建筑抗震设计基本知识篇1

【关键词】建筑设计;抗震设计;应用

随着国家经济的飞速发展,建筑领域正呈现繁荣发展趋势,在建筑设计中加入抗震设计不仅符合当前发展的趋势,更是关乎国计民生的重要课题。自汶川大地震以来,国家不断增加抗震建筑的投资力度,同时出台相关政策保障抗震设计能够得到发展的足够空间。建筑领域的抗震因素不仅一定程度上关系着国家社会的稳定,还有利于建筑结构的发展变化,促进建筑领域的长足发展。所谓的建筑设计,即是对房屋建筑结构相关方面的设计,包括建筑高度、结构承载力等。

一、建筑设计与抗震设计的关系

总体来说,建筑设计是作为建筑抗震设计的基础存在的,抗震设计作为建筑设计的一部分,其任何方面的作业都必须要在满足建筑设计合理性的基础上展开。通常来说,建筑设计的结构设计方面难以对整体的建筑设计产生较大的影响,因为建筑设计基本上已经定性,在结构设计作业就必须要按照相关的设计原则展开。在进行建筑设计时,如果方案能够满足抗震设计的标准,那么建筑设计师就可以合理布局建筑结构,在保证建筑质量的基础上,最大程度的提高建筑抗震性能。

二、建筑抗震设计的现状

当前,我国在建筑抗震设计方面虽已取得长足的发展,但不容忽视的是,与西方发达国家相比,依然存在较大的差距,不仅是由于我国起步较晚,发展缓慢,还由于我国科技力量薄弱,在理论发展方面不如发达国家。总而言之,在建筑抗震发展方面,我国缺乏理论的指导,同时在实践方面缺少创新,从而问题频出。具体体现在以下几方面:

1.缺乏理论指导,缺少经验积累

在理论基础方面,我国存在较大的缺陷,知识力量的薄弱导致对于地质地震的认识不够全面完善,在地震成因、预测、防治等方面的研究尚不够深入,还不能制定科学的地震防治相关规范。由此,在进行抗震设计时,没有科学合理的理论依据或者依据不完善,因而在建筑设计时难以将抗震设计完美融入。

2.未考虑实际情况

在当前的建筑抗震设计中,将力学参数作为建筑设计固定的规范,在设计方案时,整个方案的完成仅仅依靠这几项参数,未对实际情况认真考察,导致设计未从实际出发。比如在我国的地震研究中,对小地震赋予固定的统计意义,而在具体的建筑抗震设计时,主要就是依照小地震进行结构设计,但是,对于结构设计的承载能力等必须要依照实际情况而定,不可一概而论。除此之外,在设计时如果不能深入了解地震对建筑结构的破坏,就不能在设计时兼顾主体与细节,同时不能依据实际情况灵活运用抗震原则。

三、抗震设计标准

1.严格遵守规范

我国在建筑设计领域有着严格的规范,不仅是因为建筑是国民经济的基础,在促进经济飞速发展意义重大,更是因为建筑设计关系到国民生活的基础,在保证国民生活安全有序方面发挥着巨大的作用。在进行建筑抗震设计时,必须严格遵循国家相关单位出台的相关设计规范,科学合理的运用设计原则,严格执行施工标准,并且不断借鉴国内外先进经验,结合本地区的实际情况,科学设计。

2.实施多级防震措施

多级防护模式不仅可以提高建筑主体抗震性能,最大程度的减轻因地震带来的经济损失,还可以保证建筑在地震时更加的安全可靠。下图一为抗震墙的相关数据。

图一抗震墙约束边缘构件范围

3.将概念设计与性能设计完美融合

在充分考察建筑施工地的具体情况以后,在满足设计原则的基础上结合实际,设计出科学合理严谨的建筑设计。在设计时,不仅要充分考虑建筑理念的融入,还要考虑建筑性能的实现。

四、建筑设计应注意的细节问题

1.平面布局设计

建筑平面布局设计在建筑整体设计中占据十分重要的地位,平面布局的合理性对于整体建筑功能的发挥以及建筑实用性影响巨大,除此之外,平面布局设计还与抗震设计具有不容忽视的相关性。通常来说,要想将建筑设计与抗震设计两者完美融合,首先就要保证建筑刚度达标,另外,还要保证建筑结构的均匀分布,以保证建筑结构分布的对称性,尽量避免出现建筑扭转的现象。在建筑墙体设计时,也要保持设计的匀称性,尤其是在设计抗震墙时,一定要保证其与抗震建筑设计完美结合,在布置刚度较大的楼层的电梯时,要尽量使其处于中心位置,以避免出现建筑扭转现象。

对于建筑结构的平面布局设计,要充分考虑建筑抗侧力的合理布局,从而促进建筑的使用功能与抗震需求相结合,以便充分发挥出建筑的抗震设计效果。

2.纵向布局设计

在进行建筑设计时,要尽可能的将刚度分布较为接近的建筑物沿纵向分布,值得注意的是,在进行剪力墙的布置时,要尽量使其均匀分布并能够纵向贯穿,由底至顶。在设计时避免中断或者不连贯情况的发生,同时也要避免设计时出现某一楼层刚度过小的情况出现。下图二为房屋层数与高度的数据。

