现行建筑结构抗震概念设计理解
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建筑结构抗震概念设计及抗震措施分析摘要:随着建筑结构抗震的不断发展,结构抗震设计也经历了一系列的变化,建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点,概述建筑结构抗震概念设计,对建筑抗震进行必要的理论分析,从而来合理选择了结构的屈服水准和延性后,并采取必需的抗震措施。
关键词:概念设计建筑结构抗震设计抗震措施Abstract: with the development of the structural seismic, structure seismic design also experienced a series of change, the work has been building buildings aseismic design and construction of the key, outline structural seismic concept design, construction of seismic necessary theoretical analysis, and to choose the reasonable structure of the yield of standard and ductility, and take the necessary seismic measures.Keywords: concept design structural seismic design aseismatic measures1 建筑结构抗震概念设计的概述根据地震灾害和工程等形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布局,并确定细部构造的过程,称为概念设计。
概念设计是指正确的解决总体方案、材料使用和细部构造,以达到合理抗震设计的目的;且概念设计是根据抗震设计的复杂性,难以精确计算而提出来的一种从宏观上实现合理抗震,避免无必要的繁琐计算,同时为抗震计算创造有利条件,使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况的设计方法。
建筑结构设计中的抗震结构设计理念抗震结构设计是建筑结构设计中非常重要的一个方面,其目的是确保建筑在地震发生时能够抵抗地震作用产生的力,保证建筑的安全性和稳定性。
抗震结构设计理念主要包括软硬一体、抗震分区和渐进性崩溃等。
软硬一体是指在抗震结构设计中,软结构和硬结构相结合的设计理念。
软结构是指能够接受变形的构件,如梁、柱等,它们具有一定的延性,能够在地震发生时储存和释放能量,从而减轻地震作用对建筑的影响。
而硬结构则是指能够承受地震作用产生的力的结构构件,如墙体、框架等,它们具有一定的刚性,能够提供支撑和稳定性。
软硬一体的设计理念能够使建筑在地震发生时充分发挥构件的抗震能力,提高建筑的整体抗震性能。
抗震分区是指将建筑划分为若干个相对独立的区域,每个区域根据其重要性和抗震需求进行不同的设计。
在设计中,应根据建筑的功能、结构形式、高度等因素进行合理的抗震分区。
一般来说,对于重要的功能区域,如核心区、承重墙等,应进行更加严格的抗震设计,而对于非重要的区域,如外围墙体等,可以进行相对宽松的设计。
抗震分区的设计理念能够使建筑在地震发生时有选择性地承受地震力,从而提高整体的抗震性能。
渐进性崩溃是指建筑在地震发生时发生破坏时的一种设计理念。
根据这一设计理念,建筑应在发生地震时,先从次要构件或非重要区域开始发生破坏,以吸收部分地震能量,从而减轻主要构件或重要区域的受力,并最终保证建筑的安全。
渐进性崩溃的设计理念能够使建筑在地震发生时逐渐将地震能量释放到周围环境,减小对建筑本身的影响。
除了上述的设计理念外,还需要考虑地震活动的强度、频率谱特性等因素来进行抗震结构设计。
抗震结构设计应综合考虑地震力的作用,通过合理的结构布局和构件设计来提高建筑的抗震能力。
还需要进行地震动力学分析和结构参数的确定,以确保建筑能够满足设计要求。
抗震概念设计和抗震计算间的关系抗震概念设计和抗震计算是建筑结构领域中非常重要的两个环节。
抗震概念设计是指在建筑结构的设计初期,通过合理的结构布局和设计参数的选择,以提高结构的抗震性能为目标,进行初步的设计。
而抗震计算则是指在概念设计的基础上,通过具体的数学计算和力学分析,以及考虑到结构的强度、刚度、稳定性和耐久性等因素,来验证和验证设计方案的合理性,并确定结构的精细参数。
抗震概念设计和抗震计算是相辅相成的。
概念设计是抗震设计的起点,它通过合理的结构布局和设计参数的选择,来提高结构的抗震能力。
概念设计往往基于一定的经验和规范要求,通过合理的结构布局和设计参数的选择,来实现抗震性能的目标。
然而,概念设计通常只是一个初步的设计,其中的设计参数和概念布局往往还需要通过抗震计算进行验证和修正。
抗震计算是对概念设计的进一步精炼和验证过程。
在抗震计算中,工程师将具体的设计方案输入到计算机软件中,通过数值计算和力学分析,对结构的强度、刚度、稳定性和耐久性等进行全面的评估。
通过抗震计算,可以验证概念设计的合理性,发现设计中存在的问题,并进行必要的修正和优化。
