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地下结构抗震设计标准(6篇)

来源: 时间:2024-03-28 手机浏览

地下结构抗震设计标准篇1

关键词:中小学建筑;混凝土结构;抗震性能

我国向来是一个地震发生比较频繁的国家,由于地震是一种不可控制的自然因素,而且一旦发生较大地震的时候,会对建筑物以及人们的生命财产造成极大的危害。中小学校是学生日常学习、生活的基本场地。它人员比较密集、活动也比较频繁,如果其建筑的抗震能力不达标,一旦发生地震的时候,其结果是不可想象的。所以,本文以此为背景,阐述一下如何提高中小学建筑的抗震能力。

我国目前学校建筑的抗震能力现状

虽然我国目前中小学建筑的抗震能力有限,但相关部门还是制定出了很多加强中小学建筑抗震能力的方案。例如:改变原来的固有形式,加强混凝土的抗震强度,采用纵向的混凝土结构形式,按照高于当地房屋建筑的抗震设防要求进行设计,增强抗震设防能力,通过改变建筑的方案设计,增加其结构安全等来提高整体的抗震能力。有些省份还颁发了一系列的法规条文,加强对其建设单位的监督。对不符合抗震要求的,进行重建或拆除。

在我国比较偏远的地区,由于经济条件的限制,建筑物的材料大多采用砖混结构。虽然其成本比较低,实施起来也比较方便,但它的抗震能力较差,墙体容易开裂甚至倒塌。我们应该加强学校建筑的抗震意识,为祖国的未来设计出安全的生活和学习环境。

一、有关抗震性能的思考

1、传统抗震的设计理念

在世界上比较认可的抗震理念是:小震不坏、中震可修、大震不倒。我国也是采用了其基本要求。同时,我国也采用了二阶段的一种抗震理念。这种理念把对建筑物的抗震性分类四种类别:甲、乙、丙、丁。通过不同的类别对建筑物采用不同的修正方案和措施。这种第二阶段法的具体设计步骤为:第一步为强度验算。以第一水准的参数,通过采取弹性反谱计算的结构计算出弹性地震的作用和它的抗震效果,组合其他的荷载效应,并对建筑墙面进行抗震的载力计算,再通过建筑物的结构和构造布置,计算出其建筑物的变形能力。

总的来说,传统的抗震设计理念有以下几个特点:

(1)、必须以保障人民的生命财产安全为前提,所以与现在建筑的经济、社会等要求不太符合。

(2)、由于这三个水准的要求比较泛泛,没有具体的细节说明,所以无法满足现在投资者的“个性”要求。

(3)、三个水准的抗震设计理念的超越概率为:63.2%、10%、2%。在实际操作中不是很方便。

(4)、关于第二阶段的计算方法是通过以加速度反应作为基本方式,造成了无法解决当做长周运动时所产生的速度和位移问题。

基于传统抗震理念的一些缺陷,国外近几年也在努力研究一些基于性能结构的设计理念。我国在该领域主要还在消化、学习国外的这几年研究成果。在我国抗震范围,专家们认为,未来中国的抗震设计应该顺应世界发展趋势,结合本国国情,研发出适合自己的结构抗震设计理论。

2、抗震性能结构设计概述

近几年,各国专家学者为如何提高建筑物的抗震能力的安全目标做出了三个方面的研究方向:其一、以全面考虑力为主要基础,综合变形、损伤、消耗等各指标。其二、从线性分析到非线性分析的转变。其三、由确定性分析转变为可靠性分析。实际上,传统的抗震设计理念也包含了处于抗震性能的考虑,只是它比较浅显、片面。新的抗震设计理念,对性能的抗震设计进行了广泛的研究和实践,大大提高了建筑物的抗震能力。

3、性能抗震设计的具体操作

(1)、确定标准的设防水准。这是抗震设计的前提。不同的防震标准对于以后工作的具体开展有着关键的指导作用。传统的水准是:小震、中震、大震。现在美国的结构工程师又提出了常遇、偶遇、罕遇、极罕遇这四个水准。

(2)、结构性能参数的确定。一般而言,性能参数有:承载力参数、变形参数、能量消耗参数及累积损伤参数。关于参数的确定,一要考虑到低水平的地震作用下,结构的弹性分析。二要考虑在强烈地震作用下,关于非线性受力的情况。通常,会采用弹性静力或弹性动力的分析方法。

(3)、结构性能目标的确立

性能结构体系是一个十分广泛的范畴,但性能目标的确立是十分重要的。我国在三水准的抗震设计理念中对性能目标的分类为:基本性能目标和非常重要性能指标。这是根据不同的设计水准对应不同的结构性能水准。现在有些专家还分为基本性能目标、重要性能目标及安全临界性能目标。

二、混凝土结构抗震性能分析

1、性能模型分析

关于混凝土结构的分析模型有:层模型、杆系―层系模型和杆系模型。

(1)、层模型。它是把整个结构分成不同的层,将底部牢固于基部。然后所有的重量都集中在一个点上,每个点的距离就是楼层的高度。根据其结构变形的程度还可分为:剪切型、弯曲型和弯剪型。如果变形为整个建筑物时,称为剪切变形。如果是侧面的弯曲变形,就为弯曲型。当两者同时发生时,就为弯剪型。

由于层模型的计算量不是很大而且变化的自由度比较小,所以被广泛使用。它可以比较方便的计算出层间剪力、位移等部位。但是由于在建筑物内各个的杆件不能即时的反应出变形情况,所以这种技术模式不是很精确。

