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建筑结构抗震设计能力措施方法论文(共6篇)
RSS 打印 复制链接 发布时间:2019-06-27 10:04:12

第1篇:房屋建筑结构设计体系选型和抗震设计分析

 前言

我国目前房屋建筑的抗震设计工作还有很长的路要走,相关建筑企业应把房屋建筑抗震能力作为检验房屋质量标准的重要依据。地震灾害给人类带来的损失关乎人类的生命和财产安全,也是人类目前面临的重要问题之一。因此,房屋建筑设计中应充分考虑减震抗震这一问题,为减少地震给人类带来的损失做出贡献。

1房建结构设计体系选型分析

1.1房建结构设计体系选型应考虑的因素

1.1.1综合考虑周围环境

房建结构的类型以及选型也会受到建筑物周边环境的影响,基于此,有关部门要合理地评估好基本的设计方案,科学评估建筑物的选型对于建筑物内部结构布置的间接影响,确保在确定建筑结构的形式时,充分发挥周边环境的优势,合理地分析好建筑物的基础结构所处的环境、所处地质状况的需求以及地貌特点等,力求建筑结构设计与建筑造型及周围环境实现和谐统一。

1.1.2结构设计满足建筑功能要求

建筑物的功能不同,建筑设计及选型也需要进行调整,布置时要按照建筑物的具体使用需求,对不同建筑结  构进行有效的功能区分,实现建筑结构资源与建筑功能的完美结合。现阶段,我国建筑的功能越来越多样化、综合化和复杂化,用户对于建筑物的使用需求也越来越多,因此,要科学划分建筑物的使用功能,合理对建筑内部的空间进行规划,综合考虑建筑结构、建筑设计等相关规范要求,对建筑结构进行科学选型,做到既满足建筑物功能要求,又提高建筑物使用效率,又有效节约建筑建造和运营的有关成本和费用。

1.1.3充分考虑结构材料的特性和功能

建筑结构的选型过程中需要考虑的最为重要的就是选择建筑结构材料,要对相关材料的基本特性、材料的功能以及特点进行充分地分析,在建筑选型以及布置过程中充分分析建筑结构所具有的优势和特点,科学合理地调整好建筑结构。现代建筑的基本结构的主要材料是水泥和钢铁,在建筑材料科学不断发展的今天,钢铁的成分和主要性质也不断发生变化,因而也为建筑结构的调整提供了更为多样化的选择,因此,在材料选择过程中,也可以制定具有多种选择的不同方案与不同的造型方案相配套。

1.2不同结构的选型

1.2.1竖向承重结构的选型

竖向承重结构最为重要的一个特点就在于进行房建结构的设计时,要对材料的强度以及刚度要求予以高度的重视,并对房建结构的实际承重能力进行有效地控制,以便充分地发挥建筑结构的功能。一般这一类结构形式会用于建筑层数较少、抗裂能力较差的建筑设计中,因为此类建筑形式的承重点所处的位置较低,因此此类结构的选型不适合在高层建筑中进行应用。

1.2.2水平承重结构的选型

在应用建筑物过程中,由相关的水平结构来实现对重力承载的建筑结构就是所谓的水平承重结构,此类型的结构一般包含有无梁楼盖结构、密肋楼盖结构、肋形楼盖以及平板体系几种,而这些结构一个最大的应用优势在于能够有效增加楼层层数。

1.2.3下部结构的选型

对于建筑物来说,特别是高层建筑,其最为重要的一个组成部分就是基础选型,即下部结构。此类结构选型的好坏,会对结构的安全、建筑工程的造价以及施工工期产生重要影响,因而做好高层建筑的基础选型工作有着十分重要的意义。常见的高层建筑的基础形式有以下几种,分别为:①柱下独立基础:此类基础适合用于层数较少,土质较好的框架结构。地基为岩石地质时,则可以利用地錨在岩石上锚固好基础,要注意锚入长度≥40d。②交叉梁基础:即双向为条形基础。适用:层数不多、土质一般的框架、剪力墙、框架一剪力墙结构。③片筏基础:此类基础适用于那些层数不多、但土质较弱或者层数较多的一些土质,当埋置的基岩深度较大,而地下水的水位较高,地表浅处有一定承载力和一定厚度的持力层时,则可以考虑选用片筏基础,这样能够有效节省投资成本,极大地缩短施工工期。当片筏基础刚度较弱时,要验算好基础的不均匀沉降、变形以及裂缝,若地下水位较高,则还需要验算结构的抗浮能力。

2房建结构抗震设计分析

2.1结构性能目标分析

2.1.1结构抗震性能要求

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010),如工程等级为B级高度且不规则,而将其结构性能的目标则选定为C级,为了能够实现C级的性能目标,则需要建筑结构能够在多遇地震的情况下满足第一抗震性能的基本水准:能够在设了防裂度地震的作用下与第二抗震性能的水准相满足:在预估的罕见的地震作用下能够与第三抗震性能的水准相满足。

