建筑抗震设计的基本要求(6篇)
建筑抗震设计的基本要求篇1
关键词:高层建筑;抗震设计;问题
前言
当前随着社会改革的不断深入,经济不断发展,我国城市化进程的加剧,人口、资源都会对我国城市发展带来压力,居住环境的日益恶化,促使着城市为了拓宽生存空间,把建筑思维从简单低层逐步转变到高层、超限高层,对于城市来说,一栋栋耸立的高层建筑印证了高层建筑工程对城市发展的重要性。但是,我们应该看到,毕竟高层建筑或超限高层建筑的施工不同于传统的低层建筑,其抗震设计是确保其安全性的首要考虑因素。下文就高层箭镞工程抗震设计的基本要求、存在的问题以及改善措施进行一一论述。
一、高层建筑工程抗震设计的发展现状
改革开放三十多年来,我国经济发展的同时,也带来建筑业的迅猛发展,我国大中城市中许多设计独特、造型新颖的高层建筑拔地而起。随着高层建筑工程建造的越来越高,高层建筑工程建筑地区和建筑整体造型的复杂化,从而出现了抗震设计缺失和相关设计超出我国现行的设计规范要求的情况。这些问题的出现引起了高度重视,建设部在上个世纪末成立了高层建筑工程抗震设防审查专家委员会,对我国高层建筑工程抗震设计工作的发展做出了巨大的贡献;之后高层建筑工程抗震设防被列于行政许可的范围,对我国高层建筑工程的抗震设计具有里程碑式的意义。为了更好地开展高层建筑工程的抗震设计工作,我国先后对《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》等规范标准进行了修订和改进,对高层建筑工程的抗震设计进一步进行了规范。
但是,在我国高层建筑工程抗震设计工作取得巨大进步的同时,也存在着因为宣传不到位,使得抗震设防政策宣传不到位,高层建筑工程抗震设防出现漏报不报的情况,这需要我国出台相应的政策或加大宣传和处罚力度,从而进一步规范抗震设防工作。
二、高层建筑工程抗震设计的基本要求
高层建筑工程抗震设计的总体原则,就是要遵循“小震不坏、中震可修、大震不倒”的要求,原则一:多遇地震情况下,将采用弹性反应谱法;罕遇地震情况下,进行抗倒塌弹塑性变形验算方式;用多遇地震下弹性动力时程分析与校核弹性反应谱法的结果,会粗略判断结构薄弱层得位置。原则二:采用Pushover弹塑性时程分析判定结构构件塑性铰出现的顺序与分布,以及不同受力阶段得变形发展情况,并获的弹塑性底部剪力(倾覆力矩)。
高层建筑工程抗震设计的基本要求,首先,在抗震设计中要对高层建筑的稳定性、承载度以及建筑工程自身的延伸能力进行全方位的考虑。在抗震设计过程中,确保建筑工程具备安全性能的同时,要针对影响抗震设计或抗震效果的诸多环节进行改善,通过查缺补漏的方式来促使抗震设计具备整体的稳定效果,从而满足高层建筑工程的安全要求。其次,抗震设计体系应该立体分层,发挥整体优势的同时,也要注重各个部分抗震体系的设计,实现抗震防线的层次性。抗震设计体系由许多子系统组合而成,每一个抗震设计子系统的设计由与其他子系统相互联系,从而共同构成整体的抗震设计体系。这种层次性较强的抗震设计,可以在地震发生之后,在进行第一次抗震之后,还会发挥层次的重要性,缓解余震对高层建筑工程的伤害。这就需要在抗震设计中要有意识地去设计或构建一系列的层次感较强的抗震防线,增强高层建筑工程的延伸性和刚柔性,从而缓冲地震余波的冲击,从而提升高层建筑工程的抗震能力。最后,还要重视高层建筑工程薄弱环节的抗震设计。这些薄弱环节在整体的抗震设计中出现是难免的,同时有些可能对抗震效果是致命的。因此,要对高层建筑工程的薄弱环节进行整体的考量和分析,运用力学、建筑学的各种高知识对高层建筑工程的承载能力和延伸能力进行考察,在此基础上对薄弱环节进行加固,使其满足抗震设计的总体要求。
三、高层建筑工程抗震设计存在的问题
高层建筑工程的抗震设计受到诸多因素的影响,如果考虑不周就会使得抗震设计出现问题。下面就高层建筑工程抗震设计中经常出现的问题进行一下说明。
(一)勘探缺失以及相关资料的不足使抗震设计出现问题。勘探缺失以及相关资料不足是由我国的体制和大环境决定的。高层建筑工程抗震设计需要对周围的地质条件及环境进行精准的测评才能够真正发挥抗震能力,但是我国城市化进程中存在急功好利的现象,许多高层建筑工程往往是在规划图设计之后,相关部门批准之后就会立即进行施工;再加上工期的限制,从而根本不会有多余的时间去勘探地质条件以及对建筑本身周围环境进行综合测评,这些资料的缺失等同于抗震设计没有了相关的依据,会导致大事故的出现,哈尔滨阳明滩大桥断裂就是一个很好的教训。
(二)高层建筑工程结构分布不合理对抗震设计带来影响。高层建筑工程在外形上经常面临不规则、不匀称的情形,这种外形结构设计给施工带来诸多困难的同时,也会给整个建筑物的安全性能带来影响。我们知道这些不规则的外形结构设计是在施工过程中无法实现均衡的,这就需要在平面设计中要对这些不规则的外形结构进行综合布置。但是,在实际中,高层建筑工程的这些不规则外形的结构设计在平面设计中对于一些薄弱环节存在考虑不足的情况,从而使得抗震设计无法寻求到均衡点,从而对整体的抗震安全性能产生影响。
