时间:2024-01-25 14:35:32
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篇减少地震灾害的措施,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。
关键词:建筑工程;建筑结构设计;抗震设计;抗震研究
近年来,我国经济不断发展,人民生活水平不断提高,但是地震灾害却不断发生,地震灾害不断威胁着我国人民的生命财产安全。众所周知,地震灾害的后果十分严重,然而,以现有的技术很难对其进行控制或者提前预测,因此,对地震灾害进行根本性的防治是无法做到的,但是,在建筑结构设计中加入抗震设计,大幅度提高建筑的抗震能力,从而确保建筑在遭受地震灾害时有一定的稳定性,进而减少地震灾害发生带来的危险。
一、在建筑结构设计中加入抗震设计的意义
毫无疑问,地震灾害是众多自然灾害中破坏了最强的灾害之一,对人们生命财产的安全有着极大的威胁,不仅如此,地震灾害对建筑工程有着极强的破坏力,也因此,怎样提高建筑物的抗震能力是是从事建筑工程设计的相关工作人员重点想要解决的问题,在我国历史上,出现过许多次破坏力极强的地震,例如,唐山大地震,汶川地震。而我国经济不断发展,城市化发展迅速,建筑需求不断增加,人口激增,高层建筑的需求量不断扩大,建筑人群比较集中,所以,建筑人群集中的区域如果发生了地震,相应的损失是无法估量的。众所周知,地震这一自然灾害,以现有的技术手段无法提前预测并实施有效的防护措施,因此,在建筑结构设计中加入抗震设计,提高建筑物的抗震能力是比较有效的防护手段,因此在建筑结构设计中加入抗震设计是十分重要的。
二、建筑结构设计中的抗震设计需要达到的相关要求
首先,需要明确得是,我国对于建筑结构设计中的抗震设计是有着十分明确的要求的,因此,在实际建筑结构设计过程中需要遵循相应的设计准则,以相关设计准则为标准严格施工,在实际建筑结构设计过程中,相关设计师们要善于总结以往的设计经验,再根据当前的建筑设计实际需求,完成建筑结构设计,从而使建筑结构设计科学合理。其次,在选择防震措施时一定要选择多级防震。以往的建筑物通常选择得是三级防震措施,即需要建筑物做到小震没有损坏,中震可以修理,大震不会倒塌,然而,根据相关实际状况来看,建筑结构的防震措施必须选择多级防震,从而最大程度地提升建筑物的抗震性能,只有这样,在地震发生时,才可以尽可能地减少建筑物摇晃倒塌带来的危害,减少人民群众的经济损失。最后,在实际建筑结构设计过程中,需要将概念设计理论与性能设计理念有效结合起来,在对建筑施工地点进行严谨科学地考察后,综合多方面具体状况进行全面的分析,从而设计出科学的建筑设计方案。
三、建筑结构设计抗震设计重点
(一)确保建筑物连接处的质量
在进行建筑结构设计工作时,不仅需要设计师们对建筑构件实施科学配置,还要确保建筑物连接处的质量问题,确保建筑构件之间的连接十分牢固,从而最大限度地降低因为建筑构件之间连接不牢固降低抗震性能情况的出现。如今,许多建筑物外壁都会使用一定的装饰物品,相应的装饰材料一般为大理石,瓷砖等,不仅如此,在对建筑物进行装修时很有可能会使用新的装修技术,而这些装饰会依附于建筑结构而存在,从某种程度上来说,这些装饰物的存在对建筑结构设计的抗震性能会产生一定的影响,这些装饰物很有可能会降低建筑物的抗震能力,从而在地震来临时增加建筑物遭到破坏倒塌时带来的危害,比如,在地震发生时出现的玻璃雨,玻璃雨的出现通常是因为地震发生时,强大的破坏力使建筑物的玻璃幕墙产生变形,随后在地震的破坏力作用下破碎。因此,在建筑结构设計中需要确保建筑构件连接处的质量,进而避免出现玻璃幕墙因为地震破坏力变形破碎从而带来危险。不仅如此,在进行玻璃隔断,内隔墙等工作时必须确保连接处的质量,让建筑物主体连接更加稳固,从而确保建筑物的抗震性能。
(二)重视抗震措施的作用
设计师们在进行抗震设计时可以综合运用基础性防震措施来提高建筑物的防震性能,然而在实际运用过程中,需要根据建筑物的实际状况进行科学选择。比如,基础隔震技术,这种技术在使用过程中,必须将隔震层放置于建筑项目的上部和基础位置连接处,这样放置能够有效地降低建筑结构上部受到地震能的影响,从而减少地震能从地基传递到上层的可能性。目前,比较常用的抗震装置包括夹层橡胶隔层,混合隔震装置等。而间层隔震技术一般可以用来吸收地震产生的冲击余力,最大程度地削弱地震的冲击力量,从而保护建筑物不受地震冲击力的较大影响,通常情况下,间层隔震使用于原始结构层。
(三)注意建筑结构的空间设计
在进行建筑结构设计抗震设计工作过程中,需要注意空间设计工作,即既要做好平面设计工作,也需要完成立体空间设计工作,从而确保建筑物的抗震效果达到最大,与此同时,在进行空间设计时需要确保设计方案科学合理。首先,需要确保方案设计的均衡性。在进行建筑设计工作的过程中,需要考虑地震发生时产生的多方面的作用力,确保设计方案的均衡性能够有效地削减地震的冲击力。其次,在不影响建筑物使用功能的同时简化建筑结构,从而确保结构稳定性不会受到建筑结构的影响。最后,设计师们需要重视结构的整体性。
四、总结
随着我国经济的发展,人民生活水平不断提高,而经济的发展,城市化进程的发展使得建筑需求越来越大,高层建筑的需求量越来越大,在这样的情况下,考虑建筑结构设计中的抗震设计是十分重要且有必要的。本论文从建筑结构设计中抗震设计的重要性开始谈起,简述了抗震设计的相关要求,提出了几项抗震设计重点,希望对抗震设计有一定的帮助。
参考文献:
[1]刘明魁.建筑结构设计中的抗震设计研究[J].建筑工程技术与设计,2017(23):1543-1543.
[2]陈潇.建筑结构设计中的抗震设计研究[J].建筑·建材·装饰,2017(7):121,142.
【关键词】高层建筑;结构设计;抗震
1、抗震设计在建筑结构设计中的重要性分析
随着全球化、城市化发展进程的加快,许多国家、城市高层建筑的数量不断的增加,城市人口密度也在不断的增加,过多的人和财富都集中在一个区域,一旦该区域发生地震灾害,其在成的人员伤亡和财产损失是不可估量的。地震是一种自然灾害,现阶段的科学技术手段并不能够完全准确的预测地震灾害的方法,并且也没有相应有效的防止对策。针对地震这种不确定、危害性的大自然灾害,世界各国的地震工程界都进行了深刻的反思——如何利用现有的抗震思想和技术降低地震给建筑带来的损失。目前,全球90%以上的国家进行建筑抗震设计坚持的原则为“小震不破坏建筑结构、中震建筑可加固、大震建筑不倒”,该抗震原则的广泛推广和应用,在很大程度上提高了建筑结构的抗震性能。但是,在小、中地震灾害发生时,会导致出现建筑部分结构功能丧失的现象,由于建筑内的技术装备、装饰等费用超过建筑结构本身的费用,其造成的经济损失是不可估量的,由此可见加强建筑结构抗震设计的重要性。
2、高层建筑结构抗震性能的影响因素
(1)高层建筑结构上的设计,建筑物在进行平面布置时,如果要想具备多样化的特征,那么质心和刚心就无法重叠在一起,增加建筑物扭转效应发生率,降低建筑物的抗震能力,此外,结构设计时,如果建筑物的重心偏高,那么发生地震时,建筑物倒塌的可能性非常大。(2)高层建筑建造材料,高层建筑的高度比较高,抗震能力比普通建筑差,因此,人们更为关注高层建筑的抗震能力,尤其是地震频发地区,材料是高层建筑的关键性部分,材料的选择直接关系着建筑物的抗震能力,在使用材料的过程中,如果材料的质量比较差,或者不符合标准,那么建筑物的抗震能力就会比较低,同时,材料自身的抗震能力比较差时,同样会导致建筑物的抗震能力降低,威胁人们的生命健康。(3)高层建筑地址的选择,在进行高层建筑选址时,如果选择的为地震频发地带或者地震强烈地带,那么建筑抗震设计要求更高,当无法满足要求时,就会影响建筑物的抗震能力。
3、加强高层建筑结构抗震性能的有效措施
3.1应采用合理的建筑结构体系
(1)抗侧力构件应布置合理。如在框架—剪力墙结构中,剪力墙宜均增布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大;平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;纵、横剪力墙宜组成L型、T型和[型等形式;剪力墙宜贯通建筑物的全高,避免刚度突变;剪力墙开洞口宜上下对齐;抗震设计时,剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。
(2)结构的整体性要好。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的子结构,而且要使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各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各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抗力,并与竖向各子结构有效连接。所以房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部分的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。
3.2合理的基础设计
建筑的基础是整个高层建筑质量的根本保证,建筑抗震的设计更要有好的基础。在建筑设计中,同一个结构单元要设置在性质相同的地基上,尽量采用相同的结构形式。地基有软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时,要采取措施加强基础的整体性和刚性,以保证地基的稳定性。底层框架结构由于具有良好的实用性,目前使用比较广泛,但这种结构上部刚度比较大,而下部刚度又比较小,上下性质截然不同,变形能力相差比较大,在地震时抗扭曲的性能较低,容易引起高层房屋的倒塌和断裂,因此,在抗震区要尽量少采用。或者是在利用时采取一定的措施将上下刚度的性质进行协调,提高其抗震能力。
3.3注重隔震与消能减震设计
有些区域对高层建筑的抗震性能要求比较严格,不仅要具备相关规范中所要求的普通的抗震能力,而且还要具备隔震、消能减震的功能。所以在隔震與消能减震的设计过程中要注意以下几点:首先,在选择建筑场地及地基时,要保证地基的密实度,保证地基的牢固性,即可最大程度减少地震对建筑体造成的破坏;其次,建筑结构不同,对其隔震系数的要求也存在差异,所以实际设计过程中要结合工程的实际情况来设计,合理选择隔震支座,注意不能忽略风力负荷因素;最后,在选择隔震、消能减震方面的建筑构件时,首先要考虑材料的延性,以降低地震对建筑的破坏程度。
3.4减少地震时能量的输入
在具体的设计中,采用基于位移的结构抗震方法,对具体的方案进行定量的分析,使结构的变形能力能够满足预期地震作用下的变形需求。在验算结构的承载力之外,还要对结构在大震作用下的层间位移角限值或位移延性比进行控制;根据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;根据建筑截面的应变大小和应变分布,来确定建筑构件的构造需求。另外,对于高层建筑,在坚硬的场地上施工,可以明显的减少地震时能力的输入,降低对高层建筑的破坏。
结语:
地震灾害对建筑安全以及人们的生命、财产安全造成巨大的威胁,在进行高层建筑结构设计过程中必须充分的认识到抗震设计的重要性,并严格的控制抗震设计的各个要点,以便于更好的提高建筑结构的整体抗震性能,为建筑安全以及人们的生命、财产安全保驾护航。
参考文献:
[1]张丽霞,张荣辉.高层建筑结构抗震技术的分析与探讨[J].中国建设信息,2009(8):.
