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首頁 精品范文 建筑抗震設計規范

建筑抗震設計規范

時間:2022-07-02 06:18:41

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑抗震設計規范,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

[關鍵詞]:汶川地震震害鋼筋混凝土框架建筑抗震設計規范

Abstract: Combined with the reinforced concrete frame beam, column, node, filling wall damage and structure collision damage in Wenchuan earthquake, analyzes the frame structure of " strong column and weak beam ", " strong shear weak bending ", " strong joint and weak member " seismic design problem, as well as structure filler wall and prevention of collision measure the contrast between new and old criterion, which can be reference to structure design.

Key words: Wenchuan earthquake; earthquake damage; reinforced concrete frame; seismic design code for buildings

中圖分類號:TU323.5文獻標識碼:A 文章編號

1 引 言

汶川地震給我國造成了巨大的經濟損失和人員傷亡,建筑結構的嚴重震害給廣大結構設計者留下了深刻反思和學習的資料。筆者結合5.12汶川大地震實際鋼筋混凝土框架結構震害,對《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)關于框架結構設計的修訂,進行了分析。

2. 結構主要受力構件的震害

汶川地震中,鋼筋混凝土框架結構主要承重構件-框架梁、柱及節點均有嚴重震害發生,且并未按照設計者預想的“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節點弱構件”形式出現,給廣大結構工作者留下了深刻的反思資料。

2.1 關于“強柱弱梁”

在大多數現澆樓板框架結構體系中,由于樓板對梁承載能力的增強作用尚不明確,而導致框架柱成為抗震的薄弱環節。汶川地震中,大量鋼筋混凝土框架結構發生的是“強梁弱柱”型的破壞,圖1為某框架發生的震害,可以看出,結構破壞集中于柱端,而相比之下,框架梁則基本沒有震害發生。

圖1 汶川地震中框架發生的“強梁弱柱”型破壞

實現框架“強柱弱梁”抗震能力,我國《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2001)(GB 50011-2010)設計基本思路是:對同一節點,使其在地震作用組合下,柱端的彎矩設計值大于梁端的彎矩設計值或抗彎能力。按以下公式保證:

式中,為框架節點上下柱端彎矩設計值之和,為框架梁端彎矩設計值之和,為柱端彎矩增大系數,為框架節點梁端按實配鋼筋截面積和材料強度標準值計算的彎矩值之和。

在(GB 50011-2001)中的取值,一級框架取為1.4,二級為1.2,三級取1.1;在(GB 50011-2010)中,提高了框架結構的柱端彎矩增大系數,并補充了四級框架的柱端彎矩增大系數,一、二、三、四級分別取1.7、1.5、1.3、1.2。同時(GB 50011-2010)明確提出:計算梁端實配抗震受彎承載力時,還應計入梁兩側有效翼緣范圍的樓板。

在構造上,修訂后的(GB 50011-2010)對一、二、三級且層數超過2層的房屋,增大了柱截面最小尺寸的要求,將柱軸壓比限值減小了0.05,增加了四級框架的柱的軸壓比值,以有利于實現“強柱弱梁”。

2.2 關于“強剪弱彎”

汶川地震中,大量鋼筋混凝土框架柱發生了嚴重的剪切破壞,如圖3所示。

圖3 鋼筋混凝土框架柱發生的剪切破壞

保證鋼筋混凝土梁、柱構件發生延性彎曲破壞,防止脆性剪切破壞是結構設計者追求的重要目標。根據“強剪弱彎”原則進行設計的思路是使構件在地震組合下的剪力設計值大于按設計彎矩或實際抗彎承載力反算出的剪力。我國《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2001)(GB 50011-2010)規定,對一、二、三級框架柱剪力設計值則按下式調整:

式中,為柱剪力增大系數,為柱凈高,、分別為柱上下端彎矩設計值,、分別為按柱上下端按實配鋼筋面積、材料強度標準值和軸力確定的正截面抗彎承載力。

在(GB 50011-2001)中的取值,一級框架取為1.4,二級為1.2,三級取1.1;在(GB 50011-2010)中,提高了框架結構柱的增大系數,并補充了四級框架的柱端彎矩增大系數,一、二、三、四級分別取1.5、1.3、1.2、1.1。

2.3 框架節點“強節點弱構件”抗震設計的實現

汶川地震中,大量鋼筋混凝土框架節點發生嚴重破壞,主要是由于框架節點抗剪承載力不足而發生的剪切破壞,如圖4所示。因此,能否正確計算框架節點實際抗剪承載力,對保證結構抗震安全具有重要意義。

圖4 框架節點的剪切破壞

我國《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2001)(GB 50011-2010)對框架梁柱節點的受剪承載力,按下列公式計算:

式中,為正交梁對節點的約束影響系數,為框架節點核心區的截面有效驗算寬度,為節點核心區的截面高度,為核心區有效驗算寬度范圍內同一截面驗算方向箍筋各肢的全部截面面積,為梁截面有效高度,為框架柱寬度。(GB 50010-2010)增加了三級框架的節點核芯區應進行抗震驗算的規定,設計者應當予以重視。

3. 框架填充墻震害及對結構抗震能力的影響

填充墻對框架結構抗震能力的影響較為復雜,由于地震中填充墻先破壞,可耗散地震能量。但其缺陷也比較明顯,一方面由于填充墻約束作用易使框架柱形成短柱而發生剪切破壞,如圖5所示。另外,若填充墻不均勻布置,則使得結構抗側剛度分布不均勻,易導致結構局部破壞;同時,填充墻與主體拉結過弱,尤其是作為主要逃生通道的樓梯間,地震中破壞嚴重,如圖6所示。

第2篇

1976年唐山地震后,中國的建筑抗震開始得到重視,最終提出了“小震不壞、中震可修、大震不倒”的要求,并延續至今。

但對于偏遠民族地區而言,這個目標一直受制于經濟發展而舉步維艱。

中國建筑科學研究院工程抗震研究所原所長王亞勇,曾多次參與建筑抗震設計規范的編寫。他告訴《望東方周刊》,建國后多年,建筑抗震方面的研究很少,主要集中在中科院工程力學研究所,即現在的中國地震局工程力學研究所。

1964年該機構參照蘇聯規范起草了《地震區建筑抗震設計規范》草案,但沒有形成正式規范條例。1966年的邢臺地震,成為中國地震工程研究的起點。

唐山地震發生后,國家召集力量,修改頒布了1978年的《工業與民用建筑抗震設計規范》。

王亞勇說,中國真正大規模的建筑抗震研究始自唐山地震,總結唐山地震經驗而取得的一些基本房屋建筑抗震方法,沿用至今。

當時震區有兩座寺廟沒有倒掉,原因在于支撐寺廟的四根柱子下面都有一塊石頭,其中一座寺廟底部連接地面的地板甚至可以滑動,可以有效消除地震波的沖擊,正是隔震技術的具體體現,后來被廣泛模仿。

而寺廟頂部的木榫結構,消耗地震能量,也被應用于后來的消能減震技術。

唐山地震對建筑抗震研究的影響,在王亞勇看來主要有幾大方面:首先是開展了強震地面運動的研究,發展了強震觀測技術;其次,改善了各類房屋的抗震方法、設計技術。包括房屋砌體結構,各類建筑和工業設施,比如煙囪、輸煤棧道、水壩等抗震研究;再一方面,開展防災規劃,把城市建設的抗震問題放在重要位置。

自唐山地震后,每年國家出資十幾億元,由原國家建委統一安排,在全國范圍內進行抗震加固。這筆延續約10年的資金越來越少,最后約為七八億元。

唐山地震后抗震建設的成果體現在1988年的云南瀾滄耿馬地震。瀾滄縣城的醫院經過震前加固,安然無恙。震前加固的瀾滄縣城影劇院,也沒有造成人員傷亡。

瀾滄耿馬地震既是對1978年規范的檢驗,也為1989年《建筑抗震設計規范》的編寫起了推進作用。后者在唐山、云南、四川等地的地震經驗基礎上形成了一個“標志性的規范”,并明確提出“小震不壞、中震可修、大震不倒”的地震設防思想。

相關規范的下一次修改則要到2001年,一直到2008年,除了修訂新的《建筑抗震設計規范》,在1995年日本阪神大地震等影響下,我國中央政府于1999年啟動“首都圈防震減災示范區工程”。

此時,面對國際上的多次大震經驗,國內抗震設防思想從過去的“硬抗”轉為“軟抗”,消能減震技術、隔震技術等都在2001年的規范中明確體現。

2013年蘆山地震中蘆山縣人民醫院大樓就是一個例子。這個由澳門特區政府援建的建筑,由于采用了在地基部分增添橡膠隔震墊等隔震技術,成為“抗震明星”。

第3篇

關鍵字:抗震設防 設防烈度 管理工作

為了提高我國工程抗震性能,減少地震災害對我國工程設施的破壞程度,國家于2002年元旦實施《建筑抗震設計規范》(GB50011)國家標準,以此強制性推行提高地區設防烈度。實施該規范也取得了很好的成效,例如隴縣城區原抗震設防烈度為7度,在積極響應國家《建筑抗震設計規范》下,該地區抗震設防烈度提升至8級,且該地區亦成為了陜西省提高抗震設防烈度唯一的地區。在本案,筆者將結合隴縣城區提高設防烈度之后的抗震設防管理工作,探析抗震設防管理工作。

一、案例概況

隴縣縣城城區有3.1萬人口,總面積2km2,建筑物占地面積290萬m2。自2002年元旦,即《建筑抗震設計規范》(GB50011)實施之后,隴縣新建建筑工程共4萬m2。

