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建筑抗震论文优选九篇

时间:2023-03-29 09:25:32

建筑抗震论文

建筑抗震论文第1篇

1.1新疆地震活动的分布及主要特点新疆地震活动的主要特点是地震发生的频率高、强度大,在历史上发生过强烈地震,如富蕴县的8.1级大地震,昭苏县的8.0级大地震,1985年乌恰县的7.4级大地震,使整个县城严重损坏,易地重新建城。1997年的伽师县6.9级地震,2003年的巴楚—伽师县6.8级地震,2008年的于田—策勒县7.0级大地震都造成了人员伤亡和经济损失。2008乌恰发生的6.8级地震,2011年尼勒克县、巩留县交界处发生的6.0级地震,2012和田地区洛浦县发生的6.0级地震,阿图什市发生的5.2级地震,新源县、和静县交界处发生的6.6级地震,和田地区于田县发生的6.2级地震,若羌县发生的5.5级地震,2013年阿图什市发生的5.2级地震均造成了人员伤亡,并给震区人民造成了巨大的财产损失。2008年国家确定5个重点防御区中有2个在新疆,全疆87个县市设防烈度都在6度以上,7度以上的县市占84%,8度以上的县市占34%。

1.2新疆村镇建筑抗震研究进展新疆地域辽阔,村镇建筑的建筑风格、结构形式、建造材料及建造方式等因所处的地理环境、气候条件、历史传统、生活习惯、民族习俗等不同而有较大差别。根据调查,新疆地区的建造材料主要利用当地材料采用传统的建造方法,常见的结构形式有石木结构、木构架-生土墙结构、木板夹心结构、砖木结构、砖混结构、木结构和木构架土坯围护墙等。新疆对现有建筑的抗震设计标准都是参照国家现行标准来控制的,还没有根据新疆村镇建筑所处区域的特点来单独研究并制定抗震设防要求。例如,砖混结构房屋按照国家现行多层砌体设计规范进行设计、施工;砖木结构房屋墙体抗震构造措施按普通砖混结构进行设置;对于木板夹芯结构与木构架-土坯墙结构只是给出了防止房屋倾倒的建议;对单层石木结构仅是给了简单的抗震建议措施。目前,有个别学者针对新疆村镇建筑的特点进行了抗震研究。曾广群等阐述了新疆村镇建筑的抗震性能及目前主要存在的问题,并提出了相应的解决和改进措施。阿肯江•托呼提等通过对历次大地震中新疆村镇土坯房屋的震害特点研究,提出了木柱、梁-土坯组合墙结构体系,以简便易行的手段提高新疆土坯房屋结构的抗震能力。王瑾采用理论分析和试验相结合的方法对石木结构进行抗震性能研究。陈汉清对木柱梁-土坯组合墙体进行数值模拟及抗震性能分析。陈嘉对生土结构材料的物理性质及力学性能进行了试验研究。赵成对改性土坯砌体进行了试验研究。夏多田分析了新疆村镇建筑的抗震性能,提出了未来村镇建筑抗震技术发展的趋势。

2新疆村镇房屋节能研究现状

就新疆村镇建筑建造现状节能而言,村镇建房节地、节材、资源的重复利用及房屋保温隔热意识非常淡薄。

2.1村镇房屋使用土地资源状况砌体结构材料主要以粘土砖为主,而粘土砖的生产原料又主要来自于耕地。随着建设的迅速发展,建筑材料需求量急剧增加,加剧了对粘土资源的破坏性使用,造成大量土地毁坏,生态环境遭到破坏。

2.2村镇房屋使用建筑材料状况农村居民文化水平不高,节能与环保意识欠缺。有些地区,农村居民在住宅建设中,房屋高度不仅有攀比现象,还普遍认为层高越高夏天会越凉爽。其实,增加层高不仅使建筑材料用量增加,而且加大了建筑物采暖与制冷的能耗。现有极少一部分经济条件较好的地方,在政策鼓励下,建造时选用轻质高性能的材料,并且尽量使材料循环使用。

2.3村镇建筑保温状况村镇建筑围护结构的热工性能差,围护结构是建筑物构成的主体,据统计通过护结构的热损失约占建筑物总耗热量的70%~80%。绝大部分农村住宅墙体均无保温层,且窗户、屋顶等密封性差。近些年,随着农村经济水平的提高、农民收入的增长,农民在建造新房时片面地追求面积大、外观美,但只是改变了瓦材、墙体、窗户等面层材料,而忽视了保温隔热材料的重要性。有极个别的学者认识到新疆地区村镇建筑节能的重要性,对其村镇建筑节能进行了研究。原甲在对新疆不同寒区村镇住宅建设现状进行调研的基础上,提出住宅节能设计的方法与思路。冯伟刚研究了棉秆植物纤维砌块用来替代粘土砖,既充分利用新疆当地充足的棉秆资源,又同时使村镇建筑抗震性能和保温性能得到极大的提高。姜曙光等通过对新疆暴风雪灾害的调研,分析了村镇建筑砖木结构、砖混结构和轻型钢结构的房屋受损特点,提出了建筑修复加固的原则和方法,以及在修复加固的同时兼顾对既有建筑保温节能的改造方案。

3绿色建筑展望

新疆地域辽阔,村镇区域地理位置复杂,各地区灾害分布不均,经济发展水平相差很大,缺乏具有针对性、切实可行的新型抗震节能绿色建筑结构体系的研究。随着村镇经济结构的变化和居住生活水平的提高,村镇建筑应将逐步由“粗放型”向“细致化”转变,由“面积型需求”向“舒适型需求”转变。为此,需加大研究力度,针对各个地区的特点,把村镇建筑建成绿色建筑,把村镇建筑的抗震、节地、节材、资源的重复利用及房屋保温隔热有机结合起来,在各要素间寻找到平衡点,精心构思、设计、精选材料、合理构造,同时严格控制建设成本,研究出抗震、节能、经济、适用并且村镇居民能接受的绿色建筑,这也是新农村建设、村镇防震减灾和节能减排以及国家对绿色建筑的战略需求。新疆村镇绿色建筑面临着抗震与节能的迫切要求,从设计、施工技术、质量验收和管理等方面,将村镇绿色建筑的抗震与节能有机结合,使绿色建筑抗震与节能实现协调统一,进行抗震节能综合研究设计。新疆村镇绿色建筑应从以下几个方面来考虑抗震与节能结构体系的研究与设计:

1)考虑抗震问题时,必须保证采取的抗震措施造价低,适应性强,村镇居民能接受,易于推广。

2)研究的结构体系,应易于就地取材,并充分利用秸秆,建筑垃圾等生态绿色环保建材,遵循经济、实用、生态、环保、抗震、节能的原则。

3)所研究的村镇建筑抗震与节能结构体系在保证结构的抗震安全性的同时,还需综合考虑建筑墙体、屋面及门窗的保温需求。同时,建筑墙体、屋面及门窗的保温措施不仅使房屋达到预期的保温效果,同时还应兼顾提高抗震效果。

建筑抗震论文第2篇

建筑设计作为项目建设的基本参照和框架,需要在施工前就完成。在建筑设计的过程中,需要对环境、地理、气候等因素加以充分考虑,其发挥的指导作用往往是非常重要的。在工程项目建设中,最关键的一步就是建筑设计这项工作。只要能够保证建筑设计的科学合理、安全性过关,那么后面的具体工作就能很好地展开。因此,在建筑设计中融入抗震理念是重要的一环,可以有效地提高建筑项目的抗震性。建筑设计是建筑抗震设计的基础,一定要实现二者的相互协作,如此才能实现最佳的抗震效果;在刚确定项目建设设计方案时,就难以再进行大范围改动,若是在此基础上,未能对建筑物的抗震性能加以考虑,只是通过在具体施工中通过构件设置的加固来提高建筑抗震性,这样并未能将抗震问题很好地解决;若是在建筑设计过程中,对建筑物的抗震性加以充分考虑,做好材料设置和构件安排等方面的准备,这样才能确保建筑物的抗震性也会得到保障。

2建筑设计中要重点关注的几个抗震设计

(1)建筑构件和连接点处的抗震设计。如今人们的生活水平日益提高,随之也对居住质量有了更为严格的要求,就施工的整体质量而言,与之直接相关联的便是建筑构件的合理搭设和对连接点的科学设置。如今新世纪出现了许多新的工艺和材料,这样施工就迎来了更大的挑战。例如说建筑物的外部设计,其中会用到大理石、瓷砖等新材料,室内装饰设计用到的则有吊顶和人工造影等技术。就实际施工而言,一定要对材料质量和施工技术有所保证,才能使建筑物的抗震性得到保障,同时要重点监督和管理其牢固性,以免在地震发生时意外坠落而造成人员的伤害。

(2)建筑物顶部的抗震设计。如今的建筑行业,普遍对顶部过高、过重的问题有所避免。因为顶部产生的压力会导致建筑墙面也形成相应的较大压力,这会使建筑物的抗震性和牢固性在一定程度上有所减弱。在建筑设计过程中,务必要保证建筑物整体有一个合理的重心,与此同时还要花心思用于材料选择,选取的顶部材料要尽量是重量轻、刚度较均匀的,这样建筑结构才能将抗震能力充分发挥出来。

(3)建筑设计中关于设计限制的问题。通常都是在建筑前期确定建筑物的抗震级别,并且这是以建筑物的实际使用情况为依据,所以要在施工过程中严格按照国家规定,要使建筑物的抗震性能有所保障,以免有墙体裂缝或坍塌的现象出现。

3建筑设计过程中要考虑到的抗震设计

根据上述内容,我们了解到建筑抗震设计和建筑设计之间息息相关的联系。为了确保最大程度的抗震性,就一定要在实际施工中紧密结合起二者的联系,同时还要在施工过程中真正融入抗震理念,如此才能使原有的建筑常规从根本上被打破,才能使建筑物抗震现状得到彻底改善,接下来从建筑物的形状、平面和空间三方面设计来具体阐述二者的结合。

(1)形状设计建筑物的形状设计也就是针对建筑进行的“体型”设计,具体包括了各部分施工技术、建筑物平面布局和立体空间等的设计。在建筑行业发展的新时代,很多方面都有所创新就建筑物思维整体外观而言亦是如此。由此有诸多样式的建筑外形出现,所以,在形状设计的过程中,需要对不同外形的不同特点予以充分考虑,不同的建筑外形,也会有不同的建筑特色和实际需求,施工单位应该加以充分考虑。通常情况下,凸凹形状的建筑体型,通常可以使建筑物的抗震性得到大大提升,然而在实际的建筑建设过程中,原有的常规形状的建筑物已无法满足现代化经济发展需求,所以,建筑物整体抗震性的提高,首先需要对建筑的形状进行科学、合理的设计。

(2)建筑物的平面设计在建筑物施工,平面设计是重要的环节,对建筑物日后的使用将起到决定作用。例如,分别作商务和居住用途的建筑物,它们在平面设计上必然存在很大差别,为了使使用需求得到进一步满足,就一定要按照用途,来对平面构造进行科学设计;另外,为了将抗震元素融入到平面设计之中,不仅要对施工材料的坚固性加以重点考虑,还需要对构架安装的合理性、内部各因素的协调性加以综合考量。要想完美地实现平面设计和抗震设计的结合,就对设计者提出了很高的要求,不但要工作经验丰富,要需要深入地研究审美观念和抗震技术,前提还得不对内部美观产生不利影响,在此基础上再确保抗震性能的最大化。

(3)空间设计对建筑物进行空间设计,是在三维空间内进行的关于建筑物的竖向设计方案。因为日益加快的城市化进程和急剧增加的城市人口,增加了城市的人口压力,所以出现的建筑物楼层愈发高。为了使土地占有面积尽量减少,在现代社会中愈发流行高层建筑,如此就对建筑物的空间设计有了更严格的要求。通常说来,建筑物层数越低,稳定性就越高,受到地震的损害也就会越小;反之稳定性越差,受到地震的伤害也就越大。所以,融合建筑物的空间设计和抗震设计在一起,这样建筑物的整体抗震性才能得到保证。

4结束语

建筑抗震论文第3篇

建筑抗震设计的内容包括了各方各面的知识,比如说地震基础知识,场地、地基和基础知识。设计者对存在民用建筑中的相关理论以及方法等要进行重点把握,对如何进行减震进行学习。在工作过程中,设计者应该具备较强的责任心和严谨的工作态度。地震在我国多发,因此必须加强对建筑抗震性设计的重视程度,提高建筑物的抗震能力,较少地震导致的危害。

