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房屋抗震設計要求范文1
【關鍵詞】房建結構,結構設計,抗震設計現狀,要求
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
房建結構抗震設計,關乎民生,關乎經濟發展,社會穩定,對房屋建筑實施結構設計,主要涉及對建筑高度,承載力,總體結構,各個部件的性能規劃等一系列的因素,要求通過對各個構件和整體規劃的基礎上,既實現滿足居民生活生產保障安全的需要,又具有值得欣賞的美學價值。增強房建結構的抗震設計,必須綜合考慮地基,房屋的結構體系選擇,綜合布局等多方面建設因素,是一項及其專業,嚴謹,復雜的高技術工作。
二、建筑抗震的主要影響因素
1、抗震設計標準
目前,國內在不同地區設定的基本設防烈度,主要是根據該地區以及具體建筑在一段時間內遭受地震以及地震強度的概率而定的。如果是一般建筑,則執行基本烈度設防,如果是重要的建筑物,則相應地提高設防烈度,但是,隨著設防烈度的提高,建筑的造價會相應增加。
2、建筑結構形式
為了有效地保證建筑物“小震不壞,中震可修,大震不倒”,在最新的設計規范中,磚混內框架結構被嚴格取締了。目前,主要采用的是框架結構、剪力墻結構等。框架結構空間布置靈活,相對造價低,但是其在水平地震力作用下,容易發生剪切變形,因此,框架結構適用的高度相對較低。剪力墻結構平面布置沒有框架靈活,但其平面內自身剛度大,強度高,整體性能好,在水平荷載作用下變形小,抗震性能較強,適用于高度較高的高層建筑。
3、抗震措施
抗震措施主要是根據建筑的重要性決定的。在確定建筑等級及場地類型之后,將先進的抗震理念和系統的分析計算納入到抗震設計中,即可改善建筑抗震性能,提高建筑抗震效果。
三、框架結構抗震設計的基本要求
有抗震性要求的框架結構,應設計成延性框架,遵守“強柱弱梁” 、“強剪弱彎”、強節點、強構件等設計原則,柱截面不宜過小,應滿足結構側移變形及軸壓比的要求。在進行框架結構抗震設計的時候,需要確定框架結構的抗震等級,根據不同的等級進行設計,主要是為保證框架結構具有較好的延性,并且能滿足合理、經濟的設計要求。構件設計時應滿足各自的基本要求:①框架結構在進行梁端抗震設計時,既要允許塑性鉸在梁上出現又不要發生梁剪切破壞,同時還要防止由于梁筋屈服滲入節點而影響節點核心區的性能,使梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力,梁筋屈服后,塑性鉸區段應有較好的延性和耗能能力。②框架柱在設計時,應該遵循強柱弱梁,使柱盡量不要出現塑性鉸,在彎曲破壞之前不發生剪切破壞,使柱有足夠的抗剪能力,同時控制柱的剪切比不要太大。③框架節點在地震破壞時,主要是節點核心區剪切破壞和鋼筋錨固破壞,因此在設計時,要采取“強節點弱構件”的設計概念,保證在多遇地震時,節點應在彈性范圍內工作;在罕遇地震時,節點承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞。
四、框架結構構件抗震設計的構造措施
1、框架梁的截面抗震設計尺寸,宜符合下列各項要求:截面寬度不宜小于 200mm;截面高寬比不宜大于 4;凈跨與截面高度之比不宜小于4。在計算出梁控制截面處考慮地震作用的組合彎矩后,可按一般鋼筋混土受彎構件進行正截面受彎承載力計算。梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于 2.5%,且計入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區高度和有效高度之比,一級不應大于 0.25,二、三級不應大于 0.35。梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值,除按計算確定外,一級不應小于 0.5,二、三級不應小于 0.3。梁端剪力設計值應根據強剪弱彎的原則,按的要求加以調整,對一、二、三級抗震等級分別采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系數。
2、框架柱的截面抗震設計尺寸,宜符合下列各項要求:截面的寬度和高度均不宜小于 300mm;圓柱直徑不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。柱軸壓比不宜超過下表的規定;建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,柱軸壓比限值應適當減小。柱的鋼筋配置,應符合柱縱向鋼筋的最小總配筋率,中柱和邊柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.0、0.8、0.7、0.6,角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.2、1.0、0.9、0.8。同時每一側配筋率不應小 0.2%;對建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,數值應增加 0.1。 當采用HRB400 級熱軋鋼筋時應允許減少 0.1,混凝土強度等級高于 C60 應增加 0.1。
