抗震結構設計重點范文

時間:2023-12-14 17:45:39

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抗震結構設計重點

篇1

【關鍵詞】高層建筑;抗震結構設計

一、高層建筑抗震結構的分析

現代高層建筑結構形式主要是一個垂直于地面的豎向懸臂結構。其建筑的垂直載荷主要使建筑結構產生一個與地球引力相抗衡的軸心力;建筑的水平載荷使建筑結構產生彎矩。從建筑結構的受力特點進行分析可以看出:當建筑的垂直載荷方向保持不變時,隨著建筑高度的不斷增加僅僅會引起量的增加而已,而這時水平載荷的方向就可以來自四面八方;而當建筑為平均分布載荷時,建筑的高度就和彎矩呈現出二次方的變化。

再從建筑的側移特點來看:建筑豎直方向載荷引起的建筑位移是比較小的,而水平方向的載荷作為平均分布的載荷時,建筑的高度就和其側移呈現出四次方的變化。由此可以得出,在高層混凝土建筑結構中,水平方向的載荷對建筑結構的影響是要遠遠大于垂直方向載荷對建筑結構的影響的,所以在進行高層混凝土建筑建設時,水平載荷是在進行結構設計時需要重點控制的影響因素,所以除了在保證高層建筑結構抵抗水平載荷產生的彎矩、剪力以及壓、拉應力時,要具有較大的強度以外,還要保證高層建筑結構具有足夠的剛度,使得建筑隨著高度的不斷升高,所引起的側向變形能控制在結構規范允許的范圍之內。

二、高層建筑抗震設計結構設計的方法

對高層建筑結構的抗震設計時,要從減小地震作用力的輸入和增強地震抵抗力兩個方面進行考慮。下面將從五個方面進行分析:盡可能減小地震作用能量的輸入,運用高延性設計、推廣消震和隔震措施的運用,注重抗震結構的設計,重視建筑材料的選擇,增多抗震防線的建設。將減小地震作用力和增強建筑的地震抵抗力二者結合起來,從兩方面入手,進行建筑抗震的設計施工。

(一)減少地震發生時能量的輸入

在具體的設計中,積極采用基于位移的結構抗震方法,對具體的方案進行定量分析,使結構的變形彈性滿足預期地震作用力下的變形需求。對建筑構件的承載力進行驗收的同時,還要控制建筑結構在地震作用下的層間位移限值;并且更具建筑構件的變形和建筑結構的位移之間的關系,確定構件的變形值;根據建筑界面的應變分布以及大小,來確定建筑構件的構造需求。對于高層建筑來講,在堅固的場地上進行建筑施工,可以有效減少地震發生作用時能量的輸入,從而減弱地震對高層建筑的破壞程度。

(二)運用高延性設計、推廣消震和隔震措施的運用

現在在我國,許多高層建筑進行抗震設計時,多采用延性結構,也就是適當的控制建筑結構的剛度,允許地震時結構的構件進入到具有很大延性的塑性狀態,從而消耗地震作用時的能量,使地震反應減小,減弱地震給高層建筑帶來的破壞和重大損失。如果某高層建筑的承載能力較小,但是具有較高的延性,那么在地震中它也不容易倒塌,因為延性構件可以吸收較多的能量,經受住很大的結構變形。延性結構的運用,在很多情況下是有效的,它可以消耗地震能量,減輕地震反應,使結構物“裂而不倒。

進入20 世紀以來,人們對建筑物抗振動能力的提高做出了巨大的努力,取得了顯著的成果,其中阻尼器的使用在高層建筑的抗震方面有很大的作用。通過對阻尼器的利用,進行減震和能量的吸收,可以巧妙的避免或減弱地震對高層建筑的破壞作用。

(三)注重抗震結構的設計

高層建筑抗震設計的結構應該得到人們的重視。我國150m 以上的建筑,采用的3 種主要結構體系(框.筒、筒中筒和框架- 支撐體系),都是其他國家高層建筑采用的主要體系。我國鋼材生產數量已較大,鋼結構的加工制造能力已有了很大提高,因此在有條件的地方,建議盡可能采用鋼骨混凝土結構、鋼管混凝土(柱)結構或鋼結構,以減小柱斷面尺寸,并改善結構的抗震性能。

我國傳統文化中“以柔克剛”具有價高的思想價值,可以指導很多實際問題。在高層建筑結構的抗震設計中,可以從傳統的硬性為主的抗震模式向以柔性為主的抗震模式轉變,實現以柔克剛、剛柔相濟,有效地減弱地震作用過程中釋放的沖擊力。比如,在高層建筑的拱形結構中有這樣一個例子:迪拜帆船酒店,外觀如同一張鼓滿了風的帆,一共有56 層、321m高,就是運用拱結構抗震減災的很好的例子。

(四)重視建筑材料的選擇

在高層建筑的抗震方案設計中,建筑結構的材料選擇也非常重要。首先,我們可以對建筑材料的參數進行抗震性能的分析,從整體上對材料的參數變異性進行研究,而不能僅考慮建筑材料的承載力忽略其他因素。從抵抗地震的角度來講,就是要控制建筑結構的延性需求,這就要求我們從高層建筑建設施工的各方面,來選擇符合抗震需求而且經濟適用的建筑結構材料。

(五)增多抗震防線的建設

高層建筑結構防震可以設置多道抗震防線,增強對地震的抵抗力。高層建筑物設置多層的地震抵抗防線,第一道防線遭到破壞之后,有后備的第二道、第三道甚至更多的防線對地震的作用力進行阻擋,避免高層建筑物的倒塌。高層建筑結構進行抵抗地震設計時,可以采用具有多個肢節和壁式框架的“框架剪力墻”等防震結構。

框架剪力墻具有性能較好的多道防線抗震結構,其中的剪力墻是第一道抗震防線也的主要的抗側力構件。所以,剪力墻要足夠多,保證它的承受能力較高,不小于高層建筑底部地震傾覆力矩的一半。同時,為承受剪力墻開裂后重分配的地震作用,任一層框架部分按框架和墻協同工作分配的地震剪力,不應小于結構底部總地震剪力的20%和框架各層地震剪力最大值的1.5倍兩者的較小值。剪力墻結構中剪力墻可以通過合理設置連梁(包括非建筑功能需要的開洞組成多肢聯肢墻,使其具有優良的多道抗震防線性能。

三、高層建筑的抗震結構計算

目前國內外在進行高層建筑抗震結構的計算時,都開始廣泛的采用電腦軟件,特別是在面對一些比較復雜的建筑結構形式時,電腦軟件能對其提供巨大的幫助。在運用電腦軟件進行建筑抗震結構的計算時,要求建筑結構的工程師必須具有清晰的結構概念,能準確在計算機上建立出反映工程實際情況的模型,還要能對其計算結果是否具有準確性、合理性做出分析。

在利用計算機進行對高層建筑的抗震結構計算時,要求計算機軟件的技術條件應該符合相關的標準規范,并且在進行特殊結構處理計算時,還要闡明其內容方面相關的科學依據。在面對復雜結構下,多發地震災害的建筑內力和變形的分析時,至少要采用兩個不同的力學模型進行研究計算,對計算出來的結果進行準確的分析、確認無誤后,才能進行相關建筑工程的抗震結構設計。

四、結束語

高層建筑結構的抗震設計方法和技術是不斷變化和進步的,我們需要在具體的實踐中對高層建筑所處的地質和環境進行詳細的分析和研究,選用適合的抗震結構,注重建筑結構材料的選擇,減小地震的作用力,增強地震的抵抗力,從而達到高層建筑抗震的目的。

參考文獻:

[1] 王榮書,高層建筑結構概念設計探析[J] 黑龍江科技信息,2010.

篇2

關鍵詞:基礎設計節點設計反應譜曲線 彈塑性推覆

Abstract: zhuhai hengqin bay hotel is located in zhuhai long lung cheung bay rich hengqin new district, is long lung group hengqin development project is an important part of. In this, only for the zhuhai long lung hengqin bay hotel structure design, to introduce the design and analyzes the problems occurred in the analysis and exploration for academic reference!

Key words: the foundation design node design response spectrum curve elastic-plastic pushover

中圖分類號:TU352.1+1文獻標識碼:A文章編號:

1 工程概況

1.1本工程主體部分概況

總建筑面積約25.7萬平米,主要由7座相連的酒店塔樓單體、一座地下車庫及會議中心單體構成,各個建筑單體間設置有防震縫。1B棟酒店主樓單體屬于超限高層建筑。1B塔樓最高19層,標準層高3.5m,建筑圖中將底部兩層(地下一層、地下一層夾層,絕對標高6.00m~13.00m)稱作地下室,實際上周邊無覆土,在結構設計中按一般樓層進行設計。由地面起算的主要屋頂標高為65.000m,局部72.000m,并有局部裝飾小塔,屬于A級高度的高層建筑。

1.2工程地質和水文地質概況

地下水對混凝土結構具弱腐蝕性,地下水氯離子含量較高,鋼筋混凝土結構中的鋼筋具強腐蝕性,須采取相應的防腐措施。場地屬地質構造基本穩定區,場地所處區域近年屬弱震區,發生強震的可能性小,地基穩定性較好。場地主要不良地質現象是普遍存在淤泥質土軟土層,工程性質差,具高壓縮性和觸變性,場地礫砂層7度地震時局部會發生輕微砂土液化現象。

2 基礎設計

本項目采用高強預應力混凝土管樁(PHC樁)基礎,樁端持力層為強風化花崗巖。管樁外徑500mm,壁厚125mm,AB型,樁長35~45m。

結合試樁及單樁承載力特征值2400kN,實際設計時考慮負摩阻的影響。

本場地地下水的氯離子含量高,對鋼結構具有強腐蝕性,管樁接頭采用機械嚙合接頭或根據業主委托的專業咨詢機構進行防腐設計要求,對管樁接頭采取加厚焊縫,預留腐蝕余量的措施,同時要求樁身應具有良好的抗氯離子腐蝕的耐久性

