抗震結構設計范例6篇

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抗震結構設計范文1

關鍵詞:人防結構;設計抗震結構設計

Abstract: With the rapid development and progress of our country's economic construction, building structural design requirements are also getting higher and higher. Especially for safety, reliability and service performance of building structures, the performance index is mainly related to the civil air defense structure and seismic structural engineering. Architectural design is the foundation of engineering construction is the basis, design of civil defense structure and importance of anti-seismic structure design of the self-evident. In this paper, the main design and aseismic design of civil air defense construction structure comparison of summary and analysis of design experience.

Keywords: air defense structure; seismic design; structure design

中圖分類號:TU352 文獻標識碼:A文章編號:

甲類人防地下室應能承受常規武器爆炸動荷載和核武器爆炸動荷載的分別作用,乙類人防地下室應能承受常規武器爆炸動荷載的作用,人防地下室一般也有抗震設防要求,設計時需要能承受地震動荷載及武器爆炸動荷載作用。人防結構設計與抗震結構設計有相同之處也有不同之處。

1 荷載作用方式

相同點:兩者均為偶然荷載,均為動荷載,設計時均按一次作用考慮。不同點:人防結構構件如果暴露于空氣中則直接承受空氣沖擊波的作用,如果埋于土中直接承受土中壓縮波的作用,因此人防荷載對結構構件外表面的是直接作用,其動荷載直接作用于構件,其作用為外力;而地震動荷載則是由于地震時地面運動引起的動態作用,其實質是慣性力,是間接的作用。建筑物的所有構件(只要有質量)均會由于地震動而存在慣性力。人防動荷載一般是直接作用于人防地下室外表面的構件,一般可按同時作用于圍護結構考慮,而人防地下室內部的墻柱等構件只間接承受圍護構件及上部結構傳來的動荷載。

2 荷載的大小

人防動荷載(即常規武器或核武器爆炸動荷載)其沖擊波壓力是隨時間變化的,為方便設計計算《人防規范》將它簡化成等效靜荷載,它只代表作用效果的等效,等效靜荷載并不是實際作用的力,但它方便了設計計算可以用靜力分析的模式進行內力計算;設計時等效靜荷載的大小的確定主要與設防抗力等級有關。

地震作用大小首先與震級、烈度、震源深度、建筑物離震源的距離等有關。其次與建筑物的質量大小、建筑物所處的場地條件及土質、及建筑物的動力特性(如自振周期、振型、阻尼等)有關。

3 設計理念

抗震設計方法通常為“三水準、二階段”的設計方法,設防目標為“小震不壞,中震可修,大震不倒”。為實現設防目標取小震下地震動參數計算結構彈性下的地震作用效應,進行截面承載力驗算。第二階段是大震下的結構彈塑性變形驗算。并通過概念設計和抗震構造措施來滿第三水準的設計要求。在人防動荷載作用下,防空地下室結構動力分析采用等效靜荷載法,即將動力作用下求內力問題轉化成靜力作用下求內力問題,防空地下室結構的內力可按一般靜力結構進行結構內力分析,并可采用靜力計算手冊和相應圖表來計算內力。由于在動荷載作用下,結構構件振型與相應靜荷載作用下撓曲線很相近,且動荷載作用下結構構件的破壞規律與相應靜荷載作用下破壞規律基本一致,所以在動力分析時,可將結構構件簡化為單自由度體系,用動力系數乘以動荷載峰值得到等效靜荷載,這時結構構件在等效靜荷載作用下的各項內力就是動荷載作用下相應內力的最大值。按等效靜荷載分析計算的模式代替動力分析,給防空地下室結構設計帶來很大方便。采用等效靜荷載分析時,為滿足抗力要求,結構材料參數應乘以材料強度綜合調整系數。最后結構構件在動荷載作用下的變形極限用允許延性比[β]來控制。按允許延性比進行彈塑性工作階段的防空地下室,即可認為滿足防護和密閉要求。

4 設計原則

人防設計與抗震結構設計的設計原則一樣:

4.1 脆性破壞的構件安全儲備小,延性破壞的構件安全儲備大,因此結構應盡可能有足夠的延性,避免脆性破壞,鋼筋砼結構構件均應采取“強柱弱梁”“強剪弱彎”的設計原則。

4.2 各結構構件抗力相協調的原則,避免出現薄弱部位。防空地下室的結構,應充分考慮各部位作用荷載值不同,破壞形態不同以及安全儲備不同等因素,保證在規定的動荷載作用下,結構各部位(如出入口和主體結構)都能正常地工作,防止由于存在個別薄弱環節致使整個結構抗力明顯降低。如果某個部位失效,將導致整個人防區失效。同樣抗震設計也十分強調避免出現薄弱環節(如薄弱層,軟弱層等),因為大震時薄弱層或軟弱層出失效將導致建筑物倒塌,產生嚴重后果。

5 提高延性的設計構造措施

5.1 核武器與常規武器爆炸均屬于偶然性荷載,具有量值大,作用時間短且不斷衰減的特點,結構構件承受動荷載時已經處于彈塑性工作階段,因此,結構構件具有較大的延性,對吸收動能,抵抗動荷載是十分有利的。人防結構設計時,構造上應采取“強剪弱彎”“強柱弱梁”“強節點弱桿件”的設計原則。如可充分利用受彎構件和大偏心受壓構件的變形吸收武器爆炸動荷載作用的能量,以減輕支