(三)负重结构体系设计不合理对抗震设计带来影响。在高层建筑工程整体的方案设计中,负重结构体系设计与抗震设计是一个矛盾体,因为负重结构体系设计会使得整个建筑结构出现不同的受力点,这些不同的受力点存在越多就会对抗震能力带来负面的影响,从而影响建筑整体的安全性能。
四、加强高层建筑工程抗震设计的对策建议
针对以上抗震设计过程中存在的问题,采取有针对性的对策措施来对这些问题进行解决是提升高层建筑工程安全性的必然要求。
(一)高层建筑工程抗震设计应在相关资料齐全的基础上进行。这就需要在抗震设计的前期要针对高层建筑工程所处位置进行地质勘探,对影响抗震效果的周围环境进行测评,把收集到的相关资料和数据进行整理和分析,在对这些资料和数据吃透的前提下再进行抗震设计,这样能够有效的避免因为相关资料和数据不足给抗震设计带来的问题,保证高层建筑工程的安全性,也能节约成本和时间避免施工过程中的反复性。
(二)对抗震设计方案要不断的进行优化,确保抗震效果的最优化。高层建筑工程因其自身特点使得设计复杂和施工困难,各种要求也相对较高,这就要求自高层建筑工程抗震设计过程中要用发展的眼光来看问题,要针对高层建筑工程兴建过程中出现的不同情况有针对性的进行抗震设计方案的优化;对初次设计中存在的隐患和瑕疵要进行及时的纠正,从而保障高层建筑工程的安全性。
(三)优化高层建筑工程的受力结构体系。对于受力结构体系设计要本着实现整体平衡的原则进行,要对各个受力点进行合理布局,使其能够满足高层建筑工程抗震防震的要求,保障整个建筑整体安全。
总结:
我们相信随着高层建筑工程的不断的拔地而起,随着抗震设计不断的得到重视、不断的优化和发展,我国高层建筑工程的抗震防震性能会有质的提升。相信高层建筑工程会让城市变为“天空的世界”,高层建筑尤其是超限、高层类建筑。将会成为未来城市的重要标志,会成为某些大中城市的亮丽名片。
参考文献:
[1]于险峰.高层建筑结构抗震设计[J].中国新技术新产品,2010.
[2]刘艳辉.城市高架桥抗震性能水准的量化[J].西南交通大学学报,2010.
[3]郑黄鹤.浅析高层建筑梁式转换层结构设计的要点[J].中国建设信息,2010.
建筑抗震设计的基本要求篇2
关键词:中小学建筑;混凝土结构;抗震性能
我国向来是一个地震发生比较频繁的国家,由于地震是一种不可控制的自然因素,而且一旦发生较大地震的时候,会对建筑物以及人们的生命财产造成极大的危害。中小学校是学生日常学习、生活的基本场地。它人员比较密集、活动也比较频繁,如果其建筑的抗震能力不达标,一旦发生地震的时候,其结果是不可想象的。所以,本文以此为背景,阐述一下如何提高中小学建筑的抗震能力。
我国目前学校建筑的抗震能力现状
虽然我国目前中小学建筑的抗震能力有限,但相关部门还是制定出了很多加强中小学建筑抗震能力的方案。例如:改变原来的固有形式,加强混凝土的抗震强度,采用纵向的混凝土结构形式,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,通过改变建筑的方案设计,增加其结构安全等来提高整体的抗震能力。有些省份还颁发了一系列的法规条文,加强对其建设单位的监督。对不符合抗震要求的,进行重建或拆除。
在我国比较偏远的地区,由于经济条件的限制,建筑物的材料大多采用砖混结构。虽然其成本比较低,实施起来也比较方便,但它的抗震能力较差,墙体容易开裂甚至倒塌。我们应该加强学校建筑的抗震意识,为祖国的未来设计出安全的生活和学习环境。
一、有关抗震性能的思考
1、传统抗震的设计理念
在世界上比较认可的抗震理念是:小震不坏、中震可修、大震不倒。我国也是采用了其基本要求。同时,我国也采用了二阶段的一种抗震理念。这种理念把对建筑物的抗震性分类四种类别:甲、乙、丙、丁。通过不同的类别对建筑物采用不同的修正方案和措施。这种第二阶段法的具体设计步骤为:第一步为强度验算。以第一水准的参数,通过采取弹性反谱计算的结构计算出弹性地震的作用和它的抗震效果,组合其他的荷载效应,并对建筑墙面进行抗震的载力计算,再通过建筑物的结构和构造布置,计算出其建筑物的变形能力。
总的来说,传统的抗震设计理念有以下几个特点:
(1)、必须以保障人民的生命财产安全为前提,所以与现在建筑的经济、社会等要求不太符合。
(2)、由于这三个水准的要求比较泛泛,没有具体的细节说明,所以无法满足现在投资者的“个性”要求。
(3)、三个水准的抗震设计理念的超越概率为:63.2%、10%、2%。在实际操作中不是很方便。
(4)、关于第二阶段的计算方法是通过以加速度反应作为基本方式,造成了无法解决当做长周运动时所产生的速度和位移问题。
基于传统抗震理念的一些缺陷,国外近几年也在努力研究一些基于性能结构的设计理念。我国在该领域主要还在消化、学习国外的这几年研究成果。在我国抗震范围,专家们认为,未来中国的抗震设计应该顺应世界发展趋势,结合本国国情,研发出适合自己的结构抗震设计理论。
