关于建筑结构中抗震设计的研究分析

关于建筑结构中抗震设计的研究分析
关于建筑结构中抗震设计的研究分析

关于建筑结构中抗震设计的研究分析

发表时间:2019-09-20T10:47:32.953Z 来源:《基层建设》2019年第19期作者:何志成[导读] 摘要:地震具备的破坏性质能够严重影响到人们的人身财产安全,近年来,我们国家经常会出现地震等自然灾害,给广大人民的安全形成了严重的威胁,所以将抗震设计融入到建筑结构设计当中已经逐渐受到了整个社会的普遍关注。身份证号码:44190019800122XXXX 摘要:地震具备的破坏性质能够严重影响到人们的人身财产安全,近年来,我们国家经常会出现地震等自然灾害,给广大人民的安全形成了严重的威胁,所以将抗震设计融入到建筑结构设计当中已经逐渐受到了整个社会的普遍关注。本文主要探究了建筑工程结构设计中抗震设计的重要性,存在问题以及抗震设计理念在建筑结构设计中的应用,以供参考。

关键词:建筑结构;抗震设计;平面布置;防线引言:随着社会经济的迅猛发展,城市化建设的进程也在不断加快,高层建筑逐渐成为城市发展的大趋势。然而,我国幅员辽阔,各地区地质条件各有差异,并不是所有地区都具有稳定的地壳结构,一些地区频发地震类灾害。而建筑物层数增加所带来的结构脆弱性却是固有的,一旦这类建筑遭遇地震灾害,便会使居住其中的人们面临生命危险。因此,当前的建筑必须重视起抗震性能的设计,以“牢固”和“稳定”为抗震设计方向,最大限度地为人们的生命提供安全保障。

一、建筑工程结构设计中抗震设计的重要性建筑工程结构的设计不仅对其整体的美观度和稳定性有一定的影响,通过结构设计中的抗震设计还能加强建筑物的安全度。随着生活水平的不断提高,人们对建筑物的质量和安全也有了更高的要求。城市中,大多数建筑物是人们生活和工作的场所,因此建筑质量的高低好坏直接影响到人们的财产和生命安全,尤其在地震多发的地带,合理的利用建筑工程的空间构造可以在很大程度上减少地震灾害对建筑物的破坏,提高居民的安全系数,降低灾害破坏程度。另外,虽然我国地震发生频率较低,但是多数的地震的可预测性较小,因此在建造房屋时就应该考虑到对地震灾害的抵抗能力。综上所述,建筑工程结构设计中,抗震性的设计具有极大的必要性。

二、建筑结构抗震设计存在的问题

1、对于抗震设计不够重视随着国内城市化进程的不断加快,我国的建筑行业获得了快速的发展。现阶段在进行建筑工程的设计工作时,设计人员大多会将重点放在建筑的实用性与外形设计方面,进而会忽略掉建筑结构的抗震设计。另外,还有的设计人员对于抗震设计的认识还停留在原来的思想认识上,同时在长期的设计工作中不重视结构的抗震设计。只有在地震发生之后,才意识到建筑抗震设计工作的重要意义。

2、抗震设计与实际情况不符建筑结构的抗震设计水平直接影响到建筑工程使用过程中的安全效果,因而在进行建筑结构的设计过程中,要提升抗震设计的效果。但是,由于受到某些原因的影响,导致抗震设计的结构与实际情况不相符,甚至一些设计偏离了建筑设计的初衷。这不仅导致了严重的浪费问题,同时建筑结构的抗震效果也没有达到要求。另外,一些设计人员由于受到自身水平的限制,导致了抗震设计过程中存在着严重的套公式、程式化的问题,这也会影响到建筑结构的抗震效果。

三、抗震设计理念在建筑结构设计中的应用

1、抗震场地合理选择在相同的设计条件下,场地的地质条件对建筑抗震性能有着极大的影响,并且受到地震破坏程度差异明显,所以做好抗震场地选择工作十分重要。在选择抗震场地时,尽可能避免地质较差的场地,降低地震带来的灾害。通常情况下,微风化与中等风化基岩、密实砂土层、含水量低的黏土都是较为有利的建设场地,而软土、液化土、湿陷性黄土都是不利场地,需要正确辨别场地的影响因素。如果工程建设区域地质不理想,则需要结合土质采取加强措施,同时要对可能出现的不利条件进行估算,并采取预先防护措施进行加固处理。如果发生地震时可能出现断裂的场地,需要重点加强地基,确保基础工程的安全。

2、优化整体结构设计建筑结构设计人员在进行抗震设计时,必须重点考虑结构体系对于抗震效力产生的影响,以及对不同的结构体系布设抗震措施,所产生经济影响与安全度等问题。因此,设计人员必须结合以下几点原则,做好对于整体结构体系优化设计,即:设计人员进行结构设计时,必须要为结构保留一定的余度,保证某部分结构遭遇破坏之后,剩余的结构可以对所要承担的作用力进行均衡的分配,部分构件的破坏不会影响到建筑的整体结构的抗震性能;设计人员必须将抗震设计中震害影响力的传递路径清晰准确地标注于结构简图中,以保证结构设计的全部过程,都能够顾及到抗震设计的要求,继而使竖向构件受力实现均匀,而各个结构可以实现应力传递的连续性。

3、确保建筑结构平面布置的规则性与对称性根据抗震理念,对建筑立面、平面设计时,应确保建筑结构的规则性。对于不规则建筑工程通常都是采用空间结构计算模型;对于工程结构中较为薄弱的环节,需要提高内力系数,结合相关标准对弹塑性变形进行分析,薄弱部位需要采用针对性抗震设计。对称性同样是抗震设计中的重要一环,需要建筑结构对称、质量分布对称、刚度对称。通常最理想的方案是“三心重合”,三心即平面形心、质量中心、刚度中心。结构对称也就是抗侧力主体结构对称,该种对称较为容易实现,主要保证主体结构沿着主轴方向进行刚度、强度设计,变形特征差异不大;保证沿抗侧力主体结构当中的主轴线强度、刚度分布均匀;结构整体具备一定的协调能力,确保刚度、强度能够满足扭矩性能,这样即可在发生地震灾害时,建筑结构不会产生较大的扭转变形,避免主体结构、构件遭到破坏。