隴縣縣城地震地質環境復雜,即隴縣位于龍山山斷裂帶,受控于隴西旋扭性活動斷裂帶,且縣城北部有隴縣-馬召斷裂帶。針對這一情況,隴縣提高抗震設防烈度勢在必行。自從提高了抗震設防烈度,該地區抗震設防標準大大提高。下表比較了隴縣縣城抗震設防標準提高前后。

由圖表可得,建筑物現行設計基本地震加速度值高出原加速度值的1倍;相對于調查估算工程造價,實際造價高出約13%;據,Ⅱ類場地內建筑結構地震影響系數高出原地震影響系數的2.3倍。

二、抗震設防管理工作

在實施《建筑抗震設計規范》(GB50011)之后,隴縣面臨新的問題,即如何解決原有建筑物抗震設防性能低、如何管理新建高抗震設防性能建筑物。這不僅僅只是隴縣面臨的問題,也是若干類似于隴縣的地區共同面臨的問題。在本案,筆者將針對以上問題做一系列探索性研究:

(一)加固原有抗震水平較低的建筑工程

2002年元月之前,隴縣已建建筑物占地面積約280萬m2,為96%總建筑面積。調查結果顯示,隴縣已建建筑物抗震設防性能均不符合《建筑抗震設計規范》,其嚴重影響了隴縣城區建筑物總體抗震性能。針對這一問題,筆者認為應該堅持“詳細調查已建建筑物實際抗震能力、針對性加固抗震性能不足建筑物結構”管理思路。

工程建設行政主管部門應積極配合工程技術人員普查鑒定已建建筑物抗震性能,并根據鑒定結果創建數據庫。針對這一問題,筆者認為應該突出重點,即重點普查鑒定震時抗震指揮系統、生命線系統及震時次生災害嚴重的建筑物等。從而對隴縣已建建筑物進行綜合性評估,制定針對性強、可操作性強的抗震加固計劃,并分期、不步驟開展,以此提高隴縣已建建筑物抗震水平。

此外,擴大抗震宣傳范圍,適時轉變城區人民觀念,并積極提高城區人民8度區抗震設防意識;新建工程抗震設防管理部門、強化建設行政主管部門監督檢查力度,以此為施行《建筑抗震設計規范》保駕護航;加固已建建筑工程,提升其抗震設防標準。

(二)強化提高抗震設防宣傳力度

提高抗震設防烈度事關該地區社會活動及經濟活動的正常開展,且對人民生命財產安全也至關重要。所以,地區領導應該及時掌握所管轄地區建筑工程抗震性能,并針對發現的問題,制定切實可行的解決措施。此外,地區管理部門應該適時向設計單位、勘察單位及建筑施工企業傳達中央相關思想及文件,并通過開展學習班,組織專業技術人員學習抗震規范,以此充分轉變其觀念及8度區抗震設防意識。充分利用大眾傳媒,向當地人民傳達中央相關思想,以此提高當地人民抗震防災意識。

(三)新建工程抗震設防管理部門

新建工程抗震設防管理部門要求充分發揮建設行政主管部門監督檢查職能,以確保《建筑抗震設計規范》落實到位。

筆者在結合多年研究結果及實踐經驗基礎上,提出要強化建設行政主管部門監督檢查職能應著手于以下三個方面:

1.強化管理新建工程場址選擇

規范新建工程場址選擇是提高設防烈度的要求,更是適應現代社會發展的需要。通過綜合分析《建筑抗震設計規范》、《隴縣縣城抗震防災規劃》、地震地質資料及工程地質資料,根據分析結果綜合評價抗震危險地段、不利地段及有利地段。新建工程場址應該盡可能避開抗震不利地段,若新建工程無法避開抗震不利地段,則應該制定針對性的、切實可行的工程抗震措施。關于新建工程場址選擇相關事項,筆者認為應該適時納入隴縣城市總體規劃。

2.建立健全工程施工圖設計審查機制

施工圖設計審查制度為建筑物抗震設防標準的保障措施之一,則應該將施工圖設計審查作為新建工程抗震設防管理工作的重中之重來抓。施工圖設計審查即檢查抗震設防規范于建筑工程設計圖的落實情況。據相關權威調查數據顯示,工程項目設計均不同程度地存在問題,例如:就工程設計文件而言,設計單位說明該工程抗震設防烈度是8度,而就工程結構設計而言,該工程抗震構造措施均為7度。但針對這一問題,施工圖審查機構往往不容易察覺,由此可得,施工圖審查單位及工程設計單位均未完全轉變抗震設防觀念,且對提高建筑工程抗震設防標準概念認識不完全面。由此可得,抗震設防管理部門應該強化管理力度,并經常性監督檢查施工圖審查工作及施工圖設計工作,以確保工程抗震設防標準落到實處。

3. 加大工程抗震設防管理部門與質量監督部門合作力度

質量監督部門應積極配合工程抗震設防管理部門跟蹤檢查新建工程抗震設防情況,并嚴格執行《中華人民共和國防震減災法》,對減漏抗震構造措施致建筑工程抗震設防標準不達標的施工企業予以最嚴厲的懲罰。

結束語

綜上,針對提高設防烈度地區抗震設防管理工作,筆者認為應該建立健全相關管理機制,并適時調整及探索新工作思路,以此確保提高設防烈度地區能夠有效抵御未來破壞性地震災害,并最大程度降低人民生命財產損失等。

參考文獻:

[1] 葉獻國,汪可,曹均鋒等.皖東北部分地區民居抗震設防專項調研及震害預測[J].工程抗震與加固改造,2012,34(5):126-131.

[2] 黃一天.淺述砌體結構中構造柱的作用[J].黑龍江科技信息,2012,(7):278-278.

[3] 吳凌華,吳友岳,季文付等.軟土地基處理以及加固策略的探討[J].城市建設理論研究(電子版),2012,(7).

第4篇

關鍵詞:地震安全性評價;建筑抗震;場地條件

中圖分類號:TU234

文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)19-0190-02

隨著我國經濟的飛速發展,建設工程規模越來越大,功能越來越復雜,對抗震設防要求也越來越高。尤其是高層、有著特殊功能的建筑,地震地質條件復雜或地震動參數分界線兩側的地區,需針對建筑物的功能,專門研究建筑工程的場地條件及地震動參數,才能滿足建筑物對抗震設防的要求。一次地震災害的大小,除與地震的大小、震源的深淺有關外,還與特定場點的斷層分布及活動性、覆蓋土層厚度、巖土性質、地形地貌等工程地震地質條件有關。1985年墨西哥西南太平洋發生的地震卻使遠離震中400公里的墨西哥城遭到嚴重破壞,主要原因就是軟弱場地土使該市的高層建筑對遠震中長周期的地震波敏感而產生的震害。汶川地震產生的總長度300km左右的地表錯動帶及其附近產生的地表形變,是汶川地震成災的重要因素(高孟潭等,2008)。

一、安陽及附近斷層分布特征

《建筑抗震設計規范》第4.1.7條規定:“場地內存在發震斷裂時,應對斷裂的工程影響進行評價”,規范要求發震斷裂的最小避讓距離見表1:

據本地區的建筑場地地震安全性評價工作中的物探結果,安陽市及附近存在的主要斷裂有十條,據斷層走向可分為兩大類:北北東向和北西西向,斷層皆為正斷層。此十條斷層的活動性據目前掌握的證據,最新活動到晚更性世(Q3)。據《建筑抗震設計規范》第4.1.7條第1款“非全新世活動斷裂可忽略發震斷裂錯動對地面建筑的影響”,據此,本地區的建筑抗震設計可不考慮避讓措施。但如有斷層活動性的最新成果,有關部門要及時掌握。安陽及附近斷層特征見表2:

二、建筑場地類別特征

安陽市區地貌屬太行山前沖洪積帶,第四紀沉積變化較大,厚度從20多米至90余米,總體走勢是從西北至東南逐漸變厚。

安陽市區的覆蓋層厚度一般為15~58米,主要變化規律是從西向東漸厚,從北向南漸厚。作者對安陽市區66個工程場地的119個地震地質鉆孔進行了土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度統計。此66個場點遍布安陽市2010年規劃區范圍,對距離過近的鉆孔和場點作合并或剔除,有效統計場點樣本數62個。統計結果顯示,等效剪切波速vs≤140的場點無,140

三、地震地質災害

地震地質災害是由地震動或斷層錯動引起的可能影響場地上工程性能的場地失效。地震地質災害主要有三類:一是由于地震動作用導致的對工程有直接影響的工程地基基礎失效,如砂土液化;二是由于地震動作用導致的對工程有間接影響的工程場地失效,如巖體崩塌、滑坡;三是由地震斷層作用導致的地面變形(地震安全性評價宣貫教材,盧壽德等,2006)。

對于場地土液化,通過對62個地震安全性評價工作報告和多個巖土工程勘察報告查看,未發現有場地土液化的評價。統計對安陽市區未發現場地土地震液化評價的原因,有如下三種:一是安陽市區地下水開采嚴重,地下水位埋深較大,市中心及鐵路以西的地下水位一般都大于20米;二是安陽市地層多以粘性土為主,20米以內少有砂和粘粒含量小于13的粉土(安陽市的抗震設防烈度為8度);三是據安陽市活斷層探測工作中的土層年齡樣測定結果,安陽市一般8~10米以下為晚更新世及以前的地層。以上三種原因,據《建筑抗震設計規范》第4.3.3條,可不考慮液化問題。

對于巖體崩塌和滑坡,安陽市地處安陽沖洪積扇平原區,地勢平坦,一般海拔65~73米,為第四系地層覆蓋區,一般無陡坡、基巖出露,故不存在巖體崩塌和滑坡問題。

對于地震斷層錯動對地表的影響評價,據目前掌握的證據,安陽市的主要斷層只能證明其活動到晚更新世,據《建筑抗震設計規范》,可忽略發震斷裂錯動對地面建筑的影響。

四、結語

1.安陽市及附近存在的主要斷裂有十條,據目前掌握的證據,最新活動年代更新世(Q3)。但如有斷層活動性的最新成果,有關部門要及時掌握。

2.安陽市的建筑場地類別劃分,主要為中軟場地土,Ⅱ類場地。

3.安陽市區建筑工程場地一般不存在地基土地震液化、斷層地表錯動、滑坡等地震地質災害。

參考文獻

[1]盧壽德.地震安全性評價宣貫教材[M].北京:中國標準出版社,2006 .

