前言:中文期刊网精心挑选了建筑结构抗震设计论文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。
建筑结构抗震设计论文范文1
摘要:我国是一个地震多发的国家。因此,现在越来越多的人非常重视建筑结构的抗震设计问题。所以,本文主要就建筑结构的抗震设计中关键问题、具体的抗震设计举措进行研究与分析。
关键词:建筑结构;抗震设计;关键问题;具体举措
【中图分类号】TU318【文献标识码】A【文章编号】2236-1879(2017)20-0217-01
引言:随着我国经济快速发展,一栋栋高楼大厦拔地而起,但与此同时,在我国是地震多发国家的背景下,建筑抗震等安全因素成为设计需要考虑的因素之一,现阶段,我国的建筑抗震水平较高,但因地震导致房屋倒塌的情况时有发生,为了能更好的提高建筑抗震水平,在建筑抗震设计方面更加合理,作为中学生了解建筑结构的抗震设计中关键问题、具体的抗震设计举措是很有必要的。建筑结构抗震设计关键问题
(一)场地的科学选择。
建筑场地的科学选择,直接关系到建筑结构抗震设计的水平与质量。因此,有关的工程设计人员需要对于建筑物建设的场地进行全面的考察工作,选择具有土质松软、地质元素分布不均衡的区域来进行地段的选择,避免地震发生时产生出地裂或者是地表错动问题。
(二)建筑结构的合理化抗震设计。
建筑结构的合理化设计也对于提升建筑抗震设计的质量与水平发挥着重要的作用。比如:使用高强度的建筑材料使得建筑物的结构框架具有完整性的构造。而高质量设计图纸的应用,可以使得建筑物的各个部位进行更加合理、科学的布局,最终形成强有力的抗震效果。
(三)建筑平面布置的规则性。
进行满足有关抗震设计要求的施工,可以极大提高建筑的抗震水平与能力。比如:综合的考虑到各个方面的因素,应用现代的网络信息技术进行对称性的结构设计,将会对于建筑的抗震实际效果进行科学的提升。同时,我们需要清楚的了解到各种科学的设计需要真正的落实到施工实践中,使得设计的成果真正转变为实际的应用成果[1]。
一、建筑结构抗震设计的具体举措
(一)基础隔震措施。
所谓的基础隔震指的是应用各种各样的减震装置来完成有关建筑物的结构抗震设计。具体来讲,将有效的抗震、隔震的装置应用到建筑物自身的部位中,从而达到保护建筑物,使其具有良好抗震、隔震效果的一种方式。但是,这种方式不适用于高大的建筑物中。原因在于,在高大建筑物中应用抗震装置会导致建筑物产生出自振周期问题,无法达到应有的抗震效果。在我国的生活中常见的抗震装置有橡胶垫装置、混合隔震装置等。对于这些装置应用摩擦移动或者是粘弹性隔震的方式就可以进行有效的防震,保障建筑物具有良好的防震要求[2]。
(二)特殊材料在地基隔震中的应用。
应用特殊的材料全面保障建筑物的地基具有良好的防震性能,也是一个重要的防震举措。具体来讲,应用高效的沥青原料与粘土、砂子等进行混合性的应用,可以提高建筑物整体的质量与水平,保障建筑物的安全。目前这种方法已经在建筑物的防震设计中进行了一定程度的应用,并且取得了不错的应用效果[3]。
(三)建筑结构悬挂隔震。
所谓的建筑结构悬挂隔震指的是在进行建筑物结构设计工作中,应用悬挂的方式来对于建筑物大部分结构或者是整体的结构进行有效减震处理,使得地震发生时地震灾害的破壞力量对于悬挂的建筑结构没有非常大的影响,最终减轻地震对建筑的破坏程度,避免重大的人员伤亡与财产损失。比如:在一些大型钢结构建筑中应用悬挂的方式来进行有关的设计,使得有关的子框架通过锁链或者是吊杆方式的应用悬挂在主框架上。这种设计方式应用的意义在于地震发生之后,地震一部分破坏力量会传导在这些锁链或者是吊杆上,降低了地震对于建筑物地基以及墙面的影响,提高了建筑物地基抗震的实际效果[4]。
(四)建筑层间的隔震。
对于建筑物层间进行有效的隔震是一种操作简单、工序简单的应用方式。但是,这种方式与其它方面的隔震使用举措比较起来只能对于地震破坏力量的10%到30%进行有效的预防,无法从根本上形成强有力的抗震效果。因此,这种方式需要与其它模式的抗震举措进行综合性的应用,形成对于建筑物的有力保护,全面提高其应对地震破坏力量的能力。
(五)建筑结构的加固隔震。
为了全面提高建筑物结构的抗震能力,我们需要采取各种的方式对于建筑物进行必要的加固处理,提升建筑物的质量。具体来讲,第一,在建筑物竣工之后,有关的工程施工技术人员可以应用阻尼的方式对于建筑物进行全面的加固,最终使得建筑结构的抗震效果得到加强。第二,为了提高高层建筑的抗震效果,我们可以应用消能减震装置来提高其抗震的能力,使得高层建筑也可以在地震发生时具有对地震破坏力的抵御能力,避免重大的财产损失与人员伤亡。比如:消能减震装置在建筑物隔震夹层中进行应用,可以极大提高建筑物结构的抗震效果[5]。
二、结论:
通过上述几个方面,对于建筑物结构抗震若干问题进行科学的研究与探讨,有利于建筑物施工的企业应用众多的具体方法全面提高建筑物结构抗震的质量与水平,保障建筑物在地震发生时具有强有力抵御地震的能力,减少人员的伤亡与财产上的损失。如今总体的设计理念与方式比较先进,但也需要与时俱进,不断提高建筑抗震等级,为人们的生命和财产安全提高保障。
参考文献
[1] 古力铭. 关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J]. 四川水泥,2015,06:60.
