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序論:在您撰寫房屋抗震設計要求時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導您走向新的創(chuàng)作高度。
中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
由于經(jīng)濟發(fā)展速度加快,社會需求不斷增多,使得建筑的高度不斷加高,形態(tài)愈加復雜,建筑結構中抗震設計也趨于多樣化。我國作為一個多震國家,結構設計中應注重抗震設計,良好的抗震設計和抗震措施至關重要。抗震設計中,要進行地基基礎的抗震設計??拐饦嬙齑胧┦墙Y構設計的重要內(nèi)容。針對房屋建筑結構中的抗震設計要求,進行結構抗震設計和抗震措施,在結構設計與建筑施工中,應熟悉各種結構設計的抗震構造措施。
二.建筑結構抗震設計的基本要求
地震作用越大,房屋抗震要求越高。不同設防烈度和場地上,結構的實際抗震能力會有差別,結構可能進入彈塑性狀態(tài)的程度不同。震害表明,未經(jīng)抗震設計的鋼筋混凝土結構,在7度區(qū)只有個別構件破壞,8度、9度破壞增多,因此,對不同設防烈度和場地可以有明顯差別。結構的抗震能力主要取決于主要抗側(cè)力構件的性能,主、次要抗側(cè)力構件的要求可以有區(qū)別。如框架結構中的框架與框架――抗震墻結構中的框架應有所不同。房屋越高,地震反應越大,其抗震要求越高。綜合考慮地震作用,結構類型和房屋高度等因素劃分抗震等級進行抗震設計,可以對同一設防烈度的不同高度的房屋采用不同抗震等級設計;對同一建筑物中結構部分采用不同抗震等級。
三.影響建筑抗震的因素分析
1.建筑抗震取決于所選取建筑結構形式
為實現(xiàn)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標,新版《建筑抗震設計規(guī)范》中取消了磚混內(nèi)框架結構,提高了磚混結構建筑的設計要求。目前普遍使用的框架-剪力墻結構、剪力墻結構、框架結構三種結構形式中,框架-剪力墻結構的抗震性能最為突出,剪力墻次之。單純的框架結構造價雖然抗震性能不如前兩種,但其造價較低,施工技術成熟,是目前最為常見的結構形式。根據(jù)建筑當?shù)氐膶嶋H情況,結合建筑的使用功能,選取合適的結構形式,對于建筑抗震意義重大。
2.建筑抗震取決于適宜的抗震措施
在場地類型不同的情況下,抗震措施主要由建筑的不同等級決定。在確定建筑等級及場地類型之后,將先進的抗震理念和系統(tǒng)的分析計算納入到抗震措施設計中,即可改善建筑抗震設計,提高建筑抗震效果。
3.影響房屋建筑抗震性能的因素
房屋建筑抗震性能取決于場地選擇、施工質(zhì)量等其他因素。建筑工程場地選擇不當?shù)仍斐墒┕べ|(zhì)量下降,這些因素都可能對建筑結構的抗震性能造成重要影響。選擇建好的工程場地、加強施工質(zhì)量監(jiān)督,對于提高建筑抗震性能是十分必要的。
四.建筑抗震設計具體分析
抗震設計的重要基本要求就是要確保房屋基礎構造的延性設計要求得以保證,能夠在建筑結構延性問題上設立多道防線,以此才能避免建筑結構脆性過大造成的構造強度失衡、失控的現(xiàn)象發(fā)生,從而影響其抗震性能及成果。因此,這就需要做好以下幾點把握。
1.周全考慮房屋建筑選址問題在房屋工程項目立項之初,就要周全考慮好能夠發(fā)揮抗震成果的選址問題,如健全周到考慮好土體結構、地質(zhì)、地貌等問題,并要預測分析地震活動發(fā)生時建筑構造的承受能力,且要記錄相關技術資料檔案中,待實地考證時能夠綜合評價。此外,還要避開影響建筑構造抗震效果發(fā)揮的不利區(qū)域、地段等,當避無可避時應當立足實際采取合理控制措施
2.加強建筑構造規(guī)劃研究
由于地震發(fā)生時建筑結構本身會發(fā)生應力過于集中、突破塑性變形彈性極限等的可能,進而形成結構抗震薄弱部分。因此,建筑構造設計應能保證建筑結構延性、安全度、以及選取合適的建筑平面、剖面進行設計,既要保證建筑結構強度穩(wěn)定,又能避免建筑脆性過大而延性過小的負面現(xiàn)象發(fā)生。
3.保證地基與基礎設計要求當房屋項目工程的地基土體為粘性土、軟土、液化土、以及不均勻沉降土時,應當評估好地基的基礎沉降是否在預控范疇之內(nèi),是否發(fā)生嚴重不規(guī)則沉降現(xiàn)象,從而才能有針對性的采取防控措施。
4.滿足建筑構造體系設計要求
抗震性能價值體現(xiàn)是建筑構造體系設計中的重要組成部分。因此在構造設計上就要綜合分析、周全考慮、能夠統(tǒng)籌把握好各項綜合因素。如考慮好抗震防御等級、抗震強度控制指標、項目建設場地、以及基礎地基處理、供應材料的質(zhì)量體系要求、現(xiàn)有技術規(guī)模等問題。
5.確保建筑構造的構件要求
(一)房屋建筑工程的結構基礎構件設計應當滿足相關規(guī)程標準、要求,如混凝土的圈梁、構造柱、芯柱、或者配筋砌體等的質(zhì)量建設體系要求就必須能夠保證。
(二)要保證混凝土結構合理設計,在建筑的具體結構構件應能具備尺寸合理、縱向承重鋼筋及箍筋的強度達到設計標準,目的是控制剪切破壞先于彎曲破壞發(fā)生的可能,以及防止鋼筋屈服而引起的構件塑性變形遭受破壞發(fā)生。
(三)鋼結構建筑施工時能夠保證其構件尺寸、規(guī)格、數(shù)量合理,進而才能避免整體構造抗震成果發(fā)揮不利、結構失穩(wěn)的現(xiàn)象發(fā)生。最后,還要周全考慮好建筑構造構件之間的鏈接、銜接性的體現(xiàn),控制好構件節(jié)點的穩(wěn)定性,保證其在地震發(fā)生時的塑性破壞能夠晚于其他結構構件,進而才能增強建筑結構的整體穩(wěn)定性與安全度。
五.建筑結構設計抗震關鍵措施和設計方法
1.建筑結構抗震措施要點
(一)房屋建筑結構設計要從建筑的全局出發(fā),全面考慮各種建筑部位的功能,在此基礎上,科學設計每個部分的構件,保證每個部件之間的契合,促使每個部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設計要求,滿足一定的現(xiàn)實需求,同時,通過抗震設計,使得每個構件都可以具有相應的承載力,當?shù)卣饋硪u,每個構件都可以有著一定的次序先后破會,整體組合構件將會有著更強大的承載力和柔性,從而延緩地震破壞的速度,消耗爆發(fā)的能量。增強建筑的整體抗震能力。
(二)要嚴格選擇地基選址,地基選址是進行建筑結構設計的基礎,因此,在建筑結構抗震設計中,要科學避開山嘴,山包,陡坡,河流等不利因素,要本著堅硬,牢固,平坦,開闊的選址原則。親身實地,利用先進技術設備,進行地質(zhì)勘探,山石水土監(jiān)測,并取樣論證,科學嚴謹分析。力求使得整個地基牢固可靠,地質(zhì)穩(wěn)定無滲漏,無坍塌,無暗河,無熔巖,無火山……從而保證整個地基不會因為承載而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設計。