图二房屋层数与高度限值

3.整体布局设计

所谓的整体布局,通常包括平面和立体两方面的设计。在进行建筑设计整体布局时,要做到不论是平面还是立体空间上,都要保持简洁规则的特性。在建筑的平面形状的选择方面,可以选择圆形、方形或者矩形等,既可以保证建筑的美观欣赏价值,还可以增加建筑的抗震性能。要尽量避免凹凸型的建筑平面形状,这种形状不利于建筑抗震性能的最大化发挥。如果想设计出间兼具艺术欣赏与实用价值的建筑,必须要把建筑艺术与建筑功能二者完美结合,同时完美融入建筑抗震设计。

4.屋顶抗震设计

随着建筑科技的不断发展,同时为满足当前经济的高速发展,高层建筑与超高层建筑正逐渐步入大众视野,在进行这一类建筑设计时,对于屋顶的设计也是整体设计中最为重要的一环。但从当前的建筑设计情况来看,依然存在诸多问题,如设计较高或设计较重。屋顶设计过重,无疑会加大屋顶建筑的压力,从而加速屋顶变形,同时不利于建筑物抗震作用的发挥。因此,在屋顶设计时,要尽量降低屋顶建筑的高度。

建筑抗震设计基本知识篇2

关键词:建筑结构;设计;抗震设计

一、抗震结构设计理论的基本概念及注意事项

(一)建筑结构工程中抗震设计的基本概念

建筑结构工程中的抗震设计理论是在长期的工程实践中积累总结而来的,是一种防御地震灾害,将地震灾害所产生的破坏降到最低点的一种设计思路和概念。也就是说建筑结构工程中的抗震设计的目的是提高建筑结构整体抗震能力,确保建筑物在地震灾害来临时能够有效地抵御灾害。当然地震发生时的剧烈程度我们是无法预知的,我们能做的是运用抗震设计理论知识,结合建筑空间结构工程的实际情况,从分析抗震材料选择等方面入手,提高建筑结构整体抗震能力。

(二)建筑结构工程抗震设计注意事项

1、建筑物建筑场地的选择。在建筑结构工程抗震设计阶段,建筑场地的选择是抗震设计过程中必须要注意的关键技术性问题,抗震设计人员在设计时应深入到建筑场地,对建筑场地的地质情况和水文情况进行勘察,收集记录数据,认真研讨在该建筑场地建筑房屋对抗震设计的影响因素,比如建筑场地处于地震频发地段或者建筑场地的地基为软弱地基等,所以在建筑场地选择时应尽量避开这些地段,如果无法避开,就需要充分地运用建筑抗震设计理论知识,对建筑地基和结构进行强化和优化设计,保证建筑整体结构的稳固性,进而提升建筑的抗震能力。同时,根据建筑物地域性分布及结构特征选择不同的建筑材料和抗震设计方案,如果建筑场地处在地震高发区,建筑房屋的抗震防烈度要求高,这就需要对建筑结构的柔性和延展性进行考虑。

2、建筑结构体系的选择。在建筑结构体系选择时要对建筑结构的特征进行综合考虑分析,在设计过程中要对建筑结构中的任何一个构件都要进行抗震能力的分析及试验,避免因某个微小的房屋构件未达到抗震设计要求,一旦地震发生,会因一个微小的建筑构件影响整个建筑的抗震能力。因此在建筑结构体系选择时,首要工作是对建筑结构中的各个构件承重能力、构件均匀沉重分布情况及构件的抗震能量传输进行分析和计算。

3、建筑结构中的抗震设计另外一个需要注意的问题是建筑平面布置问题,在建筑结构抗震设计时,除了抗震设计达到有关要求外,还需要注意建筑平面布置的规则性,做到既能满足抗震要求又能满足城镇建设规划要求。

二、建筑结构设计中的抗震设计策略

(一)根据建筑结构性能进行抗震设计

根据建筑结构性能进行抗震设计同传统的建筑结构抗震设计有着本质上的区别。针对建筑结构性能的抗震设计主要是通过对建筑场地地质情况,建筑结构情况和抗震材料采集数据,并分析计算后所产生的更具科学性的抗震设计新思路,新方案。这样综合性考虑建筑结构抗震设计的方式,使得设计作品更加地贴合抗震功能性的要求,对确保建筑抗震能力,降低地震灾害对建筑物体的破坏程度有着积极的影响。具体而言,根据建筑结构性能进行抗震设计时都会有一个终极目标,设计者在设计过程中会对以往建筑物体在地震灾害破坏之后的破坏程度大小进行定性定量分类,然后建立完善的地震灾害数据库,根据数据库的信息数据对建筑结构进行抗震设计。

