隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,建筑的抗震設(shè)計不僅要防止建筑物倒塌破壞,還需要根據(jù)建筑物的用途和重要性有效控制其破壞狀態(tài)。
這就對抗震設(shè)防目標(biāo)提出了多級化要求。
本文主要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計;設(shè)計理念
中圖分類號:TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
1引言
由于我國地質(zhì)條件比較復(fù)雜,因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時要考慮到建筑的抗震性能。
就目前而言,建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)可以用不同的變量來體現(xiàn),具體在抗震設(shè)計過程中采用何種設(shè)計變量則要根據(jù)結(jié)構(gòu)自身類型、地震反應(yīng)特性、地震破壞模式等因素綜合考慮。
2抗震概念設(shè)計的基本原則與要求
2.1 選擇有利場地
造成建筑物震害的原因是多方面的,場地條件是其中之一。
選擇工程場址時,應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)勘察,
廣東深圳專業(yè)醫(yī)用電子產(chǎn)品研發(fā)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計提高醫(yī)療技術(shù)遏制過度醫(yī)療搞清地形、地質(zhì)情況,,盡可能避開對建筑抗震不利的地段。
2.2 采用合理的建筑平立面
建筑布局簡單合理,結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則(如下圖為抗震布置),就能從根本上保證房屋具有良好的抗震性能。
圖1 抗震布置
2.3 選擇合理的結(jié)構(gòu)形式
抗震規(guī)范對建筑結(jié)構(gòu)體系主要有以下規(guī)定:結(jié)構(gòu)體系宜具有多道抗震防線,應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力;結(jié)構(gòu)體系宜具有合理的剛度和承載力分布;結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的動力特性宜相近,以避免質(zhì)心和剛心不重合而造成扭轉(zhuǎn)振動和產(chǎn)生薄弱層。
3具體設(shè)計
3.1場地選擇
要避開抗震危險地段。
建筑抗震危險的地段,一般是指地震時可能發(fā)生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段,以及震中烈度為8度以上的發(fā)震短裂帶在地震時可能發(fā)生地表錯位的地段。
發(fā)震斷層:在過去3.5萬年以內(nèi)曾活動過一次,或在5萬年內(nèi)活動過兩次的地質(zhì)構(gòu)造上的斷層。
非發(fā)震斷層:與當(dāng)?shù)氐牡卣鸹顒有詻]有成因上聯(lián)系的一般斷層,在地震時一般不會發(fā)生新的錯動。
3.2建筑的平立面布置
一幢房屋的動力性能基本上取決于它的建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。
建筑的平、立面布置宜規(guī)則、對稱,質(zhì)量和剛度變化均勻,避免樓層錯層。
對稱的結(jié)構(gòu)容易估計其地震時的反應(yīng),容易采取構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理。
“規(guī)則”包含了對建筑的平、立面外形尺寸,抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布,直至強(qiáng)度分布等諸多因素的綜合要求。
地震區(qū)的高層建筑,平面以方形、矩形、圓形為好;正六邊形、正八邊形、橢圓形、扇形也可以。
不
廣東深圳專業(yè)醫(yī)用設(shè)備開發(fā)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計醫(yī)療器械的使用與維修宜采用有較長翼緣的L形、T形、U形、H形、Y形等平面形狀。
地震區(qū)高層建筑的立面應(yīng)采用矩形、梯形、三角形等均勻變化的幾何形狀,盡量避免帶有突然變化的階梯形立面。
建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對
廣東深圳專業(yè)醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)備工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計醫(yī)療抗震能力的重要影響的認(rèn)識始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。
一般,房屋愈高,所受到的地震力和傾覆力矩愈大,破壞的可能性也愈大,但不是絕對的,與經(jīng)濟(jì)有關(guān)。
建筑
廣東深圳專業(yè)盆底肌肉訓(xùn)練設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計公司產(chǎn)品設(shè)計的情感之維物的高寬比值愈大,建筑物就愈瘦高,地震作用下的側(cè)移就愈大,地震引起的傾覆作用就愈大。
3.3多道抗震防線
多道防線是指一抗震結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)有若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作。
當(dāng)共振時,多道設(shè)防的優(yōu)越性更為明顯,當(dāng)?shù)谝坏婪谰€破壞,第二道防線接替后,建筑物的自振周期變化較大,共振現(xiàn)象緩解。
3.4 剛度、承載力和延性的匹配
鋼筋混凝土剪力墻體系的特點(diǎn)為抗側(cè)移剛度大,自振周期較短,地震作用較大。
若增加墻厚和數(shù)量、減小橫墻間距,則剛度增加,但地震反應(yīng)加大。
剪力墻可能會因承載力不足而破壞。
建筑并不是愈剛愈好,二者應(yīng)相互匹配。
框架-剪力墻體系的自振周期的大小決定于抗震墻的數(shù)量。
數(shù)量少而薄,剛度低,周期就長,地震剪力就小,但抗側(cè)移能力也低。
