从近年地震中建筑结构震害论如何做好建筑结构设计

从近年地震中建筑结构震害论如何做好建筑结构设计
从近年地震中建筑结构震害论如何做好建筑结构设计

从近年地震中建筑结构震害论如何做好建筑结构设计

1216100290

土木123班

杨必进

摘要:我国由于地处板块交界处地震灾害频度高,强度大,成灾率高,这是造成地震灾害特别严重的原因。同时,我国民众防灾意识不高,同一震级的地震,造成伤亡的人数可多达数倍。另外,我国大部分城市的基础设施,抗震性能较差。建国头20年中,多数建筑物和工程未考虑抗震设防,加之城市生命线管线纵横交错,埋设不合理,有的材料强度不够,有的年久失修,使我国多数城镇防震抗震的能力脆弱,潜在着很大的隐患。

因此,减震防震成了我国建筑设计中所要考虑的重要因素。

关键词:地震,灾害,地震破坏,橡胶垫,阻尼器,抗震加固。

0 引言

在土木工程概论的组成中,防震减灾一直是个不可或缺的部分。一个设计合理、质量好的防震减灾工程,不仅可以有效的预防和减弱地震等灾害带来的财产损失,而且可能挽救一个人,甚至一群人的生命。

我国地域辽阔,天气变化万千,洪水、飓风、龙卷风、地震等不可抗性灾难频发,是世界上自然灾害最为严重的国家之一。20世纪的观测事实已表明,气候变化引起的极端天气气候事件(厄尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等)出现频率与强度明显上升。这难道还不能引起我们足够的重视吗?自然灾害已经成为影响我国经济发展和社会安全的重要因素,因此依靠科技进步,提高我国防震减灾的综合能力已成为当务之急。

世界各国建筑结构抵抗地震灾害的研究已经进行了数十年,现在终于使人们意识到,人类自己设计建造的各种建筑物对地球自身内力平衡而释放能量所产生的地震是不可对抗的。因而,近年来,许多专家学者都在寻求一种与地球自然规律不产生对抗和抗拒的隔震减震设计方法,去适应“地震”这一不可抗拒的自然规律。这是人类历史发展到现代,人类对客观规律地震释放地球内力正确认识的进步体现。从建筑死抗硬抗地震的打击,到建筑结构隔震减震,十分明确地反映了,人类自己设计和建造的建筑物,

是不能与地震冲击力死抗对抗的,这是数十来人类在建筑结构设计埋论上的飞跃。而过去和现在还指导建筑结构死抗硬抗对抗地震灾害的错误力学理论,也必然将被促步完善适应地球地震客观规律的隔震减震和消震建筑结构力学理论所取代。

1地震起因

按照成因的不同将地震类型分为五类:

⑴构造地震,这类地震占所有地震的99%以上,构造地震是由于地球在运动发展过程中,它的地质构造作用使地壳积累了巨大的变形能,地壳中的岩层产生很大的应力,当这些应力超过某处岩层的强度极限时,岩石突然破裂、错动,从而将积累的变形能转化为波动能传播出去,就引起了地面的震动;⑵火山地震,由于火山作用,如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震,只有在火山活动区才可能发生火山地震;⑶塌陷地震,由于地下岩洞或矿井顶部塌陷而引起的地震,这类地震的规模比较小,次数也很少,即使有,也往往发生在溶洞密布的

石灰岩地区或大规模地下开采的矿区;⑷诱发地震,由于水库蓄水,油田注水等活动而引发的地震,这类地震仅在某些特定的水库库区或油田地区发生;⑸人工地震,它是由人为活动引起的地震,如工业爆破、地下核爆炸造成的振动。

2重大地震灾害回顾

广大农村多属土、石结构建筑,抗震能力更差。据估计,地震若发生在我国工业城市及人口稠密的地区,8级左右或7级左右以及5、6级左右的地震所造成的经济损失分别为百亿元、数十亿元和数亿元人民币。譬如1976年唐山大地震,在几十秒钟的时间内,将一座百万人口的工业城市变成了废墟,伤亡侧万人,直接经济损失100亿元以上,救灾花了6亿多元,重建用了50亿元,而且在这之后长时间内,造成全国人民的恐震心理。去年的汶川8.0级特大地震,造成人员伤亡总数近40万之多,其中遇难者近8万左右;造成的直接经济损失8451亿人民币,其中房屋的损失很大,民房和城市居民住房的损失占总损失的27.4%。包括学校、医院和其他非住宅用房的损失占总损失的20.4%。另外还有基础设施,道路、桥梁和其他城市基础设施的损失,占到总损失的21.9%;此外地震对环境也造成相当大的破坏。

2008年5月12日,中国四川省汶川县发生里氏8.0级特大地震,最大烈度达到11度。这次地震已造成650多万间房屋倒塌,2300多万间房屋损坏,北川县城、汶川县映秀镇等部分城镇夷为平地。造成

重大人员伤亡和经济损失。截至9月25日,汶川地震已确认6922

人遇难,374643人受伤,失踪17923人。

2010.1月12日,海地发生里氏7.3级地震。海地政府统计的最新数据显示,地震已造成27万人死亡。另据联合国的统计,有48

万多人流离失所,370多万人受灾。

2010.02.27智利康塞普西翁市2月27日发生里氏8.8级强烈地震,截止目前死亡人数已经上升至750人智利8.8级强震引发了太平洋沿岸各国和地区对海啸的高度警惕。地震后,海啸先是袭击了智利南部群岛及中部港口,随后开始以每小400到800公里的速度向其它太平洋沿岸国家“奔袭”。28日凌晨起,海啸相继影响汤加、澳大利亚、夏威夷、巴布亚新几内亚、印尼、日本、菲律宾、中国台湾乃至中国大陆等沿海10多个国家或地区。

3地震对建筑结构的破坏分析

简单地说建筑物破坏有三种方式:上下颠簸、水平摇摆、左右扭转。多数时候,还是三种方式的复合作用。

地震波传播方式有纵波、横波、面波。纵波使建筑物上下颠簸,力量非常大,建筑物来不及跟着运动,使底层柱子和墙突然增加很大的动荷载,叠加建筑物上部的自重压力,若超出底层柱、墙的承载能力,柱、墙就会垮掉。底层垮掉后,上面几层建筑的重量就像锤子砸下来一样,又使第二层压坏,发生连续倒塌,整个建筑直接“坐”下来,原来的第三层瞬间变为“第一层”。

面波使建筑物水平摇摆,是对建筑物沿水平方向施加了一个来回

反复的作用力,若底部柱、墙的强度或变形能力不够,就会使整栋建筑物向同一方向歪斜或倾倒。

第三种作用是扭转。引起扭转的原因是有的地震波本身就是打着“旋儿”过来的,也有的情况是因为面波到达建筑物两端早晚的时间差引起的。这种情况引起建筑物扭动,震区有的房子角部坍塌,多属这种情况。

一旦碰到上下颠、左右摇、扭转,三种方式共同发生,破坏力就更加可怕。此外,每个建筑物自己特定的自振频率如与地震作用的频率接近,引起类似共振的效应,那样带来的破坏力就更可怕。

地震中决定房屋损毁的因素

首要因素是建筑物所在地区的地震烈度。这不仅与震级有关,也与距地震中心的远近和当地的地质条件有关(注:震级是用来衡量一次地震释放能量的大小,烈度是描述地震引起的破坏程度)。一般情况下离震中越近破坏越大,烈度就越高。所以说某建筑能抗几级地震是不对的,应该说某建筑物的设防烈度是多少度。第二个因素是建筑物所在地区的场地条件。如建筑物正好位于断层上,即使非常坚固的建筑物也会被破坏。第三个因素是建筑物结构。同样的地面运动,开间大的房间所承担的力就大,也相对易破裂和倒塌。第四个因素是建筑物的施工质量。如果地震对某个地区造成的烈度在基本设防烈度内,建筑物应当没问题,若出现问题肯定与施工质量有关。

决定房子的抗震能力因素

⑴房子的体形:体形规则、均匀、对称的房子抗震能力强。不规

则的建筑抗震能力较差,如竖向不规则(上大下小头重脚轻),平面不规则(平面局部凸出的L形、“丁”字形),扭转不规则(一头沉一头轻)。⑵房子的结构形式:砖混结构的抗震能力比钢筋混凝土框架的弱。底层框架上部是砖混的、带转换层的、底层空旷的、板柱体系的这类房子,抗震能力都比较差。⑶房子的施工质量:照图施工、技术到位,房屋质量就好。否则设计再好,施工质量差也会出问题。⑷房子的建筑材料:混凝土标号够不够,钢筋是否合格,有没有偷工减料等都很重要。⑸房子的建设年代:较早建的房子依据的抗震设防标准相对较低。

地震作用工程结构破坏

(1)承重结构承载力不足或变形过大而造成的破坏。

地震时,地震作用附加于建筑物或构筑物上,使其内力及变形增加较多,而且往往改变其受力方式,导致建筑物或构筑物的承载力不足或变形过大而破坏。

(2)结构丧失整体性而造成的破坏:

结构构件的共同工作主要由各构件之间的连接及构件之间的支撑来保证。在地震作用下,有些建筑物上部结构本身无损坏,但由于地基承载力的下降或地基土液化造成建筑物倾斜、倒塌而破坏。