(二)选择对抗震有利的场地

在对建筑结构进行设计的时候,应该依据工程的需要,掌握工程地质的相关资料和地震的活动情况,进行综合性的评价。适宜选择相对开阔平坦、均匀密实的中硬土或者是坚硬土等有利的地段;避开一些液化土、软弱土、边坡边缘和河岸,平面分布上的状态、成因、岩性等明显存在不均匀情况的土层等等不利的地段;同一个结构单元不适合设在性质完全不同的地基土上,也不适合部分采用桩基,部分采用天然的地基,当地基有液化土、软弱粘性土、严重不均匀的土层或者是新近的土层时,应该加强基础的刚度和整体性。

(三)布置合理的平立面

建筑物的结构布置和建筑布局在很大程度上决定了建筑物的动力性能。如果建筑结构的布置基本符合了抗震的原则,建筑布局做到合理简单,就能确保房屋具备优良的抗震性能。另外,建筑物的平立面应该布置的对称、规则,在刚度和质量方面的变化要均匀,避免楼层错层的现象。对于体形相对比较复杂的建筑物应该设置合理的变形缝,在对其进行结构设计时应该进行内力调整和水平地震力作用的计算,并且应该对相对比较薄弱的环节加强有效的抗震构造的相关措施,同时对建筑物的高宽比和高度进行严格的控制。

(四)结构的选型和布置

对结构进行选型因该依据建筑的设防烈度、场基、房屋高度、材料、基础、场地、建筑的重要性和施工等方面的因素,经过经济和技术的条件来进行比较和综合确定。如果仅从抗震的角度来考虑,一种相对较好的结构形式应该具备以下的性能:①较大的延性系数;②强度/重力的比值较大;③较好的匀质性;④正交各向同性;⑤连续性、整体性的构件连接,并且能够发挥材料全部的强度。在进行结构布置时应该遵循以下几个原则:①平面布置应该尽量做到对称,这样能够是构件各个部位的力分配相对均匀;②竖向布置应该尽量做到均匀,使其强度与竖向的刚度变化相对均匀,避免薄弱层的出现,并且尽量降低房屋的重心。

(五)设置多道抗震的防线

设置多道抗震的防线就是人为地对某些竖向的抗侧力结构进行加强,提高其可靠度;并有意识地设置一些相对薄弱的环节,促使其在强烈地震的作用下退出工作。将地震动作的周期和建筑物的自振周期区分开来,在一定程度上缓解建筑物的共振现象,也就相应地减轻了地震对建筑物的破坏作用。一般情况下,设置抗震防线要遵循以下的原则:①对少负担或者是不负担重力荷载的竖向的填充墙或者是支撑进行优先选择,或者选择轴压相对较小的实墙筒体、抗震墙等构件来作为第一道防线的抗侧力的构件。②建筑物利用双重抗侧力的体系,建筑物中使用赘余杆件。当建筑物遭受强烈地震时,一方面,采用结构中使用的赘余杆件的变形和屈服来对输入的地震能量进行消耗;另一方面,利用赘余杆件的推出共醉来实现结构的周期变化,避免地震时间长、持续作用而引起的共振效应。

(六)刚度、延性和承载力的匹配

一般情况下,想要提高建筑结构的抗侧刚度,都需要提高工程的造价并且降低建筑结构的延性。要想使得建筑物具备很强的抗倒塌的能力,最好的办法是使得建筑结构中的所有构件都具备相当高的延性,但是在实际的工程建设中却很难做到这一点。有选择地对结构中的关键杆件和重要构件的延性进行提高是切实可行的办法,相对来说还是比较经济。所以,在对房屋建筑的结构体系进行确定时,应该找到一种使得结构的刚度、延性和承载力相匹配的办法。

三、结束语

基于我国地震灾害频发不断,为了能够尽可能地降低地震灾害对人民生命财产安全的危害程度,我们必须高度重视建筑结构工程设计中的抗震设计,结合工程实践,积极地探索总结经验和技术,全面提高建筑结构工程设计中的抗震设计质量,这是当今建筑领域需要面对和有待解决的重要课题,需要大家的不断努力来实现。

参考文献:

建筑抗震设计基本知识篇3

关键词:抗震概念;高层建筑;应用

在我国的地震频发地区,部分高层建筑对地震的承受力低下,为了进一步加强我国高层建筑抗震能力,强化抗震概念在高层建筑工程结构设计中的应用变得十分重要。同时,随着科学技术的不断进步,高层建筑为适应现代高速发展的建筑竞争市场,需从全方位的角度探索研究,以加强高层建筑的抗震作用,从而促进我国高层建筑整体建筑水平的提高。

1抗震概念在高层建筑工程结构设计中的重要性

抗震概念是指在高层建筑工程结构设计中,建筑设计者需认识地震规律和地震所造成的影响,通过对地震各方面的考虑,使高层建筑有能力承受地震带来的破坏性压力。抗震概念主要是建筑者对高层建筑工程结构设计中建筑结构布置、结构材料选择以及结构体系的确定等方面进行充分的了解,通过对抗震概念的熟知,认识抗震概念的重要性,使高层建筑工程结构设计能达到抗震标准,经济损失降到最低。

