民用建筑抗震论文范文

2024-07-14

民用建筑抗震论文范文第1篇

【关键词】建筑设计;抗震设计;设计要点;应用

随着建筑行业的飞速发展,人们对建筑质量的要求不再简单局限在居住环境上,对建筑的抗震强度也给予了较多关注。要做好建筑抗震设计,使其趋于科学合理,需要在建筑设计基础环节加以规范,使建筑设计技术规范符合建筑抗震标准。本文从建筑设计和建筑抗震设计的关联入手,阐述建筑抗震设计中关于建筑设计的几个要点,希望为相关建筑设计从业人员提供一定的参考意义。

一、建筑设计与建筑抗震设计之间的关联

建筑设计是建筑工程的参照和基本框架,需要在施工开始前完成。建筑设计作为建筑工程的基础,综合考虑了建筑地质特征、建筑气候环境等众要素,是后续施工有序开展的重要依据。

建筑物要达到最优化的抗震效果,离不开建筑设计和建筑抗震设计的密切配合,因为建筑设计在某种程度上具有一次成形的特点,在设计完畢后往往无法加以大面积的修改,因此,要提高建筑物抗震性能,就要在建筑平面结构设计、建筑空间布局设计、建筑构件安排、建筑材料运用等多方面加以统筹,从而最大限度地提高建筑物抗震性。

二、建筑设计环节抗震设计的重要部位及技术要点

(一)建筑顶部部位

现阶段在建筑实践中,多数建筑都存在顶部过高过重的问题,使得建筑物顶部压力较大,相应地,建筑物的墙体也受到顶部压力影响而形成了较大压力,一定程度上使建筑物本身的抗震性及牢固性有所减弱[1]。因此,作为建筑抗震设计的重要部位,在建筑设计中要使建筑物顶部与建筑物整体的重心保持在科学合理的范围内。此外,在建筑顶部材料使用上,也要加以充分考虑,优选刚度均匀,重量较轻的材料类型,从而使建筑物抗震性能得以充分发挥。

(二)建筑连接点及其构件

随着人们生活质量的提高,人们开始普遍关注建筑质量水平,建筑施工与前期相比,在施工规范上更加细化。因此,在这一背景下,作为建筑工程的基础工作,在建筑设计中就要对建筑连接点及建筑构件部位进行科学合理的设计。从现阶段建筑工程实践来看,在建筑物外部设计上通常采用大理石及瓷砖等新材料类型,在建筑物室内设计中主要运用吊顶技术及人工造影技术。因此,在建筑施工中要确保施工材料质量水平,以提高建筑物的抗震效果。此外,还要对建筑连接点及构件的牢固性加以实时监管,避免地震引发建筑构件坠落而造成伤亡。

(三)建筑设计限值

结合建筑震害经验教训,我国实施的《建筑抗震设计规范》中,对建筑设计阶段需考虑的抗震要求限值做出了相关规定:首先,建筑总体高度和建筑层数。在这项内容中,参考建筑结构类型、地震烈度及建筑砌体厚度等对建筑高度和层数进行了限值。对这项规定需严格遵守,以免造成建筑物结构形式的改变。其次,建筑抗震横墙及墙体尺寸。结合建筑楼盖类型、结构形式、地震烈度确定出建筑横墙间距;参考地震烈度,确定出建筑承重窗间墙应具备的最小宽度,承重外墙、非承重外墙、内墙阳角到建筑物门窗洞边最小距离。这些限值要求,都需在建筑设计中遵守执行。

三、建筑设计各方面在抗震设计中的具体应用

(一)建筑形体设计环节

建筑形体设计涵盖了建筑平面、立面及建筑空间体型设计等方面。在建筑物形体设计中,设计人员要考虑各类建筑外形具备的特点,结合建筑物的功能需求,科学设计建筑物形体类型[2]。结合我国近年发生的大型地震,如汶川地震,可以发现,建筑平面复杂而不对称、局部连续性差或凹凸不规则的,遭受的破坏要更大。相应地,平面规范而又简单的建筑物遭受的破坏程度就小很多。

因此,在建筑形体设计上,要尽量保持建筑平面、立面及建筑空间的规则、简洁;多选择圆形、方形、扇形及矩形等防震效果明显的建筑形体类型,少设计内凹及外凸建筑形体类型,在建筑平面凹进尺寸上,要小于其投影方向整体尺寸的30%;建筑物楼板不要做过多开洞设计,楼板开洞在面积大小上要小于建筑整体楼面面积的30%,并尽量避免楼板错层。建筑物竖向不要做过多的不对称侧翼及长度较长的悬挑。在建筑物形体总体布置上,要使建筑物结构刚度及质量均匀分布,以减少因为建筑形体平面或竖向不规则,导致建筑物结构刚度与质量不相对称,进而引起的扭转反应。

(二)建筑平面设计环节

建筑平面设计反映了建筑物的功能及要求,是建筑设计过程中的重要部分。在建筑平面设计中,对建筑物内墙布置、柱子间距、房间数量及其布置、内部空间大小、楼梯通道及电梯井等设备的位置及布置等,需要在建筑平面图中加以一一明确标注。此外,受建筑物功能要求差异制约,建筑物各楼层间在平面布置上也要有所差异。

在建筑平面设计中,较易出现的不利于抗震效果发挥的设计类型有以下几方面:一,建筑平面中的内隔墙、外围填充墙等墙体、具备刚度及强度的建筑物非承重墙体与建筑物柱子布置不相对称,致使建筑物抗震效果不佳;二,将具备较大刚度的电梯井布置在建筑物平面的测角位置,由于其抗侧力刚度较大,在地震发生时可以吸引地震作用力,导致靠近电梯部位的建筑物损毁严重;三,建筑物平面布置上,墙体布置偏重一侧,导致建筑物平面质量偏心,刚度不均,从而使建筑物结构受力不均匀,引起扭转反应,对墙面构成破坏;四,建筑物平面内隔墙设计中出现中断或不对齐现象,致使地震力无法及时传递,引起刚度突变,最后导致建筑结构遭破坏。

