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抗震結構設計論文范文1
關鍵詞:抗震設計 ;基于性能 ;地震設防水準 ;設計方法 ;位移影響系數法 ;能力譜法 ;直接位移設計法
中圖分類號:TU973+.31文獻標識碼: A 文章編號:
一、基于性能的抗震設計的產生
20世紀初期,日本的森房吉教授(1868—1923)在對當時的地震災害和理論認識進行研究之后,提出了最早的結構抗震設計方法。在之后的一百年間,隨著科學技術的不斷發展,人們對地震的反映特征和發展特征的研究和把握不斷深入,結構抗震設計理論及方法也在不斷進步當中。
目前 “大震不倒,中震可修,小震不壞”,作為抗震結構設計指導思想被國際普遍認可。至此,抗震結構設計可以說已經取得了顯著的進步,此類建筑在地震中也表現出較好的抗震性能。但是,目前的三個水準的設計理念主要是以保護人類生命安全為目的,對于地震造成的其他破壞不能很好地進行控制。尤其是現代社會的高速發展使得大量人群、財富和資源可能集中在某一區域,如大城市中。在這些區域一旦發生地震,將會造成巨大的經濟損失,對生還者的心里造成嚴重打擊,也是十分不利于震后重建工作的開展。因此,要求人們在進行抗震設計時不僅防止地震對生命安全造成傷害,也要盡可能減少房屋倒塌對其他方面造成破壞?;谝陨峡紤],在1994年美國洛杉磯大地震和1995年日本阪神大地震之后,基于性能的抗震結構設計被廣泛研究推廣,并被認為是未來抗震結構設計的主要指導思想。
這項設計最早出現在橋梁抗震設計中,用量化的抗震指標來控制抗震性能,從而改進傳統的設計理念。1995年,這一理念被美國放眼21世紀委員會提出了之后,便得到了美國政府的大力支持,日本、新西蘭、澳大利亞、英國、智利等國家也先后投入研究。
二、基于性能抗震設計的特點
通過與現行抗震設計理念的對比,可得到基于性能抗震設計理念的特點。
1.采用多級設防。與現階段“大震不倒、中震可修、小震不壞”的三階段設防目標
相比,基于性能的抗震設計注重多級防護,注意保護建筑的內部設施與非結構件,從而達到了在地震發生時既保護業主安全又減輕了業主和社會的經濟損失。
2.投資準則效益。投資準則效益反映了抗震設計思想的重要轉變,是基于性能抗震設計的一個基本原則。即從只注重安全變為同時注重安全、經濟等多個方面。根據這一準則,結構設計按照結構性能的要求,考慮到所擁有的所有資源,在安全和經濟之間找到平衡、合理的切入點,得到優化的最佳方案。
三.設防水平
1.地震設防水平。地震設防水平是指在未來可能作用于建筑結構的地震強度大小。由于地震設防水平直接決定了建筑物的抗震能力,所以它在基于性能的抗震設計的理論中占有重要的位置,應充分考慮到已優化的經驗基礎,并根據地震參數具體確定。
2.結構性能水平。結構性能水平是在預期地震等級的作用下對建筑物破壞的最大程度。由于基于性能的抗震設計是考慮到結構構件、內部設施、非結構構件、裝修等多種因素,因此除了應該對對建筑主體結構帶來的損失有控制力外,還要充分考慮到對非主體的損壞的控制。所以說,能兼顧主體與非主體結構破壞程度的結構性能水準才是科學的、合理的。
四、基于性能抗震設計的方法
目前基于性能的抗震設計方法主要有:位移影響系數、直接位移、能力譜設計等方法。
1.位移影響系數法。該方法基于結構性能設計,即通過分析預先得到位移的最大期望值,然后利用模態、等效的方法進行確定,從而修正此系數。但是此方法目前也存在著一些問題,比如無法具體地體現出抗震水準與具體結構、樓層的損壞情況。
2.直接位移設計法。本方法適用于結構性能設計,即根據地震等級預期計算位移,使結構達到預期位移。本方法最大的特點是概念簡單,但是只能從建筑材料的極限變化確定相應數值,不能考慮到預期之外的地震效應。
3.能力譜法。能力譜法是將地震反應譜與能力譜曲線轉化成需求譜,從而評判該建筑的抗震性能。本方法側重于對結構的實際性能進行評估與檢驗。另外,能力譜法只適用于分布比較均勻且平面結構可化簡的結構。
