深究建築結構抗震理念設計
發布時間:2014-07-15
我國結構計算理論經曆了經驗估算、容許應力法、破損階段計算、極限狀態計算,到目前普遍采用的概率極限狀態理論等階段。
一、關於
建築結構抗震概念設計的概述
我國結構計算理論經曆了經驗估算、容許應力法、破損階段計算、極限狀態計算,到目前普遍采用的概率極限狀態理論等階段。現行的《
建築結構可靠度設計統一標準》(GB50068-2001)則采用以概率理論為基礎的結構極限狀態設計準則,以使
建築結構的設計得以符合技術先進、經濟合理、安全適用的原則。概率極限狀態設計法更科學、更(geng)合(he)理(li),但(dan)該(gai)法(fa)在(zai)運(yun)算(suan)過(guo)程(cheng)中(zhong)還(hai)帶(dai)有(you)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)近(jin)似(si),隻(zhi)能(neng)視(shi)作(zuo)近(jin)似(si)概(gai)率(lv)法(fa),並(bing)且(qie)僅(jin)憑(ping)極(ji)限(xian)狀(zhuang)態(tai)設(she)計(ji)也(ye)很(hen)難(nan)估(gu)算(suan)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)真(zhen)正(zheng)承(cheng)載(zai)力(li)。事(shi)實(shi)上(shang),建(jian)築(zhu)物(wu)是(shi)一(yi)個(ge)空(kong)間(jian)結(jie)構(gou),各(ge)種(zhong)構(gou)件(jian)以(yi)相(xiang)當(dang)複(fu)雜(za)的(de)方(fang)式(shi)共(gong)同(tong)工(gong)作(zuo),並(bing)非(fei)是(shi)脫(tuo)離(li)結(jie)構(gou)體(ti)係(xi)的(de)單(dan)獨(du)構(gou)件(jian)。
地震具有隨機性、buquedingxinghefuzaxing,yaozhunqueyucejianzhuwusuozaoyudizhendetexinghecanshu,muqianshihennanzuodaode。erjianzhuwubenshenyoushiyigepangdafuzadexitong,zaizaoshoudizhenzuoyonghouqipohuaijilihepohuaiguochengshifenfuza。qiezaijiegoufenxifangmian,youyuweinengchongfenkaolvjiegoudekongjianzuoyong、非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素,也存在著不確定性。因此,結構工程
抗震問題不能完全依賴“計算設計”解決。應立足於工程
抗震基本理論及長期工程
抗震經驗總結的工程
抗震基本概念,從“概念設計”的角度著眼於結構的總體地震反應,按照結構的破壞過程,靈活運用
抗震設計準則,全麵合理地解決結構設計中的基本問題,既注意總體布置上的大原則,又顧及到關鍵部位的細節構造,從根本上提高結構的
抗震能力。
二、
抗震概念設計的基本原則與要求
1.xuanzeyoulichangdi。zaochengjianzhuwuzhenhaideyuanyinshiduofangmiande,changditiaojianshiqizhongzhiyi。youyuchangdiyinsuyinqidezhenhaiwangwangtebieyanzhong,erqieyouxieqingkuangjinjinyikaogongchengcuoshilaimibushihenkunnande。yinci,xuanzegongchengchangzhishi,yingjinxingxiangxikancha,gaoqingdixing、地質情況,挑選對建築
抗震有利的地段,盡可能避開對建築
抗震不利的地段,任何情況下均不得在
抗震危險地段上建造可能引起人員傷亡或較大經濟損失的建築物。
對建築
抗震youlidediduan,yibanshizhiweiyukaikuopingtandidaidejianyingchangdituhuomishijunyunzhongyingchangditu。jianzaoyuzheleichangdishangdejianzhuyibanbuhuifashengyouyudijishixiaodaozhidezhenhai,congerkeconggenbenshangjianqingdizhenduijianzhuwudeyingxiang。duijianzhu
抗震不利的地段,就地形而言,一般是指條狀突出的山嘴、孤立的山包和山梁的頂部、高差較大的台地邊緣、非岩質的陡坡、河岸和邊坡的邊緣;就場地土質而言,一般是指軟弱土、易液化土、故河道、斷層破碎帶、暗埋塘浜溝穀或半挖半填地基等,以及在平麵分布上成因、岩性、狀態明顯不均勻的地段。
2.采用合理的建築平立麵。建築物的動力性能基本上取決於其建築布局和結構布置。建築布局簡單合理,結構布置符合
抗震原則,就能從根本上保證房屋具有良好的
抗震性能。
經驗表明,簡單、規則、對稱的建築
抗震能力強,在地震時不易破壞;反之,如果房屋體形不規則,平麵上凸出凹進,立麵上高低錯落,在地震時容易產生震害。而且,簡單、規則、對稱結構容易準確計算其地震反應,可以保證地震作用具有明確直接的傳遞途徑,容易采取
抗震構造措施和進行細部處理。
3.選擇合理的結構形式。
抗震結構體係是
抗震設計應考慮的關鍵問題。按結構材料分類,目前主要應用的結構體係有砌體結構、鋼結構、
鋼筋混凝土結構、鋼-
混凝土結構等;按結構形式分類,目前常見的有框架結構、剪力牆結構、框架剪力牆結構、簡體結構等。結構體係的確定受到
抗震設防烈度、建築高度、場地條件以及建築材料、施工條件、經濟條件等諸多因素影響,是一個綜合的技術經濟問題,需進行周密考慮確定。
抗震規範對
建築結構體係主要有以下規定:①結構體係應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑;②結構體係宜具有多道
抗震防線,應避免因部分結構或構件破壞而導致整個體係喪失
抗震能力或對重力荷載的承載能力;③結構體係應具有必要的
抗震承載力,良好的變形能力和耗能能力;④jiegoutixiyijuyouhelidegangduhechengzailifenbu,bimianyinjubuxueruohuotubianxingchengboruobuwei,chanshengguodadeyinglijizhonghuosuxingbianxingjizhong,duikenengchuxiandeboruobuwei,yingcaiqucuoshitigao
