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关键词:建筑结构;抗震设计;相关问题;
中图分类号:TU318 文献标识码:A
引言:由于开发商对于建筑物的地震破坏原因和破坏程度没有足够的了解,导致建筑物在抗震设计方面存在十分大的困难。所以,我们不仅要追求建筑物的造型美观,还有考虑建筑物的抗震设计。要为人们营造一个安全舒适的生活环境。针对地震问题我们要在房屋结构找突破点。只有设计出抗震、牢固的建筑结构,才能保障人类的人身安全。
一、房屋建筑结构设计相关因素分析
建筑物按建筑结构分类可分为:砌体结构、砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构等。建筑物结构形式的确定,与其抗震能力是密切相关的。相关的科学研究表明,在遭遇相同等级的地震灾害后,采用钢结构的建筑物受损坏的程度明显要低于钢筋混凝土结构的建筑物。日本也是一个多地震的国家,其钢结构的房屋建筑占全国建筑的半数以上,也是其在遭遇地震后人员伤亡较少的主要原因之一。目前,我国的建筑抗震系数系统依旧是不完善的,不能确保结构设计人员准确、有效地应用。历次地震灾害表明,影响抗震系数的因素是很多的,比如其抗震的等级、建筑物的类别、场地类别、建筑物总高度等。为了促进其实际工作的需要,应对各种相关因素和相关参数展开一系列的优化分析,得到一个最优的设计方案。房屋建筑的抗震性能与许多因素有关系,比如其建筑的体型设计。汶川地震震害表明 , 许多平面形状复杂 , 例如平面上的较大外凸和凹陷、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。海城地震和唐山地震中有不少这样的震例。而平面形状简单规则、传力途径明确的建筑在地震中都未出现较重的破坏;有的甚至保持完好。上述情况表明,很多损害严重的建筑物的设计方案不是很合理,如果能够选择一个好的设计方案,震后损失可能会减小很多。
二、建筑结构抗震设计的要点
在我国,对于建筑物抗震设计的要求是采取“三水准设防、两阶段设计”的标准。在这种标准的影响下,建筑结构设计经历了柔性设计、刚性设计、结构控制设计和延性设计四个阶段。但是由于地震产生了很多不确定因素,导致建筑结构存在非常大的偶然性和复杂性,甚至还有计算模拟与实际情况的不符的情况出现,导致计算结果误差很大。所以,我们不仅要考虑建筑物良好的概念设计,还要提高建筑结构抗震性能。具备完善的建筑结构体系。一个良好的建筑体系,对于建筑业是十分有必要的。在实际的建筑抗震设计时,要注重依赖建筑结构体系的协同工作,从而使建筑物中的每个构件都能够共同工作。所以,这就需要建筑结构构件在允许受力的情况下不仅能够具有良好的耐久性,还要能够在高压,强力的作用下共同工作。在砌体结构的建筑中避免建筑结构单纯的依靠建筑结构自身刚度来承受载荷。充分提高建筑物材料利用率的协同工作。从建筑物抗震设计经验表明,材料的利用率越高,结构的协同工作能力也就越高。
三、建筑结构抗震设计中的主要问题
1、建筑结构体系的合理选择。建筑结构设计中最主要的一方面就是结构体系的选择,它的合理选择决定着建筑物的安全性。对于建筑结构体系的合理选择应注意以下两个方面的设计:(l)体系应具有合理的地震传递途径和明确的计算简图。在这个过程当中,房屋内部结构的布置,应使得更多的受力在主梁上,并且使垂直重力以最短的路径传递到主受力部位;竖向构件的布置,要让竖向构件的压应力接近均匀(2)建筑体系应具有合理的强度。一个良好的建筑物必须要有合理的强度进行支撑,一些建筑的薄弱部位要由合理的强度防止:在框架结构设计方面,要保证节点不受破坏,要使梁、柱端的塑性尽可能的分散;对于容易出现的薄弱环节,必须提高薄弱部位的抗震能力。
2、抗震场地的选择。抗震场地的选择直接影响建筑物的抗震设计工作,应选择有利的抗震场地,要避开对建筑抗震不利的地段。地震对于地面的危害是十分巨大的。地震造成的地裂和地表错动,直接使得房屋倒塌,结构损坏。所以,选择抗震场地不能选择易液化土地、软弱场地、状态明显不均匀等场地;如果不能避免不理的场地,可以采用适当的抗震措施进行加强强度:对于地震时有可能存在的地裂或者滑坡的场地,必须采取科学合理的措施进行稳定;如果地基需要建立在最近填土和土层十分不均匀或者软弱粘性土层时,必须采用桩基、地基加固和加强基础和上部结构的处理措施。
建筑工程选址应注意的问题:四川汶川地震的震害情况表明,那些建在断裂带上和断裂带沿线的建筑物都完全倒塌,破坏极其严重。因此,建筑物建设地点的确定是极其重要的,它是决定建筑物抗震性能的前提条件,只有正确的选址方案,才能保证建筑物满足建筑抗震设计的相关要求,保证其安全性、可靠性。选择建筑场地时应根据工程的实际需要和工程地质、地震活动情况等相关资料,选择对建筑物抗震有利的地段,避开对抗震不利的地段,严禁在地震断裂带及断裂带沿线附近建造甲、乙、丙类建筑物。应避开地震时可能发生山体滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等次生灾害地段。汶川地震发生时,北川老县城发生规模较大的山体滑坡,王家岩山体在地震作用下瞬间崩塌,崩塌的山体倾泻而下瞬间摧毁山下及周边的建筑物,北川老县城的 5个街区的大部分建筑物被厚厚的土体掩埋,造成大量人员伤亡。这样的结果不是靠提高抗震设防等级、提高建筑物的抗震性能和措施所能避免的。所以避开此类危险地段,才能避免因选址不当所造成的严重的人员伤亡和财产损失。
3、重视建筑平面布置的规则性。在建筑平面布置方面,应尽可能的采用抗震概念设计原则,不能使用严重不规则的设计方案。有关资料表明,对于一些楼板布局不够规范时,要采取相应的楼板计算模型;对于平面不规则、立体不规则的建筑结构,必须采用空间结构计算模型。结构的规则性具体分为三个部分:第一是建筑主体必须具备良好的抗压能力,侧力结构不能变形,要尽可能的均匀;第二是建筑主体抗侧力结构的平面布置,建筑主体抗侧力结构的布置要注重同一侧的强度要均匀;第三是建筑主体抗侧力结构的布置要与周围的结构具有相同的刚度,必须保障良好的抗扭刚度。总之,重视建筑平面布置的规则性对于建筑的抗震设计十分重要。
建筑物平面设计应该注意的问题:建筑物的平面布置规则与否、是否对称和具有良好的整体性,也是影响建筑物抗震性能的重要因素之一。例如酒店、公寓、商场、住宅、体育馆等不同建筑物的使用功能不同,其平面布置也千变万化,其柱距、开间、进深、隔墙的布置、楼梯的位置、电梯井的布置等也有很大差别,如果柱子、墙体等布置不对称、不规则,使得平面刚度急剧变化,遭遇地震后,将发生严重的扭转破坏。因此,建筑设计时,应使柱子和抗震墙(剪力墙)等抗侧力构件均匀、对称布置,刚度较大的楼梯间、电梯井应尽可能居中布置,不要布置在建筑物的转角处。要尽可能作到使结构的质量和刚度分布均匀、对称协调,避免突变,防止在地震作用下产生扭转效应。
4、建筑物竖向设计应该注意的问题
建筑物的竖向布置设计也将对其抗震性能产生巨大的影响。近些年来,由于国民经济的迅速发展,商场、写字楼等高层、超高层建筑越来越多,其要求底层或下面几层大开间、大空间,这就形成了建筑物下面几层柱子和抗震墙(剪力墙)较少,层间质量和抗侧刚度沿建筑物高度分布不均匀,在抗侧刚度较差的楼层形成了对抗震极为不利的薄弱层,在地震作用下,引起较为严重的破坏。汶川地震中,有许多底层框架—抗震墙砌体房屋底层柱子直接破坏,建筑物由原来的 4 层直接变为 3层。主要原因就是,沿着建筑物高度方向,质量和抗侧刚度发生突变,底层柱子较少,抗侧刚度较小,地震作用下,底层柱子直接坏掉。所以,建筑物的竖向布置设计时,应尽可能使其沿竖向的抗侧刚度分布比较均匀,抗震墙(剪力墙)并使其能沿竖向贯通到建筑底部,不宜中断或不到底,尽量避免某一楼层抗侧刚度过小,以避免在地震作用下,因薄弱层的存在引起建筑物的倒塌。
四、提高建筑结构抗震能力的建议
建筑结构抗震设计是在不断的实例验证中逐渐分析,日益总结归纳出来的。在目前的房屋建设当中,抗震设计是十分有必要的。所以,建筑抗震设计在建筑设计中应该引起十分重视。为了设计出高抗震性的建筑物,在我看来需要注意以三点:第一,科学合理的建筑布局是不可缺少的,于此同时还有保证各个主要受力物体处在同一平面,在地震来临时要能禁得住压力。在墙段没有发挥作用之前,需要依照“强墙弱梁”的标准实施加强建筑物的承受力,防止地震强大的破坏力。第二,要按照不同的抗震等级,对梁、柱以及墙的节点使用相对应的抗震措施,确保建筑结构在地震作用下达到相关标准。为了保障钢筋混凝土在地震作用下不受破坏,要科学合理的添加合适的化学试剂,加强混凝土的强度与刚度,还有注意构造配筋的要求,尤其是要加强节点的构造措施。第三,必须设置多层抗震防线,一个良好的抗震体系对于地震的压力是十分重要的。抗震体系就如果人类身体的三道防线,不同等级的地震采取不同的防线。第一层不行,还有多层防线保护。这样的保护体系对于防震将是十分有效的。
五、结语
通过多年对于建筑结构抗震设计的研究,我国已经逐渐形成了自己的一套较为先进的、有效的抗震设计方法并日趋成熟,但是也有很多不足之处,需要我们在实践中加以完善。总之,要确保建筑结构中抗震设计能高效完成,应在遵循相关建筑抗震规范要求的原则上,进行科学的、合理的设计,确保建筑物具有稳定的、可靠的抗震性能,达到建筑物小震不坏、中震可修、大震不倒的标准。我们有理由相信,随着相关技术人员抗震设计水平的不断提高,我国的建筑工程结构抗震设计也会迈上更高的台阶。
参考文献:
[l]倪广林.对建筑结构抗震设计的若干思考田.山西建筑,2010.