2、抗震性能结构设计概述
近几年,各国专家学者为如何提高建筑物的抗震能力的安全目标做出了三个方面的研究方向:其一、以全面考虑力为主要基础,综合变形、损伤、消耗等各指标。其二、从线性分析到非线性分析的转变。其三、由确定性分析转变为可靠性分析。实际上,传统的抗震设计理念也包含了处于抗震性能的考虑,只是它比较浅显、片面。新的抗震设计理念,对性能的抗震设计进行了广泛的研究和实践,大大提高了建筑物的抗震能力。
3、性能抗震设计的具体操作
(1)、确定标准的设防水准。这是抗震设计的前提。不同的防震标准对于以后工作的具体开展有着关键的指导作用。传统的水准是:小震、中震、大震。现在美国的结构工程师又提出了常遇、偶遇、罕遇、极罕遇这四个水准。
(2)、结构性能参数的确定。一般而言,性能参数有:承载力参数、变形参数、能量消耗参数及累积损伤参数。关于参数的确定,一要考虑到低水平的地震作用下,结构的弹性分析。二要考虑在强烈地震作用下,关于非线性受力的情况。通常,会采用弹性静力或弹性动力的分析方法。
(3)、结构性能目标的确立
性能结构体系是一个十分广泛的范畴,但性能目标的确立是十分重要的。我国在三水准的抗震设计理念中对性能目标的分类为:基本性能目标和非常重要性能指标。这是根据不同的设计水准对应不同的结构性能水准。现在有些专家还分为基本性能目标、重要性能目标及安全临界性能目标。
二、混凝土结构抗震性能分析
1、性能模型分析
关于混凝土结构的分析模型有:层模型、杆系―层系模型和杆系模型。
(1)、层模型。它是把整个结构分成不同的层,将底部牢固于基部。然后所有的重量都集中在一个点上,每个点的距离就是楼层的高度。根据其结构变形的程度还可分为:剪切型、弯曲型和弯剪型。如果变形为整个建筑物时,称为剪切变形。如果是侧面的弯曲变形,就为弯曲型。当两者同时发生时,就为弯剪型。
由于层模型的计算量不是很大而且变化的自由度比较小,所以被广泛使用。它可以比较方便的计算出层间剪力、位移等部位。但是由于在建筑物内各个的杆件不能即时的反应出变形情况,所以这种技术模式不是很精确。
(2)、杆系―层系模型
所谓的杆系―层系模型就是把杆系和层系相结合的模型。这种模型不但可以精确的计算出结构的整体剪力和变形程度,而且还能计算出结构构件的剪力和变形情况。这种模型不但可以计算出建筑物的剪力和变形程度,还能精确计算出结构构件的整体内力和变形程度。
(3)、杆系模型
杆系模型就是把整体结构拆开成梁、柱、墙面等基本部分,首先归纳出其基本特点,然后再组成整体的结构实物来计算。这种计算模式通常用于框架结构或以它为主的建筑结构框架。
2、主要的分析方法
对于一般的结构设计计算,最大的不足是不能估算出结构弯曲等状况发生下的数据。所以,专家们现在提出了弹塑性动力时程分析法和静力弹塑性分析法。这两种方法各有利弊。弹塑性动力时程分析法的优点为:它可以准确有效的测算出地震过程中结构的反应,准确判断出地震过程中薄弱环节的破坏程度。其缺点为:由于不同的地震波发生时差异很大,所以在计算过程中结果也会相差甚远。
而静力弹塑性分析法有效简化了抗震结构的分析,还能在一定程度上反应出其弹性分析。不足之处在于无法周全考虑到在地震的作用下建筑物变形的阻尼变化。
总结:
综上所述,中小学的学校建筑的抗震能力是一项复杂的系统工程,也是国家和人民关心的大事。纵观以往的地震经历,把抗震能力作为建筑达标要求的首位是十分必要的。今后,我们应该研究出更安全、更有效地结构抗震性能来确保学生的人身安全问题。
参考文献:
[1]任晓崧.当前中小学教学楼的结构设计问题[J].工程建设与设计,2009(7)
建筑抗震设计的基本要求篇3
关键词:建筑结构、抗震方法,措施
建筑物的抗震问题是目前建筑结构设计界讨论比较多的话题之一,也是涉及到人类生命财产安全的重要问题,因此,我们在对建筑物进行结构设计的时候,必须把建筑物的抗震问题放到非常重要的位置,并采取适当的措施,尽量避免地震对建筑物的损坏。
一、建筑结构设计抗震概念
一般来说,所谓的建筑结构的抗震设计就是指依据发生的地震灾害与建筑结构工程经过长期所积累的经验等等所形成的一种基本的设计方法与设计的基本思想,也是进行建筑与结构整体上布置并且认真确定的建筑细部构造的一种过程。地震动按理来说就是一种随机的振动,它有一种很难以把握的随机性、复杂性与不确定性,要想很精确地预测所在建筑物可以遭遇地震的特性与参考数据,就目前来说我们还很难有更好地做到。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。在建筑结构的抗震设计分析这个方面,由于我们不能够很充分地考虑建筑结构的一种空间作用、建筑结构的性质、建筑的材料以及外界引起变化等等很多种不同的因素,也有着一种不确定性的存在。所以建筑结构的抗震设计不能够全部的取决于它的计算得到的结果,更应该能够以建筑结构工程抗震设计的基础理论以及经过长时间建筑工程抗震经验所能够总结出来的建筑工程抗震设计方法为基本出发点,可以有更好的建筑结构性能的起决定性作用的影响因素。
