抗震理念论文(精选5篇)

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所属分类:文学
摘要

80 年代,是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高度在 100m 左右或 100m 以上的以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店,它…

抗震理念论文(精选5篇)

抗震理念论文范文第1篇

【关键词】高层建筑;抗震;结构设计;探讨

前言

80 年代,是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高度在 100m 左右或 100m 以上的以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店,它是一座现代化的高级宾馆,总高 153.52m,全部采用框架一芯墙全钢结构体系,深圳发展中心大厦43 层高 165.3m,加上天线的高度共 185.3m,这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入 90 年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。深圳于1995 年 6 月封顶的地王大厦,81 层高,385.95m为钢结构,它居目前世界建筑的第四位。本文在此谈了谈自己的一些观点和看法。

一、概述建筑结构抗震理论

1、建筑结构抗震规范。建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容) 的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

2、抗震设计的理论。拟静力理论。拟静力理论是 20世纪10~40年展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40~60 年展起来的,它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。动力理论。动力理论是 20世纪70-80 年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于 60 年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而完成抗震设计工作。

二、高层建筑结构抗震设计问题分析

1、抗震措施。在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用) 等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

2、高层建筑的抗震设计理念。我国《建筑抗震规范》(GB50011-2001)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率(或重现期)来区分的:多遇地震:50年超越概率 63.2%,重现期 50 年;设防烈度地震(基本地震):50 年超越概率 10%,重现期 475年;罕遇地震:50年超越概率 2%-3%,重现期1641-2475 年,平均约为 2000 年。对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。

3、高层建筑结构的抗震设计方法。我国的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定: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结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法;除 1 款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法;特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

三、结语

现阶段,土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善,如果可以在结构与地基的材料特性,动力响应,计算理论,稳定标准诸方面得到符合实际的发展,自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。

抗震理念论文范文第2篇

关键词抗震设计;概念设计;抗震计算;构造措施

中图分类号TU691文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0221-01

多年来,人们对建筑结构抗震设计理论不断探索和研究,更多、更适用的抗震设计方法相继被提出。从最初的弹性理论到现在的非线性理论,从单一的保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服,同时还经历了结构非弹性变形性能力的“耗”的一系列转变。目前,结构抗震设计主要涉及三个方面:结构的概念设计、结构的抗震计算及构造措施。

1抗震概念设计

1.1概念设计的含义

1)一般指不通过数值计算,只根据结构体系震害、力学关系、结构破坏机理、试验现象与工程经验,对一些比较复杂、难以做出精确、理性的分析或规范中难以规定的工程问题,而获得的基本设计构思。

2)从宏观的角度来看,概念设计是运用一定的手段宏观控制建筑结构的总体布置与抗震细部构造。

3)有了概念设计的初步估算,在设计阶段,设计师能够更快速有效地对结构体系进行构思、对比与选择,大大降低了手算的难度,降低了成本,增强了设计方案的可靠性。

1.2概念设计的重要性

1)地震的无法预知性与随机性以及地面运动的随机性与复杂性,对结构的影响十分复杂。这种情况下,概念设计就显得尤为重要了。

2)结构地震计算的相关理论并不能充分反映地震中结构破坏复杂的过程。于是,概念设计在抗震设计中便起到了决定性的作用。

3)抗震设计仅根据抗震计算来确定,往往是不够准确的,甚至是偏于不安全的。

1.3概念设计的发展现状

社会经济快速发展及人们生活水平不断提高,建筑结构设计的要求随之提高。为了适应这种发展的要求,概念设计应运而生。当前,概念设计已成为工程设计必不可少的组成部分。于是,探索先进的理论计算,提高计算机水平,探索新型、轻质、高强、环保的建材,已成为当前做好结构概念设计的首要任务。

在传统的抗震设计中,单纯地通过配置钢筋来减少结构震害,这种做法加强了结构的刚度,但是,根据结构刚度与地震作用效应的相关性,结构刚度的增强反而加强了地震作用效应。为了纠正这种错误的抗震设计理论,专家利用结构的概念设计提出了隔震消能的思想。现有的隔震消能装置就是在基础和主体之间设置柔性层或增加消能支撑(相当于阻尼器),或在建筑物顶部装一个“反摆”(地震时,其位移方向和建筑物顶部的位移相反,形成附加阻尼,大大减少了结构的动力反应)。这种装置可以将地震作用效应可降低至60%,且屋内物品安全性也提高了。隔震耗能装置的研究在国内外已经引起了高度重视,而在日本,相关研究成果已广泛应用于工程实践中,并取得了较好的工程