基于以上问题,在建筑物平面设计上要使建筑结构的刚度及质量对称并均匀分布,避免扭转反应的发生,并合理布置建筑平面结构的抗侧力构件,将抗震要求充分融入建筑物功能中。

(三)建筑空间设计环节

随着我国城市化进程的加快,城市用地矛盾日益凸显,高层建筑数量增多,高度增加,如在建筑空间设计上不够科学合理,无疑会极大降低建筑物的抗震性能[3]。建筑空间设计,主要体现在建筑物楼层(高度)结构的刚度及质量设计上。

在建筑空间设计环节,存在的一些设计问题,不利于其抗震效果的发挥,下面简要分析:一,受建筑物功能要求限制,在空间设计上常在地下设置商场,采用大空间及大柱距的设计标准,而在建筑物地面以上部门常设计成公寓及写字楼等,采用低层设柱,墙面为主的设计标准。这种设计方法容易导致建筑物刚度及质量随着建筑高度的增加而出现不协调,不均匀的情况,如建筑物楼层间刚度及质量数值差距过大,则会引起突变反应,不利于建筑物有效抗震;二,建筑空间设计中,受建筑物功能制约,极易出现楼层间墙体、柱子不对齐、墙体中断不连续、墙体数量上下不一、剪力墙数量过少或不对称、剪力墙无法通到建筑底层等现象,在地震发生时极易引起建筑倒塌危害。

针对这些问题,在建筑空间设计中,一方面要使建筑结构刚度及质量均匀分布,另一方面在剪力墙的布置上一是要使其竖向贯穿整个建筑物,二是要数量充足并均匀布置,避免地震发生时引起扭转反应。

结语:

总之,建筑设计和建筑抗震设计之间存在紧密关联,建筑设计的优化是提高建筑物抗震性能的基础和前提。要做好建筑抗震设计,要在重视建筑设计重要性的基础上,在建筑设计中的各个环节进行统筹考虑,发挥建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用。

参考文献:

[1] 雷小云.浅谈建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].新材料新装饰,2014,(13):377+379.

[2] 史关艳.建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].新材料新装饰,2014,(3):460.

[3] 盖希君.浅析建筑设计在建筑抗震设计中的作用[J].科技创新与应用,2013,(13):196.

民用建筑抗震论文范文第2篇

【摘 要】近些年来我国自然灾害特别是地质自然灾害频发,严重影响人民的生命财产安全,同时也对社会稳定与长治久安产生了巨大的影响。以汶川、玉树两大地震为首的地质灾害给我国的现代化建设带来了较大的负面影响,地震中大型建筑倒塌会造成的重大伤亡发人深省,通过建筑结构改善建筑抗震水平已迫在眉睫。本文根据笔者工作实践,对建筑结构设计中的抗震设计进行了分析和探讨。

【关键词】建筑;结构;设计;抗震

一、地震中建筑倒塌的主要原因分析

根据地震中建筑倒塌的数据得知,在地震地质灾害当中导致房屋倒塌的原因主要由以下两个方面的内容影响。

(一)建筑施工质量问题

在建筑施工环节中存在的抗震质量问题一直是限制我国建筑施工行业发展质量的主要因素之一。这方面的内容一方面是由于建设过程中施工方为了提升综合经济效益,过分强调眼前的利益而忽视了长远的发展,从而采用较为粗陋的施工工艺以及施工建筑材料进行施工,导致建筑物的整体抗震水平不达标,严重影响了我国的建筑整体质量,甚至在重大地震中夺走了许多人的生命。

(二)建筑结构设计问题

建筑结构设计对于提升建筑的抗震水平也具有相当明显的作用。根据我国对于高强度抗震地区的建筑施工结构设计要求来看,其中明确要求了废除预制板的施工结构设计方式,必须要使用现浇楼板,即使是低强度地区也必须通过加现浇钢筋混凝土圈梁的方式进行施工操作。但是在汶川地震中我们发现有许多主要建筑根本没有按照国家抗震结构设计要求进行建筑,由于缺乏圈梁以及构造柱设计不合理导致了大量的人员伤亡与财产损失。

二、建筑结构设计在建筑抗震中的应用

(一)具有明确的抗震设计目标

建筑结构的抗震设计必须要建立在良好的场地的基础之上,所以在开展建筑设计之前,设计人员必须对当地的地质情况进行全面了解与勘察,确定场地结构符合抗震基本条件的前提下才可以进行建造,根据我国相关抗震设计的基本规范,小震不坏、大震不倒的抗震设计基本目标。建筑物的结构设计人员,需要不断提高自身的抗震意识,以此才能更好地在实际工作中,进行良好的抗震设计。其在进行结构设计中,需要基于抗震设计意识,以及我国目前颁布的抗震减灾的法律法规,对其施工建筑物的抗震性能进行科学性、安全性的评估,之后根据其抗震性的强弱度,对其建筑物主体结构,使用不同方法,进行设计设防,以此来有效地控制建筑物在遭受地震灾害时,可能发生的损害情况。其对于建筑物,进行设防设计的时候,可以将其按照可能发生灾害情况概率的方法,把建筑物分为甲乙丙丁四类,以此进行相应的抗震设计。在其分类中,不同的区域地质环境对其建筑物可能发生次生灾害的几率有着极大的影响,因此需要设计人员在进行结构与抗震设计之前深入实地,对其具体的施工地点进行详细调查,进而有效地提高建筑物的抗震设计性能。