總結:
基于性能的抗震設計是一個涵蓋范圍很廣的體系,與現行抗震設計相比,它具有以下優點:
基于性能的抗震設計目標多而且具體,具有更強的可操作性與適應性,也具有更
大的實際作用意義。
基于性能的抗震設計提供給了設計者更大的靈活性。在符合相關規定與要求的前
提下,設計者可自行選擇能實現業主抗震目標的設計方案與相對應的結構措施,充分發揮了設計者的創造性與創新性。
基于性能的抗震設計將之前單一的以保障業主生命安全的抗震目標轉變為在不同
的地震風險等級下滿足不同的抗震需求,并綜合了經濟、安全等多方面因素,充分考慮到了投資、震后損失、災后重建、社會效益與業主的承受能力等多方面因素,更符合當今社會的需求。
基于性能的抗震建筑結構設計思路已經成為了未來抗震設計的主要發展思想,,得到了國際社會的廣泛認可。特別是美日兩國,在這一方面進行了大量的研究,并得到了一定成果。我國在這個項目的研究上起步較晚,但是為達到與國際社會同步,我國與國際社會上在這方面取得先進成果的專家多次進行學術交流,中國許多高校目前也已經開展了此項研究,從而發展出適合我國國情的基于性能的抗震設計方法。
參考文獻:
歐進萍,何政,吳斌,邱法維;鋼筋混凝土結構基于地震損傷性能的設計[J];地震工程與工程振動;1999年01期
孫俊,劉錚,劉永芳;工程結構基于性能的抗震設計方法研究[J];四川建筑科學研究;2005年03期小谷俊介,葉列平;日本基于性能結構抗震設計方法的發展[J];建筑結構;2000年06期
韓小雷;鄭宜;季靜;黃藝燕;;美國基于性能的高層建筑結構抗震設計規范[J];地震工程與工程振動;2008年01期
抗震結構設計論文范文2
關鍵詞:高層建筑;結構設計;抗震概念;應用
防震設計是高層建筑結構設計必不可少的一部分,并且地震是一種無法消除的自然災害。因此,高層建筑結構設計人員應采取科學、合理的措施來降低地震對高層建筑物的危害系數,以提高高層建筑物的穩定性,從而保證人們的生命和財產安全,這同時也是我國高層建筑物結構設計工藝不斷優化的必然結果。
1高層建筑結構設計中抗震概念概述
地震的發生是無規律的,因此做好高層建筑物的防震設計是十分必要的。實踐證明,只有利用科學、合理的設計措施,整體布局高層建筑的結構細節,才能降低地震對于高層建筑物的危害。一般抗震設計是從抗震值和抗震措施兩個方面進行的,其過程是:地震情況統計、數據分析、提出概念??拐鸶拍钤O計的主要內容就是保證高層建筑整體的穩固性和細節結構的抗震性。簡單地說,抗震概念設計就是基于工程抗震的基本理論和實際的抗震經驗總結出的工程抗震概念,是決定建筑物抗震能力的基礎??拐鸶拍钤O計中包含空間作用、非線性性質、材料時效、阻尼變化等多種不確定的因素??拐鸶拍钤O計的原則是建筑結構設計簡單性、剛度適宜性、勻稱性、整體性。例如在一些地震頻發的地區設計高層建筑時,應該考慮都高層建筑上下部分結構性質不同的問題。
2高層建筑架構設計中抗震概念設計的應用策略
2.1合理的場地
高層建筑物的建設地點也是保障建筑工程施工質量的關鍵因素。選擇合理的建筑施工場地,不僅可以減少企業的投入成本,還能提高建筑物的穩固性。因此,施工人員可以利用現代先進科技設施來選擇理想的地段。場地的選擇應當避開地震危險地段,如地震時會發生崩塌、地裂以及在高強度地震下容易發生地表錯位的場地。一般地震危險地段包括斷層區、坡度陡峭的山區、存在液化和夾層的坡地以及大面積采空的地區。如發生嚴重地震的四川北川地區,其區域特點是縣境內地形切割強烈,地形起伏大,相對高差超過1000m,溝谷谷坡一般大于25°,部分達40°~50°,甚至陡立。并且地貌類型以侵蝕構造山地、侵蝕溶蝕山地為主。另外在縣境內還存在一條斷裂帶。這也就是北川地區成為汶川地震重災區的原因,該地區的地震宏觀烈度達到了Ⅺ度。因此,建設高層建筑的重點就是選擇地勢開闊、平坦以及中硬場地土。如我國中部平原地區,其地勢平坦,并且屬于地震低發區。當然,如果無法避免區域限制,那么也可以選擇抗震性比較好的地區,如避免存在孤立山包的區域以及表面覆蓋層厚度較小的區域。總之,因地制宜,選擇合適的高層建筑建筑建設場地是保證高層建筑物穩定性的最佳途徑。