抗震设防工作的含义

抗震设防主要对建(构)筑物而言,是加强建(构)筑物抗震能力或水平的综合性工作。新建工程抗震设防工作应在场地、设计、施工三个方面严格把关,即由地震部门审定场地的抗震设防标准,设计部门按照

抗震设防标准进行结构抗震设计,施工单位严格按设计要求施工,建设部门检查验收。已建工程可视工程的重要程度和风险水平进行抗震性能鉴定,并补做相应的抗震加固。

4新建工程的主要问题

一是对新建工程抗震设防重要性认识不足;二是不按新的抗震设防管理程序办事;三是普遍忽视结构质量,片面追求外部装修。怎样选择建筑场地一般地说,建筑场地的选择应避免以下几种情况:

(1)活动断裂地带中容易发生地震的部位及附近地区;

(2)地下水位较浅的地方和松软的土地;

(3)地下有溶洞的地方,在石灰岩地区,如有较大的溶洞,地震时可能造成局部塌陷,因此,在其上部不应建筑高大或沉重建筑物;

(4)地势较陡的山坡、斜坡及河坎旁边,建在这些地方的建筑物不但容易倒塌,而且还会由于山崩、滑坡而被淹没,或者由于重力关系而下滑。

当建筑的各项条件相同时,建筑在比较牢固的地基上和建筑在松软地基上的建筑物,一个可能完整无损,一个可能破坏倒塌。因此,建筑时,必须注意地基的地质条件和地形地貌。提高建筑物的抗震性能建筑物的抗震性能是指建筑物抵御地震破坏的综合能力。为提高建筑物的抗震性能,可以从以下几方面着手:

(1)地基必须好,要求土质坚实,地下水埋藏较深,地震时,地基不致开裂、塌陷或液化;在不宜建设的地基上建筑,必须首先作好地

基处理;

(2)建筑物平、立面要力求整齐,高度不要超过规定,避免过于空旷、尽可能使开间小、隔墙多,以增加水平抗剪能力。如有特殊要求,必须事先采取措施;

(3)建筑材料要有足够的强度,联结部位或薄弱环节要加强,增加建筑物的整体性能,同时必须保证施工质量;如果是单位或国家投资建的重要建筑物,则必须请专业人员按国家颁布的规范进行设计。

设防要求和设计规范

(1)建设工程抗御地震破坏的准则和在一定风险水准下抗震设计采用的地震动参数或地震烈度称为抗震设防要求。

(2)建设工程达到抗震设防要求所遵循的原则和具体技术性规定称为抗震设计规范。增强抗震性。

建筑质量和抗震设防

施工质量的好坏,对房屋的抗震性能影响很大。尽管建筑设计合理、场地选择适当,如果不注意施工质量,同样达不到抗震的目的。施工质量涉及到建筑材料的选择、灰浆的制法和使用、砌筑工艺等方面。建筑材料应选择强度大的材料,有条件时,应尽量采用轻质材料,如荆条、木筋草、石棉纤维板、矿棉板、石膏板、草纤维板、玻璃钢制品等;砌筑时,要保证灰浆饱满、砌体结实。砖石表面要干净、干砖要浸水后再砌,这样才能使砖石与灰浆粘结牢固。所有的墙身砖砌必须犬牙交错,互相咬衔,不能砌成通缝,尤其是转角处,更应注意;木骨架的榫眼大小和距离要恰当,这样才能使榫头紧密结合而不致削

弱木构件的强度。混凝土的配制一定要严格按配方比例下料,浇注件内的混凝土应均匀无气孔等。

总之,精心施工,注意施工质量是保证建筑物具有抗震性能的重要方面。如果建筑材料等各方面都很好,而施工不好,建筑物的抗震性能肯定不会好。相反,即使建筑材料稍差,如果注意了施工质量,也能增强建筑物的抗震性能,这是相辅相成的。

5 做好建筑结构设计

橡胶垫

世界各国建筑结构抵抗地震灾害的研究已经进行了数十年,现在终于使人们意识到,人类自己设计建造的各种建筑物,对地球自身内力平衡而释放能量,所产生的地震是不可对抗的。因而,近年来,许多专家学者都在寻求一种与地球自然规律不产生对抗和抗拒的隔震减震设计方法,去适应“地震”这一不可抗拒的自然规律。这是人类历史发展到现代,人类对客观规律地震释放地球内力正确认识的进步体现。

从建筑死抗硬抗地震的打击,到建筑结构隔震减震,十分明确地反映了,人类自己设计和建造的建筑物,是不能与地震冲击力死对抗

的,这是数十来人类在建筑结构设计埋论上的飞跃。而过去和现在还指导建筑结构死抗硬抗对抗地震灾害的错误力学理论,也必然将被促步完善适应地球地震客观规律的隔震减震和消震建筑结构力学理论所取代。

建筑结构隔震减震的设计的主要目的,是通过一种隔震和减震的

装置(或构件),将不可抗拒的地震冲击力与建筑物隔离开来,从而达到隔离和减少地震冲击力的打击,而使建筑物安全使用,这不是一件简单的设计。如果我们的建筑结构隔震减震设计,只是考虑用一种能起到隔震减震作用的装置(构件)安装在建筑结构之中,而没有考虑到隔离减震后建筑物受地震影响所造成的不稳定(倾覆)而发生危险的话,建筑物适应地震冲击力的隔震减震,就应该更深层更深入地去研究和完善了,决不能一味追求隔震减震反而给建筑物留下了严重的安全隐患。

当前有一种“橡胶垫”隔震减震器己经应用于某些建筑物的建造之中,这种“橡胶垫”在91年获美国发明专利,这种“橡胶垫”隔震减震器的力学性能: 根据其构造是一层橡胶一层钢板的多层反复重叠,并在其中心部钻孔安放铅芯棒所组合成装置的圆柱形特征决定了这种隔震减震器是一种在受正向冲击力(竖向力)的情况下能达到隔震减震的目的,其后”橡胶垫”恢复原状,准备着下次的冲击力发生后,又一次达到隔震减震的目的。如果将这种受正向冲击力(竖向力)的隔震减震器安装在建筑结构中当地震冲击力爆发时,所产生的相对建筑物的水平冲击力,这种(竖向力)隔震减震器将因水平力的冲击而破坏,不但起到了隔震减震的的,反而加速了建筑上部结构的倾覆,这是十分危险的。从有关资料中了解到“橡胶垫”隔震减震器是安装在建筑物基础与上部建筑结构之间的,即在整个建筑的基础上安装数十个隔震减震器,然后再在隔震减震器上建造上部建筑物,实质上就是将过去传统的整体建筑,分离为基础,隔震减震器和上部建筑物三个物体重叠受垂直

压力的结构。这种结构当受竖向冲击力时不管外力是从地基向上冲击,还是外力从上部建筑物向下冲击力,其冲击力都能在其中的隔震减震器中消耗和减弱,从而达到隔震减震的目的。当外力停止时隔震减震器就能恢复原状,而准备着随时能产生的,向下或向上的垂直竖向外力的冲击。地震冲击力对建筑基础的冲击力,是水平往覆冲击力,在死抗硬抗地震冲击力的建筑结构中,地震冲击力水平冲击建筑物基础,随之基础将地震冲击力传递到建筑上部结构,造成建筑物整体倾覆性摆动,这是地震冲击力破坏建筑物的主要原因和表现形成。现在用隔震减震器将建筑分割成基础和上部建筑三部分,地震爆发时冲击力,仍然水平冲击基础,由于隔震减震器的刚度很弱,从而大大减少了地震冲击力传递给上部建筑物,这时上部建筑物没有受外力的冲击,而是静力的压在隔震减震器“橡胶垫”的上部钢板与受地震冲击往覆运动的基础紧密联结,这种受力形式,十分明显的反映了隔震减震是在“橡胶垫”本身的变形和错位中产生的。在地震冲击力冲击下基础作往覆水平运动,与基础紧密联结的隔震减震器的下部也被强迫一起往覆水平运动,而隔震减震器与(没有受外力运动的)上部建筑紧密联结,上部建筑物仍然不断的向下传递压力,从而使“橡胶垫”处于上下受力不一,下部基础还在不断的往覆水平运动,迫使“橡胶垫”产生了十分不利的往覆剪切力,“橡胶垫”很可能因“橡胶垫”和中心的铅芯棒无法经受巨大剪切力而破坏,这是十分危险的。以上是“橡胶垫”隔震减震器用于建筑结构中,在地震冲击力对建筑物是正面均匀受冲击的情况下的受力分析。建筑物在设计建造中,由于规划和使用的原因,其排列将是

任意方向都有,这就是说地震冲击力对多数建筑物的冲击方向不是正向受力,由此“橡胶垫”所受力将是: 往覆剪切力和扭曲力的叠加,在这样的极端不利的受力状况下, “橡胶垫”是根本不可能恢复原状的,而上部建筑物将面临“橡胶垫”的失稳破坏而倒塌。总之竖向隔震减震器“橡胶垫”用于受水平力(横向)冲击的建筑物中是有严重安全隐患的。目前,已经应用于多项工程中的板式组合水平隔震减震装置是一种有效的大大减小地震冲击破坏的隔震减震装置,不论地震对所有建筑产生的冲击力不同,都能十分有效的达到隔震减震的目的,由于地震冲击在这种隔震减震中不产生任何剪切力,因而能保证建筑物的安全使用。这里还要指出的是,单采取隔震减震的方式是够的,更有效的方式是对采取了隔震减震的建筑物,再用上消震装置其减小地震灾害的破坏效果更好。

