公務(wù)員期刊網(wǎng) 精選范文 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范精選(九篇)

前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

第1篇:建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文

關(guān)鍵詞:建筑抗震設(shè)計(jì);發(fā)展與背景;最新修訂;注意的方面

中圖分類號(hào):TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

引言

繼唐山大地震,近年來(lái)我國(guó)陸續(xù)又發(fā)生大規(guī)模的嚴(yán)重地震,不斷在敲響建筑抗震的警鐘,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》也在我過(guò)建筑科技科研人員的精心研究下,做出了一次又一次的改動(dòng)變更。隨著科技的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在人民政府的帶動(dòng)下,越來(lái)越多的高層住宅,高層辦公用樓等高層建筑陸續(xù)出現(xiàn)在了我們的視線中。所以為了人民更安全的生活,我們需要在高層建筑的設(shè)計(jì)上響應(yīng)規(guī)范的微調(diào),做出一些變化。本文結(jié)合了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的發(fā)展進(jìn)程與最新的修改,對(duì)于高層建筑的抗震設(shè)計(jì)給出了一些新的見(jiàn)解。

1 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的發(fā)展與背景

我國(guó)最早期的建筑工程抗震設(shè)計(jì)主要參考蘇聯(lián)的《地震區(qū)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。1959年和1964年,我國(guó)曾兩次起草并擬定了包括各類工程結(jié)構(gòu)的《地震區(qū)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(草案),雖然未正式頒布,但對(duì)以后的工程抗震設(shè)計(jì)仍起了重要的作用[1]。而后,隨著國(guó)力的發(fā)展與技術(shù)的提高,我國(guó)于1974年正式頒布了第一本工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范――TJ11―74《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(試行)。1978年,TJ11―78《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(簡(jiǎn)稱《78規(guī)范》)[2],國(guó)家建委批準(zhǔn)頒布。1989年,GBJ11―89《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(簡(jiǎn)稱《89規(guī)范》)[3],建設(shè)部批準(zhǔn)頒布。1990年開(kāi)始實(shí)施,并于1993年作局部修訂。2001年,GB50011―2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(簡(jiǎn)稱《2001規(guī)范》)[4],建設(shè)部和國(guó)家質(zhì)檢總局聯(lián)合。于2008年5?12汶川地震后作了局部修訂,成為GB50011―2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2008版本)[5]。2010年,GB50011―2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,目前已完成報(bào)批手續(xù)。我國(guó)在建筑工程抗震設(shè)計(jì)領(lǐng)域的規(guī)范基本成型。

2 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的最新修訂

修訂主要依據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建標(biāo)[2006]77號(hào)文件通知進(jìn)行的。于2007年7月對(duì)《2001規(guī)范》開(kāi)始修訂,2008年4成初稿。而2008年5月12日發(fā)生了汶川地震,面向全國(guó)征求意見(jiàn)的修訂計(jì)劃工作暫時(shí)中斷,但是編制組成員迅速進(jìn)入災(zāi)區(qū)開(kāi)展震害調(diào)查,取得大量的建筑破壞資料數(shù)據(jù),為規(guī)范修訂提供寶貴而珍重的參考。震害資料顯示,建設(shè)規(guī)劃選址應(yīng)充分考慮各種地質(zhì)情況影響,中、小學(xué)校舍和醫(yī)院等重要建筑應(yīng)提高抗震設(shè)防類別,各類結(jié)構(gòu)的重要部位和薄弱部位、例如樓梯間等應(yīng)予加強(qiáng),結(jié)構(gòu)防止連續(xù)倒塌和強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)問(wèn)題應(yīng)予重視等等。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部落實(shí)國(guó)務(wù)院《汶川地震災(zāi)后恢復(fù)重建條例》的要求,在認(rèn)真總結(jié)建筑震害經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)《2001規(guī)范》作了應(yīng)急的局部修訂,于2008年7月30日頒布了GB50011―2001(2008版)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。局部修訂的修訂內(nèi)容有:

(1)依據(jù)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖的局部修訂,對(duì)四川、陜西、甘肅地震災(zāi)區(qū)的設(shè)防烈度予以變更;

(2)增加山區(qū)場(chǎng)地建筑抗震設(shè)計(jì)的專門(mén)要求;

(3)從概念設(shè)計(jì)的角度,提出建筑結(jié)構(gòu)體系需要注意和改進(jìn)之處;

(4)提高樓梯間抗震安全性的對(duì)策;

(5)抗震結(jié)構(gòu)材料性能和施工要求的局部調(diào)整;

(6)增加一定數(shù)量的強(qiáng)制性條文。

在完成2008版局部修訂之后,《2001規(guī)范》的修訂工作步入正軌,認(rèn)真吸取汶川地震的震害經(jīng)驗(yàn),按要求于2009年12月完成審查并報(bào)批。2008版和2009年修訂基本延續(xù)了《2001規(guī)范》的主要抗震設(shè)計(jì)理念和方法。

3 高層建筑抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的方面

3.1結(jié)構(gòu)體系與材料的選用

在地震常發(fā)區(qū),建筑結(jié)構(gòu)體系或材料的選用是否合理是人們特別關(guān)注的事情。在我國(guó),低于150 米的建筑采用的結(jié)構(gòu)體系主要有三種:筒中筒、框―筒和框架―支撐體系。其它國(guó)家的高層建筑也常采用這些體系。但國(guó)外建筑大多都是鋼結(jié)構(gòu)建筑,而我國(guó)鋼筋混凝土建筑的比例高達(dá)9 成。如此高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu),國(guó)內(nèi)外對(duì)如此高比例的鋼筋混凝土建筑的抗地震作用并沒(méi)有很好的經(jīng)驗(yàn)。混式結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土內(nèi)筒常常要承受70%至90%的震層剪力。采用鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu),則應(yīng)將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值作為變形控制的基準(zhǔn);但因?yàn)榇私Y(jié)構(gòu)的彎曲變形側(cè)移比較大,采用剛度較小的鋼框架協(xié)助減小側(cè)移的方式,不僅效果不明顯,而且會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)顯著增大,有時(shí)必須通過(guò)設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)或增加混凝土筒的剛度的方式產(chǎn)生加強(qiáng)層才能達(dá)到規(guī)范的側(cè)移限值;如果柱距或結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化時(shí),就應(yīng)設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層和加強(qiáng)層產(chǎn)生的大剛度容易造成結(jié)構(gòu)剛度的突變,往往會(huì)造成柱構(gòu)件剪力的突然加大,外框架柱連接處與轉(zhuǎn)換層構(gòu)件或加強(qiáng)層伸臂之間很難保證強(qiáng)柱弱梁。因此要慎重選擇轉(zhuǎn)換層和加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)模式,盡可能降低它們的剛度,避免其造成的不利影響

3.2場(chǎng)地和地基的選擇

建筑的場(chǎng)地以及地基的選擇對(duì)于高層建筑的抗震能力具有直接的影響,是建筑抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),在進(jìn)行建筑場(chǎng)地以及地基的選擇時(shí),應(yīng)該充分了解當(dāng)?shù)氐牡卣鸹顒?dòng)情況,對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行有效性、科學(xué)性的勘察,在收集豐富資料的基礎(chǔ)之上對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行綜合的分析和評(píng)價(jià),評(píng)估當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)計(jì)等級(jí),對(duì)一些不利于抗震設(shè)計(jì)的場(chǎng)地應(yīng)該盡可能的進(jìn)行規(guī)避,而實(shí)在無(wú)法規(guī)避的應(yīng)該有針對(duì)性的做好相應(yīng)的處理措施,在高層建筑地基選擇過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該盡可能的選擇巖石或是其它具有較高密實(shí)度的基土,從而提高建筑地基的抗震能力,盡可能的避開(kāi)不利于抗震的軟性地基土,對(duì)于一些達(dá)不到抗震要求的地基應(yīng)該采取相應(yīng)的措施進(jìn)行加固和改造,使其能夠符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

3.3建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中,應(yīng)該盡可能的按照規(guī)則來(lái),尤其是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能的簡(jiǎn)單化,從而保證可靠性和承載力分布的均勻性;建筑結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)該選擇形狀比較規(guī)則的圖形,這樣在發(fā)生地震的時(shí)候能夠確保建筑整體的承載力均勻分布;應(yīng)該盡可能的避免不規(guī)則的結(jié)構(gòu)平面,造成建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)心和剛心出現(xiàn)交錯(cuò),這樣一旦出現(xiàn)地震;一些和剛心距離比較大,剛度不足的構(gòu)件就會(huì)發(fā)生側(cè)移,受到較大的地震力的影響,有可能因?yàn)槌惺懿蛔《l(fā)生損壞,最終導(dǎo)致建筑由于某個(gè)構(gòu)件的損壞而發(fā)生傾斜和倒塌,為了防止抗側(cè)力結(jié)構(gòu)橫向剛度突然出現(xiàn)變化,應(yīng)該使垂直方向的抗側(cè)力的截面積從上到下逐漸的遞減。

3.4樓梯間設(shè)計(jì)的加強(qiáng)

樓梯的結(jié)構(gòu)是直接或間接與主體結(jié)構(gòu)相連的,例如,對(duì)于框架結(jié)構(gòu)房屋,樓梯事實(shí)上是主體框架結(jié)構(gòu)的一部分,在地震作用下,斜向構(gòu)件梯段板也要承受剪力,這有可能導(dǎo)致梯段板斷裂。梯段板通常有半個(gè)層高,兩個(gè)標(biāo)高處的水平位移有差值,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,容易導(dǎo)致梯段板底部受力鋼筋與梯段板分離,鋼筋斷裂,還可能導(dǎo)致平臺(tái)梁受扭破壞。在框架結(jié)構(gòu)樓梯中由于存在休息平臺(tái),易形成短柱*除此以外,樓梯間高度相當(dāng)于1.5個(gè)層高,這也會(huì)對(duì)樓梯間的穩(wěn)定性造成影響.施工縫的留置也可能會(huì)影響樓梯的穩(wěn)定性。多層民用房屋結(jié)構(gòu)中,樓梯多為現(xiàn)澆板式結(jié)構(gòu),樓梯的施工應(yīng)與樓房其他主體結(jié)構(gòu)的施工同步進(jìn)行,才能保證房屋的主體結(jié)構(gòu)安全和抗震效果。這樣,在樓梯中就不可避免地留置一定數(shù)量的施工縫,施工縫的留置位置和支模方法直接關(guān)系到主體工程質(zhì)量和施工難易程度。

為加強(qiáng)樓梯間的整體性及墻體的穩(wěn)定性,以增強(qiáng)其空間剛度,應(yīng)加強(qiáng)縱橫墻體之間的可靠連以限制墻體裂縫的產(chǎn)生,發(fā)展及倒塌。

(1)頂層樓梯間墻體應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)2Φ6通長(zhǎng)鋼和Φ4分布短鋼筋平面內(nèi)點(diǎn)焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或Φ4點(diǎn)焊網(wǎng)片;7~9度時(shí),其他各層樓梯間墻體在休息平臺(tái)或樓層半高處設(shè)置60mm厚、縱向鋼筋不應(yīng)少于2Φ10的鋼筋混凝土帶或配筋磚帶;配筋磚帶不少于3皮,每皮的配筋不少于2Φ6,砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M7.5且不低于同層墻體的漿強(qiáng)度等級(jí)。