[2]高孟譚,等.汶川特大地震災害特點及其防災啟示[J].震災防御技術,2008,(3).

第5篇

關鍵詞:建筑設計;建筑抗震設計;重要作用

引 言:建筑行業是我國重要的經濟增長行業之一,關系到居民的切身利益。我國是多地震國家,但我國目前對地震的預防能力較弱,地震給我國帶來了及其巨大的災害,因此,要加強建筑設計中的抗震設計,這是進一步保障我國居民生命財產安全的重要措施之一。

1 我國建筑抗震設計的現狀

在建筑抗震設計領域,雖然我國在近年來有了長足的發展,但是,相比西方發達國家而言,發展緩慢,尤其是在抗震設計上,沒有能夠正確的處理好建筑設計和抗震設計的關系,雖然引進了一些西方歐美抗震設計理念,但缺乏符合本國實際的理論技術創新。很大方面存在著缺陷,主要表現在以下幾個方面。

1.1 設計中,沒有能夠深入研究地震對建筑結構破壞的層次和順序,難以做到重視主體的設計而兼顧細節問題。沒有能根據實際情況靈活變通的運用抗震設計準則。

1.2建筑抗震設計中缺乏科學規范的理論指導,缺乏實際經驗的積累;我國對地質地震的認識尚不夠完善,對地震的成因,預測,防治研究不夠深入,地震防治規范不夠科學。因此,在進行建筑結構抗震設計時候,缺乏一定的科學依據,或依據的是不完善的理論。因此,難以在建筑結構設計中完美融合防震設計理念。

1.3建筑抗震設計中,設計立足于固定參數,而忽視了實際情況,設計完全依據“計算設計”完成。而且將一定的地震或力學參數做出固定的規范,比如,在我國地震設計研究中,把地震的降級系數統一規定為2.81,將小震賦予固定統計意義。而小震多用于結構設計中,結構截面承載能力設計和變形的檢驗計算,需要依據一定的實際情況而行的。

2 我國建筑結構抗震設計標準

2.1 將概念設計理論和基于性能的設計理論相結合。結合建筑結構設計施工地的具體實際情況,做出科學嚴謹勘探,掌握第一手資料,綜合分析考慮,做出最優勢的戰略設計組合。

2.2我國的建筑結構抗震設計要遵循中華人民共和國GB 500112010建筑抗震設計規范。辯證靈活運用其中抗震設計原則,嚴格執行設計施工標準,借鑒其中經驗,結合房建本地實際,科學設計。

2.3要堅持實施多級防震措施。傳統房建結構多采取的是三級設防措施,即小震不壞、中震可修、大震不倒。但在新的時期,房建結構必須是采取的多級設防模式,保護建筑主體抗震能力,減輕經濟損失,使得建筑抗震中更加安全。

3 建筑設計在建筑抗震設計中的重要作用

3.1解決了建筑豎向布置設計的問題。

建筑豎向布置設計問題,主要是在建筑設計中,反映沿著高度或樓層結構質量、剛度分布問題。無論是何種類型的建筑,無論是多層還是單層,都存在此類問題。尤其是在高層建筑和超高層建筑中,表現的更為突出。由于建筑使用功能的不同,如果建筑底層是購物中心或商場時,要求大空間和大柱距,而上部的樓層為寫字樓或多樣化的公寓時,前者要求設置柱,墻少,而后者則是以墻為主。由于建筑使用功能的不同,導致建筑物沿著樓層或高度分布的剛度和質量都不協調、不均勻。其中較為突出的問題是沿著上下相鄰的樓層由于質量和剛度相差較大,造成突變。這是建筑設計時必須要重視的問題。

在建筑設計中,要盡量確保沿著豎向結構的剛度均勻分布,特別是在結構不設置剛度較大的剛度轉換層時,更要注意。概念設計中,盡可能使剪力墻布置較為均勻,并沿豎向貫通到建筑的底部,同時避免某一樓層的剛度過小,避免地震時的扭轉效應。

3.2解決了屋頂建筑的抗震設計難題。

設計高層和超高層建筑時,屋頂建筑抗震設計也是整個設計的一個重要環節。近年來,從多數高層建筑抗震設計評定結果看,屋頂建筑設計還存在一些問題,例如:屋頂設計較高或者設計過重。屋頂設計較高或者設計過重,無形當中加大了屋頂建筑變形,而且地震作用也加大了,尤其對自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上,如果屋頂的抗側力墻和屋頂之下的抗側力強出現間斷,在地震發生時,帶來的地震扭轉作用也會更嚴重,對抗震更不利。所以,進行屋頂建筑設計過程中時,應該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強度較高、輕質、剛度均勻的材料,使得地震作用傳遞不受阻礙;屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上;如果屋頂建筑非常高,屋頂建筑就必須具有較強的抗震性,讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小,盡量避免發生扭轉效應。

3.3合理進行建筑平面設計、布置設計,提高建筑抗震能力

建筑平面布置是建筑設計中的重要組成部分,其布置情況直接反映建筑使用功能和相關要求。平面設計布置時,要將內墻的布置、柱子的距離、通道和樓梯的位置、空間活動面積大小、房間數量和布置、電梯井的布置等在建筑平面布置圖上進行明確。建筑的使用功能不同,在樓層布置上存在一定的差異。公寓、寫字樓、餐飲娛樂、商場等,在進行建筑布置時,空間和房間劃分上的差異較大。建筑平面布置多樣化的同時,要考慮結構的抗震要求,其中較為突出的問題是:建筑平面上的內隔墻、填充墻、具有相應剛度和強度的非承重內隔墻等墻體的布置不對稱;柱子和墻體的分布不協調不對稱;建筑結構剛度和質量在平面上分布不均勻等因素導致建筑物在地震發生時,產生扭轉地震作用,導致建筑損壞。

建筑平面布置設計對建筑抗震影響很大,進行建筑平面布置設計是,要盡可能確保建筑結構的剛度和質量都均勻分布,結構要對稱協調,盡量避免突變,防止在地震時發生扭轉效應。墻體布置要均勻;剪力墻或抗震墻布置要和結構抗震要求相結合;剛度較大的電梯井要盡量居中布置,避免偏心。建筑平面布置設計要為結構抗側力構件的合理分布創造條件,要將建筑施工功能和結構抗震要求融為一體,以此來充分發揮建筑設計在建筑抗震設計中的基礎作用。

3.4提高高層建筑結構細節設計能力,實現結構抗震

高層建筑在進行結構設計、結構抗震細節設計中最關鍵的是薄弱環節的處理措施和對多道抗震設防措施的保證。結構抗震體系包含多個具有良好延性的分體組合,具有良好延性的結構構件通過設計連接,實現協同聯合工作。建筑面臨地震災害時,通常情況下在主震過后,多次余震往往會造成比主震破壞程度更大的結構損壞。建筑抗震結構體系只有最大程度的增加外部和內部的冗余度數量,有意識的增加分布屈服區,來實現抵御以耗能為主的抗震性能要求。進行高度建筑結構設計時,不可片面過分強調構件強度,必須要綜合處理好結構構件的強弱關系,要保證構件具有較長的有效屈服時間,能有效實現結構延性,增加抗倒塌能力。

3.5優化建筑體型設計,確保符合抗震要求

建筑體型設計主要包括建筑的平面形狀和立體空間形狀。大量的震害表明,在平面形狀復雜,如平面上外凸和凹進及側翼過多伸懸、不對稱側翼布置等,都及其容易在地震中遭受破壞。平面形狀相對簡單、規則的單層或多層建筑,在地震中出現嚴重破壞的機率相對較低,有的甚至完好無損。建筑沿著高度方向上立體空間內形狀復雜或形狀不規則,如相鄰單元的高差差距較大,高出屋面的建筑部分高度過高、建筑裝飾懸伸過大等,由于沿著高度形狀上的變化,造成在地震時、建筑結構剛度發生突變的部位更容易發生破壞。

在建筑體型設計中,要盡量選擇平面和空間形狀較為簡潔和規則的體型。在建筑平面形狀上,要盡量選擇圓形、方形、扇形及矩形,要盡可能少做內凹和外凸的體形,極可能不做非對稱的側翼和長度過長的伸翼。建筑體型布置時,要盡可能使建筑結構的剛度和質量均勻分布,避免因為體形不對稱、剛度和質量不均勻導致建筑面臨地震時,出現抗震不利的扭轉反應。特別是在高層建筑設計中,通常為了立面美觀和藝術創意需要,難以避免設計較為復雜的體型,但是在設計時,一定要將建筑使用功能、結構抗震安全和建筑藝術結合起來,在確保建筑結構安全基礎之上進行藝術創作。

4 結束語

綜上所述,建筑行業關系到我國的經濟發展和社會穩定,關系到國民的生命財產安全,加強建筑抗震設計,提高抗震能力,是促進社會和諧穩定的客觀要求。因此,在進行建筑的抗震設計時候,必須要將建筑的建筑設計和結構設計綜合協調起來,實現二者的配合,共同為建筑整體的抗震設計發揮出更強大的作用。

參考文獻:

[1] 賈昭.概念設計在建筑抗震設計中的體現及應用[J].中國新技術新產品,2009,(20).

