浅谈建筑抗震设计的要点
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浅谈建筑减震设计方法及要点摘要:建筑减震设计是个系统的全面的工作,本文根据自己工作经验,对建筑减震设计的计算方法以及流程和设计要点进行阐述。
关键词:减震设计计算方法流程设计要点建筑消能器可分为速度相关型、位移相关型和复合型三类:速度相关型消能器包括黏滞消能器和黏弹性消能器,利用与速度有关的黏性抵抗地震作用,从黏滞材料的运动中获得阻尼力,消能能力取决于消能器两端相对速度的大小,速度越大,提供的阻尼力越大,消能能力也越强。
位移相关型消能器包括金属消能器和摩擦消能器,消能能力与消能器两端相对位移的大小有关,相对位移越大,消能能力越强。
其中,金属消能器利用金属材料屈服时产生的弹塑性滞回变形耗散能量,从受力形式上可分为剪切型、弯曲型等,剪切型刚度相对较大,而弯曲型则可提供相对较大的阻尼;摩擦消能器一般由钢元件或构件、摩擦片和预压螺栓等组成,在地震作用下,钢元件或构件之间发生相对位移产生摩擦做功而耗散能量。
复合型消能器是利用二种以上的消能原理或机制进行耗能的消能器,同时具有位移相关型消能器和速度相关型消能器的性能特征,但有时可能位移相关型消能器的特征比较明显,有时可能速度相关型消能器的特征比较明显,因此,对其性能的要求应根据其组合消能机理或机制具体确定。
屈曲约束支撑从工作原理上也可认为是位移相关型消能器。
一般利用其可为结构提供较大侧向刚度的特点,将其设计为在多遇地震作用下不屈服、仅提供侧向刚度的结构构件;在设防地震和罕遇地震作用下,核心单元能产生拉压屈服,利用屈服后滞回变形来耗散地震能量,并且不会发生失稳破坏。
消能减震系统的计算方法:1 时程分析法时程分析法对于弹性和弹塑性体系都能分析。
时程分析法是相当于是一种数值分析计算方法,他直接对结构的动力方程进行数值积分,能够得到结构在地震作用各个时态的加速度、速度和位移的计算方法。
由于其直接对运动微分方程进行积分,所以其计算更为精确,对弹性体系和非线性体系均能做出分析。
浅谈高层混凝土建筑抗震结构设计要点摘要:由于自然地震灾害发生频率相对较高,抗震设计是任何建筑结构设计时必须重视的问题。
因此,本文主要分析了高层混凝土建筑的抗震结构设计,并在此基础上提出了高层建筑结构采取抗震设计的具体设计,希望可以对提高高层建筑的抗震性提供一些帮助。
关键词:高层建筑;抗震结构设计;混凝土随着我国建筑行业的迅速发展,高层建筑在建筑行业中已经占据重要地位,因此,人们对高层建筑抗震性的要求也越来越高。
高层混凝土建筑抗震结构作为一种抗震能力比较好的新型建筑结构,在建设高层建筑时得到了越来越多的应用机会,并且取得了很好的实用效果。
1 高层混凝土建筑抗震结构设计的要求分析(1)设计人员在设计高层混凝土建筑抗震结构时,需要全面考虑部件性能的平稳性与安全性。
同时设计人员还需要全面了解建筑材料自身具有的性能,并且在设计过程中详细分析建筑构件相连位置的构建刚度之间存在的偏差,如果刚度存在较大的差异,既不能实现良好的抗震效果,同时又会直接影响建筑物的正常运用。
(2)在对高层混凝土建筑抗震结构的设计过程中,设计人员可以依据构件的受力形式对构件进行区分,将其分为不同的结构类型,在此基础上再根据其破坏形式的不同分为脆性破坏和延性破坏。
根据构件的不同特性对构件进行布置,充分发挥延性破坏构件具有的优势,以此来提高建筑物的抗震性能。
2 高层建筑结构采取抗震设计的具体设计2.1 水平荷载水平荷载,指的是物体受水平方向的作用力,在建筑中比较常见的就是风荷载和地震荷载。
水平荷载对高层建筑结构设计的整体效果有着决定作用。
高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构,重力荷载主要使结构产生轴力与建筑物高度大体上是线性关系。
