浅谈建筑结构抗震概念设计
抗震设计在建筑结构中的应用
抗震设计在建筑结构中的应用近年来,随着我国经济的飞速发展和城市化进程的加快,建筑结构的安全性和抗震能力成为了人们普遍关注的话题。
抗震设计作为保障建筑物在地震活动中安全的重要手段,在建筑结构中发挥着至关重要的作用。
本文将通过对抗震设计的概念、方法以及在建筑结构中的应用进行探讨,以期增进读者对这一领域的了解。
1. 抗震设计的概念抗震设计是针对地震引发的水平和竖向力以及结构变形进行合理布局,以增强建筑物的抵抗地震破坏的能力的一项工程设计方法。
其目标是确保建筑物在地震中保持基本完好,从而保障人们的生命安全。
抗震设计侧重于优化建筑结构的强度、刚度和稳定性,以满足地震荷载的要求。
2. 抗震设计的方法抗震设计的方法主要包括强度抗震设计和位移抗震设计两个方面。
强度抗震设计是通过提高建筑物的强度和刚度来增加其抗震能力。
这种设计方法注重建筑物的抗压、抗拉、抗剪能力,以及节点和连接部位的刚矩传递。
而位移抗震设计则主要关注建筑物的变形能力,通过合理的控制结构的变形来减轻地震力对结构、设备和人员的影响。
两者相结合,可以更好地提高建筑物的整体抗震性能。
3. 抗震设计在建筑结构中的应用涵盖了各个方面。
首先,在建筑物的纵向结构设计中,适当的刚度和强度的选择是至关重要的。
例如,在高层建筑中,增加纵向抗震墙和剪力墙的设置,可有效提高建筑物的抗震稳定性。
其次,在横向结构设计中,采用合适的抗震构件,如钢筋混凝土框架或剪力墙结构,能够增加建筑物的侧向刚度,提供足够的强度应对地震力。
此外,对于敏感设备的保护,如医院、实验室等,抗震设计需要更为精细,以确保设备在地震中不受到损害。
最后,适当的地震减震措施,如使用减震器、摩擦摆杆等,并结合建筑物的特点,也是抗震设计中常采用的方法之一。
4. 抗震设计的挑战与展望虽然抗震设计在建筑结构中的应用已取得了显著成果,但仍然面临着一些挑战。
首先,地震的预测和发生难以准确确定,这给抗震设计带来了很大的不确定性。
建筑结构抗震设计第4章建筑抗震概念设计
表1 有利、一般、不利和危险地段的划分
段 一般地段 不利地段
危险地段
稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土 等
不属于有利、不利和危险的地段
软弱土,液化土,条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘, 陡坡,陡坎,河岸和边坡的边缘,平面分布上成因、岩 性、状态明显不均匀的土层(含故河道、疏松的断层破 碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基),高含水量的 可塑黄土,地表存在结构性裂缝等 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及 发震断裂带上可能发生地表位错的部位
质量分布的不确定性;基础与上部结构的协同作用;节点的非刚性
转动;偏心、扭转及P—Δ效应;柱轴向变形。考虑或不考虑节点
非刚性转动的影响程度可达5%—10%;考虑柱轴向变形,自振周期
可能加长15%,加速度反应可能降低8%;考虑P—Δ效应可能增加位
移10%。 (3)材料的影响。混凝土的弹性模量随着时间及应变程度而改变。
在海城地震时,从位于大石桥盘龙山高差58m的两个测点 上所测得的强余震加速度峰值记录表明,位于孤突地形上 的比坡脚平地上的平均达1.84倍,这说明在孤立山顶地震波将被 放大。图1表示了这种地理位置的放大作用。
图1 不同地形的震害
天津塘沽港地区,地表下3—5m为冲填土,其下为深厚的 淤泥和淤泥质土,地下水位为-1.6m。1974年兴建的16幢 3层住宅和7幢4层住宅,均采用片筏基础。1976年唐山地 震前,累计沉降分别为200mm和300mm,地震期间沉降量突然增 大,分别增加了150mm和200mm。震后,房屋向一边倾斜,房屋 四周的外地坪地面隆起,如图2所示。
图2 房屋沉降
§4.2 把握建筑形体和结构的规则性
建筑结构的平面、立面规则与否,对建筑的抗震性能具有 重要的影响,建筑结构不规则,可能造成较大扭转,产生 严重应力集中,或形成抗震薄弱层。国内外多次震害表明,房屋形体 不规则、平面上凸出凹进、立面上高低错落,破坏程度比较严重,而 简单、对称的建筑的震害较轻。为此,《抗震规范》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。 建筑平、立面布置的基本原则:对称规则,质量与刚度变化均匀。
简述结构抗震概念设计的含义
简述结构抗震概念设计的含义结构抗震概念设计是指在建筑设计阶段,通过合理分析和设计结构,使建筑在地震作用下能够充分发挥自身的抗震能力,以减少地震对建筑物造成的破坏和人员伤亡。
结构抗震概念设计需要考虑以下方面:1. 结构整体性:通过合理的结构布局和连通方式,使整个建筑结构能够形成一个整体,以提高抗震能力。
2. 建筑材料:选用合适的材料,如高强度钢筋混凝土、钢结构等,以增加结构的刚度和强度,提高抗震能力。
3. 结构体系:选择适当的结构体系,如框架、剪力墙、桁架等,以满足地震作用下的荷载传递要求。
4. 抗震设计要素:考虑地震作用下的水平力、垂直力、剪力等,确定结构的尺寸、强度、柱网布置、墙体厚度等参数,以满足设计要求。
5. 结构连接:合理设计结构连接,如梁柱连接、墙体与结构连接等,以确保结构的整体性和刚度。
6. 附加构件:增设抗震构件,如减隔震、阻尼器等,以增加结构的抗震性能。
结构抗震概念设计目的是在建筑设计早期阶段,通过合理的设计理念和方法,尽可能提高建筑的抗震能力,减少地震对建筑物和人员的危害。
这样可以提高建筑的安全性和可靠性,保护人民的生命财产安全。
结构抗震概念设计是指在建筑结构设计的初期阶段,考虑地震影响和力学特性的基础上,通过结构布局、形式、材料、连接方式等方面的综合设计,以提高建筑结构在地震发生时的抗震性能。
结构抗震概念设计的含义包括以下几个方面:1. 提前考虑抗震性能:结构抗震概念设计在初期阶段就将抗震性能的考虑纳入设计中,通过合理的布局、形式和结构系统的选择,以及考虑地震产生的荷载、地震波传播路径等因素,在建筑结构设计的初期就提出合理的抗震方案。
2. 综合设计思路:结构抗震概念设计是综合考虑建筑的整体性能和安全性的设计过程,不仅仅追求单一方面的抗震性能,还要考虑结构的可行性、经济性、舒适性等因素。
