浅谈建筑结构抗震设计方法

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:owen_climb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要;2008年汶川地震,这一场巨大的灾难带给我们悲痛的同时也引发我们对现代建筑结构抗震性能的反思。地震具有突发性,且可预见性低,因此应以贯彻预防为主要方针,而其最根本的就是要搞好抗震设防和提高现代高层建筑抗震能力。本文从多个角度的建筑抗震设计方法,建筑抗震概念设计两方面进行概述。
  关键词: 抗震概念设计;抗震设计方法;基于位移; 基于性能
  前言
  根据我国多次大型地震中房屋的损坏位置与程度分析中得出:科学合理的建筑结构设计方法是房屋抗震能力提高的制胜法宝。然而完整的建筑结构抗震设计方法不仅包括建筑结构抗震分析计算法,还应有抗震概念设计。
  一、 建筑抗震概念设计
  地震是一种难以把握的随机振动,其自身的复杂性和不确定性对于准确预测房屋遭遇的参数和特性无非是现代建筑科技的挑战。抗震在结构分析方面仍存在许多不确定性因素,例如未充分考虑非弹性性质,空间结构作用和阻尼变化,材料实效等诸多因素,因此抗震设计不能完全依赖计算得到的结果。长期抗震经验总结的抗震工程基本概念和抗震工程的基本理论应是抗震问题的基本立足点,同时也是良好结构性能的决定因素。
  1 建筑场地的选择
  地震中经常出现的“轻灾区有重灾,重灾区有轻灾的现象,就是由于地震对房屋的破坏不只是在结构上还有对房屋周围场地条件的破坏。例如地基土的不均匀沉陷 滑坡,粉土 沙土液化,地表的错动与地裂。
  抗震设防区的建筑工程场地选择应遵循以下几点原则:
  1.1 密实均匀的中硬场地土和开阔平坦的坚硬场地土是建筑抗震有利地段的最好选择。
  1.2 避开对建筑抗震的不利地段,例如突出的山嘴 高耸孤立的山丘 河岸和边坡边缘 采矿区 软弱场地土 非岩质陡坡,在平面分布分布上岩性 状态 成因明显不均匀的场地土。
  1.3不在地震时可能发生崩塌 滑坡 地陷 地裂 泥石流等地段和发震断裂带上建造房屋。
  2 建筑体型的设计
  力求建筑的体型要对称 简单 规则 刚度和质量变化均匀。
  3抗震结构体系应遵循的原则
  3.1采用多道抗震防护线,以防因部分结构或构件的损坏而导致整个抗震体系丧失对重力荷载的承载能力或丧失抗震能力。
  3.2抗震结构应具有合理的强度和刚度分布,避免因局部削弱产生应力集中或是塑性变形集中,以防结构薄弱部位的出现。
  4 建筑结构构件设置
  建筑结构各种构件应有良好的连接,各类构件具备必要的强度和变形能力
  5 非结构构件设置
  合理设置非结构构件诸如隔墙 填充墙 维护墙。
  二 抗震结构设计方法
  1 基于位移的抗震设计方法
  基于位移的抗震设计方法是以位移为前提的设计方法。它是在不同强度地震作用下,以位移响应为主要目标进行结构设计,从而使结构达到预期设定的性能和功能。它应包括构件截面承载力计算,构件截面变形能力设计等。基于位移的抗震设计具有以下优点
  (1)首先能够满足多层次抗震要求。它通过不同的功能要求,设计出不同位移情况下的结构的强度和刚度
  (2)基于位移的结构的设计是以目标位移为基准的,所以对破坏时结构的破坏状态有着确定的认识。
  (3)不必考虑结构的非线性性质。弹性结构下的设计方法可以直接引用,可用线性系统代替原有结构。
  (4)位移法同传统的设计过程相比可直接获得结构抗震要求所需要的截面参数。
  集于眾多优点于一身的位移法得到了越来越多的青睐,也广泛地应用于抗震设计理念。基于位移的抗震设计方法大致包括三个方法:能力谱方法 控制延性的抗震设计方法 直接基于位移的抗震设计方法。
  1.1 能力谱法
  能力谱法按照对结构延性需求将规范设计的反离谱折减后转换为反应加速度¬—位移关系的需求谱。并且根据对静力弹塑性分析得到的力和位移关系曲线转换成等效单自由度体系加速度—位移关系能力谱。最后通过将能力谱和需求谱放在统一坐标系,可以分析 评价结构的抗震性能。能力谱法的基本内容基本包括以下四个方面:
  1.1.1以多自由度体系和单自由度的转换关系为依据 ,从而建立结构的等效单自由度体系。
  1.1.2通过对分析 研究结构的静力弹塑性得出结构基底剪力 。
  1.1.3 在同一个坐标系下把能力曲线与需求曲线比较,如果能力曲线不与任何一条需求曲线相交,则得出建筑结构不满足抗震要求。如果两者相交,则可以通过运用插值图解法 计算出二者的交点,寻求二者交点的对应阻尼比。该点确定了在设计反应谱作用下单自由度体系下最大反应和先对阻尼,因而可计算结构延性。
  1.2 控制延性的抗震设计方法
  控制延性的抗震设计方法就是通过考察结构屈服以后的整个反应过程进而研究构件和结构的延性问题。
