建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析 【摘要】:我國是一個地震多發(fā)的國家，地震的發(fā)生，給我國人民的生命財產(chǎn)平安帶來了巨大的損失。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)就顯得越發(fā)的重要，本文就此進(jìn)行了詳細(xì)的分析。 【關(guān)鍵詞】：建筑結(jié)構(gòu)；抗震性；抗震設(shè)計(jì) 中圖分類號： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 引言 我國是一個地震多發(fā)的國家，分布廣、頻率高、強(qiáng)度大、震源淺，是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。建筑抗震的實(shí)踐說明，單靠結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算和抗震的構(gòu)造措施，在較強(qiáng)烈的地震作用下，仍是難以取得建筑抗震的較好效果，甚至減輕不了建筑物的震害程度。因此，只有建筑設(shè)計(jì)與建筑抗震設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合起來，

2、建筑抗震設(shè)計(jì)水平才能到達(dá)一個比擬完善的高度。 一、我國建筑結(jié)構(gòu)物抗震性設(shè)計(jì)的缺陷 由于我國是地震多發(fā)國家，多年以來，我國已形成了符合自己特點(diǎn)的建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方案，但是和國外先進(jìn)的抗震技術(shù)相比，仍有許多缺乏之處。和國外興旺國家的技術(shù)相比，我國的抗震標(biāo)準(zhǔn)還有待完善。美國規(guī)定，在高烈度地區(qū)，要使用高延性等級，而在低烈度地區(qū)，那么應(yīng)選用低延性等級，而我國提出的是“三個水準(zhǔn)的目標(biāo)，即“小震不壞，中震可修，大震不倒，對于不同的建筑結(jié)構(gòu)來說，這個目標(biāo)沒有普適性，如果籠統(tǒng)的使用同一個目標(biāo)，勢必會影響建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，因此，要根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)選擇不同的抗震設(shè)計(jì)方案，才能有效地保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 二、建

3、筑結(jié)構(gòu)的抗震性分析 1、高層建筑物的鋼結(jié)構(gòu)分析研究 在大型的高層建筑中，鋼結(jié)構(gòu)是使用最多的一種結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)具有非常顯著的特點(diǎn)，即具有較高的強(qiáng)度，但是同時質(zhì)量又非常輕，同時，鋼結(jié)構(gòu)具有較高的柔韌性，因此，即使需要承受的載荷很大時，也能通過大變形來釋放能量。雖然鋼結(jié)構(gòu)具有較高的抗震性，但是也有缺乏之處，就是本錢相對較高，因此，在一些小型工程中，鋼結(jié)構(gòu)的使用不是很廣泛。 2、大型建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻結(jié)構(gòu)分析研究 由于鋼結(jié)構(gòu)的本錢相對較高，因此，在一些中層建筑工程中，通常選用剪力墻結(jié)構(gòu)作為建筑結(jié)構(gòu)的主要承重結(jié)構(gòu)。剪力墻最大的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在良好的承受力上，豎向和橫向的載荷都能很好的承受，并且水平方向的位移能得到

4、很好的控制。和鋼結(jié)構(gòu)相比，由于本錢相對較低，也具有良好的抗震性能，因此，剪力墻結(jié)構(gòu)在一些中高層建筑中也有廣泛的應(yīng)用。 3、框架結(jié)構(gòu)的抗震性能分析 框架結(jié)構(gòu)是很多建筑結(jié)構(gòu)普遍使用的一種結(jié)構(gòu)，空間分隔靈活，自重輕，有利于抗震，節(jié)省材料；具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點(diǎn)，利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu)；在原材料的用量上也很節(jié)省，在較大空間結(jié)構(gòu)的建筑物的施工中應(yīng)用很廣泛。框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有良好的抗震效果，而且可以根據(jù)不同的需要，把梁或柱澆筑成成各種需要的截面形狀?？蚣芙Y(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)具有一些相同的特點(diǎn)，因此，在具體的施工過程中，二者常常結(jié)合在一起使用，形成了獨(dú)特的框架剪力墻結(jié)構(gòu)，在保證抗震性能的同

5、時，也能保證一定的使用空間。 4、磚混結(jié)構(gòu)的抗震性能分析研究 磚混結(jié)構(gòu)多常見于農(nóng)村的房屋建造，在現(xiàn)代城市中，除樓梯、陽臺等一些附屬設(shè)施的建造中，其它的建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)很少使用磚混結(jié)構(gòu)。和框架結(jié)構(gòu)有所不同，磚混結(jié)構(gòu)的承重結(jié)構(gòu)不是梁、板、柱，而是樓板和墻體。磚混結(jié)構(gòu)是以小局部鋼筋混凝土及大局部磚墻承重的結(jié)構(gòu)，承重墻體不能有改動，房屋格局的布置沒有靈活性，因此，磚混結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用遠(yuǎn)不如前述三種結(jié)構(gòu)廣泛。并且，磚混結(jié)構(gòu)的根本材料是粘土磚，所以，磚混結(jié)構(gòu)的抗震性能也是最差的。 三、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的根本對策 1、選擇的建筑場地和地基有利于抗震 場地選擇 在不同工程地質(zhì)條件的場地上,地震對建筑物的破壞

