工民建結(jié)構(gòu)抗震現(xiàn)狀分析及研究

1、工民建結(jié)構(gòu)抗震現(xiàn)狀分析及研究 【摘要】近些年來(lái)，由于與人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全問(wèn)題密切相關(guān)，工民建結(jié)構(gòu)的抗震性能逐步引起了社會(huì)各方的強(qiáng)烈關(guān)注，因此，在現(xiàn)時(shí)探討工民建結(jié)構(gòu)的抗震性能，并提出一定的問(wèn)題解決措施，具有非常重要的積極意義。 【關(guān)鍵詞】工民建結(jié)構(gòu)；抗震性能；框架結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu) 中圖分類(lèi)號(hào)： tu973+.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)： 一、前言 地震對(duì)所有人來(lái)說(shuō)都意味著是一場(chǎng)浩劫，而地震中的建筑物則成了大海中的孤舟，是否能夠抵擋地震的破壞力成了建筑的主要考量標(biāo)準(zhǔn)。本文針對(duì)工民建結(jié)構(gòu)的建設(shè)做出了分析和判斷，從理論和實(shí)際對(duì)工民建結(jié)構(gòu)抗震現(xiàn)狀做出了研究和闡述。 二、地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響 地震對(duì)

2、于建筑結(jié)構(gòu)有著非常惡劣的影響，它以波狀的形式從震中迅速的向四周擴(kuò)散，通過(guò)巖石以及地基，使建筑物的上下部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不規(guī)則的震動(dòng)和變形。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時(shí)候， 建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力和變形，當(dāng)這種應(yīng)力和變形超出了材料構(gòu)件的各項(xiàng)極限值，還會(huì)出現(xiàn)不同程度的破壞現(xiàn)象，譬如說(shuō)混凝土的裂縫以及鋼筋的斷裂，最終導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的整體倒塌。因此，現(xiàn)代建筑特別是工民建結(jié)構(gòu)，必須要做好結(jié)構(gòu)抗震，防止建筑物在地震中發(fā)生變形扭曲甚至是坍塌?，F(xiàn)代社會(huì)建筑物特別是工民建項(xiàng)目越來(lái)越趨向于高層，對(duì)于抗震的要求也會(huì)越來(lái)高，因此，加強(qiáng)對(duì)工民建結(jié)構(gòu)抗震的研究及探索，在當(dāng)下有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 三、工民建結(jié)構(gòu)的抗震現(xiàn)狀分析 工民建結(jié)

3、構(gòu)的建設(shè)質(zhì)量尤其是抗震性能不僅和施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著直接關(guān)系，還和國(guó)家的發(fā)展利益以及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全有著很大的關(guān)聯(lián)，因此必須要對(duì)工民建結(jié)構(gòu)的抗震性能做出一定的要求。在對(duì)工民建結(jié)構(gòu)的抗震研究過(guò)程中，概念設(shè)計(jì)的提出，為工民建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了一種全新的思路，而結(jié)構(gòu)抗震模式的設(shè)計(jì)思想在當(dāng)下房屋結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，也得到了越來(lái)越多人的重視。因此，通過(guò)對(duì)填充墻作用下的建筑框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行很好的分析和研究，提出更好的、更符合實(shí)際的設(shè)計(jì)概念，并在這種概念的引導(dǎo)下，從整體上來(lái)提高工民建結(jié)構(gòu)的抗震級(jí)別和性能，從而提高工民建結(jié)構(gòu)的安全性，保護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，有著非常積極的意義。 在工