2建筑抗震设计的思想与方法

2.1选择建筑场地建筑设计之前,先进行建筑结构选址时,要对将要施工的现场环境进行全面的勘测,熟悉掌握当地水文地质的具体情况,对已有材料进行分析对比,从而选择出合适的场地。选址要有利于抗震,计算好建筑的高度和负荷,尽量选择硬度大、地域宽广平坦的地区来建造高层大建筑。在选择地基时,要注意避开斜坡崎岖地段,以避免滑坡、泥石流等自然灾害。还要选择地质均匀的建筑场地作为地基,以避免地震时出现地面裂开,沉降不均匀的现象,因而导致建筑物倾斜。

.2建筑结构规则建筑物的结构规则很重要,往往一些结构简单的建筑在地震中毁坏程度最低,因为结构简单规则的建筑受力较为均匀,在震中不易发生倾斜,稳固性较好。据有关人士表示,在保证建筑的长宽为2比1时,能够产生最大的抗震效果,此外,对称结构的抗震性能更好,能够减少毁坏发生的几率。建筑的竖直结构不规则也很容易导致建筑底层的承受力倾斜,竖向规则的建筑可以在地震中保持相对平衡。

2.3增强建筑材料的延展性钢和木材是代表性的建筑材料,具备一定的延展性能。我国传统的木结构建筑有着良好的抗震性,在几次地震中,我国的文物木质建筑虽然因为年代久也有损坏,但相对浮躁的现代建筑受地震的影响就晓得多了。在钢制的钢梁结构中,延伸性能比较好,能够有很大程度的变化幅度,吸收作用力。对于建筑整体来说,增强建筑材料的延展性可以很好的提高建筑的强度,即使在地震中发生一次稍微偏移,地震中的能量被延展性材料吸收,短时间内可恢复到其原本位置,这样就可以避免建筑在地震中局部受力过大发生崩裂。

2.4减轻建筑的质量对于高层建筑,建筑质量越大,其中心离地面也越高,摆动周期也会变大,建筑顶点的位移也很大,建筑的危险性也就明显变大。因此,对于特定环境下的高层建筑,要综合各方面因素,对其进行高度限制。在进行建筑设计时应该对建筑的重心进行合理设计,保持高层的建筑质量轻,低层的质量重,能够减轻建筑的倾斜力矩的产生。所以建筑材料最好选择质量轻强度大质量好的材料。

2.5选好建筑材料建筑过程中应该注意建筑材料的选择,对建筑部位的承载能力进行分析,对材料参数的误差进行合理的分析。抗震计算时应考虑各种材料的刚度、质量、延展性、承载力等,另外还要选择不同振动频率的材料,避免在地震中建筑材料共振,破坏力加倍。

2.6采用现浇板工艺现浇板是指在施工现场就搭好模板,然后安装好钢筋,再浇筑混凝土,最后拆除模板。现浇楼板不仅在增强房屋的整体性和抗震性能上占有优势,而且具有很大的承载力,刚度和强度都相对较高。同时在隔声,隔热,保温以及防水等方面与普通的预制空心板相比,也有相当好的效果。

2.7加强建筑薄弱部分可以对建筑薄弱部分加双重保护,使建筑重要部位第一层材料毁坏时还有第二层材料替补,延缓地震对建筑的破坏,使高层建筑中的居民有更多时间逃生,加强建筑的安全性。对建筑中受力较大,承载力薄弱的底层结构等部位来进行加固处理,采取有效措施增强建筑的强度和刚度。提高短柱的延展性和承载力,采用“强柱弱梁”的框架,在地震中可以利用梁的形变吸能来消耗地震的能量,这样可以有效避免框架坍塌。

2.8抗震防线的设计为避免建筑物的局部毁坏影响整体的结构,有必要进行抗震系统的设置。比如说抗震墙能够成为框架受损后的第二框架,抗震墙能有效的减缓建筑倒塌时间,减轻地震震波对建筑的毁坏,然而只有一道防线是不够的,需要多设置几道抗震防线才能加强建筑的抗震效果。此外设计木质楼梯也能起到一个预防目的,木质材料延性大,有诸多优点,可作为重要逃生通道,给被困地震中的人增加生还的机会。在人流量大的建筑群里,还需要建筑特殊通道,便于人员疏散。

3结语

建筑抗震论文第4篇

超高层建筑高度要求与结构类型和抗震烈度密不可分,超高层结构设计要进行两种方法以上的抗震核算,并且进行抗震设防专项审查。世界超高层建筑有迪拜哈利法塔,高828m;广州塔,高600m、上海环球金融中心,高492m等。超高层建筑因其超高的高度而具有不同于普通建筑和高层建筑的特点。首先,对于超高层建筑,传统的砖、石等材料已难以适用,其结构类型也更具选择多样性,如钢筋混凝土结构、全钢结构和混合结构等。其次,超高层建筑的垂直交通与消防,由于其超高的高度,较依赖于垂直交通,同时也给消防增加了困难,这就要求超高层建筑的每一层都需设置灵敏的烟雾报警器、自动喷淋和适当的避难所。最后,超高层建筑通过对风作用效应、重力荷载作用效应、施工过程的影响、空间整体工作计算、结构整体内力与位移、抗震性能等设计计算分析,进而提高超高层的抗震性和安全性。

2超高层建筑结构抗侧刚度设计与控制

为了提高超高层建筑的抗震性,其足够的结构侧向刚度必不可少。足够的结构侧向刚度不仅可以保障建筑物的安全性、抗震性,还可在一定程度上有效抵抗建筑结构构件的不利受力情况及极限承载力下的安全稳定性。设计超高层建筑的结构抗震侧向刚度,应重点从其结构体系和刚度需求进行。

2.1结构设计。结构初步设计根据建筑高度和抗震烈度确定高度级别和防火级别。超高层结构设计首先满足规范要求的高宽比限值和平面凹凸尺寸比值限值,其次控制扭转不规则发生:在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,扭转位移比不大于1.4;最大层间位移角不大于规范限值的0.4倍时,扭转位移比不大于1.6;混凝土结构扭转周期比不大于0.9,混合结构及复杂结构扭转周期比大于0.85。最后设计过程中严格控制偏心、楼板不连续、刚度突变、尺寸突变、承载力突变、刚度突变等现象。满足结构设计规范的同时,还应考虑建筑师的设计意图和功能需求,同时满足设备专业设计要求。结构平面的规整程度直接影响着抗震设计的强弱,尽量采用筒体结构,以使得承受倾覆弯矩的结构构件呈现为轴压状态,且其中的竖向构件应最大程度的安置在建筑结构的外侧。各竖向构件和连接构件的受力合理、传力明确,降低剪力滞后效应,杜绝抗震薄弱层产生。

