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建筑結構抗震設計論文范文1
摘要:我國是一個地震多發的國家。因此,現在越來越多的人非常重視建筑結構的抗震設計問題。所以,本文主要就建筑結構的抗震設計中關鍵問題、具體的抗震設計舉措進行研究與分析。
關鍵詞:建筑結構;抗震設計;關鍵問題;具體舉措
【中圖分類號】TU318【文獻標識碼】A【文章編號】2236-1879(2017)20-0217-01
引言:隨著我國經濟快速發展,一棟棟高樓大廈拔地而起,但與此同時,在我國是地震多發國家的背景下,建筑抗震等安全因素成為設計需要考慮的因素之一,現階段,我國的建筑抗震水平較高,但因地震導致房屋倒塌的情況時有發生,為了能更好的提高建筑抗震水平,在建筑抗震設計方面更加合理,作為中學生了解建筑結構的抗震設計中關鍵問題、具體的抗震設計舉措是很有必要的。建筑結構抗震設計關鍵問題
(一)場地的科學選擇。
建筑場地的科學選擇,直接關系到建筑結構抗震設計的水平與質量。因此,有關的工程設計人員需要對于建筑物建設的場地進行全面的考察工作,選擇具有土質松軟、地質元素分布不均衡的區域來進行地段的選擇,避免地震發生時產生出地裂或者是地表錯動問題。
(二)建筑結構的合理化抗震設計。
建筑結構的合理化設計也對于提升建筑抗震設計的質量與水平發揮著重要的作用。比如:使用高強度的建筑材料使得建筑物的結構框架具有完整性的構造。而高質量設計圖紙的應用,可以使得建筑物的各個部位進行更加合理、科學的布局,最終形成強有力的抗震效果。
(三)建筑平面布置的規則性。
進行滿足有關抗震設計要求的施工,可以極大提高建筑的抗震水平與能力。比如:綜合的考慮到各個方面的因素,應用現代的網絡信息技術進行對稱性的結構設計,將會對于建筑的抗震實際效果進行科學的提升。同時,我們需要清楚的了解到各種科學的設計需要真正的落實到施工實踐中,使得設計的成果真正轉變為實際的應用成果[1]。
一、建筑結構抗震設計的具體舉措
(一)基礎隔震措施。
所謂的基礎隔震指的是應用各種各樣的減震裝置來完成有關建筑物的結構抗震設計。具體來講,將有效的抗震、隔震的裝置應用到建筑物自身的部位中,從而達到保護建筑物,使其具有良好抗震、隔震效果的一種方式。但是,這種方式不適用于高大的建筑物中。原因在于,在高大建筑物中應用抗震裝置會導致建筑物產生出自振周期問題,無法達到應有的抗震效果。在我國的生活中常見的抗震裝置有橡膠墊裝置、混合隔震裝置等。對于這些裝置應用摩擦移動或者是粘彈性隔震的方式就可以進行有效的防震,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應用。
應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,也是一個重要的防震舉措。具體來講,應用高效的瀝青原料與粘土、砂子等進行混合性的應用,可以提高建筑物整體的質量與水平,保障建筑物的安全。目前這種方法已經在建筑物的防震設計中進行了一定程度的應用,并且取得了不錯的應用效果[3]。
(三)建筑結構懸掛隔震。
所謂的建筑結構懸掛隔震指的是在進行建筑物結構設計工作中,應用懸掛的方式來對于建筑物大部分結構或者是整體的結構進行有效減震處理,使得地震發生時地震災害的破壞力量對于懸掛的建筑結構沒有非常大的影響,最終減輕地震對建筑的破壞程度,避免重大的人員傷亡與財產損失。比如:在一些大型鋼結構建筑中應用懸掛的方式來進行有關的設計,使得有關的子框架通過鎖鏈或者是吊桿方式的應用懸掛在主框架上。這種設計方式應用的意義在于地震發生之后,地震一部分破壞力量會傳導在這些鎖鏈或者是吊桿上,降低了地震對于建筑物地基以及墻面的影響,提高了建筑物地基抗震的實際效果[4]。
(四)建筑層間的隔震。
對于建筑物層間進行有效的隔震是一種操作簡單、工序簡單的應用方式。但是,這種方式與其它方面的隔震使用舉措比較起來只能對于地震破壞力量的10%到30%進行有效的預防,無法從根本上形成強有力的抗震效果。因此,這種方式需要與其它模式的抗震舉措進行綜合性的應用,形成對于建筑物的有力保護,全面提高其應對地震破壞力量的能力。
(五)建筑結構的加固隔震。
為了全面提高建筑物結構的抗震能力,我們需要采取各種的方式對于建筑物進行必要的加固處理,提升建筑物的質量。具體來講,第一,在建筑物竣工之后,有關的工程施工技術人員可以應用阻尼的方式對于建筑物進行全面的加固,最終使得建筑結構的抗震效果得到加強。第二,為了提高高層建筑的抗震效果,我們可以應用消能減震裝置來提高其抗震的能力,使得高層建筑也可以在地震發生時具有對地震破壞力的抵御能力,避免重大的財產損失與人員傷亡。比如:消能減震裝置在建筑物隔震夾層中進行應用,可以極大提高建筑物結構的抗震效果[5]。
二、結論:
通過上述幾個方面,對于建筑物結構抗震若干問題進行科學的研究與探討,有利于建筑物施工的企業應用眾多的具體方法全面提高建筑物結構抗震的質量與水平,保障建筑物在地震發生時具有強有力抵御地震的能力,減少人員的傷亡與財產上的損失。如今總體的設計理念與方式比較先進,但也需要與時俱進,不斷提高建筑抗震等級,為人們的生命和財產安全提高保障。