【关键词】建筑结构设计;抗震设计;要点
1、地震的危害及抗震设计要求
1.1地震的危害
在自然灾害中,地震属于一种破坏力相当严重的自然灾害,能够直接威胁着人们的生命财产安全。地震是地壳在碰撞或振动过程中释放大量的能量,使地上的建筑物发生剧烈的摇晃和坍塌。并且随着目前城市人口的不断增长,以及建筑高度的不断增加,建筑结构的抗震设计显得非常重要。
1.2抗震设计的要求
在建筑结构设计中的抗震设计中,我们必须要遵循一定的设计原则,首先在建筑结构设计中避免在软土、山丘等易滑坡的不利于抗震的地质结构上,并且要尽量保证建筑自身平面设计的均匀性。其次,通过利用建筑楼层自身结构的延展性来进行抗震结构的设计,以便保证建筑自身的稳定性。最后,必须要选择合适的地质环境来进行建筑的建设,因为抗震性能的好坏与建筑周围的环境有着直接的关系,因此在建筑设计时,必须要考虑周围环境的影响。
2、建筑结构中抗震设计所存在的问题
2.1对于建筑结构抗震的设计概念问题的分析
抗震以及防震的宗旨是:小震不坏,中震可修,大震不倒。因此,抗震结构的设计至关重要。由于在现实生活中,当地震灾害真正发生时,其巨大的损伤能量是不可估量的,在建筑工程中用到的钢筋混凝土结构并不能完全抵御地震的巨大威力,钢筋混凝土构件的增加同时也增大了整体结构的刚度,在一定的情况下,反而会加大地震力的吸取,造成更大的破坏。因此,面对地震的发生,完全硬碰硬的方案是不可行的,但是以柔克刚,虽然会消耗部分地震能量,但是容易发生形变,不利于人们的生活。所以,通过不断地研究和考察,对建筑结构进行合理分析,在建筑的一些关键部位,实行人工干预的抗震措施设计,并且在薄弱的位置进行有意的加强,进而减少震害,消耗地震的能量。使这些抗震措施成为抗震的概念设计,主要是作为建筑房屋的抗震中心指导思想。
2.2不够重视建筑抗震的问题
这些年来,地震的发生给我们的人身安全和财产造成了很大的损失,其中大部分原因就是建筑房屋的抗震设计不科学、不完善。在进行建筑的抗震设计时,工作人员不够重视关于抗震的合理性和科学性的问题,很容易在建筑中留下隐患。所以进行建筑抗震设计时,要严格按照规定和规范来进行,做好检验工作,才能更好的減少地震给人们带来的伤害。
3、建筑结构设计中抗震设计的重要策略
3.1做好建筑结构的参数计算工作
在建筑结构设计中抗震设计是整个建筑结构设计中的一项非常专业的工作,首先在进行抗震设计时,必须要掌握相关的抗震原则,使其设计具有科学、合理、专业的指导。并且在进行设计的过程中,我们的设计人员需要进行准确的计算,并且结合相关的建筑结构资料参数等,准确的将建筑结构的自身承载能力进行计算,从而根据相应的数据进行抗震结构的设计。并且通过现代最新的技术进行模拟,从而让设计者了解到当建筑受到地震冲击时的受力情况,准确的掌握建筑结构可能受到的损坏部位,然后进行相应的抗震设计应对。只有通过准确的数据,才能够保证建筑结构在受到地震冲击时的稳定。
3.2因地制宜,选择合适的建筑场地
在建筑结构设计中抗震设计时,对于建筑场地的选择非常重要。因为合理的建筑场地的选择能够保证在建筑后期的施工中不会受到相关因素的影响。首先,我们在建筑场地的选择上,应当满足其地势的平坦,这样能够使建筑受到地震冲击时,减少对周边建筑结构的损失情况。其次,建筑场地需要选择在一些视野开阔的地段,这样能够提升建筑结构的抗震性能。而在地段的选择时,还需要进行相应密度、硬度的检测,从而使其对土地性质进行有效的提高,保证了建筑结构自身的稳定性能,防止发生地震时建筑地基的开裂。最后,在进行建筑结构的抗震设计上,我们必须要了解当地的地震活动规律,防止在地震断裂带范围内进行建筑施工,这样也能够有效的提升建筑结构的抗震性能。此外,当建筑结构设计选择在软土地基施工时,必须要提前做好软土地基的处理工作,防止在建筑施工时出现建筑物的塌陷现象。
3.3确定抗震结构体系
在建筑结构设计中抗震设计首先要考虑的是抗震结构体系,对于整个建筑结构的设计方案来说,其绝对设计的科学合理性,也直接决定着建筑自身的安全性。因为建筑结构体系是直接传递地震作用的结构,必须要对其进行严格的质量控制。在建筑结构设计时,必须要让其满足多条抗震放线的设计,这样能够避免因为一些结构的损坏而导致整个抗震结构失去作用。此外,建筑结构自身体系需要具有一定的承载能力,这样能够防止其受到地震冲击时自身结构变形。而当建筑结构的自振周期与地基土一致时,很容易因为共振的发生而使建筑受到更严重的地震伤害,因此在进行建筑结构的选择时,要多进行建筑基础形式的科学合理的选择,保证建筑基础的深度,最好是在多层建筑结构下进行地下室的设计。
3.4隔震措施,设置多道抗震防线
对于建筑结构设计中抗震设计时,必须要增加抗震防线的设置,因为建筑物抗震防线设置的越多,这样在遇到强烈的地震时,可以更好的保护建筑结构,多道抗震防线能够交替的保护建筑结构在强振中的稳定,将大量的地震冲击力进行有效的抵挡,从而避免因为振动造成建筑物的倒塌。因此,在建筑结构设计上首选的是“强柱弱梁”型结构,这种结构就是让梁充当第一道抗震防线,柱充当第二道抗震防线。当遭遇地震时,其双重抗侧力体系在抗御地震时就会出现两道防线来保证房屋的稳定。
结论:
综上所述,地震灾害是非常可怕的,当地震灾害来临时能够造成严重的破坏,而为了减少地震对建筑结构造成的巨大破坏,就需要我们的设计者在建筑结构设计过程中增加建筑结构的抗震能力,从而使人们的生命财产安全得到有效的保障。
参考文献:
[1].探究建筑工程结构设计中的抗震设计[J].建筑工程技术与设计,2015(15):465.
