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建筑工程抗震設(shè)計(jì)思考

時(shí)間:2022-08-06 04:23:30

序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]一篇建筑工程抗震設(shè)計(jì)思考范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

建筑工程抗震設(shè)計(jì)思考

建筑工程抗震設(shè)計(jì)思考:超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)與分析

摘要:抗震設(shè)計(jì)是建筑工程的一個(gè)重要內(nèi)容,尤其是在地震頻發(fā)區(qū)的建筑工程,要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況提高建筑工程的抗震性能和級(jí)別。良好的抗震設(shè)計(jì)可以使建筑物抵御地震帶來(lái)的破壞,減少人身生命財(cái)產(chǎn)損失。而超限高層建筑物的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,一旦因地震遭受巨大破壞,就會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響。

一、前言

改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),城市化進(jìn)程明顯加快,大量農(nóng)村人口迅速向城市集中,由此造成城市人口數(shù)量的不斷膨脹,對(duì)房屋的需求也急劇增加。為了緩解城市人口對(duì)房屋需求的壓力,越來(lái)越多的高層、超高層建筑如雨后春筍般出現(xiàn)在各大、中城市。超高層建筑,除了具有充分利用有限的土地面積,最大限度利用地上建筑使用空間外,還具有強(qiáng)烈的標(biāo)志性及展示性作用,從而往往能成為區(qū)域性、地標(biāo)性建筑或成為城市“名片”。

然而,盡管城市中的超高建筑越來(lái)越多,但目前卻沒(méi)有統(tǒng)一的方法和明確的依據(jù)來(lái)對(duì)超限工程進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),多數(shù)情況下還是要依靠工程師和專家們的結(jié)構(gòu)概念和經(jīng)驗(yàn)來(lái)把握,而其可靠程度,限于現(xiàn)今的技術(shù)水平一般只能作出定性結(jié)論,還很難作出定量的描述。以下本文就超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)方面內(nèi)容作出簡(jiǎn)要分析,供廣大同行參考。

二、超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)研究的作用和意義

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,在全球經(jīng)濟(jì)一體化的趨勢(shì)下,我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)發(fā)展有了突破性進(jìn)展,出現(xiàn)了各個(gè)行業(yè)的流動(dòng)資金開(kāi)始往基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)匯集的現(xiàn)象。超高層建筑工程是在人們對(duì)空間的成分充分利用的前提下應(yīng)運(yùn)而生的,這反映了人們對(duì)充滿現(xiàn)代感和時(shí)代感的城市生活的追求。但是,問(wèn)題也隨之而來(lái),因?yàn)槌薷邔咏ㄖこ套陨淼慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)已經(jīng)超出了我國(guó)對(duì)建筑工程的規(guī)定,抗震也是擺在超高建筑工程面前的重大難題。尤其是這幾年以來(lái)我國(guó)地震災(zāi)害頻發(fā),汶川和玉樹(shù)地震的發(fā)生造成對(duì)建筑物的破壞,更是讓我們觸目驚心。建筑物的抗震安全性和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全密不可分。所以,我們要正確認(rèn)識(shí)到在發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題,認(rèn)識(shí)到超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的重要性。完善超限高層建筑的抗震設(shè)計(jì)是人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保證,也是社會(huì)發(fā)展的需要所在。

三、超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的原則和基本內(nèi)容

1、超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的原則

在建筑物抗震設(shè)計(jì)上,我國(guó)遵循這樣三條原則“:小震不壞、中震可修、大震不倒”。 第一,小震不壞。當(dāng)建筑物遇到多遇地震時(shí),其結(jié)構(gòu)沒(méi)有遭受到損壞,無(wú)需修理就可以繼續(xù)使用。在這個(gè)原則下,一般是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的承載力進(jìn)行驗(yàn)算,是建筑工程抗震設(shè)計(jì)第一階段的彈性設(shè)計(jì)。第二,中震可修。當(dāng)建筑物遇到設(shè)防地震時(shí),建筑物可能發(fā)生一定程度的損壞,經(jīng)過(guò)修補(bǔ)之后就可以繼續(xù)投入使用。這要求建筑設(shè)計(jì)時(shí)考慮到建筑結(jié)構(gòu)的非線性彈塑性變形和承載力,是第二階段的彈塑性變形驗(yàn)算。第三,大震不倒。當(dāng)遭受到罕遇地震影響時(shí),建筑物不會(huì)發(fā)生倒坍等威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重大事故。這一階段的設(shè)計(jì)是前面兩個(gè)階段驗(yàn)算和設(shè)計(jì)的分析過(guò)程,并采取相應(yīng)的抗震措施和技術(shù)來(lái)提高建筑物的抗震性能。

2、基本內(nèi)容

第一,當(dāng)超限高層建筑物采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和抗震墻結(jié)構(gòu)時(shí),其高度不得超過(guò)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的最大適用高度。當(dāng)采用的是抗震墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)時(shí),建筑工程為 9 度設(shè)防時(shí),其高度不得超過(guò)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的最大適用高度;建筑工程為 8 度設(shè)防時(shí),其最大高度應(yīng)是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定最大適用高度的120%;建筑工程為 7 度和 6 度設(shè)防時(shí),其最大高度應(yīng)是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定最大適用高度的 130%。第二,超限高層建筑物設(shè)計(jì)時(shí),其高度、高寬比和體型規(guī)則性這三者中至少有一項(xiàng)需要滿足《建筑

抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。第三,在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),至少要采用兩種力學(xué)模型來(lái)計(jì)算分析建筑物的受力情況,其計(jì)算程序需要經(jīng)過(guò)有關(guān)行政部門的鑒定許可。第四,為保證超限高層建筑的安全性,應(yīng)采取比《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》更嚴(yán)格的抗震措施。第五,當(dāng)超限高層建筑物有明顯薄弱層時(shí),還應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的彈塑性時(shí)程分析。

