建筑物的抗震设计(6篇)
建筑物的抗震设计篇1
关键词:建筑工程防震结构建筑设计
中图分类号:S757.4+2文献标识码:A
我国位于地震带上,属于发生地震较多的区域,地震的发生没有规律,随机性很强,当前还没有有效方法可以预报地震,所以,做好地震的防范工作至关重要,当中最为关键的就是房屋和各种建筑质量,直接与人民群众的生命财产相关,因此一定要引起有关部门的大力重视,我国自从汶川发生地震以来,这一沉痛的教训对建筑设计工作者提出了更高的要求,所以,在设计建筑的结构时,一定要考虑到是否位于地壳活动较为频繁的区域,保证房屋的抗震性能。
一、建筑结构抗震设计的概念
通俗地讲,建筑结构设计的抗震性就是指地震对建筑结构的损坏,依据建筑结构工程的实际建筑经验,而逐步得以形成的一种基本方法和设计理念,也是在整体安排建筑和结构时,确定内部构造方法的过程。[1]地震属于一种无规则运动,随机性很强,并且地震特点不易掌握,存在很大的不确定性,如果要想准确估测某一建筑物可能遭受的地震参数,依据当前的科学手段还不能做到,在进行建筑物的抗震设计时,因为我们不能准确掌握建筑结构的空间作用、建筑结构的性质、建筑材料、外界发生的变化等,所以存在很大的不确定性。在进行抗震设计时,不能全部依据计算结果,应该依据建筑结构工程抗震设计理论,以及在过去较长时期内逐步积累的建筑工程抗震经验,从而确定最佳抗震设计方法,才能不断提高建筑物的抗震性能。
二、对建筑进行抗震设计的主要措施
地震对建筑物造成的破坏,不但包括地震波的直接影响,而且包括当地地形地貌的改变,所以,在进行建筑的抗震设计时,需要自设计工作开始时就要综合考虑,选择建筑地址、地形勘察、地基的设计、建筑物的整体设计等,都属于建筑抗震性的设计环节。依据房屋抗震设计的观点,在进行建筑物的抗震设计时,要重点做好下面几项工作:
1、选择适宜的建筑地点
研究地震对建筑造成的破坏情况,在建筑工程立项前,首先要进行建筑的选址,就是保证建筑的抗震性能,在确定建筑位置时,要选择抗震效果较好的区域,尽量避免在下列这些区域建设,土质松软的沙土地、较高的山丘上、河边、容易出现滑坡的丘陵区域等,如果一定要在危险区域进行施工,则需一定要做好建筑物的抗震设计,这种情况下会增加建筑成本,所以在进行建筑物的选址时,最好选择在较为宽阔的中硬度区域,在确定建筑地点时,要有利于建筑地基的施工,可以加强建筑的稳定性。
2、应用简单的建筑外形
抗震学术理论界对抗震进行了较为深入的研究,并且取得了一定的成果,在确定建筑结构的抗震方法时,也具备了很多设计依据。通过统计地震后各种建筑的受损情况,发现如果建筑物的结构较为简单,且呈对称性构造,那么这样的建筑物则不易损坏,抗震效果较好,在依据当地的地质情况进行抗震设计,确定地震波的传导方向,合理解决建筑细节,在建筑中应用科学的连接结构,提高建筑物的整体稳定性。尽量应用简单的外形设计,杜绝出现表面突出的建筑,防止建筑整体重心与刚度中心产生偏移现象。
3、增强建筑的整体刚性
建筑物的受力部分有纵向、横向的承重构造,如果要想使建筑物在地震中保持稳定,那么就要增强建筑物的整体刚性,当前,在建筑过程中普遍应用钢筋混凝土结构,可以较好地达到这一标准,可以保证建筑物有着全面的整体性,具备较强的水平刚度,可以均匀传递荷载。[2]如果提高建筑物的整体刚性,那么建筑物整体上的受力就变得均匀,假如出现地震情况,可以向后延迟结构变形时间,减轻地震产生的受力影响,达到较好的抗震效果。
4、提高建筑结构延性
在出现地震情况时,应用延性设计,可以有效减轻地震造成损坏,使建筑的局部受到破坏,而保全整体建筑的安全性,抗震效果与建筑的刚性具有相同的地位。在设计建筑结构时,用塑钢结构建设柱子,则会大大增强柱子的抗弯能力,可以使建筑物的框架消耗掉较多地震能量,在建筑中应用抗震结构,可以增加塑性铰的传动能力,提高它的耗能效果,使建筑整体的延性能力有效增强,可以很大程度地消耗地震波能量。
5、选择抗震效果较好的材料
在建筑中应用适宜的建筑材料,也可以提高建筑的抗震效果,随着科学技术的快速发展,出现了大量抗震性能优越的建筑材料,受到广大建筑人员的欢迎,如建筑中应用较多的剪力墙结构,在施工中主要应用钢结构,可以全面提高建筑的刚性和延性,可以加大建筑结构的稳定性,钢结构与当前广泛应用的混凝土结构相比,强度更高,韧性更强,而且重量也比混凝土结构要轻得多,可以收到较好的抗震效果。
三、建筑抗震结构体系设计需要注意的问题
1、建筑平面布置设计
建筑物的平面布置在建筑设计中占有非常重要的地位,可以据此得到建筑物的使用功能和要求。不同柱子之间的距离、内墙的安排、活动空间的大小、通道和楼梯的部位、电梯井位置、房间数量和安排等,都要详细标注在建筑的平面图上。有的建筑平面设置中,出现内隔墙没有对齐、中断的现象,可以引起建筑的刚度发生突变,不能有效传递地震力,抗震效果不佳,极易出现局部损坏。建筑平面布置设计直接影响建筑的抗震作用,因此,在设计中需要解决的一个重点问题就是:保证建筑平面布置设计中,结构质量和刚度具有均匀的分布,对称协调,防止发生突变现象和扭转效应。在建筑平面布置的总体设计中,要保证结构抗侧力构件的合理布置,不但可以满足建筑的使用功能,而且使建筑具备较高的抗震要求,使建筑设计发挥重要作用。