(二)强化建筑底层的抗震能力

根据地震的相关灾害资料不难发现,几乎绝大多数的建筑出现倒塌情况都是由于底层的抗震能力较弱所导致的。从低层建筑结构的基本设计中存在的问题进行分析,主要可以归结为以下两个方面: 其一,底层框架的设计工作没有根据国家出台的相应抗震设计要求进行设计,而是根据投资方的利益进行了空间的扩充,为了获得更大的销售空间与销售利益而采取了中空设计,降低了柱在底层设计中的应用数量,最终导致整个建筑物的抗震水平大大下降。其二,建筑物临街问题。一些建筑物在设计过程中往往会出现临街的情况,而临街部分为了提升商业街的综合利用效率往往只有承重柱而没有承重墙,结果就会导致称重能力大大下降,这样一旦出现强烈地震,缺乏承重墙的临街建筑物十分容易出现柱支撑应力过大导致断裂,其结果就会向着临街的一面倾斜甚至倒塌,造成严重的安全事故。为了解决上述建筑底层设计中存在的问题,最佳的方案就是通过加强建筑的圈梁以及构造柱的方式来实现抗震能力的普遍提升。

(三)增强建筑物刚性与整体性设计

从房屋内部构造的角度上来看,一般房屋是通过纵横承重构件以及顶部的楼盖组成整个空间内部具有一定刚度的结构体系的,在这个体系当中,影响抗震能力的核心因素就是建筑结构内部的空间整体刚度以及相应的整体性水平。根据我国当前的建筑物设计与建筑现状来看,大多数现浇钢筋混凝土具有良好的整体性以及水平刚度,但是由于存在滑移和散落的问题,所以为了进一步提升房屋的整體稳定性,就必须要通过设计楼板的刚度来提升墙体的稳定性,从而实现整个建筑物抗震能力的提升。另外,现浇楼板以及屋盖作为较强的框架结构,其具有优良的空间刚度与整体稳定特征,所以也被广泛应用于现代建设当中。

(四)强柱弱梁设计思路的应用

根据当前我国现行的基本抗震设计的规范化要求中提及的内容,当前我国的基本建筑设计的预期是强柱弱梁的设计方案,这种设计方案可以有效预防建筑物在地震中出现倒塌的情况。其设计理念简要介绍如下: 强柱弱梁的设计思路实际上就是通过梁端在承受到超出地震设计的预估等级的地震地质灾害时可以通过产生裂缝出现塑性变形来有效吸收地震带来的能量,在保证整个构造柱在地震过程中不出现倒塌的前提下实现对能量的重复吸收,这样就可以有效提升建筑物的抗震水平,降低在震害中倒塌的几率。另外,强柱弱梁的设计思路还可以降低建筑物的整体成本造价,提升综合经济效益,促进行业的全面稳定发展。

(五)重视建筑结构形式设计的合理性

目前,在工民建筑物结构的设计中,包含着多样的设计方法,因此不同的结构设计方法需要进行不同的抗震结构设计。同时其施工场地,也会对建筑物抗震性能的有效发挥,有着极大的不利影响。因此需要设计人员在实际的建筑物设计中,对其建筑物的结构形式,进行重视。在设计中,使用了混凝土结构设计,该结构在实际的应用过程中,具有良好的承载力,并且对于地震发生时的多种应力压力,也有着良好的抵御作用,因此在建筑物的结构设计中,应用十分广泛。针对该结构进行的抗震设计,需要根据该地可能发生地质灾害的等级以及具体的抗震规范要求,来进行设计。设计人员在进行建筑物的抗震设计时,需要对其楼层高度以及基于楼高的侧移量,进行重视。如果其楼层太高,使得该建筑物将会在实际的应用中,一旦出现地震灾害,或者是恶劣的天气情况时,将会导致建筑物侧移,继而导致建筑物在抵御各类灾害情况时,其所承受的应力加大。因此在设计的过程中,需重视其各项因素的影响,根据本地区的实际情况,进行楼层的设计,其中在多层楼的抗震设计中,多使用纵横墙承重,或者是横墙承重。

三、总结

建筑结构抗震设计可以有效降低房屋倒塌的概率,即使出现较强地震引发房屋倒塌,对于房屋倒塌情况下整体结构的稳定性也具有一定的作用,可以有效降低建筑物倒塌带来的人员伤亡。结构设计人员除了强化自身专业技术水平之外,还要重点对建筑当地的地质与气候情况进行充分了解,与施工材料进行全面结合从而选出最佳的结构设计方案,为实现建筑抗震以及人们群众的生命安全保障提供技术支持。

参考文献:

[1]王力. 建筑结构对建筑抗震的作用[J]. 硅谷,2010( 24) : 188.

[2]燕鸣全. 建筑楼梯对结构抗震设计影响的研究[D]. 沈阳建筑大学,2012.

[3]张培培. 浅谈建筑抗震设计对结构的影响[J]. 科技创新与应用,2014( 36) : 246.

民用建筑抗震论文范文第3篇

以合肥市瑶海区为背景,通过对其自然条件的分析,研究自然条件对瑶海区人居环境的影响,对“瑶海新城”建设中合理利用自然条件提出建议,改善城市面貌,为居民提供宜居的人居环境。

合肥市瑶海区位于城市东部,是合肥四大老城区之一。全区辖12个街道、1个镇、1 个乡以及1个省级开发区。依据瑶海区“十二五”规划,瑶海区由老工业区向现代商住区转变,进行旧城改造。本文主要分析自然因素对瑶海区人居环境的影响。

1. 地理交通

瑶海区东与肥东县接壤,西南相隔南淝河、板桥河,与包河区相望。瑶海区集中了合肥市重要的交通介质。合肥位于“长江三角洲”的西部,合肥的城东方向成为与长三角城市相接和交流的重要出口,位于瑶海区的火车新站也成为联通外界的重要交通介质。在最新的全国铁路网规划图中,连接起了全国七条重要干线,将打通北京、阜阳、西安、武汉、九江、芜湖(宣城和杭州)和南京(上海)七个出口。在此背景下,位于瑶海区始建于1935年的火车新站将在整个安徽交通网中占有重要的地位,成为连接省内、省外铁路交通的重要枢纽。交通地理优势为瑶海区居民带来交通上的便利,同时也对居民生活环境造成较大影响。目前,瑶海区除火车新站之外还有合肥汽车客运总站、省客运公司长途汽车站、汽车东站等。交通运输设施的集中导致瑶海区拥有大量人流,使得很大一部分区域内车多人杂,并且容易在交通高峰期造成堵塞,治安隐患也较为突出。

