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抗震技術(shù)論文大全11篇

時(shí)間:2023-04-01 10:11:09

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抗震技術(shù)論文

篇(1)

中圖分類號(hào):S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

正文:

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,橋梁結(jié)構(gòu)在不同水準(zhǔn)地震作用下的抗震設(shè)防要求不斷提高,橋梁抗震由原來的單一設(shè)防水準(zhǔn)一階段設(shè)計(jì)逐漸發(fā)展為雙水準(zhǔn)或三水準(zhǔn)設(shè)防兩階段設(shè)計(jì)、三階段設(shè)計(jì),以及基于性能的多水準(zhǔn)設(shè)防、多性能目標(biāo)準(zhǔn)則的抗震設(shè)計(jì)。這就要求工程師深入理解橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。

1抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是抗震設(shè)計(jì)的依據(jù),橋梁抗震設(shè)計(jì)應(yīng)首先確定抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)地震動(dòng)背景,為保證橋梁結(jié)構(gòu)在壽命期內(nèi)的地震損失不超過規(guī)定的水平,規(guī)定橋梁結(jié)構(gòu)必須具備的抗震能力[1]。現(xiàn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[2-3]對(duì)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)只作了籠統(tǒng)的定性描述,針對(duì)這種現(xiàn)狀,本文對(duì)橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)作系統(tǒng)的闡述。

(1)對(duì)于地震動(dòng)背景的考慮,定義3種橋梁抗震設(shè)防水準(zhǔn),設(shè)防水準(zhǔn)Ⅰ:重現(xiàn)期約為50~100年或25年的地震作用,超越概率約為50年63%~39%或86.4%,即“小震”;設(shè)防水準(zhǔn)Ⅱ:重現(xiàn)期約為475年的地震作用,超越概率約為50年10%,即“中震”;設(shè)防水準(zhǔn)Ⅲ:重現(xiàn)期約為2000年的地震作用,超越概率約為50年3%~2%,即“大震”。(2)對(duì)于地震損失的考慮,定義3種橋梁抗震性能目標(biāo),性能目標(biāo)Ⅰ:一般不受損壞或不需要修復(fù)可以繼續(xù)使用,結(jié)構(gòu)完全保持在彈性工作狀態(tài),即“不壞”;性能目標(biāo)Ⅱ:可發(fā)生局部輕微損傷,不需修復(fù)或經(jīng)簡單修復(fù)可以繼續(xù)使用,結(jié)構(gòu)整體保持在彈性工作狀態(tài),即“可修”;性能目標(biāo)Ⅲ:應(yīng)保證不致倒塌或產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)損傷,經(jīng)臨時(shí)加固后可供維持應(yīng)急交通使用,即“不倒”。(3)為實(shí)現(xiàn)橋梁抗震設(shè)防目標(biāo),對(duì)截面進(jìn)行纖維單元?jiǎng)澐?見圖1)并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,利用墩柱截面的彎矩―曲率曲線(見圖2),定義相應(yīng)于各性能目標(biāo)的驗(yàn)算準(zhǔn)則。驗(yàn)算準(zhǔn)則Ⅰ:M

圖1截面纖維單元?jiǎng)澐謭D

圖2彎矩-曲率曲線

通過對(duì)梁抗震設(shè)防水準(zhǔn)、抗震性能目標(biāo)和驗(yàn)算準(zhǔn)則的系統(tǒng)分析,歸納出方便工程設(shè)計(jì)的各設(shè)防類別橋梁的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

2隔震周期

現(xiàn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范均要求,減隔震設(shè)計(jì)的橋梁基本周期應(yīng)為非減隔震設(shè)計(jì)的橋梁基本周期的2倍以上。實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí),必須明確這2種周期的定義,才能保證設(shè)計(jì)的可靠性。