效果。

2抗震计算

结构抗震计算包括地震作用计算和结构抗震变形验算。

2.1地震作用计算

底部剪力法和时程分析法是结构抗震计算的基本方法。

1)底部剪力法。适用于高度不超过40 m、以剪切变形为主、质量与刚度在竖直方向分布均匀的结构,以及可简化成单质点体系的结构。

2)时程分析方法。适用于不规则的建筑(如扭转、凹凸、楼板不连续和竖向形体不规则等)、甲类建筑与烈度、限定高度的高层建筑;多遇地震作用的计算也可采用时程分析法,计算时,将多条时程曲线计算结果的平均值作为计算结果。

采用上述两种方法计算地震作用设计时,须满足以下计算要点。

1)因为建筑结构两个主轴方向的构件抗侧力是地震变形验算的主要对象,所以,这两个方向要分别进行水平地震作用的

计算。

2)对质量与刚度的分布明显不对称的结构,需考虑双向水平地震作用下的扭转效应。其他结构的扭转效应可以通过对地震作用修正得到。

3)8、9级地震中的大跨度结构和长悬臂结构,9级地震中的高层建筑,都要进行竖直方向地震作用的计算。

4)对于结构中相交角度大于15°的斜交构件,需对有抗侧力的该种构件进行水平各向地震作用计算。

2.2结构抗震变形验算

结构抗震变形验算包括遇地震下的抗震变形验算和罕遇地震下的抗震变形验算两部分。

1)多遇地震下的抗震变形验算。各种结构都要进行多遇地震下的抗震变形验算,楼层最大层间位移需满足规范中规定的限制。

2)罕遇地震下的抗震变形验算。与多遇地震下的抗震变形验算不同,罕遇地震下的抗震变形验算只需对一些特定的结构进行。①必须进行弹塑性变形验算的结构:7~9度且屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构;8度Ⅲ、Ⅳ类场地与9度较高单层钢筋混凝土柱厂房的排架结构(横向);重要建筑或抗震要求较高的建筑,且结构类型是钢筋混凝土结构或钢结构;采用隔震消能设计的结构;高度大于150 m的钢结构;②建议进行弹塑性变形验算的结构:抗震烈度、场地内有高度限定,且竖向形体不规则的结构;板柱、抗震墙结构和底部框架的砌体结构;7度Ⅲ、Ⅳ类场地、8度乙类建筑,且其建筑结构是钢筋混凝土结构或钢结构;不高于150 m的高层钢结构。

3抗震构造措施

3.1砖混结构

砖混结构的抗震构造要求包括:加设圈梁、加设构造柱、对墙体加固构造。

1)圈梁用于增强房屋的整体性,可以提高房屋的整体抗震

能力。

2)构造柱与圈梁配合适用,二者形成封闭骨架,可以提高砌

体结构的抗震能力。一般来说,在内外墙交接处、外墙转角处以及楼梯间的四角处,都应加设构造柱。

3)墙体加固构造可以有效提高砌体结构的水平承载力,一般做法是用高标号水泥砂浆或布钢筋网砂浆代替原墙体的粉刷

抹灰。

3.2混凝土结构

混凝土结构的抗震构造要点包括:①构件截面的高宽比要满足规定的限值;②满足最小配筋率要求;③将承重柱的轴压比控制一定的范围内;④一般填充墙中应设置拉结筋,较长的填充墙还应设置构造柱、芯柱、角柱并要求短柱箍筋全高加密。

4结束语

建筑结构的抗震设计是一个复杂、综合、系统且整体性很强的过程,它包括建筑结构的概念设计、抗震计算及构造措施,三方面缺一不可。如今,随着地球的生态环境的破坏越来越严重,地震灾害也日趋频繁,建筑结构的抗震设计成了衡量建筑结构设计是否有效的一向重要指标。因此,对各种结构进行更准确、合理的抗震设计,将成为建筑工程中尤为重要的研究方向。

参考文献

[1]张映超.浅谈房屋建筑结构的抗震设计[J].科技风,2011.

