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建筑物的抗震设计精选(九篇)

建筑物的抗震设计

第1篇:建筑物的抗震设计范文

【关键词】建筑方案设计 抗震 作用

引言

抗震结构体系是抗震设计应考虑的最关键问题,对安全和经济起决定性的作用,是综合的系统决策。建筑方案设计是设计人员在认真阅读和研究设计任务书后对建筑物所进行的总体的设计,从总体上起着直接的控制主导作用。结构设计很难对建筑设计有较大的修改,建筑设计定了,结构设计原则上只能是服从于建筑设计的要求。而建筑物的抗震主要就是与建筑物的结构的设计有关,建筑物方案设计的好坏直接就导致了结构设计的难易程度,由此可见建筑物的设计是一个有机的整体,所以在确定建筑物的设计方案是就必须要考虑到建筑物的抗震性能,而且建筑物的方案设计在建筑物的抗震中发挥着很重要的作用。

1、建筑设计在抗震设计当中存在的问题

在高层建筑设计中,除了考虑垂直荷载和水平荷载外,还要考虑地展力。往往由水平地震力产生的内力,成为设计控制的主要阏素。高层建筑的结构体系有多种,当地震烈度低于8度时,只要建筑物体型合理。垂直刚度均匀,九层以下的高层建筑,仍可采用钢筋混凝土框架结构。然而,由于高层建筑结构体系自身的柔性较大。加上设计师在建筑设计时因商业要求,无法建筑结构上进行合理的设计,从而引起建筑结构设计不合理,造成这类建筑抗震性能先天不足,加上临街一面底层抗震墙设簧减少,引起底层的侧移刚度比纵横墙较多的第二层要小,这种结构的建筑物其地震倾覆力矩主要由钢筋砼框架柱承担,使得底层钢筋砼框架柱的承载能力大为降低,当地震时,因为。下柔上刚,从而危及整座建筑的安全。如何才能克服这些闲难就是建筑设计者所面临问题.

2、在建筑设计中考虑抗震问题的作用

2.1体型设计中避免质量和刚度分布不均

建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明,许多平面形状复杂,如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏,有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。因此在建筑体型的设计中,应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则:在平面形状上,矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型,尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布,避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。

2.2平面布置设计中避免不对称结构的产生

建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。

2.2.1柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等,都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且,由于建筑使用功能不同,每个楼层的布置有可能差异很大,建筑平面上的墙体,包括填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称,墙体与柱子分布的不对称、不协调,使建筑物在地震时产生扭转地震作用,对抗震很不利。

2.2.2有的建筑物,其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧,结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度,吸引了地震作用的主要部分。有的建筑物,在平面布置上一侧的墙体很多,而另一侧的墙体稀少,这就造成平面上刚度分布的很不对称,质量分布也偏心,使结构的受力和变形不协调,导致扭转地震作用效应,带来局部墙面的破坏。有的建筑物,如底层为商场的临街建筑,临街一侧往往不设墙体,而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭,两侧在刚度上相差很多,也将在地震时引起扭转地震作用,对抗震不利。

2.2.3还有的建筑平面布置上,经常出现内隔墙不对齐或中断,使刚度发生突变和地震力传递受阻,对抗震也带来不利,客易引起结构的局部破坏。建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大,从概念上要解决的一个核心问题是:建筑平面布置设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀,对称协调,避免突变,防止产生扭转效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件,使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体,充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。

2.3竖向布置设计中可结构的不协调

建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。无论是单层或多层,还是高层建筑或超高建筑,这个问题是比较突出的。存在的这个主要问题是,由于建筑使用功能的不同要求,如底层或下面几层是商场、购物中心,建筑上要求是大柱距、大空间:而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼,低层设柱、墙很少,而上面则是以墙为主,柱很少。有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅,在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅等,建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。突出的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大,形成突变。在刚度最差的楼层形成对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层。这是在建筑设计中必须高度重视的问题。在实际设计中,在建筑使用功能不同的情况下,很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐,柱子不对齐,墙体不连续,不到底:上层墙多,下层墙少:上层有柱,下层无柱等,使地震力的传递受阻或不通;抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。多次大震害表明,建筑物竖向楼层刚度的过大变化,给建筑物造成很多破坏,甚至是整个楼层的倒塌。尽可能使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑物底部,不宜中断或不到底。尽量避免其某楼层刚度过少,尽量避免产生地震时的钮转效应。

2.4屋顶的设计避免不连续性

在高层和超高层建筑设计中,屋顶建筑是一个重要的设计部分。从近几年对一些高层建筑抗震设计审查结果来看,屋顶建筑存在的主要问题,一是过高,二是过重。这样的屋顶建筑加大了变形,也加大了地震作用。对屋顶建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上,且前者的抗侧力墙与其下楼层的抗侧力墙体上下不连续时,更会带来地震的扭转作用,对建筑物抗震更不利。为此,在屋顶建筑设计中,宜尽量降低其高度。采用高强轻质的建筑材料和刚度分布比较均匀、地震作用沿结构的传递比较通畅,使屋顶重心与其下部建筑物的重心尽可能一致:当屋顶建筑较高时,要使其具有较好的抗震定性,使屋顶建筑的地震作用及其变形较小,而且不发生扭转地震作用。

3、结束语

总的来说,建筑方案设计是建筑杭震设计的一个重要方面,建筑方案设计与建筑抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用。一个优良的建筑抗震设计,必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。为此,要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性,在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。人类到目前为止无法准确预报地震,但是我们可以通过切实可行的抗震计算和构造构造措施来减轻地震灾害对建筑结构的破坏,保证人民群众的生命财产安全。随着我国经济建设的发展和科技的进步,抗震设计规范也需与时俱进,进行及时的修改和完善,如何保证建筑大震不倒,如何衡量大震下结构抗震性能是一项艰巨而迫切的任务。以人为本,生命至上,建筑安全更是重中之重。这就要求建筑设计的抗震理念也要不断发展,比如具备更高安全效益的隔震和消能减震设计方法和技术就应该得到更广泛的工程应用。

参考文献

【l】邢双军。建筑构造(应用基本辩规划教材)浙江大学出版.2008.1.

【2】吴应簟、黄荚。汶川地震灾害引发建筑结构设计的思考,福建建筑.2000.10.

【3】林树枝、廖文彬,汶川地震灾区毒分房屋的麓工质量分析,福建建筑。2008.10.

[1]沈世钊.大跨度空间结构的发展-回顾与展望.土木工程学报,1998.

[2]那向谦.索膜结构基本体系与建筑设计.建筑学报,2001(2).

第2篇:建筑物的抗震设计范文

关键词:建筑设计;抗震设计;重要作用

1前言

建筑行业作为我国最为重要的社会经济提升行业之一,其质量的好坏影响着我国人民的生命财产安全。加上我国属于多地震的国家,对于建筑物的抗震能力要求也就有着更高的要求,但是就我国现阶段建筑物的抗震能力而言,还处于发展阶段,对于建筑物的抗震能力就需要加强,所以,就需要对建筑物建筑设计中的抗震设计进行加强,从而确保我国人民的生命财产安全。

2建筑设计在抗震设计中的要点

2.1建筑平面布局设计

建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。将建筑设计应用在建筑物的抗震设计中,应重点关注建筑物平面布局问题,先协调整理好建筑物的建筑刚度以及建筑物结构质量间的关系,在进行建筑物的平面布局的时候[1],一定要确保建筑物楼层的两端对称性,避免让房屋建筑受力不均匀,进而出现了建筑结构变形的问题,也就是说建筑物的抗震受力墙和建筑物本身的抗震受力结构之间应该是相对应的,一般刚度比较大的空间楼板层会被设计在建筑物的中间位置,这样可以有效地防止建筑结构出现扭转效应[2],与此同时,还需要注意到建筑物的抗侧移平面布局,使得建筑结构整体刚度以及质量都可以很好地分布下去,电梯、楼梯井可以设计在中间位置,将使用功能的设计同抗震设计结合在一起。

