资源描述：
《建筑结构抗震设计若干对策和改进建议》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、建筑结构抗震设计若干对策和改进建议 摘要：建筑结构的抗震设计是结构总体设计的重要部分,要保证其安全性与经济性就必须采用先进的结构分析与设计方法。本文结合工作实践,阐述了建筑结构抗震设计思想及其相应的方法。关键词：建筑结构；抗震；设计；对策；建议中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：引言：随着我国高层建筑迅速发展,其结构体系及建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂,再加上去年四川汶川地震的发生,给高层建筑结构的抗震分析和设计提出了更高的要求。作为工程抗震设计的依据,高层建筑的抗震分析与研究处于非常重要的地位。一、建筑抗震设
2、计思想国内外对建筑抗震进行了大量的研究,抗震设计理念也有多种,但是现在比较常用的主要有:概念设计和基于位移的抗震设计。1、概念设计8概念设计是相对于数值设计而言着眼于结构的总体地震反应,可以理解为运用人的思维和判断能力,从宏观上决定结构设计中的基本问题。抗震概念设计是根据地震震害和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,进行建筑结构总体布置并确定基本抗震措施的。建筑形状力求规则和简单、建筑结构尽量对称、设置防震缝及尽可能满足建筑竖向均匀性。前三种易于理解,以下就着重介绍建筑竖向均匀性问题。均匀性问题存在于建筑的竖向布置中,
3、无论是几何图形还是楼层刚度变化,其规则匀称应该是立面设计中优先考虑的。不均匀布置会产生了刚度、强度的突变,引起竖向的应力集中或变形集中,以致在中小型地震中损坏,在大震时倒塌。但是,要使结构做到完全均匀性,在实际设计中也有一定的困难。结合工程实际,其均匀性问题主要表现如下:(1)填充墙设置的影响。框架内的填充墙若设置不当,地震时往往会改变结构的受力状态而产生不利影响。例如,由于填充墙设置不当,可使框架柱形成短柱而造成破坏。为此,应把墙同柱分开或采用轻质墙以使框架柱连续。(2)抗震墙不连续。由于建筑上的需要,可能出现上下不连续
4、的抗震墙,这就产生了不均匀性。为此,应考虑限制上下层的刚度以及连续抗震墙的间距。(3)同一层间的柱子刚度不同。建筑上由于空间需要或由于艺术构思,使得同一层间柱子的刚度差异较大,通常在刚性较大的柱子上产生较大的内力。为此,宜从抗震的角度重新安排结构系统,以使刚度尽量均衡。8(4)柔性层框架。建筑上往往因底层需要开敞或任意层需要大的空间,使结构处于上下不连续状况,产生竖向刚度突变,特别是柔性底层建筑,在历次大地震中,震害都很普遍甚至完全倒塌。分析研究表明,这类构件的应力和变形集中是非常严重的,所以在抗震设计时应力求避免,底层应
5、尽可能配置具有相当强韧性的构件以承受大的侧移。竖向收进问题。竖向收进是常见的建筑处理方式,结构上产生的问题是在凹角处应力集中。由于房屋的不同部分其振动特征不同,所以在收进处的横隔(楼盖或屋面板)产生应力突变,为此在抗震设计时,可考虑几种处理方法:限制收进尺寸;当设置防震缝有利时,可设缝把复杂的体型划分成若干简单、规则的独立单元,分割后的建筑体型应是均衡的,不致过分细高;不设缝时应进行较细致的空间动力分析;对刚度突变的构件采取加强措施。2、基于位移的抗震设计基于位移的抗震设计是一种以变形位移、层间侧移角为性能指标,进行结构及
6、构件的设计。在这种方法中,位移是已知的给定输入量,而强度和刚度则是设计的输出结果。基于位移的抗震设计方法目前大致有:2.1按延性系数设计方法8延性系数法是利用的延性和要求的延性对应结构或构件的需求延性,即目标延性的计算方法,将延性需求和可利用的延性作对比,以评价结构的抗震性能并用于考虑扭转影响的延性结构基于位移的设计。衡量延性的量化设计指标最常用的是曲率延性系数和位移延性系数、二者的定义为截面构件屈服后的曲率位移与屈服曲率位移之比。设计中一般关心的是最大曲率位移延性系数,用公式表示如下:式中,φH和φY分别表示塑性铰区截面
7、的极限曲率和屈服曲率;ΔH和ΔY分别表示延性构件的极限位移和屈服位移。按延性系数设计的方法实际上是通过建立构件的位移延性系数或截面曲率延性系数与塑性铰区混凝土极限压应变的关系,由约束箍筋来保证核心混凝土能够达到所要求的极限压应变,从而使得构件具有要求的延性系数。2.2能力谱法能力谱设计方法的基本思想是对己设计好的结构进行静力弹塑性分析,将分析的结果基底剪力一顶点位移关系曲线转化成一条能力谱曲线(加速度Sa与位移Sd关系曲线),同时将设计地震反应谱曲线转化成一条需求谱曲线。将这两条曲线放人同一坐标系中,若两曲线相交,可以求得
8、交点(性能点)的位移,此位移称为结构的目标位移。同时根据图示的方法可以直观的评价结构在给定地震作用下的性能。能力谱法计算步骤如下:(1)按规范进行结构承载力设计;8(2)用静力弹塑性分析方法计算结构的基底剪力VB与顶点位移Un;(3)建立能力谱曲线。对于高度不是很高、地震反应以第一振型为主的建筑结构,可