2.1.2地震作用下结构设计要求

在多遇地震时,计算结构构件的承载力以及复核结构变形时都要跟弹性设计要求相满足。经弹性计算分析后可知,结构沿着主轴方向产生的振动形式相似,并且结构的振型、周期、位移形态以及量值都要能够保持在合理的范围:结构所具有的地震作用要能够跟高度分布进行响应:有效的质量系数跟楼层剪力的大小要相关的规范要求相满足,同时要确保剪力墙和连梁截面跟剪应力的控制要求、配筋都在合理范围内。在设防烈度作用下(不计入风荷载效应组合),允许部分框架梁、连梁正截面承载力进入屈服阶段,结构进入弹塑性状态。罕遇地震时,部分竖向构件及大部分耗能构件进入屈服阶段,结构应进行弹塑性分析。

2.2房建结构抗震设计具体步骤

进行房建结构的抗震设计时,要做好相应的步骤探析,主要涉及到以下几点内容:(1)房建结构在弹性作用下要选取相应的地震动参数,并准确地运算出地震效应,重点考虑风力带来的影响以及重力荷载所产生的作用力带来的影响,确保抗震设计能够符合抗震第一水准,并在有效时间内合理地完成房建结构构件的截面。(2)根据上述步骤,选择地震振动的参数,并按照该参数分析、研究房建结构层间位移参数,保证其能满足房屋建筑的抗震标准、规范,提高自身的变形能力以及延性性能的强度,达到抗震第二水准。(3)选择能够符合第三水准的地震动参数,结合房屋的建筑结构进行计算,特别是要计算出抗震能力较弱位置的层间位移参数,确保其能够根据抗震设计的相关规范进行设计,从而能够满足房建结构中抗震设计的第三水准的要求。

3结语

随着经济的不断发展以及城市化进程的不断加快,建筑行业成为了现代社会非常重要的行业,在整个城市化发展中占有重要的地位。随着人口数量的不断增加以及土地资源的逐渐减少,现代城市的建筑工程不断向高层化、功能综合化、管理智能化、环境生态化的方向发展。同时要对建筑结构的抗震设计理论进行深入研究,确保建筑结构的抗震性能以及结构的安全性,给人们提供安全生活保障的同时,进一步促进国家经济的发展。

 

第2篇:建筑结构设计中的抗震设计探析

1.建筑抗震结构设计的基本原则

1.1抗震的防线要尽可能性地安排

抗震防线要尽可能地安排,这样让多个延展性相对好的分体也能够产生完整的抗震的结构与系统,应用这样一个具备延展性的结构构件实施一定的合作,也能够让这样的框架产生一个优良的结构。在通过了级数相对大的地震以后,随后还会有余震。假如只设计了第一道防线,那么余震非常可能会给建筑物再带来非常大的风险,也许会导致建筑物的倒塌。假如设计合理,能够在很大程度上提高建筑物的抗震强度。

1.2构件间的可靠连接要获得保障

 确保每一个构件最大限度的发挥承载力,提高建筑物抗震功能,重点是增强构件间的连接,让其可以跟地震时大变形的延性要求和传递地震力时的强度要求相符。

1.3房屋要有足够的竖向刚度

设计时,构造沿纵、横两个方向的整体竖向刚度要充分,房屋基础的整体性要相对强,方便抵御地震产生时也许会形成的地面裂隙穿过房屋和地基不平均沉降所导致的危害。

2.建筑结构设计中抗震设计的要点分析

2.1建筑场地的选择

在进行建筑结构抗震设计时应该选择合适的建筑场地,这是做好建筑抗震设计的首要工作,建筑结构设计人员应该尽可能的选择开阔、平坦的地段作为建筑工程的建设场所,同时保障建筑工程现场范围内土地具有足够的硬性和密度,保证其硬度和密度能够满足建筑结构的荷载承重要求。在进行建筑场地选择时应该尽可能的避免河岸边缘、采空区、山岳、软土等地段,主要是因为上述场地土体的凝结度、坚硬度以及密实度等,不能够很好的抵抗地震灾害过程中对土地造成的影响,出现土地承载力不足的问题。同时,还应该尽可能的避免将建筑场地选择在容易发生山体滑坡、泥石流以及地陷等危险地段,这样能够有效的降低地震灾害给建筑结构造成的危害,显著提高建筑结构的抗震性能。