四、超限結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、高度和高寬比超限建筑

a. 盡可能采用適用高度較高的結(jié)構(gòu)類型, 如鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋高度超限時(shí), 可改用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

b. 驗(yàn)算結(jié)構(gòu)整體抗傾覆穩(wěn)定性, 驗(yàn)算在側(cè)向力最不利組合情況下樁身是否會(huì)出現(xiàn)拉力或過(guò)大的壓力, 并進(jìn)行風(fēng)荷載或地震作用下的舒適度驗(yàn)算, 控制頂點(diǎn)位移及層間側(cè)移, 當(dāng)側(cè)移無(wú)法滿足要求時(shí), 可考慮利用建筑設(shè)備層和避難層空間, 沿豎向設(shè)置若干層伸臂桁架或腰桁架。

c. 適當(dāng)降低底部豎向構(gòu)件在最不利荷載組合下的軸壓比并加強(qiáng)配筋, 當(dāng)軸壓比不滿足要求且構(gòu)件截面再增大有困難時(shí), 可采用鋼或其它組合構(gòu)件與混凝土共同組成的結(jié)構(gòu)。

d. 要有足夠的埋置深度, 考慮重力二階效應(yīng), 并進(jìn)行風(fēng)荷載作用下的舒適度驗(yàn)算。

2、平面規(guī)則性超限建筑

a. 采用彈性樓蓋模型, 或按分塊剛性樓板+局部彈性板進(jìn)行計(jì)算, 并考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)效應(yīng)。

b. 對(duì)于凹凸不規(guī)則和樓板局部不連續(xù)的情況,采取符合樓板平面內(nèi)實(shí)際剛度變化的彈性樓板計(jì)算模型。

c. 對(duì)于樓板應(yīng)力集中部位( 凹凸部位及洞口四角) 和弱連接的樓板, 應(yīng)采用加大樓板厚度、增加板內(nèi)配筋、配置集中配筋的邊梁、配置 45°斜向鋼筋等方法予以加強(qiáng)。凹口部位可增設(shè)部分拉梁或拉板, 以改善這些薄弱部位的剛度和延性, 提高其抗震性能。

d. 當(dāng)平面過(guò)于不規(guī)則、樓板連系過(guò)弱或建筑物超長(zhǎng)時(shí), 可通過(guò)設(shè)置變形縫將結(jié)構(gòu)分成若干個(gè)子結(jié)構(gòu)。對(duì)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯的超限高層建筑, 應(yīng)盡量使抗側(cè)力構(gòu)件在平面布置中對(duì)稱、均勻, 避免過(guò)大偏心,并盡量加大外圍豎向構(gòu)件的抗側(cè)剛度和強(qiáng)度。

3、豎向規(guī)則性超限建筑

a. 立面收進(jìn)引起超限, 如有可能則宜采用臺(tái)階形多次內(nèi)收的立面, 確保結(jié)構(gòu)位移沿豎向沒(méi)有突變,并使結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)控制在合理范圍內(nèi); 宜加強(qiáng)收進(jìn)部位的豎向構(gòu)件及樓板; 立面收進(jìn)若造成偏心, 則底部結(jié)構(gòu)會(huì)因扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生較大內(nèi)力, 故應(yīng)加強(qiáng)底部周邊構(gòu)件的配筋, 并補(bǔ)充進(jìn)行靜力非線性分析和時(shí)程分析, 驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的抗震性能, 確定結(jié)構(gòu)的薄弱部位。

b. 連體建筑的連體部位及其周邊應(yīng)采用彈性樓板計(jì)算, 并控制連接部位的層數(shù), 且兩塔樓層剛度差異不宜過(guò)大, 連接體與主體宜用弱連接,如鉸接等;連接體結(jié)構(gòu)自身重量應(yīng)盡量減小, 故應(yīng)優(yōu)先采用鋼結(jié)構(gòu)或型鋼混凝土結(jié)構(gòu)等。

c. 對(duì)于立面開(kāi)大洞的建筑, 應(yīng)加強(qiáng)洞口四角及洞邊, 避免在小震時(shí)洞角開(kāi)裂。

d. 對(duì)于懸挑建筑, 應(yīng)考慮豎向地震作用; 當(dāng)懸挑質(zhì)量較大時(shí), 應(yīng)避免偏心造成的扭轉(zhuǎn)。

e. 對(duì)于帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑, 盡量避免多級(jí)復(fù)雜轉(zhuǎn)換, 優(yōu)先采用梁式轉(zhuǎn)換, 慎用厚板轉(zhuǎn)換。盡量強(qiáng)化和提高轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度、抗震承載能力和延性, 并控制轉(zhuǎn)換層的設(shè)置高度; 結(jié)構(gòu)分析時(shí)除檢查結(jié)構(gòu)位移和剛度有無(wú)突變外, 還應(yīng)重點(diǎn)檢查框支柱所承受的地震剪力和軸壓比; 采取有效措施減少轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)等效剪切剛度和承載能力的突變;加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層樓板、轉(zhuǎn)換構(gòu)件、框支梁、框支柱、框支層上部剪力墻(包含筒體)及落地剪力墻(包含筒體)的抗震構(gòu)造措施。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著抗震技術(shù)和理念的快速發(fā)展,抗震設(shè)計(jì)的重要性也日益凸顯出來(lái),而超限高層建筑工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜,抗震設(shè)計(jì)要求高,這也就要求設(shè)計(jì)者必須不斷提高自身知識(shí)修養(yǎng),借鑒他人抗震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用最新抗震技術(shù)和措施提高建筑物的抗震性能。轉(zhuǎn)變思想觀念,多方面借鑒相關(guān)知識(shí)和概念,從其他地方激發(fā)設(shè)計(jì)靈感,轉(zhuǎn)變剛性為主的抗震模式,努力實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新,開(kāi)創(chuàng)超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的新局面,為老百姓打造更加安全的建筑物。

建筑工程抗震設(shè)計(jì)思考:淺談我國(guó)建筑工程抗震設(shè)計(jì)的研究分析

【摘要】地震是地殼運(yùn)動(dòng)在某些階段發(fā)生急劇變化時(shí)的一種自然現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界每年發(fā)生的地震約達(dá)500萬(wàn)次,其中絕大多數(shù)地震由于發(fā)生在地震深處或者他所釋放的能量小而人們感覺(jué)不到;而人們感覺(jué)到的地震,也即有感地震,僅占總量的1%左右;能造成災(zāi)害的強(qiáng)烈地震則為數(shù)更少,平均每年十幾起。然而,就是這些每年為數(shù)不多的地震,卻給人們帶來(lái)了無(wú)可挽回的巨大經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失和觸目驚心的人身傷亡事故。據(jù)有關(guān)方面對(duì)世界上130次傷亡巨大的地震震害資料所做的統(tǒng)計(jì)表明,95%以上的傷亡是因?yàn)闊o(wú)抗震能力或抗震能力低的建筑物倒塌而造成的。

【關(guān)鍵詞】建筑 工程 抗震 設(shè)計(jì)

