建筑抗震设计的基本准则范例(12篇)

来源:网络

建筑抗震设计的基本准则范文

关键词:超限高层建筑;抗震设计;基本方法

Abstract:Tallbuildingseismicdesignfromtheoverallconsideration,fromallaspectsofconstructioncontrol.Structuralseismicresistancehasbeentheemergenceofnewtechnologiesandmeasures,inthefuture;therewillbeabetterpreventivemeasuresforearthquakedamagecontrol.Thisarticleisonthehighrisebuildingaseismicdesignmethodresearch.

Keywords:high-risebuilding;seismicdesign;basicmethod

中图分类号:TU972+.9文献标识码:A文章编号:

抗震简而言之就是抵抗在地震力的作用下对建筑物产生的破坏,采取各种有效的御防或善后措施,尽可能减轻人员生命财产的损失。建筑结构的优化设计目的是设计出合理的满足各种科学数据的最佳方案。上世纪90年代后,我国房地产产业迅猛发展,同时,随着钢产量、成型制造技术以及经济科技的发展,技术得到多方面支持,高层钢结构运用在高层住宅建筑中已经成为可能,并且人们也越来越重视优化设计在建筑上的作用。由于我国地处地震多发区,高层住宅结构抗震优化设计将得到设计人员更多的关注和重视。

1.超限高层建筑工程抗震设防的基本要求

(1)采用钢筋混凝土框架结构和抗震墙结构,其高度不得超过《抗规》的最大适用高度。采用钢筋混凝土框架-抗震墙结构和筒体结构,9度设防时一般不得超过《抗规》、《高规》的最大适用高度,8度设防时高度不得超过《抗规》、《高规》的最大适用高度的20%,6度和7度设防时高度不得超过《抗规》、《高规》的最大适用高度的30%;

(2)在房屋高度、高宽比和体型规则性至少应有一方面满足《抗规》、《高规》的有关规定;

(3)应采用比《抗规》、《高规》规定更严的抗震措施;

(4)计算分析应采用两个及两个以上符合结构实际情况的力学模型,且计算程序应经国务院建设行政主管部门鉴定认可;

(5)对房屋高度超过《抗规》、《高规》最大适用高度较多、体型特别复杂或结构类型特殊的结构,应进行小比例的整体结构模型、大比例的局部结构模型的抗震性能试验研究和实际结构的动力特性测试;

(6)特殊超限高层及有明显薄弱层的超限高层建筑工程,应进行结构的弹塑性时程分析。

2.高层住宅建筑抗震结构的设计需要遵循的准则

我国现行建筑抗震设计规范采用两阶段设计方法实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准性能目标。

“三水准”指的是:小震不坏——遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用;中震可修——当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,但经一般修理或不需修理仍可继续使用;大震不倒——当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

“两阶段设计”指的是:第一阶段设计:①小震弹性计算,地震效应与其他荷载效应组合并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,——满足小震强度要求;②限制小震的弹性层间位移角;同时采取相应的抗震构造措施,保证结构的延性、变形能力和耗能能力,——自动满足中震变形要求。第二阶段设计:限制大震下结构弹塑性层间位移角;并采取必要的抗震构造措施——满足大震防倒塌要求。

抗震设计要做到刚柔并济,选择合理的结构布置形式,遵循“强柱弱梁“、”强剪弱弯”的设计准则。满足结构刚度的要求,增强抗震的效果,确保高层抗震结构在地震力的作用下达到我们设计要求。高层建筑结构抗震设计应保持在弹性范围内。即使建筑本身的结构引起变形,结构形态也不会发生根本的破坏,经维护能正常使用。随着我国房地产业的发展,在提高建筑物高度的同时,允许结构进入弹塑性状态,但建筑物本身结构的安全也必须要达到相应的标准。我国规范规定,六级以上必须进行抗震设计。建筑抗震设计不能只单一考虑提高抗震的抗力,地震往往都会伴随着多次的余震,由于地震作用的复杂性和地震作用发生的强度的不确定性,以及结构和体积的差异等,如果只设置一道防线,就会大大降低建筑的抗震效果,且也会增加结构的刚度。建筑物的抗震设计,必须满足减小地震力对建筑主体的作用,使建筑主体结构不产生破坏性变形,此两点为结构抗震设计的目的。只有通过对结构构件及节点的消能减震,设计才能达到抗震的要求,使建筑物在地震发生时,损失降到最低。研究结果表明,如果高层建筑的抗震结构体系刚度太柔,在经第一次地震后就会遭到严重破坏,当余震来临时,建筑物无法再次承受地震的破坏力。所以,建筑物的抗震结构设计既要有一定的刚度也要有适当的柔度。延性较好的分体系组成,地震发生时不会发生整体倾覆,因此,由若干个在地震发生时由具有较好延性。

3.超限高层建筑结构抗震设计要点

3.1结构规则性

建筑在结构方案设计的初期,结合抗震设计的要求,对建筑平面及使用功能进行合理优化和布局,特别是高层住宅建筑,应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响,要求建筑物平面对称均匀,柱网剪力墙布置合理。因为该种结构建筑容易估计出其地震反映,对建筑进行合理的布置,以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀,体型简单,结构刚度。大量的地震灾害表明,在地震时,只有建筑物受力均匀,平立面布局简洁对称合理,这样的结构才能满足抗震设防的设计要求。

3.2层间位移限制

我们在进行高层建筑物结构设计时要注意建筑的高宽比,位移的限制和结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等问题。其中钢筋混凝土结构的位移限值要求严格,以及所处的地理位置进行设计,稳定性以及正常使用功能等。其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移,满足其具有足够的刚度又要避免超过结构的承载力,位移限值风荷载作用下的限值比地震作用下的要求严格,在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力。

4.超限高层建筑抗震设计的基本方法

建筑结构的抗震设计,主要从减少地震作用力的输入和增强地震抵抗力两个大方面进行,分别从以下几个小的方面进行全面的分析。

建筑抗震设计的基本准则范文篇2

关键词:地震安全性评价抗震设防动参数

一、安评的由来

我国是世界上多震的国家之一,地震引起的建筑物及工程设施破坏、倒塌是造成地震灾害的最主要因素,只有使建筑物和工程设施具备适当的抗震能力才能有效减轻地震造成的人员伤亡及财产损失。确定合理的设防目标是抗震设计的前提,医院建筑作为事关国计民生、在地震灾害发生时又需要承担救治功能的重要建筑,其抗震设防目标应当高于普通民用建筑。《建筑工程抗震设防分类标准》规定:医疗建筑的抗震设防类别应当符合:“三级医院中承担特别重要医疗任务的门诊、医技、住院用房,抗震设防类别应划分为特殊设防类,二、三级医院的门诊、医技、住院用房,具有外科手术室或急诊科的乡镇卫生院的医疗用房……,抗震设防类别应划分为重点设防类”,这意味着大部分县级及以上医院的医疗用房其抗震设防类别应属于重点设防类(乙类)建筑,这一类建筑的抗震能力应当比住宅、办公等普通建筑更高,属于在地震发生时功能不能中断或需尽快恢复的生命线工程。

工程场地地震安全性评价是《中华人民共和国防震减灾法》确立的一项法律制度,《中华人民共和国防震减灾法》第三十五条:“重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程,应当按照国务院有关规定进行地震安全性评价,并按照经审定的地震安全性评价报告所确定的抗震设防要求进行抗震设防。”“国务院地震工作主管部门和省、自治区、直辖市人民政府负责管理地震工作的部门或者机构,负责审定建设工程的地震安全性评价报告,确定抗震设防要求。”并在附则中给出了“重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程”的范围,国务院颁布的《地震安全性评价管理条例》及各省市的地震安全性评价管理办法都对需要进行地震安全性评价的工程明确了范围,以《山东省地震安全性评价管理办法》为例,在附件中就明确了必须进行地震安全性评价的建设项目,“……300张床位以上医院的门诊楼、病房楼、医技楼、重要医疗设备用房以及中心血站等;”这意味着对我省绝大多数县级及以上的医院的主要医疗建筑及重要设备用房都需要进行地震安全性评价。《山东省防震减灾条例》明确规定:“重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程的抗震设防要求,由省级以上人民政府地震工作主管部门根据审定的地震安全性评价报告批准确定。”“学校、幼儿园、医院等人员密集场所的建设工程,应当在地震小区划结果、国家颁布的地震动参数区划图或者地震安全性评价结果的基础上提高一档确定抗震设防要求。”国家及各省市已从法律法规的角度对医院建筑抗震设防要求及应采用审定后的安评结果进行抗震设计作了明确规定。

二、安评的应用

《建筑抗震设计规范》GB50011指出:抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定,一般工程的抗震设防烈度应根据GB18306《中国地震动峰值加速度区划图A1》和《中国地震动反应谱特征周期(Tg)区划图B1》确定的地震基本烈度进行设防;在一定条件下,可采用经国家有关主管部门规定的权限批准的供设计采用的地震设防区划的地震动参数(如地面运动加速度峰值、反应谱值、地震影响系数曲线和地震加速度时程曲线)进行设防。

由于历史的原因,《建筑抗震设计规范》对抗震设防的表述采用双轨制,即按设计地震基本加速度和设防烈度进行表述。抗震设计一般包含地震作用计算及构造措施两方面的内容,对于医院等重点设防类建筑,《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223不要求提高地震作用,只需提高其抗震措施,地震作用的计算是与设计基本地震加速度相关的,而抗震措施是按设防烈度确定的。《建筑抗震设计规范》明确指出:按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度为本地区抗震设防烈度,一般情况下,取50年超越概率10%的地震烈度。50年设计基准期超越概率10%的地震加速度为设计基本地震加速度;《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》的设防水准为50年超越概率10%;因此根据安评报告进行抗震设防时应按提供的50年超越概率为10%的地震动峰值加速度对应的地震烈度,同时还应按提供的50年超越概率63%对应的设计地震加速度和反应谱参数值进行地震作用计算。对于设计使用年限为100年时,安评应分别提供100年设计基准期内超越概率为10%和63%的设计地震加速度和反应谱参数值,对需要进行时程分析及大震性能化设计有定量要求时都还应提供超越概率2%-3%对应的设计地震加速度和反应谱参数值。

