建筑抗震设计规范标准范文

栏目:文库百科作者:文库宝发布:2023-12-06 18:11:20浏览:1195

建筑抗震设计规范标准

建筑抗震设计规范标准篇1

关键词:旧层加层 抗震鉴定 抗震设计

1 目前各地采用的方法

1-1主张按加层后的房屋总层数和总高度,用建筑抗震鉴定标准的要求对旧房屋部分进行加层抗震鉴定和抗震设计:对新建部分(加层加高部分)进行抗震设计。其理由是:适当放宽加层房屋的抗震要求,尽量减少加层房屋的加固工作量,以利于降低造价,及加层施工尽量不影响旧房的使用。

1-2 主张对旧房部分用建筑抗震鉴定标准的要求进行加层抗震鉴定和抗震设计,对新建房部分用建筑抗震设计规范的要求进行抗震设计。其理由是:旧房已成事实,完全按建筑抗震设计规范的要求进行加固困难较大,故对其适当放宽。而新房部分按建筑抗震设计规范的要求进行设计无困难,故不放宽。

1-3 主张对旧房部分用建筑抗震设计规范的要求进行加层抗震鉴定和抗震设计,对新房部分用建筑抗震设计规范的要求进行抗震设计,其理由是:使加层房屋新旧两部分抗震能力相匹配。

1-4 主张对旧房部分用建筑抗震设计规范的要求进行加层抗震鉴定和抗震计算,提高一度采取抗震构造措施,对新建部分用建筑抗震设计规范的要求进行抗震设计。其理由是:考虑旧房屋抗震不利因素较多,故对其采取加强措施。

1-5 主张以建筑抗震设计规范为主,参照建筑抗震鉴定标准的要求,对加层房屋进行抗震鉴定和抗震设计,其理由是:采用两种标准结合使用比较现实合理。

1-6 主张对旧房区别对待,当旧房为按新建筑抗震设计规范设计时,此时应对加层新旧两部分均严格按照新建筑抗震设计规范的要求进行抗震鉴定和抗震设计,当旧房为按旧建筑抗震设计规范设计时,对加层房屋新旧两部分也可按旧抗震设计规范要求进行抗震鉴定和抗震设计。其理由是:这样可使加层房屋新旧两部分的抗震能力保持一致,比较经济合理。

2 目前各地采用方法存在的问题

上述六种意见,各有一定的道理,但也均存在问题,值得进一步研究探讨。

方法一存在的主要问题是:对新建房屋都要求按现行国家标准建筑抗震设计规范进行设计,而加层房屋由新房和旧房两部分组成,即使是对旧房进行抗震加固也比新建房屋抗震能力差,如若采用比建筑抗震设计规范低的标准(抗震鉴定标准)对加层房屋进行抗震鉴定和抗震设计,则显然房屋的抗震能力更差,故不宜采用此法。

方法二存在的主要问题是:对加层房屋的新旧两部分采用不同的设计标准,尤其是对旧房屋部分采用较低的设计标准不够合理,造成加层房屋抗震能力上强下弱,对抗震很不利。

方法三存在的主要问题是:虽然比较科学合理,得不够全面,如若采用分离式加层结构方案,此方法就不适用,对与外套结构完全分离的旧房没有必要按建筑抗震设计规范的标准进行抗震鉴定和抗震设计。

方法四存在的主要问题是:对旧房部分按抗震设计规范的要求提高一度采取构造措施,标准偏高且对旧房来说难以满足要求,加大了加层设计施工的难度,提高了房屋加层造价。

方法五存在的主要问题是:规定的太原则,具体招待起来困难太大。

方法六存在的主要问题是;造成加层房屋采用的抗震鉴定标准和抗震设计规范不统一,使一部分加层房屋达不到现行国家建筑抗震设计规范的要求。

3 建议采用的方法

首先应当明确指导思想,即对加层房屋的抗震要求应比新建房屋更严一些好,还是放宽一些好,还是不严不宽好?此问题解决后,本文所讨论的问题也就比较容易解决了。笔者认为:对加层房屋采用的抗震鉴定和设计标准不应低于对新房屋采用的标准,也不宜采用比新建房屋更严的标准,建议采用与新建房屋相同的标准。

加层房屋虽也有一些有利的因素,但不利因素更多,如旧房屋部分已使用多年,新旧部分连接整体性较差,对加层时加固的房屋不宜采用比新建房屋低的设计标准。若采用比新建房屋高的设计标准,则需要更多的投资,加大了加层房屋加固的工程量和施工难度,难于执行。采用与新建房屋相同的设计标准符合我国国情,比较经济合理,安全度也有保证,比较合适。根据调查,我国已有加层房屋多数是这样做的,我国正式出版的有关旧房改造(含加层)的专著也均主张按现行设计规范的标准进行设计和计算。既然对旧房的承载能力应按设计规范的标准进行设计验算,对旧房的抗震鉴定(包括抗震横墙间距、构造柱、圈梁设置、房屋总高度、总层数限值、高宽比限值、局部尺寸限值等)也应以抗震设计规范为标准。

对加层房屋进行抗震鉴定和抗震设计具体应采用什么规范和标准,笔者建议如下:

为便于执行,首先把加层房屋分为两大类。

A类:指采用分离式外套结构形式进行加层的房屋。此类加层因其新房部分与旧房部分完全脱开,新房部分与一般新建房屋相同,不存在抗震鉴定的问题,可直接按建筑设计规范的要求进行抗震设计,旧房部分与一般不进行加层的旧房一样,可按建筑抗震鉴定标准的要求进行抗震鉴定,不能满足建筑抗震鉴定标准要求的,进行抗震加固设计。

建筑抗震设计规范标准篇2

【关键词】工程场地地震安全性评价;建筑抗震设计

一.应用中存在的问题

场地设计地震动参数确定和场地震害效应评价是设计人员必须重点关注的,所以应用中出现的问题也多为涉及这两个方面的内容,主要有以下几点:(1)安评报告提供的场地设计反应谱曲线下降段的衰减指数与《建筑抗震设计规范》不一致,造成电算程序无法计算;(2)按照安评报告提供的场地设计反应谱计算的地震效应比按照《建筑抗震设计规范》反应谱计算的结果大很多,甚至超过50%以上;(3)安评报告提供的地震动时程分析结果与反应谱计算结果相差较大;(4)有些安评报告没有地震边坡效应的评估,或地震边坡效应评估不充分,缺乏对处于危险地段的边坡进行治理的可行性评价。

