抗震結構設計范文

時間:2023-03-19 08:45:31

導語:如何才能寫好一篇抗震結構設計,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1

關鍵詞:建筑結構設計;抗震設計;建筑設計

抗震結構設計已經成為目前建筑結構設計中較為重要的組成部分,并關系到建筑工程的質量及人員的安全。尤其在一些地震多發地區內,更要提升抗震結構的設計水平,保障建筑的安全性。下文將重點對抗震結構設計展開分析探討,對其遵循原則及設計理念予以詳細說明。

1實施抗震結構設計的目的

建筑結構設計中,抗震結構設計主要是為了實現以下三個目標:一是保證建筑在小強度地震災害影響下不會存在任何破損或裂縫等病害問題,維持建筑正常使用;二是要求建筑在中強度地震災害中,存在輕微破損問題,且經過修復后不會對建筑結構帶來任何影響;三是要求在強度較大的地震災害中,建筑處于穩固不倒的狀態下,保證周邊環境及人員安全。所以在建筑設計中,要做好抗震結構的科學處理,根據現有資料數據,對區域地震災害等級加以分析,確定建筑抗震性能,合理規劃結構布局,改善抗震效果,維護建筑結構穩固性和安全性。

2建筑抗震結構設計中需要嚴格遵守的設計原則

任何工程設計工作的開展都需要滿足既定原則要求,這不僅是為更好地進行工程管理和控制,同時也是為保證工程建設的規范性、安全性,提高后期利用價值。建筑結構設計中,抗震結構設計作為較為重要的一環,在工作落實中也應該加大對原則要求的重視力度,明確現有的規范指標,并嚴格按照指標內容開展設計活動,完善設計內容,以此更好的推動后續工作的開展,提高建筑結構抗震等級,防止建筑受到外界不良因素的影響,確保建筑結構的穩固性和安全性。具體而言,建筑結構設計中抗震結構設計應遵循的既定原則如圖1。2.1整體性原則在抗震結構設計中,設計人員應從整體性角度實行綜合分析與考量,綜合思考建筑要求,合理規劃建筑結構布局,以此來完善設計內容,優化建筑結構抗震性能,減少問題的產生。同時要注重前期試驗,確定不同等級結構在地震災害中產生的變化特征,合理選擇材料種類,增強結構抗震性。此外,在設計過程中,需考慮到力傳導性特點,避免應力集中在某一點致使局部破損,影響建筑結構質量,威脅建筑安全性。抗震結構設計中涉及的子結構種類較多,若想增強抗震效果,需要開展構件及細節的優化與處理,提高建筑安全等級。2.2清晰性原則抗震結構設計中,主要是通過傳力路徑的科學規劃,對地震力予以分散和消耗,保障建筑結構的穩固性。實際設計中,應堅持清晰性原則,根據建筑結構特征對傳力路徑加以科學規劃。構建三維立體模型,對整個建筑結構實行分析和探討,了解結構受力特征及外力施加中可能出現的位移情況,再結合模型進行計算,承載負荷,以此對傳力路徑加以科學規劃,降低地震災害發生時對建筑結構帶來的影響。2.3結構規則原則結構規則原則要求在在設計過程中增大建筑結構剛度,利用剛度加強建筑結構的穩定性,降低建筑在地震作用下的風險系數。在建筑結構設計中,大部分設計人員都忽略了建筑結構剛度的重要性,這使得建筑在外界壓力增加或地震波作用下,出現位移、破損等問題,破壞了結構的穩定性。為此,設計中就需做好結構剛度的科學把控,尤其要合理計算抗側移剛度,并利用專業軟件加強計算的準確性,增大結構承載力,繼而達到規范標準的要求。

2.4剛度與抗震能力相適應原則

剛度與抗震能力的協調處理可以保證建筑在地震災害下,通過兩個力的相互抵消減輕地震波帶來的干擾和破壞,保證建筑結構的穩定性。在設計中,設計人員要充分考慮到建筑結構剛度和抗震能力間的關系,注重力學參數的準確計算,利用兩者的相互作用力,對地震波加以分散,降低地震波對建筑結構帶來的影響。現階段,隨著高層建筑數量的增多,高度的增加,對抗震結構設計要求有所提高,在抗震結構設計中,需要綜合考慮建筑高度、結構特征,注重承力分析和研究,確定承載能力,科學選擇連接構件,從而優化結構剛度和抗震性能。建筑設計

3建筑結構設計中抗震結構設計的重要意義

地震地質災害對人們的生命財產安全有著較大影響,雖然隨著技術手段的提高,人們可以對地震地質災害予以提前預估,做到科學防控,但其對固定物體的影響還是不可避免的,尤其是對建筑物的影響。所以在設計中,要優化建筑的抗震性能,對地基基礎結構、材料、建筑結構加以科學規劃和處理,增強建筑抗震能力,減少地震災害發生時帶來的危險和破壞。建筑結構設計作為建筑工程施工中較為重要的一環,目的是對建筑結構、材料、施工技術實行科學規劃,以保障其安全性與可靠性,并給出專業的施工方案,推動作業的順利進行。建筑結構設計中,抗震結構設計是非常重要的環節,能夠保證建筑在地震災害影響下的安全性,避免倒塌、損壞等嚴重問題的產生,增加人們居住的安全系數,減少不必要損失的形成。

4建筑抗震結構設計理念

在開展建筑結構設計中抗震結構設計時,為加強設計的合理性,保障建筑結構的安全性,提高工程的價值,需要對抗震結構設計理念進行深度了解和分析,根據現今發展實況及具體要求,開展適當的創新活動,從而更好的指導設計人員工作,轉變傳統設計思想,加強設計的有效性,達成最終的工程建設目標。隨著現代化城市的發展,人們對建筑質量的要求不斷提高,抗震結構設計作為保證建筑結構穩定性的重要內容,應該加大關注力度,不斷嘗試設計理念的優化和調整,以此規范建筑的抗震結構設計,明確指標要求,做到科學選址和規劃,確定抗震等級及紅線范圍,最終優化建筑抗震性能。

4.1更新設計理念,加大抗震結構設計重視力度

在建筑結構設計及抗震結構設計中,最為關鍵的影響因素就是設計人員,如果設計人員不具備專業能力,不具備明確的抗震理念,在設計中很難將抗震與建筑結構融合起來,這樣在地震災害發生時,就會因為抵抗能力不足而出現各種問題,威脅建筑及人們的安全。為此,設計人員需不斷提高自身的專業能力和職業素養,根據建筑行業發展趨勢做好理念的更新和優化,加大對建筑抗震功能的重視力度,采取科學有效措施完成抗震設計,確保建筑結構安全。建筑工程具有規模大、工期長、設計精準度高等特點,故而設計人員在處理時應做到全面分析和考量,制定針對性的設計方案,更好的指導施工作業的開展。抗震結構設計作為其中較為重要的一環,設計人員應加大對其重視力度,轉變傳統設計思想,注重數據資料的收集和處理,完善設計內容,增加結構強度,進而減少地震災害帶來的破壞,保障工程的整體效果。再者,還應該充分利用網絡資源對抗震結構設計進行深入分析和探討,了解地震帶分布特點,掌握板塊運動規律,不斷完善抗震結構設計內容,符合建筑結構設計的相關要求,提高建筑整體水平,延長建筑使用壽命。設計完成后,還需開展專項評估和檢測,確保抗震設計符合工程的建設要求。抗震結構的不同其產生的作用也存在較大差異,設計人員應重視這一點,并選擇合適的結構種類,確保最終設計的合理性與科 學性。

4.2科學選址

地震的產生是由于地下板塊劇烈運動強烈碰撞形成的,破壞性強、危險性高。基于這一實際情況,在開展建筑設計工作時,就應選擇合適的施工場地,減少地震災害造成的破壞。由于建筑物的震害是由一些地質運動造成的,可以考慮選擇一些地質較強的位置來建造建筑物。在選擇抗震地理位置時,應基于以下兩個方面:一方面可選擇地質偏硬的地理空間建造建筑。該類型地質結構的承載力較大,不容易出現地震或山體崩塌等問題。在建筑建設中,可有效提升結構剛度和承載力,削弱地震的破壞力;另一方面選擇地勢平坦寬闊的區域,該區域穩定性強,地殼運動激烈性不高,地震等級也會相對較低,可以降低抗震結構設計難度,改善建筑結構抗震性能,增大建筑安全系數。

4.3明確設計指標

在抗震結構設計中,設計人員需開展現場勘察,收集齊全的數據資料,明確設計指標要求,并以此為基礎更好的規劃設計方案,提高建筑結構抗震等級。在設計過程中,指標參數的確定要做到科學合理,要考慮到可能發生的問題及帶來的影響,切實增大建筑結構承載力、強度和剛度。另外,在設計指標確定中,還應考慮到國家現有規范標準,全面分析地震作用力對建筑的傷害等級,以此為依據,完善抗震結構設計方案。此外,在設計過程中,設計人員還要樹立全面管控意識,從多方面展開考量,注重設計的合理性、可靠性。

