工业建筑抗震设计标准范例(12篇)
工业建筑抗震设计标准范文篇1
【关键词】抗震性能化设计;抗震性能水准;弹塑性分析;加速度反应谱;时程分析
中图分类号:TU352.1+1文献标识码:A
0引言:我国建筑抗震设计主要以下三部分组成:一、规范限定的适用条件;二、结构和构件的计算分析;三、结构和构件的构造要求。对于一个建筑物的抗震设计,当满足以上三部分要求时,就是符合规范的设计;当不满足第一部分要求时,就被称为“超限”工程,需要采取比第二、三部分更严格的计算和构造,以证明该建筑可以达到抗震设防目标。结构抗震性能设计着重于通过现有手段(计算及构造措施),是解决“超限”结构在中震和大震下的结构计算和设计的一种基本方法。结构抗震性能设计实现了结构抗震设计从宏观性的目标向具体量化的多重目标过度。
1地震作用:由于建筑结构抗震设计是一个十分复杂的问题,有许多难点,例如:地震地面运动的不确定性;抗震设防水准及对地震作用的预估;地震作用下结构反应分析的正确性;对影响结构抗震性能因素的认识及所采取措施的有效性等。当前世界各国的建筑抗震设计主要采用以下两种方法。
(1)拟静力法---加速度反应谱法。它将影响地震作用大小和分布的各种因素通过加速度反应谱曲线予以综合反映,建筑结构抗震设计时利用反应谱得到地震影响系数,进而得到作用于建筑物的拟静力的水平地震作用。此理论接受度比较高,适用于大部分结构;由于此方法存在一定的不足,因此不太适用于“超限”结构的抗震设计。
(2)直接动力法---时程分析法。此方法根据建筑物所在地区的基本烈度、设计分组的判断估计、建筑物所在场地的类别,选择适当数量的比较适合的地震地面运动加速度的记录或人工模拟合成波等时程曲线,通过数值积分求解运动方程,直接求出建筑结构在模拟的地震运动全过程中的位移、速度和加速度的响应,进而进行建筑结构的抗震设计。这种发方法适用于特别重要、特别不规则的建筑及超高层建筑。
2性能目标:结构抗震性能设计的基本思路是:“高延性,低弹性承载力”或“低延性,高弹性承载力”。受限于地震研究的现状,应以提高结构或构件的变形能力并同时提高抗震承载力作为抗震性能设计的首选。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》中相关条文规定,结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级,结构抗震性能分为1、2、3、4、5五个水准。每个性能目标均与一组在指定地震地面运动下的结构抗震性能水准相对应,详见表一。结构抗震性能水准可按表二进行宏观判断。
表一结构抗震性能目标
地震水准性能目标
ABCD
多遇地震(小震)1111
设防烈度地震(中震)1234
预估的罕遇地震(大震)2345
表二各性能水准结构预期的震后性能状况
结构抗震性能水准宏观损坏程度损坏部位继续使用的可能性
关键部位普通竖向构件耗能构件
1完好
无损坏无损坏无损坏无损坏不需要修理即可继续使用
2基本完好
轻微损坏无损坏无损坏轻微损坏稍加修理即可继续使用
3轻度损坏轻微损坏轻微损坏轻度损害
部分中度损坏一般修理后才可继续使用
4中度损坏轻度损坏部分构件中度损坏中度损坏、部分比较严重损坏修复或加固后才可继续使用
5比较严重损坏中度损坏部分构件比较严重损坏比较严重损坏需排险大修
构抗震性能设计应分析结构方案的特殊性、选用适宜的结构抗震性能目标,并采取满足预期的抗震性能目标的措施。结构抗震性能目标应综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等各项因素选定。在实际工程中一般需要征求业主和有关专家的意见。
3性能设计:不同抗震性能水准的结构可按下列规定进行设计。
1、第1性能水准的结构,应满足弹性设计要求。在多遇地震作用下,其承载力和变形应符合《高规》中有关规定;在设防烈度地震作用下,结构构件的抗震承载力应符合下式规定。
γGSGE+γEhS*Ehk+γEvS*Evk≤Rd/γRE(3-1)
式中:Rd、γRE----分别为构件承载力设计值和承载力抗震调整系数
SGE、γG----分别为重力荷载代表值的效应和重力荷载分项系数
γEh、γEv----分别为水平地震分项系数和竖向地震分项系数
S*Ehk、S*Evk----分别为水平地震作用标准值的构件内力和竖向地震作用标准值的构件内力。均不需要考虑与抗震等级有关的增大系数
第1性能水准的结构主要考察结构在中震下的抗震性能,即要求全部构件的正截面承载力和抗剪承载力均应满足“中震弹性”要求。
2、第2性能水准的结构,在设防烈度地震或预估的罕遇地震作用下,关键构件及普通竖向构件的抗震承载力宜符合式(3-1)的规定;耗能构件的受剪承载力宜符合式(3-1)的规定,其正截面承载力应符合下式规定。
SGE+S*Ehk+0.4S*Evk≤RK(3-2)
式中:Rk----截面承载力标准值,按材料强度标准值计算
第2性能水准的结构主要考察结构在中震或大震下的抗震性能,其设计要求与第1性能水准结构的差别是,在设防烈度地震和预估的罕遇地震作用下,框架梁、剪力墙连梁等耗能构件的正截面承载力只需要满足式(3-2)的要求,即满足“屈服承载力设计”要求。
3、第3性能水准的结构应进行弹塑性计算分析。在设防烈度地震或预估的罕遇地震作用下,关键构件及普通竖向构件的正截面承载力应符合式(3-2)的规定,水平长悬臂结构和大跨度结构中的关键构件正截面承载力尚应符合式(3-3)的规定,其受剪承载力宜符合式(3-1)的规定;部分耗能构件进入屈服阶段,但其受剪承载力应符合式(3-2)的规定。在预估的罕遇地震作用下,结构薄弱部位的层间位移角应满足《高规》中第3.7.5条的规定。
SGE+0.4S*Ehk+S*Evk≤RK(3-3)
第3性能水准的结构主要考察结构在中震或大震下的抗震性能,允许部分框架梁、剪力墙连梁等耗能构件进入屈服阶段,竖向构件及关键构件承载力应满足式(3-2)的要求,即满足“屈服承载力设计”要求。
4、第4性能水准的结构应进行弹塑性计算分析。在设防烈度或预估的罕遇地震作用下,关键构件的抗震承载力应符合式(3-2)的规定,水平长悬臂结构和大跨度结构中的关键构件正截面承载力尚应符合式(3-3)的规定;部分竖向构件以及大部分耗能构件进入屈服阶段,但钢筋混凝土竖向构件的受剪截面应符合式(3-4)的规定,钢-混凝土组合剪力墙的受剪截面应符合式(3-5)的规定。在预估的罕遇地震作用下,结构薄弱部位的层间位移角应符合《高规》中第3.7.5条的规定。
VGE+V*Ek≤0.15fckbh0(3-4)
(VGE+V*Ek)-(0.25fakAa+0.5fspkAsp)≤0.15fckbh0(3-5)
式中:VGE----重力荷载代表值作用下的构件剪力(N)
V*Ek----地震作用标准值的构件剪力(N),不需考虑与抗震等级有关的增大系数
fck----混凝土轴心拉压强度标准值(N/mm2)
fak----剪力墙端部暗柱中型钢的强度标准值(N/mm2)
Aa----剪力墙端部暗柱中型钢的截面面积(mm2)
fspk----剪力墙墙内钢板的强度标准值(N/mm2)
Asp----剪力墙墙内钢板的截面面积(mm2)
第4性能水准的结构主要考察结构在中震或大震下的抗震性能,关键构件承载力仍应满足式(3-2)的要求,即满足“屈服承载力设计”要求。允许部分竖向构件及大部分框架梁、剪力墙连梁等耗能构件进入屈服阶段,但构件的受剪截面应满足截面限制条件。
5、第5性能水准的结构应进行弹塑性计算分析。在预估的罕遇地震作用下,关键构件的抗震承载力宜符合式(3-2)的规定;较多的竖向构件进入屈服阶段,但同一楼层的竖向构件不宜全部屈服;竖向构件的受剪截面应符合式(3-4)或(3-5)的规定;允许部分耗能构件发生比较严重的破坏;结构薄弱部位的层间位移角应符合《高规》中第3.7.5条的规定。
第5性能水准的结构主要考察结构在大震下的抗震性能。与第4性能水准结构的差别在于允许比较多的竖向构件进入屈服阶段,并允许部分耗能构件(框架梁、连梁等)发生比较严重的破坏。尤其避免同一楼层的全部竖向构件进入屈服并宜控制整体结构的承载力不发生下降。
4中震、大震时计算方法:
1、构件总体上处于开裂阶段或刚刚进入屈服阶段(对应第3性能水准)。可采用等效刚度和等效阻尼,按等效线性方法估算,即采用振型分解反应谱法计算地震层间剪力、进行地震作用效应的调整,计算竖向构件及关键部位构件的组合内力等。
2、构件总体上处于承载力屈服至极限阶段(对应第4性能水准)。宜采用静力或动力弹塑性分析方法估算。
3、构件总体上处于承载力下降阶段(对应第5性能水准)。应采用计入下降阶段参数的动力弹塑性分析分析方法估算。采用静力或动力弹塑性分析方法,主要在于发现结构在中震和大震下的承载力和变形规律,适合于对结构整体性能的把握,属于对结构的验证方法。
5结语:结构抗震设计中应注重概念设计,轻精度计算;应重视结构的选型和平面、立面布置的规律,加强构造措施,优先选择抗震性能较好且经济合理的结构体系。在抗震设计时,应保证结构的整体抗震性能,使整体结构具有必要的承载力、刚度和延性。
参考文献
JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》北京:中国建筑工业出版社,2010.
朱炳寅.高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析.北京:北京建筑工业出版社,2013.
徐培福.傅学怡等.复杂高层建筑结构设计.北京:北京建筑工业出版社,2005.
工业建筑抗震设计标准范文篇2
【关键词】抗震设防分类;区段;功能
Correctunderstandingofengineeringdesignspecificationscarefully
WangYing,LiuYi-gang
(ShaanxidawnArchitecturalDesignResearchLtdXi'anShanxi710075)
【Abstract】ForGB50223-2008"ArchitecturalEngineeringseismicclassificationstandards"inthedivisionmethodoncommercialbuildingsearthquake-prooftypethroughspecificprojects,withtherightunderstanding,thestructureofthemainfunctioninensuringthepremiseofthestructuralunitofthewaywiththedivisionofinvestmentsavings.