2.2建筑体型设计

一般来讲,建筑物的体型设计可以具体分成平面设计与立体层上的空间设计,实践经验证明,如果建筑物的平面设计太过复杂,一定会使得这些多出的外凸,伸悬等侧翼设计在地震发生时被破坏掉,而平面设计比较简单的建筑设计,就不会在地震被严重损坏。因而在对建筑物的体型进行设计的时候,考虑到防震设计的要求,应当尽量选用那些平面结构以及空间结构比较简单、有规则的设计方式,比如说圆形设计、扇形设计还有方形设计,抗震的效果比较不错。既然那些比较复杂、不规则的外凸或是内凹的体型设计,在地震中损坏的比较严重,就尽量不要去选择这种易损坏的设计方式,防止因为建筑结构体型不对称问题而出现的建筑结构扭转问题。

2.3竖向布置设计

建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。在对建筑物进行竖向的建筑布置设计时,主要是考虑正在建造的建筑物在竖直方向上的质量设计和刚度设计,是否按照楼层的分布来进行设计的,一般在工业生产建筑物和民用住宅建筑物中,都需要重点考虑到建筑结构的竖向布置设计问题,进而使得建筑结构在各楼层上面的刚度设计水平都是比较接近的,布置均匀性的剪力墙,能够垂直布置在建筑物的底部当中,不会出现刚力没有进到底或者已经中断了的问题,防止建筑物楼层的刚度太小,影响到建筑结构的整体稳定性。

2.4屋顶抗震设计

对于一些楼层数比较多的高层建筑物设计来说,建筑物的防震抗震设计显得尤为重要,因而在高层建筑的设计当中,还需要着重关注到建筑物的屋顶设计问题,千万不要让建筑物屋顶设计的太高,也不能设计得太重,这是因为屋顶结构设计的太高或是太重,都会进一步加剧建筑物的结构负担和压力,进而在地震发生的同时,加快了建筑物的变形速度,还会影响到抗震性能的有效发挥。总而言之,在屋顶建筑设计中,宜尽量降低其高度。采用高强轻质的建筑材料和刚度分布比较均匀、地震作用沿结构的传递比较通畅,使屋顶重心与其下部建筑物的重心尽可能一致;当屋顶建筑较高时,要使其具有较好的抗震定性,使屋顶建筑的地震作用及其变形较小,而且不发生扭转地震作用[3]。

2.5设计的限值控制

在对建筑物的建筑抗震结构进行设计时,还需要根据我们国家建筑部门提出的《建筑抗震设计规范》要求在建筑物的抗震设计限值进行有效的控制,也就是要控制好建筑物楼层的高度设计值,当建筑结构的防震裂度为8度的时候,建筑物的整体高度不能超过18米,建筑楼层不可以超过6层,但是在实际的建筑设计中,总是出现或者建筑高度超过规定范围,或者建筑楼层超过规定范围的情形,或者是建筑物的高度和宽度比超过了一定范围,这也都是需要在今后的建筑结构限值设计中需要注意到的问题。除了建筑高度和楼层数的控制问题,还需要设计好房屋建筑的抗震横墙的间距设计和一部分墙体的大小尺寸设计问题,不要让横墙之间的间距过大,影响到建筑物的结构刚度,进而使得建筑物的纵墙结构出现形变,降低建筑结构的防震承载能力,最终造成建筑物的坍塌。而墙体的尺寸设计,也不能小于一定数值,那样会造成建筑墙体开裂,影响建筑结构的稳定性[4]。

3建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用

3.1使建筑抗震设计内部性能得以有效发挥

在建筑物结构进行抗震设计中,科学地展开房屋建筑設计,还可以更好地发挥出建筑物抗震设计的内部性能,进而提升建筑物内部结构的稳定性,不会造成建筑物施工安全事故的发生,保障了施工人员的人身安全。在进行建筑物抗震设计的内部性能设计时,可以将建筑结构的外沿设计、高度设计以及建筑结构的质量设计,平面刚度布局设计按照一定的标准设计要求来进行。作为建筑工程项目的施工设计人员,要能够设计好每一环节的细节问题,提高了剪力墙结构的设计水平,防止了墙体结构开裂问题的出现。

3.2使建筑物的抗震实用性得到有效提升

通过将建筑抗震设计理念同建筑物的结构设计有效地融合在一起进行科学的房屋建筑设计,目的是为了能够更好地提升建筑物的抗震实用,比如说彻底避免了在过去的房屋建筑中出现的那种建筑屋顶重心和建筑物底部重心不在一条竖直线上的问题,减少了建筑结构扭矩效应的发生,从而提升了建筑结构的稳定性,同时还可以有效地提高建筑结构的刚度水平,将建筑物的高度设计、楼层数的设计控制在一定范围内,将建筑物中电梯井设计在建筑物的中间位置,使得房屋建筑的功能设计可以和建筑物的抗震设计相一致,而不会影响到建筑物使用性能的正常发挥[5]。

4结语

第3篇:建筑物的抗震设计范文

【关键词】建筑;地震;设计;抗震优化;

随着我国经济的飞速发展和城市化进程的逐步加快,越来越多的高楼大厦拔地而起,改善了人们的居住环境,提高了人们的生活质量。但2008年的汶川大地震、2010年的舟曲大地震以及2011年日本爆发的9级大地震,其震级之高,造成的人员伤亡之严重,都使我们不得不对我们当前建筑物在方案设计时的抗震能力予以反思。据对这三次大地震以及历史上伤亡人数较多的130次地震所做的分类统计,结果显示,由于建筑物抗震设计不科学而造成的倒塌、断裂导致了95%以上的人员伤亡。因此,在目前科学界对地震尚难做到准确预报的前提下,重视对现有建筑方案设计中的抗震设计予以优化就显得十分重要。那么建筑物的抗震优化我们需要考虑哪些方面呢?笔者根据多年的工作经验和对历次地震灾害受损建筑的结构情况所作的统计资料进行分析以及借鉴国外抗震经验的基础上,认为我们在建筑物的抗震优化设计中应该特别注意下述几个方面:

1 建筑物的建筑体型和立面抗震优化

建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分,主要是指建筑物的平面形状和主体的空间形状。经过汶川地震后对多数破坏最严重的建筑物的统计表明,许多平面形状复杂,如外凸和凹进、侧翼伸悬过多,对称不规则的建筑物破坏程度都高于平面形状设计简单的建筑物。尤其是立面形状复杂,空间布局不规则、不均衡,建筑物结构刚度突变的部位更是在地震中受损最为严重。因此,为了提高建筑物的抗震能力,在抗震设防烈度高的地区,建筑方案设计的过程中,一定要高度重视建筑物的建筑体型和立面设计,应尽可能地保持平面形状和主体空间形状的简洁、规则,可选用矩形、扇形、圆形、方形等抗震能力较好的体型,避免采用L、π形不规则平面等而造成的纵向刚度不均;应减少外凸和内凹的形状,避免不必要的非对称侧翼和过长侧翼,在合理利用空间的同时,尽量避免方案设计开始就采用部分框架支抗震墙结构,对于框架间砌体填充墙,应保证其高度和长度在规范规定要求之内;体系布置上应注意建筑质量和结构刚度的均匀分布,避免由于二者不对称所导致的扭转反应。此外,在外墙转角和大厅四角应设计抗震构造柱,并保持彼此间的对称分布。