6、程度是截然不同的。因此，進(jìn)行建筑場地選擇時，設(shè)計(jì)者必須綜合評價工程地質(zhì)的有關(guān)資料和地震活動情況，并結(jié)合工程的實(shí)際需要。首先，建筑宜避開對建筑抗震不利的地段，選擇對建筑抗震有利的地段，例如平坦、開闊的堅(jiān)硬場地土。其次，當(dāng)沒有方法避開時,適當(dāng)?shù)目拐鸺訌?qiáng)措施應(yīng)被采用。 地基處理 根底設(shè)計(jì)時應(yīng)注意：a.當(dāng)?shù)鼗行陆钔?、液化土、軟弱黏性土?xí)r,根底的剛性、整體性應(yīng)得到加強(qiáng)；b.天然地基與樁基不宜混用在同一結(jié)構(gòu)單元上；c.性質(zhì)差異較大的地基上不宜設(shè)置同一結(jié)構(gòu)單元；d.地圈梁應(yīng)設(shè)置在墻下,以加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)與根底的整體性，以抵抗不均勻沉降。 2、優(yōu)化平立面布置 建筑布置的平立面應(yīng)規(guī)那么，體型要簡單 當(dāng)建筑物體型

7、規(guī)那么、簡單時，其受力性能明確,在設(shè)計(jì)過程中就容易分析在地震作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和實(shí)際反響，且易于處理結(jié)構(gòu)細(xì)部的構(gòu)造，因此這類結(jié)構(gòu)在遭遇地震后受到的損害相對較輕。反之,建筑體型復(fù)雜、不規(guī)那么時，強(qiáng)度和剛度就容易發(fā)生突變,引起應(yīng)力變形或集中，形成結(jié)構(gòu)上的薄弱環(huán)節(jié)，從而造成較大的危害。 力求建筑平、立面質(zhì)量分布和剛度對稱 建筑的質(zhì)量分布和剛度不對稱，在地震作用下就會發(fā)生十清楚顯的扭轉(zhuǎn)振動。因此,建筑中的獨(dú)立單元及整個建筑應(yīng)力求質(zhì)量、剛度對稱,使其剛心與質(zhì)心偏心很小甚至完全重合。 建筑的剛度變化和質(zhì)量須均勻 建筑沿豎向分布的剛度和質(zhì)量常常是不均勻的。比方,樓層錯尾的存在或在層高范圍內(nèi)框架的填充墻設(shè)置不連

8、續(xù)，短柱就在框架上形成。地震時就易對建筑造成損害。所以設(shè)計(jì)時必須采取必要的構(gòu)造措施，對建筑結(jié)構(gòu)中沿豎向分布不連續(xù)的質(zhì)量和剛度加以限制。 選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系 應(yīng)有多道抗震防線 多道抗震防線，是指在地震作用下，一個抗震結(jié)構(gòu)體系中的一局部延性好的構(gòu)件最大限度發(fā)揮其耗散、吸收地震能量的作用,首先到達(dá)屈服，起到第一道抗震防線的作用，其它構(gòu)件那么在其后依次屈服,從而形成第二、第三或更多道抗震防線。這樣可以防止整個建筑結(jié)構(gòu)體系因局部構(gòu)件或結(jié)構(gòu)破壞而喪失抗震能力。所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)須考慮設(shè)置多道抗震防線。 應(yīng)具備良好的耗能、變形能力和必要的強(qiáng)度 一個沒有足夠延性,只有較高的抗側(cè)力強(qiáng)度的抗震結(jié)構(gòu)體系,在地震時很

9、容易遭到破壞。但如果其抗側(cè)力強(qiáng)度不高,而有較大的延性，在地震作用不大的情況下，建筑結(jié)構(gòu)就不會受到破壞，只會產(chǎn)生較大的變形。如果抗震墻設(shè)置在框架中,就可增加其抗剪力強(qiáng)度；如果屆邊約束構(gòu)件加在砌體結(jié)構(gòu)上,能提高其變形能力。這樣就增大了兩種結(jié)構(gòu)的抗震潛力。 結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度分布須合理 如結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度分布不合理，會產(chǎn)生塑性變形集中或過大的應(yīng)力,結(jié)構(gòu)就會突變或其局部受到削弱而形成薄弱部位。對結(jié)構(gòu)上可能出現(xiàn)的薄弱部位,應(yīng)采取相應(yīng)措施提升其抗震能力。在強(qiáng)烈地震下，強(qiáng)度平安儲藏在結(jié)構(gòu)上并不存在，而判斷結(jié)構(gòu)薄弱層的根底就在于構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度分布。 4、設(shè)計(jì)合理的建筑結(jié)構(gòu)參數(shù) 計(jì)算分析參數(shù)設(shè)計(jì)，就是進(jìn)行建筑各構(gòu)件的

10、地震響應(yīng)和地震作用計(jì)算,各墻柱梁板變形及承載力計(jì)算包含于其中。把正確的計(jì)算模型建立在建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況根底上，并根據(jù)概念設(shè)計(jì)做適當(dāng)?shù)暮喕幚?、?jì)算。多遇地震作用下的復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形、內(nèi)力分析時,應(yīng)采用的力學(xué)模型不少于兩個,且不相同，其計(jì)算理論主要有兩種，即主拉應(yīng)力與剪摩理論。其中，主拉應(yīng)力理論適用于磚砌體,而剪摩理論適用于砌塊結(jié)構(gòu)。應(yīng)認(rèn)真分析判斷計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果，確認(rèn)其合理、有效后，才能用于工程設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)的位移、剪重比、自振周期等是結(jié)構(gòu)計(jì)算控制的主要計(jì)算結(jié)果。 結(jié)束語 由于地震的不可預(yù)測性以及不可防止性，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時，會受到很多未知因素的影響，增加了抗震精確計(jì)算的難度。因此，為增加建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，不僅僅要依賴于精確定位抗震計(jì)算分析，更要重視建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時，要多采用結(jié)構(gòu)相