第1篇:高層建筑抗震結構設計探討

1.抗震墻結構的特點

多高層鋼筋砼結構,宜使結構的平面形狀簡單、規(guī)則、均勻、對稱,剛度和承載力均勻分布。豎向體型宜規(guī)則、均勻,側向剛度宜均勻變化,避免有過大的外挑和內收。對平面或豎向不規(guī)則的結構,應按GB50011-2010第3.4.4條的要求,進行地震作用的計算和調整,并對薄弱部位采取有效的抗震構造措施。

薄弱層抗側力結構的受剪承載力,多層和A級高度高層建筑不應小于相鄰上一樓層的65%,B級高度高層建筑不應小于其上一層的75%。根據GB50011-2010第3.4.1條,建筑設計應符合抗震概念設計的要求?拐鹪O計時,盡可能避免采用倒擺形成的水塔形結構,避免采用雞腿結構等不規(guī)則的建筑。當不能避免采用不規(guī)則的建筑時,應按規(guī)定采取加強措施;特別不規(guī)則的建筑應進行專門研究和論證,采取特別的加強措施;嚴重不規(guī)則的建筑不應采用。

2.抗震墻結構設計

抗震設計時框架梁,梁端受拉縱筋最小配筋率、梁受壓區(qū)高度與梁有效高度的比值、梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值、梁箍筋加密區(qū)的要求,應符合GB50011-2010第6.3.3條、JGJ3-20lO第6.3.2條的規(guī)定;框架梁受拉縱筋的最小配筋率,應符合GB50010-2010第11.3.6-1條及JGJ3-2010第6.3.2條的規(guī)定。

當出現大小跨相連和長懸臂的時侯,如果僅在支座處標注一次配筋,很可能造成小跨支座處配筋率超過2.0%后箍筋沒有增大一級、跨中配筋與支座配筋之比小于0.3或0.5的情況,出現這種情況時建議在支座兩側進行原位標注配筋,將大跨的部分配筋錨入框架柱內或者將小跨的箍筋直徑增大一級也可增加小跨框架梁的截面高度和跨中配筋;當框架梁的梁高小于400tnm時,應注意加密區(qū)的箍筋間距不應大于四分之一梁高;當框架梁的受力縱筋采用直徑為12的鋼筋時,應注意加密區(qū)的箍筋間距不應大于8d或6d的要求。

3.抗震墻截面結構設計

3.1抗震墻正截面承載力計算方法與偏心受力柱類似。所不同的是在墻肢內,除了端部集中配筋外還有豎向分布鋼筋。此外,縱橫向抗震墻常常連成整體共同工作,縱向抗震墻的一部分可以作為橫向抗震墻的翼緣,同樣,橫向抗震墻的一部分也可以作為縱向抗震墻的翼緣。因此、抗震墻肢常按T形截面或I形截面設計。試驗表明,抗震墻在水平反復荷載作用下,其正截面承載力并不下降。因此,無論有無地震作用,抗震墻正截面承載力的計算公式是相同的。大小偏壓的判別條件與偏心受壓柱相同,抗震墻一般不可能出現小偏心受拉,規(guī)范也不允許發(fā)生小偏心受拉破壞。

3.2剪力墻的邊框柱,應符合框架柱的構造配筋規(guī)定,抗震等級與框一剪結構中的剪力墻相同。剪力墻底部加強部位的端柱和緊靠剪力墻洞口的端柱宜按柱箍筋加密區(qū)的要求沿全高加密箍筋。

3.3當框架與剪力墻抗震等級不同時(如7度區(qū),高度≤60m的丙類建筑,框架為三級,剪力墻為二級),連梁跨高比不小于5,按框架梁輸入計算,其抗震等級可取框架一剪力墻結構中框架的抗震等級。

4.抗震墻結構承載力計算

4.1框架結構按抗震設計時,不應采用部分由砌體墻承重之混合形式?蚣芙Y構中的樓、電梯間及局部突出屋頂的電梯機房、樓梯間、水箱間等,應采用框架承重,不應采用砌體墻承重。對扭轉不規(guī)則的異形柱結構,應計入雙向水平地震作用下的扭轉影響;對非高層建筑及A級高度高層建筑位移比>1.4、B級高度高層建筑位移比>1.3時,應考慮雙向地震作用下的扭轉效應。

4.2需進行結構抗震驗算的結構,其設防烈度范圍應符合GB50011-2010第5.1.6的規(guī)定。抗震設防烈度為6度時,異形柱結構及高層建筑結構應進行地震作用計算和結構抗震驗算。

4.3結構構件的承載力驗算,應符合GB50010-2010第3.3.2條、GB50011-2010第5.4.2條、JGJ3-2010第3.8.1條的要求;荷載效應的基本組合應按照GB50011-2010第5.4.1條、JGJ3-2010第5.6.1、5.6.2、5.6.3條確定;可變荷載組合值系數應按GB50011-2010第5.1.3條、JGJ3-2010第5.6.2條、第5.6.4條確定。

4.4對多層鋼筋砼框架房屋,如頂層因設置大房間的要求,局部采用網架、屋架等大空間的屋蓋形式,部分柱頂與屋面結構鉸接成為排架柱,仍可按框架結構有關要求進行抗震設計。排架部分應采用設置支撐等有效抗側力措施。