地震是人類在繁衍生息、社會(huì)發(fā)展過(guò)程中遇到的一種可怕的自然災(zāi)害。強(qiáng)烈地震常常以其猝不及防的突發(fā)性和巨大的破壞力給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類生存安全和社會(huì)穩(wěn)定、社會(huì)功能帶來(lái)嚴(yán)重的危害。歷史上各種自然災(zāi)害曾毀滅了世界各地52個(gè)城市,其中因地震而毀滅的城市有27個(gè),地震之外的其他各種災(zāi)害,如水災(zāi)、火災(zāi)、火山噴發(fā)、風(fēng)災(zāi)、沙災(zāi)、旱災(zāi)等毀滅的城市為25座。地震災(zāi)害占災(zāi)害造成總數(shù)的52%??梢?jiàn)地震災(zāi)害確系“群害之首”。研究表明,在地震中造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失最主要的因素就是房屋倒塌及其引發(fā)的次生災(zāi)害(約占95%)。無(wú)數(shù)次的震害告訴我們,抗震設(shè)防是防御與切實(shí)減輕地震災(zāi)害是我國(guó)一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù),新建工程抗震設(shè)防任重而道遠(yuǎn)。

一、建筑抗震設(shè)計(jì)的必要性

地震是地殼運(yùn)動(dòng)在某些階段發(fā)生急劇變化時(shí)的一種自然現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界每年發(fā)生的地震約達(dá)500萬(wàn)次,其中絕大多數(shù)地震由于發(fā)生在地震深處或者他所釋放的能量小而人們沒(méi)有感覺(jué)到;而人們感覺(jué)到的地震,也即有感地震,僅占總量的1%左右;能造成災(zāi)害的強(qiáng)烈地震則為數(shù)更少,平均每年十幾起。然而,就是這些每年尾數(shù)不多的地震,卻給人們帶來(lái)了無(wú)可挽回的巨大經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失和觸目驚心的人身傷亡事故。據(jù)有關(guān)方面對(duì)世界上130次傷亡巨大的地震震害資料所做的統(tǒng)計(jì)表明,95%以上的傷亡是因?yàn)闊o(wú)抗震能力或抗震能力低的建筑物倒塌而造成的。典型的例子如,日本是個(gè)多發(fā)地震國(guó)家,政府一貫重視建筑物抗震設(shè)計(jì),其防震設(shè)施和技術(shù)相當(dāng)先進(jìn),建筑物通常具備了抗御7~8級(jí)地震的能力;而阿爾及利亞當(dāng)?shù)胤课萁ㄖ|(zhì)量普遍低劣,抗震性能差,地震時(shí)易坍塌。由此可見(jiàn),對(duì)建筑物進(jìn)行有效地抗震設(shè)計(jì)是減輕地震災(zāi)情最有效、最根本的措施。

二、我國(guó)建筑工程抗震設(shè)防存在的問(wèn)題

(一)建筑工程設(shè)計(jì)方面存在的共性問(wèn)題

1.設(shè)計(jì)不合理。建筑物的破壞隨建筑平面、布置、結(jié)構(gòu)形式的不同和抗震措施的多少而

有差別。房屋平面不規(guī)則、立面形狀復(fù)雜,質(zhì)量分布不均勻、剛度變化較大,地震時(shí)引起扭轉(zhuǎn)或變形不協(xié)調(diào),加重房屋局部震害;砌體房屋的高度、高度與寬度比超過(guò)規(guī)范要求,地震時(shí)產(chǎn)生平面玩去破壞;結(jié)構(gòu)不合理、構(gòu)件之間、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造不牢固,抗拉壓、剪切強(qiáng)度不足、房屋整體性差,使構(gòu)件喪失承載力而倒塌。

2.設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量較差。受經(jīng)濟(jì)利益的支配和不正之風(fēng)的影響,設(shè)計(jì)粗糙、深度不夠,設(shè)計(jì)交底和圖紙會(huì)審走過(guò)場(chǎng)的現(xiàn)象普遍存在,無(wú)計(jì)算書(shū)、對(duì)計(jì)算結(jié)果不分析不審查的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。部分人員重計(jì)算、輕構(gòu)造,忽視對(duì)抗震設(shè)防節(jié)點(diǎn)做法的設(shè)計(jì),對(duì)抗震設(shè)防既沒(méi)有提供足夠的詳圖,也未按設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定提出對(duì)施工質(zhì)量的具體要求,而僅籠統(tǒng)地概括為按抗震規(guī)范的要求施工,可操作性差。在接受工程變更時(shí),不對(duì)抗震設(shè)防作通盤考慮,常常前后矛盾,不便施工。

(二)施工、監(jiān)理方面的問(wèn)題

1.施工隊(duì)伍整體素質(zhì)下降。施工隊(duì)伍管理水平、技術(shù)素質(zhì)的下降給建筑物的抗震設(shè)防留下隱患。目前建筑工人當(dāng)中,有一大部分是民工,沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)技能培訓(xùn),操作技術(shù)不熟練;施工企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者中,還有不少人存在重效益輕質(zhì)量的觀念,自身質(zhì)量意識(shí)差;監(jiān)理部門需要旁站監(jiān)理的工序不能做到現(xiàn)場(chǎng)旁站檢查、監(jiān)督;施工人員違反操作規(guī)程和施工偷工減料現(xiàn)象仍然存在,劣質(zhì)建材以次充好進(jìn)入工地使用,這是目前造成工程質(zhì)量不高的主要原因。

2.施工質(zhì)量不符合要求。突出表現(xiàn)在磚砌體的組砌方法不正確、構(gòu)造柱與墻體之間缺乏可靠的連接、框架結(jié)構(gòu)中的填充墻與梁柱之間連接不牢、框架節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量差等方面。

三、對(duì)建筑工程進(jìn)行抗震設(shè)防的探討

(一)依法進(jìn)行抗震設(shè)防的法律依據(jù)

近年來(lái)國(guó)家為了規(guī)范抗震管理工作,對(duì)建設(shè)工程依法進(jìn)行抗震設(shè)防相繼出臺(tái)了一些列法律法規(guī),要如下:(1)GB50011-2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》;(2)《中華人民共和國(guó)防震減災(zāi)法》;(3)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》;(4)建設(shè)工程抗震設(shè)防要求管理規(guī)范》;(5)《地震安全性評(píng)價(jià)管理?xiàng)l例》、《地震監(jiān)測(cè)設(shè)施和地震觀測(cè)環(huán)境保護(hù)條例》、《破壞性地震應(yīng)急條例》;(6)地方行政法規(guī):主要包括各地出臺(tái)的防震減災(zāi)條例、抗震設(shè)防要求管理辦法等等。目前,我國(guó)已經(jīng)形成了一套完整的防震減災(zāi)法律體系,使我國(guó)的防震減災(zāi)事業(yè)納入了法制化軌道。