抗震理念论文范文第3篇

关键词:建筑结构、抗震设计、现代抗震设计理念、国际抗震设计新理念

中图分类号:TU3文献标识码: A

一、建筑抗震设计的重要意义

不同的变量可以体现出建筑结构的地震反应,在抗震设计中具体使用哪一种设计的变量,要与结构自身的类型相结合,与地震反应的特性以及地震破坏的模式相结合。结合结构抗震设计变量的不同,对结构抗震的设计方法进行分类,一般可以分为以下四种:基于承载力的抗震设计法、基于能量的抗震设计方法、基于位移的抗震设计方法及基于损伤的抗震设计方法。

通过抗震设防目标的角度可以看出,现在的抗震设计方法说到底是以对生命安全进行保护的单一设防目标。现代社会在不断的发展,抗震设计不但要预防建筑物的倒塌破坏,更要结合建筑物的重要性以及用途进行有效的控制它的破坏状态。这对于抗震设防目标来讲要求更多级化,基于性能的抗震设计方法的提出就是为了对此问题的解决。性能这一概念具有宏观性,与力或位移这样的物理概念不同,不能作为设计变量在抗震设计中直接运用,更多是与建筑物的破坏程度联系在一起,建筑物的破坏程度可以用位移、力、能量以及损伤等反应参数进行表示,所以,基于性能的抗震设计与基于承载力或者基于位移等抗震设计相比,其设计的理念更为广义,如今,在进行有针对性的基于位移、损伤以及能量等抗震设计方法的研究中,一般的主导思想都是基于性能的抗震设计。

二、现代抗震设计综述

第一,基于承载力的结构抗震设计,基于承载力的结构抗震设计,建立在静力分析的理论之上,以惯性力的形式来反映地震作用,并按弹性方法来计算结构地震作用效应的大小、进行结构弹性位移验算,把结构构件的强度是否达到特定的极限状态作为结构失效的准则。一是设计地震作用的确定,在基于承载力的结构抗震设计方法中,设计地震作用取值由设防烈度的地面运动有效峰值加速度考虑放大效应和地震作用效应降低系数的综合影响后得来的,可以用如下公式表示:f = kβig/r式中:f―建筑结构总水平地震作用;k―地震系数(不同地震分区所取的相当于设防烈度水准的地面运动有效峰值加速度或地面运动峰值加速度与重力加速度的比值,它反映了不同地区设防烈度地震的强弱);β ―动力放大系数(对应于不同周期的结构反应峰值加速度与地面运动有效峰值加速度或峰值加速度比值的拟合值,它反映了不同周期体系对地震作用的动力放大效应);i―建筑重要性系数;r―地震作用降低系数;g―结构重力荷载代表值(取恒载和可能与设计地震作用同时出现的活载之和)。地震系数k 反映的是不同地区设防烈度地震的强弱,根据各地区不同的地震危险性将其细分为不同地震区域,并对每个地区根据统计结果重现期给出其地震系数。动力放大系数β反映了不同周期弹性单自由度体系的动力放大效应,它通常是从相对于地面运动有效峰值加速度作归一化处理后的多条弹性加速度反应谱曲线中经归纳和简化后得到的。加速度反应谱是确定的地面运动通过一组阻尼比相同自振周期不同的单自由度体系所引起的各体系最大加速度反应与相应体系自振周期间的关系曲线。二是基于承载力结构抗震设计方法的研究现状,基于承载力的抗震设计法作为产生较早的方法,从20世纪年代中期开始广泛应用,经过多年的研究发展较之其他抗震设计方法相对成熟。目前加速度反应谱的短周期段的精度已基本满足工程使用要求,研究主要关注反应谱的不合理性。随着高层、超高层等长周期结构的发展,对反应谱长周期的研究也逐渐开展。考虑到现有的科技水平及设计习惯,弹性加速度反应谱仍是现阶段结构抗震设计计算的最基本依据,研究工作主要集中在结合场地影响、强震观测改进及结构时程分析对加速度反应谱的长周期段进行修正,以求使地震作用计算更加合理准确。