(2) 樓梯間及門(mén)廳內(nèi)墻陽(yáng)角處的主梁支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于500mm并應(yīng)與圈梁連接。

(3)突出屋頂?shù)臉翘蓍g,除其構(gòu)造柱應(yīng)伸到頂部!并與頂部圈梁連接外,所有墻體應(yīng)沿墻高隔2Φ6通長(zhǎng)鋼和Φ4分布短鋼筋平面內(nèi)點(diǎn)焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或Φ4點(diǎn)焊網(wǎng)片。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》還會(huì)在今后的實(shí)踐中吸取更多的經(jīng)驗(yàn),從而成長(zhǎng)的更加成熟,而高層建筑的成熟也將稱為這我國(guó)走向小康社會(huì)的鮮明符號(hào)。在高層建筑的設(shè)計(jì)上積極響應(yīng)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》是對(duì)人民群眾安全的責(zé)任。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看,開(kāi)發(fā)各種合理的實(shí)用可行抗震設(shè)計(jì)策略,是一件非常重要且有意義的事情。

參考文獻(xiàn)

[1]TJ11-74 工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)

[2]GB 50011-2001 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2008版

[3]王亞勇 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的發(fā)展沿革和最新修訂 《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)》 2010年6月

第2篇:建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì);發(fā)展現(xiàn)狀

中圖分類號(hào):TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

2008年,汶川地震的慘痛事件讓我們清醒的認(rèn)識(shí)到建筑物抗震的重要性。2010年,我國(guó)的相關(guān)部門(mén)結(jié)合國(guó)內(nèi)建筑特點(diǎn),頒布了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,其中,對(duì)地震多發(fā)區(qū)的建筑物抗震等級(jí)以及抗震結(jié)構(gòu)施工都做出了嚴(yán)格規(guī)定。有效地提升了國(guó)內(nèi)建筑物的抗震標(biāo)準(zhǔn),但是,在實(shí)際的工作當(dāng)中,仍然存在著一定的不足。本文重點(diǎn)對(duì)建筑物抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

一、建筑抗震的主要影響因素

(一) 抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

目前,國(guó)內(nèi)在不同地區(qū)設(shè)定的基本設(shè)防烈度,主要是根據(jù)該地區(qū)以及具體建筑在一段時(shí)間內(nèi)遭受地震以及地震強(qiáng)度的概率而定的。如果是一般建筑,則執(zhí)行基本烈度設(shè)防,如果是重要的建筑物,則相應(yīng)地提升設(shè)防烈度,但是,隨著烈度的提升建筑的造價(jià)會(huì)有所增加。

(二) 建筑結(jié)構(gòu)形式

為了有效地保證建筑物“小震不壞,大震不倒”,在最新的設(shè)計(jì)規(guī)范中,磚混內(nèi)框架結(jié)構(gòu)被嚴(yán)格取締了。目前,主要采用的是剪刀墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等。盡管單純的框架結(jié)構(gòu)造價(jià)低,但是,抗震性能較差,因此,普遍適用于一些地震發(fā)生概率地、級(jí)別小的地區(qū)。

(三) 抗震措施

抗震措施主要是根據(jù)建筑的重要性決定的。在確定建筑等級(jí)及場(chǎng)地類型之后,將先進(jìn)的抗震理念和系統(tǒng)的分析計(jì)算納入到抗震措施設(shè)計(jì)中,即可改善建筑抗震設(shè)計(jì),提高建筑抗震效果。

二、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)

所謂“建筑抗震概念設(shè)計(jì)”是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,是進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過(guò)程。地震動(dòng)是一種隨機(jī)振動(dòng),有難于把握的復(fù)雜性和不確定性,要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)建筑物所遭遇的特性和參數(shù),目前尚難做到。在結(jié)構(gòu)分析方面,由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等諸多因素,也存在著不確定性。因此抗震問(wèn)題不能完全依賴計(jì)算結(jié)果。而是應(yīng)該立足于工程抗震基本理論及長(zhǎng)期工程抗震經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的工程抗震基本概念,往往是構(gòu)造良好結(jié)構(gòu)性能的決定性因素。抗震概念設(shè)計(jì)主要有如下幾點(diǎn):

(一) 建筑選址

避免抗震危險(xiǎn)地段,選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)工程需要,掌握地震活動(dòng)情況和工程地質(zhì)的有關(guān)資料,做出綜合評(píng)價(jià),宜選擇堅(jiān)硬土或開(kāi)闊平坦密實(shí)均勻的中硬土等有利地段;避開(kāi)軟弱土、液化土、河岸和邊坡邊緣,平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層等不利地段;同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基土上,也不宜部分采用天然地基,部分用樁基,當(dāng)?shù)鼗熊浫躔ば酝?、液化土、新近填土或?yán)重

不均勻土層時(shí),宜加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛度。

(二) 合理的平立面布置

建筑物的動(dòng)力性能基本上取決于它的建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡(jiǎn)單合理,結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則,從而確保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜規(guī)則、對(duì)稱,質(zhì)量和剛度變化均勻,避免樓層錯(cuò)層。但事實(shí)上,由于城市規(guī)劃、建筑藝術(shù)和使用功能等多方面的要求,建筑不可能都設(shè)計(jì)成方形或圓形。我國(guó)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》,對(duì)地震區(qū)高層建筑平面形狀作了明確規(guī)定;并提出對(duì)平面的凹角處應(yīng)采取加強(qiáng)措施。對(duì)體形復(fù)雜的建筑物合理設(shè)置變形縫,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整,并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施,嚴(yán)格控制建筑物的高度和高寬比。

(三)結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置

結(jié)構(gòu)選型根據(jù)建筑的重要性、設(shè)防烈度、房屋高度、場(chǎng)地、地基、基礎(chǔ)、材料和施工等因素,經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件比較綜合確定。單從抗震角度考慮,作為一種好的結(jié)構(gòu)形式,應(yīng)

具備下列性能:延性系數(shù)高;勻質(zhì)性好;正交各向同性;構(gòu)件的連接具有整體性、連續(xù)性和較好的延性,并能發(fā)揮材料的全部強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)布置遵循的原則是平面布置力求對(duì)稱,使構(gòu)件分配的力均勻;豎向布置力求均勻,盡可能使其豎向剛度、強(qiáng)度變化均勻,避免出現(xiàn)薄弱

層,并應(yīng)盡可能降低房屋的重心。

三、建筑結(jié)構(gòu)消能減震與隔震設(shè)計(jì)

通常情況下,傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)抗震主要是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)本身的抗震性進(jìn)行加強(qiáng),從而達(dá)到抗震能力提升的目的,這種抗震設(shè)計(jì)較為消極。而消能減震隔震設(shè)計(jì)是指在結(jié)構(gòu)體系中設(shè)置隔震層以隔離地震能量,或在抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能器吸收地震能量,從而達(dá)到減輕震害的目的,是積極主動(dòng)的抗震對(duì)策。我國(guó)已經(jīng)在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中納入了隔震與消耗減震的內(nèi)容,并制定了《建筑隔震橡膠支座標(biāo)準(zhǔn)》、《夾層橡膠墊隔震技術(shù)規(guī)程》。但由于它是一種新型的結(jié)構(gòu)體系,且隔震層以上結(jié)構(gòu)部分的使用要求高于非隔震建筑,因此,在目前的設(shè)計(jì)中應(yīng)用較少。其主要原理為:在房屋底部設(shè)置橡膠隔震支座和阻尼器等,以延長(zhǎng)構(gòu)件的自振周期、增大阻尼,或在結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能裝置,通過(guò)局部變形提供附加阻尼,消耗地震能力,而達(dá)到保護(hù)上部結(jié)構(gòu)的目的。

四、結(jié)論

近年來(lái),我國(guó)在建筑抗震設(shè)計(jì)方面取得了很多進(jìn)步,并形成了一套較為完整的建筑抗震設(shè)計(jì)方案。但是,由于經(jīng)驗(yàn)以及資金投入等諸多因素,導(dǎo)致設(shè)計(jì)上還存在一定的不足,尚需要進(jìn)一步完善??偠灾?,要想真正確保建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的高效、科學(xué),就必須嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)范、原則,并結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)理念,制定出科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案,只有這樣,才能有效地確保我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)抗震水平更上一層樓。

參考文獻(xiàn):

[1] 劉欣. 由汶川地震引發(fā)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的思考[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2010(08).

[2] 吳智,李貴男,段壯志. 民房建筑結(jié)構(gòu)抗震能力分析與抗震措施探討[J]. 山西建筑. 2009(29).

[3] 葉列平,曲哲,陸新征,馮鵬. 提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計(jì)思想與方法[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2008(04).

第3篇:建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文

關(guān)鍵詞:抗震設(shè)計(jì);高層建筑;結(jié)構(gòu)安全

中圖分類號(hào):TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A 文章編號(hào):2306-1499(2014)10-

1.結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容

地震是一種隨機(jī)振動(dòng),有著難以把握的復(fù)雜性和不確定性,要準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)建筑物遭遇地震的特性和參數(shù),尚難以做到。在建筑抗震理論未達(dá)到科學(xué)嚴(yán)密的今天,單靠計(jì)算很難使建筑具備良好的抗震能力。因此,結(jié)構(gòu)工程師必須重視建筑總體抗震能力的概念設(shè)計(jì)。

1.1避免抗震危險(xiǎn)地段

選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)工程需要,掌握地震活動(dòng)情況和工程地質(zhì)的有關(guān)資料,作出綜合評(píng)價(jià),宜選擇堅(jiān)硬土或開(kāi)闊平坦密實(shí)均勻的中硬土等有利地段;避開(kāi)軟弱土、液化土、河岸和邊坡邊緣,平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層等不利地段;同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基土上,也不宜部分采用天然地基,部分用樁基,當(dāng)?shù)鼗熊浫躔ば酝痢⒁夯?、新近填土或?yán)重不均勻土層時(shí),宜加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛度。

1.2合理的平立面布置

建筑物的動(dòng)力性能基本上取決于它的建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡(jiǎn)單合理,結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則,從而確保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜規(guī)則、對(duì)稱,質(zhì)量和剛度變化均勻,避免樓層錯(cuò)層。對(duì)體形復(fù)雜的建筑物合理設(shè)置變形縫,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整,并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施,嚴(yán)格控制建筑物的高度和高寬比。

1.3多道抗震防線的設(shè)置

多道設(shè)防就是人為加強(qiáng)某些豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu),提高部分的可靠度;并且有意識(shí)地設(shè)置一些薄弱環(huán)節(jié),使其在強(qiáng)震作用下退出工作。將建筑物自振周期與地震動(dòng)卓越周期錯(cuò)開(kāi),使建筑物的共振現(xiàn)象得以緩解,減輕地震的破壞作用。