2、建筑竖向布置设计
建筑的竖向布置设计问题反映在建筑设计中,主要是建筑沿高度A楼层C结构的质量和刚度的分布设计,不管是建筑中的单层还是多层,高层建筑、超高建筑,都普遍存在着这一问题。[3]这一主要问题有下面特点,因为建筑具有不同的功能要求,如底层、下面几层设置为商场、购物中心,整体室内设计要求柱间距离较大、空间较大;位于上面的楼层设置为较大的房间,可以作为写字楼或公寓楼,在下面几层主要以立柱为主,不设置墙体,而上面几层主要以墙为主,不设置立柱。有的建筑还设置有面积非常大的天井大厅,分别在不同楼层内,设置大型会议厅、展览厅、报告厅等,因为建筑的使用功能不同,则会使建筑物的质量分布情况、刚度分布情况出现严重的不均匀和不协调现象。
四、结语
总之,要想保证建筑具有良好的抗震效果,建筑抗震结构设计具有非常重要的作用,要想完成一个优秀的建筑抗震设计,则必须做到建筑设计与结构设计的高度统一、协调配合,因此,一定要认识到结构设计的重要地位,使建筑结构设计在建筑抗震中发挥更大的作用。
参考文献:
[1]牛发民.高层建筑的抗震结构分析与设计[J].建筑设计管理.2011(07)
建筑物的抗震设计篇2
【关键词】建筑;结构性能;抗震设计
新时期建筑行业发展面临了一个新的环境,国内建筑行业质量标准进一步提高,抗震设计是建筑工程规划的重点。目前,建筑行业的抗震理念为“小震不坏,中震可修,大震不倒”。考虑到这以目标,企业在抗震设计方案上进行了更新,不仅结合了建筑物实际结构的要求展开设计,也从未来区域地质环境的变化提供了多样性的抗震方案,这样才能维持建筑物结构的牢固性。
1基于性能的抗震设计理念
基于性能抗震设计的最终目的是改善建筑物的抗震能力,在提升其使用功能的同时降低风险的发生率。先进设计理念提出后,建筑行业的改革发展有了新方向,做好项目工程规划是企业首要考虑的问题。抗震设计的目的是保证建筑物的结构与非结构的细部构造设计,对原先设计的方案不断优化调整,以此完善不同的结构组合形式。近年来,国外先进的设计思想在国内得到推广,许多国外建筑师对抗震设计提出了新的理解,具体包括:建筑物整体结构的设计;建筑物性能水平,性能目标的合理确定;结构概念设计以及细部抗震构造措施;真实可靠的设计方案,对后期施工有一定的指导性。
2基于性能的抗震设计的基本要求
2.1水准方面
地震设防水准是抗震设计的第一个标准,要求设计人员能够结合外在环境的变化而设置水位参数值,以保证建筑物结构能够按照预期的状态竣工。地震设防水位的主要作用是调整建筑物的结构特点,以此完善不同构件的组合模式,从而增强建筑物的抗震性能。通俗的讲,抗震设计的水位可以为工程方案的建设提供参考,地震设防水准直接关乎结构的抗震能力。早期受到各方面条件限制,国内抗震设计的思想为“小震”、“中震”和“大震”三级设防水准,经过长期施工发现这种模式已适应不了现实情况。国外科学技术相对发达,对基于性能的抗震设计提出了“常遇”、“偶遇”、“少遇”、“罕遇”的四级设防水准,此种模式不仅保护了建筑物结构的性能,也对原始设计方案进行了优化改进,从而保证了建筑结构的有效性。
2.2性能方面
良好的建筑性能不仅决定了项目实施的经济价值,也关系着后期使用的寿命长短。抗震设计中限定的建筑物性能应结合图纸要求,并且对抗震能力进行详细地划分,应符合:(1)完备性。一般情况下,抗震性能应符合最基本的建筑使用要求,并且性能水平要包括从保证生命安全到防止倒塌不同阶段的量化指标;(2)适用性。设计人员采用的性能指标必须与抗震要求一直,同时考虑到建筑物内外结构的一致性,避免其它因素对建筑物产生的不利影响;(3)梯度性。层次分明也是抗震设计需要注意的内容,不同建筑物选择的抗震等级也不一致,只有这样才能满足建筑物正常使用的要求。
2.3目标方面
基于性能抗震设计过程中要明确此次设计的目的,这样才能引导人员正确的规划项目,以免建筑结构受损影响到其安全使用的性能。由于缺乏先进理论的指导,传统建筑设计中未对抗震设计目标进行详细地划分,对结构性能的限定不准确。这种破坏状态包含结构体系的安全性、适用性、耐久性和整体性等功能。破坏状态的水平定得太高,导致建筑物内外结构发生变化,并且工程维修次数增多而造成费用上升;破坏状态的水平取得太低,尽管可以明显减小项目的造价,但在后期使用及日常管护中会出现多种问题。从多个角度考虑,抗震设计的目标应坚持“投资―效益”准则,从未来建筑行业发展趋势看,应保持建筑物具有良好的抗震性能,并且在投资阶段对设计方案详细地审核,以免造成总成本投资上升。
3基于结构性能抗震的设计方法
3.1概念设计
概念设计要结合业主的具体要求,从建筑物的实际应用性能考虑问题,尽可能最多地满足使用者的需求。如:设计阶段要对建筑物的整体结构及外部设置加以控制,选择恰当的建筑结构完成改造。在场地选择中要综合考虑多方面问题,如:把握建筑体型,利用结构的延性,设置多道防线等,这样才能满足基本构件的运用要求。
3.2计算设计