2.1規(guī)范研究

日本規(guī)范[4]對(duì)“減隔震設(shè)計(jì)的橋梁基本周期應(yīng)為非減隔震設(shè)計(jì)的橋梁基本周期的2倍以上”解釋為:采用減隔震支座的橋的固有周期比不采用減震支座橋固有周期的2倍短,變形就有可能不集中于減隔震支座而集中于下部結(jié)構(gòu),減震支座就不能有效地發(fā)揮作用。其中不采用減隔震支座橋的固有周期是把所有支座都看作固定支座時(shí)橋的固有周期。采用減隔震目的是使得減隔震裝置充分發(fā)揮其隔震耗能的作用,降低橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的,一方面是盡可能延長結(jié)構(gòu)周期以避開場(chǎng)地地震能量集中的頻譜區(qū)段,另一方面就是使橋墩的剛度盡可能遠(yuǎn)大于隔震裝置的等效剛度,這樣就使得變形主要集中于減隔震裝置。采用了減隔震裝置的橋梁即為減隔震橋梁,設(shè)置“板式橡膠支座”的橋梁屬于隔震橋梁,板式橡膠支座能提供柔性,設(shè)置“鉛芯橡膠支座”的橋梁也屬于隔震橋梁。

2.2工程案例

某規(guī)則橋梁為5×25m先簡支后連續(xù)T梁橋,橋面寬度為12m,橋面鋪裝為10cm厚瀝青混凝土+8cm厚C50混凝土,采用墩高10m的1.4m×1.4m雙柱矩形墩,主梁采用C50混凝土,墩柱、蓋梁采用C40混凝土,墩柱受力鋼筋采用HRB335鋼筋。橋梁有限元模型見圖3。比較“固定鉸支座”、“板式橡膠支座”、“鉛芯橡膠支座”3種支座方案的結(jié)構(gòu)自振特性,基本周期對(duì)照見表2。通過對(duì)比,3種支座方案結(jié)構(gòu)基本振型均為縱飄,方案1(非隔震方案)基本周期為0.8158s,方案2和方案3(隔震方案)基本周期分別為1.3295s和1.6675s,隔震方案的隔震效果較明顯,尤其是采用彈性剛度較小的鉛芯支座方案的基本周期達(dá)到非隔震的2倍以上。

圖3橋梁整體有限元模型

2.3設(shè)計(jì)建議

隔震是相對(duì)非隔震而言的,非隔震橋梁指橋梁所有橋墩與梁體采用鉸接(橋墩處墩梁無相對(duì)線位移),隔震橋梁指橋墩部分或者全部采用隔震支座,如板式橡膠支座、鉛芯橡膠支座等(橋墩處墩梁產(chǎn)生相對(duì)線位移)。非隔震橋梁的基本周期反映橋梁總質(zhì)量和橋墩本身的剛度,隔震橋梁的基本周期反映橋梁總質(zhì)量和支座與橋墩的串聯(lián)剛度。隔震支座作為結(jié)構(gòu)一部分,其剛度影響橋梁的整體剛度,而且隔震支座的剛度較小,所以隔震橋梁的基本周期比非隔震橋梁的基本周期大??拐鹪O(shè)計(jì)時(shí),希望盡量延長周期,當(dāng)然不是越長越好,達(dá)到一個(gè)合適的剛度是設(shè)計(jì)的目標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入隔震支座后橋梁周期延長到原來非隔震周期的2倍或2.5倍時(shí),支座剛度是合適的,日本規(guī)范認(rèn)為這樣的隔震支座設(shè)計(jì)達(dá)到了較好的隔震率。我國城市橋梁抗震規(guī)范,認(rèn)為這種隔震方案可以近似采用單自由度簡化計(jì)算,而在公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則中,相關(guān)條文沒有明確解釋。

3墩柱斜截面抗剪強(qiáng)度

在地震過程中,當(dāng)橋墩出現(xiàn)了塑性鉸,進(jìn)入了彎曲延性工作狀態(tài)后,塑性鉸區(qū)域內(nèi)彎剪裂縫寬度增加,使得骨料咬合所能傳遞的剪力降低。因而在設(shè)計(jì)公式中對(duì)于塑性區(qū)域應(yīng)當(dāng)包含彎曲延性對(duì)剪切強(qiáng)度的折減。墩柱斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算機(jī)理一般都采用拱-桁架理論,其計(jì)算公式組成大致分為如下2種:(1)考慮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,目前各國規(guī)范(如美國加州規(guī)范[5])基本都采用此種形式;(2)考慮混凝土提供的抗剪能力Vc、箍筋提供的抗剪能力Vs及軸向力提供的抗剪能力Va,Vn=Vc+Vs+Va。我國現(xiàn)行公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范只給出了墩柱塑性鉸區(qū)域沿順橋向和橫橋向的斜截面抗剪強(qiáng)度,采用了Vn=Vc+Vs的形式,具體公式為:

(1)式(1)的局限性主要表現(xiàn)在:(1)該公式主要是針對(duì)實(shí)心矩形和實(shí)心圓形截面,薄壁空心截面的約束混凝土的面積相對(duì)較少,空心薄壁截面和實(shí)心截面在水平地震力作用下的抗力機(jī)制是不同的,空心截面剪力流的傳遞類似于薄管截面,依賴于翼緣寬厚比;(2)該公式主要針對(duì)墩柱塑性鉸區(qū)域內(nèi)抗剪驗(yàn)算,未進(jìn)入塑性的墩柱直接采用上述抗剪計(jì)算公式不妥。目前,國外對(duì)于橋墩在地震作用下的抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式有比較多的研究成果,Myoungsu等人對(duì)7個(gè)1/4比尺矩形空心薄壁柱進(jìn)行了試驗(yàn)研究,推導(dǎo)出矩形空心薄壁截面的抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式:

如果墩柱未屈服,《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》JTG/TB02-01―2008里的公式過于保守,可以參考美國加州規(guī)范[5]的抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式:

4結(jié)語

我國公路橋梁抗震設(shè)計(jì)為雙水準(zhǔn)兩階段設(shè)計(jì),現(xiàn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、隔震周期及墩柱抗剪強(qiáng)度闡述比較籠統(tǒng)。本文通過研究國外先進(jìn)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,并進(jìn)行工程實(shí)例驗(yàn)算,探討了橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),就目前國內(nèi)關(guān)于墩柱抗剪強(qiáng)度計(jì)算的問題,改進(jìn)了驗(yàn)算方法。

參考文獻(xiàn)

[1]葉愛君.橋梁抗震[M].北京:人民交通出版社,2011.

篇(2)

 

2008年5月12日,在我國四川省汶川縣發(fā)生了里氏8.0級(jí)大地震,震害較為嚴(yán)重地集中在砌體結(jié)構(gòu)房屋,最典型的就是預(yù)制板結(jié)構(gòu)的多層住宅樓和學(xué)校教學(xué)樓。汶川地震中砌體結(jié)構(gòu)房屋的震害情況,為我們敲響了警鐘,同時(shí)也提供了十分重要的借鑒經(jīng)驗(yàn),對(duì)改進(jìn)建筑抗震設(shè)計(jì)和抗震加固技術(shù)具有十分重要的意義。

對(duì)砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固的方法有很多,主要有增設(shè)抗震墻、外加圈梁-鋼筋混凝土柱加固、鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固、鋼筋混凝土板墻加固、支撐加固、包角加固等等,本文在如何選擇抗震加固技術(shù)時(shí),本著從結(jié)構(gòu)體系——結(jié)構(gòu)材料——結(jié)構(gòu)構(gòu)件——構(gòu)件連接——非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的順序原則來進(jìn)行抗震加固。

1、建筑層數(shù)及總高度超限:歷次震害證明,砌體建筑的層數(shù)越多,高度越高,其地震破壞就越大。因?yàn)榻ㄖ訑?shù)及高度值越大就意味著側(cè)向地震作用就越大,同時(shí)也加大了建筑底部的傾覆力矩。因此在地震中,傾覆力矩過大使得底部墻體產(chǎn)生過大的壓力和剪力而被破壞?!督ㄖ拐痂b定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50023-2009)第5.2.2節(jié)和第5.3.1節(jié)中分別對(duì)A類建筑和B類建筑做出了具體規(guī)定,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011-2001)(2008年版)第7.1.2節(jié)中對(duì)C類建筑也做出了具體規(guī)定。

當(dāng)砌體房屋的總高度及層數(shù)均超限時(shí),應(yīng)采用改變結(jié)構(gòu)體系的加固方案,具體有以下兩種形式:(1)雙面普遍加鋼筋混凝土板墻形成組合墻的方法;(2)增設(shè)一定數(shù)量的鋼筋混凝土單面或雙面板墻的方法,混凝土板墻厚度單面不小于140mm,雙面合計(jì)不小于140mm,且結(jié)構(gòu)全部地震作用分別由兩個(gè)方向增設(shè)的鋼筋混凝土板墻承擔(dān),并應(yīng)計(jì)入豎向壓應(yīng)力滯后的影響,墻體配筋按混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算確定(原砌體墻不承擔(dān)地震作用)。

