抗震設計原則范例6篇

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抗震設計原則

抗震設計原則范文1

關鍵詞:多層混凝土;框架結構;抗震;設計要素;參數

Abstract: In the frame structure design, regardless of the project is simple or complex, in fact, after all, it is the basic unit of a combination formed by the beams, columns, plates, so pay attention to some of the beams, columns, plates and structural systems in the design process the point should have a clear understanding, made the design of the project is economical and reasonable.Key words: multi-storey concrete; frame structure; earthquake; design elements; parameters

中圖分類號:TU2文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)

鋼筋混凝土框架結構是由樓板、梁、柱及基礎4種承重構件組成的,由主梁、柱與基礎構成平面框架,各平面框架再由連續梁連接起來而形成的空間結構體系。在合理的高度和層數的情況下,框架結構能夠提供較大的建筑空間,其平面布置靈活,可適合多種工藝與使用功能的要求。

1.建筑結構抗震設計

建筑結構抗震設計應按照樓、屋蓋在平面內變形情況確定為剛性、半剛性和柔性的橫隔極,再按抗側力系統的布置確定抗側力構件間的共同工作并進行各構件的地震內力分折并經判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。

為了分析判斷計算機計算結果是否合理,結構設計計算時,除了有合理的結構方案、正確的結構計算簡圖外,正確填寫抗震設防烈度和場地類別,合理選取電算程序總信息中的其他各項參數也是十分重要的。

1.1結構的抗震等級的確定

在工程設計中,多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業建筑等等,其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度按《建筑抗震設計規范》表6.1.2確定。而電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑,首先,應當根據《建筑抗震設防分類標準》(GB50223-95)確定其中哪些建筑屬于乙類建筑(可能還有甲類建筑,本文不涉及)。乙、丙類建筑,地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。對于乙類建筑,一般情況下,當抗震設防烈度為6~8度時,抗震措施應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求。

1.2合理確定地震力的振型組合數

地震力的振型組合數,對多層建筑,當不考扭轉耦聯計算時,至少應取3;當振型數多于3時,宜取3的倍數,但不應多于層數;當房屋層數≤2時,振型數可取層數。對于不規則的結構,當考慮扭轉耦聯時,對多層建筑,振型數應取≥9;結構層數較多或結構剛度突變較大,振型數應多取,如結構有轉換層、頂部有小塔樓、多塔結構等,振型數應取≥12或更多,但不能多于房屋層數的3倍;只有當定義彈性樓板,且采用總剛分析,必要時,振型數才可以取的更多。《建筑抗震設計規范》指出,合適的振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。SAT WE等電算程序已有這種功能,可以很方便地輸出這種參與質量的比值。有些設計人員不大重視電算程序使用手冊的應用,選取振型數時比較隨意,這是需要應當改進的。此外,由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算,僅當結構存在明顯扭轉時才采用耦聯計算,但非耦聯計算往往是不可缺少的。

1.3結構周期折減系數的確定

框架結構及框架-抗震墻等結構,由于填充墻的存在,使結構的實際剛度大于計算剛度,計算周期大于實際周期,因此,算出的地震剪力偏小,使結構偏于不安全,因而對結構的計算周期進行折減是必要的,但對框架結構的計算周期不折減或折減系數取得過大也是不妥當的。對框架結構,采用砌體填充墻時,周期折減系數可取0.6~0.7;砌體填充墻較少或采用輕質砌塊時,可取0.7~0.8;完全采用輕質墻體板材時,可取0.9。只有無墻的純框架,計算周期才可以不折減。

1.4框架梁、柱箍筋間距的確定

《建筑抗震設計規范》第6.3.3條及6.3.8條對不同抗震等級的框架梁、柱箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做出了明確規定。根據這些規定,工程設計中習慣上常取梁、柱箍筋加密區最大間距為100mm,非加密區箍筋最大間距為200mm。電算程序總信息中通常也內定梁、柱箍筋加密區間距為100mm,并以此為依據計算出加密區箍筋面積,由設計人員據規范確定箍筋直徑和肢數。

對于框架柱,當框架內定柱加密區箍筋間距為100mm時,在某些情況下,亦可能因非加密區箍筋間距采用200mm引起配箍不足。因此,我們也建議程序內定柱的箍筋間距改為取柱的非加密區的箍筋間距200mm及某些特殊要求。

這里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密區配箍驗算時可不考慮強剪弱彎的要求,即剪力設計值取加密區終點處外側的組合剪力設計值,并且不乘以剪力增大系數。當然,如果電算程序能同時給出梁、柱箍筋加密區和非加密區的箍筋面積,則于設計者應更加方便了。

2.結構設計原則

2.1結構的整體性原則

多層建筑結構中,樓蓋對于結構的整體性起到非常重要的作用,它不僅聚集和傳遞慣性力到各個豎向抗側力子結構,而且要使這些子結構能協同承受地震作用,特別是當豎向抗側力子結構布置不均勻或布置復雜或各抗側力子結構水平變形特征不同時,整個結構就要依靠樓蓋使各抗側了子結構能協同工作。樓蓋體系提供足夠的面內剛度和抗力,并與豎向各子結構有效連接,當結構空曠、平面狹長或平面凸凹不規則或樓蓋開大洞口時,更應特別注意;多、高層建筑結構基礎的整體性以及基礎與上部結構的可靠連接是結構整體性的重要保證。