2 建筑物平面布置抗震优化

建筑物的平面布置涉及内墙布置、柱子间距、空间活动面积的大小、房间的数量和布置、电梯井的位置、通道和楼梯的位置选择等,在进行建筑方案设计的过程中都要充分对之予以抗震优化的设计考虑。柱子应做到与地基、墙体、屋顶联结一体,柱子之间的距离应该保持适中,彼此间空间不宜过大,以利于对屋顶的墙体形成有效的支撑。建筑平面的墙体,包括填充墙、内隔墙等,在设计时应做到强度和刚度均称,墙体与柱子分布均衡,否则地震时,建筑物将对地震产生扭转作用,不利于建筑物的防震。房间的数量和布置应做到整体协调一致,不应集中于一侧,这将造成平面上刚度分布的不均称,建筑物整体质量分布的偏心,导致结构受力和变形不协调。设计者出于建筑物实用和美观的考虑,往往将电梯井筒设计在平面的一角或一侧,但这样设计的结果很容易造成地震时电梯一侧的建筑物严重破坏,因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度,容易将地震产生的力量吸引到自身附近的建筑物上。所以,现代建筑,尤其是高层建筑,在设计电梯的时候一定要注意选择好电梯井筒的位置,使其尽可能地坐落于建筑物的中部,同时保持周围建筑与电梯井筒的刚度均匀、协调、相一致,以求最大限度地分散来自地震的作用力,保证建筑物主体结构的稳固。通道和楼梯是在地震发生时建筑物内人员迅速逃生的通道,因此,除了要保证整体空间布局的匀称外,还要对周围房屋的数量、人员流通情况予以充分的考虑,以避免出现有的通道周围房屋数量过多、人员过于拥挤;而有的通道远离房屋、人迹罕至,无法发挥其应有的疏通作用。总之,建筑平面的总体设计,应尽可能地将建筑物的实用功能要求和结构抗震要求融合为一,以便建筑物能够充分发挥结构抗震的作用。

3 “基础隔震”优化设计

当前,随着高层建筑和超高层建筑的不断出现,对于地震时建筑物的抗震性能也提出了更高的要求。对于这类高层或超高层建筑的抗震性能,我国2010年出台的《建筑抗震设计规范》要求这类建筑物抗震性能必须达到“小震不影响使用,中震不需要修理,大震没有人员死伤”的防震要求。美国和日本等国对建筑物的抗震设计规范也做有相似的规定。要使建筑物达到规范要求,做好“基础隔震”优化设计被认为是当前最为成熟的设计理论。

“基础隔震”指的是在建筑物底部与地基之间,通过增加适当“叠层橡胶支座;滚动、滑动支座,包括砂垫层、石墨垫层”等缓冲物,从而减弱地震时建筑物受到的地震波的冲击,同时由隔震系统提供建筑物的位移,使得“底层位移,上层不动”。因此,在地震过程中,采用”基础隔震“的建筑物整体变形非常小,可以起到有效地保护作用。目前,这一结构设计在我国、美国、日本的建筑物抗震设计中都得到有大量的应用。

4 其他抗震优化设计

4.1 屋顶建筑不宜过高过重,保证屋顶重心与下部建筑重心在一条直线上。顶层材料采用高强轻质、刚度分布均匀的建筑材料。

4.2 在建筑物结构受力关键节点上,加装阻尼器,以消耗地震能量,保护建筑物主体结构免遭损坏。如北京火车站、北京展览馆、北京饭店等标志性建筑,都曾采用粘滞阻尼器进行过加固。

总之,建筑抗震优化设计是建筑方案设计时必须要考虑的一个重要组成部分。相信随着建筑力学和材料科学的不断发展,将会有更多的新技术来优化我们当前的抗震设计思想,将会有更多的新材料被应用到建筑物的抗震设计中,以使我们未来的建筑物更加坚固,更加“优化”,从而保障所有的人民能够在地震灾害突然到来的时候生命安全不会受到威胁。

参考文献

[1]光明日报出版社,建筑抗震设计规范GB50011-2010[S],2010.8

[2]郭继武,《建筑抗震设计》(第三版)[M],北京,中国建筑工业出版社,2011.2

第4篇:建筑物的抗震设计范文

摘要:我国是一个地震多发的国家。因此,现在越来越多的人非常重视建筑结构的抗震设计问题。所以,本文主要就建筑结构的抗震设计中关键问题、具体的抗震设计举措进行研究与分析。

关键词:建筑结构;抗震设计;关键问题;具体举措

【中图分类号】TU318【文献标识码】A【文章编号】2236-1879(2017)20-0217-01

引言:随着我国经济快速发展,一栋栋高楼大厦拔地而起,但与此同时,在我国是地震多发国家的背景下,建筑抗震等安全因素成为设计需要考虑的因素之一,现阶段,我国的建筑抗震水平较高,但因地震导致房屋倒塌的情况时有发生,为了能更好的提高建筑抗震水平,在建筑抗震设计方面更加合理,作为中学生了解建筑结构的抗震设计中关键问题、具体的抗震设计举措是很有必要的。建筑结构抗震设计关键问题

(一)场地的科学选择。

建筑场地的科学选择,直接关系到建筑结构抗震设计的水平与质量。因此,有关的工程设计人员需要对于建筑物建设的场地进行全面的考察工作,选择具有土质松软、地质元素分布不均衡的区域来进行地段的选择,避免地震发生时产生出地裂或者是地表错动问题。

(二)建筑结构的合理化抗震设计。

建筑结构的合理化设计也对于提升建筑抗震设计的质量与水平发挥着重要的作用。比如:使用高强度的建筑材料使得建筑物的结构框架具有完整性的构造。而高质量设计图纸的应用,可以使得建筑物的各个部位进行更加合理、科学的布局,最终形成强有力的抗震效果。

(三)建筑平面布置的规则性。

进行满足有关抗震设计要求的施工,可以极大提高建筑的抗震水平与能力。比如:综合的考虑到各个方面的因素,应用现代的网络信息技术进行对称性的结构设计,将会对于建筑的抗震实际效果进行科学的提升。同时,我们需要清楚的了解到各种科学的设计需要真正的落实到施工实践中,使得设计的成果真正转变为实际的应用成果[1]。

一、建筑结构抗震设计的具体举措

(一)基础隔震措施。

所谓的基础隔震指的是应用各种各样的减震装置来完成有关建筑物的结构抗震设计。具体来讲,将有效的抗震、隔震的装置应用到建筑物自身的部位中,从而达到保护建筑物,使其具有良好抗震、隔震效果的一种方式。但是,这种方式不适用于高大的建筑物中。原因在于,在高大建筑物中应用抗震装置会导致建筑物产生出自振周期问题,无法达到应有的抗震效果。在我国的生活中常见的抗震装置有橡胶垫装置、混合隔震装置等。对于这些装置应用摩擦移动或者是粘弹性隔震的方式就可以进行有效的防震,保障建筑物具有良好的防震要求[2]。

(二)特殊材料在地基隔震中的应用。

应用特殊的材料全面保障建筑物的地基具有良好的防震性能,也是一个重要的防震举措。具体来讲,应用高效的沥青原料与粘土、砂子等进行混合性的应用,可以提高建筑物整体的质量与水平,保障建筑物的安全。目前这种方法已经在建筑物的防震设计中进行了一定程度的应用,并且取得了不错的应用效果[3]。

(三)建筑结构悬挂隔震。

所谓的建筑结构悬挂隔震指的是在进行建筑物结构设计工作中,应用悬挂的方式来对于建筑物大部分结构或者是整体的结构进行有效减震处理,使得地震发生时地震灾害的破壞力量对于悬挂的建筑结构没有非常大的影响,最终减轻地震对建筑的破坏程度,避免重大的人员伤亡与财产损失。比如:在一些大型钢结构建筑中应用悬挂的方式来进行有关的设计,使得有关的子框架通过锁链或者是吊杆方式的应用悬挂在主框架上。这种设计方式应用的意义在于地震发生之后,地震一部分破坏力量会传导在这些锁链或者是吊杆上,降低了地震对于建筑物地基以及墙面的影响,提高了建筑物地基抗震的实际效果[4]。

(四)建筑层间的隔震。

对于建筑物层间进行有效的隔震是一种操作简单、工序简单的应用方式。但是,这种方式与其它方面的隔震使用举措比较起来只能对于地震破坏力量的10%到30%进行有效的预防,无法从根本上形成强有力的抗震效果。因此,这种方式需要与其它模式的抗震举措进行综合性的应用,形成对于建筑物的有力保护,全面提高其应对地震破坏力量的能力。

(五)建筑结构的加固隔震。

为了全面提高建筑物结构的抗震能力,我们需要采取各种的方式对于建筑物进行必要的加固处理,提升建筑物的质量。具体来讲,第一,在建筑物竣工之后,有关的工程施工技术人员可以应用阻尼的方式对于建筑物进行全面的加固,最终使得建筑结构的抗震效果得到加强。第二,为了提高高层建筑的抗震效果,我们可以应用消能减震装置来提高其抗震的能力,使得高层建筑也可以在地震发生时具有对地震破坏力的抵御能力,避免重大的财产损失与人员伤亡。比如:消能减震装置在建筑物隔震夹层中进行应用,可以极大提高建筑物结构的抗震效果[5]。

二、结论:

通过上述几个方面,对于建筑物结构抗震若干问题进行科学的研究与探讨,有利于建筑物施工的企业应用众多的具体方法全面提高建筑物结构抗震的质量与水平,保障建筑物在地震发生时具有强有力抵御地震的能力,减少人员的伤亡与财产上的损失。如今总体的设计理念与方式比较先进,但也需要与时俱进,不断提高建筑抗震等级,为人们的生命和财产安全提高保障。

参考文献 

[1] 古力铭. 关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J]. 四川水泥,2015,06:60. 

