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房屋抗震设计要求

时间:2023-07-12 17:07:24

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篇房屋抗震设计要求,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。

房屋抗震设计要求

第1篇

关键词:房屋 建筑 结构 抗震 设计

中图分类号:TS958文献标识码: A

针对抗震设计标准和建筑类型, 在设计中要考虑地区和建筑结构条件, 双重的进行建筑结构抗震设计, 在建筑物本身的材料、 地理位置、 结构层、 基础结构等方面进行抗震设计, 采取有效的抗震措施, 降低建筑物在地震作用下的不稳定性, 提高建筑物的整体稳定性。

1 房屋建筑结构抗震设计概述

目前在我国建筑结构的抗震设计时,需要做到“小震不坏,中震可修,大震不倒”。这是对于抗震设计的具体要求。即在发生的地震烈度低于建筑的抗震设防烈度时,建筑建筑处于弹性工作状态,即其在地震中不会受到损坏,仍可以正常进行使用;而对发生的地震烈度与建筑的抗震烈度相当时,则此时建筑结构处于非弹性阶段,建筑物可能受到损坏,但经一般性的修理即可继续使用,即建筑物在地震破坏下经修理后仍可以继续进行使用,即建筑结构处于可修复的范围;而当发生较大震级的地震时,其烈度高于建筑物设防的烈度,在这种情况下,建筑物处于非弹性变开中,但要求建筑结构防震设计不致于倒塌或危及生命安全,在非弹性变形下人员可以从建筑物内进行逃离。

2 房屋结构抗震性能所存在的问题

地震所造成的损害主要来源于地震发生时所产生的地震波,地震波具有较强的穿透力,可以在非常短的时间内,通过土壤、岩层和低级,使建筑物发生外部的裂变和挤压,当结构内部的力量超过了建筑物的承受能力,就会发生建筑物的变形、损坏甚至倒塌。

现阶段,房屋的抗震技术主要采用等效斜撑的方法,该方法具有一定的有效性,但是由于其精确度较低,所以在实际的应用的过程中具有一定的局限性。对于结构抗震的刚度,按照相关理论有些学者企图从非线有限元的角度进行模型的填充,但是实施过程过于复杂,实际效应并不高。在抗震设计的过程中,我们应该对其有理论上的把握。影响建筑物抗震能力主要在于建筑物的刚度,所谓的规定,与在按空框架分析的基础上乘以小于 1 的周期修正系数体现填充墙对结构的刚度贡献,而不去计算填充墙的刚度。周期修正系数与地震作用下混凝土结构的反应密切相关。所以在抗震设计中对于周期修正系数的确定是确定框架填充墙结构是否合理的一个重要的因素。如果我们没有进行精确的计算,那么将直接导致在建筑施工和使用过程中稳定性和抗震性的不精确。另外,对于结构周期修正系数的合理性,现阶段也存在一定的疑问,并没有十分肯定的理论依据和学界认可。

3房屋结构抗震设计方法

第一,以房屋建筑结构的基本构造为依据。传统的抗震设计方案的确定主要依据房屋的基本机构,以钢筋混凝土框架为主要特点的房屋为例,则主要考虑钢筋混凝土的构件尺寸、最小配筋率等等方面。近些年来,随着科学技术的发展,我国的抗震技术有了一定水平的提高,抗震设计规范也得到了一定程度的完善,对建筑结构从整体到局部的设计都形成了一套完整的抗震措施,对于大部分建筑,只要按照规范进行合理的设计,就能保证建筑结构具有较好的抗震性能。

第二,以房屋建筑规划和场地为依据。为了提高房屋的抗震水平很多开发商在建筑的前期对建筑场地进行较为科学准确的测定和选择。抗震层对于建筑物未来的稳定性具有十分重要的作用。同时在建设的过程中,房屋的外部情况与其他建筑物之间物理空间关系也应该进行综合的考虑,例如邻栋楼之间的距离、建筑物的外观等等都十分重要。同时在设计的前期,应该考虑到建筑物上部位移的特点、位移的性能等等方面。我们知道建筑物的使用周期较长,所以在设计的过程中,在建筑能够移动的范围内不能有其他物体成为障碍物。所设计的入出口等等要保证在出现地震时的绝对安全。

第三,以房屋建筑结构的结构性能目标为依据。抗震设计的最终目标就是为了保证在发生地震的时候能够保证建筑物的安全性。因此,在设计的过程中,应该根据建筑物所在区域的抗震设防烈度对建筑结构进行结构抗震性能的设计,保证结构在地震力作用下的小震不坏,中震可修,大震不倒。同时,对于没有进行地震作用设计的建筑非结构构件,也应该满足相应的构造措施,使房屋发生故障时,可能造成的损害程度在可控的范围内。同时,大风对于建筑的影响也很大,所以在进行设计方案确定的过程中,应该考虑到大风对于建筑物水平震动所能带来的影响,从而保证建筑物的抗震性。

4 提高房屋筑工程杭震设计质量的有效措施

第一,选择恰当的建筑场地。在进行建筑抗震设计方案前,对于重大工程来说,应该综合考量建筑地址的地理特性,对其进行较为科学详细和准确的地震安全性评估。形成评估结果后,在设计和施工的过程中,应该严格按照评估的结果,设计较为科学的防震标准要求,然后进行相关施工。所以拟定进行建筑的前期,应该选择地震发生频率较低、发生地震后能够有效降低地震影响的地方进行选址,尽量避免那些本身就容易给建筑物带来不良影响的地方。

第二,选择科学、合理的结构形式。近些年,随着科学技术的发展,建筑施工的材料和建筑的结构特点也开始呈现多样化的特点。现阶段主要使用的结构包括钢筋混凝土结构、钢结构、砖混结构以及钢混结构。在实际选择中,由于地域不同和设防烈度等不同因素的影响也会对建筑结构的选择产生一定的影响。所以在设计抗震方案的过程中,应该选择科学合理的结构形式。对于以上几种结构形式而言,钢筋混凝土具有一定的优越性,它具有较强的柔韧性,在承受高压的条件下变形能力较强,是现阶段使用较为广泛的一种结构形式。但是实际操作的过程中,也应该结合建筑的时期情况进行综合的考量。我们知道随着房屋层数的不断增加,在发生地震的时候所能造成的水平位移也不断增大。建筑的内部结构也会发生一定的变化,所以在设计的过程中,应该给予较多的考量和关注。

第三,提高抗震设计的质量。地震的破坏力很大,一旦发生地震,建筑本身的抗震的能力与人们的生命财产关系密切。我国对于建筑的抗震能力的关注较晚,现阶段的发展水平也不是很高。如果建筑的设计防范不够合理,不仅会加大建筑工程的成本,同时对于建筑的质量而言也并不会有很大的提高。所以在设计的过程中,应该遵循合理科学的观点,提高建筑结构自身的可靠性和安全性。在设计过程中,对于建筑的内部细节能够给予较多的关注,提高抗震能力。

第四,建筑的体型要简单,平立面布置宜规则

当建筑物其体型较为简单和规则时,在设计时能够更好地明确其受力性能,而且对于其在地震发生时的实际反应及其内力也能够进行准确地分析,而且结构内部具体的构造也易于处理,这样的结构即使在地震作用下其受到的损害也较小。而相对于体型及平面不规则的建筑物,由于立面上高低错落,这样就会形成刚度和强度上的突变,极易使应力或是变形集中出现,导致薄弱环节产生,在地震作用下其薄弱处会首先发生变形损坏,产生较大的危害。

5 总结

综上所述,房屋建筑的抗震设计是判断整个建筑质量的重要依据,也是保证人们安全生活的重要保障,甚至可以在一定程度上,对于整个社会的稳定都具有一定的影响。所以在抗震设计的过程中,首先我们应该认识到抗震意识应该成为建筑设计的重要理念之一,并且在设计的过程中,对于该理念进行严格的执行和操控。本文论述了传统房屋抗震的方法,并且在实际实践中提出了自己的建议,旨在希望可以提高建筑自身的安全性,使建筑行业朝着更加健康安全稳定的方向发展。

参考文献:

[1]胡逢秀,刘春刚.房屋结构抗震探索与研究[J].中国高新技术企业,2010(34).

[2]娄宇,温凌燕,徐小燕,王庆扬,王传甲,陈志强,彪仿俊.基于大震弹塑性时程分析的结构抗震设计[J].建筑结构,2011(05).

第2篇

【关键词】建筑设计、建筑抗震设计、作用

引 言:

我国建筑行业近几年内发展迅速,对建筑形式的要求也越来越多,对建筑质量的要求也越来越高。建筑设计是建筑抗震设计的基础。在进行建筑设计的过程中,我们应该将抗震设计和建筑设计有机的结合起来,从而保证建筑设计的整体性和稳定性,提高建筑的抗震性能。

一、抗震设计的内容和要求

影响到建筑的抗震性能的因素很多,因此在进行抗震设计中,我们应尽可能的选择有利的地段避开不利地段,采用相应的措施进行抗震设计。尽量选择形式对称、规则、刚度分布均匀的建筑结构。

在结构体系和结构材料的选择和确定时,要符合抗震结构的要求,选择结构延性好、强度和重力比值大、均匀性好、正交各向同性好的建筑设计。

在抗震设计中设置多道防线。地震作用具有一定的持续的时间,并且有可能会多次的反复的发作。我们、、通过对地震后倒塌的建筑物进行分析,我们不难看出地震的反复作用会使建筑物破坏严重,甚至造成建筑物倒塌。产生这样的原因主要是因为建筑物的结构发生了破坏,从而丧失了承载荷载和重力的能力。因此在进行抗震设计的过程中,我们应对建筑物的构件的强弱关系进行一定的处理,形成多道防线,以此来提高建筑物的抗震能力。

二、建筑设计在抗震设计中需要考虑的问题

(一)建筑的外形问题

建筑的外形有两个方面,主要是立体空间形状和平面形状两种。在进行建筑的体型的设计中,我们应该尽量选择空间和平面的形状都比较规则和简洁的,如矩形、方形和圆形等,减少建筑外形向外凸和向内凹的现象,减少不对称现象的产生。对建筑内存在的较长的侧翼和不对称的侧翼进行一定的限制。在外形的布置上我们应尽量保证建筑结构的刚度和质量的分布比较均匀,减少受到外形不对称而引起的刚度和质量不对称的问题,降低建筑在地震时产生扭转反应的几率。虽然在建筑设计中,为了满足人们对美和艺术的要求,建筑物的体型越来越复杂,但是在进行建筑设计中,一定要确保将建筑的使用功能和建筑的抗震设计相结合,保证建筑的安全性。