2.2結構簡單性原則

結構簡單是指結構具有直接和明確的傳力途徑,結構的計算模型、內力和位移分析以及限制薄弱部位出現都易于把握。在荷載作用下,結構的傳力路線越短、越直接,結構的工作效能越高,所耗費的建材也就越少。

2.3結構的規則和均勻性原則

沿建筑物豎向,建筑造型和結構布置比較均勻,避免剛度。承載能力和傳力途徑的突變,以限制結構在豎向某一樓層或極少數幾個樓層出現敏感的薄弱部位,這些部位將產生過大的應力集中或過大的變形,容易導致結構過早倒塌;建筑平面比較規則,平面內結構布置比較均勻,使建筑物分布質量產生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞,并使質量分布與結構剛度分布協調,限制質量與剛度之間的偏心。

3.結構設計中要注意的問題

3.1框架梁剛度的放大系數的取值應合理

在用TAT或SATWE等電算程序進行框架整體計算時,框架梁剛度的放大系數應根據樓面的結構形式合理確定。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)第5.2.2條的規定,對于現澆樓面和裝配整體式樓面,框架梁(包括中梁及邊梁)可考慮翼緣的作用,剛度放大系數可取1.3~2.0,進行分析計算;而對于無現澆面層的裝配式結構,可不考慮框架梁剛度的放大。在工程設計過程中,這一點很容易被有些設計人員忽視,要特別注意這一點。

抗震設計原則范文2

【關鍵詞】 建筑設計;抗震設計;應用

隨著國家經濟的飛速發展,建筑領域正呈現繁榮發展趨勢,在建筑設計中加入抗震設計不僅符合當前發展的趨勢,更是關乎國計民生的重要課題。自汶川大地震以來,國家不斷增加抗震建筑的投資力度,同時出臺相關政策保障抗震設計能夠得到發展的足夠空間。建筑領域的抗震因素不僅一定程度上關系著國家社會的穩定,還有利于建筑結構的發展變化,促進建筑領域的長足發展。所謂的建筑設計,即是對房屋建筑結構相關方面的設計,包括建筑高度、結構承載力等。

一、建筑設計與抗震設計的關系

總體來說,建筑設計是作為建筑抗震設計的基礎存在的,抗震設計作為建筑設計的一部分,其任何方面的作業都必須要在滿足建筑設計合理性的基礎上展開。通常來說,建筑設計的結構設計方面難以對整體的建筑設計產生較大的影響,因為建筑設計基本上已經定性,在結構設計作業就必須要按照相關的設計原則展開。在進行建筑設計時,如果方案能夠滿足抗震設計的標準,那么建筑設計師就可以合理布局建筑結構,在保證建筑質量的基礎上,最大程度的提高建筑抗震性能。

二、建筑抗震設計的現狀

當前,我國在建筑抗震設計方面雖已取得長足的發展,但不容忽視的是,與西方發達國家相比,依然存在較大的差距,不僅是由于我國起步較晚,發展緩慢,還由于我國科技力量薄弱,在理論發展方面不如發達國家??偠灾诮ㄖ拐鸢l展方面,我國缺乏理論的指導,同時在實踐方面缺少創新,從而問題頻出。具體體現在以下幾方面:

1.缺乏理論指導,缺少經驗積累

在理論基礎方面,我國存在較大的缺陷,知識力量的薄弱導致對于地質地震的認識不夠全面完善,在地震成因、預測、防治等方面的研究尚不夠深入,還不能制定科學的地震防治相關規范。由此,在進行抗震設計時,沒有科學合理的理論依據或者依據不完善,因而在建筑設計時難以將抗震設計完美融入。

2.未考慮實際情況

在當前的建筑抗震設計中,將力學參數作為建筑設計固定的規范,在設計方案時,整個方案的完成僅僅依靠這幾項參數,未對實際情況認真考察,導致設計未從實際出發。比如在我國的地震研究中,對小地震賦予固定的統計意義,而在具體的建筑抗震設計時,主要就是依照小地震進行結構設計,但是,對于結構設計的承載能力等必須要依照實際情況而定,不可一概而論。除此之外,在設計時如果不能深入了解地震對建筑結構的破壞,就 不能在設計時兼顧主體與細節,同時不能依據實際情況靈活運用抗震原則。

三、抗震設計標準

1.嚴格遵守規范

我國在建筑設計領域有著嚴格的規范,不僅是因為建筑是國民經濟的基礎,在促進經濟飛速發展意義重大,更是因為建筑設計關系到國民生活的基礎,在保證國民生活安全有序方面發揮著巨大的作用。在進行建筑抗震設計時,必須嚴格遵循國家相關單位出臺的相關設計規范,科學合理的運用設計原則,嚴格執行施工標準,并且不斷借鑒國內外先進經驗,結合本地區的實際情況,科學設計。

