浅谈建筑结构抗震设计概念(6篇)

时间:2024-05-27

浅谈建筑结构抗震设计概念篇1

关键字:高层建筑;框剪结构;优化设计;必要性;措施分析

中图分类号:TU74文献标识码:A

引言

在高层建筑施工设计的过程中,为了能够达到最佳的使用效果,需要采用恰当的结构设计形式,而框剪结构以其独特的优势成为目前在高层建筑结构设计过程中应用较为广泛的结构形式。框剪结构能够为建筑提供较大的平面空间,并且其具有较强的抗侧力刚度,能够更好的保证建筑物的稳定性。本文就在分析框剪结构优化设计必要性的基础上,对于剪力墙的合理选型和优化设计的措施进行分析,并指出抗震概念设计思想在该结构优化设计中的应用。

一高层建筑框剪结构优化设计的必要性分析

和传统的高层建筑结构设计方法相比,框剪结构具有一定的优势,能够更好的发挥建筑物的使用性能。传统的结构设计方法中,一个很大的制约因素就在于其求得的一组截面并不一定是最好的,工程结构建设起来之后可能会出现重量大造价高的现象,这和之前的结构设计过程密不可分。但是框剪结构优化设计虽然和传统的结构设计有着一样的设计过程,但是其最终的目标是使得高层建筑具有良好的使用性能,并且能够最大限度的降低工程的施工造价,实现经济性和实用性的统一。

高层建筑框架剪力墙结构具有良好的受力性和适用性,在现代高层建筑设计的过程中应用非常广泛。随着高层建筑的快速增长,对框剪结构的合理选型和优化设计对于节约施工建设的成本来说也具有一定的指导意义。当前的《高层建筑混凝土结构设计规程》中对于高层建筑结构选型,尤其是对于合理布置结构还没有形成一个明确的规定,这样就为高层框剪结构的优化设计提供了更为充足的设计理由。

二高层建筑框剪结构选型和优化设计的措施分析

高层建筑框剪结构在选型和优化设计的过程中需要注意很多事项,例如影响剪力墙用量的因素和相应的确定方法、剪力墙的截面尺寸大小以及剪力墙的平面设计等相关因素,下面本文就对这几点进行详细的分析。

(一)影响剪力墙用量的要素分析

在高层建筑框剪结构设计的过程中需要满足位移角限值的要求,还要充分的发挥该结构中各抗侧力构件的作用,以此来保证建筑的稳定性和安全性。在设计中,因为剪力墙是框剪结构中的主要抗侧力构件,所以剪力墙的用量和框剪结构的平面设计有着密切的关系,在设计中需要按照分散、均匀、对称和周边的原则进行。分散就是剪力墙的设计需要考虑到地震力分散作用在相等的多片剪力墙上,以避免地震集中造成剪力墙的破坏;均匀就是要同方向的各片剪力墙需要均匀的布置在建筑平面的每一个区域内,并且要保证每道剪力墙的承受水平力不能够超过总体水平力的40%;对称指的是剪力墙要最大限度的对称布置,以减弱地震时结构的扭转效应;周边就是要保证剪力墙沿着结构的周边进行布置,以此来提升结构的整体抗扭能力。

其次影响剪力墙用量的因素就是地震等级的大小。结构总水平地震作用将会随着剪力刚度的增加而增加。剪力墙增多,结构刚度增大,地震作用就会越强。为了能够发挥框剪结构的特性,剪力墙承担的地震倾覆力矩值需要大于地震总倾覆力矩值的50%。剪力墙不能够无限制的增加,需要根据实际的情况进行设计,以满足底部一般剪力的要求。当地震力过大的时候需要适当的减少剪力墙用量。

在剪力墙用量的设计中还需要考虑到抗震设防烈度、场地土、近场远场的影响以及结构侧移限值的影响等多个方面,在设计的过程中需要认真考虑各种因素,要在满足规范规定的位移限值条件下减少剪力墙的数量,实现经济效应和稳定效果的统一。