第6篇

關鍵詞:周期比,位移比,剛度比

中圖分類號:[TU208.3] 文獻標識碼:A 文章編號:

一、前言

地震能對人民生命財產帶來極大危害,因而結構抗震設計就成為結構工程師的一項重要職責和使命,由于地震的復雜性,使得抗震設計中涉及許多參數,對這些參數的正確取用以及對計算結果的合理性判斷也就顯得尤為重要。下面將對這些問題逐一描述。

二、基本概念

上下層樓層剛度比。顧名思義上下層樓層剛度比為上層樓層剛度與下層的樓層剛度的比值,但關于樓層剛度的計算,目前有三種算法:

地震剪力與地震層間位移的比值Vi/Ui(見《建筑抗震設計規范》3.4.3條文說明) ;

剪切剛度Ki=GiAi/hi(見《高層建筑混凝土結構技術規程》附錄E.0.1);剪彎剛度i/Hi(見《高層建筑混凝土結構技術規程》附錄E.0.2)。

其中第一種算法用于側向剛度規則性判斷時選用,適用與普通結構,第二種算法用于底層轉換層結構,第三種算法用于高位轉換結構。對帶轉換層的結構應分別用第一種算法和第二種(或第三種)算法計算剛度比,并分別滿足相應的規范限值。

剛度比超限經常遇到的是由于上下層高的變化引起的,當下層層高比上層層高高很多時,而上下層柱和墻斷面不變時,由于下層層高大,層間位移也大, 導致Vi/Ui小于上層,上下層樓層剛度比就會出現超限情況,此時可通過加大下層柱和墻斷面,或減小上層柱和墻斷面來解決,當超規范不太多時通過調整上下層砼強度等級的辦法也實現剛度比調整。對于帶轉換層的結構,則需要根據具體情況調整落地墻的數量來處理。

圖1,圖2為一帶轉換層結構的23層商住樓,二層為轉換層,采用梁式轉換,經計算,剛度比結果如下:

采用的樓層剛度算法:剪彎剛度算法

采用的樓層剛度算法:剪彎剛度算法

轉換層所在層號= 2

轉換層下部結構起止層號及高度= 1 28.40

轉換層上部結構起止層號及高度= 3 46.00

X方向下部剛度= 0.078E+08X方向上部剛度= 0.1373E+08

X方向剛度比= 1.26

Y方向下部剛度= 0.1056E+08 Y方向上部剛度= 0.1997E+08

Y方向剛度比= 1.35

Y方向剛度比超限, X方向剛度比也接近限值.說明轉換層以下剛度較小,通過調整見圖3,在端部增加落地剪力墻,增加底部剛度,經計算結構如下:

X方向下部剛度= 0.091E+08X方向上部剛度= 0.1373E+08

X方向剛度比= 1.078

Y方向下部剛度= 0.1342E+08 Y方向上部剛度= 0.1997E+08

Y方向剛度比= 1.0635

X,Y向剛度比均接近1.0, 較好的滿足規范要求!

五、結束語

結構抗震設計是一項非常復雜的工作,涉及的因素也遠非限于上述問題,除了計算以外,還有很多抗震概念設計和構造措施等重要內容需要考慮,特別是建筑體型和結構形式的合理選用,則更需建筑師和結構工程師相互配合.但是作為結構工程師則一定要通過對結構本身特性仔細分析,合理方案布置,選用正確的計算模型和計算參數,得到合理的計算結果,并采取相應的抗震構造措施來實現結構良好的抗震性能.

參考文獻

(1) 高層建筑混凝土結構技術規程 JGJ3-2002版

(2) 建筑抗震設計規范 GB50011-2001 2008版

(3)建筑結構抗震設計 河南科技出版社 1991版

第7篇

關鍵詞:場地和地基;地震效應;場地類別;軟土震陷;活動斷裂

一、前言

場地和地基地震效應評價是巖土工程勘察的重要內容之一。

現行的三種國家標準:《巖土工程勘察規范》(GB50021―2001)、《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)、《建筑地基基礎設計規范》(GB50007―2002)明確規定,抗震設防烈度等于或大于6度的地區,勘察設計時應進行場地和地基地震效應評價。

場地和地基地震效應評價評價內容一般包括:場地基底的地震加速度;覆蓋層厚度和土的剪切模量不同,會產生不同的地面支運動;地面運動是否會造成場地和地基的失穩或失效,主要是考慮液化、震陷、滑坡、崩塌等;地表斷裂造成的破壞,主要是活動斷裂蠕動、突然錯動造成建筑物剪切破壞;局部地形、地質構造的局部變化引起的地面異常波動所造成的破壞進行建筑抗震地段劃分的主要原因。

二、關于場地地段的劃分

現行《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)規定,選擇建筑場地時,應按表1劃分對建筑抗震有利、不利和危險地段。(見表1)

此外,對場地或場地鄰近存在巖質陡坡時,尚應具體分析巖層(巖體)的結構特征,尤其是軟弱結構面產狀,及其與坡面的關系,節理、裂隙發育情況以及破碎程度,評價其穩定性,再按上述原則劃分地段。

國內對震害實例的調查及理論分析表明,局部地形地貌、土質條件對震害影響是明顯的,因此工程勘察中一定要根據地形地貌查明地基范圍內有無故河道、暗濱、埋藏凹地、溝壕、淺埋基巖起伏等微地貌,特別是在地形、土質變化的交界位置,地震時對上部結構有較大影響。場地較大時應對不同地段進行分區劃分,以便選擇建筑場地時選擇有利地段,避開不利地段、不在危險地段建設或采取有效措施,即工程地質建設適宜性分區。

三、建筑場地類別的劃分

在建筑物抗震設計中,對建筑場地類別的劃分相當地重要,按我國目前的勘察設計體制,是由巖土工程勘察單位采用剪切波速測試結合建筑場地條件(覆蓋層厚度)確定建筑場地類別。

(一)鉆孔剪切波速的測試

關于剪切波速,《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)則采用地面下20m且深度不大于覆蓋層厚度范圍內土層的等效剪切波速值。等效剪切波速是按公式1、2計算的。

Vse=do/t 1

t=∑(di/Vsi)(i=1…n)2

式中Vse――土層的等效剪切波速;

do――計算深度(取20 m和覆蓋層厚度二者的較小值);

t――剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間;

Vsi―― 計算深度范圍內第i層土的剪切波速;

di――計算深度范圍內第i土層的厚度;

n――計算深度范圍內土層的分層數。

(二)場地土類型的劃分

《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)對場地土類型的劃分,按表2,主要依據土層的剪切波速度或其承載力特征值。(見表2)

大量的巖土工程勘察資料表明,在城市區域內,近地表人工堆積層或被擾動的地層分布范圍很廣,而且厚度可達數米,由于填土的成分不同,其強度和剪切波速度一般低,但局部偏高,嚴重影響了20m以上場地土層等效剪切波速度值。對于一般高層建筑物,該層土往往被挖除,不作為基礎持力層。在考慮該層土是否參加場地土層等效剪切波速度值計算的問題上,以及如何取值參與計算,應根據實際情況確定。

(三)場地覆蓋層厚度的確定

《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)規定,建筑場地類別的劃分應根據土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度按表3劃分為四類。(見表3)

從上表可以看出,場地覆蓋層厚度的大小對場地類別的劃分影響是很大的,而巖土工程勘察中有時會遇到擬建場地存在大面積堆填或大面積開挖的情況。若大面積填方或挖方厚度較大時,如何確定場地覆蓋層厚度,將對場地類別的劃分產生影響。

《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)規定:場地覆蓋層厚度的確定,一般情況下,應按地面至剪切波速大于500m/s的土層頂面的距離確定。當建筑場地設計整平標高與現有地面標高相差不大時,可按現有地面至剪切波速大于500m/s的土層頂面確定;若建筑場地存在大面積、大厚度的挖方或填方,場地設計整平標高與現有地面標高相差較大時,本人認為應按整平標高至剪切波速大于500m/s的土層頂面距離確定。

(四)建筑場地類別的劃分還應考慮的因素

1.基礎埋深

建筑物基礎通常分為淺基礎和深基礎,淺基礎是指建筑物基礎位于地面下0.0~5.0m范圍內的基礎持力層上;深基礎是指建筑物基礎位于5.0m以下數米深處的基礎持力層上。《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)給出的建筑場地類別劃分主要依據自然地面下20m范圍內土層的性狀和覆蓋層的厚度,而不考慮建筑物的實際基礎埋深;如果考慮基礎埋深,即基礎下20 m 范圍內土層的性狀,往往建筑場地類別可以提高。

對于高層建筑且有地下室好幾層,基坑開挖超過20m,樁長35m,若仍以地面下20m深度進行評價確定場地類別,則此范圍內僅僅包括基礎埋深以上的土層。

2.復合地基

換填墊層法是否可以改變建筑場地類別?

