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建筑结构的抗震措施范文1
关键词:建筑结构;结构设计;抗震措施;技术研究
中图分类号:TB482.2 文献标识码:A 文章编号:
前言
随着我国城市化的进步,居民的住宅以及各式各样的建筑物拔地而起。在以往的建筑设计中由于人们对防震的意识比较薄弱,随着人们防震意识的不但提高以及近几年来地震的频繁发生,使得人们对建筑物的抗震要求逐渐提高。在建筑的抗震功能中,抗震的设计是重要的环节之一,保证建筑结构的稳定性,提高建筑结构的抗震能力,这是设计人员在进行设计时考虑的问题。
1我国建筑结构设计的现状
建筑结构的设计要充分考虑建筑的抗震能力,这关乎人民的生命财产安全。我国位于环太平洋地震带以及地中海—喜马拉雅地震带上,因此我国是一个地震多发的国家之一。但是,从目前我国建筑的抗震能力来看,还存在着许多的问题。一直以来我国在进行建筑设计时都遵循着小震级的地震可以抵抗,大地震能够修复的原则,虽然这样的设计理念在建筑物的抗震方面取得了一定的成效,可是,在面临大的地震时还是存在不足。尤其是一些设计人员的侥幸心理,在设计时缺少灵活的应变,一味的照抄照搬,使数据最终产生错误。不仅如此,在进行建筑施工时,一些建筑承包公司为了节省建筑开支,从而偷工减料,降低了建筑物的抗震能力,有的甚至是私自改变施工的设计方案,最后在导致建筑物抗震结构的改变。而施工人员不够专业也会影响整个建筑结构的抗震性能,施工人员在进行施工时,为了方便或者自身的不注意,对钢筋混凝土建筑结构的施工没有做到设计的相关要求,最终影响了整个工程的施工质量。
2建筑结构设计的抗震措施
2.1要结合建筑结构与性能进行设计
在大部分的现代建筑中一般都是钢筋混凝土材料来做建筑框架。在钢筋混凝土这种结构框架中通过控制钢筋的勾践面积和最小配筋率达到抗震的最终目的。在进行建筑施工时,可以在建筑的墙上设置钢筋混凝土结构,并且再在墙上安装一些特殊的减震材料等。尤其是对于建筑中的构造柱的要求要更加的用严格,他必须要延伸到建筑的顶部,而且还需要与圈梁进行连接,进一步保证整个建筑结构的整体性,增加建筑的抗震承载能力。同时,在进行结构设计时还要充分考虑建筑的结构性能。不同结构的建筑物有不同的抗震防震的要求,只有充分考虑到建筑结构的性能才能为设计提供更为准确的实际数据,从而达到抗震的最佳效果。在我国一些地区是地震的多发地区,而有些地区地震发生的可能性比较小,对于这种情况就需要设计人员来进行不同的抗震设计。在发生大地震可能性较高的地区要以该地区对大的地震强度来设计,不仅仅如此,还要将建筑自身的的结构来最终确定他的抗震能力。一般情况下,建筑的基础部位以及内部结构的设置需要进行抗震设计,在发生大地震时能够很好的保护建筑物,进而保证建筑中内部人员的生命安全。
2.2要结合建筑规划以及建筑环境进行设计
要使建筑结构的抗震性能达到比较好的效果,就需要在建筑的设计中充分考虑建筑所在的周围环境,选择地基比较稳定的环境。除此之外还应该考虑到建筑物之间的距离,建筑物之间的距离过近,在地震发生时造成的伤害就可能越大。在建筑设计之前还应该详细了解当地的地质、水文条件,尽量将建筑物建设在地质结构条件稳定,地势较高的地方。对于建筑其他
方面的规划,比如说地震逃生通道的建立,它能够更好的保证地震发生时时人员的及时疏散。
2.3提高建筑抗震的设计质量
地震是一种对人类威胁较大的自然灾害,它不仅对建筑物会造成破坏,严重时还会威胁人类的生命安全。但是,造成伤亡损失一般是因为建筑物的倒塌,所以,对于建筑设计人员来说,建筑抗震的设计就显得尤为重要。当今我国的建筑结构的抗震设计水平还比较低下,许多设计施工人员对相关法律和规定的忽视,在施工操作中出现的不规范,使建筑在抗震方面的性能还有待提高。所以要提高建筑的抗震设计质量就要制定合理的设计方案,要根据相应的设计数据以及结合建筑本身的实际情况来进行设计。除此之外还应该加强对建筑设计人员的培训,增强他们的责任意识,提高他们自身的专业素质,为我国建筑行业的发展做出积极地贡献。
2.4地基施工要用特殊隔震材料
建筑的地基是整个建筑的关键部位,它的质量会影响到整个建筑物的抗震水平和抗震能力,所以我们在进行建筑设计施工时,最好使用特殊的隔震材料。在地基的建设中,通常要对它进行特殊处理,进而来降低地震对建筑物的冲击和损害。在中国古代的建筑中就有对地基抗震的特殊处理,比如,在进行建筑设计施工时,他们在建筑地基中铺上砂子以及粘土,在中国的南方的建筑中还发现了糯米这种减震的材料。近些年来,随着我国的抗震技术的不断提高,相应的抗震的特殊材料也越来越多。在地基的施工中铺设相应的建筑材料,能够有效的降低地震波的冲击,从基础上来保护整个建筑物,起到较好的抗震效果。但是,在市场中,一些材料也存在着一定的缺陷,所以企业在选择防震材料时,要特别注意材料的生产质量,必要时可以对材料进行相应的检测,以确保施工建筑的整体质量。
2.5悬挂隔震的隔震措施
所谓的悬挂隔震就是把建筑物的大部分的结构悬挂于空中,当地震发生时地震波带来的能量就不能够传到悬挂的建筑结构部分,最终可以降低地震带来的冲击。这种悬挂设计一般都采用于较大的钢建筑结构。这样主要的钢柱框架在遇到地震时可以不受到其他钢结构的影响,最终起到抗震的目的,而且在这样的建筑结构中,悬挂式还可以最大限度的吸收地震的能量,降低地震带来的伤害。
2.6在建筑物层间设置隔震设备
在对建筑层间进行设计时,要用隔震设备来降低地震带来的损失,这种隔震技术设施主要采用在建筑物基础和上部建筑物的减震装置,它主要是通过对建筑底层的震波进行进行吸收,从而减少上部建筑物所受到的冲击。在进行施工时可以采用粘弹性隔震、摩擦滑移隔震的方法,通过在建筑的内部设置橡胶垫以及其他隔震装置来进行防震。而且这种建筑方法也可以用于旧建筑的防震改造中,一方面在施工时比较容易操作,另一方面这种隔震设计也可以很好的起到防震的效果,从而也降低了施工的费用,节省了社会资源,符合社会的发展规律。但是,这种隔震装置的应用也有它的局限性,他不适合在楼层比较高的建筑上实行。因为这种装置在地震发生时可能会延长建筑结构的自身震动周期,最终会导致这种装置在高层建筑中不仅不会起到相应的防震效果,有可能会加重整个建筑结构的震级,从而起不到最终的防震抗震的最终效果。
