建筑抗震设计论文范例6篇

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建筑抗震设计论文

建筑抗震设计论文范文1

高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。随着大城市的发展,城市用地紧张,市区地价日益高涨,促使近代高层建筑的出现,电梯的发明更使高层建筑越建越高。宏伟的高层建筑是经济实力的象征,具有重要的宣传效应,在日益激烈的商业竞争中,更扮演了重要的角色。

自从1886年世界上第一栋近代高层建筑——美国芝加哥家庭保险公司大楼(HomeIuranceBuilding,10层,高55m)建成以来,至今已有100多年的历史了。高层建筑不仅在材料和结构体系上逐渐多样化,而且在高度上也有大幅度增长。而一次又一次地震灾难及教训,警示人们:防震减灾任重道远,刻不容缓。

从上个世纪开始,各国的专家、学者对抗震设计进行了一系列研究。进入90年代,结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的历史日程。特别是我国处于地震多发区(地震基本烈度6度及其以上的地震区面积约占全国面积的60%),高层抗震设计设防更是工程设计面临的迫切的任务。作为工程抗震设计的依据,高层建筑抗震分析更处于非常重要的地位。

二、材料的选用和结构体系问题在地震多发区,采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到人们的重视。

我国高层建筑中常采用的结构体系有:框架、框架-剪力墙、剪力墙和筒体等几种体系,这也是其他国家高层建筑采用的主要体系。但国外,特别地震区,是以刚结构为主,而在我国钢筋混凝土结构几混合结构却占了90%.如此高的钢筋混凝土结构及混合结构,国内外都还没有经受较大的考验。钢结构同混凝土结构相比,具有优越的强度、韧性和延性,强度重量比,总体上看抗震性能好,抗震能力强。

震害调查表明,钢结构较少出现倒塌破坏情况。在高层建筑中采用框架-核心筒体系,因其比钢结构的用钢量少,又可减少柱子断面,故常被业主所看中。混合结构的钢筋混凝土内往往要承受80%以上的震层剪力,有的高达90%以上。由于结构以钢筋混凝土结构的位移值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大,靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移,不仅增加了钢结构的负担,而且效果不大,有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构,形成加强层才能满足规范侧移限值;

此外,在结构体系或柱距变化时,需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成刚度而导致结构刚度突变,常常会使与加强层或转换层相邻的柱构件剪力突然加大,加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处很难实现强柱弱梁。因此在需要设置加强层及转换层时,要慎重选择其结构模式,尽量减小其本身刚度,减小其不利影响。

唐山钢铁厂震害调查资料统计参数结构形式总建筑面积(万㎡)倒塌和严重破坏比例(%)中等破坏比例(%)钢结构3.6709.3钢筋混凝土结构4.0623.247.9砌体结构3.0941.220.9在高层建筑中,应注意结构体系及材料的优选。现在我国钢材产量已居世界前列,建筑钢材的类型及品种也在逐渐增多,钢结构的加工制造能力已有了很大提高,因此在有条件的地方,建议尽可能采用型钢混凝土结构(SRC)、钢管混凝土结构(CFS)或钢结构(S或),以减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能。

在超过一定高度后,由于钢结构质量较轻而且较柔,为减小风振而需要采用混凝土材料,钢骨(钢管)混凝土,通常作为首选。工程经验表明:利用钢管混凝土承重柱自重可减轻65%左右,由于柱截面减小而相应增加使用面积,钢材消耗指标与钢筋混凝土结构相近,而工程造价和钢筋混凝土结构相比可降低15%左右,工程施工工期缩短1/2.此外钢管混凝土结构显示出良好的延性和韧性。

1995年日本阪神地震震害说明,在钢骨混凝土构件中,采用格构式的型钢时,震害严重,采用实腹式的大型型钢或焊接工字钢的,则震害轻微。因此,在高层建筑结构中,若用钢骨混凝土构件,建议使用后者。

建筑抗震设计论文范文2

关键词:抗震设计 ;基于性能 ;地震设防水准 ;设计方法 ;位移影响系数法 ;能力谱法 ;直接位移设计法

中图分类号:TU973+.31文献标识码: A 文章编号:

一、基于性能的抗震设计的产生

20世纪初期,日本的森房吉教授(1868—1923)在对当时的地震灾害和理论认识进行研究之后,提出了最早的结构抗震设计方法。在之后的一百年间,随着科学技术的不断发展,人们对地震的反映特征和发展特征的研究和把握不断深入,结构抗震设计理论及方法也在不断进步当中。

