前言:中文期刊網精心挑選了淺談建筑結構抗震設計范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
淺談建筑結構抗震設計范文1
【關鍵詞】建筑結構;抗震性能;建筑設計;建筑質量
中圖分類號:TU3文獻標識碼: A
在建筑設計中,抗震性設計必須落實其中,無論如何設計建筑物,在考慮美觀和實用的同時,抗震性不容忽視,它已經成為建筑物設計的有機組成部分。隨著我國社會的發展。建筑物的類型越來越多,建筑物的風格也是越來越豐富,其中高層建筑層出不窮,于是帶來的建筑抗震性能就顯得異常的重要了。在我國,特別是地震多發的地方,如何優化建筑設計的結構提高抗震性能已經成為確保建筑物質量和安全的重要指標。
一、影響建筑結構抗震設計的關鍵因素分析
(一)建筑場地的科學選擇,做到有取舍
對于建筑物來說,特別是高層建筑對建筑場地的選擇是非常重視的,不易于搞工程建設的場地切記搞工程建設,否則會嚴重的影響工程建設的進度和質量。對于建筑物的抗震性來說,對地基和場地的要求更是高,所以在建筑設計和施工中要避開對建筑抗震不利的地段,絕不在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。建筑場地的選擇有時候直接決定著建筑物的抗震性,對于不同地段的建筑物,當發生地震的時候其破壞性是不同的,抗震性好的地段自然破壞性較?。环粗^大。需要注意的是我們這里所說的不易建筑的場地或者說抗震性較差的地段主要是指軟弱場地土、易液化土、狀態明顯不均勻等地段。如果在建筑中遇到這樣的地段盡量不要搞工程建設,特別是高層建筑,但是如果實在規避不了就要在場地上采取相應的抗震措施,如采取加強地基和上部結構整體性和剛度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施等,確保地基的穩固。對于地震時可能導致滑移或地裂的場地,應采取相應的地基穩定措施。
(二)建筑結構體系的合理選擇,做好優劣之分
對于建筑物的抗震性來說其建筑設計非常的重要,針對建筑設計來說應該是多套方案,選擇最優方案,這樣才能精益求精,確保建筑質量和建筑安全。在建筑設計的過程中,必須綜合考慮,從安全性能和經濟價值等角度考慮,做好優化設計。在建筑設計的過程中,結構體系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能力。還應該明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。對于豎向構件的布置,應盡量使豎向構件在垂直重力荷載作用下的壓應力水平按近均勻;樓屋蓋梁系的布置,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;轉換結構的布置,應盡量做到使上部結構豎向構件傳來的垂直重力荷載通過轉換層一次至多二次轉換。與此同時,整體抗側力結構體系也必須明確,抗側力結構一般由框架、剪力墻、簡體、支撐等組成,它們宜盡量貫通連續,若它們沿豎向要有變化,則變化要緩慢均勻。
(三)突出建筑平面布置的規則性,做到精益求精
對于建筑物的抗震性來說,確保建筑平面布置的規則性也是一種非常重要的因素。對于出現不規則的情況,要采取空間結構計算模型;對凹凸不規則或樓板局部不連續肘,應采用符合樓板平面內的實際剛度變化的計算模型;對薄弱部位應乘以內力增大系數,應按規范有關規定進行彈塑性變形分析,并應對薄弱部位采取有效的抗震構造措施。
二、優化建筑物結構抗震設計的方法探究
(一)選擇適宜的建筑場地,減少地震能量輸入
為了最大限度的提升建筑物的抗震性能,那么在結構設計的過程中就必須采取有效的方法,減少地震能量的輸入。要想實現這樣的狀態,在建筑設計的時候必須突出位移的結構抗震設計,也就是說通過一定的方法實現定量和定性的分析,使得在發生地震的時候,建筑物的結構變形和扭曲程度在可以預設的范圍內,那么也就是在地震發生之后,建筑物的變形程度是變形能力可以接受的,即使發生地震也不用擔心建筑物的損害,它處于一種安全的范圍之內。在進行定量分析的時候,還要考慮到層間位移角限值或位移延性比,并且依據具體的情況來確定
構件的變形值。在建筑物的場地選擇上,特別是對于高層建筑來說,一定要選擇那些抗震性較好,地基較為堅固堅硬的場地,這樣就可以在地震發生的時候減少地震的損害和建筑的破壞程度。
(二)巧用現代技術,推廣使用隔震和消能減震設計