(二)建筑工程抗震設(shè)防的對(duì)策

人類在防御和減輕地震災(zāi)害的過(guò)程中,所采取的措施主要有兩種:工程性措施和非工程性措施。非工程性措施主要是指震后救援;工程性措施主要是對(duì)建設(shè)工程進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),使工程在承受所考慮的地震作用下具有一定的安全性。我國(guó)由于抗震設(shè)防工作起步較晚,依法進(jìn)行抗震設(shè)防,建議重點(diǎn)開(kāi)展以下幾方面的工作。

1.重視地震安全性評(píng)價(jià)

建筑工程首先要確定設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低了,工程設(shè)施安全度降低,地震時(shí)起不到抗震的效果。相反,設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)高了,會(huì)增加不必要的浪費(fèi),甚至工程項(xiàng)目因資金不足而緩建或停建。確定科學(xué)的、合理的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),只是通過(guò)進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)工作來(lái)實(shí)現(xiàn)。地震安全性評(píng)價(jià)是抗震設(shè)計(jì)的一部分,他要求所設(shè)計(jì)的工程在常遇(使用期內(nèi)可能遇到幾次)的小震下,工程基本無(wú)損,無(wú)需修理即可繼續(xù)使用;在難得一遇的中震下,經(jīng)修理后仍可繼續(xù)使用;而在不大可能遭遇的特大地震下,可以容許工程破壞,但仍不倒塌,以保證人身安全,即所謂“小震不壞、中震(設(shè)防烈度)可修、大震不倒”。地震安全性評(píng)價(jià)主要包括地震危險(xiǎn)性分析和圖層地震反映,直接提供不同年限、不同概率水準(zhǔn)的基巖與地振動(dòng)工程參數(shù)。因此,我們應(yīng)充分重視并切實(shí)做好地震安全性評(píng)價(jià)工作。

2.抗震設(shè)防措施要貫穿于工程建設(shè)的全過(guò)程

要使建筑工程真正達(dá)到能夠減輕以致避免地震災(zāi)害,必須把抗震防災(zāi)工作自場(chǎng)址選擇、設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量監(jiān)督和竣工驗(yàn)收貫穿始終,其中最重要的是選址、設(shè)計(jì)、施工三個(gè)環(huán)節(jié)。

首先,在選址時(shí)選擇地震危險(xiǎn)性較小的地段作為建設(shè)場(chǎng)地,因?yàn)閳?chǎng)地條件對(duì)震害有明顯的影響,新建工程一般不應(yīng)在地震斷裂鄰近地段進(jìn)行建設(shè),不應(yīng)在覆蓋圖層厚的沖擊、淤泥軟土層級(jí)嚴(yán)重不均勻土層上進(jìn)行建設(shè),不應(yīng)在條狀突出的山嘴、高聳的山包、非巖質(zhì)陡坡上進(jìn)行建設(shè)。其次,在抗震設(shè)計(jì)中,一定要嚴(yán)格按“二階段”的設(shè)計(jì)步驟和“三個(gè)水準(zhǔn)”的設(shè)防目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)上,不得馬虎。此外,在施工的各個(gè)環(huán)節(jié)上要全面貫徹抗震規(guī)范要求,充分體現(xiàn)抗震設(shè)計(jì)意圖,使建筑物防御地震的能力得到保障,從而減輕地震災(zāi)害給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)的損失。

(三)可靠度理論在基于性能抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

目前我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范在進(jìn)行構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)就采用了可靠度理論,但是各設(shè)計(jì)表達(dá)式的分項(xiàng)系數(shù)是采用可靠度分析和優(yōu)化思想確定的,這樣就可以保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度水平保持在一定水平之間,對(duì)于基于性能的抗震設(shè)計(jì),由于要更明確地確定結(jié)構(gòu)在不同水平地震作用下的性能水準(zhǔn),就應(yīng)該更合理地處理這些不確定因素,也就應(yīng)該基于可靠度理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),這點(diǎn)在美國(guó)聯(lián)邦緊急救援署(FEMA)的研究報(bào)告中明確提出“基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)框架應(yīng)該是基于可靠度理論的”,我國(guó)學(xué)者也提出相同的看法。目前抗震設(shè)計(jì)在可靠度分析中考慮的不確定因素主要有結(jié)構(gòu)反映的不確定性,另外一些不確定因素也應(yīng)考慮進(jìn)去,不過(guò)一些不確定因素對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響需要做長(zhǎng)期大量的統(tǒng)計(jì)調(diào)查和試驗(yàn)研究,所以要很完整地考慮這些不確定因素還需要做長(zhǎng)期的工作。

四、結(jié)束語(yǔ)

地震是一種突發(fā)式的自然災(zāi)害現(xiàn)象,從世界各國(guó)減輕地震災(zāi)害所采取的措施來(lái)看,主要有三條:一是加強(qiáng)地震預(yù)報(bào),力爭(zhēng)在地震發(fā)生前采取行動(dòng)以減少損失;二是在設(shè)計(jì)和施工方面提高各類建筑物對(duì)地震的抵抗能力,包括對(duì)已建建筑進(jìn)行抗震能力鑒定機(jī)加固;三是加強(qiáng)地震時(shí)應(yīng)急指揮和救援工作??傊?,從各個(gè)環(huán)節(jié)上重視和把關(guān),把地震災(zāi)害盡量降到最小、最輕。

建筑工程抗震設(shè)計(jì)思考:建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)淺談

摘要 :本文作者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行裂縫分析探討,供大家參考借鑒。

關(guān)鍵詞 :建筑 抗震 結(jié)構(gòu)體系 設(shè)計(jì)

由于地震具有隨機(jī)性、復(fù)雜性、藕聯(lián)性,每次地震所產(chǎn)生的波形各異,因而其對(duì)建筑物的作用各不相同,所產(chǎn)生的破壞程度也千差萬(wàn)別。作為結(jié)構(gòu)工程師來(lái)說(shuō),必須使這一理念貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中,既要嚴(yán)格把握好設(shè)計(jì)的大原則,又要全面考慮諸多因素,最終才能保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性,為社會(huì)創(chuàng)造更多精品工程。?

