前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的建筑抗震分析主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
引言
我國地域內(nèi)所發(fā)生的地震,絕大部份屬于這種“構(gòu)造地震”的類型。由火山爆發(fā)所產(chǎn)生的“火山地震”或因巖洞崩塌、局部地面陷落所引起的地震,在我國很少發(fā)生。
許多國家在高層建筑的抗震設(shè)計(jì)方案中,已經(jīng)出現(xiàn)了新的結(jié)構(gòu)。如美國紐約的高層建筑物,建在于基礎(chǔ)分離的98個(gè)橡膠彈簧上,日本的建在弧型鋼條上防地震建筑物,明顯的在建筑結(jié)構(gòu)體型上,改變了傳統(tǒng)的插入式剛箍捆住內(nèi)力的結(jié)構(gòu)體系。
在2010年12月1日施行的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)和2011年10月10日開始施行的《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)基礎(chǔ)》(JGJ 3-2010)是綜合了各國高層建筑設(shè)計(jì)的成功經(jīng)驗(yàn),同時(shí)結(jié)合我國地震災(zāi)害的特點(diǎn),對(duì)我國高層建筑設(shè)計(jì)提出了新的標(biāo)準(zhǔn)和要求。
世界抗震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
1.美國抗震措施
美國是一個(gè)地震較多的國家,其西海岸重要城市洛杉磯正好處在環(huán)太平洋地震帶上,而整個(gè)加州也是全球地震高發(fā)地區(qū)之一。高層建筑的抗震問題以及如何將地震帶來的損失降到最低,一直是人們密切關(guān)注的問題。其中關(guān)于高層建筑的一些抗震措施。
(1)控制高層建筑的層高
在地震頻發(fā)的洛衫磯市,除了市中心作為地標(biāo)建筑的一些超高層建筑,其余地段均是多層低層建筑。尤其值得注意的是在土層薄弱和不利地段加州政府通過立法禁止建造高層建筑。對(duì)于高層建筑而言,地震力和風(fēng)力是控制荷載,且都是水平作用力,層高過高,對(duì)建筑抗震和抗風(fēng)都十分不利??刂圃诘卣饏^(qū)域的建筑層高,是有效降低震害的手段之一。
(2)選用輕質(zhì)建材
美國大部分地區(qū)均是低層建筑,且均是木結(jié)構(gòu),圍護(hù)材料和隔墻也多采用石膏板、刨花板等輕質(zhì)板材。采用輕質(zhì)建材的建筑,在地震力作用下,自身結(jié)構(gòu)受到更小的影響,且即使受到破壞,較輕的建材也能有效減輕造成的二次破壞。
(3)選用高強(qiáng)度高延性建材
美國另一重要的防震措施是在高層建采用鋼結(jié)構(gòu),而低層建筑就采用木結(jié)構(gòu)。鋼材與木材都是高延性的材料,具有足夠的柔度。在地震發(fā)生時(shí),可以通過自身變形消耗掉地震能量,在抗震要求更高的超高層建筑中,則添加上阻尼減震器,也可以大大提高建筑的延性和抗震性能。
2.日本抗震措施
日本全島都處在地震頻發(fā)區(qū)域,每年都會(huì)發(fā)生約1000余次地震,在高層建筑防震抗震方面,有豐富的經(jīng)驗(yàn)。
(1)提高建筑物的強(qiáng)度和剛度
日本的高層公寓很多,大部分的住戶在購買公寓中都會(huì)特別看重抗震設(shè)計(jì)水平。號(hào)稱日本第一高層公寓的大樓中,采用了與美國世貿(mào)大廈相同的鋼管,其抗震性能主要來源于采用高強(qiáng)度高剛度的優(yōu)質(zhì)建材,確保了建筑物的抗?fàn)幮阅?,也是公寓能得以暢銷的重要原因
(2)選用橡膠材料加強(qiáng)延性
日本東京的一些超高層建筑都進(jìn)行了嚴(yán)密的抗震設(shè)計(jì),其中一個(gè)重要措施就是在建筑使用高強(qiáng)度的橡膠作為基底材料,同時(shí)在建筑中心也選用天然橡膠作為基層,提高了建筑物的抗震性能。
(3)“局部浮力”抗震系統(tǒng)
近年來日本新研制了“局部浮力”抗震系統(tǒng),將建筑物的上層結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)部分分離開,采用這種“局部浮力”系統(tǒng)進(jìn)行連接,借助水的浮力來加強(qiáng)建筑整體的延性,其工作原理大體上與阻尼減震系統(tǒng)和橡膠減震系統(tǒng)類似,但據(jù)報(bào)告有更好的抗震效果。
新增條款的意義分析
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)基礎(chǔ)》新增了若干條款,本文列出對(duì)抗震設(shè)計(jì)影響較大的條款進(jìn)行分析。
1. 新增的通用條款
(1)抗震設(shè)計(jì)的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu),當(dāng)其房屋高度、規(guī)則性、結(jié)構(gòu)類型、場(chǎng)地條件或抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等有特殊要求時(shí),可采用結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析和論證。
此條款明確了在高層建筑設(shè)計(jì)中,抗震設(shè)計(jì)的核心地位,高層建筑采用抗震性能設(shè)計(jì)已形成一種發(fā)展趨勢(shì)。
(2)樓層質(zhì)量沿高度宜均勻分布,樓層質(zhì)量不宜大于相鄰下部樓層質(zhì)量的1.5倍。
此條規(guī)定限定了荷載沿豎向的不規(guī)則分布,可有效地降低震害,明確了高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。
(3)增加了結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)基本要求。安全等級(jí)為一、二級(jí)時(shí),應(yīng)滿足抗連續(xù)倒塌概念設(shè)計(jì)的要求。安全等級(jí)為一級(jí)且有特殊要求時(shí),可采用拆除構(gòu)件方法進(jìn)行抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)。
連續(xù)倒塌是指結(jié)構(gòu)因突發(fā)事件或嚴(yán)重超載而造成局部結(jié)構(gòu)破壞失效,繼而引發(fā)與失效破壞構(gòu)件相連的構(gòu)件連續(xù)破壞,最終導(dǎo)致相對(duì)于初始局部破壞更大范圍的倒塌破壞。在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中,對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)性倒塌分析時(shí),其首先要保證下部基礎(chǔ)不會(huì)發(fā)生破壞,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的根本。
2.修訂條款的意義分析
(1)明確將扭轉(zhuǎn)位移比不規(guī)則判斷的計(jì)算方法,改為“在規(guī)定的水平力作用下并考慮偶然偏心”,以避免位移按振型分解反應(yīng)譜組合的結(jié)果,有時(shí)剛性樓蓋邊緣中部的位移大于角點(diǎn)位移的不合理現(xiàn)象。
(2)根據(jù)汶川地震的經(jīng)驗(yàn),提高了框架結(jié)構(gòu)中框架柱的內(nèi)力調(diào)整系數(shù),而其他各類結(jié)構(gòu)中框架柱的內(nèi)力調(diào)整系數(shù)保持不變。
框架結(jié)構(gòu)柱的最小截面尺寸,除不超過2層和四級(jí)外,比舊版增加100mm;柱縱向受力鋼筋的最小總配筋率比一般框架增加0.1%、最大軸壓比控制比舊版加嚴(yán)0.05。
(3)根據(jù)汶川震害調(diào)查,將防震縫的最小寬度由70mm提高到100mm。
相鄰結(jié)構(gòu)在地震過程中的碰撞是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞甚至倒塌的主要原因之一。為防止建筑物在地震中相碰撞,防震縫必須留有足夠的寬度。原則上防震縫凈寬應(yīng)大于兩側(cè)結(jié)構(gòu)允許的地震水平位移之和。
結(jié)語
關(guān)鍵詞:建筑抗震;設(shè)計(jì);分析;
中途分類號(hào):TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
前言
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為理論設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)計(jì)算理論和規(guī)范,在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算模型的假設(shè)及受力狀態(tài)的假定的前提下,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析,得出數(shù)據(jù)式的結(jié)果,然后利用結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是指不經(jīng)數(shù)值計(jì)算,尤其在一些難以做出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。在建筑設(shè)計(jì)的方案階段,從總體出發(fā),采用概念性近似計(jì)算方法,能迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較和選擇。這種方法雖有一定誤差,但概念清楚、定性準(zhǔn)確、手算簡單快捷,能很快選擇出最佳方案,具有較好的經(jīng)濟(jì)、可靠性能,同時(shí)也是施工圖設(shè)計(jì)階段判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可書與否的主要依據(jù)。
1 抗震概念設(shè)計(jì)問題分析
地震是一種隨機(jī)振動(dòng),有難于把握的復(fù)雜性和不確定性,要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù),目前尚難做到。在結(jié)構(gòu)分析方面,由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、結(jié)構(gòu)材料的非彈性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種因素,同時(shí)也存在著不準(zhǔn)確性。因此,工程抗震問題不能完全依賴“計(jì)算設(shè)計(jì)”解決,而必須立足于“概念設(shè)計(jì)”。結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用,避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位。地震能量的聚散,如果僅集中在少數(shù)薄弱部位,必會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早破壞,目前各種抗震設(shè)計(jì)方法的前提之一就是假定整個(gè)結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用,在此前提下才能以多遇地震(小震)作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)件截面設(shè)計(jì)并輔以相應(yīng)的構(gòu)造措施,必要時(shí)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算,試圖達(dá)到罕遇地震(大震)作用下結(jié)構(gòu)不倒塌的目標(biāo)。為了保證建筑具有足夠的抗震能力,通過概念設(shè)計(jì)從宏觀上控制結(jié)構(gòu)的抗展性能,應(yīng)充分考慮以下環(huán)節(jié):①選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地及地基,避免地面變形的直接危害,采取措施保證地基的穩(wěn)定性。②進(jìn)行合理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì),同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)不同的地基土上,不宜采用不同的基礎(chǔ)形式,設(shè)計(jì)時(shí)宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力。③建筑物的體型應(yīng)力求簡單、規(guī)則、對(duì)稱,質(zhì)量和剛度變化均勻,以減少地震作用產(chǎn)生的變形、應(yīng)力集中及扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。④選擇合理的結(jié)構(gòu)體系,抗側(cè)構(gòu)件力求均勻?qū)ΨQ,設(shè)置多道抗展防線,避免局部出現(xiàn)薄弱部位,要求結(jié)構(gòu)布置受力明確,傳力簡捷。⑤各類構(gòu)件之間要有可靠的連接,并具有必要的強(qiáng)度和變形能力,從而獲得整個(gè)結(jié)構(gòu)良好的抗震性能。⑥強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)空間整體性,平面加強(qiáng)連接,豎向確保足夠整體剛度。⑦重視對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的處理,利用其對(duì)主體結(jié)構(gòu)的有利影響,避免不合理設(shè)置導(dǎo)致對(duì)主體結(jié)構(gòu)的不利影響。⑧盡量減輕結(jié)構(gòu)自重,減少地基土壓力,從而降低向建筑物傳輸?shù)牡卣鹆Α?/p>