框架結構中的樓梯間,當樓梯構件與主體結構整澆時,樓梯板起到斜支撐的作用,應參與抗震計算;當樓梯板滑動支撐于平臺板時,可不參與整體抗震計算。5抗震結構措施

5.1“抗震措施”是除了地震作用計算和構件抗力計算以外的抗震設計內容,包括建筑總體布置、結構選型、地基抗液化措施、考慮概念設計對地震作用效應(內力和變形等)的調整,以及各種抗震構造措施。

5.2“抗震構造措施”是指根據抗震概念設計的原則,一般不需計算而對結構和非結構各部分必須采取的各種細部構造,如構件尺寸、高厚比、軸壓比、長細比、縱筋配筋率、箍筋配箍率、鋼筋直徑、間距等構造和連接要求等。

5.3甲、乙類建筑及Ⅲ、Ⅳ類場地且設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的丙類建筑按表1、2確定抗震措施時,如果房屋高度超過對應的房屋最大適用高度,則應采取比對應抗震等級更有效的抗震構造措施。

 

第2篇:建筑設計在建筑抗震設計中的作用分析

1引言

眾所周知,對于建筑工程項目的具體施工建設而言,相應建筑設計環(huán)節(jié)是比較重要的一個方面,這種建筑設計工作的有效落實需要關注到建筑工程項目的各個方面,尤其是對于穩(wěn)定性以及安全性,更是需要進行嚴格分析控制,這也就涉及到了建筑抗震性方面的有效處理,這種建筑抗震設計工作的落實也就需要切實保障相應建筑結構的各個方面都能夠得到較為理想的詳細分析,促使其整體結構較為穩(wěn)定可靠,如此也就能夠綜合提升后續(xù)應用安全性,對于建筑物耐久性的提升同樣也具備較為理想的作用效果。

2建筑抗震設計的作用價值分析

對于建筑工程項目的具體設計處理過程中,相應抗震性設計是比較核心的一個方面,其作為建筑工程項目整體安全運行中比較核心的一個環(huán)節(jié),必須要引起足夠重視,確保其能夠體現出較為理想的實效性價值。結合現階段建筑工程項目中抗震性設計的有效落實而言,其主要的作用價值表現在以下幾個方面:

(1)對于確保建筑質量必不可少。在建筑工程項目的具體設計優(yōu)化處理中,相應抗震性設計保障能夠在較大程度上有效提升相應建筑物的整體質量水平,尤其是對于整個建筑工程項目最終的驗收環(huán)節(jié)來看,這種抗震性能方面的分析也是必不可少的一個關鍵環(huán)節(jié),因此,在建筑工程項目設計中做好抗震性能設計,并且能夠在此基礎上保障相應建筑工程項目相關結構的后續(xù)施工落實較為規(guī)范,最終才能夠充分提升其施工質量效果,降低了具體建筑工程項目設計過程中可能出現的各類偏差問題。

(2)對于確保建筑物應用安全較為關鍵。在建筑工程項目的后續(xù)應用過程中,安全性可以說是比較基本的一個條件,這種安全性的保障在相應建筑工程項目的結構方面表現的更為明顯,如此也就需要加強對于結構的有效設計處理,確保相應建筑物的結構設計能夠滿足于整個建筑物安全性的基本要求應該從抗震性角度進行嚴格把關。全方位分析相應建筑設計工作中如何采取合理的措施進行建筑結構抗震性能的提升,如此也就能夠保障相應建筑物的安全性較為可靠,為后續(xù)應用打好基礎。

(3)對于建筑物耐久性較為有效。在建筑工程項目的實際運用中,其服役期限一般是比較長的,這也就需要建筑物應該具備較為理想的耐久性效果,而建筑物耐久性效果的提升往往也就需要促使相應建筑物應該較好抵御外界各個方面影響因素的干擾,尤其是對于各類震動問題,其必須要形成較為理想的控制價值,因此,重點加強對于建筑物抗震性能設計優(yōu)化,促使其能夠在外界震動影響下表現出理想的穩(wěn)定性價值,避免自身結構受損,如此也就能夠提升其耐久性效果,進而也就能夠在經濟效益以及社會效益方面發(fā)揮較強價值。

3建筑設計中抗震設計要點

建筑工程項目設計過程中切實做好抗震設計工作需要從整個設計環(huán)節(jié)的各個階段入手進行全面把關,尤其是對于相應抗震性能相關聯的一些關鍵要點內容,更是需要進行嚴格控制,如此也就能夠促使其形成較為理想的運用價值,其中比較核心的內容有以下幾項:

(1)做好建筑體型設計工作。對于建筑抗震設計工作的有序落實而言,相應建筑體型方面的設計處理可以說是比較重要的一個環(huán)節(jié),這種建筑體型方面的設計需要促使其在平面以及主體空間方面均能夠表現出理想的穩(wěn)定性效果,并且也能夠較為平衡有序,如此也就能夠較好規(guī)避可能出現的各類問題和缺陷。當然,基于這種建筑體型方面的設計處理,其為了滿足于抗震性需求,需要首先分析何種建筑體型結構能夠具備最強的穩(wěn)定性效果,一般而言,從平面結構上來看,盡可能采用矩形、方形、圓形等規(guī)則圖形進行布置能夠具備較強的抗震效果,可以在建筑物平面中進行標準化處理,而對于建筑物立體空間方面的布置而言,則應該重點促使其能夠具備較為理想的簡潔化特點,避免相應建筑物內部空間結構過于復雜而造成一些較為明顯受力問題的產生,其受力一旦不均勻,所形成的問題也就比較突出,自身剛度以及穩(wěn)定性都可能會失去控制。

(2)建筑內部結構的有效設計。在建筑物內部空間布置過程中,其同樣也涉及到了較多的內容要點,尤其是對于建筑內部結構中存在的柱子、內墻以及各個樓梯,都需要采取較為理想的措施予以優(yōu)化,切實保障相應內部結構能夠穩(wěn)定平衡,滿足于相應建筑整體結構穩(wěn)定性的要求,最終確保其相應結構的布置能夠較為理想,為建筑整體空間穩(wěn)定性打好基礎。在這些建筑物內部結構的有效處理中,其往往需要從建筑物內部各個組成部件參數角度進行有效處理,尤其是對于具體構件的大小以及相應尺寸和間距,都需要進行合理布置處理,進而也就能夠充分提升其整體結構的抗震性能。在此過程中,往往還需要關注于相應建筑物自身對稱性的控制,促使其具體建筑物內部空間結構能夠具備理想的對稱性效果,如此也就能夠有效提升其整體布置合理性,對于地震作用下相關作用力的抵抗也能夠較為理想。

(3)合理確定建筑物高度。對于建筑抗震性設計處理而言,還需要從建筑物具體高度方面進行有效明確,因為建筑物采用不同高度所取得的效果是不一樣的,抗震能力也存在著較為明顯的差異性,基于此,重點加強對于建筑物高度的分析,促使其相應建筑物的高度能夠在自身穩(wěn)定性需求的范圍內,避免因為經濟效益而過度提升建筑物高度。此外,在單層建筑物內部,其墻體以及柱體的高度同樣也應該進行嚴格把關,通過詳細全面的驗算分析,了解到相應建筑物的各個樓層高度需求,盡可能提升其抗震能力,保障其自身也能夠在相應地震作用力的抵消方面發(fā)揮出理想作用價值。

(4)合理確定建筑結構施工材料。對于建筑抗震設計在結構中的具體落實而言,往往還需要針對相應建筑結構施工材料進行重點把關,促使其相應施工材料自身能夠具備較為理想的剛度以及承載力效果,如此也就能夠充分提升其運用可靠性價值,對于地震發(fā)生后相應結構出現的裂紋以及破損問題,能夠形成較強的規(guī)避控制效果。當然,結合這種建筑結構施工材料的有效選擇和落實,當前采用鋼筋混凝土結構進行處理是比較常見的,該結構類型的運用確實能夠滿足于相關需求,并且能夠充分提升其抵抗效果,但是同樣也需要確保這些材料的高質量效果,避免其影響到結構布置實效性。

(5)恰當運用先進技術手段。為了更好保障相應建筑抗震設計效果,還需要借助于相應先進技術手段進行有效處理,比如預應力技術手段的運用就能夠充分保障其相應建筑結構具備更為理想的作用力抵抗效果,針對具體結構預先施加一個作用力,進而也就能夠更好抵抗外界相關地震作用力,保障自身結構的穩(wěn)定性和完整性。

4結束語

綜上所述,對于建筑工程項目設計處理中抗震設計工作的落實而言,其涉及到的內容要點相對而言比較多,不僅僅需要從建筑結構施工材料角度進行選擇控制,還需要從具體結構布置類型以及相關處理技術運用方面進行優(yōu)化,綜合提升建筑結構抗震性能。

 

第3篇:建筑抗震設計問題分析

前言:在建筑物的設計活動中,其需要有所針對地加強對自身抗震能力的提高,確?拐鹪O計能夠成為建筑設計的一個重要組成部分,使得建筑物的抗震能力得到基本保障。為了更好地實現這一目的,需要建筑設計主動地將抗震內容有機結合,確保抗震設計得以被有效地落實到位。建筑設計目前已經形成了非常完善的體系,抗震設計占據絕對的主導地位。從近幾年的情況來看,很多建筑雖然在設計上,特別標高了抗震的等級,但在地震災害真正來臨時,多數的建筑都會受到很大的影響,甚至是出現安全事故,給內部的人員帶來生命威脅。建筑抗震設計必須要從客觀的角度出發(fā),結合建筑的各項參數及施工情況,確定有效的抗震等級,減少安全威脅。