2.2合理布局建筑平面
建筑物的房屋布置和結構布置都是影響高層建筑物穩定性的重要因素。依據抗震的概念,合理布局能夠有效提高高層建筑物的抗震能力,延長建筑的使用年限。一般施工人員都會根據地震系數選擇適當的建筑物高度和寬度,使高層建筑的抗震能力達到最大值。建筑平面的布置可以從四個方面考慮:一是布置平面時,應當遵循簡單、對稱的結構特點,以減少偏心;二是應當保證質量和剛度變化均勻,避免樓層錯層問題;三是盡量設計合理的平面長度,且建筑物突出的長度也應該符合相關標準;四是盡量避免采用角部重疊的平面圖形以及細腰形平面圖形。如早前發生在墨西哥的地震,相關人員在地震發生后對房屋的結構進行了分析。據數據表明,建筑物剛度明顯不對稱會增加15%的地震破壞率,拐角形建筑會增加42%的地震破壞率,因此,高層建筑施工人員應該科學合理的設置建筑平面。此外,現澆鋼筋混凝土高層建筑適用高度的確定需要考慮地區的地震烈度,如高層建筑的抗震墻在烈度系數達到6的地區,其最高適宜高度為130米;在烈度系數為7的地區,最高適宜高度為120米??傊?,合理的高層建筑物平面布局是保證高層建筑抗震能力的關鍵。
2.3合理的結構設計
高層建筑的結構設計不僅要滿足抗震要求,還要滿足經濟、功能齊全、施工技術等要求。在設計高層建筑結構時要考慮實際的場地環境和建筑物本身的建設標準。另外,結構的設計還應該滿足對稱性??傊?,對于高層建筑的結構設計應該從各個方面綜合考慮。首先,高層建筑結構的設計需要考慮多種影響因素,除材料、施工、地基、防烈度等因素外,還要考慮經濟因素,之后才能確定建筑物結構類型。有利于防震的建筑平面設計包括方形、圓形、矩形、正六邊形、正八邊形等,不利于防震的建筑平面設計包括多塔形、錯層、樓板開口等。次外,如果建設的高層建筑屬于純框架高層建筑,那么設計人員應避免出現框架柱傾斜、樓體傾斜等問題。因為如果框架柱傾斜,一旦發生地震就會出現剪切破壞問題,造成高層建筑的嚴重損壞。其次,更為重要的是結構設計一定要遵循對稱原則,避免扭轉問題的出現。如果高層建筑結構采取對稱的結構,那么當發生地震時,其建筑物只會發生平移震動,建筑物各個部分的受力比較均勻,從而降低地震對高層建筑的破壞程度。
2.4設置多條防震線
設置防震線是為了提高高層建筑結構的抗震系數,提高建筑物體的穩固性。之所以設置多條防震線是因為建筑物中各個部分的結構和功能是不相同的,設計相應的反震線能整體提高高層建筑物的抗震能力。設置多條防震線的優勢在于如果發生地震時,第一道防線的抗側力構件在遭到破壞之后,其地震的沖擊力和破壞力就會減弱。這樣當地震經過多道防震線之后,地震的破壞力就會降到最低。如尼加拉瓜的馬拉瓜市的美洲銀行大廈,就是應用多道防震線的典型建筑,其大樓采用的是11.6米*11.6米的鋼筋混凝土芯筒作為主要的抗震和防風構件,并且該芯筒又由四個小芯筒組成。相關數據顯示,該高層建筑對于地震的反應用數據表示是,當發生地震時,其四個小芯筒的結構底部地震剪力值達到了27000KN,結構底部地震傾覆力矩達到了370000KN•m,其結構頂點位移值為120毫米??偠灾?,設置多條防震線提高高層建筑物防震能力的重要手段。尤其是在社會經濟快速發展的背景下,重視抗震概念的設計是延長高層建筑物使用年限,提高我國建筑工藝水平的關鍵。
3總結
綜上所述,隨著我國經濟水平的不斷增長,高層建筑物的數量也在迅速增長。因此,做好高層建筑結構設計中的抗震概念設計就凸顯的尤為重要。將抗震概念設計應用到高層建筑結構設計中,不僅要考慮高層建筑結構施工的各個方面,還要考慮各種外界因素以及抗震標準。這樣才能提高高層建筑的穩定性,降低地震給高層建筑造成的危害程度,從而保證人們生命和財產的安全。
作者:周寶學 單位:浙江華坤建筑設計院有限公司
參考文獻:
[1]張念華.抗震概念設計在高層建筑結構設計中的應用[J].中國新技術新產品,2014,04∶78-79.
