结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

2024-04-18

结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?(通用16篇)

篇1:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

单从抗震角度考虑, 作为一种结构材料应轻质、高强、材质均匀; 构件间的连接应有良好的整体性、连续性及延性, 且能发挥材料的全强度,按照这一原则, 不同材料结构的抗震性能优劣排序是: 钢结构; 型钢混凝土结构; 混凝土- 钢混合结构; 现浇钢筋混凝土结构; 预应力混凝土结构; 装配式钢筋混凝土结构; 配筋砌体结构[4]。工程中常用结构抗震表现分述如下:

(1)钢结构钢结构最符合抗震材料的要求, 从已有的地震震害实例来看, 钢结构的表现均很好; 但它当前的造价及维护费用较高。

(2)现浇钢筋混凝土结构该结构整体性好, 造价低廉, 有较大的抗侧移刚度, 并且经良好的设计可保证结构具有良好的延性。但该材料也存在难以克服的弱点: 当地震持时较长时, 在周期性往复水平荷载作用下, 构件刚度因裂缝的开展而递减, 且塑性铰区会产生反向斜裂缝, 将混凝土挤碎, 产生永久性的“剪切滑移”[7],

(3)预应力混凝土结构预应力混凝土结构在非开裂状态下能承受较大的变形, 因而在烈度不高时结构破坏较轻,相应地其所贮藏的弹性变形能要比钢筋混凝土高, 但预应力混凝土结构的滞回曲线比钢筋混凝土狭窄, 所能耗散的滞后能量要少一些, 且由于预应力构件受压区配筋一般相对较少, 一旦混凝土开始压碎, 承载能力就会急剧下降, 因此在高烈度地区, 必须采取措施提高延性, 方能使用预应力混凝土结构。实践证明, 通过合理控制预应力筋的含量(Q≤0. 5%) 可以实现这个目的[8]。

(4)装配式钢筋混凝土结构此类结构致命的抗震弱点在于整个结构缺乏连续性和整体性; 框架节点等预制构件的连接和接头强度及变形能力均低于构件本身而形成薄弱环节; 同时预制构件装配时会产生次应力, 故这类结构不宜在高烈度地区采用; 但若采用整体装配式结构则可以改善这种情况。

篇2:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

若结构在地震作用下丧失了整体性,则结构各构件的抗震能力不能充分发挥,这样容易使结构成为机动体而倒塌。因此,结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件,确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容

篇3:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

关键词砌体结构;抗震;技术措施

中图分类号TU3文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0047-01

地震的危害性非常大,建筑物的抗震性能就显尤为重要。目前我国抗震设计的目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用,当遭受本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用,当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的早遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。目前房屋建筑的结构形式主要有:砌体结构、框架结构、剪力墙结构、钢结构等。其中砌体结构由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点。多年来是我国多层住宅和多层小型公建使用最广泛的一种建筑形式。

1合理的平面、立面布局

建筑体型包括建筑的平面外形和主体的空间外形的设计。震害表明,许多平面外形复杂,如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。而平面外形简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏,有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间外形上的复杂和不规则在地震时都会造成震害,在建筑结构刚度发生突然变化的部位更易产生破坏。因此在建筑体型的设计中,应尽可能地使平面和空间的外形简洁、规则;建筑立面应避免头重脚轻,房屋的重心尽可能降低,同時应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。避免产生因体型不对称导致质量和刚度不对称的扭转反应。楼梯间不宜设在房屋的尽端和转角处;房屋的顶层不宜设置大会议室、舞厅等空旷大房间,房屋的底层不宜设铺面及大门洞。如在实际工程中,在不可避免的情况下,应尽量在适当部位设置抗震缝,将体型复杂、平面不规则的建筑分割成几个相对规整的独立单元。

避免因局部削弱或突变形成薄弱部位产生过大的应力集中或塑性变形集中。要求结构体系完整,传力路径明确。但是在设计中,建筑师为了达到建筑功能上对大空间、好景观的要求,不惜“拔除”结构构件,或在承重墙开大洞,或在房屋四角开门、窗洞,设计所谓“飘窗”、“转角阳台”和圆形楼梯间,其结果是破坏了结构整体性及传力路径,最终导致地震破坏。这种震害在国内外的许多地震中几乎都能发现,而在汶川地震中,更比比皆是,需要引起我们的注意。

2控制建筑高度及层数

历次震害证明,砌体建筑的层数越多,高度越高,其地震破坏就越大。因为建筑层数及高度值越大就意味着侧向地震作用就越大,同时也加大了建筑底部的倾覆力矩。因此在地震中,倾覆力矩过大使得底部墙体产生过大的压力和剪力而被破坏。所以控制砌体结构高度及层数对减少地震灾害有很大的作用。