座截面的抗剪與柱子抗壓的負擔,確保結構在屈服前不出現剪切破壞和屈服后有足夠的延性,最終形成塑性破壞,提高結構的整體承載能力;又如受彎構件應雙面配筋,對承受動荷載作用下可能的回彈和防止在大撓度情況下構件坍塌十分重要。

5.2 對梁、柱剪跨比和梁、柱剪壓比及柱軸壓比都需限制在合理范圍內,規范中也有一定的規定。在塑性鉸區需配置足夠的箍筋,可約束核心混凝土,顯著提高塑性鉸區混凝土的極限應變值,提高抗壓強度,防止斜裂縫的開展,從而可充分發揮塑性鉸的變形和耗能能力,提高梁、柱的延性;而且鋼箍作為縱向鋼筋的側向支承,阻止縱筋壓屈,使縱筋充分發揮抗壓強度。為了避免地震作用下框架柱過早地進入屈服階段,增大屈服時柱的變形能力,提高柱的延性和耗能能力,全部縱向鋼筋的配筋率不應過小。

5.3 強節點弱構件”設計原則。由于節點區的受力狀況非常復雜,所以在結構設計時只有保證各節點不出現脆性剪切破壞,才能使梁、柱充分發揮其承載能力和變形能力。即在梁、柱塑性鉸順序出現完成之前,節點區不能過早破壞。

5.4 強柱弱梁。較合理的框架破壞機制應是梁比柱的塑性屈服盡可能早發生和多發生,底層柱柱根的塑性鉸較晚形成,各層柱子的屈服順序應錯開,不要集中在某一層。這種破壞機制的框架,就是強柱弱梁型框架。

5.5 強剪弱彎。適筋梁或大偏壓柱,在截面破壞時可以達到較好的延性,可以吸收和耗散地震能量,使內力重分布得以充分發展;而鋼筋混凝土梁柱在受到較大剪力時,往往呈現脆性破壞。所以在進行框架梁、柱設計時,應使構件的受剪承載力大于其受彎承載力,使構件發生延性較好的彎曲破壞,避免發生延性較差的剪切破壞,而且保證構件在塑性鉸出現之后也不過早剪壞,這就是“強剪弱彎”的設計原則,它實際上是控制構件的破壞形態。設計抗震設計的原則是一致的。

參考文獻:

抗震結構設計范文2

【關鍵詞】抗震結構設計;問題;措施

一、建筑結構抗震性設計中存在的問題

近些年來,隨著地震造成的影響不斷加大,國家相關部門對房屋的抗震設計有了更多的關注。但在實際工作中,卻仍然存在一些有待改進的問題,比如高層抗震設計中的短柱問題、多層磚房抗震設計中的問題、建筑平面及立面布置方面的問題以及結構空間的剛度問題等等。設計人員如果想要從根本上提高工程的抗震性能,就必須要對以上問題進行系統的了解與掌握。

1.1高層建筑抗震設計中的短柱問題

在我國目前建筑結構的抗震設計中,根據建筑層數的不同,對結構構件的延性要求也存在明顯的不同。高層建筑相對于低層建筑來說,對結構構件的延性要求就要高一些。在抗震設計中,能夠對其構件延性造成影響的因素主要包括軸壓比和剪跨比,同時,二者之間也存在一定的矛盾性。一般來說,在層數一定的情況下,為提高延性而降低軸壓比則會導致柱截面增大,而且軸壓比越小截面就越大;而截面增大導致剪跨比減小,從而又會在一定程度上降低構件的延性。因此,在對高層建筑進行抗震設計的時候,為了能夠充分滿足工程對軸壓比限值的要求,柱子的截面往往比較大,在結構底部常常形成短柱甚至超短柱,這些短柱幾乎沒有延性,很容易在地震中受到破壞。

1.2多層磚房抗震設計中存在的問題

多層磚房抗震設計中存在的問題主要體現在很多方面,一方面,在“綜合樓”磚房的建設中,底層或頂層有采用“混雜”結構體系的,即為滿足部分大空間需要,在底層或頂層局部采用鋼筋砼內框架結構。有的僅將構造柱和圈梁局部加大,當作框架結構。另一方面,在大部分多層磚房的抗震設計中,設計人員都未能對其抗震承載力進行細致的計算,從而導致建筑采用的砌體強度等級較差,無法滿足抗震的需求。此外,在多層磚房抗震設計中,對于構造柱和圈梁的設計,多數設計富余較大,部分設計設置不足。這些都是多層磚房抗震設計中存在的問題。

1.3建筑平面及立面布置方面存在的問題

根據相關的建筑規范規定內容來看,建筑平面和立面的布置應該盡量做到簡潔、規則,結構的質量與剛度的布置也應該盡可能均勻。但就我國目前建筑結構設計的現狀來看,有部分工程對平面和立面的布置都較為復雜,從而導致質心和剛心無法重合,這樣的建筑結構在地震的作用下,必然會出現不同程度的扭轉效應,加劇了地震對建筑的破壞性。在唐山地震和汶川地震中就有很多由于建筑平面和立面布置不合理而造成的災害。

1.4結構空間剛度方面存在的問題

從我國目前建筑結構的形式來看,其主要包括橫向承重構件、豎向承重構件以及樓蓋等幾個部分,每一部分的剛度和穩定性對建筑的整體質量均有直接的影響。在建筑結構整體中,剛性樓蓋體系是保證所有豎向抗側力構件共同受力的先決條件。如果剛性樓蓋的結構空間剛度達不到工程的需求,那么勢必會加劇地震作用下對建筑整體的破壞。