(三)采用合理的建筑平立面。建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結構布置。建筑布局簡單合理,結構布置符合抗震原則,通過無數(shù)次的實驗表明,簡單、規(guī)則、對稱的建筑結構抗震能力強,對延緩地震烈度范圍延伸,消耗地震的能量,減少地震對整體結構的破壞,而且,對稱結構容易準確計算其地震反應。
(四)選擇合理的結構形式??拐鸾Y構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題。建筑結構抗震設計中,不同結構的抗震結構體系的承載力受到抗震設防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經(jīng)濟條件等多種條件的影響,因此房建結構抗震設計要綜合考慮,做到科學選擇,嚴謹設計。
(五)結構良好的延性有助于減小地震作用,吸收與耗散地震能量,避免結構倒塌。因此,結構設計應力求避免構件的剪切破壞,爭取更多的構件實現(xiàn)彎曲破壞。
六.結束語
因為涉及到人類生命財產(chǎn)安全的重要問題,建筑物的抗震問題是目前建筑結構設計界討論比較多的話題之一。因此,我們在對建筑物進行結構設計的時候,必須把房屋建筑結構中的抗震設計要求放到非常重要的位置,并采取適當?shù)拇胧?,盡量避免地震對建筑物的損壞,為保障人民的生命及財產(chǎn)作出應有貢獻。
參考文獻:
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【關鍵詞】房屋建筑 結構 抗震 設計
據(jù)統(tǒng)計,每年世界范圍內(nèi)發(fā)生地震的次數(shù)已達50 萬多次,而國內(nèi)的地震次數(shù)便占了當中的 1/3。地震災害嚴重損害了國內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)展與社會發(fā)展,并帶來了嚴重災難。因此在房屋建筑的結構設計中,需對結構的抗震性能充分考慮。針對地震災害采取有關預防措施,盡可能減少地震災害對于房屋建筑的損害,確保人們的生命安全與財產(chǎn)安全。本文就對房屋建筑在結構抗震設計上的若干要求展開了研究。
一、合理選擇建筑場地
受地震災害影響,地震范圍內(nèi)的建筑物會被嚴重破壞。由于地震而引起的地質(zhì)運動可導致建筑直接面臨結構破壞,由此可見,地質(zhì)條件也屬于房屋建筑受損的一個重要因素。因此在房屋建筑設計中,需對建筑場地進行合理選擇。一方面,應首選地質(zhì)堅硬、地勢開闊等有利于抗震的地質(zhì)條件,從而減少地基土在地震期間的沉陷程度,預防房屋建筑發(fā)生坍塌不良現(xiàn)象。另一方面,盡可能避免山坡邊緣、河岸等地質(zhì)軟不利于抗震的地段,以免在地震期間,在地質(zhì)條件的共同影響下,導致房屋建筑出現(xiàn)倒塌的情況。若實在無法避免此類地段,則需要采取相應的有效抗震措施。第三,不應選擇自然災害并發(fā)區(qū)域等危險地段(如地陷、滑坡以及泥石流等地段)作為房屋建筑的建造地段,以避免地震災害并發(fā)其他自然災害而導致房屋建筑破損程度加重。最后,建筑場地的土質(zhì)剛度、覆蓋層厚度等也屬于建筑物受到地震損害的一項重要因素。有關研究指出,建筑地段的土質(zhì)堅硬、覆蓋層薄屬于減少地震災害對于房屋建筑損害程度的一項重要原因。因此在選址時,還需要對土質(zhì)及其覆蓋厚度進行考察。
二、房屋建筑的地基設計
首先,在建造房屋建筑期間,同一個房屋建筑不允許建造在性質(zhì)不同的地基上。并且在地基應用上,盡量全然應用天然地基或是樁基,盡可能避免出現(xiàn)兩種地基各一半的狀況。從而增強房屋建筑的整體剛性,提高房屋建筑的抗震性能。
其次,在埋置房屋建筑的基礎時,需注意其埋置深度的控制。若基礎埋置深度過淺,將會減少房屋建筑的嵌固作用,增強房屋建筑在地震期間的振幅,提高震害發(fā)生幾率。因此在設計房屋建筑的基礎埋置深度時,應盡量增加其埋置深度。并認真做好基槽回填工作以及夯實工作,確?;靥钔量苫A側(cè)面的緊密接觸,提高房屋建筑地基穩(wěn)定性。
最后,房屋建筑是由上部建筑、基礎兩個部分所構成的一個整體。因此在建筑室外地坪下,不應應用內(nèi)外交圈基礎圈梁,以免影響上部建筑和基礎的整體性。此外,應將上部結構構造柱鋼筋嵌入基礎圈梁內(nèi),從而加強上部建筑和基礎的連接牢固性。若建筑建造地段的土質(zhì)剛度較弱,則還需設置圈梁在基底底部。
三、房屋建筑屋頂與墻體的抗震設計
在地震期間,房屋建筑的受損程度與建筑質(zhì)量之間呈正比關系。也就是建筑質(zhì)量越重,建筑的受震害程度則越嚴重。反之,若建筑質(zhì)量越輕,那么其受震害程度將會越小。其次,建筑結構越穩(wěn)定,其在地震災害中的安全性也越高。因此,在房屋建筑結構設計中,應盡可能最小化建筑質(zhì)量,以達到最小化減小房屋建筑受震害程度的目的。
一方面,減輕房屋建筑圍護結構的質(zhì)量,從而達到減輕房屋建筑墻體質(zhì)量的目的。若建筑的墻體質(zhì)量過重,將會降低建筑的抗震性能,使得建筑在面臨地震災害時,易受破壞。因此,在建筑結構設計中,需對減輕墻體重量這一點進行考慮。
另一方面,在建筑屋蓋設計期間,應盡量選擇質(zhì)量較輕的材質(zhì)。并且不要在建筑屋頂設計中添加不必要的附屬物,以免增加屋蓋重量,間接增加建筑高度,對房屋建筑抗震性能產(chǎn)生不良影響。若在屋蓋設計期間,個別物品是必須建造的,則需要通過設計盡可能降低其高度,并增強牢固性。選擇質(zhì)量輕的材料,從而提高建筑的抗震性能。
四、房屋建筑結構設計的規(guī)則性
1. 合理控制房屋建筑高寬度
對于房屋建筑而言,其受震害程度與建筑本身的高寬比具有一定的關系。受地震作用影響,房屋建筑的傾斜程度(側(cè)移程度)會因為其本身高寬比越大而越嚴重。同時,房屋建筑的層數(shù)越多,其在地震災害中所面臨的破壞也會越嚴重。因此,為了保障房屋建筑對于地震破壞的抵抗能力。在設計期間,需對其建筑的高度與寬度進行合理控制。結合房屋建筑的實際情況,在保障房屋建筑的抗震要求的條件下,對房屋建筑層數(shù)進行合理調(diào)整。
2. 規(guī)則性設計房屋建筑結構
在房屋建筑的結構設計上,均勻分布結構剛度與質(zhì)量、規(guī)則設計建筑平面與立體結構等是保障建筑抗震性能的一個重要環(huán)節(jié)。若房屋建筑具有平面設計復雜,而質(zhì)量、剛度等分布混亂的情況,在面臨地震時,房屋建筑將會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)情況,使房屋建筑受到嚴重破壞。其次,在建筑整體結構的設計中,房屋若具有規(guī)則性,在地震期間發(fā)生扭轉(zhuǎn)的可能性較大。并且若建筑采用錯落立面,將會因為高度過高而引起鞭梢效應。
3. 合理處理房屋建筑的防震縫
若房屋建筑結構不規(guī)則,需處理好建筑的防震縫。設置防震縫期間,應將房屋建筑劃分為相互獨立且規(guī)則的結構。防震縫兩邊需具備足夠?qū)挾?,徹底分開防震縫兩邊的上部建構。并順著建筑高度,在防震縫兩側(cè)布置墻體。