抗震防線的設(shè)置原則如下:(1)優(yōu)先選擇不負(fù)擔(dān)或少負(fù)擔(dān)重力荷載的豎向支撐或填充墻,或者選用軸壓比較小的抗震墻、實(shí)墻筒體之類構(gòu)件,作為第一道抗震防線的抗側(cè)力構(gòu)件。(2)建筑物采用雙重抗側(cè)力體系,在建筑物中設(shè)置贅余桿件。當(dāng)建筑物受到強(qiáng)烈地震動(dòng)作用時(shí),一方面利用結(jié)構(gòu)中增設(shè)的贅余桿件的屈服和變形,來(lái)消耗輸入的地震能量;另一方面利用贅余桿件的破壞和退出工作,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)周期的變化,避開(kāi)地震卓越周期長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)作用所引起的共振效應(yīng)。

1.4剛度、承載力和延性的匹配

當(dāng)結(jié)構(gòu)具有較高的抗力時(shí),其總體延性的要求可有所降低;反之,較低的抗力需要較高的延性要求相配合。提出綜合抗震能力的概念,即綜合考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載力和構(gòu)造等因素來(lái)衡量結(jié)構(gòu)具有的抵抗地震作用的能力。地震時(shí)建筑物所受地震作用的大小與其動(dòng)力特性密切相關(guān),具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性。提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,往往是以提高工程造價(jià)及降低結(jié)構(gòu)延性指標(biāo)為代價(jià)的。要使建筑物具有很強(qiáng)的抗倒塌能力,最理想的是使結(jié)構(gòu)中的所有構(gòu)件都具有較高的延性,然而實(shí)際工程中很難做到。有選擇地提高結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)件以及關(guān)鍵桿件的延性是比較經(jīng)濟(jì)有效的辦法。因此,在確定建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí),需要在結(jié)構(gòu)剛度、承載力及延性之間尋找一種較好的匹配關(guān)系。

2.基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論的框架

與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)相比,基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)在內(nèi)容和形式上有了實(shí)質(zhì)性變化,幾乎每個(gè)從事性能設(shè)計(jì)研究的國(guó)家都構(gòu)造了這種最新抗震設(shè)計(jì)的理論框架,盡管細(xì)節(jié)存在差異,但基本內(nèi)容相同,以下給出的性能設(shè)計(jì)總框圖。

從設(shè)計(jì)流程圖來(lái)看,基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)涉及工程地震、巖土工程、結(jié)構(gòu)工程、建筑學(xué)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等諸多科學(xué),每一個(gè)過(guò)程均涉及了一個(gè)廣泛的研究領(lǐng)域,基于性能設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)在于要明確每一個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù),并展開(kāi)研究,在不斷的探索與進(jìn)步中使基于性能的設(shè)計(jì)更加接近現(xiàn)實(shí)。

3.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的具體設(shè)計(jì)

3.1高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

(1)高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向的剛度要比較接近、變形特性要比較相近。(2)高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)沿豎向斷面、構(gòu)成變化比較均勻,不要突變。(3)高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置,應(yīng)注意同一主軸方向各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度盡量均勻,應(yīng)避免在主體結(jié)構(gòu)的布置中設(shè)置一、二片剛度特別大而延性較差的結(jié)構(gòu),如長(zhǎng)窄的實(shí)體剪力墻。

3.2合理的建筑結(jié)構(gòu)體系選擇

(1)結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑。(2)結(jié)構(gòu)體系宜有多道抗震防線。(3)結(jié)構(gòu)體系宜具有合理的剛度。

3.3抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性設(shè)計(jì)

(1)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置為“強(qiáng)柱弱梁”。(2)剪壓比限制。(3)鋼筋混凝土框架的梁、柱應(yīng)避免剪切破壞,即形成“強(qiáng)剪弱彎”。(4)軸壓比限制。軸壓比是控制偏心受拉邊鋼筋先到抗拉強(qiáng)度,還是受壓區(qū)混凝土邊緣失達(dá)到其極限壓應(yīng)變的主要指標(biāo)。

基于性能抗震設(shè)計(jì)還處于初級(jí)研究階段,為了實(shí)現(xiàn)多級(jí)抗震進(jìn)而使得結(jié)構(gòu)在整個(gè)生命周期內(nèi)費(fèi)用達(dá)到最小,還有很多工作要做,如合理的目標(biāo)性能水平的劃分與確定、不確定因素的合理考慮、更加細(xì)致的結(jié)構(gòu)非線性分析、結(jié)構(gòu)自身抗震性能的確定、合理的設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)與地基之間的相互作用等一系列問(wèn)題還要具體深入地研究。只有這些基本問(wèn)題解決了,才能很好做到基于性能的抗震設(shè)計(jì)。

第4篇:建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文

關(guān)鍵詞:抗震概念設(shè)計(jì);抗震計(jì)算方法;提高結(jié)構(gòu)抗震性能的措施

中圖分類號(hào):TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1 抗震概念設(shè)計(jì)及思路

抗震設(shè)防的基本目的是在一定的經(jīng)濟(jì)條件下,最大限度地限制和減輕建筑物的地震破壞,保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。為了實(shí)現(xiàn)這一目的,抗震設(shè)計(jì)規(guī)范以“小震不壞,中震可修,大震不倒”,即三水準(zhǔn)的抗震設(shè)防要求作為建筑抗震設(shè)計(jì)的基本原則。

一般來(lái)說(shuō),建筑抗震設(shè)計(jì)包括三個(gè)方面的內(nèi)容與要求:概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算與構(gòu)造措施。概念設(shè)計(jì)在整體上把握抗震設(shè)計(jì)的主要原則,減少由于建筑結(jié)構(gòu)自身帶來(lái)地震作用及結(jié)構(gòu)地震反映的復(fù)雜性而造成抗震計(jì)算不準(zhǔn)確;抗震計(jì)算為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)提供定量依據(jù);構(gòu)造措施則是抗震概念設(shè)計(jì)與抗震計(jì)算的有效保障。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)三個(gè)方面的內(nèi)容是一個(gè)不可分割的整體,忽略其中任何一部分都可能造成抗震設(shè)計(jì)的失效。

建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用,從而避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)比較敏感的薄弱部位,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過(guò)早的破壞。假定整個(gè)結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用是抗震設(shè)計(jì)方法的前提之一,在此前提下才能以多遇地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算與構(gòu)造措施。

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本原則包括:(1)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性,即結(jié)構(gòu)在地震作用下具有比較明確的傳力途徑,結(jié)構(gòu)的計(jì)算、內(nèi)力及位移分析都易于把握。(2)結(jié)構(gòu)的規(guī)則及均勻性,造型和結(jié)構(gòu)布置比較均勻可以避免剛度、承載能力與傳力途徑的突變,以限制結(jié)構(gòu)在豎向出現(xiàn)敏感的薄弱部位,建筑平面比較規(guī)則可以使建筑物質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào),限制質(zhì)量與剛度之間的偏心。(3)結(jié)構(gòu)的剛度與抗震能力,結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力、足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力。

2 結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算方法及抗震驗(yàn)算

結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算可分為地震作用計(jì)算和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算兩部分。進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí),在確定結(jié)構(gòu)方案后,首先應(yīng)計(jì)算地震作用,然后計(jì)算結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的地震作用效應(yīng),最后再將地震作用效應(yīng)與其他荷載效應(yīng)進(jìn)行組合,驗(yàn)算結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的承載力與變形,以滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防要求。

結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的方法包括:(1)底部剪力法,特點(diǎn)是忽略高振型的影響,假定結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)以基本振型為主,將基本振型簡(jiǎn)化為倒三角形進(jìn)行計(jì)算,但是計(jì)算精度稍差。(2)振型分解反應(yīng)譜法,利用振型分解的原理和反應(yīng)譜理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)分析,計(jì)算精度稍高。(3)時(shí)程分析法,選用一定的地震波直接輸入到所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),然后對(duì)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)行逐步數(shù)值積分,求得結(jié)構(gòu)在整個(gè)地震時(shí)程范圍內(nèi)的地震反應(yīng),計(jì)算精度高。

為了滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定進(jìn)行下列內(nèi)容的抗震驗(yàn)算:(1)多遇地震下結(jié)構(gòu)允許彈性變形驗(yàn)算,防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞,如隔墻、幕墻、建筑裝飾等的破壞。(2)多遇地震下結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算,防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件因承載力不足而破壞。(3)罕遇地震下結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗(yàn)算,以防止結(jié)構(gòu)因過(guò)大變形發(fā)生倒塌。

3 提高結(jié)構(gòu)抗震性能的措施

結(jié)構(gòu)的抗震性能決定于結(jié)構(gòu)的整體性、延性,而結(jié)構(gòu)的整體性和延性與結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)整體剛度、結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件的延性和強(qiáng)度密切相關(guān)。

結(jié)構(gòu)布置時(shí)宜考慮多道抗震防線,一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)應(yīng)由若干延性較好的分體系組成,通過(guò)構(gòu)件的鏈接協(xié)同作用,有意識(shí)地在結(jié)構(gòu)內(nèi)部、外部建立一系列分布的屈服區(qū),使結(jié)構(gòu)在先屈服的部分耗散大量的地震能量,而使最后的“防線”得以保存,便于結(jié)構(gòu)修復(fù)。即通常所說(shuō)的“小震不壞,中震可修,大震不倒”,同時(shí)設(shè)計(jì)中應(yīng)做到的“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”。

如框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則為強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì),梁屈服后柱仍能保持穩(wěn)定;框架--剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則為連梁首先屈服,然后是墻肢,框架作為第三道防線;剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則為通過(guò)構(gòu)造措施保證連梁首先屈服,并通過(guò)空間整體性形成高次超靜定。

結(jié)構(gòu)應(yīng)具有合理的剛度和承載力分布,建筑物的側(cè)移剛度越大,則自振周期越短,地震作用也越大,要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較高的承載力。提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,往往以提高造價(jià)和降低結(jié)構(gòu)變形能力為代價(jià),因此在確定結(jié)構(gòu)體系時(shí),需要在剛度、承載力之間尋求較好的匹配關(guān)系。

墾利縣育才華都工程為高層剪力墻結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)地上一層的側(cè)向剛度小于相關(guān)范圍地下一層側(cè)向剛度的0.5倍,故采用地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。在進(jìn)行初步整體計(jì)算時(shí),地震作用下局部X向最大層間位移角為1/900,超過(guò)了規(guī)范規(guī)定的1/1000。受地塊限制,沒(méi)有足夠的場(chǎng)地布置車位,規(guī)劃設(shè)計(jì)條件又要求車位比為1:1,所以地下二層必須設(shè)計(jì)為車庫(kù)。受限于車庫(kù)門(mén)最小凈寬的要求,該部分剪力墻的長(zhǎng)度無(wú)法再加長(zhǎng),經(jīng)過(guò)多次試算,通過(guò)增加剪力墻連梁的高度提高了該部位的抗側(cè)剛度,從而使層間位移角得到改善,滿足了規(guī)范要求。

結(jié)構(gòu)應(yīng)采取的構(gòu)造措施,對(duì)于多層磚砌體結(jié)構(gòu),在構(gòu)造上應(yīng)采取設(shè)置構(gòu)造柱、現(xiàn)澆混凝土圈梁、在磚砌體內(nèi)配置橫向和豎向鋼筋等措施。對(duì)于多層砌塊結(jié)構(gòu)在構(gòu)造上應(yīng)采取設(shè)置鋼筋混凝土芯柱、圈梁等措施。對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),應(yīng)通過(guò)混凝土材料、截面尺寸、縱向和橫向的配筋來(lái)避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土的壓碎先于鋼筋的屈服、鋼筋的錨固黏結(jié)破壞先于構(gòu)件的破壞。