目前 “大震不倒,中震可修,小震不坏”,作为抗震结构设计指导思想被国际普遍认可。至此,抗震结构设计可以说已经取得了显著的进步,此类建筑在地震中也表现出较好的抗震性能。但是,目前的三个水准的设计理念主要是以保护人类生命安全为目的,对于地震造成的其他破坏不能很好地进行控制。尤其是现代社会的高速发展使得大量人群、财富和资源可能集中在某一区域,如大城市中。在这些区域一旦发生地震,将会造成巨大的经济损失,对生还者的心里造成严重打击,也是十分不利于震后重建工作的开展。因此,要求人们在进行抗震设计时不仅防止地震对生命安全造成伤害,也要尽可能减少房屋倒塌对其他方面造成破坏。基于以上考虑,在1994年美国洛杉矶大地震和1995年日本阪神大地震之后,基于性能的抗震结构设计被广泛研究推广,并被认为是未来抗震结构设计的主要指导思想。

这项设计最早出现在桥梁抗震设计中,用量化的抗震指标来控制抗震性能,从而改进传统的设计理念。1995年,这一理念被美国放眼21世纪委员会提出了之后,便得到了美国政府的大力支持,日本、新西兰、澳大利亚、英国、智利等国家也先后投入研究。

二、基于性能抗震设计的特点

通过与现行抗震设计理念的对比,可得到基于性能抗震设计理念的特点。

1.采用多级设防。与现阶段“大震不倒、中震可修、小震不坏”的三阶段设防目标

相比,基于性能的抗震设计注重多级防护,注意保护建筑的内部设施与非结构件,从而达到了在地震发生时既保护业主安全又减轻了业主和社会的经济损失。

2.投资准则效益。投资准则效益反映了抗震设计思想的重要转变,是基于性能抗震设计的一个基本原则。即从只注重安全变为同时注重安全、经济等多个方面。根据这一准则,结构设计按照结构性能的要求,考虑到所拥有的所有资源,在安全和经济之间找到平衡、合理的切入点,得到优化的最佳方案。

三.设防水平

1.地震设防水平。地震设防水平是指在未来可能作用于建筑结构的地震强度大小。由于地震设防水平直接决定了建筑物的抗震能力,所以它在基于性能的抗震设计的理论中占有重要的位置,应充分考虑到已优化的经验基础,并根据地震参数具体确定。

2.结构性能水平。结构性能水平是在预期地震等级的作用下对建筑物破坏的最大程度。由于基于性能的抗震设计是考虑到结构构件、内部设施、非结构构件、装修等多种因素,因此除了应该对对建筑主体结构带来的损失有控制力外,还要充分考虑到对非主体的损坏的控制。所以说,能兼顾主体与非主体结构破坏程度的结构性能水准才是科学的、合理的。

四、基于性能抗震设计的方法

目前基于性能的抗震设计方法主要有:位移影响系数、直接位移、能力谱设计等方法。

1.位移影响系数法。该方法基于结构性能设计,即通过分析预先得到位移的最大期望值,然后利用模态、等效的方法进行确定,从而修正此系数。但是此方法目前也存在着一些问题,比如无法具体地体现出抗震水准与具体结构、楼层的损坏情况。

2.直接位移设计法。本方法适用于结构性能设计,即根据地震等级预期计算位移,使结构达到预期位移。本方法最大的特点是概念简单,但是只能从建筑材料的极限变化确定相应数值,不能考虑到预期之外的地震效应。

3.能力谱法。能力谱法是将地震反应谱与能力谱曲线转化成需求谱,从而评判该建筑的抗震性能。本方法侧重于对结构的实际性能进行评估与检验。另外,能力谱法只适用于分布比较均匀且平面结构可化简的结构。

总结:

基于性能的抗震设计是一个涵盖范围很广的体系,与现行抗震设计相比,它具有以下优点:

基于性能的抗震设计目标多而且具体,具有更强的可操作性与适应性,也具有更

大的实际作用意义。

基于性能的抗震设计提供给了设计者更大的灵活性。在符合相关规定与要求的前

提下,设计者可自行选择能实现业主抗震目标的设计方案与相对应的结构措施,充分发挥了设计者的创造性与创新性。

基于性能的抗震设计将之前单一的以保障业主生命安全的抗震目标转变为在不同

的地震风险等级下满足不同的抗震需求,并综合了经济、安全等多方面因素,充分考虑到了投资、震后损失、灾后重建、社会效益与业主的承受能力等多方面因素,更符合当今社会的需求。

基于性能的抗震建筑结构设计思路已经成为了未来抗震设计的主要发展思想,,得到了国际社会的广泛认可。特别是美日两国,在这一方面进行了大量的研究,并得到了一定成果。我国在这个项目的研究上起步较晚,但是为达到与国际社会同步,我国与国际社会上在这方面取得先进成果的专家多次进行学术交流,中国许多高校目前也已经开展了此项研究,从而发展出适合我国国情的基于性能的抗震设计方法。