1. 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)定

避免或減輕砌體結(jié)構(gòu)的震害,主要是加強(qiáng)房屋的整體性和空間剛度,提高墻體的抗震受剪承載能力,加強(qiáng)構(gòu)件的相互連接。在具體設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)遵循以下各項(xiàng)規(guī)定。

1.1 應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系。

1.2 縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對(duì)齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù);同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。

1.3 樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處。

1.4 房屋有下列情況之一時(shí)宜設(shè)置防震縫,縫兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置墻體,縫寬應(yīng)根據(jù)烈度和房屋高度確定,可采用50~100mm:房屋立面高差在6m以上;房屋有錯(cuò)層,且樓板高差較大;各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量截然不同;煙道、風(fēng)道、垃圾道等不應(yīng)削弱墻體;當(dāng)墻體被削弱時(shí),應(yīng)對(duì)墻體采取加強(qiáng)措施;不宜采用無(wú)豎向配筋的附墻煙囪及出屋面的煙囪。

1.5 不應(yīng)采用無(wú)錨固的鋼筋混凝土預(yù)制挑檐

2. 建筑設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求,不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。體型復(fù)雜、平立面特別不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu),可按實(shí)際需要在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫,形成多個(gè)較規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。

3 .結(jié)構(gòu)體系的選擇

結(jié)構(gòu)體系應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場(chǎng)地條件、地基、結(jié)構(gòu)材料和施工等因素,經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和使用條件綜合比較確定。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求: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;應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載力;應(yīng)具備必要的抗震承載力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力;對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位,應(yīng)采取措施提高抗震能力。

結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求:

宜有多道抗震防線。多道抗震防線是指: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)件的連接協(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)的修復(fù)。

例如,在有填充墻的框架結(jié)構(gòu)中,填充墻為第一道防線,框架為第二道防線;此時(shí)填充墻本身應(yīng)有一定的剛度和承載能力,并均勻、對(duì)稱地布置在框架結(jié)構(gòu)中。在強(qiáng)烈地震的沖擊下,第一道防線遭受破壞后,結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性(如自振周期等)得以改變,可使第二道防線承受的地展作用得以緩解和受到保護(hù)。

在高層鋼筋混凝土房屋中,應(yīng)用較多的另一種結(jié)構(gòu)形式是框架一剪力墻體系(在抗震設(shè)計(jì)中,剪力墻也稱為抗震墻)。剪力墻是第一道防線,框架為第二道防線。

在一般情況下,應(yīng)優(yōu)先選擇不承受重力荷載的構(gòu)件,如上述的框架填充墻、軸壓比不太大的鋼筋混凝土剪力墻或柱間支撐、豎向支撐等作為第一道防線。

宜具有合理的剛度和承載力分布。建筑物承受的靜力荷載是基本穩(wěn)定的(如自重、樓面活荷載等),而地震時(shí)所受的地震作用大小則與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性密切相關(guān):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)的側(cè)移剛度,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。結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性宜相近。此時(shí),結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的地震反應(yīng)相當(dāng),不致造成一個(gè)方向過(guò)強(qiáng)、一個(gè)方向過(guò)弱的現(xiàn)象。根據(jù)房屋高度選擇合理的結(jié)構(gòu)體系。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)而言,各種結(jié)構(gòu)體系都有其最佳適用高度。

4. 對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的規(guī)定

結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)符合下列要求:應(yīng)合理選擇混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸,配置縱向受力鋼筋和箍筋,避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土的壓潰先于鋼筋的屈服、鋼筋的錨固粘結(jié)破壞先于構(gòu)件破壞;砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)定設(shè)置鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱、芯柱,或采用配筋砌體等;預(yù)應(yīng)力混凝土的抗側(cè)力構(gòu)件,應(yīng)配有足夠的非預(yù)應(yīng)力鋼筋;鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)合理控制尺寸,避免局部失穩(wěn)或整個(gè)構(gòu)件失穩(wěn)。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接,應(yīng)符合下列要求:構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的破壞,不應(yīng)先于其連接的構(gòu)件;預(yù)埋件的錨固破壞,不應(yīng)先于連接件;裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接,應(yīng)能保證結(jié)構(gòu)的整體性;預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋,宜在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)以外錨固。

5. 建筑抗震結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)需要注意的問(wèn)題

5.1 建筑平面布置設(shè)計(jì)問(wèn)題

建筑物的平面布置在建筑設(shè)計(jì)中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內(nèi)墻的布置、空間活動(dòng)面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數(shù)量和布置等,都要在建筑的平面布置圖上明確下來(lái)。有的建筑平面布置上,經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對(duì)齊或中斷,使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻,對(duì)抗震也帶來(lái)不利,客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震關(guān)系很大,從概念上要解決的一個(gè)核心問(wèn)題是:建筑平面布置設(shè)計(jì)上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻,對(duì)稱協(xié)調(diào),避免突變,防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計(jì)上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件,使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體,充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震中的作用。

5.2 建筑豎向布置設(shè)計(jì)問(wèn)題

建筑的豎向布置設(shè)計(jì)問(wèn)題在建筑設(shè)計(jì)中主要反映在建筑沿高度(樓層)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計(jì)上。無(wú)論是單層或多層,還是高層建筑或超高建筑,這個(gè)問(wèn)題是比較突出的。存在的這個(gè)主要問(wèn)題是,由于建筑使用功能的不同要求,如底層或下面幾層是商場(chǎng)、購(gòu)物中心,建筑上要求是大柱距、大空間;而上面的樓層則是開(kāi)間較大的寫(xiě)字樓或布置多樣化的公寓樓,低層設(shè)柱、墻很少,而上面則是以墻為主,柱很少。有的建筑在布置上還設(shè)有面積很大的公用天井大廳,在不同樓層上設(shè)有大會(huì)議廳、展廳、報(bào)告廳等,建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度分布的質(zhì)量和剛度的嚴(yán)重不均勻、不協(xié)調(diào)。

6. 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)當(dāng)前的震害經(jīng)驗(yàn)和理論認(rèn)識(shí),良好的抗震設(shè)計(jì)能夠幫助國(guó)家和人民減少許多不必要的災(zāi)難。我國(guó)依據(jù)自己的國(guó)情,堅(jiān)持建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的原則是:“小震不壞,中震可修,大震不倒”,即在多發(fā)的小震作用下,建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)基本處于彈性階段,不發(fā)生破壞;在罕遇的大震作用下,允許結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度、乃至嚴(yán)重破壞,但應(yīng)確保建筑結(jié)構(gòu)物的整體安全,防止倒塌。建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震起著重要的基礎(chǔ)作用。一個(gè)優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計(jì),必須是在建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成。為此,要充分重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要性,在建筑抗震設(shè)計(jì)中更好地發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)應(yīng)有的作用。

建筑工程抗震設(shè)計(jì)思考:淺議超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題

【摘要】隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),國(guó)內(nèi)正在大規(guī)模的興建各項(xiàng)高層建筑,由于該建筑對(duì)抗震要求比一般的建筑要求高,因此,在我們平時(shí)的抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常遇到各種問(wèn)題。本文筆者系統(tǒng)的對(duì)超限高層建筑工程抗震中存在的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析,并就這些問(wèn)題提出了一些合理的建議。望能給予各位同行參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】超限高層建筑;抗震設(shè)計(jì);建議;問(wèn)題