规范中的小震对应50年超越概率为63.2%的水准,称为多遇地震;中震对应的是50年超越概率为10%的水准,称为设防地震;50年超越概率为2%~3%的地震烈度,称为“罕遇地震”。结构承载力验算时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,采用《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068规定的分项系数设计表达式进行结构构件的截面承载力抗震验算。换句话说是通过小震对应的地震动参数计算地震作用来保证“小震不坏”,“中震可修、大震不倒”是通过概念设计和抗震构造措施来满足的。地震作用计算采用的规范反应谱是根据国内外大量实际地震加速度记录的加速度反应谱进行统计分析并结合工程经验和考虑技术条件的综合结果,因此是一个统计意义并进行了人工调整的数据,设计反应谱通常用以下三个参数来描述:最大地震影响系数αmax、特征周期Tg、长周期反应谱下降曲线的衰减系数γ。安评一般是针对特定工程建设场址周边一定范围内的地震危险性进行评估,假定某种地震动衰减模型、通过地震危险性进行计算,得到50年或100年(必要时)超越概率为63%、10%、2%场址基岩处的地震加速度峰值和反应谱,再通过概率方法运用一维或二维土层模型计算得到场地地表或不同深度土层处的地震动峰值及与反应谱有关的参数。理论上安评结果要比国家标准规定得更加有针对性和更加细化,但是,由于地震危险性评估方法、地震动衰减规律、基岩地震动输入及土层反应模型的不确定性,再加上从事安评工作的人员自身专业水平的差异,针对特定工程所提供的地震动参数可靠性和工程实用性大受影响。

对于提供了安评报告的工程的抗震设计,小震作用下,可分别按规范规定的和安评报告提供的地震动参数进行计算,取二者计算所得到的结构底部剪力较大者的楼层水平地震作用进行结构抗震验算以保证结构的安全。大震作用下,由于安评一般根据实际强震记录对长周期段的谱值变化规律按二次曲线衰减给出,规范反应谱把长周期段谱值变化规律修正为按直线下降,因此按安评结果进行结构验算有可能会偏于不安全,此时可按规范提供的地震动参数进行计算。

安评报告一般都给出了根据50年超越概率10%的动参数所在的基本地震加速度分区,对于一些没有明确给出加速度分区可的可参考《中国地震动参数区划图》宣贯教材中加速度分档进行划分;据此确定基本烈度,然后按有关的建筑抗震规范确定具体的设防要求。

工程实例一:青岛胶州市某医院门诊医技综合楼及病房楼,重点设防类,根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010附录,本地区设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第三组,场地特征周期为0.45s,依据地震安全性评价结果,该建设项目设计地震动参数如下:

设计地震动参数超越概率水平

50年63%50年10%50年2%

Amax(cm/s2)3298164

βm2.72.72.7

T0(s)0.100.100.10

Tg(s)0.450.550.60

C0.900.900.90

工程场地地表5%阻尼比50年超越概率10%水平向设计地震动加速度峰值为98gal,依据GB17741-2005《工程场地地震安全性评价》有关地震动加速度分区原则,本次结果属0.10g区。相当于地震基本烈度值为7度,根据《山东省防震减灾条例》,经地震主管部门批复后,该医院建筑的抗震设防要求按地震动峰值加速度0.15g确定。结构设计按7度、0.15g的基本地震加速度计算地震作用,按8度采取抗震措施。

工程实例二:济南市某医院综合病房楼,重点设防类,根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010附录,本地区设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第三组,场地类别为II类场地,场地特征周期为0.45s,依据地震安全性评价结果,该建设项目设计地震动参数如下:

设计地震动参数超越概率水平

50年63%50年10%50年2%

Amax(cm/s2)3178134

βm2.62.62.6

T0(s)0.100.100.10

Tg(s)0.350.400.40

C0.900.900.90

依据GB17741-2005《工程场地地震安全性评价》有关地震动加速度分区原则,工程场地50年超越概率10%的地震动峰值加速度位于0.05g范围,相当于地震基本烈度值为6度,根据《山东省防震减灾条例》,经地震主管部门批复后,该医院建筑的抗震设防要求按地震动峰值加速度0.10g确定。结构设计按7度、0.10g的基本地震加速度计算地震作用,按7度采取抗震措施。需要指出的是,特征周期是根据场地类别及设计地震分组确定的,现行抗震规范水平地震影响系数的最大值αmax与超越概率(小震、中震、大震)有关,而特征周期与超越概率无关,而安评报告的特征周期一般都与超越概率有关,大震反应谱的特征周期往往大于小震。当按安评报告的结果确定加速度档进行小震作用下的承载力验算时,应选用安评的地震动参数(基本加速度所在的档对于的小震地震影响系数及特征周期)进行计算,并按规范的动参数计算,取二者的较大值进行设计。

实际上从建筑工程抗震设防要求来讲,在地震时功能不能中断或者需尽快恢复的生命线相关工程,其抗震设防要求应该是在预估的罕遇地震作用下设置在结构中的设备和设施尽快恢复正常,这一类的建筑工程抗震设防规定的年限就不应该是50年超越概率10%的情况,建筑规范给出荷载及地震作用都是以50年基准期给出,不同规定期限建筑物抗震设计的三个水准的取值均可转化为50年的相应超越概率,这不在本文的讨论之列,具体可参考相关文献。

三、结论

对于医院这一类需要进行重点设防的建筑,大多需要进行地震安全性评价工作,安评的结论往往同抗震规范的地震动参数不一致,《防震减灾法》及防震减灾条例等法律法规规定的设防要求不尽相同,而且各地建设行政主管部门及施工图审查机构对相关的设防标准解读也存在差异,使得设计人员往往无所适从,本文从法律法规的有关条文及规范的相关规定出发,论述了医院建筑等重点设防类建筑工程在抗震设防时如何应用安评结果进行设防。并结合工程实例给出了抗震设防的具体做法及建议,供同行们参考。

参考文献:

建筑抗震设计的基本准则范文篇3

【关键词】建筑结构抗震概念设计

一、关于建筑结构抗震概念设计的概述

我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。概率极限状态设计法更科学、更合理,但该法在运算过程中还带有一定程度近似,只能视作近似概率法,并且仅凭极限状态设计也很难估算建筑物的真正承载力。事实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,并非是脱离结构体系的单独构件。

地震具有随机性、不确定性和复杂性,要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数,目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统,在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,也存在着不确定性。因此,结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念,从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏过程,灵活运用抗震设计准则,全面合理地解决结构设计中的基本问题,既注意总体布置上的大原则,又顾及到关键部位的细节构造,从根本上提高结构的抗震能力。

二、抗震概念设计的基本原则与要求

1.选择有利场地。造成建筑物震害的原因是多方面的,场地条件是其中之一。由于场地因素引起的震害往往特别严重,而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。因此,选择工程场址时,应进行详细勘察,搞清地形、地质情况,挑选对建筑抗震有利的地段,尽可能避开对建筑抗震不利的地段,任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。

对建筑抗震有利的地段,一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害,从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的地段,就地形而言,一般是指条状突出的山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘;就场地土质而言,一般是指软弱土、易液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等,以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。

2.采用合理的建筑平立面。建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理,结构布置符合抗震原则,就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。

经验表明,简单、规则、对称的建筑抗震能力强,在地震时不易破坏;反之,如果房屋体形不规则,平面上凸出凹进,立面上高低错落,在地震时容易产生震害。而且,简单、规则、对称结构容易准确计算其地震反应,可以保证地震作用具有明确直接的传递途径,容易采取抗震构造措施和进行细部处理。

3.选择合理的结构形式。抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。按结构材料分类,目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等;按结构形式分类,目前常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、简体结构等。结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、施工条件、经济条件等诸多因素影响,是一个综合的技术经济问题,需进行周密考虑确定。

抗震规范对建筑结构体系主要有以下规定:①结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;②结构体系宜具有多道抗震防线,应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力;③结构体系应具有必要的抗震承载力,良好的变形能力和耗能能力;④结构体系宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中,对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力;⑤结构在两个主轴方向的动力特性宜相近,在结构布置时,应遵循平面布置对称、立面布置均匀的原则,以避免质心和刚心不重合而造成扭转振动和产生薄弱层。

4.提高结构的延性。结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。结构的延性反映了结构的变形能力,是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。

结构良好的延性有助于减小地震作用,吸收与耗散地震能量,避免结构倒塌。而结构延性和耗能的大小,取决于构件的破坏形态及其塑化过程,弯曲构件的延性远远大于剪切构件,构件弯曲屈服直至破坏所消耗的地震输入能量,也远远高于构件剪切破坏所消耗的能量。因此,结构设计应力求避免构件的剪切破坏,争取更多的构件实现弯曲破坏。始终遵循“强柱弱梁,强煎弱弯、强节点、弱锚固”原则。构件的破坏和退出工作,使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系,致使结构的周期发生变化,以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。

建筑抗震设计的基本准则范文1篇4

关键词:高层建筑;抗震;结构设计;理论

中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A

1我国的高层建筑发展历程

上世纪80年代,我国高层建筑在设计计算机施工技术等领域快速发展,100m左右及以上的将建筑快速发展,多以钢筋为主要材料,在层数与高度增加的同时,功能与类型也日益增多。各大城市几乎都建立了具有各自特色的建筑,以上海锦江饭店为代表:高度达到153.52m,全部采用的钢结构体系;而深圳的发展中心大厦有43层,高度达到165.3m,算上天线高度达到185.3m,是我国第一幢大型的高层钢结构建筑。到了90年代,我国的高层建筑结构从设计到施工进入到一个新的阶段,除了体系与材料的多样化,高度上也有了质的飞跃。在1995年完工的深圳地王大厦,共有81层,高度达到385.95m,居世界第四高。