4.4提升抗震等級

在抗震結構設計中,如果抗震等級要求未達到標準要求,在日后使用中仍會受到地震波的影響,并導致建筑結構出現破損、裂縫、位移等問題,降低建筑質量。為此,在設計中,設計人員就需要對建筑抗震等級要求予以掌握,增強抗震性能合理性,減少建筑結構病害的產生。如在高層建筑結構設計中,設計人員可利用計算機軟件對結構性能特征加以分析,重點了解結構物理剛性,掌握其位移及扭轉力參數。在分析過程中,可按照建筑形狀的常規設計要求,遵循國家相關技術規范,合理測量和判斷高層建筑的物理剛度,使高層建筑的扭轉力和位移剛度在1.1-1.2之間。在剪力墻與簡化連梁的設計中,需使相關參數符合如下要求:連梁跨度高度比要控制在2以內,設置暗柱作為支撐結構,保障結構穩定性;設計過程中如發現連梁跨度高度比在1以內,需要設置交叉暗柱作為支撐結構。地震運動多是受到地殼垂直運動導致的,所以在抗震結構設計中,設計人員還需對地質地理結構特征及運動軌跡予以詳細了解,并根據以往數據資料開展分析工作,對建筑所在區域及周邊環境加以科學把控,預測和判斷地震發生頻率、地震等級變化,為抗震結構設計提供依據和參考(如圖2)。同時,設計人員還要分析該地區的地震運動趨勢,使區域建筑工程地質結構總體布局和該區域地震運動趨勢大致處于相對垂直的狀態,以降低特大地震對區域建筑工程前期設計的不利影響。4.5抗震防線設計抗震防線的科學設置可以在保證建筑結構整體性的前提下,優化建筑結構抗震性能,確保建筑的穩定性和安全性(如圖3)。抗震防線規劃設計原理為:在無大震的特殊條件下,注重側向抗震性的有效延伸,以此保護建筑結構,優化抗震功能。通常情況下,抗震防線會設置三條,一條主兩條次,以主線為主,開展防控處理。因為在地震災害中,主要抗震線被破壞后,其他兩條抗震防線才會出現問題,所以設計中要開展科學分析與考量,以確保放線質量。

4.6結構選型

抗震結構設計中,結構選型合理性對于抗震效果提升有著重要意義,在設計過程中應加大重視力度,增強整體設計有效性。在建筑工程結構抗震類型的設計和應用中,必須特別注意建筑結構抗震類型的正確設計和選擇。根據建筑的具體功能要求及主體結構的特點,做到精心設計和分析,通常體現在兩個方面,即立面的主體結構和建筑平面的主體結構,具體如圖4所示。在抗震結構設計中,還應該遵循既有原則和要求,保障結構的安全性和穩定性,從而優化建筑抗震性能,有效提高建筑質量,延長建筑的使用壽命。為此,在建筑結構選型中,設計人員需要分別從整體性、安全性、協調性等多方面進行分析和考量,增強結構抗震效果,提高建筑穩定性和安全性。另外,在抗震結構設計中,分析結構受力特征,并根據結構性能要求,對抗震性加以科學分析,以削弱地震破壞力,保證建筑的質量和安全。

結語

綜上所述,為加強建筑結構的穩定性和安全性,應加大對抗震結構設計的重視力度,根據現有規范要求及建筑特征,對建筑結構抗震性實行科學規劃和處理,提高結構剛度、強度、承載能力,科學選型、選址,保障建筑安全性,降低地震災害帶來的破壞和威脅,在提高建筑質量的基礎上,為人們營造安全舒適的建筑空間。與此同時,抗震結構設計水平的優化也是推動整個建筑行業持續前行的關鍵,值得相關人員加以重視和探討。

參考文獻

[1]吳振.建筑結構設計中的抗震設計理念分析[J].現代物業(中旬刊).2020(01)

[2]胡安吉.建筑結構抗震設計理念與方法分析[J].居舍.2020(02)

[3]茹彩磊.建筑結構抗震設計關鍵問題及對策研究[J].居舍.2019(35)

[4]高繼紅.混凝土建筑抗震結構設計有效對策探討[J].建材與裝飾.2020(04)

篇2

關鍵詞:建筑結構、人防結構設計、抗震結構設計、比較分析

人防結構設計主要是為了建筑結構能夠承受常規武器或核武器爆炸動荷載的作用,其基本要求也是基于一般抗震設防的要求,在具體的設計過程中應特別強調設計結構能夠最大可能地承受常規武器或核武器爆炸所引起的震動荷載。因此,可以說人防結構設計與抗震結構設計二者之間既有相同之處也存在一些不同點。

一、建筑工程人防結構設計與抗震結構設計的內容

1.1 建設工程人防結構設計

人防結構設計是人防建設工程的一項關鍵環節,應該說是人防建設工程不可缺少的建設過程之一。人防建筑工程的結構設計質量的好與壞與擬建人防建筑工程項目的社會經濟效益和戰爭備防效益有著直接的聯系,并能夠起到決定性的作用。設計時建筑工程的基礎,若要保證人防建設工程的質量,首要任務就是要保證人防結構設計的質量。人防工程是一種要求比較高的特殊防護地下建筑類型,通常按照建筑的形式可以分為掘開式人防工程和暗挖式人防工程兩種,其中掘開式人防工程又包括單建式人防工程和附建式人防工程,而暗挖式人防工程則包括坑道式和地道式兩種。

1.2 建設工程抗震結構設計

一般的建筑工程結構都必須要求在規定的設計使用壽命期限內要保證建筑結構具有足夠的耐久性和可靠性,即建筑工程結構在設計使用期限內且在規定的使用條件下完成預期功能使用的概率。由此看出,建筑結構的耐久性和可靠性是對結構的定量分析與描述。

建設工程抗震結構設計除了要滿足結構使用耐久性和可靠性以外還需要滿足必需地安全性和適用性等質量安全方面的性能指標。安全性指標是指建筑工程結構在正常地設計、施工和使用條件之下,能夠承受在施工與使用情況下出現的各種荷載或變形,特殊情況下發生的偶然荷載或突發事件要保證在發生事件前后結構的穩定性能不變。而適應性指標主要是指在建筑結構正常使用的情況下能夠在規定使用期限內其結構不產生變形、裂縫和振動等。

二、建筑工程人防結構設計與抗震結構設計的對比分析

2.1 設計原則的對比

建筑工程人防結構設計原則與抗震結構設計原則相同,二者的結構設計都要盡可能地要求高延性,盡量避免設計建筑工程結構的脆性破壞,人防結構設計與抗震結構設計對于擬建建筑工程鋼筋混凝土結構構件通常都具有“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等基本設計原則。同時,二者還遵循建筑工程內部結構構件之間的相互協調、協同工作的原則,盡量較少在結構構件設計與施工當中出現薄弱環節或部位。人防結構設計還需考慮結構構件各個部位能夠正常地工作,杜絕出現存在薄弱環節或部位導致工程結構整體抵抗應力作用不足等情況,而工程抗震結構設計同樣著重強調于此點,以防止因為發生偶然荷載或突發事件造成大震結構薄弱環節或部位的倒塌,這一點與工程力學上所講的應力集中現象類似。由于建筑結構構件如果具有較大的延性,可利用吸收結構內部動能和抵抗結構外部動荷載。因此,對于工程結構設計提高延性極具可實施性,人防結構設計與抗震結構設計對如何提高延性的構造措施主要是通過利用以上原則展開的,如可以充分地利用結構受彎構件或大偏心受壓構件的變形吸收動荷載的能量,通過緩沖作用減輕各個構件支座截面的抗剪負擔和受力柱的抗壓負擔,以確保建筑結構在完全曲屈服前不再出現另外的剪切力破壞,在屈服后還具有足夠的延性以保證構件形成最終的塑性破壞,從而達到提高建筑結構整體承載力的目的。

2.2 設計方法的對比

人防結構設計的方法主要是依據動力分析原理,一般是采取等效靜荷載的辦法展開設計分析工作。由于建筑抗震結構設計是基于擬建工程結構在施工或使用的條件下的設計過程,建筑結構構件在各種動荷載的綜合作用下,結構構件振型與相應靜荷載作用下撓曲線非常相似,而且在動荷載的作用下建筑結構構件的破壞規律與相應的靜荷載作用下的破壞規律也相似,因此在動力分析過程中,可以通過將建筑結構構件進一步簡化為一種單自由度體系,查表可得相應的動力系數,以動力系數與動荷載峰值相乘得到等效靜荷載。這樣一來,建筑結構構件相當于在等效靜荷載的作用下,而其各項內力就是在各種動荷載作用下的內力最大值。同時,為能夠滿足結構構件抗力的要求,應用等效靜荷載分析法時,建筑結構材料參數還應加入材料強度綜合調整系數予以調整修正,最后通過建筑結構構件在綜合動荷載作用下的變形極限允許延性比加以控制,按照允許延性比進行彈塑性能的驗算得到最終的設計結果。

抗震結構設計的方法通常是以“三水準、二階段”為最基本的設計準則,以“小震不壞,中震可修,大震不倒”為總的設防目標。人防結構設計的方法一般先取小震地震動參數計算結構彈性下的地震作用效應進行相關的結構構件截面承載力的驗算,然后是對大震下的結構彈塑性變形力驗算完成“二階段”設計要求,最后通過應用工程結構概念設計和抗震構成措施來完成“大震不倒”的第三水準設計要求。

2.3 荷載作用方式的對比

人防結構設計與抗震結構設計二者在荷載作用方式方面的相同點在于都為偶然動荷載,設計時均可以以具有一次作用效果考慮,而主要的不同點在于防震結構的荷載作用方式是由于地震事件造成地面運動而引起的動態慣性作用力,是間接的。人防結構所承受的動荷載主要是外部動能量直接作用于人防結構的附屬構件,而人防結構內部構件只是間接的承受附屬構件以及建筑上部結構的荷載作用。人防結構所承受荷載持續時間極短,瞬時動態量卻非常大,且在持續過程中會隨著時間不斷地迅速衰減。在人防動荷載的作用下,材料的力學性能與在靜荷載作用下相比,材料的力學性質發生了比較明顯的變化,主要的表現是材料在快速加載作用過程中各種材料強度的提高和結構構件承載能力可靠性指標的變化。

三、結束語

通過以上對人防結構設計與抗震結構設計的對比進行的分析與討論可以看出,無論是人防結構設計還是抗震結構設計都是我國建筑設計行業的重要組成內容。由于本人自身的專業知識水平和施工與設計經驗非常有限,僅對人防結構設計與抗震結構設計內容以及二者之間的相同點與不同點進行簡要的對比分析與討論,目的只在于能夠和同行朋友們進行學習交流。其實,人防結構設計與抗震結構設計問題一直都是相關設計技術人員所共同關心的話題,如何能夠有效解決一些相關設計上的問題才是能夠確保建筑工程設計質量以及本文討論的價值所在。

