時(shí)間:2023-02-28 15:25:35
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]十篇抗震設(shè)計(jì)論文范例,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。
摘要;文章闡述了抗震設(shè)計(jì)方法的轉(zhuǎn)變,并介紹了兩種不同設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)能量分析方法在抗震結(jié)構(gòu)計(jì)算中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:推覆分析方法;結(jié)構(gòu)能量反應(yīng)分析;地震動(dòng)三要素;耗散能量
目前世界各國(guó)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范大多數(shù)都以保障生命安全為基本目標(biāo),即“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設(shè)防水準(zhǔn),據(jù)此制定了各種設(shè)計(jì)規(guī)范和條例。依此設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)的各種建筑物在地震中雖然基本保證了生命安全,卻不能在大地震,甚至在中等大小的地震中有效的控制地震損失。特別是隨著現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)的發(fā)展,城市的數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大,城市變成了人口高度密集、財(cái)富高度集中的地區(qū),一般的地震和1995年的日本阪神地震,造成了巨.大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。嚴(yán)重的震害引起工程界對(duì)現(xiàn)有抗震設(shè)計(jì)思想和方法上存在的不足進(jìn)行深刻的反思,進(jìn)一步探討更完善的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思想和方法已成為迫切的需要。上個(gè)世紀(jì)九十年代,美國(guó)地震工程和結(jié)構(gòu)工程專(zhuān)家經(jīng)過(guò)深刻總結(jié)后,主張改進(jìn)當(dāng)前基于承載力的設(shè)計(jì)方法。加州大學(xué)伯克利分校的J.P.Moehlelll提出了基于位移的抗震設(shè)計(jì)理論;日本建設(shè)省建筑研究院根據(jù)建筑物的性能要求,提出了一個(gè)有關(guān)抗震和結(jié)構(gòu)要求的框架,內(nèi)容包括建議方案,性能目標(biāo),檢驗(yàn)性能水準(zhǔn)等:我國(guó)學(xué)者已認(rèn)識(shí)到這一思潮的影響,并在各自研究領(lǐng)域加以引用和研究,如王亞勇、錢(qián)鎵茹、方鄂華、呂西林分別發(fā)表了有關(guān)剪力墻、框架構(gòu)件的變形容許值的研究成果,程耿東采用可靠度的表達(dá)形式,將結(jié)構(gòu)構(gòu)件層次的可靠度應(yīng)用水平過(guò)渡到考慮不同功能要求的結(jié)構(gòu)體系,王光遠(yuǎn)把這一理論引入到結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域,提出基于功能的抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)概念。
我國(guó)現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),主要是以承載力為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),即用線彈性方法計(jì)算結(jié)構(gòu)在小震作用下的內(nèi)力、位移;用組合的內(nèi)力驗(yàn)算構(gòu)件截面,使結(jié)構(gòu)具有一定的承載力;位移限值主要是使用階段的要求,也是為了保護(hù)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件;結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力是通過(guò)構(gòu)造措施獲得的。結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析方法基本上可以分為彈性方法和彈塑性方法。當(dāng)前在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和研究中廣泛地采用底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法等。這些方法沒(méi)有考慮結(jié)構(gòu)屈服之后的內(nèi)力重分布。實(shí)際上結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下往往處于非線性工作狀態(tài),彈性分析理論和設(shè)計(jì)方法不能精確地反映強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)的工作特性,讓結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下處在彈性工作狀態(tài)下工作將造成材料的巨大浪費(fèi),是不經(jīng)濟(jì)的。隨著人們認(rèn)識(shí)的提高,結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析設(shè)計(jì)方法經(jīng)過(guò)了兩個(gè)文獻(xiàn)的轉(zhuǎn)變:(1)靜力分析方法到動(dòng)力分析方法的轉(zhuǎn)變:(2)從線性分析方法到非線性分析方法的轉(zhuǎn)變。其中動(dòng)力分析方法就經(jīng)過(guò)了從振型分解反應(yīng)譜法到時(shí)程分析法、從線性分析到非線性分析、從確定性分析到非確定性分析的三個(gè)大的轉(zhuǎn)變。作為一種簡(jiǎn)化實(shí)用近似方法,目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到眾多學(xué)者的重視。它屬于彈塑性靜力分析,是進(jìn)行結(jié)構(gòu)在側(cè)向力單調(diào)加載下的彈塑性分析。具體做法是在結(jié)構(gòu)分析模型上施加按某種方式(研究中常用的有倒三角形、拋物線和均勻分布等側(cè)向力分布方式)模擬地震水平慣性力作用的側(cè)向力并逐步單調(diào)加大,使結(jié)構(gòu)從彈性階段開(kāi)始,經(jīng)歷開(kāi)裂、屈服直至達(dá)到預(yù)定的破壞狀態(tài)甚至倒塌。這樣可了解結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形特性和能量耗散及其相互關(guān)系,塑性鉸出現(xiàn)的順序和位置,薄弱環(huán)節(jié)及可能的破壞機(jī)制。這種方法彌補(bǔ)了傳統(tǒng)靜力線性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了動(dòng)力時(shí)程分析方法過(guò)程中,計(jì)算工作量大的問(wèn)題,僅用于近似評(píng)估結(jié)構(gòu)抵御地震的能力。但是,傳統(tǒng)的推覆分析方法基本上只適用于第一振型影響為主的多層規(guī)則結(jié)構(gòu),對(duì)于高層建筑或不規(guī)則的建筑,高階振型的影響不容忽視,并且對(duì)于非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),還必須考慮正、反側(cè)反推覆的不同所帶來(lái)的影響。此外推覆分析方法無(wú)法得知結(jié)構(gòu)在特定強(qiáng)度地震作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)和破壞情況,這限制了它在抗震性能設(shè)計(jì)中的使用。地震動(dòng)能量是刻畫(huà)地震強(qiáng)弱的綜合指標(biāo),它綜合體現(xiàn)了地面最大加速度和地震持時(shí)兩個(gè)反映地面運(yùn)動(dòng)特性的重要因素。結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的能量分析方法是一種能較好地反映結(jié)構(gòu)在地震地面運(yùn)動(dòng)作用下的非線性性質(zhì)及地震動(dòng)三要素(幅值、頻譜特性和持時(shí))對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能影響的方法。地震時(shí),結(jié)構(gòu)處于能量場(chǎng)中,地面與結(jié)構(gòu)之間有連續(xù)的能量輸入、轉(zhuǎn)化與耗散。研究這種能量的輸入與耗散,以估計(jì)結(jié)構(gòu)的抗震能力,是結(jié)構(gòu)抗震能量分析方法所關(guān)心的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)在地震(反復(fù)交變荷載)作用下,每經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán),加載時(shí)先是結(jié)構(gòu)吸收或存儲(chǔ)能量,卸載時(shí)釋放能量,但兩者不相等。