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抗震理念論文8篇

時間:2023-03-23 15:13:35

緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇抗震理念論文,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!

抗震理念論文

篇1

授課學(xué)時少,內(nèi)容難度大針對目前我國大學(xué)教育正經(jīng)歷著從精英教育向大眾教育的轉(zhuǎn)型,橋梁抗震課程面臨學(xué)時少,內(nèi)容多的問題,學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺很有難度。原因是:一方面該課程的基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)課(如動力學(xué)、高等數(shù)學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等)聯(lián)系緊密,學(xué)生淡忘的內(nèi)容不少。教師需給出本課程與其它課程的結(jié)合點及本課程知識的定位點,讓學(xué)生建立概念,順利過渡。本課程內(nèi)容的特點相對較為抽象,尤其在結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算部分理論推導(dǎo)占有比例較大,多為枯燥和抽象的公式,使學(xué)生難于接受并產(chǎn)生興趣。但是如果講課內(nèi)容過于簡單,則學(xué)生所學(xué)知識缺乏深度,獲取的專業(yè)信息較少。因此本課程在教學(xué)內(nèi)容與課程體系應(yīng)進行相應(yīng)的調(diào)整,合理安排難易知識點。

教學(xué)理念和教學(xué)模式需要改進橋梁抗震課程的目的是介紹地震作用的基本原理和橋梁結(jié)構(gòu)抗震的方法,使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)抗震的基本理論和設(shè)計方法。由于涉及知識面廣,同時對專業(yè)知識掌握程度的要求高,因此教師在授課過程中,學(xué)生普遍感覺難度較大。另外,過去對于本課程的講授過于強調(diào)理論而忽視了與實踐相結(jié)合的案例分析,缺乏實際地震和現(xiàn)場災(zāi)害調(diào)查資料,這些是我們專業(yè)課程教師需要改進和提高的方面。首先,在課程的教學(xué)理念上,應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生獲取和應(yīng)用知識的能力為目標(biāo),教學(xué)時注重學(xué)生對基本知識和基本概念的理解和把握。其次,在本課程教學(xué)中應(yīng)探討和嘗試新的教學(xué)方法和教學(xué)手段,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。目前,現(xiàn)代化的教學(xué)手段尚未得到充分利用,缺乏生動,適用的高質(zhì)量多媒體課件。在傳授知識的同時,應(yīng)調(diào)動學(xué)生的主動思維和學(xué)習(xí)興趣,通過課堂討論、撰寫小論文、觀摩抗震試驗、組織結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽等活動,提高學(xué)生學(xué)習(xí)和研究分析問題的能力。

缺少典型的優(yōu)秀試題和案例分析計算機輔助教學(xué)近年來在高等教育教學(xué)中得到較廣泛的應(yīng)用,并將逐步成為教學(xué)環(huán)節(jié)的一個重要手段。但針對橋梁抗震課程的教學(xué)課件及其習(xí)題庫還不成熟,存在著分散、孤立、低水平重復(fù)的弊端。要想對課程內(nèi)容有一個比較系統(tǒng)而全面的了解,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和興趣很重要,因此除了傳統(tǒng)的講課、批作業(yè)、面對面答疑之外,可以建立該課程相應(yīng)的習(xí)題庫供學(xué)生自我訓(xùn)練和測試,不僅可以減輕老師的負(fù)擔(dān),提高教學(xué)效率,還可使學(xué)生在短時間內(nèi)盡量擴大學(xué)習(xí)的信息量,有助于培養(yǎng)學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)能力和思維創(chuàng)造能力。由于目前未形成一個系統(tǒng)的習(xí)題庫,制約了學(xué)生課下對本門課程的學(xué)習(xí)和進一步思考。

篇2

第五屆教師論文大賽舉行

新年伊始,鄭州市商業(yè)技師學(xué)院舉行第五屆教師論文大賽。經(jīng)過近6個小時的角逐,商業(yè)貿(mào)易系師利君老師和旅游烹飪系周芳老師分獲一等獎,數(shù)控車焊系李林義等3名教師分獲二等獎,醫(yī)藥化工系赫中魁等5名教師分獲三等獎,機電工程系王金有等6名教師分獲優(yōu)秀獎。大賽自2012年4月啟動以來,共征集到論文285篇。大賽組委會對各系篩選出的32篇論文進行了認(rèn)真評審,最終確定16篇論文進入決賽。

大連理工大學(xué)

孔憲京教授主持項目獲國家科技進步二等獎

在2012年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上,大連理工大學(xué)孔憲京教授主持完成的“高土石壩抗震設(shè)計理論研究與工程應(yīng)用”獲得國家科技進步二等獎。這是孔憲京教授繼2010年榮獲核電廠工程抗震領(lǐng)域的國家科技進步二等獎之后,再攀科技高峰,率領(lǐng)團隊在土石壩抗震研究方面取得的又一項重大科研成果??讘椌┙淌诳蒲袌F隊的科研項目研究成果對有效保障我國高土石壩抗震安全、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計、采取有效抗震措施、節(jié)約工程投資等發(fā)揮了重要作用,創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

鹽城技師學(xué)院

與常熟觀致汽車有限公司舉行校企合作簽約儀式

近日,鹽城技師學(xué)院與常熟觀致汽車有限公司舉行了校企合作簽約儀式。常熟觀致汽車有限公司初始注冊資本為34億元,由奇瑞汽車有限公司與世界500強企業(yè)以色列集團共同投資成立。院長呂成鷹充分肯定了觀致公司對校企合作工作所做的貢獻。她說,鹽城技師學(xué)院的辦學(xué)宗旨就是為企業(yè)服務(wù),為現(xiàn)代企業(yè)提供需要的綜合素質(zhì)高的技能人才,希望雙方樹立起“招生即招工,員工即學(xué)生”的理念,真正實現(xiàn)“專家進課堂、教師進企業(yè)”的深層次合作。

唐山勞動技師學(xué)院

召開首屆大專畢業(yè)生畢業(yè)答辯啟動儀式

日前,唐山勞動技師學(xué)院舉行了河北聯(lián)合大學(xué)唐山勞動高級技工學(xué)校函授站首屆函授大專生畢業(yè)設(shè)計答辯啟動儀式。唐山勞動技師學(xué)院院長、黨委書記兼函授站站長李,河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院副院長王治國,負(fù)責(zé)畢業(yè)答辯的評委教師以及200多名即將畢業(yè)的首批函授大專生參加了啟動儀式。本次啟動儀式標(biāo)志著唐山勞動技師學(xué)院函授站自2010年初建站以來,在河北聯(lián)合大學(xué)的支持下,經(jīng)過全院師生的共同努力,迎來采擷豐收的時刻——第一屆215名函授大專生即將順利畢業(yè)。

廣西南寧高級技工學(xué)校

醫(yī)藥校區(qū)舉辦第二屆“趣味競技拓展活動周”

為了活躍校園文化氛圍,豐富同學(xué)們的第二課堂活動,增強班級團結(jié)力和凝聚力,廣西南寧高級技工學(xué)校醫(yī)藥校區(qū)學(xué)生科、團總支聯(lián)合舉辦第二屆“趣味競技拓展活動周”。此次活動周活動分三周舉行,每周舉辦一個項目,這三個項目分別為袋鼠跳、貼長龍、夾氣球。同學(xué)們以班級為單位組隊參賽,每個項目參加人數(shù)上限為20人,以三個項目的總分計算成績,共設(shè)一等獎2名、二等獎6名、三等獎8名。學(xué)生們紛紛表示很喜歡趣味競技拓展活動,豐富了自己的課余生活,密切了自己和同學(xué)間的交流,希望學(xué)校今后能繼續(xù)舉辦類似的活動。

大連市房地產(chǎn)高級技工學(xué)校

多位老師在全國職業(yè)學(xué)校教學(xué)設(shè)計及說課比賽中獲獎

為了提高教學(xué)質(zhì)量,更好地貫徹“做中學(xué),做中教”的職教方針,引進更好的教學(xué)方法并實現(xiàn)與外校的交流,大連市房地產(chǎn)高級技工學(xué)校教師積極參加全國中等職業(yè)學(xué)校教師教學(xué)設(shè)計和說課比賽,并取得了驕人的成績。吳麗媛老師參加機械類專業(yè)課程“創(chuàng)新杯”教師教學(xué)設(shè)計和說課大賽獲得二等獎,李雯老師參加數(shù)學(xué)課程“創(chuàng)新杯”教師教學(xué)設(shè)計和說課大賽獲得一等獎,侯曉寧老師參加工藝美術(shù)類專業(yè)課程“創(chuàng)新杯”教師教學(xué)設(shè)計和說課大賽獲得一等獎。

五四一高級技工學(xué)校

舉行赴京工學(xué)交替學(xué)生歡送儀式

篇3

【關(guān)鍵詞】高層建筑,混凝土,抗震設(shè)計

中圖分類號:TU973+.31文獻標(biāo)識碼: A 文章編號:

一、前言

建筑行業(yè)是我國重要的經(jīng)濟增長行業(yè)之一,關(guān)系到居民的切身利益。我國是多地震國家,但我國目前對地震的預(yù)防能力較弱,地震給我國帶來了及其巨大的災(zāi)害,因此,加強建筑設(shè)計中的抗震設(shè)計,是進一步保障我國居民生命財產(chǎn)安全的重要措施之一。目前我國高層混凝土建筑應(yīng)用的范圍越來越廣泛,其綜合性和高集成性都使得高層建筑的抗震設(shè)計需要更為明確的重視,加強對高層混凝土建筑抗震設(shè)計,已經(jīng)十分的迫切。

二、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計的現(xiàn)狀和存在的問題

高層混凝土建筑是經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)物,高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計尤其是在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計上,我國雖然引進了一些西方歐美抗震設(shè)計理念,但缺乏符合本國實際的理論技術(shù)創(chuàng)新。很大方面存在著缺陷,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.高層混凝土建筑在結(jié)構(gòu)防震設(shè)計中缺乏科學(xué)規(guī)范的理論指導(dǎo),缺乏實際經(jīng)驗的積累;而且我國對地質(zhì)地震的認(rèn)識尚不夠完善,對地震的成因,預(yù)測,防治研究不夠深入。因此,在進行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時候,缺乏一定的科學(xué)依據(jù),或依據(jù)的是不完善的理論。因此,難以在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中完美融合防震設(shè)計理念。

