建筑抗震論文范文

時間:2023-03-29 07:53:50

導(dǎo)語:如何才能寫好一篇建筑抗震論文,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文,供你借鑒。

建筑抗震論文

篇1

論文摘要:本文從抗震的角度探討建筑的體型,建筑平面布置和豎向布置、規(guī)范中設(shè)計(jì)限值的控制、屋頂建筑等設(shè)計(jì)問題。

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,對整個建筑起著很重要的作用。因此,我們在建筑抗震設(shè)計(jì)過程別要注重以下幾個問題。

一、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)則在地震時都會造成震害。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)生因體型不對稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。

二、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)隔墻等等布置不對稱,墻體與柱子分布的不對稱、不協(xié)調(diào),使建筑物在地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用,對抗震很不利。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,也將在地震時引起扭轉(zhuǎn)地震作用,對抗震不利。還有的建筑平面布置上,經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對齊或中斷,使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻,對抗震也帶來不利,客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計(jì)對建筑抗震關(guān)系很大,從概念上要解決的一個核心問題是: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。

三、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,這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是,由于建筑使用功能的不同要求,如底層或下面幾層是商場、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齊,柱子不對齊,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、不對稱和對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)生地震時的鈕轉(zhuǎn)效應(yīng)。

四、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);二是對房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。

五、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,屋頂建筑是一個重要的設(shè)計(jì)部分。從近幾年對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,更會帶來地震的扭轉(zhuǎn)作用,對建筑物抗震更不利。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,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。

六、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。它對建筑抗震起著重要的基礎(chǔ)作用。一個優(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,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,2003。

篇2

(一)磚混結(jié)構(gòu)的建筑較多,不利于建筑的穩(wěn)固

磚混結(jié)構(gòu)是一種較為傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu),隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)的發(fā)展,磚混結(jié)構(gòu)由于抗震性能較差已經(jīng)逐漸被框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)等所取代。但是,保定周邊的一些學(xué)校在建設(shè)的過程中,出于各種各樣的原因,依然采取了磚混結(jié)構(gòu),這導(dǎo)致在地震災(zāi)害發(fā)生時,由于建筑整體的穩(wěn)定性較差,很容易發(fā)生坍塌,造成很大的損壞。同時,一些磚混結(jié)構(gòu)的建筑在使用一定時間之后,容易發(fā)生裂縫,導(dǎo)致抗震安全性能降低。要想提升磚混結(jié)構(gòu)建筑的抗震安全性,首先,采用抗震性能較高的鋼結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)來構(gòu)建學(xué)校校舍,保障學(xué)校師生的生命和財(cái)產(chǎn)安全。這樣做雖然能夠從根本上改善磚混結(jié)構(gòu)抗震性能較差的弊端,但是所需資金較大,并且推倒再建耗時較長,需要大量的備用教室,難以大規(guī)模推廣,各學(xué)??梢愿鶕?jù)自身的情況進(jìn)行相應(yīng)的選擇。其次,對磚混結(jié)構(gòu)的建筑進(jìn)行加固,提高磚混結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能。在具體的操作過程中,可以通過設(shè)置圈梁、加強(qiáng)建筑頂部混凝土的強(qiáng)度來提高中小學(xué)磚混建筑的抗震性,保障師生的生命安全。再次,通過增加構(gòu)造柱的方式提高磚混結(jié)構(gòu)建筑的抗震安全性。在磚混結(jié)構(gòu)的建筑中增加混凝土構(gòu)造柱是提高磚混結(jié)構(gòu)建筑抗震安全性的重要策略,實(shí)踐表明,增加了構(gòu)造柱的磚混結(jié)構(gòu)建筑相對于沒有增加構(gòu)造柱的磚混結(jié)構(gòu)建筑抗震能力大大增強(qiáng)。因此,在進(jìn)行磚混結(jié)構(gòu)建筑加固的過程中,需要在合適的地方增加構(gòu)造柱,并與圈梁相結(jié)合,從而使建筑物的抗震安全性獲得有效地提升。最后,通過增加磚混結(jié)構(gòu)建筑底層的抗震能力來使整個建筑物的抗震能力獲得顯著提升。在地震發(fā)生時,磚混結(jié)構(gòu)建筑的底層受損較為嚴(yán)重,而底層一旦嚴(yán)重受損,整座建筑就會發(fā)生坍塌,因此,我們需要增強(qiáng)磚混結(jié)構(gòu)建筑底層的抗震能力??梢酝ㄟ^增加底層承重墻體的面積來增加對地震的承受性,保障整個建筑的安全,同時還需要增加砂漿強(qiáng)度以減少地震時墻體在承受外力的狀況下裂開的程度,從而達(dá)到提升抗震能力的目的。

(二)樓梯間的設(shè)置存在問題

樓梯間是發(fā)生地震時師生逃生的生命通道,但是,通過我們調(diào)查發(fā)現(xiàn),保定地區(qū)的很多樓梯間的設(shè)置都存在問題,很多樓梯間都設(shè)置在建筑的端部,導(dǎo)致地震災(zāi)害發(fā)生樓梯間應(yīng)力非常集中,建筑難以整體扭轉(zhuǎn),樓梯間承重較重極易坍塌等,阻礙了師生的逃生。[2]其次,樓梯間沒有進(jìn)行科學(xué)地加固。地震發(fā)生時一旦樓梯坍塌,逃生通道被堵。與樓梯間設(shè)置中存在的問題相對應(yīng),要想解決樓梯間設(shè)置中存在的問題,首先需要合理規(guī)劃樓梯間的位置,將樓梯間設(shè)置于建筑中間,盡量避免設(shè)置于樓梯端部和拐角處,以平衡地震發(fā)生時建筑的整體受力,保障樓梯間的正常使用。其次,在具體的加固過程,一定要深刻認(rèn)識到樓梯間的重要性和存在的短板,對樓梯間進(jìn)行科學(xué)的加固,提高樓梯間的抗震性能。

(三)一些建筑建造和使用的時間較長,抗震性能較差

通過我們對保定周邊的學(xué)校進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),一些中小學(xué)校的建筑建造和使用的時間較長,抗震性能較差,存在很大的安全隱患。首先,一些較老的建筑在建設(shè)初期,由于科技水平達(dá)不到等原因,所以本身抗震性能較差,難以抵御高震級地震的沖擊。其次,一些建筑使用時間較長,加上在使用的過程中不注意合理及時的維修,導(dǎo)致抗震性能不斷降低,甚至成為了危房,影響中小學(xué)師生的生命安全。我們要想解決建筑使用時間較長帶來的抗震安全性下降的問題,首先需要對這些老舊建筑進(jìn)行評估,可以繼續(xù)使用的我們通過合理的加固改造,提高其抗震性能繼續(xù)使用。其次,在使用過程中,提高警惕定期檢查,出現(xiàn)問題要及時維修,絕不能讓小問題任其發(fā)展成為大問題。最后,對一些改造價(jià)值不大的危房,為保證安全學(xué)校應(yīng)該爭取早日進(jìn)行重建,及時消除隱患。

二、隔震技術(shù)的應(yīng)用

隔震技術(shù)是指在建筑物上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間設(shè)置隔震層,阻止地震能量向上傳遞,從而達(dá)到減弱地震危害、提升建筑抗震性能的目的。我國在很久之前就開始了隔震技術(shù)的應(yīng)用,主要是應(yīng)用煮過的糯米和石灰來達(dá)到隔震的效果,在現(xiàn)代,隔震技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟并得到推廣,我們一般使用橡膠支座作為隔震層,在建筑、橋梁各個領(lǐng)域的應(yīng)用證明了隔震支座對提高建筑抗震性能效果非常顯著。我們在中小學(xué)建筑的改造過程中,可以在適當(dāng)?shù)奈恢眉臃畔軠p震裝置來很快的消耗地震傳來的能量,減小地震造成的危害;在新建建筑中可以在基礎(chǔ)上放入隔震層,使得建筑由剛性抗震轉(zhuǎn)為柔性抗震,有效提升建筑的抗震性能。

三、結(jié)語

篇3

高層建筑是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的產(chǎn)物。隨著大城市的發(fā)展,城市用地緊張,市區(qū)地價(jià)日益高漲,促使近代高層建筑的出現(xiàn),電梯的發(fā)明更使高層建筑越建越高。宏偉的高層建筑是經(jīng)濟(jì)實(shí)力的象征,具有重要的宣傳效應(yīng),在日益激烈的商業(yè)競爭中,更扮演了重要的角色。

自從1886年世界上第一棟近代高層建筑——美國芝加哥家庭保險(xiǎn)公司大樓(HomeIuranceBuilding,10層,高55m)建成以來,至今已有100多年的歷史了。高層建筑不僅在材料和結(jié)構(gòu)體系上逐漸多樣化,而且在高度上也有大幅度增長。而一次又一次地震災(zāi)難及教訓(xùn),警示人們:防震減災(zāi)任重道遠(yuǎn),刻不容緩。

從上個世紀(jì)開始,各國的專家、學(xué)者對抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了一系列研究。進(jìn)入90年代,結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)已提到各國建筑設(shè)計(jì)的歷史日程。特別是我國處于地震多發(fā)區(qū)(地震基本烈度6度及其以上的地震區(qū)面積約占全國面積的60%),高層抗震設(shè)計(jì)設(shè)防更是工程設(shè)計(jì)面臨的迫切的任務(wù)。作為工程抗震設(shè)計(jì)的依據(jù),高層建筑抗震分析更處于非常重要的地位。

二、材料的選用和結(jié)構(gòu)體系問題在地震多發(fā)區(qū),采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理應(yīng)該得到人們的重視。

我國高層建筑中常采用的結(jié)構(gòu)體系有:框架、框架-剪力墻、剪力墻和筒體等幾種體系,這也是其他國家高層建筑采用的主要體系。但國外,特別地震區(qū),是以剛結(jié)構(gòu)為主,而在我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)幾混合結(jié)構(gòu)卻占了90%.如此高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu),國內(nèi)外都還沒有經(jīng)受較大的考驗(yàn)。鋼結(jié)構(gòu)同混凝土結(jié)構(gòu)相比,具有優(yōu)越的強(qiáng)度、韌性和延性,強(qiáng)度重量比,總體上看抗震性能好,抗震能力強(qiáng)。

震害調(diào)查表明,鋼結(jié)構(gòu)較少出現(xiàn)倒塌破壞情況。在高層建筑中采用框架-核心筒體系,因其比鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量少,又可減少柱子斷面,故常被業(yè)主所看中?;旌辖Y(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土內(nèi)往往要承受80%以上的震層剪力,有的高達(dá)90%以上。由于結(jié)構(gòu)以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移值為基準(zhǔn)。但因其彎曲變形的側(cè)移較大,靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移,不僅增加了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān),而且效果不大,有時不得不加大混凝土筒的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu),形成加強(qiáng)層才能滿足規(guī)范側(cè)移限值;

