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建筑结构抗震论文集锦9篇

时间:2023-01-12 18:59:10

建筑结构抗震论文

建筑结构抗震论文范文1

不确定性的地面运动的影响。地震动是地壳快速释放能量过程中产生具有不确定性的多维振动,它是通过地震波的传播实现的,它的随机性和复杂性让人难以预测。地震动的各个分量对建筑都具有危害作用,即一个竖向分量、两个水平分量和一个转动分量。地震灾害具有突发性、破坏性、难以预测性,甚至是毁灭性的。结构动力特性的影响。影响结构动力分析的因素主要有:结构质量分布不均匀;基础与上部结构的协同作用;节点的非刚性转动;偏心扭转可能使位移增加;柱的轴向变形可能会使周期变长,加速度降低;材料的影响。混凝土的弹性模量随着时间的增长或应变的增大而降低,这意味着自振周期可能增长,而加速度反应将减小。阻尼变化的影响。钢筋混凝土结构阻尼比受震松动以后会变大,且自振周期变长。基础不同沉降量的影响。按一般荷载设计的框架结构,当地震系数大于0,基础差异沉降可能造成实际弯矩与设计弯矩出现较大的误差,而这种误差在设计中一般未予考虑。建筑结构的施工质量。施工质量是影响结构抗震能力的一个重要因素。施工的任一环节都可能对建筑结构的抗震性能造成重要影响。这就是为什么“豆腐渣工程”的抗震性能总是和设计值相差甚远。

2.建筑结构抗震设计方法

2.1结构地震分析法

结构抗震设计的首要任务就是对结构最大地震反应的分析,需要确定内力组合及截面设计的地震作用值。常用的地震分析法有底部剪力法、弹性时程分析方法、振型分解反应谱法、非线弹性静力分析法以及非线弹性时程分析法。其中最为简单的属底部剪力法,其在质量、刚度沿高度分布较均匀的结构中较为适用。假设结构的地震反应以线性倒三角形的第一振型为主。并通过第一振型周期的估计来确定地震影响系数。对于较为复杂的结构体系,采用振型分解反应谱法来计算,它的思路就是根据振型叠加原理,将各种振型对应的地震作用、作用效应以一定方式叠加起来得到结构总的地震作用、作用效应。而弹性时程分析适用于特别不规则和特别重要的结构中,将建筑物看作弹性或弹塑性振动系统,直接输入地面振动加速度记录,对运动方程积分,从而得到各质点的位移、速度、加速度和剪力时程变化曲线。非线弹性时程分析法可以准确完整的反映结构在地震作用下反应的全过程。按非线弹性时程分析法进行抗震设计,能改善结构抗震能力和提高抗震水平。非线弹性静力分析法考虑了结构弹塑性特性,在结构分析模型上施加某种特定倾向力模拟地震水平侧向力,并逐级单调增大,构件一旦屈服,修改其刚度直到结构达到预定的状态。

2.2建筑结构抗震设计方法

为了确保建筑结构的抗震能力最佳,所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面都达到最佳,质量分布均匀,平面对称、规则抗侧向力较好的体系及刚度与承载能力变化连续的结构体系是优先考虑的设计方案,从而经济地实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的目的。

(1)根据我国的抗震设计规范,建筑持力层的选择非常重要,它关系着整个建筑物的安全性能,同时规范还指出,建筑的形体要适当,要求建筑的形状及抗侧力构件的平面布置宜规则,并有整体性,不宜用轴压比很大的钢筋混凝土框架柱作为第一道防线。

(2)抗震结构体系布置是建筑结构抗震设计的关键问题,如房屋建造中框架结构体系和砌体结构的选择问题。地震后会有余震,抗震结构体系应具有多道抗震防线。如框架结构设计中为了避免部分构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力,将不承受重力荷载的构件用作传递途径。

(3)传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性)来抵御地震作用的,即由结构本身储存和消耗地震能量。消能减震设计指在结构中设置消能器来消耗地震输入的能量,减轻结构的地震反应,减小结构发生破坏和避免结构物直接倒塌以达到预期防震减震要求。隔震设计指在建筑物基础与上部结构之间设置隔离层,即安装隔震装置,通过隔震装置延长结构的基本周期,避免地震能量集中使结构发生屈服和破坏。这是一种以柔克刚积极主动的抗震对策,是一种新方法、新对策、新途径。

(4)尽可能多设置几道抗震防线,一个较好的抗震建筑结构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协同工作。强烈地震之后往往伴随多次余震,如果只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。如像教学楼这种相对大开间、单跨、大窗口、悬臂走廊的纯框架结构,其纵、横方向的刚度不均匀,很容易发生扭转破坏,而整个结构只有框架一道防线,一旦柱子发生破坏,没有其他约束措施,整个框架因丧失全部承载能力而倒塌。防止脆性和失稳破坏,增加延展性。设计不良的细部结构常常发生脆性和失稳破坏,应该防止。刚度的选择有助于控制变形,在不增加结构的重量的基础上,改变结构刚度,提高结构的整体刚度和延展性是有效的抗震途径。

(5)场地条件就是导致建筑震害过于严重的关键因素,所以选择最为有利的地形最大限度的防止建筑物出现在不利于抗震功能发挥的区域。选择在抗震过于危险的区域来建造房屋,有可能对人们的生命财产安全带来危害。在汶川地震时,北川县城西的房屋建造在有滑坡隐患的山体之下,在地震的作用下,山体崩塌、滑坡,将大量的房屋掩埋,死亡1600人,损失惨重。

3结语

建筑结构抗震论文范文2

关键词:地震理论、建筑抗震设计

中图分类号:U452文献标识码: A

我国的城市化建设非常迅速且规模巨大,人们大量涌入城市成为其中的一员。地震作为一种破坏性很强的自然灾害,对建筑结构安全的影响尤其重大,也直接关系到每个人的安全。本文在这里就建筑结构抗震设计作一概述,使人们对抗震设计有一个初步而又清晰的认识。

地震理论概述

我国处于世界两大地震带,东部的环太平洋地震带和西部、西南部的欧亚地震带之间,据统计我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。因此我国是一个多震国家。建筑的抗震设计非常重要。