[2] 曹振. 关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J]. 门窗,2015,06:126. 

[3] 邱子龙. 关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J]. 建材与装饰,2016,08:76-77. 

[4] 李琛琛. 关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J]. 科技创新与应用,2016,18:245. 

第5篇:建筑物的抗震设计范文

【关键词】汶川地震;JICA(日本国际协力机构)抗震;隔震;减震

2010年6月-8月,我有幸赴日本参加了为期两个月的中日抗震技术人员的培训学习。该项目是2008年5.12汶川特大地震以后,中日两国首脑确认的“总体合作框架”中就“城市建设”领域开展的灾后恢复重建合作项目,由中国科技部及住建部和日本国际协力机构(JICA)签约实施。该项目的主要目的是通过对中国建筑抗震技术和管理人员进行培训,借鉴日本建筑工程抗震领域的先进经验,以提高中国建筑抗震防灾能力,并推动中日两国在建筑抗震技术领域的深入全面合作。项目于2009-06-01启动,2013-05-31结束,为期四年。

通过两个月的研修,了解了日本的防灾减灾系统,日本抗震 设计法的发展历程,并对中日两国抗震设计有了细致的比较,学习了日本在隔震,减震方面的先进技术以及抗震加固的先进理念和方法。

首先简要介绍日本的防灾减灾系统:注重防灾减灾意识的培养和加强; 防灾知识普及常抓不懈,从我作起; 政府对既有建筑尤其是生命线工程和民生工程(学校,医院,聚居的住宅等)的抗震性现状调查常态化,掌握第一手资料;对抗震化鉴定和加固制定计划和目标,不因为大地震再现周期长而导致对抗震加固犹豫不决的态度,和侥幸的心理;提高地震应急判断和评估水平,避免次生灾害的发生,使灾区能尽快恢复正常的生产和生活。

日本的抗震设计法的发展历程:1916年 佐野利器博士提出震度法概念(考察1906年美国旧金山大地震后经过研究发表《建筑物抗震结构理论》中提出用震度乘以房屋重量来计算水平地震惯性力); 1923年 关东大地震,砖石结构破坏严重,(80%以上)从此该类结构从日本新建建筑舞台消失;同时因混凝土结构倒塌和发生严重破坏的较少,其抗震性能被认可;1924年 震度法被正式采用,K=0.1,地震作用取为建筑物重量的10%(容许应力度=材料强度的1/2);要求超过50尺(大约15m)的建筑须采用钢筋混凝土结构或者钢结构 ;1924~1950年间日本结构抗震领域展开“刚柔相争”(以刚度抵抗,或韧性顺应) 1950年颁布《建筑基本法》调整水平地震作用,K=0.2(容许应力度=材料强度);1971年修订《建筑基本法》,规定柱箍筋间距≤100mm。加强对柱混凝土的约束作用,旨在提高砼柱子的延性;1977年,制定了抗震诊断基准与修复设计指针,提出既有建筑加固办法 1981年颁布“新抗震设计法”,提出二次设计的要求(小震不坏,大震不倒),并提出保有耐力的设计计算法 ;1983年,隔震橡胶在日本应用于民用建筑,开始出现隔震建筑 ;2000年 增加“基于性能的抗震设计法”(极限承载力计算法)95年阪神地震很多建筑虽未严重破坏,但塑性变形过大使修复成本过高或丧失正常功能;2005年补充“基于能量平衡的抗震设计法”(主要用于钢结构)地震输入能量=弹性应变能We+塑性应变能Es.,建筑物必须吸收的最低能量=地震输入能量-弹性应变能We。

日本建筑物按规模和高度进行安全性与分类 :第一号建筑物:高度超过60m的建筑物,即超高层建筑物; 第二号建筑物:高度低于60m建筑物中的大规模建筑物(高度一般指31m以上); 第三号建筑物:高度低于60m建筑物中的中规模建筑物;第四号建筑物:以上一号至三号以外的小规模建筑物,无需进行结构计算。日本的抗震设计原则主要是:

60m以下的建筑物:

1)新抗震设计法,二次设计方法,满足小震不坏(地震加速度约80gal,建筑加速度反应约0.2g)、大震不倒(地震加速度约400gal,建筑加速度反应约1.0g),采用容应 力 度计算法+保有耐力计算法。从1981年沿用至今,概念清晰,方便操作。

2)基于性能的抗震设计法(极限承载力计算法),实际应用不多。

3)基于能量平衡的抗震设计法(主要用于钢结构),理论较深(能量法),实际应用很少。

60m以上的建筑物:

必须进行弹塑性时程分析验证其抗震性能,设计文件送交国土交通省大臣指定的审查单位进行审查。(类似国内的超限高层的抗震专项审查)

而我国的建筑抗震设计标准的制定则是经历了一下几个过程:1974年:《工业与民用建筑抗震设计规范》(TJ11-74) 规定建筑物遭遇到相当于设计烈度的地震影响时,建筑物允许有一定的损 坏,不加或稍加修理仍能继续使用; 1978年:《工业与民用建筑抗震设计规范》(TJ11-78)基于唐山大地震,输入的水平地震动较大,采用基底剪力法;1989年:《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)增加震源距的影响(近震、远震),三水准设防,两阶段设计。2001年:《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)引入设计地震分组;2008年:《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001,2008年版) 汶川地震后基于抗震概念设计的修编(震后调查,楼梯间作为逃生通道或安全岛采取构造加强措施等);2010年:《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010) 对一些有专门要求的建筑结构,允许采用抗震性能化设计。

我国抗震设计的方针是:三水准设防,两阶段设计 。所谓三水准性能目标:“小震不坏、中震可修、大震不倒”,现行《建筑抗震设计规范》GB50011-2010增加了性能化设计目标,即使用功能或其他方面有专门要求的建筑,当采用抗震性能化设计时,具有更具体或更高的抗震设防目标。以抗震设防烈度为抗震设计的基本依据,引入“设计地震分组”,体现地震震级、震中距影响,不同类型的结构需采用不同的地震作用计算方法:高度低于40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布较均匀以及近似于单质点体系的结构采用底部剪力法,除此以外用阵型分解反应谱法,对于特别不规则的建筑甲类建筑或高度超过抗规表5.1.2列高度的建筑。并利用“地震作用效应调整系数”,体现抗震概念设计的要求,把抗震计算和抗震措施作为不可分割的组成部分,强调通过概念设计,协调各项抗震措施,从而实现“大震不倒”;同时采用二阶段设计实现三个水准的设防目标:第一阶段设计:是承载力验算,取第一水准的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应,进行结构构件的截面承载力验算及变形验算。既满足了在第一水准下强度要求,又满足第二水准的变形要求。第二阶段设计: 采用第三水准烈度的地震动参数,进行弹塑性变形验算,并结合采取相应的抗震构造措施,实现第三水准的设防要求。

从中日两国抗震设计基准以及抗震鉴定抗震加固促进法的建立和发展的历史得到的启示:在每一次大地震的震害调查中总结经验和教训,适时对现行设计基准作出必要的修订和改进,找出差距,调整思路,从而使建筑的耐震化不断加强,建筑物的性能在地震后的维持与恢复能力也不断提高。 在这一点上我感觉中日两国的做法基本相仿,中国曾在1976年唐山大地震的震害调查中发现砌体结构如有很好的钢筋混凝土构造柱和圈梁的约束系统,由此系统提供延性,也能在大震后裂而不倒。此后结构科研人员据此进行了一系列的相关试验,对74抗规进行修编从而完善了砌体结构的抗震构造搓施,这在08年5.12汶川地震的震后表现中也得到了检验;在对汶川地震震害调查和分析后,《建筑抗震设防分类标准》把中小学校舍及医疗建筑的设防标准提高到重点设防类,01抗规的08版又对一些条文进行了修改补充,如楼梯间的相关构造等。