4、民建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)程中，等效斜撐的模型應(yīng)用得比較普遍，但是它的精確度卻不夠高，等效的寬度也很難確定，在不同的受力影響下會(huì)呈現(xiàn)出不同的等效狀態(tài)。從另一個(gè)角度來(lái)講，填充墻存在一定的剛度效應(yīng)會(huì)減小建筑結(jié)構(gòu)的自振周期，從而使整個(gè)結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過(guò)程中的水平作用力增大，也會(huì)是建筑結(jié)構(gòu)變得更加脆弱。另外，工民建結(jié)構(gòu)框架的周期折減系數(shù)在地震中是否合理，還沒(méi)有一個(gè)明晰準(zhǔn)確的認(rèn)證結(jié)果。我們可以明確的是，填充墻作為同時(shí)具有剛度貢獻(xiàn)和強(qiáng)度貢獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)，對(duì)建筑框架的周期、受力以及振動(dòng)模式都會(huì)產(chǎn)生很大的影響，但是卻要通過(guò)科學(xué)合理的周期折減系數(shù)來(lái)考慮填充墻作用的框架結(jié)構(gòu)是否合理，從近年來(lái)我國(guó)工民建筑物在地震中的表現(xiàn)來(lái)看，這

5、一點(diǎn)不容樂(lè)觀(guān)。 四、結(jié)構(gòu)抗震1、填充墻作用下的框架結(jié)構(gòu)的抗震性能不足 填充墻剛度效應(yīng)的存在使得結(jié)構(gòu)自振周期減小，從而使作用與整個(gè)建筑上的水平地震作用增大。其剛度的影響，抗震規(guī)范規(guī)定，在按空框架分析的基礎(chǔ)上乘以小于 1 的周期修正系數(shù)體現(xiàn)填充墻對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度貢獻(xiàn)，而不去計(jì)算填充墻的剛度。周期修正系數(shù)的取值將直接影響地震作用下鋼筋混凝土框架的反應(yīng)。所以合理地確定周期修正系數(shù)是框架填充墻結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算分析中一個(gè)較重要的問(wèn)題規(guī)范只是規(guī)定了在一個(gè)范圍內(nèi)變化的周期修正系數(shù)。 2、結(jié)構(gòu)地震所響應(yīng)的分析方法 （一）、靜力法：靜力法把結(jié)構(gòu)看成是剛接于地面的剛體。這樣根據(jù)地面最大水平加速度計(jì)算出結(jié)構(gòu)所受的最大慣性力，

6、并以此作為等效靜力進(jìn)行結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析。由于靜力法是19世紀(jì)末20世紀(jì)初提出來(lái)的，當(dāng)時(shí)，人們對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的頻譜特性還是不太了解，分析設(shè)計(jì)的房屋多為低層建筑，采用靜力法進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)還是可以接受的。但隨著地震學(xué)及地震工程領(lǐng)域的研究發(fā)展以及越來(lái)越多的工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的需要，靜力法已不能滿(mǎn)足要求，因此就逐漸被考慮結(jié)構(gòu)彈性性質(zhì)、阻尼性質(zhì)及相應(yīng)動(dòng)力特性的反應(yīng)譜法代替了。 （二）、反應(yīng)譜法：反應(yīng)譜法基于線(xiàn)性假定，分析時(shí)只取少數(shù)幾個(gè)低階振型就可以取得較為滿(mǎn)意的結(jié)果，其計(jì)算量較小，且將時(shí)變動(dòng)力問(wèn)題轉(zhuǎn)化為擬靜力問(wèn)題，易于為工程師所接受。反應(yīng)譜法的實(shí)施過(guò)程包括以下三步：1.根據(jù)強(qiáng)震記錄統(tǒng)計(jì)用于抗震設(shè)計(jì)的地震動(dòng)反