在建筑行業(yè),常常有這樣一句名言“小震不壞、中震可修、大震不倒”的基本抗震設計要求。小震不壞是最基本的要求,建筑物在遇到低強度地震時,建筑物能夠滿足承載力的極限狀態(tài),且建筑結構受力之后的彈性形變還能達到設計安全范圍,小震之后不影響民眾的正常生活、學習等正常社會活動。中震可修即要求建筑物能夠承受一定的壓力,不會發(fā)生破壞性、且不可修復的損害,建筑物的整體結構抗震性要滿足國家抗震設計規(guī)范,換句話說即要保障人民群眾的生命財產,又要減小地震帶來的經濟損失。大震不倒,要求建筑物有足夠的變形能力,建筑物在遭遇強烈地震時,其彈性變形不超過規(guī)定值。建筑物在遇到強烈地震時,不會發(fā)生坍塌的現象。多遇地震設計要求為承載力驗算階段,適用于大多數結構,如規(guī)則的結構及一般不規(guī)則結構。罕遇地震設計要求為彈塑性變形驗算階段,適用于在強震時容易倒塌的結構、有明顯薄弱層的不規(guī)則結構及有特殊要求的結構。

就建筑物的平面設置來說,其是對建筑物使用功能的直接表現,因此其與建筑物抗震性能之間有著十分密切的聯系。在進行建筑物的平面設計活動的時候,其需要保證建筑結構的質量能夠與質量之間形成均勻分布的狀態(tài),避免建筑物的扭轉效應產生,提高建筑物的抗震能力。同時,建筑物墻體的布置需要做到均勻分布,使其可以在布置活動中按照抗震需求一一實現。在剛度較大的樓層,應當讓電梯布置在空間的中部,使其可以最大程度地降低扭轉抗震效應。建筑平面的布置應當從抗震結構出發(fā),為其的構建布置創(chuàng)造良好環(huán)境,確保其抗震性能可以成為基礎追求的表現形式,切實地提高建筑物平面設計的抗震能力。

完善、改進高層混凝土建筑結構設計方案也是增強建筑物抗震性能的重要措施。在制定結構方案時,要本著提升建筑延展性的原則。延展性即為建筑物在一定空間內受到地震災害后,其結構還不會受到一定損壞,并能自動恢復到震前狀態(tài)。設計師進行結構設計時應該關注建筑的縱向受力情況,如何布置建筑結構,提升建筑縱向受力情況,是提升建筑物抗震效果的重要環(huán)節(jié)。

隨著科學技術的迅速發(fā)展,抗震設計中融入了各種新思想、新技術、新材料,這增加了提高建筑抗震性能的方法,大大改善了構件的極限承載能力,減輕了結構的自身重量。在實際的工程實踐應用中,隔震和消能減震是減輕地震災害的兩種應用相對廣泛的技術措施。

1)隔震技術。隔震技術是通過把如橡膠隔震墊等隔震消能裝置安放在結構物底部和基礎(或底部柱頂)之間,來隔開上部結構和基礎,從而改變結構的動力作用和動力特性,有利于減輕結構物的地震反應。隔震技術是目前國際上使用相對廣泛,得到認可的一種技術,適用于較重要低層和多層建筑的如學校、醫(yī)院、商場等人員相對密集、要求相對較高的使用功能的建筑。

2)消能減震技術。減震措施主要是借助建筑物之外的部件來增加建筑物的阻尼,消耗地震傳遞給建筑物結構的能量,避免建筑物受到地震作用的損害。減震技術不僅可用于新建結構的減震設計;也可用于已有建筑結構的抗震和加固。消能減振技術是用特別設置的機構和元件將地震動的能量加以吸收耗散,以保護主體結構的安全。目前消能減震技術在行業(yè)范圍內也得到了廣泛的應用、實踐,并且得到了可靠的驗證,是一種有效的減輕地震災害的一種技術措施。

建筑設計活動中的豎向布置是對建筑結構高度質量與剛度分布內容的直接體現,因為不同的建筑物的使用功能存在差異化,使得不同類型的建筑物的使用內容各不相同,建筑物的實際建設需求也就呈現出了不同的表現。比如,樓層較低的建筑物大多是被用來作為商場來完成商業(yè)活動,其需加強對空間結構的擴大化,使其得以做到大間距,形成大范圍的廣泛空間。但是,就高層建筑物來說,其作用主要是用來作為居住亦或者寫字辦公,所以需求加強對底部承重力的提高,無需對間距與空間范圍進行擴展。這也就導致不同的建筑物,因使用功能的差異性存在,其質量追求與剛度均勻程度顯得較為不協調。這樣一來,建筑物會更易產生變形,其剛度會因難以滿足實際需求而顯得承載力過于薄弱,降低其抗震能力。在建筑物的設計環(huán)節(jié),建筑物的使用功能會對建筑的構造內容造成影響,導致其承重墻、承重柱的布局與構造表現地各不相同,其在功能的追求上也會出不均勻的現象,在一定程度上降低了建筑物的抗震能力。針對于這樣的問題存在,建筑物的豎向布置需要做到對剪力墻的均勻設置,保障其得以直接地形成貫通,形成更為穩(wěn)定的連續(xù)性,降低扭轉效應的不利影響。

總的來說,在對建筑項目進行設計活動的時候,需要加強對抗震能力的重視,確保建筑物能夠在使用過程中,擁有更為安全的使用保障。因此,建筑物的設計應當與其自身的抗震能力相結合,以此來讓二者能夠成為一個密不可分的整體,確保設計活動能夠與結構的安全穩(wěn)定性相適應,保障抗震設計環(huán)節(jié)得以成為建筑物設計活動的重中之重。

 