4. 合理布置房屋建筑的縱橫墻
墻體屬于房屋建筑的主要承重構件,由于房屋建筑的剛度大小主要取決于墻體數(shù)量,若承重墻體上,將會加大墻體間隔,進而降低房屋建筑的剛度以及抗震能力。因此在設計期間,需均勻分布房屋建筑的橫墻以及縱墻,從而確保房屋建筑的整體抗震性能。
5. 合理布置構造柱以及圈梁
構造柱、圈梁等均屬于提高房屋建筑抗震性能的重要組成部分。其中構造體有利于增強建筑墻體的抗剪性能,并優(yōu)化建筑結構變形能力,從而使建筑結構在外力作用不大的影響下僅發(fā)生變形,不對建筑結構整體的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此,在布置構造柱時,需以《抗震規(guī)范》作為布置依據(jù),在墻體交叉處均設置構造柱,促使墻體材料由脆性演變?yōu)檠有浴A硗?,圈梁有利于緩解地震對于建筑的損害,提高墻體之間的連接牢固性,對于增強房屋穩(wěn)固性、整體性等可起到明顯的促進作用。在一定情況下,還可抑制墻體產(chǎn)生裂縫。
五、 結語
目前,抗震技術屬于房屋建筑設計當中的一項主要技術,抗震設計的好壞將會直接影響到房屋建筑的抗震性能。因此在房屋建筑結構設計中,需根據(jù)抗震設計的相關要求,對房屋建筑進行合理設計,滿足房屋抗震設計的相關要求。盡可能提高房屋的抗震能力,減少地震災害對于房屋建筑的損害。
參考文獻:
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關鍵詞:房屋建筑結構;抗震設計;設計要求;設計方法
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
一、建筑結構抗震設計中的基本原則
在進行建筑結構抗震設計的過程中需要遵循一定的原則,講求方法,才能夠確保設計方案的科學性和可行性。為此,設計的過程中需要遵循以下原則。
(一)確保結構構件具有必要的性能
在進行抗震設計的過程中,一定要保證建筑結構構件具有一定的承載能力、穩(wěn)定性、剛度和延性等性能。結構構件需要遵循強柱弱梁、強剪弱彎、強底層柱、強節(jié)點弱構件的設計原則,在設計中對于可能會造成構件相對薄弱的部位,需要采取從事提高其抗震能力,對于承受豎向荷載的主要構件則最好不作為主要的耗能構件。
(二)盡量多的設置抗震防線
一個抗震結構體系需要有多個延性較好的分體系組合而成,并且由延性較好的結構構件連接協(xié)同工作。例如框剪結構就是由延性框架和剪力墻兩個分體組成,雙肢或者多肢剪力墻體系組成的。由于在一次地震之后將會伴隨著多次余震的出現(xiàn),如果在結構設計時只有一道防線,那么在建筑遭到第一次破壞之后再遭余震,就會因為損傷積累導致建筑物坍塌。抗震結構體系應該有最大可能數(shù)量的內(nèi)部和外部冗余度,在設計中需要有意識的建立起一系列分布的屈服區(qū),這樣能夠使結構吸收和消耗大量的地震能量,從而能夠提高建筑的抗震性能。
(三)恰當?shù)奶幚斫ㄖY構的構件強弱關系
在設計的過程中需要正確的處理好構件的強弱關系,在統(tǒng)一樓層內(nèi)使主要耗能構件屈服之后,其他抗側(cè)力構件則仍然處于彈性階段,這樣能夠使得有效屈服保持較長的階段,能夠保證建筑結構的延性和抗倒塌的能力。需要注意的是,如果在抗震設計中一部分結構的設計超強,那么就會導致結構的其他部位出現(xiàn)相對薄弱的現(xiàn)象,所以說在設計的過程中需要恰當?shù)奶幚斫Y構的強弱關系,對于不合理的加強的作法或者是在施工中以大代小,改變抗側(cè)力構件配筋的這些做法都需要盡量的避免。
二、房屋建筑結構中的抗震設計方法
(一)建筑場地的選擇
當前地震的發(fā)生雖然可以預測,但是還是會給建筑物造成很大程度的損壞,地震發(fā)生的過程中,由于地質(zhì)結構發(fā)生變化,就使得整個建筑結構發(fā)生改變,嚴重的話會直接導致整個建筑物倒塌。所以,為了能夠有效地減小地震對房屋建筑的損壞,我們必須選擇好施工場地。
(1)由于我國地理條件比較復雜,最佳的施工場地應該選擇在地勢平坦、開闊的地區(qū),這樣能夠減少地震時的沉降度,提高建筑物的穩(wěn)定性,進而減少建筑物的坍塌情況。
(2)有些地區(qū)的地形本身就容易受到地震的破壞,例如,河流、山川附近、地形不均勻地區(qū)等等,如果在這樣的土地上建設建筑物,一旦發(fā)生地震,就會直接導致建筑物倒塌。在選擇施工場地的時候應該盡量避開這些地區(qū),如果不能避開,就必須做好抗震措施。
(3)有些危險地區(qū)能夠直接主觀判斷出來,例如容易發(fā)生泥石流、滑坡等地區(qū),建筑物一定不能在這些地區(qū)建設,如果把房屋建筑在這些地區(qū),一旦發(fā)生地震就會引發(fā)一些其他的自然災害,給人們的生命安全造成更大的危害。此外,建筑場地土地的性能也和建筑物的抗震性有直接關系。通過大量的實踐數(shù)據(jù)顯示,土質(zhì)越堅硬,抗震性能就越好。
(二)地基和基礎設計
(1)為了全面的加強房屋建筑整體的剛性,增強建筑整體結構的抗震性。在房屋建造的過程中,同一個建筑單元不能夠建設在不同性質(zhì)的地基上,也不能夠采用不同的方式,要么就全部采用天然地基的方式,要么就全部采用樁基方式,不能一半采用天然地基,一半采用樁基。
(2)房屋建筑物的基礎的埋置要有一定的深度,埋置過淺就會使建筑物的嵌固作用減小,從而使建筑物在地震中的振幅增大,極易發(fā)生震害。所以,在對建筑物的基礎進行埋置時,要盡可能的增加埋置的深度,同時做好基槽的回填和夯實工作,使回填土與基礎的側(cè)面發(fā)生緊密的接觸,更好地提高地基的穩(wěn)定性。
(3)基礎和上部建筑構成了房屋建筑的整體,為了加強兩部分建筑之間的整體性,基礎在室外的地坪下不宜做內(nèi)外交圈的基礎圈梁。同時為了使上部結構與基礎之間的連接更加的牢固,就要把上部結構的構造柱鋼筋插入到基礎的圈梁中。當?shù)鼗耐临|(zhì)剛度不強時,還應該在基底的底部布置圈梁。
(三)建筑設計和建筑結構的規(guī)則性
(1)房屋的高度和寬度。不論是房屋建筑的高度還是寬度都不能夠單獨影響抗震性能,而是高寬比。房屋建筑的抗震性能和高寬比成反比,也就是說,建筑物的高寬比越大,建筑物的抗震性能越不好,受到地震損害的程度就越高。此外建筑物受到地震損壞的程度還和層高有關系,層數(shù)越高,損害程度就越大。所以為了減小建筑物受到地震損害的程度,對建筑物實行限高政策。此外,在抗震性能設計的時候,還應該根據(jù)工程的實際情況選擇最佳的高度和寬度。
(2)房屋建筑的結構體系。在對房屋建筑結構的設計中,要盡量的使結構的剛度和質(zhì)量分布的均勻,而且使建筑的平面和立體結構呈現(xiàn)規(guī)則的感覺。如果平面設計的過于復雜,就會使質(zhì)量和剛度分布的不均勻,在發(fā)生地震時,就會使建筑物發(fā)生嚴重的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象,加重地震對房屋的破壞。另一個影響抗震效果的因素就是結構的整體布置,不規(guī)則的房屋,在地震中更容易發(fā)生扭轉(zhuǎn),而且如果采用的是錯落的立面,也會由于高度過高而產(chǎn)生“鞭稍效應”。
