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浅谈建筑结构抗震设计

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浅谈建筑结构抗震设计

浅谈建筑结构抗震设计范文第1篇

关键词:建筑结构抗震设计;探讨

前言:建筑的抗震结构设计是建筑设计中一个非常重要的方面,它关系到建筑对于地震的抵抗能力,是保护建筑免受地震的损害的一个非常好重要的措施。它主要包括抗震概念设计、抗震计算这两个方面。因此,下文分别讨论了抗震概念设计和抗震计算的具体方面。这样做的目的是可以使人们更加了解建筑的抗震结构设计的具体知识。

1.对于抗震概念设计的探讨

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是因为地震及地面运动的不确定性和难以掌握地震时地面运动的复杂性及对结构的复杂影响以及结构地震计算理论目前尚未充分反映地震时结构及破坏的复杂过程。

抗震概念设计的基本原则主要包括建筑场地选择的基本原则、建筑体型的确定、结构抗震体系的选取、多道抗震防线的设置四个方面。

1.1 对于建筑场地选择的探讨

选择建筑场地时,应根据工程需要,掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料,对抗震有利、不利和危险地段做出综合评价。对不利地段,应提出避开要求;当无法避开时应采取有效措施。危险地段,严禁建造甲、乙类的建筑,不应建造丙类的建筑。

地段的划分可以从地质、地形、地貌进行分析,可以将土地划分为有利地段、不利地段、危险地段,有利地段是拥有稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等条件的地段,不利地段的土地则为软弱土,液化土,条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质的陡坡,河岸和边坡的边缘,平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层(如古河道、疏松的断破裂带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基)等,危险地段则是地震频发区,甚至可能引起滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表错位的部位,该部位应该是被禁止施工的。

1.2 对于建筑体型确定的探讨

体型的确定对于建筑物的防震至关重要,尤其是限高的评价,首先要区分结构类型是否符合标准,巨型结构、悬挂结构均是不符合地震建筑的限高建筑。其次是建筑及抗侧力结构的平面布置宜规则对称,并应具有良好的整体性。第三个方面是建筑物的立面布局宜采用梯形、矩形和三角形等变化均匀的几何形状,尽量不要采用带突然变化的阶梯形立面、大底盘建筑,甚至倒梯形立面第三个方面是建筑物应尽量减小高度,尤其是限制高度比。

1.3 对于结构抗震体系选取的探讨

第一个方面是结构体系应具有明确计算简图和合理地震作用传递途径,从根源上保证建筑物的抗震性。第二个方面是结构布置应具备多道抗震防线,尽量避免部分结构或结构破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。尤其对于部分建于不利地区的建筑物,更应该注意每个结构的防震意义,保证建筑的持久性。第三个方面是结构应具备必要的抗震承载能力,良好的变形能力和耗能能力,抗震建筑物必须具备一定的抵抗外界干扰的能力。

1.4 对于多道抗震防线设置的探讨

多道抗震防线指的是一个好的抗震结构体系是由若干个分系构成的,各分系协同作用,保证了抗震建筑的施工安全。抗震防线是一步步推进的,当一旦地震发生,第一道防线被突破,第二道防线立即启动,保证建筑的安全。

第一个方面是优先采用具有多道抗震防线的结构体系。第二个方面是纯框架采用强柱弱梁的延性框架。第三个方面是利用赘余构件增加结构的抗震防线。每一道的防线的选择都要遵从一定的标准,第一道防线应优先选择不负载或者少负载的竖向支撑或者填充墙,第二道防线,而对于最后一道防线必须具备高度的抗震能力以及变形的能力。

2.对于抗震计算的探讨

地震作用计算和结构抗震验算是结构抗震计算的两个非常重要的部分。

2.1 对于地震作用计算的探讨

不同的建筑结构具有不同的地震作用,因此要仔细考虑一下的原则。第一个原则是在一般情况下,应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平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。第二个原则是在有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15°时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。第三个原则是在质量和刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响:其他情况,应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。第四个原则是在8度、9度时的大跨度结构和长悬臂结构及9度时的高层建筑,应计算竖向地震作用。

