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抗震設防論文范文1
我國現行的結構抗震設計,主要是以承載力為基礎的設計,即用線彈性方法計算結構在小震作用下的內力、位移;用組合的內力驗算構件截面,使結構具有一定的承載力;位移限值主要是使用階段的要求,也是為了保護非結構構件;結構的延性和耗能能力是通過構造措施獲得的。結構的計算分析方法基本上可以分為彈性方法和彈塑性方法。當前在建筑結構抗震設計和研究中廣泛地采用底部剪力法和振型分解反應譜法等。這些方法沒有考慮結構屈服之后的內力重分布。實際上結構在強震作用下往往處于非線性工作狀態,彈性分析理論和設計方法不能精確地反映強震作用下結構的工作特性,讓結構在強震作用下處在彈性工作狀態下工作將造成材料的巨大浪費,是不經濟的。隨著人們認識的提高,結構的地震反應分析設計方法經過了兩個文獻的轉變:(1)靜力分析方法到動力分析方法的轉變:(2)從線性分析方法到非線性分析方法的轉變。其中動力分析方法就經過了從振型分解反應譜法到時程分析法、從線性分析到非線性分析、從確定性分析到非確定性分析的三個大的轉變。作為一種簡化實用近似方法,目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到眾多學者的重視。它屬于彈塑性靜力分析,是進行結構在側向力單調加載下的彈塑性分析。具體做法是在結構分析模型上施加按某種方式(研究中常用的有倒三角形、拋物線和均勻分布等側向力分布方式)模擬地震水平慣性力作用的側向力并逐步單調加大,使結構從彈性階段開始,經歷開裂、屈服直至達到預定的破壞狀態甚至倒塌。這樣可了解結構的內力、變形特性和能量耗散及其相互關系,塑性鉸出現的順序和位置,薄弱環節及可能的破壞機制。這種方法彌補了傳統靜力線性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了動力時程分析方法過程中,計算工作量大的問題,僅用于近似評估結構抵御地震的能力。但是,傳統的推覆分析方法基本上只適用于第一振型影響為主的多層規則結構,對于高層建筑或不規則的建筑,高階振型的影響不容忽視,并且對于非對稱結構,還必須考慮正、反側反推覆的不同所帶來的影響。此外推覆分析方法無法得知結構在特定強度地震作用下的結構反應和破壞情況,這限制了它在抗震性能設計中的使用。
地震動能量是刻畫地震強弱的綜合指標,它綜合體現了地面最大加速度和地震持時兩個反映地面運動特性的重要因素。結構地震反應的能量分析方法是一種能較好地反映結構在地震地面運動作用下的非線性性質及地震動三要素(幅值、頻譜特性和持時)對結構抗震性能影響的方法。地震時,結構處于能量場中,地面與結構之間有連續的能量輸入、轉化與耗散。研究這種能量的輸入與耗散,以估計結構的抗震能力,是結構抗震能量分析方法所關心的問題。結構在地震(反復交變荷載)作用下,每經過一個循環,加載時先是結構吸收或存儲能量,卸載時釋放能量,但兩者不相等。兩者之差為結構或構件在一個循環中的“耗散能量”(耗能),亦即一個滯回環內所含的面積。能量等于力與變形的乘積。一個結構(構件)所耗散的地震能量多,不僅因為它承擔了較大的地震作用,還因為它產生了較大的變形。從這個意義上來看,耗能構件是用它自身某種程度破壞所作的犧牲,來維持整個結構的安全。所以,每次大的地震作用之后,人們看到那些沒有其它途徑耗散所吸收的地震作用的能量的結構,只有通過結構自身的破壞來釋放所有的多余能量。因此,結構的抗震設計應當注意保證結構剛度、強度和變形能力的協調與統一,如結構的延性設計就是在傳統的單一強度概念條件下進行的彈性抗震設計的基礎上,充分考慮結構和構件的塑性變形能力,在設防烈度下允許結構出現可能修復的損壞,當地震作用超過設防烈度時,利用結構的彈塑性變形來存儲和消耗巨大的地震能量,保證結構裂而不倒。