3增强砌体结构的整体性及刚度

增强砌体结构的整体性及刚度的措施有许多种,一般常见及在实践证明的方法有纵、横墙的合理布置,建筑的楼盖为现浇,增加墙体面积及提高砂浆的强度,设置圈梁及构造柱等。

3.1采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系

同一结构单元中应采用相同的结构类型,不应采用砖房和底框砖房或内框架砖房或框架结构等“混杂”的结构类型。在地震中多层砌体结构的纵、横向地震作用主要由相应墙体承担。因此,纵、横墙的合理布置且控制横墙的间距,可控制纵、横墙的侧向变形,增强了空间刚度和整体性,对承受纵、横两个方向的水平地震作用及抗弯、抗剪都非常有利。墙体布置时,应尽量采用纵墙贯通的平面布置,而当纵墙不能贯通布置时,则应在墙体交接处采取加强措施。而横墙最大间距就是为了满足楼盖对传递水平地震所需的刚度要求。其中,在8度设防时,现浇或装配整体钢筋混凝土楼盖板的多层砌体建筑的横墙最大间距为15米。如横墙间距过大时,纵墙会因过大的层间变形而产生平面的弯曲破坏。

3.2砌体结构构造柱和圈梁设置

砌体加混凝土构造柱和圈梁的结构形式是1976年唐山地震以来,我国的工程技术人员发明的抗震技术。对于由脆性材料组成的砌体结构,构造柱、圈梁除作为约束构件外,还提高了砌体的延性,加强了结构的整体性,也可视为第二道抗震防线。经历了多次地震检验,证明这种独特的抗震结构形式行之有效而且非常适合我国国情,已在我国地震区得到广泛应用。

在多层砌体建筑中设置水平圈梁,可加强内外墙的连接,增强建筑的整体性。特别是屋盖和基础顶两处的圈梁的设置具有提高建筑的竖向刚度和低御不均匀的沉降能力。由于圈梁的约束作用使楼盖与纵、横墙构成箱形结构,能有效地约束装配板材的散落,使砖墙发生平面倒塌可能性大为降低,以充分发挥各片墙体的抗震能力。

在砖墙设构造柱能提高砌体建筑的延性,发挥砖墙砌体侧向挤出塌落的约束作用,使砌体的抗剪承载能力提高10~30%,提高了砌体结构的变形能力。另外在建筑中设置构造柱能提高建筑物的整体性,利用其塑性变形和滑移摩擦来消耗地震能量,从而提高建筑的抗震能力,且圈梁与构造柱一起对墙体在竖向平面内进行约束,可限制墙体裂缝的开展,并减小裂缝与水平面的夹角,保证墙体的整体性和变形能力,提高了墙体的抗剪能力,因此构造柱与圈梁的设置是一种经济有效的抗震措施。

3.3提高砂浆等级

根据历次地震后建筑受害情况分析,多层砌体结构的抗震能力与墙体的截面积大小及砂浆等级高低成正比。在多层砌体建筑的抗震验算中,底部两层的地震作用力较大,是结构的薄弱层。此时改变部分墙体的承载面积和适当提高砂浆的强度等级可提高抗震能力,底层所用混合砂浆的强度等级不能低于M10。实践证明提高砂浆的强度能同时提高建筑的抗拉、抗压、抗弯、抗剪能力,从而达到提高砌体建筑的抗震性能力的目的。

4抗震缝的设置

8度和9度时,当房屋的立面高差较大、错层较大和质量及刚度截然不同时,宜采用防震缝将结构分割成平面和体形规则的独立单元。抗震规范规定,“抗震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差情况,留有足够的宽度,其两侧的上部结构应完全分开”。

5结束语

对建筑结构来说,良好的抗震性能一定来自于相对简单的体形,来自简单而直接的传力体系及地震作用下结构的多道设防线,在地基和基础的设计中也应充分考虑到地基的变形对建筑的安全影响。另外也应高度重视由地震引发的次生灾害。因此在今后的建筑设计中有必要增强建筑的防火设计。

篇4:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

由于错层结构在很大程度上违反了计算分析程序的基本假定,使有限元计算未必能得到与实际工程相符的合理结果,如能回避,应尽量采用没有错层结构的设计方案。如不能回避,对错层结构更应当强调概念设计、方案选择和抗震措施的重要性。

1 尽可能选择没有错层的设计方案 高规(JGJ3)10.4.1 条规定,抗震设计时,高层建筑宜避免错层,可以参考以下办法:1)如结构的错层楼板高差不大于梁高(或不大于 500mm)时,可忽略楼板的高差,按没有错层计算。2)当结构仅有错层梁而没有错层楼板时,可以在 PKPM 中用布置层间梁的方式建模,按非错层结构进行计算。3)当房屋不同部位因功能不同使楼层错层时,宜采用防震缝划分为独立的结构单元,分别按非错层结构计算。4)多塔结构各塔层高不一致时,由于 SATWE 程序可以分别定义各塔层高及整体计算分塔输出结果,使这类错层多塔结构的建模和计算变得相对方便。