(2)、杆系―层系模型

所谓的杆系―层系模型就是把杆系和层系相结合的模型。这种模型不但可以精确的计算出结构的整体剪力和变形程度,而且还能计算出结构构件的剪力和变形情况。这种模型不但可以计算出建筑物的剪力和变形程度,还能精确计算出结构构件的整体内力和变形程度。

(3)、杆系模型

杆系模型就是把整体结构拆开成梁、柱、墙面等基本部分,首先归纳出其基本特点,然后再组成整体的结构实物来计算。这种计算模式通常用于框架结构或以它为主的建筑结构框架。

2、主要的分析方法

对于一般的结构设计计算,最大的不足是不能估算出结构弯曲等状况发生下的数据。所以,专家们现在提出了弹塑性动力时程分析法和静力弹塑性分析法。这两种方法各有利弊。弹塑性动力时程分析法的优点为:它可以准确有效的测算出地震过程中结构的反应,准确判断出地震过程中薄弱环节的破坏程度。其缺点为:由于不同的地震波发生时差异很大,所以在计算过程中结果也会相差甚远。

而静力弹塑性分析法有效简化了抗震结构的分析,还能在一定程度上反应出其弹性分析。不足之处在于无法周全考虑到在地震的作用下建筑物变形的阻尼变化。

总结:

综上所述,中小学的学校建筑的抗震能力是一项复杂的系统工程,也是国家和人民关心的大事。纵观以往的地震经历,把抗震能力作为建筑达标要求的首位是十分必要的。今后,我们应该研究出更安全、更有效地结构抗震性能来确保学生的人身安全问题。

参考文献:

[1]任晓崧.当前中小学教学楼的结构设计问题[J].工程建设与设计,2009(7)

地下结构抗震设计标准篇2

关键词建筑结构,结构抗震设计理论,抗震设防水准,抗震验算理论

中图分类号:TU318文献标识码:A文章编号:

1前言

中国是世界上地震灾害最严重的国家之一,2008年的汶川地震震碎了无数家庭、吞噬了数万生灵,使中国人民蒙受了巨大损失。最大限度地减轻地震灾害造成的人员和经济损失是政府和每一个工程技术人员的迫切目标。在中国经济突飞猛进的基础上,我们应该总结国内外先进的抗震设防思想,发展出台适应我国我国情的抗震设计规范,使地震灾害对人民群众的人身财产安全造成的损失降到最低。

2抗震设计的发展概况

结构抗震设计理论的理论框架由地震设防水准、结构抗震设计内容和建筑结构抗震性能目标三部分组成。这个框架的形成伴随着人类对地震和结构动力特性理解的深入,是一个循序渐进的发展和自我完善过程,总共经历了四个发展阶段:(1)静力理论阶段(1910-1940);(2)反应谱理论阶段(1940-1960);(3)动力理论阶段(1970-1980);(4)基于结构性能的抗震设计理论阶段(1990至今)。每一个阶段的理论成果都标志着当时人类对抗震设计的认识,每一个新阶段的诞生都意味着人类对抗震设计理论的创新和突破。是一个漫长的逐步深化过程。

3抗震设防水准

在现实中,我们通过使用一些参数来反映地震作用,它由很多因素决定。当地震作用函数确定已知时,我们把作用于现场的地震作用的大小定义为抗震设防水准。因为抗震设防水准直接决定了现在设计建筑结构在未来的抗震能力,所以在结构抗震设计理论中占有重要地位。

美国没有以国家名义公布的抗震设防标准,只有一些具有官方性质的研究机构或者非盈利机构提出的推荐性标准。但近来有很多美国学者在关于结构性能设计的研究报告中指出了地震等级划分标准的必要性。我国现行的抗震设计规范中关于震级的划分方法也经历过评议和修正,现阶段的抗震设防水准采用基于概率分析的三种设防级别:小震、中震和大震,这种划分是比较合理的,它充分考虑到了地震发生的随机性。

中国现行规范采用的抗震设防烈度和设计基本地震加速度的双重指标是值得探讨的。这种设防水准侧重对震后灾害结果的宏观描述,充分考虑了居民的生命安全,却在很大程度上忽略了经济指标。适应于现代经济的抗震设防目标应该要同时考虑到震中、震后建筑物的失效问题和经济损失问题。现行规范已采用的“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三级设防目标缺乏灵活性。随着超高层、大跨度以及地下工程等复杂的工程结构逐渐成为主流,当今的工程结构同过去相比已经有了翻天覆地的变化。同时,城市化使得人口和社会财富大量聚集,地震损失表现出很多新的特点,不能仅以人员伤亡作为设防标准,经济损失应该得到兼顾。我们考虑到地震可能会在建筑使用周期中的任何时候发生,地震强度的大小也不可知,所以针对不同地震,根据建筑物的用途和重要性,采用不同基准的设防目标应该有其合理性(比如高地震危险性地区的重要建筑可采取“中震不坏,大震可修”的高级别设防目标)。未来的设防水准应该表现出对时代和社会发展的适应性,应该采用基于地震动态参数的灵活设防指标。

4抗震设计内容

抗震设计内容包含建筑物的总体结构体系设计和抗震验算理论两部分。前者是为了应对建筑物所在场地、材料及结构抗力的不确定性和地震产生的随机性。在现实活动中,人们很难预测地震对建筑结构造成的破坏程度,为了确保安全经济,选择合理的抗震结构体系非常重要。后者是保障所设计的结构符合抗震设防水准的关键步骤,是结构抗震设计内容的重要环节。