參考文獻
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建筑結構抗震設計論文范文2
關鍵詞:建筑結構;抗震設計;存在問題;改良方案;房屋建筑 文獻標識碼:A
中圖分類號:TU352 文章編號:1009-2374(2015)03-0044-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.0214
我國是一個地震災害比較嚴重的國家。隨著科學技術的不斷發展,我國的建筑結構抗震設計的方法隨著結構試驗、結構分析、地震學以及動力學的發展也在不斷的進步,在不斷學習國外經驗的基礎上,我國的震害調查、強震觀察的方法在不斷的成熟。但是,如何從我國的社會發展和地震環境的實際情況出發來提高建筑結構抗震性能,從而保持建筑物更加合理經濟、安全可靠,是結構抗震設計中的一項重要的任務。
1 建筑結構抗震設計中的問題
1.1 選擇建筑抗震場地的問題
如果施工的條件相同,不同工程地質條件下的建筑物在地震時會受到明顯不同的破壞程度。所以,選擇一個好的建筑場地是提高建筑物抗震性能的重要基礎,在場地選擇的過程中,要降低地震災害,盡可能地避開工程地質不良的抗震場地(比如河岸、邊坡邊緣、高聳孤立的山丘、非巖質陡坡、濕陷性黃土區域、液化土區域),選擇有利的建筑場地(比如中等風化、微風化的基巖,不含水的粘土層,密實的砂土層)。如果實在無法當避開不利區域的話,應該在場地采取抗震加強措施,應根據抗震設防類別、濕陷性黃土等級、地基液化,來采取措施提高地基的剛度和整體穩定性。比如,如果建筑地基的受力層范圍處在嚴重不均勻土層、軟弱粘性土層、新近填土時,要合理估計計算地基在地震時形成的不均勻沉降,從而采取加強上部結構和基礎的處理措施或者加固地基、樁基的措施來加強地基的承
載力。
1.2 選取房屋結構抗震機制的問題
1.2.1 房屋結構機制應有科學恰當的強度與剛度,能夠有力地規避房屋結構由于突然變化或者個別位置減弱構成薄弱位置,引發太大的應力聚集或者塑性產生變化聚集;對于或許形成的脆弱位置,應采用提升抗震水平的手段。
1.2.2 在房屋架構機制中應設計有科學的地震功能傳送通道與確定清楚的核算簡圖。另外,設置縱向房屋構件時,應盡量保持在垂直重力負荷作用下縱向房屋構件的壓應力多少平均;設置樓層蓋梁機制時,盡量保證垂直重力負載能夠通過距離最小的途徑傳送到縱向構件墻或者柱子上;設置轉換架構機制時,盡量保證從上面架構縱向構件傳過來的垂直重力負載能夠通過轉換層完成再次轉換。
1.2.3 在選取房屋架構機制時,應重視防止由于一些構件或者架構的損壞而讓總體房屋架構失去對重力負載的承受性能與抗震性能。房屋架構抗震設置的基本準則是架構應該具備內力再次分攤作用、優秀的變形性能、一定的贅余度等。進而在地震出現時,一些構件即便出現問題,其他構件仍然可以承載縱向負載,提升房屋架構的總體抗震穩固性。
1.3 房屋架構平面設置的規則性與對稱性問題
房屋的平面與立體的設置應遵照抗震理論基本設置準則,通常運用規則的房屋架構設置方案。依照房屋結構抗震設置規范的標準,對平面不規則或縱向不規則,或者兩者均不規則的房屋架構,應運用空間架構的核算模式;對樓板部分區域連接不暢或者表面凹凸不成規律時,應運用相對應的貼合樓層強度剛度變動的模型;脆弱位置應當注重相對應的內力加大系數,而且依照規范標準來對彈塑性形狀改變加以剖析,脆弱位置應采用抗震構造手段。
在房屋架構的抗震中,對稱性是不容忽視的。對稱性包含房屋平面的對稱、品質分布的對稱及房屋架構抗側剛度的對稱三個部分。保證這三個方面的對稱中心為同樣的位置是最優的抗震設置方案。國內的房屋結構中,架構的對稱性通常指的是抗側力主要架構的對稱。對稱的房屋架構有框架架構、簡體框架架構等。
房屋架構的規則性體現在以下四點:
1.3.1 在平面設置房屋抗側力的主要架構時,應當保證周圍結構與中心的剛度與強度平均分布,讓房屋的主要架構維持較強的強度與抗扭剛度,很大程度上防止了房屋在風力較大或者地震的扭矩影響下而產生很大的形狀改變造成非架構構件與架構構件的損壞。
1.3.2 在平面設置房屋抗側力的主要架構時,還應當重視保證同一主軸方向的所有抗側力架構剛度與強度位于平均形態。
1.3.3 建筑結構的抗側力主體結構沿著構成變化和豎向斷面也要保持均勻,避免出現突變。
1.3.4 建筑結構的抗側力主體結構的兩個主軸方向也要有比較接近的強度和剛度,還要有比較相近的變形特性。
總體來說,在建筑結構抗震設計中,一定要對建筑平、立面布置的規則性加以重視,在實際的工程中還應該對建筑結構抗震設計的規范規定給予高度的重視。
2 提高建筑結構抗震能力的改良方案
(1)對地震外力能量的吸收傳遞途徑進行恰當合理的布局,保證支墻、梁、柱的軸線處于同一平面,形成一個構件雙向抗側力結構體系。在地震作用下構件呈現出彎剪性破壞,有效地使建筑結構的整體抗震能力得到提高。
