刍议建筑结构设计中的抗震设计分析 钟振
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浅析建筑结构设计中的抗震设计摘要:建筑抗震设计的重要性不言而喻,我国出台了针对建筑抗震设计的一系列政策。
建筑行业也在不断更新技术规范,要求设计人员按照结构简单、科学合理以及规范化等原则,开展建筑结构抗震设计工作,建造质量、性能可靠的建筑,保证住户的生命财产安全。
然而在实际工作中,设计人员仍然会遇到一些棘手的问题。
对此,设计人员需要具体问题具体分析,探索科学、可行的设计方案,切实提高建筑结构的稳定性。
关键词:建筑工程;结构设计;抗震设计1抗震结构设计之目的建筑结构抗震设计研究,它的目标有三:首先,要保证建筑物受到小地震影响不发生破坏、开裂等现象,且能够维持建筑物正常工作;另一种是中等强度地震时,建筑物略有破损,且修复后不影响建筑物结构;强烈地震后,建筑物一定要稳定,为了保证周边环境及人员安全。
所以在进行建筑设计的时候,对建筑物抗震加固要科学对待,并且根据现有数据,开展了区域地震灾害评价工作,测定了它们的抗震性能,进行了结构布置,增强抗震效果,维护结构稳定安全。
目前结构设计,结构抗震设计日益受到关注,直接关系到施工质量,关系到工作人员人身安全。
尤其在一些地震多发地区,以确保建筑的安全性,提高设计水平势在必行。
将围绕结构抗震设计展开深入分析探讨,文中还详尽地说明了它所遵循的原则及设计思想。
2地震对于建筑物本身的影响地震波以体波和面波的形式存在。
在进行研究的时候工作人员又可以将让体波进行更加细致的划分,其一为纵波,其二为横波。
面波也能够分为瑞雷波以及诺福波。
在上述的集中地震波形中,面波可以在地表区域进行距离较远的传播,横波则能够实现在固体环境中的效率传播。
纵波则可以在固体和液体之间实现传播。
体波的传递效果如其名字而言,纵波的传递会造成建筑物在上下空间区域的颠簸,横波在出现则会造成建筑物在水平方向的左右位移。
面波在传输能量的时候会比横波要大,地震灾害中可以导致建筑物在水平和垂直两个方向的移动。
从此能够看出,建筑物的坍塌和损坏在很多情况下都是因为面波的存在而造成的。
分析建筑结构设计中的抗震设计抗震设计是建筑结构设计的一项重要内容,其目的是确保建筑物在地震时能够保持稳定或者迅速恢复稳定。
抗震设计的实现需要对建筑物在地震中受力特点进行分析和研究,提出相应的抗震措施并加以实施。
本文将从地震的力学特性、建筑结构受力特点和抗震设计的实现等方面进行分析,旨在探讨抗震设计在建筑结构中的作用。
一、地震的力学特性地震是地球内部某一区域发生的突然地面震动。
地震的发生会对建筑物产生力学作用,所以对地震的力学特性必须了解清楚,才能充分进行抗震设计。
地震从力学角度分析,存在三种震源类型:体波、面波和线波。
其中体波是由震源向四面八方传递的波动,包括了纵波和横波两种类型。
面波指地震波传播过程中表面的波动,它的传播损耗小,能量强,能够引起强烈的振动。
线波则是指地震波沿着地面或者岩层界面传播,损耗相对较小,而传播距离则较远。
建筑物在不同类型的地震波的作用下,会受到不同形式和不同方向上的力学作用,因此需要针对不同类型的地震波采取相应的应对和措施。
二、建筑结构受力特点地震对建筑物的力学作用主要表现在横向力(水平力)和竖向力(重力)两个方面,而建筑物内部所采用的结构形式、材料、构件等因素都会影响地震的力学作用以及抗震设计的实现。
1. 结构形式对于结构形式而言,抗震设计的主要目的是提高建筑物的刚度和抗震能力,减少地震作用下建筑物受到的变形、损伤和倒塌风险。
框架结构通常用于高层建筑的抗震设计,因为其具有较高的刚度和抗震性能。