2 优化错层结构设计方案

1) 在有可能的情况下, 尽量减少错层的范围和错层的楼层数,

2) 错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系。 3) 错层建筑应尽可能采用抗震性能好的混凝土剪力墙结构,而不宜采用框架结构(例题仅为说明错层的建模方式,没有推荐之意) 。4)错层处宜设置通高核心筒, 其余部位布置带翼缘的剪力墙,错层处的剪力墙应少开洞, 并布置边框柱和边框梁。 5)错层楼板应尽量避免 “一错到顶” , 可以每隔几个错层布置整层贯通楼板,板厚不小于 150mm,双层双向配筋,每层每方向钢筋网的配筋率不宜小于 0.25%。

3 强化错层结构的抗震构造措施

(1) 高层建筑错层处框架柱的截面高度不应小于600mm,混凝土不应低于 C30,抗震等级应提高一级采用,箍筋应全柱段加密,并从严控制柱的轴压比。

篇5:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

(1)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径,

(2)宜有多道抗震设防,一般来说超静定次数越高对抗震越有利,避免因部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抗震能力或丧失对重力的承载能力,

(3)应具备必要的承载力,良好变形能力和耗能能力。

篇6:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

对围护墙和隔墙与主体结构的连接,应避免其不合理的设置而导致主体结构的破坏。应避免吊顶在地震时塌落伤人。应避免贴镶或悬吊较重的装饰物,或采取可靠的防护措施。

篇7:木结构建筑抗震之谜

在现代工业文明到来之前,这两大建筑类型在各自的地域和社会中不断发展,几乎达到了各自建造技术的极致。我们姑且暂时将城堡和教堂放在一边,来看一看木结构建筑的特点和抗震之谜。

震后不倒的木结构建筑

在汶川地震中,四川都江堰青城山前山有部分木结构的别墅建筑,在灾后的实地调查中人们发现,建筑面积约200平方米的木结构房屋底层裂缝最多出现了6处,二层的裂缝最多出现了2处,但并不影响结构安全性和正常使用。

2009年,日本和美国科学家进行了一次木结构建筑抗震实验。他们在一座实验工作台上建造了一座7层高的木结构建筑,然后制造一次相当于里氏7.5级的人造地震,震动持续了40秒钟。实验结果显示,木结构建筑对强烈地震有较高的耐受力。

清华大学建筑学院教授王贵祥透露,我国古代木结构建筑有不少经历了数百上千年,仍然岿然屹立。

比如位于天津蓟县盘山脚下的独乐寺,始建于唐代,寺内的观音阁和山门重建于辽代。自重建以后千余年来,独乐寺曾经历了28次地震,其中清康熙十八年(1679年)三河、平谷发生8级以上强震,蓟县城内官民房屋全部倒塌,只有观音阁不倒。1976年唐山大地震,观音阁及山门的木柱略有摇摆,但整个大木构架安然无恙。

还有位于山西省应县城西北佛宫寺内的应县木塔,建于辽清宁二年(1056年)。据史书记载,在木塔建成200多年时,当地曾发生过6.5级地震,余震连续7天,木塔附近的房屋全部倒塌,只有木塔岿然不动。上世纪初军阀混战的时候,木塔曾被200多发炮弹击中,除打断了两根柱子外,别无损伤。

天然木材以柔克刚

木结构建筑为何有如此奇特的抗震性能呢?中国工程院院士、中国地震局工程力学研究所原所长谢礼立指出,木结构建筑拥有一定的抗震性能主要是由其材料决定的。天然木材本身质地较软,比砖石混凝土和钢材有更好的柔韧性,可以承受更大的形变。同时,天然木材一般比较轻,整个建筑的重量就比砖混和钢结构的建筑要轻得多。这些都有利于抗震。

长期从事古建筑修缮工作的业内人士认为,一般木结构建筑主要采用松木、杉木,这些针叶树木既能承重又有韧性,而杨木、柳木因为易断裂,则不会用在木结构建筑中。高级的木结构建筑的连接件会用金丝楠木等成材年份长,韧度高的木材,但在国内,这些名贵木材已经在明清两代被采伐殆尽。

据了解,采伐后的木材并不能直接就用于建筑,因为含水率很高,不加处理使用会导致建筑日后变形。因此,木材采伐运输后,要进行烘干,一种是自然晾干,但是耗时长,一种是逐渐加温烘干,时间短。烘干后的木材在压力下可以变形,但不会断裂,压力消失后,还可以恢复原样。这也是天然木材作为建筑材料的优势。

可变形的框架结构

除了天然木材本身的可塑特性外,木结构建筑拥有可变形的框架结构。比如,一把木椅子,你使劲晃动,它会吱扭作响,但是椅子不会散架。

我国古代木结构建筑主要由四部分组成,分别是地基、基础、墙柱、屋顶。其中,地基是由石灰、黏土和细砂所组成的三合土夯实的。地基上面是基础,一般是独立基础,也就是砌个大砖台。一旦发生震动,虽然下面的地基会晃动,但是由于上面是个整体,所以晃动而不散架。