3、框架節點核芯區箍筋的最大間距和最小直徑宜按規范中的柱箍筋加密區的箍筋最大間距和最小直徑,一、二、三級框架節點核芯區配箍特征值分別不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且體積配箍率分別不宜小于 0.6%、0.5% 和 0.4%。柱剪跨比不大于 2 的框架節點核芯區配箍特征值不宜小于核芯區上、下柱端的較大配箍特征值。
五、基于剪力墻結構建筑體形的抗震優化設計
高層建筑結構的設計,除了要合理選擇結構抗側力體系外,要特別重視建筑體形和結構總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面;結構總體布置是指結構構件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結構總體布置對結構的抗震性能具有決定性的作用。
1、震害及抗震概念設計
結構抗震設計有許多不確定因素(地震特性、結構扭轉等),進行精確的抗震計算是非常困難的。結構的抗震設計除了進行細致的計算外,要特別注重結構概念設計。概念設計是指在結構設計中,結構工程師運用“概念”進行分析,做出判斷,并采取相應措施。根據概念設計,抗震房屋的建筑體形和結構總體布置應符合如下原則:采用規則結構,不采用嚴重不規則結構;明確的計算簡圖和合理的傳力路徑;具有必要的剛度和承載力,具備良好的彈塑性變形能力和消耗地震能量的能力;部分結構或構件破壞不應導致整體結構倒塌,增加超靜定結構的次數。滿足抗震設計原則:即:“強節弱桿”、“強豎弱平”、“強剪弱彎”;置多道抗震防線,形成兩道或多道的抗震防線,增強結構抗倒塌能力。
2、建筑平面和結構平面布置
高層建筑的外形分為板式和塔式兩大類:板式建筑平面兩個方向的尺寸相差較大,塔式建筑平面兩個方向的尺寸接近。多數高層建筑為塔式。對抗風有利的建筑平面形狀是簡單規則的凸平面,如圓形,正多邊形、橢圓形等平面,以減小風壓,有較多凹凸的復雜平面,對抗風不利,如V形、Y形等。對抗震有利的建筑平面形狀是簡單、規則、對稱、長寬比不大的平面。
六、結束語
綜上所述,建筑結構設計中的抗震設計十分重要,加上我國今年來地震較多,加強房屋抗震設計對于居民的安全具有很大作用,應該不斷的加強研究。
參考文獻:
[1] 張立軍 房屋建筑結構設計體系選型及抗震沒計 [期刊論文] 《科技與生活》 -2011年14期
[2]孟虎 房建工程磚混結構的抗震設計與前瞻性研究 [期刊論文] 《科技與企業》 -2011年9期
[3]萬忠倫 成都驛園高層住宅結構抗震設計 [期刊論文] 《鐵道建筑》 PKU -2008年12期
[4]呂西林.周德源、李思明、陳以一、陸浩亮.抗震設計理論與實例[M].同濟大學出版社.2011
房屋抗震設計要求范文2
【關鍵詞】建筑設計、建筑抗震設計、作用
引 言:
我國建筑行業近幾年內發展迅速,對建筑形式的要求也越來越多,對建筑質量的要求也越來越高。建筑設計是建筑抗震設計的基礎。在進行建筑設計的過程中,我們應該將抗震設計和建筑設計有機的結合起來,從而保證建筑設計的整體性和穩定性,提高建筑的抗震性能。
一、抗震設計的內容和要求
影響到建筑的抗震性能的因素很多,因此在進行抗震設計中,我們應盡可能的選擇有利的地段避開不利地段,采用相應的措施進行抗震設計。盡量選擇形式對稱、規則、剛度分布均勻的建筑結構。
在結構體系和結構材料的選擇和確定時,要符合抗震結構的要求,選擇結構延性好、強度和重力比值大、均勻性好、正交各向同性好的建筑設計。
在抗震設計中設置多道防線。地震作用具有一定的持續的時間,并且有可能會多次的反復的發作。我們、、通過對地震后倒塌的建筑物進行分析,我們不難看出地震的反復作用會使建筑物破壞嚴重,甚至造成建筑物倒塌。產生這樣的原因主要是因為建筑物的結構發生了破壞,從而喪失了承載荷載和重力的能力。因此在進行抗震設計的過程中,我們應對建筑物的構件的強弱關系進行一定的處理,形成多道防線,以此來提高建筑物的抗震能力。
二、建筑設計在抗震設計中需要考慮的問題
(一)建筑的外形問題
建筑的外形有兩個方面,主要是立體空間形狀和平面形狀兩種。在進行建筑的體型的設計中,我們應該盡量選擇空間和平面的形狀都比較規則和簡潔的,如矩形、方形和圓形等,減少建筑外形向外凸和向內凹的現象,減少不對稱現象的產生。對建筑內存在的較長的側翼和不對稱的側翼進行一定的限制。在外形的布置上我們應盡量保證建筑結構的剛度和質量的分布比較均勻,減少受到外形不對稱而引起的剛度和質量不對稱的問題,降低建筑在地震時產生扭轉反應的幾率。雖然在建筑設計中,為了滿足人們對美和藝術的要求,建筑物的體型越來越復雜,但是在進行建筑設計中,一定要確保將建筑的使用功能和建筑的抗震設計相結合,保證建筑的安全性。
