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房屋建筑抗震设计

时间:2023-07-11 17:36:30

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇房屋建筑抗震设计,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

房屋建筑抗震设计

第1篇

关键词:抗震设计 房屋建筑 结构设计 应用

抗震设计是房屋建筑设计的重要组成部分,尤其在地震多发区域更应注重房屋建筑抗震设计的应用,以减少地震中人员伤亡和财产损失。因此,加强抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用具有重要的现实意义。

一、房屋建筑抗震的重要性

地震属于自然灾害中破坏较大的灾害之一,由于其发生具有很大不确定性,因此目前人类掌握的科技在准确预测地震发生上还存在很大差距。为减少地震给人们的生产生活带来的影响,人们越来越注重房屋建筑的抗震设计。

众多周知,随着我国城镇化不断深入,越来越多的人群跻身于大城市,导致城市人口密度剧增。同时大城市聚集的财富逐渐增多,这种情况下一旦发生地震,往往给社会造成不可估量的损失。为此经过众多建筑专家和相关部门研究形成了房屋建筑抗震规范,即要求房屋遇到小震时不会被破坏,中震时能够进行维护加固,大震时建筑不会倒塌,以将人们的损失降低最小,这足以说明人们对房屋建筑抗震的重视。

二、抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用

房屋建筑结构设计是整个工程建设的重要环节,关系着后期施工的能否顺利进行,为此相关单位应引起足够的重视,不但要保证房屋建筑结构设计的合理性与科学性,而且要求建筑结构设计严格遵守“安全、经济与实用”原则。而房屋建筑结构的抗震设计更应注重这方面的考虑。下面对抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用进行详细的探讨。

1.增强房屋建筑结构抗震能力

为增强房屋建筑结构抗震能力,要求房屋建筑设计单位设计过程中应重点把握以下内容:首先,结合房屋建筑结构要求,综合分析影响房屋地基稳定性的各种因素,从而选择抗震性能较强的地基,以防止地震中地基变形威胁房屋建筑安全;其次,相同房屋建筑结构单元地基设计时应保证地基性质相同,从而将地基与房屋结构紧密的融合在一起,以充分发挥地基的抗震潜能。而且房屋建筑设计应尽量做到对称、规则,以降低地震中房屋建筑扭曲程度;再次,应从房屋建筑的整体考虑,必要情况下可增设抵抗防线,以提高房屋建筑的抗震性能。同时对房屋建筑的受力情况进行充分的把握,防止某些结构的抗震性能不符合设计标准;最后,注重复合材料的应用以减少房屋建筑自身重力,减小地震对其产生的作用力。同时,设计的房屋建筑结构空间应保持统一,并加强其平面结构的连接,以提高房屋建筑结构刚度。

2.降低地震对房屋建筑影响措施

目前降低地震对建筑物影响的常用方法为:在建筑主体结构与基础之间设置隔震层,从而缓冲地震力的传播,降低地震的破坏力。另外,部分建筑设计时要求在建筑顶部设置反摆装置,即一旦发生地震该反摆装置和建筑物保持相反的方向移动,从而增加建筑物阻尼的作用,防止房屋建筑因位移过大造成破坏。经大量实践证明,反摆装置能有效缓解地震破坏,有效率达65%。而且该装置还能较好的保护建筑物内部物品,将地震的破坏能力降到最低。

3.严格按照地震设防标准设计

房屋建筑抗震设计应严格按照地震设防标准实施。目前依据建筑物使用价值可将建筑物分为甲乙丙丁四个类别,其中前两种建筑物要求应具备6度~8度抗震烈度,并且比本地抗震设防要求高一度;而对丙类建筑而言无论抗震设防还是采取的抗震措施,均应符合本地抗震要求;丁类建筑在符合本地抗震设计要求前提下,抗震设防可适当降低。因此,对房屋建筑进行抗震设计时应首先明确建筑物类别,进而根据规定采取对用的抗震设防烈度,一方面使房屋建筑抗震设计符合相关标准要求,另一方面,最大限度的发挥房屋建筑的经济和社会效益。

4.提高房屋建筑刚度

房屋建筑结构设计时应注重刚度的提高,即结合房屋建筑建造要求和用途,确定合理刚度以充分发挥其抗震性能。为此,房屋建筑设计时可参考以下内容认真落实。首先,目前钢筋混凝土结构具有较强的刚度和承载能力,被广泛应用在房屋建筑工程中,因此设计过程中注重钢筋混凝土的应用;其次,使用钢筋混凝土结构后可在其之上加装钢结构,以达到进一步对其进行加固的目的。另外,当遇到部分屋盖采用钢结构,而建筑整个抗测力体系仍主要依靠钢筋混凝土的情况时,仍需按照相关规范标准进行抗震设计。

另外,房屋建筑刚度并非越高越好,主要因为房屋建筑刚度高,其内部结构受到地震力的作用越大,房屋建筑在地震中的破坏程度越严重,而且建筑刚度越大相应施工成本会增加;而当房屋建筑刚度不足,地震中很容易因承载力不足而变形,从而房屋建筑安全带来较大威胁。

三、抗震设计在房屋建筑结构设计注意事项

除采取以上措施外,抗震设计在房屋建筑结构设计应用时还应特别注意以下几项内容:

1.建筑构件及连接点抗震设计

在社会发展推动下应用在建筑工程中的构件形式与种类日益增多,例如,玻璃幕墙、花岗岩、大理石板材等,不可否认这些构件很大程度上提高了房屋建筑性能,但设计时还应注重抗震方面的考虑,同时还应保证房屋建筑主体结构连接符合抗震标准要求。另外,房屋建筑设计过程中还涉及诸如壁橱、玻璃隔断、内隔断等非结构构件,为提高其在地震中的稳定性应将其与主体结构连接牢固,以防止其在地震中出现倒塌现象。

2.严格控制设计限值

抗震设计过程中严格控制设计限值包括两方面内容:其一,准确把握建筑层数与总体高度。实施证明房屋建筑抗震设计按照相关规定,将建筑的层数和高度控制要求范围内,可有效降低地震的破坏。例如,假设房屋建筑设置成8度的设防烈度,此时建筑层数应小于6层,如其为粘土砖多层房屋总体高度应低于18m;如房屋建筑框架为钢筋混凝土时,整个建筑物高度应低于45m。其二,严格控制局部墙体尺寸以及横墙间距尺寸大小。事实证明,如横墙之间具有较大距离时会消弱楼盖平面刚度,阻断地震力的传递,增加纵墙的侧向变形程度,减低地震承载力,最终使纵墙因稳定性差而倒塌破坏。另外,建筑局部墙体,例如内墙阴角等位置如不满足相关标准规定,受地震影响极易发生倒塌和开裂现象。因此房屋建筑抗震设计时应充分考虑上述问题,降低地震给房屋建筑造成的不良影响。

3.屋顶建筑抗震设计注意事项

房屋建筑抗震设计时不能忽略屋顶建筑抗震设计,设计时应认真把握以下内容:首先,在满足设计标准前提下最大限度的降低房屋建筑高度。同时注重轻型建筑材料的应用,并保证屋顶建筑刚度和质量均匀分布,使地震作用力通畅的传递;其次,保证房屋建筑下部重心和建筑重心保持一致,以增强建筑稳定性。

四、总结

为满足日益增长的人口需求,房屋建筑处在不断的设计与建设中。同时人们对房屋建筑质量要求不断提高,尤其更为注重抗震上的要求,因此,房屋建筑结构设计过程中应加强抗震设计,以提高房屋建筑抗震性能,使其在地震中的破坏降到最低。

参考文献:

[1]赵宏伟. 房屋建筑结构设计体系选型及抗震设计探讨[J]. 山西科技,2012,05:31-32.

[2]周定前. 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]. 中华民居(下旬刊),2013,05:64-65.

[3]张映超. 浅谈房屋建筑结构的抗震设计[J]. 科技风,2011,13:198.

第2篇

关键词:高层建筑;抗震设计;问题;策略

一、引言

随着城市建设的日益推进,城市建筑行业也是芝麻开花———节节高,城市中到处是高楼林立。再加上近年来人口数量呈递增模式,城市人口越来越密集。为了更进一步为人类提供较大的建筑空间,高层建筑近年来比比皆是,建筑层数也居“高”不下。人民对于高层建筑的安全系数也颇为敏感,尤其是在多地震的城市,人们更是谈“震”色变,这就对我国高层建筑的抗震设计提出了更高的要求和巨大的挑战。可见高层建筑的抗震设计问题是高层建筑中最重要的话题。下面笔者就该问题进行分析和探讨,以引起高层建筑业的高度重视,把这些问题扼杀在萌芽状态,努力为人民创建更美好、幸福的家园。

二、高层建筑抗震设计中存在的现实问题

1、违“高”现象仍然成为高层建筑中的隐患

为了更进一步保障人们的生命和财产安全,有效突出高层建筑的安全性,我国有关法律和文件对建筑物的高度已经做出了明确、具体的规定,各个建筑单位对此也非常清楚,但很多房地产商为了获取更大的利润,在侥幸心理的驱使下,想方设法钻空子,冒天下之大不韪,其高层建筑远远超过了国家规定、限制的高度范围,以至于遇到地震灾害,这些高层建筑不能有效抗震,刹那间,给人民,给国家带来不可挽救的巨大损失。这种违“高”现象是普遍存在的,但它给人们带来的危害是潜在的,可见在人民的生命和财产面前,我们应做到“防患于未然”,不能存在任何侥幸心理。

2、抗震材料选用问题

我国是地震灾害多发国家,虽然在高层建筑中国家对抗震材料的规定很明确,但与一些发达国家所选用的高层建筑抗震材料相比,质量还远远不够。例如对我国地震多发城市,国家规定应采用钢架结构,以进一步提高建筑的稳定性和安全效果,但是一些地震高发区的高层建筑开发商却置若罔闻,仍采用钢筋混凝土的普通结构,这种结构稳定性差,安全防护性源源比不上钢架结构。这无疑就造成了高层建筑抗震的隐患,大大减弱了高层建筑的防震、抗震能力。3、抗震设计人才后备不足现阶段,我国抗震设计领域的专业人才后备不足,大多抗震设计人才大都是学习国外技术,引进国外的成功经验,国内抗震设计人员技术不够精湛,缺乏一定的自主创新能力,尽管一些高校都已经开设了抗震设计专业课程,但是空学理论,缺乏实际,理论和实际不能很好地结合,再加上目前抗震课程不全面等原因,致使我国建筑抗震设计领域的人才比较缺乏。目前我国一些精湛的高层建筑还得借鉴外国先进经验进行施工。此外,我国抗震设计的抗震能力较差,抗震级别和高层建筑不成比例,很难达到相应的级别。基于此,我国高层建筑相关部门应针对我国高层建筑情况制定出更加与之符合的方针政策,以切实提高我国高层建筑抗震设计的要求度。