2.高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計立足于固定參數(shù),而忽視了實際情況,設(shè)計完全依據(jù)“計算設(shè)計”完成。而且將一定的地震或力學(xué)參數(shù)做出固定的規(guī)范,比如,在我國地震設(shè)計研究中,把地震的降級系數(shù)統(tǒng)一規(guī)定為2.81,將小震賦予固定統(tǒng)計意義。而小震多用于結(jié)構(gòu)設(shè)計中,結(jié)構(gòu)截面承載能力設(shè)計和變形的檢驗計算,需要依據(jù)一定的實際情況而行。雙向板內(nèi)力計算時,查用《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》的內(nèi)力系數(shù)時,其泊松比取值為0。 而鋼筋混凝土材料的泊松比取值為1/6, 這在設(shè)計板時往往容易被忽略,在計算跨中彎矩時,未考慮引入泊松比后的計算公式,導(dǎo)致內(nèi)力計算結(jié)果錯誤。

3,沒有能夠深入研究地震對建筑結(jié)構(gòu)破壞的層次和順序,難以做到重視主體的設(shè)計且兼顧細(xì)節(jié)問題。沒有能根據(jù)實際情況靈活變通的運用抗震設(shè)計準(zhǔn)則。

三、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的方案

1. 高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要從建筑的全局出發(fā),全面考慮各種建筑部位的功能,在此基礎(chǔ)上,科學(xué)設(shè)計每個部分的構(gòu)件,保證每個部件之間的契合,促使每個部件或者是若干部件組合起來可以完成某一特定的設(shè)計要求,滿足一定的現(xiàn)實需求,同時,通過抗震設(shè)計,使得每個構(gòu)件都可以具有相應(yīng)的承載力,當(dāng)?shù)卣饋硪u時,每個構(gòu)件都可以有著一定的先后破壞次序,整體組合構(gòu)件將會有著更強大的承載力和柔性,從而延緩地震破壞的速度,消耗爆發(fā)的能量。增強建筑的整體抗震能力。

2.地基設(shè)計是進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ),因此,在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中,要科學(xué)避開山嘴,山包,陡坡,河流等不利因素,要本著堅硬,牢固,平坦,開闊的選址原則。親身實地,利用先進技術(shù)設(shè)備,進行地質(zhì)勘探,山石水土監(jiān)測,并取樣論證,科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個地基牢固可靠,地質(zhì)穩(wěn)定無滲漏,無坍塌,無暗河,無熔巖,無火山等,從而保證整個地基不會因為承載力不均,而發(fā)生小范圍的坍塌,影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計。

3. 高層混凝土建筑物的動力性能基本上取決于其建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡單合理,結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則,通過無數(shù)次的實驗表明,簡單、規(guī)則、對稱的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力強,對延緩地震烈度范圍延伸,消耗地震的能量,減少地震對整體結(jié)構(gòu)的破壞,而且,對稱結(jié)構(gòu)容易準(zhǔn)確計算其地震反應(yīng)。

4.抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題。如果按結(jié)構(gòu)材料分類,目前主要應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系有砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土結(jié)構(gòu);若是按結(jié)構(gòu)形式分類,目前常見的有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中,不同結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)體系的承載力受到抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件以及建筑材料、施工條件、經(jīng)濟條件等多種條件的影響,因此高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要綜合考慮,做到科學(xué)選擇,嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計。

5.結(jié)構(gòu)良好的延性有助于減小地震作用,吸收與耗散地震能量,避免結(jié)構(gòu)倒塌。因此,結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)力求避免構(gòu)件的剪切破壞,爭取更多的構(gòu)件實現(xiàn)彎曲破壞。始終遵循“強柱弱梁,強剪弱彎、強節(jié)點、弱錨固”原則。構(gòu)件的破壞和退出工作,使整個結(jié)構(gòu)從一種穩(wěn)定體系過渡到另外一種穩(wěn)定體系,致使結(jié)構(gòu)的周期發(fā)生變化,以避免地震卓越周期長時間持續(xù)作用引起的共振效應(yīng)。

6.在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中,一般而言,要尤其注意其是由諸多構(gòu)件共同組合在一起,因此,要進行整體化的對待。要充分調(diào)動各個構(gòu)件的作用來完成整體建筑的抗震效果。當(dāng)高層建筑的一些基本構(gòu)件都失去了原有功能的時候,那么,在地震來臨后,很容易讓整體的建筑結(jié)構(gòu)喪失對地震的抵抗能力。在這種情況下,很容易讓整個高層建筑坍塌,因此,要保證所有構(gòu)件的功能協(xié)調(diào),并確保所有的構(gòu)件都能夠在地震作用下保證良好的性能,如此,可以增強建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。

7.設(shè)計高層混凝土建筑和超高層建筑時,屋頂建筑抗震設(shè)計也是整個設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。近幾十年來,從多數(shù)高層建筑抗震設(shè)計評定結(jié)果看,屋頂建筑設(shè)計還存在一些問題,例如:屋頂設(shè)計較高或者設(shè)計過重。屋頂設(shè)計較高或者設(shè)計過重,無形當(dāng)中加大了屋頂建筑變形,而且也加大地震作用,尤其對自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上,如果屋頂?shù)目箓?cè)力墻和屋頂之下的抗側(cè)力墻出現(xiàn)間斷,在地震發(fā)生時,帶來的地震扭轉(zhuǎn)作用也會更嚴(yán)重,對抗震更不利。所以,在進行屋頂建筑設(shè)計過程中時,應(yīng)該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強度較高、輕質(zhì)、剛度均勻的材料,使得地震作用傳遞不受阻礙;屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上;如果屋頂建筑非常高,屋頂建筑就必須具有較強的抗震性,讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小,盡量避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

四、結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,在目前的發(fā)展趨勢中,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流趨勢有低碳,環(huán)保,安全,節(jié)能,生態(tài)。其中指標(biāo)之一,就是建筑的安全性,而我國目前破壞力最大的安全威脅便是地震,因此,加強對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,必將會被提升到建筑設(shè)計新的戰(zhàn)略高度。要科學(xué)合理的設(shè)計好房間結(jié)構(gòu),增強抗震能力,設(shè)計人員不僅要大力提升自己的力學(xué),建筑學(xué),設(shè)計學(xué)等各方面的專業(yè)知識和制圖技能,更要培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)縝密的態(tài)度,深刻理解設(shè)計規(guī)范,深刻了解建筑結(jié)構(gòu)中的每個構(gòu)件,做好每個構(gòu)件,從整體構(gòu)思,不斷提高設(shè)計水平和設(shè)計質(zhì)量,提升建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,為完美實現(xiàn)建筑的實用價值和美學(xué)價值的融合做出貢獻。

參考文獻:

[1]宮彩紅,才永杰 試析高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計[期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究(電子版)》 -2012年9期-

[2]盧偉 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計之探討[期刊論文] 《價值工程》 ISTIC -2011年5期

篇4

摘要:隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展對建筑行業(yè)有了更高的要求,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)日趨向復(fù)雜化、大型化,形式多樣化發(fā)展。橡膠支座基于自身特點具有構(gòu)造簡單、安裝方便、節(jié)省鋼材、造價較低等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于網(wǎng)架、網(wǎng)殼等網(wǎng)格結(jié)構(gòu),對大跨網(wǎng)殼橡膠支座進行抗震分析具有重要的實際意義。

關(guān)鍵詞:大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu); 橡膠支座; 抗震性能

關(guān)鍵詞:大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu); 橡膠支座; 抗震性能

中圖分類號:U442.5+5 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:

中圖分類號:U442.5+5 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:

Abstract: with the development of our country's economic construction of construction industry had the higher request, net shell structure is complex, large-scale to, various form development. Based on the characteristics of their rubber bearing with simple structure, easy installation, save steel, and lower cost advantages are widely used in the rack, nets hulls grid structure of large span nets shell rubber bearings for seismic analysis has the important practical significance.

Abstract: with the development of our country's economic construction of construction industry had the higher request, net shell structure is complex, large-scale to, various form development. Based on the characteristics of their rubber bearing with simple structure, easy installation, save steel, and lower cost advantages are widely used in the rack, nets hulls grid structure of large span nets shell rubber bearings for seismic analysis has the important practical significance.

Keywords: big span net shell structure; Rubber support; Seismic performance

Keywords: big span net shell structure; Rubber support; Seismic performance

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展對建筑行業(yè)有了更高的要求,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)日趨向復(fù)雜化、大型化,形式多樣化發(fā)展。我國多數(shù)大中城市處于地震區(qū),因此網(wǎng)殼和拱形結(jié)構(gòu)體系的分析和設(shè)計時,需要解決的一個關(guān)鍵問題就是網(wǎng)殼建筑的抗震能力。大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有很大的水平推力,跨度的越大,結(jié)構(gòu)重量也越大,下部結(jié)構(gòu)往往難以承受。設(shè)計中可以通過尋找合適的支座形式以及調(diào)整支座的水平位移,來增加結(jié)構(gòu)強度和抗震效果。橡膠支座基于自身特點具有構(gòu)造簡單、安裝方便、節(jié)省鋼材、造價較低等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于網(wǎng)架、網(wǎng)殼等網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)應(yīng)用到大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震研究中是一種新型的抗震理念。因此,對大跨網(wǎng)殼橡膠支座進行抗震分析具有重要的實際意義。

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展對建筑行業(yè)有了更高的要求,網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)日趨向復(fù)雜化、大型化,形式多樣化發(fā)展。我國多數(shù)大中城市處于地震區(qū),因此網(wǎng)殼和拱形結(jié)構(gòu)體系的分析和設(shè)計時,需要解決的一個關(guān)鍵問題就是網(wǎng)殼建筑的抗震能力。大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有很大的水平推力,跨度的越大,結(jié)構(gòu)重量也越大,下部結(jié)構(gòu)往往難以承受。設(shè)計中可以通過尋找合適的支座形式以及調(diào)整支座的水平位移,來增加結(jié)構(gòu)強度和抗震效果。橡膠支座基于自身特點具有構(gòu)造簡單、安裝方便、節(jié)省鋼材、造價較低等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于網(wǎng)架、網(wǎng)殼等網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)振動控制技術(shù)應(yīng)用到大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震研究中是一種新型的抗震理念。因此,對大跨網(wǎng)殼橡膠支座進行抗震分析具有重要的實際意義。

