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公務員期刊網 精選范文 建筑抗震設計規范標準范文

建筑抗震設計規范標準精選(九篇)

前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的建筑抗震設計規范標準主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

建筑抗震設計規范標準

第1篇:建筑抗震設計規范標準范文

國外工程;抗震設防烈度;規范

By comparing the correlation Chinese code with United States code in seismic intensity, ground motion peak acceleration, type of site soil. In lack basic date area carry out engineering seismic design, according to the parameters of United States code corresponding with the Chinese code values.

Project; seismic intensity; specification

中圖分類號: K826.16文獻標識碼:A 文章編號:

國外工程勘察

隨著我國“走出去”的政策實施,越來越多中國公司到國外進行工程勘察設計。中國規范也慢慢在國外開始推廣應用。在國外進行工程勘察越來越多,而中國規范大多數只是針對中國境內的工程情況。特別是《建筑抗震設計規范》(GB5011-2010)里有關地震動峰值加速度以及抗震設防烈度等其它相關參數在國外工程的取值問題值得深入探討。

抗震設計參數

工程抗震常用的設計參數有抗震設防烈度、地震動峰值加速度,場地土的類型劃分等。

中國規范與美國規范比較

根據中國《建筑抗震設計規范》(GB5011-2010)規范在抗震設防烈度和地震動峰值加速度對應關系以及土的類型劃分見表1、表2。

表1抗震設防烈度和設計基本地震加速度值的對應關系

注:g為重力加速度。

表2土的類型劃分和剪切波速范圍

注:fak為由載荷試驗等方法得到的地基承載力特征值(kPa);υS為巖土剪切波速。

根據美國規范《UBC》對于抗震設防分區與地震動峰值加速度對應關系、場地類別見表3、表4。

表4:抗震設防分區與地震動峰值加速度對應關系

通過以上對比可知《建筑抗震設計規范》(GB5011-2010)中的抗震設防烈度:6、7、8、9度大致可對應美國規范《UBC》地震設防分區:1、2A、2B及3、4。場地土的類型劃分也大致對應。《UBC》對土的類型劃分比《建筑抗震設計規范》(GB5011-2010)更注重標準貫入試驗以及土工試驗數據因而其對場地土的類型劃分更詳細。

工程實例

結合筆者的實際工作經驗經,在東非某國港口改造工程勘察。該國家地處東非大裂谷起點,為地震多發國家,因此抗震設計對工程安全性非常重要。相關的參數取值為思路為:通過查詢美國相關規范得出該國地震動峰值加速度為0.3g,抗震分區為A3區。地震動峰值加速度為0.3g對應中國的抗震規范抗震設防裂度為8度。因此當用中國規范對該工程進行設計時可按8度進行抗震設防。

結論

通過對比《建筑抗震設計規范》(GB5011-2010)和美國規范《UBC》在抗震設防烈度與地震動峰值加速度對應關系、場地土的類型劃分可得出兩者的相關性。當在國外進行工程建設需要按中國規范進行設計時,因《建筑抗震設計規范》(GB5011-2010)對國外的抗震設防烈度等參數沒有規定,可根據美國規范《UBC》對所在國的抗震設防分區劃分得出所在國對應的中國規范參數。

參考文獻:

第2篇:建筑抗震設計規范標準范文

第二條 本市轄區內地震基本烈度為七度及八度的地區,均屬抗震設防區。全市建設工程(含新建、改建、擴建,以下同)都必須進行抗震設防。凡不符俁抗震設防規定的工程,一律不準建設。

第三條 建設工程的抗震設防,應按國家規定的抗震設防要求和建筑抗震設計規范執行。

第四條 建設工程應當按照《陜西省防震減災條例》及《陜西省工程建設場地地震安全性評價管理辦法》規定的范圍進行地震安全性評價,根據評價結果進行抗震設防。

重大建設工程、可能發生嚴重次生災害的工程、生命線工程和六十米以上高層建設以及國家、省政府規定的其他建設工程,應當按照地震安全性評價管理辦法,對工程建設場地進行地震安全性評價。城市規劃區內一般建設工程應按寶雞市城市抗震設防區劃執行。

第五條 市規劃局是組織實施建設工程抗震設計和施工的主管部門。市地震局是負責建設工程抗震設防要求的主管部門,規劃、地震部門應按照各自的職責,依法對全市建設工程抗震設防情況進行監督檢查。

各縣(區)規劃(建設)和地震部門負責本轄區內建設工程抗震設防管理工作。

第六條 建設工程抗震設防貫穿于建設工程的全過程。從項目可行性研究、選址、規劃、設計、施工、質量監督到竣工驗收,都必須符合抗震設防要求。

第七條 建設工程勘察設計單位應當按照抗震設防要求和抗震設計規范進行勘察設計。

第八條 建設工程的抗震設計審查納入施工圖審查。規劃部門應對施工圖審查中執行建筑抗震設計規范的情況進行監督、檢查。凡不符合抗震規范的設計,施工圖審查單位應建議修改或變更設計。

第九條 已經建成的建筑物、構筑物,產權單位應當按國家有關標準進行抗震性能鑒定。對不符合抗震設防要求的,應采取必要的抗震加固措施。

抗震加固必須按照抗震鑒定、設計、審查、施工、竣工驗收的程序進行。

第十條施工和監理單位在承擔建設工程時,應按照設計圖紙和施工規程進行施工和監理,對設計文件中的抗震構造措施不得隨意更改和取消。

第十一條 市、縣(區)規劃(建設)部門在進行工程質量安全監督檢查時,應把抗震設防措施作為重點檢查內容之一。凡不符合抗震設計與施工規程的,應令其返工補強。

第十二條 建筑高度超過抗震規范許可,或采用新技術、新材料、新結構體系,應通過省級建設行政放寬部門組織的抗震專項審查后,方可進行施工圖設計。

第十三條 建設工程竣工驗收時,凡不符合抗震設計規范的工程不予驗收,并由市、縣(區)規劃(建設)行政主管部門責令改正,依法給予行政處罰。

第十四條 村鎮建設中的公共建筑、生命線工程、中小學校舍、鄉鎮企業建筑及其他三層以上建筑,必須按建筑抗震設計規范進行抗震設防;兩層以下農民自建房屋應因地制宜采取必要的抗震措施,提高忘記到的抗震能力。

第3篇:建筑抗震設計規范標準范文

關鍵詞:底部框架-抗震墻砌體 震害特征 設計要點

中圖分類號:TU74 文獻標識碼: A

引言:

底部框架-抗震墻砌體結構是一種上部為砌體結構,底部為框架-抗震墻結構的混合結構。從歷次的震害經驗看,由于上部砌體抗側移剛度大且自重大,底部框架-抗震墻剛度較小,底部框架-抗震墻砌體結構是一種極易受到地震損害的結構。但由于該結構體系房屋底部可以為商鋪提供大空間,上部可以用于住宅,倍受開發商的青睞,在中小城市商業街普遍應用。新規范根據多年的科研研究成果和震害經驗總結,對該結構體系制定了更為嚴格的設計要求,設計人員只要領會規范精神,嚴格按照規范要求認真設計,該類結構體系還是可以具有一定的抗震性能。

