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建筑結構的抗震措施范文1
關鍵詞:建筑結構;結構設計;抗震措施;技術研究
中圖分類號:TB482.2 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
隨著我國城市化的進步,居民的住宅以及各式各樣的建筑物拔地而起。在以往的建筑設計中由于人們對防震的意識比較薄弱,隨著人們防震意識的不但提高以及近幾年來地震的頻繁發生,使得人們對建筑物的抗震要求逐漸提高。在建筑的抗震功能中,抗震的設計是重要的環節之一,保證建筑結構的穩定性,提高建筑結構的抗震能力,這是設計人員在進行設計時考慮的問題。
1我國建筑結構設計的現狀
建筑結構的設計要充分考慮建筑的抗震能力,這關乎人民的生命財產安全。我國位于環太平洋地震帶以及地中?!柴R拉雅地震帶上,因此我國是一個地震多發的國家之一。但是,從目前我國建筑的抗震能力來看,還存在著許多的問題。一直以來我國在進行建筑設計時都遵循著小震級的地震可以抵抗,大地震能夠修復的原則,雖然這樣的設計理念在建筑物的抗震方面取得了一定的成效,可是,在面臨大的地震時還是存在不足。尤其是一些設計人員的僥幸心理,在設計時缺少靈活的應變,一味的照抄照搬,使數據最終產生錯誤。不僅如此,在進行建筑施工時,一些建筑承包公司為了節省建筑開支,從而偷工減料,降低了建筑物的抗震能力,有的甚至是私自改變施工的設計方案,最后在導致建筑物抗震結構的改變。而施工人員不夠專業也會影響整個建筑結構的抗震性能,施工人員在進行施工時,為了方便或者自身的不注意,對鋼筋混凝土建筑結構的施工沒有做到設計的相關要求,最終影響了整個工程的施工質量。
2建筑結構設計的抗震措施
2.1要結合建筑結構與性能進行設計
在大部分的現代建筑中一般都是鋼筋混凝土材料來做建筑框架。在鋼筋混凝土這種結構框架中通過控制鋼筋的勾踐面積和最小配筋率達到抗震的最終目的。在進行建筑施工時,可以在建筑的墻上設置鋼筋混凝土結構,并且再在墻上安裝一些特殊的減震材料等。尤其是對于建筑中的構造柱的要求要更加的用嚴格,他必須要延伸到建筑的頂部,而且還需要與圈梁進行連接,進一步保證整個建筑結構的整體性,增加建筑的抗震承載能力。同時,在進行結構設計時還要充分考慮建筑的結構性能。不同結構的建筑物有不同的抗震防震的要求,只有充分考慮到建筑結構的性能才能為設計提供更為準確的實際數據,從而達到抗震的最佳效果。在我國一些地區是地震的多發地區,而有些地區地震發生的可能性比較小,對于這種情況就需要設計人員來進行不同的抗震設計。在發生大地震可能性較高的地區要以該地區對大的地震強度來設計,不僅僅如此,還要將建筑自身的的結構來最終確定他的抗震能力。一般情況下,建筑的基礎部位以及內部結構的設置需要進行抗震設計,在發生大地震時能夠很好的保護建筑物,進而保證建筑中內部人員的生命安全。
2.2要結合建筑規劃以及建筑環境進行設計
要使建筑結構的抗震性能達到比較好的效果,就需要在建筑的設計中充分考慮建筑所在的周圍環境,選擇地基比較穩定的環境。除此之外還應該考慮到建筑物之間的距離,建筑物之間的距離過近,在地震發生時造成的傷害就可能越大。在建筑設計之前還應該詳細了解當地的地質、水文條件,盡量將建筑物建設在地質結構條件穩定,地勢較高的地方。對于建筑其他
方面的規劃,比如說地震逃生通道的建立,它能夠更好的保證地震發生時時人員的及時疏散。
2.3提高建筑抗震的設計質量
地震是一種對人類威脅較大的自然災害,它不僅對建筑物會造成破壞,嚴重時還會威脅人類的生命安全。但是,造成傷亡損失一般是因為建筑物的倒塌,所以,對于建筑設計人員來說,建筑抗震的設計就顯得尤為重要。當今我國的建筑結構的抗震設計水平還比較低下,許多設計施工人員對相關法律和規定的忽視,在施工操作中出現的不規范,使建筑在抗震方面的性能還有待提高。所以要提高建筑的抗震設計質量就要制定合理的設計方案,要根據相應的設計數據以及結合建筑本身的實際情況來進行設計。除此之外還應該加強對建筑設計人員的培訓,增強他們的責任意識,提高他們自身的專業素質,為我國建筑行業的發展做出積極地貢獻。
2.4地基施工要用特殊隔震材料
建筑的地基是整個建筑的關鍵部位,它的質量會影響到整個建筑物的抗震水平和抗震能力,所以我們在進行建筑設計施工時,最好使用特殊的隔震材料。在地基的建設中,通常要對它進行特殊處理,進而來降低地震對建筑物的沖擊和損害。在中國古代的建筑中就有對地基抗震的特殊處理,比如,在進行建筑設計施工時,他們在建筑地基中鋪上砂子以及粘土,在中國的南方的建筑中還發現了糯米這種減震的材料。近些年來,隨著我國的抗震技術的不斷提高,相應的抗震的特殊材料也越來越多。在地基的施工中鋪設相應的建筑材料,能夠有效的降低地震波的沖擊,從基礎上來保護整個建筑物,起到較好的抗震效果。但是,在市場中,一些材料也存在著一定的缺陷,所以企業在選擇防震材料時,要特別注意材料的生產質量,必要時可以對材料進行相應的檢測,以確保施工建筑的整體質量。
2.5懸掛隔震的隔震措施
