抗震设计的民用建筑论文

2022-04-13 版权声明 我要投稿

摘要:地震不可预知也不可抗拒,在超过了一定的烈度之后,就会给地震区的建筑物带来毁灭性破坏,对于人身的安全造成很大威胁。随着社会的发展进步,我们逐渐重视起建筑结构中的抗震设计,抗震结构的设计对建筑结构设计具有重大的意义。本文对民用建筑结构抗震理念进行了理论分析,探讨了民用建筑结构的抗震设计需注意的问题,阐述了完善民用建筑的抗震设计方法。今天小编为大家精心挑选了关于《抗震设计的民用建筑论文 (精选3篇)》仅供参考,希望能够帮助到大家。

抗震设计的民用建筑论文 篇1:

基于民用建筑结构的抗震设计

【摘要】随着城市的发展和建设,民用建筑越来越多,其建筑结构形式也在向多元化方向发展。结构的复杂性和多变性从某种意义上要求其结构具有相当程度的抗震特性。本文通过分析和讨论当前我国民用建筑结构设计在抗震设计方面存在的主要问题,总结提出了相关结构抗震特性的有效措施,对于提高建筑结构抗震性、降低地震危害和减少震害带来的损失,具有重要现实意义。

【关键词】民用建筑;抗震设计;结构;措施

由于我国是一个地震多发的国家,分布广、频率高、强度大、震源浅,是世界上地震灾害最严重的国家之一。近几年来,各国历次地震对人类造成了严重灾害,通过总结大量的经验教训,促使结构抗震设计不断发展。这就要求结构工程师不仅要运用好抗震计算分析,而且要重视结构概念设计,使建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来,建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。

一、民用建筑抗震结构设计的目标

我国的现行建筑抗震设计规范在开头就提出,“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计准则。”小震不坏”就是要求建筑结构满足一定规格的截面承载力,在多遇地震作用下结构处于弹性阶段;“中震可修”就是结构在设防地震影响时,结构进入非弹性工作阶段工作阶段,但此时的变形或损坏控制在可修复的范围。”大震不倒”通过建筑结构的非线性反应的相关计算以进行有关变形条件的基本验算来得以实现。但是,由于地震的复杂性、随机性要实现这一目标并非易事,需要在结构设计中详细谨慎地依据当地环境、地质、地形等综合因素做出合理的设计。

结构设计就是通过结构语言将建筑师及其它工程师的内在想法表达出来。结构师从专业图纸或者实体建筑中简化提炼出如基础、墙、柱、梁、板、楼梯等结构元素。建筑设计师用相应的结构元素构成构筑物或建筑物的结构体系。将建筑的水平和竖向的承重能力及抗力体系用结构元素直观的反映出来。当然,民用建筑的抗震结构分析就是要求建筑设计师在结构设计过程中充分考虑到建筑的经济性和安全性时,将建筑结构的抗震性能提高到一般的低级地震不会倾倒的程度,将地震对建筑的危害减轻到最小。

二、抗震结构设计的原则

1、场地与地基

建筑结构在地震的作用下被破坏的情况共有四种:

1.1在地震的时侯,在水平与竖向的振动作用之下,建筑物内力与变形骤增,甚至内部结构受力的形式发生改变,导致建筑物的承载力不够甚至会丧失或是变形过大。

1.2在地震的作用下,因为节点的强度不足、锚固失效、延性不够,这会使结构的构件缺乏安全可靠的连接,使建筑物丧失了整体性而被破坏。

1.3在地震的作用之下,因为地基的承载力的下降或是地基的土液化,使地基的一部分已经失效甚至是完全的失效,最终会导致建筑物整体倾斜或倒塌。

1.4因为地震而引发次生灾害例如火山、滑坡、洪水、泥石流等会造成建筑物被严重破坏。因此场地的选择是进行建筑的抗震设计的第一步,从一开始选址工作就该选择那些对于抗震比较有利的地段,要尽量避开那些不利的地段,避不开的时候要采取一些有效措施来确保地基稳定性;在任何情况下都不考虑抗震危险的地段进行建造建筑物。

2、规则性的建筑

在建筑方案进行设计的阶段就该尽力采用规则性建筑方案,就是建筑平而立、剖应规则、简单且对称、结构侧向刚度和材料强度与质量的分布均匀、连续,没有突变,因为即使不规则的建筑物在水平的地震作用之下也能够产生扭转的振动,进而被破坏。