二.几点建议

2.1反应谱的表示形式宜规准化

《工程场地地震安全性评价》第12.1.2条规定:反应谱宜以规准化形式表示。反应谱以规准化形式表示,可以方便工程抗震设计使用,同时能在一定程度上消除随机因素所造成的谱值随周期剧烈变化的不合理性。考虑到建筑设计单位现有计算软件的条件限制,建议安评报告给出的建筑抗震设计反应谱采用《建筑抗震设计规范》中的标准反应谱的形式,反应谱的形状参数应符合该标准第5.1.5条的规定:

(1)直线上升段,周期小于0.1s的区段;(2)水平段,自0.1s至特征周期区段(水平地震影响系数最大值αmax);(3)曲线下降段,自特征周期至5倍特征周期区段,衰减指数应取0.9;(4)直线下降段,自5倍特征周期至6s区段,下降斜率调整系数应取0.02。

2.2反应谱曲线下降段衰减指数与《建筑抗震设计规范》不一致的处理

在某些特殊地质条件下,安评报告给出的反应谱曲线下降段的衰减指数与《建筑抗震设计规范》不一致时(通常为1.0或1.1),可以按规范规定的衰减指数0.9进行计算,但不能直接采用电算结果,应利用程序中的地震作用调整系数对地震作用进行调整。根据各振型自振周期下的安评报告反应谱与《建筑抗震设计规范》反应谱地震影响系数的比值调整各振型的地震作用,并按照振型分解反应谱法的振型组合原则求得振型组合后的地震作用,这个地震作用与按衰减指数0.9计算的地震作用的比值即为调整系数。显而易见,这种计算方法较为繁琐,一般情况下,对于低阶振型起主要作用的建筑,亦可直接取结构基本自振周期下的安评报告反应谱与《建筑抗震设计规范》的反应谱的地震影响系数的比值作为地震作用计算的调整系数来调整地震效应,经多个实际工程的复核验算表明误差大至在10%之内。

2.3关于反应谱的平台高度值和特征周期值

安评报告反应谱的平台高度值(地震影响系数最大值)是在考虑覆盖土层条件的影响下,依据地震危险性分析计算得到的基岩地震动参数,进行场地地震反应分析计算给出的。由于种种原因,安评报告的反应谱的平台高度值总是大于《建筑抗震设计规范》反应谱的平台高度值,这是造成安评报告反应谱计算的地震效应比按照《建筑抗震设计规范》反应谱计算的结果大很多的原因之一。

原因之二是安评报告给出的反应谱特征周期值通常大于规范反应谱特征周期值,值得注意的是2010版抗震规范反应谱特征周期值己与《中国地震动参数区划图》8306-2001特征周期值基本吻合,故安评报告给出的反应谱特征周期值与规范反应谱特征周期值不应有太大差别。

安评报告反应谱计算的地震效应比按照《建筑抗震设计规范》反应谱计算的结果大很多的问题,应该引起我们的重视。在烈度七度、设计基本加速度0.1g区,如果地震效应大50%,实际上已达到0.15g区的效应。在烈度七度、设计基本加速度0.15g区,如果地震效应大33%,则已达到烈度八度区的效应。当工程场地已处于明确的抗震设防区划内,除非是可能发生严重次生灾害的工程、核电站和其他有特殊要求的核设施建设工程,其他工程则不应出现抗震设防要求跨区划的误差。

2.4关于地震动时程分析

《建筑抗震设计规范》规定振型分解反应谱法是基本方法,时程分析法作为补充计算方法,对于规范特别规定的建筑才要求采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。

时程分析一般是针对建筑的规则性,进行较为准确的计算和捡查是否存在薄弱层、刚度突变等。正常情况下,弹性时程分析计算所得的结构底部剪力的平均值接近或小于振型分解反应谱法求得的底部剪力(但不应小于80%),所以建议安评给出的地震动时程应允许设计单位进行试算,必要时可进行调整,使之与振型分解反应谱法的计算结果(底部剪力)较为吻合。

三.重视地震边坡效应的评价

汶川地震灾害表明,由于地震引发地质灾害造成的建筑物破坏、人员伤亡在这次震害中占有很大的比例。震后修订的《建筑抗震设计规范》(2008年版)新增3.3.5条,要求山区建筑的地基基础,应注意设置符合抗震要求的边坡工程,并避开土质和强风花岩石边坡的边缘;并将第4.1.8条改为强制性条文,要求在陡坡和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时,应注意稳定性和地震放大作用。规范的修订是为了进一步增强山区建筑的抗震能力,也说明重视地震边坡影响的重要性。

当边坡在地震时可能发生滑坡、崩塌,边坡塌滑区或边坡塌方影响区则属于危险地段,规范规定严禁建造甲、乙类建筑且不应建造丙类建筑。但由于社会经济的发展,在边坡塌滑区或边坡塌方影响区内建造建筑物的情况已不可避免,如何对属于危险地段的边坡进行综合治理,其抗震设防标准如何确定,国内现行规范还没有统一、明确的规定。考虑到“大震不倒”的设计原则,这种情况下的边坡工程在大震时,支护结构不能发生失效性破坏、边坡不能发生滑坡、崩塌是最基本的要求。要满足这个要求,安评报告对建筑边坡地震效应进行完整、全面的评价是十分重要的。

四.结束语

建筑抗震设计规范标准篇3

国外工程;抗震设防烈度;规范

By comparing the correlation Chinese code with United States code in seismic intensity, ground motion peak acceleration, type of site soil. In lack basic date area carry out engineering seismic design, according to the parameters of United States code corresponding with the Chinese code values.