水平荷载使高层建筑产生弯矩,弯矩随着高度的增加呈曲线上升趋势,和建筑物高度的两次方是正比关系。
因此,水平荷载是高层建筑设计的主要因素。
2.2 侧向位移控制侧向位移对高层混凝土建筑抗震结构设计同样有着重要作用。
在高层建筑施工中,随着建筑物层数的不断增加,很难再对侧向位移进行精确控制。
浅谈房屋建筑结构中的抗震设计要求随着社会经济的快速发展,房屋建筑施工质量得到了很大提高。
地震是一种危害非常大的自然灾害,具有不可预见性,所以我们应该在建筑结构设计的时候考虑其抗震性能,文章主要从几个方面进行分析,进一步提高房屋建筑的质量。
标签:房屋建筑;建筑结构;抗震设计引言根据相关调查结果显示,全世界范围内每年发生的地震次数在五十万次左右,其中中国出现地震的次数就达到了三分之一。
地震带给我们的灾害是有目共睹的,它不仅危害我们的生命安全,同时使得社会经济受到很大损失。
因此,在房屋结构设计的时候应该考虑到抗震设计,尽量减少地震所带来的危害,保障人们的生命财产安全。
1 建筑场地的选择当前地震的发生虽然可以预测,但是还是会给建筑物造成很大程度的损坏,地震发生的过程中,由于地质结构发生变化,就使得整个建筑结构发生改变,严重的话会直接导致整个建筑物倒塌。
所以,为了能够有效地减小地震对房屋建筑的损坏,我们必须选择好施工场地。
1.1 由于我国地理条件比较复杂,最佳的施工场地应该选择在地势平坦、开阔的地区,这样能够减少地震时的沉降度,提高建筑物的稳定性,进而减少建筑物的坍塌情况。
1.2 有些地区的地形本身就容易受到地震的破坏,例如,河流、山川附近、地形不均匀地区等等,如果在这样的土地上建设建筑物,一旦发生地震,就会直接导致建筑物倒塌。
在选择施工场地的时候应该尽量避开这些地区,如果不能避开,就必须做好抗震措施。
1.3 有些危险地区能够直接主观判断出来,例如容易发生泥石流、滑坡等地区,建筑物一定不能在这些地区建设,如果把房屋建筑在这些地区,一旦发生地震就会引发一些其他的自然灾害,给人们的生命安全造成更大的危害。
此外,建筑场地土地的性能也和建筑物的抗震性有直接关系。
通过大量的实践数据显示,土质越坚硬,抗震性能就越好。
2 地基和基础设计2.1 地基是建筑物整体稳固性的基础,为了保证建筑物的抗震性能,我们必须加强房屋建筑结构的刚性,也就是说不同单位的建筑物必须建立在同一性质的地基上,如果采取了不同的地基,就会导致抗震性能下降,影响建筑物的稳定性。
浅谈多层砌体结构建筑的抗震技术措施多层砌体结构建筑是我们日常生活中常见的一种建筑形式,但在地震发生时,这种建筑结构的安全性可能存在较大风险,因此,在多层砌体结构建筑的设计与施工中,必需采取一系列的抗震技术措施,以确保建筑物在地震中的稳定性和人员的安全。
1. 技术措施一:选择合理的砌体结构对于多层砌体结构建筑而言,选用合适的砌体,是十分重要的。
一般情况下,选用抗震好的加气混凝土等轻质砌块,并进行合理砌筑,能够有效提高建筑物的抗震性。
在材料方面,建筑师需要根据地震区的相关要求,选用强度高、耐久性好的材料,以便在地震中不易破坏。
2. 技术措施二:合理布置建筑结构和构件在设计多层砌体结构建筑时,需要考虑到结构的合理布置和构件的合理设置。
建筑师需要根据地震区的地质特征,选择合理的基础形式和地基处理方法,使建筑物具有较好的地震抗力。
同时,在构件的设置方面,需要进行合理的强度、刚度、韧性的分配,以降低地震时发生的破坏。
3. 技术措施三:加固墙体一般情况下,多层砌体结构建筑的墙体是最主要的承载结构之一。
建筑师需要通过加固墙体的方法,提高墙体的抗震能力。
一种有效的加固方法是在墙体内部预埋钢筋,并利用钢筋和混凝土的协同作用,提高墙体的抗震性和承载能力。
4. 技术措施四:合理设计和施工在多层砌体结构建筑的设计和施工方面,必需考虑到地震条件和环境因素的影响。