2. 地质

2.1 地下水

合肥市境内地层上部,广为第四纪松散沉积物覆盖。其裂缝和空隙均不发达,储水空间极差,降水多形成地表径流排走,因为含水微弱,不能作为城市大规模供水的水源。

(1)城市工业用水和居民用水受到地下水流向的制约。城市工业用水和居民用水应分别位于地下水的下水方向和上水方向,以避免或减少对水体的污染。合肥市地下水流向与地表水系流向基本相同,自西南向东北贯穿市域。瑶海区现状的工业选址基本合理,且没有重工业加工厂、化工厂等落户,基本不受地下水流向影响。

(2)城市建筑物的高度布局由地下水埋藏深度所决定。地下水埋藏深度足够深,才能允许地表建筑物越高,地下层数越多。由于地下开采量少,瑶海区可以依据需求建筑高层建筑。但紧邻的南淝河、板桥河两侧地下水为第四纪松岩类,孔隙较大,含水性较强,储水量较多,且地下存有淤泥层,只适合建筑轻型建筑,不宜建筑层数过多的建筑。

2.2 地震

合肥市有四组六条不同规模的断裂,分别是:1)池河-西山驿断裂,为郯庐断裂带的东界断裂;2)乌云山合肥断裂,为郯庐断裂带的西界断裂;3)肥中断裂;4)六安-合肥断裂;5)韩摆渡-肥西断裂;6)桥头集-东关断裂。合肥曾遭受多次中强地震,因此合肥市综合抵御地震能力应为7级以上,相当于地震基本烈度8级的地震防灾能力。

瑶海区应规划建设一定数量的防灾据点和防灾公园,并具有畅通的周边交通环境和配套设施。对城区建筑,应在抗战性能评价的基础上,对重要建筑抗震防灾、新建工程抗震设防及城区建设和改造等提出更严格的要求。

3. 地形地貌

瑶海区全境处于燕山期断隔盆地之中。工程地质主要为软地基和膨胀土,适合置建轻型建筑。若建高层建筑,需采取加固和防震措施。全区地势总体低缓平坦,虽然无法像合肥市西北部那样形成山地丘陵等丰富的自然景观,但瑶海区拥有丰富的河流资源,丰富了城市环境景观,为良好的城市人居环境打下基础。

4.气候

合肥市气候具有季风明显、四季分明、气候温和、雨量适中、梅雨显著、夏雨丰沛等特征。

4.1 气温

合肥地处中纬度,气候温和。通常无寒冷天气和高温天气,年平均气温为15.7℃,与同纬度的其他城市相比,合肥气候是温和的。季节气候特征为冬夏长,各达四个月;春秋短,各只有两个月左右。温度条件较周边大部分城市为优,适宜人居。

4.2 湿度

合肥市属于亚热带湿润季风气候,年平均湿度为76%,湿度偏大。湿度大造成城市居民衣物不宜干燥,食物和储藏东西易发生霉变,各种家用电器易生锈,居民易患风湿、类风湿等疾病。

目前瑶海区人口密度大,建筑密集且有不少老旧红砖房,应进一步加快老城区改建。尤其是底层住户建筑应设防潮层,并且住宅建筑底部架空是较好的选择,人为有效地减少湿度对人居条件的影响。

4.3 风象

合肥市全年最多风向是偏东风,最少风向是偏西风。合肥各月风向有明显的季节变化。11~1月以偏北风为主,2~3月以偏东风为主,4~7月以偏南风为主,8~10月又转为偏东风为主。年平均风速在1-1.5m/s的静风频率占全年的18%左右。

风速越小,空气污染物越容易聚集,空气污染程度越高。在1m/s的静风条件下,风便失去了扩散空气污染物的作用,加剧空气污染的程度,对城市人居环境造成较大危害。一般来说,静风频率大于47%时,不宜作为工业选址。虽然瑶海区静风频率只达18%,但由于合肥市全年以偏东风为最多风向,以不布置重工业、少量布置轻工业为宜,以免造成空气污染影响居民身体健康和居住环境。

4.4 大气污染

城区内人口集中,污染较重。合肥市大气污染是以烟尘和二氧化硫为代表的烟尘型污染为主。合肥城区的大气质量有着明显的区域差异。由于北城区拥有大房郢水库和湿地公园等大自然呼吸调节系统,北城区的大气质量最优。瑶海区由于交通聚集,车辆排放尾气是大气污染的重要因素,对此应严格控制瑶海区车流量,并扩大区内绿地面积,以缓解上空大气污染。

5. 水文

南淝河流经瑶海区,与包河、银河、雨花塘、琥珀潭、黑池坝及杏花公园、逍遥津公园水体形成合肥市环城水系。作为合肥市“母亲河”的南淝河发源于大别山余脉的南部,是巢湖水系的一大支流,全长70公里,由西向东南穿合肥而过,为合肥市提供主要的工业及生活用水。然而,由于工业废水、生活污水过度排放,这条“母亲河”已经污染严重,直接影响沿岸居民的生活质量和环境,严重损坏城市容貌环境。鉴于此,合肥市政府决定从1998年开始对南淝河进行综合治理,包括治污清淤、防洪及河堤整治、绿化景观等,着重解决源头水质,激活其生态功能。

为避免南淝河再次受到污染,瑶海区应禁止布置对水源造成污染的工厂企业,如化工厂、造纸厂等。预防南淝河污染就必须大力推行污水处理,严格控制取水和排水,强化环境监督管理。