(二)剪力墙的平面设计

通常来讲,剪力墙需要沿着纵横两个方向布置,否则将会造成建筑物平面两个方向的刚度差异较大,增加了建筑物的扭转效应。剪力墙在设计时要尽量的设置在竖向荷载较大的地方,平面形状变化处或者是楼梯间、电梯和管道井的位置。当剪力墙不能够在结构纵横两个方向进行设计时,需要在刚度较弱的方向采用壁式框架等抗侧力构件以拉近两个方向在水平力作用下的位移值。

(三)剪力墙的截面尺寸确定

在框架剪力墙结构中,剪力墙需要有边缘的约束构件,即边框柱和边框梁。根据相关的规定,抗震要求的一二级剪力墙的底部加强部位的厚度要在200毫米以上,并且不能够小于层高或者是无支长度的十六分之一,其他的情况下要在满足不小于160毫米的基础上还需要小于层高或者是无支长度的二十分之一。在实际的设计过程中需要严格的按照规定进行,保证设计的顺利完成。对于框剪结构的边框梁的宽度来讲,需要和墙的厚度保持一致,高度可以为厚度的两倍。

(四)框剪结构优化设计

在对框剪结构进行优化设计的过程中需要对框架和剪力墙分别进行优化。对于钢筋混凝土框架结构的优化需要遵循以下步骤。首先要进行初始选型,确定之后进行结构分析,分析完成之后需要根据实际的情况,并结合自身的设计经验进行截面的优化设计,设计完成之后进行收敛性判断和可行性判断,确定之后再进行施工建设。需要注意,根据框架结构构件内力的计算结构分别对框架柱、框架梁和楼板结构实施优化设计。

剪力墙结构的优化设计则包括最优厚度设计和设置位置设计。对于框剪结构中剪力墙抗侧移构件的水平截面面积进行优化设计,需要在水平地震的租用下保证结构水平侧移值最大程度的接近相关规定中的最大侧移值。在所有优化设计完成之后再将框架结构计算得出的尺寸和剪力墙构件的最优厚度进行重新组合,形成新的框剪结构体系,对其结构内力进行分析,并且按照得到的结果对框剪结构的构件进行重新的优化设计。

三抗震概念设计思想在该结构优化设计中的应用

通常来说,高层建筑框剪结构的优化设计体现为抗震设计,在抗震设计的过程中,概念设计思想十分关键。概念设计就是通过对建筑物的总体结构进行控制之后,再选用体型较为简单、平面对称性良好、抗侧力体系的刚度和承载力上下变化连续的方案来设计出抗震性能良好的建筑,以保证建筑物的稳定性和安全性。

框剪结构的本身就是抗震概念设计的一个重要体现,因为框架结构柱网布置十分灵活,能够满足使用的功能要求,并且是主要竖向受力构件。除此之外,框剪结构设计的过程中,对于连梁的设计也充分的体现了这一设计思想。在小震和风荷载的作用下,连梁能够起到联系墙肢并且增大剪力墙侧向刚度的作用;在中震的作用下,连梁需要先出现弯曲裂缝,之后通过塑性耗能减小墙肢在地震作用下的受损程度。

结束语:在高层建筑设计过程中,框剪结构以其优势获得了较为广泛的应用空间,在设计的过程中对于框剪结构的选型和优化设计十分关键。本文就以高层建筑框剪结构优化设计为中心,从结构优化设计的必要性、选型和设计措施以及抗震概念设计思想的应用三个方面进行了分析论述,希望对于今后的高层建筑框剪结构设计有一定的帮助作用。

参考文献:

[1]张成秀浅谈高层建筑的框剪结构设计建材发展导向,2012年第18期

[2]刘重光浅谈高层建筑框剪结构设计城市建设理论研究,2012年第29期

[3]石健高层建筑框剪结构设计探讨广东建材,2007年第12期

浅谈建筑结构抗震设计概念篇2

[关键词]建筑结构设计;抗震设计;研究

中图分类号:TU3文献标识号:A文章编号:2306-1499(2014)08-0227-02

根据建筑结构抗震设计的规范可知,建筑结构可以通过不同的变量来体现对地震的反应。而在具体的抗震设计过程中,对于设计变量的选择,则需要通过结构自身类型的研究、地震反应特性、地震破坏模式等综合因素而定。按照抗震设计变量的不同,抗震设计主要分为基于承载力的抗震设计法、基于位移的抗震设计方法、基于能量的抗震设计方法和基于损伤的抗震设计方法。目前,国内建筑行业的设计人员在进行抗震设计时,主要是根据以承载力为主,结合建筑性能分析的设计原则来进行。