对日本隔震减震结构的几点认识:1.基于能量法的原理以及性能设计的要求,阪神淡路地震后日本的隔震减震结构迅速发展起来,包括新建和抗震化改修建筑都多有利用,半主动,主动减震系统,各种形式的隔震支座和耗能支撑也不断被开发;2.隔震结构因其极大的降低了地震动向隔震层上部结构的输入,使构件截面尺寸及配筋等比先前单纯抗震设计时大为减小,尤其在处理不规则结构无缝设计时起到了非常重要的作用;3.隔震支座的布置应该注意上部柱子的内力,对于周界等有可能出现弯矩而产生拉应力时不可选择纯滑动支座。(我们现地参观的东京品川御殿山工程以及三洋化成的隔震加固等项目);4.耗能减震支撑可以结合结构型式合理选择,尽可能多的减少结构自身的反应,达到其耗能的目的;5.隔减震结构在震度较大的地区应加以推广应用,在我国随着隔震层以及耗能支撑材料的不断开发,在设防烈度较高的区域应是可推行的非常优越的结构体系。

另外,日本的抗震加固方法也是非常多样化,从原理上分可以是韧性加固,也可以刚度强度加固,甚至对于一些特殊用途和要求的建筑可以采用隔震,减震等的加固方式,从降低地震动的输入着眼,即从根本上卸载不堪重负的原结构构件所需承担的水平地震力,从而使其满足要求。从形式上讲可以是改善原结构的延性,也可以加大墙柱等抗侧力构件截面,增设带框支撑,增加混凝土墙,加设减震器或增加耗能支撑等等措施。隔震加固因为施工难度大,间接成本过高,除重点文物等保护性建筑以及因其他因素而使加大截面或增设构件满足不了抗震要求的,一般不建议采用隔震加固。

从日本现阶段抗震设计的理念和方法以及日本国内建筑材料及施工技术的发展我有几点感想:1.结构设计不但要保证构建筑物的安全,同时应满足性能要求,并且在震后能尽快恢复,修复的成本也需考虑。即安全+安心。(性能设计);2.结构方案的选取可多样化,不必拘泥于结构型式和体系的限制,只要能满足两阶段设计的各项指标,限高通过批准,地震动输入适合,时程分析计算满足要求即可。可以刚柔相济,以柔佐刚,也可抗震,减震,隔震协调并行,这样就给建筑的平立面设计创造了非常宽广的施展空间,也为我们的城市带来更多亮丽的风景。(这点应该是我们的抗震设计规范非常有必要借鉴的地方)3.高强混凝土的开发和高强钢筋的利用以及减震结构的实施(能量原理),使得延性框架结构在超高层建筑中的应用成为可能。我们现地参观的东京东池袋丁目的高层住宅,189m高,纯框架,在6~22层位移较大的搂层使用了低屈服钢的减震柱)4.先进的施工工法,精良的施工设备使建筑的工厂化成为可能,加快了施工速度,同时也减轻了对环境的污染;5.结构的概念在施工安装中的构造处理应用:为了减轻隔墙对框架柱可能产生的约束作用,尤其是通条窗或柱边框们的下护墙或上顶壁,隔墙都在梁上下设置卡口固定,使其与柱子脱开;预制大孔板的应用,有效的减弱了板对梁的约束,使得梁的屈曲更易实现。

建筑抗震是一个系统性问题,从建筑选址开始就必须慎之又慎,应注重对活断层的判别,规定活断层近前的建筑及市政设施的限制;要深入研究地基,地基与建筑物相互作用的影响,结构计算时输入的地震动参数要适合建筑的抗震设防烈度,抗震等级以及场地类别和地震分组等,抗震加固时要对建筑物抗震性能余力进行再评价,要刚柔结合,顺势而为,充分发挥被加建筑的功能再利用。

现阶段地震的发生不可预测,但做好建筑物的抗震及加固,做到有备无患则是我们结构抗震工作着必须担当的责任。

参考文献:

[1]《抗震设计标准Ⅱ2010年中国耐震建筑研修课件》神户大学,孙玉平

第6篇:建筑物的抗震设计范文

关键词:建筑设计;抗震设计;作用

1抗震设计的内容和要求

现在能够影响抗震性能的因素是非常多的,所以面对抗震设计工作,相关人员要选择最有利的地段并采取相应的措施展开抗震设计工作。其中形式对称、规则和刚度分布均匀的建筑结构是我们的首要选择。选择结构体系和结构材料也是一件非常重要的工作,首先必须满足抗震结构的具体要求,同时还要选择那些结构延性好、均匀性好以及强度和重力比值大的建筑设计。对于具体的抗震设计工作必须设置多道防线,这是因为地震作用保持的时间比较长,与此同时还有多次反复发作的可能性。专业人士对地震之后倒塌的建筑物做过分析发现在地震的反复作用下建筑物会遭受到较为严重的破坏,严重的还会出现建筑物的倒塌。这大多是由于建筑物结构被破坏,丧失承载荷载和重力的能力。所以,面对具体的抗震设计问题,要对建筑物的构件强弱关系做出一定的处理,促使其有效形成多道防线,如此一来,建筑物的抗震性能便会得到全面提升。

2建筑设计在抗震设计中的作用

2.1有效解决屋顶建筑的抗震设计难题

现在高层和超高层建筑变得越来越普遍,在对其进行设计时,屋顶建筑抗震设计变得尤为重要,成为其中的重要一环。现在虽然各大城市的高层建筑抗震设计都有很大的进步,但是毋容置疑屋顶建筑设计中还是存在一定的问题,需要我们重视起来。以屋顶设计较高或者是设计过重为例,这样的设计在无形中导致屋顶的建筑变形程度变大,所以地震作用同样也会加大,不利于建筑物本身和屋顶的抗震。如果屋顶的抗震侧立墙和屋顶之下的抗震侧立墙出现不必要的间断,等到地震发生之后,地震的扭转作用将变得比之前更为严重,不利于整体抗震工作的顺利开展。因此,面对屋顶建筑设计的全过程,应该最大限度的降低屋顶建筑的高度。其中那些强度比较高、轻质和刚度都恰到好处的材料是我们的首选,可以帮助地震作用传递的更为顺畅。屋顶重心和屋顶之下的建筑重心在同一直线上,假如屋顶建筑非常高,对于这样的情况我们就要促使屋顶建筑有比较强的抗震性,让屋顶建筑地震作用和突变降到最低,尽我们最大的努力防止出现扭转效应。

2.2对于建筑抗震设计的最终效果是一种全面的强化

现阶段,我国建筑行业的发展势头迅猛,和建筑设计相关的理论基础和有关的经验都变得更为成熟。因此,在面对建筑抗震设计工作,工作人员应该对先进的建筑设计理念展开全面运用,通过这样的方式不断提升建筑抗震设计的实际效果。另外,现在各大城市的许多建筑物中都普遍存在屋顶和地步重心不在一条水平线上的问题,为了将这种问题避免,设计人员可以在建筑抗震设计环节合理运用建筑设计的方法,不断有效增加建筑物的刚度和强度,在现有的实际情况为基础,有效优化设计方案,在这种方法的作用下,建筑物的高度和体积就会得到有效的控制,进而建筑物自身的强度也能得到不断的提升,随之建筑物的抗震作用也将得到最大发挥。除此之外,在具体的建筑设计中最好选择在建筑中心的位置设置上电梯,这是一种有效增强建筑物抗震设计作用效果的良好方式,值得我们学习。