1大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點

1大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的特點

大跨度、大空間的建筑從20世界開始在世界各地得到迅猛的發(fā)展。構(gòu)成空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的基本單元有三角錐、三棱體、正方體、截頭四角錐等。這些基本單元可組合成平面形狀的三邊形、四邊形、六邊形、圓形或其他任何形體;在在體育建筑、紀(jì)念性建筑、文化建筑領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,具有工業(yè)化程度高、自重輕、穩(wěn)定性好、外形美觀的特點。

大跨度、大空間的建筑從20世界開始在世界各地得到迅猛的發(fā)展。構(gòu)成空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的基本單元有三角錐、三棱體、正方體、截頭四角錐等。這些基本單元可組合成平面形狀的三邊形、四邊形、六邊形、圓形或其他任何形體;在在體育建筑、紀(jì)念性建筑、文化建筑領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,具有工業(yè)化程度高、自重輕、穩(wěn)定性好、外形美觀的特點。

大跨度空間結(jié)構(gòu)型式豐富多彩,結(jié)構(gòu)形體與其受力性能之間存在緊密的內(nèi)在聯(lián)系,結(jié)構(gòu)型式不斷創(chuàng)新。網(wǎng)殼有單層網(wǎng)殼和雙層網(wǎng)殼之分,材料可用鋼、木材、鋼筋混凝土等。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的形式主要有球面網(wǎng)殼、雙曲面網(wǎng)殼、圓柱面網(wǎng)殼、雙曲拋物面網(wǎng)殼等。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是源于薄殼并具有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點的一種空間結(jié)構(gòu),為大跨度建筑提供了創(chuàng)造各種平面空間形狀和新穎獨特建筑形象的有力手段。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)兼有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的固有特性。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中各個構(gòu)件幾乎均衡承受各類荷載的作用,內(nèi)力分布比較均勻。結(jié)構(gòu)輕型化使網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可以跨越更大的空間。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化,安裝方便的特征。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的桿件可以用型鋼、鋁材、木材、鋼筋混凝土和玻璃鋼等建材制成,容易實現(xiàn)建筑構(gòu)件的大批量工業(yè)化生產(chǎn),多種節(jié)點體系的發(fā)明及生產(chǎn)方法的高度自動化;網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)無論在平面還是立體型面都可以給建筑師充分的想象力和創(chuàng)作自由。鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)不能實現(xiàn)的形態(tài),網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)幾乎均可實現(xiàn)。另外,由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的曲面外形,還可以使其形成天然的排水功能。

大跨度空間結(jié)構(gòu)型式豐富多彩,結(jié)構(gòu)形體與其受力性能之間存在緊密的內(nèi)在聯(lián)系,結(jié)構(gòu)型式不斷創(chuàng)新。網(wǎng)殼有單層網(wǎng)殼和雙層網(wǎng)殼之分,材料可用鋼、木材、鋼筋混凝土等。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的形式主要有球面網(wǎng)殼、雙曲面網(wǎng)殼、圓柱面網(wǎng)殼、雙曲拋物面網(wǎng)殼等。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是源于薄殼并具有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點的一種空間結(jié)構(gòu),為大跨度建筑提供了創(chuàng)造各種平面空間形狀和新穎獨特建筑形象的有力手段。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)兼有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的固有特性。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中各個構(gòu)件幾乎均衡承受各類荷載的作用,內(nèi)力分布比較均勻。結(jié)構(gòu)輕型化使網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可以跨越更大的空間。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化,安裝方便的特征。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的桿件可以用型鋼、鋁材、木材、鋼筋混凝土和玻璃鋼等建材制成,容易實現(xiàn)建筑構(gòu)件的大批量工業(yè)化生產(chǎn),多種節(jié)點體系的發(fā)明及生產(chǎn)方法的高度自動化;網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)無論在平面還是立體型面都可以給建筑師充分的想象力和創(chuàng)作自由。鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)不能實現(xiàn)的形態(tài),網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)幾乎均可實現(xiàn)。另外,由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的曲面外形,還可以使其形成天然的排水功能。

2 橡膠支座的抗震工作原理

2 橡膠支座的抗震工作原理

橡膠支座在防震中起到一個基礎(chǔ)隔震的效果。它能將地面運動和結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)部件隔離,同時起到一個緩沖作用,將地震作用和能量在傳遞過程中減弱。當(dāng)?shù)孛娴卣疬\動很強烈時,結(jié)構(gòu)內(nèi)部也只有中等程度的運動。橡膠支座基于其材料性質(zhì)具有大變形的能力和自復(fù)位能力,有較強的豎向支撐建筑物的重力,還能提供一定的水平剛度。橡膠支座的剛度減小和阻尼增加都可使結(jié)構(gòu)隔離較大的地震。橡膠底座優(yōu)于傳統(tǒng)的抗震設(shè)計,它只考慮結(jié)構(gòu)本身而對被保護的結(jié)構(gòu)無太多限制,不僅能保護結(jié)構(gòu)本身同時對內(nèi)部設(shè)備也能起到保護作用,并且檢測修復(fù)方便。適用范圍廣,不僅可用于新建筑物的抗震設(shè)計而且在舊建筑的抗震改良中。

橡膠支座在防震中起到一個基礎(chǔ)隔震的效果。它能將地面運動和結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)部件隔離,同時起到一個緩沖作用,將地震作用和能量在傳遞過程中減弱。當(dāng)?shù)孛娴卣疬\動很強烈時,結(jié)構(gòu)內(nèi)部也只有中等程度的運動。橡膠支座基于其材料性質(zhì)具有大變形的能力和自復(fù)位能力,有較強的豎向支撐建筑物的重力,還能提供一定的水平剛度。橡膠支座的剛度減小和阻尼增加都可使結(jié)構(gòu)隔離較大的地震。橡膠底座優(yōu)于傳統(tǒng)的抗震設(shè)計,它只考慮結(jié)構(gòu)本身而對被保護的結(jié)構(gòu)無太多限制,不僅能保護結(jié)構(gòu)本身同時對內(nèi)部設(shè)備也能起到保護作用,并且檢測修復(fù)方便。適用范圍廣,不僅可用于新建筑物的抗震設(shè)計而且在舊建筑的抗震改良中。

3、橡膠支座的構(gòu)造

3、橡膠支座的構(gòu)造

橡膠支座并非完全的橡膠,將橡膠和鋼板配合適用。橡膠支座通常采用薄鋼板(厚度為2mm、3mm、5mm等)和橡膠墊(厚度為5mm、8mm、11mm等)通過高溫硫化粘結(jié),層疊而成。支架豎向受力時鋼板由于彈性高變形小,橡膠板在受壓變形時受到鋼板的約束,整個支架中心在受壓下呈三軸狀態(tài),具有較高的豎向承載力。當(dāng)橫行作用力大時,支架則成為橡膠片的變形疊加,支座的水平變形較大。橡膠墊對任何水平方向的運動均呈柔性約束。當(dāng)橡膠支座承受水平荷載時,其橡膠墊的相對側(cè)移大大減小,使橡膠支座可達到很大的整體側(cè)移而不失穩(wěn),而且保持較小的水平剛度(僅為豎向剛度的l/500_1/1500)。

橡膠支座并非完全的橡膠,將橡膠和鋼板配合適用。橡膠支座通常采用薄鋼板(厚度為2mm、3mm、5mm等)和橡膠墊(厚度為5mm、8mm、11mm等)通過高溫硫化粘結(jié),層疊而成。支架豎向受力時鋼板由于彈性高變形小,橡膠板在受壓變形時受到鋼板的約束,整個支架中心在受壓下呈三軸狀態(tài),具有較高的豎向承載力。當(dāng)橫行作用力大時,支架則成為橡膠片的變形疊加,支座的水平變形較大。橡膠墊對任何水平方向的運動均呈柔性約束。當(dāng)橡膠支座承受水平荷載時,其橡膠墊的相對側(cè)移大大減小,使橡膠支座可達到很大的整體側(cè)移而不失穩(wěn),而且保持較小的水平剛度(僅為豎向剛度的l/500_1/1500)。

4、橡膠支座的特點

4、橡膠支座的特點

支座在建筑結(jié)構(gòu)中因其受力集中,且需要活動,故相當(dāng)于一個可動“關(guān)節(jié)”。作為受力復(fù)雜的運動部件,支座在理論上屬于具有運動副的機構(gòu),不屬于土建范疇的設(shè)計方法和規(guī)范,材料選擇、設(shè)計、加工等應(yīng)按照機械標(biāo)準(zhǔn)進行。在土建工程中使用時,還應(yīng)考慮土建的功能,要滿足土建的規(guī)范要求。支座制造使用的高分子橡膠材料又與“化學(xué)工業(yè)”相聯(lián)系,因此具有相當(dāng)復(fù)雜的物理、化學(xué)性能。橡膠具有“粘一彈一塑”性,各項參數(shù)依賴于變形和時間的變量,力學(xué)計算很難進行,設(shè)計參數(shù)也難以確定。

支座在建筑結(jié)構(gòu)中因其受力集中,且需要活動,故相當(dāng)于一個可動“關(guān)節(jié)”。作為受力復(fù)雜的運動部件,支座在理論上屬于具有運動副的機構(gòu),不屬于土建范疇的設(shè)計方法和規(guī)范,材料選擇、設(shè)計、加工等應(yīng)按照機械標(biāo)準(zhǔn)進行。在土建工程中使用時,還應(yīng)考慮土建的功能,要滿足土建的規(guī)范要求。支座制造使用的高分子橡膠材料又與“化學(xué)工業(yè)”相聯(lián)系,因此具有相當(dāng)復(fù)雜的物理、化學(xué)性能。橡膠具有“粘一彈一塑”性,各項參數(shù)依賴于變形和時間的變量,力學(xué)計算很難進行,設(shè)計參數(shù)也難以確定。

