抗震体系

合理的建筑结构体系,它能使地震荷载的传递路径较为明确。对抗震体系进行明晰的计算,能从一定程度上掌握建筑结构的抗震功能。同时,抗震防线的设置应该层次分明,各个防线都应该拥有相应的耗能以及变形能力,从而避免因为局部的破坏而破坏建筑结构的整体。对于那些薄弱的环节应该采取有效的措施进行相应的防范。

4 如何设计抗震

4.1 结合建筑物构造

建筑使用的混凝土是根据钢筋砼构件的截面高度比取值的,所以混凝土最小配筋率受控以承重柱的受压比。所以,由此限制房屋的高度与层数,或者在纵横墙中设置钢筋混凝土,或者是必要的防震缝等可以达到抗震的目的。又如把建筑构造柱延伸到建筑物顶部,和顶部的梁接在一起,能大大增加建筑物的承载能力对建筑本身也产生巨大作用。

4.2 结合结构性能标准

建筑物通常在受到地震作用的影响时通常都存在一定高度安全性,这是结构抗震设计最显著的特点。所以,结构抗震通常以施工地区可能会出现的地震强度作为设计施工的标准。同时,有些建筑也许会受到风力的影响,风力给了建筑细小的水平振动,是建筑结构发生细微改变,影响建筑物的抗震性能。所以,在进行结构设计时需要有较完善的结构性能标准,这样建筑才能满足更高的抗震要求。

4.3 结合施工地点和计划设计抗震

不同地区有不同的地貌特征,提高建筑的抗震性能需要根据当地的施工场地来确定设计方案。这样建筑就会有较好的基础。另外,考虑周围的建筑密度以及相对邻楼的距离也会使建筑的抗震性能得到提高。

5 抗震方法

5.1 隔震技术

隔震技术不光能减轻地震对建筑物上部的损坏,而且能对室内的设施进行保护。隔震有很多种,按照隔震层位置不同可分为地基隔震,基础隔震,层间隔震,悬挂隔震等几种。下面将对几种技术进行分析。

(1)地基隔震

地基隔震通常隔震层设置在基础以下的地基中。历史上采用过糯米垫层或砂垫层,也有通过使用一层软粘土、一层土工布、一层砂土的方法来吸收和减弱地震波,是地震波的能量得到衰减。但是这样的方法容易受到自然条件或者是时间变更产生不稳定的变化,反而造成抗震性能降低。现代已经有通过设计使用改性沥青阻尼隔震垫来减弱地震波的方法,这种方法在抗震方面得到了很好的效果。

(2)基础隔震

基础隔震是通常隔震层设置在基础与上部结构之间,通过减小地震能量向上部结构的传递来减弱地震的影响,降低上部结构的地震反应的。这种方法适用于体积规则或者是低层或中层建筑结构,但是对于的高层的效果较差。基础隔震通常包括粘弹性隔震,滑移隔震,摩擦摆隔震,摩擦滑移隔震等形式。通过这样的方法,减震效果通常可达8%~60%。

(3)层间隔震

层间隔震一般用于旧房加层或者是抗震加固。一般通过利用原结构的加层或者是隔热层,适当改建,从而达到减震目的。这种方法简单易行,通过在原结构上安装由质量和隔震装置组成的系统,地震发生时,通过该系统吸收并消耗地震能量,达到减震的目的。

(4)悬挂隔震

一般来讲,建筑物的质量一般是承受在地基上,通过悬挂减震,将主体的质量全部或大部分转移到悬挂装置上,地震能量对建筑主体产生不了惯性力,这样就可以起到隔震的作用。一般我们看到的大型的钢筋悬挂体系就是这种装置的应用。一般的悬挂机构分为主框架和主结构,主框架和一般的框架结构大致相同,主结构采用钢索或吊杆悬挂,用以承受主体的质量,减少地震作用的传递。这种方法已经被广泛的应用于桥梁,火电厂的锅炉架当中,在城市中的楼层也可用这种方法,成功的案例是香港的汇丰银行的新大楼。

5.2 消能技术

消能技术主要是通过提高建筑结构的附加阻尼来减少地震的反应。这种技术的使用是非常广泛的。从新建筑的设计到旧建筑的加固,都可以使用。这种技术不光适用于钢筋混凝土结构,更适合钢结构,高耸结构。对于上述所说的对建筑上部结构不适用隔震方法,这种技术能产生很好的弥补。