3. 满足抗震设计要求:结构抗震概念设计需要满足国家和地区的抗震设计规范要求,确保建筑在地震发生时能够安全、稳定地承受地震力的作用。
浅谈建筑结构抗震概念设计
根据《 抗 规》 , 建筑 的抗 震设 防 目标 是 : 当遭受 低 于本地
区 抗 震 设 防烈 度 的 多 遇 地 震 影 响 时 , 主体结 构不受 损坏或不
需修理可继续使 用 , 即小 震不 坏 ; 当遭 受相 当于本 地 区抗震
设防烈度 的设 防地震 影响 时 , 可能Βιβλιοθήκη 发生 损坏 , 但 经一般 性修
布, 2 0 1 6年 8月 1日起 , 全面 实施 2 0 1 6年版 的 G B 5 0 0 1 1 —2 0 1 0 ( 建筑抗 震设计规 范》 。按 照( ( 2 o 1 5年 中央城 市工作会议公报》 以及其他党和 国家现行 的有 关文件 , 提 高建筑标 准和 工程质 量是 当前 的主要 3 - 作 目标之
柱和钢筋混凝土 圈梁 的约束下 , 延性 和整体性 大大提高 。故 而在强震下 , 砌 体结构虽有破坏 , 但 未倒 塌。
我 国常 规 教 学 楼 的平 面 布 置方 案 如 图 2所示 。
对社会 、 经济 、 人 民生命 财产安全 的影 响大小不 同 , 适当 的将 建筑物进行抗震设 防分类 , 以达 到减 小地震 灾害 的损失且并 不会过多地增加 建筑 工程 的造 价及 工程 难度 。例 如将 涉及
本文将逐一对 以上 内容进行分析 , 以阐述其对 建筑抗震
性 能 的重 要 影 响 。
l 抗震 概念 设计
1 . 1 抗 震 设 防 目标 及 分 类
砌 体结构 ( 图1 ) J 。众所周知 , 钢筋混凝土结构 的抗 震性能 要 好于砌体结构 , 其 根本 原因在于砌体结 构的整体性 不如钢 筋混凝 土结构 , 但 对砌体结 构采取 有效措 施 ( 钢筋 混凝 土 圈 梁及构造柱 、 现 浇楼 盖) 后, 能一 定程 度上增强砌体 结构 的整
抗震设计概念
抗震设计概念
抗震设计,是针对地震区的工程结构进行的一种专项设计,以满足地震作用下工程结构安全与经济的综合要求。
一般包括抗震分析和抗震措施两个方面。
抗震分析是以结构动力学为基础,计算和分析结构在地震动作用下的反应。
抗震措施则包括工程总体布置、结构选型、地基基础处理以及各种构造措施。
抗震概念设计是指根据地震作用水平,选择合适的结构体系、材料及细部构造,以到达合理的抗震设计目的。
涉及方面有建筑场地的选择、结构体系的选择、平面立面布置的规则性、结构的动力特性的确定、传力机制的可靠性等。
这种设计可以在源头上避免或减轻不利于抗震设计因素的影响,有助于获得结构抗震性能方面的最有利组合,为设计过程中的数值计算创造有利条件。
总的来说,抗震设计的主要目的是保证建筑在地震发生时能够保持结构的完整性,减少地震对建筑的破坏,保证人们的生命安全。
简述抗震概念设计
简述抗震概念设计
抗震概念设计是指在建筑物的设计阶段,根据地理环境和地震活动等因素,采取一系列措施来提高建筑物抗震能力的设计过程。
抗震概念设计包括以下几个方面:
1. 结构设计:在结构设计中,要考虑建筑物的质量、刚度和稳定性,采用合理的结构形式和连接方式,以抵御地震力的作用。
常用的结构形式包括框架结构、剪力墙结构和筒结构等。
2. 地基处理:地基是建筑物的承载基础,地基的不稳定会导致建筑物受震时发生倾斜、沉降等问题。
因此,在抗震概念设计中,要对地基进行必要的处理,如加固地基、提高地基的承载力等。
3. 防震隔震设备:防震隔震设备通过减小建筑物与地面之间的相互作用,降低地震力的传递,减少建筑物的震动。
常见的防震隔震设备包括阻尼器、隔震支座和减震墩等。
4. 材料选择:在建筑物的建设中,要选择抗震性能好的建筑材料。
例如,使用具有一定抗震性能的混凝土、钢材和玻璃纤维等材料,能够提高建筑物的抗震能力。
5. 设计准则:抗震概念设计还要参考抗震设计相关的国家标准和规范,确保设计符合抗震要求。
这些准则包括建筑物的抗震设计参数、建筑物的抗震等级和最大抗震烈度等。
抗震概念设计是抗震设计的起点,通过合理的设计和措施采取,可以提高建筑物的抗震能力,减少地震对建筑物的破坏,保障人员的生命安全。
浅谈高层建筑结构抗震概念设计
4 . 1建筑体型应力求规则 :在进行结构选型时 ,建筑物的体型应力求简 单、 规则、 对称、 质量和刚度变化均匀.尽量把抗侧力构件从 中心布置和分散 布置 , 改为沿建筑周边或四个角上布置 , 从而提高结构的抗扭能力。 确保减少 地震时地震作用产生的变形 、 应力集中及扭转反应 。
引言
建 筑 工程 的 概念 设计 在 我 国应 成为 一个 先 于建 筑 工 程 的初 步 设计 , 以功
能优越 、 造型美观、 技术先进的总体方案为 目标的设计阶段 。 建筑工程的概念 设计一般有建筑方 面的概念设计和结构方面的概念设计两大部分 , 它们之间 4 . 2结 构应 具 有 明确 的传 力途 径 :建筑 结 构体 系 应具 有 明 确 的计 算 简 图 竖 向传力 体 系设计 的建 筑空 间形 态是 由结构 传 相互 影 响 、 相 互 协调 、 相互 结 合 。 而结构 方 面 的概 念设 计其 中一个 重 要 的组 成 和合 理 的地震 作 用传 递途 径 , 部分 就 是建 筑 的抗 震 概念 设 计 , 这 在高 层建 筑 中表 现 尤为 突 出 。 力体系支撑的 : 传力体系的剖面形式 , 直接反映结构沿竖直方 向传递荷载 的 建 筑抗 震 概 念设 计 是 根 据 地震 灾 害 和 工程 经 验 等 所 形 成 的基 本 设 计原 路径, 也关系到建筑物的使用性能。对于高层抗震来讲首先应注意控制建筑 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。概念设计 的高宽 比和高层建筑的抗侧力结构刚度, 尽量避免竖向上刚度发生突变的现 则应设 涉及从方案 、 结构布置到计算简图的选取, 从截面配筋到构件的配筋构造都 象。在 由于使用要求而造成刚度变化特别大或结构布置发生变化时 , 存在概念设计的内容。强调结构概念设计的重要性, 旨在要求建筑师和结构 置 结构 转换 层 。 设计师在建筑设计中应特别重视规范 、规程 中有关结构概念设计的各条规 定, 设计过程中不能陷于只凭“ 结构软件计算” 的误区。若结构严重不规则、 整 体性差, 则按 目前的结构设计及计算技术水平彳 艮 难保证结构的抗震 、 抗风性 能, 尤其是抗震性能。现结合工作的实践经验在 以下几个方面浅谈一下结构 抗震概念设计的基本原则概念设计的定义 、 意义及一般原则 , 并从高层建筑 的抗震抗风设计和延性设计两方面提出对高层结构抗震的措施 , 指出高层建