山東威迪車輪有限公司倒班宿舍工程為四層砌體結(jié)構(gòu),依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》在縱橫墻相交處及樓梯間四角分別設(shè)置了現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造柱,并在每層樓面或屋面處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,使得構(gòu)造柱、圈梁及鋼筋混凝土樓板現(xiàn)澆為一空間整體,增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性,從而提高了該工程的抗震能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

近幾年,四川汶川、雅安及青海玉樹(shù)等多地發(fā)生地震,且震害較嚴(yán)重,因此做好抗震設(shè)計(jì)是十分必要的,不僅要掌握好結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算及抗震措施,更要注重結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50010-2010 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[2] 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-2010 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[3] 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ3-2010 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[4] 高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)方鄂華編著,機(jī)械工業(yè)出版社

第5篇:建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文

關(guān)鍵詞建筑結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論,抗震設(shè)防水準(zhǔn),抗震驗(yàn)算理論

中圖分類號(hào): TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):

1前言

中國(guó)是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一,2008年的汶川地震震碎了無(wú)數(shù)家庭、吞噬了數(shù)萬(wàn)生靈,使中國(guó)人民蒙受了巨大損失。最大限度地減輕地震災(zāi)害造成的人員和經(jīng)濟(jì)損失是政府和每一個(gè)工程技術(shù)人員的迫切目標(biāo)。在中國(guó)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的基礎(chǔ)上,我們應(yīng)該總結(jié)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的抗震設(shè)防思想,發(fā)展出臺(tái)適應(yīng)我國(guó)我國(guó)情的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,使地震災(zāi)害對(duì)人民群眾的人身財(cái)產(chǎn)安全造成的損失降到最低。

2抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展概況

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論的理論框架由地震設(shè)防水準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容和建筑結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)三部分組成。這個(gè)框架的形成伴隨著人類對(duì)地震和結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性理解的深入,是一個(gè)循序漸進(jìn)的發(fā)展和自我完善過(guò)程,總共經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段:(1)靜力理論階段(1910-1940);(2)反應(yīng)譜理論階段(1940-1960);(3)動(dòng)力理論階段(1970-1980);(4)基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計(jì)理論階段(1990至今)。每一個(gè)階段的理論成果都標(biāo)志著當(dāng)時(shí)人類對(duì)抗震設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí),每一個(gè)新階段的誕生都意味著人類對(duì)抗震設(shè)計(jì)理論的創(chuàng)新和突破。是一個(gè)漫長(zhǎng)的逐步深化過(guò)程。

3抗震設(shè)防水準(zhǔn)

在現(xiàn)實(shí)中,我們通過(guò)使用一些參數(shù)來(lái)反映地震作用,它由很多因素決定。當(dāng)?shù)卣鹱饔煤瘮?shù)確定已知時(shí),我們把作用于現(xiàn)場(chǎng)的地震作用的大小定義為抗震設(shè)防水準(zhǔn)。因?yàn)榭拐鹪O(shè)防水準(zhǔn)直接決定了現(xiàn)在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)在未來(lái)的抗震能力,所以在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論中占有重要地位。

美國(guó)沒(méi)有以國(guó)家名義公布的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),只有一些具有官方性質(zhì)的研究機(jī)構(gòu)或者非盈利機(jī)構(gòu)提出的推薦性標(biāo)準(zhǔn)。但近來(lái)有很多美國(guó)學(xué)者在關(guān)于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)的研究報(bào)告中指出了地震等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)的必要性。我國(guó)現(xiàn)行的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于震級(jí)的劃分方法也經(jīng)歷過(guò)評(píng)議和修正,現(xiàn)階段的抗震設(shè)防水準(zhǔn)采用基于概率分析的三種設(shè)防級(jí)別:小震、中震和大震,這種劃分是比較合理的,它充分考慮到了地震發(fā)生的隨機(jī)性。

中國(guó)現(xiàn)行規(guī)范采用的抗震設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)基本地震加速度的雙重指標(biāo)是值得探討的。這種設(shè)防水準(zhǔn)側(cè)重對(duì)震后災(zāi)害結(jié)果的宏觀描述,充分考慮了居民的生命安全,卻在很大程度上忽略了經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。適應(yīng)于現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的抗震設(shè)防目標(biāo)應(yīng)該要同時(shí)考慮到震中、震后建筑物的失效問(wèn)題和經(jīng)濟(jì)損失問(wèn)題?,F(xiàn)行規(guī)范已采用的“小震不壞,中震可修,大震不倒”的三級(jí)設(shè)防目標(biāo)缺乏靈活性。隨著超高層、大跨度以及地下工程等復(fù)雜的工程結(jié)構(gòu)逐漸成為主流,當(dāng)今的工程結(jié)構(gòu)同過(guò)去相比已經(jīng)有了翻天覆地的變化。同時(shí),城市化使得人口和社會(huì)財(cái)富大量聚集,地震損失表現(xiàn)出很多新的特點(diǎn),不能僅以人員傷亡作為設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)濟(jì)損失應(yīng)該得到兼顧。我們考慮到地震可能會(huì)在建筑使用周期中的任何時(shí)候發(fā)生,地震強(qiáng)度的大小也不可知,所以針對(duì)不同地震,根據(jù)建筑物的用途和重要性,采用不同基準(zhǔn)的設(shè)防目標(biāo)應(yīng)該有其合理性(比如高地震危險(xiǎn)性地區(qū)的重要建筑可采取“中震不壞,大震可修”的高級(jí)別設(shè)防目標(biāo))。未來(lái)的設(shè)防水準(zhǔn)應(yīng)該表現(xiàn)出對(duì)時(shí)代和社會(huì)發(fā)展的適應(yīng)性,應(yīng)該采用基于地震動(dòng)態(tài)參數(shù)的靈活設(shè)防指標(biāo)。

4抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容

抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容包含建筑物的總體結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)和抗震驗(yàn)算理論兩部分。前者是為了應(yīng)對(duì)建筑物所在場(chǎng)地、材料及結(jié)構(gòu)抗力的不確定性和地震產(chǎn)生的隨機(jī)性。在現(xiàn)實(shí)活動(dòng)中,人們很難預(yù)測(cè)地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成的破壞程度,為了確保安全經(jīng)濟(jì),選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系非常重要。后者是保障所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)符合抗震設(shè)防水準(zhǔn)的關(guān)鍵步驟,是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)。

4.1總體結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

(1)抗震結(jié)構(gòu)體系

結(jié)構(gòu)的規(guī)則性在現(xiàn)行的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中有明確體現(xiàn)。在選取抗震設(shè)計(jì)方案時(shí),應(yīng)該優(yōu)先選取那些規(guī)則設(shè)計(jì)方案,盡量避免抗震性能較差的不規(guī)則方案,徹底杜絕抗震性能差的嚴(yán)重不規(guī)則方案。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量采用對(duì)稱規(guī)則的布局設(shè)置、變化均勻的質(zhì)量和剛度結(jié)構(gòu)。對(duì)平面或立面不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)要進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整;對(duì)那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、很難滿足結(jié)構(gòu)規(guī)則性的建筑物,可以考慮采取提高變形能力的措施和加強(qiáng)措施。

(2)場(chǎng)地地基

根據(jù)不同場(chǎng)地土的分類以及其特征周期值,針對(duì)場(chǎng)地地基對(duì)地震動(dòng)的影響可以有一個(gè)判斷?,F(xiàn)行規(guī)范采用20米深度以內(nèi)的折算剪切波速和80米以內(nèi)的授蓋層厚度來(lái)劃分場(chǎng)地類型。這里需要指出的是,通過(guò)剪切波速和場(chǎng)地土覆蓋層厚度雖然實(shí)現(xiàn)了對(duì)場(chǎng)地土的分類并對(duì)不同場(chǎng)地應(yīng)用不同的地震反應(yīng)譜,但這種方法還是有其局限性,無(wú)法全面反映土層對(duì)地震動(dòng)強(qiáng)度和特性的影響。為了使得到的不同場(chǎng)地土對(duì)震動(dòng)的影響更合理,我們將承載力、標(biāo)準(zhǔn)貫入基數(shù)和地下水位等參數(shù)作為場(chǎng)地土的附加特征參與分類劃分,并且這種影響需要在計(jì)算方法、抗震結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)造措施上綜合體現(xiàn)出來(lái)。

4.2抗震驗(yàn)算理論

抗震驗(yàn)算應(yīng)該包括地震作用計(jì)算與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算兩部分。

首先,在地震作用計(jì)算方面,現(xiàn)行規(guī)范為了發(fā)揮最大的加成優(yōu)勢(shì),同時(shí)采納了靜力理論的底部剪力法、動(dòng)力理論的振型分解反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法作為地震作用計(jì)算方法。針對(duì)設(shè)防三水準(zhǔn),依照我國(guó)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)采用了兩階段設(shè)計(jì)。第一階段要實(shí)現(xiàn)設(shè)防三水準(zhǔn)中的前兩個(gè)目標(biāo):小震不壞和中震可修。前者通過(guò)在小震下進(jìn)行彈性承載力驗(yàn)算和彈性層間位移驗(yàn)算保障;后者通過(guò)在中震下增加相應(yīng)的抗震措施以保障結(jié)構(gòu)發(fā)生部分屈服后仍能承擔(dān)地震作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。第二階段要實(shí)現(xiàn)大震不倒的目標(biāo)。除了采用抗震措施保證結(jié)構(gòu)抗震所需的塑性耗能外(與實(shí)現(xiàn)中震可修時(shí)采用的方法一致),還需進(jìn)行結(jié)構(gòu)的彈塑性位移驗(yàn)算來(lái)控制結(jié)構(gòu)的變形以及保證結(jié)構(gòu)的抗倒塌性?,F(xiàn)實(shí)應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)建筑的高度、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和規(guī)則性等因素靈活選取抗震計(jì)算方法。對(duì)于那些質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻變化的建筑,宜采取底部剪力法;對(duì)于地震高發(fā)區(qū)(如日本、印尼)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震作用計(jì)算時(shí),應(yīng)該在正常計(jì)算外進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算;對(duì)于地震低發(fā)區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震作用計(jì)算時(shí),應(yīng)該進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析驗(yàn)算;對(duì)于其它結(jié)構(gòu),采用振型分解反應(yīng)譜法即可。

其次,結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算中的截面驗(yàn)算我們使用內(nèi)力值,而結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算中的變形驗(yàn)算我采用彈性變形值。前者以相關(guān)處理后的內(nèi)力值必須低于承載力的極限狀態(tài)為通過(guò)驗(yàn)算。后者以彈性變形值所對(duì)應(yīng)的彈性層間位移必須低于計(jì)算樓層的層高乘以彈性層間位移角限值后的數(shù)值為通過(guò)驗(yàn)算。

綜上所述,我們分別通過(guò)選擇底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法來(lái)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)特性不同條件下的水平地震作用。而根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及不同地區(qū)的結(jié)構(gòu)物特點(diǎn)和用途來(lái)決定豎向地震動(dòng)的結(jié)構(gòu)范圍是當(dāng)下抗震驗(yàn)算理論的發(fā)展趨勢(shì)和研究重點(diǎn)。

