建筑结构设计中的抗震设计■侯建娟(张家口市建筑设计院,河北张家口075000)【摘要】针对目前建筑结构设计当中墨守成规的现象,提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性,推动结构设计的发展。工程技术人员在建筑、结构设计过程中必须充分运用抗震概念设计的优化准则及其相应的构造措施,确保工程质量。【关键词】结构设计;抗震设计;概念设计【中图分类号】TU352.1+1【文献标志码】ASeismicDesignConceptintheConstructionDesignoftheStructureHOUJian-juan(ZhangJiaKouInstituteofArchitecturalDesign,Zhangjiakou075000,China)【Abstract】Intheviewofthecurrentstructuraldesignofrigidphenomenon,thispaperencouragetheadoptionoftheconceptdesignofstructuralengineerstopromotethecreativityandthedevelopmentofstructuraldesign.Inthestructuraldesignprocess,engineeringandtechnicalpersonnelmustmakefulluseofseismicdesignconceptandcriteriafortheoptimizationofthestructurecorrespondingmeasurestoensureprojectquality.【Keywords】structuraldesign;seismicdesign;conceptdesign1概念设计的定义结构设计分为理论设计和概念设计理论设计是结构工程师根据计算理论和规范,在对结构进行计算模型的假设及受力状态的假定的前提下,对结构进行计算分析,得出数据式的结果,然后利用结果进行设计。概念设计是指不经数值计算,尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。在建筑设计的方案阶段,从总体出发,采用概念性近似计算方法,能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较和选择。这种方法虽有一定误差,但概念清楚、定性准确、手算简单快捷,能很快选择出最佳方案,具有较好的经济、可靠性能,同时也是施工图设计阶段判断计算机内力分析输出数据可书与否的主要依据。2概念设计的意义你好,我有相关论文资料,需要的话请加我QQ,497267666.谢谢
摘要:结合实际工程,笔者就建设工程全过程质量管理这一话题,谈了自己的一些看法和建议,在具体工程实际操作中,具有一定的指导价值,可供参考。
帮助作者考虑文章全篇逻辑构成的写作设计图。其优点在于,使作者易于掌握论文结构的全局,层次清楚,重点明确,简明扼要,一目了然。[2]第二,有利于论文前后呼应。有一个提纲,可以帮助我们树立全局观念,从整体出发,在检验每一个部分所占的地位、所起的作用,相互间是否有逻辑联系,每部分所占的篇幅与其在全局中的地位和作用是否相称,各个部分之间的比例是否恰当和谐,每一字、每一句、每一段、每一部分是否都为全局所需要,是否都丝丝入扣、相互配合,成为整体的有机组成部分,都能为展开论题服务。经过这样的考虑和编写,论文的结构才能统一而完整,很好地为表达论文的内容服务。第三,有利于及时调整,避免大返工。在毕业论文的研究和写作过程中,作者的思维活动是非常活跃的,一些不起眼的材料,从表面看来不相关的材料,经过熟悉和深思,常常会产生新的联想或新的观点,如果不认真编写提纲,动起笔来就会被这种现象所干扰,不得不停下笔来重新思考,甚至推翻已写的从头来过;这样,不仅增加了工作量,也会极大地影响写作情绪。毕业论文提纲犹如工程的蓝图,只要动笔前把提纲考虑得周到严谨,多花点时间和力气,搞得扎实一些,就能形成一个层次清楚、逻辑严密的论文框架,从而避免许多不必要的返工。另外,初写论文的学生,如果把自己的思路先写成提纲,再去请教他人,人家一看能懂,较易提出一些修改补充的意见,便于自己得到有效的指导。