地震多发生在距地表几十公里内的地壳层和地幔层的上部。按成因地震可分为四种类型:构造地震、火山地震、冲击地震、诱发地震。其中构造地震占绝大多数。地震的破坏程度与震级、震源深度都有关系。震级是地震发生强度的一种度量,地震越强,震级就越大。震级相差一级,能量相差约30倍。地震震级和地震烈度不同,震级代表地震本身强弱,烈度表示同一次地震在地震波及的各个地点所造成的影响程度,它与震源深度、震中距、方位角、地质构造以及土壤性质等因素有关。地震烈度是在没有仪器记录的情况下,凭地震时人们的感觉或地震后工程建筑物破坏程度、地表的变化状况而定的一种宏观尺度。一般来说震级越大、震源越浅、震中距越近,地震烈度越大。宏观的地震烈度加上各国抗震规范规定的与之相应的地震加速度,就成为指导抗震设计的依据。

二、建筑抗震理论分析的进程

1、拟静力理论。拟静力理论是20世纪10~40年展起来的一种理论,它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。地震力的大小相当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。

2、反应谱理论。反应谱理论是在20世纪40~60年展起来的,它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进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础。是美国的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。

3、动力理论。动力理论是20世纪70-80年代广为应用的地震动力理论。它的发展基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展,以及人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解。同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把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,从而完成建筑抗震设计工作。

三、建筑抗震设计

(一)建筑的抗震措施

在建筑的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构构件抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手。在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立计算地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用。使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能,是当代抗震设计发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件等要求在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

(二)建筑的抗震设计理念

我国《建筑抗震规范》(GB50011-2010)对建筑的抗震设计提出“三水准、两阶段”的要求。“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率(或重现期)来区分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重现期50年;设防烈度地震(基本地震):50年超越概率 10%,重现期475年;罕遇地震:50年超越概率 2%-3%,重现期 1642-2475年,平均约为2000年。实际应用上,多遇地震烈度可取比基本地震约低1度多,罕遇地震烈度比基本地震约高1度。

对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的。其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能能力,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是薄弱楼层)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。

(三)建筑的抗震设计方法

我国的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定:1、高度不超过 40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法。2、除1 款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱法。3、特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,当取3组加速度时程曲线输入时,计算结构宜取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值;当取7组及7组以上时程曲线时,可取时程法的平均值和振型分解反应谱法的较大值。

总之,建筑的抗震设计是一个浩大而复杂的问题,也是关系到每个人切身安全的问题。本文就其作一概述,希望对人们对建筑抗震设计理解的加深有所帮助。

[1]建筑抗震设计规范

北京:中国建筑工业出版社

[2]高层建筑混凝土结构技术规程

北京:中国建筑工业出版社

[3]黄世敏 杨沈.建筑震害与设计对策

北京:中国计划出版社

[4] 赵西安.现代高层建筑结构设计【M】.

建筑结构抗震论文范文3

关键词 :高层建筑抗震设计结构设计方法

我国是一个地震灾害比较频繁的国家,对于高层建筑来说,一旦遭遇地震,往往会遭受巨大的损失。因此在进行高层建筑结构抗震设计的过程当中应该充分考虑当地的地质情况,有针对性的进行相应的设计,尽可能的降低地震造成的损坏。

一、建筑抗震的理论分析

1、建筑结构抗震规范建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

2、抗震设计的理论拟静力理论。拟静力理论是20 世纪10~40 年展起来的一种理论,它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。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。反应谱理论。反应谱理论是在20世纪40~60 年展起来的,它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进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。动力理论。动力理论是20 世纪70-80 年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60 年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把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,从而完成抗震设计工作。

二、高层建筑抗震设计结构设计的方法

对高层建筑结构的抗震设计时,要从减小地震作用力的输入和增强地震抵抗力两个方面进行考虑。下面将从五个方面进行分析:尽可能减小地震作用能量的输入,运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用,注重抗震结构的设计,重视建筑材料的选择,增多抗震防线的建设。将减小地震作用力和增强建筑的地震抵抗力二者结合起来,从两方面入手,进行建筑抗震的设计施工。

1、减少地震发生时能量的输入

在具体的设计中,积极采用基于位移的结构抗震方法,对具体的方案进行定量分析,使结构的变形弹性满足预期地震作用力下的变形需求。对建筑构件的承载力进行验收的同时,还要控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值;并且更具建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系,确定构件的变形值;根据建筑界面的应变分布以及大小,来确定建筑构件的构造需求。对于高层建筑来讲,在坚固的场地上进行建筑施工,可以有效减少地震发生作用时能量的输入,从而减弱地震对高层建筑的破坏程度。

2、运用高延性设计、推广消震和隔震措施的运用

现在在我国,许多高层建筑进行抗震设计时,多采用延性结构,也就是适当的控制建筑结构的刚度,允许地震时结构的构件进入到具有很大延性的塑性状态,从而消耗地震作用时的能量,使地震反应减小,减弱地震给高层建筑带来的破坏和重大损失。如果某高层建筑的承载能力较小,但是具有较高的延性,那么在地震中它也不容易倒塌,因为延性构件可以吸收较多的能量,经受住很大的结构变形。延性结构的运用,在很多情况下是有效的,它可以消耗地震能量,减轻地震反应,使结构物“裂而不倒。

进入20 世纪以来,人们对建筑物抗振动能力的提高做出了巨大的努力,取得了显著的成果,其中阻尼器的使用在高层建筑的抗震方面有很大的作用。通过对阻尼器的利用,进行减震和能量的吸收,可以巧妙的避免或减弱地震对高层建筑的破坏作用。

3、注重抗震结构的设计

高层建筑抗震设计的结构应该得到人们的重视。我国150m 以上的建筑,采用的3 种主要结构体系(框.筒、筒中筒和框架- 支撑体系),都是其他国家高层建筑采用的主要体系。我国钢材生产数量已较大,钢结构的加工制造能力已有了很大提高,因此在有条件的地方,建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土(柱)结构或钢结构,以减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能。

我国传统文化中“以柔克刚”具有价高的思想价值,可以指导很多实际问题。在高层建筑结构的抗震设计中,可以从传统的硬性为主的抗震模式向以柔性为主的抗震模式转变,实现以柔克刚、刚柔相济,有效地减弱地震作用过程中释放的冲击力。比如,在高层建筑的拱形结构中有这样一个例子:迪拜帆船酒店,外观如同一张鼓满了风的帆,一共有56 层、321m高,就是运用拱结构抗震减灾的很好的例子。