通过用特殊的设置构件对地震能量进行吸收,相对于传统的完全依靠结构本身或是通过节点的延性耗散来消耗能量,先进了不止一点。这种消能装置的消能效果往往与消能装置的种类有关,摩擦阻尼器,塑性消能器磁流变阻尼器等都是效果不同的阻尼消能装置,依据不同的建筑结构要求可采用不同的结构。

6 结束语

建筑物的抗震问题是目前建筑结构设计中讨论比较多的话题之一,也是涉及到人类生命财产安全的重要问题,因此,我们在对建筑物进行结构设计的时候, 必须把建筑物的抗震问题放到非常重要的位置,并采取适当的措施,尽量避免地震对建筑物的损坏。

参考文献:

[1] 郑建杨. 建筑物结构抗震若干问题探讨[J]. 科技风, 2010( 6)

建筑结构设计中的抗震设计范文3

关键词:地震灾害、建筑结构设计、抗震设计、要点

随着我国经济的快速发展,我国的城市规模变得越来越大、人口也越来越向城市集中,从而在给建筑行业提供良好的发展机遇的同时,也给城市建筑结构的抗震性等方面提出了更高的要求。因此,为了提高城市建筑的抗震性,设计人员在设计建筑结构的过程中,应该按照《建筑抗震设计规范》中所制定的建筑结构的抗震设计要求,结合施工现场的实际情况制定有效的结构抗震措施,加强局部薄弱环节的抗震能力,从而全面提高建筑结构的抗震性。

一、抗震设计的概况

现阶段,建筑结构的抗震设计可以分为概念设计和理论设计两个方面,而在一般情况下,我们将建筑结构的概念设计作为抗震设计的重点。概念设计指的是在设计过程中,特别是在遇到规范中难以规定的问题或一些难以做出精确理性分析的问题时,依据建筑结构不同部分的分体系与整个建筑结构的整体体系之间的力学关系、建筑结构的破坏机理、地震灾害的特点、工程经验以及实验现象中所得到的基本设计思路与设计原则,从建筑结构的整体角度出发来设计建筑结构各部分抗震结构的设计方法。由于,这种办法具有概念清楚、定性准确、使用方法简单、经济效益高、可靠性高等优点,在现阶段的建筑设计中得到了广泛的应用。

二、建筑结构的主要隔震措施

在设计建筑物的抗震方案时,为了提高建筑物的抗震能力,我们通常会采用对建筑物的地基进行特殊处理、对建筑结构的上部进行防震设计等方式来提高建筑物的抗震能力。其中,最重要的一个环节就是在建筑物的底部的关键部位采取隔震措施的方式。现阶段,根据隔震层的部位不同,常见的隔震设计有以下几种。

1、在建筑物地基处采用特殊材料进行隔震

建筑物的基础隔震指的是,通过采用特殊方式对建筑物的地基进行处理,削弱地震灾害发生时的地震波动,从而减少地震对建筑物造成的损害。在传统的建筑工艺中,设计人员一般采用在地基处直接设置粘土或砂子,或者交替铺上粘土和砂子的方式来设置垫层。在中国建筑历史上,还曾出现过以糯米为原材料来处理建筑物地基垫层,从而减少地震波动对建筑物产生的影响。而近几年来,随着科技的不断进步,有关部门在处理建筑地基方面的施工工艺有了突破性的进展,并研制出了一种以沥青为原料的特殊防震材料,而以此材料铺置的隔震层有着更好的防震效果。

2、在建筑结构的基础部位设置隔震装置减震

这种隔震方式主要是指通过将特殊隔震装置设置在建筑结构的基础部位和建筑物的上层之间,从而有效地减少向上传递的波动能量。而在最好的设置情况下,这种方法最多可以减少地震对建筑物所产生的2/3的能量。然而,在高层建筑物中使用这种隔震方式时,由于这种装置会延长建筑结构自身的自振周期,从而减少了这种隔震方式的隔震效果,从而不太适用于高层建筑物的隔震。因此,在一般情况下,设计人员会采用粘弹性隔震或摩擦滑移隔震等方式,向高层建筑中安装橡胶垫或混合隔震装置等装置来提高高层建筑的隔震效果。