1高层建筑结构抗震设计的主要要点由于地震的不可预知性,高层建筑结构在设计过程中很难准确地预测建筑物所遭遇的地震特性和基本参数,只靠计算很难使高层建筑结构具备良好的抗震性能,这就要求每个结构工程师必须重视建筑结构的抗震概念设计。因此,高层建筑结构在抗震设计中,应注意以下几点:1)建筑结构的平面布置。建筑结构的平面布置是影响结构抗震的重要因素,合理的建筑平面布置对建筑结构设计是至关重要的。大量地震灾害表明,平面布置简单、对称规则、质量和刚度分布比较均匀并且具有明确传力途径的建筑结构在地震时不容易发生破坏。规则结构能较为准确地预估结构的作用效应和地震时的反应,较容易采取有效的抗震措施及相应的结构措施来加强其抗震性能。相反,平面布置复杂、不对称且不规则的结构,其地震作用效应很难估计的。因此,高层建筑结构中规范规定,宜采用规则结构,不应采用严重不规则的结构。2)建筑结构的体系选择。高层建筑结构设计中,就优先采用具有多道防线的结构体系。例如:框架—剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构。这三种结构可以作为地震区高层建筑的首选体系。当建筑物高度不高且层数不多时,可采用框架结构。但当建筑物位于地震区,且高度均较高时,应避免采用框架结构、板柱剪力墙结构。因为,地震具有强破性且持续时间很长,往复次数较多,能够对建筑物造成累积破坏。单一的结构体系在遭遇地震时,一旦发生破坏,很容易造成房屋倒塌,危及人们的生命及财产的安全。当结构体系具有多道防线时,当遭遇地震时,第一道防线遭破坏后,后续的防线仍然能抵抗地震的冲击力,可以最低限度的防止建筑物的倒塌,给人们以充分的时间进行逃生,保证人民的生命安全。因此,高层建筑结构抗震设计中的多道防线是进行抗震设计时所必须设置的。3)结构薄弱层。当建筑结构的侧向刚度分布不均匀、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变时,容易产生薄弱层。薄弱层在地震中是最先遭受破坏的部位。因此,对有明显薄弱层的结构,应采用相应的抗震构造措施来提高其抗震能力。结构构件的实际承载能力是判断薄弱层部位的基础,有意识、有目的地控制薄弱层部位,让它有足够的变形能力,而且不使薄弱层发生转移是提高结构抗震性能的重要手段。2高层建筑抗震设计常见问题1)高层建筑结构的地基问题。高层建筑结构在设计阶段,应有完善的岩土工程勘察报告,为结构工程提供基本的设计依据。建筑结构场地应选择在有较稳定的基岩、开阔、平坦、土层坚硬或较密实的有利地段,不应建造在容易发生滑坡、地陷、崩塌和泥石流等不利地段及抗震的危险地段,有利地段的建造对建筑物的抗震是十分有利的。有时由于建设单位工期要求,在确定方案后设计人员就直接进入了施工图设计阶段,从而忽略了岩土工程勘察资料和场地的选择,从而给后续工作带来不必要的麻烦。2)高层建筑结构平面布置问题。高层建筑为了追求外立面效果的美观而设计成平面不规则、不对称且有较大凹进或较大开洞的结构,这种结构对抗震十分不利。因此,在建筑方案正式确定前,结构工程师就应对建筑平面布置、体型方面的内容提出自己的见解,及时和建筑师进行沟通,尽量选用平面、竖向规则对称、质量和刚度、承载力均匀的平面布置,这对抗震十分有利。3)高层建筑结构的高度问题。如今的高层建筑结构的高度越来越高,甚至出现了很多超高层的高层建筑,这就对结构工程师的专业知识提出了更高的要求。不同的高度对应不同的结构体系,规范上有明确规定。一旦结构超过了规范规定的限制高度,就应通过专门的审查、论证进行更严格的计算分析和研究。4)高层建筑抗震设防等级的选取问题。抗震等级是结构抗震设计的重要依据,抗震等级选取不当将给建筑物的安全带来许多隐患,对工程造价也会带来不必要的浪费。抗震等级根据房屋的场地类别、抗震设防烈度、建筑高度、结构类型等因素综合评定。每个结构工程师应当熟练掌握结构的抗震概念设计和规范知识,做到该提高的应当提高其抗震等级,该降低则应适当降低。5)计算软件的合理应用。高层建筑结构抗震设计时,应该应用正规的结构设计软件进行设计,软件中的各个参数指标能够正确反映建筑物的特征。结构工程师能正确分析结构软件所计算的结果,并做出正确的判断。但有时计算机设计会给结构工程师带来一种错觉,有的结构工程师往往过分依赖计算结果,而减少了结构的概念学习。一旦选择了错误的计算参数,就会导致结构设计出现问题,对结构的安全和经济方面造成影响。因此,结构工程师应加强自身的业务学习和抗震概念设计的理解,做到熟练掌握相关的结构概念设计,并且根据自身的专业知识配合计算结果选择最佳的结构设计方案。在现代化进程高速发展的今天,高层建筑的发展也突飞猛进。建筑造型独特新颖的建筑,规模和高度也在不断增加。随着建筑业的进一步发展,满足高层建筑的材料、形式、整体力学模型都将趋于复杂和多元化,这就要求每个结构工程师要有过硬的专业知识、清晰的概念分析和熟练掌握处理问题的能力,不断的探索和研究,为我国建筑业的发展贡献自己的力量。以上抗震设计与高层建筑论文由中达咨询搜集整理更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:
高层建筑中的问题和解决对策论文
摘要: 随着社会的全面发展,高层建筑在整个建筑体系中所占比例日益的增加。为了避免建筑结构设计中的失误对工程质量造成重大的影响,不仅需要对高层建筑中结构设计的各种问题进行分析,还要采取相应的措施进行全面优化。
关键词: 结构设计;高层建筑;问题;对策分析
一、高层建筑结构设计中存在的问题