橡胶垫隔震房屋经受了多次强烈地震的考验,减震性能表现非常显著。

1994年1月17日,美国洛杉矶大地震中,该市相距不远的两个医院,一个是隔震的,地震时医师护士照常工作,毫无问题;另一个是不隔震的,损坏厉害,一直无法恢复工作。

1994年9月16日,台湾海峡发生了7.3级地震,震源离汕头市约200公里,汕头市烈度为6度,各类房屋摇晃厉害,居民惊慌失措,水桶里的水溅出了1/3左右,而陵海路隔震楼上的人并没有感到晃动,听到邻楼和邻街喧闹声后下楼才知道发生了地震。

1995年1月17日,日本神户大地震,该市的西部邮政大楼和松村

研究所大楼等隔震房屋经受了地震的考验,房屋结构安全完好,仪器、设备、装修等丝毫无损。隔震房屋的安全性得到了人们的一致公认。橡胶垫隔震的楼房住宅正面临越来越大的需求。

1994年以前十年里,日本建造了70多幢隔震房屋,而在1995年神户大地震后,一年之中就开发建造140多幢隔震房屋。

1995年10月24日,云南武定发生6.5级地震,距大理市水平距离大约200公里。地震发生时,大理许多人从睡梦中惊醒,明显感到较强的晃动,桌上的花瓶、玻璃杯等跳动,悬挂物摇摆很厉害,地震烈度约5度强。而橡胶垫隔震建筑大理州交通指挥中心大楼中的大多数人没有感觉,只有20%感到有轻微摇动,直到听到其他建筑物内的人讲,才知道发生了地震,隔震建筑无任何破坏,减震效果明显。1996年2月3日,云南丽江发生7级强烈地震。相距不远的西昌市国税局宿舍楼,是一幢六层隔震楼。在楼上居住的职工,只是感到轻微的晃动,而相邻的一幢常规抗震楼只有四层高。楼上居住的人摇晃十分厉害,惊慌失措往外逃跑。还有这次受5.12汶川8.0级地震的影响,河北省邯郸市受到了强烈的震动,而位于市中心的邯郸滏山房地产公司家属楼是一幢六层隔震楼,在楼上居住的职工,根本没有感觉到地震的发生,直听到其他建筑物内的人讲,才知道发生了地震。这则消息传开后,当地的房地产开发商们颇为感兴,决定投资建设隔震楼盘,其中有决定用于一幢22层的高层楼。

以上足见橡胶垫层的抗震作用。

阻尼器

另外值得高度注意的是一种名叫“阻尼器”的增加建筑结构硬抗地震的装置,这种装置的作用是减小上部建筑在地震中摆动,但不可能减小地震对基础的冲击力。当地震冲击破坏力与安装在建筑结构中的“阻尼器”的受力方向相同时, “阻尼器”能发挥一定的作用,然而“阻尼器”的设计安装是根据建筑结构的使用来安装的,根本不可能掌握地震冲击力的受力方向,来设计“阻尼器”与受地震冲击力方向一致。况且城市建筑物建造的规划和使用,都使大多数建筑物的排例不可能让地震冲击力,按照“阻尼器”的受力方向一来发生的。地震暴发时的冲击波只有两个方向(往覆),不可能按人的意志设计的“阻尼器”,在不同的建筑物中因“阻尼器”设计安装的方向不同,而发生改变的。这也说明了“阻尼器”的使用是有条件的,而这个条件就是在设计时,就要准确的了解: 地震冲击波在所城市的受力方向,来决定“阻尼器”的设计和安装。

苏通长江公路大桥位于中国江苏省长江口南通河段主航道桥桥跨布置为(100+100+300)m+1 088m+(300+100+100)m 是目前世界上最大跨径的斜拉桥。大桥桥址处建设条件复杂,抗震要求高,设计时,在全漂浮体系基础上世界首创地加设带有附加限位功能的特大型液体黏滞阻尼器。根据通过计算分析所得到的液体黏滞阻尼器设计参数要求,设计者决定在一个塔梁连接处顺桥向设置4个液体黏滞阻尼器,全桥共8个。此处该阻尼器还带有限制位移功能,在主梁顺桥向±750 mm 的位移内不约束主梁运动,以减小常规作用(温度、正常风、交通荷载) 结构受力,当相对位移大于750 mm时,单个阻尼器提供上限9870kN

的限位力。对加装阻尼器的全桥地震反应计算分析可知,苏通大桥加装阻尼器后,纵向位移降低5914 %,桥塔剪力降低14%,桥塔弯矩降低24%。计算结果表明,这种集限位、阻尼两种功能于一体的液体黏滞阻尼器有效地提高了苏通大桥桥梁刚度,改善了结构阻尼,解决了该大跨度桥梁设计中遇到的关键技术。

江阴长江公路大桥是我国大陆建成的第一座千米级大型悬索桥。该桥位于长江三角洲地段中部,中跨跨径1385m,矢跨比1/1015,主缆中心距3215m,吊索间距16m,桥塔采用钢筋混凝土门式塔,主梁为扁平闭口流线型钢箱梁。该桥自1999年建成运营几年后,发现主跨两端的伸缩缝在横桥向和纵桥向的变形不均匀,伸缩缝工作状况不正常。经实测主梁最大纵向摆动速度和摆动加速度分别为2167mm/s和2412mm/s2,

梁在支座处的横向摆动速度和横向摆动加速度最大值分别为01225mm/s和01018mm/s2。通过对全桥进行的各个工况下的动力分析和比较,中交公路规划设计院有限公司最终决定在主梁两端伸缩缝处设置4个液体黏滞阻尼器对大桥动力位移进行控制以改善大桥动力性能,大桥所采用的阻尼器冲程达到1000mm,是目前世界上行程最长的大型阻尼器之一。通过加装阻尼器后对全桥动力数值分析表明,液体黏滞阻尼器的使用使得该桥在车辆振动条件下位移减少87%,风振位移响应减少51%,地震位移响应减少56%。这是我国第一次对已建大桥采用阻尼器进行的加固改造,对于我国桥梁上安装液体黏滞阻尼器具有重要的意义。

结构抗震加固

建筑物加固改造的目的

建筑物由于种种原因不能满足安全性、适用性、耐久性的要求.经过建筑物可靠性鉴定,必须进行补强加固处理。我国从20时世纪50年代就开始进行结构的加固处理,几十年来,国内有许多建筑物加固工程实例,积累了丰富了实践经验.

强加固的目的主要是:

(1)提高结构、构件的强度;

(2)提高结构、构件的稳定性;

(3)提高结构、构件的刚度;

(4)提高结构、构件的耐久性。

由于结构、构件的破损程度不同,补强加固的要求和目的也不甚相同,因此应针对不同情况,选用不同的加固方法,采取不同的补强加固施。

1)增大截面法,又称外包混凝土加固法,通过在原混凝土构件外,叠浇新的钢筋混凝土,增大结构构件截面面积及配筋,达到提高结构的承载力和刚度的目的;

(2)外包钢加固法,是在加固构件四周包以角钢,从而提高构件承载力的一种加固方法,分干式外包钢和湿式外包钢两种形式。干式外包法,是指角钢直接包于被加固构件的四周,或虽然填塞有水泥砂浆,但不能保证结合面有效地传递剪力;

湿式外包法,是指在角钢和被加固构件之间留有一定的间隙,间隙用乳胶水泥砂浆或注入结构胶填实。该方法可以在几乎不改变构件截面尺寸的情况下显著提高构件的承载力、增大延性和刚度。外包钢加固法适用于混凝土柱、梁等。

(3)改变受力体系加固法,通过增加结构抗侧力构件,如混凝土抗震墙、钢支撑等,改变在地震作用下结构的受力方式,将地震作用的绝大部分,转由新增抗震墙和钢支撑承担,原结构构件承担较小部分的地震作用力,使构件原有的承载力满足抗震要求,由此达到对原结构的加固目的。

(4)粘钢加固法,是指用粘结剂(结构胶)把薄钢板粘贴在混凝土构件的表面,使钢板与混凝土协同工作的一种加固方法。主要用于混凝土构件的抗弯承载力和抗剪承载力加固。此外混凝土剪力墙开洞也多采用这种方法。

(5)其它加固法,如增设支撑体系和剪力墙等,以增加结构的整体刚度,改变构件的刚度比值,调整原结构内力,改善结构件的受力状况,提高结构抗水平力的能力,以及裂缝修补处理等。

6结语

我国对于地震的预防大体上分为预测和预防两个方面。预测是通过观测仪器所记录到的数据进行分析预报,从而达到减轻震灾的目的。另一条途径就是预防,因为人和财产的伤亡损失主要是在建筑物内造成的,所以,加强房屋抗震的工作十分重要。加强房屋的抗震工作,在基本建6设的投资上可能增加一些,但从长远的观点看还是有利的,

特别是某些大城市、大工矿、交通干线、电力枢纽、国际工程等政治、经济中心,在确定地震危险区之后,更应该严格按照防震抗震设计的要求进行建设,做到有备无患。精心施工,注意质量唐山地震使整个唐山市几乎全部毁灭,其主要原因之一是震前的唐山是一座没有设防的城市。