3、建筑物的层间隔震措施

建筑物层间隔震方法和在建筑物基础部位设置隔震装置等办法相比,其效果不是十分理想,在一般情况下这种隔震方法只能减少10%-30%的地震能量。然而,由于这种隔震方法有施工简单、容易操作的优点,使得它在旧房改建工程中得到了广泛的应用。建筑物层间隔震法的隔震原理和基础隔震的隔震原理基本相同,它主要是依靠设置在建筑结构中每个层间的减震装置和隔震装置来吸收和削弱地震的传播能量,从而降低地震对建筑物产生的损害。

4、建筑结构的悬挂隔震措施

悬挂隔震指的是将建筑物的部分结构悬挂起来,使地震来临时,地震所产生的能量不能传递给悬挂建筑结构,从而降低地震对建筑结构所产生的损害。在一般情况下,悬挂隔震方式常用于大型的钢结构,而大型钢结构常使用钢结构悬挂体系来进行隔震。大型钢结构常分为主框架和子框架,在钢结构的悬挂体系中,通常使用吊杆或索链将子框架悬挂于主框架的上方。如此一来,当地发生地震时,主框架虽然会因为地震动摇,但由于子框架和主框架之间是靠吊杆或锁链连接的,因此,地震产生的能量在传递到子框架时会被削弱,从而不至于破坏子框架的结构。

三、建筑结构设计中经常使用的减震技术

现阶段,设计人员在设计建筑物时,设计人员会在建筑结构中经常使用消能减震技术来增加建筑结构的阻尼,降低地震灾害给建筑结构带来的能量波动,从而减少地震给建筑物带来的损害。随着科学技术的不断发展,用来保护建筑物、降低地震对建筑物损伤的元件和装置有很多,使用基本上都是不同种类的阻尼器和消能器,而我们习惯把这些装置分为粘滞型和滞回型两种。而在一般情况下,我们常见的减震技术有以下几种。

1、 新建建筑物的结构设计

随着建筑设计理念的不断发展和人们安全意识的不断提高,人们对建筑结构隔震、减震方面的功能越来越重视。设计人员在设计建筑结构时,除了采用特殊的处理方法对建筑结构的基础部位进行处理之外,还可以使用消能减震的建筑元件或相关的装置来降低地震对建筑物的作用力,提高建筑物的抗震效果,从而保护人们的生命财产安全。

2、对建成建筑物的抗震加固

在设计建筑结构的隔震方案时,施工单位一定要在没有施工之前按照设计人员提出的隔震设计要求去完成相应的准备工作。如果时间太过仓促准备不及的话,最迟也要在施工的过程中在建筑结构的关键部位安装具有隔震效果的特殊装置。如果建筑物已经施工完成而没能在建筑过程中采取有效地抗震措施的话,施工单位就采用增加阻尼的办法,在建筑结构上增加减震、隔震在装置,从而提高建筑结构进行抗震能力。

四、其他减震措施

1、无粘结支撑体系减震问题

无粘结支撑体系是现阶段建筑物结构减震体系中最有效果的体系之一。无粘结支撑体系主要是通过科学合理的设计,使建筑架构中的外包钢管和内核钢之间无粘结合,且在建筑结构中形成一个能够自由华升的层面,在发生地震灾害时,通过外部钢管和内部钢管之间的配合来降低地震的能量,从而保护建筑结构。

2、建筑物走向设计抗震问题

由于地震是由地壳的运动所引发的,它与地质结构有着非常重要的关系。所以,施工单位在选择建筑物所在地时,要充分考虑建筑物所在地的地质特点,分析当地的地震震向,避免建筑结构的走向与地震能量所传递的方向平行,尽量使两者的方向能够垂直,从而提高建筑物的抗震能力。

五、结束语

由于建筑结构的抗震能力是关系到人们生命财产的重要问题。因此,设计人员在设计建筑结构时,必须要将建筑物的抗震能力放在重要的位置进行考虑。此外,在具体施工的过程中,施工单位也要采取适当的措施,尽量提高建筑物的抗震能力,从而为保障人们的生命财产安全作出应用的贡献。

参考文献:

[1]杨学林,益德清.多塔楼高层建筑结构振动特性与抗震设计[J].工程力学出版社,2001.18(2).