所謂的懸掛隔震就是把建筑物的大部分的結構懸掛于空中,當地震發生時地震波帶來的能量就不能夠傳到懸掛的建筑結構部分,最終可以降低地震帶來的沖擊。這種懸掛設計一般都采用于較大的鋼建筑結構。這樣主要的鋼柱框架在遇到地震時可以不受到其他鋼結構的影響,最終起到抗震的目的,而且在這樣的建筑結構中,懸掛式還可以最大限度的吸收地震的能量,降低地震帶來的傷害。
2.6在建筑物層間設置隔震設備
在對建筑層間進行設計時,要用隔震設備來降低地震帶來的損失,這種隔震技術設施主要采用在建筑物基礎和上部建筑物的減震裝置,它主要是通過對建筑底層的震波進行進行吸收,從而減少上部建筑物所受到的沖擊。在進行施工時可以采用粘彈性隔震、摩擦滑移隔震的方法,通過在建筑的內部設置橡膠墊以及其他隔震裝置來進行防震。而且這種建筑方法也可以用于舊建筑的防震改造中,一方面在施工時比較容易操作,另一方面這種隔震設計也可以很好的起到防震的效果,從而也降低了施工的費用,節省了社會資源,符合社會的發展規律。但是,這種隔震裝置的應用也有它的局限性,他不適合在樓層比較高的建筑上實行。因為這種裝置在地震發生時可能會延長建筑結構的自身震動周期,最終會導致這種裝置在高層建筑中不僅不會起到相應的防震效果,有可能會加重整個建筑結構的震級,從而起不到最終的防震抗震的最終效果。
3總結
加強我國建筑結構的抗震設計能夠為我國建筑行業的正常發展創立良好的環境,保證人民的生命安全。通過對建筑抗震設計的研究,我們發現了在實際建筑施工中存在的問題,并且針對這些問題可以找到更好的解決辦法,這對建筑設計來說具有重大的現實意義。提高建筑結構的抗震能力,進一步提高了建筑的質量,加強了人類應對自然災害的能力,從而促進我
國房地產業的發展,促進我國經濟的進步。
參考文獻:
[1] 霍延超.鋼筋混凝土建筑結構設計抗震思路[J]..科技致富向導,2010, (16):67-68.
建筑結構的抗震措施范文2
關鍵詞:建筑結構;抗震設計;方法;措施
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
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。
一、建筑抗震結構設計的基本原則
1、對可能出現的薄弱部位,應采取措施提高其抗震能力
① 構件在強烈地震下不存在強度安全儲備,構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。
② 要使樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化,一旦樓層(部位)的比值有突變時,會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。
③ 要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協調。
④ 在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位),使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移,這是提高結構總體抗震性能的有效手段。
2、盡可能設置多道抗震防線
① 一個抗震結構體系應由若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結構構件連接協同工作。例如框架-剪力墻結構由延性框架和剪力墻兩個分體組成,雙肢或多肢剪力墻體系組成。
② 強烈地震之后往往伴隨多次余震,如只有一道防線,則在第一次破壞后再遭余震,將會因損傷積累導致倒塌??拐鸾Y構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度,有意識地建立一系列分布的屈服區,主要耗能構件應有較高的延性和適當剛度,以使結構能吸收和耗散大量的地震能量,提高結構抗震性能,避免大震時倒塌。
③ 適當處理結構構件的強弱關系,同一樓層內宜使主要耗能構件屈服后,其他抗側力構件仍處于彈性階段,使“有效屈服”保持較長階段,保證結構的延性和抗倒塌能力。
④ 在抗震設計中某一部分結構設計超強,可能造成結構的其他部位相對薄弱,因此在設計中不合理的加強以及在施工中以大帶小,改變抗側力構件配筋的做法,都需要慎重考慮。
二、建筑結構設計的抗震措施
1、 建筑場地
地震造成建筑物的破壞,除地震動直接引起的結構破壞外,場地條件也是一個重要的原因“, 重災區中有輕災, 輕災區中有重災”。地震引起的地表錯動與地裂,地基土的小均勻沉陷,滑坡和粉、砂土液化等。因此抗震設防區的建筑工程場地的選擇應做到:
① 應選擇對建筑抗震有利的地段,如開闊平坦的堅硬場地土或密實均勻的中硬場地土等地段。
② 應避開對建筑抗震不利的地段,如軟弱場地土,易液化土,條件突出的山嘴,高聳孤立的山丘,非巖質陡坡、采空區、河岸和邊坡邊緣,場地土在平面分布上的成因、巖性、狀態明顯不均勻(如故河道、斷層破碎帶、暗埋的塘濱溝谷及半填半挖地基等)等地段。當無法避開時,應采取有效的抗震措施。