[2] 曹振. 关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J]. 门窗,2015,06:126.
[3] 邱子龙. 关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J]. 建材与装饰,2016,08:76-77.
[4] 李琛琛. 关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J]. 科技创新与应用,2016,18:245.
建筑结构抗震设计论文范文2
关键词:建筑结构;抗震设计;存在问题;改良方案;房屋建筑 文献标识码:A
中图分类号:TU352 文章编号:1009-2374(2015)03-0044-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.0214
我国是一个地震灾害比较严重的国家。随着科学技术的不断发展,我国的建筑结构抗震设计的方法随着结构试验、结构分析、地震学以及动力学的发展也在不断的进步,在不断学习国外经验的基础上,我国的震害调查、强震观察的方法在不断的成熟。但是,如何从我国的社会发展和地震环境的实际情况出发来提高建筑结构抗震性能,从而保持建筑物更加合理经济、安全可靠,是结构抗震设计中的一项重要的任务。
1 建筑结构抗震设计中的问题
1.1 选择建筑抗震场地的问题
如果施工的条件相同,不同工程地质条件下的建筑物在地震时会受到明显不同的破坏程度。所以,选择一个好的建筑场地是提高建筑物抗震性能的重要基础,在场地选择的过程中,要降低地震灾害,尽可能地避开工程地质不良的抗震场地(比如河岸、边坡边缘、高耸孤立的山丘、非岩质陡坡、湿陷性黄土区域、液化土区域),选择有利的建筑场地(比如中等风化、微风化的基岩,不含水的粘土层,密实的砂土层)。如果实在无法当避开不利区域的话,应该在场地采取抗震加强措施,应根据抗震设防类别、湿陷性黄土等级、地基液化,来采取措施提高地基的刚度和整体稳定性。比如,如果建筑地基的受力层范围处在严重不均匀土层、软弱粘性土层、新近填土时,要合理估计计算地基在地震时形成的不均匀沉降,从而采取加强上部结构和基础的处理措施或者加固地基、桩基的措施来加强地基的承
载力。
1.2 选取房屋结构抗震机制的问题
1.2.1 房屋结构机制应有科学恰当的强度与刚度,能够有力地规避房屋结构由于突然变化或者个别位置减弱构成薄弱位置,引发太大的应力聚集或者塑性产生变化聚集;对于或许形成的脆弱位置,应采用提升抗震水平的手段。
1.2.2 在房屋架构机制中应设计有科学的地震功能传送通道与确定清楚的核算简图。另外,设置纵向房屋构件时,应尽量保持在垂直重力负荷作用下纵向房屋构件的压应力多少平均;设置楼层盖梁机制时,尽量保证垂直重力负载能够通过距离最小的途径传送到纵向构件墙或者柱子上;设置转换架构机制时,尽量保证从上面架构纵向构件传过来的垂直重力负载能够通过转换层完成再次转换。
1.2.3 在选取房屋架构机制时,应重视防止由于一些构件或者架构的损坏而让总体房屋架构失去对重力负载的承受性能与抗震性能。房屋架构抗震设置的基本准则是架构应该具备内力再次分摊作用、优秀的变形性能、一定的赘余度等。进而在地震出现时,一些构件即便出现问题,其他构件仍然可以承载纵向负载,提升房屋架构的总体抗震稳固性。
1.3 房屋架构平面设置的规则性与对称性问题