(2)要按照抗震等級來對梁、柱、墻的節點采取抗震構造措施,保證在地震作用下建筑物結構可以達到三個水準的設防標準。按照“強節點弱構件”、“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的原則,來合理選擇柱截面的尺寸,注意構造配筋要求,控制柱的軸壓比,確保結構在地震作用下具有足夠的延性和承載力。
(3)進行多道抗震防線的設置。在一個抗震結構體系中,在地震作用下一部分延性好的構件可以擔負起第一道抗震防線的作用,而在第一道抗震防線屈服后其他構件才逐次形成第二、第三或更多道抗震防線,有效提高建筑結構的抗震安全性。各地區要根據所處區域的地質特征,提高抗震設防標準。
(4)在可能發生破壞性比較強的地震區域,建設、地震、科技等部門要對建筑技術規范進行嚴格的規定,從施工保障、材料選用、規劃設計、建房選址等方面來加強監督檢查和技術指導,保證建筑設施能夠符合抗震設防的基本要求。
(5)根據地震地區本身建筑物的特點來積極引用抗震減災新材料、新工藝、新技術,并且借鑒發達國家的技術和經驗,將其推廣應用到建筑抗震設計中。
(6)建筑結構抗震設計的管理者以及實施者也對建筑的抗震能力起到很大的作用。所以,必須提高抗震設計工作人員的整體素質,提升整個建筑的抗震工程
質量。
3 結語
經過多年來對建筑結構中抗震設計的研究,我國的抗震設計方法已經逐漸趨于成熟,但是還有許多需要完善的地方。我們要在嚴格按照建筑抗震規范要求的基礎上上,科學地合理地進行建筑抗震設計,保證建筑物的穩定性和可靠性,促進我國建筑結構抗震設計向著高水平方向發展。
參考文獻
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建筑結構抗震設計論文范文3
關鍵詞:建筑工程;建筑結構設計;抗震設計;抗震研究
近年來,我國經濟不斷發展,人民生活水平不斷提高,但是地震災害卻不斷發生,地震災害不斷威脅著我國人民的生命財產安全。眾所周知,地震災害的后果十分嚴重,然而,以現有的技術很難對其進行控制或者提前預測,因此,對地震災害進行根本性的防治是無法做到的,但是,在建筑結構設計中加入抗震設計,大幅度提高建筑的抗震能力,從而確保建筑在遭受地震災害時有一定的穩定性,進而減少地震災害發生帶來的危險。
一、在建筑結構設計中加入抗震設計的意義
毫無疑問,地震災害是眾多自然災害中破壞了最強的災害之一,對人們生命財產的安全有著極大的威脅,不僅如此,地震災害對建筑工程有著極強的破壞力,也因此,怎樣提高建筑物的抗震能力是是從事建筑工程設計的相關工作人員重點想要解決的問題,在我國歷史上,出現過許多次破壞力極強的地震,例如,唐山大地震,汶川地震。而我國經濟不斷發展,城市化發展迅速,建筑需求不斷增加,人口激增,高層建筑的需求量不斷擴大,建筑人群比較集中,所以,建筑人群集中的區域如果發生了地震,相應的損失是無法估量的。眾所周知,地震這一自然災害,以現有的技術手段無法提前預測并實施有效的防護措施,因此,在建筑結構設計中加入抗震設計,提高建筑物的抗震能力是比較有效的防護手段,因此在建筑結構設計中加入抗震設計是十分重要的。
二、建筑結構設計中的抗震設計需要達到的相關要求
首先,需要明確得是,我國對于建筑結構設計中的抗震設計是有著十分明確的要求的,因此,在實際建筑結構設計過程中需要遵循相應的設計準則,以相關設計準則為標準嚴格施工,在實際建筑結構設計過程中,相關設計師們要善于總結以往的設計經驗,再根據當前的建筑設計實際需求,完成建筑結構設計,從而使建筑結構設計科學合理。其次,在選擇防震措施時一定要選擇多級防震。以往的建筑物通常選擇得是三級防震措施,即需要建筑物做到小震沒有損壞,中震可以修理,大震不會倒塌,然而,根據相關實際狀況來看,建筑結構的防震措施必須選擇多級防震,從而最大程度地提升建筑物的抗震性能,只有這樣,在地震發生時,才可以盡可能地減少建筑物搖晃倒塌帶來的危害,減少人民群眾的經濟損失。最后,在實際建筑結構設計過程中,需要將概念設計理論與性能設計理念有效結合起來,在對建筑施工地點進行嚴謹科學地考察后,綜合多方面具體狀況進行全面的分析,從而設計出科學的建筑設計方案。
三、建筑結構設計抗震設計重點
(一)確保建筑物連接處的質量
在進行建筑結構設計工作時,不僅需要設計師們對建筑構件實施科學配置,還要確保建筑物連接處的質量問題,確保建筑構件之間的連接十分牢固,從而最大限度地降低因為建筑構件之間連接不牢固降低抗震性能情況的出現。如今,許多建筑物外壁都會使用一定的裝飾物品,相應的裝飾材料一般為大理石,瓷磚等,不僅如此,在對建筑物進行裝修時很有可能會使用新的裝修技術,而這些裝飾會依附于建筑結構而存在,從某種程度上來說,這些裝飾物的存在對建筑結構設計的抗震性能會產生一定的影響,這些裝飾物很有可能會降低建筑物的抗震能力,從而在地震來臨時增加建筑物遭到破壞倒塌時帶來的危害,比如,在地震發生時出現的玻璃雨,玻璃雨的出現通常是因為地震發生時,強大的破壞力使建筑物的玻璃幕墻產生變形,隨后在地震的破壞力作用下破碎。因此,在建筑結構設計中需要確保建筑構件連接處的質量,進而避免出現玻璃幕墻因為地震破壞力變形破碎從而帶來危險。不僅如此,在進行玻璃隔斷,內隔墻等工作時必須確保連接處的質量,讓建筑物主體連接更加穩固,從而確保建筑物的抗震性能。