Project; seismic intensity; specification

中图分类号: K826.16文献标识码:A 文章编号:

国外工程勘察

随着我国“走出去”的政策实施,越来越多中国公司到国外进行工程勘察设计。中国规范也慢慢在国外开始推广应用。在国外进行工程勘察越来越多,而中国规范大多数只是针对中国境内的工程情况。特别是《建筑抗震设计规范》(GB5011-2010)里有关地震动峰值加速度以及抗震设防烈度等其它相关参数在国外工程的取值问题值得深入探讨。

抗震设计参数

工程抗震常用的设计参数有抗震设防烈度、地震动峰值加速度,场地土的类型划分等。

中国规范与美国规范比较

根据中国《建筑抗震设计规范》(GB5011-2010)规范在抗震设防烈度和地震动峰值加速度对应关系以及土的类型划分见表1、表2。

表1抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系

注:g为重力加速度。

表2土的类型划分和剪切波速范围

注:fak为由载荷试验等方法得到的地基承载力特征值(kPa);υS为岩土剪切波速。

根据美国规范《UBC》对于抗震设防分区与地震动峰值加速度对应关系、场地类别见表3、表4。

表4:抗震设防分区与地震动峰值加速度对应关系

通过以上对比可知《建筑抗震设计规范》(GB5011-2010)中的抗震设防烈度:6、7、8、9度大致可对应美国规范《UBC》地震设防分区:1、2A、2B及3、4。场地土的类型划分也大致对应。《UBC》对土的类型划分比《建筑抗震设计规范》(GB5011-2010)更注重标准贯入试验以及土工试验数据因而其对场地土的类型划分更详细。

工程实例

结合笔者的实际工作经验经,在东非某国港口改造工程勘察。该国家地处东非大裂谷起点,为地震多发国家,因此抗震设计对工程安全性非常重要。相关的参数取值为思路为:通过查询美国相关规范得出该国地震动峰值加速度为0.3g,抗震分区为A3区。地震动峰值加速度为0.3g对应中国的抗震规范抗震设防裂度为8度。因此当用中国规范对该工程进行设计时可按8度进行抗震设防。

结论

通过对比《建筑抗震设计规范》(GB5011-2010)和美国规范《UBC》在抗震设防烈度与地震动峰值加速度对应关系、场地土的类型划分可得出两者的相关性。当在国外进行工程建设需要按中国规范进行设计时,因《建筑抗震设计规范》(GB5011-2010)对国外的抗震设防烈度等参数没有规定,可根据美国规范《UBC》对所在国的抗震设防分区划分得出所在国对应的中国规范参数。

参考文献:

1997 UNIFORM BUILDING CODE。

建筑抗震设计规范标准篇4

【关键词】圈梁 构造柱 抗震意识 抗震作用

【引言】随着我国的经济高速发展,给建筑行业带来了全所未有的发展机遇,住宅建筑的发展尤为迅猛,底层带商业门面的住宅建筑的大量涌现,造成了底层框架结构设计上的很大缺陷。底层框架建筑设计归纳起来存在两方面的抗震问题:一是底层框架设计因投资者需要存在大空间的使用的问题;二是建筑物一面临街,而且临街面一般不布置抗震墙,使得抗震墙数量过少的问题。

本文通过对映秀镇漩口中学,建于2007年的三层混凝土框架结构的教学楼,整座教学楼倒塌以及教学楼附近一栋四层砖混结构的办公楼,一栋五层砖混宿舍楼尽管破坏严重,却没有倒塌,通过详细对比与原因分析,结合作者本人自身工作经验,针对框架结构中的围梁与构造柱的抗震作用,提出了建筑框架设计中应加强的几个抗震问题:加强建筑设计中抗震意识与多道抗震防线设置理念、加强底建筑底层的圈梁、构造柱,从而达到提高建筑物的整体抗震能力与抗震目的。以期对建筑设计师有所帮助与启迪,达到消除抗震设计隐患。

一、框架结构建筑设计存在的问题

在我国建筑抗震设计规范中,针对框架结构的构造柱与圈梁抗震设计与构造措施均有一定的规定。作者在几年的建筑工程设计实践中发现,近年来,建筑物底部框架结构主要用于临街门面,从而使框架建筑设计呈现平面多样化,给建筑结构设计和结构处理带来困难。

设计师在建筑设计时因商业要求,无法合理安排构造柱的设计,从而引起建筑结构设计不合理,造成这类建筑抗震性能先天不足,底层因为临街原因需要大门洞与大窗户设计,圈梁、构造柱的设计布局极为不合理,加上临街一面底层抗震墙设置减少,引起底层的侧移刚度比纵横墙较多的第二层要小,这种结构的建筑物其地震倾覆力矩主要由钢筋砼框架柱承担,使得底层钢筋砼框架柱的承载能力大为降低,当地震时,因为“下柔上刚”从而危及整座建筑的安全。如何才能克服这些困难就是建筑设计者所面临问题。

二、框架建筑结构不合理的地震危害分析

2008年5月12日,汶川发生了8.2级强烈地震,从汶川地震震害分析来看,砖混结构房屋破坏严重的都是90年代以前的建筑,基本上没有按《建筑抗震设计规范》中的规定,设置足够的构造柱和圈梁引起的倒塌。

以白鹿镇小学教学楼为例证:在地震中破坏最为严重的是大开间大窗洞的教学楼,9米的大开间,中间只用用两根进深梁代替横墙来承受楼板的荷载。大梁两端下面并没有设置构造柱,而是搁置在窗间的墙上,严重违反了《建筑抗震设计规范》中的圈梁、构造柱设计规定,从而付出了惨痛的代价。

但在汶川地震灾害中人们发现:映秀镇漩口中学建于2007年的三层混凝土框架结构的教学楼,在地震中受害严重,整座教学楼倒塌,但就在教学楼附近,一栋四层砖混结构的办公楼和五层砖混宿舍楼尽管破坏严重,却没有倒塌。究其原因主要是建筑设计没有达到《建筑抗震设计规范》的抗震要求,圈梁与构造柱设计结构不合理所致。

三、增强建筑设计抗震意识与圈梁、构造柱的抗震能力

我们认真的分析了地震给人类带来的危害,以及建筑结构不合理造成的震害损失,惨痛的教训教会了我们在建筑规划时,首先应选择对抗震有利的建筑场地,讲究建筑物规则对称与建筑结构设计合理,明确建筑设计的抗震目标,强化建筑设计中的圈梁、构造柱的抗震作用。