木结构建筑没有承重墙,它的墙体只承受自身的重量而不承受建筑其他荷载。承重的只有柱子。

专家指出,木结构建筑的支撑柱不是钉死在地基里的,而是放在石头基础上,也可以移动。在汶川地震后,当地的许多木结构建筑的柱子就发生了移动,但是建筑本身没有倒塌。这种特点使人们在大地震过后经常看到“墙倒屋不塌”的景象。

如果说基础和柱子让木结构建筑有个坚实的下盘,那么不用钉子的构件连接则是木结构框架晃而不散的根源。

木结构建筑构件之间的连接方式可以有效地消解地震能量。木结构建筑的构件连接是榫卯结构,榫卯连接既不会让各构件分开,同时又有余量。

榫卯是极为精巧的发明,我们的祖先早在7000年前就开始使用。这种不用钉子的构件连接方式,使得我国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者钢架的特殊柔性结构体,不但可以承受较大的荷载,而且允许产生一定的变形,在地震荷载下通过变形吸收一定的地震能量。

工艺精巧刚柔相济

中国木结构建筑中有个独特的构件——斗拱,它很好地体现了分散受力的原理。在立柱和横梁交接处,从柱顶上的一层层探出成弓形的承重结构叫拱,拱与拱之间垫的方形木块叫斗,两者合称斗拱。过去古建筑都要有屋檐,出挑的屋檐必须要有木料支撑才不会塌落。但是,如果用一根木料支撑,承受力显然不够,而且那么大的木料也并不好找。于是古代工匠就想出一个巧妙的办法,将整根木料化整为零,在柱子上像搭积木一样,纵横交错逐级伸出,这样不但用的木料少,而且承受力也比只用一根木料大得多。形象地说,斗拱就像个大弹簧,在木结构建筑中起到了消解地震能量的作用。

独乐寺观音阁之所以在多次强震中屹立不倒,主要是斗拱起了作用,观音阁的斗拱设计十分巧妙,在没有一颗钉子固定的情况下,通过七层木块的相互交织,达到了相互连接固定的作用,这样在地震出现时能及时减缓外部的压力,具有很强的抗震性能。

除斗拱外,在木结构建筑中由于柱子起到支撑整个建筑的承重作用,因此柱子的加工也十分重要。我们在故宫、天坛看到的那些大殿的柱子,加工时一般要先把木材刨光打磨,之后在表面缠上麻丝,再在麻丝外刷上灰,等灰和麻丝固结干燥后,再重复五遍这样的工艺,最后,再刷上防雨漆。这样处理后的柱子可以支撑住木框架,保证建筑的一体性。

木结构建筑中不用木材的地方有两处,一是基础,二是屋顶的瓦。由于材质不同,它们与木材之间是怎样连接的呢?

由于柱子为木制,所以立柱与基础之间放置柱脚石,以防止柱子受潮腐蚀。柱子、柱脚石、基础三者之间是不存在可靠连接的,而是直接把柱脚石放置于基础上,再把柱子立置于柱脚石上。这样受到震动时,柱子可以小幅度移动。

瓦与木材是通过一种特制的粘合剂连接的,首先把青灰、白灰、麻刀丝拌匀,均匀地涂抹在屋顶木材上,大约涂4公分厚,之后再涂上8公分厚的黏土与白灰混合的大泥,最后把瓦铺在这上面,等干燥后,瓦与木材就连接在一起了。所以,我们常常看到一些年代久远的木结构建筑屋顶上长草。

大范围推广有局限

既然木结构建筑有很好的抗震性能,为何不大面积推广呢?

人生活在地球上并不是只有地震这一种灾害要面对,房屋建筑还要满足防风、防雨、防火、防虫蛀等多种要求,这样看,木结构建筑的功能就显得单一了。因此,目前世界上的主要建筑还是以砖混建筑为主。

尽管木结构建筑有一定的抗震特性,但是,它受高度限制,除了一些木塔外,很难看到高于20米的木结构建筑。由于现代建筑越建越高,所以木结构建筑逐渐退出历史舞台,取而代之的是混凝土剪力墙结构,而如果超过100米,则多用钢结构,因为钢结构重量比混凝土轻,而且抗拉伸力也较好。

平时人们在美国、日本看到的现代木结构建筑多为一两层的,这与木材的特性有关,对于高层建筑来说,天然木材力学性能有限,加上防火的要求,所以木结构不适合高层建筑。

篇8:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

1.屋盖的构造措施

单层钢结构厂房屋盖的抗震构造措施与钢筋混凝土柱厂房的基本相同,

2.柱、梁的构造措施

为了防止地震时柱子失稳,柱的长细比不应大于

为了控制柱、梁截面不出现局部失稳,单层框架柱、梁截面板的宽厚比限值,除应符合现行《钢结构设计规范》GB50017对钢结构弹性阶段设计的有关规定外,尚有下表的规定,

构件腹板宽厚比,可通过设置纵向加劲肋减小。

篇9:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

1.保持原状结构

2.适当安排施工顺序

3.活荷载较大的建筑物在施工前可堆载预压

篇10:框架结构中梁有哪些抗震构造?