结构抗震计算的基本方法是底部剪力法和振型分解反应谱法,在特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑中要应用时程分析法作。对于抗震计算方法的应用要符合以下的要求。第一个要求是在高度不超过40M,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法。第二个要求是除第1条外的建筑结构,宜采用振型分解法应谱法。第三个要求是特别不规则的建筑(凹凸、扭转、楼板局部不连续及竖向不规则等)、甲类建筑和烈度、场地内限定高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

浅谈建筑结构抗震设计范文第2篇

【关键词】抗震;结构设计;基本原则;构造

1 抗震概念设计

1.1 概念设计的意义

结构概念设计是建筑结构设计的初步阶段,通过遵循一定的结构布置原则和初步的估算,确定整体结构方案及结构构件受力模式的基本设计方法。该方法对整体工程设计具有极强的指导意义。计算机技术的迅猛发展,为结构设计提供了快速、准确的设计计算工具。但在实际工程中仍有许多设计存在诸多缺陷,究其原因,大多是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思,即未进行概念设计所致。

1.2 结构概念设计的基本原则

建筑结构必须具有一定的强度和刚度,也就是“安全性、适用性及耐久性”。强度是指结构体系抵抗外加荷载而不致完全破坏的能力,刚度则是指结构体系抵抗变形的能力。结构概念设计的目的就是保证建筑物在安全的强度范围内获取适宜的刚度,以使整体结构具有良好的耗能系统,为此,结构规范明确提出一系列基本原则如下:

1.2.1合理的基础方案。建筑物的基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型及荷载分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案。设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时还应进行地基变形验算。基础设计应依据详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的小型建筑也应进行现场查看和参考邻近原有建筑的地质资料。一般情况下,同一结构单元不宜采用不同的基础类型。

1.2.2 结构的规则性和均匀性。建筑的平立面布置应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的方案。结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求。一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案,即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确,传力简捷,同一结构单元不宜混用不同结构体系。尽可能的充分发挥材料的强度,使结构两个主轴方向的动力特性(周期和振型)相接近。

1.2.3结构的传力简单性。当前计算工具及方法能解决的平面或空间计算简图,并具有合理的、直接的或基本直接的传力途径。这要求我们把复杂问题简单化,用尽量简单的模型来模拟实际受力比较复杂的结构。由于实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或铰结点,这就要求简化模型与实际受力形式的误差在设计允许范围之内。

1.2.4 结构的抗侧刚度和抗震能力。结构应具有足够的侧向刚度、较强的水平承载力及良好的变形能力,水平地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。通常,可使结构沿两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力。结构刚度的选择既要减少地震作用效应也要注意控制结构变形的增大,过大的变形会产生重力二阶效应,导致结构整体破坏、甚至失稳。同时还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。现有抗震设计计算中不考虑地震地面运动的扭转分量,在概念设计中应注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。

1.2.5 结构的整体性。避免因少数脆弱构件或节点等薄弱环节的破坏而导致整个结构传力路线中断、丧失承重能力或抗震能力,确保结构的整体性。在建筑结构中,楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼盖相当于水平隔板,它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力构件,而且使这些子结构协同起来承受地震作用,特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或抗侧力子结构水平变形特征不同时,整个结构就要依靠楼盖使抗侧力子结构能协同工作。楼盖体系最重要的作用是提供足够的面内刚度和内力,并与竖向各子结构有效连接。

1.2.6 结构抗震概念设计的优化准则。贯彻执行“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件”的抗震设计原则,使结构具有合理的刚度和承载力分布以及与之相匹配的延性,尽可能设置多道抗震防线,从而吸收和消耗较多的地震能量。非成对设置的单斜杆侧向支撑、弱柱型框架、不合理的水平转换构件、侧向刚度或水平承载力不足的柔弱楼层,均属不安全构件,应尽量避免使用。