【Keywords】Seismicclassification;Zone;Function
自2008年5.12地震发生之后,建设部迅速于2008年7月30日颁布并实施新的GB50223-2008《建筑工程抗震设防分类标准》,更加细致详尽的对各不同功能的建筑进行抗震类别的划分,采取相应的抗震措施。在贯彻新GB50223-2008《建筑工程抗震设防分类标准》中,我们以某加层改造工程为例,加深对新标准理解。该项目改造前为三层(局部四层)步行街商业模式,2002年设计,2003年建成投用,平面尺寸约为80mX90m,由若干纵横通道划分为18个结构单元,通道采用挑檐形式,因此形成了许多天井,结构体系繁杂。
1.改造设计
(1)该工程2006年第一次改造设计,业主欲将原小商铺改为大商铺,并增建两层,做为宾馆、餐饮使用。经与建筑专业多次协商,将原结构单元进行合并,重新划分新的结构单元,并进行反复试算整合,最后满足了业主对改建工程后新的建筑功能要求,同时使结构单元整合较为合理,减少了工程量,节省了改建投资,更保证了安全可靠。施工图审查合格后,工程一直未能实施。时隔八年后,即2014年,业主又重新委托我们进行设计,原增加两层改为增加三层,使用功能变更为商业及餐饮、办公。设计依然在合并结构单元的基础上采用钢框架进行加层改造,改造后总层数为六层。我们根据对GB50223-2008《建筑工程抗震设防分类标准》的理解,对于面积较大的商业建筑,若设置防震缝分成若干个结构单元,有单独的疏散出入口,各单元独立承担地震作用,彼此之间没有相互作用,人流疏散也较容易。当每个单元按面积划分属于丙类建筑时,可按丙类建筑进行抗震设防设计。几经推敲对比后,我们将原结构平面归并为两个结构单元,分别命名为B、C单元,中间由抗震缝隔开;另有一部分为完全新增四层钢框架结构,命名为A单元,总共形成三个结构单元,如下图1所示:
(2)因此,我们根据规范的条文注释,按丙类建筑完成该工程全部抗震设计,送施工图审查。
2.社会审查意见
送施工图审查后,图纸审查单位意见认为,新老建筑面积总共约为50000m2,按照GB50223-2008《建筑工程抗震设防分类标准》条文说明6.0.5中:“大型商场指一个区段人流5000人,换算的建筑面积约17000m2,或营业面积7000m2以上的商业建筑。这类商业建筑一般须同时满足人员密集、建筑面积或营业面积达到大型商场的标准、多层建筑等条件;所有仓储式、单层的大商场不包括在内”的相关规定,该项目总建筑面积超过17000m2的规定,应划分为大型商场即抗震设防类别应划分为乙类。按照该标准3.0.3-2要求“重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施。”这样就意味着框架抗震设计等级要提高一级,因此审图单位对送审施工图提出了质疑。
3.探讨
(1)该项目是否应提高设防等级值得进行一场有益的工程探讨。在GB50223-2008《建筑工程抗震设防分类标准》3.0.1的注释中有:“区段指由防震缝分开的结构单元、平面内使用功能不同的部分、或上下使用功能不同的部分。”可以看出商业建筑不仅仅单凭建筑面积判断抗震设防类别,其中需要满足其他一些必要条件,如果轻易选择提高抗震设防类别,导致抗震等级随之提高,工程造价将会显著提高,造成不必要的浪费,也违背了国家规范的初衷。这里,对需要注意的两个概念,进行深入探讨。
(2)其一,“区段指由防震缝分开的结构单元”,即商业建筑总建筑面积超过规定数值,但若建筑中设有防震缝,将其分隔为不同的结构单元,即地震时各结构单元有各自独立的周期、位移,按照建筑抗震设防的基本思想和原则,即“三个水准”的抗震设防目标:小震不坏、中震可修、大震不倒。所有按规范设计的房屋建筑均应达到多遇地震不坏、设防地震可修和罕遇地震不倒的设防目标。由抗震缝分开的各结构单元单独计算,各单元之间相互影响较小,因此在考虑其重要性时,可将各结构单元分开考虑,忽略结构单元之间的影响。在本工程中,B单元加层后总建筑面积约为23000m2,依然超过17000m2的面积限值,由此引出了另一个概念。
(3)其二,“平面内使用功能不同的部分或上下使用功能不同的部分”,即在同一个结构单元内,不论是同一楼层使用功能不同或是上下层使用功能不同时都可以分开考虑而不是一概而论,对本工程来讲,B单元由一层至四层为商业,面积约为15000m2,五层功能为餐饮,六层为办公。由于上下层使用功能不同因此考虑该结构单元商业面积时不应统一考虑,仅同时考虑一至四层商业部分较为合理。即该商场不应划归大型商业建筑,从结构体系上由于各结构单元间用抗震缝隔开,消除地震时各单元间的影响;从建筑使用功能上来讲由于四层以上为非商业,人流和使用功能上有不同的特点,互不影响,避免使用高峰重叠,即减少地震发生时损失。
4.达成共识
工业建筑抗震设计标准范文
关键词:建筑结构设计;抗震设计;建筑设计
抗震结构设计已经成为目前建筑结构设计中较为重要的组成部分,并关系到建筑工程的质量及人员的安全。尤其在一些地震多发地区内,更要提升抗震结构的设计水平,保障建筑的安全性。下文将重点对抗震结构设计展开分析探讨,对其遵循原则及设计理念予以详细说明。
1实施抗震结构设计的目的
建筑结构设计中,抗震结构设计主要是为了实现以下三个目标:一是保证建筑在小强度地震灾害影响下不会存在任何破损或裂缝等病害问题,维持建筑正常使用;二是要求建筑在中强度地震灾害中,存在轻微破损问题,且经过修复后不会对建筑结构带来任何影响;三是要求在强度较大的地震灾害中,建筑处于稳固不倒的状态下,保证周边环境及人员安全。所以在建筑设计中,要做好抗震结构的科学处理,根据现有资料数据,对区域地震灾害等级加以分析,确定建筑抗震性能,合理规划结构布局,改善抗震效果,维护建筑结构稳固性和安全性。
2建筑抗震结构设计中需要严格遵守的设计原则
任何工程设计工作的开展都需要满足既定原则要求,这不仅是为更好地进行工程管理和控制,同时也是为保证工程建设的规范性、安全性,提高后期利用价值。建筑结构设计中,抗震结构设计作为较为重要的一环,在工作落实中也应该加大对原则要求的重视力度,明确现有的规范指标,并严格按照指标内容开展设计活动,完善设计内容,以此更好的推动后续工作的开展,提高建筑结构抗震等级,防止建筑受到外界不良因素的影响,确保建筑结构的稳固性和安全性。具体而言,建筑结构设计中抗震结构设计应遵循的既定原则如图1。
2.1整体性原则
在抗震结构设计中,设计人员应从整体性角度实行综合分析与考量,综合思考建筑要求,合理规划建筑结构布局,以此来完善设计内容,优化建筑结构抗震性能,减少问题的产生。同时要注重前期试验,确定不同等级结构在地震灾害中产生的变化特征,合理选择材料种类,增强结构抗震性。此外,在设计过程中,需考虑到力传导性特点,避免应力集中在某一点致使局部破损,影响建筑结构质量,威胁建筑安全性。抗震结构设计中涉及的子结构种类较多,若想增强抗震效果,需要开展构件及细节的优化与处理,提高建筑安全等级。
2.2清晰性原则
抗震结构设计中,主要是通过传力路径的科学规划,对地震力予以分散和消耗,保障建筑结构的稳固性。实际设计中,应坚持清晰性原则,根据建筑结构特征对传力路径加以科学规划。构建三维立体模型,对整个建筑结构实行分析和探讨,了解结构受力特征及外力施加中可能出现的位移情况,再结合模型进行计算,承载负荷,以此对传力路径加以科学规划,降低地震灾害发生时对建筑结构带来的影响。2.3结构规则原则结构规则原则要求在在设计过程中增大建筑结构刚度,利用刚度加强建筑结构的稳定性,降低建筑在地震作用下的风险系数。在建筑结构设计中,大部分设计人员都忽略了建筑结构刚度的重要性,这使得建筑在外界压力增加或地震波作用下,出现位移、破损等问题,破坏了结构的稳定性。为此,设计中就需做好结构刚度的科学把控,尤其要合理计算抗侧移刚度,并利用专业软件加强计算的准确性,增大结构承载力,继而达到规范标准的要求。
2.4刚度与抗震能力相适应原则
刚度与抗震能力的协调处理可以保证建筑在地震灾害下,通过两个力的相互抵消减轻地震波带来的干扰和破坏,保证建筑结构的稳定性。在设计中,设计人员要充分考虑到建筑结构刚度和抗震能力间的关系,注重力学参数的准确计算,利用两者的相互作用力,对地震波加以分散,降低地震波对建筑结构带来的影响。现阶段,随着高层建筑数量的增多,高度的增加,对抗震结构设计要求有所提高,在抗震结构设计中,需要综合考虑建筑高度、结构特征,注重承力分析和研究,确定承载能力,科学选择连接构件,从而优化结构刚度和抗震性能。
3建筑结构设计中抗震结构设计的重要意义
地震地质灾害对人们的生命财产安全有着较大影响,虽然随着技术手段的提高,人们可以对地震地质灾害予以提前预估,做到科学防控,但其对固定物体的影响还是不可避免的,尤其是对建筑物的影响。所以在设计中,要优化建筑的抗震性能,对地基基础结构、材料、建筑结构加以科学规划和处理,增强建筑抗震能力,减少地震灾害发生时带来的危险和破坏。建筑结构设计作为建筑工程施工中较为重要的一环,目的是对建筑结构、材料、施工技术实行科学规划,以保障其安全性与可靠性,并给出专业的施工方案,推动作业的顺利进行。建筑结构设计中,抗震结构设计是非常重要的环节,能够保证建筑在地震灾害影响下的安全性,避免倒塌、损坏等严重问题的产生,增加人们居住的安全系数,减少不必要损失的形成。
4建筑抗震结构设计理念
在开展建筑结构设计中抗震结构设计时,为加强设计的合理性,保障建筑结构的安全性,提高工程的价值,需要对抗震结构设计理念进行深度了解和分析,根据现今发展实况及具体要求,开展适当的创新活动,从而更好的指导设计人员工作,转变传统设计思想,加强设计的有效性,达成最终的工程建设目标。随着现代化城市的发展,人们对建筑质量的要求不断提高,抗震结构设计作为保证建筑结构稳定性的重要内容,应该加大关注力度,不断尝试设计理念的优化和调整,以此规范建筑的抗震结构设计,明确指标要求,做到科学选址和规划,确定抗震等级及红线范围,最终优化建筑抗震性能。
4.1更新设计理念,加大抗震结构设计重视力度