4.1总体结构体系设计

(1)抗震结构体系

结构的规则性在现行的抗震设计规范中有明确体现。在选取抗震设计方案时,应该优先选取那些规则设计方案,尽量避免抗震性能较差的不规则方案,彻底杜绝抗震性能差的严重不规则方案。在进行建筑设计时,应尽量采用对称规则的布局设置、变化均匀的质量和刚度结构。对平面或立面不规则的建筑结构要进行水平地震作用计算和内力调整;对那些结构复杂、很难满足结构规则性的建筑物,可以考虑采取提高变形能力的措施和加强措施。

(2)场地地基

根据不同场地土的分类以及其特征周期值,针对场地地基对地震动的影响可以有一个判断。现行规范采用20米深度以内的折算剪切波速和80米以内的授盖层厚度来划分场地类型。这里需要指出的是,通过剪切波速和场地土覆盖层厚度虽然实现了对场地土的分类并对不同场地应用不同的地震反应谱,但这种方法还是有其局限性,无法全面反映土层对地震动强度和特性的影响。为了使得到的不同场地土对震动的影响更合理,我们将承载力、标准贯入基数和地下水位等参数作为场地土的附加特征参与分类划分,并且这种影响需要在计算方法、抗震结构体系及构造措施上综合体现出来。

4.2抗震验算理论

抗震验算应该包括地震作用计算与结构抗震验算两部分。

首先,在地震作用计算方面,现行规范为了发挥最大的加成优势,同时采纳了静力理论的底部剪力法、动力理论的振型分解反应谱法和时程分析法作为地震作用计算方法。针对设防三水准,依照我国规范进行设计时采用了两阶段设计。第一阶段要实现设防三水准中的前两个目标:小震不坏和中震可修。前者通过在小震下进行弹性承载力验算和弹性层间位移验算保障;后者通过在中震下增加相应的抗震措施以保障结构发生部分屈服后仍能承担地震作用来实现。第二阶段要实现大震不倒的目标。除了采用抗震措施保证结构抗震所需的塑性耗能外(与实现中震可修时采用的方法一致),还需进行结构的弹塑性位移验算来控制结构的变形以及保证结构的抗倒塌性。现实应用中,应根据建筑的高度、结构的复杂性和规则性等因素灵活选取抗震计算方法。对于那些质量和刚度沿高度分布比较均匀变化的建筑,宜采取底部剪力法;对于地震高发区(如日本、印尼)的建筑结构进行地震作用计算时,应该在正常计算外进行补充计算;对于地震低发区的建筑结构进行地震作用计算时,应该进行弹塑性时程分析验算;对于其它结构,采用振型分解反应谱法即可。

其次,结构抗震验算中的截面验算我们使用内力值,而结构抗震验算中的变形验算我采用弹性变形值。前者以相关处理后的内力值必须低于承载力的极限状态为通过验算。后者以弹性变形值所对应的弹性层间位移必须低于计算楼层的层高乘以弹性层间位移角限值后的数值为通过验算。

综上所述,我们分别通过选择底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法来应对结构特性不同条件下的水平地震作用。而根据我国经济发展水平及不同地区的结构物特点和用途来决定竖向地震动的结构范围是当下抗震验算理论的发展趋势和研究重点。

5建筑结构抗震性能目标

经过几十年的发展,国内的工程学者们总结得到了有关建筑结构抗震设计的实践经验,这些经验是建立在对许多地震震害实例分析的基础之上的,有很宝贵的实际应用价值。为了有效提高建筑结构抗震性能目标,需从以下几方面着手:首先,要尽量保证支柱、墙和梁的轴线处于同一平面,尽量形成构件双向抗侧力体系,使地震外力的能量传递吸收途径合理。其次,需要根据抗震等级对建筑的脆弱部位采取加强措以满足抗震设防水准。最后,建筑的抗震性能目标要实现构件的依次屈服,即设置多道抗震防线。在地震作用下,担负起第一道抗震防线的构件(延性较好)会首先屈服。其他构件则形成更多道的抗震防线,其作用是在第一道防线屈服后再依次屈服。

6结束语

结构抗震设计理论是建筑抗震设计的依据,涉及多个学科。我国投入了大量的人力、物力对其进行研究,并已取得了一些成果。但在具体应用中,现行的结构抗震设计理论还存在一定的局限性,例如忽略了一些经济指标、对建筑功能和地区差异没有进行细致区分、量化的评判标准还不够全面等,需要进行进一步的深入研究。当然,这将是一个漫长的过程。

参考文献

[1]梁栋.浅谈结构的基本抗震思想和设计方法[J].山西建筑,2009,35(5)

[2]艾树生.建筑抗震工程设防“小震不坏”的研讨[J].华北地震科学,2005,23(3)

[3]倪广林.对建筑结构抗震设计的若干思[J].山西建筑,2010,(9)

地下结构抗震设计标准篇3

关键词:桥梁结构;抗震;设计理论;综述

中图分类号:K928文献标识码:A

桥梁是生命线工程的重要组成部分,是交通运输的枢纽工程,在抗震救灾中处于极其重要的地位。因此,如何提高桥梁的抗震能力,使桥梁在地震时能起到安全疏散、避难的作用,地震后确保抗震救灾重建家园的交通需要,是桥梁工程中的重要研究课题。中国的桥梁抗震的发展远远落后与其它西方国家。在参考国内外桥梁抗震的主要设计思想与方法后,笔者主要介绍了震害形式的和抗震理论的发展。