2.2结构侧向刚度控制。超高层建筑的抗震性能设计主要与结构侧向刚度的最大层间位移角和最小剪力限制相关。对于层间位移角限值,其是衡量建筑抗震性的刚度指标之一,地震作用应使得建筑主体结构具有基本的弹性,保证结构的竖向和水平构件的开裂不会过大。同时,因超高层建筑的底部楼层、伸臂加强层等特殊区域的弯曲变形难以起主导作用,所以应采取剪切层间位移或有害层间位移对其变形进行详细的分析与判断。对于最小地震剪力,其最重要的两个影响因素是建筑结构的刚度和质量,当超高层建筑难以达到最小地震剪力要求时,设计人员应该结合具体情况适度的增加设计内力,提高其抗震能力和稳定性,然而,当不能满足最小地震剪力时,还需通过重新设计或调整建筑结构的具体布置或提高刚度来提高建筑物在地震作用下的安全性,而非单纯增高地震力的调整系数。

3超高层建筑的性能化抗震设计

超高层建筑的抗震性能设计,国内主要根据“三个水准,两个阶段”,即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。超高层建筑来说,其建筑工程复杂、高度极高、面积大、成本高,一旦受到地震损害,其损失程度会更高,因此,必须充分考虑各方理论、实际情况和专家意见,兼顾经济、安全原则,定量化的展开超高层建筑的性能化抗震设计。同时,相关文件虽针对超高层建筑结构的性能化设计制定了较具体且系统的指导理念,涉及宏观与微观两个层面。但是,由于结构构件会受到损坏,且损坏与整体形变情况的分析计算都需进行专业的弹塑性静力或动力时程计算,而目前我国尚未形成相关的定量化的评价体系,因此,设计人员应在积极参考ATC-40和FEMA273/274等规范。此外,对于弯曲变形为主导的建筑结构,在大震作用后应尤其注重构件承载力的复核。

4超高层建筑多道设防抗震设计

除了上述注意事项外,针对超高层建筑进行抗震性设计时,还因注重设计多道的抗震防线。多道抗震防线是指一个由一些相对独立的自成抗侧力体系的部分共同组成的抗震结构系统,各部分相互协同、相互配合,一同工作。当遭遇地震时,若第一道防线的抗侧移构件受到损害,其后的第二道和第三道防线的抗侧力构件即会进行内力的重新调整和分布,以抵御余震,保护建筑物。目前,我国超高层建筑主要依靠内筒和外框的协同工作来达到提供抗侧刚度的目的,包含两种受力状态:首先,建筑的内外结构通过楼板和伸臂析架来协调作用,进而使得外部结构承受了较多的倾覆弯矩和较少的剪力,而内筒则承受了较大的剪力和一些倾覆弯矩,广州东塔就是此受力方式的典型;其次,以交叉网格筒或巨型支撑框架为代表的建筑外部结构,其十分强大,依靠楼板的面内刚度,外部结构即可同时承受较大的倾覆弯矩和剪力,如广州西塔。

5结语

建筑抗震论文第5篇

1 国内现状 

在我国,框架结构在设计的过程中,基本采用的纯框架的设计理论。填充墙做为非结构构件,结构计算时只是在进行荷载计算时将填充墙的自重附加在计算模型上,没有考虑到填充墙与框架本身的拉结关系的影响。 

《高层建筑混凝土结构技术规程》[4](以下简称《高规》)中4.3.17条明文规定:当非承重墙体为砌体墙时,框架结构的计算自震周期可取0.6~0.7的折减系数。这是因为大量的科学实测数据表明:实际工程当中,建筑自身的自振周期小于理论计算出来的周期。特别是墙体采用实心砖填充墙的框架结构,因为实心砖填充墙的刚度大于框架的刚度,其影响更为显著。大量数据表明,实测周期约为计算周期的50%~60%。 

在建筑的施工过程中,为了填充墙的稳定、施工方便,通常会采取填充墙与框架柱、梁周边拉结的做法,或者通过拉结钢筋来加强框架和填充墙之间的联系,这样的施工方法有利于填充墙整体的稳定和防止裂缝的生成,并且对于隔音、防水、保温、隔热也是有利的。这一做法也直接导致了框架填充墙结构体在水平或竖向动力作用下,作为一个整体来共同作用。 

但是,就算按照目前采用的地震三水准的设防目标,“小震不坏、中震可修、大震不倒“的抗震设计原则,只能做到对于建筑的结构构件不发生破坏或者倒塌,建筑当中存在的大量的非结构构件还是存在被破坏的可能。从以往的震害当中可以看到,非结构构件的破坏也是相当严重的,并对人的生命安全和财产安全造成了极大的破坏。造成这种局面的最主要的原因是在结构设计的时候对非结构构件譬如填充墙等的对抗震的影响被忽略,缺乏对其受力性能的分析和细致的研究。 

实验表明:填充墙与结构框架的之间的相互作用明显的改变了建筑主体结构的内力分布情况。目前设计的现况是将本身的填充墙框架结构考虑成空的框架结构,并不能反映主体结构的真实的内力分布,同时抗震设计规范中所给出的柱端弯矩增大系数虽然考虑了节点两侧柱端弯矩之和的放大,但不能反映填充墙的影响,柱端和梁端弯矩比很可能超过柱端弯矩增大系数及附加轴力的情况,导致了计算过程中对柱的实际内力估计不足,造成结构设计上的偏差。 

2 框架填充墙的抗震受力分析 

根据大量震害调查结果,数据表明如果没有考虑到结构因为填充墙而引起的整体刚度变化,会造成不必要的震害。一般我们会采用以下几种方法来计算填充墙的受力:(1)框架填充墙在进行线弹性受力分析时,一般采用的底部剪力法进行分析。(2)由于竖向荷载对于结构的侧翼影响很小,所以一般不必考虑。(3)在水平力作用下的框架结构,其侧移包括截面弯矩引起的侧翼、弯曲型变形和截面剪力引起的侧移、剪切行变形。 