2 结构抗震计算

第一阶段是设计阶段除了在确定结构方案和结构布置时要考虑抗震要求外,还要进行抗震计算和抗震构造设计。在这个阶段,采用相应于设防裂度的小震作用计算弹性位移及内力,用极限状态方法设计截面配筋,并按延性要求采取相应的抗震措施,做到小震不坏,中震可修,大震不倒。也就是说,通常我们只需要按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合,验算构件截面抗震承载力及结构的弹性变形,而中震作用效应则需要结构靠一定的塑性变形能力(即延性)来抵抗。

第二阶段是验算阶段。要用罕遇地震作用计算所设计结构的弹塑性侧移变形。如果层间变形超过允许值(倒塌变形限值),应重新设计(修改第一阶段设计),直到满足大震不倒的要求为止。也就是对发生概率极小的罕遇大震(“大震”的烈度比设防烈度约高一度左右)来说,要求当结构在遭遇“大震”作用时,不应倒塌或发生危及生命的严重破坏。

计算机技术的普及,使繁杂的人工计算变得简单快捷。但由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对软件的适用范围、技术条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时,由于程序与结构某处实际情况不可能完全相符合、或人工输入有误、或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果。因而结构工程师在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,做出合理判断。设计师的知识、经验还是不可缺少的。至于如何对计算结果进行分析,可以看软件计算的数据结果是否满足规范的相应要求,大家对这个都很熟悉,在这里就不再赘述!

3 抗震构造措施

建筑结构除必要的计算外,同时还应依据相关规范采取与之对应的抗震构造措施。主要有以下几个方面的要求:

3.1 截面尺寸的选择。梁、柱的截面尺寸的选择是结构设计的前提,除应满足规范所要求的取值范围,还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1,以达到在罕遇地震作用下,在梁端形成塑性铰,而柱端处于非弹性工作状态而没有屈服,节点仍处于弹性工作状态的目的。

3.2 梁、柱的适宜配筋率。梁柱的配筋应掌握“适中”的原则,即在满足规范所规定的最大、最小配筋率的要求的同时,取用合理的配筋率。

3.3 框架柱配筋的调整。框架柱的配筋率一般都很低,有时电算结果为构造配筋,但是实际工程中是不可能按构造配筋的。因为在地震作用下的框架柱,尤其是角柱,所受的扭矩最大,同时又受双向弯矩作用,而横梁对它的约束又较小,昕以其震害重于内柱,对于质量分布不均匀的框架尤为明显。因此应选择最不利的方向进行框架计算。另外也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋取其大值,并采用对称配筋的原则。

3.4 框架梁裂缝宽度的调整。在满足梁柱的截面尺寸和配筋率的情况下,仍需在计算配筋后进行梁的裂缝宽度的验算和满足梁端斜截面“强剪弱弯”条件下的梁端配筋调整。框架梁的裂缝宽度验算往往被工程设计人员忽视,对此应引起我们的注意。影响裂缝宽度主要因素有两方面,一是构件的混凝土强度等级,二是钢筋的级别和直径。对于普通的混凝土构件,一般情况下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法来减小梁的裂缝宽度。另外需注意在利用计算机辅助软件进行结构建模中的荷载输人时,一定要将恒、活载数值分开输入,以便进行内力组合和裂缝宽度的计算,不要贪图省事而将恒、活载合并输入,以防止梁、柱内力计算错误,致使所绘制的施工图与实际受力情况不符。

此外,在电算中合理、准确运用负弯矩调幅。规范规定只有在竖向力作用下梁端负弯矩才可进行调幅,水平力作用下梁端负弯矩是不允许调幅的。因此,在计算时必须先将竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅后,再与水平荷载产生的梁端负弯矩进行叠加。

