結構抗震概念設計論文
結構抗震概念設計論文
在平平淡淡的日常中,大家肯定對論文都不陌生吧,論文是探討問題進行學術研究的一種手段。相信寫論文是一個讓許多人都頭痛的問題,下面是小編精心整理的結構抗震概念設計論文,歡迎大家分享。
一、結構抗震概念設計的提出原因及必要性
每棟建築物都是一個空間結構體,在荷載作用下各構件並非是以脫離體系的單一構件獨自工作,而是以相當複雜的方式共同工作,精確計算其作用和受力是相當困難的,在計算地震作用時尤其如此,由於地震作用下的結構構件受力狀態的複雜性及不確定性、人們對地震時結構響應認識的侷限性和模糊性、理論計算中的假定與實際情況的差異性,註定了在現階段無論計算工具再如何發展,計算過程再如何嚴格,其結果也只能是一種比較粗略的估計,甚至有時還根本無法計算。
顯然在結構設計中,僅依靠現有理論進行抗震計算往往不能滿足結構安全性、可靠性的要求,無法達到預期的設計目標。因此在不確定因素眾多,受力狀況複雜的結構抗震設計中,抗震概念設計的提出和應用就顯得尤為重要了。
二、結構抗震概念設計的涵義
所謂抗震概念設計,一般是指不經過計算,尤其在難以做出精確理性分析或在規範中難以規定的問題中,依據整體結構體系與分結構體系之間的力學關係、結構破壞機理、震害、實驗現象和工程經驗中所獲得的基本設計原則和設計思想,從總體的角度來進行建築結構的總體佈置和抗震細部措施的宏觀控制,從而從根本上保證結構的抗震效能。
三、結構抗震概念設計的基本原則和具體要求
(一)建築場地的選擇
地震造成建築的破壞,除地震動直接引起結構破壞以外,還有場地條件的原因,諸如:地震引起的地表錯動與地裂,地基土的不均勻沉陷、滑坡和土體液化等。因此選擇有利於抗震的建築場地是減輕建築物地震災害的第一道重要工序。
(二)建築物的平面、立面及豎向剖面的佈置建築物平面和立面的規則性是抗震概念設計中需要考慮的一個重要因素。
規則的建築方案體現在:建築物的平面佈置基本對稱;結構體型簡單;抗側力體系的剛度和承載力上下變化連續、均勻。因為,簡單、對稱的結構容易估算其在地震時的反應,容易有針對性的採取抗震措施並對其進行細部處理。因此,這就要求建築專業的設計人員具有一定的抗震知識素養,應該對所設計的建築的抗震效能有所估計,避免採用抗震效能差的嚴重不規則的設計方案。
(三)結構體系的確定和結構佈置
結構體系的.確定是結構設計中頭等重要的大事。結構設計時應透過綜合分析使結構體系儘量合理且經濟,應優先採用抗震能力強、延性好、耗能能力強、便於施工且具有多道防線的結構體系(如框架-剪力牆結構,框架-筒體結構,設定耗能連梁的剪力牆結構等),避免採用抗震能力較低的結構體系(如板柱-剪力牆結構,單跨框架結構等),尤其應避免採用看似“合法”(符合規範)但不合理的結構體系(如當房屋高度接近規範框架結構類適用高度上限時,仍採用框架結構,震害表明,框架結構的側向剛度較小,整體性較差,結構的抗震效能較差,此情況下應採用抗震效能較好的框架-剪力牆結構為宜)。
而在結構佈置時,應採用概念清晰、傳力途徑明確的佈置方式,儘量避免造成結構扭轉、平面和立面的裡出外進、豎向傳力杆件的間斷與不連續等問題。
(四)多道抗震防線的設定
單一結構體系只有一道抗震防線,一旦破壞就會造成建築物倒塌的嚴重後果。特別是當建築物的自振週期與地震動卓越週期相近時,建築物由此而發生的共振,更加速其倒塌程序。而如果建築物採用的是多重抗側力體系時,第一道防線的抗側力構件在 當第一道抗側力防線因共振而破壞,第二道防線接替工作,建築物自振週期將出現較大幅度的變動,與地震動卓越週期錯開,使建築物的共振現象得以緩解,避免再度嚴重破壞。在雙重結構體系中一般應優先選擇不負擔或少負擔重力荷載的豎向支撐或填充牆,或軸壓比值較小的抗震牆、實牆筒體等構件作為第一道防線的抗側力構件,如框架-剪力牆結構中的剪力牆,框架-填充牆結構中的填充牆,單層廠房縱向體系中的柱間支撐,均可作為各自體系中的第一道抗震防線。如因條件限制,只能採用單一的框架體系,則框架就成為整個體系中唯一的抗側力構件,此時應採用“強柱弱梁”型的延性框架。
在地震作用下,框架樑成為第一道抗震防線,框架柱為第二道抗震防線,用框架樑的變形去消耗地震能量,使框架樑的屈服先於框架柱的屈服,從而保護了框架柱的相對完整,最終達到“大震不倒”的要求。
(五)結構抗震設計關鍵點的把握
在結構抗震概念設計中,還應注重對結構體系中的關鍵部位(如薄弱層,加強層等)、關鍵部位中的關鍵構件(如加強層的重要豎向構件、轉換層的水平轉換構件等)、關鍵構件中的關鍵節點(如樑柱節點,柱根部位等)幾個關鍵點的把握,從而實現“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點強錨固、強柱根弱杆件”的設計理念。
結構抗震概念設計不是拒絕進行復雜結構設計,而是要求在處理複雜結構設計時明確:什麼是結構設計的最佳選擇?採用不合理的結構方案或結構佈置可能會帶來什麼樣的後果?需要採取哪些補救或加強措施,並對這些措施的合理性和有效性做出客觀的評價,以保證結構效能目標的實現,確保房屋安全。結構抗震概念設計不是指手畫腳的空洞說教,而是具有豐富內涵的實實在在的工作。