(一)明确建筑的抗震目标与多道抗震防线理念

严格按我国《建筑抗震设计规范》中的规定进行抗震设计,从而达到建筑抗震设计要求:“小震不坏、中震可修、大震不倒的目标。”

在框架结构建筑抗震设计中,明确多道抗震防线设置的理念,加强圈梁、构造柱的砖混结构,即使是砖墙被破坏了,可圈梁、构造柱能把建筑物的墙体箍起来使建筑物不倒塌。

(二)框架建筑设计中“强柱弱梁”的目的

按我国现行抗震设计规范要求,框架建筑设计预期是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”,来保证框架结构的抗震性能。建筑框架设计中“强柱弱梁”的理念就是:当遭受高于本地区抗震设计预估的地震时让梁端先出现裂缝,形成塑性铰来消耗掉一部分地震能量,从而保证框架柱这个竖向构件不坏,达到建筑物在震害中不坍塌的目的。

(三)加强底层框架结构圈梁与构造柱的作用

通过分析大量的地震灾害给建筑物造成的损害,结合作者自身多年来的工作经验,针对圈梁、构造柱在抗震时的重要作用,认为所有纵横墙顶部均应设置圈梁,抗震墙端部均应设置构造柱,同时增加构造柱与圈梁的强度,采用钢筋砼抗震墙来代替砖抗震墙,从而达到底层抗震设计标准。

事实证明,在汶川大地震中,凡底层合理设置了圈梁和构造柱的框架建筑房屋,在震害中建筑物虽然受损严重,但建筑物并没有倒塌,由此可见圈梁、构造柱在地震中的作用,圈梁、构造柱不但能增强框架建筑物的抗震性能,同时还能提高建筑物的整体凝聚力,防止墙面因在地震时的裂缝发展,抵抗来自地震和其它原因引起的沉降破坏作用。

【结束语】通过对框架建筑存在的设计问题,以及地震对建筑带来的灾害分析得出:只有加强框架建筑设计中的抗震意识、加强底层与过度层抗震能力、强化框架建筑圈梁、构造柱的抗震作用,才能使建筑物达到抗震标准和良好的抗震性能,人民群众的生命财产才会有安全保障。

【参考文献】

[1]田杰,许克宾;21世纪的结构工程抗震减灾设计新模式——抗震性能设计理论简介[J];中国安全科学学报;2000年06期

[2]戴国莹;新建筑抗震设计规范简介[J];建筑结构;2001年10期

建筑抗震设计规范标准篇5

关键词:高层建筑;剪力墙;抗震设计;研究

中图分类号: TU208 文献标识码: A

随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,越来越多的高层建筑物出现在我们的视野里面,建筑物结构的形式和布置也出现了多样化。剪力墙结构是指用钢筋混凝土墙代替框架结构中的柱,以承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构。其最大特点是能够有效控制结构水平作用。《建筑抗震设计规范》(2010年版,以下未注明处相同)称之为抗震墙,本文按照工程界习惯称作剪力墙。多数情况下,剪力墙截面高度大于其厚度8倍,厚度相对而言较薄,一般仅为200~300mm。因此,从墙体尺寸可以看出,其墙身平面内抗侧刚度很大,相反,平外面刚度却很小。根据这一特点,在进行结构方案布置时,墙体应当沿建筑物主轴方向均匀布置,利用平面内较大刚度承受纵横两个方向的水平和扭转作用。抗震设计中,要求在正常使用及小震作用下,处于弹性工作状态;在中等强度地震作用下,允许进入弹塑性状态,但应具有足够承载力、延性;在强震作用(罕遇烈度)下,不应出现倒塌。此外还应保证结构稳定。现通过对剪力墙结构中抗震设计的相关要素分析,希望和广大结构设计人员进行交流,共同进步。

1 受力性能

1.1 整体墙和小开口整体墙

由于没有洞口或洞口很小,此类墙可以看作是一个整体悬臂墙。在轴向压力和水平力作用下,悬臂墙破坏形态主要是弯曲破坏。弯曲破坏又分为大偏压和小偏压破坏,要设计成“延性剪力墙”就是要把剪力墙的破坏形态控制在弯曲破坏中的大偏心破坏范围。从墙体尺寸而言,细高的剪力墙(高宽比大于)容易设计成弯曲破坏的延性剪力墙。另外,墙肢的平面长度(即墙肢截面高度)不宜大于8米。当一个结构单元中有少量长度大于眯的大墙肢时,计算中楼层剪力主要由这些大墙肢承受。一旦地震,尤其是在罕遇烈度地震时,大墙肢容易首先遭受破坏,而小的墙肢又无足够配筋,使整个结构可能形成各个击破。当墙的长度很长时,可以开设洞口,将长墙分成较小长度、较均匀的肢墙,保证均匀受力。

1.2 连肢墙

实际工程中,剪力墙经过门窗分割形成连肢墙。洞口上下部位是连梁,洞口左右部位是墙肢。连肢墙的设计应把连梁放在抗震第一道防线,在连梁屈服前,不让墙肢破坏。连梁自身要做到受剪承载力高于弯曲承载力。目的就是“强肢弱梁”和“强剪弱弯”。无论是在整体的开洞剪力墙设计,还是在连梁、墙肢等局部构件上的设计,都体现上述原则,才能保证墙肢安全。当连梁破坏时,结构会继续承载,直至墙肢截面屈服。

2 结构设计

2.1 强剪弱弯

为避免脆性剪切破坏,应按照”强剪弱弯”的要求设计剪力墙墙肢。一般的方法是将剪力墙底部加强部分的剪力设计值增大,提高抗剪承载力。《建筑抗震设计规范》6.2.8条规定了各个抗震等级剪力墙底部加强部位的剪力设计值应乘以不同的剪力增大系数,以此进行抗剪配筋设计,从而实现“强剪弱弯”的结构受力性能。