关键词:工业建筑;民用建筑;抗震设计
地震灾害是常的自然灾害之一,不仅对建筑结构有严重影响,还对人类生命安全以及财产安全有重要影响,因此建筑结构的抗震设计工作势在必行。在实际进行建筑结构设计时,一定要对抗震性进行考虑,对建筑结构的抗震性与稳定性进行有效增强。柔性抗震设计、刚性抗震设计以及局部抗震设计是现阶段我国抗震设计主要采用的几种类型,对其进行科学合理的利用对建筑结构抗震性能的增加有积极意义。
一、工业与民用建筑结构的抗震设计类型
1.柔性抗震设计
柔性抗震设计是一种新型抗震设计类型,现阶段被广泛应用于我国民用建筑与工业建筑结构中。在实际应用过程中主要应用于高层以及超高层建筑中。建筑结构施工场地的坚硬程度对柔性设计有直接影响,坚硬的土地才可以在最大程度上促进柔性抗震设计的作用真正发挥。因此在实际进行抗震设计以及建筑施工之前,必须对土地坚硬程度进行有效的调查与掌握,对建筑质量以及建筑抗震设计意义的发挥有保障作用。消能减震技术以及隔震层隔震技术是柔性抗震技术的重要组成部分,同时也是柔性抗震技术的基础部分。相关建筑结构可通过对上述技术的有效应用减少地震对建筑结构带来的作用力,对人们的生命安全以及财产安全进行有效保障。方向上的作用力也是地震对建筑结构带来的一种危害,为对其进行有效防止,必须在抗震设计时对消能减震技术以及隔震层隔震技术进行充分利用,该种方式可在一定程度上减少地震对建筑结构的伤害。
柔性抗震设计可对建筑结构的安全性与稳定性进行有效提高,阻尼器结构是抗震设计中的重要组成部分,其中的阻尼的非线性滞变能耗效应对建筑安全性与稳定性的提高有重要作用,同时可将地震对建筑结构的损害有效降低到最小。柔性抗震设计对建筑类型没有过多要求,因此任何结构的建筑类型都可对柔性抗震设计进行充分利用,不仅可以有效较少整体荷载能力对建筑结构产生的影响,还可以对水平方向上的作用力进行有效提升。柔性抗震设计一直在不断的进步与发展,但在实际运行过程中还是存在一系列问题,需要我们长时间的探索与努力。柔性抗震设计与建筑结构有效结合还需要长时间的考验,同时也是一项科学实验,对人类的生产与生活有重要影响。
2.刚性抗震设计
刚性抗震设计也是一种抗震结构设计类型,现阶段在我国建筑结构设计中用用较为普遍,同时刚性抗震设计也是传统的抗震设计类型之一,可对建筑结构强度以及塑化能力进行有效提升,最终达到实现提高建筑结构抗震性能的目标。建筑结构的抗变形能力、抗地震破坏能力以及抗倒塌能力都对整体建筑的抗震性能有直接影响,在实际进行设计与建筑工作时利用科学的手段以及先进的技术对上述因素进行有效提升即可对相关建筑的整体质量进行保障,同时也是对人民生命财产安全的一种保障。混凝土抗震结构设计是刚性抗震设计的重要组成部分,为对整体建筑抗震性能进行有效提升,首先应对混凝土抗震结构设计的抗震性能进行提升。提高混凝土标号和增加结构配筋量即可对混凝土抗震结构设计进行有效提升,因此在实际施工过程中用将上述因素进行充分结合,对建筑结构的质量以及安全性进行最大限度的提升。
3.局部抗震设计
对建筑结构最容易出现损坏的位置进行实验与设计就是指局部抗震设计。后砌墙结构与楼板结构是工业与民用建筑较为容易受到损害的位置之一,因此在实际进行相关建筑与设计时一定要对上述位置进行重点注意,该种方式不仅可以有效减少工作量,还对建筑结构整体质量以及抗震能力的提升有重要作用。
局部抗震设计在建筑结构的应用过程对建筑结构的建设场地也有着相应的要求,局部抗震设计在工业与民用建筑结构设计中的应用要求健身代为必须尽量选择避免软弱粘土区、采空区以及非岩质陡坡区等地区,以便降低建筑结构在面临地震灾害时遇到的灾害影响。
二、工业与民用建筑结构抗震设计过程中应该采取的优化措施
(1)科学合理的选择抗震类型。当前阶段我国工业与民用建筑结构包含多种不同的类型,例如混凝土结构建筑、砖混结构建筑以及钢结构建筑等等,设计单位在工业与民用建筑结构的设计过程中应该充分的考量建筑结构的不同类型,根据不同建筑结构类型抗震性能上存在的差异性科学合理的选择抗震类型
(2)加强建筑施工场地的优化选择。设计单位在工业与民用建筑结构场地的选择过程中还应该加强建筑施工场地的优化选择,尽量选择能够降低或者消除地震影响的地理位置,减少地震灾害来临过程中对于建筑结构造成的不利影响,避免因为地理位置选择不对造成的地震影响更加剧烈的现象。
参考文献:
关键词:钢筋混凝土框架结构;抗震设计;策略分析
地震有着不可预知和不确定的特点,虽然地震的持续时间短,但是破坏性却是极大,如何能有效的预防地震灾害所带来的损失,把损失降低到最低,这是我不断研究与探讨的问题。我国在工业和民用建筑中,常常会采用钢筋混凝土框架结构,采用这种框架结构的建筑,在历次地震灾害中的受损程度相对于砖房是很轻的。因此对于钢筋混凝土框架结构,在建筑中的运用和大面积的推广,对减少地震灾害带来的损失,有一定的减轻程度。
钢筋混凝土框架结构存在的主要问题
在我国虽然在工业和民用建筑中,钢筋混凝土框架结构得到了广泛的应用和发展,但是钢筋混凝土框架结构,在抗震方面也存在着诸多的问题。下面我来通过对于钢筋混凝土框架结构震后的调查,来总结钢筋混凝土框架结构在抗震方面存在的问题。
钢筋混凝土框架结构,在整体设计上存在着很大的不均衡性,造成片面或者楼房的一些局部薄弱环节,不能有效的发挥结构整体抗震能力。
钢筋混凝土框架的柱梁节点地方,没有设置箍筋或者是箍筋的数量明显的不足,抗震以及相互之间的束缚能力差,这样往往会造成沿柱筋产生粘结裂开,或者是梁与柱之间的交叉裂缝,以至于使混凝土框架结构的保护层脱落,有时候也会使柱顶遭受到严重的破坏,使柱顶的主筋往外弯曲,特别是在一些没有横梁约束的地方,向边缘的边柱和一些层面的柱体,这种破坏很是严重和普遍。
梁、柱的变形方面能力不足,一旦梁或者是柱的端部进入到塑性屈服,往往会出现钢筋混凝土结构框架的脱落压酥、造成梁柱的主筋暴露在外面,使的梁柱因受到压力而形成弯曲,以及箍筋脱落的较为严重的破坏现象,有时候更会造成梁板的塌落现象。
砌体填充墙破坏十分的普遍。在很多混凝土框架结构的设计中,砌体填充墙的构造以及布置的位置,很多时候都是不合理的,一个建筑物的构造和建筑的不合理,必然就会造成建筑寿命的短暂以及受破坏的程度。对于砌体填充墙破坏经常受到破坏的原因,我们应该合理的去设计和构造。
伸缩缝的宽度和构造不能满足要求。在地震灾害中,混凝土框架结构会受到地震的破坏,而对于受到地震破坏力作用时,钢筋混凝土框架结构之间的缝隙,往往能够使得建筑物的抗震性增加,但是我国大多说的钢筋混凝土框架结构之间的伸缩缝的宽度和构造很是不合理,这就让建筑物抗震的能力打了折扣。
钢筋混凝土框架结构抗震设计时要遵循的原则:
平面易规则、简单、对称,减少钢筋混凝土框架结构的偏心
钢筋混凝土框架结构的质量中心,应当与其刚度中心尽量重合,否则,会造成很多的负面因素,产生不良的影响。
钢筋混凝土框架结构最好不要采用悬挑的设计结构。
钢筋混凝土框架结构应该设计很多抗震缝,来有效的防止地震是结构之间摩擦的破坏。
如果钢筋混凝土的质量比较大,应该首先考虑到的是布置在靠刚度中心较近的地方。
钢筋混凝土框架抗震结构的延性和结构中的原则
对于钢筋混凝土框架结构,除了要考虑它在地震灾害中可以承载力度的问题,也应该考虑的是钢筋混凝土框架结构的延性。由于地震的时候钢筋混凝土框架结构,会受到一定程度的破坏,但由于钢筋混凝土框架具有一定的延性性能,所以即使受到较大破坏遭受变形的时候,也不会发生倒塌的事故。因此延性性能,成为了钢筋混凝土框架结构中设计的一个重要问题。
钢筋混凝土框架结构在受到破坏时变形,和屈服时变形的比值,就是结构的延性。一个结构延性越大,在地震中就越不容易倒塌。因此在设计钢筋混凝土框架的时候,保证它拥有足够的延性,对于抗震建筑抗震性能有着很大的提高。
我们通常会采用下面的措施来保证钢筋混凝土框架结构中的延性:
尽可能的设置多道抗震缝。
2、有足够承载力,用来保证钢筋混凝土框架结构强度。
3、钢筋混凝土框架结构中的自震周期,应与地震的错开。
4、有足够抗侧向力的刚度,用来保证钢筋混凝土框架结构侧向移位。
5、合理控制钢筋混凝土框架结构中非弹性部位,实现两者的有机结合。
6、在地震的作用下,连接点的承受力应当大于相连钢筋混凝土框架结构间的承受力。
7、钢筋混凝土框架结构与钢筋混凝土框架结构之间应当彻底分开或者是牢固的结合在一起。
8、对于钢筋混凝土框架结构中的构造,不得随意改造,该强就强,应弱就弱。
9、在钢筋混凝土框架结构中,应当遵循的是“强柱弱梁”的原则。
减轻地震灾害的具体措施
通过对于震后多种建筑的研究和调查表明,合理规则的混凝土框架结构以及合理的建设,是减轻地震灾害的有效手段。除了这些,增加结构的延性,提高连接点的连接强度,增加主要承重构件的未定性也是非常必要的措施。其具体方法如下:
梁柱的节点处,当受到地震灾害时,梁的状态达到弯曲极限的时候,连接点之间也要保持足够的变形能力以及强度。
钢筋混凝土框架的塑性屈服较早、较多,应当采取“强柱弱梁”的原则。
重视对于非结构的构件抗震的设计,来减少因发生地震时,所带来的损失。
梁柱建构在受到地震破坏弯曲之前,应当避免各种形式脆性破坏,如剪压破坏、剪拉破坏、粘结失效等。
在布置平面和立面的时候,钢筋混凝土框架结构的刚度、强度和延性,要适应在地震作用下动力的要求,并且应该使钢筋混凝土框架结构连续的和均匀的分布,对于钢筋混凝土框架结构竖向强度和刚度,应当尽量避免突变。虽然说任何部位中强度的设计,都不会对钢筋混凝土框架结构的强度造成影响,但是在钢筋混凝土框架结构的抗震设计中,会因某一部分结构在设计过强,或者强度不足时,就会使得钢筋混凝土框架结构有相对薄弱的部分,在地震灾害发生的时候,会对钢筋混凝土框架结构造成一定的破坏。所以在施工中这一问题,需要慎重的考虑。
合理的控制钢筋混凝土框架结构的非弹性部位。在运到地震灾害的时候,钢筋混凝土框架会因受到外力而产生弹性形变,对于那些不能发生弹性形变的部位,我们应当给予合理的控制,使其在地震灾害中带来的负面因素影响,降低至最低。
在钢筋混凝土框架结构上,应当尽可能的去增加防震线,连接点之间的强度和钢筋混凝土框架结构的刚度要相互适应。
总结:
钢筋混凝土框架结构抗震设计,一方面应当按照现行的设计规范,来对钢筋混凝土框架进行必要的计算,来满足钢筋混凝土框架结构承载力及变形要求;另一个方面,我们要采用正确的构造措施,来提高钢筋混凝土框架结构的延性,防止钢筋混凝土框架结构在受到地震后倒塌。在对钢筋混凝土框架结构进行抗震设计的时候,我们最重要的是应该满足抗震要求下的合理建筑布置,同时也要清楚的了解抗震设计的理念,通过对抗震理论的技术,来保证钢筋混凝土框架结构的合理构造以及钢筋混凝土框架设计的安全和可靠。
参考文献:
[1]刘芝,刘艺人.主动抗震的建筑[J].建筑工人.2009(06)
【关键词】建筑设计 建筑结构 抗震设计
一、引言
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。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。我国是世界上地震灾害频发并且震害极其严重的国家之一,据专家预测及分析,目前我国正处于第五个地震活跃期,频繁发生的地震灾害告诉我们,抗震设防是防御和减轻地震灾害最根本、最有效的措施。因此,建筑物的抗震设防问题是我国减轻自然灾害、保障国民经济建设和社会持续发展,特别是保障人民群众生命安全的一个重要问题。