三、我国高层建筑抗震设计应采取的具体策略

1、采用位移的结构抗震方法进行设计

一旦地震来临,高层建筑会因地震的强烈作用出现变形,本身防震不强的建筑结构在地震面前也会显得那么无力,更何况我们所采取的是不够先进的防震结构和措施呢?因此,不管是在建筑施工中还是在建筑后期防震设计中都应细致考虑到弹性变形结构的运用。例如位移变形结构设计,它是通过纵地基层的位移来减少地震产生的位移。

2、运用高延性结构来进行消震和隔震

高延性结构除了能有效减少地震对房屋建筑的冲击和伤害,还能起到一定的隔震效果。所以在我国当前的建筑防震设计以及后期施工时,一些施工单位都有意识的加强了结构的韧性,以提高高层建筑的刚度和抗震性,降低地震带来的不良后果。众所周知,地震过程是一种能量的释放,在这个过程中,如果能充分使用高延性结构进行设计和施工,就会达到消震和隔震的目的,有效减少地震带来的危害和灾难,且适宜的韧性能够降低房屋倒塌的几率。故此,在对高层建筑进行设计和规划时,一定要采用先进的抗震技术来增加房屋的抗震能力,减少地震能量对房屋建筑的冲击和破坏,比如阻尼器的设计原理就是如此,除此之外,它还具有一定的监测作用,其效果得到好评和推广。

3、尽量建立多层地震防线

多层地震防线,顾名思义,它能够提高高层建筑的抗地震性能,实现高层业主对房屋安全的愿望。建立多层地震防线,最重要的是在高层建筑遭遇地震等自然灾害的冲击时,就可以预防建筑物的倒塌。相反,如果只有一层地震放线,其防震效果会很差,也就是难以减弱地震的破坏程度。因此高层建筑在进行抗震设计时。可以采用多方面的框架结构,最常见的是抗震剪力墙设计,其抗震效果良好,被别人成为抗震的首要防线,且能发挥出很重要的作用。可见,为了保障高层建筑的墙体抗震能力能切实阻止地震的损害,避免墙体出现裂痕或者倒塌,就应当使用和建立有效的防震结构,这样就可以实现多层防线的有效结合,形成客观的合力。并且一旦发生地震,每一层的剪力墙所承受的负重力是防震设计预期最大剪力墙的两倍,效果非常可观。综上所述,在时代的快速发展前景下,高层建筑已经成为现代城市的标志,对其进行科学的抗震设计,会很好地提高高层建筑的抗震能力,这也是时展的必须和重要趋势。高层建筑的相关人员要加强专业技术的学习,潜心研究,努力提高自己的研发能力,使新型的抗震材料,一流的抗震设计手段纳入现实的高层建筑抗震设计中,真正为人民创设安全、舒服的工作和居住环境,为城市的发展增添最美丽的一抹色彩。

参考文献

第3篇

【关键词】建筑设计,抗震设计,重要作用

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

一.前言

建筑设计中的抗震设计,关乎民生,关乎经济发展,社会稳定,对房屋建筑实施结构设计,主要涉及对建筑高度,承载力,总体结构,各个部件的性能规划等一系列的因素,要求通过对各个构件和整体规划的基础上,既实现满足居民生活生产保障安全的需要,又具有值得欣赏的美学价值。增强房建结构的抗震设计,必须综合考虑地基,房屋的结构体系选择,综合布局等多方面建设因素,是一项及其专业,严谨,复杂的高技术工作。

二.建筑设计和抗震设计的作用和关系分析

建筑设计对建筑抗震起重要的基础作用。建筑的结构设计难以对建筑设计有很大的改动,建筑设计已经初步形成了,建筑结构就必须按照原则服从建筑设计的要求。设计师在建筑方案能够全面的考虑到抗震设计的要求,那么结构设计人员按照建筑方案对结构部件进行科学、合理的布置,保证建筑结构质量与结构刚度均匀分布,结构受力和结构变形共同协调,提高建筑结构抗震性能和抗震承载能力;如果建筑方案没有考虑到抗震的要求,直接给结构抗震设计带来更大的难题,建筑布局设计限制结构抗震布局设计。为了进一步提高结构部件抗震承载能力,就必须增大结构构件的截面面积,这样又会造成很多不必要的浪费。所以,在建筑抗震设计的过程中建筑单位要对建筑体型设计、建筑平面布置设计、屋顶建筑抗震设计等问题加以关注。

三.我建筑抗震设计的现状

在建筑抗震设计领域,虽然我国在近年来有了长足的发展,但是,相比西方发达国家而言,发展缓慢,尤其是在抗震设计上,没有能够正确的处理好建筑设计和抗震设计的关系,虽然引进了一些西方欧美抗震设计理念,但缺乏符合本国实际的理论技术创新。很大方面存在着缺陷,主要表现在以下几个方面。

1.建筑抗震设计中缺乏科学规范的理论指导,缺乏实际经验的积累;我国对地质地震的认识尚不够完善,对地震的成因,预测,防治研究不够深入,地震防治规范不够科学。因此,在进行建筑结构抗震设计时候,缺乏一定的科学依据,或依据的是不完善的理论。因此,难以在建筑结构设计中完美融合防震设计理念。

2.建筑抗震设计中,设计立足于固定参数,而忽视了实际情况,设计完全依据“计算设计”完成。而且将一定的地震或力学参数做出固定的规范,比如,在我国地震设计研究中,把地震的降级系数统一规定为2.81,将小震赋予固定统计意义。而小震多用于结构设计中,结构截面承载能力设计和变形的检验计算,需要依据一定的实际情况而行的。

3.设计中,没有能够深入研究地震对建筑结构破坏的层次和顺序,难以做到重视主体的设计而兼顾细节问题。没有能根据实际情况灵活变通的运用抗震设计准则。

四,我国建筑结构抗震设计标准

1.我国的建筑结构抗震设计要遵循中华人民共和国GB 500112010建筑抗震设计规范。辩证灵活运用其中抗震设计原则,严格执行设计施工标准,借鉴其中经验,结合房建本地实际,科学设计。

2.要坚持实施多级防震措施。传统房建结构多采取的是三级设防措施,即小震不坏、中震可修、大震不倒。但在新的时期,房建结构必须是采取的多级设防模式,保护建筑主体抗震能力,减轻经济损失,使得建筑抗震中更加安全。

3.将概念设计理论和基于性能的设计理论相结合。结合建筑结构设计施工地的具体实际情况,做出科学严谨勘探,掌握第一手资料,综合分析考虑,做出最优势的战略设计组合。

五.建筑设计在建筑抗震设计中的几个主要设计问题

1.建筑体型设计问题

建筑体型包括建筑的平面形状和立体的空问形状的设计。在建筑体型的设计中,应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则,在平面形状上,矩形、圆形、方形等对抗震来说,都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型,尽量避免不对称的侧翼和过长的侧翼,在体型布置上使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布,避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称而引起建筑物在抗震时发生扭转反应。在建筑设计中,为了建筑立面美观和艺术上的创意,复杂的建筑体型是难以避免的,但是,在设计时一定要把建筑艺术、建筑使用功能同结构抗震安全很好地结合起来。

2.建筑平面布置设计问题

建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求,同时它与建筑抗震关系很大,因此从概念上要解决的一个核心问题是,建筑平面设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀,对称协调,避免突变,防止产生扭转效应。在墙体布置上要均匀对称;在抗震墙(剪力墙)布置上尽量与结构抗震要求相结合;对刚度很大的楼、电梯井简要居中布置,避免偏心扭转地震效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件,使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体,充分发挥建筑设计在建筑抗震中的基础作用。

3.建筑竖向布置设计问题

建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑物沿高度(沿楼层)建筑结构的质量和刚度分布设计上。在工业和民用建筑中,无论单层和多层都存在此类问题。在建筑设计中,尽可能使建筑物沿竖向的刚度分布比较接近,应特别重视使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑底部,不应中断或不到底;尽量避免某一楼层刚度过小;尽量避免产生

4.屋顶建筑抗震设计问题

设计高层和超高层建筑时,屋顶建筑抗震设计也是整个设计的一个重要环节。近几十年来,从多数高层建筑抗震设计评定结果看,屋顶建筑设计还存在一些问题,例如:屋顶设计较高或者设计过重。屋顶设计较高或者设计过重,无形当中加大了屋顶建筑变形,而且地震作用也加大了,尤其对自身和屋顶之下的建筑物的抗震作用都不利。有时屋顶建筑的重心和屋顶之下的中心不在同一直线上,如果屋顶的抗侧力墙和屋顶之下的抗侧力强出现间断,在地震发生时,带来的地震扭转作用也会更严重,对抗震更不利。所以,进行屋顶建筑设计过程中时,应该最大限度的降低屋顶建筑的高度。选用强度较高、轻质、刚度均匀的材料,使得地震作用传递不受阻碍;屋顶重心和屋顶之下的建筑中心在同一直线上;如果屋顶建筑非常高,屋顶建筑就必须具有较强的抗震性,让屋顶建筑地震作用和突变降低到最小,尽量避免发生扭转效应。

六.结束语

建筑行业关系到我国的经济发展和社会稳定,关系到国民的生命财产安全,加强建筑抗震设计,设计,提高抗震能力,是促进社会和谐稳定的客观要求。因此实施科学合理的设计方法,科学处理建筑设计和抗震设计的关系。建筑设计是整个建筑抗震设计的重要环节,二者存在着密切的联系,共同为提高建筑整体抗震性能提供了强大的支撑。在进行建筑的抗震设计时候,必须要将建筑的建筑设计和结构设计综合协调起来,实现二者的配合,共同为建筑整体的抗震设计发挥出更强大的作用。

参考文献:

[1] 蒋山 浅谈建筑设计在建筑抗震设计中的作用 [期刊论文] 《中国房地产业》 -2011年10期

[2] 陆伟权 浅析建筑设计在建筑抗震中的作用 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年14期

[3] 曾锐 重视建筑设计在建筑抗震设计中的作用 [会议论文] 2003 - 中国铁道学会铁路房建管理会议

[4] 程宇 建筑设计在建筑抗震设计中的分析 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年36期

[5] 李建平 建筑设计在建筑抗震设计中的作用 [期刊论文] 《安徽建筑》 -2004年5期

[6] 宫玲君 论抗震设计在建筑设计中的意义与策略 [期刊论文] 《科技风》 -2009年16期

第4篇

Abstract: This article from the perspective of seismic building size, building layout and vertical layout, the design limits of the control specification, roof construction.