2.2 加强底部塑性铰区

一般在底部剪力墙弯矩最大,底截面钢筋屈服后会形成塑性铰区。而且,塑性铰区(分布于一定范围)是剪力最大部位,在反复荷载作用下,会形成交叉裂缝,可能出现剪切破坏。所以在塑性铰区要采取加强措施,即底部加强部位。《建筑抗震设计规范》6.1.10条规定了底部加强部位的具体高度要求。目的就是提高受剪承载力,加强抗震的构造措施,提升结构的弹塑性变形能力。

2.3 限制轴压比

为保证剪力墙延性,避免截面上受压区高度过大而出现小偏压情况,应当控制剪力墙加强区截面相对受压区高度,但截面受压区高度与截面形状有关,实际工程中剪力墙截面复杂,会增加计算受压区高度的困难。为此,《建筑抗震设计规范》采用简化方法,限制截面的平均轴压比。计算轴压比时,规范采用了重力荷载代表值作用下的轴力代表值,即考虑重力荷载分项系数1.2后的最大轴力设计值。《建筑抗震设计规范》6.4.2条具体要求了各个抗震等级下的墙肢轴压比限值。在这里笔者想说明,2010年版《建筑抗震设计规范》6.4.2条较之前版本规范,增加了剪力墙抗震等级三级时0.6的轴压比限值要求(之前版本对抗震等级三级无轴压比限值要求)。

2.4 设置边缘构件

边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。约束边缘构件是指用箍筋约束的暗柱,端柱和翼墙,其箍筋较多(配箍率特征值相对较大),对混凝土的约束较强;构造边缘构件的箍筋较少,对混凝土约束较差或没有约束。剪力墙墙肢的塑性变形能力和抗地震倒塌能力,除了与纵向钢筋有关外,还与截面形状、截面相对受压区高度(轴压比),墙梁端的约束范围、约束范围内的箍筋配箍特征值有关。当截面相对受压区高度(轴压比)大到一定时,需要设置约束边缘构件,使墙肢端部成为箍筋约束混凝土。《建筑抗震设计规范》6.4.5条对边缘构件的尺寸、配筋都做了具体的说明。特别是6.4.5-2款规定了“一、二、三级抗震墙,以及部分框支抗震墙结构的抗震墙,应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件,在以上其他部位可设置构造边缘构件。”这一点刚好就和本文之前提到的“加强底部塑性铰区”一节相呼应,可以看出,通过设置约束边缘构件,可以提高墙肢端部混凝土极限压应变、改善剪力墙延性。

2.5 控制墙肢截面尺寸

剪力墙墙肢截面厚度,除了要满足承载力的要求外,还要满足稳定和避免过早出现斜裂缝的要求。一股情况下,把稳定要求的厚度称作最小厚度,通过构造满足。在实际结构体系中,

楼板以及与剪力墙平面外相交的剪力墙,是剪力墙的侧向支撑,可防止剪力墙失稳。通常情况下,剪力墙最小厚度由楼层高度控制。《建筑抗震设计规范》6.4.1条规定了剪力墙最小厚度要求。设计时需留意。另外,就是本文之前提到过的墙段高宽比不宜小于3,《建筑抗震设计规范》6.1.9条也做了具体的要求。

2.6 配置分布钢筋

《建筑抗震设计规范》6.4.3条对剪力墙内分布钢筋的配置提供了具体说明。特别是6.4.3-1款:“一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋最小配筋率均不应小于0.25%,四级抗震分布钢筋最小配筋率不应小于0.20%。”剪力墙中,分布钢筋的作用主要是:抗剪、抗弯、减小收缩裂缝等。如果竖向分布钢筋过少,墙肢端部的纵向受力钢筋屈服后,裂缝将迅速开展,裂缝的长度、宽度都较大;如果横向分布钢筋过少,斜裂缝一旦出现就发展成主要斜裂缝,剪力墙将沿斜裂缝被剪坏。因此,墙肢的竖向和横向分布钢筋最小配筋率是根据限制斜裂缝开展要求确定的。

3 结束语

剪力墙结构具有较好的抗震性能,且结构布置灵活,可以很大程度减小结构构件对建筑的使用影响,所以高层住宅较多使用这种结构形式。在抗震设计中,针对剪力墙结构受力体系及相关规范条文进行分析理解,合理采用计算分析方法,并采取相应构造措施,相信剪力墙结构能够以更加经济、实用的优势展现在住宅设计中,具有更广阔的发展前景。

参考文献:

[1] 苏国芳,王天.框架剪力墙结构设计问题的探讨[J].山西建筑,2012,(05).

[2] 李.高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题的探讨[J].中国高新技术企业,2011,(16).

[3] 张俏,柯长华,张国庆.高层剪力墙结构设计中常遇问题的解决方法[J].建筑结构,2013,(6).

建筑抗震设计规范标准篇6

关键词:核电常规岛主厂房;极限安全地震;弹塑性变形验算;

中图分类号:[TL48] 文献标识码:A

概述

核电工程的常规岛主厂房,是核安全无关物项(抗震Ⅲ类物项),但它往往与核安全有关的重要物项(抗震Ⅰ类物项)相邻。为了确保抗震Ⅰ类物项的安全,一般保证在极限安全地震SL-2作用下,常规岛主厂房能够保持结构的完整性(不倒塌)。

本文提出并论述说明对于常规岛主厂房,利用民用规范的抗震计算方法和计算程序进行在SL-2地震作用下结构完整性的简单校核计算方法。

常规民用工程与核电厂的抗震设计要求

2.1常规民用工程的抗震要求

《建筑抗震设计规范》是以“三个水准”为抗震设防目标的,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。在设计中采用两阶段设计实现上述的设防目标,即:第一阶段设计是承载力验算、第二阶段设计是弹塑性变形验算。

2.2核电厂的抗震设计要求

在HAD102/02《核电厂抗震设计与鉴定》中规定,与核安全有关的重要物项要考虑:SL-1(运行安全地震)和SL-2(极限安全地震)。在SL-1地震水平下,与核安全有关的重要物项应保持正常运行状态,要求结构处于弹性范围。在SL-2地震水平下,对于与核安全有关的重要物项而言,验收准则要比SL-1时有所降低,一般允许进入弹塑性范围。