2.實施多級防震措施

多級防護模式不僅可以提高建筑主體抗震性能,最大程度的減輕因地震帶來的經濟損失,還可以保證建筑在地震時更加的安全可靠。下圖一為抗震墻的相關數據。

圖一抗震墻約束邊緣構件范圍

3.將概念設計與性能設計完美融合

在充分考察建筑施工地的具體情況以后,在滿足設計原則的基礎上結合實際,設計出科學合理嚴謹的建筑設計。在設計時,不僅要充分考慮建筑理念的融入,還要考慮建筑性能的實現。

四、建筑設計應注意的細節問題

1.平面布局設計

建筑平面布局設計在建筑整體設計中占據十分重要的地位,平面布局的合理性對于整體建筑功能的發揮以及建筑實用性影響巨大,除此之外,平面布局設計還與抗震設計具有不容忽視的相關性。通常來說,要想將建筑設計與抗震設計兩者完美融合,首先就要保證建筑剛度達標,另外,還要保證建筑結構的均勻分布,以保證建筑結構分布的對稱性,盡量避免出現建筑扭轉的現象。在建筑墻體設計時,也要保持設計的勻稱性,尤其是在設計抗震墻時,一定要保證其與抗震建筑設計完美結合,在布置剛度較大的樓層的電梯時,要盡量使其處于中心位置,以避免出現建筑扭轉現象。

對于建筑結構的平面布局設計,要充分考慮建筑抗側力的合理布局,從而促進建筑的使用功能與抗震需求相結合,以便充分發揮出建筑的抗震設計效果。

2.縱向布局設計

在進行建筑設計時,要盡可能的將剛度分布較為接近的建筑物沿縱向分布,值得注意的是,在進行剪力墻的布置時,要盡量使其均勻分布并能夠縱向貫穿,由底至頂。在設計時避免中斷或者不連貫情況的發生,同時也要避免設計時出現某一樓層剛度過小的情況出現。下圖二為房屋層數與高度的數據。

圖二 房屋層數與高度限值

3.整體布局設計

所謂的整體布局,通常包括平面和立體兩方面的設計。在進行建筑設計整體布局時,要做到不論是平面還是立體空間上,都要保持簡潔規則的特性。在建筑的平面形狀的選擇方面,可以選擇圓形、方形或者矩形等,既可以保證建筑的美觀欣賞價值,還可以增加建筑的抗震性能。要盡量避免凹凸型的建筑平面形狀,這種形狀不利于建筑抗震性能的最大化發揮。如果想設計出間兼具藝術欣賞與實用價值的建筑,必須要把建筑藝術與建筑功能二者完美結合,同時完美融入建筑抗震設計。

4.屋頂抗震設計

隨著建筑科技的不斷發展,同時為滿足當前經濟的高速發展,高層建筑與超高層建筑正逐漸步入大眾視野,在進行這一類建筑設計時,對于屋頂的設計也是整體設計中最為重要的一環。但從當前的建筑設計情況來看,依然存在諸多問題,如設計較高或設計較重。屋頂設計過重,無疑會加大屋頂建筑的壓力,從而加速屋頂變形,同時不利于建筑物抗震作用的發揮。因此,在屋頂設計時,要盡量降低屋頂建筑的高度。

抗震設計原則范文3

關鍵詞:抗震設防;三水準;兩階段

Abstract: this paper mainly based on the seismic design of building three level principles discussed, which focuses on the three levels of the principle of origin, and three level of specific content. And then, based on the three levels of fortification goal, leads to the structural design of two phase principle, which focuses on the two stages of the concrete content, and two stage specific design method and procedure.

Keywords: seismic fortification; Three level; Two stage

中圖分類號:TU973+.31文獻標識碼:A 文章編號:

一、引言

我國是一個自然災害頻發的國家,尤其是關于地震災害,造成了我國嚴重的人員和經濟的損失。在對于抗震設防方面,我國頒布了規范的抗震設計準則,在設計上,對建筑結構的抗震性能構建,予以明確的規定。其中關于三水準兩階段原則,是我國構建完善的抗震體系的基礎,也是我國強化抗震設防的重要舉措?;谌疁蕛稍瓌t,對于我國預防地震災害起到重要的作用。

二、建筑抗震設計中的三水準原則

現代建筑結構,注重性能體系的構建,尤其是關于抗震體系構建,需要基于結構的負荷量,確保建筑結構良好的彈性形變。建筑結構在結構截面的設計中,往往出現配筋量過大,結構的延性削減,以至于彈性形變僵硬,影響結構的抗震設防。于此,在建筑結構的抗震設防構建中,基于三水準的設計理念,削減結構的震后損壞,以及做到建筑結構的經濟適用,在抗震設防中,能夠充分地發揮良好形變性能的優勢。進而,在現代建筑產業中,以經濟安全為指導思想,進行建筑結構的抗震性能設計。

(一)關于三水準原則的由來。我國是多自然災害的國家,尤其是基于地震,造成了我國嚴重的人員和經濟的損失。為了更好地規避地震,減小地震下的損失,我國頒布了規范的抗震設計準則,以強化建筑結構的抗震性能呢個。1978年,我國規定:建筑結構的抗震設計要在地震中滿足抗震系數,允許建筑結構有一定的損壞,這是我國早期,自行明確規定建筑結構的抗震設計準則。對該規定進行分解,其主要闡述了以下幾點:地震之中,允許有建筑結構結構的損壞;當地震強度大于抗震設計系數,建筑結構不能發生嚴重的倒塌?;谠搸c,我國在1989年,形成了明確的三水準,關于建筑結構的抗震設計,有了明確的規定。