瑶海区应合理运用南淝河水文条件,通过植物造景、地形起伏等现代园林手法在河道两岸增绿造景,丰富河道多样性,营造具有节奏感、韵律性的生态景观带。滨水建筑应采用渐进增高的方式,按照距离滨水的远近采用不同的建筑高度,满足更多人观看滨水景观的需求,同时使丰富周边建筑的空间景观。

6. 结语

目前,瑶海区已近开始打造“瑶海新城”,成片的危旧房改造,改造拥挤的道路系统,全面推进坝上街、火车站南货场等重点地块的开发建设。瑶海区作为合肥的东部的“桥头堡”,应充分利用有利的自然条件,制定合理的发展方向,打造宜居瑶海,为瑶海居民提供良好的新人居环境。

参考文献:

[1] 合肥市规划局. 合肥市城市总体规划1995-2010[Z],1996:331.

[2] 合肥市瑶海区地方志办公室. 瑶海年鉴2008 [M]. 合肥:黄山书社,2008:34.

[3] 合肥市地方志编纂委员会. 合肥市志[EB/OL]. http://61.191.16.234:8080/was40/index_sz.jsp?rootid=58033&channelid=44443.

(作者单位:四川大学建筑与环境学院,四川成都610065)

民用建筑抗震论文范文第4篇

关键词:建筑;抗震设计;抗震性能;安全性能

1、建筑结构抗震等级的规定和标准

震级地震和地震烈度是根据国家相关标准划分为六个不同层次,即3级是小地震;3~4.5级是有感地震;4.5~6 级是中强地震;6~7级是强烈地震;7~8级是大地震;超过8级是巨大地震。根据经验数据、国家数据库和地质历史调查核实,经过勘查和验证,这是一个地理概念的经验值。根据《建筑工程抗震设防分类标准》的规定,建筑工程抗震设防类别主要分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类四个不同级别。根据相关部门的规定,按建筑的类别确定其抗震设防等级,主要参考其建筑物高度、建筑物结构类型作相应的要求。例如,钢筋混凝土结构的建筑物,它的抗震的等级主要分为四级,用此来表示其一般、较严重、严重和非常严重四个级别。高层或超高层建筑物的抗震的设计需要按照其不同的设防类别来规定,同时进行复核性计算和采取相应的抗震措施。

2、影响建筑工程的抗震能力的主要因素

影响建筑工程结构抗震能力的主要因素包括三个方面,即现行抗震设计标准和建筑的抗震设防是否合理和施工质量,具体分析如下:

2.1建筑物结构的抗震设计标准

建筑物结构的抗震设计标准是按照地区类别和地震发生频率来初步估计的基本结构抗震设防的损害程度并针对可能不同部位而使用的情况。抗震设防烈度抗震设计标准确定为主要参考依据,只有控制对地震强度预测的精度,才能保证抗震设计标准的科学性和正确性。根据抗震设计标准和项目开发为住宅用途的性能要求施工单位,以提高抗震性能。抗震设计是建筑结构设计考虑的重中之重,一般情况下,它与建设工程造价成本成反比关系。

2.2建筑物结构抗震设计合理与否

建筑物结构的抗震设计是否合理主要与施工所采取的抗震技术措施的形式有着直接联系,稳定的抗冲击性能是在地震威胁下建筑结构受到保护的前提条件,良好的抗冲击性能可以确保建筑结构不塌落。一般地,高层建筑的抗震设计标准是比正常设计要高,高层建筑物多采用现浇剪力墙结构、框架-核心筒或框架-剪力墙结构,它们都具有较好的强度和应变形能力,且抗震性能相对较好。这种类型的建筑和强大的外部力量,保证良好的结构强度和稳定性,显然要降低地震对建筑结构影响到最小,也是对基本建筑物抗震性能的安全保障。

2.3施工质量

建筑结构抗震性能与施工的质量息息相关。因此,要在建筑工程建设实施阶段做好具有针对性的质量监督工作,严格规范既有建筑物的使用管理也是极为关键的一个方面。

3、选择建筑材料合适的结构

目前,中国主要的建筑结构、框架-剪力墙结构体系结构框架剪墙壁和其他结构形式为多数,此些结构体系已广泛应用于高层建筑。在地震多发地区,也广泛使用钢结构体系,它可以提高结构的抗震性能,用此替代钢筋混凝土结构的主要原因在于钢筋混凝土结构的抗震性能不足。钢结构具有韧性和延展性好等优点。

我国建筑工程在实施阶段对建筑结构的抗震等级进行设计,为尽量节约钢材用量,比较常见的建筑结构式框架核心筒结构体系。钢筋混凝土结构受到外力荷载作用,很容易出现弯曲变形状况,为了防止建筑结构的侧向偏移,通常要采取小钢结构对框架核心筒结构体系进行辅助支撑,不仅不能达到节约钢材用量的目的,不经意间还会造成建筑结构负担增大的问题,对建筑整体结构的稳固性造成极大的影响。因此,我们还是需要鼓励推动钢结构在我国建筑领域的应用。

建筑材料的施工中药确保质量合格,因其对建筑物的结构性能具有直接的影响,高层建筑物要求良好的抗震性能,就必需对建筑材料的质量进行严格把关。

通常選择强度高、安全性好和耐久性好的建筑材料。从工程实践中发现,建筑结构稳定性好主要还是依赖于高性能材料,它在工程建设领域扮演不可或缺的角色。

混凝土是一种主要被应用于工程领域的人造石材料,它开始于1824 年,它的出现改变了世界的发展,在建筑领域中,混凝土在促进国家建筑工程发展中发挥了巨大作用。然而,混凝土材料的脆性从地震的角度讲混凝土建筑结构不利于抗震,该材料不应该被单独用来作为建筑结构的结构材料。为了解决这个问题,很多专业人士已经建筑作品进行了广泛的研究和讨论。通过构建科学合理的设计的主要结构,并把混凝土和钢筋结合起来形成钢筋混凝土结构来解决素混凝土结构的脆性特征,这也可以提高混凝土强度性能、改善混凝土脆性和提升混凝土结构的抗震性能等。