地震作用具有较强的随机性和复杂性,要求在强烈地震作用下结构仍保持在弹性状态,不发生破坏是很不实际的;既经济又安全的抗震设计是允许在强烈地震作用下破坏严重,但不倒塌。因此,提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力,防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。
二、我国抗震设计中的不足
我国以前规定的“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设防目标以前存在一定的问题。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。这种笼统的设防目标也不符合当今国际上的“多层次,多水准形态控制目标”思想,这种多形态目标思想提倡在建筑抗震设计中应灵活采用多重形态目标。这些不足主要表现在:
我国建筑目前大多采用的是钢筋混凝土框架结构,在整体设计上存在较大的不均匀性,使得这些结构存在着“层间屈服强度”特别薄弱的楼层。在强烈地震作用下,结构的薄弱层率先屈服,弹塑性变形急剧发展,并形成弹塑性变形集中的现象。
三、抗震设计的基本原则与要求
(一)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。
(二)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。
2、强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,在第一次遭大震破坏后再遭余震,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。
(三)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。比如加强梁、柱端加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按符合规范要求。
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。
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,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。
(四)、提高短柱的受压承载力
提高短柱的受压承载力可减小柱截面、提高剪跨比,从而改善整个结构的抗震性能。
(五)采用钢管混凝土柱
钢管混凝土是套箍混凝土的一种特殊形式,由混凝土填入薄壁圆形钢管内形成的组合结构材料。由于钢管内的混凝土受到钢管的侧向约束,使得混凝土处于三向受压状态,从而使混凝土的抗压强度和极限压应变得到很大的提高,混凝土特别是高强混凝土的延性得到显著改善。当选用了高强混凝土和合适的套箍指标后,柱子的承载力可大幅度提高。
四、抗震措施
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。主要的抗震措施有:
(一)选择有利场地。由于场地因素引起的震害往往特别严重,因此,选择建筑场地时,应进行详细勘察,搞清地形、地质情况,挑选对建筑抗震有利的地段,尽可能避开对建筑抗震不利的地段。
(二)采用合理的建筑平立面。简单、规则、对称的建筑抗震能力强,在地震时不易破坏;反之,如果房屋体形不规则,平面上凸出凹进,立面上高低错落,在地震时容易产生震害。建筑物的动力性能基本上取决于其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,就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。
(三)提高结构的延性。结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。结构的延性反映了结构的变形能力,是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。结构良好的延性有助于减小地震作用,吸收与耗散地震能量,避免结构倒塌。而结构延性和耗能的大小,取决于构件的破坏形态及其塑化过程,弯曲构件的延性远远大于剪切构件,构件弯曲屈服直至破坏所消耗的地震输入能量,也远远高于构件剪切破坏所消耗的能量。因此,结构设计应力求避免构件的剪切破坏,争取更多的构件实现弯曲破坏。始终遵循“强柱弱梁,强煎弱弯、强节点、弱锚固”原则。构件的破坏和退出工作,使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系,致使结构的周期发生变化,以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。
(四)控制建筑高度及层数。历次地震灾害证明,砌体建筑的层数越多,高度越高,其地震破坏就越严重。因为建筑层数及高度值越大就意味着侧向地震作用就越大,同时也加大了建筑底部的倾覆力距。因此在地震中,倾覆力矩过大使得底部墙体产生过大的压力和剪力而被破坏。所以控制砌体结构高度及层数对减少地震灾害有很大的作用。
(五)合理采用抗震缝
按抗震要求设置的垂直的构造缝叫做抗震缝。抗震缝一般设置在结构变形的敏感部位,沿着房屋基础顶面全面设置,使得建筑分成若干刚度均匀的单元独立变形。2010版抗震规范对缝宽要求更高:对多层砌体结构抗震缝宽可采用50~100mm;对框架结构抗震缝宽最小为100mm,缝隙两侧结构必须完全分开,中间间隙距离保证在地震作用下两侧结构不发生碰撞。装修后可完全隐藏抗震缝,对建筑功能影响较小。
五、结束语
综上所述,对建筑结构来说,良好的抗震性能一定来自于相对简单的体形,来自简单而直接的传力体系及地震作用下结构的多道设防线,在地基和基础的设计中也应充分考虑到地基的变形对建筑的安全影响等。
现代抗震设计思路提出至今,世界各国的抗震学术界和工程界又取得了许多新的成果,比如进行了大量钢筋混凝土构件的抗震性能试验;通过迅速发展的计算机技术编制了准确性更好的非线性动力反应程序;在设计方法上也不再拘泥于以前单一的基于力的传统抗震设计方法,开始尝试基于性能和位移的新的抗震设计理念。在这样的环境中,我国的抗震设计思路也应该在完善自身不足的同时,不断向前发展,就能使地震灾害降到最低限度。
参考文献
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[4] 沈蒲生.楼盖结构设计原理[M].科学出版社.2003.12.
[5] 郭继武建筑抗震设计[M]北京:中国建筑工业出版社,2005.
关键词:优化;建筑结构;抗地震倒塌能力;设计研究
人们生活中最大的威胁就是自然环境带来的危害,其中自然危害中占首位的是地震灾害,并且地震灾害有突发性,会造成比较严重的后果,对社会发展造成了重大影响[1]。发生地震灾害时,房屋建筑会出现不同程度的破坏甚至倒塌,严重威胁着人们的生命财产安全,所以在建筑结构的设计过程中怎样提高房屋的抗地震和抗倒塌能力是需要重点关注的内容。随着近年来自然灾害频发,建筑结构的抗倒塌能力面临着巨大挑战,因此在设计中采取有效的抗地震倒塌能力方案是保证建筑结构稳定性的基础。
一、影响建筑结构安全性的原因
(一)建筑材料
建筑结构抗地震倒塌能力设计中,选择安全性高的材料是保证将建筑结构破坏程度减小的重要措施,使用高品质、高质量的建筑材料可以将建筑结构的抗倒塌能力提高,最大限度的将地震对建筑结构的破坏程度降低。所以对建筑结构的抗震结构设计,选择高质量的原材料是十分重要的,对建筑结构的抗震倒塌能力有决定作用。尤其是建筑材料运用在墙体建筑中,一定要选择高性能的建筑材料,为抗倒塌能力提供保障,保证建筑的安全和年限。
(二)施工质量
建筑结构中的施工质量不仅影响着抗震抗倒塌的能力,同时也是将建筑结构强化的主要因素[2]。但是目前在建筑施工的过程中为了追求利益的最大化,把工期缩短、偷工减料,给建筑工程结构的抗震抗倒塌性带来极大安全隐患。所以建筑施工企业一定要严把施工质量关,在追求自身利益的同时兼顾社会利益。
(三)项目选址问题
建筑结构设计施工中,选择科学的建筑施工地址是非常重要的,不同的地理位置适合的房屋建筑类型也不一样。在实际建筑施工的过程中,大部分施工建筑企业没有对地理环境进行探查和了解,这会导致建筑结构因为没有选择合适的施工的地点,影响了施工质量。如果选择在河岸两边的滑坡等容易发生地震等灾害的地方,就容易将建筑结构抗地震抗倒塌能力进一步降低,增加了风险发生机率,对建筑结构的安全造成威胁[3]。
二、优化设计方案
地震是一种危害性较强的灾害,如果在设计的过程中没有及时的采取抗地震倒塌设计,发生地震灾害会给建筑带来极大危害,所以建筑结构的抗地震倒塌能力非常重要,优化设计方案主要包括以下内容:
(一)对设计抗地震倒塌能力进行完善
在设计建筑结构的过程中,不同建筑结构使用的抗震倒塌方案也是不相同的,所以对建筑结构进行抗震倒塌设计时要对建筑结构全面了解,清楚建筑结构的等级,根据建筑工程的建设高度和位置等进行抗震倒塌的设计,一切设计根据抗震倒塌设计的规范以及实际建筑物情况设计,只有这样才可以保证建筑结构抗倒塌能力设计的有效性以及规范性。
(二)对建筑的高度进行控制
目前我国对建筑高度有一定约束,主要原因是建筑物过高会对整个建筑物抗震倒塌能力造成影响。在抗震倒塌的设计中应严格的把握建筑工程的高度,在设计之前要对建筑工程周边的环境进行分析评估,将建筑结构的高度确定。科学合理的结构类型可以提高建筑的抗震性能,将建筑的稳定性提高,给居民一个安全性能高的居住环境。
(三)设计抗地震倒塌的防线
建筑结构的抗地震倒塌设计中,只设计单一的抗地震防线是不可行的,因为地震发生自然灾害时有比较大的威力,单一的抗地震防线很容易就被击破,对建筑物造成了进一步的破坏。对这一情况,设计人员应该在设计的过程中设计多条抗震防线,对地震的破坏进行预防,只有这样才可以在一定程度上将地震对建筑物的破坏减少,为建筑物的安全奠定基础[4]。
(四)加强地基的抗震能力
加强地基抗震能力就是在建筑结构中设计抗震防线。建筑结构中因为地基沉降现象而引起的建筑结构破坏是致使建筑结构遭遇地震后倒塌的重要原因。这需要设计人员在设计时注意以下内容:首先,对地基抗震能力加强,科学的选择最佳的地基,保证将建筑结构的抗地震倒塌能力提高。其次,对施工地点的土壤性质进行充分了解,通常情况下要选择土质较硬的地区进行施工,将建筑结构的抗震倒塌能力有效提高,将地基沉降速度减缓。再次,对地基埋置深度科学设计,有效减少因地震引起的地基倾覆以及滑移,将建筑结构的整体稳定性提高。最后,对地震防线进行设计降低地震对建筑结构的整体破坏,将建筑抗震能力整体提高。
(五)保证设计、施工质量
对建筑工程设计方案进行设计的过程中,要将建筑结构的抗震抗倒塌能力作为核心设计因素,设计人员要对建筑结构的抗震抗倒塌能力的重要性有充分认识[5]。设计建筑结构时不仅要满足户主的要求,在设计中还要尽量将建筑形状做到对称、规则。要求建筑材料一定要达到国家规定的要求。
结语:
总而言之,建筑结构的抗地震倒塌能力在设计的过程中要考虑多种因素,比如建筑材料、建筑高低以及建筑地点等。同时在设计的过程中还要遵守我国相关的政策规范,只要这样才可以保证房屋建筑结构抗地震倒塌设计的合理性和规范性,从而将房屋的安全性能提高,减少地震对建筑破坏力度,为人民提供安全、性能高的居住环境奠定基础。
参考文献:
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[3]施炜,叶列平,陆新征. 基于一致倒塌风险的建筑抗震评价方法研究[J]. 建筑结构学报,2012,(06):1-7.