近年来,随着人们生活水平不断提高以及建筑设计技术的发展,高层建筑结构的设计也在不断提升,就当前的设计情况而言,在对高层建筑结构进行设计的过程中还存在着许多的问题,这样会使得高层建筑结构的建设质量以及设计质量很难得到保证。首先,需要对高层建筑结构中存在的设计问题进行分析,并且针对这些问题进行有效的解决。
1.1设计的中间过程的把握
在日常的设计中,设计人员通过辅助计算软件计算出来的结果对照着配筋,但在计算的结果上会有一定程度的放大,作为安全储备。尤其是面对高层建筑的时候,我们很难做到淡定。因为高层建筑和多层、低层比较的话,无论是从设计还是从施工和建造上来讲,都要复杂得多。所以很多时候,我们的设计人员在中间过程的很多环节由于过分谨慎,层层放大,导致最终的结果过大,严重不符合实际受力情况,造成极大浪费。
1.2过度优化的问题
随着高层建筑的越来越多,人们对于高层建筑也越来越熟悉,尤其是对于住宅建筑,结构形式相对于公共建筑来说,要简单些,也比较有规律性。所以一栋住宅从前期规划到最后建设完成,把其中的各个环节摸清弄懂,不难。另外住宅建筑具有可复制性,可参照性。因此拥有更好的经济指标就成了很多的建设方和设计单位追逐的目标,前者想要获取最少的投入,后者想借此获得更多的设计任务。设计优化本身是一件造福社会的事情,但如果这件事情对施工造成了困扰,则很有可能会造成安全隐患。
1.3建筑结构风荷载设计的问题
高层建筑是属于对风荷载比较敏感的建筑,风荷载对于高层建筑来讲,是很重要的荷载,但是现阶段对计算风荷载的各种因素和方法还不十分确定,所以对于设计人员来讲,如何来确定风荷载的大小,这个应该引起足够重视。另外当多个建筑物,特别是群集的高层建筑,相互距离较近时,会产生风力相互干扰的群体效应。但是目前高层建筑的结构设计过程中,结构建模都是以单个建筑物主体为单位,单独计算和分析,往往容易忽视群体效应的影响。
1.4高层建筑的结构抗震设计问题
高层建筑结构设计中最重要的环节就是抗震设计,但这也是我国建筑结构设计中最薄弱的环节,由于高层建筑结构设计中的抗震设计较为复杂,需要对建筑结构体系、建筑基础形式、建筑高度、建筑材料等方面的问题进行综合考虑。在以汶川大地震为代表的几次大的'地震发生之后,人们对于地震以及其带来的危害有了全新的认识,也引起了足够的重视。但是抗震设计是基于抗震概念的设计,如果概念错误,再怎么认真设计,也无事于补。目前存在的主要问题是设计人员对于抗震概念设计的意识比较薄弱,只知道一味地遵循规范。
二、高层建筑结构设计对策
通过对高层建筑结构设计中存在的问题进行分析可知,高层建筑结构设计水平需要不断的提升,针对产生的问题,采取相应的对策,对于提升建筑结构设计水平,建筑结构设计控制的加强及建设质量具有重要意义。
2.1中间过程加强检查,最终结果安全储备
设计人员在设计的中间过程只要做到严格检查,不漏项,不缺项,在最终的计算结果的基础上适当放大,作为安全储备即可,既经济,又能做到心中有数。
2.2适当优化才是正道
走出优化误区,优化不是挑战设计和施工的极限。建筑结构设计是偏重于理论的工作,施工则是偏重于实际操作的工作,如果设计不断压缩施工的空间,结果可能会让很多构件和节点的结构功能无法实现,造成主体结构安全隐患,此为过犹不及。设计人员应该在理论和实际施工中寻找一个平衡点,让建筑功能完美体现。
2.3对高层建筑结构的风荷载合理取值
我们在对待风荷载这一重要荷载的时候,应该如何把握?首先应充分认识到高层建筑对于风荷载的特殊性,基于目前计算方法的局限性,我们对于高层建筑的基本风压应适当提高,确保其安全性。如何提高基本风压值,仍可由各结构设计规范,根据结构自身的特点作出规定,没有规定的可以考虑适当提高其重现期来确定基本风压。至于如何处理风荷载群体效应的问题,我们可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰系数,避免由于漩涡的相互干扰,造成房屋某些部位的局部风压显著增大的现象。
2.4高层建筑结构抗震设计
在高层建筑的结构抗震方面,首先需要加强抗震的概念设计的培训。只有方向把握对了,我们才有可能设计出质量优良的产品。抗震设计主要包括三个方面,概念设计,抗震计算设计和构造设计。建筑抗震的概念设计是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来,就是进行结构抗震设计时着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏机制和破坏过程,灵活运用抗震设计准则,从设计一开始就全面合理的把握好结构设计中的基本问题(总体布置、结构体系、刚度分布和延性等),并顾及关键部位的细节,力求消除结构中的薄弱环节,从根本上合理的保证结构的抗震性能。抗震设计的三个层次的内容是一个不可割裂的整体,忽略任何一部分,都可能造成抗震设计的失败。要使建筑物具有较好的抗震性能,首先应该从大的方面入手,做好概念设计,再结合计算设计,构造设计,才能得到一项较为满意的抗震设计结果。如果不重视概念设计而过分的相信仔细的计算,对结构抗震设计不仅没有必要,而且还可能在概念设计中出现不当甚至错误。
