前言:中文期刊网精心挑选了建筑结构抗震设计范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
建筑结构抗震设计范文1
中图分类号:TU318
0引言
20世纪80年代以来,人们提出了“建筑抗震概念设计”。所谓“建筑抗震概念设计”是指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。我们掌握抗震设计概念,将有助于明确抗震设计思想,灵活、恰当地运用抗震设计原则,使我们不致陷于盲目的计算工作,从而做到比较合理地进行抗震设计。
1地震中被毁房屋特征
对地震中被毁掉的房屋进行研究,可以发现,破坏比较严重的建筑以下几种情况:
1)沿竖向不规则建筑.破坏情况严重。不规则建筑物。尤其是沿竖向不规则的房屋建筑,破坏较严重。典型的有两类:一是结构底层为空旷结构。下部为薄弱层;结构底层为空旷结构的房屋大多底层为大开问框架结构,方便使用。房屋震害主要表现为底层倒塌、倾斜,原因是底层形成薄弱层,刚度和强度均不足。二是突出屋面的小塔楼结构。突出屋面小塔楼由于沿竖向质量和刚度的突变,易产生鞭梢效应。在地震中绝大部分受到损坏。
2)钢筋混凝土结构未能实现“强柱弱梁”机制。震害总体情况表明,框架一剪力墙结构大部分基本完好或轻微破坏,未发现严重破坏。但有少数框架结构严重破坏或倒塌。框架结构的破坏形态大部分为柱上下端破坏,或框架梁、柱节点核心区剪切破坏或压酥。破坏形式为柱端屈服破坏,属“强梁弱柱”形式。
3)框架结构中楼梯间震害较普遍。地震中,框架结构中板式楼梯破坏严重。在有些倒塌破坏的房屋中。楼梯间本应成为重要的逃生通道,但却是倒塌破坏最严重的区域。
4)框架结构填充墙破坏。填充墙破坏是框架结构最为常见的震害,汶川地震中也尤为突出。
5)装配式楼盖破坏较严重。关于预制板结构破坏,在1976年唐山大地震中已有较多震害。地震区大量的砌体结构房屋中,普遍采用预制空心楼板,由于未按规范要求设计成装配整体式楼盖,地震中当墙体破坏或外闪,导致楼板塌落,因而达不到装配整体式楼盖的作用。
2抗震设计
为了提高房屋的抗震性能,我们在建筑结构设计的过程中,必须加强抗震设计。根据地震中被毁房屋特点,建筑结构抗震着莺从概念设计,抗震计算与构造措施三个方面进行加强。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则,抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段.构造措施可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等方面上保证抗震计算结果的有效性。
2.1概念设计
抗震概念没计,应从以下几个方面考虑:
1)房屋平面布置要规则——结构力求对称。房屋外形不规则、不对称、凹凸变化尺度大,形心质心偏心大,同一结构单元内,结构平面形状和刚度不均匀不对称,平面长度过长等,均不利于抗震。
2)强度和刚度匀称。多层建筑应该使其各层之间强度和刚度匀称,如存在薄弱搂层.则该处就会成为地震力作用下的变形集中部位,从而使建筑物首先从该部位发生严重破坏,甚至整个建筑的破坏。
3)结构超静定次数多。静定结构的杆件受力系统和传力路线单一,一根杆件的破坏,就使整个结构体系因此而失效。超静定结构在超过其荷载能力时,先使多余杆件发生塑性变形.消耗吸收一部分能量,而保证整个结构的稳定性,减少地震破坏。超静定结构次数多,则消耗地震能量也就愈多,建筑抗震能量越强。
4)提倡采用“强柱弱梁”框架。为避免框架倒塌,提倡采用“强柱弱梁”框架结构而避免“强梁弱柱”。
5)选择耗能构件。力求水平构件吸收较多的地震力,先于竖向构件破坏,从而满足建筑物震后坏而不倒的要求。
6)强构件的相互连接。多个构件有可靠的连接才能保证各个构件的强度充分发挥,才能更好地传递地震力,使各个构件都能充分地吸收地震力。提高整个构件的延性。构件连接不破坏,整个结构才能保证其整体性,各构件之间的连接必须可靠。