4、重视建筑材料的选择

在高层建筑的抗震方案设计中,建筑结构的材料选择也非常重要。首先,我们可以对建筑材料的参数进行抗震性能的分析,从整体上对材料的参数变异性进行研究,而不能仅考虑建筑材料的承载力忽略其他因素。从抵抗地震的角度来讲,就是要控制建筑结构的延性需求,这就要求我们从高层建筑建设施工的各方面,来选择符合抗震需求而且经济适用的建筑结构材料。

5、增多抗震防线的建设

高层建筑结构防震可以设置多道抗震防线,增强对地震的抵抗力。高层建筑物设置多层的地震抵抗防线,第一道防线遭到破坏之后,有后备的第二道、第三道甚至更多的防线对地震的作用力进行阻挡,避免高层建筑物的倒塌。高层建筑结构进行抵抗地震设计时,可以采用具有多个肢节和壁式框架的“框架剪力墙”等防震结构。

框架剪力墙具有性能较好的多道防线抗震结构,其中的剪力墙是第一道抗震防线也的主要的抗侧力构件。所以,剪力墙要足够多,保证它的承受能力较高,不小于高层建筑底部地震倾覆力矩的一半。同时,为承受剪力墙开裂后重分配的地震作用,任一层框架部分按框架和墙协同工作分配的地震剪力,不应小于结构底部总地震剪力的20%和框架各层地震剪力最大值的1.5倍两者的较小值。剪力墙结构中剪力墙可以通过合理设置连梁(包括非建筑功能需要的开洞组成多肢联肢墙,使其具有优良的多道抗震防线性能。

总之,在建筑结构抗震设计方法的研究与进展,尤其是各国历次大地震对人类造成的严重灾害的经验教训,使世界各国地震工程学者及抗震设计人员逐步取得了较为一致的认识,经济与安全的关系,是建筑结构抗震设计的重要技术政策。

参考文献:

[1]杨磊. 论高层建筑结构抗震的优化设计[J]. 建筑设计管理, 2010,(03) .

建筑结构抗震论文范文4

关键词: 民用建筑;抗震设计;理论分析;问题;方法

引言:由于我国是一个地震多发的国家,分布广、频率高、强度大、震源浅,是世界上地震灾害最严重的国家之一。近几年来,各国历次地震对人类造成了严重灾害,通过总结大量的经验教训,促使结构抗震设计不断发展。这就要求结构工程师不仅要运用好抗震计算分析,而且要重视结构概念设计,使建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来,建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。

1、民用建筑抗震的理论分析

1.1.建筑结构抗震规范

建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

1.2.抗震设计的理论

1.2.1、拟静力理论

拟静力理论是20世纪10~40年展起来的一种理论,它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。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。

1.2.2、反应谱理论

反应谱理论是在加世纪40~60年展起来的,它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进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。

1.2.3、动力理论

动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把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,从而完成抗震设计工作。

2、民用建筑结构的抗震设计需注意的问题

2.1.考虑质量偶然偏心的依据和方法

国外多数抗震设计规范认为,需要考虑由于施工、使用等因素所引起的质量偶然偏心或地震地面运动的扭转分量的不利影响。现行国家标准《抗震规范》中,对平面规则的结构,采用增大边榀结构地震作用效应的简化方法考虑偶然偏心的影响。对于高层建筑而言,规定直接取垂直于地震作用方向的建筑物每层投影长度的5%作为该层质量偶然偏心来计算单向水平地震作用,是和国外有关标准的规定一致的。实际计算时,可将每层质心沿参考坐标系的同一方向(正向或负向)偏移,分别计算地震作用和作用效应;也可近似按照原始质量分别情况计算地震作用,再按规定的质量偶然偏心位置分别施加计算的地震作用,分别计算结构的地震作用效应。对于连体结构、多塔楼结构,相对分离的塔块可按自身的边长确定相应楼层的质量偶然偏心值。

2.2.楼层扭转位移控制条件

正常情况下,楼层位移比的上限条件是不应超过的,根据文献,"规则性要求的严格程度,可依设防烈度不同有所区别。当计算的最大水平位移、层间位移值很小时,扭转位移比的控制可略有放宽。"因此,特殊条件下,个别楼层扭转位移比值超过规定的上限要求也是允许的,可由有关超限审查机构审查确定。

所谓"最大水平位移、层间位移值很小",一般要求层间位移角不大于位移角限制的1/3。

2.3.连梁刚度折减系数

首先,连梁刚度折减是针对抗震设计而言的,对非抗震设计的结构,通常不宜对连梁刚度进行折减。其次,抗震设计时,连梁刚度折减系数的取值,应满足连梁正常使用极限状态的要求,一般与设防烈度有关,设防烈度高时可多折减一些,设防烈度低时可少折减一些,但一般不小于0.5。当连梁刚度折减系数取值小于0.5时,与之相连的剪力墙肢设计应加强,连梁本身必须满足非抗震设计的承载能力和正常使用极限状态的设计要求。

3、完善民用建筑的抗震设计方法

完善民用建筑的抗震结构设计主要涉及三个方面,其中包括建筑结构的整体性、结构之间的连接性、结构材料的刚度设计等。

3.1.提高建筑结构的整体性

具备一定特殊性的民用建筑结构在设计环节方面容易出现考虑不周全的情况。忽略了建筑结构的整体性,就会影响到结构的抗震性能。因此,在建筑物的结构设计当中,我们应当遵循结构整体性的原则,让建筑物在地震的环境中仍然能保证整体的稳定性,以此增强自身的抗震性能。另外,由于民用建筑在设计过程中会呈现出不同的结构风格,这些结构风格也将在很大程度上影响到建筑结构的稳定性和抗震性。因此,在提高建筑结构整体性的过程中我们应当增强彼此之间的相互作用能力,提高建筑物的稳定性和抗震性。

3.2加强建筑结构之间的连接性

建筑结构之间存在着连续性,这种连续性将极大影响到建筑的稳定性和抗震性。民用建筑只有基于良好的结构连接,才能够承载地震的外来力量并实现良好的结构预应力。具体来说就是建筑结构之间的连接性能够满足民用建筑物在地震环境中承受得住外界增强的力,确保自身的安全性。