一、震害分析

從多年實驗研究和震害經驗總結,底部框架-抗震墻砌體結構常見的震害特征分為以下幾種:

第一類為底部框架柱的破壞。底部框架-抗震墻砌體結構中抗震墻在地震作用下作為第一道防線,而框架柱作為第二道防線,共同承擔起地震產生的底部剪力和傾覆力矩。若抗震墻布置過少,抗震墻在地震作用下會出現嚴重開裂,抗震墻剛度迅速退化,第一道防線將失去作用,底部水平剪力和傾覆力矩會重新分配,框架柱的剪力和傾覆力矩將會迅速增大,由彈性階段過渡到彈塑性階段,框架柱的混凝土達到極限應變而破壞。若抗震墻足夠多,但布置不合理,會導致底部框架柱在地震作用下受力不合理,出現嚴重的破壞,喪失構件的承載力。

第二類為底部抗震墻的破壞。底部抗震墻的高厚比常常小于1,屬于低矮抗震墻,地震作用時以受剪為主,剪力引起的斜裂縫直接影響其受力性能,破壞形態為剪切破壞,屬于脆性破壞[4]。當底部抗震墻較少或布置不合理,導致整體抗震墻承載力不夠或局部抗震墻承載力不足,將會沿墻體出現45°的斜裂縫,若邊緣構件未布置或布置不合理,會加重斜裂縫的開展,引起整片墻體失去承載力。

第三種為上部砌體整體破壞。當底部框架部分的抗震墻總的抗側剛度大于其相鄰上部砌體部分剛度時,將會導致此結構的薄弱樓層向上轉移,通常會轉移到過渡層,引起過渡層墻體破壞。若上部砌體結構的圈梁和構造柱布置不合理,減弱砌體的整體性和變形能力,降低房屋的抗震能力,導致上部砌體墻體開裂后突然倒塌。

二、設計要點

1.層高控制

底部框架-抗震墻砌體房屋底部樓層由于使用功能的要求,常需要適當加大層高,但過高將會減低砌體結構的整體性,規范對此結構的高度有嚴格限制。《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)第7.1.3條“底部框架-抗震墻房屋的底部,層高不應超過4.5m;當底部采用約束砌體抗震墻時,底部的層高不應超過4.2m。”同時《砌體結構設計規范》(GB 50003-2011)第10.1.4條也作了同樣的規定。

2.抗震墻布置

底部框架-抗震墻砌體房屋底部抗震墻作為抗震設防第一道防線,對抗震墻的合理布置至關重要。抗震墻布置應遵循周邊、分散、均勻、對稱,避免延性差的短肢剪力墻,并且抗震墻應與上部承重砌體墻對齊。同時,根據《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)第7.1.8條2款知,不同的設防烈度,抗震墻的材料也有相應的強制性規定。

結構設計時應采用帶邊框的鋼筋混凝土抗震墻,即在抗震墻周邊設置由邊框梁(或暗梁)和邊框柱(或框架柱),以增加對墻體的約束作用,提高砌體的極限承載力,確保在即使抗震墻破壞后,周邊的梁和柱仍能承受豎向荷載[4]。

3.側向剛度比控制

底部框架-抗震墻結構的底層或底部兩層的側向剛度與相鄰上層的比值應在合理的范圍之內,即不能太弱也不能太強。太弱則對底部結構本身不利;過強則可能導致底部吸收過大的地震作用,同時會造成結構薄弱層部位的上移,薄弱層由下部延性較好的鋼筋混凝土結構轉移到上部延性差的砌體結構,不利于結構的抗震。《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)第7.1.8條中,第3款“底部框架-抗震墻砌體房屋的縱橫兩個方向,第二層計入構造柱影響的側向剛度與底層側向剛度的比值,6、7度時不應大于2.5,8度時不應大于2.0,且均不應小于1.0。第4款”底部兩層框架-抗震墻房屋的縱橫兩個方向,底部與底部第二層側向剛度應接近,第三層計入構造柱影響的側向剛度與底部第二層側向剛度的比值,6、7度時不應大于2.0,8度時不應大于1.5,且均不應大于1.0。”

托墻梁是底部框架-抗震墻結構的轉換構件,在結構抗震過程中起到關鍵作用。新規范對托墻梁的設計作了強制性規定,以強調鋼筋混凝土托墻梁在底部框架-抗震墻砌體房屋中的極端重要性。《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)、《砌體結構設計規范》(GB 50003-2011)和《底部框架-抗震墻砌體房屋抗震設計規程》(JGJ 248-2012),這三本規范對托墻梁的要求不盡相同,例如《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)第7.5.8條第2款規定箍筋的直徑不應小于8mm,而《砌體結構設計規范》(GB 50003-2011)第10.4.9條第3款規定托梁箍筋的直徑不應小于10mm。《砌體結構設計規范》(GB 50003-2011)第10.4.9條規定了當墻體在梁端附近有洞口時,梁截面高度不宜小于1/8,并規定了托梁的最小配筋率和貫通筋的要求,而《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)并沒有此方面的規定。所以在托墻梁的設計過程中,需要仔細研讀以上三本規范的規定,才能保障托墻梁的設計安全合理。

《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)第7.1.8條第1款規定“上部的砌體墻體與底部的框架梁或抗震墻,除樓梯間附近的個別墻段外均應對齊。”該條為強制性條文,但當邊框梁或邊框墻與上部砌體墻體無法完全對齊,在實際設計過程中,可以通過以下措施解決:首先控制不對齊墻的數量不超過1/3且不能連續超過兩道;其次加強邊框梁的扭筋和箍筋,提高抗扭變形能力。

4.過渡層構造措施

過渡層指與底部-抗震墻相鄰的上一砌體樓層,可以將上部砌體結構產生的地震剪力、傾覆力矩和豎向荷載重新分配傳遞到下部框架柱和抗震墻。過渡層處于側向剛度的變化較劇烈的區域,其在地震時破壞嚴重,故規范對此層采取專門措施予以加強。例如“過渡層的底部應采用現澆鋼筋混凝土板,板厚不應小于120mm;并應少開洞、開小洞,當洞口尺寸大于800mm時,洞口周邊應設置邊梁。”該條目的是為了確保樓板的整體性,保障傳遞水平剪力的有效性。

5.基礎要求

底部框架-抗震墻砌體房屋的抗震墻在地震力作用下,吸收大部分傾覆力矩,導致抗震墻的基礎需要承受很多的傾覆力矩,所以整體性好的基礎可以提高抗震墻的抗震能力。《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)第7.1.8條第5款規定:“底部框架-抗震墻砌體房屋的抗震墻應設置條形基礎、筏形基礎等整體性好的基礎。”

結束語:

底部框架-抗震墻砌體房屋是由兩種抗震性能不同的材料混合承重的房屋,屬于復雜結構體系,該種結構體系在地震作用下的分析方法,不能僅僅采用底部剪力法,還應該采用陣型分解反應譜法或時程分析法復核構件的抗震承載力。新規范雖對該體系采取了必要的加強措施,但其抗震性能仍然低于多層砌體房屋。實際工程中應盡量避免采用這種不合理的結構體系,從根本上確保“大震不倒”性能目標的實現。

參考文獻:

[1] 中國人民共和國國家標準. GB 50011-2010 建筑抗震設計規范 [S].北京:中國建筑工業出版社,2010

[2] 中國人民共和國國家標準. GB 50003-2011 砌體結構設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2011

第4篇:建筑抗震設計規范標準范文

【關鍵詞】:框架結構設計;存在問題;處理措施

中圖分類號:TU323.5 文獻標識碼:A 文章編號:

框架結構已經成為了一種主要的建筑結構形式,但是框架結構的設計理論還是停留在原有落后的基礎上,這給我們國家的工民建行業的發展帶來了一定的限制,尤其是坐落在一些地震帶上的建筑,給廣大群眾的生產生活帶來了一定的影響。同時,不合理的設計也嚴重的影響了建筑的壽命。由于施工人員技術素質存在差異,對操作規程了解較少或未引起足夠的重視,在施工中容易產生影響質量的狀況,這些狀況如重視不夠或解決不及時,將會直接影響工程質量和工期。該文分析了當前框架結構設計、施工中應注意的幾個問題并提出了相應對策,以提高鋼筋混凝土框架結構的設計和施工水平。

1建筑框架概念設計要點

1.1框架結構的“強柱弱梁”節點設計為了增強建筑的抗震能力,通常要求建筑在遇到地震時應該使梁端呈現出塑形鉸,在柱端部表現出非彈性的工作狀態,不出現屈服問題,但是建筑節點一直處于彈性工作狀態。因此,在建筑結構設計中通常要采用“強柱弱梁”的設計方式,也就是與梁的截面實際抗彎能力相比,柱端截面的抗彎能力的增強直接決定了地震能量對建筑柱體端截面屈服變形后的塑性轉動是否將能夠超過其塑性轉動的能力,而不會出現對應的“層側移機構”,避免建筑柱體被壓潰。而柱比梁強度大的幅度主要是與梁端部縱向配筋程度直接相關,同時還與結構在梁、柱端面末端的塑性鉸形成過程中的塑性重力分布以及動力性特征變化相關。所以,當建筑條件允許時,可以盡可能的將柱體的截面尺寸設置得大一些,使得柱與梁的線性剛度比盡可能的大,通過控制柱的軸壓比來達到增加其延性的目的。

1.2采取合理的構造策略對于采用大跨度柱網的建筑框架式結構,在樓道處的框架柱由于樓梯的平臺梁需要與其相連接,導致其的長度達不到承載要求,這時需要對柱采用箍筋加長、加密的方式來增加其強度。在設計的過程中尤其要予以重視。當框架結構的外立面是帶行窗的時候,由于設置了連續的窗過梁,導致框架結構的外柱變成了短柱,也應該采取對應的加強措施。當框架整體結構的長度超過了規定限制或者是建筑功能的具體需要使得其不能存在裂縫時,為了有效減少有害裂縫(一般要求寬度小于0.3mm),應該采用補償混凝土來加以澆筑。且通過采用增加雙向配筋密度、在屋面設置后澆帶等方式來加強構造的強度。

2建筑框架結構設計存在問題

2.1注意構造措施問題1)對于大跨度柱網的框架結構,框架柱在樓梯間處與樓梯平臺梁相連,使得樓梯間處的柱可能成為短柱,這時就應對柱箍筋全長加密。這一點,在設計中容易被忽視,應引起重視。2)當框架結構的外立面為長帶形窗時,因設置連續的窗過梁,使外框架柱可能成為短柱,應注意加強柱的構造措施。3)對于框架結構長度略超過規范限值。建筑功能不允許留縫時,為減少有害裂縫(規范規定裂縫寬度小于0.3mm),可采用細而密的雙向配筋,構造間距宜小于150mm,建議采用補償混凝土澆筑。對屋面宜設置后澆帶,后澆帶處按構造措施宜適當加強。

2.2如何處理薄弱層薄弱層是對抗震極為不利的結構層,原則上應避免出現薄弱層。避免出現薄弱層的最基本方法是加大該層的抗側移剛度,即加大該層的柱截面或梁截面;如果條件允許,可以改變該層層高或減少基礎埋置深度。當無法避免出現薄弱層時,在結構計算和出圖時必須按照規范規定采取相應的措施。根據《建筑抗震設計規范》的規定,除對薄弱層的地震剪力乘以一定的放大系數外,還應對結構的樓層屈服強度系數進行驗算。樓層屈服強度系數為按構件實際配筋和材料強度標準值計算的樓層受剪承載力和按罕遇地震作用標準值計算的樓層彈性地震剪力的比值,如果在地震烈度Ⅶ~Ⅸ地區的結構樓層屈服強度系數小于0.5時,應對結構進行彈塑性變形驗算,并應符合規范的規定。如果不符合上述要求,必須對結構布置進行調整。

2.3短柱在框架結構中,如果柱凈高與柱截面高度之比等于4或剪跨比小于等于2,那么該柱為短柱。短柱在地震作用下,容易發生脆性破壞。因為短柱的受剪承載力及變形能力不足,會引起建筑物的嚴重破壞,設計上應盡可能避免。短柱的形成主要有2種原因:1)由于樓梯間半休息平臺或結構局部錯層造成兩個框架梁之間的框架柱凈高較小;2)填充墻設置不當,造成某層的框架柱兩側一部分無填充墻,一部分有填充墻,無填充墻的柱凈高與柱截面之比往往小于等于4,形成短柱。處理短柱主要是增加柱的抗剪承載力及改善其變形能力,一般采用復合箍筋,箍筋沿全高加密,保證短柱的縱向鋼筋對稱布置,且每側的縱向鋼筋配筋率不宜大于1.2%的方式處理,也可以采用外包鋼板、配X形鋼筋等方式處理。

2.4非結構構件設計根據《建筑抗震設計規范》規定,非結構構件,包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設備、自身及其與結構主體的連接,應進行抗震設計。比如框架結構中女兒墻構造柱的設置,尤其注意女兒墻高度大于1.0m時,應注意采取結構構造措施,保證女兒墻的穩定,還有建筑裝飾用的砌塊柱的穩定性、突出屋面的小構架內力與配筋(應與主體結構一起輸入計算)。《建筑抗震設計規范》相關章節對此有專門規定,設計人遇到類似工程應嚴格遵守此規定。突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪的地震作用效應,宜乘以增大系數3。此增大部分不應往下傳遞,但與該突出部分相連的構件應計入,具體詳見《建筑抗震設計規范》的規定。框架結構中突出屋面的電梯間、樓梯間、水箱間應采用框架承重,不應采用砌體承重。