今年5月12日四川汶川发生的特大地震,是我国建国以来强度最大的地震,给人民生命和财产造成了重大损失,房屋倒塌、道路损毁、通讯中断、河流堰塞。由于这次地震发生在水电开发相对密集的岷江流域,一些媒体提出这次地震与三峡工程建设及其它水电开发有关,认为是三峡工程建设及其它水电开发引发了这场地震。从地震历史来看,这种说法是没有任何科学依据的,但这次地震给包括水电开发在内的所有工程的建设和管理都提供了许多的启示和经验,认真分析和全面总结这次地震造成损失的原因和经验教训,加强对地震发生规律性认识的研究,进一步做好包括水电在内的各种工程建设的防震减灾工作是十分必要的。
一、地震是一种自然现象
地震就像刮风、下雨、闪电一样,是地球上经常发生的一种自然现象。如果仅从地震来讲,它本身并不是灾害,而是由于地震具有巨大的能量,给人类带来了破坏和侵害而成了灾害。造成地震灾害的原因,主要是因为人类还缺乏对地震规律的正确认识,缺乏对地震破坏力的正确防御方法。随着社会现代化的快速发展,地震及其可能带来的灾害已经成为威胁经济社会发展的最重要自然因素。加强对地震的成因和发生机理的研究,做好地震预测预报工作,特别是在工程上采取防震抗灾措施已成为一门重要的学科。由于地震研究是一项十分艰难的工作,受科学技术等多方面因素的制约,虽然人类已经能够上天入海,但是人类面对自己居住的家园――地球却无法“深入”,对地球内部仍然是知之甚少。世界各国在地震研究方面已做了大量的工作,也有过许多成功预报和灾害防御的范例,如海城地震的预报就是一个成功的例子,而从现有的地震科学实践来看,对地震灾害科学的研究还处于“略知皮毛”的境地,对地震灾害科学的研究还需要几代人持之以恒的探索和奋斗。
5.12汶川特大地震灾害给每个人的心灵都带来了强烈的震撼,使我们感到了地震的无情和对地震的无奈,因此在社会上产生一些谣传,出现了明显的“恐震”心理。从认识规律看,“知震”才不会“恐震”,而消除“恐震”心理的有力武器是传播地震科学知识和地震灾害防御知识,让公众全面了解地震、正确认识地震,掌握自我防护的基本常识。许多事例和教训说明,如果掌握了避震防灾的常识和技能,在应对地震这样突发的自然灾害时,就能大大减轻人员伤亡和经济损失。“防震减灾”是人类针对地震灾害的唯一选择,这不仅是在地震预报难题解决之前的正确选择,而且即便人类能够准确预报地震的发生,人们仍然要走防震减灾的道路。这是因为地震是一种自然现象,对于地震,我们只能采取防范措施,尽可能减少其带来的损失,而不可能制止地震的发生。
二、地震是地球内部运动的外部表现
人类有史以来就一直在不断地研究和认识地球,产生了许多的假说和超现实的神话幻想,如“星云假说”、“开天地”传说等。但直到16世纪哥白尼时代,人们才认识到地球只是一颗行星,特别是随着地球科学的发展,并通过研究地震、火山活动等自然现象,人类初步了解了地球的内部构造。从目前的研究和认识来看,地球是一个略呈梨形的椭圆体,平均半径约6400公里。地球由地表至核心可分为性质不同的三层,最外一层是相当薄的地壳,厚度为几公里至几十公里;其下为地幔,厚度约2900公里,地壳与地幔的交界面称为莫霍面;最内的球心为地核,半径约为3500公里。
地质学研究认为,地壳由不均匀的岩石组成,地壳厚度变化也很大,在海洋下,一般为几公里;而在大陆下,平均厚度为30~40公里;在大的山脉之下,厚度更大一些,如我国青藏高源,地壳厚度可达70公里。地球岩层的比重从外向内是在增加的,地壳岩石的密度最小,约为每立方厘米2.7~3克;地幔为每立方厘米3.3~5.7克;而内核则可达每立方厘米10克以上。整个地球的平均密度约为每立方厘米5.5克。地球内部的温度也随深度而增加。地下20公里处温度约为600摄氏度,100公里处约为1000~1500摄氏度,700公里处约为2000摄氏度,地核内部则高达4000~5000摄氏度。一般认为,地球内部的高温来自地球内部放射物质不断释放的热量。
如果笼统地讲,地震是地球表层的震动。根据震动性质的不同,一般分为天然地震、人工地震、脉动三类。天然地震是指自然界发生的地震现象;人工地震是指爆破、核试验等人为因素引起的地震现象;脉动则是由于大气、海浪等原因引起的地球表面的经常性微动。能够构成地震灾害的主要是天然地震。关于天然地震的震源成因机制,目前较为认同的是由于地球板块运行造成的。地质学研究认为,地球的地壳由几个实体板块构成,各自在热地幔上漂浮,持续地进行着地壳运动,在理论上称之为“板块学说”。认为地震是由于板块构造运动引起的,它是地壳岩石中长期积累的变形在瞬时内转换为动能的结果。此外,还有一种新的地震成因是“地下核燃烧” 假说,认为地震是地下铀、钍元素富集区的核燃烧,使它的围岩发生的炸裂。总体来看,由于受科学技术发展水平的限制,人类对地震的成因和机制还没有完全搞清楚,也就难以准确预报地震发生的时间、地点和规模,但无论是“板块学说”还是“地下核燃烧” 假说,都说明地震是地球内部运动的外部表现,是由地球内部结构构造运动而引起的,人类活动是不可能造成破坏性地震的。如200米深的水库对地面的压力为每平方厘米20公斤,而即使15公里的震源深度,其自然状态的压力就可达每平方厘米4000公斤以上,相对来看,水库对地球内部可发生地震深度的压力是微不足道的。当然,也有人认为,大坝建设和水库蓄水除增加地壳负荷外,其渗水断层水压的加大,有可能削弱断层摩擦力,存在触发地震的可能性。即使如此,水库蓄水也只能是外因,而内因还是地壳内有发生地震的地质条件。从理论上讲,水的这种对断层的作用会加快原有地震的发生,减少地震带能量的更大集聚,从而起到减少地震震级的作用,对减少地震的灾害是有利的。实践已经证明,在一定的地质条件下,水库蓄水有时会引发地震,称为水库诱发地震,这种诱发地震具有震级低和范围小的特点,是不可能产生大的灾难性地震的。
三、地震主要发生在地震带上
从人类有史以来记录的地震来看,地球上发生的大的地震都集中在地震带上。据统计,全球两个大地震带释放的地震能量占全球地震总能量的95%,一个是环太平洋地震带,另一个是欧亚地震带。我国位于世界两大地震带之间,地震断裂十分发育,地震活动频度高,是一个震灾严重的国家。5.12汶川特大地震也发生在龙门山逆冲构造带上。
龙门山构造带是青藏高源内部巴颜喀喇地块和中国东部华南地块的边界构造带,经历了长期的地质演化历史,具有十分复杂的结构和构造。龙门山构造带南西起于泸定,向北东延伸经灌县、江油、广元进入陕西勉县一带,全长约500余公里。基本构造格架由三条北东向压扭性大断裂所组成,三大断裂从北至南分别是平武-茂汶断裂、北川-映秀断裂和江油-灌县断裂。三条断裂总体情况相似,即走向变化于北30 °~60°东,都倾向北西,倾角40°~70°。断裂带主要由压碎岩、糜棱岩及断层泥组成,为压扭逆冲断裂,地貌上线性构造清晰,新构造活动较强烈,历史上曾发生过多次大的地震,如1933年的茂汶叠溪7.5级地震、1976年的松藩7.2级地震。据分析,5.12汶川特大地震就发生在龙门山断裂带上,其主要动力来源是印度板块与欧亚大陆碰撞及其向北推挤,导致了亚洲大陆内部大规模的变形,使应力在龙门山推覆构造带上高度积累,沿映秀至北川的断裂突然发生错动,产生了8级强烈地震,并触动龙门山断裂东段中央断裂的连锁破裂。因此,地震的发生在地理分布上是有规律的,只要充分研究论证地形地质条件,认真做好各种工程建设的选址工作,避开可能发生地震的断裂构造带,严格按照地震设防要求做好工程设计,精心施工,加强管理,高度重视,地震灾害是可以有效防御的。
四、岷江流域水电情况
岷江是长江上游的主要支流之一,位于四川盆地的西部边缘,发源于四川与甘肃接壤的岷山南麓,上游分东西两源,东源漳腊河出自弓嘎岭,西源潘州河出自朗加岭,两源于松潘县红桥关相汇,并开始进入峡谷,河床深切,水流湍急,在茂县两河口汇入黑水河,在汶川县城汇入杂谷脑河,在草坡镇汇入草坡河,在映秀镇汇入渔子溪,流经成都平原后,在乐山与大渡河汇合后,至宜宾汇入长江。岷江干流全长约730多公里,流域面积13.5万多平方公里,天然落差约3560米,多年平均流量约每秒2830立方米,年水量近900亿立方米,水力资源理论蕴藏量约800万千瓦。根据河流自然和河道特征,将都江堰以上称为上游,都江堰至乐山称为中游,乐山至宜宾称为下游。