3.3. 加强民用结构的刚度设计

在民用建筑结构的抗震设计上,设计人员和建筑人员通常都对刚度有着较为严格的要求。刚度设计主要涉及到两个方面,其中包括横向岩性、竖向刚度等内容。由于民用建筑有着较为复杂的受力特性,这就要求在抗震性能的设计中,更加注重他们在结构竖向和横向方面的计算,以此提高结构的整体稳定性,减小在地震环境中的破坏。

3.4.注重民用建筑结构类型的选择

民用建筑结构类型的选择成为了抗震设计中的重要环节之一 ,它实际上是影响建筑结构抗震性的关键因素。

在抗震结构类型的选择上,我们应当将施工进度、施工计划纳入选择条件之中来,这不仅仅会影响到施工的进度而且会影响到建筑的造价,因此,我们需要科学的选择各个方面的内容,进行科学的抗震结构类型的选择。当今,我们的建筑物一般的都是采用钢筋混凝土结构,因此设计人员和建筑人员在抗震结构类型的选择方面应当选择以钢筋为主的方法,减少建筑物的自重,有效提高结构的整体刚性,满足抗震设计的需要。

4、结束语:现代建筑结构的设计,尤其是针对民用建筑来说,设计人员和建筑人员应当更加注重抗震性能和稳定性能的突出,明确安全性的设计原则,采用先进的抗震方式,以此来保障民用建筑良好的抗震性,实现现代建筑结构的安全性和舒适性。

参考文献:

建筑结构抗震论文范文5

[关键字]加固 抗震性能 目标 原则

[中图分类号] P65 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-3-263-1

地震作为一种突发性的自然灾害,对人民的生命财产安全带来了严重的危害,其带来的后果甚至是毁灭性的。它对人类社会主要会产生两个方面的危害:(1)地震会严重破坏建筑物,使建筑物倒塌,给人们的生命财产带来严重的损失。(2)地震还会引发其他的灾害,如火灾和水灾,会对人类赖以生存的自然环境造成直接的破坏,社会影响极坏。为了能有效规避地震带来的破坏,需要从建筑物结构抗震性能和抗震性加固方面,进行设计和研究,本文重点分析的是建筑物结构抗震性加固的性能指标。

1 抗震性能化设计理论

随着科学技术的日新月异,人类也开始加深了对结构地震反应特征和地面运动特征的认识。这样开始不断完善和发展了建筑结构的抗震设计方法和地震反应分析能力。目前对结构地震反应已经采用了非线性动力理论的分析方法,而随着近几年来频发的地震灾害,也在不断的发展和完善抗震设计方法和设防标准。

在初期阶段,为了对结构安全作出保证,采用单一的设防水准作为抗震设防的标准。而随着认知水平的不断提高,人们对地震的反应特点和不确定性有了更深的认识。为了对结构安全和经济二者的之间的合理关系更多的予以考虑。又提出了“小震不坏,中震可修,大震不倒”的多级设计思想,抗性能设计开始向多层次、多目标的方向发展,并以提高结构承载力为主要目标。目前国内外抗震设计主要采用一种多层次多目标的设计,其主要目的是提高结构承载力,采用防倒塌和设防的构造,对建筑物实施控制。这种设计原则会尽可能的保证建筑物在地震侵袭时不发生倒塌,进而对人们的生命安全作出保证。但它仍旧会带来很强的破坏力,给人们带来严重的经济损失,同样为人们所无法接受。

目前,对建筑物抗震性能方面,无论是公众还是社会,都提出了多层次和高水平的要求。这样不单单是对强震带来的人员伤亡和建筑物倒塌进行规避,同时还要尽可能的降低中小地震带来的损失,在建筑物结构的地震反应上,为了对不同建筑物的使用需求予以满足,需要设计具体化的性能指标。

在性能化设计理论方面,我国已经取得了突飞猛进的发展,在2010年12月1日,我国正式颁布了《建筑抗震设计规范》GB50011-2010,在这里着重强调了新的地震规范:在建筑抗震的性能化设计方面,应综合考虑变形能力和抗震承载能力,新的设计规范灵活性和针对性非常强。它充分考虑在建筑物地震反应方面,不同业主提出的不同需求,选择合理的布局结构构件和结构形式进行结构的设计,对业主的特定需求予以满足。在既有结构加固的基础之上,为了实现预期的抗震性能目标,针对关键构件、某些部位或者整个结构,采用各种灵活多样的措施,使抗震的安全性进一步提升,以对其结构的使用功能予以满足。

2 结构抗震加固的性能目标

在地震作用下,剪力是建筑物的地震作用力的主要表现。位移是地震变形的主要反应。依照抗震抗震规范,对既有结构进行设计,使其变形反应对规范限值予以满足,承载力也能对规范需求给予满足。因为在建筑物的使用上,有着不同的使用要求,同时针对建筑物结构的地震反应,不同的业主要求也不一样。而这种要求也就是结构的性能化指标,包括位移、层间位移和加速度三个方面的性能指标。在对建筑物抗震性能加固方面。需要依照这三个性能指标进行。

2.1 加速度—性能控制指标

位移变量是对建筑物地震反应带来影响的主要因素,但有一些建筑物在使用功能方面,限制了加速度。所以加速度,也就是性能指标,成为这些建筑物主要性能控制指标。建筑物在地震作用下,会出现扭转或平动等整体反应。若建筑物变形结构以平动为主,则剪力为平动产生的主要反应力,平动位移也是其主要的变形情况。若建筑物发生的是扭转变形。则破坏力会沿着建筑物边缘向内部呈现逐渐上升的趋势。建筑物的全部构件,在这种破坏方式下,会无法正常发挥承载能力。所以我们在对结构进行设计时,应规避在地震作用下,结构设计所发生的地震反应是以扭转为主的反应。

此项控制指标主要是在加固过程中,重新分配和调节剪力,或者是通过增加阻尼支座或者是增加附件构件,提供性能指标以一个附加的阻尼,对地震剪力的作用进行抵消,进而对剪力和加速度起到了一定的控制作用。