參考文獻

[1] 閆顏,閆雁軍;結構設計中的抗震措施與抗震構造措施;中國建設信息;2007,10(04):123 - 124

[2] 肖世健;淺談人防地下室結構設計;山西建筑;2007,17(35):90 - 91

[3] 張富成;結合實際分析人防建筑結構設計;建材與裝飾:上旬;2011,09(08):129 - 129

[4] 亢智敏,王立偉;論建筑結構設計中的抗震設計;科技資訊;2009,12(18):102 - 104

篇3

關鍵詞:混凝土建筑;抗震結構;設計

中圖分類號:TU375 文獻標識碼:A

引言

隨著社會的不斷發展,建筑業也隨之發展程度很大,建筑的多樣化和高度化越來越多,同時,人們對建筑的實用性要求也在不斷提高,因此,在建設中,我們就要考慮很多因素。地震發生具有隨機性、強破壞、伴隨余震次數多等特點,給社會帶來巨大的損失,而混凝土建筑抗震能力的強弱、建筑的抗震性能關系到人民的生命財產安全,但是就目前情況來看,建筑結構的抗震性能還存在一定問題,由于地震造成的巨大災難給人們敲響了警鐘,所以,提高混凝土建筑結構的抗震性能成為現代建筑重點研究的課題。

一、混凝土建筑抗震結構的分析

現代建筑結構形式主要是一個垂直于地面的豎向懸臂結構。其建筑的垂直荷載主要使建筑結構產生一個與地球引力相抗衡的軸心力;建筑的水平荷載使建筑結構產生彎矩。從建筑結構的受力特點進行分析可以看出:當建筑的垂直荷載方向保持不變時,隨著建筑高度的不斷增加僅僅會引起量的增加而已,而這時水平荷載的方向就可以來自四面八方;而當建筑為平均分布荷載時,建筑的高度就和彎矩呈現出二次方的變化。

再從建筑的側移特點來看:建筑豎直方向荷載引起的建筑位移是比較小的,而水平方向的荷載作為平均分布的荷載時,建筑的高度就和其側移呈現出四次方的變化。在混凝土建筑結構中,水平方向的荷載對建筑結構的影響是要遠遠大于垂直方向荷載對建筑結構的影響的,所以在進行混凝土建筑建設時,水平荷載是在進行結構設計時需要重點控制的影響因素,所以除了在保證建筑結構抵抗水平荷載產生的彎矩、剪力以及壓、拉應力時,要具有較大的強度以外,還要保證建筑結構具有足夠的剛度,使得建筑隨著高度的不斷升高,所引起的側向變形能控制在結構規范允許的范圍之內。

二、混凝土建筑的抗震結構體系選擇

在進行混凝土建筑結構設計時,應當根據所建設工程的具體使用功能、房屋的高度與寬度的比值、抗震設防的類別、場地的類別以及建筑地基的實際情況、建筑所用的結構材料和施工工藝等相關因素,進行綜合的比對分析,從而選擇出最為合適的建筑結構體系。混凝土建筑的鋼筋混凝土結構可以采用框架、剪力墻、框架-剪力墻、簡體和板柱-剪力墻的結構體系。

建筑的結構框架可以為建筑在進行室內空間的布置時提高其靈活性。當建筑的層數較少的時候,水平方向的荷載對建筑結構的影響是比較小的,所以采用框架結構是比較合理的設計。框架結構主要受到剪力作用的影響,屬于柔性結構,其在建筑層數較多時就會受到限制,所以框架結構主要用在非抗震設計以及層數相對較少的建筑當中。

建筑的剪力墻結構中,其剪力墻是沿著建筑的橫向方向和縱向方向,進行正交布置或者是多軸斜線交布置的,是由鋼筋混凝土墻體來承受建筑所有的水平方向和豎直方向的荷載,是屬于以彎曲變形為主的剛性結構。所以剪力墻這種結構的抗側力剛度相對較大,在水平方向的作用力下側面方向的變形相對較小,具有良好的空間一體性。但剪力墻結構的缺點就是其結構的自重比較大,在進行建筑的平面布置時具有局限性,很難滿足建筑內部需要建設大空間結構的要求。所以剪力墻結構更多的是運用在墻體的布置以及對于建筑的面積要求不大的建筑工程中,這樣既彌補了剪力墻的缺點,減少了非承重隔墻的數量,同時也使建筑更加的美觀,具有整體性。

建筑的框架-剪力墻結構主要是指:在建筑框架結構中的適當部位,增添設置一些剪力墻,是剛性結構與柔性結構的融合體系,能提升混凝土建筑大開間的使用空間。在這種體系當中,建筑的主要結構是由若干道單片剪力墻以及框架相互構成的,在這樣的結構體系當中,框架和剪力墻將共同承擔起建筑水平方向的受力。而從這兩者的受力特點進行分析后,可以看出由于兩者的變形方式不同,所以在進行協同工作時,框架結構能協助頂部剪力墻進行抗震,底部剪力墻能協助框架進行抗震,以此發揮出各自的抗震最佳效果,提升了建筑的抗震性能,被廣泛運用在混凝土建筑抗震的設計上。

三、混凝土建筑的抗震結構布置

在進行混凝土建筑的獨立結構單元布置時,應該使得建筑結構平面的形狀相對簡單、規則、剛度和承載力都能均勻的分布。建筑的豎直方向體型應該規則、均勻,避免有過大的外挑和內斂。建筑結構的側向剛度應該是下部剛度大上部剛度小,并逐漸的進行變化。其混凝土建筑在進行結構布置時應該遵循以下幾點要求:

1、在進行混凝土建筑的結構布置時應該具有必要的承載能力、足夠大的剛度以及變形能力。

2、在進行混凝土建筑的結構布置時,應該注意避免因為部分建筑結構或者是構件遭受損壞,從而導致了建筑結構的整體喪失對重力、荷載以及地震的承受能力。

3、在進行混凝土建筑的結構布置時,對可能出現的薄弱環節進行嚴格的審核,并且及時采取相應的有效措施來進行應對。

4、在進行混凝土建筑的結構布置時,其建筑結構的豎直方向和水平方向的布置,應該使建筑的剛度以及承載力進行合理的分布,避免因地震時引起的局部突變和扭轉效益的發生,具有多道抗震設防的特點。

四、混凝土建筑的抗震結構計算

目前國內外在進行混凝土建筑抗震結構的計算時,都開始廣泛的采用電腦軟件,特別是在面對一些比較復雜的建筑結構形式時,電腦軟件能對其提供巨大的幫助。在運用電腦軟件進行建筑抗震結構的計算時,要求建筑結構的工程師必須具有清晰的結構概念,能準確在計算機上建立出反映工程實際情況的模型,還要能對其計算結果是否具有準確性、合理性做出分析。

在利用計算機進行對混凝土建筑的抗震結構計算時,要求計算機軟件的技術條件應該符合相關的標準規范,并且在進行特殊結構處理計算時,還要闡明其內容方面相關的科學依據。在面對復雜結構下,多發地震災害的建筑內力和變形的分析時,至少要采用兩個不同的力學模型進行研究計算,對計算出來的結果進行準確的分析、確認無誤后,才能進行相關建筑工程的抗震結構設計。

五、提高混凝土建筑結構的抗震性能

由于混凝土建筑的受力特點與低層建筑的受力特點有所不同,所以在地震頻發區,進行混凝土建筑結構的設計時,除了在保證建筑結構具有足夠良好的強度以及剛度以外,還必須具有一定的塑性變形能力,來減少地震對混凝土建筑的破壞。

混凝土建筑如果采用框架結構的設計,應該保證節點基本不會受到破壞,同一樓層中各個梁柱的兩端屈服歷程越長越好,而梁柱兩端的塑性鉸的出現應盡可能相對分散,以此充分發揮出整體框架結構的抗震能力。

結語:隨著我國高層建筑的高速發展,結構體系日趨多樣化,建筑平面布置與豎向體型也越來越復雜,這就給混凝土建筑結構分析和設計提出了更高的要求。但是,由于地震作用是一種隨機性很強的循環、往復荷載,建筑物的地震破壞機理又十分復雜,存在著許多模糊和不確定因素,在結構內力分析方面,結構工程師在規劃混凝土建筑結構時,應該充分研究以往地震對建筑作用的資料,采取合理有效的對策增強其結構的抗震性能,使其具有良好的抗震效果。

參考文獻

[1]王繼偉. 淺談混凝土結構建筑抗震結構設計[J]. 科技創新導報,2012,33:48.

