建筑抗震设计概念范文
建筑抗震设计概念篇1
【关键词】建筑抗震设计;教学改革;教学质量;建筑信息模型
Problems and Reflections on Teaching of Seismic Design of Buildings
ZHENG Xiao-fen
(Department of Structural Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China)
【Abstract】The practices of earthquakes in recent years have proved that the development of structural seismic design will undoubtedly provide important guarantee for social public security.Enhancing the undergraduate teaching quality of seismic design course is an important part of further promoting the structural seismic design.Simultaneously,this paper suggests introducing the building information model technology to carry out the innovative teaching of earthquake resistant course.
【Key words】Seismic design of buildings;Teaching reform;Quality of teaching;Building Information Modeling
0 前言
由于地震的难以预测性,为减轻地震灾害,提升建筑的抗震能力是最为重要的举措。因此,抗震设计是建筑设计极为重要的一环。国际上主要抗震国家对建筑抗震都有着严格的要求和规定,建筑抗震设计为土木工程本科专业的必修课。该课程使学生掌握建筑结构抗震设计原理和设计方法,以及基于性能的抗震设计。通过该课程的学习,学生能够正确地运用建筑抗震设计规范中的抗震设计步骤和方法[1-3]。面对当前我国高等学校争创“双一流”的新形势,工程教育的改革步伐不断加大和深化,致力培养知识面广、基础扎实、创新能力强的人才。对于建筑抗震设计课程,教学模式和方法存在诸多问题,难以满足培养出创新人才的要求,因而教学改革势在必行。
1 建筑抗震设计教学现状
总体上,长期以来,建筑抗震教学模式基本由教师向学生灌输知识,未能及时得到学生的反馈信息。这种教学方式针对性不强,学生对授课内容缺乏兴趣[4];学生运用所学知识解决问题的能力较弱,难以适应培养创新型人才的需要。当前建筑抗震教学存在的主要问题阐述如下。
1.1 课程内容多而学时少
建筑抗震设计课程所需的预备课程主要有材料力学、结构力学、结构动力学、混凝土结构和钢结构等,它将地震工程学、地震学和建筑结构知识紧密联系在一起,要求学生具有较为扎实的基础理论和较宽的专业知识。无论从授课还是学习的角度来说,建筑抗震设计课程均有较大的难度[5]。而且,该课程的学时一般安排在34左右。因此,课程内容多而课时不足的矛盾较为突出。
1.2 课程实践性强而学生缺乏实践
结合实际工程案例讲授建筑抗震设计课程的较少,而多是偏重于基本原理和计算方法的讲解。建筑抗震设计一般是三部分内容的有机结合:抗震概念设计、计算分析、抗震措施。其中,抗震概念设计是建筑抗震设计的灵魂[6]。学生一般多擅长计算分析,更容易注重强度验算[7]。导致大多数学生只掌握了抗震设计的计算方法,却不知道如何将这些方法应用于实际工程中,难以理解其中的抗震概念设计,特别是基于性能的结构抗震设计。在建筑抗震设计过程中,需要运用概念设计把握问题的本质,进而准确判断并采取相应抗震措施。判断能力主要来自专业知识和实践经验的逐步积累,恰恰是学生所欠缺的。如果学生难以理解课程的核心内容,接下的毕业设计和工程实践将举步维艰。
1.3 学生对抗震规范内容难以区分
建筑抗震设计课程内容与抗震规范内容紧密结合,抗震规范对各种不同类型建筑都规定了相应的抗震设计要求。短时间内,学生难以理解规范中大量的条文;而且容易混淆,用错对象。为使学生在以后的工作中正确使用抗震规范,教师需要解释部分重要条文和规定的背景及相关知识。此外,教师需要实时关注抗震规范修订动态以及修订的背景依据,及时调整抗震教学内容。
1.4 建筑抗震设计的多样性
建筑结构设计需在满足安全性、适用性和耐久性前提下,力争经济合理和方便施工。确定设计方案、确定计算简图、选择计算方法、计算组合内力、计算截面大小和配筋率、满足构造要求和绘制施工图等许多环节的选择都有多N可能。因此,不同人对同一个建筑结构的设计结果往往不同。学生要理解这种设计的不唯一性即多样性,需要对每个知识点有着深刻的认识和理解,能够融会贯通地将其它课程与建筑结构抗震设计课程结合起来,才能设计出满足抗震规范要求的合格作品。
建筑抗震设计概念篇2
关键词:建筑抗震;设计规范;发展
中图分类号:TU352.1+1 文献标识码:A 文章编号:
建筑抗震设计规范作为建筑抗震工作的重要依据,在很在程度上影响着人们的生命财产安全,因此,抗震工作人员必须根据本国的经济发展水平和科技发展水平,制定出科学合理的建筑抗震设计规范,有效地保障人们的生命财产安全。
一、当代建筑抗震设计规范的内涵
建筑抗震设计规范是指为了减轻地震对建筑的破坏程度,减轻人员伤亡和经济损失对建筑建设规范作出的要求和规定。它包括对地震所产生的作用的客观分析、由各方制定的关于建筑建设活动的规定文件、对建筑的结构抗震性能的分析、对不同的建筑物和建筑场地的地基分析,以及建筑抗震方法策略经验的总结。建筑抗震设计规范受国家经济水平和科学技术水平的影响较大,因此,它能够反应一个国家的经济技术发展状况和抗震理念,有很重要的研究价值。
二、当代建筑抗震设计规范的发展趋向及问题
随着抗震理论的不断提高,当代建筑抗震设计规范也不断的发展。目前建筑抗震设计规范的发展现状是反应谱理论在设计规范中的应用比较全面,但是动力理论尤其是非线性动力理论的应用还有待完善。应用抗震设计规范的对象一般都是数量较大、面积较广的结构物,一些比较复杂的设计规范必须进行精简,形成具体简单地设计方法,才能够被更好的利用。在当代建筑设计规范的发展中,主要涉及到以下几个问题:
1、建筑抗震设防标准