浅谈建筑结构抗震设计
承担。
2 抗震 设计
为了提高房屋的抗震性能 ,我们在建筑结构设计的过程中,必须加 强抗震设 计。根 据地震 中被毁房屋特点 ,建筑结构抗震着重从概念设 计 ,抗震计算与构造措施j个方面进行加强。概念设计在总体上把握抗 震设计的基本原则 , 抗震计 为建筑抗震设计提供定量手段 ,构造措施 算 可 以在保证结构整体性 、加强局部薄弱环节等方面上保证抗震计算结果 的有效性。
屈 服破 坏 ,属 “ 梁弱 柱 ”形 式 。 强 3)框架结构中楼梯间震害较普遍。地震 中 ,框架结构 中板式楼梯
4 提倡采用 “ ) 强柱弱梁 ”框架 。为避免框架倒塌 ,提倡采用 “ 强 柱弱梁”框架结构而避免 “ 强梁弱柱”。 5 选择耗能构件 。力求水平构件吸收较多的地震力 ,先于竖 向构 ) 件破坏 ,从而满足建筑物震后坏而不倒 的要求。 6)强构件的相互连接 。多个构件有可靠的连接才能保证 各个构件 的强度充分发挥 ,才能更好地传递地震力 , 使各个构件都能充分地吸收 地震力 ,提高整个构件 的延性。构件连接不破坏 ,整个结构才能保证其 整体性 ,各构件之间的连接必须可靠 。 7 避免出现薄弱楼 层。多层 结构 中如出现 薄弱楼层 ,地震时该楼 ) 层就会 出现较大的塑性变形集 中,而楼层刚度分布均匀的多层结构 ,相 对基础而言底层成为整个结构 的薄弱楼层。在确定结构方案时 , 要避免 出现薄弱层 ,如有薄弱层 时应该在结梅 上给以加强。 8 形体 突变部位加强 。当建筑形体有突变部位时 ,应采取加强措 )
抗震概念与高层建筑结构设计
浅谈抗震概念与高层建筑结构设计摘要:针对目前建筑结构设计当中过分依赖结构软件计算结果,不注重结构的构造设计。
提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性,推动结构设计的发展。
所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确力学分析或在规范中难以规定的问题中,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
关键词:建筑设计;概念设计;抗震近十年来,高层建筑大量涌现,其结构一般都是不规则的,有些是特别不规则的,从而使结构设计遇到了许多难点,结构工程师发挥了创造才能,尽可能地解决结构设计中的难题和技术关键,从而陆续产生了能适应建筑师创新意识的多种复杂高层建筑结构体系。
高层建筑连体结构是一种新型结构形式,通过在不同建筑塔楼间设置连接体使其成为共同的使用空间。
同时,由于连体建筑的独特外形能够带来强烈的视觉效果,使建筑型体更具特色。
1.我国现行规范对抗震设计的要求地震作用是一种随机的不可复制的自然运动,是其大小和方向都无法确定的一种偶然荷载。
根据我国《抗规》规定,建筑物的抗震设计按“三水准二阶段”进行,即体现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的原则,一般情况下遭遇第一水准烈度时,建筑处于正常使用状态,从结构抗震设计计算的角度,可以视为弹性体系,用弹性反应谱进行弹性阶段分析;当遭遇第二水准烈度时,结构进入非弹性工作阶段,但非弹性变形或结构体系的损坏控制在可修复的范围,此阶段的设计主要由构造来体现;遭遇第三水准烈度时,结构有较大的非弹性变形,但变形控制在规定的范围内,以免倒塌。
二阶段的设计即是按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力以及在小震作用下验算结构的弹性变形,一般采用的是弹性反应谱分析方法,以满足第一水准抗震设防目标的要求;第二阶段是在大震作用下验算结构的弹性塑性变形,以满足第三水准抗震设防目标的要求。
对于第二水准抗震设防目标的要求,《抗规》是以抗震措施来加以保证的。
建筑结构抗震概念设计
浅谈建筑结构抗震概念设计摘要:文章通过对建筑结构抗震“概念设计”的研究,从场地选择、地基基础设计、平立面布置、结构体系等方面进行了论述,明确了“概念设计”的原则和要求,以达到合理抗震设计的目的。
关键词:概念设计,结构抗震,结构体系强烈地震是一种破坏作用很大的自然灾害,会导致建筑物发生严重破坏,使结构丧失整体性、承重构件强度破坏和地基失效。
目前对建筑物的地震破坏机理和过程还没有充分认识,因此要进行精确的抗震计算是很困难的。
人们通过总结大地震灾害经验,提出了建筑结构抗震的“概念设计”。
所谓概念设计是指正确地解决总体方案、材料使用和细部构造,灵活运用抗震设计原则,既能注意总体布置上的大原则,又能顾及到关键部位的细节,从而达到合理抗震设计的目的。
根据概念设计原理,在进行抗震设计时,要考虑的主要因素有:(1)场地、地基和基础;(2)建筑平立面;(3)结构体系;(4)非承重结构构件和主体结构的关系;(5)材料的选择和施工质量。
一、选择对抗震有利的场地、地基和基础(一)建筑场地选择选择建筑场地时,应根据工程需要,掌握地震活动情况和工程地质的有关资料,对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。
1.建筑场地尽可能要求宽阔平坦而且避开斜坡和崖地,要尽量选择坚实均匀的场地土。
微风化和中等风化的基岩,坚实的砂土层,不含水的粘土层等都属好的场地土。
2.对建筑抗震不利地段提出避开要求,当无法避开时应采取有效措施。
3.不应在抗震危险地段建造甲、乙、丙类建筑,建筑抗震危险地段一般是指地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及地震断裂带上可能发生地表位错的部位。
(二)地基和基础设计1.同一结构单元不宜设计在性质截然不同的地基土上。
2.同一结构单元不宜部分采用天然地基,部分采用桩基。