7)避免出现薄弱楼层。多层结构中如出现薄弱楼层,地震时该楼层就会出现较大的塑性变形集中,而楼层刚度分布均匀的多层结构,相对基础而言底层成为整个结构的薄弱楼层。在确定结构方案时,要避免出现薄弱层,如有薄弱层时应该在结构上给以加强。
8)形体突变部位加强。当建筑形体有突变部位时,应采取加强措旅。
9)填充墙的利用。砖砌围护墙和隔墙。嵌砌于框架之间,地震力作用时町减轻主体结构的破坏。
10)应用轻质材料。材料质量越小,地震力作用越小,所以在房屋的墙体、楼板框架隔墙、维护墙及房屋构件中应尽力选择轻质材料以减轻地震力的作用,提高房屋的抗震能力。
11)设置多层防线。由于地震力作用具有一定的持续性、不确定性、复杂性,将在短时间内对建筑物进行多次冲击。
12)改进加强楼梯闻的设计,进一步提高楼梯间构件的安伞度。如前所述.楼梯间本应是重要的逃生通道,但此次震害中,楼梯问倒塌破坏情况较多,需要引起我们进一步的莺况。
13)进一步推广隔震技术,提高结构抗震性能国内外多次地震以及本次地震都证明,隔震技术能极大地提高结构抗震性能,是一项比较成熟的技术,而且所增加费用有限。
2.2抗震计算与构造措施
2.2.1抗震计算
各类建筑结构的地震作用,应按下列原则考虑:
1)一般情况下,应允许在建筑结构的2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。
2)有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15度时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。
3)质链和刚度分布明显不对称的结构,应计人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人扭转影响。
4)8度、9度时的人跨度结构和长悬臂结构及9度时的高层建筑,应计算嚷向地震作用。
底部剪力法和振型分解反应谱法是结构抗震计算的基本方法,而时程分析法作为补充计算方法,仅对特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑才要求采用。
抗震计算方法的采用应符合:
1)高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沼高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法。
2)除第l条外的建筑结构,宜采用振捌分解反应谱法。
3)特别不规则的建筑、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。
2.22构造措施
混凝土结构,一般是通过钢筋砼构件截面高宽比限值,最小配筋率要求,承重柱轴压比来控制。砖混结构.常见构造措施有限定房屋总高度和层数层高;在纵、横墙中设置钢筋混凝土构造柱、网梁;房屋的高宽比、横墙阅距局部尺寸进行限值控制;设置防震缝等。修订后的抗震设计规范中增加了强制性条文.突出屋顶的楼、电梯问,构造柱应伸到顶部,并与顶部圈粱连接,内外墙交接处应沿墙高每隔500ram设2
3结语
众所周知,建筑结构的抗震设计是—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,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。强调抗震概念设计,是为了给抗震计算创造有利条件,并非不重视数值设计,要灵活、准确的按照建筑结构抗震基本要求进行设计施工,以做出经济、合理地且能实现功能目标的建筑结构抗震设计,节约成本,达到抗震要求,追求双赢。
参考文献:
[1]李秀萍,建筑结构抗震设计浅析. 价值工程. 2010.
[2]翠坤,杨沈设川地震对建筑结构设计的启示[J].震灾防御技术,2008.