我国属于地震多发国家,在高层建筑工程结构设计中有效应应用抗震概念,有助于增强高层建筑的承压力和抗震性,同时,为高层建筑在激烈市场竞争中提供了充足的条件。第一点,高层建筑工程设计在应用时具备抗震概念,强化了高层建筑的固性,保障了高城建筑住户的生命安全和财产安全。第二点,抗震概念的加强,提高了高层建筑者的风险意识,能充分有效的促进建筑材料的有效选择和使用。第三点,抗震概念有利于建筑工程结构设计的优化,使结构设计符合选址的实际情况,减小了地震造成的物力、人力以及财力损失。

2抗震概念在高层建筑工程结构设计的应用策略

2.1注重建筑均匀性和规则性的抗震概念结构设计。传统的建筑抗震结构设计主要是采用滞回耗能和塑形变形能来分散地震能,致使建筑工程结构的抗震性能受到严重的影响,破坏力增大。近年来,我国多次地震灾害表明,运用传统的方法对高层建筑进行抗震设计已经无法将地震带来的损害程度有效地控制在一定范围内。因此,在高层建筑结构体系中,传统抗震结构体系已无法达到现代化社会的要求。随着建筑者对抗震建筑结构的研究不断深化,人们逐渐认识到建筑工程结构设计在抗震中应有的耗能作用,注重高层建筑结构体系的创新和改善对减小震害有着十分关键的作用。

在高层建筑工程结构设计时,应注重建筑工程结构的均匀性和规则性。具体表现在建筑的立面形态、平面体状、竖向布置和平面布置方面,使抗震建筑工程结构具备均匀、简单、对称、长宽比例协调以及规则等特点。在整体结构承载力的分布和质量上可有效的减小扭转效应,并为刚度中心与质量中心的重合提供了充足的条件。

2.2加强建筑结构设计中抗震概念的合理选材。随着现代经济的快速发展,我国高层建筑市场呈现出激烈竞争的趋势,多数建筑者在对高层建筑材料的选择和利用上存在严重问题。建筑商为节约建筑成本,降低质量好性能高抗震强等建筑材料的购买量,多数情况下以低性能低质量的材料来代替。导致高层建筑在抗震中承压力下降,住户财产损失巨大,同时也加大了国家的财政支出,从整体上影响了我国经济的发展。因此,强化高层建筑材料的选择和利用变得十分重要。

在抗震概念的原则下,以钢筋混泥土的结构设计作为延性机构,建筑材料的选取应具备延性好、强度高以及性能大等优势,合理的对塑性铰部分进行控制,使高层建筑在大震中也能具有强有效的抗震作用。同时,合理的对高层建筑材料进行选择和利用能有效减少建筑结构的承载力及地震危害,降低高层建筑倾覆力矩,减少扭转效应。

2.3重视建筑结构设计中抗震概念的科学选址。多数地震发生在板块构造的边缘地带,因板块的挤压张裂等因素而引起。我国处于环太平洋地震带和喜马拉雅—地中海地震带,属于地震多发国家,因此,在对高层建筑地基选址时应对地基进行科学的考察和勘探。通过对地基的地形地貌进行科学分析,可有效的避免建筑位置处于地震多发带上,从而降低地震对建筑造成的影响。

在选址的实际过程中,建筑地基勘察者应从我国地形的实际情况出发,在充分认识我国地形地貌的基础上,以客观的角度对建筑场地进行科学的探究勘测,避开不利地段,使建筑地基与场地的选择在适宜建筑的抗震带上。另外,应对建筑工程结构自身周期与场地地震卓越周期进行初步的估算,通过改变房屋的类型和层数将两者错开,以此减少地震损害。

3抗震概念在高层建筑工程结构设计应用中注意事项

3.1加强抗震概念的有效宣传及充分认识。抗震概念的宣传和认识是高层建筑工程结构设计中不可缺少的重要组成部分,建筑者需要从抗震概念的各个角度出发,通过加大对抗震概念的认知度,增强我国高层建筑工程结构设计的使用性和有效性。在建筑者中需大力宣传抗震概念的作用和意义,对抗震概念进行全新认识,树立正确的抗震概念及价值观。

如果要实现对抗震概念掌握的全面化和整体化,建筑工作者需要熟知抗震概念内容以及抗震概念的重要性和必要性。同时,对建筑者要不定期的进行抗震概念的宣传和再学习,从抗震概念的基础出发,全方面的对抗震概念进行了解,促进建筑者对抗震概念的掌握,以此增强建筑者的职业道德修养和业务素质。另外,抗震概念是适应现代高层建筑成长的发展性理念,对我国高层建筑质量的提升具有重要作用。

3.2注重提高抗震建筑工程监理者的职业道德。建筑监理是建筑工程中的重要检验者,主要控制着建筑工程的质量、进度以及投资,在建筑质量和安全的监控管理中有着重要作用。随着我国建筑的大力发展,建筑工程监督中出现了监督管理不到位,监理工作程序不清以及监理者自身专业技术水平低些等问题,因此,注重对建筑工程监理者的职业道德修养的提高变得十分重要。