兩者之差為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在一個(gè)循環(huán)中的“耗散能量”(耗能),亦即一個(gè)滯回環(huán)內(nèi)所含的面積。能量等于力與變形的乘積。一個(gè)結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)所耗散的地震能量多,不僅因?yàn)樗袚?dān)了較大的地震作用,還因?yàn)樗a(chǎn)生了較大的變形。從這個(gè)意義上來(lái)看,耗能構(gòu)件是用它自身某種程度破壞所作的犧牲,來(lái)維持整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全。所以,每次大的地震作用之后,人們看到那些沒(méi)有其它途徑耗散所吸收的地震作用的能量的結(jié)構(gòu),只有通過(guò)結(jié)構(gòu)自身的破壞來(lái)釋放所有的多余能量。因此,結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注意保證結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度和變形能力的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一,如結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)就是在傳統(tǒng)的單一強(qiáng)度概念條件下進(jìn)行的彈性抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,充分考慮結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的塑性變形能力,在設(shè)防烈度下允許結(jié)構(gòu)出現(xiàn)可能修復(fù)的損壞,當(dāng)?shù)卣鹱饔贸^(guò)設(shè)防烈度時(shí),利用結(jié)構(gòu)的彈塑性變形來(lái)存儲(chǔ)和消耗巨大的地震能量,保證結(jié)構(gòu)裂而不倒。
能量法在近半個(gè)世紀(jì)的研究中發(fā)現(xiàn)較快,但由于地震本身的復(fù)雜性能量與結(jié)構(gòu)反應(yīng)之間的關(guān)系仍需我們進(jìn)行進(jìn)一步的探索。
建筑設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求,從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很難對(duì)建筑設(shè)計(jì)有較大的修改,建筑設(shè)計(jì)定了,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則上只能是服從于建筑設(shè)計(jì)的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計(jì)階段中較好地考慮抗震的要求,則結(jié)構(gòu)工程師就可以對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行合理的布置,建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào),使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高;如果建筑師提供的建筑設(shè)計(jì)沒(méi)有很好地考慮抗震要求,那就會(huì)給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)帶來(lái)較多困難,使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計(jì)受到建筑布置的限制,甚至造成設(shè)計(jì)的不合理。有時(shí)為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力,不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量,造成不必要的投資浪費(fèi)。由此可見(jiàn),建筑設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求,對(duì)整個(gè)建筑起著很重要的作用。因此,我們?cè)诮ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)過(guò)程別要注重以下幾個(gè)問(wèn)題。
一、建筑體型設(shè)計(jì)問(wèn)題
建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計(jì)。震害表明,許多平面形狀復(fù)雜,如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過(guò)多伸懸、不對(duì)稱(chēng)的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡(jiǎn)單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞,有的甚至保持完好無(wú)損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時(shí)都會(huì)造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡(jiǎn)潔、規(guī)則;在平面形狀上,矩形、圓形、扇形、方形等對(duì)抗震來(lái)說(shuō)都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型,盡可能少做不對(duì)稱(chēng)的側(cè)翼和過(guò)長(zhǎng)的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布,避免產(chǎn)生因體型不對(duì)稱(chēng)導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對(duì)稱(chēng)的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。
二、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)。而且,由于建筑使用功能不同,每個(gè)樓層的布置有可能差異很大,建筑平面上的墻體,包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強(qiáng)度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等等布置不對(duì)稱(chēng),墻體與柱子分布的不對(duì)稱(chēng)、不協(xié)調(diào),使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用,對(duì)抗震很不利。有的建筑物,其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側(cè),結(jié)果在地震中造成靠電梯一側(cè)建筑物的嚴(yán)重破壞。這是因?yàn)殡娞菥簿哂袠O大的抗側(cè)力剛度,吸引了地震作用的主要部分[3]。有的建筑物,在平面布置上一側(cè)的墻體很多,而另一側(cè)的墻體稀少,這就造成平面上剛度分布的很不對(duì)稱(chēng),質(zhì)量分布也偏心,使結(jié)構(gòu)的受力和變形不協(xié)調(diào),導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng),帶來(lái)局部墻面的破壞。有的建筑物,如底層為商場(chǎng)的臨街建筑,臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體,而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉,兩側(cè)在剛度上相差很多,也將在地震時(shí)引起扭轉(zhuǎn)地震作用,對(duì)抗震不利。還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(chēng)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。
三、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)。突出的問(wèn)題是沿上下相鄰樓層的質(zhì)量和剛度相差過(guò)大,形成突變[3]。在剛度最差的樓層形成對(duì)抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設(shè)計(jì)中必須高度重視的問(wèn)題。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,在建筑使用功能不同的情況下,很可能出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對(duì)齊,柱子不對(duì)齊,墻體不連續(xù),不到底;上層墻多,下層墻少;上層有柱,下層無(wú)柱等,使地震力的傳遞受阻或不通;抗震用的剪力墻設(shè)置不能直通到底層、剪力墻布置嚴(yán)重不對(duì)稱(chēng)或數(shù)量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來(lái)地震作用分布的不均勻、不對(duì)稱(chēng)和對(duì)建筑物很不利的扭轉(zhuǎn)作用。多次大震害表明,建筑物豎向樓層剛度的過(guò)大變化,給建筑物造成很多破壞,甚至是整個(gè)樓層的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中,有多棟鋼筋混凝土高層建筑發(fā)生了中間樓層的整體坐落倒塌破壞。因此,盡可能使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑物底部,不宜中斷或不到底。盡量避免其某樓層剛度過(guò)少,盡量避免產(chǎn)生地震時(shí)的鈕轉(zhuǎn)效應(yīng)。