第二,基于能量的结构抗震设计,基于能量的抗震设计理论主要是通过能量的角度在地震地面运动对结构的作用进行考虑,具有明确的概念,也能把地震的动强度、频谱以及持时对结构带来的破坏进行很好的反映,通过输入能量与耗散能量的角度对结构进行捕捉到在强烈的地震作用下的变形过程。因为能量分析具有一定的复杂性,基于能量的结构抗震设计的方法还正在研究的阶段,要在实际工程设计中进行运用,到现在为止还没有真正建立起来。在抗震研究中有两个非常重要的论题就是能量概念与破坏模型,尤其是现在提出的基于性能的抗震设计的思想,对于抗震结构的耗能力以及性能的研究又提出更高的要求。此方法能够对结构滞回变形而对结构破坏影响的特点进行全面的考虑,并且对于基于性能的抗震设计理念有着非常重要的意义,所以,基于能量的抗震设计的方法对于抗震理念的进一步发展起着很大的促进作用,也是传统抗震设计方法得到改进的重要发展方向。

第三,基于损伤的结构抗震设计,近些年以来,经过各国的学者的研究表明,因为地震具有往复性,而且地震动持的时间比较短,所以,受地震的作用,其损伤不但与最大变形有关系,同时,与结构的低周疲劳效应带来的累积损伤也有关系。通过反映结构的变形以及累积损伤效一些的损伤性能参数能把结构的非弹性性能更好的描述出来。因为计算损伤指数是把计算结构的累积滞回耗能作为基础的,而结构能量分析的重点是累积滞回耗能计算,因此,也可把基于损伤的设计方法作为能量法结合性能设计思想的一种应用的方法。基于损伤的抗震设计就是对结构损伤指数的反映,对地震损伤模型的损伤指数进行适当的选取,再进行验算看是否与预定的损伤性能目标相符合。

第四,基于性能的抗震设计的概念,组织描述基于性能抗震设计就是性能设计是要对设计标准进行选择,结构的形式要恰当,规划要合理,才能使建筑物的结构与非结构的细部构造设计得到保证,对建造质量进行控制并进行长期的维护,让建筑物在受到一定水平地震作用下,破坏的结构处于特定的范围内。Atc组织的描述是对基于性能抗震设计在进行结构设计中,选用的标准通过结构性能目标来体现,主要是对混凝土结构而且采用基于能力的设计原理。

三、国际抗震设计新理念分析

很多国家在进行高层建筑的抗震设计中,都有很多新的结构出现,例如:美国的纽约四十二层高的建筑物,建在基础分离的九十八个橡胶的弹簧上,日本 的建在弧型的钢条上,前苏联的建在基础分离的沙垫层上,这些都是在实际中成功的案例,都在建筑结构的体型上得到明显的提升,对传统的插入式刚箍捆住内力的结构体系进行入改变。总之,在很多建筑设计的结构中都要想办法避免地震灾害。实质上也是对似地球为相当好的惯性参考系”为指导理论的反映,现行的抗震硬抗以及死抗地震打击设计的制定,实质也是对建筑结构受力体系的改变,而不在似地球为绝对静止不动的惯性参考系了。

日本东京建造的弹性建筑达到十二座,经过6.6级地震的考验,达成非常明显的减灾效果。此种弹性的建筑物在隔离体上进行建设,隔离体的组成包括分层橡胶、硬钢板组以及阻尼器,建筑结构不会与地面发生直接的接触。阻尼器是由螺旋钢板组成,可以使颠簸的感觉得到减缓。在美国硅谷建造了一座电子工厂大厦,就是滚珠大楼,采用了一种新的抗震法,也就是在建筑物的每一根柱子或墙体下进行不锈钢滚珠的安装,通过滚珠来对整个建筑进行支撑,钢梁纵横交错,却把建筑物紧紧的固定在地基上,在地震发生的时候,富有弹性的钢梁会进行自动的伸缩,而大楼在滚珠上发生轻微的前后滑动,可以把地震带来的破坏大大的减弱。在日本的鹿岛,建筑部门对弹簧大楼发明了一种俗人的防震营造法,就是通过弹簧把与地基连接的基础部分与建筑物的主体分离开来,让建筑物的主体处于一种能对地震吸收和其他振动冲击的中介物上。不管地基发生怎样的摇晃,振动的能量在传到建筑物的时候,其振动量也会减到原来的十分之一。

四、结束语

总而言之,通过对建筑抗震设计的综合分析,以及国际抗震设计新理念的总结,可以发现建筑结构的抗震设计是一个庞大的课题,并且具有一定的复杂性,具有非常广泛的涉及面,本文中对此理念并没有深入的研究,因为时间以及能力还非常有限。在未来的研究中,在建筑抗震设计中还需要进一步探讨各个方面的知识。

参考文献:

[1] 胡聿贤.地震工程学[m].北京:地震出版社,2006:5-8.