(二)建筑平面布置的問題
在進行建筑的平面布置的設計中,我們應注意考慮到建筑的抗震設計,在平面布置中盡量做到布置的剛度和質量分布均勻,提高其對稱性,減少發生突變和扭轉效應的產生。在進行剪力墻的布置過程中應盡量和結構的抗震性能相結合,保證墻體布置的對稱性。在進行電梯井的布置過程中,盡量將電梯井居中布置,防止偏心扭轉地震效應的發生。建筑平面的總體布置應為結構的抗側力構件的布置提供條件,保證建筑的抗震設計和建筑的使用功能有機的結合,充分保證建筑的抗震設計在建筑設計中起到的作用。
(三)建筑的豎向布置問題
建筑物的豎向布置主要是指建筑物沿高度上的剛度和質量的分布形式。在建筑設計的過程中,我們應該盡可能的保證建筑物的豎向剛度的分布比較均勻,重視剪力墻的均勻布置,確保剪力墻的豎向布置能貫穿到建筑物的底部。在進行建筑物的豎向布置中應提高底層的設計剛度,保證建筑的整體穩定性。
三、建筑設計中應予以重視的抗震問題
(一)非結構構件的設計問題
建筑的室內裝飾和建筑外立面的裝飾都會影響到建筑的抗震性能。比如在立面上粘貼的大量的瓷磚、玻璃幕墻或者外掛花崗巖、大理石等材料,室內裝飾中的房屋中的吊頂和頂燈等。這些裝飾本身是否具有一定的抗震性能對建筑整體的抗震性能的影響很大。因此,在進行建筑的室內和外立面的裝飾的過程中,應考慮到建筑的抗震性能,結合建筑的抗震設計進行施工,從而保證建筑物的整體穩定性和抗震性能。
(二)滿足設計限值的控制
我國的《建筑設計抗震規范》中對房的抗震設計中的要求的限值做出了一系列規定。《建筑設計抗震規范》中對房屋的層數和建筑高度進行了一定的規定,因此荷載進行房屋的抗震設計中,應該按照相應的限值進行設計。其次規定中也說明了房屋的局部墻體的尺寸的限值和橫墻間距的限值。如在抗震設防烈度是八度的地區,多層的砌體房屋的抗震的橫墻間距就不應該超過15m。底層框架結構的多層磚房的抗震設計中橫墻的間距不應大于18m。在抗震過程中,如果橫墻的間距過大,就會消弱樓蓋的剛度。產生水平地震后,水平方向的力就無法馬上傳遞,從而增大縱墻的變形,降低建筑物的承載能力。因此規范中對房屋橫墻的間距做了最大限值的控制。如果房屋的一些承重或者非承重的外墻的盡端墻或者是高處屋外的女兒墻沒有按照相應的規范進行設計也會造成墻體開裂的現象,嚴重的會引起墻體的倒塌,因此在抗震設計中應按照相應的局部限值進行設計。
(三)房頂的抗震設計
屋頂的建筑一般都具有較高和過重的問題,這樣的形式在抗震過程中是不利的。如果屋頂建筑的重心和底層建筑的重心不在同一個直線上。屋頂的抗側力和底層的抗側力無法連續,就會提高地震的扭轉作用,從而影響到建筑的整體穩定性。因此在進行房屋建筑的設計過程中,我們應盡量減少屋頂的高度和重量,采用一些強度高質量輕的建筑材料作為房屋建筑的屋頂材料,同時為了減少鞭梢效應的產生,在進行屋頂設計的過程中,應盡量減少一些突出的建筑物的設置,爭取讓建筑物的屋頂的質量和結構剛度的分布都比較均勻,這樣有利于地震作用沿著建筑物的結構順暢的結構,減少地震對建筑的影響。另外,在進行設計中應盡量保持建筑物的中心和底層的中心一致,提高建筑的整體性。
結束語:
建筑設計在建筑抗震設計中的作用很大,是建筑抗震設計的一項重要組成部分,對建筑抗震作用的發揮有著不可忽略的意義。一個優秀的建筑抗震設計一定是建筑設計和建筑抗震設計相結合的設計,既保證建筑物的造型美觀、結構適用等要求,還能保證建筑物的抗震要求。因此在抗震設計中考慮到建筑設計的相關規定對房屋的設計具有重要的意義。
參考文獻:
[1] 裘民川. 建筑設計在建筑抗震設計中的重要作用[J].工程抗震.2013,06,20.
[2]代應君. 試論建筑設計在建筑抗震設計中的作用[J].建筑規劃與設計.2004.08.06.
房屋抗震設計要求范文3
[關鍵詞]多層磚房抗震設計
0引言
2008年5月12日下午,四川省汶川縣漩口和臥龍發生8級特別重大地震,造成當地通訊全部中斷,都江堰市區主街道兩邊部分房屋出現大面積裂縫,有的房屋頂層屋檐被震垮,高掛在空中;彭州市磁峰鎮、向峨鎮,什邡市紅白鎮、鎣華鎮房屋全部倒塌。國內外歷次地震的經驗告訴我們,磚房在歷次地震中的震害是最嚴重的,磚房之所以地震破壞比例如此大,主要原因是磚砌體是一種脆性結構,其抗拉和抗剪能力均低,在強烈地震作用下,磚結構易于發生脆性的剪切破壞,從而導致房屋的破壞和倒塌。如果在多層磚房的設計中再過度追求大開間、大門洞、大懸挑,甚至通窗效果等,必將大大削弱房屋的抗震能力。因此,抓好抗震設防地區建設工程的抗震設計,是減輕未來地震災害損失最積極、最有效和最根本的措施。下面筆者結合多年的工作實踐,談談多層磚房抗震設計看法。
1目前多層磚房抗震設計中存在的主要問題
