建筑结构抗震设计中的三个基础性问题及其优化措施研究
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建筑结构抗震设计相关问题及其分析摘要:近年来地震频发,为了保证建筑物的安全,在城市建设中建筑结构的设计必须要充分的考虑抗震设计。
在设计的过程中,不仅要求设计师要运用好抗震计算分析,并且要更加重视结构概念设计,使得建筑设计和抗震设计能够有机的结合起来,更好的保证建筑物的安全性和稳定性。
本文就以建筑结构的抗震设计为中心,从设计的基本原则和设计方法等多角度进行分析论述。
关键词:建筑结构抗震设计;设计原则;设计方法中图分类号:tu973+.31 文献标识码:a 文章编号:在房屋建设的过程中,抗震结构设计是结构设计中最为重要的环节。
抗震结构设计是否科学合理直接影响到房屋建筑的质量和安全。
我国属于地震多发地区,因此说在建筑设计的过程中更需要关注这一点。
一建筑结构抗震设计中的基本原则在进行建筑结构抗震设计的过程中需要遵循一定的原则,讲求方法,才能够确保设计方案的科学性和可行性。
为此,设计的过程中需要遵循以下原则。
(一)确保结构构件具有必要的性能在进行抗震设计的过程中,一定要保证建筑结构构件具有一定的承载能力、稳定性、刚度和延性等性能。
结构构件需要遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强底层柱、强节点弱构件的设计原则,在设计中对于可能会造成构件相对薄弱的部位,需要采取从事提高其抗震能力,对于承受竖向荷载的主要构件则最好不作为主要的耗能构件。
(二)尽量多的设置抗震防线一个抗震结构体系需要有多个延性较好的分体系组合而成,并且由延性较好的结构构件连接协同工作。
例如框剪结构就是由延性框架和剪力墙两个分体组成,双肢或者多肢剪力墙体系组成的。
由于在一次地震之后将会伴随着多次余震的出现,如果在结构设计时只有一道防线,那么在建筑遭到第一次破坏之后再遭余震,就会因为损伤积累导致建筑物坍塌。
抗震结构体系应该有最大可能数量的内部和外部冗余度,在设计中需要有意识的建立起一系列分布的屈服区,这样能够使结构吸收和消耗大量的地震能量,从而能够提高建筑的抗震性能。
高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策摘要:随着社会经济的发展、城市化进程的加快和科学技术的进步,建筑事业的飞速发展及城市建设用地的局限性,高层建筑的结构体系也随之不断的发展,高层建筑的设计在城市的建设中占了主导地位。
随着高层建筑的发展规模不断壮大,结构抗震分析和设计已越来越重要。
高层建筑结构抗震分析和设计在世界范围内被广大建筑公司所重视,特别是我国处于地震多发区,高层建筑抗震设防更是工程设计面临的迫切任务。
地震是一种随机振动,所以建筑结构设计人员为防止、减少地震给建筑造成的危害,就需要分析研究建筑抗震问题。
抗震设计高层建筑的结构体系是随着社会的发展和科学技术的进步而不断发展的。
高层建筑结构的抗震是建筑物安全考虑的重要问题。
地震等自然灾害严重影响了建筑的安全性能,因此,如何提高高层建筑结构的抗震性能设计,是建筑设计中所要研究的重点之一。
本文就分析了高层建筑结构抗震设计中存在的问题,并提出了优化提高高层建筑结构抗震设计的措施。
关键词:高层建筑结构;抗震设计;问题;对策引言:随着城市的发展、城市化进程的加快和科学技术的进步,高层建筑随之迅速的发展。
由于城市人口迅速膨胀,为了节约用地,更好地利用空间,往往在建筑设计时首先考虑高层建筑。
高层建筑有利于解决住房紧张、节约用地、减少市政基础设施和美化城市空间环境。
因此高层建筑有了飞速的发展,高层建筑设计为了追求丰富的立面设计效果及多功能、多变的使用空间,常采用较为复杂的高层建筑结构体系。
高层建筑坐落在不同的地域,再加上复杂的地质构造,高层建筑很容易受到地震等自然灾害的损害。
高层建筑结构的抗震工作是建筑设计和施工的重点。
地震发生具有很大的随机性,破坏后果严重。
