对工业与民用建筑中结构抗震设计的问题探讨.doc

1、1对工业与民用建筑中结构抗震设计的问题探讨摘要：文章主要阐述在城市工业与民用建筑中结构抗震设计的问题及分析。结构抗震在建筑行业中一直以来都有着至关重要的位置，也是一门极深入和重要的课题，文章从建筑中的抗震设计、理论概念、设计方案和构件的优化等多个方面入手深入探讨了抗震设计中存在的问题，作者结合自己多年的实际工作经验和总结进行分析和探讨。 关键词：工业与民用建筑；抗震设计；问题探讨 中图分类号：F287.2 文献标识码：A 文章编号： 前言： 近年来，随着社会经济的飞速前进，尤其是建筑行业越做越密集，物资则富的积累也越来越多。房屋的建筑安全成了目前人们最为关心和重要的问题之一，因此建筑结构抗震设

2、计显得尤为重要。在抗震的研究中结构抗震和概念设计的提出，为建筑结构设计开拓了新的思路，在抗震设计思想指导下从整体设计上增加建筑结构抗震的性能，增加建筑的安全性。结构抗震设计理论经历了静力设计、反应谱设计、动力设计和减震控制设计四个阶段，当前国内外抗震设计的发展趋势是根据对结构在不同超越概率水平下的地震作用下的性能或变形要求进行设计，结构弹塑性时程分析成为抗震设计的一个必要的组成部分，抗震设计进入了一个真正意义上的动力分析时代。 21、 结构抗震设计的重要性 我国是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一。地震所以能造成如此重大损失，主要原因是建筑物缺乏必要的抗震设防。所谓抗震设防是指对房屋进行抗震设

3、计包括地震作用、抗震承载力计算和采取抗震构造措施来达到抗震的目的。建筑物抗震设防就要保障人民生命财产的安全，所采取的措施应与国民经济相适应，如果要求建筑物在强烈地震后仍完好无损，势必增加造价，在技术上也有一定困难。相反，设防标准过低，将会危及人们的生命财产。基于国际趋势，结合我国的具体情况，提出一个适当的设防目标是很必要的。我国建筑抗震设计规范提出了“三水准”的抗震设防目标：小震不破坏，可正常使用；设计烈度地震可修复使用；遭遇大震时不倒塌。 2、 结构抗震设计分析如下： 主动控制的抗震效果较好，但由于需要通过外部作动器向结构输入控制能量，因此经济费用高。 传统方法通过对结构的地震动力计算分析，

4、在结构易被破坏、地震反应强烈的薄弱部分，进行结构尺寸的加大、加厚或选取合适的高强度材料，满足结构局部的抗震安全要求，实现抗震设计。这种方法简单易行，但整体抗震的全局性效果不好，经济性差。 基础隔震与被动控制设计均利用附属结构或设备，以此改变结构的整体模态，特别是模态阻尼，实现主结构的抗震效果。由于基础隔震与被动控制设计不需要外部能源，比较易于在工程上实现，因此理论研究与工程应用较为广泛。但由于采用附属结构的基础隔震与被动控制技术，它是在原主体功能结构设计完成后，需对其某种动力反应加3以限制时而设计附属控制结构的，没有将结构的功能体系与控制体系作为一个整体进行一体化设计，因此在工程应用上有局限性

5、。 基于分灾模式的结构抗震设计是将结构体系分为主要功能部分和分灾 功能部分，并对其进行一体化优化设计的基于分灾模式的结构抗震设计方法，极大地发展了结构抗震设计思想它与被动控制设计是有区别的，从设计过程春被动控制设计中的附属子结构是在主体结构完成后设计的，而基于分 灾模式的结构抗震设计中的分灾功能部分是与主体功能部分同时进行一体化设计的，因此在工程应用上更为广泛。结构的动力优化设计不需要外部能源、无须附加子结构、不改变结构 的整体性，充分发挥结构自身的潜能，在保证结构经济适用的同时，通过拓扑形式、局部尺寸和形状等特征量的变化，达到改变结构的模态矩阵、实现结构抗震的目的。 3、 概念设计分析 在我