5、橡膠支座的抗震分析

5、橡膠支座的抗震分析

大跨度空間的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及張力結(jié)構(gòu)具有剛度低、阻力小等特點,對地震的震動荷載比較敏感,橡膠支座被廣泛應(yīng)用于各類大型網(wǎng)殼工程結(jié)構(gòu)中。由于橡膠支座的豎向承載力大,用作建筑物的支撐墊非常安全,能將上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力包括壓力、拔力、各方面剪力等傳遞到下部。橡膠的固定鉸支座起到釋放彎矩、水平剪力和溫度應(yīng)力的作用,并具有耐久性。在地震、風(fēng)振、火車、汽車等動力荷載作用下支座具有抗震、減振甚至隔振的功能。由于橡膠底座的剛度和阻尼性能穩(wěn)定,通過準(zhǔn)確的設(shè)計計算能夠控制較強地震時網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。并具有穩(wěn)定的彈性復(fù)位功能,能在多次地震中自動瞬間復(fù)位。在使用中,多采用疊層橡膠支座建造隔震房屋,對地震的反應(yīng)控制在1/2~1/12范圍內(nèi),安全性比較高。此外,由于具有構(gòu)造簡單、安裝方便等特點,可以安裝在不同的標(biāo)高位置,不容易受建筑物的地基不均勻沉降影響,因此在工程中具有現(xiàn)實可行性。

大跨度空間的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及張力結(jié)構(gòu)具有剛度低、阻力小等特點,對地震的震動荷載比較敏感,橡膠支座被廣泛應(yīng)用于各類大型網(wǎng)殼工程結(jié)構(gòu)中。由于橡膠支座的豎向承載力大,用作建筑物的支撐墊非常安全,能將上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力包括壓力、拔力、各方面剪力等傳遞到下部。橡膠的固定鉸支座起到釋放彎矩、水平剪力和溫度應(yīng)力的作用,并具有耐久性。在地震、風(fēng)振、火車、汽車等動力荷載作用下支座具有抗震、減振甚至隔振的功能。由于橡膠底座的剛度和阻尼性能穩(wěn)定,通過準(zhǔn)確的設(shè)計計算能夠控制較強地震時網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。并具有穩(wěn)定的彈性復(fù)位功能,能在多次地震中自動瞬間復(fù)位。在使用中,多采用疊層橡膠支座建造隔震房屋,對地震的反應(yīng)控制在1/2~1/12范圍內(nèi),安全性比較高。此外,由于具有構(gòu)造簡單、安裝方便等特點,可以安裝在不同的標(biāo)高位置,不容易受建筑物的地基不均勻沉降影響,因此在工程中具有現(xiàn)實可行性。

6、小結(jié)

6、小結(jié)

大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有很大的水平推力,跨度越大,結(jié)構(gòu)重量也越大,下部結(jié)構(gòu)往往難以承受。結(jié)合我國城市多處于震區(qū)的特點,在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系設(shè)計時,要解決網(wǎng)殼建筑的抗震能力。由于橡膠支座的豎向承載力大,基于構(gòu)造簡單、安裝方便、節(jié)省鋼材、造價較低等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)架、網(wǎng)殼等網(wǎng)格結(jié)構(gòu),對大跨網(wǎng)殼橡膠支座進行抗震分析具有重要的實際意義。

大跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)具有很大的水平推力,跨度越大,結(jié)構(gòu)重量也越大,下部結(jié)構(gòu)往往難以承受。結(jié)合我國城市多處于震區(qū)的特點,在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系設(shè)計時,要解決網(wǎng)殼建筑的抗震能力。由于橡膠支座的豎向承載力大,基于構(gòu)造簡單、安裝方便、節(jié)省鋼材、造價較低等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)架、網(wǎng)殼等網(wǎng)格結(jié)構(gòu),對大跨網(wǎng)殼橡膠支座進行抗震分析具有重要的實際意義。

參考文獻:

參考文獻:

[1] 周乾. SMA―橡膠復(fù)合支座在大跨空間結(jié)構(gòu)中的隔震研究[D]. 北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2003.

[1] 周乾. SMA―橡膠復(fù)合支座在大跨空間結(jié)構(gòu)中的隔震研究[D]. 北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2003.

[2] 曾德民.橡膠隔震支座的剛度特征與隔震建筑的性能試驗研究[D].中國建筑科學(xué)研究院博士學(xué)位論文,2007.

[2] 曾德民.橡膠隔震支座的剛度特征與隔震建筑的性能試驗研究[D].中國建筑科學(xué)研究院博士學(xué)位論文,2007.

[3] 秦德生. 板式橡膠支座力學(xué)性能試驗研究及數(shù)值模擬[D]. 大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2008.

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[4] 王秀麗,高月梅,高森等.大跨度雙向張弦粱地震響應(yīng)分析[J].甘肅科學(xué)學(xué)報,2007,19(3):123-126.

[4] 王秀麗,高月梅,高森等.大跨度雙向張弦粱地震響應(yīng)分析[J].甘肅科學(xué)學(xué)報,2007,19(3):123-126.

[5] 李旭東,鞠洪海.隔震橡膠支座力學(xué)性能研究綜述[J].山西建筑,2007,33(2):86-87.

[5] 李旭東,鞠洪海.隔震橡膠支座力學(xué)性能研究綜述[J].山西建筑,2007,33(2):86-87.

[6] 丁陽,張向榮,李忠獻. 應(yīng)用SMA復(fù)合橡膠支座的大跨度空間結(jié)構(gòu)隔震研究[J]. 沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2005,21(5):438-444.

[6] 丁陽,張向榮,李忠獻. 應(yīng)用SMA復(fù)合橡膠支座的大跨度空間結(jié)構(gòu)隔震研究[J]. 沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2005,21(5):438-444.

[7] 朱艷峰,劉峰,黃小清等.橡膠材料的本構(gòu)模型[J].橡膠工業(yè),2006,02(2):119-125.

[7] 朱艷峰,劉峰,黃小清等.橡膠材料的本構(gòu)模型[J].橡膠工業(yè),2006,02(2):119-125.

[8] 胥明,黃躍平,周明華.板式橡膠支座抗壓彈性模量檢測方法的研究[J].公路,2006,02(2):5-11.

[8] 胥明,黃躍平,周明華.板式橡膠支座抗壓彈性模量檢測方法的研究[J].公路,2006,02(2):5-11.

[9] 淳靜,王偉,趙庭耀.橡膠支座在公路橋梁中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技,2005,09(9):126-127.

[9] 淳靜,王偉,趙庭耀.橡膠支座在公路橋梁中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技,2005,09(9):126-127.

[10] 王秀麗,王磊.邊界支承對復(fù)雜曲面罔殼結(jié)構(gòu)性能的影響[A].劉錫良.第八屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C].天津工業(yè)建筑雜志社,2008:711-715.

篇5

關(guān)鍵詞:型鋼混凝土結(jié)構(gòu);抗震性能水平;容許變形值;量化指標(biāo)

abstract

combining with performance grades of reinforced concrete structures at home and abroad, the seismic

performance of steel reinforced concrete (src) structures can be induced into four levels: normal service, temporary service, life safety and collapse prevention. the failure modes and characteristics of src columns are introduced, and limit states of the four seismic performance levels and their dominating parameters are put forward. on the basis of the experiments and results of src frames and columns, the story drifts angle limitation and range of crack width on the column end are obtained for four different seismic performance levels. finally considering ideas of performance based seismic design, problems needed much further study about src structures are proposed.

keywords: steel reinforced concrete (src) structures, seismic performance levels, tolerantdeformation values, quantitative index

1. 引 言

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)(src 結(jié)構(gòu))又叫勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼骨混凝土結(jié)構(gòu),是鋼-混凝 土組合結(jié)構(gòu)的一種形式。src 結(jié)構(gòu)通過把鋼和混凝土巧妙地組合在一起,充分發(fā)揮了這兩 種材料的特性,其具有比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)承載力高、強度剛度大、穩(wěn)定性和抗震性能好等優(yōu)點。隨 著超高層建筑的發(fā)展和理論研究的深入,src 結(jié)構(gòu)在我國將具有非常廣闊的應(yīng)用前景。目 前國內(nèi)外對 src 結(jié)構(gòu)的研究工作和成果主要集中在構(gòu)件的承載能力,即針對強度計算開展 研究[1]。隨著基于性能抗震設(shè)計理論的提出和發(fā)展,人們意識到這種傳統(tǒng)基于力的設(shè)計方 法還存在缺陷,開展基于性能的 src 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論則更加科學(xué)合理,既符合當(dāng)代抗震 設(shè)計理念的發(fā)展趨勢,又為工程實踐應(yīng)用和推廣型鋼混凝土結(jié)構(gòu)提供基礎(chǔ)。

確定 src 結(jié)構(gòu)在不同性能水平下的容許變形值是實現(xiàn)其基于性能抗震設(shè)計理論的前提 和關(guān)鍵。由于結(jié)構(gòu)的性能與破壞狀態(tài)有關(guān),而結(jié)構(gòu)的破壞狀態(tài)又可由結(jié)構(gòu)的反應(yīng)參數(shù)或者某 些定義的破壞指標(biāo)來確定,所以,結(jié)構(gòu)性能水平可以用這些主要的參數(shù)來劃分。容許變形值 被認(rèn)為是比較重要的反應(yīng)參數(shù),但對此方面的研究還比較欠缺,本文即在此背景下研究 src 結(jié)構(gòu)功能失效的判別參數(shù)和容許變形值的大小。

2. src 結(jié)構(gòu)的性能水平和抗震設(shè)防目標(biāo)

2.1 性能水平劃分

結(jié)構(gòu)的抗震性能水平是指建筑物在某一特定設(shè)防地震水準(zhǔn)下預(yù)期達到的最大破壞程度, 或容許的損壞極限狀態(tài)。目前對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能水平的劃分比較明確,比如我國現(xiàn)行抗 震規(guī)范[2]將其分為三檔,美國 vision2000、fema273 和 atc-40 分為四檔,當(dāng)然還有學(xué)者 提出其他不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)。

性能水平為基于性能的抗震設(shè)計和震后修復(fù)加固提供依據(jù),對于 src 結(jié)構(gòu),結(jié)合已有 的劃分方法和試驗理論研究成果[2],將其性能水平分為四檔,見表 1 所示。

表 1 src 結(jié)構(gòu)四個性能水平及其宏觀描述

tab.1 target performance levels and damage control of src structures

 