而高层建筑抗震设计方法研究目前还不十分成熟,为了降低在遭遇地震时的经济和人力损失。
因此,必须提高高层建筑结构的抗震设计。
1、我国高层建筑结构抗震设计存在的问题1.1、部分建筑物高度过高我国现行高层建筑混凝土结构技术规程规定,钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。
2024年建筑结构隔震与减震设计研究随着地震活动的不断增多和人们对建筑安全性能要求的提高,建筑结构隔震与减震设计成为了一个重要的研究领域。
本文将从隔震技术原理、减震技术方法、结构设计要点、地震动力学分析、安全性评估、工程实例分析以及未来发展趋势等方面进行详细探讨。
一、隔震技术原理隔震技术是一种通过在建筑基础与上部结构之间设置隔震装置,以隔离地震波对建筑结构的直接作用,从而减少地震对建筑的破坏。
隔震装置主要包括橡胶隔震支座、滑动隔震支座和混合隔震支座等。
这些隔震支座具有良好的弹性和阻尼性能,能够在地震时吸收和分散地震能量,降低结构的振动幅度,保护建筑免受地震破坏。
二、减震技术方法减震技术主要是通过在建筑结构中安装减震装置,以减少地震时结构的振动响应。
常见的减震装置包括阻尼器、减震支撑和隔震沟等。
阻尼器可以通过消耗地震能量来减少结构振动,减震支撑则通过改变结构的动力特性来降低地震响应。
而隔震沟则通过在建筑周围设置一定深度的沟槽,利用沟槽的变形来吸收地震能量,从而减少结构的振动。
三、结构设计要点在进行建筑结构隔震与减震设计时,需要考虑以下几个要点:首先,要合理选择隔震与减震装置的类型和参数,确保装置能够有效地发挥隔震和减震作用;其次,要优化结构的动力特性,使结构在地震时具有较低的自振频率和较大的阻尼比,从而减少地震响应;最后,要加强结构的整体性和连续性,确保结构在地震时具有良好的整体受力性能。
四、地震动力学分析地震动力学分析是建筑结构隔震与减震设计的基础。
通过对地震波的传播规律、结构的地震响应以及隔震减震装置的动力性能进行深入分析,可以为结构设计提供科学的依据。
地震动力学分析包括时程分析、反应谱分析和能量分析等方法。
这些方法可以帮助设计师预测结构在地震时的动力响应,从而优化结构设计,提高结构的抗震性能。
五、安全性评估安全性评估是建筑结构隔震与减震设计的重要环节。
通过对结构在地震作用下的受力性能、变形情况和破坏机理进行全面评估,可以确定结构的安全性能水平。
建筑工程中的抗震设计与结构优化在建筑工程中,抗震设计和结构优化是至关重要的。
地震是一种自然灾害,经常会给人们的生命财产造成严重的损害。
因此,在建筑工程设计和施工过程中,必须充分考虑抗震性能,以确保建筑物在地震发生时能够安全稳定地承受地震荷载。
本文将讨论在建筑工程中抗震设计和结构优化的重要性,并介绍一些常用的抗震设计方法和结构优化技术。
一、抗震设计的重要性抗震设计是建筑工程中的重要环节,其目的是通过合理的结构设计和建筑材料的选用,使建筑物能够在地震中保持相对的稳定和完整。
抗震设计的重要性体现在以下几个方面:1. 保护人身安全:地震会给人们的生命财产造成严重的影响,抗震设计能够减少地震对人身安全造成的威胁,降低伤亡和死亡的风险。
2. 保护建筑物财产:地震会造成建筑物的倒塌、损坏等问题,抗震设计能够有效减少建筑物的损失,保护建筑物的财产价值。
3. 维护社会稳定:地震对社会秩序的破坏性较大,抗震设计能够减少地震对城市基础设施的破坏,维护社会的稳定运行。
二、抗震设计的方法为了满足建筑物在地震中的抗震要求,工程师们采用了多种抗震设计方法。
以下是一些常用的抗震设计方法:1. 强度设计法:该方法以保证建筑物在地震中不发生破坏为目标,通过调整建筑结构的强度和刚度,以提高建筑物的抗震性能。
2. 位移设计法:该方法以减小地震引起的位移为目标,通过增加结构的变形能力,以降低地震对建筑物的破坏程度。
3. 能量耗散设计法:该方法通过引入能量耗散装置,提高建筑物的抗震能力。
常见的能量耗散装置有阻尼器、摩擦阻尼器等。
4. 基础隔震设计法:该方法将建筑物与地基隔离,减小建筑物受地震作用的影响,以提高建筑物的抗震能力。