地震的发生规律是不可预测的,当代建筑抗震设防标准是根据对地震发生概率的分析,采用了“大震、中震、小震”三个标准。大震是指大于当地抗震设防烈度的地震,也叫做罕遇烈度的地震;小震指小于当地抗震设防烈度的地震,也叫众值烈度的地震;中震是指等于当地抗震设防烈度的地震,也叫基本烈度地震。抗震设防是为了尽量减少地震对建筑的破坏和人们生命财产安全的危害,对于大小不同的地震,要根据建筑的重要性和人口的集中度,给与不同标准的设防,可以概括为“大震不倒塌,中震能修补、小震不损坏”。我国是一个人口众多、面积辽阔的国家,而且各地区的地理条件差别很大,地震给不同地区带来的危害,差别也很大。在制定建筑抗震设防标准的过程中,需要根据不同地区的实际情况,制定合理的建筑抗震设防标准。
2、建筑物的设计结构
建筑结构的体系类型、建筑的施工因素以及建筑结构的使用功能都在很大程度上影响结构地震的反应。当代建筑抗震设计规范对此有不同的规定。对于建筑结构的使用功能的重要程度,建筑抗震设计规范给出了不同分类,对不同的类型给予不同的抗震措施。在建筑的结构体系方面,对于平面或立面不规则等复杂的的平面结构的建筑结构,要考虑扭转振动效应,进行水平地震的计算和内力调整;对于比较均匀和对称的结构要运用通过地震的作用效应来实现扭转效应。但是现实中,那些均匀结构的建筑,也存在扭转破坏的情况,由于地震自己可以产生扭转的作用,有时会使结构的扭转作用变大。所以,当通过地震的作用效应来考虑扭转效应时,要注意结构的平面大小对扭转效应的影响,进行不同的调整。
3、地震的作用
有很多因素会对地震的作用产生影响,地震的作用可以表示成地震发生的概率的一个函数,如果将地震的作用用参数来表示,要考虑地震发生的一个概率,通过地震的频谱特征、地震的强度和持续时间来表示,地震的大小、发生地的地理情况、震中距等都会对地震的作用有很大程度的影响。因为地震的发生的持续时间也不能确定,而且震级较小但持续时间较长的地震破坏力比震级大但是持续时间较短的地震破坏力更大,对于这种情况,往往通过调整地震的频谱特征和强度来表示。在时程分析法中才能考虑地震的持续时间对结构的影响,用拟静力理论的振型分解法和底部剪力法也可以反映地震的持续时间,今后,运用地震的持续时间来调整地震的作用也需要给予重视。
4、场地和地基
当选择建筑场地时,应该先了解场地的地质结构和地震活动情况,总结出抗震的有力地段、不利地段和危险地段,尽量避开不利和危险地段。场地和地基常常通过场地的土分类和它们的特征周期值来影响地震,当代建筑抗震设计规范,运用运用场地土覆盖层的厚度以及剪切波速来划分场地的类型,但是这在表示场地土层对地震的影响上并不全面,党对场地图层进行分类时,还要考虑到承载力、基数等的变化对分类的影响,并且要在构造方法、计算方法和概念的设计上加以分析。在当代建筑抗震设计规范中,对于场地条件在地震影响上的研究还有待完善,应该在抗震设计规范中进行必要的修正。
三、对建筑抗震设计规范的完善
针对当代建筑抗震设计规范发展中的一些问题,必须采取适当的措施加以解决,使建筑抗震设计规范更为完善。
首先是对于建构抗震设防分区的完善,地震对建筑所在地的影响,应该运用地震动强度以及设计反应谱来反映。其次是对于场地地基和基础抗震设计的完善,包括根据不同场地的类型采取抗震构造措施的措施,对建筑场地类型划分的部分调整,以及在地基基础抗震设计和岩土勘察上的完善。还有就是对于不同结构的建筑在抗震方法上的完善,钢筋混凝土结构的建筑要在框架结构上进行调整;砌体结构的建筑要注意,在层数和总高度上同时控制砌体建筑的使用范围,在一个墙段内要有多个芯柱和构造柱。
总之,在对建筑物进行抗震设计时,主要要有一些设计概念:1.选择对抗震有利的场地,避开对抗震不利的地段;2.建筑形状力求简单、规则;3.利用多道抗震防线;4.加强结构的延性,防止脆性破坏;5.非结构构件应满足抗震要求。
结束语:
由于地震严重威胁人类的生命财产安全,而地震的发生有不可预测,所以,抗震工作十分重要。建筑抗震设计规范对抗震工作的实施有很好的规范和指导作用,随着抗震理念的不断发展,建筑抗震设计规范也不断完善,必然会在指导抗震工作上发挥更大的作用。
参考文献:
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建筑抗震设计概念篇3
【关键词】抗震设计 建筑设计 应用
一、建筑设计和建筑抗震设计的关系
对于建筑抗震设计一直存在着一种误解,往往认为建筑抗震只是结构设计师的工作,建筑设计师很少把抗震设计考虑在内。在建筑设计规定中,只对结构设计过程中的抗震设计进行了要求和规范,缺少统一专门的建筑设计抗震规定。长期的地震建筑灾害调查表明,建筑工程如果缺乏系统的总体建筑设计方案,单单依靠结构抗震设计一旦发生强烈的地震,其抗震效果会大大降低,甚至减轻不了建筑物的地震损害程度。鉴于这种情况,在新修订的《建筑抗震设计规范》中增加了对建筑设计师建筑设计的抗震要求与规范,这样就可以有效地将建筑设计和建筑抗震设计系统的结合起来,全面提高建筑抗震设计的水平和效果,例如在注册建筑师考试中就增加了对建筑抗震设计概念和要求的考核,不断增加建筑师的抗震设计知识理念。
建筑设计过程是从立项开始,建筑师依据建筑投资方的总体设计要求和设计目标进行设计方案构思和总体方案规划,经过相关监测部门认证后,绘出建筑体型、平面和竖向布置的初步设计图纸。结构设计师再根据初步设计图纸开展建筑结构图设计。可以说建筑设计起着决定性。纲领性作用,建筑结构设计往往处于被动状态,只能遵循于建筑设计结果。因此,对于建筑抗震来讲,在建筑初步设计中是否把抗震设计考虑在内、是否与抗震设计有效结合起来,直接关系着建筑的抗震性能与抗震承载力。如果建筑师能够很好地把抗震设计问题考虑在内,同时不断加强与结构设计师之间的良好沟通,那么结构设计师就可以充分对结构构件进行科学合理的设计,协调和均匀分布建筑结构的质量与刚度,大大改善和提高抗震能力,必须增大水泥钢筋的用量和建筑构件截面,增加额外的建筑成本。由此可见,建筑设计直接影响着建筑抗震设计,是建筑抗震设计的关键环节。
二、建筑设计在建筑抗震设计中的关键性问题
2.1建筑体型设计
建筑体型设计主要包括平面和立体空间形状设计,可以简单的归纳为单一体型和组合体型。震害表明,许多复杂平面形状的建筑物在地震中容易造成损害,例如汶川地震中,平面上外凸和内凹、侧翼布置不对称。侧翼过多延伸、主体建筑复杂等建筑物损害最为严重。然而,在震后建筑调查过程中,工作人员发现单一、简单的建筑平面形状未出现严重损害,甚至有的完好无损。特别是沿高度向上延伸的复杂和不规则建筑,例如建筑悬挂装饰重量过重、楼层之间高度差过大、出屋面面积较大等,这些形状的建筑物容易在地震中由于刚度突变而造成破坏。因此,在建筑体型设计过程中,应该尽可能保证平面设计的统一、简单、对称,长期实践表明,矩形、方形、圆形、椭圆形等对于增强抗震效果来说都是很好的选择。同时,要减少外凸与内凹的额外延伸建筑设计,尽可能避免不对称的侧翼设计,在体型布置上要保证结构的均匀与对称,避免建筑物结构性失衡。
2.2 建筑平面布置问题