建筑结构抗震设计范文2
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。
建筑结构抗震设计范文3
【关键词】建筑设计;抗震设计;探索
引文:
近年来,人们在生产生活中的用地面积随着社会不断进步与发展而逐渐增加,并且对物质生活的质量要求也在不断提高,所以,建筑高层及超高层的趋势就普遍应用在房屋建筑方面。高层建筑的结构实质很复杂,这是为了保证这类高层建筑的抗震能力,所以,这对建筑设计中的抗震设计来说是也是相当大的挑战。建筑结构工程中的抗震设计是一种复杂并且系统性极强的工作,从建筑的选址到建筑的结构设计都要进行严谨的抗震设计,根据不同的建筑项目,不同的抗震方法进行不同的建筑设计及抗震设计,保证建筑的抗震能力符合其结构设计。所以在对房屋建筑进行建筑结构工程时应根据建筑的特点选择合适的抗震设计。
1 建筑结构工程中抗震设计的基本原则
1.1 建筑结构构件的性能
在进行建筑设计时,承载力、稳定性等建筑结构构件是抗震设计考虑范围内的重点内容。其中应遵循强柱弱梁、强节点弱等结构构件的基本原则。对于构件的薄弱部位进行重点的抗震能力设计。
1.2 抗震防线的布设点设计延性设计
是抗震设计中的重要组成部分。延性良好的体系进行组合形成抗震的整体结构,为更好的实现抗震设计需要延性良好构件之间的协作。在建筑结构工程时应尽量多布设抗震防线,预防余震的发生。
1.3 建筑结构构件的强弱关系
在进行建筑结构工程时应注意构件间的强弱关系。在抗震设计的过程中若出现一部分较强情况,则必定存在其薄弱的地方,强弱两者间必须正确处理。
2 建筑结构工程中抗震设计的有效策略
2.1 建筑地选择
在修建建筑前应选择地面较为平坦开阔的地区进行建设,有利于建筑的抗震设计。此外,对于所选建筑场地的土质应较为坚硬且密实度较高, 保证硬度与密实度均匀。 对于软土、 陡坡、河岸边缘等地段不宜修建建筑,这些地段的土质硬度与密实度不均匀,不利于建筑的抗震设计。
2.2 正确选择抗震建筑平面及立面
2.2.1 建筑形态应简洁且平立面布置适宜
对于体型简洁规则的建筑,其受力性能的确定较为简单,同时对其在地震过程中的内力及反应也能够进行准确的分析。体型简洁规则的建筑物在发生地震时内部的结构构造较为容易处理,受地震的损害也不会很严重。针对体型与平面都不规则的建筑来说,其立面高低不同,所以建筑物的刚度与强度在地震发生时极容易产生突变,出现薄弱位置,而薄弱位置的产生在地震发生时易产生极大的危害。
2.2.2 保证建筑平、立面的刚度与质量对称
若建筑平、立面的刚度与质量分布不均匀,无论建筑情况如何都会发生一定的扭转及形变,造成严重的危害。所以,必须保证平、立面刚度与质量的平衡与对称,使建筑的质心与刚心处于重合状态,保证建筑的稳定性。
2.2.3 建筑质量与刚度变化均匀
在建筑质量与刚度方面,其竖向的分布一般是不均匀的。地震发生时的竖向收进上下部分的振动性能不同,容易使楼板出现应力变化, 凹角处应力集中, 最终导致地震带来的巨大损失。所以,在进行建筑结构抗震设计时应对竖向分布进行严格的监督,并采取相应的构造方式。