能量法在近半個世紀的研究中發現較快,但由于地震本身的復雜性能量與結構反應之間的關系仍需我們進行進一步的探索。
抗震設防論文范文2
重慶位于我國南北地震帶中段東側,屬中強地震比較活躍的地域,1996年重慶市被國務院列為全國地震重點監視防御城市。重慶地區的中強地震具有震源淺、烈度高、震害嚴重、易導致嚴重的次生災害等特點。由于重慶鄉鎮人口集中,地震所造成的災害損失和社會影響很大。近年來,隨著重慶經濟社會的發展,城鄉居民的住房條件有了明顯改善,但廣大農村地區仍是防震減災工作的薄弱地區。因此逐步提高農村防震能力是當前迫切開展的一項工作,是加強農村防震減災工作,統籌城鄉一體化的必然結果。
一、重慶農村民居防震設防應對措施
農居抗震設防歷來是防震減災工作的薄弱環節,我國在前幾年確定防震減災十年目標時,是以城市為重點,要求在各級政府和全社會的共同努力下,爭取用10年左右時間使我國大中城市和人口稠密、經濟發達地區具備抗御6級左右地震的能力,當時農村的抗震設防工作沒有提到議事日程。隨著農村經濟的發展和地震對農村經濟破壞的加重,農居地震安全工程已引起了黨和政府的高度重視,并提出了“突出重點、全民防御,健全體系、強化管理,社會參與、共同抵御”三大戰略要求。
為貫徹落實全國農村民居防震保安工作會議精神,努力提高農村民居防震保安能力,2007年重慶市建委、市地震局提出了全市的農村民居地震安全工程的實施意見;2008重慶市政府擬出臺文件,要求按高于《中國地震動參數區劃圖》確定的抗震設防要求設計,提高重慶市新建、改建大樓的防震標準;2009政府又安排300萬元???,組織有關專家和科研單位,開展農村民居經濟實用抗震技術和農村民居巴渝建筑風貌特色研究,編制實用技術標準。目前,區縣的抗震民居示范工程已經逐步啟動。
二、農村民居抗震設防基本狀況和存在的問題
隨著改革開放以后人民群眾物質文化生活水平的提高,村鎮建筑(本文僅指不納入建設行政主管部門管理的居民建筑)建設的快速增長,居民的房屋結構也由傳統的土坯或土木結構逐漸改為砌體結構、框架結構。但由于缺乏有效的技術指導,多數建筑在沒有規范設計和規范施工的情況下就已建成,留下了不少的安全隱患。具體問題在于:一是目前重慶市村鎮建筑多由居民自己出資,在自有土地產權范圍內建設,一般不納入政府職能部門的基本建設管理范圍,大多無正規設計標準,房主僅為了滿足自身需求,依照自己擬定的功能、開間尺寸、進深尺寸、層高、層數等來進行建蓋;二是施工方大多屬無資質的農民施工隊,工匠技能參差不齊。建蓋過程中,憑建房農民自己的經驗和感覺,甚至是錯誤的經驗就把房屋結構建蓋起來;三是建筑經費使用不合理,主要追求住房的高大、寬敞、明亮,在外表裝飾上投入過多,在結構抗震上過分省錢,有的甚至不與考慮過房屋結構的抗震問題;四是地基選擇不合理,地基挖掘深度不夠,處理方式簡單,大多數僅在地面下50公分左右填埋碎石或片石,很少打地圈梁,基本沒有加鋼筋,多層建筑大多沒有圈梁;五是承重墻厚度達不到要求,有的磚混結構承重墻僅是l2墻,普遍存在磚木結構房屋層高超高,達4~5米;六是砂槳比例不合理,粘接強度差,建筑質量差,忽視抗震設防標準,達不到抗震設防的要求。