第4篇:建筑設計在建筑抗震設計中的重要作用

前言

現代建筑的抗震設計要求建筑設計和平面、體型、豎向設計有機配合,高度關注在建筑設計中存在的建筑構件和連接節(jié)點的設計、設計限值、頂部建筑抗震設計等抗震問題,充分考慮抗震設計基本要求,保證建筑結構的質量和剛度的均衡分布,從而防止扭轉地震效應的出現,保證建筑設計在建筑抗地震設計中能發(fā)揮有效作用,提高建筑物的抗震能力。

1.建筑結構的抗震特點

建筑結構設計可概括為:建筑平面特征和三維空間特征。通過相關資料不難發(fā)現,建筑的三圍空間分布比起建筑平面分布有更好地抗震能力。例如在地震來襲時,建筑物的造型存在凹凸造型或者建筑造型趨于三維分布時,該種建筑物很容易遭到地震的破壞:而建筑物平面整體造型趨于平面時,建筑的抗震效果十分顯著。此外,當建筑物頂部過高或者過重時,也容易降低抗震效果,總之,在建筑抗震設計中應該先選擇合適的建筑地址,保證前提條件滿足抗震指標:之后要考慮建筑造型和建筑材料的選擇,唯有這樣,才能提升建筑整體的抗震能力,才能保證我國民眾的人身安全。

2.建筑抗震設計在建筑設計中的重要性

建筑設計工作需要在項目施工前期就要完成的工作,是建筑工程中的整體基礎和框架。在建筑設計中,設計人員應該考慮到建筑的地質環(huán)境和水文環(huán)境以及氣候條件,最為重要的是建筑施工中的技術問題等,總之,建筑設計在整個建筑周期中發(fā)揮著重要的意義。俗話說:“不積跬步無以至千里”,在整個建筑周期內,建筑設計是最為關鍵的一環(huán),該環(huán)節(jié)保證著建筑設計的安全性和科學性,當建筑設計完成之后,整個建筑物的設計也就完成了三分之一。而將建筑抗震設計融入到建筑設計中,則是提升建筑安全性與穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。

另一方面,建筑抗震設計和建筑設計是相互依附、相互存在的,這樣才能達到最佳的抗震效果。設計人員應該重視建筑抗震設計,在建筑設計初期就要確定建筑抗震設計方案。因為在建筑設計方案成型之后,就很難再改動設計方案。因此。在建筑抗震設計環(huán)節(jié),應該充分考慮建筑結構的抗震性,以及建筑材料和建筑細部構建的抗震陛。只有做好建筑抗震設計,才能提升建筑物的安全性。

3.建筑設計中抗震設計措施

3.1建筑細部節(jié)點抗震設計

隨著我國生活水平的不斷上提升,人民對建筑物的要求不僅是局限于其使用功能上,建筑物的美觀性和其他功能上也有著較高要求。建筑構件是組成建筑物的重要環(huán)節(jié),不僅承擔著建筑荷載,在建筑美觀度上也有著更高要求。隨著建筑造型和建筑新材料的不斷涌現,這對建筑構件的抗震性能也提出了更高要求。例如在使用大理石或者瓷磚進行外部施工時,一定要確保材料本身的質量,避免使用不合格材料:同時在施工過程中也應該保證施工質量,對建筑細部的重點環(huán)節(jié)進行監(jiān)督和指導,確保施工人員的人身安全和建筑的總體抗震性能。

3.2在建筑物頂部的抗震設計

我國現階段建筑物都以高層、超過高層建筑物為發(fā)展趨勢,因此對建筑物頂部設計就變得越來越重要。從實際施工以及設計中來看,高層、超高層建筑存在的主要問題是建筑頂部設計過高。在頂層封頂之后,還有20-30米的頂部設計;除了頂部過高之外,建筑頂部過重也是影響建筑抗震性能的因素之一。這樣過高或者過重的頂部,不僅加大了建筑物的形變,該結構也不利于建筑抗震,建筑物主體結構和建筑頂部的中心應該保持在同一水平線上,但由于建筑頂部過高或者過重,建筑物頂部的抗側力不足,導致其受力水平不一致,則會帶來地震的扭轉作用,這樣不利于建筑物整體抗震性。

為了增強建筑物頂部的抗震性能,在頂部設計中常常采用材料質量較輕的建筑構件和建筑造型,這樣能合理分配建筑物的結構質量和建筑剛度,一旦遇到地震能夠合理的分擔地震力量。建筑頂部抗震設計的基本原則為要保證建筑主體中心和建筑頂部中心在同一條直線上,而在超高層建筑中,應該在建筑頂部設計中采用輕型材料或者合理的建筑抗震形態(tài),以此保證在地震來臨時不會發(fā)生地震扭轉效應。