(二)三水準原則的內容。我國在抗震方面,做了多方面的工作,尤其是在建筑結構的抗震設計中,形成的三水準原則,規范地規定了建筑結構的抗震設計。

1.建筑結構具有一定的抗震性能,在較小強度的地震中,建筑結構不發生本質性的損壞。

2.在中等強度的地震下,建筑結構不發生整體性損壞,關于結構中的非受力結構,允許遭到一定程度的損壞。對于該水準,是建筑結構必須具有的抗震性能。

3.在高強度的地震下,建筑結構遭到整體性破壞,但結構不發生倒塌,以至于不危害人員的生命安全。

(三)三水準原則的深入闡析。三水準注重多地震強級別的設計,對于不同強度,建筑結構都能形成一定程度的抗震性能。

1.對于第一水準,即小震不壞原則。建筑結構在低于地區設防強度的地震下,不發生結構的損壞。其設計基準期內,關于小震烈度的在63.2%左右,地震重現期為50年。

2.對于第二水準,即中震又修原則。建筑結構在地區設防強度的地震下,允許非受力結構發生損壞,但經修繕后,又可以進行使用。其設計基準期內,關于中震烈度在10%左右,地震的重現期為475年。

3.對于第三水準,即大震不倒原則。建筑結構在高于地區設防強度的地震下,結構發生整體性損壞,但不發生倒塌。其設計基準期內,關于大震烈度在2.5%上下,地震的重現期為2000年左右。

三、結構設計中兩階段原則

在建筑結構的設計中,基于三水準原則,可以為抗震性能構建良好的設防體系。不過,在三水準目標的實現中,需要基于兩階段設計。關于抗震設計中的兩階段,其旨在規范抗震結構的設計,基于規范的結構設計,在結構強度和彈性上,滿足抗震的性能的需求。

(一)兩階段原則的綜述。我國在制定抗震設計準則時,關于建筑結構設計的三水準原則,有著明確的規定:其有效的實施,需要基于完善的兩階段。在第一階段中,主要基于結構的受力,計算出其相應水準下的設計承載程度。對于第二階段,主要基于結構的延性,尤其是關于結構的彈性形變進行驗算,對于非受力結構或核心結構,進行驗算和加固施工。基于兩階段的工程計算,對于構建建筑結構的三水準目標,起到主導性作用。

(二)兩階段的具體內容闡析。兩階段涉及結構的受力計算,是建筑抗震性能設計的核心,其對于計算方法和計算步驟有著嚴格的要求。

1.第一階段的設防目標是小震不壞,進而在結構受力計算中,主要對核心結構的彈性形變量進行計算。具體是指:基于結構的截面設計,驗算相應水準下,結構的負荷承載程度;結構的配筋量計算,確保結構具有良好的彈性形變系數。第二階段的設防目標是大震不倒,進而在結構的計算中,基于建筑結構的整體彈性形變系數進行計算。具體是指:對于建筑結構構層間的彈性位移量進行驗算,并且基于短期組合效應,實現結構整體彈性性能的良好。

2.兩階段的設計方法。對于第一階段的設計方法,主要基于第一、二水準目標,在烈度的參數之上,計算出結構的彈性系數,尤其是基于其地震效應的計算。進而,基于風壓、重力等因素,組建聯合效應體系,對建筑結構的承載強度進行調整,以確保結構的抗震性能滿足第一、二水準的目標要求。同時,基于烈度參數,對結構的彈性位移量進行計算,確保彈性系數在安全保準之內。并且,關于建筑結構的延性、形變性能驗算,也是第一階段的核心內容。而對于第二階段,主要基于第三水準的烈度從參數,計算建筑結構的彈性角移量。同時,基于現代技術,對于建筑結構進行加固處理,以達到第三水準的目標要求。

四、結語

關于建筑結構的抗震設防,是建筑結構性能構建的主體。尤其是三水準兩階段原則,對抗震設計起到良好的規范作用?;诹己玫目拐鹪O防體系的構建,強化了我國的抗震工作,對于我國的抗震事業起到重要的作用。

參考文獻:

[1]包紅飛.淺論三水準設防目標和兩階段設計[J].建筑設計管理;2011(06)

[2]梁亞楠.試論抗震設防目標、兩階段設計方法及抗震設防標準的意義[J].中國科技信息;2011(09)

抗震設計原則范文4

關鍵詞:建筑結構;抗震設計;問題

隨著社會的發展,各類建筑的興起,而地震給我們帶來的危害也日益增長。地震不僅會給人們帶來生命危害還會給人們的財產帶來巨大的損失,地震是難以把握有很強的復雜性與不確定性的隨機振動,若想準確的預測地震的特性及參數很難做到,因此,建筑結構抗震能力尤為重要。本文結合研究及設計實踐,提出了一些關于建筑抗震設計的意見。

