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浅谈建筑抗震

浅谈建筑抗震
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浅谈建筑抗震

何家盛(PB05007145)·地球和空间科学学院·中国科学技术大学

[摘要] 一场大震下来,各方面的人员都忙碌起来。有的忙着救死扶伤,有的忙着确定地震参数,也有人忙着进行震害评估。但其实,关于地震的工作,从地震发生之前就已经开始了,而且从不中断,其中就有着建筑抗震从业人员的身影。本文将从地震及其破坏作用入手,了解地震对建筑物造成的影响,然后谈谈多年累计下来的高层建筑抗震经验,从而引出建筑抗震概念设计的相关内容。

[关键词] 抗震、建筑、设计

一、地震及其破坏作用

总所周知,地震可以分为火山地震、塌落地震、诱发地震及构造地震这四种类型,但是,由于构造地震的发生概率高、破坏作用大、影响范围广等特点,建筑抗震一般会将构造地震视为主要的研究对象。

构造地震亦称“断层地震”,是由地壳(或岩石圈,少数发生在地壳以下的岩石圈上地幔部位)发生断层而引起。地壳(或岩石圈)在构造运动中发生形变,当变形超出了岩石的承受能力,岩石就发生断裂,在构造运动中长期积累的能量迅速释放,造成岩石振动,从而形成地震。构造地震波及范围大,破坏性很大。世界上百分之90以上的地震、几乎所有的破坏性地震属于构造地震。

构造地震的类型可分为:

(1)孤立型:没有前震,余震小而少,且与主震震级相差悬殊,地震能量基本上是能过主震一次性释放的。

(2)主震——余震型:一个地震序列中,最大的地震特别突出,所释放的能量占全序列能量的90%以上。这个最大的地震叫主震,其他较小的地震中,发生在主震前的叫前震,发生在主震后的叫余震。

(3)双震型:一个地震活动序列中,90%以上的能量主要由发生时间接近、地点接近、大小接近的两次地震释放。

(4)震群型:一个地震序列的主要能量是通过多次震级相近的地震释放的,没有明显的“老大”,几次地震(震群)所释放的能量占全序列的80%以上。

地震的破坏性极大,当地震发生时,地面的震动对建筑物会造成极大的作用力使其破坏,

主要的破坏作用集中于以下几个方面:

(1)共振效应引起的震害

——结构的自振周期与场地土的自振周期接近或一致,引起建筑物的共振,导致结构破坏严重。

(2)结构平面或竖向布置不当引起的震害

(3)框架柱、梁和结点的震害

——由于柱体是支撑建筑物的主要受力位置,所以地震对建筑物的破坏很大部分会集中于对框架柱、梁和结点的破坏,尤其是梁柱结点区,常见的有柱顶震害、柱底震害、角柱震害和短柱震害等。

柱顶震害(图一):柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝,严重的情况可以使混凝土压碎崩落,柱内箍筋拉断,纵筋压曲成灯笼状。一般来说,这种震害是不易修复的。

柱底震害(图二):与柱顶震害相似,但是由于一般柱底箍筋相对柱顶来说都是比较密的,所以一般柱底震害相对柱顶都会较轻。

短柱震害(图三):当柱高小于4倍柱截面高度时可称为短柱。短柱的刚度大,而且容易产生剪切破坏,所以短柱的震害较一般的柱体震害要强。

角柱震害(图四):角柱由于双向受弯、受剪,加上扭转作用,震害一般比内柱要严重。

图一:柱顶震害图二:柱底震害

图三:短柱震害图四:角柱震害

(4)框架砖填充墙的震害

——框架中嵌砌砖填充墙,容易发生墙面斜裂缝,并沿柱周边开裂。端墙、窗间墙和门窗洞口边角部位破坏更加严重。由于框架变形属剪切型,下部层间位移大,填充墙震害呈现“下重上轻”的现象。

二、高层建筑抗震经验

在多年的高层建筑实践过程当中,人们开始总结出一些有利于抗震或不利于抗震的经验来,这些经验可以说是建筑抗震概念设计的基础,人们是在这些经验的基础上加以深入探讨、研究,才形成我们今天比较完善的建筑抗震知识。

(1)地基方面

地基,可以说是一栋建筑的根,只有根基稳固了,才能抵挡外来的冲击,人们发现砂土等土质会引起地基不均匀沉陷,导致上部结构破坏或整体倾斜,例如在具有深厚软弱冲击土层的场地土,高层建筑的破坏率显著曾高。人们又发现了当高层建筑的基础周期与场地自振周期相近时,破坏程度因共振效应而加重。

(2)房屋体型方面

房屋体型对抗震效果也有重要影响,人们在灾后观察发现L形等复杂平面房屋破坏率显著增高,有大地盘的高层建筑群房顶面与主楼相接处楼板面积突然减小的楼层破坏程度也

会加重,房屋高宽比较大的房屋也会使建筑的受破坏程度加剧。

(3)刚体分布方面

如果从平面刚体分布结构来观察,人们发现采用L 形、三角形等不对称平面的建筑,地震时发生扭转破坏而使震害加重,但即使是矩形平面建筑,若电梯间竖筒等抗侧力构件布置存在偏心时,同样因扭转而使震害加重。

除了以上提到的这些经验外,人们还从结构体系、构件形式等方面进行来观察、总结,从这些经验之中开始寻找一些共性和规律,慢慢的演化成建筑抗震概念设计的知识,也在不断的观察、总结之中将其补充得更完整。

三、建筑抗震概念设计

根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计。首先要明确,究竟我们设计出来的建筑需要达到什么目的呢?——关键在于两个方面:

(1)剪切:所设计出的建筑物在地震震动下发生剪切形变不能过大、更不能剪断

(2)弯曲:所设计出的建筑物在地震震动下发生弯曲形变不能过大、不因拉或压发生破坏,但也不因由于房屋刚性过大而在震动中发生倾覆

一般在建筑抗震概念设计当中使用以下两个系数来衡量建筑物的抗剪切和抗弯曲指标:

(1)SRI (Shear Rigidity Index)

(2)BRI (Bending Rigidity Index)

SRI=100 SRI=62.5

SRI=31.3

BRI: 100 (在此提供两0个参考数据,美国世贸中心和帝国大厦的BRI 都为33)

如前所述,人们知道建筑物的修建场地对建筑物的抗震性能,有着重要影响,因此,在进行抗震概念设计之初就需要对场地进行选择。对于场地的选择,简而言之就是要“避开地震危险地段,选择有利于抗震的场地”。

地震危险地段是指地震时可能发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段,以及震中烈度为8度以上的发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。这包括了断层、陡峭的山区、易发生滑坡或存在液化润滑夹层的坡地以及地陷、大面积采空区。在选址时要尽量避免这些地形的同时,还需要避开不利地形、远离河岸、不跨两类土层、不采用震陷作为天然地基等。因尽量选择开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土。

选好址之后,建筑的平面布置就需要进一步考虑了,不规则的平面布置包括:

(1)扭转不规则:楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍

(2)凹凸不规则:结构平面凹进的一侧尺寸,大于相应投影方向总尺寸的30%

(3)楼板局部不连续:楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,例如,有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%,或较大的楼层错层

在平面布局设计当中,应当选择简单、规则、对称的设计,质量和刚度变化均匀,尽量减少偏心、避免楼层错层,不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。

平面之后就到建筑的立面设计了,建筑的不规则里立面布置包括:

(1)侧向刚度不规则:该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%;除顶层外,局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%

(2)竖向抗侧力构件不连续:竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁、桁架等向下传递)

(3)楼层承载力突变:抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%

在考虑立面设计的时候,竖向体型应当规则、均匀,避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度以下大上小为佳,逐渐均匀变化,不应采用竖向布置严重不规则的结构。并且尽量采用结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通的方式。

BRI: 63

BRI:56 BRI: 33 (花旗银行大厦)

成束筒 BRI: 33 (为一般高层建筑所采用)

有了这些之后,建筑的雏形就基本完成了,当然在抗震设计方面还有其他要注意的地方,例如要选择合适的房屋高度、合适的房屋高宽比、有足够的基础埋深、对防震缝的合理设置等等,只有将所有所有这些工作都细致、认真完成后,一栋初步具有抗震效果的建筑才算是设计完成。

后语

其实,地震来临无法避免。我们能做的除了要努力将预报时间不断往前赶的同时,千万别忘记,即使地震能够准确预报出来了,但是,它依然会如期而至,造成财产损失是无可避免的。所以我们必须要同时向另外一个方向努力——抗震防震工作,只有这方面做好了,才可以将地震的损失降到最低,这也应该是地球物理学生努力的一个方向。

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浅谈抗震概念设计的重要性

浅谈抗震概念设计的重要性 摘要本文结合规范浅谈在抗震设计中概念设计的必要性、依据和来源、特点、应用 关键词总体地震效应薄弱层抗震设计概念设计 一、概述 目前,建筑抗震理论远未达到十分科学严密,单靠理论计算很难使建筑物具有良好的抗震能力,而着眼于建筑总体抗震能力的“概念设计”则愈来愈受到工程界的普遍重视,它在我国的抗震设计规范也开始有所体现。下面我就概念设计几点进行探讨。 二、抗震设计不确定因素 1. 地震发生的时间、地点和强度是不确定的,而且在某一次实际发生的地震中,方圆几千米区域内的地震加速度变化很大,表现出很强的离散型和不确定性。但实际设计时,往往是某一行政区域内所采用的地震作用参数确定的,例如,北京市为8度(0.2g,第一组,对于Ⅱ类场地设计特征周期为0.35s)设防区,上海为7度(0.1g,第一组,对于二类场地土为0.35s)设防区等,设计所采用的理论化结果和实际可能发生的地震作用之间不可能一致。就现阶段而言,结构抗震设计实际上只是一种校核或验算,即对给定结构的尺寸,给定预测的地震作用,验算结构是否满足强度和变形要求。即使考虑了结构构造措施的作用,也是在假定的地震作用条件下考虑的。由于地震的发生是未知的,一旦实际发生的地震大于预先假定的地震作用,结构就难以达到预先设计的安全性。 2. 结构理论本身也存在着许多不确定性,例如:结构构件材料性能、截面几何参数和计算模式的精度的不确定性导致结构构件抗力的不确定性,在结构整体分析中采用简化计算分析模型所引起的误差导致的不确定性,以及场地土类型的不确定性等。这些不确定性反映在工程设计方面,主要表现在以下几方面(1)结构分析的影响;(2)材料的影响;(3)阻尼系数的变化。(4)基础差异沉降的影响(5)地基承载力的影响(6)持续荷载的影响。 由此可见,由于地震作用的不确定性和复杂性,以及结构计算模型的基本假定与实际受力情况的不一致性,仅靠计算分析得出的数据进行的抗震设计即计算设计(或称为数值计算)所设计出的结构必然缺乏对不同地震作用的适应性,很难有效的控制结构的抗震性能。总结历次大地震灾害的经验教训,人们发现,在抗震设计时不能完全依赖计算,概念设计比计算设计更为重要,《建筑抗震设计规范》(GBJ 11-08)的条文说明中明确提出“结构抗震性能的决定因素是良好的概念设计”. 三、概念设计的定义及原则