三、结语
结构设计在高层建筑中常常会暴露诸多的问题。为了能够让整体的设计效率得到相应的提升,需要结合其设计中的问题不断优化其整体的设计体系。加强抗震概念设计,严格把握中间过程,适当优化的同时还要做好风荷载设计以及抗震设计。只有这样,高层建筑结构设计才能朝着一个质量稳定的方向发展。
作者:杨明珠 单位:广州南方建筑设计研究院武汉分院
参考文献
[1]浅谈高层建筑设计[J].居雪涛.科技创新与应用.2014(05)
[2]高层建筑设计中存在的问题与对策[J].万艳红.四川水泥.2014(12)
摘要:柱脚是钢结构中上部主体结构与基础连接的重要节点,文章对铜结构的埋入式和外包式柱脚的抗震设计进行分析。
关键词:钢结构柱脚;埋入式;外包式
1.通常钢结构的柱脚形式有外包式柱脚,埋入式柱脚及外露式柱脚3种
外包式柱脚指将钢柱脚外面用钢筋混凝土包住的柱脚,埋入式柱脚是把钢柱固定在混凝土的基础梁上柱脚,而外露式柱脚是在混凝土基础表面固定钢柱的柱脚,其也是最常用的钢结构柱脚。钢结构柱脚,反力特别大,因此设计规划时一般采用固定柱脚。在此类情况下,采用外露式柱脚不仅会导致底板既大又厚,消耗大量钢材,更重要的是难以确保柱脚被完全固定。外包式柱脚和埋入式柱脚钢结构固定式柱脚的很好的选择,通常抗震设计也用这两类柱脚。
2.埋入式柱脚抗震设计
埋入式柱脚的特点,是将钢柱以一定深度埋置在混凝土基础梁中,埋人部分的钢柱表面虽然焊有栓钉,但根据研究,在这种形式的柱脚中栓钉的作用不大,内力的`传递主要依靠混凝土对钢柱翼缘的承压力,柱的轴向压力可由柱脚底板传给混凝土,柱的轴向拉力可由柱脚底板伸出部分对混凝土的承压作用传给混凝土,或由锚栓传给基础。埋入式柱脚的支配因素是埋入深度。试验表明,对于轻型工字形柱,埋深与柱截面高度之比不得小于2,对于大截面的宽翼缘H形柱和箱形柱,埋深与截面高度之比不得小3,且同时应满足下式要求:
d>=(6M/bf*fc)0.5
d-柱脚埋深;M-柱脚全截面屈服时的极限弯矩;bf-柱在受弯方向截面翼缘的宽度;fc-基础混凝土轴心受压强度设计值。
2.1柱脚轴向压力由柱脚底板直接传给基础,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010验算柱脚底板下混凝土的局部承压,承压面积为底板面积。
2.2埋入式柱脚应验算在轴力和弯矩作用下基础混凝土的侧向抗弯极限承载力,埋入式柱脚的极限受弯承载力不应小于钢柱全塑性抗弯承载力;与极限受弯承载力对应的剪力不应大于钢柱的全塑性抗剪承载力。
埋入式柱脚的计算,可按以下假设进行:钢柱的轴心压力N是由埋入的钢柱底板直接传递到钢筋混凝土基础上;柱脚处的弯矩M由埋入钢柱的翼缘与混凝土基础的承压力来传递给基础,或者由埋入部分钢柱上的抗剪焊钉来传递;柱脚的剪力v由埋入钢柱的翼缘和基础混凝土的承压力来传递。
2.3采用钢管柱时埋入式柱脚的构造要求,截面宽厚比或径厚比较大(≥33)的箱形柱和钢管柱,其埋入部分应采取措施防止在混凝土侧压力下被压坏。常用方法是填充混凝土,填充高度应稍高于混凝土基础上表面;或在基础上端附近设置内隔板或外隔板。隔板的厚度应按计算确定,外隔板的外伸长度不应小于柱边长(或管径)1/10。对于有抗拔要求的埋入式柱脚,可在埋入部分设置栓钉。
2.4钢柱边(角)柱柱脚埋入混凝土基础部分的上、下部位均需布置u形钢筋加强。当边(角)柱混凝土保护层厚度较小时,可能出现冲切破坏,可用下列方法之一补强:
设置栓钉。根据过去的研究,栓钉对于传递弯矩和剪力没有什么支配作用,但对于抗拉,由于栓钉受剪,能传递内力。
锚栓。因柱子的弯矩和剪力是靠混凝土的承压力传递的,当埋深较深时,在锚栓中几乎不引起内力,但柱受拉时,锚栓对传递内力起支配作用。在埋深较浅的柱脚中,加大埋深,提高底板和锚栓的刚度,可对锚栓传力起积极作用。
3.外包式柱脚抗震设计
外包式柱脚的特点,是钢柱底板与外包混凝土底部齐平,外包混凝土配有主筋和箍筋,顶部箍筋要集中配置,钢柱的外包部分要设置栓钉,钢柱翼缘外侧的混凝土保护层厚度一般不应小于150mm,外包式柱脚的内力分布进行设计。当钢柱与基础铰接时,柱脚弯矩完全由外包钢筋混凝土承受,柱的剪力也由外包混凝土承担。至于柱的轴力,一般认为,轴力可由钢柱底板直接传给基础,轴向拉力可通过底板的伸出边缘和锚栓传给基础。