参考文献:

欧进萍,何政,吴斌,邱法维;钢筋混凝土结构基于地震损伤性能的设计[J];地震工程与工程振动;1999年01期

孙俊,刘铮,刘永芳;工程结构基于性能的抗震设计方法研究[J];四川建筑科学研究;2005年03期小谷俊介,叶列平;日本基于性能结构抗震设计方法的发展[J];建筑结构;2000年06期

韩小雷;郑宜;季静;黄艺燕;;美国基于性能的高层建筑结构抗震设计规范[J];地震工程与工程振动;2008年01期

建筑抗震设计论文范文3

关键词:建筑结构;抗震设计;若干问题;思考

中图分类号:TU3文献标识码: A 文章编号:

随着经济的发展和城市化进程的加快,城市中的高层建筑逐渐增多,建筑的安全性和稳定性受到人们的关注,设计者需要加强对建筑的抗震性设计,减少建筑在地震灾害中的破坏,提高建筑的抗震能力。建筑结构的抗震设计是专业性技术性极强的工作,设计者需要加强抗震场地的选择,提高建筑的整体性和刚度,合理的计算建筑结构的参数,整体上提升建筑结构的抗震性。

建筑结构抗震的基本要求

1、结构构件要具备相关性能。建筑结构的构件是建筑的重要组成部分,构件要具备必要的稳定性、承载力、延性和刚度,建筑结构设计上应该遵循强柱弱梁、强剪弱弯和更强节点核芯区的设计原则,结构的薄弱部位应该进行重点的设计,已经承载了竖向荷载的构件不宜作为主要的耗能构件,结构的构件要满足建筑抗震性的要求。

2、抗震防线的设置。建筑结构抗震性设计是建筑设计的重要组成部分,设计者需要按照建筑设计的要求来设置抗震防线,实现结构构件之间的协同作业。建筑多道抗震防线设置的目的是减少地震对建筑的损坏,实现建筑的内部和外部赘余度设计,建立建筑的屈服区,提高构件的适当刚度和延性,处理好建筑结构内部的强弱关系。建筑抗震防线的设计要避免部分设计过强和部分设计过弱的问题,避免建筑的不合理设计,提高建筑的稳定性设计。

3、加强薄弱部位的抗震性设计。建筑抗震性的设计需要从整体的角度进行,薄弱部位的结构部件要加强设计,提高构件的实际承载力。设计者要实现设计计算的弹力值和实际受力值之间的均匀变化,防止变形力的集中,实现建筑部件之间承载力和刚度的协调。设计者要在设计的过程中有目的加强薄弱部位的抗震设计,对建筑的变形能力进行控制,提高建筑的总体抗震能力。

二、建筑结构抗震设计的关键环节

1、抗震场地的选择。施工场地的地质情况直接影响着建筑的稳定性,建筑结构的抗震性设计需要加强对地基的勘察和检验,在地基稳定性不足的情况下要对桩基进行施工,加强地基的稳定性,减轻地震灾害对建筑的影响。设计者需要选择有利的建筑抗震场地,在加强建筑本身稳定性的基础上减小地基等外部因素对建筑稳定性的影响。在施工场地无法满足有利抗震要求的情况下,设计人员和施工人员可以首先加强地基的稳定性,采取地基液化的方式来消除地基的缺陷,提高建筑上部结构的稳定性。

2、建筑结构的选型和布置要求。现在城市中的高层建筑逐渐增多,建筑的形式逐渐多样化,设计者需要在加强形态设计的同时提高建筑的稳定性。一般而言,建筑的抗震性要求建筑结构形状应该简单,建筑的凹角是不可避免的,房屋突出部分的长度应和宽度保持一定的比例,房屋立面的局部收进尺寸应该严格按照建筑设计的要求进行设计,结构平面长度不应该过大。此外,设计者还要实现建筑平立面质量和刚度分布的均匀和对称,减小建筑的刚度偏心,对建筑薄弱部位的构件要进行充分的计算和设计,避免构件的变形,实现建筑内部结构的对称性。设计者可以对地震缝进行利用,将建筑的结构分成具有规则和简单的小单元。

3、建筑的整体性和刚度设计。城市中的高层建筑都是具有空间刚度的由楼盖和承重构件组成的结构体系,建筑的抗震性主要是由建筑的稳定性和空间的刚度来决定的,刚性楼盖实现了地震作用的分配。近年来,钢筋混凝土在建筑结构中得到了重要的应用,现场浇筑的钢筋混凝土具有水平刚度大和整体性好的优点,可以有效的避免散落和滑移问题,增加建筑整体性,是比较理想的建筑抗震构件。钢筋混凝土楼板还可以控制建筑的层间变形,实现荷载的有效传递,减轻楼板和墙体之间的约束力。因此,设计者需要对现行的现浇混凝土结构进行研究,通过增设构造柱和配置钢筋的方法来加强建筑的整体性,提高建筑的空间强度,整体上提升建筑的抗震性能。