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浅谈建筑结构设计中抗震概念设计的重要性 摘要:抗震性能是建筑结构中评判稳固性最为重要的指标之一,基于此,本文 对于抗震设计在建筑结构设计中的相关内容进行了论述,力求不断推进建筑结构 质量的发展。 关键词:建筑结构;设计;抗震设计 引言 在建筑工程设计中,切实有效地处理好结构的基本要点可以有效提高建筑结 构的可靠性,使结构的使用更加合理与安全。在建筑结构设计过程中,抗震设计 可以说是比较重要的一个方面,提高建筑的抗震性能需要从概念设计、计算分析 和构造做法等层层把关,概念设计和构造做法为计算分析的假定提供了可能,而 计算分析又对概念设计和构造做法提供了延伸,三者间缺一不可,互相依存。而 对于当前建筑结构设计中比较容易出现的问题,却是抗震设计中的毒瘤,我们需 要不断地反思与总结,将这些问题严格控制,才能保证建筑结构设计的有效性, 保障安全。 1、建筑结构抗震的重要性 我们对建筑赋予了不同的职能,有提供居住的建筑,有办公的建筑,还有休 闲娱乐的建筑。这些建筑的质量关系到人们的生命安全。只有建筑物本身是安全 可靠,才能够给人们带来不同的功能。所以,现在越来越多的设计师开始注重起 建筑物的质量,一定要把质量安全放在第一位。地震是非常严重的自然灾害,现 在我们的技术还不能够精确预测出地震的发生时间、地点。这种未知的情况下, 当地震发生时会给建筑物带来致命的打击。现在的建筑以高层为主,一旦建筑物 倒塌以后,那么人们的生命财产会受到严重的后果。所以,对建筑物进行抗震设 计就是从根本上保障人们的生命财产安全。 2、影响抗震效果的因素 2.1、抗震场地 建筑抗震场地的选择对建筑整体结构抗震性能有着非常重要的影响,可以说 是抗震设计当中最为重要的一个影响因素。地震灾害将会带来严重性不同的破坏,在其出现之时,地表的位置将会出现变化,如果将建筑场地选择在了土质较为疏 松的位置,建筑的整体结构将会遭受到非常严重的破坏,导致十分严重的损失出现。 2.2、建筑结构 建筑结构体系直接关系到建筑整体的安全性,抗震设计工作应该着重处理好 建筑整体和局部之间的关系。要确保建筑结构具备足够的余度,不应该因为某一 部分而影响到建筑整体的应用效果,在建筑局部遭到破坏的时候,也应该确保建 筑整体结构的抗震性不会受到严重的影响。此外,在对建筑结构体系进行设计的 时候,应该确保建筑结构各个部件的刚度以及强度能够均衡。要是出现强度以及 刚度分配不够合理的情况,有些建筑结构部件所具备的刚度无法达到设计要求, 在建筑区域受到影响的时候,也就会对建筑结构所具备的抗震性能形成损害。 3、建筑结构设计中抗震设计分析 3.1、加强建筑施工场地的优化选择 建筑施工场地的安全性是保证建筑物质量的前提。在选择施工场地时,应根 据施工场地的周围环境、施工难度进行全面分析,从而保证建筑施工过程顺利进行。不同建筑物结构类型对施工场地的要求也不同,我国有关条例将施工场地的

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《建筑结构抗震设计》总复习 (武汉理工配套) 考试的具体题型和形式可能会有变化,但知识点应该均在以下内容中。复习不要死记硬背,而应侧重理解。 第一章: 绪论 1.什么是地震动和近场地震动?P3 由地震波传播所引发的地面振动,叫地震动。其中,在震中区附近的地震动称为近场地震动。 2.什么是地震动的三要素?P3 地震动的峰值(振幅)、频谱和持续时间称作地震动的三要素。 3.地震按其成因分为哪几类?其中影响最大的是那一类?答: 地震按其成因可分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震等几类,其中影响最大的是构造地震。4.什么是构造地震、震源、震中、震中距、震源深度?P1 答: 由于地壳构造运动使深部岩石的应变超过容许值,岩层发生断裂、错动而引起的地面震动,这种地震称为构造地震,一般简称地震。地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。震源至地面的距离称为震源深度。一般震源深度小于60km的地震称为浅源地震;60~300km的称为中源地震;大于300km的称为深源地震;我国绝大部分发生的地震属于浅源地震,一般深度为5~40km。震源正上方的地面称为震中,震中邻近地区称为震中区,地面上某点至震中的距离称为震中距。 5. 地震波分哪几类?各引起地面什么方向的振动?P1-3 答: 地震波按其在地壳传播的位置不同可分为体波和面波。在地球内部传播的波称为体波,体波又分为纵波(P 波)和横波(S波)。纵波引起地面垂直方向的震动,横波引起地面水平方向震动。在地球表面传播的波称为面波。地震曲线图中,纵波首先到达,横波次之,面波最后到达。分析纵波和横波到达的时间差,可以确定震源的深度。 6. 什么是震级和地震烈度?几级以上是破坏性地震?我国地震烈度表分多少度?P4答: 震级:指一次地震释放能量大小的等级,是地震本身大小的尺度。(1)m=2~4的地震为有感地震。(2)m>5的地震,对建筑物有不同程度的破坏。(3)m>7的地震,称为强烈地震或大地震。 地震烈度:是指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。 M(地震震级)大于5的地震,对建筑物就要引起不同程度的破坏,统称为破坏性地震。我国地震烈度表分为十二度,用罗马数字表示。 7. 什么是基本烈度和设防烈度?什么是设计基本地震加速度?P5答: 基本烈度是指一个地区在一定时期(我国取50年)内在一般场地条件下按一定概率(我国取10%)可能遭遇到的最大地震烈度。它是一个地区抗震设防依据的地震烈度。 抗震设防烈度是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 设计基本地震加速度指50年设计基准期内超越概率为10%的地震加速度的取值:7度--0.10g(0.15g);8度--0.20g(0.30g);9度--0.40g 8. 不同震中距的地震对建筑物的影响有什么不同?设计规范如何考虑这种影响? 答:宏观地震烈度相同的两个地区,由于它们与震中的距离远近不同,则震害程度明显不同。处于大震级,远震中距下的高柔结构,其震害远大于同样烈度的中小震级、近震中距的建筑物,且反映谱特性不同。 ?为了区别同样烈度下不同震级和震中距的地震对建筑物的破坏作用,89《规范》将地震影响分为近震和远震两种情况。01《规范》进一步引入了设计基本地震加速度和设计地震分组。 9.抗震设防的目标(基本准则)是什么?P8 答:抗震设防的目标(基本准则)是小震不坏、中震能修、大震不倒。 10.“三个水准”的抗震设防要求具体内容是什么?P9答:

高层建筑抗震论文.