隨著社會的發展和科學技術的進步,在建筑設計的過程中,一些較為先進的技術和設備開始應用在建筑抗震設計上來,那么這就需要設計人員具備一定的與時俱進的思維,做到實事求是,與時俱進。就目前我國在建筑設計的過程中,在建筑物抗震結構的設計上采用的多數是“延性結構體系”,這種體系就是要采取既定的對策來提升建筑物控制結構的剛度,但容許結構構件在地震時進入非彈性狀態,并具有較大的延性,這樣就能在地震發生的時候消耗地震的能量,減少有地震而帶來的損害,及時建筑物經過地震之后遭到了嚴重的損害,比如出現了極大的裂痕,也不會出現建筑物倒塌的情況,確保建筑物“裂而不倒”。在建筑結構的設計中,為了改變建筑物的動力結構,緩解地震帶來的破壞,在建筑設計中還可以運用軟墊隔震、滑移隔震、擺動隔震和懸吊隔震等方法,提高建筑物的抗震能力。隨著社會的發展,特色建筑和高層建筑越來越多,它們對建筑物的抗震性有了更多更高的要求,地震控制體系具有傳統抗震體系所難以比擬的優越性,在將來的建筑設計和施工中必將會得到推廣和使用。
(三)精心選擇結構材料,減少建筑物的自重
建筑物抗震性的高低與建筑材料有一定的關系,所以在施工的過程中要嚴把質量關,對水泥、鋼筋、沙子等做好登記和檢查,一旦發現不合格的或者不符合標準的建筑材料要及時的更換,確保建筑材料的高質量。另外,在建筑物機構設計的過程中,還要做好結構材料的選擇,要及時的對材料參數隨機性的抗震模糊可靠度進行分析,如有發現問題就給與及時解決,切記不重視,走形式。以往,在建筑結構設計的因素考察中,更多的突出對抗震機構的考察停留在荷載的不確定性上,而對于其它相關的因素卻沒有給與相應的關注,比如材料的變異性,地震烈度的隨機性及烈度等級界限的隨機性等對建筑結構抗震性的作用與影響。另外,當下在建筑行業,各類特色的建筑和高層建筑越來越多,建筑物自身的重量也影響到了自身的抗震性能,從建筑理論的角度分析,建筑物應該采取有效方法減輕結構自重。不同的地基類型和堅硬程度其自身的承載能力是不同的,同樣的地基情況,如何減少建筑物結構的自重,那么就可以適當的增加建筑物的高度,就可以提升建筑物的抗震性能,因為建筑物的質量與地震效應成正比例關系,為此,減輕建筑物結構的自重確實可以在一定程度上提升建筑物的質量和抗震能力。
提升建筑物的抗震性能已經成為社會發展的必然要求,也是優化建筑物質量的題中之義。隨著科學技術的進步和發展,除了上述優化建筑物結構抗震設計的方法外,還可以采取設置多道抗震防線等方法來實現既定的抗震目的。至于如何優化建筑結構的抗震設計需要設計人員依據工程建設的需要和工程建設中出現的問題、綜合考慮地基、建筑物周圍環境等因素來綜合考慮。
【參考文獻】
淺談建筑結構抗震設計范文2
關鍵詞:高層建筑 抗震設計 應用
中圖分類號:[TU208.3]文獻標識碼:A 文章編號:
Abstract: in recent years, the development of construction industry in our country by leaps and bounds, tall buildings all over the line. In the high-rise building, the seismic design is a not allow to ignore the key task, therefore, this article mainly aseismic design of high-rise building are analyzed.
Keywords: high building aseismic design applications
隨著我國經濟的蓬勃發展,各地的高層建筑紛紛拔地而起,速度驚人。高層建筑結構的抗震設計一直以來就是建筑設計和施工的重點,要使工程建設真正能夠減輕甚至避免地震帶來的危害,把握好抗震設計是關鍵。因此,我們首先要對建筑地震進行必要的理論分析,然后進行抗震設計,從而來探索高層建筑的抗震設計理念和方法,以采取必要的抗震措施。
一、高層建筑結構抗震設計的理論和規范
我國《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:1、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。2、除1款外的建筑結構,宜采用振型分解反應譜方法。3、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。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時,結構處于彈性變形階段,建筑物處于正常使用狀態,一般不受損壞或不需修理仍然可繼續使用。因此,在設計時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,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時,結構屈服進入非彈性變形階段,建筑物可能會出現一定程度的破壞,但經一般的修理或不需修理仍可繼續使用。因此,設計時要求結構具有適當的延性能力(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時,結構雖然破壞較重,但結構的非彈性變形尚未使結構倒塌,不會發生危及生命的嚴重破壞,從而保障了人們的安全。因此,在設計時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。