篇4

【關鍵詞】建筑;結構設計;抗震設計

1 導言

隨著社會不斷進步與發展,人們在生產生活中的用地面積逐漸增加,對物質生活的質量要求不斷提高,所以在房屋建筑方面一直呈現建筑高層及超高層的趨勢。這種高層建筑的結構實質上來說很復雜,為了保證這類高層建筑的抗震能力,對建筑設計中的抗震設計來說是相當大的挑戰。建筑結構設計中的抗震設計是一種復雜并且系統性極強的工作,從建筑的選址到建筑的結構設計都要進行嚴謹的抗震設計,根據不同的建筑項目,不同的抗震方法進行不同的建筑設計及抗震設計,保證建筑的抗震能力符合其結構設計。所以在對房屋建筑進行建筑結構設計時應根據建筑的特點選擇合適的抗震設計。

2 建筑結構設計中抗震設計的基本原則

2.1建筑結構構件的性能

在進行建筑設計時,承載力、穩定性等建筑結構構件是抗震設計考慮范圍內的重點內容。其中應遵循強柱弱梁、強節點弱等結構構件的基本原則。對于構件的薄弱部位進行重點的抗震能力設計。

2.2抗震防線的布設點設計

延性設計是抗震設計中的重要組成部分。延性良好的體系進行組合形成抗震的整體結構,為更好的實現抗震設計需要延性良好構件之間的協作。在建筑結構設計時應盡量多布設抗震防線,預防余震的發生。

2.3建筑結構構件的強弱關系

在進行建筑結構設計時應注意構件間的強弱關系。在抗震設計的過程中若出現一部分較強情況,則必定存在其薄弱的地方,強弱兩者間必須正確處理。

3 建筑結構設計中抗震設計需注重的問題

當前,一些建筑設計人員沒有形成對抗震設計的正確認識,導致在設計過程中出現安全隱患,基于此,筆者針對建筑結構設計中抗震設計需注重的問題進行論述,包括選擇有利的建筑抗震場地、慎重選取建筑結構體系以及強調建筑物的平面布置規則性等。

3.1選擇有利的建筑抗震場地

建筑結構的抗震設計中要十分注重對建筑抗震場地的選擇,對建筑抗震有影響的場地會大大降低建筑結構的整體抗震能力。地震災害發生時會引起不同于平常的地表位置錯動,在不同性質、不同結構的場地上的建筑物受地震的侵害程度也不一致。劇烈的地層震動會破壞建筑結構,若加之場地選擇不當,建筑結構會被破壞的更嚴重,甚至會導致建筑的坍塌。因此,選擇建筑場地時要避免建筑的場地,比如土層軟弱或砂土易被液化等地段。如果很難避開這些地段,就需要進行適當的改造,根據確定的抗震級別進行相應的地基加固措施。

3.2慎重選取建筑結構體系

建筑結構抗震方案的設計是進行抗震設計的起點,也是非常關鍵的要素之一,選取恰當的建筑結構體系與建筑物的整體安全有著密切聯系,需要特別以下三個方面。第一,抗震設計不能以偏概全,切忌由于個別建筑結構而影響建筑物的整體抗震性能。要保證建筑結構存在一定的贅余度,即使是在建筑物出現個別部分損壞的情況下,建筑的整體抗震性和穩定性也不會受到影響;第二,明確地震的傳遞路徑,準確做好設計工作中的計算圖。對豎向結構進行具體設計時,在垂直重力荷載條件下,設計要保證其相應條件下的壓應力水平保持均勻,而對轉換結構來說,上部結構的豎向構件會傳來一定的垂直重力荷載,設計時要保證該荷載力要在轉換層經過不少于一次、不多于兩次的轉換;第三,設計人員要特別注意使建筑結構體系的強度與剛度保證在適當的水平。在設計工作中,要確保每個建筑結構部件的剛度和強度得到均勻分配,符合整體設計要求,避免個別部件剛度過弱不足以支撐該部件應支撐的建筑物區域情況的出現,科學的分配剛度和強度。

3.3強調建筑物的平面布置規則性

在實際的建筑結構抗震設計中,除上述兩個需特別注重的問題,建筑物的平面布置要遵循規則性原則,這也是抗震設計工作中非常重要的要素之一。在設計過程中盡量保證方案的規則性,可以有效的提高整體工作效率,達到預定的設計效果。建筑行業結構設計的相關實踐表明,不規則的建筑結構設計要另行采取更為復雜的對策,比如模型計算要用到空間結構相關理論知識等。

4 建筑結構設計過程中抗震設計的主要工作內容

4.1做好建筑場地的選擇工作

針對建筑結構的抗震設計工作中,選擇合適的建筑場地是提升建筑結構抗震性能的首要工作內容,設計師可以在建筑場地的選擇工作中盡量選擇對建筑抗震作用發揮有很大程度提升的平坦性、開闊性兼備的地段來作為建筑工程的具體場地,保證建筑場地范圍內的土地成飛以及土地結構能夠具有較為優秀的密度和硬性,保證其密度以及硬度的均勻性能夠使建筑場地范圍內的土地更好的完成建筑結構的荷載承重工作。建筑場地的選擇過程中應該避開軟土、液化土、山岳、斗破、采空區以及河岸邊緣等相關地段,避免因為上述地段范圍中土體的密實度、堅硬度以及凝結度等相關性能的不夠優秀而導致建筑結構在應對地震災害的過程中出現土地承重荷載能力不夠的現象,對于一些容易發生滑坡、地陷、低劣以及泥石流等山體事故的危險地段也盡量不要選擇其作為建筑結構的設計場地,同時有效的避免建筑場地選擇在地震斷裂帶上的明顯位置,以免降低建筑工程結構對地震災害作用力的抵抗性。

4.2采用科學的結構形式

在進行建筑施工的抗震設計時,應該充分考慮抗震理論,努力提升建筑主體的可靠性和安全性。從目前來看,我國建筑結構主要有鋼筋混凝土結構、砌體結基礎區域或者下部結構。在建筑結構設計中,必須根據抗震要求以及功能特征選用合理的結構方案,在審核結構體系中,也必須考慮結構側移度,特別是高層建筑物結構設計。隨著高層建筑結構高度增加,不僅會讓建筑結構在地震作用以及其他負荷作用影響下增大水平位移,也會讓建筑結構抗側移的剛度增加。而對于不同的鋼筋混凝土結構體系、組成方式、構建以及受力特征,在抵抗側移剛度等方面都具有很大的差異性,所以在使用中,必須根據具體情況,選用合理的高度。

4.3做好建筑結構的參數計算工作

建筑結構的參數設計工作對于完成建筑結構的設計工作,保證建筑結構的抗震性能有著非常重要的影響,設計師應該在建筑結構的設計過程中對具體的建筑結構應該承受的具體作用力進行清晰明確的計算,同時對不同建筑結構類型在面對地震沖擊力時應該具有的荷載作用力承受參數完成相關的計算工作,模擬地震災害的發生過程中建立相應的建筑結構抗震模型,使用先進的計算機技術保證建筑結構的具體參數能夠有效的提升建筑結構的抗震性能,保證建筑結構設計和施工過程中受力的合理性以及科學性。

結束語

建筑結構的抗震設計對于建筑整體的應用性能具有較大的影響,所以在建筑結構設計時應在建筑場地選擇到建筑結構設計的整個過程中,使抗震設計符合相應的要求。建筑結構的防震設計是保證建筑物穩定的基礎,也是對人們生命及財產安全的有效保障。

參考文獻

篇5

關鍵詞:建筑;抗震;結構設計

隨著這幾年來經濟的快速發展,由于建設者開發、使用功能上的要求,高層建筑的體型越來越多樣化。高層建筑不僅在材料和結構體系上逐漸多樣化,而且在高度上也大幅度增長。進入上世紀90年代后,結構抗震分析和設計已提到各國建筑設計的日程。特別是我國處于地震多發區,高層建筑抗震設防更是工程設計面臨的迫切任務。作為工程抗震設計的依據,高層建筑抗震分析處于非常重要的地位。

地震是威脅人類安全的主要自然災害之一。我國是一個地震多發的國家,分布廣、頻率高、強度大、震源淺,是世界上地震災害最嚴重的國家之一。近幾年來,各國歷次地震對人類造成了嚴重災害,通過總結大量的經驗教訓,促使結構抗震設計不斷發展。建筑抗震的實踐表明,一個地震區建筑物,如果沒有良好的建筑總體布置方案,單靠結構抗震計算和抗震的構造措施,在較強烈的地震作用下,仍是難以取得建筑抗震的較好效果,甚至減輕不了建筑物的震害程度。因此,只有建筑設計與建筑抗震設計有機地結合起來,建筑抗震設計水平才能達到一個比較完善的高度。

1 目前我國抗震設計中存在的不足

通過多年對于建筑抗震設計的研究,我國逐漸形成了自己的一套較為先進的抗震設計方法而且日益成熟,但是也有許多考慮欠妥的地方,需要我們今后加以完善。首先,與國外規范相比,我國抗震規范在對關系的認識上還存在一定的差距。美國UBC規范按同樣原則來劃分延性等級,但在高烈度區推薦使用高延性等級,在低烈度區推薦使用低延性等級。這幾種抗震思路都是符合規律的,而目前我國將地震作用降低系數統一取為2.86,而且還把用于結構截面承載能力設計和變形驗算的小震賦予一個固定的統計意義。另外,我國規定的“小震不壞,中震可修,大震不倒”的三水準抗震設防目標也存在一定的問題。該設防目標對甲類、乙類、丙類這三類重要性不同的建筑來說,并不都是恰當的。最后,由于不同類別建筑的不同重要性,不宜再籠統的使用以上同一個性態目標。此外,還應該考慮建筑所有者的不同要求,選擇不同的設防目標,從而做到在性態目標的選擇上更加靈活。

2 高層建筑抗震設計中經常出現的問題

2.1 部分建筑物高度過高

按我國現行高層建筑混凝土結構技術規程規定,在一定設防烈度和一定結構型式下,鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。在這個高度,抗震能力還是比較穩妥的,但是目前不少高層建筑超過了高度限制。在震力作用下,超高限建筑物的變形破壞性會發生很大的變化,建筑物的抗震能力下降,很多影響因素也發生變化,結構設計和工程預算的相應參數需要重新選取。

2.2 地基的選取不合理

由于城市人口的增多和相對空間的縮小,不少建筑商忽略了這一問題,哪里商業空間大就在哪里建。高層建筑應選擇位于開闊平坦地帶的堅硬土場地或密實均勻中硬土場地,遠離河岸,不應垮在兩類土壤上,避開不利地形、不采用震陷土作天然地基,避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險地段建造房屋。高層建筑的地基選取不恰當可能導致抗震能力差。

2.3 材料的選用不科學,結構體系不合理

在地震多發區,采用何種建筑材料或結構體系較為合理應該得到人們的重視。由于我國建筑結構主要以鋼筋混凝土核心筒為主,變形控制要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準。但因其彎曲變形的側移較大,靠剛度很小的鋼框架協同工作減小側移,不僅增大了鋼結構的負擔,而且效果不大,有時不得不加大混凝土的剛度或設置伸臂結構,形成加強層才能滿足規范側移限值。

2.4 較低的抗震設防烈度

許多專家提出,現行的建筑結構設計安全度已不能適應國情的需要,建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高。我國現行抗震設防標準是比較低的,中震相當于在規定的設計基準期內超越概率為lO%的地震烈度,較低的抗震設防烈度放松了高層建筑的抗震要求。