建筑师需要通过充分分析建筑物的特点和局部地震条件,确定合理的设计方案,并在施工中对每个环节进行精细化管理和全方位监测。
同时,对于施工现场的安全措施和质量管理,也需高度重视,以尽量减少人员伤亡和建筑物的损失。
综上所述,多层砌体结构建筑在地震时面临很大的风险,建筑师需要采取一系列的抗震技术措施,以提高建筑物的抗震性和安全性。
在实际工程中,应根据不同地区的地震条件和地质特征,选择合适的技术措施,确保建筑物在地震中的安全性和稳定性。
建筑物抗震设计的标准要求建筑物抗震设计是指在建筑物的设计和施工过程中,根据抗震设计规范和标准,采取相应的措施,确保建筑物在发生地震时具备良好的抗震性能,减少地震灾害对建筑物造成的破坏和人员伤亡。
一、抗震设计的背景与意义地震是一种地球表面物质运动的自然现象,具有破坏性和随机性特点。
建筑物作为人们的生活和工作场所,对地震有较高的脆弱性,因此进行抗震设计具有重要的意义。
抗震设计的目标是确保建筑物在地震作用下不倒塌,保护人员的生命安全,并尽可能减小地震灾害所造成的财产损失。
二、抗震设计的标准要求1.地震烈度抗震设计的第一步是确定地震烈度。
地震烈度根据地震区域的地质条件、历史地震数据和地震动力学等因素进行评估,常用的地震烈度分级有八度或十度制。
根据地震烈度的不同,建筑物的抗震设防标准也会有所差异。
2.结构类型和设计参数抗震设计的标准要求根据建筑物的结构类型和设计参数进行具体规定。
不同的结构类型,比如钢结构、混凝土结构、砖木结构等,其抗震设防标准和设计参数也会有所不同。
例如,对于混凝土结构,要求钢筋的质量和数量满足一定的要求,以提高结构的抗震性能。
3.抗震设计基本原则抗震设计的基本原则包括结构的整体性、合理性、刚度和韧性等。
首先,结构的整体性要求建筑物的各个构件之间形成一个有机的整体,以提高结构的稳定性。
其次,合理性要求结构的各部分布置合理,力的传递路径明确。
另外,刚度和韧性是抗震设计的关键要素,刚度要求结构在地震作用下保持较小的变形,韧性则要求结构能在一定的变形范围内吸收地震能量。
4.抗震构造措施抗震设计标准要求采取一系列抗震构造措施,以提高建筑物的抗震性能。
例如,构件应采用预制和装配的方式,以确保构件的质量和连接的可靠性;同时,要选用适当的抗震支承形式,如钢筋混凝土剪力墙、框架和核心筒等,提高结构的整体刚性。
5.震害评估和抗震设防研究抗震设计的标准要求对结构的抗震性能进行评估和研究。
通过震害评估,可以了解建筑物在地震作用下的变形和破坏情况,为抗震设防提供依据。
试论建筑结构设计中抗震性能化设计要点摘要:我国常规建筑的抗震设计是基于承载力和刚度的设计方法,以小震为设计为基础,通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证中震和大震的抗震性能来实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设防目标。
但对于特别重要的建筑或者特别不规则的建筑这类复杂的结构会对结构设计提出更高的要求。
抗震性能化设计可以通过计算及构造等抗震性能化设计手段,提高建筑抗震性能,增强建筑结构的抗震能力。
基于性能的抗震设计方法已经被广泛认可,并逐渐成为抗震设计的一个重要发展趋势。
关键词:抗震性能化设计;建筑工程;结构设计1 抗震性能化设计概述1.1 抗震性能化设计基本概念基于性能的抗震设计理论以结构抗震性能分析为基础,根据设防目标的分类不同划分不同的性能目标及设防等级,根据建设者不同的要求,设计者采用经济合理的抗震性能设计方法。
是一种考虑对抗震设计的深化与细化的“多级抗震设防”的方式。
抗震性能化设计的主要目的是在地震作用下的建筑物破坏程度处于预期范围内,并且在经济成本、使用时间和修复费用达到平衡。
抗震性能化设计的中心工作是确定设防标准、性能水准以及抗震性能目标。