四、建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)限值控制問(wèn)題
根據(jù)大量震害的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJll-89)對(duì)房屋建筑在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定,建筑設(shè)計(jì)應(yīng)予遵守:一是房屋的建筑總高度和層數(shù);二是對(duì)房屋抗震橫墻問(wèn)題和局部墻體尺寸的限值控制。
五、屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題
在高層和超高層建筑設(shè)計(jì)中,屋頂建筑是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)部分。從近幾年對(duì)一些高層建筑抗震設(shè)計(jì)審查結(jié)果來(lái)看,屋頂建筑存在的主要問(wèn)題,一是過(guò)高,二是過(guò)重。這樣的屋頂建筑加大了變形,也加大了地震作用。對(duì)屋頂建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上,且前者的抗側(cè)力墻與其下樓層的抗側(cè)力墻體上下不連續(xù)時(shí),更會(huì)帶來(lái)地震的扭轉(zhuǎn)作用,對(duì)建筑物抗震更不利。為此,在屋頂建筑設(shè)計(jì)中,宜盡量降低其高度。采用高強(qiáng)輕質(zhì)的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結(jié)構(gòu)的傳遞比較通暢,使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致;當(dāng)屋頂建筑較高時(shí),要使其具有較好的抗震定性,使屋頂建筑的地震作用及其變形較小,而且不發(fā)生扭轉(zhuǎn)地震作用。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)
六、結(jié)束語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō),建筑設(shè)計(jì)是建筑杭震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面,建筑設(shè)計(jì)與建筑
抗震設(shè)計(jì)有著密切關(guān)系。它對(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,要充分重視建筑設(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。
參考文獻(xiàn):
[1]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(CBJll-89),中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005。
我國(guó)建筑行業(yè)相比歐美一些建筑業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家起步比較晚,而且在建筑行業(yè)起步初期人們只是一味的重視建筑的美觀性,認(rèn)為只有修建的奢華和富麗堂皇才能彰顯出自己的社會(huì)地位和身份象征。只有符合人們審美趨勢(shì)的建筑才是好的建筑,就比如蘇州園林和一些南方比較具有代表性的園林等等。因此在這樣的社會(huì)背景下一個(gè)階段中阻礙了建筑業(yè)的發(fā)展,局限了建筑業(yè)的發(fā)展方向。人們對(duì)他的牢固性和抗災(zāi)害性能沒(méi)有更高的要求,這也就使得一些建筑師為了迎合大眾的口味,不至于被社會(huì)所淘汰而沒(méi)有進(jìn)行創(chuàng)造設(shè)計(jì),因此設(shè)計(jì)的建筑也沒(méi)有長(zhǎng)足的發(fā)展,抵擋不了天災(zāi)的發(fā)生,對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成了一定的威脅。
1.2沒(méi)有處理好建筑設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)之間的關(guān)系
建筑設(shè)計(jì)是在建筑施工之前就需要完成的工作,設(shè)計(jì)圖紙就像一張標(biāo)注明確的地圖,它會(huì)指導(dǎo)人們應(yīng)該去哪里,如何去哪里。因此建筑設(shè)計(jì)是十分重要的,一張表美的建筑圖紙就相當(dāng)于工程量完成了三分之一,將抗震理念融入到這張圖紙中也是對(duì)抗震設(shè)計(jì)提出了更高層次的要求。但是由于目前的技術(shù)有限,建筑師還不能很好的將抗震設(shè)計(jì)融人到建筑設(shè)計(jì)中去,不能使兩者更好的協(xié)作,發(fā)揮很好的作用。因此說(shuō)不能協(xié)調(diào)建筑設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)的關(guān)系是抗震設(shè)計(jì)常見(jiàn)的最根本問(wèn)題。
1.3缺乏實(shí)踐
為了提高建筑的抗震性,一些建筑師盲目的從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),并沒(méi)有結(jié)合我國(guó)建筑構(gòu)造的自身特點(diǎn)加以創(chuàng)新改造,而是為了講究工作效率,趕進(jìn)度,生搬硬套地將這些所謂的先進(jìn)前沿技術(shù)強(qiáng)加于一些本不符合的建筑物上,沒(méi)有起到應(yīng)有的抗震作用反而在一定程度上弄巧成拙,破壞了建筑本身的美感,更嚴(yán)重的還會(huì)使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)建筑物的作用,對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)造成更大程度上的傷害。因此建筑師這種急于求成缺乏實(shí)踐精神的建造理念,不會(huì)對(duì)建筑物的抗震性能起到很好的作用。
1.4建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題
對(duì)于一些建筑的設(shè)計(jì)本身就存在不合理的問(wèn)題,因此我們從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探究:第一,建筑體型的設(shè)計(jì),目前人們?cè)絹?lái)越追求建筑美感,因此將部分建筑的外立面都涉及成凹凸不平或者一些沒(méi)有規(guī)則的不光滑表面,如果發(fā)生地震對(duì)這種建筑物的破壞是最大的,表面平滑的建筑則相對(duì)可以減少地震對(duì)他的破壞,盡可能的做到建筑物與鋼架結(jié)構(gòu)相對(duì)比較勻稱(chēng)。第二,平面設(shè)計(jì),對(duì)于一些建筑物人們會(huì)使用一些柱子、內(nèi)墻進(jìn)行裝飾。但是在確定柱子的數(shù)量與距離上就需要好好的下功夫去研究,比如人民大會(huì)堂的柱子多少根,每根之間的間隔距離是多少這都是很有講究的,不對(duì)稱(chēng)性、不協(xié)調(diào)性對(duì)抗震起到了負(fù)面的作用。第三,豎向布置問(wèn)題,越來(lái)越多的大型商場(chǎng)隨著人們物質(zhì)生活的需要而產(chǎn)生,并且大型商場(chǎng)是人們比較容易聚集的地方,如果沒(méi)有很好的抗震性能則技術(shù)衾浼會(huì)對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)造成很大的威脅。很多商場(chǎng)現(xiàn)在都是高層建筑,下層一般柱子相對(duì)較多、墻體較少,但是高層一般柱子較少、墻體較多,如果柱子與墻體分布不合理,這在地震中會(huì)起到特別不好的作用,也會(huì)加大對(duì)人們的傷害。下層柱子與上層柱子應(yīng)該互相對(duì)齊,在空間上起到很好的支撐作用,對(duì)穩(wěn)定整個(gè)商場(chǎng)的空間結(jié)構(gòu)都起到了不可估量的作用。
2.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法
2.1結(jié)構(gòu)地震分析法