工程数据是建筑设计的重要参考,除了原始勘测数据外,还应利用公式完成相关参数的运算。若设计时选择的参数标准不一致,其对结构的承载力、变形等要求又常有不同。因此,在进行性能设计时,需要反复验算和修改设计,直到满足预定的设防目标。基于性能的抗震设计方法,目前主要有基于承载力的,基于位移的,基于能量的,基于损伤指数的,基于可靠度的等方法。直接基于位移进行抗震设计,即采用结构位移作为结构性能指标。与传统设计方法相比,基于位移的抗震设计方法从根本上改变了设计过程。主要的不同是,这种设计思路是直接以目标位移作为设计变量(目标位移的确定可以根据不同的性能要求确定,如考虑适用性或安全性)。通过设计位移谱得出在此位移时的结构有效周期,进一步得出结构的有效刚度,求出此时结构的基底剪力,进行结构分析,并且进行具体配筋设计。经过这些环节的处理,建筑物抗震设计的性能也得到了很大的改善,从而提高了建筑物结构的牢固性能。
3.3性能评估
为了验证设计方案是否实用,最后要好设置验证环节,对各项数据结果进行统一核查。力时程分析方法是比较常用的一种,其对基于性能的设计结果可作出标准的判别,时程分析中采用的地震加速度时程曲线的峰值,按基于位移的方法与弹塑性时程分析法所得的基底剪力相等的原则来确定。
4结论
总之,随着建筑行业的快速发展,各种建筑物结构形式不断涌现。设计人员在规划工程项目时应重点考虑抗震性能,从建筑结构、材料搭配、性能评估等方面合理安排计划,以确保建筑物抗震性能符合建筑行业标准的规定。
参考文献
[1]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S].
[2]马宏旺,吕西林.建筑结构基于性能抗震设计的几个问题[J].同济大学学报,2002,30(12):1429-1434.
建筑物的抗震设计篇3
关键词:建筑工程抗震减震措施
一、建筑地震成因分析
地震成因主要有以下几种:(1)诱发地震:由于人工爆破、矿山开采及工程活动(如兴建小水库)等引发的地震。(2)火山地震:由于火山爆发,岩浆猛烈冲出地面时引起的地面振动。(3)陷落地震:由于地表或地下岩层因某种原因(如较大地下溶洞或古旧矿坑的塌陷和崩塌)导致的地面振动。(4)构造地震:由于地壳的构造运动使得地壳岩层在其薄弱部位突然发生断裂、错动而引起的地震。由于地球的外壳由大小不等的板块组成,“漂浮”在地幔塑性软流层上,随着地幔物质的流动而缓慢的移动,加上地球的自转和公转产生的离心力使板块之间产生一定的相对位移,由于板块位移方向与大小各不相同,板块之间产生相互作用,在岩层中产生应力,当超过岩层自身强度时,就会发生断裂或错动,引起地震。
二、建筑工程抗震减震的对策
1、建筑工程抗震设计
对于地震灾害,应贯彻预防为主的方针,而其中最根本的是搞好抗震设防,提高工程结构的抗震能力,做好抗震设计。所谓“建筑抗震设计”是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,是进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。地震有难于把握的复杂性和不确定性,要准确预测建筑物所遭遇的特性和参数,目前尚难做到。在结构分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、材料时效、阻尼变化等诸多因素,也存在着不确定性。因此抗震问题不能完全依赖计算结果,而是应该立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念,往往是构造良好结构性能的决定性因素。抗震设计主要有如下几点:(1)选址应选择对建筑抗震有利的地段;(2)建筑的体型力求简单,规则,对称,质量和刚度变化均匀;(3)抗震结构体系,应符合以下要求:①具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;②具有多道抗震防线,避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载的承载能力;③具有合理的刚度和强度分布,避免局部削弱或突变形成薄弱部位;对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。(4)抗震结构的各类构件之间应具有可靠的连接;(5)非结构构件(维护墙,隔墙,填充墙)要合理设置。应当指出,强调抗震设计重要,是为了抗震计算创造有利条件,使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况。
2、建筑结构的主要隔震措施
(1)建筑物基础设置隔震装置减震。这一种隔震措施主要是在建筑物的基础与上部建筑之间设置特殊装置,减少地震向上传递,最高可减少地震对建筑物传递能量的2/3,但是,这种措施的缺陷是不适用于高层建筑,因为在高层建筑设置这种装置会延长建筑结构自身的自振周期,起不到减小地震对建筑物损害的目的。通常采用的办法有:摩擦滑移隔震、粘弹性隔震等几种,设置的装置有橡胶垫、混合隔震装置等。
(2)选择合理的结构布置方案.在抗震结构的概念设计中,十分重视结构布置方案。从减震的角度看,结构的平而布置应力求简明但适当的减震措施亦可使复杂的结构得以实现。此外,抗震概念设计排斥抗震缝。利用抗震缝将结构划分成若干子结构,通过给每个子结构施加侧向约束,利用抗震缝中的吸能器消耗子结构的能量,从而形成了结构联合振动控制体系,吸能器为结构提供水平控制作用,往往可以大幅度地降低结构振幅.