2.2抗震结构的选择

选择合适的抗震结构对于提高建筑结构的抗震性能具有至关重要的作用,通过选择刚度高、强度优的建筑主体结构设计方案,在很大程度上能够降低建筑结构变形的概率,以此保障建筑结构的安全性。在选择抗震结构时应该注意以下几个方面:建筑结构设计人员应该对抗震结构进行全面、细致的分析,同时还应该考虑非结构构件的抗震性,特别是注意非结构构件的强度、刚度等;抗震结构必须具有足够的承载能力、良好的变性能力以及消耗地震能量的能力,钢筋混凝土结构的塑性内力重分布能力较好,能够有效的吸收与消耗地震能量;抗震结构应该具有明确的计算简图与地震作用传递途径,楼屋盖梁系布置过程中应该尽可能的选择垂直重力荷载,这样能够以最短的路径将地震荷载传递到柱、墙等竖向构件上,在进行转换结构布置时,应该尽可能的保证其能够对上部结构竖向构件传来的垂直重力荷载进行一次或者两次转换,真挑剔抗侧力结构体系由支撑结构、剪力墙、框架结构等组成;在进行抗震结构体系设计过程中应该尽可能的避免出现由于部分构件或者结构受损,导致整个抗震结构丧失对重力荷载的能力或者抗震能力,因此应该保证抗震结构具有内力充分配功能以及足够的赘余度,即使在地震过程中建筑部分构件或者结构退出工作,其他构件依然能够承担竖向荷载,避免出现建筑整体结构失稳或者失效的现象;在进行建筑抗震结构设计时应该从建筑结构的整体抗震性能出发,保证建筑结构的底层结构、内部结构以及楼盖等能够形成一个有机的整体,保证建筑整体连接过程中力传递的合理性,在地震灾害的冲击力作用下始终以一个整体进行抵御;建筑结构在受到地震作用时,为了提高建筑结构的整体抗震性能应该保证结构能够抵挡来自所有方向的作用力,保证主轴方向上具有足够的稳定性、刚度以及强度抵抗地震灾害带来的作用力,并且建筑结构的稳定性越好、刚度越强、强度越高,则建筑结构抵抗平面方向上地震冲击力的能力越强。

2.3建筑结构参数计算工作

建筑结构参数设计对于提高建筑的整体抗震性能具有至关重要的影响,设计人员在进行建筑结构设计过程中应该对建筑结构需要承受的作用力进行明确、清晰的计算,同时完成对不同建筑结构类型在地震冲击力作用下需要具备的荷载作用承受参数的计算工作,模拟地震灾害发生过程中的建筑结构抗震模型,采用计算机技术对建筑结构的各参数进行计算,保证建筑结构设计与施工过程中各种受力参数的科学性和合理性,能够显著的提高建筑结构的整体抗震性能。

2.4多重抗震防线的设置

通过设置多重抗震防线,能够有效的提高建筑的抗震性能。在进行建筑结构抗震设计时,应该选择具有良好延展性的構件作为第一道抗震防线,同时设置其他的抗震防线,形成完整的抗震防线体系,当第一道抗震防线破坏之后,其他抗震防线发挥作用,以便于提高建筑的整体抗震性能,为人们的生命和财产安全提供可靠的保障。

3.结论

总之,在建筑结构设计中,建筑物的结构抗震设计是整个建筑结构设计中最关键的设计位置之一。所以,在设计建筑结构时,设计人员一定要把建筑物的抗震能力放在关键的部位实施考虑。另外,在详细施工的过程中,施工企业也要使用合理的方法,尽量提升建筑物的抗震能力,从而为保证人们的生命财产安全作出实质性的贡献。

 

第3篇:简析高层建筑结构抗震设计与加强措施

一、实行建筑抗震设计规范,总结工程经验妥善处理工程问题:

(一)选择有利的抗震场地

地震造成建筑物的破坏,除地震动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。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,应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。

(二)优化的平面和立面布置

1、结构的简单性。结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径。只有结构简单,才能够对结构的计算模型、内力与位移分析,限制薄弱部位的出现易于把握,因而对结构抗震性能的估计也比较可靠。

2、结构的刚度和抗震能力。水平地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。

3、结构的整体性。在高层建筑结构中,楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用,楼盖相当于水平隔板,它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构,而且要求这些子结构能协同承受地震作用,特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或抗侧力子结构水平变形特征不同时,整个结构就要依靠楼盖使抗侧力子结构能协同工作。

(三)设置多道设防的抗震结构体系

多道抗震防线,是指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,充分发挥其吸收和耗散地震能量的作用,即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。同时底框建筑底层高度不宜太高,应控制在4.5m以下。高度加大,底层刚度减小,重心提高,使框架柱的长细比增大,更容易产生失稳现象。