3.5 避免形成短柱。非结构构件比如填充墙在地震作用下,也可能出现裂缝和破坏。框架和填充墙之间的硬性联结造成的刚度增大效应也可能造成设计上未考虑到的增大的侧向力。因此设计中应尽量避免形成短柱,如果实在避免不了,则应加强短柱的构造措施,如采用螺旋箍筋、复合螺旋箍筋、双螺旋箍筋等构造措施来进行补强。而且,填充墙的拉筋和预埋件等不应与框架梁、柱的纵向钢筋焊接,宜采用在梁柱内设置预埋件,待砌筑填充墙时再将拉结筋与之焊接的柔性连接。

3.6 主体和裙房之间的处理。地震时各单元之间,尤其是高低跨之间的震动情况相对复杂,连接处容易压碎、拉断。因此,在设计框架结构和裙房时,高低跨之间不要采用主楼设牛腿、低层屋面或楼梯梁搁在牛腿上的做法,也不要用牛腿托梁的方式作为防震缝。凡要设缝,就要分得彻底;凡不设缝,就要连接牢固。绝不能似分非分,似连非连,这样很容易在地震中遭到严重破坏。

4 结语

对于较为复杂的多高层建筑结构,设计是否经济合理,是否安全往往不能仅有力学分析解决,一些复杂部位常常无法精确计算。因为地震作用影响因素很多,要求精确计算就更困难,所以,安全合理而经济的结构设计必须多项并重。在概念设计的前提下,合理运用程序进行分析调整,从而设计出更加适用安全的作品。

浅谈建筑结构抗震设计范文第3篇

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

浅谈建筑结构抗震设计范文第4篇

关键词:建筑结构 抗震设计 抗震理念

中图分类号:TU2文献标识码: A

一、建筑抗震结构设计的基本要素

建筑抗震的基本要素,首先就是在抗震设计中,有目的性地来进行薄弱位置的控制,保证足够的变形能力承受一定等级的地震,而薄弱层又不会发生偏离,这是强化建筑结构整体抗震性能的最关键的要素。其次要构建建筑抗震结构的体系,通过数个延展性较好的个体组成并协调各个部分的工作。例如框架的剪力墙基本机构,要包括延性框架和剪力墙两部分,或者是双肢、多肢剪力墙组成。再次,要警惕余震,在等级比较高的地震之后,通常会伴随多次余震,因此在建筑建构设计时一道防线是不够的。建筑的抗震结构体系要最大程度提升内外的冗余度,并构建一定数量的屈服区域,建筑的主体耗能构件要具备良好的延性与刚度,以便于吸收大量的地震能量,实现提高抗震性的基本目标。

二、建筑抗震结构设计中存在的问题

1.高层建筑较多

目前我国城市的高层建筑数量上涨,从高层建筑的混凝土机构以及相关的技术来看,一些高层建筑超过了国家的有关标准要求。通过工程师的调查论证以及模型震动模拟实验显示,在地震的环境下,一些超过国家规定的标准限制的高层建筑,其自身的破坏力程度会极大提升。建筑高度的提升也会导致一些参数发生改变,例如建筑的延性要求、安全指标等,所以更容易受到外力的破坏。

2.材料与结构存在缺陷

我国建筑的主要材料以钢筋混凝土为主,在抗震设计中,需要充分考虑变形的把控以及位移的限制问题,如果建筑的结构内部变形较大,仅仅依赖刚度较差的钢框架,是很难解决侧移的难题,不但增大了钢结构的负荷,而且也大大降低了抗震效果。对于建筑整体而言,内部结构转换层的设计非常关键,转换层的刚度直接影响到建筑的抗震效能。因此,在建筑结构设计中,如果存在加强层或者是转换层,则要更加谨慎进行结构模式设计,严格控制建筑刚度,降低地震带来的危害。