3結構體系概述

本結構采用框架-剪力墻結構體系,框架和剪力墻共同承受豎向荷載和水平作用。水平承重構件采用梁板結構。上部酒店客房采用矩形柱網,而下部大堂圓形柱網,且大堂部位需要營造高大的空間,柱距較大。為滿足建筑要求,本項目部分柱不能貫通落地,需要在六層及七層進行托柱轉換,其中大堂穹頂上標準層柱在七層轉換,其余柱在六層進行轉換。轉換體系由轉換梁、轉換柱組成。

圖為:標準層結構布置

4節點設計

本項目采用了鋼管混凝土柱,型鋼混凝土梁、柱等構件,梁、柱的節點均按剛接考慮,節點構造復雜。本項目采用的鋼管柱直徑較大,具有足夠的操作空間,可在管內焊接環板,環板位置與鋼骨梁牛腿的翼緣位置對應;鋼骨柱的箱形鋼骨與鋼骨梁翼緣對應位置則通過貫穿橫隔板連接或在箱形截面內采用熔嘴焊連接加勁板。鋼骨混凝土梁的鋼筋則通過在鋼骨外設置連接環板解決。

5 反應譜曲線對比

6抗震性能目標

對于轉換層以下的剪力墻底部加強部位、轉換柱、轉換梁等構件在設防地震下基本完好,承載力按不計抗震等級調整地震效應的設計值進行復核。

即在設防地震作用下層間位移小于2倍彈性位移限制(即1/400),在罕遇地震作用下層間位移不大于4倍彈性位移限值(即1/200)。

7抗震等級

整體結構的剪力墻部分均為二級,而轉換構件、剪力墻底部加強部位的抗震等級均提高一級,取一級。

本項目X方向的剪力墻數量較少,從結構分析結果可知,SATWE程序分析所得的框架承擔的地震傾覆力矩比小于50%,但在不考慮剪力墻端柱貢獻的情況下,ETABS計算所得的底層框架部分承擔的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50%(分別為X向56.4%和Y向42.5%),按照《建筑抗震設計規范》的要求,當此數值超過50%時,抗震等級按框架結構確定。本項目位于7度抗震設防區,框架結構的抗震等級為二級,但是本項目高度超過框架結構的適用高度,因此本項目的框架部分抗震等級定為一級。

8 設防烈度地震作用下的承載力驗算

8.1針對預定的性能目標,對于剪力墻底部加強部位、轉換梁、轉換柱等構件,對有關構件采用不計入風荷載效應,不考慮地震作用效應調整的設防烈度地震作用組合的設計值進行復核,材料強度采用設計值,設防烈度地震的地震作用設計參數仍按規范的設計參數。按下式進行驗算:

經采用SATWE軟件計算,本項目的上述關鍵構件在設防烈度的地震作用下仍可保持彈性狀態。

8.2樓板中震作用下的應力分析

中震作用下,六、七層樓面絕大部分區域的面內應力均小于混凝土抗拉強度標準值(C50混凝土ftk=2.64N/mm2,C35的ftk=2.2N/mm2),因此可以認為在中震作用下,樓板面內不會產生貫通性的裂縫。

采用在樓板中加附加鋼筋(將與樓板在豎向荷載下的配筋疊加)的形式。附加鋼筋應配置為雙層雙向鋼筋網。根據應力分析的結果,鋼筋采用III級鋼,對于六層洞邊、七層剪力墻筒體附近樓板按2N/mm2復核,總的附加配筋率為0.56%,其余區域按照規范對轉換層樓板的要求及對較大應力的局部位置進行加強。

9彈塑性推覆分析主要結果

10 構造加強措施

在充分的結構分析基礎上,本工程在結構構造方面主要考慮了如下幾種加強措施:

10.1對轉換構件(包括轉換柱、轉換梁)、剪力墻底部加強區進行設防烈度地震作用下的承載力驗算;

10.2通過控制墻、柱的軸壓比,令豎向構件具有較好的延性;剪力墻底部加強部位的邊緣構件、轉換梁、柱等采用型鋼混凝土構件或鋼管混凝土構件

10.3結構轉換層的樓板按照框支轉換結構的要求進行加強,

10.4轉換柱、剪力墻底部加強部位的抗震等級取一級,對設計內力進行調整,提高承載力,并通過更嚴格的構造措施提高抗震性能。

10.5為了營造高大的空間,本項目部分樓板不連續,有較多的越層柱,對此進行補充分析:

10.5.1通過對計算程序中的越層柱計算長度進行復核,確保其滿足規范的要求。

10.5.2在原有樓板大開洞的樓層布置拉結各越層柱的連系梁,從而增大連系梁分配到的水平剪力和彎矩,提高越層柱的安全儲備。

11結論

在罕遇地震作用下,X向、Y向性能點坐標分別為(2.198,0.101)、(2.098,0.102),在達到該性能點時,主要的塑性鉸發生在框架梁、連梁上,剪力墻墻肢的裂縫已經發展,該性能點處的X向、Y向樓層塑性位移角分別為1/285、1/295,小于規范彈性位移值的4倍(1/200),結構滿足《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)中表M.1.1-2規定的罕遇地震作用下性能3的性能要求。塑性鉸最先出現在連梁上,然后剪力墻逐漸出現裂縫,連接剪力墻的框架梁上也相繼出現塑性鉸。達到了連梁“最早損傷”以保護墻肢,而框架體系作為二道防線的目的。綜合以上分析結果可以看出,通過采取適當的抗震措施,對薄弱部位進行加強,本結構抗震性能可以達到預期的性能目標,結構設計安全、可行。

參考文獻

1《工程地質勘察報告》

篇3

關鍵詞:建筑結構設計;抗震設計;建筑設計

抗震結構設計已經成為目前建筑結構設計中較為重要的組成部分,并關系到建筑工程的質量及人員的安全。尤其在一些地震多發地區內,更要提升抗震結構的設計水平,保障建筑的安全性。下文將重點對抗震結構設計展開分析探討,對其遵循原則及設計理念予以詳細說明。

1實施抗震結構設計的目的

建筑結構設計中,抗震結構設計主要是為了實現以下三個目標:一是保證建筑在小強度地震災害影響下不會存在任何破損或裂縫等病害問題,維持建筑正常使用;二是要求建筑在中強度地震災害中,存在輕微破損問題,且經過修復后不會對建筑結構帶來任何影響;三是要求在強度較大的地震災害中,建筑處于穩固不倒的狀態下,保證周邊環境及人員安全。所以在建筑設計中,要做好抗震結構的科學處理,根據現有資料數據,對區域地震災害等級加以分析,確定建筑抗震性能,合理規劃結構布局,改善抗震效果,維護建筑結構穩固性和安全性。

2建筑抗震結構設計中需要嚴格遵守的設計原則

任何工程設計工作的開展都需要滿足既定原則要求,這不僅是為更好地進行工程管理和控制,同時也是為保證工程建設的規范性、安全性,提高后期利用價值。建筑結構設計中,抗震結構設計作為較為重要的一環,在工作落實中也應該加大對原則要求的重視力度,明確現有的規范指標,并嚴格按照指標內容開展設計活動,完善設計內容,以此更好的推動后續工作的開展,提高建筑結構抗震等級,防止建筑受到外界不良因素的影響,確保建筑結構的穩固性和安全性。具體而言,建筑結構設計中抗震結構設計應遵循的既定原則如圖1。2.1整體性原則在抗震結構設計中,設計人員應從整體性角度實行綜合分析與考量,綜合思考建筑要求,合理規劃建筑結構布局,以此來完善設計內容,優化建筑結構抗震性能,減少問題的產生。同時要注重前期試驗,確定不同等級結構在地震災害中產生的變化特征,合理選擇材料種類,增強結構抗震性。此外,在設計過程中,需考慮到力傳導性特點,避免應力集中在某一點致使局部破損,影響建筑結構質量,威脅建筑安全性。抗震結構設計中涉及的子結構種類較多,若想增強抗震效果,需要開展構件及細節的優化與處理,提高建筑安全等級。2.2清晰性原則抗震結構設計中,主要是通過傳力路徑的科學規劃,對地震力予以分散和消耗,保障建筑結構的穩固性。實際設計中,應堅持清晰性原則,根據建筑結構特征對傳力路徑加以科學規劃。構建三維立體模型,對整個建筑結構實行分析和探討,了解結構受力特征及外力施加中可能出現的位移情況,再結合模型進行計算,承載負荷,以此對傳力路徑加以科學規劃,降低地震災害發生時對建筑結構帶來的影響。2.3結構規則原則結構規則原則要求在在設計過程中增大建筑結構剛度,利用剛度加強建筑結構的穩定性,降低建筑在地震作用下的風險系數。在建筑結構設計中,大部分設計人員都忽略了建筑結構剛度的重要性,這使得建筑在外界壓力增加或地震波作用下,出現位移、破損等問題,破壞了結構的穩定性。為此,設計中就需做好結構剛度的科學把控,尤其要合理計算抗側移剛度,并利用專業軟件加強計算的準確性,增大結構承載力,繼而達到規范標準的要求。

2.4剛度與抗震能力相適應原則

剛度與抗震能力的協調處理可以保證建筑在地震災害下,通過兩個力的相互抵消減輕地震波帶來的干擾和破壞,保證建筑結構的穩定性。在設計中,設計人員要充分考慮到建筑結構剛度和抗震能力間的關系,注重力學參數的準確計算,利用兩者的相互作用力,對地震波加以分散,降低地震波對建筑結構帶來的影響。現階段,隨著高層建筑數量的增多,高度的增加,對抗震結構設計要求有所提高,在抗震結構設計中,需要綜合考慮建筑高度、結構特征,注重承力分析和研究,確定承載能力,科學選擇連接構件,從而優化結構剛度和抗震性能。建筑設計