三、结构优化技术结构优化技术是指通过对结构参数和构件材料的调整,以使结构在满足强度和刚度等基本要求的前提下,达到最优设计的目标。
在抗震设计中,结构优化技术发挥着重要的作用,可以提高结构的抗震能力。
1. 拓扑优化:拓扑优化是指通过对结构的拓扑形状进行调整,以减小结构的重量和刚度,提高结构的抗震性能。
关于建筑结构抗震设计问题的研究摘要:五·一二地震的发生,给当代人们带来了警示。
天灾不可避免,但是我们要时刻准备着,去对抗自然带来的灾害。
地震的危害是不可忽视的,所以在现代的建楼中防震措施的设计尤为重要,我国城市化人口多的状况一直存在,所以为了让城市的人都住上房子,只能在有限的空间内去建高楼,高楼的建筑工期非常长,并且高楼建筑中结构体系也相对的复杂,所以,高楼的抗震设计非常重要。
本文将对建筑结构的抗震问题进行研究。
关键词:高楼;抗震设计;破坏中图分类号:tu973+.31 文献标识码:a 文章编号:经济在不断的发展,城市建设的越来越好,越来越多的人从农村来到城市,城市人口不断的增加,为了满足这一现状,我们国家在城市建的楼越来越高,而且城市越大,人口越密集的地方,楼越高,似乎成了正比。
楼层越高,人口越密集,防震的设计就越为的重要。
与此同时,也给抗震的设计带来了难题,楼越高对抗震的要求就越高,所以关于建筑抗震设计的人员,要担任起重任,研究出完善的抗震体系。
地震的危害是非常大的,一个地震,就可能会导致我们的家园丧失,导致生命终止,所以现在建筑的抗震问题尤为重要,我们要加强抗震方面的措施。
一、高层建筑对于地震的反应在地震的作用下,楼体因为受力不均匀,使得楼体建筑造成不合理的坍塌现象。
首先,高层建筑的地基上要严格按照质量的要求,否则时间久了地基会发生沉降,从而破坏了高层建筑的整体结构,使之受振就会造成坍塌;还有一些建在地势不好地方,造成地基质量不达标,从而导致房体的损坏;当某地域发生地震时,由于房屋的建筑地点正好处于振幅之内,发生共振现象,导致房屋破坏。
其次,在房屋的建筑结构上,采用不同的墙体结构,受震之后的破坏程度不同。
采用底框结构的房屋,由于刚柔度的影响,震后破坏性会非常严重;采用框架式的抗震墙体,对震后的影响稍微小一些;采用填墙框架的房屋时,底层的破坏性比较大。
最后,地震对刚度分布方面的影响,建筑物在选用矩形或者是梯形时,地震时,会发生扭转性的振动,使之受震后的破坏性加大;如果采用三角形的或者是l形的,同样在受震的时候会发生扭转现象,使受震后的破坏性加大;最后,使用框架的不同,受震后的破坏情况也不同,在一般的框架中,墙柱受震后的破坏程度会高于房梁和房板;在钢筋混凝土中加上螺旋形的钢筋,在受震的时候墙柱仍会保持较大的抗震能力;如果在同一个环境下,钢筋混凝土的框架,短柱受震后的破坏程度要比长柱的破坏的程度大;窗底下的墙如果选择钢筋混凝土的,那么在受震的时候会发生倾斜现象,或者是交叉裂缝现象。
建筑结构设计抗震措施探讨【摘要】关于建筑物抗震问题的研究也有相当长的一段历史,从世界建筑设计领域和我国建筑设计领域来看,均取得了一定的成效。
本文介绍了建筑抗震结构设计的基本要求和建筑结构抗震措施的衡量标准,提出了建筑结构设计的有效抗震措施。
【关键词】建筑结构;设计;抗震;措施建筑物的抗震设计。
一、建筑抗震结构设计的基本要素1、在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位),使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移,这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
2、一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接协同工作。
例如框架——剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成,双肢或多肢剪力墙体系组成。