1.1一般资料
患者为我院2013年5月~2014年4月期间我院治疗的300例门急诊输液患者,观察组与对照组均为150例,其中男性患者196例,女性患者104例,年龄15~91岁,平均年龄(43.4±2.7)岁。患者输液时间3~15d,平均为(4.6±1.2)d。两组患者的性别、年龄、病种、文化程度、职业等比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
1.2方法
对照组门急诊输液患者入院后给予常规护理、接诊摆药、医嘱核对、输液、健康宣教及安全巡视等。观察组采用优质护理模式,具体方法如下:
1.2.1改善良好的输液环境
患者输液时间较长,对环境要求较高,保持输液厅空气流通、新鲜,及时清理垃圾等物品。提供日常必须品,如:水、水杯、报刊杂志等。每天更新水笔板报,提供常规用及疾病相关知识。
1.2.2提高护理人员综合素质
定期对科室护理人员加强理论培训,并考核,提高业务知识。严格执行"三查八对"制度,增加巡视密度,及时发现输液不良反应及输液中出现的问题,在第一时间解决。改善服务态度,微笑服务,定位每个星期一为"微笑服务日",增加患者之间清切感。
1.2.3加强沟通与交流
患者在输液期间护士主动与患者交流,规定每天责任护士进行询问,了解患者病史。并详细对患者进行讲解疾病预防及治疗相关知识,合理用药,药物不良反应及健康指导。输液完毕后,要柔和的拔针,保持和蔼的态度。并嘱患者休息20分钟后方可离开,在休息时间里,再次与患者沟通,确定患者无任何不适。进行健康随访登记和满意度调查,对不满意处提出整改意见,及时整改。
1.3统计学处理
应用SPSS19.0统计学软件,计数资料用百分比(%)表示,配对X2检验分析,P<0.01差异有显著统计学意义。
2.结果
观察组与对照组患者均顺利完成输液,均无严重不良反应。观察组对疾病知晓率及用药知识明显高于对照组,以P<0.01,差异有显著统计学意义。观察组患者对护理工作满意度明显优于对照组,以P<0.01,差异有显著统计学意义。
3.讨论
输液治疗在临床治疗中具有重要作用,随着人们对健康意识的提高,患者在输液过程中对护理服务的需求也在提高。因为输液的时间多较集中,环境嘈杂,若工作无序,就会显得忙乱,工作效率低,延长患者等待时间。还因在输液治疗过程中,由于多种因素易造成输液故障及不良反应等不良后果,大大降低医疗质量,甚至导致医患矛盾。传统的常规输液护理,往往缺乏良好的护患沟通,容易造成护患矛盾。通过我科进行在输液患者中进行优质护理,将患者的输液治疗不仅仅局限在打针、吊水这么简单程序上,更加注重患者的全程服务,包括疾病预防、用药安全等健康指导。同时还要求护理人员的自身素质。与传统常规输液护理相比,明显提高了患者对疾病及用药知识的认知,差异有显著统计学意义(P<0.01)。同时提高了患者的满意度,观察组满意度(97.3%),对照组满意度(90.0%),差异有显著统计学意义(P<0.01)。通过门急诊输液优质服务的开展,对护理工作提出更高的要求,护理工作不再是简单的打针、输液、执行医嘱等简单性的工作,要学会与患者沟通,认真的听,耐心地讲,解决患者最需要了解的疾病与用药知识,使患者有信任感、安全感,真正实现对门急诊输液患者的人性化护理,人性化护理应用于临床工作中,是现代护理发展的方向,是患者健康所需。同时,输液厅是医院的窗口科室,通过优质护理的开展,维护了医院的形象。优质护理和健康教育的开展,改善了护患关系,提高了护士的社会地位。
4.结语
关键词:桥梁工程抗震设计
中图分类号:S611文献标识码: A
正文:
随着经济的发展,桥梁结构在不同水准地震作用下的抗震设防要求不断提高,桥梁抗震由原来的单一设防水准一阶段设计逐渐发展为双水准或三水准设防两阶段设计、三阶段设计,以及基于性能的多水准设防、多性能目标准则的抗震设计。这就要求工程师深入理解桥梁抗震设计规范。
1抗震设防标准
抗震设防标准是抗震设计的依据,桥梁抗震设计应首先确定抗震设防标准。桥梁抗震设防标准是根据地震动背景,为保证桥梁结构在寿命期内的地震损失不超过规定的水平,规定桥梁结构必须具备的抗震能力[1]。现行桥梁抗震设计规范[2-3]对抗震设防标准只作了笼统的定性描述,针对这种现状,本文对桥梁抗震设防标准作系统的阐述。
(1)对于地震动背景的考虑,定义3种桥梁抗震设防水准,设防水准Ⅰ:重现期约为50~100年或25年的地震作用,超越概率约为50年63%~39%或86.4%,即“小震”;设防水准Ⅱ:重现期约为475年的地震作用,超越概率约为50年10%,即“中震”;设防水准Ⅲ:重现期约为2000年的地震作用,超越概率约为50年3%~2%,即“大震”。(2)对于地震损失的考虑,定义3种桥梁抗震性能目标,性能目标Ⅰ:一般不受损坏或不需要修复可以继续使用,结构完全保持在弹性工作状态,即“不坏”;性能目标Ⅱ:可发生局部轻微损伤,不需修复或经简单修复可以继续使用,结构整体保持在弹性工作状态,即“可修”;性能目标Ⅲ:应保证不致倒塌或产生严重的结构损伤,经临时加固后可供维持应急交通使用,即“不倒”。(3)为实现桥梁抗震设防目标,对截面进行纤维单元划分(见图1)并进行数值计算,利用墩柱截面的弯矩―曲率曲线(见图2),定义相应于各性能目标的验算准则。验算准则Ⅰ:M
图1截面纤维单元划分图
图2弯矩-曲率曲线
通过对梁抗震设防水准、抗震性能目标和验算准则的系统分析,归纳出方便工程设计的各设防类别桥梁的抗震设防标准。
2隔震周期
现行桥梁抗震设计规范均要求,减隔震设计的桥梁基本周期应为非减隔震设计的桥梁基本周期的2倍以上。实际工程设计时,必须明确这2种周期的定义,才能保证设计的可靠性。
2.1规范研究
日本规范[4]对“减隔震设计的桥梁基本周期应为非减隔震设计的桥梁基本周期的2倍以上”解释为:采用减隔震支座的桥的固有周期比不采用减震支座桥固有周期的2倍短,变形就有可能不集中于减隔震支座而集中于下部结构,减震支座就不能有效地发挥作用。其中不采用减隔震支座桥的固有周期是把所有支座都看作固定支座时桥的固有周期。采用减隔震目的是使得减隔震装置充分发挥其隔震耗能的作用,降低桥梁结构的地震响应。而要实现这个目的,一方面是尽可能延长结构周期以避开场地地震能量集中的频谱区段,另一方面就是使桥墩的刚度尽可能远大于隔震装置的等效刚度,这样就使得变形主要集中于减隔震装置。采用了减隔震装置的桥梁即为减隔震桥梁,设置“板式橡胶支座”的桥梁属于隔震桥梁,板式橡胶支座能提供柔性,设置“铅芯橡胶支座”的桥梁也属于隔震桥梁。
2.2工程案例
某规则桥梁为5×25m先简支后连续T梁桥,桥面宽度为12m,桥面铺装为10cm厚沥青混凝土+8cm厚C50混凝土,采用墩高10m的1.4m×1.4m双柱矩形墩,主梁采用C50混凝土,墩柱、盖梁采用C40混凝土,墩柱受力钢筋采用HRB335钢筋。桥梁有限元模型见图3。比较“固定铰支座”、“板式橡胶支座”、“铅芯橡胶支座”3种支座方案的结构自振特性,基本周期对照见表2。通过对比,3种支座方案结构基本振型均为纵飘,方案1(非隔震方案)基本周期为0.8158s,方案2和方案3(隔震方案)基本周期分别为1.3295s和1.6675s,隔震方案的隔震效果较明显,尤其是采用弹性刚度较小的铅芯支座方案的基本周期达到非隔震的2倍以上。
图3桥梁整体有限元模型
2.3设计建议
隔震是相对非隔震而言的,非隔震桥梁指桥梁所有桥墩与梁体采用铰接(桥墩处墩梁无相对线位移),隔震桥梁指桥墩部分或者全部采用隔震支座,如板式橡胶支座、铅芯橡胶支座等(桥墩处墩梁产生相对线位移)。非隔震桥梁的基本周期反映桥梁总质量和桥墩本身的刚度,隔震桥梁的基本周期反映桥梁总质量和支座与桥墩的串联刚度。隔震支座作为结构一部分,其刚度影响桥梁的整体刚度,而且隔震支座的刚度较小,所以隔震桥梁的基本周期比非隔震桥梁的基本周期大。抗震设计时,希望尽量延长周期,当然不是越长越好,达到一个合适的刚度是设计的目标。研究发现当加入隔震支座后桥梁周期延长到原来非隔震周期的2倍或2.5倍时,支座刚度是合适的,日本规范认为这样的隔震支座设计达到了较好的隔震率。我国城市桥梁抗震规范,认为这种隔震方案可以近似采用单自由度简化计算,而在公路桥梁抗震设计细则中,相关条文没有明确解释。
3墩柱斜截面抗剪强度
在地震过程中,当桥墩出现了塑性铰,进入了弯曲延性工作状态后,塑性铰区域内弯剪裂缝宽度增加,使得骨料咬合所能传递的剪力降低。因而在设计公式中对于塑性区域应当包含弯曲延性对剪切强度的折减。墩柱斜截面抗剪强度计算机理一般都采用拱-桁架理论,其计算公式组成大致分为如下2种:(1)考虑混凝土提供的抗剪能力Vc和箍筋提供的抗剪能力Vs,Vn=Vc+Vs,目前各国规范(如美国加州规范[5])基本都采用此种形式;(2)考虑混凝土提供的抗剪能力Vc、箍筋提供的抗剪能力Vs及轴向力提供的抗剪能力Va,Vn=Vc+Vs+Va。我国现行公路桥梁抗震设计规范只给出了墩柱塑性铰区域沿顺桥向和横桥向的斜截面抗剪强度,采用了Vn=Vc+Vs的形式,具体公式为:
(1)式(1)的局限性主要表现在:(1)该公式主要是针对实心矩形和实心圆形截面,薄壁空心截面的约束混凝土的面积相对较少,空心薄壁截面和实心截面在水平地震力作用下的抗力机制是不同的,空心截面剪力流的传递类似于薄管截面,依赖于翼缘宽厚比;(2)该公式主要针对墩柱塑性铰区域内抗剪验算,未进入塑性的墩柱直接采用上述抗剪计算公式不妥。目前,国外对于桥墩在地震作用下的抗剪强度计算公式有比较多的研究成果,Myoungsu等人对7个1/4比尺矩形空心薄壁柱进行了试验研究,推导出矩形空心薄壁截面的抗剪强度计算公式:
如果墩柱未屈服,《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB02-01―2008里的公式过于保守,可以参考美国加州规范[5]的抗剪强度计算公式:
4结语
我国公路桥梁抗震设计为双水准两阶段设计,现行桥梁抗震设计规范对抗震设防标准、隔震周期及墩柱抗剪强度阐述比较笼统。本文通过研究国外先进抗震设计规范,并进行工程实例验算,探讨了桥梁抗震设防标准,就目前国内关于墩柱抗剪强度计算的问题,改进了验算方法。
参考文献
[1]叶爱君.桥梁抗震[M].北京:人民交通出版社,2011.
[2]JTG/TB02-01―2008公路桥梁抗震设计细则[S].