3.3建筑設計中關于設計限制的問題

在建筑抗震設計中,建筑物的抗震橫墻間距和局部墻體建筑尺寸應該依據國家標準進行設計。例如:在建筑設防烈度要求為8時,多層的砌體結構抗震橫墻建筑不應該超過15米,而當建筑物底層框架為多層磚房時,建筑的抗震橫墻建筑應小于等于18米,對建筑物的橫墻建筑進行控制,是因為當建筑的橫墻過大時,建筑物的樓蓋平面就會被削減,一旦受到地震的侵襲,建筑物所受的水平地震力不能及時削減,會使縱墻的形變增大,建筑的抗震能力削弱:進而對建筑物造成更大的傷害。此外,要想提升建筑物的抗震性能,控制房屋局部墻體尺寸也是最佳方法之一。例如:建筑物的承重墻和非承重墻,建筑物內墻的陽角以及建筑屋面的女兒墻不應該小于國家標準的最低限制值,墻體截面的抗震強度就不能達成標準,就會降低建筑抗震效果。

4.結語

總而言之,建筑設計中的建筑抗震設計是十分重要的。設計人員應該依照國家標準和當地的地質情況進行建筑抗震設計,不僅能夠保證建筑物的安全、穩(wěn)定,還能夠促使建筑行業(yè)走向健康發(fā)展的道路。筆者認為,在建筑抗震設計中應該加強建筑構件及其連接點處的抗震設計,并嚴格控制建筑設計中的涉及限制問題,確保建筑物能夠達到最佳的抗震效果。

 

第5篇:高層混凝土建筑抗震結構設計

如何增強高層混凝土建筑的抗震性能,維護人民生命財產安全,是今后建筑設計的重要方向。在對高層混凝土建筑進行抗震設計時,要按照國家相關標準進行設計并施工,在地

一、地震作用下高層建筑的破壞特點

1.地基破壞特點

對高層混凝土建筑來說,其一旦遭受地震時會導致建筑地基因劇烈震動而產生不均勻沉降現象,該沉降不僅會造成建筑裂縫的產生,同時更會對其結構造成極大的破壞,更為嚴重的是當建筑結構自振周期與地震作用的周期接近時,會致使建筑結構因共振效應而遭受巨大破壞。此外,當高層建筑混凝土地基屬于軟弱土層地質時,在遭受地震時,其地基不均勻沉降程度會因土體液化而大于別的地質情況,這就意味其地基破壞程度也更加嚴重。

2.剛度破壞特點

建筑主體結構如果采用Y形或L形等不對稱的平面形狀,會在地震力作用下,極易產生扭轉,使得地震破壞程度更為嚴重,所以建筑平面形狀宜簡單、規(guī)則、對稱,質量、剛度和承載力分布宜均勻,減少偏小的同時平面長度也不宜過長,不應采用嚴重不規(guī)則的平面布置。體型復雜、平立面不規(guī)則的建筑,應根據不規(guī)則的程度、地基基礎條件和技術經濟等因素的比較分析,確定是否設置防震縫。

3.結構體系特點

結合實踐來看,許多高層混凝土建筑結構多采用剪力墻以及框架剪力墻結構形式,這兩類建筑結構在遭受地震作用時它們的結構體系破壞特點各有不同。剪力墻結構整體性好,剛度大,承載力要求也容易滿足,但剪力墻間距不能太大,平面布置不靈活,不能滿足公共建筑的使用要求,結構自重也往往比較大。剪力墻中的連梁在水平荷載作用下的破壞可分為兩種,即脆性破壞(剪切破壞)和延性破壞(彎曲破壞)。連梁在發(fā)生脆性破壞時就喪失了承載力,在沿墻全高所有連梁均發(fā)生剪切破壞時,各墻肢喪失了連梁對它的約束作用,將成為單片的獨立墻。這會使結構的側向剛度大大降低,變形加大,墻肢彎矩加大,并且進一步增加P—Δ效應,并最終可能導致結構的倒塌。連梁在發(fā)生延性破壞時,梁端會出現垂直裂縫,受拉區(qū)會出現微裂縫,在地震作用下會出現交叉裂縫,并形成塑性絞,結構剛度降低,變形加大,從而吸收大量的地震能量,同時通過塑性鉸仍能繼續(xù)傳遞彎矩和剪力,對墻肢起到一定的約束作用,使剪力墻保持足夠的剛度和強度。在這一過程中,連梁起到了一種耗能的作用,對減少墻肢內力,延緩墻肢屈服有著重要的作用。框架剪力墻結構是由若干個框架和剪力墻共同作為豎向承重結構的建筑結構體系。框架結構建筑布置比較靈活,可以形成較大的空間,但抵抗水平荷載的能力較差,而剪力墻結構則相反。框架一剪力墻結構使兩者結合起來,取長補短,在框架的某些柱間布置剪力墻,從而形成承載能力較大、建筑布置又較靈活的結構體系。

二、高層混凝土建筑抗震結構設計的措施

1.對于高層建筑的建設場地進行合理選址

為了切實保證高層建筑在地震中的安全性,應該對建筑的選址進行科學細致的調研,做出嚴謹科學的選擇。一般而言,高層建筑的場地選址需要盡可能滿足發(fā)生時能夠有效的減少地震能力的輸入的基本條件,從而降低地震波對高層建筑的損害,進而提高高層建筑的抗震性能。

2.改進結構設計方案

完善、改進高層混凝土建筑結構設計方案也是增強建筑物抗震性能的重要措施。在制定結構方案時,要本著提升建筑延展性的原則。延展性即為建筑物在一定空間內受到地震災害后,其結構還不會受到一定損壞,并能自動恢復到震前狀態(tài)。設計師進行結構設計時應該關注建筑的縱向受力情況,如何布置建筑結構,提升建筑縱向受力情況,是提升建筑物抗震效果的重要環(huán)節(jié)。