二、建筑結構抗震性設計的改進措施

為了建筑結構的設計質量能夠達到相關工程的具體需求,針對其設計中容易出現的問題,必須要在充分了解其產生原因的基礎上,采取科學合理的解決措施,從而降低問題出現的幾率,確保施工的整體質量。

2.1高層建筑抗震設計中短柱問題的改進措施

在高層建筑抗震設計中,短柱只要能夠滿足“強剪弱彎”和“強柱弱梁”的要求,便可以有效避免由于地震發生而對其造成的破壞。因此,設計人員在對解決短柱問題的措施方面,就可以采用復合螺旋箍筋的方法進行設計。在工程中加入復合螺旋箍筋,不僅能夠有效提高柱子的抗剪承載力,而且還能在此基礎上加強對混凝土的約束作用,從而在很大程度上改善短柱抗震性能。除此之外,采用分柱體、鋼管砼柱以及鋼骨砼柱的方法進行設計,也可以有效解決短柱問題,設計人員可以根據工程的實際情況來對改進措施合理選擇。

2.2多層磚房抗震設計中存在問題的改進措施

由于多層磚房抗震設計中存在的問題較多,因此,其抗震措施的內容也比較復雜。首先,是對構造柱和圈梁的設置。這些主要是都是多層磚房的實際結構情況來具體設置的,構造柱的設置一般都是對于橫墻較多的多層磚房而言的,圈梁的設置是對建筑橫墻承重或縱橫墻共同承重的裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木樓而言的。在具體設計的時候應該注意,圈梁的截面和配筋不宜過多,也不宜無限提高。其次,是懸臂構件的連接。此項工作主要包括女人墻的穩定措施和懸挑構件的設計兩個方面。

2.3建筑平面及立面布置問題的改進措施

為了能夠將建筑平面和立面布置中存在的問題有效解決,設計人員在對建筑結構進行具體設計的時候,首先,應該盡可能確保結構的質心和剛心達到一致,以此來最大限度降低建筑在地震作用下所產生的扭轉效應。其次,應該確保建筑立面出現頭重腳輕的現象,盡可能將建筑的結構重點降低,以此來避免由于剛度突變以及結構連接處薄弱而給建筑整體質量帶來的影響。此外,在設計的時候還應該注意,當屋面結構剛度不夠的時候,突出屋面結構的下部一定范圍內破壞會相對集中。這種情況下,要求出屋面建筑部分的高度不應過高,以減小地震時產生的鞭梢效應影響。

2.4結構空間剛度方面問題的改進措施

在建筑結構空間剛度的設計上,由于剛性樓蓋體系占據著重要的作用,因此對其可以采用現澆樓屋蓋,這樣不僅能夠有效提高房屋的整體性,在一定程度上增加樓板的剛度,而且還會對平面上墻體對齊的要求給予適當的放寬,從而減低地震作用下,對建筑所造成的損壞。同時,在對建筑結構進行設計的時候,還應該注意平面上上下墻體不對齊的現象,如果建筑結構出現了這種情況,仍需要利用現澆樓屋蓋來對其進行處理,這種方法不僅能夠起到一定的傳遞水平力的作用,而且能夠增加樓板對墻體的約束,提高建筑結構的整體質量。

結語:

綜上所述,建筑結構的抗震設計如何直接關系到其整體的使用質量,雖然地震的發生我們無法對進行控制,但是卻可以采用相應的措施提高建筑結構的抗震性能,確保其不會因地震的發生而受到影響。因此,在未來的時間里,建筑工程的設計人員在對建筑進行設計的時候,應該盡可能全面考慮其抗震性,達到對其優化,確保其抗震性能,從而提高建筑的整體質量。

參考文獻:

[1]蔡英.建筑結構抗震性設計的常見問題及改進措施[J].《科技資訊》.2006(28)

[2]常業軍,隋杰英.建筑結構抗震設計中的若干問題[J].《特種結構》.2002(04)

抗震結構設計范文3

關鍵詞:建筑結構設計;抗震結構設計;理念;運用

1.引言

為了進一步達到建筑結構設計中,人民大眾對于建筑設計居住以及生活中的最基本的要求。滿足建筑結構設計中對于建筑結構的抗震結構理念的設計情況,并將這種理念實際運用到建筑結構設計之中,在建筑行業對于這方面實現新的突破情況提出了最新的多級化要求。在本篇文章中,筆者主要根據自身多年來的實踐經驗和調查研究總結,主要對建筑設計師在建筑結構設計中的抗震結構設計理念進行了闡述。

2.建筑結構抗震的概述

我國的實際地質條件狀況是比較復雜的,因此在建筑結構設計師對建筑物進行實際的建筑設計的時候,應該首要考慮到的建筑結構設計要素就是我國的地址條件。在設計師對建筑物進行結構設計的實際過程當中,應該要對建筑物的穩定做出明確的設計要求,在這方面上,對于建筑物結構的設計理念是穩定性中最為重要的建筑考慮要素之一。根據我國目前的建筑行業領域的實際情況而言,我國在傳統的建筑結構設計中所采用的建筑結構的建筑地震反應可以通過運用不同的建筑結構變量來加以體現。在我國傳統的建筑結構設計理念之中,對于建筑結構抗震方面的具體要求,在實際的抗震設計過程中可以采用何種設計變量來滿足所設計出的建筑物對于建筑結構抗震的要求,應該首先要根據所設計的建筑物結構的自身類型、建筑設計物對于不同區域中地震反應的獨特性質、以及建筑物在設計中地震破壞模式等多種建筑結構設計因素綜合進行考慮。建筑結構體系的合理選擇是建筑結構設計中應該考慮到的一個重要問題,建筑結構設計師對于建筑結構設計方案的選取是否合理,對安全性和經濟性起決定的作用。