人工填土的成因具有極不均勻性,堆填時間短,成分復雜等特征,受人為影響因素控制。對待人工填土層在20m深度內的波速貢獻,我們可以這樣推理:一般的人工填土層沉積時間為幾十年~幾百年,近幾年甚至近期在場地的棄土仍屬人工填土的范疇。那么,某場地假定覆蓋層厚度為51m,自天然地面以下20m深度范圍內土層等效剪切波速值為249m/s,按規范判定其建筑場地類別為III類;若在勘察以前對場地淺層人工填土挖除2m,采用均勻性及密實度好的土層碾壓處理,處理后的填土層仍然隸屬于填土層,再行勘察時20m深度范圍內土層等效剪切波速值必然大于250m/s,由此就會得出建筑場地類別為II類的結論。

3.其它地基處理方法是否也可以改變建筑場地類別?

對于深部地基處理后,提高基礎下地基土的強度和變形模量外,還提高了地基土的抗震性能。天然地基經加固后,地基土承載力可較大的提高,地基土的性狀得到了很大的改善。如果按照天然地基,該場地20m 范圍內土層承載力特征值加權平均值200Kpa,則為中硬場地土。由此可以給出天然地基為Ⅲ類建筑場地、復合地基則為Ⅱ類建筑場地的結果。

4.地震動參數的確定

《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2001),為工程技術人員確定地震動參數提供了基本依據,《建筑抗震設計規范》GB50011_2001為我國主要城鎮中心地區地震動參數確定提供了依據。巖土工程勘察要提供的地震動參數主要為:抗震設防烈度、設計基本地震加速度值、抗震設防分組、場地設計特征周期、常時微動卓越周期。

地震動參數的確定時還應該考慮二個方面:一是建筑物抗震設防類別,《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2001)和《建筑抗震設計規范》(GB5001I_2001)適用于一般建設工程抗震設防,而對重大工程、可能發生嚴重次生災害的工程、核電站和其它有特殊要求的核設施建設工程需做專門研究,《建筑工程抗震設防分類標準》(GB50223-2004)所規定的甲類建筑、乙類建筑不是一般建筑,屬于抗震設防要求高的重要工程,要進行專門研究。一般建筑允許按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震措施,包括丙類建筑和丁類建筑。二是建筑場地情況,就建筑場地而言下列情況也需做專門研究:(1)位于地震動參數區劃圖分界線附近(相關規定中將地震動峰值加速度區劃圖峰值加速度分區界限兩側各4km界定為分界線附近);(2)某些地震研究程度和資料詳細程度較差的邊遠地區(地震研究較差地區)。巖土勘察設計工程師要準確把握這一要求,就需要注意搜集地方地震研究部門的資料。

5.地震液化問題

地震液化判別是巖土工程勘察時經常遇到的問題。對飽和粉土、砂土進行液化判別,首先要進行初步判別,初步判別時考慮:(1)地質年代;(2)細粒土含量;(3)天然地基的建筑的基礎埋深、地下水埋深和上覆非液化土層厚度。在依據地質年代和細粒土含量判為可液化土層,還需要根據基礎埋深、地下水埋深深和上覆非液化土層厚度判別。

當初步判別認為需進一步進行液化判別時應采用標準貫入試驗判別法判別地面下15m深度范圍內的液化;當采用樁基或埋深大于5m 的深基礎時,尚應判別15~20m 范圍內土的液化。當飽和土標準貫入錘擊數(未經桿長修正)小于液化判別標準貫入錘擊數臨界值時應,判為液化土。當有成熟經驗時尚可采用其他判別方法。

在地面下15m 深度范圍內液化判別標準貫入錘擊數臨界值可按下式計算:

Ncr=N0[0.9+0.1(ds-dw)](3/ρc)1/2(ds≤15) (3)

在地面下15~20m 范圍內液化判別標準貫入錘擊數臨界值可按下式計算:

Ncr=N0(2.4-0.1ds)(3/ρc)1/2(15≤ds≤20) (4)

式中 Ncr 液化判別標準貫入錘擊數臨界值;

N0 液化判別標準貫入錘擊數基準值應按表4采用;

ds 飽和土標準貫入點深度(m);

ρc 粘粒含量百分率當小于3 或為砂土時應采用3。

由液化機理可知,液化產生是由于地震時飽和粉土、砂土孔隙水壓力上升所致,當基礎埋深較小、上覆非液化土層較厚、地下水埋深較深時,初判天然地基不考慮液化影響,是由于考慮基礎底以下非液化土層達到一定厚度而起到的約束作用,并不代表其深部飽和粉土、砂土地震時土層不發生液化。

樁基礎設計時,仍然要穿透液化層,計算該層樁側摩阻力時,仍然要考慮發生地震液化的影響。對于復合地基,由于處理方法很多,應具體分析,為提高承載力而設計的樁體,樁端不可放在可液化土層及其以上;基礎底以下非液化土層達到一定厚度,滿足初判可不考慮液化條件時,可等同天然地基對待,一般情況下,基礎和上部結構設計,不再考慮液化土層影響。

6.軟土震陷問題

軟土震陷是指地震作用下軟弱土層塑性區擴大或強度降低而使建筑物或地面產生的附加下沉,一般是較大面積的地面下沉,多見于軟弱粘性土層。雖然震陷問題在科學試驗和理論研究中得到證實,在宏觀震害調查中,也證明它的存在,但當前很難進行可靠預測和計算,《巖土工程勘察規范》(GB50021―2001)也僅作為推薦性條款列出。巖土工程師應根據建筑物類別、在進行地基處理等時,進行具體分析,采取適宜的抗震措施。

7.活動斷裂的影響

全新活動斷裂為在全新地質時期(一萬年)內有過地震活動或近期正在活動,在今后一百年可能繼續活動的斷裂;全新活動斷裂中、近期(近500 年來)發生過地震震級M≥5級的斷裂,或在今后100 年內,可能發生M≥5級的斷裂,可定為發震斷裂;對全新活動斷裂的準確鑒別和合理評價,其對建筑抗震乙、丙、丁類建筑工程的影響是斷裂勘察的核心內容。

鑒別活動斷裂一般從地形地貌特征、地質特征、地震特征和歷史記錄等幾個方面進行調查判定。(見表5)

活動斷裂對工程影響,地震時老斷裂重新錯動直通地表,地面產生錯位,對建造在位錯影響帶上的建筑,產生不同和度的破壞,不是簡單地用能用工程措施避免的斷裂。

全新活動斷裂有緩慢蠕動和突然錯動兩種基本活動方式。蠕動在活動斷裂帶普遍存在,現代活動速率代表今天的活動水平,可以此作為活動斷裂工程評價標準之一,歷史的和地質的活動速率可以作為參考。資料研究顯示,中國東部地區的活動斷裂,現代活動速率 ≥1.0mm/a(Ⅱ級),西部地區活動斷裂,現代活動速率 ≥5.0 mm/a的活動斷裂,將有可能發生中強級以上地震。突然錯動將導致地震,強震對工程建筑的破壞也最大,因此,活動斷裂工程是否具有震中烈度≥6°的發震條件,特別重要的是它是否具別震中烈度≥8°的發震條件,震中烈度6°基本對應5級地震,震中烈度8°基本對應6級地震稍強。同時,要考慮第四系未受錯動的覆蓋層對產生地震斷層的抑制作用,覆蓋層厚度越大,越對抗震有利。

在此還要特別強調三點:第一活動斷裂往往具有分段活動特征,強震往往發生在活動深斷帶的特殊部位,如活動斷裂破碎交匯處、活動斷裂兩端、多次強震重復發生地段等,同一斷裂在不同地段的破壞影響是不同的。第二無覆蓋層的斷裂,一旦發震破壞嚴重,應注意判定是否為全新活動斷裂。主要靠分析研究斷層破碎帶,采取斷層泥樣品實測地質年齡來確定是否屬于活動斷裂。第三平均活動速率>1.0mm/a是《巖土工程勘察規范》(GB50021_2001)強烈全新活動斷裂判定標準之一、震級≥6級也是《巖土工程勘察規范》(GB50021_2001)中等全新活動判定標準之一。

四、結論

場地和地基地震效應評價是巖土工程勘察設計的重要內容之一,關系設計人員對于基礎埋深、型式的選擇、地基處理方式、地基抗震設防、承壓力的驗算等。本人結合工程實踐,就現行規范中該部分內容的認識,淺談了幾點見解,供同行們探討。

參考文獻:

[1]《巖土工程勘察規范》(GB50021―2001),中國建筑工業出版社,2002

[2]《建筑地基基礎設計規范》(GB50007―2002),中國建筑工業出版社,2002

[3]《建筑抗震設計規范》(GBS0011―2001),中國建筑工業出版社,2001

第8篇

關鍵詞:高層建筑;抗震設計;結構設計

引言

隨著建筑行業的快速發展,我國建筑逐漸向高層建筑和超高層建筑結構發展。高層建筑的結構復雜,層數比較高,建筑地基承受的荷載比較大。地震發生時,震源對高層建筑結構會產生沖擊力,容易造成建筑梁、柱斷裂,建筑倒塌等現象,嚴重威脅到人民群眾的安全。我國是地震災害比較頻繁的國家,高層建筑抗震設計一直是社會關注的重點,抗震設計的好壞直接關系到高層建筑的質量。因此高層建筑抗震設計的時候要根據高層建筑的實際情況,提高建筑結構抗震性能。