(四)保证结构的延性抗震能力

合理选择了建筑结构后,就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性抗震能力,从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标,系统的抗震措施包括以下几个方面内容。强柱弱梁:人为增大柱相对于梁的抗弯能力,使钢筋混凝土框架在大震下,梁端塑性铰出现较早,在达到最大非线性位移时塑性转动较大;而柱端塑性铰出现较晚,在达到最大非线性位移时塑性转动较小,甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。强剪弱弯:剪切破坏基本上没有延性,一旦某部位发生剪切破坏,该部位就将彻底退出结构抗震能力,对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。

(五)合理的建筑结构参数设计计算分析

对于复杂结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时,应采用不少于两个不同的力学模型,目前主要有两种计算理论:剪摩理论和主拉应力理论,它们有各自的适用范围:砖砌体一般采用主拉应力理论,而砌块结构可采用剪摩理论。

二、高层建筑抗震设计中经常出现的问题

(一)部分建筑物高度过高

按我国现行高层建筑混凝土结构技术规程规定,在一定设防烈度和一定结构型式下,钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。在这个高度,抗震能力还是比较稳妥的,但是目前不少高层建筑超过了高度限制。在震力作用下,超高限建筑物的变形破坏性会发生很大的变化,建筑物的抗震能力下降,很多影响因素也发生变化,结构设计和工程预算的相应参数需要重新选取。

(二)地基的选取不合理

由于城市人口的增多和相對空间的缩小,不少建筑商忽略了这一问题,哪里商业空间大就在哪里建。高层建筑应选择位于开阔平坦地带的坚硬土场地或密实均匀中硬土场地,远离河岸,不应垮在两类土壤上,避开不利地形、不采用震陷土作天然地基,避免在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段建造房屋。高层建筑的地基选取不恰当可能导致抗震能力差。

(三)材料的选用不科学,结构体系不合理

在地震多发区,采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到人们的重视。由于我国建筑结构主要以钢筋混凝土核心筒为主,变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大,靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移,不仅增大了钢结构的负担,而且效果不大,有时不得不加大混凝土的刚度或设置伸臂结构,形成加强层才能满足规范侧移限值。

三、抗震结构设计的加强措施

1、对塔楼的薄弱部位进行加强设计。与连接体相连的梁和柱提高一级抗震等级,与连接体直接相连的柱用钢骨混凝土柱,钢骨柱从第十八层至顶层设置,控制这些柱的轴压比。连接体的钢梁伸入塔楼的第二跨,与剪力墙相连,没有剪力墙的地方与柱相连,并加强连接体与框架柱和剪力墙的锚固,以免地震时连接体的拉脱,而引起连接体塌落。与连接体相连的第二跨的梁端加强抗剪和抗弯的设计;第4层、第7层、和第19层是薄弱层,柱箍筋全高加密、箍筋直径加粗,剪力墙的水平钢筋也适当加强。并且不在这些层改变混凝土强度等级;适当加强11、15、17、18层柱和墙的配筋,不在这些层改变混凝土强度等级;第三层和连接体层的钢筋混凝土楼板用150mm厚,并且双层双向配筋。每层每一方向的配筋率不小于0.30%。

2、采用隔震加固法。结构刚度和地震作用成正比。当结构周期变大时,刚度随之减小,进而降低了地震作用。目前工程实践中,以增大周期为目的的加固技术方法多为隔震技术,其中最有代表性的就是铅芯橡胶隔震。

3、消能减震加固法。在工程抗震原理中,结构阻尼与地震作用为反比关系。在工程实践中,增加结构阻尼主要通过在结构变形较大的部位设置阻尼器的消能减震方法来实现。

4、外加构件法。通过在原建筑结构构件外部增设构件,加强结构抗震承载力、变形能力和整体性的方法称为增设构件法。该方法可以对建筑物中承载力和变形能力不足的构件进行加强,但使用该方法进行构件的加固设计时,需重点关注新增加的构件对加固后结构整体抗震性能的影响。

三、结语

地震是一种目前难以准确预测的自然灾害,为避免它给人类带来大的灾难。作为工程技术设计人员在建筑结构的研究和工程设计中,应从整体宏观的观点出发,综合处理好建筑功能、技术、艺术、安全可靠性和经济合理等几方面内容,从而创造出更加安全、适用、经济美观的高层建筑;新型结构的出现,高性能材料的发展,计算机技术水平的提高,促使人类建筑精品再上新的台阶。

 

第4篇:试探房屋建筑结构的抗震设计方式

汶川5.12地震给我国造成的直接经济损失便高达八千亿元,而人员伤亡更是触目惊心。由此可见,建筑结构优质抗震设计尤为重要,可显著降低地震灾害伤亡人数,并控制直接经济损失。因此从设计层面如何有效提升框架结构、砌体结构抗震性能,尤其是建筑在强震作用影响下的预防倒塌性能,成为我们应主力探讨的重要课题。