5建筑結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,國(guó)內(nèi)的工程學(xué)者們總結(jié)得到了有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)是建立在對(duì)許多地震震害實(shí)例分析的基礎(chǔ)之上的,有很寶貴的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。為了有效提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo),需從以下幾方面著手:首先,要盡量保證支柱、墻和梁的軸線處于同一平面,盡量形成構(gòu)件雙向抗側(cè)力體系,使地震外力的能量傳遞吸收途徑合理。其次,需要根據(jù)抗震等級(jí)對(duì)建筑的脆弱部位采取加強(qiáng)措以滿足抗震設(shè)防水準(zhǔn)。最后,建筑的抗震性能目標(biāo)要實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的依次屈服,即設(shè)置多道抗震防線。在地震作用下,擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的構(gòu)件(延性較好)會(huì)首先屈服。其他構(gòu)件則形成更多道的抗震防線,其作用是在第一道防線屈服后再依次屈服。

6結(jié)束語(yǔ)

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論是建筑抗震設(shè)計(jì)的依據(jù),涉及多個(gè)學(xué)科。我國(guó)投入了大量的人力、物力對(duì)其進(jìn)行研究,并已取得了一些成果。但在具體應(yīng)用中,現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論還存在一定的局限性,例如忽略了一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、對(duì)建筑功能和地區(qū)差異沒(méi)有進(jìn)行細(xì)致區(qū)分、量化的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)還不夠全面等,需要進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究。當(dāng)然,這將是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。

參考文獻(xiàn)

[1]梁棟. 淺談結(jié)構(gòu)的基本抗震思想和設(shè)計(jì)方法[J]. 山西建筑,2009,35 (5)

[2]艾樹(shù)生. 建筑抗震工程設(shè)防“小震不壞”的研討[J]. 華北地震科學(xué),2005, 23(3)

[3]倪廣林. 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的若干思[J]. 山西建筑, 2010, (9)

第6篇:建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文

【關(guān)鍵詞】抗震設(shè)防目標(biāo);兩階段設(shè)計(jì)方法;抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

1 抗震設(shè)防目標(biāo)

抗震設(shè)防的目標(biāo)很大程度上依賴于經(jīng)濟(jì)政策和技術(shù)水平,既要使震前用于抗震設(shè)防的經(jīng)濟(jì)投入不超過(guò)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)能力,又要使震后經(jīng)過(guò)抗震設(shè)計(jì)的建筑的破壞程度在可以承受的范圍內(nèi),達(dá)到合理使用建設(shè)投資、確保建筑抗震安全。

現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的抗震設(shè)計(jì)主要致力于保證結(jié)構(gòu)本身具有一定的強(qiáng)度、剛度和足夠的延性,使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)“小震不壞、中震可修、大震不倒”。我國(guó)1976年唐山大地震的慘痛教訓(xùn)是由于房屋大量倒毀,頃刻間數(shù)十萬(wàn)人喪失生命。之后修訂抗震設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí),將“大震不倒”作為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)第1章總則第1.0.1條對(duì)建筑的抗震設(shè)防目標(biāo)是這樣規(guī)定的:“當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí),一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用;當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí),可能損壞,經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用,當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震影響時(shí),不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。”就是說(shuō),建筑結(jié)構(gòu)抗震有三個(gè)烈度水準(zhǔn):第一水準(zhǔn),眾值烈度(小震);第二水準(zhǔn),基本烈度(中震);第三水準(zhǔn),罕遇烈度(大震)。

小震是指發(fā)生在該地區(qū)的多遇地震,其超越概率為63.2%,地震烈度為概率密度分布圖上的眾值烈度。中震則是指設(shè)防烈度或稱基本烈度,其超越概率為10%,烈度值比小震大1.55度。大震則指罕遇地震,其超越概率為2~3%,其烈度值比中震大1度。

按照“三水準(zhǔn)設(shè)計(jì)思想,通過(guò)二階段設(shè)計(jì)方法設(shè)防的建筑應(yīng)滿足:當(dāng)該建筑遭受與三個(gè)烈度水準(zhǔn)相對(duì)應(yīng),遭遇第一水準(zhǔn)烈度(小震)時(shí),一般情況下(不是所有情況下),建筑處于正常使用狀態(tài),抗震分析時(shí),結(jié)構(gòu)可以視為彈性體系,采用反應(yīng)譜進(jìn)行彈性地震反應(yīng)分析;遭遇第二水準(zhǔn)烈度(中震)時(shí),結(jié)構(gòu)進(jìn)入一定程度的非彈性工作階段,但非彈性的變形或結(jié)構(gòu)體系的損壞控制在可修復(fù)的范圍內(nèi);遭遇第三水準(zhǔn)烈度(大震)時(shí),結(jié)構(gòu)有較大的非彈性變形,但應(yīng)控制在不倒塌的范圍內(nèi)。嚴(yán)重破壞但不倒塌的房屋,雖然沒(méi)有修理價(jià)值,但可以避免人員和設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p失。規(guī)范規(guī)定的這個(gè)三級(jí)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)可大致概括為“小震不壞,中震可修,大震不倒”。

三水準(zhǔn)設(shè)計(jì)思想中最重要的是抗震建筑能否滿足第三水準(zhǔn)即“大震不倒”的要求,這是事關(guān)人民生命的問(wèn)題。第三水準(zhǔn)的核心和實(shí)質(zhì)就是既要充分估計(jì)到大震帶來(lái)的危害,從而采取有力而又適當(dāng)?shù)拇胧┖褪侄?,使地震?zāi)害減輕到不致對(duì)人民生命造成危害的程度;同時(shí)也要考慮到發(fā)生大震的可能性甚小且重現(xiàn)期長(zhǎng),以及國(guó)家經(jīng)濟(jì)情況和財(cái)力的承受能力,不能僅僅為了防御這樣罕遇的大震在建筑設(shè)計(jì)中耗費(fèi)過(guò)多的材料,投入大量資金,使建筑物長(zhǎng)期在正常使用荷載下處于十分保守和過(guò)分安全的狀態(tài)。因此,新規(guī)范規(guī)定,地震力的計(jì)算仍然按設(shè)防烈度考慮,更多措施則著力于“概念設(shè)計(jì)”,以提高抗大震的能力,并對(duì)一些容易倒塌的薄弱層和部位按大震進(jìn)行變形驗(yàn)算,在構(gòu)造上采取一些加固措施。

2 兩階段設(shè)計(jì)方法

在建筑抗震設(shè)計(jì)中如何貫徹“三水準(zhǔn)”思想?新規(guī)范明確規(guī)定必須采取二階段的設(shè)計(jì)方法,其具體要求和步驟是:

第一階段設(shè)計(jì)是承載力驗(yàn)算和彈性變形驗(yàn)算。取第一水準(zhǔn)烈度(小震)的地震動(dòng)參數(shù),用彈性反應(yīng)譜計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈性地震作用,然后將地震作用效應(yīng)和其它荷載效應(yīng)相組合,并采用《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068)規(guī)定的分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式對(duì)構(gòu)件截面進(jìn)行承載力驗(yàn)算,以保證必要的強(qiáng)度可靠度要求。

為實(shí)現(xiàn)第一水準(zhǔn)下的設(shè)防要求,要求對(duì)各類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的彈性變形驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)在第二水準(zhǔn)烈度下的抗震驗(yàn)算根本上應(yīng)該是彈塑性變形驗(yàn)算,但為減少工作量并符合設(shè)計(jì)習(xí)慣,對(duì)大部分結(jié)構(gòu),將變形驗(yàn)算轉(zhuǎn)換為眾值烈度地震作用下構(gòu)件承載能力驗(yàn)算的形式來(lái)表現(xiàn)。經(jīng)過(guò)分析研究表明,對(duì)多數(shù)結(jié)構(gòu)可只進(jìn)行第一階段設(shè)計(jì),而通過(guò)概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造措施來(lái)滿足第三水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。

第二階段設(shè)計(jì)是彈塑性變形驗(yàn)算。對(duì)有特殊要求的建筑、地震時(shí)易倒塌的結(jié)構(gòu)以及有明顯薄弱層的不規(guī)則結(jié)構(gòu),除進(jìn)行第一階段設(shè)計(jì)外,還要進(jìn)行結(jié)構(gòu)薄弱部位的彈塑性層間變形驗(yàn)算并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,實(shí)現(xiàn)第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求。

需要進(jìn)行抗震變形驗(yàn)算的建筑有:

1)8度Ⅱ、Ⅳ類場(chǎng)地和9度時(shí),高大的單層鋼筋混凝土柱廠房;

2)7~9度時(shí)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5的框架結(jié)構(gòu)、底層框架磚房;

3)甲類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)薄弱部位應(yīng)按下列原則確定:

1)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)沿高度分布均勻的結(jié)構(gòu)可取底層;

2)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)沿高度分布不均勻的結(jié)構(gòu),可取該系數(shù)小的樓層和相對(duì)較小的樓層,一般不宜超過(guò)2~3處;

3)單層廠房可取上柱。

3 抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

建筑抗震設(shè)防類別劃分,應(yīng)根據(jù)下列因素的綜合分析確定:

1)建筑破壞造成的人員傷亡、直接和間接經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響的大小。

2)城鎮(zhèn)的大小、行業(yè)的特點(diǎn)、工礦企業(yè)的規(guī)模。

3)建筑使用功能失效后,對(duì)全局的影響范圍大小、抗震救災(zāi)影響及恢復(fù)的難易程度。

4)建筑各區(qū)段的重要性有顯著不同時(shí),可按區(qū)段劃分抗震設(shè)防類別。下部區(qū)段的類別不應(yīng)低于上部區(qū)段。

5)不同行業(yè)的相同建筑,當(dāng)所處地位及地震破壞所產(chǎn)生的后果和影響不同時(shí),其抗震設(shè)防類別可不相同。

實(shí)際設(shè)計(jì)中建筑工程應(yīng)分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類別:

1)特殊設(shè)防類:指使用上有特殊設(shè)施,涉及國(guó)家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果,需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑。簡(jiǎn)稱甲類。

2)重點(diǎn)設(shè)防類:指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑,以及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果,需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑。簡(jiǎn)稱乙類。

3)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類:指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑。簡(jiǎn)稱丙類。

4)適度設(shè)防類:指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害,允許在一定條件下適度降低要求的建筑。簡(jiǎn)稱丁類。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,抗震“三水準(zhǔn)”設(shè)計(jì)思想和二階段設(shè)計(jì)要求較之原規(guī)范在思路上其物理概念更明確,設(shè)計(jì)工作的步驟更具體,這既是學(xué)習(xí)和吸收先進(jìn)國(guó)家抗震設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果,也是對(duì)防震抗震工作認(rèn)識(shí)上的新飛躍。今后只要大家嚴(yán)格執(zhí)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),堅(jiān)持“三水準(zhǔn)”設(shè)計(jì)思想,嚴(yán)格按二階段的設(shè)計(jì)方法和步驟去工作,無(wú)疑,防震抗震的建筑設(shè)計(jì)工作必將邁上一個(gè)新臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)

[1]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010

第7篇:建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文

關(guān)鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu);抗震;設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào):S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

