抗震建筑的結構整體性分析和構造措施

1、<p>　　抗震建筑的結構整體性分析和構造措施</p><p>　　【摘要】在增強建筑結構整體的抗震性能中，為了合理提高建筑結構的抗震性能，應對抗震概念設計，提出了設計原則。合適的抗震概念設計，以及構造措施對于建筑物的抗震性能起著至關重要的作用,本文通過探討建筑結構在地震作用下的反應機理,提出了一些有關概念設計的原則，用來保證建筑物實現(xiàn)抗震的性能要求。 </p><p>　　【關

2、鍵詞】抗震；建筑；構造措施； </p><p>　　中圖分類號：TU352文獻標識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　一.前言： </b></p><p>　　隨著近年來世界上的災害頻發(fā)，地震，也為我國的建筑帶來了毀滅性的災難，提高建筑結構的抗震性，也是避免災害帶來損失的一種十分有效的方式。由于地震是一種隨機性的災害，其本身具有

3、的難于把握以及復雜性和不確定因素，因而在對建筑結構的分析方面，要充分考慮建筑結構的空間作用，以及建筑結構材料的非彈性性質、材料時效等多種因素。因此，工程設計中的抗震問題，絕對不能完全依賴建筑中的“計算設計”來解決，而是要必須立足于“概念設計”方面。 </p><p>　　二．地震中建筑結構震害分析 </p><p><b>　　1、框架結構 </b></p>

4、;<p>　　這次地震中,大多數(shù)框架結構的主體結構震害一般較輕,但框架結構的柱端出鉸、柱端剪切破壞、節(jié)點區(qū)破壞等現(xiàn)象比較常見。這些震害表明,現(xiàn)行設計規(guī)范中要求的/強柱弱梁等設計理念在實際中并沒有真正實現(xiàn)。實際上,由于框架梁跨度過大使得其截面尺寸增大筑需要的砌體或填充墻的剛度增強作用、規(guī)范對框架柱的軸壓比限值過高導致框架柱的截面尺寸偏小等,使得框架梁或屋蓋的實際剛度增大,在實際框架結構震害中,很少看到強柱弱梁型破壞。 <

5、;/p><p>　　不過在這次地震中,框架結構的總體震害情況比較輕,未有倒塌破壞,即使是嚴重破壞的也不多見。所以尚無法斷定強柱弱梁類型的結構在強震下就不易產生垮塌,人員傷亡較小。關鍵還是增強結構抗震的整體性,這在后面章節(jié)還要詳細說。 </p><p><b>　　2、非結構構件 </b></p><p>　　所謂非結構構件,一般指在結構分析中不考慮

6、承受重力荷載以及風、地震等側力荷載的部件,如內隔墻、樓梯踏步板、框架填充墻等。在設計中,只考慮靜荷載和活荷載影響,但實際上這些構件都承擔一部分地震作用,并可能改變整個結構或某些構件的剛度、承載力和傳力路線,造成未曾估計到的震害。處理好這些構件與主體的關系,可防止附加震害,減少損失。因此,附屬構件與主體結構應該有可靠的連接和錨固,避免倒塌傷人。填充墻或隔墻應考慮對結構抗震的不利和有利影響,應避免不合理的設置而導致主體結構的破壞。當填充墻或

7、隔墻各層布置不均勻時,尤其是底層少填充墻或隔墻時,應考慮其設置對抗震的不利影響,避免不合理設置對主體結構的影響。例如,兩個開間格局和結構設計相同的框架結構,其中一棟底層填充墻布置較少,開間較大,在地震過程中就出現(xiàn)比較嚴重的破壞,很多梁柱交接處出現(xiàn)了明顯的塑性鉸,整個建筑屬于嚴重破壞,很難再修復使用了;而相鄰同樣結構的建筑由于底層填充墻較多,破壞比較輕微,屬于中等破壞偏輕,稍加修復即可使用,這雖然不屬于主體結構的破壞,但仍然會對人員安全造

8、成威脅,同時也造成很大的財產損失。因此,今后框架結構設計中對填充墻的性能應進一步</p><p>　　三.抗震概念設計的原則 </p><p>　　需要強調的是設計不能陷入只憑計算的誤區(qū)，若結構嚴重不規(guī)則，整體性差，僅按目前的結構設計計算水平，是難以保證結構的抗震、抗風性能，尤其是抗震性能。因此，要求建筑師與結構工程師要共同把好初步設計這一環(huán)節(jié)。關于建筑結構概念設計的一般原則和具體內容，建

9、筑混凝土結構技術規(guī)程（JGJ3-2002）有關章節(jié)作了規(guī)定。 </p><p><b>　　1、結構的簡單性 </b></p><p>　　結構簡單是指結構在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑。建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2001）第 3.5.2 條作為強制性條文要求，“結構體系應有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑?！敝挥薪Y構簡單，才能夠對結構的計算模型、