(二)重視抗震措施的作用
設計師們在進行抗震設計時可以綜合運用基礎性防震措施來提高建筑物的防震性能,然而在實際運用過程中,需要根據建筑物的實際狀況進行科學選擇。比如,基礎隔震技術,這種技術在使用過程中,必須將隔震層放置于建筑項目的上部和基礎位置連接處,這樣放置能夠有效地降低建筑結構上部受到地震能的影響,從而減少地震能從地基傳遞到上層的可能性。目前,比較常用的抗震裝置包括夾層橡膠隔層,混合隔震裝置等。而間層隔震技術一般可以用來吸收地震產生的沖擊余力,最大程度地削弱地震的沖擊力量,從而保護建筑物不受地震沖擊力的較大影響,通常情況下,間層隔震使用于原始結構層。
(三)注意建筑結構的空間設計
在進行建筑結構設計抗震設計工作過程中,需要注意空間設計工作,即既要做好平面設計工作,也需要完成立體空間設計工作,從而確保建筑物的抗震效果達到最大,與此同時,在進行空間設計時需要確保設計方案科學合理。首先,需要確保方案設計的均衡性。在進行建筑設計工作的過程中,需要考慮地震發生時產生的多方面的作用力,確保設計方案的均衡性能夠有效地削減地震的沖擊力。其次,在不影響建筑物使用功能的同時簡化建筑結構,從而確保結構穩定性不會受到建筑結構的影響。最后,設計師們需要重視結構的整體性。
四、總結
隨著我國經濟的發展,人民生活水平不斷提高,而經濟的發展,城市化進程的發展使得建筑需求越來越大,高層建筑的需求量越來越大,在這樣的情況下,考慮建筑結構設計中的抗震設計是十分重要且有必要的。本論文從建筑結構設計中抗震設計的重要性開始談起,簡述了抗震設計的相關要求,提出了幾項抗震設計重點,希望對抗震設計有一定的幫助。
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建筑結構抗震設計論文范文4
【關鍵詞】房建結構,結構設計,抗震設計現狀,要求
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
房建結構抗震設計,關乎民生,關乎經濟發展,社會穩定,對房屋建筑實施結構設計,主要涉及對建筑高度,承載力,總體結構,各個部件的性能規劃等一系列的因素,要求通過對各個構件和整體規劃的基礎上,既實現滿足居民生活生產保障安全的需要,又具有值得欣賞的美學價值。增強房建結構的抗震設計,必須綜合考慮地基,房屋的結構體系選擇,綜合布局等多方面建設因素,是一項及其專業,嚴謹,復雜的高技術工作。
二、建筑抗震的主要影響因素
1、抗震設計標準
目前,國內在不同地區設定的基本設防烈度,主要是根據該地區以及具體建筑在一段時間內遭受地震以及地震強度的概率而定的。如果是一般建筑,則執行基本烈度設防,如果是重要的建筑物,則相應地提高設防烈度,但是,隨著設防烈度的提高,建筑的造價會相應增加。
2、建筑結構形式
為了有效地保證建筑物“小震不壞,中震可修,大震不倒”,在最新的設計規范中,磚混內框架結構被嚴格取締了。目前,主要采用的是框架結構、剪力墻結構等??蚣芙Y構空間布置靈活,相對造價低,但是其在水平地震力作用下,容易發生剪切變形,因此,框架結構適用的高度相對較低。剪力墻結構平面布置沒有框架靈活,但其平面內自身剛度大,強度高,整體性能好,在水平荷載作用下變形小,抗震性能較強,適用于高度較高的高層建筑。
3、抗震措施
抗震措施主要是根據建筑的重要性決定的。在確定建筑等級及場地類型之后,將先進的抗震理念和系統的分析計算納入到抗震設計中,即可改善建筑抗震性能,提高建筑抗震效果。
三、框架結構抗震設計的基本要求
有抗震性要求的框架結構,應設計成延性框架,遵守“強柱弱梁” 、“強剪弱彎”、強節點、強構件等設計原則,柱截面不宜過小,應滿足結構側移變形及軸壓比的要求。在進行框架結構抗震設計的時候,需要確定框架結構的抗震等級,根據不同的等級進行設計,主要是為保證框架結構具有較好的延性,并且能滿足合理、經濟的設計要求。構件設計時應滿足各自的基本要求:①框架結構在進行梁端抗震設計時,既要允許塑性鉸在梁上出現又不要發生梁剪切破壞,同時還要防止由于梁筋屈服滲入節點而影響節點核心區的性能,使梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力,梁筋屈服后,塑性鉸區段應有較好的延性和耗能能力。②框架柱在設計時,應該遵循強柱弱梁,使柱盡量不要出現塑性鉸,在彎曲破壞之前不發生剪切破壞,使柱有足夠的抗剪能力,同時控制柱的剪切比不要太大。③框架節點在地震破壞時,主要是節點核心區剪切破壞和鋼筋錨固破壞,因此在設計時,要采取“強節點弱構件”的設計概念,保證在多遇地震時,節點應在彈性范圍內工作;在罕遇地震時,節點承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞。