2.2 抗震性能目標(biāo)確定

結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)是指一定超越概率的地震發(fā)生時,結(jié)構(gòu)期望達到的某種功能水平。我國 現(xiàn)行抗震規(guī)范采用小震不壞、中震可修、大震不倒的三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo),但在表 1 提出的 src 結(jié)構(gòu)性能水平背景下,已有的三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)需要更加細(xì)化。按照小中大三個地震作用 水平和“四檔”性能水平,可對 src 結(jié)構(gòu)建立表 2 所示的抗震性能目標(biāo)。

表 2 src 結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)

tab.2 seismic performance objectives

 

(其中:①為基本目標(biāo),指一般使用要求的建筑應(yīng)具備的最基本性能目標(biāo);②為重要目標(biāo),指重要性很高

或地震后危險性較大的性能目標(biāo);③為非常重要目標(biāo),指對安全有十分危險影響的性能目標(biāo))

可以看出,排除掉不符合實際工程的情況,這里對 src 結(jié)構(gòu)建立了 10 個抗震性能目標(biāo),

其比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)有所提高,且“中震可修”的性能目標(biāo)變得更加具體 化。以上三個地震作用水平、四檔結(jié)構(gòu)性能水平和 10 個抗震設(shè)防目標(biāo)的提出為實現(xiàn) src 結(jié) 構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計理論奠定了基礎(chǔ)。

3. src 框架柱的破壞模式及描述

src 構(gòu)件是在混凝土中主要配置型鋼,同時配有受力和構(gòu)造鋼筋。型鋼分為實腹式和 空腹式,實腹式型鋼主要有 i 字鋼、h 形鋼和 l 形鋼等。理論和實踐均證明,實腹式 src 構(gòu)件具有較好的抗震性能,而空腹式 src 構(gòu)件的抗震性能與普通 rc 構(gòu)件的抗震性能基本 相同。因此,這里主要研究含鋼率為 4%~8%的實腹式 src 構(gòu)件。

3.1 破壞模式和特點

src 柱在水平荷載作用下主要產(chǎn)生三種破壞模式,破壞形態(tài)按剪跨比的不同大致分為 三種。當(dāng)剪跨比小于 1.5 時,src 柱發(fā)生剪切斜壓破壞,首先剪跨段產(chǎn)生許多大致平行的斜 裂縫,將混凝土分成斜向受壓短柱,鋼骨腹板此時基本處于純剪應(yīng)力狀態(tài),最后鋼骨腹板在

近似純剪應(yīng)力狀態(tài)下達到屈服強度,剪壓區(qū)混凝土壓碎而破壞;當(dāng)剪跨比為 1.5~2.5 時,src

柱在反復(fù)荷載作用下發(fā)生剪切粘結(jié)破壞,首先在最大彎矩處出現(xiàn)剪切斜裂縫或豎向粘結(jié)裂 縫,隨著荷載的增加與往復(fù)循環(huán),粘結(jié)裂縫擴展成兩條沿型鋼翼緣的豎向粘結(jié)主裂縫,最后 裂縫處混凝土保護層剝落,剪切承載力下降,構(gòu)件破壞;當(dāng)剪跨比大于 2.5 時,src 柱的承 載力往往由彎曲應(yīng)力起作用,一般發(fā)生彎曲破壞,其首先在最大彎矩截面處形成水平裂縫, 隨著荷載增加,柱底縱筋屈服,緊接著型鋼翼緣屈服,隨之腹板屈服,外圍混凝土不斷剝落, 縱筋和型鋼翼緣壓屈,最后 src 柱達到最大承載力而破壞。

3.2 與 rc 柱破壞的主要區(qū)別

試驗研究表明,src 柱比 rc 柱具有更優(yōu)越的抗震性能,其優(yōu)越性主要在于型鋼的影響。 型鋼的存在使構(gòu)件的變形能力增強,破壞時吸收的能量增大,延性也相應(yīng)得到提高。rc 柱 的最終破壞是由于壓區(qū)混凝土的壓酥,src 柱由于設(shè)置較強勁的鋼骨,壓區(qū)混凝土逐漸壓 酥后,rc 部分的承載力將向鋼骨轉(zhuǎn)移,其后期仍有相當(dāng)大的變形能力來延緩破壞。可見, 無論在承載能力和剛度方面,還是在延性和耗能能力方面,src 構(gòu)件均體現(xiàn)了良好的抗震 性能,其在不同性能水平下的變形容許值也將大于傳統(tǒng) rc 結(jié)構(gòu),這方面的研究工作值得深 入開展。

4. src 結(jié)構(gòu)功能失效的判別標(biāo)準(zhǔn)和容許變形值大小

4.1 四個性能水平及其極限狀態(tài)

目前關(guān)于結(jié)構(gòu)性能水平的劃分方法很多,美國 vision2000、fema273 和 atc-40 均將 其劃分為四種性能水平,日本和墨西哥則采取三重性能水準(zhǔn),參照已有的劃分標(biāo)準(zhǔn)和我國新 的“建筑工程抗震性態(tài)設(shè)計通則(試用本)”,本文按照我國抗震設(shè)計的需要和建筑損傷加重 的程度,對 src 結(jié)構(gòu)采用正常使用、暫時使用、生命安全和接近倒塌四個性能水平。

傳統(tǒng)基于力的抗震設(shè)計理論將 rc 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用 極限狀態(tài),基于性能的抗震設(shè)計考慮到“投資-效益”因素,從結(jié)構(gòu)受力和業(yè)主損失兩方面出 發(fā),對應(yīng)于所提的四個性能水平,將 src 結(jié)構(gòu)的破壞極限狀態(tài)分為正常使用極限狀態(tài)、暫 時使用極限狀態(tài)、生命安全極限狀態(tài)和接近倒塌極限狀態(tài)。

4.2 不同性能水平的失效判別標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)

為了確定 src 框架柱在四個性能水平下的容許變形值,首先應(yīng)該能夠?qū)Ω鞣N性能水平 的損壞極限狀態(tài)進行描述,相應(yīng)的就必須建立 src 柱不同性能水平的失效判別標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)。 傳統(tǒng)的 rc 結(jié)構(gòu)采用層間位移角這種單一指標(biāo)作為量化參數(shù),對于 src 結(jié)構(gòu),可以利用層 間位移角、裂縫寬度、塑形耗能、塑形轉(zhuǎn)角和延性系數(shù)等加以描述和量化。

src 壓彎構(gòu)件經(jīng)歷了混凝土開裂、裂縫延伸擴展,直到壓區(qū)混凝土剝落,受壓縱筋和 型鋼受壓翼緣屈服,承載力達到峰值的一系列過程,構(gòu)件最終以受壓區(qū)混凝土破碎作為喪失 承載力的標(biāo)志。為了與上述四檔性能水平相對應(yīng),可將其整個受力過程劃分為彈性階段、帶 裂縫工作階段、彈塑性工作階段和破壞階段。

在前述 src 柱破壞形態(tài)與剪跨比的定量關(guān)系基礎(chǔ)上,可以建立 src 柱三種破壞模式各 自的失效判別標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過分析,發(fā)現(xiàn)得出的三種失效判別標(biāo)準(zhǔn)之間有很多共同點,因此可將 其歸納為統(tǒng)一的判別標(biāo)準(zhǔn)以便應(yīng)用。對于 src 柱,從開始加載到沿柱身出現(xiàn)剪切斜裂縫或 彎曲裂縫為正常使用性能階段,此為彈性工作階段,以開始出現(xiàn)斜裂縫或彎曲裂縫為正常使

用性能極限狀態(tài);從混凝土開始出現(xiàn)裂縫到受拉鋼筋或型鋼受拉翼緣屈服為暫時使用性能階

段,此階段是帶裂縫工作階段,以受拉縱筋或型鋼翼緣屈服為暫時使用性能極限狀態(tài);從型 鋼開始出現(xiàn)屈服到外圍混凝土剝落,縱筋壓屈且水平荷載達到最大值為生命安全性能階段, 此為彈塑性工作階段,以水平荷載達最大值為生命安全性能極限狀態(tài);從 src 柱承載力達 最大值到混凝土保護層嚴(yán)重剝落,直至核芯混凝土發(fā)生局部破碎且承載力嚴(yán)重下降為接近倒 塌性能階段,此階段為塑形階段,以核芯混凝土發(fā)生局部破碎為接近倒塌性能極限狀態(tài)。

4.3 不同性能水平的容許變形值

結(jié)合上述判別標(biāo)準(zhǔn),可分別以層間位移角、裂縫寬度、塑形耗能和延性系數(shù)等作為 src 結(jié)構(gòu)四個性能水平極限狀態(tài)的判別參數(shù)。考慮到其中一些指標(biāo)計算的難度,并為了與我國抗 震規(guī)范的性能指標(biāo)相一致,這里以層間位移角和框架柱的裂縫寬度作為各種性能水平極限狀 態(tài)的判別指標(biāo)。

為了得到各種性能水平的層間位移角范圍,本文對國內(nèi)外 src 試驗柱、src 平面框架 試驗共約 90 個數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析,試驗框架柱大部分為實腹式 src 構(gòu)件,軸壓比范圍為

0.3~0.8,體積配箍率為 0.8%~2.2%。通過分析文獻[4]-[20]中試驗柱和平面框架的變形性能, 以及對各個性能水平極限狀態(tài)的層間位移角統(tǒng)計結(jié)果來看,所有試件在未開裂彈性階段的層 間位移角分布范圍為 1/400~1/185,其中 1/400 對應(yīng)的 src 柱僅有不到 4%的配鋼率且軸壓 比較高,大部分試件的彈性位移角集中在 1/350~1/200 范圍內(nèi);僅有少數(shù)試件測到 src 柱 受拉鋼筋或型鋼屈服時的層間位移角,分布范圍為 1/120~1/100,有的學(xué)者統(tǒng)計為 1/133~

1/100,但大部分集中在 1/120 左右;所有試件均得到了 src 構(gòu)件在接近倒塌極限狀態(tài)的層 間位移角,其分布范圍為 1/53~1/11。

表 3 src 結(jié)構(gòu)各性能水平的層間位移角分布范圍及分布比

tab. 3 distribution range and proportion of inter-storey drift

正常使用階段

 