3、合理结构体系

合理的一个结构体系,应首先明确计算简图与合理而简洁有力的传播途径,对不规则的建筑,应该采用空间的计算模型来计算地震力,进行扭转藕联影响的考虑,使体系更加接近实际的工况。没有在同一个结构单元混合用受力的体系,优先要选用现浇式混凝土结构,多层砌体的房屋中要优先选用横墙承重结构体系,在底层框架的抗震墙砌体的房屋中,要优先选用混凝土抗震墙。对体型复杂的那些建筑进行合理的抗震缝设计,将上部的结构分割成彼此独立、相对规则的一些结构单元。

三、民用建筑结构在抗震设计中存在的问题

有些设计师在设计民用建筑时,单纯追求投资方的经济利益,为了减少投资而减少建筑的抗震墙,把建筑底层的空间扩大,大大降低了建筑的抗震性能。此外,我国建筑设计的相关规范有强制性条文明确指出,在抗震墙和底部框架设计时.底部框架梁和上部抗震墙应基本对齐甚至严格对齐。但是很多建筑设计时无视这一强制性规定。底部框架和抗震墙没有对齐,导致建筑的传力体系不明确,建筑结构不合理。按照这样的设计建造出来的民用建筑。也自然不能抵挡地震的强烈冲击。

四、完善民用建筑的抗震设计方法

完善民用建筑的抗震结构设计主要涉及三个方面,其中包括建筑结构的整体性、结构之间的连接性、结构材料的刚度设计等。

1、提高建筑结构的整体性

具备一定特殊性的民用建筑结构在设计环节方面容易出现考虑不周全的情况。忽略了建筑结构的整体性,就会影响到结构的抗震性能。因此,在建筑物的结构设计当中,我们应当遵循结构整体性的原则,让建筑物在地震的环境中仍然能保证整体的稳定性,以此增强自身的抗震性能。另外,由于民用建筑在设计过程中会呈现出不同的结构风格,这些结构风格也将在很大程度上影响到建筑结构的稳定性和抗震性。因此,在提高建筑结构整体性的过程中我们应当增强彼此之间的相互作用能力,提高建筑物的稳定性和抗震性。

2、加强建筑结构之间的连接性

建筑结构之间存在着连续性,这种连续性将极大影响到建筑的稳定性和抗震性。民用建筑只有基于良好的结构连接,才能够承载地震的外来力量并实现良好的结构预应力。具体来说就是建筑结构之间的连接性能够满足民用建筑物在地震环境中承受得住外界增强的力,确保自身的安全性。

3、加强民用结构的刚度设计

在民用建筑结构的抗震设计上,设计人员和建筑人员通常都对刚度有着较为严格的要求。刚度设计主要涉及到两个方面,其中包括横向岩性、竖向刚度等内容。由于民用建筑有着较为复杂的受力特性,这就要求在抗震性能的设计中,更加注重他们在结构竖向和横向方面的计算,以此提高结构的整体稳定性,减小在地震环境中的破坏。

4、注重民用建筑结构类型的选择

民用建筑结构类型的选择成为了抗震设计中的重要环节之一 ,它实际上是影响建筑结构抗震性的关键因素。

在抗震结构类型的选择上,我们应当将施工进度、施工计划纳入选择条件之中来,这不仅仅会影响到施工的进度而且会影响到建筑的造价,因此,我们需要科学的选择各个方面的内容,进行科学的抗震结构类型的选择。当今,我们的建筑物一般的都是采用钢筋混凝土结构,因此设计人员和建筑人员在抗震结构类型的选择方面应当选择以钢筋为主的方法,减少建筑物的自重,有效提高结构的整体刚性,满足抗震设计的需要。

五、结束语

民用建筑结构的复杂多样性和地震的不确定性使得结构抗震设计的难度和复杂程度大大提高。抗震设计贯穿到整个建筑工程结构设计过程中,设计人员在研究结构抗震设计中应从结构的整体性能出发,各方面的相互配合来提高其整体变形能力。

【参考文献】

[1]鲍玉龙,王航.民用建筑結构的抗震理念设计[J];科技传播;2011年10期.

[2]卢伟峰.浅谈民用建筑结构抗震理念设计[J].中华民居(下旬刊),2013,08:59-60.

[3]赵剑.基于抗震理念的民用建筑结构设计探究[J].科技与企业,2013,11:243.