③ 不應在危險地段造建甲、乙、丙類建筑,對建筑抗震危險地段,一般是指地震的可能發生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段,發震斷裂帶上地震等可能發生地表錯位地段。建筑場地為Ⅰ類時 ,甲、乙類建筑可按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施; 丙類建筑允許按本地區抗震設防烈度降低一度的要求采取抗震構造措施, 但抗震設防烈度為Ⅶ度時, 可按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施。另外,場地土的剛度大小和場地土覆蓋層厚度是影響建筑物震害得主要因素。震害調查表明,土質越軟,覆蓋層越厚,建筑物震害越嚴重,反之越輕。
2、建筑結構抗震體系的合理選擇
建筑結構抗震體系的合理選擇是建筑結構抗震結構設計中應考慮的一個重要問題,建筑結構抗震方案的選取是否合理,決定了建筑結構的安全性和經濟性。具體而言,應注重以下三方面的設計:
① 建筑結構體系應當避免因部分結構或構件的破壞而導致整個建筑結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。建筑結構抗震設計的一個重要原則就是結構應當具有必要的贅余度、良好的變形能力和內力重分配的功能,地震中,即使一部分構件退出工作,其余部分構
件仍能承擔起豎向荷載,避免整體建筑結構失穩。
② 建筑結構體系應當具有清晰明確的計算簡圖和恰當合理的地震作用傳遞路徑。在這過程中,豎向建筑構件的布置,應盡量使豎向建筑構件在垂直重力荷載作用下的壓應力水平接近均勻;樓屋蓋梁體系的布置,應盡量使垂直重力荷載以最短的路徑傳遞到豎向構件墻、柱上去;轉換結構體系的布置,應盡量做到使上部結構豎向構件傳遞來的垂直重力荷載通過轉換層一次至多二次轉換。另外,建筑的整體抗側力結構體系也必須明確,抗側力結構一般由框架、簡體、剪力墻、支撐等組成,它們宜盡量連續貫通。
③ 建筑結構體系應當具有合理適度的強度和剛度。宜具有合理恰當的強度和剛度分布,防止和避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產生過大的塑性變形集中或應力集中;建筑的框架結構設計應使節點基本不被破壞,底層柱底的塑性鉸宜形成晚,應當使柱、梁端的塑性鉸出現得盡可能地分散;對于可能出現的薄弱部位,應采取適當措施提高抗震能力。
3、多道抗震防線的設置
抗震建筑結構體系應根據建筑物的重要性、設防烈度、房屋高度、場地、地基、基礎、材料和施工等因素, 經過技術、經濟條件比較綜合確定。首先宜有多道抗震防線, 應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構體系喪失抗震能力或對重力荷載的承裁能力。所謂多道抗震防線, 是指在一個抗震結構體系中, 一部分延性好的構件在地震作用下, 首先達到屈服, 充分發揮其吸收和耗散地震能量的作用, 即擔負起第一道抗震防線的作用, 其他構件則在第一道抗震防線屈服后才依次屈服, 從而形成第二、第三或更多道抗震防線, 這樣的結構體系對保證結構的抗震安全性是非常有效的。同時底框建筑底層高度不宜太高, 應控制在4.5m 以下。高度加大, 底層剛度減小, 重心提高, 使框架柱的長細比增大, 更容易產生失穩現象。而且由于高度較大, 很多建筑房間被業主一層改成了兩層, 造成了較大的安全隱患。宜具有合理的剛度和強度分布, 避免因局部削弱或突變形成薄弱部位. 產生過大的應力集中或塑性變形集中; 可能出現的薄弱部位, 應采取措施提高抗震能力。
4、剛度、承載力和延性的匹配
當結構具有較高的抗力時, 其總體延性的要求可有所降低;反之, 較低的抗力需要較高的延性要求相配合。地震時建筑物所受地震作用的大小與其動力特性密切相關,具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性。提高結構的抗側剛度, 往往是以提高工程造價及降低結構延性指標為代價的。要使建筑物具有很強的抗倒塌能力, 最理想的是使結構中的所有構件都具有較高的延性, 然而實際工程中很難做到。有選擇地提高結構中的重要構件以及關鍵桿件的延性是比較經濟有效的辦法。因此, 在確定建筑結構體系時, 需要在結構剛度、承載力及延性之間尋找一種較好的匹配關系。
綜上所述,綜合運用抗震原則,以提高承載力、剛度和延性為主導目標,多道防線剛柔結合,同時保證結構體型簡單,結構受力和傳力途徑直接,整體結構與結構構件共同作用,如此一來就可以從設計上確保建筑結構在地震作用下的安全性。
參考文獻:
建筑結構的抗震措施范文3
關鍵詞:高層建筑;結構設計;提高;短柱;抗震措施
中圖分類號:[TU208.3] 文獻標識碼:A 文章編號:
剪跨比小于/的柱稱為短柱。短柱的延性很差,在遭受本地區設防烈度的地震或高于本地區設防烈度的預估罕遇地震影響時,極易發生剪切破壞而造成結構破壞甚至倒塌。房屋是否能夠做到“中震可修,大震不倒”,在很大程度上與柱的延性好壞有關。正確判斷和處理短柱是結構設計時必須面對的問題。
一、“短柱”判定