1.承载力的结构抗震设计思想

1.1理论基础

承载力的结构抗震设计理论是以惯性力的形式反映地震作用,通过静力分析理论的研究,按照弹性方法计算结构地震作用效应的大小、进行结构弹性位移验算,并把结构构件的强度是否满足特定的极限状态作为结构失效的准则。基于承载力的结构抗震设计方法是现行规范中在考虑结构延性的基础上普遍采用一种抗震设计方法。

1.2结构构件抗震承载力

在建筑结构设计的抗震设计过程中,必须依托结构构件的抗震力验算数据来进行。为了确保抗震构件的抗震性能,需要设计地震作用力验算,即一种以单独的一项乘以荷载分项系数加入到结构构件的承载力验算的作用效应的验算方式。在使用"承载力准则"对建筑结构构件进行安全水准考察时,地震力被视作是一种有效“荷载”以相应地震作用分项系数的取值体现其对建筑构件可靠性水准的影响,而以地震作用效应和其他荷载效应的组合效应起确定结构构件屈服水准的作用则是综合权衡抗震结构的安全水准的"设计地震力-延性"联合准则,两者概念有别,必须区分。

1.3降低系数与抗震措施

在现代的建筑结构抗震设计理念中,为了让结构在较低的地震作用下保持弹性的工作状态,必须要降低地震多用参与组合进行结构的抗震承能力的设计。但是在较大的地震作用下,为了让结构可以通过非有弹性变形抵御部分的地震作用,必须根据设计原则,在抗震设计时,引导结构进行合理的屈服,以满足设防的要求。根据抗震设计的基本原则和经验总结可以得出:在特定的地震分区,对于建筑结构而言,如果以设计地震作用为基准,使结构适中保持弹性反应,取用的地震作用越低,建筑结构在相同水准地震作用下位移延性需求会随之增加,或者水平位移越大,反之,水平位移就越小。

2.基于能量的结构抗震设计

能量的结构抗震设计是从输入能量和耗散能量的角度,捕捉到结构在强烈地震作用下的非弹性变形历程,其设计理论考虑了地震强度、频谱、地震持续时间对结构破坏的综合因素的影响,从能量角度分析研究地震地面运行以及运动对建筑结构作用。但是基于能量的结构抗震设计理论较为复杂,原因在于能量的变化没有规律可循。所以,到目前为止,能量的计算方案还未完全建立,基于能量的结构抗震设计方法仍处于研究探索之中。能量概念和破坏模型一直对立存在,成为抗震研究的中并行讨论的课题,基于设计理念和思路,对抗震结构的性能分析,又出现新的要求。

2.1设计特点

基于能量的抗震设计方案原理相对简单,思路简洁清晰,主要是从能量的角度考察地震对结构的作用,以及结构损伤破坏的相互关系角度阐述地震输入能量在结构中的转化、耗散过程。在建筑结构的抗震设计中,以能量分析方法解释地震三要素(幅值、频谱特性和持时)对结构抗震性能影响;能量分析为了能够使塑性累计损伤对结构破坏的影响清晰的反映出来,通过动力时程分析方法求得结构地震反应的全过程,对控制结构损伤性能意义重大。

2.2潜在问题与发展趋势

以能量谱的形式确定地震作用方式得到了绝大多数人的理解和支持,但能量谱的相关理论还不健全,需要继续加强研究;能量反应分析因为采用动力时程分析法,此分析方法比较准确,因而被广泛认可。在建筑结构中,对结构总耗能在非弹性变形耗能与阻尼耗能中的分配以及结构内部非弹性形变的耗能分布规律并没有明确的研究结果,无法建立一个广泛认可的关系表达式解释结构破坏状态与能量控制参数;目前为止,基于能量分析的抗震设计的研究还有一定的局限性,为了尽早的实现能量分析与实际工程的结合,必须加强自由度体系地震能量反应与单自由度体系反应的关系的研究,建立相应的标准规范,以促进抗震设计的发展,保证建筑的质量。