外包式柱脚设计应注意的主要问题是:(1)当外包层高度较低时,外包层和柱面间很容易出现粘结破坏,为了确保刚度和承载力,外包层应达到柱截面的2.5倍以上,其厚度应符合有效截面要求。(2)若主筋的粘结力和锚固长度不够,主筋在屈服前会拔出,使承载力降低。为此,主筋顶部一定要设弯钩,下端也应设弯钩并确保锚固长度不小于25d。(3)如果箍筋太少,外包层就会出现斜裂缝,箍筋至少要满足通常钢筋混凝土柱的设计要求,其直径和间距应符合规范规定。为了防止出现承压裂缝,使剪力能从主筋顺畅地传给钢筋混凝土,除了通常的箍筋外,柱顶密集配置几道箍筋十分重要。(4)抗震设计时,在柱脚达到最大受弯承载力之前,不应出现剪切裂缝。(5)采用箱形柱或圆管柱时,若壁板或管壁局部变形,承压力会集中出现在局部。为了防止局部变形,柱壁板宽厚比和径厚比应符合《钢结构设计规范》GB50017-2003关于塑性设计规定,也可在柱脚部分在钢管内浇灌注混凝土。
埋入式柱脚和外包式柱脚的混凝土保护层厚度均不小于180mm,钢柱埋人部分和外包部分均宜在柱翼缘上设置圆头焊钉,其直径不得小于16mm,其水平向和竖向的中心距离不得大于200mm。
4.结语
外包式和埋人式柱脚在抗震设计中已经被广泛应用,文章从受力等多方面对其具体设计进行了初步探讨,希望能为相关设计提供参考。
我可以提供资料: 砌体结构masonry structure 以砌体为主制作的结构称为砌体结构。它包括砖结构、石结构和其它材料的砌块结构。分为无筋砌体结构和配筋砌体结构。砌体结构在我国应用很广泛,这是因为它可以就地取材,具有很好的耐久性及较好的化学稳定性和大气稳定性,有较好的保温隔热性能。较钢筋混凝土结构节约水泥和钢材,砌筑时不需模板及特殊的技术设备,可节约木材。砌体结构的缺点是自重大、体积大,砌筑工作繁重。由于砖、石、砌块和砂浆间粘结力较弱,因此无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度都很低。由于其组成的基本材料和连接方式,决定了它的脆性性质,从而使其遭受地震时破坏较重,抗震性能很差,因此对多层砌体结构抗震设计需要采用构造柱、圈梁及其它拉结等构造措施以提高其延性和抗倒塌能力。此外,砖砌体所用粘土砖用量很大,占用农田土地过多,因此把实心砖改成空心砖,特别发展高孔洞率、高强度、大块的空心砖以节约材料,以及利用工业废料,如粉煤灰、煤渣或者混凝土制成空心砖块代替红砖等都是今后砌体结构的方向。
一、当前建筑结构抗震设计需要解决的问题
(一)合理选择建筑结构体系
在建筑物的结构设计中,最重要的一项就是选择结构体系,该体系选择的合理与否,直接关系到整个建筑物结构的安全。因此,要想合理的选择结构体系,应该从以下两方面入手:第一,结构体系需要具有明确计算的简单图纸。在对结构体系进行设计时,应该将建筑物房间的主要受力点放在主梁上,以便垂直的重力能够在最短时间内,从长度最短的路径传到主要的受力部位。合理布置屋内的内部结构,可以采用竖向构建的内部结构布置方案,该方案需要保证竖向构件压应力的均匀性。第二,结构体系的强度应该具有较高的合理性。一个建筑物结构体系的好坏,在很大程度上都是由其强度决定的,所以,设计人员应该在建筑物的薄弱部位进行合理的强度抗震设计,提高其抗震性。同时,在对结构的框架进行设计时,要保证节点构造不被破坏,尽可能的分散房梁和房柱顶端的塑性,并提高其薄弱部位的抗震能力。
(二)选择抗震的场地
建筑地点的抗震性对建筑物的抗震设计会产生直接的影响,所以,相关人员应该选择抗震性较强或者是有利于抗震设计的场地来建造建筑物,尽可能的避开那些不利于抗震设计的地段。由于地震会引发地裂、地表错动等,对地面的危害较大,所以,在选择抗震场地时,一定不可以选择一些土地液化、软弱、地质元素分布明显不均衡的地点,如果确实无法避开这些地点,则应该在施工初期在地面进行一定的抗震设计,加强地面的强度,稳定地基建造。同时,对于一些随时可以会发生地裂或者是滑坡的场地,施工人员一定要运用科学合理的手段来对地表进行全面的稳定。另外,对于一些需要将地基建设在土层分布不均或者是粘性土质较多的地区的建筑物,需要采用地基加固、桩基等方式来加强建筑的基础和上部结构的抗争性,做好抗震措施的处理。
(三)建筑的平面布置要有规则
在对建筑进行平面布置设计时,应该尽量的`遵循采用抗震设计的原则,使用规则性高的建筑设计方案。设计结构的规则性主要分为三方面:第一,建筑物的主体的抗压性必须要够强,其侧面受力结构不能够出现变形的情况,要尽可能的均匀受力。第二,建筑物主体在抗侧力结构方面的平面布置情况,在布置建筑物主体的抗侧力结构时,要保证同一侧的建筑物主体其抗侧力的强度是相同的,要保证同一侧各部分都能够均匀受力。第三,保证建筑物主体的抗侧力结构在布置上是与其周围结构体系的刚度是相同的,并且,都具备很强的抗扭刚度。
二、建筑结构抗震设计的注意事项
目前,当今社会已有的有关建筑抗震设计方面的理论,是对建筑行业逐年的实例验证进行研究分析,对结果不断的总结归纳得到的。并且,随着当前人们对于住房质量要求的提高,在建筑物结构中融入抗震设计是势在必行的,这也是当前人们之所以高度重视抗震设计的原因。因此,为了能够设计出抗震性较强的建筑物,在实际设计时应该注意:第一,建筑物的布局要保证科学合理性,保证建筑物中每个主要的受力物体都处在同一水平面中,只有这样才能在地震来临时承受住来自地面的压力,减少地震的破坏程度。第二,按照地震等级的不同,对房梁、房柱以及墙体的各个节点部分进行对应的抗震等级设计,保证内部的混凝土钢筋结构能够在受到地震作用后不会受到严重的破坏。第三,在建筑物中设计多个抗震防线。建立一个良好的抗震体系,对于缓解和消除地震带来的压力是十分重要的。因此,应该根据地震等级的不同在建筑物中设计多个抗震防线,当地震来临时,可以依靠这些防线对人们的生命安全提供多重的保护。
