建筑结构抗震设计论文范例6篇

建筑结构抗震设计论文

建筑结构抗震设计论文范文1

超高层建筑高度要求与结构类型和抗震烈度密不可分,超高层结构设计要进行两种方法以上的抗震核算,并且进行抗震设防专项审查。世界超高层建筑有迪拜哈利法塔,高828m;广州塔,高600m、上海环球金融中心,高492m等。超高层建筑因其超高的高度而具有不同于普通建筑和高层建筑的特点。首先,对于超高层建筑,传统的砖、石等材料已难以适用,其结构类型也更具选择多样性,如钢筋混凝土结构、全钢结构和混合结构等。其次,超高层建筑的垂直交通与消防,由于其超高的高度,较依赖于垂直交通,同时也给消防增加了困难,这就要求超高层建筑的每一层都需设置灵敏的烟雾报警器、自动喷淋和适当的避难所。最后,超高层建筑通过对风作用效应、重力荷载作用效应、施工过程的影响、空间整体工作计算、结构整体内力与位移、抗震性能等设计计算分析,进而提高超高层的抗震性和安全性。

2超高层建筑结构抗侧刚度设计与控制

为了提高超高层建筑的抗震性,其足够的结构侧向刚度必不可少。足够的结构侧向刚度不仅可以保障建筑物的安全性、抗震性,还可在一定程度上有效抵抗建筑结构构件的不利受力情况及极限承载力下的安全稳定性。设计超高层建筑的结构抗震侧向刚度,应重点从其结构体系和刚度需求进行。

2.1结构设计。结构初步设计根据建筑高度和抗震烈度确定高度级别和防火级别。超高层结构设计首先满足规范要求的高宽比限值和平面凹凸尺寸比值限值,其次控制扭转不规则发生:在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,扭转位移比不大于1.4;最大层间位移角不大于规范限值的0.4倍时,扭转位移比不大于1.6;混凝土结构扭转周期比不大于0.9,混合结构及复杂结构扭转周期比大于0.85。最后设计过程中严格控制偏心、楼板不连续、刚度突变、尺寸突变、承载力突变、刚度突变等现象。满足结构设计规范的同时,还应考虑建筑师的设计意图和功能需求,同时满足设备专业设计要求。结构平面的规整程度直接影响着抗震设计的强弱,尽量采用筒体结构,以使得承受倾覆弯矩的结构构件呈现为轴压状态,且其中的竖向构件应最大程度的安置在建筑结构的外侧。各竖向构件和连接构件的受力合理、传力明确,降低剪力滞后效应,杜绝抗震薄弱层产生。

2.2结构侧向刚度控制。超高层建筑的抗震性能设计主要与结构侧向刚度的最大层间位移角和最小剪力限制相关。对于层间位移角限值,其是衡量建筑抗震性的刚度指标之一,地震作用应使得建筑主体结构具有基本的弹性,保证结构的竖向和水平构件的开裂不会过大。同时,因超高层建筑的底部楼层、伸臂加强层等特殊区域的弯曲变形难以起主导作用,所以应采取剪切层间位移或有害层间位移对其变形进行详细的分析与判断。对于最小地震剪力,其最重要的两个影响因素是建筑结构的刚度和质量,当超高层建筑难以达到最小地震剪力要求时,设计人员应该结合具体情况适度的增加设计内力,提高其抗震能力和稳定性,然而,当不能满足最小地震剪力时,还需通过重新设计或调整建筑结构的具体布置或提高刚度来提高建筑物在地震作用下的安全性,而非单纯增高地震力的调整系数。

3超高层建筑的性能化抗震设计

超高层建筑的抗震性能设计,国内主要根据“三个水准,两个阶段”,即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。超高层建筑来说,其建筑工程复杂、高度极高、面积大、成本高,一旦受到地震损害,其损失程度会更高,因此,必须充分考虑各方理论、实际情况和专家意见,兼顾经济、安全原则,定量化的展开超高层建筑的性能化抗震设计。同时,相关文件虽针对超高层建筑结构的性能化设计制定了较具体且系统的指导理念,涉及宏观与微观两个层面。但是,由于结构构件会受到损坏,且损坏与整体形变情况的分析计算都需进行专业的弹塑性静力或动力时程计算,而目前我国尚未形成相关的定量化的评价体系,因此,设计人员应在积极参考ATC-40和FEMA273/274等规范。此外,对于弯曲变形为主导的建筑结构,在大震作用后应尤其注重构件承载力的复核。

4超高层建筑多道设防抗震设计

除了上述注意事项外,针对超高层建筑进行抗震性设计时,还因注重设计多道的抗震防线。多道抗震防线是指一个由一些相对独立的自成抗侧力体系的部分共同组成的抗震结构系统,各部分相互协同、相互配合,一同工作。当遭遇地震时,若第一道防线的抗侧移构件受到损害,其后的第二道和第三道防线的抗侧力构件即会进行内力的重新调整和分布,以抵御余震,保护建筑物。目前,我国超高层建筑主要依靠内筒和外框的协同工作来达到提供抗侧刚度的目的,包含两种受力状态:首先,建筑的内外结构通过楼板和伸臂析架来协调作用,进而使得外部结构承受了较多的倾覆弯矩和较少的剪力,而内筒则承受了较大的剪力和一些倾覆弯矩,广州东塔就是此受力方式的典型;其次,以交叉网格筒或巨型支撑框架为代表的建筑外部结构,其十分强大,依靠楼板的面内刚度,外部结构即可同时承受较大的倾覆弯矩和剪力,如广州西塔。