3建筑結構設計中抗震結構設計的重要意義

地震地質災害對人們的生命財產安全有著較大影響,雖然隨著技術手段的提高,人們可以對地震地質災害予以提前預估,做到科學防控,但其對固定物體的影響還是不可避免的,尤其是對建筑物的影響。所以在設計中,要優化建筑的抗震性能,對地基基礎結構、材料、建筑結構加以科學規劃和處理,增強建筑抗震能力,減少地震災害發生時帶來的危險和破壞。建筑結構設計作為建筑工程施工中較為重要的一環,目的是對建筑結構、材料、施工技術實行科學規劃,以保障其安全性與可靠性,并給出專業的施工方案,推動作業的順利進行。建筑結構設計中,抗震結構設計是非常重要的環節,能夠保證建筑在地震災害影響下的安全性,避免倒塌、損壞等嚴重問題的產生,增加人們居住的安全系數,減少不必要損失的形成。

4建筑抗震結構設計理念

在開展建筑結構設計中抗震結構設計時,為加強設計的合理性,保障建筑結構的安全性,提高工程的價值,需要對抗震結構設計理念進行深度了解和分析,根據現今發展實況及具體要求,開展適當的創新活動,從而更好的指導設計人員工作,轉變傳統設計思想,加強設計的有效性,達成最終的工程建設目標。隨著現代化城市的發展,人們對建筑質量的要求不斷提高,抗震結構設計作為保證建筑結構穩定性的重要內容,應該加大關注力度,不斷嘗試設計理念的優化和調整,以此規范建筑的抗震結構設計,明確指標要求,做到科學選址和規劃,確定抗震等級及紅線范圍,最終優化建筑抗震性能。

4.1更新設計理念,加大抗震結構設計重視力度

在建筑結構設計及抗震結構設計中,最為關鍵的影響因素就是設計人員,如果設計人員不具備專業能力,不具備明確的抗震理念,在設計中很難將抗震與建筑結構融合起來,這樣在地震災害發生時,就會因為抵抗能力不足而出現各種問題,威脅建筑及人們的安全。為此,設計人員需不斷提高自身的專業能力和職業素養,根據建筑行業發展趨勢做好理念的更新和優化,加大對建筑抗震功能的重視力度,采取科學有效措施完成抗震設計,確保建筑結構安全。建筑工程具有規模大、工期長、設計精準度高等特點,故而設計人員在處理時應做到全面分析和考量,制定針對性的設計方案,更好的指導施工作業的開展。抗震結構設計作為其中較為重要的一環,設計人員應加大對其重視力度,轉變傳統設計思想,注重數據資料的收集和處理,完善設計內容,增加結構強度,進而減少地震災害帶來的破壞,保障工程的整體效果。再者,還應該充分利用網絡資源對抗震結構設計進行深入分析和探討,了解地震帶分布特點,掌握板塊運動規律,不斷完善抗震結構設計內容,符合建筑結構設計的相關要求,提高建筑整體水平,延長建筑使用壽命。設計完成后,還需開展專項評估和檢測,確保抗震設計符合工程的建設要求。抗震結構的不同其產生的作用也存在較大差異,設計人員應重視這一點,并選擇合適的結構種類,確保最終設計的合理性與科 學性。

4.2科學選址

地震的產生是由于地下板塊劇烈運動強烈碰撞形成的,破壞性強、危險性高。基于這一實際情況,在開展建筑設計工作時,就應選擇合適的施工場地,減少地震災害造成的破壞。由于建筑物的震害是由一些地質運動造成的,可以考慮選擇一些地質較強的位置來建造建筑物。在選擇抗震地理位置時,應基于以下兩個方面:一方面可選擇地質偏硬的地理空間建造建筑。該類型地質結構的承載力較大,不容易出現地震或山體崩塌等問題。在建筑建設中,可有效提升結構剛度和承載力,削弱地震的破壞力;另一方面選擇地勢平坦寬闊的區域,該區域穩定性強,地殼運動激烈性不高,地震等級也會相對較低,可以降低抗震結構設計難度,改善建筑結構抗震性能,增大建筑安全系數。

4.3明確設計指標

在抗震結構設計中,設計人員需開展現場勘察,收集齊全的數據資料,明確設計指標要求,并以此為基礎更好的規劃設計方案,提高建筑結構抗震等級。在設計過程中,指標參數的確定要做到科學合理,要考慮到可能發生的問題及帶來的影響,切實增大建筑結構承載力、強度和剛度。另外,在設計指標確定中,還應考慮到國家現有規范標準,全面分析地震作用力對建筑的傷害等級,以此為依據,完善抗震結構設計方案。此外,在設計過程中,設計人員還要樹立全面管控意識,從多方面展開考量,注重設計的合理性、可靠性。

4.4提升抗震等級

在抗震結構設計中,如果抗震等級要求未達到標準要求,在日后使用中仍會受到地震波的影響,并導致建筑結構出現破損、裂縫、位移等問題,降低建筑質量。為此,在設計中,設計人員就需要對建筑抗震等級要求予以掌握,增強抗震性能合理性,減少建筑結構病害的產生。如在高層建筑結構設計中,設計人員可利用計算機軟件對結構性能特征加以分析,重點了解結構物理剛性,掌握其位移及扭轉力參數。在分析過程中,可按照建筑形狀的常規設計要求,遵循國家相關技術規范,合理測量和判斷高層建筑的物理剛度,使高層建筑的扭轉力和位移剛度在1.1-1.2之間。在剪力墻與簡化連梁的設計中,需使相關參數符合如下要求:連梁跨度高度比要控制在2以內,設置暗柱作為支撐結構,保障結構穩定性;設計過程中如發現連梁跨度高度比在1以內,需要設置交叉暗柱作為支撐結構。地震運動多是受到地殼垂直運動導致的,所以在抗震結構設計中,設計人員還需對地質地理結構特征及運動軌跡予以詳細了解,并根據以往數據資料開展分析工作,對建筑所在區域及周邊環境加以科學把控,預測和判斷地震發生頻率、地震等級變化,為抗震結構設計提供依據和參考(如圖2)。同時,設計人員還要分析該地區的地震運動趨勢,使區域建筑工程地質結構總體布局和該區域地震運動趨勢大致處于相對垂直的狀態,以降低特大地震對區域建筑工程前期設計的不利影響。4.5抗震防線設計抗震防線的科學設置可以在保證建筑結構整體性的前提下,優化建筑結構抗震性能,確保建筑的穩定性和安全性(如圖3)。抗震防線規劃設計原理為:在無大震的特殊條件下,注重側向抗震性的有效延伸,以此保護建筑結構,優化抗震功能。通常情況下,抗震防線會設置三條,一條主兩條次,以主線為主,開展防控處理。因為在地震災害中,主要抗震線被破壞后,其他兩條抗震防線才會出現問題,所以設計中要開展科學分析與考量,以確保放線質量。

4.6結構選型

抗震結構設計中,結構選型合理性對于抗震效果提升有著重要意義,在設計過程中應加大重視力度,增強整體設計有效性。在建筑工程結構抗震類型的設計和應用中,必須特別注意建筑結構抗震類型的正確設計和選擇。根據建筑的具體功能要求及主體結構的特點,做到精心設計和分析,通常體現在兩個方面,即立面的主體結構和建筑平面的主體結構,具體如圖4所示。在抗震結構設計中,還應該遵循既有原則和要求,保障結構的安全性和穩定性,從而優化建筑抗震性能,有效提高建筑質量,延長建筑的使用壽命。為此,在建筑結構選型中,設計人員需要分別從整體性、安全性、協調性等多方面進行分析和考量,增強結構抗震效果,提高建筑穩定性和安全性。另外,在抗震結構設計中,分析結構受力特征,并根據結構性能要求,對抗震性加以科學分析,以削弱地震破壞力,保證建筑的質量和安全。

結語

綜上所述,為加強建筑結構的穩定性和安全性,應加大對抗震結構設計的重視力度,根據現有規范要求及建筑特征,對建筑結構抗震性實行科學規劃和處理,提高結構剛度、強度、承載能力,科學選型、選址,保障建筑安全性,降低地震災害帶來的破壞和威脅,在提高建筑質量的基礎上,為人們營造安全舒適的建筑空間。與此同時,抗震結構設計水平的優化也是推動整個建筑行業持續前行的關鍵,值得相關人員加以重視和探討。

參考文獻

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[2]胡安吉.建筑結構抗震設計理念與方法分析[J].居舍.2020(02)

[3]茹彩磊.建筑結構抗震設計關鍵問題及對策研究[J].居舍.2019(35)

[4]高繼紅.混凝土建筑抗震結構設計有效對策探討[J].建材與裝飾.2020(04)

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關鍵詞:建筑結構設計;安全隱患;安全性

建筑結構設計是建筑工程中非常重要的一個環節,在確保建筑結構設計的優化的基礎上,才能夠確保建筑工程的整體質量。但從現狀來看,建筑結構設計還存在諸多安全患問題,例如:對抗震設計不夠重視、結構設計缺乏科學性等[1]。為了建筑結構設計的安全性得到有效提高,本課題針對“建筑結構設計中提高建筑安全性的措施”進行分析便具有一定的價值意義。

1 建筑結構設計中建筑安全患因素分析

1.1 對抗震設計不夠重視

抗震設計是建筑結構設計中的一個環節,做好抗震設計,確保建筑結構的抗震性能,能夠使建筑日常應用的安全性得到有效保障。在《建筑抗震設計規范》中也明確指出:“小震不壞60%,中震可修10%,大震不倒2%”[2]。但是,部分設計單位在建筑結構設計過程中,便存在對抗震設計不夠重視的情況,未能按照建筑抗震設計規范標準進行抗震設計,從而使建筑結構的整體設計質量堪憂。

1.2 對概念設計的認識不清

現代社會,隨著經濟的急劇發展,建筑形式由原來的多層向高層發展,結構體型也由原來的簡單單一向越來越復雜發展,高層建筑結構設計的比重越來越重。在《高層建筑混凝土結構技術規程》總則中明確指出:“高層建筑結構應注重概念設計,重視結構的選型和平面、立面布置的規則性,加強構造措施,擇優選用抗震和抗風性能好且經濟合理的結構體系”。但是,現實里常常是等到建筑方案都已經確定了,開始進入施工圖階段了,結構專業設計人員才開始接觸建筑方案,所以常常出現很多超限建筑,從而使建筑安全性存在隱患。