(3)对建成建筑物的抗震加固.在对建筑物的地基或基础进行隔震设计时,我们一定要在建筑物没有动工以前按照隔震设计的措施,完成相应的工作。最迟也是在建筑物的施工过程当中,在建筑物的关键部位设置特殊的隔震装置。然而,建筑物建成以后,如果想对其进行抗震加固,就要采用增加阻尼的办法,在建筑物的结构上重新添加消能减震装置。
(4)在抗震缝中作隔振,减少碰撞.当建筑物长度过长或不规则时,都要按规范设置温度伸缩缝,在抗震设防区均按防震缝设置。抗震缝一般设置在建筑层数、质量、刚度差异过大处、可能在地震时引起应力或变形集中造成破坏的部位。防震缝应在地面以上设置。防震缝的宽度应根据设防烈度和房屋高度确定,对多层房屋可采用50~100mm,对高层房屋可采用100~150mm。钢结构防震缝的宽度不应小于相应混凝土房屋缝宽的1.5倍。若能够在防震缝中作隔振处理,分析其宽度的科学性,主动减振,这样可以为防止设缝后相邻建筑发生碰撞而导致房屋破坏的问题。如果将抗震缝盖板设计成一种耗能装置,一举多得,可以达到耗能减震的目的。
3、隔震减震技术的实施
传统建筑物的上部结构固接于基础,地震时,地面震动引起建筑物的振动反应会被放大。隔震,指在基础和上部结构之间设置一个专门的柔性隔震层(包括橡胶支座和耗能元件,如铅阻尼器、钥棒阻尼器、粘弹性阻尼器和滑板支座等)。隔震层使基础和上部结构隔离开来,阻隔地面运动的能量向上部结构的传递,从而减小建筑物上部结构的地震反应.减震体系,就是把结构物的某些非承重构件(如支撑、剪力墙、连接件等)设计成消能杆件,或在结构的某部件(层间空间、节点、联结缝等)装设消能装置。在风或小地震时,这些消能杆件或消能装置具有足够的初始刚度,处于弹性状态,结构物仍具有足够的侧向刚度以满足使用要求。当出现中、强地震时,随着结构侧向变形的增大,消能构件或消能装置率先进入非弹性状态,产生较大阻尼,大量消耗输入结构的地震能量,使主体结构避免出现明显的非弹性状态,并且迅速衰减结构的地震反应(位移、速度、加速度等),从而保护主体结构及构件在强震中免遭破坏,确保主体结构在强地震中的安全。
综上所述,建筑物震害大部分是由于地震时的晃动使结构构件遭到破坏,从而使建筑物不能支持自身的重量而倒塌,以致造成人员伤亡、生命线工程和公共设施的破坏。建筑抗震减震就是对建筑物进行抗震设计并采取一定的抗震构造措施,以达到结构抗震的效果和目的。
参考文献:
[1]《建筑抗震设计规范》(GB50011―2001);
[2]《建筑结构荷载规范》(GB50009―2001)
[3]郑建杨.建筑物结构抗震若干问题探讨[J].科技风,2010(6).
[4]中国建筑科学研究院,中国建筑标准设计研究所.建筑结构隔震构造详图[M].北京:中国建筑标准设计研究院.2009
建筑物的抗震设计篇4
【关键词】建筑设计、建筑抗震设计、作用
引言:
我国建筑行业近几年内发展迅速,对建筑形式的要求也越来越多,对建筑质量的要求也越来越高。建筑设计是建筑抗震设计的基础。在进行建筑设计的过程中,我们应该将抗震设计和建筑设计有机的结合起来,从而保证建筑设计的整体性和稳定性,提高建筑的抗震性能。
一、抗震设计的内容和要求
影响到建筑的抗震性能的因素很多,因此在进行抗震设计中,我们应尽可能的选择有利的地段避开不利地段,采用相应的措施进行抗震设计。尽量选择形式对称、规则、刚度分布均匀的建筑结构。
在结构体系和结构材料的选择和确定时,要符合抗震结构的要求,选择结构延性好、强度和重力比值大、均匀性好、正交各向同性好的建筑设计。
在抗震设计中设置多道防线。地震作用具有一定的持续的时间,并且有可能会多次的反复的发作。我们、、通过对地震后倒塌的建筑物进行分析,我们不难看出地震的反复作用会使建筑物破坏严重,甚至造成建筑物倒塌。产生这样的原因主要是因为建筑物的结构发生了破坏,从而丧失了承载荷载和重力的能力。因此在进行抗震设计的过程中,我们应对建筑物的构件的强弱关系进行一定的处理,形成多道防线,以此来提高建筑物的抗震能力。
二、建筑设计在抗震设计中需要考虑的问题
(一)建筑的外形问题