在通常条件下,改善的混凝性能,提高混凝土结构的抗震性能,主要从以下几个方面着手:凝土搅拌过程中严格控制水的参量,对混凝土的和易性来讲,水对混凝土性能是一个关键的影响因素,具体的处理、搅拌、运输等整个过程可以通过具体的控水来保证混凝土构件的强度性能和耐久性能;第二,为了保证混凝土结构具有良好的抗震性能,我们绝不能随意增加混凝土的自身强度,由于混凝土在达到一定强度水平时,构件受外力荷载作用下仍然容易遭到破坏,这种情况下的混凝土构件的脆性特点表现的更为突出,因此比然要充分考虑到增强混凝土构件强度的同时还需考虑混凝土的韧性特点,仅有如此才能保证混凝土结构具有最好的抗震特性。

混凝土韧性的提升是保证建筑结构具有良好抗震性能的又一个重要手段。提升混凝土拌合料的施工性能还可以通过聚合物改性的手段,通过聚合物改性的混凝土在抗渗性能、抗腐蚀性能和浆体与粗细集料的结合性能都有显著提高,且当聚合物掺入量达到一定比例时,具有脆性的混凝土构件开始展现聚合物的延性特点,这一方面的试验在国际上有成功案例,比如超高强水泥弹簧等。

确保混凝土拥有足够的碱性,从而避免构件内钢筋的锈蚀及碳化问题,与此同时,适量添加其他外加剂来降低混凝土构件内孔隙界面的氢氧化钙含量,从而从根本上改善构件界面质量,提升混凝土的抗渗性能。

普通水泥从材料自身也可以针对混凝土提升耐久性提出诸多要求,比如严格控制水泥比、控制水化反应热的释放、减少水泥氯离子及碱含量等等。除此以外,还需优化对比选用性能较好的水泥品种。把重点放在建立更好的技术途径上。例如水泥使用低水化热且后期强度高,特别是抗弯强度高耐腐蚀性好的热硅酸盐水泥-----例如高贝利特水泥,作为混凝土的胶凝材料,它的高强度,高耐久性使得用其制备的混凝土具有良好的抗裂性能,使得大体积混凝土工程具有良好的尺寸稳定性和良好的耐久性,该类水泥在我国很多重难点工程中得到了广泛的推广语应用。

4、结束语

总而言之,良好建筑结构抗震设计对于建筑物主体结构对地震灾害威胁具有很好的保护效果,为了能够有效保障我国民众的人身财产安全,就必需通过合理设计创设高安全性能的建筑结构,从而避免我国汶川大地震悲剧的重新上演。

参考文献:

[1]王丽霖.我国高层建筑抗震结构设计初探[J].山西建筑.2011(03).

[2]胡立峰.高层建筑抗震结构设计要点阐述[J].建材与装饰.2013(19).

[3]张振玺.高层建筑结构的抗震设计分析[J].China's Foreign Trade.2012(02).

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑工程抗震设防分类标准(GB50223-2008)[S].中国建筑工业出版社.

作者简介:

赵丽红(1979-),女,汉族,江苏南京人,硕士,工程师,主要从事结构设计工作。

民用建筑抗震论文范文第5篇

摘 要:文章通过对城市既有建筑抗震加固与节能改造现状进行分析,指出城市既有建筑抗震加固的迫切性与节能改造的必要性,提出抗震加固与节能改造一体化技术的新策略,探讨推行一体化技术的措施,旨在为其推广实施起到借鉴和指导的作用。

关键词:既有建筑;抗震加固;节能改造;一体化

目前,按照国家相关政策法规的出台,关于既有建筑抗震加固与节能改造已经做出一些改善,但是二者缺乏有机结合,针对这一现状本文提出抗震加固與节能改造一体化技术的新策略,一体化技术的实施可以有效提高工程的改造效率,为国家节约大量的人力、物力和财力,从而为我国城市既有建筑的抗震减灾与节能事业做出贡献。

1 我国城市既有建筑抗震加固与节能改造的现状

1.1 城市既有建筑抗震加固的紧迫性

国外对既有建筑的抗震加固十分重视,已建立了较为完善的标准法规。据不完全统计,我国现存大量既有建筑虽然采取抗震加固措施,但存在大约20%~30%的建筑其抗震性能不满足现行规范要求。此外,我国位于抗震设防区的7亿多平方米需进行抗震鉴定的既有建筑中,尚有70%以上未进行抗震鉴定。由此看见,我国城市既有建筑抗震加固任务日益紧迫。

1.2 城市既有建筑节能改造的必要性

近年来,我国经济快速发展的同时能源和资源的消耗也逐年递增,其中建筑能耗所占比重巨大,据建设部统计数据得知建筑在建造和使用过程中直接、间接消耗的能源占全社会总能耗的46.7%,其中建筑直接能耗在我国社会能源消耗总量中所占的比例从1978年的10%上升到2003年的27.5%(图 1),并且这一比例还在逐年上升。

图1 我国社会能耗总量与建筑能

2 城市既有建筑抗震加固与节能改造一体化技术策略的提出

抗震加固与节能改造一体化的概念主要是针对我国既有建筑提出的,是结合新的历史时期既有建筑同时面临的抗震和节能双重迫切要求,一体化技术的提出适应我国现阶段社会发展需求,是解决城市既有建筑抗震和节能的一个新思路和新策略,该策略的实施将提高工程改造效率、节约成本,符合我国大力倡导的可持续发展战略。