2.3常规民用工程与核电厂的抗震设计要求对比

(1)二者的所考虑的地震水平的超越概率不同。例如根据《建筑抗震设叶规范》,当抗震设防烈度为8度时所对应的设计基本地震加速度值为0.2g,此值与SL-2地震峰值加速度0.2g的含义是不同的,前者对应的是475年一遇的地震,而后者对应的是10000年一遇的地震。

(2)《建筑抗震设计规范》和核电厂所使用的设计反应谱不同。核电厂设计中使用较多的是美国NRC的RG1.60反应谱或厂址特定反应谱。《建筑抗震设计规范》给出了地震标准反应谱。

以8度区、第二组、Ⅱ类场地为例(基本加速度值为0.2,阻尼比为0.05),根据《建筑抗震设计规范》给出的计算公式可得水平方向加速度如表1所示。

表1 8度地震区、Ⅱ类场地标定的加速度反应谱 g

地震影响 周期

0 s 0.1s 0.4s 2s 6s

多遇地震 0.07 0.16 0.16 0.035 0.025

相应地,用0.2g标定的RG1.60反应谱(阻尼比取为0.05)所得到的结果如表2所示。

表20.20g标定的RG1.60反应谱g

阻尼比 控制点放大系数

0.03s 0.11s 0.4s 4s

0.05 0.20 0.522 0.626 0.094

二者的对比曲线图,见图1所示。

图18度地震区标定的加速度反应谱与RG1.60反应谱对比曲线

通过对比可以看出,RG1.60反应谱远大于《建筑抗震设计规范》的标定的反应谱。《建筑抗震设计规范》的设计基本地震加速度O.2g,与核电厂设计基准地震动O.2g的含义是不同的:一方面是超越概率有所不同,另一方面,对于相同的设计地震加速度0.2g,核电厂的抗震设计安全要求高于《建筑抗震设计规范》的安全要求。

简化计算方法的基本思路

常规岛主厂房作为抗震Ⅲ类物项,抗震设计一般按国家民用规范进行设计。为了保证在SL-2地震作用下结构的完整性,在建和已建常规岛主厂房设计方法有:采取将抗震设防烈度提高度1度的方法;也有采取中震弹性的计算方法。均提高了厂房的抗震设计要求。但给厂房结构带来多大的安全性与保守性没有一个量化的概念,能否说明厂房在SL-2地震作用不倒塌呢?这就需要从以下两个方面进行论证说明。

首先,应保证在进行结构弹塑性变形验算时采用的罕遇地震作用水平应与SL-2地震作用水平相当(或者说前者不低于后者)。

其次,在罕遇地震作用不低于核电厂SL-2地震作用水平的基础上,利用民用规范的结构抗震计算方法和工具进行结构完整性校核计算(结构弹塑性变形验算)。

简化计算方法的主要步骤

用《建筑抗震设计规范》的计算方法和工具进行常规岛主厂房在SL-2地震作用下的完整性验算的主要过程可以归纳如下:

(1)根据《建筑抗震设计规范》,确定特征周期Tg、确定结构的阻尼比;

(2)将厂房的抗震设防烈度按《建筑抗震设计规范》规定的抗震设防烈度提高一度;

(3)将以设计基准地震SL-2峰值加速度标定的反应谱与以抗震设防烈度提高后的罕遇地震标定的《建筑抗震设计规范》反应谱进行对比,确认在周期0s至主厂房结构第一自振周期(最大周期—T1)范围内前者被后者所包络;

如果出现不能包络的情况,还需要进一步提高抗震设防烈度,重复上述步骤,直至确定包络关系。

(4)确认包络关系后,利用民用规范的结构抗震计算方法和工具进行罕遇地震下弹塑性变形验算,校核结构的完整性,以层间位移是否满足《建筑抗震设计规范》要求作为判断标准。

简化计算方法的应用实例

以某工程为例,结构按中震弹性进行抗震计算,对常规岛主厂房在SL-2地震作用下厂房保持完整性的校核计算方法进行论述说明。

(1)厂址与核安全无关的抗震设计参数:

抗震设防烈度为6度;基本地震加速度值为0.05g;设计地震分组为第三组;场地土类别I1类;场地特征周期为0.40s(罕遇地震作用时)。

(2)极限安全地震(SL-2级):

厂址特定SL-2级基岩水平向峰值加速度值为0.12g。水平向和竖直向加速度反应谱(5%阻尼比)参数值见表3所示。

表 3厂址特定SL-2级基岩加速度反应谱参数(5%阻尼比)

周期值(sec) 0.03 0.16 0.40 1.20 4.00

水平向加速度反应谱(g) 0.12 0.36 0.24 0.12 0.033

(3)厂址SL-2级地震反应谱与不同烈度的罕遇地震反应谱的对比:

厂址SL-2级地震反应谱与7度、8度的罕遇地震的反应谱进行对比分析,见表4及图2所示。

表4 厂址SL-2与7度的罕遇地震反应谱值(5%阻尼比) g

周期(s) 0.00 0.03 0.11 0.16 0.40 0.80 1.20 2.00 4.00

厂址特定SL-2 0.12 0.268 0.360 0.240 0.180 0.120 0.098 0.033

7度大震 0.225 0.308 0.500 0.500 0.500 0.268 0.186 0.117 0.097

图2厂址SL-2与7度的罕遇地震反应谱值对比曲线图(5%阻尼比)

通过上表可知:7度的罕遇地震能将厂址特定SL-2级反应谱完全包络。

(5)计算程序的计算步骤:

结构计算采用的计算程序PMSAP。在PMSAP参数修改菜单中输入:按中震弹性设计、指定地震影响系数最大值为0.12g,地震设防烈度定义为7度。此时程序会按照6度中震弹性进行结构抗震计算,同时按照7度大震进行结构的弹塑性变形验算。

从输入地震参数的角度看,设防烈度提高后罕遇地震的加速度峰值和反应谱曲线都可以包络SL-2地震的相应参数,并且具有一定的保守性。在此基础上进行罕遇地震下弹塑性变形验算,如果结构的弹塑性层间位移满足《建筑抗震设计规范》的相关要求,就可以判定在厂址SL-2地震作用下,被验算结构不会倒塌。