四、框架結構構件抗震設計的構造措施
1、框架梁的截面抗震設計尺寸,宜符合下列各項要求:截面寬度不宜小于 200mm;截面高寬比不宜大于 4;凈跨與截面高度之比不宜小于4。在計算出梁控制截面處考慮地震作用的組合彎矩后,可按一般鋼筋混土受彎構件進行正截面受彎承載力計算。梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于 2.5%,且計入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區高度和有效高度之比,一級不應大于 0.25,二、三級不應大于 0.35。梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值,除按計算確定外,一級不應小于 0.5,二、三級不應小于 0.3。梁端剪力設計值應根據強剪弱彎的原則,按的要求加以調整,對一、二、三級抗震等級分別采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系數。
2、框架柱的截面抗震設計尺寸,宜符合下列各項要求:截面的寬度和高度均不宜小于 300mm;圓柱直徑不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。柱軸壓比不宜超過下表的規定;建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,柱軸壓比限值應適當減小。柱的鋼筋配置,應符合柱縱向鋼筋的最小總配筋率,中柱和邊柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.0、0.8、0.7、0.6,角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.2、1.0、0.9、0.8。同時每一側配筋率不應小 0.2%;對建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,數值應增加 0.1。 當采用HRB400 級熱軋鋼筋時應允許減少 0.1,混凝土強度等級高于 C60 應增加 0.1。
3、框架節點核芯區箍筋的最大間距和最小直徑宜按規范中的柱箍筋加密區的箍筋最大間距和最小直徑,一、二、三級框架節點核芯區配箍特征值分別不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且體積配箍率分別不宜小于 0.6%、0.5% 和 0.4%。柱剪跨比不大于 2 的框架節點核芯區配箍特征值不宜小于核芯區上、下柱端的較大配箍特征值。
五、基于剪力墻結構建筑體形的抗震優化設計
高層建筑結構的設計,除了要合理選擇結構抗側力體系外,要特別重視建筑體形和結構總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面;結構總體布置是指結構構件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結構總體布置對結構的抗震性能具有決定性的作用。
1、震害及抗震概念設計
結構抗震設計有許多不確定因素(地震特性、結構扭轉等),進行精確的抗震計算是非常困難的。結構的抗震設計除了進行細致的計算外,要特別注重結構概念設計。概念設計是指在結構設計中,結構工程師運用“概念”進行分析,做出判斷,并采取相應措施。根據概念設計,抗震房屋的建筑體形和結構總體布置應符合如下原則:采用規則結構,不采用嚴重不規則結構;明確的計算簡圖和合理的傳力路徑;具有必要的剛度和承載力,具備良好的彈塑性變形能力和消耗地震能量的能力;部分結構或構件破壞不應導致整體結構倒塌,增加超靜定結構的次數。滿足抗震設計原則:即:“強節弱桿”、“強豎弱平”、“強剪弱彎”;置多道抗震防線,形成兩道或多道的抗震防線,增強結構抗倒塌能力。
2、建筑平面和結構平面布置
高層建筑的外形分為板式和塔式兩大類:板式建筑平面兩個方向的尺寸相差較大,塔式建筑平面兩個方向的尺寸接近。多數高層建筑為塔式。對抗風有利的建筑平面形狀是簡單規則的凸平面,如圓形,正多邊形、橢圓形等平面,以減小風壓,有較多凹凸的復雜平面,對抗風不利,如V形、Y形等。對抗震有利的建筑平面形狀是簡單、規則、對稱、長寬比不大的平面。
六、結束語
綜上所述,建筑結構設計中的抗震設計十分重要,加上我國今年來地震較多,加強房屋抗震設計對于居民的安全具有很大作用,應該不斷的加強研究。
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建筑結構抗震設計論文范文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.
關鍵詞:高層建筑;混凝土房屋;抗震設計;抗震設防