历史的经验教训证明:地震对人类最大的破坏大多是以建筑物的倒塌造成的。可以说建筑物质量的好坏直接关系到人类的生命及财产的安全,为了把地震灾害损失减少到最小程度,国务院于1994年确定了防震减灾十年目标,即:“在各级政府和全社会的共同努力下,争取用10年左右的时间使我国大中城市和人口稠密、经济发达地区具有抗御6级左右的地震的能力。”1998年国务院颁布了《中华人民共和国防震减灾法》,1999年宁夏回族自治区人大常委会颁布了《宁夏回族自治区防震减灾条例》,2001年11月国务院又颁布了《地震安全性评价管理条例》,这些法规都明确规定:重大建筑工程必须进行地震安全性评价;新建、扩建、改建建设工程,必须达到抗震设防要求,做到小震不坏,中震可修,大震不倒。震区群众在实践中对房屋抗震经验进行了总结:

(1)地基要严格处理,夯实打牢;

(2)房屋布局和结构要合理;

(3)房屋要矮,各部位高低最好一致;

(4)尽量减少屋顶重量;

(5)砌墙沙灰饱满,增加墙体的抗拉强度和整体性;

(6)多层建筑物应尽量使用框架结构,至少应使用地梁、圈梁,增加房屋的整体性。

总之,注重建筑质量,加强抗震设防,做好震前建筑工程的抗震工作,对于减轻地震灾害损失具有重大意义。

参考文献:

1、《土木工程防灾减灾概论》2009出版周云李伍平

1、《国外地震科技情报》1987年度继续出版征订董泰

2、《灾害学》杂志创刊董泰

3、我国地震区划工作回顾与展望鄢家全

4、《地震对策》专著已正式出版并向国内外公开发行商宏宽

建筑结构设计不规则性问题的分析 董良

建筑结构设计不规则性问题的分析董良 发表时间:2018-06-15T09:59:12.437Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第1期作者:董良[导读] 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响。 山东文孚建筑设计有限公司山东济南 250000 摘要:伴随着我国现代化建筑行业的不断发展,同时其结构空间也得到不断进步,然而在对建筑结构进行设计过程中,不仅只是简单的进行对称的设计,已经开始进行不规则结构设计,针对不规则设计而言,在很多方法依然存在一些问题,并且对建筑结构也存在不良影响。对此在本文中笔者将从建筑结构设计不规则性分类出发,从而提出以下解决建筑结构设计不规则性问题措施,希望能够满足建筑结构稳定性要 求。 关键词:建筑结构设计;不规则性;问题 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响,从而导致建筑结构不规则,这对于建筑结构质量或者稳定性造成了严重的影响,因此在今后的建筑结构设计过程中,必须要加强建筑结构设计不规则性问题研究,从而为建筑企业创造更高的经济效益,推动我国建筑行业稳固发展。 1 建筑结构设计不规则性分类 在建筑结构设计中,对于建筑结构的不规则性问题必须采取合理的计算方法以及计算参数,不断优化设计方案,同时加大对于建筑结构的重点部位以及薄弱部位的分析,从而保证不规则结构设计具有合理性,最大程度的提高不规则建筑的安全性以及稳定性。 在进行建筑结构设计时,所表现出的不规则性主要分为两种,即平面结构不规则与竖向结构不规则,首先平面结合不规则是最常见的一种建筑结构设计不规则表现,具体而言主要体现在以下三个方面,①不规则扭转,在对不规则扭转进行判断时,设计者可以从建筑物的弹性水平位移进行判断。②不规则凹凸,在进行建筑结构设计时,设计者可以从建筑物的投影方向以及投影尺寸去进行对凹凸值进行判断,并且在这个过程中要求建筑结构中凹进去的一侧不能小于30%,这样可以防止建筑出现变形。③局部楼板不连续性,关于不连续判断可以从建筑物结构的平面刚度变化或者楼面面积出发。其次是竖向结构不规则,体现在以下四个方面,①不规则倾向刚度,在设计过程中要求不规则设计刚度值要小于70%,并且建筑物本身与周边建筑物的平均刚度值控制在80%以内。②竖向抗侧力构建不连续性,建筑物的竖向结构,抗侧力构建应该注重从水平方向到垂直方向的传递。③楼层承载能力不均匀,这要求设计人员楼层受力程度应该低于80%。④楼层质量不均匀性,也就是和下一层相比,应该高出上一层的1.5倍。 2 解决建筑结构设计不规则性问题措施 2.1 减少偏心距 有数据显示建筑结构之所以会出现扭转与建筑物偏心距有着绝对的关系,并且两种之间呈线性函数关系,因此在进行建筑结构设计时,为了防止出现扭转现象,提升建筑物结构设计规则性,在进行建筑结构设计时,就必须要不断的减少偏心距,这样才能通过线性函数调节,从而使整体的建筑结构更加的平均分布,而减少偏心距的方法有很多种,如通过详细的数据计算,从而对主体结构以及平面空间分布进行调整,并且在设计图纸之中,将建筑结构的重量核心与刚度中心位置进行标注,除此之外,在进行偏心距调节时,还可以采用数据分析的方式,从而对建筑结构刚度进行重新分布,这样可以对核心较远的抗侧力进行调整。 2.2 提高建筑结构抗扭承载力 在进行建筑结构设计时,会受到很多的因素影响,这些因素造成了建筑结构的不规则性转变,因此在进行建筑结构设计时提高建筑结构抗扭承载力就显得越发重要[2]。对此美国IBC规范曾经做出一个这样的调查,其发现在进行建筑结构设计时,每增加一个计算扭矩,地震扭矩也就是质心与刚心不重合时,就会与附加扭矩等比例放大,并且当位移小于等于1.2时,放大系数就会等于1,而当位移大于1.2时,位移系数也会大于1,由此可以看出,在附加扭矩不断增大的过程中,抗承载能力也会不断增加,而这会增加偏心距,而通过上述文章介绍也可以发现,偏心距是导致建筑结构设计不规则的主要原因,因此提高建筑结构抗扭承载力,是可以解决建筑结构设计不规则性问题的有效措施。 2.3 提高建筑物抗震性能 在进行建筑物结构设计时,可以分为主体设计与基础设计两个部分,其中主体设计是建筑结构设计的重点内容,而在进行建筑物主体设计时,绝对不能忽视建筑物边缘构件的设计内容,因此从某个角度分析,建筑结构边缘设计对于建筑结构物的整体质量具有绝对的影响,而通过以往的相关研究中发现,建筑结构抗剪性设计有利于提升建筑边缘结构性能,尤其是当建筑物长期处于非弹性阶段时,当受到地震或者外力作用时,易出现一些偏心问题,从而导致建筑结构出现不规则性,因此在进行建筑结构设计时,能够提升抗震性能,强化建筑物边缘结构设计的抗剪强度,这可以从本质上提升建筑物的抗外力作用,从而发挥出建筑物的弹性作用,满足建筑物规则性要求[3]。 2.4 提高建筑抗侧刚度 在进行建筑结构设计时,提高建筑物的抗侧刚度是有助于解决建筑物结构设计不规则性问题的,并且通过以往的数据调查研究发现,当建筑物主体结构出现扭转效应时,会与自我震动周期出现一个平方值函数关系,利用这种比例关系进行建筑结构设计可以减低建筑结构自我诊断周期,并且消除主体结构的扭转效应,为此在进行建筑结构设计时,应该采用科学的计算调整方法,从而对墙体长度与墙体厚度进行调节,进而使建筑结构刚度远离中心墙体,并且采取边缘装置柱梁的方式,从而对主体结构震动周期进行调整,这样有利于建筑结构刚度值的提升,从而实现改善扭转刚度的目的。 3 总结 在经济建设迅速发展的过程中,建筑行业迅速崛起,在这个过程中对于建筑结构设计要求也在不断的提升,而在进行建筑结构设计过程中,不可避免的会出现一些不规则设计现象,这也为建筑结构设计增添了难度,因此为了能够更好的满足建筑结构合理设计要求,设计人员必须要加大建筑结构设计不规则性问题分析研究,从而不断的提高建筑结构设计的质量,满足建筑结构设计的需求,从而实现建筑结构设计工作的顺利完成,促进建筑行业长远发展。

框架结构设计论文建筑工程师职称论文:浅谈建筑结构设计

框架结构设计论文建筑工程师职称论文 浅谈建筑结构设计 摘要:建筑结构设计是个系统的,全面的工作。需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。作为设计人员,要掌握结构设计的过程,保证设计结构的安全,还要善于总结工作中的经验。本文根据笔者的工作经验,对建筑进行结构设计时要注意的事项进行阐述。 关键词:建筑结构设计过程注意事项 0引言 结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。用基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。 1结构的设计过程结构设计的阶段大体可以分为三个阶段,结构方案阶段,结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为:根据建筑的重要性,建筑所在地的抗震设防烈度,工程地质勘查报告,建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构,框剪结构,剪力墙结构,筒体结构,混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系

和受力构件。 结构计算阶段的内容为:首先,荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次,构件的试算。根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次,内力的计算,根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算,包括弯矩,剪力,扭矩,轴心压力及拉力等等。最后,构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如,轴压比,剪跨比,跨高比,裂缝和挠度等等)来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。 2进行结构设计时应注意的事项 2.1关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题 2.1.1阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小,可砍成直角或斜角。 2.1.2如果底板钢筋双向双排,且在悬挑部分不变,阳角不必加辐射筋。