1.3 建筑結構設計缺乏科學性

部分建筑結構設計單位,沿襲傳統的建筑結構設計方法,未能及時更新設計理念,不能與時俱進,從而使建筑結構設計缺乏全局考慮,也缺乏科學性。顯然,這樣會對整體建筑結構設計的質量造成很大程度的影響。不妨以建筑結構設計中的混凝土結構設計為例,對于結構混凝土材料來說,便需要在設計過程中考慮其耐久性,需滿足的要求包括:(1)若環境等級為一級標準,則最大水膠比需為0.60,最低強度等級需C20,最大氯離子含量需0.30%,并適量控制堿的含量;(2)若環境等級為二a標準,則最大水膠比需為0.55,最低強度等級需C25,最大氯離子含量需0.20%;最大堿含量為3.0kg/m3;(3)若環境等級為三a級標準,則最大水膠比需為045或0.50,最低強度等級需C35或C30,最大氯離子含量需0.15%,最大堿含量為3.0kg/m3。如果在建筑結構設計過程中未能滿足上述結構混凝土材料的耐久性基本要求,便會影響整體建筑結構設計的質量[3]。

2 在建筑結構設計中提高建筑安全性的措施探究

2.1 充分重視建筑結構設計中的抗震設計

一方面,對于相關設計工作人員,需注重自身設計專業水平的提高,在建筑結構設計過程中,充分重視抗震的設計,明確自身工作職責,在實際設計工作過程中,加強現場調查,結合建筑體的實際情況,進行優化的抗震設計。另一方面,需汲取之前在汶川8.0級大地震的教訓,認識到地震對通信設施產生的極大破壞,然后優化抗震設計,使建筑體的周圍設施設備的抗震性能得到有效提高。此外,還有必要嚴格根據《建筑抗震設計規范》標準進行抗震設計,以抗震墻設置構造邊緣構件的最大軸壓比為例:(1)當抗震等級為一級,烈度為9度的條件下,需將軸壓比控制在0.1;(2)當抗震等級為一級,烈度為7度或8度的條件下,需將軸壓比控制在0.2;(3)當抗震等級為二、三級,需將軸壓比控制在0.3[4]。具體如表1。

2.2 重視建筑結構設計的概念設計

在建筑方案設計前期積極引入結構專業設計人員參與,在方案初期,結構設計人員可以從概念設計上給予適當的建議,在方案的實用與美觀前提下,重視結構的選型和平面、立面的布置的規則性,從初期就避免超限建筑的出現,從而從源頭上杜絕建筑結構設計的安全隱患,進一步提高建筑設計的安全性。

2.3 注重先進科學技術的應用及加強與施工部門的交流

建筑結構設計少不了先進科學技術的應用,比如:BIM技術、荷載歸納技術以及建筑結構模型技術等,這些高新技術均有必要合理、科學地應用到建筑結構設計當中,從而提高建筑結構設計的安全性。與此同時,需加強與施工部門的交流,使施工單位能夠嚴格按照建筑結構O計的方案進行安全施工,這樣一方面能夠使建筑結構設計的安全性得到有效體現,另一方面能夠使建筑施工的質量及安全性得到有效提高。總之,建筑安全性的提高,需建筑結構設計方和建筑施工方的交流、配合,這一點需充分重視。

篇5

針對當前復雜高層與超高層建筑結構設計中存在的問題,闡述了建筑結構設計方案的選擇,包括結構方案的選擇和結構類型的選擇,并分析了建筑結構設計要點,以期為復雜高層與超高層建筑的建設提供一定的理論依據。

關鍵詞:

復雜高層建筑;超高層建筑;結構設計;結構類型

隨著我國市場經濟發展進程的不斷加快,復雜高層與超高層建筑工程的項目建設需求越來越大。然而,其建設設計過程的復雜程度也在不斷加深,尤其是結構設計。做好結構設計工作是保障建筑物使用安全性和經濟性的關鍵。對于復雜高層建筑或者是超高層建筑,要根據它們所承受的不同強度來開展抗震設防烈度的設計工作。

1建筑結構設計方案的選擇

1.1結構方案和結構類型的選擇在設計復雜高層與超高層建筑結構的過程中,結構方案選擇的合理性是決定其建設質量的關鍵。對于復雜高層與超高層建筑結構方案的選擇,如果沒有根據實際工程情況進行,就很容易導致建設后期中的調整。這就在一定程度上增加了復雜高層與超高層建筑結構的設計難度,從而為建筑設計單位帶來較大的修改工作量和經濟損失。因而,復雜高層與超高層建筑的設計單位在結構方案的選擇過程中,應充分結合相關的建筑結構專業知識,并將其應用到設計當中。對于結構類型的選擇,設計人員不僅要將工程建設地的巖土工程地質條件考慮在內,還要將抗震設防烈度的要求考慮在內。這樣才能降低工程建設企業復雜高層與超高層建筑工程的造價。由此可以看出,在選擇結構設計類型時,需要認真考慮工程的造價和施工的合理性。

1.2結構方案和結構類型的選擇要點結構方案和結構類型的選擇應注重復雜高層與超高層建筑的概念設計。由大量的設計實踐經驗得出,在復雜高層與超高層建筑的結構設計過程中,要盡可能地提升建筑結構的均勻性和規則性,保證建筑工程結構的傳力途徑直接而清晰,尤其是結構豎向和抗側力的傳力途徑。隨著建筑行業的快速發展和科學技術的不斷進步,如何實現可持續發展的建設目標已經成為研究人員重點關注的問題。

2建筑結構設計要點

2.1抗震設防烈度復雜高層與超高層建筑抗震設防烈度的設計是保證建筑物使用安全的重要設計內容。對于復雜高層與超高層建筑的結構設計要求,設計人員要根據其承受的不同強度來開展抗震設防烈度的設計工作。然而,由于建筑物高度是不同的,這就意味著在進行結構設計時,要依據實際工程情況進行有針對性的設計。一般情況下,復雜高層與超高層建筑高度均超過300m,那么在結構設計時,就不適合將其設計在抗震設防烈度為“八”的區域,而更適合設計在抗震設防烈度為“六”的區域。由此可以看出,在設計復雜高層與超高層建筑結構時,要綜合考慮抗震設防烈度的具體情況。這樣做,不僅可以有效減少建設誤差,還可以保障居民的生命財產安全。此外,提高復雜高層與超高層建筑結構設計中的抗震技術水平,能夠在一定程度上增強建筑物的經濟性和安全性。因此,設計人員應從細節出發,秉承“以人為本”的設計理念。只有這樣,才能有效保障人民群眾的生命財產安全。

2.2結構舒適度確保復雜高層與超高層建筑水平振動舒適度是樹立“以人為本”重要結構設計理念的基礎。從結構設計的一般方法來說,復雜高層與超高層建筑的結構是相對柔軟的。因而,在進行結構設計的過程中,不僅要保證結構設計的安全性,更要滿足建筑物使用人群對舒適度的要求。這就意味著要對高層建筑的高鋼規程和混凝土規程作出明確的設計要求。這一過程是使高層建筑物的結構設計達到順風向和橫風向頂點的最大加速度的重要設計內容。結構舒適度分析是復雜高層與超高層建筑結構設計的重要組成部分。具體內容包括以下兩方面:①對混凝土結構的建筑來說,其設計的阻尼比最好取0.05;②對于鋼結構以及混合結構的建筑來說,其設計的阻尼比要根據工程項目的實際情況控制在0.01~0.02之間。此外,從復雜高層與超高層建筑的建設用途來看,公共建筑的水平振動指標限值與公寓類建筑的指標限制存在較大的差異,因此,設計人員要根據建筑使用功能的不同進行差異性設計,比如可以通過優化TMD技術或TLD技術來實現。這樣一來,就可以在復雜高層與超高層建筑水平振動舒適度不合格的情況下,進一步提升建筑物的舒適度水平。

2.3施工過程可行性是對復雜高層與超高層建筑結構進行設計時必須要考慮的問題,否則,即使設計得再合理、先進技術應用得再多,也無法滿足實際建設要求。因此,設計人員在設計的過程中,要充分考慮鋼材的傳力效果以及復雜節點部位鋼筋的可靠性、施工建設的可操作性。這也是設計人員在對復雜高層與超高層建筑進行結構設計的過程中必將會涉及到的問題。要想解決型鋼與其混凝土梁柱節點處主筋相交的問題,可采用以下四種設計方法對其進行有針對性的設計:①將鋼筋與其表面的加勁板進行焊接處理;②將鋼筋繞過型鋼;③通過在鋼板上開洞的方式來穿鋼筋;④在型鋼與其混凝土梁柱節點表面焊接鋼筋、連接套筒。由于復雜高層與超高層建筑的建設要求越來越高,因此,可以采取一些特殊的施工工藝,這也是保證建筑結構穩定的有效措施。

3結束語

總而言之,復雜高層與超高層建筑的結構設計要點是將結構方案和結構類型、抗震設防烈度、結構舒適度以及施工的具體過程考慮在內,同時,還要將提高建筑構件的材料利用效率和結構設計的可行性作為設計重點。這是因為上述內容是提升復雜高層與超高層建筑質量的重要保障。由此可以看出,復雜高層與超高層建筑結構設計所有過程的實現都離不開設計人員對工程建設項目的全面了解。

參考文獻

[1]劉軍進,肖從真,王翠坤,等.復雜高層與超高層建筑結構設計要點[J].建筑結構,2011(11):34-40.

[2]黃鶴.復雜高層與超高層建筑結構設計要點探討[J].才智,2012(04):24-25.