抗震能力;⑤結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近,在結構布置時,應遵循平麵布置對稱、立麵布置均勻的原則,以避免質心和剛心不重合而造成扭轉振動和產生薄弱層。
4.tigaojiegoudeyanxing。jiegoudeyanxingkedingyiweijiegouzaichengzailiwumingxianjiangdideqiantixiafashengfeidanxingbianxingdenengli。jiegoudeyanxingfanyinglejiegoudebianxingnengli,shifangzhizaidizhenzuoyongxiadaotadeguanjianyinsuzhiyi。
結(jie)構(gou)良(liang)好(hao)的(de)延(yan)性(xing)有(you)助(zhu)於(yu)減(jian)小(xiao)地(di)震(zhen)作(zuo)用(yong),吸(xi)收(shou)與(yu)耗(hao)散(san)地(di)震(zhen)能(neng)量(liang),避(bi)免(mian)結(jie)構(gou)倒(dao)塌(ta)。而(er)結(jie)構(gou)延(yan)性(xing)和(he)耗(hao)能(neng)的(de)大(da)小(xiao),取(qu)決(jue)於(yu)構(gou)件(jian)的(de)破(po)壞(huai)形(xing)態(tai)及(ji)其(qi)塑(su)化(hua)過(guo)程(cheng),彎(wan)曲(qu)構(gou)件(jian)的(de)延(yan)性(xing)遠(yuan)遠(yuan)大(da)於(yu)剪(jian)切(qie)構(gou)件(jian),構(gou)件(jian)彎(wan)曲(qu)屈(qu)服(fu)直(zhi)至(zhi)破(po)壞(huai)所(suo)消(xiao)耗(hao)的(de)地(di)震(zhen)輸(shu)入(ru)能(neng)量(liang),也(ye)遠(yuan)遠(yuan)高(gao)於(yu)構(gou)件(jian)剪(jian)切(qie)破(po)壞(huai)所(suo)消(xiao)耗(hao)的(de)能(neng)量(liang)。因(yin)此(ci),結(jie)構(gou)設(she)計(ji)應(ying)力(li)求(qiu)避(bi)免(mian)構(gou)件(jian)的(de)剪(jian)切(qie)破(po)壞(huai),爭(zheng)取(qu)更(geng)多(duo)的(de)構(gou)件(jian)實(shi)現(xian)彎(wan)曲(qu)破(po)壞(huai)。始(shi)終(zhong)遵(zun)循(xun)“強柱弱梁,強煎弱彎、強節點、弱錨固”yuanze。goujiandepohuaihetuichugongzuo,shizhenggejiegoucongyizhongwendingtixiguodudaolingwaiyizhongwendingtixi,zhishijiegoudezhouqifashengbianhua,yibimiandizhenzhuoyuezhouqichangshijianchixuzuoyongyinqidegongzhenxiaoying。
5.確(que)保(bao)結(jie)構(gou)的(de)整(zheng)體(ti)性(xing)。結(jie)構(gou)是(shi)由(you)許(xu)多(duo)構(gou)件(jian)連(lian)接(jie)組(zu)合(he)而(er)成(cheng)的(de)一(yi)個(ge)整(zheng)體(ti),並(bing)通(tong)過(guo)各(ge)個(ge)構(gou)件(jian)的(de)協(xie)調(tiao)工(gong)作(zuo)來(lai)有(you)效(xiao)地(di)抵(di)抗(kang)地(di)震(zhen)作(zuo)用(yong)。若(ruo)結(jie)構(gou)在(zai)地(di)震(zhen)作(zuo)用(yong)下(xia)喪(sang)失(shi)了(le)整(zheng)體(ti)性(xing),則(ze)結(jie)構(gou)各(ge)構(gou)件(jian)的(de)
抗震nenglibunengchongfenfahui,zheyangrongyishijiegouchengweijidongtierdaota。yinci,jiegoudezhengtixingshibaozhengjiegougegebufenzaidizhenzuoyongxiaxietiaogongzuodezhongyaotiaojian,quebaojiegoudezhengtixingshi
抗震概念設計的重要內容。
為了充分發揮各構件的
抗震能力,確保結構的整體性,在設計的過程中應遵循以下原則:①結構應具有連續性。結構的連續性是使結構在地震作用時能夠保持整體的重要手段之一。②保證構件間的可靠連接。提高建築物的
抗震xingneng,baozhenggegegoujianchongfenfahuichengzaili,guanjiandeshijiaqianggoujianjiandelianjie,shizhinengmanzuchuandidizhenlishideqiangduyaoqiuheshiyingdizhenshidabianxingdeyanxingyaoqiu。③增強房屋的豎向剛度。在設計時,應使結構沿縱、橫2個(ge)方(fang)向(xiang)具(ju)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)整(zheng)體(ti)豎(shu)向(xiang)剛(gang)度(du),並(bing)使(shi)房(fang)屋(wu)基(ji)礎(chu)具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)整(zheng)體(ti)性(xing),以(yi)抵(di)抗(kang)地(di)震(zhen)時(shi)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)的(de)地(di)基(ji)不(bu)均(jun)勻(yun)沉(chen)降(jiang)及(ji)地(di)麵(mian)裂(lie)隙(xi)穿(chuan)過(guo)房(fang)屋(wu)時(shi)所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)危(wei)害(hai)。