2.2.4 防震缝的设置
根据建筑的不同类型、体型及不同的结构体系应采取适当的防震缝设置。针对建筑体型较为复杂的情况,若选择不设置防震缝,则应采用对其进行实际结构计算模型的抗震分析方法,对建筑物的局部应力及集中形变进行合理估算,并对其薄弱部位进行相应的防震设计。对于设置防震缝的建筑,应将其以结构单元形式进行划分,并根据场地的性质、房屋的类型预留相应的宽度。
2.3 建筑结构的体系选择
2.3.1 保证结构体系的承载能力
建筑结构体系的赘余度、变形能力及内力重分配等功能是建筑结构抗震设计的工作要点。地震发生时,哪怕出现其中部分构件问题,只要其余构件的承载能力能够对竖向承担荷载,就会使整个建筑处于稳定状态,保证其稳定性。
2.3.2 建筑结构体系计算简图及地震作用传递路径
在进行建筑结构抗震设计的过程中,对于竖向构件的设置应使其在垂直重力的荷载作用下压应力近乎均匀。对于建筑的盖梁体系布置,尽量保证以最短的路径将垂直重力荷载传递到竖向的构件墙与构件柱上。对于转换体系的布置,要保证建筑上部结构对构件垂直重力荷载的传递在转换层进行不多于两次的转换过程。除此之外,对于建筑物的整体抗侧力体系也应明确确立,其中抗侧力的组成部分应完善并保证其连通性。
2.3.3 建筑结构体系应具备适当的强度和刚度
适当的强度与刚度的建筑结构体系分布是避免突变及部分削弱导致部分出现的有效途径。在进行建筑框架结构设计的环节中应保证建筑节点的质量。针对易出现薄弱的部位,及时对其进行抗震能力的防御。
2.4 建筑平面设置规则的重要性
在进行建筑物结构抗震性能的设计时,其平面的设置规则性占据较为重要的地位。对于建筑平、立面的布置在建筑结构抗震设计时应严格依据抗震设计原则进行正确的设计。建筑平面设置的规则性在建筑结构抗震设计过程中有较大的影响,同时对抗震能力的强弱也具有一定的重要作用。所以,在实际的建筑结构防震设计中应对建筑平面设置的规则性予以一定的重视。
3 结语
随着我国城镇建设的飞速发展,生活的不断提高,人们生活中最基本的元素之一就是房子,房子质量的好坏深深地影响着人们的生命财产安全。建筑结构的抗震设计对于建筑整体的应用性能具有较大的影响,所以在建筑结构工程时应在建筑场地选择到建筑结构工程的整个过程中,使抗震设计符合相应的要求。建筑结构的防震设计是保证建筑物稳定的基础,也是对人们生命及财产安全的有效保障。前事不忘,后事之师,一个优秀的建筑设计师为避免悲剧再次的发生,必须充分重视建筑抗震设计技术,不断地思考、总结和创新,并进行深入系统的理论分析。只有使结构抗震设计理论和方法可靠的,才能在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计师的应有作用。
参考文献:
[1] 严宁 . 基于建筑结构工程中的抗震设计问题探索与研究 [J]. 城市建设理论研究 : 电子版 ,2012(18).