钢结构的刚度和抗震能力也较高,但需要结合混凝土或者其他材料进行补强,同时防震减灾方面也更应重视。
而砖木结构在抗震性能上较为脆弱,需要通过设防护层或者方案来改善建筑物的稳定性。
2. 材料对于建筑物所采用的材料而言,结构的主体部分一般采用混凝土或者钢材质,因为在地震作用下这两种材料的刚度和强度都有一定保障。
但需要注意的是,随着建筑结构的高度愈发提高,混凝土或者钢结构的抗震性能会越来越受到挑战,需要采取一些专业的抗震措施来减缓其受力的影响。
浅析建筑结构设计中的抗震设计抗震设计是建筑结构设计中非常重要的一环,它的目的是在地震发生时保证建筑物的稳定性和安全性。
本文将从抗震设计的背景、设计原则、设计方法以及新技术等方面对其进行浅析。
一、抗震设计的背景地震是自然灾害中具有破坏性的一种,导致大量建筑倒塌和人员伤亡。
在建筑结构设计中引入抗震设计是保障人员生命安全的关键。
抗震设计的目标是通过合理的结构设计和施工方法,使建筑物能够在地震中保持稳定,减小结构受力和破坏程度。
二、抗震设计的原则1. 强度与刚度的平衡原则:结构应具备足够的强度和刚度,在地震作用下能够承受较大的地震力而不发生损坏。
2. 延性与脆性的平衡原则:结构应具备一定的延性,即能够在地震中发生一部分塑性变形,吸收地震能量,减小地震反应。
3. 预防与抵御的平衡原则:结构应通过预防地震作用下的破坏,但同时也应具备抵御破坏的能力,在地震作用下能够保持相对稳定。
三、抗震设计的方法1. 基础设计:优化基础的设计,确保建筑物的整体稳定性。
采用适当的基础形式、合理的基础尺寸和足够的基础强度,使建筑物能够抵御地震作用并将地震力传递到地基上。
2. 结构设计:通过选择合适的结构形式、合理的结构尺寸和跨度,以及采用适当的材料和构造方式,使建筑物能够在地震中产生可控的变形和塑性变形,从而减小地震反应。
3. 抗震措施设计:在结构设计中采取一系列抗震措施,如设立抗震墙、剪力墙、抗震支撑等,通过增加结构的刚度和强度来提高结构的抗震性能。
4. 抗震构件设计:对于结构的关键构件,采取特殊的设计措施来增强其抗震能力,如使用高强度钢材、增加构件截面尺寸等。
四、新技术在抗震设计中的应用随着科技的不断进步,一些新技术也逐渐应用于抗震设计中。
最具代表性的是核心筒抗震设计和隔震设计。
1. 核心筒抗震设计:通过在建筑物中设置核心筒,使其辅助承担地震力,大大提高了建筑物的抗震能力。
核心筒内部设置连续柱和剪力墙,形成一个稳定的整体。
2. 隔震设计:利用隔震系统将建筑物与地面分离,使建筑物在地震中能够相对地面运动,从而减小地震力的传递。
分析建筑工程结构设计中的抗震设计建筑工程结构设计中的抗震设计是一个复杂而重要的部分,它直接关系到建筑的安全性和耐久性。
在地震频繁的地区,如日本、中国等,抗震设计尤为重要。
本文将从材料选择、结构设计和施工质量三个方面分析建筑工程结构设计中的抗震设计。
一、材料选择1. 钢材:在结构设计中起到连接和支撑的作用,钢结构的使用能够增加建筑的整体抗震性能。
在抗震设计中,应合理选择材料的种类和厚度,确保其强度和稳定性。
二、结构设计1. 建筑框架结构:在抗震设计中,建筑框架结构是常用的结构形式之一。
通过优化结构设计,合理设置水平和垂直的支撑系统,增加结构的稳定性和抗震性能。
采用抗震支撑和节点剪力墙等加固措施,可以有效提高建筑结构的整体抗震性能。
2. 钢结构设计:在抗震设计中,钢结构具有较好的韧性和延展性,能够有效减少结构的变形和破坏。
在设计中应合理设置结构梁柱的连接方式,减小构件之间的应力集中,增加结构的整体稳定性。
3. 地基和基础设计:地基和基础是建筑结构的基础,其稳定性和抗震性能对整体建筑结构具有重要影响。
