建筑结构抗震设计存在的问题与对策8篇.docx
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1、建筑结构抗震设计存在的问题与对策8篇 第一篇 全世界每年发生地震约50万次,其中中国发生地震的次数占到全世界地震次数的三分之一。地震的发生严重阻碍我国社会和经济的发展。因此,在房屋建设的过程中,加强建筑结构设计中的抗震设计是十分必要的,其能提早预防及减少地震灾难带来的损失,保证人们的生命财产安全,间接助推我国社会和经济稳定的、有序的发展。 1建筑结构中的抗震设计需要注意的问题 11建筑场地的选择 地震发生时会对建筑物主体结构造成严重的破坏。地震过程中产生的地质运动直接破坏建筑物的建筑结构。地质条件是建筑物被破坏的主要影响因素之一,所以,在地震的预防措施中,需要对建筑物所在的场地进行认真的选择。
2、对建筑物所在场地的选择应选抗震能力比较强的地质环境。例如,开阔地就十分方便地震发生时人员的避难。又如地质坚硬的土地,在地震发生时,其地面的沉陷程度相对较小,可以有效减少建筑物坍塌的机率。大量的数据表明,土质越坚硬的地带,被盖层就越薄,建筑物受地震活动的程度就越小,反之亦然。所以,应避开在地质疏松及液化现象明显的河岸、山坡地带的边缘地区建设房屋。因为一旦发生地震,由于地基较松,在地质现象的影响下建筑物会以极快的速度下沉,非常容易造成建筑物的坍塌,若实在无法避开,则要对建筑物本身采取抗震措施。 12地基的设计 为了确保建筑物整体结构的刚性,增强建筑的抗震能力,在房屋的建造过程中,同一个单元的建筑不
3、能建设在不同的地基上,也不能采取相应的措施来对地基进行处理,要么就全部选用天然地基进行建造,要么就全部采取桩基的方式。房屋建筑基础的埋置一定要达到一定得深度。埋置过浅就会使得建筑物的嵌固作用减小,地震发生时容易造成建筑物振幅过大,非常容易坍塌。所以在对建筑物的基础进行埋置时,要尽可能多的增加埋置的深度,提高建筑物地基的稳定性。 13抗震结构的选择 抗震结构的合理选择是保障建筑结构抗震性能的重要因素。建筑主体结构的抗震设计能够最大程度的减少建筑结构在地震活动中的变形概率,保障建筑物的安全性能。设计人员在建筑物的建造之初就要对建筑物的设计方案进行全面的分析处理,尤其是结构构件的强度和刚度的分析,以
4、保障建筑物的抗震结构能够达到标准。 14布局合理削弱地震影响 在建筑物的防震设计中,采用以位移为基点的结构设计和定量分析能够有效减少地震中产生的能量在地表的散发情况,减少地震对建筑物主体的影响,在建筑施工之前对地基的选择应该尽量选择坚硬的地面,以减少地震活动周期的影响范围,减少余震对建筑物的共振,降低地震对建筑物的破坏。 15房屋的高度和宽度 影响房屋的抗震程度并不单纯指建筑物的高度和宽度,而是建筑物高度和宽度的比例。建筑物的高度和宽度的比例越大,受到的地震影响就越大,因为建筑物比例过大容易造成建筑主体的侧移和倾斜,地震对高层建筑的破坏会随着层数的增多而增加。所以在地震多发地区,要对建筑物的结
5、构和层数进行明确的规定。建筑物根据房屋自身的实际情况,最大限度的满足抗震结构的高宽比,对房屋的层数和高度进行调整。 2建筑结构设计中的抗震设计 21防震缝的处理 对于建筑结构不合理的房屋建筑,要在合适的位置设置防震缝。在设置防震缝时,要将房屋建筑分割成相互独立的单元结构,在防震缝的两侧留出足够的宽度,防震缝的上部结构应该完全分开。 22墙体的设计分布 在建筑的内部设计中,受到地震活动影响最大的结构构件是墙体。墙体在地震的时候是非常容易产生裂缝,甚至倒塌,所以要对纵、横墙进行合理的设计。在对建筑结构进行设计规划的同时,要做到横向墙体和纵向墙体的均匀分布,共同承担整个建筑的重量。建筑的刚度主要是由
6、墙体的承重力和数量决定的,如果墙体数量较少,各墙之间为了分离建筑的内部空间就会间隔较大,建筑的刚度就会比较小,抗震能力也相对较低,所以墙体数量和位置的分布,对提高建筑抗震设计的整体水平有着重要的意义。 23屋顶的抗震设计 房屋建筑的质量越小,结构的稳定性也相对较强,受到地震影响时受到的损失就越小,建筑的安全性就越高。为了减少建筑在地震时受到的损伤,设计建造时就要把建筑结构的各部分做得轻一点。要使建筑结构的各部分结构变轻,主要是指墙体和屋盖的质量。如果墙体的重量过大,建筑物的抗震性能就会降低很多,地震发生时,厚重的墙体就会对建筑物的内部造成巨大破坏。所以设计时应该对墙体的结构材质做出明确规定。在