縱觀我國建筑行業發展的整個歷史過程,我們不難發現從古至今,建筑行業中所有的建筑物聚集的本身就是一個非常龐大的而且復雜的建筑系統。僅僅就我國的低于情況而言,不同地區的不同地形環境以及在歷史發展過程當中地殼隨時間而演變的狀態,在遭受地震作用后不同地域中相對于建筑物結構設計的破壞機理和建筑物在實際結構破壞過程中的破壞形式是十分復雜。不僅如此,在對建筑結構設計中進行建筑物結構的實際分析領域方面,由于建筑設計師不能充分地考慮到建筑結構設計過程中的建筑空間作用、所使用建筑材料的非彈性性質、以及建筑材料在設計使用過程當中的時效性和阻尼變化等多種因素,也存在著不確定性。所以,在對建筑結構設計工程中的抗震問題設計時,建筑結構設計師在設計的實際過程中不能完全依賴“計算設計”。建筑設計師應該在建筑結構設計的過程之中充分展現自身的才能,運用自身所學的知識,在設計過程中不斷地進行發展和創新,設計出抗震性能更好的建筑物。

3.建筑結構設計中的抗震設計

3.1選擇有利的抗震場地

在對建筑物進行結構設計的過程中,首先應該要了解到的最重要的一點就是建筑物在實際設計過程當中的選址問題。相信很多的人們在實際的生活中也發現非常重要的一點,就是在建筑結構設計的不同建筑工程地質領域以及在施工過程中具有不同條件的地質場地上,建筑物在地震來臨時所受到的地震對于建筑物的破壞程度有著非常明顯不同的。這一點在建筑設計領域也展開了一項新的突破,在建筑設計領域中,很多的設計師會根據建筑物在不同建筑場地的實際地域狀況下建筑物所受地震破壞程度的不同,在實際對于建筑結構設計中選擇對建筑結構抗震有利的場地,而在實際的建筑結構設計過程當中避開對所設計的建筑物在地震環境中不利的場地進行建設,如此一來,就能在很大程度上減輕建筑結構地震的災害。從另一個角度上來說,建筑物在設計過程中對于抗震結構的設計除了建筑結構設計的場地以外還會受到地震以外的許多因素的限制。在建筑結構設計師對建筑物進行設計選址的過程之中,除了在建筑結構設計中排除的極為不利和具有非常嚴重以及危險性的建筑場地以外,在通常的設計情況之下,是不能夠經常排除建設過程中的應用場地的。在建筑結構設計過程中對于場地選擇上的局限性就對于建筑物的結構設計提出了更高的要求。在這種局限性的存在條件之下,建筑師在進行設計的過程之中就有必要按照建筑結構設計的實際選擇場地、建筑結構設計的地基對建筑物所受地震破壞作用的強弱和特征進行分類,為了按照不同場地特點采取抗震措施。這也就是建筑設計師們在實際的建筑設計過程中對于建筑結構設計地震區場地的選擇和對建筑結構設計場地進行詳細分類的主要目的。所以,在建筑設計師對建筑物進行實際設計時應該盡量避免在建筑物抗震不利的地段進行設計,如果設計師在設計過程中無法避免到這一點,則應該在建筑物結構設計中采取適當的建筑物抗震防震加強的措施。

3.2選擇合理平面與立面布置

在設計師對建筑物結構設計的立體和平面結構的設計過程中,主要有以下幾個方面的內容:(1)在建筑物的結構設計的過程當中,建筑結構在實際設計過程中的結構設計剛度和建筑結構設計的抗震能力中,在建筑物遭受水平地震作用的情況之下,建筑物結構設計應該是雙向的,在設計師進行建筑結構設計抗震的結構布置上,建筑結構應該可以抵抗任何方向的地震。

(2)建筑結構在實際設計中的簡單結構性。在建筑設計領域中,設計師在建筑結構設計過程中所說的在建筑結構設計上的簡單性,它是對結構在地震時所具有明確和直接傳力方式。

(3)整體性結構。建筑師在實際建筑結構設計的過程當中對于建筑結構整體性的把握以及建筑結構在設計過程中的協調性和統一性。這是在建筑行業領域中的建筑設計師應該把握的最基本的建筑原則。在實際的施工建筑中,對于目前廣泛興起的高層建筑結構設計當中,進行樓蓋的設計在建筑物整體結構設計當中都會起到十分重要的作用。在建筑物的結構設計中,結構部分設計的樓蓋部分在實際建筑物的應用過程中是等同于一個水平的隔板。在建筑物結構中,各部分建筑物構成的子結構應該要進行協同工作,承受建筑物結構的抗震作用。

3.3 建筑結構體系的合理選擇

在建筑物結構設計師對建筑結構進行合理選擇的時候應該要考慮的一個非常重要的問題就是建筑結構體系的合理選擇問題。在建筑結構設計的過程中,對于建筑結構設計方案的選取評價是否具有科學性和合理性,對建筑結構設計的整體安全性和建筑結構設計的經濟性起著非常決從建筑學的角度而言,應該要在建筑結構設計的過程當中著重注意到以下兩點:第一,建筑結構設計體系在實際的設計過程中應該要注意到避免在建筑結構設計中因為建筑的某些部分結構構件的破壞而導致的整個建筑結構喪失最基本的安全性、適用性和耐久性的建筑結構設計要求。

4.結束語

在建筑結構設計中,建筑物的結構抗震設計是整個建筑結構設計中最重要的設計部位之一。眾所周知,地震是一種比較具有突發性且事先不能進行準確測量的突發自然災害。為了更好地避免地震在生產和生活過程中給人們帶來的災難,相關的建筑結構設計人員在進行建筑結構設計的研究和建筑結構工程設計的過程當中,應該從宏觀角度出發,對建筑結構設計進行綜合處理。

參考文獻:

[1]陳虎.結構抗震概念設計雜談明[J].建材發展導向,2011,(09):45-47.