3 钢筋混凝土框架填充墙的破坏模式 

影响钢筋混凝土框架结构填充墙破坏的因素有很多,譬如填充墙的宽高比、框架和填充墙的刚度比、强度、选用的材料等,都可能导致墙体破坏的结果不同。一般情况出现的填充墙的破坏有以下几种模式: 

(1)弯曲破坏模式。当结构开始受力时,因为整体结构受到的侧向荷载还比较小,填充墙及框架主体处于未分离的状态,因此弯曲单元使一个整体的形式,由于墙体本身属于脆性材料,所以抗拉强度较低,因此在填充墙在受力过程中的受拉端出现了水平裂缝。这种破坏模式一般发生在细高框架结构当中。 

(2)剪切破坏模式。在结构的侧向荷载作用下,因为墙体的组成材料之一砂浆抗剪强度较低,所以受力过程中块体间接触面就会出现粘接滑移现象,导致墙体沿灰缝形成锯齿形的裂缝。当填充墙高宽比较大时,锯齿形裂缝由于受到墙体高宽比的限制而不能充分发展,于是就沿着墙体的水平灰缝向另一个受压端继续发展。 

(3)对角破坏模式。填充墙中部处于拉压应力状态,当主拉应力较大时,在填充墙中部一定区域内出现裂缝并向受压端发展,形成填充墙斜压杆传力机制,导致形成对角破坏。    (4)局压破坏模式。填充墙受压端处于双向压应力状态,提高了填充墙的抗压强度,但是高应力值使得受压端发生局部压碎破坏,形成局压破坏。 

4 填充墙对框架结构的影响 

(1)大幅度的提高了框架机构的抗侧刚度,显著减小了框架结构的自震周期。以某选矿厂主洗车间的实心粘土砖填充墙的多层钢筋混凝土框架结构为例,对建筑的自振周期进行了计算和实测。得到的结果是按照结构为纯框架的计算方法得到第一自振周期为0.671s;按现行的规范考虑填充墙的影响计入折减系数,得到的第一自振周期为0.5s;工程建成以后,根据实际的情况对建筑进程测量,得到的第一自振周期为0.41s。 

由此可见,填充墙对钢筋混凝土框架结构的自振周期的影响时非常大的。 

(2)当框架结构不考虑填充墙作用时,填充墙的存在增大了结构的抗侧刚度,减少了结构整体在动荷载作用下的位移反应,提高了整体结构的抗震性能。

(3)填充墙是地震作用时耗散结构非弹性能量的主要构件,能够减少作用在框架主体结构的地震作用,在抗震中充分发挥着抗震第一道防线的作用,能够延缓主体结构在地震中的破坏。 

(4)考虑填充墙的作用能非常明显的改变主体结构的内力分布,并增大了柱端分担的弯矩,会导致柱端和梁端弯矩比超过规范的规定,出现了地震作用下柱破坏先于梁破坏的现象。并且部分填充墙承担的侧向力由柱直接向下传递,使柱的轴向压力增大,进一步加剧了柱的破坏。如图1所示。 

图1 柱头的剪切破坏 

(5)框架结构如果使用砌体填充墙,当墙体的布置不当时,常能造成结构的竖向刚度变化过大,或形成短柱,或形成较大的刚度偏心。由于填充墙的布置由建筑专业完成,结构图纸上不予表示,所以容易被忽略而造成震害。所以《高规》[4]6.1.3明文规定:抗震设计时,框架结构如采用砌体填充墙,其布置应符合下列规定:①避免形成上、下刚度变化过大。②避免形成短柱。③减少因抗侧刚度偏心造成的结构扭转。 

5 填充墙在设计和施工过程中应注意的问题: 

(1)在墙体施工中增加构造柱;当墙体高度超过一定范围时,增加圈梁或小梁;圈梁和构造的使用在一定程度上提高了墙体的延性,增强了墙体本身的抗震性能,可以成为结构的第二道抗震防线。通过对前几次震害的调查研究,圈梁和构造柱在地震中的有利作用非常明显; 

(2)当墙体位于不同的位置时,设计时应按区域划分设计;如果墙只是考虑起到隔墙的作用,那么在设计中可以倾向于考虑滑移变位的材料。当墙体作为耗能构件时,则重点应考虑起在能耗机制方向的设计。当墙体可以与结构构件共同起到抗侧刚度的时候,应仿照剪力墙对其进行设计。 

(3)做好墙体与周围构件的连接处理,尽可能使用柔性连接;刚性连接是目前工程中采用最多的连接方式,但是其不利的地方在于抗震时填充墙参与受力,对结构的影响较大。 

6 结语 

建筑抗震论文第6篇

1.1材料对超限高层建筑抗震设计的影响

质量是建筑的核心,而建筑的抗震性能是体现建筑质量的主要因素,对建筑质量的影响极大,然而,在当今超限高层建筑抗震设计中,却由于由于多种原因造成抗震设计的质量出现了严重的问题,材料对其造成的影响只是其中一个重点要素。材料的影响主要现在材料的质量、材料的不匹配等问题,在超限高层建筑工程设计中,有很多工作人员为某一己之私而在施工中用一些质量不达标的材料,严重影响的建筑的抗震性能;另外,还有些工作人员在设计中会将一些其他的建筑抗震设计方案引入到该建筑物中,而由于建筑物的高度以及整体结构都有所不同,导致出现“张冠李戴”的现象,与实际的建筑缺乏匹配度,导致超限高层建筑抗震设计受到了一定的影响,使建筑的安全性降低达不到超限高层建筑抗震的标准。

1.2平面结构设计对超限高层建筑物抗震设计的影响

超限高层建筑物的平面结构设计是与建筑物外形有着直接的联系,当然也与建筑物抗震设计有着密切的关系,同时超限高层建筑的平面设计与施工难度有着直接的联系,然而,在当今超限高层建筑平面设计中却存在一定的问题,平面结构设计引起的施工难度过大,而导致的超限高层建筑抗震的施工也受到了一定的阻碍,即使能顺利施工也会因为结构设计的不合理对超限高层建筑抗震性能造成一定的影响,在后期的使用中依旧存在重大的安全隐患[3]。另外,如果平面结构设计的不合理,会造成无法准确的确定超限高层建筑抗震的均衡点的位置,尤其是超限高层建筑设计中需要考虑的因素较多,可能会在平面结构设计中会漏掉某些细节的设计,一些结构细节出现问题也会导致超限高层建筑整体的抗震性安全性受到一定的影响。