[2] 叶列平,经杰.论结构抗震设计方法[c].第六届全国地震工程会议论文集,2002.

抗震理念论文范文第4篇

【关键词】抗震 概念设计 整体稳定性

中图分类号:S611 文献标识码: A

建筑物结构的概念设计一般来说有建筑方面的概念设计和结构方面的概念设计,它们之间相互影响、相互协调、相互结合。结构概念设计就是以工程概念为依据从有利于提高结构抗震力的概念上,用符合工程客观规律和本质的方法,对所设计的对象做宏观的控制,目的就是在初步设计前为所这几的工程项目设计一个概念性的总体方案和宏观的控制。近年来,结构工程师将概念设计应用于实际工程中取得了很好的效果。同时随着建筑业的发展,建筑的体型、功能的日新月异 的变化与要求,我们发现 89抗震规范中规定的概念设计内容不够全面。2010年 1月实施的 GB50 0 1 1 - 2 0 10《建筑抗震设计规范》 (以下简称新抗震规范 )对概念设计的要求作了更全 面、更符合实际的规定,尤其是增加了“不规则建筑结构的概念设计”,使得概念设计在工 程中的应用更具体更明确地落到实处,切实提高了结构的抗震能力。“概念设计”愈来愈受 到国内外工程界的普遍重视。

地震具有随机性、不确定性和复杂性,要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数,目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统,在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,也存在着不确定性。因此,结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念,从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏过程,灵活运用抗震设计准则,全面合理地解决结构设计中的基本问题,既注意总体布置上的大原则,又顾及到关键部位的细节构造,从根本上提高结构的抗震能力。

一、概念设计的主要内容

1.选择有利场地。造成建筑物震害的原因是多方面的,场地条件是其中之一。由于场地因素引起的震害往往特别严重,而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。因此,选择工程场址时,应进行详细勘察,搞清地形、地质情况,挑选对建筑抗震有利的地段,尽可能避开对建筑抗震不利的地段,任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。

2.对建筑抗震有利的地段,一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害,从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的地段,就地形而言,一般是指条状突出的山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘;就场地土质而言,一般是指软弱土、易液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等,以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。采用合理的建筑平立面。建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理,结构布置符合抗震原则,就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。

经验表明,简单、规则、对称的建筑抗震能力强,在地震时不易破坏;反之,如果房屋体形不规则,平面上凸出凹进,立面上高低错落,在地震时容易产生震害。而且,简单、规则、对称结构容易准确计算其地震反应,可以保证地震作用具有明确直接的传递途径,容易采取抗震构造措施和进行细部处理。

3.选择合理的结构形式。抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。按结构材料分类,目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等;按结构形式分类,目前常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多因素影响,是一个综合的技术经济问题,需进行周密考虑确定。抗震规范对建筑结构体系主要有以下规定:①结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;②结构体系宜具有多道抗震防线,应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力;③结构体系应具有必要的抗震承载力,良好的变形能力和耗能能力;④结构体系宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中,对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力;⑤结构在两个主轴方向的动力特性宜相近,在结构布置时,应遵循平面布置对称、立面布置均匀的原则,以避免质心和刚心不重合而造成扭转振动和产生薄弱层。

4.提高结构的延性。结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。结构的延性反映了结构的变形能力,是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。结构良好的延性有助于减小地震作用,吸收与耗散地震能量,避免结构倒塌。而结构延性和耗能的大小,取决于构件的破坏形态及其塑化过程,弯曲构件的延性远远大于剪切构件,构件弯曲屈服直至破坏所消耗的地震输入能量,也远远高于构件剪切破坏所消耗的能量。因此,结构设计应力求避免构件的剪切破坏,争取更多的构件实现弯曲破坏。始终遵循“强柱弱梁,强煎弱弯、强节点、弱锚固”原则。构件的破坏和退出工作,使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系,致使结构的周期发生变化,以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。