关键词:建筑设计;抗震;设计;建筑体型

Key words: architectural design;anti-seismic;design;building size

中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)35-0082-01

0引言

建筑设计是否考虑抗震要求,从总体上起着直接的控制主导作用。结构设计很难对建筑设计有较大的修改,建筑设计定了,结构设计原则上只能是服从于建筑设计的要求。因此,我们在建筑抗震设计过程别要注重以下几个问题。

1建筑体型设计问题

建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明,许多平面形状复杂,如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏,有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。因此在建筑体型的设计中,应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则;在平面形状上,矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型,尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布,避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。

2建筑平面布置设计问题

建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等,都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且,由于建筑使用功能不同,每个楼层的布置有可能差异很大,建筑平面上的墙体,包括填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称,墙体与柱子分布的不对称、不协调,使建筑物在地震时产生扭转地震作用,对抗震很不利。有的建筑物,其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧,结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度,吸引了地震作用的主要部分。有的建筑物,在平面布置上一侧的墙体很多,而另一侧的墙体稀少,这就造成平面上刚度分布的很不对称,质量分布也偏心,使结构的受力和变形不协调,导致扭转地震作用效应,带来局部墙面的破坏。有的建筑物,如底层为商场的临街建筑,临街一侧往往不设墙体,而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭,两侧在刚度上相差很多,也将在地震时引起扭转地震作用,对抗震不利。还有的建筑平面布置上,经常出现内隔墙不对齐或中断,使刚度发生突变和地震力传递受阻,对抗震也带来不利,客易引起结构的局部破坏。建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大,从概念上要解决的一个核心问题是:建筑平面布置设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀,对称协调,避免突变,防止产生扭转效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件,使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体,充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。

3建筑竖向布置设计问题

建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。无论是单层或多层,还是高层建筑或超高建筑,这个问题是比较突出的。存在的这个主要问题是,由于建筑使用功能的不同要求,如底层或下面几层是商场、购物中心,建筑上要求是大柱距、大空间;而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼,低层设柱、墙很少,而上面则是以墙为主,柱很少。有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅,在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅等,建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。突出的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大,形成突变。在刚度最差的楼层形成对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层。这是在建筑设计中必须高度重视的问题。在实际设计中,在建筑使用功能不同的情况下,很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐,柱子不对齐,墙体不连续,不到底;上层墙多,下层墙少;上层有柱,下层无柱等,使地震力的传递受阻或不通;抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。多次大震害表明,建筑物竖向楼层刚度的过大变化,给建筑物造成很多破坏,甚至是整个楼层的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中,有多栋钢筋混凝土高层建筑发生了中间楼层的整体坐落倒塌破坏。因此,尽可能使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑物底部,不宜中断或不到底。尽量避免其某楼层刚度过少,尽量避免产生地震时的钮转效应。

4建筑上应满足的设计限值控制问题

根据大量震害的经验总结,现行《建筑抗震设计规范》(GBJll-89)对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定,建筑设计应予遵守:一是房屋的建筑总高度和层数;二是对房屋抗震横墙问题和局部墙体尺寸的限值控制。

5屋顶建筑的抗震设计问题

在高层和超高层建筑设计中,屋顶建筑是一个重要的设计部分。从近几年对一些高层建筑抗震设计审查结果来看,屋顶建筑存在的主要问题,一是过高,二是过重。这样的屋顶建筑加大了变形,也加大了地震作用。对屋顶建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上,且前者的抗侧力墙与其下楼层的抗侧力墙体上下不连续时,更会带来地震的扭转作用,对建筑物抗震更不利。为此,在屋顶建筑设计中,宜尽量降低其高度。采用高强轻质的建筑材料和刚度分布比较均匀、地震作用沿结构的传递比较通畅,使屋顶重心与其下部建筑物的重心尽可能一致;当屋顶建筑较高时,要使其具有较好的抗震定性,使屋顶建筑的地震作用及其变形较小,而且不发生扭转地震作用。

第5篇

关键词:房屋建筑;建筑设计;抗震作用

据有关调查统计,地震灾害是导致建筑物倒塌的首要因素。2015年4月尼泊尔发生8.1级强震造成了8000余人遇难,而智利的8.2级强震却只造成十多人遇难,导致这种情况发生的一个重要原因是,尼泊尔多数房屋建筑质量较差,几乎没考虑抗震标准,而智利的建筑抗震技术好、标准高、执行严,智利的建筑物广泛采用“强柱弱梁”的抗震设计,建筑的主要支撑是钢筋混凝土立柱,还用钢制框架加固。这种防震设计理念不是建造坚不可摧的建筑,而是尽可能缓冲,释放地震能量,最大限度地保全建筑。我国地处世界两大地震带(环太平洋地震带、喜马拉雅至地中海地震带)的交汇处,因地质地理构造的特点,属于地震多发国家之一。因此,提高房屋建筑的抗震能力,是保护人们安全的最直接措施。

一、我国房屋建筑的结构形式

建筑的形式有多种多样,加上其房间面积大小、开间进深以及组合方式的不同,相应采用的结构也就有所不同。目前,我国房屋建筑的结构形式主要有以下几种:(1)以砖石为主要建筑材料的砌体结构,以粘土砖作为主要的承重结构,砖的形状及强度决定了房屋的强度,砖的形状越规则,砂浆的强度越高,灰缝越薄越均匀,砌体的强度就越高,房屋的耐用年限就越长,具有施工技术简单、造价较低、保温性和隔音性好的优势,是在房屋建筑中运用最为普遍的结构。(2)以钢筋混凝土为主要建筑材料的钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土框架―剪力墙结构、钢筋混凝土剪力墙结构。(3)以钢材为主要建筑材料的钢结构框架以及钢与钢筋混凝土的组合结构。其中,砌体结构和框架结构多见于多层建筑,钢筋混凝土剪力墙结构多用于高层住宅;框架结构或框架―剪力墙结构多用于公共建筑,砌体结构或钢筋混凝土剪力墙结构则多为住宅。

上述各种结构形式的抗震性能(指结构在大震和小震下的表现各不相同)各有千秋,框架―剪力墙结构和钢筋混凝土剪力墙结构的抗震性能较好,而框架结构和砌体结构的抗震性能相对差一些。

二、房屋建筑抗震技术的应用

近年来,随着科学技术的发展,新思想、新材料、新技术得到了大量的应用,这大大丰富了提高建筑抗震性能的手段,其中,隔震和消能减震就是建筑结构减轻地震灾害的两种技术。

1、隔震技术。目前,国际上较热门的工程抗震新技术就是隔震技术,它是通过把如橡胶隔震垫等隔震消能装置安放在结构物底部和基础(或底部柱顶)之间,来隔开上部结构和基础,从而改变结构的动力作用和动力特性,有利于减轻结构物的地震反应。隔震技术主要适用于较重要的如学校、医院、商场、科研机构及重要的指挥职能单位的低层和多层建筑。

2、消能减震技术。消能减震技术主要用于高层或超高层建筑,其原理是指在建筑结构的某些部位,如节点、剪力墙、支撑、连接件或连接缝等,设置消能元件,通过消能装置产生摩擦非线性滞形耗能来耗散或吸收地震能量以减小主体结构的水平和竖向地震反应,从而避免结构产生破坏或倒塌,以达到减震抗震的目的。

三、增强房屋建筑的抗震性能措施

1、合理设计

我国大部分地区的房屋抗震设防烈度为7度,北京等少部分地区为8度。资料显示,建筑抗震设计时,多高层建筑钢筋混凝土结构构件应根据设防烈度、结构类型和房屋高度,采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。

设计单位应当按照抗震设防要求和工程建设强制性标准进行抗震设计,并对抗震设计的质量以及出具的施工图设计文件的准确性负责。首先,慎重选择建设场地。建筑场地事关建筑安全,要坚决避开地震断层、滑坡泥石流等危险地段,应避开地震时可能发生地基失效的松软场地,应选择坚硬场地。其次,综合运用抗震原则,严格遵守《建筑抗震设计规范》,树立建筑抗震理念,注重建筑规则性,通过合理的空间组合与艺术处理实现建筑目标,不应一味追求 “奇、特、怪”的处理手法。第三,合理选择建筑结构体系,应根据建筑方案设计(平面布置、建筑高度和层数、空间要求等),结合抗震设防类别、抗震设防烈度等因素合理选择结构体系,以刚度、承载力和延性为主导目标,多道防线刚柔结合,使结构具有多道支撑和抗水平力的体系,同时保证结构体型简单,结构传力和受力途径直接,整体结构和结构构件共同作用,应优先选择整体性较好的现浇钢筋混凝土框架、框架-剪力墙、剪力墙等结构体系,逐步加大各类钢结构的应用范围,积极采用隔震消能等抗震新技术,少用或慎用各类砌体结构。第四,设计中要力图使从地基传入结构的振动能量为最小,使结构具备足够大的、适当的承载能力、延性和耗能能力,以及以减少地震作用下的位移和扭转的刚度;第五,结构布置要力求使刚度、质量、延性、几何尺寸等规整、对称、均匀,避免突然变化。