房屋的平面与立体的设置应遵照抗震理论基本设置准则,通常运用规则的房屋架构设置方案。依照房屋结构抗震设置规范的标准,对平面不规则或纵向不规则,或者两者均不规则的房屋架构,应运用空间架构的核算模式;对楼板部分区域连接不畅或者表面凹凸不成规律时,应运用相对应的贴合楼层强度刚度变动的模型;脆弱位置应当注重相对应的内力加大系数,而且依照规范标准来对弹塑性形状改变加以剖析,脆弱位置应采用抗震构造手段。
在房屋架构的抗震中,对称性是不容忽视的。对称性包含房屋平面的对称、品质分布的对称及房屋架构抗侧刚度的对称三个部分。保证这三个方面的对称中心为同样的位置是最优的抗震设置方案。国内的房屋结构中,架构的对称性通常指的是抗侧力主要架构的对称。对称的房屋架构有框架架构、简体框架架构等。
房屋架构的规则性体现在以下四点:
1.3.1 在平面设置房屋抗侧力的主要架构时,应当保证周围结构与中心的刚度与强度平均分布,让房屋的主要架构维持较强的强度与抗扭刚度,很大程度上防止了房屋在风力较大或者地震的扭矩影响下而产生很大的形状改变造成非架构构件与架构构件的损坏。
1.3.2 在平面设置房屋抗侧力的主要架构时,还应当重视保证同一主轴方向的所有抗侧力架构刚度与强度位于平均形态。
1.3.3 建筑结构的抗侧力主体结构沿着构成变化和竖向断面也要保持均匀,避免出现突变。
1.3.4 建筑结构的抗侧力主体结构的两个主轴方向也要有比较接近的强度和刚度,还要有比较相近的变形特性。
总体来说,在建筑结构抗震设计中,一定要对建筑平、立面布置的规则性加以重视,在实际的工程中还应该对建筑结构抗震设计的规范规定给予高度的重视。
2 提高建筑结构抗震能力的改良方案
(1)对地震外力能量的吸收传递途径进行恰当合理的布局,保证支墙、梁、柱的轴线处于同一平面,形成一个构件双向抗侧力结构体系。在地震作用下构件呈现出弯剪性破坏,有效地使建筑结构的整体抗震能力得到提高。
(2)要按照抗震等级来对梁、柱、墙的节点采取抗震构造措施,保证在地震作用下建筑物结构可以达到三个水准的设防标准。按照“强节点弱构件”、“强剪弱弯”、“强柱弱梁”的原则,来合理选择柱截面的尺寸,注意构造配筋要求,控制柱的轴压比,确保结构在地震作用下具有足够的延性和承载力。
(3)进行多道抗震防线的设置。在一个抗震结构体系中,在地震作用下一部分延性好的构件可以担负起第一道抗震防线的作用,而在第一道抗震防线屈服后其他构件才逐次形成第二、第三或更多道抗震防线,有效提高建筑结构的抗震安全性。各地区要根据所处区域的地质特征,提高抗震设防标准。
(4)在可能发生破坏性比较强的地震区域,建设、地震、科技等部门要对建筑技术规范进行严格的规定,从施工保障、材料选用、规划设计、建房选址等方面来加强监督检查和技术指导,保证建筑设施能够符合抗震设防的基本要求。
(5)根据地震地区本身建筑物的特点来积极引用抗震减灾新材料、新工艺、新技术,并且借鉴发达国家的技术和经验,将其推广应用到建筑抗震设计中。
(6)建筑结构抗震设计的管理者以及实施者也对建筑的抗震能力起到很大的作用。所以,必须提高抗震设计工作人员的整体素质,提升整个建筑的抗震工程
质量。
3 结语
经过多年来对建筑结构中抗震设计的研究,我国的抗震设计方法已经逐渐趋于成熟,但是还有许多需要完善的地方。我们要在严格按照建筑抗震规范要求的基础上上,科学地合理地进行建筑抗震设计,保证建筑物的稳定性和可靠性,促进我国建筑结构抗震设计向着高水平方向发展。
参考文献
[1] 方小丹,魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报,2011,(12).
[2] 胡洁.浅析建筑结构抗震设计[J].科技创新与应用,2012,(6).