3.落實抗震驗算

在進行截面抗震驗算時,結構應在設防烈度下進入彈塑性狀態(tài)?蓪⒋蟛糠纸Y構變形轉變?yōu)楸娭盗叶鹊卣鹱饔孟聵嫾休d力驗算的形式來表現。進行構件截面抗震驗算時,可選用非抗震承載力設計值,將承載力抗爭調整系數與其關聯起來。計算過程中,去地震作用效應值乘以抗震調整系數來進行折減。

4.設置多道抗震防線

在構建抗震結構體系時,應設置多道防線,將一些延性較好的分體系進行組合,并將這些構件相互連接,充分發(fā)揮其協同作用?拐饓w系便可由抗震墻與延性框架構成,兩者共同作用,可進一步提升抗震結構的性能。抗震結構體系當中還需要設定充足的贅余度,包括內、外兩個部分。并按照相關規(guī)則構建規(guī)律分布的屈服區(qū),讓建筑結構可充分吸收或消耗地震能量。體系當中還需要增加冗余設計,以增加抗震結構的可靠性。當建筑基本周期與地震卓越周期接近時,冗余設計便可充分發(fā)揮作用。即便是第一道抗側力防線受到破壞,第二道、第三道防線可接替第一道防線,發(fā)揮保護作用,以緩解共振,并降低地震的破壞作用。

5.完善隔震及消能減震設計

隔震系統具有足夠的豎向強度和剛度以支撐上部結構的重量,并且具有足夠的水平初始剛度。即便在風載與小震作用下,整個體系依然可處于彈性范圍內,滿足正常需求。而中強地震時,其水平剛度較小,結構為柔性隔震結構體系。同時,隔震系統本身具有較大的阻尼,地震時能耗散足夠的能量,可降低上部結構所吸收的地震能量。消能減震是在結構物某些部位設置耗能元件,通過元件產生摩擦,彎曲彈塑性滯回變形來消耗或吸收地震輸入結構的能量,以降低主體結構的地震反應,使結構破壞程度降低。例如,可在建筑結構適當位置添加金屬阻尼器,它可通過金屬的屈服滯回將地震能量消耗掉,以降低結構反應程度;又如,可通過調諧減震控制體系來加強結構的減震能力,該體系利用調整結構的動力特性來消減結構的振動反應,以達到減震效果。

6.控制扭轉效應

高層建筑物在地震災害中,更容易受到縱向、橫向等方向力的影響。在地震過程中,對高層建筑物危害較大的作用力是扭轉效應,設計師進行高層設計時要加強抗扭轉效應的關注。對建筑物的最大位移量和最小位移量進行統計,并依據數據設計出合理的建筑抗震強度,最終保證高層建筑物上下位移一致,從根本上減小扭轉效應對建筑物的損害。

7.增加建筑物的橫截面積使承重力分散

建筑一旦達到那么大的高度,想要保證百分百的垂直上升幾乎是不可能的。而建筑物產生意外的傾斜或者側歪,極有可能導致后期的坍塌。至于抗震性能更是不值一提。想要解決這一問題可以嘗試從以下角度入手:增加建筑物本身的橫截面積,使其承重力分散到橫截面上,而不只是單獨地依賴于垂直面,這在一定高度時能夠大大減少高層建筑物的側向位移,從而相對保證其安全抗震的性能。當建筑物樓層高度達到五十米以上時,我們通常使用的是剪力墻結構體系。但是往往會出現剪力墻超筋的不良情況。毋庸置疑,剪力墻的超筋會使整個建筑物的整體承載力不夠,從而大大影響到高層建筑物的抗震性能。

綜上所述,高層建筑抗震設計是一個較為復雜的過程,涉及因素較多,需要從各方面進行綜合性研判,才能得到獲取最佳的設計效果。

 

第6篇:關于高層混凝土建筑抗震結構設計探索和構架

隨著施工技術的不斷更新及建筑水平的逐漸提高,目前我國高層混凝土建筑的服務功能有了較大的完善,建筑結構的安全可靠性有了較大地保障。在此形勢影響下,需要結合高層混凝土建筑抗震結構的特點及建筑物服務功能的具體要求,健全其設計方案,選用可靠的框架結構提高混凝土建筑的抗震性能,為人們創(chuàng)造出良好的居住環(huán)境。

一、目前高層混凝土建筑抗震結構設計中存在的問題

(一)有關抗震設計的規(guī)范不科學。結合現階段我國高層混凝土建筑抗震設計的發(fā)展現狀,可知其中有關設計過程中的規(guī)范不科學,對于建筑物的安全性能帶來了一定的影響。相比國外建筑行業(yè)的抗震規(guī)范,我國在抗震延性的等級劃分方面存在著不足,致使某些高層混凝土建筑的抗震等級無法達到設計方案的具體要求,影響著人們的居住安全性。在確定高層混凝土建筑抗震等級時,技術人員需要結合建筑物的結構特點進行合理地設置。但是,由于某些設計人員對于建筑工程抗震規(guī)范條例的了解較少,其設計理念無法滿足建筑工程的實際要求,導致最終設計出的抗震方案在實際的應用中無法達到預期的效果,影響了高層混凝土建筑抗震結構的穩(wěn)定性。