1)梁截面尺寸:为了防止梁发生斜裂缝破坏、斜压型脆性破坏,框架梁截面尺寸必须满足如下要求:梁的截面宽度与高度之比为b/h≥0.25,且b不宜小于200mm,也不宜小于1/2柱宽;同时应满足高跨比ln/h≥4;梁最大平均剪应力为V/bh0≤0.20fc,其中,b、h、h0分别为梁截面宽度、高度、有效高度;V为梁端组合剪力设计值;fc为混凝土轴心抗压强度设计值。

2)梁的配筋率:为了保证梁的变形能力,使框架结构具有较好的抗震性能,梁端纵向受拉钢筋的配筋率应能使梁端截面的受压区相对高度满足以下要求:一级框架x≤0.25h0;二级框架x≤0.35h0,同时,纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%,

3)梁的箍筋:为了保证梁有足够的延性,提高塑性铰区压区混凝土的极限压应变值,并防止在塑性铰区内最终发生斜裂缝破坏,在梁端纵筋屈服范围内加密封闭式箍筋,对提高梁的变形能力十分有效。同时,为了防止压筋过早压曲,应严格遵照《抗震规范》限制箍筋的间距。

篇11:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

摘要:抗震设计是房屋建筑结构设计中最重要的组成部分,抗震设计工作水平和质量将直接影响着整个工程的施工质量,关系着后期工程的抗震性能,甚至会对人们生命安全造成影响。文章主要分析了钢筋混凝土房屋结构抗震设计措施,以供参考。

关键词:钢筋混凝土;结构;抗震设计

引言

随着社会经济的发展,高层钢筋混凝土房屋建筑建设的增多,大大增大了其在地震灾害影响下的水平位移和抗侧移刚度,这在无形之中就加大了地震灾害的影响。因此,为了防止地震灾害影响程度的扩大,提高建筑物的抗震性能,必须要做好抗震设计。

1钢筋混凝土房屋结构平面和立面设计

1.1整体布局设计

建筑的整体布局设计,主要是指建筑的平面和立体空间上的设计。在建筑的整体布局中,要使建筑平面和建筑空间在形状上,既规则又简洁。建筑的平面形状可以是圆形、矩形、方形等,这样的形状能够提高建筑抗震的水平。在建筑的整体布局设计中,要避免凹凸行的设计,这样的设计对建筑抗震起到了一定的制约作用。严重是还会出现扭转效应。要设计出具有立体美和具有艺术性的建筑,就一定要将建筑艺术和建筑所具备的功能,与建筑抗震设计结构结合到一起。

1.2平面布置

平面布置应遵循简单、规则、均匀对称的原则,并且应该具有良好的整体性,尽量使质量中心与结构刚度中心重合,以减少或避免扭转产生的影响。平面布置首先要保证建筑的刚性程度和建筑结构的质量,在布置上要求二者有着相互的对称性,避免结构受力产生严重的变形状况产生。进行平面布局设计时,不能忽略建筑结构中抗侧移结构布局需要注意的因素,保证建筑的使用功能和建筑的抗震性能都不会受到任何不利的影响,使建筑的抗震设计能够完美的发挥出其技术的优良特点。

1.3竖向布置

竖向布置主要的作用是控制转换层上、下刚度的突变,为了保证底部空间的刚度、强度以及延性,应该尽量强化转换层上下部的结构刚度,弱化转换层上部结构刚度,使转换层上下部的变形特征和结构侧向刚度尽量接近。

1.4转换构件选择及布置

转换层是建筑物中不同结构形式连接的关键点,它既是上部结构的空中基础,又是下部结构的封顶。一般情况下,转换层上部的竖向抗侧力构件宜直接落在转换层的主结构。转换构件上部载荷不直接传给下部对应构件,而是通过转换结构的内力重新分配,是因为结构竖向传力构件的不连续。因此,在布置转换层时,应注意尽可能水平转换机构直接落在转换层的主结构上。平面布置时剪力墙界面中心线应与框支梁截面中心线对齐,以防止框支梁上部剪力墙对框支梁产生不利的扭转影响。

2钢筋混凝土房屋结构抗震结构设计

2.1防震缝设计

防震缝是指为了防止地震对于建筑的破坏,在适当位置设置的缝隙,可以将建筑分为若干形体简单、结构刚度均匀的独立部分。通过设置防震缝,可以對复杂的建筑结构进行分割,形成相对规则的结构单元,从而减少建筑的扭转、改善结构抗震性能。在对防震缝进行设计时,设计人员应该结合实际情况,保证其宽度的合理性,如果完全按照规范要求,则在强烈地震作用下,仍然可能会发生碰撞;如果防震缝宽度过大,则会影响建筑立面设计。对于体形相对规则的混凝土结构建筑,可以不设置防震缝,而如果建筑的结构非常不规则,而且建筑场地并没有限制,则应该设置防震缝,同时防震缝的宽度应该能够满足抗震支座在遭遇强烈地震时的位移要求,并考虑建筑与周围构造物之间可能出现的相对运动。

