建筑结构抗震设计基本要求及方法

我国是一个地震多发的国家,从上世纪唐山地震开始,现在其危害已经深入人心。很多土木工程的研究者们也把他们毕生的精力用到了建筑结构的抗震设计上。结构的抗震设计虽然还有很长的路要走,但是行者们从未停下脚步。建筑结构抗震设计包含了两个设计范畴,即概念设计和参数设计。建筑结构抗震概念设计主要针对地震的不确定性和近似性,从概念上,特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策;建筑结构的参数设计主要是采用二阶段的抗震设计方法(地震作用计算、构件强度验算和结构变形验算等)实现三水准的抗震设防要求。两者是相辅相成的。作为一个正确的抗震设计,必须重视抗震概念设计,灵活而又合理地运用抗震设计思想,才能不致陷入盲目的计算工作。

建筑结构抗震设计基本要求

常见的钢结构房屋的结构体系有框架结构、框架一支援结构、框架一抗震墙板结构、简体结构以及巨型框架结构等。钢结构房屋的抗震性能的优劣取决于结构的选型,进行实际工程设计时,需要综合考虑多种因素进行方案的优化,在优化过程中确定其适宜的结构体系。

2、钢结构房屋结构布置原则

钢结构房屋的结构体系和结构布置的选择关系到结构的安全性、适用性和经济性。和其他类型的建筑结构一样,多高层钢结构房屋应尽量采用规则的建筑方案。当结构体型复杂、平立面特别不规则时,可按实际需要在适当部位设置防震续,从而形成多个较规则的抗侧力结构单元。由于钢结构可耐受的结构变形大于混凝土结构,一般来说,不宜设抗震缝,必须设置时,抗震缝宽应不小于相应钢筋混凝土结构房屋的1.5倍。

3、 钢结构房屋适用的最大高度和高宽比

建筑结构抗震设计的一般方法

1、建筑场地

在选择建筑场地时,应根据工程需要,掌握地震活动情况和工程地质的有关资料,对建筑场地做出综合评价。宜选择对建筑抗震有利的地段,如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的干硬场地土等地段,避开对建筑抗震不利的地段,如软弱场地土、易液化土、条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘,非岩质的陡坡、采空区、河岸和边坡边缘等地段。

2、地基和基础

为了避免建筑物不均匀沉降而导致结构产生裂隙、甚至倾斜,使结构构件过早进入塑性区,同一结构单元不应设置在性质截然不同的地基土上,不宜部分采用天然地基,部分采用桩基;地基有软弱粘性土、可液化土或严重不均匀土层时,应加强基础的整体性和刚性。

3、平面和立面布置

为了避免地震时建筑发生扭转和应力集中或塑性变形集中而形成薄弱环节,建筑平面、立面布置宜规则、对称,质量分布和刚度变化宜均匀。但不设置抗震缝时,应采用与实际情况相符合的计算模型,设置抗震缝时,应将建筑物分割成规则的结构单元。我国《抗震规范》对高层钢结构房屋的最大适用高度和钢结构房屋的最大高宽比都有规定:

(1)结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;应有多道抗震设防防线,避免因部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抗震能力或丧失对重力的承载能力;应具备必要的承载能力,良好的变形能力和耗能能力;应具有合理的刚度分布和承载力分布,避免因局部削弱或突变而形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中,对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其承载能力。

(2)在抗震结构体系中,应使结构构件和连接部位具有良好的延性,避免脆性破坏,提高抗震结构的整体变形能力。因此,钢结构构件应合理控制尺寸,防止局部失稳或整体失稳,如对梁翼缘和腹板的宽厚比和高厚比都作了明确规定。此外,还应加强各构件之间的连接,以保证结构的整体性,抗震支承系统应保证地震作用时结构的稳定。

(3)对于女儿墙、围护墙、雨篷、封墙等非结构构件,应使其与主体结构有可靠地连接和锚固,避免地震时倒塌伤人,产生附加震害;围护墙、隔墙等与主体结构的连接,应避免设置不当而导致主体结构破坏;应避免吊顶塌落及悬吊较重的装饰物坠落,不可避免时应采取可靠措施。

(4)建筑物在强震作用下的表现,既是对抗震设计的检验,也是对施工质量的检验。施工质量的好坏,直接影响钢结构房屋的抗震能力。因此,抗震结构对材料和施工质量的特别要求,应在设计文件上注明。建筑物的施工要特别注意符合图纸上合理的抗震要求,注意材料选择,确保施工质量。

建筑结构抗震设计常见问题

1、缺乏岩土工程勘察资料或资料不全。有的在扩初设计阶段还缺建筑场地岩土工程的勘察资料,有的在扩初设计会审之后就直接进入了施工图设计,有的在规划设计或方案设计会审后就直接进入了施工图设计。无岩土工程勘察资料,设计缺少了必要的依据。

2、结构的平面布置。外形不规则、不对称、凹凸变化尺度大、形心质心偏心大,同一结构单元内,结构平面形状和刚度不均匀不对称,平面长度过长等。

3、一个结构单元内采用两种不同的结构受力体系。如一半采用砌体承重,而另一半或局部采用全框架承重或排架承重;底框砖房中一半为底框,而另一半为砖墙落地承重[这种情况常发现在平面纵轴与街道轴线相交的住宅,其底层为商店,设计成一半为底框砖房(有的为二层底框),而另一半为砖墙落地自承,造成平面刚度和竖向刚度二者都产生突变,对抗震十分不利]。