(二)建筑平面布置的问题

在进行建筑的平面布置的设计中,我们应注意考虑到建筑的抗震设计,在平面布置中尽量做到布置的刚度和质量分布均匀,提高其对称性,减少发生突变和扭转效应的产生。在进行剪力墙的布置过程中应尽量和结构的抗震性能相结合,保证墙体布置的对称性。在进行电梯井的布置过程中,尽量将电梯井居中布置,防止偏心扭转地震效应的发生。建筑平面的总体布置应为结构的抗侧力构件的布置提供条件,保证建筑的抗震设计和建筑的使用功能有机的结合,充分保证建筑的抗震设计在建筑设计中起到的作用。

(三)建筑的竖向布置问题

建筑物的竖向布置主要是指建筑物沿高度上的刚度和质量的分布形式。在建筑设计的过程中,我们应该尽可能的保证建筑物的竖向刚度的分布比较均匀,重视剪力墙的均匀布置,确保剪力墙的竖向布置能贯穿到建筑物的底部。在进行建筑物的竖向布置中应提高底层的设计刚度,保证建筑的整体稳定性。

三、建筑设计中应予以重视的抗震问题

(一)非结构构件的设计问题

建筑的室内装饰和建筑外立面的装饰都会影响到建筑的抗震性能。比如在立面上粘贴的大量的瓷砖、玻璃幕墙或者外挂花岗岩、大理石等材料,室内装饰中的房屋中的吊顶和顶灯等。这些装饰本身是否具有一定的抗震性能对建筑整体的抗震性能的影响很大。因此,在进行建筑的室内和外立面的装饰的过程中,应考虑到建筑的抗震性能,结合建筑的抗震设计进行施工,从而保证建筑物的整体稳定性和抗震性能。

(二)满足设计限值的控制

我国的《建筑设计抗震规范》中对房的抗震设计中的要求的限值做出了一系列规定。《建筑设计抗震规范》中对房屋的层数和建筑高度进行了一定的规定,因此荷载进行房屋的抗震设计中,应该按照相应的限值进行设计。其次规定中也说明了房屋的局部墙体的尺寸的限值和横墙间距的限值。如在抗震设防烈度是八度的地区,多层的砌体房屋的抗震的横墙间距就不应该超过15m。底层框架结构的多层砖房的抗震设计中横墙的间距不应大于18m。在抗震过程中,如果横墙的间距过大,就会消弱楼盖的刚度。产生水平地震后,水平方向的力就无法马上传递,从而增大纵墙的变形,降低建筑物的承载能力。因此规范中对房屋横墙的间距做了最大限值的控制。如果房屋的一些承重或者非承重的外墙的尽端墙或者是高处屋外的女儿墙没有按照相应的规范进行设计也会造成墙体开裂的现象,严重的会引起墙体的倒塌,因此在抗震设计中应按照相应的局部限值进行设计。

(三)房顶的抗震设计

屋顶的建筑一般都具有较高和过重的问题,这样的形式在抗震过程中是不利的。如果屋顶建筑的重心和底层建筑的重心不在同一个直线上。屋顶的抗侧力和底层的抗侧力无法连续,就会提高地震的扭转作用,从而影响到建筑的整体稳定性。因此在进行房屋建筑的设计过程中,我们应尽量减少屋顶的高度和重量,采用一些强度高质量轻的建筑材料作为房屋建筑的屋顶材料,同时为了减少鞭梢效应的产生,在进行屋顶设计的过程中,应尽量减少一些突出的建筑物的设置,争取让建筑物的屋顶的质量和结构刚度的分布都比较均匀,这样有利于地震作用沿着建筑物的结构顺畅的结构,减少地震对建筑的影响。另外,在进行设计中应尽量保持建筑物的中心和底层的中心一致,提高建筑的整体性。

结束语:

建筑设计在建筑抗震设计中的作用很大,是建筑抗震设计的一项重要组成部分,对建筑抗震作用的发挥有着不可忽略的意义。一个优秀的建筑抗震设计一定是建筑设计和建筑抗震设计相结合的设计,既保证建筑物的造型美观、结构适用等要求,还能保证建筑物的抗震要求。因此在抗震设计中考虑到建筑设计的相关规定对房屋的设计具有重要的意义。

参考文献:

[1] 裘民川. 建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].工程抗震.2013,06,20.

[2]代应君. 试论建筑设计在建筑抗震设计中的作用[J].建筑规划与设计.2004.08.06.

第3篇

[关键词]多层砖房抗震设计

0引言

2008年5月12日下午,四川省汶川县漩口和卧龙发生8级特别重大地震,造成当地通讯全部中断,都江堰市区主街道两边部分房屋出现大面积裂缝,有的房屋顶层屋檐被震垮,高挂在空中;彭州市磁峰镇、向峨镇,什邡市红白镇、蓥华镇房屋全部倒塌。国内外历次地震的经验告诉我们,砖房在历次地震中的震害是最严重的,砖房之所以地震破坏比例如此大,主要原因是砖砌体是一种脆性结构,其抗拉和抗剪能力均低,在强烈地震作用下,砖结构易于发生脆性的剪切破坏,从而导致房屋的破坏和倒塌。如果在多层砖房的设计中再过度追求大开间、大门洞、大悬挑,甚至通窗效果等,必将大大削弱房屋的抗震能力。因此,抓好抗震设防地区建设工程的抗震设计,是减轻未来地震灾害损失最积极、最有效和最根本的措施。下面笔者结合多年的工作实践,谈谈多层砖房抗震设计看法。

1目前多层砖房抗震设计中存在的主要问题

1.1住宅砖房中为追求大客厅,布置大开间和大门洞,有的大门洞间墙宽仅有240mm,并将阳台作成大悬挑(悬挑长度大于2m)延扩客厅面积;部分“局部尺寸”不满足要求时,有的不采取加强措施,有的采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢;住宅砖房中限于场地或“造型”,布置成复杂平面,或纵、横墙沿平面布置多数不能对齐,或墙体沿竖向布置上下不连续等等。

1.2在“综合楼”砖房中,底层或顶层有采用“混杂”结构体系的,即为满足部分大空间需要,在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构。有的仅将构造柱和圈梁局部加大,当作框架结构。

1.3多层砖房抗震设计中,所采取的抗震措施区别较大。构造柱和圈梁的设置:多数设计富余较大,部分设计设置不足(含大洞口两侧未设构造柱);抗震连接措施:多数设计不完整或未交待清楚,有的设计还采用“一本图集打天下”的作法,不管具体作法和适用与否,全包在“图集”身上。

1.4多层砖房抗震设计中,未作抗震承载力计算的占多数,加之缺乏工程经验,使相近的多层砖房采用的砌体强度等级相距甚远。

1.5城市住宅砖房建设中,房屋超高或超层时有发生,尤其是底层为“家带店”的砖房,高度超过限值1m以上。

2多层砖房抗震设计的方法

我国建筑抗震设防的目标是三个水准。多层砖房可通过一阶段设计达到下列要求:满足抗震承载力要求,房屋“小震不裂”;满足结构体系、平立面布置和抗震措施等要求,房屋“中震可修”;满足房屋高度和层数及构造柱和圈梁等要求,房屋“大震不倒”。

为确保多层砖房抗震设计质量,我认为主要应该重视以下三个方面的内容。

2.1抗震概念设计

2.1.1房屋的结构体系

应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。同一结构单元中应采用相同的结构类型,不应采用砖房与底框砖房或内框架砖房或框架结构等“混杂”的结构类型。墙体布置应满足地震作用有合理的传递途径。纵横向应具有合理的刚度和强度分布,应避免因局部削弱或突变造成薄弱部位,产生应力集中或塑性变形集中;对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力。

2.1.2房屋的平、立面布置

建筑的平面布置和抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,平面形状应具有良好的整体作用。纵、横墙沿平面布置不能对齐的墙体较少,楼梯间不宜设在房屋的尽端和转角处;建筑的立面和竖向剖面力求规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,墙体沿竖向布置上下应连续,避免刚度突变;竖向抗侧力结构的截面和材料强度等级自下而上宜逐渐减小,避免抗侧力构件的承载力突变。8度和9度时,当房屋的立面高差较大、错层较大和质量及刚度截然不同时,宜采用防震缝将结构分割成平面和体形规则的独立单元。房屋的顶层不宜设置大会议室、舞厅等空旷大房间,房屋的底层不宜设铺面等通敞开大门洞。当确需设置时,应采取弥补薄弱部位的加强型措施或进行专门研究。

2.2抗震计算

抗震计算是抗震设计的重要组成部分,是保证满足抗震承载力的基础。多层砖房的抗震计算,可采用底部剪力法。对平面不规则和竖向不规则的多层砖房,宜采用考虑地震扭转影响的分析程序。目前,多层砖房的抗震设计中,不作抗震验算是较普遍的现象,这样就必然存在一是不安全二是浪费的问题。

2.3抗震措施

2.3.1构件间的连接措施

多层砖房各构件间的抗震构造连接是多层砖房抗震的关键。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。

(1)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2φ6拉结钢筋,每边伸入墙内不小于1m。

(2)构造柱与砖墙连接

构造柱与砖墙连接处应砌成马牙槎,并沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋,每边伸入墙内不小于1m。

(3)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(多层砖房宜每层设圈梁);当为现浇楼、屋盖时,在楼、屋盖处设240mm×120mm拉梁(配4φ10纵筋)与构造柱连接。

(4)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,或锚入室外地面下不小于300mm的地圈梁。

(5)后砌体的连接

后砌的非承重砌体隔墙,应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋与承重墙连接,每边伸入墙内不小于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。

(6)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连,压顶卧梁宜锚入房屋的主体构造柱。

(7)屋顶间的连接

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。屋顶间的构造柱与砖墙以及砖墙与砖墙的连接,可按上述抗震措施采取。

2.3.2构造柱和圈梁的设置

对横墙较多的多层砖房,应按有关规定的要求设置构造柱;对横墙较少或横墙很少的多层砖房,应根据房屋增加一层或二层后的层数, 按有关规定的要求设置构造柱。

对横墙承重或纵横墙共同承重的装配式钢筋砼楼、屋盖或木楼、屋盖的多层砖房,应按有关规定的要求设置圈梁;对于隔开间或每开间设置构造柱的多层砖房,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。

值得注意的是,圈梁的截面和配筋不宜过大,通常按有关规定要求的数值或提高一个等级采用就可以了,不宜无限提高。同理,圈梁的作用也是有限的。

2.3.3悬臂构件的连接

(1) 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。

(2) 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,女儿墙应按抗震构造图集要求采取稳定措施。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。