4、设置多道抗震的防线设置多道抗震的防线就是人为地对某些竖向的抗侧力结构进行加强,提高其可靠度;并有意识地设置一些相对薄弱的环节,促使其在强烈地震的作用下仍旧发挥作用。将地震动作的周期和建筑物的自振周期区分开来,在一定程度上缓解建筑物的共振现象,也就相应地减轻了地震对建筑物的破坏作用。一般情况下,设置抗震防线要遵循以下的原则:①对少负担或者是不负担重力荷载的竖向的填充墙或者是支撑进行优先选择,或者选择轴压相对较小的实墙筒体、抗震墙等构件来作为第一道防线的抗侧力的构件。②建筑物利用双重抗侧力的体系,建筑物中使用赘余杆件。当建筑物遭受强烈地震时,一方面,采用结构中使用的赘余杆件的变形和屈服来对输入的地震能量进行消耗;另一方面,利用赘余杆件的推出共醉来实现结构的周期变化,避免地震时间长、持续作用而引起的共振效应。

四、结束语

建筑结构抗震设计课后习题答案

武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试 第1章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系? 震级是表示地震大小的一种度量,只跟地震释放能量的多少有关,而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级,但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防? 规范将建筑物按其用途分为四类: 甲类(特殊设防类)、乙类(重点设防类)、丙类(标准设防类)、丁类(适度设防类)。 1 )标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 )重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 )特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 4 )适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3.怎样理解小震、中震与大震? 小震就是发生机会较多的地震,50年年限,被超越概率为63.2%; 中震,10%;大震是罕遇的地震,2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系? 建筑抗震设计包括三个层次:概念设计、抗震计算、构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。 5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。 延性设计:通过适当控制结构物的刚度与强度,使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性,从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量,使结构物至少保证至少“坏而不倒”。延性越好,抗震越好.在设计中,可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性,提高抗震性能。 第2章场地与地基 1、场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别和联系? 由于地震动的周期成分很多,而仅与场地固有周期T接近的周期成分被较大的放大,因此场地固有周期T也将是地面运动的主要周期,称之为地震动的卓越周期。 2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力? 地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上

高层混凝土住宅建筑抗震结构设计研究

高层混凝土住宅建筑抗震结构设计研究 摘要:在现代城市化发展进程日益推进的带动下,建筑事业实现了高效的发展。在众多的建筑工程项目中,要属高层建筑项目增长的速度最快。近几年,高层建 筑项目犹如雨后春笋一般,实现了持续性的增长。在一定程度上,促进了人们生 活品质的升级发展。同时,人们对高层混凝土建筑的质量问题关注度也日益提升,尤其是在目前地震频发的社会环境下,人们对高层混凝土建筑的抗震性要求逐渐 提高。因而,对于我国的建筑事业来说,提高对高层混凝土建筑抗震结构的设计 水准成为了目前最为重要的现实任务。那么,为了更好的提升高层混凝土建筑抗 震结构的设计水准,就需要高层混凝土建筑的施工设计单位有效的把握具体的施 工设计原理,提高设计技术水平,切实的提升高层混凝土建筑的抗震性。从而满 足广大人民的现实要求,降低高层混凝土建筑受地质灾害影响发生坍塌等安全事 故的几率,保障建筑事业的稳步发展。 关键词:高层建筑;混凝土结构;抗震性能;设计 1 高层建筑抗震设计的作用 高层建筑设计过程中不能轻视抗震设计方面。对比普通建筑,高层建筑的构造、规模、具体构件都呈现出明显的不同。如果高层建筑设计、施工质量不达标,将造成难以挽回的损失。所以,设计环节必须注重设计标准满足国家及行业标准。抗震设计的结构延性、刚度最终决定高层建筑工程整体质量,必须重视高层建筑 中的抗震设计。 2 地震对高层混凝土住宅建筑的影响 地震对高层混凝土住宅建筑影响较大,具体表现为:第一,破坏建筑结构体系,以钢框架填墙结构而言,当地震发生后,建筑物内平面框架主体会被破坏, 并且在这一破坏力的作用下,窗口会出现短柱性破坏情况;第二,破坏建筑物刚度,以平面形状不对称结构为例,在地震发生后建筑物极易出现扭曲情况,并且 很多设计未对地基等情况进行综合分析,没有制定有效的设计方案;第三,破坏 建筑物地基,若建筑物所在场地存在软土层,则会出现土体液化情况,对高层建 筑物造成严重影响,出现下沉等问题,建筑物沉降问题严重,一旦发生地震,会 出现墙体裂缝情况。 3 高层混凝土建筑结构中抗震设计的主要机理 3.1 隔震 高层混凝土建筑结构隔震设计,主要是指在高层混凝土建筑的下部,设置相 应的隔震层。该隔震层在地震的作用力下,产生相应的水平变化,让地震的作用 力不会影响到上部的高层建筑。在一定程度上,它能够让高层混凝土建筑的上部 建筑物与地基之间的共振减少,吸收更多的振动能量作用。对于隔震的主要构件,分为三个部分。①铅制的缓冲性构件。该构件主要是利用纯度较高的铅材料,在经过塑性变形后制成的构件;②钢制的缓冲性构件。该构件主要是对钢材料进行塑性变形后制成的构件,能够起到衰减震动的效果;③叠层式橡胶,它是一种把钢板与厚度数为毫米的一些橡胶重叠交互接合,在压力与热的施加下制成的弹性 较高的构件。它能够防止地基出现共振情况,能够让高层混凝土建筑抗震结构保 持着垂直状态。 3.2 减震 在高层混凝土建筑结构的抗震设计中,减震主要的方式有三种。①消能减震。该减震方式主要是利用高层混凝土建筑结构的附加阻力值,当阻力值达到至高点