二、高層建筑結構抗震設計應注意的問題
1、應重視建筑結構的規則性
結構的平面布置不規則、平面布局的剛度不均都會對抗震效果產生不利影響。因此,在高層建筑結構抗震設計中,不應采用嚴重不規則的設計方案。在高層建筑中抗震設計中,提倡平、立面布置規正、對稱、減少偏心,建筑的質量分布和剛度變化均勻。以往震害經歷表明,此種類型的建筑在地震時比較不容易受到破壞,容易估計出其地震反應,易于采取相應的抗震措施。
2、對地基的選擇
選擇堅硬的場地土建造高層建筑,可以明顯地減少地震能量輸入,從而減輕地震的破壞程度。高層建筑宜避開對抗震不利的地段,當條件不允許時應采取可靠措施,使建筑在地震時不致由于地基失穩而遭受破壞,或者產生過度下沉、傾斜。 為了保證高層建筑的穩定性,要求基礎要有一定的埋置深度。埋深基礎四周土壤的被動土壓力,能夠抵抗高層建筑承受水平載荷所產生的傾覆和滑移。天然地基基礎埋深為建筑高度的1/15,樁基基礎埋深為建筑高度的1/18。針對地下室分縫處,應有500以上空隙用砂回填夯實;若地下室一面為開口,應保證開口以下至少2米以上覆土。
3、抗側力結構和構件應設計成延性結構或構件
目前我國采用的傳統抗震結構體系是延性結構體系,即適當地控制結構的剛度,但容許結構構件在地震時進入非彈性狀態,并具有較大的延性,提高結構的耗能能力,以消耗地震能量,減輕地震作用,減小樓層地震剪力,使結構物裂而不倒。在施工時應采取軟墊隔震、滑移隔震、擺動隔震、懸吊隔震等措施,改變結構的動力特性,減輕結構的地震反應。
4、多道設防
多道設防,就是設有多道抗震防線,避免因部分結構的破壞而導致整個體系喪失抗震能力。一個好的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來協同工作。強烈的地震后往往伴隨多次余震,倘若只有一道設防,在首次受到破壞后再遭余震,建筑結構將會因損傷積累而導致倒塌??拐鸾Y構體系應有最大可能數量的內部、外部冗余度,并建立一系列分布的屈服區,主要的耗能構件應有較高的延性和適當剛度,以提高結構的抗震性能,盡量避免倒塌。
三、高層建筑結構抗震設計應用的體系
1、框架-剪力墻體系
框架-剪力墻體系不僅框架結構布置靈活,使用方便,又有較大的剛度和較好的抗震性能。在承受水平力時,框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協同工作的結構體系。在體系中框架主要承受垂直載荷,剪力墻主要承受水平剪力??蚣?剪力墻結構體系中剪力墻高寬比應大等于2,從而使其在地震作用下呈彎剪破壞,且塑性屈服盡量產生在墻體的底部。連梁宜在梁端塑性屈服,且有足夠的變形能力,在墻段充分發揮抗震作用前不失效。按照“強墻弱梁”的原則加強墻肢的承載力,避免墻肢的剪切破壞,提高其抗震能力。
2、剪力墻體系
剪力墻體系的結構剛度大、空間整體性好。在剪力墻結構體系中,單片剪力墻承受了全部的垂直載荷和水平力。剪力墻結構體系的剛度和強度都比較高,有一定的延性,傳力直接均勻,整體性好,抗倒塌能力強,是一種良好的結構體系,能建的高度大于框架或者框架-剪力墻結構體系。
四、總結
建筑結構抗震設計的好壞是建筑物能否取得良好抗震效果的前提,因此,在進行抗震設計時,要根據理論分析,選擇的結構布置和合理的材料運用,從多個方面慎重考慮,從而使高層建筑結構滿足人們的使用要求,能夠減輕甚至避免地震帶來的危害。
參考文獻
[1] 朱鏡清.結構抗震分析原理[M].地震出版社.2002.
淺談建筑結構抗震設計范文3
關鍵詞:工業建筑;民用建筑;抗震設計
地震災害是常的自然災害之一,不僅對建筑結構有嚴重影響,還對人類生命安全以及財產安全有重要影響,因此建筑結構的抗震設計工作勢在必行。在實際進行建筑結構設計時,一定要對抗震性進行考慮,對建筑結構的抗震性與穩定性進行有效增強。柔性抗震設計、剛性抗震設計以及局部抗震設計是現階段我國抗震設計主要采用的幾種類型,對其進行科學合理的利用對建筑結構抗震性能的增加有積極意義。
一、工業與民用建筑結構的抗震設計類型
1.柔性抗震設計