(3)縱橫墻的分布。在房屋建筑物中,最主要的承重構件就是墻體,墻體在地震中很容易產(chǎn)生裂縫甚至是倒塌,所以要對縱橫墻進行合理的配置。在對房屋進行設計時,要使橫墻和縱墻分布均勻,共同承擔房屋的重量。通常來說,墻體的剛度決定建筑物的剛度,如果房屋建筑中承重墻比較少,就會使得墻體之間的空間變大,建筑物的剛度就很小,抗震能力就會弱。所以應該根據(jù)實際工程情況來確定好房屋建筑的墻體,保證建筑物的剛度。
(4)建筑懸挑梁梁高度選用。有一些建筑結構設計人員經(jīng)常對梁饒度計算這一環(huán)節(jié)進行忽略,在對建筑物進行正常使用這一狀態(tài)下,梁高的選用往往都比較小,這也就造成了建筑物梁截面受壓區(qū)應力過高,梁截面受壓區(qū)也就產(chǎn)生了非線性的徐變 。如果我們進一步發(fā)展挑梁變形,梁支座的截面上部的受拉區(qū)也就經(jīng)常會出現(xiàn)一些豎向裂縫,這些豎向裂縫的跨度也就比較大。受到了支座附近剪彎作用影響,豎向裂縫也就不斷的向下延伸,進而成為了斜裂縫,這時,建筑物的梁也就已經(jīng)接近了毀壞的程度,建筑物裂縫在梁支座位置的斜向延伸,那些靠近上部的縫寬度也就越大。
(四)墻體和屋頂?shù)目拐鹪O計要求
房屋建筑的質(zhì)量越輕,其遭受地震破壞的程度也就越小,結構的穩(wěn)定性也就越強,房屋的安全性也就越高。所以為了減輕房屋建筑在地震中受到的破壞,就要把結構的各部分做得輕一些。房屋建筑的上部建筑主要是墻體和屋蓋。
(1)要使房屋建筑結構的圍護結構變輕,就要使房屋的墻體變輕。如果墻體的重量過大,其抗震性能就會變得很弱,發(fā)生地震時,就會很容易遭到破壞。所以,應該控制墻體重量材料的特性。
(2)在屋蓋的設計中,屋蓋要盡可能用材質(zhì)比較輕的材料,并且盡量不要在屋頂增加沉重的附屬物,那樣不僅增加了屋蓋的重量,還增加了房屋的高度,加大了房屋建筑的高寬比,影響房屋的抗震性能。如果是必須建造的,也要盡量做得矮些、牢固些,或者是用重量較輕的材料。
(五)砌體結構中的圈梁和構造柱的布置
圈梁對于減輕震害有著極大的作用,無論是地基中的圈梁還是墻體中的圈梁。圈梁能夠使墻體之間的連接更加的牢固,有效的增強房屋建筑的整體性和穩(wěn)固性,也可以在一定程度上阻礙墻體裂縫的產(chǎn)生,同時還能夠阻止建筑地基的不均勻沉降而使結構遭到破壞。構造柱的設置也對房屋建筑的抗震有很大的作用,構造柱的設置能夠提高墻體的抗剪能力,同時能夠增加結構的變形能力,使結構在較小外力的作用下只是發(fā)生變形,而不影響結構的整體穩(wěn)定。在房屋建筑的特性保持不變的同時,構造柱的數(shù)量要根據(jù)《抗震規(guī)范》來進行設置,但是在墻體交叉的地方,都要設置構造柱,這樣就會使墻體的材料從脆性向著延性發(fā)展。
結語
地震是人們正常生活的嚴重安全隱患,建筑設計人員必須認真研究以往地震災害中建筑的破壞原因和狀態(tài),在房屋建筑結構中強化抗震設計,不斷的總結經(jīng)驗和優(yōu)化設計,提高建筑的抗震能力,最大程度的降低因地震造成的損失。
參考文獻
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關鍵詞:房屋 建筑 結構 抗震 設計
中圖分類號:TS958文獻標識碼: A
針對抗震設計標準和建筑類型, 在設計中要考慮地區(qū)和建筑結構條件, 雙重的進行建筑結構抗震設計, 在建筑物本身的材料、 地理位置、 結構層、 基礎結構等方面進行抗震設計, 采取有效的抗震措施, 降低建筑物在地震作用下的不穩(wěn)定性, 提高建筑物的整體穩(wěn)定性。
1 房屋建筑結構抗震設計概述
目前在我國建筑結構的抗震設計時,需要做到“小震不壞,中震可修,大震不倒”。這是對于抗震設計的具體要求。即在發(fā)生的地震烈度低于建筑的抗震設防烈度時,建筑建筑處于彈性工作狀態(tài),即其在地震中不會受到損壞,仍可以正常進行使用;而對發(fā)生的地震烈度與建筑的抗震烈度相當時,則此時建筑結構處于非彈性階段,建筑物可能受到損壞,但經(jīng)一般性的修理即可繼續(xù)使用,即建筑物在地震破壞下經(jīng)修理后仍可以繼續(xù)進行使用,即建筑結構處于可修復的范圍;而當發(fā)生較大震級的地震時,其烈度高于建筑物設防的烈度,在這種情況下,建筑物處于非彈性變開中,但要求建筑結構防震設計不致于倒塌或危及生命安全,在非彈性變形下人員可以從建筑物內(nèi)進行逃離。
2 房屋結構抗震性能所存在的問題
地震所造成的損害主要來源于地震發(fā)生時所產(chǎn)生的地震波,地震波具有較強的穿透力,可以在非常短的時間內(nèi),通過土壤、巖層和低級,使建筑物發(fā)生外部的裂變和擠壓,當結構內(nèi)部的力量超過了建筑物的承受能力,就會發(fā)生建筑物的變形、損壞甚至倒塌。
現(xiàn)階段,房屋的抗震技術主要采用等效斜撐的方法,該方法具有一定的有效性,但是由于其精確度較低,所以在實際的應用的過程中具有一定的局限性。對于結構抗震的剛度,按照相關理論有些學者企圖從非線有限元的角度進行模型的填充,但是實施過程過于復雜,實際效應并不高。在抗震設計的過程中,我們應該對其有理論上的把握。影響建筑物抗震能力主要在于建筑物的剛度,所謂的規(guī)定,與在按空框架分析的基礎上乘以小于 1 的周期修正系數(shù)體現(xiàn)填充墻對結構的剛度貢獻,而不去計算填充墻的剛度。周期修正系數(shù)與地震作用下混凝土結構的反應密切相關。所以在抗震設計中對于周期修正系數(shù)的確定是確定框架填充墻結構是否合理的一個重要的因素。如果我們沒有進行精確的計算,那么將直接導致在建筑施工和使用過程中穩(wěn)定性和抗震性的不精確。另外,對于結構周期修正系數(shù)的合理性,現(xiàn)階段也存在一定的疑問,并沒有十分肯定的理論依據(jù)和學界認可。
3房屋結構抗震設計方法
第一,以房屋建筑結構的基本構造為依據(jù)。傳統(tǒng)的抗震設計方案的確定主要依據(jù)房屋的基本機構,以鋼筋混凝土框架為主要特點的房屋為例,則主要考慮鋼筋混凝土的構件尺寸、最小配筋率等等方面。近些年來,隨著科學技術的發(fā)展,我國的抗震技術有了一定水平的提高,抗震設計規(guī)范也得到了一定程度的完善,對建筑結構從整體到局部的設計都形成了一套完整的抗震措施,對于大部分建筑,只要按照規(guī)范進行合理的設計,就能保證建筑結構具有較好的抗震性能。
第二,以房屋建筑規(guī)劃和場地為依據(jù)。為了提高房屋的抗震水平很多開發(fā)商在建筑的前期對建筑場地進行較為科學準確的測定和選擇??拐饘訉τ诮ㄖ镂磥淼姆€(wěn)定性具有十分重要的作用。同時在建設的過程中,房屋的外部情況與其他建筑物之間物理空間關系也應該進行綜合的考慮,例如鄰棟樓之間的距離、建筑物的外觀等等都十分重要。同時在設計的前期,應該考慮到建筑物上部位移的特點、位移的性能等等方面。我們知道建筑物的使用周期較長,所以在設計的過程中,在建筑能夠移動的范圍內(nèi)不能有其他物體成為障礙物。所設計的入出口等等要保證在出現(xiàn)地震時的絕對安全。