2.2 位移—性能控制指标

在性能和结构方面,加速度仅仅是一个方面,位移是主要的表现。当前基于位移的设计方法和性能化分析,是性能化设计的主要方向。对于地震作用下的损伤程度,控制方式主要是采用位移进行,已经成为最有效的途径,实现性能化抗震设计 总体目标。由于地震会产生不同强度的水准,构件或结构采用结构的位移作为相应指标,采用位移对结构的变形程度进行控制。结合业主提供的性能位移,加固设计既有的结构。

3 结语

抗震设计方面,新规范性能设计理论提出了新的思想和设计原则。针对既有结构的加固方面,也有了新的思路和概念。在加固时,不单单是从承载力补强方面进行考虑,还要综合考虑业主对建筑物的使用要求。使建筑物抗震和加固设计,能对不同的需求予以满足。结合抗震设计的相关理论,将抗震设计和加固从承载力指标转向性能指标,保证结构抗震具有灵活性和具体性的特征,为未来的提供新的抗震加固的发展方向。

参考文献

[1]陈闯兴.中国建筑抗震设计规范的演变和展望[J].防灾减灾工程学报.2003.

[2]徐斌.新规范建筑抗震性能化设计浅析[J].广东水利电力.2010.

[3]辛力.高层建筑结构直接基于位移的抗震设计方法[D].西安建筑科技法学,2006.

[4].浅析高层建筑结构抗震设计[J].消费导刊.2008(11).

建筑结构抗震论文范文6

关键词:建筑结构;基于性能;抗震设计;要点

引言

近年来,随着现代社会的快速发展,国内外地震发生的频率越来越高。从1978年中国的唐山大地震,到1994年美国的洛杉矶大地震,到1995年的日本阪神地震,再到2008年中国的汶川地震,再到2010年的海地地震,再到最近四川雅安大地震等等,一些列的大地震不仅对人们的生命财产造成了巨大的损失,同时对于整个国民经济的发展差生了严重的影响。历次的地震对我们所造成的影响一直在提醒我们,现有的抗震设计思想与方法均存在一定的问题,必须要对建筑结构在地震作用下的行为进行控制。因此,现行的抗震设计规范及方法需要进一步的完善,在此基础上本文提出了基于性能的抗震设计。本文首先对基于抗震设计的基本的概念进行了简单的介绍,接着就基于性能的抗震设计中的几个主要方面进行了阐述。在最后对全文进行了简单的总结。

一、基于性能的建筑结构的抗震设计概念

基于性能的抗震设计方法是一种基于“投资-效益”准则,兼顾结构抗震设计共性和个性要求的抗震设计方法,是抗震设计理论的变革。基于性能的抗震设计方法可以根据具体的情况,选取适当的设防目标,设计功能多样化的建筑结构,这样的设计方案就可以满足不同的设防目标。基于性能的抗震设计是比基于力,基于位移或者基于其他方面的抗震设计更为广泛的设计理念,基于性能的抗震设计可以更为直接的满足用户对于建筑的要求。

基于性能的抗震设计不是一个新的概念,目前对于这方面的研究也引起了人们的重视,并取得一定的成果,但是现在对于给予性能的抗震设计国际上还没有形成一个统一的定义。不同学者对于基于性能的抗震设计有不同的描述,但是大体上的意思都差不多,都传输了一个设计思想:建筑结构在正式使用的过程中,能够对于不同程度的地震有一定的抵御能力,建筑本身的性能能够应对相应程度的地震。基于性能的抗震设计的可行目标是在耗用资源最少的情况下,设计出能够抵抗最糟糕的情况的建筑结构,确保群众的生命财产,减少国民经济的损失。

二、基于性能的抗震设计主要内容

抗震性能目标是社会和住户所期望的的结构抗震性能,而结构抗震性能设计理论的基本内容主要包括地震设防标准、结构抗震性能目标、结构抗震设计方法等三个方面的内容。

1、地震设防标准

简单来说,地震设防标准是指未来可能作用于场地的地震作用大小。具体来讲,地震设防水准是指在抗震设防中如何根据客观的设防环境和已定的设防目标,同时考虑到具体的社会经济条件来确定采用多大的地址动参数。而目前对于地震动的研究还处于发展阶段,设防水准还只是基于地震动时的剧烈程度来进行设防的。但是根据实际情况,地震动所持续的时间以及其振动的次数对于建筑结构都会产生些相当大的威胁,所以要想更好的实现基于性能的抗震设计,对于地震动的持续时间,地震动的次数等参数对于建筑结构性能的影响都需要继续进行研究。目前,基于力和基于位移等结构性能的设防水准已被提出,其中基于位移的结构性能的设防标准最方便使用。结构抗震性能目标是指对某种程度的地震设定一定的标准,由该标准规定建筑结构在地震是所能承受的负荷,根据PBSD,可将其划分为五个等级,具体见下表。

2、基于性能的抗震设计的分析和设计方法

在强烈的地震的作用下,建筑结构一般都会出现一定程度上的损坏。在建筑结构抗震性能设计中,就必须要对建筑结构在强烈地震作用下结构本身所能承受的负荷范围进行一定的估计。一般而言,抗震性能分析方法有四种:线性静力分析方法、线性动力分析方法、非线性静力分析方法、非线性动力分析方法。其中线性静力分析方法一般适用于构件的截面设计,非线性静力分析方法是一种逐渐得到广泛应用的评估结构抗震性能的简化方法,非线性动力分析方法是一种弹性塑性时积分析方法。

抗震设计方法是基于性能的抗震设计理论的核心问题。建筑结构性能抗震设计的思想和现行的建筑结构设计思想以及具体的处理模式上均有所不同。但是这并不意味着建筑结构性能抗震设计完全不兼容现有的抗震设计技术以及其他方面的研究,他们只是在考虑具体的设计方案时所考虑的对象参数以及数量上有所区别。根据具体的地质条件设定多级地震设防水准、根据住户的具体要求设定抗震目标、确定具体的设计方案、组织人员进行施工以及后期的维修是结构性能抗震设计的过程的一般程序。实际中,基于性能的抗震设计方法主要有两种:一种是基于传统的设计方法。第二种是基于位移的抗震设计。这种设计方法是采用结构位移作为性能指标。与传统的设计方法相比,基于位移的抗震设计方法改变了已有的设计过程,直接以目标位移作为设计的变量。采用这种设计方法可以从一开始就明确设计的设防标准,从而避免了传统设计方法中因为重复设计而增加投入的弊端。基于位移的性能抗震设计方法实用性更高。