关键词:高层建筑,建筑结构,抗震设计
地震是一种随机振动,所以建筑结构设计人员为防止、减少地震给建筑造成的危害, 就需要分析研究建筑抗震问题不断总结工程经验,妥善处理这一工程问题。
一、实行建筑抗震设计规范,总结工程经验妥善处理工程问题:
(一)选择有利的抗震场地
地震造成建筑物的破坏, 除地震动直接引起的结构破坏外,场地条件也是一个重要的原因。地震引起的地表错动与地裂,地基土的小均匀沉陷, 滑坡和粉、砂土液化等。科技论文。因此,应选择对建筑抗震有利的地段, 应避开对抗震不利地段。当无法避开时, 应采取适当的抗震加强措施,应根据抗震设防类别、地基液化等级,分别采取加强地基和上部结构整体性和刚度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施; 当地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、新近填土和严重不均匀土层时,应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响, 采用桩基、地基加固和加强基础和上部结构的处理措施; 对于地震时可能导致滑移或地裂的场地,应采取相应的地基稳定措施。
(二)优化的平面和立面布置
关于建筑结构设计的平面与立体结构, 我们根据认为有以下几个方面可以参考:
1、结构的简单性。结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径。只有结构简单,才能够对结构的计算模型、内力与位移分析, 限制薄弱部位的出现易于把握,因而对结构抗震性能的估计也比较可靠。
2、结构的刚度和抗震能力。水平地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。通常, 可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力, 结构的抗震能力则是结构强度及延性的综合反映。结构刚度的选择既要减少地震作用效应又要注意控制结构变形的增大, 过大的变形会产生重力二阶效应, 导致结构破坏、失稳。论文参考网。
3、结构的整体性。在高层建筑结构中,楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用,楼盖相当于水平隔板,它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构, 而且要求这些子结构能协同承受地震作用, 特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或抗侧力子结构水平变形特征不同时, 整个结构就要依靠楼盖使抗侧力子结构能协同工作。
(三)设置多道设防的抗震结构体系
多道抗震防线, 是指在一个抗震结构体系中, 一部分延性好的构件在地震作用下, 首先达到屈服, 充分发挥其吸收和耗散地震能量的作用, 即担负起第一道抗震防线的作用, 其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次屈服,从而形成第二、第三或更多道抗震防线, 这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。同时底框建筑底层高度不宜太高, 应控制在4.5m 以下。高度加大, 底层刚度减小, 重心提高, 使框架柱的长细比增大, 更容易产生失稳现象。论文参考网。而且由于高度较大,很多建筑房间被业主一层改成了两层, 造成了较大的安全隐患。科技论文。宜具有合理的刚度和强度分布, 避免因局部削弱或突变形成薄弱部位.产生过大的应力集中或塑性变形集中;可能出现的薄弱部位, 应采取措施提高抗震能力。
(四)保证结构的延性抗震能力
合理选择了建筑结构后, 就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性抗震能力,从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标, 系统的抗震措施包括以下几个方面内容。强柱弱梁: 人为增大柱相对于梁的抗弯能力,使钢筋混凝土框架在大震下,梁端塑性铰出现较早,在达到最大非线性位移时塑性转动较大; 而柱端塑性铰出现较晚, 在达到最大非线性位移时塑性转动较小,甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。强剪弱弯: 剪切破坏基本上没有延性, 一旦某部位发生剪切破坏, 该部位就将彻底退出结构抗震能力, 对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值, 使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。
(五)合理的建筑结构参数设计计算分析
对于复杂结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时, 应采用不少于两个不同的力学模型,目前主要有两种计算理论: 剪摩理论和主拉应力理论, 它们有各自的适用范围:砖砌体一般采用主拉应力理论,而砌块结构可采用剪摩理论。对计算机的计算结果, 应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。结构计算控制的主要计算结果有结构的自振周期、位移、平动及扭转系数、层间刚度比、剪重比、有效质量系数等。另外, 地下室水平位移嵌固位置,转换层刚度是否满足要求等, 都要求有层刚度作为依据。复杂高层建筑抗震计算时,宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应, 振型数不应小于15,对多塔结构的振型数不应小手塔楼数的9 倍, 且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。总之, 高层结构计算很难一次完成,应根据试算结果, 按上述要求多次调整,才能得到较为合理的计算结果,以保证建筑物的安全。
二、高层建筑抗震设计中经常出现的问题
(一)部分建筑物高度过高
按我国现行高层建筑混凝土结构技术规程规定,在一定设防烈度和一定结构型式下,钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。在这个高度,抗震能力还是比较稳妥的,但是目前不少高层建筑超过了高度限制。在震力作用下,超高限建筑物的变形破坏性会发生很大的变化,建筑物的抗震能力下降,很多影响因素也发生变化,结构设计和工程预算的相应参数需要重新选取。
(二)地基的选取不合理
由于城市人口的增多和相对空间的缩小,不少建筑商忽略了这一问题,哪里商业空间大就在哪里建。高层建筑应选择位于开阔平坦地带的坚硬土场地或密实均匀中硬土场地,远离河岸,不应垮在两类土壤上,避开不利地形、不采用震陷土作天然地基,避免在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段建造房屋。高层建筑的地基选取不恰当可能导致抗震能力差。
(三)材料的选用不科学,结构体系不合理
在地震多发区,采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到人们的重视。由于我国建筑结构主要以钢筋混凝土核心筒为主,变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大,靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移,不仅增大了钢结构的负担,而且效果不大,有时不得不加大混凝土的刚度或设置伸臂结构,形成加强层才能满足规范侧移限值。
(四)较低的抗震设防烈度
许多专家提出,现行的建筑结构设计安全度已不能适应国情的需要,建筑结构设计的安全度水平应该大幅度提高。我国现行抗震设防标准是比较低的,中震相当于在规定的设计基准期内超越概率为lO%的地震烈度,较低的抗震设防烈度放松了高层建筑的抗震要求。论文参考网。科技论文。
三、结语
地震是一种目前难以准确预测的自然灾害,为避免它给人类带来大的灾难。作为工程技术设计人员在建筑结构的研究和工程设计中,应从整体宏观的观点出发,综合处理好建筑功能、技术、艺术、安全可靠性和经济合理等几方面内容,从而创造出更加安全、适用、经济美观的高层建筑;新型结构的出现,高性能材料的发展,计算机技术水平的提高,促使人类建筑精品再上新的台阶。
【关键词】砌体结构,主要震害,震害特征,抗震设计
中图分类号:TU973+.31文献标识码: A 文章编号:
一、前言
砌体结构建筑设计中的抗震设计,关乎民生,关乎经济发展,社会稳定,对房屋建筑实施结构设计,主要涉及对建筑高度,承载力,总体结构,各个部件的性能规划等一系列的因素,要求通过对各个构件和整体规划的基础上,既实现满足居民生活生产保障安全的需要,又具有值得欣赏的美学价值。增强房建结构的抗震设计,必须综合考虑地基,房屋的结构体系选择,综合布局等多方面建设因素,是一项及其专业,严谨,复杂的高技术工作。
二、多层砌体房屋的主要震害特征
1.多层砌体房屋的破坏分析
(一)墙体的破坏
在多层砌体房屋中,墙体的震害表现在产生斜向或交叉裂缝、水平裂缝或竖向裂缝。破坏严重的墙体产生滑移、错位、交叉裂缝两侧的三角楔块脱落,使墙体不足以抵抗上部荷载和水平地震作用,出现歪斜甚至倒塌。
(二)楼梯间的破坏
楼梯间的震害除了墙体开裂外,也会发生预制踏步在接头处拉开,以及现浇楼梯踏步板与平台梁相连接处拉断等。
(三)纵横墙连接的破坏
纵横墙连接处由于受到2个方向的地震作用,受力比较复杂,容易产生应力集中现象。如果纵横向墙体之间缺乏足够的拉结,施工没有很好咬搓砌筑,地震时在连接处容易产生竖向裂缝,严重时纵横墙向墙体脱开、纵墙外闪倒塌,使房屋丧失整体性。
2.底层框架砖房的主要震害特征
(一)震害多发生在房屋的底层,房屋上部震害与多层砖房类似,其破坏程度比底层小。
(二)底层为框架结构时的震害比底层为框架-剪力墙时震害大;剪力墙少的房屋震害比剪力墙多时严重。
(三)底层的震害表现为:墙比柱严重,柱比梁严重。
三、砌体结构的抗震设计
虽然砌体结构房屋地震时的破坏较为严重,但地震震害调查结果也表明:凡是通过合理的抗震设计,采取恰当的抗震构造措施,并且保证砌体材料和施工的质量,在不高于9级地震区建造的砌体房屋仍然具有较强的抗震能力,安全是可以得到保证的。
1.合理的结构选型及布置
选择哪种砌体结构是抗震结构设计中的关键环节,应从抗震的概念设计出发,综合建筑使用功能、技术、经济和施工等方面进行选择。
(一)多层砌体房屋应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系,纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续,同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。而底层框架砖房底部应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙,抗震墙应均匀对称布置或基本均匀对称布置,上部布置同多层砌体房屋。
(二)房屋的平面最好是矩形的,若由于使用的要求,在平面或立面上必须做成复杂体型时,应采用防震缝将复杂的体型分割成若干规正、简单体型的组合,以避免地震时房屋各部分由于振动不协调产生的破坏。
(三)房屋的层数或总高度不能超出GB50011)2001中7.1.2条的限值。现在不少建筑采用了蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖,应注意6、7烈度时采用蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体的房屋,当砌体的抗剪强度不低于粘土砖砌体的70%时,房屋的层数应比粘土砖房屋减少一层,高度应减少3 m,且混凝土构造柱应按增加一层的层数所对应的粘土砖房设置。
(四)普通砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高不应超过3.6 m;底层框架砖房的层高不应超过4.5 m。若因建筑功能要求,某楼层的层高超过规定限值时,应于该楼层承重墙沿墙长每隔不大于2m增设一根构造柱。
(五)房屋的承重外墙,每个开间最多只能开设一个窗洞,当同一个开间兼有门和窗时,门与窗应连成一个洞口。同一轴线上的窗间墙宜等宽。
(六)多层砌体住宅应设置不少于三道承重纵墙,且每道纵墙沿各自轴线对齐、贯通。若因建筑布局必须错位时,每段纵墙的高长比不应超过相应烈度的房屋高宽比限值,较窄墙段的两端还应增设构造柱。
(七)楼梯间不应设置在房屋的终端和转角处,如果由于建筑功能要求,楼梯间必须设在第一开间或其他外墙转角处,则需采取局部加强措施,如根据烈度的高低,在楼梯间的四角或仅在外墙转角处设钢筋混凝土构造柱,在楼梯休息平台板标高处增设圈梁或配筋砖带,在顶层楼梯间增设水平配筋带或圈梁等。
2.计算简图及计算方法的选取要正确,符合实际情况