4、底框砖房超高超层。如1996年,对在杭设计单位作的一次专题普查,发现有69幢底框砖房超高超层。新项目亦普遍存在此现象,1999年某地块住宅竣工交付使用验收中发现有三幢底框砖房超高超层,甚至有超三层的。

5、抗震设防标准掌握不当。有一些项目擅自提高了设防标准,按照《建筑抗震设防分类标准(GB 50223-95)》划分应属六度设防的,但设计中提高了一度按七度设防,提高了建筑抗震设防标准,将会增加工程投资;有的项目严格应按七度采取抗震措施的,但设计中又按六度设防,减低了抗震设防标准,不利抗震。

6、结构的竖向布置。在高层建筑中,竖向体型有过大的外挑和内收,立面收进部分的尺寸比值B1/B不满足≥0.75的要求。

8、框架结构砌体填充墙抗震构造措施不到位。砌体外围护墙砌筑在框架柱外又没有设置抗震构造柱,框架间砌体填充墙高度长度超过规范规定要求又没有采取相应构造措施。

9、结构其他问题。有的底层无横向落地抗震墙,全部为框支或落地墙间距超长;有的仅北侧纵墙落地,南侧全为柱子,造成南北刚度不均;有的底层作汽车库,设计时横墙都落地,但纵墙不落地,变成了纵向框支;还有的底框和内框砌体住宅采用大空间灵活隔断设计,其中几乎很少有纵墙。不少地方都采用钢筋混凝土内柱来承重以代替砖墙承重,实际上将砖混结构 演变为内框架结构,这比底框砖房还不利,因内框砖房的层数、总高度控制比底框砖房更严,因此存在着严重抗震隐患。更为严重的是这种情况并未引起目前大多数结构工程师的重视。

12、墙体局部尺寸限值。在抗震设计规范中对此有专门的限制性规定,这是从宏观上保证砌体房屋安全度的有效措施。但发现有承重窗间墙最小宽度<1.0m(六度设防);承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离<1.0m;非承重墙外墙尽端至门窗洞边的最小距离<1.0m, 甚至只有几十厘米等情况,片面追求开敞明亮却忽视了房屋的抗震安全。

13、同一结构单元基础形式不同。有关规范、规程中规定了“同业结构单元中不宜部分采用天然地基,部分采用桩基”,“高层建筑在同一结构单元内,不宜采用局部箱形基础”,但发现有高层建筑部分采用桩基,部分又采用天然地基(主要指裙房部分);同一结构单元内,部分有地下室,部分无地下室的情况。

14、基础的埋置深度。有关规程明确规定,采用天然地基时基础埋置深度不小于建筑高度的1/12,采用桩基时可不小于建筑高度的1/15,桩的长度不计在埋置深度内。但发现有的设计人员忽视了基础的埋置深度必须满足地基变形和稳定的要求,在选择天然地基时或是桩基时都达不到上述规定的要求。

15、结构抗震等级掌握不准。有的提高了,而有的又降低了,主要是对场地土类型、结构类型、建筑高度、设防烈度等因素综合评定不准造成。

16、阁楼问题。其内收外墙不是支撑在墙上,而是支撑在楼板上,又未采取任何其他抗震构造措施。

THE END
0.抗震结构设计通用12篇在建筑物适当的部位增设构造柱,并配置构造钢筋、设置配筋圈梁等均可增强建筑物空间刚度、加大建筑物结构的整体稳定性,提高房屋的抗震性能。 3.4 合理布置纵墙与横墙 纵、横墙体是多层砖混房屋的主要承重构件。地震时,承重纵、横墙在地震力作用下会产生裂缝,严重时出现倾斜、倒塌而使房屋造到破坏,所以提高房屋抗震jvzquC41|i€yu7}wgunv0lto1jgpyns1:4950qyon
1.浅析农村自建房的地震风险设计新浪财经设置圈梁和构造柱来提高建筑的整体性和抗剪能力(图3)。其中圈梁可以起到水平箍的作用,增强房屋整体刚度,防止墙体面外脱落或倒塌,并将墙体与地基牢固连接;构造柱可以有效连接各个承重部分,提高结构整体性,帮助传递和分散地震水平荷载。 然而,由于圈梁和构造柱并不直接参与竖向承重,部分农房为节约成本而省略这些关键构造jvzq<84hkpgoen3ukpg/exr0ep5fup4424;.2?2381jpe6nphcnluq>822;847xjvor
2.房屋建筑学课后习题与答案20210726100624.docx学习建筑构造的目的, 在于建筑设计时,能综合各种因素,正确的选用建筑材 料,提出符合坚固、 经济、合理的最佳构造案, 从而提高建筑物抵御自然界各种影响的能力, 保证建筑物的使用质量,延长建筑物的使用年限。⑵建筑物的基本组成有哪些?它们的主要作用是什么?答:一座建筑物主要是由基础、墙或柱、楼梯、楼板层及地坪jvzquC41oc~/dxtm33>/exr1jvsm1;5431684?4:22713;5352643;:0ujzn