1.2 抗震性能化设计方法当前性能化设计最常用的方法是基于位移的抗震设计方法,重点任务是结构的位移满足抗震性能设计要求,中心工作是控制结构的层间位移。
当结构或者构件进入非线性弹塑性阶段时,结构或者构件的内力增加很小,但是其对应的变形增加很大,因此抗震阶段的主要指标是控制结构的位移。
抗震性能化设计根据抗震性能要求调整放大竖向构件的内力,通过提高结构的变形能力,来提高结构的抗震性能,并适当提高结构的抗震承载力,推迟结构进入弹塑性工作阶段以减少弹塑性变形以更有利于实现抗震性能目标。
2 抗震性能化设计主要内容2.1 结构方案分析结构或者构件设计的第一步是判断其是否需要采用抗震性能化设计方法,并且从建筑物规则性、场地条件、结构类型及高度、抗震设防标准等五方面进行分析判断,选取合理的性能目标。
浅谈盈建科隔震设计要点1.对建立好的模型,命名为轴压比模型,进行原地震烈度下的模型计算,地虎烈度及抗震等级均以原烈度输入,此模型不控制其他计算参数,仅计算轴压比,当轴压比讣算均满足要求后进行下一步计算。
2、复制轴压比模型,命名为上部结构计算模型,此模型为最终施工图模型,计算需满足族项指标,在地震信息中,根据降低一度后输入抗丧等级,将调整后的水平向减震系数改为0・5即可,其余参数均不变,进行计算,待计算均满足要求进行下一步分析。
(注:对于乙类建筑切记结构重要性系数为1.1)二、多遇地震下隔震分析计算1、复制上部结构汁算模型,命名为小震非隔丧模型,修改地丧信息中调整后的水平向减震系数为i・o,在特殊构件补充泄义中,将隔震层柱底改为狡接,先进行反应谱讣算,然后进行时程计算。
时程计算时,选取地康波,软件可自动选波,一般选取3条波,其中2条天然波,[条人工波,修改对应的地丧参数,进行时程分析。
切记选好的3条波名称,整个后续的隔震分析均以此3条波为准。
2、复制小震非隔丧模型,命名为小箴隔震模型,在该模型中将原有的柱底狡接属性取消,在巧点属性中选择单点约朿…选择柱底右点布宜,进行隔震支座的布置,计算分析步骤主要为以下:(1)先确左铅心支座的初步数虽:。
根据总信息中风荷载产生的底部总剪力除以铅心支座的屈服力,即可得到铅心支座的最少数量。
(2)输入支座参数:支座参数共有Ul, U2, U3三个方向,其中U2为竖向,U2为水平Y 向,U3为水平X向。
对应参数表示为(U1):有效刚度K*支座竖向刚度Kv,有效阻尼CE=O,刚度KC=支座竖向刚度Kv,抗拉刚度Kt=l/10支座竖向刚度Kv,截而积A二支座而积。
对应参数表示为(U1及U2):有效刚度Ke二支座水平刚度Kh,有效阻尼CE=0,刚度K二支座初期刚度K1,屈服力KY二屈服力Qd,屈服后刚度比=1/13c对于天然橡胶支座.不需要输入非线性参数。
(3)支座布置完成后,先进行反应谱的计算,然后进行时程分析。
浅谈建筑抗震设计原则和措施现代建筑物在具体的设计过程中,为了完善建筑功能,增强内部结构的稳定性,需要优化建筑抗震设计方案,最大限度地延长建筑物的使用寿命。
目前我国建筑抗震设计过程中充分地利用了建筑设计的相关先进理念,从根本上保证了抗震设计的合理科学性,促进了建筑产业规模的不断扩大。
理解建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用,具有重要的现实参考意义。
本文主要对建筑抗震设计原则和措施进行分析探讨。
标签:建筑工程;抗震设计;原则;措施1、建筑抗震设计中的重要作用分析地震灾害是危害最大的自然灾害之一,同时也是对建筑工程结构伤害最大的危害,如何提高建筑结构抗震性能已经成为困扰众多建筑结构设计人员的难题。
在人类史上,发生的地震灾害都造成了严重的人员伤亡和经济损失,如唐山大地震、汶川地震等。
随着全球化、城市化发展进程的加快,许多国家、城市高层建筑的数量不断的增加,城市人口密度也在不断的增加,过多的人和财富都集中在一个区域,一旦该区域发生地震灾害,其在成的人员伤亡和财产损失是不可估量的。