一、建筑结构抗震设计方式

1.采用隔震设计技术营造以柔克刚效果

 建筑结构设计中采用隔震技术是一类效果显著的新型工程抗震方式,我们可通过安放消能隔震装置,例如隔震垫、橡胶于结构建筑基础与底部之间,将基础同上部结构有效隔开,进而令其动力作用与性能有效改变,显著减轻建筑结构地震反应,营造以柔克刚的良好建筑结构抗震效果。通过国内外工程实践与大量试验证明,该隔震设计体系可令结构水平加速度地震反应有效下降约百分之六十,进而控制或消除了建筑结构受到地震的损坏影响程度,提升了建筑物与空间内部人员的安全水平。一般来讲该隔震体系技术拥有强大的垂直方向承载力,可达到五十至两千吨,同时该设计技术体系拥有较大垂直向压缩刚度,相应的其水平向具有的变形刚度有限,仅为每毫米四分之一千牛至每毫米一点八千牛,而其在水平向变位极限值則较大,最大可达到五十厘米,并具有较充足的初始刚度,可抵抗轻微地震与风荷载。一旦发生强烈地震时可产生一定程度的柔性自由滑动。而倘若发生了较大变形则会回升刚度,发挥一定的限位与保护作用。其中采用橡胶钢板夹层隔震垫可有效发挥显著复位能力,通过实践研究不难发现,其在众多地震灾害中均能产生瞬时自动复位。再者该类技术方式构建的隔震装置具有良好的耐久性,其服务使用寿命高达七十年左右,因而远远高出一般住宅、民用建筑使用期限五十年的寿命要求。另外隔震建筑结构设计方式主要使用在重要多层与低层建筑中,例如学校、医院、科研机构、商场与各类重要职能单位建筑。

2.减震消能结构抗震设计方式

减震消能结构抗震设计方式主要指位于某些建筑结构部位,例如剪力墙、支撑、连接缝、节点或连接件等位置合理设置消能元件或阻尼装置,利用该消能装置内含的非线性摩擦滞回变形进行能量耗散,或对地震能量进行吸收,进而降低主体建筑结构竖向与水平向的地震反应,避免建筑结构在地震作用下发生倒塌或破坏现象,以实现抗震、减震科学目标。该类设计方式主体适用于超高层或高层建筑,并在日本、美国等地实现了一定水平的应用,具有良好的抗震害效果。目前该减震消能抗震设计方式已在我国通过试点形式应用于一些建筑工程中并积累了良好经验。同时随着新一轮抗震设计相关规范的出台对上述减震消能与隔振技术应用于建筑工程明确了指导意见,表明该类新型抗震设计方式已逐步进入了实用发展阶段。当然基于该类抗震设计方式的特殊性其造价成本相对较高,且由技术设计到构造再到施工均包含一定的复杂性,因此对其进行准确的掌握与合理的实施还存在一些问题,因此我们应继续对其进行深入研究,力争早日实现广泛大规模的实践应用。

二、建筑结构抗震设计科学思路

1.基于承载力与延性科学选择设计方式

基于建筑结构承载力设计方式可分为反应谱与静力方式,前者通过加速度地震反应作为纵向坐标,并将体系周期自振作为横向坐标,得出的曲线关系便可作为反应谱,并据此进行地震作用产生的结构惯性水平力计算,进而确定合理设计方式,对多自由度系统我们可应用分解组合振型方式明确地震作用。静力方式将地震视为建筑物之上作用的总水平力,可将其取为总体建筑重量与地震系数乘积。在结构设计中我们应对其刚度分布进行适应性控制,令建筑结构构件例如墙、梁、节点、柱等在地震阶段变为非弹性的变形状况,进而令地震能量合理消耗,确保其不产生建筑结构倒塌现象。在该类设计阶段中,整体建筑结构构建均包含两类功能,即确保使用结构功能及应对地震的抗震功能,为消除该类层面包含的局限性,我们应综合考量地震重现期,结合抗震设防现实目标,科学采用反应谱在承载力与确保构造延性基础上采用延性抗震规范设计方式,该类方式对尚无准确预知建筑结构地震非弹性反应具有显著的抗震设计效果。

