工业建筑抗震设计标准

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工业建筑抗震设计标准范文第1篇

关键词：房屋建筑；抗震设计；加固措施

中国位于环太平洋地震带与欧亚地震带两大地震带的交汇部位，属于地震多发国家。由于之前大多数国家在结构设计中的抗震设计并不能使建筑物良好的应对地震灾害，仍存在大量的不足，因此为克服前者的缺陷建筑抗震性能化设计得到了国际上的广泛认可。

结构的抗震设计是在强烈地震灾害发生后进行的调查以相关数据分析的基础上不断发展完善的。强烈地震灾害给地震区居民带来了严重的人身安全及经济损失，同时也暴露出建筑物结构设计中的不足，为抗震设计理论的完善与发展道路指明了方向。

1 基于性能的抗震设计概述

由于结构的位移与内力都是可以通过测量与计算得到的简单物理量度单位，因此在以往的结构设计中使用的抗震设计主要是基于位移或者是基于内力的设计方法。但由于其局限性，这些设计方法并不能真实有效的应对复杂多变的地震作用，因此更广泛更灵活多变的基于性能的抗震设计思想越来越为人们认可。新西兰学者Park于1976年提出基于结构承载能力的抗震设计，1992年美国学者进一步完善并提出基于性能的抗震设计。

2 建筑物抗震加固技术的研究现状

随着科学技术水平与社会经济的不断提高，建筑物加固技术也得到了前所未有的发展契机。特别是自20世纪 90 年代末以来，新材料、新技术以及新的施工工艺的出现，使结构的抗震加固技术越发完善。

1996年，美国应用技术委员会首先颁布并实施了《混凝土房屋抗震鉴定及修复规程》以及《混凝土和砌体房屋地震损伤评估标准》、《混凝土与砌体房屋地震损伤修复标准》。这些设计标准在地震分析中，采用了粘弹性的静力分析法评价地震作用。20世纪60年代末期我国在大多数房屋建筑中并没有考虑抗震设防。

我国对采用碳纤维裹缚构件进行结构抗震加固研究与应用始于上世纪九十年代末，首次对碳纤维布加固混凝土构件进行试验研究，数据表明碳纤维裹缚构件加固法对梁、柱的刚度以及承载力有着明显的加固效果。

3 房屋建筑相关抗震加固措施

3.1 以承载力为核心的加固法

3.1.1 对构件进行卸载

对建筑物承重构件进行卸载的方法就是降低结构自重荷载或者是作用在承重构件上的荷载，已达到对建筑物进行加固的作用。此加固措施在实际工程中最常应用为采用加气混凝土、空心砖以减轻填充墙自身质量。此种抗震加固措施能够有效地增加建筑物的抗震性能，能够在不改变建筑物结构的情况下满足抗震要求，大大的节约了资源，降低了施工成本。

3.1.2 增加承重构件的截面积

增加承重构件的截面积，顾名思义就是通过增大结构构件的横断面积，提高建筑物的刚度以及承载能力水平。该抗震加固措施主要是增加框架构件配筋量以及构件截面尺寸，这种加固措施不仅可以使构件的抗震水平大大提高，还可以改善之前的不良结构体系。

3.1.3 置换混凝土加固法

置换混凝土加固就是将构件中强度偏低以及存在施工缺陷的部分混凝土采用高等级混凝土进行置换以增加结构的抗震能力。施工过程中应随时对加固构件进行监控，以避免因为施工对结构造成破坏，必要时应预先采用支顶的方式进行卸载。

3.1.4 外包（粘）钢板（角钢）加固法

外包（粘）钢板（角钢）加固法主要适用于建筑物结构的抗震能力以及承载能力远不能满足使用过程中有可能承受的地震作用。采用外包（粘）钢板（角钢）对结构构件进行加固时，必须选用强度较高的复合胶结材料（如改性环氧树脂）进行粘结。

3.1.5 高强纤维（碳纤维）裹缚加固法

加固中采用的高强纤维主要是指碳纤维，此加固法主要适用于因构件轴心受压、大偏心受压以及受弯导致结构破坏的情况，加固后，纤维只承受拉力。对于配筋率小于国家最小配筋率要求的钢筋混凝土构件以及素砼构件，本方法不适用。

3.2 以能量消耗为核心的加固法

3.2.1 隔震加固法

该加固法为了减小原结构内产生的地震作用力，将地震变形转移到预先设置的隔震层。目前工程中采用的隔震装置主要有：①橡胶垫隔震；②弹簧系隔震；③滑移隔震；④悬吊隔震等。虽然此种措施的抗震加固效果十分明显，但其实施难度大，在我国还未能成功的引入到工程实例中。