2.3建筑设计的运用可以促使建筑物的平面设计得到有效的对称

在实际工作、生活和生产中,建筑的平面设计环节和建筑物的使用功能与要求都有莫大的关系。如果我们的建筑平面设计工作落实得好,必然对人们是一种非常大的保护,地震给人们带来的伤害也将更小,人们的生命和健康、财产安全都能得到有效保障。所以,面对具体的建筑,相关单位一定要重视建筑设计工作的重要性,保证建筑物在结构的刚度和质量上都能得到均匀性的分布。为结构抗侧力构件创造一个合理的布置条件,保证建筑结构的抗震要求和建筑的使用要求都能全面结合起来,这样可以保证建筑设计工作在建筑抗震中作用发挥发挥的更为全面。

2.4建筑设计在抗震设计中的运用可以促使建筑物竖向设计变得更加有协调性

在建筑物竖向设计工作中存在一个较为明显的问题,建筑楼层的质量和刚度分布都有明显的不协调性,这个问题也是一个让人非常头疼的问题。所以,人们对于建筑的使用功能所提出的要求也存在着差异,因此建筑物在楼层结构的刚度和质量是有明显的不协调的。如果真的遭遇地震,这种建筑物遭到破坏的可能性要比其他的建筑物高出太多,自然所带来的损失也将变得不可估量,不利于人们身心健康的全面发展。所以,面对建筑的竖向设计,设计人员在设计环节就要对每个楼层的刚度有合理且全面的控制与把握,这样可以有效减轻地震时建筑的扭转效应,进而给人们所带来的伤害也将会变小。

3结语

现在各个国家和地区对抗震工作的重视程度都在不断提升,我们除了要学习我国关于增强建筑物的抗震设防标准之外,还要不断分析总结地震破坏所带来的经验教训。如果在执行的过程中发现抗震设计的相关标准合理性存在问题就要及时对其展开修正。另外,关于抗震设计新技术的学习和实践同样是必不可少的。简而言之,设计人员要想设计出一个完美的建筑设计就必须对抗震设计有一个全面的认识,做好建筑物本身设计和其结构设计的配合工作。所以,要对抗震设计在建筑设计中的地位和作用有全面的把握,这样更加有利于抗震设计作用在建筑设计中的全面发挥,是一件造福人类的大事。

参考文献

第7篇:建筑物的抗震设计范文

关键词:抗震设计;作用;结构;建筑

前言:在建筑物的设计活动中,其需要有所针对地加强对自身抗震能力的提高,确保抗震设计能够成为建筑设计的一个重要组成部分,使得建筑物的抗震能力得到基本保障。为了更好地实现这一目的,需要建筑设计主动地将抗震内容有机结合,确保抗震设计得以被有效地落实到位。建筑设计目前已经形成了非常完善的体系,抗震设计占据绝对的主导地位。从近几年的情况来看,很多建筑虽然在设计上,特别标高了抗震的等级,但在地震灾害真正来临时,多数的建筑都会受到很大的影响,甚至是出现安全事故,给内部的人员带来生命威胁。建筑抗震设计必须要从客观的角度出发,结合建筑的各项参数及施工情况,确定有效的抗震等级,减少安全威胁。

在建筑行业,常常有这样一句名言“小震不坏、中震可修、大震不倒”的基本抗震设计要求。小震不坏是最基本的要求,建筑物在遇到低强度地震时,建筑物能够满足承载力的极限状态,且建筑结构受力之后的弹性形变还能达到设计安全范围,小震之后不影响民众的正常生活、学习等正常社会活动。中震可修即要求建筑物能够承受一定的压力,不会发生破坏性、且不可修复的损害,建筑物的整体结构抗震性要满足国家抗震设计规范,换句话说即要保障人民群众的生命财产,又要减小地震带来的经济损失。大震不倒,要求建筑物有足够的变形能力,建筑物在遭遇强烈地震时,其弹性变形不超过规定值。建筑物在遇到强烈地震时,不会发生坍塌的现象。多遇地震设计要求为承载力验算阶段,适用于大多数结构,如规则的结构及一般不规则结构。罕遇地震设计要求为弹塑性变形验算阶段,适用于在强震时容易倒塌的结构、有明显薄弱层的不规则结构及有特殊要求的结构。

就建筑物的平面设置来说,其是对建筑物使用功能的直接表现,因此其与建筑物抗震性能之间有着十分密切的联系。在进行建筑物的平面设计活动的时候,其需要保证建筑结构的质量能够与质量之间形成均匀分布的状态,避免建筑物的扭转效应产生,提高建筑物的抗震能力。同时,建筑物墙体的布置需要做到均匀分布,使其可以在布置活动中按照抗震需求一一实现。在刚度较大的楼层,应当让电梯布置在空间的中部,使其可以最大程度地降低扭转抗震效应。建筑平面的布置应当从抗震结构出发,为其的构建布置创造良好环境,确保其抗震性能可以成为基础追求的表现形式,切实地提高建筑物平面设计的抗震能力。

完善、改进高层混凝土建筑结构设计方案也是增强建筑物抗震性能的重要措施。在制定结构方案时,要本着提升建筑延展性的原则。延展性即为建筑物在一定空间内受到地震灾害后,其结构还不会受到一定损坏,并能自动恢复到震前状态。设计师进行结构设计时应该关注建筑的纵向受力情况,如何布置建筑结构,提升建筑纵向受力情况,是提升建筑物抗震效果的重要环节。

随着科学技术的迅速发展,抗震设计中融入了各种新思想、新技术、新材料,这增加了提高建筑抗震性能的方法,大大改善了构件的极限承载能力,减轻了结构的自身重量。在实际的工程实践应用中,隔震和消能减震是减轻地震灾害的两种应用相对广泛的技术措施。

1)隔震技术。隔震技术是通过把如橡z隔震垫等隔震消能装置安放在结构物底部和基础(或底部柱顶)之间,来隔开上部结构和基础,从而改变结构的动力作用和动力特性,有利于减轻结构物的地震反应。隔震技术是目前国际上使用相对广泛,得到认可的一种技术,适用于较重要低层和多层建筑的如学校、医院、商场等人员相对密集、要求相对较高的使用功能的建筑。

2)消能减震技术。减震措施主要是借助建筑物之外的部件来增加建筑物的阻尼,消耗地震传递给建筑物结构的能量,避免建筑物受到地震作用的损害。减震技术不仅可用于新建结构的减震设计;也可用于已有建筑结构的抗震和加固。消能减振技术是用特别设置的机构和元件将地震动的能量加以吸收耗散,以保护主体结构的安全。目前消能减震技术在行业范围内也得到了广泛的应用、实践,并且得到了可靠的验证,是一种有效的减轻地震灾害的一种技术措施。

第8篇:建筑物的抗震设计范文

关键词:建筑结构;抗震设计;场地选择;

引言

建筑抗震的实践表明,一个地震区的工业建设项目(建筑物)如果没有良好的建筑总体布置方案,单靠结构抗震计算和抗震构造措施,在较强烈地震作用下,仍是难以取得建筑抗震的较好效果,甚至不能减轻建筑物的震害程度。所以,要降低地震对建筑物的危害,提高建筑物的抗震能力,就有必要将建筑设计和建筑抗震设计有机的结合起来,以提高建筑物的抗震能力。鉴于此原因,在《建筑抗震设计规范》内容中,在抗震设计的基本要求一章里,有建筑师建筑设计应遵守的有关规定,这是非常正确而必要的。有了这方面的规定,就可以使建筑设计与建筑抗震要求有机地结合起来,使建筑抗震设计水平达到一个新的比较完善的高度。

该文以建筑结构抗震设计为中心话题,探讨分析了建筑结构抗震设计中的几个关键问题,并就提高建筑结构抗震能力提出了相应的措施,希望能够引起人们对这一问题的进一步关注,能够对实践起到一定的指导作用。

1建筑结构抗震设计的关键问题

1.1建筑场地选择

场地选择是建筑结构抗震设计中的关键问题之一,在建筑施工中,需要选择对建筑物抗震有利的场地,

避开对建筑物抗震不利的场地,尤其是在危险地段,更不应该修筑建筑物。研究表明,地震对建筑物造成很大的破坏,除了地震释放的能量,引起的结构性破坏之外,还有一个非常重要的原因就是建筑物场地的选择。