地震是一种自然灾害,现阶段的科学技术手段并不能够完全准确的预测地震灾害的方法,并且也没有相应有效的防止对策。
针对地震这种不确定、危害性的大自然灾害,世界各国的地震工程界都进行了深刻的反思——如何利用现有的抗震思想和技术降低地震给建筑带来的损失。
目前,全球90%以上的国家进行建筑抗震设计坚持的原则为“小震不破坏建筑结构、中震建筑可加固、大震建筑不倒”,该抗震原则的广泛推广和应用,在很大程度上提高了建筑结构的抗震性能。
但是,在小、中地震灾害发生时,会导致出现建筑部分结构功能丧失的现象,由于建筑内的技术装备、装饰等费用超过建筑结构本身的费用,其造成的经济损失是不可估量的,由此可见加强建筑结构抗震设计的重要性。
2、建筑抗震设计原则分析目前,根据相关的建筑抗震设计规定,建筑工程师要坚持建筑结构的规则,同时要求结构设计师做大简单、规则的设计,从而做到建筑物遇到小级地震不坏、中级地震可以修补、高级地震不会倒的目标。
建筑结构抗震设计原则及设计要点分析摘要:近年来建筑施工技术日新月异,促进了建筑行业的快速成长,为城市化进程提供了动力。
建筑功能不断优化改良,已经成为衡量建筑建设效果的重要指标。
我国建筑抗震设计理念正处于快速更新的阶段,抗震设计趋于科学合理。
就建筑抗震设计原则展开讨论,并提出可行地实施措施。
关键词:建筑工程;抗震设计;原则1建筑抗震结构设计地特点首先,建筑抗震结构设计必须要针对结构受力情况进行检测分析。
由于建筑结构无论从整体柔韧性上还是整体承载力方面,都需要综合考量受力的稳定与均衡,而这对建筑在较大震动情况下是否可以保持稳定造成了一些影响。
因此,在实际结构设计期间,必须要对建筑受力状态进行综合考量分析,对结构与连接点的连接情况进行有效监督检测,这样才能够保证一旦发生地震,也不会对建筑造成较大的能量冲击。
这样一来,就可以保证建筑在地震当中始终维持受力平衡,避免主体结构因此而受损。
其次,建筑抗震结构设计必须要考虑到轴向变形问题,高层建筑工程承担的竖向荷载量比较大,不仅存在一些轴向变形问题,还可能会对连续梁的弯矩造成一些影响,进而导致在负弯矩值变小的同时增大正弯矩值。
因此,在抗震结构设计的过程中,必须要对轴向变形情况进行准确计算,从而准确调整下料长度,避免剪力与位移造成较大影响。
最后,建筑抗震结构设计还需要考虑到结构的延展性,结构延展属于建筑设计期间的一项重要指标,一些中低层建筑延展性比较小,而高层建筑延展性比较大,这导致在地震发生之后,高层建筑出现变形的概率也更大。
为了降低在地震当中高层建筑出现较大变形导致构件损坏,就需要在结构设计上采取一定措施来改善建筑结构延展性,提升建筑结构使用效果。
2建筑抗震结构设计的基本原则2.1建筑场地选择的基本原则首先,需要结合地质条件选择合适地区域,对于大多数建筑物,选择一个稳定的地基非常重要。
设计师应该优先选择地壳稳定和不存在潜在地质灾害的区域建造建筑物,并且需要根据当地的地形、地貌和地质条件等因素设计相关抗震技术方案。
抗震工作要点
一、建立地震预警系统
地震预警系统是减轻地震灾害的重要措施之一。
通过建立地震预警系统,可以在地震发生后迅速发布预警信息,为公众提供逃生和避险的时间。
二、加强建筑结构安全性能
建筑结构的抗震性能直接关系到人民生命财产安全。
应采取科学合理的设计和施工方法,加强建筑结构的整体性和稳定性,提高建筑的抗震能力。
三、提高建筑物抗震等级
根据地震风险评估结果,对高风险地区的建筑物进行抗震加固或提高其抗震等级,确保建筑物在地震中能够保持稳定。
四、制定应急预案
制定地震应急预案是减轻地震灾害的重要措施之一。
通过制定应急预案,可以明确各级政府和有关部门的职责,提高应急响应速度和救援效率。
五、普及地震知识,提高民众安全意识