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就是對(duì)結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)的分析,需要確定內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)的地震作用值。常用的地震分析法有底部剪力法、彈性時(shí)程分析方法、振型分解反應(yīng)譜法、非線彈性靜力分析法以及非線彈性時(shí)程分析法。其中最為簡(jiǎn)單的屬底部剪力法,其在質(zhì)量、剛度沿高度分布較均勻的結(jié)構(gòu)中較為適用。假設(shè)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)以線性倒三角形的第一振型為主。并通過(guò)第一振型周期的估計(jì)來(lái)確定地震影響系數(shù)。對(duì)于較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系,采用振型分解反應(yīng)譜法來(lái)計(jì)算,它的思路就是根據(jù)振型疊加原理,將各種振型對(duì)應(yīng)的地震作用、作用效應(yīng)以一定方式疊加起來(lái)得到結(jié)構(gòu)總的地震作用、作用效應(yīng)。而彈性時(shí)程分析適用于特別不規(guī)則和特別重要的結(jié)構(gòu)中,將建筑物看作彈性或彈塑性振動(dòng)系統(tǒng),直接輸入地面振動(dòng)加速度記錄,對(duì)運(yùn)動(dòng)方程積分,從而得到各質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度和剪力時(shí)程變化曲線。非線彈性時(shí)程分析法可以準(zhǔn)確完整的反映結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)的全過(guò)程。按非線彈性時(shí)程分析法進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),能改善結(jié)構(gòu)抗震能力和提高抗震水平。非線彈性靜力分析法考慮了結(jié)構(gòu)彈塑性特性,在結(jié)構(gòu)分析模型上施加某種特定傾向力模擬地震水平側(cè)向力,并逐級(jí)單調(diào)增大,構(gòu)件一旦屈服,修改其剛度直到結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的狀態(tài)。
2.2建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法
為了確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力最佳,所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度、延性及耗能能力等方面都達(dá)到最佳,質(zhì)量分布均勻,平面對(duì)稱(chēng)、規(guī)則抗側(cè)向力較好的體系及剛度與承載能力變化連續(xù)的結(jié)構(gòu)體系是優(yōu)先考慮的設(shè)計(jì)方案,從而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)“小震不壞,中震可修,大震不倒”的目的。
(1)根據(jù)我國(guó)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,建筑持力層的選擇非常重要,它關(guān)系著整個(gè)建筑物的安全性能,同時(shí)規(guī)范還指出,建筑的形體要適當(dāng),要求建筑的形狀及抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置宜規(guī)則,并有整體性,不宜用軸壓比很大的鋼筋混凝土框架柱作為第一道防線。
(2)抗震結(jié)構(gòu)體系布置是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題,如房屋建造中框架結(jié)構(gòu)體系和砌體結(jié)構(gòu)的選擇問(wèn)題。地震后會(huì)有余震,抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有多道抗震防線。如框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中為了避免部分構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)體系喪失抗震能力,將不承受重力荷載的構(gòu)件用作傳遞途徑。
(3)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震是通過(guò)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的抗震性能(強(qiáng)度、剛度、延性)來(lái)抵御地震作用的,即由結(jié)構(gòu)本身儲(chǔ)存和消耗地震能量。消能減震設(shè)計(jì)指在結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能器來(lái)消耗地震輸入的能量,減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng),減小結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞和避免結(jié)構(gòu)物直接倒塌以達(dá)到預(yù)期防震減震要求。隔震設(shè)計(jì)指在建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔離層,即安裝隔震裝置,通過(guò)隔震裝置延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的基本周期,避免地震能量集中使結(jié)構(gòu)發(fā)生屈服和破壞。這是一種以柔克剛積極主動(dòng)的抗震對(duì)策,是一種新方法、新對(duì)策、新途徑。
(4)盡可能多設(shè)置幾道抗震防線,一個(gè)較好的抗震建筑結(jié)構(gòu)由若干個(gè)延性較好的分體系組成,并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震,如果只有一道防線,則在第一次破壞后再遭余震,將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌。如像教學(xué)樓這種相對(duì)大開(kāi)間、單跨、大窗口、懸臂走廊的純框架結(jié)構(gòu),其縱、橫方向的剛度不均勻,很容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞,而整個(gè)結(jié)構(gòu)只有框架一道防線,一旦柱子發(fā)生破壞,沒(méi)有其他約束措施,整個(gè)框架因喪失全部承載能力而倒塌。防止脆性和失穩(wěn)破壞,增加延展性。設(shè)計(jì)不良的細(xì)部結(jié)構(gòu)常常發(fā)生脆性和失穩(wěn)破壞,應(yīng)該防止。剛度的選擇有助于控制變形,在不增加結(jié)構(gòu)的重量的基礎(chǔ)上,改變結(jié)構(gòu)剛度,提高結(jié)構(gòu)的整體剛度和延展性是有效的抗震途徑。
(5)場(chǎng)地條件就是導(dǎo)致建筑震害過(guò)于嚴(yán)重的關(guān)鍵因素,所以選擇最為有利的地形最大限度的防止建筑物出現(xiàn)在不利于抗震功能發(fā)揮的區(qū)域。選擇在抗震過(guò)于危險(xiǎn)的區(qū)域來(lái)建造房屋,有可能對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)危害。在汶川地震時(shí),北川縣城西的房屋建造在有滑坡隱患的山體之下,在地震的作用下,山體崩塌、滑坡,將大量的房屋掩埋,死亡1600人,損失慘重。
(二)落梁破壞,是指橋梁的梁板構(gòu)件在地震時(shí)發(fā)生的水平位移超出梁板端部的支撐長(zhǎng)度時(shí)發(fā)生梁體掉落的現(xiàn)象。落梁現(xiàn)象發(fā)生地震時(shí)在橋墩之間相對(duì)位移過(guò)大、支座喪失約束能力、梁的有效支撐長(zhǎng)度不足、梁間碰撞劇烈等情況下。
二、橋梁抗震設(shè)計(jì)的基本原則
要達(dá)到合理抗震的設(shè)計(jì)目標(biāo)要求,橋梁設(shè)計(jì)工程師需要深入的了解影響結(jié)構(gòu)對(duì)地震反應(yīng)的基本因素,并擁有豐富的工程經(jīng)驗(yàn),在符合現(xiàn)行規(guī)范的前提之下充分發(fā)揮主觀的創(chuàng)造能力?;谀壳暗墓こ汤碚撝R(shí)和歷次橋梁地震災(zāi)害的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)要遵循一些基本的設(shè)計(jì)原則。
(一)工程建設(shè)場(chǎng)地的選擇橋梁工程的建設(shè)場(chǎng)地盡量選擇地質(zhì)情況穩(wěn)定的地方,盡量選擇土質(zhì)堅(jiān)硬的區(qū)域,避免地震時(shí)可能發(fā)生的松軟場(chǎng)地的地基失效現(xiàn)象。
(二)結(jié)構(gòu)體系的整體性和規(guī)則性橋梁結(jié)構(gòu)較好整體性可以有效的防止橋梁構(gòu)件在地震發(fā)生時(shí)的掉落,并能是結(jié)構(gòu)發(fā)揮良好的空間作用,因此盡量采用連續(xù)的橋梁上部結(jié)構(gòu)以保證橋梁的整體性。除此之外,橋梁結(jié)構(gòu)的布置還要做到尺寸、剛度和質(zhì)量的均勻、規(guī)整及對(duì)稱(chēng),避免突然的變化引起地震力的集中。