5结语

建筑结构抗震设计论文范文2

关键词:抗震性能;建筑工程;设计趋势

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

我国地处于多地震带区域,东连太平洋地震带,而南邻欧亚地震带,整个地震域分布广泛,活动范围较大、频度较高,在全球是遭受地震灾害颇为严重的一个国家。由此可知,有关房屋建筑结构中的抗震问题,是目前处于地震易发区域城市主要面临的建设发展阻碍。

一、建筑结构中抗震设计理念

地震作用是一种随机性强,且不可准确预测的外部力量作用。现阶段,采用的计算方法通常还是半经验半理论形式的计算方法,所以想要获取精确的抗震结论还需一段研究时间,在建筑实践过程中,设计工程师变提出了这一理念——“建筑抗震设计”。这一设计理念主要依赖于工程概念,在原本有助于结构抗震力提升的基础上,采用顺应工程客观规律跟建筑本质的措施对建筑设计的对象展开宏观控制工作。因此,结构的抗震设计普遍结合于综合性的概念设计、测量计算以及结构措施等一整套细节工程。概念设计重点强调了在建筑工程设计时,应合理选择施工场地,把握能量输入点、房屋整体体型美观度、结构建筑体系化、刚度分布的合理性及构件的递延性等各个方面,从基础细节方面消除建筑里各个抗震薄弱的环节,再加上一定技艺的计算跟建筑构造措施,从而使得房屋建筑设计具有较强的抗震性能及安全可靠性。

二、影响建筑结构抗震性能的几大因素

(1)抗震设计标准化

现阶段, 建筑结构中有关抗震设计的标准主要是根据国家针对各个地区发生地震的可能性及危害程度而展开的初步预测工作,进一步确定各个地区最基本的设防性能强度。设防性能强度的确定一直都是设计抗震标准的主要参考凭证,换句话说,只有使得抗震烈度的测量预测愈加准确、精密,才可以确保抗震设计愈加标准化、科学性、正确度。另一方面,建筑施工单位就按照抗震设计的一切标准和工程项目开发商对建筑使用性能的主要要求,展开抗震设计工作,强化建筑物抗震设计烈度目标的实现力度,从而确保:设计烈度正比于建筑物的抗震性能,并反比于建筑工程的成本造价。

(2)抗震设计合理性

抗震设计其实主要就是针对建筑工程的结构体系实施最合理、最科学的设计规划,并选择最适合工程施工的建筑抗震措施,进而确保整个建筑结构体系具有一定的抗震性能,使建筑在受到地震灾害威胁时屹立不倒,在一定程度上保护了人类的财产安全和生命安全。一般情况下,高层建筑物相比于普通建筑而言,对抗震设计标准有着更高的要求、规定,一般会选择所谓的“现浇剪力墙结构、框架”——剪力墙结构作为高层建筑物的首选结构类型。此类型建筑工程结构的强度较高,在强烈的外力作用条件下,一定程度上就可以维持整个建筑结构体系的平稳度,获得的抗震效果异常明显、高效。总而言之,建筑工程结构抗震设计、规划的合理性基本确保了建筑工程优质的抗震性能。

(3)建筑施工质量合格度

通常情况下,建筑工程整体的施工质量对建筑物的使用周期及性能有直接的影响,被地震强烈振幅波及影响,建筑物稳固度偏低,很难确保安全性,因此,必须要严格控制建筑物整体的施工质量合格度,精致规范建筑施工过程中的每一道工序,强化质量监督、管理与检验的工作力度,进一步提高建筑工程施工质量,确保建筑物的抗震安全性能。

三、建筑抗震设计趋势分析

(1)以位移为基准的结构抗震

我国目前实行的建筑结构抗震设计,普遍是以承载力作为基础的一种设计方法。即:用线弹性方法计算结构在小震作用下的内力、位移;用组合的内力验算构件截面值,使建筑结构具有足够的承载力;位移限值主要是使用阶段的要求标准,同样也是为了对建筑非结构构件加以保护;结构的延性和耗能能力是通过构造措施获得的。为了可以实现以位移为基础的抗震设计目标,第一步就必须要研究简单建筑结构(例如框架及悬臂墙)的各种构件变形跟配筋间的关系,实现按变形要求进行构件设计;进而研究整个结构进入弹塑性后的变形与构件变形的关系。这就要求除了小震阶段的计算外,还要按大震作用下的变形进行设计,也就是真正实现二阶段抗震设计。