Key words: high-rise building;concrete housing;seismic design;seismic fortification
中圖分類號:TU3文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)05-0084-02
0引言
地震是人類在繁衍生息、社會發展過程中遇到的一種可怕的自然災害。強烈地震常常以其猝不及防的突發性和巨大的破壞力給社會經濟發展、人類生存安全和社會穩定、社會功能帶來嚴重的危害。據統計,歷史上各種自然災害曾毀滅了世界各地52個城市,其中因地震而毀滅的城市有27個。地震之外的其它各種災害,如水災、火災、火山噴發、風災、沙災、旱災等毀滅的城市為25座。因此,地震占災害總數的52%??梢姷卣馂暮Υ_系“群害之首”。研究表明,在地震中造成人員傷亡和經濟損失最主要的因素就是房屋倒塌及其引發的次生災害(約占95%)。無數次的震害告訴我們,抗震設計是防御和減輕地震災害最有效、最根本的措施。
1建筑抗震的理論分析
1.1 建筑結構抗震規范 建筑結構抗震規范實際上是各國建筑抗震經驗帶有權威性的總結,是指導建筑抗震設計(包括結構動力計算,結構抗震措施以及地基抗震分析等主要內容)的法定性文件它既反映了各個國家經濟與建設的時代水平,又反映了各個國家的具體抗震實踐經驗。它雖然受抗震有關科學理論的引導,向技術經濟合理性的方向發展,但它更要有堅定的工程實踐基礎,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半點冒險和不實。正是基于這種認識,現代規范中的條文有的被列為強制性條文,有的條文中用了“嚴禁,不得,不許,不宜”等體現不同程度限制性和“必須,應該,宜于,可以”等體現不同程度靈活性的用詞。
1.2 抗震設計的理論擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀10~40年展起來的一種理論,它在估計地震對結構的作用時,僅假定結構為剛性,地震力水平作用在結構或構件的質量中心上。地震力的大小當于結構的重量乘以一個比例常數(地震系數)。反應譜理論。反應譜理論是在加世紀40~60年展起來的,它以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解,以及結構動力反應特性的研究為基礎,是加理工學院的一些研究學者對地震動加速度記錄的特性進行分析后取得的一個重要成果。動力理論。動力理論是20世紀70-80年廣為應用的地震動力理論。它的發展除了基于60年代以來電子計算機技術和試驗技術的發展外,人們對各類結構在地震作用下的線性與非線性反應過程有了較多的了解,同時隨著強震觀測臺站的不斷增多,各種受損結構的地震反應記錄也不斷增多。進一步動力理論也稱地震時程分析理論,它把地震作為一個時間過程,選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入,建筑物簡化為多自由度體系,計算得到每一時刻建筑物的地震反應,從而完成抗震設計工作。
2高層建筑結構抗震設計
2.1 抗震措施 在對結構的抗震設計中,除要考慮概念設計、結構抗震驗算外,歷次地震后人們在限制建筑高度,提高結構延性(限制結構類型和結構材料使用)等方面總結的抗震經驗一直是各國規范重視的問題。當前,在抗震設計中,從概念設計,抗震驗算及構造措施等三方面入手,在將抗震與消震(結構延性)結合的基礎上,建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法,直至進一步通過一些結構措施(隔震措施,消能減震措施)來減震,即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且,強柱弱梁,強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用已得到普遍的認可。
2.2 抗震設計理念 我國《建筑抗震規范》(GB50011-2001)對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求,“三水準”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時,結構處于彈性變形階段,建筑物處于正常使用狀態。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。因此,要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態驗算,要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區抗震設防烈度的基本烈度地震時,結構屈服進入非彈性變形階段,建筑物可能出現一定程度的破壞。但經一般修理或不需修理仍可繼續使用。因此,要求結構具有相當的延性能力(變形能力)不發生不可修復的脆性破壞。當遭遇第三設防烈度地震即高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震時,結構雖然破壞較重,但結構的非彈性變形離結構的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發生危及生命的嚴重破壞,從而保障了人員的安全。因此,要求建筑具有足夠的變形能力,其彈塑性變形不超過規定的彈塑性變形限值。