[2]倪国葳,赵亚敏,苏幼坡.框架隔震建筑设计方法及应用[J].世界地震工程,2005,21(4):113-118.

建筑结构设计中的抗震设计范文4

关键词:建筑结构抗震设计;设计原则;设计方法

中图分类号: S611 文献标识码: A

在房屋建设的过程中,抗震结构设计是结构设计中最为重要的环节。抗震结构设计是否科学合理直接影响到房屋建筑的质量和安全。我国属于地震多发地区,因此说在建筑设计的过程中更需要关注这一点。

一 建筑结构抗震设计中的基本原则

在进行建筑结构抗震设计的过程中需要遵循一定的原则,讲求方法,才能够确保设计方案的科学性和可行性。为此,设计的过程中需要遵循以下原则。

(一)确保结构构件具有必要的性能

在进行抗震设计的过程中,一定要保证建筑结构构件具有一定的承载能力、稳定性、刚度和延性等性能。结构构件需要遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强底层柱、强节点弱构件的设计原则,在设计中对于可能会造成构件相对薄弱的部位,需要采取从事提高其抗震能力,对于承受竖向荷载的主要构件则最好不作为主要的耗能构件。

(二)尽量多的设置抗震防线

一个抗震结构体系需要有多个延性较好的分体系组合而成,并且由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框剪结构就是由延性框架和剪力墙两个分体组成,双肢或者多肢剪力墙体系组成的。由于在一次地震之后将会伴随着多次余震的出现,如果在结构设计时只有一道防线,那么在建筑遭到第一次破坏之后再遭余震,就会因为损伤积累导致建筑物坍塌。抗震结构体系应该有最大可能数量的内部和外部冗余度,在设计中需要有意识的建立起一系列分布的屈服区,这样能够使结构吸收和消耗大量的地震能量,从而能够提高建筑的抗震性能。

(三)恰当的处理建筑结构的构件强弱关系

在设计的过程中需要正确的处理好构件的强弱关系,在统一楼层内使主要耗能构件屈服之后,其他抗侧力构件则仍然处于弹性阶段,这样能够使得有效屈服保持较长的阶段,能够保证建筑结构的延性和抗倒塌的能力。需要注意的是,如果在抗震设计中一部分结构的设计超强,那么就会导致结构的其他部位出现相对薄弱的现象,所以说在设计的过程中需要恰当的处理结构的强弱关系,对于不合理的加强的作法或者是在施工中以大代小,改变抗侧力构件配筋的这些做法都需要尽量的避免。

二 建筑结构抗震设计的基本方法

上文中从三个方面分析了在建筑抗震结构设计中需要遵循的原则,下面本文就从具体的设计方法方面进行分析论述。

(一)建筑结构抗震设计中的概念设计方法

建筑抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等因素形成的基本设计原则和设计思想,并根据这些原则和思想进行建筑结构总体设计和细部构造设计的一个过程。由于地震的震动是一个随机的震动,目前对于这种情况的复杂性和不确定性很难把握,要准确的预测出建筑物所遭到的特性和参数还有一定的难度,而在结构设计方面,也不能够充分的考虑到结构空间的作用,所以说在抗震设计过程中不能够完全的依赖于计算的结果,而是需要结合实际情况,并立足于抗震基本理论和长期的经验进行设计。

利用该设计方法进行设计,首选需要确定建筑的选址,在选址的过程中需要避免抗震的危险地段,需要选择对抗震有利的场地和地基,并需要根据工程的需要掌握好地震活动的情况和工程地质的相关资料,设计者要综合考虑作出相关的评价,并在选择时选择坚硬土或是开阔密实均匀的中硬土等有力的地段。需要注意的是,一定要避开软弱土、液化土以及河岸或者是边坡的边缘,平面分布上成因、延性以及状态不均匀的土层也需要避开。