[2] 李丽 . 建筑结构工程在抗震设计中的探索 [J]. 城市建设理论研究 : 电子版 ,2013(33).
[3]Skinner R I, Robinson W H, McVerry G H. 工程隔震概论[ M] . 谢礼立, 周雍年, 赵兴权, 译校. 北京:地震出版社, 1996:122 -129.
[4] 王广军, 苏经宇. 同等烈度按震中距区分的讨论[ J] . 防灾减灾工程学报, 1984(2):71 -72.
[5] 于翔, 陈启亮. 结构抗震研究方法及现状[ J] . 理工大学学报, 2000, 1(5):63 -69.
建筑结构抗震设计范文4
【关键词】建筑结构;抗震;设计;问题
建筑行业发展步伐紧紧跟随着城镇化发展愈来愈快的脚步。受到不同区域限制,及自然灾害的产生,使得建筑结构抗震设计成为建筑设计中一项不得或缺的设计任务,从保证建筑的安全性出发,为人身安全做出了保障。那么如何对建筑结构的抗震效果做出合理设计,需要考虑到什么?对抗震设计需要采取什么具体措施?本文将对以上问题进行探讨与解决。
1.建筑结构抗震设计的思想
1.1与不利区域相互避开
施工选区对建筑结构抗震能力有着至关重要的影响。再好的设计更需要有一个好的根基,建筑物的构建,需要避开地质状况不佳、地震低发区域,从而从根基上保证建筑地基能够坚实稳固。当地震灾害发生时,直接破坏的是建筑结构。如有特殊情况,无法避开不利建筑区域,这时必须使用特殊方式适当解决对应问题,并在建筑结构的构建设计上,需要对抗震能力大幅提升。所以选择一个最佳建筑建设区域,能够从根本上提高抗震性能。
1.2建筑外形设计
根据统计得出,建筑构件截面及平立面更容易突变,发生地震应力,引发地震灾害。当今时代,许多建筑设计师更注重通过建筑外形的设计稳定抗震性,设计师清楚地明白:①建筑设计注重整体性。建筑的整体性强,才能保持“传力通道”通畅,保证抗震能力强;②建筑结构遵循规则性。建筑结构不规则时,需要通过加倍地震产生的作用力与内力来重新计算建筑受力,调整设计;③设计方案的重要性。方案是否合理,直接影响着整个工程的耗材与建筑的安全性。
1.3协调设计
如何把控建筑结构的抗震效果?不仅需要的是对平立面设计的规则与对称,更需要的是建筑构造设计师与建筑工程工程师之间的协调与配合。建筑构造设计师与建筑工程工程师不仅要各司其职地完成设计与分析工作,还需要通过沟通交流,完成配合,对建筑结构的抗震设计进行调整,最终达到建筑结构规则要求与抗震设计标准。
1.4确定结构体系
当确定建筑结构后,需要选择并确定合适的结构体系。建筑结构体系的选择与确定,抗震设计中的建筑实际条件(建筑区域地质、地基深浅、建筑材料、建筑高度等)、抗震类别等决定了建筑结构体系的选择,再通过各体系间经济、技术等对比,可确定最终的建筑结构体系。确定结构体系对抗震整体分析有着不可替代的重要作用。拥有地震传递与作用途径、计算简图,能够把控地震的作用力并分析出作用力的传递方向,达到预防地震来袭并在一定程度地避免了对建筑物迫害的作用。
2.建筑结构抗震构造的关键措施
要提升建筑结构的抗震效果,必须要采取一定的构建措施。本文介绍了:设置防震缝、增设构造柱、设置圈梁三种防控地震的构建建筑的措施。具体措施介绍如下。
2.1设置防震缝
在抗震地区,建筑物立面高差≥6m、建筑物有错层、楼板间错层高度差很大、或是建筑物各组件间硬度或重量差距过大时,需要设置防震缝。防震缝的作用就是将建筑整体划分成若干个体单元,使这些个体单元的刚度以及重量均匀,从而降低地震对建筑物的破坏程度。防震缝一般设置于地基之上,宽度基本在50~100mm内取值。
2.2设置构造柱
为增强抗震能力,加强建筑材料强度与剐度分别在建筑物拐角、墙根部、隔断、高墙体中部、楼梯以及电梯间等位置设置构造柱,并通过圈梁、构造柱与墙体三体之间紧密相连构造出稳固的空间骨架,大大提高了建筑物强度及稳定性,也对墙体的应变能力得以提升,使建造出的建筑物达到“裂而不倒”的高标准要求。建筑施工过程中需要按照“砌墙逐段柱身”的顺序来进行工程搭建,在柱身过程中需要现浇钢筋混凝土,使之更加坚固,在构造柱时,要做好根基,在柱下固定钢筋混凝土,保证其根基稳定,柱的截面应≥180mm×240mm,主筋采用一般规格:4×412mm,箍筋间距应≤250mm,墙柱间沿墙高每≤250mm增设4×46mm的钢筋加以连结(嵌于墙内钢筋需≥1m)。
2.3设量圈梁
需要圈梁来配合楼板进行搭建是提高建筑物空间的刚度,加强空间整体性,巩固墙体稳定性,减少开裂情况,提高抗震能力的必要措施。圈梁的材料有两种可以选择:钢筋砖与钢筋混凝土。钢筋砖圈梁用于地震低发区的非抗震区域;钢筋混凝土则相反用于抗震地区,它的宽度基本和墙体厚度相当,高一般≥120mm,其最小横截面为240mm×120mm。抗震地区建筑建设中圈梁务必完全闭合,保证不能被洞口截断。
3.结语
建筑结构的抗震设计的优劣,是衡量工程质量的重要因素,为建筑质量作以保障。建筑结构的抗震设计直接影响的是建筑寿命,而间接影响的是建筑承纳人员的生命安全以及建筑单位的经济效益。所以,建筑结构抗震设计的整体思想必须遵循:避开不利区域选择合理的建筑建设地区(了解建筑施工地区的实地情况)、进行全方面合理设计(工程人员与设计人员的协调设计、建筑外形设计)、通过总结与对比选定合适的结构体系,结合最佳抗震技术,把握建筑建设过程中抗震的重点措施。根据上述设计思想,才能够完全保障建筑结构的抗震效果。
作者:齐玉平 单位:山东碧海建筑规划设计有限公司
参考文献
[1]王秀丽.多层钢框架梁柱连接节点抗震性能研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2004.