3总结
加强我国建筑结构的抗震设计能够为我国建筑行业的正常发展创立良好的环境,保证人民的生命安全。通过对建筑抗震设计的研究,我们发现了在实际建筑施工中存在的问题,并且针对这些问题可以找到更好的解决办法,这对建筑设计来说具有重大的现实意义。提高建筑结构的抗震能力,进一步提高了建筑的质量,加强了人类应对自然灾害的能力,从而促进我
国房地产业的发展,促进我国经济的进步。
参考文献:
[1] 霍延超.钢筋混凝土建筑结构设计抗震思路[J]..科技致富向导,2010, (16):67-68.
建筑结构的抗震措施范文2
关键词:建筑结构;抗震设计;方法;措施
中图分类号:S611文献标识码: A
所谓的建筑结构的抗震设计就是指通过地震时对建筑结构的破坏,结合建筑结构工程长期实践所积累的经验,总结形成的一种基本的设计方法与设计思想,也是进行建筑与结构整体布置并且确定细部构造措施的一个过程。
一、建筑抗震结构设计的基本原则
1、对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力
① 构件在强烈地震下不存在强度安全储备,构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。
② 要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化,一旦楼层(部位)的比值有突变时,会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。
③ 要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。
④ 在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位),使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移,这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
2、尽可能设置多道抗震防线
① 一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架-剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成,双肢或多肢剪力墙体系组成。
② 强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度,有意识地建立一系列分布的屈服区,主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度,以使结构能吸收和耗散大量的地震能量,提高结构抗震性能,避免大震时倒塌。
③ 适当处理结构构件的强弱关系,同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后,其他抗侧力构件仍处于弹性阶段,使“有效屈服”保持较长阶段,保证结构的延性和抗倒塌能力。
④ 在抗震设计中某一部分结构设计超强,可能造成结构的其他部位相对薄弱,因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小,改变抗侧力构件配筋的做法,都需要慎重考虑。
二、建筑结构设计的抗震措施
1、 建筑场地
地震造成建筑物的破坏,除地震动直接引起的结构破坏外,场地条件也是一个重要的原因“, 重灾区中有轻灾, 轻灾区中有重灾”。地震引起的地表错动与地裂,地基土的小均匀沉陷,滑坡和粉、砂土液化等。因此抗震设防区的建筑工程场地的选择应做到:
① 应选择对建筑抗震有利的地段,如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土等地段。
② 应避开对建筑抗震不利的地段,如软弱场地土,易液化土,条件突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘,场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀(如故河道、断层破碎带、暗埋的塘滨沟谷及半填半挖地基等)等地段。当无法避开时,应采取有效的抗震措施。
③ 不应在危险地段造建甲、乙、丙类建筑,对建筑抗震危险地段,一般是指地震的可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段,发震断裂带上地震等可能发生地表错位地段。建筑场地为Ⅰ类时 ,甲、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施; 丙类建筑允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施, 但抗震设防烈度为Ⅶ度时, 可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。另外,场地土的刚度大小和场地土覆盖层厚度是影响建筑物震害得主要因素。震害调查表明,土质越软,覆盖层越厚,建筑物震害越严重,反之越轻。
2、建筑结构抗震体系的合理选择
建筑结构抗震体系的合理选择是建筑结构抗震结构设计中应考虑的一个重要问题,建筑结构抗震方案的选取是否合理,决定了建筑结构的安全性和经济性。具体而言,应注重以下三方面的设计:
① 建筑结构体系应当避免因部分结构或构件的破坏而导致整个建筑结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计的一个重要原则就是结构应当具有必要的赘余度、良好的变形能力和内力重分配的功能,地震中,即使一部分构件退出工作,其余部分构
件仍能承担起竖向荷载,避免整体建筑结构失稳。
② 建筑结构体系应当具有清晰明确的计算简图和恰当合理的地震作用传递路径。在这过程中,竖向建筑构件的布置,应尽量使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平接近均匀;楼屋盖梁体系的布置,应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去;转换结构体系的布置,应尽量做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载通过转换层一次至多二次转换。另外,建筑的整体抗侧力结构体系也必须明确,抗侧力结构一般由框架、简体、剪力墙、支撑等组成,它们宜尽量连续贯通。
③ 建筑结构体系应当具有合理适度的强度和刚度。宜具有合理恰当的强度和刚度分布,防止和避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的塑性变形集中或应力集中;建筑的框架结构设计应使节点基本不被破坏,底层柱底的塑性铰宜形成晚,应当使柱、梁端的塑性铰出现得尽可能地分散;对于可能出现的薄弱部位,应采取适当措施提高抗震能力。
3、多道抗震防线的设置
抗震建筑结构体系应根据建筑物的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素, 经过技术、经济条件比较综合确定。首先宜有多道抗震防线, 应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承裁能力。所谓多道抗震防线, 是指在一个抗震结构体系中, 一部分延性好的构件在地震作用下, 首先达到屈服, 充分发挥其吸收和耗散地震能量的作用, 即担负起第一道抗震防线的作用, 其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次屈服, 从而形成第二、第三或更多道抗震防线, 这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。同时底框建筑底层高度不宜太高, 应控制在4.5m 以下。高度加大, 底层刚度减小, 重心提高, 使框架柱的长细比增大, 更容易产生失稳现象。而且由于高度较大, 很多建筑房间被业主一层改成了两层, 造成了较大的安全隐患。宜具有合理的刚度和强度分布, 避免因局部削弱或突变形成薄弱部位. 产生过大的应力集中或塑性变形集中; 可能出现的薄弱部位, 应采取措施提高抗震能力。
4、刚度、承载力和延性的匹配
当结构具有较高的抗力时, 其总体延性的要求可有所降低;反之, 较低的抗力需要较高的延性要求相配合。地震时建筑物所受地震作用的大小与其动力特性密切相关,具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。提高结构的抗侧刚度, 往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物具有很强的抗倒塌能力, 最理想的是使结构中的所有构件都具有较高的延性, 然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性是比较经济有效的办法。因此, 在确定建筑结构体系时, 需要在结构刚度、承载力及延性之间寻找一种较好的匹配关系。
综上所述,综合运用抗震原则,以提高承载力、刚度和延性为主导目标,多道防线刚柔结合,同时保证结构体型简单,结构受力和传力途径直接,整体结构与结构构件共同作用,如此一来就可以从设计上确保建筑结构在地震作用下的安全性。
参考文献:
建筑结构的抗震措施范文3
关键词:高层建筑;结构设计;提高;短柱;抗震措施
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
剪跨比小于/的柱称为短柱。短柱的延性很差,在遭受本地区设防烈度的地震或高于本地区设防烈度的预估罕遇地震影响时,极易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌。房屋是否能够做到“中震可修,大震不倒”,在很大程度上与柱的延性好坏有关。正确判断和处理短柱是结构设计时必须面对的问题。
一、“短柱”判定
我国建筑抗震设防的目标是“小震不裂,中震可修,大震不倒”。中震相当于我们地震烈度区划图中给出的50 年超越概率10%的烈度值,这里用I 表示。这时小震用I-1.55 表示,大震就用I+I 表示,小震的地震动峰加速度为中震的1/3,而大震的峰加速度为中震的4~6 倍。《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》都规定,采用剪跨比来判断短柱。剪跨比是反映柱截面所承受的弯矩与剪力相对大小的一个参数,表示为λ=M/Vh,其中M、V 分别指柱截面的弯矩和剪力,h 为柱截面有效高度。当λ<2 时,称为短柱;当λ<1.5 时,称为超短柱。
二、短柱的破坏形式
短柱一般有剪切型和粘结型两种破坏类型,它们的破坏形式如下:
1、 剪切受压破坏。在荷载作用下,水平弯曲裂缝斜向发展,形成斜裂缝。如果箍筋较强,斜裂缝不会迅速开展,但在弯剪作用下,压区混凝土剪切错动,混凝土挤碎而丧失承载能力。
2、剪切受拉破坏。剪跨比较小且配箍率较低的构件,在受拉纵筋屈服以后,随着荷载反复次数的增加或变形加大,可能突然产生一条宽度较大的主斜裂缝,箍筋很快达到屈服, 柱子被剪坏,承载能力急剧下降。