建筑平面布置是建筑设计的重要组成部分,直接决定了建筑工程的使用功能与质量,其设计内容主要包括承重墙距离、支柱布置、铜带和电梯设计、房间数量与面积等。同时,由于建筑使用功能之间的差异,各个建筑空间的布置也都不同,比如写字楼和住宅或商场建筑的平面布置就存在差别,因此在建筑设计中必须考虑多样化问题。最突出的问题表现在承重墙布置不对称、支柱之间的距离不科学、电梯井位置设计不合理,以上情况极易在地震中造成扭转或者支柱失衡现象。在2012年1月12日,海地地震中的中央银行大厦倒塌,就主要是因为电梯井位置设计不当造成的。电梯井的刚度很大,然而不布置在大厦角落,结果造成电梯井一侧受到严重损害,导致整栋大厦失去原有的平衡。因此,要想增强整体抗震能力,建筑平面设计要尽可能保证结构构件在质量和刚度方面协调均匀分布,保持承重墙和支柱的适当距离,同时电梯井筒要居中设计,避免建筑物的偏重或扭转,使建筑物的使用功能和建筑抗震能力有效统一起来。地基抗震力下降的例子,最为显著的是“鸡腿形”建筑,在美日建筑中最为突出,1995年的日本大阪地震中,许多钢筋混凝土高层建筑发生了从中间楼层整体下落现象,上层结构坠落到下层建筑上,甚至建筑物产生了两三米的位移错动。为此,在竖向布置设计中,要保证整层刚度的一致性,做好楼层转换刚度设计。剪力墙设计要贯穿整个建筑,避免某一楼层刚度较小,造成扭转效应。
三、房屋建筑抗震设计中经常出现的问题
(1)抗震设防烈度低
建筑结构设计的安全度水平在大幅度提高,而我国现行抗震设防现状其标准还是比较低的,目前的建筑结构设计安全度早已不能适应人民的需要,不同的抗震设防烈度应对的房屋建筑也不一样。
(2)地基的选取不合理
房屋建筑应选择位于开阔平坦地带的硬土场地或密实均匀的硬土场地,远离河岸,不应垮在两类土壤上,避开不利地形、不采用震陷土作地基,避免在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段建造房屋。建筑的地基选取不恰当可能导致抗震能力差。
(3)部分建筑物高度过高
钢筋混凝土的房屋建筑都有一个适宜的高度。在适度的高度范围内,其抗震能力还是可以的,也能发挥一定的作用,但由于目前受经济利益的驱使,相当一部分建筑的高度超出了限制。一旦发生地震灾害,超出高度的建筑物就会发生很大的变形,造成的破坏也将十分巨大,同时还会降低建筑物的抗震能力。
(4)对抗震材料选取不当
钢筋混凝土是我国建筑结构主要的核心,钢筋混凝土结构的位移限值影响着变形控制的基准。靠刚度很小的钢框架协同工作会因弯曲变形的侧移较大而减小侧移,这样无形中就增大了钢结构的负担,并且抗震效果也不明显,造成在施工中需要加大混凝土筒的刚度,从而形成加强层才能满足规范侧移限值。
四、建筑结构抗震设计的基本对策
1、选择的建筑场地和地基有利于抗震
①场地选择
在不同工程地质条件的场地上,地震对建筑物的破坏程度是截然不同的。因此,进行建筑物场地选择时,设计者必须综合评价工程地质的有关资料和地震活动情况,并结合工程的实际需要。首先,建筑宜避开对建筑抗震不利的地段,选择对建筑抗震有利的地段,例如平淡、开阔的硬场地土。其次,当没有办法避开使时,适当的抗震加强措施应被采用。
②地基处理
基础设计时应注意:a.当地基有新近填土、液化土、软弱粘性土时,基础的刚性差、整体性应得到加强;b.天然地基与桩基不宜混用在同一结构单元上;c.性质差异较大的地基上不宜设置同一结构单元;d.地圈梁应设置在墙下,以加强上部结构与基础的整体性,以抵抗不均匀沉降。
2、优化立面布置
①建筑布置的平立面应规则,体型要简单
当建筑物体形规则、简单时,其受力性能明确,在设计过程中就容易分析在地震作用下结构的内力和实际反映,且易于处理结构细部的结构,因此这类结构在遭遇地震后受到的损害相对较轻。反之,建筑体型复杂、不规则时,强度和刚度就容易发生突变,引起应力变形或集中,形成结构上的薄弱环节,从而造成较大的危害。
②力求建筑平、立面质量分布和刚度对称
建筑的质量分布和刚度不对称,在地震作用下就会发生十分明显的扭转振动。因此,建筑中的独立单元及整个建筑应力求质量、刚度对称,使其钢心与质心、偏心很小甚至完全重合。
③建筑的刚度变化和质量须均匀
建筑沿竖向分布的刚度和质量常常是不均匀的。比如,楼层错位的存在或在层高发部位内框架的填充墙设置不连续,短柱就在框架上形成。地震时就易对建筑造成损害。所以设计时必须采取必要的构造措施,对建筑结构中沿竖向分布不连续的质量进和刚度加以限制。
3、选择合理的抗震结构体系
①应有多道抗震防线
多道抗震防线,是指在地震作用下,一个抗震结构体系中的一部分延展性好的构件最大限度发挥其耗散、吸收地震能量的作用,首先达到屈服,起到第一道抗震防线的作用,其他构件则在其后依次屈服,从而形成第二、第三或更多到抗震防线。这样可以避免整个建筑结构体系因部分构件或结构破坏而丧失抗震能力。所以,结构设计须考虑设置多道抗震防线。
②结构刚性和强度分布须合理
如结构刚度和强度分布不合理,会产生塑性变形集中或过大的应力,结构就会突变或其局部受到削弱而形成薄弱部位。对结构上可能出现的薄弱部位,应采取相应措施提升其抗震能力。在强烈地震下,强度安全储备在结构上并不存在,而判断结构薄弱层的基础就在于构件的实际强度分布。
4、设计合理的建筑结构参数
计算分析参数设计,就是进行建筑各构件的地震效应和地震作用计算,各墙柱梁板变形及承载力计算包括于其中。把正确的计算模型建立在建筑结构的实际工作状况基础上,并根据概念设计做适当的简化处理、计算。对于地震作用下的复杂结构进行变形、内力分析时,应采用的力学与剪摩擦理论。其中,主拉应力理论适用于砖砌体,而剪摩擦理论适用于砖块 结构。应认真分析判断计算机的计算结果,确认其合理、有效后,才能用于工程设计。
抗震设计最重要的就是充分考虑经济和安全两者间的关系,只有将目光放长远,立足于我国建筑抗震设计发展的现状,认清存在的不足,跟国际接轨,采用最新科研成果,从最新抗震设计理念的趋势出发,探究新型材料将成为未来地震多发区建筑发展的新航标。
结束语
总的来说,建筑设计是建筑抗震设计的一个重要方面,建筑设计与建筑抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用。一个优良的建筑抗震设计,必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。为此,要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性,在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。
参考文献:
[1]万全红.建筑抗震设计的应用性分析[J].建材发展导向.2011(09)
[2]张建江.建筑设计在建筑抗震设计中的应用[J].中国房地产业.2011(1)
建筑抗震设计概念篇4
【关键词】建筑设计,抗震设计,重要作用
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
一.前言