抗震結構設計范文4

關鍵詞:建筑結構;設計;抗震設計;淺談

1前言

在自然災害的范疇內,地震屬于危害性較大的一種。近些年,頻繁出現的地震災害嚴重的威脅到了人民的財產和生命安全,特別是人民居住環境遭到了損壞。為此,提升建筑物的抗震能力是刻不容緩的事情,隨著國家在地震學領域、建筑學領域和地理系統等專業方向的科學發展。我國的建筑結構抗震能力得到了很大的提升,如何根據國內地理因素和環境因素的變化,設計出更為安全,抗震性能更高的建筑物,是很多施工單位及設計方普遍關心的問題。

2建筑結構中關于抗震設計需要考慮的因素

在建筑結構中進行抗震能力的考慮方面,必須結合建筑抗震場地的選擇、建筑結構體系的適當構建和建筑物的平面布置規則等幾個方面加以重視。

2.1合理選擇建筑抗震場地。在建筑結構設計中對于抗震設計的考慮上,必須注重建筑抗震場地的選擇。選擇了合理的抗震場地進行建筑施工,將會很大程度上提升建筑結構的抗震能力。當地震發生時,會導致地表的各個位置發生不規律的則亂移動,所坐落位置的地質結構和性質不同,發生的地震災害程度也會有所差異。當地震中發生劇烈的地面震動時,如果場地選擇本來就不妥當,建筑結構遭受的破壞就更加的嚴重,嚴重的會導致建筑物的坍塌。在建筑場地的選擇上,要適當的避開軟土層,砂土層等容易被液化的地面結構,當這些不利于抗震的地段很難避開時,就要考慮通過人工改造的形式,進行地基的加固處理,確保建筑物的地基抗震級別能夠得到提升。

2.2嚴格規范建筑結構體系的構建。在抗震設計實施前的建筑結構抗震方案選擇是非常關鍵的因素之一。在建筑結構體系和安全方面的方案考慮中,需要從以下幾個方面加以考慮:(1)抗震結構的選擇上,避免以偏概全,因對特殊建筑結構考慮而忽視了整體的結構構件,需要從整體進行建筑抗震性能的把握。要確保建筑結構有一定的贅余,當建筑物的某個局部出現了損壞的情況下,整體建筑物不會因此受到穩定性和抗震性能的變化。(2)根據地震的傳遞路徑準確的進行設計圖規劃。對于豎向結構的設計,設計要從垂直重力符合角度考慮其相應條件下的壓應力均衡問題,對轉化結構而言,考慮到上部結構豎向構件會傳來垂直重力荷載,確保該荷載力在轉換層有一次的轉換。(3)設計中要注意確保建筑結構體系的強度和剛度在合理的水平,符合建筑物的整體設計要求。避免因局部位置的剛度不足難以支撐該部位應該支撐的建筑區域結構,實現剛度和強度的合理分配。

2.3確保建筑物的平面規則性布置。在實際的建筑結構抗震設計分析上,還要充分的考慮到建筑物的平面布置規則性,這在抗震設計中非常重要的一個因素。通過盡量保持建筑設計的規則性,可以更好的知道建筑施工,對于不規則的結構設計,必須采取與之匹配的負責對策加以設計對應。

3建筑結構設計中加強抗震設計的幾點建議

建筑結構的抗震性能對建筑物的使用者和周邊的環境來說,有著非常直接的安全關系。如果建筑物的抗震性能較差,在發生低級別的地震時,就可能會導致建筑物的變形等問題,周邊的環境設施和人的生命財產安全都會受到相關的影響。在切實提升建筑物的抗震能力方面,主要可以從以下幾個方面加以考慮:進行抗震結構的準確選擇,通過合理布局來減少抗震能量的發揮,盡可能的設置多重抗震防線。

3.1進行抗震結構的準確選擇。抗震結構的準確定位能夠有效的提升建筑物的整體抗震性能,通過優選強度較大,剛度較高的建筑主體結構設計方案,可以最大限度的避免建筑結構的變形發生概率。確保建筑物的整體結構性能。設計人員在進行抗震結構分析時,必須將抗震結構和非抗震結構進行同時考慮,針對短柱等較容易發生安全問題的關鍵部位要采取合理的抗震措施,通過確保建筑結構和非結構構件的整體剛度和強度,來提升建筑結構的抗震能力。

3.2盡量的優化布局以降低地震能量。在進行抗震結構設計時,通過加強位移為基點的結構設計考慮和定量分析的方式,能夠有效的降低地震災害中能量的輸入,實現建筑物抗震性能的總體效果。在設計的定量分析中,通過反復幾次的構件總承載力核算,通過采取合理的措施來控制建筑下層的位移延性比例,使得建筑物在面臨地震災害時,其結構變形情況最小化。建筑地基的選擇,要盡量的以堅硬地基為主,盡量避免建筑物坐落在地震周期比較活躍的位置,減少建筑物中地震能量的輸入,從而降低地震的破壞程度。