此外,在結(jié)構(gòu)體系或柱距變化時,需要設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。加強(qiáng)層和轉(zhuǎn)換層都在本層形成剛度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度突變,常常會使與加強(qiáng)層或轉(zhuǎn)換層相鄰的柱構(gòu)件剪力突然加大,加強(qiáng)層伸臂構(gòu)件或轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與外框架柱連接處很難實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁。因此在需要設(shè)置加強(qiáng)層及轉(zhuǎn)換層時,要慎重選擇其結(jié)構(gòu)模式,盡量減小其本身剛度,減小其不利影響。

唐山鋼鐵廠震害調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)參數(shù)結(jié)構(gòu)形式總建筑面積(萬㎡)倒塌和嚴(yán)重破壞比例(%)中等破壞比例(%)鋼結(jié)構(gòu)3.6709.3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)4.0623.247.9砌體結(jié)構(gòu)3.0941.220.9在高層建筑中,應(yīng)注意結(jié)構(gòu)體系及材料的優(yōu)選?,F(xiàn)在我國鋼材產(chǎn)量已居世界前列,建筑鋼材的類型及品種也在逐漸增多,鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力已有了很大提高,因此在有條件的地方,建議盡可能采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)(SRC)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)(CFS)或鋼結(jié)構(gòu)(S或),以減小柱斷面尺寸,并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。

在超過一定高度后,由于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕而且較柔,為減小風(fēng)振而需要采用混凝土材料,鋼骨(鋼管)混凝土,通常作為首選。工程經(jīng)驗(yàn)表明:利用鋼管混凝土承重柱自重可減輕65%左右,由于柱截面減小而相應(yīng)增加使用面積,鋼材消耗指標(biāo)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相近,而工程造價(jià)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比可降低15%左右,工程施工工期縮短1/2.此外鋼管混凝土結(jié)構(gòu)顯示出良好的延性和韌性。

1995年日本阪神地震震害說明,在鋼骨混凝土構(gòu)件中,采用格構(gòu)式的型鋼時,震害嚴(yán)重,采用實(shí)腹式的大型型鋼或焊接工字鋼的,則震害輕微。因此,在高層建筑結(jié)構(gòu)中,若用鋼骨混凝土構(gòu)件,建議使用后者。

篇4

關(guān)鍵詞:房屋建筑;結(jié)構(gòu)分析;抗震設(shè)計(jì)

一、抗震設(shè)計(jì)的重要性

從我們現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r來講,城市人口越來越密集,房屋建筑也越來越多,若突然發(fā)生大的地震災(zāi)難就會造成難以估量的損失。房屋建筑根本性質(zhì)就是為了給人們提供一個安全舒適的住宿,為人們的一個防護(hù)所,避免人們經(jīng)受風(fēng)吹日曬以及其他極端天氣。地震則是我們目前所知的自然災(zāi)害中最嚴(yán)重的一個災(zāi)害,它所給人們造成極大的影響,地震不僅是簡單的震動,也會引起一系列海嘯、泥石流等自然災(zāi)害,其破壞性不可小覷。由此可見,當(dāng)一個破壞性極大的災(zāi)難發(fā)生在人們最需要安全的避難所時,我們就不得不重視對于這一災(zāi)難的防護(hù)。再加上我們目前生活水平的提高,我們目前對于房屋建筑的要求應(yīng)該是更為舒適,使用壽命更強(qiáng),這就進(jìn)一步要求我們對于房屋建筑的整體抗震性有更加完善的技術(shù)從而更好地保證我們生活的舒適性。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)定

在我國,房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)一般分為特殊設(shè)防類、重點(diǎn)設(shè)防類、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類、適度設(shè)防類等四個類別,簡稱甲、乙、丙、丁。在甲乙類建筑體系設(shè)計(jì)中應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施,9度時應(yīng)按比9度更高要求采取抗震措施。而丙類建筑應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防確定其抗震措施。在丁類建筑中地震作用應(yīng)按本地抗震設(shè)防烈度確定,但抗震措施(6度除外)允許比本地抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低。在多層和高層現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的結(jié)構(gòu)類型中,當(dāng)平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu)或建造于Ⅳ類場地的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)時,適用最大高度應(yīng)適當(dāng)減少。在鋼筋混凝土房屋抗震等級的要求中,它的抗震設(shè)計(jì)一般要滿足,如果是框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%的話,那么它的框架抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)來定。另外當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時,地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同,地下一層一下抗震構(gòu)造措施的抗震等級可逐層降低一級,但不應(yīng)低于四級。地下室中無上部結(jié)構(gòu)的部分,抗震構(gòu)造措施的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或者四級。對于那些筒體房屋結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)要求來說,筒體部分與框架部分樓板一般采用梁板體系。在施工程序及連接構(gòu)造上我們采取減小結(jié)構(gòu)豎向溫度變形及軸向壓縮對加強(qiáng)層影響措施來解決。當(dāng)?shù)陀?度采用加強(qiáng)層時,加強(qiáng)層的大梁或桁架與周邊框架柱的連接宜采用鉸接或半剛性連接。需要注意的是如果是9度的情況出現(xiàn)時就不要采用加強(qiáng)層了。

三、抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

抗震的設(shè)計(jì)在整個建筑中可以說是十分關(guān)鍵的一環(huán),我們可以從一下幾個方面進(jìn)行理解,從而體會抗震設(shè)計(jì)時如何在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行運(yùn)用,進(jìn)而理解抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑中的重要性。(1)提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震力??拐鹪O(shè)計(jì),顧名思義,就是保障房屋建筑能夠在地震時將其破壞程度保障到最小范圍。所以在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)師,首先就要保障有一個穩(wěn)固的地基。地基是整個建筑的基礎(chǔ),其抗震性能也就在一定程度上決定著整個建筑的抗震能力。其次,房屋的整體結(jié)構(gòu)上要建造抗震能力強(qiáng)的結(jié)構(gòu)。比如我們知道的一些幾何圖形具有穩(wěn)定的效能,我們就可以將其運(yùn)用在房屋的結(jié)構(gòu)當(dāng)中。規(guī)則、對稱的建筑結(jié)構(gòu)也能有利于保障房屋的穩(wěn)定性,從而減少地震對于房屋建筑變形的影響。在房屋建筑中的一些小細(xì)節(jié)上注意到對于抗震的作用。(2)我們完善了房屋的抗震設(shè)計(jì)之后,可以再從地震一方面來思考如何降低地震作用對房屋建筑的影響。我們目前所采取的辦法就是在建筑物的基礎(chǔ)與主體之間加一個隔震層,也有人提出在建筑物的頂端部分設(shè)立一個“反擺”。這樣的設(shè)計(jì)首先能夠有效避免發(fā)生地震時建筑物之間互相碰撞,并且能夠有效緩解在地震來臨時房屋的震動幅度,從而保障房屋內(nèi)部物品的安全。這樣的設(shè)想我們目前已經(jīng)有所應(yīng)用,在一些實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)中我們也發(fā)現(xiàn)了這一方法的可行性。(3)保證建筑的剛度,建筑結(jié)構(gòu)上的防護(hù)以及外部的防護(hù)之后,還有保障房屋建筑自身的堅(jiān)硬程度。首先,就需要考慮到在進(jìn)行建筑時,使用鋼筋混凝土材料,保障房屋的穩(wěn)固。其次,就是在我們已有的建筑結(jié)構(gòu)上對整個建筑進(jìn)行進(jìn)一步的加固。這一方面我們目前已經(jīng)有相關(guān)的規(guī)定,明確告訴我們?nèi)绾螌τ诓煌ㄖ愋瓦M(jìn)行不同的外層加固。目前,我們也仍需對于房屋建筑的使用材料進(jìn)行進(jìn)一步的探究,努力尋找優(yōu)化建筑材料的辦法,能夠幫我們在建造房屋時一方面減少不必要的材料浪費(fèi),另一方面就是將優(yōu)質(zhì)的材料的性能充分地體現(xiàn)在房屋建筑整體的抗震性能上。

四、房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)措施

1.房屋建筑位置的選擇,房屋建筑位置的選擇在一定意義上來說決定著房屋質(zhì)量的好壞,一般地地震可以導(dǎo)致房屋建筑周圍地表變化,這樣就會造成地基的開裂,導(dǎo)致房屋出現(xiàn)問題。因此在地理位置的選擇上,設(shè)計(jì)人員要對房屋建筑進(jìn)行合理化選擇:如選擇開闊的堅(jiān)硬場地,考慮場地土的剛度大小和場地覆蓋層的厚度等。2.房屋建筑材料的選擇,抗震性房屋建筑材料要選擇那些質(zhì)量優(yōu)等的材料。要綜合考慮保暖、防火等多種因素的存在,比如良好的鋼、鋁合金結(jié)構(gòu)、木質(zhì)結(jié)構(gòu)及輕型復(fù)合材料等建筑材料作為主體材料。3.選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)體系,結(jié)構(gòu)體系要滿足穩(wěn)定性,要與建筑結(jié)構(gòu)相配套。此外要注意建筑物傳力途徑的明確性,以及受力計(jì)算的明確性,保障在建筑體系中不使用轉(zhuǎn)換層,這樣就會保障有地震發(fā)生時候避免建筑傾斜或局部受損等現(xiàn)象的發(fā)生。4.做好底層框架抗震墻設(shè)計(jì),鑒于我國的地震災(zāi)害多數(shù)發(fā)生在底層,一般突出表現(xiàn)為“上輕下重”的這樣一個現(xiàn)象,所以在設(shè)計(jì)時候要突出底層的墻體比框架柱重,框架柱又要比梁重。這樣的設(shè)計(jì)就會在發(fā)生地震時底層破壞的程度比房屋的底層輕得多。5.鋼筋混凝土框架抗震內(nèi)力設(shè)計(jì)。我們盡可能做到在地震作用下的框架呈現(xiàn)梁鉸型延性機(jī)構(gòu),為減少梁端塑性鉸區(qū)發(fā)生脆性剪切破壞的可能性,對梁端的剪力適當(dāng)調(diào)整,使斜截面受剪承載力高于正截面受彎承載力,做到“強(qiáng)剪弱彎”。在實(shí)際運(yùn)用中如不采取這個措施,柱端很可能比梁端先出現(xiàn)塑性鉸。因此適當(dāng)調(diào)整柱計(jì)算內(nèi)力并增大配筋,使塑性鉸首先出現(xiàn)在梁端,抗震性能較好。