(一)计算简图:计算多层砌体房屋地震作用时,应取一个结构单元作为计算单元,在计算单元中将各楼层的质量集中到楼、屋盖标高处。多层砌体房屋可视为嵌固于基础顶面的竖向悬臂梁,各质点的计算高度取楼(屋)盖到结构底部的距离。计算简图中结构底部按下列规定取值:当基础埋置较浅时取为基础顶面;当基础埋置较深时,可取为室外地坪下0.5 m处;当设有整体刚度很大的全地下室时,则取为地下室顶板顶部;当地下室整体刚度较小或为半地下室时,则应取为地下室室内地坪处。对于底层框架砖房,应将上部结构转为直接作用在底部框架上的均布荷载和弯矩进行计算。
(二)计算方法:一般情况下,多层砌体房屋的抗震承载能力的验算采用底部剪力法,仅考虑水平地震作用,沿房屋的横向和纵向分布进行验算。对于很不规则的房屋,可采用振型分解反应谱法进行验算。对于底层框架砖房,上部楼层地震剪力的计算与多层砌体房屋相同。由于底部相对薄弱,因此应考虑塑性变形集中的影响,底层的纵向和横向地震剪力设计值应乘以增大系数;对于底部二层的结构,底层与第二层的纵向和横向地震剪力设计值均应乘以增大系数。
3.抗震构造措施到位
(一)按规范要求设置构造柱,尤其注意构造柱上下端箍筋应加密时的配筋。在墙端有构造柱时应锚入构造柱,当墙端无构造柱时,应将水平筋弯折成直钩。
(二)在高度方向减少构造柱数量时,应加强减少构造柱处的墙的相互拉结措施,包括采取加强圈梁等措施。
(三)在地震区,砌体房屋的圈梁应符合抗震规范GB50011)2001表7.3.3要求,现浇楼盖不单独设置圈梁亦未沿墙周边设置加强钢筋,该加强钢筋一般可用2φ12 mm通长筋平放或竖放于墙中板边,与板的钢筋绑扎,两端可靠地锚固于构造柱内。
(四)当楼、屋盖中有较大的梁或屋架支承在墙上或砌体柱上时,支座处应设置抵抗水平向作用的措施:增加支座处的螺栓数量和强度、加大梁或屋架的支承长度、支承处墙内若有构造柱,则应增大构造柱内配筋,甚至按排架柱考虑。
五、结束语
在建筑行业中,砌体结构是最为重要的结构主体之一,而最大的威胁便是地震,因此,加强对建筑结构的抗震设计,必将会被提升到建筑设计新的战略高度。要保证建筑结构抗震设计的高效完成,应当在遵循相关规范要求的原则上,对其进行科学合理地设计,使建筑物具有可靠的抗震性能,达到建筑物小震不坏,中震可修,大震不倒的要求。相信,随着设计师抗震设计水平的提高,做出经济、合理地且能实现功能目标的建筑结构抗震设计指日可待。
参考文献:
[1]全学友,刘春茂,赵国,对砌体结构抗震设计的几点建议[会议论文] 2002 - 2000年全国砌体结构学术会议
[2]李庆元,砖砌体结构抗震设计及加固验算简化方法[会议论文] 2010 - 第二届全国工程结构抗震加固改造技术交流会
[3]-王玉,王贵臣 浅谈砌体结构抗震设计[期刊论文] 《企业导报》 -2011年21期
[4]蔡贤辉,李刚,程耿东,重视砌体结构的抗震构造和加固技术的研究和推广[会议论文] 2008 - 2008年汶川地震建筑震害分析与重建研讨会
【关键词】建筑设计,抗震设计,作用分析
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
在目前的发展趋势中,建筑结构设计的主流趋势有低碳,环保,安全,节能,生态。其中指标之一,就是建筑的安全性,而我国目前破坏力最大的安全威胁便是地震,因此,加强对建筑结构的抗震设计,必将会被提升到建筑设计新的战略高度。
二、建筑结构设计中抗震性能衡量标准
现行抗震设计规范对于建筑结构的性能从两个角度进行描述,一是通过损坏的程度描述其性能,将建筑结构的损坏程度分为不损坏和属正常维修下的损坏、可修复的破坏和倒塌;二是描述用途的重要性,即抗震设防分类。主要是氛围甲、乙、丙、丁四类。
现行规范对于部分钢筋混凝土结构提出了相应的定量指标,即正常维修和倒塌的层间变位角。而在设防类别上,提出了不同的抗震措施。其中乙类抗震措施的相关规定比甲类高一度。在强烈地震的影响下,乙类受到的毁坏程度比甲类轻。但是对于抗震能力,仍然缺乏确定的数量变化。借助于现行航震鉴定标摊b所引进的”综合抗震能力由数量上的区别”有可能使不同性能要求的结构所具有的抗震能力由数量上的区别。比如在判断结构抗力的高低中,可以采用结构楼层的受剪承载力与设计地震剪力的比值。而在结构变形能力高低方面,可以用结构所具有的变形能力与基本变形能力的比值来表征,这样就能保证不同性能要求下所对应的抗震措施的数量化。对于丙类结构的抗震设计,主要利用抗力和变形能力进行组合,并作为综合抗震能力的基本值。而乙类建筑,设计的综合抗震能力要低于相应的基本值。
三、建筑结构设计对建筑抗震性能的影响
1、 砌筑体结构影响基本变化能力的构造,重点是将整个圈梁、主要构造柱数量、具置、断面截面尺寸和配筋数量的分级,局部的墙体尺寸、楼梯间的构造等只适用于考虑局部影响。比如,5-6层砖房的主要构造柱数量,房屋四角和楼梯间四角应该设计为第一等级,用于房屋隔开间的内外墙链接处和楼梯间四角设计为第二等级。对于房屋每开间的内外墙链接位和楼梯间四角设计为第三等级;此处不用设置构造柱与抗震设计不同。当然,在相同设防烈度和性能要求的前提下,对与层数要求不同的砌筑结构,基本延性构造的要求也不同,构造柱设置就需要随房屋层数的不断增加而相应提高。目前主要难题是,需要根据具体实例进行计算和分析,针对同地点、同结构的房屋按照不同等级采取相应措施后,其措施的构造影响能力系数如何确定?是否可在某个范围内取值。
2、 钢筋混凝土结构对变形能力构造的影响,可适当的调整内力、提高结构柱箍筋和纵向钢筋体积配箍率、抗震墙墙体和构造作为抗震能力分级的重点,而框支层、短柱、链接的构造作为局部的影响。不同层数钢筋混凝土结构在相同设防烈度性能的要求,延性构造要求也不一样。目前,内力调整、纵筋总配筋率和箍筋体积配箍筋率等都成型的分级和取值,但如何将其转化为相应的影响系数还需要进一步的计算和研究。
3、 钢筋结构对变形能力构造的影响,可调整内力、各节点域内构造、构件的长细比和支撑设置作为重点的分级,这时构件的宽厚就是结构的局部影响。在相同设防烈度和性能的要求下,对建筑层数不同的结构建筑,基本延性构造需求也不同。钢结构规范中也有一些现成的定量取值,也要研究将其转化为影响系数的方法。
四、建筑结构设计中的抗震设计措施
1、要严格选择地基选址
地基选址是进行建筑结构设计的基础,因此,在房间结构抗震设计中,要科学避开山嘴,山包,陡坡,河流等不利因素,要本着坚硬,牢固,平坦,开阔的选址原则。亲身实地,利用先进技术设备,进行地质勘探,山石水土监测,并取样论证,科学严谨分析。力求使得整个地基牢固可靠,地质稳定无渗漏,无坍塌,无暗河,无熔岩,无火山……从而保证整个地基不会因为承载而发生小范围的坍塌。影响到整体承载能力和抗震能力设计。
2、确保结构的整体性
在建筑结构抗震设计中,一般而言,要尤其注意其是由诸多构件共同组合在一起,如此,要进行整体化的对待。要充分调动各个构件的作用来完成整体建筑的抗震效果。当建筑的一些构件基本都失去了原有的功能时候,那么,在地震来临之后,很容易让整体的建筑结构丧失对地震的抵抗能力。在这种情况下,很容易让整个建筑坍塌,因此,要保证所有构件的功能协调,并确保所有的构件都能够在地震作用下保证良好的性能,如此,可以让建筑结构的整体抗震能力增强。同时,要坚持实施多级防震措施。传统建筑结构多采取的是三级设防措施,即小震不坏、中震可修、大震不倒。但在新的时期,建筑结构必须是采取的多级设防模式,保护建筑主体抗震能力,减轻经济损失,使得建筑抗震中更加安全。
3、屋顶建筑抗震设计也是整个设计的一个重要环节。近几十年来,从多数建筑抗震设计评定结果看,屋顶建筑设计还存在一些问题,例如:屋顶设计较高或者设计过重。屋顶设计较高或者设计过重,无形当中加大了屋顶建筑变形,而且地震作用也加大了,尤其对自身和屋顶之下的建筑物的抗震作用都不利。有时屋顶建筑的重心和屋顶之下的中心不在同一直线上,如果屋顶的抗侧力墙和屋顶之下的抗侧力强出现间断,在地震发生时,带来的地震扭转作用也会更严重,对抗震更不利。所以,进行屋顶建筑设计过程中时,应该最大限度的降低屋顶建筑的高度。选用强度较高、轻质、刚度均匀的材料,使得地震作用传递不受阻碍;屋顶重心和屋顶之下的建筑中心在同一直线上;如果屋顶建筑非常高,屋顶建筑就必须具有较强的抗震性,让屋顶建筑地震作用和突变降低到最小,尽量避免发生扭转效应。
4、要合理且恰当地布局地震外力的能量传递与吸收的途径,在地震当中,要确保建筑的支柱、梁与墙的轴线,处于同一个平面上,从而可以形成构件的双向抗侧力结构体系。并且可以使其在地震的作用下,呈现弯剪性的破坏,并使塑性屈服情况,尽量的发生在墙的根底部,从而连梁适合在梁端产生塑性屈服,这样还具有足够的变形的能力。在震灾中,在墙段部分充分发挥抗震功能之前,要按照"强墙弱梁"的原则,来大力加强墙肢的承载力,避免墙肢遭到剪切性的破坏现象,从而最大限度的提高建筑结构的整体的抗震能力。
5、要根据抗震等级,在对墙、柱以及梁节点设计中,采取相对应的抗震构造措施,力求确保建筑物结构,在地震的作用下可以达到三个水准的设防标准。还可以根据"强柱弱梁"、和"强剪弱弯" 、以及"强节点弱构件"几种构造的原则,在建筑设计中,合理的选择柱截面的尺寸,以此控制柱的轴压比,并还要注意构造配筋的要求,还要保证,钢筋砼结构建筑在地震的作用下,能够具有足够的承载能力以及具备足够的延性。
6、在建筑设计过程中,要设置出多道抗震的防线,即,在设计一个抗震结构的体系当中,有一部分延性比较好的构件,在地震的作用下,首先可以担负起第一道抗震防线的作用,然事,其他的构件,在第一道抗震防线屈服以后,在地震中,会依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防线,这样的抗震结构体系的设计,在建筑设计当中,对于确保建筑结构具有的抗震安全性,是非常的行之有效的设计方法和手段。
五、结束语
建筑结构抗震设计,关乎民生,关乎经济发展,社会稳定,对建筑实施结构的抗震设计,主要涉及对建筑高度,承载力,总体结构,各个部件的性能规划等一系列的因素,要求通过对各个构件和整体规划的基础上,既实现满足居民生活生产保障安全的需要,又具有值得欣赏的美学价值。
参考文献:
[1]陈维东 建筑结构抗震设计存在的问题及其对策 [期刊论文] 《中国高新技术企业》 -2009年5期
[2]丁勇春 钱玉林 马国庆 建筑结构的抗震分析和设计 [期刊论文] 《四川建筑》 -2004年4期
[3]崔烨 孙晓红 建筑结构抗震设计与分析 [期刊论文] 《科技资讯》 -2011年17期
[4] 郭华 江雄华 现代建筑结构抗震设计方法研究 [期刊论文] 《中国新技术新产品》 -2010年16期
论文摘要:《混凝土异型柱技术规程}(JGJ149—2006)的颁布为我国的结构设计人员提供了一本可以参照的国家标准,同时为广大结构设计人员指明了异型柱结构与普通混凝土结构的区别,现将其与《建筑抗震设计规范》(GB 500l1-2001)的区别与广大设计人员共同探讨。
引言
新的《混凝土异型柱技术规程》(JGJl49—2006)(简称异型柱规程)于2006年8月颁布,改变了异型柱设计只有地方性规定而没有国标的历。随之而来就是我们对规范的理解可能没有比较深入的研究,另外《异型柱规程》有些规定比《建筑抗震设计规范》(GB50011-2~1)(简称抗震规范)严格。现就规范的几点规定,谈谈个人的一点看法:
(1)异型柱结构最大适应高度
由于异型柱是一种新型的结构形式,只经过十余年的实践。综合考虑现有的理论研究、实验研究成果及设计施工经验,其房屋适用的最大高度较一般的钢筋混凝土结构有所降低。现就《异型柱规程》与《抗震规范》对比见下表:
沈阳市抗震设防烈度为7度,设计基本加速度值为0.10g,超过40米的结构,建议采用短肢剪力墙结构。
(2)异型柱的抗震等级
由于异型柱结构的抗震性能相对于普通混凝土房屋较弱,异型柱结构的抗震等级相对于普通混凝土房屋也应较严格。由于异型柱结构的适用范围较普通混凝土结构小,相应《异型柱规程》的抗震等级分类较《抗震规范》详细。对于丙类建筑抗震设计的房屋,《异型柱规程》给出了抗震等级的确定方法,现就《异型柱规程》与《抗震规范》的异《抗震规范》现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级
《异型柱规程》中表3.3—1注3,当为7度(0.15g)时,建于Ⅲ、Ⅳ类声地的异形柱框架结构和框架一剪力墙结构情形时,也按8度(O.20g)采取抗震构造措施,但于括号内所示的抗震等级形式来具体表达,需注意的是《异型柱规程》采取了“应”按表中括号所示的抗震等级采取抗震构造措施,比《抗震规范》的上述对应部分规定(“宜”按……)有所加严
(3)不规则异型柱结构的抗震设计应符合下列要求
1.当异型柱结构楼层竖向构件的最大水
平位移(或层间位移)与该楼层层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值之比大于1.20时,根据《抗震规范》有关规性,可界定为平面不规则的“扭转不规则类型”,但《异型柱规程》规性此时控制该比值不应大于1.45(第3.2.5条第1款),较《抗震规范》相应规定“不大于1.5”有所加严,目的是为了为严格控制异型柱结构平面的不规则性,避免过大的扭转
效应而导致严重的震害。
2.当异型柱结构的层间受剪承载力小于上一楼层的80%时,根据《抗震规范》有关规性,可界定为竖向不规则中的“楼层承载力突变类型”,并规定其薄弱层的受剪承载力不应小于上一层的65%,但《异型柱规程》规性此时乘以1.20的增大系数(第3.2.5条第2款),较《抗震规范》相应规定乘以增大系数1.15有所加严。
(4)异型柱的抗震作用计算规则