3、剪切斜拉破坏。斜裂缝往往沿柱对角线出现,箍筋达到屈服甚至被拉断, 承载能力突然下降, 但主筋未屈服。
实际上,构件的最终破坏可能是几种破坏状态的综合反映,有时其中某一种比较突出而明显,有时两种破坏状态同时发生。以上几种破坏状态极限承载力不同,极限变形能力也不同。房屋能否做到“中震可修、大震不倒”的设防要求,在很大程度上取决于柱的延性大小。
三、高层建筑结构设计中提高短柱抗震的措施
1、采用高强混凝土
采用高强混凝土可以减小柱截面和提高剪跨比,最直接的方法就是提高混凝土的强度等级,即采用高强混凝土来增加柱子的受压承载力,降低其轴压比;但由于高强混凝土材料本身的延性较差,采用时须慎重或与其他措施配合使用。
2、分体柱技术
由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多,在地震作用下往往是因剪坏而失效,其抗弯强度不能完全发挥。因此,可人为地削弱短柱的抗弯强度,使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度,这样,在地震作用下,柱子将首先达到抗弯强度,从而呈现出延性的破坏状态。人为削弱抗弯强度的方法,可以在柱中沿竖向设缝,将短柱分为2 或4 个柱肢组成的分体柱,分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间,可以设置一些连接键,以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般,连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻尼器、素混凝土连接键等形式。对分体柱工作性态的理论分析和试验研究表明:采用分体柱的方法,虽然使柱子的抗剪承载力基本不变,抗弯承载力稍有降低,但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高,其破坏形态由剪切型转化为弯曲型,从而实现了短柱变“长柱”的设想,有效地改善了短柱尤其是剪跨比λ≤1.5 的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用。
3、 复合螺旋箍筋技术
通过螺旋箍筋加强对混凝土的约束作用,使混凝土的抗压承载力得到大幅提高,从而防止构件在较大剪压比情况下发生剪压破坏以改善短柱的抗震性能。加强箍筋对混凝土的约束,可提高柱子的极限变形角,增强其抗剪承载力,这也符合高层建筑框架柱应满足剪压比限值和“强剪弱弯”的要求。
4、钢骨混凝土柱技术和钢管混凝土柱技术
相关研究结果表示,钢骨高强混凝土短柱的轴压比仍是影响其抗震延性的主要因素。在提高体积配箍率后,可适当提高轴压比的限值;由于钢骨的存在,高强混凝土短柱的抗震性能和抗剪性能得到了较大的提高。钢骨混凝土柱由钢骨和外包混凝土组成。钢骨通常采用由钢板焊接拼制或直接扎制而成的工字形、口字形或十字形截面。在高层建筑物的抗震设计中,我们积极采用最新研究成果,在高层或超高层钢筋混凝土结构的下部若干层采用钢骨混凝土柱,充分发挥钢和混凝土两种材料的特点,大大地增强结构的延性,改善结构的抗震性能。国内学者对钢骨混凝土柱技术和钢管混凝土技术的力学性能和设计方法也进行了大量的试验和理论分析,结果发现,钢管混凝土构件的可靠指标随着混凝土强度等级的提高而提高,随着钢材强度、含钢率及套箍指标的提高而降低;此外钢材种类、荷载组合、荷载效应比等也对钢管混凝土构件的可靠指标有一定的影响。
随着我国高层、超高层建筑的迅速发展,钢骨混凝土结构和钢管混凝土结构因其承载力高、塑性和韧性好、施工方便、经济效果显著等优点,在我国的建筑行业中得到了越来越广泛的应用。它使得大跨度、大荷载情况下多、高层建筑的设计明显优化,并初步显示出其在改善结构抗震性能、减少构件截面尺寸、提高建筑的综合经济指标等方面的巨大潜力。
总而言之, 诸多措施来改变短柱的抗震性能最终不外乎改变构件的承载能力和变形能力。因为建筑物的抗震性能主要取决于结构吸收地震能量的能力,这种能力是由其承载力和变形能力的乘积决定的,因而改变构件抗震性能必须从提高承载力和变形能力入手。当按剪跨比λ判定柱子不是短柱时, 按一般框架柱的抗震要求采取构造措施即可;确为短柱,就应当尽量提高短柱的承载力,减小短柱的截面尺寸,采取各种有效措施提高短柱的延性,避免因为短柱问题所引发的破坏,从而改善短柱的抗震性能。
参考文献:
[1] 赵国华,史林.高层建筑抗震设计中短柱问题的处理[J]. 内蒙古科技与经济. 2008(14)
建筑结构的抗震措施范文4
关键词: 砖混房屋; 建筑结构; 抗震设计;应对措施
Abstract: the use of brick masonry building is an architectural form of the wide range of current our country building, the seismic design of the masonry buildings exist many problems, which reduces the ability to resist earthquake disaster of buildings, to the seismic safety of buildings and buried hidden danger. In this paper, the author from the seismic design problems, a series of measures adopted in design process in practical engineering are analyzed, for reference.
