建筑结构防震技术

建筑结构防震技术（精选7篇）

建筑结构防震技术 篇1

随着城市化进程的加快, 越来越多的高楼大厦出现在人们的视野中, 但是人们对于房屋建筑的舒适度和安全性能上的要求也越来越多。近年来我国的地质灾害不断地的发生, 地震给人们的生产生活带来了很大的困扰, 同时, 地震灾害引发的水灾和火灾也会给人们造成无法估计的经济损失, 这对于我国提倡的和谐社会和可持续发展的战略目标是不相符的。虽然, 这些地质灾害我们是无法避免的, 但是我们可以通过对工民建房屋的结构不断完善, 使用更加先进的施工材料和施工技术, 这样可以更好的提高房屋的使用年限, 提高工民建房屋建筑抵御灾害的能力, 从而实现给人们一个舒适, 安全的居住环境, 从根本上实现国民安居乐业和和谐社会的构想。

1 工民建房屋建筑需要防震加固的原因

早期人们对于房屋的需求仅仅是停留在居住、遮风避雨的层面上, 因此在设计房屋的时候并没有过多的将房屋的使用年限加进去, 同时, 对于房屋其它一些荷载量和季节变换带来的自然环境因素考虑进去, 加上建筑材料和房屋建筑技术的局限性, 这些都会大大地削弱这些工民建房屋建筑的使用年限和抵抗自然灾害的能力, 这些安全隐患如果无法得到很好的解决, 将是阻碍社会经济发展的进程, 居住的人带来极大的安全隐患, 因此, 需要通过防震加固技术的运用来延缓工民建房屋建筑的使用期限, 提高抵御自然灾害的能力。

2 工民建房屋建筑存在的现状

目前我们国家的工民建房屋建筑中, 就抗震这一问题来说还是存在比较大的问题。首先, 私自加高楼层, 完全没有考虑现有的房屋是否能够承担即将增加楼层的负荷量。其次, 居民盲目的追求房屋的空间和使用效果, 仅仅按照自己的设想去对户型进行改建, 完全没有很科学的去计算和控制个墙面之间的承重量。第三, 部分工民建房屋建筑在建造时, 受到当时的技术水平、材料的局限, 加上经验不足, 只是设计建造出来的房屋达不到标准, 更有甚者, 一味的照搬和复制前人的图纸, 没有仔细的考察当地的地域性气候的差别和当地水文土壤的性质, 导致这些工民建房屋建筑在短期的使用过程中出现种种安全隐患, 至于防震性能就更无法实现了。

3 工民建房屋建筑结构防震加固技术及运用

地震作为一种突发性和破坏性较强的自然灾害, 从古至今对于人们的生产生活都造成了比较严重的影响, 比如早些年的唐山大地震, 近些年的汶川大地震等, 给人们增添了无数的伤痛, 同时也对社会的经济发展造成了较为严重的影响, 因此在进行工民建房屋建造的过程中, 应该将房屋的防震等安全性能放在考虑的首要因素。在漫长的工民建房屋建筑的过程中, 人们总结和发现了不少可以增强房屋防震加固的技术, 并且将它们在实践中进行不断的完善和改进, 以便于更好的建造出质量过硬的工民建房屋。

第一, 采用结构粘筋加固。粘贴钢板加固法通常是指利用胶粘剂在建筑结构的构件外部粘贴一层钢板, 对房屋建筑结构进行加固这种加固方法, 利用了新进技术启能够充分发挥钢结构的作用和性能。房屋建筑结构采用粘贴钢板加固法, 一般工程完工后在保持房屋建筑原貌的基础上对房屋进行加固。采用粘贴钢板的加固具有占用空间少、对房屋建筑及周围环境影响较小、时间短、建设周期较短等优点。另外采用的原材料和施工工艺简单施工成本低。粘贴钢板加固法施工技术简单速度快且不会对房屋结构造成太大的影响。

第二, 碳纤维加固技术。碳纤维加固技术是一种既经济实惠, 又性质独特、实用性非常强的房屋加固技术。碳纤维加固技术是指利用结构胶和碳素纤维对房屋建筑结构进行加固。碳纤维加固技术使用的原材料独特、结构特殊。这种原材料具有强度高、应用时间长、能经受强大腐蚀性、占用面积小、材料的埋管简单、使用起来轻巧便捷而不需采用特殊的监控技术监控等特点。正由于使用的材料特殊使得碳纤维加固技术具有施工成本低、实用性强、施工方便的特征因而得到普遍应用。

目前我国的碳纤维技术主要在房屋建筑结构的加固以及房屋建筑结构的防水、防漏等工程施工中使用。由于国内外的许多公司都生产碳纤维这就为碳纤维加固技术提供充足的资源。

第三, 注浆加固技术。注浆加固技术具有悠久的历史很久以前就被运用到房屋建筑中。随着建筑施工技术的不断发展往浆技术也得到不断改进得到普遍采用。在房屋建筑结构中采用注浆加固技术时, 应注意在低压和慢速环境中灌浆确保浆能够覆盖建筑物的各个裂缝。在采用注浆加固技术施工中要对裂缝大小和注入状况进行详细分析确保注入浆的精确度。注浆技术对原有的防技术平台水和加固技术进行了改进减少了加固技术的施工步骤。通常运用到混凝土建筑物的修补过程中。

第四, 化学植筋技术。化学植筋技术是指利用化学粘合剂对螺杆以及钢筋等进行加固继而加固房屋建筑结构。在采用化学植筋技术施工时, 要先对施工位置进行精确定位, 然后钻孔在钻孔后必须清理, 准备好钢筋进行填充对钢筋的方向和位置的控制和校正一般采用利用锚定胶进行。在钢筋稳固后要对房屋进行养护和检验。化学植筋的方法普遍应用于房屋建筑结构的改造可以很好地加固房屋建筑结构。