柔性抗震設計是一種新型抗震設計類型,現階段被廣泛應用于我國民用建筑與工業建筑結構中。在實際應用過程中主要應用于高層以及超高層建筑中。建筑結構施工場地的堅硬程度對柔性設計有直接影響,堅硬的土地才可以在最大程度上促進柔性抗震設計的作用真正發揮。因此在實際進行抗震設計以及建筑施工之前,必須對土地堅硬程度進行有效的調查與掌握,對建筑質量以及建筑抗震設計意義的發揮有保障作用。消能減震技術以及隔震層隔震技術是柔性抗震技術的重要組成部分,同時也是柔性抗震技術的基礎部分。相關建筑結構可通過對上述技術的有效應用減少地震對建筑結構帶來的作用力,對人們的生命安全以及財產安全進行有效保障。方向上的作用力也是地震對建筑結構帶來的一種危害,為對其進行有效防止,必須在抗震設計時對消能減震技術以及隔震層隔震技術進行充分利用,該種方式可在一定程度上減少地震對建筑結構的傷害。
柔性抗震設計可對建筑結構的安全性與穩定性進行有效提高,阻尼器結構是抗震設計中的重要組成部分,其中的阻尼的非線性滯變能耗效應對建筑安全性與穩定性的提高有重要作用,同時可將地震對建筑結構的損害有效降低到最小。柔性抗震設計對建筑類型沒有過多要求,因此任何結構的建筑類型都可對柔性抗震設計進行充分利用,不僅可以有效較少整體荷載能力對建筑結構產生的影響,還可以對水平方向上的作用力進行有效提升。柔性抗震設計一直在不斷的進步與發展,但在實際運行過程中還是存在一系列問題,需要我們長時間的探索與努力。柔性抗震設計與建筑結構有效結合還需要長時間的考驗,同時也是一項科學實驗,對人類的生產與生活有重要影響。
2.剛性抗震設計
剛性抗震設計也是一種抗震結構設計類型,現階段在我國建筑結構設計中用用較為普遍,同時剛性抗震設計也是傳統的抗震設計類型之一,可對建筑結構強度以及塑化能力進行有效提升,最終達到實現提高建筑結構抗震性能的目標。建筑結構的抗變形能力、抗地震破壞能力以及抗倒塌能力都對整體建筑的抗震性能有直接影響,在實際進行設計與建筑工作時利用科學的手段以及先進的技術對上述因素進行有效提升即可對相關建筑的整體質量進行保障,同時也是對人民生命財產安全的一種保障?;炷量拐鸾Y構設計是剛性抗震設計的重要組成部分,為對整體建筑抗震性能進行有效提升,首先應對混凝土抗震結構設計的抗震性能進行提升。提高混凝土標號和增加結構配筋量即可對混凝土抗震結構設計進行有效提升,因此在實際施工過程中用將上述因素進行充分結合,對建筑結構的質量以及安全性進行最大限度的提升。
3.局部抗震設計
對建筑結構最容易出現損壞的位置進行實驗與設計就是指局部抗震設計。后砌墻結構與樓板結構是工業與民用建筑較為容易受到損害的位置之一,因此在實際進行相關建筑與設計時一定要對上述位置進行重點注意,該種方式不僅可以有效減少工作量,還對建筑結構整體質量以及抗震能力的提升有重要作用。
局部抗震設計在建筑結構的應用過程對建筑結構的建設場地也有著相應的要求,局部抗震設計在工業與民用建筑結構設計中的應用要求健身代為必須盡量選擇避免軟弱粘土區、采空區以及非巖質陡坡區等地區,以便降低建筑結構在面臨地震災害時遇到的災害影響。
二、工業與民用建筑結構抗震設計過程中應該采取的優化措施
(1)科學合理的選擇抗震類型。當前階段我國工業與民用建筑結構包含多種不同的類型,例如混凝土結構建筑、磚混結構建筑以及鋼結構建筑等等,設計單位在工業與民用建筑結構的設計過程中應該充分的考量建筑結構的不同類型,根據不同建筑結構類型抗震性能上存在的差異性科學合理的選擇抗震類型
(2)加強建筑施工場地的優化選擇。設計單位在工業與民用建筑結構場地的選擇過程中還應該加強建筑施工場地的優化選擇,盡量選擇能夠降低或者消除地震影響的地理位置,減少地震災害來臨過程中對于建筑結構造成的不利影響,避免因為地理位置選擇不對造成的地震影響更加劇烈的現象。
參考文獻:
淺談建筑結構抗震設計范文4
關鍵詞:高層建筑 抗震 防風 設計
1高層建筑結構設計的特點
1.1軸向變形不容忽視
高層建筑中,豎向載荷很大,能在柱中引起較大的軸向變形,對連續梁彎矩產生影響,造成連續梁中間支座處的負彎矩減小,跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大;此外還會對預測構件的下料長度產生影響,要求根據軸向變形計算值,對下料長度進行調整;另外對構件剪力和側移產生影響,與考慮構件豎向變形比較,會得出偏于不安全的結果。
1.2結構延性是重要設計指標
相對于底層建筑而言,高層建筑的結構更柔和一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構造上采取恰當的措施,來保證結構具有足夠的延性。
1.3水平荷載成為決定因素