浅析建筑抗震结构设计要点及其策略

浅析建筑抗震结构设计要点及其策略 发表时间:2019-09-21T22:48:52.813Z 来源:《基层建设》2019年第19期作者:边思捷 [导读] 摘要:抗震结构设计对建筑结构工程建设具有重要影响,因此为了提升建筑结构的抗震能力以及整个建筑的抗震性能,本文阐述了建筑抗震相关理论及其设计原则,对建筑抗震结构设计要点及其策略进行了探讨分析。 上海原构设计咨询有限公司天津分公司 摘要:抗震结构设计对建筑结构工程建设具有重要影响,因此为了提升建筑结构的抗震能力以及整个建筑的抗震性能,本文阐述了建筑抗震相关理论及其设计原则,对建筑抗震结构设计要点及其策略进行了探讨分析。 关键词:建筑抗震;理论;设计原则;结构设计;要点;策略 1.建筑抗震的相关理论及其设计原则的分析 1.1建筑抗震相关理论分析。主要包括: 1.1.1动力理论。动力理论也称地震时程分析理论,其主要对地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而保障抗震的有效性。 1.1.2拟静力理论。拟静力理论是在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力大小等于结构的重量乘以地震系数。 1.1.3反应谱理论。反应谱理论是以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的分析,以及结构动力反应特性的研究为基础,是对地震动加速度记录的特性进行分析后的研究成果。 1.2建筑抗震设计原则分析。 1.2.1结构性原则。建筑结构设计要始终保证建筑结构的合理性,从建筑整体布局和整体结构进行考虑,最大限度保证建筑结构的合理性。对于建筑物的布局应考虑平衡和稳定,尽可能减少建筑物的侧向拉力,保证建筑物结构的稳定性。 1.2.2整体性原则。建筑结构设计需要注意建筑的整体合理性。虽然建筑结构设计需要注意相关抗震设计,但在抗震设计过程中还是对建筑整体的合理性给予关注,防止其与相关建筑规范相悖。 1.2.3垂直统一原则。建筑结构设计中的抗震设计时,需要对建筑自身的竖向均匀给予关注,在出现地震时,建筑自身会承担比较大的外力,这时就会使得建筑产生形变。假如建筑自身的竖向设计不均匀,在不均匀的应力影响下,一旦建筑自身强度和刚度出现不足,就会使得建筑产生扭曲,令建筑整体存在形变的可能,使得建筑自身的危险系数持续提升。所以在涉及建筑自身结构抗震时候,需要尽可能保证建筑自身的竖向均匀,针对建筑竖向受力情况给予详尽分析与了解,保证建筑竖向力可以被抑制在合理范围内。另外,还需要保证建筑物中墙柱等承重结构上下保持一致的链接,这样可以令建筑自身的整体性得到提升,令建筑具备吸收地震力的能力,减少地震对建筑结构造成的破坏。 2.建筑抗震结构设计要点的分析 2.1合理选择建筑场地。建筑抗震结构设计过程中,需要选择持力层土壤结构密度,性能好的场地,尽量稳定的土壤组成。作为建筑结构工程的场地,应确保施工场地内的持力层更加均匀地承受上层建筑的负荷。设计人员应避开软土和液化土,采空区和河岸边等相关地段的选址,以避免由于上述地质区域内土壤的密度,硬度和凝结而造成的土壤性能差对地震进行反应的过程。对于一些易发生山体滑坡,泥石流的危害,在设计的时候需要尽可能的避开。同时尽量避免在地震断层带选址,这样才能够提升上部建筑结构对地震灾害作用力的抵抗性能。 2.2严格建筑结构抗震材料的选择。从地震的角度来看,作为建筑材料应该是较轻并保持高强度;部件之间的连接应具有良好的整体性,延展性,并能充分发挥材料的强度。根据这一原理,钢结构最符合抗震材料的要求,多次地震的例子表明,钢结构的抗震性能好,但钢材的成本和维修费用较高。现浇钢筋混凝土结构完整性好,其自身的成本相对较低,抗侧向刚度较大,设计可以保证结构具有一定的延性。但是这种材料也有不可逾越的弱点:当地震长期存在时,在反复的地震荷载作用下,由于裂缝的萌生,构件的刚度下降,混凝土被压碎。组合式钢筋混凝土结构易于施工,但其地震弱点在于框架节点等节点的强度和变形能力低于构件本身的强度,并且预制构件在进行装配的时候会出现次应力,整体结构缺少连续性与整体性;所以这种结构不应该在高烈度地区进行使用。所以在建筑结构进行设计的过程中,为了使得建筑抗震性能得到提升,一定要科学合理的去选择适合该建筑的建筑材料。 2.3科学布局建筑结构平立面体型。建筑抗震结构设计过程中,如果建筑结构布局合理,符合抗震规范要求,就可以有效提升建筑结构抗震能力。建筑结构平面布局是指建筑物体型尺寸设计过程中,在保证功能使用的基础上,合理选择平面规则进行布局,从而保证同一楼层同一建筑楼层刚度一致;同时需要减少建筑物的竖向不平度,使建筑物的竖向刚度变化稳定,避免不同刚度之间的不稳定性。 2.4做好结构参数计算工作。建筑抗震结构设计过程中,需要结合该地区的自然条件,选择合适的地震级别和合理的建筑物抗震策略。根据不同类型结构在地震冲击力作用下的荷载作用力,完成抗震设计参数的选取。采用先进的计算机技术,建立相应的建筑结构抗震计算模型,清晰地计算出建筑物的抗震力,确保选定的抗震等级和抗震策略,以及抗震设计参数还有相关的抗震计算模型能够达到抗震性能需要,确保建筑结构抗震设计过程中的应力合理性和科学性。 3.建筑抗震结构设计策略的分析 3.1充分考虑位移问题。我国建筑抗震结构设计大多以承载力作为基础,而设计人员则采取线弹性方法,对小幅度震动情况下的结构变形力、内力等进行分析,采取组合内力方法,对构件的截面进行验证,以此确保结构的可靠性、稳定性。另外,为了更好地针对基础位移状况实行抗震设计,应该充分了解结构变形情况和配筋之间的关系,有针对性地采取设计方法,当建筑结构进入到抗震阶段后,对其变形力进行细致分析与探讨。 3.2设置多道抗震防线。发生强烈地震后通常会发生多次余震,如只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度,有意识地建立一系列分布的屈服区,主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度,以使结构能吸收和耗散大量的地震能量,提高结构抗震性能,避免大震时倒塌。 3.3提升薄弱部位的抗震能力。 3.3.1在强烈的地震影响下,构件并不存在强度安全储备,其实际承载能力是判断薄弱部位的重要依据。