第三,以房屋建筑結構的結構性能目標為依據(jù)??拐鹪O計的最終目標就是為了保證在發(fā)生地震的時候能夠保證建筑物的安全性。因此,在設計的過程中,應該根據(jù)建筑物所在區(qū)域的抗震設防烈度對建筑結構進行結構抗震性能的設計,保證結構在地震力作用下的小震不壞,中震可修,大震不倒。同時,對于沒有進行地震作用設計的建筑非結構構件,也應該滿足相應的構造措施,使房屋發(fā)生故障時,可能造成的損害程度在可控的范圍內(nèi)。同時,大風對于建筑的影響也很大,所以在進行設計方案確定的過程中,應該考慮到大風對于建筑物水平震動所能帶來的影響,從而保證建筑物的抗震性。
4 提高房屋筑工程杭震設計質(zhì)量的有效措施
第一,選擇恰當?shù)慕ㄖ龅?。在進行建筑抗震設計方案前,對于重大工程來說,應該綜合考量建筑地址的地理特性,對其進行較為科學詳細和準確的地震安全性評估。形成評估結果后,在設計和施工的過程中,應該嚴格按照評估的結果,設計較為科學的防震標準要求,然后進行相關施工。所以擬定進行建筑的前期,應該選擇地震發(fā)生頻率較低、發(fā)生地震后能夠有效降低地震影響的地方進行選址,盡量避免那些本身就容易給建筑物帶來不良影響的地方。
第二,選擇科學、合理的結構形式。近些年,隨著科學技術的發(fā)展,建筑施工的材料和建筑的結構特點也開始呈現(xiàn)多樣化的特點。現(xiàn)階段主要使用的結構包括鋼筋混凝土結構、鋼結構、磚混結構以及鋼混結構。在實際選擇中,由于地域不同和設防烈度等不同因素的影響也會對建筑結構的選擇產(chǎn)生一定的影響。所以在設計抗震方案的過程中,應該選擇科學合理的結構形式。對于以上幾種結構形式而言,鋼筋混凝土具有一定的優(yōu)越性,它具有較強的柔韌性,在承受高壓的條件下變形能力較強,是現(xiàn)階段使用較為廣泛的一種結構形式。但是實際操作的過程中,也應該結合建筑的時期情況進行綜合的考量。我們知道隨著房屋層數(shù)的不斷增加,在發(fā)生地震的時候所能造成的水平位移也不斷增大。建筑的內(nèi)部結構也會發(fā)生一定的變化,所以在設計的過程中,應該給予較多的考量和關注。
第三,提高抗震設計的質(zhì)量。地震的破壞力很大,一旦發(fā)生地震,建筑本身的抗震的能力與人們的生命財產(chǎn)關系密切。我國對于建筑的抗震能力的關注較晚,現(xiàn)階段的發(fā)展水平也不是很高。如果建筑的設計防范不夠合理,不僅會加大建筑工程的成本,同時對于建筑的質(zhì)量而言也并不會有很大的提高。所以在設計的過程中,應該遵循合理科學的觀點,提高建筑結構自身的可靠性和安全性。在設計過程中,對于建筑的內(nèi)部細節(jié)能夠給予較多的關注,提高抗震能力。
第四,建筑的體型要簡單,平立面布置宜規(guī)則
當建筑物其體型較為簡單和規(guī)則時,在設計時能夠更好地明確其受力性能,而且對于其在地震發(fā)生時的實際反應及其內(nèi)力也能夠進行準確地分析,而且結構內(nèi)部具體的構造也易于處理,這樣的結構即使在地震作用下其受到的損害也較小。而相對于體型及平面不規(guī)則的建筑物,由于立面上高低錯落,這樣就會形成剛度和強度上的突變,極易使應力或是變形集中出現(xiàn),導致薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生,在地震作用下其薄弱處會首先發(fā)生變形損壞,產(chǎn)生較大的危害。
5 總結
綜上所述,房屋建筑的抗震設計是判斷整個建筑質(zhì)量的重要依據(jù),也是保證人們安全生活的重要保障,甚至可以在一定程度上,對于整個社會的穩(wěn)定都具有一定的影響。所以在抗震設計的過程中,首先我們應該認識到抗震意識應該成為建筑設計的重要理念之一,并且在設計的過程中,對于該理念進行嚴格的執(zhí)行和操控。本文論述了傳統(tǒng)房屋抗震的方法,并且在實際實踐中提出了自己的建議,旨在希望可以提高建筑自身的安全性,使建筑行業(yè)朝著更加健康安全穩(wěn)定的方向發(fā)展。
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[關鍵詞] 房屋建筑 結構 抗震 設計
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
據(jù)統(tǒng)計,每年世界范圍內(nèi)發(fā)生地震的次數(shù)已達50 萬多次,而國內(nèi)的地震次數(shù)便占了當中的 1/3。地震災害嚴重損害了國內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)展與社會發(fā)展,并帶來了嚴重災難。因此在房屋建筑的結構設計中,需對結構的抗震性能充分考慮。針對地震災害采取有關預防措施,盡可能減少地震災害對于房屋建筑的損害,確保人們的生命安全與財產(chǎn)安全。本文就對房屋建筑在結構抗震設計上的若干要求展開了研究。
一、 合理選擇建筑場地
受地震災害影響,地震范圍內(nèi)的建筑物會被嚴重破壞。由于地震而引起的地質(zhì)運動可導致建筑直接面臨結構破壞,由此可見,地質(zhì)條件也屬于房屋建筑受損的一個重要因素。因此在房屋建筑設計中,需對建筑場地進行合理選擇。一方面,應首選地質(zhì)堅硬、地勢開闊等有利于抗震的地質(zhì)條件,從而減少地基土在地震期間的沉陷程度,預防房屋建筑發(fā)生坍塌不良現(xiàn)象。另一方面,盡可能避免山坡邊緣、河岸等地質(zhì)軟不利于抗震的地段,以免在地震期間,在地質(zhì)條件的共同影響下,導致房屋建筑出現(xiàn)倒塌的情況。若實在無法避免此類地段,則需要采取相應的有效抗震措施。第三,不應選擇自然災害并發(fā)區(qū)域等危險地段(如地陷、滑坡以及泥石流等地段)作為房屋建筑的建造地段,以避免地震災害并發(fā)其他自然災害而導致房屋建筑破損程度加重。最后,建筑場地的土質(zhì)剛度、覆蓋層厚度等也屬于建筑物受到地震損害的一項重要因素。有關研究指出,建筑地段的土質(zhì)堅硬、覆蓋層薄屬于減少地震災害對于房屋建筑損害程度的一項重要原因。因此在選址時,還需要對土質(zhì)及其覆蓋厚度進行考察。
二、 房屋建筑的地基和基礎設計
首先,在建造房屋建筑期間,同一個房屋建筑結構單元不允許建造在性質(zhì)不同的地基上。并且在地基選擇和處理上,盡量全部應用天然地基或是樁基,盡可能避免出現(xiàn)兩種地基各一半的狀況。從而可以避免不利因素,保證房屋建筑的抗震性能。
其次,在埋置房屋建筑的基礎時,需注意其埋置深度的控制。若基礎埋置深度過淺,將會減少房屋建筑的嵌固作用,增大房屋建筑在地震期間的振幅,提高震害發(fā)生幾率。因此在設計房屋建筑的基礎埋置深度時,應盡量增加其埋置深度。并認真做好基槽回填工作以及夯實工作,確?;靥钔梁突A的側(cè)面緊密接觸,提高房屋建筑基礎部分的穩(wěn)定性。