4、建筑结构参数的计算。建筑抗震性设计中包括了房屋构件的变形计算和墙梁柱板的承载力计算,设计者在计算之前需要根据建筑的实际要求和建筑设计规范来建立有效的计算模型,根据模型来简化建筑构件的计算和处理。设计者可以将有关的数据输入到计算机中,对复杂构件的变形和内力进行系统的分析和计算,设计者要对结构的位移、自振周期、层间刚度比、扭转系数以及剪重比进行计算,对结构的扭转效应进行考虑。建筑抗震性设计是专业性技术性极强的工作,构件的计算和分析工作很难一次完成,设计者要在设计理论和设计模型的指导下对试算的结果进行反复的调整,提高建筑防震性设计的合理性。

5、建筑结构的延性抗震设计。结构延性是建筑抵御地震灾害的关键,结构的延性抗震设计是建筑抗震设计的重要组成部分。设计者要按照强柱弱梁的原则进行设计,将柱截面的弯矩进行增大设计,对控制截面的整体承载力进行精确设计。构件抗剪能力是建筑抗震性的重要组成部分,设计者要人为的增大构件抗剪能力,通过增大剪力墙端、梁柱节点、柱端和梁端的系数来提高建筑的剪力值,提高验算和设计的精确度,减小建筑在地震中的剪切破坏。此外,设计者还要提高建筑的塑性耗能能力和建筑的塑性转动能力,对可能出现塑性铰的部位进行重点的设计,加密箍筋,对轴压比进行有效的限制,提高建筑整体稳定性。

三、我国建筑抗震性设计中存在的问题

建筑抗震性要求是建筑稳定性和安全性的关键,设计者要按照设计规范和建筑抗震要求来加强对关键设计环节的控制,整体上提升建筑抗震性的设计质量。在建筑抗震性设计的过程中也存在建筑高度、建筑结构体系、材料选用以及轴压比等问题,设计者需要采取有效的措施进行预防。首先,建筑高度需要符合城市发展的需要,要和施工技术和城市发展水平相适应。其次,设计者要进行转换层和加强层的设计,提高柱结构的抗剪力程度,尽量选用混凝土结构。再次,短柱和轴压比问题会大大削弱结构的延性和塑性变形能力,设计者要加强强柱弱梁设计,对柱的剪跨比和轴压比进行确定,避免短柱问题的发生,按照建筑的施工要求进行轴压比限值的调整。此外,设计者还要提高建筑结构设计的安全度系数,对抗震设计的原则进行重新的审视,提高建筑的抗震设防烈度,采用弹性设计来提高建筑的安全性,减轻地震对建筑安全性和稳定性的破坏。

结语:

随着经济的进步和城市建设进程的加快,城市中的高层建筑甚至是超高层建筑逐渐增多,建筑的抗震性设计逐渐受到人们的关注。建筑结构抗震性设计是专业性技术性极强的工作,设计者需要加强对建筑场地的选择,对建筑构件和整体的弹性和塑性进行设计,利用计算机来提高各项参数的准确性和可靠性,整体上提升建筑的稳定性设计,减轻建筑在地震灾害中的损失。

参考文献:

[1] 赵西安.高层建筑结构抗震设计的一些建议[J]. 工程抗震. 2011(04)

[2] 魏琏.水平地震作用下不对称建筑的抗震计算[J]. 建筑科学. 2010(01)

建筑抗震设计论文范文4

[关键词]抗震设计 ;基于性能 ;地震设防水准 ;设计方法 ;位移影响系数法 ;能力谱法 ;直接位移设计法

中图分类号:TE577 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0313-01

一、基于性能的抗震设计的产生

20世纪初期,日本的森房吉教授(1868―1923)在对当时的地震灾害和理论认识进行研究之后,提出了最早的结构抗震设计方法。在之后的一百年间,随着科学技术的不断发展,人们对地震的反映特征和发展特征的研究和把握不断深入,结构抗震设计理论及方法也在不断进步当中。