建筑的外形有两个方面,主要是立体空间形状和平面形状两种。在进行建筑的体型的设计中,我们应该尽量选择空间和平面的形状都比较规则和简洁的,如矩形、方形和圆形等,减少建筑外形向外凸和向内凹的现象,减少不对称现象的产生。对建筑内存在的较长的侧翼和不对称的侧翼进行一定的限制。在外形的布置上我们应尽量保证建筑结构的刚度和质量的分布比较均匀,减少受到外形不对称而引起的刚度和质量不对称的问题,降低建筑在地震时产生扭转反应的几率。虽然在建筑设计中,为了满足人们对美和艺术的要求,建筑物的体型越来越复杂,但是在进行建筑设计中,一定要确保将建筑的使用功能和建筑的抗震设计相结合,保证建筑的安全性。
(二)建筑平面布置的问题
在进行建筑的平面布置的设计中,我们应注意考虑到建筑的抗震设计,在平面布置中尽量做到布置的刚度和质量分布均匀,提高其对称性,减少发生突变和扭转效应的产生。在进行剪力墙的布置过程中应尽量和结构的抗震性能相结合,保证墙体布置的对称性。在进行电梯井的布置过程中,尽量将电梯井居中布置,防止偏心扭转地震效应的发生。建筑平面的总体布置应为结构的抗侧力构件的布置提供条件,保证建筑的抗震设计和建筑的使用功能有机的结合,充分保证建筑的抗震设计在建筑设计中起到的作用。
(三)建筑的竖向布置问题
建筑物的竖向布置主要是指建筑物沿高度上的刚度和质量的分布形式。在建筑设计的过程中,我们应该尽可能的保证建筑物的竖向刚度的分布比较均匀,重视剪力墙的均匀布置,确保剪力墙的竖向布置能贯穿到建筑物的底部。在进行建筑物的竖向布置中应提高底层的设计刚度,保证建筑的整体稳定性。
三、建筑设计中应予以重视的抗震问题
(一)非结构构件的设计问题
建筑的室内装饰和建筑外立面的装饰都会影响到建筑的抗震性能。比如在立面上粘贴的大量的瓷砖、玻璃幕墙或者外挂花岗岩、大理石等材料,室内装饰中的房屋中的吊顶和顶灯等。这些装饰本身是否具有一定的抗震性能对建筑整体的抗震性能的影响很大。因此,在进行建筑的室内和外立面的装饰的过程中,应考虑到建筑的抗震性能,结合建筑的抗震设计进行施工,从而保证建筑物的整体稳定性和抗震性能。
(二)满足设计限值的控制
我国的《建筑设计抗震规范》中对房的抗震设计中的要求的限值做出了一系列规定。《建筑设计抗震规范》中对房屋的层数和建筑高度进行了一定的规定,因此荷载进行房屋的抗震设计中,应该按照相应的限值进行设计。其次规定中也说明了房屋的局部墙体的尺寸的限值和横墙间距的限值。如在抗震设防烈度是八度的地区,多层的砌体房屋的抗震的横墙间距就不应该超过15m。底层框架结构的多层砖房的抗震设计中横墙的间距不应大于18m。在抗震过程中,如果横墙的间距过大,就会消弱楼盖的刚度。产生水平地震后,水平方向的力就无法马上传递,从而增大纵墙的变形,降低建筑物的承载能力。因此规范中对房屋横墙的间距做了最大限值的控制。如果房屋的一些承重或者非承重的外墙的尽端墙或者是高处屋外的女儿墙没有按照相应的规范进行设计也会造成墙体开裂的现象,严重的会引起墙体的倒塌,因此在抗震设计中应按照相应的局部限值进行设计。
(三)房顶的抗震设计
屋顶的建筑一般都具有较高和过重的问题,这样的形式在抗震过程中是不利的。如果屋顶建筑的重心和底层建筑的重心不在同一个直线上。屋顶的抗侧力和底层的抗侧力无法连续,就会提高地震的扭转作用,从而影响到建筑的整体稳定性。因此在进行房屋建筑的设计过程中,我们应尽量减少屋顶的高度和重量,采用一些强度高质量轻的建筑材料作为房屋建筑的屋顶材料,同时为了减少鞭梢效应的产生,在进行屋顶设计的过程中,应尽量减少一些突出的建筑物的设置,争取让建筑物的屋顶的质量和结构刚度的分布都比较均匀,这样有利于地震作用沿着建筑物的结构顺畅的结构,减少地震对建筑的影响。另外,在进行设计中应尽量保持建筑物的中心和底层的中心一致,提高建筑的整体性。
结束语:
建筑设计在建筑抗震设计中的作用很大,是建筑抗震设计的一项重要组成部分,对建筑抗震作用的发挥有着不可忽略的意义。一个优秀的建筑抗震设计一定是建筑设计和建筑抗震设计相结合的设计,既保证建筑物的造型美观、结构适用等要求,还能保证建筑物的抗震要求。因此在抗震设计中考虑到建筑设计的相关规定对房屋的设计具有重要的意义。
参考文献:
[1]裘民川.建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].工程抗震.2013,06,20.
[2]代应君.试论建筑设计在建筑抗震设计中的作用[J].建筑规划与设计.2004.08.06.