建筑结构抗震设计论文范文3
关键词:建筑工程;建筑结构设计;抗震设计;抗震研究
近年来,我国经济不断发展,人民生活水平不断提高,但是地震灾害却不断发生,地震灾害不断威胁着我国人民的生命财产安全。众所周知,地震灾害的后果十分严重,然而,以现有的技术很难对其进行控制或者提前预测,因此,对地震灾害进行根本性的防治是无法做到的,但是,在建筑结构设计中加入抗震设计,大幅度提高建筑的抗震能力,从而确保建筑在遭受地震灾害时有一定的稳定性,进而减少地震灾害发生带来的危险。
一、在建筑结构设计中加入抗震设计的意义
毫无疑问,地震灾害是众多自然灾害中破坏了最强的灾害之一,对人们生命财产的安全有着极大的威胁,不仅如此,地震灾害对建筑工程有着极强的破坏力,也因此,怎样提高建筑物的抗震能力是是从事建筑工程设计的相关工作人员重点想要解决的问题,在我国历史上,出现过许多次破坏力极强的地震,例如,唐山大地震,汶川地震。而我国经济不断发展,城市化发展迅速,建筑需求不断增加,人口激增,高层建筑的需求量不断扩大,建筑人群比较集中,所以,建筑人群集中的区域如果发生了地震,相应的损失是无法估量的。众所周知,地震这一自然灾害,以现有的技术手段无法提前预测并实施有效的防护措施,因此,在建筑结构设计中加入抗震设计,提高建筑物的抗震能力是比较有效的防护手段,因此在建筑结构设计中加入抗震设计是十分重要的。
二、建筑结构设计中的抗震设计需要达到的相关要求
首先,需要明确得是,我国对于建筑结构设计中的抗震设计是有着十分明确的要求的,因此,在实际建筑结构设计过程中需要遵循相应的设计准则,以相关设计准则为标准严格施工,在实际建筑结构设计过程中,相关设计师们要善于总结以往的设计经验,再根据当前的建筑设计实际需求,完成建筑结构设计,从而使建筑结构设计科学合理。其次,在选择防震措施时一定要选择多级防震。以往的建筑物通常选择得是三级防震措施,即需要建筑物做到小震没有损坏,中震可以修理,大震不会倒塌,然而,根据相关实际状况来看,建筑结构的防震措施必须选择多级防震,从而最大程度地提升建筑物的抗震性能,只有这样,在地震发生时,才可以尽可能地减少建筑物摇晃倒塌带来的危害,减少人民群众的经济损失。最后,在实际建筑结构设计过程中,需要将概念设计理论与性能设计理念有效结合起来,在对建筑施工地点进行严谨科学地考察后,综合多方面具体状况进行全面的分析,从而设计出科学的建筑设计方案。
三、建筑结构设计抗震设计重点
(一)确保建筑物连接处的质量
在进行建筑结构设计工作时,不仅需要设计师们对建筑构件实施科学配置,还要确保建筑物连接处的质量问题,确保建筑构件之间的连接十分牢固,从而最大限度地降低因为建筑构件之间连接不牢固降低抗震性能情况的出现。如今,许多建筑物外壁都会使用一定的装饰物品,相应的装饰材料一般为大理石,瓷砖等,不仅如此,在对建筑物进行装修时很有可能会使用新的装修技术,而这些装饰会依附于建筑结构而存在,从某种程度上来说,这些装饰物的存在对建筑结构设计的抗震性能会产生一定的影响,这些装饰物很有可能会降低建筑物的抗震能力,从而在地震来临时增加建筑物遭到破坏倒塌时带来的危害,比如,在地震发生时出现的玻璃雨,玻璃雨的出现通常是因为地震发生时,强大的破坏力使建筑物的玻璃幕墙产生变形,随后在地震的破坏力作用下破碎。因此,在建筑结构设計中需要确保建筑构件连接处的质量,进而避免出现玻璃幕墙因为地震破坏力变形破碎从而带来危险。不仅如此,在进行玻璃隔断,内隔墙等工作时必须确保连接处的质量,让建筑物主体连接更加稳固,从而确保建筑物的抗震性能。
(二)重视抗震措施的作用
设计师们在进行抗震设计时可以综合运用基础性防震措施来提高建筑物的防震性能,然而在实际运用过程中,需要根据建筑物的实际状况进行科学选择。比如,基础隔震技术,这种技术在使用过程中,必须将隔震层放置于建筑项目的上部和基础位置连接处,这样放置能够有效地降低建筑结构上部受到地震能的影响,从而减少地震能从地基传递到上层的可能性。目前,比较常用的抗震装置包括夹层橡胶隔层,混合隔震装置等。而间层隔震技术一般可以用来吸收地震产生的冲击余力,最大程度地削弱地震的冲击力量,从而保护建筑物不受地震冲击力的较大影响,通常情况下,间层隔震使用于原始结构层。
(三)注意建筑结构的空间设计
在进行建筑结构设计抗震设计工作过程中,需要注意空间设计工作,即既要做好平面设计工作,也需要完成立体空间设计工作,从而确保建筑物的抗震效果达到最大,与此同时,在进行空间设计时需要确保设计方案科学合理。首先,需要确保方案设计的均衡性。在进行建筑设计工作的过程中,需要考虑地震发生时产生的多方面的作用力,确保设计方案的均衡性能够有效地削减地震的冲击力。其次,在不影响建筑物使用功能的同时简化建筑结构,从而确保结构稳定性不会受到建筑结构的影响。最后,设计师们需要重视结构的整体性。
四、总结
随着我国经济的发展,人民生活水平不断提高,而经济的发展,城市化进程的发展使得建筑需求越来越大,高层建筑的需求量越来越大,在这样的情况下,考虑建筑结构设计中的抗震设计是十分重要且有必要的。本论文从建筑结构设计中抗震设计的重要性开始谈起,简述了抗震设计的相关要求,提出了几项抗震设计重点,希望对抗震设计有一定的帮助。
参考文献:
[1]刘明魁.建筑结构设计中的抗震设计研究[J].建筑工程技术与设计,2017(23):1543-1543.