1超限高層建筑結構基于性能抗震設計與常規抗震設計的比較

1.1基于性能的抗震設計的概念

概念設計是目前一種比較先進的設計理念,與傳統建筑設計相比,概念設計不需要精準的計算或參考建筑設計規范相關的目錄,而是設計者根據實踐經驗,按照建筑結構體系的力學關系、結構破壞機理,從建筑結構整體進行把握設計。傳統的建筑設計思想無法滿足人們對建筑結構抗震功能的要求,為了提高建筑結構抗震安全性能要求,抗震設計已經發生了較大變化。比如建筑結構以力分析為主并兼顧力與變形,考慮到建筑結構變形、耗能和損失,以及非線性分析和可靠性分析。基于性能的抗震設計是20世紀90年代美國建筑設計師提出來的一個全新的設計理念。它的主要核心是將抗震設計從保護居民生命財產安全為基本目標轉移到不同風險水平地震作用力下滿足人們對建筑的性能要求,通過多層次、多目標的抗震安全設計,保障建筑安全,最終實現經濟效益和投資效益的平衡,滿足人們對建筑的個性需求。

1.2我國常規抗震設計方法

當前大部分國家的抗震設計規范為“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則,我國采用二階段抗震設計方法滿足工業建筑和民用建筑實現以上三個原則的抗震要求,并在這個基礎上根據建筑物抗震重要性分成甲、乙、丙、丁四類建筑物,根據建筑物的類別設置相應的抗震防烈要求。二階段抗震設計方法如下:第一階段是對建筑結構強度進行驗算,也就是小震的地震洞參數,通過彈性模量計算建筑結構的彈性地震作用力,并與建筑物風荷載、雪荷載、水平荷載等進行組合,計算建筑結構截面的抗震承載力,確保建筑結構的強度,并通過合理的平面結構布置,確保建筑結構的抗拉力。第二階段則是驗算建筑結構的彈塑性,也就是對地震作用下很容易倒塌的建筑結構按照大震標準進行設計,處理好建筑結構的薄弱環節,以免地震發生時首先沖擊建筑結構的薄弱環節,影響到整個建筑結構的安全性和穩定性。

1.3常規抗震設計方法與基于性能抗震設計方法的比較

基于常規抗震設計方法與基于性能抗震設計方法在設防目標、設計實施方法和檢驗方法、實現性能和工程應用方面都有所不同,具體見表1。通過比較發現,基于性能抗震設計方法是未來建筑抗震設計的發展方向,它適應了社會新技術和新工藝發展需求,能夠滿足建筑業務單位和使用單位對建筑結構安全性、經濟性等相關要求。

2超限高層建筑結構的抗震性能目標

某酒店塔樓的高度是168.9m,結構計算高度為176m,建筑結構為B類鋼筋混凝土高層建筑。建筑場地類別為III類,建筑抗震等級為二級。

2.1結構的抗震性能水準

按照相關規定,酒店的塔樓高度、平面扭轉不規則等不能超限,所以在第一、二階段抗震設計過程中,必須采取有效的方法滿足建筑工程國家以及地方相關的標準,并將基于性能抗震設計目標概念進行設計。按照《建筑抗震設計規范》給出的抗震性能設計方法以及《高層建筑混凝土結構技術規范》中的相關規范進行設計,確定該酒店的性能水準為C類,具體控制目標如下:

2.2建筑結構的性能目標

超限高層建筑結構規則性、高度等方面超出了建筑工程規范中的適用限值,使得抗震設計缺乏相應的參考依據。基于性能目標設計方法在設計的時候,需要綜合考慮到建筑場地實際設防裂度、超高限值以及建筑結構不規則等經濟因素,對超高建筑的薄弱環節、主抗側力構件等結構變形能力和抗震承載能力有具體的性能目標。按照建筑工程設計中相關內容,建筑結構關鍵構件由建筑結構工程師根據工程實際情況分析。比如水平轉換構件和支撐豎向構件、大懸挑結構的主要懸挑構件、長短柱在同一樓層的數量相當于在該層各個長短柱等要求。這其實是將過去常規抗震設計中的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設計原則進行量化和細化。比如將A級性能目標設計要求建筑結構小震不壞、中震和大震不壞,就是要求建筑結構在中震和大震中依然保持一定的彈性。

3結語

隨著建筑行業的快速發展,常規的建筑工程抗震設計方法已經無法滿足當下建筑設計的要求,基于建筑結構性能抗震設計理念對抗震結構的目標進行量化,明確抗震目標性能,能夠提高建筑結構抗震性能,必將成為建筑行業的發展趨勢。

參考文獻:

第9篇

關鍵詞:建筑設計抗震設計

中圖分類號: TU2 文獻標識碼:A

前言

隨著社會的逐漸發展,建筑物的抗震能力逐漸受到人們的重視。怎樣提高建筑抗震設計水平成為建筑在設計過程中必須考慮的一個問題。現有的研究資料表明要達到抗震設計的基本目標,僅僅依靠純粹的建筑抗震設計環節很難完成,必須在建筑設計中認真貫徹抗震設計的基本要求,弄清建筑設計與建筑抗震設計之間的關系,并將二者有機的結合在一起,才能更好達到提高建筑物抗震能力的目標。

1抗震設防區建筑工程設計基本概念

我國的《建筑抗震設計規范》是實行以預防為主,使建筑經抗震設防后,減輕建筑的地震破壞,避免人員傷亡,減少經濟損失;我國抗震設計思想是:“小震不壞、中震可修、大震不倒”。對于建筑師和結構工程師來說,在抗震設防區進行建筑工程設計應優先采用簡單、均勻、規則、對稱的建筑結構方案。從有利于建筑抗震的角度出發,地震區的房屋建筑平面

形狀應以方形、矩形、圓形為好,正六邊形、正八邊形、橢圓形、扇形次之,L形、T形、十字形、U形、H形、Y形平面較差。建筑的豎向體形變化要均勻,宜優先選用矩形、梯形、三角形等均勻變化的幾何形狀,盡量避免過大的外挑和內收。抗震設計中,房屋的高寬比是一個比房屋高度更需慎重考慮的問題,因為建筑的高寬比值愈大,即建筑愈瘦高,地震作用下的側移愈大,地震引起的傾覆作用愈嚴重。對稱結構在地面平動作用下,一般只發生平移振動,各構件的側移量相等,水平地震力按構件剛度分配,因而各構件受力比較均勻;而非對稱結構,由于剛心偏在一邊,質心與剛心不重合,即使在地面平動作用下,也會激起扭轉振動。其結果是,遠離剛心的剛度較小的構件,由于側移量加大很多,所分擔的水平地震剪力也顯著增大,很容易因超出允許抗力和變形極限而發生破壞,甚至導致整個結構因一側構件失效而倒塌。建筑方案的規則性對建筑結構的抗震安全性來說十分重要,它包含了對建筑的平、立面外形尺寸,抗側力構件布置、質量分布,直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。“規則”的具體界限隨結構類型的不同而異,需要建筑師和結構工程師互相配合,才能設計出抗震性能良好的建筑。

2建筑抗震設計的方法

2.1 抗震設計方法的發展

現代抗震設計方法始于上世紀初,隨著人們對地震動和結構反應特性研究的不斷深入,結構抗震理論研究經歷了以結構承載力分析為主,發展到兼顧承載力和結構變形,再到全面分析結構的承載力、變形、損傷和耗能的過程.在一個多世紀的發展過程中,大致提出了4種主要的抗震設計方法。

2.2 損傷耗能相關的抗震設計

非彈性變形對結構抗震和防止結構倒塌有著重要作用,但結構自身將因此產生一定程度的損傷。當非彈性變形超過結構自身非彈性變形能力時,則會導致結構的倒塌。對結構在地震作用下非彈性變形以及由此引起的結構損傷研究就成為結構抗震研究的一個重要方面,并由此形成基于結構損傷的抗震設計方法。

2.3 延性相關的抗震設計

1933年美國研制出第一臺強地震記錄儀,并成功地取得地震記錄后,結構地震反應分析進入動力分析階段,地震波研究為地震反應譜分析創造了條件在長期的工程實踐和試驗研究中發現,地震中地震峰值發生的時間很短,震害表明這種脈沖式地震作用帶來的震害相對較小;而且結構的非彈性變形能力可使結構在較小屈服承載力的情況下經受更大的地震作用,由此提出了基于反應譜的延性抗震設計方法通過地震力降低系數調整反應譜加速度,來實現不同結構的延性需求,如新西蘭抗震規范中混凝土框架結構模型化的設計地震力與結構延性需求關系,結構延性高則取值大,結構延性低則取值小,延性抗震設計考慮結構進入非彈性狀態下的結構反應,然而由于結構非彈性地震反應分析的困難,因此只能根據震害經驗采取必要的構造措施來保證結構自身的非彈性變形能力,以適應和滿足結構非彈性地震反應的需求,結構的抗震設計仍采用小震下按彈性反應譜計算的地震力來確定結構構件,與考慮地震重現期的抗震設防目標相結合,采用反應譜基于承載力和構造保證延性的設計方法成為目前各國抗震設計規范的主要方法。

2.4承載力相關的抗震設計

20世紀70年代以前的抗震設計基本采用基于承載力的抗震設計方法,地震分析屬于等效靜力分析階段,以結構構件的強度或剛度是否達到特定的極限狀態作為結構失效的準則,基于承載力的抗震設計方法建立在靜力分析理論之上,是在1900年大森房吉提出的地震力理論和1916年佐野利器提出的抗震結構理論的基礎上發展起來的,靜力法和早期的反應譜法都是以慣性力的形式來反映地震作用,并按彈性方法來計算結構地震作用效應。