3.地基为软质粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时,应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响,并采取相应的措施。
4.同一结构单元的基础埋置深度宜相同。
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间的关系抗震概念设计与抗震计算是建筑结构设计中两个重要的环节,前者是建筑结构设计的指导性思维过程,后者是具体的技术手段。
本文将从抗震概念设计和抗震计算的定义、关系和具体应用等方面进行探讨。
一、抗震概念设计与抗震计算的定义1. 抗震概念设计:抗震概念设计是指在建筑结构设计初期,通过分析和研究建筑所在地的地震条件、土壤状况、建筑用途、建筑规模、建筑形式等相关因素,确定结构抗震设计的基本思路和总体方案。
抗震概念设计不涉及具体细致的抗震计算和结构设计,而是以模糊的概念和定性的描述为主,重点在于确定结构的抗震性能目标和各项技术指标,以指导后续的抗震计算和结构设计工作。
2. 抗震计算:抗震计算是指通过数学和力学等方法,根据建筑结构的地震响应原理和规范的要求,计算出结构在地震作用下的受力和变形情况,以评估结构的抗震性能,并确定结构参数的具体数值。
抗震计算是具体的、定量的过程,需要考虑诸如建筑形式、材料性能、荷载特性等具体因素,通过力学分析和计算手段,预测结构在地震中的响应,以达到设计要求。
二、抗震概念设计与抗震计算的关系抗震概念设计与抗震计算是建筑结构设计中密不可分的两个环节,二者存在一定的关系和相互作用。
1. 相互依赖:抗震概念设计是抗震计算的前提和基础。
概念设计的目标和方案是抗震计算的依据之一。
抗震概念设计确定了结构的抗震性能要求和设计指标,为抗震计算提供了明确的目标和限制条件。
同时,抗震计算的结果也会对抗震概念设计进行反馈和修正,为后续的设计提供具体的依据。
2. 多层次的关系:抗震概念设计是在建筑结构设计初期进行的一个较为宏观和抽象的过程,而抗震计算是在具体设计阶段进行的一个较为具体和定量的过程。
概念设计需要对整体结构系统进行考虑和把握,确定抗震性能目标和总体方案,抗震计算则需要对局部细节进行分析和计算,确定具体的结构参数。
抗震概念设计和抗震计算的层次不同,但两者相互补充和构成一个整体的设计过程。
建筑结构抗震概念设计的探讨
建筑结构抗震概念设计的探讨摘要:目前,建筑结构设计考虑抗震要求,严格遵守抗震规范,已经成为特别重要的环节,因为它关系着人民生命财产安全。
笔者阐述了建筑结构设计抗震的概念,提出了几种常用的建筑结构设计抗震方法,并对强化建筑工程抗震措施的对策进行了探讨。
关键词:地震灾害;建筑结构;抗震;概念设计中图分类号: s611 文献标识码: a 文章编号:建筑结构设计中抗震措施是关公关系到人民生命财产安全的重要问题,关于建筑物抗震问题的研究也有相当的讨论,从建筑设计领域和我国建筑设计领域上来看,均取得了一定的成效,人们也更加注重建筑物的抗震设计。
一直以来,我们在建筑设计中有关抗震都是坚持了小震不塌、大震能修的原则,虽然设计方面在抗震方面也采取了很多措施,但是,由于各种原因,还是不可避免的出现了在地震中因为建筑结构方面的问题而给人们带来巨大损失的例子,分析原因,最主要的就是施工人员从思想上不够重视,存在侥幸心理,偷工减料,私自修改设计方案,没有真正将抗震措施落到实处。
在这里,我们对建筑设计中抗震的基本类型、主要措施结合具体实践经验进行研究,以期和同仁交流学习。
1关于建筑结构抗震概念设计的概述我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。
现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》(gb50068—2001)则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。
地震具有随机性、不确定性和复杂性,要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数,目前是很难做到的。
而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统,在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。
探讨建筑结构抗震的概念设计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
损害 的程度 的非线性 变化 ,在建筑结构 薄弱层容易 出现变形或 者转移而造成 的建筑结构上 的强度 和内力 的分布结构 。不 同构 件 的空 间的作用 和填充墙 和其他 的结构构件都会产生影响 。现 在 的抗震计算理论和相关 的计算程序这些影 响都被忽略 ,造成 某些建筑结构抗震计算分析 的结果 和实际 的反差很大 。综上所 述 ,可 以看 出根据抗震 的计算结果来完成建筑结构抗震概念的 设计时片面 的,可能还会不安全 。只有建立正确 的建筑结构 的 抗震概念设计并且和抗震计算相结合来完成 ,财会是建筑结构 震能力 。 具 有一 定可靠的抗震 能力 。 1场 地条件、土和地基的选择 3建筑结构抗震 的概念设计主要 内容 在对建 筑抗 震场地的选择上 ,应该避开对建筑抗震不利 因 3 . 1 对建筑面布置 的要求 素的场地 ,不能在危 险的地段进 行建筑。当无法避开场地时 , 建筑平立面布置应该符合建筑设计 的理念要求 ,不能采用 应该采取有效 的措施 ,考虑发生地震 时因为场地的不利条件而 不合格 的方 案 ,不合格的建筑在建筑结构的设计 上 ,要进行水 简洁的引起建筑结构上 的破坏 的原 因 ,例如地基土 的陷 、沉 、 平计算 和内部 的力度调整 ,对相对弱 的地方采取抗震的措施。 滑和发生地震时引发 的地表错动 和地裂 等因素。当地基 出现软 3 . 2在 结 构 材 料 上 的 选 择 如粘 性土 、液化土和土层 的不均匀 时 ,应该适度 的采取措施 , 在建筑材料结构的选择上 ,确定符 合和建筑结构抗震 的要 加 强整体 性。 求 ,采用什 么样 的材料 ,什么样 的结构 ,在经济技术 的条件上 2建筑结构抗震 的概念 设计重要 性 综合 的选择确定 。