(三)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的強(qiáng)度和延性的提高地震時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)的破壞源自于地震引起的橋梁結(jié)構(gòu)的震動(dòng),在橋梁抗震的設(shè)計(jì)中除了要盡量減少地震力從地基傳遞至橋梁結(jié)構(gòu),還要使橋梁結(jié)構(gòu)本身具備足夠的強(qiáng)度和延性,來(lái)抵抗非預(yù)期破壞的發(fā)生。在現(xiàn)有技術(shù)條件下,在盡量不增加結(jié)構(gòu)自身重力和不改變結(jié)構(gòu)剛度的前提之下,提高橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與延性兩種方式是提高橋梁結(jié)構(gòu)抗震能力的有效途徑。結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度與延性是保證結(jié)構(gòu)整體抗震能力的三個(gè)主要參數(shù)要素,剛度可以有效的控制結(jié)構(gòu)變形,而延性可以有效的控制強(qiáng)度與剛度在反復(fù)地震力作用下的衰退現(xiàn)象。
(四)能力設(shè)計(jì)的原則能力設(shè)計(jì)思想強(qiáng)調(diào)強(qiáng)度安全度差異,即在不同構(gòu)件,如延性構(gòu)件和能力保護(hù)構(gòu)件,和不同破壞模式,如延性破壞和脆性破壞模式之間建立各自不同的強(qiáng)度和安全度。通過(guò)強(qiáng)度與安全度的差異化,確保橋梁結(jié)構(gòu)在地震的作用下以延性形式進(jìn)行反應(yīng),避免發(fā)生脆性的破壞模式。類(lèi)似于建筑抗震設(shè)計(jì)中的強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì)思想
(五)設(shè)置多道抗震防線采用冗余設(shè)計(jì)的思想,盡量使橋梁結(jié)構(gòu)具備多道抵抗地震力的防護(hù)體系,以便在第一道抗震防線發(fā)生破壞后,有備用的第二道防線用于支撐橋梁結(jié)構(gòu)的抗震需求,避免發(fā)生嚴(yán)重的橋梁損壞。例如在同時(shí)設(shè)置抗震錨栓與抗震擋塊,可以有效的防止地震時(shí)落梁的發(fā)生。
三、橋梁抗震設(shè)計(jì)的幾個(gè)方法
(一)橋梁抗震的概念設(shè)計(jì)抗震概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)以往地震災(zāi)害和工程抗震的經(jīng)驗(yàn)等獲得的基本抗震設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,用以提出正確地橋梁結(jié)構(gòu)總體方案、材料的選擇和細(xì)部的構(gòu)造等,從而達(dá)到合理抗震的設(shè)計(jì)目的。合理抗震設(shè)計(jì)即要求設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)構(gòu),在強(qiáng)度、剛度和延性等指標(biāo)上擁有最佳的指標(biāo)組合,使結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和抗震設(shè)防的雙重目標(biāo)。橋梁抗震概念設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)體系,一般是根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范要求進(jìn)行。對(duì)于采用延性抗震概念設(shè)計(jì)的橋梁,還包括延性類(lèi)型選擇和塑性耗能機(jī)制選擇。橋梁抗震的概念設(shè)計(jì)十分重要,其為抗震設(shè)計(jì)的數(shù)值計(jì)算創(chuàng)造了有利條件,使計(jì)算分析結(jié)果能更好的反映地震時(shí)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的真實(shí)情況。
(二)地震響應(yīng)分析方法的改變隨著人們對(duì)地震動(dòng)力和結(jié)構(gòu)動(dòng)力不斷了解,抗震設(shè)計(jì)的理論和地震響應(yīng)的分析設(shè)計(jì)方法也發(fā)展出多種方法。從地震動(dòng)的振幅、頻譜和持時(shí)三要素來(lái)看,抗震設(shè)計(jì)的動(dòng)力理論不但考慮了地震動(dòng)的持時(shí),而且還考慮了地震動(dòng)中反應(yīng)譜不能概括的其他特性,較之靜力理論和反應(yīng)譜理論有著更全面的優(yōu)點(diǎn)。
(三)多階段設(shè)計(jì)方法伴隨著地震產(chǎn)生機(jī)理、地震的動(dòng)特性及地震作用下各類(lèi)結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、動(dòng)力特性和構(gòu)件能力研究的不斷深入,加上不同的結(jié)構(gòu)在不同概率的地震作用預(yù)期下的性能目標(biāo)的各不相同,促使著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)原則、設(shè)防水準(zhǔn)等多個(gè)方面進(jìn)行著不斷的改變和進(jìn)步。橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)也由原來(lái)的單一設(shè)防水準(zhǔn)的一階段設(shè)計(jì),改進(jìn)為雙水準(zhǔn)或三水準(zhǔn)的兩階段和三階段設(shè)計(jì)方式,甚至是基于結(jié)構(gòu)性能的多水準(zhǔn)設(shè)防、多性能目標(biāo)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)方式。
單層磚柱廠房具有選價(jià)低廉、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便等優(yōu)點(diǎn),在中小型工業(yè)廠肩中得到廣泛應(yīng)用。磚柱廠房是以磚柱(墻)做為承重和抗側(cè)力構(gòu)件,由于材料的脆性性質(zhì),其抗震性能比鋼筋混凝土柱廠房差;由于磚往廠房?jī)?nèi)部空曠、橫墻問(wèn)距大,地震時(shí)的抗倒塌能力不如砌體結(jié)構(gòu)的民用建筑。因此根據(jù)磚柱廠房的震害特點(diǎn),找出杭震的薄弱環(huán)節(jié),提出相應(yīng)的抗震措施,提高其抗震能力是必要的。
1.地震震害及其特點(diǎn):
地震震害表明:6、7度區(qū)單層磚柱廠房破壞較輕,少數(shù)磚柱出現(xiàn)彎曲水平裂縫:8度區(qū)出現(xiàn)倒塌或局部倒塌,主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞;9度區(qū)廠房出現(xiàn)較為嚴(yán)重的破壞,倒塌率較大。
從震害特點(diǎn)看,磚柱是廠房的薄弱環(huán)節(jié),外縱墻的磚柱在窗臺(tái)高度或廠房底部產(chǎn)主水平裂縫,內(nèi)縱墻的磚柱在底部產(chǎn)生水平裂縫,磚柱的破壞是廠肩倒塌的主要原因。山墻在地震時(shí)產(chǎn)生以水平裂縫為代表的平面外彎曲破壞,山墻外傾、檁條拔出,嚴(yán)重時(shí)山墻倒塌,端開(kāi)間屋蓋塌落。屋蓋形式對(duì)廠房抗震性能有一定的影響,重屋蓋廠房的震害普遍重子輕屋蓋廠房,楞攤瓦和稀鋪望板的瓦木屋蓋,其縱向水平剛度和空間作用較差,地震時(shí)屋蓋易產(chǎn)生傾斜。
2.適用范圍及結(jié)構(gòu)布置
2.1單跨和等高多跨的單層磚柱廠房,當(dāng)無(wú)吊車(chē)且跨度和柱頂標(biāo)高均不大時(shí),地震破壞較輕。不等高廠房由于高振型的影響,變截面柱的上柱震害嚴(yán)重又不易修復(fù),容易造成屋架塌落。因此規(guī)定磚柱廠房的適用范圍為單跨或等高多跨且無(wú)橋式吊車(chē)的中小型廠房,6-8度時(shí)廠房的跨度不大子15m且柱頂標(biāo)高下大于6.6m,9度時(shí)跨度不大于12m且柱頂標(biāo)高不大于4.5m。
2.2廠房的平立面應(yīng)簡(jiǎn)單規(guī)則。平面宜為矩形,當(dāng)平面為L(zhǎng)、T形時(shí),廠房陰角部位易產(chǎn)生震害,特別是平面剛度不對(duì)稱(chēng),將產(chǎn)生應(yīng)力集中。對(duì)于立面復(fù)雜的廠房,當(dāng)屋面高低錯(cuò)落時(shí),由于振動(dòng)的不協(xié)調(diào)而發(fā)主碰撞,震害更為嚴(yán)重。
2.3當(dāng)廠房體型復(fù)雜或有貼建的房屋(或構(gòu)筑物)時(shí),應(yīng)設(shè)置防震縫將廠房與附屬建筑分割成各自獨(dú)立、體型簡(jiǎn)單的抗震單元,以避免地震時(shí)產(chǎn)主破壞。針對(duì)中小型廠房的特點(diǎn),鋼筋混凝上無(wú)檀屋蓋的磚柱廠房應(yīng)設(shè)置防震縫,而輕型屋蓋的磚柱廠房可不設(shè)防震縫。防震縫處宜設(shè)置雙柱或雙墻,以保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和剛度,防震縫的寬度應(yīng)根據(jù)地震時(shí)最大彈塑性變形計(jì)算確定。一般可采用50~70mm。
3.結(jié)構(gòu)體系