一方面,因為高層建筑樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值,僅與建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩以及由此在豎構件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對某一定高度樓房來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度變化。
2高層建筑結構抗震設計
2.1重視建筑結構的規則性
合理的建筑布置在抗震設計中是最重要的,提倡平立面簡單對稱,以往的震害表明,這種類型的建筑不容易在地震災害中受損。規則建筑主要體現在建筑物的平面和里面的形狀簡單;抗側力體系的剛度承載力上下變化連續、均勻;平面布置基本對稱。
2.2抗震設計的原則
2.2.1剛柔并濟
在進行建筑物的抗震設計中,不應該一味追求提高結構的抗力,需要根據初定的尺寸和混凝土等級算出結構的剛度,再由結構剛度算出地震力,然后計算配筋。如果結構剛度太大,地震作用效應就很大,為低于地震而需要配更多的鋼筋。這樣的大結構剛度的建筑物在地震中反而會導致局部受損。而太柔的結構雖然有較好的延展性,但是容易造成變形而無法使用。要想達到剛柔并濟的效果,既能滿足變形要求,又能減少地震力。
2.2.2多道設防原則
一個完整的抗震體系,應是由若干個延生較好的分體系組成,并由延生較好的結構構件鏈接起來協同工作,比如框架-剪力體系是由延性框架和抗震墻兩個分體系組成。這樣在地震中,如果一道防線破壞了,還有其他支撐。
2.2.3抗側力結構和構件應設計成延性結構或構件
只有在結構是延性結構時,由于塑性變形可以消耗地震能量,結構變形加大,但結構承受的地震作用不會直線上升,也就是說結構是用它的變形能力在抵抗地震作用。延性結構的構件設計應遵守“強柱弱梁,強剪弱彎,強節點弱桿件,強底層弱柱”的原則,承受豎向荷載的主要構件不應該作為主要耗能構件。
2.3高層建筑結構的抗震設計方法
2.3.1不同的建筑高度選擇不同的設計方法
根據我國《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有以下規定:高度不超過40米,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。除此之外的建筑結構,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。
2.3.2推廣使用隔震和消能減震的設計方法
目前,建筑業普遍采用的傳統抗震結構體系是“延性結構體系”,即適當控制結構物的剛度,但容許結構構件在地震時進入非彈性狀態,并具有較大的延性,以消耗地震能量,減輕地震反應,使建筑物“裂而不倒”。采取軟墊隔震、滑移隔震、擺動隔震、懸吊隔震等措施,改變結構的動力特性,減少地震能量輸入,減輕結構地震反應,是一種很有發展前景的防震措施。
3高層建筑的防風設計
風力隨時間波動,但是對于許多建筑來說其動態作用很小,風荷載可以用正常動態方法處理,對于細長的建筑來說,動態作用顯著。量化風荷載最重要的參數就是風速,對于設計最基本的就是最大風速,用來預測結構的設計壽命。影響防風設計的因素有:
3.1地理位置
在某些區域統計風速比其他地方大,很多地區,現在有大量的統計數據可用,基本風速通常以等值線的形式公布出來,等值線就是繪制在地圖上的相等的基本風速線。
3.2物理位置
如果高層建筑物所處在暴露地點,風一陣陣吹得速度會更高,如在沿海比在內陸地區的城市中心,因為不同的表面粗糙度降低了平面上的風速,粗糙系數考慮到了這種變化,它與地形的粗糙度以及高于地面的高度有關。
3.3建筑結構尺寸
建筑物的高度與防風有緊密關系,因為隨著離地平面高度的增加,風速增加。平均風速由參考風速決定,參考風速是建筑高度、地面粗糙度和地形的因式,風壓與平均風速的平方成正比。
4選擇合理的結構,處理好建筑與結構的關系
4.1選擇的結構應滿足建筑功能要求,做到經濟合理,便于施工。建筑物的開間、進深、層高、層數等平面關系和體型除滿足使用要求外,還應盡量減少種類,盡可能統一柱網的布置和層高,重復使用標準層。
4.2高層建筑控制位移是首要關鍵,除應從平面體型和立面變化等方面考慮提高結構的總體剛度以減少結構的位移。在結構布置時,應加強結構的整體性及剛度,加強構件的連接,使結構各部分以最有效的方式共同作用;加強基礎的整體性,以減少由于基礎平移或扭轉對結構的側移影響,同時應注意加強結構的薄弱部位和應力復雜部位的強度。
參考文獻:
[1]班奇志.淺談高層建筑結構概念設計及高層建筑結構體系[J].沿海企業與科技,2009,(02).