所以,为了提高建筑物的抗震性能,在修筑建筑物时,进行地段选择的时候,需要选择有利的地段,避开对建筑抗震不利的地段,比如软弱场地土,易液化土,状态不均匀地段。当然,在工程建设中,如果确实不能避开这些地段的时候,则需要采取相应的加固措施,以强化建筑物的抗震能力。

1.2建筑体型设计问题

建筑的平面形状和立体空间形状为建筑体型。通过对多次震害研究发现,建筑平面形状复杂,外凸和凹进部分比例过大以及不对称布置较悬殊等都会使建筑物局部吸收大量地震力而遭受破坏。同样,建筑高度上立体空间形状复杂不规则,如相邻楼层错层相差过大、建筑装饰悬伸过大过高、出屋面局部过高等,都会因结构刚度产生突变而发生部分破坏。

建筑师在方案设计中讲求建筑立面美观和艺术创意,有时会出现复杂的建筑体型,这是难以避免的。但是,我们在建筑体型设计中应尽量考虑抗震安全,选择简洁规则的平面和空间形状,例如平面上的方形、矩形、圆形,减少外凸和内凹尺寸,在体型上使结构质量和刚度分布均匀,有利于抗震。建筑师的建筑创作一定要将建筑使用功能、建筑艺术同结构的抗震安全结合起来,才能创造出时间经久的建筑作品。

1.3建筑平面和竖向布置问题

1)建筑平面布置反映建筑物的使用功能和要求,这是建筑设计中最基本和最重要的部分,同时它与建筑抗震关系很大。由于建筑使用功能的多样化而使每层的墙体布置位置差异很大,有时墙体和柱分布不协调、不对称,质量分布偏心,导致扭转地震作用效应,引起结构局部破坏。

建筑师在进行建筑平面布置时应从概念上解决核心问题,即尽可能做到柱和墙体对称协调,墙体均匀分布,筒体大刚度剪力墙平面居中布置,避免偏心和地震扭转作用,为结构抗侧力合理布置创造条件。只有这样,才能使平面使用功能与建筑抗震融合起来,在建筑抗震中发挥建筑设计的基础作用。

2)建筑竖向布置反映了建筑物沿楼层高度上的结构质量和刚度分布,在多层和高层建筑中都存在这方面的问题。例如:商住楼、购物中心、综合商业办公楼底下几层为大柱距、大空间,上面楼层为大开间办公室或小开间居室,不同楼层设有不同开间的会议厅、展厅等。由于建筑使用功能不同,上下楼层质量和刚度相差过大而形成突变,刚度差的楼层因抗震承载力不足形成变形较大的薄弱层,很容易出现安全事故,如美国圣菲南多地震中Olive-View医院的破坏即属此类。

要解决建筑竖向刚度过大且不均匀分布的问题,就是在建筑设计中尽可能使剪力墙布置均匀且由下到上竖向贯通,不宜中断,在刚度相差较大的上下楼层处设置刚度转换层,避免某一层刚度过小产生地震扭转现象。

1.4建筑构造和设计限值控制

1)建筑设计中,有许多属于建筑设置的非结构构件,如:建筑立面的外贴瓷片,外挂石板材、玻璃幕墙;室内的内隔墙,玻璃隔断,天花吊顶等。这些构件与建筑物主体结构的连接点是否牢固,是否能适应地震产生大变形的要求,也就是建筑构造是否合理,关系到地震时这些构件是否会脱落而伤人。因此,我们在建筑设计时应重视这些构造节点的连接强度和变形能力,保证其能锚拉牢固的同时又能随变形力自由伸缩。

2)建筑设计限值有关抗震部分主要有:建筑总高度和层数;房屋的高宽比;房屋抗震横墙间距和局部墙体尺寸的限值控制。这些限值控制在现行《建筑设计抗震规范》(GB50011-2010)中有严格规定,我们进行建筑设计时应予遵守。

2提高建筑结构抗震能力的措施

2.1合理布局地震外力能量的传递吸收途径

通过这样的合理布局,能够保证支柱、墙和梁的轴线处于同一平面,从而使得构件双向抗侧力体系形成。当地震发生的时候,支柱、墙和梁呈弯剪破坏,并且,塑性屈服尽量在墙的底部产生。此外,当地震发生的时候,连梁宜在梁端塑性屈服,还应具有足够的变形能力。通过这种结构和布局,当地震发生的时候,在墙段充分发挥它的抗震作用前,按照强墙弱梁的原则加强墙肢的承载力,这样使得墙肢的剪切应力得以破坏,从而使得建筑结构的抗震能力得到了提高。

2.2按照抗震等级对梁、柱以及墙的节点采取相应的抗震构造措施

建筑物的主体常常使用的是钢筋结构,如果钢筋结构的延性和承载力较好的话,建筑物的抗震能力较强。所以,为了保证建筑钢筋结构的延性和承载力,在结构设计的时候需要按照强剪弱弯、强柱弱梁、强节点弱构件的原则进行,对柱截面的尺寸进行合理的控制,合理控制柱的轴压比,严格按照构造配件的要求,对节点的构造措施尤其需要加强,提高节点的牢固性和抗震能力。

2.3设置多道抗震防线

提高建筑结构抗震能力,设置多道抗震防线是十分必要的。也就是说,在1个抗震结构体系中,当地震发生的时候,在地震作用下,一部分延性较好的构件首先达到屈服,能够担负起第1道抗震防线的作用。而其他的构件同样起着抗震防护的作用,并且只有当第1道抗震防线屈服后,其他的抗震防线才会依次屈服。设置多道抗震防线,形成第1道、第2道、第3道甚至更多的抗震防线,当1道抗震防线失去作用后,另外的抗震防线便可以发挥作用。这种结构对提高建筑结构抗震能力具有非常重要的作用。

3结语

总而言之,该文主要介绍了建筑结构抗震设计的若干问题。随着对建筑抗震设计多年的研究和探索,我们逐渐形成了一整套的行之有效的设计方法,并且日渐成熟,在建筑结构设计中的运用越来越广泛,并发挥着很大的实际作用。然而,现有的建筑结构抗震设计仍然有很多不完善之处,在很多的地方仍然欠缺考虑,这是我们在今后工作中需要加以完善的。

总之,在未来建筑施工中,要保证建筑结构抗震的高效和完善。今后在建筑设计施工中,需要遵循相关规范的要求,严格按照设计的原则进行,对建筑结构抗震进行科学合理的设计,保证建筑物具有可靠的抗震性能。只有这样,建筑物才会在较小的地震中不发生任何的损坏;在一般的地震发生时,建筑物只需要稍微修补就可以了;当大地震发生的时候,建筑物不会发生倒塌。随着抗震设计水平的不断提高,实践经验的不断积累,建筑结构抗震设计将会取得更大的进步。

参考文献

[1]方小丹,魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报,2011(12).

[2]常业军,程文瀼,隋杰英.建筑结构抗震设计中的若干问题[J].特种结构,2002(4).

第9篇:建筑物的抗震设计范文

关键词:建筑结构;抗震设计;措施

中图分类号:TU3文献标识码: A 文章编号:

一、我国建筑结构设计的现状

建筑结构的设计要充分考虑建筑的抗震能力,这关乎人民的生命财产安全。我国位于地中海—喜马拉雅地震带上,因此我国是一个地震多发的国家之一。但是,从目前我国建筑的抗震能力来看,还存在着许多的问题。一直以来我国在进行建筑设计时都遵循着小震级的地震可以抵抗,大地震能够修复的原则,虽然这样的设计理念在建筑物的抗震方面取得了一定的成效,可是,在面临大的地震时还是存在不足。尤其是一些设计人员的侥幸心理,在设计时缺少灵活的应变,一味的照抄照搬,使数据最终产生错误。不仅如此,在进行建筑施工时,一些建筑承包公司为了节省建筑开支,从而偷工减料,降低了建筑物的抗震能力,有的甚至是私自改变施工的设计方案,最后在导致建筑物抗震结构的改变。而施工人员不够专业也会影响整个建筑结构的抗震性能,施工人员在进行施工时,为了方便或者自身的不注意,对钢筋混凝土建筑结构的施工没有做到设计的相关要求,最终影响了整个工程的施工质量。