2.基于建筑结构性能完善设计

基于性能的设计方式最早由美国学者提出,该设计理念转变了以往仅注重安全结构设计思路,合理发展成为注重安全、结构性能与经济等多方因素的创新设计方式,令建筑工程结构满足使用期间预定各项目标性能要求,同时具体性能标准要求我们可依据建筑结构重要性进行细化确定。可以说该类性能设计方式较单一传统抗震设防标准实现了一定的创新发展,并为设计人员创设了设防抗震标准自主选择空间,而基于现行对建筑结构状态性能的计算、具体描述与设计标准没有全面明确,因此我们应对该项设计方式继续深入研究探讨。虽无法在该技术设计领域达成统一共识与一致设计方案,然而我们可在不同地震作用水平下令建筑结构实现对不同水平性能的明确。基于位移性能的设计抗震研究可包含确定地震风险等级、选择目标性能、确定适宜建设场地、相关性能水平、展开概念、初步与最终设计,在设计进程中实施必要的可行性检查与设计审核,确保建筑结构施工阶段工程质量达标,在使用进程中实施有效的维护检测等细化工作。在设计流程阶段我们可首先依据业主要求与项目投资建设准则、效益明确目标性能并依据其展开结构设计,完成设计后履行评估设计结构性能环节,对于满足相关目标要求的设计我们对其结构进行实际水平性能的明确说明,以便于建筑工程项目后续的优质施工与质量安全控制管理。

由此可见,随着科技的迅猛发展,各项新工艺、新材料、新技术与新理念在建筑设计行业得到了广泛应用,有效丰富了抗震设计手段,提升了建筑结构整体抗震性能。倘若我们采用高强度建筑材料可有效提升构件承载极限能力,并显著降低其结构自重,而倘若我们广泛树立创新设计理念、善于应用新技术、新工艺,则更能显著降低地震灾害,抑制地震对建筑结构造成的破坏影响,营造良好的建筑使用环境。因此我们应对建筑结构抗震设计科学方式进行深入探讨,明确实践设计思路,进而切实提升安全设计水平。


第5篇:浅谈建筑结构抗震设计理念与方法

1建筑抗震概念设计

地震是一种难以把握的随机振动,其自身的复杂性和不确定性对于准确预测房屋遭遇的参数和特性无非是现代建筑科技的挑战。抗震在结构分析方面仍存在许多不确定因素,例如未充分考虑非弹性性质,空间结构作用和阻尼变化,材料实效等诸多因素,因此抗震设计不能完全依赖计算得到的结果,长期抗震经验总结的抗震工程基本概念和抗震工程的基本理论应是抗震问题的基本立足点,同时也是良好结构性能的决定因素。

2建筑抗震设计应注意的问题

2.1结构设计中应密切配合场地情况

设计人员应掌握施工场地的地质情况,仔细斟酌建筑场地岩土工程的勘察资料,平衡利弊,选择合理设计方案。

2.2依据震害资料,调整设计观念

由于地震作用无法真实模拟,震害资料就是设计人员了解地震作用最有效、最直接的路径。根据以往震害,调整我们现有的设计理念,才是真实又有效的抗震设计,例如:多次震害表明,楼梯间是框架结构和砌体结构的一个比较集中地震破坏区,在大多数设计中,一般不考虑楼梯参与整体结构共同工作。

楼梯对框架结构产生类似斜撑的作用就没有考虑,设计就缺乏了真实性。同时,楼梯间位置的布置,对框架结构的扭转效应和内力分布都有很大的影响,因而楼梯间的合理布置及设计方法的改进,将会明显的提高我们的设计效果,因而研究震害会让我们的设计更真实合理。

2.3依据建筑的功能要求,合理调整结构设计方案

结構设计最终是在为建筑功能服务,结构设计应根据建筑功能,合理的展开。设计人员在布置结构构件时,除了要考虑抗侧力抗件的平面布置的规则性、侧面的刚度的连续型及构件截面尺寸和材料强度的变化的渐变性,还要结合建筑的使用性综合考虑,这对建筑的抗震性能及经济的合理性都是非常有益的。

3影响建筑结构抗震能力的主要因素

3.1建造结构所用的材料及施工质量

这个因素是显而易见的,但是也容易被人们忽视。对于材料而言,我们要明确这样一个道理:地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。一般说在相同条件下,质量大,地震作用就大,震害程度就大;质量小,地震作用就小,震害就小。所以,在建筑的楼板、墙体、框架、隔断、围护墙以及屋面构件中,广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土、加气混凝土板、空心塑料板材、瓦楞铁等轻质材料,将能显著改善建筑的抗震性能。

施工质量的影响是深远的,在整个施工过程中,任何一个环节出现问题,都可能影响建筑结构本身的抗震能力。施工中造成的材料性能和截面几何特征在一定范围内变动,砂浆强度、混凝土浇筑质量以及延性构造措施在施工中的变动等施工质量问题,对实际结构抗震性能具有重要影响。