7、屋盖的建造上,应该尽量减少高度、增加牢固性并使用质量较轻的材料来建造。换言之,在屋盖的设计建造时要选择质量较轻的材料,并且尽量不要在屋顶上方增加其他结构,那样相当于增加了房屋的高度和重量,使得建筑物的高宽比的比例增大,影响建筑的抗震性能。 24抗震结构的选择 建筑物在设计之初就要以建筑抗震设防标准为基础来确定建筑的抗震设计。建筑在抗震设计的结构选择时,不仅要考虑地震对建筑物的影响,还要降低对周围环境影响,建筑物主体材料选用钢筋混凝土建造,地下室则采用嵌固端的技术,可以极大地增加建筑物的抗震能力,为了降低建筑物本身的重量,推荐使用钢结构的框架来进行建筑构造。 25建筑结构抗震设计的注意事项 在建
8、筑结构的抗震设计中,需要格外注意的一点是抗震设计的均衡性问题。要尽量使结构的刚度和质量均匀分布,使得建筑不论是在平面还是各立面上都呈现出规则的感觉。如果建筑结构的设计过于复杂,就是造成质量分布不均的局面,在地震发生时,容易导致建筑物主体结构发生扭曲,加大地震对建筑物的破坏。如果建筑物的外形不规则,整体布置复杂,在地震发生时也是非常容易发生扭转的,影响建筑的抗震性能。如果建筑物的主体不是坐落在一个立面上,地震发生时是十分容易发生鞭梢效应,不利于建筑的抗震。建筑的设计施工工程中,地震并不是唯一影响要素,多变的环境问题也是造成建筑结构受到多个应力作用影响的关键因素。因此在建筑物的抗震设计时,一定要注
9、意对建筑结构的均衡性,合理分配,减少各方多用力对建筑物的影响。当建筑结构面临地震灾害时,除了地质活动带来的破坏之外,地震还会引发空气冲击和结构载荷等多个灾难,共同破坏建筑物的整体结构,因此建筑的抗震设计必须要考虑地震所引发的其他方面的危害,保障建筑物主体结构的强度达到规范的要求,降低地震带来的破坏力,确保建筑物的主体始终处于安全性高的环境中。 3结束语 前几年间大地震的不断发生,小地震发生频率的增加,促使人们越来越重视对建筑物抗震设计的研究。建筑物抗震技术的研究已然成为了当前建筑设计中最重要的技术研究点之一。设计人员、施工人员等重要技术人员们要在实际的建筑建设过程中不断地探索和实践各种建筑抗震
10、的方法,以提高建筑物的抗震能力,保护人民的生命财产安全,促进我国建筑行业的快速发展。 作者:叶思睿 单位:浙江雷博人力资源开发有限公司淳安分公司 第二篇 我国所受的地震灾害从世界的角度来看,也是非常严重的。地震、动力学术以及结构分析和结构试验半个世纪以来不断的进步,这些学术的进步也带动了建筑结构抗震设计的进步,我国在抗震结构设计方法上经过不断地强震观察、震害调查、学习以及借鉴其他国家先进经验,不断趋于完善。结构抗震工作者主要的工作就是将建筑结构设计水平从地震环境和社会发展的实际情况出发进行提高。建筑结构的设计工作者,在学习与实践中积累了一些心得与思考,本文是作者对我国建筑结构抗震设计的若干原则
11、性问题提出的一些看法。 1建筑结构抗震设计中的关键问题 1.1周边地址勘察 对建筑结构进行抗震设计需要从工程的现实情况出发,另外还要对周边地区地震活动的具体情况有所掌握,以及工程地质相关的资料。抗震场地的地段的应该选择那种硬土质或者开阔平坦,均匀中硬土质的地段。 1.2建筑结构体系的合理选择 在结构体系的设计中需要避免部分结构或是构件破坏而造成整个结构失去抗震能力或者对于中立荷载失去承载能力。抗震设计体系在抗震设计中一定要选择正确。抗震设计体系在建筑结构体系中是很关键的,所以抗震设计体系要在结构中有相应的赘余度和内力重分配的功能,在地震中,为避免建筑整体结构会因部分构件退出而出现失效或是失稳的
