抗震設計的原則及其在建筑結構體系中的應用,建筑結構論文

抗震設計的原則及其在建筑結構體系中的應用,建筑結構論文摘要：我們國家大部分區(qū)域處于地震多發(fā)地帶，自1949年以來已經(jīng)出現(xiàn)了屢次罕遇地震。地震災禍造成的損失主要是由于建筑構造體系的倒塌性毀壞引發(fā)的，建筑構造體系的可靠性就顯得格外重要?？拐鹪O計的理念在構造體系中是至關重要的，在抗震規(guī)范中規(guī)定，處于抗震設防烈度區(qū)的建筑物要遵循小震不壞、中震可修、大震不倒的抗震設防原則。為了知足抗震的設計要求，各種形式的建筑構造以及減震隔震的構造措施被研發(fā)出來，本文主要討論建筑構造體系的抗震設計。本文關鍵詞語：抗震設計;建筑構造;構造安全;抗震設防烈度;0、前言我們國家是一個地震頻繁的國家。在近代，罕遇地震給國家和廣大人民群眾造成了宏大的傷害。因而，在工程建設中從決策到技術層面抗震安全越來越遭到關注。固然當前的建造工藝突飛猛進，但對地震的研究水平還遠遠不夠，還不能預測地震。固然當前我們國家的地震烈度區(qū)劃圖在我們國家已經(jīng)做得非常精準并且非常的科學，但它是基于有限的歷史數(shù)據(jù)。在我們國家，大型地震或特大型地震有時也會出如今低烈度地區(qū)。同時，地震發(fā)生時，地震動的三要素存在較大不確定性，即便在同一地區(qū)，不同類型的地面運動在地震經(jīng)過中對建筑物的毀壞也不盡一樣;地震還存在震級、傳播途徑、震中距離和震源機制等很多非確定因素，給地震研究帶來了很多困難。1、抗震設計的意義地震活動是一種很難準確預測的自然災難，以如今的技術手段不可能準確地對地震活動做出預測。但是根據(jù)現(xiàn)實條件，提早采取防護手段也是一種非常好的預防手段。對于非選擇性、危險性大的地震活動，怎樣用科學的理念和技術來預防地震的損害、來減少地震造成的各種損失。如今，世界上絕大部分的國家都有各自的建筑抗震設計規(guī)范。小型地震不會對建筑構造造成損害，中型地震能夠做到對建筑物進行加固建筑物仍然能夠使用，在大型地震建筑物不會倒塌保證人員的安全。這一抗震設計原則得到了廣泛的認可和推廣，極大地提高了建筑構造的抗震性能。遭到地震災禍影響經(jīng)過中，假如建筑物的使用功能和所采用的構造布置不協(xié)調(diào)，那么構造體系的抗震性能難以得到有效利用。當出現(xiàn)毀壞時，新建的建筑費用要比維修舊建筑的費用高。從經(jīng)濟成本來講，是非常不合算的，所造成的經(jīng)濟損失是無法估計的，這是建筑構造抗震設計的首要任務。2、抗震設計原則抗震設計主要基于抗震設防烈度。然而，劃分的烈度區(qū)別是宏觀的，這一劃分主要根據(jù)對地面的毀壞和對無抗震設計房屋的毀壞。當代地震記錄顯示，對于烈度相當?shù)牡卣?，它們的地震加速度峰值和頻譜分布并不一致，華而不實最小值差不多是最大值的50%。固然地震加速度的峰值特別類似，但距震中的距離相差較大，則震源機制不同，地震波傳播途徑也會不盡一樣，導致地震加速度的頻譜特征具有明顯差異?？拐鹪O計中的反響譜曲線只是統(tǒng)計意義上的平均值。在這種情況下，對建筑構造體系的抗震設計來講，概念設計比計算設計更為重要?？拐鸶拍钤O計就是以力學概念為根據(jù)，從有利于提高建筑構造體系抗震性能的角度，用符合力學規(guī)律的方式方法，對設計項目進行總體構造體系布置。20世紀90年代起，就將抗震概念設計的理念應用于實際工程中并獲得很好的效果。在分析發(fā)生地震概率的基礎上，考慮到當前國家的經(jīng)濟實力和科技氣力，抗震設計提出了三個設防的要求:當烈度值低于該地區(qū)的設防烈度，對建筑物的目的是正常使用，構造處于彈性狀態(tài)，應采用彈性反響譜來進行設計;當?shù)卣鹚疁侍幱谠摰貐^(qū)的基本設防烈度時，其目的是將構造的非彈性變形或損傷控制在可加固修復的范圍;當?shù)卣鹚疁矢哂谠摰貐^(qū)的基本設防烈度時，要求是建筑物在地震經(jīng)過中不會倒塌性毀壞，以免對人員造成傷害。抗震建筑的重要性，從防災減災的角度來講，建筑物一般會分為十分重要、重要、一般和次要四類，具體表現(xiàn)出了抗震設計中差異化處理的原則，控制經(jīng)濟成本。震時指揮中心(機構)、學校和大型醫(yī)院顯然比普通建筑愈加重要，而儲存普通物品的庫房則不如人員分布密集的公共建筑重要。這種分類與統(tǒng)一標準的安全等級并不完全一致:由于這種分類不對構件進行劃分;另一種是不采用重要系數(shù)進行區(qū)分，而主要采用提高設防烈度一度來進行考慮，由于計算中重要系數(shù)的差異對于抗震設計可能太小。