2、正确施工

合理的抗震设计必须通过高质量的施工才能起到抗御地震的作用,只有把好抗震设计和施工两道关才能有效地提高建设工程的抗震性能。要根据房屋建筑特点,编制科学合理的施工方案,对项目进行分级管理,做好施工准备,组织相关人员认真学习图纸,并进行自审、会审工作,将房屋建筑抗震设防作为专项审查内容,编制抗震设防工程总的施工方案,针对细节及重要部位进行详细说明,做好质量通病的防控,以便正确无误地施工。建设单位、施工单位应当选用符合施工图设计文件和国家有关标准规定的材料、构配件和设备,落实具体计划,形成切实可行的实施计划系统。施工单位应当按照施工图设计文件和工程建设强制性标准进行施工,并对施工质量负责。以木柱人字架坡顶房结构为例,这类房屋的主要抗震措施有:①在梁柱节点处加斜撑;②屋架间加剪力撑;③山柱移至里墙皮;④隔墙采用轻质材料,屋顶可以做成泥顶或瓦顶。

3、房屋加固

对房屋建筑进行加固改造,也是增强房屋建筑抗震性能的有效手段。混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。直接加固一般包括加大截面加固法、置换混凝土加固法、有粘结外包型钢加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维增强塑料加固法、结构胶植筋加固法等。对于木结构房屋的抗震加固应根据实际情况,采取减轻屋盖重力、加强构件连接、加固木构架、增砌砖抗震墙、增设柱间支撑等措施;对于土石墙房屋的加固,则可根据实际情况采取加固墙体、加强墙体连接、减轻屋盖重力等措施。

四、结语

近年来我国经济技术水平的快速发展,逐步加大工程建设投入,做好新建工程的抗震设防,对原有未经抗震设防的工程进行抗震加固,是减轻地震灾害最直接、最有效的途径和方法。因此,做好防震减灾工作,需进一步提高对建设工程,特别是房屋建筑抗震设防重要性的认识,不断增强建筑物的抗震或隔震、消能减震能力,切实保证建筑物抵御地震灾害的可靠性,努力降低地震对人民生命财产造成的危害。

参考文献

[1]葛学礼,朱立新,王亚勇,范迪璞,王新平,崔健.村镇建筑震害与抗震技术措施[J]. 工程抗震. 2001(01)

[2]程绍革,任卫教.钢筋混凝土框架结构抗震加固方法综述[J].建筑科学. 2001(03)

第6篇

【关键词】高层建筑;抗震设计;基本原则;影响因素

0.引言

虽然老师在上课过程中只是讲了一小部分相关结构抗震的知识,但是近些年来地震频发,抗震设计也逐渐显示出其在结构安全以及正常使用的重要性。

1.高层建筑抗震结构设计的基本原则

1.1结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能

①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。

②对可能造成结构的相对薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。

③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。

1.2尽可能设置多道抗震防线

①一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协同工作。例如框架—剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成,双肢或多肢剪力墙体系组成。

②强烈地震之后往往伴随多次余震,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适当处理结构构件的强弱关系,同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后,其他抗侧力构件仍处于弹性阶段,使“有效屈服”保持较长阶段,保证结构的延性和抗倒塌能力。

④在抗震设计中某一部分结构设计超强,可能造成结构的其他部位相对薄弱,因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小,改变抗侧力构件配筋的做法,都需要慎重考虑。

1.3对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力

①构件在强烈地震下不存在强度安全储备,构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。

②要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化,一旦楼层(部位)的比值有突变时,会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。

③要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。

④在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位),使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移,这是提高结构总体抗震性能的有效手段。

2.影响建筑抗震性能的因素

2.1房屋建筑抗震性能首先取决于建筑的抗震设防标准不仅仅是取决于建筑的抗震设防标准,还要严格的遵循建筑抗震设计规范

国家根据地震发生的可能性和震害的严重性确定各地区基本设防烈度,这是各地区抗震设计的基本参数,主要代表地面加速度的大小。对具体房屋,需要结合建筑使用功能的重要性确定建筑的抗震设防标准,即确定设计烈度和抗震等级。对一般建筑,设计烈度就是本地区设防烈度。设计烈度愈高,抗震能力愈强,但建筑造价也愈高。

2.2房屋结构的抗震性能与合理的抗震设计密切相关抗震设计就是要选择合适的结构形式,确定合理的抗震措施,保证结构的抗震性能,确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标

高层住宅主要采用现浇剪力墙结构、框架——核心筒或框架——剪力墙结构,具有较好的强度和变形能力,抗震性能相对较好。因此,无论板式住宅还是点式住宅,只要设计合理,都可满足抗震要求。多层住宅大部分采用砖混结构,目前多采用现浇楼板,并采取设构造柱和圈梁等抗震措施,或者采用框架结构,大大增强了抗震能力。

2.3房屋抗震性能还与施工质量等其它因素有关

在建筑房屋是还应加强施工质量监督、规范,对建筑的使用管理是十分必要的。

3.在施工过程中可以采取的抗震措施

保障多层建筑的抗震措施,是多层建筑“大震不倒”和不作“二阶段设计”的关键。多层建筑的抗震措施内容,概括起来,可分为以下几部分:

3.1构造柱和圈梁的设置

对横墙较多的多层建筑,应设置构造柱;对横墙或横墙很少的多层建筑,应根据房屋增加一层或二层后的层数,设置构造柱。门洞宽不小于2m和窗洞不小于2.3m;“大房间”可界定为:层高3.6m或长度大于7.2m。对横墙共同承重的装配式钢筋砼楼,屋盖或木楼、屋盖的多层建筑,应设置圈梁;对于隔开间或每开间设置构造柱的多层建筑,应沿设有构造柱的横墙及内、外纵墙在每层楼盖和屋盖处均设置闭合的圈梁。

3.2构造门的连接措施

多层建筑各构件间的抗震构造连接是多层建筑抗震的关键。抗震构造连接的部位较多,重要部位的连接措施有下列几项:

a.构造柱与楼、屋盖连接。当为装配式楼、屋盖时,构造柱应与每层圈梁连接(多层建筑宜每层设圈梁);当为现浇楼、屋盖时,在楼、屋盖处设240mmX120mm拉梁与构造柱连接。

b.构造柱与砖墙连接。构造柱与砖墙连接处应砌成马牙搓,并沿墙高每隔500mm设拉结刚筋,每边伸入墙内不小于1m。

c.墙与墙的连接。7度时层高超过3.6m或长度大于7.2m的大房间,以及8度和9度时,外墙转角及内外墙交接处,当未设构造柱时,应沿墙高每隔500mm设拉结钢筋,每边伸入墙内不小于1m。

d.屋顶间连接。突出屋面的楼梯间等,构造柱应从下一层伸到屋顶间顶部,并与顶部圈梁连接。屋顶间的构造柱与墙以及墙与砖墙的连接,可按上述抗震措施采取。

3.3后砌体的连接

后砌的非承重砌体隔墙,应沿墙高每隔500mm设拉结钢筋与承重墙连接,每边介入墙内不小于0.5m。8度和9度时,长度大于5.1m的后砌墙顶,应与楼、屋面板或梁连接。

3.4栏板的连接

砖砌栏板应配水平钢筋,且压顶卧梁应与砼立柱相接,压顶卧梁宜锚入房屋的主体构造柱。

3.5构造柱底端连接

构造柱可不单独设基础(承重构造柱除外),但应伸入室外地面下500mm,或锚入室外地面不小于300mm的地圈梁。

3.6悬臂构件的连接

a.女儿墙的稳定措施:6-8度时,240mm厚无锚固女儿墙(非出入口处)的高度不宜超过0.5m,当超过时,女儿墙的计算高度可从屋盖的圈梁顶面算起,当屋面板周边与女儿墙有钢筋拉结时,计算高度可从板面算起。

b.悬挑构件:悬臂阳台挑梁的最大外挑长度不宜大于1.8m,不应大于2m。不应采用墙中悬挑式踏步或竖肋插入墙体的楼梯。

4.结语

随着未来人口的不断增加,修建高层建筑会成为作为提供人类居住环境的主流趋势,而对于高层建筑,由于其直接关系到人民生命财产的安全以及社会的稳定,结构的抗震设计将会是一个不得不重视的问题。然而在抗震设计中也存在着能用于实例研究的样本少等问题,故有关高层建筑抗震设计的理论仍将有赖于每一个工程师的努力研究与不断探索。 [科]

【参考文献】

[1]刘大海,高层建筑结构方案优选[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

第7篇

关键词:建筑工程;抗震;结构体系

1?现代建筑工程中抗震技术的发展现状

我国作为地震多发国家,地震区域分布较广,强震频繁发生,有许多的城市位于地震区域,因而房屋地震防治工作也显得尤其重要。2008年的汶川地震造成倒塌房屋超过500万间,死亡人数近7万人,其中大多数人员伤亡是由于房屋倒塌造成的。由此可见,地震灾害的损害是由于地震波对建筑整体稳定性的破坏造成的,所以房屋建筑抗震技术的运用和推广的重要性便可想而知。

在近些年地震频繁发生的背景下,世界地震多发国家对于建筑工程抗震技术的研究都越来越加以重视,其中,最为突出的是日本,在建筑工程抗震技术的研究处于目前世界先进水平。在现实建筑工程中,关于完善抗震工程性措施,开展隔震减震技术研发,对于有效降低地震灾害造成的人员伤亡和经济损失具有十分重大的意义。目前,世界各国在房屋建筑建设质量的管理上都加大了监督力度,严格防范由于质量的问题导致房屋不稳固的问题。而在建筑地基的科学规划、房屋结构的合理选择、抗震材料的运用、建筑隔震技术的使用等方面都已经在逐步推广和落实。

2?建筑施工中在抗震设计上面临的问题

2.1?建筑地基的选择与规划

在建筑施工中,首先面临的问题就是建筑地基的选择和规划,不同的建筑对于地基的要求是不同的,这也是建筑稳固的最基本的要求。由于地质的原因,在施工前必须选择满足要求的地址开展施工作业,在现实中存在着许多的建筑因为没有细致的考察和分析地基的稳固性,直接进行施工,在地震灾害发生时没能达到有效的抗震能力而导致房屋坍塌。建筑地基场地的选择是造成建筑物震害的重要原因之一,在建筑施工中,由于建筑地基的选择的不合理往往带来很严重的后果的,在地震中的震害往往也是非常严重的。