5.确保结构的整体性。结构是由许多构件连接组合而成的一个整体,并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。若结构在地震作用下丧失了整体性,则结构各构件的抗震能力不能充分发挥,这样容易使结构成为机动体而倒塌。因此,结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件,确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。为了充分发挥各构件的抗震能力,确保结构的整体性,在设计的过程中应遵循以下原则:①结构应具有连续性。结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持整体的重要手段之一。②保证构件间的可靠连接。提高建筑物的抗震性能,保证各个构件充分发挥承载力,关键的是加强构件间的连接,使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。③增强房屋的竖向刚度。在设计时,应使结构沿纵、横2个方向具有足够的整体竖向刚度,并使房屋基础具有较强的整体性,以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿过房屋时所造成的危害。

6、计算结果的校核。一般来说,在结构设计中,我们通常计算软件来进行结构分析,这就需要设计人员对自己简化的结构模型要进行合理性的分析,是否和实际受力模型一致,而最初的概念设计就显得尤为重要,只有这样,在进行准确分析判断之后,方可用于实际工程

7、抗震构造措施。可以说,合理的抗震概念设计会简化抗震计算过程,而构造措施则是对概念设计的补充。“强柱弱梁”“强剪弱弯”都是抗震概念概念设计的精髓。所以无论是什么结构类型,规范中都明确了在不同的抗震等级中,所应满足的构造措施,这些都是一个结构是否安全的有力保障。

二、抗震概念与设计计算的具体规定

新抗震规范已将设计中常出现的问题做出了具体规定。

1.体形复杂的建筑不一概提倡设防震缝。

2.对规则结构与不规则结构做出了定量的划分。并用强制性条文对建筑师的建 筑设计方案提出了限制。如第 3 . 4. 1条规定,“建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的方案”。

3.予应力混凝土的抗侧力构件,应配有足够的非予应力钢筋。

4.非结构构件与其结构主体的连接,应进行抗震设计,如幕墙、附属机械、电气设备系统 支座和连接等需符合地震时对使用功能的要求。

5.投资方愿意通过增加投资来提高安全要求的抗震建筑,采用隔震和消能减震设计。

6.结构材料的选用应减少材料的脆性,优先采 用延性、韧性和可焊性较好的钢筋和规定强度等级范围内的混凝土。

通过执行新抗震规范中的各项规定,来保证抗震概念设计的完成 ;通过遵循抗震概念设计的原则,使建筑物具有可靠的抗震性能。概念设计决定建筑物的抗震性能,如果概念设计不适宜于抗震,那么不管多“精密”的计算也无济于事。当然,在做好概念设计的基础上也要认真计算做好定量分忻。

三、对自己将来工作的要求

了解未来抗震新思路. 如前所述,目前为减轻灾害所采取的措施都偏重于提高结构自身的承载能力和变形能力,从而耗散地震能量避免建筑的倒塌。这种做法可以说一种比较被动的的办法,存在着造价高、构造复杂,施工难度大等特点。既然破坏能力来自于地面,通过基础向上部结构传递,那么若在基础和上部结构之间增加一个“能量耗散层”以阻隔或减少地震能量向上传递,就能大大减轻地震队建筑物的损坏程度。我国的地震实例也印证了是可行的,1996年邢台地震,大量民屋倒塌,但其中几栋土坯房几乎没有被破坏,经过考察,原因在于基础墙体里铺设厚约30mm的芦苇杆防潮层,起到了减震效果。为避免它给人类带来大的灾难,要求结构工程师根据新抗震规范运用好抗震概念设计。做到 :1 .结构功能与外部条件一致 ;2 .充分发展 先进的设计理念 ;3 .发挥结构的功能并取得与经济的协调 ;4.更好地解决构造处理 ;5. 利用定量的计算进行抗震分忻 ;6.用概念来判断计算的合理性。客观事物是多种多样的,而且都是在不断地变化,因此对不同的客观事物有不同的概 念,随着事物认识的不断发展,概念也在不断的发展变化,做好工程结构概念设计,有着很重要的意义。