1.3受力体系对超限高层建筑抗震设计带来的影响

受力体系是建筑抗震设计中需要考虑的重要因素,而且每个建筑的受力体系也各不相同,这与设计者的经验没有太大的联系,因此,在设计的过程中不能光凭经验来完成设计,而且,确实有这种情况发生,觉得自己有着多年的设计经验,就没有详细的对建筑受力体系进行分析,通过以前的经验直接按部就班的放到设计里,最终导致建筑的受力体系与抗震设计发生了矛盾,造成超限高层建筑抗震的性能降低,使得建筑整体缺乏安全性和稳定性。

2超限高层建筑抗震设计优化

2.1做好超限高层建筑设计的前期工作

由第一部分得知,建筑材料对超限高层建筑设计抗震设计的影响及其的严重,因此在设计前要做好前期的准备工作,主要对设计中涉及到的材料质量、数量、规格等做好相应的规划设计,通过对材料的了解再进行相应的设计,尤其是材料的性能参数一定要做好详细的分析,因为有很多材料类型差不多,但是,还是有着细节上的差别。另外,还应对超限高层建筑地点的地质地貌、周边环境等进行详细的分析,这些因素对超限高层建筑抗震设计也有着一定的影响。因此,要做好前期的材料搜集、整理的工作,要确保相关数据材料收集的全面性和准确性。通过做好前期的准备工作,不管是在超限高层建筑的整体设计还是对建筑的抗震设计需要将这些数据作为设计的基础,进而确保设计过程中避免出现一些误差。

2.2对超限高层建筑物平面结构设计的优化

超限高层建筑的设计要比平常的多层、高层的设计特点复杂的多,而且对超限高层建筑抗震设计的本身要求也特别高,因此,在这种情况下超限高层建筑抗震设计中,应全面的考虑各种因素,将其作为优化方案的因素。另外,在对超限高层建筑抗震设计的过程中,设计者要根据实际情况,再结合多种有关设计因素,如,抗震指数、施工方式等,设计出多种超限高层建筑抗震设计方案,然后再通过多种方案的相互比较,选择出最优化的方案,通过这种优化方式,能更好的做好超限高层建筑的抗震设计,而且,以这种设计优化方式,一旦发现方案中存在设计问题或安全隐患能及时的比较出来,并及时的改正,对建筑抗震性能具有很大的保障。

2.3明确超限高层建筑抗震设计中的受力体系

随着社会不断的发展,人们不仅对建筑的质量要求提高了,同时也对建筑物的外观有着一定的要求,美观、大气、上档次是建筑外观现出来的典型特点,但是有很多建筑物只考虑到外观设计,却忽略了建筑的受力体系,对建筑物的抗震性能带来直接的影响,如果这种现象出现在超限高层建筑的设计中,势必会为建筑物带来更大的安全隐患,因此,在对超限高层建筑物抗震设计中一定要明确建筑物的受力体系。建筑的外观要求是要满足的,而在达到这个要求的同时,还需要设计者充分考虑到超限高层的抗震设计,要尽量以后者为主,毕竟后者是关乎到建筑物使用的安全性。可以通过力学的知识来寻找超限高层建筑抗震设计受力体系中的平衡点,以此来实现超限高层建筑的抗震要求。

3结语

建筑抗震论文第7篇

根据民用建筑的特点,通过以下要素进行分析,寻求民用建筑抗震设计中的关键部分。

1.1基于整体性的结构设计

民用建筑的功能比较单一,内部通常不涉及负责的功能模块,除了基础的水电煤气网等内容之外,主要提供的是居住环境和活动空间。这与生产性建筑明显不同,生产性建筑如工业车间,其内部构造的材料必须与生产能力相适应,包括地面材料也有特殊的标准。民用建筑在功能结构上侧重整体性,即通过整体性的构造来实现单一功能要求,因此在抗震设计中要尽量规避掉可能出现的不连续缺陷,例如承重墙附近的辅助部分,不能够喧宾夺主而出现裂缝。基于这一要求,抗震设计索要遵循的整体性原则并保持连续性,已经形成了建筑定势思维,甚至在会弱化建筑的风格要求和功能需求,重点突出安全性。否则,建筑结构的抗震设计就无法完成,所谓的整体性也就是一纸空谈。

1.2基于连接性的结构设计

尽管民用建筑的功能较为单一且突出整体性特点,但从建筑学角度考虑,任何一个工程都是由部分结构组成的,并通过相互连接的方式组成整个建筑。例如,楼梯与楼层之间的连接,房间墙壁分隔的连接等等,连接部分直接影响了建筑结构的抗震性能,因此在设计中必须深度考虑,即对连接性进行优化。一般的抗震元素中,良好的连接性需要承重墙的作用,保护机构的预应力也要达标,这是确保可靠性的必然要求。同时,连接性的另外一个优势是体现在震动过程中的,在出现地震灾害的过程中,物理连接性可以转化为抗震连续性,确保建筑的安全。

1.3基于刚度性的结构设计

所谓刚度性,是指建筑材料在受到震动之后产生抵抗弹性变化的能力,始于柔度相对应的一个变量。刚度设计在民用建筑中非常重要,也比较难把握,因为存在的数据信息量过少,无法进行详细的测算。建筑企业在施工过程中,主要从主承受结构的竖向刚度入手,同时将横向延展性作为抗震设计标准中的重点(地震的横波破坏性较大)。简单地说,刚度设计是综合考虑承载力之后实现的。

2影响民用建筑抗震施工构造的要素

民用建筑的抗震施工结构设计并不比其他类型建筑简单,甚至在某些方面表现的更为复杂,这关键是由于环境因素造成的。民用建筑的分布范围广泛,不同的地质环境千差万别,没有统一的施工设计标准。同时,基于受力结构而言,抗震设计中的整体性原则是在施工完成后才可以整体评估的,目前还缺乏更有效的建筑手段。作者通过研究认为,影响民用建筑抗震施工构造的因素主要有以下几种:

2.1设计结构与实际偏移量

在设计过程重要尽量减小控制结构偏移量,这样可以减小地震发生环境下的能量干预。而民用建筑结构中的偏移量,需要实现进行计算,这已经成为当前主要的方法;但存在的不利因素在于,民用建筑抗震施工构造中的偏移量计算方式缺乏有效的数据参考。为了解决这一问题,结构设计中通常会放大偏移量的数据测量范围,从而实现在建筑发生地震的环境下,结构变形的总量不会超出安全范围,尤其是建筑基础部位的位移量;地基发生的偏移量超出安全范围,必然导致建筑的坍塌,这也是地基使用抗震材料和构件较多的原因。

2.2隔震消能技术的应用

民用建筑的规模小,建筑稳定性缺乏实践标准,因此对地基以下的地质选择非常重要。为了应对地基存在的天然抗震缺陷,人们发明了隔震消能技术,并取得了很好的效果。我国对隔震消能技术的研究和应用始于上世纪六十年代,随着时间的推移,已经演化成为民用建筑中主要的抗震手段。隔震消能技术是通过控制结构的刚度来实现的,在承重部分中加入有效的抗震构件,用来抵消发生地震时的能量输入。经过长期的检验发现,使用隔震消能技术的民用建筑可以有效地提升稳定性,在发生地震(或模拟实验)过程中做到“列而不倒”。

2.3建筑材料的选择

建筑材料因素对民用建筑的抗震性影响很直接。我国传统的砖瓦木质建筑结构已经被逐步淘汰掉,响应的,钢筋、水泥、架构等新型的建筑形式开始成为民用建筑的主体。从建筑学的角度来说,要提高抗震性,应该减少材料自身的质量并提升刚度,例如对钢材的选取要求,要做到与建筑规模匹配的原则,将自身质量与承重能力维持在一个平衡点上。同时,建筑材料的选择,也是对建筑成本影响最大的因素。一般来说,建筑材料占建筑成本的50%左右,其次为人工成本。由于民用建筑的主体投资能力并不是很强,在针对抗震重要性不了解的情况下,会导致建筑材料不达标的现象,这是十分危险的。因此,适当出台民用建筑材料的标准型法规,对人民群众的生民财产安全具有重要保护作用。

3结语

建筑抗震论文第8篇

不确定性的地面运动的影响。地震动是地壳快速释放能量过程中产生具有不确定性的多维振动,它是通过地震波的传播实现的,它的随机性和复杂性让人难以预测。地震动的各个分量对建筑都具有危害作用,即一个竖向分量、两个水平分量和一个转动分量。地震灾害具有突发性、破坏性、难以预测性,甚至是毁灭性的。结构动力特性的影响。影响结构动力分析的因素主要有:结构质量分布不均匀;基础与上部结构的协同作用;节点的非刚性转动;偏心扭转可能使位移增加;柱的轴向变形可能会使周期变长,加速度降低;材料的影响。混凝土的弹性模量随着时间的增长或应变的增大而降低,这意味着自振周期可能增长,而加速度反应将减小。阻尼变化的影响。钢筋混凝土结构阻尼比受震松动以后会变大,且自振周期变长。基础不同沉降量的影响。按一般荷载设计的框架结构,当地震系数大于0,基础差异沉降可能造成实际弯矩与设计弯矩出现较大的误差,而这种误差在设计中一般未予考虑。建筑结构的施工质量。施工质量是影响结构抗震能力的一个重要因素。施工的任一环节都可能对建筑结构的抗震性能造成重要影响。这就是为什么“豆腐渣工程”的抗震性能总是和设计值相差甚远。

2.建筑结构抗震设计方法

2.1结构地震分析法

结构抗震设计的首要任务就是对结构最大地震反应的分析,需要确定内力组合及截面设计的地震作用值。常用的地震分析法有底部剪力法、弹性时程分析方法、振型分解反应谱法、非线弹性静力分析法以及非线弹性时程分析法。其中最为简单的属底部剪力法,其在质量、刚度沿高度分布较均匀的结构中较为适用。假设结构的地震反应以线性倒三角形的第一振型为主。并通过第一振型周期的估计来确定地震影响系数。对于较为复杂的结构体系,采用振型分解反应谱法来计算,它的思路就是根据振型叠加原理,将各种振型对应的地震作用、作用效应以一定方式叠加起来得到结构总的地震作用、作用效应。而弹性时程分析适用于特别不规则和特别重要的结构中,将建筑物看作弹性或弹塑性振动系统,直接输入地面振动加速度记录,对运动方程积分,从而得到各质点的位移、速度、加速度和剪力时程变化曲线。非线弹性时程分析法可以准确完整的反映结构在地震作用下反应的全过程。按非线弹性时程分析法进行抗震设计,能改善结构抗震能力和提高抗震水平。非线弹性静力分析法考虑了结构弹塑性特性,在结构分析模型上施加某种特定倾向力模拟地震水平侧向力,并逐级单调增大,构件一旦屈服,修改其刚度直到结构达到预定的状态。

2.2建筑结构抗震设计方法

为了确保建筑结构的抗震能力最佳,所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面都达到最佳,质量分布均匀,平面对称、规则抗侧向力较好的体系及刚度与承载能力变化连续的结构体系是优先考虑的设计方案,从而经济地实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的目的。

(1)根据我国的抗震设计规范,建筑持力层的选择非常重要,它关系着整个建筑物的安全性能,同时规范还指出,建筑的形体要适当,要求建筑的形状及抗侧力构件的平面布置宜规则,并有整体性,不宜用轴压比很大的钢筋混凝土框架柱作为第一道防线。

(2)抗震结构体系布置是建筑结构抗震设计的关键问题,如房屋建造中框架结构体系和砌体结构的选择问题。地震后会有余震,抗震结构体系应具有多道抗震防线。如框架结构设计中为了避免部分构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力,将不承受重力荷载的构件用作传递途径。

(3)传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性)来抵御地震作用的,即由结构本身储存和消耗地震能量。消能减震设计指在结构中设置消能器来消耗地震输入的能量,减轻结构的地震反应,减小结构发生破坏和避免结构物直接倒塌以达到预期防震减震要求。隔震设计指在建筑物基础与上部结构之间设置隔离层,即安装隔震装置,通过隔震装置延长结构的基本周期,避免地震能量集中使结构发生屈服和破坏。这是一种以柔克刚积极主动的抗震对策,是一种新方法、新对策、新途径。