(2)分析材料参数随机化的抗震模糊可靠程度

这一方法主要以结构的整体性能为出发点,摒弃以前那种对结构抗震安全可靠度的一种研究依据:仅仅考虑荷载程度的不确定性,忽视其他的各类影响因素,综合性地结合各种影响因素的建材变异性能,了解地震烈度随机性与其等级界限随机性跟模糊程度对结构抗震安全可靠度的主要影响。这一方法的研究成果不仅可以用在对建筑结构抗震性能的可靠度评估这一方面,还可以用在指导以可靠度理论为基础的建筑结构抗震设计这一方面。

(3)建筑结构中针对隔震与消震的抗震设计

想要将建筑结构整体的抗震性能上升到一定的层次,隔震与消能减震这一类的抗震工作起到的作用是不可忽视的,其在整个建筑结构设计中有着特殊的应用功能。耗能元件及其体系可错开地震动卓越周期,进而避免共振引起的破坏、损失,降低了地震振动感应以及风振影响。

这里提及的隔震,其实就是隔离地震,也就是说在建筑物的基础结构跟上部结构间加上一层隔震层,将房屋跟基础结构相隔离,隔离地面运动能量向建筑物的传递,从而减弱房屋结构经受的地震作用力,进而使得地震时发生理想化现象,那就是建筑物仅仅轻微发生运动和变形现象,确保整个建筑物的安全性及人生财产安全。消能减震使地震输入到建筑物的能量一部分被消能部件所消耗,一部分由结构的动能和变形能承担,以此达到减少结构地震反应的目的。

伴随着社会发展的不断进步,人类对各种建筑构筑物具有的抗震减震性能标准越来越精准,使得“延性结构体系”在建筑工程中的应用日渐局限、拘谨,因此传统的建筑抗震结构理论跟体系逐渐满足不了基本的建筑设计要求。因为隔震消能跟各类减震控制结构体系相比较于传统的抗震体系来讲,有着独特且明显的优势,因此其在未来的建筑工程结构里的应用将变得越来越广泛。阻尼器在隔震与消震设计技术中应用而生,阻尼器的性态应通过在最大地震和最大风荷载下的足尺试验得到验证;另一方面,提高结构阻尼,采用高延性构件,在一定程度上可以减轻地震作用力。

四、结语

综上所述,研究建筑结构中各种抗震设计方法,结合各国所有大地震对国家、社会、人民造成灾害、损失的实际经验,使得全球地震工程学者跟设计人员都获得了一致的见解:经济与安全是衡量建筑结构中抗震设计科学、合理性的主要因素。

参考文献:

[1] 晏斌斌. 高层建筑结构抗震设计分析[J]. 江西建材, 2011,(04)

[2] 方浩波. 论高层建筑结构设计中的问题[J]. 科协论坛(下半月), 2008,(05)

建筑结构抗震设计论文范文3

关键词:建筑专业;抗震设计;教学

【中图分类号】G712

当前随着我国教学改革的不断深化,建筑专业教学也发生了深刻变化。新形势下建筑专业的教学理念、教学方法以及教学内容等方面都发生了变化,这一点在建筑抗震设计这门课程中表现的尤为显著。建筑抗震设计是建筑专业中一门核心课程,对于提升学生的专业素质具有重要意义。

建筑抗震设计课程教学是一项专业性工作,当前建筑抗震设计在教学过程中还存在着一系列问题,人们对于建筑抗震教学仍然以传统的教学方式来进行教学。在新形势下只有不断树立新的教学思维,运用新的教学方法才能不断适应时展的要求。

一、建筑抗震设计课程教学

建筑抗震设计在平常教学过程中主要是讲解地震对建筑结构的动力作用以及结构抗震设计的方法。这门课程的教学重点是要让学生们掌握地震作用的计算、钢筋混凝土框架结构抗震设计方法以及结构抗震设计等概念。抗震设计的一般规定、砌体结构房屋的抗震设计、振型分解反应谱法、建筑抗震概念设计、单层厂房抗震设计、多层混凝土房屋抗震设计等内容都是需要我们重点讲解的内容。

建筑抗震设计的最终目标是要提升建筑结构的抗震性能,让学生充分掌握抗震设计的基本概念并能够具有一般的设计能力。学生通过这门课程后需要掌握初步的设计能力,能做出符合建筑结构实际情况的抗震设计方案。教学目标也是我们评价教学效果的一个重要标准,在今后教学改革的措施都要通过这一个标准来衡量其效果。

二、建筑抗震设计教学要点

建筑抗震设计课程在教学过程中教师必须要把握住一系列要点,只有把握住要点才能实现真正有效的教学。今后的建筑抗震设计教学无论是从教学内容,还是从教学课程设置来看都需要进行有针对性的变革。

(一)重视抗震防线的设置。在建筑抗震设计过程中抗震防线的设置最为重要,多层抗震防线的设计有助于提升建筑结构的抗震性能。当前国家通行的《建筑抗震设计规范》中也曾明确要求在建筑结构抗震设计中必须要设置躲到抗震防线。在某些地震案例中会发现那些钢筋混凝土结构好的地方受地震影响大,而那些抗震性能相对较差的砌体没有倒下。之所以会出现这种现象一个很重要的原因就在于设置了多道防线。