2.2?建筑结构的选择

从建筑抗震设计上来看,在我国的农村中,绝大多数的房屋在设计上存在着很大的问题,比如结构上的选择,甚至几乎没有涉及到抗震措施。大部分的农村房屋属于砖混结构,而且没有很复杂的框架横梁结构,这些建筑物在较大的地震影响下会发生很大的晃动,甚至会出现瞬间坍塌的现象。在波动作用下这种结构的房屋结构会失去稳定,在持续的传力作用下会容易导致垮塌。对于建筑平立面的采用对房屋的稳定影响也特别大,建筑整体布局和结构布置也是房屋结构抗震的关键部分。规则对称的建筑抗震能力比较强,在地震时容易破坏;相反,如果建筑物结构不规则的话,在地震时就更容易产生震害。

2.3?建筑施工质量

在建筑地基的选择与规划和建筑结构的正确选择后,建筑质量的保障就是其次最基本的要求了。现实中,必然会存在一些工程施工队伍的施工问题给质量带来不好的影响,施工中偷工减料,设计与实际施工不符合,未按抗震设计要求施工等等,这些也是造成房屋容易倒塌的重要原因。比如:钢筋不合格、钢筋不合格、箍筋间距过大、配筋不足、楼房柱子过细等,这些都是不符合抗震设计要求的。此外,由于施工技术和工程质量的监督管理也会给建筑质量造成影响,对于监督管理问题,会因为监理部门的工作疏忽引发工人对施工质量的忽视,这些也是建筑施工中最无法承受,但也是可以通过加强监督管理避免的。

3?施工建设中提高建筑抗震能力的措施

3.1?建筑地段的有利规划

建筑抗震的有利地段选择,一般都是选择位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土,在设计建筑物时,要避开对建筑不利的地段,不应在危险地段建造各类建筑。在这类场地上开展建筑施工是不会发生由于地基失效导致的震害,从根本上减轻了地震对建筑物基础稳定的影响。所谓对建筑抗震不利的地段,指的就是条非岩质的陡坡、孤立的山包和山梁的顶部、状突出的山嘴、高差较大的台地边缘、河岸和边坡的边缘等地址。从地质分析来看,指的是层破碎带、软弱土、断暗埋塘浜沟谷、易液化土等的地段。

3.2?建筑结构的正确选择

抗震结构体是抗震设计中应考虑的重要因素,按结构形式分类,目前常见的有框架结构、框架剪力墙结构、简体结构等;按结构材料分类,目前主要应用的结构体系有钢结构、钢筋混凝土结构、砌体结构等。在建筑结构的选择中,可以根据不同的地区设防不同的结构形式选择。选择多层砌体房屋结构体系应优先选用横墙承重或纵横墙共同承重的方案。纵墙承重方案由于横向支撑较少,容易产生平面外弯曲破坏,不适合采用。钢筋混凝土本身具有柔性,因而这种结构的建筑物变形能力好,抗震能力较强。在确定建筑结构时,应根据建筑使用功能要求和抗震要求进行合理选择。

3.3?隔震技术的运用

随着建筑施工工艺的发展与进步,建筑物的被动控制抗震技术逐步成为现实建筑行业研究的热点内容。在很多建筑工程中,隔震技术都有应用,被动控制抗震技术可以分为基础隔震以及耗能减震两个类别。基础隔震建筑物的基础隔震技术指的是在建筑物的基础部分构建控制机构来阻隔地震时能量的向上传送,以达到减轻建筑物的振动,降低地震破坏的效果。在较小的载合作用下,阻尼器和耗能元件都处于弹性状态;在强烈地震发生时,阻尼器和耗能元件会进入非弹性状态,使建筑物的阻尼大大增加,大量吸收和消耗地震能量,进而达到保护建筑物的效果。

总而言之,科学合理的在建筑施工中采用正确的抗震措施,提高和完善抗震技术,改善房屋建筑的强度和整体抗震性能,对于房屋的安全抗震性能有着十分重要的意义。施工建设中,必须严格遵守建筑抗震标准,有利的场地抗震规划、合理的抗震结构设计、加强建筑监管、确保建筑施工质量等。这些抗震技术的运用不仅提高了房屋建筑的安全性能,为人们的生活的稳定提供了一定的保障,还促进了未来建筑抗震技术的发展。

参考文献:

[1] 郑小飞,论建筑工程中的结构抗震技术[J].科技致富向导,2012(02)

[2] 魏贤良,论建筑工程施工中的结构抗震技术[J].城市建设理论研究,2012(4)

第8篇

【关键词】多层砼框架;房屋建筑;结构设计

1前言

多层砼框架房屋建筑结构比较灵活、且结构明确,尤其是这种房屋框架的整体性比较强,具有良好的抗震能力。正是多层砼框架房屋建筑结构中的特点,才广泛应用于现代房屋建筑结构中。但是应在实际设计和应用中把握良好,否则,就会出现各种设计问题。下面根据笔者在多年的实践经验中,对多层砼框架建筑结构设计问题进行分析和讨论。

2多层砼框架基础承载力以及独立基础设计分析

有关多层砼框架房屋建筑在设计的时候,一般都要遵循着一定的原则,尤其是在多层框架房屋在六层以下的情况,大多采用的基础是独立基础。这是按照相关建筑抗震设计规范文件中的规定要求而做的,如果地基的主要受力层,没有较多的软弱粘土,且房屋的楼层没有八层,高度一般不高于25m的情况时,可以不用考虑天然地基抗震承载力计算,以及相关的基础抗震设计验算等设计,这些民用多层混凝土框架或者是房屋建筑荷载的基础荷载差不多的多层框架厂房等,都可以免去这些设计和相关抗震承载力验算。不过,这些多层砼结构框架的相关基础,在设计的时候一定要考虑到风荷载的影响。可以说,钢筋混凝土多层框架房屋在结构设计中的整体运算,都要考虑到风荷载影响,这一点非常重要,不可因为在震区的多层砼框架房屋建筑中的风荷载不属于主要控制作用,而忽略或者是不计算其设计值。此外,在进行独立基础的设计时,还要分析基础顶层的外荷载,一般是柱脚内力的设计值,不能只考虑一些轴力设计值,以及弯矩设计值,还要考虑到剪力设计值,在考虑这些设计值的取值时,一定要周全,综合分析和设计,避免出现基础设计尺寸小的问题,同时也要注意不可使配筋少,要保证独立基础本身的安全,以及房屋建筑的上部结构的安全和可靠。

3多层砼框架计算简图设计和案例分析

针对多层砼框架房屋建筑中,如果没有地下室的情况,其独立基础一般埋置是比较深的。通常应在-0.05m处设置相关基础拉梁,需要把基础拉梁按照层一进行设计和输入。具体来看,以某地多层砼框架房屋建筑,在实际的设计中,其为三层砼框架结构,属于丙类建筑,案例中的建筑场地属于II类。框架的楼层高度为3.3m,基础埋深为4.0m,高度在0.8m,测得框架建筑内部和外部的高度相差为0.45m。本案例中的,按照相关建筑设计抗震的标准来看,一般是在7度震区中,这种多层砼框架房屋建筑抗震等级为三级。相关设计人员对此三层砼框架房屋建筑进行计算和设计分析,在计算中取首层层高值为3.35m,设定本框架房屋嵌固在-0.05m的基础拉梁顶面,然后进行基础拉梁断面设计,同时设计配筋构造分析,一般是根据中心受压来进行计算先关数值。可以确定的是,运用这种方式进行计算,其简图的计算结果是不当的。设计人员在实际设计时,一定要注意构造设计拉梁问题,其无法平衡柱脚弯矩的问题,还要注意多层砼框架结构中,其底柱高度的取值问题,一般是从基础顶面到首层楼盖顶面的高度来进行计算的。要按照建筑工程的实际经验,按照4层的框架结构来进行设计和分析,也就是说在基础拉梁层,一定要按照层一输入,且拉梁在有作用荷载的情况下,还要将拉梁上的荷载计算进去。最后,才得出框架剪力首层层高为3.15m,而二层层高在3.35m,相对于三层、四层的层高是3.3m。然后按照建筑抗震设计的相关规定和标准计算,将框架柱底层的柱脚弯矩值进行计算,一般情况下,要和系数1.15相乘。在框架设计过程中,如果有拉梁层的设计中,需要注意的问题在于,要分析底层柱配筋问题,看起由哪方面控制,是属于基础顶面截面控制亦或是基础拉梁顶面等截面控制的。此外,还要周全分析到地基土问题,然后计算简图,才能科学,在进行实际的电算过程中,对地下室的层数填写上,可以设定为1,然后进行复算,将这两次的计算结果做配筋设计分析。

4多层砼框架设计中的基础拉梁层模型分析

在进行多层砼框架的设计过程中,应重视基础拉梁层的计算问题,应符合现场施工的实际要求。一般情况下,基础拉梁层是没有楼板的,而且在进行有关框架整体设计和计算的过程中,对于楼板厚度问题上,设置大多为0,采用的是总刚分析方式。还有一种情况,在楼板设计计算时,尽管对楼板设置计算厚度为0,但是没有采用总刚分析方法,且在程序具体进行分析和设计的过程中,按照刚性楼面进行分析和设计,这种计算和分析和实际情况不相符。尤其是在多层砼框架的房屋建筑平面出现一些不规则的时候,更要重视这个问题。在基础拉梁设计的过程中,要科学减少底层柱的相关长度,避免过大的底层位移,设置基础拉梁时,要按照框架梁来进行设计,保证箍筋的设计紧密科学,针对加强抗震性能而言,要采用短柱设计的方案。

5框架结构设计中需要重视的参数问题

首先,对于结构周期的折减系数问题,在确定其系数的时候,要考虑填充墙,使得结构的现实刚度应超过计算值。对于计算周期值应该比实际周期要长。所以,设计和计算的地震剪力比较小,且结构容易计算为不安全的情况下,要将房屋建筑的计算周期有效地加以折减。需要注意的问题是,在计算周期的时候,也不能一点不动的全部折减,折减的系数不可太大或者太小,要体现出科学合理的折减,一般在框架结构中,如果采用砌体填充墙,对其周期折减系数,可以采用0.6到0.7的系数,而相对于砌体没有太多填充物,或者是运用的是轻质砌块,可以采用0.7到0.8的系数,而在没有墙框架的时候,对于计算周期系数可以忽略。其次,对框架梁刚度放大系数的参考分析,在合理运用电算分析方式对框架进行整体计算的时候,要确定框架梁的刚度放大系数,一定要和楼面的结构形式相符合。在框架结构工程中,这个问题比较容易忽视,如果是现浇楼面或者是整体式的楼面,其框架梁的刚度放大系数可以确定在1.3到2.0之间,其计算的放大系数是比较合理的。

6结语

综上所述,对于多层砼框架房屋建筑结构在设计的过程中,一定要重视实际中的运用问题,在设计过程中一定要考虑周到,避免出现一些不良问题,保证房屋建筑的可靠性和安全性,达到相应的质量标准。使得多层砼框架的房屋结构模式更加广泛地应用到建筑领域中,并发挥出其更多的优势,促进我国建筑行业的发展和进步。

参考文献:

[1]王磊,张伯林.钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应当注意的几个问题[J].煤炭工程,2007,(9):29-30.