二、常用建筑结构设计抗震方法
2.1根据建筑结构基本构造来设计抗震
一般情况下,建筑采取的混凝土结构,是通过建筑钢筋砼构件的截面高宽比来限制取值,那么,建筑要求的最小配筋率,是由承重柱的轴压比来控制的。建筑的砖混结构,一般比较常见的构造方法有限制建筑房屋的整体高度与建筑的层数与层高;在建筑的横纵墙中来设置一些钢筋混凝,并且还要设置一些防震缝等等。在经过修订以后的建筑结构抗震设计的规范标准中要求增加一些具有强制性的条例,要突出建筑屋顶的楼、电梯,要求建筑构造柱应该延伸到建筑的顶部,并且要与建筑顶部圈的粱连接在一起,以此来拉结建筑的填充墙来加入总体建筑结构的承受力,并且对建筑结构自身的刚度有着比较大的作用,这个应该在抗震设计中加以充分的思考。
2.2根据建筑结构性能目标来设计抗震
建筑物在发生地震的时候有高度的安全性,是在抗震设计中应该具有的很大特点,所以建筑结构的抗震设计要求以将要建设建筑物的地区可能会大地震的烈度为基本的标准。而且还要以建筑自身以及建筑物得室内物品没有造成破坏为最终目标来确定建筑结构的一些抗震性能指标。建筑结构的一些非抗震的下部结构以及建筑结构的一些基础部位也需要有一定程度上的抗震能力,在发生大地震的时候建筑结构要基本保持在所能承受的弹性范围之内。另外,建筑结构的抗风性能是因为抗震的建筑水平所具有的刚度比较小而容易发生一些比较小的波动,这个应该思考那些因为发生的季节风等所带来的作用发生的影响。所以由于风压所产生的建筑水平振动很有可能会导致建筑的安全使用性能以及建筑抗震部分的耐久性能受到破坏。因此,建筑结构要有一定的比较好的性能指标,以便达到高的抗震设计要求。
2.3根据建筑场地和建筑规划来设计抗震
建筑结构要有好的抗震性,需要选择比较有稳定性的场地,这样会有比较好的基础。另外,具有抗震性的建筑需要有抗震层的设置,而且建筑结构的外部空间应该做包括邻栋间距、建筑外观等等的一些舒适感以及安全性能的角度来考虑。而且在进行建筑结构的场地规划的时候,也应该从适应建筑上部结构的位移等特点与性能方面的角度来考虑。建筑物在经过长时间的使用后,建筑结构的整体可能发生移动的范围之内不应该堆放一些障碍杂物。在建筑结构可能发生移动的范围之内一般来说会设置一些建筑的出口与入口,并且还要注意不能因此而使得人受到一些伤害,最好为了避免人或者车辆比较容易通过出入口,应该设置一些门墙或者指示标记等等。
三、建筑结构设计的有效抗震措施
3.1建筑物结构悬挂隔震,悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构悬挂起来,也就是我们通常所说的悬挂结构,这样,当地震来临时,地震的能量不会传递给悬挂起来的结构,从而达到减小地震损害的目的。这种隔震方式最常见于大型钢结构,大型钢结构总是采用钢结构悬挂体系,以此隔震。大型钢结构一般分为主框架和子框架,在悬挂体系中,子框架通过索链或者吊杆悬挂于主框架上,当地震来临时,主框架会随着地壳运动发生摇摆,但是,子框架和主框架之间是能够活动的索链和吊杆,地震的能量到达这个部位的时候就会削弱,不至于传递到子结构产生惯性力。
3.2建筑物基础设置隔震装置减震。建筑物基础隔震,主要是对建筑物的基础部分进行特殊处理,削弱地震时的地震波,从而减少地震对建筑物的损害。传统上是在建筑物的基础部分交替铺上粘土和砂子,或者直接设置粘土或砂子垫层。
参考文献:
建筑抗震设计的基本要求篇4
【关键词】民用建筑;抗震结构;设计;水平;提升
0引言
建筑安全为设计与施工的的首要准则,而没有安全的结构就无法保障人们生命与财产;良好的建筑结构系统设计于规划阶段,即应注意基本结构系统的选择,建筑师在该阶段即需对未来设计的建筑物具备概括的意念,他不需作业详细的考虑与计算,就能准备多种结构系统设计的替代方案,以提供与业主比较参考;结构的初步规划包括;结构物具体的系统与形状,各种系统的力学行为与主要建材的约略尺度。接着如何有效的如何运用室内外隔间墙,核心及其平面造型来作为抗震设计,并符合法规标准范围内,使构造物的总工程费达至最经济的目标,着即为最佳建筑结构系统设计的目的。
1遵循抗震结构设计原则,应用合适的抗震方法
1.1抗震设计基本原则