2 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用問題分析
運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的思想,也使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路得到了拓寬。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)似乎只關(guān)注如何提高結(jié)構(gòu)抗力R,以致混凝土的等級(jí)越用越高,配筋量越來越大,造價(jià)越來越高。結(jié)構(gòu)工程師往往只注意到不超過最大配筋率,結(jié)果肥梁、胖柱、深基礎(chǔ)處處可見,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,合理地確定建筑物的剛度是非常重要的。建筑物的剛度不宜太大,剛度大則結(jié)構(gòu)自振周期就短,在地震時(shí)結(jié)構(gòu)所承受的地震作用就大,相對(duì)后果較重,且造成材料的浪費(fèi);剛度也不宜過柔,過柔的建筑結(jié)構(gòu)在地震時(shí)就會(huì)產(chǎn)生過大的變形,影響其強(qiáng)度、穩(wěn)定性和正常使用??拐痱?yàn)算時(shí)應(yīng)特別注意場(chǎng)地土類別。8度超過5層有條件時(shí),盡量加剪力墻,可大大改善結(jié)構(gòu)的抗震性能??蚣芙Y(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向梁柱剛接體系,但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應(yīng)加強(qiáng)垂直地震作用的設(shè)計(jì),從震害分析,規(guī)范給出的垂直地震作用明顯不足。雨篷不得從填充墻內(nèi)出挑。大跨度雨篷、陽臺(tái)等處梁應(yīng)考慮抗扭??紤]抗扭時(shí),扭矩為梁中心線處板的負(fù)彎距乘以跨度的一半??蚣芰?、柱的混凝土等級(jí)宜相差一級(jí)。由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時(shí),應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的最小配筋率。出屋面的樓電梯間不得采用磚混結(jié)構(gòu)??紤]地震作用時(shí)必須充分領(lǐng)會(huì)和靈活運(yùn)用抗震概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化準(zhǔn)則和采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。優(yōu)化準(zhǔn)則“強(qiáng)節(jié)弱桿”―――防止節(jié)點(diǎn)破壞先于構(gòu)件;“強(qiáng)柱弱梁”―――防止桿系發(fā)生樓層傾移破壞機(jī)制,要求柱的抗彎能力高于梁的抗彎能力;“強(qiáng)剪弱彎”―――防止構(gòu)件剪力破壞,要求桿件的受剪承載力高于受彎承載力;“強(qiáng)壓弱拉”―――對(duì)桿件截面而言,為避免桿件在彎曲時(shí)發(fā)生受壓區(qū)混凝土破裂的脆性破壞,使受拉區(qū)鋼筋承載力低于受壓區(qū)混凝土受壓承載力。保證措施有兩個(gè)方面:一是調(diào)整或限制構(gòu)件的荷載效應(yīng);二是強(qiáng)制規(guī)定必要的構(gòu)造措施。這兩個(gè)方面在 《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)有詳細(xì)的規(guī)定,有的則是以強(qiáng)制性條文提出嚴(yán)格要求。如:《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中第 6.3.2 條的第 1 點(diǎn)限制梁端截面混凝土受壓區(qū)高度與有效高度之比,就是保證梁的變形能力,而它又決定于梁端塑性轉(zhuǎn)動(dòng)量,而塑性轉(zhuǎn)動(dòng)量又與截面混凝土受壓區(qū)的相對(duì)高度密切相關(guān);試驗(yàn)研究結(jié)果表明,要使鋼筋混凝土梁的位移延性系數(shù)達(dá)到3~4, 混凝土受壓區(qū)相對(duì)高度必須控制在0.25~0.35。又如:對(duì)鋼筋混凝土桿件而言,桿件截面的平均剪應(yīng)力過高,都會(huì)降低箍筋的抗剪效果,平均剪應(yīng)力較小時(shí),可以避免出現(xiàn)剪切破壞。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還應(yīng)充分考慮地震的偶合作用;堅(jiān)持“小震不壞,大震不倒”;多道抗震防線等設(shè)計(jì)原則。
3 建筑選址的設(shè)防
地震引起的破壞除了直觀的震動(dòng)引起的建筑結(jié)構(gòu)破壞,與場(chǎng)地和地基的條件有很大的關(guān)系。歷次地震調(diào)查表明,同類型的建筑物由于建筑場(chǎng)地不同,其破壞程度會(huì)有很大的差別。
地質(zhì)條件: 避免選擇地質(zhì)上斷層通過或斷層交匯的地帶, 特別是在有活動(dòng)斷層的地段上進(jìn)行建設(shè)。
地形地貌:宜選擇地勢(shì)平坦、 開闊的地方。
地基條件: 一般而言,巖石、 半巖石和密實(shí)的地基土對(duì)房屋抗震最有利,是最好的建筑場(chǎng)地;而松軟的,軟弱粘性土等, 尤其是易發(fā)生砂土液化的地區(qū),都對(duì)房屋的抗震不利。
4 短柱設(shè)計(jì)的抗震設(shè)防
因短柱的延性較差, 尤其一些超短柱幾乎沒有延性,在抗震設(shè)計(jì)時(shí),僅僅按照一般框架柱的抗震要求采取構(gòu)造措施是不夠的。還必須盡量提高短柱的承載力,減小短柱的截面尺寸,采取各種有效措施提高短柱的延性,改善短柱的抗震性能。
4.1使用復(fù)合螺旋箍筋
高層建筑框架柱的抗剪能力是應(yīng)該滿足剪壓比限值和“強(qiáng)剪弱彎”要求的, 柱端的抗彎承載力也是應(yīng)該滿足“強(qiáng)柱弱梁”要求的。對(duì)于短柱,只要符合“強(qiáng)剪弱彎”和 “強(qiáng)柱弱梁”的要求, 是能夠做到使其不發(fā)生剪切型破壞的。因此, 使用復(fù)合箍筋全高加密來提高柱子的抗剪承載力, 改善對(duì)砼的約束作用,能夠達(dá)到改善短柱抗震性能的目的。
4.2采用分體柱
采用分體柱的方法雖然使柱子的抗剪承載力基本不變,抗彎承載力稍有降低, 但是使柱子的變形能力和延性均得到顯著提高, 其破壞形態(tài)由剪切型轉(zhuǎn)化為彎曲型, 從而實(shí)現(xiàn)了短柱變 “長柱”的設(shè)想, 有效地改善了短柱尤其是剪跨比< 1.5的超短柱的抗震性能。分體柱方法已在實(shí)際工程中得到應(yīng)用。
5 短肢剪力墻設(shè)計(jì)的抗震設(shè)防
由于短肢剪力墻抗震性能差, 在地震區(qū)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不多,因此在設(shè)計(jì)時(shí), 首先要選則適合
的計(jì)算軟件,合理地選則計(jì)算分析方法, 確定計(jì)算模型和相關(guān)參數(shù), 并加強(qiáng)對(duì)計(jì)算結(jié)果合理
性判斷,特別要加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)。對(duì)一些不利部位加強(qiáng)構(gòu)造措施, 在符合規(guī)范要求的情況下,短
肢墻是沒問題的。這就好比純框架結(jié)構(gòu),對(duì)地震來說也是不利的結(jié)構(gòu)形式,但大家不也一直在
用。所以任何一種結(jié)構(gòu)體系都有它的適用范圍,只要能合理設(shè)計(jì), 安全應(yīng)該沒問題。
5.1構(gòu)建共同抗力筒體
高層點(diǎn)(板)式住宅采用短肢抗震墻結(jié)構(gòu)體系,只要抗側(cè)力構(gòu)件布局合理仍然是比較理想的一種結(jié)構(gòu)體系,但在地震區(qū), 高層建筑中,剪力墻不宜過少,墻肢不宜過短,因此不應(yīng)設(shè)計(jì)僅有短肢剪力墻的高層建筑,要求設(shè)置剪力墻筒體 (或一般剪力墻 ), 形成短肢剪力墻與筒體 (一般剪力墻)共同抵抗水平力的結(jié)構(gòu)。
5.2短肢墻的形狀要點(diǎn)
短肢墻的布置合理、 對(duì)稱、 均勻、 力求質(zhì)量中心與剛度中心重合,短肢墻布置應(yīng)以 T形、 L形、]形、+形為主,這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩(wěn)定。
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位是建筑平面外邊緣的角部處的墻肢,當(dāng)有扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí),會(huì)加劇已有的翹曲變形,使其墻肢首先開裂,因此應(yīng)加強(qiáng)其抗震構(gòu)造措施, 如減小軸壓比、 增加縱筋和箍筋的配筋率。
5.3傾覆力矩的設(shè)計(jì)
高層建筑抗震設(shè)計(jì)的重要性分析
抗震設(shè)計(jì)在高層建筑設(shè)計(jì)中具有十分重要的意義。與普通房屋建筑工程相比,高層建筑的構(gòu)造與之明顯不同,無論是規(guī)模還是構(gòu)件都存在著較大差異。一旦高層建筑質(zhì)量出現(xiàn)問題,所帶來的后果不堪設(shè)想。因此,在設(shè)計(jì)階段就要充分落實(shí)好質(zhì)量控制。其中抗震設(shè)計(jì)與高層建筑工程整體質(zhì)量存在著密切關(guān)聯(lián)。通過有效的抗震設(shè)計(jì),可讓建筑結(jié)構(gòu)的剛度、延性、整體性達(dá)到相關(guān)要求,使高層建筑整體穩(wěn)定性得以提升。換句話說,抗震設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到高層建筑物的質(zhì)量,應(yīng)給予重視。
高層建筑抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題分析
高層建筑抗震設(shè)計(jì)過程中,以下問題是關(guān)鍵點(diǎn):(1)高度。根據(jù)JGJ3-2002規(guī)定所述,要求高層建筑在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)形式下,需保持“適宜高度”。這個(gè)“適宜高度”與推薦規(guī)范體系要求是相匹配的,但很多高層建筑實(shí)際高度卻超出了“適宜高度”的限制。在地震力作用下,超高限建筑產(chǎn)生的破壞形變會(huì)存在較大變化,導(dǎo)致相關(guān)參數(shù)延性、剛度、荷載都會(huì)超出規(guī)范適宜范圍,會(huì)給建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性帶來嚴(yán)重影響。(2)結(jié)構(gòu)形式篩選。建筑結(jié)構(gòu)形式篩選是否合理,直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的性能。通常情況下,高度超過150m的高層建筑結(jié)構(gòu)主要包括三種結(jié)構(gòu)體系即框筒支撐體系、框架支撐體系及筒中筒支撐體系。我國大多數(shù)高層建筑都會(huì)采取核心筒體系進(jìn)行構(gòu)建。該結(jié)構(gòu)中,由鋼筋混凝土構(gòu)成的核心筒需承受80%至90%的震層剪力,給鋼結(jié)構(gòu)帶來了較大負(fù)擔(dān)。在這種情況下就需要合理設(shè)置裝換層及加強(qiáng)層,以控制其本身剛度。(3)材料選擇。我國大多數(shù)高層建筑都是以鋼結(jié)構(gòu)為主。當(dāng)建筑物高度過高時(shí),由于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小,且較為輕柔,必然會(huì)受到風(fēng)振影響。因此,需要采用混凝土材料進(jìn)行加固,其中鋼骨混凝土為首選材料。(4)抗震設(shè)防烈度。從客觀角度來看,我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)設(shè)防烈度與歐美等發(fā)達(dá)國家相比,還是有所不足。構(gòu)造規(guī)定安全度及也存在一定差距。另外,在配筋率、軸壓比等方面也不如發(fā)達(dá)國家嚴(yán)格。在這方面還需要進(jìn)一步提升標(biāo)準(zhǔn),并逐步完善。