一、抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)中規(guī)定了三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)防為按規(guī)范進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)的設(shè)防目標(biāo),即“當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí),一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用;當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí),可能損壞,經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用;當(dāng)遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時(shí),不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞?!焙?jiǎn)稱“小震不壞,中震可修,大震不倒”。

“小震不壞”要求建筑結(jié)構(gòu)滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算要求及建筑的彈性變形不超過(guò)規(guī)定的彈性變形限值。

“中震可修”要求建筑具有足夠的變形能力,其彈塑性變形不超過(guò)規(guī)定的彈塑性變形限值。

“大震不倒”要求建筑具有足夠的變形能力,其彈塑性變形不超過(guò)規(guī)定的彈塑性變形限值。

另外,為實(shí)現(xiàn)該設(shè)防目標(biāo),在設(shè)計(jì)驗(yàn)算時(shí)須遵守兩個(gè)階段的設(shè)計(jì)步驟。首先要對(duì)絕大多數(shù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件承載力驗(yàn)算和結(jié)構(gòu)彈性變形驗(yàn)算,對(duì)各類結(jié)構(gòu)按規(guī)范要求采取抗震措施。其次要對(duì)規(guī)范所規(guī)定的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震下的彈塑性變形驗(yàn)算。

二、建筑抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

建筑抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容大致有三部分。一是建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視建筑的規(guī)則性;二是應(yīng)合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)體系;三是對(duì)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性設(shè)計(jì)。

1、建筑結(jié)構(gòu)的合理布置,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在地震反應(yīng)中,能夠起到重要的作用。為減小地震作用對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的不利影響,建筑平面形狀宜規(guī)正,避免過(guò)大的外伸或內(nèi)收。規(guī)范規(guī)定,若房屋平面的凹凸角不大于該方向總長(zhǎng)度的30%,可認(rèn)為建筑外形是規(guī)則的,否則即為凹凸不規(guī)則。

2、合理選擇結(jié)構(gòu)體系。對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),一般來(lái)說(shuō)純框架結(jié)構(gòu)抗震能力有限;框架-剪力墻性能較好;剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)具有良好的空間整體性,剛度也較大。對(duì)于結(jié)構(gòu)體系來(lái)說(shuō),首先應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑。結(jié)構(gòu)平面布置力求簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱,避免凹角和狹長(zhǎng)的縮頸部位;避免因局部結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)體系喪失抗震能力。如框架為強(qiáng)柱弱梁,梁屈服后柱仍能保持穩(wěn)定;剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁先屈服;框架-剪力墻的連梁首先屈服,然后才是墻肢、框架破壞等。其次結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的剛度,控制結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)總位移和層間位移。在小震時(shí),應(yīng)防止過(guò)大的變形使結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)構(gòu)件開(kāi)裂,影響正常使用;在強(qiáng)震下,結(jié)構(gòu)應(yīng)不發(fā)生倒塌、失穩(wěn)或傾覆現(xiàn)象。另外,結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的結(jié)構(gòu)承載力、變形能力以及耗能能力,具有較均勻的剛度和承載力分布、局部強(qiáng)度、剛度太大會(huì)使其他部位形成相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)。主體結(jié)構(gòu)或者非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不規(guī)則、不連續(xù)布置也可能引起結(jié)構(gòu)剛度的突變。

3、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性。結(jié)構(gòu)的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接的延性水平。可以采取如下抗震措施,以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平。

1)采用水平向(圈梁)和豎向(構(gòu)造柱、組合柱)鋼筋混凝土構(gòu)件,加強(qiáng)對(duì)氣體結(jié)構(gòu)的約束,或采用配筋砌體;使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落,地震時(shí)不致喪失對(duì)重力荷載的承載能力。

2)應(yīng)防止構(gòu)件脆性破壞,保證構(gòu)件有足夠的延性。如采取提高抗剪能力、加強(qiáng)約束箍筋等措施。

3)避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體和局部失穩(wěn),保證節(jié)點(diǎn)焊接部位(焊縫和母材)在地震時(shí)不致開(kāi)裂。

4)突出屋面的塔樓必須具有足夠的承載力和延性,以承受鞭梢效應(yīng)影響。

三、高層建筑抗震設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的幾點(diǎn)原則

1、選擇有利場(chǎng)地,避開(kāi)不利的場(chǎng)地,采取措施保證地基的穩(wěn)定性。危險(xiǎn)場(chǎng)地不宜興建高層建筑,如基巖有活動(dòng)性斷層和破壞帶、不穩(wěn)定的滑坡地帶等等;而為不利場(chǎng)地時(shí),高層建筑要采取相應(yīng)措施以減輕震害,如場(chǎng)地沖積層過(guò)厚、沙土有液化危險(xiǎn)、濕陷性黃土等等。

2、保證地基基礎(chǔ)的承載力、剛度,以及足夠的抗滑移、抗傾覆能力,使整個(gè)高層建筑形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系,防止在外荷載作用下產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降、傾覆和局部開(kāi)裂等。

3、合理設(shè)置防震縫。一般情況下宜采取調(diào)整平面形狀與尺寸,加強(qiáng)構(gòu)造措施,設(shè)置后澆帶等方法,盡量不設(shè)縫、少設(shè)縫。設(shè)縫時(shí)必須保證有足夠的縫寬。

4、節(jié)點(diǎn)的承載力應(yīng)大于構(gòu)件的承載力。要從構(gòu)造上采取措施防止地震作用下節(jié)點(diǎn)的承載力和剛度過(guò)早退化。

5、減輕結(jié)構(gòu)自重,最大限度降低地震的作用,積極采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料。

四、高層混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)優(yōu)化措施

1.優(yōu)化場(chǎng)地選擇

在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí),不同地質(zhì)環(huán)境下的建筑遭受的地震破壞的程度有較大的差別,建筑場(chǎng)地的優(yōu)化選擇對(duì)于建筑抗震尤為重要。掌握工程的地質(zhì)、地震等相關(guān)資料,掌握地震的活動(dòng)情況,合理選擇建筑場(chǎng)地。對(duì)地震危險(xiǎn)地段進(jìn)行綜合評(píng)估,對(duì)于地震多發(fā)地段應(yīng)主動(dòng)避開(kāi),無(wú)法避開(kāi)時(shí)應(yīng)采取相關(guān)補(bǔ)救措施措施,選取具有良好的抗震能力的地質(zhì)環(huán)境,巖石、半巖石和密實(shí)的地基土有利于建筑抗震,松軟的粘性土不利于建筑抗震。同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)應(yīng)該設(shè)置在性質(zhì)相同的地基上,同一結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該采取相同的地基。建筑場(chǎng)地選擇還應(yīng)該遠(yuǎn)離有其他重大威脅的場(chǎng)地,例如核電站、大型石油保存設(shè)施等等,防止地震引發(fā)的核泄漏、石油泄露等其他災(zāi)害帶來(lái)的安全隱患。

2.優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)

優(yōu)化高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的震動(dòng)周期、扭轉(zhuǎn)角度、相關(guān)剛度比例等相關(guān)參數(shù)。運(yùn)用剪摩理論(砌塊結(jié)構(gòu))和主拉應(yīng)力理論(磚砌體結(jié)構(gòu))等力學(xué)模型,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震作用下內(nèi)力和變形的分析,計(jì)算彈性狀態(tài)下的建筑結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng),與風(fēng)荷載效應(yīng)、重力荷載效應(yīng)組合,引入相關(guān)地承載力抗震調(diào)整系數(shù),進(jìn)行構(gòu)件截面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行反復(fù)計(jì)算和優(yōu)化,對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查研究,在保證結(jié)構(gòu)的抗震性能的前提下,確定結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)。

3.優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高層鋼筋混凝土建筑要滿足國(guó)家規(guī)定的建筑抗震能力的標(biāo)準(zhǔn),保證主體結(jié)構(gòu)有具備變形調(diào)節(jié)能力,結(jié)構(gòu)在強(qiáng)大延性作用下,可以恢復(fù)到正常狀態(tài),削弱主體結(jié)構(gòu)變形對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)造成的傷害,保證結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期穩(wěn)固。合理布局結(jié)構(gòu)構(gòu)件,注意協(xié)調(diào)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的受力,按照規(guī)整、對(duì)稱、均勻的原則進(jìn)行布置,盡可能減小地震發(fā)生時(shí)結(jié)構(gòu)的彎曲變形、剪切變形、整體平移和整體轉(zhuǎn)動(dòng),有條理地設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),增加建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。注意記錄地震災(zāi)害信息,根據(jù)地震引發(fā)的結(jié)構(gòu)變形采取相關(guān)的防震措施,對(duì)于關(guān)鍵性的微小部位進(jìn)行處理,維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)受力的整體一致性,削弱水平方向和豎直方向的不規(guī)則的地震力帶來(lái)的破壞,達(dá)到相應(yīng)的抗震效果。

4.優(yōu)化抗震防線設(shè)置

一般情況下,強(qiáng)烈的地震會(huì)伴隨著多次余震,有些高層混凝土建筑由于剛度過(guò)于柔和,所以在搜到強(qiáng)震破壞之后,主體結(jié)構(gòu)受到損毀,繼而在余震破壞下持續(xù)破壞直至坍塌,因此高層建筑的防震,出改善建筑結(jié)構(gòu)本身的防震性能之外還要注重設(shè)置多道防線,減少第一次強(qiáng)震破壞之后余震帶了的持續(xù)破壞。建筑的破壞程度主要取決于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形程度,因此地震多發(fā)地區(qū)的高層鋼筋混凝土建筑應(yīng)該按照延性結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)置多道抗震防線,進(jìn)行極限狀態(tài)的驗(yàn)算避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié),盡可能減少地震的破壞性,提高了高層鋼筋混凝土建筑的抗震性能。

5.優(yōu)化扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的控制

地震的破壞作用包括水平作用、豎向作用以及扭轉(zhuǎn)作用等,多種力綜合作用,產(chǎn)生巨大的破壞效應(yīng)。建筑結(jié)構(gòu)特別是平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)加劇結(jié)構(gòu)在地震中的震害,高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該注重對(duì)于扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的控制。高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的控制措施:優(yōu)化墻肢布置,減小剛心質(zhì)心的偏心率;加大周邊構(gòu)建的截面,加長(zhǎng)結(jié)構(gòu)四周腳部墻肢,增加平面抗扭剛度;在平面不規(guī)則處加設(shè)拉梁,增設(shè)拉接樓板,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和抗扭剛度;設(shè)置鋼骨外框架,在外框架的角部或四邊設(shè)置鋼骨混凝土柱,形成鋼骨框架,增加外框架的抗扭剛度和延性。

結(jié)語(yǔ)

結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中,必須遵守規(guī)范要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?;炷两Y(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)就是在結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的地震設(shè)防烈度下,合理地確定結(jié)構(gòu)的選型、布置,進(jìn)行抗震計(jì)算,并通過(guò)進(jìn)一步的抗震措施,滿足抗震等級(jí)的要求,使結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和延性,從而保證結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防的目標(biāo),真正的使建筑物實(shí)現(xiàn)“小震不壞,中震可修,大震不倒”,盡量減少人員傷亡,經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)的損失。

參考文獻(xiàn):

[1]高小旺,龔思禮,蘇經(jīng)宇,易方民.《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范理解與應(yīng)用》.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[2] 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001). 中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[3] 呂西林.《高層建筑結(jié)構(gòu)》. 武漢理工大學(xué)出版社.