第五, 改变受力体系加固法。改变受力体系加固法是对房屋建筑结构进行加固的一种重要的方法, 它是通过在建筑结构中增加托架和托梁不断增加建筑的承受力。在加固中要对不同的元素进行分析。受力点分为弹性受力点和刚性受力点。依据不同的受力情况可以将支撑体系分为预应力支撑和非预应力支撑。在支撑杆上增加预应力撑杆, 这样能够增加房屋建筑结构的预应力。受力体系加固法可以增加房屋建筑结构的承受力效果显著但是这种加固法存在弊端会对建筑物的原形有一定的改变。

4 结论

工民建房屋建筑作为人们生产生活中的一个重要的组成部分, 其自身的安全性、持久性和抗震性是非常重要的, 因此, 在进行工民建房屋建筑时需要人们从各个地区的气候环境和水文环境出发, 在对施工区域进行了全面的了解之后, 再开始设计房屋的施工图纸, 制定施工计划, 确定好适合当地环境的工民建房屋建筑防震加固施工技术, 做好全面的统筹, 把握好每一个环节和制定严密的验收和监察制度, 从根本上确保房屋的整体质量, 提高房屋的实用性, 尽可能的实现房屋的使用年限和防震等性能。只有这样才能给人们提供舒适、安全的环境, 这也是适应可持续发展, 构建和谐社会的必然途径。

摘要：在经济飞速发展的今天, 人们对于物质文化的要求也是与时俱进的, 对于房屋建筑的要求上也相应的提高了很多。但是, 目前在我国的一些中小城镇中, 部分使用年限比较久远的工民建房屋仍然在使用当中, 这些早期建造的工民建房屋在安全性和防震性能上都是亟待加强的。在工民建房屋建筑的维修和建造时, 合理的使用建筑防震加固技术是较为可行的。因此, 本文围绕工民建房屋建筑防震加固技术的使用缘由和运用展开了简要的分析。

关键词：工民建房屋建筑,防震加固技术,运用

参考文献

[1]冯杨杰, 范金森.加固的技术经济分析模型探讨[J].山西建筑, 2012 (33) .

[2]薛晓刚.碳纤维加固技术在建筑工程中的应用研究[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2012 (8) .

建筑结构防震技术 篇2

关键词：房屋建筑,防震减震,应用技术

0.引言

20世纪工程防震技术的静力理论首先是出现在日本, 这种理论逐渐发展为减小刚度的结构体系, 之后又形成柔性的结构体系, 最后发展成为增加上部结构的刚度减小底层刚度的柔性底层结构体系, 在接近20世纪末的时候形成现在世界各国普遍采用的延性结构体系抗震方法[1]。所谓的延性抗震方法是将设防烈度作为工程设计的基础依据, 把抗作为主要的途径, 通过适当的调节和控制建筑结构的刚度来增加建筑的延性, 这种设计可以使建筑在遇到地震时呈现非弹性状态, 以此来消耗地震传来的能量, 这样可以最大限度的避免建筑结构受到地震的破坏, 即建筑受到了破坏也不会出现倒塌的情况。

1.房屋建筑工程结构的防震技术

1.1 房屋建筑的防震方法

我国现在城市建筑的防震方法有两种:一是房屋建筑的结构抗震方法, 这种方法包括底部剪力法、频谱法、随机振动法、时程分析法以及振型分解法。二是房屋建筑物的结构减震隔震方法。这种方法包括辊轴隔震、滚珠隔震、橡胶垫块隔震、悬挂基础隔震、摇摆支座隔震、滑动支座隔震、悬挂结构隔震、耗能减震、主动控制减震等[2]。

1.2 房屋建筑的弹性防震方法

目前在我国弹性建筑设计是一种最新的建筑防震方法, 这种建筑的最大特点就是可以达到以柔克刚的效果, 现在建筑行业中最常使用的就是将大楼建在隔离体上面进行防震, 而隔离体是由阻尼器。分层橡胶以及硬钢板组共同构成, 这种结构安排可以是房屋建筑不和地面直接接触, 可以有效的避免建筑受到来自地面的强大冲击力。这个结构中的阻尼器可以减缓建筑上下的颠簸, 是由螺旋体钢板组成的。而且有研究表明房屋建筑也可以建在滚珠和弹簧上面, 这也是一中新的抗震设计理念, 它和传统的防震结构设计理念有相同点, 都是通过将房屋建筑与地面隔离起来, 这样避免建筑受到地震产生的冲击力, 减少房屋建筑的振动进而实现防震效果。

2.房屋建筑工程结构的隔震技术

在实施房屋建筑的过程中为了保留建筑柔性底层结构体系的特征、避免底层结构中的元件受到破坏, 要使用隔震结构体系, 根据隔震装置在建筑中所处的位置可以分为三类:地基隔震、基础隔震以及层间隔震。

第一, 地基隔震。绝缘和屏蔽都属于地基隔震的范畴, 绝缘隔震是利用有降低输入加速度性质的软土地基, 但是这种方法要求建筑地基能够支撑地面的房屋建筑, 而且这种软土地基的沉降量要在允许的范围之内, 然后在地基中降低输入波。屏蔽隔震是采用在房屋建筑的周围挖一条很深的沟壑, 或者在建筑的四周埋下屏蔽板, 这样可以将隔断长周期的剪切波。这两种方法都是对建筑的地基进行改造来减少地震时的输入波, 但是考虑到建筑地基的关键性, 在实际房屋建筑工程中很少用到这种方法。