本文主要从设计施工、质量验收、政策管理、材料选取等方面对城市既有建筑抗震加固与节能改造进行探析。

3 城市既有建筑抗震加固与节能改造一体化措施

3.1 设计施工一体化

既有建筑进行抗震加固和节能改造的实施过程中,虽然二者改造目的有所不同,但前期工作内容相近,大量前期准备工作都是共有的,如均需进行现场勘查,调查现状与原始资料的符合度、与现行规范的符合度,需要对重要结构构件的安全性进行评价,对建筑整体进行综合评价分析等等,工作繁杂,各项资源投入大。若能充分利用两项工作的共同点,实现抗震加固与节能改造设计施工的一体化技术,可将前期大量准备工作合二为一,避免分次重复作业造成的人力、物力等不必要的浪费,此外,在施工时作为同一单位的两个分部工程可以进行统一管理和有效衔接,在降低综合成本的同时还可确保工程的施工质量,两项工作相辅相成。

3.2 政策管理制度化

国家在宏观管理方面,可以对两项工作进行一体化并案管理,进行统一指挥安排,有利于加快我国城市既有建筑抗震防灾和节能的工作进程。在具体实施过程中可以从以下几个方面着手:(1)对于既有建筑在新形势下其抗震加固和节能改造应该达到的目标针对不同地区制定相应标准,使得加固和改造工作有可遵循的依据,又能避免“一刀切”的衡量标准。(2)对加固和改造成功的案例积极进行示范展示,将其经验进行推广,带动项目的进行。(3)国家应该组织相关部门研究出台相关政策,引导和鼓励城市既有建筑抗震加固和节能改造工作的实施。(4)对于城市既有建筑抗震减灾和节能改造项目相关部门应严把质量关,坚决杜绝验收检查过程的不良现象。

3.3 材料应用创新化

对既有建筑进行保温节能与抗震加固过程中,建筑材料是影响这两方面问题的重要因素。合理选用新型建筑材料,充分发挥其优良性能,对建筑的可持续发展意义重大。

玻化微珠是一种无机玻璃矿物材质保温材料,表面光泽平滑,理化性能稳定,具有隔热防火、耐高低温、抗老化等良好性能,该材料无毒无害、无辐射,是一种绿色、环保的高性能新型生态建筑材料。在对既有建筑进行抗震加固工程中可用于墙体的修复和补强,效果较好。

4 结语

随着我国可持续发展战略的提出和实施,城市既有建筑的抗震减灾和节能改造任务已经迫在眉睫,而一体化技术策略的落实和推行将会有效提高工程的改造效率,可以节约时间、节省人力和物力。城市既有建筑抗震加固和节能改造一体化技术在设计、施工和经济等方面的优势已充分显现,该项技术措施将很快被业界认同,全面应用于我国城市既有建筑的抗震加固和节能改造项目中。

参考文献

[1] Fema547.NEHRP techniques for the seismic rehabilitation of existing buildings[S].Washington D.C.:National Institute of Standards and Technology,2006.

[2] 冯琪.基于性能的既有建筑抗震加固方法[J].山西建筑,2013(12).

[3] 马云飞.山东省既有中小学教学楼围护结构节能改造技术研究[J].山东建筑大学,2009.

[4] 李珠,岳俊峰,石峰,王泽.既有建筑抗震加固与节能改造一体化技术[J].施工技术,2009(5).

基金项目:本文系河南省科技攻关课题,课题名称:既有建筑结构抗震加固与节能改造一体化技术研究,项目编号:142102310469。

民用建筑抗震论文范文第6篇

【摘 要】建筑结构抗震分析与设计的重要技术政策是经济与安全关系。以发展的眼光来看,以我国高层建筑抗震设计的现有状况为基础,结合国际高层建筑抗震设计的发展趋势,文章分析其设计问题,探讨其设计方法。

【关键词】高层建筑结构抗震;现状;设计

引言

建筑结构的抗震设计是属于结构设计中的概念设计,能够在概念设计中清晰的表达。为了更好的做好建筑结构的抗震设计,在设计之前需要精确的掌控灾害能量的最大输入,结构体系,建筑结构的类型,刚度分布等相关问题。

一、建筑结构抗震设计的要点

地震的影响范围一般情况下都很大,一定区域内的建筑物都会受到一定的破坏。所以建筑物场所的选择对于结构的抗震设计及其总要。在选择建筑场地时要注意以下几个方面:地质结构坚硬、避开有较大坡度的山脚,周围地势开阔和避免地震多发地带。在结构的抗震结构设计中对于建筑物的高度有一定的规定和标准。因此建筑物的高度要严格按照国家标准设计。在一些地震多发地区,不仅仅要设计合理科学,还要注重建筑材料的性能。通常情况下,不同高度的建筑对于建筑材料也有一定的要求。一般都采用不同规格的钢筋混凝土结构。同时,为了提高结构的抗震性,在建筑结构抗震设计中,需要减小柱的轴压比,增大柱的截面尺寸。从抗震设计的科学角度来讲,减小柱轴压比主要是为了使柱子处于大偏心受压状态,从而避免这样的情况发生比如:纵向受力钢筋未达到受拉屈服但混凝土却被压碎。在建筑的抗震设计时,很多专家认为应该会提高建筑物抗震设计的等级。这主要是考虑到我国是地震多发国家。大型地震容易出现重现。或是50年,或是200年。建筑的抗震设计还存在一些其他的问题,比如在选择结构体系选型时,尽量可以采取承载能力高、延展性好和充足耗能性能的体系,主要是为了在地震发生时,建筑结构能够有足够的抗倒塌能力。同时在结构的刚性和强度方面要水平方向和竖直方向均匀分布。防止出现局部结构出现问题导致整体结构的倒塌。