框架體系的特點(diǎn)為抗側(cè)移剛度小,水平側(cè)移大,結(jié)構(gòu)周期較長,地震反應(yīng)也小。
由于水平側(cè)移大,效應(yīng)增大并隨高度增加而累積,會造成承載力不足而破壞。
剛度與延性對于有框架和抗震墻或由框架和支撐組成的雙重體系中;框架剛度小,承擔(dān)的地震剪力小,而
廣東深圳專業(yè)醫(yī)療器械外形工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計2012年上海市醫(yī)療器械生產(chǎn)監(jiān)督管理工作會議召開彈性極限變形大;墻體或豎向支承剛度大,承擔(dān)的地震剪力大,而彈性極限變形小;在往復(fù)地震動的作用下,墻體和支承由于彈性變形能力差而出現(xiàn)裂縫、桿件屈曲,水平抗力降低,而此時的結(jié)構(gòu)層間位移角遠(yuǎn)小于框架的彈性極限變形值,框架的水平抗力未得到發(fā)揮;由于體系中各抗側(cè)力構(gòu)件的剛度與延性的不匹配,造成各構(gòu)件不能同步協(xié)調(diào)地發(fā)揮水平抗力,出現(xiàn)先后破壞的各個擊破情況。
結(jié)構(gòu)不同部位的延性要求:延性是指結(jié)構(gòu)承載能力無明顯降低的前提下,結(jié)構(gòu)發(fā)生非彈性變形的能力。
對結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件的延性要求,高于對結(jié)構(gòu)總體的延性要求;對構(gòu)件中關(guān)鍵桿件或部位的延性要求,又高于對整個構(gòu)件的延性要求。
改善構(gòu)件延性的途徑:控制構(gòu)件的破壞形態(tài)、減小桿件軸壓比、高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用、鋼纖維混凝土的應(yīng)用和型鋼混凝土的應(yīng)用。
3.5非結(jié)構(gòu)部件處理
所謂非結(jié)構(gòu)部件,一般是指在結(jié)構(gòu)分析中不考慮承受重力荷載以及風(fēng)、地震等側(cè)力荷載的部件,如內(nèi)隔墻、樓梯踏步板、框架填充墻、建筑外圍墻板等。
考慮填充墻的影響:填充墻對框架結(jié)構(gòu)的影響:使結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度增大,自振周期減短,從而使作用于整個建筑上的水平地震力增大。
改變了結(jié)構(gòu)的地震剪力分布。
限制了框架的變形,減少了整個結(jié)構(gòu)的地震側(cè)移
廣東深圳專業(yè)醫(yī)用器材研發(fā)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)品資訊幅值。
填充墻充當(dāng)了第一道抗震防線的主力構(gòu)件,使框架退居為第二道防線。
填充墻的布置:砌體填充墻不同于輕型隔墻,盡管均為非承重構(gòu)件,但它具有較大的抗側(cè)移剛度,所以不能隨意布置。
在建筑平面上,填充墻的布置力求對稱均勻,以免造成結(jié)構(gòu)偏心。
沿房屋豎向,填充墻應(yīng)連續(xù)貫通,以避免在填充墻中斷的樓層出現(xiàn)框架剪力的驟增。
在框架結(jié)構(gòu)中當(dāng)必須采用砌體填充墻作維護(hù)墻時,應(yīng)采用有效的措施防止床裙墻對框架柱產(chǎn)生的嵌固作用,防止短柱的出現(xiàn)。
短柱:柱的剪跨比,剪跨比>2時,為長柱,≤2時為短柱,≤1.5時為超短柱。
長柱的破壞形式多為彎曲破壞,短柱多為剪切破壞,超短柱發(fā)生剪切斜拉破壞。
同一樓層各柱之間的抗側(cè)剛度不是很懸殊,但是一旦存在少數(shù)短柱,它們的抗側(cè)剛度遠(yuǎn)大于一般柱子的抗側(cè)剛度,短柱將吸收較大水平地震剪力,尤其是框架結(jié)構(gòu)中的少數(shù)短柱。
容易出現(xiàn)短柱的部位:窗間墻處的柱、樓梯間柱(與平臺梁連接)。
處理:貼砌方案或柔性連接。
外墻板與主體結(jié)構(gòu)的連接方案選擇使應(yīng)考慮:結(jié)構(gòu)抗震分析中是否要求外墻板受力;結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度的大小;抗震設(shè)防烈度的高低。
如下表為設(shè)防烈度:
表1 設(shè)防烈度
4比較結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計方法
4.1 抗震抗震性能水平
對于不同等級的抗震性能,都應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型
廣東深圳專業(yè)醫(yī)療設(shè)備結(jié)構(gòu)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計醫(yī)療建筑綜合布線系統(tǒng)設(shè)計探討、結(jié)構(gòu)變形等方面加以定義,應(yīng)該表達(dá)為量化指標(biāo),以便工程設(shè)計和評估。
4.2 結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)
在一個或多個設(shè)計地震作用水準(zhǔn)上選擇更高的性能目標(biāo),雖然在一定程度上會提高建筑造價,卻能減免以后可能會產(chǎn)生的損失。
5結(jié)束語
鑒于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性,因此研究抗震設(shè)計具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
抗震設(shè)計方法理論是一個非常龐大和復(fù)雜的課題,本文對這一理論的研究由于時間和能力的有限還不夠深入和細(xì)致。
在未來的研究中,還有許多方面需要進(jìn)一步的探討。
參考文獻(xiàn)
[1]王振宇,劉晶波.建筑結(jié)構(gòu)地震損傷評估的研究進(jìn)展[j].世界地震工程,2001,17
(3):31-35.
[2]龔思禮等.建筑抗震設(shè)計[m].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1994.[3]張新培.基于性能的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的若干進(jìn)展[j]. 四川建筑科學(xué)
究,2001,27(1):34-35.