完善抗震設(shè)計(jì)的有效措施
1.落實(shí)抗震驗(yàn)算
在進(jìn)行截面抗震驗(yàn)算時(shí),結(jié)構(gòu)應(yīng)在設(shè)防烈度下進(jìn)入彈塑性狀態(tài)??蓪⒋蟛糠纸Y(jié)構(gòu)變形轉(zhuǎn)變?yōu)楸娭盗叶鹊卣鹱饔孟聵?gòu)件承載力驗(yàn)算的形式來表現(xiàn)。進(jìn)行構(gòu)件截面抗震驗(yàn)算時(shí),可選用非抗震承載力設(shè)計(jì)值,將承載力抗?fàn)幷{(diào)整系數(shù)與其關(guān)聯(lián)起來。計(jì)算過程中,去地震作用效應(yīng)值乘以抗震調(diào)整系數(shù)來進(jìn)行折減。通過完善抗震驗(yàn)算,保證建筑抗震設(shè)計(jì)的有效性,使抗震設(shè)計(jì)充分發(fā)揮作用。
2.設(shè)置多道抗震防線
在構(gòu)建抗震結(jié)構(gòu)體系時(shí),應(yīng)設(shè)置多道防線,將一些延性較好的分體系進(jìn)行組合,并將這些構(gòu)件相互連接,充分發(fā)揮其協(xié)同作用。抗震墻體系便可由抗震墻與延性框架構(gòu)成,兩者共同作用,可進(jìn)一步提升抗震結(jié)構(gòu)的性能??拐鸾Y(jié)構(gòu)體系當(dāng)中還需要設(shè)定充足的贅余度,包括內(nèi)、外兩個(gè)部分。并按照相關(guān)規(guī)則構(gòu)建規(guī)律分布的屈服區(qū),讓建筑結(jié)構(gòu)可充分吸收或消耗地震能量。體系當(dāng)中還需要增加冗余設(shè)計(jì),以增加抗震結(jié)構(gòu)的可靠性。當(dāng)建筑基本周期與地震卓越周期接近時(shí),冗余設(shè)計(jì)便可充分發(fā)揮作用。即便是第一道抗側(cè)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(hù)作用,以緩解共振,并降低地震的破壞作用。
3.完善隔震及消能減震設(shè)計(jì)
隔震系統(tǒng)具有足夠的豎向強(qiáng)度和剛度以支撐上部結(jié)構(gòu)的重量,并且具有足夠的水平初始剛度。即便在風(fēng)載與小震作用下,整個(gè)體系依然可處于彈性范圍內(nèi),滿足正常需求。而中強(qiáng)地震時(shí),其水平剛度較小,結(jié)構(gòu)為柔性隔震結(jié)構(gòu)體系。同時(shí),隔震系統(tǒng)本身具有較大的阻尼,地震時(shí)能耗散足夠的能量,可降低上部結(jié)構(gòu)所吸收的地震能量。消能減震是在結(jié)構(gòu)物某些部位設(shè)置耗能元件,通過元件產(chǎn)生摩擦,彎曲彈塑性滯形來消耗或吸收地震輸入結(jié)構(gòu)的能量,以降低主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng),使結(jié)構(gòu)破壞程度降低。例如,可在建筑結(jié)構(gòu)適當(dāng)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(jié)構(gòu)反應(yīng)程度;又如,可通過調(diào)諧減震控制體系來加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的減震能力,該體系利用調(diào)整結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性來消減結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng),以達(dá)到減震效果。
結(jié)語
關(guān)鍵詞:超高層 建筑 抗震 設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言
隨著高層建筑的迅猛發(fā)展,建筑的多功能要求,超高層建筑越來越多,許多建筑采用底部大裙房、上部多座塔樓的建筑形式。這些復(fù)雜的建筑形式的出現(xiàn)給其結(jié)構(gòu)抗震分析以及抗震設(shè)計(jì)帶來了許多新的問題。
一、超高層建筑設(shè)計(jì)基本要求
1、針對(duì)建筑物的整體穩(wěn)定性、承載程度以及整體延伸性等多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮
在工程的設(shè)計(jì)中,對(duì)于結(jié)構(gòu)的構(gòu)建必須要符合安全的要求,還有對(duì)可能出現(xiàn)薄弱部分的進(jìn)行建筑加強(qiáng),采取必要的措施,提高建筑物整體的抗震能力,當(dāng)然對(duì)于建筑物所要承受的豎向荷載來說,基本的構(gòu)建不可以成為主要的耗能構(gòu)件。
2、盡量的設(shè)置多層次的抗震防線
對(duì)于每一個(gè)建筑物來說,一個(gè)良好的抗震體系必須要由多個(gè)延伸性較好的分體構(gòu)成,多個(gè)構(gòu)件結(jié)合在一起工作,起到很好的配合作用也不會(huì)相互影響。在高層建筑中會(huì)設(shè)立很多的抗震防線,這主要是因?yàn)樵谝淮螐?qiáng)烈的地震過后必定會(huì)經(jīng)歷多次的余震,但是如果只有一道抗震防線,那必定很難保證建筑物的整體安全性和穩(wěn)定性,所以必須要在建筑中設(shè)立多個(gè)抗震防線,當(dāng)然對(duì)于建筑物內(nèi)部中的構(gòu)件之間的關(guān)系也不能忽視,對(duì)于每一個(gè)樓層來說,在使用的主要耗能構(gòu)件發(fā)生屈服之后,必須要對(duì)其進(jìn)行彈性檢測(cè),使其可以擁有時(shí)間較長的抗倒塌能力。
3、地震波的選擇要求
對(duì)超高層建筑,必要時(shí)考慮長周期地震波對(duì)超高層結(jié)構(gòu)的影響。輸入地震加速度時(shí)程曲線應(yīng)滿足地震動(dòng)三要素要求,即有效加速度峰值、頻譜特性和持時(shí)要求。對(duì)超高層建筑,在波形的選擇上,在符合有效加速度峰值、頻譜特性和持時(shí)要求外,滿足底部剪力及高階振型的影響,如條件許可,地震波的選取,尚應(yīng)考慮地震的震源機(jī)制。
二、超高層結(jié)構(gòu)反應(yīng)譜分析要點(diǎn)
反應(yīng)譜理論是現(xiàn)階段建筑抗震分析的基本理論。對(duì)于設(shè)計(jì)人員,反應(yīng)譜分析主要是地震動(dòng)參數(shù)的選取和結(jié)構(gòu)基本信息的輸入。反應(yīng)譜分析的關(guān)鍵是對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,判斷計(jì)算結(jié)果是否合理。
1、兩個(gè)不同力學(xué)模型的三維計(jì)算軟件
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010),(簡稱抗震規(guī)范)3.6.6條規(guī)定:復(fù)雜結(jié)構(gòu)多遇地震下應(yīng)采用不少于兩個(gè)的不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件進(jìn)行整體內(nèi)力和位移計(jì)算:《高層混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3―2002)(簡稱高層規(guī)程)亦有相關(guān)規(guī)定。目前國內(nèi)常用的計(jì)算軟件如SATWE、PMSAP、ETABS、MIDAS均屬于“不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件”,小震下的彈性反應(yīng)譜分析可任選其中兩個(gè)程序進(jìn)行計(jì)算。
2、關(guān)于超長周期反應(yīng)譜
超限高層建筑大多為高柔結(jié)構(gòu),周期較長,有些甚至超過6.0s。例如天津津塔項(xiàng)目,主樓總高度330m,結(jié)構(gòu)第1周期達(dá)到7.60s。抗震規(guī)范5.1.4條規(guī)定,周期大于6.0s的建筑結(jié)構(gòu)所采用的地震影響系數(shù)應(yīng)專門研究。
3、層間位移角限值
超高層鋼結(jié)構(gòu)的層問位移角限值按照抗震規(guī)范要求取1/300。超高層混凝土結(jié)構(gòu)層問側(cè)移角限值在高層規(guī)程中規(guī)定:高度等于或大于250m的高層建筑,其層間位移角部不宜大于1/500;高度在150~250m之間的高層建筑,層間位移角限值可采用“表4.6.3數(shù)值”與1/500線性插值取用。要注意高層混凝土規(guī)程第4.6.3條小注:“樓層位移計(jì)算不考慮偶然偏心的影響”。
4、剪重比調(diào)整
抗震規(guī)范5.2.5條和高層規(guī)程3.3.13條提出了“最小地震剪力系數(shù)”要求。由于地震影響系數(shù)在長周期段下降較快,對(duì)于基本周期大于3.5s的結(jié)構(gòu),計(jì)算得到的水平地震作用下的底部總剪力太小。換言之,就是結(jié)構(gòu) ‘柔”,受到的地震力太小,從偏于安全的角度考慮,人為地提高地震剪力以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性。最小剪力系數(shù)取值在3.5s開始減小,至5s后不再下降??紤]大于5s的結(jié)構(gòu)多為超高超限的高柔結(jié)構(gòu),適當(dāng)提高地震下的抗側(cè)移剛度和承載力是合理的。
5、層剛度比和層抗剪承載力的控制
抗震規(guī)范、高層規(guī)程均有“樓層剛度不宜小于相鄰上層70% 或其上三層側(cè)向剛度平均值的80%”的規(guī)定?!陡邔用裼娩摻Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(GJG99―98)(高鋼規(guī))3.3.1條規(guī)定,樓層剛度不小于相鄰上層的70%,且連續(xù)三層總的剛度降低不超過50%??拐鹨?guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)樓層抗剪承載力不小于相鄰上層的80%,高層規(guī)程規(guī)定A級(jí)高度層抗剪承載力不小于其上一層的80%、B級(jí)高度抗剪承載力不小于上層的75%。高鋼規(guī)規(guī)定任一樓層抗側(cè)力構(gòu)件的總受剪承載力不小于其相鄰上層的80%。
三、實(shí)例分析
1、工程概況
項(xiàng)目位于昆明市高新區(qū)前所村“城中村” 改造(聯(lián)邦國際)項(xiàng)目A2、A3號(hào)地塊。總用地面積140312m2。土地用途為商業(yè)、住宅用地,其中商業(yè)占10%,住宅占90%。裙房面積為1.4 萬m2,辦公樓面積約為12.6萬m2,上部塔樓包括: 1、2、3、5棟住宅樓36 層,標(biāo)準(zhǔn)層層高3.6m,建筑總高度129.6m。本次針對(duì)較高的1、2、3、5棟住宅樓進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置,計(jì)算并探討各種布置方案的性能。下部裙房包括:五層商業(yè)面積1.4 萬m2,首層層高5.2m,其余商業(yè)層高4.5m。設(shè)置兩層地下室,根據(jù)地質(zhì)報(bào)告擬采用樁基礎(chǔ)。
2、計(jì)算軟件
本工程設(shè)計(jì)計(jì)算所采用的計(jì)算程序:PMCAD、SATWE。
3 結(jié)構(gòu)布置
根據(jù)建筑平面功能采用三種布置方案對(duì)比,建筑平面詳見圖1。
圖1
為解決高烈度區(qū)多遇地震、設(shè)防地震和罕遇地震的地震作用較大,針對(duì)矩形平面的短邊分別采取加強(qiáng)措施如下:
(1)方案一:采取建筑物兩側(cè)全高設(shè)置支撐體系與型鋼混凝土框架梁柱形成抗側(cè)力體系與混凝土核心筒共同抵抗地震作用,詳見圖2。
(2)方案二:結(jié)合建筑功能在兩側(cè)布置開洞聯(lián)肢剪力墻抗側(cè)力構(gòu)件與混凝土核心筒共同抵抗地震作用,詳見圖3。
(3)方案三:在21 層設(shè)置加強(qiáng)層,通過布置剛度較大的水平伸臂桁架和周邊環(huán)帶斜腹桿桁架,利用框架柱的軸力形成反向彎矩,減少內(nèi)筒的傾覆力矩,進(jìn)而減小結(jié)構(gòu)在水平地震作用下的位移。詳見圖4。
4、結(jié)構(gòu)小震作用下及風(fēng)荷載作用下彈性計(jì)算分析如下表
5、結(jié)論分析
(1)風(fēng)荷載作用下建筑結(jié)構(gòu)均能滿足規(guī)范要求的層間位移角。
(2)抗震設(shè)防烈度8 度(0.2g)區(qū),一般地震作用下位移角較大,分別對(duì)比方案一(全高支撐方案)、方案二(兩層剪力墻方案)、方案三(伸臂加強(qiáng)層方案)在小震作用下,方案一與方案二能滿足規(guī)范對(duì)位移角要求,方案三不滿足。