我國建筑抗震設防的目標是“小震不裂,中震可修,大震不倒”。中震相當于我們地震烈度區劃圖中給出的50 年超越概率10%的烈度值,這里用I 表示。這時小震用I-1.55 表示,大震就用I+I 表示,小震的地震動峰加速度為中震的1/3,而大震的峰加速度為中震的4~6 倍?!督ㄖ拐鹪O計規范》和《高層建筑混凝土結構技術規程》都規定,采用剪跨比來判斷短柱。剪跨比是反映柱截面所承受的彎矩與剪力相對大小的一個參數,表示為λ=M/Vh,其中M、V 分別指柱截面的彎矩和剪力,h 為柱截面有效高度。當λ<2 時,稱為短柱;當λ<1.5 時,稱為超短柱。
二、短柱的破壞形式
短柱一般有剪切型和粘結型兩種破壞類型,它們的破壞形式如下:
1、 剪切受壓破壞。在荷載作用下,水平彎曲裂縫斜向發展,形成斜裂縫。如果箍筋較強,斜裂縫不會迅速開展,但在彎剪作用下,壓區混凝土剪切錯動,混凝土擠碎而喪失承載能力。
2、剪切受拉破壞。剪跨比較小且配箍率較低的構件,在受拉縱筋屈服以后,隨著荷載反復次數的增加或變形加大,可能突然產生一條寬度較大的主斜裂縫,箍筋很快達到屈服, 柱子被剪壞,承載能力急劇下降。
3、剪切斜拉破壞。斜裂縫往往沿柱對角線出現,箍筋達到屈服甚至被拉斷, 承載能力突然下降, 但主筋未屈服。
實際上,構件的最終破壞可能是幾種破壞狀態的綜合反映,有時其中某一種比較突出而明顯,有時兩種破壞狀態同時發生。以上幾種破壞狀態極限承載力不同,極限變形能力也不同。房屋能否做到“中震可修、大震不倒”的設防要求,在很大程度上取決于柱的延性大小。
三、高層建筑結構設計中提高短柱抗震的措施
1、采用高強混凝土
采用高強混凝土可以減小柱截面和提高剪跨比,最直接的方法就是提高混凝土的強度等級,即采用高強混凝土來增加柱子的受壓承載力,降低其軸壓比;但由于高強混凝土材料本身的延性較差,采用時須慎重或與其他措施配合使用。
2、分體柱技術
由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多,在地震作用下往往是因剪壞而失效,其抗彎強度不能完全發揮。因此,可人為地削弱短柱的抗彎強度,使抗彎強度相應于或略低于抗剪強度,這樣,在地震作用下,柱子將首先達到抗彎強度,從而呈現出延性的破壞狀態。人為削弱抗彎強度的方法,可以在柱中沿豎向設縫,將短柱分為2 或4 個柱肢組成的分體柱,分體柱的各柱肢分開配筋。在組成分體柱的柱肢之間,可以設置一些連接鍵,以增強它的初期剛度和后期耗能能力。一般,連接鍵有通縫、預制分隔板、預應力摩擦阻尼器、素混凝土連接鍵等形式。對分體柱工作性態的理論分析和試驗研究表明:采用分體柱的方法,雖然使柱子的抗剪承載力基本不變,抗彎承載力稍有降低,但是使柱子的變形能力和延性均得到顯著提高,其破壞形態由剪切型轉化為彎曲型,從而實現了短柱變“長柱”的設想,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。分體柱方法已在實際工程中得到應用。
3、 復合螺旋箍筋技術
通過螺旋箍筋加強對混凝土的約束作用,使混凝土的抗壓承載力得到大幅提高,從而防止構件在較大剪壓比情況下發生剪壓破壞以改善短柱的抗震性能。加強箍筋對混凝土的約束,可提高柱子的極限變形角,增強其抗剪承載力,這也符合高層建筑框架柱應滿足剪壓比限值和“強剪弱彎”的要求。
4、鋼骨混凝土柱技術和鋼管混凝土柱技術
相關研究結果表示,鋼骨高強混凝土短柱的軸壓比仍是影響其抗震延性的主要因素。在提高體積配箍率后,可適當提高軸壓比的限值;由于鋼骨的存在,高強混凝土短柱的抗震性能和抗剪性能得到了較大的提高。鋼骨混凝土柱由鋼骨和外包混凝土組成。鋼骨通常采用由鋼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。在高層建筑物的抗震設計中,我們積極采用最新研究成果,在高層或超高層鋼筋混凝土結構的下部若干層采用鋼骨混凝土柱,充分發揮鋼和混凝土兩種材料的特點,大大地增強結構的延性,改善結構的抗震性能。國內學者對鋼骨混凝土柱技術和鋼管混凝土技術的力學性能和設計方法也進行了大量的試驗和理論分析,結果發現,鋼管混凝土構件的可靠指標隨著混凝土強度等級的提高而提高,隨著鋼材強度、含鋼率及套箍指標的提高而降低;此外鋼材種類、荷載組合、荷載效應比等也對鋼管混凝土構件的可靠指標有一定的影響。
隨著我國高層、超高層建筑的迅速發展,鋼骨混凝土結構和鋼管混凝土結構因其承載力高、塑性和韌性好、施工方便、經濟效果顯著等優點,在我國的建筑行業中得到了越來越廣泛的應用。它使得大跨度、大荷載情況下多、高層建筑的設計明顯優化,并初步顯示出其在改善結構抗震性能、減少構件截面尺寸、提高建筑的綜合經濟指標等方面的巨大潛力。
總而言之, 諸多措施來改變短柱的抗震性能最終不外乎改變構件的承載能力和變形能力。因為建筑物的抗震性能主要取決于結構吸收地震能量的能力,這種能力是由其承載力和變形能力的乘積決定的,因而改變構件抗震性能必須從提高承載力和變形能力入手。當按剪跨比λ判定柱子不是短柱時, 按一般框架柱的抗震要求采取構造措施即可;確為短柱,就應當盡量提高短柱的承載力,減小短柱的截面尺寸,采取各種有效措施提高短柱的延性,避免因為短柱問題所引發的破壞,從而改善短柱的抗震性能。
參考文獻:
[1] 趙國華,史林.高層建筑抗震設計中短柱問題的處理[J]. 內蒙古科技與經濟. 2008(14)