关于建筑结构设计中抗震结构设计的分析

关于建筑结构设计中抗震结构设计的分析 发表时间:2016-05-21T10:22:48.723Z 来源:《基层建设》2016年1期作者:吴坚 [导读] 普洱市建设工程施工图设计审查事务所本文以建设结构设计为主题,探讨与其相关的抗震结构设计问题。 普洱市建设工程施工图设计审查事务所云南普洱 665000 摘要:本文以建设结构设计为主题,探讨与其相关的抗震结构设计问题。首先结合地震危害对建筑工程设计的抗震结构设计进行了简要概述,主要从延性系数设计、能力普法方面对抗震结构进行了分析说明,并对具体的抗震设计内容、目标进行了介绍,重点结合实际工程案例,探讨了建筑结构设计中的场地选择、平面结构设计的均衡性、简单性与完整性等。希望通过本文初步论述可以引起更多的关注与交流,同时希望可以为该方面的研究工作提供一些有价值的信息,以供参考。 关键词:建筑;结构设计;抗震结构;分析 自然灾害对人类的生存有巨大危害,以地震为例,在2008年5月12日,我国发生的7.8级汶川大地震,损失惨重,造成了众多生命的消逝;另一方面,地震会破坏地面上的建筑物、各种生物等,而且,当这些建筑物或大型树木倒塌时,也会给人类带来严重伤亡,因此,对于人类范围难以控制的领域应该防患于未然,采取远离的措施,而对于人类可控的范围,则应该采用防震技术进行预防,尤其应该加强对建筑结构中抗震结构设计的研究。 一、建筑结构抗震设计分析 在我国,建筑行业以《建筑抗震设防分类标准》为依据,进行具体的抗震设计,从而为建筑工程结构质量提供可靠保障;在抗震设计方面,会根据不同的区域、工程要求等,选择不同的抗震设计方案;其最终目的在于切实落实抗震标准要求,严格按照相关需要进行抗震结构设计,并将其运用到实际的施工之中。从建筑结构抗震设计方面分析,建筑结构中,有抗震设计这一重要环节,而且,是保障建筑物安全性能的必要基础;在通常情况之下,会采用能力普法、延性系数设计;从关联性看两种办法,均以建筑位移、抗震设计间的关系为基本考量范围,辅助建筑施工,确保建筑抗震方案的有效性,从而增加其安全可靠性。 二、从抗震结构设计的具体内容方面分析 1、建筑场地的选择 首先,应该选择适宜的建筑场地;设计师在具体的设计中,应该考虑其平坦性、开阔性,并对地质的密度、硬性以及相关构成加以具体检测;其次,对荷载承重加以分析,尽可能的避开液化土层、软土地基等;还应该防止在易发生泥石流、滑坡等地段进行场地选择;第三,应该避开地震断裂带,减少地震灾害。 2、建筑空间布置设计 首先,在建筑结构平面空间、立体空间方面的设计,应该以提高建筑结构自身的优越性,达到抗震性能的提升,应该稳定、科学合理,符合数据计算要求;最重要的是,在均衡性方面、简单性方面、整体性方面保持切实有效。 其次,在均衡性方面,应该考虑地震来袭时的作用力,引发的应力、对空气冲击所形成的作用力等,所以,应该考虑多方面的作用力,从而保证平面主轴方面强度、刚度,通过强有力的稳定性能克服来自地震灾害的强大冲击;通常而言,强度高、稳定性好,抵抗能力就越强; 第三,在结构的简单性方面,主要是考虑到建筑结构的稳定性,才选择这个结构,因为建筑结构设计的简单化,可以减少其它因素的影响,从而增加对建筑的加固建设,防止稳定性出现问题; 第四,在整体性方面而言,主要是指应该从整体抗震、部分抗震两个方向思考,确保整体上的抗震能力,又增加局部的抗震能力,从而将其消于无形之中,保障建筑工程的质量,防止因单一化造成坍塌现象。 3、科学进行参数技术工作 首先,在延性系数设计方面;主要是以最大曲率为对象,对建筑结构抗震设计中的抗震数据进行具体运算(其中,延性设计目标数据、抗震水平是与其相关的主要因素);从最大曲率的计算公式可以看出 其中,为建筑抗震结构设计中的极限曲率,为其屈服曲率;是抗震构件的极限位移,为曲线位移;以此可以计算最大曲率,并对延性系数加以计算,弄清晰二者的关联,然后,以需求的延性系数为准,设置抗震方案。 其次,从能力普法方面分析;这种方法集中用于设计好的抗震方案之中,原因是该方法重点分析抗震中的弹塑性问题、汇总抗震设计中的剪力、屈服位移;并且,在这种方法的运用之下,以变化曲线设计的方法,可以将加速度(Sa)、建筑位移(Sd)的关系清晰的表达出来;而且需要延性系数的参与;具体的公式如下 , 其中,屈服位移与位移限值的比值,就等于延性系数;而当不小于3时,抗震结构设计会有充足的延性空间,从而达到抗震的效果。