第二, 基础隔震。这项隔震技术是目前房屋建筑行业使用最为广泛的一种技术, 而且该技术发展的也比较成熟, 它的设计原理是在房屋建筑的底部放置控制机构, 以此来实现阻止地震能量向建筑上部传输。基础隔震的方法一共有三种, 一是使用橡胶垫隔震装置, 包括高阻尼橡胶垫、天然橡胶垫、标准多层橡胶垫和加铅多层橡胶垫等。二是滑移隔震。是在房屋建筑的地面放置滑移层, 滑移层是由钢摩擦滑板、涂层和砂料等, 当发生地震的时候建筑通过滑移层形成的不接触介面产生滑动位移, 切断了地震波的传输, 以此限制了上部建筑的地震反应。三是滚珠隔震。这种结构原理是为高强度的钢珠涂上一层润滑层, 然后把它放在建筑物和基础的中间, 当发生地震的时候滚珠产生滚动, 减少了上层建筑结构的移动, 有效的降低了地震给房屋建筑带来的破坏。

在房屋建筑工程的实际建设中隔震装置除了可以放在建筑的底部也可以根据建筑的需要在层与层之间放置隔震装置, 像这种结构的隔震装置最初都是用来隔震的橡胶支座, 但是隔震层放置的位置不同因此被称为层间隔震结构。

3.房屋建筑工程结构的减震技术

我们知道工程结构的抗震设计必须遵从相关的规范, 建筑抗震设计规范对工程应用中的安全性提出了具体的要求。

3.1 减震技术的设计原理

消能减震技术从字面上来理解就是用一种特殊的装置来消耗地震带给房屋建筑结构的能量, 这种技术原理是在建筑的抗侧向力结构中添加耗能装置, 用局部发生变形提供的阻力来消耗地震向上层建筑传输的能量, 是建筑在遇到地震时不会受到较大的破坏, 这种耗能减震装置不会对建筑结构的形式有所影响, 房屋建筑的抗震结构和普通房屋相比没有没有降低但是它的抗震安全性能却得到了大幅度的提升。

3.2 减震技术的设计要求

如果房屋建筑是钢筋混凝土结构类型的房屋并且需要减少地震时产生的水平位移, 这时候就适合采用消能减震设计。减震的设计要基于当发生罕见地震时建筑产生的位移幅度来制定设计的准则、具体要求以及适当的消能元件, 消能元件的选择要能够提供较大的附加阻力, 切实在地震中起到一定的作用。现在的消能元件有很多种:橡胶垫隔震减震器、封闭型减震器、不锈钢丝绳减震器以及空气阻尼减震器等[3]。

消能部件一般是由节点、墙体、消能器以及斜撑等支撑构件组成的一种连接, 在设计的时候要符合钢结构连接或者钢筋混凝土构件连接的构造要求, 而且节点要能够承担消能器带来的强大作用力。

一般消能器可以采用速度相关型、位移相关型以及其他的类型。速度相关型的消能器包括粘滞消能器和粘弹性消能器;而位移相关型消能器包括金属屈服消能器和摩擦消能器等。

如果有需要消能的元件可以分别设置在两个主轴的方向上, 消能元件安装的嘴合适位置是在层与层之间发生变化较大的位置, 装置的数量和分布情况要通过综合分析进行合理的布置, 这样才能有效的提高消能装置在建筑中的消能作用, 房屋结构里与消能元件相连的结构构件要能够将消能部件传递的内力分散到建筑基础上。

3.3 房屋建筑安全评估要求

现在房屋建筑工程结构的防震减震设计依然是以概念设计为主, 在实际的应用中并不多, 而这种防震减震的概念设计也是根据国外的地震灾害经验总结确定的, 尤其是在对待建筑地基处理、选材方面以及抗震结构措施等都是按照烈度不同设计的, 在我国的大部分城市建筑中防震结构都是以设防烈度为基础依据, 因此在房屋建筑的现场的安全性评估报告中应该具备明确的设防烈度评价的结论。

4.结束语

随着科学技术的不断发展, 房屋建筑的防震减灾技术理论体系会逐渐成熟, 房屋建筑施设计人员应认真分析建筑结构, 准确把握各项设计要求和原则, 设计结构合理、抗震性能优越的现代建筑。本文的上述理念设计和抗震装置介绍都是近些年来对国内建筑抗震相关标准的研究体会, 希望能够引起建筑行业和居民对防震设计的关注, 以期为我国建筑行业在抗震结构设计方面起到一定的指导作用。

参考文献

[1]陈明军.混凝土建筑结构抗震的加固技术分析[J].金田, 2012, 24 (8) :280

[2]贺云.建筑物受震破坏的原因分析及现有房屋的抗震加固措施[J].河北职业技术学院学报, 2011, 4 (03) :41-43

建筑桥梁工程防震方案分析 篇3

1. 桥梁被地震震害的原因分析

1.1 地壳移动导致梁式桥梁上部分的活动节点部位因为盖梁的宽度不够, 而使得落梁与梁体不断撞击、碰撞引起的破坏, 对于拱式结构的桥梁则表现出拱上的建筑和腹拱的破坏, 拱顶、拱脚产生裂缝, 甚至可能是整个隆起变形。

1.2 可能是支座损害, 由于在建筑时未考虑抗震的要求, 在受到地震力的强大作用时, 支座连接等方面的构造不足, 或者是支座的材料上的缺陷等因素, 就会发生支座发生强大的变形, 导致螺丝拔出、剪断或者是活动支座脱落, 最终整个桥梁结构因震力传递形式的变化而损坏。

1.3 还可能是结构下部发生破坏, 这是由于桥梁的下部结构不足以抵抗自身的惯性力以及有支座传递过来的地震作用力而发生变形和开裂, 并连带着整个桥梁毁坏。

1.4 如果是在地基比较松软的地方的桥梁则会出现河岸滑移, 桥台向河心移动, 这种情况则造成的后果是最严重的。

2. 桥梁工程防震方案探讨

2.1 牢记桥梁抗震设计要遵循的原则

按照国家的标准, 桥梁防震应达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”。要确保这一标准, 必须要进一步明确抗震设计的原则:

第一, 体系的整体性和规则性原则。要确保桥梁整体性要好, 结构尽可能是连续的, 这样可以减少结构震坏脱落的现象, 发挥桥梁的空间作用。

第二, 多道抗震设计原则。在一个抗震结构体系中, 有一部分延性好的构件在地震时先达到屈服, 充分发挥出它吸收和耗散地震能量的作用, 然后才是第二道抗震防线、第三道或者还有更多的防线, 这种结构大大地降低桥梁损害的几率。

第三, 能力设计原则。所谓能力设计是指不适宜发生非弹性变形的构件、延性构件等不同构件与不同的破坏模式之间确定的强度、安全度, 比如说我国采用的“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点若构件”的思想则是此原则的体现。

2.2 引进国外学习一些先进技术和思想

日本是个频发地震的国家, 在1923年的关东地震以来, 日本政府就在不断总结经验, 分析研究桥梁抗震方案, 扩充完善公路桥梁的标准, 对于1980年前的桥梁每次都是优先加以维护, 实施了很多计划, 如“桥梁防震加固3年计划”, 全面将桥梁加固为一个坚固的整体结构。我国要向他们学习, 学习他们的先进技术、思想以及这些防患于未然的精神。

2.3 采用抗震的设计方法

比较容易实现的抗震方法主要有:

(1) 采用隔离支座, 大量的研究表明在桥梁体的墩、台的连接处安装隔离支座可以有效地减少墩台的水平地震作用力, 这是一种普遍的、作用力较强的方式。

(2) 利用桥墩延性减震, 这是要将某些部位的设计的具有足够延性, 让桥梁受到强大地震时, 这些部位形成的稳定延性产生的弹塑性变形可以延长结构周期, 耗散地震能量, 可以起到很到的缓冲作用, 避免突然地剪断而发生损害。

(3) 采用减震的新结构, 型钢混凝土具备很多优点, 它的承载力要高于普通同形状的混凝土一倍多, 它的抗剪能力很强;它的延性也比钢筋混凝土结构高很多;滞回曲线比较饱满, 耗散能力也有较为显著的提高, 从而使得这种混凝土呈现出很好抗震性能, 而且还可以节约材料, 降低造价。

2.4 积极采纳有效的建筑防震措施

首先, 防震设计要合理。

第一, 建筑设计不仅要注重建筑原理更要重视防震设计, 设计师对于建筑组织结构的防震能力也提出了更高的要求。地震主要分为大震、中震和小震, 一般情况下地震烈度分为12度, 6到10度的地区需要有防震设计。在整体规划设计阶段, 需要工程师对于建筑的选址、基础结构及当地实际情况进行充分了解。工程师在设计建筑符合自己设计理念的同时要清晰的确定其抗震能力, 将抗震设计体现在建筑中。初期的建筑设计要根据设计师的自身能力, 而并非计算机式的单纯数据设计。

第二, 根据新抗震规范进行设计, 同时要灵活变通。新的抗震规范有很强的强制性和很好的功效, 但是不可否认的是并非所有的实际情况都能依靠规范来解决。在实际设计中, 应主要以抗震规范为主要依据, 遵循其规则, 这样才能保证抗震效果。在实际中, 我们仍需做到运用概念设计, 如组织结构的抗风设计与抗震设计, 抗震设计要求能消减外荷载, 吸收或转换震动的能量;而抗风设计则要求组织结构在风的作用下动力相对应该小点, 刚度较大这一矛盾必然影响组织结构体系的抗风和抗震性能。为了弥补这一不足, 需要合理的概念设计与延性构造措施来加以保证。

第三, 注重地震与场地共振情况的发展。在楼房建筑中, 框架房屋拥有自身的自震周期, 在遭遇地震灾害时, 地震的震感周期若与楼房的自震周期一致便会产生共振加大震感, 这样楼房倒塌的几率便更大。在新抗震规范中提到了组织结构周期和振型的抗震理念, 这就要求我们在设计中应搜集历来当地地震周期, 避免出现建筑物自震周期与地震周期一致。

其次, 防震措施要到位。

防震设计符合当时抗震要求时, 施工的正常进行则是达到抗震效果的重要保证。

第一, 在实际施工中, 管理人员和施工人员要高度重视抗震设计的实际重要性。在施工过程中, 应不断加强人员的抗震意识教育。

第二, 施工中保证对设计的正确理解与应用。很多施工人员对于设计只有大概的了解, 却不能完全领会防震设计, 从而导致因为理解能力产生错误。尤其在一些组织结构薄弱的部位的处理中不容忽视, 如在建筑平面外墙转角处的转角窗, 为了防震设计中限制了角部组织结构竖向抗侧力构件的设置, 如果能够正确理解并采用概念设计, 解决这一问题的方法是两竖向构件间设厚板、暗梁等可靠拉结, 反之则不能达到防震的效果。同时让组织结构保持良好的抗震性能仍应考虑很多因素如场地稳定性和材料应用等等。

第三, 施工中保证真材实料, 避免偷工减料。如杭州建筑中曾出现使用毛竹代替钢筋的丑闻, 这样的做法后果十分严重, 不仅不能达到工程的使用年限, 更是不能符合其防震功能。在施工管理中, 必须严格遵照设计要求来施工, 对于采购材料人员实行严格监督, 谨防开发商偷工减料及采购人员为回扣以次充好。同时, 对于建筑中的重点如学校和医院等应更加强调其质量, 在达到其防震能力的同时最好进一步加强其防震效果。