建筑监理对建筑工程进行监督管理时,应以公正、客观、科学、独立的方法和态度处理问题。在编写项目监理技术文件时,需充分发挥主观能动性,结合建筑项目的具体情况和特点制定相关文件,避免照搬和抄袭监理技术规范文件。通过对监理工程程序的学习和认识,强化建筑监理的监督管理地位,使监理在建筑实施中起到应有的作用,从而使高层建筑质量得到显著提高和有效保证。

4结语

随着我国建筑市场的兴起,抗震概念在高层建筑工程结构设计中的有效应用,为我国高层建筑的发展提供有力知识理念的同时,也科学的规范了技术标准。从科学、客观的角度分析,在建筑市场不断发展的环境下,抗震概念不仅适应了现代建筑市场现代化发展的需求,还在建筑建设过程中发挥着重要作用。将抗震概念融合到高层建筑工程结构设计中,能有效的促进高层建筑质量的提升,进一步提高我国高层建筑发展水平。

参考文献

[1]王剑,宫井会,金英.高层建筑设计存在的问题[J].城市建设理论研究,2012(06).

[2]刘杨.探讨抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].大观周刊,2011(18).

建筑抗震设计基本知识篇4

关键词:房屋建筑;抗震;结构;设计

1房屋建筑抗震的重要性

地震属于自然灾害中破坏较大的灾害之一,由于其发生具有很大不确定性,因此目前人类掌握的科技在准确预测地震发生上还存在很大差距。为减少地震给人们的生产生活带来的影响,人们越来越注重房屋建筑的抗震设计。

众多周知,随着我国城镇化不断深入,越来越多的人群跻身于大城市,导致城市人口密度剧增。同时大城市聚集的财富逐渐增多,这种情况下一旦发生地震,往往给社会造成不可估量的损失。为此经过众多建筑专家和相关部门研究形成了房屋建筑抗震规范,即要求房屋遇到小震时不会被破坏,中震时能够进行维护加固,大震时建筑不会倒塌,以将人们的损失降低最小,这足以说明人们对房屋建筑抗震的重视。

2房屋建筑结构设计中抗震设计需要遵循的基础性原则

2.1确保建筑结构构件其性能符合设计要

在进行房屋建筑结构设计时,需要确保建筑结构构件的刚度、承载能力、延性、稳定性等属性参数可以满足抗震的基本要求。结构构件设计时,需要依据墙柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的基本设计原则。在结构构件设计过程中,可能存在着构件薄弱问题,为此,需要采取措施提高其抗震能力,例如调整地震力系数。

2.2确保建筑结构设置抗震防线数量

抗震结构体系是由若干具备一定延性的分体系构成,通过应用具备延性的结构构件进行分体系连接,从而实现抗震结构体系构建。如在该建筑工程中,其建筑为框剪结构,框剪结构是由延性框架与剪力墙两大分体部分构成,由多肢剪力墙体系组成。在出现地震后,多会伴随发生多次余震,如在建筑结构中仅仅设计有一道抗震防线,则该住宅建筑在经过第一次地震破坏影响后,还需要承受余震带来的损害,通过损伤积累,最终引起建筑物承载力不足,抗震能力丧失最终倒塌。

2.3确保房屋建筑结构构件强弱关系处理的科学性

在房屋建筑结构抗震设计中,需要针对构件强弱关系进行科学化处理。在楼层内其耗能构件出现屈服后,剩余抗测力构件则仍处于弹性阶段,这种处理方式,能够确保有效屈服保持较长阶段,提高建筑结构抗倒塌能力与延性能力。如抗震设计中存在着部分构件超强,则会导致其他构件相对薄弱,为此,应科学处理构件强弱关系,保障建筑结构抗震性能。

3对建筑进行抗震设计的主要设计方法

3.1合理选择建筑场地

应该选择有利于抗震的地质条件,如坚硬的地质、开阔的地势等,缓减地质来袭中建筑地基由于受到强烈震感而沉陷,预防房屋倒塌崩裂。此外,建筑房屋避免在地质松软的不利抗震地带,例如河岸边、山坡边缘等,地震中地质强烈的运动会使得地质松软的地段更加容易倒塌,甚至引发泥石流等其他灾害,软泥容易深陷,安全隐患极大。再则,远离自然灾害高发地段,并发区域会引起连锁反应,引发各种灾害同时爆发,危害性是不可估量的。

3.2建筑的外形要简单规整

随着抗震学术界对抗震研究的深入,抗震理论有了比较大的发展,对于建筑结构的抗震方法也有了较多的设计思路根据。对地震后的建筑进行的统计结果,发现结构简单对称的建筑不容易被地震波所破坏,具有较强的抗震效果,在设计时要综合考虑当地的地质资料,研究出地震波的传导方向,对建筑细节进行处理,采取有效的连接方式,以增强建筑结构的整体稳定性。建筑的外形设计要尽量简单,避免突出于表面的结构,建筑整体上的重心不能与刚度中心有较大偏移。

3.3注重增强建筑的整体刚性

建筑的受力部分包括纵向和横向的承重部件,要想使建筑在地震过程中保持整体上的稳定性,就要注重建筑整体上的刚性的增强,目前在建筑过程中所采用的钢筋混凝土结构,就能够较好地实现这样的目的,能使建筑具有较好的整体性,以及较强的水平刚度,能够比较均匀地传递载荷。增大建筑的整体刚性,建筑整体上的受力就较为均匀,可以使建筑在面对地震时,能够有效延迟结构的屈服时间,起到教好的抗震效果。