12、情况,要求在部分构件退出的情况下其余部件仍能够承担竖向荷载。 2结构抗震设计中可靠度设计方法的适用性 地震破坏性巨大,强烈地震中高级别的地震最巨大,但是其发生率是非常低的。破坏性地震在我国处于多发情况,威胁着我国大部分的地区。唐山大地震和汶川大地震都属于地震中高级别的地震,在新中国成立以来相继发生,地震的发生不可避免的给人民的生活带来了很大的不便,生命受到威胁,财产带来损失我们同时在众多案例中看到,抗震设防里的建筑物,在其整个服役期间并未遭到较大级别地震的袭击。人们对地震动机理的认识在地震学半个世纪发展的情况下仍然显得非常浅显。然而地震则不同,强震没法进行工程意义上的有价值的统计分析,强震的发
13、生率很小,同一地区重复发生的概率更小。由于对地震的不确定性难以把握,致使可靠度设计方法得不到最基本的依据。工程界完全接受了这一说法地震为一随机过程,但是非平稳的随机过程一直被视作为与时间无关的平稳随机过程,这个随机过程的泊松模型,我们能够用一个最简单的参数进行描述,然而实际上并没有充分的、从事实出发的有关地震统计数据能够对其进行支持。地震在某种意义上来讲其作用是早已给定了的,这种说法之所以会被人们所接受,是因为当前人们对地震的认识水平有关,和社会经济的发展水平在存在着一定的关联。结构构件抗震承载力当前的表达形式与结构抗力是相近的,但是要对建筑进行抗震设计其能够承载的抗震设计的极限承载力的终极状
14、态的可依靠力度是不能够进行确定且是不存在的,导致这一结果的最直接原因就是我们无法对地震的作用以及效应进行可靠地预估。对建筑结构的方法采取,一般采用的方法就是可靠度方法,关于可靠度方法的适用程度有关专家曾提出怀疑并指出:“规范的设计方法并非是一种我们口中的科学,而更多的是一种技术,一个要对整个体系进行综合关注的工程技术。”以性能为基础的方法在最近几年里不断地被引入到抗震设计中,在中级别的地震中或是大震中进行分析,我们见得最多的地方便是初步文件和超限设计可行性报告中,事实上可靠度方法的驱壳早已被扔掉了。 3设防烈度地震动参数进行结构构件承载力设计 我国的设计情况大致与美、日、欧等当今世界上抗震设计
15、先进的国家是相同的。其中存在的不同点是我国在对构件的承载力设计上多以烈度地震即小震为设计依据,而其他国家则是以在设计依据上我们以中震的地震动参数为设计的依据,中震也被称为设防烈度地震。结构构件的承载力设计方面,我国多为辅加各种小震作用组合及地震作用调整系数进行结构构件的承载力设计,较大安全系数的小震组合承载力要求得到了满足,“中震可修”也就相应得到了保证,其他国家则是对中震作用下结构构件的安全性进行验算,同时对“小震不坏”得到了保证,从两种比较结果来看,存在安全的度的高低,但是原则性的差别并不存在。在采用的小震地震参数方法中有如下缺点:(1)我国抗震设计水平要想得到提高,必须借鉴和学习其他国家
16、的抗震设计经验以及方法。结构构件抗震承载力安全系数的高低受到如下因素影响:地震作用大小;结构材料强度;安全系数。其他国家的做法虽各存在特点,但是在地震作用取值上都有较大区别,不方便进行横向比较和彼此间交流。(2)我国的设计目标与美日欧等国家的抗震设计原则相似,承载力的设计用小震作用对结构构件进行设计,但是设计的目标却是中震,但是在设计的时候要对各种的抗震等级里对应的内部力量扩张的系数考虑。地震的作用上,需要改动的系数多,取用的数值不大,设计人员对已经指出的可靠指标小于0.0004量级的失效率不便于对结构总体及管件构件的安全度进行直观把握。 4地震作用不考虑风荷载 设计规范在现行抗震中规定,在对
17、地震作用效应的结构构件进行组合时,在建筑中的控制作用作用组合中要有风荷载效应的参与。但是,风荷载效应能否进行参与,这一问题指由二种效应是否可能同时发生或同时发生的几率来决定。关于对风荷载效应的组合的考虑问题,对风荷载效应的组合不进行考虑情况可在对结构构件地震效应进行组合时情况下。况且,结构抗风和抗震设计之间是不同的,在原则上有着根本的不同。情况往往是这样的,建筑物迎风面面积较大方向由风荷载控制的较大,迎风面面积较小方向受地震作用方向控制;按照规范,一个方向要对风荷载效应进行组合,相对方向不需要对风荷载效应组合。结构抗风和抗震的设计原则上存在差别,但是,在建筑的被使用的这一期间,强风会经常有,建