浅谈高层建筑结构设计的优化

浅谈高层建筑结构设计的优化 摘要:在社会经济快速发展的背景下,城市建筑用地资源日益紧张,高层乃至 超高层建筑项目不断兴起,在城市建筑领域中占据着相当重要的地位,并带动着 建筑行业的蓬勃发展。高层建筑项目建设中,结构设计的质量水平会对高层建筑 物的整体性能产生影响,如何对高层建筑结构进行优化设计是业内人士必须关注 的一项课题。本文即探讨在高层建筑结构优化设计中存在的不足之处,并提出了 高层建筑结构优化设计的解决措施与方法,望能够促进建筑结构设计方案的进一 步优化与发展。 关键词:高层建筑;结构;设计;优化 引言:高层建筑凭借着自身众多优势而成为当前城市建设中最重要的类型。 而结构设计的科学合理性对高层建筑的安全稳定性、适用性、耐久性及经济性等 有重大影响,因此优化高层建筑结构设计意义重大。高层建筑结构优化的主要目 的是在满足人们基本居住要求的前体下,实现对有限空间及资源的更合理分配, 以提升房屋的安全、舒适及美观性。建筑工程包含的内容众多,因此结构设计优 化的内容也是多方面的,在结构优化设计中,只有从多角度进行全面的优化设计,才能从整体上促进高层建筑结构优化设计水平的提高。 1、高层建筑历史与现状发展 在很早以前就有了结构化优化的思维,是在很多建筑设计者的实践中提炼出 来的,林同炎设计大师就是首次在国内提出结构化优化的方法。之后在我国高层 建筑迅速发展,目前发展已经十分惊人,各种优化方法也层出不穷。 在早前,手工画图时代,结构设计师都是依靠先把空间问题转换成平面问题。此时通过计算力学效应,逐步分析计算和考核,强度、整体受力情况都需要一一 验算核准,强调安全性,也要满足设计的基本要求。然后凭经验初取截面,再进 行强度验算校核、整体受力验算等步骤。由于受到当时条件制约,整体上要既要 实现经济,又要完全达到优化设计是很难达到的。随着计算机的普及,在建筑设 计上的应用,利用计算机来优化建筑设计结构,研究成果虽然取得了突破性的进展,但是应用上并不如人意。那是因为科研的结果与现实的运用在很大程度上有 一定的距离,现实中会考虑更多的约束条件,工程的复杂性在现实中得到体现。 不是科研中的简单函数关系就能处理完成,需要考虑实际情况。工程的复杂和不 可复制性,就决定了结构化优化的难度。 各种计算机语言和软件的出现,为建筑结构化设计提供了精准的计算,让设 计更有迅速。即便如此,科学研究的最优解和建筑实际的最优化还是有很大的区别,理论和实践区别在于实践的变化性。这就需要以实践为基础,更深入的去研究,从结构优化,到安全、美学、功能等方面进行优化。 2、设计高层建筑结构合理性所遵守的原则 2.1 高层建筑结构基础设计方案要合理 高层建筑场地的地址因素是决定高层建筑结构基础方案如何选择的参考依据。合理、有效的高层建筑结构基础方案的设计,必须结合相应的地址勘探条件,必 须切实、全面的考虑周边原有建筑群体、施工限制条件、地基荷载分布情况与高 层建筑结构类型等相互间的关联因素。 2.2 保证高层建筑结构设计方案的合理性

浅析高层建筑结构设计的难点

浅析高层建筑结构设计的难点 我国建筑行业发展至今,不管是其规模还是建筑技术在国际领域都是名列前茅。在建筑工程中,结构设计环节,是高层建筑未来施工的主要参考依据。它具有基础性、关联性、创新性等特征,在当代城市规划中,发挥着越来越重要的作用。基于此,结合国内高层结构设计的相关理论,着重对其设计难点进行分析,以达到降低高层建筑建设成本,保障结构设计质量的目的。 标签:高层建筑;结构设计;难点分析 一、高层建筑结构的特征 与普通建筑相比,高层建筑需承载垂直和水平两个方向的荷载,因此,其对结构的荷载承受能力要求更高,其中垂直荷载主要是由建筑物高度引起的,而水平荷载则是由外界风力产生的,外界风力和地震都是影响高层建筑结构稳定性的重要因素,另外,建筑层数的增高也会加快建筑物的位移速度,而过快得位移速度则会对建筑物的功能性和建筑物内住户的舒适度产生直接的影响,并且过大的侧移位还会对建筑的结构和非结构构件造成损害,因此,相关人员在进行高层建筑结构设计时,需合理控制建筑物的侧移范围,才能保证其结构功能性良好。 二、高层建筑结构的设计原则 (一)基础方案的合理性 高层建筑结构基础施工方案,是保证高层建筑施工整体性和良好性的基础保障,在实际的建筑结构方案设计当中,相关设计单位需要依照具体施工地质条件,依照具体的建筑施工要求来对结构实施设计。一方面,在建筑结构基础方案的配置上,需要和地质调查报告进行对接,保证其中各项调查数据充分符合工程施工标准。另一方面,在进行高层建筑施工过程中,还需要对建筑实施综合性进行分析,特别是对建筑整体结构的稳定程度、每一个环节的负载加以考虑,通过这种施工设计方式,充分保证工程施工的稳定性。 (二)结构措施完善 在高层建筑施工当中,除了需要对基础施工方案和施工图纸进行设计之外,其中还有一个比较重要的施工原则是相关施工单位经常忽略的问题,那就是需要保证建筑结构实施措施完善化。相关设计单位在对高层建筑结构进行设计的过程当中,需要充分地注意各部分组件相互之间的衔接程度。比如建筑体当中的钢筋锚固长度等,同时,设计单位还需要充分注意建筑体存在的一些薄弱环节,建筑体本身的温度对建筑体组件产生的影响等,对这几个方面的问题,在实际的设计工作当中,需要充分遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的基本结构设计原则,保证高层建筑结构设计的稳定性。

高层建筑结构设计简答题及答案

.1 框架—支撑结构 在框架中设置支撑斜杆,即为支撑框架,一般用于钢结构,由框架和支撑框架共同承担竖向荷载和水平荷载的结构,称为框架—支撑结构。 2.(框筒结构的)剪力滞后现象 翼缘框架中各柱轴力分布并不均匀,角柱的轴力大于平均值,中部柱的轴力小于平均值,腹板框架各柱的轴力也不是线性分布,这种现象称为剪力滞后现象 3. 框架的剪切刚度 C框架产生单位层间剪切变形所要施加的层间剪力。 f 三.. 简述房屋建筑平面不规则与竖向不规则的类型,在设计中应如何避免上述不规则结构?平面不规则包括扭转不规则、楼板凹凸不规则和楼板局部不连续。 竖向不规则包括侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变。 在设计中可以通过限制建筑物的长宽比,立面的外挑和内收以及限制沿向刚度的变化来避免不规则结构。 四. 剪力墙抗震设计的原则有哪些?为什么要设置剪力墙的加强部位?试说明剪力墙加强部位的范围。(10分) 强墙弱梁、强剪弱弯、限制墙肢轴压比和墙肢设置边缘构件、加强重点部位、连梁特殊措施。 因为剪力墙加强部位的弯矩和剪力均很大; 总高1/8和底部2层高度中的较大值,且不大于15m.。 五.什么是抗震设计的二阶段设计方法?为什么要采用二阶段设计方法? (10分) 第一阶段为结构设计阶段,第二阶段为验算阶段。保证小震不坏、中震可修、在震不倒的目标实现。 七. 简述框架-剪力墙结构的主要特点 (10分) 框架-剪力墙结构是由框架和剪力墙组成的结构体系,具有两种结构的优点,既能形成较大的使用空间,又具有较好的抵抗水平荷载的能力。 八.简述高层建筑结构结构设计的基本原则。(11分) 注重概念设计,注重结构选型与平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风好且经济的体系,加强构造措施,在抗震设计中,应保证结构的整体性能,使整个结构具有必要的承载力、刚度和延性。结构应满足下列基本要求:1)具有必要的承载力、刚度和变形能力;2)避免因局部破坏而导致整个结构破坏;3)对可能的薄弱部位采取加强措施;4)避免局部突变和扭转效应形成的薄弱部位;5)宜具有多道抗震防线。 1. 框架结构和框筒结构的结构平面布置有什么区别? 框架是平面结构,主要由于水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩。 框筒是空间结构,沿四周布置的框架参与抵抗水平力,层剪力由平行于水平力作用方向的腹板框架抵抗。倾覆力矩由腹板框架和垂直于水平力方向的翼缘框架共同抵抗。框筒结构的四榀框架位于建筑物周边,形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒,使建筑材料得到充分的利用。因此,框筒结构的适用高度比框架结构高得多。 2.计算水平地震作用有哪些方法? 计算等效水平地震作用是将地震作用按水平和竖直两个方法分别来进行计算的。具体计算方法又分为反应谱底部剪力法和反应谱振型分解法两种方法。 3.什么是抗震设计的二阶段设计方法?为什么要采用二阶段设计方法? 第一阶段为结构设计阶段,第二阶段为验算阶段。保证小震不坏、中震可修、在震不倒的目标实现。 9.什么是地震系数、动力系数和地震影响系数? 地震系数:地面运动最大加速度与g的比值。 动力系数:结构最大加速度反应相对于地面最大加速度的最大系数。 地震影响系数:地震系数与动力系数的积。 4.延性和延性比是什么?为什么抗震结构要具有延性?