3.4概念设计方法

建筑抗震概念设计其基础设计思想与设计原则来源于对地震灾害的认知与建筑工程经验,在其设计思想与原则的指导下,进行房屋建筑总体结构设计,并在此基础上进行细部构造设计。然而地震其突发性十分强,且地震震动存在着随机性,这种实际的存在,导致无法准确预测建筑工程所可能会遭受的破坏力度及相关参数值,为此,在抗震设计过程中,不能单纯依赖于相关计算的结果,还需要综合考虑区域实际,结合抗震设计相关理论知识与工程经验进行综合性设计。

3.5结构消能减震及隔振设计方法

结构消能减震及隔振设计方法属于一种主动的抗震对策。该方法在房屋建筑体系中设置有隔震层,通过隔震层对地震能量进行阻隔,或在建筑抗测力结构中,设置消能器,通过消能器降低地震能量。这种设计理念,主张通过应用橡胶隔震支座或阻尼器,设置于房屋建筑底部,从而延长构件振动周期,提高阻尼,消减地震能量,保障建筑安全性。

采取概念设计方法进行抗震设计,第一步需要做好建筑选址工作,在确定建筑地址阶段,需要规避抗震危险地段,选择出对于开展抗震具备积极因素的地基与场地。第二步,需要确保平面布置的合理性。建筑整体结构设计与建筑布局直接决定了建筑物动力性能。如建筑布局更合理,更简单,其结构设计满足抗震原则,则可以更好保障建筑物具备良好抗震性能。

3.6选择具有抗震效果的建筑材料

建筑材料的选择对建筑抗震效果也有一定的影响,随着材料技术的不断进步,具有抗震功能的新材料不断面世,在建筑行业也受到广大设计者的青睐,在建筑时尽量采用框架剪力墙的结构,以钢结构为基础进行建设,在宏观上提高了建筑的刚性和延性,有助于提高建筑结构的稳定性。钢结构相比于目前采用的混凝土结构,遇有更高的强度和韧性,在重量比上也要优于混凝土结构,具有更好的抗震性能。

4结语

为满足日益增长的人口需求,房屋建筑处在不断的设计与建设中。同时人们对房屋建筑质量要求不断提高,尤其更为注重抗震上的要求,因此,房屋建筑结构设计过程中应加强抗震设计,以提高房屋建筑抗震性能,使其在地震中的破坏降到最低。

参考文献

建筑抗震设计基本知识篇5

关键词:建筑工程;工程抗震;工程设计;抗震设计;性能技术

中图分类号:TU198文献标识码:A

引言

抗震性能是建筑工程的一个重要内容,尤其是在地震频发区的建筑工程,要根据当地的实际情况提高建筑工程的抗震性能和级别。良好的抗震性能技术的设计应用可以使建筑物抵御地震带来的破坏,减少人身生命财产损失。设计者应该全面的认识到这一点,在设计中规避一些不利的因素,提高设计的水平,促进建筑的良好使用。

一、建筑工程设计与抗震性能技术的关系

建筑工程设计与抗震性能技术之间有着紧密的联系,只有在设计阶段充分考虑抗震因素,才能为建筑后期的抗震性能打好基础。建筑工程设计是抗震性能技术的设计应用的基础,在建筑结构设计中,对建筑工程设计的改动较小。在建筑工程设计方案中,设计师应充分考虑到建筑的抗震性能的要求,设计人员必须根据建筑方案合理、科学布置结构部件,保证建筑结构刚度的均匀分布,使建筑结构的受力与变形能相互协调,从而提高建筑结构的承载能力及抗震性能。在建筑工程设计若不考虑到建筑的抗震性能要求,就会导致建筑工程布局设计受到限制。通常情况下,为了提高建筑结构部件的承载能力与抗震性能,则要增加建筑结构的截面面积,但结果是会造成不必要的浪费。因此在提高建筑工程抗震性能技术时必须要对建筑的体型、平面布置、竖向布置及屋顶抗震性能等问题进行系统合理的研究分析。

二、现阶段我国建筑抗震存在的普遍问题

1、建筑结构设计不合理、抗震性能不足

现阶段,我国建筑的抗震设计目标还不明确,大多数房屋建筑的抗震性能还未能从设计方案上得到直观的体现。一旦建筑物的抗震性能无法达到,会在地震强度过大的情况下发生瞬间坍塌,无法给建筑物内的人们逃生预留足够的时间和空间。我国建筑结构的不合理设计,大多体现在农村建筑物上,部分农民自建房甚至根本不具备抗震性能,一旦遭遇地震灾害,这些先天性的设计缺陷会造成建筑结构的巨大改变,导致结构部件失衡。加之农村房屋楼间距设计的不合理,极易造成房屋的连续性垮塌,带来的破坏将是毁灭性的