從重慶5個鄉鎮民居的調查統計分析情況看:個別地區鄉鎮經濟發展較快,農民生活逐漸富裕,房屋建筑情況相對好些,主要以混合和混預結構為主,采用了圈梁,結構上具有一定的抗震能力,約占調查總數的10%;以磚混合預制結構為主的農家自建樓房,建房過程中根本未考慮抗震設防因素,施工人員技能普遍很低,特別是部分房屋的選址不科學、地基不穩定,不符合抗震設防要求,雖然這類房屋具有一定的抗震性能但很脆弱,約占調查總數的25%;在有些偏僻山區的情況相對較差,由于經濟原因主要以土木結構(土坯房)為主,少部分為磚木結構,房屋基本不具備抗震能力,約占總數的65%。總體上看,農村民居抗震能力十分脆弱,推廣和加強農村民居地震安全工程的工作十分必要。
三、推行民居抗震設防工作需加強的幾項工作
推進農村民居地震安全工程是一項復雜的系統工程,是一項長期而艱巨的任務。各級政府要在民居安全工程建設中發揮主導作用,將其納入政府的議事日程,要落實分管領導、責任到人。在推進農村民居防震保安工作中不容忽視以下幾個方面:
1、專家參與設計,組織進行抗震性能房屋建設論證。針對不同地區、不同經濟條件下各種機構類型,給出當地群眾經濟上易接受的抗震技術措施和指導性建議。通過編制地區性房屋抗震技術標準和抗震構造圖集的形式,指導村鎮房屋建造,提高其綜合抗震能力。
2、領導重視。少數鄉鎮政府對農居抗震設防工作沒有給予足夠的重視,干部群眾防震減災意識淡薄,存在僥幸心理,對推廣民居地震安全工程積極性不高,沒有建立農居檔案,心中無數,這種現狀對今后的抗震救災工作極為不利。
3、嚴把五關。嚴把選址關:嚴格規劃選址實行統一規劃、分棟(分戶)自建,嚴格按建設程序審批。規劃選址用地避開山洪、風口、泥石流、洪水淹沒、風景區核心景區、地下采空區、高壓輸電線路等,并要求有充足的水源和便利的交通條件,以方便生產生活;嚴把建筑設計關:住宅方案供農民選擇使用,免費向村民提供住宅設計圖集,住宅設計一般為2~4層,達到國家技術標準,滿足農村生產生活需要;嚴把施工關:以鎮為單位編制施工方案,組織有資質的施工企業或持證工匠施工,杜絕無證施工,加強施工安全管理;嚴把工程質量關:聘請監理公司或區質監站對農房建設進行監理和監督,同時還應建立由鎮村管所技術人員、村組干部、建房業主代表三方組成的質量監督小組進行質量監督;嚴把建筑材料關:凡進入施工現場的建筑材料及構配件必須符合國家標準,凡不能滿足技術標準的一律禁止進入施工現場。
4、加強宣傳教育。農村長期存在防震抗震知識不足,對建房質量認識不能到位,采用科學、靈活、及時有效的宣傳方式,通過各種宣傳媒體,將農村住宅建設防震抗震知識普及到鄉(鎮)、村莊和農戶,使廣大農民建設安全農居變為維護自身生命財產安的自覺行動,增強市民防震意識。
5、加強監管,保障農村民居抗震質量。把抗震設防管理納入工程審批、規劃、勘察、設計、施工、驗收等各個管理環節中,加強監管,確??拐鹪O防質量。
四、結束語
農村民居防震保安工作要結合新農村建設來改善農民居住條件,是加強農村民居防震減災能力的一種基本措施。同時,積極宣傳,提高農民認識,讓農民自主自愿參與實施地震安全民居工程,做好抗震設防技術指導和服務是實施地震安全民居工程的核心。
(作者單位:重慶大學建設管理與房地產學院)
主要參考文獻
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[2]羅書山.山地城鎮防震規劃初探.重慶建筑工程學院學報,1991.4.