3.2.2 消耗地震波能量

近年来消耗地震波能量（即消能减震技术）频繁的使用在我国抗震加固工程中，此种方法是在建筑物中设置大阻尼的耗能设备，在地震作用过程中这些耗能设备能够通过增加结构阻尼系数的方式抵消建筑物的地震反应，从而避免主体结构因地震作用发生破坏。随着这种技术的不断成熟，越来越多的不同种类的阻尼器不断地在工程实践中得到了应用，现在常用的阻尼器主要有摩擦式阻尼器、加劲阻尼（ADAS）装置、粘弹性阻尼器等。‘五一二’地震后汶川地区的部分框架结构就是采用消能减震技术进行了加固。

4 结语

如今以地震灾害的实际情况为研究背景的抗震性能化设计受到大多数国家的普遍关注，尤其是日本和美国等地震多发国家对其进行了大量的基础研究。抗震性能化设计不但加强了受众与设计师之间的沟通，同时也加强了不同地区关于抗震设计的交流，有利于抗震设计方法的规范化、国际化。但抗震性能化设计还处于初级的研究阶段，仍然遗留有大量的技术问题等待着工程人员解决。

参考文献

[1] 建筑抗震设计规范（GB50011-2010）[M].中国建筑工业出版社，2011.

[2] 地震灾后建筑鉴定与加固技术指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

工业建筑抗震设计标准范文第2篇

关键词：民用建筑；结构设计；技术

中图分类号：TU318文献标识码： A

引言

建筑从古至今一直是一种艺术，精美的建筑是建筑设计师把相关美学的设计和建筑结构的设计相互紧密相结合的产物。对房屋结构设计很多人都是把适用、安全、经济、美观等因素作为设计的要求，也是设计者设计出来建筑物要达到的效果，不仅仅要对空间的使用大大的提高，对有限资源的使用进行最大化，从而达到房屋建筑设计要求的目标。

一、建筑结构设计优化的重要性

建筑结构设计优化在房屋设计中的应用是一种必然的发展趋势，随着人们生活水平的越来越高，人们对生活环境质量要求也越来越高，所以，对房屋结构优化设计是一种必然的社会发展结果。对房屋结构设计很多人都是把适用、安全、经济、美观等因素作为设计的要求，也是设计者设计出来建筑物要达到的效果，不仅仅要对空间的使用大大的提高，对有限资源的使用进行最大化，从而达到房屋建筑设计要求的目标。

建筑结构优化设计相对于传统的设计方案，在建筑程成本上能够降低10%-30%的工程造价。优化方法的技术性实现，能够使得材料的利用率达到最高，从而使得建筑结构内部各个单元的设计得到最好的协调，并且能够完整的达到建筑工程规范的安全性程。同时，还能够对建筑整体性方案设计进行合理的决策有着非常重要的作用，优化设计是对适用、安全、经济、美观等条件的实现最好有效的途径。

二、民用建筑结构设计中存在的问题

1、部分结构设计缺乏科学的合理性

有些结构设计存在很大的安全隐患,比如抗震功能设计缺乏。根据国家《建筑抗震设计规范》中有规定,建筑的底部抗震墙结构、砌体抗震墙和底部框架梁应对应或基本对齐。而一些设计为了扩大底层的空间节约建筑的本身的空间使用只在底层设计极少的抗震墙。导致上部与底部抗震墙不对应使得建筑的整体结构就上重下轻不符合力学原理。这种设计就极易导致建筑物的坍塌。在一些混凝土构件设计特别是其中的悬挑构件最小配筋率不能达到相关的规范要求相差数值大的甚至达不到一半。在结构设计中,由于需要遵循的标准有许多,因此在设计过程中难免忽视某个标准。但标准的设计是国家根据长期以来的研究、经验总结制定的因此不能为了获取多余的利益而忽视国家规定的设计标准。

2、设计深度不符合要求

图纸的设计中启日分设计人员为了个人的方便,减少工作量,从以往的老旧设计图纸上截取内容再对尺寸和外形进行一定程度的修改,便应用到施工过程中结构设计的东拼西凑最终导致建筑物的整体结构并不契合。而有些设计人员的问题则是设计十分粗糙简单。按照规定施工图中应包含有系统图和大样图以及剖视图胆由于设计人员偷工减料使得这些图示漏失并且还对应当在图纸中反应出来的问题仅用。见图集。来表示更有甚者直接将责任推给设备厂家。另外在设计中按照规定应当把建筑的设计依据、安全等级、设计参数和耐火等级防火消防处理等进行解释说明胆常常被忽略。因此建筑结构设计工程就不能全面展示出来对后期施工带来极大麻烦而最终影响的则是整个建筑本身的质量。