在抗震设计中,应根据地质条件和建筑结构特点,合理选择基础形式和加固措施,确保地基和基础的稳定性和抗震性能。
三、施工质量1. 合理施工技术:在建筑工程结构设计中,施工质量直接关系到建筑的整体抗震性能。
在抗震设计施工过程中,应合理采用钢筋混凝土工艺、连接技术和焊接工艺,确保结构的强度和稳定性。
2. 质量监控和检测:在抗震设计施工过程中,应加强质量监控和检测工作,及时发现和处理质量隐患,确保施工质量符合设计要求。
以上述三个方面分析,我们可以看出,建筑工程结构设计中的抗震设计是一个复杂而重要的部分。
合理材料选择、优化结构设计和严格施工质量控制是提高建筑抗震性能的关键。
科学的地震动力学分析和抗震设计原理,也是抗震设计的核心内容。
在实际工程中,设计师、施工方和监理机构应密切合作,充分考虑地震影响,确保建筑结构的整体抗震性能。
分析建筑结构设计中的抗震设计
抗震设计是建筑结构设计中最为重要的设计之一,其作用就是在建筑物遭受地震时,
合理地减少地震灾害对建筑物的侵害,确保建筑物的安全性。
抗震设计涉及结构抗震性能、地震波传递、力学效应等多个方面,本文将从这几个方面进行分析。
1. 结构抗震性能
建筑物的抗震性能直接影响在地震中建筑物受到的破坏程度。
目前,建筑物的抗震性
能已经成为我国抗震设计的重点和难点。
结构抗震性能设计需要考虑多方面因素,包括地
基条件、设计荷载、结构形式、建筑材料等,同时还需要进行多方位思考和分析,避免结
构的过度简化或复杂化。
2. 地震波传递
地震波是导致建筑物破坏的主要原因之一,因此在抗震设计中需要将地震波的传递情
况考虑在内。
根据地震波的传递情况,设计师需要在结构设计中采取不同的措施。
例如,
在有明显传递路径的地方加强结构,选择耐震性能好的建筑材料等。
3. 力学效应
在抗震设计中,力学效应是一个非常重要的方面。
力学效应是指地震波引起的结构变
形和应力变化,这种变化可能导致建筑结构破坏。
抗震设计中需要考虑结构的强度和稳定性,以确保结构在地震中的承载能力以及结构的稳定性。
总之,抗震设计是建筑结构设计中最为重要的设计之一,需要考虑多种因素,特别是
在一些地震频繁的地区更是需要重视。
在设计过程中需要结合循环实验、工程实践和数值
模拟等多种手段,增强对建筑物的抗震能力,以提高建筑物的抗震性,保证人身和财产的
安全。
刍议抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用`发表时间:2016-11-24T14:01:53.803Z 来源:《基层建设》2016年17期作者:周轶劼[导读] 高层房屋建筑逐渐成为城市建筑的主体,为确保高层房屋建筑应用性能及安全性,需要在建筑结构设计中重视并确保抗震设计的可靠性。
广州市住宅建筑设计院有限公司广东广州 510000摘要:高层房屋建筑逐渐成为城市建筑的主体,为确保高层房屋建筑应用性能及安全性,需要在建筑结构设计中重视并确保抗震设计的可靠性。
本文结合自己的工作经验,对抗震设计中应遵循的基础性原则进行探究,采取有效的抗震设计,有效保障建筑安全性。
关键字:抗震设计;房屋;建筑结构;设计;应用1.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。
1.1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。
1.2恰当的处理建筑结构的构件强弱关系在设计的过程中需要正确的处理好构件的强弱关系,在统一楼层内使主要耗能构件屈服之后,其他抗侧力构件则仍然处于弹性阶段,这样能够使得有效屈服保持较长的阶段,能够保证建筑结构的延性和抗倒塌的能力。