2建筑抗震的理论

2.1建筑结构的抗震规范

一般的抗震规范都是各国结合具体的情况进行的经验总结,是指导抗震设计的法定文件,及反应国家经济与建设的发展水平,也反映了各个国家的抗震经验。尽管抗震理论不断完善,技术水平也在不断地提高,但是必须要有实践的指导,要将建筑工程的安全性放在首要位置,容不得任何的大意与疏忽。基于这一认识,现代建筑部分条文被列为强制条文,使用了“严禁、不得”等绝对性的字眼,同时也有不同条文有较大的自由空间。

2.2建筑抗震设计的理论

当前建筑抗震设计的理论主要分为拟静力理论、反应谱理论及动力理论。拟静力理论起源于20世纪10~40年代出现的理论,在估测地震对结构的影响时,假设结构为刚性,地震水平作用在结构或构件的质量中心,地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。

反应谱理论是在上世纪40-60年展起来的,以强地震动加速度观测记录的增多与对地震地面运动特性的进一步了解,及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的学者对地震加速度记录的特性进行分析后获得的成果。

动力理论是上世纪70-80年代的应用较为广泛的地震动力理论,是在60年代以来电子计算机技术与试验技术的发展为基础,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性的反应过程也有了较多的了解,随着强震观测台的增加,各种受损结构的地震反应记录也在不断地增加。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它将地震作为一个时间过程,选择具有代表性的地震加速度时过程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,完成设计工作。

3高层建筑的抗震结构设计

3.1必要的抗震对策

在高层建筑结构的抗震设计中国,出了要考虑到概念的设计,还要进行验算,结合地震的情况,要在高度允许的范围内建造,增加结构的延性。在当前的抗震设计中,抗震验算及构造与措施等角度入手进行分析,提高结构的抗震性与消震性能。建立地震力与结构延性互相影响的双重设计指标,直到达到预期的抗震效果。当前强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

3.2高层建筑的抗震设计思想

在《建筑抗震规范》中有明文规定,建筑的抗震设防要符合“三水准、两阶段”的要求。所谓的“三水准”就是指“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遇到第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物可以正常使用。一般情况下,建筑物不会被损害,也不需要修理即可使用。所以,高层建筑结构的抗震设计要满足地震频发下的承载力极限,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遇到第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物结构会发生损害,但是不经修理或者简单修理就可以继续使用。所以,建筑结构必须要有足够的延性能力,不会出现脆性破坏。当发生第三设防烈度地震的情况下,就是遇到本地区地震极限外的情况,结构会受到非常严重的损害,但是结构的非弹性变形距离倒塌仍有一段距离,不致产生危及生命的损害,保障了居住人员的安全。所以在进行高层建筑结构设计的过程中,要保证建筑的足够变形能力,其弹塑变形要在规范的数值之内,保证结构良好的抗震性能。三个水准烈度的地震作用水平是根据不同超越概率进行区分的,一般情况下是:

多遇地震:50年超越概率63.2%,重现期50年;设防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重现期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重现期1641-2475年,平均约为2000年。

从高层建筑的抗震水准来看,设防的要求是通过“两个阶段”设计来实现的,具体方法如下:第一环节,第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,提前计算出高层建筑结构在弹性状态下的地震作用效应,与风力、重力荷载进行高效组合。同时引入承载力抗震调整系数,进行构件截面的准确射击,进而达到第一水准的强度要求;然后是运用同一地震参数计算出结构的层间位移角,使其可以在抗震规范设定的限值之内;同时采用相应的抗震构造对策,确保结构可以有足够的延性、变形能力与塑形耗能,进而达到第二水准的变形目的。而第二阶段则是运用与第三水准对应的地震动参数,算出结构的弹塑性层间位移角,使其在抗震规范的限值之内,然后进行必要的抗震构造对策,进而实现第三水准的防倒塌目的。

3.3现代高层建筑结构的抗震设计方法

在《建筑抗震设计规范》中对各类的建筑结构的抗震计算应该采用的方法都有明确的规定:高度要在40m之内,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;除1款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法;特别不规则的建筑、甲类建筑和限制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。

结语

地震是威胁较大的天灾之一,必须要加强防御,从上文的分析中我们可以看到,高层建筑的抗震结构设计必须要在要求的限值之内,保证结构的良好性能,提高建筑的使用性能。

参考文献

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002.

[2]李彬.对于高层建筑结构的抗震设计探讨[J].中国新技术新产品.2012(02).

建筑抗震设计的基本准则范文

【关键词】高层建筑;结构设计;抗震设计

0、引言

由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载,建筑物的地震破坏机理又十分复杂,存在着许多模糊和不确定因素,在结构内力分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,计算方法还很不完善,单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。建筑结构抗震设计的基本要求:抗震设计主要包括三方面的内容:概念设计,计算设计和构造设计。结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计,其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳,从而经济地实现规范中要求的“小震不坏,中震可修,大震不倒”的目的。

1、从理论上分析高层建筑的抗震设计

建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计,包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容的法定性文件。它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

(1)拟静力理论。拟静力理论是20世纪10~40年展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数即地震系数。

(2)反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40~60年展起来的,它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。

(3)动力理论。动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而完成抗震设计工作。

2、高层建筑的抗震结构设计理念

高层建筑的抗震要能做到:当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。

3、建筑设计和建筑结构的规则性

建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称、整体性较好:建筑的立面和竖向抗拉力构件的截面尺寸和材料温度宜自下而上逐步减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。对平面不规则和竖向不规则类型的建筑结构应按《抗震规范》要求进行水平地震作用计算和内力调整,并对薄弱部位采取有效的抗震措施。

建筑抗震设计的基本准则范文篇6

关键词抗震;结构;设计方法

如何能够让建筑在地震中保持安全,不受严重的损害,是当前建筑施工设计必须要考量的一个大问题,特别是近年来地震频繁,人们的生命财产受到严重威胁,建筑安全则成了社会安全的一个重要影响因素,为保证建筑的抗震能力,设计人员必须要根据相关标准,设计出具有相当抗震能力的房屋。

1.抗震设防的目标

我们所说的抗震设防,指的是对建筑物进行抗震设计,同时有针对性的采取一定的抗震构造的措施,最终实现结构抗震的效果和目的。一般来说,抗震设防主要依据的是抗震设防烈度。而抗震设防烈度的依据,是以国家规定权限审批或颁发的文件执行的,其是一个地区作为抗震设防标准。通常情况下,是采用国家地震局颁发的地震烈度区划图中规定的基本烈度的。从当前内外抗震设防目标的发展总趋势来看,其基本要求建筑物在使用期间,可以应对对不同频率和强度的地震,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。这是我国抗震设计规范所采用的抗震设防目标。

建筑工程在施工中的设防的目标如下:1)如果所遭受的是低于本地区设防烈度多遇的常规地震,建筑物不受损坏,不需修理仍可继续使用;2)如果遭受到本地区规定的设防烈度的地震,建筑物,包括结构和非结构部分,可能损坏,但不会对人民生命和生产设备的安全造成威胁,经修理仍可使用;3)如果遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震,尽量保证建筑物不倒塌。

也就是说,在建筑结构的防震设计上,设计方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度这三个层次进行考虑。从概率上看,多遇地震烈度是发生机会较大的地震级别。按照现行规范设计的建筑,在设计上要达到这样的防震效果:当遭遇多遇烈度作用时,建筑物处于弹性阶段,通常不会损坏;当遭遇相应基本烈度的地震时,建筑物将进入弹塑性状态,但一般不会发生严重破坏;当遭遇罕遇烈度作用时,建筑物可能会有严重破坏,但不至于倒塌。

2.建筑结构抗震设计方法要点

我国所颁布的《抗震规范》提出了两阶段设计方法,以实现上述3个烈度水准的抗震设防要求。第一阶段的设计方案,必须要符合抗震设计原则,同时根据与基本烈度相对应的众值烈度(相当于小震)的地震动参数,通过采用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用标准值和相应的地震作用效应,接着与其他荷载效应按一定的组合系数进行组合,同时对结构构件截面,进行具有针对性的承载力验算,如果建筑物较高,还必须要进行变形验算,以保证其侧向变形不要过大。这样,一方面满足了第一水准下必要的承载力可靠度,同时也满足第二水准的设防要求(损坏可修)。当然,最后还必须通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求。

对于非地震高发区的大多数建筑结构而言,只进行第一阶段的设计已经足够了,但根据建筑的特点和地区的特征,少部分结构诸如有特殊要求的建筑和地震时易倒塌的结构,还必须要进行第二阶段的设计,也就是按与基本烈度相对应的罕遇烈度(相当于大震)验算结构的弹塑性层间变形是否满足规范要求(不发生倒塌)。如果发现有变形过大的薄弱层,那应该积极修改设计,或者可以采取相应的构造措施,以满足第三水准的设防要求,也就是大震不倒。

3.结构选型与结构布置

3.1结构材料的选择

选择哪一种材料对建筑的结构抗震有着直接的影响,所以材料的选择应该与建筑的方案设计同步,在研究建筑形式的同时进着手进行研究。同时还应该要确定采用什么样的结构体系。这样做的目的,主要是为了能够根据工程的各方面条件,选择既符合抗震要求又经济实用的结构类型。结构选型是较为复杂的一项工作,在选择时必须要考虑建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素,再加上经技术、经济条件比较后再确定。如果我们单从抗震角度考虑,好的结构型式,应具备以下特点:1)延性系数高;2)“强度/重力”比值大;3)匀质性好;4)正交各向同性;5)构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性,并能发挥材料的全部强度。如果只从数据上看,按照上述标准来衡量,常见建筑结构类型,理论上的抗震性能优劣顺序是:1)钢结构;2)型钢混凝土结构;3)混凝土一钢混合结构;4)现浇钢筋混凝土结构;5)预应力混凝土结构等。当然,在这里必须要强调的是,我们说的抗震最好的钢结构,其优越性是相对性的,从优点看,其延性,连接较好,具有可靠的节点,同时拥有在低周往复荷载下有饱满稳定的滞回曲线,从实际的经验看,钢结构建筑的表现都不错。但是,我们说的相对性,是只设计理念即施工方法的到位如果不到位这些建筑同样会在地震中受损。