1.1住宅磚房中為追求大客廳,布置大開間和大門洞,有的大門洞間墻寬僅有240mm,并將陽臺作成大懸挑(懸挑長度大于2m)延擴客廳面積;部分“局部尺寸”不滿足要求時,有的不采取加強措施,有的采用增大截面及配筋的構造柱替代磚墻肢;住宅磚房中限于場地或“造型”,布置成復雜平面,或縱、橫墻沿平面布置多數不能對齊,或墻體沿豎向布置上下不連續等等。
1.2在“綜合樓”磚房中,底層或頂層有采用“混雜”結構體系的,即為滿足部分大空間需要,在底層或頂層局部采用鋼筋砼內框架結構。有的僅將構造柱和圈梁局部加大,當作框架結構。
1.3多層磚房抗震設計中,所采取的抗震措施區別較大。構造柱和圈梁的設置:多數設計富余較大,部分設計設置不足(含大洞口兩側未設構造柱);抗震連接措施:多數設計不完整或未交待清楚,有的設計還采用“一本圖集打天下”的作法,不管具體作法和適用與否,全包在“圖集”身上。
1.4多層磚房抗震設計中,未作抗震承載力計算的占多數,加之缺乏工程經驗,使相近的多層磚房采用的砌體強度等級相距甚遠。
1.5城市住宅磚房建設中,房屋超高或超層時有發生,尤其是底層為“家帶店”的磚房,高度超過限值1m以上。
2多層磚房抗震設計的方法
我國建筑抗震設防的目標是三個水準。多層磚房可通過一階段設計達到下列要求:滿足抗震承載力要求,房屋“小震不裂”;滿足結構體系、平立面布置和抗震措施等要求,房屋“中震可修”;滿足房屋高度和層數及構造柱和圈梁等要求,房屋“大震不倒”。
為確保多層磚房抗震設計質量,我認為主要應該重視以下三個方面的內容。
2.1抗震概念設計
2.1.1房屋的結構體系
應優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系。同一結構單元中應采用相同的結構類型,不應采用磚房與底框磚房或內框架磚房或框架結構等“混雜”的結構類型。墻體布置應滿足地震作用有合理的傳遞途徑。縱橫向應具有合理的剛度和強度分布,應避免因局部削弱或突變造成薄弱部位,產生應力集中或塑性變形集中;對可能出現的薄弱部位,應采取措施提高其抗震能力。
2.1.2房屋的平、立面布置
建筑的平面布置和抗側力結構的平面布置宜規則、對稱,平面形狀應具有良好的整體作用。縱、橫墻沿平面布置不能對齊的墻體較少,樓梯間不宜設在房屋的盡端和轉角處;建筑的立面和豎向剖面力求規則,結構的側向剛度宜均勻變化,墻體沿豎向布置上下應連續,避免剛度突變;豎向抗側力結構的截面和材料強度等級自下而上宜逐漸減小,避免抗側力構件的承載力突變。8度和9度時,當房屋的立面高差較大、錯層較大和質量及剛度截然不同時,宜采用防震縫將結構分割成平面和體形規則的獨立單元。房屋的頂層不宜設置大會議室、舞廳等空曠大房間,房屋的底層不宜設鋪面等通敞開大門洞。當確需設置時,應采取彌補薄弱部位的加強型措施或進行專門研究。
2.2抗震計算
抗震計算是抗震設計的重要組成部分,是保證滿足抗震承載力的基礎。多層磚房的抗震計算,可采用底部剪力法。對平面不規則和豎向不規則的多層磚房,宜采用考慮地震扭轉影響的分析程序。目前,多層磚房的抗震設計中,不作抗震驗算是較普遍的現象,這樣就必然存在一是不安全二是浪費的問題。
2.3抗震措施
2.3.1構件間的連接措施
多層磚房各構件間的抗震構造連接是多層磚房抗震的關鍵。抗震構造連接的部位較多,重要部位的連接措施有下列幾項。
(1)墻與墻的連接
7度時層高超過3.6m或長度大于7.2m的大房間,以及8度和9度時,外墻轉角及內外墻交接處,當未設構造柱時,應沿墻高每隔500mm設2φ6拉結鋼筋,每邊伸入墻內不小于1m。
(2)構造柱與磚墻連接
構造柱與磚墻連接處應砌成馬牙槎,并沿墻高每隔500mm設2φ6拉結鋼筋,每邊伸入墻內不小于1m。
(3)構造柱與樓、屋蓋連接
當為裝配式樓、屋蓋時,構造柱應與每層圈梁連接(多層磚房宜每層設圈梁);當為現澆樓、屋蓋時,在樓、屋蓋處設240mm×120mm拉梁(配4φ10縱筋)與構造柱連接。
(4)構造柱底端連接
構造柱可不單獨設基礎(承重構造柱除外),但應伸入室外地面下500mm,或錨入室外地面下不小于300mm的地圈梁。
(5)后砌體的連接
后砌的非承重砌體隔墻,應沿墻高每隔500mm設2φ6拉結鋼筋與承重墻連接,每邊伸入墻內不小于0.5m。8度和9度時,長度大于5.1m的后砌墻頂,應與樓、屋面板或梁連接。
(6)欄板的連接
磚砌欄板應配水平鋼筋,且壓頂臥梁應與砼立柱相連,壓頂臥梁宜錨入房屋的主體構造柱。
(7)屋頂間的連接
突出屋面的樓梯間等,構造柱應從下一層伸到屋頂間頂部,并與頂部圈梁連接。屋頂間的構造柱與磚墻以及磚墻與磚墻的連接,可按上述抗震措施采取。
2.3.2構造柱和圈梁的設置
對橫墻較多的多層磚房,應按有關規定的要求設置構造柱;對橫墻較少或橫墻很少的多層磚房,應根據房屋增加一層或二層后的層數, 按有關規定的要求設置構造柱。
對橫墻承重或縱橫墻共同承重的裝配式鋼筋砼樓、屋蓋或木樓、屋蓋的多層磚房,應按有關規定的要求設置圈梁;對于隔開間或每開間設置構造柱的多層磚房,應沿設有構造柱的橫墻及內、外縱墻在每層樓蓋和屋蓋處均設置閉合的圈梁。