Keywords: masonry building; building structure; seismic design; measures
中图分类号:TU973+.31文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
一、砖混结构建筑物抗震设计方面存在的问题
1、平面不规则
对于结构平面布置不规则的砖混结构,建筑物质心与刚度中心往往不易重合,在地震作用下会产生扭转效应, 大大加剧地震的破坏力度;平面布局凹凸不齐, 局部突出的尺寸太大, 外墙拐角过多, 地震时产生应力集中现象, 结构易受破坏;平面刚度不均匀。建筑设计要求虚实对比, 使窗间墙宽窄不一, 使窗间墙刚度分布不均,地震时变形不协调,宽墙段因刚度大而容易受剪破坏, 窄墙段则易发生弯曲破坏, 致使薄弱部位提前破坏引起结构整体破坏。
2、 竖向刚度不均匀
由于建筑使用功能的需要, 局部设置大空间房屋, 造成竖向墙体不连续, 产生刚度突变和出现薄弱层。转换承重梁过多, 传力复杂,对抗震极为不利;建筑立面设计过分追求立面效果, 出现“头重脚轻” 造成房屋重心过高。有些建筑物采用错落的立面, 突出屋面建筑部分的高度过高,地震时发生鞭梢效应而造成结构竖向强度和刚度的不均匀。外墙窗尺寸越来越大, 而窗间墙尺寸则越来越小,有的开间甚至取消整门外墙,在外墙上设带形通窗、 玻璃幕墙, 使外纵墙几乎完全丧失抗震能力。地震时变形不协调, 薄弱部门提前破坏引起结构整体破坏。
3、 砖混结构建筑物设计中构造柱设置过多, 抗震砖墙不足资料表明,砖墙增设构造柱后能提高砖混结构建筑物体侧向挤出塌落的约束作用,设置钢筋混凝土构造柱能使砌体的抗剪承载力显著提高,提高砌体的变形能力,是有效的抗倒塌措施。但构造柱对墙体的抗裂效果不明显,一些砖混结构在墙体数量少, 抗震不足时, 往往以增加构造柱来弥补, 造成构造柱两侧的砖砌体长度不足, 致使构造柱不能有效地与砖砌体协同工作,形成了 “头重脚轻” 的结构体系,对抗震极为不利。
二、科学合理的布局建筑平面和立面
建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中一个十分基础、 重要的内容。抗震设计中,建筑平面、 立面宜尽可能简洁、 规则, 结构质量中心与刚度中心相一致。对于结构平面布置不规则的房屋质心与刚度中心往往不容易重合,在地震作用下会产生扭转效应, 大大加剧地震的破坏力度; 对体型不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。建筑立面应避免头重脚轻, 房屋重心尽可能降低, 避免采用错落的立面, 突出屋面建筑部分的高度不应过高, 以免地震时发生鞭梢效应, 同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。建筑设计应符合抗震概念设计的要求, 不应采用严重不规则的设计方案,即使不可避免时, 也应尽量在适当部位设置防震缝, 将体型复杂, 平面特别不规则的建筑布局分割成几个相对规则的独立单元。在实际工程设计中,应尽可能兼顾建筑造型,又满足使用功能要求的前提下, 将平面布置、 立面外观造型设计得较为规整、 简洁、 美观大方; 同时又能有效地提高工程的抗震性能。
三、建筑物总高度和总层数不应超过规范限值
新规范对建筑物总高度和总层数的限值有很明确的要求,设计人员在设计时应注意总高度的计算方法和坡屋面时顶层高度的取值。通过近几年的实际工程的抗震电算文件结果分析比较感觉到, 砖混砌体房屋层数越多, 高度越高, 结构抗震越难合格。建筑高度和层数越接近规范限值, 地震造成的破坏越严重。所以控制房屋的总高度和总层数对减小地震危害作用很大。楼盖重量约占建筑物总总量的一半左右,多一层楼盖即意味着增加半层楼的地震作用,而且增大了地震侵覆力矩,在中强地震下, 因地震侵覆力矩过大, 可能导致建筑底部墙体的压力或剪力超过材料容许值而被破坏。所以应尽量减少层数, 降低层高, 采用轻质建筑材料以减轻建筑物自重。
四、合理布置纵墙和横墙
多层砖混房屋的主要承重构件是纵、 横墙体,在地震中主要由于承重纵、横墙在地震力作用下产生裂缝,严重者会出现倾斜、 错动、 倒塌等现象, 进而使房屋造到破坏; 所以合理布置纵、横墙对提高房屋抗震性能起到很大的作用。多层砖混房屋应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系, 纵、 横墙的布置宜均匀对称, 沿平面内宜对齐, 沿竖向应上下连续, 同时一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。房屋的空间整体刚度和整体稳定性决
定着房屋抗震能力的高低,多层砖混房屋一般采用纵墙或横墙承重, 由于非承重方向的约束墙体少, 间距大, 因而房屋该方向刚度较弱, 空间刚度和整体性均较差, 拉震能力低; 在高烈度地区,墙体由于平面外的失稳而先行破坏,进而引起整个房屋倒塌。而在两个方向适当布置纵横、 墙混合承重的房屋, 由于其限制了纵、 横墙的侧向变形, 增强了空间刚度和整体性,对承受纵、横两个方向的水平地震作用及抗弯、 抗剪都非常有利。墙体布置