抗震設防論文范文3
論文關鍵詞:汶川地震,一般建筑,抗震,安全
5.12四川汶川地震震撼全國,也震撼了千千萬萬國人的心。地震造成的直接經濟損失達8451億元人民幣,遇難人數及失蹤人數總和超過87000人,建筑物倒塌造成的人員傷亡占地震傷亡人數的90%以上,庇佑人類生存、遮風擋雨的建筑是否成為了生命的殺手?我們日常居住和使用的建筑安全嗎?帶著這樣的疑問,作者在暑假期間走訪了主要地震區——都江堰市和震中區——映秀鎮,了解一般建筑特別是新建建筑在地震中的表現,以期對按現行國家標準建造的房屋抗震能力有所認識,說明一般建筑的抗震安全性能。
作為描述地震的相關概念包括震級、烈度等。地震震級是表示地震本身大小的一種度量,一般用里氏震級表示。地震烈度指某一區域的地表和各類建筑遭受某一次地震影響的平均強弱程度,我國規定的地震烈度劃分為12個等級,最高為12度。設防烈度是按國家規定的權限批準,作為一個地區抗震設防依據的地震烈度。
此次汶川地震震區地理位置處于青藏高原斜坡龍門山麓坡底與成都平原(盆地)邊緣交接地帶,地震震級為8.0級,都江堰市距汶川縣映秀鎮震中直線距離約14公里,地震實際烈度約為8--9度,映秀鎮地震實際烈度約為11度(見中國地震局網站的《汶川8.0級地震烈度分布圖》)。地震烈度8--11度時一般建筑的通常情況見表1,該地區地震前的抗震設防烈度為7度。
表1中國地震烈度表(節選)
烈度
8
9
10
11
一般建筑震害程度
中等破壞——結構受損,需要修理
嚴重破壞——墻體龜裂,局部倒塌,修復困難
抗震設防論文范文4
關鍵詞:高層建筑,抗震設計,抗震結構,抗震技術
2008年的汶川地震和2010年的玉樹地震對中國來說無不是沉重的打擊,不但造成巨大的經濟損失,更心痛的是有那么的生命離開了我們,這不得不讓人們反思我們建筑的抗震設防能力。在地震中,幾乎所有的建筑都倒塌了,相對于低層建筑而言,高層建筑破壞和倒塌的后果就更加嚴重。近年來國內國外高層、超高層建筑的高度不斷攀升,就在2010年正式開放的哈利法塔的高度達到了驚人的828米,而且建筑的體型越來越復雜,不規則結構越來越多,這對于結構的抗震都是十分不利的。為保證高層結構的抗震安全,達到安全和經濟的統一,有必要對高層結構的抗震設計、抗震結構和抗震技術進行探討。
1.地震導致建筑破壞的原因
根據地震經驗,地震期間導致高層建筑破壞的直接原因可分為以下三種情況:
(1)地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂縫或錯位等地面變形,對其上部建筑的直接危害;
(2)地震引起的砂土液化、軟土震陷等地基失效,對上面建筑物所造成的破壞;
(3)建筑物在地面運動激發下產生劇烈震動過程中,因結構強度不足、過大變形、連接破壞、構件失穩或整體傾覆而破壞;
2.建筑的抗震概念設計
所謂“建筑抗震概念設計”是指根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想,依此進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程??萍颊撐摹?/p>
3.建筑抗震設計方法的發展過程
3.1、靜力理論階段
水平靜力抗震理論始創于意大利,發展于日本,1900年日本學者大森房吉提出“震度法”的概念。該理論認為:結構物所收到的地震作用,可以簡化為作用于結構的等效水平靜力,其大小等于結構重力荷載乘以一個系數。
3.2、反應譜理論階段
我國及國際上多數國家抗震設計規范本質上都采用了反應譜理論及結構能力設計原則。其主要特點如下:
(1) 用規范規定的設計反應譜進行結構線彈性分析。
(2) 結構構件的承載力是根據設計反應譜所作的結構線彈性計算通過荷載和地震作用效應組合后內力進行設計。
(3) 在早期方案設計階段,結構體系、結構體型的規則性及結構的整體性滿足規范的規定,以使結構能可靠地發揮非彈性延性變形能力。