建筑设计中的抗震设计,关乎民生,关乎经济发展,社会稳定,对房屋建筑实施结构设计,主要涉及对建筑高度,承载力,总体结构,各个部件的性能规划等一系列的因素,要求通过对各个构件和整体规划的基础上,既实现满足居民生活生产保障安全的需要,又具有值得欣赏的美学价值。增强房建结构的抗震设计,必须综合考虑地基,房屋的结构体系选择,综合布局等多方面建设因素,是一项及其专业,严谨,复杂的高技术工作。
二.建筑设计和抗震设计的作用和关系分析
建筑设计对建筑抗震起重要的基础作用。建筑的结构设计难以对建筑设计有很大的改动,建筑设计已经初步形成了,建筑结构就必须按照原则服从建筑设计的要求。设计师在建筑方案能够全面的考虑到抗震设计的要求,那么结构设计人员按照建筑方案对结构部件进行科学、合理的布置,保证建筑结构质量与结构刚度均匀分布,结构受力和结构变形共同协调,提高建筑结构抗震性能和抗震承载能力;如果建筑方案没有考虑到抗震的要求,直接给结构抗震设计带来更大的难题,建筑布局设计限制结构抗震布局设计。为了进一步提高结构部件抗震承载能力,就必须增大结构构件的截面面积,这样又会造成很多不必要的浪费。所以,在建筑抗震设计的过程中建筑单位要对建筑体型设计、建筑平面布置设计、屋顶建筑抗震设计等问题加以关注。
三.我建筑抗震设计的现状
在建筑抗震设计领域,虽然我国在近年来有了长足的发展,但是,相比西方发达国家而言,发展缓慢,尤其是在抗震设计上,没有能够正确的处理好建筑设计和抗震设计的关系,虽然引进了一些西方欧美抗震设计理念,但缺乏符合本国实际的理论技术创新。很大方面存在着缺陷,主要表现在以下几个方面。
1.建筑抗震设计中缺乏科学规范的理论指导,缺乏实际经验的积累;我国对地质地震的认识尚不够完善,对地震的成因,预测,防治研究不够深入,地震防治规范不够科学。因此,在进行建筑结构抗震设计时候,缺乏一定的科学依据,或依据的是不完善的理论。因此,难以在建筑结构设计中完美融合防震设计理念。
2.建筑抗震设计中,设计立足于固定参数,而忽视了实际情况,设计完全依据“计算设计”完成。而且将一定的地震或力学参数做出固定的规范,比如,在我国地震设计研究中,把地震的降级系数统一规定为2.81,将小震赋予固定统计意义。而小震多用于结构设计中,结构截面承载能力设计和变形的检验计算,需要依据一定的实际情况而行的。
3.设计中,没有能够深入研究地震对建筑结构破坏的层次和顺序,难以做到重视主体的设计而兼顾细节问题。没有能根据实际情况灵活变通的运用抗震设计准则。
四,我国建筑结构抗震设计标准
1.我国的建筑结构抗震设计要遵循中华人民共和国GB 500112010建筑抗震设计规范。辩证灵活运用其中抗震设计原则,严格执行设计施工标准,借鉴其中经验,结合房建本地实际,科学设计。
2.要坚持实施多级防震措施。传统房建结构多采取的是三级设防措施,即小震不坏、中震可修、大震不倒。但在新的时期,房建结构必须是采取的多级设防模式,保护建筑主体抗震能力,减轻经济损失,使得建筑抗震中更加安全。
3.将概念设计理论和基于性能的设计理论相结合。结合建筑结构设计施工地的具体实际情况,做出科学严谨勘探,掌握第一手资料,综合分析考虑,做出最优势的战略设计组合。
五.建筑设计在建筑抗震设计中的几个主要设计问题
1.建筑体型设计问题
建筑体型包括建筑的平面形状和立体的空问形状的设计。在建筑体型的设计中,应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则,在平面形状上,矩形、圆形、方形等对抗震来说,都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型,尽量避免不对称的侧翼和过长的侧翼,在体型布置上使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布,避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称而引起建筑物在抗震时发生扭转反应。在建筑设计中,为了建筑立面美观和艺术上的创意,复杂的建筑体型是难以避免的,但是,在设计时一定要把建筑艺术、建筑使用功能同结构抗震安全很好地结合起来。
2.建筑平面布置设计问题
建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求,同时它与建筑抗震关系很大,因此从概念上要解决的一个核心问题是,建筑平面设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀,对称协调,避免突变,防止产生扭转效应。在墙体布置上要均匀对称;在抗震墙(剪力墙)布置上尽量与结构抗震要求相结合;对刚度很大的楼、电梯井简要居中布置,避免偏心扭转地震效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件,使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体,充分发挥建筑设计在建筑抗震中的基础作用。
3.建筑竖向布置设计问题
建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑物沿高度(沿楼层)建筑结构的质量和刚度分布设计上。在工业和民用建筑中,无论单层和多层都存在此类问题。在建筑设计中,尽可能使建筑物沿竖向的刚度分布比较接近,应特别重视使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑底部,不应中断或不到底;尽量避免某一楼层刚度过小;尽量避免产生
4.屋顶建筑抗震设计问题
设计高层和超高层建筑时,屋顶建筑抗震设计也是整个设计的一个重要环节。近几十年来,从多数高层建筑抗震设计评定结果看,屋顶建筑设计还存在一些问题,例如:屋顶设计较高或者设计过重。屋顶设计较高或者设计过重,无形当中加大了屋顶建筑变形,而且地震作用也加大了,尤其对自身和屋顶之下的建筑物的抗震作用都不利。有时屋顶建筑的重心和屋顶之下的中心不在同一直线上,如果屋顶的抗侧力墙和屋顶之下的抗侧力强出现间断,在地震发生时,带来的地震扭转作用也会更严重,对抗震更不利。所以,进行屋顶建筑设计过程中时,应该最大限度的降低屋顶建筑的高度。选用强度较高、轻质、刚度均匀的材料,使得地震作用传递不受阻碍;屋顶重心和屋顶之下的建筑中心在同一直线上;如果屋顶建筑非常高,屋顶建筑就必须具有较强的抗震性,让屋顶建筑地震作用和突变降低到最小,尽量避免发生扭转效应。
六.结束语
建筑行业关系到我国的经济发展和社会稳定,关系到国民的生命财产安全,加强建筑抗震设计,设计,提高抗震能力,是促进社会和谐稳定的客观要求。因此实施科学合理的设计方法,科学处理建筑设计和抗震设计的关系。建筑设计是整个建筑抗震设计的重要环节,二者存在着密切的联系,共同为提高建筑整体抗震性能提供了强大的支撑。在进行建筑的抗震设计时候,必须要将建筑的建筑设计和结构设计综合协调起来,实现二者的配合,共同为建筑整体的抗震设计发挥出更强大的作用。