[2]陈潇.建筑结构设计中的抗震设计研究[J].建筑·建材·装饰,2017(7):121,142.
建筑结构抗震设计论文范文4
【关键词】房建结构,结构设计,抗震设计现状,要求
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
房建结构抗震设计,关乎民生,关乎经济发展,社会稳定,对房屋建筑实施结构设计,主要涉及对建筑高度,承载力,总体结构,各个部件的性能规划等一系列的因素,要求通过对各个构件和整体规划的基础上,既实现满足居民生活生产保障安全的需要,又具有值得欣赏的美学价值。增强房建结构的抗震设计,必须综合考虑地基,房屋的结构体系选择,综合布局等多方面建设因素,是一项及其专业,严谨,复杂的高技术工作。
二、建筑抗震的主要影响因素
1、抗震设计标准
目前,国内在不同地区设定的基本设防烈度,主要是根据该地区以及具体建筑在一段时间内遭受地震以及地震强度的概率而定的。如果是一般建筑,则执行基本烈度设防,如果是重要的建筑物,则相应地提高设防烈度,但是,随着设防烈度的提高,建筑的造价会相应增加。
2、建筑结构形式
为了有效地保证建筑物“小震不坏,中震可修,大震不倒”,在最新的设计规范中,砖混内框架结构被严格取缔了。目前,主要采用的是框架结构、剪力墙结构等。框架结构空间布置灵活,相对造价低,但是其在水平地震力作用下,容易发生剪切变形,因此,框架结构适用的高度相对较低。剪力墙结构平面布置没有框架灵活,但其平面内自身刚度大,强度高,整体性能好,在水平荷载作用下变形小,抗震性能较强,适用于高度较高的高层建筑。
3、抗震措施
抗震措施主要是根据建筑的重要性决定的。在确定建筑等级及场地类型之后,将先进的抗震理念和系统的分析计算纳入到抗震设计中,即可改善建筑抗震性能,提高建筑抗震效果。
三、框架结构抗震设计的基本要求
有抗震性要求的框架结构,应设计成延性框架,遵守“强柱弱梁” 、“强剪弱弯”、强节点、强构件等设计原则,柱截面不宜过小,应满足结构侧移变形及轴压比的要求。在进行框架结构抗震设计的时候,需要确定框架结构的抗震等级,根据不同的等级进行设计,主要是为保证框架结构具有较好的延性,并且能满足合理、经济的设计要求。构件设计时应满足各自的基本要求:①框架结构在进行梁端抗震设计时,既要允许塑性铰在梁上出现又不要发生梁剪切破坏,同时还要防止由于梁筋屈服渗入节点而影响节点核心区的性能,使梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力,梁筋屈服后,塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力。②框架柱在设计时,应该遵循强柱弱梁,使柱尽量不要出现塑性铰,在弯曲破坏之前不发生剪切破坏,使柱有足够的抗剪能力,同时控制柱的剪切比不要太大。③框架节点在地震破坏时,主要是节点核心区剪切破坏和钢筋锚固破坏,因此在设计时,要采取“强节点弱构件”的设计概念,保证在多遇地震时,节点应在弹性范围内工作;在罕遇地震时,节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递。
四、框架结构构件抗震设计的构造措施
1、框架梁的截面抗震设计尺寸,宜符合下列各项要求:截面宽度不宜小于 200mm;截面高宽比不宜大于 4;净跨与截面高度之比不宜小于4。在计算出梁控制截面处考虑地震作用的组合弯矩后,可按一般钢筋混土受弯构件进行正截面受弯承载力计算。梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于 2.5%,且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比,一级不应大于 0.25,二、三级不应大于 0.35。梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值,除按计算确定外,一级不应小于 0.5,二、三级不应小于 0.3。梁端剪力设计值应根据强剪弱弯的原则,按的要求加以调整,对一、二、三级抗震等级分别采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系数。