第9篇

关键词:建筑结构;抗震;设计操作

0 前言

房屋建筑结构效果直接关系到人们的生活质量,已经成为人们关注的焦点。但是,在我国当前的抗震高层建筑结构设计的过程中,抗震设计还存在诸多问题,例如如何对抗震建筑场地进行有效选取、如何对建筑平面结构和立体结构进行处理等。这些问题在很大程度上抑制了抗震质量。除此之外,在抗震设计中各种结构之间的差异也在很大程度上导致抗震设计操作难度加大,我国整体房屋建筑结构抗震设计还有待提高,需要进行全面设计和完善。

1 房屋建筑场地的选取

当发生地震时,房屋建筑结构场地的质量在很大程度上决定着影响的效果。地震可以导致房屋建筑场地周围地表松动,造成地基土开裂或深陷,导致地基下陷、晃动等,造成房屋建筑出现倒塌、坍塌状况。因此在对房屋建筑抗震设计时,设计人员要首先对房屋建筑场地进行有效选取。

在选取的过程中,设计人员要对房屋建筑结构地形和地质进行分析,避开地质松软地区,例如易液化土质地区、软弱场土质地区、土层松动的山坡、山嘴、河岸、边坡等。要对地质的平面分布和立体分布效果进行研究,对土层土质成因、岩性等物理状况进行调查,保证房屋建筑结构场地选取的稳定性、可靠性、安全性。设计人员要对无法避开的劣势房屋建筑结构场地进行强化处理,适当进行抗震加强措施,根据场地具体环境设置抗震操作,强化地基的上部分结构刚度,消除可能存在的地基液化隐患。设计人员要对地基主要受力层范围可能存在的不均匀沉降、软土粘性土层、重型不均匀土层进行桩基加固,对可能存在的滑移、地裂等进行预防。

2 房屋建筑地基基础设计

在进行地基基础设计时,设计人员可以通过对建筑物基础埋置深度进行控制,改善建筑物地基抗震效果。房屋建筑地基埋置深度过浅可以造成建筑物的地震幅度大大上升,导致建筑物的嵌固效果降低,非常容易在地震中出现坍塌现象。一般设计中要尽量将房屋建筑结构地基进行深埋,尽量提高基础槽的回填和夯实效果,保证填土和基础紧密接触。

在进行房屋建筑基础设计的过程中,设计人员还要对建筑地基的外交圈基础圈梁进行控制,尽量减少上述结构的使用。必要情况下,可以使用部分结构构造柱钢筋插入到外交圈基础圈梁中提高圈梁的稳定性,改善地基的抗震质量。在对部分建筑地基圈梁布置时,设计人员可以根据建筑地基稳固性对圈梁进行合理安置,例如当土质较差时可以在地基底部设置外交圈基础圈梁。

3 平面结构及立体结构设计

平面结构和立体结构设计优化可以改善房屋建筑结构的整体分布效果,保证房屋质量中心与刚度中心的重合效果,降低地震对房屋的影响。与此同时,加强平面结构和立体结构设计效果还可以有效提高建筑结构布置的合理性,降低地震的破坏效果。因此在进行房屋建筑结构设计时,设计人员要对房屋的平面结构和立体结构资料进行全面分析,合理制定结构方案和结构规划。

房屋建筑结构平面结构设计和立体结构设计的过程中,设计人员要首先保证设计的简洁性和规整性。其次,设计人员要对建筑结构在地震过程中可能出现的扭转进行分析,对建筑结构的破坏作用进行预期,对建筑结构主体平面和建筑结构立体效果进行研究,根据研究结果对不规则房屋设计进行整改。当发现你建筑结构设计偏离结构钢心时,要及时对远端墙进行抗震检验,防止建筑结构出现顶端过重的现象。最后要对建筑结构可能出现的重心偏移进行检查,对建筑构造刚度和强度均匀性进行验证,采取适当横纵墙对墙体的面积及砂浆强度进行提高。

4 墙体和屋顶的抗震设计

相关资料显示:建筑结构墙体的质量越轻,建筑体在地震中受到的影响越小,结构稳定性越强。通过对墙体和屋顶的抗震进行设计,可以有效减轻建筑物中的破坏程度,对房屋质量和安全性具有非常好的辅助效果。

设计人员要尽量保证房屋建筑结构减轻,要通过对墙体材料和墙体构造进行改变,减轻墙体的总质量,保证墙体能够抵抗地震横波影响。设计人员要对墙体重量材料的特性进行综合分析,材料选取时要保证在不影响建筑结构质量的前提下尽量选取轻质材料,提高建筑物的稳定性和安全性。

设计人员要尽量保证屋盖的轻质效果,要通过对材料材质的选取和减少屋顶附属物实现对屋盖质量的控制。设计人员要对屋顶的重量进行分析,对屋顶结构进行研究,根据屋顶质量要求和屋顶设计要求,适当选取轻质材料屋盖,实现对材料的综合控制。设计人员要对屋顶的厚度进行有效控制,尽量选取牢固性较强、抗震度较高的屋顶材料。

5 防震缝的位置设计

防震缝在房屋建筑结构中一般为独立分割的结构单元,在房屋建筑结构中形成规则的结构布局。该缝隙在设置的过程中上侧结构一般完全分离,与伸缩缝、沉降缝等有效结合在一起,咋很大程度上提高了房屋建筑结构的防震效果。

房屋建筑结构设计的过程中,设计人员要对伸缩缝、沉降缝进行全面分析,合理设置防震缝,保证防震缝的实际效果符合房屋的全高。在设计时要在缝隙两侧合理布置墙体,保证防震缝的连续性和完整性。防震缝一般随着墙体的高度变化而变化,当房屋墙体高度高于15m时,防震缝的高度要控制在5m、4m、2m(适当加宽20mm),当房屋墙体的高度不超过15m时,防震缝的高度要适当加宽70mm。

墙体由于自身的干缩和外界温度的改变非常容易造成防震缝改变,造成防震缝的防震质量大幅降低。因此在对防震缝进行处理的过程中,设计人员要对防震缝设置在房屋中间部分、房屋转折处等,提高防震缝效果。要定期对防震缝进行检查,对出现的问题及时进行处理,提高防震缝的防震效果。

6 纵横墙的分布设计

纵横墙是房屋建筑的主要承重构件,直接影响着房屋建筑结构的抗震效果。纵横墙在地震中非常容易出现坍塌、裂缝、错误现象,导致整体房屋建筑结构出现严重损害。因此在对房屋建筑结构纵横墙进行设计时,设计人员要对纵横墙的比例进行合理配置,尽量在不影响抗震效果的前提下对墙体宽度进行降低。在设计的过程中,设计人员还要保证房屋建筑结构纵横墙的连续性,对房屋建筑宽度和竖向连续性进行强化,降低房屋纵横墙之间的间隔距离。通过对空间距离和空间刚度的控制,可以有效改善建筑结构的整体抗震能力,对建筑结构墙体平面抗震具有非常好的促进作用。

7 非结构构件处理

非结构构件主要是不参与承重的相关构件。在对这些构件进行设计的过程中,设计人员要对布局效果进行分析,对构件的效果进行研究,在保证自身房屋建筑结构的需要下合理安置构件,这对房屋建筑结构可靠性具有非常好的促进效果。设计人员要对构件的变化和构件的处理路线进行明确,对非结构构件和其他构件的关系进行协调,保证房屋建筑结构的一致性,降低地震灾害。

8 总结

地震是一种严重的自然灾害,对人们的生活和生命安全具有非常严重的威胁。为了提高人们的生存质量,设计人员要对房屋建筑结构中的抗震设计进行全面分析。要从房屋建筑结构主体出发,对建筑功能、技术、安全进行处理,提高抗震的效果。随着当前我国电子技术和建筑技术的不断完善和提高,我国的房屋建筑抗震设计必将跨入一个新的台阶。

参考文献:

[1]张建,倪彩琴.浅议房屋建筑结构设计中问题的分析[J].建筑设计管理,2010,6(5):20-21

第10篇

关键词:高层建筑;抗震设计;基础设计;注意问题

中图分类号: TU97 文献标识码: A

引言:

随着社会经济的日益发展,城市用地面临着严重不足,所以城市里的建筑也就越建越高,而我们对地震的发生还未能做到有效的预测。因此,地震灾害对生活在高层建筑中的人们的威胁也就越来越严重,做好高层建筑中的抗震设计也就显得异常地重要。

我国把地震烈度分为12度来表示,建筑的防震措施主要应用于6度至10度地区。在1976年唐山大地震以后,我国对城市建筑的抗震标准进行了严格的规范。如,我国《工业与民用建筑抗震设计规范》对场地和地基的选择、规划、防震结构方案、结构的整体性、减轻建筑物自重等等方面,都做了系统的规范。上个世纪80年代之后的新建房基本上都具有防震、抗震等能力。

一、高层建筑抗震设计特点

第一,控制建筑物的侧移是重要的指标。在地震荷载作用下,建筑结构所产生的水平剪切力占主导地位,所以建筑物会产生明显的侧移,随建筑结构的高度不断曾加,结构的侧向位移迅速增大,但该变形要在一定限度之内,这样才能保证结构安全以及使用功能。

第二,地震荷载中的水平荷载是决定因素。水平荷载会使建筑物产生倾覆力矩,并且在结构的竖向构件中引起很大的轴力,这些都与建筑物高度的两次方成正比,故随建筑结构高度的曾加,水平载荷大相径庭。对高度一定的建筑物而言,竖向荷载基本上是不变的,但是随着建筑物的质量、刚度等动力特性的不同,水平地震荷载和风荷载的变化是比较大的。