建筑结构设计问答与分析

1、等效荷载 利用荷载效应相等的原则将复杂荷载等效为均布荷载。针对不同的效应会等效出不同的均布荷载,过分追求计算结果的精度意义不大。实际中主要是确定最不利的荷载效应。根据实际设计要求,效应包括内力(剪力、弯矩)和变形(挠度、裂缝)。计算中等效的结果与结构的跨度直接相关,因此等效的结果的应用位置需注意。相同的复杂荷载对于不同的效应会等效出不同的等效荷载,因此不同的结构构件计算时此效应不能通用。另外计算的等效荷载还与结构的边界条件有直接关系。等效荷载只是一种假象荷载,不能追求等效的精度,以满足结构的计算精度要求为宜。 2、汽车荷载 汽车轮压的等效荷载大小与结构的跨度成反比。规范中的汽车等效荷载为直接作用的楼板的荷载,另外考虑了汽车荷载的动力系数。汽车荷载的动力系数与楼板的覆土厚度直接相关,当结构的覆土厚度大于时,结构的动力系数取。计算梁柱时要考虑活荷载的折减系数。 3、消防车等效荷载计算 (1)、等效荷载的大小与板跨(非柱网)的大小有直接关系。 (2)、等效荷载的大小与覆土厚度有直接关系。 (3)、消防车的作业区域应该是消防车能够到达的任何区域。对消防车经 常出现的场所(主要消防通道、消防中心),消防车荷载是一种出现频率很高的荷载,此时应该考虑构件的裂缝和挠度,对消防车不经常出现的住宅小区,可不考虑消防车对构件裂缝和挠度的影响。但要是但考虑经常出现的车辆荷载的影响(一般控制首层地面活荷载不小于5KN/m2)。 (4)、地下是外墙的计算中,《全国民用建筑设计技术措施》中规定:地下 室外墙计算时,室外地面荷载取值不小于10kN/m2,汽车通道还应考虑汽车荷载的影响。 4、抗震设防类别 商业建筑《建筑抗震设防分类标准》规定:人流密集的大型的多层商场抗震分类标准应划为重点设防类。其中人流密集和大型的解释为一个区段人流5000人换算成建筑面积17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑。 这里的一个区段考察的是人员的聚集程度,与建筑的功能区分和区段的出口有关,与结构的分缝没有直接关系。高层建筑中,结构单元内经常使用的人数超过8000人,抗震分类标准应划为重点设防类。这里的结构单元也不是以结构缝作为划分,还是应该以建筑功能和区段划分作为依据。 5、地震动参数 多遇地震参数应根据场地安全评价报告和《抗震规范》合理取用,并不应该小于规范数值,设防烈度和罕遇地震参数应该参考规范数值。一个地区的抗震设防烈度是基本固定不变的,而抗震设防的分类标准时可以调整的。根据地区的抗震设防烈度、场地类别和结构的设防类别确定结构的抗震措施和抗震构造措施。抗震措施是除地震作用计算和抗力计算以外的所

高层建筑结构设计分析论文

关于高层建筑结构设计分析 摘要:随着社会经济的迅速发展,人民物质生活水平的不断提高,居住条件的不断改善,高层住宅如雨后春笋一座座拔地而起。一个优秀的建筑结构设计往往是适用、安全、经济、美观便于施工的最佳结合。 关键词:建筑结构结构设计 abstract: with the rapid development of social economy, the people’s material life level unceasing enhancement, the constant improvement of the living conditions, high-rise residential have mushroomed place have sprung up. a good structure design is often apply, safety, economy, beautiful is advantageous for the construction of the best combination. keywords: building structure design 中图分类号: tu3文献标识码:a 文章编号: 一、高层建筑各专业设计的协调 高层建筑设计是个多专业、多程序的复杂系统工程,涉及“建筑、结构、设备”三个基本环节,参与高层建筑设计的工程师都深深体会到,对于每个专业单独而言是最完美的设计,但结合在一起却不是优秀的设计。各专业之间的矛盾如不妥善处理!高层建筑就无法施工,建成后也无法使用。“建筑、结构、设备”是互相制约的三个有机组成部分,高层建筑设计既是各个专业自我完善的过

高层建筑结构设计特点.

浅论高层建筑结构特点及其体系 [摘要]文章分析高层建筑结构的六个特点,并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。 [关键词]高层建筑;结构特点;结构体系 我国改革开放以来,建筑业有了突飞猛进的发展,近十几年我国已建成高层建筑万栋,建筑面积达到2亿平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层,高325米;广州中天广场80层,高322米;上海金茂大厦88层,高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼:地王国际商会中心即地王大厦共54层,高206.3米。随着城市化进程加速发展,全国各地的高层建筑不断涌现,作为土建工作设计人员,必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系,只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。 一、高层建筑结构设计的特点 高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有更重要的位置,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有: (一水平力是设计主要因素 在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

浅谈建筑结构设计

浅谈建筑结构设计 建筑结构设计是个系统的,全面的工作。需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。作为设计人员,要掌握结构设计的过程,保证设计结构的安全,还要善于总结工作中的经验。本文根据笔者的工作经验,对建筑进行结构设计时要注意的事项进行阐述。 标签:建筑结构设计过程注意事项 0 引言 结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。用基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。 1 结构的设计过程 结构设计的阶段大体可以分为三个阶段,结构方案阶段,结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为:根据建筑的重要性,建筑所在地的抗震设防烈度,工程地质勘查报告,建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构,框剪结构,剪力墙结构,筒体结构,混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。 结构计算阶段的内容为:首先,荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次,构件的试算。根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次,内力的计算,根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算,包括弯矩,剪力,扭矩,轴心压力及拉力等等。最后,构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如,轴压比,剪跨比,跨高比,裂缝和挠度等等)来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。 2 进行结构设计时应注意的事项 2.1 关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题 2.1.1 阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小,可砍成直角或斜角。 2.1.2 如果底板钢筋双向双排,且在悬挑部分不变,阳角不必加辐射筋。

浅谈高层建筑结构设计_0

浅谈高层建筑结构设计 上世纪末以来,城市化进程加速,城市人口激增,社会经济蓬勃发展,高层建筑在城市中越来越多。如今,城市中的高层建筑已经成为当地经济繁荣的重要标志。 标签结构设计;高层建筑;控制参数;载荷;抗震 1 高层建筑的特点 《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,10层及10层以上和高度超过28 m 的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑。相比多层建筑而言,高层是向空中发展,容积率一定的情况下,建造高层建筑可以节省规划用地面积,提高城市绿化率,还可以缓解城市用地紧张的局面。 高层建筑基础需要计算确定深度,独立的高层建筑单体而言,基础埋深比较容易确定,但现今住宅多为数十栋高层建筑群,地下车库相互连接,这时,既要充分考虑地下车库应的侧向刚度作为高层建筑的侧限。 高层建筑比多层建筑多出较多的设备用房,如电梯、管道井等,这样就会增加建筑物的造价,增加公共面积;从建筑防火的角度看,高层筑的防火要求要高于中低层建筑,也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。 2 高层结构设计体系特点 地震作用和风荷载的影响下高度的增加,水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著。高层建筑的抗震性能、抗侧刚度、承载能力、造价高低,与所采用的结构系统密切相连。不同的层数、高度应采用不同的结构体系。 2.1 筒体结构 单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。平面剪力墙组成空间薄壁筒体,即为实腹筒;框架通过减小肢距,形成空间密柱框筒,即框筒;筒壁若用空间桁架组成,则形成桁筒。实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构,而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。在层数很多或设防烈度要求很高时,可用筒体结构。 2.2 剪力墙结构体系 利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构体系。剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中,由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求也容易满足。但剪力墙结构体系平面布置不灵活,结构自重往