浅谈砖混结构房屋抗震加固工艺 摘要:砖混结构由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点,多年来砖混房屋是我国当前建筑中使用最广范的一种建筑结构形式;其中民用住宅建筑中约占90% 以上。砖混结构多采用粘土砖和混合砂浆砌筑,通过内外砖墙的咬砌达到具有一定整体连接性的目的。在地震设防地区,多层砖混砌体房屋由于组成的基本材料和连接方式决定了其脆性性质,变形能力小,导致房屋的抗震性能较差;因此改善砌体结构延性,提高房屋的抗震性能具有极其重要意义。 关键词:抗震;加固;砖混结构 近几年来的大地震导致了民用多层砖混结构破坏十分严重。事实再一次证明:做好现有的未经抗震设计砖混结构房屋的抗震加固是十分必要的,保证现有的砖混结构民用住宅、重要建筑在地震中不倒是工程界急需解决的热点问题之一。 1 砖混结构抗震加固方法简介 从结构抗震机理出发,抗震加固可以分为减小地震作用加固法、增大结构抗震能力加固法和多道防线抗震加固法。减小地震作用主要是通过增大结构周期或加大结构阻尼来实现,一般应用于大型公共建筑的抗震加固;增大结构抗震能力的加固方法,如增大墙体抗震性能的外包钢筋混凝土面层、钢筋网水泥砂浆面层加固法;增大结构整体性的压力灌浆加固法、增设圈梁(构造柱加固法、拉结钢筋加固法;通过增设抗震墙来降低抗震能力薄弱构件所承受地震作用的增设墙体法等,这些方法施工相对简单,大量应用于多层的砖混结构当中,尤其是民用建筑中。多道抗震防线加固是建筑物采用多重抗侧力体系,第一道防线的的抗侧力构件在强烈的地震作用下遭到破坏后,后备的第二道乃至第三道防线的抗侧力构件立即接替,抵挡后续的地震冲击,可保证建筑物安最低限度的全,免于倒塌。从结构抗震加固方法上来讲,抗震加固施工方法主要有外加固法,内加固法,夹板墙加固法。外加固法一般结合砖混结构的层数及抗震鉴定的结果,需要在建筑外侧增加不同数量的构造柱,圈梁,以及保证构造柱、圈梁和抗震墙体协同工作的拉杆。这种方法一般不占用室内建筑面积,用于住宅楼,对住户影响较小,但对建筑立面造型影响较大;内加固法基本原理同外加固法,

浅谈建筑结构抗震概念设计

浅谈建筑结构抗震概念设计 发表时间:2015-12-17T16:01:14.980Z 来源:《基层建设》2015年16期供稿作者:袁芬 [导读] 浙江省天正设计工程有限公司浙江杭州根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。 袁芬 浙江省天正设计工程有限公司浙江杭州 310012 摘要:建筑工程的质量,直接影响到人们的生命和财产安全。在工程建设中,抗震设计是影响整个工程质量不可缺少的要素之一,因此,必须完善好建筑抗震结构设计的工作。本文主要论述抗震概念设计基本内容,提出建筑抗震结构设计的策略,以供参考。关键词:建筑;抗震;概念设计;策略 1 抗震概念设计基本内容 1.1什么是抗震概念设计: 根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。就是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来,设计时应着眼于结构的总体反应,依据结构破坏机制和破坏过程,灵活运用抗震设计准侧,从一开始就全面合理地把握好结构设计的本质问题(如把握好总体布置、结构体系、承载能力与刚度分布、结构延性等),顾及关键部位的细节,力求消除结构中的薄弱环节,从根本上保证结构的抗震性能。 1.2抗震概念设计的目标 实际地震的不可预知性,可供分析的地震资料的有限性,目前地震计算手段 的局限性,故重视建筑抗震概念设计,从某种意义上来说,也是对地震理论不完善所采取的弥补措施。抗震概念设计目标:“小震不坏,中震(设防烈度地震)可修,大震不倒”;以及为实现这一目标所采取的“两阶段设计步骤”,即:承载力验算和弹塑性变形验算。 2 建筑抗震结构设计的策略 2.1 采用合理的结构体系 2.1.1 影响结构体系的因素很多,如抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等,还应考虑技术、经济和使用条件等。目前我国比较常用的结构形式有:砖混结构、钢筋混凝土结构、钢- 混凝土组合结构(混合结构)、钢结构。砖混结构以砖墙作为抗侧力构件,在地震力作用下,易发生剪切破坏。混凝土结构包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。在地震力作用下,不同结构形式,不同抗侧力构件,发生不同破坏(剪切变形,弯曲变形)。 2.1.2 结构抗震设计的关键是解决承载力、刚度和延性问题: 1)对于非抗震结构,足够的材料强度和刚度是结构设计需要考虑的问题,而对于抗震结构除了要承担常规荷载外还要承担地震动作用,其材料强度和刚度不是越大越好(如抗弯强度过高不利于抗剪,刚度过大也会加大结构的地震作用),而需要控制在合理的范围内。2)结构体系由各类构件相互连接组成,抗震结构构件应具有必要承载力、合理的刚度、良好的延性、可靠的连接,使相互之间合理均衡。 3)结构构件应具有良好的延性(即变形能力和耗能能力),延性可以增加结构的抗震潜力,增强结构的抗倒塌能力。结构抗震设计的本质就是对结构承载力、刚度和延性的合理把握问题。 2.2 选择合理的平面和立面布置 2.2.1 建筑布置对结构的规则性影响重大,抗震性能良好的建筑,需要建筑师与结构工程师的互相配合。不应采用严重不规则的设计方案,避免采用特别不规则的方案。 2.2.2 建筑形体及其构件布置应避免形成平面和竖向的不规则。平面不规则主要关注的是结构的扭转和水平传力途径的有效性问题,体现在扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续;竖向不规则主要关注薄弱层问题及竖向传力途径的有效性问题,体现在侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变。 2.3 选择合理的结构计算方法进行结构分析 2.3.1 结构分析是结构设计的前提,是结构设计的重要依据性工作,采用合理的计算模型,合理的计算假定,合理选用计算程序,必要时的多模型多程序比较分析等对结构设计关系重大。 2.3.2 目前的地震作用计算方法主要有: 1)高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法;对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m的高层建筑结构应用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。 2)高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层建筑结构,可采用底部剪力法。3)时程分析法作为振型分解反应谱法的补充计算方法。根据结构的规则性,依据相关规范的规定,在多遇地震下进行弹性时程分析,在罕遇地震下进行弹塑性时程分析。 2.3.3 结构抗震设计应根据不同要求,对同一结构布置采取不用的计算假定。比如对结构进行不规则判别,选用在规定的水平力作用下,考虑偶然偏心等。比如配筋设计计算,根据工程具体情况,采用刚性楼板假定、分块刚性楼板假定、弹性楼板假定及零刚度楼板假定,考虑双向地震,框架柱配筋按单向偏心计算或按双向偏心计算等。 2.4 抗震措施及抗震构造措施 2.4.1 抗震措施要求做到“四强、四弱”。 1)强柱弱梁:目的是框架在地震情况下产生梁铰机制,即要求柱子不先于梁破坏,因为梁破坏属于构件破坏,是局部性的,柱子破坏将危及整个结构的安全,可能会整体倒塌,后果严重。 2)强剪弱弯:弯曲破坏是延性破坏,是有预兆的——如开裂或下挠等,而剪切破坏是一种脆性破坏,没有预兆,瞬时发生,没有防范,要避免。 3)强节点弱构件:因节点失效意味着与之相连的梁与柱都失效,故要求节点的承载力应高于连接构件。