在建筑结构设计及抗震结构设计中,最为关键的影响因素就是设计人员,如果设计人员不具备专业能力,不具备明确的抗震理念,在设计中很难将抗震与建筑结构融合起来,这样在地震灾害发生时,就会因为抵抗能力不足而出现各种问题,威胁建筑及人们的安全。为此,设计人员需不断提高自身的专业能力和职业素养,根据建筑行业发展趋势做好理念的更新和优化,加大对建筑抗震功能的重视力度,采取科学有效措施完成抗震设计,确保建筑结构安全。建筑工程具有规模大、工期长、设计精准度高等特点,故而设计人员在处理时应做到全面分析和考量,制定针对性的设计方案,更好的指导施工作业的开展。抗震结构设计作为其中较为重要的一环,设计人员应加大对其重视力度,转变传统设计思想,注重数据资料的收集和处理,完善设计内容,增加结构强度,进而减少地震灾害带来的破坏,保障工程的整体效果。再者,还应该充分利用网络资源对抗震结构设计进行深入分析和探讨,了解地震带分布特点,掌握板块运动规律,不断完善抗震结构设计内容,符合建筑结构设计的相关要求,提高建筑整体水平,延长建筑使用寿命。设计完成后,还需开展专项评估和检测,确保抗震设计符合工程的建设要求。抗震结构的不同其产生的作用也存在较大差异,设计人员应重视这一点,并选择合适的结构种类,确保最终设计的合理性与科学性。
4.2科学选址
地震的产生是由于地下板块剧烈运动强烈碰撞形成的,破坏性强、危险性高。基于这一实际情况,在开展建筑设计工作时,就应选择合适的施工场地,减少地震灾害造成的破坏。由于建筑物的震害是由一些地质运动造成的,可以考虑选择一些地质较强的位置来建造建筑物。在选择抗震地理位置时,应基于以下两个方面:一方面可选择地质偏硬的地理空间建造建筑。该类型地质结构的承载力较大,不容易出现地震或山体崩塌等问题。在建筑建设中,可有效提升结构刚度和承载力,削弱地震的破坏力;另一方面选择地势平坦宽阔的区域,该区域稳定性强,地壳运动激烈性不高,地震等级也会相对较低,可以降低抗震结构设计难度,改善建筑结构抗震性能,增大建筑安全系数。
4.3明确设计指标
在抗震结构设计中,设计人员需开展现场勘察,收集齐全的数据资料,明确设计指标要求,并以此为基础更好的规划设计方案,提高建筑结构抗震等级。在设计过程中,指标参数的确定要做到科学合理,要考虑到可能发生的问题及带来的影响,切实增大建筑结构承载力、强度和刚度。另外,在设计指标确定中,还应考虑到国家现有规范标准,全面分析地震作用力对建筑的伤害等级,以此为依据,完善抗震结构设计方案。此外,在设计过程中,设计人员还要树立全面管控意识,从多方面展开考量,注重设计的合理性、可靠性。
4.4提升抗震等级
在抗震结构设计中,如果抗震等级要求未达到标准要求,在日后使用中仍会受到地震波的影响,并导致建筑结构出现破损、裂缝、位移等问题,降低建筑质量。为此,在设计中,设计人员就需要对建筑抗震等级要求予以掌握,增强抗震性能合理性,减少建筑结构病害的产生。如在高层建筑结构设计中,设计人员可利用计算机软件对结构性能特征加以分析,重点了解结构物理刚性,掌握其位移及扭转力参数。在分析过程中,可按照建筑形状的常规设计要求,遵循国家相关技术规范,合理测量和判断高层建筑的物理刚度,使高层建筑的扭转力和位移刚度在1.1-1.2之间。在剪力墙与简化连梁的设计中,需使相关参数符合如下要求:连梁跨度高度比要控制在2以内,设置暗柱作为支撑结构,保障结构稳定性;设计过程中如发现连梁跨度高度比在1以内,需要设置交叉暗柱作为支撑结构。地震运动多是受到地壳垂直运动导致的,所以在抗震结构设计中,设计人员还需对地质地理结构特征及运动轨迹予以详细了解,并根据以往数据资料开展分析工作,对建筑所在区域及周边环境加以科学把控,预测和判断地震发生频率、地震等级变化,为抗震结构设计提供依据和参考(如图2)。同时,设计人员还要分析该地区的地震运动趋势,使区域建筑工程地质结构总体布局和该区域地震运动趋势大致处于相对垂直的状态,以降低特大地震对区域建筑工程前期设计的不利影响。
4.5抗震防线设计
抗震防线的科学设置可以在保证建筑结构整体性的前提下,优化建筑结构抗震性能,确保建筑的稳定性和安全性(如图3)。抗震防线规划设计原理为:在无大震的特殊条件下,注重侧向抗震性的有效延伸,以此保护建筑结构,优化抗震功能。通常情况下,抗震防线会设置三条,一条主两条次,以主线为主,开展防控处理。因为在地震灾害中,主要抗震线被破坏后,其他两条抗震防线才会出现问题,所以设计中要开展科学分析与考量,以确保放线质量。4.6结构选型抗震结构设计中,结构选型合理性对于抗震效果提升有着重要意义,在设计过程中应加大重视力度,增强整体设计有效性。在建筑工程结构抗震类型的设计和应用中,必须特别注意建筑结构抗震类型的正确设计和选择。根据建筑的具体功能要求及主体结构的特点,做到精心设计和分析,通常体现在两个方面,即立面的主体结构和建筑平面的主体结构,具体如图4所示。在抗震结构设计中,还应该遵循既有原则和要求,保障结构的安全性和稳定性,从而优化建筑抗震性能,有效提高建筑质量,延长建筑的使用寿命。为此,在建筑结构选型中,设计人员需要分别从整体性、安全性、协调性等多方面进行分析和考量,增强结构抗震效果,提高建筑稳定性和安全性。另外,在抗震结构设计中,分析结构受力特征,并根据结构性能要求,对抗震性加以科学分析,以削弱地震破坏力,保证建筑的质量和安全。
结语
工业建筑抗震设计标准范文篇4
关键词:房屋建筑;抗震;结构设计;方法
1我国房屋建筑的结构形式
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;
(2)以钢筋和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以及钢与钢筋混凝土的组合结构。
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。如何更好地增强房屋建筑结构的抗震性能,特别是在罕遇的强震作用下的防倒塌能力,应是建筑工程抗震研究的重点。
2房屋建筑结构抗震设计
2.1建筑结构抗震规范
建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。
2.2抗震措施
在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。
2.3房屋建筑的抗震设计理念
我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率(或重现期)来区分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重现期50年;设防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重现期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重现期1641-2475年,平均约为2000年。
对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。
2.4房屋建筑结构的抗震设计方法
我国的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定:高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法;除1款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法;特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。
2.5我国抗震设计思路中的部分不足
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。欧洲和新西兰规范按地震作用降低系数(“中震”的地面运动加速度与“小震”的地面运动加速度之比)来划分延性等级,“小震”取值越高,延性要求越低,“小震”取值越低,延性要求越高。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。而目前我国将地震作用降低系数统一取为2.81,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。对延性要求则并未按R-μ关系来取对应的,而是按抗震等级来划分,抗震等级实质又主要是由烈度分区来决定的。这就导致同一个R对应了不同的μ,从而制定了不同的抗震措施,这与R-μ关系是不一致的。这种思路造成低烈度区的结构延性要求可能偏低的结果。
3.建筑抗震设防新标准
目前,我国建筑物的抗震设防标准一般设在6度到9度,目前全国绝大部分地区是7度。汶川地震后,我国对《建筑工程抗震设防分类标准》和《建筑抗震设计规范局部修订》进行了修正,新《标准》按照“对学校、医院、体育场馆、博物馆、文化馆、图书馆、影剧院、商场、交通枢纽等人员密集的公共服务设施,应当按照高于当地房屋建筑的抗震设防要求进行设计,增强抗震设防能力”的要求,提高了这些建筑的抗震设防类别。对部分地区的设防烈度进行了变更,如将都江堰原来的抗震设防烈度7度提高到了8度,青白江和龙泉驿从以前抗震设防烈度6度提高到7度。笔者建议有关部门基于全国范围的地质勘察资料的基础上,对全国各地区的抗震设防标准进行修正,并逐步提高,而不单仅对汶川、玉树等近期发生地震的地区。
4合理的建筑施工和加固措施
4.1合理设计
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,房建场地的选择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,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。第三,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。第四,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。另外,地震是一场灾难,为最大限度地保护人民以及整个社会的利益,确保我国国民经济持续稳定增长,建筑行业在考虑增强房屋建筑抗震能力的同时,也应高度重视由地震引发的次生灾害(最主要的就是火灾)及地质灾害。因此,房屋设计中有必要增加结构抗火设计,同时基础和地基的设计也应充分考虑到地基变形对房屋安全的影响。