再次, 抗震法律要完善。

我国现在已经有新的防震规范, 对于建筑的防震设计有了法律上的保护与限制, 但是对于施工中的法律规定却十分不足。在施工过程中, 只有对于原则性的重大建设工程的地震安全性评价, 对于防震设计的实际履行程度及效果没有正规的法律条文规定。在施工中的《建设工程抗震设防要求管理规定》中没有具体的操作细则, 法律条文更是稀少。再则, 对于工程的责任制和问责制度也没有具体的规定。对于安全质量的工程终身责任制却没有将工程的防震能力一并考虑。针对于此我们应该进一步完善防震、抗震的法律制度体系, 落实责任追究制度, 竣工验收也应包括防震抗震验收制度。

最后, 防震意识要增强。在震中我们发现很多不合质量要求的建筑, 其中主要的原因是因为我们的防震意识不强。在近些年来我国没有遭受到强大地震直接导致在建筑中防震意识薄弱, 若想克服这一问题在加强教育和宣传方面需要下功夫。

第一, 加强全民防震意识。无论在学校还是在社区都多开设防震教育课程, 全民的意识提高了才能将地震灾害像日本一样当成普通灾害那样重视。

第二, 对于开发商及工程业主定期进行防震教育并不定期的抽查, 开发商的重视才能直接提高工作人员的意识。

3. 结语

建筑结构防震技术 篇4

关键词：建筑结构,结构动力学,减震防震,应用研究

通常人们使地震对建筑物减小破坏的措施主要是通过两种途径, 即通过减小地震动的输入来使其控制在建筑物能够承受的范围和通过改变建筑本身的性能来适应或应对地震振动等来减小对建筑物的影响, 使建筑物能够承受住这种影响。地震的灾害给我国人民人身安全造成了严重的威胁, 因此, 我们必须在一定的经济条件下, 最大限度得限制和减轻建筑结构的地震破坏, 从而保证人民的生命财产安全不受损害。

一、建筑结构的设计原则

在对房屋建筑结构进行设计过程中, 要注意以下几个原则。

1. 计算简图要进行恰当、合理的选择

房屋建筑物的结构计算式是通过计算简图实现的, 计算简图的选择影响着结构的安全, 计算简图选择不当, 则会经常出现结构安全事故, 因此, 选择恰当的计算简图, 对于保障结构的安全具有重要意义。除此之外, 建筑物结构的计算简图, 需要采取相应的方法来保证, 以能够很好地控制住计算简图在设计范围内的误差。

2. 合理的选择建筑结构方案

合理的建筑结构设计离不开经济合理的建筑结构方案, 也就是说, 在结构的形式和体系上要做到联系实际, 切实可行。建筑物的结构体系不仅要有明确的受力, 而且还要传力简捷。在同一个结构单元中, 要选择一种结构体系, 不适宜混用多种结构体系。在地震区域中, 应严格遵守平面和竖向的原则。例如, 在确定结构方案的过程中, 要全方位、全面地对建筑工程的设计要求、地质条件、施工条件以及原材质量等不同的因素进行分析, 并且在建筑、水电、供暖等方面经过充分的协商后, 择优选用。

3. 对计算的结构进行准确分析

目前, 在我国的建筑结构设计中, 比较普遍的采用计算机网络信息技术, 由于网络技术的发展, 软件种类多种多样, 软件不相同, 计算的结果也就有所不同。针对此现象, 结构设计人员应该针对各个不同的计算软件使用的范围和条件, 进行详细全面的分析, 在结构计算时, 避免不必要的误差。另外, 还要求结构设计人员在通过运用计算机软件进行设计过程中, 要经过认真分析, 做出合理的判断。因为可能出现建筑结构的实际情况与软件程序不符合、由于人为原因造成的错误以及软件自身存在的缺陷等问题, 在一定程度上会造成计算结果的错误。

4. 采取相应的构造措施

房屋的建筑结构设计, 要牢牢掌握设计的原则, 并且加强建筑结构中的薄弱环节, 提高建筑物构件的延性性能, 还要注意钢筋的锚固长度, 特别是钢筋在执行阶段的锚固长度。其中, 如震动效应、空气冲击波效应、爆破飞石、噪声、有害气体等, 这些都对建筑结构造成间接或直接的危害。

二、动力学中的结构动力特性

在建筑结构中结构动力学反映抗震性质的微分方程:, 其中的系数C1和C2能根据初始条件确定。运用能够妥善处理重复变换加载的三维有限元方法分析钢筋混凝土柱在地震荷载作用下的非线性特性。钢筋混凝土墙——框架体系的非弹性地震反应, 一般都参照了连续变化的轴向力和挠曲的相互影响和剪切变形的影响, 加之轴向力变化对于动力反应的影响非常显著, 但剪切变形的影响却不大。如果我们仔细研究钢框架建筑的非弹性地震反应我们会发现柱的轴向塑性变形会朝一个方向积累, 进而导致水平位移增大, 从而加剧P—Δ效应。轴向力将减小挠曲为主的振型的自振频率, 而且将加大拉伸振型的自振频率。我们可以运用离散变量方法, 对整个体系进行处理, 用拉格朗日方程进行一般性分析, 以便考虑结构的空间特性。

三、建筑结构中结构动力学的防震减震应用

建筑结构中的防震减震应用最主要的就是对建筑结构进行特性优化分析, 例如, 针对某高层建筑, 业主要求必须体现大空间概念, 最后经过与设计院的协调沟通, 确定采用28层的设计方案, 其中, 地下2层, 地上26层, 总面积30 000 m2, 高度达到94 m。针对建筑结构体系的优化选择, 设计院具体的对建筑结构中结构动力学的减震防震应进行了设计应用, 具体方法如下。