在教学过程中必须要让学生充分认识到设置多道抗震防线的重要性。对于框架结构而言尤其是像教学楼那样的大空间结构,在设计过程中如果能够合理设置柱间支撑或者柱子翼墙就能够有效增强结构的纵向刚度,剪力墙结构如果能够合理设置连梁就能作为建筑结构的“第一道防线”。针对多层框架的设计在楼梯间墙体要设置剪力墙,这样可以有效地形成抗震的多道防线,采用这样的设计方法对于提升建筑抗震性能具有重要意义。

(二)合理设置抗震构造。在建筑抗震设计过程中合理设置抗震构造具有重要意义,是提升建筑抗震性能的有效途径。在建筑抗震设计过程中重点是要提升薄弱部位的抗震能力。

针对砌体结构的抗震设计必须要严格按照《规范》来进行设计,对于楼梯、电梯间四角、不规则部位纵横墙交接处以及较大洞口两侧等部位的抗震设计必须要保持高度重视。对于大跨度梁的设计需要采用组合砌体的方式来予以实现,需要对沿楼面大梁平面内,平面外的静力以及抗震承载力来进行精确验算。框架结构节点钢筋必须要满足锚固要求,梁的塑性效能也需要充分发挥出来,这样可以有效避免柱以及节点破坏形成几何可变体系从而倒塌。此外针对女儿墙等非结构构件在设计过程中必须要保证具有良好的变形能力,为了避免地震时脱落伤人,建筑物出入口上不的玻璃幕、女儿墙以及挑檐等部位需要吊顶。

如果设计者是采用预制装配式楼板时必须要做好预制板间拉结锚固工作。为了提高高楼盖的整体性还可以设置板边圈梁、板缝现浇配筋带等。

(三)要坚持强柱弱梁原则。建筑抗震的设计重点是要坚持这一原则,针对钢筋混凝土框架的设计也要按照这一原则来进行详细计算。在设计过程中即便是框架柱增加了柱端弯矩的设计值在计算时也只能按照构造要求来进行配筋。在设计过程中要对于占据建筑结构大比重的抗震等级一般是二三级构件,可是在实际设计过程中无论怎么精确也最终会形成强梁弱柱的现象,这是我们需要注意的一个问题。在结构设计过程中必须要保证建筑结构体系的合理设置。这是做好建筑抗震设计的关键,只有做到这一点才能真正做好建筑抗震结构的设计。

三、运用多种教学方式,实现有效教学

建筑抗震设计教学方式是多种多样的,在教学过程中教师必须要选择合理的教学方式才能实现有效教学。在今后教学过程中需要采用先进的教学方法和教学手段来进行教学。当前传统的教学方法已经不能适应教学实际,只有不断创新教学方法和教学理念,把建筑抗震设计变成一门理论与实践相结合的课程,才能最终提升学生的实践创新能力。因而在实际教学过程中教学人员需要把握住以下几点:

(一)合理利用多媒体来进行教学。建筑抗震设计是一门与实际联系非常紧密的学科,在教学过程中合理用用多媒体技术来进行教学有助于培养学生理论与实际相连接的能力。传统的教学方法虽然能够把课本中的理论知识讲清楚可是学生理解起来就要花费很大气力,学生接受起来是非常不容易的,因而在教学过程中合理应用多媒体设备就显得非常有必要。在实际教学过程中可以通过PPT、音乐、视频、图片等多种表现形式来进行建筑抗震设计教学采用这样的手段可以有效提升建筑抗震设计教学水平。通过图片的对比分析可以让学生产生强烈的冲击力,这样可以激发学生的好奇心和社会责任感,这对于增强学生的学习积极性和主动性是有很大好处的。

(二)要实现可研教学。建筑抗震设计是一门应用性和实践性都很强的学科,通过抗震实验能够获得许多知识。最新的抗震设计方法和技术也只有通过抗震实验才能完美的表达出来。在实际教学过程中实现可研教学意义重大。在今后教学过程中教学人员要充分认识到可研教学的重要性,要多做实验,要通过观摩典型的、大型工程结构抗震、隔震、减震科研实验来增强学生们的感性认识,提升学生们科学研究兴趣和解决问题的能力,通过专门的科学实验可以让他们掌握更多的知识,让他们加深对理论基础知识的印象。在教学过程中还可以创造条件组建高水准的重点实验,要配备先进的实验设备,多做一些典型结构的抗震、隔震实验,丰富实验素材。只有这样才能不断提升学生的学习能力。

(三)实现理论教学与抗震设计实践相结合。正如上文所述《建筑抗震设计》是一门应用性和实践性都很强的学科,因而在教学过程中必须要与抗震实际相结合。要增加实践课程,要多参加实际设计工作,实地参观施工现场,通过这样的方法来增强学生对工程实际的了解,这样学生在设计过程中也会不断根据实际要求来进行设计,设计水平也将会明显上升,在毕业设计过程中要专门规定必须要对特定建筑结构做出抗震设计,通过这样的规定可以增强学生独立分析问题和解决问题的能力。重视实践,加强实践教学是建筑抗震实际的重点,我们必须要高度重视这一点。