第4篇

中图分类号: TU973+.31文献标识码:A文章编号:

前言

底部框架-抗震墙砌体房屋是指底层由钢筋混凝土框架承重,上部由多层砌体墙承重的结构。这些建筑由于房屋底层使用上需要较大空间而采用钢筋混凝土框架结构,主要用于临街的住宅、旅馆、办公楼等建筑。这种结构相对多层钢筋混凝土框架房屋,土建造价低、施工方便,使用灵活等优点,目前在我国城镇建设中广泛使用。一、结构抗震设计的要求

底部框架-抗震墙砌体房屋具有上刚下柔,上重下轻的特点,房屋的震害程度与房屋的平面布置和上下墙体的相对位置,以及上下层的层间侧移刚度比等密切相关。底部框架-抗震墙砌体房屋框架设计遵循的一个基本原则就是:“强柱弱梁”、“强节点弱构件”原则。目的是使框架结构在强烈地震作用下,塑性铰先出现在梁端,后出现在柱端。如果框架的任一柱端先出现塑性铰,可能会引起同一层其它柱端相继出现塑性铰,导致房屋倒塌。但是底层框架梁因为要承担竖向荷载引起的较大弯矩,截面较大,因而在截面抗弯强度的计算上满足“强柱弱梁”的要求很困难,所以在构造上特别是箍筋的配置上应尽量实现“强柱弱梁”的设计原则。

二、抗震墙砌体房屋的抗震设计

目前,底层框架-抗震墙砌体房屋的底层设计归纳起来存在以下三方面的问题:

1) 问题(一):底层为大商场等有大空间使用要求时,底层抗震墙设置得很少,其底层的侧移刚度比纵横墙较多的第二层小得多。这种结构由于其地震倾覆力矩主要由钢筋砼框架柱承担,使得底层钢筋砼框架柱的承载能力大为降低,底层成为较薄弱的楼层,在强烈地震作用下底层成为弹塑性变形和破坏集中的楼层,危及整个房屋的安全。

2)问题(二):建筑一面临街,且纵向临街面一般不布置抗震墙,使得抗震墙数量过少,底层平面布置不对称,导致在地震时产生扭转效应而加重房屋的破坏。

3)问题(三):过渡层即与底部框架-抗震墙砖房相邻的上一砌体楼层。此层担负着传递上部的地震剪力和上部各层地震力对底层楼盖的倾覆力矩引起楼层转角对第二层层间位移的增大,因而此层受力复杂,也显得非常重要。对于底部框架抗震墙砖房,当底层按抗震规范要求设置一定数量的抗震墙后,房屋底部的侧向刚度和水平承载力有较大提高;此时如果忽略过渡层墙体的侧向刚度和水平承载力的降低,可能使房屋的过渡层成为薄弱层;由于过渡层砖砌体的变形能力较底层相对较差,因而将降低这种房屋的抗震性能。

针对问题(一),要解决此问题,首先,在设计建筑平面布置时,应考虑在适当部位布置一些墙体;其次,设计过程中采用钢筋混凝土抗震墙来代替砖抗震墙,一片相同厚度、高度和长度砼墙的抗侧刚度是砖墙的好几倍,既可减少墙面数又能保证底层的侧移刚度。

针对问题(二),要解决此问题,应在沿街侧外纵墙上布置一定数量的钢筋混凝土抗震墙,另一侧外纵墙上布置刚度相当的砖抗震墙,使底层的刚度中心与形心基本重合。底层沿纵向分成几个较大空间,一些设计方案把分隔横墙设计成为带有构造柱、圈梁的砖墙,使得底层的横向与纵向均不能形成完整的框架抗震墙体系,在地震作用下这些分隔墙因侧移刚度大而先开裂,又因其承载能力和变形能力较钢筋混凝土框架差而破坏严重,并且过早的退出工作,产生弹塑性内力重分布,导致底层框架-抗震墙部分破坏严重。因此,结构布置时必须将底层布置成纵横向框架抗震墙体系,避免以上问题的产生。

针对问题(三),为避免上述情况发生,应加强过渡层墙体的抗震构造措施。在《砌体结构设计规范》(GB 50003-2011)的修订中,加强了过渡层砌体墙墙的相关要求。过渡层构造柱纵向钢筋配置的最小要求,增加了6度时的加强要求。过渡层构造柱配筋较上部同一位置构造柱配筋加大一级,二层构造柱下端箍筋适当加密,构造柱纵向钢筋锚入底层框架柱、梁内40d;除按抗震规范设置构造柱外,应根据房屋层数、设防烈度适当增设构造柱,尤其是在底层有抗震墙的位置,以改善整个结构传递水平力的性能;另在房屋四周外墙,在纵横墙交接处均宜设构造柱,以增加上部砌体结构与底部钢筋砼框架抗震墙结构的连接和整体性,避免由于房屋上部及底部材质不同,结构的自振频率不完全一致,在地震作用不因上、下部连接不强而在二层楼面处形成脱节。

三、底部框架结构抗震设计中应注意的问题 选择对抗震有利的建筑场地,简化建筑体型,讲究规则对称,质量和刚度变化均匀,抗震结构体系合理、明确等是确保抗震设计合理的基本设计内容。同时抗震设计应满足“小震不坏,中震可修和大震不倒”的设防目标。在规范GBJ50011-2001,《建筑抗震设计规范》中明确规定,底部应沿纵横两方向均匀对称布置框架-抗震墙体系,并重点强调底部抗震墙应是双向、对称布置并纵横抗震墙相连。由于底部框架墙结构中的剪力墙属低矮墙,其抗剪刚度相对较大,如果布置的墙肢较长、平面形式复杂,很容易出现局部刚度过大,受力过于集中的现象,甚至经常出现只布置极少的剪力墙就满足上下层抗侧刚度比限值的情况。如果不作处理,则会造成建筑的刚度中心对质量中心的偏心距较大,地震力作用下会对结构产生扭转效应。底部框架墙结构的柱网不宜过大,并且框架梁上悬墙数目不应超过一道。首先从使用功能上,底框结构大多为商住楼,该跨度对应上部可分割为两开间,无论上部为住宅楼,还是办公楼,开间尺寸都必须以满足砌体结构所能实现的功能。

底层框架砌体房屋第二层与底层的侧移刚度比不仅会影响地震作用下的层间弹性位移,而且对层间极限剪力系数分布、薄弱楼层的位置和薄弱楼层的弹塑性变形集中都有很大影响。因此应严格的限制侧移刚度比,设计中并对此作控制性验算。这是因为该比值分析结果表明,当比值大于2时,在强烈地震作用下会造成薄弱的底层弹塑性变形集中,弹性位移增大,会加速底层的破坏;但当比值小于1.2,特别是小于1.0时,由于底层纵横向抗震墙设计过多,底层过强,又会使薄弱楼层转移到上部抵抗变形能力相对较差的砖房层,这也是不利的。在GB50011-2001《建筑抗震设计规范》对侧移刚度比有明确规定:6度、7度时不应大于2.5,8度时不应大于2.0,且均不应小于1.0,实际设计时控制在1.5左右为宜。底部框架砌体房屋的底层或底部两层均应设置纵横向的双向框架体系,因为底部的地震剪力按各抗侧力构件的刚度分配,在这些结构混用的体系中,砌体墙较框架的抗侧力刚度大得多,在地震作用下,砌体墙先开裂破坏,而砌体墙的变形能力较框架要差得多,这样会形成砌体墙构件先退出工作,导致加重半框架或部分框架的破坏。

四、结论

底部框架抗震墙砌体房屋上部和底部抗震性能差异较大,由于其结构形式特殊,设计不合理而导致地震时的严重破坏。设计房屋的平面规则对称、控制底层和过度层的刚度比,合理布置底部框架抗震墙砌体房屋的结构体系等,能使底部框架抗震墙砌体房屋具有较大的抗震能力和良好的抗震性能。

参考文献

第5篇

【关键词】房屋建筑;结构分析;抗震设计

1、房屋建筑结构抗震设计规定

在我国, 房屋建筑结构抗震设计的标准一般分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类等四个类别,简称甲、乙、丙、丁。在甲乙类建筑体系设计中应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施,9度时应按比9度更高要求采取抗震措施。而丙类建筑应按本地区抗震设防确定其抗震措施。在丁类建筑中地震作用应按本地抗震设防烈度确定,但抗震措施(6度除外)允许比本地抗震设防烈度的要求适当降低。

在多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型中,当平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构出现时,适用最大高度应适当减少。在钢筋混凝土房屋抗震等级的要求中,它的抗震设计一般要满足,如果是框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%的话,那么它的框架抗震等级应按框架结构来定。另外当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层一下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分,抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级。

2、抗震技术在房屋结构设计中的应用

1) 房屋结构水平和垂直布局设计。构件的水平和垂直两个方向上的合理布置,是房屋结构设计中的一项基础性内容,因为抗震性能很大程度上受墙、柱的水平和垂直位移的影响。所以,在房屋结构的设计中,要想提高其抗震性能,则应当遵循以下原则: 水平和垂直方向上的构件都要简洁整齐,且其质量与刚度的中心应当重合。在垂直方向的设计中,应当尽可能的使构件的中心靠下,杜绝上重下轻的情况出现,同时严格控制其刚度和均匀性。

2) 提高房屋结构整体抗震性的设计。a. 科学合理的选择地基。地基的好坏是影响房屋结构抗震性的基础性因素,在设计初一定要经过充分的调查研究,科学合理的选择地基,特别注意避免地基的变形情况。b. 连续性设计。房屋结构设计要想提高抗震性能,应当保证房屋结构在整体上的连续性,确保房屋的各个构件的连接可靠,使房屋结构是一个完整的整体,当发生地震时,房屋依靠其结构上的整体性,能有效的化解和分散地震产生的能量。c. 规则性设计。房屋结构的设计中规则性对于抗震性的影响也很大,在实际设计时应当最大可能的采用规则设计,凭借对称性的结构来抵御地震,避免一些损害。d. 减轻结构重量。房屋结构设计时,我们应当最大程度的降低其重量,减小房屋整体结构对地基的压力,缓解地震发生时所释放的能量对房屋的冲击作用。