淺談建筑結構抗震設計范文5
關鍵詞:建筑工程結構設計;抗震設計;鋼筋混凝土結構
馬斯洛的需求理論表示,人的最基本需求即安全需求,房屋建筑也不例外。建筑工程本來是為人類的生存發展服務,因此其必須滿足人類最基本的安全需求。為了盡可能地滿足人們的安全需求,必須通過合理的地基選擇、科學的建筑設計以及堅實的質量保證來做好建筑工程的抗震工作,進而保護使用者的人力財力安全。
1建筑結構設計過程中抗震設計的內涵以及目標
建筑結構設計過程中抗震設計即在建筑工程結構設計的時候充分考慮地震可能帶來的損失,針對當地的地震發生概率以及最高等級設計房屋建筑的結構,選擇設計合理的抗壓能力。建筑結構中的抗震設計主要是以目前已經趨于成熟的建筑結構抗震理論與房屋設計標準為基本理念,吸取相關地震災害中的建筑物破損情況的教訓并且結合設計師在長期從事設計工作中已經積累的經驗與前輩設計師的經驗進行房屋結構設計。建筑結構設計過程中抗震設計的目標包含兩層:第一層是滿足相應部門的要求,即委托方與投資方會對建筑結構抗震性能有一定的要求,因此建筑結構設計師應該努力使建筑的外形、結構、質量以及樣式滿足其要求的參數;第二層目標即抗震設計的深層、本質目標。建筑結構設計是為了提高建筑質量,為消費者提供更好的建筑作品,因此建筑結構設計過程中抗震設計的深層目標也是為了提高建筑物的整體性能,提高其安全性與穩定性。為了達到這一目標,建筑設計師在具體設計時要根據建筑工程所在地的地質情況具體問題具體分析,不僅關注靜態的地質情況,也要將地震運動導致的地質變動情況充分考慮在內,最大程度上提高房屋建筑在極端情況下的正常使用程度,延長其使用壽命。
2抗震設計的關鍵要素
2.1選擇合適的施工地址
建筑結構設計的基礎是選擇合適的施工地址,施工地址的地層情況、土壤含量、自然環境因素以及周圍人為環境因素都可能會影響整個建筑工程結構設計的合理性和效用性,因此在建筑結構抗震水平設計中,最關鍵最核心的要素就是合適的施工地質。截至目前,我國已經出臺了相應的法律條文———《中華人民共和國減災抗震法》,該條文要求各地在進行建筑工程建設的時候要根據當地情況進行嚴格的安全等級評估,分析其發生地震災害的可能性以及地震災害可能的等級指標,有的放矢地進行防護。該條例中根據地震災害可能帶來的損失標準將建筑地址安全性能等級明文規定為四類,即甲類、乙類、丙類和丁類。四類標準的安全系數要求逐級下降,甲類是可以預防大型地震災害的建筑地址類型,乙類則是指可能會受到損失但是能夠及時恢復的建筑地址種類;丙類是指日常普通類型的建筑地址種類,也是目前建筑設計中最常見的一種;丁類則是抗震級別低于正常建筑標準的,主要用于建設臨時性建筑或者是安全等級較高地區的臨時性建筑。因此,在選擇建筑地址的時候要根據以上標準,同時結合建筑使用目的以及其他具體情況選擇合適的地址。
2.2科學合理的設計
地震是常見的、不可抗力且具有較強破壞性的自然災害,雖然地震的發生不可避免,但是地震發生時的損失情況卻是人為可控的。通過分析近百年的地震災害給建筑實施帶來的破損數據我們可以發現,同樣級別的地震對于不同建筑結構設計的破壞程度是各不相同的。根據此數據,我們可以認為科學合理的設計結構能夠有效地降低地震災害帶來的損害,從而減少對于使用者生命財產的危害,因此科學合理的建筑結構設計是影響建筑結構設計抗震性能的第二關鍵要素。我國建筑行業最常用建筑結構設計包括具有較高柔韌性的“鋼筋混凝土結構”、單純的“鋼結構”、二者優勢互補形成的”鋼混結構“以及硬度較高但是柔韌度不足的“砌體結構”四種類型。
2.3可靠的建筑質量
地震是發生頻率較低但是具有極強破壞的、超出人力控制范圍的自然災害。鑒于其巨大的破壞力,建筑結構設計過程中必須將其考慮在內,并且根據地震可能的等級采取不同的設計策略。無論采取何種設計策略都不可能離開可靠的建筑質量,因此我們可以將可靠的建筑質量視作抗震設計的關鍵要素之一。確??煽康慕ㄖ|量,首先要保證建筑材料的可靠,即采購建筑材料的時候要進行嚴格的質量把關,避免混入殘次產品或者不合格產品,影響整個建筑工程的總體水平;其次,可靠的建筑質量需要扎實的理論支持,在建筑結構設計中要以相關設計原則作為理論支撐,盡可能地提高抗震設計的合理性和科學性;最后,可靠的建筑質量需要專業的建筑人才來保證,建筑工程是一項門檻較低的行業,但是抗震結構設計與實施卻具有一定的操作難度,因此抗震結構設計部分必須交由專門的人員進行。
3建筑結構設計過程中抗震設計的主要流程
上文中我們已經初步探討了影響建筑結構設計過程中抗震設計的關鍵要素,自然建筑結構設計過程中抗震設計的主要流程也將主要圍繞以上幾點展開。