(四)实现讲授、讨论、自学相结合。在理论教学过程中教师必须要改变以往教授为主的模式。在理论教学过程中要实现讲授、讨论与自学的有机结合。对于抗震概念设计、抗震计算、抗震构造措施等内容要多倾听学生的意见,要鼓励学生积极讨论,这样可以实现有针对性的讲解。对于那些重点章节的内容,教师必须要深入细致地进行讲解,为了增强教学效果还可以通过增加互动性习题的方式来进行教学。在教学过程中教师要首先制定讨论题目,让学生根据讨论题目来进行热烈的讨论,教师还可以通过课堂分组讨论以及答辩等形式来进行教学,这样可以有效调动学生积极性和创造性。

建筑抗震设计建筑专业中一项核心课程,做好建筑抗震设计是提升建筑结构抗震性能的有效途径。在教学改革不断深入的背景下建筑抗震设计也应该不断变革。本文详细分析了建筑抗震设计课程的教学内容和教学方法,随后分析了教学要点,最后重点论述了实现有效教学的各种策略。建筑抗震设计是一门核心课程,加强对这门课的研究,实现有效教学意义重大。在今后教学过程中要高度重视实践教学。

参考文献

建筑结构抗震设计论文范文4

关键词:建筑结构;基于性能;抗震设计;要点

引言

近年来,随着现代社会的快速发展,国内外地震发生的频率越来越高。从1978年中国的唐山大地震,到1994年美国的洛杉矶大地震,到1995年的日本阪神地震,再到2008年中国的汶川地震,再到2010年的海地地震,再到最近四川雅安大地震等等,一些列的大地震不仅对人们的生命财产造成了巨大的损失,同时对于整个国民经济的发展差生了严重的影响。历次的地震对我们所造成的影响一直在提醒我们,现有的抗震设计思想与方法均存在一定的问题,必须要对建筑结构在地震作用下的行为进行控制。因此,现行的抗震设计规范及方法需要进一步的完善,在此基础上本文提出了基于性能的抗震设计。本文首先对基于抗震设计的基本的概念进行了简单的介绍,接着就基于性能的抗震设计中的几个主要方面进行了阐述。在最后对全文进行了简单的总结。

一、基于性能的建筑结构的抗震设计概念

基于性能的抗震设计方法是一种基于“投资-效益”准则,兼顾结构抗震设计共性和个性要求的抗震设计方法,是抗震设计理论的变革。基于性能的抗震设计方法可以根据具体的情况,选取适当的设防目标,设计功能多样化的建筑结构,这样的设计方案就可以满足不同的设防目标。基于性能的抗震设计是比基于力,基于位移或者基于其他方面的抗震设计更为广泛的设计理念,基于性能的抗震设计可以更为直接的满足用户对于建筑的要求。

基于性能的抗震设计不是一个新的概念,目前对于这方面的研究也引起了人们的重视,并取得一定的成果,但是现在对于给予性能的抗震设计国际上还没有形成一个统一的定义。不同学者对于基于性能的抗震设计有不同的描述,但是大体上的意思都差不多,都传输了一个设计思想:建筑结构在正式使用的过程中,能够对于不同程度的地震有一定的抵御能力,建筑本身的性能能够应对相应程度的地震。基于性能的抗震设计的可行目标是在耗用资源最少的情况下,设计出能够抵抗最糟糕的情况的建筑结构,确保群众的生命财产,减少国民经济的损失。

二、基于性能的抗震设计主要内容

抗震性能目标是社会和住户所期望的的结构抗震性能,而结构抗震性能设计理论的基本内容主要包括地震设防标准、结构抗震性能目标、结构抗震设计方法等三个方面的内容。

1、地震设防标准

简单来说,地震设防标准是指未来可能作用于场地的地震作用大小。具体来讲,地震设防水准是指在抗震设防中如何根据客观的设防环境和已定的设防目标,同时考虑到具体的社会经济条件来确定采用多大的地址动参数。而目前对于地震动的研究还处于发展阶段,设防水准还只是基于地震动时的剧烈程度来进行设防的。但是根据实际情况,地震动所持续的时间以及其振动的次数对于建筑结构都会产生些相当大的威胁,所以要想更好的实现基于性能的抗震设计,对于地震动的持续时间,地震动的次数等参数对于建筑结构性能的影响都需要继续进行研究。目前,基于力和基于位移等结构性能的设防水准已被提出,其中基于位移的结构性能的设防标准最方便使用。结构抗震性能目标是指对某种程度的地震设定一定的标准,由该标准规定建筑结构在地震是所能承受的负荷,根据PBSD,可将其划分为五个等级,具体见下表。