3) 减小地震对房屋结构破坏作用的设计。a. 隔震层。隔震层是减小地震对房屋破坏作用的有效手段。一般来说,隔震层都会安装在地基与结构主体的连接部分,使用诸如摩擦隔震元件和橡胶隔震支座等构件,地震发生时能够起到有效的缓冲作用,同时还能有效减小房屋内部物体移动、倒塌带来的二次破坏。b. 反摆。反摆设计是一种比较新型的减少地震破坏作用的设计,目前还不是十分的成熟,一般设置在房屋结构的顶部,当发生地震时,反摆会产生阻尼运动,能够减小地震所引发的房屋的加速度,使房屋结构的震动变小,从而降低地震对房屋结构的破坏作用。

3、房屋建筑结构抗震设计措施

3.1房屋建筑位置的选择

房屋建筑位置的选择在一定意义上来说决定着房屋质量的好坏,一般地地震可以导致房屋建筑周围地表变化,这样就会造成地基的开裂,导致房屋出现问题。因此在地理位置的选择上,设计人员要对房屋建筑进行合理化选择:如选择开阔的坚硬场地,考虑场地土的刚度大小和场地覆盖层的厚度等。表1给出的是各类建筑物场地的覆盖层厚度参照系数。

3.2 房屋建筑材料的选择

一般来说,抗震性房屋建筑材料要选择那些质量优等的材料。要综合考虑保暖、防火等多种因素的存在,比如良好的钢、铝合金结构、木质结构及轻型复合材料等建筑材料作为主体材料。

3.3 选择合适的建筑结构体系

首先结构体系要满足稳定性,其次要与建筑结构相配套。此外还要注意建筑物传力途径的明确性,同时又要注意受力计算的明确性,还要保障在建筑体系中不使用转换层,这样就会保障有地震发生时候避免建筑倾斜或局部受损等现象的发生。

3.4 做好底层框架抗震墙设计

鉴于我国的地震灾害多数发生在底层,一般突出表现为“上轻下重”的这样一个现象,所以在设计时候要突出底层的墙体比框架柱重,框架柱又要比梁重。这样的设计就会在发生地震时底层破坏的程度比房屋的底层轻得多。除此之外我们还要做到房屋的平、立面布置应规则、对称,同时还需要注意第二层与底层的侧移刚度比要控制适中,要符合:底层框架抗震墙砖房第二层与底层的侧移刚度比值在6度时不应大于3.0,当在7度时不应大于2.5,在8度时不应大于2.0,在9度时不应大于1.5;且均不应小于1.0。

表 1

注:表中系岩石的剪切波速。

3.5 钢筋混凝土框架抗震内力设计

我们尽可能做到在地震作用下的框架呈现梁铰型延性机构,为减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性,对梁端的剪力适当调整,使斜截面受剪承载力高于正截面受弯承载力,做到“强剪弱弯”。 在实际运用中如不采取这个措施,柱端很可能比梁端先出现塑性铰。因此适当调整柱计算内力并增大配筋,使塑性铰首先出现在梁端,抗震性能较好。

结语

地震是人类生活面临的重要的自然灾害,危及着人民的生命与财产安全。因此,在建筑结构设计的时候,必须充分考虑抗震设计,并有采取适当的抗震措施, 尽最大可能确保房屋质量,才能减少地震的危害。

但是我们仍需要注意的是,当地震烈度大于5度时,地震对房屋等建筑结构的稳定性产生影响,也只有在当地震烈度在设防范围内时,建筑结构物相对完好。也就是说我国现行的建筑结构设计规范有能力对地震烈度为7~8度以内的地震进行有效设防。 所以说地震设防能力相对很低的普通居民房坍塌毁损与人员伤亡所占的比例是极大的,对大型建筑结构抗震深入研究的同时,应提高对普通民房抗震能力的关注。

参考文献

[1] 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),2013:64-65.

第6篇

关键词:抗震技术 民用房屋 结构设计

1 引言

民房建设中,抗震结构设计是民房结构设计的一个重要环节。设计的合理与否直接影响民用房屋的质量和人民的生命、财产安全。我国属地震多发国,应在民用房屋结构设计中对抗震技术提出更高的要求。

2 民用房屋抗震技术研究现状

我国民房抗震研究起步较早,始于上个世纪50年代。最早的二部抗震鉴定和设计标准TJ 23-77《工业与民用建筑抗震鉴定标准》、TJ 11-78《工业与民用建筑抗震设计规范》,就在指导我国房屋建筑抗震设计中起到了十分重要的作用。八十年代后,我国相继制定和修订了GBJ 11-89《建筑抗震设计规范》、GB 50191-93《构筑物抗震设计规范》、GB 50223-95《建筑抗震设防分类标准》等一系列国家标准,形成了比较完整的民用房屋抗震设计标准体系。

我国现行的民房设计标准GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》,在总结国内外大地震的经验教训,特别是在经历了2008年汶川大地震后,采纳国内外先进的抗震技术最新科研成果的基础上进行了修订。修订后的标准对于抗震设防标准有了适度的提高,对民房抗震性能的增强提出了更高的要求。

3 房屋结构设计中抗震技术的应用

砖混结构因选材方便、施工简单、造价低、工期较短等特点,多年来一直是我国房屋结构设计中使用最为广泛的一种建筑形式,其中民用房屋建筑中约占90% 以上。

砖混结构通常采用粘土砖和混合砂浆进行砌筑,通过内外砖墙的咬砌使整体具有一定的连接性,多层砖混砌体房屋的基本材料和连接方式可决定建筑物的脆性性质和变形能力。因此改善建筑物砌体结构的延性,对提高房屋的抗震能力具有极其重要的意义。

3.1 科学布局建筑物的平面和立面

建筑结构设计中,建筑物的平面和立面布置是十分基础和重要的内容,其墙柱的距离、内外墙的布置、通道、电梯井以及房间数量的布局等直接反映建筑的使用功能和要求。抗震设计中,建筑物的平面、立面应简洁和规则,力求结构质量中心与刚度中心的一致,用以增强建筑物结构抗震性能;反之,平面布置不规则的房屋,其质心与刚度中心往往不容易重合,在地震作用下会产生超强的扭转效应,大大加剧地震的破坏力度。

建筑立面设计应避免头重脚轻,房屋重心应尽可能地降低,同时避免采用错落的立面结构设计方式。对建筑物结构竖向强度和刚度的均匀性应严格控制,特别应对突出屋面建筑部分的高度进行控制,使其不宜过高,以免地震发生时产生鞭梢效应。

建筑设计应符合抗震设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案,当不可避免时必须使用时,应尽量在适当的部位设置防震缝。力求在兼顾建筑造型和满足使用功能要求的前提下,建筑物既简洁、美观大方,又能有效地提高工程的抗震性能。

3.2 砌体房屋的总层数及总高度

历次地震灾害表明,砌体房屋越高,层数越多,它所遭受的地震破坏程度就越大。所以民用房屋结构设计中,必须严格按照抗震设计规范要求,控制砖砌体房屋的总高度和总层数,才能有效减少地震时带来的震害。

3.3 增强砌体房屋的刚度及整体性

房屋是纵、横向承重构件和楼盖组成的具有空间刚度和强度的结构体系,其结构的空间整体刚度和稳定性决定了抗震能力的强弱。现浇钢筋混凝土楼板及楼盖是较为理想的抗震构件,它所具有的整体性好、水平刚度大的等优点,不仅可消除滑移、散落等隐患,增加房屋的整体性和楼板的刚度,而且适当放宽了平面上墙体对齐的要求等。在建筑物适当的部位增设构造柱,并配置构造钢筋、设置配筋圈梁等均可增强建筑物空间刚度、加大建筑物结构的整体稳定性,提高房屋的抗震性能。

3.4 合理布置纵墙与横墙

纵、横墙体是多层砖混房屋的主要承重构件。地震时,承重纵、横墙在地震力作用下会产生裂缝,严重时出现倾斜、倒塌而使房屋造到破坏,所以提高房屋抗震性能的关键是合理布置纵、横墙。应优先采用将横墙作为承重墙或使纵横墙共同承重的结构体系,对纵、横墙的布置应合理美观、均匀对称,且窗间墙等宽。

墙体布置时,应采用纵墙贯通的平面布置方式。当纵墙无法贯通布置时,可在纵横墙的交接处采取增设钢筋混凝土构造柱,并适当加强构造配筋等加强措施,用以防止建筑物纵、横墙在交接处被拉开,提高房屋的抗震能力。

3.5 适当增加墙体面积 合理提高砂浆强度

多层砖混房屋的抗震能力与墙体面积的大小和砂浆强度等级密切相关。合理提高墙体面积、科学地提高砂浆强度等级,可有效地提高房屋的抗震能力。经验数据表明,在对6层砖混房屋的抗震试验中,房屋上层的地震作用较小,基本满足了抗震承载力的要求;但底部二层,特别是第一层,属薄弱层,地震作用力较大。但若增加墙体的承载面积,即将240mm宽的承重墙改为360mm宽的墙,或适当提高砂浆的强度等级,由M5提高到M10,则可基本满足抗震承载力的要求。可见,增加底部,特别是1层~2层的墙体面积或适当提高砂浆强度,是减轻震害的有效途径之一。

3.6 有效设置房屋圈梁和构造柱

在多层砖混房屋建筑中设置沿楼板标高的水平圈梁,可有效加强内外墙的连接,从而增强房屋的整体性。圈梁的设置,其约束作用使得楼盖与纵、横墙构成一个整体的箱形结构,有效地约束了预制板的散落,大大降低了砖墙平面倒塌的可能性,使各片墙体的抗震能力得以充分发挥。圈梁的设置还可以限制墙体裂缝的沿伸和开裂,提高墙体的抗剪能力和有效减轻地震时因地基的不均匀沉陷与地表裂缝对房屋造成的影响。圈梁是民用房屋结构设计中较为经济有效的提高房屋的抗震能力和减轻震害的抗震技术。

3.7 在墙段内设置水平钢筋

为提高民用房屋墙体的抗震能力,可采用在抗震力不足的承重墙段内配置水平钢筋的结构设计方法,使砌体及水平钢筋共同承担地震力。经验试验表明,配置水平钢筋可有效地减少墙段的脆性、增加延性,从而提高墙段的抗震性能和增强整个砖混房屋的抗震性能。对水平配筋砖砌体的要求如下:

砌筑砂浆强度等级应≥M7.5;

水平钢筋宜采用HPB235(即屈服应力为235Mpa的热轧光圆钢筋)或HRB335的普通低合金钢的2级带肋钢筋;

0.07%≤配筋率≤0.17%,且间距不应大于400mm;

钢筋锚固长度应≥180mm。

4 结论

综上所述,抗震技术的应用是民用房屋结构设计的重要内容。民用房屋抗震设计应体现预防为主的设计思想,只有把握民用房屋结构设计的抗震机理,才能确保民房建筑结构具备较强的抗御地震的能力。

参考文献:

[1] 韩小虎, 王丽霞. 探讨建筑抗震设计中的建筑设计[J].内蒙古水利,2010,125(1):162-163.