五、結(jié)語

地震是人類生活面臨的重要的自然災(zāi)害,危及著人民的生命與財(cái)產(chǎn)安全。在我國,目前人們對于房屋建筑無論是安全性還是舒適性的要求越來越高,房屋建筑行業(yè)不斷改善自己的設(shè)計(jì)和技術(shù),不斷為人們提供更好更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時候,必須充分考慮抗震設(shè)計(jì),并有采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧?,盡最大可能確保房屋質(zhì)量,才能減少地震的危害。我們要進(jìn)行不斷地探索,對于抗災(zāi)設(shè)計(jì)有所重視,不斷改善我們的技術(shù),建造更優(yōu)質(zhì)的建筑。

作者:王甲輝 單位:吉林供電公司

篇5

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);抗震;設(shè)計(jì);問題;探討

中圖分類號:TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A

一、前言

目前,我國建筑在抗震設(shè)計(jì)方面來存在很多誤區(qū),同時,在具體設(shè)計(jì)方面還有很多的設(shè)計(jì)問題有待于研究。因此,對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)問題進(jìn)行分析很有現(xiàn)實(shí)意義。

二、我國對抗震性設(shè)計(jì)的要求

為了保證建筑物結(jié)構(gòu)的基本抗震性能,我國從法律上對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。這些具體的規(guī)定都在我國“《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223”中,而具體內(nèi)容大致如下。

“建筑根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個抗震設(shè)防類別?!痹谶@四類抗震類別當(dāng)中,甲類建筑物的使用功能應(yīng)該是比較重要的,因此,對其要求的抗震性能也比較高,“地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求,其值應(yīng)按照批準(zhǔn)的地震安全性評價(jià)結(jié)果確定?!本唧w的抗震措施應(yīng)該比當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)狀況要求的抗震烈度要高,如果當(dāng)?shù)匾蟮目拐鹆叶纫?~8之間,那么,實(shí)際設(shè)計(jì)的抗震烈度就應(yīng)該要比要求高出1度,而如果當(dāng)?shù)氐目拐鹨笤?度時,實(shí)際設(shè)計(jì)的抗震烈度至少要比9度高出一點(diǎn)。乙類建筑物的抗震烈度與當(dāng)?shù)氐牡卣鹱饔孟喾霞纯?,在采取抗震措施時,如果抗震烈度要求在6~8之間,那么設(shè)計(jì)的抗震烈度與其相符合即可,如果是在9度以上,實(shí)際設(shè)計(jì)值則需要比9度要高。對于丙類來說,無論是什么情況,設(shè)計(jì)的抗震烈度值同當(dāng)?shù)氐目拐鹨笙喾霞纯?,而丁類建筑結(jié)構(gòu)的抗震烈度可以在實(shí)際的抗震烈度要求之上適當(dāng)減低。

三、目前建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題

1、場地選擇

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,場地的選擇是其中重要的一部分,所以,在建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)中,建筑場地的選擇對建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的影響也是比較大的。在選擇建筑場地時,一定要對當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境有所了解,避開不利的地段。如果場地不利會造成地表發(fā)生錯動或者斷裂、地基沉降、滑坡等狀況,對工程質(zhì)量會產(chǎn)生一定的影響。正因如此,在選擇建筑場地過程中,要盡量避免在“軟弱場地、易液化土、狀態(tài)不均勻”等場地進(jìn)行建筑物的建筑。如果建筑地點(diǎn)的土壤普遍不合格,那么就需要采取一定的抗震防裂措施來提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級,比如可以強(qiáng)化地基,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性等,對于地基來說可以采用樁基、強(qiáng)化基礎(chǔ)等處理措施,這樣即使不可避免地出現(xiàn)了不利場地,也能通過措施的應(yīng)用而得以改善。

2、結(jié)構(gòu)體系選擇

建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇關(guān)系到了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,自然也會成為抗震設(shè)計(jì)中的重要部分。首先,結(jié)構(gòu)體系要具有相對的獨(dú)立性。對于建筑結(jié)構(gòu)體系的整體功能發(fā)揮來說,其應(yīng)該具有一定的整體性和聯(lián)系性,但是,對于抗震性來說,建筑結(jié)構(gòu)體系就應(yīng)該具有相對的獨(dú)立性。主要是指結(jié)構(gòu)體系應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。因此,在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時,應(yīng)該要確保建筑結(jié)構(gòu)具有一定的內(nèi)力分配功能,這樣如果一個構(gòu)件受到了震力的破壞,其他的構(gòu)件仍能夠正常承載,一定程度上避免了整體結(jié)構(gòu)失效可能性的出現(xiàn)。其次,合理分布震力傳遞途徑。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該重視豎向的建筑結(jié)構(gòu)要具有垂直重力傳遞的作用,“樓屋蓋梁系的布置”要盡量保證從上部結(jié)構(gòu)中傳遞過來的重力荷載能夠通過轉(zhuǎn)換層進(jìn)行轉(zhuǎn)換,同時,抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要明確,盡量保證其連續(xù)性,如果結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了豎向變化則要盡量確保變化的均勻發(fā)生。最后,要具有適當(dāng)剛度和以及強(qiáng)度。對于建筑結(jié)構(gòu)體系來說,適當(dāng)?shù)膭偠群蛷?qiáng)度能夠在一定程度上避免因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的部分薄弱給整體結(jié)構(gòu)造成影響,在框架設(shè)計(jì)過程中要保證節(jié)點(diǎn)在受到較大的重力荷載或者是應(yīng)力過于集中時,不會出現(xiàn)破壞的狀況。

3、規(guī)則布置建筑平面

建筑平、立面布置應(yīng)符合抗震概念的設(shè)計(jì)原則,宜采用規(guī)則的建筑設(shè)計(jì)方案,而不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。因此,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)過程中,要盡量規(guī)則布置建筑平面,通常我們都比較重視建筑結(jié)構(gòu)的對稱性和規(guī)則性,結(jié)構(gòu)的對稱性主要是指抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)之間的對稱,而規(guī)則性主要體現(xiàn)在以下幾個方面,第一,抗側(cè)力結(jié)構(gòu)主軸方向剛度和變形特性相近。第二,在抗側(cè)力結(jié)構(gòu)豎向斷面均勻、構(gòu)成的變化均勻。

四、抗震設(shè)計(jì)方法及存在的問題

1、直接位移設(shè)計(jì)法

直接位移設(shè)計(jì)法是一種偏重于結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)方法,這種方法概念簡單,可根據(jù)在一定的地震等級作用下預(yù)期的位移計(jì)算地震作用,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使構(gòu)件達(dá)到預(yù)期的變形,結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定位移。但該方法的使用尚存在一些問題:由于替換結(jié)構(gòu)的剛度是對應(yīng)于最大位移時的線性剛度,其周期一般比彈性結(jié)構(gòu)的周期長許多,因此,用于位移設(shè)計(jì)的位移設(shè)計(jì)反應(yīng)譜必須比加速度反應(yīng)譜具有較長的周期范圍;彈性加速度設(shè)計(jì)反應(yīng)譜一般是針對阻尼比為0.05,而位移設(shè)計(jì)反應(yīng)譜必須適應(yīng)替換結(jié)構(gòu)所需要的較大阻尼比范圍的要求;近年來的研究表明,近場強(qiáng)震效應(yīng)對結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)有較大的放大作用,但直接位移設(shè)計(jì)方法只從材料的極限應(yīng)變出發(fā)得到構(gòu)件的變形值進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不能考慮近場強(qiáng)震的這種放大效應(yīng);結(jié)構(gòu)構(gòu)件的滯回特性。因此,就現(xiàn)階段而言,采用直接位移設(shè)計(jì)法實(shí)現(xiàn)基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計(jì)還具有一定的局限性;½這一設(shè)計(jì)理論沒有體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的非線性分析方法和對所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗震性能進(jìn)行驗(yàn)算的方法。

2、位移影響系數(shù)法

位移影響系數(shù)法主要體現(xiàn)在確定給定結(jié)構(gòu)非線性靜力彈塑性分析時的最大期望位移,這一最大期望位移定義為目標(biāo)位移d;采用此方法結(jié)構(gòu)來確定最大非線性位移,概念相對來說比較簡單,但在實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算中需進(jìn)一步研究:此種方法僅僅是一種衡量結(jié)構(gòu)整體抗震水平的評估方法,無法提供具體樓層和主要構(gòu)件的損壞情況以及具體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震水準(zhǔn);結(jié)構(gòu)的最大非線性位移與線性位移的關(guān)系比較復(fù)雜,采用上述多系數(shù)的表示方法,每一個系數(shù)取值的變化都會對結(jié)果產(chǎn)生較大的影響,而在各個系數(shù)都不能明確確定其取值的情況下,計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際最大非線性位移會產(chǎn)生較大的誤差。

3、能力譜方法

能力譜方法是一種偏重于對所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗震性能進(jìn)行評估驗(yàn)算的方法。對結(jié)構(gòu)抗震性能評估的能力譜方法的研究。還存在以下問題需要解決:¹在能力譜方法中,需要將原型多自由度結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)化為等效單自由度體系,而現(xiàn)有的轉(zhuǎn)化方法都是以結(jié)構(gòu)反應(yīng)的單一振型或主振型為基礎(chǔ),而對于高階振型對結(jié)構(gòu)反應(yīng)影響比較顯著的多高層結(jié)構(gòu)體系或扭轉(zhuǎn)效應(yīng)不可忽略的結(jié)構(gòu)體系來說,這種轉(zhuǎn)化方法將產(chǎn)生比較大的誤差;通常能力譜方法對于抗側(cè)剛度沿結(jié)構(gòu)高度方向分布不均勻的結(jié)構(gòu)體系或樓層平面內(nèi)扭轉(zhuǎn)反應(yīng)比較明顯的結(jié)構(gòu)體系無法進(jìn)行驗(yàn)算。

五、提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量管理

1、根據(jù)《建筑工程設(shè)計(jì)招標(biāo)投標(biāo)管理辦法》業(yè)主要求設(shè)計(jì)單位組建設(shè)計(jì)項(xiàng)目組,安排結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各階段的設(shè)計(jì)人員、校對人員、專業(yè)負(fù)責(zé)人、審核人員并安排相應(yīng)的完成時間,形成設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃表。

2、設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響工程周期、成本,是工程建設(shè)重要的內(nèi)容。有效地縮短工程周期和節(jié)約成本有利于在市場中能取得先機(jī),獲取更大的效益。設(shè)計(jì)單位執(zhí)行ISO9001:2008全面質(zhì)量管理來保證設(shè)計(jì)質(zhì)量是一種行之有效的方法。

3、針對建筑工程的不同類型,由專業(yè)負(fù)責(zé)人對設(shè)計(jì)和校對人員進(jìn)行事先指導(dǎo),形成事先指導(dǎo)表。同時專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)起草本設(shè)計(jì)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一措施,經(jīng)結(jié)構(gòu)總工程師批準(zhǔn)后,結(jié)構(gòu)人員保證人手一份使用。