3.1因地制宜,選擇合適的建筑場地
選擇合適的建筑場地對于建筑結構的抗震設計工作具有舉足輕重的作用,選擇適當的建筑場地能夠有效地減少整個建筑工程的施工作業量。首先,在選擇建筑場地的時候應該選擇較為平坦的場地,平坦的場地不僅能夠減小地震災害發生時的衍生損失,更有助于具體的施工操作;此次,應該選擇視野開闊的地段作為場地,視野開闊的場地既能夠幫助建筑工程的開展,其開闊性又有助于建筑工程抗震效能的提高;第三,要選擇硬度密度始終的場地作為建筑基地,密度的均勻性能夠降低地震災害的破壞性、硬度的均勻則能夠有效提升建筑結構的側壓力,從而避免出現建筑開裂的現象;第四,切忌將建筑場地選在地震斷裂帶上,地震斷裂帶是地震災害高發頻發的范圍。將建筑基地置于明顯的斷裂帶上必須極力提高建筑物的抗震能力,同時也得做好相應的防范措施,以上措施都會造成資源的不必要浪費。最后,建筑場地的建筑基地要避免選擇建在軟土區域,將軟土區域作為建筑基地容易出現建筑過程中的塌陷,同時軟土區域的抗震設計難以發揮應有的效用。
3.2提升建筑工程的布局設置合理性
建筑工程的布局設置工作主要包括建筑結構平面設計、建筑工程空間設置以及建筑工程立體設計,在建筑工程的布局設置工作貫徹抗震意識,提高整體結構設計的科學合理性能夠有效提高整體建筑的抗震水平。在具體操作中,應該堅守結構設計平衡性的原則,同時也要注意保證建筑結構設計的簡單合理性、整體性、穩定性,此外結構設計務必以科學的數據作為基礎。
3.3做好建筑結構的參數計算工作
建筑結構的抗震設計是一項科學性與藝術性并重的工作,在建筑結構抗震設計中相關人員要進行充分的參數計算。首先,要根據相應的材料參數計算出建筑結構的實際承載能力。其次根據模擬地震災害結構設計計算出地震沖擊力可能帶來的損失,并根據這一參數制定相應的應急系統設計。最后,要根據綜合的參數分析努力做到既保證數據設計合理性又保持應有的抗震能力。
4小結
綜上所述,建筑工程中的抗震設計對于提高建筑結構穩定性、安全性具有重要的作用,對于促進建筑行業的良性發展具有深刻的影響,因此抗震設計的合理性十分關鍵。但是我國幅員遼闊,各地的地質情況、環境因素都各有不同,故而并沒有形成統一的抗震設計的標準以及理論,這就需要相關學者在這一方面做出更多的研究。
參考文獻
[1].探究建筑工程結構設計中的抗震設計[J].建筑工程技術與設計,2015(15):465.
[2]趙監政.淺析建筑工程結構設計中的抗震設計[J].建筑工程技術與設計,2015(15):505.
淺談建筑結構抗震設計范文6
關鍵詞:鋼筋混凝土結構;抗震;設計;
前言:在我國正處于大力發展的時期,各種高層建筑拔地而起,所以在建筑結構設計時抗震概念設計是非常重要的,
一、地震容易損害的建筑結構具置。
1.1結構層間強度明顯薄弱的樓層
從鋼筋混凝土建筑整體設計中來看加果鋼筋混凝土的結構不夠牢固就會使結構層間的強度明顯薄弱。當地震來臨的時候,最先遭受破壞的就是這個位置。此層間的彈塑性會急劇變化使應力集中,最終導致建筑物的倒塌。
1.2節點處以及柱端的連接處
通常情況下建筑物的框架結構中,梁如果比柱子要輕沛主子的底部要比頂部機構輕柱子的旁邊就很容易受到破壞。地震所帶來的破壞往往是在柱子的頂端位置使其彎曲變形。破壞情況較輕的時候柱子會傾斜、彎曲折斷;嚴重的時候會使混凝土壓壞,內部主筋外露,甚至是脫節。
1.3填充墻的破壞
通常情況下鋼筋混凝土建筑的填充墻抗變形能力、剛硬度都十分良好擔是在地震災害來臨時候填充墻是首先遭到破壞的位置。在地震災害等級上升到8級時候會使填充墻位置受到進一步破壞墻面裂縫不斷加大嚴重后果部分甚至會倒塌。填充墻結構一般都是上部分較輕。下部分較重座心砌體墻受到破壞的程度輕于實心砌體墻并且砌體墻受破壞程度普遍比磚墻嚴重。
二、鋼筋混凝土結構抗震設計原則
為了使用高層建筑有足夠的抗震能力,達到小震不壞,中震可修,大震不倒的要求,應考慮下述的抗震設計基本原則。
(1)合理選擇結構體系。對于鋼筋混凝土結構,一般來說純框架結構抗震能力較差,框架-剪力墻結構性能較好,剪力墻結構和筒體結構具有良好的空間整體性,剛度也較大,歷次地震中震害都較小。
(2)平面布置力求簡單、規則、對稱,避免應力集中的凹角和狹長的縮頸部位,避免在凹角和端部設置樓電梯間;避免樓電梯間偏置,以免產生扭轉的影響。
(3)豎向體型盡量避免外挑,內收也不宜過多、過急、力求剛度均勻漸變,避免產生變形集中。