3.2抗震结构体系的确定

不同的结构体系,在抗震性能、使用效果和经济指标等方面的效果是不同的。因此,确定适合的抗震结构体系至关重要。《抗震规范》的基本要求:1)必须具备明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;2)形成多道抗震防线,避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力;3)必须具备必要的强度以及良好的变形能力和耗能能力;4)应该具有合理的刚度和强度分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中;对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。

总之,在选择确定建筑的结构体系时,建筑物刚度与场地条件的关系是必须要考虑的。如果建筑物自振周期与地基土的卓越周期接近一致,那就说明建筑可能会产生共振,进而加重建筑物损害。一般来说,建筑物的自振周期与结构本身刚度有关,所以在设计房屋之前,设计单位必须要掌握场地和地基土及其卓越周期,以便在建筑结构的设计中调整结构刚度,最终避开共振周期。

当然,在选择结构体系时,还应该要注意选择合理的基础形式。基础应该有足够的埋深,如果是多层房屋,就应该设置地下室。根据实践调查,设置地下室的房屋,可以减轻整个结构的震害。至于那些地基软弱的,就应该考虑选用桩基、筏板基础或箱形基础。而针对岩层高低起伏不均匀的情况,则可以考虑选择桩基,桩基可以穿入非液化土层,使建筑结构更加稳固。如果建筑物层数不多、地基条件又较好时,也可以采用单独基础或十字交叉带形基础等。

3.3结构布置的一般原则

3.3.1平面布置力求对称通常情况下,对称结构在地面平动作用下只会发生平移振动,各构件的侧移量相等,这样就使得水平地震作用按构件刚度分配,所以各构件受力比较均匀,不会导致力的分布失衡。如果是非对称结构,刚心会偏在一边,质心与刚心不重合,即便只是发生地面平动也可能出现扭转振动。最终会导致远离刚心的构件,侧移量大,承担过度的水平地震剪力。这就很容易发生严重破坏,甚至可能会导致整个结构因一侧构件失效而倒塌。

3.3.2竖向布置力求均匀结构竖向布置均匀,可以最大限度的使其竖向刚度、强度变化均匀,这样可以有效的避免出现薄弱层。从建筑结构的特点看,临街的建筑物,往往会因为商业的需要,底部几层有大空间的设置。非临街的建筑物,底部也可能门厅、餐厅或停车场,而出现大空间。在这种结构中,上部的钢筋混凝土抗震墙或竖向支撑或砌体墙体到此被中止,而下部须采取框架体系。也就是说,上部各层为全墙体系或框架一抗震墙体系,而底层或底部两三层则为框架体系,整个结构属“框托墙”体系。地震经验指出,这种体系很不利于抗震。因此,在实际的抗震结构设计中,应该要保持结构竖向布置的均匀。

也就是说,同一楼层的框架柱,必须要具有大致相同的刚度、强度和延性,以此避免地震时,因受力大小悬殊而被各个击破的危险。此外,还必须注意的是,在采用纯框架结构的高层建筑中,楼梯踏步斜梁和平台梁直接与框架柱相连时,应该避免该柱变成短柱的情况,这样才能有效的避免地震时发生剪切破坏。

4.结语

总之,在建筑结构的防震设计中,设计人员必须根据建筑的实际情况,结合地质环境,在经济与安全的综合考量下,设计出科学合理的防震方案,保证建筑物在相应的防震标准下进行施工,保证建筑的安全。

参考文献:

[1]寇秀梅.结构设计中的抗震设计问题[J].中国西部科技,2008(06).

建筑抗震设计的基本准则范文篇7

【关键词】高层建筑;结构;抗震;设计

1.高层建筑结构抗震设计准则

抗震设计要刚柔相济,选择合适的结构形式,在增加结构刚度的同时也要增强地震作用,需要确定合理的抗震措施。保证结构的抗震性能主要是确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。在地震力作用下,要求结构保持在弹性范围内正常使用。建筑物的变形破坏性态后不能发生很大的变化,经简单的修复后可正常使用。随着建筑物高度的增加,允许结构进入弹塑性状态,但必须保证结构整体的安全。因此,六级以上必须进行抗震设计。每次强震之后都会伴随多次余震,在建筑抗震设计过程中如果若一味的提高结构抗力,就会增加结构刚度。若只有一道设防,则会导致结构刚度大。所以,建筑物在地震过程中既能满足变形要求,又能减小地震力的双重目标。因此,只有这样才能使建筑物抗震设计过程中防止造成建筑物局部受损。建筑物的抗震结构体系如果刚度太柔,首次被破坏后而余震来临时其结构将因损伤,结构构件协同工作来抵挡地震作用容易导致建筑物过大形变而不能使用。延性较好的分体系组成,地震发生时不会发生整体倾覆。因此,由若干个在地震发生时由具有较好延性。

2.住宅高层建筑结构抗震设计要点

2.1结构规则性

建筑物尤其是高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求,同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响,要求建筑物平面对称均匀。因为该种结构建筑容易估计出其地震反映,对建筑进行合理的布置,以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀,体型简单,结构刚度。大量地震灾害表明,需要对易于采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理。地震时,质量沿建筑物竖向变化均匀,需要建筑结构的规则性。平立面简单且对称的结构类型建筑物在地震时具有较好的抗震性能,可以提高承载力分布等多方面因素要求。

2.2层间位移限制

高层建筑都具有较大的高宽比,而位移限值大小与结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关,因此,在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况。其中钢筋混凝土结构的位移限值要求严格,以及所处的地理位置进行设计,稳定性以及正常使用功能等。其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移,满足其具有足够的刚度又要避免结构,超过结构的位移限值风荷载作用下的限值比地震作用下的要求严格,在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力。

2.3控制地震扭转效应

当建筑结构的平面布置等不规则建筑结构刚度中心不重合,当周期比不满足要求时可采用加大抗侧力构件截面,并应将抗侧力构件尽可能的均匀布置在建筑四周,增加抗侧力构件数量的方法,在地震发生时建筑结构会导致结构整体倒塌,因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。当结构位移比不满足要求时甚至会产生较大差距,一般采取增加最大位移处构件刚度减小最小处减小刚度中心与质量中心的相对偏心。位移构件刚度划分为相对规则平面,建筑物在扭转作用下各片抗侧力结构的层间变形不同,在设计过程中应对各层的扭转修正系数分别计算,若调整构件刚度不能满足效果时则应调整抗侧力构件布置。不能满足要求时则必须对其进行调整。其中距刚心较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大,以增大结构抗扭刚度。同时在上下刚度不均匀变化的结构中,各层的刚度中心未能在同一轴线上,当结构刚度富余量较小可采取均衡加强结构刚度,以上情况都会使各层结构的偏心距和扭矩发生改变。

3.住宅高层建筑结构抗震的优化设计探讨

住宅高层建筑结构抗震的优化设计,指在注意总体布置上的大原则,进行结构设计时,顾及到关键部位的细节构造,全面合理地解决结构设计中的基本问题。需着眼于结构的总体地震反应,从根本上提高结构的抗震能力,按照结构的破坏过程。

3.1建筑场地的选择

选择有利的建筑场地,最好选择有利地段,为减轻高层建筑物的震害。当无法避开时,避开对建筑抗震不利的地段,在选址时,不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。应加强地基勘察,应采取有效措施。对于不利地段,这就考虑了地震因场地条件间接引起结构破坏的原因。尽量避开不利地质环境,结构工程师应提出避开要求,如活动断层、溶洞、局部突出的山包等。

3.2建筑的平、立面布置

根据新的《建筑抗震设计规范(GB50011-2001),持力层的选择对建筑物的安全至关重要。要求建筑的形状及抗侧力构件的平面布置宜规则的整体性,不宜用轴压比很大的钢筋混凝土框架柱作为第一道防线。在相同的地震力作用下,又要考虑抗震的要求。多道抗震防线,避免采用严重不规则的设计方案。增大建筑物的固有周期,选择基础方案时,以减少输入主体结构的地震能量。受力性能比较明确,必要的强度的刚度和强度分布,既要考虑经济合理,达到减轻主体结构破坏的目的。设计时容易分析结构在地震时的实际反应和结构的内力分布,容易采取抗震构造措施和进行结构的细部处理。

3.3抗震结构体系

抗震结构体系体型是抗震设计中应考虑的最关键问题,结合设计、经济条件综合考虑与确定,结构体系应具有多道抗震防线,应优先选用不承受重力荷载的构件如框架填充墙构件。应根据建筑类因素,抗震结构体系必须具有合理的地震作用传递途径,可避免因部分构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力。抗震概念设计在选择建筑结构的方案和采取抗震措施时,首先要考虑地震动的性质及其对建筑影响,将橡胶垫层放置于上部建筑物与基础之间,应注意地震的不确定性及其一定的规律性,用以吸收震能量。

4.结语

随着新型结构、高性能材料的出现人类建筑也势必再上新台阶,理顺结构与建筑,使得新型结构建筑要求同时能满足建筑物的使用功能和外观要求。提高结构与设备的关系,需要从目前抗震设计现状出发,设计者应根据工程抗震概念各方面的知识和经验,作出正确的工程判断,找出结构安全与经济合理的最佳结合点,探求处一种实用可行的二步或三步设防的合理有效的抗震设计方法,以更好地适应社会经济和科学技术的发展。[科]

【参考文献】

[1]高新艳.钢筋混凝土框架结构的整体分析与优化设计[D].太原:太原理工大学,2007.