從上表各性能階段的層間位移角分布情況來看,src律性較好。按照各個性能水平層間位移角的分布比例,在達到一定安全保證率的情況下,將

src 框架結(jié)構(gòu)正常使用、暫時使用和接近倒塌三個性能水平極限狀態(tài)的層間位移角限值定

為 1/350、1/120 和 1/35;同時,將生命安全狀態(tài)的層間位移角限值設(shè)在 1/120 和 1/30 之間, 取為 1/75。

另外,框架柱的裂縫寬度也易于作為各種性能水平極限狀態(tài)的判別指標(biāo)。文獻[4]-[20]

所做的 src 框架柱抗震性能試驗中,在對層間和柱端位移角測量的同時,考察到的柱端裂

縫寬度 在正 常使用 、暫 時使用 、生 命安全 和接 近倒塌 四個 性能水 平的 分布范 圍為

0.05~0.1mm、0.5~1mm、1~2mm 和大于 2mm。

綜上所述,本文提出的 src 框架結(jié)構(gòu)在不同性能水平時的層間位移角限值和柱端裂縫 寬度可總結(jié)為表 4。

表 4 src 框架結(jié)構(gòu)性能水平量化指標(biāo)限值

tab. 4 limit value of quantitative index for src structures

 

5. 結(jié)論及建議

1) 提出基于性能的 src 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論這一新課題,結(jié)合國內(nèi)外對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 性能水平的劃分標(biāo)準(zhǔn),將 src 結(jié)構(gòu)的性能水平劃分為正常使用、暫時使用、生命安全和接 近倒塌四個等級,在此基礎(chǔ)上建立了 src 結(jié)構(gòu)的 10 個抗震設(shè)防目標(biāo);

2) 總結(jié)了 src 柱在不同剪跨比時的破壞形態(tài),提出了四個性能水平的失效判別標(biāo)準(zhǔn)和 參數(shù),建議各自的層間位移角限值分別取 1/350、1/120、1/75 和 1/35,并將對應(yīng)的柱端裂縫 寬度范圍定為 0.05~0.1mm、0.5~1mm、1~2mm 和>2mm;

3) 本文所提四個性能水平的容許變形值僅建立在少量試驗基礎(chǔ)上,還需要將試驗量測 結(jié)果和大量數(shù)值模擬結(jié)合起來,從理論上建立容許變形值的計算公式;同時,已有的 src 結(jié)構(gòu)試驗研究主要針對框架結(jié)構(gòu),目前迫切需要開展型鋼混凝土組合件和型鋼混凝土剪力墻 的試驗研究,以便為全面實現(xiàn) src 結(jié)構(gòu)性態(tài)抗震設(shè)計提供依據(jù)。

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篇6

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);性能;抗震設(shè)計;概念;特點;問題;方法

中圖分類號:TU318 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:

隨著人們生活水平的提高,人們對社會的需求開始呈現(xiàn)多樣化的特點,而隨著建筑物越來越高,體型變得越來越復(fù)雜,建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計也變得更有挑戰(zhàn)性。人們?yōu)榱吮U献陨淼陌踩瑢Υ吮阌辛烁嗟年P(guān)注,對基于性能的抗震設(shè)計也更加重視起來,在此種方法下,會對設(shè)計者有所要求,那就是要對建筑物在地震作用下可能形成的性態(tài)反應(yīng)做出一定的評價。這種方法有很多好處,最主要的就是對于不安全的設(shè)計,能夠正確的辨別出來,還可以提出一些方案來解決問題,使得建筑結(jié)構(gòu)更加安全和經(jīng)濟。

1基于性能的抗震設(shè)計概念

以往提到的基于力的抗震設(shè)計或者基于位移的抗震設(shè)計,由于力和位移都是很明確的物理概念,可以被很容易地理解。但是基于性能的抗震設(shè)計,由于性能一詞是一個宏觀概念,不像力或位移可以直接成為設(shè)計參數(shù),也可以直接應(yīng)用到設(shè)計中去事實上,這里提到的結(jié)構(gòu)性能往往可以與結(jié)構(gòu)的破壞程度相關(guān),而結(jié)構(gòu)的破壞程度又可以由結(jié)構(gòu)的反應(yīng)參數(shù)來表示(如應(yīng)力、力、位移、能量以及一些定義的破壞指標(biāo))。所以基于性能的抗震設(shè)計是比基于力或者基于位移抗震設(shè)計更為廣泛的設(shè)計理念,更為直接地滿足個人或者社會對建筑物的要求,即要求建筑物是否安全可靠,是否滿足他們的使用需要,而不是普通使用者能提出的建筑物可以抵抗多強地震力,或者是變形控制在什么程度。

基于性能的抗震設(shè)計并不是一個全新的概念,盡管目前基于性能的抗震設(shè)計得到國際上廣泛的重視與研究,也取得一些初步的成果,但是對于基于性能的抗震設(shè)計,現(xiàn)在還沒有一個統(tǒng)一的定義。比較有權(quán)威性的是美國SEAOC,ATC和FEMA等組織給出的基于性能設(shè)計的描述。其中,對基于性能抗震設(shè)計的描述是“性能設(shè)計應(yīng)該是選擇一定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式,合理的規(guī)劃和結(jié)構(gòu)比例保證建筑物的結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造設(shè)計,控制建造質(zhì)量和長期維護水平,使得建筑物在遭受一定水平地震作用下,結(jié)構(gòu)的破壞不超過一個特定的極限狀態(tài)”。一些學(xué)者也對基于性能抗震設(shè)計進行了描述,可見,盡管不同的機構(gòu)或者個人對于基于性能的抗震設(shè)計描述不完全相同,但是這些論述中有一共同思想,就是基于性能抗震設(shè)計的主要思想:即結(jié)構(gòu)在其設(shè)計使用期間內(nèi),在遭受不同水平的地震作用下,應(yīng)該有明確的性能水平并使得結(jié)構(gòu)在整個生命周期中費用達到最小。

2 我國現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計理論的存在的問題

2.1我國現(xiàn)行的建筑抗震設(shè)計理論設(shè)計方法較為保守,缺乏新的設(shè)計理念,很大程度上阻礙了新的設(shè)計技術(shù)的實施。同時,在設(shè)計時候,缺乏對建筑結(jié)構(gòu)性能的考慮,而只是根據(jù)我國一些曾經(jīng)制定的抗震設(shè)計規(guī)范而行,只從刻板的標(biāo)準(zhǔn)出發(fā),沒有能綜合考慮到各種實際狀況。

2.2我國的設(shè)計理論和設(shè)計方法在很多抗震指標(biāo)上規(guī)定不清晰,抗震設(shè)計理念不明確,加上很多建筑的使用者缺乏一定的抗震建筑知識,難以對所使用的建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震能力做出一個很明確的評判。

2.3目前,我國的建筑抗震設(shè)計多是重視對建筑的整體承載力和建筑的結(jié)構(gòu)強度來進行,而忽視了對其他因素的考慮比如建筑結(jié)構(gòu)的性能設(shè)計。同時,很多現(xiàn)行設(shè)計理論在進行建筑的設(shè)計時候,更多的注意著建筑的主題結(jié)構(gòu)的抗震損失,而忽視了很多細(xì)節(jié),對損失的控制力度不強。經(jīng)濟評估準(zhǔn)則并沒有在建筑業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

3 性能抗震設(shè)計理念的特點

通過對現(xiàn)行抗震設(shè)計理論的實踐,可以對兩者進行對比,以得到性能抗震設(shè)計理念的特點。

3.1多級設(shè)防。

相對于現(xiàn)行的三階段設(shè)防目標(biāo)(小震不壞、中震可修、大震不倒),性能抗震設(shè)計注重多級設(shè)防,保護非結(jié)構(gòu)件與內(nèi)部設(shè)施,后者的設(shè)計理念既保證使用者安全,又減輕業(yè)主和社會的經(jīng)濟損失與壓力。

3.2投資效益準(zhǔn)則。

性能抗震設(shè)計偏重于安全、經(jīng)濟等多方面。在安全與經(jīng)濟之間找到合理、平衡的切入點,確定最佳方案,以優(yōu)化設(shè)計為目的。

3.3自由度大。

相比較傳統(tǒng)抗震設(shè)計刻板的被動狀態(tài),性能抗震設(shè)計可根據(jù)業(yè)主的要求確定目標(biāo),給設(shè)計帶來新的動力。

4 建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計方法

作為性能設(shè)計理論的重要內(nèi)容,基于性能的抗震設(shè)計方法顯得尤為重要。那么怎樣合理的運用基于性能抗震設(shè)計理念則引起了人們的廣泛關(guān)注,為了能夠把它有效地運用到實際中來,有很多學(xué)者都對此進行了思考,但是卻還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識,通過他們的總結(jié),我們可以知道讓性能設(shè)計思想運用到實際設(shè)計中來主要有以下步驟和方法:

4.1性能抗震設(shè)計階段

4.1.1概念設(shè)計。根據(jù)用途和業(yè)主的要求,合理確定設(shè)防目標(biāo),通過場地、建筑平面等進行初步設(shè)計。

4.1.2 計算設(shè)計。根據(jù)預(yù)定的設(shè)防目標(biāo),計算出能影響各類因素的抗震參數(shù),參數(shù)與預(yù)定目標(biāo)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(shè)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(biāo);根據(jù)初步設(shè)計,確定結(jié)構(gòu)內(nèi)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(shè)計采用必需的構(gòu)造措施;評價結(jié)構(gòu)強度要求和變形能力。以嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、合理的態(tài)度進行評估,如計算階段有不符合,則需重復(fù)計算設(shè)計步驟,以不斷完善結(jié)構(gòu)設(shè)計。

4.1.3性能評估。通過各類的分析法得出設(shè)計結(jié)果來確定該建筑結(jié)構(gòu)的性能。

4.2 性能抗震設(shè)計方法

目前大致主要有:位移影響系數(shù)、能力譜、直接位移設(shè)計等方法。

4.2.1位移影響系數(shù)法。基于結(jié)構(gòu)性能設(shè)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)主要結(jié)構(gòu)、樓層的損壞情況與抗震水準(zhǔn)等問題。