2、基于性能的抗震设计的分析和设计方法

在强烈的地震的作用下,建筑结构一般都会出现一定程度上的损坏。在建筑结构抗震性能设计中,就必须要对建筑结构在强烈地震作用下结构本身所能承受的负荷范围进行一定的估计。一般而言,抗震性能分析方法有四种:线性静力分析方法、线性动力分析方法、非线性静力分析方法、非线性动力分析方法。其中线性静力分析方法一般适用于构件的截面设计,非线性静力分析方法是一种逐渐得到广泛应用的评估结构抗震性能的简化方法,非线性动力分析方法是一种弹性塑性时积分析方法。

抗震设计方法是基于性能的抗震设计理论的核心问题。建筑结构性能抗震设计的思想和现行的建筑结构设计思想以及具体的处理模式上均有所不同。但是这并不意味着建筑结构性能抗震设计完全不兼容现有的抗震设计技术以及其他方面的研究,他们只是在考虑具体的设计方案时所考虑的对象参数以及数量上有所区别。根据具体的地质条件设定多级地震设防水准、根据住户的具体要求设定抗震目标、确定具体的设计方案、组织人员进行施工以及后期的维修是结构性能抗震设计的过程的一般程序。实际中,基于性能的抗震设计方法主要有两种:一种是基于传统的设计方法。第二种是基于位移的抗震设计。这种设计方法是采用结构位移作为性能指标。与传统的设计方法相比,基于位移的抗震设计方法改变了已有的设计过程,直接以目标位移作为设计的变量。采用这种设计方法可以从一开始就明确设计的设防标准,从而避免了传统设计方法中因为重复设计而增加投入的弊端。基于位移的性能抗震设计方法实用性更高。

结束语

越来越频繁的地震对人民群众的生命财产所造成的损失,迫使广大学者不得不对建筑结构的抗震性能提出更高的要求。本文首先对基于性能的建筑结构抗震的概念进行了简单的介绍,接着又从多级地震设防水准和基于性能的抗震分析和设计方法两大方面对建筑结构基于性能抗震设计主要的要点分别进行了阐述。然而,现阶段,我国对于基于性能的抗震设计的研究还处于正在发展阶段,很多方面都还需要完善,特别是对于地震动中其他参数的影响还有待进一步的研究。但是我相信,在广大学者的共同努力下,基于性能的抗震设计会不断地完善。

参考文献:

[1]罗奇峰、王翠梅,《从近几年震害总结中提出的结构性能设计理论》,工程抗震,2001年6月,4-7

[2]王学军、何政、欧进萍,《非结构构件性能设计初探》,低温建筑技术,2000年,20-21

[3]张新培,《基于性能的抗震结构设计理论的若干进展》,四川建筑科学研究,2001年,34-35

[4]马宏旺、吕西林,《建筑结构基于性能抗震设计的几个问题》,同济大学学报,2002年,1429-1434

[5]刘华新、张旭、邢颖,《建筑结构基于性能设计的研究与发展》,辽宁工学院学报,2005年,110-112

建筑结构抗震设计论文范文5

关键词 :建筑结构 抗震 设计

1.引言

随着城市化进程的加快和人类生活水平的提高,在现代的结构设计中的重要环节就是对建筑的抗震结构的设计。对建筑物的抗震结构设计直接能影响到其抗震能力,也是在没办法预测地震的情况下保护建筑受到损害的有效方式。针对这种情况,下面主要对建筑物抗震的结构体系和结构参数进行讨论。

2.抗震概念设计

建筑工程的抗震概念设计,换种说法就是根据基本的建筑设计原则和思路对具体的建筑工程进行工程布局并对细节的构造进行确定的过程,其设计的原则和思路是在长期的工作经验中形成的。在对抗震设计时对抗震的计算是不可或缺的,抗震计算的基础是概念设计。概念设计之所以在与抗震计算的比较中起着更重要作用的原因有三个,首先就是地面和地震的运动具有极大的不确定性,其次就是我们还没有对地震时地面运动的复杂性有很确切的掌握,最后就是地震时的结构反应负责程度并没有在结构设计概念中充分的体现出来。所以,简简单单的靠着计算的结果就完成对建筑的抗震设计是不全面的,甚至是很危险的。抗震概念设计的基本原则是要注意抗震场地的科学选择,选择合适的结构抗震体系,选择合理的结构材料。

3.建筑结构抗震设计的措施

3.1 材料的选择

建筑结构抗震设计一般因地区而异,抗震建筑材料的选择一般要基于此地区的地震历史记录。由一个地区的地震历史记录可以得出科学的数据,这些数据可以反映此地区建筑的抗震要求。建筑结构受材料的刚度和塑性的影响,一般来说,满足了基本的设计思路之后,质地轻的材料,抗震性能比较低。在东北,为了使建筑物达到一定的抗震效果,钢筋混凝土则是选择比较多的材料。伸缩缝的设计达到了很好的抗震效果,它一般为大型建筑物的抗震措施,主要是提高基础的稳定性。

3.2 隔震措施

一般情况下是根据建筑物的地理环境和建筑尺寸来抗振,隔震措施也是一种有效的抗震设计。隔震措施一般包括地基隔震、基础隔震、间层隔震和悬挂隔震四种。隔震措施的设置减弱了地震对建筑物的冲击,它们一般设置在建筑物比较关键的位置。