三個水準烈度的地震作用水平,按三個不同超越概率(或重現期)來區分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重現期50年;設防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重現期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重現期1641-2475年,平均約為2000年。對建筑抗震的三個水準設防要求,是通過“兩階段”設計來實現的,其方法步驟如下:第一階段:第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數,先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應,與風、重力荷載效應組合。并引入承載力抗震調整系數。進行構件截面設計,從而滿足第一水準的強度要求;第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角,使其不超過抗震規范所規定的限值;同時采用相應的抗震構造措施,保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段:采用與第三水準相對應的地震動參數,計算出結構(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節)的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規范的限值。并采用必要的抗震構造措施,從而滿足第三水準的防倒塌要求。
2.3 抗震設計方法我國的《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)對各類建筑結構的抗震計算應采用的方法作了以下規定:高度不超過40m,以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構,以及近似于單質點體系的結構,可采用底部剪力法等簡化方法;除1款外的建筑結構,宜采用振型分解反應譜方法;特別不規則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑,應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算,可取多條時程曲線計算結果的平均值與振型分解反應譜法計算結果的較大值。
3結語
在建筑工程項目建設中,設計階段是整個工程最為關鍵的一個環節,在設計中要考慮到多方面的因素。本文結合工作實踐對高層建筑結構抗震設計進行理論上的研究,從設計理念、設計原則到設計方法進行了探討,雖然有些粗淺,希望對同行們有一定的參考作用。
參考文獻:
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建筑結構抗震設計論文范文6
【關鍵詞】鋼筋混凝土,建筑工程,結構設計,優化研究
中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
伴隨著我國建筑行業的迅速發展,工程建筑行業日漸成為了我國國民經濟新的經濟增長點,不僅僅在國民經濟的增長中占據著越來越重要的地位,而且在改善居民生活方式,提高居民的生活質量方面有著巨大的推動作用。隨著鋼筋混凝土建筑結構在建筑行業中的廣泛應用,建筑結構的設計和施工都有了新的標準和要求,在鋼筋混凝土結構的設計施工中,不僅僅要使得結構的平面,立面布置符合相關規則,更要使得建筑結構的各種構件的強度和變形能夠達到相關的標準,同時,要在滿足建筑設計基本目標的基礎上,更加重視建筑結構的抗震設計,提高建筑結構的抗震能力,保證整個建筑結構的質量。
二、鋼筋混凝土建筑結構設計的優化措施
1.做好結構體系的選型設計與優化
由于大開間剪力墻結構體系,可以做到房間不露出梁柱,有效空間大、隔音效果較好,當采用鋼制模板時,墻面和樓板表面平整并且不需要在濕作業的情況下抹灰。另外該結構體系不但用鋼量少,施工周期短、造價低,還具有整體性強、側向剛度大等優點,有利于抗風抗震,所以自九十年代起建筑結構體系基本上都采用大開間現澆鋼筋混凝土剪力墻結構。隨著經濟的發展,為了進一步降低建筑造價,近幾年來部分地區越來越多地采用短肢剪力墻與簡體或一般剪力墻組成的結構體系。這個結構體系也屬于剪力墻結構的一種。它的特點是建筑平面布置更具靈活性,并且又能節省鋼筋和混凝土用量,減輕建筑的總重量,從而降低地基基礎造價。