3.1地震時(shí)廠房破壞程度與屋蓋類(lèi)型有關(guān),一般來(lái)說(shuō)重型屋蓋廠房震害重,輕型屋蓋廠房震害輕,在高烈度區(qū)影響更為明顯。因此要求6-8度時(shí)宜采用輕型屋蓋,9度時(shí)應(yīng)采用輕型屋蓋。人之地震震害調(diào)查表明:6、7度時(shí)的單跨和等高多跨磚柱廠房基本完好或輕微破壞,8、9度時(shí)排架柱有一定的震害甚至倒塌。因此《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(G8Jll一89)規(guī)定:6、7度時(shí)可采用十字形截面的無(wú)筋磚柱,8度1、2類(lèi)場(chǎng)地應(yīng)采用組合磚柱,8度3、4類(lèi)場(chǎng)地及9度時(shí)邊柱宣采用組合磚柱,中柱直采用鋼筋混凝土柱。經(jīng)過(guò)地震震害分析發(fā)現(xiàn):非抗震設(shè)計(jì)的單層磚柱廠房經(jīng)過(guò)8度地震也有相當(dāng)數(shù)量的廠房基本完好,所倒塌的廠肩大部份在設(shè)計(jì)和施工上也存在先天不足,因此正常設(shè)計(jì)正常施工和正常使用的無(wú)筋磚柱單層廠后,在8度區(qū)仍然具有一定的抗震能力??梢?jiàn)對(duì)8度區(qū)的單層磚柱廠房都配筋的要求是偏嚴(yán)的,在抗震規(guī)范的修訂稿中將8度1、2類(lèi)場(chǎng)地“應(yīng)”采用組合磚往改為“宜”采用組合磚柱,允許設(shè)計(jì)人員根據(jù)不同情況對(duì)是否配筋有所選擇。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)單層磚柱廠房符合砌體結(jié)構(gòu)剛性方案條件,經(jīng)抗震驗(yàn)算承載力滿足要求時(shí),可以采用無(wú)筋磚柱。
3.3對(duì)于單層磚柱廠房的縱向仍然要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度,單靠磚柱做為抗側(cè)力構(gòu)件是不夠的,如果象鋼筋混凝土柱廠房那樣設(shè)置柱間支撐,會(huì)吸引相當(dāng)大的地震剪力。使磚拄剪壞。為了增強(qiáng)廠房的縱向抗震承載力,在柱間砌筑與柱整體連接的縱向磚墻,以代替柱間支撐的作用,這是經(jīng)濟(jì)有效的方法。
3.4當(dāng)廠房?jī)啥藶榉浅兄厣綁r(shí),山墻頂部與檁條或屋面板恨難連接,只能依靠屋架上弦與防風(fēng)柱上端連接做為山墻頂部的支點(diǎn),這不僅降低了房屋整體空間作用,對(duì)防止山墻的出平面破壞也不利,因此廠房?jī)啥司鶓?yīng)設(shè)置承重山墻。
3.5廠房的縱橫向內(nèi)隔墻宣做成抗震墻,其目的充分利用培體的功能,避免主體結(jié)構(gòu)的破壞。當(dāng)內(nèi)隔墻不能做成抗震墻時(shí),最好采用輕質(zhì)隔墻,以避免墻體對(duì)柱及柱與屋架連接節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生不利影響,如果采用非輕質(zhì)隔墻,則應(yīng)考慮隔墻對(duì)柱及其與屋架節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的附加剪力。
3.6無(wú)窗架不應(yīng)通至廠房單元的端開(kāi)間,以免過(guò)份削弱屋蓋的剛度。天窗架采用磚壁承重時(shí),將產(chǎn)生嚴(yán)重的震害甚至倒塌,地震區(qū)應(yīng)避免使用。
4抗震承載力計(jì)算
4.1橫向抗震計(jì)算
單層磚往廠房橫向抗震計(jì)算的計(jì)算簡(jiǎn)圖,可按下列規(guī)定選?。海?)當(dāng)廠房柱為無(wú)筋磚柱或邊柱為組合磚柱、中柱為鋼筋混凝土柱時(shí),可采用下端為固接、上端為鉸接的徘架結(jié)構(gòu)模型;(2)當(dāng)廠肩邊柱為無(wú)筋磚柱、中柱為鋼筋混凝士柱,在確定廠房自振周期時(shí),磚柱下端按固接考慮,在計(jì)算水平地震作用時(shí),磚柱下端按鉸接考慮。這主要是考宅到在地震作用下,隨著變形的不斷增加,無(wú)筋磚柱下端開(kāi)裂并退出工作,囚而全部橫向地震作用由中部的鋼筋混凝土柱承擔(dān)。輕型屋蓋單層磚柱廠房的橫向抗震計(jì)算,可以忽略空間工作影響·采用平面排架進(jìn)、廳計(jì)算。對(duì)于鋼筋混凝上屋蓋和密鋪望板的瓦木屋蓋廠肩,其空間作用不能忽略,應(yīng)按空間分析的方法進(jìn)行計(jì)算:但為了簡(jiǎn)化,對(duì)于一定條件下的廠房可以按平面排架進(jìn)行計(jì)算,考慮到其空間工作影響,對(duì)計(jì)算的地震作用效應(yīng)要進(jìn)行調(diào)整。
4.2縱向抗震計(jì)算
對(duì)于鋼筋混凝土屋蓋的等高多跨磚柱廠房,當(dāng)考慮屋蓋為剛性時(shí),縱向地震作用在各柱列之間的分配與柱列的側(cè)移剛度成正比:當(dāng)考慮屋蓋的彈性進(jìn)行空間分析時(shí),側(cè)移剛度較大柱列分配的地震作用比按剛性屋蓋分配的地震作用小,而側(cè)移剛度較小柱列分配的地震作用比按剛性屋蓋分配的地震作用大。設(shè)計(jì)中為了利用剛性屋蓋假定時(shí)縱向地震作用分配形式簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),可以針對(duì)不同屋蓋形式對(duì)柱列的側(cè)移剛度乘以修正系數(shù),做為縱向地震分配時(shí)的柱列剛度,并對(duì)所計(jì)算的廠房自振周期進(jìn)行修正,以考慮屋蓋的彈性影響。
對(duì)于縱墻對(duì)稱(chēng)布置的單跨廠房,在廠房縱向沿跨中切開(kāi),取一個(gè)柱列單獨(dú)進(jìn)行縱向計(jì)算與對(duì)廠房進(jìn)行整體分析結(jié)果是相同的。對(duì)于輕型屋蓋的多跨廠房雖然屋蓋仍具有一定的水平剛度,考慮到屋蓋與磚墻的彈性極限變形值相差較大,為了計(jì)算簡(jiǎn)便,仍可假定各縱向往列在地震時(shí)獨(dú)立振動(dòng),按柱列法進(jìn)行計(jì)算。
5抗震構(gòu)造措施
5.1單層磚柱廠房采用鋼筋混凝上屋蓋時(shí)的抗震構(gòu)造措施可參照鋼筋混凝土柱廠房的有關(guān)規(guī)定。采用瓦木屋蓋時(shí),設(shè)有滿鋪望板的抗震能力比無(wú)望板強(qiáng)得多,望板能起到阻止屋架傾斜的作用。地震震害表明,未設(shè)上弦及下弦水平支撐的楞攤瓦屋蓋,屋架產(chǎn)主傾斜甚至倒塌的震害較多,因此要有足夠的屋蓋支撐系統(tǒng),保證屋蓋沿縱向有足夠的剛度和穩(wěn)定,以滿足抗震的要求。
5.2圈梁對(duì)增強(qiáng)廠房的整體性起到了重要作用,但預(yù)制圈梁抗震性能差,地震時(shí)在連接外容易拉斷,因此要求圈梁應(yīng)現(xiàn)澆且在廠房柱頂標(biāo)高處沿房屋外墻及承重內(nèi)墻閉合。對(duì)于8、分度區(qū)還應(yīng)沿墻高每隔3-4m增設(shè)一道圈梁,可提高磚墻的抗震性能,并能夠限制地震時(shí)墻體裂縫的開(kāi)展,減輕墻體破壞。當(dāng)?shù)鼗鶠檐浫跽承酝?、液化土、新近填土或?yán)重不均勻土層時(shí),地震易出現(xiàn)裂縫,如果裂縫穿過(guò)廠房將使房屋撕裂,基礎(chǔ)頂面應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)圈梁,以減輕地震災(zāi)害。當(dāng)圈梁兼做門(mén)窗過(guò)梁或抵抗不均勻沉降影響時(shí),圈梁的截面和配筋除滿足抗震構(gòu)造要求外,還應(yīng)根據(jù)實(shí)際受力計(jì)算確定。采用鋼筋混凝土無(wú)檁屋蓋的磚柱廠房,地震時(shí)在屋蓋處圈梁下一至四皮磚的磚墻上易出現(xiàn)水平裂縫,因此8、9度時(shí),在墻頂沿墻長(zhǎng)每隔1m左右埋設(shè)1根8豎向鋼筋,并插入頂部圈梁內(nèi),以避免上述震害的產(chǎn)生。
5.3地震中屋架與磚柱連接不牢,柱頭產(chǎn)主破壞甚至屋蓋坍落的震例是較多的。為了加強(qiáng)屋架與磚柱的連接,柱頂墊塊應(yīng)與墻頂圈梁整體澆注,屋架與墊塊的預(yù)埋件采用螺栓連接或焊接。當(dāng)墊塊厚度或配筋過(guò)小時(shí)。預(yù)埋件的錨固不能滿足要求,墊塊厚度丁應(yīng)小于240mm,井配置兩層直徑不小于8間距不大于100mm的鋼筋網(wǎng)。烈度較高時(shí),屋蓋承受的地震作用較大,與墊塊整體澆注的圈粱受到較大的扭矩,墊塊兩側(cè)各500mm范圍內(nèi)圈梁的箍筋應(yīng)加密,其間距不應(yīng)大子100mm。
二、抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則及影響因素
1.2建筑的縱向布局設(shè)計(jì)建筑的縱向布局主要是建筑物巖的高度、建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量以及建筑物的剛度分布。不管是在工業(yè)建筑還是民用建筑,不論建筑的層數(shù)是多還是少,都會(huì)存在這樣的問(wèn)題。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候,盡可能的將建筑物沿與建筑的剛度設(shè)計(jì)成相近的系數(shù),剪力墻的布局不僅要布局均勻,還要使其能沿著建筑縱向一直貫穿到建筑的底部,不要中途中斷或者是不到達(dá)建筑的底部。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,一定要避免樓層之間剛度不均勻的現(xiàn)象,同時(shí)還要避免在地震中,建筑出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