3.3抗震防線的多重設置??拐鸱谰€可以實現抗震效果的最大化。設計中,可以講延伸性能好的建筑結構納入到抗震防線體系內,另外將一些建筑構件作為二、三道防線。通過多重抗震防線的設置,可以有效地降低地震發生后的沖擊力,從而保障人民的財產和生命安全。

4結語

總而言之,一旦地震發生,將會給人民的生命和財產帶來很大的威脅,在建筑結構設計中強調抗震性能設計的意義是非常重大的。在考慮抗震的具體設計思路時,設計人員必須通過多角度進行抗震方法的設計,并加強創新性抗震度角度的分析,通過合理的制定抗震設計來增強建筑結構的抗震性能。同時,在建筑物的施工過程中,施工隊伍也要強化建筑物的抗折能力建設,為人民的生命和財產安全保駕護航,促進國家建筑行業的長遠持續發展。

作者:陳瑩 單位:山東省冶金設計院股份有限公司

參考文獻:

[1]岳磊.建筑結構設計中的抗震設計[J].房地產導刊,2013.

[2]黃鶴.建筑結構基于性能的抗震設計理論及方法[J].中國高新技術企業,2012.

抗震結構設計范文5

關鍵詞:建筑 抗震 結構設計

地震是一種隨機性振動,它有著難以把握的復雜性和不確定性。到目前為止,人類的科技水平還不能進行短期或臨震預報,也就無法準確預算建筑物在遭遇地震時的各項變形參數,而且單靠計算也很難確保房屋具有足夠的抗震性能。因此,在建筑的方案設計階段,應盡可能在兼顧建筑造型,又滿足使用功能要求的前提下,將建筑的抗震問題融入考慮,得到一個美觀的、適用的、結構合理科學的方案,真正實現我們國家規定的“小震不壞,中震可修,大震不倒”的抗震設防目標。

1. 抗震結構設計的規定

避免或減輕砌體結構的震害,主要是加強房屋的整體性和空間剛度,提高墻體的抗震受剪承載能力,加強構件的相互連接。在具體設計時,應遵循以下各項規定。

1.1 應優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系。

1.2 縱橫墻的布置宜均勻對稱,沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續;同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。

1.3 樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處。

1.4 房屋有下列情況之一時宜設置防震縫,縫兩側均應設置墻體,縫寬應根據烈度和房屋高度確定,可采用50~100mm:房屋立面高差在6m以上;房屋有錯層,且樓板高差較大;各部分結構剛度、質量截然不同;煙道、風道、垃圾道等不應削弱墻體;當墻體被削弱時,應對墻體采取加強措施;不宜采用無豎向配筋的附墻煙囪及出屋面的煙囪。

1.5 不應采用無錨固的鋼筋混凝土預制挑檐。

2. 建筑設計和建筑結構的規則性

建筑設計應符合抗震概念設計的要求,不應采用嚴重不規則的設計方案。體型復雜、平立面特別不規則的建筑結構,可按實際需要在適當部位設置防震縫,形成多個較規則的結構單元。

3. 結構體系的選擇

結構體系應根據建筑的抗震設防類別、抗震設防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結構材料和施工等因素,經技術、經濟和使用條件綜合比較確定。

結構體系應符合下列各項要求:應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑;應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載力;應具備必要的抗震承載力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力;對可能出現的薄弱部位,應采取措施提高抗震能力。

結構體系應符合下列各項要求:

宜有多道抗震防線。多道抗震防線是指:一個抗震結構,應由若干延性較好的分體系組成,通過構件的連接協同作用,有意識地在結構內部、外部建立一系列分布的屈服區,使結構在先屈服的部分耗散大量的地震能量,而使最后的“防線”得以保存,便于結構的修復。

例如,在有填充墻的框架結構中,填充墻為第一道防線,框架為第二道防線;此時填充墻本身應有一定的剛度和承載能力,并均勻、對稱地布置在框架結構中。在強烈地震的沖擊下,第一道防線遭受破壞后,結構的動力特性(如自振周期等)得以改變,可使第二道防線承受的地展作用得以緩解和受到保護。

在高層鋼筋混凝土房屋中,應用較多的另一種結構形式是框架一剪力墻體系(在抗震設計中,剪力墻也稱為抗震墻)。剪力墻是第一道防線,框架為第二道防線。

在一般情況下,應優先選擇不承受重力荷載的構件,如上述的框架填充墻、軸壓比不太大的鋼筋混凝土剪力墻或柱間支撐、豎向支撐等作為第一道防線。

宜具有合理的剛度和承載力分布。建筑物承受的靜力荷載是基本穩定的(如自重、樓面活荷載等),而地震時所受的地震作用大小則與結構的動力特性密切相關:建筑物的側移剛度越大,則自振周期越短,地震作用也越大,要求結構構件具有較高的承載力。提高結構的側移剛度,往往以提高造價和降低結構變形能力為代價,因此在確定結構體系時,需要在剛度、承載力之間尋求較好的匹配關系。

結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近。此時,結構在兩個主軸方向的地震反應相當,不致造成一個方向過強、一個方向過弱的現象。