加强地震知识的普及,提高民众的安全意识是减轻地震灾害的重要措施之一。
可以通过宣传教育、培训演练等方式,提高公众对地震的认识和应对能力。
六、建立抗震救援队伍,提升救援能力
建立专业的抗震救援队伍,提高救援能力是减轻地震灾害的重要措施之一。
可以通过加强救援队伍的培训和演练,提高其专业水平和应对能力。
七、定期进行抗震演练,提高应对能力
定期进行抗震演练可以提高公众应对地震灾害的能力。
通过演练,可以发现存在的问题和不足,及时进行整改和完善。
八、加强地震监测和预测预警技术研究
加强地震监测和预测预警技术研究是减轻地震灾害的重要措施之一。
通过加强技术研发和应用,可以提高地震监测和预警的准确性和可靠性。
浅谈建筑隔震设计流程及要点摘要:建筑隔震设计是个系统的全面的工作,需要扎实的理论知识、灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。
作为设计人员,不仅要掌握隔震设计的流程及要点,保证结构设计的安全,还要善于总结工作中的经验。
本文根据笔者工作经验,对建筑隔震设计的流程以及注意要点进行阐述。
关键词:隔震设计;流程;要点一、建筑隔震设计流程隔震技术已经系统化、实用化,包括摩擦滑移系统、叠层橡胶支座系统和摩擦摆系统,其中工程界最常用的是叠层橡胶支座隔震系统。
目前常用的橡胶隔震支座主要有:普通叠层橡胶隔震支座、铅芯叠层橡胶隔震支座和高阻尼橡胶隔震支座。
隔震结构建筑的减震原理隔震,即隔离地震。
隔震结构是指在建筑物上部结构与基础之间设置隔震层以隔离地震能量结构。
在房屋底部设置由隔震支座和阻尼器等部件组成高度很低的柔性底层,称为隔震层,使基础和上部结构断开,以延长整个体系的自振周期、增大阻尼,减少输入上部结构的地震能量,达到预期防震要求。
建筑隔震设计的主要流程如下:1确定隔震层位置;2明确减震目标和设防标准;3基础隔震方案选择,上部结构布置及初步计算;4根据上部计算的支座反力进行隔震层结构布置;5上部结构带隔震层结构计算分析,并按照基本地震计算确定减震系数;6根据减震系数确定减震之后的地震影响系数最大值,然后进行减震结构上部设计;7隔震层及隔震支座验算(支座在重力荷载代表值下最大压应力,罕遇地震下支座拉应力,支座水平位移验算,偏心率验算,屈重比验算等)8下部承结构设计(下部支承结构按照中震进行正截面设计,按照罕遇地震进行斜截面设计);9基础设计及地基处理(基础按照正常结构进行设计);10明确隔震支座连接安装设计要求;11撰写基础隔震设计分析报告(供专项审查)。
二、建筑隔震设计要点在隔震建筑设计时,主要需考虑预设地振动周期、烈度、最大位移量和建造物重量等参数.隔震器和阻尼器的合理利用,将降低1~2级地震烈度。
与以往的建筑结构抗震设计,采用隔震技术的建筑物具有以下优点:提高地震时结构的安全性;设计自由度增大;防止内部物品的振动移动和翻到;防止非结构构件的破坏;抑制振动的不适感;可以保证机械器具的使用功能。
浅谈建筑抗震设计的要点
地震对建筑物的作用与建筑物自身所固有的自振周期、场地土的动力特性有关,使得抗震计算时所考虑的地震作用无法准确估算,因而,在进行结构的抗震设计时,不能完全依赖地震作用计算,更要综合考虑多种因素,切实做好建筑抗震设计。
本文就建筑抗震设计的要点进行初步探讨。
标签建筑;抗震;设计;要点
1 前言
地震对建筑物的作用与建筑物自身所固有的自振周期、场地土的动力特性有关,但因结构计算中计算模型、自振周期、材料性能、基础类型以及阻尼变化等均与实际情况存在差异,使得抗震计算时所考虑的地震作用无法准确估算,因而,在进行结构的抗震设计时,不能完全依赖地震作用计算,更要综合考虑多种因素,切实做好建筑抗震设计。
本文就建筑抗震设计的要点进行初步探讨。
2 建筑抗震设计的原则
2.1 场地和地基
建筑结构在地震作用下的破坏情况有四种:
2.1.1 地震时,在水平和竖向振动作用下,建筑物的内力和变形骤增,甚至结构的受力形式发生改变,最终导致建筑物承载力不足甚至于丧失或者变形过大而破坏。
2.1.2 地震作用下,由于节点强度不足、延性不够、锚固失效,使得结构构件缺乏可靠的连接,建筑物丧失整体性而遭破坏。
2.1.3 地震作用下,由于地基承载力下降或地基土液化,使得地基部分失效甚至于完全失效,最终导致建筑物倾斜、倒塌。
2.1.4 由地震引发的次生灾害如火山、洪水、滑坡、泥石流等造成建筑物的严重破坏。
所以场地的选择是建筑抗震设计成功的第一步,从选址工作开始就应该选择对抗震有利的地段,尽量避开不利的地段,避不开时应采取有效措施确保地基的稳定性;任何情况下均不考虑在抗震危险地段建造建筑物。
2.2 规则性建筑
在建筑的方案设计阶段就应该尽量采用规则建筑方案,即建筑平、立、剖应
规则、简单、对称;结构侧向刚度、材料强度和质量的分布应均匀、连续,无突变,因为不规则的建筑在水平地震作用下也会产生扭转振动,进而破坏。
2.3 合理的结构体系
一个合理的结构体系,首先应有明确的计算简图和合理、简洁的传力途径,对于不规则建筑,应采用空间计算模型计算地震力,考虑扭转藕联影响,使其更接近实际工况。
不在同一结构单元混用受力体系,优先选用现浇混凝土结构,在多层砌体房屋中优先采用横墙承重的结构体系,在底层框架抗震墙砌体房屋中,优先采用混凝土抗震墙。
体型复杂的建筑,设置合理的抗震缝将上部结构分割成相互独立、相对规则的结构单元。
2.4计算结果的校核
一般来说,在结构设计中,通常采用计算软件进行抗震分析,这就要求设计人员对所用软件的适用范围、技术条件、计算模型等均有深刻的认识和充分的掌握,对所有计算结果,应经认真分析校核,只有经分析判断结果合理、有效后,方可用于工程实际。
2.5 抗震构造措施
对结构构件采用多道设防,严格按规范要求保证”强柱弱梁”,“强剪弱弯”,“强节点弱构件”,加强节点连接,加强梁、柱端头箍筋加密区的箍筋量。
所用材料等级不低于规范要求的最低等级,从而有效减小材料的脆性,计算中还应严格控制梁的相对受压区高度。
砌体结构应按规范要求设置圈梁、构造柱等,有效约束砌体,提高砌体的延性和整体性。
非结构构件比如框架填充墙两端应与柱有效拉结,附属构件女儿墙、雨篷、挑檐等除保证自身整体性能外,还应与主体结构有可靠连接和锚固。
3 建筑抗震设计的要点
3.1 体型设计要点
建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。
震害表明,许多平面形状复杂,如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。
平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏,有的甚至保持完好无损。
沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。
特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。
因此在建筑体型的设计中,应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则;在平面形状上,矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。
尽可能少做外凸和内凹的体型,尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。
在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布,避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。