7、應(yīng)譜。2.將結(jié)構(gòu)進(jìn)行振型分解求得各振型的最大反應(yīng)值。3.用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒏髡裥头磻?yīng)最大值結(jié)合起來(lái)得到結(jié)構(gòu)大響應(yīng)值。隨著技術(shù)的發(fā)展，各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，反應(yīng)譜法也逐漸暴露出其局限性，主要表現(xiàn)為反應(yīng)譜法原則上只適用于線(xiàn)性體系的抗震設(shè)計(jì)。 （三）、時(shí)程分析法：作為反應(yīng)譜法的補(bǔ)充，時(shí)程分析法從 20 世紀(jì)70 年代開(kāi)始成為一種為各國(guó)規(guī)范普遍采用的動(dòng)力分析方法。時(shí)程分析法將地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的位移、速度和加速度作用在結(jié)構(gòu)物上，利用數(shù)學(xué)上的逐步積分法求出結(jié)構(gòu)在地震作用下從靜止到振動(dòng)直至振動(dòng)終止整個(gè)過(guò)程的地震響應(yīng)(位移 內(nèi)力 變形等)，時(shí)程分析法實(shí)質(zhì)上是求解運(yùn)動(dòng)微分方程的一種逐步積分法。我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定對(duì)

8、于那些特別不規(guī)則的建筑、甲類(lèi)建筑和達(dá)到一定高度范圍的高層建筑以及采用新的結(jié)構(gòu)形式或新的建筑材料的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算。 五、概念設(shè)計(jì)的理解和應(yīng)用 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的目的是使結(jié)構(gòu)自強(qiáng)度、剛度、延性以及節(jié)能等方面取得最佳以滿(mǎn)足“小震不壞，中震可修，大振不倒”的要求。為了保證結(jié)構(gòu)具有可靠地抗震性能，在目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展的基礎(chǔ)與現(xiàn)狀上，概念設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮以下因素：場(chǎng)地條件和場(chǎng)地土的穩(wěn)定性，建立結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，抗震結(jié)構(gòu)體系的選取，材料效用，風(fēng)作用、溫度作用以及結(jié)構(gòu)的空間作用等。 1、現(xiàn)行抗震計(jì)算模型的理解和應(yīng)用。新抗震規(guī)范規(guī)定：一般情況下，應(yīng)允許在建筑結(jié)構(gòu)的2個(gè)主軸方向分別計(jì)算

9、水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，個(gè)方向的水平地震作用應(yīng)由該方向抗側(cè)力構(gòu)建承擔(dān)。而實(shí)際結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁的主要原因則是計(jì)算模型問(wèn)題。它不能真實(shí)反映結(jié)構(gòu)的空間作用。所以，應(yīng)用概念設(shè)計(jì)的原理，再聯(lián)系大量震害和試驗(yàn)研究成果表明構(gòu)件的最不利受力狀態(tài)隨著構(gòu)件和地震作用方向而變化。 2、結(jié)構(gòu)薄弱部位抗震構(gòu)造措施的理解和應(yīng)用。結(jié)構(gòu)薄弱部位的處理，如建筑平面外墻轉(zhuǎn)角處的轉(zhuǎn)角窗，限制了角部結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件的設(shè)置，如果采用概念設(shè)計(jì)，解決這一問(wèn)題的方法是豎向構(gòu)件間應(yīng)設(shè)厚板、暗梁等可靠拉結(jié)。再如，由于節(jié)點(diǎn)部位的中藥性，所以引入抗裂性的概念，以此來(lái)比較梁、柱節(jié)點(diǎn)偏心所引起的節(jié)點(diǎn)性能的變化。 3、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的前景和展望。如今，結(jié)構(gòu)抗震體系已經(jīng)從之前的以“硬抗”理念為主的抗震體系，逐漸發(fā)展呈以“柔抗”年年為主的減震控制系統(tǒng)，在未來(lái)的工民建中結(jié)構(gòu)抗震的思路將向著減輕危害的方向發(fā)展。 六、結(jié)束語(yǔ) 結(jié)構(gòu)抗震模式的設(shè)計(jì)思想在我國(guó)的抗震設(shè)計(jì)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其發(fā)展也得到了越來(lái)越多人的重視。概念設(shè)計(jì)理念從宏觀(guān)角度色劑建筑抗震結(jié)構(gòu)，在一些方面解決了之前設(shè)計(jì)思路對(duì)抗震結(jié)構(gòu)思考的缺陷，開(kāi)辟了工民建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的心路。這種設(shè)計(jì)理念從在某