第一,地基隔震措施:沥青原料的隔震层是我国现行比较常见的隔震层。地基隔震层是缓冲层,因其位于建筑物的基础底部与土层相接触的位置,所以它能在地震时很好地吸收和反射作用力,从而减少地震对建筑物的损害。科技在发展,相信隔震层的设计也会越来越完善。

第二,基础隔震措施:基础抗震一般包括混合隔震、基底滑移隔震和夹层橡胶隔震。基础隔震的作用机理主要是防止地震由地基处向上蔓延,所以多层建筑一般都会采用基础隔震措施。一个建筑物的建设最重要的就是基础结构设计,上层建筑取决于基础,所以要很重视基础结构的设计。

第三,间层隔震措施:间层隔震设计的实施简单易操作,所以在早期建筑里间层隔震是比较常见的。间层隔震可以吸收地震冲击余力,减弱地震力的作用。

第四,悬挂隔震措施:这是应用于大型钢结构建筑中的抗震措施,而且抗震效果很好。悬挂隔震的作用机理是通过建筑物的悬挂来达到隔震的效果。悬挂结构分为主体和子体,地震时,主体承受大部分的地震力来减少地震对子体的损害,需要介质传导的震力从而不能够传导,地震对上层建筑物的主体结构的损害就能有效的降低。悬挂隔震的隔震效果明显,也在逐步被投入使用中。在多次的实践和探索之后,悬挂隔震的设计思想将更加完善,建筑物的安全将得到有效的提高。

3.3 合理的建筑结构参数设计

(1)建筑结构靠的是延展性来抵抗地震作用对墙体的非弹性形变。所以在地震发生时,建筑结构的延性和建筑的结构有着同样的重要性。为了让钢筋混凝土结构能在地震发生时能够表现出良好的延性,就有必要在对其参数设计时将塑形变形重点集中在具有很好的延展能力的构件重,或者集中在容易保证良好延展性的构件中。建筑的参数设计是对地震作用下的房屋构件的响应计算,其中包含岁各墙柱梁板的承载力和变形等计算。

(2)在进行开市计算工作之前,要根据高层建筑的实际工况,确定合适的计算模型,特殊情况下能根据概念设计做相应的简化处理和计算。计算软件条件在输入时要严格的按照相关的规范和标准的规定进行,根据实际施工情况可以做特殊的处理。在对结构复杂的结构进行变形和内力分析时,要采取两种以上不同的力学模型,目前常用的理论有两种,分别是主拉应力和剪摩理论。主拉应力理论主要用于砖砌体,剪摩理论主要用在砌块结构上。

3.4 通过效能减震设计来抗震

效能减震一般是通过效能器和阻尼器来达到抗震的效果,且效果显著。消能器能够消耗地震的能量,阻尼器能够吸收地震的能量,从而使建筑主体结构的安全性得到保障。效能减震的应用范围广,在新旧建筑中都可以应用。

传统的抗震结构体系是通过改变结构的刚度来达到抗震的效果。但该体系也有不足之处。第一:这种设计的结果是建筑断裂,但并不倒塌,所以它不适合用于有纪念价值的建筑、造价比较高的建筑和核电发电站等。第二:建筑物的断裂是非弹性形变,非弹性形变是不可恢复性形变,经过地震的建筑物发生非弹性形变,震后建筑物的修复将成为一大难题,若建筑物形变比较严重将不可能被修复,只能摒弃原建筑用更多的资金建新的建筑。随着时代的进步,高层建筑物越来越多,建筑物的抗震要求也越来越高,传统的抗震结构体系的缺陷表现出来,不能使建筑物达到一定的抗震标准。新型的效能减震设计,能够使建筑物的抗震水平达到标准,其应用范围广,抗震效果显著。

3.5 通过防止共振的抗震设计

两个物体的自振周期接近时容易发生共振现象,地震时,建筑物和场地发生共振,建筑物将很容易倒塌。所以要提高建筑物的抗震性能就要防止共振的产生。建筑物的自振周期受结构的层数、结构类别和结构体系的影响,要避免建筑物和场地发生共振,就要使其的自振周期有所差异。所以要对这些影响因素做一些调整,来防止共振现象的出现。

参考文献:

[1]李军鹏,耿俊景.浅谈建筑结构抗震的概念设计.《城市建设理论研究(电子版) 》.2013年18期

建筑结构抗震设计论文范文6

关键词:建筑工程;抗震; 结构设计

1建筑抗震的理论分析

1.1 建筑结构抗震规范。建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

1.2 抗震设计的理论。

①拟静力理论。拟静力理论是20世纪10~40年展起来的一种理论,它在估计地震对结构设计的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小相当于结构的重量乘以一个比例常数。

②反应谱理论。反应谱理论是在20世纪40~60年展起来的,它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加州理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。

③动力理论。动力理论是20世纪70-80年代广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而完成抗震设计工作。

2 高层建筑结构中抗震设计特点

2.1控制建筑物的侧移是重要的指标。在地震荷载作用下,建筑结构所产生的水平剪切力占主导地位,所以建筑物会产生明显的侧移,随建筑结构的高度不断曾加,结构的侧向位移迅速增大,但该变形要在一定限度之内,这样才能保证结构安全以及使用功能。