3.2 平面布置设计要点
建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。
柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等,都要在建筑的平面布置图上明确下来。
而且,由于建筑使用功能不同,每个楼层的布置有可能差异很大,建筑平面上的墙体,包括外围填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称,墙体与柱子分布的不对称、不协调,使建筑物在地震时产生扭转地震作用,对抗震很不利。
有的建筑物,其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧,结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。
这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度,吸引了地震作用的主要部分。
有的建筑物,在平面布置上一侧的墙体很多,而另一侧的墙体稀少,这就造成平面上刚度分布的很不对称,质量分布也偏心,使结构的受力和变形不协调,导致扭转地震作用效应,带来局部墙面的破坏。
还有的建筑平面布置上,經常出现内隔墙不对齐或中断,使刚度发生突变和地震力传递受阻,对抗震也带来不利,客易引起结构的局部破坏。
建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大,从概念上要解决的一个核心问题是:建筑平面布置设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀,对称协调,避免突变,防止产生扭转效应。
在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件,使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体,充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。
3.3 竖向布置设计要点
建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度结构的质量和刚度分布设计上。
无论是单层或多层,还是高层建筑或超高建筑,这个问题是比较突出的。
存在的这个主要问题是,由于建筑使用功能的不同要求,如底层或下面几层是商场、购物中心,建筑上要求是大柱距、大空间;而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼,低层设柱、墙很少,而上面则是以墙为主,柱很少。
建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。
在实际设计中,在建筑使用功能不同的情况下,很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐,柱子不对齐,墙体不连续,不到底;上层墙多,下层墙少;上层有柱,下层无柱等,使地震力的传递受阻或不通;抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。
所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。
因此,尽可能使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑物底部,不宜中断或不到底。
尽量避免其某楼层刚度过少,尽量避免产生地震时的钮转效应。
参考文献:
[1]张恒.加强建筑抗震性能的分析[J].中国科技博览.2011.02.。