此 时 ,建筑 结构 的延性强度都 比较好 ,尽可 建筑结构抗震概念 的设计首先就是必须要遵 守正确的建筑 能 的减少房屋 的中心 ,充分 的发挥建筑材料 的强度 ,并且提 出 结构抗震 概念设计的思绪 ,尽可能 的满足概念设计 的要求 。在 了结构 的主轴方 向动力的特点 。 这样 的基 础上 , 加 上必要的抗震计算 , 抗震计算是非常重要 的, 3 - 3地震的持续作用 ,带来的往复作用 不可 缺少 的一部分。在建筑结构抗震设计 的计算是抗震 的前提 地震发生 之后 ,对倒 塌的建筑 物进行分析研究 ,我们可 以 和基础条件 ,概念 的设 计和抗震的计算相 比,有着决定性 的作 了解到 ,地震 的往复作用会破坏建筑 的结构 ,而房屋 的倒塌是 用 ,主要原 因有 : 因为建筑结构受到破坏 ,它 的承载力呈现着重力负荷 。安全的 2 . 1 地 震 及 其 地 面 运 动 的 不 稳 定 性 房屋建筑结构体系是层层设 防的,在地震发生时 ,所有能够抵 我国当代 的科 学技术水平受到限制 ,抗震计算 的依据很难 抗外力的元件都在通力合作。我生存的希望寄托在某个 单一的 确定 ,地震发生 时 , 震 波根 据震 源传到地球表面 ,经过岩石 的 构件上 ,是极其危险的 ,假如一个单一的框架结构 ,其中框架 折射 , 在土层 中进行非线性传播 , 这个 非线 性传 播是非常复杂 、 是唯一的抗外力构件 ,在水平地震作用下 ,我们可以利用梁变 多变的过程 ,造成地 面的运 动的不稳 定。如美国一位学者 曾经 形 中所 消耗的能量 ,是框架到第二防线。适度的处 理建 筑结构 研究 E l e e n t r o台站 上发 生的 1 5次 地震 记 录之后指 出,不 同 的 中构 件的关系 ,并 且形成多条防线 ,增加建筑结构的抗 震能力 震源所造成地震 的加速度 的差别很 大。近些年来 ,我 国发生 的 的有效措施 。 大地震 ,大多数 已经超过 了原定 的设 防强烈度 ,不 同程度 的造 总 结 成 了社会 经济 的影 响和损失 。如 1 9 6 6年 3月 2 2日在河北邢台 地震 的发生时一种 自然的现象 ,为了减少对人 类的伤害, 发 生 的地震 ,高 达 l O级 ;1 9 6 7年 7月 2 6日在 广 东 阳江发 生 这就要要求建筑结构的工程师们根据抗震的规则并且运用好建筑 的地震 ,高达 8级 ;1 9 7 6年 7月 2 8日在河北唐 山发生得地震 , 结构抗震概念的设计 ,做到结构功能和外部 的条件保持~致 ,充 高达 1 1 级 。所 以 ,设计 者如果单 单是根据 设 防烈 度来进行 建 分的发展先进 的建筑结构抗震的概念设计理念 ,并与经济协调发 筑结构 的抗震设计计算是很难确保人 们的居住安全的。 展 ,更好的对建筑结构的抗震设 莲 行解决处理 ,利用定量的计 2 . 2地震时地面运动的复杂性 算方法对建筑进行抗震的数据分析。客观事物的多样性 ,都在不 地震发生时,地面运动一般分解为 6 个 自由度,但是世界 断的变化与发展 ,随着事物认识的加深 ,概念理论也在发展,这 上到 目 前为止还没有记载最简单 的地面运动记录。地震对建筑结 对我们做好建筑结构抗震概念的设计有着深远 的意义与影响。 构的破坏并没有记载 ,对于复杂的地表运动分量很少人会掌握。 在目 前 的抗震计算 中,只要根据最简单的水平和竖 向方向进行计 参考文献 I 】 付 向红 . 建 筑结构抗震 的概念设计 . 住宅科 技,2 0 0 7 ,( o 7 ) . 算 ,它与复杂的地表运动 的 作用有所差距 。在地震发生 时,不同 [ 【 2 】 鹿 钊恺 . 建 筑结构抗震 的概念设计初探 [ J ] . 建 材世界 ,2 0 1 0 ,( 0 5 ) 地表运动可能会造成建筑结构 的破坏的复杂 牲 好没人掌握。 2 . 3抗震计算对反映建筑结构破坏的复杂过程 作者 简介 :朱建 国 ( 1 9 7 8 一 ),男 ,汉族 ,浙江 湖州南 浔人, 中 在发 生地震时 ,建筑结构的破坏是不断地在变化 、改动、 非线性 的复杂过程 ,只要有 结构和构建 出现 的裂缝 的现象及其 级工程 师,本科 ,研 究方 向:结构设计。
结构抗震概念
【结构抗震概念】随着现代城市化进程的加速和人口的不断增长,地震对建筑结构的破坏性影响成为一个日益突出的问题。
因此,建筑工程师和结构设计师提出了结构抗震的概念,旨在通过合理的设计和施工措施来提高建筑物在地震中的抵御能力,减少人员伤亡和财产损失。
本文将详细介绍结构抗震的概念及其相关内容。
一、结构抗震的定义结构抗震是指建筑物在地震荷载作用下,通过采取合理的结构设计和施工技术,以及使用适当的材料和构件,使建筑物具备一定的抵抗地震破坏的能力。
它涉及到建筑结构的抗震设计原则、抗震材料的选择和使用、抗震构件的布置和连接方式等多个方面。
二、结构抗震的重要性地震是一种自然灾害,具有突发性和破坏性强的特点。
如果建筑物的结构无法承受地震荷载,将导致建筑物倒塌、破坏甚至崩塌,给人员和财产带来巨大损失。
因此,结构抗震的重要性不容忽视。
通过合理的结构抗震设计和施工,可以提高建筑物的抗震能力,保证建筑物在地震中的安全性,减少人员伤亡和经济损失。
三、结构抗震的设计原则1. 强度控制原则:结构抗震设计应确保建筑物具备足够的强度和刚度,以承受地震荷载引起的变形和应力。
设计时需根据地震烈度和建筑物用途确定合理的设计参数,确保结构的整体稳定性。
2. 塑性设计原则:结构的塑性能力是指在地震作用下能够发生塑性变形而不发生破坏的能力。
采用塑性设计原则可以使结构在地震作用下发生一定程度的塑性变形,从而消耗地震能量,减小地震反应。
3. 抗震位移控制原则:结构的抗震位移是指建筑物在地震中发生的位移。
抗震位移控制原则要求结构的抗震位移不应过大,以保证建筑物在地震中的稳定性和安全性。
4. 抗震刚度控制原则:结构的刚度是指结构对外界力的抵抗能力。
抗震刚度控制原则要求结构具备足够的刚度,以减小地震作用下产生的变形和应力。
四、结构抗震的技术手段1. 结构形式选择:选择合适的结构形式是提高建筑物抗震能力的关键。
常见的结构形式包括框架结构、剪力墙结构、桁架结构等。
建筑结构设计抗震概念分析
建筑结构设计抗震概念分析摘要:在建筑工程项目中,建筑结构设计属于非常重要的工作内容,对整个建筑的质量有直接的影响。
随着近几年我国建筑领域的飞速发展,在很大程度上促进了结构设计工作的完善,逐渐向着多样化的方向迈进。