参考文献:
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建筑抗震设计概念篇5
关键字:结构抗震模式 概念设计 工民建建筑
工民建结构抗震模式概况
随着我国经济社会的快速发展和人民生活水平的普遍提高,人们对建筑结构设计也提出了更高的要求,在原本建筑结构设计的基础上,更多的要求保证建筑更好的抗震性,因此,针对建筑结构抗震设计模式的现状,提出概念设计来丰富结构设计的不足正是当今建筑业抗震设计的重要改革。目前,我国工民建结构抗震模式中大多都采用与概念设计相结合进行抗震设计的方法。所谓概念设计是从结构设计总体方案设计开始进行,就是要运用人们对建筑结构抗震模式已有的认识来更深层次的处理结构设计中将遇到的一些难以处理的问题,例如建筑体型、结构体系、构件延性等问题。概念设计要在结构设计的基础上、从宏观原则上进行综合评价、辨别、选择等处理,再加以必要的计算和构造设计,并据此消除建筑物抗震的诸多薄弱环节,保证建筑的结构设计能够达到合理抗震设计的目的。概念设计也就是在特定的建筑空间条件下,用整体的概念设计来综合考量结构的整体设计方案,并依据结构设计的总体系和部分之间的力学、结构关系和工程经验的基本设计原则和思想,把握总体方向,来确定建筑结构的总体布置和细节构造。概念设计在结构抗震设计中的重要作用已经引起了我国建筑业的广泛关注,在今后的研究中必将发挥更大的作用。
二、工民建抗震模式中概念设计应用的必要性和重要性
(一)建筑抗震设计标准的要求
长期以来,我国建筑抗震设计通常采用结构设计进行,但是我国建筑抗震设计规范中要求的以可靠度理论为基础,吸收延性设计的思想的要求还是存在一些问题。在一些具体问题中,针对结构设计抗震模式要求的相关规定相当模糊,因此,在建筑业飞速发展的今天,我们不能盲目的按照规则照搬照抄,而是应该把建筑抗震设计标准作为一种参考,在结构抗震设计作为基础的前提下,做出正确的选择,要对整体结构体系与个基本体系之间的力学等关系进行透彻的分析、认识,将概念设计应用到具体的实践工作中去。
目前,我国建筑业进行结构设计大多是按照规范和手册进行,之后运用计算机软件完成结构设计,但是这样却并不能达到最优的结构设计目标,我们还应该考虑如何在结构设计中有效的运用概念设计,减少结构设计方案和实际建筑方案之间出现的分歧。要运用概念设计的优势,弥补结构设计在建筑抗震设计中的不足,降低建筑抗震的风险,保证建筑质量。
结构抗震模式存在问题
结构抗震模式存在诸多的问题,在工程师完成初步的设计方案后,通常会选用计算机软件进行整体的分析设计,但是由于计算机软件自身的缺陷就会导致计算机所设计出来的方案存在严重的问题,而这些问题如果不能及时的发现,就会在建筑施工中出现问题。结构抗震模式存在着许多不确定的因素,地震是一种地球内部随机的、不确定的、破坏性极大的地质运动,目前国际上尚没有准确对地震发生的时间、强度进行准确预测的方法和措施,而通常建筑物遭到地震破坏的作用机理又十分复杂,结构设计中根本没有有效规避地震危害的措施,因此,要提高建筑物的抗震性能,就要将结构设计与概念设计相结合,使其双方能够相互作用,达到最佳的状态组合,从而提高建筑物的抗震能力,达到建筑结构抗震设计的目标。
概念设计的重要性
在我国建筑业探究概念设计与结构设计相结合进行抗震设计的过程中,概念设计的重要性越来越突出的表现出来。概念设计的重要性,还体现在建筑方案设计的阶段。建筑的初步设计通常是不能借助计算机软件来进行的,这就需要结构设计工程师运用结构设计的概念,选择最为可靠、经济可行的结构设计方案,这就需要结构工程师不断吩咐自己的设计经验和设计知识,深入了解各类结构的性能,并掌握这些知识,灵活的运用到实际设计方案中。在进行结构抗震设计中,可以运用概念性近似估算的方法,在设计初始阶段进行迅速有效地对结构设计方案进行比较与选择,这样所得的方案就会更清晰、并且定性更为准确,避免不必要的计算,具有较高的经济可行性,同时也是检验计算机数据计算准确性的主要依据之一。概念设计可以涉及到结构设计较易忽视的细节部分,概念设计与结构设计相融合,可以更好的保证建筑设计方案的可行性。
概念设计在结构抗震模式中的应用
概念设计要保证结构抗震设计的可靠性
结构抗震设计的目的一般是使建筑结构在强度、刚度及节能性等方面取得最佳的效果,从而满足结构抗震设计的要求。在当前的建筑科技水平和经济条件子啊,为了保证结构设计具有可靠的抗震性能,概念设计在于结构设计相结合的过程中,必须要充分考虑场地条件和原材料质量条件的关键因素。抗震概念设计的一般原则强调的是设计不能陷入简单计算的误区,若结构设计存在严重不规则,整体性差等问题,仅按照我国目前的结构抗震设计计算水平,是很难保证结构的抗震性能的,所以,应用概念设计的原理,并结合大量地震灾害和设计试验研究成果,所得出的结论是:建筑构件的最不利受力状态应随着构件和地震作用的方向而发生变化。概念设计要在保证结构抗震设计的可靠性的基础上,对结构设计进行全面的考察,查找不足,并采取必要的措施,提高整个结构设计的抗震性能。
结构抗震模式中薄弱部位要采用概念设计进行综合
结构抗震模式中最薄弱部位,如建筑平面外墙转角处的转角窗,通常是限制了角部结构竖向抗侧力构件的设置,这就需要概念设计进行处理。上文提到过,结构设计中存在许多问题,而这些问题都是结构设计本身所不能解决的,由于结构设计本身的局限性,就需要概念设计发挥自身的设计优势来补充结构设计中的不足,在结构设计完成后,要从宏观的角度对整个建筑抗震结构设计方案进行检验和审核,并找出其中存在的问题,针对问题制定适合的概念设计方案,以弥补结构设计方案中的不足。结构抗震设计中的薄弱部位更应该采用概念设计进行重点的综合设计,从而保证建筑设计的总体抗震质量。
结构抗震模式应用的现状和前景展望
我国多年的建筑抗震设计经验,并在总结工民建中多年的抗震探索和研究的基础上,我们发现要解决结构设计中的诸多问题,必须在结构设计中引入概念设计这一全新的设计理念,这种设计理念可以从宏观的角度对建筑的抗震结构进行全面的设计,在某些关键方面可以弥补一些结构设计思想中对抗震结构思考不足的地方,这也就为我国今后的工民建结构抗震模式设计开辟了新的道路。建筑抗震设计体系正由传统的硬性抗震转为柔性抗震的发展体系中。结构抗震设计与概念设计相结合的设计方法主要是采用以柔克刚的全新理念进行建筑抗震设计。这种方法通过调整结构动力特征来达到抗震的目的,在我国未来的工民建中,概念设计融合与结构设计抗震模式中的新方法将会是今后的主要抗震设计方案。
参考文献:
[1]谢能刚,于玉莽.抗震结构的动力优化设计研究[J].海河大学学报,2001,28(3)
[2]陈教洪.谈概念设计在建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰(中旬刊),2008(2)
[3]GB 50011―2001,建筑抗震设计规范[S].