[2]李國珍.高層建筑結構設計中抗震概念設計的應用淺析[J].江西建材,2014,02∶29.
抗震結構設計論文范文3
【關鍵詞】建筑設計,抗震設計,重要作用
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
建筑設計中的抗震設計,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.建筑設計和抗震設計的作用和關系分析
建筑設計對建筑抗震起重要的基礎作用。建筑的結構設計難以對建筑設計有很大的改動,建筑設計已經初步形成了,建筑結構就必須按照原則服從建筑設計的要求。設計師在建筑方案能夠全面的考慮到抗震設計的要求,那么結構設計人員按照建筑方案對結構部件進行科學、合理的布置,保證建筑結構質量與結構剛度均勻分布,結構受力和結構變形共同協調,提高建筑結構抗震性能和抗震承載能力;如果建筑方案沒有考慮到抗震的要求,直接給結構抗震設計帶來更大的難題,建筑布局設計限制結構抗震布局設計。為了進一步提高結構部件抗震承載能力,就必須增大結構構件的截面面積,這樣又會造成很多不必要的浪費。所以,在建筑抗震設計的過程中建筑單位要對建筑體型設計、建筑平面布置設計、屋頂建筑抗震設計等問題加以關注。
三.我建筑抗震設計的現狀
在建筑抗震設計領域,雖然我國在近年來有了長足的發展,但是,相比西方發達國家而言,發展緩慢,尤其是在抗震設計上,沒有能夠正確的處理好建筑設計和抗震設計的關系,雖然引進了一些西方歐美抗震設計理念,但缺乏符合本國實際的理論技術創新。很大方面存在著缺陷,主要表現在以下幾個方面。
1.建筑抗震設計中缺乏科學規范的理論指導,缺乏實際經驗的積累;我國對地質地震的認識尚不夠完善,對地震的成因,預測,防治研究不夠深入,地震防治規范不夠科學。因此,在進行建筑結構抗震設計時候,缺乏一定的科學依據,或依據的是不完善的理論。因此,難以在建筑結構設計中完美融合防震設計理念。
2.建筑抗震設計中,設計立足于固定參數,而忽視了實際情況,設計完全依據“計算設計”完成。而且將一定的地震或力學參數做出固定的規范,比如,在我國地震設計研究中,把地震的降級系數統一規定為2.81,將小震賦予固定統計意義。而小震多用于結構設計中,結構截面承載能力設計和變形的檢驗計算,需要依據一定的實際情況而行的。
3.設計中,沒有能夠深入研究地震對建筑結構破壞的層次和順序,難以做到重視主體的設計而兼顧細節問題。沒有能根據實際情況靈活變通的運用抗震設計準則。
四,我國建筑結構抗震設計標準
1.我國的建筑結構抗震設計要遵循中華人民共和國GB 500112010建筑抗震設計規范。辯證靈活運用其中抗震設計原則,嚴格執行設計施工標準,借鑒其中經驗,結合房建本地實際,科學設計。
2.要堅持實施多級防震措施。傳統房建結構多采取的是三級設防措施,即小震不壞、中震可修、大震不倒。但在新的時期,房建結構必須是采取的多級設防模式,保護建筑主體抗震能力,減輕經濟損失,使得建筑抗震中更加安全。
3.將概念設計理論和基于性能的設計理論相結合。結合建筑結構設計施工地的具體實際情況,做出科學嚴謹勘探,掌握第一手資料,綜合分析考慮,做出最優勢的戰略設計組合。
五.建筑設計在建筑抗震設計中的幾個主要設計問題
1.建筑體型設計問題
建筑體型包括建筑的平面形狀和立體的空問形狀的設計。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,在平面形狀上,矩形、圓形、方形等對抗震來說,都是較好的體型。盡可能少做外凸和內凹的體型,盡量避免不對稱的側翼和過長的側翼,在體型布置上使建筑結構的質量和剛度比較均勻地分布,避免產生因體型不對稱導致質量與剛度不對稱而引起建筑物在抗震時發生扭轉反應。在建筑設計中,為了建筑立面美觀和藝術上的創意,復雜的建筑體型是難以避免的,但是,在設計時一定要把建筑藝術、建筑使用功能同結構抗震安全很好地結合起來。