18、筑物也经常会遭到侵袭,强震发生也存在一定的概率,建筑物遇到袭击的概率也是存在的。因此,地震设防的建筑物不仅要把坑风设计做好也要将抗震的设计做的出色。在设计上,我已分部分进行设计,可以将对独立构件进行设计,具有抗震承载的能力。设计方法的采用应该选取多安全系数设计,此时在竖向荷载和地震作用的组合需要考虑,构建的截面设计要按一定的原则进行,选取的设计原则应该是强剪弱弯、强柱弱梁等抗震设计原则。 5结束语 本文所探讨的仅仅是建筑结构抗震设计的一些原则性问题。在建筑抗震设计上我国发展的已经小有成就,但是想要在此基础上再进一步的发展,需要提高结构技术还要有一定的公共政策。我们期望,在社会经济的发展和国力增
19、强的前提下,适当的将建筑结构的安全度和耐久性进行提高,在结构的耐力上能够有保存,从而对那些发生几率小,能够带来巨大伤害的强震进行抵御。 作者:贾昭 单位:珠海泰基建筑设计工程有限公司 第三篇 众所周知,我国是一个地震多发的国家,很多地区都处于地震多发区域,地震发生频率较高,当地震发生时,将对当地居民的人身安全造成巨大的威胁。随着地震灾害的不断发生,我国也开始总结出抗震补救措施,必须要加强建筑物抗震结构的设计,要对建筑物的整体布局进行合理设计,然后计算抗震等级,从而增强建筑物的抗震性能。 1结构抗震的可靠度 想要确保建筑结构抗震的可靠度,先要确保建筑结构的安全性。而且在地震多发地带,存在较多的不
20、稳地因素,比如震源的发生机制、地震波的传播途径、地质条件等,这些因素都会对建筑结构的安全性产生影响,而且通常地震发生机率都是不固定的,这就使得建筑结构的安全性更为关键。当地震发生时,将会对环境和建筑物造成影响,但是地震造成的损害也是在一定程度上,当提高建筑结构抗震性能后,这就会有效降低人们所承受的风险,而在这个范围内人们也是安全的,因此,人们就逐渐将这一范围定义为目标可靠度,是衡量建筑结构抗震性能的最好标准。由于地震的震源大小有所不同,而结构抗震可靠度中所包含的影响因素较多,如果想要有效区分地震的大小,那就会遇到一些实质性困难。同时结构服役期限的长短与结构抗震可靠度的大小是息息相关的,设计人员
21、不仅要考虑施工阶段的因素,还要综合考虑结构服役过程中可能出现的影响因素,必须要设计一个基于生命的抗震设防目标,要根据实际情况来分析,适当调整目标可靠度的具体取值。 2结构抗震设计中概念设计 通常所说的“建筑抗震概念设计”主要是指要根据地震发生时间和工程经验而总结规律,从而得出设计思想,然后对建筑物总体进行规划,对建筑物的结构进行合理布局。但是由于地震发生是随机性的,人为很难把控地震的发生规律,也无法有效预测发生地震时,建筑物自身所遭遇的特性。而在地质结构方面,容易受到外界因素的干扰,无法实现对结构抗震的设计。因此,就必须要从实际出发,要加强建筑物的抗震结构设计,要总结工程施工经验和抗震经验,合
22、理设计建筑物的整体结构,要做到精细化设计,加强建筑物的整体抗震性能。而在对抗震概念设计实施时,必须要从以下几个方面入手: 2.1建筑选址 想要提高建筑结构的抗震性能,首先要合理选择建筑场地,做好建筑施工地基工程。设计人员必须要对施工现场的地质条件进行实地勘察,还要掌握当地的地震活动情况,要查阅相关地质资料,对建筑选址的合理性作出综合评价,应该尽量选址在开阔地或坚硬土质的地段;务必要避开松弱土和液化土,也不要在河岸边进行选址,这些区域的地质都较为不均匀,容易对建筑工程质量造成影响;而且同一单元的结构尽量不要在不同土质的区域进行建造,要避免天然地基和桩基结合使用的情况出现,尤其是土质较差时,务必要
23、做好基础施工工作,确保建筑选择的科学性。 2.2合理的平立面布置 建筑物的建筑和结构布局是否合理,直接影响着建筑物抗震性能的高低,必须要坚持建筑布局简单,结构布局抗震的原则,要结合当地的实际情况来设计。设计人员要确保建筑物的平、立面布局对称,要能实现建筑物质量和刚度的提升,同时对于一些薄弱部位,必须要有针对性地采取一些抗震构造措施,要准确计算地震作用水平,还要对建筑物的高度比和宽度比进行精确计算,从而确保建筑物平立面布置的合理性。 2.3结构选型和结构布置 在对建筑物的结构进行选型时,必须要结合建筑物的使用功能、地形、地基、施工工艺、材料、经济条件、设防烈度等诸多因素来考虑。如果要想增强建筑物
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