第三,要重视建筑结构的延性设计。高层建筑结构随着高度增加,刚度减小,显得更柔,在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有足够的变形能力,使结构进入塑性变形阶段仍然安全,需要在结构构造上采取有利的措施,使得建筑结构具有足够的延性。

二、建筑构件(非结构构件)设计及建筑连接节点构造设计问题

随着建筑立面和室内空间装饰标准的提高和发展,在建筑设计上采用的建筑构件品种、材料和形式越来越多。例如,立面上大量采用的外贴瓷砖,外贴、外挂大理石,花岗岩板材,还有外挂的玻璃幕墙等;室内装饰普遍采用的空中吊灯、吊顶,较高装饰标准采用的人工艺术造景,壁雕,悬挑的装饰画,竖立的雕塑制品等。所有这些立面和室内的装饰,都有一个其本身材料和构造是否能抗御住地震的震动而不坏的问题,同时还有与建筑物主体结构相牢固连接的问题。多次地震的震害表明,国外有不少高层建筑的外立面装饰玻璃幕墙在地震时出现了“玻璃雨”的破坏(我国因玻璃幕墙在近十年来才较多采用,尚未经受过地震的实际考验)。其原因就是所采用的玻璃幕墙(包括材料性能及其与主体结构的连接构造)不能适应建筑物在地震中产生大变形的要求。所以,在采用玻璃幕墙时,在建筑设计要求上,必须使玻璃幕墙具有足够的强度和变形能力,在其与主体结构的连接构造上,要将连接节点设计成能沿水平向有相应变位能力的节点构造,使其与建筑物的地震变形脱开,不给外挂的玻璃幕墙造成变形破坏。对于外挂的大型石材面板与主体结构的连接构造也应按上述要求考虑处理。对直接外贴的板材和瓷砖,则必须使其与主体结构能牢固锚拉和粘结,使其在地震时不脱开不坠落。对室内的各种装饰工程,尤其是悬吊的大型灯具,浮挂的雕塑,各种悬桃的人工艺术造景等,在建筑设计上,一定要重视其在地震发生时的抗震稳定性,在其与主体结构的连接构造上也宜考虑它有一定的相对于建筑物的变形能力和必要的节点连接强度,防止其在地震中发生坠落或倒塌伤人。

在建筑设计中,还有相当多的属于建筑布置的非结构构件,如内隔墙、内隔断、玻璃隔断、壁橱(柜)等,也要考虑它们与主体结构(柱、墙)的牢固锚拉,保障其抗震稳定性,不发生倒塌破坏,或采用与主体结构脱开的保障自身稳定的抗震措施。

三、建筑上应满足的设计限值控制问题

根据大量震害的经验总结,现行《建筑抗震设计规范》(gbj11-89)对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定,建筑设计应予遵守。

一是房屋的建筑总高度和层数。例如,在设防烈度为8度时,粘土砖多层房屋的总高度不宜超过18m,层数不宜超过六层;底层框架多层砖房的总高度不超过16m,层数不超过五层;钢筋混凝土框架房屋总高度不超过45m,框架抗震墙的高层建筑的总高度不宜超过100m等的规定。而在目前实际设计中,有的总高度超过,有的层数超过;还有的在建筑设计中总高度虽未超过,但房屋的高宽比超过规定,如在8度地区有的超过2.2。有这些超规,都可能对建筑物的抗震安全带来不利,特别是对于高宽比过大的多、高层建筑更是不利。因为在这种情况下,存在房屋的整体抗震稳定问题。应该说,这些限值的控制在建筑设计上只要重视抗震是完全可以做到的。

二是对房屋抗震横墙间距和局部墙体尺寸的限值控制。这是根据多层砌体房屋和底层为框架的多层砌体房屋在历次地震中所出现的破坏特征所提出来的规定。例如,设防烈度为8度时,多层砌体房屋的抗震横墙间距不宜超过15m (现浇楼盖)、11m (装配式楼盖);底层框架多层砖房的抗震横墙间距不超过18m等的规定。对抗震横墙间距的最大限值控制,是因为当横墙间距过大时,楼盖的平面刚度削弱,水平地震力不能即时传递,使纵墙的侧向变形加大,抗震承载力降低,甚至导致纵墙的侧向失稳破坏倒塌。对房屋局部墙体尺寸最小限值的控制,是因为这些部位的墙体(包括承重和非承重外墙的尽端墙,内墙的阴角,高出屋面的女儿墙)在小于规定的最小限值时,墙体截面的抗震强度(抗弯、抗剪)就不能满足要求,就会导致墙体的开裂和倒塌破坏。所以,在建筑进行平立面布置设计时,要考虑这些来自实际震害经险的设计控制规定,使建筑设计为建筑抗震提供良好的基础。

四、屋顶建筑的抗震设计问题

在高层和超高层建筑设计中,屋顶建筑是一个重要的设计部分。从近几年对一些高以建筑抗震设计审查结果来看,屋顶建筑存在的主要问题,一是过高,有的高达20~30m;二是过重,亭楼式的重建筑用作建筑顶部装饰越来越多。这样的屋顶建筑,加大了变形,也加大了地震作用。对屋顶建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。在屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上,且前者的抗侧力墙体与其下楼层的抗侧力墙体上下不连续时,更会带来地震的扭转作用,对建筑物抗震更不利。为此,在屋顶建筑设计中,宜尽量降低其高度;采用高强轻质的建筑材料和轻型的艺术造形;使层顶建筑结构的质量和刚度分布比较均匀,地震作用沿结构的传递比较通顺;使建筑重心与其下部建筑物的重心尽可能相一致;当屋顶建筑较高时,要使其具有较好的抗震稳定性,使屋顶建筑的地震作用及其变形都较小,而且不发生扭转地震作用。

参考文献

[1]冯启民,王华娟.群体建筑物地震破坏概率模型研究[j].地震工程与工程振动,2007,27(4).

[2]gbj 11-89建筑抗震设计规范[s].北京:中国建筑工业出版社,1989.

[3]gb 50011-2001建筑抗震设计规范[s].北京:中国建筑工业出版社,2001.

[4]国家地震局工程力学研究所.刘恢先文集:《中国地震烈度表(1980)》说明[m].1994.

第11篇

关键词:建筑设计;建筑抗震

中图分类号:TU2 文献标识码:A

我国是地震灾害最严重的地区之一,而对于建筑抗震设计,直到今天也还存在着一种认识上的误区,似乎建筑抗震只是结构工程师的事,与建筑师关系不大。因而,长期来只有对结构设计的抗震设计规范和规定,却没有一本专门谈建筑设计的抗震设计规范或规定。在建筑抗震的实践观察中我们发现,一个地震区的工业建设项目(建筑物),如果没有良好的建筑总体布置方案,单靠结构抗震计算和抗构造措施,在较强烈地震作用下,仍是难以取得建筑抗震的较好效果,甚至对建筑物的震害程度都起不到一定的减缓作用。而《建筑抗震设计规范(GBJ1189)》的新修订内容中对建筑师建筑设计应遵守的有关规定,届此,建筑方案的防震设计功能在建筑物的安全方面也有了较大的推进。

一、建筑的抗震设计类别

1.甲类建筑。是属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑,造成的经济和社会影响损失都较大,还会出现水灾、火灾、爆炸、剧毒或强腐蚀性物质大量泄漏和其他严重次生灾害,都可能随着该类建筑物在遭受地震灾害后出现的一系列衍生反应。

2.乙类建筑。是属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑,震后都会带来重大的经济损失和社会影响,一般指的是城市的重要生命线工程和人流密集的多层的大型公共建筑等。

3.丙类建筑。是属于除甲、乙、丁类建筑以外的建筑,介于两者之间的建筑物类型。

4.丁类建筑。是属于抗震次要建筑一般对社会影响和地震所造成的经济损失相对不大,储存物品价值低、人员活动少、无次生灾害的单层仓库等。

二、建筑结构抗震设计中的常见问题

1.关于建筑体型问题

建筑体型包括建筑的平面形状和立体的空间形状的设计。在一些地震灾害的案例中,都呈现出了不同程度的平面形状复杂的现象,唐山地震和海城地震就是最为典型的代表,而现实的例子则是,无论在单层建筑还是多层建筑中,那些结构设计上平面形状简单单一的,经常具有很好的防震作用,表现方面就是在地震灾害中建筑物的损伤较小,所以,在建筑体型的设计中,应尽可能的使平面和空间的形状简洁、规则;在平面形状上,矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说,都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体形,尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼,在体型的分布上,也要注意建筑结构质量与刚度的分配问题,尤其在当今比较流行的高层建筑物中,千万不能只为了追求外表的美观设计而忽略了其防震功能的设计应用。

2.关于平面和竖向布置设计问题

建筑的平面设计是影响和满足建筑物的使用功能和要求的基本保障,主要包括柱子的距离、通道和楼梯的位置、内墙的布置、空间活动面积的设计、电梯井的布置、房间的数量和布置等等,只有做到各个方面的协调对称,才能有效的降低建筑物在地震灾害中可能造成的损害。竖向布置方面主要体现在上下楼间的不协调对称问题上,导致建筑物的扭转功能失效,而可能引发一系列的灾害。现实的建筑问题是,表面看来都很美,但很多的城市建筑物中,都普遍存在结构设计方面的平面布置和竖向布置不合理的情况,也给地震灾害能带来的危害带来隐患。

3.关于屋顶建筑的设计问题

在近年来的高层建筑物结构设计的调查中发现,屋顶建筑的过高和重量过重现象都较为明显,长期重压之后会引发屋顶结构的变形,并给地震发生时带来更大的潜在危险。而且很多屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上,这也加大了整个建筑物承重墙扭曲发生的可能性,只有保证了这两方面的协调,才能有效的增强建筑结构设计的防震功能。

4. 关于设计限值控制问题

根据大量震害的经验总结,现行《建筑抗震设计规范》对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定,建筑设计应予遵守:一是房屋的建筑总高度和层数;二是对房屋抗震横墙问题和局部墙体尺寸的限值控制。

5.不规则结构出现问题

在现实的结构设计和施工中,除了设计者本身的问题外,还会增加业主、建筑师要求等外在因素,他们对使用功能更为关注,因而也就不可避免的会出现不规则结构问题,如何做到既保证建筑师、业主要求的同时,又能满足现实的安全防震功能需要,对设计者来着是巨大的挑战。