作者:董春杰 郭静静

抗震设计的民用建筑论文 篇2:

浅析民用建筑结构的抗震设计

摘要:地震不可预知也不可抗拒,在超过了一定的烈度之后,就会给地震区的建筑物带来毁灭性破坏,对于人身的安全造成很大威胁。随着社会的发展进步,我们逐渐重视起建筑结构中的抗震设计,抗震结构的设计对建筑结构设计具有重大的意义。本文对民用建筑结构抗震理念进行了理论分析,探讨了民用建筑结构的抗震设计需注意的问题,阐述了完善民用建筑的抗震设计方法。

关键词: 民用建筑;抗震设计;理论分析;问题;方法

引言:由于我国是一个地震多发的国家,分布广、频率高、强度大、震源浅,是世界上地震灾害最严重的国家之一。近几年来,各国历次地震对人类造成了严重灾害,通过总结大量的经验教训,促使结构抗震设计不断发展。这就要求结构工程师不仅要运用好抗震计算分析,而且要重视结构概念设计,使建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来,建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。

1、民用建筑抗震的理论分析

1.1.建筑结构抗震规范

建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

1.2.抗震设计的理论

1.2.1、拟静力理论

拟静力理论是20世纪10~40年代发展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。

1.2.2、反应谱理论

反应谱理论是在加世纪40~60年代发展起来的,它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。

1.2.3、动力理论

动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而完成抗震设计工作。

2、民用建筑结构的抗震设计需注意的问题

2.1.考虑质量偶然偏心的依据和方法

国外多数抗震设计规范认为,需要考虑由于施工、使用等因素所引起的质量偶然偏心或地震地面运动的扭转分量的不利影响。现行国家标准《抗震规范》中,对平面规则的结构,采用增大边榀结构地震作用效应的简化方法考虑偶然偏心的影响。对于高层建筑而言,规定直接取垂直于地震作用方向的建筑物每层投影长度的5%作为该层质量偶然偏心来计算单向水平地震作用,是和国外有关标准的规定一致的。实际计算时,可将每层质心沿参考坐标系的同一方向(正向或负向)偏移,分别计算地震作用和作用效应;也可近似按照原始质量分别情况计算地震作用,再按规定的质量偶然偏心位置分别施加计算的地震作用,分别计算结构的地震作用效应。对于连体结构、多塔楼结构,相对分离的塔块可按自身的边长确定相应楼层的质量偶然偏心值。

2.2.楼层扭转位移控制条件

正常情况下,楼层位移比的上限条件是不应超过的,根据文献,\"规则性要求的严格程度,可依设防烈度不同有所区别。当计算的最大水平位移、层间位移值很小时,扭转位移比的控制可略有放宽。\"因此,特殊条件下,个别楼层扭转位移比值超过规定的上限要求也是允许的,可由有关超限审查机构审查确定。

所谓\"最大水平位移、层间位移值很小\",一般要求层间位移角不大于位移角限制的1/3。

2.3.连梁刚度折减系数

首先,连梁刚度折减是针对抗震设计而言的,对非抗震设计的结构,通常不宜对连梁刚度进行折减。其次,抗震设计时,连梁刚度折减系数的取值,应满足连梁正常使用极限状态的要求,一般与设防烈度有关,设防烈度高时可多折减一些,设防烈度低时可少折减一些,但一般不小于0.5。当连梁刚度折减系数取值小于0.5时,与之相连的剪力墙肢设计应加强,连梁本身必须满足非抗震设计的承载能力和正常使用极限状态的设计要求。

3、完善民用建筑的抗震设计方法

完善民用建筑的抗震结构设计主要涉及三个方面,其中包括建筑结构的整体性、结构之间的连接性、结构材料的刚度设计等。

3.1.提高建筑结构的整体性

具备一定特殊性的民用建筑结构在设计环节方面容易出现考虑不周全的情况。忽略了建筑结构的整体性,就会影响到结构的抗震性能。因此,在建筑物的结构设计当中,我们应当遵循结构整体性的原则,让建筑物在地震的环境中仍然能保证整体的稳定性,以此增强自身的抗震性能。另外,由于民用建筑在设计过程中会呈现出不同的结构风格,这些结构风格也将在很大程度上影响到建筑結构的稳定性和抗震性。因此,在提高建筑结构整体性的过程中我们应当增强彼此之间的相互作用能力,提高建筑物的稳定性和抗震性。