桥梁抗震构造措施

桥梁抗震构造措施 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

桥梁抗震的构造要求有哪些 1.对简支梁,连续梁等梁式体系,必须设置阻止梁墩横桥向相对位移的构造,阻止梁的横向位移。 ??? 2.对悬臂梁和T型刚构除采取上述措施外,还应采取阻止上部结构与上部结构之间出现横向相对位移的构造措施。 ??? 3.对活动支座,均应采取限制其位移、防止其歪斜的措施。 ??? 4.对简支梁应采取措施防止地震中落梁,如采用螺栓连接,钢夹板连接,以及将基础置于可液化层一定深度等措施。 ??? 5.对于桩式墩和柱式墩,桩(柱)与盖梁,承台联接处的配筋不应少于桩或柱身的最大配筋。 ??? 6.对于砖石混凝土墩台,应考虑提高墩台帽与墩台本身以及基础连接处,截面突变处的抗剪强度。 ??? 7.桥台胸墙应予加强。在胸墙与梁端部之间,宜填充缓冲材料,如沥青、油毛毡等。 ??? 8.砖石、混凝土墩台和拱圈的最低砂浆强度等级应按现行《公路桥涵设计规范》的要求提高一级使用。 ??? 9.不论为梁式桥、拱桥尽量避免在不稳定的河岸修建,并应合理布置桥孔,避免将墩台布设于在地震时可能滑动的岸坡上的突变处。 ??? 10.大跨径拱桥的主拱圈,宜采用抗扭刚度较大整体性较好的断面型式,如箱形拱,板拱等。当主拱圈采用组合断面时,应加强组合截面的连接 强度,对双曲拱桥应加强肋波间的连接。 ??? 11.大跨径拱桥不宜采用二铰和三铰拱。当小跨径拱桥采用二铰板拱时,应采取防止落拱构造措施。 ??? 12.砖石、混凝土腹拱的拱上建筑,除靠近墩台的腹拱采用三铰或二铰外,其余铰拱宜采用连续结构。 ??? 13.拱桥宜尽量减轻拱上建筑的重量。 ??? 14.刚性地基烈度为9度时,或非刚性地基烈度为7度时的单孔及连拱桥与端腹孔,均应采取防止落拱构造,包括加长拱座斜面,设置防落牛腿以 及将主拱钢筋伸入墩台帽内。 桥梁结构抗震措施 【提要:措施,抗震,结构,桥梁,】 桥梁结构抗震措施 为防止或减轻震害,提高结构抗震能力,对结构构造所作的改善和加强处理,通常称为抗震措施。各国的工程结构抗震规范对此都有明确的规定。对于桥梁结构,这些措施可归纳为:①对结构抗震的薄弱环节在构造上予以加强;②对结构各部加强整体联结;③对梁式桥,要在墩台上设置防止落梁的纵、横向挡块,以及上部结构之间的连接件;④加强桥梁支座的锚固;⑤加强墩台及基础结构的整体性,增强配筋,提高结构的延性;⑥对桥位处的不良土质应采取必要的

浅析日本建筑物抗震措施对我国防震减灾的启示

本科毕业论文 浅析日本建筑物抗震措施对我国防震减灾的启示

诚信承诺书 本人郑重承诺和声明: 我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学 术规范,此毕业论文中均系本人在指导教师指导下独立完成,没 有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据, 凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生, 我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。 毕业论文作者签名: 年月日

摘要 地震作为一种突发性强、破坏性大的自然灾害,易带来巨大的破坏,并严重威胁着人们的生命财产安全,同时对国家安定与社会和谐都有着重要影响。我国目前处于经济发展的快速阶段,需要一个稳定和谐的社会环境。但我国建筑物整体防震减灾能力与国外发达国家相比还有很大的差距,与邻国日本之间更是存在明显差别。同级别地震情况下,日本受灾情况相对于中国却轻的多,这不得不引起我们对建筑物防震减灾能力地深思。日本的建筑物具有完善地防震措施,向日本学习建筑防震减灾方面的先进之处,对我国防灾减灾体制建设有重要的启示,对我国建筑防灾减灾的发展也有着很好的借鉴作用。 关键词:建筑物抗震措施;防震减灾;启示

