建筑结构设计中的抗震设计_建筑结构抗震设计试卷.docx

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1、建筑结构设计中的抗震设计_建筑结构抗震设计试卷 摘要:本文介绍了建筑结构抗震的涵义和抗震建筑的形式,并总结了建筑结构抗震设计的基本对策。 关键词:建筑结构;抗震设计;对策 Abstract: this paper introduces the structural seismic the meaning and the form of seismic building, and summarizes the structural seismic design of the basic countermeasures. Keywords: building structure; Seismic

2、design; countermeasures 中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号: 有这样的说法,地震本身不会杀人,而建筑会杀人。 汶川大地震中房屋建筑的震害状况,有些与唐山震害的状况有类似之处,特殊是砌体结构房屋,如主体承重结构强度不足、预制板与竖向承重结构连接构造措施不当,房屋就会被震垮。 海地建筑质量也是相当糟糕,地震中房屋几乎全部被摧毁。 我们可以发觉智利地震中伤亡人数相对很少,相关专家认为缘由有两个:一是居民住房多为平房或低矮的住房;二是没有豆腐渣工程。 智利虽是个发展中国家,但智利人深知自己的国家是地震多发地,所以不想把房子造成坟墓,抗震性能普遍特别高 可想而知,在地震

3、多发地带,建筑抗震设计是多么的重要。 一、建筑结构抗震的涵义 地震具有随机性、 不确定性和困难性,要精确预料建筑物所遭受地震的特性和参数,目前是很难做到的。 而建筑物本身又是一个浩大困难的系统,在遭遇地震作用后其破坏机理和破坏过程非常困难。 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、阻尼改变等多种因素,也存在着不确定性。 因此,结构工程抗震问题不能完全依靠“ 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阅历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,根据结构的破坏过程,敏捷运用抗震设计准则,全面合理地解决结构设计中的

4、基本问题,既留意总体布置上的大原则,又顾及到关键部位的细微环节构造,从根本上提高结构的抗震实力。 建筑抗震概念设计是依据地震灾难和工程阅历等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。概念设计涉及到从方案、 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存在概念设计的内容。 强调结构设计的重要性,旨在要求建筑师和结构师在建筑设计中应特殊重视规范、 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。 若结构严峻不规则、 整体性差,则按目前的结构设计及计算技术水平,很难保证结构的抗震、 抗风性能,尤其是抗震性能。 二、抗震建筑

5、的形式 1、基础抗震 在建筑物最下层的基础部位设抗震层和抗震装置, 是最基本的抗震结构形式, 也是在工程中应用最多的抗震形式。采纳基础抗震设计上应留意:在建筑物周边, 抗震层部分要比基础大一圈, 因此场地要富裕;抗震层的四周设挡土墙, 其上部有墙外狭道等, 因此要确保地震时不因上部结构的移动而带来其它问题;便利检查和更换抗震装置;为使设备管线适应抗震层的位移和变形, 常采纳柔性连接或球型接点但要考虑安放装置及检修的空间;抗震建筑物与其它建筑物之问的联系通道要适应相对变形, 确保畅通无阻。 2、中间层抗震 在基础以上的中问楼层设置抗震层, 下部结构同一般建筑物一样干脆与地基接触, 因此它不存在基

6、础抗震建筑的底部体积和墙体数量问题, 但抗震层以下的楼层须要做抗震处理。在市区场地不太富裕时, 可把抗震层设计在地面以上, 在空中变形有利于节约用地, 同时也能有效削减地基的挖土量。采纳中间层抗震, 设计上应留意:为适应抗震层的移动变形, 该部分的建筑外墙应设水平缝, 要考虑防水、隔音、防火等,也要留意立面的协调美观;解决楼梯、电梯井、机器升降、设备管线等贯穿抗震层的问题, 并考虑防火区问的划分;便于检查、更换抗震装置及耐火材料等。 3、人工抗震地基 在多栋建筑物的人工地基下方设置抗震层, 可一次性、大范围解决多栋建筑物的抗震问题, 在集合住宅下方设置作为人工地基的共同管沟可提高整个城市空间的

7、耐震性。全国首栋抗震楼采纳人工抗震地基,设计上应留意:人工地基作为基本建设项目属共同财产, 为各建筑物共同运用, 应先明确全部权问题;人工地基上的建筑物不肯定一次建成, 应考虑部分竣工或增建改建等状况;人工地基设计时的标准驾驭,建筑物的分摊份额及付款等法律上的问题, 还有防火规范等, 都应慎重考虑。 4、抗震改造 由于建筑物下方增设抗震层, 变更了支撑系统, 使得基础工程量大大增加。与新建建筑物相比, 既有建筑物的改造受到更多的条件限制:有要求边营业边施工的可能;要保持内外装修的连续性、一样性。采纳抗震改造时, 设计上应留意:全面了解、把握建筑物现状, 原有设计图纸, 现场调查场地及建筑物耐震