高层建筑结构设计特点及体系分析

高层建筑结构设计特点及体系分析 发表时间:2016-07-08T16:27:19.500Z 来源:《基层建设》2016年6期作者:李晓瑞 [导读] 近年来,我国高层建筑设计及施工又有很大的发展,各种结构型式得到充分应用。 广西南都建筑设计有限公司 530021 摘要:近年来,我国高层建筑设计及施工又有很大的发展,各种结构型式得到充分应用,高层建筑的体型和功能更加多样化,结构复杂程度增加。基于此本文着重对高层建筑结构设计特点及体系进行了分析,旨在为提高高层建设工程质量提供参考。 关键词:高层建筑;结构设计;体系 前言 高层建筑结构的最主要特点是水平荷载为设计的主要因素,侧移限值为确定各抗侧力构件数量和截面尺寸的控制指标。有些构件除必须考虑弯曲变形外,尚需考虑轴向变形和剪切变形的影响,地震区的高层建筑结构还需要控制结构和构件的延性指标。目前国内高层建筑类型不断增多,发展较快,由此需要结合钢结构和混凝土结构的优点,承载力高、延性好、变形能力强等理论基础,对建筑结构设计进行研究。 1高层建筑结构设计特点分析 1.1重视侧向荷载对结构的影响 随着建筑高度的增大,侧向荷载对结构影响的增长速率大于竖向荷载的增长速率,到某一高度时,侧向荷载对结构的影响将超过竖向荷载。从这开始,侧向荷载将成为确定高层建筑结构方案和影响土建造价的决定性因素。为此,对侧向荷载的作用,该倍加关注。 1.2结构设计除需满足承载力以外,还需满足侧移要求 (1)侧移的限值 结构受侧向荷载后,结构将发生水平变位——侧移。按侧移对结构的影响,可分为绝对侧移和层间侧移这两项。这里,绝对侧移是指建筑结构相对于地面原点的水平变位大小;而层间侧移则是指两相邻楼层绝对侧移值之差(见图1)。绝对侧移量过大,将会使结构产生P-效应,增大结构内力;有时甚至还会引起电梯运行困难,增加结构倾覆和失稳的危险性;同样,层间侧移过大,将会导致装修和非承重墙体的损伤[1]。 图1绝对侧移和层间侧移 (2)减少侧移的途径 一是减少风荷载或地震作用。对不考虑地震作用的高层建筑,风荷载是侧向荷载中的主要荷载。减少风荷载,就可减少侧移量。圆形平面时的风荷载最小,约只为矩形平面时的60%;即使将房屋的已定平面形状略加修饰,使之更近于流线形时,则同样也可起到减少风压的效果。 二是选用合适的结构方案。根据房屋的高度、高宽比、平面形状和它的体型,在选择结构方案时,将一并考虑控制侧移的这一因素。因一旦选定了结构方案,实际上,这时结构的侧移也就确定了。 三是设置刚性层。如我国某高层建筑 (地上37层、地下2层、高140m),钢筋混凝土框架一核芯筒结构,平面呈单轴对称的六边形,高宽比达5.2。但由于在第20层和第35层处各设了一道刚性层,使结构的顶点侧移量、由原先的284mm降至250mm,减少了10%。 1.3注意减轻楼面自重,减少楼面的结构高度 楼面(包括楼板及楼面梁)自重将占结构竖向荷载的大部分,由于高层建筑的层数多,虽每层的竖向荷载减少有限,但积累后的值对下层的柱、墙和基础都会产生不小的影响。 在确保楼层净高不变的条件下,减少楼面的结构高度,就可减少每层的层高。积累后,有时使房屋总高不变而增加楼层层数达1层或2层;或也可在楼层层数不变的条件下,减少房屋的总高。这些都将产生十分可观的经济效益。 2高层建筑结构设计体系分析 2.1框架结构体系 对于水平荷载作用,常用的方法有以下几种: 1)反弯点法。反弯点法的基本假设是把框架巾的横粱简化为刚性梁,因而框架节点不发生转角,只有侧移,同层各柱剪力与柱的移

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施 发表时间:2016-08-22T13:42:43.237Z 来源:《低碳地产》2015年第11期作者:谷峰云 [导读] 由于市场经济的高速运行,人们的物质生活水平得到了显著的提高。 信阳市水利勘测设计院 【摘要】由于市场经济的高速运行,人们的物质生活水平得到了显著的提高,特别是在工程建筑工作中,针对相关建筑项目的结构设计问题也提出了更深层次的要求。建筑结构设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。本文对建筑结构设计的方法进行了分析总结,并详细分析了建筑结构设计中存在的问题,希望相关研究工作可为设计师提供一定的帮助。 【关键词】建筑结构设计;问题;应对措施 1.引言 近年来,社会不断发展前行,人们生活水平日益提高,生活环境也不断改善,建筑工程的规模也在不断攀升,人们对建筑结构质量的要求也越来越高。在建筑的设计中,结构设计是一个关键的环节,也是一项复杂、全面并且系统的工作,需要加强对其的重视,认真分析结构设计中的问题,并采取有针对性的措施来保证结构设计的合理性,保证建筑的整体质量,同时,做到美观、经济和适用。但现阶段,在我国建筑结构设计的过程中仍然存在着诸多的问题,特别是使用最多的框架结构建筑存在许多令人不满意的缺陷。此外,现代化的建筑结构设计理念较之前并没有较大的突破,工程人员只是单纯凭借单一的设计模式来建筑项目构建,在一定程度上极大地限制了建筑项目的设计质量。因此,分析建筑结构设计过程中所出现的问题,探讨其解决方案对保障建筑结构质量、安全等意义重大。 2.建筑结构设计 2.1建筑结构分类 建筑物有各种不同的使用功能要求,建筑结构按照不同的划分标准具有不同的划分形式。建筑结构的分类具体如下:(1)根据建筑物的层数,可以分为单层、多层、高层和超高层建筑;(2)依据建筑物的实际使用性能进行划分:工业建筑与民用建筑;(3)建筑物可以根据其结构形式进行划分:框架结构、排架结构、筒体结构、剪力墙结构等;(4)建筑物根据所使用的结构材料可以分为:砌体结构、木结构、钢结构、混凝土结构和混合结构等。 2.2建筑结构设计的原则 适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的基本原则。建筑物的设计应该从实际出发,在满足建筑物各项功能要求的前提下,必须综合运用有关技术知识,确保结构的坚固、安全。在进行建筑构造设计时,应该改变传统设计师浮夸的设计理念,力求做到建筑物符合用户的实际需求。此外,还要通过科学的设计方案,节省投资方的资金投入。同时,应该适当融合国内外的美学原理,使建筑物具有一定的观赏性。 2.3建筑结构设计 建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础,结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分,主要包括以下四个过程:方案设计→结构分析→构件设计→绘施工图。 3.建筑结构设计中的常见问题 3.1 建筑结构设计中地基设计存在的具体问题 在工程结构的建筑设计工作中,地基和基础的建筑构造通常是工程人员比较关注的工程建设问题,在此基础上由于地基构造是制约工程后期质量的关键要素,所以地基基础建设对提高整体建筑质量具有相当积极的推进作用。建筑结构设计中地基设计所存在的具体问题主要表现在以下两个方面:(1)地基设计过程中忽视了地基沉降的问题:现如今,在建筑地基结构设计的过程中,地基沉降问题很容易被忽略,建筑物地基沉降可以导致建筑物上部结构出现裂痕,更甚者可以导致地基破坏。地基质量一旦出现问题,将严重威胁建筑结构的安全性能,对居民的正常使用造成威胁;(2)建筑结构设计中对地基埋设所进行的设计不够合理:在现实的基础地基设计中高层建筑基础有效埋置深度不足的问题非常普遍,建筑地基作为承受建筑结构物荷载的岩体埋设深度不符合建设标准,将严重影响到地基的有效承载能力,严重威胁了建筑结构的安全性能。 3.2建筑框架结构设计不合理 建筑结构设计不合理主要表现在以下几个方面:(1)在进行结构设计时,只关注横向设计,而忽略了纵向框架设计,影响建筑物的使用性能;(2)框架梁端截面的底层纵向受力钢筋和顶层的纵向受力钢筋配筋量的比值不符合规范要求,这种设计方式不仅影响建筑工程质量,降低建筑物的安全性,更为严重的是,一旦发生地震,很可能会引起房屋倒塌;(3)在建筑结构设计中,承重柱的截面设计高度过小;(4)连梁全长箍筋设计没有按规定的构造方式对两端进行加密处理;(5)连续梁的设计问题,一般在进行建筑结构设计时,往往会把连续梁按照单梁来设计。 3.3建筑上部结构的设计所出现的问题 上部结构设计中所存在的问题主要表现在以下几个方面:(1)现浇混凝土强度等级:现浇框架结构设计时,根据结构中梁、柱、板的受力特性,常常将它们设计为不同的混凝土等级,但是在浇筑一块楼板的四周设置施工缝时,由于混凝土等级不同,造成施工工艺不当;此外,在同一平面内浇筑不同的混凝土既增加了框架结构的施工难度,又会增加施工管理的难度,并且使高强度混凝土浇筑了低强度混凝土区域,既造成了混凝土的浪费,又造成了建筑结构的安全隐患;(2)钢筋混凝土保护层厚度:混凝土保护层的厚度直接影响着混凝土构件的耐久性,如果主梁、楼板、次梁交叉处的钢筋分布不当,使得楼板负筋一侧的保护层厚度不足,影响到整个工程结构的强度、稳定性。 4.建筑结构设计所出现问题的解决措施 4.1地基结构设计优化 在具体的设计过程中设计工作人员应针对施工的具体环境,对天然地基与人工的地基的沉降量进行科学的估算,并在施工过程中对建