2.2抗震层设计

抗震层一般位于建筑基础的顶部,是最为基本的抗震构造形式,能够最大限度地对地震能量进行隔离,从而保证建筑的使用安全。在实际设计中,为了保证安装和维护的便利性,需要在抗震层顶部梁底与基础面之间留出0.8m以上的空间。从建筑功能方面分析,为了对抗震层顶部的楼板进行有效利用,可以以地下室或者半地下室的形式,将抗震层设置在地下室柱顶或者墙顶。同时,为了对构件的受力情况进行改善,当水平剪力较大时,可以在柱体中设置相应的减震器,将抗震层的剪力和弯矩分别传递到柱或者墙的上下端。

2.3抗震支座设计

抗震支座多用于地震影响比较大的部分或者伸缩梁较大,需要通过滑动释放内应力的部分。通常来讲,要想保证对地震作用的有效隔离,抗震支座必须具备几个方面的性能,一是应该能够承担上部建筑的荷载,同时变形较小,具备良好的竖向刚度和竖向承载力;二是在水平方向上必须具备较小的水平刚度,以延长结构的自振周期,减少上部结构的加速度反应及下部结构的层间剪力;三是必须有适当的阻尼,以限制结构位移;四是抗震支架的使用寿命不能少于建筑结构的使用年限。对于建筑设计人员而言,不仅需要熟悉抗震支座的各项性能,而且还应该熟练掌握其实验方法,以保证抗震支座的耐久性和相关力学性能。

3钢筋混凝土房屋结构抗震设计注意事项

3.1有效控制扭转效应

地震有水平作用、竖向作用以及扭转作用等多种作用力,在这种情况下,就会对其破坏力很难掌握计算,如地裂、房屋倒塌、地势波动较为强烈等。因为地震伴随着随时性,包含许多不稳定的因素,这就对高层混凝土建筑抗震方面的结构设计提出了更高的要求,注重地震带来扭转效应。若未预先设置相关结构位移的标准,就要先测量出的最大位移部分刚度和最小位移的刚度,使其整体结构位移保持同步性,所有的细节都要与其相关设计要求达到一致,对暴露出问题的地方一经发现,要迅速做出有效的调整,尽一切方式来降低地震扭转作用带来的不利影响。

3.2合理设计结构参数

在对高层混凝土结构设计进行预处理阶段,必须充分了解项目的选址、地质条件、材料选择、施工专业技术、质量检测等多方面相结合,着眼于其中重点,建造建筑设计的基本框架,运用先进合理的设计理念与专业技能相结合设计出切实有效的设计方案,其关键部位要做出详尽准确的注明,使得建筑抗震结构得以更好地完成,同时建立系统完善、内容详尽的建筑结构设计信息数据库,方便结构工程师对相关案例的提取,以此总结经验,采用先进的设计方式来开展工作。

3.3提高结构延性

钢筋混凝土结构要实现延性结构必须通过良好的延性设计。抗震高层建筑的延性通过合理选用结构体系、合理布置结构、对构建及其节点采取各种构造措施等才能实现,施工质量的良莠对结构的延性也有很大的影响。延性设计不是通过计算实现的,所以,保证结构的延性要通过抗震机构的抗震等级要求及加强构造措施等方法。其中,重点需要保证梁、柱、墙构建均具备足够的延性,这样钢筋混凝土结构才能具有一定的延性,才能设计出延性框架和延性剪力墙。“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”是框架结构应遵循的设计原则,截面尺寸的合理选择,柱轴压比,剪跨比,箍筋选配的控制,以及核芯区的构造措施都是框架结构抗震设计的重要内容。框架—剪力墙结构和剪力墙结构设计为实现延性设计应符合“强墙弱梁,强剪弱弯”原则,还应该限制墙肢轴压比和墙肢设置边缘构件提高剪力墙的抗震性能,并且加强重点部位。

结束语

总而言之,我们要在严格按照建筑抗震规范要求的基础上上,科学地合理地进行建筑抗震设计,保证建筑物的稳定性和可靠性,促进我国建筑结构抗震设计向着高水平方向发展。同时,我国也应积极借鉴国内外的宝贵经验和研究成果,结合当前实际,在完善自身不足的同时,不断推动我国抗震设计出品位上水平。

参考文献:

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[2]郭劲.钢筋混凝土建筑结构安全设计的几点探讨[J].建筑安全.2009(09).

[3]刘莉.钢筋混凝土建筑结构抗震思路的创新[J].建材技术与应用.2012(03).