值得注意的是,圈梁的截面和配筋不宜過大,通常按有關規定要求的數值或提高一個等級采用就可以了,不宜無限提高。同理,圈梁的作用也是有限的。
2.3.3懸臂構件的連接
(1) 懸挑構件
懸臂陽臺挑梁的最大外挑長度不宜大于1.8m,不應大于2m。
不應采用墻中懸挑式踏步或豎肋插入墻體的樓梯。
(2) 女兒墻的穩定措施
6~8度時,240mm厚無錨固女兒墻(非出入口處)的高度不宜超過0.5m,當超過時,女兒墻應按抗震構造圖集要求采取穩定措施。女兒墻的計算高度可從屋蓋的圈梁頂面算起,當屋面板周邊與女兒墻有鋼筋拉結時,計算高度可從板面算起。
房屋抗震設計要求范文4
中圖分類號: TU973+.31文獻標識碼:A文章編號:
前言
底部框架-抗震墻砌體房屋是指底層由鋼筋混凝土框架承重,上部由多層砌體墻承重的結構。這些建筑由于房屋底層使用上需要較大空間而采用鋼筋混凝土框架結構,主要用于臨街的住宅、旅館、辦公樓等建筑。這種結構相對多層鋼筋混凝土框架房屋,土建造價低、施工方便,使用靈活等優點,目前在我國城鎮建設中廣泛使用。一、結構抗震設計的要求
底部框架-抗震墻砌體房屋具有上剛下柔,上重下輕的特點,房屋的震害程度與房屋的平面布置和上下墻體的相對位置,以及上下層的層間側移剛度比等密切相關。底部框架-抗震墻砌體房屋框架設計遵循的一個基本原則就是:“強柱弱梁”、“強節點弱構件”原則。目的是使框架結構在強烈地震作用下,塑性鉸先出現在梁端,后出現在柱端。如果框架的任一柱端先出現塑性鉸,可能會引起同一層其它柱端相繼出現塑性鉸,導致房屋倒塌。但是底層框架梁因為要承擔豎向荷載引起的較大彎矩,截面較大,因而在截面抗彎強度的計算上滿足“強柱弱梁”的要求很困難,所以在構造上特別是箍筋的配置上應盡量實現“強柱弱梁”的設計原則。
二、抗震墻砌體房屋的抗震設計
目前,底層框架-抗震墻砌體房屋的底層設計歸納起來存在以下三方面的問題:
1) 問題(一):底層為大商場等有大空間使用要求時,底層抗震墻設置得很少,其底層的側移剛度比縱橫墻較多的第二層小得多。這種結構由于其地震傾覆力矩主要由鋼筋砼框架柱承擔,使得底層鋼筋砼框架柱的承載能力大為降低,底層成為較薄弱的樓層,在強烈地震作用下底層成為彈塑性變形和破壞集中的樓層,危及整個房屋的安全。
2)問題(二):建筑一面臨街,且縱向臨街面一般不布置抗震墻,使得抗震墻數量過少,底層平面布置不對稱,導致在地震時產生扭轉效應而加重房屋的破壞。
3)問題(三):過渡層即與底部框架-抗震墻磚房相鄰的上一砌體樓層。此層擔負著傳遞上部的地震剪力和上部各層地震力對底層樓蓋的傾覆力矩引起樓層轉角對第二層層間位移的增大,因而此層受力復雜,也顯得非常重要。對于底部框架抗震墻磚房,當底層按抗震規范要求設置一定數量的抗震墻后,房屋底部的側向剛度和水平承載力有較大提高;此時如果忽略過渡層墻體的側向剛度和水平承載力的降低,可能使房屋的過渡層成為薄弱層;由于過渡層磚砌體的變形能力較底層相對較差,因而將降低這種房屋的抗震性能。
針對問題(一),要解決此問題,首先,在設計建筑平面布置時,應考慮在適當部位布置一些墻體;其次,設計過程中采用鋼筋混凝土抗震墻來代替磚抗震墻,一片相同厚度、高度和長度砼墻的抗側剛度是磚墻的好幾倍,既可減少墻面數又能保證底層的側移剛度。
針對問題(二),要解決此問題,應在沿街側外縱墻上布置一定數量的鋼筋混凝土抗震墻,另一側外縱墻上布置剛度相當的磚抗震墻,使底層的剛度中心與形心基本重合。底層沿縱向分成幾個較大空間,一些設計方案把分隔橫墻設計成為帶有構造柱、圈梁的磚墻,使得底層的橫向與縱向均不能形成完整的框架抗震墻體系,在地震作用下這些分隔墻因側移剛度大而先開裂,又因其承載能力和變形能力較鋼筋混凝土框架差而破壞嚴重,并且過早的退出工作,產生彈塑性內力重分布,導致底層框架-抗震墻部分破壞嚴重。因此,結構布置時必須將底層布置成縱橫向框架抗震墻體系,避免以上問題的產生。
針對問題(三),為避免上述情況發生,應加強過渡層墻體的抗震構造措施。在《砌體結構設計規范》(GB 50003-2011)的修訂中,加強了過渡層砌體墻墻的相關要求。過渡層構造柱縱向鋼筋配置的最小要求,增加了6度時的加強要求。過渡層構造柱配筋較上部同一位置構造柱配筋加大一級,二層構造柱下端箍筋適當加密,構造柱縱向鋼筋錨入底層框架柱、梁內40d;除按抗震規范設置構造柱外,應根據房屋層數、設防烈度適當增設構造柱,尤其是在底層有抗震墻的位置,以改善整個結構傳遞水平力的性能;另在房屋四周外墻,在縱橫墻交接處均宜設構造柱,以增加上部砌體結構與底部鋼筋砼框架抗震墻結構的連接和整體性,避免由于房屋上部及底部材質不同,結構的自振頻率不完全一致,在地震作用不因上、下部連接不強而在二層樓面處形成脫節。