3.建筑轴压比和短柱设置不完备

在一些高层建筑中,通常情况下为了控制柱的轴压比例,导致柱子的断面较大,但是柱的其他方向的钢筋却是高强混凝土结构的钢筋,这样一来,柱的断面尺寸很难缩小。将柱的轴压比控制在一定范围内,目的是保证柱子处在一个大偏压的状态,避免因为地震导致钢筋拉伸至屈服状态。建筑的混凝土一旦发生破碎,则柱的变形能力降低,吸收地震能量的能力也降低,建筑的抗震能力就大大缩减。

三、建筑抗震设计理念分析

1.合理确定建筑结构类型

建筑抗震的设计理念,首先要合理选择建筑的机构类型。在高层建筑中,建筑垂直方向的负荷主要是使建筑产生轴向力,而水平方向的负荷抓哟是保证建筑结构产生弯矩。建筑的高度增加,垂直方向负荷保持不便,而水平方向的负荷的承载作用力就会大大提升,这时地震引起的建筑侧移就比较小,然后再水平方向的侧移参数就相对较大,与建筑的整体高度呈几何变化。所以,高层建筑的结构选择,要重点对于水平方向负荷进行把控,并在设计中,不降低建筑的主要功能。由此可见,切实可行的建筑结构,不仅呈现最优的结构性能,还能保证自身的抗震效果。

2.弱化建筑结构的自重

地基条件相同的环境下,如果对建筑结构进行抗震方面的设计,如果可以最大程度降低结构自身的重量,那么就意味着可以提高建筑的高度,这样一来就实现了对于地基工程成本的控制。如果建筑地区的土地土质比较松软,通过弱化建筑自重的优势更加突出,同时还要注意,地震的影响力与建筑的整体质量是成正比的,如果在较强的地震的影响下,建筑的重心偏上,整体的倾覆力矩就会极大提升。综上所述,为了降低带来的负面影响,在建筑的设计中,可以通过在墙体工程时使用质量较轻的材料,以此来减轻自身的重量。

3.增加抗震防线的数量

在等级较高的地震之后,通常还会发生数次余震,所以对于建筑的抗震设计而言,一道防线是远远不够的。如果建筑的防线在第一次地震后遭到破坏,那么建筑在余震中,就会受到更加严重的损害,发生倒塌事故。在建筑的机构设计中,要将余震的因素考虑在内,通过构建多个延性较好的分支体系,在发生较强的地震时,通过良好的延性来相互协调作用,抵抗地震的带来的损害。如果发生第二次地震,即在本区域的抗震设防的强度之下时,建筑结构就会由屈服状态发展到非弹性变形状态,这时对于建筑可能会造成轻微的破坏。如果建筑受到第三次地震,即比本区域的抗震设防程度更高的情况下,虽然会对于建筑结构造成相对严重的损害,但是建筑不至于发生倒塌,也不会造成生命财产损害。

4.提升建筑的抗震能力

在等级较高的地震的作用下,建筑的构件的安全储备程度就会下降。建筑内的构建的实际的承载能力,通过参数的计算分析,可以判断出整个建筑的薄弱位置,这对于强化建筑的抗震能力及其关键。与此同时,要保证建筑楼层的基本承载力与弹性受力的比值呈规律性变化,这个比值一旦发生急剧的改变,建筑内部机构的塑性内里就会变形,而避免地震能量集中在建筑的某个部位,就要调整机构内部的承载能力,协调建筑对于地震的能量吸收效果。

5.综合考虑建筑位移问题

我国的建筑的抗震设计,通常以承载力作为重要参数,通过分析建筑内部结构的变形,对于内力进行组合,以提高建筑结构的稳定性。除此之外,为了根据基础位移的状况来进行建筑的抗震设计,要深入了解结构变形的情况以及与配筋的关系,并采取行之有效的设计方式,以便建筑的结构进入到抗震阶段,开始对于自身的变形进行控制。除了等级较低的地震,对于强烈的地震,建筑的位移也关系到结构的整体设计。