目前 “大震不倒,中震可修,小震不坏”,作为抗震结构设计指导思想被国际普遍认可。至此,抗震结构设计可以说已经取得了显著的进步,此类建筑在地震中也表现出较好的抗震性能。但是,目前的三个水准的设计理念主要是以保护人类生命安全为目的,对于地震造成的其他破坏不能很好地进行控制。尤其是现代社会的高速发展使得大量人群、财富和资源可能集中在某一区域,如大城市中。在这些区域一旦发生地震,将会造成巨大的经济损失,对生还者的心里造成严重打击,也是十分不利于震后重建工作的开展。因此,要求人们在进行抗震设计时不仅防止地震对生命安全造成伤害,也要尽可能减少房屋倒塌对其他方面造成破坏。基于以上考虑,在1994年美国洛杉矶大地震和1995年日本阪神大地震之后,基于性能的抗震结构设计被广泛研究推广,并被认为是未来抗震结构设计的主要指导思想。

这项设计最早出现在桥梁抗震设计中,用量化的抗震指标来控制抗震性能,从而改进传统的设计理念。1995年,这一理念被美国放眼21世纪委员会提出了之后,便得到了美国政府的大力支持,日本、新西兰、澳大利亚、英国、智利等国家也先后投入研究。

二、基于性能抗震设计的特点

通过与现行抗震设计理念的对比,可得到基于性能抗震设计理念的特点。

1.采用多级设防。与现阶段“大震不倒、中震可修、小震不坏”的三阶段设防目标

相比,基于性能的抗震设计注重多级防护,注意保护建筑的内部设施与非结构件,从而达到了在地震发生时既保护业主安全又减轻了业主和社会的经济损失。

2.投资准则效益。投资准则效益反映了抗震设计思想的重要转变,是基于性能抗震设计的一个基本原则。即从只注重安全变为同时注重安全、经济等多个方面。根据这一准则,结构设计按照结构性能的要求,考虑到所拥有的所有资源,在安全和经济之间找到平衡、合理的切入点,得到优化的最佳方案。

三.设防水平

1.地震设防水平。地震设防水平是指在未来可能作用于建筑结构的地震强度大小。由于地震设防水平直接决定了建筑物的抗震能力,所以它在基于性能的抗震设计的理论中占有重要的位置,应充分考虑到已优化的经验基础,并根据地震参数具体确定。

2.结构性能水平。结构性能水平是在预期地震等级的作用下对建筑物破坏的最大程度。由于基于性能的抗震设计是考虑到结构构件、内部设施、非结构构件、装修等多种因素,因此除了应该对对建筑主体结构带来的损失有控制力外,还要充分考虑到对非主体的损坏的控制。所以说,能兼顾主体与非主体结构破坏程度的结构性能水准才是科学的、合理的。

四、基于性能抗震设计的方法

目前基于性能的抗震设计方法主要有:位移影响系数、直接位移、能力谱设计等方法。

1.位移影响系数法。该方法基于结构性能设计,即通过分析预先得到位移的最大期望值,然后利用模态、等效的方法进行确定,从而修正此系数。但是此方法目前也存在着一些问题,比如无法具体地体现出抗震水准与具体结构、楼层的损坏情况。

2.直接位移设计法。本方法适用于结构性能设计,即根据地震等级预期计算位移,使结构达到预期位移。本方法最大的特点是概念简单,但是只能从建筑材料的极限变化确定相应数值,不能考虑到预期之外的地震效应。

3.能力谱法。能力谱法是将地震反应谱与能力谱曲线转化成需求谱,从而评判该建筑的抗震性能。本方法侧重于对结构的实际性能进行评估与检验。另外,能力谱法只适用于分布比较均匀且平面结构可化简的结构。

总结:

基于性能的抗震设计是一个涵盖范围很广的体系,与现行抗震设计相比,它具有以下优点:

(1)基于性能的抗震设计目标多而且具体,具有更强的可操作性与适应性,也具有更

大的实际作用意义。

(2)基于性能的抗震设计提供给了设计者更大的灵活性。在符合相关规定与要求的前

提下,设计者可自行选择能实现业主抗震目标的设计方案与相对应的结构措施,充分发挥了设计者的创造性与创新性。

(3)基于性能的抗震设计将之前单一的以保障业主生命安全的抗震目标转变为在不同

的地震风险等级下满足不同的抗震需求,并综合了经济、安全等多方面因素,充分考虑到了投资、震后损失、灾后重建、社会效益与业主的承受能力等多方面因素,更符合当今社会的需求。

基于性能的抗震建筑结构设计思路已经成为了未来抗震设计的主要发展思想,,得到了国际社会的广泛认可。特别是美日两国,在这一方面进行了大量的研究,并得到了一定成果。我国在这个项目的研究上起步较晚,但是为达到与国际社会同步,我国与国际社会上在这方面取得先进成果的专家多次进行学术交流,中国许多高校目前也已经开展了此项研究,从而发展出适合我国国情的基于性能的抗震设计方法。

参考文献

[1]欧进萍,何政,吴斌,邱法维.钢筋混凝土结构基于地震损伤性能的设计[J].地震工程与工程振动,1999(1).