3.3、動力理論階段
1971年美國圣費南多地震的震害,使人們清楚地認識到“反應譜理論只說出了問題的一大半,而地震持時對結構破壞程度的重要影響沒有得到考慮”,從而推動了采用地震加速度過程a(t)來計算結構反應過程的動力法的研究。此一新理論不但考慮了地震的持時,還更近一步地考慮了地震過程中反應譜所不能概括的其他特性。
4.高層建筑結構體系
設計地震區的高層建筑,在確定結構體系時,除了要考慮前面所提到的材料用量、建筑內部空間和使用的房屋高度等因素外,還需進一步考慮下列抗震設計準則:
(1)具有明確的計算簡圖和合理的地震力傳遞路線;
(2)具備多道抗震防線,不會因部分結構或構件失效而導致整個體系喪失抵抗側力或承受重力荷載的能力
(3)具有必要的承載力、良好的延性和較多的耗能潛力,從而使結構體系遭遇地震時有足夠的防倒塌潛力;
(4)沿水平和豎向,結構的剛度和強度分布均勻,或按需要合理分布,避免出現局部削弱或突變形成薄弱環節,從而防止地震時出現過大的應力集中或塑性變形集中。
在確定建筑方案的同時,應綜合考慮房屋的重要性、設防烈度、場地條件、房屋高度、地基基礎以及材料供應和施工條件,并結合體系的經濟、技術指標,選擇最合適的結構體系。
5.建筑抗震措施或設計
5.1、錯開地震動卓越周期
一個場地的地面運動,一般均存在著一個破壞性最強的主振周期,如果建筑物的自振周期與這個卓越周期相等或相近,建筑物的破壞程度就會因共振而加重。地震動卓越周期又稱地震動主導周期。
從眾多的地震倒塌建筑物中可以看出,建筑周期與地震動卓越周期相接近,是引起建筑共振破壞的主要因素和直接原因。因此,在進行高層建筑設計時,首先要估計地震引起該建筑所在場地的地震動卓越周期;然后,在進行建筑方案設計時,通過改變房屋層數和結構類型,盡量加大建筑物基本周期與地震動卓越周期的差距。
5.2、采取基礎隔震措施
傳統的抗震方法是依靠結構的承載力和變形能力,來耗散地震能量,使結構免于倒塌,但由于是一種“被動防震”,就不免存在許多不足之處。地震對建筑的破壞作用,是由于地面運動激發起建筑的強烈振動所造成的,也就是說,破壞能量來自地面,通過基礎向上部結構傳遞。人們總結地震經驗后發現,地震時結構底部的有限滑動,能大幅度地減輕上部結構的破壞程度??萍颊撐?。
基于可動概念的基礎隔震方案很多,主要有:(1)軟墊式隔震。在房屋底部設置若干個帶鉛芯的鋼板橡膠隔振裝置,使整個房屋坐落在軟墊層上,遭遇地震時,樓房底面與地面之間產生相對水平位移,房屋自振周期加長,主要變形都發生在軟墊塊處,上部結構層間側移變得很小,從而保護結構免遭破壞。(2)滑移式隔震。在房屋基礎底面處設置鋼珠、鋼球、石墨、砂粒等材料形成的滑移層或滾動層,使建筑物遇地震時在該處發生較大位移的滑動,達到隔震目的。(3)擺動式隔震??萍颊撐?。擺動式隔震方式實質上是柔性底層概念的改進和引伸。(4)懸吊式隔震。這一隔震方式的構思是,將整個建筑懸吊在支架下面,避免地震的直接沖擊,從而大幅度較小建筑物所受到的地震慣力。
5.3、削減地震反應——提高結構阻尼
為了提高結構阻尼,可以在結構上設置阻尼器,以吸收地震輸入的能量,減小結構變形。臺北101大樓在87~92樓安裝了一個巨大的鋼球風阻尼器,是世界上目前最大的大樓風阻尼器,它的球體直徑5.5米,由四十一層12.5厘米厚鋼板結合為球形,重量660噸,可以有效減輕由于颶風和地震所引起的震動和側移。
為高層建筑提供附加阻尼的另一新途徑,是利用主體結構與剛性掛板之間特殊裝置的非彈性性能和摩擦。采取這一措施后,可以使阻尼比僅為2%的抗彎鋼框架,有效粘滯阻尼比增加到8%或更多,從而使底部地震剪力和頂點側移降低50%。
此外,通過采用高延性構件和附設耗能裝置也能有效削減地震反應。
6.高層建筑抗震技術發展展望