(3)本次計(jì)算結(jié)果對(duì)比表明,在高烈度去小震作用下,伸臂加強(qiáng)層方案提給抗側(cè)剛度有限,且引起樓層受剪承載力嚴(yán)重突變,造成結(jié)構(gòu)豎向產(chǎn)生薄弱層,對(duì)抗震十分不利。方案一和方案二在小震作用下彈性計(jì)算和多遇地震下彈性時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算,均表現(xiàn)出較好的抵抗水平力性能。方案一要求全樓設(shè)置鋼構(gòu)件側(cè)向支撐,在造價(jià)成本上比較大,且仍然存在樓層受剪承載力突變,產(chǎn)生豎向薄弱層。
(4)方案二結(jié)合建筑方案,在弱側(cè)適當(dāng)布置剪力墻方案能較好的滿足結(jié)構(gòu)性能要求,且由于采用常規(guī)施工做法,從經(jīng)濟(jì)角度和方便施工角度考慮均為合適方案。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞 建筑設(shè)計(jì);抗震;設(shè)計(jì)
【中圖分類號(hào)】 TU352 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1673-8500(2012)10-0015-01
建筑設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求,從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很難對(duì)建筑設(shè)計(jì)有較大的修改,建筑設(shè)計(jì)定了,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則上只能是服從于建筑設(shè)計(jì)的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計(jì)階段中較好地考慮抗震的要求,則結(jié)構(gòu)工程師就可以對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行合理的布置,建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào),使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高;如果建筑師提供的建筑設(shè)計(jì)沒有很好地考慮抗震要求,那就會(huì)給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)帶來較多困難,使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計(jì)受到建筑布置的限制,甚至造成設(shè)計(jì)的不合理。有時(shí)為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力,不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量,造成不必要的投資浪費(fèi)。由此可見,建筑設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求,對(duì)整個(gè)建筑起著很重要的作用。因此,我們?cè)诮ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)過程別要注重以下幾個(gè)問題。
1 建筑體型設(shè)計(jì)問題
建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計(jì)。震害表明,許多平面形狀復(fù)雜,如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過多伸懸、不對(duì)稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞,有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時(shí)都會(huì)造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則;在平面形狀上,矩形、圓形、扇形、方形等對(duì)抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型,盡可能少做不對(duì)稱的側(cè)翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布,避免產(chǎn)生因體型不對(duì)稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對(duì)稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。
2 建筑平面布置設(shè)計(jì)問題
建筑物的平面布置在建筑設(shè)計(jì)中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內(nèi)墻的布置、空間活動(dòng)面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數(shù)量和布置等,都要在建筑的平面布置圖上明確下來。而且,由于建筑使用功能不同,每個(gè)樓層的布置有可能差異很大,建筑平面上的墻體,包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強(qiáng)度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等等布置不對(duì)稱,墻體與柱子分布的不對(duì)稱、不協(xié)調(diào),使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用,對(duì)抗震很不利。有的建筑物,其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側(cè),結(jié)果在地震中造成靠電梯一側(cè)建筑物的嚴(yán)重破壞。這是因?yàn)殡娞菥簿哂袠O大的抗側(cè)力剛度,吸引了地震作用的主要部分[3]。有的建筑物,在平面布置上一側(cè)的墻體很多,而另一側(cè)的墻體稀少,這就造成平面上剛度分布的很不對(duì)稱,質(zhì)量分布也偏心,使結(jié)構(gòu)的受力和變形不協(xié)調(diào),導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng),帶來局部墻面的破壞。有的建筑物,如底層為商場(chǎng)的臨街建筑,臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體,而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉,兩側(cè)在剛度上相差很多,也將在地震時(shí)引起扭轉(zhuǎn)地震作用,對(duì)抗震不利。還有的建筑平面布置上,經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對(duì)齊或中斷,使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻,對(duì)抗震也帶來不利,客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震關(guān)系很大,從概念上要解決的一個(gè)核心問題是:建筑平面布置設(shè)計(jì)上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻,對(duì)稱協(xié)調(diào),避免突變,防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計(jì)上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件,使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體,充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震中的作用。
3 建筑豎向布置設(shè)計(jì)問題
建筑的豎向布置設(shè)計(jì)問題在建筑設(shè)計(jì)中主要反映在建筑沿高度(樓層)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計(jì)上。無論是單層或多層,還是高層建筑或超高建筑,這個(gè)問題是比較突出的。存在的這個(gè)主要問題是,由于建筑使用功能的不同要求,如底層或下面幾層是商場(chǎng)、購物中心,建筑上要求是大柱距、大空間;而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓,低層設(shè)柱、墻很少,而上面則是以墻為主,柱很少。有的建筑在布置上還設(shè)有面積很大的公用天井大廳,在不同樓層上設(shè)有大會(huì)議廳、展廳、報(bào)告廳等,建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度分布的質(zhì)量和剛度的嚴(yán)重不均勻、不協(xié)調(diào)。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質(zhì)量和剛度相差過大,形成突變[3]。在剛度最差的樓層形成對(duì)抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設(shè)計(jì)中必須高度重視的問題。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,在建筑使用功能不同的情況下,很可能出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對(duì)齊,柱子不對(duì)齊,墻體不連續(xù),不到底;上層墻多,下層墻少;上層有柱,下層無柱等,使地震力的傳遞受阻或不通;抗震用的剪力墻設(shè)置不能直通到底層、剪力墻布置嚴(yán)重不對(duì)稱或數(shù)量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來地震作用分布的不均勻、不對(duì)稱和對(duì)建筑物很不利的扭轉(zhuǎn)作用。多次大震害表明,建筑物豎向樓層剛度的過大變化,給建筑物造成很多破壞,甚至是整個(gè)樓層的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中,有多棟鋼筋混凝土高層建筑發(fā)生了中間樓層的整體坐落倒塌破壞。因此,盡可能使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑物底部,不宜中斷或不到底。盡量避免其某樓層剛度過少,盡量避免產(chǎn)生地震時(shí)的鈕轉(zhuǎn)效應(yīng)。
4 建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)限值控制問題
根據(jù)大量震害的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJll-89)對(duì)房屋建筑在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定,建筑設(shè)計(jì)應(yīng)予遵守:一是房屋的建筑總高度和層數(shù);二是對(duì)房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。
5 屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)問題
在高層和超高層建筑設(shè)計(jì)中,屋頂建筑是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)部分。從近幾年對(duì)一些高層建筑抗震設(shè)計(jì)審查結(jié)果來看,屋頂建筑存在的主要問題,一是過高,二是過重。這樣的屋頂建筑加大了變形,也加大了地震作用。對(duì)屋頂建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上,且前者的抗側(cè)力墻與其下樓層的抗側(cè)力墻體上下不連續(xù)時(shí),更會(huì)帶來地震的扭轉(zhuǎn)作用,對(duì)建筑物抗震更不利。為此,在屋頂建筑設(shè)計(jì)中,宜盡量降低其高度。采用高強(qiáng)輕質(zhì)的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結(jié)構(gòu)的傳遞比較通暢,使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致;當(dāng)屋頂建筑較高時(shí),要使其具有較好的抗震定性,使屋頂建筑的地震作用及其變形較小,而且不發(fā)生扭轉(zhuǎn)地震作用。
6 結(jié)束語