其次要合理的进行平面的布置。一般情况下,建筑物的动力性能取决于它的建筑布局和整体结构设计,建筑布局简单合理,在结构设计中符合抗震原则,就能够保证建筑物具有良好的抗震性。建筑物的平面布置需要具有对称性,质量和刚度的变化要均匀,防止出现楼层错层的现象。在实际的设计中需要根据相关的规定进行,例如《高层建筑混凝土结构技术规程》中对地震区高层建筑平面的形状做了相关的规定,并且提出了对平面的凹角处需要采取加强措施。因此说在实际的结构抗震设计中,对于地形较为复杂的建筑物要合理的设置变形缝,在结构设计时要进行水平地震作用的计算和内力调整,对于较为薄弱的部位需要采取加强措施。

在结构选型和布置的过程中,需要根据建筑物的重要性、设防烈度、地基、基础以及场地等因素进行考虑,制定经济合理的设计方案。从抗震的角度来讲,一个好的结构形式能够使得建筑物的延性系数提高,匀质性变好,构件的连接更具有整体性和连续性,并且更能够充分发挥材料的强度。结构布置过程中要确保平面布置的对称性,使构件的分配力较为均匀,防止出现薄弱层,并且要尽量的降低房屋的重心。

(二)抗震构造措施

抗震构造措施在结构设计中是一个重要的环节,构造设置是否合理直接影响到建筑结构的抗震性能。建筑上部主体的结构类型不同,其构造的措施也就不一样。对于砖混结构的建筑,需要设置沿楼板标高的水平圈梁,加强内外墙的连接,以增强房屋的整体性。圈梁能够有效的约束预制板的散落,降低了砖墙出平面倒塌的可能性。除此之外,圈梁作为边缘构件,还能够提升楼和屋盖的水平刚度,这样在地震的作用下,就能够很好的避免墙体的倾斜和开裂度的眼神,减轻了不均匀沉降对于建筑的影响。

(三)结构消能减震和隔震设计方法

一般情况下,建筑结构的抗震是通过增强结构本身的抗震性能来抵抗地震的强度的,从现实意义上来讲这是一种较为被动的抗震方法,在实际的抗震设计中,需要寻求主动的抗震对策,减震和隔震设计就是有效的抗震设计方法。该方法是在结构体系中设置一个隔震层,以此来阻隔地震带来的能量,或者是在抗侧力结构中设置一个消能器,以此来达到削减地震能量的作用。该方法的主要应用原理就是在房屋的底部设置橡胶隔震支座以及阻尼器等设备,以此来延长构件的自震周期,并且增大阻尼,通过局部变形来提供附加阻尼,以削减地震的能量,达到保护建筑上部结构的目的。

结束语:当前人们对于建筑的安全性和稳定性的要求越来越高,为了能够进一步提升建筑物的安全性能,在设计的过程中一定要注意建筑结构的抗震设计,本文就以此为重点,从设计要遵循的原则和设计的基本方法两个大方面进行论述,希望能够为今后的抗震设计提供帮助,更好的提升建筑物的整体抗震性能,保证其安全性和可靠性。

参考文献:

[1] 现行建筑设计规范大全[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[2] 王崇杰,崔艳秋.建筑设计基础[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

建筑结构设计中的抗震设计范文5

关键词:建筑;结构设计;抗震;概念设计

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

我国处于地震多发地带的区域范围广,所以建筑结构的防震设计尤显重要。地震作为随机振动的一种形式,其复杂性与不确定性难以把握。而目前的结构计算软件所构建的模型由于程序本身的限制作用很难达到准确对建筑物遇到地震的参数与特性进行预测的目的,这也加大了结构设计的难度。在此背景下,防震概念设计得到了建筑结构设计师的肯定,成为了结构设计的重要组成部分,为结构设计的发展提供了新思路、新方向。本文从两大方面对建筑结构设计中的抗震概念设计进行详细的分析。

1概念设计

概念设计涵盖了从用户需求分析到概念产品生成的设计活动全过程,这一系列设计活动是有顺序、目标和组织的。概念设计表现出了一个理念从模糊到清晰、从具体到抽象、从粗到精不断变化的过程。它是从设计概念出发,以设计概念作为主线贯穿于整个设计过程的一种设计方法。作为全面完整的设计过程,概念设计通过设计概念把设计师感性思维与瞬间思维统一上升为理性思维,进而实现整个设计。在现代建筑业中,概念设计被广泛用在建筑的结构设计中,有其特殊的含义和重要性。