引 言

當(dāng)今世界人口密集,資源壓力大。人們的生存空間逐漸從簡(jiǎn)單的低層地面發(fā)展到了超限的高層建筑。在大城市中,高樓林立。而由于大城市具有比較多的工作機(jī)會(huì),越來(lái)越多的人涌入進(jìn)來(lái),也更加促使超限高層建筑工程的發(fā)展,未來(lái)將會(huì)成為“天空的世界”。超限高層建筑工程與地面工程相比,施工難度和強(qiáng)度都比較大,要考慮地質(zhì)條件,方案標(biāo)準(zhǔn)和成本等諸多因素的影響。超限高層建筑工程的抗震能力是最需要考慮的,它關(guān)系著整個(gè)超限高層建筑工程的安全性。因此,對(duì)超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜而且嚴(yán)格的過(guò)程。

一、抗震設(shè)計(jì)的基本思路和原則

從世界范圍來(lái)看,各國(guó)的抗震的主要原則是“小震不壞,中震可修,大震不倒”,這也是處理地震作用高度不確定的最優(yōu)途徑。在實(shí)踐過(guò)程中,此原則得到了廣泛的認(rèn)可和一定程度上的效益。參照此原則嚴(yán)格執(zhí)行的西方發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),大部分建筑物符合了抗震規(guī)范設(shè)計(jì),重大地震過(guò)程中所造成的人員傷亡已呈下降趨勢(shì)。但是在中小地震過(guò)程中,依舊可能造成建筑物的某些結(jié)構(gòu)正常使用功能的喪失,從而影響了人們對(duì)人居環(huán)境的更高追求和實(shí)現(xiàn)。

超限結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)主要分為兩個(gè)階段。第一是彈性反應(yīng)譜的采用,主要是針對(duì)多遇地震地區(qū)。用這兩種方法主要是能夠根據(jù)詳細(xì)的結(jié)果和數(shù)據(jù)粗略估算出結(jié)構(gòu)層的薄弱位置。第二階段是Pu shove彈塑性時(shí)程分析方法的采用,此方法主要是分析判定結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性鉸出現(xiàn)的分布和順序。

二、超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的要求

1設(shè)置建筑物的抗震防線

建筑物的抗震防線體系都是由許多延伸性比較好的分體系構(gòu)成的。這些延伸性比較好的分體系,能夠互相聯(lián)系,共同工作。雖然每一個(gè)建筑物都有自身的抗震防線,但是不能只設(shè)置一道,因?yàn)橐坏┑卣鸢l(fā)生,強(qiáng)震之后必將伴隨著余震。只有一道抗震防線,就會(huì)被接二連三的余震所影響,導(dǎo)致建筑物的坍塌。超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)要建立一系列的屈服度,并在內(nèi)外部具有豐富的余度。組成抗震的分體部件,要有一定的延伸性和適當(dāng)?shù)膭側(cè)嵝裕@樣的結(jié)構(gòu)能夠減緩比較多的地震能量,提高超限高層建筑工程的抗震能力。另外。要對(duì)樓層內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行處理,主要的耗能結(jié)構(gòu)屈服以后,就檢測(cè)一下彈性階段的構(gòu)件,保證結(jié)構(gòu)的延伸性和抵抗坍塌的能力。

2保證建筑物的穩(wěn)定承載能力

工程設(shè)計(jì)中,首先要保證的就是建筑物的延伸性、穩(wěn)定性和承載度。工程設(shè)計(jì)構(gòu)建結(jié)構(gòu)要加固底層的墻柱、節(jié)點(diǎn),弱化橫梁和構(gòu)建。對(duì)建筑物中可能出現(xiàn)薄弱的地方或者是已經(jīng)出現(xiàn)了薄弱的地方,要采取相應(yīng)的科學(xué)合理的辦法,提高總體的抗震能力。超限高層建筑承擔(dān)的豎向荷載的構(gòu)件不應(yīng)該是主要耗能的構(gòu)件。

3 采取多項(xiàng)措施提高抗震能力

在大地震中,真正起抗震作用的是建筑物本身的主要構(gòu)件。構(gòu)件能在大地震中承受地震所帶來(lái)的危害,就要仔細(xì)的檢查高層建筑物中的薄弱部位。對(duì)高層建筑物的彈性受力和承載能力的均衡位置點(diǎn)要合理的處置,在樓層的比值發(fā)生變化時(shí),要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理,并采取加號(hào)的辦法進(jìn)行解決。

三、超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)出現(xiàn)的一些問(wèn)題

1缺乏評(píng)測(cè)周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的資料

雖然我國(guó)早已步入了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制,但是在建筑建設(shè)中依然存在著計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制急功近利的思想。許多的工程建設(shè)因?yàn)樽非笱矍暗慕?jīng)濟(jì)效益以及工程的進(jìn)度,就直接按照規(guī)劃好的圖紙進(jìn)行施工建設(shè),而沒(méi)有仔細(xì)的對(duì)地域的周邊環(huán)境和地質(zhì)條件進(jìn)行勘探和評(píng)測(cè)。沒(méi)有地質(zhì)資料,就失去了施工的準(zhǔn)備和依據(jù),容易出現(xiàn)許多的事故,造成不利的影響。

2解決結(jié)構(gòu)上的平面布置

超限高層建筑結(jié)構(gòu)有的為了追求美觀,也有的是因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)成和周邊環(huán)境的影響,導(dǎo)致外形不是很規(guī)則、均勻,凹凸的變化大。這就使得一個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)的單元內(nèi),受結(jié)構(gòu)平面上的形狀的影響,剛度發(fā)生了不均勻的現(xiàn)象,導(dǎo)致平面的長(zhǎng)度變長(zhǎng)。

3結(jié)構(gòu)單元內(nèi)存在不同的受力結(jié)構(gòu)體系

超限高層建筑施工方案中常會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象。一個(gè)單元內(nèi)用砌體來(lái)承受重量,而另一個(gè)單元內(nèi),用排架或者全框式的承受重量。這就使得原本的建筑物出現(xiàn)受力不均勻的現(xiàn)象,容易造成房屋倒塌。

四、對(duì)加強(qiáng)超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的建議

1加強(qiáng)構(gòu)造構(gòu)件抗震性能的措施

對(duì)超限高層建筑的底部,要加強(qiáng)部位的剪力墻厚度。用型鋼混凝土柱來(lái)加大底部加強(qiáng)的部位,并加大其配箍的特征值。交叉暗撐式來(lái)組成連梁配筋形式。嚴(yán)格控制框支柱的軸壓比,并運(yùn)用相關(guān)的構(gòu)造措施來(lái)加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)和錨固。