岷江流域是我国水电开发起步最早的流域。上世纪50年代就开始了岷江水电开发规划工作,1972年建成了岷江干流上的第一座水电站映秀湾水电站(装机13.5万千瓦),1975年建成了岷江支流渔子溪上的渔子溪水电站(装机16万千瓦)。改革开放以来,随着四川省经济社会的发展,对电力需求不断增加,带动了岷江流域水电的更快开发。1988年建成了岷江支流鱼子溪上的耿达水电站(装机16万千瓦),1996年和2004年又相继建成了位于汶川县境内岷江干流上的太平驿水电站(装机26万千瓦)和福堂水电站(装机36万千瓦),特别是为了解决成都平原地区工农业生产和人民生活用水问题,2001年又开工建设了紫坪铺水利枢纽工程(装机76万千瓦,2006年建成)。与此同时,岷江干支流的其它水电站也相继开工建设。到目前为止,岷江水电开发主要集中在上游河段的干支流上。干流自上而下已建成的水电站分别为天龙湖(18万千瓦)、金龙潭(18万千瓦)、吉鱼(10.02万千瓦)、铜钟(4.95万千瓦)、姜射坝(12.8万千瓦)、福堂(36万千瓦)、太平驿(26万千瓦)、映秀湾(13.5万千瓦)水电站和紫坪铺水利枢纽(76万千瓦)。支流杂谷脑河、草波河和渔子溪也已建成了多座水电站,主要是杂谷脑河上的红叶二级(9万千瓦)、薛城(9万千瓦)、桑坪(7.2万千瓦),草坡河上的沙牌(3.6万千瓦)、草坡(3万千瓦),渔子溪上的耿达(16万千瓦)、渔子溪上(16万千瓦),加上其它小型水电站,岷江流域已建成的水电总装机容量约为300万千瓦。
根据岷江流域地形地质条件,岷江水电开发以引水式开发为主,即在河道上建设很低的闸坝(一般为10~30米)挡水,在两岸开挖隧道引水至下游几公里(或一二十公里)处发电。目前岷江流域已建成的水电站,除干流紫坪铺(大坝为混凝土面板堆石坝,坝高156米,库容11.12亿立方米)和支流草坡河沙牌(大坝为碾压混凝土拱坝,坝高132米,库容1800万立方米)为高坝发电外,其余水电站都是低坝引水发电,坝高小于30米,发电厂房基本为地下厂房。汶川5.12大地震以前,经国家地震部门专题研究,岷江干流在太平驿水电站坝址以上的地震基本烈度均为Ⅷ度,太平驿水电站坝址以下地震基本烈度均为Ⅶ度。根据现行规范,岷江流域水电站枢纽工程均按照基本烈度进行抗震设防。汶川5.12特大地震,岷江干流的地震基本烈度均达到了Ⅷ度甚至更高。
据了解,汶川5.12大地震对岷江流域的已建水电站都有不同程度的影响。主要表现为:震区所有水电站都因地震导致发电设备和送出工程受损等原因停止了运行,由于山体滑坡导致对外交通和通讯全部中断,部分电站的坝体由于闸门没有开启而曾漫顶过流,一些电站工程受到了滑坡和泥石流威胁。但从各方面了解的情况看,岷江上游距震中最近的两座高坝紫坪铺和沙牌水电站经受住了这次地震的考验,承受住了超过设防标准的强烈地震,说明按现论设计修建的面板堆石坝和碾压混凝土拱坝具有很强的抗震潜力,水电建设一贯遵循的留有裕度的安全设计理念是正确的。目前,紫坪铺水电站已经恢复发电。由于其它水电站均为低坝引水式电站,挡水建筑物为混凝土闸坝,具有更强的抗震能力,虽然各电站不同强度受到了地震影响,但都没有出现大的损坏。从目前了解情况看,这些电站受地震影响主要是闸坝变形和被滑坡体淹没,没有发生垮坝问题。可以说,5.12汶川特大地震震中地区的已建水电站总体是稳定的,没有带来大的次生灾害,说明水电工程具有较强的抗震能力。
五、坚定不移地做好水电建设工作
关键词:建筑抗震性;抗震设计;地震规范
地震是一种正常的自然灾害,我国是一个地震多发的国家,地震带分布广泛。2008年的“5.12”汶川特大地震,给我国造成8000多亿元的直接经济损失,且伤亡惨重。血的教训提醒人们建筑抗震性设计与应用对于应对突发灾害、保障人民人身与财产安全、降低灾害所带来的损失具有重大意义。工程技术人员对于建筑抗震性设计方法的研究与探索刻不容缓。
地震的分布和灾害
1.1地震的分布
地球上每年可发生500万次以上的地震,其中15万次是可以被人们感知的,1000次是能够造成破坏的,而7级以上的大地震则有十几次之多。全球地震主要发生在脊骨和裂谷、海沟、转换断层以及大陆内部的古板块边缘地带。
我国的地震带大部分沿山脉分布,特别是山脉坡度突降的地区。我国是世界上山地最多的地区,而山地面积最广的西部地区则是主要的地震多发区。
1.2地震灾害
地震灾害的破坏力极大,主要分为直接灾害和次生灾害两种。直接灾害包括:建筑物破坏、地面破坏、山体和自然物的破坏、海啸引起的沿海地区破坏以及地光烧伤破坏等;次生灾害则主要包括:火灾、水灾、煤气泄露和瘟疫等。
据不完全统计,我国自由记载以来共发生破坏性地震1009次,破坏性地震650余次,地震活动频繁程度逐年增加。为了最大限度的降低地震所带来的灾害,保护人民的生命财产安全,新建建筑的抗震性设计就成为一种重要的减灾措施,应引起工程设计人员的高度注意。
抗震性设计方法发展历程
建筑抗震性设计的观念形成始于1906年的旧金山地震,直至1923年东京地震才逐步建立起抗震设计原理体系。进三十年来,世界范围内破坏性大地震的爆发频率增加,引起了人们对建筑抗震性设计的高度关注,建筑抗震性的工程实践和科学研究也因此有了较大程度的发展。人们在不断的经验教训中,逐步掌握了抗震性规律,制定出建筑抗震性的一系列措施规定。建筑物的抗震水平在一定程度上得到了加强和提升。
目前隔震技术已日趋成熟,我国今年在一些大城市中已经建成多栋隔震建筑。先进抗震技术的广泛使用,一方面能够大大提高建筑抗震性能,两一方面是建筑题型设计受到的约束也大为减少。
抗震设计的目的
3.1建筑抗震性设计的内容
建筑抗震性设计包括概念设计、计算设计以及构造设计三个方面的内容。
“概念设计”在我国现行的《建筑抗震设计规范》中被着重强调,是因为人们在总结地震灾害的经验过程中发现,对建筑体的抗震设计来说,概念设计往往比计算与构造设计更为重要。概念设计即是指站在全局角度更为高度的分析和研究建筑物的选址、布局、结构、性能等原则性问题,并考虑与抗震性体系有直接关系的关键细部结构造和薄弱环节。
3.2建筑抗震设计程序
地震区建筑的工程设计,相较于一般地区而言,在考虑普遍准则的基础之上,还要加入抗震设计的特定准则,严格遵守抗震设计的规范要求。这些规则对于场地的选择、建筑造型以及建筑的结构体系等的确定都做了详尽的规定,对于提高建筑抗震性能至关重要,因而需要在设计的开始就给予高度关注。
在建筑抗震性设计的全过程中,建设项目地震破坏后果是需要考虑的重要问题。通常将建筑按照重要性进行分类,然后再适当调整各类建筑的设防标准。建筑的建筑材料选择、造型拟定以及结构体系的确定是选择抗震性设计的核心。建筑结构的抗震细部构造也是抗震设计中不可忽视的重要环节。
3.3抗震性设计的目的
建筑抗震性设计的目的是整个设计过程中需要考虑的首要问题。要保证按照“当遭受本地区设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不修理仍可继续使用”的标准来执行。对于一般地震灾害而言,在技术和经济上要求防止结构损坏;对于强烈地震而言,允许结构有局部的破坏,但在任何情况之下,建筑倒塌和人员伤亡是不被允许的。建筑在进行抗震性设计的过程之中,应该明确根据当地的设防烈度标准明确建筑抗震性设计的目的,并在严格遵循规范的前提下保障实施。
加强建筑抗震性设计的方法
4.1加强结构抗震概念设计
建筑抗震性设计的“概念设计”是指以工程概念为依据,从有利于提高结构抗震能力的概念上,不断总结建筑物震害和工程实践经验,运用符合工程客观规律和本质的方法,对所设计的对象作宏观控制的一种设计方法。具体体现在场地选择、结构方案和结构体系三个方面。在场地选择时,对于施工现场的地形、地质情况的详细勘察与分析至关重要;在结构方案的设计当中,简单、对称、规则、合理的建筑平立面分布的抗震设计的抗震能力最强,是抗震结构设计的基本原则之一;而结构体系中合理的刚度承载力分布和延性设计对于建筑抗震性能的提高具有至关重要的作用。
4.2隔震、减震控制技术的应用
传统的结构计算理论中,在结构的抗震方面只关注提高结构抗力R,以至不惜代价加大配筋率和混凝土的等级,这种做法的结果是增加了结构的刚度,但实际是进―步增加了地震作用效应。而新的抗震设计思想则致力于降低作用效应S,把阻隔地震能量作为出发点,在强震作用下,以不损坏结构域而只产生轻度破坏为目标的基础隔减震技术,使建筑抗震性研究进入了结构设计领域。其中隔震消能是典型案例,隔震技术最主要的方面是基础隔震,通过在建筑物基础与上部结构间增加一种隔震装置,吸收地震力、减少基础位移向上部结构传递的效用,来减少地震对建筑物结构的破坏作用。这种设计的―般作法,是在基础与主体之间设置柔性隔震层,或者加设类似于阻尼器装置的消能支撑来实现。
近几年来,国内对系统的水平刚度、设置在底层柱顶上的橡胶支座与柱的串联刚度、橡胶支座的回转刚度都进了较大规模的实验与理论分析,在坚向隔震机构的研究方面,目前也已开始受到重视。
结语
地震时最为常见的自然灾害,造成的危害也是非常严重的,且较为广泛的。如何采取措施防止建筑物遭受地震破坏,胡歌提高建筑的抗震性能等问题迫在眉睫。目前的建筑抗震技术正在快速的发展之中,各种先进的技术理念得到了广泛的应用。但如果传统抗震设计理念一成不变,抗震设计规范不能与时俱进的完善,目前严峻的灾害形势依然不能够改变。只有采取建筑抗震设计措施,推广先进的建筑抗震技术,吸取国外先进的抗震理论和经验,才能不断提高我国的建筑抗灾能力。
参考文献:
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[3]朱凯.基于性态既有建筑抗震性能评估方法研究与应用[D].2008.