另外,對于砌體結構的房屋建筑是由上部建筑、基礎兩個部分所構成的一個整體。因此在建筑室外地坪下,不應應用內(nèi)外交圈基礎圈梁,以免影響上部建筑和基礎的整體性。此外,應將上部結構構造柱鋼筋嵌入基礎圈梁內(nèi),從而加強上部建筑和基礎的連接牢固性。若建筑建造地段的土質(zhì)剛度較弱,則還需設置圈梁在基底底部。
三、 房屋建筑屋頂與墻體的抗震設計
在地震期間,房屋建筑的受損程度與建筑質(zhì)量之間呈正比關系。也就是建筑質(zhì)量越重,建筑的受震害程度則越嚴重。反之,若建筑質(zhì)量越輕,那么其受震害程度將會越小。其次,建筑結構越穩(wěn)定,其在地震災害中的安全性也越高。因此,在房屋建筑結構設計中,應盡可能最小化建筑質(zhì)量,以達到最小化減小房屋建筑受震害程度的目的。一方面,減輕房屋建筑圍護結構的質(zhì)量,從而達到減輕房屋建筑墻體質(zhì)量的目的。若建筑的墻體質(zhì)量過重,將會降低建筑的抗震性能,使得建筑在面臨地震災害時,易受破壞。因此,在建筑結構設計中,需對減輕墻體重量這一點進行考慮。另一方面,在建筑屋蓋設計期間,應盡量選擇質(zhì)量較輕的材質(zhì)。并且不要在建筑屋頂設計中添加不必要的附屬物,以免增加屋蓋重量,間接增加建
筑高度,對房屋建筑抗震性能產(chǎn)生不良影響。若在屋蓋設計期間,個別突出形狀是必須建造的,則需要通過設計盡可能降低其高度,并增強牢固性。選擇質(zhì)量輕的材料,從而提高建筑的抗震性能。
房屋建筑結構設計的規(guī)則性
1. 合理控制房屋建筑高寬比
對于房屋建筑而言,其受震害程度與建筑本身的高寬比具有一定的關系。受地震作用影響,房屋建筑的傾斜程度(側(cè)移程度)會因為其本身高寬比越大而越嚴重。同時,房屋建筑的層數(shù)越多,其在地震災害中所面臨的破壞也會越嚴重。因此,為了保障房屋建筑對于地震破壞的抵抗能力。在設計期間,需對其建筑的高度與寬度進行合理控制。結合房屋建筑的實際情況,在保障房屋建筑的抗震要求的條件下,對房屋建筑層數(shù)進行合理調(diào)整。
2. 規(guī)則性設計房屋建筑結構
在房屋建筑的結構設計上,均勻分布結構剛度與質(zhì)量、規(guī)則設計建筑平面與豎向結構構件布置等是保障建筑抗震性能的一個重要環(huán)節(jié)。若房屋建筑具有平面設計復雜,而質(zhì)量、剛度等分布不規(guī)則的情況,在面臨地震時,房屋建筑將會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)情況,水平體系構件應力突變導致房屋建筑主要受力構件受到嚴重破壞。其次,在建筑豎向結構構件的設計中,抗側(cè)力體系的剛度和承載力有明顯的突變,在地震期間發(fā)生嚴重震害的可能性較大。并且若建筑采用復雜的建筑體型,也會導致在地震中發(fā)生嚴重破壞;其中頂部局部突起將會因為高度過高而引起鞭梢效應。
3. 合理處理房屋建筑的防震縫
若房屋建筑結構平面或者豎向不規(guī)則,需處理好建筑的防震縫。設置防震縫期間,可將房屋建筑劃分為相互獨立且規(guī)則的結構。防震縫兩邊結構單元之間設置足夠?qū)挾鹊目p,徹底分開防震縫兩邊的上部建構。防震縫寬順著建筑高度的增加而放大,同時可以在防震縫兩側(cè)布置垂直相交的抗撞墻體。
4. 合理布置砌體結構房屋建筑的縱橫墻
墻體屬于砌體結構房屋建筑的主要承重構件,由于房屋建筑的剛度大小主要取決于墻體數(shù)量,若承重墻體布置時隨意加大墻體間距和不均勻布置,將會降低房屋建筑的剛度以及抗震能力。因此在設計期間,需均勻分布房屋建筑的橫墻以及縱墻,從而確保房屋建筑的整體抗震性能。
5. 合理布置砌體結構房屋建筑的構造柱以及圈梁
構造柱、圈梁等均屬于提高砌體結構房屋建筑抗震性能的重要組成部分。其中構造柱有利于增強建筑墻體的抗剪性能,并改善建筑結構變形能力,提高建筑物的整體剛度從而使建筑結構在外力作用下僅發(fā)生局部變形,不對建筑結構整體的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此,在布置構造柱時,需以《抗震規(guī)范》作為布置依據(jù),在墻體交叉處均設置構造柱,促使墻體材料由脆性演變?yōu)檠有?。另外,圈梁也可以提高墻體之間的連接牢固性,對于增強房屋穩(wěn)固性、整體性等可起到明顯的促進作用。在一定情況下,還可抑制墻體產(chǎn)生裂縫。
五、 結語
目前,抗震技術屬于房屋建筑設計當中的一項主要技術,抗震設計的好壞將會直接影響到房屋建筑的抗震性能。因此在房屋建筑結構設計中,需根據(jù)抗震設計的相關要求,對房屋建筑進行合理設計,滿足房屋抗震設計的相關要求。盡可能提高房屋的抗震能力,減少地震災害對于房屋建筑的損害。本文只從基本概念做出闡述,實際設計還要運用靜力和動力的數(shù)值計算手段,用數(shù)值計算結果來量化宏觀指標,幫助工程師合理設計。
參考文獻
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【關鍵詞】房建結構,結構設計,抗震設計現(xiàn)狀,要求
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
房建結構抗震設計,關乎民生,關乎經(jīng)濟發(fā)展,社會穩(wěn)定,對房屋建筑實施結構設計,主要涉及對建筑高度,承載力,總體結構,各個部件的性能規(guī)劃等一系列的因素,要求通過對各個構件和整體規(guī)劃的基礎上,既實現(xiàn)滿足居民生活生產(chǎn)保障安全的需要,又具有值得欣賞的美學價值。增強房建結構的抗震設計,必須綜合考慮地基,房屋的結構體系選擇,綜合布局等多方面建設因素,是一項及其專業(yè),嚴謹,復雜的高技術工作。
二、建筑抗震的主要影響因素
1、抗震設計標準
目前,國內(nèi)在不同地區(qū)設定的基本設防烈度,主要是根據(jù)該地區(qū)以及具體建筑在一段時間內(nèi)遭受地震以及地震強度的概率而定的。如果是一般建筑,則執(zhí)行基本烈度設防,如果是重要的建筑物,則相應地提高設防烈度,但是,隨著設防烈度的提高,建筑的造價會相應增加。
2、建筑結構形式
為了有效地保證建筑物“小震不壞,中震可修,大震不倒”,在最新的設計規(guī)范中,磚混內(nèi)框架結構被嚴格取締了。目前,主要采用的是框架結構、剪力墻結構等??蚣芙Y構空間布置靈活,相對造價低,但是其在水平地震力作用下,容易發(fā)生剪切變形,因此,框架結構適用的高度相對較低。剪力墻結構平面布置沒有框架靈活,但其平面內(nèi)自身剛度大,強度高,整體性能好,在水平荷載作用下變形小,抗震性能較強,適用于高度較高的高層建筑。
3、抗震措施
抗震措施主要是根據(jù)建筑的重要性決定的。在確定建筑等級及場地類型之后,將先進的抗震理念和系統(tǒng)的分析計算納入到抗震設計中,即可改善建筑抗震性能,提高建筑抗震效果。
三、框架結構抗震設計的基本要求