2、建筑质量不达标

由于建筑材料市场价格的持续上涨和建筑行业竞争的加剧,部分企业不顾建筑质量,一味追求低价战略抢占市场,因此造成部分建筑质量大面积缩水,为人民群众的日常生产生活埋下了潜在的隐患。除此之外,建筑质量的不达标还有很大一部分原因是由于施工队伍的违规操作造成的,为了节省成本、加快施工进度,部分施工企业偷工减料、漠视抗震设计而施工,造成建筑物内部承重墙地基不牢、圈梁过细、箍筋间距过大等多个分项均不符合抗震减灾设计的相关要求。另一方面,建筑施工过程中的监管不力,也是导致钢筋混凝土质量不达标、施工技术不到位、随意改变建筑结构破坏抗震性能等质量问题的主要诱因。

三、建筑工程抗震设计的原则和基本内容

1、原则

在建筑物抗震设计上,我国遵循这样三条原则:“小震不坏、中震可修、大震不倒”。第一,小震不坏。当建筑物遇到多遇地震时,其结构没有遭受到损坏,无需修理就可以继续使用。在这个原则下,一般是对建筑结构的承载力进行验算,是建筑工程抗震设计第一阶段的弹性设计。第二,中震可修。当建筑物遇到设防地震时,建筑物可能发生一定程度的损坏,经过修补之后就可以继续投入使用。这要求建筑设计时考虑到建筑结构的非线性弹塑性变形和承载力,是第二阶段的弹塑性变形验算。第三,大震不倒。当遭受到罕遇地震影响时,建筑物不会发生倒坍等威胁人民生命财产安全的重大事故。这一阶段的设计是前面两个阶段验算和设计的分析过程,并采取相应的抗震措施和技术来提高建筑物的抗震性能。

2、基本内容

首先,当建筑物采用钢筋混凝土框架结构和抗震墙结构时,其高度不得超过《建筑抗震设计规范》规定的最大适用高度。当采用的是抗震墙结构和筒体结构时,建筑工程为9度设防时,其高度不得超过《建筑抗震设计规范》规定的最大适用高度;建筑工程为8度设防时,其最大高度应是《建筑抗震设计规范》规定最大适用高度的120%;建筑工程为7度和6度设防时,其最大高度应是《建筑抗震设计规范》规定最大适用高度的130%。第二,超限高层建筑物设计时,其高度、高宽比和体型规则性这三者中至少有一项需要满足《建筑抗震设计规范》的要求。第三,在进行建筑抗震设计时,至少要采用两种力学模型来计算分析建筑物的受力情况,其计算程序需要经过有关行政部门的鉴定许可。第四,为保证超限高层建筑的安全性,应采取比《建筑抗震设计规范》更严格的抗震措施。第五,当建筑物有明显薄弱层时,还应进行结构的弹塑性时程分析。

四、提高建筑工程抗震性能技术的措施

1、做好超限高层建筑设计的前期工作

众所周知,建筑材料对建筑工程抗震性能的影响及其的严重,因此在设计前要做好前期的准备工作,主要对设计中涉及到的材料质量、数量、规格等做好相应的规划设计,通过对材料的了解再进行相应的设计,尤其是材料的性能参数一定要做好详细的分析,因为有很多材料类型差不多,但是,还是有着细节上的差别。另外,还应对建筑地点的地质地貌、周边环境等进行详细的分析,这些因素对建筑抗震设计也有着一定的影响。因此,要做好前期的材料搜集、整理的工作,要确保相关数据材料收集的全面性和准确性。通过做好前期的准备工作,不管是在建筑的整体设计还是对建筑的抗震设计需要将这些数据作为设计的基础,进而确保设计过程中避免出现一些误差。

2、采用合理的结构形式

建筑结构抗震设计的原则我国建筑结构抗震设计应该遵循相应的原则,首先,建筑结构必须具备足够的延展性能,以便于在强度过大的地震作用下,建筑能够保证应有的安全性;其次,建筑结构必须具备足够的刚度,以防止地震灾害来袭时建筑产生大幅度的位置转移和形状扭曲;最后,建筑结构的相关构件必须具备一定的的承载能力,以便于地震作用下不会瞬间坍塌,因而为人们逃生预留足够的时间。其具体的方法首先,墙体砌筑的砌块要通过合理配比的砂浆和高标号水泥来确保强度,采用成组砌筑的方法保证砂浆到位,达到抗震设防的相关要求;其次,砖混结构的建筑,通常需要合理增设柱子和圈梁的实际数量,以确保建筑房屋的整体性;最后,墙体拉结筋必须按照相关规范布置、配筋最好一次性准备齐全、墙体内部预理钢筋的位置需要从轴线和标高等多种方面来确定,从而保证拉结筋设置处于最优状态。