实际在开展设计工作的时候,人们对于概念设计越来越重视,在确保建筑使用功能的基础上,对于建筑的系统性和美观性的要求越来越高。
在建筑结构设计的过程中,应用抗震概念设计对于建筑的安全至关重要,直接关系到居民的人身财产安全。
关键词:高层建筑;地震;抗震概念;设计近些年来,我国的地质灾害出现的比较频繁,特别是近些年的汶川大地震、玉树地震造成的损失是无法估量的。
从地震造成的直接、间接损失我们就可以看出,如果建筑物无法有效抵抗地震,那么倒塌之后造成的损失会更加巨大。
所以,开展建筑结构的抗震设计理念研究工作非常重要。
一、建筑结构抗震的重要性建筑不但为人们提供了居住的环境,也为人们的生活条件改善起到非常重大的作用。
而建筑物的质量对人们的生命安全有直接的关系,只有确保建筑物的质量,才能使人们使用的更加安心、舒心。
因此,目前大部分设计人员对建筑物的质量都放在首要的位置,而地震对于建筑物造成的伤害是非常巨大的,并且地震对于目前的技术来说,还无法提前准确预测。
基于这一未知的情况,一旦发生地震,对建筑物产生的损坏是非常严重的。
不仅如此,由于现代经济的发展,土地资源紧缺,由此为了节省占地,现如今的建筑多为高层建筑,一旦建筑倒塌,将会产生不可估量的结果。
所以,抗震设计在建筑结构中是非常有必要的,其不仅使得建筑物的抗震能力得到增强,而且能够进一步保护人们的生命以及财产安全。
二、建筑结构设计中抗震概念(一)确保结构的整体性。
通过对国内外发生的大地震经验研究分析发现,决定建筑结构抗震性能的就是结构整体性能和概念设计。
我国目前制定的结构设计规范,对抗震概念设计也有非常明确的规定。
所以,在设计建筑物的时候,应当将建筑物当做整体看待,这是非常重要的。
建筑结构抗震概念设计的核心是什么?
建筑结构抗震概念设计的核心是什么?建筑结构抗震设计包含了两个设计范畴,即概念设计和参数设计。
建筑结构抗震概念设计主要针对地震的不确定性和有限元分析的近似性,从概念上,特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策;建筑结构的参数设计主要是采用二阶段的抗震设求。
112021234)宜有多道抗震防线。
5)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。
6)结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。
03合理的结构布置:结构平面布置宜规则对称1)竖向构件沿周边对称布置;2)剪力墙带翼缘;3)承载力大的地方布置竖向构件。
12304充分发挥构件材料性能:延性(变形能力)要强。
结构在保持一定强度条件下,如具有稳定的塑性变形能力,则在地震中可消耗输入于结构的地震能量,减少地震力,防止结构发生严重脆性破坏或倒塌。
05整体性要好:整体性可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落,同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。
06合理设置抗震缝、伸缩缝、沉降缝。
07合理选择基础类型。
08施工质量要精良。
09造价要合理。
2301从抗震观点看,方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面最有利。
平面伸出的翼部较长,有凹角,而且在某一方向上不对称,属于不规则平面,地震时,扭转效应将使远离刚度中心的翼肢端产生较大的位移而开裂、倒塌,或使凹角处产生应力集中而开裂。
这里要注意,即使平面规则、对称的建筑,仍要求质量和刚度的平面分布使刚度中心与质量中心一致,否则扭转效应仍会发生,使远离刚度中心的构件产生较大的震害。
02建筑物竖向的刚度分布应均匀和连续不宜有刚度突然消弱的层次,否则地震时易造成塑性变形集中的薄弱层;也不宜使最上面几层的刚度减去太多,否则地震时易形成鞭梢效应,加重震害。
03体12条。
4在抗震概念设计中,人们应不仅着眼于小震不坏,还要考虑大震不倒。
长期实践使人们认识到,仅利用材料的弹性阶段去抗御罕遇的大地震是不明智的,应该利用材料的弹塑性性能通过构件以至结构的塑性变形性能来消耗地震时输入结构的能量。
浅谈对建筑结构抗震概念设计的理解
浅谈对建筑结构抗震概念设计的理解【摘要】建筑结构抗震概念设计在抗震设计中占据较大比例,与建筑抗震效果密切联系。
本文主要对建筑结构抗震概念设计的理解进行探讨,主要从抗震设计原则、设计思想等方面进行分析,并融入了地震发生时建筑结构的实时情况,综合全面的完成了建筑抗震设计,希望可以给相关研究学者提供借鉴,进而综合全面的设计出理想的建筑抗震结构,减少地震对建筑的损害。
【关键词】建筑结构;抗震概念;实际设计;理解【中图分类号】TU312【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2017)08-0042-02地震是一种破坏力较强的自然灾害,主要损害建筑结构,进而导致承重构件或地基失去作用。
现阶段,人们还不能深入的认识到地震的损坏机理,直接影响了抗震计算的精确性。
概念设计是一种指导总体方案开展的方法,良好的概念设计不仅给日后建筑工程结构计算及工程造价等奠定基础,同时还实现了抗震设计的目的,具有较广的应用意义,必须及时进行分析。
1.建筑抗震设计目前随着经济的发展,抗震结构设计已经呈现出新的发展趋势,可利用基于性能结构抗震现场理论、材料抗震模糊可靠度等方法进行建筑抗震设计。
但是建筑地震灾害依然在反复发作,虽然很多建筑设计师已经认识到以上技术的局限性,但是由于建筑结构还会受到地形、规划、工程造价、施工技术等多方面因素影响,导致“概念设计”开始被人们重视起来,并加大了对其的研究。
概念设计不仅完善了建筑结构,同时综合全面的分析了地震所产生的影响,掌握了地质活动破坏机制,并可以综合全面的了解抗震设计规范与准则,在长期实践中还可以不断提升建筑结构的抗震水平。
2.建筑结构抗震概念设计遵循的原则2.1 建筑选址并确定地基稳定条件合理的规划选址已经成为建筑设计成功的基础,对建筑结构抗震设计整体质量具有很大影响。
实际操作中要求规避地震不利地段,尽量选择安全稳定的建筑场地,如果受各方面因素影响,导致实际操作中无法避开不利地段,必须结合实际情况采取针对性的措施,提高地基稳定性与安全性。