4.2.2能力譜法。1975年被提出,隨后不斷改進。能力譜設(shè)計是將能力譜曲線與地震反應(yīng)譜轉(zhuǎn)化而來的需求譜,進行比較來評估其抗震性能。此方法側(cè)重對結(jié)構(gòu)的實際性能進行驗算、評估。另外,能力譜設(shè)計法比較適用于平面結(jié)構(gòu)可簡化且分布較均勻的結(jié)構(gòu),否將會產(chǎn)生不小的誤差。

4.2.3直接位移設(shè)計法。側(cè)重于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計,概念簡單,根據(jù)地震等級來預(yù)期位移計算,使結(jié)構(gòu)達到預(yù)定位移。此方法也存在著只能從建筑結(jié)構(gòu)材料的極限變化得到數(shù)值,而不能考慮到預(yù)期以外的強震效應(yīng)的不足。

5 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計是比較寬泛的體系,它是現(xiàn)行抗震設(shè)計的延續(xù)與發(fā)展,以結(jié)構(gòu)性能分析作為基礎(chǔ),建筑物的性能目標(biāo)以全面、科學(xué)的因素來確定,使建筑物在面對不同等級的地震時,能達到預(yù)期的抗震目標(biāo)。與傳統(tǒng)抗震設(shè)計相比,優(yōu)點明顯:基于性能抗震相較于以往更系統(tǒng)化;性能抗震設(shè)計的適應(yīng)性、連貫性更好,應(yīng)用意義更大;靈活性的加大,使設(shè)計人員能發(fā)揮創(chuàng)造性,增加對新技術(shù)、新材料的推廣應(yīng)用等。性能抗震設(shè)計方法也需要解決一些設(shè)防水準(zhǔn)數(shù)據(jù)化的劃分,合理的參數(shù)取值范圍介定等問題,才能更好的服務(wù)于社會經(jīng)濟建設(shè),達到符合我國國情的設(shè)計規(guī)范。

參考文獻:

[1]賈明明.鋼框架結(jié)構(gòu)基于性能可靠度的抗震性能設(shè)計.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 碩士論文.2003,9.

[2]鄒昀,呂西林.基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計理論與方法[J].工業(yè)建筑. 2006,36(9).

[3]汪夢甫,周錫元.基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計[J].建筑結(jié)構(gòu),2003,33 (3).

[4]程耿東,李剛.基于功能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中一些問題的探討.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報,2001,21(1).

[5]SEAOC VISION 2O00 COMMITTEE.“Performance-Based Seismic Engineering”, Report Prepared by Structural Engineers Association of California, Sacramento, California, U.S.,1995.

篇7

在眾多的自然災(zāi)害中,地震由于危害程度深,發(fā)生時間短,突然性強的特點,往往會給社會經(jīng)濟發(fā)展、人類生存安全和社會穩(wěn)定帶來嚴(yán)重的危害。有研究顯示地震中人員傷亡和經(jīng)濟損失的最主要因素就是房屋倒塌及其引發(fā)的次生災(zāi)害(占95%)。2008年我國汶川大地震中,我國四川盆地到處屋毀人,一片狼藉,無數(shù)次的歷史經(jīng)歷告訴我們,做好抗震防御是抗震減輕地震災(zāi)害最有效、最根本的措施。

關(guān)鍵字:高層建筑、混凝土房屋、抗震設(shè)計

引言:

我國是一個人口密度大、地域廣博的的發(fā)展中國家,同時其建筑物設(shè)計的抗震能力普遍較低,因此,如果我國發(fā)生地震將會于社會的發(fā)展和人民的健康都造成了無法彌補的損失。因此,建筑物的抗震設(shè)防問題是我國減輕自然災(zāi)害、保障國民經(jīng)濟建設(shè)和社會持續(xù)發(fā)展,特別是保障人民群眾生命安全的—個重要問題。本文中,根據(jù)自己的設(shè)計經(jīng)驗將結(jié)合我國高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計現(xiàn)狀、建筑抗震的理論分析對高層混凝提土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計進行討論。

1、我國高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計現(xiàn)狀

地震由于其具有較強的突發(fā)性和隨機性,要在強烈晃動中保證高層建筑的穩(wěn)定性是一向很大的挑戰(zhàn)?;炷辆哂杏捕雀?、連接性好的特點,但是強烈的晃動又要求建筑物的材質(zhì)應(yīng)該是變形可收縮的,這樣就可以消耗地震的能量,提高結(jié)構(gòu)的變形、耗能能力和整體抗震能力,防止高于設(shè)防烈度的“大震”不倒是抗震設(shè)計要達到的目標(biāo)。雖然這幾年,越來越多的研究者這在著手研究這方面的問題,但是效果并不是很理想。下面簡述一下關(guān)于我國高層混凝提土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中存在的問題。

1.1結(jié)構(gòu)層間屈服強度有明顯的薄弱樓層

在對于混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計上存在明顯的不均勻性,使得這些結(jié)構(gòu)存在著層間屈服強度特別薄弱的樓層。當(dāng)發(fā)生強烈地震時,結(jié)構(gòu)的薄弱層率先屈服,彈塑性變形急劇發(fā)展,并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致大樓的迅速垮塌。比如在1976年的唐山大地震中,就出現(xiàn)了高層建筑的集體彈性變形的情況。

1.2柱端與節(jié)點的破壞較為突出

在地震中易造成高層建筑嚴(yán)重變形倒塌的原因是框架結(jié)構(gòu)中存在梁輕柱重的情況。如果柱頂重于柱底,那么很顯然的容易造成尤角杜和邊柱易發(fā)生破壞。這種情況對于短柱來說,易發(fā)生剪切破壞外。對于一般柱來講,當(dāng)節(jié)點核芯區(qū)無箍筋約束時,節(jié)點與柱端破壞合并加重。同時當(dāng)柱側(cè)有強度高的砌體填充墻緊密嵌砌時,柱頂剪切破壞嚴(yán)重,破壞部位還可能轉(zhuǎn)移至窗洞上下處,甚至出現(xiàn)短柱的剪切破壞。

1.3砌體填充墻的破壞較為普遍

當(dāng)遭到地震作用時,由于砌體承重墻變形力度較小,首先受到地震的作用而出現(xiàn)裂縫情況。當(dāng)遇到8級或者8級以上地震時,填充墻的裂縫會明顯變寬,甚至造成建筑物倒塌震害規(guī)律一般是上輕下重,空心砌體墻重于實心砌體墻,砌塊墻重于磚墻。

2、建筑抗震的理論分析

2.1建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范是每個國家針對就建筑物設(shè)計提出來的具有規(guī)范性的指導(dǎo)手冊,對于抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計要符合國家的規(guī)定與要求,有關(guān)部門應(yīng)該根據(jù)規(guī)范嚴(yán)格要求設(shè)計單位,對于違反相關(guān)條例的設(shè)計師要進行嚴(yán)肅處理,要把抗震設(shè)計作為一種新的理念加入到建筑物的整體設(shè)計中去。但是,由于地地質(zhì)的不同,在建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范中,基于工程的可實施性,我國又提出了堅持科學(xué)領(lǐng)導(dǎo),項技術(shù)經(jīng)濟合理方向發(fā)展的要求。這些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中有體現(xiàn)。

2.2抗震設(shè)計的理論

目前國際上對于抗震結(jié)構(gòu)研究的理論主要有三個:擬靜力理論、反應(yīng)譜理論和動力理論。擬靜力理論是以建筑物結(jié)構(gòu)為剛性的條件,認(rèn)為地震力水平的作用在結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)的重心上,這個理論興起于上個世紀(jì)10—40年代。然而反應(yīng)譜理論則相對與其稍微成熟一些,它以強地震動加速度觀測記錄的增多和對地震地面運動特性的進一步了解,以及結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ),是加理工學(xué)院的一些研究學(xué)者對地震動加速度記錄的特性進行分析后取得的一個重要成果。對于動力理論,它把地震作為一個時間過程,選擇有代表性的地震動加速度時程作為地震動輸入,建筑物簡化為多自由度體系,計算得到每一時刻建筑物的地震反應(yīng),從而完成抗震設(shè)計工作。

3、對我國高層混凝提土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計探討

要想使建筑物在強烈地震下結(jié)構(gòu)仍保持在彈性狀態(tài),不發(fā)生破壞是很不實際的,最合理的方案是建筑結(jié)構(gòu)允許在強烈地震中受到破壞,但是絕對不能倒塌。選擇合理的建筑框架保證節(jié)點基本不被破壞,梁比柱盡可能早發(fā)生、多發(fā)生,對于同一層各柱兩端的屈服歷程應(yīng)該是越長越好,柱子底部的塑性鉸應(yīng)最后形成。簡言之,框架的抗震設(shè)計應(yīng)使梁、柱端的鉸出現(xiàn)盡可能分散,充分發(fā)揮整個結(jié)構(gòu)的抗震能力。

3.1抗震計算中的延性保證

從樓層的水平地震剪力和層間位移關(guān)系可以看到,當(dāng)防震達到第二、第三級水準(zhǔn)時,框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)建的彈塑性才是重中之重,框架結(jié)構(gòu)在保持一定承載力的情況下通過變形來削減地震的能量,所以在框架材料的選擇上要選擇具有比較好的變形能力的材料,這樣才不至于失去抗震的效果。實驗表明他,通過“強節(jié)點”、“強柱弱梁’、“強底層柱底”和“強剪弱彎”綜合的框架結(jié)構(gòu)可以在承重力和消耗地震能量上有比較好的效果,抗震效果明顯。同時,綜合大量實驗研究成果,影響不同受力特征節(jié)點延性性質(zhì)的主要綜合因素有:相對作用剪力、相對配筋率、貫穿節(jié)點的梁柱縱筋的粘結(jié)情況。

3.2框架柱設(shè)計

鋼管混凝土不僅具有較高的抗壓、抗彎承載能力,這兩者的組合使得延展性和耗能能力也大大加強,它要比普通混凝土的扭剪承載力及剪切變形能力提升很多,更容易滿足工程結(jié)構(gòu)受理和變形的要求,在對框架柱進行設(shè)計時,采用鋼筋混凝土?xí)r,可以提高鋼管混凝土柱的截面尺寸和壁厚、加大鋼框架梁的截面高度,即人為地降低了框架柱的軸壓比,也提高了框架部分本身的抗側(cè)移剛度,有效地提高了框架與核芯筒之間的空間效應(yīng)。外部再加之以人工干預(yù),確定每層框架部分的建立調(diào)整系數(shù),減少每層框架的世紀(jì)承擔(dān)的地震作用的份額,這樣就可以有效地形成整個框架結(jié)構(gòu)的一道抗震防線。