2.5 建筑外形與平面功能影響結構布置

現在某些政府規劃部門領導根本不懂結構,純粹為了形象美觀而對建筑設計指指點點,從而使建筑偏離了建筑設計師的最初理念,你對他提出的修改意見不予理會,你就通不過。還有某些建筑設計師根本就缺乏抗震設計的概念,在高烈度區設計出高層建筑的大懸挑,這既增加了工程造價,有埋下了安全隱患,不負責任的叫囂“沒有做不出的結構”,那要看付出的代價和收獲是不是對等。

3 高層混凝土建筑抗震結構設計策略

3.1 高層混凝土建筑的結構體系選擇

高層建筑結構應根據建筑使用功能、房屋高度和高寬比、抗震設防類別、抗震設防烈度、場地類別、地基情況、結構材料和施工技術等因素,綜合分析比較,選擇適宜的結構體系。高層建筑鋼筋混凝土結構可采用框架、剪力墻、框架- 剪力墻、筒體和板柱-剪力墻結構體系。

框架結構可為建筑提供靈活布置的室內空間。當建筑物層數較少時,水平荷載對結構的影響較小,采用框架結構體系比較合理;框架結構屬于以剪切變形為主的柔性結構,使用高度受到限制,主要用于非抗震設計和層數相對較少的建筑中。剪力墻結構中,剪力墻沿橫向、縱向正交布置或多軸線斜交布置,由鋼筋砼墻體承受全部的水平荷載和豎向荷載,屬于以彎曲變形為主的剛性結構。該種結構的抗側力剛度大,在水平力作用下側向變形小,空間整體性好。但剪力墻結構自重大,建筑平面布置局限性大,難以滿足建筑內部大空間的要求。因此更多地用于墻體布置較多,房間面積要求不太大的建筑物中,既減少了非承重隔墻的數量,也可使室內無外露梁柱,達到整體美觀。

框架――剪力墻結構是指在框架結構中的適當部位增設一些剪力墻,是剛柔相結合的結構體系,能提供建筑大開間的使用空間,是由若干道單片剪力墻與框架組成。在這種結構體系中,框架和剪力墻共同承擔水平力,但由于兩者剛度相差很大,變形形狀也不相同,必須通過各層樓板使其變形一致,達到框架和剪力墻的協同工作。從受力特點看,剪力墻是以彎曲變形為主,框架是以剪切變形為主,由于變位協調,在頂部框架協助剪力墻抗震,在底部剪力墻協助框架抗震,其抗震性能由于較好地發揮了各自的優點而大為提高。因此可以適用于各種不同高度建筑物的要求而被廣泛采用。板柱- 剪力墻結構,由于在板柱框架體系中加入了剪力墻或井筒,主要由剪力墻構件承受側向力,側向剛度也有很大的提高。這種結構目前在7、8 度抗震設計的高層建筑中有較多的應用,但其適用高度宜低于一般框架- 剪力墻結構。

3.2 減少地震發生時能量的輸入

在具體的設計中,積極采用基于位移的結構抗震方法,對具體的方案進行定量分析,使結構的變形彈性滿足預期地震作用力下的變形需求。對建筑構件的承載力進行驗收的同時,還要控制建筑結構在地震作用下的層間位移限值;并且根據建筑構件的變形和建筑結構的位移之間的關系,確定構件的變形值;根據建筑界面的應變分布以及大小,來確定建筑構件的構造需求。對于高層建筑,在堅固的場地上進行建筑施工,可以有效減少地震發生作用時能量的輸入,從而減弱地震對高層建筑的破壞。

參考文獻:

[1] 伊小群.高等民用建筑結構的抗震設計探討[J].中國高新技術企業,2010,(20).

篇6

[關鍵詞]建筑結構設計;抗震設計;研究

中圖分類號:TU3 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2014)08-0227-02

根據建筑結構抗震設計的規范可知,建筑結構可以通過不同的變量來體現對地震的反應。而在具體的抗震設計過程中,對于設計變量的選擇,則需要通過結構自身類型的研究、地震反應特性、地震破壞模式等綜合因素而定。按照抗震設計變量的不同,抗震設計主要分為基于承載力的抗震設計法、基于位移的抗震設計方法、基于能量的抗震設計方法和基于損傷的抗震設計方法。目前,國內建筑行業的設計人員在進行抗震設計時,主要是根據以承載力為主,結合建筑性能分析的設計原則來進行。

1.承載力的結構抗震設計思想

1.1理論基礎

承載力的結構抗震設計理論是以慣性力的形式反映地震作用,通過靜力分析理論的研究,按照彈性方法計算結構地震作用效應的大小、進行結構彈性位移驗算,并把結構構件的強度是否滿足特定的極限狀態作為結構失效的準則。基于承載力的結構抗震設計方法是現行規范中在考慮結構延性的基礎上普遍采用一種抗震設計方法。

1.2結構構件抗震承載力

在建筑結構設計的抗震設計過程中,必須依托結構構件的抗震力驗算數據來進行。為了確保抗震構件的抗震性能,需要設計地震作用力驗算,即一種以單獨的一項乘以荷載分項系數加入到結構構件的承載力驗算的作用效應的驗算方式。在使用"承載力準則"對建筑結構構件進行安全水準考察時,地震力被視作是一種有效“荷載”以相應地震作用分項系數的取值體現其對建筑構件可靠性水準的影響,而以地震作用效應和其他荷載效應的組合效應起確定結構構件屈服水準的作用則是綜合權衡抗震結構的安全水準的"設計地震力-延性"聯合準則,兩者概念有別,必須區分。

1.3降低系數與抗震措施

在現代的建筑結構抗震設計理念中,為了讓結構在較低的地震作用下保持彈性的工作狀態,必須要降低地震多用參與組合進行結構的抗震承能力的設計。但是在較大的地震作用下,為了讓結構可以通過非有彈性變形抵御部分的地震作用,必須根據設計原則,在抗震設計時,引導結構進行合理的屈服,以滿足設防的要求。根據抗震設計的基本原則和經驗總結可以得出:在特定的地震分區,對于建筑結構而言,如果以設計地震作用為基準,使結構適中保持彈性反應,取用的地震作用越低,建筑結構在相同水準地震作用下位移延性需求會隨之增加,或者水平位移越大,反之,水平位移就越小。

2.基于能量的結構抗震設計

能量的結構抗震設計是從輸入能量和耗散能量的角度,捕捉到結構在強烈地震作用下的非彈性變形歷程,其設計理論考慮了地震強度、頻譜、地震持續時間對結構破壞的綜合因素的影響,從能量角度分析研究地震地面運行以及運動對建筑結構作用。但是基于能量的結構抗震設計理論較為復雜,原因在于能量的變化沒有規律可循。所以,到目前為止,能量的計算方案還未完全建立,基于能量的結構抗震設計方法仍處于研究探索之中。能量概念和破壞模型一直對立存在,成為抗震研究的中并行討論的課題,基于設計理念和思路,對抗震結構的性能分析,又出現新的要求。

2.1設計特點

基于能量的抗震設計方案原理相對簡單,思路簡潔清晰,主要是從能量的角度考察地震對結構的作用,以及結構損傷破壞的相互關系角度闡述地震輸入能量在結構中的轉化、耗散過程。在建筑結構的抗震設計中,以能量分析方法解釋地震三要素(幅值、頻譜特性和持時)對結構抗震性能影響;能量分析為了能夠使塑性累計損傷對結構破壞的影響清晰的反映出來,通過動力時程分析方法求得結構地震反應的全過程,對控制結構損傷性能意義重大。

2.2潛在問題與發展趨勢

以能量譜的形式確定地震作用方式得到了絕大多數人的理解和支持,但能量譜的相關理論還不健全,需要繼續加強研究;能量反應分析因為采用動力時程分析法,此分析方法比較準確,因而被廣泛認可。在建筑結構中,對結構總耗能在非彈性變形耗能與阻尼耗能中的分配以及結構內部非彈性形變的耗能分布規律并沒有明確的研究結果,無法建立一個廣泛認可的關系表達式解釋結構破壞狀態與能量控制參數;目前為止,基于能量分析的抗震設計的研究還有一定的局限性,為了盡早的實現能量分析與實際工程的結合,必須加強自由度體系地震能量反應與單自由度體系反應的關系的研究,建立相應的標準規范,以促進抗震設計的發展,保證建筑的質量。

3.基于損傷的結構抗震設計

通過各國學者的研究證實:地震是一種持續時間短的往復運動,地震的破壞力不僅與結構的低周疲勞效應所造成的累積損傷有關,還與結構的最大變形有關。只有非彈性性能能夠全面反應結構的變形和累積損傷效應的損傷性能參數,所以,通過非彈性性能建立地震損傷模型,按照結構在未來地震作用下的損傷允許值進行抗震設計是一種比較科學合理的設計方法。

4.基于位移的結構抗震設計

基于位移的抗震設計理論思想是為了確保結構達到該水準地震作用下的性能要求,一定水準的地震作用下,以結構的位移響應為目標設計建筑結構和相關構件。其原理是控制結構在大震作用下的層間位移角限值和總移限值,也就是說,為了使結構的塑性變形能力滿足在預期地震作用下的變形要求,需要按照位移要求進行定量分析計算,以獲得相應的資料數據,這是一種相對簡單、合理的方法。該類設計由于設計思想的差異被分為了延性系數設計方法、能力譜法、直接基于位移的設計方法三大類,其中能力譜法主要體現的是一種位移驗算方法,而直接位移法和控制延性方法是依據位移目標進行結構設計,本質相同,途徑有異。

5.結語

伴隨著建筑行業的發展,國內相關人員根據多年的研究,逐漸形成了一套較為先進有效的抗震設計方案,并在不斷的發展中進行完善。當然,其中還有尚待改善的方面,只有通過不斷的理論更新和實踐證明,才能逐步成熟。為了確保建筑的抗震性能,滿足建筑能夠適應任何等級的地震,需要繼續完善相關設計理念并用實踐進行檢驗證實,促進我國建筑工程的持續健康發展。

參考文獻

[1]李田超.淺談工民建結構設計中的抗震設計[J].江西建材,2013(6):29-30.