3、明确建筑工程抗震设计中的受力体系

随着社会不断的发展,人们不仅对建筑的质量要求提高了,同时也对建筑物的外观有着一定的要求,美观、大气、上档次是建筑外观表现出来的典型特点,但是有很多建筑物只考虑到外观设计,却忽略了建筑的受力体系,对建筑物的抗震性能带来直接的影响,如果这种现象出现在超限高层建筑的设计中,势必会为建筑物带来更大的安全隐患,因此,在对超限高层建筑物抗震设计中一定要明确建筑物的受力体系。建筑的外观要求是要满足的,而在达到这个要求的同时,还需要设计者充分考虑到建筑整体的抗震设计,要尽量以后者为主,毕竟后者是关乎到建筑物使用的安全性。可以通过力学的知识来寻找建筑抗震设计受力体系中的平衡点,以此来实现建筑工程抗震性能的要求。

4、做好建筑屋顶的抗震设计

屋顶设计是建筑抗震性能设计中的一项重要设计内容,尤其是在现代高层与超高层建筑设计中,屋顶设计问题更为重要。根据近年来高层建筑抗震性能设计的审查结果可以看出,在建筑屋顶设计中主要存在过高或过重两个问题。当建筑屋顶设计过高或过重时,不仅会使建筑的变形量较大,还会使地震作用加大,都会影响建筑屋顶及其下建筑物的抗震性能。当屋顶建筑与下部建筑的重心不处于同一条线时,尤其是当屋顶建筑的抗侧力墙和下部建筑的抗侧力墙体不连续时,就容易产生地震的扭转作用,从而影响建筑的抗震性能。因此在屋顶建筑设计过程中,应尽可能降低其高度,并采用一些高强轻质材料,通过保证建筑结构刚度的均匀分布,使屋顶与下部建筑的重心点相一致,从而减少屋顶建筑的变形量及地震作用,提高建筑的整体抗震性能。

结束语

总而言之,抗震性能设计作为建筑工程设计中的重要组成部分,与建筑设计之间有着密切的联系。良好的建筑抗震设计,必须要在建筑与结构设计相同配合、共同考虑的前提下完成的。因此,必须要重视抗震性能设计中建筑工程设计中的重要性,以充分发挥出抗震性能设计的优势,从而提高建筑的整体抗震性能。

参考文献:

建筑抗震设计基本知识篇6

关键词:建筑结构;抗震设计;场地选择;结构的规则性

中图分类号:S611文献标识码:A文章编号:

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,就有必要将结构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。

一、建筑结构抗震设计的关键问题

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,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。

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,都会因结构高度产生突变而发生部分破坏。建筑师在方案设计中讲究建筑面美观和创意,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。

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1971年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。

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。

二、建筑师应学习和应用先进的建筑抗震技术

1计算机仿真技术在建筑抗震领域的应用

计算机仿真技术的开始研究出现在20世纪70年代的发达国家,在20世纪90年代被引进到建筑学领域,其中的多主体(Agent)仿真技术被更多地运用于建筑学专业中疏散模拟(包括地震灾害下人员紧急逃生)的研究。日本作为地震多发国家之一,其地震多主体计算仿真技术一直位于世界前列,并取得成效,可通过运算将地震发生时人员的逃生路径、出口等以3D动画形式显示出来。多主体仿真技术已成为建筑物内人员逃生的训练工具和建筑物抗震评价手段,并为建筑设计提供完善的科学依据。随着科技的不断发展,知识的不断更新,建筑师的设计技术也应与时俱进,思想不能停留在对原有知识的认识上,要不断利用先进技术来充实专业知识,计算机仿真技术就是一种先进工具,我们可以利用它为建筑物的防灾减灾设计提供科学依据。

2计算机模拟技术与建立实体模型实验相结合

当建筑师在设计抗震重要性很高和建筑体型很特殊的建筑物时,对于建筑物的抗震设计实施可行性除了要以现行有关规范进行验证,还要借助计算机模拟技术与建立实体模型进行实验验证。日本名古屋的“Mode螺旋塔学园”是一座自由形体的超高层建筑,在多震国家建造体型很不规则的建筑物无疑是一个挑战,然而建筑设计通过建立实体模型和计算机模拟实验,使得设计方案可行实施:其抗震原理是把建筑物比作一颗树木,基础是树根,内桁架钢管是树干,列柱是树枝,边梁和大梁是树杈,设计中对各部位的屈服113强度及塑性进行模拟实验,调整数据参数达到抗震要求。另外,广州的“小蛮腰”新电视塔和世博会“中国馆”也是通过此方法进行抗震辅助设计。通过计算机模拟技术与建立实体模型进行抗震实验,我们可以更直观的看到建筑物遭受地震时的破坏情形,为建筑抗震设计采取的相对应处理方案提供参照物。

3建筑隔震技术的应用

建筑基础橡胶支座隔震技术已被列入国家建筑设计抗震规范,其做法是:在建筑物基础与地基之间安装橡胶隔震垫,该隔震支座由钢板和橡胶相互夹层粘贴、模压硫化而成,装置具有垂直承载力大,在发生地震时可产生较大水平位移消耗部分地震能量,起到缓冲、隔震消能作用。建筑隔震技术在一些多震国家已应用多年,我国汕头市1993年应用该技术的住宅楼在2006年12月台湾海峡7.2级地震中取得很好的隔震效果。

三、提高建筑结构抗震能力的措施

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。

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。

四、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,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).