结语:汶川大地震,玉树大地震以及近年来全国各地频发的一系列地震,对建筑物的抗震敲响了警钟,建筑抗震必须再次引起我们的高度重视。本文对建筑抗震的概念设计进行了研究分析。对建筑抗震概念设计的重要性进行了阐述并提出了一系列相应的措施。在提高结构整体的抗震性能分析时,又融入了新的抗震设计思路,为工程设计人员在今后的工程设计中提供了一些思路,仅同行参考。

参考文献:

【1】孙柏锋 隔震结构设计方法研究 昆明理工大学硕士学位论文 2007

【2】GB50011-2010 建筑抗震设计规范

【3】李卫红 加强建筑抗震设计的重要性

抗震理念论文范文第5篇

关键词:抗震 ;结构设计;加固

中图分类号:TU318 文献标识码:A

对建筑设计结构设计很难有较大的修改,制定好建筑设计,原则上结构设计只能对建筑设计的要求服从。在建筑初步设计、方案阶段中如果建筑师能较好地对抗震的要求考虑,对结构构件系统则结构工程师就可以合理的进行布置,建筑结构相应产生的地震作用以及刚度和质量分布与变形结构受力比较均匀协调,能得到较大的提高和改善建筑结构的抗震承载力和抗震性;如果建筑师没有很好地在提供的建筑设计中对抗震要求考虑,那就会带来较多困难给结构的抗震设计,建筑布置会限制结构的抗震设计和布置,甚至使得设计的不合理。有时为了让结构构件的抗震承载力有所提高,不得不增大配筋用量或构件的截面,从而给投资带来不必要的浪费。

一、建筑结构抗震设计

一般来说,所谓的抗震设计建筑结构就是指对建筑结构通过地震时的破坏,结合长期实践于建筑结构工程中所积累的经验,总结形成的一种基本的设计思想与设计方法,也是确定细部构造措施并且进行结构与建筑整体布置的一个过程。地震动理论上其就是一种随机的振动,它具有复杂性、不确定性与随机性使得人们难以把握,某建筑物可能遭遇的地震的参数与特性要想很精确地预测,我们就目前来说还非常难以具备更好的方法。在建筑结构分析抗震设计这个方面,由于我们对建筑结构的外界引起变化、空间作用、建筑结构的性质以及建筑的材料等等不同的很多种因素不能够很充分地考虑,因此有很大的不确定性。所以不能够全部的依赖于计算结果来进行建筑结构的抗震设计,更要以抗震设计建筑结构工程所建筑工程抗震经过长时间的经验以及基础理论所可以总结出来的为基本出发点的建筑工程抗震设计方法,使得建筑结构的抗震性能进而更好的提高。

二、结构抗震概念设计的重要性

2.1解决地震不确定性的好方法是概念设计

对地震破坏机理我们还不十分清楚, 对地震的破坏现象也只是停留在感性认识阶段,建筑物抗震计算的原理只是一种近似方法,却不能代表建筑本身在地震中的真实反应。概念设计的思想不妨是个解决这个问题的好方法。地震是一种随机振动,有着难以把握的复杂性和不确定性,要准确地预测建筑物遭遇地震的特性和参数,尚难以做到。在建筑抗震理论未达到科学严密的今天,单靠计算很难使建筑具备良好的抗震能力。因此,结构工程师必须重视建筑总体抗震能力的概念设计。

2.2工程师进行结构设计创新的方法和原则是概念设计

展现先进设计思想的关键是概念设计,在特定的建筑空间中一个结构工程师的主要任务就是完成结构总体方案的设计采用整体的概念,并对结构与结构、构件与结构的关系能有意识地处理。一般认为,结构工程师如果概念设计做得好,随着他的不断努力,随年龄与实践的增长其结构概念将会越来越丰富,设计成果也越来越创新、完善。

2.3 计算理论与实际受力的差别使得概念设计成为结构抗震的重要途径

概念设计的重要,主要是由于现行的结构计算理论与设计理论存在许多缺陷或不可计算性,这一矛盾使结构的实际受力状态与设计结果差之甚远,为了对这类计算理论缺陷的弥补,或者无法计算对实际存在大量的结构构件的设计能够实现,都需要结构措施与优秀的概念设计使得结构设计的目的得到满足。