2.2地震荷载中的水平荷载是决定因素。水平荷载会使建筑物产生倾覆力矩,并且在结构的竖向构件中引起很大的轴力,这些都与建筑物高度的两次方成正比,故随建筑结构高度的增加,水平载荷大相径庭。对高度一定的建筑物而言,竖向荷载基本上是不变的,但是随着建筑物的质量、刚度等动力特性的不同,水平地震荷载和风荷载的变化是比较大的。

2.3要重视建筑结构的延性设计。高层建筑结构随着高度增加,刚度减小,显得更柔 ,在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有足够的变形能力,使结构进入塑性变形阶段仍然安全,需要在结构构造上采取有利的措施,使得建筑结构具有足够的延性。

3 建筑结构中抗震设计的关键问题

3.1 场地选择。场地选择是建筑结构抗震设计中的关键问题之一,在建筑施工中,需要选择对建筑物抗震有利的场地,需要避开对建筑物抗震不利的场地,尤其是在危险地段,更不应该修筑建筑物。研究表明,地震对建筑物造成很大的破坏,除了地震释放的能量,引起的结构性破坏之外,还有一个非常重要的原因就是建筑物场地的选择。所以,为了提高建筑物的抗震性能,在修筑建筑物时,进行地段选择的时候,需要选择有利的地段,避开对建筑抗震不利的地段,比如软弱场地土,易液化土,状态不均匀地段。当然,在工程建设中,如果确实不能避开这些地段的时候,则需要采取相应的加固措施,以强化建筑物的抗震能力。

3.2 结构体系选择。

①结构体系需要避免对建筑整体抗震产生不利影响。在进行设计的时候,需要考虑不能因为部分结构的破坏而导致整个建筑结构抗震能力下降或者丧失。②结构体系需要有明确的计算简图和合理的地震作用传播途径。

③结构体系需要具备必要的承载能力,良好的变形能力和消耗地震能量的能力。由于钢筋混凝土结构具有上述良好的能力,所以在建筑结构设计中,需要使用钢筋混凝土结构。

④结构体系需要具有合理的刚度和强度。需要具有合理的刚度和强度分布,避免因局部的变形或者削弱而形成薄弱部位,产生过大的应力集中或者塑性变形集中。

3.3 结构的规则性。结构的规则性主要表现在建筑主体抗侧力结构上,尤其需要注意以下四个问题:

①建筑主体抗侧力结构需要注意两个主轴方向的刚度需要比较接近,其变形特性还需要比较的相似。

②建筑主体抗侧力结构构成变化比较均匀,不应当有突变的情况发生。

③从建筑主体抗侧力结构的平面布置来看,需要注意的是,应该注意同一主轴方向的各片抗侧力结构刚度尽量均匀,这样有利于建筑整体的抗震性能的发挥。

④建筑主体抗侧力结构的平面布置需要注意,中央核心和周边结构的刚度协调均匀,以避免产生过大的扭曲变形。重视建筑平面布置的规则性是相当重要的工作,在实践中需要高度重视。

4 提高建筑结构抗震能力的措施

为了提高建筑结构抗震能力,结合当前建筑行业的实际情况,笔者认为应该采取以下措施:

4.1 合理布局地震外力能量的传递吸收途径。这是提高建筑结构抗震能力的第一步,通过这样的合理布局,能够保证支柱、墙和梁的轴线处于同一平面,从而使得构件双向抗侧力体系形成。通过这样的布局,当地震发生的时候,支柱、墙和梁呈弯剪破坏,并且,塑性屈服尽量在墙的底部产生。此外,当地震发生的时候,连梁宜在梁端塑性屈服,还具有足够的变形能力。通过这种结构和布局,当地震发生的时候,在墙段充分发挥它的抗震作用前,按照强墙弱梁的原则加强墙肢的承载力,这样使得墙肢的剪切应力得以破坏,从而使得建筑结构的抗震能力得到了提高。

4.2 按照抗震等级对梁、柱以及墙的节点采取相应的抗震构造措施。这样做的目的是为了保证在地震发生的时候,梁、柱以及墙都能够达到抗震的标准。建筑物的主体常常使用的是钢筋结构,如果钢筋结构的延性和承载力较好的话,建筑物的抗震能力较强。所以,为了保证建筑钢筋结构的延性和承载力,在结构设计的时候需要按照强剪弱弯、强柱弱梁、强节点弱构件的原则进行,对柱截面的尺寸进行合理的控制,合理控制柱的轴压比,严格按照构造配件的要求,对节点的构造措施尤其需要加强,提高节点的牢固性和抗震能力。

4.3 设置多道抗震防线。提高建筑结构抗震能力,设置多道抗震防线是十分必要的。也就是在一个抗震结构体系中,当地震发生的时候,在地震作用下,一部分延性较好的构件首先达到屈服,能够担负起第一道抗震防线的作用。而其他的构件同样起着抗震防护的作用。