1、建筑結構抗震設計的重點問題

1.1抗震場所的選擇

要避免抗震危險地段選擇有利抗震的場所,切記要避開軟弱土、液化土、河岸的邊坡邊緣等不利于抗震的場所,若無法避開,則需要對這樣的場所實施抗震加強措施。在進行設計之前要根據工程的需要,對周邊地區的地震活動進行資料收集,做出綜合評價,嚴格依照抗震設防的類別,加強地基及上部的整體性。同時,同一結構單元的設置應在性質相同的地基土上,應同樣選用天然地基或同樣選用樁基,不可部分選用天然地基部分選用樁基。若地基有軟弱粘性土,液化土或嚴重不均勻土層時,宜對基礎進行整體性和剛度的加強;如果地震發生時產生了滑動,要與之實施相應的地基穩定措施。

1.2合理的選擇建筑結構體系

合理的建筑結構體系設計是很重要的,結構的選擇會直接影響到建筑的安全性,建筑布局簡單合理,結構布置符合抗震原則能確保房屋有良好的抗震性能。一般而言,建筑結構體系的選擇有以下幾個要求:第一,建筑要盡可能的避免由局部結構問題導致整個結構的抗震能力。要盡可能避免由部分結構而影響整個的抗震能力,抗震設計應具有一定的內力重分配,這樣,即使發生地震也不至于引起由部分構件停止工作而影響其他構件的負荷承載力;第二,建筑結構體系應具備良好的形變能力,承載能力強同時能消耗地震量的能力,這樣就能起到減小地震損害消耗地震能量的作用;第三,建筑結構體系的計算圖要明確,地震作用的傳遞要科學。在此,水平荷載的布置要均勻,豎向荷載的布置要豎向構件在垂直重力荷載的狀況下;樓屋蓋梁的布置要將重力負荷通過最短路徑傳遞到豎向的墻構件;轉換結構的布置要使上部結構想豎向傳遞轉換;最后,一定的強度剛度也是建筑結構體系所需具備的。強度及剛度的分布應經過科學的計算,避免由局變產生的變形集中。同時,節點的保護在框架結構中尤為重要,保證其不被破壞是基本的要求,底層柱底的塑性鉸應分散使用,應為底層柱底的塑性形成較晚,對于有明顯薄弱的部分要提高其抗震能力。在我國,達到抗側力主體結構的對稱就稱為結構對稱性。結構的規則性通常體現在:第一,建筑物主體的抗側力結構的兩個主軸方向的剛度及變形特性都應該是相似的,同一主軸的方向各片抗側力的剛度要均勻;第二,為了防止建筑物的突變,建筑主體抗側力的結構往往豎向斷面是均勻的,防止突變。

1.3重視建筑平面的規則性

在布置建筑的立面、平面的時候,要注意一下幾點;第一,合理的平面布置,建筑物的平立面布置規劃、對稱、質量與剛度均勻變化,避免樓層錯層。要盡可能避免由部分結構而影響整個的抗震能力,對體形復雜的建筑物合理設置變形縫;第二,要遵循設計的基本原則,遵循相應的建筑設計方案。同時,抗震設計的規定要明確,對于不同的建筑結構應進行相應的空間結構計算。對不同形式的樓板也應該進行相應的實際剛度計算;第三,對于相對較薄弱的部分應該乘以內力增大系數,在相關的彈塑性變性分析的時候要嚴謹,對于薄弱部分要進行相應的增強措施。同時,房屋是由橫、縱向承重構件和樓蓋組成的具有空間剛度的結構體系,整個空間結構的剛度和整體穩定性也影響了建筑的抗震能力。對橫、縱向構件的設計也是要嚴謹的遵循設計的基本原則的。

2、提高建筑結構抗震能力的建議

建筑結構抗震設計是專家們在對大量的建筑地震震害的實例中進行分析及歸納與總結??拐鹪O計在建筑結構中起到至關重要的作用。因此要重復重視建筑結構的抗震能力。有效的提高建筑結構的抗震能力要從以下幾個方面入手:

2.1合理的布局地震外力能量的傳遞吸收途徑

建筑物的布局將影響建筑的動力性,合理的布局才會對地震外力能量進行有效的傳遞,若支柱、墻。梁維持在一個平面中,就能建立起雙向抗側力體系,所以對地震外力能量的傳遞吸收途徑進行合理的布局尤為重要。由于地震作用的影響建筑物呈彎剪破壞并且塑形屈服最好產生在墻的底部。連梁在梁端塑性屈服的同時還會有較強的變形能力。在墻斷抗震作用的發揮在最大限度的時候要遵循“強墻弱梁”的基本原則,從而提高墻肢的承載力,以來最大限度的防止墻肢剪切遭受的破壞,使建筑結構的抗震能力得到增強。

2.2嚴格遵守抗震等級對梁、柱、墻的節點實施相應的抗震構造措施

磚混結構的水平圈梁應沿樓板標高設置,這樣會加強內外墻的連接,使房屋的整體性增強。同時,圈梁能有效地約束預制板的散落,降低了磚墻出平面的倒塌的可能性。在墻的橫、縱兩個方向布置適當的橫、縱墻混合承重會增強空間剛度和整體性,有利于承受橫、縱兩個方向的水平地震作用,也利于抗彎抗剪。另外,在布置墻體時盡量采用縱墻貫通的平面布置,若縱墻無法貫通時,最好在縱墻交接處進行加強措施。若促使鋼筋砼在受地震作用影響時具備一定的承載力及延展性,要遵循“強柱弱梁”、“強剪弱彎”的設計基本原則,科學的選擇截面尺寸,合理的控制柱的軸壓比,滿足構件的配筋要求,對節點進行相應的措施也是尤為重要的。