2.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,同時它與建筑抗震關系很大,因此從概念上要解決的一個核心問題是,建筑平面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。在墻體布置上要均勻對稱;在抗震墻(剪力墻)布置上盡量與結構抗震要求相結合;對剛度很大的樓、電梯井簡要居中布置,避免偏心扭轉地震效應。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基礎作用。
3.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物沿高度(沿樓層)建筑結構的質量和剛度分布設計上。在工業和民用建筑中,無論單層和多層都存在此類問題。在建筑設計中,盡可能使建筑物沿豎向的剛度分布比較接近,應特別重視使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑底部,不應中斷或不到底;盡量避免某一樓層剛度過?。槐M量避免產生
4.屋頂建筑抗震設計問題
設計高層和超高層建筑時,屋頂建筑抗震設計也是整個設計的一個重要環節。近幾十年來,從多數高層建筑抗震設計評定結果看,屋頂建筑設計還存在一些問題,例如:屋頂設計較高或者設計過重。屋頂設計較高或者設計過重,無形當中加大了屋頂建筑變形,而且地震作用也加大了,尤其對自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上,如果屋頂的抗側力墻和屋頂之下的抗側力強出現間斷,在地震發生時,帶來的地震扭轉作用也會更嚴重,對抗震更不利。所以,進行屋頂建筑設計過程中時,應該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強度較高、輕質、剛度均勻的材料,使得地震作用傳遞不受阻礙;屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上;如果屋頂建筑非常高,屋頂建筑就必須具有較強的抗震性,讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小,盡量避免發生扭轉效應。
六.結束語
建筑行業關系到我國的經濟發展和社會穩定,關系到國民的生命財產安全,加強建筑抗震設計,設計,提高抗震能力,是促進社會和諧穩定的客觀要求。因此實施科學合理的設計方法,科學處理建筑設計和抗震設計的關系。建筑設計是整個建筑抗震設計的重要環節,二者存在著密切的聯系,共同為提高建筑整體抗震性能提供了強大的支撐。在進行建筑的抗震設計時候,必須要將建筑的建筑設計和結構設計綜合協調起來,實現二者的配合,共同為建筑整體的抗震設計發揮出更強大的作用。
參考文獻:
[1] 蔣山 淺談建筑設計在建筑抗震設計中的作用 [期刊論文] 《中國房地產業》 -2011年10期
[2] 陸偉權 淺析建筑設計在建筑抗震中的作用 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2012年14期
[3] 曾銳 重視建筑設計在建筑抗震設計中的作用 [會議論文] 2003 - 中國鐵道學會鐵路房建管理會議
[4] 程宇 建筑設計在建筑抗震設計中的分析 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2011年36期
[5] 李建平 建筑設計在建筑抗震設計中的作用 [期刊論文] 《安徽建筑》 -2004年5期
[6] 宮玲君 論抗震設計在建筑設計中的意義與策略 [期刊論文] 《科技風》 -2009年16期
抗震結構設計論文范文4
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。
參考文獻:
[1]劉明魁.建筑結構設計中的抗震設計研究[J].建筑工程技術與設計,2017(23):1543-1543.
[2]陳瀟.建筑結構設計中的抗震設計研究[J].建筑·建材·裝飾,2017(7):121,142.