第8篇:建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文

關(guān)鍵詞:抗震概念設(shè)計(jì);建筑結(jié)構(gòu);工程設(shè)計(jì);抗震性

對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),要遵守抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,從抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)用入手,結(jié)合工程實(shí)際情況,提出定量控制要求。值得注意的是,開(kāi)展高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),要在概念清晰且技術(shù)可靠的基礎(chǔ)上,合理的設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu),以確保建筑的抗震性能。通常情況下,高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),需要從概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算、抗震措施等方面加以把控,以確保設(shè)計(jì)的合理性。

1高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的意義

貴州省位于我國(guó)南北地震帶南段的東側(cè),省內(nèi)西部部分區(qū)域位于地震帶上。貴州地震的頻度與強(qiáng)度為中等水平,地震平面分布不均。若發(fā)生地震,會(huì)造成極大的損失,以尼泊爾大地震為例,涉及到多個(gè)多家,地震造成近4000人死亡,約7000人受傷,對(duì)尼泊爾國(guó)造成超過(guò)50億美元的經(jīng)濟(jì)損失,由此可見(jiàn)地震的損失性。在地震中,建筑既是人們的保護(hù)工具,也是威脅人們安全的物體,若能夠提升建筑的抗震性,對(duì)保護(hù)人們的財(cái)產(chǎn)與安全,有著積極的作用,因此加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)研究,有著必要性。

2抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)用的基本要點(diǎn)

2.1合理選擇建筑結(jié)構(gòu)

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì),最為重要的是建筑體形和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),占據(jù)著重要地位,多數(shù)倒塌建筑主要是因?yàn)橐?guī)劃不合理造成的,所以要科學(xué)的選擇水平面與垂直面,提升建筑的抗震性能。一般來(lái)說(shuō),建筑平面形狀規(guī)則,直接影響著建筑的抗震性,平面形狀平整度越高,則建筑的抗震性能就越強(qiáng),圖1為水平地震作用。規(guī)則平面能夠承擔(dān)荷載作用,建筑結(jié)構(gòu)的整體性較為突出。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,于高度方向,需要保證結(jié)構(gòu)布置的連續(xù)性,實(shí)現(xiàn)側(cè)向剛度保持連續(xù),以免出現(xiàn)薄弱層。

2.2合理選擇傳力路線

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)多利用計(jì)算機(jī)程序,來(lái)確保計(jì)算的準(zhǔn)確性,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員只需要掌握簡(jiǎn)單的計(jì)算方法即可。利用計(jì)算機(jī),在獲取受力狀態(tài)下,形成建筑結(jié)構(gòu)件計(jì)算簡(jiǎn)圖。接著利用力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型,從地震反應(yīng)入手,做好詳細(xì)的分析,明確計(jì)算結(jié)果,合理選擇建筑結(jié)構(gòu)路徑,提高傳力路線選擇的效率。

2.3合理選擇建筑位置

通過(guò)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),建筑物損毀與建筑所處的地形,有著直接的關(guān)系。除此之外,建筑損壞和地基、斷層等,也有著緊密關(guān)系。以覆蓋土因素為例,建筑破壞率和此因素呈現(xiàn)的是正相關(guān),覆蓋土層厚度小,證明土質(zhì)偏硬,具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,當(dāng)遇到地震時(shí),不易發(fā)生倒塌情況,因此在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí),要選擇硬質(zhì)地基,降低地震效應(yīng),確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。

2.4設(shè)置多條抗震防線

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí),需要設(shè)置多條抗震防線??紤]到地震時(shí)間存在差異,伴隨多次余震,受到地震反復(fù)沖擊,會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成損壞,若高層建筑物設(shè)置一道防線,當(dāng)建筑受到一次破壞后,難以抗衡后續(xù)破壞,因此需要設(shè)置多道保護(hù),確保高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1提升結(jié)構(gòu)延性

高層建筑抗震設(shè)計(jì)水平低于地震等級(jí),極易因?yàn)榇嘈云茐?,造成建筑倒塌,所以在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,要提高結(jié)構(gòu)延性,增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抵抗能力。可以從以下方面入手:①材料。選擇延性材料,此類材料的應(yīng)用,當(dāng)發(fā)生非彈性變形,或者發(fā)生反復(fù)彈性變形時(shí),其延性不會(huì)明顯下降。②桿件。通過(guò)控制桿件的延性,包括塑性變形與能量收納與耗散等,提高結(jié)構(gòu)延性,通常從墻肢與框架的柱等方面捂手。③構(gòu)件。構(gòu)件的延性指的是某個(gè)構(gòu)件的塑性變形與能量消耗的能力,通過(guò)控制墻體或者框架延性,來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)整體延性??偟脕?lái)說(shuō),建筑結(jié)構(gòu)延性指的是抗倒塌能力與塑性變形能力。在設(shè)計(jì)時(shí),可以采取以下措施:①在平面上,增強(qiáng)突變處與轉(zhuǎn)角處等構(gòu)件的延性;②對(duì)于豎向,則可以加強(qiáng)薄弱樓層的延性,比如體型突變處、主樓與裙房相接的樓層等;③增強(qiáng)首道抗震防線部分的構(gòu)件延性[2]。

3.2提升結(jié)構(gòu)的整體性

高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性較強(qiáng),能夠確保建筑結(jié)構(gòu)在地震力的作用下,處于協(xié)調(diào)運(yùn)行的狀態(tài),可避免建筑倒塌。采取以下措施:①選用鋼結(jié)構(gòu)支撐結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)作為建筑行業(yè)的新技術(shù),其市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大,貴州地區(qū)已經(jīng)逐步引入鋼結(jié)構(gòu),比如貴州鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展中心樓,樓層高24層,建筑面積為26000m2,建筑承板使用的是鋼筋線桁架工藝,建筑整體性較好,抗震性能較好。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,采取鋼結(jié)構(gòu)支撐體系,對(duì)提升高層建筑框架結(jié)構(gòu)中的側(cè)向剛度,有著積極的影響,可以抵抗水平荷載,提升高層建筑整體強(qiáng)度。與純框架架構(gòu)相比,支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好,將窗臺(tái)下方-下層窗戶頂部區(qū)域位置,作為支撐位置,合理設(shè)置支撐,能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)支撐要求。采取環(huán)向封閉同一平面,能夠提高建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度,在強(qiáng)震區(qū)應(yīng)用,其效果更為凸顯。②抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。若高層建筑結(jié)構(gòu)為多種框架結(jié)構(gòu)形式,應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu),可以承載建筑物豎向負(fù)載與部分橫向負(fù)載。采用抗側(cè)力結(jié)構(gòu),可以按照建筑的各類要求,來(lái)選用抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。若高層建筑中桁架高度和單樓層相同,可以利用交錯(cuò)桁結(jié)構(gòu),來(lái)設(shè)置上下樓層,確保各單元設(shè)置的靈活性。應(yīng)用此結(jié)構(gòu),在鋼結(jié)構(gòu)平面內(nèi),梁柱彎矩較小,側(cè)向位移也較小。

3.3準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)抗震

開(kāi)展高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)前,需要準(zhǔn)確的計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)的地震作用,接著計(jì)算結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的地震作用效應(yīng),并且和其它載荷效應(yīng),做好相互結(jié)合,檢驗(yàn)建筑結(jié)構(gòu)抗震承載力與變形,確保能夠達(dá)到新《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)規(guī)范相關(guān)要求。需要做好以下計(jì)算:①地震作用計(jì)算。建筑結(jié)構(gòu)抗震承載力主要考慮水平地震作用,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),還需要注意豎向地震作用。②抗震驗(yàn)算。主要包括截面抗震驗(yàn)算、彈性變形驗(yàn)算、薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算等[3]。

3.4做好非結(jié)構(gòu)部件設(shè)計(jì)

非結(jié)構(gòu)部件指的是建筑結(jié)構(gòu)分析中,不考慮側(cè)向荷載與重力荷載的建筑部件,包括內(nèi)隔墻與墻等。雖然建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),此類部件不參與荷載分析,但若發(fā)生地震,此類部件會(huì)起到作用,極有可能會(huì)改便建筑結(jié)構(gòu)承載力,或是提升建筑抗震性,或是增加破壞性,因此需要做好非結(jié)構(gòu)部件的處理??梢圆扇∫韵麓胧孩偌訌?qiáng)建筑框架和填充墻之間的聯(lián)系,使得填充墻可以成為建筑主體抗震結(jié)構(gòu)的組成部分。對(duì)于墻體連接,可以采取柔性連接方式,削弱墻柱的聯(lián)系,避免發(fā)生嵌固作用。②對(duì)于附著在建筑樓與屋面結(jié)構(gòu)的,需要做好此類非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)的連接處理,以免發(fā)生地震時(shí),造成人員傷亡。③加強(qiáng)幕墻和裝飾貼面等和建筑主體結(jié)構(gòu)的有效連接,避免貼面損壞。

3.5做好倒塌分析

開(kāi)展高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),采取倒塌分析法,做好建筑倒塌分析,以優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗?fàn)幮栽O(shè)計(jì),達(dá)到抗震標(biāo)準(zhǔn)??梢越梃b超高層建筑經(jīng)驗(yàn),譬如:某超高層建筑為Ⅷ度抗震設(shè)防烈度建筑,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),利用倒塌分析法,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案分析,發(fā)現(xiàn)采取內(nèi)嵌鋼支撐剪力墻方案,能夠有效的增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度?;诘顾治?,明確此工程采取全支撐方案建設(shè)總材料用量可節(jié)約11.2%,建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌儲(chǔ)備能力可以增加14.8%,建筑的抗震性能較好。采取對(duì)比各種最小地震剪力系數(shù)調(diào)整方案,能夠明確采取調(diào)整地震剪力,開(kāi)展剛度驗(yàn)算,設(shè)計(jì)建筑構(gòu)件承載力,能夠獲得較好的效果,此方案和提高剛度縮短建筑結(jié)構(gòu)自振周期的方案相比,具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)倒塌關(guān)鍵位置,能夠提高建筑結(jié)構(gòu)整體的抗倒塌能力,此方案的實(shí)施,增加鋼用量約0.1%??偠灾?,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),做好倒塌分析,能夠準(zhǔn)確衡量各類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的效果,明確各類抗震措施對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的影響,發(fā)揮著積極的作用[4]。

4結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用概念設(shè)計(jì),開(kāi)展高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),需要充分的借鑒工程經(jīng)驗(yàn),嚴(yán)格按照建筑抗震設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范,采取相應(yīng)的措施,提升建筑結(jié)構(gòu)的整體性能,提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

參考文獻(xiàn)

[1]陸新征,楊蔚彪,盧嘯,齊五輝,劉斌,張萬(wàn)開(kāi),葉列平.倒塌分析在某500m級(jí)超高層建筑抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu),2015(23):91~97.

[2]劉均偉.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用研究[J].山西建筑,2016(20):43~44.

[3]雷雨潤(rùn).高層建筑結(jié)構(gòu)中抗震概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].建設(shè)科技,2017(08):80.