有抗震性要求的框架結構,應設計成延性框架,遵守“強柱弱梁” 、“強剪弱彎”、強節(jié)點、強構件等設計原則,柱截面不宜過小,應滿足結構側(cè)移變形及軸壓比的要求。在進行框架結構抗震設計的時候,需要確定框架結構的抗震等級,根據(jù)不同的等級進行設計,主要是為保證框架結構具有較好的延性,并且能滿足合理、經(jīng)濟的設計要求。構件設計時應滿足各自的基本要求:①框架結構在進行梁端抗震設計時,既要允許塑性鉸在梁上出現(xiàn)又不要發(fā)生梁剪切破壞,同時還要防止由于梁筋屈服滲入節(jié)點而影響節(jié)點核心區(qū)的性能,使梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力,梁筋屈服后,塑性鉸區(qū)段應有較好的延性和耗能能力。②框架柱在設計時,應該遵循強柱弱梁,使柱盡量不要出現(xiàn)塑性鉸,在彎曲破壞之前不發(fā)生剪切破壞,使柱有足夠的抗剪能力,同時控制柱的剪切比不要太大。③框架節(jié)點在地震破壞時,主要是節(jié)點核心區(qū)剪切破壞和鋼筋錨固破壞,因此在設計時,要采取“強節(jié)點弱構件”的設計概念,保證在多遇地震時,節(jié)點應在彈性范圍內(nèi)工作;在罕遇地震時,節(jié)點承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞。
四、框架結構構件抗震設計的構造措施
1、框架梁的截面抗震設計尺寸,宜符合下列各項要求:截面寬度不宜小于 200mm;截面高寬比不宜大于 4;凈跨與截面高度之比不宜小于4。在計算出梁控制截面處考慮地震作用的組合彎矩后,可按一般鋼筋混土受彎構件進行正截面受彎承載力計算。梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于 2.5%,且計入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比,一級不應大于 0.25,二、三級不應大于 0.35。梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值,除按計算確定外,一級不應小于 0.5,二、三級不應小于 0.3。梁端剪力設計值應根據(jù)強剪弱彎的原則,按的要求加以調(diào)整,對一、二、三級抗震等級分別采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系數(shù)。
2、框架柱的截面抗震設計尺寸,宜符合下列各項要求:截面的寬度和高度均不宜小于 300mm;圓柱直徑不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。柱軸壓比不宜超過下表的規(guī)定;建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,柱軸壓比限值應適當減小。柱的鋼筋配置,應符合柱縱向鋼筋的最小總配筋率,中柱和邊柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.0、0.8、0.7、0.6,角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.2、1.0、0.9、0.8。同時每一側(cè)配筋率不應小 0.2%;對建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,數(shù)值應增加 0.1。 當采用HRB400 級熱軋鋼筋時應允許減少 0.1,混凝土強度等級高于 C60 應增加 0.1。
3、框架節(jié)點核芯區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑宜按規(guī)范中的柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑,一、二、三級框架節(jié)點核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且體積配箍率分別不宜小于 0.6%、0.5% 和 0.4%。柱剪跨比不大于 2 的框架節(jié)點核芯區(qū)配箍特征值不宜小于核芯區(qū)上、下柱端的較大配箍特征值。
五、基于剪力墻結構建筑體形的抗震優(yōu)化設計
高層建筑結構的設計,除了要合理選擇結構抗側(cè)力體系外,要特別重視建筑體形和結構總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面;結構總體布置是指結構構件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結構總體布置對結構的抗震性能具有決定性的作用。
1、震害及抗震概念設計
結構抗震設計有許多不確定因素(地震特性、結構扭轉(zhuǎn)等),進行精確的抗震計算是非常困難的。結構的抗震設計除了進行細致的計算外,要特別注重結構概念設計。概念設計是指在結構設計中,結構工程師運用“概念”進行分析,做出判斷,并采取相應措施。根據(jù)概念設計,抗震房屋的建筑體形和結構總體布置應符合如下原則:采用規(guī)則結構,不采用嚴重不規(guī)則結構;明確的計算簡圖和合理的傳力路徑;具有必要的剛度和承載力,具備良好的彈塑性變形能力和消耗地震能量的能力;部分結構或構件破壞不應導致整體結構倒塌,增加超靜定結構的次數(shù)。滿足抗震設計原則:即:“強節(jié)弱桿”、“強豎弱平”、“強剪弱彎”;置多道抗震防線,形成兩道或多道的抗震防線,增強結構抗倒塌能力。
2、建筑平面和結構平面布置
高層建筑的外形分為板式和塔式兩大類:板式建筑平面兩個方向的尺寸相差較大,塔式建筑平面兩個方向的尺寸接近。多數(shù)高層建筑為塔式。對抗風有利的建筑平面形狀是簡單規(guī)則的凸平面,如圓形,正多邊形、橢圓形等平面,以減小風壓,有較多凹凸的復雜平面,對抗風不利,如V形、Y形等。對抗震有利的建筑平面形狀是簡單、規(guī)則、對稱、長寬比不大的平面。
六、結束語
綜上所述,建筑結構設計中的抗震設計十分重要,加上我國今年來地震較多,加強房屋抗震設計對于居民的安全具有很大作用,應該不斷的加強研究。
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關鍵詞:框架;剪力墻;抗震;設計要求
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
框架—剪力墻結構具有剛度比較大、抗震效果好、建筑用料省、工程造價低等優(yōu)點,它被廣泛地應用于建筑結構中??蚣堋袅Y構是將框架結構與剪力墻結構相結合的一種建筑結構,它能夠?qū)⒖蚣芙Y構的功能同剪力墻結構的功能結合起來,從而達到增強框架—剪力墻結構抗震能力的目的。由于地震作用形式的多樣性以及框架—剪力墻結構本身的復雜性,框架—剪力墻在建筑結構中的應用中仍然存在很多問題。要想解決好該問題,必須要對框架—剪力墻建筑結構的抗震設計方法進行進一步的完善。
一、分析在地震作用下框架—剪力墻結構的內(nèi)力分布以及變形情況