未來高層建筑的發展趨勢,體型將更趨復雜,結構體系將更趨多樣化。出于對建筑藝術上的要求,高層建筑的體型將會更為復雜和多樣,許多高層建筑都是綜合性的和多用途的,因此對建筑和結構必然提出新的更高的要求。從結構體系上看,也決不會停留在原有的幾種形式上,而會更好地滿足功能和藝術上的需求,創造出新的結構體系。
參考文獻
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抗震設防論文范文5
關鍵字:粘滯阻尼器,抗震,原理,設計
一.概論
最近幾年,地震在我國頻繁發生,給人們帶來了生命財產的嚴重損失,所以抗震成為保證結構安全的重要任務。現在世界各國普遍采用的傳統抗震方法為“延性結構體系”,它的設防目標是“小震不壞、中震可修、大震不倒”。
在現代建筑的設計中,積極抗震方法已是大勢所趨,尤其是消能減震的設計方法。結構消能減震體系是一種新的抗震防災技術,是把結構的一些非承重構件(支撐、剪力墻、連接件等)設計成消能構件,或在結構的一些部位(層間空間、節點、連接縫等)裝設消能裝置,在小風或小震時,本身有足夠的側向剛度以滿足使用要求,結構處于彈性狀態;當出現大震或大風時,隨著側向變形的增大,消能構件先進入非彈性狀態,產生比較大的阻尼,消耗輸入結構的大部分能量,迅速衰減結構的振動反應,使主體結構避免出現明顯的非彈性狀態。
消能減震結構體系與傳統抗震結構體系相比,具有安全性 、經濟性、技術合理性和震后易于修復或更換的優點,故本文將對粘滯阻尼器做一系列的抗震設計探討。
二、粘滯阻尼器
粘滯阻尼器的研究始于20世紀80年代末,美國和日本起步較早,目前已經運用到大量工程中,相應的也制定了設計規范、規程和設計手冊。國內則相對起步較晚,始于20世紀90年代初。目前我國已在阻尼器的實驗研究、開發以及工程應用等方面已取得一定的成就?!督ㄖ拐鹪O計規范》(GB50011-2001)也包含了應用阻尼器相關方面的內容。
粘滯阻尼器由缸筒、活塞、粘滯流體和導桿等組成。缸筒內充滿粘滯流體,活塞可在缸筒內進行往復運動,活塞上開有適量的小孔或活塞與缸筒留有空隙。當結構因變形使缸筒和活塞產生相對運動時,迫使粘滯流體從小孔或間隙流過,從而產生阻尼力,將振動能量通過粘滯耗能消掉,達到減震的目的。
三、粘滯阻尼器原理
對于一般的工程結構,在地震或者風的作用下,一般為低頻振動,頻率小于3Hz ,阻尼器的剛度便可以忽略, 可近似認為阻尼系數不隨振動頻率的變化而變化,阻尼力、阻尼系數和活塞運動速度三者的關系可描述為:F = C?va,其中,a為阻尼指數,V為活塞運動速度,單位為(m/s),F為阻尼器輸出阻尼力(N),C為阻尼系數(N ?s/ m) ;
研究結構消能減振技術要從結構在地震發生時的能量轉換開始:
傳統抗震結構:Ein = ER + ED + ES
采用粘滯流體阻尼器的消能減振結構:Ein = ER + ED + ES + EA
式中, Ein:地震時輸入結構的地震能量;ER:結構物地震反應的能量, 即結構物振動的動能和勢能;ED :結構阻尼消耗的能量;ES :主體結構及承重構件非彈性變形消耗的能量;EA:粘滯流體阻尼器消能裝置消耗的能量。
如果ED 忽略不計,對于傳統結構, 為了最后終止地震反應( ER 0) ,必然導致主體結構及承重構件的損壞、嚴重破壞或者倒塌( ES Ein) 。而對于采用粘滯流體阻尼器的消能減振結構,阻尼器率先進入消能工作狀態, 大量消耗輸入結構的地震能量( EA Ein) , 既能保護主體結構免遭破壞( ES 0) ,又能迅速地衰減結構的地震反應( ER 0) ,確保結構的安全。
四、粘滯阻尼器的抗震設計
進行抗震設計,首先要明確它的抗震目標。采用粘滯流體阻尼器的建筑,其抗震設防目標應高于傳統抗震設計的抗震設防目標。在采用粘滯阻尼器消能減振設計時,暫時還無法做到在設防烈度下上部結構完全不受損壞或主體結構處于彈性工作階段,但是與非消能減振及非隔震建筑相比,須有所提高, 也就是說: 在多遇地震下, 基本不影響使用功能和受損壞; 在設防烈度的地震下,無需修理仍可繼續使用; 在高于本地區設防烈度的罕遇地震下,不危及安全和喪失使用功能;在罕遇地震下的層間彈塑性位移角限值, 應小于《規范》的規定。