2.5規范框架節點核心區域箍筋的具體配置在設計建筑的框架結構過程中,規范中對框架柱箍筋的加密區域以及最小體積的箍筋配置密度有詳細的規定,設計人員應該對這些內容加以關注。但是《建筑抗震設計規范》中對“一、二、三級框架節點核心區域中箍筋的特征值應該大干0.12、0.10、0.08,而且體積的配筋率要大干0.6%、0.7%”的要求卻沒有予以足夠的認識,常常沒有達到對應的要求,設計過程中應該嚴格遵守。

2.6底層框架柱的箍筋加密區域大小要滿足建筑抗震設計要求《建筑抗震設計規范》中:“框架結構底層柱的柱根處應該對箍筋進行加密,其加密范圍應該大干柱凈高度的1.3倍”,在設計中應該予以重視。另外,還應該對建筑的柱體的縱向配筋規范予以重視,對對應的規范要求加以注意。

參考文獻

[1]陳敬文.建筑框架結構設計原則及注意事項[J].輕工設計,20ll(6):l66.

[2]阮君良.多層建筑框架結構設計問題的研究[J].中國房地產業,201l(10):190.

[3]李冬艷.淺論建筑框架結構設計原則及施工中應注意的問題[J].華章,20I1(4):283.

[4]李汝瑾.高層建筑筏基設計的方法的分析[J].安徽水利科技,2000(6).

[5]宋紅.樁筏基礎實用計算方法[J].遼寧建材,2002.

第5篇:建筑抗震設計規范標準范文

關鍵詞:高層建筑;抗震設計;結構設計

引言

隨著建筑行業的快速發展,我國建筑逐漸向高層建筑和超高層建筑結構發展。高層建筑的結構復雜,層數比較高,建筑地基承受的荷載比較大。地震發生時,震源對高層建筑結構會產生沖擊力,容易造成建筑梁、柱斷裂,建筑倒塌等現象,嚴重威脅到人民群眾的安全。我國是地震災害比較頻繁的國家,高層建筑抗震設計一直是社會關注的重點,抗震設計的好壞直接關系到高層建筑的質量。因此高層建筑抗震設計的時候要根據高層建筑的實際情況,提高建筑結構抗震性能。

1超限高層建筑結構基于性能抗震設計與常規抗震設計的比較

1.1基于性能的抗震設計的概念

概念設計是目前一種比較先進的設計理念,與傳統建筑設計相比,概念設計不需要精準的計算或參考建筑設計規范相關的目錄,而是設計者根據實踐經驗,按照建筑結構體系的力學關系、結構破壞機理,從建筑結構整體進行把握設計。傳統的建筑設計思想無法滿足人們對建筑結構抗震功能的要求,為了提高建筑結構抗震安全性能要求,抗震設計已經發生了較大變化。比如建筑結構以力分析為主并兼顧力與變形,考慮到建筑結構變形、耗能和損失,以及非線性分析和可靠性分析。基于性能的抗震設計是20世紀90年代美國建筑設計師提出來的一個全新的設計理念。它的主要核心是將抗震設計從保護居民生命財產安全為基本目標轉移到不同風險水平地震作用力下滿足人們對建筑的性能要求,通過多層次、多目標的抗震安全設計,保障建筑安全,最終實現經濟效益和投資效益的平衡,滿足人們對建筑的個性需求。

1.2我國常規抗震設計方法

當前大部分國家的抗震設計規范為“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則,我國采用二階段抗震設計方法滿足工業建筑和民用建筑實現以上三個原則的抗震要求,并在這個基礎上根據建筑物抗震重要性分成甲、乙、丙、丁四類建筑物,根據建筑物的類別設置相應的抗震防烈要求。二階段抗震設計方法如下:第一階段是對建筑結構強度進行驗算,也就是小震的地震洞參數,通過彈性模量計算建筑結構的彈性地震作用力,并與建筑物風荷載、雪荷載、水平荷載等進行組合,計算建筑結構截面的抗震承載力,確保建筑結構的強度,并通過合理的平面結構布置,確保建筑結構的抗拉力。第二階段則是驗算建筑結構的彈塑性,也就是對地震作用下很容易倒塌的建筑結構按照大震標準進行設計,處理好建筑結構的薄弱環節,以免地震發生時首先沖擊建筑結構的薄弱環節,影響到整個建筑結構的安全性和穩定性。

1.3常規抗震設計方法與基于性能抗震設計方法的比較

基于常規抗震設計方法與基于性能抗震設計方法在設防目標、設計實施方法和檢驗方法、實現性能和工程應用方面都有所不同,具體見表1。通過比較發現,基于性能抗震設計方法是未來建筑抗震設計的發展方向,它適應了社會新技術和新工藝發展需求,能夠滿足建筑業務單位和使用單位對建筑結構安全性、經濟性等相關要求。

2超限高層建筑結構的抗震性能目標

某酒店塔樓的高度是168.9m,結構計算高度為176m,建筑結構為B類鋼筋混凝土高層建筑。建筑場地類別為III類,建筑抗震等級為二級。

2.1結構的抗震性能水準

按照相關規定,酒店的塔樓高度、平面扭轉不規則等不能超限,所以在第一、二階段抗震設計過程中,必須采取有效的方法滿足建筑工程國家以及地方相關的標準,并將基于性能抗震設計目標概念進行設計。按照《建筑抗震設計規范》給出的抗震性能設計方法以及《高層建筑混凝土結構技術規范》中的相關規范進行設計,確定該酒店的性能水準為C類,具體控制目標如下:

2.2建筑結構的性能目標

超限高層建筑結構規則性、高度等方面超出了建筑工程規范中的適用限值,使得抗震設計缺乏相應的參考依據。基于性能目標設計方法在設計的時候,需要綜合考慮到建筑場地實際設防裂度、超高限值以及建筑結構不規則等經濟因素,對超高建筑的薄弱環節、主抗側力構件等結構變形能力和抗震承載能力有具體的性能目標。按照建筑工程設計中相關內容,建筑結構關鍵構件由建筑結構工程師根據工程實際情況分析。比如水平轉換構件和支撐豎向構件、大懸挑結構的主要懸挑構件、長短柱在同一樓層的數量相當于在該層各個長短柱等要求。這其實是將過去常規抗震設計中的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設計原則進行量化和細化。比如將A級性能目標設計要求建筑結構小震不壞、中震和大震不壞,就是要求建筑結構在中震和大震中依然保持一定的彈性。

3結語

隨著建筑行業的快速發展,常規的建筑工程抗震設計方法已經無法滿足當下建筑設計的要求,基于建筑結構性能抗震設計理念對抗震結構的目標進行量化,明確抗震目標性能,能夠提高建筑結構抗震性能,必將成為建筑行業的發展趨勢。

參考文獻:

第6篇:建筑抗震設計規范標準范文

關鍵詞:建筑工程;地震安全性評價;峰值加速度;地震影響系數;抗震設防

中圖分類號:TU99文獻標識碼:A

一、前言

北京作為首都,是全國的政治、文化中心和國際交往的樞紐,也是一座著名的歷史文化名城。因此,北京市的抗震設防參數的選取尤為重要。

抗震設防是以現有的科學水平和經濟條件為前提,規范的科學依據只能是現有的經驗和資料基礎上編制的。北京市的抗震設防是依據《建筑抗震設計規范(GB50011-2010)》執行的,該規范是一般建筑物抗震設計的依據,是針對量大面廣的一般建筑物編制的。但是,目前對地震規律性的認識還很不足,重要建筑(例如生命線工程、高層建筑等)的抗震設防都要進行工程場地地震安全性評價工作,并進行專門研究,并根據研究成果進行抗震設防。尤其是2008年汶川地震以后,政府部門對于這項工作更加重視,對每項重要工程的設防參數都進行嚴格審查,并根據工作成果進行批復,以此作為抗震設防的依據。

二、建筑工程抗震設防概況

北京市的抗震設防依據是《中國地震動參數區劃圖(GB18306-2001)》確定地震基本烈度,并具體根據《建筑抗震設計規范(GB50011-2010)》中與之相對應的設防參數執行,建筑抗震規范中規定:北京市城區及房山、通州、順義、大興、平谷的抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g,地震影響系數為0.16;昌平、門頭溝、懷柔的抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g,地震影響系數為0.08。這些參數都是一般建設工程抗震設防依據,重要工程需通過地震安全性評價的方法來確定設防參數。

北京市重要建設工程需根據京震聯字【1999】1號文件中《北京市工程建設場地地震安全性評價管理辦法實施細則》的規定進行工程場地地震安全性評價工作,進行地震安全性評價的工程需按照地震主管部門審批后的地震動參數進行抗震設防。2008年汶川地震以后,北京市地震主管部門更加重視地震安全性評價工作,明確了進行地震安全性評價的工程的抗震設防參數,應采用高于50年的地震動參數進行抗震設防。

近些年來,我們一直從事于重要工程的地震安全性評價項目,每項工程都按照相應規范的技術要求進行了鉆探和活動斷層的判定,本文統計了我們完成的北京市六環路以內有代表性的101個重要工程項目(見圖1),累計完成鉆探16000余米,完成淺層地震勘探等物探長度20km,這些項目中提供的抗震設防參數都通過了審批部門的審查,并取得了抗震設防的批復文件。通過對以上項目抗震設防參數的統計和分析,得到了北京市六環路范圍內的重要工程抗震設防的基本參數及基本設防水準,為重要工程的抗震設防提供依據。

地震安全性評價報告共提供了地震加速度、特征周期、地震影響系數等抗震設防參數,但項目設計單位在工程的結構設計階段,認為地震基本加速度和地震影響系數對工程的結構驗算及工程造價起到決定性作用,他們認為這兩個參數的取值非常重要,因此,我們選取這兩個參數進行論述。

圖1已完成的安評項目分布圖

三、安評結果統計分析

根據建筑工程結構設計的需要,地震峰值加速度和地震影響系數是抗震設計中的一項重要地震動參數,其取值的高低直接影響抗震設防的標準和基本建設投資。工程地質條件和場地條件的不同直接導致了地震峰值加速度和地震影響系數大小的變化,文中統計的項目所處的地質條件、地質分區和場地條件各不相同,根據鉆探和剪切波速測試結果,這些項目主要分布與Ⅱ類和Ⅲ類場地上。依據《建筑抗震設計規范(GB50011-2010)》和《工程場地地震安全性評價技術規范(GB17741-2005)》以及主管部門的規定,所有項目都計算了50年和70年的地震動參數。本文對每項工程50年、70年超越概率10%的峰值加速度(圖2、圖3)和50年、70年的水平地震影響系數(圖4、圖5)進行了統計,并繪制了等值線圖。

圖250年超越概率10%地震峰值加速度等值線圖(單位:gal)

從圖2中可以看出,北京市的基本地震加速度度為0.20g,但城六區高于0.20g,酒仙橋一帶達到0.22g,北七家和順義都達到了0.21g。北東向的豐臺-朝陽-順義和北西向的百善-西北旺-酒仙橋一線是北京市的設防重點區域,其基本地震加速度都高于0.20g。

圖370年超越概率10%地震峰值加速度等值線圖(單位:gal)

從圖3中可以看出,北京市70年超越概率10%地震峰值加速度與圖2基本吻合,北東向的豐臺-朝陽-酒仙橋-北七家-順義和北西向的百善-西北旺-酒仙橋的地震加速度達到0.25g,其它大部分區域也都達到0.23g。

圖450年設防水平地震影響系數等值線圖

水平地震影響系數是根據烈度、場地類別等確定的,圖4對北京市50年設防水平地震影響系數進行了統計,從圖中可以看出北京市的城六區及百善、回龍觀、順義和通州的地震影響系數都高于0.16的規范允許值,其它區域也都不低于0.16。這與基本地震加速度和場地類別的確定是密切相關的。

圖570年設防水平地震影響系數等值線圖

從圖5中,我們仍可以看到,北京市70年設防水平地震影響系數都到達了0.20以上,北七家和順義都達到了0.22以上,如果按照70年設防水平選取水平地震影響系數,說明北京市的抗震設防已經達到了一個新的高度。

四、結論

本文通過對北京市六環路范圍內已經完成的101個安評項目進行了統計和分析,結合《建筑抗震設計規范(GB50011-2010)》和《中國地震動參數區劃圖(GB18306-2001)》的相關規定,主要結論如下:

(1)50年抗震設防基本地震加速度為0.20g,水平地震影響系數介于0.16~0.18之間。

(2)70年抗震設防基本地震加速度介于0.22~0.25g之間,北東向的豐臺-朝陽-酒仙橋-北七家-順義和北西向的百善-西北旺-酒仙橋的地震加速度達到0.25g,其它大部分區域也都不低于0.23g;水平地震影響系數不低于0.20,北七家和順義地區都達到了0.22以上。

(3)根據規范和政府主管部門的要求,重要工程按照安評結果設防并應適當提高設防水平,因此重要工程取70年或者更高的設防水準,說明北京市重要工程的抗震設防水準高于50年的基本設防烈度。

參考文獻:

1、 GB500112-2010,建筑抗震設計規范[S]. 北京:中國建筑工業出版社,2010.

2、 GB177412-2005,工程場地地震安全性評價技術規范[S]. 北京:中國標準出版社,2005.

3、 GB18306-2001,中國地震動參數區劃圖[S]. 北京:中國標準出版社,2001.

4、胡聿賢. 地震安全性評價技術教程[M]. 北京:地震出版社,1999.