我国抗震设计规范的基本原则为建筑物在中小度地震时保持在弹性限度内;设计地震时容许产生塑性变形,但韧性需求不得超过容许韧性容量;最大考量地震时建筑物使用的韧性可达规定的韧性容量。另外,抗震设计规范的抗震目标也应确保当建筑物遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震(小震)影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的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;当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震(大震)影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。从国内外震灾的案例中可以发现,符合建筑设计基准的建筑物,也有受到中级以上的损害,探讨设计上的灾害原因,大部分均因构造形态平衡不良所造成的;设计时“抗震的”的不良因素越多,会使“互相作用”变为复杂,抗震性也因此以“相乘的”的变为不良。同样地,符合各项良好抗震设计条件(构造、材料、平面、立面等等)的建筑,产生相乘安全、经济、美观的效益。
1.2应用抗震的消极隔震控制法
以隔震措施将受振动影响的机电设备与外界隔离的方式称为消极隔震控制法,该方法特性是在系统共振区内有低传递动性,将隔震区域的系统自然频率设计在共振区范围会有最佳的减振效果。建筑基础隔震与抗震设计均属消极隔震控制的方式,为被动的在受振(震)动影响处装设隔震(震)设施,以降低外在振(震)动对结构物的影响,其在系统共振区外具有很高的隔震能力,在共振区则借助阻尼器等消能装置,消耗振动能。而基础隔震(震)依所选择的装置类型也可分为地震力隔震装置与非地震力隔震装置。用来将建筑物与外界地震力隔离的方式称为基础隔震,在国内30层以下的民用建筑可采用LRB(铅心积层橡胶)或辅以速度型阻尼器增加阻尼消能效应。基础隔震措施一般是在建筑物下部或中间层结构设置隔震层,且在横向需具有大变形的能力。另一方面,用来将建筑物与外界非地震力环境振动量予以隔离的方式称为弹性隔震基础,如交通运输系统(高速铁路或快速道路等)所产生的环境振动频率大多在20Hz~200Hz间,该振动量如果未与建筑结构基础做好隔震措施,则该振动能量传递至建筑主结构后,将可能产生次结构(如开口部的门窗、轻隔间墙或家具等)的共振问题,进而辐射出低频噪音,它的隔震设备以线性弹簧隔震装置为主,视情况需要辅以黏弹性阻尼器增加阻尼消能效应。
2注重建筑设计的生命周期
结构系统规划的目的,为提供建筑师与结构工程师间的观念得以获得充分的讨论与沟通,并据此规划拟定一套经济安全与适合于该建筑物特性的结构系统。
一是,规划阶段。在规划阶段中,建筑师必须将该构造物的设计构想,与结构工程师作充分的沟通,以避免或减少尔后设计作业过程中,产生不必要的限制因素。本阶段在规划作业中,应对下述项目详加考虑:建筑物尺度,包括基地面积、楼地板面积、地楼层数;基地特性,包括建设区域、指北方向、地质资料、基础特性;内部空间需求,包括空间种类、动线需求(垂直及水平)、特殊平面需求;防火标准;预算,根据品质要求的层次种类估计其约略的预算。
二是,设计阶段。草图设计阶段作业中,建筑师应在草图设计阶段作业之前,设计进行中与工程师作更进一步的核对。假若平面复杂或具特殊造型的形状者,更应密切与工程师沟通配合,以能达成最佳效果。
三是,初步定案设计。初步定案设计是针对已提供的资料作初步分析,进而考虑各主要部分的细节设计,就主要建材断面的尺寸、结构的基本造型及外观,予以假设评估。若平面及构造复杂或不寻常的建筑物,在其早期初步定案设计过程中,无法运用一般的概算法加以估算时,则须试作细节的分析。
四是,合约建档阶段。建筑师与结构工程师相互间对细节设计决策(例如:柱子的确实尺寸、开口的细节处理等),充分沟通了解后结构工程师在本阶段对于非结构体的抗震设施也需详加掌握。(如:天花板之锚定、重机械的位置、外覆的材料等),协助建筑师制定合约规范,施工说明书等建档工作。
五是,施工阶段。施工阶段是指结构工程师协同建筑师监视督导营建厂商确实控制施工品质,以按图施工。
六是,营运管理阶段。从抗震的观点而言,任何结构的局部改变,包括增设强劲的非结构墙或在既有的墙上开口,均可能造成重大的影响。特别是较高的楼层或不对称的结构位置上,添置重设备或移动载重,极可能产生危险,因此对于结构体完成后的可能变更使用等因素,结构工程师在设计之际,也应当加以考虑。
3民用建筑抗震结构设计水平提升的保障
一是,正确的建筑抗震设计观念为建筑安全的重要基础。在今日,建筑对抗地震灾害的发展,已由制震、隔震等新一代的技术所引领,而且由原本的基本安全需求,提升至心理舒适感受的层次;相对于此,抗震设计的原则应扮演认知结构行为的角色,通过对抗震结构的认识,进一步理解构造、材料等的特性,进而借助掌握其特质,在安全的基础上衍生出更多样化的设计;且现阶段隔震技术因费用较高,多应用于对安全要求较高的建筑类型(如医院、公家机构等),抗震设计仍为建筑的主流,因此仍须对抗震设计有正确的认知与应用。
二是,结构设计应于规划阶段即须整合相关人员的意见与专业。建筑师与结构技师间的沟通,常在设计几乎定案时才进行,常衍生出大幅修改的情况,除了建筑师应自我提升抗震设计观念之外,在设计规划开始时即应与结构技师进行沟通讨论,才能研定出安全、经济合适的结构系统,进而才能建造出合乎安全、经济与美观的建筑物。