三、结论
虽然,目前我国相关行业在建筑物抗震设计方面已经取得了较好的研究成果,整个建筑体系的抗震设计也日趋完善,但是,还是有许多的问题还没有被及时全面的解决,这也是相关行业在日后的工作目标和任务。因此,相关行业部门应该将日后的工作重点放在研究地震破坏的原因上,只有这样,才能够在对建筑结构进行抗震设计时取得质的飞跃。
房屋基础隔震技术应用的探究工学论文
摘要: 笔者经过实践并进行理论总结后,在本文中就房屋基础隔震技术的原理和施工技术要点做了详细和系统的介绍,并且通过比较将房屋基础隔震技术抗震性能好和节约成本等优越性展现出来。最后笔者还就目前该技术的应用情况做出了总结。
关键词: 房屋基础隔震原理技术要点优势现状
2008年的5·12汶川地震在给我们带来伤痛的同时也引起了各界对房屋建设的关注,对于每一名房屋设计和建设者来说如何提高房屋的抗震能力成了必须思考和探索的问题。广木线穿心店站的货运楼在其周围房屋基本倒塌的情况下仍然可以保持房屋上部结构的基本完整性这一特殊的现象为我们有效提高房屋抗震性能提供了一种可能。经过调查发现该楼房在修建过程中应用房屋基础隔震技术,这就提示我们房屋基础隔震技术能有效提供房屋抗震性能,而这一点在国家现行的GB50011.2001建筑抗震设计规范中得到证明。下面就介绍一下房屋基础隔震技术的基本原理和优越性,并且探讨一下其应用的方法。
1房屋基础隔震技术的基本原理
房屋基础隔震技术的基本原理就是在房屋的上部结构同地基之间实现柔性连接——一般是在上下结构的中间增加水平刚度低且具有适当的隔震和增加结构系统的柔性,使上部结构得以同可能造成破坏的地面运动分离,以达到降低房屋上部结构的地震能量加速,且提高房屋对于地震的抵抗能力的目的。可以说基础隔震技术通过“以柔克刚”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。当地震破坏程度较小时,“隔震装置的初始刚度足以使房屋屹立不动”[1],在遇到破坏性大的地震时这种设计就可以保持房屋的基本结构让房屋不至完全倒塌,就像5·12地震中的广木线穿心店站的货运楼。
房屋结构应用基础隔震措施后,其周期是没有应用基础隔震结构的2~3倍,依据反应谱理论可知较长的隔震建筑的周期可以使地震对房屋的影响大幅度减小。但就传统对原理的解释来看,这种隔震设计一般多用于层数较少的楼房,而目前我国在高层建筑中也开始了基础隔震技术的使用。虽然,这用传统的理论很难解释其合理性,但是从实际运用中来看,我们仍旧可以发现其合理因素所在,即就隔震能力本身而言基础隔震技术降低房屋上部结构的地震能量加速。
2房屋基础隔震设计的优越性
无论是从理论上还是实践中基础抗震设计较传统抗震设计在抗震能力和节约成本方面都有很大的优势。
2.1抗震能力更好明显有效地提高了地震对房屋结构的影响。基础隔震技术使得房屋结构的加速度降低60%左右,也就是相当于没有运用基础抗震技术结构的1/10~1/4。如此一来房屋上部结构的地震反应也刚体平动十分类似,从而能让房屋的整体结构得到有效的保护,同时也因结构的震动得以保持在较为轻微的水品内而让房屋的内部设施。同时在地震时,应用了基础抗震设计的房屋能够保持上部结构的弹性工作状态的正常运作,这可以给某些重要的建筑物以可靠的保护。
2.2节约成本从目前国内的房屋建设实例来看,采用了基础隔震设计的房屋在初始造价上往往较非基础隔震设计的房屋高,但是我们在计算隔震设计的经济性时不能只考虑初始的工程费用,而应该从其抗震性能、抗震安全性、震后维护等方面来进行评估。首先,房屋基础隔震可以有效的保护房屋内部的浮放设备,防止内部物品的破损,减少了受灾群众的经济损失和次生灾害的发生。其次,抗震措施简单明了,隔震设计仅考虑隔震装置,“这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上”[2],因此建筑结构的设计与施工得以简化。最后,地震后无需对隔震建筑进行过多的维修。
3房屋基础隔震设计的应用方法
3.1隔震装置的选择现阶段常用的隔震装置有:加铅芯的多层橡胶支座、橡胶隔震支座、摩擦滑动层隔震装置、阻尼器。这些隔震装置都各有其优缺点,具体什么选择还得按照房屋的总体设计需要来,但总的来讲要想隔震装置在地震中发挥作用,保证房屋整体的抗震性能和安全性,就必须就有适当的阻尼及消能能力基础隔震装置必须具有一定的阻尼、消能能力和竖向承载能力。下面我们就以叠层橡胶隔震支座为例。叠层橡胶隔震支座一般用天然橡胶或者人工合成橡胶制作,呈圆柱形,直径在300mm以上1000mm以下,单个可以承重500KN到700KN。其有点是有很好的自复能力。其缺点是“由于上部结构的粱是由叠层橡胶支座为其竖向支座的,为了减小梁的跨度,就需要放置比较多的`叠层橡胶支座,那么就提高了整个隔震体系的成本。”[3] 3.2确定水平向减震系数水平向减震系数取值必须大于等于0.25,而且隔震作用发挥后,地震作用的总水平应该是隔震结构相对的减震系数的百分之七十。为了更加合理化水平向减震系数,我们要根据具体情况配合相应的防烈度,具体来说可看下表:
水平向减震系数防裂度
0.256-7
0.386-8
0.56-8
0.757-9
3.3基础设计要点当我们进行抗震设计的基础设计时可以不考虑隔震产生的减震效果,只需按原设防烈度着手设计即可。
3.4隔震层设计要点隔震层能在地震中起到应有作用是设计的根本,因而就必须确保整体隔震结构得以协调工作,这样一来我们在将具有合适刚度的梁板体系安排在隔震结构的项部的同时要做到让该层隔震装置的两种负荷——永久、可变负荷的“竖向平均压应力限值不超过相关规范规定,且在罕遇地震下不出现拉应力。”[4]还有一点需要我们注意,就是虽然在前面已经列出了防烈度的相应系数,但是考虑到在遇到竖向地震是隔震层的相对无力,在上部结构设计是我们有必要把水平向换算烈度提高。基础隔震设计不是单靠哪一个部分就能够完成的,要想使得隔震设计的性能得到良好的发挥,就必须保证设计的每个部分都不能脱节,要重视连接点的重要性,从全局出发着手设计。
3.5隔震层设计注意事项隔震层的抗震性能还收其以下结构的影响,因此我们要注意一下的设计要点:①对于支柱、支墩等地相连且有相当大的承重任务的结构,在设计时要以高标注也就是罕见破坏性地震作为隔震底部相关力如竖向力和水平力的计算依据。②要具体问题具体分析,不同的地区对于隔震建筑地基有这不同的要求和标准,所以我们在作出精确计算和设计时不能忽略相应地区抗震防烈度。
4房屋基础隔震设计在我国的应用情况和前景展望
基础隔震的概念早在1881年就已提出,但其真正开始在工程上运用是到上世纪20年代才开始。而我国却是到了60年代才开始有学者关注这一技术,所以该技术的应用在我国起步较晚,不过经过不断的推广,目前国内已经有包括北京、天津、汕头、西安、南京、深圳等在内的地方进行了基础隔震技术工程的试点建设和推广。但是我们发现在西部,这一技术的应用并不充分,而我国西部一些人口密集的城市地处地震带,汶川、玉树的地震给我们提了个醒,我们应该重视推广该技术的应用辐射地区,特别是西部地区。
参考文献:
[1]张文福.房屋基础隔震的概念与设计方法.石油规划设计.1998年第3期
[2]岑巍.浅述房屋基础隔震技术的应用.山西建筑.2010年第20期
[3]张立涛.橡胶隔震支座与滑移隔震支座并联的基础隔震体系研究.硕士论文.2005年3月
[4]倪文军.房屋建筑基础隔震结构设计初探.管理观察.2010年第12期
几千字? 没问题,加上沟通
房屋基础隔震技术应用的探究工学论文
摘要: 笔者经过实践并进行理论总结后,在本文中就房屋基础隔震技术的原理和施工技术要点做了详细和系统的介绍,并且通过比较将房屋基础隔震技术抗震性能好和节约成本等优越性展现出来。最后笔者还就目前该技术的应用情况做出了总结。
关键词: 房屋基础隔震原理技术要点优势现状
2008年的5·12汶川地震在给我们带来伤痛的同时也引起了各界对房屋建设的关注,对于每一名房屋设计和建设者来说如何提高房屋的抗震能力成了必须思考和探索的问题。广木线穿心店站的货运楼在其周围房屋基本倒塌的情况下仍然可以保持房屋上部结构的基本完整性这一特殊的现象为我们有效提高房屋抗震性能提供了一种可能。经过调查发现该楼房在修建过程中应用房屋基础隔震技术,这就提示我们房屋基础隔震技术能有效提供房屋抗震性能,而这一点在国家现行的GB50011.2001建筑抗震设计规范中得到证明。下面就介绍一下房屋基础隔震技术的基本原理和优越性,并且探讨一下其应用的方法。
1房屋基础隔震技术的基本原理
房屋基础隔震技术的基本原理就是在房屋的上部结构同地基之间实现柔性连接——一般是在上下结构的中间增加水平刚度低且具有适当的隔震和增加结构系统的柔性,使上部结构得以同可能造成破坏的地面运动分离,以达到降低房屋上部结构的地震能量加速,且提高房屋对于地震的抵抗能力的目的。可以说基础隔震技术通过“以柔克刚”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。当地震破坏程度较小时,“隔震装置的初始刚度足以使房屋屹立不动”[1],在遇到破坏性大的地震时这种设计就可以保持房屋的基本结构让房屋不至完全倒塌,就像5·12地震中的广木线穿心店站的货运楼。
房屋结构应用基础隔震措施后,其周期是没有应用基础隔震结构的2~3倍,依据反应谱理论可知较长的隔震建筑的周期可以使地震对房屋的影响大幅度减小。但就传统对原理的解释来看,这种隔震设计一般多用于层数较少的楼房,而目前我国在高层建筑中也开始了基础隔震技术的使用。虽然,这用传统的理论很难解释其合理性,但是从实际运用中来看,我们仍旧可以发现其合理因素所在,即就隔震能力本身而言基础隔震技术降低房屋上部结构的地震能量加速。