建筑物的抗震设计篇5
关键词:建筑工程;建筑结构设计;抗震设计;抗震研究
近年来,我国经济不断发展,人民生活水平不断提高,但是地震灾害却不断发生,地震灾害不断威胁着我国人民的生命财产安全。众所周知,地震灾害的后果十分严重,然而,以现有的技术很难对其进行控制或者提前预测,因此,对地震灾害进行根本性的防治是无法做到的,但是,在建筑结构设计中加入抗震设计,大幅度提高建筑的抗震能力,从而确保建筑在遭受地震灾害时有一定的稳定性,进而减少地震灾害发生带来的危险。
一、在建筑结构设计中加入抗震设计的意义
毫无疑问,地震灾害是众多自然灾害中破坏了最强的灾害之一,对人们生命财产的安全有着极大的威胁,不仅如此,地震灾害对建筑工程有着极强的破坏力,也因此,怎样提高建筑物的抗震能力是是从事建筑工程设计的相关工作人员重点想要解决的问题,在我国历史上,出现过许多次破坏力极强的地震,例如,唐山大地震,汶川地震。而我国经济不断发展,城市化发展迅速,建筑需求不断增加,人口激增,高层建筑的需求量不断扩大,建筑人群比较集中,所以,建筑人群集中的区域如果发生了地震,相应的损失是无法估量的。众所周知,地震这一自然灾害,以现有的技术手段无法提前预测并实施有效的防护措施,因此,在建筑结构设计中加入抗震设计,提高建筑物的抗震能力是比较有效的防护手段,因此在建筑结构设计中加入抗震设计是十分重要的。
二、建筑结构设计中的抗震设计需要达到的相关要求
首先,需要明确得是,我国对于建筑结构设计中的抗震设计是有着十分明确的要求的,因此,在实际建筑结构设计过程中需要遵循相应的设计准则,以相关设计准则为标准严格施工,在实际建筑结构设计过程中,相关设计师们要善于总结以往的设计经验,再根据当前的建筑设计实际需求,完成建筑结构设计,从而使建筑结构设计科学合理。其次,在选择防震措施时一定要选择多级防震。以往的建筑物通常选择得是三级防震措施,即需要建筑物做到小震没有损坏,中震可以修理,大震不会倒塌,然而,根据相关实际状况来看,建筑结构的防震措施必须选择多级防震,从而最大程度地提升建筑物的抗震性能,只有这样,在地震发生时,才可以尽可能地减少建筑物摇晃倒塌带来的危害,减少人民群众的经济损失。最后,在实际建筑结构设计过程中,需要将概念设计理论与性能设计理念有效结合起来,在对建筑施工地点进行严谨科学地考察后,综合多方面具体状况进行全面的分析,从而设计出科学的建筑设计方案。
三、建筑结构设计抗震设计重点
(一)确保建筑物连接处的质量
在进行建筑结构设计工作时,不仅需要设计师们对建筑构件实施科学配置,还要确保建筑物连接处的质量问题,确保建筑构件之间的连接十分牢固,从而最大限度地降低因为建筑构件之间连接不牢固降低抗震性能情况的出现。如今,许多建筑物外壁都会使用一定的装饰物品,相应的装饰材料一般为大理石,瓷砖等,不仅如此,在对建筑物进行装修时很有可能会使用新的装修技术,而这些装饰会依附于建筑结构而存在,从某种程度上来说,这些装饰物的存在对建筑结构设计的抗震性能会产生一定的影响,这些装饰物很有可能会降低建筑物的抗震能力,从而在地震来临时增加建筑物遭到破坏倒塌时带来的危害,比如,在地震发生时出现的玻璃雨,玻璃雨的出现通常是因为地震发生时,强大的破坏力使建筑物的玻璃幕墙产生变形,随后在地震的破坏力作用下破碎。因此,在建筑结构设計中需要确保建筑构件连接处的质量,进而避免出现玻璃幕墙因为地震破坏力变形破碎从而带来危险。不仅如此,在进行玻璃隔断,内隔墙等工作时必须确保连接处的质量,让建筑物主体连接更加稳固,从而确保建筑物的抗震性能。
(二)重视抗震措施的作用
设计师们在进行抗震设计时可以综合运用基础性防震措施来提高建筑物的防震性能,然而在实际运用过程中,需要根据建筑物的实际状况进行科学选择。比如,基础隔震技术,这种技术在使用过程中,必须将隔震层放置于建筑项目的上部和基础位置连接处,这样放置能够有效地降低建筑结构上部受到地震能的影响,从而减少地震能从地基传递到上层的可能性。目前,比较常用的抗震装置包括夹层橡胶隔层,混合隔震装置等。而间层隔震技术一般可以用来吸收地震产生的冲击余力,最大程度地削弱地震的冲击力量,从而保护建筑物不受地震冲击力的较大影响,通常情况下,间层隔震使用于原始结构层。
(三)注意建筑结构的空间设计
在进行建筑结构设计抗震设计工作过程中,需要注意空间设计工作,即既要做好平面设计工作,也需要完成立体空间设计工作,从而确保建筑物的抗震效果达到最大,与此同时,在进行空间设计时需要确保设计方案科学合理。首先,需要确保方案设计的均衡性。在进行建筑设计工作的过程中,需要考虑地震发生时产生的多方面的作用力,确保设计方案的均衡性能够有效地削减地震的冲击力。其次,在不影响建筑物使用功能的同时简化建筑结构,从而确保结构稳定性不会受到建筑结构的影响。最后,设计师们需要重视结构的整体性。
四、总结
随着我国经济的发展,人民生活水平不断提高,而经济的发展,城市化进程的发展使得建筑需求越来越大,高层建筑的需求量越来越大,在这样的情况下,考虑建筑结构设计中的抗震设计是十分重要且有必要的。本论文从建筑结构设计中抗震设计的重要性开始谈起,简述了抗震设计的相关要求,提出了几项抗震设计重点,希望对抗震设计有一定的帮助。
参考文献:
[1]刘明魁.建筑结构设计中的抗震设计研究[J].建筑工程技术与设计,2017(23):1543-1543.