[2] GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010:

[3] 侯建娟. 建筑结构设计中的抗震设计[J]. 工业建设与设计,2009(6):35-37

第7篇

关键字:多层;钢结构;抗震;结构体系;破坏形式

1 前言

钢结构有很多优点,便于运输、抗震性能高、施工周期短、延展性好、施工速度快等,而且与传统的混凝土结构相比,钢结构的强度、韧性高,节能环保,特别是钢结构具有良好的延展性可以衰减地震波,减少地震时地震波的影响,因此在工业化生产中钢结构广泛应用于多层房屋建筑中。但是,如果多层钢结构房屋在材料选用、设计以及施工维护和制作上稍有不妥,就难以发挥钢结构自身所具有的优越性,在地震作用下就难以减轻地震对房屋的破坏性。如今,钢结构已经普遍应用于各种类型的民用建筑、工业建筑中,如果不合理正确应用钢结构,会造成建筑物结构局部破坏甚至整体倒塌等更严重的后果。

基于钢结构建筑的突出优点,美国、韩国等国的钢结构建筑已占到总量的50%左右。日本是多地震的国家,钢结构建筑在日本的占有率更是达到了65%左右,据日本阪神地震后资料显示,钢结构建筑在地震中的受损率远低于混凝土结构建筑。无独有偶,四川汶川地震,同样是钢结构建筑的绵阳体育馆受到损坏极小,成为了安置灾民的主要地点。

2 多层钢结构房屋抗震结构体系

钢结构房屋的结构类型直接影响着多层钢结构房屋的抗震性能,因此在进行实际工程设计时,必须综合考虑几种因素,对方案进行优化设计,然后在优化过程中确定最适合本房屋的结构体系。多层钢结构体系有纯钢框架体系、钢框架剪力墙体系、钢框架支撑体系等,它们各有特点,在钢结构建筑领域中被广泛的应用。

3 钢结构的破坏形式

多层钢结构房屋具有很多优点,它受到震害的影响要比混凝土结构的房屋要小很多,但设计和施工的要求却同样重要,如果连接、冷加工、焊接不合理,后期维护不当以及受到外部环境、工艺技术的不良影响,很可能会造成钢结构的破坏。根据多层钢结构房屋在历次地震中的破坏形式可以归纳为以下几类。

1、框架节点区的梁柱焊接连接破坏:竖向支撑的整体失稳和局部失稳,柱脚焊缝破坏及锚栓失效。

2、构件的破坏:翼缘的屈曲、拼接处的裂缝、节点焊缝处裂缝引起的柱翼缘层状撕裂、框架柱的脆性断裂、腹板屈曲和截面扭转屈曲。

3、构件的局部屈曲破坏:框架梁或柱的局部屈曲是因为梁或柱在地震作用下反复受弯,以及构件的截面尺寸和局部构造如细长比、板件宽厚比设计不合理造成的,柱的水平断裂是因为地震造成的倾覆拉力较大、动应变速率较高、材性变脆引起的。

4、支撑的破坏:支撑构件为钢结构提供了较大的侧向刚度,当地震强度较大时,承受的轴向力(反复拉压)增加,如果支撑的长度、局部加劲板构造与主体结构的连接构造等出现问题,就会出现钢结构的破坏或失稳。

5、节点破坏:由于节点传力集中、施工难度大、构造复杂,容易造成应力集中、强度不均衡现象,再加上可能出现的构造缺陷、焊缝缺陷,就更容易出现节点破坏。节点域的破坏形式比较复杂,主要有加劲板的屈曲和开裂、加劲板焊缝出现裂缝、腹板的屈曲和裂缝。

4 设计的一般规定

尽管多层钢结构房屋的抗震性能较好,但是在强烈地震的作用下,也会出现不同程度的损害。在地震作用下,建筑物的破坏过程和破坏机理十分复杂,所以需要对多层钢结构房屋进行严密的抗震设计,从而减轻地震灾害带来的损失。

1、多层钢结构房屋结构布置的一般原则。多层钢结构房屋的结构布置和结构体系的选择关系到整个建筑结构的经济性、适用性以及安全性。这和其他类型的建筑结构是一样,多层钢结构房屋应该尽量采用规则的建筑方案,当平立面不规则和结构体型复杂时,可以根据实际情况在适当部位设置抗震缝,从而形成多个规则的抗侧力结构单元。当混凝土和钢结构并用时,由于混凝土结构的变形小于钢结构,一般来说是不宜设抗震缝,如果是必须设置时,就应该将建筑物分割成规则的结构单元。

2、钢结构平面的布置应该遵循对称、规则和简单的原则,使结构能具有良好的整体性。这样可以防止在遭遇地震的情况下多层钢结构房屋由于应力集中和发生钢结构扭转、突变或者因局部削弱和塑性变形使得应力集中在薄弱部位,破坏钢结构。为了有效地减小扭转作用对建筑物的影响,还应该使各层的质心和刚心尽可能处于同一竖直线上。另外,还需要注意多层钢结构房屋的楼盖应该采用非组合楼板或者是压型钢板现浇混凝土组合楼板。有效地提高多层钢结构的房屋的稳定性,增加结构下部整体性以及增强其抗倾覆能力,减小沉降,提升整个多层房屋的抗震性能。

3、多层钢结构房屋适用的高宽比和最大高度。房屋总高度与平面较小宽度之比就是高宽比。在抗震结构体系中,最大适用高度和结构类型是根据抗震设防烈度和结构总体高度确定的。影响钢结构抗震性能和整体稳定性重要参数是钢结构的高宽比,它直接影响着钢结构的侧移、振动形式以及结构刚度。如果要使钢结构产生较大的水平位移,就增大高宽比值,并且倾覆力矩使支撑柱产生很大的轴向力。因此,钢结构房屋的最大高宽比必须要限定,使其保持在一个合理范围内,超过时应该进行专项研究,采取必要的抗震措施。

4、在多层钢结构房屋抗震设计中必须体现强柱弱梁的原则,因为这样可以有效地避免了在地震作用下支撑柱先进入塑性区破坏钢结构导致整个房屋的倒塌。这就要求我们通过不同构件的内力设计值或者调整刚结构中不同部位受到的地震效应,使整体框架和钢结构具有消耗地震能量和较大的内力重分布能力。

5、多层钢结构房屋的设计应遵照专门设计规程“高层民用建筑钢结构技术规程”进行,应严格要求合理的结构布置与结构体系的选用,以及合理的技术经济性能。钢结构的抗震设计应进行两阶段设计:第一阶段按多遇地震计算地震作用设计;第二阶段按罕遇地震作用设计,并分别验算其位移限值及层间侧移延性比等限值的要求。

5 结束语

随着近几年来自然灾害的频发,尤其是不断地发生地震灾害。为了尽可能的减小地震造成的经济损失以及人员伤亡,多层钢结构房屋的抗震性能的要求就更高了。我国的多层钢结构房屋抗震的技术与发达国家的水平还有一定的差距,我们应该积极努力的学习国外的多层钢结构知识,借鉴国外在多层钢结构上运用的经验,对多层钢结构房屋的抗震进行优化设计,从设计理念入手对多层钢结构房屋结构抗震的具体要求,制定科学合理的设计方案,从而确保实现多层钢结构房屋的抗震设计目标。

参考文献

[1]彭观寿、高轩能.基于性能的钢结构抗震设计理论与方法[J].钢结构.2007

第8篇

关键词:底层—框架抗震墙,抗震能力,砖混结构

Abstract : Combined with investigations on several years seismic damages of brick masonry building with frame-shear wall in the ground floor

the seismic damages of this kind of structure building are analyzed. And based upon aseismic design code for buidings basic requirements of aseismic design and concrete measures are summarized.

Key words : frame-shear wall structure , earthquake-resistance capacity , brick masonry structure

中图分类号: TU318 文献标识码: A 文章编号:

近年来,随着我国小城镇建设步伐的加快,底层为钢筋混凝土框架结构的大空间公共建筑,上部为小开间砖混结构的建筑,因其造价比多层框架房屋造价低,因此在一些沿街商用建筑中被广泛采用。现结合本人多年的设计实践上对底层框架多层砌体结构的抗震性能进行分析。

1.底层框架多层砌体房屋抗震性能分析

1.1竖向结构形式突变影响整体抗震性能

一般此类建筑底层较为空旷,而上部为小开间住宅,上部砌体结构平面布置上纵横墙较密,重量大,侧向刚度也大,而底层柔性框架结构其侧移刚度比上层小很多,在布置 上就形成了下柔上刚的结构形式。发生地震时此类建筑物由于上下结构形式不同,结构刚度沿竖向分布不连续,在刚度突变处易产生较大的应力集中,从而可能导致大的非线性变形。在地震反复作用下若这些部位的塑性变形持续发展,刚度进一步减小,最终可使底层框架结构侧移骤增,框架柱严重酥裂,甚至倒塌。

1.2 上下结构荷载传递不平衡

底层框架多层砌体结构在转换层外,荷载传递路线发生了变化或中断,上部多层砌体结构是由承重墙传递荷载,荷载传递到底层框架时会出现梁柱受力不均衡,从而导致底层框架产生较大的扭转效应。

1.3 底层框架结构抗震性能分析

1)底层框架的震害主要集中在梁柱节点处,总的情况是柱的震害大于梁柱,柱顶震害大于柱底,角柱震害大于内柱。由于房屋不可避免地要发生扭转,角柱所受的附加剪力最大,角柱受双向弯矩作用,所受的约束比其它柱小;短柱震害大于一般柱,短柱刚度增大,所受的地震剪力大,它易发生剪切破坏,严重时发生脆性错断,而导致灾难性的后果。

2)底层框架由于侧移刚度小,地震时水平位移较大,过大的水平位移使结构偏心加剧,此时竖向荷载将使结构产生较大的附加内力,出现P- 效应,严重时将使结构发生倒塌。

3)房屋的坚向荷载和地震荷载都是越到下层越大,由于底层框架多层砌体结构上部重量大,底层柔,是头重脚轻的结构形式,结构平面布置刚度和质量如不对称,也促使底层框架产生较大的侧移变形,使底层柔性框架易于遭受扭曲破坏。