ABSTRACT As a sudden and destructive natural disasters, the earthquake is easy to bring huge damage, and a serious threat to people's lives and property safety, but also has important influence on national stability and social harmony. China is currently in the rapid economic development stage, the need for a stable and harmonious social environment. But there is a big gap between the overall capacity of the building and the ability of earthquake prevention and disaster mitigation in China compared with the developed countries, and there is a significant difference between the two countries. In the case of the same level of earthquake, Japan's disaster situation is much lighter than China, which has to cause us to think deeply about the ability of building earthquake disaster prevention and disaster mitigation. Japanese buildings has to improve the aseismatic measures. Advanced point to Japan to study the construction of earthquake prevention and disaster reduction, have important implications for China's disaster prevention and mitigation system construction, development of building disaster prevention and reduction in our country also has a very good reference. Key words: Aseismatic measures of buildings; earthquake disaster reduction; inspiration

浅谈高层建筑结构抗震设计

浅谈高层建筑结构抗震设计 在建筑结构中,抗震设计占据了极为重要的位置,而高层建筑结构又在抗震方面尤为重视。高层结构的结构体系是随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展的,随着经济水平的增长和高层结构的增多,结构抗震分析和设计已经变得越来越重要。特别是我国处于地震多发国,高层结构抗震设防是工程设计面临的迫切任务,高层结构的抗震仍然是结构物安全考虑的重要问题。因此做好高层建筑结构的抗震设计,对提升高层建筑抵御地震的能力有着重要的意义。 标签高层;建筑结构;抗震设计 随着我国经济的快速发展,城市规模不断扩大,高层建筑越来越多,同时高层建筑对建筑结构抗震设计的要求也越来越高。高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的,我们需要在具体的实践中对高层建筑所处的地质和环境进行详细的分析和研究,选用适合的抗震结构,注重建筑结构材料的选择,减小地震的作用力,增强地震的抵抗力,从而达到高层建筑抗震的目的。 1 建筑结构抗震设计的概念 一般来说,所谓的建筑结构的抗震设计就是指通过地震时对建筑结构的破坏,结合建筑结构工程长期实践所积累的经验,总结形成的一种基本的设计方法与设计思想,也是进行建筑与结构整体布置并且确定细部构造措施的一个过程。地震动理论上来说就是一种随机的振动,它具有人们难以把握的随机性、复杂性与不确定性,要想很精确地预测某建筑物可能遭遇的地震的特性与参数,就目前来说我们还很难有更好的方法。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空间作用、建筑结构的性质、建筑的材料以及外界引起變化等等很多种不同的因素,因此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计算结果,更应该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,进而更好的提高建筑结构的抗震性能。 2 抗震设计目标 随着科学的发展和时代的进步,高层建筑如雨后春笋般出现。国家为了规范建筑的抗震设计,出台了一系列的标准,其中的抗震设防烈度就是一个十分重要的标准,对于规范我国的建筑抗震设计具有十分重要的意义。在实际的抗震设计当中主要包括以下几个方面的工作:第一,根据建筑所在地区的小震效应对建筑的各个构建的承载能力进行科学的计算,从而了解高层建筑在小震情况下的结构弹性形变的情况。第二,计算大震情况下的建筑弹性形变,从而确保设计能够达到第三水准的抗震要求。抗震设计目标是整个高层建筑抗震设计的大方向,所有的抗震设计工作都围绕着抗震设计目标而进行,因此对于建筑的抗震设计具有重大的意义。