2、框架柱的截面抗震设计尺寸,宜符合下列各项要求:截面的宽度和高度均不宜小于 300mm;圆柱直径不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面长边与短边的边长比不宜大于3。柱轴压比不宜超过下表的规定;建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑,柱轴压比限值应适当减小。柱的钢筋配置,应符合柱纵向钢筋的最小总配筋率,中柱和边柱的一、二、三、四抗震等级分别是1.0、0.8、0.7、0.6,角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等级分别是1.2、1.0、0.9、0.8。同时每一侧配筋率不应小 0.2%;对建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑,数值应增加 0.1。 当采用HRB400 级热轧钢筋时应允许减少 0.1,混凝土强度等级高于 C60 应增加 0.1。
3、框架节点核芯区箍筋的最大间距和最小直径宜按规范中的柱箍筋加密区的箍筋最大间距和最小直径,一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且体积配箍率分别不宜小于 0.6%、0.5% 和 0.4%。柱剪跨比不大于 2 的框架节点核芯区配箍特征值不宜小于核芯区上、下柱端的较大配箍特征值。
五、基于剪力墙结构建筑体形的抗震优化设计
高层建筑结构的设计,除了要合理选择结构抗侧力体系外,要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面;结构总体布置是指结构构件的平面布置和竖向布置。建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能具有决定性的作用。
1、震害及抗震概念设计
结构抗震设计有许多不确定因素(地震特性、结构扭转等),进行精确的抗震计算是非常困难的。结构的抗震设计除了进行细致的计算外,要特别注重结构概念设计。概念设计是指在结构设计中,结构工程师运用“概念”进行分析,做出判断,并采取相应措施。根据概念设计,抗震房屋的建筑体形和结构总体布置应符合如下原则:采用规则结构,不采用严重不规则结构;明确的计算简图和合理的传力路径;具有必要的刚度和承载力,具备良好的弹塑性变形能力和消耗地震能量的能力;部分结构或构件破坏不应导致整体结构倒塌,增加超静定结构的次数。满足抗震设计原则:即:“强节弱杆”、“强竖弱平”、“强剪弱弯”;置多道抗震防线,形成两道或多道的抗震防线,增强结构抗倒塌能力。
2、建筑平面和结构平面布置
高层建筑的外形分为板式和塔式两大类:板式建筑平面两个方向的尺寸相差较大,塔式建筑平面两个方向的尺寸接近。多数高层建筑为塔式。对抗风有利的建筑平面形状是简单规则的凸平面,如圆形,正多边形、椭圆形等平面,以减小风压,有较多凹凸的复杂平面,对抗风不利,如V形、Y形等。对抗震有利的建筑平面形状是简单、规则、对称、长宽比不大的平面。
六、结束语
综上所述,建筑结构设计中的抗震设计十分重要,加上我国今年来地震较多,加强房屋抗震设计对于居民的安全具有很大作用,应该不断的加强研究。
参考文献:
[1] 张立军 房屋建筑结构设计体系选型及抗震没计 [期刊论文] 《科技与生活》 -2011年14期
[2]孟虎 房建工程砖混结构的抗震设计与前瞻性研究 [期刊论文] 《科技与企业》 -2011年9期
[3]万忠伦 成都驿园高层住宅结构抗震设计 [期刊论文] 《铁道建筑》 PKU -2008年12期
[4]吕西林.周德源、李思明、陈以一、陆浩亮.抗震设计理论与实例[M].同济大学出版社.2011
建筑结构抗震设计论文范文5
Abstract: In oder to make construction projects really be able to reduce or even avoid the earthquake disaster, a good grasp of the relevant seismic design is a fundamental measure to mitigate earthquake disasters. Based on the summary of experience and relevant information, this articles studied and discussed the seismic design issues of reinforced concrete high-rise housing.