1.《抗震规范》第3.1.4条规定:“抗震设防为6度时,除本规范规定外,对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算”及第5.1.6条规定:“6度时的建筑(建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑除外),以及生土房屋及木结构房屋,应允许不进行截面抗震验算。”但《异型柱规程》第4.2.3条则以强制性条文方式规定:“抗震设防为6度、7度(0.1Og、0.15g)及8度(0.20g)的异型柱结构应进行地震作用计算及结构抗震验算。”本条是基于异型柱结构的抗震性能特点而制定的,6度设防时设计者应注意此条。
2.异型柱的双向偏压正截面承载力随荷载(作用)方向不同而有较大的差异,在L形、T形和十字形三种异型柱中,以L形柱的差异最为显著(设计者应着重加强L形柱的构造)。如根据《抗震规范》5.1.1条第一款(一般情况下(所有烈度),应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算地震作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担),则可能在某些情况下造成结构的不安全性,所以《异型柱规程》4.2.4条第一款规定, 7度(0.15g)及8度(0.20g)时尚应对与主轴成45°方向进行补充计算。
(5)异型柱的抗震变形验算
由于异型柱结构的特殊性,《异型柱规程》对异型柱结构的弹性层间位移角限值也较《抗震规范》严格,现比较如下:
考虑到异型柱结构的特殊性,本人建议进行异型柱设计时弹性层间位移角应从严控制:框架结构【】应小于l,800,框架一剪力墙结构【]应小于1/I100。
(6)异型柱框架梁柱节点核心区受剪承载力验算。
论文摘要:《混凝土异型柱技术规程}(JGJ149—2006)的颁布为我国的结构设计人员提供了一本可以参照的国家标准,同时为广大结构设计人员指明了异型柱结构与普通混凝土结构的区别,现将其与《建筑抗震设计规范》(GB500l1-2001)的区别与广大设计人员共同探讨。
引言
新的《混凝土异型柱技术规程》(JGJl49—2006)(简称异型柱规程)于2006年8月颁布,改变了异型柱设计只有地方性规定而没有国标的历。随之而来就是我们对规范的理解可能没有比较深入的研究,另外《异型柱规程》有些规定比《建筑抗震设计规范》(GB50011-2~1)(简称抗震规范)严格。现就规范的几点规定,谈谈个人的一点看法:
(1)异型柱结构最大适应高度
由于异型柱是一种新型的结构形式,只经过十余年的实践。综合考虑现有的理论研究、实验研究成果及设计施工经验,其房屋适用的最大高度较一般的钢筋混凝土结构有所降低。现就《异型柱规程》与《抗震规范》对比见下表:
沈阳市抗震设防烈度为7度,设计基本加速度值为0.10g,超过40米的结构,建议采用短肢剪力墙结构。
(2)异型柱的抗震等级
由于异型柱结构的抗震性能相对于普通混凝土房屋较弱,异型柱结构的抗震等级相对于普通混凝土房屋也应较严格。由于异型柱结构的适用范围较普通混凝土结构小,相应《异型柱规程》的抗震等级分类较《抗震规范》详细。对于丙类建筑抗震设计的房屋,《异型柱规程》给出了抗震等级的确定方法,现就《异型柱规程》与《抗震规范》的异《抗震规范》现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级《异型柱规程》中表3.3—1注3,当为7度(0.15g)时,建于Ⅲ、Ⅳ类声地的异形柱框架结构和框架一剪力墙结构情形时,也按8度(O.20g)采取抗震构造措施,但于括号内所示的抗震等级形式来具体表达,需注意的是《异型柱规程》采取了“应”按表中括号所示的抗震等级采取抗震构造措施,比《抗震规范》的上述对应部分规定(“宜”按……)有所加严
(3)不规则异型柱结构的抗震设计应符合下列要求
1.当异型柱结构楼层竖向构件的最大水
平位移(或层间位移)与该楼层层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值之比大于1.20时,根据《抗震规范》有关规性,可界定为平面不规则的“扭转不规则类型”,但《异型柱规程》规性此时控制该比值不应大于1.45(第3.2.5条第1款),较《抗震规范》相应规定“不大于1.5”有所加严,目的是为了为严格控制异型柱结构平面的不规则性,避免过大的扭转效应而导致严重的震害。
2.当异型柱结构的层间受剪承载力小于上一楼层的80%时,根据《抗震规范》有关规性,可界定为竖向不规则中的“楼层承载力突变类型”,并规定其薄弱层的受剪承载力不应小于上一层的65%,但《异型柱规程》规性此时乘以1.20的增大系数(第3.2.5条第2款),较《抗震规范》相应规定乘以增大系数1.15有所加严
(4)异型柱的抗震作用计算规则
1.《抗震规范》第3.1.4条规定:“抗震设防为6度时,除本规范规定外,对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算”及第5.1.6条规定:“6度时的建筑(建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑除外),以及生土房屋及木结构房屋,应允许不进行截面抗震验算。”但《异型柱规程》第4.2.3条则以强制性条文方式规定:“抗震设防为6度、7度(0.1Og、0.15g)及8度(0.20g)的异型柱结构应进行地震作用计算及结构抗震验算。”本条是基于异型柱结构的抗震性能特点而制定的,6度设防时设计者应注意此条。
2.异型柱的双向偏压正截面承载力随荷载(作用)方向不同而有较大的差异,在L形、T形和十字形三种异型柱中,以L形柱的差异最为显著(设计者应着重加强L形柱的构造)。如根据《抗震规范》5.1.1条第一款(一般情况下(所有烈度),应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算地震作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担),则可能在某些情况下造成结构的不安全性,所以《异型柱规程》4.2.4条第一款规定,7度(0.15g)及8度(0.20g)时尚应对与主轴成45°方向进行补充计算。
(5)异型柱的抗震变形验算
由于异型柱结构的特殊性,《异型柱规程》对异型柱结构的弹性层间位移角限值也较《抗震规范》严格,现比较如下:
考虑到异型柱结构的特殊性,本人建议进行异型柱设计时弹性层间位移角应从严控制:框架结构【】应小于l,800,框架一剪力墙结构【]应小于1/I100。
(6)异型柱框架梁柱节点核心区受剪承载力验算。
《抗震规范》附录D规定:
一、二级框架节点核心区应进行抗震验算;一般
【关键词】结构转换层 高层建筑 结构设计 高层建筑设计 转换层设计
中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:
一.引言
随着我国现代高层建筑高度的不断增加,建筑的功能也日趋复杂,在高层建筑竖向立面上的造型也呈现多样化。在某些建筑结构中,通常会要求上部的框架柱或是剪力墙不落地,在建筑结构中需要设置较大的横梁和桁架来作为支撑,甚至有时要改变竖向的承重体系,此时就要求设置转换构件,将上部和下部两种不同的竖向结构进行过度和转换,通常这种转换构件占据约为一至二层,这种转换构件即为转换层。结构转换层在很大程度上改变了建筑的结构体系,在进行设计时要慎重考虑。
二.转换层结构施工特点
由于高层建筑结构下部楼层受力很大,上部楼层受力较小,正常的结构布置应是下部刚度大、墙体多、柱网密,而到上部则逐渐减少墙体及柱的布置,以扩大柱网。这样,结构的正常布置与建筑功能对空间的要求正好相反。因此,为了适应建筑功能的变化,就必须在结构转换的楼层设置水平转换构件,部分竖向构件在转换层处被打断,使竖向力的传递被迫发生转折,而转换层就是实现转折功能的大型水平构件。转换层的结构形式一般有以下几种构成:箱式转换、梁式转换、空腹桁架式转换、桁架式转换、板式转换和斜撑式转换等。 带转换层的高层建筑是一受力复杂、不利抗震的结构体系,该结构及其支撑系统有自身的特点。众多高层建筑采用梁式转换层进行结构转换,这主要是由于:
1.转换层设计带转换层的多高层建筑,转换层的下部楼层由于设置大空间的要求,其刚度会产生突变,一般比转换层上部楼层的刚度小,设计时应采取措施减少转换层上、下楼层结构抗侧刚度及承载力的变化,以保证满足抗风、抗震设计的要求。转换构件为重要传力部位,应保证转换构件的安全性。2.8度抗震设计时除考虑竖向荷载、风荷载或水平地震作用外。还应考虑竖向地震作用的影响,转换构件的竖向地震作用,可采用反应谱方法或动力时程分析方法计算;作为近似考虑,也可将转换构件在重力荷载标准值作用下的内力乘以增大系数1.1。
2.经济指标
从抗剪和抗冲切的角度考虑,转换板的厚度往往很大。一般可2.0m~2.8m 。这样的厚板一方面重量很大,增大了对下部垂直构件的承载力设计要求,另一方面本层的混凝土用量也很大。
转换梁常用截面高度为1.6~4.0m,只有在跨度较小以及承托的层数较少时才转换梁常用截面高度0.9~1.4m,而跨度较大且承托较大且承托的层数较多时,或构件条件特殊时才采用较大的截面高度4.0~8.2m 。
3.抗震性能
由于厚板集中了很大的刚度和质量,在地震作用下,地震反应强烈。不仅板本身受力很大,而且由于沿竖向刚度突然变化,相邻上、下层受到很大的作用力,容易发生震害。以往的模型振动台试验研究表明,厚板的上、下相邻层结构出现明显裂缝和混凝土剥落。另外,试验还表明,在竖向荷载和地震力共同作用下,板不仅发生冲切破坏,而且可能产生剪切破坏,板内必须三向配筋。
4.转换层结构的基本功能
从结构角度看,转换层结构的功能主要有:
(1)上、下层结构形式的转换
这种转换层广泛用于剪力墙结构和框架--剪力墙结构,将上部的剪力墙转换为下部的框架。
(2)上、下层结构轴网的转换
转换层上下结构形式没有改变,但通过转换层使下层柱的柱距扩大,形成大柱网,这种形式常用于外框筒的下层以形成较大的入口。
(3)下、下层结构形式和结构轴网同时转换
上部楼层剪力墙结构通过转换层改变为下部框架结构的同时,下部柱网轴线与上部剪力墙的轴线错开,形成下、下结构不对齐的布置。
5.转换层结构设计方法存在的问题
目前在多、高层建筑中,绝大多数的开发商都会要求建筑物具有完备的建筑功能,建筑师在建筑设计中也往往首先想到采用结构转换层来完成上、下层建筑物功能的转换。但一些结构设计人员在实际进行转换层设计时显得无从下手,没有可操作、可遵循的设计思路、设计原则来进行结构设计。造成这种现象的主要原因是当前转换层设计没有相关的可遵循的设计准则,使设计人员难以进行结构选型、截面确定、计算模型确定、计算方法确定,计算结果应用以及配筋方法的实施等一系列结构设计步骤。这种现状与我国当前高层建筑的迅猛发展足不适应的。转换结构层具有与一般结构层相比结构重量大、结构层刚度大、几何尺寸超大、受力复杂等特点。这样的尺寸和重量意味着转换结构组成了建筑物的主要构件。它们设计的是否合理、安全、经济对整个结构的安全性、结构造价、施工费用等有着重要影响。现有的转换层设计方法,主要是针对形式简单、受力相对简单的转换梁,对于受力复杂的转换梁还没有深入研究。即便是对于形式简单的转换梁,其受力性能也没有完全清楚,而往往是互相混淆,设计概念小明确,设计原则不准确。
三. 带结构转换层的高层建筑结构设计
1. 带转换层的高层建筑结构设计原则
高层建筑中转换层的设置造成建筑物竖向刚度的突变,地震作用时在转换层上下容易形成薄弱环节,对结构抗震不利,故转换层结构在设计时应遵循以下原则:
(1)为防止沿竖向刚度变化过于悬殊形成薄弱层,设计中应考虑使上、下层刚度比γ≤2,尽量接近1。这样才能保证结构竖向刚度的变化不至于太大,使上柱有良好的抗侧力性能,减少竖向刚度变化,有利于结构整体受力。
(2)尽可能减少需结构转换的竖向构件,直接落地的竖向构件越多,转换结构越少,转换层造成的刚度突变就越小,对结构抗震更有利。
(3)设计中应保证转换层有足够的刚度,一般应使梁高度不小于跨度的1/6,才能保证内力在转换层及其下部构件中分配合理,转换梁、剪力墙柱有良好的受力性能,能较好的起到结构转换作用。
(4)必须控制框支剪力墙与落地剪力墙的比例,当剪力墙较多且考虑抗震时,横向落地剪力墙数目与横向墙总数之比不宜少于50%,非抗震时不宜少于30%。
(5)转换层以上的剪力墙和柱子应尽量对称布置,梁上立柱应尽量设在转换梁跨中,以免转换梁变形时,在梁上立柱的柱脚处产生较大转角,带动立柱柱脚产生较大变形,引起柱的弯曲及剪切,使立柱产生很大的内力而超筋。
(6)转换层结构在高层建筑竖向的位置宜低不宜高。转换层位置较高时,易使框支剪力墙结构在转换层附近的刚度、内力和传力途径发生突变,并易形成薄弱层,对抗震设计不利,其抗震设计概念与底层框支剪力墙结构有较大差异。当必须采用高位转换时,应控制转换层下部框支结构的等效刚度,即考虑弯曲、剪切和轴向变形的综合刚度,这对于减少转换层附近的层间位移角及内力突变是十分必要的,效果也很显著。另外,对落地剪力墙间距的限制应比底层框支剪力墙结构更严一些。对平面为长矩形的建筑,落地剪力墙的数目应多于全部横向剪力墙数目的一半。
2.转换层的应用
(1)梁式转换层