2房屋基础隔震设计的优越性
无论是从理论上还是实践中基础抗震设计较传统抗震设计在抗震能力和节约成本方面都有很大的优势。
2.1抗震能力更好明显有效地提高了地震对房屋结构的影响。基础隔震技术使得房屋结构的加速度降低60%左右,也就是相当于没有运用基础抗震技术结构的1/10~1/4。如此一来房屋上部结构的地震反应也刚体平动十分类似,从而能让房屋的整体结构得到有效的保护,同时也因结构的震动得以保持在较为轻微的水品内而让房屋的内部设施。同时在地震时,应用了基础抗震设计的房屋能够保持上部结构的弹性工作状态的正常运作,这可以给某些重要的建筑物以可靠的保护。
2.2节约成本从目前国内的房屋建设实例来看,采用了基础隔震设计的房屋在初始造价上往往较非基础隔震设计的房屋高,但是我们在计算隔震设计的经济性时不能只考虑初始的工程费用,而应该从其抗震性能、抗震安全性、震后维护等方面来进行评估。首先,房屋基础隔震可以有效的保护房屋内部的浮放设备,防止内部物品的破损,减少了受灾群众的经济损失和次生灾害的发生。其次,抗震措施简单明了,隔震设计仅考虑隔震装置,“这样就可以把设计、试验、制造的注意力集中到这些构件上”[2],因此建筑结构的设计与施工得以简化。最后,地震后无需对隔震建筑进行过多的维修。
3房屋基础隔震设计的应用方法
3.1隔震装置的选择现阶段常用的隔震装置有:加铅芯的多层橡胶支座、橡胶隔震支座、摩擦滑动层隔震装置、阻尼器。这些隔震装置都各有其优缺点,具体什么选择还得按照房屋的总体设计需要来,但总的来讲要想隔震装置在地震中发挥作用,保证房屋整体的抗震性能和安全性,就必须就有适当的阻尼及消能能力基础隔震装置必须具有一定的阻尼、消能能力和竖向承载能力。下面我们就以叠层橡胶隔震支座为例。叠层橡胶隔震支座一般用天然橡胶或者人工合成橡胶制作,呈圆柱形,直径在300mm以上1000mm以下,单个可以承重500KN到700KN。其有点是有很好的自复能力。其缺点是“由于上部结构的粱是由叠层橡胶支座为其竖向支座的,为了减小梁的跨度,就需要放置比较多的`叠层橡胶支座,那么就提高了整个隔震体系的成本。”[3] 3.2确定水平向减震系数水平向减震系数取值必须大于等于0.25,而且隔震作用发挥后,地震作用的总水平应该是隔震结构相对的减震系数的百分之七十。为了更加合理化水平向减震系数,我们要根据具体情况配合相应的防烈度,具体来说可看下表:
水平向减震系数防裂度
0.256-7
0.386-8
0.56-8
0.757-9
3.3基础设计要点当我们进行抗震设计的基础设计时可以不考虑隔震产生的减震效果,只需按原设防烈度着手设计即可。
3.4隔震层设计要点隔震层能在地震中起到应有作用是设计的根本,因而就必须确保整体隔震结构得以协调工作,这样一来我们在将具有合适刚度的梁板体系安排在隔震结构的项部的同时要做到让该层隔震装置的两种负荷——永久、可变负荷的“竖向平均压应力限值不超过相关规范规定,且在罕遇地震下不出现拉应力。”[4]还有一点需要我们注意,就是虽然在前面已经列出了防烈度的相应系数,但是考虑到在遇到竖向地震是隔震层的相对无力,在上部结构设计是我们有必要把水平向换算烈度提高。基础隔震设计不是单靠哪一个部分就能够完成的,要想使得隔震设计的性能得到良好的发挥,就必须保证设计的每个部分都不能脱节,要重视连接点的重要性,从全局出发着手设计。
3.5隔震层设计注意事项隔震层的抗震性能还收其以下结构的影响,因此我们要注意一下的设计要点:①对于支柱、支墩等地相连且有相当大的承重任务的结构,在设计时要以高标注也就是罕见破坏性地震作为隔震底部相关力如竖向力和水平力的计算依据。②要具体问题具体分析,不同的地区对于隔震建筑地基有这不同的要求和标准,所以我们在作出精确计算和设计时不能忽略相应地区抗震防烈度。
4房屋基础隔震设计在我国的应用情况和前景展望
基础隔震的概念早在1881年就已提出,但其真正开始在工程上运用是到上世纪20年代才开始。而我国却是到了60年代才开始有学者关注这一技术,所以该技术的应用在我国起步较晚,不过经过不断的推广,目前国内已经有包括北京、天津、汕头、西安、南京、深圳等在内的地方进行了基础隔震技术工程的试点建设和推广。但是我们发现在西部,这一技术的应用并不充分,而我国西部一些人口密集的城市地处地震带,汶川、玉树的地震给我们提了个醒,我们应该重视推广该技术的应用辐射地区,特别是西部地区。
参考文献:
[1]张文福.房屋基础隔震的概念与设计方法.石油规划设计.1998年第3期
[2]岑巍.浅述房屋基础隔震技术的应用.山西建筑.2010年第20期
[3]张立涛.橡胶隔震支座与滑移隔震支座并联的基础隔震体系研究.硕士论文.2005年3月
[4]倪文军.房屋建筑基础隔震结构设计初探.管理观察.2010年第12期