3.2建筑物本身的设计

建筑物如果平面布置复杂,致使质心与刚心不重合,在地震作用下产生扭转效应,则会加剧地震的破坏作用。海城地震和唐山地震中有不少这样的震害实例。台湾921地震中,一栋钢筋混凝土结构由于结构平面不规则,在水平地震作用下,结构产生严重扭转效应而破坏倒塌,同时撞坏相邻建筑上部的阳台。抗震设计中,要求结构平面布置尽可能地使结构的刚心和质心相一致,以减小地震作用下结构产生的扭转效应,对于结构平面布置不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端抗震墙或框架柱承载力的验算。建筑立面应避免头重脚轻,结构重心尽可能的降低,出屋面部分如屋顶的女儿墙、水箱间等,由于根部与下部结构连接薄弱,刚度突变,受鞭梢效应影响严重,在地震时容易率先破坏倾倒;另外,其地震作用通过周边的屋面结构传至下部结构,如屋面结构刚度不够时,在突出屋面结构的下部一定范围内破坏相对集中。

3.3建筑场地

地震造成建筑物的破坏,情况是各种各样的。其一,由于地震时的地面强烈运动,使建筑物在振动过程中,因丧失整体性或强度不足,或变形过大而破坏;其二,由于水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害所造成;其三,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。前两种可以通过工程措施加以防治,而后一种情况,单靠工程措施很难达到预防目的,或者代价昂贵。

4对我国建筑结构抗震能力的建议

4.1对旧有建筑进行加固行动

建成于七十年代前后的建筑物,限于当时的具体条件,基本上都没有或者很少考虑抗震问题,很多房屋现在已经开始出现基础沉降、墙体裂缝、倾斜、面层剥落等现象或隐患,其中部分建筑已影响使用,甚至出现危房。鉴于拆旧建新投资费用较大,为了确保人民生命财产的安全,充分利用原有旧房,对不符合抗震要求的进行加固,对部分部位及构件进行修缮,以满足抗震设防目标,是十分必要的。而通常的方法是将结构隔震、消能减震技术应用到建筑物的抗震加固中。这种方法在某些方面具有独特的优点,它摆脱了常规加固中以构件承载力为主的加固模式,寻求通过减小建筑物上地震作用的途径,使结构及构件满足承载力要求,从而达到加固目的。我国人口众多,地震灾害频繁,因此多途径研究探索既有建筑物的抗震改造加固方法,以满足不同的改造加固要求,对工程结构抗震具有积极的意义。

4.2研究开发更为合理的结构形式

随着科技日益高速发展,自重轻、跨度大、功能多样、施工周期短成为现代建筑结构的发展方向。因而,研制出轻质高强的新型建筑材料,研究开发合理的结构形式成为各种新型结构体系应运而生的前提和基础。

我们可以推荐开合屋盖结构。这种结构是一种在很短时间内部分或全部屋盖结构可以移动或开合的结构形式,它使建筑物在屋顶开启和关闭两个状态下使用。虽然现在我国的开合结构还处于起始状态,但是由于开合结构具有的独特优越性,我国的建筑师和结构工程师们已经开始关注这一新型结构体系。

 

第6篇:如何提高房屋建筑结构抗震能力探究

引言

我国建筑的抗震结构能力提升一直是房屋建设的关键部分,这一关键环节的设计探究是很多相关学者和经理人员,以及国家政府共同面临的综合性难题,房屋的结构和抗震能力直接与房屋的质量,使用寿命有密切的关系,房屋的安全和抗震能力强弱也直接关系到人民的生命和财物安全。尤其是在地震频发的四川地区、青海地区和云南地区,房屋的抗震结构技术指标的严格把关对于整体的工程质量有非常重要的影响。

1房屋结构抗震重要性

地震是一种具有非常严重破坏力的自然灾害,地震对居住区域的人类伤害非常大,具有突发性的特点,其不可预测性对于建筑也可以带来毁灭性的破坏,现阶段的地震防范规范原则一般认为,在面对小型地震时,要做到建筑物不受破坏,在面临中型和大型地震时,这些破坏要尽可能的可以通过适当维护来进行修复,至少应该保证不会倒塌,不会大范围的损害人民的生命安全。促进建筑结构抗震能力的积极应对,是目前地震频发情况之下,从源头上保证人民的生命和财产安全的重要举措,虽然很多建筑物在地震的大破坏力面前受损不可避免,但是尽可能减少地震所带来的人员伤亡和经济损失,仍然是建造部门的重要研究课题。

2重要建筑物抗震技术应用

2.1结构性预制件的合理布局

房屋结构预制件的合理布局非常重要,尤其是混凝土和钢结构的构件,其竖向和平面布置与房屋本身结构的抗震性能有非常密切的联系,在房屋的错落竖向结构和平行结构的布置原则方面,应当有效地提升整个房屋结构的抗震性能,尤其是在竖向刚度和强度的应用方法,一定要保证对于房屋结构进行抗震性的设计有良性作用。施工中应该保证工件使用的均匀度,严格控制屋外的设计布线和抗震缝的位置设置,做到尽可能地保证房屋结构功能齐全,以达到抗震时间长的效果,并且使房屋视觉效果美观大方。