第7篇:建筑抗震設計規范標準范文

關鍵詞:磚混結構;抗震設計;構造措施;房屋

在我國目前的建筑行業中,使用最多的建筑形式依然是磚混結構,它具有選材方便,施工周期短,工序簡單以及造價低廉等優點。但是,由于磚混結構構成材料本身的物理結構:剛性較大,變形量小,導致其在外力作用下時會由于重力原因產生自振,容易造成脆性破壞,這也導致了磚混結構房屋的抗震性能較差。

為此,必須采取相應措施,合理設計磚混結構房屋結構,保證施工質量,從而加強磚混結構房屋的抗震能力,本文作者結合自己的實際工作經驗,就如何加強磚混結構房屋的抗震性能進行了深入探討,并給出了一些符合工程實際的設計準則和設計規范:

合理布局房屋的平面、立面形狀

房屋的設計應該盡量簡單,平面、立面的布局應該盡量保持對稱,盡量確保房屋的質量中心與剛度中心的重合;(2)房屋在外觀上應該盡量避免外挑、內縮等結構平面不規則的設計,這些設計在地震作用下會產生劇烈的扭轉效應,大大增強外力對房屋的破壞力度,如果房屋的外觀必須采用不規則設計,為了避免扭轉效應,必須按照相關標準在房屋上設置防震縫;(3)房屋應該盡可能降低其重心,堅決杜絕建筑物“頭重腳輕”的不良情況,以避免在地震時發生鞭梢效應;(4)房屋在平面、立面的設計上,應該盡量保持質量與剛度的分布對稱設計,這樣可以防止應力集中現象,提高建筑物在地震災害中的強度;(5)在設計中還應該合理控制好房屋平面、立面結構剛度上的均勻性。

控制房屋高度、層數

有統計數據表明,房屋的高度越高,房屋的層數越多,在地震災害中受到的破壞也就會越大。合理控制房屋高度、層數,對于減小地震對于建筑物的災害有著很大的作用。在實際的設計與施工過程中,應該按照現行的建筑抗震設計規范,嚴格控制建筑物的總高度和總層數,防患于未然,避免因為房屋設計高度問題而導致的不必要的損失。

3、設置地下室結構

根據以往的震害統計資料表明:配有地下室的建筑比沒有地下室的建筑震害要小。相對于地面以上的房屋結構而言,附建的地下室空間相當于一個穩定性好,剛度大、整體性強的基礎。它降低了整體建筑的重心,在實際地震災害中可以減輕地面以上建筑的晃動,從而減輕震害。因此,在新建和改造房屋過程中,根據需要設置地下室結構是十分有利的。

4、加強房屋的整體性設計

從某種意義上來講,設計良好的磚混結構房屋可以視作一個在橫向、縱向上都具有合理空間剛度的結構體系,它的抗震能力很大程度上取決于其結構的空間剛度和結構的完整性,這也體現了房屋整體性的重要。在實際施工過程中,為了加強房屋的整體性,我們主要考慮的是各建筑構件連接處的設計。有以下幾個方面可供相關人員參考:

在房屋結構中,各面墻體的縱橫交錯處應該特別加以注意,保證二者之間可以同時咬槎砌筑,避免直槎與馬牙槎等不合理設計;對于抗震要求特別高的房屋,可以考慮沿著墻面在灰縫處額外增加鋼筋結構;非承重墻與承重墻之間的連接處應預留鋼筋以方便與后砌非承重墻的拉結;另外,還需采取相關措施加強墻角處的抗震性能。

在房屋結構中,特別是上下墻體不對齊時,現澆樓板能夠起到一定的傳遞水平受力的作用,同時,現澆樓板還可以增加對墻體的約束作用,增強樓房結構空間的剛度和整體的穩定性。

在房屋的適當位置,配置鋼筋圈梁,可以限制散落問題,也可以提高房屋的整體抗震性能。

5、合理設計房屋圈梁和構造柱

房屋圈梁以及構造柱在加強建筑抗震能力上也發揮著重要的作用,在實際施工中我們應該著力考慮以下幾個方面:

(1)加強應交圈的閉合設計:在房屋施工中,常常會遇到內外墻圈梁不位于同一高度的情況,為了加強房屋的整體性,應該采取內外墻圈梁整體澆筑措施,或者應使圈梁緊挨房屋頂部邊緣進行澆筑。

(2)加強裝配式鋼筋混凝土頂蓋處的圈梁設計:為了加強房屋的抗震能力,應該在屋頂處沿著內外墻的走向全部設置圈梁,從而抵消掉由磚拱頂蓋引起的應力,確保房屋的穩定性。

(3)加強多層磚混結構房屋中的水平圈梁設計:應該在多層磚混房屋中每層樓樓蓋處設置水平圈梁,以加強內外墻的連接性,提高房屋整體的豎向剛度和抗御不均勻沉陷的能力。。

(4)加強地梁設計:在地基土層分布不均勻以及沉陷較嚴重的地域,應該在埋設地基時增設一道地梁,用于減輕地震時由于地基的不均勻沉降與地表裂縫對房屋造成的影響。

6、加強樓梯間的抗震性能

在地震災害中,樓梯間的震害比其他部分都要嚴重,而樓梯間又是地震時用于疏散人員和開展抗震救災工作的重要交通要道,因此,必須在設計施工房屋時就加強樓梯間的抗震性能。一般有以下幾個方面需要注意:

房屋的第一開間不用于設置樓梯間:因為第一開間結構空曠,其抗震能力相對較弱,如果在此處設置樓梯間,會加重它在地震時的負擔,導致樓梯間震害嚴重。

應該盡量選用結構堅固的砂漿和鋼筋,確保鋼筋混凝土結構的教主質量,避免因為施工質量問題帶來的地震災害。

(3)加強樓梯間與平臺板梁的可靠連接,避免采用懸挑式樓梯以及墻體插入式設計的預制樓梯。

7、合理選擇結構材料

在實際施工中,材料的選擇一方面要保證建筑結構的剛性要求,一方面還要考慮價格因素。應該按照房屋的防震標準合理選擇結構材料,一般來講,根據國家建筑抗震設計標準,在結構材料的選用中應該遵守以下原則:(1)選用強度不低于MU10的燒結普通黏土磚;(2)選用強度不低于M5的砌筑砂漿;(3)選用強度不低于C20的混凝土構件;(4)選用延展性、韌性以及焊接性較好的鋼筋。

8、加強監管,確保施工質量

在所有措施中,加強監管力度,確保施工質量是保證房屋抗震能力的最具有主觀能動性的措施。有以下方面需要特別注意:(1)要加強施工作業人員的技能培訓,確保建筑構件質量;(2)引入第三方的監督管理機構,防止建筑單位偷工減料、降低施工標準等瀆職行為;(3)不過分追求工程進度,按照施工規范,合理安排進度,保證施工質量。

通過在施工過程中加強以上幾個方面的抗震措施,再輔以精心的組織規劃和合理的人員、物資調度,從根本上提高磚混結構房屋的抗震能力。確保房屋在設計、施工、維護全過程的設計達標,才能確保房屋真正達到“小震不壞,中震可修,大震不倒”的設計要求。本文結合作者自己的實際工作經驗,從多個角度討論了磚混結構房屋的的常見設計手法,并對其加以總結歸納,供相關從業人員參考,具有一定的使用價值。

參考文獻:

[1] 郭繼武.建筑抗震結構設計.北京:地震出版社.