4.2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。施工图审查单位应当将房屋建筑抗震设防作为专项审查内容,对施工图抗震设防质量负责。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。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。工程监理单位应当按照施工图设计文件和工程建设强制性标准实施监理,并对施工质量承担监理责任。
工业建筑抗震设计标准范文篇5
关键词:建筑;结构;减震;分析
Abstract:Thispaperintroducedthedampingresearchofourbuilding,comparedthetraditionalstructurewithshockabsorptionstructure,describedthecontrolofthedampingstructureclassification,andanalyzeddampingandstructuraldesignmethodsandpoints.Keywords:construction;structure;damping;analysis
中图分类号:TQ336.4+2文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)03-00
1.引言
传统结构抗震设计是通过增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性等)抵御地震作用,是由结构本身存储和消耗地震能量,以满足结构抗震设防标准“小震不坏,中震可修,大震不倒”。而这种抗震方式缺乏自我调节能力,在满足设计要求的情况下,结构构件的尺寸较大,导致建筑利用空间浪费,还会增加建造成本。因此,合理有效的抗震途径是对结构施加减震装置(系统)由减震装置与结构共同承受地震作用,使之与结构共同存储和消耗地震能量,从而减轻结构的地震反应。
2.一般框架结构与减震结构的抗震设防目标
2.1一般框架结构的抗震设防目标
抗震设防是指对建筑物进行抗震设计并采取一定的抗震构造措施,以达到结构抗震的效果和目的。抗震设防的依据是抗震设防烈度。《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对传统建筑的抗震设防目标规定如下:
(1)在遭遇低于本地区设防烈度(基本烈度)的多遇地震影响时,建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用;
(2)在遭受本地区规定的设防烈度的地震影响时,建筑物(包括结构和非结构部分)可能有一定损坏,但不致危及人民生命和生产设备的安全,经一般修理或不需修理仍可继续使用;
(3)在遭受高于本地区设防烈度的预估罕遇地震影响时,建筑物不致倒塌或发生危机生命的严重破坏。
基于上述抗震设防目标,建筑物在使用期间对不同强度的地震应具有不同的抵抗能力,这可以用3个地震烈度水准考虑,即多遇烈度(众值烈度)、基本烈度和罕遇烈度。按照现行规范设计的建筑,在遭遇到多遇烈度(小震)作用时,建筑物基本上仍处于弹性阶段,一般不会损坏;在相应基本烈度的地震作用下,建筑物将进入弹塑性状态,但不至于发生严重破坏;在遭遇到罕遇烈度(大震)作用时,建筑物将产生严重破坏,但不至于倒塌。规范规定的这个三级设防标准可以大致概括为“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
为了实现上述三个烈度水准的抗震设防要求,《抗震规范》提出了二阶段设计方法。第一阶段设计是在方案布置符合抗震设计原则的前提下,按于基本烈度相对应的众值烈度的地震动参数,用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用标准值和相应的地震作用效应,然后与其他荷载效应按一定的组合系数进行组合,并对结构构件截面进行承载力验算,对于较高的建筑物还要进行变形验算,以控制其侧向变形不要太大。这样,即满足了第一水准下必要的承载力可靠度,又可满足第二水准的设防要求,然后再通过概念设计和构造措施满足第三水准的设防要求。对于大多数结构,一般可只进行第一阶段的设计,但对于少部分结构,如有特殊要求的建筑和地震时易倒塌的结构,除了应进行第一阶段的设计外,还要进行第二阶段的设计,即按与基本烈度相对应的罕遇烈度验算结构的弹塑性层间变形是否满足规范要求,如果有变形过大的薄弱部位,则应修改设计或采取相应的构造措施,以使其能够满足第三水准的设防要求。
2.2减震结构的抗震设防目标
对于减震结构,新规范对其抗震设防目标只有如下的原则规定:“采用隔震或消能减震设计的建筑,当遭遇到本地区的多遇地震影响、抗震设防烈度地震影响和罕遇地震影响时,其抗震设防目标应高于本规范第1.0.1条的规定[1]。”这里明确了消能减震建筑的抗震设防目标应高于一般依靠自身强度及变形能力(延性)来抗御地震的建筑的抗震设防目标,但未具体明确不同情况下消能减震结构的抗震设防目标。因而,要依据这一规定来进行抗震设计尚有困难。根据对消能减震结构减震能力的系列研究、考虑不同工程情况可能的不同要求以及工程实践经验并参考传统建筑的抗震设防目标的要求,为了促进消能减震结构抗震设计技术的进步与在工程中的实施,本文提出减震结构的抗震设防目标可具体化为如下A、B、C三类。
(1)A目标
抗震设防目标与现行建筑抗震设计规范规定的传统结构抗震设防目标相同。这个设防目标要求“小震不坏,中震可修,大震不倒”。由于不同原因导致结构在多遇地震下尚不能满足规范要求、或需采取明显不合理的过分加强措施才能满足规范要求、以及既有建筑抗震加固要求设防目标与传统结构抗震设防目标一致时,结构可设计成这类设防目标的减震结构。
(2)B目标
当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用。这个设防目标要求“中震不坏,大震可修”。多数减震结构可按照这个设防目标设计。
(3)C目标
当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理或经简单修理可继续使用。这个设防目标要求“大震不坏”。对于消能减震要求更高的减震建筑及在较低设防烈度地震区,可采用这类设防目标。
上述设防目标对于框架结构完全适用,而且更易于实现。研究和工程实践均表明,设置阻尼器的减震结构在技术上使建筑在地震作用下达到上述抗震设防目标B、C是可能的,在经济上减震结构和传统结构相比费用可降低或持平,而且这样的设防目标可使结构在抗御罕遇地震作用时基本上不产生大的损坏,在震后可以使生命线建筑(即地震时不能中断使用的建筑)以及大批重要建筑继续有效工作,发挥其应有作用,从而使整个城市不致在震后瘫痪,与传统的大震不倒的要求相比,可保留并延续建筑和城市的生命,从而为国家和社会带来不可估量的经济效益。
3.结构减震控制分类
结构减震控制分为主动控制、被动控制、半主动控制等。
(1)被动控制不需要外部能源输入提供控制力,控制过程不依赖于结构反应和外界干扰信息的控制方法。如基础隔震、耗能减震和吸振减震等均为被动控制。
(2)主动控制需要外部能源输入提供控制力,控制过程依赖于结构反应信息或外界干扰信息的控制方法。主动控制系统由传感器、运算器和施力作动器三部分组成。主动控制是将现代控制理论和自动控制技术应用于结构抗震的高新技术。
(3)半主动控制不需要外部能源输入直接提供控制力,控制过程依赖于结构反应信息或外界干扰信息的控制方法。
4.减震结构的设计方法及要点
4.1减震结构的设计方法
减震框架结构的设计方法,应根据抗震设防目标的不同,对二阶段的抗震设计方法进行相应的调整,对于A目标设防的减震结构,因为其要求“小震不坏,中震可修,大震不倒”,完全与传统结构的设防目标一致,因此其设计方法也与传统结构一致,即仍然采用二阶段的抗震设计方法:第一阶段进行第一水准下承载力验算和弹性变形验算,第二阶段进行第三水准下弹塑性变形验算(大震不倒验算)。B目标设防的减震结构要求“中震不坏,大震可修”,其抗震设计也分成两阶段:第一阶段进行第二水准下承载力验算和弹性变形验算,第二阶段进行第三水准下弹塑性变形验算(大震可修验算)。需要指出,B目标设防的减震结构虽然也进行第二阶段第三水准下弹塑性变形验算,但此时结构还是比较接近弹性的,其层间位移角将大大低于A目标设防的减震结构的弹塑性层间位移角。C目标设防的减震结构要求“大震不坏”,因此只进行第三水准下承载力验算和弹性变形验算一个阶段设计。
4.2减震结构抗震设计要点
减震结构的设计要点如下所述:
(1)确定减震结构设防目标和设计验算内容。
(2)房屋的抗震等级原则上可按照规范规定确定。
(3)钢筋混凝土框架减震结构的弹性层间位移角限值可取1/500,多高层钢结构框架的弹性层间位移角限值可取1/300。罕遇地震作用下弹塑性层间位移角限值可按表2取用。变形验算时,地震作用取标准值,各作用分项系数取1.0。
5.结论及建议
根据减震框架结构与传统框架结构的抗震性能和地震反应差异,对于减震结构的抗震构造措施,本文初步建议如下:
(1)按A目标抗震设计的减震结构,其抗震构造措施原则上与现行规范规定相同。
(2)按B目标抗震设计的减震结构,其抗震构造措施可降1度,即7度区按6度区构造,8度区按7度区构造,9度区按8度区构造。这是因为按B目标抗震设计的建筑,通过消能减震其地震反应比一般传统依靠延性的抗震设计要降低1~1.5度,即在设防烈度地震作用下降低1.5度,在高于设防烈度的罕遇地震作用下降低1度。
(3)按C目标抗震设计的减震结构,其抗震构造措施均按6度区构造。这是因为按C目标抗震设计的建筑,通过消能减震,结构将处于或基本上处于弹性状态工作。
重视减震结构的概念设计。只有将概念设计、结构分析和结构细部设计完美结合起来,才能设计出安全、经济且美观的结构。
参考文献
[1]建筑抗震设计规范(GB50011-2001),中国建筑工业出版社,2001
工业建筑抗震设计标准范文1篇6
[关键词]抗震设计;基于性能;地震设防水准;设计方法;位移影响系数法;能力谱法;直接位移设计法
中图分类号:TE577文献标识码:A文章编号:1009-914X(2016)04-0313-01
一、基于性能的抗震设计的产生