2.5 能力相關的抗震設計

20世紀70年代,新西蘭的T.Paulay和R.Park基于對非彈性性能對結構抗震能力貢獻的理解和超靜定結構在地震作用下實現具有延性破壞機制的控制思想,提出了保證鋼筋混凝土結構具有足夠彈塑性變形能力的設計方法[8].能力抗震設計方法的關鍵在于將控制概念引入結構抗震設計,有目的地引導結構破壞機制,避免不合理的破壞形態,可有效保證和達到結構抗震設防目標。

3建筑師應學習和應用先進的建筑抗震技術

3.1計算機仿真技術在建筑抗震領域的應用

計算機仿真技術的開始研究出現在20世紀70年代的發達國家,在20世紀90年代被引進到建筑學領域,其中的多主體仿真技術被更多地運用于建筑學專業中疏散模擬(包括地震災害下人員緊急逃生)的研究。日本作為地震多發國家之一,其地震多主體計算仿真技術一直位于世界前列,并取得成效,可通過運算將地震發生時人員的逃生路徑,出口等以3d動畫形式顯示出來。多主體仿真技術已成為建筑物內人員逃生的訓練工具和建筑物抗震評價手段,并為建筑設計提供完善的科學依據。

隨著科技的不斷發展,知識的不斷更新!建筑師的設計技術也應與時俱進!思想不能停留在對原有知識的認識上,要不斷利用先進技術來充實專業知識,計算機仿真技術就是一種先進工具,我們可以利用它為建筑物的防災減災設計提供科學依據。

3.2計算機模擬技術與建立實體模型實驗相結合

當建筑師在設計抗震重要性很高和建筑體型很特殊的建筑物時,對于建筑物的抗震設計實施可行性除了要以現行有關規范進行驗證,還要借助計算機模擬技術與建立實體模型進行實驗驗證。日本名古屋的“mode螺旋塔學園”是一座自由形體的超高層建筑,在多震國家建造體型很不規則的建筑物無疑是一個挑戰,然而建筑設計通過建立實體模型和計算機模擬實驗,使得設計方案可行實施:其抗震原理是把建筑物比作一顆樹木,基礎是樹根!內桁架鋼管是樹干,列柱是樹枝,邊梁和大梁是樹杈!設計中對各部位的屈服強度及塑性進行模擬實驗、調整數據參數達到抗震要求。

4結語

為做出一個優良的建筑抗震設計,必須是在建筑設計與結構設計相互配合協作共同考慮抗震的設計基礎上完成。為此,要充分重視建筑設計在建筑抗震設計中的重要性,在建筑抗震設計中更好地發揮建筑設計應有的作用。

參考文獻:

第10篇

【關鍵詞】規定水平力;PKPM2010;位移比;地震剪力

1.扭轉不規則和規定水平地震力

《建筑抗震設計規范》3.4.3條:在規定水平力作用下,樓層的最大彈性水平位移或層間位移,大于該樓層兩端彈性水平位移或層間位移平均值的1.2倍為結構扭轉不規則;《高層建筑混凝土結構設計規范》3.4.5條:在考慮偶然偏心影響的規定水平地震力作用下,樓層豎向構件最大的水平位移和層間位移,A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍。根據規范定義,當位移比大于1.2時,即可判定結構在地震作用下扭轉不規則,位移比則是按照規定水平地震力作用計算得出。

2.規范引入規定水平地震力計算方法的原因

02版規范中,計算位移比采用CQC法直接得到的節點最大位移和平均位移的比值。各振型位移的CQC組合計算,即先求出各振型下的位移,再采用CQC組合方法計算在地震作用下各振型的總位移,這種將各個振型的響應在概率的基礎上采用完全二次方開方的組合方式得到總的結構位移,每一點都是最大值,可能造成樓層位移計算失真,最大位移出現在樓蓋的中部而不是角部。

根據10版《高規》和《抗規》的條文規定,位移比的計算如圖1所示,樓層最大水平位移取角部位移δ2,樓層位移的平均值取樓蓋中點即兩端位移平均值(δ1+δ2)/2,二者的比值即為位移比。如果最大位移出現在樓蓋的中部而非角部,上述位移比的計算式將失去意義,因此新規范用規定水平力法代替CQC法計算結構的位移比,確保樓層最大水平位移出現在端部,使該算式準確反映結構的扭轉效應。

3.規定水平力法在工程中應用

3.1 工程概況

朗潤春天住宅小區位于東營市西城區核心地段,其中8#樓為地下一層,地上四層,地下一層外接車庫,主體高度12.6m,采用鋼筋混凝土抗震墻結構。

該地區抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度0.1g,設計地震分組為第三組,抗震設防類別為丙類,剪力墻抗震等級為四級。

3.2 規定水平力在PKPM2010中的確定方式

2010版SATWE中按照新規范的要求,增加了“規定水平力”的計算,如圖2。SATWE軟件在“規定水平力”選項中提供了兩種方法,一種是最常用的“樓層剪力差方法”,一種是“節點地震作用CQC組合方法”。第一種是《抗規》、《高規》要求的“規定水平力法”(即規范法),用于結構布置規則、樓層概念清晰的建筑;第二種是結構布局復雜、具有較多錯層部位導致樓層劃分困難采用的計算方法。本工程采用第一種計算方法。

3.3規范法計算“規定水平力”

規范法計算規定水平力,該四層抗震墻結構X向地震作用下,SATWE計算的WZQ.OUT輸出X向各層樓層剪力結果和SATWE軟件在WV02Q.OUT輸出各規定水平力計算結果如下:

根據規范對規定水平地震力計算方法的定義,第一層X向規定水平力FXV1=4593.62-3377.25=1216.37KN,第二層X向規定水平力FXV2=3377.25-2908.68=468.58KN,以此類推,逐層計算,人工計算出的規定水平力大小與軟件輸出結果完全一致。

3.4. CQC法與規定水平力法計算位移比結果比較

采用PKPM2010按規定水平力法計算結構位移比,X向和Y向最大位移和位移比的

WDISP.OUT輸出結果如下

工況:X 方向地震作用下的樓層最大位移和最大位移比

4. 結語

控制位移比,減小結構的扭轉設計,是抗震設計的主要內容之一。本文介紹2010版《建筑抗震設計規范》和《高層建筑混凝土結構設計規范》提出的規定水平力的概念和計算方法,通過工程實例,介紹規定水平力法在PKPM2010中的應用,通過比較2008版PKPM與2010版PKPM位移比的計算結果,得出新規范對位移比的控制更加嚴格的結論,并簡要提出控制扭轉位移比的方法,為今后使用PKPM軟件計算結構位移比,提供一定的借鑒作用。

參考文獻

[1] 《建筑抗震設計規范》 GB50011-2010

第11篇

關鍵詞:建筑設計;建筑抗震

中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A

我國是地震災害最嚴重的地區之一,而對于建筑抗震設計,直到今天也還存在著一種認識上的誤區,似乎建筑抗震只是結構工程師的事,與建筑師關系不大。因而,長期來只有對結構設計的抗震設計規范和規定,卻沒有一本專門談建筑設計的抗震設計規范或規定。在建筑抗震的實踐觀察中我們發現,一個地震區的工業建設項目(建筑物),如果沒有良好的建筑總體布置方案,單靠結構抗震計算和抗構造措施,在較強烈地震作用下,仍是難以取得建筑抗震的較好效果,甚至對建筑物的震害程度都起不到一定的減緩作用。而《建筑抗震設計規范(GBJ1189)》的新修訂內容中對建筑師建筑設計應遵守的有關規定,屆此,建筑方案的防震設計功能在建筑物的安全方面也有了較大的推進。

一、建筑的抗震設計類別

1.甲類建筑。是屬于重大建筑工程和地震時可能發生嚴重次生災害的建筑,造成的經濟和社會影響損失都較大,還會出現水災、火災、爆炸、劇毒或強腐蝕性物質大量泄漏和其他嚴重次生災害,都可能隨著該類建筑物在遭受地震災害后出現的一系列衍生反應。

2.乙類建筑。是屬于地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的建筑,震后都會帶來重大的經濟損失和社會影響,一般指的是城市的重要生命線工程和人流密集的多層的大型公共建筑等。

3.丙類建筑。是屬于除甲、乙、丁類建筑以外的建筑,介于兩者之間的建筑物類型。

4.丁類建筑。是屬于抗震次要建筑一般對社會影響和地震所造成的經濟損失相對不大,儲存物品價值低、人員活動少、無次生災害的單層倉庫等。

二、建筑結構抗震設計中的常見問題

1.關于建筑體型問題

建筑體型包括建筑的平面形狀和立體的空間形狀的設計。在一些地震災害的案例中,都呈現出了不同程度的平面形狀復雜的現象,唐山地震和海城地震就是最為典型的代表,而現實的例子則是,無論在單層建筑還是多層建筑中,那些結構設計上平面形狀簡單單一的,經常具有很好的防震作用,表現方面就是在地震災害中建筑物的損傷較小,所以,在建筑體型的設計中,應盡可能的使平面和空間的形狀簡潔、規則;在平面形狀上,矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說,都是較好的體型。盡可能少做外凸和內凹的體形,盡可能少做不對稱的側翼和過長的伸翼,在體型的分布上,也要注意建筑結構質量與剛度的分配問題,尤其在當今比較流行的高層建筑物中,千萬不能只為了追求外表的美觀設計而忽略了其防震功能的設計應用。