1.桥梁主要的震害形式

1.1上部结构震害

桥梁上部结构震害按照产生原因的不同,可以分为结构震害、碰撞震害和位移震害。其中最常见的是移位,最严重的是落梁。桥梁碰撞震害包括:桥面伸缩缝位置混凝土裂缝及压碎变形,混凝土伸缩缝位置护栏混凝土撞损。桥梁位移震害主要表现为上部结构的纵向位移、横向位移以及扭转。一般来说,设置伸缩缝的地方比较容易发生位移震害。

1.2支座震害

支座的破坏形式主要表现为支座的位移,锚固螺栓拔出、剪断,活动支座脱落,以及支座本身构造上的破坏等。在汶川地震中,桥梁支座损坏较多,支座存在位移,剪切变形,鼓包等震害。这是因为汶川的中小跨度梁桥一般均采用板式橡胶支座,支座与墩台和粱体间无连接措施,地震中出现了梁体与支座间的相对滑动。

1.3下部结构和基础震害

汶川地震中大量桥梁盖梁抗震挡块(剪力键)的剪断或剪裂现象较为普遍。桥台的震害一般比桥墩多,由于地基土液化,使桥台向河心滑移,下沉,倾斜等;由于台背动土压力,使桥台倾斜,倾倒,台身断裂等。桥墩的震害主要是墩身下沉,倾斜及倾倒和墩身开裂,切断等。基础的震害主要表现是基础的整体移动倾斜,下沉或桩身或沉井的开裂或断裂。

2.桥梁抗震设计理论的发展

2.1一阶段抗震设计思想(基于强度抗震设计方法)

我国《公路工程抗震设计规范》(1989)和美国AASHTO(2005)等规范对于规则桥梁的抗震设计和验算均采用基于强度的抗震设计方法。其主要的设计过程为:首先,计算结构的自振周期T0,并根据弹性加速度反应谱计算结构的弹性地震力Fe0;然后,考虑结构进入塑性状态后与弹性工作状态的差别采用一个强度折减系数R(我国采综合影响系数Cz)对弹性地震力进行折减,得到结构的设计地震力Fd0;最后,取结构的屈服力与设计地震力相等,并据此来进行结构的配筋设计。

2.2基于强度的抗震设计方法的局限性

从以上可以看出,在基于强度抗震设计方法中,仅体现了结构对强度的要求,但没有明确提出结构的设计目标。基于强度的抗震设计过程和强度折减系数的取值具有较大的模糊性,这主要表现在以下几方面:

1)基于强度设计理论需首先确定结构的自振周期,结构的自振周期与结构的初始刚度直接相关,一般在进行桥梁的抗震设计时,取墩柱的毛截面刚度作为截面的弹性刚度或者通过采用一个常系数对毛截面刚度进行折减来考虑混凝土开裂的影响。这种方法,实际上隐含假定截面的刚度是与强度互不相关的。

2)影响结构的位移延性能力的因素很多,但由结构位移延性能力所确定的强度折减系数非常模糊。对桥墩,结构的位移延性能力不仅与墩底截面的轴压比、配箍率有关,而且还要受到墩柱本身的形状比L/D基础变形和橡胶支座柔性等因素的影响。

3)在基于强度抗震设计方法中,没有明确提出结构的设计目标,在设计过程中又仅体现了结构对强度的要求,从而容易造成工程技术人员偏重于保证结构的强度而忽略了对变形的要求。基于强度抗震设计方法存在的这些局限性,使得工程技术人员很难对结构的抗震性能进行有效地把握和控制,不利于实现基于性能的抗震设计思想。

2.3基于性能抗震设计

2.3.1发展概况

在抗震设防的早期阶段,抗震设防是以单一设防水准,采用基于强度设计方法来保证结构安全为标准的。1989年美国的洛马・普里埃塔(LomaPrieta)地震(M7.0)虽然都是中等震级的地震,但却造成了极为惨重的经济损失。基于对上述问题的深刻反思,引发了地震工程界对设防水准、结构安全和经济性之间合理关系的重新认识,美国学者于20世纪90年代初提出了基于性能的抗震设计思想。

基于性能的抗震设计理论以结构抗震性能分析为基础,针对每一种抗震作用水准,将结构的抗震性能划分成不同等级,设计者根据结构的用途,业主、使用者及邻居的特殊要求,采用合理的抗震性能目标和合适的结构抗震措施进行设计,使结构在各种水准地震作用下的破坏损失,能为业主选择和承受,通过对工程项目进行生命周期的费效分析后达到一种安全可靠和经济合理的优化平衡。

2.3.2基于性能抗震设计的目的

基于性能的抗震设计的目的是将所设计的结构在指定强度地震下的破损状态及其造成的经济损失、人员伤亡等控制在预期的目标范围内,使结构震后的功能得以延续、维持。其中,基于性能的抗震设计方法是性能设计理论的重要内容,近年来国内外不少学者对此进行深入研究。

2.3.3基于性能抗震设计的方法

基于性能的抗震设计方法主要有承载能力设计方法、直接基于位移进行抗震设计方法、能量设计法。(此方法最先运用于建筑结构上,可以作为桥梁结构的一种参考)

2.3.4基于性能抗震设计的特点

与基于强度的抗震设计思想相比,基于性能的抗震设计思想主要有以下几个特点:

1)性能目标的多级性,即在不同的地震设防水准下,结构应满足不同等级的性能要求;对重要的结构,其性能目标要高于一般结构。

2)性能目标的可选性。在基于性能的抗震设计中,可以在满足规范的前提下,根据结构的用途及业主、使用者等的特殊要求,由工程师同业主、使用者共同研究制订结构的性能目标。