總的來說,建筑設(shè)計(jì)是建筑杭震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面,建筑設(shè)計(jì)與建筑抗震設(shè)計(jì)有著密切關(guān)系。它對(duì)建筑抗震起著重要的基礎(chǔ)作用。一個(gè)優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計(jì),必須是在建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成。為此,要充分重視建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要性,在建筑抗震設(shè)計(jì)中更好地發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)應(yīng)有的作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(CBJll-89),中國建筑工業(yè)出版社[M],2005。
[2] 包世華、方鄂華,《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》,清華大學(xué)出版社[M],2003。
【關(guān)鍵詞】 建筑抗震設(shè)計(jì);細(xì)節(jié);問題
一、前言
隨著建筑施工技術(shù)的飛速發(fā)展和建筑行業(yè)對(duì)于建筑抗震設(shè)計(jì)的需要,現(xiàn)在的建筑工程對(duì)于建筑抗震設(shè)計(jì)提出了更高的要求。本文首先講述了建筑抗震設(shè)計(jì)在建筑工程中的重要作用,并論述了建筑工程設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。建筑工程設(shè)計(jì)過程中是否能夠很好的滿足建筑抗震的要求, 會(huì)直接影響建筑物抗震能力的強(qiáng)弱。要做好好建筑抗震的設(shè)計(jì)必須要將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)互相結(jié)合以及完美配合才能實(shí)現(xiàn)。但是據(jù)官方數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),近些年來,我國在建筑行業(yè)在建筑抗震設(shè)計(jì)這一方面做的不夠好,還存在很多問題,文章中提出了建筑設(shè)計(jì)中在抗震設(shè)計(jì)這一塊存在的問題,例如: 建筑平面、豎向布置以及建筑體型要有利于建筑的抗震性。然后在結(jié)合地震災(zāi)害,論述了建筑體型簡面、豎向以及對(duì)稱布置中剛度和質(zhì)量分布協(xié)調(diào)均勻的設(shè)計(jì)對(duì)于建筑抗震作用的重要性。文章主要講述了建筑抗震設(shè)計(jì)中存在的細(xì)節(jié)問題,同時(shí)提出了相關(guān)問題的解決方案。
二、建筑抗震設(shè)計(jì)過程中存在的問題
1、建筑材料對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)的影響
眾所周知,建筑的材料是建筑質(zhì)量的核心,建筑材料好壞的選用將直接影響建筑的抗震設(shè)計(jì)以及建筑建成后的抗震效果,建筑質(zhì)量的好壞是建筑的抗震性能體現(xiàn)的主要因素之一,而建筑材料對(duì)建筑質(zhì)量的影響非常大,但是,在現(xiàn)如今在建筑抗震設(shè)計(jì)的過程中,卻因?yàn)楹芏嗟脑蛟斐山ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)的質(zhì)量出現(xiàn)比較嚴(yán)重的問題,而建筑材料對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)造成的影響也是其中一個(gè)比較重點(diǎn)要素。建筑材料對(duì)于建筑抗震設(shè)計(jì)的影響主要表現(xiàn)在材料本身的強(qiáng)度、質(zhì)量、耐腐蝕性以及材料的不匹配等方面,在建筑工程設(shè)計(jì)的過程中,有部分工作人員或者施工但聞為某取暴利進(jìn)而在建筑設(shè)計(jì)施工的過程中使用一些質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的建筑材料,這些建筑材料的使用嚴(yán)重影響了建筑的質(zhì)量以及抗震性能。
2、建筑抗震人員設(shè)計(jì)時(shí)的問題
有一部分工作人員在建筑抗震設(shè)計(jì)的過程中會(huì)將一些不是該類型建筑抗震設(shè)計(jì)方案引用到該類型建筑物中來,導(dǎo)致建筑在抗震設(shè)計(jì)施工過程中出現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)、建筑質(zhì)量、建筑抗震性能達(dá)不到實(shí)現(xiàn)設(shè)定的要求,并且在建筑施工時(shí)帶來很多麻煩,且不能滿足建筑抗震性能的指標(biāo),像這一類的建筑抗震設(shè)計(jì)與實(shí)際的建筑缺乏匹配度。
3、短柱對(duì)于抗震設(shè)計(jì)過程中的影響
地震作為破壞性超強(qiáng)的自然災(zāi)害,想要最大限度降低其對(duì)建筑的破壞,保證建筑設(shè)計(jì)堅(jiān)實(shí)的質(zhì)量是最基本的防護(hù)措施。相比較而言,我國建筑設(shè)計(jì)水平發(fā)展較為緩慢,在地震設(shè)計(jì)方面也存在不夠合理的情況,這使得很多建筑結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)了地震安全隱患,過大的自身重量也加大了地震危害。為了保證建筑結(jié)構(gòu)抗震水平,必須要在建筑抗震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中科學(xué)的運(yùn)用抗震理論,根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)原則,利用有效措施來提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》式6.2.9- 3,剪跨比λ=Mc/Vcho,即根據(jù)墻端或者柱端截面組合的彎矩的計(jì)算值Mo以及與其相對(duì)應(yīng)的截面組合的剪力的計(jì)算值Vc 以及截面的有效高度h0來確定,同時(shí)取上下端計(jì)算的結(jié)果中的較大的值;反彎點(diǎn)一般位于柱高中部的框架柱可以按找柱凈高與兩倍柱截面高度的比來計(jì)算。在設(shè)計(jì)中可以按以下判別:
(1)自非地震設(shè)計(jì)的組合作用的情況下:短柱為Hn/2ho≤2 的柱;
(2)在地震設(shè)計(jì)的組合作用的情況下:短柱是當(dāng)反彎點(diǎn)在柱層高的范圍是Hn/2ho≤2,反之,短柱通過λ=Mc/Vcho≤2 來判定。
(3)我國現(xiàn)在的某些建筑,同城采用首層架空的方法,使用一些截面較大的柱來作為短柱,這樣的柱體很容易形成短柱。然后,在架空層通常不設(shè)計(jì)填充墻,這樣引起填充墻不能夠連續(xù),進(jìn)而也在一定程度上引發(fā)剛度突變,對(duì)建筑的整體結(jié)構(gòu)來講,建筑結(jié)構(gòu)對(duì)于抗震很不利。
(4)因?yàn)楦鞣N填充墻的設(shè)置,比如建筑開窗、門等等,這些都會(huì)讓柱凈高減小,最后形成短柱,影響建筑抗震結(jié)構(gòu)。
(5)一般在設(shè)計(jì)屋面水箱的支承柱的時(shí)候,柱凈高和柱截面高度的比一般都小于或等于4。
(6)在非地震組合的作用下,一般情況下使用豎向的壓力來作為控制荷載的組合,在豎向壓力的作用下短柱的整個(gè)橫截面的應(yīng)變力的分布是均勻的,但是隨著荷載的不斷增加應(yīng)變力也在迅速的增加,到最后,混凝土等建筑材料達(dá)到極限應(yīng)變時(shí),柱就很有可能出現(xiàn)縱向的裂縫,柱體表面的混凝土保護(hù)層就會(huì)剝落,箍筋間的柱體的縱向鋼筋就會(huì)向外凸起,這樣短柱就會(huì)遭到破壞,進(jìn)而對(duì)于整個(gè)建筑的穩(wěn)定性造成影響,同時(shí)也大大降低了建筑物的抗震性能
(7)在地震組合的作用下,一般情況下使用水平地震力來作為控制荷載的組合,在水平力的作用下短柱將會(huì)產(chǎn)生比較大的水平剪力,但是短柱長期在水平剪力作用下,非常容易產(chǎn)生剪切的破壞,這種剪切破壞的結(jié)果將很可能導(dǎo)致整個(gè)建筑物的整體結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞,對(duì)于建筑物建成以后的抗震效果非常不利。
三、如何加強(qiáng)建筑物的抗震構(gòu)造方案
1、建筑的設(shè)計(jì)要比平常的多層、 高層的設(shè)計(jì)特點(diǎn)復(fù)雜的多,而且對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)的本身要求也特別高,因此在這種情況下建筑抗震設(shè)計(jì)中, 應(yīng)全面的考慮各種因素,將其作為優(yōu)化方案的因素。另外,在對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)的過程中,設(shè)計(jì)者要根據(jù)實(shí)際情況,再結(jié)合多種建筑有關(guān)設(shè)計(jì)因素,比如,建筑的抗震指數(shù)以及施工方式等,設(shè)計(jì)出多種建筑抗震設(shè)計(jì)方案,然后再通過多種方案進(jìn)行相互的比較,最后選擇出一種最優(yōu)化的方案,通過這種優(yōu)化方式, 能更好的做好超限高層建筑的抗震設(shè)計(jì), 而且,以這種設(shè)計(jì)優(yōu)化方式,一旦發(fā)現(xiàn)方案中存在設(shè)計(jì)問題或安全隱患能及時(shí)的比較出來,并及時(shí)的改正,對(duì)建筑抗震性能具有很大的保障。
2、效能減震是實(shí)現(xiàn)對(duì)地震所產(chǎn)生動(dòng)能的消耗,來減輕地震能的傳導(dǎo)大小,從而降低其對(duì)建筑物的破壞程度。目前,在此技術(shù)方面一般采用消能器和阻尼器,兩種器械都能夠?qū)崿F(xiàn)地震能量的有效消耗和吸收,減小震力對(duì)建筑主體的破壞,以達(dá)到對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)性定的保護(hù)。目前,效能減震技術(shù)在我國建筑防震設(shè)計(jì)中得到了有效的應(yīng)用,其在新建筑的防震設(shè)計(jì)和舊建筑的抗震加固方面,都起到了良好的效果。
四、結(jié)束語
本文例舉了兩個(gè)建筑抗震設(shè)計(jì)中比較容易受到破壞的地方,并提出一些提高抗震能力的措施供同行參考、探討。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員,不能固步自封,應(yīng)不斷在全世界的震害中學(xué)習(xí),不斷學(xué)習(xí)新規(guī)范,相互交流,才能使自己設(shè)計(jì)的建筑在地震中盡可能地保護(hù)人們的人身安全,減小財(cái)產(chǎn)損失。
參考文獻(xiàn)
[1] 我國加強(qiáng)超高層建筑抗震設(shè)計(jì)[J]. 施工技術(shù). 2012(09)
[2] 張卓軍. 建筑抗震設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則的內(nèi)容[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2013(31)
[3] 李雪琴. 淺談建筑抗震設(shè)計(jì)[J]. 今日科苑. 2012(08)
[4] 烏魯木齊嚴(yán)查嚴(yán)管公共建筑抗震設(shè)計(jì)[J]. 城市規(guī)劃通訊. 2011(16)
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì);問題;措施
我國處于亞歐板塊和太平洋板塊交接地帶,是世界上受地震危害較嚴(yán)重的國家之一。尤其是近半個(gè)世紀(jì)以來,唐山、汶川和玉樹等地地震頻發(fā),建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)受到各部門人員的重視,巍然不倒的建筑才是人們真正的家。建筑物要根據(jù)不同類型做出不同的設(shè)計(jì),建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既要有足夠的安全強(qiáng)度保證居住安全,又要防護(hù)允許范圍內(nèi)建筑物的變形,通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提高對(duì)抗地震的強(qiáng)度。我們無法預(yù)知地震,但可以預(yù)防地震對(duì)我們的傷害。
一、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本思想