建筑结构抗震设计范文5
关键词:建筑工程;结构设计;抗震设计
在进行建筑结构抗震设计时,设计人员一定要了解地震中地面运动对周围建筑造成的破坏,建筑结构设计中,严格按照抗震等级进行设计,相关的抗震性能指标也要符合设计要求。最终确保构件质量、结构型式、设计外形都达到设计要求,在地震发生时建筑可以表现出很好的抗震性能,将地震对人们生命及财产造成的损失降到最低,确保居住人们的安全。
1建筑结构抗震设计的内涵
由于地震是一种难以预测的自然灾害,一旦发生带来的直接后果十分严重,所以,应该从提高建筑结构整体的抗震性能出发,加强其抗震设计。具体来说,在建筑工程建设期间,相关企业和工程师需要结合实际情况来综合考虑建筑结构的抗震设计,不同结构单元之间应该采取有效分离或连接的方式。一般情况下,建筑应该采用加强连接的方式,设置多道抗震防线来避免或减小地震后余震对建筑本身的破坏。而正确处理不同构件间的强弱关系有利于形成多道防线,以此来提高整个建筑的抗震性能。只有保证建筑构件具备较强的稳定性、刚度以及延性等特征,才能在真正意义上体现建筑结构的抗震性能,进而保证建筑结构的完整性。
2建筑结构设计中抗震设计的现状
当发生地震之后,在地壳中会快速释放能量,在能量传播的过程中出现振动,同时还伴有地震波的发生,地震属于一种自然现象,当地球板块和板块之间相互挤压碰撞,就会出现错动和破裂,振动波会从震源向地面扩散。地面建筑如果隔震措施不完善,就会整体坍塌、墙体裂缝、建筑倾斜等问题。传统建筑抗震设计中,设计工程师不重视抗震设计,导致地震发生后很多建筑发生整体性坍塌,造成大量人员伤亡,在08年汶川地震之后的震害调查显示,在相同地区严格执行01抗震规范设计的建筑出现重大危害的情况相对较少,而多数出现较大震害的建筑为未经设计或设计位严格执行01抗震规范,从事建筑的各个行业都逐渐认识到抗震设计的重要性和必要性,结构设计也将抗震设计作为重要的设计环节。
3建筑结构设计中抗震设计应遵循的原则
3.1规则性原则
建筑结构抗震设计中要遵循规则性原则,规则建筑结构构件布置规则可以缓解地震造成的破坏,对不同的结构进行设计时,确保设计建筑外观的规则性,这样不仅可以保证建筑外观的美观,提高视觉效果,当发生地震之后,由于建筑自身规则或对称,那么所发生的位移也是有一定规律的,双向受力和变形可以基本保持一致,如果建筑外形设计不均匀,那么在双向地震作用时受力和变形出现严重偏差,同层构件、层与层之间位移差过大引起结构性破坏。抗震缝设计要科学,如果建筑要求有不规则的结构设计,简单有效的方式就是设置抗震缝将不规则建筑分隔为规则的若干块规则单体建筑,在最大程度上保证房屋整体结构的抗震性能。
3.2连续性原则
对建筑进行抗震设计中一定要遵循连续性,结构构件水平、竖向的连续是结构体系抗震性能的保障,结构构件设计不连续,引起建筑整体在构建不连续处刚度突变,在局部区域引起应力集中,引起结构局部破坏。在房屋结构设计中,建筑平面的规则性和竖向的规则性都对结构抗震性能有重大影响,平面不规则对建筑扭转不利,建筑竖向不规则对地震水平力的竖向传导不利。顶部凸出就是竖向不规则的一种,突出部分刚度、高度都要严格控制,如果发生地震,在震动后就会出现鞭梢效应,在建筑顶部凸出部分出现地震水平力成倍放大,对房屋造成的损害非常大。
3.3构件布置简洁性
结构构件布置简洁,结构体系的竖向和水平荷载的传导明确直接。构件布置越简洁,结构整体或构件的内力与变形分析结果与结构实际受力与变形越一致,有利于设计时做出有效的补强措施,提高建筑的抗震性能。
4建筑结构设计中抗震设计的方法与措施
4.1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。
4.2采取加强结构构件抗震的设计方式
设置多道抗震防线,设计使建筑有足够的刚度和变形能力,使结构构件体系能有效抵抗地震作用下产生的地震力。设置必要的抗力构件和吸能构件,抗力构件抵抗地震作用时建筑所承受的地震作用力,吸能构件通过破坏等方式吸收消耗地震能量,保护其他重要构件的安全。抗力构件既要有足够的刚度,还得有一定的协调变形能力,足够的刚度为保证在地震作用下大部分内力有这部分构件承担,一定的协调变形能力为保证耗能构件先于破坏吸收消耗地震能量,从而保证结构安全。耗能构件作用主要是在地震作用时吸收消耗地震能量,是结构体系中首先破坏的构件,其破坏后吸收地震能量,结构体系内力重分布,但同时又不影响结构体系的整体安全。
4.3分析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,产生不了惯性力了,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。大型钢结构重量都分布在主框架、子结构上,在子结构框架中使用吊杆进行悬挂,将离主框架与子结构进行隔离,发生地震后,只有主要的承载结构会承受地震波,而所有的悬挂装置都不会受到地震波的影响,有效控制结构在地震发生时的反应幅度。当地震波传递到悬挂位置后,破坏力会被削弱,建筑结构中的子结构不会受到惯性力的破坏。
5结语
综上所述,通过以上对建筑结构设计中的抗震设计分析,在设计中必须遵循规则性和连续性,保证建筑结构设计符合国家标准,建筑不同结构之间有很好的联系,将建筑形成一个整体,做好建筑的隔震设计,当发生地震后,通过隔震作用传递给建筑上层的破坏力减少,当地面发生运动后,由于建筑是一个整体结构,各个结构之间的连接性很好,建筑结构对称,这样不会出现局部受力较大,进而破坏整体结构效能的问题,有效保证建筑结构的安全。
作者:唐福 单位:贵州新基石建筑设计有限责任公司
参考文献
[1]薄睛心.浅议建筑结构设计中的抗震措施[J].科技创新与应用,2014,22:229.