[2] 建筑結構抗震設計規范.北京:中國建筑工業出版社.

[3] 建筑抗震設計規范(GBSO011~2OO1)[S].北京:中國建筑工業出版社,2001.

第8篇:建筑抗震設計規范標準范文

[提要]

地震會產生次生災害,為解決災后避難問題,本文擬對既有大空間結構進行加固,根據PKPM軟件計算出增大截面法和增設鋼支撐法對大空間建筑抗震加固的效果并進行分析。通過工程實例計算及分析,表明增大截面法無法顯著提高原結構的抗震性能,且不符合綠色環保的設計理念,而增設鋼支撐法可明顯提高結構的抗側移能力,故采用鋼支撐加固法對實例體育館進行加固改造更為科學可行。

[關鍵詞]

大空間結構;抗震設計;增大截面法;鋼支撐法

1引言

近年來世界各地地震頻繁發生,由于震后房屋倒塌損壞嚴重,人們無處安身避難,會導致更多的次生災害發生。為解決大量人群災后的避難問題,對大空間建筑的加固就顯得極為重要。[1-5]增大截面法及鋼支撐法對大空間避難場所進行加固的可行性為本次研究的重點。增大截面法適用于鋼筋混凝土受彎、受壓構件的加固。該方法是通過改變原有構件的截面尺寸,使構件的承載力得到提高。該方法可以廣泛應用于混凝土梁、板、柱等構件和一般構筑物的加固。其優點是在增大構件剛度的同時,承載力和變形能力也得到了提高;其缺點是濕作業工作量大、養護期長、占用建筑使用空間較多。鋼支撐法適用于抗側移剛度不足的構件加固,該法通過在抗側力構件之間增設鋼支撐來增強結構的整體性。其優點是不占有結構的使用空間,對結構的整體剛度提高較為明顯;其缺點是結構的部分使用功能被破壞,加固成本較高[6-7]。

2工程實例概況及加固目標

以唐山市某中學體育館為研究對象,該中學體育館始建于2005年,總體建筑形狀為規則矩形,柱網平面圖見圖1所示。該體育館南北長36.00m,東西長58.80m,高17.8m,建筑總面積為8998m2,主體結構的設計使用年限為50年,主體結構形式為鋼筋混凝土框架結構,上部屋面采用平板式倒放四角錐網架結構,結構形式為雙層平板網架,網架長度為53.1m,寬度為36m,厚2m,并通過支座與下部混凝土柱相連接。主體結構為鋼筋混凝土框架結構,各層構件的混凝土強度等級均采用C30級,混凝土框架部分分為六個結構層,第一層為地下室,層高為3.00m,第二層層高為3.00m,第三層層高為3.00m,第四層為看臺,層高為1.70m,第五層層高為2.40m,第六層層高為7.20m,混凝土柱尺寸主要有四種,分別為直徑700mm圓柱、直徑900mm圓柱、600mm×600mm矩形柱和700mm×700mm矩形柱。現要將該體育館作為抗震避難場所使用,對其進行抗震加固設計。要求設計滿足《防災避難場所設計規范》(報批稿)中第7.3.1條規定:(1)避難建筑應采用設置多道抗震防線的結構體系。(2)建筑形體應規則,抗側力構件在平面內布置應規則對稱,結構側向剛度沿豎向應均勻變化。(3)計算避難建筑結構地震作用時,設計基本地震加速度值、地震加速度時程的最大值和水平地震影響系數最大值,應采取在國家現行標準《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)規定的相關數值乘以表1(即《防災避難場所設計規范》(報批稿)中表7.3.1)的避難建筑調整系數后的數值。(4)抗震設防烈度為6度~8度時,避難建筑應按高于本地區抗震設防烈度一度的要求采取抗震措施,抗震設防烈度為9度時,避難建筑應按比9度更高的要求采取抗震措施。因原結構按照《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)的要求,其抗震設防烈度為8度(0.2g),設防地震分組為第一組,框架抗震等級為一級,無法滿足《防災避難場所設計規范》(報批稿)的相關規定,所以要對其進行加固改造,加固后設計使用年限不變。

3加固前抗震性能分析

原網架結構的設計模型采用SAP2000v15計算,按照《防災避難場所設計規范》(報批稿)的相關要求進行調整,因原有設計具有較大的安全儲備,各項指標均能較好滿足避難建筑的抗震要求。故本次設計調整只針對下部的鋼筋混凝土框架結構,將網架荷載折算成面荷載施加到頂層。參照原結構設計圖紙中的梁、柱和樓板的鋼筋及混凝土的強度等級,截面尺寸和實配鋼筋采用PMCAD建立模型見圖2所示。利用SATWE進行計算分析,抗震設防烈度按9度(0.4g)進行計算,框架抗震等級按1級考慮。

3.1側移計算經計算多遇地震作用下的最大層間位移出現在第六標準層,具體數值為:X向1/410,Y向1/362。根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)中的相關規定,彈性層間位移角限值為1/550,原結構不滿足要求。

3.2配筋計算(1)柱配筋:標高在3.00m~6.00m間有10根柱超筋;標高在6.00m~7.70m間看臺柱全部超筋;標高在7.70m~10.10m間有五根柱超筋;標高在10.10m~17.30m間有3根柱超筋,主要是箍筋超筋。柱縱向鋼筋較原配筋平均增大15%。除箍筋超筋的柱外,大部分柱箍筋滿足要求。(2)梁配筋:梁的縱筋和箍筋均能滿足要求,其配筋最大增加3%。以上側移超限、柱箍筋超筋均是由于側移剛度不足所致。梁配筋滿足率較高是因為在計算時,沒有采用原體育場館的活荷載,而是采用2.5kN/m2的避難人員荷載計算的。增大截面加固法和鋼支撐加固法是廣泛應用的兩種加固方法,針對該體育場的基本情況應用以上兩種加固方法進行加固,從而找到環保可行的加固方法。[8-9]

4增大截面法加固計算分析

根據抗震性能分析結果,對出現超筋的梁、柱截面進行適當的增大,對其他未出現超筋現象的梁、柱截面進行相應的調整。調整結果見表2所示。利用SATWE進行計算,得到原結構的各項指標與加固后結構的各項指標的對比圖見圖3所示,實線為加固前結構相應指標,虛線為加固后結構相應指標:由以上數據可知,加固后最大層間位移角和樓層最大位移均有所減小,但減小幅度不明顯。在滿足各層柱子均不超筋的情況下,結構的最大層間位移角依然超限,此時最大框架柱的尺寸已經增大了370%,最小框架柱尺寸也已經增加了50%。顯然,如果繼續增大框架柱截面尺寸,不但會造成資源的極大浪費,還會增大施工的困難程度。