3)结构抗震性能的可控制性。在基于性能抗震设计中,在设计初始就明确结构的性能目标,并且使通过设计,使结构在各级地震作用的反应能够达到预先确定的性能目标,因而结构的抗震性能是可以预测和控制的。

3结语

中国桥梁结构抗震规范现在经历一个由基于强度抗震思想过渡到基于性能抗震思想的过渡阶段。在这关键的过渡时期,设计人员应该逐步适应基于性能的设计方法。并且应该对抗震设防水准进行比较清晰的规定,还应该对性能有合理的指标来规范(特别是在基本地震作用情况下)。

对桥梁结构抗震设计,还应该同样重视延性设计(即加强构造措施)。以此来消除或者减弱计算结果与实际情况的误差。

通过对桥梁地震灾害的研究,当前引起地震灾害主要原因是由落梁,引起落梁原因是墩梁相对位移过大,限制相对位移过大措施有:加长支撑面,纵向设计连接装置,横向设置挡块(横挡纵联)。

参考文献(References):

[1]卓卫东,范立础.从震害教训中反思我国桥梁抗震现状[D].福州:福州大学,1999.

[2]程耿东,李刚.基于功能的结构抗震设计中一些问题的讨论[D].大连:大连理工大学,2000.

[3]范立础,王君杰.桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势[D].上海:同济大学,2001.

[4]梁兴文.结构抗震性能设计理论与方法[M]北京:科学出版社.2011:41-44.

[5]小谷俊介.日本基于性能结构抗震设计方法的发展[D].东京:日本东京大学,2000.

[6]王亚勇.汶川地震建筑震害启示抗震概念设计[D].北京:中国建筑科学研究院,2008.

[7]王亚勇.我国2000年工程抗震设计模式规范基本问题研究综述[D].北京:中国建筑科学研究院,2000.

[8]刘勇生.桥梁结构抗震研究的文献综述[D].北京:国家地震局.

[9]李建中,管仲国.基于性能桥梁抗震设计理论发展[D].上海:同济大学,2011.

[10]陈虎.桥梁抗震概念设计[D].武汉:武汉理工大学,2004.

[11]孙俊,刘铮,刘永芳.工程结构基于性能的抗震设计方法研究[D].昆明:昆明理工大学,2005.

[12]周定松,吕西林,蒋欢军.钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计方法[D].成都:中国建筑西南设计研究院,2005.

[13]刘艳辉,赵世春.城市高架桥抗震性能水准的量化[D].成都:西南交通大学,2010.

[14]欧进萍,吴斌.耗能减振结构的抗震设计方法[D].哈尔滨:哈尔滨建筑大学,1998.

[15]朱唏,江辉.桥梁墩柱基于性能的抗震设计方法[D].北京:北京交通大学,2009.

地下结构抗震设计标准篇4

关键词:建筑、抗震设计、原则、方法、比较分析

中图分类号:S611文献标识码:A文章编号:

我国建筑进行抗震设计的重要意义

地震是一种突发性的自然灾害,对人民的生命安全以及财产安全都具有非常大的破坏性,由于地震过程中建筑物发生剧烈的震动,就会造成生命以及财产的重大损失,高层的建筑一般在遇到地震的情况下造成的损失都比较严重,因为现在的预测工作还无法做到百分之百的精确,因此,对建筑结构进行抗震的设防才能对降低地震的灾害,这是一项非常重要的途径。我国城市化在快速发展,无论是人口还是财富都高度集中于城市,基础的设施非常的发达,建筑层的高度也快速增涨,类型与功能变得更加的复杂,结构体系不断变得多样化。我们国家所处的位置是在世界两大地震构造系的交汇处,这个区域是发生地震最多的,因此,抗震也成为我们国家一项重要的社会事业,它与经济的发展以及社会的稳定有着直接的关系。最近几年以来,很多国家的抗震设计规范都有一项基本的准则,就是小震的时候震不坏,中震以后可以修,大震以后能够不倒,尽最大能力来减少地震对建筑物的破坏。

二、目前我们国家关于建筑抗震设计原则的具体分析

首先,我们国家在建筑抗震设计的相关规范中指出了抗震设防的要求,一是当发生的地震不高于本地区的设防烈度时,建筑物通常不会受到损坏,或者通过相关的修理还是可以继续使用。二是如果发生的地震与本地区设防烈度相当时,建筑物损坏的可能性比较大,经过修理后能够恢复正常使用。三是如果发生的地震高于本地区设防时,建筑物不会倒塌或不会发生危及生命的严重破坏。其次,针对用途不一样的建筑物在进行抗震设防时,运用不一样的标准,根据破坏的程度进行分类,大致可能分为以下四类:一类是特殊设防类,二类是重点的设防类,三类是标准设防类,四类是适度的设防类。最后,抗震设计在整体方面的要求,一般的建筑进行抗震设计时有3个层次的要求与内容,也就是概念方面的设计、抗震的计算以及构造的措施等。