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间:2016-06-27T14:51:54.553Z 来源:《基层建设》2016年5期作者:隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 摘要:对于普通建筑物的结构抗震设计,目前我国是以小震为设计基础,中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 关键词:中震设计概念;地震影响系数;荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题: 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定,仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定; 2在中震作用下,规范仅提出“中震可修”的概念设计要求,没有具体的抗震设计方法; 3“中震可修”的技术经济问题:可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步,现在的建筑物体型复杂,结构新颖,超高超限越来越多,因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢? 《抗规》条文说明1.0.1条指出,对大多数结构,可只进行第一阶段设计(即小震下的弹性计算),而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求,但前提是建筑物的体型常规、合理,经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物,在大震下的结构反应和小震完全不同,不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求,须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计,其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时,要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度,即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡,业主(设计者)可选择所需的性能目标,而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点,设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言,利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现,给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍(αmax=0.23)取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法,第一种按照中震弹性设计,第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点,中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念,两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计,设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数,保留材料、荷载等分项系数,对应地保留了结构的安全度和可靠度,结构仍属于弹性阶段,属正常设计。中震不屈服设计,设计中除了地震内力不作调整,同时也取消了材料、荷载等分项系数,对应地不考虑结构的安全度和可靠度,结构已经处于弹塑性阶段,属承载力极限状态设计,是一种基于性能的设计方法。由此可见,中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计,而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类,以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法,介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数,则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数,屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算:地震信息中抗震等级均为四级;αmax按表3取值;总信息中风荷载不参加计算;勾选地震信息中的按中震(或大震)不屈服做结构设计选项;其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算:主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级:四级;主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数:定义中震反应谱,在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可,β值按表3计算所得;总信息中风荷载不参加计算;主菜单→结果→荷载组合:将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0;主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数:将材料分项系数取为1.0;其它同小震。 3.3.4 ETABS计算:选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级:四级;定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱,地震影响系数最大值αmax取值,其余参数按《抗规》;静荷载工况中不定义风荷载作用;定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ;定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数:二十二层框支剪力墙结构,三层楼面转换,无地下室,首、二层4.5米,标准层3.5米,总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76,长宽比1.22;抗震参数,7 度,第一组,0.10g;场地II类;风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。

建筑结构抗震设计要点

建筑结构抗震设计的要点分析 提要:本文主要针对建筑结构抗震设计的要点展开了分析,对建筑混凝土框架结构抗震薄弱的部位作了详细的概述,并给出了一系列提高混凝土框架结构抗震性能的措施,以期能为有关方面的需要提供有益的参考借鉴。 近年来,随着我国地震灾害的频繁发生,建筑抗震设计成为了我国建筑结构设计一个新的重要发展方向。但是由于实际操作经验缺乏经验,建筑抗震设计存在着一定的薄弱环节,是需要相关的工作人员给予足够的重视,并采取有效措施提高建筑抗震的性能,以减轻地震灾害对建筑的破坏。 1 混凝土框架结构抗震薄弱部位 1.1 从震害中找出结构薄弱部位 某次地震中,多层混凝土框架教学楼的倒塌,使我们对混凝土框架结构的抗震性能有了进一步的认识。根据地震现场的调查,混凝土框架结构的震害大致如下:6、7度区,底层柱上下端出现斜裂缝,并且柱头比柱脚更厉害。8、9度区,底层柱上下端保护层混凝土脱落,箍筋拉脱,柱心混凝土被压碎,纵筋压成灯笼状。二层柱端及底层梁端也出现不同程度的开裂。在地震中倒塌的框架结构,估计也是底层柱上下端先出现斜裂缝,最后被折断的,只不过整个过程时间很短。不难判断:框架结构薄弱层在底层,底层柱是薄弱构件,底层柱的上下端是最薄弱的部位。震害同时表明:在底层柱中存在某些比较薄弱的柱,地震作用下,这些柱的柱端首先出现斜裂缝,最先形成塑

性铰,使整个结构内力重新分布,导致底层柱逐根被击破,引起连续倒塌。 1.2 从结构分析中确定结构薄弱部位 混凝土框架结构抗震有其特性,与带有剪力墙的其他混凝土结构相比,框架结构侧向刚度小,变形能力强。对抗震有利的是吸收地震总能量少,不利的是抗侧力能力差。框架唯一的竖向构件——柱的侧向刚度比剪力墙的墙肢小得多,比梁板组成的楼层平面刚度也小很多。地震通过地层土晃动框架楼房,刚度大而且质量集中的各楼层就会前后左右来回移动,产生楼层水平地震剪力,这些力由梁传给柱。结构的整体变形主要是各楼层按一定的振型和周期往复侧移。柱本身刚度较小,其竖向变形被动地随各楼层。梁属于楼层的一部分,变形较小。框架的水平地震力和侧移变形主要来自梁板,而抗侧力和侧移主要靠柱。在结构分析中,若忽视板对梁刚度的影响是不现实的,尤其是一起现浇的梁板。相对于梁来说,柱是薄弱构件。因此,“强柱弱梁”便成为框架结构抗震设计的基本原则之一。 框架结构底层柱托起整栋楼房,除了承受整栋楼全部垂直力外,还要承受地震产生的水平力。结构分析显示:底层任何一根柱的轴力、剪力及弯矩都比上层柱大,底层柱比上层柱更容易被破坏。底层柱上下端弯矩最大,成为整个框架结构内力最大的部位,也就是最薄弱的部位。不难理解:为什么地震时,首先出现裂缝的总是底层柱上下端。各楼层抗剪承载力分析结果表明,底层抗剪承载力最小,验证了底层是抗震薄弱层。底层柱既是框架结构抗震的“中流砥柱”,又是薄弱