作为目前高层建筑结构转换层中应用最广的结构形式,它具有传力直接明确及传力途径清晰,同时受力性能好、工作可靠、构造简单、计算简便、造价较低及施工方便等优点。转换梁不宜开洞,若必须开洞则洞口宜位于梁中和轴附近。转换梁有托柱与托墙两种形式,其截面设计有4种方法,即普通梁截面设计法、偏心受拉构件截面设计法、深梁截面设计法和应力截面设计法。转换梁的截面尺寸一般由剪压比(mv=Vmax/febh0)计算确定,应具有合适的配箍率,以防发生脆性破坏,其截面高度在抗震和非抗震设计时应分别小于计算跨度的16和18。(2)厚板转换层 当转换层上、下柱网轴线错开较多而难以用梁直接承托时,可采用厚板转换层,但厚板的巨大荷载会集中作用于建筑物中部,振动性能复杂,且该层刚度很大、下层刚度相对较小,容易产生底部变形集中,其传力途径十分复杂,是一种对抗震十分不利的复杂结构体系,应进行整体内力分析、动力时程分析及板的内力分析等。厚板的厚度可由抗弯、抗剪、抗冲切计算确定;可局部做成薄板,厚薄交界处可加腋或局部做成夹心板,一般厚度可取2.0~2.8m,约为柱距的1/3~1/5。厚板应沿其主应力方向设置暗梁,一般可在下部柱墙连线处设置。转换层厚板上、下一层的楼板应适当加强,楼板厚度不宜小于150mm。
(3)箱式转换层
当需要从上层向更大跨度的下层进行转换时,若采用梁式或板式转换层已不能解决问题,这种情况下,可以采用箱式转换层。
它很像箱形基础,也可看成是由上、下层较厚的楼板与单向托梁、双向托梁共同组成,具有很大的整体空间刚度,能够胜任较大跨度、较大空间、较大荷载的转换。
(4)桁架式转换层
这种形式的转换层受力合理明确,构造简单,自重较轻,材料节省,能适应较大跨度的转换,虽比箱式转换层的整体空间刚度相对较小,但比箱式转换层少占空间。
(5)空腹桁架式转换层
这种形式的转换层与桁架式转换层的优点相似,但空腹桁架式转换层的杆系都是水平、垂直的,而桁架式转换层则具有斜撑竿。空腹桁架式转换层在室内空间上比桁架式转换层好,比箱式转换层更好。
四.结束语
高层建筑的迅速发展,从以往的简单体型和功能单一的时代开始走向体型复杂,建筑的功能呈现多样化发展。在高层结构设计中,带转换层结构设计不能简单设置成“承上启下”,而要在实际结构上实现上部结构和下部结构的过度和转换。
参考文献:
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关键词: 建筑;结构设计;抗震;设计;策略
中图分类号:TU318文献标识码: A 文章编号:
近几年来,全球性的地震灾害的频发,给我们的人类,带来了更加深重的灾难。从汶川地震、舟曲地震,在到雅安地震,这些灾难,带给了我们无尽的伤痛,房毁人亡,建筑损坏等的发生,使得人们更加注重起了灾后依然屹立不倒的建筑,这些建筑,在灾难来临时,无疑可以为人们提供一个避风港,在一定程度上减少了人员的伤亡。为了提高建筑的抗震性能,本文对建筑结构设计中的抗震问题,进行了分析。
一、建筑抗震结构设计的基本原则
一是在最大限度上安排多道抗震防线。由于多个延性相对较好的分体系会构成一个抗震结构体系,通过有一定延性的结构构件共同协作。比合如延性框架以及剪力墙构成了框架-剪力墙结构。在经过了级数较大的地震之后,往往随之而来是多次的余震。如果只设计了一道防线,则余震带来的破坏在很大程度上会给已经受过损伤的建筑物带来致命的一击,而造成倒塌。为了防止大地震时发生倒塌,需要在抗震结构体系中设计较大的内部、外部冗余度。所运用的耗能构件需要满足较好的延性和适当的刚度,这样才能在很大程度上提高结构的抗震性能。
二是采取相应的措施在可能出现的薄弱部位加强其抗震能力。
判断薄弱部位的基本因素是构件的实际承载能力,发生强烈地震的过程中,构件没有所谓的强度安全储备。在设计过程中,需要实现楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值处于相对均匀的变化趋势。且不能过分重视局部的刚度和承载力而忽视了整体的协调程度。对于从总体上加强抗震性能的手段,效果较为显著的手段是重视薄弱层的设计,能够具备充足的变形能力而不会发生薄弱层转移的情况。
二、建筑结构设计的抗震设计策略
1、建筑抗震场地的选择
(1)房屋平面布置应当规则,在结构上应当力求对称。如果房屋在建筑过程中,其外形不规则,或者是不对称,带有凹凸变化尺度,或者是形心质心偏大,在同一个结构的单元内部,结构的平面形状以及刚度不均匀或是不对称的情况下,平面的长度过长等现象,对于抗震性能均不利。
(2)强度以及刚度都要匀称。在多层的建筑结构当中,应该使各个层面之间的强度和具备的刚度都要匀称,无论哪一层,如果存在薄弱的一个楼层,那么这一处,就会在地震力的强大作用下导致变形或成为变形集中区,从而使得建筑物最初开始从此部位发生严重的变形导致破坏,最后甚至波及到整个建筑的整体遭到严重破坏。
(3)结构的超静定次数多。静定结构的杆件,其受力系统和传力路线单一,其中一根杆件遭到破坏,就会波及整个结构体系由此而导致失效。在超静定的结构中,超过其荷载能力的时候,会先使一些多余的杆件发生一些塑性的变形,并且容易消耗吸收一部分的能量,而保证整个的结构所具备的稳定性,并且还可以减少地震的破坏。超静定结构次数多,那么消耗地震能量,也就越多,同时建筑的抗震能量也就越强。
2、建筑结构抗震体系的合理选择
建筑结构中的抗震体系的合理选择,是在建筑结构抗震结构的设计当中,应当慎重考虑的一个重要性的问题,其中建筑结构的抗震方案的选取是否合理,这是决定建筑结构的安全性以及经济性的一个重要的组成部分。
(1)首先建筑结构体系,在地震的灾害中,应当避免因为部分结构或者是构件的破坏,从而导致的整个建筑结构丧失了抗震能力,或者是对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计所具备的一个重要的设计原则就是,建筑结构本身应当具有十分必要的赘余度、以及良好的变形能力,和其具备的内力重分配的功能,在地震的过程当中,即使是有一部分的构件退出了工作,但是其余部分构件,应该仍然能够承担起竖向的荷载能力,且还要避免整体的建筑结构失稳。
(2)建筑结构体系当中,其应当具备清晰而且明确的计算的简图,包括恰当而且合理的地震作用下的传递的路径。在抗震设计过程当中,竖向建筑构件的布置设计,就应当尽量使得竖向建筑构件,在垂直的重力荷载的作用下,压应力水平应当接近均匀;且其中的楼屋盖梁体系的布置,也应当尽量的使用垂直重力荷载,主要目的是以最短的路径来传递到竖向构件墙和柱的上面去;
(3)建筑结构体系应当具有合理适度的强度和刚度。应当具有合理而且恰当的强度以及刚度分布,这是因为在抗震过程中,为了防止以及避免因为局部的削弱或者是突然的变形而形成薄弱的部位,并且对薄弱的部位产生过大的塑性变形集中或者是应力集中的现象;建筑的框架结构设计,应当使节点基本不遭到破坏,同时底层柱底的塑性铰应当形成的晚些,应当使柱、梁端的塑性铰出现得尽可能地分散;这对于震中可能出现的薄弱部位,应当及时采取适当的措施来提高抗震的能力。
3、重视建筑结构平面布置的规则性和对称性
建筑的平、立面布置应符合抗震理念设计原则,宜采用规则的建筑结构设计方案,不应采用十分不规则的设计方案。建筑结构抗震设计规范规定,对平面不规则或竖向不规则,或平面、竖向都不规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型;对凹凸不规则或楼板局部不连贯时,应采用符合楼板平面内的实际刚度强度变化的计算模型;对薄弱部位应乘以内力增大系数,应按规范的有关规定分析弹塑性变形,并应对薄弱部位采取强有效的抗震构造措施。
4、提高建筑结构抗震能力的对策
(1)要合理且恰当地布局地震外力的能量传递与吸收的途径,在地震当中,要确保建筑的支柱、梁与墙的轴线,处于同一个平面上,从而可以形成构件的双向抗侧力结构体系。并且可以使其在地震的作用下,呈现弯剪性的破坏,并使塑性屈服情况,尽量的发生在墙的根底部,从而连梁适合在梁端产生塑性屈服,这样还具有足够的变形的能力。在震灾中,在墙段部分充分发挥抗震功能之前,要按照"强墙弱梁"的原则,来大力加强墙肢的承载力,避免墙肢遭到剪切性的破坏现象,从而最大限度的提高建筑结构的整体的抗震能力。
(2)要根据抗震等级,在对墙、柱以及梁节点设计中,采取相对应的抗震构造措施,力求确保建筑物结构,在地震的作用下可以达到三个水准的设防标准。还可以根据"强柱弱梁"、和"强剪弱弯" 、以及"强节点弱构件"几种构造的原则,在建筑设计中,合理的选择柱截面的尺寸,以此控制柱的轴压比,并还要注意构造配筋的要求,还要保证,钢筋砼结构建筑在地震的作用下,能够具有足够的承载能力以及具备足够的延性。
(3)在建筑设计过程中,要设置出多道抗震的防线,即,在设计一个抗震结构的体系当中,有一部分延性比较好的构件,在地震的作用下,首先可以担负起第一道抗震防线的作用,然事,其他的构件,在第一道抗震防线屈服以后,在地震中,会依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防线,这样的抗震结构体系的设计,在建筑设计当中,对于确保建筑结构具有的抗震安全性,是非常的行之有效的设计方法和手段。
总之,建筑行业关系到我国的经济发展和社会稳定,关系到国民的生命财产安全,加强对建筑结构的防震设计,提高抗震能力,是促进社会和谐稳定的客观要求。因此实施科学合理的设计方法,选择科学的抗震措施,重视抗震关键要点,具有重大的社会意义。
参考文献:
[1] 瞿岳前 杨将 汤卫华 建筑结构基于性能的抗震设计理论与方法 [期刊论文] 《山西建筑》 -2009年35期
关键词:高层结构抗震,抗震规范,高层抗震注意问题,纤维增强混凝土
1引言
地震是一种突发性和毁灭性的自然灾害,它对人类社会的危害首先是引起建筑物的破坏或倒塌,导致严重的人身伤亡和财产损失;其次是引起火灾、水灾等次生灾害,破坏人类社会赖以生存的自然环境,造成严重的经济损失,产生巨大的社会影响。近十年来,地壳运动进入活跃期,世界各地都爆发了不同程度的地震,而我国更是世界上大陆地震最多的国家之一,20世纪以来,全球发生7级以上地震1200余次,其中十分之一在我国。例如,1976年7月28日的唐山7.8级地震,2008年5月12日的汶川8.0级地震,2010年4月14日的玉树地震,都给人们的生命财产安全带来巨大的损失。同时,由于地震破坏的后果严重,我国抗震规范在2008年与2010年都进行了不同程度的修正,目的是加强建筑结构的安全性。因此,为保障地震作用下人们的生命财产损失降至最低,有必要对建筑物的抗震设计进行研究,本文就高层结构的一些常用抗震设计方法进行了讨论。
2结构抗震设计方法的发展
结构抗震设计方法的发展历史是人们对地震作用和结构抗震设计能力认识不断深化的过程,对结构抗震设计方法发展历史进行回顾,有助于对结构抗震设计原理的认识,
结构抗震设计方法经历了静力法、反应谱法、延性设计法、能力设计法、给予能量平衡的极限设计方法、基于损伤设计方法和近年来正在发疹的基于性能/位移设计法几个阶段[1]。这些抗震设计方法在发展阶段相互交错与渗透,对齐进行系统化整理,结构抗震设计方法可以分为以下几类[2]:
基于承载力设计方法
基于承载力和构造保证延性设计方法
基于损伤和能量设计方法
能力设计法
基于性能/位移设计方法
根据清华大学叶列平教授的研究,第(5)种方法在结构抗震设计中较前几种方法优点更为突出,并且在各国规范中应用最广泛。
3高层抗震设计的设防目标
长期的地震观测表明,在同一地区不同强度地震的重现期是不同的。强度小的地震重现期,一般10~50年左右发生一次,即所谓频遇地震或“小震”;强度较大的地震,重现期较长,一般100~500年发生一次,即所谓偶遇地震或“中震”;而强度特别大的强烈地震,重现期一般为数千年,即所谓罕遇地震或“大震”。
高层建筑的使用寿命一般为50~100年,高层住宅的寿命更短,因此要求结构在“大震”作用下不破坏显然四不合适和不经济的。这就提出了对于不同强度地震的重现期,结构应具有不同的抗震性能,即所谓抗震设防目标。目前国际上公认的较为合理的抗震设防目标是:
(1)在频遇地震作用下,结构地震反应应处于弹性阶段,结构无损坏或轻微破坏,且结构变形很小,不会导致非结构构件的破坏,震后可无条件继续使用;
(2)在偶遇地震作用下,结构和非结构构件损伤在一定限度内,震后经修复可继续使用;
(3)在罕遇地震作用下,结构不产生倒塌,非结构构件无脱落或落下,保证人身安全,
上述抗震设防目标与我国抗震设计规范中的“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”是一个含义。现在的问题是这种单一的抗震设防目标已不能适应现代工程结构对抗震性能的需求。许多重要建筑对大震作用下的性能要求也不再是不倒塌,而是应满足一定性能指标要求,以保证其仍具有一定的建筑功能和使用功能,这即是基于性能抗震设计方法研究的目的。
高层抗震设计方法的几点讨论
4.1遵循建筑抗震设计规范
建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件。它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然收抗震有关科学理论的引导,向技术经验合理性的方向发展,但它更是具有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位。正是基于这种认识,现代规范的条文有的被列为强制性条文,有的条文中应用了“严禁、不得、不许、不宜”等体现不同程度限制性和“必须、应该、宜于、可以”等体现不同程度灵活性的用词。任何结构的抗震设计都必须以抗震规范为基础,按其规定条文执行。
4.2高层建筑抗震设计应注意的问题