根據房屋高度選擇合理的結構體系。從技術經濟指標而言,各種結構體系都有其最佳適用高度。

4. 對結構構件的規定

結構構件應符合下列要求:應合理選擇混凝土結構構件的截面尺寸,配置縱向受力鋼筋和箍筋,避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土的壓潰先于鋼筋的屈服、鋼筋的錨固粘結破壞先于構件破壞;砌體結構應按規定設置鋼筋混凝土圈梁和構造柱、芯柱,或采用配筋砌體等;預應力混凝土的抗側力構件,應配有足夠的非預應力鋼筋;鋼結構構件應合理控制尺寸,避免局部失穩或整個構件失穩。

結構構件的連接,應符合下列要求:構件節點的破壞,不應先于其連接的構件;預埋件的錨固破壞,不應先于連接件;裝配式結構構件的連接,應能保證結構的整體性;預應力混凝土構件的預應力鋼筋,宜在節點核心區以外錨固。

5. 建筑抗震結構體系設計需要注意的問題

分析已發生震害表明,許多平面形狀復雜,如平面上的外凸和凹進、側翼的過多伸懸、不對稱的側翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。因此在建筑體型的設計中,應盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規則;盡可能少做外凸和內凹的體型,盡可能少做不對稱的側翼和過長的伸翼。

5.1 建筑平面布置設計問題

建筑物的平面布置在建筑設計中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內墻的布置、空間活動面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數量和布置等,都要在建筑的平面布置圖上明確下來。有的建筑平面布置上,經常出現內隔墻不對齊或中斷,使剛度發生突變和地震力傳遞受阻,對抗震也帶來不利,客易引起結構的局部破壞。建筑平面布置設計對建筑抗震關系很大,從概念上要解決的一個核心問題是:建筑平面布置設計上要盡可能做到使結構的質量和剛度分布均勻,對稱協調,避免突變,防止產生扭轉效應。在建筑平面布置的總體設計上要盡可能為結構抗側力構件的合理布置創造條件,使建筑使用功能要求與建筑結構抗震要求融合成一體,充分發揮建筑設計在建筑抗震中的作用。

5.2 建筑豎向布置設計問題

建筑的豎向布置設計問題在建筑設計中主要反映在建筑沿高度(樓層)結構的質量和剛度分布設計上。無論是單層或多層,還是高層建筑或超高建筑,這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是,由于建筑使用功能的不同要求,如底層或下面幾層是商場、購物中心,建筑上要求是大柱距、大空間;而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓,低層設柱、墻很少,而上面則是以墻為主,柱很少。有的建筑在布置上還設有面積很大的公用天井大廳,在不同樓層上設有大會議廳、展廳、報告廳等,建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度分布的質量和剛度的嚴重不均勻、不協調。

6. 結束語

建筑抗震結構設計對建筑抗震起著重要的基礎作用。一個優良的建筑抗震設計,必須是在建筑設計與結構設計相互配合協作共同考慮抗震的設計基礎上完成。為此,要充分重視結構設計在建筑抗震設計中的重要性,在建筑抗震設計中更好地發揮建筑設計應有的作用。

參考文獻:

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[2] 徐宜,丁勇春.高層建筑結構抗震分析和設計的探討[J].江蘇建筑.2011,(03).

抗震結構設計范文6

關鍵詞:工民建;結構設計;抗震設計

中圖分類號:TB482文獻標識碼: A

引言

隨著我國社會經濟的不斷進步,建筑行業的快速崛起,城市建筑群日益增多,人們越來越關注建筑的質量和性能。尤其近年來,我國經歷了多次地震災害,給廣大人民群眾帶來了極大的危害,造成了嚴重的財產損失和人員傷亡,阻礙了經濟的發展。為了更好地保證人民群眾的生命財產安全,如何加強工民建結構的抗震設計,保證建筑物的安全穩固,就成為了我國建筑行業所要解決的首要問題。

一、建筑結構抗震設計的概念

一般來說,所謂的建筑結構的抗震設計就是指通過地震時對建筑結構的破壞,結合建筑結構工程長期實踐所積累的經驗,總結形成的一種基本的設計方法與設計思想,也是進行建筑與結構整體布置并且確定細部構造措施的一個過程。地震從理論上來說就是一種隨機的振動,它具有人們難以把握的隨機性、復雜性與不確定性,要想很精確地預測某建筑物可能遭遇的地震的特性與參數,就目前來說我們還很難有更好的方法。在建筑結構的抗震設計分析這個方面,由于我們不能夠很充分地考慮建筑結構的空間作用、建筑結構的性質、建筑的材料以及外界引起變化等等很多種不同的因素,因此有著一種不確定性的存在。所以建筑結構的抗震設計不能夠全部的取決于計算結果,更應該以建筑結構工程抗震設計的基礎理論以及經過長時間建筑工程抗震經驗所能夠總結出來的建筑工程抗震設計方法為基本出發點,進而更好的提高建筑結構的抗震性能。

二、工民建結構抗震設計的基本方法

1、建筑結構抗震設計中的概念設計方法

建筑抗震概念設計及時根據地震災害和工程經驗等因素形成的基本設計原則和設計思想,并根據這些原則和思想進行結構和建筑總體設計和細部構構造設計的一個過程。由于地震的震動是一個隨機的震動,目前對于這種情況的復雜性和不確定性很難把握,要準確的預測出建筑物所遭到的特性和參數還有一定的難度,而在結構設計方面,也不能夠充分的考慮到結構空間的作用,所以說在抗震設計過程中不能夠完全的依賴于計算的結果,而是需要結合實際情況,并立足于抗震基本理論和長期的經驗進行設計。