关于对建筑结构抗震设计分析84

关于对建筑结构抗震设计分析 摘要:我国是地震多发国,破坏性地震造成建筑结构、桥梁结构的损坏,人员 的伤亡及经济损失都是巨大的。随着社会的不断向前发展,各门学科的交叉发展,使得隔震、消能减震等抗震技术的运用走上一个新的阶段。任何结构所受的载荷 都具有不同程度的动载荷性质,有不少结构主要在振动环境下工作。通过对隔震 装置的动力学分析,发现自振振动在结构的地震反应中经常占有主导地位,不能 够忽略。建筑结构抗震设计中的概念设计是对建筑抗震设计的宏观控制。本文根 据地震的特点,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;设计 一、建筑结构抗震概念设计概述 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。且在结构分析方面,由于未能充分考 虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,也存在着不 确定性。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。 二、抗震概念设计的基本原则与要求 1.选择有利场地。 造成建筑物震害的原因是多方面的,场地条件是其中之一。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,任何情况下均不得在抗震危险 地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。 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.采用合理的建筑平立面。

建筑结构抗震设计的研究

建筑结构抗震设计的研究 发表时间:2018-09-18T16:24:34.330Z 来源:《基层建设》2018年第23期作者:张智民 [导读] 摘要:近年来我国地震频发,强烈的地震造成人身伤亡和财产的巨大损伤,所以建筑结构的抗震设计也越来越受人们所关注。 广州地铁集团有限公司 摘要:近年来我国地震频发,强烈的地震造成人身伤亡和财产的巨大损伤,所以建筑结构的抗震设计也越来越受人们所关注。目前,建筑结构抗震设计研究已成为土木工程行业中的研究前沿,随着近年来新型建筑材料不断涌现,在建筑结构设计方法与应用上出现了很多新思路,新方法,并在传统的抗震设计基础上引入了一些新理念,设计了很多刚度大、耗能能力强的结构体系和结构构件。本文就当前一些最新的研究作一些简述。 关键词:建筑结构;新型建筑材料;抗震设计;刚度;耗能 1 引言 建筑结构在地震作用下会产生振动,过大的结构振动现象不仅会影响到结构物的正常使用,还会造成主体结构的破坏、甚至倒塌。有时虽然主体结构未破坏,但由于建筑饰面、装修或非结构配件、室内昂贵仪器、设备的破坏而导致严重的损失。为了保护人类生命财产的安全,减轻地震灾害,全国地震工程科技人员致力于提高建筑抗震能力的研究,已经形成一套较为完整的抗震设计理论。这种抗震设计理论建立在传统抵御地震灾害思想的基础上,主要是通过增加结构本身的强度、刚度或延性的办法,使所设计的建筑达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目的。传统的抗震理论虽然在很多情况下非常有效,但仍然存在较大的局限性[1]。 2 结构抗震设计应注意的问题 2.1选择有利的抗震场地 选择对建筑抗震有利的场地。首先人们常常看到在具有不同工程地质条件的场地上,建筑物在地震中的破坏程度是明显不同的。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。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,如软弱场地土,易液化土,条件突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘,场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀等地段;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。 2.2 抗震的建筑平面和立面布置的选择 (1)建筑形状力求简单规则,平立面不出现凹角的结构。体型简单和规则的建筑,受力性能明确,设计时容易分析结构在地震作用下的实际反应及其内力分析,且结构细部的构造也易于处理。所以这类结构遭遇地震后其震害相对都较轻。反之,建筑体型不规则,平面上曲出凹进,立面上高低错落。易于形成刚度和强度上的突变,引起应力集中或变形集中,也容易形成薄弱环节,往往造成比较严重的危害。 (2)建筑的平、立面刚度和质量分布力求对称。因为不对称结构由于地震作用引起的扭转作用十分明显,在设计时应采取加强措施;周边构件的强度和刚度不对称,布置时应在总体上减小刚度偏心,计算时要充分估计薄弱侧的较大位移及构件的内力和变形。 (3)建筑的质量和刚度变化要均匀。建筑的质量和刚度沿竖向分布往往是不均匀的。 2.3 合理的抗震结构体系选择 合理的抗震结构体系,首先应根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、材料和施工等因素,结合技术、经济条件综合考虑抗震结构体系。其次,还应该设计多道抗震防线。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的承载能力。一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接起来协同丁作。一般情况下,应优先选择不负担重力荷载的竖向支撑或填充墙,或选用轴压比不太大、延性较好的抗震墙等构件,作为第一道抗震防线的抗侧力构件。框架—抗震墙结构体系中的抗震墙、处于第一道防线,当抗震墙在一定强度的地震作用下遭受可允许的损坏,刚度降低而部分退出工作并吸收相当的地震能量后,框架部分起到第二道防线的作用。这种体系的设计既考虑到抗震墙承受大部分的地震力。对于强栓弱梁型的延性框架。另外,该抗震体系还要具备必要的强度,良好的变形能力和耗能能力以及合理的刚度和强度分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位。最后,要选择合适的材料,减轻结构自重。 2.4 合理的建筑结构参数设计 结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下的非弹性变形,因此,地震作用下,结构的延性与结构的强度具有同等重要的意义。为了使钢筋混凝土结构在地震引起的动力反应过程中表现出必要的延性,就必须使塑性变形更多地集中在比较容易保证良好延性性能或者具有一定延性能力的构件上参数设计是进行地震作用和房屋各构件的地震响应计算,包括各墙柱梁板承载力和变形计算。开始计算前,应根据高层结构的实际工作状况,建立正确的计算模型,根据概念设计做必要的简化计算与处理。 3结构构件的抗震优化设计 在结构延性设计中应保证结构关键构件的延性优于整个结构以保证结构的整体延性性能的要求,因此,在抗震设计中需要对一些延性要求高的部位的结构构件进行优化设计,以保证其良好的延性性能。以下是几种常用的构件的优化设计方案: 3.1框架梁塑性铰外移 传统钢筋混凝土框架梁的塑性铰出现在始于柱面的梁端。将塑性铰从柱面移开一定距离,可以避免梁端钢筋屈服,从而不仅可以避免钢筋屈服后向节点核心区发展,引起粘结破坏,还能改善核心区的性能。如图1所示