建筑结构抗震设计范文6
关键词:建筑结构,抗震设计,分析
Abstract: in the process of China's modern construction progress continuously, and promoted the rapid increase of the construction industry, the structure of the building towards diversification development direction in form. Structure of the requirements in recent years with the extent of frequent earthquake disaster happened more and more high. This paper improve the structure vibration resistance perspective, the structural seismic design content analysis of the overall, this paper aims to improve structure design Angle from the seismic behavior of effective method, measures, to reduce the harm of the loss, improve building brought the overall seismic performance, to have the important meaning.
Keywords: building structure, seismic design, analysis
中图分类号:TU973+.31文献标识码:A 文章编号:
1 引言
地震给人类带来不可估量的灾害和损失,它的不确定性、随机性使得人类难以有效预测。地震对建筑结构的影响非常大,带来的巨大损失是不可避免的。既然从正面阻止不了地震的发生,我们可以从另外的角度去预防和减少地震带来的危害。我国建筑物越来越多,结构形式也越来越复杂,因此必须提高建筑的抗震性能。本文从抗震设计的内容出发,从概念设计、抗震计算、构造措施三个方面对建筑抗震设计进行分析探讨,得到提高建筑抗震性能的设计重点和注意事项,对于提高建筑结构的抗震性能,具有重要的理论和现实意义。
2 抗震设计分类
建筑结构的抗震设计包括三个方面的内容:首先是设计原则,即概念设计,要从整体上对抗震设计的原则进行理解;其次是抗震计算,从结构计算角度去选择高抗震性能的建筑结构,也为抗震设计提供理论依据;最后就是构造措施,在整体上把握建筑结构的抗震性能的基础上,考虑加强局部弱势部位的抗震性能,从而提高建筑的整体抗震效果。每个部分的内容都是必不可少的,否则抗震设计的可靠性大大降低。
3 建筑结构抗震设计分析
3.1 概念设计
任何设计都需要遵循一定的原则和要求,抗震设计亦是如此。建筑抗震的概念设计是一种模糊而细致的设计过程,也是先整体后局部的设计思路。该过程中要按照设计原则和设计要求,结合设计思路,从总体布置到细部构造都要严格把握。设计原则是在长期的地震灾害和工程经验中不断总结探索出来的规范条例,设计人员要在此基础上开展抗震设计工作。概念设计的基本原则大致可以分为以下几个方面:
1)场地的选择。工程地区的相关地震、地质资料是必须掌握的,在选择具置时,根据工程的要求,结合一手资料做出相关的安全、稳定的综合评价。合理选择有利场所,避免不良地质区场地的选择。对于场区地质条件无法满足设计要求而无法避免的情况应及时采取有针对性的措施解决。
2)建筑布局的选取。一般建筑要避免过于复杂的平面形式,平面布置应简单、对称,整体性要强。平面几何形状的变化要均匀,尽量避免形状突变的情况。
3)结构的抗震体系选择。合理的结构体系能够明确地震荷载发生作用时的传递路径,清晰的抗震计算能够从一定程度上把握结构的抗震性能。抗震防线设置应层次分明,每道防线都应具备一定的耗能、变形能力,避免因局部破坏导致结构的整体破坏。薄弱环节应采取有效措施加以防范,应力集中处尤其重要。