抗震概念设计和抗震计算之间的关系可以用一个循环的过程来描述。
首先,通过分析工程项目的地震状况、土壤条件、结构类型等因素,进行初步的概念设计。
然后,将概念设计输入到抗震计算中,进行具体的数学计算和力学分析。
在计算过程中,经常需要对概念设计中的一些假设和参数进行修正和优化。
最后,根据抗震计算的结果,进行必要的修改和优化,得到最终的设计方案。
抗震概念设计和抗震计算之间的关系还可以用以下几个方面来描述:首先,概念设计和抗震计算都是抗震设计的必要环节。
它们相辅相成,缺一不可。
概念设计提供了抗震性能目标和设计的初步方案,而抗震计算验证和优化了概念设计,确保设计方案的科学性和可行性。
其次,概念设计和抗震计算之间存在着信息的互动和交流。
概念设计提供了抗震设计的初步思路和指导,为抗震计算提供了重要的输入。
建筑结构抗震概念设计摘要:作为一种随机振动方式,地震的复杂性与不确定性是难以把握的。
因此,要对建筑物遇到地震的参数与特性进行准确的预测是很困难的。
但就目前的结构计算软件来说,其模型设定因为程序限制会跟实际情况存在很大差异,进而导致建筑结构设计也存在很大难度。
概念设计的内容和应用十分广泛,本文基于结构概念设计基础探讨对结构物进行抗震设计的步骤,从结构布局入手,注重抗震多道防线的设计,在必要的抗震计算过程中,计算本身也必须概念清楚,使得设计方案具有经济性和合理性。
关键词:概念设计;结构设计;抗震性能我国是个地震灾害比较频繁的国家,随着我国经济的发展,建筑规模越来越大,与此同时,对建筑在地震作用下的抗震性能要求也不短提高,这使得抗震要求越来越高。
但在抗震设计中,仅用计算分析得出的数据进行抗震设计,很难有效的控制结构的抗震性能。
本文从结构概念入手分析抗震设计,指明要用“概念”进行分析和判断,控制结构的耗能和薄弱部位。
同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
1.结构概念设计所谓结构概念设计一般指不经数值计算,依据整体结构体系结合结构破坏机理,从整体的角度来确定建筑结构的布置和抗震措施的的一种方法。
结构概念设计往往需要在建筑设计的方案初期做出有效地对结构体系,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。
我国《建筑抗震设计规范》(gb 50011-2010)中3.4.2条规定:“建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响,宜择优选用规则的形体,其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变”。
在设计中宜调整平面形状和尺寸,采取构造和施工措施。
当需要设伸缩缝、防震缝和沉降缝时,应将结构划分为独立的结构单元。
在整个工程设计的方案阶段,建筑师和结构师就应该充分沟通依据场地状况来选择规则的建筑形体,使结构布局尽量简单,同时也满足业主的要求。
浅析房屋建筑结构设计中的抗震概念设计与抗震措施摘要:在房屋建筑结构设计中,除了要确保结构设计计算结果的真实性和有效性之外,还应该从建筑实际施工角度出发,加强对概念设计的引入,充分发挥概念设计对结构设计的补充作用。
设计人员应充分利用自身丰富的设计经验对结构设计结果予以补充和优化,最终形成一套真正适用于房屋建筑施工的结构设计方案,更好地满足建设需求,确保房屋建筑结构的整体质量。
关键词:房建;结构设计;抗震概念设计;抗震措施1导言面对当今世界自然灾害发生频率不断提高的事实,能够有效的提高房屋使用的建筑结构抗震能力,就显得十分的重要。
由于亚欧、亚非板块的不断移动,现阶段在世界各地发生的地震现象已经数不胜数,所以,为了提高人们的生存安全程度,将房屋的建造设计合理的应用抗震结构设计,将有助于提升房屋建筑的抗震性能,使其在使用的时候能够在一定程度上地域地震的威胁,为人们的生命求救提供一定的时间,是公民在最短的时间内能够得到保证生命安全的时间。
可见,在房屋建筑结构中应用抗震结构设计是多么的重要。
2建筑抗震概念设计的概念建筑抗震概念设计是指:根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。
狭义的抗震概念设计——一些在计算中或在规范中难以作出具体规定的问题,必须由工程师运用“概念”进行分析,作出判断,以便采取相应的措施。
例如结构破坏机理的概念,力学概念以及由震害试验现象等总结提供的各种宏观和具体的经验等,这些概念及经验要贯穿在方案确定及结构布置过程中,也体现在计算简图或计算结果的处理中。
抗震概念设计的宗旨是结构设计师运用自身在学习和实践中所建立起来的正确的概念,运用思维和判断力,正确和全面的把握结构的整体性能,即对建筑结构承载力,变形能力、耗能能力等的正确把握,合理的确定结构整体和局部设计,使结构自身具有良好的各项性能。
3概念设计必要性及主要影响因素在当今信息化、自动化、智能化高速发展的时代,结构设计软件层出不穷,设计软件的智能化,自动化替代人工进行大量繁琐的计算过程,帮助结构设计人员从大量繁琐的计算中解脱出来,但对一个特定的房屋建筑,每种设计软件都有或多或少的不足,而且现有的抗震理论并不完善,地震作用的不确定性和结构计算假定与实际情况的差异,使得计算结果不能全面真实地反应结构的受力、变形情况,并确保结构安全可靠。