3.基于损伤的结构抗震设计

通过各国学者的研究证实:地震是一种持续时间短的往复运动,地震的破坏力不仅与结构的低周疲劳效应所造成的累积损伤有关,还与结构的最大变形有关。只有非弹性性能能够全面反应结构的变形和累积损伤效应的损伤性能参数,所以,通过非弹性性能建立地震损伤模型,按照结构在未来地震作用下的损伤允许值进行抗震设计是一种比较科学合理的设计方法。

4.基于位移的结构抗震设计

基于位移的抗震设计理论思想是为了确保结构达到该水准地震作用下的性能要求,一定水准的地震作用下,以结构的位移响应为目标设计建筑结构和相关构件。其原理是控制结构在大震作用下的层间位移角限值和总移限值,也就是说,为了使结构的塑性变形能力满足在预期地震作用下的变形要求,需要按照位移要求进行定量分析计算,以获得相应的资料数据,这是一种相对简单、合理的方法。该类设计由于设计思想的差异被分为了延性系数设计方法、能力谱法、直接基于位移的设计方法三大类,其中能力谱法主要体现的是一种位移验算方法,而直接位移法和控制延性方法是依据位移目标进行结构设计,本质相同,途径有异。

5.结语

伴随着建筑行业的发展,国内相关人员根据多年的研究,逐渐形成了一套较为先进有效的抗震设计方案,并在不断的发展中进行完善。当然,其中还有尚待改善的方面,只有通过不断的理论更新和实践证明,才能逐步成熟。为了确保建筑的抗震性能,满足建筑能够适应任何等级的地震,需要继续完善相关设计理念并用实践进行检验证实,促进我国建筑工程的持续健康发展。

参考文献

[1]李田超.浅谈工民建结构设计中的抗震设计[J].江西建材,2013(6):29-30.

浅谈建筑结构抗震设计概念篇3

关键词:公路桥梁;抗震设计;设防目标;设防措施

1、前言

在抗震抢险救灾中,公路交通运输是抢救人民生命财产、尽快恢复生产和重建家园的重要环节。遍布的道路交通犹如全身的血管,由此可知道路交通的重要性,而公路桥梁作为道路交通的一部分,其重要性也可想而知。而桥梁工程,作为重要的生命线工程,是交通运输的咽喉,在国家建设中起着举足轻重的作用,而在地震发生后为了紧急救援和抗震救灾的需要,其重要性就更为明显。

2、桥梁结构震害及其原因分析

要想建立正确的抗震设计方法、采取有效抗震措施,对公路桥梁震害及其产生的原因的调查和分析是必不可少的。从世界各国的地震震例统计资料看,公路桥梁的震害现象主要有以下几种:一、对梁式桥梁地震位移造成上部活动节点处因盖粱宽度设置不足导致落梁或梁体相互磁撞引起的破坏,而对拱式结构则主要表现在拱上建筑和腹拱的破坏,拱嘲在拱顶、拱脚产生的破损裂缝,甚至整个隆起变形。二、由于地震造成的地基土液化,加大了地面位移从而加剧了结构反应,大大增大了落梁的可能性。三、对支座的抗震要求考虑不足造成支座发生过大的位移和变形从而造成支座本身构造上的破坏等,进而对结构的其他部位产生不利的影响。四、桥梁下部结构抗力不足导致的地震时下部开裂、变形和失效,进而对全桥的不利影响。五、地震时使得在松软地基上的桥梁在发生河岸滑移导致全桥长度的缩短而造成的比较严重的震害。