六、結(jié)束語

建筑抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程,需要嚴(yán)格把握設(shè)計(jì)的各個環(huán)節(jié),按照設(shè)計(jì)的科學(xué)流程,結(jié)合建筑的特點(diǎn),盡量提高設(shè)計(jì)的合理性,提高建筑抗震的能力。

【參考文獻(xiàn)】

篇6

【關(guān)鍵詞】樓梯;建筑抗震;剛度;影響;分析

中圖分類號:TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

一.引言

樓梯是建筑的一個重要組成部分,是最重要的疏散工具,在抗震防災(zāi)中起著舉足重輕的作用。所以樓梯的設(shè)計(jì)是十分重要的工作,樓梯設(shè)計(jì)的好壞也直接影響到建筑的抗震能力。從地震被損壞的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋來看,其中一個特點(diǎn)是樓梯構(gòu)件的破壞,影響了逃生通道安全,造成人員傷亡。根據(jù)2008年汶川地震震害的相關(guān)報(bào)告,樓梯對結(jié)構(gòu)安全以及疏散時人身安全的意義非常重大。因此,我們有必要認(rèn)真研讀規(guī)范的有關(guān)要求,結(jié)合工程實(shí)際情況,認(rèn)真對待抗震設(shè)計(jì)時的樓梯設(shè)計(jì)。

二.抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算的重要性

現(xiàn)代建筑工程抗震性能的需求要求建筑工程設(shè)計(jì)過程中必須考慮抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算工作的重要性。以抗震樓梯設(shè)計(jì)對建筑物主體結(jié)構(gòu)抗震性能的促進(jìn)作用促進(jìn)建筑物的抗震性能提升。建筑工程設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)過程中樓梯設(shè)計(jì)對建筑物主體工程的影響強(qiáng)化抗震設(shè)計(jì)樓梯參與結(jié)構(gòu)計(jì)算工作,實(shí)現(xiàn)建筑物抗震性能的提高,促進(jìn)現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)目標(biāo)的達(dá)成

在現(xiàn)代建筑工程的設(shè)計(jì)中,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)勢使得其在現(xiàn)代建筑工程的設(shè)計(jì)中有著極為廣泛的應(yīng)用。在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中,樓梯能夠?qū)翘蓍g結(jié)構(gòu)起到斜撐作用,增加主體結(jié)構(gòu)的剛度。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,由于計(jì)算方式與設(shè)計(jì)理論的限制使得樓梯及樓梯間不參與整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算。隨著現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)理論的日趨成熟以及建筑物抗震等級要求的不斷提高,建筑工程抗震樓梯設(shè)計(jì)參與整體結(jié)構(gòu)計(jì)算已經(jīng)納入相關(guān)規(guī)范要求。在抗震樓梯與樓梯間增加剛度的同時,還應(yīng)與水平隔板、樓蓋板等做好鏈接,以此形成整體、提高建筑物的抗震性能。在汶川地震震后調(diào)查中,樓梯梯段板斷裂的情況非常普遍,嚴(yán)重影響了震后的自救與救災(zāi)。而且,樓梯系統(tǒng)的斷裂也造成了對主體結(jié)構(gòu)抗震性能的影響,造成了余震中建筑物抗震性能的下降。

三.樓梯和結(jié)構(gòu)主體

樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)有兩個方面,樓梯對豎向構(gòu)件的影響以及樓梯自身的傳力。由于樓梯傳力,豎向構(gòu)件往往會出現(xiàn)短柱或錯層。而樓梯本身傳力需得到保障,從而實(shí)現(xiàn)疏散功能。

理論研究以及一些震害調(diào)查表明,樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響大小,主要取決于樓梯與主體結(jié)構(gòu)的相對剛度比。主體結(jié)構(gòu)整體剛度越大,比如抗震墻結(jié)構(gòu),框架一抗震墻結(jié)構(gòu),由于結(jié)構(gòu)主體自身的剛度很大,整體性能好,樓梯剛度對于主體而言相對很小,那么它對主體影響就很小,有時可以忽略不計(jì);而當(dāng)采用框架結(jié)構(gòu),裝配式結(jié)構(gòu),特別是砌體結(jié)構(gòu)的時候,樓梯對其主體的影響就不容小視了,在多遇地震作用下,結(jié)構(gòu)基本是處于彈性工作狀態(tài),填充墻、砌體承重墻沒有開裂或者開裂程度不高,剛度尚未退化,樓梯剛度在主體結(jié)構(gòu)中依舊可以認(rèn)為不大,而在超出設(shè)防烈度及罕遇地震的時候,結(jié)構(gòu)一般進(jìn)入彈塑性狀態(tài),墻體開裂,剛度驟然降低,樓梯剛度在主體剛度中所占的比重就越加增大,現(xiàn)澆梯板可視為剛性樓板,承擔(dān)傳遞水平地震作用的重任,從而導(dǎo)致樓梯梯板拉裂,樓梯間短柱破壞,最終導(dǎo)致主體破壞甚至坍塌。

經(jīng)過工程實(shí)例對比發(fā)現(xiàn),樓梯構(gòu)件是否參與結(jié)構(gòu)整體計(jì)算,不僅影響地震作用效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果,也可能由于改變恒載、活載的傳遞途徑而對相關(guān)構(gòu)件計(jì)算產(chǎn)生影響。

對比發(fā)現(xiàn)當(dāng)其他區(qū)域荷載小于樓梯間時,不考慮樓梯影響計(jì)算結(jié)果顯示位移比較大,考慮樓梯剛度后剛心與質(zhì)心的重合程度有所改善,位移比有所減小。

結(jié)合條文說明,規(guī)范允許根據(jù)不同的具體結(jié)構(gòu),判斷樓梯構(gòu)件對整體的可能影響很大或不大,然后區(qū)別對待,并不要求一律參與整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算,但樓梯構(gòu)件自身應(yīng)計(jì)算抗震?,F(xiàn)行規(guī)范對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓梯間抗震設(shè)計(jì)的基本要求可歸納為:是否參與整體抗震計(jì)算,視情況而定;樓梯構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)計(jì)算;加強(qiáng)樓梯間填充墻與主體結(jié)構(gòu)的拉結(jié)。

由于地震動的不確定性、地震的破壞作用、結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)理的復(fù)雜性,以及結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的各種假定與實(shí)際情況的差異,.目前,依據(jù)所規(guī)定的地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,不論計(jì)算理論和工具如何發(fā)展,計(jì)算怎樣嚴(yán)格,計(jì)算的結(jié)果還是比較粗略,過分地追求數(shù)值上的精確是不必要的。然而,從工程的震害看,這樣的抗震驗(yàn)算是有成效的,不可輕視。

四.樓梯抗震設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

考慮樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響時,應(yīng)根據(jù)主體結(jié)構(gòu)與樓梯的側(cè)向剛度大小,采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施:

1.樓梯采用現(xiàn)澆式或者裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu),不應(yīng)采用裝配式結(jié)構(gòu)。

2.對框架結(jié)構(gòu),砌體結(jié)構(gòu)及其他整體性不好的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)計(jì)算中應(yīng)注意考慮樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響和主體結(jié)構(gòu)對樓梯的影響,采用包絡(luò)設(shè)計(jì)的方法。基于現(xiàn)行規(guī)范,在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)則性判斷和位移計(jì)算時,可不計(jì)樓梯的影響。而構(gòu)件設(shè)計(jì)則需要考慮樓梯的作用,按計(jì)入和不計(jì)人樓梯分兩種情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.對主體結(jié)構(gòu)剛度很大,整體性較好的結(jié)構(gòu),如抗震墻結(jié)構(gòu)、框架一抗震墻結(jié)構(gòu)等,一般不考慮樓梯的影響,不過在結(jié)構(gòu)平面布置時,應(yīng)重視樓梯間周圍的豎向構(gòu)件,類似于電梯井,盡量使抗震墻位置合理,這樣,既可以使樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響減小,同時也保護(hù)了樓梯構(gòu)件。

4.需特別注意設(shè)置樓梯形成的框架短柱或錯層柱,柱箍筋除應(yīng)滿足計(jì)算要求外,箍筋應(yīng)全高加密,宜按抗震等級提高一級配置。

5.樓梯處梁上立柱時,柱子截面一般都很難做大,但該柱也應(yīng)按照框架柱要求設(shè)計(jì),保證其截面面積不小于300mmX300mm,柱最小邊長不應(yīng)小于200mm,并相應(yīng)增加另一邊高度?!暝谝酝脑O(shè)計(jì)中,當(dāng)?shù)讓訜o地下室時,樓梯直接支撐在孤立的樓梯梁上,而根據(jù)震害調(diào)查發(fā)現(xiàn),此做法不妥,地震時樓梯板吸收的水平地震作用在樓梯梁處的水平傳力路徑中斷,孤立的樓梯梁很難擔(dān)當(dāng)由梯板傳遞的水平推力,梯板邊緣的梁截面處往往開裂甚至破環(huán),設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免。

五.結(jié)束語

樓梯是建筑的一個重要組成部分,是最重要的疏散工具,在抗震防災(zāi)中起著舉足重輕的作用。從地震被損壞的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋來看,其中一個特點(diǎn)是樓梯構(gòu)件的破壞,影響了逃生通道安全,造成人員傷亡,所以建筑樓梯設(shè)計(jì)是非常重要的工作。綜上所述,不管是對規(guī)范理解出發(fā),還是結(jié)合工程實(shí)際,樓梯設(shè)計(jì)對建筑抗震的影響應(yīng)當(dāng)被廣大設(shè)計(jì)師高度重視。目前來看,各種軟件的樓梯參與建筑抗震計(jì)算情況并不夠理想,不能過分依賴。設(shè)計(jì)可在比較合理的基礎(chǔ)上利用計(jì)算軟件,不拘泥于細(xì)節(jié),不追求過高的計(jì)算精度,強(qiáng)調(diào)按概念設(shè)計(jì)進(jìn)行各種調(diào)整。讓樓梯參與建筑抗震計(jì)算和加強(qiáng)抗震措施,使得樓梯對建筑抗震的影響降到最低,從而讓建筑結(jié)構(gòu)更為合理。

參考文獻(xiàn):

[1]嚴(yán)微 不同樓梯在地震下的反應(yīng)分析[學(xué)位論文], 2010 - 太原理工大學(xué):結(jié)構(gòu)工程

淺談樓梯設(shè)計(jì)對建筑抗震的影響

[2]喬銳 [期刊論文] 《黑龍江科技信息》 -2012年7期

[3]孫燁SUN Ye樓梯剛度對震區(qū)塔式建筑抗震設(shè)計(jì)的影響分析 [期刊論文] 《浙江建筑》 -2009年9期

[4]吳波 樓梯結(jié)構(gòu)的抗震性能分析及地震作用下對主體結(jié)構(gòu)的影響 [學(xué)位論文], 2009 - 西南交通大學(xué):結(jié)構(gòu)工程