1.1含 义

在建筑的结构设计中有理论设计与概念设计之分。理论设计是指结构工程设计师在计算理论与规范的基础上,假设结构的计算模型与受力状态,并通过分析计算结构获得数据式结果,进而根据结果来进行结构设计这样的设计方法。而概念设计则是无需计算数值,只根据整体的结构体系和分结构体系间存在的力学关系、震害、结构被破坏的机理以及工程现象和实验现象的设计基本原则及思想,来完成建筑结构整体布置和细部构造过程确定。

1.2重要性

作为结构工程师,其主要的任务就是运用整体概念在特定建筑空间当中完成结构整体方案设计活动,并要有意识地对结构与构件以及不同结构之间的关系问题进行处理设计。在现代社会,几乎在全部的结构设计中都运用到了概念设计的设计理念。概念设计在结构设计中有着重要意义,其重要性的体现如下:

(1)目前的结构设计与计算的理论都存有很多的缺陷及不可计算性,概念设计的运用可以弥补计算理论当中的缺陷,并完成现实中存在的不可计算的结构构件设计活动,从而满足结构设计需求。

(2)在结构方案设计的最初阶段,其设计过程不能依靠计算机完成。这就要求结构工程设计师在确定性价比最高的结构方案时综合运用概念设计中蕴含的设计概念。

(3)通过计算机的分析计算所得结果具有高精度的特点,有些结构设计师过度依靠计算机与设计软件,对于结构工作的性能产生误解,在结构设计中走上传统性、习惯性的方向,盲目相信计算机计算的结果,对其不合理性与错误性有所忽视,导致建筑结构产生安生隐患。

概念设计要求设计师从实际工程的结构需求出发,综合考虑各种因素,可以破除结构工程师对计算机设计软件的盲目信赖,对于结构设计的发展和革新具有重要的推动作用。

2防震概念设计

这一概念设计涵盖了从建筑防震需求分析到防震结构成形的全过程,是按照地震灾害的基本情况与多发带建筑工程经验等所形成的设计基本原则与思想,进行建筑结构整体安排和细部构造的设计活动。由于地震破坏作用与机理具有复杂性与不确定性,且结构模型假定情况有别于现实状况。因此,很难对建筑物遇到地震的参数与特性进行准确的预测活动。基于这样的情形,工程抗震并不能完全依靠计算机的模拟设计来解决,而是要从概念设计出发。

2.1作用原理

在建筑的结构设计中,抗震概念设计的主要作用是促使建筑整体结构耗散地震能量,以免在结构中产生薄弱敏感部位。如果地震能量聚散活动只是集中于部分薄弱区域,就会过早破坏结构。在现代抗震设计中,一定要基于对整个结构在耗散地震能量方面的作用发挥,才能根据常见小地震的作用情况来计算结构、设计构件截面以及相应构造措施。若有需要,可以采取弹性时程分析方法来进行补充计算,并试图满足罕见大地震作用下的建筑结构稳定需求。

2.2设计要求

为保证建筑结构的抗震能力与抗震需求相适应,抗震概念设计可以从宏观角度对结构抗震性进行控制,其具体要求如下:

(1)应选择利于抗震的场地与地基,并采用相应措施来维护地基稳定性,以免由于地面变形产生直接危害;

(2)基础设计要合理。属于同一结构的单元部门不应设置于不同性质的地基土上,也不适合选取不同基础形式。在进行防震概念设计的时候,要最大程度地挖掘和发挥地基潜力;

(3)就建筑物的体型而言,应从对称、规则、简单入手,保证质量及刚度的变化时均匀的,从而达到减少地震作用下出现的变形现象、应力集中反应以及应力扭转现象的目的;

(4)结构体系的选择要合理,其抗侧构件应当均匀对称。要设置多道建筑结构抗震防线,结构布置应当传力便捷、受力明确,以免在局部产生薄弱环节;

(5)各类构件间的连接要安全可靠,且应具有一定变形能力与强度,从而提高建筑整体结构的抗震性能;

(6)要注重结构空间的整体性,加强其平面连接,并确保其竖向的整体刚度符合抗震需求;

(7)强调处理非结构构件的重要性。要充分发挥非结构构件对于主体结构有利的影响作用,避免因为不合理的构件设置危害到整个主体结构的抗震性能;