时, 应尽量采用纵墙贯通的平面布置, 当纵墙不能贯通布置时,可在纵横墙交接处采取加强措施, 也可在纵、 横墙交接处增设钢筋混凝土构造柱,并适当加强构造配筋; 必要时还可以每隔一定高度放置水平拉结构筋如 2Φ6@500, 以加强房屋整体性, 防止纵、 横墙交接处被拉开。
五、有效设置圈梁与构造柱
砌体房屋中设置构造柱和圈梁, 共同组成砖混结构的 “弱框架” , 使结构在遭遇 “大震” 时可有较大的非弹性变形, 这种变形应控制在规定范围内, 使结构不致发生倒塌, 遭遇设防地震时,结构部分进入非弹性变形, 损坏控制在可修范围内。
多次震害调查表明,圈梁是提高多层砖房抗震性能的一种经济有效的措施,有利于减轻震害。在多层砌体结构中设置沿楼板标高的水平圈梁,可以加强内外墙的连接,增强房屋的整体性。由于圈梁的约束作用使楼板与纵横墙构成整体的箱形结构,能有效约束板, 使砖墙平面外倒塌的可能性大大减小, 可以充分发挥各片墙体的抗震能力。圈梁作为边缘构件,对楼屋盖进行平面内约束, 可以提高楼屋盖的水平刚度, 同时能保证楼盖能起到整体横隔板的作用。圈梁与构造柱一起对墙体在竖向平面内进行约束, 限制墙体裂缝的开展, 且不延伸出两道圈梁间的墙体,并减小裂缝与水平面的夹角, 保证墙体的整体性和变形能力, 提高墙体抗剪能力。设置圈梁还可以有效减轻地基不均匀沉降对房屋的影响,特别是屋盖和基础顶面处的圈梁具有提高房屋竖向刚度和抵御不均匀沉陷的作用。新抗震规范规定: 现浇钢筋混凝土圈梁应闭合, 遇到洞口应上下搭接, 圈梁宜与板设在同一标高处, 断面高度大于等于 120mm,配筋应符合规范规定。砖混结构设置构造柱能提高房屋的延性,可使砌体的抗剪承载力提高百分之十到三十。
六、在合理位置的墙段内设置水平钢筋
在抗震验算中,多层砖混房屋底层往往不容易满足抗震要求,即使有时在适当部位加设构造柱也不能完全满足抗震承力验算。为了提高墙体的抗震能力, 可在抗震力不够的承重墙段内配置水平钢筋, 使地震力由砌体及水平钢筋共同承担。一些试验表明,配筋多孔砖墙体可以有效地提高墙段的抗震性能, 减少脆性, 增加延性, 增强砖混房屋的抗震性能。水平配筋砖砌体的砌筑砂浆强度等级不应低于 M7.5,水平钢筋宜采用 HPB235、HRB335 钢筋,配筋率不应小于 0.07%, 也不宜大于 0.17%, 间距不应大于 400mm; 钢筋锚固长度不宜小于 180mm。
参考文献:
建筑结构的抗震措施范文5
【关键词】建筑结构;结构设计;抗震
随着我国社会主义现代化建设和城市化进程的不断向前推进,建设用地日趋紧张,促使建筑功能越来越多样化,高层建筑得的发展是大势所趋。高层建筑的特点是高度比较高,所以地震荷载和风荷载在设计过程中占主导和控制地位,而我国又是地震多发国家,因此高层建筑的抗震设计分析显得尤为重要。
1.高层建筑结构中抗震设计特点
1.1控制建筑物的侧移是重要的指标
在地震荷载作用下,建筑结构所产生的水平剪切力占主导地位,所以建筑物会产生明显的侧移,随建筑结构的高度不断曾加,结构的侧向位移迅速增大,但该变形要在一定限度之内,这样才能保证结构安全以及使用功能。
1.2地震荷载中的水平荷载是决定因素
水平荷载会使建筑物产生倾覆力矩,并且在结构的竖向构件中引起很大的轴力,这些都与建筑物高度的两次方成正比,故随建筑结构高度的增加,水平载荷大相径庭。对高度一定的建筑物而言,竖向荷载基本上是不变的,但是随着建筑物的质量、刚度等动力特性的不同,水平地震荷载和风荷载的变化是比较大的。
1.3要重视建筑结构的延性设计
高层建筑结构随着高度增加,刚度减小,显得更柔,在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有足够的变形能力,使结构进入塑性变形阶段仍然安全,需要在结构构造上采取有利的措施,使得建筑结构具有足够的延性。
2.建筑结构抗震设计中存在的问题
2.1抗震设防烈度较低
关于建筑物的抗震性能设计,《建筑抗震设计规范》中规定:“小震(超越概率63%)不坏、中震(超越概率 10%)可修、大震(超越概率 2%)不倒”。现在许多专家学者提出,现行的建筑结构设计安全度已不能适应国情的需要,认为我国“取用了可能是世界上最低的结构设计安全度”,并主张 “建筑结构设计的安全度水平应该大幅度提高”。
此外,有些建筑结构设计人员对抗震设计的认识不透,设计过程中疏忽抗震设计原则,抗震计算方法选择和构造措施规定采用不严谨,抗震计算措施在配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配等一系列保证抗震延性设计的要求上做得不够。我国建筑结构抗震设计除了设防烈度较低外,结构失效带来的损失愈来愈大,因而有人主张结构在设防烈度下应该采用弹性设计。
2.2建筑结构抗震设计不合理
(1)承重柱截面高度设计过小。这种情况多发生于六度抗震设防区,一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防,为图受力分析方便,故意把柱子的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大(因一些结构设计手册中规定:当梁柱的线刚度比大于4时计算简图中梁柱节点可简化为铰支)。这种做法虽然易于进行结构受力分析, 却给房屋结构埋下了隐患,影响了房屋结构的安全性。(2)建筑设计高度存在问题。按我国高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2010)规定,在一定设防烈度和一定结构体系下,钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。这个高度是我国目前建筑科研水平、经济发展水平和施工技术水平下,较为稳妥的,也是与目前整个土建规范体系相协调的。