结束语

越来越频繁的地震对人民群众的生命财产所造成的损失,迫使广大学者不得不对建筑结构的抗震性能提出更高的要求。本文首先对基于性能的建筑结构抗震的概念进行了简单的介绍,接着又从多级地震设防水准和基于性能的抗震分析和设计方法两大方面对建筑结构基于性能抗震设计主要的要点分别进行了阐述。然而,现阶段,我国对于基于性能的抗震设计的研究还处于正在发展阶段,很多方面都还需要完善,特别是对于地震动中其他参数的影响还有待进一步的研究。但是我相信,在广大学者的共同努力下,基于性能的抗震设计会不断地完善。

参考文献:

[1]罗奇峰、王翠梅,《从近几年震害总结中提出的结构性能设计理论》,工程抗震,2001年6月,4-7

[2]王学军、何政、欧进萍,《非结构构件性能设计初探》,低温建筑技术,2000年,20-21

[3]张新培,《基于性能的抗震结构设计理论的若干进展》,四川建筑科学研究,2001年,34-35

[4]马宏旺、吕西林,《建筑结构基于性能抗震设计的几个问题》,同济大学学报,2002年,1429-1434

[5]刘华新、张旭、邢颖,《建筑结构基于性能设计的研究与发展》,辽宁工学院学报,2005年,110-112

建筑结构抗震论文范文7

关键词:抗震 ;结构设计;加固

中图分类号:TU318 文献标识码:A

对建筑设计结构设计很难有较大的修改,制定好建筑设计,原则上结构设计只能对建筑设计的要求服从。在建筑初步设计、方案阶段中如果建筑师能较好地对抗震的要求考虑,对结构构件系统则结构工程师就可以合理的进行布置,建筑结构相应产生的地震作用以及刚度和质量分布与变形结构受力比较均匀协调,能得到较大的提高和改善建筑结构的抗震承载力和抗震性;如果建筑师没有很好地在提供的建筑设计中对抗震要求考虑,那就会带来较多困难给结构的抗震设计,建筑布置会限制结构的抗震设计和布置,甚至使得设计的不合理。有时为了让结构构件的抗震承载力有所提高,不得不增大配筋用量或构件的截面,从而给投资带来不必要的浪费。

一、建筑结构抗震设计

一般来说,所谓的抗震设计建筑结构就是指对建筑结构通过地震时的破坏,结合长期实践于建筑结构工程中所积累的经验,总结形成的一种基本的设计思想与设计方法,也是确定细部构造措施并且进行结构与建筑整体布置的一个过程。地震动理论上其就是一种随机的振动,它具有复杂性、不确定性与随机性使得人们难以把握,某建筑物可能遭遇的地震的参数与特性要想很精确地预测,我们就目前来说还非常难以具备更好的方法。在建筑结构分析抗震设计这个方面,由于我们对建筑结构的外界引起变化、空间作用、建筑结构的性质以及建筑的材料等等不同的很多种因素不能够很充分地考虑,因此有很大的不确定性。所以不能够全部的依赖于计算结果来进行建筑结构的抗震设计,更要以抗震设计建筑结构工程所建筑工程抗震经过长时间的经验以及基础理论所可以总结出来的为基本出发点的建筑工程抗震设计方法,使得建筑结构的抗震性能进而更好的提高。

二、结构抗震概念设计的重要性

2.1解决地震不确定性的好方法是概念设计

对地震破坏机理我们还不十分清楚, 对地震的破坏现象也只是停留在感性认识阶段,建筑物抗震计算的原理只是一种近似方法,却不能代表建筑本身在地震中的真实反应。概念设计的思想不妨是个解决这个问题的好方法。地震是一种随机振动,有着难以把握的复杂性和不确定性,要准确地预测建筑物遭遇地震的特性和参数,尚难以做到。在建筑抗震理论未达到科学严密的今天,单靠计算很难使建筑具备良好的抗震能力。因此,结构工程师必须重视建筑总体抗震能力的概念设计。

2.2工程师进行结构设计创新的方法和原则是概念设计

展现先进设计思想的关键是概念设计,在特定的建筑空间中一个结构工程师的主要任务就是完成结构总体方案的设计采用整体的概念,并对结构与结构、构件与结构的关系能有意识地处理。一般认为,结构工程师如果概念设计做得好,随着他的不断努力,随年龄与实践的增长其结构概念将会越来越丰富,设计成果也越来越创新、完善。

2.3 计算理论与实际受力的差别使得概念设计成为结构抗震的重要途径

概念设计的重要,主要是由于现行的结构计算理论与设计理论存在许多缺陷或不可计算性,这一矛盾使结构的实际受力状态与设计结果差之甚远,为了对这类计算理论缺陷的弥补,或者无法计算对实际存在大量的结构构件的设计能够实现,都需要结构措施与优秀的概念设计使得结构设计的目的得到满足。

2.4 概念设计在初步设计中的重要性

概念设计之所以重要,还在于在设计方案阶段,不能借助于计算机来实现其初步设计过程。这就需要其掌握的结构概念由结构工程师综合运用,选择造价最低、效果最好的结构方案。为此,不断地丰富自己的结构概念,需要工程师深刻、深入对各类结构的性能了解,并能有灵活地、意识地运用它们。而人的设计,就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷,主要原因就是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思,即未进行概念设计所致。

三、建筑结构抗震设计常用方法

3.1进行抗震设计根据建筑结构基本构造

一般情况下,使用砼钢筋框架结构时,是对钢筋砼构件通过控制最小配筋率,以及截面尺寸来实现抗震设计。建筑的砖混结构,构造方法一般比较常见的有限制建筑的层数与层高和房屋的整体高度;设置钢筋砼构造柱在建筑的横纵墙中,并且还要有一些防震缝设置等等。在建筑结构抗震设计规范修订后对一些强制性的条例进行了增加,例如:突出建筑屋顶的电梯、楼,要求延伸构造柱到建筑的顶部,并且连接顶部的圈粱成为一体,以此来拉结主体结构与突出部分成为整体,提高整体的承载力。