上世紀(jì)80年代國際上關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)出現(xiàn)了新趨勢(shì),基于此我國當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)實(shí)力下的89規(guī)范作了如下規(guī)定:
(1)在遭受本地區(qū)規(guī)定的基本烈度地震影響時(shí),建筑可能有損壞,但不致危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全,不需修理或稍加修理即可恢復(fù)使用;
(2)在遭受較常遇到的、低于本地區(qū)規(guī)定的基本烈度的地震影響時(shí),建筑不損壞;
(3)在遭受預(yù)估的、高于基本烈度的地震影響時(shí),建筑不致倒塌或發(fā)生危機(jī)人民生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重破壞;
按照上述規(guī)定的建筑物進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可以做到“小震不壞、中震可修、大震不倒”,從而保證地震發(fā)生時(shí)在建筑物里面的人的生命安全[1]。
二、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在的問題
1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中參考方法不先進(jìn)
地震尤其強(qiáng)烈地震的破壞性很大,但這種自然災(zāi)害并不經(jīng)常發(fā)生。我們對(duì)地震的認(rèn)識(shí)正在逐步加深,可仍然無法了解其中奧妙。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說,已經(jīng)可以針對(duì)已知、普遍地震發(fā)生的原因進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),而地震誘發(fā)因素的不確定性和復(fù)雜性(如人們銘記的唐山大地震),使可靠度設(shè)計(jì)的方法失去了基本的依據(jù)。目前,還沒有可靠的方式來預(yù)測(cè)未來時(shí)間可能發(fā)生地震的頻譜特性和強(qiáng)度等,所以,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的可靠性方法就不那么可靠了。
2、建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)依據(jù)不準(zhǔn)確
時(shí)至今日,我國建筑行業(yè)仍然參照原來頒布的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,它不可避免的存在一定缺陷:我國提高抗震設(shè)計(jì)水平部分依賴于借鑒學(xué)習(xí)外國的經(jīng)驗(yàn)和方法,但是國家不同,抗震設(shè)計(jì)的做法就不同,地震作用的取值也就存在較大的差別,也就不容易進(jìn)行各種方法的比較和交流學(xué)習(xí);我國采用小震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的設(shè)計(jì),卻又用各種和抗震有關(guān)的內(nèi)力增大系數(shù)作為考慮因素,這就造成了設(shè)計(jì)的調(diào)整系數(shù)過多,影響設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑物整體構(gòu)造和關(guān)鍵構(gòu)件安全的把握。
3、建筑場(chǎng)地選擇不適當(dāng)
場(chǎng)地條件是地震造成建筑物破壞的重要原因之一。地震造成地表錯(cuò)動(dòng)與地裂,地基土的小均勻沉陷、滑坡和粉砂土液化等,都會(huì)引起建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的減弱[2]。另外,在建筑工程中,Ⅱ類場(chǎng)地較為常見,對(duì)建筑物的地基形成一定的不穩(wěn)定性。
4、建筑結(jié)構(gòu)的抗震性與規(guī)則性的沖突
除了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定之外,業(yè)主和建筑師對(duì)建筑物的使用功能和建筑外形等有許多其他的想法和要求,這樣就會(huì)帶來建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜和外形不規(guī)則的問題。一味追求建筑物的獨(dú)特外形或業(yè)主理想的功能會(huì)使結(jié)構(gòu)不規(guī)則,從而減弱建筑物的抗震能力,例如,一座建筑原來有較為完整的筒形墻體結(jié)構(gòu),由于不能滿足各種要求改變墻體結(jié)構(gòu),這樣就削弱了結(jié)構(gòu)的平動(dòng)剛度,雖然滿足了要求,但結(jié)構(gòu)的抗壓性能更差了。而簡單、傳統(tǒng)的建筑往往不能引起較多的關(guān)注,也不能更好的適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展。如何最大限度的滿足建筑師和業(yè)主多元化的要求,同時(shí)又保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震性是當(dāng)下結(jié)構(gòu)工程師所要面對(duì)的挑戰(zhàn)。
三、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的問題解決措施
1、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)采用多安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法
地震發(fā)生帶來的后果是無法預(yù)估的。有學(xué)者曾經(jīng)提出質(zhì)疑并指出:與科學(xué)相比,規(guī)范的設(shè)計(jì)方法更多的是一種工程技術(shù),更應(yīng)注意整體的綜合。隨著近年來對(duì)中震和大震作用的分析增加,可靠度設(shè)計(jì)方法實(shí)質(zhì)上已經(jīng)改變。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)采用多安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法,能讓人以退為進(jìn),抗震因素增加了,設(shè)計(jì)建筑物抗震結(jié)構(gòu)就需要多方面的考量,不用再為一些執(zhí)拗的問題大費(fèi)周章,許多安全的的問題也自然迎刃而解。
2、采用科學(xué)的地震震動(dòng)參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)
我國可以依據(jù)中震地震動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)構(gòu)件承載力而不是用小震參數(shù),這樣提高了對(duì)抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范要求,能更好的保證“小震不壞”[3]。各個(gè)國家的地理位置和地貌特征都不一樣,這些都可能影響地震的作用,進(jìn)而影響構(gòu)件的承載力,我國應(yīng)該投入力量以更適合自己的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,并嚴(yán)格制度實(shí)施規(guī)范,摒除模棱兩可的規(guī)定,使規(guī)定明確、準(zhǔn)確,使建筑結(jié)構(gòu)有規(guī)范可依。
3、慎重選擇建筑場(chǎng)地
增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震性應(yīng)選擇合適的工程場(chǎng)地,應(yīng)選土密實(shí)均勻的中硬場(chǎng)地;對(duì)抗震不利的地段應(yīng)該回避,如地勢(shì)不平的山丘、地下已被采空的地區(qū)、河流的兩旁等;危險(xiǎn)的地段不能建造違規(guī)建筑。
同一建筑單元的地基應(yīng)該相同;建筑物的地基應(yīng)秉承能深埋不淺埋的原則,做好基槽回填和夯實(shí);加強(qiáng)地下根基和地上建筑物結(jié)構(gòu)的整體性,地基盡可能采取直線并拉通,避免切斷;如果地基是軟土的要有充足的安全措施,加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性。
4、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更注重安全性
安全是建筑的重要保證,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該在先保證結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的同時(shí)盡量滿足其他需求[4]。工程師們必須學(xué)會(huì)熟練運(yùn)用概念設(shè)計(jì),并使這一理念貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的整個(gè)過程當(dāng)中,既要嚴(yán)格把握好設(shè)計(jì)的大原則,又要全面考慮諸多因素,最終才能保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)對(duì)自己的任務(wù)多加研究,敢于挑戰(zhàn)現(xiàn)有的不合理規(guī)范。
在設(shè)計(jì)中,遇到不規(guī)則的建筑物,要在適當(dāng)位置設(shè)置防震縫;質(zhì)量重的建筑物地震發(fā)生時(shí)破壞性更大,因此建筑物的質(zhì)量宜輕不宜重,各部分應(yīng)采用輕的材料;重視圈梁和構(gòu)造柱的布置,設(shè)構(gòu)造柱及芯柱。
四、不同的建筑結(jié)構(gòu)有不同的抗震設(shè)計(jì)方法
現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)多樣,基于不同的建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法的側(cè)重點(diǎn)就不同。例如:基于承載力的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),其特點(diǎn)是與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法接近,便于人員理解操作,但是它沒有考慮地震有持續(xù)性;基于能量的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),其特點(diǎn)是地震原理清晰簡潔,對(duì)結(jié)構(gòu)損傷性能的控制尤為重要意義;基于損傷的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),特點(diǎn)是能夠定量描述結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)的破壞情況,損失可以明確衡量,而且從設(shè)計(jì)開始就引入損傷指標(biāo)的做法是非常先進(jìn)的。此外還有基于位移的結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)計(jì)和基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)等。
結(jié)束語:
建筑物一般是人們風(fēng)雨來臨時(shí)的避難所,而地震發(fā)生時(shí)卻成了人們獲得一線生機(jī)的最大阻礙。我們不能預(yù)知地震的發(fā)生,因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很多不確定或不確知的因素,也就不能保證建筑的抗震功能。如果我們采用規(guī)則的結(jié)構(gòu),明確的計(jì)算簡圖,選取對(duì)建筑適宜的建筑場(chǎng)地,并提高敬業(yè)精神和責(zé)任心,在總結(jié)大量地震災(zāi)害的基礎(chǔ)上,做出合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念,靈活運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)原則,這樣才能有牢固堅(jiān)挺的高樓大廈,才能容下我們的蓬勃生機(jī)。
參考文獻(xiàn)
[1] 覃邵文. 論述建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)相關(guān)問題 [J] 廣州科模,2009(11):63-64
[2] 雷磊,韓小雷等. 直接基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法的研究 [J] 華南地震,2007(2):26-33
關(guān)鍵詞: 高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震概念;應(yīng)用