三、底部框架結構抗震設計中應注意的問題 選擇對抗震有利的建筑場地,簡化建筑體型,講究規則對稱,質量和剛度變化均勻,抗震結構體系合理、明確等是確保抗震設計合理的基本設計內容。同時抗震設計應滿足“小震不壞,中震可修和大震不倒”的設防目標。在規范GBJ50011-2001,《建筑抗震設計規范》中明確規定,底部應沿縱橫兩方向均勻對稱布置框架-抗震墻體系,并重點強調底部抗震墻應是雙向、對稱布置并縱橫抗震墻相連。由于底部框架墻結構中的剪力墻屬低矮墻,其抗剪剛度相對較大,如果布置的墻肢較長、平面形式復雜,很容易出現局部剛度過大,受力過于集中的現象,甚至經常出現只布置極少的剪力墻就滿足上下層抗側剛度比限值的情況。如果不作處理,則會造成建筑的剛度中心對質量中心的偏心距較大,地震力作用下會對結構產生扭轉效應。底部框架墻結構的柱網不宜過大,并且框架梁上懸墻數目不應超過一道。首先從使用功能上,底框結構大多為商住樓,該跨度對應上部可分割為兩開間,無論上部為住宅樓,還是辦公樓,開間尺寸都必須以滿足砌體結構所能實現的功能。
底層框架砌體房屋第二層與底層的側移剛度比不僅會影響地震作用下的層間彈性位移,而且對層間極限剪力系數分布、薄弱樓層的位置和薄弱樓層的彈塑性變形集中都有很大影響。因此應嚴格的限制側移剛度比,設計中并對此作控制性驗算。這是因為該比值分析結果表明,當比值大于2時,在強烈地震作用下會造成薄弱的底層彈塑性變形集中,彈性位移增大,會加速底層的破壞;但當比值小于1.2,特別是小于1.0時,由于底層縱橫向抗震墻設計過多,底層過強,又會使薄弱樓層轉移到上部抵抗變形能力相對較差的磚房層,這也是不利的。在GB50011-2001《建筑抗震設計規范》對側移剛度比有明確規定:6度、7度時不應大于2.5,8度時不應大于2.0,且均不應小于1.0,實際設計時控制在1.5左右為宜。底部框架砌體房屋的底層或底部兩層均應設置縱橫向的雙向框架體系,因為底部的地震剪力按各抗側力構件的剛度分配,在這些結構混用的體系中,砌體墻較框架的抗側力剛度大得多,在地震作用下,砌體墻先開裂破壞,而砌體墻的變形能力較框架要差得多,這樣會形成砌體墻構件先退出工作,導致加重半框架或部分框架的破壞。
四、結論
底部框架抗震墻砌體房屋上部和底部抗震性能差異較大,由于其結構形式特殊,設計不合理而導致地震時的嚴重破壞。設計房屋的平面規則對稱、控制底層和過度層的剛度比,合理布置底部框架抗震墻砌體房屋的結構體系等,能使底部框架抗震墻砌體房屋具有較大的抗震能力和良好的抗震性能。
參考文獻
房屋抗震設計要求范文5
【關鍵詞】房屋建筑;結構分析;抗震設計
1、房屋建筑結構抗震設計規定
在我國, 房屋建筑結構抗震設計的標準一般分為特殊設防類、重點設防類、標準設防類、適度設防類等四個類別,簡稱甲、乙、丙、丁。在甲乙類建筑體系設計中應按高于本地區抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施,9度時應按比9度更高要求采取抗震措施。而丙類建筑應按本地區抗震設防確定其抗震措施。在丁類建筑中地震作用應按本地抗震設防烈度確定,但抗震措施(6度除外)允許比本地抗震設防烈度的要求適當降低。
在多層和高層現澆鋼筋混凝土房屋的結構類型中,當平面和豎向均不規則的結構或建造于Ⅳ類場地的結構出現時,適用最大高度應適當減少。在鋼筋混凝土房屋抗震等級的要求中,它的抗震設計一般要滿足,如果是框架部分承受的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50%的話,那么它的框架抗震等級應按框架結構來定。另外當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,地下一層的抗震等級應與上部結構相同,地下一層一下抗震構造措施的抗震等級可逐層降低一級,但不應低于四級。地下室中無上部結構的部分,抗震構造措施的抗震等級可根據具體情況采用三級或者四級。
2、抗震技術在房屋結構設計中的應用
1) 房屋結構水平和垂直布局設計。構件的水平和垂直兩個方向上的合理布置,是房屋結構設計中的一項基礎性內容,因為抗震性能很大程度上受墻、柱的水平和垂直位移的影響。所以,在房屋結構的設計中,要想提高其抗震性能,則應當遵循以下原則: 水平和垂直方向上的構件都要簡潔整齊,且其質量與剛度的中心應當重合。在垂直方向的設計中,應當盡可能的使構件的中心靠下,杜絕上重下輕的情況出現,同時嚴格控制其剛度和均勻性。
2) 提高房屋結構整體抗震性的設計。a. 科學合理的選擇地基。地基的好壞是影響房屋結構抗震性的基礎性因素,在設計初一定要經過充分的調查研究,科學合理的選擇地基,特別注意避免地基的變形情況。b. 連續性設計。房屋結構設計要想提高抗震性能,應當保證房屋結構在整體上的連續性,確保房屋的各個構件的連接可靠,使房屋結構是一個完整的整體,當發生地震時,房屋依靠其結構上的整體性,能有效的化解和分散地震產生的能量。c. 規則性設計。房屋結構的設計中規則性對于抗震性的影響也很大,在實際設計時應當最大可能的采用規則設計,憑借對稱性的結構來抵御地震,避免一些損害。d. 減輕結構重量。房屋結構設計時,我們應當最大程度的降低其重量,減小房屋整體結構對地基的壓力,緩解地震發生時所釋放的能量對房屋的沖擊作用。