3、公路桥梁抗震设防目标

公路工程对政治、经济、国防和抗震救灾具有特别重要的意义,地震时一旦发生破坏,将造成交通中断,后果非常严重。进行公路工程抗震设计时,应根据不同等级公路的重要性程度,考虑重要性系数来计算水平地震作用。与建筑结构抗震设计采用的“三水准两阶段”的抗震设计方法有所不同,目前我国桥梁抗震仍采用一次设计法,仅进行基本烈度下的抗震验算,只进行设计地震力作用下的强度验算,没有考虑桥梁结构的“变形能力”和“耗能能力”。这就导致钢筋混凝土墩桂在强烈地震作用下,往往因设计弯曲延性不足或塑性铰区设计抗剪强度不足而发生弯剪破坏或剪切破坏。因此,单一的强度设防原则是目前我国公路桥粱抗震设计中存在的主要问题。国际上公认的多级抗震设防原则是“小震不坏,中震可修,大震不倒”,建议公路桥梁的抗震设计宜采用三阶段三水准设防。第一阶段设计:对于小震,采用众值裂度的地震动参数,计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,使结构在小震作用下不发生弹性破坏,并进行结构强度和稳定性验算,满足第一设防裂度对结构强度、变形和稳定性的要求,实现小震不坏。第二阶段设计:对于中震,采用第二水准裂度的地震动参数,考虑刚度退化,计算截面开裂、屈服及破坏时的荷载位移关系,并同地震荷载效应比较,要求有一定的安全度,从而满足第二级设防要求,实现中震可修。第三阶段设计:对于大震,采用第三水准裂度的地震动参数计算地震荷载效应,并同截面的破坏荷载比较,要求有一定的安全度,并考虑结构的倒塌机制,保证整体稳定可靠度,实现大震不倒。上述三阶段设计原则实际上规定了结构在三级地震水平下相应的反应,即在多遇地震作用下,结构总体处于弹性反应范围,结构构件没有损坏,在设防烈度的地震作用下,结构可能出现一定的塑性变形,但最大变形值应限定在远低于结构的容许变形以内,在罕遇地震作用下,结构将经历较大的弹塑性变形循环,最大变形可能达到结构的容许变形值,但始终不超过容许变形值。最终实现了“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防原则。

4、公路桥梁抗震设防措施

由于地震反应的不确定性和桥梁结构的复杂性,桥梁结构抗震设计中尚存在许多不定的因素。现行的地震作用计算和结构抗震计算的方法大都是具有一定概率水准的近似方法,除了进行合理的抗震计算外。还应采取有效的构造措施来提高结构抗震性能。《公路抗震规范》区分不同基本烈度,分别给出了桥梁结构抗震构造措施。通过限制构件之间的位移,增强柱墩的强度、刚度和延性,加强结构整体性和稳定性等方面来提高桥梁结构的抗震性能。近几十年来,尽管世界各国都在改进桥梁设计方法方面做出了巨大的努力,但是在近年来发生的几次大地震中,桥梁结构仍然不同程度的遭到了的损害,这说明还有待进一步地完善桥梁的抗震设计理论。大量的震害资料表明,合理的结构形式和成功的抗震设计,即合理的概念设计可以大大地减轻甚至避免震害的发生。一个是概念设计、一个是构造细节设计。需要注意的是,这两个东西其实和具体的抗震计算关系不大,计算只是辅助手段,只是验证概念和细节的合理性。所以设计师需要的是对桥梁抗震设计基本概念和原理的深刻理解。从结构上来说,要清楚哪些结构有利于抗震,哪些结构抗震不利,其中包括桥型、上部结构、下部结构、墩台、基础的处理等等。构造细节措施则包括一些基本的抗震措施,比如支座的选择、挡块的设置等等,还包括构件细节的构造措施、比如墩的箍筋配置、节点配筋构造。国内外桥梁抗震研究人员一直都在研究桥梁的合理构造措施,合理的构造措施可以提高整体的延性及滞回耗能能力。在确定路线的总走向和主要控制点时,应尽量避开基本烈度较高的地区和震害危险性较大的地段;在路线设计中,要合理利用地形,正确掌握标准,尽量采用浅挖低填的设计方案以减少对自然平衡条件的破坏。对于地震区的桥型选择,宜按下列几个原则进行:尽量减轻结构的自重和降低其重心,以减小结构物的地震作用和内力,提高稳定性,力求使结构物的质量中心与刚度中心重合,以减小在地震中因扭转引起的附加地震力,应协调结构物的长度和高度,以减少各部分不同性质的振动所造成的危害作用,适当降低结构刚度,使用延性材料提高其变形能力,从而减少地震作用,加强地基的调整和处理,以减小地基变形和防止地基失效。