三、建筑结构设计中的概念设计与结构措施

1、协同工作概念与结构体系

协同工作的概念在工业产品的设计与制造中已经有较为广泛的使用，目的是将内部结构体系能够高效的进行优化配合，实现其设计寿命。现阶段，轻型钢结构的应用就是协同工作概念与结构体系完美结合的案例。轻型钢结构以其质轻、价低、施工进度快、受施工环境影响较小、抗变形,抗震能力好等优点在工业厂房中不断得到应用。由于轻型钢结构的抗拉强度比普通混凝土的强度要高出25倍左右，而且不产生裂缝，在建筑结构中具有较好的结构性。另外，钢结构具有较好的塑性变形特性，当某种原因导致其它结构断裂时，同时发生在钢结构上则只是表现为塑性变形，而且变形具有缓冲期，能够为安全撤离提供充足的时间保障。因此，在协同工作概念下轻型钢结构作用发挥出色。

2、悬索结构

悬索结构所用的全都是拉杆,这就使材料的利用率以及结构的应力水平都变得相当高,可以充分的利用高强度的材料,还可以施加预应力,同时也包括与悬索结构相结合的一些结构模式等,所以悬索结构就比较适合应用于跨度非常大的建筑结构中[9]。例如浙江省人民体育馆的屋盖设计就是概念设计中悬索结构在建筑结构设计中应用的较好案例。其悬索结构由索网、边缘构件组成。为了得到较好的稳定性，在概念设计时，将预应力分别加在承重主索和稳定性副索上，使其形成稳固的双曲鞍形索网。在边缘构件设计上应用了概念设计的钢筋混凝土结构环形梁，应用预应力锚将悬索固定在环形梁上，并在副索底座上设计承受水平拉力以减小环梁弯矩，极大的提高了悬索结构的刚度支撑和稳定性，保证了屋盖的设计安全。

3、钢混结构

钢管混凝土在当下建筑施工中是时常应用的，是一种将钢材和混凝土进行混合，达成充分发挥二者性能的新型模式，能够让刚度和建筑稳定性有一定程度的提升。应用钢管和混凝土相结合主要应用的原理有两个方面可以体现。（1）外部钢管能够较好的对内部混凝土有所约束，让混凝土强度可以有所加大，对变形的几率能够有效减少。钢筋混凝土中的结构促使建筑物中的抗震能力不断加强，合理的解决了高层底层柱轴压比超限的问题。（2）内部混凝土能够对外部钢管有力支撑，钢管和内部混凝土能够有效结合，从而构成具备一定优势的互补型效果，让自身的优势都可以显现出较好的补充，所存在的缺陷也能够互相弥补，让承载力有所加大，相互结合之后的承载力是两者承载之和的18倍左右。

3、加强建筑结构的刚度设计

刚度设计是建筑结构设计中的关键要素，其对于建筑结构的牢固性以及安全性有重要的影响，所以要加强对建筑的刚度设计。在建筑刚度设计时，由于设计人员理念的不同，所以在设计水平上也存在一定的差异，这就导致建筑结构在设计过程中存在着较大的经济指标差异。建筑结构的抗震性能受其抗侧移刚度影响较大，在土地较好岩基埋深较浅的地区，基础多以桩基为主，这样整体建筑的持力层就会落在微化的岩层当中，地基具有较好的稳定性和强度，这种情况下在对抗需刚度进行设计时就可以稍微低一些，其控制标准可以以结构极限变形能力为主。在进行结构刚度设计时，确保其在符合变形限值的情况下，结构刚度尽可能设计得要小，这样对于抗震性和减少共振的发生具有极其重要的作用。

4、对建筑材料加以统筹安排与利用

在工作人员展开建筑结构设计工作的过程当中，对于各类建筑材料的选取同样是关键的工作内容之一。对于建筑材料的选择需要充分考虑的指标包括：淤建筑材料的受力特征；于建筑材料的工作环境。同时，所选择的建筑材料应当在保障材料使用性能的基础之上，最大限度的降低建筑材料的损失与浪费问题。此过程当中需要特别注意的是：建筑结构设计人员需要结合项目设计的实际情况，设计多种建筑材料的选取方案，通过综合对比的方式，选择经济优势!以及性能优势最为突出的建筑材料设计方案。

结束语

民用建筑结构设计的关键技术对民用建筑的质量和发展起着极其重要的决定性作用。随着我国民用建筑的需求量大大的增加，这就对建筑结构设计者提出更高要求，设计者应充分利用建筑结构设计的关键技术设计出具有安全性、功能性、又要满足现代人的审美特点。钻研民用建筑结构的关键技术，使其得到发展和创新，能够让这项技术满足各种不同民用建筑需求，让设计出的技术方案既能发挥正常功能，又能降低成本，达到为我国经济建设发展做出应有的贡献的目的。

参考文献

[1]孙鹏.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].黑龙江科技信息,2011.