抗震結構設計論文范文5
論文摘要:結構設計簡而言之就是用結構語言來表達建筑師及其它專業工程師所要實現的東西。
1結構設計的概念及內容
結構設計簡而言之就是用結構語言來表達建筑師及其它專業工程師所要實現的東西。結構語言就是結構師從建筑及其它專業圖紙中所提煉簡化出來的結構元素。包括基礎,墻,柱,梁,板,樓梯,大樣細部等等。然后用這些結構元素來構成建筑物或構筑物的結構體系。把各種情況產生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。結構設計的內容可分為:基礎的設計,上部結構的設計和細部設計。
2結構設計的階段
結構設計的階段大體可以分為三個階段,結構方案階段,結構計算階段和施工圖設計階段。方案階段的內容為:根據建筑的重要性,建筑所在地的抗震設防烈度,工程地質勘查報告,建筑場地的類別及建筑的高度和層數來確定建筑的結構形式(例如,磚混結構,框架結構,框剪結構,剪力墻結構,筒體結構,混合結構等等以及由這些結構來組合而成的結構形式)。確定了結構的形式之后就要根據不同結構形式的特點和要求來布置結構的承重體系和受力構件。
結構計算階段的內容為:2.1荷載的計算。荷載包括外部荷載(例如,風荷載,雪荷載,施工荷載,地下水的荷載,地震荷載,人防荷載等等)和內部荷載(例如,結構的自重荷載,使用荷載,裝修荷載等等)上述荷載的計算要根據荷載規范的要求和規定采用不同的組合值系數和準永久值系數等來進行不同工況下的組合計算。2.2構件的試算。根據計算出的荷載值,構造措施要求,使用要求及各種計算手冊上推薦的試算方法來初步確定構件的截面。2.3內力的計算。根據確定的構件截面和荷載值來進行內力的計算,包括彎矩,剪力,扭矩,軸心壓力及拉力等等。2.4構件的計算。根據計算出的結構內力及規范對構件的要求和限制(比如,軸壓比,剪跨比,跨高比,裂縫和撓度等等)來復核結構試算的構件是否符合規范規定和要求。如不滿足要求則要調整構件的截面或布置直到滿足要求為止。
施工圖設計階段的內容為:根據上述計算結果,來最終確定構件布置和構件配筋以及根據規范的要求來確定結構構件的構造措施。
3各設計階段的基本方法
根據方案階段的主要內容,其基本方法就是根據各種結構形式的適用范圍和特點來確定結構應該使用的最佳結構形式,這要看規范中對于各種結構形式的界定和工程的具體情況而定,關鍵是清楚各種結構形式的極限適用范圍。還要考慮合理性和經濟性。
在結構計算階段,就是根據方案階段確定的結構形式和體系,依據規范上規定的具體的計算方法來進行詳細的結構計算,規范上的方法有多種,關鍵是結合工程的實際情況來選擇合適的計算方法,以樓板為例,就有彈性計算法,塑性計算法及彈塑性計算法。所以選擇符合工程實際的計算方法是合理的結構設計的前提,是十分重要的。
在施工圖設計階段,就是根據結構計算的結果來用結構語言表達在圖紙上。首先表達的東西要符合結構計算的要求,同時還要符合規范中的構造要求,最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結構設計人員對規范要很好的理解和把握。另外還要對施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設計出的結構,才會是合理的結構。
4規范、手冊及標準圖集和計算機在具體工作中的應用
結構設計的準則和依據就是各種規范和標準圖集。在進行不同結構形式的設計時必須要緊扣不同的規范,但這些規范又都是相互聯系密不可分的。在不同的工程中往往會使用多種規范,在一個工程確定了結構形式后,首先要根據《建筑結構可靠度設計統一標準》來確定建筑的可靠度和重要性;然后再根據《中國地震動參數區劃圖》,《建筑抗震設防分類標準》《建筑抗震設計規范》確定建筑在抗震設防方面的規定和要求,在荷載的取值時要按照《建筑結構荷載規范》來確定,這是建筑總體需要運用的規范。在工程的具體設計方面,涉及到砌體部分的要遵循《砌體結構設計規范》的規定;涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土結構設計規范》的規定;涉及到鋼筋部分的要遵循《鋼筋焊接及驗收規程》和《鋼筋機械連接通用技術規程》的規定;在基礎部分的設計時需要遵循的是《建筑地基基礎設計規范》的規定。最后在結構繪圖時則要符合《建筑結構制圖標準》的要求。