建筑結構的抗震措施范文4
關鍵詞: 磚混房屋; 建筑結構; 抗震設計;應對措施
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
中圖分類號:TU973+.31文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
一、磚混結構建筑物抗震設計方面存在的問題
1、平面不規則
對于結構平面布置不規則的磚混結構,建筑物質心與剛度中心往往不易重合,在地震作用下會產生扭轉效應, 大大加劇地震的破壞力度;平面布局凹凸不齊, 局部突出的尺寸太大, 外墻拐角過多, 地震時產生應力集中現象, 結構易受破壞;平面剛度不均勻。建筑設計要求虛實對比, 使窗間墻寬窄不一, 使窗間墻剛度分布不均,地震時變形不協調,寬墻段因剛度大而容易受剪破壞, 窄墻段則易發生彎曲破壞, 致使薄弱部位提前破壞引起結構整體破壞。
2、 豎向剛度不均勻
由于建筑使用功能的需要, 局部設置大空間房屋, 造成豎向墻體不連續, 產生剛度突變和出現薄弱層。轉換承重梁過多, 傳力復雜,對抗震極為不利;建筑立面設計過分追求立面效果, 出現“頭重腳輕” 造成房屋重心過高。有些建筑物采用錯落的立面, 突出屋面建筑部分的高度過高,地震時發生鞭梢效應而造成結構豎向強度和剛度的不均勻。外墻窗尺寸越來越大, 而窗間墻尺寸則越來越小,有的開間甚至取消整門外墻,在外墻上設帶形通窗、 玻璃幕墻, 使外縱墻幾乎完全喪失抗震能力。地震時變形不協調, 薄弱部門提前破壞引起結構整體破壞。
3、 磚混結構建筑物設計中構造柱設置過多, 抗震磚墻不足資料表明,磚墻增設構造柱后能提高磚混結構建筑物體側向擠出塌落的約束作用,設置鋼筋混凝土構造柱能使砌體的抗剪承載力顯著提高,提高砌體的變形能力,是有效的抗倒塌措施。但構造柱對墻體的抗裂效果不明顯,一些磚混結構在墻體數量少, 抗震不足時, 往往以增加構造柱來彌補, 造成構造柱兩側的磚砌體長度不足, 致使構造柱不能有效地與磚砌體協同工作,形成了 “頭重腳輕” 的結構體系,對抗震極為不利。
二、科學合理的布局建筑平面和立面
建筑平面和立面的規整性是整個結構設計中一個十分基礎、 重要的內容??拐鹪O計中,建筑平面、 立面宜盡可能簡潔、 規則, 結構質量中心與剛度中心相一致。對于結構平面布置不規則的房屋質心與剛度中心往往不容易重合,在地震作用下會產生扭轉效應, 大大加劇地震的破壞力度; 對體型不規則的房屋應注意偏離結構剛心遠端墻段的抗震驗算。建筑立面應避免頭重腳輕, 房屋重心盡可能降低, 避免采用錯落的立面, 突出屋面建筑部分的高度不應過高, 以免地震時發生鞭梢效應, 同時應控制好結構豎向強度和剛度的均勻性。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,即使不可避免時, 也應盡量在適當部位設置防震縫, 將體型復雜, 平面特別不規則的建筑布局分割成幾個相對規則的獨立單元。在實際工程設計中,應盡可能兼顧建筑造型,又滿足使用功能要求的前提下, 將平面布置、 立面外觀造型設計得較為規整、 簡潔、 美觀大方; 同時又能有效地提高工程的抗震性能。
三、建筑物總高度和總層數不應超過規范限值
新規范對建筑物總高度和總層數的限值有很明確的要求,設計人員在設計時應注意總高度的計算方法和坡屋面時頂層高度的取值。通過近幾年的實際工程的抗震電算文件結果分析比較感覺到, 磚混砌體房屋層數越多, 高度越高, 結構抗震越難合格。建筑高度和層數越接近規范限值, 地震造成的破壞越嚴重。所以控制房屋的總高度和總層數對減小地震危害作用很大。樓蓋重量約占建筑物總總量的一半左右,多一層樓蓋即意味著增加半層樓的地震作用,而且增大了地震侵覆力矩,在中強地震下, 因地震侵覆力矩過大, 可能導致建筑底部墻體的壓力或剪力超過材料容許值而被破壞。所以應盡量減少層數, 降低層高, 采用輕質建筑材料以減輕建筑物自重。
四、合理布置縱墻和橫墻
多層磚混房屋的主要承重構件是縱、 橫墻體,在地震中主要由于承重縱、橫墻在地震力作用下產生裂縫,嚴重者會出現傾斜、 錯動、 倒塌等現象, 進而使房屋造到破壞; 所以合理布置縱、橫墻對提高房屋抗震性能起到很大的作用。多層磚混房屋應優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系, 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, 同時一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。房屋的空間整體剛度和整體穩定性決
定著房屋抗震能力的高低,多層磚混房屋一般采用縱墻或橫墻承重, 由于非承重方向的約束墻體少, 間距大, 因而房屋該方向剛度較弱, 空間剛度和整體性均較差, 拉震能力低; 在高烈度地區,墻體由于平面外的失穩而先行破壞,進而引起整個房屋倒塌。而在兩個方向適當布置縱橫、 墻混合承重的房屋, 由于其限制了縱、 橫墻的側向變形, 增強了空間剛度和整體性,對承受縱、橫兩個方向的水平地震作用及抗彎、 抗剪都非常有利。墻體布置