10、內力與位移分析，限制薄弱部位的出現(xiàn)易于把握，因而對結構抗震性能的估計也比較可靠。 </p><p>　　2、結構的規(guī)則性和均勻性 </p><p>　　建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2001）第 3.4.2 條要求，“建筑及其抗側力結構的平面布置宜規(guī)則、對稱，并應具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面布置宜規(guī)則，結構的側向剛度宜均勻變化，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸

11、減小，避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變?！苯ㄖ矫姹容^規(guī)則，不應采用嚴重不規(guī)則的平面布置，對 A 級高度建筑宜平面簡單、規(guī)則、對稱、減小偏心；而對 B級高度建筑則應簡單、規(guī)則、減小偏心。平面布置均勻規(guī)則，使建筑物分布質量產生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞，并使質量分布與結構剛度分布協(xié)調，限制質量與剛度之間的偏心。結構布置均勻、建筑平面規(guī)則，有利于防止薄弱的子結構過早破壞、倒塌，使地震作用能在各子結構之間重分布，增加結構的贅余

12、度數(shù)量，發(fā)揮整個結構耗散地震能量的作用。沿建筑物豎向，建筑造型和結構布置比較均勻，避免剛度、承載力和傳力途徑的突變，以限制結構在豎向某一樓層或極少數(shù)幾個樓層出現(xiàn)敏感的薄弱部位。 </p><p>　　3、結構的剛度和抗震能力 </p><p>　　水平地震作用是雙向的，結構布置應使結構能抵抗任意方向的地震作用。通常，可使結構沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力，結構的抗震能力則是結

13、構強度及延性的綜合反映。結構剛度的選擇既要減少地震作用效應又要注意控制結構變形的增大，過大的變形會產生重力二階效應，導致結構破壞、失穩(wěn)。 </p><p><b>　　4、結構的整體性 </b></p><p>　　在高層建筑結構中，樓蓋對于結構的整體性起到非常重要的作用，樓蓋相當于水平隔板，它不僅聚集和傳遞慣性力到各個豎向抗側力子結構，而且要求這些子結構能協(xié)同承受地

14、震作用，特別是當豎向抗側力子結構布置不均勻或布置復雜或抗側力子結構水平變形特征不同時，整個結構就要依靠樓蓋使抗側力子結構能協(xié)同工作。 </p><p>　　四、基于性能的抗震設計方法 </p><p>　　1.性能抗震設計階段 </p><p>　　（一）概念設計。根據(jù)用途和業(yè)主的要求，合理確定設防目標，通過場地、建筑平面等進行初步設計。 </p>&

15、lt;p>　　（二）計算設計。根據(jù)預定的設防目標，計算出能影響各類因素的抗震參數(shù)，參數(shù)與預定目標不符要及時修改，直至滿足參數(shù)需求。以基于位移的抗震性能設計為例，主要包括步驟有確定不同強度地震作用下性能目標；根據(jù)初步設計，確定結構內的位移的極限值；通過等效阻尼比等各類等效數(shù)值，確定等效剛度；設計采用必需的構造措施；評價結構強度要求和變形能力。以嚴謹、科學、合理的態(tài)度進行評估，如計算階段有不符合，則需重復計算設計步驟，以不斷完善結構設

16、計。 </p><p>　　（三）性能評估。通過各類的分析法得出設計結果來確定該建筑結構的性能。 </p><p>　　2.建筑結構基于性能抗震設計方法 </p><p>　?。ㄒ唬┲苯游灰圃O計法。側重于結構性能設計，概念簡單，根據(jù)地震等級來預期位移計算，使結構達到預定位移。此方法也存在著只能從建筑結構材料的極 </p><p>　?。ǘ┠?/p>

17、力譜法。1975年被提出，隨后不斷改進。能力譜設計是將能力譜曲線與地震反應譜轉化而來的需求譜，進行比較來評估其抗震性能。此方法側重結構的實際性能進行驗算、評估。 </p><p>　?。ㄈ┪灰朴绊懴禂?shù)法?；诮Y構性能設計方法，通過分析得出的最大期望位移值，利用等效方法、模態(tài)進行確定。以達到此系數(shù)的修正作用。此方法還存在著由于它是整體抗震評估方法，無法具體體現(xiàn)主結構、樓層的損壞情況與抗震水準等問題。 </p

18、><p><b>　　五.結束語： </b></p><p>　　在抗震設計中，相對于建筑結構科學檢測以及加固，是整個的建筑工程質量安全的保障體系當中非常重要的一個組成的部分。必須要嚴格的遵循規(guī)范要求，這也是提高抗震性能、完善建筑工程檢測以及加固工作的前提條件。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p&