建筑结构设计中的抗震结构设计理念随着现代城市化进程的迅猛发展,城市建筑密集度增加,建筑结构抗震安全问题备受关注。
在地震频繁的地区,抗震结构设计尤为重要。
地震是一种突发自然灾害,给人们的生命和财产安全带来了极大的威胁。
在建筑结构设计中,抗震设计理念的重要性不可忽视。
本文将从抗震设计的基本理念、抗震设计的方法和标准以及抗震设计中的创新技术等方面进行探讨。
一、抗震设计的基本理念抗震设计的基本理念是指设计及构造建筑结构时,要考虑地震作用对建筑结构的破坏影响,从而使建筑具备一定的抗震能力。
抗震设计的基本理念包括以下几个方面:1. 地震作用的研究:抗震设计首先要充分了解地震对建筑结构的破坏规律和影响。
通过对地震波的频谱分析和地震动力学模拟,确定地震作用的烈度和频率,为抗震设计提供依据。
2. 结构性能的评定:抗震设计要考虑建筑结构在地震作用下的抗震性能。
通过结构动力学分析和非线性计算,评定结构的抗震性能和破坏机制,为合理设计提供基础。
3. 设计参数的确定:根据地震作用和结构性能评定,确定建筑结构的抗震设计参数,包括结构体系、材料选用、构造技术等方面的设计要求。
4. 抗震措施的采取:在设计和施工过程中,要采取合理的抗震措施,如加固设计、消能设计、减震设计等,提高结构的抗震能力。
二、抗震设计的方法和标准抗震设计是建筑结构设计的一个重要内容,其方法和标准直接影响建筑结构的抗震性能。
在抗震设计中,主要采取以下方法和标准:3. 国家标准:在抗震设计中,还要遵循国家相关标准,如《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《混凝土结构抗震设计规范》(GB50010-2010)等,严格执行相关规范要求,保证建筑结构的抗震安全。
4. 抗震设防烈度:在抗震设计中,还要根据地震烈度以及地震动特性确定建筑结构的抗震设防烈度,以此为基础设计结构的抗震能力。
三、抗震设计中的创新技术随着科学技术的不断发展,抗震设计中也涌现出许多创新技术,对提高建筑结构的抗震性能起到了重要作用。
现行建筑结构抗震概念设计的理解
【摘要】鉴于5.12汶川地震的结果来看,从建筑物的场地选择、
平立面形式、结构布置、延性等方面论述了建筑结构设计中概念设
计的内容。【关键词】建筑结构 抗震 概念设计1 前言现行的《建
筑结构可靠度设计统一标准》(gb50068-2001)采用以概率理论为基
础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先
进、经济合理、安全适用的原则。概率极限状态设计法更科学、更
合理,但该法在运算过程中还带有一定程度近似,只能视作近似概
率法,并且仅凭极限状态设计也很难估算建筑物的真正承载力。事
实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工
作,并非是脱离结构体系的单独构件。地震作用的随机性很强,在
某一地区,某一个基准期内,可能出现的地震动是一个随机变量,
事先无法预知,相对于荷载,地震动的影响次数少,作用短,各次
的地震作用的强度差异很大,若要求在各种强度地震动作用下,结
构仍然保持弹性工作状态是很不经济的,甚至是不可能的,因此,
结构的抗震设计与结构抗御其它荷载作用的设计是不同的。对于结
构工程师而言,在进行工程抗震设计时,必须要清楚地震作用有别
于其它荷载作用的特殊情况,进而准确理解和把握符合这一特殊情
况的结构设计基本原则,即结构抗震设计思想。因此,结构工程抗
震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理
论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念,从“概念设计”
的角度着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏过程,灵活运
用抗震设计准则,全面合理地解决结构设计中的基本问题,既注意
总体布置上的大原则,又顾及到关键部位的细节构造,从根本上提
高结构的抗震能力。2 抗震概念设计的基本原则与要求2.1 场地选
址
造成建筑物震害的原因是多方面的,场地条件是其中之一。一
是,地震时地面的强烈运动,使建筑物在震动过程中,由于丧失整
体性或强度不足,或变形过大而破坏。二是,由于水坝坍塌、海啸、
爆炸等次生灾害引起的破坏。三是,由于断层错动,山崖崩塌,河
岸滑坡,地层陷落等地面严重变形直接造成的破坏。由于场地因素
引起的震害往往特别严重,而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补
是很困难的。因此,选择工程场址时,应进行详细勘察,搞清地形、
地质情况,挑选对建筑抗震有利的地段,尽可能避开对建筑抗震不
利的地段。
对建筑抗震有利的地段,一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场
地土或密实均匀中硬场地土。建造于这类场地上的建筑一般不会发
生由于地基失效导致的震害,从而可从根本上减轻地震对建筑物的
影响。对建筑抗震不利的地段,就地形而言,一般是指条状突出的
山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非岩质的