2.3設置多道的防震線

第一道防線就是在抗震結構的體系中受到地震作用影響,一些延性好的構件在要達到屈服時所扮演的,第二、第三道防線就是在第一道防線屈服之后開始屈服的多道抗震防線,與此同時。抗震安全在這樣的結構體系中能發揮重要的作用及功效。這就是多道防震線的設置。多道防震線的設置能有效的緩解建筑物的共振現象,減小地震帶來的破壞作用。

總而言之,我國通過對建筑結構抗震設計的長期研究逐步總結出了一套具有自身特色的抗震設計方法,這套方案正處于發展中,有一些的不足還需要我們在工作中逐步完善。要想提高建筑結構的抗震能力我們就應該嚴格遵守相關原則要求,并對其進行嚴謹的科學分析,實施科學設計,真正的使建筑具備較強的抗震能力。實現“小震不壞,中震可修,大震不倒”的目的。同時,近年來的科學技術的快速發展進步,設計師的水平也隨之不斷提高,我們要堅信如此。這樣,我們國家的工程抗震設計將會向著更高更遠的方向發展。

參考文獻:

[1] 章明.高層建筑結構抗震設計的方法研究[J]江西建材,2012,(04):89-90.

[2] 李淑彥.建筑結構抗震設計[J].門窗,2012,(08):70-71.

抗震設計原則范文5

關鍵詞:抗震設計;計算方法;基于性能

Abstract: earthquake has the characteristics of sudden, forecast is still very low. Earthquake disaster is one of severe natural disasters human beings are facing. Our country two seismic zone in the middle, ring the Pacific seismic zone in the east, west of the Mediterranean - Himalayan seismic belt, is one of the earthquake more countries in the world. So the seismic performance of structures in our country has full of necessity.

Key words: seismic design; Calculation method; Based on the performance

中圖分類: TU973+.31 文獻標識碼:A 文章編號:

抗震概念設計及思路

抗震設防的基本目的是在一定的經濟條件下,最大限度地限制和減輕建筑物的地震破壞,保障人民生命財產的安全。為了實現這一目的,抗震設計規范以“小震不壞,中震可修,大震不倒”,即三水準的抗震設防要求作為建筑抗震設計的基本原則。

一般來說,建筑抗震設計包括三個方面的內容與要求:概念設計、抗震計算與構造措施。概念設計在整體上把握抗震設計的主要原則,減少由于建筑結構自身帶來地震作用及結構地震反映的復雜性而造成抗震計算不準確;抗震計算為結構抗震設計提供定量依據;構造措施則是抗震概念設計與抗震計算的有效保障。結構抗震設計三個方面的內容是一個不可分割的整體,忽略其中任何一部分都可能造成抗震設計的失效。

建筑結構抗震概念設計的目標是使整體結構能發揮耗散地震能量的作用,從而避免結構出現比較敏感的薄弱部位,導致結構過早的破壞。假定整個結構能發揮耗散地震能量的作用是抗震設計方法的前提之一,在此前提下才能以多遇地震作用進行結構計算與構造措施。

建筑結構抗震設計的基本原則包括:(1)結構的簡單性,即結構在地震作用下具有比較明確的傳力途徑,結構的計算、內力及位移分析都易于把握。(2)結構的規則及均勻性,造型和結構布置比較均勻可以避免剛度、承載能力與傳力途徑的突變,以限制結構在豎向出現敏感的薄弱部位,建筑平面比較規則可以使建筑物質量分布與結構剛度分布協調,限制質量與剛度之間的偏心。(3)結構的剛度與抗震能力,結構布置應使結構在兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力、足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉振動的能力。

二、結構抗震計算方法及抗震驗算

結構抗震計算可分為地震作用計算和結構抗震驗算兩部分。進行結構抗震設計時,在確定結構方案后,首先應計算地震作用,然后計算結構和構件的地震作用效應,最后再將地震作用效應與其他荷載效應進行組合,驗算結構和構件的承載力與變形,以滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設防要求。

結構抗震計算的方法包括:(1)底部剪力法,特點是忽略高振型的影響,假定結構地震反應以基本振型為主,將基本振型簡化為倒三角形進行計算,但是計算精度稍差。(2)振型分解反應譜法,利用振型分解的原理和反應譜理論進行結構最大地震反應分析,計算精度稍高。(3)時程分析法,選用一定的地震波直接輸入到所設計的結構,然后對結構的運動微分方程進行逐步數值積分,求得結構在整個地震時程范圍內的地震反應,計算精度高。

為了滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設防標準,我國《建筑抗震設計規范》規定進行下列內容的抗震驗算:(1)多遇地震下結構允許彈性變形驗算,防止非結構構件的破壞,如隔墻、幕墻、建筑裝飾等的破壞。(2)多遇地震下結構強度驗算,防止結構構件因承載力不足而破壞。(3)罕遇地震下結構彈塑性變形驗算,以防止結構因過大變形發生倒塌。