4)抗震防线数量。优先选用多道抗震防线的结构体系,能够避免结构抗震能力、承载力的整体失效。尽量选用延性较好的分支体系,单纯的框架结构应采取强柱弱梁的形式,适当的添加个别构件能够增加防线数量。
5)非结构构件的处理。局部的处理也影响结构整体抗震性能,预埋件锚固部位的处理,关系到结构主体与大地之间传递地震力的效果。优先考虑轻质材料作为墙体材料,围护墙、隔墙的设置要避免产生不利于结构抗震的现象。
3.2 抗震计算
建筑结构的计算也要遵循一定的原则:
1)建筑结构的主轴方向要进行抗震验算,考虑水平地震力的作用,承受该水平力的结构应该是该水平方向的抗侧力构件。
2)对于抗侧力构件非竖向布置时,当与水平夹角大于15°时,应考虑水平地震力作用,并验算该构件的水平抗侧力。
3)非对称建筑结构,其质量和刚度的分布也存在非对称现象,此时竖向和水平两个方向的地震作用对结构会产生扭转影响,要进行抗扭转的计算。
4)规定8、9度的大跨度、长臂结构和9度的高层建筑结构,高跨比数值较大,其结构形式发生了明显的变化,此时应考虑竖向地震力的作用。
抗震计算方法的选择是抗震计算的核心部分,任何一种结构形式都有其适应的抗震计算方法与之对应,底部剪力法和振型分解反应谱法是两种计算的基本方法。高度在40m以内,质量、刚度的分布较均匀的建筑结构,宜采用底部剪力法,此方法对于结构形式简单、质量分布均匀、低层的对称建筑比较适宜。其他的结构形式适宜采取振型分解反应谱法,该方法在大量的工程计算中使用较多。
时程分析法是一种补充计算方法,适用于特别不规则的建筑、甲类建筑,还有高度在100m以上,烈度为8的Ⅰ、Ⅱ类场地和烈度为7的高层建筑,高度在80m以上,烈度为8的Ⅲ、Ⅳ类场地的高层建筑,高度在60m以上,烈度为9的高层建筑。计算结果选取时程曲线计算结构的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。
3.3 抗震构造
构造措施是根据抗震概念设计原则,一般不需要计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求,是结构实现耗能能力、变形能力的保证。对于不同的建筑结构,抗震构造措施有多种,主要涉及构件截面尺寸、轴压比、钢筋的配置等方面。
对于多层砌体建筑,在地震作用下墙体是主要破坏部位,常见构造措施如下:1)设置钢筋砼构造柱,减少墙身破坏,提高延性。2)设置圈梁与钢筋砼构造柱连接,提高建筑的整体性能。3)加固墙体之间的连接,楼板和梁要满足长度尺寸要求,与其他构件的连接要可靠。另外,加强楼梯间的整体性能,避免不规则的结构给主体造成影响。
钢筋砼框架结构是我国主要的建筑结构形式,广泛应用于工业与民用建筑。其震害部位多发生于梁柱节点位置。构造措施原则是强柱、强节点,避免短柱、控制配筋率、限制配筋的最小直径,避免框架出现薄弱层,采取纵筋直径、最小配筋率适当加大、加密,箍筋的间距、加密区长度控制等措施,节点部位钢筋的加密、搭接、锚固等要合理。
建筑抗震设计规范自修改后,增加了一些强制性条文,突出屋顶的构造柱应伸到顶部与圈梁连接,内外墙交接处应沿墙高每隔500mm设2-6根通长拉结钢筋,在设计中应充分考虑。
防震缝可以将不规则结构分割成部分规则结构,各部位之间的防震缝设置能够有效处理构件的耗能和变形挤压,有利于提高建筑的整体抗震性能。
4 结束语
建筑结构的复杂多样加大了抗震设计的难度和复杂程度,建筑结构的抗震设计是一个合理的选择、精确计算、加强构造的完整过程,每个环节都是必不可少的重要组成部分。设计人员应严格遵循概念设计的要求,从提高建筑抗震总体性能的角度,理清设计思路,合理选择提高建筑抗震的方法和措施,在不断的研究和实践过程中,提高抗震设计质量,提高建筑的整体抗震能力。
参考文献:
[1] 国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
[2] 王亚勇,戴国莹. 建筑抗震设计规范疑问解答[M].北京:中国建筑工业出版社,2006
[3] 寇秀梅. 结构设计中的抗震设计问题[J].中国西部科技 2008,6(7)