2.加強混凝土建筑結構的施工設計
為滿足結構承載力的需求,通常在結構設計中柱與梁板選擇不同強度等級的混凝土。施工規范規定柱的施工縫宜留設在梁底標高以下20mm-30mm處,其原則是施工縫宜留在結構受力小且便于施工的位置。施工時,為方便柱身混凝土的下料與振搗,在梁內鋼筋未綁扎之前進行澆注。按施工規范的要求,當梁柱的混凝土強度等級不同時,節點處應按。弱梁強柱”的原則。在實際施工中,施工班組制定合理的節點保證措施,監理人員加強對澆注質量的監管和提高整體結構的抗震性能十分重要。
3.建筑結構的基礎設計方面
在建筑的基礎設計中,要綜合考慮建筑場地的地質情況以及水位、使用功能、上部結構類型、施工條件和相鄰建筑的相互影響,以保證建筑物不會過量沉降或傾斜,而且還能滿足正常使用要求。另外還要注意相鄰地下建筑物及各類地下設施的位置,以保證施工的安全。
4.建筑結構設計的抗震方面
(一)房建結構設計要從建筑的全局出發
全面考慮各種建筑部位的功能,在此基礎上,科學設計每個部分的構件,保證每個部件之間的契合,促使每個部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設計要求,滿足一定的現實需求,同時,通過抗震設計,使得每個構件都可以具有相應的承載力,當地震來襲,每個構件都可以有著一定的次序先后破壞,整體組合構件將會有著更強大的承載力和柔性,從而延緩地震破壞的速度,消耗爆發的能量。增強建筑的整體抗震能力。
(二)要嚴格選擇地基選址
地基選址是進行建筑結構設計的基礎,因此,在房間結構抗震設計中,要科學避開山嘴,山包,陡坡,河流等不利因素,要本著堅硬,牢固,平坦,開闊的選址原則。親身實地,利用先進技術設備,進行地質勘探,山石水土監測,并取樣論證,科學嚴謹分析。力求使得整個地基牢固可靠,地質穩定無滲漏,無坍塌,無暗河,無熔巖,無火山……從而保證整個地基不會因為承載而發生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設計。
(三)采用合理的建筑平立面
建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結構布置。建筑布局簡單合理,結構布置符合抗震原則,通過無數次的實驗表明,簡單、規則、對稱的建筑結構抗震能力強,對延緩地震烈度范圍延伸,消耗地震的能量,減少地震對整體結構的破壞,而且,對稱結構容易準確計算其地震反應。
5. 加強對連梁的設計優化
(一)對連梁的剛度進行折減
連梁由于跨高比較小與之相連的墻肢剛度大等原因,在水平力作用下的內力往往很大,在連梁遇到外力發生屈服的過程中,主要有幾個表現,比如出現裂縫,連梁的剛度減弱,內力發生重新分布,因此,一般而言,在進行建筑結構設計之前,要對連梁的剛度實施折減,從高規中的相關條款解釋而言,是要對整個混凝土建筑結構的各個環節的剛度和彈性進行比較科學合理的分析,但是,在具體實際的操作過程中,各個部分的構件都需要承擔比較大的彎矩和剪力,并且配筋設計具有很大的難度,因而,在筆者多年的建筑結構設計過程中,可以減少對豎向荷載能力的考慮,而更多的進行適當的開裂設計,將內力轉移到墻體上去,如此,可以更好的實現建筑結構設計的優化。
(二)在設計過程中適當的減少連梁的高度
在進行連梁的設計中,為了達到降低連梁剛度,減少地震影響效果的目的,可以在保證整個建筑功能的基礎上,讓連梁的總體的跨度不斷增加,如此,可以很大程度的讓連梁的整體高度降低,一定程度而言,也使得可以講整個連梁的整體承載能力控制在一定的范圍之內,既可以讓設計得到優化,又可以讓建筑的功能得到正常發揮。
(三)在連梁設計過程中適當增加厚度
在進行連梁設計,在做好各種構件的設計優化的基礎上,可以讓連梁的整體截面的寬度進一步擴大,如此,不僅僅可以讓建筑結構整體的剛度變大,也能夠讓整個地震過程中產生的各種內力作用相對而言變得更大。而且,由于連梁的抗剪承載力與連梁寬度的增加成正比。通過剪力墻的厚度增加,也有可能達到讓連梁抗剪承載力符合限度的目的。
(四)提高混凝土等級
為了讓連梁的抗剪承載能力不會超過規定個標準,可以合理的提高剪力墻的混泥土的等級,當混泥土的等級得到提升,混泥土的彈性模量增加比例會小于抗剪承載力的提升比例,從而,可以達到控制目標。
三.、結束語
混凝土建筑結構設計是一項專業性極強的工作,必須綜合考慮到多種因素,既要滿足居民的生活生產多種需要,更要從地震防護,防水防滲漏等各種因素對建筑結構做出性能設計,同時,從城市整體的人文自然,交通政治等各方面的因素出發,選擇合理的建筑結構體系,做出科學嚴謹的設計,實現實用價值和美學價值的統一,為整個建筑業的發展和居民生活質量的提高,奠定基礎。
參考文獻:
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[3]張民 鋼筋混凝土框架-剪力墻結構設計的優化研究 [學位論文]2008 - 同濟大學土木工程學院 同濟大學:結構工程