几点说明

(1)简化计算方法的出发点是为了充分利用常规民用设计规范的计算方法和工具进行常规岛主厂房在SL-2地震作用下的结构完整性校核计算,并不能说明计算中所用的提高设防烈度后的罕遇地震与SL-2之间在地震安全性上的对应关系。

(2)设防烈度后提高后的罕遇地震与SL-2相比,不论在峰值上和反应谱形状上都具有保守性,如果计算结果不能满足层间位移的限值要求,并不能说明被验算厂房在SL-2下一定不满足完整性的要求。

(3)如果计算程序采用SATEW,就可以认为定义罕遇地震的水平地震影响系数最大值,使其与SL-2级地震反应谱尽量的吻合,不至于有较大包络。

总之,本专题所述的简化论证方法完全是为了充分利用常规抗震设计方法而提出的,应用时必须依据厂址的具体情况进行地震输入的包络性判断。

参考文献:

[1] 《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2010

建筑抗震设计规范标准篇7

关键词:建筑物 重要性分类 抗震设防标准

中图分类号:TM62 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)06(a)-0123-02

自国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(下文简称“新抗规”)颁布实施以来,虽然“新抗规”与《火力发电厂土建设计技术规程》(DL5022-2012)(下文简称“新土规”)及《电力设施抗震设计规范》(DL50260-2013)(下文简称“新电抗规”)中建筑设防标准是一致的,但由于二者对建筑物重要性分类名称不太一致和清晰,因此对设防标准不易准确判断,如将建筑设防标准定高了,会造成工程造价提高,若将建筑设防标准定低了,则会导致建筑物的不安全甚至破坏,因此,如何准确判别建筑抗震设防标准是一个非常重要的问题。特别是火力发电厂中各类建(构)筑物繁多,对于准确判别建筑抗震设防标准显得更为重要和突出。

1 建(构)筑物重要性分类

为了准确地判别建筑抗震设防标准,必须首先搞清“新抗规”和“新土规”中对建筑重要性的分类。

“新抗规”将建筑按其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类共四个抗震设防类别;而“新电抗规”将火力发电厂按单机容量和规划容量将电厂分为重要电力设施和一般电力设施,各电力设防中的建筑物分为乙类、丙类、丁类,详见表1。

表1进一步突出了设防类别划分中侧重于使用功能的灾害后果的区分,并更强调体现对人员安全的保障。

2 火力发电厂中各种建(构)筑物的重要性分类

“新电抗规”中将电力设施分为重要电力设施和一般电力设施,为了更加清晰地说明火电厂中建筑(构)物在“新土规”中的类别与“新抗规”中类别的对应,现将火电厂建(构)筑物重要性分类如下,详见表2。

规模很小的乙类工业建筑,当采用了抗震性能较好的结构体系时,允许按标准设防类设防。

3 建筑抗震设防标准的划分

所谓抗震设防标准是一种衡量对建筑抗震能力要求高低的综合尺度,既取决于地震强弱的不同,又取决于使用功能重要性的不同。建筑物按重要性分类明确后,就可准确地判别建筑抗震设防标准。

建筑抗震设防就是对建筑物进行抗震设计,它包括地震作用计算、抗震承载力计算和采用抗震措施。抗震设防标准的依据是抗震设防烈度,在一般情况下采用中国地震动参数区划图的地震动参数或与“新抗规”设计基本地震加速度值对应的烈度值,对按有关规定做过地震安全性评价的工程场地,应按批准的抗震设防设计地震动参数或相应的烈度进行抗震设防。现将各类建筑类别的设防标准分类如下,详表3。

4 需要说明的几个问题

(1)由于同样或相近的建筑,建于Ⅲ、Ⅳ场地时震害比Ⅰ、Ⅱ类场地震害严重,所以规范要求提高抗震构造措施,但不提高抗震措施中的其它要求,更不不涉及对地震作用计算的调整。当建筑场地类别为Ⅲ、Ⅳ类,设计基本地震加速度为0.15 g和0.30 g,同时又属于是甲、乙类建筑物时,应考虑特殊的双重调整,宜综合确定调整幅度,建议7度(0.15 g)按7.5+1=8.5度,即比8度更高的抗震构造措施;对8度(0.30 g)胺8.5+1=9.5度,即比9度更高的抗震构造措施。

(2)火力发电厂的生产建筑中,其最高抗震设防类别为乙类建筑,没有甲级建筑,所以表3中未列入。

(3)重要电力设施中的电气设施可按抗震设防烈度提高1度设防,但不超过9度。

参考文献

[1] GB50011-2010.建筑抗震设计规范[S].

[2] DL5 022-2012.火力发电厂土建设计技术规程[S].

[3] GB50223-2008.建筑抗震设防分类标准[S].

建筑抗震设计规范标准篇8

关键词:砌体结构;概念设计;构造措施

1、建筑设计

1.1设计应符合抗震概念设计要求

平面不规则的建筑由于平面上质量和刚度中心偏移距离较大,而在地震中产生较大的扭转变形。地震作用计算一般采用底部剪力法,此法的前提是以剪切变形为主、且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构;竖向不规则的建筑、竖向抗侧力构件不连续,将影响水平力的传递途径,引起水平力的重分配和应力集中。2008年5月12日的汶川大地震就有力地诠释了这个概念:平面规则的建筑破坏相对较小,而那些平面不规则的如H型、L型、T型、回型等建筑破坏相对较大。

1.2设计应严格控制房屋高度、层数和层高

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第7.1.2条明确规定了各种设防烈度下房屋的层数和总高度限值。经过对多栋建筑(8烈度设防)抗震计算结果分析可知总高度和层数接近或达到抗震规范表7.1.2规定的限值时,不但横墙的间距、洞口的尺寸、窗间墙等都远大于本规范的限值,而且构造柱的设置数量远大于本规范的构造规定。即使计算能通过,建筑造价也要大幅增加。同样,抗震规范表7.1.5规定了砌体房屋的层高限值,若超过了限值则要通过一系列措施来加强,如增加墙的厚度、加密构造柱等,无形中增加了很多造价。因此,建筑方案设计时应尽量避免房屋的高度、层数和层高接近、达到或超过抗震规范规定的限值。