時, 應盡量采用縱墻貫通的平面布置, 當縱墻不能貫通布置時,可在縱橫墻交接處采取加強措施, 也可在縱、 橫墻交接處增設鋼筋混凝土構造柱,并適當加強構造配筋; 必要時還可以每隔一定高度放置水平拉結構筋如 2Φ6@500, 以加強房屋整體性, 防止縱、 橫墻交接處被拉開。
五、有效設置圈梁與構造柱
砌體房屋中設置構造柱和圈梁, 共同組成磚混結構的 “弱框架” , 使結構在遭遇 “大震” 時可有較大的非彈性變形, 這種變形應控制在規定范圍內, 使結構不致發生倒塌, 遭遇設防地震時,結構部分進入非彈性變形, 損壞控制在可修范圍內。
多次震害調查表明,圈梁是提高多層磚房抗震性能的一種經濟有效的措施,有利于減輕震害。在多層砌體結構中設置沿樓板標高的水平圈梁,可以加強內外墻的連接,增強房屋的整體性。由于圈梁的約束作用使樓板與縱橫墻構成整體的箱形結構,能有效約束板, 使磚墻平面外倒塌的可能性大大減小, 可以充分發揮各片墻體的抗震能力。圈梁作為邊緣構件,對樓屋蓋進行平面內約束, 可以提高樓屋蓋的水平剛度, 同時能保證樓蓋能起到整體橫隔板的作用。圈梁與構造柱一起對墻體在豎向平面內進行約束, 限制墻體裂縫的開展, 且不延伸出兩道圈梁間的墻體,并減小裂縫與水平面的夾角, 保證墻體的整體性和變形能力, 提高墻體抗剪能力。設置圈梁還可以有效減輕地基不均勻沉降對房屋的影響,特別是屋蓋和基礎頂面處的圈梁具有提高房屋豎向剛度和抵御不均勻沉陷的作用。新抗震規范規定: 現澆鋼筋混凝土圈梁應閉合, 遇到洞口應上下搭接, 圈梁宜與板設在同一標高處, 斷面高度大于等于 120mm,配筋應符合規范規定。磚混結構設置構造柱能提高房屋的延性,可使砌體的抗剪承載力提高百分之十到三十。
六、在合理位置的墻段內設置水平鋼筋
在抗震驗算中,多層磚混房屋底層往往不容易滿足抗震要求,即使有時在適當部位加設構造柱也不能完全滿足抗震承力驗算。為了提高墻體的抗震能力, 可在抗震力不夠的承重墻段內配置水平鋼筋, 使地震力由砌體及水平鋼筋共同承擔。一些試驗表明,配筋多孔磚墻體可以有效地提高墻段的抗震性能, 減少脆性, 增加延性, 增強磚混房屋的抗震性能。水平配筋磚砌體的砌筑砂漿強度等級不應低于 M7.5,水平鋼筋宜采用 HPB235、HRB335 鋼筋,配筋率不應小于 0.07%, 也不宜大于 0.17%, 間距不應大于 400mm; 鋼筋錨固長度不宜小于 180mm。
參考文獻:
建筑結構的抗震措施范文5
【關鍵詞】建筑結構;結構設計;抗震
隨著我國社會主義現代化建設和城市化進程的不斷向前推進,建設用地日趨緊張,促使建筑功能越來越多樣化,高層建筑得的發展是大勢所趨。高層建筑的特點是高度比較高,所以地震荷載和風荷載在設計過程中占主導和控制地位,而我國又是地震多發國家,因此高層建筑的抗震設計分析顯得尤為重要。
1.高層建筑結構中抗震設計特點
1.1控制建筑物的側移是重要的指標
在地震荷載作用下,建筑結構所產生的水平剪切力占主導地位,所以建筑物會產生明顯的側移,隨建筑結構的高度不斷曾加,結構的側向位移迅速增大,但該變形要在一定限度之內,這樣才能保證結構安全以及使用功能。
1.2地震荷載中的水平荷載是決定因素
水平荷載會使建筑物產生傾覆力矩,并且在結構的豎向構件中引起很大的軸力,這些都與建筑物高度的兩次方成正比,故隨建筑結構高度的增加,水平載荷大相徑庭。對高度一定的建筑物而言,豎向荷載基本上是不變的,但是隨著建筑物的質量、剛度等動力特性的不同,水平地震荷載和風荷載的變化是比較大的。
1.3要重視建筑結構的延性設計
高層建筑結構隨著高度增加,剛度減小,顯得更柔,在地震荷載作用下變形較大。這就要求建筑結構要有足夠的變形能力,使結構進入塑性變形階段仍然安全,需要在結構構造上采取有利的措施,使得建筑結構具有足夠的延性。
2.建筑結構抗震設計中存在的問題
2.1抗震設防烈度較低
關于建筑物的抗震性能設計,《建筑抗震設計規范》中規定:“小震(超越概率63%)不壞、中震(超越概率 10%)可修、大震(超越概率 2%)不倒”?,F在許多專家學者提出,現行的建筑結構設計安全度已不能適應國情的需要,認為我國“取用了可能是世界上最低的結構設計安全度”,并主張 “建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高”。
此外,有些建筑結構設計人員對抗震設計的認識不透,設計過程中疏忽抗震設計原則,抗震計算方法選擇和構造措施規定采用不嚴謹,抗震計算措施在配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配等一系列保證抗震延性設計的要求上做得不夠。我國建筑結構抗震設計除了設防烈度較低外,結構失效帶來的損失愈來愈大,因而有人主張結構在設防烈度下應該采用彈性設計。
2.2建筑結構抗震設計不合理
(1)承重柱截面高度設計過小。這種情況多發生于六度抗震設防區,一些結構設計人員誤認為六度設防就是不設防,為圖受力分析方便,故意把柱子的截面高度設計得過小,使梁柱的線剛度比加大(因一些結構設計手冊中規定:當梁柱的線剛度比大于4時計算簡圖中梁柱節點可簡化為鉸支)。這種做法雖然易于進行結構受力分析, 卻給房屋結構埋下了隱患,影響了房屋結構的安全性。(2)建筑設計高度存在問題。按我國高層建筑混凝土結構技術規程(JGJ3—2010)規定,在一定設防烈度和一定結構體系下,鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。這個高度是我國目前建筑科研水平、經濟發展水平和施工技術水平下,較為穩妥的,也是與目前整個土建規范體系相協調的。