在各種結構設計手冊中,給出了該結構形式設計的原理,方法,一般規定和計算的算例以及用來直接選用的各種表格。這對于深刻理解和具體設計各種結構形式具有良好的指導作用。推薦最好能參照設計手冊來手算典型的結構形式。
標準圖集是依據規范來制定的國家和省市地方統一的設計標準和施工做法構造。不同的結構形式有不同的標準圖集。設計中常用的有,結構繪圖時采用:平法制圖(03G101-1),砌體中的鋼筋混凝土過梁采用:過梁(L03G303),磚混結構抗震構造詳圖采用:L03G313,鋼筋混凝土結構抗震構造詳圖采用:L03G323,地溝及蓋板采用:02J331。需要說明的是,在選用標準圖集時一定要根據具體工程的實際情況來酌情選用,必要時應說明選用的頁號和圖集號,不可盲目采用。
抗震結構設計論文范文6
論文摘要:使結構安全適用、經濟合理、是結構工程師的任務和責任。根據長期工作體會從概念設計的觀點出發,介紹抗震設計中遵循的原則,提高房屋抗震性能的措施。結合工程實際介紹了環境類別和保護層厚度的確定、按簡支梁計算構造鋼筋的設置等問題。
一、概念設計和結構構造
抗震設計中,影響整個結構抗震能力的因素很多,如:結構構件的承載力和變形能力;非結構構件的材料性能及提供的強度儲備;結構的連接構造;結構的穩定性;結構的整體性能在經受第一次地震后多次余震反復作用下的抗破壞能力。目前只對第一種因素作了計算,其它因素尚無法進行計算,靠概念設計和結構構造做到結構體系具備必要的承載力、剛度、穩定性、能力吸收及耗能能力,也就是具有足后的延性。對復雜結構,七分計算三分構造,更重要的是概念設計。
(一)概念設計
材料性能、構件性能、連接構造、結構體系通過實驗、實踐檢驗,但還不能計算,稱為概念設計,抗震設計中應遵循以下原則:(1)結構的承載力、剛度、質量在平面內和沿高度應均勻、對稱和連續分布,避免應力集中:(2)應盡可能設置多道抗震防線,布置超靜定結構及延性較高的耗能構件,注意適當加強靜定結構部位、關鍵部位和薄弱環節;(3)注意結構的連接整體性,結果單元應采用牢固連接,不同結構單元應遵守徹底分開的要求;(4)估計和控制塑形鉸區出現的范圍和部位,有針對性的進行構造布置,掌握結構的屈服過程以及最后形成的屈服機制;(5)做到強柱弱梁、強剪弱彎;(6)采取有效措施防止過早的混凝土剪切破壞,鋼筋錨固滑移和混凝土壓碎等脆性破壞;(7)構件和節點連接的承載力和剛度要與結構的承載力和剛度相適應,節點連接的承載力不低于構件的承載力;(8)應該避免盲目增加鋼筋,某一部分結構設計承載力超強或不足,都可能造成結構的相對薄弱,梁端、柱端及抗震墻的加強部位受彎配筋在滿足承載力和抗震構造要求的條件下,應減少鋼筋超配;(9)考慮非結構性部件對主體結構抗震產生有利和不利的影響。
(二)結構構造
結構體系靠力學計算保證構件的承載力及變形,又靠構造措施將構件連接在一起,形成結構體系,合理的構造保證構件傳力明確;保證在力的多次作用下能力的吸收及耗散;避免因部分構件破壞而使結構體系喪失承載能力及抗震能力;保證在設計使用年限內的耐久性??梢哉f結構構造是概念設計的具體化。我國通過幾十年的實踐,特別是唐山地震所總計的經驗教訓,后來試驗研究都有完整的結構構造措施。但是認識在不斷提高,概念設計在不斷發展,結構設計除正確運用目前的構造措施,同時還需要不斷總結、充實、提高。
二、結構計算
(一)荷載要準確