2.3筑结构设计中结构与材料的选用
我国150米以上的建筑,采用的三种主要结构体系(框、筒、筒中筒和框架-支撑体系),都是其他国家高层建筑采用的主要体系。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。钢筋混凝土内筒往往要承受 80%以上的震层剪力,有的高达90%以上。此外在结构体系或柱距变化时,需要设置结构转换层。转换层都在本层形成大刚度而导致结构刚度突变,常常会使与转换层相邻的柱构件剪力突然加大,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。
3.提高建筑结构抗震能力的措施
为了提高建筑结构抗震能力,结合当前建筑行业的实际情况,笔者认为应该采取以下措施:
3.1合理布局地震外力能量的传递吸收途径
这是提高建筑结构抗震能力的第一步,通过这样的合理布局,能够保证支柱、墙和梁的轴线处于同一平面,从而使得构件双向抗侧力体系形成。通过这样的布局,当地震发生的时候,支柱、墙和梁呈弯剪破坏,并且,塑性屈服尽量在墙的底部产生。此外,当地震发生的时候,连梁宜在梁端塑性屈服,还具有足够的变形能力。通过这种结构和布局,当地震发生的时候,在墙段充分发挥它的抗震作用前,按照强墙弱梁的原则加强墙肢的承载力,这样使得墙肢的剪切应力得以破坏,从而使得建筑结构的抗震能力得到了提高。
3.2按照抗震等级对梁、柱以及墙的节点采取相应的抗震构造措施
这样做的目的是为了保证在地震发生的时候,梁、柱以及墙都能够达到抗震的标准。建筑物的主体常常使用的是钢筋结构,如果钢筋结构的延性和承载力较好的话,建筑物的抗震能力较强。所以,为了保证建筑钢筋结构的延性和承载力,在结构设计的时候需要按照强剪弱弯、强柱弱梁、强节点弱构件的原则进行,对柱截面的尺寸进行合理的控制,合理控制柱的轴压比,严格按照构造配件的要求 对节点的构造措施尤其需要加强,提高节点的牢固性和抗震能力。
3.3设置多道抗震防线
提高建筑结构抗震能力,设置多道抗震防线是十分必要的。也就是在一个抗震结构体系中,当地震发生的时候,在地震作用下,一部分延性较好的构件首先达到屈服,能够担负起第一道抗震防线的作用。而其他的构件同样起着抗震防护的作用。并且,只有当第一道抗震防线屈服后,其他的抗震防线才会依次屈服。设置多道抗震防线,形成第一道、第二道、第三道甚至更多的抗震防线,当一道抗震防线失去作用后另外的抗震防线便可以发挥作用。这种结构对提高建筑结构抗震能力具有非常重要的作用。
4.结束语
建筑结构的抗震设计是一个完整、 系统的概念, 从场址的选择到建筑物的结构设计, 抗震设计贯穿了整个过程,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。因此,准确、合理的运用不同的抗震设计方法是非常重要的,对于不同的建筑和不同的情况应区别对待,从而寻求最合理的抗震设计。 [科]
【参考文献】
[1]王军.某超限高层的抗震性能设计[J].福建建筑,2008(7).
建筑结构的抗震措施范文6
关键词:民用建筑; 抗震施工构造;防护措施
中图分类号:TU198文献标识码: A 文章编号:
1、民用建筑的抗震设计
(1)建筑结构的整体性。建筑结构在一定程度上具有特殊性,因而其在结构整体性的设计中,容易存在结构不连续的缺陷。在进行结构的抗震设计中,要遵循结构整体性的原则,使得结构在地震作用下保持连续性。同时,基于现代民用建筑在设计的过程中,注重结构的风格化,因而造成建筑结构的抗震设计与性能存在较大的差距。因此,建筑结构的整体性,是体现于机构各体系之间相互支持,整体构建建筑结构的稳定性。
(2)建筑结构间的连接性。建筑的结构比较复杂,尤其是各结构之间的连接性,直接关系着建筑结构的抗震性能。在抗震元素的设计中,建筑结构间需要具有良好的连接性,确保建筑结构之间具有稳定的抗震性能。同时,良好的结构连接,可以保护机构的预应力,以助于主承受力的形成。而且,建筑结构的连接性,主要体现于各构件之间的可靠性,其需要满足地震时的强度,而且在地震之下,需要具有极强的延性,这样可以确保地震下的安全性。
(3)建筑结构的刚度设计。民用建筑的抗震设计,在结构的刚度上有着严格的控制,尤其是主承受结构的竖向刚度,以及横向延性都是抗震设计中的重点。建筑的受力点比较复杂,因而在抗震性能的设计中,应该基于设计需求,在结构的横向和纵向上,考虑结构的承载力,进而计算出各主要承受结构的刚度。同时,基于结构刚度的设计,可以提高结构的整体性,减小了地震中结构的下沉程度。
2、民用建筑的抗震施工构造建筑的抗震设计是一项复杂的工程,尤其是基于受力结构而言,其在抗震的设计中,需要基于结构的整体性、受力强度等角度,采取有效的抗震方法,进而提高建筑的抗震性能。