需要注意的是,如果在抗震设计中一部分结构的设计超强,那么就会导致结构的其他部位出现相对薄弱的现象,所以说在设计的过程中需要恰当的处理结构的强弱关系,对于不合理的加强的作法或者是在施工中以大代小,改变抗侧力构件配筋的这些做法都需要尽量的避免。
1.3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。
刍议建筑结构设计中的抗震设计分析
钟振
发表时间:
2017-08-16T16:20:34.250Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第8期 作者: 钟振 舒如意
[导读] 本文主要对高层建筑抗震结构设计的结构特点、结构体系、结构布置与关系以及结构的抗震性能几个问题进行了探讨。
九江市建筑设计院赣州分院
江西省赣州市 341000
摘要:本文主要对高层建筑抗震结构设计的结构特点、结构体系、结构布置与关系以及结构的抗震性能几个问题进行了探讨,从而完善高
层混凝土建筑的结构设计。
关键词:高层建筑;混凝土结构;抗震设计
前言
随着我国经济的快速发展,高层建筑及超高层建筑的设计水平不断成熟,但在经过汶川大地震之后,我国对高层建筑的抗震设计提出
了新的要求。在住宅建筑大行其道的今天,开房商为了充分利用所购买的地块,在兼顾地块容积率和产品设计的基础上,往往更乐于接受
高层住宅的建筑方案,因此高层住宅的设计工作量较之以往具有工作量巨大、艰难的特点。
1
高层结构的特点
高层建筑从力学的角度上看,就是一个以地面为水平面的竖向悬臂结构体,垂直方向上的荷载使建筑本地产生轴向力,力的大小通常
与建筑的结构主体高度成线性关系。而水平方向上的荷载往往只对建筑结构产生弯矩。收受力分析的结果上看,垂直方向上所产生的荷载
只有一个方向,其力的大小与建筑的高度呈现线性比例的关系。而水平方向的荷载可能来自任何地方,照成的弯矩效果也可以是任何方向
上的,弯矩的大学与建筑本身的高度成二次方的比例关系。因此我们可以得出,在高层建筑结构中,水平方向锁造成的弯矩效果要比由建
筑自重产生的竖向荷载效果要高出许多。也正因如此,现行的建筑结构规范中对高层建筑的水平荷载的结构设计提出了强制执行的控制条
款。这是为了保证高层建筑的结构在面对足够大的弯矩效果时能具有足够大的强度,而且也是保证了建筑主体在随着高度增加时所产生的
侧向变形能在结构的允许范围中。
2
抗震设计在房屋建筑结构设计中的具体应用
地震既然是一种不确定的自然灾害,我们能做的只有面对它,积极寻找方法降低灾害造成的损失。在一些地震灾害频发的发达国家地
区,地震所造成的危害较之经济落后地区会减轻许多,究其原因各种公共设施的防震设计自然必不可少,而房屋建筑的抗震设计也是重要
的原因之一,所以应注重房屋建筑结构的抗震设计,具体解决房屋抗震设计中各环节的问题。
2.1
选择建筑场地
建筑场地的选择是房屋抗震设计中最基础的部分,做好房屋建筑场地的选择是提高房屋抗震性能的第一步。地震实际上是一种极具破
坏性的不规则的地质运动,房屋在这种剧烈的地质运动下,地基会首先受到影响,发生不规则的运动,使得房屋的上部结构也随之发生倾
斜破坏。而要有效地防止这种情况的出现,应注重房屋建筑场地的选择。首先,在场地选择上应注意选择地势开阔平坦并且土质坚硬的区
域用于房屋的建造,因为地基土的坚硬性能有效防止地基沉降的发生,在地震发生时不会在地震运动下轻易发生位移,预防由于地震作用
发生的地基沉降、位移造成的房屋建筑上部结构的破坏从而为房屋建筑增加一层保护。其次,房屋建筑场地的选择应避开一些地震多发地