(4)尽可能多设置几道抗震防线,一个较好的抗震建筑结构由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接协同工作。强烈地震之后往往伴随多次余震,如果只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。如像教学楼这种相对大开间、单跨、大窗口、悬臂走廊的纯框架结构,其纵、横方向的刚度不均匀,很容易发生扭转破坏,而整个结构只有框架一道防线,一旦柱子发生破坏,没有其他约束措施,整个框架因丧失全部承载能力而倒塌。防止脆性和失稳破坏,增加延展性。设计不良的细部结构常常发生脆性和失稳破坏,应该防止。刚度的选择有助于控制变形,在不增加结构的重量的基础上,改变结构刚度,提高结构的整体刚度和延展性是有效的抗震途径。

(5)场地条件就是导致建筑震害过于严重的关键因素,所以选择最为有利的地形最大限度的防止建筑物出现在不利于抗震功能发挥的区域。选择在抗震过于危险的区域来建造房屋,有可能对人们的生命财产安全带来危害。在汶川地震时,北川县城西的房屋建造在有滑坡隐患的山体之下,在地震的作用下,山体崩塌、滑坡,将大量的房屋掩埋,死亡1600人,损失惨重。

3结语

建筑抗震论文第9篇

建筑设计方案是建筑设计的核心,建筑设计方案的初步确定,是建筑设计师根据使用者提出的建筑主要使用功能,结合该功能建筑的特点、建设地点及周边环境特点等综合因素考虑而形成的。同时方案设计也受到建设资金、使用方的一些想法等因素制约。现代建筑设计特点并不是一味地追求新奇特,而是让外部立面设计上更能贴近现代审美要求,使内部空间更适用于现代生活之需要。一个优秀的建筑设计方案是在突出个性特点基础上,更完善的处理解决各个方面产生的矛盾。

2抗震设计与建筑设计方案

抗震设计与建筑方案虽然在多方面表现是矛盾的,但不是不可协调的。设计师们广开思路,运用现代科技手段,是可以设计出优秀的建筑作品的。

1)对于建筑外部整体平面布局的设计要求

可将复杂的建筑平面进行分割设计,采用设置变形缝的方法,将其分成若干个规整单元,既能满足抗震规范要求,也不会破坏平面使用功能和整体造型。对于有些观点提出的变形缝不好看,影响立面效果,设计师可以通过将该部位两侧主体错位设计方法,即利用视觉差,弱化人们对变形缝的直观感觉;对于要彻底消除变形缝影响,则需借助外装饰构件,可采取外装饰幕墙等轻质构件对外立面的变形缝进行装饰处理。抗震设计要求结构主体设置变形缝,并规定相应变形缝宽度,是防止在地震时建筑物间晃动、碰撞造成结构主体的破坏,由于轻质外装饰构件会在地震时变形破坏,不会对建筑物主体结构产生约束作用。所以,通过轻质外装饰材料的设置,可以解决由于设置变形缝引来的美观问题,并且不会影响到结构主体抗震性能。

2)对于住宅类型建筑

由于其使用功能单一,房间分隔墙较多,结构沿竖向布局比较均匀,一般只是平面形状变化较大,只要结构设计师按照建筑平面方案合理布置结构抗震构件,采用框架、框架-剪力墙结构、剪力墙结构等一般常规结构形式都可以满足本地区抗震设计要求。对于高层住宅底部要求设置商业用途的建筑,应该优先选用转换结构体系。有些结构设计人员不愿意做转换结构,认为转换了,结构受力复杂了,造价增加了,往往在设计中过度减小剪力墙长度、剪力墙开较大洞口的方法,来满足建筑对底部大空间的使用要求。但即使是这样做也不会完全适应建筑功能的要求,同时由于剪力墙不适当减少及剪力墙的不合理布置,也影响到建筑整体的抗震性能,造成结构配筋不合理。合理的采用转换结构体系,既不会给建筑物抗震带来不利影响,也不会过多的增加工程整体造价。建筑功能上可以最大限度地满足建筑设计方案的初衷,结构的抗震性能达到优化,使建筑物整体含钢量达到最低。

3)对于公建类型建筑

由于其平面使用功能的不确定性,各个楼层间使用功能不统一的特点,故不宜过多采用剪力墙,剪力墙设置应在电梯间、楼梯间等较为固定使用空间的部位。要求建筑设计师在平面布局中加以考虑,在考虑建筑功能需要的同时,也兼顾结构抗震设计的合理性布置。由于对空间的需求,框架体系元素更多地运用在公建类型的建筑中。由于建筑高度较高,各层使用荷载较大,使得钢筋混凝土框架柱截面一般较大,即使是采用高标号混凝土的钢筋混凝土柱截面也会很大;适当在抗震性能要求较高的部位,采用型钢混凝土及钢管混凝土的结构体系更加合理,既有混凝土结构的刚度,又有钢结构的良好延展性,可以让该混合结构在抵抗地震灾害时发挥最大的作用。对于大跨度的框架梁,也可以多采用型钢结构及型钢混凝土结构,既可以提高建筑的水平抗震性能,也有效的降低框架梁的高度。对于预应力梁的运用,不建议大量使用,虽然预应力梁的采用可以降低框架梁的高度,但其性质类同于普通钢筋混凝土梁,且对梁端约束要求较大,协调变形能力一般。

4)随着现代科学技术的发展

高层建筑的高度已经不是制约建筑设计的主要问题了,通过计算机软件的抗震模拟计算,使更多的高层建筑的设计方案得以优化。高层建筑设计方案中存在的主要问题是结构体系的选择,随着建筑高度的增加,结构柱截面会增大,剪力墙数量也会增多,对建筑内部平面功能影响较大。一般结构设计师会根据常规经验先选择框架结构,然后框架-剪力墙结构、剪力墙结构,最后选择框筒结构以及钢和混凝土混合结构。认为这样可以节省造价。实际上这是一个误区,只有根据建筑使用功能特点,合理选用结构形式才是降低成本的最好途径。隔震设施及减震设施已在许多工程得到了应用,通过实验室内地震模拟实验及国内外一些实际工程中应用的经验,会逐步在更多的现代建筑设计中得到应用及发展,也会给建筑设计方案的创作带来最大的自由度。

3结语