荷載包括結構自重,建筑材料做法,設備荷載(設備自重、管道重),建筑功能需要的活荷載,風、雪荷載、地震力、溫度變化產生應力以及其它偶然作用等。有的荷載規范有所規定,可作依據,有的需要各專業提高。建筑專業提高的不僅僅是荷重,而應該是具體的材料做法,設備專業則應提供所選用的樣本。由于建筑做法和設備一般要到訂貨時才能落實,在這以前變換的可能性很大,結構設計人員應該意識到這一點,并要求有相關的知識,準確計算所采用的荷載。
隔墻荷載占總荷載的比例較大,隔墻材料品種繁多,但尚無十分理想的隔墻材料,不是荷重偏大就是隔音差、抗撞擊差或板塊之間易出現裂縫。當隔墻位置固定且隔墻材料確定時,預留荷載是必要的,但考慮過重的隔墻會使結構用鋼量過大。一般可與建筑專業配合,易采用輕質材料并在施工圖中說明隔墻材料,允許荷載值及位置。
結構計算最忌諱漏掉荷載,他將使計算白費或使結構存在隱患,應引以為戒。
(二)應分析計算結果
對復雜或重大工程一般需要用兩種不同單元模型的程序進行分析和比較,對特殊工程應選擇適當的計算程序。建立的模型,邊界、支撐條件應盡量符合實際。程序中的輸入數據應弄明其緣由,弄清其概念,對提高設計質量是不可缺少的。
(三)環境類別與保護層的確定問題
混凝土設計規范第3.4.1條規定了耐久性設計的原則及構件環境類別的分類標準。規范第9.2.1條給出了各類環境條件下的構件縱向受力筋保護層最小厚度。這是新規范重視耐久性問題的具體體現。由于規范是依據構件所處的環境類別來確定縱向受力筋保護層最小厚度的,對于處在兩種環境交界部位的構件,如地下室墻,迎水面側一般為二類環境,而其室內一側一般為一類環境,兩側面的受力筋保護層最小厚度也應有所區別。因此筆者認為,對于處在兩種環境交界部位的構件,在選用最低混凝土級別、確定混凝土配合比等耐久性基本要求(規范第3.4.2~3.4.8條)時應接交界面上兩種環境類別中的最不利環境類別確定,在確定受力筋保護層最小厚度時,則應按構件表面所處的環境類別分別考慮。否則,對于基礎地板、地下室外墻,隨著保護層厚度的增大,采用商品混凝土時,構件表面出現早期收縮縫的機率也隨之增大,而構件表面開裂后,反而影響構件的耐久性。所以保護層厚度不是越大越好,而應構件表面所處的環境類別有針對性地選用。
(四)安簡支計算的梁端部上部構造鋼筋設置問題
混凝土結構設計規范第10.2.6條對實際受約束的簡支梁端上部構造筋作了規定。此時梁端實際受到部分約束,如按梁端的實際約束條件采用彈性理論進行整體內分析,計算所得的實際彎矩除與梁上承受的荷載大小有關外,更與梁端的約束構件即邊梁或構件柱的相對剛度有關。將梁端構造鋼筋的截面面積與梁跨中下部縱向受力鋼筋計算所需截面面積相關聯,只體現了梁上承受荷載的大小,而沒有考慮梁端實際約束程度,如果梁端實際約束程度很弱,非常接近于簡支,即使梁上承受的荷載很大,梁端實際彎矩仍很小,因而沒必要配置太多鋼筋,這是其一。其二,條文所指部分約束梁端的構件通常是指磚混結構的構造柱、框架和主次梁體系中的邊梁,如果梁端實際配筋較大,梁承受的負彎矩也較大,與之平衡的構造柱彎矩或邊梁的扭矩也較大,當約束構件是構造柱時,由于構造柱配筋較小,一般為4φ12,很可能造成構造柱的配筋不足;當約束構件是框架或主次梁體系中的邊梁時,雖然按彈性理論計算邊梁有較大的扭矩,但國外的試驗資料表明5,邊梁開裂后,其抗扭剛度約相當于彈性抗扭剛度的1/10。塑性內力重分的結果使得邊梁扭矩和梁端實際彎矩值都很小,沒比要配置太多的鋼筋。新的混凝土結構設計規范實施前,我院設計的大部分工程終于邊梁相交的梁端實際配筋統一為2φ12(四肢箍為4φ12),20世紀六七十年代設計的部分工程甚至為2φ10或2φ8這些工程已正常使用了30年綜上所述,規范所給的這種配筋策略是否合適值得商榷。
參考文獻
[1]混凝土結構設計規范(GB50010-2002).2002
[2]中國建筑科學研究院.混凝土結構設計.中國建筑工業出版社.2003
[3]呂西林。高層建筑設計(第二版).武漢理工大學出版社.2003。