建筑抗震设计概念篇6
【关键词】 建筑设计;抗震设计;应用
随着国家经济的飞速发展,建筑领域正呈现繁荣发展趋势,在建筑设计中加入抗震设计不仅符合当前发展的趋势,更是关乎国计民生的重要课题。自汶川大地震以来,国家不断增加抗震建筑的投资力度,同时出台相关政策保障抗震设计能够得到发展的足够空间。建筑领域的抗震因素不仅一定程度上关系着国家社会的稳定,还有利于建筑结构的发展变化,促进建筑领域的长足发展。所谓的建筑设计,即是对房屋建筑结构相关方面的设计,包括建筑高度、结构承载力等。
一、建筑设计与抗震设计的关系
总体来说,建筑设计是作为建筑抗震设计的基础存在的,抗震设计作为建筑设计的一部分,其任何方面的作业都必须要在满足建筑设计合理性的基础上展开。通常来说,建筑设计的结构设计方面难以对整体的建筑设计产生较大的影响,因为建筑设计基本上已经定性,在结构设计作业就必须要按照相关的设计原则展开。在进行建筑设计时,如果方案能够满足抗震设计的标准,那么建筑设计师就可以合理布局建筑结构,在保证建筑质量的基础上,最大程度的提高建筑抗震性能。
二、建筑抗震设计的现状
当前,我国在建筑抗震设计方面虽已取得长足的发展,但不容忽视的是,与西方发达国家相比,依然存在较大的差距,不仅是由于我国起步较晚,发展缓慢,还由于我国科技力量薄弱,在理论发展方面不如发达国家。总而言之,在建筑抗震发展方面,我国缺乏理论的指导,同时在实践方面缺少创新,从而问题频出。具体体现在以下几方面:
1.缺乏理论指导,缺少经验积累
在理论基础方面,我国存在较大的缺陷,知识力量的薄弱导致对于地质地震的认识不够全面完善,在地震成因、预测、防治等方面的研究尚不够深入,还不能制定科学的地震防治相关规范。由此,在进行抗震设计时,没有科学合理的理论依据或者依据不完善,因而在建筑设计时难以将抗震设计完美融入。
2.未考虑实际情况
在当前的建筑抗震设计中,将力学参数作为建筑设计固定的规范,在设计方案时,整个方案的完成仅仅依靠这几项参数,未对实际情况认真考察,导致设计未从实际出发。比如在我国的地震研究中,对小地震赋予固定的统计意义,而在具体的建筑抗震设计时,主要就是依照小地震进行结构设计,但是,对于结构设计的承载能力等必须要依照实际情况而定,不可一概而论。除此之外,在设计时如果不能深入了解地震对建筑结构的破坏,就 不能在设计时兼顾主体与细节,同时不能依据实际情况灵活运用抗震原则。
三、抗震设计标准
1.严格遵守规范
我国在建筑设计领域有着严格的规范,不仅是因为建筑是国民经济的基础,在促进经济飞速发展意义重大,更是因为建筑设计关系到国民生活的基础,在保证国民生活安全有序方面发挥着巨大的作用。在进行建筑抗震设计时,必须严格遵循国家相关单位出台的相关设计规范,科学合理的运用设计原则,严格执行施工标准,并且不断借鉴国内外先进经验,结合本地区的实际情况,科学设计。
2.实施多级防震措施
多级防护模式不仅可以提高建筑主体抗震性能,最大程度的减轻因地震带来的经济损失,还可以保证建筑在地震时更加的安全可靠。下图一为抗震墙的相关数据。
图一抗震墙约束边缘构件范围
3.将概念设计与性能设计完美融合
在充分考察建筑施工地的具体情况以后,在满足设计原则的基础上结合实际,设计出科学合理严谨的建筑设计。在设计时,不仅要充分考虑建筑理念的融入,还要考虑建筑性能的实现。
四、建筑设计应注意的细节问题
1.平面布局设计
建筑平面布局设计在建筑整体设计中占据十分重要的地位,平面布局的合理性对于整体建筑功能的发挥以及建筑实用性影响巨大,除此之外,平面布局设计还与抗震设计具有不容忽视的相关性。通常来说,要想将建筑设计与抗震设计两者完美融合,首先就要保证建筑刚度达标,另外,还要保证建筑结构的均匀分布,以保证建筑结构分布的对称性,尽量避免出现建筑扭转的现象。在建筑墙体设计时,也要保持设计的匀称性,尤其是在设计抗震墙时,一定要保证其与抗震建筑设计完美结合,在布置刚度较大的楼层的电梯时,要尽量使其处于中心位置,以避免出现建筑扭转现象。
对于建筑结构的平面布局设计,要充分考虑建筑抗侧力的合理布局,从而促进建筑的使用功能与抗震需求相结合,以便充分发挥出建筑的抗震设计效果。
2.纵向布局设计
在进行建筑设计时,要尽可能的将刚度分布较为接近的建筑物沿纵向分布,值得注意的是,在进行剪力墙的布置时,要尽量使其均匀分布并能够纵向贯穿,由底至顶。在设计时避免中断或者不连贯情况的发生,同时也要避免设计时出现某一楼层刚度过小的情况出现。下图二为房屋层数与高度的数据。
图二 房屋层数与高度限值
3.整体布局设计
所谓的整体布局,通常包括平面和立体两方面的设计。在进行建筑设计整体布局时,要做到不论是平面还是立体空间上,都要保持简洁规则的特性。在建筑的平面形状的选择方面,可以选择圆形、方形或者矩形等,既可以保证建筑的美观欣赏价值,还可以增加建筑的抗震性能。要尽量避免凹凸型的建筑平面形状,这种形状不利于建筑抗震性能的最大化发挥。如果想设计出间兼具艺术欣赏与实用价值的建筑,必须要把建筑艺术与建筑功能二者完美结合,同时完美融入建筑抗震设计。
4.屋顶抗震设计
随着建筑科技的不断发展,同时为满足当前经济的高速发展,高层建筑与超高层建筑正逐渐步入大众视野,在进行这一类建筑设计时,对于屋顶的设计也是整体设计中最为重要的一环。但从当前的建筑设计情况来看,依然存在诸多问题,如设计较高或设计较重。屋顶设计过重,无疑会加大屋顶建筑的压力,从而加速屋顶变形,同时不利于建筑物抗震作用的发挥。因此,在屋顶设计时,要尽量降低屋顶建筑的高度。
五、结束语
建筑抗震设计概念篇7
关键词:建筑抗震设计;发展与背景;最新修订;注意的方面
中图分类号:TU2文献标识码: A
引言
继唐山大地震,近年来我国陆续又发生大规模的严重地震,不断在敲响建筑抗震的警钟,《建筑抗震设计规范》也在我过建筑科技科研人员的精心研究下,做出了一次又一次的改动变更。随着科技的进步与经济的发展,在人民政府的带动下,越来越多的高层住宅,高层办公用楼等高层建筑陆续出现在了我们的视线中。所以为了人民更安全的生活,我们需要在高层建筑的设计上响应规范的微调,做出一些变化。本文结合了《建筑抗震设计规范》的发展进程与最新的修改,对于高层建筑的抗震设计给出了一些新的见解。
1 《建筑抗震设计规范》的发展与背景