液體粘滯消能器一般表現為非線性特征,大大增加了分析的難度。為此國內外的學者進行了大量研究工作,提出了多種等效線性化方法。仍采用振型分解反應譜法計算液體粘滯消能減振結構,確定消能結構的自振周期、振型和阻尼比是計算的關鍵。假定附加消能器的結構頻率和振型與原結構(未加消能器的結構)相同,這樣就可以按經典特征值問題求解安裝消能器后的結構。
根據多個文獻資料的講述,將消能減震設計過程歸納為如圖流程表
四、結語
從安全的角度考慮,現在已經有越來越多的建筑結構開始采用粘滯阻尼器,例如,南京奧體中心觀光塔、北京奧林匹克公園國家會議中心、內蒙古會展中心等,而事實也證明,粘滯性阻尼器的確發揮了較為良好的減震作用。因此,粘滯阻尼器對于建筑結構消能減震具有重要的應用價值。
但是,將粘滯阻尼器應用在工程中,所采用的是一種組合結構,在工程中實際經驗還是較少,尤其是工程師們在考慮采用這項技術時,應該安裝多少阻尼器,在各種抗震設防標準情況下,應選用多大阻尼力以及效果并不是很明朗,因此在今后的研究中更需要加深其廣度和深度,完善理論。尤其是多進行一些定量的分析會有更大的理論意義。
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抗震設防論文范文6
關鍵詞:多層砌體;學校建筑;抗震鑒定;加固措施
一、抗震加固現狀
(一)結構減震控制技術
消能減震控制的優點:(1)具有較廣的應用范圍,對于結構的豎向和水平地震作用能夠同時減少,無論是短周期還是長周期對其結構都有效,尤其對于高柔結構剛度的增強、位移的減小有著顯著的作用;(2)阻尼器可進行干作業施工,能夠使得工期縮短,在施工中也不用搬遷;(3)具有靈活的結構布置,在結構薄弱部位可進行布置,并且對于結構整體和構件的抗震能力有顯著的提高作用。
(二)鋼筋后錨固技術
鋼筋后錨固技術主要包括脹管螺栓錨固和植筋技術,其中可以應用于抗震加固工程的是植筋技術。植筋技術是先在構件上打孔,然后把專用粘結劑注入其中,再把鋼筋去,等到粘結劑硬化后,鋼筋與周圍混凝土粘結成整體。粘結劑的選擇是鋼筋后錨固技術的關鍵所在。
(三)站鋼、碳纖維加固技術
該技術是把專用粘結劑涂刷在被加固混凝土構件的表面上,然后粘結固定鋼板與混凝土構件,使新粘結的鋼板與原有構件共同工作,從而使得加固原混凝土構件的目的能夠實現。碳纖維加固技術與粘鋼加固技術非常類似,碳纖維加固技術比鋼板加固技術強度更高、重量更輕、彈性模量更高以及耐腐蝕性更好等優點,碳纖維加固技術其發展前景是非常好的。
(四)檢測技術
檢測分為加固前檢測和加固后檢測兩種。為了弄清楚原有結構的實際情況,因此需進行結構加固前檢測,由此可見,這種檢測是比不可少的。結構加固后的檢測主要是為了對完成的工程進行驗收,同時也是工程監理和工程質量監督不可缺少的一部分。在進行檢測時,首先需要事后檢測手段,在盡可能不造成工程損傷的情況下對工程加固的實際情況進行快速、方便、準確的檢測;其次,還需要監督體系,即一個完備的、配套的工程質量驗收、監督體系以及相應的措施。
(五)變形縫和節點的加固
為了防止房屋因為地震而受到破壞,對新建結構變形縫的寬度有一定要求。對于既有的建筑,年代都較久遠,變形縫的寬度較小,要想避免地震時的碰撞破壞那是不可能的。在結構抗震中,節點是關鍵部位,其實它同時也是目前抗震加固的薄弱部位,可采用較多方法對柱、梁進行加固。柱、梁有效的粘鋼、碳纖維等加固方法就拿節點沒有辦法,在加固時不能讓節點區的既有結構產生加大破壞,還必須使柱、梁的鋼筋、鋼板盡可能互相拉通,其實這會發生很大的沖突。對于抗震而言,節點是不能削弱的,只能進行加強,但是目前的加固不能滿足這種要求,因此,加強節點抗震加固方法需要進一步進行研究和探索,盡快使其能夠更加完善。