三、建筑结构抗震设计的意义

1. 能做好地震发生前的防御工作

建筑结构抗震设计理念,就是赌地震发生前而做出的良好的地震灾害防御工作,主要包括两个方面,一是工程性的防御措施,另一种是非工程性的防御措施。而前者对于减轻地震等可能发生的自然灾害有着非常重大的决定性影响,也是在地震发生前有效做出预防措施的最积极有效的途径,能起到事半功倍的效果。。

2. 能有效的减轻地震灾害的发生

工程防御措施在建筑结构抗震设计中的应用,主要是通过工程的抗震设防和抗震加固来防御建筑物在地震灾害来临时免遭破坏的一种方法,让建筑物通过好的结构设计在地震中将损失降到最小,能有效减少地震带来的建筑物坍塌和裂缝等损失,及因此而造成的人员损伤。

3.对建筑物防震结构设计的法规制定提供依据

在一项调查中发现:在对世界上130余次伤亡较大地震灾害进行的分类统计表明,由于建筑物、构筑物破坏、倒塌造成的人员伤亡比例达到了95%以上,可见建筑物结构设计的防震功能在地震防御系统中的重要作用及突出矛盾。目前,相关的法规已经就新建、扩建、改建建设工程的抗震设防提出了硬性的标准要求,达到抗震设防要求。

3.1对一般工业与民用建筑建设工程

该类工程在结构设计和施工中,须严格按照国家颁布的《中国地震动参数区划图》规定的抗震设防要求,进行抗震设防。

3.2建设中的工程

该类工程在结构设计中的抗震设计,须严格按照抗震设防要求和抗震设计规范要求进行,施工时也应该严格按照抗震设计的要求标准进行现场施工的标准化作业。

3.3已建成的工程及其他

对于已经建成的重大建设工程、以及可能发生严重次生灾害的建设工程,或者具有重大文物价值和纪念意义的工程,及建设在地震重点监视防御区的工程项目,如果还没有及时采取抗震设防措施的,应参照相关的国家有关规定,积极对其现有的抗震性能加以鉴定,对危险系数较高的应及时采取必要的抗震加固补强措施。

3.4重大建设工程、可能发生严重次生灾害的建设工程、核电站和核设施等建设工程

该类工程在结构设计和施工中须严格进行地震安全性评价,之后再根据国家和各建筑物项目地区省级地震行政主管部门审定,得出地震安全性评价结果对抗震设防要求进行进一步确认,最后再进行抗震设防。

四、结束语

总之,建筑结构防震设计在建筑工程安全中具有重要的意义和影响,只有充分认识到建筑结构设计在抗震中的重要性,才能将建筑结构设计与防震功能很好的结合起来,让建筑结构设计在防震功能中发挥更好的作用。但由于目前高层建筑的增多,建筑结构的防震设计工作难度也在增加,建筑设计人员还需结合建筑项目当地的客观自然地质等条件和建筑物的具体要求进行结构设计上的变化调整,才能达到抗震标准,满足结构的创意设计要求。,只有将防震功能和结构设计进行完美的结合,才能成为一件成功的建筑艺术品。

参考文献:

【1】陆雪松;;建筑设计在建筑抗震设计中的探讨[J];中国新技术新产品;2011年14期

第12篇

关键词:房屋建筑、抗震设计、抗震概念设计

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

1、前言

由于地震动和结构地震反应的不确定性和复杂性,建筑物在强烈地震作用下的破坏是十分复杂的,通过精确计算地震作用而进行抗震设计具有一定困难。目前建筑抗震设计主要通过两种途径实现,即抗震计算设计和抗震概念设计。抗震计算设计是指基于地震作用效应的定量分析计算而进行的抗震设计;抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,通过合理的定性判断对建筑场地,建筑物平、立面和结构体系,抗震构造措施等一系列重要问题进行设计处理。合理地进行抗震设计,首先应从大的方面人手,通过灵活、合理地运用抗震设计原则,从根本上消除建筑物抗震薄弱环节,避免发生严重破坏和倒塌。

2、抗震设计方法

在具体进行建筑结构的抗震设计时,为简化计算,《建筑抗震设计规范》提出了两阶段设计方法,即建筑结构在多遇地震作用下应进行抗震承载能力验算以及在罕遇地震作用下应进行薄弱部位弹塑性变形验算的抗震设计方法。第一阶段设计:首先按与基本烈度相应的众值烈度(相当于小震)的地震参数,用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用效应;然后与其他荷载效应按一定的组合原则进行组合,对构件截面进行抗震设计或验算,以保证必要的强度;再验算在小震作用下结构的弹性变形。这一阶段设计,用以满足第一水准的抗震设防要求。第二阶段设计:在大震作用下,验算结构薄弱部位的弹塑性变形,并采取相应的构造措施,以满足第三水准的抗震设防要求。对绝大多数建筑结构来说,不需要进行第二水准的抗震设计,仅对少部分特别重要的或存在薄弱部位的建筑物,才需做第二水准的抗震设计。

3、抗震的概念设计分析

概念设计是指正确地解决总体方案、材料使用和细部构造,以达到合理抗震设计的目的。

3.1、选择有利于抗震的场地

选择房屋的建筑场地时,应根据工程需要,掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料,作出综合分析。宜选择对房屋建筑抗震有利的地段。

3.2、选择利于抗震的地基和基础

同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上;也不宜部分采用天然地基,部分采用桩基;当地基有软弱黏土、可液化土、新近填土或严重不均匀土时,应采取地基处理措施加强基础的整体性和刚性,以防止地震引起的动态和永久的不均匀变形;在地基稳定的条件下,还应考虑结构与地基的振动性,力求避免共振的影响。

3.3、选择对抗震有利的建筑平面和立面

布置建筑的平面和立面布置宜对称、规则,力求使质量和刚度变化均匀。规则结构为建筑的立面和竖向剖面规则,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。结构不规则又分为平面不规则和竖向不规则。平面不规则:如在建筑平面上呈“L”、“T”、“H”、“Y”形和附加的结构物,容易加大扭转振动、局部振动或空间振动。竖向不规则:如在立面上的屋顶小屋,平面呈阶梯形向上收缩成柔弱的底层,常引起过大的局部振动和应力与变形的集中;多层房屋中延性不均匀或迅速突变常常引起很大的非线性变形集中而导致严重破坏,甚至倒塌。

另外,建筑的防震缝应根据建筑的类型、结构体系和建筑形状等具体情况的实际需要设置。当建筑体形复杂而又不设防震缝时,应选用符合实际的结构计算模型,进行较精细的抗震分析,估计其局部应力和变形集中及扭转影响,判明其易损部位,采取措施提高抗震能力;当设置防震缝时,应将建筑分成规则的结构单元。防震缝应根据烈度、场地类别、房屋类型等留有足够的宽度,其两侧的上部结构应完全分开。伸缩缝、沉降缝应符合防震缝的要求。

3.4、选择合理的抗震结构体系

抗震结构体系应根据建筑物的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素,经过技术、经济条件比较,综合确定。在选择建筑结构体系时,应符合以下要求:

(1)应具有明确的结构计算简图和合理的地震作用传递途径。

(2)宜有多道抗震防线,应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。所谓多道抗震防线,是指在一个抗震结构体系中,一部分延性好的构件在地震作用下,首先达到屈服,充分发挥其吸收和耗散地震能量的作用,即担负起第一道抗震防线的作用,其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次屈服,从而形成第二、第三或更多道抗震防线,这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。例如框架一剪力墙结构,剪力墙是第一道抗震防线,框架是第二道抗震防线;延性框架,框架梁是第一道抗震防线,框架柱是第二道抗震防线;减震结构,减震装置是第一道抗震防线,主体结构是第二道抗震防线等。

(3)应具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力。

(4)宜具有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,产生过大的应力集中或塑性变形集中;对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。

3.5、选择合理的结构构件

结构构件应具有良好的延性,力求避免脆性破坏或失稳破坏。在选择抗震结构的构件时,应符合下列要求:

(1)砌体结构构件应按规定设置钢筋混凝土结构圈梁、构造柱、芯柱或采用配筋砌体和组合砌体柱,以改善砌体结构的抗震能力;

(2)混凝土结构构件应合理地选择构件尺寸、配置纵向钢筋和箍筋,避免剪切先于弯曲破坏、混凝土压溃先于钢筋屈服破坏、钢筋锚固粘结先于构件破坏;

(3)钢结构构件应合理控制构件尺寸,防止局部或整个构件失稳。

3.6、处理好非结构构件和主体结构的关系

附着于楼、屋面结构构件的非结构构件(如女儿墙、雨篷等)应与主体结构有可靠的连接或锚园,避免倒塌伤人或砸坏仪器设备;围护墙与隔墙应考虑对主体结构抗震有利或不利的影响,避免不合理设置而导致主体结构的破坏;幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠的连接,避免塌落伤人,当不可避免时应有可靠的防护措施。

3.7、注意材料的选用和施工质量

除对材料和施工的一般要求外,抗震结构对材料和施工质量的要求应在设计文件上注明,并应保证切实执行。各类材料的强度等级应符合最低要求,钢筋接头及焊接质量应满足规范要求。在施工中,不宜以强度等级高的钢筋替换原设计中的纵向受力钢筋。

3.7、采用结构控制新技术

选用隔震与耗能减震新技术,是根据建筑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构方案及使用条件等,经对结构体系进行技术、经济可行性的综合对比分析后确定的。隔震与耗能减震结构体系都广泛地运用于现代抗震结构中,隔震体系是通过延长结构的自振周期来减小结构的水平地震作用,而耗能减震体系是通过耗能器增加结构阻尼来减小结构在地震作用下的位移的。并且耗能减震结构具有减震机理明确,减震效果显著,安全可靠,经济合理,技术先进,适用范围广等特点。

4、结束语

总之,房屋建筑的抗震设计是一项复杂的系统性工程,为了确保房屋的建筑质量,保障人民群众的生命财产安全,在工程实践中,不断加强对抗震设计理论及方法的分析和研究具有非常重要的现实意义。

参考文献:

[1]张述勇,工业与民用建筑专业设计指导,地震出版社,2008.01.