2.4 概念设计在初步设计中的重要性

概念设计之所以重要,还在于在设计方案阶段,不能借助于计算机来实现其初步设计过程。这就需要其掌握的结构概念由结构工程师综合运用,选择造价最低、效果最好的结构方案。为此,不断地丰富自己的结构概念,需要工程师深刻、深入对各类结构的性能了解,并能有灵活地、意识地运用它们。而人的设计,就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷,主要原因就是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思,即未进行概念设计所致。

三、建筑结构抗震设计常用方法

3.1进行抗震设计根据建筑结构基本构造

一般情况下,使用砼钢筋框架结构时,是对钢筋砼构件通过控制最小配筋率,以及截面尺寸来实现抗震设计。建筑的砖混结构,构造方法一般比较常见的有限制建筑的层数与层高和房屋的整体高度;设置钢筋砼构造柱在建筑的横纵墙中,并且还要有一些防震缝设置等等。在建筑结构抗震设计规范修订后对一些强制性的条例进行了增加,例如:突出建筑屋顶的电梯、楼,要求延伸构造柱到建筑的顶部,并且连接顶部的圈粱成为一体,以此来拉结主体结构与突出部分成为整体,提高整体的承载力。

3.2进行抗震设计根据建筑结构性能目标

在发生地震的时候建筑物有高度的安全性,是最终抗震设计的目的,所以建筑结构的抗震设计要求的基本设计标准为以可能会发生在要建设建筑物的地区的大地震的烈度,而且还要以建筑物的内部以及建筑自身对建筑结构的抗震性能确定指标以没有造成破坏为最终目标。建筑结构中建筑结构的基础部位以及某些非抗震的下部结构也有一定程度上需要抗震能力,建筑结构在发生大地震的时候要基本保持在弹性范围所能承受之内。另外,也应该重视建筑结构的抗风性能。因建筑的安全使用很有可能导致性能降低由于风压所导致的建筑水平振动,以及破坏其抗震构造构件的耐久性能。

3.3进行抗震设计根据建筑规划和建筑场地

要有较好的抗震性,建筑结构将比较稳定性的建筑场地作为优先选择。另外,需要对具有抗震性的建筑进行抗震层的设置,而且包建筑外观括、邻栋间距等等的一些安全性能以及舒适感的角度对建筑结构的外部空间应该进行考虑。而且在进行场地规划建筑结构的时候,也应该从建筑上部结构适应的位移等性能与特点方面的角度来考虑。

四、加强建筑工程抗震措施

4.1 选址要科学合理

《中华人民共和国防震减灾法》规定,对于可能发生严重次生灾害和重大建设工程的建设工程,对地震安全性必须进行评价;并确定抗震设防要求,根据地震评价安全性的结果,进行设防抗震。建筑物建造在可液化场地或临近地震断层或软弱地基,地震引起地基失效由于对场地的液化作用,建筑物倾斜而很容易倒塌。

4.2 采用合理的结构形式

目前我国有钢筋混凝土结构、砖混结构、钢结构、钢-混凝土组合结构等常用建筑结构形式。可根据不同的地区,选择不同的结构形式根据不同设防烈度。本身钢筋混凝土就具备柔性,因而这种结构的建筑物承载能力高,变形能力好,通常抗震能力也强。应根据建筑的抗震要求和功能要求在确定结构方案时,合理进行选择。在选择结构体系时结构的侧移度从抗震角度来说,是要考虑的重要因素,尤其是对于设计的高层建筑,这一点起控制作用,随着高层和多层房屋高度的增加,在其他荷载作用以及地震作用下结构产生的水平位移增大迅速,必须要求抗侧移结构刚度也随之增大。

4.3设计质量切实提高

地震尤其是烈度和震级较高地震,危害性非常大,显得尤为重要的就是建筑物的抗震性能。目前我国设计建筑结构水平还非常低,所采用的建筑方案在大量的建筑上不是很合理,导致无法合理布置结构方案,增加材料用量。

总之,为了提高刚度、延性和承载力为主导目标,综合运用抗震原则,刚柔结合多道防线,同时确保结构体型简单,结构传力和受力途径直接,结构构件与整体结构共同作用,从设计上如此一来就可以保证在地震作用下建筑结构的安全性。

参考文献:

[1]张文银,高莉.建筑结构抗震设计[J].山西建筑.2008 第32 期.