框架—剪力墻結構是一種具有良好抗震性能的結構,它能夠?qū)⒖蚣芘c剪力墻這兩種結構的優(yōu)點融合在一起,具有更強的抗側(cè)向力、更好的延展性。在強度比較大的地震的作用下,框架—剪力墻結構由彈性階段轉(zhuǎn)為彈塑性階段,與彈性階段相比,這一時期的框架—剪力墻結構的內(nèi)力分布以及變形情況都有了很大的不同。經(jīng)過相關研究人員的理論分析以及試驗論證,剛度特征值以及樓層與樓層之間發(fā)生位移時的位移角度是了解與闡述彈塑性階段的框架—剪力墻結構的內(nèi)力分布以及變形情況的兩個關鍵性能參數(shù)。
二、框架結構與剪力墻結構協(xié)同原理
框架—剪力墻結構是將框架結構與剪力墻結構相結合的一種建筑結構,它能夠?qū)⒖蚣芙Y構的抗側(cè)力功能同剪力墻結構的抗側(cè)力功能結合起來,從而達到增強框架—剪力墻結構抗震能力的目的。其中,框架結構采用剪切型,剪力墻結構采用彎曲型。單獨的剪力墻結構的受力情況與豎直方向擺放的懸臂梁的受力狀況是相似的,當它受到因地震作用而產(chǎn)生的側(cè)向力時,其結構會產(chǎn)生變形現(xiàn)象,受力曲線呈現(xiàn)彎曲型。單獨剪力墻結構的受力特點是上部結構的層間位移角度大于下部結構的層間位移角度,呈現(xiàn)從上而下依次減小的趨勢。單獨的框架結構在受到因地震作用而產(chǎn)生的側(cè)向力時,其結構也會發(fā)生變形現(xiàn)象,但其受力曲線呈現(xiàn)剪切型。單獨框架結構的受力特點是上部結構的層間位移角度小于下部結構的層間位移角度,呈現(xiàn)從上而下依次增大的趨勢。這兩種結構的功能相互補充,將這兩種結構結合起來具有更強的抗側(cè)向力能力。
三、框架—剪力墻結構的抗震設計方法
1.從性能角度出發(fā)進行框架—剪力墻結構的抗震設計。
從性能角度出發(fā)進行框架—剪力墻的抗震設計,就是在進行抗震設計時,要以“投資—效益”為基礎,來對框架—剪力墻結構的抗震性能進行分析,將框架—剪力墻結構進行有關抗震性能的分類,將其劃分為不同的種類,并與我國相關法律法規(guī)要求的設防標準以及現(xiàn)實中業(yè)主對于設防標準的要求相適應。在應業(yè)主的要求對框架—剪力墻進行抗震性能的設計時,選擇符合現(xiàn)實需求的設防標準,根據(jù)設防標準確定框架—剪力墻結構的抗震等級,并進行合理的結構設計。綜上所述,與傳統(tǒng)的框架—剪力墻結構的抗震設計方法相比,從性能角度出發(fā)進行的框架—剪力墻結構的抗震設計方法,業(yè)主更具有選擇的自主性,可以提出自己的要求,由相關設計人員對框架—剪力墻結構進行抗震設計。從性能角度出發(fā)進行框架—剪力墻結構的抗震設計,實現(xiàn)了設防標準由單級向多級的轉(zhuǎn)變,更具有個性、多樣性以及創(chuàng)新性,能夠更好地促進技術的創(chuàng)新與發(fā)展、更好地實現(xiàn)設計方案的優(yōu)化以及更好地發(fā)揮框架—剪力墻結構的抗震性能,這是建筑行業(yè)的一個進步。傳統(tǒng)的框架—剪力墻結構的抗震設計方法與從性能角度出發(fā)進行的框架—剪力墻結構的抗震設計方法是共性與個性之間的關系??蚣堋袅Y構的設計過程主要包括以下三方面的內(nèi)容:明確設防標準、確定框架—剪力墻結構的抗震等級、框架—剪力墻結構的抗震設計方法。這一具有明顯個性的抗震設計方法的出現(xiàn),必將會顛覆原有的傳統(tǒng)抗震設計方法。
當前,建筑行業(yè)通常都采取傳統(tǒng)的框架—剪力墻結構的抗震設計方法,主要包括底部剪力法以及振型分解反應譜法,這兩種方法都應用了反應譜理論,都將承載力這一參數(shù)作為具有決定性意義的控制參數(shù)。傳統(tǒng)意義上的框架—剪力墻結構的抗震設計方法在對框架—剪力墻結構進行抗震性能的設計時,首先必須要進行加速度反應譜的設計,并以此為基礎來進行框架—剪力墻結構抗震性能的設計。進行加速度反應譜的設計是當前建筑行業(yè)內(nèi)最為主要也是最為基本的對抗震性能進行計算的方法。以承載力這個參數(shù)作為具有決定性的控制參數(shù)來對框架—剪力墻結構進行抗震性能的設計具有一定的缺點,它不能夠準確描述當框架—剪力墻結構處于彈塑性工作階段時能否具有正常的工作狀態(tài),也不能控制框架—剪力墻結構在承受地震作用力狀態(tài)下的損害程度,是一種極其被動的抗震設計方法。從能量平衡角度出發(fā)的極限設計方法、從延性角度出發(fā)的設計方法,以及從損傷角度的設計方法,分別以能量參數(shù)、延性參數(shù)以及損傷參數(shù)作為具有決定性質(zhì)的控制參數(shù),這三種抗震設計方法能夠克服以承載力這一參數(shù)為主要控制參數(shù)的抗震設計方法的缺點,但同時它們也存在自己的缺點。在采用這三種方法進行框架—剪力墻結構的抗震性能設計時,設計人員在設計過程不能夠明確掌握設計參數(shù),不利于保證設計方案與設計人員的思路的一致性。綜上所述,在進行框架—剪力墻結構的抗震性能設計時,最好采取變形參數(shù)來作為主要的控制參數(shù),一方面可以使設計人員在設計過程中能夠明確掌握設計參數(shù),保證實際設計方案與其本身的思路相符合,另一方面,可以對具有非結構性質(zhì)的構件進行性能水平的控制。經(jīng)過對以往地震災害的綜合分析,相關研究人員發(fā)現(xiàn),框架—剪力墻結構之所以會出現(xiàn)損壞、倒塌的現(xiàn)象,主要是因為框架—剪力墻結構所承受的作用力大小已經(jīng)超過了其塑性變形的極限,從而使框架—剪力墻結構變形程度過大。通過綜合分析,并經(jīng)過相應的理論驗證之后,從變形角度出發(fā)進行框架—剪力墻結構的抗震性能的設計是目前最具實用性的框架—剪力墻結構的設計方法。
從位移角度出發(fā)進行框架—剪力墻結構的抗震性能設計。
從位移角度出發(fā)進行框架—剪力墻結構的抗震性能設計方法將框架—剪力墻結構的抗震性能分為三大類:使用狀態(tài)良好的抗震性能、能夠抱證人身財產(chǎn)安全的抗震性能以及能夠防止框架—剪力墻結構倒塌的抗震性能,同時用層與層之間的位移角度將這三種抗震性能具體化。首先,將呈現(xiàn)水平分布規(guī)律并以倒三角形式發(fā)生作用的側(cè)移曲線來作為初始的側(cè)移模式。對于具有使用狀態(tài)良好的抗震性能的框架—剪力墻結構,在其側(cè)移曲線上,首先找出其反彎點,并找出反彎點在實際情況中所代表的樓層,然后確定樓層間的位移角度,當位移角度達到相應的數(shù)值時,將這時的側(cè)移曲線作為目標,并依據(jù)此時的相關數(shù)據(jù)計算出等效參數(shù)以及基底剪力和水平方面的地震作用力。對于能夠保證人身財產(chǎn)安全的抗震性能以及能夠防止框架—剪力墻結構倒塌的抗震性能,主要是以Pushover曲線以及需求曲線之間的關系,來調(diào)整框架—剪力墻結構,使框架—剪力墻具有能夠保證人身財產(chǎn)安全的抗震性能或者是能夠防止框架—剪力墻結構倒塌的抗震性能。
結語:
框架—剪力墻結構是一種將框架結構與剪力墻結構結合起來、具有很強抗震能力的建筑結構?;诳蚣堋袅Y構結構抗震性能的設計方法,是多年來世界各國共同關注的一個問題,必須要重視并加強對于房屋框架—剪力墻結構結構抗震性能設計方法的進一步研究與完善。
參考文獻:
[1]胡志明.論框架—剪力墻結構的抗震設計[J].探索·經(jīng)驗,2010(13)