20世纪初期,日本的森房吉教授(1868―1923)在对当时的地震灾害和理论认识进行研究之后,提出了最早的结构抗震设计方法。在之后的一百年间,随着科学技术的不断发展,人们对地震的反映特征和发展特征的研究和把握不断深入,结构抗震设计理论及方法也在不断进步当中。
目前“大震不倒,中震可修,小震不坏”,作为抗震结构设计指导思想被国际普遍认可。至此,抗震结构设计可以说已经取得了显著的进步,此类建筑在地震中也表现出较好的抗震性能。但是,目前的三个水准的设计理念主要是以保护人类生命安全为目的,对于地震造成的其他破坏不能很好地进行控制。尤其是现代社会的高速发展使得大量人群、财富和资源可能集中在某一区域,如大城市中。在这些区域一旦发生地震,将会造成巨大的经济损失,对生还者的心里造成严重打击,也是十分不利于震后重建工作的开展。因此,要求人们在进行抗震设计时不仅防止地震对生命安全造成伤害,也要尽可能减少房屋倒塌对其他方面造成破坏。基于以上考虑,在1994年美国洛杉矶大地震和1995年日本阪神大地震之后,基于性能的抗震结构设计被广泛研究推广,并被认为是未来抗震结构设计的主要指导思想。
这项设计最早出现在桥梁抗震设计中,用量化的抗震指标来控制抗震性能,从而改进传统的设计理念。1995年,这一理念被美国放眼21世纪委员会提出了之后,便得到了美国政府的大力支持,日本、新西兰、澳大利亚、英国、智利等国家也先后投入研究。
二、基于性能抗震设计的特点
通过与现行抗震设计理念的对比,可得到基于性能抗震设计理念的特点。
1.采用多级设防。与现阶段“大震不倒、中震可修、小震不坏”的三阶段设防目标
相比,基于性能的抗震设计注重多级防护,注意保护建筑的内部设施与非结构件,从而达到了在地震发生时既保护业主安全又减轻了业主和社会的经济损失。
2.投资准则效益。投资准则效益反映了抗震设计思想的重要转变,是基于性能抗震设计的一个基本原则。即从只注重安全变为同时注重安全、经济等多个方面。根据这一准则,结构设计按照结构性能的要求,考虑到所拥有的所有资源,在安全和经济之间找到平衡、合理的切入点,得到优化的最佳方案。
三.设防水平
1.地震设防水平。地震设防水平是指在未来可能作用于建筑结构的地震强度大小。由于地震设防水平直接决定了建筑物的抗震能力,所以它在基于性能的抗震设计的理论中占有重要的位置,应充分考虑到已优化的经验基础,并根据地震参数具体确定。
2.结构性能水平。结构性能水平是在预期地震等级的作用下对建筑物破坏的最大程度。由于基于性能的抗震设计是考虑到结构构件、内部设施、非结构构件、装修等多种因素,因此除了应该对对建筑主体结构带来的损失有控制力外,还要充分考虑到对非主体的损坏的控制。所以说,能兼顾主体与非主体结构破坏程度的结构性能水准才是科学的、合理的。
四、基于性能抗震设计的方法
目前基于性能的抗震设计方法主要有:位移影响系数、直接位移、能力谱设计等方法。
1.位移影响系数法。该方法基于结构性能设计,即通过分析预先得到位移的最大期望值,然后利用模态、等效的方法进行确定,从而修正此系数。但是此方法目前也存在着一些问题,比如无法具体地体现出抗震水准与具体结构、楼层的损坏情况。
2.直接位移设计法。本方法适用于结构性能设计,即根据地震等级预期计算位移,使结构达到预期位移。本方法最大的特点是概念简单,但是只能从建筑材料的极限变化确定相应数值,不能考虑到预期之外的地震效应。
3.能力谱法。能力谱法是将地震反应谱与能力谱曲线转化成需求谱,从而评判该建筑的抗震性能。本方法侧重于对结构的实际性能进行评估与检验。另外,能力谱法只适用于分布比较均匀且平面结构可化简的结构。
总结:
基于性能的抗震设计是一个涵盖范围很广的体系,与现行抗震设计相比,它具有以下优点:
(1)基于性能的抗震设计目标多而且具体,具有更强的可操作性与适应性,也具有更
大的实际作用意义。
(2)基于性能的抗震设计提供给了设计者更大的灵活性。在符合相关规定与要求的前
提下,设计者可自行选择能实现业主抗震目标的设计方案与相对应的结构措施,充分发挥了设计者的创造性与创新性。
(3)基于性能的抗震设计将之前单一的以保障业主生命安全的抗震目标转变为在不同
的地震风险等级下满足不同的抗震需求,并综合了经济、安全等多方面因素,充分考虑到了投资、震后损失、灾后重建、社会效益与业主的承受能力等多方面因素,更符合当今社会的需求。
基于性能的抗震建筑结构设计思路已经成为了未来抗震设计的主要发展思想,,得到了国际社会的广泛认可。特别是美日两国,在这一方面进行了大量的研究,并得到了一定成果。我国在这个项目的研究上起步较晚,但是为达到与国际社会同步,我国与国际社会上在这方面取得先进成果的专家多次进行学术交流,中国许多高校目前也已经开展了此项研究,从而发展出适合我国国情的基于性能的抗震设计方法。
参考文献
[1]欧进萍,何政,吴斌,邱法维.钢筋混凝土结构基于地震损伤性能的设计[J].地震工程与工程振动,1999(1).
[2]孙俊,刘铮,刘永芳.工程结构基于性能的抗震设计方法研究[J].四川建筑科学研究,2005(3).
[3]小谷俊介,叶列平.日本基于性能结构抗震设计方法的发展[J].建筑结构,2000(6).
[4]韩小雷,郑宜,季静,黄艺燕.美国基于性能的高层建筑结构抗震设计规范[J];.地震工程与工程振动,2008(1).
[5]蒋建.基于性能抗震设计方法与基于承载力抗震设计方法比较研究[J].结构工程师,2008(4).
工业建筑抗震设计标准范文
关键词:建筑结构;抗震设计;
中图分类号:TU3文献标识码:A
一、建筑抗震结构设计原则
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。
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。
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。
二、建筑结构抗震性能设计方法的有关规定
抗规和高规均规定了抗震性能设计方法,明确了抗震性能水准、抗震性能目标和具体的计算方法。高规第3.11.1条将结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级,将结构抗震性能水准分为1、2、3、4、5五个水准,各抗震性能目标均与一组在指定地震作用下的结构抗震性能水准相对应。高规第3.11.2条给出了结构抗震性能水准的宏观判别。抗规有与高规基本一致的相关规定。在执行过程中,发现现行抗震性能设计方法尚存在以下几个问题有待解决:
上述性能设计中的性能目标,缺少与1989年版抗规及现行规范一致的设防目标。性能目标C:在小震、中震、大震时分别对应性能水准1,3,4,小震时的水准1、中震时的水准3与高规中的设防目标一致,但大震时的水准4“修复或加固后可继续使用”,显然比高规中的大震设防目标高。性能目标D:小震、中震、大震分别对应性能水准1,4,5,小震水准1与高规一致,中震性能水准4“修复或加固后可继续使用”,明显低于高规中的中震的“一般修理继续使用”的设防目标,大震水准5基本与高规中的大震一致。目前许多业主和设计单位都认为D级性能目标偏低,而采用C、D级性能目标及性能水准1,3,5进行抗震设计。
为此建议增加一个性能目标D,其小震、中震、大震的性能水准分别为性能水准1,3,5,这样可与1989年版抗规及现行规范的设防目标一致,这也与当前一些设计单位的实践做法一致。
多遇地震时性能水准1与设防烈度地震时的性能水准1的涵义是不同的,应加以区别。建议用性能水准1表示多遇地震,它除应满足弹性设计要求外,其验算公式还含有与抗震等级有关的增大系数及其他内力增大系数,因此它比弹性设计有更高的安全度。在设防烈度地震时,用性能水准1表示满足弹性设计要求,但相应验算公式不含有与抗震等级有关的增大系数及其他内力增大系数,对关键构件宜允许单独进行性能设计。对于某些致命的关键构件,不必与整个结构的性能目标一致,可单独进行性能设计。采用性能设计时应更加灵活地应用,随不同构件设计的需要采用相应的性能水准。建议补充不同结构类型的性能目标,有利于不同设计单位在设计时统一标准。建议列出各种不同类型结构在不同水准时构件的性能状态。
抗震构造措施。抗震构造措施是针对强地震作用下结构进入弹塑性状态,结构应有足够的延性才能抵御大地震袭击而采取的。在实际高层建筑设计中很少选用性能目标A、B,当结构条件符合性能目标A、B时,因大震下主要受力构件仍处于或接近弹性阶段,因此应对抗震构造措施的作用进行研究,区别对待:1)对于6、7度烈度区,考虑到中长期预报尚未过关,原定烈度地区发生高于该烈度的大地震的案例很多,建议抗震构造措施不降低;2)对于8度及8度以上高烈度区,除特别重要和在地震时需要维持正常运行功能的建筑外,其他建筑的抗震构造措施建议按降低1度采取;3)对特别重要和在地震时需要维持正常运行功能的建筑,除构造措施不降低外,并建议用特大震,即高1度大震,进行弹塑性性能复核。采用性能目标C、D*、D时,抗震构造措施仍然按照常规设计的有关规定采用而不再降低。
三、建筑结构抗震性能设计方法建议
性能目标与性能水准。结构抗震性能目标分为A、B、C、D*、D五个等级,结构抗震性能水准分为1*,1,2,3,4,5六个水准(表1),各性能目标均与一组在指定地震作用下的结构抗震性能水准相对应。
结构抗震性能目标表1
结构抗震性能水准。结构抗震性能水准可按表2进行宏观判别。
各性能水准结构预期的震后性能状况表2
各类结构的抗震性能目标。为使用方便,结构抗震性能目标可按结构类型改写为表3-7,其中性能目标C、D*、D所对应的性能水准按表1选取。表3-8中:1)量词“个别”为小于10%、“部分”为20%左右,“较多”为30%左右,“大部分”为50%左右“普遍”为75%左右;2)多遇地震下弹性加“*”表示与设防烈度地震下的弹性进行区别;3)不屈服指截面内钢筋应力低于屈服强度标准值。
框架结构抗震性能目标表3
楼盖抗震性能目标。在地震作用下,结构楼盖系统主要起着协调周围各连接竖向构件抗侧力的作用。一般建筑平面规则且楼板面无大的缺失、开孔或凹凸变化的情况,在地震作用下楼板面内仅产生较小的应力,此时的楼板可定义为普通构件,其抗震性能目标可相应定得较低,但有时楼板在地震作用下起着关键构件的作用,如常见的弱连接楼盖,此时如果楼盖严重破坏将导致与其相连接的竖向构件丧失承载能力,因此合理确定其抗震性能目标十分重要。