篇6

【關鍵詞】建筑結構設計;抗震方法;有效對策

【 Abstract 】 Nowadays, building structure design must be fully consider the seismic requirements, this is mainly because it and people's life and property of the relationship between the safety, so, we must strictly implement the corresponding seismic code. This paper discusses the meaning of the seismic design of the building structure and is influenced by the earthquake effect cause houses collapsed analyzed the reason of, at the same time, the structure design of the seismic method and the improvement of the seismic performance of effective measures into to detail. Hope can provide some reference for counterparts.

【 Keywords 】 Building structure design; Seismic method; Effective countermeasures

中圖分類號: TU318 文獻標識碼: A 文章編號:

1前言

建筑結構設計的抗震問題以及是否應予了抗震措施問題都是直接關系到人們生產以及財產安全的重大問題。到目前為止,我國對建筑抗震問題的研究近幾十年,并且也取得了一定成果。然而,在我國發生汶川地震后,人們對建筑抗震設計越來越重視。長時間以來,建筑抗震設計是在堅持“小震不倒塌、大震能修理”的原則,然而,盡管在抗震設計上采取了相應的措施,但是,因多種因素的影響,難以避免受地震作用的影響而給人們造成巨大的損失,通過分析發現,最主要的原因是施工人員的僥幸心理,有些甚至偷工減料、擅自修改施工方案,未把抗震措施落實到位。

2建筑結構設計抗震的幾種方法

2.1結合建筑物的構造來設計抗震

通常情況下,建筑使用的混凝土結構,是根據鋼筋砼構件截面高度比來取值的,所以,其最小配筋率受控于承重柱軸壓比。構造磚混結構的主要方法是限制限制房屋的高度與層數,通常在橫縱墻中設置鋼筋混凝土,同時還要有必要的防震縫措施等。在建筑結構抗震設計規范中,必須要增加帶有強制性的條例,重點突出房屋的樓、電梯等,把建筑構造延伸到其房屋的頂部,同時和頂部的梁接在一起,這樣一來,才能大大增加建筑結構的負荷承載能力,與此同時,對建筑結構剛度本身也產生巨大作用。

2.2結合結構性能標準來設計抗震

在受到地震作用影響時,建筑物存在一定高度安全性,這是結構抗震設計最顯著的特點,因此,結構抗震設計以施工地區可能會出現的地震強度作為其設計的標準。然而,對于一些非抗震結構以及基礎結構來說,也需要有抗震能力,如果受到地震的作用,那么使建筑結構始終都在承受彈性范圍內。除此之外,結構的抗風性能是由于結構水平方向的剛度可能會出現一些小的波動,此問題是在多風的地區要考慮的。因此,受風力作用出現了水平振動,這樣一來,極易導致建筑物的安全性能與抗震性能大大降低。所以,結構設計必須要有較好的性能指標,從而滿足當今社會抗震設計要求。

2.3結合施工場地的特點與施工計劃來設計抗震

提高建筑結構的抗震性能,那么必須要選擇穩定性較好的施工場地,這樣一來,建筑物就會有好的基礎。除此之外,還必須要設置專門的抗震層,而對于外部結構來說,要從和相鄰樓房的距離、外觀、安全性能等全方面來綜合考慮。與此同時,在規劃施工場地時,還需要從建筑結構上部位移特征和性能綜合考慮。如果建筑物投入使用的時間較長,那么在整體結構發生位移的范圍內禁止堆放任何東西,并且要在發生位移范圍內設立相應的建筑出口和入口,同時不能影響人們的正常生活。

3進一步提高建筑抗震性能的有效措施

3.1施工場地要合理

根據我國現有的相關規定,要對重點建筑工程進行地震安全性能評價,同時依照其結果,制定抗震設防要求,來確定相應的抗震設防措施。如果建筑物建設在軟弱地基上,那么地基失去了原有的作用,從而使建筑物倒塌或者出現傾斜的現象。所以,我們在選址時,要特別注意,選用地基穩定性較好的場地,避免不利地段,并且更不能在有危險的場地建造民用建筑。

3.2使用最科學的結構形式

現如今,我國常用的建筑結構形式有多種,例如:鋼結構、混凝土結構、鋼筋——混凝土組合結構。那么,這就需要結合地區、防裂要求等來選擇最佳的建筑結構。從抗震方面來分析,選擇結構體系時,最先考慮的因素就是結構側移度,尤其是高層建筑的設計,側移度可以發揮控制的作用。由于建筑物高度的增加,會使地震作用產生的水平位移也逐漸增大,因此,對結構抗側移度要求也越來越大。但是,因不能結構體系的受力不同,因此,在建筑結構抗震側移剛度也有一定差距,這些結構在使用時都有不同的高度要求。所以,為使建筑結構側移剛度滿足設計的要求,我們必須對不同結構體系房屋高度規定準確的高度。

3.3提高設計水平,確保設計的抗震性能

地震震級越大,帶來的危害性也是較大的,所以,我們必須要高度重視建筑結構抗震性能。從目前的情況來看,我國結構設計水平并不高,很多建筑方案都不合理,這樣一來,結構設計方案不科學,大大增加了原材料的使用量,這樣會有兩方面的影響,第一,增加工程總價;第二,增加建筑結構的自重。想要提高建筑結構抗震性能,我們必須以抗震理論知識作為指導,設計方案合理,使建筑物的安全性能也大大提高。按照抗震設計原則,將承載力、剛度作為主要的設計目標,結構設計應該盡量簡單,結構傳力途徑便捷,使建筑物的整體結構和子結構體系能夠協同作用,只有這樣,才能從根本上提高抗震性能。

總體來說,現階段,建筑抗震設計成為建筑行業首要解決的問題之一,并且這也是關系到人民生命以及財產安全的主要問題,所以,建筑企業必須高度重視結構抗震設計,將這一問題放在最主要的位置,一旦發現問題及時采取有效的措施解決,減少地震作用對建筑物的破壞。

【參考文獻】

[1]吳小進,方蓓萌.建筑結構設計抗震方法探究[J].中國科技博覽,2012(4).

篇7

[關鍵詞]:高層建筑;結構體系;結構抗震設計;概念設計;結構選型;

中圖分類號:TU208文獻標識碼: A

近年來,中國建筑行業疾速發展,高層建筑逐漸成為建筑行業的主要發展趨勢。期間,高層鋼結構的建筑也在不斷的發展,高層鋼結構常用框架體系、雙重抗側力體系(鋼框架-支撐體系 、鋼框架-混凝土剪力墻體系、鋼框架-混凝土核心筒體系)、筒體體系(框筒體系、桁架筒體系、筒中筒體系、束筒體系)。隨著高層建筑的蓬勃發展,人們對高層建筑的抗震功能也提出了更高的需求,高層混凝土建筑具有良好的抗震功能,被廣泛的應用在高層建筑施工建設中。如何把工程做到安全、適用、經濟、美觀、施工便捷等多方位高標準的建筑作品,是我們專業設計師的重要課題。本文主要圍繞合理選擇結構體系、結構抗震設計等方面淺談一下筆者的看法。

一、結構選型

首先,在我們接手一個工程項目時,要確定設計的工程適用于何種結構型式。在國內的多層及高層鋼筋混凝土房屋中,常用的建筑結構型式有:框架結構、剪力墻結構、框剪結構、筒體結構、混合結構等。框架結構的特點是,它由線型的桿件-梁和柱所構成,框架結構可為建筑提供靈活布置的室內空間,使用方便。由于它的抗側移剛度較小,側移大,在較強地震作用下房屋的非結構構件一般破壞嚴重,結構的次生內力較大,抗震性能較差,在多層建筑中應用得較為普遍。

剪力墻結構的主要優點:整體性好,側向剛度大,抗側力性能好,在水平力作用下的位移小,而且沒有梁、柱等外露與凸出,便于房間內部布置,適用于小開間的高層住宅、公寓、旅館、辦公樓等。其缺點為:剪力墻的布置受到建筑開間和樓板跨度的限制。墻與墻之間的間距較小,難于滿足布置大空間的使用要求,不適用大空間結構布置,造價偏高;

框剪結構吸取了框架結構和剪力墻結構各自的長處,既能為建筑平面布置提供較大的使用空間,又具有良好的抗側力性能。框剪結構中的剪力墻可以單獨設置,也可以利用電梯井、樓梯間、管道井等墻體。因此,這種結構被廣泛地應用于各類房屋建筑。

框筒結構是現代高層結構體現最重大的發展之一,它具有一個有效的、易于施工的結構,可建造出最高的建筑。從建筑風格來講,框筒結構的外形清晰明快。由于框架-核心筒結構只保留了剪力墻內筒,外筒作為一般框架,不要求起空間筒體作用,因此其平面形狀較為自由,靈活多樣。

二、 結構抗震設計若干注意問題

如確定了建筑物可以采用框架結構,下一部的工作是在計算建模之前預先進行概念設計。掌握概念設計,將有助于明確抗震設計思想,靈活恰當地運用抗震設計原則,使不至于陷入盲目地計算工作,做到比較合理地進行抗震設計。“小震不壞,中震可修,大震不倒”是《建筑抗震設計規范(GB50011-2010)》抗震設防三個水準地具體化。地震區的建筑物結構設計,不僅要做到計算準確,而且還要在構造上滿足抗震要求,做到計算模型和設計構造一致。而對于鋼筋混凝土框架結構,設計宜符合“四強、四弱”準則:

(一)強節弱桿D框架梁、柱節點域的截面抗震驗算,應符合《抗震規范》附錄D 的要求,使桿件破壞先于節點破壞。

(二)強柱弱梁-框架各樓層節點的柱端彎矩設計值,應符合《抗震規范》第6.2.2、6.2.3、6.2.6 和6.2.10 條的要求,使梁端破壞先于柱端破壞。

(三)強剪弱彎-框架梁、柱的截面尺寸應滿足《抗震規范》第6.2.9 條的要求,框架梁端截面和框架柱的剪力設計值,應分別符合《抗震規范》第6.2.4、6.2.5 條的要求,使梁柱的彎曲破壞先于剪切破壞。