中圖分類號(hào):TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
0引言;近年來,由于人類對(duì)于自然環(huán)境的不斷破壞,各類自然災(zāi)害發(fā)生的較為頻繁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)是對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)的宏觀控制,合理的運(yùn)用抗震概念和原則是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的必要前提,在高層建筑工程一開始從建筑的場(chǎng)地選擇、平立面形式、結(jié)構(gòu)布置以及延性等方面進(jìn)行考慮,從根本上消除高層建筑中抗震的薄弱環(huán)節(jié),再通過計(jì)算與結(jié)構(gòu)措施,能夠保證設(shè)計(jì)出的高層建筑具有良好的抗震能力,顯著的提高高層建筑的抗震可靠度。
一.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的意義
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該非常重視抗震概念設(shè)計(jì),因?yàn)楦邔咏ㄖY(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,當(dāng)發(fā)生地震時(shí)具有動(dòng)力不確定性特點(diǎn),人們對(duì)地震時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的局限性,再加上材料性能和施工安裝的變易性、模擬地震波的模糊性等因素,導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果和實(shí)際之間具有很大的差異。簡單的依賴數(shù)值計(jì)算獲得結(jié)構(gòu)并不能有效的解決高層建筑的實(shí)際抗震問題,尤其是地質(zhì)特征的差異性原因,導(dǎo)致許多國家甚至是地區(qū)指定的抗震規(guī)范都有明顯的差異。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)在依據(jù)數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上,還增加了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)元素,并且結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)甚至比分析計(jì)算更重要,使得這一抗震設(shè)計(jì)理念能夠滿足區(qū)域差別下從事高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際需求。強(qiáng)調(diào)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的重要性,其目的是為了引起高層建筑結(jié)構(gòu)工程是在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),特別重視相應(yīng)的結(jié)構(gòu)規(guī)程以及抗震概念設(shè)計(jì)中的相關(guān)規(guī)定,從而擺脫傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中只重視計(jì)算結(jié)果的誤區(qū),要求結(jié)構(gòu)工程師嚴(yán)格的按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原則,再結(jié)合地區(qū)的抗震規(guī)范,以此保證高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。
二.影響建筑物抗震效果的因素
2.1 建筑結(jié)構(gòu)建造過程中所使用的材料和施工過程在實(shí)際抗震設(shè)計(jì)時(shí),抗震 效果與建筑結(jié)構(gòu)的材料具有十分密切的關(guān)系。但在許多時(shí)候工作人員往往意識(shí)不到這一點(diǎn)。建筑材料的質(zhì)量的好壞與建筑物所受到的地震作用力有直接的關(guān)系,質(zhì)量好的材料所受到的地震作用力就小,則質(zhì)量差的則所受到的力就大。因此一些輕型材料的應(yīng)用,對(duì)于提高建筑物的抗震性能具有非常好的效果,不僅施工材料對(duì)于抗震性能有所影響,施工過程中的每一個(gè)具體環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)抗震效果有所影響,所以在高層建筑施工中,要控制好施工的質(zhì)量,做好相應(yīng)的監(jiān)管工作,從而保證高層建筑的施工質(zhì)量,使建筑的抗震效果有所保證。
2.2 建筑物自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)乎建筑物的質(zhì)量,同時(shí)也是對(duì)抗震效果具有關(guān)鍵性的影響因素,所以在實(shí)際建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,保證抗震效果是非常必要的。目前在建筑物抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)通常以在震不壞、大震不倒為目標(biāo),因此在建筑設(shè)計(jì)時(shí),無論是點(diǎn)式還是板式建筑,其合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都是十分重要的,這對(duì)提高建筑物的抗震效果將起到積極的作用。另外建筑物在平面結(jié)構(gòu)布置時(shí),其盡量做到質(zhì)心和剛心的重合,因?yàn)樵诮ㄖ锲矫娌贾脮r(shí)一般都較為復(fù)雜,一旦發(fā)生地震如果質(zhì)心和剛心不一致時(shí)則會(huì)導(dǎo)致地震的作用力加劇,從而形成較大的破壞性,所以為了有效的提高地城的抗震能力,則需要做到質(zhì)心與剛心的重合。
2.3 建筑物所處地質(zhì)環(huán)境情況
建筑物所處位置的地質(zhì)情況對(duì)建筑抵抗各種自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)的破壞性具有非常重要的意義。通常在地震發(fā)生時(shí),如果建筑物位于巖石地帶、山體附近、容易產(chǎn)生滑坡的地質(zhì)情況下時(shí),則一旦發(fā)生地震所造成的破壞是十分巨大的。所以為了有效的增強(qiáng)建筑的抗震性能,可以在進(jìn)行建筑位置選擇時(shí)即做好詳細(xì)的勘測(cè)工作,盡量避開容易在地震中由于導(dǎo)致地表發(fā)生變化的不利地段,選擇有利的地點(diǎn)進(jìn)行建筑物建造。
三.抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
3.1抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)該重視高層建筑的結(jié)構(gòu)規(guī)律。在高層建筑的抗震概念設(shè) 計(jì)應(yīng)用中,應(yīng)該對(duì)高層建筑的體型設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)的修正,保證在質(zhì)量、剛度、對(duì)稱、規(guī)則上分布均勻,保證設(shè)計(jì)的整體性,避免局部出現(xiàn)剛度過大的問題。高層建筑的結(jié)構(gòu)布局對(duì)抗震概念設(shè)計(jì)具有十分重要的作用,簡單、對(duì)稱的建筑在地震中的應(yīng)力分析和實(shí)際反映很容易做到,并且能夠達(dá)到相一致,但是在凹凸的立面與錯(cuò)層設(shè)計(jì)的高層建筑中,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)將會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的地震效應(yīng),很難做到對(duì)高層建筑抗震效果的最佳分析。因此,高層建筑的抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)該重視結(jié)構(gòu)的規(guī)律性。
3.2抗震概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用。高層建筑抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,抗震概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用依據(jù)高層建筑物的高度以及抗震等級(jí)選擇合適的抗側(cè)力體系,通過概念近似手算確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可行性以及主要構(gòu)件的基本尺寸??拐鸾Y(jié)構(gòu)方案選擇的合理性,直接影響建筑抗震概念設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與安全性。合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)該注意以下三個(gè)方面: 其一,選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí),應(yīng)該對(duì)因?yàn)椴糠纸Y(jié)構(gòu)或者部分構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整體建筑結(jié)構(gòu)體系喪失對(duì)抗震能力或者重力荷載的承載能力,應(yīng)該堅(jiān)持抗震設(shè)計(jì)原則中的贅余度功能和內(nèi)力重分配功能,這一原則的重要性在許多建筑物地震后的實(shí)際狀況中都得到了很好的印證; 其二,選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí),不僅僅應(yīng)該要求建筑體系的受力明確、傳力合理以及傳力路線,還應(yīng)該有合理的地震作用傳遞途徑和明確的計(jì)算簡圖,這些都應(yīng)該和不間斷的抗震分析相符合; 其三,其中延性是建筑結(jié)構(gòu)中的重要特性之一,結(jié)構(gòu)體系的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和連接的延性水平,提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平,是提高高層建筑抗震設(shè)計(jì)概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中的重點(diǎn)問題,通過采用豎向和水平向混凝土構(gòu)件,能夠增強(qiáng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的約束,當(dāng)配筋砌體在地震中即使產(chǎn)生裂縫也不會(huì)倒塌或者散落,保證高層建筑早地震中不至于喪失對(duì)重力荷載的承載能力。
3.3抗震概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的應(yīng)用。高層建筑抗震的實(shí)現(xiàn)需要各個(gè)構(gòu)件的支撐,因此,抗震結(jié)構(gòu)體系中的各個(gè)構(gòu)件都必須具有一定的剛度與強(qiáng)度,并且還應(yīng)該具有可靠的連接性。高層建筑的結(jié)構(gòu)體系是一個(gè)多層次超靜定結(jié)構(gòu),因此其抗震結(jié)構(gòu)也應(yīng)該設(shè)置多道抗震防線,這樣在地震作用下,即使一部分構(gòu)件先被破壞,剩余的構(gòu)件依然具備支撐的作用,形成獨(dú)立的抗震結(jié)構(gòu),承受地震力與豎向荷載。因此,合理的預(yù)見高層建筑結(jié)構(gòu)先屈服或者破壞的位置,適當(dāng)?shù)恼{(diào)整構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系,形成多道抗震防線,實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)體系的合理控制,這是結(jié)構(gòu)抗震耗能的一種有效措施,是建筑抗震結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。
四.結(jié)束語