篇12:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

框架节点一般是三向受力,但当按平面框架进行结构分析时,则节点也相应地简化,框架节点的简化应根据实际施工方案和构造措施确定。

(1)在现浇钢筋混凝土结构中,简化为刚接节点。

梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入节点区。

(2)装配式框架结构节点简化成铰接节点或半铰接节点,

在梁底和柱的某些部位预埋钢板,安装就位后再焊接,由于钢板在其自身平面外的刚度很小,同时焊接质量随机性很大,难以保证结构受力后梁柱间没有相对转动。

(3)在装配整体式框架结构中,可认为是刚接节点。

梁(柱)中的钢筋在节点处为焊接或搭接,于现场浇筑节点部分的混凝土,节点左右梁端可有效地传递弯矩,这种节点的刚性不如现浇式框架好,节点处梁瑞的实际负弯矩要小于按刚性节点假定所得到的计算值。

(4)框架支座可分为固定支座和铰支座。

篇13:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

(1)墙的底部发生破坏,表现为受压区混凝土的大片压碎剥落,钢筋压屈

(2)墙体发生剪切破坏

篇14:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

厂房横向抗震计算一般情况下,宜计入屋盖变形进行空间分析;采用轻型屋盖时,可按平面排架式框架计算,

厂房纵向抗震计算,可采用下列方法:

(1)用轻质墙板或与柱柔性连接的大型墙板的厂房,可按单质点计算,各柱列的地震作用应按以下原则分配:

①钢筋混凝土无檩屋盖可按柱列刚度比例分配;

②轻型屋盖可按柱列承受的重力荷载代表值的比例分配;

篇15:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

关键词:高层建筑 建筑结构 抗震设计 优化

中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(a)-0084-01

近年来我国地震灾害发生的较为频繁,在地震发生时,建筑受到破坏性较大,而且部分建筑还会发生倒塌,所带来的经济损失和人员伤亡较大。高层建筑由于其层数较多,容积率较大,一旦在地震中出现坍塌会带来严重的损害。因此做好建筑抗震设计具有十分重要的意义,所以需要在设计时对其抗震性能进行重点关注和优化,有效的提高高层建筑的抗震性能。

1 高层建筑结构抗震设计的主要内容

抗震设计的基本原则是要满足抗震设防目标大震不倒、中震可修、小震不坏3个水准的要求,在确定这个原则时,需要按抗震设计两阶段进行设计,這两个阶段分别是多遇地震下的情况和罕遇地震的情况,前者采用弹性反应谱法,后者采用抗倒塌弹塑性变形验算。对一些超越规范的高层建筑,可以采用基于结构性能的抗震设计理论进行设计。

2 高层建筑抗震设计中常出现的问题

2.1 建筑平面和竖向不规则

随着经济水平的提高和大家对流动的艺术的追求,建筑师创作的平面和立面越来越复杂。进而平面和立面规则性超限的情况越来越普遍。这就使得建筑的抗震性能有很大的削弱。

2.2 地基的选取不科学

不同的地基类型对地震力的传递有不同的特点,高层建筑由于垂直高度较高,自身重量较大,所以在选址时,对于土质的硬度、密实度和对地形的开阔和平坦性具有较高的要求,而且要远离河岸,避免抗震危险性路段,这样才能确保高层建筑的基础具有较好的抗震性能,能够在地震力作用下具有较好的承受能力。但当前由于我国城市发展速度的加快,城市人口不断增加,很大一部分房地产开发商在进行高层建筑选址时都会更多的对其商业利益和商业开发空间进行考虑,这就导致高层建筑地基在选取上具有较多的适宜性和不科学性,从而使其抗震性能降低,在地震发生时高层建筑的基础破坏较为严重。

2.3 材料的选取不科学

近年来我国地震发生的较为频繁,这就需要在地震频发地区在进行高层建筑设计时,需要确保其结构体系的合理性,同时还要合理选择结构材料。但因为施工、经济等原因,轻质高强材料并没有合理的采用。还停留在增加水泥、增加钢筋、加大截面来刚性提高结构安全,运用新材料、减震、隔震材料用的少。

2.4 抗震设防烈度较低

限于我国的经济发达程度,目前我国的建筑的抗震设防烈度较低,中震相当于在规定的设计基准期内超越概率大约为10%的地震烈度,较低的抗震设防烈度放松了高层建筑的抗震要求。

3 高层建筑结构抗震设计的优化措施

要设计出具有较好的抗震能力的建筑应该从结构概念设计和构件设计两方面进行作手。

抗震概念设计对结构的抗震性能起决定性作用,因此新规范(规程)均在相关条文中强调了建筑与结构概念设计的重要性,并要求建筑师和结构工程师在高层建筑设计中应特别重视建筑结构设计中的概念设计