1.3建筑的整體布局設(shè)計(jì)建筑的整體布局設(shè)計(jì),主要是指建筑的平面和立體空間上的設(shè)計(jì)。在建筑的整體布局中,要使建筑平面和建筑空間在形狀上,既規(guī)則又簡(jiǎn)潔。建筑的平面形狀可以是圓形、矩形、方形等,這樣的形狀能夠提高建筑抗震的水平。在建筑的整體布局設(shè)計(jì)中,要避免凹凸行的設(shè)計(jì),這樣的設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震起到了一定的制約作用。嚴(yán)重是還會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。要設(shè)計(jì)出具有立體美和具有藝術(shù)性的建筑,就一定要將建筑藝術(shù)和建筑所具備的功能,與建筑抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)結(jié)合到一起。例如:南昌綠地紫峰大廈,該建筑的高位268m,其框架是核心筒結(jié)構(gòu),對(duì)該建筑的抗震設(shè)計(jì),在建筑三分之二出,東西里面內(nèi)凹,其內(nèi)凹部分的荷載通過(guò)結(jié)構(gòu)柱支撐在41層與43層之間的跨懸臂轉(zhuǎn)換墻上。其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)融入了新年功能化設(shè)計(jì)的思想,并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行小震下的反譜計(jì)算,以及中震彈性復(fù)核。
2建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)重視的抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題
2.1建筑物屋頂抗震設(shè)計(jì)屋頂太高或太重,是目前建筑設(shè)計(jì)最主要的問(wèn)題。屋頂過(guò)高或者過(guò)重,會(huì)加重地震的作用,導(dǎo)致建筑變形,對(duì)建筑物自身的抗震能力有所制約。建筑屋頂?shù)闹匦暮徒ㄖ撞康闹匦牟辉谝粭l線上,那么就會(huì)導(dǎo)致建筑抗側(cè)力不能連續(xù),從而加劇建筑的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),制約建筑的抗震水平。所以,設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,一定要避免屋頂超高超重的現(xiàn)象,使得整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)與剛度均勻的分布下來(lái),讓屋頂與建筑的重心保持在同一條線上。如果建筑物的屋頂設(shè)計(jì)的過(guò)高,那么就一定要保證建筑具有良好的抗震穩(wěn)固性,降低建筑扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。3
2.2設(shè)計(jì)限值控制相關(guān)文件規(guī)定,在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中,要考慮抗震要求的限值控制。房屋的建筑高度和樓層的數(shù)量。在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中,有的建筑高度超標(biāo),有的建筑層數(shù)超標(biāo),有的建筑高度沒(méi)有超標(biāo),但是其寬度超標(biāo)。這些超標(biāo),都將會(huì)給建筑抗震帶來(lái)一定的安全隱患,特別是一些高度和寬度超標(biāo)的建筑,因此,在建筑設(shè)計(jì)中,只要完全融合建筑抗震設(shè)計(jì),就能夠有效的進(jìn)行限值控制。例如:防裂度為8的時(shí)候,粘土磚等對(duì)稱(chēng)建筑的總高度要低于18m,建筑的層數(shù)一不能超過(guò)6層;底層框架為磚房的建筑高度應(yīng)該保持在16m,層數(shù)保持在5層以內(nèi);建筑材料為鋼筋混泥土框架房屋的時(shí)候,其高度要保持在45m以下,而框架的抗震墻高度應(yīng)該保持在100m以內(nèi)。除了在設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮抗震要求的限值控制之外,還要考慮房屋抗震橫墻之間的間距以及局部墻體尺寸的限值控制??拐饓ο拗悼刂?,就是避免橫墻的間距超過(guò)了原有的額定值,從而導(dǎo)致建筑平面的剛度下降,遇到水平地震力時(shí),影響了建筑水平地震力的傳遞,因此,導(dǎo)致了建筑縱墻發(fā)生形變,制約了建筑抗震的承載力度,致使建筑倒塌。對(duì)局部墻體尺寸的限值控制,是因?yàn)檫@些局部墻體能夠增強(qiáng)建筑抗震強(qiáng)度,如果局部墻體尺寸的限值小于規(guī)定的值,那么就不能夠滿足建筑抗震設(shè)計(jì)的要求,就會(huì)出現(xiàn)墻面裂開(kāi)或者是倒塌的現(xiàn)象。因此,在設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意建筑設(shè)計(jì)限值控制。
2超高層建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度設(shè)計(jì)與控制
為了提高超高層建筑的抗震性,其足夠的結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度必不可少。足夠的結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度不僅可以保障建筑物的安全性、抗震性,還可在一定程度上有效抵抗建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不利受力情況及極限承載力下的安全穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)超高層建筑的結(jié)構(gòu)抗震側(cè)向剛度,應(yīng)重點(diǎn)從其結(jié)構(gòu)體系和剛度需求進(jìn)行。
2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)根據(jù)建筑高度和抗震烈度確定高度級(jí)別和防火級(jí)別。超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先滿足規(guī)范要求的高寬比限值和平面凹凸尺寸比值限值,其次控制扭轉(zhuǎn)不規(guī)則發(fā)生:在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下,扭轉(zhuǎn)位移比不大于1.4;最大層間位移角不大于規(guī)范限值的0.4倍時(shí),扭轉(zhuǎn)位移比不大于1.6;混凝土結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期比不大于0.9,混合結(jié)構(gòu)及復(fù)雜結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期比大于0.85。最后設(shè)計(jì)過(guò)程中嚴(yán)格控制偏心、樓板不連續(xù)、剛度突變、尺寸突變、承載力突變、剛度突變等現(xiàn)象。滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的同時(shí),還應(yīng)考慮建筑師的設(shè)計(jì)意圖和功能需求,同時(shí)滿足設(shè)備專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)要求。結(jié)構(gòu)平面的規(guī)整程度直接影響著抗震設(shè)計(jì)的強(qiáng)弱,盡量采用筒體結(jié)構(gòu),以使得承受傾覆彎矩的結(jié)構(gòu)構(gòu)件呈現(xiàn)為軸壓狀態(tài),且其中的豎向構(gòu)件應(yīng)最大程度的安置在建筑結(jié)構(gòu)的外側(cè)。各豎向構(gòu)件和連接構(gòu)件的受力合理、傳力明確,降低剪力滯后效應(yīng),杜絕抗震薄弱層產(chǎn)生。
2.2結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度控制。超高層建筑的抗震性能設(shè)計(jì)主要與結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的最大層間位移角和最小剪力限制相關(guān)。對(duì)于層間位移角限值,其是衡量建筑抗震性的剛度指標(biāo)之一,地震作用應(yīng)使得建筑主體結(jié)構(gòu)具有基本的彈性,保證結(jié)構(gòu)的豎向和水平構(gòu)件的開(kāi)裂不會(huì)過(guò)大。同時(shí),因超高層建筑的底部樓層、伸臂加強(qiáng)層等特殊區(qū)域的彎曲變形難以起主導(dǎo)作用,所以應(yīng)采取剪切層間位移或有害層間位移對(duì)其變形進(jìn)行詳細(xì)的分析與判斷。對(duì)于最小地震剪力,其最重要的兩個(gè)影響因素是建筑結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量,當(dāng)超高層建筑難以達(dá)到最小地震剪力要求時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合具體情況適度的增加設(shè)計(jì)內(nèi)力,提高其抗震能力和穩(wěn)定性,然而,當(dāng)不能滿足最小地震剪力時(shí),還需通過(guò)重新設(shè)計(jì)或調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的具體布置或提高剛度來(lái)提高建筑物在地震作用下的安全性,而非單純?cè)龈叩卣鹆Φ恼{(diào)整系數(shù)。
3超高層建筑的性能化抗震設(shè)計(jì)