三是,政府与建筑业者应对灾后复原、整建等作为进行规划与落实。地震对建筑结构及设施可能造成破坏,重者倾倒、毁坏,轻者部分结构及设施的龟裂等,重者敲除重建轻者补强维修,但无论何种状况政府及专业者,对保障国民(购屋者)生命财产的保障观念与措施均有待提升;从业者方面应当基于永续经营、社会与专业责任,建立灾后配套计划与措施。
【参考文献】
建筑抗震设计的基本要求篇5
关键词:建筑结构;结构体系;抗震设计
Abstract:Inthedesignofthebuildingstructure,seismicdesignisanimportantpartofthedesign.Inordertopreventandmitigateearthquakedisasters,thedesignrequirementsinseismicdesignofbuildingstructureisreasonabledesignistheprimarypremise.Thispaperdiscussedthedesignrequirementsoftheseismicdesignofthecontent.
Keywords:buildingstructure;structure;seismicdesign
中图分类号:TU2
一、建筑抗震设计要求
1.对场地、地基和基础的要求
选择建筑场地时应根据工程需要,作出综合评价。选择对抗震有利地段,避开不利地段,无法避开时,应采取有效措施。为避免建筑物发生“共振”破坏,应尽量使地震动卓越周期与待建建筑物的自振周期错开,减少地震能量输入。从地震的调查结果看,存在“共振”破坏,同一场地,地震会“有选择”的破坏某一类型建筑物而“放过”其它。地基和基础设计应符合以下要求:(1)同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上;(2)同一结构单元不宜部分采用天然地基,部分采用桩基;(3)地基分为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时,应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响,并采取相应措施。
2.选择对抗震有利的建筑平面、立面和竖向剖面建筑抗震
设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。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小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
3.选择技术和经济合理的结构体系
结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料等因素,经技术、经济和使用条件综合比较确定。结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径,避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。要具备必要的抗震承载力,良好的变形能力和消耗地震能量的能力。对可能出现的薄弱部位的结构体系,应采取措施提高抗震能力。另外结构体系宜设置多道抗震防线。
二、抗震建筑的形式
1.基础抗震。在建筑物最下层的基础部位设抗震层和抗震装置,是最基本的抗震结构形式,也是在工程中应用最多的抗震形式。采用基础抗震设计上应注意:在建筑物周边,抗震层部分要比基础大一圈,因此场地要宽裕;抗震层的周围设挡土墙,其上部有墙外狭道等,因此要确保地震时不因上部结构的移动而带来其它问题;方便检查和更换抗震装置;为使设备管线适应抗震层的位移和变形,常采用柔性连接或球型接点,但要考虑安放装置及检修的空间;抗震建筑物与其它建筑物之问的联系通道要适应相对变形,确保畅通无阻。
2.中间层抗震。在基础以上的中问楼层设置抗震层,下部结构同普通建筑物一样直接与地基接触,因此它不存在基础抗震建筑的底部体积和墙体数量问题,但抗震层以下的楼层需要做抗震处理。在市区场地不太宽裕时,可把抗震层设计在地面以上,在空中变形有利于节约用地,同时也能有效减少地基的挖土量。采用中间层抗震,设计上应注意:为适应抗震层的移动变形,该部分的建筑外墙应设水平缝,要考虑防水、隔音、防火等,也要注意立面的协调美观;解决楼梯、电梯井、机器升降、设备管线等贯穿抗震层的问题,并考虑防火区问的划分;便于检查、更换抗震装置及耐火材料等。