[2]孙俊,刘铮,刘永芳.工程结构基于性能的抗震设计方法研究[J].四川建筑科学研究,2005(3).

[3]小谷俊介,叶列平.日本基于性能结构抗震设计方法的发展[J].建筑结构,2000(6).

[4]韩小雷,郑宜,季静,黄艺燕.美国基于性能的高层建筑结构抗震设计规范[J];.地震工程与工程振动,2008(1).

[5]蒋建.基于性能抗震设计方法与基于承载力抗震设计方法比较研究[J].结构工程师,2008(4).

建筑抗震设计论文范文5

关键词:地震;概念设计;构造;未成年人保护;楼梯间

Abstract: Based on the seismic damage of reinforced concrete construction and masonry structure under earthquake, based on the concept of design, construction, the protection of minors, staircases and other issues, according to " code for seismic design of buildings " ( 50011-2001 ) ( 2008 Edition), combined with work experience, analyzing the reasons, on the seismic design of buildings.

Keywords: earthquake; conceptual design; structure; protection of minors; staircase

[中图分类号] TU352[文献标识码]A[文章编号]

在历次地震中,“89 规范”之前的建筑物多数遭受严重破坏,直至倒塌;90 年以后建造的建筑大部分做到了“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防目标。在地震区,有的钢筋混凝土建筑倒塌了,可相邻的砌体结构却“裂而不倒”。本文依据《建筑抗震设计规范》,结合工作经验,分析原因,浅谈对建筑抗震设计的几点认识。

1、抗震设计应注重概念设计,采取较强的抗震构造措施

地震力作用计算是依据当地50 年设计基准期内超越概率10%的地震烈度对应地震地面运动加速度的设计取值来计算的,原本就是一种数学上的近似计算,想得到精确的计算结果是非常困难的。概念设计是根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。以达到合理的抗震设计目的。设计时只靠提高地震作用来提高抗震能力,需增加结构造价,不符和我国国情;而提高抗震构造措施,增加结构薄弱部位的抗震能

力,是经济有效的方法。

1.1 合理的结构体系《建筑抗震设计规范》第3.5.2 条3.5.3 条规定,不论是钢筋混凝土结构还是砌体结构,均要求结构体系完整,传力路径明确,但在设计中,为满足建筑师的创新突破,结构设计以抽柱子、开大洞、砌体结构中大量钢筋混凝土构件承重、转角开门窗、楼梯间凹凸于建筑转角等作为代价,结果破坏了结构整体性及传力路径,这些部位在地震中率先破坏导至结构失稳坍塌;钢筋混凝土框架结构中,围护墙和隔墙的不合理布置,使结构形成刚度和承载力突变的薄弱部位而引起倒塌,比如上下楼层的数量相差很大导致上刚下柔,墙不到柱顶,形成短柱剪切破坏等。目前的学校建筑因建筑要求及经济因素等的影响多采用单跨的钢筋混凝土框架结构,在结构抗震计算时,此结构体系对抗震明显不利,高烈度区的横向层间位移难以满足规范要求而倒塌。

1.2 设置多道抗震防线在地震区发现,理论上抗震性能较好的钢筋混凝土结构有倒塌的,而抗震性能相对较差的砌体结构却有裂而不倒的;甚至个别私人建造的砖木结构住宅都完好无损;同一地点,同是砌体教学楼,有的损坏严重,甚至倒塌,有的却表现良好。这就是多道抗震防线起了作用。《建筑抗震设计规范》第3.5.3 条对结构体系提出了多道抗震防线的要求,对于结构在大震作用下抗倒塌具有重要意义。砌体结构的构造柱、圈梁虽然不能提高结构的抗震承载力,但作为砌体的约束构件,可以提高墙体的延性。在大震作用下,作为“第二防线”延长建筑物变形时间,约束紧箍建筑物裂而不倒,保证居住者有足够的逃生时间。框架结构,尤其是大空间结构,需合理设置柱间支撑或柱子翼墙(不影响空间采光和美观),增加结构纵向刚度。剪力墙结构应合理设置连梁,让其作为结构的“第一道防线”在大震来临时,率先破坏,消耗地震能量并改变整体结构的动力特性,降低地震力,来保护主体结构的安全。多层框架设计时可考虑将楼梯间的墙体设置成剪力墙,大跨度的公共建筑在适当位置增设剪力墙,形成抗震的多道防线。