3、构件在强烈地震下不存在强度安全储备,构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。
4、强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。
抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度,有意识地建立一系列分布的屈服区,主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度,以使结构能吸收和耗散大量的地震能量,提高结构抗震性能,避免大震时倒塌。
5、要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化,一旦楼层(部位)的比值有突变时,会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。
6、要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。
二、建筑结构抗震措施的衡量标准对于性能的要求,现行抗震设计规范有两种基本的表达方式:一种是以损坏的程度来描述,另一种是以用途的重要性即抗震设防分类来描述建筑结构中的损坏程度划分为不损坏和属正常维修下的损坏可修复的破坏和倒塌;抗震设防分类则氛围甲、乙、丙、丁四类,对某些钢筋混凝土结构,现行规范给出了正常维修和倒塌的层间变位角作为定量指标,对于不同的设防类别,先行规范规定了不同的抗震措施,如乙类建筑的抗震措施要比丙类建筑的有关规定提高一度。
房屋建筑结构抗震设计常见问题分析与解决措施发表时间:2017-08-17T15:11:56.613Z 来源:《基层建设》2017年第12期作者:刘建江[导读] 摘要:伴随着建筑行业的快速发展,建筑结构的安全性备受人们的重视。
中南建筑设计院股份有限公司湖北武汉 430070摘要:伴随着建筑行业的快速发展,建筑结构的安全性备受人们的重视。
在我国科学技术不断发展的时代背景下,工程施工技术也趋向成熟,特别是建筑结构抗震设计及其施工工艺更是明显提高,并成为社会关注的热点话题。
然而在实践中,由建筑结构抗震设计不合理引起的安全事故却比比皆是,给国家以及人民群众带来巨大损失。
基于此,相关企业在建筑工程建设期间,应该严格遵循国家的相关规定以及设计图纸,做好质量管理以及控制工作,从而在保证建筑结构抗震性能的前提下,为建筑业的良性发展提供有力支撑。
关键词:建筑结构;抗震设计;分析;施工1 前言地震是一种严重影响和损坏人类生存环境的自然灾害,由于我国对于地震预测的能力还不够强,不仅无法及时反馈地震的相关信息,同时也很难采取有效措施来降低地震带来的危害。
因此,这就需要相关人员在建筑结构设计阶段,尽可能地提高整个建筑工程的抗震性能,以满足所在地区抗震要求。
在建筑工程建设期间,相关企业和工程师要将建筑结构抗震设计作为研究重点,对其中的关键点进行深入探索,从而有效提高建筑结构整体的稳定性以及抗震性。
2 建筑结构抗震设计的内涵及其原则2.1 建筑结构抗震设计内涵由于地震是一种难以预测的自然灾害,一旦发生带来的直接后果十分严重,所以,应该从提高建筑结构整体的抗震性能出发,加强其抗震设计。
具体来说,在建筑工程建设期间,相关企业和工程师需要结合实际情况来综合考虑建筑结构的抗震设计,不同结构单元之间应该采取有效分离或连接的方式。
一般情况下,建筑应该采用加强连接的方式,设置多道抗震防线来避免或减小地震后余震对建筑本身的破坏。
而正确处理不同构件间的强弱关系有利于形成多道防线,以此来提高整个建筑的抗震性能。
建筑结构抗震设计中的三个基础性问题及其优化措施研究
作者:郭刚
来源:《科技视界》2015年第35期
【摘要】建筑结构工程中的抗震设计理论是在长期的工程实践中积累总结而来的,是一种防御地震灾害,将地震灾害所产生的破坏降到最低点的一种设计思路和概念。
也就是说建筑结构工程中的抗震设计的目的是提高建筑结构整体抗震能力,确保建筑物在地震灾害来临时能够有效地抵御灾害。