结构构件抗震的优化准则,即“四强四弱”“强柱弱梁”是指节点处柱端实际受弯承载力大于梁端实际受弯承载力;“强剪弱弯”是防止构件剪切的破坏,要求杆件的受剪承载力高于受弯承载力;“强节点弱杆件”是防止节点的破坏先于构件;对于杆件截面而言,“强压弱拉”是为避免杆件在弯曲时发生受压混凝土破裂的脆性破坏,使受拉区钢筋的承载力低于受压区混凝土受压承载力具体的可以从以下几点进行考虑。

3.1 选择有利的抗震场地

地震对建设在不同地质条件上建筑设施的破坏作用有明显差异。在施工做好地基地质勘察工作,确保建筑场地有利于建筑设施的抗震,应避开对抗震不利地段,当无法避开时,应采取适当的措施提高抗震能力。按照建筑场地地基地质特点和受地震破坏作用的强弱进行有效分类,根据建筑场地的实际情况合理采取抗震措施,如根据地基地质抗震设防类别、地基液化等级等实际情况合理选择采用合理的基础形式,或者有效消除地基液化沉陷现象。

3.2 选用合理的结构体系

体系问题是结构设计应把握的头等重要的问题。应注意体系的合理性问题,优先采用抗震能力强、延性好、耗能能力强、便于施工的具有多道防线的结构体系(如采用设置耗能连梁的抗震墙结构、框架-抗震墙、框架-筒体结构等)。避免采用抗震能力较低的板柱-抗震墙结构、框架结构、尤其是单跨框架结构等。

3.2.1 优化平面和立面设计

结构的简单性,即尽量均匀、对称。结构简单是指结构在地震作用力下具有直接和明确的传力途径。只有简单的结构,才能够易于把握建筑结构的计算模型、内力位移分析和结构薄弱部位,从而对结构的抗震性能也有更可靠的估计。对于为了满足建筑功能要求的平面和立面的不规则,可以采取以下几点给予改善。

3.2.2 提高结构的刚度和抗震能力

水平地震的作用是双向的,建筑结构设计应使高层建筑能抵抗任意方向的地震破坏。通常设计可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力,结构的抗震能力则是结构强度及延伸的综合反映。结构刚度的选择不仅要能减轻地震破坏作用,还要注意控制结构变形的增幅,过大的变形会产生重力二阶效应,导致结构破坏、失稳。

3.2.3 结构的整体性

在高层建筑结构中,楼盖的设计对高层建筑整体性起到至关重要的作用,楼盖相当于水平隔板,它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力结构,而且要求这些结构能协同承受地震作用。特别是竖向布置复杂或抗侧力构件水平变形特征不同步的结构,就更要依靠楼盖使抗侧力与结构能协同工作。

3.2.4 设置完善的抗震措施

抗震建筑结构体系应全面考虑到建筑物的设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素,经过技术、经济技术、经济条件综合考虑来确定。首先应设较多道抗震防线,从而避免因部分结构或构件破坏而导致整个高层建筑结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力减弱。合理的刚度和强度分布,会避免因局部消弱、突变性、过大的应力集中或塑性变形集中可能产生的薄弱部位。

3.3 选用合适的建筑材料

合理选择高层建结构材料也有利于提高建筑设施的抗震性能。从抗震设计的角度对建筑工程所用材料参数进行有效分析,选用符合高层建筑抗震要求的工程材料。尽量选用高性能混凝土和高强钢筋及其他高强轻质材料,以提高提高构件内力及抗震性能,并应积极运用新型减震、隔震材料。

4 结语

随着高层建筑技术的不断成熟,其抗震设计水平不断提升,高层建筑抗震设计的方案越来越趋向于科学和合理,再加之各种新技术和新材料的应用,高层建筑抗震性能不断提升,有效的提高了地震发生时建筑的安全性。

参考文献

[1]王海翠.我国高层建筑抗震结构设计初探[J].科技传播,2011(10):29,41.

[2]郭霞飞.高层建筑结构抗震设计思想与工程实例分析[J].四川建材,2010(3):120-121.

篇16:结构抗震一般措施之结构材料有哪些选择?

预制混凝土构件厂家必须提供构件出厂合格证(见样表C—022),合格证应有生产厂家名称、使用构件的工程名称、构件规格、型号、数量、出厂日期、质量等级并加盖生产厂家公章,

预制构件进场后应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-)附录C的规定进行结构性能检验,

检验内容包括:①钢筋混凝土构件和允许出现裂缝的预应力混凝土构件的承载力、挠度和裂缝宽度检验;②不允许出现裂缝的预应力混凝土构件的承载力、挠度和抗裂检验;③预应力混凝土构件中的非预应力杆件按钢筋混凝土构件进行的承载力、挠度和裂缝宽度检验;④对设计成熟、生产数量较少的大型构件,当采取加强材料和制作质量检验的措施时,可仅作挠度、抗裂或裂缝宽度检验;⑤当采取第④条措施并有可靠的实践经验时,可不作结构性能检验。

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