[2]陈潇.建筑结构设计中的抗震设计研究[J].建筑·建材·装饰,2017(7):121,142.
建筑物的抗震设计篇6
关键词:房屋建筑;结构设计;抗震概念设计
Abstract
Inrecentyears,withwithChinabuildingindustryofrapiddevelopment,alsopromptedhasChinahousingbuildingindesignaspectsofrequirementsincreasinglyimprove,inhousingstructuredesignaspectsalsoincreasinglycomplicates;onstructuresseismicconceptdesignbyupofrole,,althoughjustbuildingofabasedsexfunction,butinwholebuildingstructuredesignintheisupwithextremelykeyofrole,forwholebuildingofconstructionqualityproducedwithgreatofeffects.Basedonthis,thehousingbelowtheapplicationofseismicconceptualdesigninarchitecture,analysisanddiscussion.
中图分类号:TU3文献标识码:A
一、建筑结构抗震概念设计的基本概念
所谓的概念设计是指可以有效解决建筑、结构及材料等方面问题的总体方案设计或者策划,在建筑结构抗震设计中引入概念设计的主要目的是为了使建筑物达到预定的抗震性能。而“概念”本身则是指设计师本身在抗震概念设计中所运用的专业知识、力学知识、设计经验以及研究成果等。建筑结构抗震设计要想达到良好的抗震效果,需要立足于抗震基本理论以及实际抗震设计施工经验,从概念设计的角度出发,按照建筑结构的破坏过程灵活进行抗震设计,从根本上提高建筑结构的抗震能力。
二、建筑概念设计在建筑结构抗艇设计中的必要性
概念设计是建筑结构抗震设计中的重要组成部分,概念设计与计算设计相比而言可以说是建筑抗震设计的基础,概念设计中包含了建筑工程中的多个方面,总结了建筑结构抗震设计经验,贯穿于建筑结构抗震设计的始终,具有指导建筑结构抗震设计的功能,其在建筑结构抗震设计中的必要性主要体现在两方面,一方面概念设计弥补了建筑计算设计中的不足,在建筑结构抗震设计中仅靠计算设计无法满足建筑结构抗震设计要求,概念设计很好的解决了这一问题,概念色设计中将多年抗震设计经验融入到抗震设计中,并通过对建筑结构的全面考量,实现对建筑施工场地、建筑结构、尺寸、外形、材料等方面的优化设计。
三、抗震概念的设计原则
(一)对地基进行合理的设计
建筑物的基础结构是地基,它的作用是保证建筑物的稳定性。对地基进行设计时,要结合施工场地的实际来设计,对施工现场的水文环境、地质条件以及建筑工程的地基荷载力、结构类型等因素进行分析,从而将建筑结构的抗震作用发挥出来。
(二)对建筑的平面、立面结构进行优化
建筑抗震概念设计中,建筑立面结构和平面结构的设计十分重要,因此要对平面、立面结构进行优化,在优化时要注意以下几点:
(1)因为地震的发生会影响到建筑物,所以对建筑物的各个结构受力体系要十分明确。
(2)在对建筑结构进行设计时,要保证其对称性且均匀的进行高度变化,以免出现楼层错层的情况。在实际设计时,建筑结构可能会受到地理环境的影响,使得建筑的结构设计得不规则,当这样的情况出现时,设计者必须对地震产生的作用进行仔细的研究、分析、计算,然后对建筑物各个部位的扭转反应和应力进行估算,最后根据计算结构做好防震工作。
(三)构件之间的连接要可靠
建筑结构若是想拥有良好的抗震性能就必须保证建筑中各个构件之间的稳定和牢固。因此,在对构件进行安装时,要注意以下几点:
(1)构件本身的承载能力和它连接的构件承载力必须是相同的。
(2)预埋件的锚固承载能力和与它相连接的构件承载能力是一样的。
(3)每个构件之间的连接要可靠牢固,并且每个构件都要具备一定的变形能力和刚度。
(四)尽可能多地设置防线
因为地震有一定的持续时间,且可能会反复作用,所以对构件的强弱关系要适当的进行处理,使之形成多道防线,从而增强建筑结构的抗震能力。第一道防线指的是全部结构,部分结构有可能会屈服,所以需要具有良好的延性,适当选择少负担或者不负担重力荷载的填充墙或者竖向支撑,也可以选择轴压相对较小的框架柱作为第一道防线。第二道防线必须要具备一定的承载力和抗侧刚度,其组成是部分结构。在第一道防线中,有些结构受到损害后,第二道防线就可以形成独立结构,从而抵抗已经降低的地震强度。
因为地震是反复作用的,如果只有一道防线,那么破坏就会集中在一部分构件中,而这些构件因为积累了损伤就会倒塌,因此要对容易毁坏的结构根据第二道防线的结构对其抗震进行验算。第二道防线也需要具备延性。
四、结构抗震概念设计在房屋建筑中的应用
(一)地基基础与建筑场地的合理选择