(四)強壓弱拉-框架柱的截面尺寸應滿足《抗震規范》第6.3.7 條的要求,框架梁、柱的縱向受拉鋼筋和箍筋的配置,應分別符合《抗震規范》第6.3.3、6.3.6 條和第6.3.8~6.3.10條的要求,使梁、柱截面受拉區鋼筋的屈服先于受壓區混凝土的壓碎。

三、高層混凝土建筑抗震結構設計要求

高層混凝土建筑抗震結構設計應具有良好的抗震能力,在遭遇嚴重地震時保持不傾倒;遭遇中等地震時,經過維護檢修之后還可以再使用;遇到微弱地震時,整個高層混凝土建筑結構可以保持牢固穩定。在設計高層混凝土建筑抗震結構時,要綜合考慮各方面的因素,剛柔結合,使高層混凝土建筑各方面的受力情況能夠科學合理,根據高層建筑的實際情況,有針對地進行設計和規劃,滿足強剪強彎的抗震結構設計,確保高層混凝土建筑抗震結構的穩定性。

(一)在設計高層混凝土建筑抗震結構時,要準確把握高層建筑的剛度值要求,充分了解高層混凝土建筑的物理力學知識、機械設備運行、建材性能、施工現場地形地貌等情況,確定高層混凝土建筑整體結構設施的剛度,借助于建筑結構的連接設置,通過適當的調整和調節,不斷提高高層混凝土建筑的抗震效果,確保高層混凝土建筑的波動受力能夠保持在一定的范圍內。如果高層混凝土建筑的基礎結構發生了微小的變形,通過結構自身的調節作用,高層混凝土建筑的整體結構不會發生較大的變化,在經過適當的維護檢修之后,還可以繼續使用。

(二)高層混凝土建筑在規劃和設計抗震結構時,設計人員要重點考察高層混凝土建筑結構中某些連接點和構件的受力情況,積極采取有效措施來減震消災。地震災害的相關統計表明,如果高層混凝土建筑的剛度較為柔和,當高層混凝土建筑遭遇到嚴重地震之后,高層建筑的主體結構會遭受嚴重損害,在之后的余震作用下,高層混凝土結構會持續受到破壞,最終導致崩塌。

(三)高層混凝土建筑抗震結構設計,要不斷改善高層混凝土結構的延展性,確保其具有適宜的強度和剛度,提高高層混凝土建筑抗震結構的抗震效果。

四、高層混凝土建筑抗震結構設計的優化

(一)優化結構功能

高層混凝土建筑使用對于抗震結構功能的造價和要求有著直接的影響,要結合高層混凝土建筑的整體性能和功能要求,在相關約束條件和目標的影響下,優化高層混凝土建筑抗震結構的功能要求。

(二)優化結構體系選擇

高層混凝土建筑建筑可以采用框架結構、剪力墻結構、框剪結構、筒體結構、混合結構等形式,結合高層混凝土建筑抗震結構的社會效應、美學效應、施工造價、工程特性、剛度、強度等要求,綜合經濟學、美學、建筑學、結構學、力學等學科的相關連接,選擇合適的抗震結構體系。

(三)優化結構體系

優化高層混凝土建筑抗震結構體系,首先在規劃設計時,盡量使高層混凝土建筑的平面布置對稱和規則,在豎向、側向和立面的剛度均勻分布,經過定量分析高層混凝土建筑抗震結構設計的整體性能,計算和優化結構的剛度特征值、平面布置、剪力墻設計等。結構傳力途徑要求簡捷、明確,關鍵部位宜有多條傳力途徑。平面布置的正交抗側力剛度中心和質量重心宜靠近,最好重合,以減小水平力產生的扭轉效應及其相應的破壞能力。對于體型復雜、平立面不規則、結構超長建筑,應根據不規則程度、超長長度、地基基礎條件和技術經濟等因素的比較分析,最終確定是否設置防震縫或采取其他結構措施。

五、高層混凝土建筑抗震結構設計的有效策略

(一)科學選定建設位置

經過綜合分析地震的災害情況,高層混凝土建筑的建設位置對于其抗震效果有著直接的影響,因此要科學選定建設位置,充分考慮到高層混凝土建筑周圍的地質條件和地形地貌情況,一方面高層混凝土建筑的建設位置要遠離石油儲存場所、變電站、火電廠等地方,避免一些不安全因素的影響;另一方面,高層混凝土建筑的建設位置不能處于山坡、丘陵等位置,這些地方抗震不利。

(二)改進結構設計方案

高層混凝土建筑抗震結構設計方案要嚴格符合我國建筑工程的抗震能力要求和標準,其主體結構要能夠調整其空間變形,在強大的結構延伸作用下,能夠自動恢復到原來的狀態,這樣可以消除高層混凝土建筑結構主體變形的不利影響,確保高層混凝土結構處于牢固、穩定的平衡狀態。在評定地震作用力對高層混凝土結構造成的不同程序影響時,要科學合理的進行構件布局,最大程度地協調和控制高層混凝土建筑結構各個部分的受力情況,提高建筑結構的抗震能力,重點考慮高層混凝土建筑豎向結構受力的情況,使其勻稱平和、受力平衡,達到高層混凝土建筑的剛度設計要求,確保高層混凝土建筑結構不交錯、有層次、不紊亂、有條理,提高高層混凝土建筑結構的整體穩定性和抗震能力。另外,要結合高層混凝土建筑施工位置周圍實際的地質情況,在設計抗震結構時加入適當的防震措施,嚴格處理高層混凝土建筑的重點關鍵部位,降低整個高層混凝土建筑承受的均勻受力,確保建筑的均勻對稱,利用這種受力變化規律,逐漸改變高層混凝土建筑的不規則豎向和水平的作用力,從而提高高層混凝土建筑的抗震效果。

(三)控制扭轉效應

地震會產生扭轉作用、豎向作用以及水平作用,在這些作用的綜合影響下,會產生巨大的破壞力,導致建筑物倒塌、地裂等。地震發生時會面臨很多不確定的因素,并且具有隨機性,因此在高層混凝土建筑抗震結構設計時,不能僅僅考慮到地震的豎向作用和水平作用,還要充分考慮到地震的扭轉作用,設置抗震結構的位移標準,測定最小位移和最大位移結構的剛度,保持混凝土建筑的整體結構都具有一致的位移,確保混凝土建筑抗震結構的每一個部分都能夠達到設計標準,對房屋混凝土建筑的整體性能進行可行性研究,及時發現問題,及時進行研究和調整,最大程度地提高混凝土建筑的抗震能力。

(四)設置合理的高層混凝土建筑結構參數

通過模擬地震發生時對高層混凝土建筑的各種受力情況,設置合理的結構參數,計算和分析各個結構的施受力情況,如計算柱梁變形、墻體承載能力等。在設計和規劃高層混凝土建筑抗震結構時,在充分了解高層混凝土建筑的質量檢測、施工工藝、施工材料、地形條件、建設位置等方面內容基礎上,把握高層混凝土建筑抗震結構設計的要點,優化和改進抗震設計的基本框架,在高層混凝土建筑抗震結構設計的關鍵位置進行詳細的說明,不斷提高高層混凝土建筑抗震結構設計水平。構建完善的高層混凝土建筑抗震結構設計數據庫,深入研究高層混凝土建筑結構的綜合受力情況,確定科學合理的力學模型,科學判斷高層混凝土建筑抗震結構的合理性。高層混凝土建筑結構參數包括整體結構的剛度比、扭轉角度及扭平比、震動周期等,對于高層混凝土建筑抗震結構設計需要多次協調和反復研究,設置合理的結構參數。

(五)建模計算

在滿足抗震設防要求的前提下初步確定了框架的梁柱尺寸,隨后可以根據初步尺寸建立結構計算模型。根據實際情況,采用PKPM 系列中SATWE、PMSAP 等進行計算。經過反復調整,計算出最優截面以后,就可以將計算結果打印,作為結構計算書,作為施工圖的設計依據。

結束語

近年來,建筑行業快速發展,人們對于高層建筑的要求也越來越高,高層混凝土建筑抗震結構設計是高層建筑施工建設的一項重要研究內容,在結構設計當中,對抗震概念和構造的理解,需要不斷深入,不斷總結,在充分理解抗震設計模式的基礎上,做到建模合理,計算準確,構造得當。通過綜合分析高層混凝土建筑建設位置的地質環境,優化抗震結構設計,提高高層混凝土建筑的抗震能力。

參考文獻:

[1] 建筑抗震設計規范(GB50011-2010)北京:中國建筑工業出版社, 2010

[2] 高層建筑混凝土結構技術規程(JGJ3-2010)北京:中國建筑工業出版社, 2010

[3] 建筑地基基礎設計規范(GB5007--2002)北京:中國建筑工業出版社, 2002

篇8

【關鍵詞】建筑框架結構;設計;參數選取

伴隨著國家建筑事業的發展規模不斷壯大,我國的鋼材產量也逐年不斷呈上升趨勢,因此,結合鋼筋混凝的建設建筑框架結構設計就成為時下建筑行業的焦點關注問題。另外,當前不論是工業化建筑還是民用化多層建筑的功能也逐漸日趨多元多樣化,這就促使了實際施工過程中對建筑結構框架的具體規劃設計遇到了諸多難題,因而作為工程建筑機構設計人員就要充分遵循框架設計中的具體實施規范的基礎之上,大膽實踐嘗試,不斷優化框架結構設計方案的重點、難點。

1 框架結構獨立基礎設計相關的荷載取值問題

當建筑地基所承受的受力范疇內不存有軟弱粘性地質時,多層框架建筑多半運用柱下獨立基礎設計。在8到25層之間的民用高層建筑中,對載荷相當多的結構多層框架建筑設計考慮時,一種情況是可以不對地基的承載能力以及建筑的抗震能力進行驗算;而另一種是對其結構獨立設計基礎時,在實際操作中,對施工作用的項面的外載荷只考慮軸取設計和彎矩設計,而忽略建筑框架結構設計的無剪力設計,或者只考慮軸力設計值的設計方式,以上的這兩種設計情形,均會導致基礎作業設計尺寸偏小,以致使配筋的可操作性大打折扣,從而影響了建筑結構基礎本身的安全性。