有利的、不利的和危險的場地條件，假如選擇在I類場地條件下，丙類建筑物的構造措施能夠降低一度進行設計;假如沒有避開危險地段，同時有效的抗震措施又太少，這將不可避免地導致大的災難。因而，在工程地質勘察中，應探明危險區(qū)和不利區(qū)的復雜地質條件，進而采取經(jīng)濟有效的抗震措施。3、抗震設計在建筑構造體系中的詳細應用3.1、鋼筋混凝土構造抗震設計剪力墻構造采用鋼筋混凝土墻作為主要承重構件，能承受各種荷載引起的構造內(nèi)力，有效地承受構造的水平力，不產(chǎn)生較大的水平位移。剪力墻構造廣泛應用于高層建筑中，這種構造體系的抗震性能相對較好?？蚣芗袅嬙焓钦饏^(qū)高層建筑的常用承載體系，由于主要由剪力墻承受水平荷載，所以抗震性能比純框架構造要好。在框架構造中設置足夠數(shù)量的剪力墻，具有較大的水平荷載承受能力和可觀的抗側移剛度。同時構成比擬大的空間，知足建筑不同功能的要求。框架構造是指梁與柱通過剛性或鉸接連接構成的建筑構造體系，即梁與柱構成框架，共同承受使用中的水平載荷和垂直載荷?？蚣軜嬙斓膲w不承重，只要隔離的功能，一般材料有加氣混凝土砌塊、空心或多孔磚、膨脹珍珠巖、蛭石、陶瓷墻板等。在地震毀壞實例中，大部分框架構造只要稍微受損，但仍有一些框架構造建筑物嚴重受損甚至倒塌。對地震毀壞的調(diào)查表示清楚，大多數(shù)房屋倒塌性毀壞的主要原因是柱端出現(xiàn)塑性鉸接、柱端剪切毀壞和節(jié)點區(qū)域毀壞。筒體構造是由框架剪力墻構造和純剪力墻構造發(fā)展而來的。一般分為筒中筒、成束筒、筒體-框架構造。筒體構造是在建筑物內(nèi)部或周邊，集中布置剪力墻或密集框架柱，構成一個或多個空間相對封閉的筒體。它的特征是剪力墻集中分布，使建筑物擁有相對較大的空間，主要用于辦公建筑。在水平荷載作用下，水平力主要由一個或多個筒體承當。筒體構造擁有很大的抗側移剛度，有承受較大水平荷載的能力。3.2、鋼構造抗震設計鋼構造建筑的優(yōu)點是重量輕，承載能力高，構造構件標準化程度高，鋼構造建筑的主要承重構件由鋼板和型鋼構成，材質均勻，各向同性好，構造可靠性高。鋼構造的材料屬理想彈性體，符合工程力學的基本假定，可在抗震設計中充分發(fā)揮鋼構造的材料塑性、彈性好的特點，允許有適度的變形，能很好地承受動力荷載，在罕遇地震作用下保持構造體系的穩(wěn)定，避免倒塌。高精度的加工制作工藝能夠做到等強連接，實現(xiàn)強連接弱桿件的抗震設計原則，大大提高建筑物的抗震和承載能力。鋼構造在我們國家得到越來越廣泛的應用，十分是在大型公共建筑和基礎設施中。華而不實最重要的是機場車站、體育場館、高層建筑等。鋼殼體構造近年也得到應用，具有很好的空間傳力性能，能以較小的構件厚度構成承載能力高、剛度大的承重構造，能覆蓋或圍護大尺度的空間而不需要中間支撐，兼顧到承重構造和圍護構造的雙重作用，同時也有較好的抗震性能。3.3、組合構造抗震設計這里所提到的組合構造主要指的是由型鋼、鋼筋混凝土組合澆筑成整體的構造，也稱為鋼骨混凝土構造或勁性鋼筋混凝土構造，以組合構件作為主要承載構造體系。華而不實主要構件為由型鋼(或焊接鋼構件)-鋼筋混凝土構成的梁、柱、墻等組合構件。型鋼-鋼筋混凝土組合構造綜合了鋼構造和鋼筋混凝土構造的優(yōu)點，并且各自克制了鋼材和混凝土在抗震體系中的缺點:混凝土構造自重大、鋼材在遭到水平荷載時容易發(fā)生屈曲。型鋼-鋼筋混凝土組合構造具有高的承載能力以及有效地減輕構造的質量。當下在各種高聳的建筑物中，鋼混組合構造都得到了廣泛的應用，華而不實鋼管混凝土構造當前應用的最為廣泛，鋼管對混凝土的約束，使混凝土處于三向受壓的狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強度，因而，這種組合構造擁有非常高的強度，來抵抗地震作用。型鋼-鋼筋混凝土構造具有良好的抗震性能以及延性，能知足在不同條件下的抗震設計。4、結束語地震災禍的發(fā)生是不可預期的，地震等級和發(fā)生的時間都不可能進行預測，但是以如今的技術完全能夠在地震發(fā)生時對非震中區(qū)域做出相應的預警，從發(fā)出預警到地震波傳播至設防地區(qū)前的這一經(jīng)過中，建筑物的抗震性能就顯得格外的重要，它能夠為廣大的人民群眾提供難得珍貴的逃生時間，因而，在民用建筑設計的經(jīng)過中必須充分了解到抗震設計的意義所在，確保設計的構造能夠保證建筑構造整體的穩(wěn)定性。為到達這一要求，必須對抗震設計進行深切進入的了解，并在設計經(jīng)過中充分利用各種抗震措施，使建筑物知足抗震設計的要求。[ID:010637]以下為參考文獻[1]高溪，宋國嬌．高層混凝土建筑抗震構造設計分析