2 底层框架—抗震墙砖混结构的基本要求

2. 1 房屋的平、立面布置应规则、对称,使结构抗侧力构件的布置尽量对称,这样就可以减少水平地震作用下的扭转。

2 . 2 房屋的高度要限制、高宽比例必须适当,根据震害经验,GB 50011-2001 建筑抗震设计规范对这类房屋的总层数给予了较严格的限制,即6 、7 度区不宜超过7 层,高度不超过22 m ,8 度区不宜超过6 层,高度不超过19 m。

2. 3 抗震墙的最大间距限值:上部砖房各层的横墙间距要求和多层砖房的要求一样,底层框架抗震墙部分,由于上面几层的地震作用要通过底层的楼盖传至底层抗震墙,楼盖产生的水平变形要比一般框架抗震墙房屋分层传递地震作用的楼盖水平变形要大。因此,在相同变形限制条件下,底层框架抗震墙砖房底层抗震墙的间距要比框架—抗震墙结构的间距要小一些。GB 50011-2001建筑抗震设计规范规定6 、7 、8 度区分别为21 m、18 m、15 m。

2. 4 底层框架抗震墙砖混房屋的底层和底部二层应设置为框架—抗震墙结构体系。底层应设置为纵、横向的双框架抗震墙体系,尽量使纵横抗震墙在两方向对称均匀布置,有利于提高底层的刚度,提高抗震能力。

2. 5 底部框架—抗震墙房屋的纵横两个方向,第二层与底部侧

向刚度的比值,6 、7 度时不应大于2. 5 ,8 度时不应大于2. 0 ,且均不应小于1. 0 ;

底部两层框架—抗震墙房屋的纵横两个方向,底层与底部第二层侧向刚度应接近,第三层与第二层侧向刚度的比值,6 、7 度时不应大于2. 0 ,8 度时不应大于1. 5 ,且均不应小于1. 0 。

2. 6 底层框架和钢筋混凝土抗震墙的抗震等级,6 、7 、8 度应分别按三、二、一级采用。

2. 7 底层框架—抗震墙结构中的钢筋混凝土抗震墙高宽比应控制在1. 5 左右。

3.当前底层框架结构抗震设计中常见问题

《抗规》第3.4.2 条明确规定“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少,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变”。但在实际工作中,建筑布置的合理性往往被忽视。目前的一些建筑设计,由于仍沿袭不设防时的设计思路,将抗震基本要求搁置一边,为片面追求建筑效果,将底层框架房屋平面上多处凹进凸出,导致各部分质量极不均匀,建筑物外纵墙多处被人为割断,严重影响抗震刚度。

4.底层框架结构抗震设防措施

对于底层框架抗震墙的砖房,底层框架抗震墙和上部砖房部分均具有一定的抗震能力,但这两部分不同承重和抗侧力体系之间的抗震性能是有差异的,而且其过渡楼层的受力也比较复杂。为了使这类房屋的抗震设计满足“小震不坏”,“中震可修”和“大震不倒”的抗震设防目标,其防治措施可从

以下几个方面进行考虑:

1)框架砖房的底层,不应采用纯框架结构。结构设计人员要及早介入建筑方案与初步设计,并和建筑工种与建设单位反复协商,在不影响或少影响功能的前提下,使纵横外墙、室内分隔墙等尽量对称,并均匀地在纵横两个方向设置一定数量的抗震墙,使上层与底层的纵横向侧移刚度比,能够满足规范要求。根据《砌体结构设计规范(GB50003- 2001)》条文说明,底层设置一定数量抗震墙的框支墙梁房屋模型振动台试验表明,其抗震性能不仅不比同样层数的多层房屋低,甚至还要好些。所以,在底框结构中合理设置一些抗震墙是非常重要的。

2) 部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构,对于具有薄弱底层的底层框架砖房,应考虑塑性变形集中的影响。另外,经分析知道提高软层的屈服强度可以减少软层塑性变形的集中。因此,底部剪力法对底层地震剪力要乘以一个1.2~l.5的增大系数。

5.结束语

底层框架砌体房屋是城镇中沿街常见的一种建筑形式,以底层的布置灵活性等优点深受业主喜爱,而底层框架砌体房屋又是上刚下柔结构体系,这就对抗震设计提出更高的要求。以上通过对震害原因的分析,提出几种增强抗震能力的方法。目前,对其抗震设计的研究已经日臻完善,这类建筑结构在将来的建筑领域中还会继续具有顽强的生命力。

参考文献:

[1].建筑抗震设计规范(GB50011-2010)(2008版).北京:中国建筑工业出版社.2010.

[2].砌体结构设计规范(GB50003-2011).北京:中国建筑工业出版社.2011.

第9篇

关键词:抗震设计;砖混结构;房屋施工

近年来,我国地震灾害频发,给我国灾区带来了严重的人员伤亡和巨大的经济损失,因此,关于建筑物抗震的研究力度日渐加大。而多层砖混结构房屋建筑在设计过程中,可通过一系列抗震设计措施的采取,具有针对性的降低或规避房屋因地震带来的损失或寿命缩短现象。故而,对基于抗震设计的多层砖混结构房屋施工技术的研究,有着极为重要的现实意义。

一、多层砖混结构房屋抗震结构设计要求

就我国建筑物的总体抗震水平并结合实际情况而言,在建筑物抗震结构设计方面,为达到建筑物抗震水平的最佳效果,在设计过程中必须考虑诸多因素,如建筑物可能遭受到的地震震级幅度、建筑物整体结构设计等。当地震的震幅较低或是较为微弱时,建筑物整体结构应该保持稳固,相关建筑构件不受损,基本处于岿然不动状态;当遇到地震震幅处于中等程度时,建筑物整体结构允许遭受到较小影响,或者是建筑物某一构件受到损坏,或者是建筑物部分(小范围内)构件受到损坏,基于建筑物构建的损坏程度,在经过修缮和维修后,仍可以继续投入使用;当建筑物遭受到地震震幅较高的影响时,多层砖混结构房屋建筑物相关构件或损坏惨重,经过后期的维修可能不能投入到正常使用,但是建筑物整体结构却不允许坍塌,一旦受到震幅过大的影响而倾倒,根据具体情况,基本可视为不达标建筑。

二、现阶段基于抗震设计的多层砖混结构房屋存在的问题

1.房屋高度超标

多层砖混结构房屋较之于钢筋混凝土结构房屋,其抗震性能存在较大差别,同样的五层以上建筑,钢筋混凝土结构房屋抗震性能要好得多。但在实际情况中,砖混结构房屋的高度超标现象极为多见,增加了建筑在地震灾害下倒塌的可能性。

2.房屋结构不具规则性

就多层砖混结构房屋结构而言,在平面横墙与纵墙布局上,房屋之间并没有完全对齐,甚至部分房屋竖向也不能对齐。再加上部分房屋立面造型稍显复杂,存在“突出房屋”等现象,不具有较好的抗震性能。

3.构造措施问题

当前,由于我国地震灾害频发,建筑设计师在具体的设计过程中,会将房屋的抗震性能等因素纳入到设计范畴中,且在构造措施中采取了圈梁或构造柱等作为房屋的加固措施,但设计师并不能将详细的抗震措施体现出来,使房屋的抗震体系不具完整性,从而不能与房屋的整体结构相协调。

三、基于抗震设计的多层砖混结构房屋施工技术

为促使多层砖混结构房屋建筑抗震水平可达标甚至高于基准线水平,在施工过程中要掌握相关的施工要点,做足前期预案工作,充分考虑多层砖混结构房屋建筑的实际情况,将建筑物的刚度和柔度进行合理、有效、科学的结合,并注意根据实际情况进行统筹和规划设计,严格按照相关标准来规范多层砖混结构房屋建筑物的施工。

1.把握好建筑物刚柔度

多层砖混结构房屋建筑在施工之初,要进行实地勘测和调查,充分把握好建筑物刚度和柔度,通过对数据的采集和加工,确保相关数据的严密性和权威性。学会运用物理力学等相关知识,结合工程机械设备运行参数、建筑所用建材的性能、建筑周边地质地形条件等因素,对建筑物整体结构的刚、柔度做出最终确定,运用连接设置的调节作用,促使建筑物整体结构的波动承受力,维持在所能承受的范围之内,从而达到建筑物抗震水平的最优化。即当建筑物结构构件受到小幅度损坏时,结构整体通过自身调节作用,可以降低整体的损坏程度,或者是在大幅度损害后经过稍加维护和修缮,仍然具备可利用价值。

2.注重建筑物结构构件及其连接点的承受能力水平

除了将建筑物结构构件及其连接点的承受能力水平纳入到设计方案中,在工程项目的具体施工过程中,要促使建筑物结构构件及其连接点的承受能力具备可调性,以达到减震或消震的目的,从而降低因地震引起的灾害。施工中,挑檐、女儿墙或雨篷等构件与整体建筑之间要保持良好的连接性,同时将围护墙与隔墙等可能造成的不利影响纳入到施工中去。施工过程要在结合实地考察的基础上,还要保证整体结构及其构件之间的刚柔度适宜,充分考虑构件之间的延展性等特点,力求房屋建筑整体结构和各个构件之间均达到抗震水平的最优化。

3.促使抗震结构科学化

施工中要按照设防烈度与场地类别,选取适当的抗震构造设置,除了运用芯柱、钢筋混凝土圈梁以及构造柱外,还可以运用配筋砌体来对房屋进行加固,促使房屋构件增强防御地震灾害的能力。对房屋的间距、高度、宽度、厚度、层高、房屋总高度、窗间墙宽度等参数进行确认,确保板墙之间、墙梁之间、板梁之间、板板之间的连接性,以达到抗震最优化效果。此外,在砖混结构的房屋施工中,还可以在恰当的位置添加混凝土构造柱,并与圈梁进行有效结合,进一步增强房屋的可调性,通过科学化的抗震结构设置,以降低地震发生时房屋出现倒塌的风险,以提高多层砖混结构房屋抗震水平,促使房屋效能发挥最大化和使用寿命的延长。

结语:

地震带给我国的远不止经济损失和人员伤亡等灾害,对人们的心灵造成的创伤也是不言而喻的。因此,对于多层砖混结构房屋建筑,在施工过程中更应该严格按照国家对建筑物抗震水平的既定标准,对工程项目操作流程进行规范,促使其抗震水平登上一个新台阶。

参考文献

[1]蔡建刚.浅谈基于抗震设计的多层砖混结构房屋施工技术[J].东方企业文化,2011(24)

[2]邵帅.乌鲁木齐某既有砌体房屋鉴定分析及抗震加固方案研究[J].新疆大学学报(自然科学版),2012(05)

[3]杜创.预应力混凝土框架的抗震措施研究[J].安徽水利水电职业技术学院学报(自然科学版),2010(01)