三、目前我们国家对于建筑一般抗震设计方法的具体分析

第一,对于建筑的场地及地基的选择,建筑物所在的地方就是场地,它的范围与厂区、自然村以及居民区相比都比较大,场地不同,在受到地震时所受害的程度也不一样,这与高层建筑的抗震能力有直接的关系,也是建筑在进行抗震设计中的重要基础。在选择建筑场地及地基时,一定要对当地的地震活动情况有个充分的了解,对其地质进行科学的勘察,收集有效的信息并进行分析,如果场地不利于抗震设计的话就要进行规避,采用相应的措施进行处理。对于高层的建筑地基进行选择的时候,最好选择密度较高的基土或者是岩石,这对于建筑地基的抗震能力的提高有很大的帮助。第二,选取建筑体形,在进行抗震设计的过程中,要把框架结构的重量特点考虑进去,设计比较合理的话,就能使建筑物的重量得到有效的减轻,使其延性增加,因此,在选择建筑物的体形时,会与抗震设计的效果有着直接的影响。第三,关于建筑结构的布置,对建筑进行分类时采用不规则的性能,结构在不规则的情况下,对空间的结构分析就要根据实际情况而定,尽量使之达到规则性的要求。对非承重结构的材料进行造型及布置的时候,要参照其烈度、建筑的体形以及体形自身的抗侧力等因素,最好选用轻质的材料。结构在进行水平设置的时候,就要使结构的平面质量中心靠近刚度的中心,进行竖向布置的时候,要尽量做到均匀,不宜发生太多的变化。第四,对结构设置多道防线(加固),为了有效的提高建筑结构的抗震能力,应该根据建筑结构的实际情况采取相应的加固措施,在进行加固方法选择的时候应该具体考虑以下几个方面的因素:对于一些机构设计存在缺陷的情况,应该根据实际情况增加构件进行加固,或者是采取具有较高抗震能力的构件代替原有构件。对于需要提高承载力或结构整体刚度的情况,可以增设构件,扩大原截面,设置套箍等方法;很多建筑结构整体性连接达不到抗震的标准,可以有针对性的对结构进行相应的调整,这样可以分散地震力,减少破坏。建筑中的一些与建筑结构不相关的构件,在地震时有可能倒塌而造成危害,应该适当进行加固。

四、笔者多年工作研究经验下对建筑抗震设计方法比较分析

目前研究探讨的几种抗震设计新方法之中,基于性能的抗震设计最为引人瞩目。它作为一套更深更新的设计理念能够涵盖以力、位移、能量等物理量为结构反应参数的设计方法,被认为是未来抗震设计的主要发展方向。本章从基于性能结构抗震设计与现行规范设计方法的对比入手,对两者的设计思想、设防目标、抗震设计过程、抗震性能评估等方面来进行系统的比较分析,基于位移、能量、损伤等抗震设计方法与现行规范采用的方法在思路原理、控制指标、破坏准则和地震作用计算过程上的异同,放在抗震设计过程比较里进行讨论。首先,结构抗震性能水平,结构抗震性能水准表示了结构在特定的某一地震设计水准下预期破坏的最大程度,结构和非结构构件破坏以及因它们破坏引起的后果,主要用结构易损性、结构功能性和人员安全性来表达。对于不同等级的抗震性能,都应该根据结构类型及结构体系、竖向和横向承载构件、结构变形、设备与装修、修复使用等方面加以定义,应该表达为量化指标,以便工程设计和评估。我国规范中的提法“不坏”、“可修”、“不倒”其实就是对结构在地震作用下的性能水平的描述,具体叙述为“小震”对应一般不受损坏或不需修理可继续使用;“中震”对应可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用;“大震”对应不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。这一提法已经包含了一定的性能设计思想,只是对性能水平的描述比较模糊,水平之间的界定不明确,在实际设计中很难实现对结构性能的有效控制。其次,结构在抗震性能的目标,所谓结构的抗震性能的目标也就是说在对建筑物进行设计时对于地震水准下希望能够达到的水准集合,并根据建筑物的重要性对其进行分类,把社会因素、经济因素以及业主的意愿有效的结合起来进行确定。3级的性能目标根据重要性划分的类别进行对应,对每一级的地震作用水准下的最低的性能进行提取,把其作为此类结构中水准目标的组合。而设计师在进行设计时一定要结合实际的情况以及业主的相关要求,对于结构的设计要考虑到性能水平,无论是一个还是多个的设计作用水准中都要选择最高的性能目标,这对于建筑的造价有一定的提高作用,也能把以后可能产生的损失降到最低。此种性能目标的制定把性能抗震设计的灵活性以及自主性充分的体现出来。最后,关于两种方法的设计过程,建筑结构根据不同性能的要求对抗震设计做出以下步骤:确定性能目标,选择抗震措施并选择计算的分析方法,对目标进行评价等。在确定性能目标的过程中增加了业主的决策以及非结构构件的分级性能水准。在进行抗震设计方法选择时是建立在承载力的抗震设计过程中的,抗震性能的不同就会对应不同结构所反应出的参数,所以,选择抗震分析法是非常有效的一种方法。在完成设计以后,根据不同承载力结合结构对层间的位移进行相关的验算,使其尽量满足规定的限值,对于性能的设计就需要检验结构的地震反应性能的整体水平,并进行相应的评估。

五、结束语

通过以上的论述可以总结出,要想把结构抗震的设计工作做好,首先必须电吹风结构抗震设计的正确方法进行掌握,并且要按照国家在抗震设计方面的相关要求,在进行设计与布置时要考虑到合理性,准确把握结构抗震设计的重要原则,只有这样,才能保证结构抗震设计的质量。也才能够有效的限制建筑物的抗震性能,使其破坏降到最低,使人民的生命安全以及财产安全得到有效的保障。达到真正的工程设防的目标。

参考文献:

[1]胡聿贤.地震工程学[m].北京:地震出版社,2006:5-8.

[2]叶列平,经杰.论结构抗震设计方法[c].第六届全国地震工程会议论文集,2002.

[3]龚思礼等.建筑抗震设计[m].北京:中国建筑工业出版社,1994.