[5]王亞勇 戴國瑩WANG YayongDAI Guoying《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的發(fā)展沿革和最新修訂[期刊論文] 《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)》 ISTIC EI PKU -2010年6期

[6]孟凡林 孟祥瑞 張維學(xué)Meng Fan-linMeng Xiang-ruiZhang Wei-xue考慮樓梯影響的框架結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析 [期刊論文] 《工程抗震與加固改造》 ISTIC PKU -2012年1期

篇7

【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計(jì),抗震設(shè)計(jì),作用分析

中圖分類號:S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

一、前言

在目前的發(fā)展趨勢中,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流趨勢有低碳,環(huán)保,安全,節(jié)能,生態(tài)。其中指標(biāo)之一,就是建筑的安全性,而我國目前破壞力最大的安全威脅便是地震,因此,加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),必將會被提升到建筑設(shè)計(jì)新的戰(zhàn)略高度。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震性能衡量標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對于建筑結(jié)構(gòu)的性能從兩個角度進(jìn)行描述,一是通過損壞的程度描述其性能,將建筑結(jié)構(gòu)的損壞程度分為不損壞和屬正常維修下的損壞、可修復(fù)的破壞和倒塌;二是描述用途的重要性,即抗震設(shè)防分類。主要是氛圍甲、乙、丙、丁四類。

現(xiàn)行規(guī)范對于部分鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提出了相應(yīng)的定量指標(biāo),即正常維修和倒塌的層間變位角。而在設(shè)防類別上,提出了不同的抗震措施。其中乙類抗震措施的相關(guān)規(guī)定比甲類高一度。在強(qiáng)烈地震的影響下,乙類受到的毀壞程度比甲類輕。但是對于抗震能力,仍然缺乏確定的數(shù)量變化。借助于現(xiàn)行航震鑒定標(biāo)攤b所引進(jìn)的”綜合抗震能力由數(shù)量上的區(qū)別”有可能使不同性能要求的結(jié)構(gòu)所具有的抗震能力由數(shù)量上的區(qū)別。比如在判斷結(jié)構(gòu)抗力的高低中,可以采用結(jié)構(gòu)樓層的受剪承載力與設(shè)計(jì)地震剪力的比值。而在結(jié)構(gòu)變形能力高低方面,可以用結(jié)構(gòu)所具有的變形能力與基本變形能力的比值來表征,這樣就能保證不同性能要求下所對應(yīng)的抗震措施的數(shù)量化。對于丙類結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),主要利用抗力和變形能力進(jìn)行組合,并作為綜合抗震能力的基本值。而乙類建筑,設(shè)計(jì)的綜合抗震能力要低于相應(yīng)的基本值。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對建筑抗震性能的影響

1、 砌筑體結(jié)構(gòu)影響基本變化能力的構(gòu)造,重點(diǎn)是將整個圈梁、主要構(gòu)造柱數(shù)量、具置、斷面截面尺寸和配筋數(shù)量的分級,局部的墻體尺寸、樓梯間的構(gòu)造等只適用于考慮局部影響。比如,5-6層磚房的主要構(gòu)造柱數(shù)量,房屋四角和樓梯間四角應(yīng)該設(shè)計(jì)為第一等級,用于房屋隔開間的內(nèi)外墻鏈接處和樓梯間四角設(shè)計(jì)為第二等級。對于房屋每開間的內(nèi)外墻鏈接位和樓梯間四角設(shè)計(jì)為第三等級;此處不用設(shè)置構(gòu)造柱與抗震設(shè)計(jì)不同。當(dāng)然,在相同設(shè)防烈度和性能要求的前提下,對與層數(shù)要求不同的砌筑結(jié)構(gòu),基本延性構(gòu)造的要求也不同,構(gòu)造柱設(shè)置就需要隨房屋層數(shù)的不斷增加而相應(yīng)提高。目前主要難題是,需要根據(jù)具體實(shí)例進(jìn)行計(jì)算和分析,針對同地點(diǎn)、同結(jié)構(gòu)的房屋按照不同等級采取相應(yīng)措施后,其措施的構(gòu)造影響能力系數(shù)如何確定?是否可在某個范圍內(nèi)取值。

2、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對變形能力構(gòu)造的影響,可適當(dāng)?shù)恼{(diào)整內(nèi)力、提高結(jié)構(gòu)柱箍筋和縱向鋼筋體積配箍率、抗震墻墻體和構(gòu)造作為抗震能力分級的重點(diǎn),而框支層、短柱、鏈接的構(gòu)造作為局部的影響。不同層數(shù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在相同設(shè)防烈度性能的要求,延性構(gòu)造要求也不一樣。目前,內(nèi)力調(diào)整、縱筋總配筋率和箍筋體積配箍筋率等都成型的分級和取值,但如何將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的影響系數(shù)還需要進(jìn)一步的計(jì)算和研究。

3、 鋼筋結(jié)構(gòu)對變形能力構(gòu)造的影響,可調(diào)整內(nèi)力、各節(jié)點(diǎn)域內(nèi)構(gòu)造、構(gòu)件的長細(xì)比和支撐設(shè)置作為重點(diǎn)的分級,這時構(gòu)件的寬厚就是結(jié)構(gòu)的局部影響。在相同設(shè)防烈度和性能的要求下,對建筑層數(shù)不同的結(jié)構(gòu)建筑,基本延性構(gòu)造需求也不同。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中也有一些現(xiàn)成的定量取值,也要研究將其轉(zhuǎn)化為影響系數(shù)的方法。

四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)措施

1、要嚴(yán)格選擇地基選址

地基選址是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),因此,在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,要科學(xué)避開山嘴,山包,陡坡,河流等不利因素,要本著堅(jiān)硬,牢固,平坦,開闊的選址原則。親身實(shí)地,利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備,進(jìn)行地質(zhì)勘探,山石水土監(jiān)測,并取樣論證,科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個地基牢固可靠,地質(zhì)穩(wěn)定無滲漏,無坍塌,無暗河,無熔巖,無火山……從而保證整個地基不會因?yàn)槌休d而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計(jì)。

2、確保結(jié)構(gòu)的整體性

在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,一般而言,要尤其注意其是由諸多構(gòu)件共同組合在一起,如此,要進(jìn)行整體化的對待。要充分調(diào)動各個構(gòu)件的作用來完成整體建筑的抗震效果。當(dāng)建筑的一些構(gòu)件基本都失去了原有的功能時候,那么,在地震來臨之后,很容易讓整體的建筑結(jié)構(gòu)喪失對地震的抵抗能力。在這種情況下,很容易讓整個建筑坍塌,因此,要保證所有構(gòu)件的功能協(xié)調(diào),并確保所有的構(gòu)件都能夠在地震作用下保證良好的性能,如此,可以讓建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力增強(qiáng)。同時,要堅(jiān)持實(shí)施多級防震措施。傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)多采取的是三級設(shè)防措施,即小震不壞、中震可修、大震不倒。但在新的時期,建筑結(jié)構(gòu)必須是采取的多級設(shè)防模式,保護(hù)建筑主體抗震能力,減輕經(jīng)濟(jì)損失,使得建筑抗震中更加安全。

3、屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)也是整個設(shè)計(jì)的一個重要環(huán)節(jié)。近幾十年來,從多數(shù)建筑抗震設(shè)計(jì)評定結(jié)果看,屋頂建筑設(shè)計(jì)還存在一些問題,例如:屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過重。屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過重,無形當(dāng)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?shù)目箓?cè)力墻和屋頂之下的抗側(cè)力強(qiáng)出現(xiàn)間斷,在地震發(fā)生時,帶來的地震扭轉(zhuǎn)作用也會更嚴(yán)重,對抗震更不利。所以,進(jìn)行屋頂建筑設(shè)計(jì)過程中時,應(yīng)該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強(qiáng)度較高、輕質(zhì)、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(qiáng)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(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

4、要合理且恰當(dāng)?shù)夭季值卣鹜饬Φ哪芰總鬟f與吸收的途徑,在地震當(dāng)中,要確保建筑的支柱、梁與墻的軸線,處于同一個平面上,從而可以形成構(gòu)件的雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。并且可以使其在地震的作用下,呈現(xiàn)彎剪性的破壞,并使塑性屈服情況,盡量的發(fā)生在墻的根底部,從而連梁適合在梁端產(chǎn)生塑性屈服,這樣還具有足夠的變形的能力。在震災(zāi)中,在墻段部分充分發(fā)揮抗震功能之前,要按照"強(qiáng)墻弱梁"的原則,來大力加強(qiáng)墻肢的承載力,避免墻肢遭到剪切性的破壞現(xiàn)象,從而最大限度的提高建筑結(jié)構(gòu)的整體的抗震能力。

5、要根據(jù)抗震等級,在對墻、柱以及梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中,采取相對應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,力求確保建筑物結(jié)構(gòu),在地震的作用下可以達(dá)到三個水準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。還可以根據(jù)"強(qiáng)柱弱梁"、和"強(qiáng)剪弱彎" 、以及"強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件"幾種構(gòu)造的原則,在建筑設(shè)計(jì)中,合理的選擇柱截面的尺寸,以此控制柱的軸壓比,并還要注意構(gòu)造配筋的要求,還要保證,鋼筋砼結(jié)構(gòu)建筑在地震的作用下,能夠具有足夠的承載能力以及具備足夠的延性。

6、在建筑設(shè)計(jì)過程中,要設(shè)置出多道抗震的防線,即,在設(shè)計(jì)一個抗震結(jié)構(gòu)的體系當(dāng)中,有一部分延性比較好的構(gòu)件,在地震的作用下,首先可以擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用,然事,其他的構(gòu)件,在第一道抗震防線屈服以后,在地震中,會依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防線,這樣的抗震結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì),在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中,對于確保建筑結(jié)構(gòu)具有的抗震安全性,是非常的行之有效的設(shè)計(jì)方法和手段。

五、結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),關(guān)乎民生,關(guān)乎經(jīng)濟(jì)發(fā)展,社會穩(wěn)定,對建筑實(shí)施結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),主要涉及對建筑高度,承載力,總體結(jié)構(gòu),各個部件的性能規(guī)劃等一系列的因素,要求通過對各個構(gòu)件和整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上,既實(shí)現(xiàn)滿足居民生活生產(chǎn)保障安全的需要,又具有值得欣賞的美學(xué)價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

[1]陳維東 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)存在的問題及其對策 [期刊論文] 《中國高新技術(shù)企業(yè)》 -2009年5期