关于建筑抗震结构设计的分析

关于建筑抗震结构设计的分析 摘要:本文作者介绍了建筑抗震设计的标准及设计的基本要求,提出了建筑抗震结构设计的措施。 关键词:建筑;抗震结构设计;分析 abstract: in this paper, the author introduces the building seismic design standards and the basic design requirements, and puts forward the building seismic structural design measures. key words: building; seismic structural design; analysis 中图分类号:tu3 文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计,其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳,从而经济地实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的目的。但是,由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载,建筑物的地震破坏机理又十分复杂,存在着许多模糊和不确定因素,在结构内力分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,计算方法还很不完善,单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的 抗震能力。自从去年东京的大地震之后,人们对于建筑物防震性能的关注加强了,建筑物的防震性能在地震来临之时对于保护人民的财产和生命安全起着至关重要的作用,作为一名建筑工作者,对于建筑结构中有关防震设计的理念和措施,提出了一些自己的看法

(完整版)东南大学抗震结构设计考研复试重点

2012抗震防灾笔试题回忆 大题1:振型分解反应谱法,很简单,记得验算最小地震剪力。 大题2:底部剪力法;需要知道怎么算弯矩,算剪力时记得考虑鞭端效应。 简答题:1.解释隔振和减震的原理; 2.耐火极限; 3.为什么底部框架,上部砖房的结构在汶川地震中底部破坏严重; 4.怎样形成整体破坏机制; 5.什么是动力系数,地震系数,水平地震影响系数以及他们的关系; 6.简述框架结构中延性原则 判断题:桥梁抗震是根据水平地震影响系数来计算的 同样地震烈度,远震中距破坏严重。 地震只有一个烈度,一个震级。 混凝土强度要适中。 为什么砌体结构中,横强要有最小间距? 还考了两题延性,请注意,判断题要说明理由。 第一章绪论 学习要求: 1.了解地震震害 震害主要表现为地表破坏、工程结构破坏和次生灾害三种形式。 2.了解地震分类 构造地震,火山地震,陷落地震,诱发地震 3.理解地震波、地震震级与地震烈度的定义 a地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量,称为地震波,地震波是一种弹性波。体波(纵波,横波),面波(瑞雷波,乐浦波), 纵波使建筑物产生上下颠簸 剪切波(横波)使建筑物产生水平方向摇晃 面波使建筑物既产生上下颠簸又产生左右摇晃 b里氏震级 1935年美国人查尔斯·里克特﹙C.F.Richter﹚给出定义:M=lgA A—标准地震仪记录的距震中100km的最大水平地动位移(微米) M<2,微震,无感觉,只有仪器可观测 2≤M<5,有感地震

5≤M<7,破坏地震 7≤M<8,强烈地震或大地震 M≥8,特大地震 震级M与能量E的关系: M增大一级E增大32倍 c烈度(intensity):表示地震所造成的某一地区的地面和地面以上建筑物破坏的程度。或者说地震时在一定点震动的强弱程度。 4.深刻理解抗震设防烈度的概念 按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况,取50年内超越概率10%的地震烈度。 具有规定性和权威性 ◆地区最小单位为县级 ◆依据基本烈度但不一定等于基本烈度 ◆设防烈度为6、7、8、9度 5.理解多遇地震、罕遇地震的定义 6.掌握“三水准”抗震设防目标,了解建筑结构抗震设计方法 小震不坏,中震可修,大震不倒 7.了解抗震设计的基本要求 a选择有利场地,避免不利场地,不得危险场地修建建筑物。 b地基基础设计注意,同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同 的地基上;同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用 桩基。 c建筑平立面设计要求,力求简单规则、避免刚度突变 d结构体系要求, 有明确的计算简图,受力明确、传力直接,有多道抗震防线。 e结构构件要求,有较好的延性、加强节点连接及整体性 f非结构构件要求,与主体结构要有可靠连接,避免不当设置对主体结构的不利影响。 g施工质量,施工应正确贯彻抗震设计意图,并符合质量验收标准。 h隔震和耗能减震 要点、难点分析: 一、“三水准”抗震设防目标 当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用。(小震不坏)。 当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用。(中震可修)。 当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。(大震不倒)。 二、建筑结构抗震设计方法 第一阶段: 对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载力验算;在此基础上对各类结构按规定要求采取抗震措施。对于大多数结构一般可只进行第一阶段的设计。 第二阶段: 对一些规范规定的结构(有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明显薄弱层的建筑,不规则的建筑等)进行大震作用下的弹塑性变形验算。