[4]杨媛.对各国规范钢筋混凝土抗震设计条文的对比分析[d].重庆建筑大学,2000.

[5]周舒,曹庆.钢筋混凝土框架结构抗震设计中能力设计措施的探讨[j].施工技术,2007,36(9):91-94.

地下结构抗震设计标准篇5

关键词:旧层加层抗震鉴定抗震设计

1目前各地采用的方法

1-1主张按加层后的房屋总层数和总高度,用建筑抗震鉴定标准的要求对旧房屋部分进行加层抗震鉴定和抗震设计:对新建部分(加层加高部分)进行抗震设计。其理由是:适当放宽加层房屋的抗震要求,尽量减少加层房屋的加固工作量,以利于降低造价,及加层施工尽量不影响旧房的使用。

1-2主张对旧房部分用建筑抗震鉴定标准的要求进行加层抗震鉴定和抗震设计,对新建房部分用建筑抗震设计规范的要求进行抗震设计。其理由是:旧房已成事实,完全按建筑抗震设计规范的要求进行加固困难较大,故对其适当放宽。而新房部分按建筑抗震设计规范的要求进行设计无困难,故不放宽。

1-3主张对旧房部分用建筑抗震设计规范的要求进行加层抗震鉴定和抗震设计,对新房部分用建筑抗震设计规范的要求进行抗震设计,其理由是:使加层房屋新旧两部分抗震能力相匹配。

1-4主张对旧房部分用建筑抗震设计规范的要求进行加层抗震鉴定和抗震计算,提高一度采取抗震构造措施,对新建部分用建筑抗震设计规范的要求进行抗震设计。其理由是:考虑旧房屋抗震不利因素较多,故对其采取加强措施。

1-5主张以建筑抗震设计规范为主,参照建筑抗震鉴定标准的要求,对加层房屋进行抗震鉴定和抗震设计,其理由是:采用两种标准结合使用比较现实合理。

1-6主张对旧房区别对待,当旧房为按新建筑抗震设计规范设计时,此时应对加层新旧两部分均严格按照新建筑抗震设计规范的要求进行抗震鉴定和抗震设计,当旧房为按旧建筑抗震设计规范设计时,对加层房屋新旧两部分也可按旧抗震设计规范要求进行抗震鉴定和抗震设计。其理由是:这样可使加层房屋新旧两部分的抗震能力保持一致,比较经济合理。

2目前各地采用方法存在的问题

上述六种意见,各有一定的道理,但也均存在问题,值得进一步研究探讨。

方法一存在的主要问题是:对新建房屋都要求按现行国家标准建筑抗震设计规范进行设计,而加层房屋由新房和旧房两部分组成,即使是对旧房进行抗震加固也比新建房屋抗震能力差,如若采用比建筑抗震设计规范低的标准(抗震鉴定标准)对加层房屋进行抗震鉴定和抗震设计,则显然房屋的抗震能力更差,故不宜采用此法。

方法二存在的主要问题是:对加层房屋的新旧两部分采用不同的设计标准,尤其是对旧房屋部分采用较低的设计标准不够合理,造成加层房屋抗震能力上强下弱,对抗震很不利。

方法三存在的主要问题是:虽然比较科学合理,得不够全面,如若采用分离式加层结构方案,此方法就不适用,对与外套结构完全分离的旧房没有必要按建筑抗震设计规范的标准进行抗震鉴定和抗震设计。

方法四存在的主要问题是:对旧房部分按抗震设计规范的要求提高一度采取构造措施,标准偏高且对旧房来说难以满足要求,加大了加层设计施工的难度,提高了房屋加层造价。

方法五存在的主要问题是:规定的太原则,具体招待起来困难太大。

方法六存在的主要问题是;造成加层房屋采用的抗震鉴定标准和抗震设计规范不统一,使一部分加层房屋达不到现行国家建筑抗震设计规范的要求。

3建议采用的方法

首先应当明确指导思想,即对加层房屋的抗震要求应比新建房屋更严一些好,还是放宽一些好,还是不严不宽好?此问题解决后,本文所讨论的问题也就比较容易解决了。笔者认为:对加层房屋采用的抗震鉴定和设计标准不应低于对新房屋采用的标准,也不宜采用比新建房屋更严的标准,建议采用与新建房屋相同的标准。

加层房屋虽也有一些有利的因素,但不利因素更多,如旧房屋部分已使用多年,新旧部分连接整体性较差,对加层时加固的房屋不宜采用比新建房屋低的设计标准。若采用比新建房屋高的设计标准,则需要更多的投资,加大了加层房屋加固的工程量和施工难度,难于执行。采用与新建房屋相同的设计标准符合我国国情,比较经济合理,安全度也有保证,比较合适。根据调查,我国已有加层房屋多数是这样做的,我国正式出版的有关旧房改造(含加层)的专著也均主张按现行设计规范的标准进行设计和计算。既然对旧房的承载能力应按设计规范的标准进行设计验算,对旧房的抗震鉴定(包括抗震横墙间距、构造柱、圈梁设置、房屋总高度、总层数限值、高宽比限值、局部尺寸限值等)也应以抗震设计规范为标准。

对加层房屋进行抗震鉴定和抗震设计具体应采用什么规范和标准,笔者建议如下:

为便于执行,首先把加层房屋分为两大类。

地下结构抗震设计标准篇6

关键词:高层建筑结构抗震设计准则优化设计

Abstract:theimportanceofanti-seismicconceptdesign,indeterminingtheoverallscheme,housingmaterialsanddetails,complywiththerelevantrequirementsofseismicdesignandthereasonableprinciple,fortheseismiccheckingnecessary,takeappropriateseismicstructuralmeasures,ensurethequalityofconstruction,inordertoachievethepurposeofreasonableseismicdesign.