建筑抗震设计的基本准则范文篇8

一、指导思想和基本原则

实施城乡重要建(构)筑物抗震防灾工程的指导思想是:以邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观为指导,坚持以人为本、自力更生、艰苦奋斗,积极争取国家和自治区支持;广泛发动群众,运用市场机制,调动社会各界积极性;充分发挥城乡规划的综合调控作用,合理控制城镇开发强度,完善城乡地震避难场所和设施;加大城乡重要建(构)筑物抗震加固和改造力度,健全工程质量管理的长效机制,全面提高抗震防灾综合能力,确保各族群众生命财产安全,促进社会和谐稳定。

落实城乡重要建(构)筑物抗震防灾工程排查鉴定工作,时间紧、任务重、工作难度大。各县市要在州党委、政府的统一领导下,条块结合、属地管理、分级负责;要全面启动、重点突出、分步实施;要立足当前,着眼长远、经济实用;要因地制宜、科学规划、合理布局、城乡兼顾;要强化管理、多方参与、务求实效,全面提高我州的抗震防灾水平。

二、目标和任务

自治州城乡重要建(构)筑物抗震防灾工作的总体目标是:自2008年起,在排查鉴定的基础上,力争用3年时间完成对不符合现行抗震设防标准的各类学校、医院、幼儿园、儿童福利机构、老年福利机构等公共建筑,应急救援指挥机构办公楼、影剧院、体育场馆、会堂(礼堂)等人员密集的公共建筑,保障城镇供水、供热、燃气等生命线工程的抗震排查鉴定和加固改造工作;力争用5年时间,完成对不符合现行抗震设防标准的城镇多层住宅和棚户区的抗震排查鉴定和加固改造工作;进一步完善工程建设抗震设防和质量管理长效机制,新建建筑严格按照国家抗震设防要求设计施工,进一步加强城乡抗震设防基础性工作,使自治州抗震设防能力普遍提高。

主要任务是:

(一)依据工程建设标准,广泛开展既有建筑抗震排查鉴定工作

1.排查鉴定范围、依据和原则。

排查鉴定的范围:各级各类学校、医院(包括乡镇卫生院和疾控中心)、幼儿园(托儿所)、儿童福利机构、老年福利机构等公共建筑;保障城镇供水、供热、燃气等生命线工程;应急救援指挥机构办公楼、影剧院、体育场馆、会堂(礼堂)等人员密集的公共建筑;城镇多层住宅、棚户区。

排查鉴定依据:工程质量排查按照《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)、《建筑抗震设防分类标准》(GB50223—2004)、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300—2001)及系列验收规范和国家、自治区其他有关工程质量方面的法律、法规和标准执行;建筑抗震鉴定按照《建筑抗震鉴定标准》(GB50023—95)、《建筑抗震设防分类标准》(GB50223—2004)及当地现行地震基本烈度执行;危房鉴定按照《危险房屋鉴定标准》(JGJ125—99)执行;工程结构检测鉴定按照《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344—2004)和《建筑抗震设防分类标准》(GB50223—2004)执行。

排查鉴定原则:

(1)工程质量排点对建筑工程基本建设程序、设计质量、施工技术资料及工程实体现状进行质量检查。检查过程中发现未进行质量监督、未按图施工、未进行竣工备案(验收)、无工程技术资料或主要技术资料不全、有质量缺陷(特别是结构质量缺陷)和质量隐患的工程,必须作进一步的质量排查(检测)或抗震鉴定,提出结论性意见及处理建议。

(2)抗震鉴定按照设计文件、鉴定标准、工程建造时当地抗震设防烈度及有关标准规范进行。

(3)1993年以前的工程按以下要求分类实施:凡使用预制楼板的砖混结构(包括底框结构,不包括有可靠连接的大型屋面板结构)、土木结构工程及棚户区建筑,可不做排查鉴定,直接列入加固改造计划;高层建筑以外的其他类型建筑工程应进行抗震或危房鉴定;高层建筑应进行质量排查(高层建筑的范围依据建筑工程分类,据JGJ3—91规定,10层及10层以上或房屋高度超过28M的为高层建筑)。

(4)1993年—2003年(含2003年)未进行施工图审查建筑工程的排查鉴定,按以下要求分类实施:砖混、土木结构的工程应进行抗震鉴定,对使用预制楼板且无整浇层的建筑直接列入加固改造计划;框架、框剪结构工程(不含高层建筑),跨度为30M以上的钢结构工程应进行质量排查;高层建筑、跨度为30M以下的钢结构工程可不进行排查鉴定。

(5)2001年(含2001年)以后通过施工图审查和竣工验收备案的建筑工程可不进行排查鉴定。

(6)已经过抗震鉴定、结构检测、危房鉴定的建筑工程,凡符合国家有关规定和本方案要求的,可不进行上述抗震鉴定。

2.排查鉴定和改造工作步骤、程序。

排查鉴定工作分单位自查、重点排查、抗震鉴定和加固改造四个步骤进行,纳入排查鉴定范围的建(构)筑物,由各级行业主管部门组织本行业各单位进行自查,填写自查统计表(表一和表二),自查结果由行业主管部门分类审核汇总(表三、表四),报同级建设主管部门汇总(表五、表六、表七)。根据各行业自查情况,建设主管部门组织专家对纳入重点排查范围的建筑进行重点排查,在表一上填写是否需要鉴定的审查意见,反馈相关产权单位和行业主管部门。需要抗震鉴定、危房鉴定和结构检测的工程,由相关行业主管部门组织产权单位委托具有鉴定资格的机构鉴定,鉴定结果反馈产权单位、当地行业主管部门和建设主管部门。

经排查,不符合现行抗震设防要求的建筑都要纳入改造范围;经鉴定属于D级的学校、医院、幼儿园、儿童福利机构和老年福利机构等建筑,要立即停止使用,实施拆除重建;凡存在质量安全隐患的城镇供水、供热、燃气等生命线工程必须按照抗震设防标准进行加固改造。凡纳入排查鉴定范围的产权单位,均应立即将工程设计图纸、施工技术资料、竣工验收资料、竣工验收备案资料、工程质量鉴定(抗震鉴定)资料(需要时)整理存放于单位办公室备查。

(二)坚持各负其责,做好城乡重要公共建(构)筑物抗震排查鉴定和加固改造工作,排查鉴定工作的自查、重点排查、抗震鉴定结果和加固改造方案必须经各阶段负责人签章

1.学校、幼儿园的抗震排查鉴定和加固改造由州、县市教育局牵头落实,结合“两基攻坚”检查验收、农村中小学校舍改造等工作一并进行。抗震排查(自查)工作于2008年8月31日前完成,抗震鉴定于2008年9月30日前完成,加固改造于2010年8月底前完成。

2.医院(包括乡镇卫生院和疾控中心)、血站(血库)、急救中心的抗震排查鉴定和加固改造工作由州、县市卫生局牵头落实。抗震排查(自查)于2008年8月31日前完成,抗震鉴定于2008年9月30日前完成,加固改造于2010年8月底前完成。

3.儿童和老年人福利机构的抗震排查鉴定和加固改造工作由州、县市民政局牵头落实。抗震排查(自查)于2008年8月31日前完成,抗震鉴定于2008年11月30日前完成,加固改造于2010年8月底前完成。

4.影剧院、体育场馆、会堂(礼堂)等文体设施的抗震排查鉴定和加固改造工作由州、县市文体局牵头落实。抗震排查(自查)于2008年8月31日前完成,抗震鉴定于2008年11月30日前完成,加固改造于2010年8月底前完成。

5.应急救援指挥机构办公楼、城镇供水、供热、燃气设施等的抗震排查鉴定和加固改造工作由各县市建设局牵头落实。抗震排查(自查)于2008年8月31日前完成,抗震鉴定于2008年11月30日前完成,加固改造于2010年8月底前完成。

6.多层商品住宅小区、单位自建住房、单位集资建房、经济适用房、棚户区的抗震排查鉴定工作由各县市街道办事处牵头落实,建设(房改)部门进行指导,抗震排查(自查)于2008年11月30日前完成,抗震鉴定于2009年5月31日前完成,加固改造于2012年8月底前完成。

(三)坚持分类指导,积极推进城乡既有民居抗震加固改造工作

经鉴定需要加固的城镇住房,要提出加固措施,列入城镇房屋抗震加固改造计划,按照“谁所有,谁负责”的原则,由房屋产权单位按现行国家抗震设防标准组织力量进行加固改造。房地产企业开发建设的多层商品房,由开发企业或建设(房地产)主管部门组织加固改造。具备条件的城镇住房,可将抗震加固改造与建筑节能改造一并进行。

州抗震安居办要督促各县市增加投入,按照下达的工作计划,在确保两年内完成农村抗震安居房建设任务的同时。对于已有新建抗震安居房农户的危旧住房,要立即停止使用,坚决拆除。

对没有加固价值的城镇危旧房屋,纳入自治区和州棚户区(危房)改造计划,享受经济适用房建设的各项优惠政策。危旧住房改造要按照科学规划、合理布局、因地制宜、综合开发、配套建设的方针,实行统一规划、统一拆迁、统一配套、分步实施。

城市低保户和低收入群体住房需要拆除重建的,通过廉租住房或经济适用住房予以解决;城市机关干部职工住房需要拆除重建的,通过单位集资建房形式解决;国有企业职工住房需要拆除重建的,通过州住房解危解困工程解决;城市其他居民住房需要拆除重建的,可出台优惠政策,通过招商引资,鼓励引导区内外有实力的房地产开发企业参与改造,其住房原则上在新建项目中通过产权调换的方式解决。