浅析建筑结构设计中的抗震设计

浅析建筑结构设计中的抗震设计 摘要:进入21世纪,在建筑设计中,抗震设计依然在建筑设计中占重要地位, 一个好的建筑设计必定会有与之相匹配的优秀抗震设计,因此,在工程建设当中,加强工程结构的抗震性设计是工程师在设计时主要考虑的问题之一。特别是近年 来我国的工程建设脚步逐渐加快,为了应付日益频繁的地震灾害,必须要使建筑 结构具有非常高的抗震能力,减少地震带来的损失。抗震性设计是工程结构设计 中的重要环节,抗震性设计要兼顾工程实际以及地震类型以使抗震效果得到最大 发挥。该文正是基于此,研究地震发生时的特质,分析工程结构设计中的关键要素,供同行参考。 关键词:建筑结构;抗震性;设计要点;应用 当下,在面对地震这样的自然灾害时,为了使人民群众的生命、财产在地震 的自然灾害中减少伤害损失,因此我们需要对抗震设计在建筑结构设计中的应用 进行探讨,进而增加其应用范围,最大限度的减少损失。地震会对工程结构产生 复杂的机理破坏,而工程抗震设计就是为了抵消地震对建筑物的不良作用,降低 建筑的受影响程度,即:“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设计标准。在 工程结构的抗震设计上,不应将计算设计作为唯一方式,更主要的是将工程抗震 理念与实践经验相结合。解决抗震问题主要经过定性的实际现象、物理机制分析、变化过程研究以及总结特性规律和震后情况分析等方式来解决。这些理念共同组 成了抗震概念设计,即概念化设计,其主要研究结果如下。 1、我国目前工程结构抗震理论的问题 众所周知,从世界各国的建筑方式来看,普遍采用吸收消耗地震作用力为主 的插入式整体结构,但是对于工程结构抵抗地震作用力的受力设计与分析,则必 须从结构的整体来分析建筑的抗震性能。 随着建筑市场的蓬勃发展,超高层建筑的数量激增,这给建筑抗震工作带来了更 大的难度,对于这些不同种类的建筑,基础深度的差异主要对应于地震作用的强弱,建筑基础的深度与受地震影响的大小成正比,同时加上基础设施的多样化: 例如地铁、管道、电缆等地下设施都增加了地震场地的不稳定性。当前的抗震设 计没有考虑建筑本身的效果,忽略了建筑地基的地震场地效应衍生的种种问题。2、抗震概念的关键要素 因为近年来我国几次严重的地震灾害给受灾区域的经济、群众人身安全带来 严重打击,所以目前国内抗震技术也在不断地发展,其占工程结构设计的比重也 逐渐增加。因此根据地震的形态进行抗震设计非常具有必要性。其中需要注意的 有以下几点:第一,抗震概念设计要求工程结构的形态足够简练。当工程各构件 的受力情况清晰时,抗震设计的难度也会相应降低,同时保证了受力信息分析的 准确性。且简明的建筑结构也能降低建筑的受损害程度,避免了过多的结构薄弱点,从而保证了建筑的整体性,增强了建筑的抗震能力。第二,设计当中首先要 研究竖向力的均匀分布,要保证建筑横隔层上下部分比例的竖向收进尺寸的准确性,只有合理分析结构的竖向受力情况才能使分隔层平衡达标。洞口的开设要保 证整齐规则,确保建筑整体的刚度和强度得到加强,防止因为地震外力导致刚度 不稳定变化以及整体结构变形的情况出现。另外还应保证建筑的刚度和延性,这 需要相同高度的层面支柱与相关连接构件保持统一。刚度均匀分布和强化结构的 延性,使建筑具有更强的地震抵抗能力,同时保证填充墙的墙和柱不直接接触, 必要时可以设置防震缝。第三,建筑的基础设计是工程结构设计的核心工作,为

几种建筑结构抗震性能比较与分析

几种建筑结构抗震性能比较与分析 1.前言 地震是一种突发性的自然灾害,至今可预报性仍然很低。强烈地震发生时会使建筑物产生沿竖直和水平方向的加速度,给建筑局部构件以严重破坏,严重时甚至造成整体结构的倒塌,并造成人身和财产的巨大损失。由于建筑物依附在地球表面,建筑物受地震破坏的方式主要受地震波的传播方式影响。通常,地震对建筑物的破坏有三种方式: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,由于地球表层岩性的复杂性,传播过程中也会出现像激流中“漩涡”的复杂情况。 我国属地震多发国家,需要考虑抗震设防的地域辽阔。自五十年代开始,在国际抗震理论的推动下,我国逐渐形成了自己的抗震设防的特色。经过充分的研究和大量的实践,在2001年新修订的抗震设计规范(gb5001122001)中,建筑物的抗震能力较之前的规范可提高10 %以上,其技术含量达到国际先进水平。但是受经济实力的限制,我国建筑安全可靠度的设置仍低于欧美等发达国家。因此研究结构的抗震性能在我国具有充分的必要性。 2.几种建筑结构的特点及抗震分析 目前,我国主要民用建筑的结构主要有三类:底框结构、砌体结构和混凝土结构 2.1底框结构

底框结构能够在建筑物底层形成大空间,是我国现阶段经济条件下特有的一种结构。这种结构多用于临街的住宅、办公楼等建筑在底层设置商店、饭店、邮局或银行等。这样,房屋的上面几层为纵横墙较多的砌体承重结构,而底层则因使用要求上需要大空间的原因采用框架结构形成了砖混底层框架结构。但这种结构形式在抗震性能方面却是不利的:上部砖混结构部分纵横墙较密,不仅重量大, 抗侧移刚度也大,而底框部分抗侧移刚度则较小,形成“上刚下柔” 的结构体系。地震位移反应相对集中于底层,引起底层的严重破坏,从而危及整个房屋的安全。 底框结构建筑因其在使用上的方便性和灵活性而被广泛采用,但是从抗震角度来看它是一种不合理的结构形式。这类结构的体系亦较混乱,由于经济原因,大多尽可能少用混凝土框架,导致框架和砌体承重墙抗侧力构件的承载力和变形能力很不协调,平面抗侧刚度极不均匀心。这类结构的震害现象主要表现为底部框架由于变形集中而破坏,或上部砌体结构破坏。其具体表现为: 1.由于刚度突变,底框和上部砖混的结合处成为底框结构的薄弱环节。底框结构刚度大,上部砖混结构破坏;砖混结构刚度大,底框结构破坏。 2.在底框结构建筑中,如果底部为多层框架结构的混合结构,则由于底层设置抗震墙,底框的坍塌减少;而上部砖混的坍塌增多。 3.圈梁和构造柱的设置对上部结构的抗震起到关键作用

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