(二)抗震設防目標適用性不強。“大震框架不倒,中震結構可修,小震建筑不壞”這是我國設計部門規(guī)定的抗震設防目標。這樣的設防目標不具有全面性,只能夠適應于甲、乙、丙類,并不對所有的建筑都適用,屬于較模糊的概念。而目前國際上倡導“多性態(tài)、多層次的控制目標”,我們的設計目標明顯與這一理念沖突。我國的這種設防目標在高層混凝土建筑抗震結構設計應用中將會埋下一定的安全隱患,影響著人們的居住安全性,對于建筑物的服務功能造成了一定的負面影響,需要相關的技術人員充分地考慮高層混凝土建筑抗震結構的建設要求,明確主要設防目標,消除其中可能存在的隱患。

(三)信息化技術利用不充分。高層混凝土建筑抗震結構的安全性要求高,具體的設計過程中需要充分地考慮各種影響因素,確保建筑物的抗震性能可以達到行業(yè)規(guī)范條例的具體要求。但是,由于一些技術人員對于各種可靠的信息化技術利用較少,運用計算機網絡解決實際問題的能力不足,在高層混凝土建筑抗震結構設計中往往憑借的是以往的實踐經驗,對于工程的安全性能造成了潛在地威脅。與此同時,在高層混凝土建筑抗震結構相關參數的計算過程中,信息化技術的利用不充分,容易造成參數計算出現偏差現象,影響著建筑物的服務功能及建筑結構的穩(wěn)定性。

二、優(yōu)化高層混凝土建筑抗震結構設計的主要措施

(一)充分地發(fā)揮信息化技術的優(yōu)勢。高層混凝土建筑結構非常復雜,客觀地加強了其抗震結構設計的整體難度,影響著工程的建設成本及實際的應用效果。因此,在具體的設計過程中需要結合工程抗震結構的具體要求,充分地發(fā)揮出各種信息化技術的優(yōu)勢,對不同的抗震結構設計方案在計算機網絡中運用三維立體化模型進行有效地模擬,逐步完善高層混凝土建筑抗震結構的設計方案,為現代化高層建筑服務水平的提高提供可靠地保障。在信息化技術的支持下,高層混凝土建筑抗震結構設計中的各種參數設置將會更加合理,建筑結構的穩(wěn)定性將得到不斷地增強。

(二)確保建筑物梁與柱的抗壓性能的協調性。運用合理的結構設計方法,逐漸增大建筑物柱的抗彎能力,為建筑結構抗震效果的增強提供可靠地保障。具體設計中需要確保高層混凝土建筑的耗能結構有著較強的抗壓性,促使其中的梁與柱可以始終保持良好的抗壓性能,避免地震來臨時建筑物受到致命性的損害。高層混凝土建筑抗震結構梁與柱抗壓性能協調性目標的實現,有利于增強建筑物整體結構的穩(wěn)定性,為現代化高層混凝土建筑抗震性能的改善及應用范圍的擴大奠定了堅實的基礎。

(三)有效地設置多道抗震防線。強烈的地震之后還會出現一些余震,對于高層混凝土建筑抗震防線提出了更高的要求,需要設計人員在這類建筑抗震結構設計中設置多道抗震防線,避免其中的混凝土結構在使用的過程中出現變形現象。設計時應該對某些薄弱結構的剛度及承載力進行必要地加強,增強這些結構的抗變形力。與此同時,加強對構件延性性能的重視,有效地控制鋼筋的錨固長度,對于高層混凝土建筑控制性能的提高也有一定的保障作用。

三、高層混凝土建筑框架抗震結構

結合高層混凝土建筑抗震結構的特點及建筑物抗震性能的具體要求,需要對不同的混凝土建筑框架抗震結構進行有效地設置。具體表現在:(1)框架結構和框架-剪力墻結構中,框架和剪力墻應雙向設置,柱中線與剪力墻中線,梁中線與柱中線之間偏心距不宜大于柱寬的1/4;(2)框架-剪力墻中的剪力墻宜貫通房屋全高,洞口宜上下對齊;洞邊距端柱不宜小于300mm;(3)與主樓相連的裙房,除應按裙房本身確定抗震等級外,相關范圍不應低于主樓的抗震等級;主樓結構在裙房頂板對應的相鄰上下各一層應適當加強抗震構造措施。裙房與主樓分離時,應按裙房本身確定抗震等級。

四、結束語

高層混凝土建筑抗震結構設計的完善,有利于增強建筑工程的經濟效益與社會效益,消除高層建筑使用過程中可能存在的安全隱患。在具體的設計過程中,需要結合混凝土特性優(yōu)化建筑結構,增強其安全可靠性。選擇可靠的混凝土框架結構,有利于減少高層建筑的施工成本,實現工程建設效益最大化的發(fā)展目標。文中通過對高層混凝土建筑抗震結構設計及框架的探討,為這類建筑實際應用范圍的擴大帶來了重要的保障作用。