二、多層砌體學校建筑抗震存在的問題
首先,多層砌體學校建筑的砌筑砂漿強度比較低。砌體塊材和砂漿的強度主要都是由砌體墻的抗震承載力決定。因為砌體塊材在工廠生產且出廠和進入施工現場時都是經過質量驗收的,因此,一般情況,砌體塊材的強度是有保證的。而砌筑砂漿需要現場配制和操作人員砌筑,其強度和施工質量受影響的因素很多,難以控制。砂漿強度過低的話,對于墻體的抗震能力的要求很難實現,并且增加了相應的加固工程量,另外,后加固部分與原有墻體的錨固以及有機結合共同發揮作用等都由于砂漿強度過低而存在很多問題。其次,外縱強開洞率大。在結構體系方面存在外縱墻開洞率大使得外縱墻的抗震能力削弱了,房屋的整體抗震能力也削弱了,并且樓梯間設置在端部容易破壞。再次,鋼筋混凝土構造柱與圈梁的設置在抗震構造措施方面偏少,不是每開間均設置,對內、外縱墻不能有效地形成較好的約束,并且會有整體抗震能力較差等問題的產生。
三、多層砌體學校建筑抗震主要采取的措施
第一,對于多層砌體學校建筑的墻體砌筑砂漿強度小于1.0MPa、抗震能力較低、加固量涉及所有的墻體、抗震加固成本大于新建工程的70%、由于砂漿強度太低加固效果很難實現、對于8度異類建筑的抗震設防要求也很難滿足等問題,應該對這些建筑進行拆除重建。
第二,對于多層砌體學校建筑的墻體砌筑砂漿強度大于等于1.0MPa時,通過采取加固措施來滿足結構的抗震承載力的要求,進而使得磚墻抗震承載能力與抗震設防要求的差距減小;在結構體系方面為預制鋼筋混凝土空心板的縱墻承重,在抗震構造上構造柱、圈梁設置不合理等的多層砌體學校建筑,對其進行整體加固要從對房屋的整體抗震能力的提高來進行。對整體加固措施的合理加固方案的選擇要根據既有學校的墻體抗震承載能力、抗震構造措施的差異、結構布置的差異等來進行。(1)對于磚墻抗震承載能力相差10%以內,可采用以下抗震加固措施:增設構造柱、加強樓梯間、圈梁與橫向鋼拉桿等;(2)對于磚墻抗震承載能力相差10%~30%之間的,可采用以下抗震加固措施:對不足墻體進行鋼筋網砂漿面層加固、增設構造柱、圈梁和橫向鋼拉桿以及樓梯間等;(3)對于磚墻抗震承載能力相差30%以上,可以采用以下抗震加固措施:對不足墻體進行混凝土板墻加固和增設構造柱、圈梁與橫向鋼拉桿以及樓梯間等。
第三,對于砂漿強度等級滿足設計要求,其墻體抗震承載力也滿足8度設防要求,但是在構造柱、圈梁設置存在不合理或者樓梯間設置在端部等學校建筑工程,應采取在內外縱墻增設鋼筋混凝土構造柱、鋼拉桿、樓梯間三面墻體加固等的局部加固措施。
第四,對于那些具有不合理的結構體系和結構布置的學校建筑來講,抗震加固應從對結構抗側力體系進行改變和結構的對稱性進行改善開始。對于樓梯間的加固應根據樓梯間的位置確定相應的加固方法:如果樓梯間在轉角時,不應加固的過強,此時加固可采用適當對配筋率的鋼筋網砂漿面層進行加大的方法來進行,同時對相鄰的橫向墻體進行加固,總而言之,加固后樓梯間墻體要比相鄰墻體的抗側力剛度小,避免增加使得其破壞程度被加重;如果樓梯間在中部,則加固方法可采用鋼筋混凝土板墻進行。
第五,對于以下情況應采取增大截面或粘鋼等加固補強的措施來進行,例如:對于抗震承載力承重柱、樓梯梁、梁不能夠對其進行滿足的,或者是樓板開裂等。
第六,對于以下情況應采取維護、修補措施對學校工程的耐久性進行確保,例如:外墻滲漏、樓板出現縫裂等情況。
四、結語
通過抗震鑒定可以對建筑物的綜合抗震能力進行分析,并且會以科學的方法對房屋抗震能力進行整體的評判。與此同時,對抗震鑒定結構的基礎上進行抗震加固,從而能夠使得房屋的整體抗震能力得以提高,進而使得房屋的安全使用有了較強的保證。
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