3.2进行抗震设计根据建筑结构性能目标

在发生地震的时候建筑物有高度的安全性,是最终抗震设计的目的,所以建筑结构的抗震设计要求的基本设计标准为以可能会发生在要建设建筑物的地区的大地震的烈度,而且还要以建筑物的内部以及建筑自身对建筑结构的抗震性能确定指标以没有造成破坏为最终目标。建筑结构中建筑结构的基础部位以及某些非抗震的下部结构也有一定程度上需要抗震能力,建筑结构在发生大地震的时候要基本保持在弹性范围所能承受之内。另外,也应该重视建筑结构的抗风性能。因建筑的安全使用很有可能导致性能降低由于风压所导致的建筑水平振动,以及破坏其抗震构造构件的耐久性能。

3.3进行抗震设计根据建筑规划和建筑场地

要有较好的抗震性,建筑结构将比较稳定性的建筑场地作为优先选择。另外,需要对具有抗震性的建筑进行抗震层的设置,而且包建筑外观括、邻栋间距等等的一些安全性能以及舒适感的角度对建筑结构的外部空间应该进行考虑。而且在进行场地规划建筑结构的时候,也应该从建筑上部结构适应的位移等性能与特点方面的角度来考虑。

四、加强建筑工程抗震措施

4.1 选址要科学合理

《中华人民共和国防震减灾法》规定,对于可能发生严重次生灾害和重大建设工程的建设工程,对地震安全性必须进行评价;并确定抗震设防要求,根据地震评价安全性的结果,进行设防抗震。建筑物建造在可液化场地或临近地震断层或软弱地基,地震引起地基失效由于对场地的液化作用,建筑物倾斜而很容易倒塌。

4.2 采用合理的结构形式

目前我国有钢筋混凝土结构、砖混结构、钢结构、钢-混凝土组合结构等常用建筑结构形式。可根据不同的地区,选择不同的结构形式根据不同设防烈度。本身钢筋混凝土就具备柔性,因而这种结构的建筑物承载能力高,变形能力好,通常抗震能力也强。应根据建筑的抗震要求和功能要求在确定结构方案时,合理进行选择。在选择结构体系时结构的侧移度从抗震角度来说,是要考虑的重要因素,尤其是对于设计的高层建筑,这一点起控制作用,随着高层和多层房屋高度的增加,在其他荷载作用以及地震作用下结构产生的水平位移增大迅速,必须要求抗侧移结构刚度也随之增大。

4.3设计质量切实提高

地震尤其是烈度和震级较高地震,危害性非常大,显得尤为重要的就是建筑物的抗震性能。目前我国设计建筑结构水平还非常低,所采用的建筑方案在大量的建筑上不是很合理,导致无法合理布置结构方案,增加材料用量。

总之,为了提高刚度、延性和承载力为主导目标,综合运用抗震原则,刚柔结合多道防线,同时确保结构体型简单,结构传力和受力途径直接,结构构件与整体结构共同作用,从设计上如此一来就可以保证在地震作用下建筑结构的安全性。

参考文献:

[1]张文银,高莉.建筑结构抗震设计[J].山西建筑.2008 第32 期.

建筑结构抗震论文范文8

关键词:高层建筑;混凝土房屋;抗震设计;抗震设防

Abstract: This article researches and analyzes the seismic design of the tall reinforced concrete building, according to the author’s practical experience and summarized relevant materials,.

Key words: high-rise building; concrete building; seismic design; seismic fortification

中图分类号:TU3文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)

在建筑工程项目建设中,设计阶段是整个工程最为关键的一个环节,在设计中要考虑到多方面的因素。本文结合工作实践对高层建筑结构抗震设计进行理论上的研究,从设计理念、设计原则到设计方法进行了探讨,虽然有些粗浅,希望对同行们有一定的参考作用。

地震是人类在繁衍生息、社会发展过程中遇到的一种可怕的自然灾害。强烈地震常常以其猝不及防的突发性和巨大的破坏力给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害。据统计,历史上各种自然灾害曾毁灭了世界各地 52 个城市,其中因地震而毁灭的城市有 27 个。地震之外的其它各种灾害,如水灾、火灾、火山喷发、风灾、沙灾、旱灾等毁灭的城市为 25 座。因此,地震占灾害总数的 52%。可见地震灾害确系“群害之首”。研究表明,在地震中造成人员伤亡和经济损失最主要的因素就是房屋倒塌及其引发的次生灾害(约占 95%)。无数次的震害告诉我们,抗震设计是防御和减轻地震灾害最有效、最根本的措施。

1 建筑抗震的理论分析

1.1 建筑结构抗震规范 建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

1.2 抗震设计的理论 拟静力理论。拟静力理论是 20 世纪 10~40 年展起来的一种理论,它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。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。反应谱理论。反应谱理论是在加世纪 40~60 年展起来的,它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进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。动力理论。动力理论是 20 世纪 70-80 年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于 60 年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把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,从而完成抗震设计工作。

2 高层建筑结构抗震设计

2.1 抗震措施 在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

2.2 抗震设计理念 我国 《建筑抗震规范》(GB50011-2001)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此, 要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率(或重现期)来区分的:多遇地震:50 年超越概率 63.2%,重现期 50 年;设防烈度地震(基本地震):50 年超越概率 10%,重现期 475 年;罕遇地震:50 年超越概率 2%-3%,重现期 1641-2475 年,平均约为 2000年。对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合。并引入承载力抗震调整系数。进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。

2.3 抗震设计方法 我国的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定:高度不超过 40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法;除 1 款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法;特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

3 结语

要使工程建设真正达到能够减轻以至避免地震灾害,把握好抗震设计关是减轻地震灾害的根本措施。

参考文献:

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.

[2]郑文忠,王英.对既有房屋套建增层改造的认识与思考[J].工业建筑,2008.6.

[3]计静.套建增层预应力钢骨混凝土框架抗震性能与设计方法研究.哈尔滨工业大学博士学位论文,2008.