1.3控制房屋的高宽比和房屋中砌体墙段的局部尺寸

房屋的高宽较大时,在水平力作用下,建筑的变形中不仅有剪切变形,而且产生较大的整体弯曲变形,与底部剪力法的计算假定条件不符,计算结果可想而知。依据有关资料,多层砌体房屋一般可以不做整体变曲验算,但为了保证房屋的稳定性,在设计中一定要控制建筑的高宽比。

墙体是多层砌体房屋最基本的承重构件和抗侧力构件,地震时房屋的倒塌往往是从墙体破坏开始的。应保证房屋的各道墙体能同时发挥它们的最大抗剪强度,并避免由于个别墙段抗震强度不足首先破坏,导致逐个破坏进而造成整栋房屋的破坏甚至倒塌。抗震规范第7.1.6条明确对房屋中砌体墙段的局部尺寸作了详细的限值规定,这一条与地震剪力的分配密切相关。抗震规范第7.2.3条明确了墙段的高宽比对刚度计算的影响,如高宽比较大时,等效侧向刚度取0,在抵抗地震作用时,不能发挥作用。同样,在设计时必须注意洞口的大小和布置,避免形成许多高宽比较大的墙垛,影响墙体的侧向刚度。

1.4合理设置砌体房屋的变形缝、楼梯间并采用合理的结构体系

为防止或减轻砌体房屋在正常使用条件下,由温差和砌体干缩引起墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝,设置条件详见《砌体结构设计规范》(GB50003-2011)第6.3.1条;当建筑物高度差异或荷载差异较大时,应设置沉降缝将其分开,以适应结构竖向沉降变形,沉降缝的设置详见《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2011)第7.3.1、7.3.2条;在软弱地基上建设时,还要符合第7.4.3条对建筑长高比的限值。如果是在抗震设防区,需要设置沉降缝时,应符合《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的相关要求。

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第7.1.7条明确规定:为保证房屋抗震能力,多层砌体的纵横向墙体数量不宜相差过大,在房屋宽度的中部应设有内纵墙且多道内纵墙开洞后累计长度≥房屋纵向长度的60%;避免采用混凝土墙与砌体墙混合称重的体系,防止不同材料性能的墙体各个被击破;房屋转角处不应设窗,避免局部破坏严重。

2、结构设计

2.1设计说明

首先依据《建筑结构可靠设计统一标准》(GB50068-2001)确定建筑的设计使用年限;按照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第3.4.1条明确钢筋混凝土构件的环境类别;建筑结构的安全等级应根据《砌体结构设计规范》(GB5003-2011)第4.1.4条选用。对抗震设防区的结构设计,还须参照现行国家标准《建筑抗震设防分类标准区分建筑抗震设防类别》(GB50223-2008)。为了能准确采用块体和砂浆的强度等级,应注明砌体的施工质量控制等级;为了能合理地对地基基础进行设计,应注明地基基础设计等级。

2.2材料选用

《砌体结构设计规范》(GB50003-2011)对材料的等级进行了调整,如取消了MU7.5烧结普通砖等;《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第3.4.2~3.4.6条的规定限制了在各种环境类别和设计使用年限建筑应采用的混凝土等级及其它要求。如在抗震设防区须同时满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第3.9.2~3.9.3条中对混凝土结构材料的要求,如混凝土的强度等级中框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区不应低于C30;构造柱、芯柱、圈梁及其他类构建不应低于C20等。

2.3抗震设计

由于墙体材料为脆性和整体性能差,使得砌体房屋的抗震性能相对较低。因此,抗震设计尤其重要。2008年5月12日的汶川大地震表明,严格按照现行规范进行设计、施工和使用的建筑,在遭遇比当地设防烈度高一度的地震作用下,没有出现倒塌破坏,有效地保护了人民的生命安全。进行抗震设计时,多层砌体房屋只要符合现行有关规范,可采用底部剪力法进行抗震计算。

采用经过批准使用的软件进行计算,其计算过程和结果不用怀疑。在计算通不过时应从两方面进行调查:其一,检查方案是否合理,即平面竖向是否规则、墙体水平和纵向错位是否较多、窗间墙是否满足等情况;在底部大开间的商住楼设计中还发现由于洞口过多、过大超出《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第7.3.14条第3款的限值,出现大量高宽比大于1的砌体墙段,这样墙体的抗侧向刚度必然减小,影响结构的抗震性能,此时应与建筑结构设计者协商变更方案。其二,经过建筑方案的调整抗震计算仍通不过时依然不能仅考虑增加墙厚和增设构造柱来调整,这样工程造价会增加过多。因此可以考虑在抗侧移能力较弱的方向设配筋砌体或将部分墙段由砌体改为钢筋混凝土,即增加部分剪力墙。

2.4构造措施

在抗震设防地区,为了增强房屋的整体性,提高房屋的抗震能力,结构设计时应严格按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第7.3节的多层砖砌体房抗震构造措施进行抗震设计。由于钢筋混凝土构造柱的作用主要在于对墙体的约束,构造柱截面不必很大,但须与各层纵横墙的圈梁或现浇楼板连接,才能发挥约束作用。现浇楼板允许不设圈梁,楼板内须有足够的沿墙体周边加强钢筋(一般2φ10或2φ12)伸入构造柱内并满足锚固要求。构造柱和圈梁等延性构件的设置,对整个砌体房屋而言,承载力提高不多,而变形能力和耗能能力却大大增加。这样可以大大提高砌体房屋的抗倒塌能力,改善砌体结构的抗震性能。

参考文献:

[1]朱伟灿:《论砌体结构的设计流程及构造措施》[J]科技风,2010(04)

建筑抗震设计规范标准范文

建筑抗震设计规范标准篇1关键词:旧层加层 抗震鉴定 抗震设计1 目前各地采用的方法1-1主张按加层后的房屋总层数和总高度,用建筑抗震鉴定标准的要求对旧房屋部分进
点击下载文档
确认删除?
VIP会员服务
限时5折优惠
回到顶部