我国最早期的建筑工程抗震设计主要参考苏联的《地震区建筑抗震设计规范》。1959年和1964年,我国曾两次起草并拟定了包括各类工程结构的《地震区建筑抗震设计规范》(草案),虽然未正式颁布,但对以后的工程抗震设计仍起了重要的作用[1]。而后,随着国力的发展与技术的提高,我国于1974年正式颁布了第一本工程抗震设计规范――TJ11―74《工业与民用建筑抗震设计规范》(试行)。1978年,TJ11―78《工业与民用建筑抗震设计规范》(简称《78规范》)[2],国家建委批准颁布。1989年,GBJ11―89《建筑抗震设计规范》(简称《89规范》)[3],建设部批准颁布。1990年开始实施,并于1993年作局部修订。2001年,GB50011―2001《建筑抗震设计规范》(简称《2001规范》)[4],建设部和国家质检总局联合。于2008年5・12汶川地震后作了局部修订,成为GB50011―2001《建筑抗震设计规范》(2008版本)[5]。2010年,GB50011―2010《建筑抗震设计规范》,目前已完成报批手续。我国在建筑工程抗震设计领域的规范基本成型。
2 建筑抗震设计规范的最新修订
修订主要依据住房和城乡建设部建标[2006]77号文件通知进行的。于2007年7月对《2001规范》开始修订,2008年4成初稿。而2008年5月12日发生了汶川地震,面向全国征求意见的修订计划工作暂时中断,但是编制组成员迅速进入灾区开展震害调查,取得大量的建筑破坏资料数据,为规范修订提供宝贵而珍重的参考。震害资料显示,建设规划选址应充分考虑各种地质情况影响,中、小学校舍和医院等重要建筑应提高抗震设防类别,各类结构的重要部位和薄弱部位、例如楼梯间等应予加强,结构防止连续倒塌和强柱弱梁设计问题应予重视等等。根据住房和城乡建设部落实国务院《汶川地震灾后恢复重建条例》的要求,在认真总结建筑震害经验的基础上,对《2001规范》作了应急的局部修订,于2008年7月30日颁布了GB50011―2001(2008版)《建筑抗震设计规范》。局部修订的修订内容有:
(1)依据地震动参数区划图的局部修订,对四川、陕西、甘肃地震灾区的设防烈度予以变更;
(2)增加山区场地建筑抗震设计的专门要求;
(3)从概念设计的角度,提出建筑结构体系需要注意和改进之处;
(4)提高楼梯间抗震安全性的对策;
(5)抗震结构材料性能和施工要求的局部调整;
(6)增加一定数量的强制性条文。
在完成2008版局部修订之后,《2001规范》的修订工作步入正轨,认真吸取汶川地震的震害经验,按要求于2009年12月完成审查并报批。2008版和2009年修订基本延续了《2001规范》的主要抗震设计理念和方法。
3 高层建筑抗震设计中应该注意的方面
3.1结构体系与材料的选用
在地震常发区,建筑结构体系或材料的选用是否合理是人们特别关注的事情。在我国,低于150 米的建筑采用的结构体系主要有三种:筒中筒、框―筒和框架―支撑体系。其它国家的高层建筑也常采用这些体系。但国外建筑大多都是钢结构建筑,而我国钢筋混凝土建筑的比例高达9 成。如此高的钢筋混凝土结构及混合结构,国内外对如此高比例的钢筋混凝土建筑的抗地震作用并没有很好的经验。混式结构的钢筋混凝土内筒常常要承受70%至90%的震层剪力。采用钢筋混凝土核心筒结构,则应将钢筋混凝土结构的位移限值作为变形控制的基准;但因为此结构的弯曲变形侧移比较大,采用刚度较小的钢框架协助减小侧移的方式,不仅效果不明显,而且会使钢结构负担显著增大,有时必须通过设置伸臂结构或增加混凝土筒的刚度的方式产生加强层才能达到规范的侧移限值;如果柱距或结构体系发生变化时,就应设置结构转换层。转换层和加强层产生的大刚度容易造成结构刚度的突变,往往会造成柱构件剪力的突然加大,外框架柱连接处与转换层构件或加强层伸臂之间很难保证强柱弱梁。因此要慎重选择转换层和加强层的结构模式,尽可能降低它们的刚度,避免其造成的不利影响
3.2场地和地基的选择
建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响,是建筑抗震设计的基础,在进行建筑场地以及地基的选择时,应该充分了解当地的地震活动情况,对当地的地质情况进行有效性、科学性的勘察,在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价,评估当地的抗震设计等级,对一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避,而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施,在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或是其它具有较高密实度的基土,从而提高建筑地基的抗震能力,尽可能的避开不利于抗震的软性地基土,对于一些达不到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造,使其能够符合相应的标准。
3.3建筑结构的规则性
在进行建筑结构设计的过程当中,应该尽可能的按照规则来,尤其是抗侧力结构应该尽可能的简单化,从而保证可靠性和承载力分布的均匀性;建筑结构的平面布置应该选择形状比较规则的图形,这样在发生地震的时候能够确保建筑整体的承载力均匀分布;应该尽可能的避免不规则的结构平面,造成建筑结构质心和刚心出现交错,这样一旦出现地震;一些和刚心距离比较大,刚度不足的构件就会发生侧移,受到较大的地震力的影响,有可能因为承受不住而发生损坏,最终导致建筑由于某个构件的损坏而发生倾斜和倒塌,为了防止抗侧力结构横向刚度突然出现变化,应该使垂直方向的抗侧力的截面积从上到下逐渐的递减。
3.4楼梯间设计的加强
楼梯的结构是直接或间接与主体结构相连的,例如,对于框架结构房屋,楼梯事实上是主体框架结构的一部分,在地震作用下,斜向构件梯段板也要承受剪力,这有可能导致梯段板断裂。梯段板通常有半个层高,两个标高处的水平位移有差值,容易使梯段板拉裂。另外,其各跑段梯段板的振型不一定相同和同步,容易导致梯段板底部受力钢筋与梯段板分离,钢筋断裂,还可能导致平台梁受扭破坏。在框架结构楼梯中由于存在休息平台,易形成短柱*除此以外,楼梯间高度相当于1.5个层高,这也会对楼梯间的稳定性造成影响.施工缝的留置也可能会影响楼梯的稳定性。多层民用房屋结构中,楼梯多为现浇板式结构,楼梯的施工应与楼房其他主体结构的施工同步进行,才能保证房屋的主体结构安全和抗震效果。这样,在楼梯中就不可避免地留置一定数量的施工缝,施工缝的留置位置和支模方法直接关系到主体工程质量和施工难易程度。
为加强楼梯间的整体性及墙体的稳定性,以增强其空间刚度,应加强纵横墙体之间的可靠连以限制墙体裂缝的产生,发展及倒塌。
(1)顶层楼梯间墙体应沿墙高每隔500mm设2Φ6通长钢和Φ4分布短钢筋平面内点焊组成的拉结网片或Φ4点焊网片;7~9度时,其他各层楼梯间墙体在休息平台或楼层半高处设置60mm厚、纵向钢筋不应少于2Φ10的钢筋混凝土带或配筋砖带;配筋砖带不少于3皮,每皮的配筋不少于2Φ6,砂浆强度等级不应低于M7.5且不低于同层墙体的浆强度等级。