(四)健全管理机制,确保新建建筑符合现行抗震设防要求

各县市要认真贯彻执行《建筑法》、《建设工程质量管理条例》等法律、法规,严格执行抗震设防和工程质量强制性标准,强化政府质量监管职能,确保新建建筑抗震设防和质量合格率达到100%。新建和改造项目要严格履行法定基本建设程序,抗震设防烈度七度以上(含七度)的县城、乡镇和农村中小学校(幼儿园、儿童福利院)新建、重建的,原则上只建单层建筑,特殊情况需建多层的,应控制在三层以下。学校(幼儿园)、医院(包括乡镇卫生院和疾控中心)、儿童和老年福利机构等公共建筑和城镇供水、供热、燃气等生命线工程,应按高于当地抗震设防烈度1度的抗震措施进行设计(即按乙类建筑设防);所有新建项目不论规模大小,一律进行施工图审查,不得漏项;新建项中一律不得使用预制楼板。要严格执行施工图审查制度,凡不符合国家强制性标准,施工图设计达不到抗震设防要求的,一律不予通过审查,不得开工建设;超限高层项目必须由自治区超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会审查。要进一步加强工程招标监督管理,重点对建设单位压级压价和施工企业低于成本价竞标进行监管,引导建设单位和施工企业合理定价,防止工程造价过低引发质量安全问题。要严肃查处转包、挂靠、违法分包和超资质承包等违法违规行为,择优选择设计、施工、监理单位,有效控制质量风险。要加强监理工作管理,规范监理单位行为,充分发挥监理单位在确保工程质量方面的作用。要积极稳妥地推行工程建设代建制改革,规范政府投资工程建设管理。

各级工程质量监督机构要加强工程建设各方主体质量行为监管,对于违反工程建设强制性标准,影响工程质量的,依法严肃查处。要严格落实质量责任终身制,工程建设各方主体依据各自职责,对工程质量终身负责。要加强竣工验收备案管理,凡未通过竣工验收的项目,一律不得投入使用。要建立大型公共建筑定期检查制度,发现质量安全隐患及时整改,加强建筑使用过程中的质量安全管理。健全工程质量安全监督管理机构,充实技术人员,配备必要装备,落实工作经费,提高工程质量安全监管能力。要健全村镇建设管理机构,充实村镇建设管理力量,加强村镇建设工程质量管理。要加大农村建筑工匠培训力度,推行持证上岗制度,增强村镇建设技术力量。

(五)加强城乡规划工作,科学指导城乡抗震防灾建设

各县市要加快组织完成城镇抗震防灾专项规划修编、编制工作,为城镇抗震防灾建设提供科学依据。抗震设防地震烈度8度以上的县,要针对分布在地震活动断裂带、建筑物密度大、危旧房屋集中、缺少可用于避震通道和避震疏散场地的地段,尽快编制以抗震搬迁改造为主要内容的详细规划。城镇要开辟必要的避震场所和疏散通道,确保抗震需要;存在地震灾害安全隐患的地段,原则上只拆不建。地震时可能发生水灾、火灾、爆炸、放射性辐射、有毒物质扩散等严重次生灾害的工程,不得建在城镇人口稠密地区,已经建设的,要限期进行搬迁。要切实加强城市规划管理,把抗震设防内容作为城市各类规划的强制性内容,强制执行。要严把规划审批关,不符合抗震要求的规划不得批准实施;不符合抗震要求的选址、建设项目,一律不予审批。

(六)加强应急管理体系建设,提高抗震防灾基础工作水平

各县市要在州党委、政府的统一领导下,加快应急管理体系建设。要制定完善地震等灾害应急管理预案,建立健全应急管理指挥机构,确保信息畅通,做好人员、物资储备,强化地震灾害应急管理措施,提高地震防灾应对能力。要开展经常性的地震应急管理演练,及时发现和改正工作中的薄弱环节,提高全社会应对地震灾害的意识和能力。

三、工作要求

(一)加强组织领导,完善工作机制

自治州重要建(构)筑物抗震改造工程是一项民心工程。各级政府要从实践“三个代表”重要思想,落实科学发展观,构建和谐**的高度,把这项工作作为一项政治任务抓实、抓好。

自治州已成立城乡重要建(构)筑物抗震防灾工程领导小组,负责安排部署和指导协调州抗震排查鉴定工作。

各县市应尽快成立领导机构,明确分工,层层建立责任制,尤其要落实县市、乡镇和各有关部门领导的责任,确定专职工作人员,设立固定办公场所,配备必要的检测设备和办公用品,确保各项工作层层有人抓、各项任务落实到位。各牵头部门要加强监督检查,指导各县市按期完成年度排查鉴定和改造任务。凡工作不积极,措施不得力,不能按时完成计划,影响工程实施的,要按有关规定追究相关单位和责任人的责任。

(二)动员全社会力量,多渠道筹集资金

各县市、各有关部门要积极采取措施,多渠道筹集资金,确保工程顺利实施。各县市工作经费及建筑抗震设防能力排查鉴定工作费用,按属地管理原则,由各级财政纳入预算予以保障。

财政部门要会同有关部门,制定资金管理办法,加强资金使用的监督管理。各县市要严肃财经纪律,不得截留、挪用补助资金,确保专款专用,提高资金使用效益。要定期向州党委、政府汇报项目进展和资金使用情况,并自觉接受财政、审计等部门的监督。凡发现违规使用补助资金,采取瞒报、虚报等方式,套取补助资金的,将依据国家有关法律法规严肃处理。

建筑抗震设计的基本准则范文1篇9

关键词:建筑;抗震;破坏

1引言

地震是人类社会面临的一种严重的自然灾害。据统计,地球每年平均发生500万次左右的地震,其中,5级以上的破坏性地震约占1000次。地震通常给人类带来巨大的经济和财产损失,其产生的影响是长久的。目前,科学技术还不能准确预测并控制地震的发生。长期的工程实践证明,地震并不可怕,完全可以运用现代科学技术手段来减轻和防止地震灾害,对建筑结构进行抗震设计即是减轻地震灾害的一种积极有效的方法。

我国为地震多发区,全国大部分大中城市处于地震区,由于城市人口及设施集中,地震灾害会带来严重生命和财产损失。据统计,全国450个城市中有3/4处于地震区,而其中大中城市的4/5以上均在地震区。因此,为了抗御和减轻地震灾害,有必要进行建筑结构的抗震分析与设计。

2地震对建筑的破坏作用

多层和高层钢筋混凝土房屋大致有以下震害现象:

(1)平面布置不当产生的震害

建筑物的平面不规则、质量和刚度分布不均匀、不对称而造成刚度中心与质量中心有较大不重合,易使结构在地震时由于过大的扭转反应而严重破坏。如:1985年墨西哥城地震中,平面不规则的建筑物也产生了整体扭转破坏,角柱破坏严重。

(2)竖向不规则产生的震害

结构沿竖向的布置或刚度有过大突变时,突变处应力集中,刚度突然变小的楼层成为薄弱层,变形过大,极易发生破坏,甚至倒塌。1976年罗马尼亚地震,某4层框架房屋底层为咖啡馆,无隔墙,而上面几层为住宅,砖隔墙多,震后,底层柱因柱折断而倒塌。

(3)防震缝处碰撞

防震缝两侧的结构单元由于各自的振动特性不同,在地震时会发生不同形式的振动,如果防震缝宽度不够或构造不当,就有可能发生碰撞而导致震害。例如:唐山地震时,北京民航大楼防震缝处的女儿墙和北京饭店西楼防震缝处的外贴砖假柱被破坏。

(4)框架柱的震害

框架柱在地震时的破坏有不同的情形。一般框架长柱的破坏发生在柱上下两端,特别是柱顶。其变现形式是,在弯矩、剪力、轴力的复合作用下,柱顶周围有水平裂缝或交叉裂缝,严重者会发生混凝土压碎,箍筋拉断或崩开,纵筋受压屈曲呈灯笼状。短柱由于刚度较大,分担的地震剪力大,而剪跨比又小,容易导致脆性剪切破坏。

3防震抗震一般措施

(1)对基础结构的要求

选择建筑场地时,应掌握地震活动情况和工程地质的有关资料,宜选择有利地段,避开不利场地,不在危险地段建设。地基和基础设计应符合下列要求:同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上;同一结构单元不宜部分采用天然地基,部分采用桩基;地基为软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时,应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响,并采取相应的措施。

高层建筑宜采用筏形基础,必要时可采用箱形基础以增强结构的整体性与稳定性;当地质条件好、荷载较小且能满足地基承载力和变形要求时,也可采用交叉梁基础或其他基础形式;地基承载力或变形不能满足要求时,可采用桩基,桩基承台之间设基础系梁。单独柱基适用于地基土质较好、层数不多的框架结构,单独桩基之间有时也需要按规范要求设置基础系梁。框架-抗震墙结构和部分框支抗震结构的抗震墙基础,应有良好的整体性和抗转动能力。

基础埋深应根据地基土质、地震烈度及建筑物的体型和高度等条件来确定。根据具体情况,基础埋深可采用地面以上的房屋总高度的1/18~1/15。为了保证在地震作用基础的抗倾覆能力,高度比大于4的高层建筑基础底面不宜出现零应力区,高度比不大于4的高层建筑基础底面的零应力区面积不宜超过基础底面面积的15%。地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下室层数不宜少于两层,地下室顶板不宜有较大洞口,地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用。

(2)建筑结构的规则性

建筑结构不规则可能造成较大的地震扭转效应,产生严重应力集中,或形成抗震薄弱层。因此,在建筑抗震设计中,应使建筑物的平、立面布置规则、对称,具有良好的整体性。质量和刚度变化宜均匀,防止在平面上质量中心与刚度中心不重合而造成严重的扭转振动。竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变而形成薄弱层。