2 結構框架梁類問題的基礎設計

建筑框架的結構房屋埋深設計過大時,為了減少相應的地層柱的設計長度與其地層位移時,可對基礎系梁的位置進行設計做以調整。該階段的系梁應按照一層框架梁進對其設計,同時在此基礎上應對從梁往下的柱可按短柱去解決,而如果工程條件符合《建筑抗震設計規范》第6.1.11條規定,應設基礎系梁,此時可根據抗震要求,沿兩個主軸方向設置構造基礎系梁。構造基礎系梁縱向受力鋼筋可取上述所連接柱的最大軸力設計值的10%作為拉力或壓力來計算。另外,為了準確的計算基礎系梁的跨度,可根據《規范》中的實施要求對基礎梁下與獨立基礎的臺階或者錐形斜坡間的空隙方位用混凝土澆筑到與基礎頂面持平,之后再澆筑基礎系梁。

3 結構設計的重要參數的選取問題

根據《抗震規范》中的設計要求,其明確指出,要對計算機分析的計算理成果,要通過實際建筑設計的條件,去判斷并確認出有效的符合實際工程框架結構的設計。常規情形下,計算機的計算程序分析,主要是對房屋結構上的自振周期、樓層地震剪力系數、樓層之間的彈性位移以及彈塑性層問位移做出有利分析。對其主要分析的內容包括:樓層的側向剛度比,振型參與質量系數,墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋,底層墻和柱底部截面的內力設計值。一次,為了分析判斷計算機計算結果是否合理,進行結構設計計算時,除了有合理的結構方案、正確的結構計算簡圖外,要正確填寫抗震設防烈度和場地類別,同時視實際情況,選取電算程序總信息中的其他各項參數是十分關鍵的。

3.1 結構震等級設定

在建筑項目的結構設計中,大多房屋建筑按照防震等級分類均屬于丙類建筑,像辦公樓房、商品房、民用高層建筑以及一些工業建筑等,這類建筑的抗震等級建筑施工時可依據烈度、結構設定類型與建筑設計高度,按《抗震規范》的6.1.2條去設定。而在像能源、交通、通訊、醫療、消防等類建筑,也包括像大型場館用地、大型商務商場等公共建筑的具體設定,應當根據《建筑工程抗震設防分類標準》(GB50223―2004)對這類建筑確立出歸類。而對于乙、丙兩類的防震作用都應按照當地區域的抗震設防烈度去具體計算并設計。首先是乙類建筑結構抗震性設計,常規情況下,當抗震設防烈度為Ⅵ―Ⅷ度時,抗震的防控設計都應按本地區域的抗震防控烈度去提高一度設計要求。對于具體性的抗震措施的設定,實際上是指原有的本區域的地區抗震防控烈度,去有針對性的提高一度抗震烈度,其依據是《抗震規范》所確立出的抗震等級規定;而當Ⅶ度區域性的乙類建筑高度如果超出規定的要求范疇時,就需要規定比一級抗震等級上更為合理的抗震舉措。如:某Ⅶ度地震區城市的一個大規模商務商場和一個二級醫院的門診部都應歸于乙類建筑。但是假使設計人員把其按照丙類建筑來具體規劃設計時,就致使建設物的抗震性能大打折扣,還要對設計的抗震結構計算做出較大程度上的修改。

3.2 地震力的地震型組合數

對于多層建筑的框架結構設計時,如果對扭轉耦聯因素不考慮在內時,地震力的振型組合數起碼應按照規定,選取為3。而如果振型數在高于3的情形下,就應當設計計算為取3的倍數,但還是計算還是不能多于層數;在建筑層數≤2時,振型數的設計選定就可設定為層數;而有些建筑實際上外形設計包括結構設計都不是常規情況下的規則高層建時,并對扭轉耦聯加以考慮時,此時設定振型數就應≥9;建筑層數較多或其結構設計的剛度突變程度較大變化時,其所設定的振型數的組合數就宜多取,如合計的結構存有轉換層,頂層還有塔樓形式的多塔結構等,振型數就應選取≥12去按實際情況設取,也可以選取更多的振型數。但最后敲定下來的選取數不能多于房屋層數的3倍。另外,《抗震規范》中指定確立出,合理的振型個數正常情況下是能夠取振型參與質量的總質量的90%所需的振型數。而諸如SATWE電算程序的強大計算功能,就能夠實現合理設取并會根據建筑情況作出有力分析,綜合布局,它能很方便地輸出這種參與質量的比值。某些設計人員不太重視電算程序使用手冊的應用,選取振型數時比較隨意,這是值得改進的。此外,由耦聯計算的地震剪力通常小于非耦聯計算得來的數值,因此,只有結構存在大幅度扭轉時才采用耦聯計算,但是應當在必要時補充非耦聯計算。

3.3 結構周期折減系數

建筑結構的抗震設計中的抗震墻結構中由于有填充墻的存在,使結構的實際剛度高于理論的計算剛度,并且計算周期高于實際周期。因此,導致計算出的地震剪力過于小,致使結構的安全設計可能有所偏差,這就需要對結構的計算周期可作出適當的折減,但同樣折減系數過大也是不穩妥的。對于框架結構來說,采用砌體填充墻時,周期折減系數可取0.6―0.7;當砌體填充墻相對較少與采用輕質砌塊時,可取0.7―0.8;完全采用輕質墻體板材時,可取0.9。另外,對無墻的純框架,計算周期是可以不折減的。以上問題在多層框架結構設計中比較常見,也常常被忽視。設計人員應引起注意,確保結構設計質量,以免造成錯誤。

結語:

根據混凝土框架結構設計問題在實際設計研究階段,可能會遇到諸多的客觀性問題,在此不在贅述。因此,設計人員在對房屋框架結構設計上,應當考慮設計方案的可操作性,對可能影響解決問題的因素要多加留意,并及時采取有利、有效措施去及時處理、整改;而作為一個結構設計者就需要在遵循各種規范的前提下大膽靈活的解決一些結構方案上的難點重點并在工作中不斷的總結和完善。

參考文獻:

[1]張麗紅. 多層建筑框架結構設計問題的幾點研究[J]. 中國科技財富, 2011,(03).

[2]黃春明. 多層框架房屋結構設計中的幾點思考[J]. 中國高新技術企業, 2010,(30) .

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關鍵詞:高層建筑;地下室;結構設計

高層建筑地下室的功能分區性極強,如:人防、車庫等,占據了很大的地下室空間,地下室結構設計時應按照各功能分區的規范要求,同時提高地下室結構設計的質量水平,以此滿足高層建筑地下室設計的基本需求。隨著我國建筑行業對高層建筑地下室結構設計要求的不斷提高,必須保障地下室結構設計的合理化與經濟性,進而增大了地下室結構設計的難度。

一、高層建筑地下室結構設計策略

高層建筑地下室結構設計的內容比較多,綜合分析地下室結構施工案例,規范設計的策略。

1、荷載設計

地下室結構的荷載設計中,重點考慮了不同部位的荷載需求,便于計算出準確的組合荷載[1]。高層建筑地下室荷載設計中,體現在水壓、土壓和自重等方面,組合荷載包括:各層樓板、基礎、外墻和承重墻,不同部位對應了特定的荷載設計,例如:承重墻組合荷載中的靜荷載、自重荷載等,計算出荷載的總和,規范組合荷載的數據。地下室荷載設計的實踐性強,按照結構特點,劃分出具有組合設計條件的荷載,防止荷載組合設計中出現重復的荷載,確保地下室結構荷載的精準性。

2、頂板設計

地下室頂板作為高層建筑地上結構嵌固端中的一種,具有水平約束的作用力,頂板設計的剛度決定了約束力的強弱,所以地下室頂板應該具有足夠的剛度;同時,當負一層作為人防區域時,還要滿足人防的設計要求。高層建筑中,普通地下室頂板的厚度不宜小于160mm,作為上部結構嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應采用梁板結構,樓板厚度不宜小于180mm。

3、外墻設計

外墻設計較為繁瑣,受到規范計算要求和場地條件的影響,必須充分考慮外墻彎矩調幅作用。外墻設計一般按照底部固接、上部跤接考慮,外墻設計應滿足水土壓力及地面荷載側壓作用下承載力要求,外墻設計采用了多跨連續計算,遵循水平集中力的系數要求,維護側壁與底板的平衡受力[2]。例如:某高層民用建筑工程中,地下室結構中的車道空間內,底板的抗彎性能過低,而且低于相連側壁,施工中按照原來的設計方案進行,導致外墻的厚度偏離標準,降低了地下室外墻的穩固性。所以,外墻設計時,應按照地下室空間的功能要求,調整外墻的彎矩調幅,規范外墻設計。外墻的豎向和水平分布鋼筋應雙層雙向布置,滿足規范規定的間距及配筋率要求。高層建筑地下室外周回填土應采用級配砂石、砂土或灰土,并應分層夯實。有窗井的地下室,應設外擋土墻,擋土墻與地下室外墻之間應有可靠連接。

4、底板設計

高層建筑地下室底板結構,應根據底板結構承載力計算結果,同時考慮基礎承臺的作用。底板應計算正截面受彎承載力,其厚度尚應滿足受沖切承載力、受剪切承載力的要求。高層建筑主體結構地下室底板與擴大地下室底板交界處,其截面厚度和配筋應適當加強。

5、抗浮、防滲設計

抗浮設計的目的是消除地下水對地下室以及鄰近地下室樓層的不利作用影響,地下水是抗浮設計中的關鍵因素,落實極限狀態的設計,還能防止地下水引起局部破壞[3]。抗浮計算與地下室的面積、形狀等都有關系,不能單純的計算抗浮極限,還要提高對洪水抗浮的重視度,也要考慮洪水期的抗浮極限,注重連接點處的抗浮設計,保護地下室結構的穩定性。