[2]丁勇春 錢玉林 馬國慶 建筑結(jié)構(gòu)的抗震分析和設(shè)計(jì) [期刊論文] 《四川建筑》 -2004年4期

[3]崔燁 孫曉紅 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與分析 [期刊論文] 《科技資訊》 -2011年17期

[4] 郭華 江雄華 現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法研究 [期刊論文] 《中國新技術(shù)新產(chǎn)品》 -2010年16期

篇8

關(guān)鍵詞:高層建筑;抗震;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);探討

中圖分類號:[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:

1 高層建筑發(fā)展概況與存在問題

80年代,是我國高層建筑在設(shè)計(jì)計(jì)算及施工技術(shù)各方面迅速發(fā)展的階段。各大中城市普遍興建高度在100m左右或100m以上的以鋼筋為主的建筑,建筑層數(shù)和高度不斷增加,功能和類型越來越復(fù)雜,結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化。比較有代表性的高層建筑有上海錦江飯店,它是一座現(xiàn)代化的高級賓館,總高153.52m,全部采用框架一芯墻全鋼結(jié)構(gòu)體系,深圳發(fā)展中心大廈43層高165.3m,加上天線的高度共185.3m,這是我國第一幢大型高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。進(jìn)入90年代我國高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)進(jìn)入了新的階段。不僅結(jié)構(gòu)體系及建筑材料出現(xiàn)多樣化而且在高度上長幅很大有一個飛躍。深圳于1995年6月封頂?shù)牡赝醮髲B,81層高,385.95m為鋼結(jié)構(gòu),它居目前世界建筑的第四位。

我國高層建筑的結(jié)構(gòu)材料一直以鋼筋混凝土為主。隨著設(shè)計(jì)思想的不斷更新,結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化,建筑平面布置與豎向體型也越來越復(fù)雜,出現(xiàn)了許多超高超限鋼筋混凝土建筑,這就給高層建筑的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)提出了更高的要求。尤其是在抗震設(shè)防地區(qū),如何準(zhǔn)確地對這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行抗震分析以及抗震設(shè)計(jì),已成為高層建筑研究領(lǐng)域的主要課題之一。

2 建筑抗震的理論分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實(shí)際上是各國建筑抗震經(jīng)驗(yàn)帶有權(quán)威性的總結(jié),是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(jì)(包括結(jié)構(gòu)動力計(jì)算,結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容)的法定性文件它既反映了各個國家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的時代水平,又反映了各個國家的具體抗震實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。它雖然受抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo),向技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的方向發(fā)展,但它更要有堅(jiān)定的工程實(shí)踐基礎(chǔ),把建筑工程的安全性放在首位,容不得半點(diǎn)冒險(xiǎn)和不實(shí)。正是基于這種認(rèn)識,現(xiàn)代規(guī)范中的條文有的被列為強(qiáng)制性條文,有的條文中用了“嚴(yán)禁,不得,不許,不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“必須,應(yīng)該,宜于,可以”等體現(xiàn)不同程度靈活性的用詞。

2.2高層建筑結(jié)構(gòu)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

設(shè)計(jì)階段的結(jié)構(gòu)動力特性分析。高層建筑進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段后,首先按方案階段確定的結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行計(jì)算分析。計(jì)算模型取自±0. 000至塔頂,假定樓板為平面內(nèi)剛度無限大,其地震反應(yīng)分析基本參數(shù)列于,以及可以看出,隨著樓層高度的增加,結(jié)構(gòu)X方向(縱向)自振周期及地震力基本正常,而結(jié)構(gòu)Y方向(橫向)自振周期偏長、結(jié)構(gòu)剛度偏低,對應(yīng)于水平地震作用的剪力較小,結(jié)構(gòu)的抗震能力偏弱,結(jié)構(gòu)偏于不安全。為增加Y方向(橫向)的抗側(cè)移剛度,提高其抗震能力,在現(xiàn)代高層建筑的設(shè)計(jì)中,可以在建筑核心筒的兩側(cè)增設(shè)四道剪力墻。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001),抗震設(shè)計(jì)時,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量必須滿足一定要求,在地震作用時剪力墻作為第一道抗震防線必須承擔(dān)大部分的水平力。但這并不意味著框架部分可以設(shè)計(jì)得很弱,而是框架部分作為第二道防線必須具備一定的抗側(cè)力能力,在大震作用下第一道抗震防線剪力墻遭受破壞時,整個結(jié)構(gòu)仍具備一定的抵抗能力,不至于立即破壞倒塌,這就需要在結(jié)構(gòu)計(jì)算時,對框架部分所承擔(dān)的剪力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法探討。

3.1結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本步驟。

對建筑抗震的三個水準(zhǔn)設(shè)防要求,是通過“兩階段”設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的,其方法步驟如下:第一階段設(shè)計(jì):第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動參數(shù),先計(jì)算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng),與風(fēng)、重力荷載效應(yīng)組合,并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù),進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì),從而滿足第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求;第二步是采用同一地震動參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的層間位移角,使其不超過抗震規(guī)范所規(guī)定的限值;同時采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。第二階段設(shè)計(jì):采用與第三水準(zhǔn)相對應(yīng)的地震動參數(shù),計(jì)算出結(jié)構(gòu)(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié))的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規(guī)范的限值,并采用必要的抗震構(gòu)造措施,從而滿足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。

3.2結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法

3.2.1基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)是實(shí)現(xiàn)高層建筑安全性的重要條件。我國高層建筑通常采用鋼筋混凝土連續(xù)地基梁形式,在基礎(chǔ)梁的設(shè)計(jì)中,為充分發(fā)揮鋼筋的抗拉性和混凝土的抗壓性的復(fù)合效應(yīng),把設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在梁的高度和鋼筋的用量上,在鋼筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基礎(chǔ)筋、基礎(chǔ)輔筋5種鋼筋的結(jié)合。為防止基礎(chǔ)鋼筋的生銹,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加鋼筋表面的保護(hù)層厚度,以抑止鋼筋的腐蝕。高層建筑基礎(chǔ)處理的另一個特色是鋼制基礎(chǔ)結(jié)合墊塊的應(yīng)用,它是高層建筑上部結(jié)構(gòu)柱與基礎(chǔ)相連的重要結(jié)構(gòu)部件。它的功能之一是使具有吸濕性的混凝土基礎(chǔ)和鋼制結(jié)構(gòu)柱及上部建筑相分離,有效防止結(jié)構(gòu)體的銹蝕,確保部件的耐久性。

3.2.2鋼結(jié)構(gòu)骨架的抗震設(shè)計(jì)

采用鋼框架結(jié)合點(diǎn)柱壁局部加厚技術(shù)來提高結(jié)構(gòu)抗震性能。一般鋼框架結(jié)構(gòu),梁和柱結(jié)合點(diǎn)通常是柱上加焊鋼制隅撐與梁端用螺栓緊固連接。在這種方式下,鋼柱必須在結(jié)合部被切斷,加焊隅撐后再結(jié)合,這樣做技術(shù)上的不穩(wěn)定性和材料品質(zhì)不齊全的可能性很大,而且遇到大地震,鋼柱結(jié)合部折斷的危險(xiǎn)性很大。鑒于此,可以首先該結(jié)構(gòu)的梁柱采用高密度鋼材,以發(fā)揮其高強(qiáng)抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免斷柱形式,對二、三層的獨(dú)立住宅而言,結(jié)構(gòu)柱可以一貫到底,從而解決易折問題。與梁結(jié)合部柱壁達(dá)到兩倍厚,所采用的是高頻加熱引導(dǎo)增厚技術(shù)。在制造過程中品質(zhì)易下降的鋼管經(jīng)過加熱處理反而使材料本來所具有的拉伸強(qiáng)度得以恢復(fù)。對于地震時易產(chǎn)生的應(yīng)力集中,柱的增厚部位能發(fā)揮很大的阻抗能力,從而提高和強(qiáng)化了結(jié)構(gòu)的抗震性。

3.2.3墻體的抗震設(shè)計(jì)

“三合一”外墻結(jié)構(gòu)體系,首先是由日本專家設(shè)計(jì)應(yīng)用的,采用外墻結(jié)構(gòu)柱與兩側(cè)外墻板鋼框架組合形成的“三合一”整體承重的結(jié)構(gòu)體系。該體系不僅僅用柱和梁來支撐高層建筑,而是利用墻體鋼框架與結(jié)構(gòu)柱結(jié)合,有效地承受來自垂直方向與水平方向的荷載。由于外墻板鋼框架的補(bǔ)強(qiáng)作用,該做法可以較好地發(fā)揮結(jié)構(gòu)柱設(shè)計(jì)值以外的補(bǔ)強(qiáng)承載力。加強(qiáng)了對豎向地震力及雪荷載的抵抗能力,最大限度地發(fā)揮其抗震優(yōu)勢;另一方面,由于外墻板鋼框架與內(nèi)部斜拉桿所構(gòu)成“面”承載與結(jié)構(gòu)柱的結(jié)合并用,也提高了整體抗側(cè)推力和抗變形能力。它的抗水平風(fēng)載和地震力的能力比單純墻體承重體系提高30%左右。

4增大結(jié)構(gòu)抗震能力的加固與改造技術(shù)

建國幾十年來,我國的抗震加固與改造技術(shù)得到了飛速發(fā)展。1976年唐山地震后,砌體結(jié)構(gòu)抗震加固的問題日益突出,砌體結(jié)構(gòu)抗震性能不好:砌體墻體抗震能力、變形性能的不足、房屋整體性不好。因此,增大墻體抗震性能的外包鋼筋混凝土面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固技術(shù)及增大結(jié)構(gòu)整體性的壓力灌漿加固技術(shù)、增設(shè)圈梁(構(gòu)造柱)加固技術(shù)、拉結(jié)鋼筋加固技術(shù);通過增設(shè)抗震墻來降低抗震能力薄弱構(gòu)件所承受地震作用的增設(shè)墻體技術(shù)等應(yīng)運(yùn)而生。目前該技術(shù)廣泛用于砌筑墻體的加固。

常見的混凝土柱加固技術(shù)有加大截面加固技術(shù)、外包鋼加固技術(shù)、預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)、改變傳力途徑加固技術(shù)、加強(qiáng)整體剛度加固技術(shù)、粘鋼加固技術(shù)以及碳纖維加固技術(shù)等。這些絕大部分都是經(jīng)過長期實(shí)踐檢驗(yàn)可靠性比較高的技術(shù),已收入國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)》(cecs25—90)。此類技術(shù)不僅有比較充分的理論依據(jù),規(guī)范還提供了詳細(xì)的計(jì)算公式。如混凝土柱的外包鋼法加固技術(shù),開始階段的計(jì)算方法是分別計(jì)算混凝土柱和外包鋼,外包鋼按鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算:當(dāng)外包裝的綴板加密并出現(xiàn)濕式的施工方法時,其計(jì)算按整體構(gòu)件考慮;當(dāng)綴板施加。

5結(jié)語

高層建筑已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前時代建筑發(fā)展的主流建筑形態(tài)之一,對于高層建筑,其抗震效能的分析一直是國內(nèi)外建筑抗震設(shè)計(jì)分析的研究熱點(diǎn),而最直接最有效的抗震措施就是在建筑設(shè)計(jì)階段進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),只有從高層建筑物內(nèi)部實(shí)施結(jié)構(gòu)抗震,才能夠從根本上提高高層建筑的抗震效能。本論文從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行了抗震分析,對于具體的高層建筑抗震設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)和借鑒意義。

參考文獻(xiàn):

[1]李忠獻(xiàn).高層建筑結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)理論[M].北京:科學(xué)出版社,2006.