(4)結構的承載力、變形能力和剛度要均勻連續分布,適應結構的地震反應要求。某一部位過強、過剛也會使其他樓層形成相對薄弱環節而導致破壞。頂層、中間樓層取消部分墻柱形成大空間層后,要調整剛度并采取構造加強措施。底層部分剪力墻變為框支柱或取消部分柱子后,比上層剛度消弱更為不利,應專門考慮抗震措施。不僅主體結構,而且非結構墻體(特別是磚砌體填充墻)的不規則、不連續布置也可能引起剛度的突變。
(5)高層建筑突出屋面的塔樓必須具有足夠的承載力和延性,以承受高振型產生的鞭梢效應影響。必要時可以采用鋼結構或型鋼混凝土結構。
(6)在設計上的構造上實現多道設防。如框架結構采用強弱梁設計,梁屈服后柱仍能保持穩定,框架-剪力墻結構設計成連梁首先屈服,然后是墻肢,框架作為第三道防線,剪力墻結構通過構造措施保證連梁先屈服,并通過空間整體性形成高次超靜定等。
(7)合理設置防震縫。一般情況下宜采取高速平面形狀與尺寸,加強構造措施,設置后澆帶等方法盡量不設縫、少設縫。必須設縫時必須保證有足夠的寬度。
(8)節點的承載力和剛度要與構件的承載力與剛度相適應。節點的承載力應大于構件的承載力。要從構造上采取措施防止反復荷載作用下承載力和剛度過早退化。裝配式框架和大板結構必須加強節點的連接結構。
(9)保證結構有足夠剛度,限制頂點和層間位移。在小震時,應防止過大位移使結構開烈、影響正常使用、中震時,應保證結構不到于嚴重破壞,可以修復;在強震下,結構不應發生倒塌,也不能因為位移過大而使主體結構失去穩定或基礎轉動過大而傾覆。
(10)構件設計應采取有效措施防止脆性破壞,保證構件有足夠的延性。脆性破壞指剪切、錨固和壓碎等突然而無事先警告的破壞形式。設計時應保證抗剪承載力大于抗彎承載力,按“強剪弱彎”的方針進行配筋。為提高構件的抗剪和抗壓能力,加強約束箍筋是有效措施。
(11)保證地基基礎的承載力、剛度和有足夠的抗滑移、抗轉動能力,使整個高層建筑成為一個穩定的體系,防止產生過大的差異沉降和傾覆。
(12)減輕結構自重,最大限度的降低地震的作用
三、抗震設計的方法。
3.1基于承載力設計方法
基于承載力設計方法又可分為靜力法和反應譜法。靜力法產生于二十世紀初期,是最早的結構抗震設計方法。用現在的結構抗震知識來考察,靜力法沒有考慮結構的動力效應,即認為結構在地震作用下,隨地基作整體水平剛體移動,其運動加速度等于地面運動加速度,由此產生的水平慣性力,即建筑物重量與地震系數的乘積,并沿建筑高度均勻分布。根據結構動力學的觀點,地震作用下結構的動力效應,即結構上質點的地震反應加速度不同于地面運動加速度,是與結構自振周期和阻尼比有關。以地震加速度反應為豎坐標,以體系的自振周期為橫坐標,所得到的關系曲線稱為地震加速度反應譜,以此來計算地震作用引起的結構上的水平慣性力更為合理,這即是反應譜法。對于多自由度體系,可以采用振型分解組合方法來確定地震作用。
3.2基于損傷和能量的設計方法
對結構在地震作用下非彈性變形以及由此引起的結構損傷是結構抗震研究的一個重要方面。從能量觀點來看,結構能否抵御地震作用而不產生破壞,主要在于結構能否以某種形式耗散地震輸入到結構中的能量。地震作用對體系輸入的能量由彈性變形能EE、塑性變形能EP和滯回耗能EH三部分組成。地震結束后,質點的速度為0,體系彈性變形恢復,故動能EK和彈性應變能EE等于零,地震對體系的輸入能量EEQ最終由體系的阻尼、體系的塑性變形和滯回耗能所耗散。因此,從能量觀點來看,只要結構的阻尼耗能與體系的塑性變形耗能和滯回耗能能力大于地震輸入能量,結構即可有效抵抗地震作用,不產生倒塌。
3.3能力設計方法
能力設計方法的核心是:
(1) 引導框架結構或框架-剪力墻(核心筒)結構在地震作用下形成梁鉸機構,即控制塑性變形能力大的梁端先于柱出現塑性鉸,即所謂“強柱弱梁”;
(2) 避免構件(梁、柱、墻)剪力較大的部位在梁端達到塑性變形能力極限之前發生非延性破壞,即控制脆性破壞形式的發生,即所謂“強剪弱彎”;
(3) 通過各類構造措施保證將出現較大塑性變形的部位確實具有所需要的非彈性變形能力。
結語:
高層建筑結構強調概念設計的重要,主要因為現行的結構設計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性,計算機結果的高精度特點,往往給結構設計人員帶來對結構工作性能的誤解,對電算計算結果不加以分析、判斷,完全按照計算結果進行設計。但僅此是不能滿足結構安全性、可靠性的要求,不能達到預期的設計目標的。必須重視概念設計。從某種意義上講,概念設計甚至比分析計算更為重要。
參考文獻:
[1]方鄂華.高層建筑鋼筋混凝土結構概念設計[M].北京: 機械工業出版社,2004.