(8)结构自重应尽量减轻,减少其对地基土产生的压力,进而将传送给建筑物的地震力降低。

2.3实际运用

在传统的结构理论研究与设计中,往往只注意结构抗力的提高,使得建筑混凝土的等级不断升高,配筋量不断加大,工程造价也不断升高。过去的建筑结构设计师通常只重视最大配筋率的问题,进而导致肥梁胖柱、深基础等现象在建筑工程中随处可见。在建筑抗震设计中,传统方法是按照最初确定的尺寸和混凝土的等级来计算结构刚度,进而根据结构刚度对地震力进行计算,然后才是配筋计算。而事实上,配筋越多,就会产生越大的刚度,而刚度越大,在地震作用下产生的反应也会越大。从这一层面来说,为抗震而配设的钢筋反而增加了结构刚度,进而增强了地震作用效应。这就使得建筑结构抗震陷入了死循环当中。而抗震概念设计在建筑结构设计中的应用,拓宽了建筑结构设计思路。它以降低地震的作用效应为出发点,给现代建筑的抗震设计带来了新的生命力。抗震消能就是抗震概念设计中的一种理念。通常来讲,抗震消能是依靠在基础和建筑主体之间加设消能支撑等柔性隔震层来实现。也有通过在建筑物的顶部安装反摆,加大建筑物振动的阻尼作用,减少其位移的方式来达到消能抗震的目的。在进行抗震验算的时候,要注重区分场地土的类别。建筑的框架结构应当设计为双向的梁柱刚接体系,可允许部分框架梁搭接于别的框架梁上,但要加强在垂直地震作用方面的抗震设计。既可以通过对构件荷载效应进行调整和限制的方法,也可采用规定必要的强制性构造措施的方法来加强建筑结构的抗震力。

3总 结

近年来频发的地震灾害已经导致了太大的生命财产损失,加强建筑结构的抗震能力变得越来越重要。传统的建筑结构设计过于信赖计算设计的结果,忽略了建筑结构的实际情况,没能充分发挥计算设计在建筑抗震设计中的作用。而抗震概念设计的出现,将建筑结构设计引向了人性化方向,并且拓宽了建筑结构设计的思路,为建筑抗震设计提供了新的视角,并在实际应用中发挥了良好作用。

参考文献

[1]王天燕.建筑结构设计中的抗震概念设计[J].中国房地产业,2012(03).

[2]张墅褒.浅议建筑结构设计中的抗震概念设计[J].城市建设理论研究,2012(03).

[3]毛国栋.论高层建筑结构设计中的抗震概念设计[J].城市建设理论研究,2012(15).

建筑结构设计中的抗震设计范文6

关键词:建筑结构设计;8度抗震;设防

Abstract: the author for building structural design of the 8 degree seismic fortification made some theoretical and practical study, content mainly includes anti-seismic concept design, construction optional location fortify and short column the anti-seismic design, finally to short-shear walls the anti-seismic design the introduction.

Keywords: building structure design; 8 degree seismic; fortify

中图分类号:TU318 文献标识码:A文章编号:

近几十年来,随着我国经济实力的增强和科学技术的进步,土木工程建设也得到了蓬勃发展,建设规模日益扩大, 大量的新建筑物拔地而起。由于框架结构具有平面布置灵活,能获得较大的空间,满足建筑功能的要求,建筑立面处理比较丰富,结构自重轻 , 在一定的高度范围内结构造价较低等很多优点,所以在非地震地区或低烈度抗震设防地区 ( 6度、7度设防地区) ,现浇钢筋混凝土框架结构在多层房屋结构中被广泛应用。但是, 在高烈度抗震设防地区( 8度、 9度设防地区 ), 又由于框架结构的侧向刚度较小,在水平荷载 (地震作用和风荷载)作用下产生的侧移较大,尤其是底部层间位移大,难以满足国家抗震设计规范规定的弹性层间位移角限值,容易引起非结构性破坏和次生灾害, 对抗震不利[1]。

1抗震概念设计

建筑抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等形成的基本设计原则和设计思路进行建筑总体布置并确定细部构造的过程。建筑抗震概念设计之所以重要主要体现在以下几个方面。