在建筑结构抗震设计之前需要对建筑场地进行选址,在工程选址过程中应尽可能选在抗震性能相对较好的建筑场地,尽量避免抗震性能较低的场地,若无法避免,那么应做好相应的预防措施,以免遭受地震居民受到危害。而对于建筑地基基础的选择,要保证建筑地基基础选择的科学性,首先应对建筑所在地的地质状况进行全面勘察,应尽可能选择土质坚实的场地,这样对建筑结构防震抗震有一定的帮助。若地质条件不允许,则应结合当地建筑结构场地实际情况,因地制宜选择建筑地基结构,一般情况下建筑地基结构可分为刚性结构与柔性结构两种,对于建筑场地相对较为坚硬的土质,应选择柔性结构,反之则应该选择刚性结构,以此来降低地震灾害给建筑物以及人们带来的危害。
(二)选择科学合理的建筑施工方案
在实施建筑方案初步设计过程中,作为一名建筑师,一定要结合自身所掌握的相应理论知识及自身所拥有的经验来进行方案的选择,一定要确保所选择的方案既科学合理、又经济实惠,尽可能确保不必运用诸如计算机等工具来完成纯粹的数据筛选。就建筑物的平面而言,一定要让所确定的方案满足对称性较强这个条件,实践表明,具备这种对称较强的平面布置,由于能够很好地把质量与难度之间的偏差缩小下来,这样不仅能够有效保障建筑物竖向各部分的受力均匀一致,而且还能有效确保建筑物竖向各部分之间具有较强的整体性这个特征,从而有效杜绝建筑物产生扭转的这种问题。在现阶段各种建筑平面中,存在着一种“细腰建筑”。这是一种比较不规则的建筑平面;在多数情况下,虽然这种建筑具有相当好的外形,但如果把这类建筑应用于高层建筑之中,一旦当地发生地震,则这类建筑物在其细腰部分就非常容易遭到破坏,从而对整个建筑物带来极为严重的后果。所以,在进行建筑设计过程中,一定要尽可能应用具有良好抗震效果的形体设计,尽可能减少或杜绝以下这些形体的出现:(1)外涂形体;(2)内凹形体;(3)不对称形体。
(三)选择适合的建筑结构体系
要确保建筑物各部分能维持整体性协调,最为重要的就是要选择适合的建筑结构体系,因此,在进行建筑结构抗震概念设计过程中,一定要让所设计的建筑物的结构体系同时满足这两大条件:第一,稳定;第二,合适。对于一个科学合理的建筑结构体系而言,它不仅可以有效满足变形的要求,同时还可以有效抵抗冲击力的要求,故建筑物要具备一定的刚度,这样才能对自身的荷载起到一定的承受作用,从而有效避免变形的出现,此外,在发生地震时才有可能对巨大的地震力起到有效缓冲作用而达到有效避免局部受损的良好效果。因此,在选择房屋建筑物结构体系时,既要注意建筑物传力途径的明确性,同时又要注意受力计算的明确性,尽可能在建筑结构体系中不使用转换层,这样在发生地震时可以有效避免房屋建筑物倾斜或局部受损等现象的出现。
(四)进行科学抗震防线的有效布置
在进行选择结构抗震体系过程中,有关那些单一的抗震防线一定尽量不要去使用。就单一的抗震防线而言,多数情况下只有一道,在地震一再反复发生这种情况之下,若抗震防线遭到损坏,就一定会使得房屋建筑物发生崩塌,从而带来极为严重的后果。如果能够使所设置的抗震防线多于一个,那么在房屋建筑物中的各个构件,库可以通过一定的强弱结合,促使整个建筑物结构在抗震性能方面,得到了极大的增强。
(五)选择高质量的建筑结构材料
实践表明,建筑结构抗震性能,除了会受到建筑施工方案、建筑结构体系及抗震防线等因素的影响之外,在多数情况下,还极大地受影响于房屋建筑的施工材料。通常,房屋建筑结构的抗震性能不仅会受到来自建筑材料强度、建筑材料刚度的影响,还会受到来自建筑材料连续性及建筑材料均衡性的影响。所以,在选取建筑结构材料过程中,一定要认真、仔细考查房屋建筑施工材料的刚度和延伸性最大限度确保建筑施工材料能与建筑结构体系相符合。此外,对于建筑施工材料的经济性能,也要予以足够的重视,以便能把建筑施工材料的经济性能进行最充分的发挥,从而达到房屋建筑物的单个性能与整体性能的最佳配合。
(六)做好房屋建筑物中较为薄弱部位的处理
实践表明,要使建筑构件相互之间能够配合协调,结构的整体性必须足够的良好;这就需要建筑各个部位,不管是其强度、还是其延伸性,都必须达到所规定的要求。所以,在进行结构概念设计过程中,对于建筑较为薄弱的那些环节,一定要予以特别的重视并进行相应的处理,结合所存在问题的具体情况,制定出有效措施来加强巩固这些建筑的关键部位。在设计房屋建筑物结构整体时,对于强柱弱梁、强剪弱弯都要予以足够的重视,此外,对于各个房屋建筑构件与梁、柱及节点之间的相互关系,也要予以充分的分析,尤其是关于房屋建筑物构件节点的承载力一定要比其连接构件的承载力大这一点,更要引起设计师的足够重视,只有满足这个条件,才能确保房屋建筑物构件节点的承载力不因其不断加深的老化而使构件节点的刚度和承载力出现改变。若房屋建筑物是属于砌体结构,则可应用设置构造柱、圈梁等方法来进一步加强房屋建筑物的整体性和延伸性。
结语
综上所述,概念设计是建筑抗震设计的重要组成部分,在抗震设计中融入概念设计会使整个抗震设计更具有说服力,可以为建筑抗震施工提供正确性引导,对建筑施工的顺利进行具有重要意义,是提升建筑整体结构抗震性能的关键因素。
参考文献
[7]田志勇.砖混结构房屋的抗震概念设计[J].山西建筑.2006(13)
[8]杨磊.抗震概念设计及其在钢结构住宅体系中的应用[J].建材世界.2009(01)