利用該設計方法進行設計,首選需要確定建筑的選址,在選址的過程中需要避免抗震的危險地段,需要選擇對抗震有利的場地和地基,并需要根據工程的需要掌握好地震活動的情況和工程地質的相關資料,設計者要綜合考慮作出相關的評價,并在選擇時選擇堅硬圖后者是開闊密實均勻的中硬土等有力的地段。需要注意的是,一定要避開軟弱土、液化土以及河岸或者是邊坡的邊緣,平面分布上成因、延性以及狀態不均勻的土層也需要避開。

其次要合理的進行平面的布置。一般情況下,建筑物的動力性能取決于它的建筑布局和整體結構設計,建筑布局簡單合理,在結構設計中符合抗震原則,就能夠保證建筑物具有良好的抗震性。建筑物的平面和里面的布置需要具有對稱性,質量和剛度的變化要均勻,防止出現樓層錯層的現象。在實際的設計中需要根據相關的規定進行,例如《高層建筑混凝土結構技術規程》中對地震區高層建筑平面的形狀做了相關的規定,并且提出了對平面的凹角處需要采取加強措施。因此說在實際的結構抗震設計中,對于地形較為復雜的建筑物要合理的設置變形縫,在結構設計時要進行水平地震作用的計算和內力調整,對于較為薄弱的部位需要采取加強措施。

在結構選型和布置的過程中,需要根據建筑物的重要性、設防烈度、地基、基礎以及場地等因素進行考慮,制定經濟合理的設計方案。從抗震的角度來分析,一種好的結構形式需要保證延性系數較高,勻質性較好,構件的連接需要具有整體性和連續性,并且能夠充分的發揮材料的強度。結構布置過程中要確保平面布置的對稱性,使構件的分配力較為均勻,防止出現薄弱層,并且要盡量的降低房屋的重心。

2、抗震構造措施

抗震構造措施在結構設計中是一個重要的環節,構造設置是否合理直接影響到建筑結構的抗震性能。建筑上部主體的結構類型不同,期構造的措施也就不一樣。對于磚混結構的建筑,需要設置沿樓板標高的水平圈梁,加強內外墻的連接,以增強房屋的整體性。圈梁能夠有效的約束預制板的散落,降低了磚墻出平面倒塌的可能性。除此之外,圈梁作為邊緣構件,還能夠提升樓和屋蓋的水平剛度,這樣在地震的作用下,就能夠很好的避免墻體的傾斜和開裂度的眼神,減輕了不均勻沉降對于建筑的影響。

3、結構消能減震和隔震設計方法

一般情況下,建筑結構的抗震是通過增強結構本身的抗震性能來抵抗地震的強度的,從現實意義上來講這是一種較為被動的抗震方法,在實際的抗震設計中,需要尋求主動的抗震對策,效能減震和隔震設計就是有效的抗震設計方法。該方法是在結構體系中設置一個隔震層,以此來阻隔地震帶來的能量,或者是在抗側力結構中設置一個消能器,以此來達到削減地震能量的作用。該方法的主要應用原理就是在房屋的底部設置橡膠隔震支座以及阻尼器等設備,以此來延長構件的自震周期,并且增大阻尼,通過局部變形來提供附加阻尼,以削減地震的能量,達到保護建筑上部結構的目的。

4、保障結構的延性

在完成建筑結構的設計后,還要采取措施使該結構具有適當的延性,以此保證此建筑結構可以達到預定的抗震目標。提高建筑結構的延性措施包括:

(1)對于建筑結構當中柱、梁等構件,應該按照強柱弱梁的原則,增加柱子的抗彎能力。鋼筋混凝土的框架在強震發生時,當地震威力致使建筑結構達到最大的非線性位移時,梁端的塑性鉸的塑性轉動會比較大。當柱端的塑性鉸出現比較晚,那么建筑結構達到最大的非線性位移時它的塑性轉動會比較小。這樣就保證了框架有了比較穩定的塑性耗能構件。

(2)要提高結構的延性,還要采取強剪弱彎的措施。因為剪切對于破壞根本沒有延性,如果某個部位一旦發生剪切破壞時,這個部位在整個抗震結構中的作用就會喪失,柱端發生剪切破壞,建筑結構的局部就會發生坍塌,局部坍塌有可能導致整個建筑物的坍塌。因此,要采取措施來增大梁柱和柱端的組合剪力值,保證任何構件在強震發生時都不會損壞其剪力。

除了上述方法之外,在進行建筑結構抗震設計的過程中,還能夠采用設防烈度地震動參數進行結構構件承載力的設計。還需要注意,不能夠調整結構剛度來滿足規定的最小基底剪力要求,地震作用組合可以不考慮風荷載因素,同時設計時還能夠大幅度的放寬結構層間的位移角限值等,這些方法都是抗震結構設計中需要注意的。

結束語

近幾年來,地震頻發,而我們也能看到很多的建筑在地震中非常容易的倒塌,對人民群眾的生命財產安全產生了非常大的危害,相關的工民建結構的設計者,一定要認識到現時工程設計過程中存在的問題,對比各種結構的優劣勢,并采取一定的措施,強化結構的抗震性能,結構抗震設計理論經歷了靜力設計、反應譜設計、動力設計和減震控制設計四個階段,當前國內外抗震設計的發展趨勢是根據對結構在不同超越概率水平下的地震作用下的性能或變形要求進行設計,結構彈塑性時程分析成為抗震設計的一個必要的組成部分,抗震設計進入了一個真正意義上的動力時代。從而保護好人民群眾的生命財產安全問題。

參考文獻

[1]胡逢秀,劉春剛.工民建結構抗震探索與研究[J].中國高新技術企業,2010,(4)

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