2.3筑結構設計中結構與材料的選用
我國150米以上的建筑,采用的三種主要結構體系(框、筒、筒中筒和框架-支撐體系),都是其他國家高層建筑采用的主要體系。在高層建筑中采用框架-核心筒體系, 因其比鋼結構的用鋼量少,又可減少柱子斷面,故常被業主所看中。鋼筋混凝土內筒往往要承受 80%以上的震層剪力,有的高達90%以上。此外在結構體系或柱距變化時,需要設置結構轉換層。轉換層都在本層形成大剛度而導致結構剛度突變,常常會使與轉換層相鄰的柱構件剪力突然加大,轉換層構件與外框架柱連接處很難實現“強柱弱梁”。因此在需要設置轉換層時,要慎重選擇其結構模式, 盡量減小其本身剛度,減小其不利影響。
3.提高建筑結構抗震能力的措施
為了提高建筑結構抗震能力,結合當前建筑行業的實際情況,筆者認為應該采取以下措施:
3.1合理布局地震外力能量的傳遞吸收途徑
這是提高建筑結構抗震能力的第一步,通過這樣的合理布局,能夠保證支柱、墻和梁的軸線處于同一平面,從而使得構件雙向抗側力體系形成。通過這樣的布局,當地震發生的時候,支柱、墻和梁呈彎剪破壞,并且,塑性屈服盡量在墻的底部產生。此外,當地震發生的時候,連梁宜在梁端塑性屈服,還具有足夠的變形能力。通過這種結構和布局,當地震發生的時候,在墻段充分發揮它的抗震作用前,按照強墻弱梁的原則加強墻肢的承載力,這樣使得墻肢的剪切應力得以破壞,從而使得建筑結構的抗震能力得到了提高。
3.2按照抗震等級對梁、柱以及墻的節點采取相應的抗震構造措施
這樣做的目的是為了保證在地震發生的時候,梁、柱以及墻都能夠達到抗震的標準。建筑物的主體常常使用的是鋼筋結構,如果鋼筋結構的延性和承載力較好的話,建筑物的抗震能力較強。所以,為了保證建筑鋼筋結構的延性和承載力,在結構設計的時候需要按照強剪弱彎、強柱弱梁、強節點弱構件的原則進行,對柱截面的尺寸進行合理的控制,合理控制柱的軸壓比,嚴格按照構造配件的要求 對節點的構造措施尤其需要加強,提高節點的牢固性和抗震能力。
3.3設置多道抗震防線
提高建筑結構抗震能力,設置多道抗震防線是十分必要的。也就是在一個抗震結構體系中,當地震發生的時候,在地震作用下,一部分延性較好的構件首先達到屈服,能夠擔負起第一道抗震防線的作用。而其他的構件同樣起著抗震防護的作用。并且,只有當第一道抗震防線屈服后,其他的抗震防線才會依次屈服。設置多道抗震防線,形成第一道、第二道、第三道甚至更多的抗震防線,當一道抗震防線失去作用后另外的抗震防線便可以發揮作用。這種結構對提高建筑結構抗震能力具有非常重要的作用。
4.結束語
建筑結構的抗震設計是一個完整、 系統的概念, 從場址的選擇到建筑物的結構設計, 抗震設計貫穿了整個過程,而且建筑物的抗震設計是衡量建筑結構設計是否符合要求的重要指標。因此,準確、合理的運用不同的抗震設計方法是非常重要的,對于不同的建筑和不同的情況應區別對待,從而尋求最合理的抗震設計。 [科]
【參考文獻】
[1]王軍.某超限高層的抗震性能設計[J].福建建筑,2008(7).
建筑結構的抗震措施范文6
關鍵詞:民用建筑; 抗震施工構造;防護措施
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A 文章編號:
1、民用建筑的抗震設計
(1)建筑結構的整體性。建筑結構在一定程度上具有特殊性,因而其在結構整體性的設計中,容易存在結構不連續的缺陷。在進行結構的抗震設計中,要遵循結構整體性的原則,使得結構在地震作用下保持連續性。同時,基于現代民用建筑在設計的過程中,注重結構的風格化,因而造成建筑結構的抗震設計與性能存在較大的差距。因此,建筑結構的整體性,是體現于機構各體系之間相互支持,整體構建建筑結構的穩定性。
(2)建筑結構間的連接性。建筑的結構比較復雜,尤其是各結構之間的連接性,直接關系著建筑結構的抗震性能。在抗震元素的設計中,建筑結構間需要具有良好的連接性,確保建筑結構之間具有穩定的抗震性能。同時,良好的結構連接,可以保護機構的預應力,以助于主承受力的形成。而且,建筑結構的連接性,主要體現于各構件之間的可靠性,其需要滿足地震時的強度,而且在地震之下,需要具有極強的延性,這樣可以確保地震下的安全性。
(3)建筑結構的剛度設計。民用建筑的抗震設計,在結構的剛度上有著嚴格的控制,尤其是主承受結構的豎向剛度,以及橫向延性都是抗震設計中的重點。建筑的受力點比較復雜,因而在抗震性能的設計中,應該基于設計需求,在結構的橫向和縱向上,考慮結構的承載力,進而計算出各主要承受結構的剛度。同時,基于結構剛度的設計,可以提高結構的整體性,減小了地震中結構的下沉程度。
2、民用建筑的抗震施工構造建筑的抗震設計是一項復雜的工程,尤其是基于受力結構而言,其在抗震的設計中,需要基于結構的整體性、受力強度等角度,采取有效的抗震方法,進而提高建筑的抗震性能。