个别关键构件的性能设计。应根据结构特点对个别关键构件或部位单独进行性能设计。
抗震构造措施。对不同性能目标不同抗震设防烈度区的建筑采取适当的抗震构造措施。
四、结语
建筑抗震结构设计直接关系到建筑质量,同时也关系到建筑行业的发展和未来,在人们对建筑要求越来越强烈的背景下,未来满足人们的需求,必须对建筑抗震结构的设计工作进行全面的了解。高层建筑是建筑未来的主体形式,要做好高层抗震建筑的设计,应该以抗震结构设计为立足点,确保建筑行业经济和社会效益最大化的实现。
参考文献
[1]TJ11-74工业与民用建筑抗震设计规范[S]北京:中国建筑工业出版社,1974
[2]TJ11-78工业与民用建筑抗震设计规范[S]北京:中国建筑工业出版社,1978
工业建筑抗震设计标准范文篇8
第二条在抗震设防区从事房屋建筑工程抗震设防的有关活动,实施对房屋建筑工程抗震设防的监督管理,适用本规定。
第三条房屋建筑工程的抗震设防,坚持预防为主的方针。
第四条国务院建设主管部门负责全国房屋建筑工程抗震设防的监督管理工作。
县级以上地方人民政府建设主管部门负责本行政区域内房屋建筑工程抗震设防的监督管理工作。
第五条国家鼓励采用先进的科学技术进行房屋建筑工程的抗震设防。
制定、修订工程建设标准时,应当及时将先进适用的抗震新技术、新材料和新结构体系纳入标准、规范,在房屋建筑工程中推广使用。
第六条新建、扩建、改建的房屋建筑工程,应当按照国家有关规定和工程建设强制性标准进行抗震设防。
任何单位和个人不得降低抗震设防标准。
第七条建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、工程监理单位,应当遵守有关房屋建筑工程抗震设防的法律、法规和工程建设强制性标准的规定,保证房屋建筑工程的抗震设防质量,依法承担相应责任。
第八条城市房屋建筑工程的选址,应当符合城市总体规划中城市抗震防灾专业规划的要求;村庄、集镇建设的工程选址,应当符合村庄与集镇防灾专项规划和村庄与集镇建设规划中有关抗震防灾的要求。
第九条采用可能影响房屋建筑工程抗震安全,又没有国家技术标准的新技术、新材料的,应当按照有关规定申请核准。申请时,应当说明是否适用于抗震设防区以及适用的抗震设防烈度范围。
第十条《建筑工程抗震设防分类标准》中甲类和乙类建筑工程的初步设计文件应当有抗震设防专项内容。
超限高层建筑工程应当在初步设计阶段进行抗震设防专项审查。
新建、扩建、改建房屋建筑工程的抗震设计应当作为施工图审查的重要内容。
第十一条产权人和使用人不得擅自变动或者破坏房屋建筑抗震构件、隔震装置、减震部件或者地震反应观测系统等抗震设施。
第十二条已建成的下列房屋建筑工程,未采取抗震设防措施且未列入近期拆除改造计划的,应当委托具有相应设计资质的单位按现行抗震鉴定标准进行抗震鉴定:
(一)《建筑工程抗震设防分类标准》中甲类和乙类建筑工程;
(二)有重大文物价值和纪念意义的房屋建筑工程;
(三)地震重点监视防御区的房屋建筑工程。
鼓励其他未采取抗震设防措施且未列入近期拆除改造计划的房屋建筑工程产权人,委托具有相应设计资质的单位按现行抗震鉴定标准进行抗震鉴定。
经鉴定需加固的房屋建筑工程,应当在县级以上地方人民政府建设主管部门确定的限期内采取必要的抗震加固措施;未加固前应当限制使用。
第十三条从事抗震鉴定的单位,应当遵守有关房屋建筑工程抗震设防的法律、法规和工程建设强制性标准的规定,保证房屋建筑工程的抗震鉴定质量,依法承担相应责任。
第十四条对经鉴定需抗震加固的房屋建筑工程,产权人应当委托具有相应资质的设计、施工单位进行抗震加固设计与施工,并按国家规定办理相关手续。
抗震加固应当与城市近期建设规划、产权人的房屋维修计划相结合。经鉴定需抗震加固的房屋建筑工程在进行装修改造时,应当同时进行抗震加固。
有重大文物价值和纪念意义的房屋建筑工程的抗震加固,应当注意保持其原有风貌。
第十五条房屋建筑工程的抗震鉴定、抗震加固费用,由产权人承担。
第十六条已按工程建设标准进行抗震设计或抗震加固的房屋建筑工程在合理使用年限内,因各种人为因素使房屋建筑工程抗震能力受损的,或者因改变原设计使用性质,导致荷载增加或需提高抗震设防类别的,产权人应当委托有相应资质的单位进行抗震验算、修复或加固。需要进行工程检测的,应由委托具有相应资质的单位进行检测。
第十七条破坏性地震发生后,当地人民政府建设主管部门应当组织对受损房屋建筑工程抗震性能的应急评估,并提出恢复重建方案。
第十八条震后经应急评估需进行抗震鉴定的房屋建筑工程,应当按照抗震鉴定标准进行鉴定。经鉴定需修复或者抗震加固的,应当按照工程建设强制性标准进行修复或者抗震加固。需易地重建的,应当按照国家有关法律、法规的规定进行规划和建设。
第十九条当发生地震的实际烈度大于现行地震动参数区划图对应的地震基本烈度时,震后修复或者建设的房屋建筑工程,应当以国家地震部门审定、的地震动参数复核结果,作为抗震设防的依据。
第二十条县级以上地方人民政府建设主管部门应当加强对房屋建筑工程抗震设防质量的监督管理,并对本行政区域内房屋建筑工程执行抗震设防的法律、法规和工程建设强制性标准情况,定期进行监督检查。
县级以上地方人民政府建设主管部门应当对村镇建设抗震设防进行指导和监督。
第二十一条县级以上地方人民政府建设主管部门应当对农民自建低层住宅抗震设防进行技术指导和技术服务,鼓励和指导其采取经济、合理、可靠的抗震措施。
地震重点监视防御区县级以上地方人民政府建设主管部门应当通过拍摄科普教育宣传片、发送农房抗震图集、建设抗震样板房、技术培训等多种方式,积极指导农民自建低层住宅进行抗震设防。
第二十二条县级以上地方人民政府建设主管部门有权组织抗震设防检查,并采取下列措施:
(一)要求被检查的单位提供有关房屋建筑工程抗震的文件和资料;
(二)发现有影响房屋建筑工程抗震设防质量的问题时,责令改正。
第二十三条地震发生后,县级以上地方人民政府建设主管部门应当组织专家,对破坏程度超出工程建设强制性标准允许范围的房屋建筑工程的破坏原因进行调查,并依法追究有关责任人的责任。
国务院建设主管部门应当根据地震调查情况,及时组织力量开展房屋建筑工程抗震科学研究,并对相关工程建设标准进行修订。
第二十四条任何单位和个人对房屋建筑工程的抗震设防质量问题都有权检举和投诉。
第二十五条违反本规定,擅自使用没有国家技术标准又未经审定通过的新技术、新材料,或者将不适用于抗震设防区的新技术、新材料用于抗震设防区,或者超出经审定的抗震烈度范围的,由县级以上地方人民政府建设主管部门责令限期改正,并处以1万元以上3万元以下罚款。
第二十六条违反本规定,擅自变动或者破坏房屋建筑抗震构件、隔震装置、减震部件或者地震反应观测系统等抗震设施的,由县级以上地方人民政府建设主管部门责令限期改正,并对个人处以1000元以下罚款,对单位处以1万元以上3万元以下罚款。
第二十七条违反本规定,未对抗震能力受损、荷载增加或者需提高抗震设防类别的房屋建筑工程,进行抗震验算、修复和加固的,由县级以上地方人民政府建设主管部门责令限期改正,逾期不改的,处以1万元以下罚款。
第二十八条违反本规定,经鉴定需抗震加固的房屋建筑工程在进行装修改造时未进行抗震加固的,由县级以上地方人民政府建设主管部门责令限期改正,逾期不改的,处以1万元以下罚款。
工业建筑抗震设计标准范文篇9
关键词:建筑结构;结构设计;安全性
中图分类号:TU3文献标识码:A
建筑结构的安全性对于建筑结构的设计来说,是至关重要的,安全性能的高低对于国家财产以及人们的自身安全会产生重要的影响,所以,在建筑结构设计的过程中,必须要以安全性能为前提,然后再进行其他性能的考虑。文章对建筑结构安全问题以及提高建筑安全性的有效措施进行了较为详细的阐述,以期对建筑结构设计中安全性的提高提供借鉴。
1建筑结构设计中存在的安全问题
在建筑结构设计过程中,应该充分考虑到建筑施工中所有的影响因素,才能全面的实现建筑安全性的提升。例如,对建筑的抗震功能、建筑材料和设计方案等进行充分的考虑。目前我国建筑工程中,建筑结构设计存在的安全问题,基本是没有达到抗震标准或建筑材料质量得不到保证或设计方案不够合理。
1.1建筑物没有达到抗震标准
我国建筑行业的迅速发展,对建筑管理制度也进行了改进和完善,相关的建筑法律法规也逐渐完善。现行建筑抗震设计规范(GB50011―2010)中:抗震设防三个水准目标,即“小震不坏、中震可修、大震不倒”,根据我国华北、西北和西南地区对建筑工程有影响的地震发生概率的统计分析,50年内超越概率约为63%的地震烈度为对应于统计“众值”的烈度,称为“多遇地震”;50年超越概率约10%的地震烈度,规范取为第二水准烈度,称为“设防地震”;50年超越概率2%~3%的地震烈度,规范取为第三水准烈度,称为“罕遇地震”。抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需修理可继续使用(即小震不坏);当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时,可能发生损坏,但经一般性修理仍可继续使用(即中震可修);当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏(即大震不倒)。从我国近年来发生的地震中可以发现,建筑物的抗震程度还没有达到我国要求的建筑物抗震标准。一些建筑结构设计人员对建筑物的抗震性能不够重视,容易造成安全隐患,威胁建筑物的安全。
1.2建筑材料质量得不到保证
因为我国建筑行业的迅速发展,所以建筑企业之间的竞争非常激烈。一些建筑企业为了谋取私利或者降低建筑生产成本,经常忽略建筑材料的质量或者偷工减料、以次充好等,这些都是影响建筑安全性的因素。建筑材料因为建筑企业的降低生产成本,提高经济效益的目的,在建筑结构设计中被过度结余、偷工减料,容易为建筑物的质量安全留下隐患,不利于建筑安全性的提升。例如,一些建筑企业为了节约成本,在建筑过程中使用冷轧变形钢筋"这种钢筋虽然具有较高的强度,但是韧性较小,而且脆性很大,在建筑物中使用之后,会降低建筑物的抗震性能,威胁建筑物的安全。
1.3建筑结构设计方案不合理