超高層建筑的抗震性能設(shè)計(jì),國(guó)內(nèi)主要根據(jù)“三個(gè)水準(zhǔn),兩個(gè)階段”,即“小震不壞、中震可修、大震不倒”。超高層建筑來(lái)說(shuō),其建筑工程復(fù)雜、高度極高、面積大、成本高,一旦受到地震損害,其損失程度會(huì)更高,因此,必須充分考慮各方理論、實(shí)際情況和專(zhuān)家意見(jiàn),兼顧經(jīng)濟(jì)、安全原則,定量化的展開(kāi)超高層建筑的性能化抗震設(shè)計(jì)。同時(shí),相關(guān)文件雖針對(duì)超高層建筑結(jié)構(gòu)的性能化設(shè)計(jì)制定了較具體且系統(tǒng)的指導(dǎo)理念,涉及宏觀與微觀兩個(gè)層面。但是,由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件會(huì)受到損壞,且損壞與整體形變情況的分析計(jì)算都需進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的彈塑性靜力或動(dòng)力時(shí)程計(jì)算,而目前我國(guó)尚未形成相關(guān)的定量化的評(píng)價(jià)體系,因此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)在積極參考ATC-40和FEMA273/274等規(guī)范。此外,對(duì)于彎曲變形為主導(dǎo)的建筑結(jié)構(gòu),在大震作用后應(yīng)尤其注重構(gòu)件承載力的復(fù)核。
4超高層建筑多道設(shè)防抗震設(shè)計(jì)
除了上述注意事項(xiàng)外,針對(duì)超高層建筑進(jìn)行抗震性設(shè)計(jì)時(shí),還因注重設(shè)計(jì)多道的抗震防線。多道抗震防線是指一個(gè)由一些相對(duì)獨(dú)立的自成抗側(cè)力體系的部分共同組成的抗震結(jié)構(gòu)系統(tǒng),各部分相互協(xié)同、相互配合,一同工作。當(dāng)遭遇地震時(shí),若第一道防線的抗側(cè)移構(gòu)件受到損害,其后的第二道和第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件即會(huì)進(jìn)行內(nèi)力的重新調(diào)整和分布,以抵御余震,保護(hù)建筑物。目前,我國(guó)超高層建筑主要依靠?jī)?nèi)筒和外框的協(xié)同工作來(lái)達(dá)到提供抗側(cè)剛度的目的,包含兩種受力狀態(tài):首先,建筑的內(nèi)外結(jié)構(gòu)通過(guò)樓板和伸臂析架來(lái)協(xié)調(diào)作用,進(jìn)而使得外部結(jié)構(gòu)承受了較多的傾覆彎矩和較少的剪力,而內(nèi)筒則承受了較大的剪力和一些傾覆彎矩,廣州東塔就是此受力方式的典型;其次,以交叉網(wǎng)格筒或巨型支撐框架為代表的建筑外部結(jié)構(gòu),其十分強(qiáng)大,依靠樓板的面內(nèi)剛度,外部結(jié)構(gòu)即可同時(shí)承受較大的傾覆彎矩和剪力,如廣州西塔。
二、結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的涵義
所謂抗震概念設(shè)計(jì),一般是指不經(jīng)過(guò)計(jì)算,尤其在難以做出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問(wèn)題中,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分結(jié)構(gòu)體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)中所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,從總體的角度來(lái)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制,從而從根本上保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。
三、結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則和具體要求
(一)建筑場(chǎng)地的選擇
地震造成建筑的破壞,除地震動(dòng)直接引起結(jié)構(gòu)破壞以外,還有場(chǎng)地條件的原因,諸如:地震引起的地表錯(cuò)動(dòng)與地裂,地基土的不均勻沉陷、滑坡和土體液化等。因此選擇有利于抗震的建筑場(chǎng)地是減輕建筑物地震災(zāi)害的第一道重要工序。(二)建筑物的平面、立面及豎向剖面的布置建筑物平面和立面的規(guī)則性是抗震概念設(shè)計(jì)中需要考慮的一個(gè)重要因素。規(guī)則的建筑方案體現(xiàn)在:建筑物的平面布置基本對(duì)稱(chēng);結(jié)構(gòu)體型簡(jiǎn)單;抗側(cè)力體系的剛度和承載力上下變化連續(xù)、均勻。因?yàn)椋?jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)容易估算其在地震時(shí)的反應(yīng),容易有針對(duì)性的采取抗震措施并對(duì)其進(jìn)行細(xì)部處理。因此,這就要求建筑專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員具有一定的抗震知識(shí)素養(yǎng),應(yīng)該對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑的抗震性能有所估計(jì),避免采用抗震性能差的嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。
(三)結(jié)構(gòu)體系的確定和結(jié)構(gòu)布置
結(jié)構(gòu)體系的確定是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中頭等重要的大事。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過(guò)綜合分析使結(jié)構(gòu)體系盡量合理且經(jīng)濟(jì),應(yīng)優(yōu)先采用抗震能力強(qiáng)、延性好、耗能能力強(qiáng)、便于施工且具有多道防線的結(jié)構(gòu)體系(如框架-剪力墻結(jié)構(gòu),框架-筒體結(jié)構(gòu),設(shè)置耗能連梁的剪力墻結(jié)構(gòu)等),避免采用抗震能力較低的結(jié)構(gòu)體系(如板柱-剪力墻結(jié)構(gòu),單跨框架結(jié)構(gòu)等),尤其應(yīng)避免采用看似“合法”(符合規(guī)范)但不合理的結(jié)構(gòu)體系(如當(dāng)房屋高度接近規(guī)范框架結(jié)構(gòu)類(lèi)適用高度上限時(shí),仍采用框架結(jié)構(gòu),震害表明,框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小,整體性較差,結(jié)構(gòu)的抗震性能較差,此情況下應(yīng)采用抗震性能較好的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)為宜)。而在結(jié)構(gòu)布置時(shí),應(yīng)采用概念清晰、傳力途徑明確的布置方式,盡量避免造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、平面和立面的里出外進(jìn)、豎向傳力桿件的間斷與不連續(xù)等問(wèn)題。
(四)多道抗震防線的設(shè)置
單一結(jié)構(gòu)體系只有一道抗震防線,一旦破壞就會(huì)造成建筑物倒塌的嚴(yán)重后果。特別是當(dāng)建筑物的自振周期與地震動(dòng)卓越周期相近時(shí),建筑物由此而發(fā)生的共振,更加速其倒塌進(jìn)程。而如果建筑物采用的是多重抗側(cè)力體系時(shí),第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件在強(qiáng)烈地震作用下遭到破壞后,第二道乃至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替,抵擋住后續(xù)的地震動(dòng)的沖擊,可保證建筑物最低限度的安全,免于倒塌。在遇到建筑物基本周期與地震動(dòng)卓越周期相同或接近的情況時(shí),多道防線就更顯示出其優(yōu)越性。當(dāng)?shù)谝坏揽箓?cè)力防線因共振而破壞,第二道防線接替工作,建筑物自振周期將出現(xiàn)較大幅度的變動(dòng),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,避免再度嚴(yán)重破壞。在雙重結(jié)構(gòu)體系中一般應(yīng)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,或軸壓比值較小的抗震墻、實(shí)墻筒體等構(gòu)件作為第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件,如框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻,框架-填充墻結(jié)構(gòu)中的填充墻,單層廠房縱向體系中的柱間支撐,均可作為各自體系中的第一道抗震防線。如因條件限制,只能采用單一的框架體系,則框架就成為整個(gè)體系中唯一的抗側(cè)力構(gòu)件,此時(shí)應(yīng)采用“強(qiáng)柱弱梁”型的延性框架。在地震作用下,框架梁成為第一道抗震防線,框架柱為第二道抗震防線,用框架梁的變形去消耗地震能量,使框架梁的屈服先于框架柱的屈服,從而保護(hù)了框架柱的相對(duì)完整,最終達(dá)到“大震不倒”的要求。
(五)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)的把握