5、结语

虽然目前地震还不可有效的预测,但是只要我们通过研究认识到地震对结构的破坏规律,我们就能通过一定的抗震设防原则制定相关的抗震设防措施并控制好施工质量,这样就能尽量减低震害的影响。

参考文献:

1.袁腾文.浅谈公路桥梁的防震设计.科技资讯,2009年3期

2.龚继铣.浅谈公路桥梁的防震设计.科技资讯,2009年18期

3.沈建章,王光.浅谈公路桥梁的加固技术.科技创新导报,2008年第9期

浅谈建筑结构抗震设计概念篇4

关键词:工民建结构;抗震性能;发展现状,调查研究;分析

中图分类号:TU352.1+1文献标识码:A文章编号:

在建筑工程施工设计与建设过程中,工民建结构的抗震设计与施工技术,是建筑工程设计与施工技术研究的重要内容部分,对于建筑工程的结构功能与施工技术有着重要的作用和影响。随着建筑工程施工设计中抗震概念设计方法的提出与应用,对于建筑结构设计方式以及设计思路的新发展都有着一定的积极作用,并且在我国工民建工程施工中也得到了广泛的应用和发展,对于工民建工程结构的抗震问题以及性能都有着很大的影响作用,促进了建筑结构功能与安全质量的发展提升。

1、工民建工程结构抗震性能与问题

通常情况下,地震发生时地震作用是以地震波的形式向周围进行快速的传播,地震波在向周围快速传播的过程中,通过对于岩石以及地基结构的影响作用,对于建筑工程的基础部分或者是建筑工程的整体结构产生破坏的影响和作用。地震发生时,由于地震波对于建筑工程基础或者是结构部分产生的破坏影响作用,可以导致建筑工程结构内部产生巨大的应力或者是变形作用力,如果这种对于建筑结构内部的应力或者是变形作用力超过建筑结构材料以及部件的承受作用后,就会对于建筑结构部分或者是建筑整体造成很大的破坏影响作用,导致建筑工程使用质量受到影响。

在工民建工程中,对于工民建工程的抗震结构设计与施工,主要是以等效斜撑抗震结构模型为主,这种建筑抗震结构模型,在工民建工程抗震结构设计与施工中应用相对比较广泛,但是由于抗震结构本身的精确度不够,在施工与设计应用中,对于等效宽度也不好进行确定,并且不同建筑结构的受力状况不同,那么进行建筑结构的施工与设计中的等效宽度也不相同。在实际施工应用中,由于这种结构精确度不够高,并且结构设计太过复杂,因此在实际应用中也并不能很好的进行应用和实现。应用填充墙框架结构进行工民建工程的设计与施工应用,虽然由于填充墙的刚度作用,使得工民建工程结构的自振作用减小,但是对于整个建筑水平上的地震作用却增大。因此,应用填充墙框架结构进行工民建工程的施工设计与应用过程中,需要对于工民建工程抗震功能设计中的周期修正系数进行合理的确定,以提高该结构工程的抗震性能与作用。

2、概念设计在工民建抗震性能设计中的重要作用

概念设计在工民建工程施工设计中的体现,主要是在社会经济与建筑工程施工建设技术不断发展提高的情况下,随着人们对于工民建工程结构设计以及施工质量等要求的不断提高,并实现建筑设计中计算信息技术的应用后,为追求更加安全、可靠、经济、适用的建筑结构设计,逐渐被提出并发展应用起来的。

