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关于建筑结构抗震设计的探讨

文档名称:关于建筑结构抗震设计的探讨
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上传者:zbsupereal
添加时间:2019/05/06
内容摘要:
设计与规刘
239
关于建筑结构抗震设计的探讨
杨雨龙
大同市建筑设计研究院,山西大同037006)
摘要:地震是一种强烈的自然现象,为避免它给人类带来大的
结构抗震设计中概念设计
灾窨,这就要求结构工翟师不仅要运用好抗震汁算分析,而且要重
所谓“建筑抗震概念设计”是指根据地震灾害和工程经验等所
视结构的设计。本文是在探计建筑结构抗震设计中结构抗震设计的形成的基本设计原则和设计思想,是进行健筑和结构总体布置并确
方法总结和发展
定细部构造的过程。地震动是一种随机振动,有难于把握的复杂性
关键词:建筑;骷构;抗震;设计
和不确定性,要准确预测建筑物所遭遇的特性和参数,目前尚难做
到。在结构分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非帅性
前言
性质、材料时效、阻尼变化等诸多因素,也存在着不确定性。因此
地震是威胁人类安全的主要自然灾害之一。我国是一个地震多抗震向题不能完全依赖计算结果。而是应该立足于工程抗震基本理
发的国家,分布、频率高、强度大、震源浅,是世界上地震灾害论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念,往往是构造良好
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结构性能的决定性因素。抗震概念设计主要有如下几点:
害,通过总结人量的经验教训,促使结构抗震设计不断发展。筑
3.1建筑选止
抗震的实践表明,一个地震区建筑物,如果没有良好的建筑总体布
避免抗震危險地段,选抒对抗震有利的场地、地基和基础在进
置方案,单靠结构抗震计算和抗震的构造措施,在较强烈的地震作行设计时,应根据工程需婁,掌握地震活动情况和工程地质的有关
用下,仍是难以取得绁筑抗震的较灯效果,甚至减轻不了矬筑物的资料,作出综合评价,宜选择坚硬土或开簡平坦密实均匀的中硬土
震害程度。因此,只有建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起米、等有利地段;避软弱土、液化土、河岸和边坡边缘,平面分布
建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度
成因、岩性、状态明显不均匀的土层等不利地段;同一结构单元不
1目前我国抗震设计中存在的不足
宣设置在性质截然不同的地基土上,也不宜部分采用天然地基,部
通过多年对于建筑抗震设计的研究,我国逐渐形成了自己的一分用柱基,当地基有软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀
套较为先进的抗震设计方法而且山益成熟,但是也有许多考虑欠妥土层时,宜加强基础的整体性和刚度
的地方,需要我们今后加以完善。首先,与国外规范相比,我国抗
3.2合理的平立面布置
震规范在对关系的认识上还存在一定的差距。美国URC:规范按同
健筑物的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。健
样原则米刘分延性等数,但在高烈度区推荐使用高延性等级,在低筑布局简单合理,结构布置符合抗震原则,从而确保房屋具有良好
烈度区推荐使用低延性等级。这几种抗震思路都是符合规律的,而的抗震性能。健筑物的平、立面布置宜规则、对称,质量和刚度变
目前我国将地震作用降低系数统一取为2.86,而且还把用于结构截化均匀,避免楼层错层。对体形复杂的建筑物合埋设置变形缝,在
面承载能力设计和变形验算的小震赋予一个固定的统计意义。另外,结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位
我国规定的“小震不坏,中震可修,大震不倒”的一水准抗震设防采取有效的抗震构造措施,严格控制建筑物的高度和高宽比
日标也存在一定的问题。该设防日标对甲类、乙类、丙类这三类重
3.3结构选型和结构布置
要性不同的建筑来说,并不都是恰当的。最后,由于不同关別建筑
结构选?根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地
的不同重要性,不宜再笼统的使用以上同一个性态目标。此外,还基、基础、材料和施工等因素,经技术、经济条件比较综合确定。
应该考虑健筑所有者的不同要求,选择不同的设防目标,从而做到单从抗震角度考虑,作为一种好的结构形式,应具备下列性能:延
在性态日标的选择上更加灵活
性系数高;匀质性好;正交各向同性;构件的连接具有整体性、连
2结构抗震的可靠度
续性和较好的延性,并能发挥材料的全部强度。结构布置遵循的原
在结构所有的功能中,首先需满足的是结构的安全性。由则是平面布置力求对称,使构件分配的力均匀;竖向布置力求均匀
于在震源的发生机制、地震波的传播路径和场地条件中存在很多尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀,避免出现薄弱层,并应尽可
不确定性,以及在循环荷载作用下的性能和分析计算模型中的不能降低房屋的重心
确定性,结构的地震反应非常随机,并且安全性只能采用抗震可
3.4多道抗震防线的设置
靠度进行描述。按照可靠度埋论,服役期内结构的抗震可靠度同
多道设防就是人为加强某些竖向抗侧力结构、提部分的可靠
时体现了环境和结构两方面的、特征,采用可靠度作为设防参数度:并且有意识地设置一些薄弱环节,使其在强震作用下退出工作
在概念上似乎更充分一些,在方法上也比较统一。这和方法实质将建筑物白振周期与地震动卓越周期错开,使建筑物的共振现象得
上是认为工程结构自身以及所处环境存在着不确定性,使所设计以缓解,减轻地震的破坏作用
的结构在遭受未来可能发生的地震作用时绝对安全既不可能也不
3.5刚度、承载力和延性的匹配
经济,人们使用这些结构时必须承受一定的风险。因此需要确定
当结构具有较高的抗力时,其总体延性的要求可有所降低:反
个可以接受的安全度水准,这个水准被定义为目标可靠度,它之,较低的抗力需要较高的延性要求相配合。地震时甡筑物所受地
可以作为结构抗震设防的参数,所有抗震结构实际的抗震可靠度震作用的大小与其动力特性密切相关,貝有合理的刚度和承载力分
应该不低于规定的目标可靠度
布以及与之匹配的延性。提高结构的抗刚度,往往是以提高工程
由于结构抗震可靠度中包含了场地可能遭遇的各种强度地震动造价及降低结构延性指标为代价的。要使建鏡物具有很强的抗懰塌
对结构安全性的影响,以目标可靠度进行抗震设防时就不必再去区能力,最埋想的是使结构中的所有构件都具有较高的延性,然而实
分“小震、“中震”和“大震”,从而也就避免了为解決该问题所际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件
产生的各和困难。结构抗震可靠度的大小同结构服役期限的长短有的延性是比较经济有效的办法
关,它不仅描述了结构健造完成前规划、设计、施工等过程中的安
4建筑结构消能减震与隔震设计
全性,而且考虑了结构服役过程的安全影响閃素,此采用日标可
消能减震隔震是指在结构体系中设置隔震层以隔离地震能量
靠度进行抗震设防既可以完成基于生命的抗震设防目标,也可以实或在抗側力结构中设置消能器吸收地震能量,从而达到减轻震害的
现基于性态的设防目标,对于具有不同服役功能的工程结构,只需目的。由于它是一种新型的结构体系,且隔震层以上结构部分的使
适当调节日标可靠度的具体取值,就可以方便地实现多级抗震设防州要求高于非隔震建筑,周此,在日前的设计中应用较少。其主要
的目标了
(下转第243页)
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