1.3 有意识做到“强柱弱梁”《建筑抗震设计规范》第6.2 条说明钢筋混凝土框架结构的设计计算应遵循“强柱弱梁”的原则。在地震中,应该要求的“梁铰机制”在毁坏的钢筋混凝土框架建筑中没有出现,反而出现了大量的“柱铰”。在实际设计中,考虑到部分楼板作用形成T 形梁,将框架梁的抗弯刚度放大到1.5-2.0 后,梁的实际承载力大于梁端弯矩;一般情况下,框架柱即使增大了柱端弯矩设计值,计算结果只能按构造要求配筋;只有当构件抗震等级为9 度一级时,规范才要求按照梁的实配钢筋反算柱端弯矩。因此对于抗震等级为二、三级的构件,实际的结构设计再精确,形成的还是“强梁弱柱”。因此,设计时要有意识的减小框架梁的断面和配筋,尤其是层数低跨度大的框架结构,有必要加大框架柱的截面和配筋。合理确定梁的放大系数,计算后切记不要人为再放大框架梁的配筋。

2、抗震构造的合理设置是提高抗震能力的有效途径

在历次地震中,有许多建筑因构造的不规范、不合理,甚至是因为构造缺失造成整体的跨塌:预制楼板不拉结,砌体结构不设构造柱、圈梁,地震时墙体外倒而楼板垮塌、楼梯板施工缝留在弯矩最大处;楼梯与主体结构连接薄弱,地震时先于主体破坏,堵塞逃生通道;抗震缝宽度不够,或因施工堵塞,不同结构的相邻建筑物在地震中相互碰撞而破坏;框架结构节点钢筋锚固不足,箍筋不加密或不够长度,造成节点先行破坏;填充墙不到顶形成短柱时没有全高加密,造成柱剪切破坏。

《建筑抗震设计规范》提到的构造都是根据以往的地震灾害和工程经验积累出来的有效且必要措施,提高抗震措施,应着眼于把财力、物力用在增加结构薄弱部位的抗震能力上,这是经济而有效的方法。砌体结构应严格按《建筑抗震设计规范》设构造柱、圈梁。尤其是楼梯、电梯间的四角,楼梯段上下端对应墙体,错层部位、不规则部位纵横墙交接处,较大洞口两侧,较小墙垛处,外墙四角、砌体结构受陧阓43嘷=I力集中部位均应设构造柱;加强混凝土大梁与墙体的连接,7-9 度时不得采用独立砖柱,大跨度梁应采用组合砌体,即在支撑部位仅设置构造柱是不够的,是需要进行沿楼面大梁平面内、平面外的静力和抗震承载力验算。框架结构节点钢筋须满足锚固要求,梁柱箍筋按规范加密,注意箍筋与纵筋的比例;填充墙不到顶形成短柱时,框架柱应全高加密,从构造上保证强剪弱弯、强节点强锚固,保证大震来临时,梁的塑性铰能发挥作用,避免柱及节点破坏形成几何可变体系而倒塌。女儿墙等非结构构件应与结构主体可靠连接,且应具有良好的变形能力,尤其是建筑物出入口上部的挑檐、女儿墙、玻璃幕,吊顶避免地震时脱落伤人;严禁采用无锚固的预制混凝土挑檐。当设计必须采用预制装配式楼板时,则应做好预制板间拉接锚固,设置板边圈梁,板缝现浇配筋带,并设置板端现浇配筋腱鞘,有效提高楼盖的整体性。

3、重视未成年人的保护

根据震害,国家再次加强了对未成年人密集居住建筑的抗震设防标准,规定教育建筑中,幼儿园、小学、中学的教学用房及学生宿舍和食堂,抗震设防类别应不低于重点设防类。与大型体育场管(人口密集)同类设置。转贴于中国论文下载中心

4、生命通道“楼梯间”的安全

由于楼梯段侧向刚度较大、山墙较高、休息平台与楼层存在错层,地震中是最容易破坏的。作为逃生通道,楼梯间的抗震设计应予以充分重视。

4.1 楼梯间的混凝土梯段、梁、板应参与计算,并考虑对楼梯间山墙造成的不利影响。

4.2 在教学楼、医院等人群密集的建筑有必要在室外另设疏散楼梯,以便室内楼梯间破坏时有第二个逃生通道。

4.3 楼梯间构造合理,形成应急疏散的安全岛。严格按规范设置构造柱,拉结钢筋,钢筋混凝土带,可靠连接或锚固。

4.4 不应采用墙中悬挑踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯,不应采用无筋砖砌栏板。

4.5 楼梯间不宜设置在房屋的端部或转角处,更不宜设置突出建筑物的转角圆形楼梯间,这都是宜引起地震时集中变形破坏的地方。

5、结语

历次的地震表明,只要严格按《建筑抗震设计规范》设计和保证施工质量,以及震前经过抗震加固的建筑都能达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计要求。

参考文献:

建筑抗震设计论文范文6

论文摘要:《混凝土异型柱技术规程}(JGJ149—2006)的颁布为我国的结构设计人员提供了一本可以参照的国家标准,同时为广大结构设计人员指明了异型柱结构与普通混凝土结构的区别,现将其与《建筑抗震设计规范》(GB500l1-2001)的区别与广大设计人员共同探讨。

引言

新的《混凝土异型柱技术规程》(JGJl49—2006)(简称异型柱规程)于2006年8月颁布,改变了异型柱设计只有地方性规定而没有国标的历。随之而来就是我们对规范的理解可能没有比较深入的研究,另外《异型柱规程》有些规定比《建筑抗震设计规范》(GB50011-2~1)(简称抗震规范)严格。现就规范的几点规定,谈谈个人的一点看法:

(1)异型柱结构最大适应高度

由于异型柱是一种新型的结构形式,只经过十余年的实践。综合考虑现有的理论研究、实验研究成果及设计施工经验,其房屋适用的最大高度较一般的钢筋混凝土结构有所降低。现就《异型柱规程》与《抗震规范》对比见下表:

沈阳市抗震设防烈度为7度,设计基本加速度值为0.10g,超过40米的结构,建议采用短肢剪力墙结构。

(2)异型柱的抗震等级

由于异型柱结构的抗震性能相对于普通混凝土房屋较弱,异型柱结构的抗震等级相对于普通混凝土房屋也应较严格。由于异型柱结构的适用范围较普通混凝土结构小,相应《异型柱规程》的抗震等级分类较《抗震规范》详细。对于丙类建筑抗震设计的房屋,《异型柱规程》给出了抗震等级的确定方法,现就《异型柱规程》与《抗震规范》的异《抗震规范》现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级《异型柱规程》中表3.3—1注3,当为7度(0.15g)时,建于Ⅲ、Ⅳ类声地的异形柱框架结构和框架一剪力墙结构情形时,也按8度(O.20g)采取抗震构造措施,但于括号内所示的抗震等级形式来具体表达,需注意的是《异型柱规程》采取了“应”按表中括号所示的抗震等级采取抗震构造措施,比《抗震规范》的上述对应部分规定(“宜”按……)有所加严

(3)不规则异型柱结构的抗震设计应符合下列要求

1.当异型柱结构楼层竖向构件的最大水

平位移(或层间位移)与该楼层层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值之比大于1.20时,根据《抗震规范》有关规性,可界定为平面不规则的“扭转不规则类型”,但《异型柱规程》规性此时控制该比值不应大于1.45(第3.2.5条第1款),较《抗震规范》相应规定“不大于1.5”有所加严,目的是为了为严格控制异型柱结构平面的不规则性,避免过大的扭转效应而导致严重的震害。

2.当异型柱结构的层间受剪承载力小于上一楼层的80%时,根据《抗震规范》有关规性,可界定为竖向不规则中的“楼层承载力突变类型”,并规定其薄弱层的受剪承载力不应小于上一层的65%,但《异型柱规程》规性此时乘以1.20的增大系数(第3.2.5条第2款),较《抗震规范》相应规定乘以增大系数1.15有所加严

(4)异型柱的抗震作用计算规则

1.《抗震规范》第3.1.4条规定:“抗震设防为6度时,除本规范规定外,对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算”及第5.1.6条规定:“6度时的建筑(建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑除外),以及生土房屋及木结构房屋,应允许不进行截面抗震验算。”但《异型柱规程》第4.2.3条则以强制性条文方式规定:“抗震设防为6度、7度(0.1Og、0.15g)及8度(0.20g)的异型柱结构应进行地震作用计算及结构抗震验算。”本条是基于异型柱结构的抗震性能特点而制定的,6度设防时设计者应注意此条。

2.异型柱的双向偏压正截面承载力随荷载(作用)方向不同而有较大的差异,在L形、T形和十字形三种异型柱中,以L形柱的差异最为显著(设计者应着重加强L形柱的构造)。如根据《抗震规范》5.1.1条第一款(一般情况下(所有烈度),应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算地震作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担),则可能在某些情况下造成结构的不安全性,所以《异型柱规程》4.2.4条第一款规定,7度(0.15g)及8度(0.20g)时尚应对与主轴成45°方向进行补充计算。

(5)异型柱的抗震变形验算

由于异型柱结构的特殊性,《异型柱规程》对异型柱结构的弹性层间位移角限值也较《抗震规范》严格,现比较如下:

考虑到异型柱结构的特殊性,本人建议进行异型柱设计时弹性层间位移角应从严控制:框架结构【】应小于l,800,框架一剪力墙结构【]应小于1/I100。

(6)异型柱框架梁柱节点核心区受剪承载力验算。

《抗震规范》附录D规定:

一、二级框架节点核心区应进行抗震验算;一般