建筑结构的不规则类型可分为平面不规则和竖向不规则。当采用不规则建筑结构时,应按建筑抗震设计规范的要求进行水平地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取有效的抗震结构措施。

对体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构,可按实际需要在适当部位设置防震缝,形成多个较规则的抗侧力结构单元,但应注意使设缝后形成的结构单元的自振周期避开场地上的卓越周期。

(3)结构延性的利用

除强度与刚度要求外,在地震区结构要有良好的抵抗塑性变形的能力,即延性要求。这样通过结构的塑性变形来吸收和消耗地震输入能量,有利于抗御倒塌破坏,提高抗震潜力。

在设计中,可采用多种构造措施和耗能手段来增强结构与构建的延性。如对于钢筋混凝土框架结构采用强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的设计思想,对砌体结构采用配筋措施等。在结构中通过设置一些耗能节点或耗能支撑,吸收并耗散地震能量,也可大大提高结构的延性。此外,如国际著名抗震专家日本武滕清提出的在高层框架结构设置带竖缝的混凝土墙板,不仅增加了柔性框架抗侧力强度和刚度,还大大改善了其延性性能。

(4)建筑材料

建筑物所受地震荷载大小和它的重量成正比,减轻建筑物重量是减少地震荷载最有效的途径,也是较为经济的措施。要减轻建筑物的自重,就要求在满足抗震强度的前提下,尽量用轻质高强的建材来建造主题结构和围护结构。如当前采用陶粒混凝土、石膏板隔墙、空心大板框架,另外要是建筑物的中心位置尽量降低。

(5)施工质量

建筑物在强震作用下的完好程度,既是对抗震设计的检验,也是在检验施工质量。房屋的抗震能力与施工质量有很大的关系,因此,在进行建筑施工时要注意按图施工,注意原材料的规格和性能,做好隐蔽工程的验收检验,确保混凝土的标号和钢筋的力学、物理性能,还要加强薄弱部分的施工与检查,注意施工工序,对工程质量高标准、严要求。

4结论

本文介绍了地震灾害对建筑的破坏作用,并从基础结构、设计、施工等方面探讨了建筑防震抗震的措施,可在实际应用中为建筑设计施工提供参考。

参考文献

[1]黄健.抗震设计300问.北京:中国电力出版社,2010.

建筑抗震设计的基本准则范文篇10

【关键词】性能;抗震;设计

在上个世纪90年代的一些国家地区发生了地震灾害,虽然没有因房屋倒塌而使大量人员伤亡,但一些设备和高层建筑物,却因结构损伤和过大的变形造成了巨大的经济损失。这使人们意识到,现代化充分发展的当前形势下,只注重建筑物在地震中不受严重破坏和不倒塌,是不够完善的抗震思想,已适应不了现代工程抗震的需求。这种情况下,各国学者纷纷对抗震性能的设计理念进行研究。

1性能抗震设计及发展

抗震性能设计是以结构抗震性能研究作为基础,通过建筑物的重要性和用途及业主要求等方面进行性能目标的确定,据此提出各种抗震设防水准,使得经过设计的建筑物在未来能起到更好的抗震作用,达到预期的抗震目标。确定性能目标需要设计人员和业主的共同配合,为使结构在将来地震时所造成的损失是业主和社会的承受范围内。

自从提出性能抗震设计理论后,各国都投入了大量人力物力从这方面进行研究,也取得了很好的成绩。1995年,美国加洲工程师协会报告中有明确提出性能抗震设计的理论框架;美国联邦紧急救援署(FEMA)和国家自然基金会(NSF)资助进行了一项为期六年的计划,主要针对未来的抗震设计等方面的基础性能研究;1996年,日本政府宣布建筑法标准将根据基于性能进行修订,已达到国际一体化要求;2000年,日本建筑法规正式采用了基于性能的设计概念的能力谱法。在我国也开展了基于性能的抗震设计研究,现仍处于起步阶段。

2性能抗震设计理论的特点

在现行抗震设计理论的反思基础上产生了性能抗震设计理论,两者之间有着一定的区别和联系,从对比中可得出性能抗震设计的特点。

(1)多级设防目标的采用。目前现行的抗震设防水准是:“小震不坏,中震可修,大震不倒”,一级设防目标是保障人们生命安全,避免不了大震造成的经济损失。在性能抗震设计理论中有提出多方面设计理念,既要保证生命安全,又要将经济损失控制在可承受范围,更注重保护非结构构件和内部设施,它们在经济损失中占有一定的比例。

(2)投资效益准则的引进。性能抗震设计理论的重点,逐渐向全面注重结构的功能、安全及经济等多方面的转变。按投资效益准则为依据,对费效进行分析,在可靠和经济之间作出合理的平衡,从而确定最佳抗震设计方案,更好地达到优化设计。

(3)具有的自由度更大。基于性能的抗震设计在满足“共性”同时,更重视“个性”的设计,使业主与设计人员能很好的交流,将结构的用途与业主的特殊要求相结合,进而确定结构性能目标。设计人员可以根据实现该性能目标选择合适的设计方法及采取相应措施,这样既有利于调动设计人员的积极性,又有利于新材料的使用和开发新技术。

3性能抗震设计工程应用

基于性能或位移抗震理念的提出,使研究和设计人员更加注重对结构中震和大震作用下地震反应分析和计算的研究。采用性能化的设计方法是下一代抗震设计方法的主要内容,已在许多重要的工程中得到了初步应用。

3.1设定地震水准

人们对“小、中、大”3种水准抗震设防已有了一定的认识,抗震规范有了现成定义标准,经过多年的使用,在人们的心目中的概念已经很明确,可以直接套用。

第一水准,小震:50年内超越概率为63.2%的地震烈度,其重现期为50年,比中震低1.55度。

第二水准,中震:即地震基本烈度,地震影响系数的最大值约为小震的2.8倍,50年内超越概率为10%的地震烈度,其重现期为475年。

第三水准,大震:即罕遇地震,50年内超越概率为2%~3%的地震烈度,地震影响系数的最大值大约为小震的4.5~6倍,当基本烈度为6、7度时分别为7度强和8度强,当基本烈度为8、9度时分别为9度弱和9度强,其重现期为2000年。

3.2性能水准的概念

从设计实用的观点出发,性能水准应采用设计人员能够掌控其物理量的结构工作状态来定义。表3给出了笔者建议的性能水准概念。

每个水准的构造措施是由结构耗能高低的原则来选取。根据能量观点可知,一次地震输入到结构的能量是一定的,结构是否在地震中不发生倒塌,主要取决于结构能否以各种形式耗散地震产生的能量;结构的耗能能力主要与结构的承载能力和塑性变形能力有关,承载能力高时,塑性变形就会变小,其延性要求就会降低,承载力低时,塑性变形就会大,对其延性的要求就会较高。

3.3性能目标的选择

在地震水准和定义好性能水准的设定后,我们需要组合多个性能目标,表4是笔者提出的一组适用于普通建筑的结构抗震性能目标。性能目标选择时需要确定重要部位和薄弱部位,设计人员可通过工程的实际情况确定性能目标的选择。

某在建办公楼,结构体系为框架-核心筒结构体系,7度设防,结构高度237.7m,平面规则,沿立面高美工无突变,如图1所示。由于结构仅高度超限的特点,可对其性能目标进行确定:①小震下,基本结构无损,无需修复。证明结构满足弹性设计要求,包括层间位移和全部构件的抗震承载力满足现行规范要求。②中震下,结构受到中等破坏,进行简单修复即可。证明结构墙体和框架柱满足弹性设计,使连梁和框架梁等延性构件在屈服阶段。③大震下,结构明显破坏,但没造成倒塌,证明结构的非线性分析可满足大震下的位移,同时竖向构件应不出现剪切等脆性破坏。

根据上述计算步骤经过不同水准下的计算分析得出:结构框架梁和连梁按小震要求设计,框架柱及核心筒按中震弹性要求设计,并运用静力弹塑性分析和进行结构评估;结构大震作用位移为1/146,满足规范要求,结构大震不屈服作用下,核心筒主要剪力墙剪压比均小于0.15,不发生脆性破坏,结构性能优于规范要求的大震不倒的目标。

4结语

性能抗震设计是抗震设计发展的一种趋势,它给了业主和设计人员一定“自主选择”抗震设防标准的空间,我国在高层建筑设计中也有应用,并取得很好的进展。由于当前基于性能的抗震设计还处于研究阶段,性能目标的确定、设计方法的合理选择以及复杂的弹塑性分析等因素仍制约着基于性能的抗震设计的发展。抗震规范中体现出性能设计,说明它是未来抗震设计发展的方向,符合社会发展的需要。

参考文献:

[1]谢礼立,马玉宏.现代抗震设计理论的发展过程[J].国际地震动态,2003,298(10)

建筑抗震设计的基本准则范文篇11

关键词:建筑结构;设计;抗震设计;浅谈

1前言

在自然灾害的范畴内,地震属于危害性较大的一种。近些年,频繁出现的地震灾害严重的威胁到了人民的财产和生命安全,特别是人民居住环境遭到了损坏。为此,提升建筑物的抗震能力是刻不容缓的事情,随着国家在地震学领域、建筑学领域和地理系统等专业方向的科学发展。我国的建筑结构抗震能力得到了很大的提升,如何根据国内地理因素和环境因素的变化,设计出更为安全,抗震性能更高的建筑物,是很多施工单位及设计方普遍关心的问题。