3.3鋼骨混凝土、鋼筋混凝土核芯筒剪力墻

對于經(jīng)常發(fā)生地震的的地區(qū)而言,剪力墻墻肢軸壓比0.25—0.29,墻肢截面平均剪應(yīng)力與 設(shè)計值之比為0.036—0.068。對于混凝土的核心筒周圍而言,剪力墻的厚度應(yīng)該保持在60cm—70cm,自上而下應(yīng)收至50cm。然而對于核心筒內(nèi)墻厚度應(yīng)該由40cm、30cm、20cm從下往上收至20cm。在核心筒,可以為其設(shè)置連續(xù)帶交叉的剛斜撐的鋼框架,墻內(nèi)鋼框架通過連梁、形成勁性鋼骨混凝土梁。

4、結(jié)語:

高層建筑混凝土抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個非常復(fù)雜的工程,經(jīng)常要受制于建筑當(dāng)?shù)氐木唧w地形地貌而定,但是只要是有可能,結(jié)構(gòu)工程師就應(yīng)該在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段與建筑工程師設(shè)計出多種方案,以避免不規(guī)則的設(shè)計結(jié)構(gòu)給人們?nèi)蘸髱黼[患。

5、參考文獻:

1、孟春光;丁潔民;呂西林帶阻尼器高層方鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)模擬地震振動臺試驗研究[期刊論文]-結(jié)構(gòu)工程師2005(05)

篇8

關(guān)鍵詞:建筑方案設(shè)計;建筑物抗震;作用分析

中圖分類號: TU2 文獻標(biāo)識碼: A

前言:在建筑方案設(shè)計中,建筑物的抗震設(shè)計是一個非常重要的環(huán)節(jié),它和人們的生產(chǎn)生活有著非常密切的關(guān)系。現(xiàn)有的研究和經(jīng)驗表明,在建筑方案設(shè)計中全面貫徹抗震設(shè)計的主要內(nèi)容,將二者結(jié)合到一起,能夠有力的提高建筑物的抗震能力。

1、建筑方案設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的幾個主要設(shè)計問題分析

1.1建筑體型設(shè)計問題

建筑體型包括建筑的平面形狀和立體的空間形狀的設(shè)計。震害表明,許多平面形狀復(fù)雜,例如平面上的外凸和凹進、側(cè)翼的過多伸懸、不對稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。海城地震和唐山地震中有不少這樣的震例。而平面形狀簡單規(guī)則的建筑(包括單

層和多層建筑)在地震中都未出現(xiàn)較重的破壞;有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜ss和不規(guī)則,例如相鄰單元的高差過大、出屋面建筑部分的高度過高、有的建筑裝飾懸伸過大過高,這些沿高度形狀上的變化,在地震時都會造成震害,特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。在歷次地震中工業(yè)與民用建筑都有此類震例。

所以,在建筑體型的設(shè)計中,應(yīng)盡可能的使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則;在平面形狀上,矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說,都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體形,盡可能少做不對稱的側(cè)翼和過長的伸翼,在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度

比較均勻地分布,避免產(chǎn)生因體形不對稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對稱而引起建筑物在地震時發(fā)生對抗震極不利的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。在建筑方案設(shè)計中,特別是高層建筑的建筑方案設(shè)計中,為了建筑立面美觀和藝術(shù)上創(chuàng)意,復(fù)雜的建筑體型是難以避免的,但是,在設(shè)計時一定要把建筑藝術(shù)、建筑使用功能同結(jié)構(gòu)抗震安全很好的地結(jié)合起來。

1.2 建筑平面布置設(shè)計問題

建筑物的平面布置在建筑方案設(shè)計中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離,內(nèi)墻的布置,空間活動面積的大小,通道和樓梯的位置,電梯井的布置,房間的數(shù)量和布置等等,都要在建筑的平面布置圖上明確下來;而且,由于建筑使用功能的不同,每個樓層的布置有可能差異很大。因此,這就帶來一個建筑平面布置的多樣化如何同時考慮結(jié)構(gòu)抗震要求的問題。一個比較突出的問題是,建筑平面上的墻體(包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強度和剛度的非承重內(nèi)隔墻)布置不對稱;墻體與柱的分布不對稱,不協(xié)調(diào);造成建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量與剛度在平面上分布的不對稱,不協(xié)調(diào);使建筑物在地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用,對抗震很不利。根據(jù)抗震設(shè)計審查結(jié)果統(tǒng)計,有的城市在建筑平面布置上不合理的達17%,在墻體設(shè)置上不符合抗震要求的達24%。

1.3地展力問題

在高層建筑方案設(shè)計中,除了考慮垂直荷載和水平荷載外,還要考慮地展力。往往由水平地震力產(chǎn)生的內(nèi)力,成為設(shè)計控制的主要因素。高層建筑的結(jié)構(gòu)體系有多種,當(dāng)?shù)卣鹆叶鹊陀?度時,只要建筑物體型合理。垂直剛度均勻,九層以下的高層建筑,仍可采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。然而,由于高層建筑結(jié)構(gòu)體系自身的柔性較大。加上設(shè)計師在建筑方案設(shè)計時因商業(yè)要求,無法建筑結(jié)構(gòu)上進行合理的設(shè)計,從而引起建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,造成這類建筑抗震性能先天不足,加上臨街一面底層抗震墻設(shè)簧減少,引起底層的側(cè)移剛度比縱橫墻較多的第二層要小,這種結(jié)構(gòu)的建筑物其地震傾覆力矩主要由鋼筋砼框架柱承擔(dān),使得底層鋼筋砼框架柱的承載能力大為降低,當(dāng)?shù)卣饡r,因為下柔上剛,從而危及整座建筑的安全。如何才能克服這些閑難就是建筑方案設(shè)計者所面臨問題。

1.4 缺乏理論指導(dǎo)和經(jīng)驗

建筑抗震設(shè)計中缺乏科學(xué)規(guī)范的理論指導(dǎo),缺乏實際經(jīng)驗的積累;我國對地質(zhì)地震的認(rèn)識尚不夠完善,對地震的成因,預(yù)測,防治研究不夠深入,地震防治規(guī)范不夠科學(xué)。因此,在進行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時候,缺乏一定的科學(xué)依據(jù),或依據(jù)的是不完善的理論。因此,難以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中完美融合防震設(shè)計理念。設(shè)計中,沒有能夠深入研究地震對建筑結(jié)構(gòu)破壞的層次和順序,難以做到重視主體的設(shè)計而兼顧細(xì)節(jié)問題。沒有能根據(jù)實際情況靈活變通的運用抗震設(shè)計準(zhǔn)則。

2、建筑方案設(shè)計和抗震設(shè)計的關(guān)系分析

建筑方案設(shè)計對建筑抗震起重要的基礎(chǔ)作用。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計難以對建筑方案設(shè)計有很大的改動,建筑方案設(shè)計已經(jīng)初步形成了,建筑結(jié)構(gòu)就必須按照原則服從建筑方案設(shè)計的要求。設(shè)計師在建筑方案能夠全面的考慮到抗震設(shè)計的要求,那么結(jié)構(gòu)設(shè)計人員按照建筑方案

對結(jié)構(gòu)部件進行科學(xué)、合理的布置,保證建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量與結(jié)構(gòu)剛度均勻分布,結(jié)構(gòu)受力和結(jié)構(gòu)變形共同協(xié)調(diào),提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能和抗震承載能力;如果建筑方案沒有考慮到抗震的要求,直接給結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計帶來更大的難題,建筑布局設(shè)計限制結(jié)構(gòu)抗震布局設(shè)計。為了進

一步提高結(jié)構(gòu)部件抗震承載能力,就必須增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面面積,這樣又會造成很多不必要的浪費。所以,在建筑抗震設(shè)計的過程中建筑單位要對建筑體型設(shè)計、建筑平面布置設(shè)計、屋頂建筑抗震設(shè)計等問題加以關(guān)注。

3、在建筑方案設(shè)計中考慮抗震問題的作用

3.1體型設(shè)計中能夠避免質(zhì)量和剛度分布不均

建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計。震害表明,許多平面形狀復(fù)雜,如平面上的外凸和凹進、側(cè)翼的過多伸懸、不對稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞,有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計中,應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則:在平面形狀上,矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型,盡可能少做不對稱的側(cè)翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布,避免產(chǎn)生因體型不對稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。

3.2屋頂建筑的抗震設(shè)計作用

屋頂建筑的抗震設(shè)計人員常被人們忽視,這是因為屋頂并不是結(jié)構(gòu)承重的重要部分。所以人們并不重視這一方面的設(shè)計。事實上恰恰相反。屋頂建筑是建筑方案設(shè)計的非常重要的一部分,根據(jù)現(xiàn)在一些地震的破壞來看。屋頂建筑是地震破壞最嚴(yán)重的地方之一。在這一部

分的設(shè)計中應(yīng)該盡量降低屋頂建筑的高度,在材質(zhì)上選擇用高強輕質(zhì)的建筑材料和輕型的建筑造型,保證屋頂建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度的均勻分布,這樣就能保證地震作用沿結(jié)構(gòu)方向的均勻傳遞。同時在設(shè)計的過程中,要注意屋頂建筑與整體建筑的重心應(yīng)該保持一致,這樣能

夠顯著提高屋頂建筑的抗震穩(wěn)定性。減少地震過程中扭轉(zhuǎn)、變形等情況對建筑物自身的破壞。

結(jié)語:

總之,建筑方案設(shè)計在建筑的抗震設(shè)計中非常重要,二者之間有著非常密切的關(guān)系。因此,對于建筑方案的抗震設(shè)計,我們要有足夠的重視并且使其能夠發(fā)揮它的作用。從而保證建筑的抗震能力,保障人們的生命財產(chǎn)安全。

參考文獻:

[1]蔣山.淺談建筑方案設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的作用,[期刊論文]中國房地產(chǎn)業(yè),2011年10 期

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