  控制延性抗震设计方法主要包涵以下几个方面:
  (1)分析 计算出在小震下结构的承载力, 并且运算出截面内力和配筋。
  (2)依据大地震和经验度计算选定的截面和配筋,得到结构的实际强度,求出结构整体所需要的位移延性系数。
  (3)通过研究结构位移延性系数与结构体系的塑形变化机制来确立构件的延性需求,进而运算出临界截面所需的曲率延性系数。
  (4) 最后的截面的延性设计依据箍筋的确立进行。
  1.3 直接基于位移的抗震设计方法
  直接基于位移的抗震设计方法,即直接以位移作为设计参数,根据不同地震设防水准,确立相应的目标位移。并且通过进一步的设计,使结构在制定地震强度下达到预先的目标位移,因而有效控制结构地震行为。直接基于位移的抗震设计方法目前在文献中较为广泛应用,其实用性在逐步提升。
  
  2、基于性能的抗震结构设计
  近几年来由于传统的抗震设计思想与方法已经无法满足人们对结构抗震功能的深层次要求,许多专家开始纷纷
  关注怎样强化结构的抗震安全目标和如何提高抗震的功能要求,并且在理论研究和实践设计中有所转变和突破。基于性能的抗震结构设计概念作为时代的产物,不仅继承了传统抗震设计理念的精华部分而且实现效益与投资的优化平衡和满足结“个性”的要求。
  基于性能的抗震设计主要有以下三个方面的内容
  (1) 地震设防水准的确立
  传统的设防水准为小震 中震 大震三级抗震设防依据,它们是依据全国基本裂度设防区划图同时采用概率的方法得出的。而基于性能的抗震设计为了掌控不同强度地震下结构的破坏状态,在传统的抗震设计水准基础上深度细化抗震设防水平,同时采用地震动参数,从而实现多级设防标准。
  (2) 确定结构性能参数
  基于性能抗震设计要求在不同水平地震作用下得到结构的反应性能指标,因此需要运用合理的结构模型,科学的分析方法进行结构的受力分析。在低强度的地震下一般采用弹性动力分析手段进行结构的弹性分析,高强度地震下时常采用弹塑性静力分析法进行非线性受力分析。
  (3) 确定结构的性能水准和性能目标。
  性能水准即对建筑结构的性能进行划分不同的等级和不同的层次。而明确的结构性能目标则是基于性能抗震设计的核心内容。二者是确定合理的设计方法不可或缺的重要环节。
  (4)结合性能参数,对性能水准 性能目标综合分析后,确定出科学合理的设计方案。
  【结束语】我国是一个地震多发的国家,唐山大地震 汶川地震的发生再一次提醒我们应不断地提高建筑的抗震能力,实现高的安全防护水平,最大限度减少人民的生命财损失,而建筑结构的抗震设计方法与之息息相关。
其他文献
通过6根T形截面HRB400钢筋混凝土梁,2根T形截面HRB335钢筋混凝土粱的试验研究,从加载方式、混凝土强度、钢筋强度三方面对影响HRB400钢筋混凝土粱裂缝宽度的因素进行了分析.
会议
一、品种简介华冠1号番茄是西安恒丰种苗有限公司科研人员经过多年选育生产的早熟杂交一代厚皮番茄新品种。该品种无限生长型,长势强、叶稀、果实高圆、粉红色、厚皮硬果 F
航空母舰(简称“航母”)是以舰载飞机为主要武器,并作为舰载飞机编队的海上活动基地的大型军舰,它是现代海军水面战斗舰艇中最大,也是作战能力最强的舰种.
型钢与混凝土之间的粘结滑移问题是型钢混凝土理论研究中的基本问题,构件的受力形态对粘结滑移性能的影响较大.以荷载偏心距e0/h、构件长细比10/h为主要参数,进行了20根型钢
会议
本文主要介绍人为灾害的特点、人为灾害瞬时以及近点(场)效应的剧烈性评估和建筑物在爆炸荷载作用下主要破坏形态,并在以往文献的基础上,结合作者们最近的研究,提出瞬时冲击
会议
本文在试验的基础上,运用动力分析软件LS-DYNA,对钢框架组合结构在冲击荷载作用下响应与防护措施进行了仿真分析.分析包括两个部分,第一部分对结构在冲击破坏后的响应进行了
会议
无论是为了减少基站的用电量还是延长数十亿部手机的电池使用寿命,无线设计的一个重要目标始终是更高效或更绿色。在有源器件的非线性区域使用它们可以提高无线产品的运行效
【摘要】本文通过总结对建筑业存在的安全管理的主要问题,提出对于目前存在主要问题的改善措施。  【关键词】建筑施工安全 管理  近期全国各地各类安全事故发生频繁,而特大安全事故是连续发生,血的教训给我们一次又一次敲响安全警钟!建筑施工中发生的生产安全事故在全部事故中占有相当大的比重,仅次于矿山。如果建筑施工项目安全生产管理不好、衔接不当,发生安全事故是必然的。因为建筑工程施工的过程是个危险性大、突发
2013年2月5日晴钱学森是我国著名的导弹之父。当你在国庆60周年,看到中国的导弹车队在天安门广场隆隆地驶过,全世界都投以敬佩的目光的时候,你有没有想到是钱学森,为我们祖国
为释放某钢——混凝土混合支架结构中的温度应力,应将管柱与上部空间钢桁架的连接做成滑移形式.传统的抗震设计方法基本上是增强结构的承载力以抵抗地震作用,因而这种柔弱的
会议