陡坡、河岸和边坡的边缘;就场地土质而言,一般是指软弱土、易
液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等,
以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。2.2 合理
的建筑平立面
建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑
布局简单合理,结构布置符合抗震原则,就能从根本上保证房屋具
有良好的抗震性能。
从有利于建筑抗震的角度出发,地震区的房屋建筑平面应以方
形、矩形、圆形为好,正六边形、正八边形、椭圆形次之,l形、t
形、u形、y形、十字形平面较差。1985年9月墨西哥地震后,墨
西哥“国家重建委员会首都地区规范与施工规程分会”对地震中房
屋破坏原因进行统计分析,结果表明,拐角形建筑的破坏率达到
42%,明显高于其它形状的房屋。
同时,地震区的建筑竖向体型及刚度变化要均匀,宜优先采用
矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何图形,尽量避免过大的外挑
与内收。因为立面形状的突然变化,必然带来质量和抗推刚度的剧
烈变化。,地震时,该突变部位就会因为剧烈震动或塑性变形集中
效应而加重破坏。1985年9月墨西哥地震,一些大底盘高层建筑,
由于底层群房与高层主楼相连,没有设缝,体型突变引起刚度突变,
使主楼底部接近裙房屋面的楼层变成相对柔弱的楼层,地震时由于
塑性变形集中效应而产生过大层间侧移,导致严重破坏。
3 合理的结构形式
抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。按结构材料分类,
目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、
钢-混凝土结构等;按结构形式分类,目前常见的有框架结构、剪力
墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。结构体系的确定受到抗震
设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条
件等诸多因素影响,是一个综合的技术经济问题,需进行周密考虑
确定。抗震规范对建筑结构体系主要有以下规定: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;结构体系宜具有多道
抗震防线,应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震
能力或对重力荷载的承载能力;结构体系应具有必要的抗震承载
力,良好的变形能力和耗能能力;结构体系宜具有合理的刚度和承
载力分布,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,对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗
震能力;结构在两个主轴方向的动力特性宜相近,在结构布置时,
应遵循平面布置对称、立面布置均匀的原则,以避免质心和刚心不
重合而造成扭转振动和产生薄弱层。4 提高结构的延性
结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非
弹性变形的能力。结构的延性反映了结构的变形能力,是防止在地
震作用下倒塌的关键因素之一。结构良好的延性有助于减小地震作
用,吸收与耗散地震能量,避免结构倒塌。而结构延性和耗能的大
小,取决于构件的破坏形态及其塑化过程,弯曲构件的延性远远大
于剪切构件,构件弯曲屈服直至破坏所消耗的地震输入能量,也远
远高于构件剪切破坏所消耗的能量。因此,结构设计应力求避免构
件的剪切破坏,争取更多的构件实现弯曲破坏。始终遵循“强柱弱
梁,强煎弱弯、强节点、弱锚固”原则。构件的破坏和退出工作,
使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系,致使结构的
周期发生变化,以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效
应。5 确保结构的整体性
结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重
要条件,确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。为了充分
发挥各构件的抗震能力,确保结构的整体性,在设计的过程中应遵
循以下原则:结构应具有连续性。结构的连续性是使结构在地震作
用时能够保持整体的重要手段之一;保证构件间的可靠连接。提高
建筑物的抗震性能,保证各个构件充分发挥承载力,关键的是加强
构件间的连接,使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时
大变形的延性要求;增强房屋的竖向刚度。在设计时,应使结构沿
纵、横二个方向具有足够的整体竖向刚度,并使房屋基础具有较强
的整体性,以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿
过房屋时所造成的危害。