三、提高結構抗震性能的措施

結構的抗震性能決定于結構的整體性、延性,而結構的整體性和延性與結構布置、結構整體剛度、結構節點和構件的延性和強度密切相關。

結構布置時宜考慮多道抗震防線,一個抗震結構應由若干延性較好的分體系組成,通過構件的鏈接協同作用,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,便于結構修復。

結構應具有合理的剛度和承載力分布,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。提高結構的抗側剛度,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。

結構應采取的構造措施,對于多層砌體結構,在構造上應采取設置構造柱、在砌體內配置橫向和豎向鋼筋等措施。對于鋼筋混凝土結構,應通過混凝土材料、截面尺寸、縱向和橫向的配筋來避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土的壓碎先于鋼筋的屈服、鋼筋的錨固黏結破壞先于構件的破壞。

四、基于性能的抗震設計

按現行的以保障生命安全為基本目標的抗震設計規范所設計和建造的建筑物,在地震中雖然可以避免倒塌,但其破壞卻造成了嚴重的直接和間接經濟損失,甚至影響到社會和經濟的可持續發展。這些破壞和損失遠超出了設計者、建造者和業主原先的估計。

為了強化結構抗震的安全目標和提高結構抗震的功能要求,提出了基于性能的抗震設計思想和方法。結構基于性能抗震設計通常采用的方法為非線性時程分析法與非線性靜力分析法。非線性時程分析法從建立在層模型到建立在截面多彈簧模型上的方法,再到當前正在研究發展的建立在截面纖維滯回本構關系的纖維模型法,準確程度正在不斷提高?;舅悸肥峭ㄟ^適當數值方法建立和求解動力方程,從而得到結構各個時刻的反應量。非線性靜力分析法,從本質上說是一種靜力非線性計算方法,先以某種方法求得結構在地震作用下所對應的目標位移,然后在對結構施加豎向荷載的同時,將表征地震作用的水平靜力荷載以單調遞增的形式作用到結構上,在達到目標位移時停止荷載遞增,最后再對結構進行抗震性能評估,判斷結構是否可滿足在水平地震作用下功能需求。

基于性能的抗震設計與傳統的抗震思想相比具有以下特點:(1)從著眼于單體抗震設防轉向同時考慮單體工程和所相關系統的抗震。(2)將抗震設計以保障人民的生命安全為基本目標轉變為在不同風險水平的地震作用下滿足不同的性能目標,即將統一的設防標準改變為滿足不同性能要求的更合理的設防目標和標準。(3)設計人員可根據業主的要求,通過費用—效應的工程決策分析確定最優的設防標準和設計方案,以滿足不同業主、不同建筑物的不同抗震要求。

五、結束語

我國在學習借鑒世界其他各國抗震研究成果的基礎上,逐漸形成了自己的一套較為先進的抗震設計思路。其中大部分內容都符合現代抗震設計理念,但是也有許多考慮欠妥的地方。我國的抗震設計思路應該在完善自身不足的同時,不斷向前發展。

參考文獻

[1] 混凝土結構設計規范 GB 50010-2010 中國建筑工業出版社

[2] 建筑抗震設計規范 GB50011-2010 中國建筑工業出版社

[3] 高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3-2010 中國建筑工業出版社

[4] 高層建筑鋼筋混凝土結構概念設計方鄂華編著,機械工業出版社

抗震設計原則范文6

關鍵詞:公路橋梁結構;設計原則;抗震設計

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.096

近年來,隨著我國社會的快速發展,人們日益增長的生活需求使公路建設規模不斷擴大,公路作為交通運輸業的基礎保障,不僅給人們的出行帶來了便利,而且使地區之間的經濟交流得到促進,進一步推動我國經濟的發展,意義重大。在公路建設中,抗震災害造成的影響是必須考慮的問題,主要原因在于我國屬于地震多發國家。在公路橋梁施工中,由于該結構存在一定的跨度,在地震發生過程中容易受到破壞,所以對公路橋梁結構進行科學合理的抗震設計,能夠使人民的人身和財產安全得到保護。

1 地震對公路橋梁結構產生的危害

地震的發生主要是由于較大的應力作用而造成地球內部介質發生急劇破裂,在破裂過程中會有地震波產生,以破裂位置為震源擴散至一定范圍內,從而造成地面震動的現象。地震波一般分為兩種,一種是橫波,另一種是縱波,能夠造成地面建筑水平晃動的被稱為橫波,地表建筑上下顛簸的被稱為縱波。當出現較大強度的地震時,會造成建筑出現嚴重變形,在建筑缺乏一定強度或者局部出現失穩的情況下會對整體建筑結構造成嚴重的破壞。