进行建筑工程的结构设计与施工过程中,对于工民建工程结构的设计,要求要以工民建结构设计的相关规范理论为基础,在对于其它优秀建筑结构设计经验应用的基础上,最终实现对于工民建工程的施工设计。同时,还需要注意,在进行其它延性设计思想与经验吸收应用过程中,还应注意不能完全对于原有的建筑结构设计思想以及经验进行完全照搬,而是把这些设计思想与经验作为一种指导与参考,结合工民建工程的实际情况,进行结构设计实现。在进行工民建工程的抗震结构设计中,需要考虑工程结构对于外荷载的消减作用,并将这种震动荷载作用转换成为一种建筑结构能力,在建筑结构设计施工中进行应用,概念设计就是针对这种建筑结构设计情况,进行建筑工程的结构功能与作用的设计实现。

应用概念设计思想进行工民建工程的结构设计实现,是将计算机建筑结构设计系统与建筑工程设计师的结构设计理念相互结合,实现对工程结构的设计的,因此不仅在进行建筑结构设计中,不仅具有更大的设计灵活性,并且对于建筑结构设计的思想以及精确度等也有很大的保障。需要注意的是,在应用概念设计思想进行建筑结构的设计应用过程中,应注意结合建筑结构与建筑施工场地的共振情况,进行建筑工程结构的施工设计,以保证建筑结构的抗震承载作用与功能。

3、概念设计在工民建抗震结构设计中的应用

在进行工民建工程抗震结构的施工设计中,不仅要根据建筑工程抗震设计的相关要求与标准,保证建筑结构的刚度以及强度、延性等设计的质量,还要满足现代建筑设计中的节能与经济、适用等要求。概念设计思想进行建筑结构的设计,主要是利用计算机信息技术,与建筑设计师的设计思想、经验相结合,实现对于建筑结构的设计,因此设计过程不仅可以严格的根据建筑工程施工的实际需求,进行精确的设计实现,而且设计过程中还具有很大的灵活性作用,具有较大的应用优势。需要注意的是,应用概念设计进行工民建工程的抗震结构设计中,要结合工民建工程的施工场地的地质条件以及地基结构稳定情况,通过建立相关计算模型,在对于抗震结构体系作用承载的准确计算下,进行合适的结构设计应用材料效应、空间结构、外力作用等的考虑设计实现。

4、结束语

总之,对于工民建工程抗震结构的现状进行分析调查,有利于及时发现建筑结构设计中的问题,提高建筑工程抗震结构设计水平,保证建筑结构的抗震功能与作用,保证建筑结构的安全与质量。

参考文献

[1]严佳健,卢春敏.关于工民建结构抗震的几点探索[J].建材发展导向.2011(4).

[2]胡薇.我国工民建结构抗震模式的发展现状分析[J].黑龙江科技信息.2011(12).

[3]周勇.浅谈工民建结构抗震模式中的发展现状[J].城市建设理论研究.2011(22).

浅谈建筑结构抗震设计概念篇5

关键词:高层建筑;抗震设计;方法

随着我国城市建设和经济的快速发展,由于建设者开发、使用功能上的要求,高层建筑越来越多,体型也越来越多样化,各种体型复杂、内部空间多变的复杂高层建筑大量涌现。我国是地震多发带,在此情况下,高层建筑必须要考虑抗震设防。下面谈谈高层建筑抗震设计的具体方法。

一必须减少地震能量输入

积极采用基于位移的结构抗震设计,要求进行定量分析,使结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求。除了验算构件的承载力外,要控制结构在大震作用下的层间位移角限值或位移延性比;根据构件变形与结构位移关系,确定构件的变形值;并根据截面达到的应变大小及应变分布,确定构件的构造要求。选择坚硬的场地土建造高层建筑,可以明显减少地震能量输入减轻破坏程度。

二隔震和消能减震设计的推广使用

目前我国和世界各国普遍采用的传统抗震结构体系是“延性结构体系”,即适当控制结构物的刚度,但容许结构构件在地震时进入非弹性状态,并具有较大的延性,以消耗地震能量,减轻地震反应,使结构物“裂而不倒”。采取软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等措施,改变结构的动力特性,减少地震能量输入,减轻结构地震反应,是一种很有前途的防震措施。提高结构阻尼,采用高延性构件,能够提高结构的耗能能力,减轻地震作用,减小楼层地震剪力。随着社会的不断发展,对各种建筑物和构筑物的抗震减震要求越来越高,地震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性,在未来的建筑结构中将得到越来越广泛的应用。