高层建筑结构应根据房屋高度和高宽比、抗震设防类型、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术条件等因素考虑其适宜的结构体系,高层建筑的高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制,在设计过程中应注意以下几点:
应当注意抗震缝的设计,必须留有足够的防震缝宽度;
平面形状和刚度不对称,会是建筑物产生显著的扭转、震害严重,设计中应避免这种情况,不能避免时应对抗震薄弱处进行加强;
凸出屋面的塔楼受高振型的影响,产生显著的鞭梢效应,破坏严重,设计中加以注意;
高层部分和底层部分之间的连接构造是否合理;
框架柱截面太小、箍筋不足、柱子的延性和抗震能力不够等容易导致剪切破坏或柱头压碎;
沿竖向楼层质量与刚度变化太大容易导致楼层变形过分集中而产生破坏;
地基的稳定性尤为重要;
伸缩缝和沉降缝宽度过小(W昂王与防震缝一切三缝合一)使得碰撞破坏很多;
不应在建筑物端部设置楼梯间,楼板有大洞口会因刚度不均匀而产生扭转;
中间部分楼层柱子截面和材料改变或取消部分剪力墙,都会产生刚度或承载力的突变,形成结构薄弱层。
4.3采用纤维增强混凝土
对于高层建筑,混凝土材料由于其自身缺陷,地震作用下易于发生脆性破坏,引起结构损伤,因此从建筑材料角度分析,可以在某些关键部位采用韧性材料代替混凝土提高整体结构的吸收能量能力与抗震能力。抗震建筑材料必须具备轻质、高强、高韧性特征,例如,木材、轻钢、型钢、钢筋混凝土、复合材料等都可以从某些方面达到抗震目的。而在我国,森林覆盖面积少,人居木材占有量少,而钢材成本较高,这些材料的使用都有相当的局限性。而在钢筋混凝土结构的关键部位采用一些韧性较高、延性较好、抗性强度高的纤维增强混凝土对提高结构的抗震性能具有非常明显的作用[3]。目前,我国的纤维增强混凝土种类繁多,例如,钢纤维混凝土、聚丙烯增强混凝土、聚合物增强砂浆、超高韧性水泥基复合材料等,这些材料的研究与发展对高层结构的抗震也起着重要作用。
结束语
本文在回顾结构抗震设计方法发展历史的基础上,探究了高层结构的抗震设防标准,并讨论文高层抗震设计中应该注意的问题。高层抗震是个很复杂的课题,涉及的考虑因素众多,由于笔者参加工作时间较短,相关工程经验较少,本文仅提供一般性的参考,如有不到之处,敬请指正。
参考文献
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关键词:再生混凝土;混凝土柱;剪力墙;抗震性能
中图法分类号: TU文献标识码: A
0 引言
随着中国经济不断蓬勃发展,带动了基础设施建设,大量旧建筑物因达到服役年限或因市政工程等需要而被拆除,造成了大量的建筑垃圾,另一方面对于新建建筑所需混凝土量的不断增加,能源与环境问题日益突出。再生混凝土的提出可以解决能源问题,近几年国内学者对再生混凝土结构性能进行了相关研究,其中对再生混凝土受压构件抗震性能的试验研究为今后再生混凝土技术能够在实际工程中应用奠定了一定的基础。
国内研究进展
1.1 再生混凝土柱
崔正龙[1]等对再生混凝土柱的抗震性能进行了试验研究。通过2组再生钢筋混凝土柱与普通钢筋混凝土柱在轴压比0.2的条件下进行对比试验,试验结果表明,在混凝土强度接近的情况下,再生钢筋混凝土柱在破坏形式、承载能力以及耗能能力等方面与普通钢筋混凝土柱相比并没有明显降低,表现出良好的抗震性能,从结构力学性能角度来看,再生混凝土应用在建筑结构构件上是可行的。
哈尔滨工业大学[2] ,北京工业大学[3],合肥工业大学[4],北京建筑工程学院[5],白国良[6]等相继对再生混凝土柱抗震性能也进行了试验研究,试验结果表明:再生混凝土柱与普通混凝土柱的破坏过程相似。
文献[2]通过8根再生混凝土柱和4根普通混凝土柱进行低周反复荷载试验,结果表明在小轴压比时发生延性破坏,在大轴压比时,发生脆性破坏;再生混凝土柱延性比普通混凝土柱差,粉煤灰的掺入可以改善再生混凝土柱的延性,但承载力会降低。
文献[3] 进行了1根普通混凝土柱和3根不同再生骨料取代率的再生混凝土柱模型的低周反复荷载试验研究,模型按1/2缩尺,提出了基于混凝土强度折减的承载力实用计算方法。试验结果表明:随着再生骨料取代率的增加,其混凝土的弹性模量明显减小,试件初始刚度明显下降、承载力呈下降趋势、耗能值下降,抗震能力呈下降趋势。并且建议再生混凝土柱可用于多层结构轴压比较小的柱的抗震设计。
文献[4]对四根再生粗骨料为100%的再生混凝土框架柱进行抗震试验,分析其滞回性能。并通过大型有限元分析软件对各试件进行有限元的单调荷载作用下的数值模拟。同样得出再生混凝土的延性及承载力随着轴压比的增大而不断下降;再生混凝土框架柱抗震性能略低于普通混凝土框架柱。
文献[5]中试验结果表明,提高纵筋率和箍筋加密区的箍筋配置有利于改善再生混凝土柱的延性性能和极限变形性能。建议当再生混凝土框架柱的设计轴压比小于0.2时,箍筋加密区的最小配箍特征值可按《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001的规定采用,当再生混凝土框架柱的设计轴压比大于0.2时,应不低于《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001对二级框架柱箍筋加密区最小配箍的要求或具有更高的要求。
王思源[7]等提出一种在地震作用下再生混凝土柱强剪弱弯设计可靠度指标的计算方法,计算结果表明:再生混凝土强剪弱弯设计可靠度指标低于普通混凝土柱;截面尺寸影响较小,配筋率,配箍率和轴压比影响较明显。
1.2 再生剪力墙
北京工业大学的曹万林等人对再生混凝土剪力墙的抗震性能进行了试验研究[8-10]。试验结果表明:与普通混凝土剪力墙相比,再生混凝土剪力墙的抗震性能略差,且随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土剪力墙的性能呈下降趋势;暗支撑的设置能够明显改善再生混凝土低矮剪力墙的抗震性能;配筋率的提高,使再生混凝土中高剪力墙的承载力、延性、耗能能力有所提高;轴压比的提高,使再生混凝土剪力墙的承载力提高,弹塑性变形能力降低。建议在一定条件下,再生混凝土可用于一些剪力墙结构工程。
1.3 再生混凝土砌体
南京工业大学的倪天宇[11]等通过对3片不同竖向荷载作用下的再生混凝土空心砌块墙体进行了低周反复荷载试验,分析了抗震性能,结果表明:再生混凝土空心砌块墙体在无竖向荷载的情况下,破坏时的裂缝数量较少,主裂缝明显;在施加竖向荷载的情况下,破坏时无明显主裂缝,结构受力均匀,墙体的滞回曲线较饱满,延性较好,耗能能力较强,抗震性能良好。试验墙体的刚度退化趋势大致相同,墙体的初始刚度较大,开裂后刚度退化迅速。
周中一[12]等进行了2个再生混凝土砖墙体的低周反复荷载试验,1个普通再生混凝土砖墙体和1个带竖向构造筋的再生混凝土砖墙体,墙体的高宽比约为1.0。分析了两个端体的承载力、延性、破坏特征。研究结果表明:带竖向构造筋的再生混凝土砖墙体承载力较高、延性较好、抗侧移刚度退化较慢;带竖向构造筋的再生混凝土砖砌体结构,经合理设计是可以满足村镇低层房屋抗震设计要求。
2 国内再生混凝土有待研究方向及展望
1)对再生混凝土骨料破碎工艺流程及相关设备的研究,使得再生骨料能够规格化;
2)从微观方面对再生混凝土的基本力学性能进行系统深入的研究;
3)加强对再生混凝土耐久性研究,例如抗磨性、抗碳化、耐火性、抗冻融性等;
3)对再生混凝土的收缩和徐变应进行进一步研究
4)应对再生混凝土结构构件的受力性能深入研究和试验方法进行改进;
5)目前国内已有部分学者和高校对再生混凝土不同的结构形式的抗震性能进行了初步研究,但是数量仍然较少,且离散性较大,仍须继续深入。
应增加对再生混凝土技术开发研究资金的投入,加快编制相关设计规范,并且通过经济调控促进推广再生混凝土在实际工程中的应用。
参考文献:
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【关键词】房建结构,结构设计,抗震设计现状,要求
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
房建结构抗震设计,关乎民生,关乎经济发展,社会稳定,对房屋建筑实施结构设计,主要涉及对建筑高度,承载力,总体结构,各个部件的性能规划等一系列的因素,要求通过对各个构件和整体规划的基础上,既实现满足居民生活生产保障安全的需要,又具有值得欣赏的美学价值。增强房建结构的抗震设计,必须综合考虑地基,房屋的结构体系选择,综合布局等多方面建设因素,是一项及其专业,严谨,复杂的高技术工作。
二、建筑抗震的主要影响因素
1、抗震设计标准
目前,国内在不同地区设定的基本设防烈度,主要是根据该地区以及具体建筑在一段时间内遭受地震以及地震强度的概率而定的。如果是一般建筑,则执行基本烈度设防,如果是重要的建筑物,则相应地提高设防烈度,但是,随着设防烈度的提高,建筑的造价会相应增加。
2、建筑结构形式
为了有效地保证建筑物“小震不坏,中震可修,大震不倒”,在最新的设计规范中,砖混内框架结构被严格取缔了。目前,主要采用的是框架结构、剪力墙结构等。框架结构空间布置灵活,相对造价低,但是其在水平地震力作用下,容易发生剪切变形,因此,框架结构适用的高度相对较低。剪力墙结构平面布置没有框架灵活,但其平面内自身刚度大,强度高,整体性能好,在水平荷载作用下变形小,抗震性能较强,适用于高度较高的高层建筑。
3、抗震措施
抗震措施主要是根据建筑的重要性决定的。在确定建筑等级及场地类型之后,将先进的抗震理念和系统的分析计算纳入到抗震设计中,即可改善建筑抗震性能,提高建筑抗震效果。
三、框架结构抗震设计的基本要求
有抗震性要求的框架结构,应设计成延性框架,遵守“强柱弱梁” 、“强剪弱弯”、强节点、强构件等设计原则,柱截面不宜过小,应满足结构侧移变形及轴压比的要求。在进行框架结构抗震设计的时候,需要确定框架结构的抗震等级,根据不同的等级进行设计,主要是为保证框架结构具有较好的延性,并且能满足合理、经济的设计要求。构件设计时应满足各自的基本要求:①框架结构在进行梁端抗震设计时,既要允许塑性铰在梁上出现又不要发生梁剪切破坏,同时还要防止由于梁筋屈服渗入节点而影响节点核心区的性能,使梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力,梁筋屈服后,塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力。②框架柱在设计时,应该遵循强柱弱梁,使柱尽量不要出现塑性铰,在弯曲破坏之前不发生剪切破坏,使柱有足够的抗剪能力,同时控制柱的剪切比不要太大。③框架节点在地震破坏时,主要是节点核心区剪切破坏和钢筋锚固破坏,因此在设计时,要采取“强节点弱构件”的设计概念,保证在多遇地震时,节点应在弹性范围内工作;在罕遇地震时,节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递。
四、框架结构构件抗震设计的构造措施
1、框架梁的截面抗震设计尺寸,宜符合下列各项要求:截面宽度不宜小于 200mm;截面高宽比不宜大于 4;净跨与截面高度之比不宜小于4。在计算出梁控制截面处考虑地震作用的组合弯矩后,可按一般钢筋混土受弯构件进行正截面受弯承载力计算。梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于 2.5%,且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比,一级不应大于 0.25,二、三级不应大于 0.35。梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值,除按计算确定外,一级不应小于 0.5,二、三级不应小于 0.3。梁端剪力设计值应根据强剪弱弯的原则,按的要求加以调整,对一、二、三级抗震等级分别采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系数。
2、框架柱的截面抗震设计尺寸,宜符合下列各项要求:截面的宽度和高度均不宜小于 300mm;圆柱直径不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面长边与短边的边长比不宜大于3。柱轴压比不宜超过下表的规定;建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑,柱轴压比限值应适当减小。柱的钢筋配置,应符合柱纵向钢筋的最小总配筋率,中柱和边柱的一、二、三、四抗震等级分别是1.0、0.8、0.7、0.6,角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等级分别是1.2、1.0、0.9、0.8。同时每一侧配筋率不应小 0.2%;对建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑,数值应增加 0.1。 当采用HRB400 级热轧钢筋时应允许减少 0.1,混凝土强度等级高于 C60 应增加 0.1。
3、框架节点核芯区箍筋的最大间距和最小直径宜按规范中的柱箍筋加密区的箍筋最大间距和最小直径,一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且体积配箍率分别不宜小于 0.6%、0.5% 和 0.4%。柱剪跨比不大于 2 的框架节点核芯区配箍特征值不宜小于核芯区上、下柱端的较大配箍特征值。