结束语:

目前,在建筑抗震的结构设计方面,我国学者通过不断努力已经取得了显著成果,但是由于地震的不确定性以及地震原因的不可预测性,在建筑抗震设计方面还有许多需要改进的方面。其中不仅要综合考虑影响到建筑抗震的多种因素,而且要树立先进的抗震设计理念,合理确定建筑结构类型,.弱化建筑结构的自重,增加建筑抗震防线的数量,并不断提升建筑的抗震能力,综合考虑建筑位移,在设计过程中严格遵守相关的质量标准,保证建筑设计的科学性,建筑抗震技术必然会得到进一步的飞跃式发展。

参考文献:

[1]刘媛.高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].中国科技信息,2011,08(15).

[2]杨成.有关建筑抗震结构设计的探讨[J].黑龙江科技信息,2012,10(15).

[3]熊荣.高层建筑抗震结构设计探讨[J].科技与企业,2012,07(06).

[4]满国君,付艺璇.关于高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].河南科技,2013,05(12).

[5]马明阁.对高层建筑抗震结构设计相关问题的探讨[J].民营科技,2013.,02(20).

[6]王娜.高层住宅建筑抗震结构设计的思考[J].门窗, 2013,10(20).

[7]石光梅.对高层建筑抗震结构设计的探析[J].四川建材,2013,06(06).

浅谈建筑结构抗震设计范文第5篇

关键词: 砌体结构,抗震,设计,房屋

1 砌体结构设计中的问题

现今房屋建筑中的砌体结构存在各种问题导致砌体结构的抗震性能差,这些问题由砌体结构的材料或设计等因素造成。想要弥补房屋建筑砌体结构设计中的抗震性能差的缺陷,就需要认真研究房屋建筑砌体结构设计中的不同因素造成的问题,做到有的放矢,有针对性的提出解决方法。

1.1 砌体结构设计不规范

房屋建筑需要按统一的标准与规范进行建造,遵守相关法律法规,达到相关的安全标准。我国也有有关房屋建筑抗震的法律法规要求,建造房屋建筑时达到法律要求的这些标准,有利于提高房屋的抗震性能,在地震中更好的保护人员与财产安全。然而现实生活中,在房屋建筑砌体结构设计中,常常出现房屋超层或超高等有违建筑设计规律的现象。而这一现象在建筑的底层是商铺时出现的更多,有时更是会出现高度超出限值1 m 以上这一严重降低房屋建筑抗震性的现象。

在作为住宅的房屋建筑砌体结构的设计中,不遵守设计规范的现象也时有出现。为了吸引购房者,房地产商在进行房屋建筑的设计时,会为了满足购房者的购房心理,做出违反房屋建筑砌体结构设计规律的设计。如为了满足购房者追求大客厅的心理,在设计时会设计大开闸或制作大门洞,由此造成门洞间墙只有240 mm。或是为了满足部分大空间需要,在房屋建筑的底层或顶层采用“混杂”结构体系,局部采用钢筋混凝土内框架结构。当这些局部的尺寸与需要不相符,建筑结构出现混杂时,房屋建筑砌体结构设计中往往没有与之相关的加强措施,无法及时应对这些临时事件,会使房屋建筑砌体结构设计的抗震性能进一步降低。

1.2 砌体结构设计不完善

或是由于抗震理念树立的不到位,或是由于进行房屋建筑其结构设计的经验不足,或是由于设计者专业水平不够,在房屋建筑砌体结构设计时总是会出现设计不完善的现象,或是交代不清楚,或是忽视建材采用标准。例如,在多层砖房砌体结构设计时,有时相近的多层砖房也会采用等级相差甚远的砌体或是采用区别较大的抗震措施。在构造柱和圈梁的设置上,有些设计有较大的富余,有些设计则会设置的不足,并且多数设计会出现设计不完整或未交待清楚的现象。