(2) 楼梯间及门厅内墙阳角处的主梁支承长度不应小于500mm并应与圈梁连接。
(3)突出屋顶的楼梯间,除其构造柱应伸到顶部!并与顶部圈梁连接外,所有墙体应沿墙高隔2Φ6通长钢和Φ4分布短钢筋平面内点焊组成的拉结网片或Φ4点焊网片。
4 结语
我国的《建筑抗震设计规范》还会在今后的实践中吸取更多的经验,从而成长的更加成熟,而高层建筑的成熟也将称为这我国走向小康社会的鲜明符号。在高层建筑的设计上积极响应《建筑抗震设计规范》是对人民群众安全的责任。从长远角度看,开发各种合理的实用可行抗震设计策略,是一件非常重要且有意义的事情。
参考文献
[1]TJ11-74 工业与民用建筑抗震设计
[2]GB 50011-2001 建筑抗震设计规范[S].2008版
[3]王亚勇 《建筑抗震设计规范》的发展沿革和最新修订 《建筑结构学报》 2010年6月
[4]冯科 高层建筑抗震结构设计问题探讨 《商品混凝土》2012 第09期
建筑抗震设计概念篇8
关键词:抗震概念设计;抗震计算方法;提高结构抗震性能的措施
中图分类号:TU37 文献标识码:A
1 抗震概念设计及思路
抗震设防的基本目的是在一定的经济条件下,最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏,保障人民生命财产的安全。为了实现这一目的,抗震设计规范以“小震不坏,中震可修,大震不倒”,即三水准的抗震设防要求作为建筑抗震设计的基本原则。
一般来说,建筑抗震设计包括三个方面的内容与要求:概念设计、抗震计算与构造措施。概念设计在整体上把握抗震设计的主要原则,减少由于建筑结构自身带来地震作用及结构地震反映的复杂性而造成抗震计算不准确;抗震计算为结构抗震设计提供定量依据;构造措施则是抗震概念设计与抗震计算的有效保障。结构抗震设计三个方面的内容是一个不可分割的整体,忽略其中任何一部分都可能造成抗震设计的失效。
建筑结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用,从而避免结构出现比较敏感的薄弱部位,导致结构过早的破坏。假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用是抗震设计方法的前提之一,在此前提下才能以多遇地震作用进行结构计算与构造措施。
建筑结构抗震设计的基本原则包括:(1)结构的简单性,即结构在地震作用下具有比较明确的传力途径,结构的计算、内力及位移分析都易于把握。(2)结构的规则及均匀性,造型和结构布置比较均匀可以避免刚度、承载能力与传力途径的突变,以限制结构在竖向出现敏感的薄弱部位,建筑平面比较规则可以使建筑物质量分布与结构刚度分布协调,限制质量与刚度之间的偏心。(3)结构的刚度与抗震能力,结构布置应使结构在两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力、足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。
2 结构抗震计算方法及抗震验算
结构抗震计算可分为地震作用计算和结构抗震验算两部分。进行结构抗震设计时,在确定结构方案后,首先应计算地震作用,然后计算结构和构件的地震作用效应,最后再将地震作用效应与其他荷载效应进行组合,验算结构和构件的承载力与变形,以满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防要求。
结构抗震计算的方法包括:(1)底部剪力法,特点是忽略高振型的影响,假定结构地震反应以基本振型为主,将基本振型简化为倒三角形进行计算,但是计算精度稍差。(2)振型分解反应谱法,利用振型分解的原理和反应谱理论进行结构最大地震反应分析,计算精度稍高。(3)时程分析法,选用一定的地震波直接输入到所设计的结构,然后对结构的运动微分方程进行逐步数值积分,求得结构在整个地震时程范围内的地震反应,计算精度高。
为了满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防标准,《建筑抗震设计规范》规定进行下列内容的抗震验算:(1)多遇地震下结构允许弹性变形验算,防止非结构构件的破坏,如隔墙、幕墙、建筑装饰等的破坏。(2)多遇地震下结构强度验算,防止结构构件因承载力不足而破坏。(3)罕遇地震下结构弹塑性变形验算,以防止结构因过大变形发生倒塌。
3 提高结构抗震性能的措施
结构的抗震性能决定于结构的整体性、延性,而结构的整体性和延性与结构布置、结构整体刚度、结构节点和构件的延性和强度密切相关。
结构布置时宜考虑多道抗震防线,一个抗震结构应由若干延性较好的分体系组成,通过构件的链接协同作用,有意识地在结构内部、外部建立一系列分布的屈服区,使结构在先屈服的部分耗散大量的地震能量,而使最后的“防线”得以保存,便于结构修复。即通常所说的“小震不坏,中震可修,大震不倒”,同时设计中应做到的“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”。
如框架结构抗震设计原则为强柱弱梁设计,梁屈服后柱仍能保持稳定;框架--剪力墙结构抗震设计原则为连梁首先屈服,然后是墙肢,框架作为第三道防线;剪力墙结构抗震设计原则为通过构造措施保证连梁首先屈服,并通过空间整体性形成高次超静定。
结构应具有合理的刚度和承载力分布,建筑物的侧移刚度越大,则自振周期越短,地震作用也越大,要求结构构件具有较高的承载力。提高结构的抗侧刚度,往往以提高造价和降低结构变形能力为代价,因此在确定结构体系时,需要在刚度、承载力之间寻求较好的匹配关系。
垦利县育才华都工程为高层剪力墙结构,结构地上一层的侧向刚度小于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍,故采用地下室顶板作为上部结构的嵌固部位。在进行初步整体计算时,地震作用下局部X向最大层间位移角为1/900,超过了规范规定的1/1000。受地块限制,没有足够的场地布置车位,规划设计条件又要求车位比为1:1,所以地下二层必须设计为车库。受限于车库门最小净宽的要求,该部分剪力墙的长度无法再加长,经过多次试算,通过增加剪力墙连梁的高度提高了该部位的抗侧刚度
建筑抗震设计概念范文
本文2023-12-06 11:38:15发表“文库百科”栏目。
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