Keywords:high-risebuildingsaseismicdesigncriterionoptimizationdesign

中图分类号:TU973+.31文献标识码:A文章编号:

前言;随着高层建筑的增多,结构抗震分析和设计已越来越重要。特别是我国处于地震多发区,高层建筑抗震设防更是工程设计面临的迫切任务.高层建筑结构的抗震是建筑物安全考虑的重要问题。建筑结构设计人员为防止、减少地震给建筑造成的危害,就需要分析研究建筑抗震问题,不断总结经验、联系实际,妥善处理这一工程当中不可避免的问题。

一、高层建筑结构抗震设计准则

抗震设计要刚柔相济,选择合适的结构形式,在增加结构刚度的同时也要增强抗震作用,需要确定合理的抗震措施。保证结构的抗震性能主要是确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。在地震力作用下,要求结构保持在弹性范围内正常使用。建筑物的变形破坏时,震后不能发生很大的变化,经简单的修复后可正常使用。随着建筑物高度的增加,允许结构进入弹塑性状态,但必须保证结构整体的安全,因此,必须进行抗震设计。

强震之后都会伴随多次余震,在建筑抗震设计过程中如果一味的提高结构抗力,就会增加结构刚度;若只有一道设防,则会导致结构刚度过大,建筑物缺少必要的延性,导致建筑物破坏过程不明显,造成安全隐患。如果建筑物的抗震结构体系刚度太柔,经过首次破坏后而余震来临时,因结构已损伤,结构构件将需要协同工作来抵挡地震作用,这样将容易导致建筑物过大形变而不能使用。所以,既要保证满足建筑物的变形要求,又能减小地震力,这是建筑物抗震设计中的双重目标。只有这样才能使建筑物在抗震过程中,既防止造成建筑物的局部受损,又具有一定的抗变形能力。延性较好的分体系组成,地震发生时不会发生整体倾覆。

二、建筑结构性能抗震设计

采用合理的抗震性能目标和合理的结构措施进行抗震设计。除了抗震设计方法,基于性能的抗震设计理论还包括目标性能的确定,它是整个设计的基础和关键,主要包括以下三个方面:

1.地震设防水准

在设计基准期内,定义一组参照的地震风险和相应的设计水平,是基于性能设计理论的一个重要目标。基于性能的设计理论应追求能控制结构可能发生的所有地震波谱的破坏水准,为此,需要根据不同重现期选择所有可能发生的对应于不同等级的地震动参数的波谱,这些具体的地震动参数称为地震设防水准,分为常遇、偶遇、罕遇和稀遇地震,并给出了其重现期和超越概率。

2.结构的性能水平及其量化指标

结构的抗震性能水平表示结构在特定的某一地震水准下一种有限程度的破坏,包括结构和非结构构件破坏以及因它们破坏引起的后果主要用结构易损性、结构功能性和人员安全性来表达。按照不同的地震动水平,结构的性能水准可分为四级,即功能完好、功能连续、控制破坏与损失、保证安全。其中,简化的三级性能水准,即可继续使用、修复后可再使用保证安全。

3,抗震设计的目标性能

结构的抗震设计的目标性能是针对某一地震设防水准而期望达的抗震性能等级,抗震设计目标性能的建立需要综合考虑场地特征、结构功能与重要性、投资与效益、震后损失与恢复重建、潜在的历史或文化价值、社会效益及业主的承受能力等诸多因素。我国抗震规范的目标性能实际是:小震不坏,中震可修,大震不倒。

三、高层建筑结构抗震设计要点

3.1结构规则性

建筑物尤其是高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求,同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响,要求建筑物平面对称均匀。因为该种结构建筑容易估计出其地震反映,对建筑进行合理的布置,以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀,体型简单,结构刚度协调。大量地震灾害表明,采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理,这样的建构筑物在地震中的受损情况往往小于那些没有采取构造措施的建构筑物。地震时,质量沿建筑物竖向变化均匀,平立面简单且对称的结构类型,建筑物在地震时具有较好的抗震性能。

3.2层间位移限制

高层建筑都具有较大的高宽比,而位移限值大小与结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关,因此,在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况。其中钢筋混凝土结构的位移限值要求严格,以及所处的地理位置进行设计稳定性以及正常使用功能等。其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移,应避免在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力。

3.3控制地震扭转效应

当建筑结构的平面布置等不规则建筑结构刚度中心不重合,当周期比不满足要求时可采用加大抗侧力构件截面,并应将抗侧力构件尽可能的均匀布置在建筑四周,增加抗侧力构件数量的方法。在地震发生时建筑结构会导致结构整体倒塌,因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。当结构位移比不满足要求时甚至会产生较大差距,一般采取增加最大位移处构件刚度减小最小处减小刚度中心与质量中心的相对偏心。位移构件刚度划分为相对规则平面,建筑物在扭转作用下各片抗侧力结构的层间变形不同,在设计过程中应对各层的扭转修正系数分别计算,若调整构件刚度不能满足效果时则应调整抗侧力构件布置。不能满足要求时则必须对其进行调整。其中距刚心较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大,以增大结构抗扭刚度。同时在上下刚度不均匀变化的结构中,各层的刚度中心未能在同一轴线上,当结构刚度富余量较小可采取均衡加强结构刚度,以上情况都会使各层结构的偏心距和扭矩发生改变。