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《概念設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)及應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、概念設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)及應(yīng)用分析了建筑抗震概念設(shè)計(jì)的特點(diǎn),從場(chǎng)地選擇、建筑設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面探討了概念設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞:概念設(shè)計(jì);抗震設(shè)計(jì)引言 由于地震作用的隨機(jī)性、復(fù)雜性、間接性和偶然性,地震的強(qiáng)度是不可知的,地震對(duì)建筑物作用也是多變的,結(jié)構(gòu)在地震作用下表現(xiàn)出極大的復(fù)雜性和計(jì)算假定與實(shí)際情況的不符,因此,在結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)上不能完全依賴計(jì)算設(shè)計(jì),在很大程度上,結(jié)構(gòu)抗震性能的好壞取決于良好的概念設(shè)計(jì)。1抗震概念設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則 所謂概念設(shè)計(jì),一般指不經(jīng)數(shù)值計(jì)算,尤其在一些難以做出精確分
2、析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問(wèn)題中,依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,從整體的角度來(lái)確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制?! 「拍钤O(shè)計(jì)的特點(diǎn)體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面: ?。?)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定 由于地震具有偶然性,一味地提高抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)不科學(xué),也不符合我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。然而,既有地震資料表明,抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)不能滿足實(shí)際需求時(shí),往往不可避免造成倒塌或嚴(yán)重破壞,達(dá)不到“小震不壞,中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)要求。如唐山市地震前的
3、抗震設(shè)防烈度為6度,而遭受的地震烈度大干9度;而成都的抗震設(shè)防烈度為7度,地震震級(jí)6-7度左右,地震后建筑物損壞較輕,人員傷亡也很少。因此,加強(qiáng)對(duì)全國(guó)各地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的勘察研究,科學(xué)合理地確定全國(guó)各地區(qū)的抗震設(shè)防烈度十分重要?! 。?)建筑選址 城市和建筑選址的科學(xué)性和合理性是避免地震災(zāi)害的關(guān)鍵。我國(guó)的大地震帶——南北地震帶上每隔三、四十年左右就會(huì)發(fā)生一次7級(jí)以上大地震,如2008年震驚世界的四川汶川地震處于龍門山斷裂帶就在這一地震密集帶。對(duì)于特定建筑的選址,同時(shí)應(yīng)該選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地及地基,并
4、應(yīng)采取必要的措施來(lái)保證地基的穩(wěn)定性。 ?。?)建筑外形設(shè)計(jì) 研究表明,簡(jiǎn)單建筑外形結(jié)構(gòu)抗震性能最好,而復(fù)雜的如有多出凹凸角的圖形則容易產(chǎn)生應(yīng)力集中或變形集中的薄弱環(huán)節(jié)。在建筑的豎向布置中,如果布置不均勻其結(jié)果即產(chǎn)生剛度、強(qiáng)度的突變,引起豎向的應(yīng)力集中或變形集中。因此,方形、圓形的建筑,平面、立面上均勻、對(duì)稱、規(guī)整的建筑滿足概念設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)要求?! 。?)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮荷載重心與剛度重心的重合 由結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)所帶來(lái)的附加荷載是很大的,甚至成為結(jié)構(gòu)計(jì)算的控制因素。因此,在設(shè)計(jì)大中型項(xiàng)目時(shí),總體系的設(shè)計(jì)
5、首先要考慮荷載重心與剛度重心重合問(wèn)題,盡量減小地震荷載所引起的整體扭轉(zhuǎn)力矩。 ?。?)采取相應(yīng)的構(gòu)造措施避免出現(xiàn)薄弱層 注意構(gòu)件的延性性能,遵循“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”等設(shè)計(jì)原則,加強(qiáng)薄弱部位,注意鋼筋的錨固長(zhǎng)度,使結(jié)構(gòu)在發(fā)生不協(xié)調(diào)變形時(shí),能夠從整體上調(diào)整應(yīng)力的傳遞,以減小裂縫?! 。?)注重非結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) 如果建筑的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件如門窗、隔墻、圍護(hù)墻、吊頂、玻璃幕墻、室內(nèi)設(shè)備設(shè)施等設(shè)計(jì)不當(dāng),由于地震作用下同樣會(huì)帶來(lái)破壞和損失。而一般的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件并不是由結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行抗震分析和設(shè)計(jì),因
6、此在地震中其破壞概率要比同一建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件高的多。概念設(shè)計(jì)則應(yīng)考慮到這一影響建筑抗震性能的重要因素,進(jìn)行全面的抗震設(shè)計(jì)。2概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用 ?。?)場(chǎng)地選擇 建筑場(chǎng)地盡可能要求寬闊平坦而且避開斜坡和崖地,要盡量選擇堅(jiān)實(shí)均勻的場(chǎng)地。避開不利地段如軟弱土、液化土、條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖質(zhì)陡坡、采空區(qū)、河岸和邊坡邊緣等。地基為軟質(zhì)粘性土、液化土、新近填土或嚴(yán)重不均勻土?xí)r,應(yīng)估計(jì)地震時(shí)地基的不均勻沉降或其它不利影響并采取相應(yīng)措施?! 。?)建筑設(shè)計(jì) 除上述外形盡量選擇簡(jiǎn)單的方形或圓形的平、
7、立面圖形外,平、立面剛度和質(zhì)量的分布也應(yīng)該對(duì)稱。避免豎向的不均勻,如豎向收進(jìn)問(wèn)題、柔性底層框架、同一層間的柱子剛度不同、抗震墻的不連續(xù)、填充墻設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致框架柱不連續(xù),等。建筑洞口如門、窗、管道等的開設(shè)應(yīng)該整齊,否則易造成應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)。防震縫的設(shè)置應(yīng)根據(jù)建筑物的體型、結(jié)構(gòu)體系等具體情況區(qū)別對(duì)待?! 。?)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)強(qiáng)柱弱梁。在設(shè)計(jì)中對(duì)柱端組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以柱端彎矩放大系數(shù)來(lái)保證柱端彎矩大于梁端彎矩,使結(jié)構(gòu)在地震作用下能夠?qū)崿F(xiàn)總體屈服機(jī)制,利用水平桿件的變形來(lái)耗能?! ?)強(qiáng)剪弱彎。
8、控制構(gòu)件的破壞形態(tài),使構(gòu)件在地震中能夠發(fā)生延性較好的彎曲破壞而非延性較差的剪切破壞,構(gòu)件的受剪承載力應(yīng)大于構(gòu)件在彎曲屈服時(shí)實(shí)際達(dá)到的剪力值?! ?)柱軸壓比限制。限制柱的軸壓比而實(shí)現(xiàn)大偏心受壓下產(chǎn)生彎曲破壞,同時(shí)柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低,尤其在軸壓比較高情況下增加箍筋對(duì)改變柱變形能力并沒(méi)有明顯作用?! ?)強(qiáng)壓弱拉。梁由于柱的“位移延性比”隨軸壓比增大而急劇下降,并且在高軸壓比時(shí)增加箍筋數(shù)量以不能提高柱的延性,因此過(guò)分的限制軸壓比來(lái)提高其延性也欠妥。超筋梁雖配置過(guò)多受拉鋼