(1)支座破壞。在橋梁結構中,上部主梁緊密連接著支座。當發生地震時,如果防震措施不到位,變形和位移現象會在支座中出現,當變形情況超出支座上限時,會剪斷支座錨固螺栓,進而破壞支座結構。(2)上部結構地震破壞。一旦發生地震時,主梁等橋梁上部結構會因地震作用而出現一定程度的晃動,當碰撞到相鄰的主梁時,會出現嚴重損害。另外如果出現較大的變形,有自身損傷或移位損傷出現,同樣會造成主梁墜落。(3)下部結構破壞。所謂的下部結構的破壞,一般是指破壞橋梁結構的橋臺和橋墩。橋臺和基礎在地震作用下一般會有滑移產生,進而造成開裂、傾斜甚至折斷現象在橋臺和橋墩與基礎連接處出現。(4)地基土地震液化。地基砂土受到地震作用以后,可能會出現液化情況,進而降低地基承載力,導致地基沉降和滑移現象的出現,對地基造成一定的破壞。在橋梁結構中,地基是受力的基礎,一旦破壞了基礎,上部結構等同于缺少了支撐,進而會出現落梁現象。

2 路橋梁結構抗震設計原則分析

在我國公路橋梁施工中,國家出臺的《公路橋梁抗震設計細則》早已成為公路橋梁結構抗震設計的主要標準。其中,該細則規定設計采用二階段,即:A類橋梁采用彈性抗震設計方法,需要遵循中震不壞,大震可修原則;B類和C類橋梁采用延性抗震設計方法,切實遵循小震不壞,中震可修,大震不倒的原則。通過該細則能夠看出,公路橋梁結構抗震設計的要點一般為公路橋梁選址、結構和構件的強度和延性要求和結構的整體穩定性要求三個方面。

(1)公路橋梁選址。在設計公路橋梁結構以前,首先需要認真勘察施工現場地質條件,對施工位置進行合適的選擇。需要根據實際情況分別設計不一樣的設防等級及抗震設防裂度。

(2)結構與構件的強度和延性。當橋梁結構受到一定破壞時,大部分原因是強度的破壞,所以結構或構件需要滿足強度要求。這種情況下需要我們在設計過程中,根據相關要求計算受力情況,統計荷載數據,確保所選擇的構件具有足夠的強度。

(3)結構的整體穩定性。當地震破壞橋梁結構時,某些時候并非缺乏強度,主要是由于結構缺乏整體的穩定性,從而導致失穩破壞的出現。由于在結構設計過程中,要確保結構的整體穩定性良好。在布置結構時,確保在平面和立面中結構的剛度、質量和幾何尺寸能夠分布均勻,并且有效連接形成整體。在布置橋孔時盡量實現等跨布置。

3 公路橋梁結構抗震設計方法分析

公路橋梁結構抗震設計主要有時程分析法、反應譜法和靜力法三種方法。在施工過程中,需要結合實際情況選擇合適的橋梁結構設計方法。

(1)時程分析法。該方法主要是進行結構抗震分析時將有限元分析計算與計算機編程相結合。時程分析法在應用時首先需要將橋梁結構通過有限元軟件離散成多自由度和多節點的有限元計算模型,隨后將地震加速度時程導入其中,將結構的地震反應時程通過有限元軟件進行分析計算得出。(2)反應譜法。在我國目前在公路、鐵路及橋梁抗震設計中,反應譜法應用最為普遍。反應譜法首先需要認真分析橋梁結構自身的動力特性,隨后將應用譜曲線對于不同的主振型記錄下某一強震下的最大地震反應值,最后對不同主振型的最大地震反應值進行最不利組合,從而確定橋梁結構的最大地震反應值。在抗震設計過程中,反應譜法的應用能夠確保結構具有較高的安全儲備和安全的設計施工方案。(3)靜力法。靜力法設計一般不會對橋梁結構本身的動力特性影響進行考慮,認為橋梁結構地震破壞的唯一因素就是地震加速度。在設計過程中,只考慮構件組件的結構靜力分析,將其作為絕對剛性的物體。

4 公路橋梁的抗震設計

(1)橋梁緩沖裝置的設計 。在該裝置設計過程中,一般將工程橡膠或氯丁橡膠材料作為緩沖橡膠材料,其允許壓應力和硬度需要達到緩沖地震沖裊Φ囊求,隨后橋梁橡膠緩沖裝置的壓應力通過公式計算出來。另外,可以結合橋梁橡膠支座綜合設計橋梁垂直豎向緩沖。

(2)橋梁減、隔震設計。想要使橋梁抗震能力得到提高,需要對橋梁進行減震和隔震設計。該設計不但簡便先進,而且具有一定經濟性。減隔震支座的設計裝置能夠實現較少的結構能量消耗,另外使結構的振型周期得到增加,使地震時的震波頻率得到降低,建設方案的選取與自我復位能力進行有效結合,使相應的建造參數得到建立,從而使結構地震的反應程度得到有效降低,使橋梁建筑損失程度得到最大程度的減少。

5 結束語

總之,現如今仍無法準確預測地震災害,假如有地震災害發生,不但會有大量人員傷亡發生,而且造成一定的經濟損失,所以,需要在公路橋梁結構設計時將結構抗震設計切實做好。在設計橋梁結構抗震時要根據規范要求完成,防止發生地震時橋梁結構出現破壞坍塌。

參考文獻:

[1]莊泳浩,劉芳.公路橋梁結構的抗震設計要點分析[J].中國市政工程,2011(08):17-22.

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