第10篇

【关键词】建筑结构抗震设计

前言

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。建筑抗震的实践表明,一个地震区建筑物,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震的构造措施,在较强烈的地震作用下,仍是难以取得建筑抗震的较好效果,甚至减轻不了建筑物的震害程度。因此,只有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。

一、目前我国抗震设计中存在的不足

通过多年对于建筑抗震设计的研究,我国逐渐形成了自己的一套较为先进的抗震设计方法而且日益成熟,但是也有许多考虑欠妥的地方,需要我们今后加以完善。首先,与国外规范相比,我国抗震规范在对关系的认识上还存在一定的差距。美国UBC规范按同样原则来划分延性等级,但在高烈度区推荐使用高延性等级,在低烈度区推荐使用低延性等级。这几种抗震思路都是符合规律的,而目前我国将地震作用降低系数统一取为2.86,而且还把用于结构截面承载能力设计和变形验算的小震赋予一个固定的统计意义。另外,我国规定的“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设防目标也存在一定的问题。该设防目标对甲类、乙类、丙类这三类重要性不同的建筑来说,并不都是恰当的。最后,由于不同类别建筑的不同重要性,不宜再笼统的使用以上同一个性态目标。此外,还应该考虑建筑所有者的不同要求,选择不同的设防目标,从而做到在性态目标的选择上更加灵活。

二、结构抗震的可靠度

在结构所有的功能中,首先需要满足的是结构的安全性。由于在震源的发生机制、地震波的传播路径和场地条件中存在很多不确定性,以及在循环荷载作用下的性能和分析计算模型中的不确定性,结构的地震反应非常随机,并且安全性只能采用抗震可靠度进行描述。按照可靠度理论,服役期内结构的抗震可靠度同时体现了环境和结构两方面的、特征,采用可靠度作为设防参数在概念上似乎更充分一些,在方法上也比较统一。这种方法实质上是认为工程结构自身以及所处环境存在着不确定性,使所设计的结构在遭受未来可能发生的地震作用时绝对安全既不可能也不经济,人们使用这些结构时必须承受一定的风险。因此需要确定一个可以接受的安全度水准,这个水准被定义为目标可靠度,它可以作为结构抗震设防的参数,所有抗震结构实际的抗震可靠度应该不低于规定的目标可靠度。

由于结构抗震可靠度中包含了场地可能遭遇的各种强度地震动对结构安全性的影响,以目标可靠度进行抗震设防时就不必再去区分“小震 、“中震”和“大震”,从而也就避免了为解决该问题所产生的各种困难。结构抗震可靠度的大小同结构服役期限的长短有关,它不仅描述了结构建造完成前规划、设计、施工等过程中的安全性,而且考虑了结构服役过程的安全影响因素,因此采用目标可靠度进行抗震设防既可以完成基于生命的抗震设防目标,也可以实现基于性态的设防目标,对于具有不同服役功能的工程结构,只需适当调节目标可靠度的具体取值,就可以方便地实现多级抗震设防的目标了。

三、结构抗震设计中概念设计

所谓 “建筑抗震概念设计”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,是进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。地震动是一种随机振动,有难于把握的复杂性和不确定性,要准确预测建筑物所遭遇的特性和参数,目前尚难做到。在结构分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等诸多因素,也存在着不确定性。因此抗震问题不能完全依赖计算结果。而是应该立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念,往往是构造良好结构性能的决定性因素。抗震概念设计主要有如下几点:

3.1建筑选址。避免抗震危险地段,选择对抗震有利的场地、地基和基础在进行设计时,应根据工程需要,掌握地震活动情况和工程地质的有关资料,作出综合评价,宜选择坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土等有利地段;避开软弱土、液化土、河岸和边坡边缘,平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层等不利地段;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,部分用桩基,当地基有软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时,宜加强基础的整体性和刚度。

3.2合理的平立面布置。建筑物的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理,结构布置符合抗震原则,从而确保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜规则、对称,质量和刚度变化均匀,避免楼层错层。对体形复杂的建筑物合理设置变形缝,在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施,严格控制建筑物的高度和高宽比。

3.3 结构选型和结构布置。结构选型根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素,经技术、经济条件比较综合确定。单从抗震角度考虑,作为一种好的结构形式,应具备下列性能:延性系数高;匀质性好;正交各向同性;构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性,并能发挥材料的全部强度。结构布置遵循的原则是平面布置力求对称,使构件分配的力均匀;竖向布置力求均匀,尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀,避免出现薄弱层,并应尽可能降低房屋的重心。

3.4多道抗震防线的设置。多道设防就是人为加强某些竖向抗侧力结构,提高部分的可靠度;并且有意识地设置一些薄弱环节,使其在强震作用下退出工作。将建筑物自振周期与地震动卓越周期错开,使建筑物的共振现象得以缓解,减轻地震的破坏作用。

3.5刚度、承载力和延性的匹配。当结构具有较高的抗力时,其总体延性的要求可有所降低;反之,较低的抗力需要较高的延性要求相配合。地震时建筑物所受地震作用的大小与其动力特性密切相关,具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。提高结构的抗侧刚度,往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物具有很强的抗倒塌能力,最理想的是使结构中的所有构件都具有较高的延性,然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性是比较经济有效的办法。

四、建筑结构消能减震与隔震设计

消能减震隔震是指在结构体系中设置隔震层以隔离地震能量,或在抗侧力结构中设置消能器吸收地震能量,从而达到减轻震害的目的。由于它是一种新型的结构体系,且隔震层以上结构部分的使州要求高于非隔震建筑,因此,在目前的设计中应用较少。其主要原理为:在房屋底部设置橡胶隔震支座和阻尼器等,以延长构件的自振周期、增大阻尼,或在结构中设置消能装置,通过局部变形提供附加阻尼,消耗地震能力,而达到保护上部结构的目的。结构空间刚度房屋是由纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系,其抗震能力的高低取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。

刚性楼盖体系是保证所有竖向抗侧力构件共同受力的先决条件,建议采用现浇楼屋盖,对于砖混结构体系采用现浇楼屋盖不仅可消除滑移、散落问题,提高房屋的整体性,增大楼板的刚度,而且对平面上墙体对齐的要求也可以予以适当的放宽,因为作为以剪切变形为主的砖混结构,层间变形是可控制性的,较强的楼、屋盖水平刚度使荷载传递具有良好的条件,平面上当上下墙体不对齐时,现浇楼、屋盖能起到一定的传递水平力的作用,同时楼、屋盖现浇增加了楼板对墙体的约束。砖混结构房屋采用纵墙或横墙承重,由于其另一方向的约束墙体少、间距大,因而房屋的另一方向刚度较弱,空间刚度和整体性都较差,抗震能力低。在中强地震作用下,墙体由于平面外的失稳而先行破坏,进而引起整个房屋的倒塌。而在两个方向布置适当的纵横墙混合承重房屋。由于其限制了纵墙的侧向变形,增强了空间刚度和整体性,对承受纵横两个方向的水平地震作用,以及抗弯、抗剪都非常有利,抗震性能较纵墙或横墙承重好得多。

五、抗震构造措施的设置

抗震构造措施在结构设计中具有非常重要的作用,构造设置是否合理,直接影响到结构防震的效果,由于上部主体结构类型不同,构造措施也不尽相同,以下列出常见结构类型所需采取的一般构造措施。砖混结构房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁,加强了内外墙的连接,增强房屋的整体性。圈梁能够有效地约束预制板的散落,使砖墙出平面倒塌的可能性降低;另外,圈梁作为边缘构件,可以提高楼、屋盖的水平刚度。在地震作用下限制了墙体斜裂缝的开度与延伸,减轻了不均匀沉降对房屋的影响。并且构造柱设置合理,可以起到增强房屋整体性、改善结构脆性和增加延性的作用。每间设置构造柱的墙体,可以大大提高变形能力,即使墙体开裂以后,还可以利用其塑性变形和滑移、摩擦,来消耗地震能量。但是,设置圈梁和构造柱后,多层砖混房屋的抗裂能力并没有多大的改善,难于保证砖混结构房屋实现“小震”不坏的目标,设计中应该加以注意。

第11篇

关键词:新抗震规范;旧抗震规范;对比研究

1引言

新抗震规范 GB50011-2010在2010年12月01日实行,GB50011-2001作废,无过渡期。主要变化是改进了地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数,补充完善了竖向地震作用的计算方法,并补充了竖向地震影响系数取值的规定;增加大跨屋盖结构和地下建筑结构抗震设计内容,增加了地震作用的计算要求,补充了多向多点输入计算地震作用的原则规定;修改了框架-抗震墙结构剪力调整系数以及与“强柱弱梁、强剪弱弯”原则有关的框架内力调整等相关规定,补充了框架结构楼梯间的设计要求;修改了多层砌体房屋层数和高度限值、抗震横墙间距、底部框架-抗震墙房屋的结构布置、墙体抗剪承载力验算、构造柱布置、圈梁设置、楼屋盖预制板的连接要求、楼梯间的构造要求等规定;取消了内框架砖房的内容;修订了单层钢筋混凝土柱厂房可不进行抗震验算的范围、补充完善了柱间支撑节点验算要求、单层钢结构厂房防震缝及阻尼比的相关规定等相关规定,总体来说新版的更符合国际标准。

2010版《建筑抗震设计规范》的公布和实施,为抗震设计带来了先进的抗震设计理念和新的抗震设计方法,通过对新版抗震规范的深入研究,本文在两个方面对新旧抗震设计规范作了对比和分析。首先,对新旧规范中抗震设防思想和标准进行了对比和分析;其次,针对新旧规范中确定地震作用的具体方法作了对比分析。通过对比分析,总结了新规范改进的指导思想,分析了新规范抗震设计方法的改进,以及应用新规范时需注意的一些问题。

2新旧抗震规范对比

新旧《建筑抗震设计规范》主要不同之处概述:

一、第 3 章新增 3.10 节建筑抗震性能化设计的内容,3.10.3 明确给出了中震(即设防烈度)计算的αmax 值: 6 度——0.12;7 度(0.10g)——0.23;7 度(0.15g)——0.34;8 度(0.20g)——0.45;8 度 (0.30g) ——0.68。 对于平时设计来说, 主要用于超限审查做的中震不屈服或中震弹性设计, 一般的结构计算也没必要做。

二、4.1.6 条,将场地类别中的 I 类细化为 I0 和 I1 两个亚类。修订原因是考虑到剪切波速为(500-800)m/s 的场地还不是很坚硬,将此种场地定为 I1 类, 硬质岩石场地定为 I0 类。相应地,表 5.1.4-2 提供了这两种场地类别的特征周期值,其中 I1 类的特征周期值与 2001 规范中 I 类场地的周期值相同。