3) 減小地震對房屋結構破壞作用的設計。a. 隔震層。隔震層是減小地震對房屋破壞作用的有效手段。一般來說,隔震層都會安裝在地基與結構主體的連接部分,使用諸如摩擦隔震元件和橡膠隔震支座等構件,地震發生時能夠起到有效的緩沖作用,同時還能有效減小房屋內部物體移動、倒塌帶來的二次破壞。b. 反擺。反擺設計是一種比較新型的減少地震破壞作用的設計,目前還不是十分的成熟,一般設置在房屋結構的頂部,當發生地震時,反擺會產生阻尼運動,能夠減小地震所引發的房屋的加速度,使房屋結構的震動變小,從而降低地震對房屋結構的破壞作用。
3、房屋建筑結構抗震設計措施
3.1房屋建筑位置的選擇
房屋建筑位置的選擇在一定意義上來說決定著房屋質量的好壞,一般地地震可以導致房屋建筑周圍地表變化,這樣就會造成地基的開裂,導致房屋出現問題。因此在地理位置的選擇上,設計人員要對房屋建筑進行合理化選擇:如選擇開闊的堅硬場地,考慮場地土的剛度大小和場地覆蓋層的厚度等。表1給出的是各類建筑物場地的覆蓋層厚度參照系數。
3.2 房屋建筑材料的選擇
一般來說,抗震性房屋建筑材料要選擇那些質量優等的材料。要綜合考慮保暖、防火等多種因素的存在,比如良好的鋼、鋁合金結構、木質結構及輕型復合材料等建筑材料作為主體材料。
3.3 選擇合適的建筑結構體系
首先結構體系要滿足穩定性,其次要與建筑結構相配套。此外還要注意建筑物傳力途徑的明確性,同時又要注意受力計算的明確性,還要保障在建筑體系中不使用轉換層,這樣就會保障有地震發生時候避免建筑傾斜或局部受損等現象的發生。
3.4 做好底層框架抗震墻設計
鑒于我國的地震災害多數發生在底層,一般突出表現為“上輕下重”的這樣一個現象,所以在設計時候要突出底層的墻體比框架柱重,框架柱又要比梁重。這樣的設計就會在發生地震時底層破壞的程度比房屋的底層輕得多。除此之外我們還要做到房屋的平、立面布置應規則、對稱,同時還需要注意第二層與底層的側移剛度比要控制適中,要符合:底層框架抗震墻磚房第二層與底層的側移剛度比值在6度時不應大于3.0,當在7度時不應大于2.5,在8度時不應大于2.0,在9度時不應大于1.5;且均不應小于1.0。
表 1
注:表中系巖石的剪切波速。
3.5 鋼筋混凝土框架抗震內力設計
我們盡可能做到在地震作用下的框架呈現梁鉸型延性機構,為減少梁端塑性鉸區發生脆性剪切破壞的可能性,對梁端的剪力適當調整,使斜截面受剪承載力高于正截面受彎承載力,做到“強剪弱彎”。 在實際運用中如不采取這個措施,柱端很可能比梁端先出現塑性鉸。因此適當調整柱計算內力并增大配筋,使塑性鉸首先出現在梁端,抗震性能較好。
結語
地震是人類生活面臨的重要的自然災害,危及著人民的生命與財產安全。因此,在建筑結構設計的時候,必須充分考慮抗震設計,并有采取適當的抗震措施, 盡最大可能確保房屋質量,才能減少地震的危害。
但是我們仍需要注意的是,當地震烈度大于5度時,地震對房屋等建筑結構的穩定性產生影響,也只有在當地震烈度在設防范圍內時,建筑結構物相對完好。也就是說我國現行的建筑結構設計規范有能力對地震烈度為7~8度以內的地震進行有效設防。 所以說地震設防能力相對很低的普通居民房坍塌毀損與人員傷亡所占的比例是極大的,對大型建筑結構抗震深入研究的同時,應提高對普通民房抗震能力的關注。
參考文獻
[1] 周定前. 抗震概念設計在高層建筑結構設計中的應用[J]. 中華民居(下旬刊),2013:64-65.
房屋抗震設計要求范文6
關鍵詞:抗震技術 民用房屋 結構設計
1 引言
民房建設中,抗震結構設計是民房結構設計的一個重要環節。設計的合理與否直接影響民用房屋的質量和人民的生命、財產安全。我國屬地震多發國,應在民用房屋結構設計中對抗震技術提出更高的要求。
2 民用房屋抗震技術研究現狀
我國民房抗震研究起步較早,始于上個世紀50年代。最早的二部抗震鑒定和設計標準TJ 23-77《工業與民用建筑抗震鑒定標準》、TJ 11-78《工業與民用建筑抗震設計規范》,就在指導我國房屋建筑抗震設計中起到了十分重要的作用。八十年代后,我國相繼制定和修訂了GBJ 11-89《建筑抗震設計規范》、GB 50191-93《構筑物抗震設計規范》、GB 50223-95《建筑抗震設防分類標準》等一系列國家標準,形成了比較完整的民用房屋抗震設計標準體系。
我國現行的民房設計標準GB 50011-2010《建筑抗震設計規范》,在總結國內外大地震的經驗教訓,特別是在經歷了2008年汶川大地震后,采納國內外先進的抗震技術最新科研成果的基礎上進行了修訂。修訂后的標準對于抗震設防標準有了適度的提高,對民房抗震性能的增強提出了更高的要求。
3 房屋結構設計中抗震技術的應用
磚混結構因選材方便、施工簡單、造價低、工期較短等特點,多年來一直是我國房屋結構設計中使用最為廣泛的一種建筑形式,其中民用房屋建筑中約占90% 以上。
磚混結構通常采用粘土磚和混合砂漿進行砌筑,通過內外磚墻的咬砌使整體具有一定的連接性,多層磚混砌體房屋的基本材料和連接方式可決定建筑物的脆性性質和變形能力。因此改善建筑物砌體結構的延性,對提高房屋的抗震能力具有極其重要的意義。