2、平立面不規(guī)則、具有明顯扭轉(zhuǎn)效應(yīng):合理的建筑布置在抗震設(shè)計(jì)中是頭等重要的,提倡平、立面簡單對(duì)稱。因?yàn)檎鸷Ρ砻?,簡單、?duì)稱的建筑在地震時(shí)較不容易破壞。而且道理也很清楚,簡單、對(duì)稱的結(jié)構(gòu)容易估計(jì)其地震時(shí)的反應(yīng),容易采取抗震構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理。“規(guī)則”包含了對(duì)建筑的平、立面外形尺寸,抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布,直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。碩士論文,綜合抗震能力指數(shù)。。建筑平面、立面應(yīng)盡可能簡潔、規(guī)整,使結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心相一致。建筑立面應(yīng)避免頭重腳輕,房屋的重心盡可能降低,避免采用錯(cuò)落凹凸的立面,突出建筑屋面部分的高度不應(yīng)過高,以免地震時(shí)發(fā)生鞭梢效應(yīng),同時(shí)應(yīng)控制好結(jié)構(gòu)豎向強(qiáng)度和剛度的均勻性。

當(dāng)建筑的平立面、質(zhì)量、剛度分布和墻體等抗側(cè)力構(gòu)件的布置在平面內(nèi)明顯不對(duì)稱時(shí),應(yīng)進(jìn)行地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)不利影響的分析,盡量在適當(dāng)部位設(shè)置抗震縫,將體型復(fù)雜、平面不規(guī)則的建筑分割成幾個(gè)相對(duì)規(guī)整的獨(dú)立單元;當(dāng)結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件上下不連續(xù)或剛度沿高度分布突變時(shí),應(yīng)在缺失部位補(bǔ)砌筑新墻體,使主要受力墻體沿豎向上下連續(xù),并選擇合適部位用鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固墻體,使加固后的樓層綜合抗震能力指數(shù)大于1.0,且不宜超過下一樓層綜合抗震能力指數(shù)的20%。

3、房屋的整體性不滿足要求:在地震中多層砌體結(jié)構(gòu)的縱、橫向地震作用主要由相應(yīng)墻體承擔(dān)。因此,縱、橫墻的合理布置且控制橫墻的間距,可控制縱、橫墻的側(cè)向變形,增強(qiáng)了空間剛度和整體性,對(duì)承受縱、橫兩個(gè)方向的水平地震作用及抗彎、抗剪都非常有利。碩士論文,綜合抗震能力指數(shù)。。墻體布置時(shí),應(yīng)盡量采用縱墻貫通的平面布置,而當(dāng)縱墻不能貫通布置時(shí),則應(yīng)在墻體交接處采取加強(qiáng)措施。

當(dāng)縱橫墻連接教差時(shí),可采用鋼拉桿、外加柱及圈梁的方法來加固;當(dāng)墻體布置在平面內(nèi)不閉合時(shí),應(yīng)增設(shè)墻段形成閉合,在開口處增設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土框;當(dāng)構(gòu)造柱和圈梁的布置不滿足構(gòu)造要求時(shí),可采用外加柱及圈梁內(nèi)加拉桿的方法,或者采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層或鋼筋混凝土板墻加固,在面層及板墻內(nèi)設(shè)置配筋加強(qiáng)帶來代替構(gòu)造柱及圈梁的作用,從而全面提高房屋的整體性及剛度。