浅谈建筑结构设计在建筑工程质量中的作用

浅谈建筑结构设计在建筑工程质量中的作用 发表时间:2018-07-13T11:17:48.010Z 来源:《基层建设》2018年第13期作者:黄颖 [导读] 摘要:本文分析了几个建筑设计中结构设计方面存在的普遍问题,并提出了针对这些问题的防治方法,供大家参考借鉴。 身份证号:45042219890325XXXX 摘要:本文分析了几个建筑设计中结构设计方面存在的普遍问题,并提出了针对这些问题的防治方法,供大家参考借鉴。 关键词:建筑,结构设计,建筑结构,存在问题 引言 随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。建筑工程质量直接关系到人民生命和财产的安全,建筑质量主要由设计质量和施工质量两个方面来衡量。建筑工程质量的优劣直接关系到人们的生命安全。建筑设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。但在实际设计工作中,常常发生建筑结构设计的种种概念和方法上的差错,这些差错的产生,有的是由于设计人员没有对一般建筑尤其是多层建部设计引起高度重视,盲目参照或套用其他的设计的结果;有的则是由于设计对设计规范和设计方法缺乏理解;还有的是由于设计者的力学概念模糊,不能建立正确的计算模式,对结构验算结果也缺乏判断正确与否的经验,为了避免或减少类似的情况发生,确保建筑设计质量能上一个台阶,应从以下几个方面对结构设计中的常见问题加以改进: 一、剪力墙砌体结构挑梁裂缝问题 底层框架剪力墙砌体结构房屋是指底层为钢筋混凝土框架--剪力墙结构,上部为多层砌体结构的房屋。该类房屋多见于沿街的旅馆、住宅、办公楼,底层为商店,餐厅、邮局等空间房屋,上部为小开间的多层砌体结构。这类建筑是解决底层需要一种比较经济的空间房屋的结构形式。部分设计者为追求单一的建筑立面造型来增加使用面积,将二层以上的部分横墙且外层挑墙移至悬挑梁上,各层设计有挑梁,但实际结构的底层挑梁承载普遍出现裂缝,该类挑梁的设计与出现裂缝在临街砌体结构房屋中比较常见。 原因是原设计各层挑梁均按承受本层楼盖及其墙体的荷载进行计算。但实际结构中,悬挑梁上部墙体均为整体砌筑,且下部墙体均兼上层挑梁的底摸,这样挑梁上部的墙体及楼盖的荷载实际上是由上往下传递。上述挑梁的设计计算与实际工程中受力及传力路线不符是导致底层挑梁承载力不足并出现受力裂缝的主要原因,解决的办法要么改变计算简图及受力路线,要么注意施工顺序和施工工序。 二、关于板面设置温度应力筋 《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 第10.1.9条规定在温度收缩应力较大的现浇板区域内,钢筋间距宜取为150~200mm,并应在板的末配筋表面布置温度收缩钢筋,板的上下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%,对于这一条设计人员的理解又会产生出入。什么区域属于温度收缩应力较大的区域?笔者认为对于规则较短的建筑物我们可以在各楼面边跨及屋面层设置相应的温度应力钢筋,而对于超长结构,则建议在超长结构的长向均应设置双层钢筋。其余部位则可因人而异,功能重要的区域设置,有条件的建设子项设置,而不必过于强调。另外有一点,当地下室筏板厚度大于1200mm时,笔者建议在筏板中间配置温度收缩应力钢筋以抵抗大体积混凝土所产生的收缩及温度应力,配筋量笔者建议取1/2筏板厚的0.1%,且不小于φ12@200。 三、关于超长结构 混凝土结构设计规范第9.1.1 条中规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55m,而7.1.2条则规定当采取后浇带分段施工,专门的预加应力措施或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施且有充分依据的,伸缩缝间距可适当增大。这两条在实际设计过程中较难把握。工程实例中超过55m 就设置伸缩缝,这显然是很难保证的,但采取后浇带分段施工后究竟应控制房屋长度多少而不至于产生裂缝等不良现象呢?这取决于各地区的温差及混凝土不同的收缩应力。按照常规,单层房屋超过55m在70m以内时,采取设置施工后浇带及相应的构造加强措施后,不设置伸缩缝是可行的,多个工程均未产生严重的裂缝。但在结构设计中必须对梁柱配筋进行概念上的调整。首先是长向板钢筋应双层设置,并适当加强中部区域的梁板配筋,中部区域作为一个中点必然受较大应力,而两侧梁柱,特别是边跨的柱配筋必须加强以抵抗温度应力带来的推力,而超长结构在角部容易产生的扭转效应也须我们在设计中对角部结构进行加强。当框架结构超过70m时,必须采取特殊的措施才能不设置伸缩缝,譬如说采用预加应力,掺入抗裂外加剂等等,而且作为超过70m 的结构,必须对温度及收缩裂缝采取定量的分析,并相应施加预应力,这在许多工程实例中应用的效果也是众目共睹的。如果对超长结构,不能有效的分析清楚受力情况,还应按规范要求设置伸缩缝。 四、防止由于地基沉降或不均匀沉降引起的构件开裂或破坏 预防或减少不均匀沉降的危害,可以从建筑措施、结构措施、地基和基础措施方面加以控制。诸如:避免采用建筑平面形状复杂、阴角多的平面布置;避免立面体形变化过大;将体形复杂、荷载和高低差异大的建筑物分成若干个单元;加强上部结构和基础的刚度;同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中等一系列措施。应该引起重视的是:对高层建筑来说,由于需要一定的埋置深度,从经济的角度考虑,基础一般采用桩箱或桩筏结合的形式,此时应保证箱体的整体刚度,群桩布置的形心应与上部结构重心相吻合。当土层有较大起伏时,应使用同一建筑结构下的桩端位于同一土层中,并应考虑可能产生的液化影响。 五、从结构计算和构造上满足规范要求 5.1 从结构计算角度,看结构计算应注意的问题 避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符,基础底板上多算或少算土重。底框砌体结构验算时就应注意:底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构,对具有薄弱层的底层框架混合结构,应考虑塑性变形集中的影响,通常对底层地震剪力乘以1.2-1.5的增大系数;底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替;双向板查表计算时,不能忽略材料泊松比的影响,否则,由于跨巾弯矩未进行调整,将使计算值偏小对电算结果的正确性进行正确评价。 5.2 从构造角度看应注意的问题 注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性,又必须满足最小配筋的要求。严格按照规范要求,保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度,材料选用也必须满足强度要求。为了防止屋面温度应力引起的墙体开裂,必须采取有效的通风散热措施。按抗震构造要求设置的构造柱,应在整个建筑物高度内上下对准贯通,上至女儿

浅谈高层建筑结构设计的重点和难点

林业科技情报2014Vol.46No.1 浅谈高层建筑结构设计的重点和难点 梅雅莉 (黑龙江省林业设计研究院) [摘要]由于我国人口数量的增多,为解决住房等问题需要发展建筑行业,尤其是要发展高层建筑行业。随着建筑高度的不断增加,建筑的形式和结构功能也变得复杂多样,因此,高层建筑的结构设计工作便成为建筑工程师在设计过程中的重点和难点。本文着重对高层建筑结构设计过程中应注意的问题进行分析。 [关键词]高层建筑;结构设计;重点问题 Discussion On The Emphasis And Difficulty Of The Structure Design For High-Rise Building Mei Yali (Forest Designing AndResearch Institute Of Heilongjiang Province) Abstract:With the increasing for the population in our country,it is necessary to develop architecture industry,es-pecially the high-rise buildings,to solve the housing problem.Associated with the increasing number for the high -rise building,the type of the architecture and the structure function has got much more complex.As a result,the design for high-rise building becomes the emphasis and difficulty for the architecture engineering worker.The par-ticle mainly analyzes the problem emerging from the high-rise building design process. Key words:high-rise building;structure design;emphasis problem 1高层建筑结构设计的概况及意义 随着我国城市化进程不断加快,城市人口显著增多,高层建筑在城市建设中发挥着越来越重要的作用。即使在建筑设计理念和方法日益先进的今天,仍会因为高层建筑复杂的结构,较广的学术知识涉及和较大的工程量而出现设计失误的现象。高层建筑结构设计的意义有:首先,如果建筑所使用的面积一定,设计和建造高层建筑可以获得相对多一些的使用面积,可以解决城市用地紧张、房价高涨等问题。另一方面,精美的高层建筑设计还可以改善城市的外观,或者说成为城市的一道风景。比如马来西亚的石油大厦和上海的金茂大厦等等。而如果设计的建筑高层密度、结构不合理,就会给城市带来热岛效应,影响城市居民的生活环境,甚至由于高层的玻璃因反光而发生光污染的现象。其次,如果是在建筑面积与建设场地面积的比值一定,那么建造高层建筑就会有效地节约城市土地面积,得到更多的空闲地面,用这些空闲出来的地面来进行城市绿化或者供人们休息娱乐。与此同时,建筑高层的土地结构设计会为城市带来更充足的日照、更良好的采光和通风效果。在新加坡新建的居住区中,由于建造了很多的高层建筑群,得到了许多空闲的地面,使人们的休闲活动空间也得到了拓展。最后,一般情况下,高层建筑也可以使人们的内心得到舒展,所以说高层建筑对于城市人们的生活非常重要。因此,高层建筑的结构设计也非常重要,良好的建筑结构可以使人们生活得更加安全,更加舒心。也会使城市更加美观,拥有良好的生态环境。高层建筑结构设计师们要发挥自己的所学所能,设计出美观、经济、实用的高层建筑。 2高层建筑结构设计中应注意的问题 在高层建筑结构的设计中,我们需要注意一些问题,主要有以下几方面。 2.1剪力墙的设计 在高层建筑中,剪力墙对建筑有着重要的影响,所以,在剪力墙的设计过程中,要充分考虑剪力墙的结构体系。也就是以建筑物墙体作为承受水平、竖向荷载的结构,要求混凝土剪力墙具有较好的结构,较强的刚度,以满足其承载力的要求。在对剪力墙进行计算配筋时,切记要为墙肢一端配筋。在短肢剪力墙相对较多的结构中,将较短的墙段划为约束边缘的构件是不妥的,这会使墙肢中和轴附近的钢筋无法发挥作用。另外,剪力墙间距也不能过大,因为这会使得平面的布置显得死板,无法满足公共建筑功能需求。此外,一旦剪力墙自身的结构过大,高度超过标准就会引起悬臂墙变形, · 03 ·

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