(1)控制结构的偏移量,尤其减小地震下的能量输入。基于建筑结构的偏移量,进行抗震性能的设计,已成为当前抗震的主流方法。其需要基于大量的数据测量和分析,进而把地震中的结构形变量控制在安全设计的范畴之内。同时,在地震作用下,往往伴随有较大的偏移量发生,尤其是地基结构的位移偏移。因而,在设计中,往往基于结构的延性,以及结构抗震构件,控制好建筑的偏移量。而且抗震构件的变形量控制直接关系着结构的预应力保护,因而需要科学的确定各抗震构件的变形参数,以便于结构抗震性能的设计。建筑结构的受力计算,也是抗震性能设计的关键,尤其是对于主受力结构而言,需要增大结构的延性,进而确保受力的分散。同时,民用建筑的建地选择,也要以结构稳定的场地为主,这样可以增强结构的稳定性,减小地震下的破换能量的输入,这点也是当今抗震性能实际的一个重要方面。
(2)基于隔震消能技术的运用。随着现代科学技术的发展,在建筑的抗震设计中,主要以隔震消能的方法,进行有效的抗震。隔震消能的技术是通过控制结构的刚度,并在结构中嵌入有效的构件,进而在良好的结构延性下,可以消除地震能量,是一种很好的抗震方法。同时,基于各种抗震构件的使用,已成为民用建筑抗震设计的一个重要方面。通过采用隔震措施,尤其是基于滑动隔震和摆动隔震,可以很好的提高结构的稳定下,并且做到“列而不倒”的抗震性能,这点是现代抗震性能设计的主流。建筑结构的延性,也是抗震设计的重要方面。基于良好的结构延性,可以提高结构的阻尼,也就是,通过结构的阻尼性,消减地震的能量。这点可以很好的保护结构的预应力,使得结构在地震的影响下,保持良好的结构稳定性。同时,各关节点的抗震设计,也是抗震有效性的重点。尤其是地基与楼层结构的连接处的抗震设计,需要特点明确和有效,其也是抗震设计中最为薄落之处。
3、民用建筑的抗震防护措施民用建筑的抗震施工是一项复杂的工程,其相对于普通性能结构的构建而言,具有特殊性。因而在施工建设的过程中,需要控制好各个环节的施工要点,尤其是施工工艺的控制,这是实现结构抗震性能的重要基础。
(1)抗震结构类型的选择。民用建筑的抗震结构设计,是抗震施工的重要环节。其需要基于建筑的设计需求,尤其是基于建筑功能设计,合理的选择抗震结构,是实现建筑结构良好抗震性能的关键。当前的建筑多以钢筋混凝土结构为主,因此在抗震结构的选择上多以钢结构为主,这样可以减小建筑结构的自重。同时,钢结构具有极强的刚性,满足抗震的设计需求。在抗震结构的选择上,要基于施工计划,以及建筑设计需求,进行全面的综合考虑。尤其是基于设计的需求,是构建抗震性能点的关键。而且,抗震结构的选择影响到施工建设的进度,以及工程造价。因此,在结构的建筑施工中,要科学的综合各方面因素,进行合理的抗震结构选择。
(2)建筑基地的选择施工。地质的稳定性,是建筑抗震性能的重要方面,尤其是对于民用建筑而言,其需要基于稳定的地基。在进行施工建设前,需要对建设用地的地质进行勘探,分析地质结构的特点,这样可以避免对断层或脆弱层地建筑施工。而且,民用建筑的建地要以结构稳定的场地为主,这是建筑场地选择的基本点。建筑地基的施工,是基础施工建设的重要部分。其在施工建设中,需要基于设计需求,科学的计算出结构的受力,以便于地基受力结构的构建。同时,地质在施工建设中,钢筋铺设量,尤其是地基的竖向和纵向预应力的构建,是其施工建设的重点,也关系到建筑的整体稳定性。
(3)建筑材料的控制。建筑在施工建筑中,建筑材料的控制非常重要。我国的民用建筑多以钢筋混凝土结构为主,因而在对于钢筋、水泥等建材的控制非常关键。基于抗震设计的需求,其要求钢材具有良好的延性和刚度,同时钢筋的自重量要求较小;对于水泥而言,水泥的强度和粘性是控制的重点,其是结构预应力形成的基础。不同的建筑抗震结构,其对于建材的需求也存在较大的差别,尤其是在钢材的需求上。以钢结构为主的建筑结构,在抗震结构的施工中,需要注重钢结构预应力的形成,以及结构延性强度的构建。同时,建筑材料的成本输出占到造价成本的65%,控制好建筑材料关系着整个工程造价的控制。
(4)施工质量的控制,尤其是施工的监理工作的有效开展。基于建筑的特殊性,其在施工过程中,需要严格控制质量关,尤其是基于有效的工程监理,是提高施工质量,杜绝施工事故的重要举措。在施工建设中,需要加强各施工点的监理,尤其是对钢筋铺设、混凝土浇筑的监理,直接关系到结构的施工质量。同时,规范各施工流程,尤其是施工工艺的控制,是提高施工质量的重要举措。
(5)工程质量验收。工程验收直接关系着施工质量的控制,因而在施工建设中,需要对于各施工项目进行有效的质量验收。并且在工程验收的过程中,做到逐一验收的原则,也就是,当一个工程质量验收合格后,才能进行下一工程的施工建设。这点对于抗震施工质量而言,具有重要的作用。
4、结语现代建筑结构的设计,注重其抗震性能的突出,尤其是对于民用建筑而言,其良好的抗震设计,是保障其安全使用的关键。通过上述,我们知道:民用建筑的抗震设计需要基于明确的设计原则,以及成熟或先进的抗震方式,进而确保民用建筑良好的抗震性能。
参考文献
[1]刘广平.高层民用建筑结构的抗震设计探讨[J].城市建筑理论研究,2011(16).
[2]梁利平.浅谈高层民用建筑的几点施工注意事项及措施[J].城市建筑理论研究,2011(25).
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