浅谈建筑结构抗震的概念设计
土, 液化土 , 故河道 、 疏松 的断层破碎带 、 暗埋的塘浜沟谷和半填半 挖地基等 , 以及在平 面分 布 上成 因、 岩 性、 状 态 明显不 均匀 的土 层, 高含水量的可塑黄土 , 地表存在结构性裂缝等 。而地震时可能 发 生 滑坡 、 崩塌 、 地 陷、 地裂 、 泥石 流等 及 发 震 断 裂 带 上 可 能 发 生 地 表位 错的部 位则属于建筑抗震危险地段 。 3 . 2采 用 合 理 的 建 筑 平 立 面 。 建筑物体 自身的动力性 , 主要来 源于建筑在 建造指 出的结 构 布置 、 建筑布局 。只要建筑 物的结构布置能够简单合理 , 并且各个 部位都完 全符合抗震 的设计原则 , 那么就 可以使得建筑物体 能够 保 障地震 发生时 , 建 筑物 内部所受到 的扭转 和各个方 向的应 力能 够最大限度的传递到地 面 , 减少薄弱部位 的出现 , 有效 的提 升了建 筑物体 的抗震性能。 通过对地震多发地区的建筑在 地震 中的反应 来看 , 建筑 结构 简单 、 规则并且 极为对 称 的建筑 , 其抗 震性 能远超 其它 造型 的建 筑, 在 地震 过程 中受 到 破 坏 的 影 响 的最 小 ; 与之相反 的是 , 一 些 建 筑物体 自身 的整体造型不规 范 , 高低床 错落 、 前凸后 凹 , 在地 震过 程中所受到 的破坏为严重 。并且 , 结构相 对于简单 的建筑能 够更 为方 便的进行震 中反应计 算 , 完全 掌握了地震过程 中建筑 内部应 力的传递途径 , 能够在建筑在建造过程中采取相应 的措施 , 对某些 细节部分不断完善 , 提高建筑抗震性能。 3 . 3选择 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 、 建筑重要性 、 房屋 高度 、 场 地、 地基 、 基础 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 : ①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 ; ② 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 结构 丧失抗震能力 或对重力荷载 的承载能力 ; ③结 构体系应具有 必要 的抗震承载力 , 良好 的变形能力和消耗地震能量 的能力 ; ④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。
抗震设计原则及概念抗震
抗震设计原则及概念抗震抗震设计是指在建筑物的设计过程中,为了能够在地震发生时减少建筑物的损伤程度和人员伤亡,而采取的一系列措施和方法。
抗震设计的目的是为了提高建筑物的抗震能力,减少地震对建筑物和人员造成的危害。
抗震设计的原则主要包括以下几点:1. 合理选址。
建筑物的抗震能力与选址有很大的关系。
在选址时,应该考虑到地质条件、地震烈度和地形地貌等因素,选择地质条件稳定、地震烈度较小、地形地貌平坦的地区进行建设。
2. 合理布局。
建筑物的布局应该合理,不同功能区域之间应该有一定的隔离距离,防止因为某一区域受损而影响到整个建筑物的稳定性。
3. 合理结构。
建筑物的结构应该合理,采用可靠的结构形式和材料。
在设计时要考虑到地震作用下结构的变形和破坏,保证建筑物在地震发生时能够承受地震力。
4. 合理尺寸。
建筑物的尺寸应该合理,不宜过高、过宽或过长。
尽量避免采用超限尺寸结构,这样可以减少地震作用下结构的变形和破坏。
5. 合理设备。
建筑物的设备应该合理,采用可靠的设备并且进行适当的加固和防护。
特别是对于电力、供水、通讯等重要设备,应该采取相应的措施确保其在地震发生时能够正常运行。
抗震设计还包括以下一些概念:1. 设计地震动参数。
设计地震动参数是指在进行抗震设计时所使用的地震参数,包括地震烈度、设计地震加速度等。
2. 设计基准震度。
设计基准震度是指在进行抗震设计时所使用的一种标准,用于确定建筑物所需的抗震能力。
3. 抗震设防烈度。
抗震设防烈度是指在进行抗震设计时所要求的最小烈度值,用于保证建筑物在地震发生时能够承受一定程度的地震力。
4. 抗震等级。
抗震等级是指建筑物在地震发生时所能承受的最大地震力和最大变形量等指标,用于评定建筑物的抗震能力。
总之,抗震设计是一项非常重要的工作,它关系到人们生命财产安全,需要在设计过程中充分考虑各种因素,采取相应措施确保建筑物在地震发生时能够保持稳定并减少损伤程度。
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浅谈建筑结构抗震概念设计
摘要:建筑工程的质量,直接影响到人们的生命和财产安全。
在工程建设中,
抗震设计是影响整个工程质量不可缺少的要素之一,因此,必须完善好建筑抗震
结构设计的工作。
本文主要论述抗震概念设计基本内容,提出建筑抗震结构设计
的策略,以供参考。
关键词:建筑;抗震;概念设计;策略
1抗震概念设计基本内容
1.1什么是抗震概念设计:
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
结构的总体布置并确定细部构造的过程。
就是把地震及其影响的不确定性和规律
性结合起来,设计时应着眼于结构的总体反应,依据结构破坏机制和破坏过程,
灵活运用抗震设计准侧,从一开始就全面合理地把握好结构设计的本质问题(如
把握好总体布置、结构体系、承载能力与刚度分布、结构延性等),顾及关键部
位的细节,力求消除结构中的薄弱环节,从根本上保证结构的抗震性能。
1.2抗震概念设计的目标
实际地震的不可预知性,可供分析的地震资料的有限性,目前地震计算手段的局限性,故重视建筑抗震概念设计,从某种意义上来说,也是对地震理论
不完善所采取的弥补措施。
抗震概念设计目标:“小震不坏,中震(设防烈度地震)可修,大震不倒”;以及为实现这一目标所采取的“两阶段设计步骤”,即:承载力
验算和弹塑性变形验算。
2建筑抗震结构设计的策略
2.1采用合理的结构体系
2.1.1 影响结构体系的因素很多,如抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等,还应考虑技术、经济和使用条件等。
目前我国比较常用的结构形式有:砖混结构、钢筋混凝土结构、钢- 混凝土组合