虽然我国建筑行业得到了迅速的发展,但是,目前我国的建筑设计人员在专业知识和专业水平上,都和国外有较大的差距,存在专业素质有待提高和实际经验不足等问题。在建筑结构的设计过程中,要充分的考虑到楼梯和电梯的数量和位置设置,既要符合使用要求,又要满足消防需要,减少因为安全事故对建筑物的影响,避免更多的人员伤亡和经济损失。现行抗规(GB50011―2010)中指出“建筑的抗震性能化设计,立足于承载力和变形能力的综合考虑,具有很强的针对性和灵活性。针对具体工程的需要和可能,可以对整个结构,也可以对某些部位或关键构件,灵活运用各种措施达到预期的性能目标――着重提高抗震安全性或满足使用功能的专门要求。例如,可以根据楼梯间作为“抗震安全岛”的要求,提出确保大震下能具有安全避难通道的具体目标和性能要求”建筑安全的影响因素有很多,需要设计人员在建筑结构设计过程中,充分考虑,进行综合评价和分析,保证设计方案的科学化和合理化,才能有效的实现建筑安全性的提升。
2提高建筑结构设计中安全性的有效措施
2.1仔细斟酌抗震设计的细节
对于多地震的国家,保证建筑物良好的抗震性能,从而减少地震发生时的人员伤亡以及财产损失是极其重要的。因此,作为建筑结构设计水平的重要组成内容,提高建筑结构自身的抗震设计水平势在必行。依据建筑结构抗震设防的规定对抗震水平进行设计,建筑物的抗震性能须符合建筑抗震标准的相关要求。
2.2进一步加强建筑设计师的专业素养
我国建筑业在不断的发展变化,现如今,建筑结构设计的形式以及内容发生了非常大的变化,对于技术的要求也是变得非常高。因此,对于建筑结构设计师知识的掌握程度提出了更高的要求。近年来,建筑结构设计主要是凭借于相关专业软件,这些软件的专业性较强,并且难度大,很大一部分设计师对其掌握的程度还达不到要求。所以,我们须不断举办新技术以及新识的培训,不断开发出更为优秀的设计软件,去除旧念、不断学习、勇于创新。要致力于建设出专业知识牢固、实践经验丰富、道德与专业素质高的设计队伍。
2.3提高建筑设计师的质量意识
建设结构设计是一项全面而又系统的工作,这就要求设计师一定要具备牢固扎实的理论知识、灵活多变的创新思维以及求真务实的工作态度。建筑设计可以算是一项浩大的工程,设计师须具备严谨求实的工作精神,对建筑工程所有部件的设计都要了熟于心,一定要对表面以及深层做好全面的了解。设计师须对章程以及规范的内容进行深刻的理解,并在实际工作的过程中将二者进行联系,在工作中须精益求精,要经常对工作中的教训与经验进行反思与总结,并进行细致的记录,供以后工作的参考。对工作全心全意也是对自己负责任,在设计的过程中要不断发挥自己的聪明才智,使设计的作品不但具备安全性,还能充分表达出自己的想法,对建筑结构的安全性进行保证。
2.4进一步规范建筑结构的设计
我国的建筑业在不断的发展,国家为了规范建筑行业的行为,提高建筑结构自身的质量,出台了相关的政策。这些政策除了从技术角度对企业的行为进行规范,还具备了法律的强制性"随着社会的进步,政策也在进行相应的修改与完善,作为结构设计师,在设计时要遵守法则,严格执行规范规定,降低安全隐患,使建筑设计能够真正做到以人为本。
2.5不断创新建筑结构设计的模式
提高建筑结构的设计水平,也就是意味着要使设计成品比现有的成品具备更高的水准!更加经济以及更加合理的结构形式。建筑结构技术在不断的更新与变化,身为结构设计工程师,还需不断进行创新。虽然在推广应用的过程中会有各种各样的困难或者是阻力,作为设计工程师须勇于克服各种困难与阻力,精益求精,做推新的积极支持者与执行者。
3结束语
建筑结构设计是建筑施工过程中重要的前提条件,在建筑结构设计过程中,充分认识到可能会威胁建筑安全的因素,提前制定应急措施。在实际的建筑施工过程中,认识建筑结构设计的重要性,按照计划进行建筑施工,结合实际的施工情况,对建筑结构设计做出调整,全面的考虑建筑安全性的影响因素,才能确保在建筑结构设计中建筑安全性的提升。
参考文献:
[1]李雪涛、张爽.建筑结构设计中建筑安全先性提高的措施分析[J].黑龙江科技信息,2013,24.
工业建筑抗震设计标准范文1篇10
重庆位于我国南北地震带中段东侧,属中强地震比较活跃的地域,1996年重庆市被国务院列为全国地震重点监视防御城市。重庆地区的中强地震具有震源浅、烈度高、震害严重、易导致严重的次生灾害等特点。由于重庆乡镇人口集中,地震所造成的灾害损失和社会影响很大。近年来,随着重庆经济社会的发展,城乡居民的住房条件有了明显改善,但广大农村地区仍是防震减灾工作的薄弱地区。因此逐步提高农村防震能力是当前迫切开展的一项工作,是加强农村防震减灾工作,统筹城乡一体化的必然结果。
一、重庆农村民居防震设防应对措施
农居抗震设防历来是防震减灾工作的薄弱环节,我国在前几年确定防震减灾十年目标时,是以城市为重点,要求在各级政府和全社会的共同努力下,争取用10年左右时间使我国大中城市和人口稠密、经济发达地区具备抗御6级左右地震的能力,当时农村的抗震设防工作没有提到议事日程。随着农村经济的发展和地震对农村经济破坏的加重,农居地震安全工程已引起了党和政府的高度重视,并提出了“突出重点、全民防御,健全体系、强化管理,社会参与、共同抵御”三大战略要求。
为贯彻落实全国农村民居防震保安工作会议精神,努力提高农村民居防震保安能力,2007年重庆市建委、市地震局提出了全市的农村民居地震安全工程的实施意见;2008重庆市政府拟出台文件,要求按高于《中国地震动参数区划图》确定的抗震设防要求设计,提高重庆市新建、改建大楼的防震标准;2009政府又安排300万元专款,组织有关专家和科研单位,开展农村民居经济实用抗震技术和农村民居巴渝建筑风貌特色研究,编制实用技术标准。目前,区县的抗震民居示范工程已经逐步启动。
二、农村民居抗震设防基本状况和存在的问题
随着改革开放以后人民群众物质文化生活水平的提高,村镇建筑(本文仅指不纳入建设行政主管部门管理的居民建筑)建设的快速增长,居民的房屋结构也由传统的土坯或土木结构逐渐改为砌体结构、框架结构。但由于缺乏有效的技术指导,多数建筑在没有规范设计和规范施工的情况下就已建成,留下了不少的安全隐患。具体问题在于:一是目前重庆市村镇建筑多由居民自己出资,在自有土地产权范围内建设,一般不纳入政府职能部门的基本建设管理范围,大多无正规设计标准,房主仅为了满足自身需求,依照自己拟定的功能、开间尺寸、进深尺寸、层高、层数等来进行建盖;二是施工方大多属无资质的农民施工队,工匠技能参差不齐。建盖过程中,凭建房农民自己的经验和感觉,甚至是错误的经验就把房屋结构建盖起来;三是建筑经费使用不合理,主要追求住房的高大、宽敞、明亮,在外表装饰上投入过多,在结构抗震上过分省钱,有的甚至不与考虑过房屋结构的抗震问题;四是地基选择不合理,地基挖掘深度不够,处理方式简单,大多数仅在地面下50公分左右填埋碎石或片石,很少打地圈梁,基本没有加钢筋,多层建筑大多没有圈梁;五是承重墙厚度达不到要求,有的砖混结构承重墙仅是l2墙,普遍存在砖木结构房屋层高超高,达4~5米;六是砂桨比例不合理,粘接强度差,建筑质量差,忽视抗震设防标准,达不到抗震设防的要求。
从重庆5个乡镇民居的调查统计分析情况看:个别地区乡镇经济发展较快,农民生活逐渐富裕,房屋建筑情况相对好些,主要以混合和混预结构为主,采用了圈梁,结构上具有一定的抗震能力,约占调查总数的10%;以砖混合预制结构为主的农家自建楼房,建房过程中根本未考虑抗震设防因素,施工人员技能普遍很低,特别是部分房屋的选址不科学、地基不稳定,不符合抗震设防要求,虽然这类房屋具有一定的抗震性能但很脆弱,约占调查总数的25%;在有些偏僻山区的情况相对较差,由于经济原因主要以土木结构(土坯房)为主,少部分为砖木结构,房屋基本不具备抗震能力,约占总数的65%。总体上看,农村民居抗震能力十分脆弱,推广和加强农村民居地震安全工程的工作十分必要。
三、推行民居抗震设防工作需加强的几项工作
推进农村民居地震安全工程是一项复杂的系统工程,是一项长期而艰巨的任务。各级政府要在民居安全工程建设中发挥主导作用,将其纳入政府的议事日程,要落实分管领导、责任到人。在推进农村民居防震保安工作中不容忽视以下几个方面:
1、专家参与设计,组织进行抗震性能房屋建设论证。针对不同地区、不同经济条件下各种机构类型,给出当地群众经济上易接受的抗震技术措施和指导性建议。通过编制地区性房屋抗震技术标准和抗震构造图集的形式,指导村镇房屋建造,提高其综合抗震能力。
2、领导重视。少数乡镇政府对农居抗震设防工作没有给予足够的重视,干部群众防震减灾意识淡薄,存在侥幸心理,对推广民居地震安全工程积极性不高,没有建立农居档案,心中无数,这种现状对今后的抗震救灾工作极为不利。
3、严把五关。严把选址关:严格规划选址实行统一规划、分栋(分户)自建,严格按建设程序审批。规划选址用地避开山洪、风口、泥石流、洪水淹没、风景区核心景区、地下采空区、高压输电线路等,并要求有充足的水源和便利的交通条件,以方便生产生活;严把建筑设计关:住宅方案供农民选择使用,免费向村民提供住宅设计图集,住宅设计一般为2~4层,达到国家技术标准,满足农村生产生活需要;严把施工关:以镇为单位编制施工方案,组织有资质的施工企业或持证工匠施工,杜绝无证施工,加强施工安全管理;严把工程质量关:聘请监理公司或区质监站对农房建设进行监理和监督,同时还应建立由镇村管所技术人员、村组干部、建房业主代表三方组成的质量监督小组进行质量监督;严把建筑材料关:凡进入施工现场的建筑材料及构配件必须符合国家标准,凡不能满足技术标准的一律禁止进入施工现场。
4、加强宣传教育。农村长期存在防震抗震知识不足,对建房质量认识不能到位,采用科学、灵活、及时有效的宣传方式,通过各种宣传媒体,将农村住宅建设防震抗震知识普及到乡(镇)、村庄和农户,使广大农民建设安全农居变为维护自身生命财产安的自觉行动,增强市民防震意识。
5、加强监管,保障农村民居抗震质量。把抗震设防管理纳入工程审批、规划、勘察、设计、施工、验收等各个管理环节中,加强监管,确保抗震设防质量。
四、结束语
农村民居防震保安工作要结合新农村建设来改善农民居住条件,是加强农村民居防震减灾能力的一种基本措施。同时,积极宣传,提高农民认识,让农民自主自愿参与实施地震安全民居工程,做好抗震设防技术指导和服务是实施地震安全民居工程的核心。
(作者单位:重庆大学建设管理与房地产学院)
主要参考文献:
[1]陈东良.真抓实干求真务实扎实推进农居地震安全工程试点工作.高原地震,2007.1.