另外,出于施工便捷或节约成本的考虑,不少民房会选择柔性的条形基础来应用在房屋建筑的砌体结构基础中。但是,这样会使房屋建筑存在安全隐患,一旦有地震发生,缺乏严密的整体性的房屋建筑砌体结构基础会极易被破坏,从而使得墙体有裂缝产生,最终导致房屋极易坍塌,在地震中给人员的人身安全造成威胁。

2 房屋建筑砌体结构设计中的抗震设计

为达到“小震不坏”“中震可修”“大震不倒”这三个我国建筑抗震设防水准的目标,提高房屋建筑砌体结构的抗震性,对房屋建筑砌体结构进行抗震设计,需要针对房屋建筑砌体结构设计中的问题与砌体结构的特点提出方案。

2.1 抗震概念设计

在房屋的高度和层数上,根据相关法律规定,多层砌体承重房屋,墙的厚度应该不小于240mm。并且由于砌体结构的高度层数与地震灾害中建筑的破坏程度成正比,采用砌体结构的房屋建筑的总层数不应超过GB50003-2001砌体结构设计规范的砌体结构构件抗震设计中所要求的条件。在结构体系上,应在条件允许的情况下率先使用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系,同时注重提升墙体中薄弱环节的抗震能力,使墙体均匀受力并避免因一处破坏导致整个墙体乃至整个单元结构的坍塌。在立面布置与平面布置方面,建筑的平面布置和抗侧力结构的平面布置最好做到规则、对称,平面形状应有良好的整体作用。如无必要情况,在房屋建筑的屋顶不要有大会议室等空旷房间,在房屋建筑的底层不要设计较多的大门洞,即使一定要进行这样的设计,也要有必需的配套方案来加强薄弱环节的设计与建设,以弥补由此造成的不对称等情况,防止房屋建筑抗震性大幅度降低。

2.2 抗震设计中的抗震措施

在布置与实施具体的抗震措施之前,要注意进行抗震计算这一工作。抗震计算是房屋建筑砌体结构设计中的抗震设计的重要组成部分,能为实施抗震措施提供数据支持,使得抗震措施能够准确有效的解决安全隐患。可以使用拟静力法即底部剪力法进行一般性的计算,但是也要考虑到现实生活中的多种因具体情况而异的地震效应,灵活的进行计算。

构造柱及圈梁设置方面,正确使用构造柱能有效提高砌体结构房屋建筑的抗震性,而且圈梁的设置经事实证明对抵抗地震灾害也是行之有效的,并且圈梁还有经济方便的优点。但在构造柱的使用中要注意设置构造柱不能破坏或改变砌体的刚性性质,并且构造柱的截面不能太多,构造柱也不能有太多的配筋。构件间的连接方面,构造柱应与每层的圈梁连接以保障房屋建筑的顶盖的稳定。为达到最佳抗震效果,构造柱与砖墙的连接处最好砌成马牙槎。墙体转角、T字或十字交接处应同时砌筑以保护墙与墙的连接处,加强这一薄弱点的抗震性能。构造柱应从下一层伸到屋顶间顶部并与顶部圈梁连接来稳定屋顶间的连接。悬臂构件的连接部分也是不可忽视的部分之一,女儿墙的稳定措施6度~8度时,240mm厚无锚固女儿墙高度不宜超过0.5m。各处间的连接属于房屋建筑的薄弱部分,尤其应该加以关注以采取加强措施。房屋整体性及刚度方面,要注意提高砌体结构房屋建筑的整体性与刚度,这是由于建筑物整体的稳定性和空间的整体刚度能够对房屋建筑的抗震能力起决定性作用。另外,要注意合理增加墙体面积与砂浆强度,墙体面积的增加与砂浆强度的提升能有效提高砌体结构房屋建筑的抗震能力。