结构(混合结构)、钢结构。
砖混结构以砖墙作为抗侧力构件,在地震力作用下,易发生剪切破坏。
混凝土结构包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒
体结构等。
在地震力作用下,不同结构形式,不同抗侧力构件,发生不同破坏
(剪切变形,弯曲变形)。
2.1.2 结构抗震设计的关键是解决承载力、刚度和延性问题:
1)对于非抗震结构,足够的材料强度和刚度是结构设计需要考虑的问题,
而对于抗震结构除了要承担常规荷载外还要承担地震动作用,其材料强度和刚度
不是越大越好(如抗弯强度过高不利于抗剪,刚度过大也会加大结构的地震作用),而需要控制在合理的范围内。
2)结构体系由各类构件相互连接组成,抗震结构构件应具有必要承载力、
合理的刚度、良好的延性、可靠的连接,使相互之间合理均衡。
3)结构构件应具有良好的延性(即变形能力和耗能能力),延性可以增加
结构的抗震潜力,增强结构的抗倒塌能力。
结构抗震设计的本质就是对结构承载力、刚度和延性的合理把握问题。
2.2选择合理的平面和立面布置
2.2.1建筑布置对结构的规则性影响重大,抗震性能良好的建筑,需要建筑
师与结构工程师的互相配合。
不应采用严重不规则的设计方案,避免采用特别不
规则的方案。
2.2.2建筑形体及其构件布置应避免形成平面和竖向的不规则。
平面不规则
主要关注的是结构的扭转和水平传力途径的有效性问题,体现在扭转不规则、凹
凸不规则、楼板局部不连续;竖向不规则主要关注薄弱层问题及竖向传力途径的
有效性问题,体现在侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变。
2.3选择合理的结构计算方法进行结构分析
2.3.1 结构分析是结构设计的前提,是结构设计的重要依据性工作,采用合
理的计算模型,合理的计算假定,合理选用计算程序,必要时的多模型多程序比
较分析等对结构设计关系重大。
2.3.2 目前的地震作用计算方法主要有:
1)高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法;对质量和刚度不对称、不均匀
的结构以及高度超过100m的高层建筑结构应用考虑扭转耦联振动影响的振型分
解反应谱法。
2)高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的
高层建筑结构,可采用底部剪力法。
3)时程分析法作为振型分解反应谱法的补充计算方法。
根据结构的规则性,依据相关规范的规定,在多遇地震下进行弹性时程分析,在罕遇地震下进行弹塑
性时程分析。
2.3.3 结构抗震设计应根据不同要求,对同一结构布置采取不用的计算假定。
比如对结构进行不规则判别,选用在规定的水平力作用下,考虑偶然偏心等。
比
如配筋设计计算,根据工程具体情况,采用刚性楼板假定、分块刚性楼板假定、
弹性楼板假定及零刚度楼板假定,考虑双向地震,框架柱配筋按单向偏心计算或
按双向偏心计算等。
2.4抗震措施及抗震构造措施
2.4.1 抗震措施要求做到“四强、四弱”。
1)强柱弱梁:目的是框架在地震情况下产生梁铰机制,即要求柱子不先于
梁破坏,因为梁破坏属于构件破坏,是局部性的,柱子破坏将危及整个结构的安全,可能会整体倒塌,后果严重。
2)强剪弱弯:弯曲破坏是延性破坏,是有预兆的——如开裂或下挠等,而剪切破坏是一种脆性破坏,没有预兆,瞬时发生,没有防范,要避免。
3)强节点弱构件:因节点失效意味着与之相连的梁与柱都失效,故要求节
点的承载力应高于连接构件。
4)强墙弱连梁:连梁作为消能构件,建议跨高比在2.5~5之间,适宜的连梁刚度,可以吸收部分地震能量,同时又具有一定的变形,具有耗能能力。
2.4.2 抗震构造措施
包括:房屋高度,轴压比,剪压比,边缘构件(构造边缘构件、约束边缘构件),纵筋及箍筋配筋率(最大最小),体积(面积)配箍率,箍筋直径、间距、肢距、加密区等。
2.5特殊构件(楼梯构件)的抗震设计
2.5.1 楼梯作为重要的疏散工具,在抗震防灾中起着重要作用。
地震中楼梯
的梯板具有斜撑的受力特点,设计中,应注意楼梯与主体结构之间的相互作用关系。
楼梯对主体结构的影响,取决于楼梯与主体结构的相对刚度比,影响程度取
决于主体结构的结构体系:主体结构的刚度越大、整体性越好(如抗震墙、框架
抗震墙结构等),楼梯对主体结构的影响越小;而主体结构的刚度越小、整体性
越差(如框架结构、装配式楼盖结构、砌体结构等),楼梯对主体结构的影响就
越大。
2.5.2 现阶段,对抗震工况下的楼梯设计措施如下:
1)楼梯间的布置应尽量减少其造成的结构平面不规则。
2)楼梯构件与主体结构整体浇筑时,应计入楼梯构件对地震作用及其效应
的影响,应进行楼梯构件的抗震承载力验算。
此时应注意两方面:一是楼梯对竖
向构件的影响(使竖向构件中间受力,形成短柱或局部错层等);二是要考虑楼
梯的传力需要(楼梯作为水平传力构件之一,应确保其传力及疏散功能的实现)。
3)采取构造措施,减少楼梯构件对主体结构的刚度影响。
a:对结构抗侧刚度大、楼盖整体性好的结构,当楼梯周围有抗震墙(或抗
震墙与连梁)围合时,计算中可不考虑楼梯的影响(即楼梯构件不输入模型计算中),而采取有效的构造措施(加配梯跑跨中板顶通长钢筋、抗震墙端柱箍筋加
密等)确保楼梯及相应抗震墙端柱的安全。
b:采取将楼梯平台与主体结构脱开的办法,以切断楼梯平台板与主体结构
的水平传力途径,使每层楼梯平台板支承载楼面梁上且对结构的刚度贡献降低。
避开楼梯框架柱形成短柱。
此时要求支承楼梯的梁上小柱按框架柱要求进行抗震
设计,与框架柱、楼梯小柱相连的楼梯平台梁按照框架抗震梁的要求进行抗震构
造设计。
c:采取在每梯段下端梯板与平台或楼层之间设置水平隔离缝,但此方法对于BT,DT型楼梯受限。
d:采取在每梯段下端梯板与平台或楼层之间设置隔震橡胶支座,使得梯板
与梯梁之间既可相互滑动,又连为整体。
结束语:
总之,想要从整体上提高建筑的抗震性能,要从建筑结构体系选型、抗震计
算方法、抗震措施及构造措施、重要组成部分的概念设计等各方面考虑,这样才
能够整体的把建筑抗震性能进行提升。
参考文献:
[1]李淑彦.建筑结构抗震设计的要点及方法[J].门窗,2012(08).
[2]章明.高层建筑结构抗震设计的方法研究[J].江西建材,2012(02).。