段以及地基软弱的区域,若房屋建筑规划设计一定要在这些地段建造房屋,应采取一些必要的措施以减轻这些地段建造房屋所存在的危险
因素,可以利用地基的加固处理技术或一些抗震措施进行加固处理,从建筑的根部提高房屋建筑结构的抗震性能。最后,除了要避开地震
多发地段等危险区域还应避开容易造成山体滑坡以及泥石流的地段,因为在这些地段建造房屋,地震发生后很容易引发山体滑坡等二次灾
害的形成,给房屋的建筑结构造成更大的威胁,增加房屋建筑的破坏程度。并且房屋建筑场地土层的厚度以及坚硬程度会对房屋建筑结构
的稳定性有极大的影响,而泥石流等多发地,土层较薄又极易冲刷,因此十分不利于房屋建筑结构的抗震设计。
2.2
地基和基础的设计
首先,有效地提高房屋建筑结构的抗震性能,应提高房屋建筑的整体性和刚性,换句话说,在设计房屋建筑结构时,为了提高房屋建
筑结构的整体性和刚性,建筑内不同的单元应建立在性质相同的地基之上,并且结构相同的房屋建筑在选择地基的处理方式上应采用相同
的标准即同一种地基的处理方式。其次,在房屋建筑基础的填埋深度上应按照相关的规定进行深度的填埋,尽量地增加基础填埋的深度,
以保障地震发生时,基础不会由于填埋过浅使得房屋建筑的嵌固不深,导致房屋建筑在灾害中振幅加大,严重损坏房屋的建筑结构。因
此,为了让房屋建筑能够发挥抗震的性能,应在规定下进行基础的深度填埋,并做好基坑的回填夯实处理,以使房屋建筑的基础能在地震
发生的过程中保持稳定。最后,房屋建筑包括基础和上部结构两部分,要提高房屋建筑的整体性,应避免在基础室外的地坪下设置内外交
圈的基础圈梁;并且要保证整体性应在房屋建筑上部结构以及基础部分间设置构造柱,用于连接房屋上部结构以及基础的圈梁;而在房屋
建筑基础刚度不足的情况下可以在基底设置圈梁,以增加房屋建筑基础的刚度,提高建筑的抗震能力。
2.3
房屋的高度和宽度设计
随着房屋建筑的高度增加,房屋建筑结构的抗震性能也会随之降低,而房屋建筑的高度和宽度比也对建筑的抗震能力有着重要的影
响,随着房屋建筑高度和宽度比值的增加,建筑在地震作用下发生侧移和倾斜的程度也会增加,因此,地震对建筑物造成的危害也会越
大。所以,为了保证房屋建筑抗震能力的提升,减轻地震对建筑造成的破坏,应根据相关的要求,限制房屋建筑的高度与宽度,并具体分
析房屋建筑的具体用途,合理地设计房屋建筑的高度与宽度之比。
3
高层结构的计算
3.1
高层结构设计计算的现状
当下由于建筑结构专业的设计工作量巨大,且过程繁琐,多数的设计师都是在建筑数据模型的基础下使用专业的结构设计软件进行设
计工作。结构设计在引入电子算法之后其设计周期不仅仅大大地减少了,建筑的可靠度不得到了保证。此外,由于建筑行业目前的业态属
于甲方市场,其方案的变动性具有不定性和频繁性的特征,使用软件设计能使得结构设计能迅速地更上甲方的需求且可以满足结构主体安
全可靠。
3.2
高层结构抗震计算在结构设计中的应用
在地震的受力模型下,建筑结构要承受来自地下竖向或者横向的波动,如果结构本身的水平受力强度不够,在受到横向的地震波动时
候建筑很有可能会先倾倒后坍塌。如果结构本体的竖向受力强度不够,在遭遇来自地底纵向波动的时候很有可能会直接坍塌。因此需要设
计软件模拟出地震波对建筑结构的影响,并预测建筑建筑在多大的波动情况下会导致坍塌,提前增设相关的地震防御措施。
结语
在这篇文章中,笔者仅从自身的实际工作经历出发,对当下我国建筑结构设计中的抗震设计体系进行了详细的分析介绍。由于文章简
短,仍然由许多不足之处有待指出,希望这篇文章能够起到抛砖引玉的作用,引发读者更多的思考。
参考文献
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