(1)地震及地面运动的不确定性。

(2)地震时地面运动的复杂性及对结构的复杂影响尚未被掌握。

(3)结构地震计算理论目前尚未能充分反映地震时结构反应及破坏的复杂过程。

概念设计强调,在工程设计一开始,就应把握好能量输入、房屋体形、结构体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面,从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节,再辅以必要的计算和构造措施,就有可能使设计出的房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度[2]。

2建筑选址的设防

地震引起的破坏除了直观的震动引起的建筑结构破坏,与场地和地基的条件有很大的关系。历次地震调查表明,同类型的建筑物由于建筑场地不同,其破坏程度会有很大的差别。

地质条件: 避免选择地质上断层通过或断层交汇的地带, 特别是在有活动断层的地段上进行建设。

地形地貌:宜选择地势平坦、 开阔的地方。

地基条件: 一般而言,岩石、 半岩石和密实的地基土对房屋抗震最有利,是最好的建筑场地;而松软的,软弱粘性土等, 尤其是易发生砂土液化的地区,都对房屋的抗震不利。

3短柱设计的抗震设防

因短柱的延性较差, 尤其一些超短柱几乎没有延性,在抗震设计时,仅仅按照一般框架柱的抗震要求采取构造措施是不够的。还必须尽量提高短柱的承载力,减小短柱的截面尺寸,采取各种有效措施提高短柱的延性,改善短柱的抗震性能。

3.1 使用复合螺旋箍筋

高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的, 柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。对于短柱,只要符合“强剪弱弯”和 “强柱弱梁”的要求, 是能够做到使其不发生剪切型破坏的。因此, 使用复合箍筋全高加密来提高柱子的抗剪承载力, 改善对砼的约束作用,能够达到改善短柱抗震性能的目的。

3.2 采用分体柱

采用分体柱的方法虽然使柱子的抗剪承载力基本不变,抗弯承载力稍有降低, 但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高, 其破坏形态由剪切型转化为弯曲型, 从而实现了短柱变 “长柱”的设想, 有效地改善了短柱尤其是剪跨比 < 1.5的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用。

4 短肢剪力墙设计的抗震设防

由于短肢剪力墙抗震性能差, 在地震区应用经验不多,因此在设计时, 首先要选则适合的计算软件,合理地选则计算分析方法, 确定计算模型和相关参数, 并加强对计算结果合理性判断,特别要加强概念设计。对一些不利部位加强构造措施, 在符合规范要求的情况下,短肢墙是没问题的。这就好比纯框架结构,对地震来说也是不利的结构形式,但大家不也一直在用。所以任何一种结构体系都有它的适用范围,只要能合理设计, 安全应该没问题。

4.1构建共同抗力筒体

高层点(板)式住宅采用短肢抗震墙结构体系,只要抗侧力构件布局合理仍然是比较理想的一种结构体系,但在地震区, 高层建筑中,剪力墙不宜过少,墙肢不宜过短,因此不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑,要求设置剪力墙筒体 (或一般剪力墙 ), 形成短肢剪力墙与筒体 (一般剪力墙)共同抵抗水平力的结构。

4.2短肢墙的形状要点

短肢墙的布置合理、 对称、 均匀、 力求质量中心与刚度中心重合,短肢墙布置应以 T形、 L形、]形、+形为主,这样可增加短肢墙抗扭和出平面外稳定。

短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢,当有扭转效应时,会加剧已有的翘曲变形,使其墙肢首先开裂,因此应加强其抗震构造措施, 如减小轴压比、 增加纵筋和箍筋的配筋率。

4.3倾覆力矩的设计

主要抗侧力结构筒体 (或长墙)一般利用楼、 电梯间,但要注意刚度的均衡性,不要集中在一处布置使建筑产生过大的扭转效应,同时筒体要有足够的刚度,其平面尺寸不宜过小,筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的 50 %, 形成多道抗震防线。为了确保水平力可靠传递,核心区楼板适当加厚, 与核心筒相连的连梁按强剪弱弯设计,短肢墙之间的梁净跨不宜过小(一般取 4m— 6m) ,使其具有一定的耗能作用。

5结论

总之,建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的过程,从场址的选择到建筑物的结构设计,抗震设计贯穿了整个过程。而且建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。因此如何准确、合理的运用不同的抗震设计方法,是非常重要的,对于不同的建筑、不同的情况应区别对待,从而寻求最合理的结构布置。

参考文献