三注重结构材料的选用

可以对材料参数随机性的抗震模糊可靠度进行分析,改变过去对结构抗震可靠度的研究只考虑荷载的不确定性而忽略了其他多种不确定因素,综合考虑了材料参数的变异性,地震烈度的随机性及烈度等级界限的随机性与模糊性对结构抗震可靠度的影响。从抗震角度来说,结构体系的抗震等级,其实质就是在宏观上控制不同结构的廷性要求。这要求我们应根据建设工程的各方面条件,选用符合抗震要求又经济实用的结构类别。

四高层建筑减轻结构自重

一方面从地基承载力来看,如果是同样的地基条件,减轻结构自重意味着在不增加基础或地基处理造价的情况下,可以多建层数,特别是对于软土更为明显。另一方面地震效应与建筑质量成正比,结构质量的增加必然引起地震力的增大。高层建筑由于其高度较大,重心较高,地震作用倾覆力矩也随质量的增加而增大。设计时要求高层建筑物的填充墙及隔墙应采用轻质材料。

五设置多道抗震防线

当第一道防线的构件在强烈地震作用下遭到破坏后,后备的第二道乃至第三道防线能抵挡后续地震的冲击,使建筑物免于倒塌。高层结构形式应采用具有联肢、多肢及壁式框架的框架剪力墙,剪力墙框架简体,筒中筒等多道抗震防线结构体系。需要强调的是设计不能陷入只凭计算的误区,若结构严重不规则,整体性差,仅按目前的结构设计计算水平,是难以保证结构的抗震、抗风性能,尤其是抗震性能。因此,要求建筑师与结构工程师共同把好初步设计这一环节。关于高层建筑混凝土结构概念设计的一般原则和具体内容,高层建筑混凝土结构技术规程有关章节作了规定。

一是结构的简单性。结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径。建筑抗震设计规范要求,“结构体系应有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。”只有结构简单,才能够对结构的计算模型、内力与位移分析,限制薄弱部位的出现易于把握,因而对结构抗震性能的估计也比较可靠。二是结构的规则性和均匀性建筑抗震设计规范要求,“建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面布置宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,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,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。”建筑平面比较规则,不应采用严重不规则的平面布置,对A级高度建筑宜平面简单、规则、对称、减小偏心;而对B级高度建筑则应简单、规则、减小偏心。平面布置均匀规则,使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递,并使质量分布与结构刚度分布协调,限制质量与刚度之间的偏心。结构布置均匀、建筑平面规则,有利于防止薄弱的子结构过早破坏、倒塌,使地震作用能在各子结构之间重分布,增加结构的赘余度数量,发挥整个结构耗散地震能量的作用。沿建筑物竖向,建筑造型和结构布置比较均匀,避免刚度、承载力和传力途径的突变,以限制结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位。三是结构的刚度和抗震能力水平。地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。通常,可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力,结构的抗震能力则是结构强度及延性的综合反映。结构刚度的选择既要减少地震作用效应又要注意控制结构变形的增大,过大的变形会产生重力二阶效应,导致结构破坏、失稳。结构应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力,现有的抗震设计计算中不考虑地震地面运动的扭转分量,在抗震概念设计中应注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。四是结构的整体性。在高层建筑结构中,楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用,楼盖相当于水平隔板,它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构,而且要求这些子结构能协同承受地震作用,特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或抗侧力子结构水平变形特征不同时,整个结构就要依靠楼盖使抗侧力子结构能协同工作。楼盖体系最重要的作用是提供足够的平面内刚度和内力,并与竖向子结构有效连接,当结构空旷、平面狭长、平面凹凸不规则,楼盖开大洞口时更应特别注意,设计中不能错误认为,在多遇地震作用计算中考虑了楼板平面内弹性变形影响后,就可以削弱楼盖体系。

总之,在高层建筑的抗震设计中,设计人员必须在结构设计中正确的应用规范,把握好抗震概念设计,吸取新的理论知识,确保建筑结构在遭遇地震时真正具有良好的抗震能力。

参考文献

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