工程结构抗震概念设计.docx
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1、工程结构抗震概念设计 工程结构抗震概念设计 合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009 摘要:建筑结构抗震设计中的概念设计是对建筑抗震设计的宏观控制。在工程的一开始从建筑的场地选择、建筑形状、平立面形式、结构体系、延性、整体性和材料等方面从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节,再辅以必要的计算和构造措施,就有可能使设计出的房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。较好的运用抗震概念和原则是结构抗震设计的必要前提。 关键词:建筑场地;建筑结构;抗震;概念设计 1 工程结构抗震概念设计的重要性 由于地震发生的随机性和结构本身的复杂性,建筑物的地震破坏机理目前还不十分清楚,结构抗震设计中尚存
2、在许多不定因素,现行规范提供的地震作用估算和结构抗震计算的方法大都是具有一定概率水准的近似方法。人们在总结历次地震灾害的经验中逐渐认识到,不能单纯依赖数值计算追求结构的抗震能力,必须合理运用概念设计提高建筑的抗震性能。对于结构抗震设计来说,数值计算和概念设计具有同等重要的地位。 概念设计考虑地震及其影响的不确定性,依据依据历次震害总结出的规律,既着眼于结构的总体地震反应、合理选择建筑体型和结构体系,又顾忌结构关键部位的细节问题、正确处理细部构造和材料选用、灵活运用抗震设计思想,综合解决抗震设计基本问题。 2 抗震概念设计的基本原则与要求 2.1选择有利场地 造成建筑物震害的原因是多方面的,场地
3、条件是其中之一。由于场地因素引起的震害往往特别严重,而且有些情况仅仅依靠工程措施来弥补是很困难的。因此,选择工程场址时,应进行详细勘察,搞清地形、地质情况,挑选对建筑抗震有利的地段,尽可能避开对建筑抗震不利的地段,任何情况下均不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。 对建筑抗震有利的地段,一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土。建造于这类场地上的建筑一般不会发生由于地基失效导致的震害,从而可从根本上减轻地震对建筑物的影响。对建筑抗震不利的地段,就地形而言,一般是指条状突出的山嘴、孤立的山包和山梁的顶部、高差较大的台地边缘、非岩质的陡坡、河岸和边坡的边缘
4、;就场地土质而言,一般是指软弱土、易液化土、故河道、断层破碎带、暗埋塘浜沟谷或半挖半填地基等,以及在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。 2.2合理选择建筑形状 建筑形状关系到结构的体型,结构体型对建筑物的抗震性能有明显影响。震害表明,形状比较简单的建筑在遭遇地震时一般破坏较轻,这是因为形状简单的建筑受力性能明确,传利途径简捷,设计时容易分析建筑的实际地震反应和结构内力分布,结构的构造措施也易于处理。因此,建筑形状应力求简单规则,同时注意遵循以下要求: (1)建筑平面布置应简单规则。建筑平面的简单和复杂可通过平面形状的凹凸来区别。有凹角的结构容易产生应力集中或变形集中,形成抗震薄弱环节
5、。 (2)建筑物竖向布置应均匀和连续。建筑体型复杂会导致结构体系沿竖向强度与刚度分布不均匀,在地震作用下容易出现某一层间或某一部位率先屈服而出现较大的弹塑性变形。 (3)刚度中心应和质量中心一致。房屋中抗侧力构件合力作用点的位置成为质量中心,地震时,如果刚度中心和质量中心不重合,会产生扭转效应是远离刚度中心的构件产生较大应力而严重破坏。 (4)复杂体型建筑物处理方法是设置建筑防震缝,将建筑物分割成规则的单元,但设缝会影响建筑立面效果,容易引起单元之间的碰撞;不设抗震缝,但应对建筑物进行细致的抗震分析,估计其局部应力、变形集中及扭转影响,判明易损部位,采取加强措施提高结构的抗变形能力。 2.3采
6、用合理的建筑平立面 建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理,结构布置符合抗震原则,就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。 经验表明,简单、规则、对称的建筑抗震能力强,在地震时不易破坏;反之,如果房屋体形不规则,平面上凸出凹进,立面上高低错落,在地震时容易产生震害。而且,简单、规则、对称结构容易准确计算其地震反应,可以保证地震作用具有明确直接的传递途径,容易采取抗震构造措施和进行细部处理。 2.4选择合理的结构体系 抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。按结构材料分类,目前主要应用的结构体系有砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土结构等;按结构形式分类,目前
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- 关 键 词:
- 工程 结构 抗震 概念 设计
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