8、状况;确定建筑物在形态、材料等方面接着保留原样的程度和范围, 在此基础上确定耐震加固及抗震层的位置等;考虑临时支撑或提升建筑物所需的空间和工作面;改造施工时实行措施, 避开建筑物因不匀称沉降而受到破坏;明确设计标准, 设定楼地面的强度, 满意既有建筑物的承载力、变形实力、运用功能;考虑相应水平位移的对策, 还要留意外观的连续性和亲和感, 特殊留意楼地面、墙等处伸缩连接的位置;增设中间抗震层时, 应考虑贯穿抗震层电梯井与设备管线等的移动变形的改装和层高变更等竖向设计的问题。 三、建筑结构抗震设计的基本对策 1、选择的建筑场地和地基有利于抗震 (1)场地选择 在不同工程地质条件的场地上, 地震对建

9、筑物的破坏程度是迥然不同的。因此,进行建筑场地选择时,设计者必需综合评价工程地质的有关资料和地震活动状况,并结合工程的实际须要。首先,建筑宜避开对建筑抗震不利的地段,选择对建筑抗震有利的地段,例如平坦、开阔的坚硬场地土。其次,当没有方法避开时, 适当的抗震加强措施应被采纳。 (2)地基处理 基础设计时应留意:a.当地基有新近填土、液化土、懦弱黏性土时,基础的刚性、整体性应得到加强;b.自然地基与桩基不宜混用在同一结构单元上;c.性质差异较大的地基上不宜设置同一结构单元;d.地圈梁应设置在墙下, 以加强上部结构与基础的整体性,以反抗不匀称沉降。 2、优化平立面布置 (1)建筑布置的平立面应规则,

10、体型要简洁 当建筑物体型规则、简洁时,其受力性能明确,在设计过程中就简单分析在地震作用下结构的内力和实际反应,且易于处理结构细部的构造,因此这类结构在遭受地震后受到的损害相对较轻。反之,建筑体型困难、不规则时,强度和刚度就简单发生突变,引起应力变形或集中,形成结构上的薄弱环节,从而造成较大的危害。 (2)力求建筑平、立面质量分布和刚度对称 建筑的质量分布和刚度不对称,在地震作用下就会发生非常明显的扭转振动。因此, 建筑中的独立单元及整个建筑应力求质量、刚度对称,使其刚心与质心偏心很小甚至完全重合。 (3)建筑的刚度改变和质量须匀称 建筑沿竖向分布的刚度和质量经常是不匀称的。比如, 楼层错尾的存

11、在或在层高范围内框架的填充墙设置不连续,短柱就在框架上形成。地震时就易对建筑造成损害。所以设计时必需实行必要的构造措施,对建筑结构中沿竖向分布不连续的质量和刚度加以限制。 3、选择合理的抗震结构体系 (1)应有多道抗震防线 多道抗震防线,是指在地震作用下,一个抗震结构体系中的一部分延性好的构件最大限度发挥其耗散、汲取地震能量的作用, 首先达到屈服,起到第一道抗震防线的作用,其它构件则在其后依次屈服, 从而形成其次、第三或更多道抗震防线。这样可以避开整个建筑结构体系因部分构件或结构破坏而丢失抗震实力。所以,结构设计须考虑设置多道抗震防线。 (2)应具备良好的耗能、变形实力和必要的强度 一个没有足

12、够延性, 只有较高的抗侧力强度的抗震结构体系,在地震时很简单遭到破坏。但假如其抗侧力强度不高, 而有较大的延性,在地震作用不大的状况下,建筑结构就不会受到破坏,只会产生较大的变形。假如抗震墙设置在框架中,就可增加其抗剪力强度;假如届边约束构件加在砌体结构上,能提高其变形实力。这样就增大了两种结构的抗震潜力。 (3)结构刚度和强度分布须合理 如结构刚度和强度分布不合理,会产生塑性变形集中或过大的应力,结构就会突变或其局部受到减弱而形成薄弱部位。对结构上可能出现的薄弱部位,应实行相应措施提升其抗震实力。在剧烈地震下,强度平安储备在结构上并不存在,而推断结构薄弱层的基础就在于构件的实际强度分布。 4

13、、设计合理的建筑结构参数 计算分析参数设计,就是进行建筑各构件的地震响应和地震作用计算,各墙柱梁板变形及承载力计算包含于其中。把正确的计算模型建立在建筑结构的实际工作状况基础上,并依据概念设计做适当的简化处理、计算。多遇地震作用下的困难结构进行变形、内力分析时, 应采纳的力学模型不少于两个,且不相同,其计算理论主要有两种,即主拉应力与剪摩理论。其中,主拉应力理论适用于砖砌体, 而剪摩理论适用于砌块结构。应仔细分析推断计算机的计算结果,确认其合理、有效后,才能用于工程设计。结构的位移、剪重比、自振周期等是结构计算限制的主要计算结果。 参考文献: 1黄浙青,朱小德.浅谈结构设计中的抗震设计J. 科技创新导报, 2022,(28) 2李智建,石延明.浅谈建筑结构设计中的抗震设计J. 科技资讯, 2022,(12) 注:文章内全部公式及图表请用PDF形式查看。 第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页

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