3.2加强建筑结构之间的连接性

建筑结构之间存在着连续性,这种连续性将极大影响到建筑的稳定性和抗震性。民用建筑只有基于良好的结构连接,才能够承载地震的外来力量并实现良好的结构预应力。具体来说就是建筑结构之间的连接性能够满足民用建筑物在地震环境中承受得住外界增强的力,确保自身的安全性。

3.3. 加强民用结构的刚度设计

在民用建筑结构的抗震设计上,设计人员和建筑人员通常都对刚度有着较为严格的要求。刚度设计主要涉及到两个方面,其中包括横向岩性、竖向刚度等内容。由于民用建筑有着较为复杂的受力特性,这就要求在抗震性能的设计中,更加注重他们在结构竖向和横向方面的计算,以此提高结构的整体稳定性,减小在地震环境中的破坏。

3.4.注重民用建筑结构类型的选择

民用建筑结构类型的选择成为了抗震设计中的重要环节之一 ,它实际上是影响建筑结构抗震性的关键因素。

在抗震结构类型的选择上,我们应当将施工进度、施工计划纳入选择条件之中来,这不仅仅会影响到施工的进度而且会影响到建筑的造价,因此,我们需要科学的选择各个方面的内容,进行科学的抗震结构类型的选择。当今,我们的建筑物一般的都是采用钢筋混凝土结构,因此设计人员和建筑人员在抗震结构类型的选择方面应当选择以钢筋为主的方法,减少建筑物的自重,有效提高结构的整体刚性,满足抗震设计的需要。

4、结束语:现代建筑结构的设计,尤其是针对民用建筑来说,设计人员和建筑人员应当更加注重抗震性能和稳定性能的突出,明确安全性的设计原则,采用先进的抗震方式,以此来保障民用建筑良好的抗震性,实现现代建筑结构的安全性和舒适性。

参考文献:

[1] 建筑抗震设计规范(GB50011—2010)[M] 中国建筑工业出版社 2010

[2]鲍玉龙;王航;;民用建筑结构的抗震理念设计 [J];科技传播;2011年10期

作者:周礼军

抗震设计的民用建筑论文 篇3:

论民用建筑结构设计中抗震设计的探讨

摘要:自然地震灾害是人类不可难以预测、不可难以抗拒的。地震超过一定地震强度后,会对所在地震区的所有建筑物结构造成不可破坏性质的破坏,对居民人身安全健康构成极大威胁。随着经济社会的不断发展和技术进步,建筑抗震结构的民用抗震系统设计逐渐开始受到国家重视。建筑抗震系统结构设计对民用建筑抗震结构设计发展具有重要指导意义。这篇文章探讨了现在民用建筑抗震结构中的抗震系统设计中我们应该要注意的一些问题,阐述了不断完善现在民用建筑中的抗震结构设计的基本方法。

关键词:大型民用建筑;墙体抗震结构设计;建筑理论基础分析;存在问题;解决方法

我国是一个具有地震灾害多发性的国家,地震灾害分布广、频率高、强度高、震源浅,是目前世界上特大地震自然灾害最严重的多发国家之一。近年来,各国的特大地震给我们人类生活造成了严重的自然灾难。通过研究总结大量国际经验教训,推动了我国结构建筑抗震计算设计的不断创新发展。这就必然要求建筑结构抗震工程师不仅首先要认真做好结构抗震物理计算技术分析,还要特别注重建筑结构抗震概念设计,使我国建筑结构抗震计算设计技术水平已经达到一个比较完善的发展高度。

一、民用建筑抗震的理论分析

(一)建筑结构抗震规范

事实上,《建筑结构抗震规范》仍然是各国具体建筑工程抗震减灾经验的权威分析总结。它仍然是国家指导我国建筑工程抗震减灾设计的一项法律法规文件。它不仅深刻反映了各国建筑经济社会建设的各个时代的发展水平,也深刻反映了各国具体的建筑地震防灾实践经验。它虽然已经受到了与建筑地震灾害有关的各种科学技术理论的广泛指导,并在抗震技术和社会经济应用合理性的研究方向上不断发展,但它仍然应该是具有坚实的建筑工程抗震实践理论基础,把维护建筑工程的安全放在首位,不允许有风险和谬误。