2 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

首先要增大落地剪力墻的厚度,對(duì)型鋼結(jié)構(gòu)模型混凝土轉(zhuǎn)換粱的主要節(jié)點(diǎn)和配筋進(jìn)行強(qiáng)化,調(diào)整結(jié)構(gòu)的布置,使上下部機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層的側(cè)向剛度符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范 對(duì)轉(zhuǎn)換層臨近的上下層樓板的配筋,用雙層雙向配筋處理,嚴(yán)格控制框支柱的軸壓比,運(yùn)用型鋼混凝土柱,并控制好柱的配箍特征值。適當(dāng)?shù)膶⒓袅Φ呐浣钐岣撸赊D(zhuǎn)換層延伸2層左右。

3 結(jié)構(gòu)的平面布置

降低扭轉(zhuǎn)的直接影響,側(cè)向剛度逐漸均勻的發(fā)生變化。對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置要反復(fù)的考慮,并充分的調(diào)整和計(jì)算。在考慮好偶然的偏心影響地震作用之下,樓層豎向構(gòu)件的水平位移和最大層間位移和樓層平均值相比,要小于該樓層平均值的1.4倍,轉(zhuǎn)換層側(cè)向剛度與相鄰上部樓層剛度相比,要大于70%左右,受剪承載力與上層受剪承載力相比,要大于上層的80%左右。

4 制定一項(xiàng)嚴(yán)格程序

超限高層建筑工程制定旋工方案和實(shí)施是一個(gè)長(zhǎng)期且比較復(fù)雜的過(guò)程,要考慮好經(jīng)濟(jì)投入的成本和施工風(fēng)險(xiǎn),注意施工以及工期的條件。根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境和周邊環(huán)境的影響,制定一個(gè)滿足地震設(shè)計(jì)、周邊環(huán)境的要求以及具有經(jīng)濟(jì)效益的工程制定施工方案。而制定程序是保證施工方案質(zhì)量的最佳制定的辦法。制定的程序主要有這兩個(gè)階段:① 對(duì)周邊環(huán)境和地質(zhì)條件進(jìn)行勘探和評(píng)測(cè),將施工對(duì)象的地質(zhì)條件摸清楚,測(cè)量好固巖的穩(wěn)定,預(yù)測(cè)好各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)的因素,并設(shè)計(jì)出最好最佳的方案,評(píng)估工程對(duì)周邊環(huán)境的總體社會(huì)影響。②對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行取舍,在無(wú)法兼顧工程的成本和進(jìn)程,以及方案的選擇問(wèn)題時(shí),要明確整個(gè)工程的目標(biāo)價(jià)值,考慮工程中每個(gè)因素的作用,做出正確的判斷。

五、結(jié)束語(yǔ)

總體而言,對(duì)于超限高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì),是當(dāng)今社會(huì)建筑工程中一個(gè)比較重要的研究話題。如何讓更好的對(duì)超限高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行加強(qiáng)管理,需要從周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的評(píng)測(cè)、結(jié)構(gòu)的平面布置以及單元內(nèi)的受力體系等方面綜合考慮,設(shè)置全面的抗震防線,加強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定承載和抗震能力。保證超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的最終質(zhì)量,就要組織全體的知識(shí)和力量,學(xué)習(xí)國(guó)際上的先進(jìn)技術(shù)和理論,總結(jié)我國(guó)的基本國(guó)情,因地制宜的研究出適合我國(guó)大城市超限高層建筑的抗震體系,拿出經(jīng)濟(jì)實(shí)際的最佳方案。最終為居民的生命財(cái)產(chǎn)安全提供保障,促使我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)安全可持續(xù)的發(fā)展。

建筑工程抗震設(shè)計(jì)思考:探究建筑工程設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

【摘 要】經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城市化建設(shè)的快速推進(jìn),人類對(duì)資源的過(guò)度利用,自然災(zāi)害變得越來(lái)越多,在面對(duì)地震這樣的自然災(zāi)害時(shí),人類無(wú)法控制只能夠進(jìn)行力所能及的防護(hù),因此必須加強(qiáng)建筑工程設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)。本文簡(jiǎn)述了建筑工程的抗震設(shè)計(jì)理念及其作用,對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了研究分析。

【關(guān)鍵詞】建筑工程;抗震設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)理念;作用;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一、建筑工程的抗震設(shè)計(jì)理念

我國(guó)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)對(duì)建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求,“三水準(zhǔn)”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。當(dāng)遭遇第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時(shí),結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段,建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此,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,要求建筑的彈性變形不超過(guò)規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遭遇第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí),結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段,建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞。但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。

二、建筑工程中抗震設(shè)計(jì)的作用

1、保證建筑的剛度。合理地設(shè)計(jì)和確定建筑物的剛度非常重要。因此首先要考慮到的是采用大量的鋼筋混凝土。主要是在已有的鋼筋混凝土之上使用“鋼結(jié)構(gòu)”對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步加層加固。加固分為兩種情況:a.如果所需要進(jìn)行加層的建筑工程的體系是鋼結(jié)構(gòu),而國(guó)家規(guī)定:上部是鋼結(jié)構(gòu)、下部是鋼筋混凝土兩種不同的體系結(jié)構(gòu)是不符合抗震規(guī)范的。b.假設(shè)屋蓋的部分是采用鋼結(jié)構(gòu),而鋼筋混凝土仍然是作為整個(gè)建筑工程的抗側(cè)力的主要體系,則必須根據(jù)相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

2、降低地震對(duì)建筑的影響。被工程界認(rèn)可的一個(gè)辦法是在建筑基礎(chǔ)與建筑的主體部分之間加設(shè)一個(gè)隔震層,有的設(shè)計(jì)師在建筑物的頂端部分加設(shè)一個(gè)“反擺”。此反擺的作用是能夠在地震時(shí)使建筑物的位移方向相反,降低了加速度,降低地震的作用。根據(jù)相關(guān)研究分析,如果對(duì)“反擺”設(shè)置合理,那么對(duì)降低地震作用的概率可達(dá)65%,也能最大限度地減少建筑物內(nèi)的物品受損程度。