三、5.1.4 条,1、增加了6 度罕遇地震的αmax 值; 2、计算罕遇地震作用时,特征周期应增加 0.05s。01 规范只是在计算 8 度、9度的罕遇地震才有此要求, 现要求扩大至各种地震烈度。 此条对超限审查的罕遇地震弹塑性分析等有影响。

四、5.1.6 条,修改了地震影响系数曲线。曲线的表达式表面上没有变化,但其中曲线下降段的衰减指数 γ、直线下降段的下降斜率调整系数 η1 及阻尼调整系数 η2 的公式均有变化。

五、5.2.5 条,增加了6度地震计算的结构任一楼层的水平地震剪力要求,01 规范只对7-9度有要求。

六、6.1.1 条,现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度有所调整。

1、注 4 明确表中的框架结构不包括异形柱框架结构,异形柱结构的适用高度应以异形柱规范为准;2、8度地震的适用高度分为 0.2g 和 0.3g 两种要求;3、框架结构适用高度有所降低;4、板柱-剪力墙结构的适用高度增大较多。

七、6.1.2 条,现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级,增加了24m 作为抗震等级划分的高度分界。6.1.2 条文第3款条文说明,明确了大跨度框架的定义。

八、6.1.3 条第3款修改:地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级。6.1.3 条第 4 款条文说明,明确了乙类建筑按提高一度采取抗震构造措施的方法,是按照提高一度查表 6.1.2 确定抗震等级,按抗震等级采取内力调整和构造措施。

九、6.1.4 条,防震缝的最小宽度由 70mm 增大至 100mm。

十、6.1.9 条,框支部分落地墙的两端(不包括洞口两侧)应设置端柱或与另一方向的抗震墙相连,也就是不允许一字形剪力墙落地了。一般的剪力墙也有此要求。

十一、6.3.4条第1款,就是为了防止地震时跨中上部出现负弯矩而配筋不足。对于非抗震设计,连续梁上部的跨中上部钢筋,仅是架立筋,不是受力筋。对于抗震设计,由于在强震发生时,梁支座上部的负弯矩区,有可能延伸至跨中,因此规程规定,在一、二级抗震设计时,梁跨中上部钢筋不小于 2φ14 且分别不应小于梁两端顶面纵向配筋中较大截面面积的 1/4。

十二、6.3.6 条,增加了四级抗震柱的轴压比要求,同时框架结构柱的轴压比限值下降了 0.05,限值更严了。

十三、表 6.3.7-1,柱截面纵筋的最小总配筋率有所调整。

十四、6.4.2 条,剪力墙的轴压比控制范围,有一、二级扩大到三级,三级轴压比不宜大于 0.6,与二级相同;并且由底部加强部位扩大到全高。

十五、6.4.3 条,增加四级抗震剪力墙的分布筋最小配筋率为 0.2%的要求。

十六、6.4.4 条,增加剪力墙分布筋的最大间距(一般剪力墙为300mm,框支剪力墙的落地 剪力墙底部加强部位为200mm)和最小直径要求。

十七、6.4.5 条第1款,修改了转角墙和翼墙的构造边缘构件范围,增加了非加强部位的构造边缘构件最小配筋率要求。 6.4.5 条第 2 款,约束边缘构件的设置要求由一、二级扩大到三级;约束边缘构件的大小及其配箍特征值根据墙肢轴压比的大小确定。

根据十四至十七项,剪力墙结构,特别是三级抗震的剪力墙,造价必然较01 规范时大为提高。

十八、6.4.7 条,跨高比较小的高连梁,可设水平缝形成双连梁、多连梁或采取其他加强受剪承载力的构造。此条对工程中常见的连梁抗剪超限可能较有帮助。因内力按刚度分配,若连梁高度为原来的1/2,则每根连梁的刚度下降为原来的 1/8,上下两根由水平缝分开的连梁 总刚度为原来的 1/4,剪力下降较多。

3结论与展望

2010版的《建筑抗震设计规范》在修订过程中,总结了2008年汶川地震灾害的经验,在抗震设计理念和思路、建筑抗震性能化设计、场地分类、土壤液化公式、地震影响系数曲线、钢结构的阻尼比和承载力抗震调整系数、隔震结构的水平减震系数的计算等方面相对于旧的《建筑抗震设计规范》有了很大的不同和改进之处。需要工程技术人员认真学习和解读,在建筑、结构设计过程中必须充分运用抗震概念设计的优化准则及其相应的构造措施,确保工程质量。

参考文献:

1 尹克坚;如何确保建(构)筑物的抗震性能[J];广西建筑;2010年

2 佚名;为轻钢住宅“强筋壮体”[J];中国房地;2009年

3 刘庆斌 、娄立平;高科技锻造财富中心[J];中国房地;2008年

4 毛屹峰;多层砌体房屋抗震设计要点[N];经济信息时报;2009年

第12篇

关键词:新农村;地震;房屋抗震

一、引言

地震是威胁人类安全的主要自然灾害之一。我国是世界上遭受地震灾害最为严重的国家之一,受地震影响地区面积广,且地震高发地区发震频度高,而其中绝大多数地震灾害发生在广大偏远农村和乡镇地区。我国是世界上地震多发国家之一,6度及其以上的地震区占国土面积的60%以上。20世纪发生的成灾地震就有将近1600次,其中绝大多数发生在广大农村地区,地震造成倒塌的建筑又几乎全是农村的民居,甚至5.0级左右的地震都造成了人员伤亡,村镇房屋的抗震能力令人担忧。2008年5月12日发生的四川省汶川8.0级特大地震造成了极其惨重的人员伤亡和财产损失,近7万人丧生,1.8万人失踪,1600万间房屋倒塌。地震在带给我们震惊的同时,也更加突显了它的残酷性和破坏性。但是,由于政策和经济的原因,相当长时期以来,我们一直把抗震防灾的注意力集中在城市,对广大村镇,尤其是新农村多有忽视。

二、新农村房屋抗震存在的问题分析

1974年我国批准了全国第一本建筑抗震设计规范――《工业与民用建筑抗震设计规范(试行)》(TJ11-74简称74规范)。专家们经过多年累积的抗震设计的实践经验,不断的对规范进行修改,在抗震规范的指导下,经过抗震设计的房屋在遭遇地震力的作用下能够达到“三水准”的目标,即:小震不坏,中震可修,大震不倒。我国村镇房屋很多没有按照《建筑抗震设计规范》的要求进行抗震设计,在抗震概念设计、结构抗震计算和抗震构造措施三个方而均存在问题,严重者存在丝毫未进行抗震设计,从而房屋的抗震能力极低,地震发生时出现房屋倒塌,人员伤亡惨重。

导致目前新农村房屋住宅抗震性能较差的主要原因:一是农民的观念陈旧,防震减灾意识不强,防震、抗震知识贫乏。通常未经过合理的选址和正规的设计就开始施工。二是我国大部分农村经济相对落后,农民经济不宽裕,在建房时追求面积而不讲求质量,在采购建筑材料时购买了一些价钱便宜的假冒伪劣材料。在施工时没有正规的施工队伍,施工质量差。三是村镇建设缺乏统一规划,没有制定抗震防灾专业规划,没有法律强制要求,且质量监督管理不到位。因此,对村镇房屋的抗震性能有一个深入的了解非常必要,以便采取相应措施减轻地震灾害造成的损失。对未经抗震设防设计和虽经过抗震设防设计但已不满足现行规范的建筑进行抗震鉴定,评价其抗震能力和薄弱环节,从既安全又经济的抗震设防原则出发,提出有的放矢的对策方案,不仅能够提高这些建筑物本身的抗震能力,而且有助于提高新农村房屋抗震防灾水平,最大限度地降低地震灾害所造成的损失。

三、新农村房屋抗震难点

由于受我国经济的限制,很多乡村城镇的经济发展水平比较落后,尤其是西部农村地区。抗震工作重点和难点集中在农村地区,分析其主要原因:

第一,农村地区抗震能力建设受经济发展水平制约大,投入不足。在农村房屋抗震方而,国家和地方的资金投入主要是用于震后救灾和恢复重建方而,重救灾轻设防,政府对经济欠发达地区缺少鼓励农村抗震建设的政策措施和资金支持,严重影响了农村的抗震能力建设工作。

第二,农村建设缺乏统一的规划管理,村镇基本没有抗震能力建设的管理制度和措施。大多数非建制镇和自然村未进行建设总体规划工作,农村住户建设以自建为主,政府缺乏相应的抗震技术管理和推进机制。大部分住宅通常都是由当地的建筑工匠,根据居民的经济状况及要求,按照当地的传统习惯建造的。其特点是造价低廉,易于就地取材,结构简单,房屋的结构形式和建筑风格有明显的地域性,并且房屋结构设计不合理和施工技术含量低,质量差。甚至一些房屋根本就没有抗震措施,这也是地震造成死亡人数多的主要原因。

第三,抗震技术推广力度不够,农民抗震防灾意识淡薄,缺乏必要的抗震知识。农村地区缺少专业施工力量,农村工匠传统的不良习惯做法对房屋抗震不利,致使农村房屋存在许多安全隐患。如农村建房多片而追求大空间、大开窗,窗间墙宽度明显不足,这种现象在全国各地农村均较普遍。

上述的村镇地区局限性是导致农村新建房屋抗震能力不足的主要原因。当遭遇较大的地震时,房屋可能发生严重的损坏,势必会造成经济损失和人员伤亡。“十一五”提出加快社会主义新农村建设目标后,小城镇与村庄建设已成为“三农”工作的重要组成部分。村镇建设抗震设防工作已是新时期、新阶段城乡建设防灾减灾的重点工作。

四、新农村房屋抗震设计原则

根据以上分析,村镇房屋建设涉及土地规划、村镇管理、建材生产销信、经济消费水平、人文环境、生产生活习惯等,具有很强的复杂多样性。因此,应当结合不同地区的不同特点和经济发展水平,因地制宜地采取简便易行、经济可靠的抗震措施,最大限度地减轻地震给人们带来的灾害。由于各地的经济发展水平和自然条件不同,村镇建筑在结构类型、建筑材料、民俗习惯等方而都存在很大差异,因此村镇建筑抗震设防应做到“因地制宜、就地取材、简单有效、经济合理”的原则。

参考文献:

1、郑山锁,王沛钦.土木混合承重农房抗震性能初探[J].工业建筑,2008(3).

2、彭勇.砖木结构房屋抗震性能评价技术分析[J].中国商界,2010(196).