建筑结构抗震设计探讨

来源：职称驿站所属分类：建筑设计论文
发布时间：2013-02-01浏览：34次

　　摘要: 本文作者主要介绍了建筑结构中抗震设计主要包括的三个方面的内容:概念设计,计算设计和构造措施，供大家参考借鉴。

　　关键词:建筑结构,抗震设计,探讨

　　建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念,从场址的选择到建筑物的结构设计,抗震设计贯穿了整个过程。而且建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。因此如何准确、合理的运用不同的抗震设计方法,是非常重要的,对于不同的建筑、不同的情况应区别对待,从而寻求最合理的抗震设计。抗震设计包括三个层次的内容:概念设计、抗震计算与构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则:抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等方面上保证抗震计算结果的有效性。抗震设计上述三个层次的内容是一个不可分割的整体,忽略任何一个部分都可能造成抗震设计的失败。

　　1 抗震概念设计

　　建筑抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等形成的基本设计原则和设计思路进行建筑总体布置并确定细部构造的过程。在这里抗震计算当然是很重要的,不可或缺的,但概念设计是抗震计算的的前提和基础。概念设计与抗震计算相比起着更为决定性的作用,主要原因如下:a.地震及地面运动的不确定性。b.地震时地面运动的复杂性及对结构的复杂影响尚未被掌握。c.结构地震计算理论目前尚未能充分反映地震时结构反应及破坏的复杂过程。

　　可以看出,仅仅根据抗震计算结果而完成的抗震设计有时是片面的,甚至是不安全的。

　　抗震概念设计在总体上要求把握的基本原则可以概括为:注意场地的选择,把握建筑体型,选择有利的结构抗震体系,利用结构延性,设置多道抗震防线,重视非结构因素,合理选择结构材料。

　　1.1 建筑场地选择的基本原则:选择有利地段,避开不利地段,不在危险地段建造甲类、乙类和丙类建筑。

　　1.2建筑体型的确定:a.建筑及抗侧力结构的平面布置宜规则对称,并应具有良好的整体性;b.建筑物的立面布局宜采用矩形、梯形和三角形等变化均匀的几何形状,尽量不要采用带突然变化的阶梯形立面、大底盘建筑,甚至倒梯形立面;c.建筑物应尽量减小高度,尤

　　其是限制高宽比。

　　1.3 结构抗震体系的选取:a.结构体系应具有明确计算简图和合理地震作用传递途径;b.结构布置应具备多道抗震防线,尽量避免部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力;c.结构应具备必要的抗震承载力,良好的变形能力和耗能能力;d.对结构薄弱部位应采取有效的措施予以加强,防止出现过大的应力集中和变形集中;e.结构平面两个主轴方向的动力特能宜相近,并尽可能与场地的卓越周期错开。

　　1.4 多道抗震防线的设置:a.优先采用具有多道抗震防线的结构体系。b.纯框架采用强柱弱梁的延性框架。c.利用赘余构件增加结构的抗震防线。

　　1.5 非结构构件的处理:a.建筑幕墙等尽量考虑结构在地震中的变形,并采用可靠的连接措施,建筑非结构构件的预埋件锚固部位应采取加强措施,以承受建筑非结构构件传给主体的地震力。c.墙体材料:优先采用轻质材料。c.刚性护墙沿纵向宜均匀对称布置,与主体可靠连接,能适应结构不同方向的层间位移。d.各类项棚的构件与楼板的连接应能承受项棚悬挂重物和有关机电设备的自重和地震附加作用,其锚固承载力应大于连接件的承载力。

　　1.6 建筑材料的选择和施工质量:材料和施工质量的要求应在设计中详细注明,并应保证切实执行。作为良好的建筑材料应具备如下的性能:a.材料本身延性好,延性系数高。b.材料强度和质量的比值要大,材料质量均匀。c.材料的性质为各项同性。d.构件的连接具有整体性和较好的延性,能够充分发挥材料的强度和变形。e.满足最低要求。

　　2 抗震计算

　　结构抗震计算可分为地震作用计算和结构抗震验算两个部分。

　　2.1 地震作用计算

　　各类建筑结构的地震作用,应按下列原则考虑:

　　2.1.1 一般情况下,应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。

　　2.1.2 有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于 15°时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。

　　2.1.3 质量和刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响:其他情况,应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。

　　2.1.4 8 度、9 度时的大跨度结构和长悬臂结构及 9 度时的高层建筑,应计算竖向地震作用。

　　底部剪力法和振型分解反应谱法是结构抗震计算的基本方法,而时程分析法作为补充计算方法,仅对特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑才要求采用。抗震计算方法的采用应符合:a.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。b.除第 1 条外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱法。c.特别不规则的建筑(凹凸、扭转、楼板局部不连续及竖向不规则等)、甲类建筑和烈度、场地内限定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。

　　2.2抗震变形验算

　　2.2.1 多遇地震下的抗震变形验算。各类结构应进行多遇地震下的抗震变形验算,其楼层内最大的弹性层间位移应符合下式要求:

　　△ Ue ≤[Qe]h

　　2.2.2 罕遇地震下的抗震变形验算。a.下列结构应进行弹塑性变形验算:8度 III、Ⅳ类场地和 9 度时,高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架;7～9 度时楼层屈服强度系数小于 0.5 的钢筋混凝土框架结构;高度大于 150m 的钢结构;甲类建筑和 9 度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构;采用隔震和消能减震设计的结构。b.下列结构宜进行弹塑性变形验算:烈度、场地内限定高度范围且属于竖向不规则类型的高层建筑结构;7 度 III、Ⅳ类场地和 8 度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构;板柱、抗震墙结构和底部框架砖房;高度不大于 150m 的高层钢结构。

　　3 抗震构造措施

　　砖混结构:常见构造措施有限定房屋总高度和层数层高;在纵、横墙中设置钢筋混凝土构造柱、圈梁;房屋的高宽比、横墙间距局部尺寸进行限值控制;设置防震缝等。混凝土结构:钢筋砼构件截面高宽比限值;最小配筋率要求;承重柱轴压比控制;填充结构中设置拉结筋,较长的填充墙设置构造柱、芯柱、角柱、短柱箍筋全高加密,剪力墙底部设置加强区等。

　　4 结束语

　　地震是一种自然现象,它具有多年不遇、无法预报、破坏严重的特点。我国是一个多地震的国家,因此在工程中尽可能的减小震害就显得十分重要。

　　参考文献：

　　[1] 龚思礼.建筑抗震设计手册.北京:中国建筑工业出版社,2007.

　　[2] 李爱群,高振世.工程结构抗震与防灾[M].南京:东南大学出版社,2009.

　　[3] 连晓庄，何照明.建筑学专业“建筑抗震设计”课程教学探讨[J].南方建筑.2010( 03).

　　[4] 裘民川.建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].工程抗震.2009(04).

　　[5] 徐杏华,肖孟,刘江华,刘幸.转换梁位置对高层建筑结构抗震影响的分析[J].建筑技术开发,2010,(10).

《建筑结构抗震设计探讨》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称：建筑结构抗震设计探讨

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-21980