第9篇:建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范范文

【關(guān)鍵詞】混凝土;鋼筋混凝土;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì)

1、引言

人類在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中遇到一種可怕、不可抗力自然災(zāi)害就是地震。強(qiáng)烈地震往往是突發(fā)性以及巨大破壞力給社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類生存安全、社會(huì)穩(wěn)定、社會(huì)功能帶來(lái)非常嚴(yán)重危害。使工程建筑達(dá)到減輕和避免地震災(zāi)害目,抗震設(shè)計(jì)是減輕地震災(zāi)害主要措施。這樣可以減少不可抗力自然災(zāi)害對(duì)整人類社會(huì)造成損失。

2、結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)是依據(jù)地震災(zāi)害以及工程經(jīng)驗(yàn)等提煉出設(shè)計(jì)原則以及設(shè)計(jì)思路,進(jìn)行構(gòu)筑物以及結(jié)構(gòu)體系的總體布置,確定建筑物各細(xì)部構(gòu)造的抗震設(shè)計(jì)過(guò)程。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)必須遵循正確抗震概念設(shè)計(jì)思路,滿足基本抗震概念設(shè)計(jì)技術(shù)要求,以此為基本基準(zhǔn)進(jìn)行必要抗震計(jì)算。概念設(shè)計(jì)是抗震計(jì)算前提以及數(shù)據(jù)基礎(chǔ),它與抗震計(jì)算相比更應(yīng)該決定性意義。

2.1抗震概念設(shè)計(jì)要領(lǐng)

建筑結(jié)構(gòu)體講究簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、剛度變化均勻,抗震結(jié)構(gòu)體系必須符合要求,計(jì)算簡(jiǎn)圖必須明確以及合理地震傳遞作用的途徑;抗震結(jié)構(gòu)布置必須避免部分結(jié)構(gòu)、構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失其抗震能力和承載能力;抗震結(jié)構(gòu)必須具備必要抗震承載力,即抗剪、抗壓、抗彎、抗扭等作用能力,以及較好變形能力即延展性能、通過(guò)延性及阻尼來(lái)消耗地震能量等作用;對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位必須采取有效措施進(jìn)行加強(qiáng);應(yīng)該設(shè)置多道抗震防線;抗震結(jié)構(gòu)平面上兩個(gè)主軸方向受力相近;應(yīng)該合理分布剛度以及強(qiáng)度,避免局部削弱產(chǎn)生薄弱部位,產(chǎn)生過(guò)大應(yīng)力集中和塑形變形集中,抗震結(jié)構(gòu)各類構(gòu)件之間必須應(yīng)該可靠連接,抗震結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)必須能保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,非結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括維護(hù)墻、隔墻、填充墻都要合理設(shè)置。

2.2抗震技術(shù)設(shè)計(jì)

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》2010版本(下稱《規(guī)范》)中對(duì)于平面和豎向不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu),在計(jì)算模型都有特別要求必須采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型,產(chǎn)生了大量計(jì)算工作,提高了計(jì)算難度。而且雖說(shuō)計(jì)算模型、方法、手段增多了,但是并不能保證抗震計(jì)算結(jié)果就是準(zhǔn)確,主要是真實(shí)地震情況比較復(fù)雜,產(chǎn)生破壞作用偶然性比較大,雖然是空間計(jì)算模型但是也是模型,而不是真實(shí)的結(jié)構(gòu)體必然存在較大差異性,造成建筑結(jié)構(gòu)體安全度很難控制。所以,抗震設(shè)計(jì)時(shí)必須盡量避免采用不規(guī)則設(shè)計(jì)方案。設(shè)置防震縫能解決這些建筑結(jié)構(gòu),由于復(fù)雜變形而避免碰撞的好方法。但對(duì)于高層,特別是超高層建筑多選用合理建筑結(jié)構(gòu)方案,而不設(shè)抗震縫,同時(shí)可以采用合適計(jì)算方法以及有效技術(shù)措施,可消除不設(shè)抗震縫帶來(lái)反面影響。強(qiáng)調(diào)強(qiáng)剪弱彎,必須改變傳統(tǒng)做法即箍筋只有I級(jí)鋼筋,可以用Ⅱ、Ⅲ級(jí)鋼箍;混凝土要求強(qiáng)度越高,其脆性就越大,其抗震性能 越低,因此,對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)選擇是否越高越好,正確選擇科學(xué)設(shè)計(jì)方法是非常必要的。

2.3設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題

1)結(jié)構(gòu)層間屈服強(qiáng)度弱

在高層建筑過(guò)程中框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為較為普遍的存在,然而在整體設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)存在不均勻性, 這些結(jié)構(gòu)存在著層間屈服強(qiáng)度非常薄弱。在強(qiáng)烈地震作用下, 抗震結(jié)構(gòu)薄弱層率先屈服,彈塑性變形急劇發(fā)展,并產(chǎn)生彈塑性變形集中現(xiàn)象。

2)柱端與節(jié)點(diǎn)破壞嚴(yán)重

混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件地震災(zāi)害往往是柱重梁輕,柱頂重于柱底,特別是角柱以及邊柱最易發(fā)生破壞現(xiàn)象。除剪跨比較小的短柱易發(fā)生柱中剪切破壞之外,往往柱的破壞產(chǎn)生柱端彎曲破壞最多,輕者產(chǎn)生水平和側(cè)向斷裂;重者混凝土被壓酥,主筋外露、壓屈以及箍筋脫落。如混凝土構(gòu)件節(jié)點(diǎn)核芯部位無(wú)箍筋約束時(shí),節(jié)點(diǎn)與柱端破壞加倍。如柱側(cè)有強(qiáng)度高砌體填充墻緊密嵌砌時(shí),柱頂剪切破壞嚴(yán)重,破壞部位可能轉(zhuǎn)移至窗洞處,甚至出現(xiàn)短柱剪切破壞。

3)砌體填充墻破壞嚴(yán)重

砌體填充墻剛度較大,其形變能力低,承受地震作用力低,遭受破壞,在8度以及以上地震作用力下,填充墻裂縫明顯破壞和加重,甚至部分墻體倒塌,地震危害規(guī)律往往是上輕下重,空心砌體墻重于實(shí)心砌體墻,砌塊墻重于磚墻。

3、混凝土結(jié)構(gòu)基本抗震體系性能

混凝土框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)以及框架剪力墻結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土建筑最為常用三大基本結(jié)構(gòu)體系。其性能分析有表現(xiàn)如下:

1)框架結(jié)構(gòu)

通過(guò)合理設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)體系,把建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)置成延性框架。延性框架在大地震作用下,通過(guò)先產(chǎn)生在梁鉸、后產(chǎn)生在柱鉸,這樣一種耗能機(jī)構(gòu)消耗大量地震能量,同時(shí)該結(jié)構(gòu)能夠承受較大側(cè)向形變能量。純框架結(jié)構(gòu)是一種抗震性能非常好的結(jié)構(gòu)體系,但是同時(shí)也能分析出純框架是一種抗震剛度較小,造成側(cè)移值比較大,因此,建筑高度不宜建造的太高。

2)剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)承載力大其剛度也很大,但側(cè)移形變能力較小,因此,它使用范圍可比純框架結(jié)構(gòu)更高。但是,剪力墻中不論是墻肢還是連梁,它截面特點(diǎn)是短而高,這類構(gòu)件對(duì)剪切變形相當(dāng)敏感,容易出現(xiàn)裂縫,容易出現(xiàn)脆性剪切破壞,因此需進(jìn)行精心合理設(shè)計(jì),才能夠使剪力墻應(yīng)該良好抗震性能以及良好延性能力。

3)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

把框架以及剪力墻結(jié)合在一起共同抵抗豎向荷載以及水平荷載一種體系,它利用剪力墻高抗側(cè)力剛度以及承載力,彌補(bǔ)框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度差,變形較大弱點(diǎn)。由于剪力墻與框架協(xié)同工作,改善了純框架以及純剪力墻變形性能。層間變形上下趨于均勻,框架各層柱受力也比較均勻。另外,在地震作用下,剪力墻承擔(dān)了大部分剪力,框架只承擔(dān)很小一部分剪力,通常都是剪力墻先屈服,剪力墻屈服后將產(chǎn)生內(nèi)力重分配,框架分配剪力將會(huì)增大,如果地震作用繼續(xù)增大,框架結(jié)構(gòu)也會(huì)屈服,使之產(chǎn)生曲線分布吻合最好。

4、提高混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能

根據(jù)當(dāng)前震害經(jīng)驗(yàn)以及理論認(rèn)識(shí),良好抗震設(shè)計(jì)必須盡可能地考慮下述原則:場(chǎng)地選擇,場(chǎng)地選擇原則是避開(kāi)可能發(fā)生地基失效松軟場(chǎng)地,選擇堅(jiān)硬場(chǎng)地。體形均勻規(guī)整,無(wú)論是在平面和立面上,結(jié)構(gòu)布置都要力求使幾何尺寸、質(zhì)量、剛度、延性等均勻、對(duì)稱、規(guī)整,避免突然變化。提高結(jié)構(gòu)以及構(gòu)件強(qiáng)度以及延性,結(jié)構(gòu)物振動(dòng)破壞來(lái)自地震動(dòng)引起結(jié)構(gòu)振動(dòng),因此抗震設(shè)計(jì)要力圖使從地基傳人結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量為最小,并使結(jié)構(gòu)物應(yīng)該適當(dāng)強(qiáng)度、剮度以及延性,以防止不能容忍破壞。在不增加重量、不改變剛度前提下,提高總體強(qiáng)度以及延性是兩個(gè)有效抗震途徑。多道抗震防線,使結(jié)構(gòu)應(yīng)該多道支撐以及抗水平力體系,則在強(qiáng)地震作用下,建設(shè)工程一道防線破壞后尚有第二道防線可以支撐結(jié)構(gòu),避免倒塌。防止脆性與失穩(wěn)破壞,增加延性,脆性與失穩(wěn)破壞常常導(dǎo)致倒塌,故必須防止。這種破壞常見(jiàn)于設(shè)計(jì)不良細(xì)部構(gòu)造。

5、結(jié)論

抗震設(shè)計(jì)中必須滿足強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)底層柱底等延性設(shè)計(jì)原則以及有關(guān)規(guī)定。砌體結(jié)構(gòu)自重大、強(qiáng)度較低,抗震性能差;鋼結(jié)構(gòu)易連接破壞、側(cè)向剛度小以及耐火性差;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于其自身優(yōu)勢(shì),目前城市中正在建設(shè)以及擬建多層、高層建筑物大都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。地震是一種自然現(xiàn)象,為避免它造成生命以及財(cái)產(chǎn)損失,作為結(jié)構(gòu)工程師必須該依據(jù)《規(guī)范》對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)在給定抗震設(shè)防烈度下合理地確定結(jié)構(gòu)選型、布置、各構(gòu)件截面乃至構(gòu)件之間聯(lián)系,使建筑結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟(jì)條件下應(yīng)該足夠強(qiáng)度、剛度以及延性。

參考文獻(xiàn):

[1]朱鏡清,結(jié)構(gòu)抗震分析原理[M].北京:地震出版社,2002.