2.關于平面和豎向布置設計問題

建筑的平面設計是影響和滿足建筑物的使用功能和要求的基本保障,主要包括柱子的距離、通道和樓梯的位置、內墻的布置、空間活動面積的設計、電梯井的布置、房間的數量和布置等等,只有做到各個方面的協調對稱,才能有效的降低建筑物在地震災害中可能造成的損害。豎向布置方面主要體現在上下樓間的不協調對稱問題上,導致建筑物的扭轉功能失效,而可能引發一系列的災害。現實的建筑問題是,表面看來都很美,但很多的城市建筑物中,都普遍存在結構設計方面的平面布置和豎向布置不合理的情況,也給地震災害能帶來的危害帶來隱患。

3.關于屋頂建筑的設計問題

在近年來的高層建筑物結構設計的調查中發現,屋頂建筑的過高和重量過重現象都較為明顯,長期重壓之后會引發屋頂結構的變形,并給地震發生時帶來更大的潛在危險。而且很多屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上,這也加大了整個建筑物承重墻扭曲發生的可能性,只有保證了這兩方面的協調,才能有效的增強建筑結構設計的防震功能。

4. 關于設計限值控制問題

根據大量震害的經驗總結,現行《建筑抗震設計規范》對房屋建筑在建筑設計中應考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規定。這些規定,建筑設計應予遵守:一是房屋的建筑總高度和層數;二是對房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。

5.不規則結構出現問題

在現實的結構設計和施工中,除了設計者本身的問題外,還會增加業主、建筑師要求等外在因素,他們對使用功能更為關注,因而也就不可避免的會出現不規則結構問題,如何做到既保證建筑師、業主要求的同時,又能滿足現實的安全防震功能需要,對設計者來著是巨大的挑戰。

三、建筑結構抗震設計的意義

1. 能做好地震發生前的防御工作

建筑結構抗震設計理念,就是賭地震發生前而做出的良好的地震災害防御工作,主要包括兩個方面,一是工程性的防御措施,另一種是非工程性的防御措施。而前者對于減輕地震等可能發生的自然災害有著非常重大的決定性影響,也是在地震發生前有效做出預防措施的最積極有效的途徑,能起到事半功倍的效果。。

2. 能有效的減輕地震災害的發生

工程防御措施在建筑結構抗震設計中的應用,主要是通過工程的抗震設防和抗震加固來防御建筑物在地震災害來臨時免遭破壞的一種方法,讓建筑物通過好的結構設計在地震中將損失降到最小,能有效減少地震帶來的建筑物坍塌和裂縫等損失,及因此而造成的人員損傷。

3.對建筑物防震結構設計的法規制定提供依據

在一項調查中發現:在對世界上130余次傷亡較大地震災害進行的分類統計表明,由于建筑物、構筑物破壞、倒塌造成的人員傷亡比例達到了95%以上,可見建筑物結構設計的防震功能在地震防御系統中的重要作用及突出矛盾。目前,相關的法規已經就新建、擴建、改建建設工程的抗震設防提出了硬性的標準要求,達到抗震設防要求。

3.1對一般工業與民用建筑建設工程

該類工程在結構設計和施工中,須嚴格按照國家頒布的《中國地震動參數區劃圖》規定的抗震設防要求,進行抗震設防。

3.2建設中的工程

該類工程在結構設計中的抗震設計,須嚴格按照抗震設防要求和抗震設計規范要求進行,施工時也應該嚴格按照抗震設計的要求標準進行現場施工的標準化作業。

3.3已建成的工程及其他

對于已經建成的重大建設工程、以及可能發生嚴重次生災害的建設工程,或者具有重大文物價值和紀念意義的工程,及建設在地震重點監視防御區的工程項目,如果還沒有及時采取抗震設防措施的,應參照相關的國家有關規定,積極對其現有的抗震性能加以鑒定,對危險系數較高的應及時采取必要的抗震加固補強措施。

3.4重大建設工程、可能發生嚴重次生災害的建設工程、核電站和核設施等建設工程

該類工程在結構設計和施工中須嚴格進行地震安全性評價,之后再根據國家和各建筑物項目地區省級地震行政主管部門審定,得出地震安全性評價結果對抗震設防要求進行進一步確認,最后再進行抗震設防。

四、結束語

總之,建筑結構防震設計在建筑工程安全中具有重要的意義和影響,只有充分認識到建筑結構設計在抗震中的重要性,才能將建筑結構設計與防震功能很好的結合起來,讓建筑結構設計在防震功能中發揮更好的作用。但由于目前高層建筑的增多,建筑結構的防震設計工作難度也在增加,建筑設計人員還需結合建筑項目當地的客觀自然地質等條件和建筑物的具體要求進行結構設計上的變化調整,才能達到抗震標準,滿足結構的創意設計要求。,只有將防震功能和結構設計進行完美的結合,才能成為一件成功的建筑藝術品。

參考文獻:

【1】陸雪松;;建筑設計在建筑抗震設計中的探討[J];中國新技術新產品;2011年14期

第12篇

關鍵詞:8度區;多層框架;少量剪力墻

Abstract: in the seismic fortification intensity is 8 areas, multi-storey frame structure to meet the elastic inter-story displacement angle can not be in the seismic checking, to "code for seismic design of buildings" (GB50011-2010) as the basis, a small amount of shear wall in the structure arrangement, meet the requirements of the 111 displacement angle, make the design more reasonable.

Keywords: 8 degree; frame; a small amount of shear wall

中圖分類號: F407.9 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)

《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)已經有兩年的時間了,其對地震作用和結構抗震分析有了改進,對建筑結構的可靠度有所提高,加強了建筑結構延性的要求,設計人員在進行結構分析時會發現框架結構中梁、柱的截面比以前增大,柱的比以前增大,最大最大軸壓比的控制更加嚴格。在抗震設防烈度8度地區的多層框架結構如遇到了學校、幼兒園、醫院等需要提高設防標準時,為了滿足對位移角或扭轉位移比的要求,加大了柱、梁的截面,過大的柱、梁界面給建筑使用上帶來了很大的不便,建筑材料上使用的更多,給甲方造成設計人員水平保守、浪費的影響。

當今的建筑造型追求奇特,框架結構越來月不規則,在框架結構內布置少量剪力墻的做法日益增多。剪力墻側向剛度大,能有效抵抗水平力,框架和剪力墻協同工作,受力特征介于框架結構和框架-剪力墻結構的一種狀態。在設計中位移是按純框架結構的1/550控制,還是按框架-剪力墻的1/800控制,《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)6.1.3條給出了規定:設置少量抗震墻的框架結構,在規定的水平力作用下,底層框架部分所承擔的地震傾覆力矩大于結構總地震的50%時,其框架結構的抗震等級應按框架結構確定,抗震墻的抗震等級可與其框架的抗震等級相同。設計人員結構分析時要明確雖然設置剪力墻,但結構體系仍是框架結構,框架仍是主體,是主要的承受豎向荷載,也是主要的抗側力構件,而剪力墻的設置是為了滿足規范對框架結構的位移角的要求,剪力墻承受的底部彎矩較小,改善框架的抗震性能。

在結構分析時,框架和剪力墻的受力變形特征不同,應考慮框架和剪力墻的協同工作,但是規范并未給出明確的設計方法。根據筆者的經驗,在結構建模計算時不能不記剪力墻或計算完出圖時增加剪力墻,自認為加大安全儲備,這樣會造成結構剛心偏移,地震作用的扭轉也發生了變化,對結構造成不利影響。個人是在建模時,先建純框架結構進行分析,查看計算結果,有針對性的在位移角較大處設置剪力墻。剪力墻設置在框架間,形成帶邊框剪力墻,要在結構的兩主軸方向雙向設置,其間距滿足規范要求,盡量對稱布置,避免偏心。剪力墻布置盡量沿建筑的周邊、角部設置,加強抗扭作用,已滿足規范對位移角的要求。剪力墻的沿建筑物的全高設置,否則會引起建筑豎向的剛度突變。再反復的試算過程中要把握住‘少數’的定義,剪力墻承受的底部彎矩與基本振型地震作用下結構底部地震傾覆力矩的總和之比建議不大于20%左右。若比值太小,說明剪力墻布置太少,難以發揮剪力墻的結構特性,沒有達到設置剪力墻的目的;若比值太大,說明剪力墻設置太多,違背了設置的初衷,結構體系不夠明確,加大了設計的難度,應在反復試算過程中注意抗傾覆力矩的比值。比值控制合適后,結構分析要計算考慮框架-剪力墻的協同工作。框架結構的梁、柱配筋要首先滿足純框架結構(不計剪力墻)計算的結果,而且還要滿足按框架-剪力墻的結構計算結果,應進行包絡設計,其中框架結構的抗震等級按純框架確定。框架結構的梁、柱配筋好要滿足框架-剪力墻的構造要求,剪力墻的端柱的配筋要滿足計算和構造要求,并應不小于相鄰的框架柱的配筋,適當的放大。剪力墻的抗震等級可與其框架的抗震等級相同,具體計算和配筋按構造結果配筋,應符合規范對剪力墻的構造要求和措施,如剪力墻開洞時,兩側加邊緣構件;剪力墻只有柱無梁時,要設置墻中的暗梁。

設計人員在8度區設計多層框架加少量剪力墻結構時,還是需要謹慎、穩妥,盡可能的不采用,若采用一定要滿足規范的各項要求,在設置時做到受力簡單明確合理,在計算時采取一定的必要構造措施,加強結構的承載能力,如考慮雙向地震力;柱的雙偏壓校核;重要部位的柱箍筋全高加密;樓板開大洞附近的板雙層配筋等措施。在做設計時,提前與圖審單位溝通,避免設計返工,順利完成設計。

參考文獻:

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