5鋼支撐法加固計算分析

根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)附錄G鋼支撐—混凝土框架和鋼框架—鋼筋混凝土核心筒結構房屋抗震設計要求,鋼支撐框架應在結構的兩個主軸方向同時設置并宜上下連續布置,鋼支撐布置見圖4所示。通過控制鋼支撐平面內及平面外長細比,初步估算截面尺寸。經過計算后對鋼支撐截面作出進一步的調整,經過反復試驗,調整結果見表3所示。利用SATWE進行計算,得到原結構的各項指標與加固后結構的各項指的對比圖見圖5所示,實線為加固前結構相應指標,虛線為加固后結構相應指標,從圖中可明顯看出:加固后的X向、Y向最大層間位移角及變化幅度要明顯小于加固前的數值,X向、Y向樓層最大位移也明顯地小于加固前的數值。

6結論

第9篇:建筑抗震設計規范標準范文

引言

我國地域內所發生的地震,絕大部份屬于這種“構造地震”的類型。由火山爆發所產生的“火山地震”或因巖洞崩塌、局部地面陷落所引起的地震,在我國很少發生。

許多國家在高層建筑的抗震設計方案中,已經出現了新的結構。如美國紐約的高層建筑物,建在于基礎分離的98個橡膠彈簧上,日本的建在弧型鋼條上防地震建筑物,明顯的在建筑結構體型上,改變了傳統的插入式剛箍捆住內力的結構體系。

在2010年12月1日施行的《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)和2011年10月10日開始施行的《高層建筑混凝土結構技術基礎》(JGJ 3-2010)是綜合了各國高層建筑設計的成功經驗,同時結合我國地震災害的特點,對我國高層建筑設計提出了新的標準和要求。

世界抗震設計經驗

1.美國抗震措施

美國是一個地震較多的國家,其西海岸重要城市洛杉磯正好處在環太平洋地震帶上,而整個加州也是全球地震高發地區之一。高層建筑的抗震問題以及如何將地震帶來的損失降到最低,一直是人們密切關注的問題。其中關于高層建筑的一些抗震措施。

(1)控制高層建筑的層高

在地震頻發的洛衫磯市,除了市中心作為地標建筑的一些超高層建筑,其余地段均是多層低層建筑。尤其值得注意的是在土層薄弱和不利地段加州政府通過立法禁止建造高層建筑。對于高層建筑而言,地震力和風力是控制荷載,且都是水平作用力,層高過高,對建筑抗震和抗風都十分不利。控制在地震區域的建筑層高,是有效降低震害的手段之一。

(2)選用輕質建材

美國大部分地區均是低層建筑,且均是木結構,圍護材料和隔墻也多采用石膏板、刨花板等輕質板材。采用輕質建材的建筑,在地震力作用下,自身結構受到更小的影響,且即使受到破壞,較輕的建材也能有效減輕造成的二次破壞。

(3)選用高強度高延性建材

美國另一重要的防震措施是在高層建采用鋼結構,而低層建筑就采用木結構。鋼材與木材都是高延性的材料,具有足夠的柔度。在地震發生時,可以通過自身變形消耗掉地震能量,在抗震要求更高的超高層建筑中,則添加上阻尼減震器,也可以大大提高建筑的延性和抗震性能。

2.日本抗震措施

日本全島都處在地震頻發區域,每年都會發生約1000余次地震,在高層建筑防震抗震方面,有豐富的經驗。

(1)提高建筑物的強度和剛度

日本的高層公寓很多,大部分的住戶在購買公寓中都會特別看重抗震設計水平。號稱日本第一高層公寓的大樓中,采用了與美國世貿大廈相同的鋼管,其抗震性能主要來源于采用高強度高剛度的優質建材,確保了建筑物的抗爭性能,也是公寓能得以暢銷的重要原因

(2)選用橡膠材料加強延性

日本東京的一些超高層建筑都進行了嚴密的抗震設計,其中一個重要措施就是在建筑使用高強度的橡膠作為基底材料,同時在建筑中心也選用天然橡膠作為基層,提高了建筑物的抗震性能。

(3)“局部浮力”抗震系統

近年來日本新研制了“局部浮力”抗震系統,將建筑物的上層結構與基礎部分分離開,采用這種“局部浮力”系統進行連接,借助水的浮力來加強建筑整體的延性,其工作原理大體上與阻尼減震系統和橡膠減震系統類似,但據報告有更好的抗震效果。

新增條款的意義分析

《建筑抗震設計規范》和《高層建筑混凝土結構技術基礎》新增了若干條款,本文列出對抗震設計影響較大的條款進行分析。

1. 新增的通用條款

(1)抗震設計的高層建筑混凝土結構,當其房屋高度、規則性、結構類型、場地條件或抗震設防標準等有特殊要求時,可采用結構抗震性能設計方法進行分析和論證。

此條款明確了在高層建筑設計中,抗震設計的核心地位,高層建筑采用抗震性能設計已形成一種發展趨勢。

(2)樓層質量沿高度宜均勻分布,樓層質量不宜大于相鄰下部樓層質量的1.5倍。

此條規定限定了荷載沿豎向的不規則分布,可有效地降低震害,明確了高層結構設計的標準。

(3)增加了結構抗連續倒塌設計基本要求。安全等級為一、二級時,應滿足抗連續倒塌概念設計的要求。安全等級為一級且有特殊要求時,可采用拆除構件方法進行抗連續倒塌設計。

連續倒塌是指結構因突發事件或嚴重超載而造成局部結構破壞失效,繼而引發與失效破壞構件相連的構件連續破壞,最終導致相對于初始局部破壞更大范圍的倒塌破壞。在高層建筑抗震設計中,對上部結構進行連續性倒塌分析時,其首先要保證下部基礎不會發生破壞,加強結構基礎設計是整個設計工作的根本。

2.修訂條款的意義分析

(1)明確將扭轉位移比不規則判斷的計算方法,改為“在規定的水平力作用下并考慮偶然偏心”,以避免位移按振型分解反應譜組合的結果,有時剛性樓蓋邊緣中部的位移大于角點位移的不合理現象。

(2)根據汶川地震的經驗,提高了框架結構中框架柱的內力調整系數,而其他各類結構中框架柱的內力調整系數保持不變。

框架結構柱的最小截面尺寸,除不超過2層和四級外,比舊版增加100mm;柱縱向受力鋼筋的最小總配筋率比一般框架增加0.1%、最大軸壓比控制比舊版加嚴0.05。

(3)根據汶川震害調查,將防震縫的最小寬度由70mm提高到100mm。

相鄰結構在地震過程中的碰撞是導致結構損壞甚至倒塌的主要原因之一。為防止建筑物在地震中相碰撞,防震縫必須留有足夠的寬度。原則上防震縫凈寬應大于兩側結構允許的地震水平位移之和。

結語

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