篇7

關鍵詞:建筑;結構設計;抗震;

中圖分類號: TU2 文獻標識碼: A

1、建筑結構抗震的概述

建筑物本身又是一個龐大復雜的系統,在遭受地震作用后其破壞機理和破壞過程十分復雜。且在結構分析方面,由于未能充分考慮結構的空間作用、非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素,也存在著不確定性。因此,結構工程抗震問題不能完全依賴 “計算設計” 解決應立足于工程抗震基本理論及長期工程抗震經驗總結的工程抗震基本概念,從“概念設計” 的角度著眼于結構的總體地震反應,按照結構的破壞過程,靈活運用抗震設計準則,全面合理地解決結構設計中的基本問題,既注意總體布置上的大原則,又顧及到關鍵部位的細節構造, 從根本上提高結構的抗震能力。建筑抗震概念設計是根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想,進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程概念設計涉及到從方案、結構布置到計算簡圖的選取,從截面配筋到件的配筋構造都存在概念設計的內容。強調結構設計的重要性,旨在要求建筑師和結構師在建筑設計中應特別重視規范規程中有關結構概念設計的各條規定,設計過程中不能陷于只憑“結構軟件計算的誤區” 若結構嚴重不規則、整體性差,則按目前的結構設計及計算技術水平,很難保證結構的抗震、抗風性能,尤其是抗震性能。

2、建筑結構設計中的抗震設計

2.1 選擇有利的抗震場地

人們常常看到在具有不同工程地質條件的場地上,建筑物在地震中的破壞程度是明顯不同的。于是人們自然就想到既然在不同場地條件下建筑物所受的破壞作用是不同的,那么,選擇對抗震有利的場地和避開不利的場地進行建設,就能大大地減輕地震災害。另一方面,由于建設用地受到地震以外的許多因素的限制, 除了極不利和有嚴重危險性的場地以外,往往是不能排除其作為建設用場地的。這樣就有必要按照場地、地基對建筑物所受地震破壞作用的強弱和特征進行分類,以便按照不同場地特點采取抗震措施。這就是地震區場地選擇與分類的目的。因此,應選擇對建筑抗震有利的地段,應避開對抗震不利地段;當無法避開時,應采取適當的抗震加強措施,應根據抗震設防類別、地基液化等級,分別采取加強地基和上部結構整體性和剛度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施。

2.2 選擇合理平面與立面布置

在建筑結構的立體結構與設計平面中,則有以下幾方面:

(1)建筑的結構剛度以及它的抗震能力,在水平的地震作用下它是雙向的, 在結構的布置上,結構應該可以抵抗任何方向的地震。一般情況下,可以促使結構從平面的主軸方向,它具有足夠的抗震力和剛度。所謂結構的抗震力,它是從結構的強度以及對延性反映的綜合情況。而結構的剛度選擇則是要減少對地震的作用,但又要控制好對于結構的變形度, 因為變形過大會產生一定的重力效應, 也會破壞結構。

(2)簡單的結構性。所謂結構簡單它是對結構在地震時所具有明確和直接傳力方式,也只有在簡單的結構,才可以把結構的計算模型以及位移內力進行分析,控制薄弱的部位出現,因此對抗震結構的性能估計也是比較可靠的。

(3)整體性結構,在高層的建筑設計中樓蓋的設計在整體結構中會起到十分重要的作用,結構中的樓蓋是等同于一個水平的隔板不僅是傳遞慣性力到每個豎向的抗側力子結構,并且對這些子結構可以協同承受一定的地震作用,當布置不均勻的豎向的抗側力子發生水平變形時在整個的結構中,是要依靠樓蓋的作用把抗側力子結構來協同工作。

2.3 建筑結構體系的合理選擇

建筑結構體系的合理選擇是結構設計應考慮的一個重要問題,結構方案的選取是否合理,對安全性和經濟性起決定的作用。具體而言,應注重以下幾方面的設計:第一,結構體系應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。抗震設計的一個重要原則是結構應具有必要的贅余度和內力重分配的功能,即使地震中部分構件退出工作,其余構件仍能將豎向荷載承擔下來,避免整體結構失效或失穩。第二,結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。在這過程中,豎向構件的布置,應盡量使豎向構件在垂直重力荷載作用下的壓應力水平按近均勻;樓屋蓋梁系的布置,應盡量使垂直重力荷載以最短的路徑傳遞到豎向構件墻、柱上去;轉換結構的布置, 應盡量做到使上部結構豎向構件傳來的垂直重力荷載通過轉換層一次至多二次轉換。與此同時,整體抗側力結構體系也必須明確,抗側力結構一般由框架、剪力墻、簡體、支撐等組成,它們宜盡量貫通連續,若它們沿豎向要有變化,則變化要緩慢均勻。第三,結構體系應具備必要的承載能力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。鋼筋混凝土結構具有良好的塑性內力重分布能力,能較充分地發揮吸收和耗散地震能量的作用。第四,結構體系應具有合理的剛度和強度。宜具有合理的剛度和強度分布,避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產生過大的應力集中或塑性變形集中;框架結構設計應使節點基本不破壞,底層柱底的塑性鉸宜晚形成,應當使梁、柱端的塑性鉸出現得盡可能分散;對于可能出現的薄弱部位, 應采取措施提高抗震能力。

2.4 保證結構的延性抗震能力

結構主要靠延性來抵抗較大地震作用下的非彈性變形,因此,地震作用下,結構的延性與結構的強度具有同等重要的意義。為了使鋼筋混凝土結構在地震引起的動力反應過程中表現出必要的延性,就必須使塑性變形更多地集中在比較容易保證良好延性性能或者具有一定延性能力的構件上。具體思路有三步:第一步是選擇一個可接受的塑性變形機構。現在普遍使用“梁柱鉸機構” 即是通常所說的“強柱弱梁”。為了實現能力設計方法中的強柱弱梁機構,我們常的做法是對柱截面的組合彎矩乘以增大系數;也可以對由梁端實際配筋反算出梁端可抵抗彎矩,即實配彎矩乘以增大系數的方法來實現,并用增大后的彎矩值進行柱端控制截面的承載力設計。第二步是要通過人為增大各類構件的抗剪能力,使其不致在強烈地震作用下,在結構延性未發揮出來之前出現非延性的剪切破壞,這即是我們通常所說的強剪弱彎。通常的做法是用剪力增大系數增大梁端、柱端、剪力墻端、剪力墻洞口連梁端以及梁柱節點處的組合剪力值,并用增大后的剪力設計值進行受剪控制截面控制條件,進行驗算和設計。具體措施也有兩類:一類是直接對一跨梁兩端截面的順時針或反時針方向的組合彎矩值乘以增大系數,再與梁上作用的豎向重力荷載代表值一起從平衡關系中求得梁端剪力;另一類是沿順時針或反時針方向求得一跨梁兩端截面按實際配筋能夠抵抗的彎矩,對其乘以增大系數,再與梁上作用的豎向重力荷載代表值一起從平衡關系中求得梁端剪力。第三步是通過相應的構造措施,保證可能出現塑性鉸的部位具有所需的塑性轉動能力和塑性耗能能力。通常通過箍筋加密,限制軸壓比等措施來給予保證。

三、結束語:

地震是一種目前難以準確預測的自然災害。為避免它給人類帶來大的災難,作為工程技術設計人員在建筑結構的研究和工程設計中,應從整體宏觀的觀點出發,綜合處理好建筑功能、技術、藝術、安全可靠性和經濟合理等幾方面內容, 從而創造出更加安全、實用、經濟美觀的建筑。

參考文獻:

[1]覃紹文.論述建筑結構抗震設計相關問題[J].廣東科技,2009,(22) .

篇8

關鍵詞:建筑設計;抗震;設計 建筑體型;設計問題

中圖分類號:TU2;文獻標識碼:A;文章編號:2095-2104(2013)

建筑設計是否考慮抗震要求,從總體上起著直接的控制主導作用。結構設計很難對建筑設計有較大的修改,建筑設計定了,結構設計原則上只能是服從于建筑設計的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設計階段中較好地考慮抗震的要求,則結構工程師就可以對結構構件系統進行合理的布置,建筑結構的質量和剛度分布以及相應產生的地震作用和結構受力與變形比較均勻協調,使建筑結構的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高;如果建筑師提供的建筑設計沒有很好地考慮抗震要求,那就會給結構的抗震設計帶來較多困難,使結構的抗震布置和設計受到建筑布置的限制,甚至造成設計的不合理。有時為了提高結構構件的抗震承載力,不得不增大構件的截面或配筋用量,造成不必要的投資浪費。由此可見,建筑 設計是否考慮抗震要求,對整個建筑起著很重要的作用。因此,我們在建筑抗震設計過程別要注重以下幾個問題。

1建筑設計在抗震方面的必要性

近幾十年來結構抗震設計方法的研究與進展,尤其是各國歷次大地震對人類造成嚴重災害的經驗教訓,使世界各國地震工程學者及工程抗震設計人員逐步取得了較為一致的認識。用形象語言來概括,即遵循“小震不壞,大震不倒”的設計原則。這已成為當今世界各國公認的結構抗震設計準則,并開始在各國規范中有所體現,根據城市和經濟高速穩步發展,對抗震設防提出了更高要求,也打造了良好的物質平臺。有效提高工程抗震能力,越來越成為社會共識。建筑抗震可歸納為:1、慎重選擇場地;2、科學確定工程的抗震設防標準,特殊工程要進行地震安全性評價;3、不同類型建筑要采用適合的結構形式;4、合理布置,平面立面要規則些,底層層高跨度不宜過大;5、盡量采用隔震減震技術;6、注重施工質量;地震是地殼運動在某些階段發生急劇變化時的一種自然現象。據統計,全世界每年發生的地震約達500萬次,其中絕大多數地震由于發生在地球深處或者它所釋放的能量小而人們難以感覺到;而人們感覺到的地震,也即有感地震,僅占總量的1%左右;能造成災害的強烈地震則為數更少,平均每年十幾起。然而,就是這些每年為數不多的地震,卻給人們帶來了無可挽回的巨大經濟財產損失和觸目驚心的人身傷亡事故。據有關方面對世界上130次傷亡巨大的地震震害資料所做的統計表明,95%以上的傷亡是因為無抗震能力或抗震能力低的建筑物倒塌而造成的。典型的例子如,日本是個多地震國家,政府一貫重視建筑物抗震設計,其防震設施和技術相當先進,建筑物通常具備了抗御7~8級地震的能力;而阿爾及利亞當地房屋建筑質量普遍低劣,抗震性能差,地震時易坍塌。由此可見,對建筑物進行有效的抗震設計是減輕地震災情最有效、最根本的措施。