2建筑结构中关于抗震设计需要考虑的因素

在建筑结构中进行抗震能力的考虑方面,必须结合建筑抗震场地的选择、建筑结构体系的适当构建和建筑物的平面布置规则等几个方面加以重视。

2.1合理选择建筑抗震场地。在建筑结构设计中对于抗震设计的考虑上,必须注重建筑抗震场地的选择。选择了合理的抗震场地进行建筑施工,将会很大程度上提升建筑结构的抗震能力。当地震发生时,会导致地表的各个位置发生不规律的则乱移动,所坐落位置的地质结构和性质不同,发生的地震灾害程度也会有所差异。当地震中发生剧烈的地面震动时,如果场地选择本来就不妥当,建筑结构遭受的破坏就更加的严重,严重的会导致建筑物的坍塌。在建筑场地的选择上,要适当的避开软土层,砂土层等容易被液化的地面结构,当这些不利于抗震的地段很难避开时,就要考虑通过人工改造的形式,进行地基的加固处理,确保建筑物的地基抗震级别能够得到提升。

2.2严格规范建筑结构体系的构建。在抗震设计实施前的建筑结构抗震方案选择是非常关键的因素之一。在建筑结构体系和安全方面的方案考虑中,需要从以下几个方面加以考虑:(1)抗震结构的选择上,避免以偏概全,因对特殊建筑结构考虑而忽视了整体的结构构件,需要从整体进行建筑抗震性能的把握。要确保建筑结构有一定的赘余,当建筑物的某个局部出现了损坏的情况下,整体建筑物不会因此受到稳定性和抗震性能的变化。(2)根据地震的传递路径准确的进行设计图规划。对于竖向结构的设计,设计要从垂直重力符合角度考虑其相应条件下的压应力均衡问题,对转化结构而言,考虑到上部结构竖向构件会传来垂直重力荷载,确保该荷载力在转换层有一次的转换。(3)设计中要注意确保建筑结构体系的强度和刚度在合理的水平,符合建筑物的整体设计要求。避免因局部位置的刚度不足难以支撑该部位应该支撑的建筑区域结构,实现刚度和强度的合理分配。

2.3确保建筑物的平面规则性布置。在实际的建筑结构抗震设计分析上,还要充分的考虑到建筑物的平面布置规则性,这在抗震设计中非常重要的一个因素。通过尽量保持建筑设计的规则性,可以更好的知道建筑施工,对于不规则的结构设计,必须采取与之匹配的负责对策加以设计对应。

3建筑结构设计中加强抗震设计的几点建议

建筑结构的抗震性能对建筑物的使用者和周边的环境来说,有着非常直接的安全关系。如果建筑物的抗震性能较差,在发生低级别的地震时,就可能会导致建筑物的变形等问题,周边的环境设施和人的生命财产安全都会受到相关的影响。在切实提升建筑物的抗震能力方面,主要可以从以下几个方面加以考虑:进行抗震结构的准确选择,通过合理布局来减少抗震能量的发挥,尽可能的设置多重抗震防线。

3.1进行抗震结构的准确选择。抗震结构的准确定位能够有效的提升建筑物的整体抗震性能,通过优选强度较大,刚度较高的建筑主体结构设计方案,可以最大限度的避免建筑结构的变形发生概率。确保建筑物的整体结构性能。设计人员在进行抗震结构分析时,必须将抗震结构和非抗震结构进行同时考虑,针对短柱等较容易发生安全问题的关键部位要采取合理的抗震措施,通过确保建筑结构和非结构构件的整体刚度和强度,来提升建筑结构的抗震能力。

3.2尽量的优化布局以降低地震能量。在进行抗震结构设计时,通过加强位移为基点的结构设计考虑和定量分析的方式,能够有效的降低地震灾害中能量的输入,实现建筑物抗震性能的总体效果。在设计的定量分析中,通过反复几次的构件总承载力核算,通过采取合理的措施来控制建筑下层的位移延性比例,使得建筑物在面临地震灾害时,其结构变形情况最小化。建筑地基的选择,要尽量的以坚硬地基为主,尽量避免建筑物坐落在地震周期比较活跃的位置,减少建筑物中地震能量的输入,从而降低地震的破坏程度。

3.3抗震防线的多重设置。抗震防线可以实现抗震效果的最大化。设计中,可以讲延伸性能好的建筑结构纳入到抗震防线体系内,另外将一些建筑构件作为二、三道防线。通过多重抗震防线的设置,可以有效地降低地震发生后的冲击力,从而保障人民的财产和生命安全。

4结语

总而言之,一旦地震发生,将会给人民的生命和财产带来很大的威胁,在建筑结构设计中强调抗震性能设计的意义是非常重大的。在考虑抗震的具体设计思路时,设计人员必须通过多角度进行抗震方法的设计,并加强创新性抗震度角度的分析,通过合理的制定抗震设计来增强建筑结构的抗震性能。同时,在建筑物的施工过程中,施工队伍也要强化建筑物的抗折能力建设,为人民的生命和财产安全保驾护航,促进国家建筑行业的长远持续发展。

作者:陈莹单位:山东省冶金设计院股份有限公司

参考文献:

[1]岳磊.建筑结构设计中的抗震设计[J].房地产导刊,2013.

[2]黄鹤.建筑结构基于性能的抗震设计理论及方法[J].中国高新技术企业,2012.

建筑抗震设计的基本准则范文篇12

关键词:建筑;抗震;设计

为了贯彻执行国家有关建筑工程、防震减灾的法律法规并实行以预防为主的方针,使建筑经抗震设防后,减轻建筑的地震破坏,避免人员伤亡,减少经济损失,从而制定了《建筑抗震设计规范》,在最新修订规范中,在第三章第10节中提出了建筑抗震性能化设计,本文主要针对这一内容进行探讨。

一、建筑抗震性能化设计的提出

建筑抗震性能化设计在本质上应该采用反映谱理论以及结构能力设计的原则,既是用三个不同概率水准,两个阶段设计来体现出遇到小型地震不坏、遇到中型地震可以维修、遇到大型地震可以不倒塌的基本设防目标。但是这种设计方法依旧存在着许多的不足,因为地震是一个不能确定的地壳活动,就现在世界的科技手段还不能够准确的预测地震的发生时间和规律。地震具有强大的能量,破坏力超强,由于地震的不稳定性,使我们很难准确的了解建筑结构的抗震需求,然而采用反映谱理论的方法,有效的降低了地震作用计算的结构内力。

上个世纪七十年代,人们在总结了地震灾害经验中发现,建筑抗震设计对建筑的重要性,1990年1月份开始施行《建筑抗震设计规范》GBJ11-89中所列出的设计理念,在实际建筑工程设计中提高结构抗震能力方面发挥了重要的作用。在这一阶段,将设计理念应用于实际工程中取得了良好的效果,同时随着建筑行业的发展,发现早期建筑规范的内容还不够全面,所以在2002年1月对《建筑抗震设计规范》进行了更新,使得规范更加的全面,并增加了“建筑抗震性能化设计”。

在上个世纪九十年代,国外和国内工程界开始研究基于性能的抗震设计理念,其特点是:抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡,并由业主选择性能目标,对结构的抗震性能水准进行深入的分析,通过专家论证,反复进行修改,从而确定抗震设计。

现如今的抗震设计,一般都是按照现行《建筑抗震设计规范》所编制的条款进行的设计,比如结构的选型、地震作用的计算、房屋高度的限制、抗震等级选择等等。

二、建筑抗震性能化设计的计算要求

如上图所示,通过地震水准的三种情况,分析在情况发生过程中其性能所体现出来的程度,并根据这种程度的整体状态进行分析模拟。

1、模型分析

正确合理的反映地震作用的传递途径,建筑在不同地震动水准下是否整体或分块处于弹性工作状态。

2、弹性分析模拟

采用线性方法,弹塑性分析可根据性能目标所预期的结构弹塑性状态,分别采用增加阻尼的等效线性化方法以及静力或者动力非线性分析方法。

3、结构非线性分析模拟

结构非线性分析模拟与弹性分析模拟相对比较可以进行简化,但是二者在多遇地震的线性分析结构应该基本相同。

通过两个途径可以改善建筑物的抗震性能:一是针对结构平面布置的不规则性,调整局部构建的截面抗弯刚度,实现结构整体刚度内在的规则分布;二是采用被动耗能减震技术,通过设置阻尼器,为结构提供附加阻尼。

三、建筑抗震性能化设计的基本要求

1、选定地震动水准

对设计使用年限50年的结构,可以选用规范的多遇地震、设防地震和罕遇地震的地震作用。其中,设防地震的加速度应该按照《建筑抗震设计规范》中的抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系进行设计,如图所示:

对设计使用年限超过50年的结构,应该考虑其实际效用,并经过专门的研究后对地震作用做出适当的调整。

2、选定性能目标

建筑抗震性能目标的选定是对于不同地震动水准的预期损坏状态或者使用功能,不低于抗震设防的基本目标。即当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或者不需要进行修理就能够继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时,有可能发生损坏,但是经过一般的修理仍然可以继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或者危及生命。

3、选定性能设计指标

设计应选定分别提高结构或者关键部位的抗震承载力、变形能力或者同时提高抗震承载力和变形能力的具体指标,尚应计及不同水准地震作用取值的不确定性而留有余地。

总结:

总而言之,建筑抗震性能化设计,具有着很强的灵活性和针对性,当前我国建筑行业应用抗震技术主要还是在高层建筑方面或者是特别复杂的建筑,在一般的建筑工程设计上还没有得到广泛的应用,但是随着工程设计的不断创新,建筑抗震性能化设计最终会逐步的走向成熟。

参考文献:

[1]AnilKChopera.EstimatingSeismicDemandsforPerformance-BasedEngineeringofBuildings//13thWorldConferenceonEarthquakeEngineering.Canada:2004:5007

[2]汤保新,叶列平,陆新征.丙类与乙类设防RC框架结构抗地震倒塌能力对比[J].建筑结构学报,2011,(10)

[3]姜有生.中小学建筑抗震设计若干问题[J].青海师范大学学报(自然科学版),2011,(03).

[4]罗丹,谷学东,高夕良,龙波.《建筑抗震设计规范》设计方法相关问题的讨论[J].四川建筑,2011,(04)

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