1. 反应谱设计法

根据结构动力学所特有的特性, 动力结构在地震时就会有一定的动力效应, 简单的说就是结构上质点的地震反应加速度与地面运动的加速度有所不同, 且结构上质点的地震结构自震周期与阻尼具有一定的联系。对动力学方法的应用可以对自由度弹性体系质点的加速度反应进行求解, 并求得不同周期的加速度反应。

2. 延性设计法

假设地震降低系数为R, 则R将反应谱法所得到的加速度反应值am进行降低, 并与静力法水平地震相当的设计地震加速度ad, 并以此得出公式为ad=am/R, 此公式中R对于延性较差的结构取值一般较小, 反之, R取值较高的延性则较好。虽然对于地震力降低系数R将加速度反应降下来利用的只是经验, 但是, 人们已经开始意识到需要根据结构的延性性质来对地震力降低系数进行不同的取值。

3. 能力设计法

想要能够有效地保证建筑结构中钢筋混凝土结构具有足够的弹性, 就需要运用钢筋混凝土结构能力设计法。此方法的原理就是对非弹性性能对结构抗震能力的理解和超静定结构的地震机理的理解, 并在地震的作用下对具有岩性破坏机制的控制思想进行实现, 进而保证结构的抗震效果和设防目标, 同时还可以保证设计的经济合理性。

四、结语

综上所述, 在对建筑结构的设计过程中, 不仅需要对建筑结构的使用功能和使用年度进行考虑, 同时还需要对建筑结构的安全防震性能进行考虑, 并在建筑结构设计的过程中充分对地震的来临进行模拟, 要保证建筑符合小震不坏、中震可修、大震不倒的原则。为了做到以上的抗震要求, 就要对结构动力学的基本原理和方法进行充分的学习, 并运用到建筑结构设计中。

参考文献

[1]宋强, 杨兴, 蓝刚, 宋香宁.钢-混凝土混合结构与钢筋混凝土结构的动力性能对比[J].科技创新导报, 2008 (19) .

[2]柏章朋, 邱永东.基于性能的结构抗震设计研究的主要内容[J].科技咨询导报, 2009 (17) .

[3]张亚楠.新型墙体砖发展现状及应用前景探讨[J].墙材革新与建筑节能, 2009 (08) .

关于多层建筑工程质量防震分析 篇5

1 多层建筑工程质量的防震分析

防震性能是多层建筑的重要功能之一, 也是维护多层建筑稳定运作的关键, 只有做好防震设计, 才能有效应对地震隐患, 维护人们的生命安全, 因此, 加强多层建筑工程的防震设计势在必行。

在对多层建筑进行防震设计时, 须从多方面着手, 主要包括施工、设计等方面。在施工方面, 多层建筑的施工质量与防震效果之间有着紧密联系, 只有遵循以人为本的原则, 把控好各施工环节的质量, 这样才能更好满足建筑的防震需求。在工程施工中, 需加强质量管理, 若出现偷工减料等问题, 必须及时进行处理, 避免危害建筑使用者的生命健康[1]。很多施工人员的职业素质不高, 在施工中存在一定随意性, 进而埋下了一些安全隐患, 因此, 施工企业必须做好人员的监督和培训工作, 提高施工人员的安全意识及综合素质, 让其能够掌握相应的施工技术及突发事件的处理方法。很多施工企业都不关注员工的生命, 没有对员工的业务能力进行考察便让其参与进施工中, 这样不仅影响工程施工质量, 也会危害施工人员的生命, 而且在建筑后期的运作中, 会由于抗震性能不足而影响使用者的安危[2]。因此, 施工企业必须落实责任制, 将员工效益与施工质量直接挂钩, 明确各施工人员的责任, 做好整个施工过的监督工作。抗震性能与施工质量紧密相关, 所以施工人员须做好全方位的防震处理, 包括施工材料的采购、试验、建筑产品检验等方面, 这样才能更好提高确保多层建筑的抗震效果[3]。

在设计方面, 一些地区的地震发生率较高, 如果多层建筑的抗震设计存在缺陷, 将会影响建筑的安全运作, 因此, 做好抗震设计至关重要。实际情况中, 造成地震灾害的原因较多, 主要包括抗震设防标准缺失、维护不当、设计不足、设计人员缺乏防灾意识等因素, 在这种情况下, 多层建筑面临着随时坍塌的威胁[4]。很多相关部门都不注重开展防震工作, 只是在出现地震后才采取一些处理措施, 这样不仅浪费资金, 而且难以确保抗震效果, 所以做好早期的预防至关重要。随着城市化进程加快, 多层建筑越来越多, 对建筑抗震性提出的要求也越来越高, 所以在对多层建筑进行抗震设计时, 须严格依照相关规范进行操作, 明确相应的抗震设防标准, 以更好维护人员的生命安全[5]。设计人员在做好实地考察后, 须制定出相应的抗震设计图纸, 施工人员则需严格按照相应的设计图纸进行操作, 处理好各种细节问题, 从全方位提高多层建筑的抗震性能[6]。由于地震灾害往往突发其来, 所以建筑使用者须加强建筑维护, 做好加固处理, 尽量使用一些抗震性能较好的材料, 以更好确保多层建筑的抗震效果。

2 多层建筑工程质量的防震方法

多层建筑的抗震方法较多, 设计人员在选择相应的抗震方法时, 需结合实际情况, 从多方面着手, 以更好提高多层建筑的抗震性能, 维护使用者的安全。多层建筑工程的防震方法如下:

2.1 刚性抗震技术的应用分析。

刚性抗震技术指的是以增加抵抗侧向力的组件为基础, 以更好增强混凝土的强度等级, 确保多层建筑的刚度。这种防震技术在很多国家都得到了广泛应用, 虽起到了一定作用, 但是从整体而言, 依旧存在较大缺陷。若建筑的刚度过强, 在出现地震问题时, 相应的地震加速度会变大, 进而增强了地震的作用, 这样对建筑的危害也就越大。实际情况中, 基于建筑特性, 即使刚度足够强, 也会遭受一定的破坏, 所以应用效果存在一定缺陷。