关键词:高层建筑;混凝土房屋;抗震设计;抗震设防
Key words: high-rise building;concrete housing;seismic design;seismic fortification
中图分类号:TU3文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)05-0084-02
0引言
地震是人类在繁衍生息、社会发展过程中遇到的一种可怕的自然灾害。强烈地震常常以其猝不及防的突发性和巨大的破坏力给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害。据统计,历史上各种自然灾害曾毁灭了世界各地52个城市,其中因地震而毁灭的城市有27个。地震之外的其它各种灾害,如水灾、火灾、火山喷发、风灾、沙灾、旱灾等毁灭的城市为25座。因此,地震占灾害总数的52%。可见地震灾害确系“群害之首”。研究表明,在地震中造成人员伤亡和经济损失最主要的因素就是房屋倒塌及其引发的次生灾害(约占95%)。无数次的震害告诉我们,抗震设计是防御和减轻地震灾害最有效、最根本的措施。
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,向技术经济合理性的方向发展,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。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。反应谱理论。反应谱理论是在加世纪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。动力理论。动力理论是20世纪70-80年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高层建筑结构抗震设计
2.1 抗震措施 在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
2.2 抗震设计理念 我国《建筑抗震规范》(GB50011-2001)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率(或重现期)来区分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重现期50年;设防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重现期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重现期1641-2475年,平均约为2000年。对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合。并引入承载力抗震调整系数。进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。
2.3 抗震设计方法我国的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定: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,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法;除1款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法;特别不规则的建筑、甲类建筑和限制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。
3结语
在建筑工程项目建设中,设计阶段是整个工程最为关键的一个环节,在设计中要考虑到多方面的因素。本文结合工作实践对高层建筑结构抗震设计进行理论上的研究,从设计理念、设计原则到设计方法进行了探讨,虽然有些粗浅,希望对同行们有一定的参考作用。
参考文献:
[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.
建筑结构抗震设计论文范文6
【关键词】钢筋混凝土,建筑工程,结构设计,优化研究
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
伴随着我国建筑行业的迅速发展,工程建筑行业日渐成为了我国国民经济新的经济增长点,不仅仅在国民经济的增长中占据着越来越重要的地位,而且在改善居民生活方式,提高居民的生活质量方面有着巨大的推动作用。随着钢筋混凝土建筑结构在建筑行业中的广泛应用,建筑结构的设计和施工都有了新的标准和要求,在钢筋混凝土结构的设计施工中,不仅仅要使得结构的平面,立面布置符合相关规则,更要使得建筑结构的各种构件的强度和变形能够达到相关的标准,同时,要在满足建筑设计基本目标的基础上,更加重视建筑结构的抗震设计,提高建筑结构的抗震能力,保证整个建筑结构的质量。
二、钢筋混凝土建筑结构设计的优化措施
1.做好结构体系的选型设计与优化