浅谈建筑结构抗震设计的一些思考

浅谈建筑结构抗震设计的一些思考 发表时间:2018-12-15T12:20:50.103Z 来源:《防护工程》2018年第27期作者:王胜荣 [导读] 我国抗震设计规范明确划分了建筑场地的等级,分别是不利地段、危险地段和有利地段。 酒泉市建筑规划设计有限责任公司 摘要:综合近些年来我国地震的发生情况来看,我国属于地震较多的国家。综合考量我国各类地震的发生,可以得出频率较高、强度较大、分布较广以及震源较浅是我国地震的根本特征。地震对建筑物造成的负面影响非常强,所以说建筑物的防震设计十分重要。世界各国抗震学术界和工程界在抗震设计思路提出伊始就致力于深入研究,至当前阶段已经取得非常不错的成果,对基于力学的传统单一抗震设计方法进行改变。 关键词:建筑结构;抗震设计;综合探析 一、分析地震对建筑结构造成的影响 我国抗震设计规范明确划分了建筑场地的等级,分别是不利地段、危险地段和有利地段,并要求在进行建筑场地选择时需要将工程的实际需要作为依据,全面掌握地震的活动状况、工程地质、地震地质的相关资料,进而对抗震设计的有利性、不利性甚至危险性进行综合评价。于不利地段而言需要提出相应的避开要求,如实在无法将其避开则需要采取有效的措施。如建筑建造在断裂范围内,其结构只能为1-2层的分散单体建筑,并尽量采用整体性基础的应用,对于独立柱基的建筑结构形式要最大限度避免,从而对上部结构的完整性进行增强,不能将甲、乙、丙类建筑建设在危险地段。在地震时可能会有地陷、滑坡、崩塌、泥石流以及地裂等各类情况发生的地带,此类区域也就是所说的危险地段。我国典型的汶川地震和唐山地震中各类建筑物如处于危险地段,地震对其的破坏都为毁灭性,无论该建筑采取的何种结构形式,震害强度也比其它地段上的建筑物更大。 一般情况下,可用正比例对地震于建筑结构自身重量和建筑结构作用程度二者之间的关系进行阐述,相同条件下建筑物质量越大其刚度越大,地震的作用也就越大,震害程度相应的越大;如建筑质量较小而正好相反,其刚度更小,地震作用也就更小,震害随之降低。因此,在进行屋面结构、墙体、楼板、各段、框架以及围护墙建筑时,多对陶粒混凝土、多孔砖、空心塑料板材、瓦楞等相对较轻的材料进行应用,以此来对建筑物的抗震性能进行提升。 二、建筑结构抗震设计思考 抗震、消防和人防当属建筑设计中三项灾害预防设计的主要内容。综合考虑三种灾害造成的后果,其中当属地震灾害的强度最大,但是对于某些规范来说,抗震设计安全概率处于最低程度。当前阶段我国所采用的抗震规范是对两阶段、三水准设计理论进行应用。三水准应用的基础是该区域假设的地震强度和地震模型下概率,所以说通常情况下此种单纯性质的结构抗震设计和真实地震反应之间差距非常大,并不能对建筑物的安全性进行有效保证,充其量只能将损失一定程度降低,这是当前阶段我国现行结构抗震设计中一直无法克服的难题。抗震规范明确规定了建筑场地危险地段、不利地段和有利地段的具体划分规则,因此结构工程师有必要将不同设计阶段作为依据,将不同的工程地质勘查要求进行提出,争取尽早发现建筑物拟建场地内存在的不利地质作用和地质灾害等,进而可对有效预防措施进行应用。 第一,在进行项目可行性方案研究时,需要提出工程项目的可行性研究勘察要求,需要对建筑物拟建场地的适宜性和稳定性进行侧重。如存在一个以上的建筑物拟建场地,应要求勘查单位对其进行进一步的比对分析,并在其中将科学的选址意见或者建议进行提出。建筑物拟建区域的地形、地貌、岩土工程、地质以及建筑经验等数据为重点内容,进而对该拟建场地的岩土性质、地层构造、不良地质作用等进行全面了解和掌握。此外,还需要查看不良地质作用可能引发的地质灾害。岩溶、泥石流、地面沉降、滑坡、采空区、崩塌、场地与地基地震效应、活动断裂等为不良地质作用的主要内容。 第二,应将初步勘察要求在项目初步设计阶段直接提出,并将建筑物拟建场地的稳定性要求作为侧重点。在查看项目初步勘察报告文件时,应当重点查看建筑物拟建场地的地层结构、地下水埋藏条件、地质构造以及岩土工程特性等内容,不良地质作用的原因、分布状况、作用附魔以及发展趋势等也属于查看内容,进而明确拟建场地稳定性评价结论的准确与否。此外,还需对建筑物建构可能采用的地基基础类型、水土对建筑材料的腐蚀性、基坑开挖与支护、工程降水方案等进行进一步分析和评价。 第三,在施工图纸设计阶段提出工程项目的详细勘察需求,其中需要侧重建筑地区的地基岩土工程评价,此项工作的内容相对比较丰富,像岩土性质、岩土的基础形式、岩土均匀性、地基类型以及不良地质作用的防治等都包含在内。在查看工程项目详细勘察报告时需要重点查看不良地质作用类型、具体成因、分布状况、发展趋势和危害程度等进行侧重,并探讨不良作用的整治方案。如对于勘察报告内所提出的地基处理和基础方案建议存在疑问需要及时进行沟通。 第四,应该在建筑结构的设计过程中,借助抗震构造措施来对建筑的抗震性能进行提升, 对地震中塑性铰形成部位的塑性变形能力和塑性耗能能力的充足性进行保证,同时对结构的整体性进行保证。为了避免抗震设计中发生延性破坏的状况,所以应用强剪弱弯的应对措施,旨在利用其对构件受弯能力和受剪能力的关系问题进行有效处理。将地震作用的剪破坏和非抗震剪破坏进行对比可发现二者之间存在较大差异。延性是抗震设计中的一个特殊性质,而且十分重要。要想利用抗震措施实现结构延性保护的目的,必须对影响延性的各项因素进行明确。影响梁柱等支撑结构延性的因素可以归纳为两个种类,一个为混凝土上极限压的应变,另外一个则是地震破坏时的受压区高度。这两方面的因素是其它对延性造成影响因素的延伸。在抗震设计中为了对结构的延性进行保证,通常情况下会对受拉钢筋的配筋率进行合理把控,保证受压钢筋的合理数量,并借助加固筋对纵筋局部压屈失稳的情况进行应对。 第五,多元化结构形式。每个结构单元需要对同样的结构体系进行应用,注意需要对其刚度布置的均匀性进行保证。为了将各构件的抗震能力和作用做大限度发挥并对结构的整体性进行保证,需要在设计过程中严格遵守各项具体原则,具体如下:首先,保证结构的连续性。如想保证建筑物在地震作用下还能够保证整体性,那结构连续性是最为直接且重要的防护措施;其次,建筑构件之间的可靠连接性。将建筑物抗震性能进行提升,进而确保建筑物各个构件之间的承载力可充分发挥,所以说需要增强各构件直接的可靠连接性,使得其可对地震强度的传递需求进行满足,进而对地震时建筑物变形的延性要求进行适应;最后,提升房屋竖向刚度。对建筑物进行设计时需要保证