二、分析结构抗震设计过程中存在各种弊端

(一)不能对建筑的高度进行有效的控制。在我国现阶段实施的有关规定中,针对比较常见的各种建筑结构体系规定了一了最大的适合高度。这个适合高度是与我国现阶段的经济发展、建筑研究以及施工技术的水平相符合的,其安全性和可靠性较高。在进行超高限建筑物的建设时,应该以科学严谨的态度为基础,因为超高限建筑物在地震力的影响下,可以改变其变形破坏性态,在增加建筑物高度的同时,很多影响因素都会随之发生质变,也就是指某些参数会超出有关规范的要求范围。

(二)无法避免建筑结构方面的弊端。在地震多发地区,对建筑材料或结构体系的选择方法和方式正在逐渐走入人们的关注视线。我国超过150米的建筑均采用框一筒、筒中筒以及框架一支撑这三种建筑结构体系。我国建筑材料大多数是由钢筋混凝土及混合结构构成,其主要结构是钢筋混凝土核心筒,变形控制基准是钢筋混凝土结构的位移限制。然而,由于其弯曲变形的侧移过大,仅仅依靠刚度很小的钢框架的配合协同工作对侧移进行减小操作,在加大钢结构负担的同时,所产生的效果也不理想,而且偶尔还会发生被迫增大混凝土筒刚度或是设置伸臂结构的情况,只有这样才会形成与规范侧移限值相符合的加强层。因此,对进行建筑材料或是结构体系的选择时,持严谨慎重的态度,能够为高层建筑抗震分析与设计提供重要的有利帮助。

(三)建筑结构的抗震措施技术落后。现阶段,我国的很多学者专家提出了有必要在新形势、新时代的背景下,对建筑抗震的设计原则和措施进行重新的审核的问题。我国建筑抗震标准低的最根本原因是国家财力物力的有限。在我国建筑结构抗震的设计中,不仅制定的标准要低与国际标准,而且在抗震计算、规定安全性的构造以及保证抗震延性的要求方面,都要落后于国外。建筑结构失效带来的损失随着社会经济的增长而不断加大,再加上结构造价比例在整个投资中出现下降现象,而有人因此提出了在设防烈度下弹性设计建筑结构的问题,尤其是在高烈度地区,对应用抗震结构和措施来促使结构安全性的提高提出了更进一步严格要求。

三、建筑抗震设计分析方法

(一)计算控制好轴向的承受力

对于一些层数比较低的建筑,其建筑的结构设计中可以简化对轴向的承受力的计算。在进行这样的建筑设计时,一般只要对建筑的弯矩受力进行考虑就可以,因为其轴力在该建筑中的作用不是很大。但是,对于高层建筑的情况就不同了,尤其注意在建筑结构设计中对轴向的承受力的计算和控制。高层建筑物一般其高度都是比较高的,所以所需的轴向的承受力也相应的增加,同时因为高度的增加而导致的轴向会更容易出现变形的情况,因此对轴向的承受力的设计更是要严格的把控。因为建筑的高度,从而导致了轴向力变大和负弯矩值减小,那么对下料的长度也会有影响。所以必须对建筑的轴向承受力进行精确的计算,然后做合适的调整,才能保证建筑的结构设计的完整和安全性。

(二)重视水平和侧移方面的设计

对于建筑的水平的承载力的设计和侧移的设计,是建筑结构设计中不可忽视的一部分。在现在建筑结构设计中,一般建筑要重视垂直方向的轴向承受力,而在高层建筑中会更加重视水平承载力。因此,在进行建筑的结构设计中,特别是对高层建筑的建造,,一定注重对其水平的承载力进行精密的计算。同时因为高度的关系也影响到侧移的大小,因此对结构侧移的设计直接关系到建筑的稳固性。随着建筑高度的不断的增加,在进行建筑结构设计时要保证结构的强度和抗侧移的能力,即使发生侧移,也能在可控范围内。因此,必须注重对建筑结构的水平和侧移的承受力,才能保证建筑的安全性。

(三)隔震和消能减震设计

有些高层建筑对于抗震的要求较为严格,除了要实现一般的抗震效果外,还有保证隔振、消能等方面的需求。因此,为了达到这些效果,首先,从场地与地基的角度来看,应该选择具有较高密实度的地基,因为高密实度的地基,可以减轻地震发生时所产生的能量给建筑造成的破坏,降低共振发生几率。对于不同建筑,其所要求的隔振系数有所不同,因此,在进行建筑结构设计时,一定要具体问题具体分析,选择相应的隔震支座,并且,也要考虑因风力所给建筑带来的负荷。对于隔振、消能方面的建筑构件的选择上,尽量采用延性好的材料,使建筑受地震能力带来的破坏降低。

(五)以位移为基础的抗震结构设计

在我国现阶段的抗震结构建设中,其设计过程是以承载力为基础的。在位移基础上对结构抗震进行的设计,是在二十世纪九十年代中期提出的,这是一种实现在功能基础上进行抗震设计的重要环节。根据抗震结构设计要求应该采用定量分析方法,此方法可以使结构变形能力符合预期地震作用下的变形要求。实现这一抗震设计,首先需要对简单结构的构件变形和配筋的关系进行详细分析和研究,并能根据变形要求来完成对构件的设计,然后在整个抗震结构进入弹塑性后,对构件与其变形的关系进行分析与研究,此时就需要运用二阶段抗震结构设计方法来进行设计,此设计方法为结构抗震设计的未来发展道路指明了一个新的方向。

结语

综上所述,虽然建筑的抗震设计和抗连续倒塌设计存在一定的相同点。但是不能够完全被取代,只是高度的结构抗震设计会提高建筑抗连续倒塌性能,要考虑的问题是复杂且多样,因此必须对所有必要的问题都要给予考虑,才能保证建筑的安全性。

参考文献:

[1]陈冬梅.平面不规则框—剪结构抗震性能分析[D].安徽建筑大学,2014.

[2]时建国.新型高层建筑结构和材料的抗震与设计探讨[J].广东科技,2014,08:129+120.

[3]王金月.高层结构设计的初步探讨[J].民营科技,2014,10:180.

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