6、国的科技水平和经济条件下，为了保证组织结构具有可靠的抗震性能，概念设计应充分考虑以下因素场地条件和场地土的稳定性，建立组织结构计算模型，抗震组织结构体系的选取，材料效用，温度作用以及组织结构的空间作用等。组织结构抗震设计的目的就是为了使组织结构在强度、刚度、延性以及节能等方面取得最佳，从而满足小震不坏、中震可修、 “大震不倒”的要求。 3.1 组织结构薄弱部位抗震构造措施的理解和应用 在建筑工程中，在抗震设计组织结构薄弱部位抗震构造措施如下：建筑平面外墙转角处的转角窗，限制了角部组织结构竖向抗侧力构件的设置，如果采用概念设计，解决这一问题的方法是 2 竖向构件问应设4厚板，暗梁等可靠拉结。由于

7、节点部位的重要性，所以引人抗裂性的概念，以此来比较梁柱节点偏心所引起的节点性能的变化。建议在大地震动区，不宜采取梁柱偏心过大的节点形式，而且构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力。 3.2 现行抗震计算模型的理解和应用新抗震规范规定 在通常情况下，抗震结构设计中计算抗震模型应该允许在建筑组织结构的两个主轴方向分别计算水平大地震动作用并进行抗震验算，各方向的水平大地震动作用应由该方向抗侧力构件承担。而实际组织结构难以实现强柱弱梁的主要原因则是计算模型问题。 即：仅仅对相互正交的2 个主轴方向进行内力分析和强度设计，不能真实反映组织结构的空间作用。所以，应用概念设计的原理，结合大量地震带来的危

8、害和试验研究成果，所得出的结论是构件的最不利受力状态随着构件和大地震动作用方向而变化。当大地震动作用方向与组织结构主轴方向一致时，梁处于最不利受力状态当大地震动作用与组织结构的主轴方向呈 45 度时，大多数柱处于最不利受力状态。 4、 几种常用的构件优化设计方案： 框架梁的塑陛饺外移传统钢筋混凝土框架梁的塑性铰出现在始于柱面 的梁端。将塑性铰从柱面移开一定距离，可以避免梁端钢筋屈服，从而不仅 可以避免钢筋屈服后向节点核心区发展，引起粘结破坏，还能改善核心区的 性能。高强混凝土柱的主要优点存抗压强度高，柱截面小，增加使用面积， 粱截面小，降低受弯构件高度，从而降低层面，减轻结构自重，减小基础负

9、担；弹性模量大，提高结构刚度，减小轴向变5形-密实性好，抗冻、抗渗性 能好，耐久性优于普通强度混凝土。 钢管高强混凝土柱将高强混凝土填充在圆形钢管内，成为钢管高强混 凝土柱，是充分发挥高强混凝土的优势，克服其不足的最好方法。 对于高层住宅项目，角窗的设置对结构平面的抗扭刚度有较大影响， 由于剪力墙端部缺少约束，其空间作用的效应大大降低，对平面整体刚度的 贡献也要下降，因此为满足规范对最大位移与平均位移的比值限值要求，就 不得不加大墙体的厚度，从而增加混凝土的用量。通过大量的分析比较，即 使加大墙体的厚度，也很难有效的提高建筑的抗扭刚度，在这种情况下，如 果减少角窗的设置，或增设端柱，则可以有效提高结构整体抗扭性能。 高宽比的大小对整体结构抗侧刚度的影响很大。因此，在建筑方案设 计时，应适当增加平面宽度，降低高宽比，在平面布置中设置一定数量的通 长墙体，提高墙体的抗侧刚度。 在高层住宅设计中，尽量避免采用整个楼层的转换。 5、 结束语 综上所述，我们的房屋越建越高，结构越来越复杂的今天，如果发生地震灾害，对我们所造成的损失也会越来越大。当前国内外抗震设计的发展趋势，是根据对结构在不同超越概率水平下的地震作用下的性能或变形要求进行设计，结构弹塑性过程分析成为抗震设计的一个必要的组成部分，抗震设计进入了一个真正意义上的动力分析时代。