3.1 科學布局建筑物的平面和立面
建筑結構設計中,建筑物的平面和立面布置是十分基礎和重要的內容,其墻柱的距離、內外墻的布置、通道、電梯井以及房間數量的布局等直接反映建筑的使用功能和要求。抗震設計中,建筑物的平面、立面應簡潔和規則,力求結構質量中心與剛度中心的一致,用以增強建筑物結構抗震性能;反之,平面布置不規則的房屋,其質心與剛度中心往往不容易重合,在地震作用下會產生超強的扭轉效應,大大加劇地震的破壞力度。
建筑立面設計應避免頭重腳輕,房屋重心應盡可能地降低,同時避免采用錯落的立面結構設計方式。對建筑物結構豎向強度和剛度的均勻性應嚴格控制,特別應對突出屋面建筑部分的高度進行控制,使其不宜過高,以免地震發生時產生鞭梢效應。
建筑設計應符合抗震設計的要求,不應采用嚴重不規則的設計方案,當不可避免時必須使用時,應盡量在適當的部位設置防震縫。力求在兼顧建筑造型和滿足使用功能要求的前提下,建筑物既簡潔、美觀大方,又能有效地提高工程的抗震性能。
3.2 砌體房屋的總層數及總高度
歷次地震災害表明,砌體房屋越高,層數越多,它所遭受的地震破壞程度就越大。所以民用房屋結構設計中,必須嚴格按照抗震設計規范要求,控制磚砌體房屋的總高度和總層數,才能有效減少地震時帶來的震害。
3.3 增強砌體房屋的剛度及整體性
房屋是縱、橫向承重構件和樓蓋組成的具有空間剛度和強度的結構體系,其結構的空間整體剛度和穩定性決定了抗震能力的強弱。現澆鋼筋混凝土樓板及樓蓋是較為理想的抗震構件,它所具有的整體性好、水平剛度大的等優點,不僅可消除滑移、散落等隱患,增加房屋的整體性和樓板的剛度,而且適當放寬了平面上墻體對齊的要求等。在建筑物適當的部位增設構造柱,并配置構造鋼筋、設置配筋圈梁等均可增強建筑物空間剛度、加大建筑物結構的整體穩定性,提高房屋的抗震性能。
3.4 合理布置縱墻與橫墻
縱、橫墻體是多層磚混房屋的主要承重構件。地震時,承重縱、橫墻在地震力作用下會產生裂縫,嚴重時出現傾斜、倒塌而使房屋造到破壞,所以提高房屋抗震性能的關鍵是合理布置縱、橫墻。應優先采用將橫墻作為承重墻或使縱橫墻共同承重的結構體系,對縱、橫墻的布置應合理美觀、均勻對稱,且窗間墻等寬。
墻體布置時,應采用縱墻貫通的平面布置方式。當縱墻無法貫通布置時,可在縱橫墻的交接處采取增設鋼筋混凝土構造柱,并適當加強構造配筋等加強措施,用以防止建筑物縱、橫墻在交接處被拉開,提高房屋的抗震能力。
3.5 適當增加墻體面積 合理提高砂漿強度
多層磚混房屋的抗震能力與墻體面積的大小和砂漿強度等級密切相關。合理提高墻體面積、科學地提高砂漿強度等級,可有效地提高房屋的抗震能力。經驗數據表明,在對6層磚混房屋的抗震試驗中,房屋上層的地震作用較小,基本滿足了抗震承載力的要求;但底部二層,特別是第一層,屬薄弱層,地震作用力較大。但若增加墻體的承載面積,即將240mm寬的承重墻改為360mm寬的墻,或適當提高砂漿的強度等級,由M5提高到M10,則可基本滿足抗震承載力的要求。可見,增加底部,特別是1層~2層的墻體面積或適當提高砂漿強度,是減輕震害的有效途徑之一。
3.6 有效設置房屋圈梁和構造柱
在多層磚混房屋建筑中設置沿樓板標高的水平圈梁,可有效加強內外墻的連接,從而增強房屋的整體性。圈梁的設置,其約束作用使得樓蓋與縱、橫墻構成一個整體的箱形結構,有效地約束了預制板的散落,大大降低了磚墻平面倒塌的可能性,使各片墻體的抗震能力得以充分發揮。圈梁的設置還可以限制墻體裂縫的沿伸和開裂,提高墻體的抗剪能力和有效減輕地震時因地基的不均勻沉陷與地表裂縫對房屋造成的影響。圈梁是民用房屋結構設計中較為經濟有效的提高房屋的抗震能力和減輕震害的抗震技術。
3.7 在墻段內設置水平鋼筋
為提高民用房屋墻體的抗震能力,可采用在抗震力不足的承重墻段內配置水平鋼筋的結構設計方法,使砌體及水平鋼筋共同承擔地震力。經驗試驗表明,配置水平鋼筋可有效地減少墻段的脆性、增加延性,從而提高墻段的抗震性能和增強整個磚混房屋的抗震性能。對水平配筋磚砌體的要求如下:
砌筑砂漿強度等級應≥M7.5;
水平鋼筋宜采用HPB235(即屈服應力為235Mpa的熱軋光圓鋼筋)或HRB335的普通低合金鋼的2級帶肋鋼筋;
0.07%≤配筋率≤0.17%,且間距不應大于400mm;
鋼筋錨固長度應≥180mm。
4 結論
綜上所述,抗震技術的應用是民用房屋結構設計的重要內容。民用房屋抗震設計應體現預防為主的設計思想,只有把握民用房屋結構設計的抗震機理,才能確保民房建筑結構具備較強的抗御地震的能力。
參考文獻:
[1] 韓小虎, 王麗霞. 探討建筑抗震設計中的建筑設計[J].內蒙古水利,2010,125(1):162-163.
[2] GB 50011-2010,建筑抗震設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2010:
[3] 侯建娟. 建筑結構設計中的抗震設計[J]. 工業建設與設計,2009(6):35-37