[2]罗书山.山地城镇防震规划初探.重庆建筑工程学院学报,1991.4.
工业建筑抗震设计标准范文篇11
基于功能利用的建筑结构抗震模型设计是结构抗震设计在理论上的一个重大突破,也是地震工程发展历程中的重要篇章。该理论主要包括以下三个关键内容,即地震设防水准、建筑结构的抗震性能水准、建筑结构的抗震性能目标。
1.地震设防水准
地震设防水准指的是将来可能作用在建筑结构上的地震强度的大小。因为地震设防水准对建筑结构的抗震性能有着直接的影响,所以在基于功能利用的建筑结构抗震模式设计理论中,地震设防水准的选定十分重要。因此,在建筑结构抗震模式设计过程中必须将地震设防水准精细化,以确保不同等级的抗震设防水准能够在不同的地震强度作用下有效地控制建筑结构的损坏状态。
2.建筑结构的抗震性能水准
建筑结构的抗震性能水准指的是在不同的设防地震等级作用下的建筑物可能的最大损坏程度,其包括建筑结构的完整性、适应性以及安全性等。根据研究实际的地震灾害可知,按照传统设计理念设计出来的建筑物虽然能够避免因为坍塌所造成的人员伤亡,却无法有效减少因为建筑物结构破坏所造成的基本设备、构件功能缺失带来的巨大经济损失。基于功能利用的建筑结构抗震模式的设计要求,要考虑非结构构件、结构构件、建筑内部设备与装修等多项影响因子。还要据此设定详细、准确地建筑结构的抗震性能水准,以便扩大选择范围。
3.建筑结构的抗震性能目标
建筑结构的抗震性能目标指的是根据某一设防的地震等级所预期达到的建筑结构抗震能力。确立建筑结构的抗震性能目标必须综合考虑各项影响因素,比如工地特征、工程投入和效益、建筑的潜在价值等。其中,按建筑物的重要程度将结构抗震性能目标划分为基本设防目标、重要设防目标、特别设防目标。
二、基于功能的建筑结构抗震设计方法简介
国内外工程界学者对基于功能利用的建筑结构抗震模式设计方法的研究给予了高度的重视,在抗震设计的目标与理念上大致形成了统一的观点。一般情况下,基于功能利用的建筑结构抗震设计方法跟归纳为承载力设计法、位移设计法、能量设计法三种。
1.承载力设计法
当前,在世界各地的建筑结构抗震设计规范中往往采用承载力设计法。因此本文不做具体介绍,主要介绍一下两种设计方法。
2.位移设计法
位移设计法即先采用代替结构法把结构表示位移等效单自由度振子,用最大位移时的割线刚度和适合于非弹性反应时吸收的滞变能量的等效粘滞阻尼来表征结构,然后用预先确定的设计位移反应谱和由预期的延性求得估计的阻尼,由设计位移可求出最大位移时等效周期。因此,根据单自由度振子周期方程便可以求出最大位移时的有效刚度。
3.能量设计法
建筑物结构在强地震作用下,由于发生非弹性形变而造成能量损失。能力设计法指的是通过控制设施构件或者内部结构的能量消耗能力来实现建筑物结构抗震能力的有效控制。然而由于受结构复杂性的影响,导致其滞回耗能的计算过程错综复杂,存在较大的误差。
三、结语
工业建筑抗震设计标准范文篇12
关键词:建筑结构;抗震效能设计
地震实践表明,破坏性地震引起的人员伤亡和经济损失,主要是由于地震时产生的巨大能量使得建筑物、工程设施发生的破坏和倒塌,以及伴随的次生灾害造成的。要想最大限度地减轻地震灾害,工程建设时必须进行科学合理的抗震设防,这是人类减轻地震灾害对策中最积极和最有效的措施。
1、基于结构性能的抗震设计理论
基于结构性能的抗震设计理论是以结构抗震性能分析为基础,根据设防水准的不同,将结构的抗震性能划分为不同的等级,设计者可根据业主的要求,确定合理的抗震性能目标和合理的结构措施。
1.1结构的基本性能水准
结构的基本性能水准包括适用性、破坏控制和安全性三个方面。安全性是指结构遭受可能发生的最大地震作用时对结构性能的最低要求;适用性是指在常遇地震作用下避免结构发生破坏,从而保证震后尽快恢复使用,也是结构所应具备的基本要求;破坏控制水准是在大震发生时控制财产损失、社会影响在可接受的范围内,该水准可由业主自行选择。
1.2设计理论的基本内容
基于结构性能的抗震设计理论的基本内容应包括地震设防水准、结构抗震性能目标和结构抗震设计方法等三个方面。
1.3地震设防水准
基于结构性能设计理论的实质就是要控制结构在未来可能发生的地震作用下的抗震功能。地震设防水准是指未来可能施加于结构的地震作用的大小。由于地震设防水准直接关系到未来结构的抗震能力,因此地震设防水准的选择在基于结构性能设计的理论中占有重要地位。放眼21世纪委员会(Vision2000)宣称,基于结构性能的设计理沦追求能控制结构可能发生的所有地震波谱的破坏水准。为了实现这一目标,需要根据不同重现期选择所有可能发生的对应于不同等级的地震动参数的波谱,这些具体的地震动参数称为“地震设防水准”。Vision2000在关于结构性能设计的研究报告中,建议设防地震等级如表1所示。
表1vision2000中的设防地及等级的划分
设防地震等级重复发健时间超越概率
常遇地震43年30年内50%
偶遇地震72年50年内50%
罕遇地震475年50年内10%
非常地震970年100年内10%
结构的抗震性能与结构的地震作用有关。通过对与上表地震等级有关的地震动参数的选择,可将结构在地震中的破坏程度控制在预计的范围内。另外,地震加速度峰值、频谱和持时是反映地震动特征的三要素,也是影响结构地震反应的重要因素。近场地震效应对结构也有较大的影响,而地震动三要素是与震源特征、传播途径、场地条件有关的,采用地震等级为设防标准,从设防地震出发,采用概率一致设定地震和估计近场地震动的其他方法,就可以对不同量级的设防地震的地震参数作出估计。可见,未来的规范应该采用设防地震动和设防地震等级两种参数作为地震设防水准。
1.4结构抗震性能水准
结构抗震性能水准表示结构在特定的某一地震设计水准下预期破坏的最大程度,结构和非结构构件破坏以及因它们破坏引起的后果,主要用结构破坏程度、结构功能性和人员安全性来表达;对于不同等级的抗震性能,都应根据结构类型、整体结构、竖向和横向承载构件、性能水准、结构变形、设备与装修修复使用等方面加以定义,应该表达为量化指标,以便工程设计和评估。
结构抗震设防目标是针对某一地震设防水准而期望达到的抗震性能等级。抗震设防目标的建立需要综合考虑场地特征、结构功能与重要性、投资与效益、震后损失与恢复重建、潜在的历史或文化价值、社会效益及业主的承受能力等诸多因素。美国学者建议将结构抗震性能目标分为三个等级,即基本设防目标、重要设防目标、特别设防目标。基本设防目标是一般建筑设防的最低标准;重要设防目标是医院、公安消防、学校通讯等重要建筑设防的最低标准;特别设防目标是含核材料等特别危险物资的特别重要建筑的最低设防标准。规范提出的抗震设防目标是最低标准,结构抗震性能目标可以根据业主的要求采用比规范的设防目标更高的设防标准。
2、超限高层建筑工程抗震应用示例
2.1大连金广枫景
7度设防的剪力墙结构,Ⅰ类场地,主楼平面为椭圆形且墙体全部落地。结构总高度170m,超过抗震规范适用高度42%,也比高层混凝土规程B级高度超过14%。
该工程的特点是超高较多,但小震的地震力比风力小,常规设计的截面承载力和变形为风力控制。所采用的性能设计要求是:墙体及其连梁的抗震等级采用特一级,比A级高度的剪力墙结构提高二级,而且上部轴压比大于0.2的墙肢设置约束边缘构件。底部加强部位墙体的承载力按中震弹性设计,可基本达到大震不屈服;同时,中震下的截面的平均剪应力为0.4ftk,接近满足大震不出现剪切裂缝的控制条件。总体上基本达到了上述性能目标C的判断准则的要求;考虑地震作用的不确定性,在延性构造上留有余地。
2.2北京兰华大厦
8度设防的框架-剪力墙结构,总高93m。底部五层的楼板偏于一侧,无楼板的一侧为穿层型钢混凝土斜柱,斜柱和斜支撑在五层顶板形成较大的拉力和压力。
针对上述特点,其性能设计的要求是:五层顶板采取加强措施确保静力和地震下的安全;斜柱采取措施减少长细比,并保证在中震下考虑P―效应的承载力按弹性设计,在大震下的变形可得到控制,约为1/450;增加框架部分承担的地震剪力,取20%的总地震剪力,且每个斜柱承担2%的总地震剪力。该结构的剪力墙和在六层以上的结构基本按规范的要求设计,故总体性能仅达到比性能目标E略有提高。
结语
基于性能的抗震设计仍存在一些有待研究和解决的问题,尤其是地震作用大小的不确定性以及计算模型和参数的准确性等问题,可以相信,随着工程的不断应用和研究工作的深入,将会趋于成熟。
参考文献
[1]徐培福等,关于超限高层建筑抗震设防审查的若干讨论[J].土木工程学报,2004,37(1)