總而言之;隨著高層建筑的不斷興起,其抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),目前技術(shù)的進(jìn)步,使高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)技術(shù)和方法越來越先進(jìn),越來越完善。但社會(huì)需求的不斷提升,也需要設(shè)計(jì)人員不斷強(qiáng)化自身的專業(yè)技能,同時(shí)還要做好對(duì)建筑環(huán)境及地質(zhì)的分析和研究工作,從而根據(jù)實(shí)際情況來選擇適合的抗震結(jié)構(gòu),從而增強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,避免在地震發(fā)生時(shí)造成嚴(yán)重的傷亡和損失。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)、抗震、抗震設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
隨著國家經(jīng)濟(jì)大發(fā)展和建筑技術(shù)的進(jìn)步,鋼結(jié)構(gòu)建筑也越來越廣泛的被應(yīng)用起來。鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)有:具有良好抗震性,工業(yè)化生產(chǎn)程度較高,鋼結(jié)構(gòu)施工周期較短,節(jié)能環(huán)保、延展性好。
特別重要的是鋼結(jié)建筑的延展性可以能對(duì)地震波產(chǎn)生衰減作用,從而減少地震對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的破壞。針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的如此突出的優(yōu)點(diǎn),美國、日本等等國家的鋼結(jié)構(gòu)建筑已占到所在國內(nèi)建筑總量的一半以上。其中日本是地震多發(fā)的國家,鋼結(jié)構(gòu)建筑在日本建筑當(dāng)中的占有率更是達(dá)到了65%左右。根據(jù)日本阪神地震后資料的顯示,在地震中鋼結(jié)構(gòu)建筑的受損程度和受損概率要遠(yuǎn)低于混凝土結(jié)構(gòu)。2008年5.12汶川地震中,鋼結(jié)構(gòu)建筑的綿陽體育館幾乎沒有受到損壞,并成為安置地震災(zāi)民的主要場(chǎng)所。
從事鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)的,需要設(shè)計(jì)人員從歷次震害中吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),要在強(qiáng)度和剛度上提高結(jié)構(gòu)的抗力,還要增大鋼結(jié)構(gòu)在往復(fù)荷載作用下的塑性變形能力,以及盡量減小地震作用等,做到既經(jīng)濟(jì)合理、又安全可靠。
1、 鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)體系
鋼結(jié)構(gòu)建筑中常見的結(jié)構(gòu)體系有:框架-偏心支撐結(jié)構(gòu)、框架-中心支撐結(jié)構(gòu)和純框架結(jié)構(gòu)等。純框架鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是延性好,抗震性能好,但抗側(cè)剛度較差,適宜低層建筑,不適宜于層數(shù)太高的建筑??蚣?中心支撐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是抗側(cè)剛度大,適用層數(shù)較多的鋼結(jié)構(gòu)建筑,但是由于支撐構(gòu)件的滯回性能較差,耗散的地震能量比較有限,其抗震性能不如純框架。框架-偏心支撐結(jié)構(gòu)可以通過偏心連梁的剪切屈服,消耗地震的能量,同時(shí)又可以保證支撐結(jié)構(gòu)不喪失整體穩(wěn)定,所以其抗震性能優(yōu)于框架一中心支撐結(jié)構(gòu)。采用能與鋼框架抗側(cè)剛度相匹配的帶豎縫剪力墻以及內(nèi)藏鋼板剪力墻代替支撐,可以構(gòu)成框架-抗震墻板結(jié)構(gòu),其抗震性能優(yōu)于框架-中心支撐的結(jié)構(gòu)。當(dāng)建筑剛度更高的時(shí)候,可以采用沿建筑周邊設(shè)置密柱-深梁-框架構(gòu)成的框筒-鋼結(jié)構(gòu)。框筒結(jié)構(gòu)與其他結(jié)構(gòu)相比具有:較大的抗側(cè)剛度和較好的抗震性能。
2、 鋼結(jié)構(gòu)建筑的破壞部位
鋼結(jié)構(gòu)建筑的震害情況主要有:結(jié)構(gòu)的整體倒塌、構(gòu)件的破壞和節(jié)點(diǎn)連接的破壞三種形式。
2.1 結(jié)構(gòu)的倒塌破壞
1985年墨西哥發(fā)生的大地震中,墨西哥市的某個(gè)綜合大樓的3個(gè)22層的鋼結(jié)構(gòu)塔樓之一發(fā)生倒塌,其余2棟鋼結(jié)構(gòu)塔樓也發(fā)生了嚴(yán)重破壞,其中1棟已經(jīng)接近倒塌。這3棟塔樓的結(jié)構(gòu)體系都是框架-支撐結(jié)構(gòu)。有關(guān)分析證明,塔樓發(fā)生倒塌或者嚴(yán)重破壞的主要原因是:因?yàn)榭v橫向垂直支撐偏位設(shè)置,從而導(dǎo)致剛度中心和質(zhì)量重心相距太大,所以在地震中產(chǎn)生了較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),致使鋼柱的承載力小于作用力,引發(fā)了3棟相同的塔樓發(fā)生了嚴(yán)重破壞甚至倒塌。由此可見,鋼結(jié)構(gòu)建筑在地震作用下易出現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的倒塌,那么,鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)就必須避免這種情況的發(fā)生,其關(guān)鍵就是要避免不規(guī)則不對(duì)稱的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn),規(guī)則對(duì)稱的結(jié)構(gòu)體系對(duì)抗震是十分有利的。
2.2 構(gòu)件的破壞
2.2.1 支撐桿件的整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)和斷裂破壞
當(dāng)支撐構(gòu)件的組成板件寬厚比較大時(shí),往往出現(xiàn)板件的整體失穩(wěn)、板件的局部失穩(wěn)等現(xiàn)象,進(jìn)而引發(fā)低周疲勞和斷裂破壞,這在以往的震害中較為常見。相關(guān)試驗(yàn)研究表明,要防止板件在往復(fù)塑性應(yīng)變作用下發(fā)生局部失穩(wěn),進(jìn)而引發(fā)低周疲勞破壞,必須對(duì)支撐板件的寬厚比進(jìn)行嚴(yán)格限制,且應(yīng)比塑性設(shè)計(jì)的還要嚴(yán)格。
2.2.2 鋼柱脆性斷裂
1995年日本阪神地震中,在日本蘆屋市海濱城的某高層住宅小區(qū)里的2l棟巨型鋼框架結(jié)構(gòu)的住宅樓共有57根鋼柱發(fā)生了斷裂現(xiàn)象,幾乎所有箱形截面柱的斷裂都發(fā)生在14層以下的樓層里,并且都是脆性受拉斷裂,斷口呈水平的形狀。
有關(guān)分析認(rèn)為:①有的鋼柱斷裂發(fā)生在拼接焊縫附近,這里可能正是焊接缺陷構(gòu)成的薄弱部位;②鋼柱暴露于室外,當(dāng)時(shí)正值日本的嚴(yán)冬,鋼材溫度低于0攝氏度;③箱形截面柱的壁厚達(dá)50mm,厚板焊接時(shí)過熱,高溫使焊縫附近鋼材延展性降低;④豎向地震及傾覆力矩在柱中產(chǎn)生較大的拉力。
2.3 節(jié)點(diǎn)連接的破壞
2.3.1 框架梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)的破壞原因
對(duì)節(jié)點(diǎn)破壞原因的分析:(1)梁翼緣端部全熔透坡口焊的襯板邊緣形成人工縫,縫隙在豎向力作用下擴(kuò)大;(2)裂縫主要出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)下翼緣,是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)梁上翼緣有樓板加強(qiáng),并且上翼緣焊縫無腹板妨礙施焊;(3)焊縫存在缺陷,特別是下翼緣梁端現(xiàn)場(chǎng)焊縫的中部,因?yàn)楦拱宸恋K焊接和檢查,出現(xiàn)不連續(xù);(4)梁端焊縫通過孔邊緣會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中,引發(fā)裂縫;(5)焊縫金屬的沖擊韌性低。
2.3.2 支撐連接的破壞
采用螺栓連接的支撐破壞形式:支撐桿件螺孔間剪切滑移的破壞、節(jié)點(diǎn)板端部剪切滑移的破壞以及支撐截面削弱處斷裂三種。支撐是框架-支撐結(jié)構(gòu)當(dāng)中最重要的抗側(cè)力部分,當(dāng)發(fā)生地震的時(shí)候,它將首先承受水平地震作用,如果某層的支撐發(fā)生破壞,這將使這個(gè)樓層成為薄弱層,這個(gè)薄弱層一旦破壞,那么造成的后果就極為嚴(yán)重,甚至引起整棟建筑倒塌。
3 、鋼結(jié)構(gòu)抗建筑震設(shè)計(jì)的要求
3.1 選擇對(duì)建筑抗震有利的場(chǎng)地和地基
場(chǎng)地和地基是影響鋼結(jié)結(jié)構(gòu)建筑的地震反應(yīng)的直接且首要因素,鋼結(jié)構(gòu)建筑地震反應(yīng)大小直接決定了地基上面的鋼結(jié)構(gòu)的震害大小,因此必須選擇對(duì)建筑抗震有利的場(chǎng)地和地基。一般情況,在抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)選擇堅(jiān)硬的中硬土場(chǎng)地,當(dāng)實(shí)在無法避開不利的或者危險(xiǎn)的場(chǎng)地的時(shí)候,應(yīng)采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施,盡量使場(chǎng)地與堅(jiān)硬的中硬土場(chǎng)地相同。
3.2 選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系
(1)建筑結(jié)構(gòu)必須有明確的計(jì)算簡圖以及合理的地震作用傳遞途徑;
(2)結(jié)構(gòu)應(yīng)該設(shè)有多道抗震防線①結(jié)構(gòu)應(yīng)有良好“堅(jiān)韌性”。就是必備的強(qiáng)度、剛度、良好的變形和耗能能力。②抗震體系應(yīng)有足夠的內(nèi)部以及外部富余度,能在結(jié)構(gòu)適當(dāng)部位有意識(shí)地設(shè)計(jì)有利的屈服區(qū),從而使建筑結(jié)構(gòu)既能吸收和消耗大量的地震能量,又能使建筑在破壞后易于修復(fù)。③抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由延性較好的分體系組成,再由延性較好的聯(lián)系構(gòu)件連接起來。
3.3選擇合理的結(jié)構(gòu)總體布置
(1)建筑形狀力求規(guī)則。形狀較簡單建筑物由于受力性能明確,實(shí)踐證明,許多形狀簡單的建筑遭受地震時(shí)破壞很小。鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)應(yīng):建筑形狀規(guī)則,結(jié)構(gòu)要求對(duì)稱,從而可以減小質(zhì)量中心和剛度中心的偏離;
(2)強(qiáng)度與剛度的變化應(yīng)連續(xù)。鋼結(jié)構(gòu)建筑之中良好的抗震結(jié)構(gòu)的剛度、承載力在樓層平面內(nèi)應(yīng)均勻,沿結(jié)構(gòu)堅(jiān)向應(yīng)連續(xù)并且均勻,這樣可以避免地震時(shí)結(jié)構(gòu)突變而發(fā)生破壞或失穩(wěn)的情況。
4 結(jié)語
鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)涉及的因素和方面很多,以上論述僅僅是其中的一小部分??傊?,鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)應(yīng)始終貫穿在設(shè)計(jì)、施工等各個(gè)階段,它是鋼結(jié)構(gòu)建筑的重要組成部分。工程人員在鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的設(shè)計(jì)、施工中要充分了解鋼結(jié)構(gòu)建筑的破壞機(jī)理和破壞過程,靈活運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,合理地確定和解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中、施工中的各種問題。
參考文獻(xiàn) :
[1]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》編輯委員會(huì) .鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京.中國建筑工業(yè)出版社.第3版.2008