当然地震发生时的剧烈程度我们是无法预知的,我们能做的是运用抗震设计理论知识,结合建筑空间结构工程的实际情况,从分析抗震材料选择等方面入手,提高建筑结构整体抗震能力。
【关键词】建筑结构;抗震设计;整体稳定性;空间刚度;延性结构;地震作用;抗侧刚度
0 引言
我国是一个地震灾害频发的国家,地震灾害给国民经济及国民的生命财产带来了严重的冲击和危害;建筑房屋是地震灾害中受创比较严重的物体之一,据有关地震灾害研究专家分析,致使人们在地震中丧生的主要原因是建筑房屋的抗震性能差,难以抵挡地震灾害的冲击破坏,建筑房屋的倒塌使得人员伤亡量惊人。
所以在此形势下,为了能够防御地震灾害,尽可能地减少地震灾害对社会的危害,我们必须要加强对建筑结构工程中抗震设计的研究和探讨,提升建筑结构的抗震性能。
1 建筑结构抗震设计中的三大关键问题
1.1 抗震场地的选择
选择对建筑抗震有利的场地,宜避开对建筑抗震不利的地段,不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。
地震造成建筑物的破坏,除地震直接引起的结构破坏外,场地条件也是一个重要的原因。
地震引起的地表错动与地裂,地基土的小均匀沉陷,滑坡和粉、砂土液化等。
因此,应选择对建筑抗震有利的地段,应避开对抗震不利地段,如软弱场地土、易液化土、状态明显不均匀等地段;当无法避开时,应采取适当的抗震加强措施,应根据抗震设防类别、地基液化等级,分别采取加强地基和上部结构整体性和刚度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施;当地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、新近填土和严重不均匀土层时,估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响,采用桩基、地基加固和加强基础和上部结构的处理措施;对于地震时可能导致滑移或地裂的场地,应采取相应的地基稳定措施。
1.2 建筑结构体系的合理选择
建筑结构体系的合理选择是结构设计应考虑的一个重要问题,结构方案的选取是否合理,对安全性和经济性起决定的作用。
具体而言,应注重以下几方面的设计:
第一,结构体系应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。
抗震设计的一个重要原则是结构应具有必要的赘余度和内力重分配的功能,即使地震中部分构件退出工作,其余构件仍能将竖向荷载承担下来,避免整体结构失效或失稳。
第二,结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。
在这过程中,竖向构件的布置,应尽量使竖向构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平按近均匀;楼屋盖梁系的布置,应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去;转换结构的布置,应尽量做到使上部结构竖向构件传来的垂直重力荷载通过转换层一次至多二次转换。
与此同时,整体抗侧力结构体系也必须明确,抗侧力结构一般由框架、剪力墙、简体、支撑等组成,它们宜尽量贯通连续,若它们沿竖向要有变化,则变化要缓慢均匀。
第三,结构体系应具备必要的承载能力,良好的变形能力和消耗地震能量的能力。
钢筋混凝土结构具有良好的塑性内力重分布能力,能较充分地发挥吸收和耗散地震能量的作用。
第四,结构体系应具有合理的刚度和强度。
宜具有合理的刚度和强度分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中;框架结构设计应使节点基本不破坏,底层柱底的塑性铰宜晚形成,应当使梁、柱端的塑性铰出现得尽可能分散;对于可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。
1.3 重视建筑平面布置的规则性