在进行房屋墙面的砌体刚度和整体性的工作中,抗震构件应当尽可能地使用现浇混凝土楼盖,这些混凝土结构本身的水平高度和整体性能非常优良,且经过大量的地震抗震实验验证,可以有效地增强房屋的整体性和刚度。在施工过程中一定要使得抗震墙体平面上的水平都尽可能对齐,解决房屋散落和位移的问题,同时配合地震过程中的构造柱和钢筋位置均匀分布,以改善房屋的整体抗震性。

2.2纵向墙面和横向墙面合理布置

在多层混凝土和砖结构的房屋承重部分的分布过程中,纵横墙的布置对于抗震性能的整体稳固有很大的提升作用,尤其是在地震发生时,由于地震力的作用自然会改变承重墙的应力范围和方向,因此在建筑施工过程中,就应当考量到纵向墙面和弧线墙面的布置,房屋建筑结构中的纵横墙一般采用承重墙结构。承重墙结构是一个体系化的布置方案,首选横墙,或者纵横墙一起共同承重,不只是要尽可能横纵对称,并且要做到美观大方。当房屋建设的建筑条件不能够完全使得纵横墙相互贯通,就应当为了提升整体的抗震能力,使得纵横墙在交界处处于被拉开的施工局面,这种施工状态可以在纵横墙的交接之处,增设钢筋混凝土,这种布置可以大大加强房屋墙体配件的安全和稳固。

2.3墙体面积和材料强度

房屋的抗震钢结构件和混凝土结构件的坚固和均匀分布,能够对房屋建筑的结构抗震性能起到加分作用,但是,墙体本身是由砂浆等各种混合材料共同组成的,因此材料本身的坚固程度和混合密度对于房屋的抗震性能和符合抗震承载标准自然有深远的影响。尤其是二层以上的建筑部分,受到地震作用的作用力更大,属于抗震的重点薄弱层,这种薄弱层的设计对于材料的坚固和密实程度的依赖更加明显,因此,减轻地震危害,防治地震损毁的预防措施之一就是提高砂浆的强度,扩大墙体使用面积。

2.4房屋圈梁及配套构造柱设置

房屋建筑的圈梁结构,尤其是水平圈梁,是连接内外墙的重要关键环节,这一衔接部分可以使整个房屋的整体结构性得到大幅的稳固提升,在多层砖块与混凝土的房屋建筑过程中应用非常广泛。在施工过程中,尤其需要注重的是设置圈梁的过程中,需要发挥每一面墙体的抗震性能,抗震性能的优越与否可以直接影响到预制板的散落和分散情况,在地震到来的过程中,为了能使圈梁和墙体的抗剪能力成倍提升,防止墙体开缝或者开裂现象,避免裂缝的大幅度延伸,造成房屋的倒塌,就必须要对圈梁的设置合理安排。

3新型建筑抗震技术

房屋抗震技术随着房屋和建筑体系化的进步进行着不断的创新,新型抗震技术已经可以做到将全部房屋建筑的结构体系化设计,建筑全结构的体系化施工可以将整个建筑使用寿命的周期有效延长,尤其是在地基的底部和上部进行结构之间的隔震层设置,通过有效的监理手段,对于施工过程中的设计环节与图纸进行严格比照,就可以尽可能的提升抗震效果。在抗震层的铺设过程中,要注意建筑物顶部和上层之间的有效分割。铺设平面尽可能水平,并且分割部分使用精密仪器进行多次横梁和探测,同时做好对于隔振装置以及减震层的阶段性养护工作。

消解减震技术也是近几年来房屋结构抗震性能的保障和防护措施,这种防护措施一般来说是接触安装消能阻尼元件设备来进行对于地震的减震防护,对建筑物进行有效的保护。具体来说,一般是在施工过程中与关键部位在地震发生时尽可能确保施工提前加固,在没有较大建筑落差的位置选择架构坚固类型的减震设施,这就要求对于建筑的整个安装技术的环节要严格把控,才能从建筑抗震的细节上提升整个建筑的抗震性能可靠度。

结束语

综上所述,可以看出,建筑的抗震防震能力从人类开始使用有效的人工建筑就开始被关注和研究,现代的房屋建筑设计,尤其很多的涉及到高层建筑和多层建筑,因此,如何提高房屋建筑的优良抗震性能,一直以来是现代建筑学科的研究领域和发展方向之一。房屋的结构性控制能力的提升,可以从根本的源头上改善房屋的整体抗震性能,积极进行房屋正确的结构性控制设计,就必须要在建筑施工和监理的过程中良好的掌握结构设计的抗病机理。现代化的建筑施工设计必须要本着保护人民生命和人民财产安全的初衷,有关部门和建设监督单位应该为了不断地提升房屋建筑的抗震和减震能力,做出更多的积极创新和有效尝试。

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