防滲是高層建筑地下室結構設計時需要重點考慮的方面,需要有效的解決地下室結構中可能出現的滲漏問題,如:混凝土收縮產生裂縫引起的滲漏、混凝土澆搗密實度不足引起的滲漏等。比較常用的防滲方法有:設置后澆帶、在地下室使用抗滲混凝土等,應做到避免在地下室結構設計中留有過多的縫隙,以提高地下室結構整體防滲的水平。防滲的主要目的是保護地下室結構,防止鋼筋遇水侵泡腐蝕,還可以防止混凝土變形。

二、高層建筑地下室結構設計中的安全隱患

高層建筑地下室結構設計中,潛在明顯的安全問題,根據結構設計分析,例舉常見的安全隱患。

1、防水設計不足

高層建筑工程中,地下室防水設計不足,造成積水、滲水的情況,導致鋼筋出現銹蝕的問題,無法保障地下室的穩固性。部分高層建筑不重視地下室結構的防水設計,進而造成積水破壞。

2、抗震設計不規范

抗震性能是地下室的主要性能,對地下室結構體系的要求較高。抗震設計應該綜合考慮高層建筑與地下室結構,不能僅以地下室結構為主。部分高層建筑地下室結構的抗震設計中,忽略了地上荷載的影響,導致抗震規劃不規范,達不到建筑抗震的標準,導致地下室結構潛在安全隱患。

3、剪力墻設計缺陷

地下室結構中的剪力墻,同樣需要遵循規范標準中的約束內容,實際高層建筑中較容易忽視地下室剪力墻的設計,導致剪力墻的尺寸、分布等方面出現了嚴重的缺陷,無法支撐地下室的穩定性,達不到標準的承載值。地下室剪力墻設計缺陷的危險性較高,地上樓層施工時,如果超出剪力墻的承載范圍,即會破壞地下室結構,促使其出現變形或坍塌的危險。

三、高層建筑地下室結構設計中的優化措施

地下室結構在安全隱患的干預下,出現了質量問題,為了加強地下室結構控制,提出幾點優化措施,規避安全隱患。

1、規范防水設計

地下室防水設計,先要決定防護級別,再安排防水工作。結合地下室防水需求,提出兩點規范措施,如:(1)主體防水,主體具有自主防水的優勢,添加混凝土防水設計,按照地下室防滲設計標準,控制主體防水設計,防止主體結構漏水;(2)節點防水,重點處理地下室的縫隙,避免縫隙處理不當而出現走水的現象,可以在節點位置設計有效的止水帶,保障節點防水設計的規范性。

2、強化抗震設計

地震對地下室結構的破壞比較大,結構設計中應該明確地震中常見的破壞點,如:接縫、粘合點等,對其采取強化的抗震設計,提升抗拉、抗彎的水平,確保地下室具備抗震的能力,維護地下室的穩固性。地下室結構抗震設計中,需考慮地上荷載的影響,綜合設計抗震措施,還要增加抗震構造,預防地震破壞,滿足地下室結構的抗震需求。

3、完善剪力墻設計

高層建筑工程中,地下室結構中的剪力墻設計,需要控制剪力墻的布置和間距,不能出現設計誤差,按照地下室結構的實際情況,規范剪力墻的設計,避免剪力墻承載不足或失控[4]。例如:剪力墻間距設計時,需要符合樓蓋剛度的標準,如果樓蓋開洞較大,此時剪力墻間距應該縮小,防止承載力過于集中而出現支撐問題。由此剪力墻的設計要保障綜合性,通過實際情況完善剪力墻的具體設計,確保地下室結構的安全。

結束語

安全是高層建筑地下室結構設計中的首要原則,強調結構安全的重要性。根據高層建筑地下室結構的具體設計,找出潛在的安全隱患并提出優化措施,以此來規范地下室結構設計,促使其可滿足現代建筑行業的相關標準。地下室結構設計與高層建筑施工存在直接的關系,加強地下室結構設計質量控制的力度,優化地下室施工的環境。

參考文獻

[1]白翔.高層建筑地下室結構設計問題探討[J].科技創新與應用,2014,27:242.

[2]周鈺涵.高層建筑地下室結構設計要點分析[J].科技創新與應用,2015,08:164.

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【關鍵詞】建筑結構設計原則設計方案

1 建筑結構設計基本原則

在建筑結構設計中,為了保證設計質量,就必須嚴格遵循建筑結構設計基本原則,才能夠使建筑的性能和質量滿足人們的生活生產要求,然而在設計的過程中,需要遵循的建筑結構設計基本原則有如下幾點。

1.1抓大放小

在建筑結構設計中,“強柱弱梁”和“強剪弱彎”是設計人員必須了解的基本改良。在現代的建筑結構設計中,由于建筑結構中各個部分的功能有所不同,并且各個部分的實用價值也有所差異,因此,為了是建筑能夠發揮出最大功效和質量,就必須要謹遵抓大放小的原則,加強對建筑核心部分的研究設計,從而在提高建筑結構設計質量的基礎上,還提高了設計的效率。抓大放小的原則從一定程度上可以形象的解釋為,用犧牲局部的做法來提高整體實力。因此,在建筑結構設計中,應該將減少建筑損失為設計重點,盡最大努力滿足“抓大放小”原則,切記平均用力,否則很可能使建筑的重點部分設計不符合相關標準。

1.2 多道防線

安全的結構體系是層層設防的,災難來臨,所有抵抗外力的結構都在通力合作,前仆后繼。這時候,如果把“生存”的希望全部寄托在某個單一的構件上,是非常非常危險的。多肢墻比單片墻好,框架剪力墻比純框架好等等,就是體現了多道防線的設計思路。

1.3剛柔相濟

設計人員在建筑結構設計的過程中,剛柔相濟是最科學、最合理的設計體系。建筑結構太剛則缺乏一定的變形能力,在面對強大的破壞力時,所要承受的力也會很大,容易造成大面積坍塌或全部破壞。而建筑結構設計的太柔,雖然能夠消除一定的破壞力,由于建筑缺乏一定的強度容易變形過大,很容易造成整個建筑物全體傾覆。由此就需要設計人員在建筑結構設計的過程中,能夠準備把握工程的設計力度,確保建筑結構設計的合理性。

1.4 打通關節

在結構體系巾,關節無處不在,因為結構體系乃是變化的統一。從歷次災害中可以看出,由節點開始破壞的建筑占了相當大的比例。所以理想的結構體系當然是渾然一體的――也就是沒有任何關節的,這樣的結構體系使任何外力都能迅速傳遞和消減。基于這個思路,設計者要做的就是要盡可能地把結構中各種各樣的關節“打通”,使力量在關節處暢通無阻。在設計的四個基本原則中,“抓大放小”、“多道防線”、“剛柔相濟”是設計概念中的戰略問題,但要想讓這些戰略思想得以實現,靠的是“打通關節”這個原則作為保證的,結構設計的具體操作,最后全都歸到“打通關節”的貫徹和實施上來。

2從結構計算和構造上考慮合理設計

建筑結構設計的合理與否直接關系著建筑最終的施工的順利與否,更加的與整個建筑的質量有著重要的關系,所以,結構設計的合理性對工程設計有著關鍵性的影響,下文就是針對結構設計的合理方案進行分析,主要包括以下幾個方面:

2.1結構計算應注意的問題

在結構計算的過程中,首先,在底框砌體結構驗算的過程中,底部剪力法儀適用于剛度比較均勻的多層結構。對具有薄弱層的底層框架混合結構,應考慮塑性變形集中的影響。底層框架)昆合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法,因為底框架結構中只有底層框架抗震墻,應采用雙保險的方法。其次,避免荷載計算錯誤。在整個建筑荷載計算的過程中,設計人員應結合著建筑工程的實際用途及整體結構,科學的計算出建筑的荷載范圍。在確保建筑結構穩定陛的同時,還能避免后天人為的破壞。由此可見,在整個建筑結構設計中,結構計算不僅關系著建筑工程的穩定性與安全性,同時還關系著工程今后的投入使用。

2.2構造應注意的問題

首先,在構建配置上,設計人員應將整個建筑的鋼筋配率范圍確定,尤其針對一些抗震設計中能夠延長建筑穩定性的結構,以便在發生地震時,將人員傷亡降到最低。其次,在鋼筋安裝上,要確保鋼筋安裝到制定位置,且在安裝前鋼筋的質量得到有效保障。再次,在從根本上避免溫度應力引起的墻體開裂,需要建筑結構設計人員在整個建筑結構設計中,將通風暖熱措施融人到建筑結構設計中。最后,按抗震構造要求設置的構造柱,應在整個建筑物高度內上下對準貫通,上至女兒墻壓項,下至淺于500毫米基礎圈梁,或伸人室外地面以下500毫米,構造柱與圈粱、樓板和墻體的拉接必須符合要求。

3從抗震要求設計中考慮合理設計

在整個建筑設計中,其設計理念是否符合相關規定,不僅關系著建筑物的整體使用,同時還關系著人們的生命安全。在整個建筑結構設計中,根據我國最新抗震要求與規定,在抗震等級較高的地區,住宅設計無論是多層磚混或和框架剪力墻結構,都必須從抗震的角度,采用二階段設計來實現三個水準的設防要求。為此,結構設計人員必須及早參與建筑結構的概念設計。

3.1一般住宅

在一般多層砌體住宅結構設計中,設計人員應優先考慮橫墻或縱橫墻的承重能力,橫縱墻在分布上,應遵循便宜、對稱的原則,且設計的過程中,上下層之間的橫縱墻應保持一致。在樓梯間的設置上,應盡量避開房屋的盡端與轉角處,且盡量不用無錨固的鋼筋栓。

3.2多層住宅

與一般住宅不同的是,多層住宅物理在鋼筋上還是抗震能力上,都要比一般住宅強的多,因而設計人員在多層住宅設計的過程中,首先,應結合著多層住宅的使用性能,在抗震墻與框架設計的過程中,打破傳統的單向布置,改用雙向布置,以便增強各自的抗震能力。其次,在確保抗震墻及框剪體系獨立抗震性能的同時,設計人員還需要結合著工程樓層之間的連接度,確保工程的整體性。