(1)控制結構的偏移量,尤其減小地震下的能量輸入?;诮ㄖY構的偏移量,進行抗震性能的設計,已成為當前抗震的主流方法。其需要基于大量的數據測量和分析,進而把地震中的結構形變量控制在安全設計的范疇之內。同時,在地震作用下,往往伴隨有較大的偏移量發生,尤其是地基結構的位移偏移。因而,在設計中,往往基于結構的延性,以及結構抗震構件,控制好建筑的偏移量。而且抗震構件的變形量控制直接關系著結構的預應力保護,因而需要科學的確定各抗震構件的變形參數,以便于結構抗震性能的設計。建筑結構的受力計算,也是抗震性能設計的關鍵,尤其是對于主受力結構而言,需要增大結構的延性,進而確保受力的分散。同時,民用建筑的建地選擇,也要以結構穩定的場地為主,這樣可以增強結構的穩定性,減小地震下的破換能量的輸入,這點也是當今抗震性能實際的一個重要方面。
(2)基于隔震消能技術的運用。隨著現代科學技術的發展,在建筑的抗震設計中,主要以隔震消能的方法,進行有效的抗震。隔震消能的技術是通過控制結構的剛度,并在結構中嵌入有效的構件,進而在良好的結構延性下,可以消除地震能量,是一種很好的抗震方法。同時,基于各種抗震構件的使用,已成為民用建筑抗震設計的一個重要方面。通過采用隔震措施,尤其是基于滑動隔震和擺動隔震,可以很好的提高結構的穩定下,并且做到“列而不倒”的抗震性能,這點是現代抗震性能設計的主流。建筑結構的延性,也是抗震設計的重要方面?;诹己玫慕Y構延性,可以提高結構的阻尼,也就是,通過結構的阻尼性,消減地震的能量。這點可以很好的保護結構的預應力,使得結構在地震的影響下,保持良好的結構穩定性。同時,各關節點的抗震設計,也是抗震有效性的重點。尤其是地基與樓層結構的連接處的抗震設計,需要特點明確和有效,其也是抗震設計中最為薄落之處。
3、民用建筑的抗震防護措施民用建筑的抗震施工是一項復雜的工程,其相對于普通性能結構的構建而言,具有特殊性。因而在施工建設的過程中,需要控制好各個環節的施工要點,尤其是施工工藝的控制,這是實現結構抗震性能的重要基礎。
(1)抗震結構類型的選擇。民用建筑的抗震結構設計,是抗震施工的重要環節。其需要基于建筑的設計需求,尤其是基于建筑功能設計,合理的選擇抗震結構,是實現建筑結構良好抗震性能的關鍵。當前的建筑多以鋼筋混凝土結構為主,因此在抗震結構的選擇上多以鋼結構為主,這樣可以減小建筑結構的自重。同時,鋼結構具有極強的剛性,滿足抗震的設計需求。在抗震結構的選擇上,要基于施工計劃,以及建筑設計需求,進行全面的綜合考慮。尤其是基于設計的需求,是構建抗震性能點的關鍵。而且,抗震結構的選擇影響到施工建設的進度,以及工程造價。因此,在結構的建筑施工中,要科學的綜合各方面因素,進行合理的抗震結構選擇。
(2)建筑基地的選擇施工。地質的穩定性,是建筑抗震性能的重要方面,尤其是對于民用建筑而言,其需要基于穩定的地基。在進行施工建設前,需要對建設用地的地質進行勘探,分析地質結構的特點,這樣可以避免對斷層或脆弱層地建筑施工。而且,民用建筑的建地要以結構穩定的場地為主,這是建筑場地選擇的基本點。建筑地基的施工,是基礎施工建設的重要部分。其在施工建設中,需要基于設計需求,科學的計算出結構的受力,以便于地基受力結構的構建。同時,地質在施工建設中,鋼筋鋪設量,尤其是地基的豎向和縱向預應力的構建,是其施工建設的重點,也關系到建筑的整體穩定性。
(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。我國的民用建筑多以鋼筋混凝土結構為主,因而在對于鋼筋、水泥等建材的控制非常關鍵?;诳拐鹪O計的需求,其要求鋼材具有良好的延性和剛度,同時鋼筋的自重量要求較??;對于水泥而言,水泥的強度和粘性是控制的重點,其是結構預應力形成的基礎。不同的建筑抗震結構,其對于建材的需求也存在較大的差別,尤其是在鋼材的需求上。以鋼結構為主的建筑結構,在抗震結構的施工中,需要注重鋼結構預應力的形成,以及結構延性強度的構建。同時,建筑材料的成本輸出占到造價成本的65%,控制好建筑材料關系著整個工程造價的控制。
(4)施工質量的控制,尤其是施工的監理工作的有效開展?;诮ㄖ奶厥庑?其在施工過程中,需要嚴格控制質量關,尤其是基于有效的工程監理,是提高施工質量,杜絕施工事故的重要舉措。在施工建設中,需要加強各施工點的監理,尤其是對鋼筋鋪設、混凝土澆筑的監理,直接關系到結構的施工質量。同時,規范各施工流程,尤其是施工工藝的控制,是提高施工質量的重要舉措。
(5)工程質量驗收。工程驗收直接關系著施工質量的控制,因而在施工建設中,需要對于各施工項目進行有效的質量驗收。并且在工程驗收的過程中,做到逐一驗收的原則,也就是,當一個工程質量驗收合格后,才能進行下一工程的施工建設。這點對于抗震施工質量而言,具有重要的作用。
4、結語現代建筑結構的設計,注重其抗震性能的突出,尤其是對于民用建筑而言,其良好的抗震設計,是保障其安全使用的關鍵。通過上述,我們知道:民用建筑的抗震設計需要基于明確的設計原則,以及成熟或先進的抗震方式,進而確保民用建筑良好的抗震性能。
參考文獻
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