五、基于剪力墙结构建筑体形的抗震优化设计
高层建筑结构的设计,除了要合理选择结构抗侧力体系外,要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面;结构总体布置是指结构构件的平面布置和竖向布置。建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能具有决定性的作用。
1、震害及抗震概念设计
结构抗震设计有许多不确定因素(地震特性、结构扭转等),进行精确的抗震计算是非常困难的。结构的抗震设计除了进行细致的计算外,要特别注重结构概念设计。概念设计是指在结构设计中,结构工程师运用“概念”进行分析,做出判断,并采取相应措施。根据概念设计,抗震房屋的建筑体形和结构总体布置应符合如下原则:采用规则结构,不采用严重不规则结构;明确的计算简图和合理的传力路径;具有必要的刚度和承载力,具备良好的弹塑性变形能力和消耗地震能量的能力;部分结构或构件破坏不应导致整体结构倒塌,增加超静定结构的次数。满足抗震设计原则:即:“强节弱杆”、“强竖弱平”、“强剪弱弯”;置多道抗震防线,形成两道或多道的抗震防线,增强结构抗倒塌能力。
2、建筑平面和结构平面布置
高层建筑的外形分为板式和塔式两大类:板式建筑平面两个方向的尺寸相差较大,塔式建筑平面两个方向的尺寸接近。多数高层建筑为塔式。对抗风有利的建筑平面形状是简单规则的凸平面,如圆形,正多边形、椭圆形等平面,以减小风压,有较多凹凸的复杂平面,对抗风不利,如V形、Y形等。对抗震有利的建筑平面形状是简单、规则、对称、长宽比不大的平面。
六、结束语
综上所述,建筑结构设计中的抗震设计十分重要,加上我国今年来地震较多,加强房屋抗震设计对于居民的安全具有很大作用,应该不断的加强研究。
参考文献:
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【关键词】建筑工程 抗震设防对策建议
中图分类号: TU761文献标识码:A 文章编号:
一、工程抗震及其意义
建筑工程抗震是指通过编制、实施抗震防灾规划,对建设工程进行抗震设防和抗震加固,最大限度地抵抗和防御地震灾害活动。建筑物的抗震能力取决于抗震设防烈度、抗震设计和施工质量三方面,其中抗震设防烈度是基础,抗震设计是保障,而施工质量是工程抗震的关键。实践证明,在地震发生时,建筑的整体质量是保证人民群众生命安全的最重要保障,是当前预防地震的最好办法。
地震设防烈度是一个地区抗震设防规划时所依据的地震烈度,由国家主管部门对建筑工程制定必须达到的抵御地震破坏的准则和技术指标。1976 年以前,唐山地区地震设防烈度为6度,而震后修改为8 度,同时期做出修改的还有北京由6 度调整为8 度,天津由6 度调整为7 度。地震防设烈度是人为规定的,需要综合考虑地质、环境、工程重要程度等因素,以达到安全目标和经济承受能力的平衡。
1976 年后,我国对地震灾害进行了大量研究,主要成果体现在文献[1][2][3]等标准与技术文件之中,其中《GB50011-2001 建筑抗震设计规范》对于我国抗震设计具有指导和规范双重意义,既是建筑工程抗震设计的依据,也是建筑抗震安全性的衡量标准,是建筑抗震必须坚决遵照的规范。建筑抗震设计中的标准可归纳为“小震不坏、中震可修、大震不倒”。抗震设计一般分为承载力验算和弹塑性变形验算两个阶段,承载力验算是为了保证满足对于小震和中震的要求,而弹塑性变形验算是对于重点薄弱部位进行检验,并依据检验结果提出应对地震的构造措施,实现对于大震的设防要求。
建筑施工质量是工程抗震的关键。汶川特大地震中,位于重灾区的北川六汉希望小学,创造了没有一座房屋倒塌、没有一人因地震遭遇不测的奇迹,而承建该希望小学的承建商,在受灾地区所建五栋希望小学全都不倒,足以体现工程质量在抗震中的重要作用。建筑施工中的质量问题对于抗震有重要意义,应予以特别重视。
二、抗震设防存在的问题
地震烈度是一个十分复杂、模糊和笼统的主观的概念。这一概念产生于人们尚无有效的测量地震动物理参数的工具的时候。当时的地震学者用它来描述和比较某次地震在相关地区产生的影响程度的大小。地震烈度的概念发展至今,地震烈度表是其目前最精细的使用参照。不可否认,地震烈度表仍然是非常粗略的。由于地震烈度包括人的感受、地震动引起的响动之类无法量化的多重指标,这就导致了每次强震过后,强震区的烈度划分总是存在争议。由于地震烈度具有多指标综合性,在多个指标评定结果相差较多时,如何综合评定,这往往就取决于个人主观决定。不仅如此,具体到衡量地震烈度的每个指标的应用同样带有较大的随意性。目前的地震工程领域已经认识到包括结构类型,场地条件,震源机制在内的诸多因素对地震作用的影响。在实际的结构抗震工程中,认识较为成熟的影响因素已经考虑到结构抗震设计之中。地震烈度为设防指标显然没有区分种种因素造成的差异,从而也说明,在一定程度上地震烈度是一个落后的概念。总而言之,地震烈度是个十分粗略的概念,在建筑结构抗震设计中使用这一概念作为抗震设防指标是不恰当的。地震作为一个极为复杂的自然现象,地震动参数之间往往不存在明确的对应关系,事实上地震烈度和任一地震动参数之间的
对应关系更加模糊。自从20世纪30年代一50年代,人们逐渐积累了不少的地震记录,并依靠这些资料试图建立地震烈度与某个地震动参数的对应关系。最后的结论是:寻求地震动的任一单项参数与烈度的对应关系是徒劳的。这一事实的存在也就导致了在抗震工程中无法以地震烈度为出发点,直接合理的得到建筑结构的抗震设防参数,也无法经由合理的计算方法,将结构抗震验算的结果回归至地震烈度并依据三水准的设防目标来检验。考虑到地震烈度与地震动参数的对应关系极不明确,可以设想地震烈度与结构抗震概念设计要求和构造要求的对应关系更加不明确。很显然,地震烈度不是目前建筑结构抗震设防技术水准可以直接把握的概念,而在本质上,地震烈度在实际抗震设计中已经在很大程度上被绕开了。以地震烈度作为抗震设防标准的指标存在着建筑结构的抗震设计与抗震设防目标的脱节现象。
三、加强建筑工程抗震设防的措施
要适度提高建筑设防等级、提高建筑设计水平和确保工程质量等方面做到有效结合。主要措施有:
(1)建筑抗震设防,确定合理的设防等级。加固旧建筑的抗震等级。确保工程质量需适度提高设防等级的.主要是地处地震带、发生过大地震和设防级别明显偏低的地区。对于新建建筑则有必要、有可能大面积地提高抗震能力。对原有未设防的房屋,也要普遍进行抗震鉴定和抗震加固。抗震加固不仅在地震时能大大减轻房屋的破坏、保障人员的安全,就是没有发生地震,也在增加建筑物的安全、延长建筑物的使用年限、抗御其他灾害等方面具有明显的经济效益、环境效益和社会效益。
(2)完善进行抗震设防的法律依据。近年来国家为了规范抗震管理工作,建立健全建筑工程抗震设防法规体系,制定完善建筑工程抗震考核配套规章。认真做好施工单位管理规范和建筑工程抗震施工管理规范等国家标准和行业标准的制定修订工作。各地要结合
本地实际.制定和完善地方抗震设防管理审批法规规定.尽快形成国家和地方相互呼应、互为补充、比较完善的建筑工程抗震设防新体系。
(3)选择合理的地震安全性评价标准。地震安全性评价是抗震设计的一部分。它要求所设计的工程在使用期内可能遇到几次小的地震,工程基本无损,无需修理即可继续使用;在难得一遇的中震下.经修理后仍可继续使用;而在不大可能遭遇的特大地震下,可以容许工程破坏,但仍不倒塌,以保证人身安全。地震安全性评价主要包括地震危险性分析和土层地震反映,直接提供不同年限、不同概率水准的基岩与地振动工程参数。建筑工程首先要确定设防标准、设防标准定低了,工程设施安全度降低,地震时起不到抗震的效果。设防标准定高了,增加不必要的浪费,甚至工程项目因资金不足而缓建或停建。
(4)在工程建设的整个过程中抗震设防措施不容忽视。要使建筑工程真正达到能够减轻以至避免地震灾害,必须把抗震防灾工作贯穿始终,就是说在选址时选择地震危险性较小的地段作为建设场地。在抗震设计上,一定要严格按“二阶段”的设计步骤和“三个水准”的设防目标进行设计,不得马虎。在施工的各个环节上要全面贯彻抗震规范要求,充分体现抗震设计意图,使建筑物防御地震的能力得到保障,从而减轻地震灾害给人民生命财产带来的损失。
(5)加大科技投入,建立工程抗震设防管理信息化平台随着科学技术的发展。传统的管理手段已经不能满足建筑工程抗震设防的需要,迫切需要地震管理部门和建筑工程部门及建筑业业务主体三方联合起来加快建筑工程抗震设防信息化平台的构建。应用现代的通讯设备和电子计算机技术,建立健全建筑工程场地的数据库,逐步实现施工现场管理和监控的现代化.减少工程建设方因资金因素而降低工程抗震性能。可以通过工程抗震管理信息系统进行现代抗震设防管理和职能监督工作,确保建筑物在工程建设中抗震系数的真实性。
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关键词:社会责任; 地震类科技期刊; 期刊定位
2008年的汶川地震、2010年的玉树强震给国家和人民造成了巨大损失。汶川地震后,面对这一举国上下关心的灾害事件,出版工作者的使命感使我们清醒地意识到,利用地震学术期刊的优势,从专业水平上对震害进行深层次报道,刊登广大科技工作者、工程技术人员以及高等院校师生最新科研成果是科技期刊义不容辞的社会责任,也是科技期刊为全党全国工作大局服务的具体体现。
1 围绕社会责任进行期刊定位
1.1 突出专业特色
30年来以来,我刊坚持“突出专业特色,促进学科发展”的办刊方向,及时刊载地震工程学科最新的理论,实践和应用技术信息,推动我国地震工程科学研究的发展,为我国防震抗震,灾后重建工作服务,将这一使命作为刊物定位的标准之一,为减少地震为国家带来的损失作出应有的贡献。 我国是一个多地震的国家,为了保障人民生命财产和国家社会主义建设的安全,建筑物与设备的抗震问题亟待解决。为此,一方面要总结与交流我国自己的抗震经验,另一方面也要认真学习国外的经验,使洋为中用,促进我国地震工程科学的现代化。
2008年汶川地震猝然袭来后,刊物对相关研究课题及时报道,并及时出版增刊,在地震的发震构造、观测结果、场地影响、房屋破坏、交通系统震害等16个方面作出了及时的分析,对汶川的灾害评估和灾后重建具有深远的指导意义。
1.2 稿件多源性
充分利用社会资源,紧密跟踪地震工程学科的科研动向,吸收来自全国各大高校,科研院所的稿件,稿件量大,覆盖面广,通过参加学术会议,编辑培训等方式,加强与外界的沟通,使稿件来源更加广泛,思维更加新颖,并突出稿件的深度和内容,组织发表学术性强,实用性强,指导性强的稿件。使国内外先进的科技成果及时地在生产实践中得到应用。
2 缩短发表时滞,提高论文的时效性
发表时滞主要受到待用稿件数量、出版周期、期刊刊载容量、文章返修速度等因素的影响。科技文章处理时滞主要表现在编辑部在审稿、退稿、返修及编辑加工等方面,包括对内容、格式和作者信息的处理等。对于不符合本刊要求的稿件,尽快写出处理意见通知作者,突破待发稿件多、发稿排队导致稿件发表周期长的局限从而缩短发表周期。另外,要动态地掌握审稿专家的情况,经常与审稿专家联系,缩短审稿时滞,是缩短整个刊发时滞的一个重要环节。不断更换那些鉴识能力较差、责任心不强的审稿人,及时为审稿队伍补充新生力量。作为专业性很强的科技期刊,还需要及时关注刊物相关领域的民生大事,及时组织报道相关的科研成果,为政府制定相关措施和科研人员的补救工作提供参考。汶川地震后,地震重建迫在眉睫,编辑部及时发表恢复震后交通桥梁通行能力等方面的文章,缩短房屋抗震结构类文章的时滞。关于汶川地震的发震构造,场地破坏,房屋破坏等相关文章给予优先发表。
3 加强审稿制度,严把学术质量关
3.1 强化审稿制度
第一,及时反馈,防止一稿多投。收到稿件后在第一时间回复作者,并及时送审。为防范一稿多投,不仅要拒绝人情稿,更要及时收集本领域的相关信息,提高识别能力。对于一稿多投的作者给予严重警告。第二,专家审稿意见要完整有说服力。科技期刊的送审是非常重要的环节,他能帮助编辑在取舍和刊登主次上作出正确的判断,同时指出文章的不足之处,即研究是否到位,成果是否有创新性,是否值得发表,作者根据专家的意见逐条修改,使文章的水平得以完善和提高。要求编委和审稿专家对每篇文章的审稿意见既有整体评价,又有详细的修改意见,同时对文章中数据的正确性进行把关。第三,缩短审稿周期。送审后,要及时与审稿人沟通,编辑部人员在送审之前和之后,及时与审稿专家联系,了解专家近期的研究课题和动态,近期是否有外出或紧急事宜,以免耽误审稿进度,影响文章的刊发,也给需要改投的作者提供充裕的时间。
3.2 积极组织约稿
编辑部应积极组织约稿,打破闭门办刊的传统。作为编辑部,应采取走出去的办法,积极向校内外的专家、学者约稿,积极组织高水平的稿件,以提高刊物的学术水平。主动向院士、国内外知名专家及优秀中青年专家约稿,并注重出版重大基金项目论文。汶川地震发生后,我们积极组织刊发对灾后重建有帮助的优秀文章。
4 结论与展望
对科技期刊领域内突发事件进行有针对性的组稿,反映一个编辑部的紧急处理问题的能力和社会责任感,充分利用科技期刊的效应做好组稿和出版后的宣传工作,真正走出去,引进来,促进海内外地震工程领域的学术交流,推动我国地震工程科学研究的发展,在防震减灾与灾后重建等方面应承担起更多的社会责任。
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