建筑结构抗震论文范文9

关键词:建筑设计;建筑抗震设计;作用;注意问题

建筑抗震设计是建筑设计中一个最基础的要素,只有充分的重视建筑抗震设计才能有效的提高建筑的抗震能力,使人们的生命安全和人生财产免受地震的倾袭,然而现阶段在我国的建筑抗震设计方面还存在有一定的缺陷,从而影响了我国建筑的整体抗震水平。

1建筑设计在建筑抗震设计中的作用

建筑设计是建筑抗设计的基础,在建筑抗震设计中有效的融入建筑设计可以有效的提高建筑的抗震性。在建筑的结构需要以建筑设计为依据进行的,如果在建筑设计中有效的考虑到建筑的抗震设计,可以帮助建筑形成更加科学合理的结构,有效的提高建筑的抗震能力。如果在建筑设计中完全忽略了考虑建筑抗震设计,就会导致建筑后期在进行抗震设计时出现各类问题,严重影响建筑的科学设计。因此,在进行建筑设计工作时,一定要充分的考虑到建筑设计和建筑抗震设计俩者的合理结合,从而有效的提升建筑结构的稳定性和抗震性。

2现阶段我国建筑抗震设计存在的问题

2.1在建筑抗震设计科学的理论指导相对比较缺乏

现阶段尽管我国已经加大了对地质地震的研究,但是对造成地震的原因,地震的预测以及地震的防治方面的研究还不够深入,导致我国无法准确的预测地震并且做出科学的防范,因此在我国的建筑抗震设计上就缺乏相对科学的理论指导,导致建筑抗震设计出现不合理的现象[1]。

2.2没有立足于实际情况进行建筑抗震设计

现阶段在我国的建筑具体的抗震设计中,很多时候都是以固定的参数进行建筑抗震设计,而没有结合实际的情况,这种完全依靠计算来进行的抗震设计难免会存在一些误差,导致建筑抗震设计无法很好的发挥出抗震作用。例如,在我国现阶段的地震研究中,会对地震的降级系数进行统一规定成2.81,这样就会给很小的地震赋予固定的统计意义。然而在实际的情况中,相对比较小的地震更多的会运用于实际的结构设计中,而建筑结构中变形的检验以及横截面的具体承载能力是要根据实际的情况来进行设计的。在建筑设计中如果只是依靠统一的计算设计,没有深入的考虑到建筑结构的层次以及顺序,很难使建筑抗震结构发挥出重要的意义。

3建筑设计在建筑抗震设计中需要注意的重点问题

3.1建筑的平面设计

建筑的平面设计是建筑设计中一个很重点的设计部分,建筑平面设计的好坏会直接影响着建筑的整体功能,同时建筑的平面设计还和建筑抗震设计之间有着非常紧密的联系,要想在建筑抗震设计中充分的运用到建筑的平面设计,首先要充分的注意到建筑的结构质量均衡分布的问题,需要保证建筑结构的对称性,只有保证了建筑结构的对称性,才能有效的避免建筑出现一些扭转的现象。因此,在进行墙体设计工作时,一定要保持结构的均匀性和对称性,对抗震墙进行设计时需要与建筑抗震结构进行相互结合,对于一些刚度非常大的电梯和楼层都需要设置在建筑的中心位置,这样才可以有效的避免建筑结构出现扭曲的现象。总之,在进行建筑结构平面设计时需要充分考虑到结构抗侧力构建的重要性,使建筑的抗震设计与建筑结构的使用功能紧密联合,从而设计出既安全同时又可以满足人们需求的建筑结构[2]。

3.2建筑的纵向结构设计

建筑的纵向结构设计主要是指对建筑的结构质量,建筑的刚度以及建筑物沿的高度设计。在建筑进行纵向设计时,需要尽可能的让建筑的刚度同建筑物沿设计形成相对比较靠近的系数,同时剪力墙结构一定要布局均匀,确保剪力墙结构可以沿建筑纵向一直延续到建筑底部,中间不可以形成中断,或者剪力墙无法连接到建筑底部。另外,在纵向结构的设计中,还需要极力避免在建筑楼层设计中,各个楼层出现刚度不均匀的情况,从而有效的避免建筑扭转情况的发生[3]。

3.3建筑的整体设计

建筑的整体设计主要是指建筑的立体空间以及建筑的平面的设计,在进行建筑整体设计时,需要保持建筑的空间和建筑的平面在整体形状是具有简洁性和规则性。建筑设计的平面形状一般可以选用方形,矩形或者圆形设计,因为像方形,矩形以及圆形这种形状设计可以有效的提高建筑结构的抗震性[4]。另外,在进行建筑的整体设计时,还需要避免出现凹凸形状的设计,因为这种形状会限制建筑的抗震性设计,同时还会使建筑很容易出现扭曲的现象,因此在进行建筑设计时需要充分考虑到,将建筑的抗震设计与建筑的艺术设计以及建筑所需具备的功能有效的结合,从而设计出优秀的建筑。例如,南昌的绿地紫峰大厦高为268米,该大厦是核心筒结构框架,对该大厦进行抗震设计时,建筑东西里面有内凹设计,它的内凹部分的荷载是由结构柱支撑在跨悬臂转换墙上。该建筑进行抗震设计时就充分的考虑到建筑的功能需求,同时进行该建筑的设计时还进行了反谱计算[5]。

3.4屋顶建筑的抗震设计需要注意的问题

在进行超高层或者是高层建筑的设计时,整个建筑设计中一个非常重要的环节就是屋顶建筑的抗震设计。就目前建筑抗震设计情况来看,很多的建筑设设计在屋顶设计上海存在着一些缺陷,例如,建筑设计的屋顶设计相对比较重或者屋顶设计过高,不论是屋顶设计较重还是屋顶设计过高都会使屋顶建筑很容易形成变形,使建筑的抗震性能减弱,尤其对屋顶下的建筑造成巨大的损害。再比如,有些建筑的屋顶之下的中心和屋顶建筑的中心完全不在同一条直线上,这就会导致受力不均,一旦发生地震,就会使建筑发生非常剧烈的扭转现象,抗震效果非常不明显。因此,在进行建筑的屋顶设计时,需要严格的控制建筑屋顶的高度,一定不能过高。还需要选用强度较高,刚度均匀并且质地较轻的材料,同时要保持屋顶之下的建筑同屋顶的重心形成同一条直线,从而有效提高建筑的抗震性。

4结语

综上所述,现阶段伴随着国家的不断发展,建筑行业也在不断的发展,在建筑行业发展的过程中一定要充分的意识到建筑抗震设计的重要性,在建筑抗震设计中有效的融入建筑设计的一些理念,从而有效的提高建筑的抗震性,从而促进建筑行业的可持续发展。

参考文献

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