3.人工抗震地基。在多栋建筑物的人工地基下方设置抗震层,可一次性、大范围解决多栋建筑物的抗震问题,在集合住宅下方设置作为人工地基的共同管沟可提高整个城市空间的耐震性。全国首栋抗震楼采用人工抗震地基,设计上应注意:人工地基作为基本建设项目属共同财产,为各建筑物共同使用应先明确所有权问题;人工地基上的建筑物不一定一次建成,应考虑部分竣工或增建改建等情况;人工地基设计时的标准掌握,建筑物的分摊份额及付款等法律上的问题,还有防火规范等,都应慎重考虑。
4.抗震改造。由于建筑物下方增设抗震层,改变了支撑系统,使得基础工程量大大增加。与新建建筑物相比,既有建筑物的改造受到更多的条件限制:有要求边营业边施工的可能;要保持内外装修的连续性、一致性;还要确保通往建筑内部的流线等。采用抗震改造时,设计上应注意:全面了解、把握建筑物现状,原有设计图纸,现场调查场地及建筑物耐震情况;确定建筑物在形态、材料等方面继续保留原样的程度和范围,在此基础上确定耐震加固及抗震层的位置等;考虑临时支撑或提升建筑物所需的空间和工作面;改造施工时采取措施,避免建筑物因不均匀沉降而受到破坏;明确设计标准设定楼地面的强度,满足既有建筑物的承载力、变形能力、使用功能;考虑相应水平位移的对策,还要注意外观的连续性和亲和感,特别注意楼地面、墙等处伸缩连接的位置;增设中间抗震层时,应考虑贯穿抗震层电梯井与设备管线等的移动变形的改装和层高变更等竖向设计的问题。
三、建筑结构设计的抗震措施
1.建筑物地基采用特殊材料隔震建筑物基础隔震,主要是对建筑物的基础部分进行特殊处理,削弱地震时的地震波,从而减少地震对建筑物的损害。传统上是在建筑物的基础部交替铺上粘土和砂子,或者直接设置粘土或砂子垫层。在中国建筑史上,曾经有人以糯米为原材料,在建筑物的基础部分设置垫层,减少地震对建筑物的损害。近年来有关部门在这方面的研究已经取得了突破性进展,以沥青为原料研究出一种特殊材料,以此设置隔震层效果更好。
2.建筑物基础设置隔震装置减震,这一种隔震措施主要是在建筑物的基础与上部建筑之间设置特殊装置,减少地震向上传递,最高可减少地震对建筑物传递能量的2/3,但是这种措施的缺陷是不适用于高层建筑,因为在高层建筑设置这种装置会延长建筑结构自身的自振周期,起不到减小地震对建筑物损害的目的通常采用的办法有:摩擦滑移隔震、粘弹性隔震等几种,设置的装置有橡胶垫、混合隔震装置等。
3.建筑物结构悬挂隔震,悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构悬挂起来,也就是我们通常所说的悬挂结构,这样当地震来临时,地震的能量不会传递给悬挂起来的结构,从而达到减小地震损害的目的。这种隔震方式最常见于大型钢结构,大型钢结构总是采用钢结构悬挂体系以此隔震。大型钢结构一般分为主框架和子框架,在悬挂体系中,子框架通过索链或者吊杆悬挂于主框架上,当地震来临时主框架会随着地壳运动发生摇摆,但是子框架和主框架之间是能够活动的索链和吊杆,地震的能量到达这个部位的时候就会削弱,不至于传递到子结构产生惯性力。
4.层间隔震这种方法主要适用于旧房改建,在施工方面具有简单、易操作的特点。与建筑物基础部分设置隔震装置的办法相比,层间隔震的效果不是非常明显,减震的效果可以达到1/10~3/10的范围。这种方法主要是依靠设置在建筑结构各层间隔的减震装置吸收或者削弱地震能量,从而减小地震对建筑物的危害,设置的装置基本与基础隔震的相同。
用于减小地震对建筑物损坏、保护建筑物安全的装置和元件很多,通常是各式各样的消能器和阻尼器,我们把这些装置分为滞回型和粘滞型两种。这种技术的使用非常广泛,主要有以下几种情况。
(1)随着人们安全意识的不断增强,建筑结构设计理念的不断更新,人们对建筑结构的减震、隔震设计越来越重视。我们在设计的时候除了对建筑物的基础部分采用特殊处理之外,还可以借助消能减震装置或者元件削弱地震对建筑物的作用力,保护人们的生命财产安全。
(2)在对建筑物的地基或基础进行隔震设计时,我们一定要在建筑物没有动工以前按照隔震设计的措施,完成相应的工作。最迟也是在建筑物的施工过程当中,在建筑物的关键部位设置特殊的隔震装置。然而,建筑物建成以后,如果想对其进行抗震加固,就要采用增加阻尼的办法,在建筑物的结构上重新添加消能减震装置。这些消能减震装置更适用于高层建筑、钢结构,从适用的部位来说也是很广泛的,它不仅可以应用于建筑物的上部结构,也可用于建筑物的隔震夹层。
四、结束语
为了避免地震给人们的生活造成巨大灾难,在建筑结构的防震设计中,设计人员必须根据建筑的实际情况结合地质环境,在经济与安全的综合考量下,设计出科学合理的防震方案,保证建筑物在相应的防震标准下进行施工保证建筑的安全。
参考文献:
建筑抗震设计的基本要求篇6
关键词:提升高层建筑;建筑结构;抗震性能;关键措施;
中图分类号:TU208文献标识码:A文章编号:1674-3520(2015)-04-00-01
一、提升高层建筑结构抗震性能研究的意义