二、对建筑物抗震效果产生影响的因素

要想做好建筑的抗震设计,首先要清楚对建筑物抗震效果产生影响的主要因素有哪些。通过以下几个方面对影响抗震效果的因素进行浅析。

1、建筑物的结构设计

在影响建筑物抗震效果的因素中,建筑物自身的结构设计是其中一个非常重要的影响因素。建筑要满足设计时的抗震预想,无论是点式住宅或者、板式住宅,都必须开展科学合理的结构设计,确保抗震策略科学化,可以做到不受小地震损坏,遭遇大地震不倒塌,以此很好提升高层建筑的抗震性。如果建筑物对平面的设计过于繁琐,质心与刚心不统一,就会增加地震的影响力,造成更为严重的后果。因此,建筑物的结构平面设计应当最大程度上确保质心与刚心可以重合,来确保建筑物的抗震能力不受影响。

2、建筑结构使用材料及施工工序

建筑结构的使用材料对抗震效果有着非常大的影响,但这一方面在过去通常被人们忽略了,工作人员必须清楚认识到:在绝大多数情况下,建筑物在遭受地震情况下的损毁程度与建筑的质量好坏是成正比的。如果在同样的时间、同样的地点遭受同样等级地震,建筑物使用的建筑材料质量越好,该建筑物遭受地震的作用力也随之较小;相反的,如果建筑物使用的材料质量一般,甚至不合格,建筑物遭受地震的作用力必然是很大的。在建筑物的实际施工建造中,往往建议多采用隔断、维护墙等构件,将质轻的如空心砖、加气混凝土板等建筑材料普及应用,这对做好高层建筑的抗震能力起着极其重要的帮助作用建筑结构施工程序与施工所使用的原材料质量优劣都对建筑工程的质量起着决定性的作用,在施工阶段中,每一道工序都可能对抗震效果造成影响。因此,在建筑的施工环节,要严于监督和管理,规范操作,在建筑结构的质量方面来确保建筑物良好的抗震能力。

3、建筑物所在地的自然环境

地震发生时导致建筑的受到损坏原因非常多,例如岩石断层、山体崩塌等致使地表发生运动,致使建筑在地震作用力下遭到不同程度的损毁,或者引发其他自然灾害导致建筑物不幸受到波及。在这些种不可避免的自然灾害对建筑物损毁的原因中,其中一部分是人们能够通过采取相应措施及对策提前设防。在敲定建筑施工工地地理位置前期,必须进行对此次施工现场位置细致的勘测与调查,严谨的对地质条件及地形环境进行分析,尽量选择对建筑物抗震有益处的地理位置,避免选择不利于抗震的地段。

三、建筑结构设计中常用的减震技术

常见的几种措施主要是对建筑结构本身的基础部分或者关键节点进行特殊设计, 或者采用特殊材料, 或者设计安装减震装置减少地震的能量向建筑物传递。用于减小地震对建筑物损坏、保护建筑物安全的装置和元件很多, 通常都是各式各样的消能器和阻尼器。

1、新建建筑物的结构设计

随着人们安全意识的不断增强, 建筑结构设计理念的不断更新, 人们对建筑结构的减震、隔震设计越来越重视。在进行设计时, 除了对建筑物的基础部分采用特殊处理之外, 还可以借助消能减震装置或者元件削弱地震对建筑物的作用力, 保护人们的生命财产安全。

2、对建成建筑物的抗震加固

在对建筑物的地基或基础进行隔震设计时, 我们一定要在建筑物没有动工以前按照隔震设计的措施, 完成相应的工作。最迟也是在建筑物的施工过程当中, 在建筑物的关键部位设置特殊的隔震装置。然而, 建筑物建成以后, 如果想对其进行抗震加固, 就要采用增加阻尼的办法, 在建筑物的结构上重新添加消能震装置。这些消能减震装置更适用于高层建筑、钢结构, 从适用的部位来说, 也是很广泛的, 它不仅可以应用于建筑物的上部结构, 也可用于建筑物的隔震夹层。

四、建筑结构的主要隔震措施

建筑物的抗震设计中,我们通常是对地基进行特殊处理、设置抗震装置、对建筑的上部结构进行防震设计,这几种措施通常是混合使用的,但是我们结合地震构造特点及建筑物本身结构,会有侧重的在关键部位设置隔震层,依据隔震层的位置不同我们把建筑物的隔震设计分为以下几种。

1、建筑物地基采用特殊材料隔震

建筑物基础隔震,主要是对建筑物的基础部分进行特殊处理,削弱地震时的地震波, 从而减少地震对建筑物的损害。传统上是在建筑物的基础部分交替铺上粘土和砂子,或者直接设置粘土或砂子垫层。在中国建筑史上,曾经有人以糯米为原材料,在建筑物的基础部分设置垫层, 减少地震对建筑物的损害。近年来, 有关部门在这方面的研究已经取得了突破性进展, 以沥青为原料研究出一种特殊材料, 以此设置隔震层效果更好。

2、建筑物基础设置隔震装置减震

这一种隔震措施主要是在建筑物的基础与上部建筑之间设置特殊装置,减少地震向上传递,最高可减少地震对建筑物传递能量的2 /3, 但是, 这种措施的缺陷是不适用于高层建筑, 因为在高层建筑设置这种装置会延长建筑结构自身的自振周期,起不到减小地震对建筑物损害的目的。通常采用的办法有: 摩擦滑移隔震、粘弹性隔震等几种, 设置的装置有橡胶垫、混合隔震装置等。

3、建筑物层间隔震措施

层间隔震这种方法主要适用于旧房改建,在施工方面具有简单、易操作的特点。与建筑物基础部分设置隔震装置的办法相比,层间隔震的效果不是非常明显, 减震的效果可以达到1 /10——3/10的范围。这种方法主要是依靠设置在建筑结构各层间隔的减震装置吸收或者削弱地震能量,从而减小地震对建筑物的危害, 设置的装置基本与基础隔震的相同。

4、建筑物结构悬挂隔震

悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构悬挂起来,也就是我们通常所说的悬挂结构,这样,当地震来临时,地震的能量不会传递给悬挂起来的结构,从而达到减小地震损害的目的,这种隔震方式最常见于大型钢结构,大型钢结构总是采用钢结构悬挂体系,以此隔震。大型钢结构一般分为主框架和子框架,在悬挂体系中,子框架通过索链或者吊杆悬挂于主框架上,当地震来临时,主框架会随着地壳运动发生摇摆, 但是,子框架和主框架之间是能够活动的索链和吊杆,地震的能量到达这个部位的时候就会削弱, 不至于传递到子结构产生惯性力。

五、其他减震措施

以上两部分所介绍的一些措施是我们在建筑物抗震设计方面重点考虑的, 但是, 也有一些措施虽然不常用, 但是却非常有用。在这里, 我们重点介绍两种。

1、建筑物走向设计抗震问题

众所周知, 地震是由于地壳的运动而引起的, 与地质结构有非常重要的关系。我们在建筑物选址的时候, 应该充分考虑当地地质条件, 分析当地地震的震向, 让建筑物的走向与地震震向垂直, 尽量避免两个走向平行。从刚刚发生的四川汶川地震和玉树地震的实际情况来看, 与地震震向平行的建筑物的倒塌率更高,与之相反, 与地震震向垂直的建筑物就不太容易倒塌。研究发现, 与地震震向平行的建筑物, 在地震发生时, 随地震波运动的幅度更大, 因此更容易倒塌。

2、无粘结支撑体系减震问题

无粘结支撑体系是建筑物结构减震体系中最为机敏的一种,这种体系主要是通过科学设计, 使内核钢和外包钢管之间无粘结且可形成能够自由滑移的一个层面, 在地震发生时, 通过内外钢之间的配合作用而消耗地震能量。但是, 这种设计的弊端是在设计和有关部件的计算方面要求非常严格。在这个体系中, 建筑物的重量主要由内钢来承担, 外钢主要起到配合和辅助作用, 还可以防止内钢弯曲变形。

参考文献:

[1]闫旭梅.高层建筑结构抗震设计分析[J].科技传播,2010.