(二)抗震设计的理论

1.拟静力理论

拟静力地震理论主要是从10世纪末期到40年代初期发展壮大起来的一种地震理论。在精确估计一次地震对一个结构的运动影响时,只需要假设一个结构质心是具有刚性的,地震静动力学的水平不会作用于一个结构或其他构件的质心。估计地震拟静力的规模大小主要取决于它在结构中的重量值或乘以地震比例静力常数。

2.反应谱理论

反应谱学的理论主要是在20世纪40~60年代开始发展应用起来的。这主要是基于对全球强震动和加速度相关观测资料记录的不断增加、对全球地壳的震动力学特性的进一步深入了解以及对地壳结构的震动力学和响应系统特性的深入研究。这些都是麻省理工学院一些主要研究工作人员在深入分析全球地壳的震动力和加速度观测记录中的特征后从而取得的重要研究成果。

二、民用建筑主体结构的保温抗震性能设计过程需注意的一些问题

(一)对于大型结构高层建筑而言,规定将建筑横向高度垂直于偶然发生地震时的应力坐标作用高度计算方向的每栋结构建筑各楼层计算整体地震投影作为直线距离长度的5%直接计算偏移高度作为用来计算建筑楼层原始地震质量的偶然发生地震应力偏心率,以分别用来计算单向的和相对水平偶然发生地震时的运动应力作用,这一点应当符合国外有关国家制定相关偶然地震应力标准的基本技术规定。在实际偶然地震应力计算中,可以沿两个地震参考点的地震应力坐标系的同一节点高度计算方向(正或或者负)平行偏移各层的质心,分别确定计算偶然地震应力作用和运动作用量的效果;还或者可以根据原始楼层质量近似计算偶然地震运动作用,然后根据地震指定的原始质量意外偶然偏心率的位置一并应用地震计算所得出的偶然地震运动作用效果来确定计算楼层结构的偶然地震运动作用量和效果。

(二)楼层扭转位移控制条件

在正常楼梯使用楼层情况下,不应规定低于允许超过特定正常楼层使用楼梯最高位移比例百分比的具体使用上限第一规定中的条件。根据本法相关参考文献,\"根据不同的设防烈度,规则性要求的严重程度可能会有所不同。当计算的最大水平位移和层间位移非常小时,扭转位移比的控制可以稍微放寬。\"因此,在特殊正常使用楼层情况下,也或者可以规定允许单个特定使用楼层的楼梯横向倾斜扭转固定楼梯最高位移比例但不应低于超过本法第一规定的具体使用上限规定条件中的要求,该项的上限条件可由国家相关超限条件审查管理机构进行审查和审议确定。

三、完善民用建筑的抗震设计方法

(一)提高建筑结构的整体性

在住宅建筑民用结构设计中,应严格遵循民用结构整体性设计原则,确保民用建筑在各种地震破坏环境使用中的结构整体性和稳定性,从而不断提高其中的抗震破坏性能。此外,由于这些民用建筑在实际设计使用过程中会直接表现为各出不同的建筑结构设计形式,这些建筑结构中的形式也可能会在很大一定程度上直接影响住宅建筑民用结构的抗震稳定性和增强抗震破坏性能。因此,在不断提高住宅建筑民用结构整体性的设计过程中,应不断加强相互间的相互作用控制能力,提高民用建筑物的抗震稳定性和增强抗震破坏能力。

(二)加强建筑结构之间的连接性

建筑外部结构之间往往存在刚度连续性,这将极大地直接影响民用建筑物的结构稳定性和自身抗震冲击性能。只有通过建立良好的外部结构刚度连接,民用建筑结构才能能够承受发生地震的内部外力,实现良好的外部结构增强预应力。因此具体来说,建筑外部结构之间的连通性已经可以完全满足保证民用建筑在外部地震发生环境中能够承受外部地震增强预应力并同时确保自身安全的基本要求。

四、结束语:

在我国现代民用建筑整体结构特别尤其是现代民用建筑的整体设计中,设计管理人员和建筑施工人员们都应更加高度重视整体抗震稳定性能和整体稳定性,明确安全舒适设计基本原则,采用先进的整体抗震检测方法,从而能够保证现代民用建筑良好的整体抗震稳定性能,实现符合现代民用建筑整体结构的安全舒适。

参考文献

[1]《建筑抗震设计规范》 (CBJll-89) , 中国建筑工业出版社,2005. 09

[2] 包世华、 方鄂华, 《高层建筑结构设计》, 清华大学出版社,2003. 08

作者:陆隽豪

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