在经济贸易高速发展的背景下,建筑行业迎得了其快速发展的契机,高层建筑越来越多的出现在城市中,它们与人们生活的联系也更加密切。随着人们生活水平的普遍提高,人们对于高层建筑的地理位置、居住面积、抗震性能等问题的关注力度不断增加,所以如何提升高层建筑结构抗震性能的研究得到了越来越多的关注。高层建筑结构抗震性能的设计好坏直接关系着建筑物能否达到人民群众对于其使用安全性、使用稳定性的要求,综合利用美观、实用、人性化等因素为提升高层建筑结构抗震性能以及基于抗震性能的设计方案进行更好的科学人性化设计提供了更加广阔的思路。高层建筑由于其自身建筑高度、建筑面积等特点,给建筑结构的抗震性能设计提出了许多挑战,这就要求设计人员在进行提升高层建筑结构抗震性能设计时要区别于其他不同建筑的抗震设计、抗震措施,要根据其特点进行针对性的分析,采用适合高层建筑结构的抗震措施,体现出高层建筑结构抗震性能设计与其他建筑抗震性能设计的不同之处。
二、提升高层建筑结构抗震性能的关键措施
对于提升高层建筑结构抗震性能这关键问题,具有针对性的对建筑整体进行安全性、稳定性的分析研究,根据建筑物的实际结构安全性、稳定性情况采取必要的措施加固措施,提升建筑结构的抗震性能,减少地震发生时的人员伤亡和财产损失,在一定程度上保障建筑物在地震发生时能够更好的发挥其结构抗震性能。对于提升高层建筑结构抗震性能的关键措施如下所示:
(一)对于高层建筑结构的构件加固措施。对于高层建筑的结构构件进行加固是提升其抗震性能的关键措施之一,要尽可能的使建筑物底部承受剪力的墙体厚度增加,并且增加大量的钢筋混凝土柱或者加大其底部的配筋比例。面对建筑结构中连接梁的加固配筋,要运用科学的分叉方式进行搭接,确保其结构稳定性。对于一些结构节点或者框架连接,要进行严格的检测控制,通过增加构造的措施实现其加固。
(二)在建筑结构按照图纸施工,将结构进行平面布置的过程中,扭转是破坏这一过程中的主要力,避免扭转带来的恶劣影响就要保证建筑结构侧向材料的刚度可以在水平方向上发生均匀变化。这对于构件的整体设计,构件的实际施工提出了新的挑战,只有进行多层次、多方面的反复构件核算,才可以得到最为理想的构建布置方案、布置位置。
(三)良好的梁式转换层的结构构件是提升高层建筑结构抗震性能的重要措施。在一般的建筑施工中,梁式转换层一般都是一层,为了更好的提升高层建筑结构的抗震性能,在施工过程中将梁式转换层加伸到两层是非常必要的。除此之外对于承受剪力的墙体进行配筋强度的增加,在转换层上使用双层配筋都是提升结构抗震性能的有效措施。
三、提升高层建筑结构抗震性能设计的基本要求
面对我国高层建筑结构抗震性能设计起步较晚的现实,面对人们对于高层建筑结构抗震性能的高度关注,设计人员对于提升高层建筑结构的抗震性能设计提出了以下几个基本要求:
(一)在进行提升高层建筑结构的抗震性能设计时,设计人员要尽可能的采取措施设计出多层次的抗震防线。面对高层建筑的建筑结构特点,要想保证每一个建筑物都具备良好的抗震体系,该建筑物就必须要有多个具有良好延展性的分体建筑结构所组成,这些结构不仅要紧密的结合在一起,而且还要在结构的配合下不影响其相互间的作用。在高层建筑结构抗震性的设计过程中设计出多层次的抗震防线,对于地震发生后保障高层建筑结构稳定性、安全性、延伸性等有着重要的意义,多层次抗震防线的设计不但可以科学有效的保障高层建筑结构的稳定性、安全性,而且还可以起到减轻地震整体危害的作用,在一定程度提升了高层建筑结构的整体抗震性能。
(二)高层建筑的建筑施工相对其他建筑项目来说存在一定的难度,对于高层建筑结构中的薄弱环节的分析研究、检测控制是提升其建筑结构抗震性能的必要措施。当面对地震这种不可抗拒的自然灾害时,高层建筑结构的主体结构承受了绝大部分的地震冲击力,为了保证高层建筑结构的稳定性、安全性,加大对于高层建筑结构中薄弱环节的检测控制是非常重要的,这对于提升高层建筑结构抗震性能具有重要意义。
(三)为了满足人民对于高层建筑结构抗震性能的要求目标,设计人员在对高层建筑进行建筑结构抗震性能设计的过程中,要对建筑本身的稳定性、承载能力等方面进行深入的分析研究,保证整个建筑结构的构建严格按照国家安全要求进行,对承受力较大的区域采取必要的加固措施,从建筑结构开始大力提升其抗震性能。
四、结语
随着社会经济发展水平的快速提高,高层建筑在人们的生活中的作用越来越重要,高层建筑物的建筑高度在不断增加的同时,其建筑难度也在不断加大。面对人们对于高层建筑结构抗震性能的更高要求,如何提升建筑结构的抗震性能成为当下社会关注的焦点问题。科学合理的抗震设计对于提高建筑结构的稳定性、安全性具有重要意义,想要真正保证高层建筑的安全稳定,就要大力开展对于其抗震性能设计、加固措施等方面的研究探索。本文从提升高层建筑结构抗震性能的意义、措施、要求三个方面进行了一系列探索了,为提升高层建筑结构抗震性能提供了一些参考依据,相信在未来的建筑结构抗震性能的研究中,真正科学有效的抗震措施可以更多的探索研究出来。
参考文献:
[1]冯兴,张瑞云,王慧东.转换层位置对高层建筑结构地震反应影响的研究[J].国防交通工程与技术.2006(04)