2 建筑設計在抗震中的問題

我國地震活動頻度高、強度大、震源淺、分布廣,是一個地震多發國家。地震是一種多發性的隨機震動,其復雜性和不確定性很難把握,要準確預測建筑物震害的特性和參數,目前還很難做到。抗震慨念的設計強調,在工程設計一開始,就應把握好場地條件和場地土的穩定性、能量輸入、建筑物的平、立面布置及其體形、結構體系、剛度分布、抗側力構件的布置、構件延性;材料與施工質量等幾個主要方面,其中主要的問題有以下幾點:

2.1設計人員“思想保守”與過于“開放”

“思想保守”體現在結構設計方面比較多,例如:現在很多高層住宅,剪力墻過多過厚,由于剛度過大,導致相對側移值過小,遠遠小于規范的規定值,一來不利于建筑物抗震,二來不經濟。

2.2 專業技術知識不扎實,專業之間配合不到位

有些設計人員沒有扎實的專業技術知識,自然設計出的建筑圖紙會出現很多問題,給施工帶來難度。不具備扎實的專業知識,在施工過程中出現的臨時性問題更是難以應付,有的甚至對施工工藝都不太了解。

2.3 平面布局的剛度不均

抗震設計要求建筑的平、立面布置宜規正、對稱,建筑的質量分布和剛度變化宜均勻,否則應考慮其不利影響。但有的平面設計存在嚴重的不對稱:一邊進深大,一邊進深小;一邊設計大開間,一邊為小房間;一邊墻落地承重,一邊又為柱承重。平面形狀采用L、π形不規則平面等,造成了縱向剛度不均,而底層作為汽車庫的住宅,一側為進出車需要,取消全部外縱墻,另一側不需進出車輛,因而墻直接落地,造成橫向剛度不均。這些都對抗震極為不利。

2.4 抗震構造柱布置不當

如外墻轉角處,大廳四角未設構造柱或構造柱不成對設置;以構造柱代替磚墻承重;山墻與縱墻交接處不設抗震構造柱;過多設置抗震構造柱等。

3防震設計的主要策略

3.1 推廣使用隔震和消能減震設計

目前,建筑工程設計時一般都是采用延性結構體系(傳統抗震結構體系),這個體系是適當控制結構物的剛度,地震發生時,允許結構構件進入非彈性狀態,并具有較大的延性,通過這樣的方式來消耗地震產生的能量,減輕地震對建筑物造成的破壞,使建筑物出現裂縫但對整體結構沒有大的影響。隨著新技術和新材料的產生,在傳統抗震結構體系中加入軟墊隔震,滑移隔震,擺動隔震,懸吊隔震等措施,通過這些措施改變結構構件的力學特性,減少地震能量輸入,減輕結構地震反應,是一種很有前途的防震措施。

3.2 減少地震能量輸入

建筑工程結構防震設計時,采用基于位移的結構抗震設計,這樣可以減少地震能量的輸入,設計時要進行定量分析,在地震發生時,結構的變形能力滿足定量分析的變形要求。定量分析師不僅要驗算構件的承載力,還要控制結構在地震震感很強的作用下層間位移角限值或位移延性比。在建筑工程中,選擇堅硬的場地作為地基建造的高層建筑,可以很大程度上減少地震能量輸入,減輕地震的破壞程度。錯開地震的活躍周期,防止地震余震與結構產生的共振破壞。

3.3 建筑工程結構材料的選用

建筑工程結構設計中結構材料選用也很重要。如果結構設計的很完善,同時也符合防震的要求,但是如果結構材料的選用不當,就可能達不到預期的防震效果。在防震結構設計時必須要對結構材料參數隨機性的防震模糊可靠度進行分析,這與以往的結構抗震可靠度的研究不同,以往的研究中只考慮荷載的不確定性而不考慮別的因素。設計時應該綜合考慮了材料參數的隨機性,地震烈度的不確定性以及烈度等級界限的模糊性等因素,確保設計時考慮因素的全面性。

3.4減輕建筑結構自重

減輕建筑結構的自重,對于增強建筑物的防震能力具有很大的影響。從地基承載力來看,如果是相同的地基條件,在不增加基礎或地基處理造價的情況下,減輕結構自重意味著可以增加建造層數,對于軟土地基影響更為明顯。地震效應與建筑物的重量成正比,建筑物結構重量的增加必然引起地震力的增大,建筑物的結構中慣性較大,地震發生時,建筑物的危害性較高。所以在建筑工程設計時盡量采用自重比較輕的結構構件。

3.5 建筑結構應設置多道抗震防線

建筑物為了提高防震性能可以設置多道抗震防線,地震發生時,第一道防線的構件在強烈地震作用下遭到破壞后,后備的第二道乃至第三道防線能抵擋后續的地震動的沖擊,提高建筑物的防震能力。

參考文獻:

[1] 現行建筑設計規范大全[M].北京:中國建筑工業出版社,2008.

[2] 王崇杰,崔艷秋.建筑設計基礎[M].北京:中國建筑工業出版社,2009.

篇9

[關鍵詞]抗震;結構;設計方法;探討

中圖分類號:G621 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)10-0173-01

前言

如何能夠讓建筑在地震中保持安全,不受嚴重的損害,特別是近年來地震頻繁,人們的生命財產受到嚴重威脅,建筑安全則成了社會安全的一個重要影響因素,為保證建筑的抗震能力,設計人員必須要根據相關標準,設計出具有相當抗震能力的房屋。

1.抗震設防的目標

一般來說,抗震設防主要依據的是抗震設防烈度。而抗震設防烈度的依據,是以國家規定權限審批或頒發的文件執行的,其是一個地區作為抗震設防標準。通常情況下,是采用國家地震局頒發的地震烈度區劃圖中規定的基本烈度的。從當前內外抗震設防目標的發展總趨勢來看,其基本要求建筑物在使用期間,可以應對不同頻率和強度的地震,即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。建筑工程在施工中的設防的目標如下:

1)如果所遭受的是低于本地區設防烈度多遇的常規地震,建筑物不受損壞,不需修理仍可繼續使用;

2)如果遭受到本地區規定的設防烈度的地震,建筑物,包括結構和非結構部分,可能損壞,但不會對人民生命和生產設備的安全造成威脅,經修理仍可使用;

3)如果遭受高于本地區設防烈度的罕遇地震,盡量保證建筑物不倒塌。

也就是說,在建筑結構的防震設計上,設計方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度這三個層次進行考慮。從概率上看,多遇地震烈度是發生機會較大的地震級別。按照現行規范設計的建筑,在設計上要達到這樣的防震效果:當遭遇多遇烈度作用時,建筑物處于彈性階段,通常不會損壞;當遭遇相應基本烈度的地震時,建筑物將進入彈塑性狀態,但一般不會發生嚴重破壞;當遭遇罕遇烈度作用時,建筑物可能會有嚴重破壞,但不至于倒塌。

2.建筑結構抗震設計方法要點

我國所頒布的《抗震規范》提出了兩階段設計方法,以實現上述3個烈度水準的抗震設防要求。第一階段的設計方案,必須要符合抗震設計原則,同時根據與基本烈度相對應的眾值烈度(相當于小震)的地震動參數,通過采用彈性反應譜法求得結構在彈性狀態下的地震作用標準值和相應的地震作用效應,接著與其他荷載效應按一定的組合系數進行組合,同時對結構構件截面,進行具有針對性的承載力驗算,如果建筑物較高,還必須要進行變形驗算,以保證其側向變形不要過大。這樣,一方面滿足了第一水準下必要的承載力可靠度,同時也滿足第二水準的設防要求(損壞可修)。當然,最后還必須通過概念設計和構造措施來滿足第三水準的設防要求。對于非地震高發區的大多數建筑結構而言,只進行第一階段的設計已經足夠了,但根據建筑的特點和地區的特征,少部分結構諸如有特殊要求的建筑和地震時易倒塌的結構,還必須要進行第二階段的設計,也就是按與基本烈度相對應的罕遇烈度(相當于大震)驗算結構的彈塑性層間變形是否滿足規范要求(不發生倒塌)。如果發現有變形過大的薄弱層,那應該積極修改設計,或者可以采取相應的構造措施,以滿足第三水準的設防要求,也就是大震不倒。

3.結構選型與結構布置

3.1 結構材料的選擇

選擇哪一種材料對建筑的結構抗震有著直接的影響,所以材料的選擇應該與建筑的方案設計同步,在研究建筑形式的同時進著手進行研究。同時還應該要確定采用什么樣的結構體系。這樣做的目的,主要是為了能夠根據工程的各方面條件,選擇既符合抗震要求又經濟實用的結構類型。結構選型是較為復雜的一項工作,在選擇時必須要考慮建筑的重要性、設防烈度、房屋高度、場地、地基、基礎、材料和施工等因素,再加上經技術、經濟條件比較后再確定。

如果我們單從抗震角度考慮,好的結構型式,應具備以下特點:1)延性系數高;2)“強度/重力”比值大;3)勻質性好;4)正交各向同性;5)構件的連接具有整體性、連續性和較好的延性,并能發揮材料的全部強度。