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关键词:混凝土房屋;抗震措施
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
钢筋混凝土框架结构是我国大量存在的建筑结构形式之一,历年震害资料表明:钢筋混凝土框架结构的柱端与节点的破坏较为严重,其抗震设计中必须满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点”、“强底层柱底”等延性设计原则和有关规定。在多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计的实践中,由于设计人员对规范的理解和掌握尺度上,以及因地因人在结构选型、布置以及计算方法上相互差异较多而对设计产生较多的争议,抗震设计方法值得深入研究。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,抗震设防是防御和减轻地震灾害最有效、最根本的措施。
1 抗震设计关键点位
地震作用具有较强的随机性和复杂性,要求在强烈地震作用下结构仍保持在弹性状态,不发生破坏是很不实际的;既经济又安全的抗震设计是允许在强烈地震作用下破坏严重,但不倒塌。因此,依靠弹塑性变形消耗地震的能量是抗震设计的特点,提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力,防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。
1.1 结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层
钢筋混凝土框架结构在整体设计上存在较大的不均匀性,使得这些结构存在着层间屈服强度特别薄弱的楼层。在强烈地震作用下,结构的薄弱层率先屈服,弹塑性变形急剧发展,并形成弹塑性变形集中的现象。如1976年唐山大地震中,13层蒸吸塔框架,由于该结构楼层屈服强度分布不均匀,造成第6层和第11层的弹塑性变形集中,导致该结构6层以上全部倒塌。
1.2 柱端与节点的破坏较为突出
框架结构的构件震害一般是梁轻柱重,柱顶重于柱底,尤其是角杜和边柱易发生破坏。除剪跨比小的短柱易发生柱中剪切破坏外,一般柱是柱端的弯曲破坏,轻者发生水平或斜向断裂;重者混凝土压酥,主筋外露、压屈和箍筋崩脱。当节点核芯区无箍筋约束时,节点与柱端破坏合并加重。当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时,柱顶剪切破坏严重,破坏部位还可能转移至窗洞上下处,甚至出现短柱的剪切破坏。
1.3 砌体填充墙的破坏较为普遍
砌体填充墙刚度大而变形能力差,首先承受地震作用而遭受破坏,在8度和8度以上地震作用下,填充墙的裂缝明显加重,甚至部分倒塌,震害规律一般是上轻下重,空心砌体墙重于实心砌体墙,砌块墙重于砖墙。
2 抗震结构设计措施
较合理的框架地震破坏机制,应该是节点基本不破坏,梁比柱屈服可能早发生、多发生,同一层中各柱两端的屈服历程越长越好,底层柱底的塑性铰宜最晚形成。即:框架的抗震设计应使梁、柱端的塑性铰出现尽可能分散,充分发挥整个结构的抗震能力。
2.1 抗震计算中的延性保证
从用楼层水平地震剪力与层间位移关系来描述楼层破坏的全过程可反映出,在抗震设防的第二、三水准时,框架结构构件已进入弹塑性阶段,构件在保持一定承载力条件下主要以弹塑性变形来耗散地震能量,所以框架结构需有足够的变形能力才不致抗震失效。试验研究表明,“强节点”、“强柱弱梁”、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的框架结构有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移大,抗震性能较好。规范通过构件承载力调整办法在一定程度上可以体现上述的强弱要求,且考虑了设计者的使用方便,采用地震组合内力的抗震承载力验算表达式,只是要对地震组合内力的设计值按有关公式进行相应的调整。
综合大量实验研究成果,影响不同受力特征节点延性性质的主要综合因素有:相对作用剪力、相对配筋率、贯穿节点的梁柱纵筋的粘结情况。
2.2 构造措施上的延性保证
四川大地震实践证明,当建筑结构在大地震中要求保持足够的承载能力来吸收进入塑性阶段而产生的巨大能量,因为此时的结构在震中进入到一个塑性阶段,容易产生变形。所以,根据这种特点和抗震的要求,多发地震的国家钢筋混凝土结构抗震设计均要求按延性框架结构进行设计,所以建筑结构的设计必须保证结构局部薄弱区的承载力与刚度,保证了建筑构造的整体性,延性的增加也就提高了变形能力,这样可以减少地震的破坏性,提高了建筑的抗震能力。
在结构布置上,按扩大了的柱端抗弯承载力进行设计,理论上可将柱屈服的可能性减少,保证“强柱弱梁”的设计原则。但因各种原因,如梁的实际抗弯承载力可能增大,高振型使柱中反弯点的转移等综合因素影响,要使柱中完全避免塑性铰是困难的,同时为实现“强剪弱弯”的要求,保证塑性铰区域的局部延性,也必须通过一定的构造措施来保证结构的延性,具体做法如下:
2.2.1 限制轴压比与纵筋最大配筋率合理的受力过程可明显提高构件延性,为实现受拉钢筋的屈服先与受压区混凝土压碎的破坏形态,以提高塑性铰区域的转动能力,规范限制轴压比与纵筋最大配筋率,同时对混凝土受压区高度也提出相应要求。
2.2.2 限制约束配筋和配筋形式。加密塑性铰区内的箍筋间距是很重要的一点,为保证“强节点”、“强柱弱梁”、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的设计原则及塑性铰区域的局部延性,有必要加密塑性铰区内的箍筋间距,这不但可提高柱端抗剪能力,还可约束核心区内混凝土,对纵向钢筋提供侧向支承,防止大变形下纵筋压曲,从而改善塑性铰区域的局部延性。规范对约束区纵筋的最小直径、最大间距、塑性铰区域的最小长度等做出了详细的规定,并对箍筋肢距及箍筋形式提出了相应要求。
随着工程应用中箍筋强度和混凝土强度不断提高,对塑性铰区域内箍筋布置的要求是抗震构造措施的一个重要方面,这一情况将导致高强度混凝土中约束箍筋配筋率的减少而降低结构的设计可靠度,建议以配筋特征值代替原体积配筋率,同时鉴于约束配筋对柱端塑性铰区的良好约束作用,建议适当增大配筋量。
2.2.3 限制材料。拒绝豆腐渣工程的第一关就是把握好材料质量,材料延性对确保构件(结构)延性极为重要,为此规范对材料也提出了相应的限制,如保证钢筋强屈比、延伸率及混凝土强度等级等,同时对施工过程中可能出现的钢筋代换也提出了相应的限制。
3 结束语
由于地震具有随机性、复杂性、藕联性,每次地震所产生的波形各异,因而其对建筑物的作用各不相同,所产生的破坏程度也千差万别。作为结构工程师来说,必须使这一理念贯穿于结构设计的整个过程当中,既要严格把握好设计的大原则,又要全面考虑诸多因素,最终才能保证设计的科学性和严谨性,为社会创造更多精品工程。
参考文献:
[1] 伊小群.高等民用建筑结构的抗震设计探讨[J].中国高新技术企业.2010,(20).
[2] 晋朝辉,兰国岭. 多层砖混民用建筑抗震设计探讨[J].中国高新技术企业.2008,(14).
【关键词】房屋建筑;结构设计;抗震设计;要点分析
我国建筑抗震设防的目标是三个水准,即小震不坏,中震可修,大震不倒。满足抗震承载力要求,房屋可“小震不坏”;满足结构体系、平立面布置和抗震措施等要求,房屋可符合“中震可修”;满足房屋高度和层数及构造柱和圈梁等要求,房屋可做到“大震不倒”。
1. 抗震概念设计
1.1 场地和地基选择
选择建筑场地时,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,对抗震有利、不利和危险的地段做出综合评价。
1.2 注意减轻结构自重
地基压缩变形大小与上部荷载值成正比。因此,减轻结构自重是降低基底附加应力,减少沉降的有效措施,对于基础,可以选用自重轻,覆土少的基础形式,如宽基浅埋,空心基础,薄壳基础甚至箱形基础,或设置地下室、半地下室等。对于上部结构,可以选用预应力、轻钢结构和单位容重小的轻质墙体材料,以减轻对地基的压力,减少地基沉降。
1.3 建筑设计和建筑结构的规则性
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。建筑平面应避免过大的凹凸,避免开大洞造成的楼板局部不连续;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。体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构,可按实际需要在适当部位设置防震缝,形成多个较规则的结构单元。
2.钢筋混凝土结构房屋抗震设计
2.1目前钢筋混凝土结构房屋在抗震设计中存在的问题
混凝土结构设计规范采用了梁、柱构件内力调整柱轴压比限制和柱体积配箍率等措施,其主要的目标是保证强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的设计思想。从地震灾区框架结构震害来看,较多数的现行建筑物未达到强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件这一目标,其重点是柱和节点破坏,梁出现塑性铰的情况较少,在框架梁 柱节点区的浇筑施工中,易将箍筋下移,引起节点区箍筋不足。
2.2 抗震计算
2.2.1 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,可采用底部剪力法计算; 除上述外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱法;特别不规则的建筑、甲类建筑应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算;当取三组加速度时程曲线输入时,计算结果宜取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值;当取七组及七组以上的时程曲线时,计算结果可取时程法的平均值和振型分解反应谱法的较大值。
2.3 构件抗震设计
2.3.1 抗震柱的设计
(1)注意调整柱端截面设计内力
框架结构的变形能力与框架的破坏机制密切相关,实验研究表明,梁先屈服,可使整个框架有较大的内力重分布和能量耗散能力,柱一般在轴向压力作用下,其延性通常比梁的要小,如果不采取“强柱弱梁”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。对于一、二、三级框架节点的上下柱端,其组合的弯矩设计值之和∑MSc应按下式调整:
∑Mc=ηc∑Mb
∑Mc 节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和,上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配
∑Mb 节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和,一级框架节点左右梁端均为负弯矩时,绝对值较小的弯矩应取零
ηc 框架柱端弯矩增大系数;对框架结构,一、二、三、四级可分别取1.7、1.5、1.3、1.2;其他结构类型中的框架,一级可取1.4,二级可取1.2,三、四级可取1.1。
(2)剪力的调整
由于抗震规范规定的柱端弯矩增大措施只能适度推迟柱端塑性铰的出现,而不能避免出现柱端塑性铰,因此对柱端也应提出强剪弱弯要求,避免柱底部在弯曲破坏之前出现剪切破坏。对于一、二、三级框架柱的柱端截面组合的剪力设计值V应按下式调整:
V=ηVc (Mcb + Mct )/ Hn
ηVc 柱剪力增大系数;对框架结构,一、二、三、四级可分别取1.5、1.3、1.2、1.1;对其他结构类型的框架,一级可取1.4,二级可取1.2,三、四级可取1.1。
Hn 柱的净高
2.3.3 要增加柱的延性
轴压比越大导致柱的抗压强度储备越低,在地震时混凝土容易压碎而导致柱的破坏,限制柱轴压比可提高柱的延性。
2.3.4 抗震架梁的设计
在框架结构设计中,应力求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。梁端截面组合的剪力设计值V应按以下公式调整:
V=ηVb (Mbl + Mbr)/ln+ VGb,
同时,抗震设防烈度为9度和一级框架还要符合:
V=1.1(Mbual + Mbuar)/ln+ VGb,中,ηVb为梁端剪力增大系数,一级框架取1.3,二级取1.2,三级取1.1。Mbl 、Mbr 、Mbual 、Mbuar 分别为梁左右端截面组合的弯矩设计值和实配的钢筋按标准值计算的所能承担的弯矩值。VGb为重力荷载代表值作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。
2.3.5. 钢筋混凝土结构房屋抗震设计的注意事项
首先必须做好细部构造,使非结构构件成为抗震结构的一部分,在计算分析时,充分考虑非结构构件的质量刚度强度和变形能力。其次设计过程中,应充分考虑非结构构件对主体结构的影响,并考虑可能出现的短柱,在设计中予以加强。
3.砖混结构房屋的抗震设计
3.1 结构布置
合理布置纵墙和横墙,应优先采用纵横墙共同承重的结构体系。多层砖混房屋的主要承重构件是纵横墙体,纵横墙共同承重的房屋既能比较直接地传递横向地震作用,又能直接或通过纵横墙的连接传递地震力。纵横墙布置宜均匀对称。
3.2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。多层砌体房屋的抗震计算,可采用底部剪力法,并应调整地震作用效应。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,多层砌体房屋的抗震设计中,由于洞口布置不合理,抗震验算不满足是较普遍的现象。
3.3抗震构造措施
构造柱可提高砌体墙的极限变形能力,增强内外墙连接的整体性,使砌体墙在遭遇强烈地震作用时约束砌体的坍塌崩裂,阻止砌体突然倒塌,刚度退化慢。构造柱与墙体的连接处应砌成马牙槎,先砌墙后浇构造柱混凝土,沿墙高度每隔500mm设2ф6拉结筋。构造柱纵筋应穿过圈梁,保证其上下连续性,墙内的柱距不宜大于层高且不宜大于4.2m。
总结:
地震是人们正常生活的严重安全隐患,建筑设计人员必须认真研究以往地震灾害中建筑的破坏原因和状态,在房屋建筑结构中强化抗震设计,不断的总结经验和优化设计,提高建筑的抗震能力,最大程度的降低因地震造成的损失。
参考文献:
[1]《建筑抗震设计规范》,(GB50011 -2010) 中国建筑工业出版社
关键词:建筑设计;建筑抗震设计;重要作用
中图分类号:TU352.11文献标识码:A文章编号:1671-2064(2018)08-0119-02
在建筑设计中,抗震设计起着至关重要的作用。一项建筑中,优良的防震体系能够在灾难来临时切实保护相关人员的人身安全,降低财产损失。然而当今社会中防震设计不合格的建筑比比皆是,表面虽有一套健全的防震体系,但当地震灾害真正来临时,能经受住考验的建筑少之又少。因此提高我国建筑设计中的抗震设计迫在眉睫。
1我国建筑设计中抗震设计的概况
1.1建筑设计中抗震设计的必要性
地震是各种自然灾害中最无法预料的,一旦发生,将会带来不可估量的人员伤亡和财产损失,因此,在建筑设计中加入防震设计,从整体上提高建筑的抗震能力十分必要。在设计过程中,建筑设计是建筑防震设计的基础,二者共同决定了整个建筑的抗震性能,具有十分密切的关系。在建筑的结构设计中,包括理论设计和概念设计两部分,理论设计趋于具体化、精细化,是指设计师根据建筑的高度、面积以及材料的受力性能等各方面因素对建筑的整体结构进行初步设计,并计算出能作为施工标准的精确数值,从而使建筑在理论上达到最优的抗震效果。而概念设计则是在理论设计的基础上,根据其它建筑在抗震设计方面的相关经验,从各个结构之间的破坏机理等方面出发,对常见的破坏现象进行预防设计,从而减小建筑被破坏的可能性。在整个建筑的结构设计中,理论设计和概念设计相辅相成,共同为建筑的安全性能保驾护航,在灾害来临时,将损失降到最低。在此背景下,进一步加强建筑设计中的防震设计,能从多方面提高我国建筑行业的整体水平,推动人类的发展和进步。
1.2建筑设计中抗震设计的现状
众所周知,建筑工程是一项十分重要的工程,对于经济建设和城市建设都起着至关重要的作用。近几年来,我国建筑行业迅速发展,各大城市中的高层建筑为人们的生产生活和休闲娱乐提供了充足的空间。然而,高层建筑在迅速发展的同时,也带来了许多隐患,其中,最突出的便是建筑设计中的防震设计不达标。地震灾害尤其是发生在城市高层建筑间的地震具有突发性,可以在很短的时间内迅速使房屋坍塌,通讯中断,生命线管道泄露。因此一旦发生地震灾害,高层建筑中的人员难以迅速逃离危险区域,只能躲到相对隐蔽安全的地方,这就需要设计者在建筑设计过程中有合理的结构布置和适当的结构材料,设计出有利的房屋体型,以供避难者藏身。毫无疑问,一个健全的抗震体系需要更多的资金投入。在城市建设的过程中,某些企业或者单位为了缩减成本,经常偷工减料,使得抗震设备规格不达标,导致后期使用过程中频繁出现安全问题。因此,分析建筑中抗震问题出现的原因并及时提出相应的解决措施,对于城市建设具有重要意义。
1.3建筑设计中抗震设计存在的问题
由于地震发生的情况并不常见,因此许多管理人员对于抗震设计工作并没有过多关注,甚至有些单位不愿意在抗震方面投入过多资金,聘请一些非专业的人员从事抗震设计管理工作,没有承担起管理责任,在地震发生时无法采取专业的手段应对,造成不必要的人员伤亡。比如地震发生时,相关人员如不能正确引导,人们无法安全疏散,这时抗震体系非但起不到效果,反而可能由于人群的慌忙逃离而导致更多人员无法逃生,造成更大损失。高层建筑楼层较高,这给整体救援增加了难度,而且高层建筑坍塌较快,如果发生地震,由于相关通道没有减震结构,灾情会更加严重,迅速达到不可控制的后果,造成不可估量的损失。如果配备专业的管理人员,这些损失就能有效地减少甚至避免。除此之外,一个健全的防震管理体系,能在灾害发生时减少不必要的人员伤亡。然而有些管理者为了追求经济效益,忽视建筑本身的特点,一味地照搬照抄其它建筑的抗震设计,虽然形式上看得过去,却毫无实用价值。因此建立一套适合本建筑的抗震设计十分必要。
2加强建筑设计中抗震设计有效措施
2.1强化建筑设计中抗震设计水平
为了更好的提升建筑的抗震性能,必须要在建筑设计上做出足够的努力。在进行建筑抗震设计的过程中,相关企业和单位应尽量组建专业的设计团队,聘请有足够从事该工作经验的人员和相关领域的专家参与设计,提高可靠性。同时,在建筑的抗震设计中,要从实际出发,不能只相信理论数值,可以借鉴相关建筑的成功经验,但不能一味地照搬照抄,脱离实际情况,避免设计中出现毫无实用价值的假大空理论。在建筑结构抗震设计中,必须严格遵守中华人民共和国关于抗震设计的相关规定和准则,杜绝在设计和施工过程中偷工减料、粗制滥造,这就需要企业或单位的相关管理人员起到一定的监督作用,责权明确,赏罚分明,确保每个阶段的工作都能保质保量的完成,从而加强整个建筑抗震设计的质量控制,大力提高建筑的抗震效果,更加完善建筑的抗震结构设计。
2.2提高相关人员的专业水平
我国建筑设计中的抗震设计在近几年取得了一定的发展,但发展相对缓慢,缺乏专业人员和科学的理论指导。对于一个团队来说,工作人员的专业水平直接影响到整个建筑的的抗震设计质量,因此提高工作人员的专业能力至关重要。有些人员在施工时不能按照技术要求进行抗震设计、使用未经检验的抗震设备和材料等。有些企业为了降低建筑成本,出现了偷工减料、粗制滥造的现象,这对建筑的抗震性能和人身安全构成严重威胁。之所以工人的专业水平较低,是因为思想认识不到位,有些施工人员对自己的工作技能水平要求不高;相关企业的培训制度不健全,缺乏对基层施工人员的培训计划;机制运行不彻底,在现有的培训实践中,对各环节的操作原则、规范执行等把握不准确,从而影响整个建筑的抗震水平。由此看來,提高相关人员的专业水平可以直接提高建筑抗震管理质量。而提高工人技能的关键就是要落实计划,严格组织安排好施工人员的教育和技能培训尤其是职业道德教育。增强工人的职业道德意识,并把职业道德标准真正运用落实在今后的工作中。
2.3完善建筑设计中抗震设计管理体系
完善建筑设计中抗震设计管理制度对于减少地震灾害对高层建筑的损害、提高高层建筑安全指数具有良好的引导作用。一个优质的抗震质量控制体系,能对抗震设计各个环节进行严格把关,一旦发现违反规定的行为,能立即采取针对措施,发挥指导性作用,促进抗震设计在我国建筑行业中的的良性发展。在质量控制体制建立的的过程中,可以借鉴西方成功的抗震设计方式,让具有相关控制管理经验的人士以及相关领域的专家参与进来,确保建立的制度能够合理有效的实施。制度要包括的最基本的责权明确,确保每个人每个部门清楚地知道自己的权力和责任,以保证工作能有组织有计划地进行。与此同时,抗震质量控制体系还应包括安全、环保等相关方面的规定,这不仅能使企业向现代化、规范化的发展,更有利于提高我国高层建筑抗震水平,将建筑结构设计更完美的融合在抗震设计理念中,充分发挥其在抗震建筑设计中的基础作用。
3结语