2.2 隔震技术的应用分析。

我国隔震技术虽然起步较晚, 在科学进步的推动下, 也有了较大发展。橡胶隔离支座属于一种常见的隔震技术, 在各类建筑中都能起到较好作用。实际在出现地震问题时, 建筑的主要变形部位为隔震层, 在隔振的作用下, 能够较好降低上层建筑的地震加速度, 减轻建筑结构的损害程度, 进而维护建筑的稳定运作。隔离支座的类型较多, 常用的主要有橡胶支座、滑动隔震支座。在实际应用中, 隔震技术的抗震性能较为理想, 而且在经济上也具有一定的优势, 所以得到了广泛应用。但是隔震技术也存在一定缺陷, 目前隔震技术在水平方向地震作用的降低方面能起到一定作用, 但是在降低竖直方向的地震作用方面略显不足。在隔震层中, 相应的配管和配线需采用柔性方式进行连接, 所以会提高造价水平。

2.3 消能减震技术的应用分析。

消能减震技术在实际应用中能发挥出较好效果, 相应的能量耗散组件不需对结构进行支撑, 在这种情况下, 即便能量耗散组件出现变形问题, 也不会对结构造成较大破坏, 进而有效保护了建筑的主体结构。在消能减震技术中, 相应的能量耗散组件在更换中较为便利, 而且在各类延性结构中都有着较强的适应度, 进而起到较好的减震效果。消能减震技术能够减轻地震反应, 降低水平方向以及竖向地震的作用, 进而提高防震效果, 维护多层建筑的安全运作。

结束语

抗震设计是一些地震常发区建筑的重要设计基础, 也是确保建筑整体质量的关键要素, 如果抗震设计不到位, 很容易造成多种安全隐患, 所以做好多层建筑的抗震设计有着重要作用。多层建筑中有着较为密集的人口, 如果建筑的抗震设计不到位, 将会危害到人们的生命安全。因此, 设计人员须结合地区特性, 选用适宜的抗震方法, 建立稳固的抗震体系, 确保建筑的长远运作, 这样才能更好提高建筑的整体抗震效果。

参考文献

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[2]胡玉春.建筑防震加强措施构想[J].房地产导刊, 2015 (20) :433-433, 444.

[3]袁大军.论建筑桥梁工程地震伤害的成因及防震方案[J].企业改革与管理, 2014 (16) :136.

[4]俞英娜.浅议建筑结构设计应关注的问题[J].建筑设计管理, 2013 (11) :40-42.

[5]刘松涛, 李晓娜.对建筑工程结构的防震设计思考[J].建筑工程技术与设计, 2014 (34) :189-189.

如何加强建筑物的防震设计 篇6

延性对抗震来说是极其重要的一个性质, 我们要想通过抗震措施来保证结构的延性, 那么就必须清楚影响延性的因素。对于梁柱等构件, 延性的影响因素最终可归纳为最根本的两点:混凝土极限压应变, 破坏时的受压区高度。影响延性的其他因素实质都是这两个根本因素的延伸。如受拉钢筋配筋率越大, 混凝土受压区高度就越大, 延性越差;受压钢筋越多, 混凝土受压区高度越小, 延性越好;混凝土强度越高, 受压区高度越低, 延性越好 (但如果混凝土强度过高可能会减小混凝土极限压应变从而降低延性) ;对柱子这类偏压构件, 轴压力的存在会增大混凝土受压区高度, 减小延性;箍筋可以提高混凝土极限压应变, 从而提高延性, 但对于高强度混凝土, 受压时, 其横向变形系数较一般混凝土明显偏小, 箍筋的约束作用不能充分发挥, 所以对于高强度混凝土, 不适于用加箍筋的方法来改善其延性。此外, 箍筋还有约束纵向钢筋, 避免其发生局部压屈失稳, 提高构件抗剪能力的作用, 因此箍筋对提高结构抗震性能具有相当重要的作用。根据以上规律, 在抗震设计中为保证结构的延性, 常常采用以下措施:控制受拉钢筋配筋率, 保证一定数量受压钢筋, 通过加箍筋保证纵筋不局部压屈失稳以及约束受压混凝土, 对柱子限制轴压比等。

通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性能力, 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:

1“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。

2“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。

抗震构造措施:通过抗震构造措施来保证形成塑性铰的部位具有足够的塑性变形能力和塑性耗能能力, 同时保证结构的整体性。

这一系统的抗震措施理念已被世界各国所接受, 我国的抗震措施中对耗能机构的考虑采用了“梁柱塑性铰机构”模式。抗震设计中我们为了避免没有延性的剪切破坏的发生, 采取了“强剪弱弯”的措施来处理构件受弯能力与受剪能力的关系问题。值得注意的是, 与非抗震抗剪破坏相比, 地震作用下的剪切破坏是不同的。因为框架剪切破坏总是发生在梁端塑性铰区, 这就不仅要求在梁端形成塑性铰前不发生剪切破坏, 而且抗剪能力还要维持到塑性铰的塑性转动达到大震所要求的程度, 这就需要更多的箍筋。同时, 在梁端塑性变形过程中作用剪力并没有明显增大, 也进一步说明这里增加的箍筋不是用来增大抗剪强度, 而是为了提高构件在发生剪切破坏时所达的延性。

二、我国防震高层建筑的节点设计参考其他地震多发国家的经验, 我

国抗震规范中对高层钢结构的节点设计提出如下:

1将梁截面局部削弱, 可以确保塑性铰外移, 这种构造具有优越的抗震性能。根据美国报导, 梁翼缘削弱后可将受弯承载力降至0.8Mp, 因钢材用量要增多, 结合我国情况作为主要形式推广将难以接受, 可将此方案列入了条文说明, 必要时可参考采用。

2参考日本新规定, 将混合连接上端扇形切角的上部圆弧半径改为10-15mm, 与半径35mm的切角相接;同时, 规定圆弧起点与衬板外侧焊缝间保持10-15mm的间隔, 以减小焊接热影响区的相互影响。至于日本采用的不开切角以及直通式不设切角的构造, 因为我们没有经验, 不敢贸然采用, 有持今后对其性能进行验证后再作取舍。

3在消除衬板的缺口效应方面, 考虑割除衬板弄得不好会伤及母材, 且费用较高, 故采用角焊缝封闭衬板边缘的方法。上翼缘衬板影响较小, 暂不作处理。下翼缘衬板边缘建议用6mm角焊缝沿下翼缘全宽封闭。因仰焊施工不便, 角焊缝最多只能做到6mm;为了更好地消除缺口效应, 应要求焊沿翼缘全宽满焊。

建筑结构防震技术 篇7

1. 国内外隔震研究的发展状况

基础隔震概念最早是由日本学者河合浩藏于1881年提出的。隔震对低层和多层建筑较为合适，不隔震时基本周期小于1.0s的建筑结构效果最佳。当隔震层位置设置在首层及首层以上时，隔震体系的特点与基础隔震结构有较大差异，隔震层以下的结构设计计算也较为复杂。

2. 工程概况及隔震设计方案

2.1 工程概况

北京市防震减灾中心工程位于北京市海淀区苏州街28号。主楼地上共8层，裙房3层，主楼与裙房均为地下2层，采用框架——剪力墙结构，大部分柱距为8.6m，剪力墙集中在两端部，形成两个剪力墙筒。根据结构的使用功能及对抗震性能的特殊要求，拟在主楼地上结构采用隔震设计进行减隔震，裙楼采用常规的抗震设计，因此在主楼与裙房之间设有防撞缝，缝宽550mm。地上部分的整体模型见图1。

2.2 隔震设计方案

北京防震减灾中心抗震设防烈度为8度，作为地震的监测、指挥及科研中心，建筑内部设备多而且重要，需要该中心在地震发生时本身能够保持良好的性能，对应的性能需要达到中震弹性。采用通常的抗震设计，做到中震弹性代价较大。综合考虑，对该结构采用隔震技术是可行且十分必要的。

选取-1.8m标高位置为隔震层。具体为：隔震层位于±0.00m以下，即首层之下与地下一层顶面之间，图2和图3是实际结构构造示意图和结构模型示意图：

采用隔震的主楼结构平面近似矩形，长边50.4m，短边20.1m，隔震层以上结构高度为37.4m。各层楼板开洞较少，剪力墙沿长向两端布置。

3. 隔震计算

3.1 隔震目标

工程的隔震目标定为降低上部结构设防烈度一度。

水平向减震系数是按照隔震前后结构的层间剪力的比例来确定的。为了使结构在隔震后达到7度(0.10g)设防的抗震水平，水平向减震系数应该为：【7度(0.10g)小震反应谱分析时的最大水平地震影响系数0.08】/【安评报告给出的小震下最大水平地震影响系数0.18】=0.56。规范中水平减震系数和层剪力比之间留了0.7的安全系数，因此，结构隔震前后的层剪力系数应该为0.56×0.7=0.39。

3.2 隔震层布置和参数

隔震层全部由铅芯橡胶支座组成，支座的布置如图4所示，具体为：外圈布有直径750mm的大铅芯橡胶支座LRB750(周圈)15个以及直径850mm的大铅芯橡胶支座LRB850(周圈)2个;内部布有直径750mm直径的小铅芯橡胶支座LRB750 8个以及直径为850mm小铅芯橡胶支座LRB85012个。橡胶垫和阻尼器参数列于表1。

隔震层中各隔震支座在罕遇地震下的最大水平位移应满足umax≤min{0.55d, 3tr}，d为隔震支座直径，tr为隔震支座橡胶层总厚度。隔震层位移限值见表2。时程分析下3条地震波平均最大位移为377mm，包络最大位移为409mm，满足要求。

结构高37.4m，宽20.1m，高宽比为1.86，远小于4，按规范规定，可不进行抗倾覆验算。在罕遇地震作用下，局部隔震支座出现了拉应力，拉应力值基本不大于1.2MPa。

3.3 隔震层下部结构计算比较

采用两个计算模型，对隔震层下部结构计算进行比较：(1)采用Midas整体模型进行时程计算分析;(2)采用PKPM系列软件通过短柱模拟隔震层计算分析。

Midas模型中采用橡胶支座隔震装置来模拟隔震层。SATWE模型中采用短柱来模拟隔震层，短柱层层高与实际层高相符，通过变换柱截面尺寸调整结构刚度。通过两个模型对比，判断模型合理性。Midas模型采用时程分析计算，选取两条天然波和一条人工波，人工波由安评单位提供，按照目标反应谱生成，与目标反应谱吻合。SATWE模型采用设计反应谱计算。通过Midas模型得到结构的周期，然后通过改变SATWE模型中柱截面改变模型动力特性，使之与Midas计算结果接近。

主要计算结果见图5～10所示。由于Y向为主要计算分析方向，结果中主要为Y向的计算结果。层1为隔震层。

通过上面的比较两种模型的计算结果吻合度较好。大震与小震下的层间剪力较为一致，大震下的位移较为接近。小震下楼层位移差别较为明显，但从图中可知，层间位移较为接近。两个模型的计算结果较为一致，上部结构的荷载和作用能够较为准确地传递给隔震层以下的结构。

4. 结语