如果只從數據上看,按照上述標準來衡量,常見建筑結構類型,理論上的抗震性能優劣順序是:1)鋼結構;2)型鋼混凝土結構;3)混凝土一鋼混合結構;4)現澆鋼筋混凝土結構;5)預應力混凝土結構等。

當然,在這里必須要強調的是,我們說的抗震最好的鋼結構,其優越性是相對性的,從優點看,其延性,連接較好,具有可靠的節點,同時擁有在低周往復荷載下有飽滿穩定的滯回曲線,從實際的經驗看,鋼結構建筑的表現都不錯。

3.2 抗震結構體系的確定

不同的結構體系,在抗震性能、使用效果和經濟指標等方面的效果是不同的。因此,確定適合的抗震結構體系至關重要。1)必須具備明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑;2)形成多道抗震防線,避免因部分結構或構件破壞而導致整個體系喪失抗震能力或對重力的承載能力;3)必須具備必要的強度以及良好的變形能力和耗能能力;4)應該具有合理的剛度和強度分布,避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產生過大的應力集中或塑性變形集中;對可能出現的薄弱部位,應采取措施提高抗震能力。

總之,在選擇確定建筑的結構體系時,建筑物剛度與場地條件的關系是必須要考慮的。如果建筑物自振周期與地基土的卓越周期接近一致,那就說明建筑可能會產生共振,進而加重建筑物損害。當然,在選擇結構體系時,還應該要注意選擇合理的基礎形式。基礎應該有足夠的埋深,如果是多層房屋,就應該設置地下室。根據實踐調查,設置地下室的房屋,可以減輕整個結構的震害。至于那些地基軟弱的,就應該考慮選用樁基、筏板基礎或箱形基礎。而針對巖層高低起伏不均勻的情況,則可以考慮選擇樁基,樁基可以穿入非液化土層,使建筑結構更加穩固。如果建筑物層數不多、地基條件又較好時,也可以采用單獨基礎或十字交叉帶形基礎等。

3.3 結構布置的一般原則

3.3.1 平面布置力求對稱 通常情況下,對稱結構在地面平動作用下只會發生平移振動,各構件的側移量相等,這樣就使得水平地震作用按構件剛度分配,所以各構件受力比較均勻,不會導致力的分布失衡。如果是非對稱結構,剛心會偏在一邊,質心與剛心不重合,即便只是發生地面平動也可能出現扭轉振動。最終會導致遠離剛心的構件,側移量大,承擔過度的水平地震剪力。這就很容易發生嚴重破壞,甚至可能會導致整個結構因一側構件失效而倒塌。

3.3.2 豎向布置力求均勻 結構豎向布置均勻,可以最大限度的使其豎向剛度、強度變化均勻,這樣可以有效的避免出現薄弱層。從建筑結構的特點看,臨街的建筑物,往往會因為商業的需要,底部幾層有大空間的設置。非臨街的建筑物,底部也可能門廳、餐廳或停車場,而出現大空間。在這種結構中,上部的鋼筋混凝土抗震墻或豎向支撐或砌體墻體到此被中止,而下部須采取框架體系。地震經驗指出,這種體系很不利于抗震。因此,在實際的抗震結構設計中,應該要保持結構豎向布置的均勻。也就是說,同一樓層的框架柱,必須要具有大致相同的剛度、強度和延性,以此避免地震時,因受力大小懸殊而被各個擊破的危險。

4.結語

總之,在建筑結構的防震設計中,設計人員必須根據建筑的實際情況,結合地質環境,在經濟與安全的綜合考量下,設計出科學合理的防震方案,保證建筑物在相應的防震標準下進行施工,保證建筑的安全。

參考文獻

[1] 寇秀梅.結構設計中的抗震設計問題[J].中國西部科技,2008(06).

篇10

地震的越來越近,也為我們這些地震較少地區的生存拉響了警鐘,如何才能躲過災難?地震本身不能對人類構大的生命危險,而建筑卻是間接的致人死地,要減少生命財產的損失,我們當從建筑設計和建筑結構設計入手。智利2.27地震要比汶川和海地地震強大的多,同樣也是發生于人口相對集中區域,為何死亡人數卻是最少,其中緣由很值得我們思考,其中重要的一點就是:智利的是個地震頻發區,建筑抗震等級相對較高、結構設計符合當地抗震要求,因此,未雨綢繆,防患于未然非常重要!了解地震及抗震、減震措施,使學生在今后就業的崗位中,時刻警惕結構上的問題,防止和減少建(構)筑物由于地震而造成的破壞,減少不必要的人員傷亡和財產損失,維護公共利益是建筑行業學生義不容辭的責任。本文對地震及建筑抗震概念設計進行粗略探討。

怎樣的建筑設計能有效減少地震導致的損失,本文簡單的提煉出以下八條方法:

一、沒有一種建筑能完全抗震,但如果建(構)筑物建立在地震區,那么建筑勢必要符合抗震等級

1、甲類、乙類建筑:當本地區的抗震設防烈度為6~8度時,應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求。當本地區的設防烈度為9度時,應符合比9度抗震設防更高的要求。當建筑場地為Ⅰ類時,應允許仍按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施。

二、建(構)筑物的基礎,應放在平整地面

那些山坡上或地勢陡峭的地方尤其危險!強烈的地震動會在地勢陡峭的山區、坡地觸發大規模的山崩、滑坡和泥石流等現象,摧毀整片村莊。1970年秘魯北部一次近海地震引起了巨大山崩,掩埋了近2萬人。

三、常規形狀的建筑能提高抗震等級

建筑總體的大小、形狀也對防震等級有影響。總體來說,規則形狀的樓比較穩固,追求造型的樓穩固性稍差,需要在凸出來的部分采取相應的措施,比如強節點、強錨固等。

四、使用鋼筋混凝土,玻璃纖維等高耐磨建筑材料

在混凝土框架結構的加固中,梁柱節點的加固也是加固后建筑物安全使用的重要保證。在節點表而粘貼加強材料可以對節點施加適當的側向約束,提高混凝土的極限抗壓強度和極限應變,而加強材料還可以承擔一部分剪力。混凝土節點的典型加固技術是采用鋼套筒或粘鋼板作為加強片材,但這個方法的最大缺點是耐腐蝕性差,施工復雜。而采用玻璃纖維增強塑料(GFRP)片材作為節點的加強材料,GFRP片材現場粘貼成型。在梁柱塑性鉸區范圍內和節點核心區內粘貼GFRP片材進行加固。由于GFRP片材參與承擔剪力并有效地約束和延緩了裂縫的發生和開展,從而提高了節點的抗震性。

五、建筑平面對稱性相對穩定

建筑物尤其是高層建筑物設計應符合抗震概念設計要求,對建筑進行合理的布置,大量地震災害表明:在眾多建筑抗震設計中,在地震時具有較好抗震性能的設計結構多為平立面簡單且對稱的建筑物。由于這種建筑結構容易對地震荷載進行估算,因此,能夠更為及時快速的采取相應的措施并就細部進行處理。

六、懸臂結構不應超過11.2米長或完全避免這種結構

原因有以下幾點:1、懸臂梁是靜定構件,沒有多余的約束,在地震荷載下無法得到足夠的約束;2、懸臂梁端點的撓度大近2倍同等長度的其它梁,舒適感差。3、對房屋存在著傾覆力矩,不利于抗震。

七、預制板非常不利于抗震,在強震中很容易造成崩潰,在地震地區要對預制板設置相應加固措施

空心樓板由于價格低廉,施工方便,在我國大部分地區長期使用,上世紀九十年代以前的大部分多層民用建筑,包括一部分高層建筑,均使用的是此種樓板。而目前在發達國家和地區,預制預應力空心樓板多使用與大跨結構。因此,空心樓板本身并不是建筑倒塌的根本原因,相反,如果空心樓板采取必要的構造措施后,也是完全可以做到“大震不倒”。但在我國汶川地震中倒塌的建筑基本沒設置雙向鋼筋網片、圈梁拉結等抗震措施,大量的空心板成了“棺材板”,而這些事關生命的抗震構造措施早已從唐山地震總結出來,但很多建筑結構設計時仍然沒有從中吸取教訓。設計空心樓板時,尤其對于像學校這樣橫墻較少的空曠建筑,如果在樓板上澆筑一層60~80mm厚的混凝土疊合層,中間配雙向鋼筋網片與圈梁拉結,會大大加強結構的整體穩定。所以,從結構的角度來看,如果建筑能采取必要的措施,是完全可以避免地震中發生的粉碎性破壞。

八、合理設計安裝電源設備,水源設備,特別是燃氣設備,防止建筑結構損壞時發生火災爆炸等事故

根據地震火災發生的原因,事先了解用火、用氣設備的危險性,實施檢查或采取預防措施。主要檢查:①用火、用氣設備本身是否固定,有無翻倒的可能;②用火、用氣設備周圍有無可燃物,有無可能翻倒的物體,有無用不燃材料設置的安全防火分區;③有沒有設置自動滅火裝置及燃料的自動切斷裝置,其裝置能否正常運轉。④進一步落實安全措施。一是對火爐、鍋爐的管理實行專人負責;二是加固用火、用氣使用設備,防止翻倒或落下。

建筑抗震有三條原則,既:隔震,阻止震力轉移到建筑物當中;驅散,使用某些方式驅散震力;結構堅韌度,采用合適的材質和先進的技術使其建筑結構“堅固無摧”。建筑抗震設計還任重道遠,日本、臺灣在這方面的經驗值得我們借鑒,希望我們的建筑設計師和結構設計師們,以及相關的技術人員能夠在此方面有重大突破,使人類在地震中的損失降到最低。

參考文獻:

[1]趙蘭芳.濕陷性黃土兼地震區建筑水平荷載計算.甘肅工業大學學報,2001,03

[2]葉耀先.地震區建筑設計、城市規劃及土地利用.建筑學報,1984,02