篇9

關(guān)鍵詞:地震,抗震檢測,整體抗震,PKPM,ANSYS

中圖分類號:P315文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A

The advice of building overall seismic performance test by YaAn earthquake

GUO Jianjun,WU Guoqiang

(1. Binzhou city construction quality taixingbinzhou256613)

Abstract: Wenchuan earthquake caused serious damage to the affected areas of the large area building, late for construction engineering and technical personnel in the aseismic design, construction organization and put forward higher requirements in the process of quality supervision, as well as engineering quality inspection personnel in the process of engineering quality supervision to strengthen the structure of the overall performance test on the bells, but what painful is part of the wenchuan earthquake reconstruction according to higher standards of the state design of buildings in ya 'an earthquake just happened not withstand the test of earthquake, of course, there are all sorts of reasons, but as a construction engineering quality inspection personnel, from the labor of duty to think examination found that strengthening structures forming after forming the overall seismic performance of the detection is the direction of the efforts in the later work, the article put forward the advice to buildings after forming the overall seismic performance testing, formed from the seismic design of buildings to the building earthquake seismic performance guarantee of the acceptance process, improve the aseismic reliability of the building.

Keywords: Earthquakes, Seismic detection, The overall aseismatic, PKPM,ANSYS

1、引言

2008年的5.12汶川大地震給人們留下的傷痛剛剛撫平,北京時間2013年4月20日8時02分四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級地震。據(jù)雅安市政府應(yīng)急辦通報(bào),震中蘆山縣龍門鄉(xiāng)99%以上房屋垮塌,作為建筑工程質(zhì)檢人員,在我們?yōu)橛鲭y者沉痛哀悼的同時,也應(yīng)該冷靜下來思考一下如何能在本職崗位上為減輕地震災(zāi)害對建筑物的破壞做出自己的努力,因此加強(qiáng)對建筑物整體性能特別是抗震性能的檢測監(jiān)督工作是減輕甚至避免建筑物受震破壞損失的可行方法。

2、汶川地震后重建建筑物在雅安地震中遭受嚴(yán)重破壞

汶川地震造成的直接經(jīng)濟(jì)損失8452億元人民幣。四川損失最嚴(yán)重,占到總損失的91.3%,甘肅占到總損失的5.8%,陜西占總損失的2.9%。國家統(tǒng)計(jì)局將損失指標(biāo)分三類,第一類是人員傷亡問題,第二類是財(cái)產(chǎn)損失問題,第三類是對自然環(huán)境的破壞問題。在財(cái)產(chǎn)損失中,房屋的損失很大,民房和城市居民住房的損失占總損失的27.4%。包括學(xué)校、醫(yī)院和其他非住宅用房的損失占總損失的20.4%。另外還有基礎(chǔ)設(shè)施,道路、橋梁和其他城市基礎(chǔ)設(shè)施的損失,占到總損失的21.9%,這三類是損失比例比較大的,70%以上的損失是由這三方面造成的。因此國務(wù)院下發(fā)文件,對災(zāi)后重建工程提出了更高的要求,根據(jù)中國建筑學(xué)會的調(diào)查,汶川地震之后,重建建筑都是按照“8級抗震、9度設(shè)防”的要求設(shè)計(jì)施工,能夠抗震級為8級、烈度為9度的地震,采用框架結(jié)構(gòu)、整體澆灌的技術(shù)建設(shè),承建單位都具有建筑施工一級資質(zhì)。此次雅安地震,震級為7級、震中烈度在9度左右。汶川地震后重建的建筑理應(yīng)成為這次地震的“生命之舟”,可是,不屬于震中的寶興縣,在這次發(fā)生的雅安地震中重建建筑也沒有經(jīng)受住地震的考驗(yàn)發(fā)生了嚴(yán)重的破壞。詳見圖1、圖2。這里面有多方面的原因,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)年限較發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)偏低、施工組織控制不嚴(yán)密、工程整體質(zhì)量監(jiān)管不全面等問題都可能導(dǎo)致工程抗震能力下降,作為工程質(zhì)檢人員,從本職工作出發(fā),加強(qiáng)對建筑物成型后結(jié)構(gòu)整體性能特別是整體抗震性能的檢測顯的尤為重要。

圖1、汶川大地震中建筑物破壞圖 圖2、雅安地震中建筑物破壞圖

3、現(xiàn)有的建筑物檢測監(jiān)督工作重點(diǎn)

受技術(shù)條件等方面的限制,現(xiàn)有的工程檢測監(jiān)督技術(shù)把大部分工作量放在了建筑原材料及建筑成品構(gòu)件性能的檢測上,重點(diǎn)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸、構(gòu)件材料強(qiáng)度、鋼筋混凝土保護(hù)層厚度、砌體結(jié)構(gòu)承重墻柱的砂漿強(qiáng)度、鋼結(jié)構(gòu)的重要連接部位等專項(xiàng)進(jìn)行檢測,由一下工程質(zhì)量監(jiān)督流程圖(圖3)可知,建筑工程監(jiān)督人員對工程進(jìn)行監(jiān)督檢查時也往往重點(diǎn)審查以上專項(xiàng)檢測的報(bào)告。

圖3、建筑工程質(zhì)量監(jiān)督流程圖

目前,在建筑物質(zhì)量監(jiān)管過程中,對建筑物整體性能檢測分析較少,結(jié)合建筑物從規(guī)劃設(shè)計(jì)到竣工驗(yàn)收的總過程會發(fā)現(xiàn),建筑物在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段會按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),這一點(diǎn)由各級圖紙審查機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)審查,保證了建筑物在設(shè)計(jì)階段能滿足工程所在地的抗震要求,但是工程施工過程中,很難保證工程的每一個構(gòu)件甚至工程局部完全滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求,混凝土構(gòu)件截面尺寸的改變、鋼筋類別的變更都最終可能影響結(jié)構(gòu)的整體抗震性能,其次,工程施工過程中會出現(xiàn)局部構(gòu)件強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的情況,這種情況目前在不進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體抗震分析的前提下被認(rèn)定為符合驗(yàn)收規(guī)定,這種情況在工程實(shí)際應(yīng)用過程中可能造成結(jié)構(gòu)局部抗震剛度過大,對結(jié)構(gòu)整體抗震不利,因此建議建筑工程質(zhì)量檢測監(jiān)督機(jī)構(gòu)在對工程進(jìn)行竣工驗(yàn)收之前,在已完成的所有專項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對建筑物整體抗震進(jìn)行建模分析驗(yàn)算,在反映實(shí)際施工情況的模型滿足建筑抗震等級要求的前提下,對建筑物進(jìn)行竣工驗(yàn)收,這樣就能有效保證建筑物

從建筑物抗震設(shè)計(jì)到建筑物抗震驗(yàn)收全過程的抗震性能保證,最大限度的為建筑抗震性能保駕護(hù)航。

4、建筑物整體抗震檢測分析流程

考慮對已完工的建筑物進(jìn)行竣工驗(yàn)收前抗震性能檢測分析的流程圖大致如下:

圖4、工程整體抗震性能檢測驗(yàn)算流程圖

在完成各專項(xiàng)檢測后進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震分析驗(yàn)算可在建筑工程質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)或監(jiān)督機(jī)構(gòu)完成,目前常用的結(jié)構(gòu)抗震分析軟件有中國建筑科學(xué)研究院研發(fā)的PKPM系列結(jié)構(gòu)分析軟件,其中的建筑抗震鑒定和加固設(shè)計(jì)模塊(JGJG)比較適合對已完工的建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,是目前國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)分析軟件,另外一種國際上通用的有限元分析軟件ANSYS也能較好的應(yīng)用于結(jié)構(gòu)抗震分析上,目前該軟件廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程、建筑工程、航空航天工程的仿真模擬研究中,其三維立體功能可以將結(jié)構(gòu)的抗震薄弱環(huán)節(jié)通過應(yīng)力應(yīng)變圖形生動的顯示出來,并且可以仿真模擬在地震波作用下的破壞形式和過程。便于對建筑物進(jìn)行加固處理。浙江工業(yè)大學(xué)的曹亮等人運(yùn)用ANSYS軟件,對杭州某高層建筑進(jìn)行抗震分析計(jì)算,得到了建筑的自振周期、振型、各層地震力和位移及節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力和應(yīng)變。最后,與PKPM軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,認(rèn)定ANSYS軟件適用于結(jié)構(gòu)抗震分析。為ANSYS軟件在建筑工程整體抗震分析中的應(yīng)用進(jìn)行了示范研究。

5、結(jié)論

在對建筑物進(jìn)行抗震檢測的前提下,對建筑工程竣工驗(yàn)收前的整體抗震性能進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算,對通過結(jié)構(gòu)抗震分析的工程進(jìn)行竣工驗(yàn)收。這樣確保建筑物實(shí)際交付使用時與建筑物在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的抗震要求高度吻合,從而為建筑物從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品交付的全過程滿足結(jié)構(gòu)抗震要求提供了有效的監(jiān)督保證措施,對建筑物竣工驗(yàn)收前的結(jié)構(gòu)整體抗震性能分析是建筑工程質(zhì)量檢測監(jiān)督機(jī)構(gòu)應(yīng)該不斷加強(qiáng)完善的重要環(huán)節(jié),只有這樣才能將完全符合建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)的工程交付人民使用,才能有效的避免在地震發(fā)生時造成較大的損失。

參考文獻(xiàn):

[1] 唐九如。鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)抗震[M]。南京:東南大學(xué)出版社, 1989.

[2] 楊星。PKPM結(jié)構(gòu)軟件從入門到精通[M]。北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010

[3] 殷志祥.吳國強(qiáng).網(wǎng)架周邊桿件隨機(jī)腐蝕對整體穩(wěn)定性的影響[J]..建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)增刊2010(2):128-134.

[4] 李建業(yè), 曹紅勝, 李波, 吳國強(qiáng), 鄭科. 局部隨機(jī)腐蝕對雙層柱面網(wǎng)殼穩(wěn)定性影響的數(shù)值分析. '2011全國鋼結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會論文集 , 2011, (10):90-94.