建筑的平、立面布置应符合抗震概念设计原则,宜采用规则的建筑设计方案,不应采用严重不规则的设计方案。
抗震设计规范规定,对平面不规则或竖向不规则,或平面、竖向均不规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型;对凹凸不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内的实际刚度变化的计算模型;对薄弱部位应乘以内力增大系数,应按规范有关规定进行弹塑性变形分析,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。
在我国建筑中,结构的对称性主要指的是抗侧力主体结构的对称。
对称的建筑如平面对称的简体框架结构、筒中筒结构、简体结构、框剪结构、剪力墙结构、框架结构等,一般比较容易实现结构的对称性。
结构的规则性主要体现在以下四个方面:一是,建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度要比较接近、变形特性要比较相近;二是,建筑主体抗侧力结构沿竖向断面、构成变化比较均匀,不要突变;三是,建筑主体抗侧力结构的平面布置,应注意同一主轴方向各片抗侧力结构刚度尽量均匀;四是,建筑主体抗侧力结构的平面布置还应注意中央核心与周边结构的刚度协调均匀,保证主体结构具有较好的抗扭刚度,以避免建筑在地震或风的扭矩作用下产生过大的
扭转变形,从而引起结构或非结构构件的破坏。
可以说,重视建筑平面布置的规则性在建筑结构设计中相关重要,在实践中应高度重视这方面的规范。
2 提高建筑结构抗震能力的优化措施
建筑结构抗震设计是专家们通过对大量建筑地震震害实例进行分析,归纳总结出来的实践经验。
抗震设计在建筑结构设计中是非常重要和必要的,因而,应当引起高度重视。
为了有效提高建筑结构抗震能力,需从以下几方面着手:首先,要合理的布局地震外力能量的传递吸收途径,保证支柱、墙和梁的轴线处于同一平面,从而形成构件双向抗侧力体系。
使其在地震作用下呈弯剪破坏,并且塑性屈服尽量产生在墙的底部。
而连梁宜在梁端塑性屈服,还有足够的变形能力。
在墙段充分发挥抗震作用前,按照“强墙弱梁”的原则加强墙肢的承载力,避免墙肢的剪切破坏,提高建筑结构的抗震能力。
其次,要按照抗震等级对梁、柱以及墙的节点采取相应的抗震构造措施确保建筑结构在地震作用下达到三个水准的设防标准。
为了保证钢混结构在地震作用下具有足够的延性和承载力,应按照“强剪弱弯”、“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的原则进行设计,合理地选择柱截面尺寸,控制柱的轴压比,注意构造配筋要求,尤其是要加强节点的构造措施。
最后,要设置多道抗震防线,即在一个抗震结构体系中,一部分延性好的构件在地震作用下,首先达到屈服,担负起第一道抗震防线的作用,其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次屈服,从而形成第二、第三或更多道抗震防线,这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。
3 结束语
总之,在对建筑结构的设计过程中,不仅需要对建筑结构的使用功能和使用年度进行考虑,同时还需要对建筑结构的安全防震性能进行考虑,并在建筑结构设计的过程中充分对地震的来临进行模拟,要保证建筑符合小震不坏、中震可修、大震不倒的原则。
为了做到以上的抗震要求,就要对结构动力学的基本原理和方法进行充分的学习,并运用到建筑结构设计中。
【参考文献】
[1]葛振军,李彬.抗震设计常见问题浅析[J]. 工程质量,2007(07).
[2]戴国莹.建筑结构抗震设计方法(八)——抗震设计的总过程[J]. 建筑科学,1990(02).
[3]杨万顺.房屋抗震设计的几点体会[J]. 住宅科技. 1990(09).
[4]方义弼.抗震设计中几个原则问题[J]. 结构工程师,1991(02).
[责任编辑:曹明明]。