3、提高建筑工程的抗震力。出于對(duì)建筑工程抗震功能的保證,在建筑工程中要特別注意做到以下幾點(diǎn):a.在建筑工程中要考慮地基的穩(wěn)定性因素,挑選對(duì)抗震有益的地基,防止地基變形影響抗震功能;b.同一建筑工程單元要設(shè)計(jì)在性質(zhì)一樣的地基上,要把地基最大潛力融入建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),有利于發(fā)揮地基的抗震功能;c.建筑工程盡量做到規(guī)則、對(duì)稱,以降低地震作用導(dǎo)致的建筑變形度以及避免地震作用力集中導(dǎo)致建筑扭曲的狀況發(fā)生;d.建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要多加幾道抵抗防線,以提高建筑工程的抗震力,同時(shí)建筑工程受力設(shè)計(jì)要明確,防止存在建筑工程局部薄弱;e.最大程度的減少建筑工程自身重量,從而減小建筑對(duì)地基的壓力,達(dá)到緩解地震沖擊作用對(duì)建筑體的影響力。

三、建筑工程抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

1、選擇合適的建筑工程體系。要確保建筑物各部分能維持整體性協(xié)調(diào),最為重要的就是要選擇適合的建筑工程體系,因此在進(jìn)行建筑工程抗震概念設(shè)計(jì)過(guò)程中,一定要讓所設(shè)計(jì)的建筑物的結(jié)構(gòu)體系同時(shí)滿足這兩大條件:第一穩(wěn)定;第二合適。對(duì)于一個(gè)科學(xué)合理的建筑工程體系而言啟不僅可以有效滿足變形的要求,同時(shí)還可以有效抵抗沖擊力的要求。建筑物要具備一定的剛度這樣才能對(duì)自身的荷載起到一定的承受作用從而有效避免變形的出現(xiàn)此外在發(fā)生地震時(shí)才有可能對(duì)巨大的地震力起到有效緩沖作用而達(dá)到有效避免局部受損的良好效果。因此在選擇建筑物結(jié)構(gòu)體系時(shí),既要注意建筑物傳力途徑的明確性,同時(shí)又要注意受力計(jì)算的明確性盡可能在建筑工程體系中不使用轉(zhuǎn)換層這樣在發(fā)生地震時(shí)可以有效避免建筑物傾斜或局部受損等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2、提高抗震設(shè)計(jì)等級(jí)。研究表明,以地震災(zāi)害分析50年為一個(gè)分析周期,而小震的重現(xiàn)世間為50年,小震災(zāi)害已經(jīng)超過(guò)抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為62%;中型地震的重現(xiàn)世間為475年,中震災(zāi)害已經(jīng)超過(guò)抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為10%;大型地震的重現(xiàn)世間為2000年,大震災(zāi)害已經(jīng)超過(guò)抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為2%。因此,一些建筑工程設(shè)計(jì)專家指出,我國(guó)地震多發(fā)地帶應(yīng)該及時(shí)提高建筑工程的抗震等級(jí),嚴(yán)格控制建筑工程的抗震設(shè)計(jì),確保建筑工程的抗震穩(wěn)定性。

3、建筑形體及構(gòu)件布置的規(guī)則性。平而不規(guī)則的主要類型有:扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù),具體可以體現(xiàn)到對(duì)結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算結(jié)果的分析判斷,如扭轉(zhuǎn)不規(guī)則,體現(xiàn)在:位移比不宜大于1.2且不應(yīng)大于1.5,周期比對(duì)于A級(jí)高度建筑不應(yīng)大于0.90豎向剛度不規(guī)則的主要類型有:側(cè)向剛度不規(guī)則、抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)、樓層承載力突變等,如側(cè)向剛度不規(guī)則就要求本層的側(cè)向剛度不小于相鄰上一層的70。及其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80。等。如設(shè)計(jì)結(jié)果不滿足,設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模型重新進(jìn)行分析,調(diào)整梁柱布置及截而,盡量做到使結(jié)構(gòu)規(guī)則。如確實(shí)滿足不了,則應(yīng)對(duì)薄弱部位進(jìn)行重點(diǎn)加強(qiáng)。如平而規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑,剛度小的樓層的地震剪力,規(guī)范要求乘以不小于1.15的增大系數(shù)。

4、控制建筑工程材料的質(zhì)量。建筑工程抗震性能除了會(huì)受到建筑工程體系、抗震防線及建筑施工方案等因素的影響之外在多數(shù)情況下還對(duì)建筑的施工材料產(chǎn)生極大地影響。通常,建筑材料強(qiáng)度、建筑材料剛度對(duì)建筑工程的抗震性能會(huì)產(chǎn)生很大的影響,而且還會(huì)受到來(lái)自建筑材料連續(xù)性及建筑材料均衡性的影響。所以在選取建筑工程材料過(guò)程中,一定要對(duì)建筑施工材料的延伸性和剛度進(jìn)行仔細(xì)、認(rèn)真考查,并且同時(shí)最大限度與建筑工程體系相符合建筑施工材料能得到確保。

5、重點(diǎn)部位重點(diǎn)設(shè)防。對(duì)于建筑中容易出問(wèn)題的環(huán)節(jié),重要的環(huán)節(jié)可以人為的對(duì)其加強(qiáng),如煤礦建筑井口房設(shè)計(jì)中,驅(qū)動(dòng)設(shè)置在井口房樓板上的情況,該區(qū)域振動(dòng)大、拉力大,并且與煤礦生產(chǎn)息息相關(guān),設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)。另外,破壞后容易引起大面積倒塌的構(gòu)件,也應(yīng)作加強(qiáng)處理。

6、軸壓比和短柱設(shè)計(jì)。在建筑工程抗震設(shè)計(jì)中,為了提高結(jié)構(gòu)的抗震性,需要減小柱的軸壓比,增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài),避免縱向受力鋼筋未達(dá)到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發(fā)生。由于柱的剛性強(qiáng)度比較高,使得整體結(jié)構(gòu)的延性就差,當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí),結(jié)構(gòu)吸收地震能量和耗散能量就少,使得結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生破壞。所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),通常采用強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)方法,且梁具有很好的延性,可以發(fā)生適量的變形,就會(huì)減少柱子進(jìn)入屈服強(qiáng)度的可能性,且在設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)增大軸壓比。此外,許多高層建筑底層的柱子長(zhǎng)細(xì)比小于4,但不能依據(jù)長(zhǎng)細(xì)比小于4則判斷是短柱。因?yàn)槎讨拇_定因素是柱的剪跨比,只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,在建筑工程抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要考慮建筑工程的使用功能、設(shè)防烈度、場(chǎng)地類別、地基基礎(chǔ)類型、建筑高度、結(jié)構(gòu)材料和施工工藝等,同時(shí)還要考慮結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)保障等,選擇最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)體系,從而提高建筑工程的抗震能力。

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