由于大开间剪力墙结构体系,可以做到房间不露出梁柱,有效空间大、隔音效果较好,当采用钢制模板时,墙面和楼板表面平整并且不需要在湿作业的情况下抹灰。另外该结构体系不但用钢量少,施工周期短、造价低,还具有整体性强、侧向刚度大等优点,有利于抗风抗震,所以自九十年代起建筑结构体系基本上都采用大开间现浇钢筋混凝土剪力墙结构。随着经济的发展,为了进一步降低建筑造价,近几年来部分地区越来越多地采用短肢剪力墙与简体或一般剪力墙组成的结构体系。这个结构体系也属于剪力墙结构的一种。它的特点是建筑平面布置更具灵活性,并且又能节省钢筋和混凝土用量,减轻建筑的总重量,从而降低地基基础造价。
2.加强混凝土建筑结构的施工设计
为满足结构承载力的需求,通常在结构设计中柱与梁板选择不同强度等级的混凝土。施工规范规定柱的施工缝宜留设在梁底标高以下20mm-30mm处,其原则是施工缝宜留在结构受力小且便于施工的位置。施工时,为方便柱身混凝土的下料与振捣,在梁内钢筋未绑扎之前进行浇注。按施工规范的要求,当梁柱的混凝土强度等级不同时,节点处应按。弱梁强柱”的原则。在实际施工中,施工班组制定合理的节点保证措施,监理人员加强对浇注质量的监管和提高整体结构的抗震性能十分重要。
3.建筑结构的基础设计方面
在建筑的基础设计中,要综合考虑建筑场地的地质情况以及水位、使用功能、上部结构类型、施工条件和相邻建筑的相互影响,以保证建筑物不会过量沉降或倾斜,而且还能满足正常使用要求。另外还要注意相邻地下建筑物及各类地下设施的位置,以保证施工的安全。
4.建筑结构设计的抗震方面
(一)房建结构设计要从建筑的全局出发
全面考虑各种建筑部位的功能,在此基础上,科学设计每个部分的构件,保证每个部件之间的契合,促使每个部件或者是若干部件组合起来可以完成某一特定的设计要求,满足一定的现实需求,同时,通过抗震设计,使得每个构件都可以具有相应的承载力,当地震来袭,每个构件都可以有着一定的次序先后破坏,整体组合构件将会有着更强大的承载力和柔性,从而延缓地震破坏的速度,消耗爆发的能量。增强建筑的整体抗震能力。
(二)要严格选择地基选址
地基选址是进行建筑结构设计的基础,因此,在房间结构抗震设计中,要科学避开山嘴,山包,陡坡,河流等不利因素,要本着坚硬,牢固,平坦,开阔的选址原则。亲身实地,利用先进技术设备,进行地质勘探,山石水土监测,并取样论证,科学严谨分析。力求使得整个地基牢固可靠,地质稳定无渗漏,无坍塌,无暗河,无熔岩,无火山……从而保证整个地基不会因为承载而发生小范围的坍塌。影响到整体承载能力和抗震能力设计。
(三)采用合理的建筑平立面
建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理,结构布置符合抗震原则,通过无数次的实验表明,简单、规则、对称的建筑结构抗震能力强,对延缓地震烈度范围延伸,消耗地震的能量,减少地震对整体结构的破坏,而且,对称结构容易准确计算其地震反应。
5. 加强对连梁的设计优化
(一)对连梁的刚度进行折减
连梁由于跨高比较小与之相连的墙肢刚度大等原因,在水平力作用下的内力往往很大,在连梁遇到外力发生屈服的过程中,主要有几个表现,比如出现裂缝,连梁的刚度减弱,内力发生重新分布,因此,一般而言,在进行建筑结构设计之前,要对连梁的刚度实施折减,从高规中的相关条款解释而言,是要对整个混凝土建筑结构的各个环节的刚度和弹性进行比较科学合理的分析,但是,在具体实际的操作过程中,各个部分的构件都需要承担比较大的弯矩和剪力,并且配筋设计具有很大的难度,因而,在笔者多年的建筑结构设计过程中,可以减少对竖向荷载能力的考虑,而更多的进行适当的开裂设计,将内力转移到墙体上去,如此,可以更好的实现建筑结构设计的优化。
(二)在设计过程中适当的减少连梁的高度
在进行连梁的设计中,为了达到降低连梁刚度,减少地震影响效果的目的,可以在保证整个建筑功能的基础上,让连梁的总体的跨度不断增加,如此,可以很大程度的让连梁的整体高度降低,一定程度而言,也使得可以讲整个连梁的整体承载能力控制在一定的范围之内,既可以让设计得到优化,又可以让建筑的功能得到正常发挥。
(三)在连梁设计过程中适当增加厚度
在进行连梁设计,在做好各种构件的设计优化的基础上,可以让连梁的整体截面的宽度进一步扩大,如此,不仅仅可以让建筑结构整体的刚度变大,也能够让整个地震过程中产生的各种内力作用相对而言变得更大。而且,由于连梁的抗剪承载力与连梁宽度的增加成正比。通过剪力墙的厚度增加,也有可能达到让连梁抗剪承载力符合限度的目的。
(四)提高混凝土等级
为了让连梁的抗剪承载能力不会超过规定个标准,可以合理的提高剪力墙的混泥土的等级,当混泥土的等级得到提升,混泥土的弹性模量增加比例会小于抗剪承载力的提升比例,从而,可以达到控制目标。
三.、结束语
混凝土建筑结构设计是一项专业性极强的工作,必须综合考虑到多种因素,既要满足居民的生活生产多种需要,更要从地震防护,防水防渗漏等各种因素对建筑结构做出性能设计,同时,从城市整体的人文自然,交通政治等各方面的因素出发,选择合理的建筑结构体系,做出科学严谨的设计,实现实用价值和美学价值的统一,为整个建筑业的发展和居民生活质量的提高,奠定基础。
参考文献:
[1]刘利峰 钢筋混凝土建筑结构设计优化研究 [期刊论文] 《科技资讯》 -2010年20期
[2]张红标 建筑结构设计成本优化研究--以深圳高层钢筋混凝土建筑结构为例 [学位论文] 2011 - 浙江大学:企业管理
[3]张民 钢筋混凝土框架-剪力墙结构设计的优化研究 [学位论文]2008 - 同济大学土木工程学院 同济大学:结构工程