浅谈建筑结构抗震概念设计的重要性 丁新宇

浅谈建筑结构抗震概念设计的重要性丁新宇 发表时间:2018-09-12T16:53:28.850Z 来源:《基层建设》2018年第23期作者:丁新宇王诗瑶刘爱廉[导读] 摘要:随着国家经济的快速发展,中国的城镇化水平不断提高,在经济发展过程中,建设了大量的建筑物。 北方工程设计研究院有限公司 050000 摘要:随着国家经济的快速发展,中国的城镇化水平不断提高,在经济发展过程中,建设了大量的建筑物。目前各大建筑企业在发展过程中,面临着巨大的竞争,对于现代建筑来说,建筑质量是尤为重要的。建筑物不仅要实现居住环境的优化以及设计的改良,也要更好的提高建筑物的抗震性,这样才能保证建筑物的稳定。在建筑结构的设计过程中,建筑的抗震性是尤为重要的,接下来本文在研究过程 中,就对建筑抗震性能的设计的重要性进行分析,并提出具体的设计理念。 关键词:建筑结构;抗震性设计;重要性分析前言 当下,我国的建筑数量有了很大的增长,但是从质量上看来,我国的建筑物还存在着抗震性较差的问题。从建筑物的质量层面来说,建筑物本身的抗震性是尤为重要的,会对建筑物的使用寿命造成极大的影响。为了更好的提高建筑工程的抗震性,就需要做好建筑的抗震设计工作。一方面设计师要切实掌握建筑抗震设计理念,其次,要根据实践经验,完善抗震结构的设计方案,这样才能更好的提高建筑物的整体抗震性能,优化建筑结构质量。 1、建筑结构抗震性的重要性分析 1、1可以减少地震给建筑带来的伤害 由于我国位于亚欧板块边缘,地质结构不够稳定,在许多地区都存在着发生地震的隐患。在发生地震时,倘若房屋的抗震性能不够高,会导致建筑物的坍塌,造成大量的人员伤亡,也会造成社会经济损失。而且地震发生具有一定的偶然性和不确定性,目前我们还不能极为准确的对地震的发生时间进行预测。因此在我国大部分地区均有发生地震的潜在可能性。由此可见,增加建筑物的抗震性能是尤为重要的,可以有效减少地震给建筑物带来的伤害。因此,在进行建筑设计的过程中,要充分考虑建筑结构的抗震性。 1、2有助于优化建筑结构 在建筑结构抗震概念设计过程中,必须认识到概念设计是体现先进设计理念的一种内在表现,结构设计师必须明白在建筑结构设计过程中,结构抗震概念设计是尤为重要的一个环节。要想使建筑结构整体设计得到有效优化及完善,便需要从细节角度出发,注重每一个环节设计的优化,所以在做好建筑结构抗震概念设计工作的基础上,有助于结构设计的整体完善及优化。例如:在结构抗震概念设计过程中, 1、3能增强建筑部分结构功能 在建筑结构抗震设计实施的条件下,能够使钢筋混凝士的性能得到有效增强,进而起到抗震的作用。与此同时,还能够使梁柱结构的性能得到有效优化。在受到强烈地震的情况下,大部分构件会发生塑性变形,进而会使部分地震能量被消耗。而在做好建筑结构抗震概念设计基础上,能够使梁柱节点在强震作用下发展为理想的塑性铰,从而使地震能量被大幅度耗散。并且,将“强柱弱梁”理念应用到混凝土框架结构设计当中,实现浇楼板及相应的配筋发挥作用,能够使框架梁的强度及刚度大幅度提升。总体而言,在优化构抗震概念设计的条件下,能够使建筑物结构功能得到较大增强。 2、建筑结构抗震概念设计的要点分析 建筑结构抗震概念设计的重要性体现在多个方面,比如:为了建筑结构整体设计得到有效优化,便有必要做好建筑结构整体及局部节点、杆件的抗震概念设计工作。在实际设计工作开展过程中,更需要注重各大设计要点的落实。 2、1对建筑抗震结构体系进行合理选取 在建筑结构抗震概念设计过程中,有必要对建筑抗震结构体系进行合理选取,这样才能够使设计体现出安全性及经济性的特点。根据实际设计工作经验,合理选取建筑抗震体系的要点包括:首先,需确保抗震结构体系存在详细的计算简图,并具备规范、科学的地震作用传递途径。在抗震结构体系受力、传力上需和实际设计相符,同时做好抗震分析工作;其次,对于一些构件或者结构导致整体结构受到破坏的情况需充分避免,进而使结构的抗震能力得到有效保障,防连续倒塌能力有效增强,并且,对于抗震设计,需确保结构具备内力重分配的功能;最后,对于抗震结构体系来说,需拥有优良的承载能力,同时在变形控制能力以及地震能量消耗能力等方面,也需体现出优良的特点。例如:如果承载能力良好,但变形能力缺乏,那么对于砌体结构来说,则易发生脆性破坏,进而呈现倒塌的风险。 2、2努力提升结构构件的延性 对于建筑抗震结构来说,其变形能力对组成结构的构件有着非常明显的影响,同时会使结构构件连接过程的延性能力受到很大程度的影响。因此,需对各种结构的抗震策略加以明确,做到规范、科学,进一步使结构构件的延性能力得到有效提升。以砌体结构为例,对水平向圈梁与竖向构造柱以及芯柱等混凝土构件加以应用,同时对砌体结构的约束加以强化,或者应用配筋砌体,确保砌体在出现裂缝之后不会散落或者坍塌。在发生地震的条件下不会失去承载能力。除此以外,在各结构构件的延性水平得到有效保证的条件下,还应该使结构节点的整体稳定性得到有效增强,确保节点以砌体结构的稳定性。这样一来,能够更好的实现建筑物内部结构的延性,能够有效提高建筑结构的稳定性。 3、结束语 对于建筑物来说,增强建筑结构的抗震性能是尤为重要的,一方面可以有效避免在地震发生时出现不必要的人员伤亡。其次,也能更好的保证建筑结构的稳定性。这就要求结构设计师,要充分考虑建筑结构的抗震性能,做好对建筑物的抗震设计。这样才能更好的提高建筑结构的稳定性,能够更好的提高我国建筑的使用质量。 参考文献: [1]刘艺晶.高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计[J].江西建材,2016(17):15+21. [2]吴家杰.中欧规范设计建筑抗震性能对比[A].中国力学学会结构工程专业委员会、内蒙古科技大学、中国力学学会《工程力学》编委会、清华大学土木工程系、水沙科学与水利水电工程国家重点实验室(清华大学)、土木工程安全与耐久教育部重点实验室(清华大学),2015:5.

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