[5]尚曉江,邱峰,趙海峰,李文穎。ANSYS結(jié)構(gòu)有限元高級分析方法與范例應(yīng)用[M]。北京:中國水利水電出版社,2006.

篇10

關(guān)鍵詞:多層砌體;學(xué)校建筑;抗震鑒定;加固措施

一、抗震加固現(xiàn)狀

(一)結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)

消能減震控制的優(yōu)點(diǎn):(1)具有較廣的應(yīng)用范圍,對于結(jié)構(gòu)的豎向和水平地震作用能夠同時減少,無論是短周期還是長周期對其結(jié)構(gòu)都有效,尤其對于高柔結(jié)構(gòu)剛度的增強(qiáng)、位移的減小有著顯著的作用;(2)阻尼器可進(jìn)行干作業(yè)施工,能夠使得工期縮短,在施工中也不用搬遷;(3)具有靈活的結(jié)構(gòu)布置,在結(jié)構(gòu)薄弱部位可進(jìn)行布置,并且對于結(jié)構(gòu)整體和構(gòu)件的抗震能力有顯著的提高作用。

(二)鋼筋后錨固技術(shù)

鋼筋后錨固技術(shù)主要包括脹管螺栓錨固和植筋技術(shù),其中可以應(yīng)用于抗震加固工程的是植筋技術(shù)。植筋技術(shù)是先在構(gòu)件上打孔,然后把專用粘結(jié)劑注入其中,再把鋼筋去,等到粘結(jié)劑硬化后,鋼筋與周圍混凝土粘結(jié)成整體。粘結(jié)劑的選擇是鋼筋后錨固技術(shù)的關(guān)鍵所在。

(三)站鋼、碳纖維加固技術(shù)

該技術(shù)是把專用粘結(jié)劑涂刷在被加固混凝土構(gòu)件的表面上,然后粘結(jié)固定鋼板與混凝土構(gòu)件,使新粘結(jié)的鋼板與原有構(gòu)件共同工作,從而使得加固原混凝土構(gòu)件的目的能夠?qū)崿F(xiàn)。碳纖維加固技術(shù)與粘鋼加固技術(shù)非常類似,碳纖維加固技術(shù)比鋼板加固技術(shù)強(qiáng)度更高、重量更輕、彈性模量更高以及耐腐蝕性更好等優(yōu)點(diǎn),碳纖維加固技術(shù)其發(fā)展前景是非常好的。

(四)檢測技術(shù)

檢測分為加固前檢測和加固后檢測兩種。為了弄清楚原有結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況,因此需進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固前檢測,由此可見,這種檢測是比不可少的。結(jié)構(gòu)加固后的檢測主要是為了對完成的工程進(jìn)行驗(yàn)收,同時也是工程監(jiān)理和工程質(zhì)量監(jiān)督不可缺少的一部分。在進(jìn)行檢測時,首先需要事后檢測手段,在盡可能不造成工程損傷的情況下對工程加固的實(shí)際情況進(jìn)行快速、方便、準(zhǔn)確的檢測;其次,還需要監(jiān)督體系,即一個完備的、配套的工程質(zhì)量驗(yàn)收、監(jiān)督體系以及相應(yīng)的措施。

(五)變形縫和節(jié)點(diǎn)的加固

為了防止房屋因?yàn)榈卣鸲艿狡茐模瑢π陆ńY(jié)構(gòu)變形縫的寬度有一定要求。對于既有的建筑,年代都較久遠(yuǎn),變形縫的寬度較小,要想避免地震時的碰撞破壞那是不可能的。在結(jié)構(gòu)抗震中,節(jié)點(diǎn)是關(guān)鍵部位,其實(shí)它同時也是目前抗震加固的薄弱部位,可采用較多方法對柱、梁進(jìn)行加固。柱、梁有效的粘鋼、碳纖維等加固方法就拿節(jié)點(diǎn)沒有辦法,在加固時不能讓節(jié)點(diǎn)區(qū)的既有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生加大破壞,還必須使柱、梁的鋼筋、鋼板盡可能互相拉通,其實(shí)這會發(fā)生很大的沖突。對于抗震而言,節(jié)點(diǎn)是不能削弱的,只能進(jìn)行加強(qiáng),但是目前的加固不能滿足這種要求,因此,加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)抗震加固方法需要進(jìn)一步進(jìn)行研究和探索,盡快使其能夠更加完善。

二、多層砌體學(xué)校建筑抗震存在的問題

首先,多層砌體學(xué)校建筑的砌筑砂漿強(qiáng)度比較低。砌體塊材和砂漿的強(qiáng)度主要都是由砌體墻的抗震承載力決定。因?yàn)槠鲶w塊材在工廠生產(chǎn)且出廠和進(jìn)入施工現(xiàn)場時都是經(jīng)過質(zhì)量驗(yàn)收的,因此,一般情況,砌體塊材的強(qiáng)度是有保證的。而砌筑砂漿需要現(xiàn)場配制和操作人員砌筑,其強(qiáng)度和施工質(zhì)量受影響的因素很多,難以控制。砂漿強(qiáng)度過低的話,對于墻體的抗震能力的要求很難實(shí)現(xiàn),并且增加了相應(yīng)的加固工程量,另外,后加固部分與原有墻體的錨固以及有機(jī)結(jié)合共同發(fā)揮作用等都由于砂漿強(qiáng)度過低而存在很多問題。其次,外縱強(qiáng)開洞率大。在結(jié)構(gòu)體系方面存在外縱墻開洞率大使得外縱墻的抗震能力削弱了,房屋的整體抗震能力也削弱了,并且樓梯間設(shè)置在端部容易破壞。再次,鋼筋混凝土構(gòu)造柱與圈梁的設(shè)置在抗震構(gòu)造措施方面偏少,不是每開間均設(shè)置,對內(nèi)、外縱墻不能有效地形成較好的約束,并且會有整體抗震能力較差等問題的產(chǎn)生。

三、多層砌體學(xué)校建筑抗震主要采取的措施

第一,對于多層砌體學(xué)校建筑的墻體砌筑砂漿強(qiáng)度小于1.0MPa、抗震能力較低、加固量涉及所有的墻體、抗震加固成本大于新建工程的70%、由于砂漿強(qiáng)度太低加固效果很難實(shí)現(xiàn)、對于8度異類建筑的抗震設(shè)防要求也很難滿足等問題,應(yīng)該對這些建筑進(jìn)行拆除重建。

第二,對于多層砌體學(xué)校建筑的墻體砌筑砂漿強(qiáng)度大于等于1.0MPa時,通過采取加固措施來滿足結(jié)構(gòu)的抗震承載力的要求,進(jìn)而使得磚墻抗震承載能力與抗震設(shè)防要求的差距減??;在結(jié)構(gòu)體系方面為預(yù)制鋼筋混凝土空心板的縱墻承重,在抗震構(gòu)造上構(gòu)造柱、圈梁設(shè)置不合理等的多層砌體學(xué)校建筑,對其進(jìn)行整體加固要從對房屋的整體抗震能力的提高來進(jìn)行。對整體加固措施的合理加固方案的選擇要根據(jù)既有學(xué)校的墻體抗震承載能力、抗震構(gòu)造措施的差異、結(jié)構(gòu)布置的差異等來進(jìn)行。(1)對于磚墻抗震承載能力相差10%以內(nèi),可采用以下抗震加固措施:增設(shè)構(gòu)造柱、加強(qiáng)樓梯間、圈梁與橫向鋼拉桿等;(2)對于磚墻抗震承載能力相差10%~30%之間的,可采用以下抗震加固措施:對不足墻體進(jìn)行鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固、增設(shè)構(gòu)造柱、圈梁和橫向鋼拉桿以及樓梯間等;(3)對于磚墻抗震承載能力相差30%以上,可以采用以下抗震加固措施:對不足墻體進(jìn)行混凝土板墻加固和增設(shè)構(gòu)造柱、圈梁與橫向鋼拉桿以及樓梯間等。

第三,對于砂漿強(qiáng)度等級滿足設(shè)計(jì)要求,其墻體抗震承載力也滿足8度設(shè)防要求,但是在構(gòu)造柱、圈梁設(shè)置存在不合理或者樓梯間設(shè)置在端部等學(xué)校建筑工程,應(yīng)采取在內(nèi)外縱墻增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱、鋼拉桿、樓梯間三面墻體加固等的局部加固措施。

第四,對于那些具有不合理的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置的學(xué)校建筑來講,抗震加固應(yīng)從對結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系進(jìn)行改變和結(jié)構(gòu)的對稱性進(jìn)行改善開始。對于樓梯間的加固應(yīng)根據(jù)樓梯間的位置確定相應(yīng)的加固方法:如果樓梯間在轉(zhuǎn)角時,不應(yīng)加固的過強(qiáng),此時加固可采用適當(dāng)對配筋率的鋼筋網(wǎng)砂漿面層進(jìn)行加大的方法來進(jìn)行,同時對相鄰的橫向墻體進(jìn)行加固,總而言之,加固后樓梯間墻體要比相鄰墻體的抗側(cè)力剛度小,避免增加使得其破壞程度被加重;如果樓梯間在中部,則加固方法可采用鋼筋混凝土板墻進(jìn)行。

第五,對于以下情況應(yīng)采取增大截面或粘鋼等加固補(bǔ)強(qiáng)的措施來進(jìn)行,例如:對于抗震承載力承重柱、樓梯梁、梁不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行滿足的,或者是樓板開裂等。

第六,對于以下情況應(yīng)采取維護(hù)、修補(bǔ)措施對學(xué)校工程的耐久性進(jìn)行確保,例如:外墻滲漏、樓板出現(xiàn)縫裂等情況。

四、結(jié)語

通過抗震鑒定可以對建筑物的綜合抗震能力進(jìn)行分析,并且會以科學(xué)的方法對房屋抗震能力進(jìn)行整體的評判。與此同時,對抗震鑒定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行抗震加固,從而能夠使得房屋的整體抗震能力得以提高,進(jìn)而使得房屋的安全使用有了較強(qiáng)的保證。

參考文獻(xiàn):

[1] 林瑋,李巨文. 多層砌體房屋抗震加固方法述評[J]地震工程與工程振動, 2006,(06) .

[2] 張照福,高冬芹. 建筑抗震鑒定加固的歷史現(xiàn)狀和展望[J]低溫建筑技術(shù), 2009,(04) .

[3] 李新. 我國抗震鑒定的發(fā)展[J]山西建筑, 2007,(17) .

[4] 倫志強(qiáng). 結(jié)構(gòu)抗震鑒定與加固的若干問題[J]建材與裝飾(下旬刊), 2007,(07) .