4、砌塊及砂漿強(qiáng)度不滿足:采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層。水泥砂漿面層的厚度宜為20mm,鋼筋網(wǎng)砂漿面層的厚度宜為35ram,再厚則己不 經(jīng)濟(jì) 。鋼筋外保護(hù)層厚度不應(yīng)小于10mm鋼筋網(wǎng)與墻面的空隙不宜小于5mm;這是因?yàn)殇摻畹耐獗Wo(hù)層要確保鋼筋避免銹蝕,而試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)表明,鋼筋網(wǎng)豎筋緊靠墻面將會(huì)導(dǎo)致鋼筋與墻體無粘結(jié),加固效果不好,而采用5mm的間隙有較強(qiáng)的粘結(jié)能力,使得鋼筋網(wǎng)砂漿與原墻體共同作用。鋼筋網(wǎng)的試驗(yàn)結(jié)果表明,鋼筋間距不宜太小或太大,網(wǎng)格尺寸實(shí)心墻宜300mm×300mm,空斗墻宜為200mm×200mm,這樣鋼筋的作用才能發(fā)揮出來。單面加面層的鋼筋網(wǎng)應(yīng)采用L形錨筋,用水泥砂漿固定在墻體上;雙面加面層的鋼筋網(wǎng)應(yīng)采用S形穿墻筋連接,L形錨筋的間距宜為600mm,S形穿墻筋的間距宜900mm,呈梅花狀布置。鋼筋網(wǎng)四周應(yīng)與樓板或大梁、柱或墻體連接,可采用錨筋、插入短筋、拉結(jié)筋等連接方法進(jìn)行連接。碩士論文,綜合抗震能力指數(shù)。。

5、預(yù)制板抗震能力差:屋面和樓層處開間大于11m的房間需對(duì)預(yù)制板進(jìn)行加固,具體做法有兩種:底部加角鋼來或上部增設(shè)鋼筋混凝土整澆層。底部加角鋼,角鋼型號(hào)可以取L100×6,在墻體和花籃梁上都可使用,采用螺栓和加勁勒可以有效的把預(yù)制板和下部墻或梁連成整體,施工比較麻煩,會(huì)破壞吊頂和弄臟整個(gè)房間,并且在施工期間得停止使用;在屋面增設(shè)鋼筋混凝土整澆層也是相當(dāng)麻煩的,要把屋面的保溫層和防水層都破壞掉,成本比較高,優(yōu)點(diǎn)是不影響到房屋的正常使用,在住宅中建議使用增設(shè)鋼筋混凝土整澆層,特別是結(jié)合“平改坡”工程一起做就更好了。

篇(3)

中圖分類號(hào):S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

一.前言

建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì),關(guān)乎民生,關(guān)乎經(jīng)濟(jì)發(fā)展,社會(huì)穩(wěn)定,對(duì)房屋建筑實(shí)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要涉及對(duì)建筑高度,承載力,總體結(jié)構(gòu),各個(gè)部件的性能規(guī)劃等一系列的因素,要求通過對(duì)各個(gè)構(gòu)件和整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上,既實(shí)現(xiàn)滿足居民生活生產(chǎn)保障安全的需要,又具有值得欣賞的美學(xué)價(jià)值。增強(qiáng)房建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),必須綜合考慮地基,房屋的結(jié)構(gòu)體系選擇,綜合布局等多方面建設(shè)因素,是一項(xiàng)及其專業(yè),嚴(yán)謹(jǐn),復(fù)雜的高技術(shù)工作。

二.建筑設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)的作用和關(guān)系分析

建筑設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震起重要的基礎(chǔ)作用。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難以對(duì)建筑設(shè)計(jì)有很大的改動(dòng),建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)初步形成了,建筑結(jié)構(gòu)就必須按照原則服從建筑設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)師在建筑方案能夠全面的考慮到抗震設(shè)計(jì)的要求,那么結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員按照建筑方案對(duì)結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行科學(xué)、合理的布置,保證建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量與結(jié)構(gòu)剛度均勻分布,結(jié)構(gòu)受力和結(jié)構(gòu)變形共同協(xié)調(diào),提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能和抗震承載能力;如果建筑方案沒有考慮到抗震的要求,直接給結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)帶來更大的難題,建筑布局設(shè)計(jì)限制結(jié)構(gòu)抗震布局設(shè)計(jì)。為了進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)部件抗震承載能力,就必須增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面面積,這樣又會(huì)造成很多不必要的浪費(fèi)。所以,在建筑抗震設(shè)計(jì)的過程中建筑單位要對(duì)建筑體型設(shè)計(jì)、建筑平面布置設(shè)計(jì)、屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)等問題加以關(guān)注。

三.我建筑抗震設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

在建筑抗震設(shè)計(jì)領(lǐng)域,雖然我國在近年來有了長足的發(fā)展,但是,相比西方發(fā)達(dá)國家而言,發(fā)展緩慢,尤其是在抗震設(shè)計(jì)上,沒有能夠正確的處理好建筑設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)的關(guān)系,雖然引進(jìn)了一些西方歐美抗震設(shè)計(jì)理念,但缺乏符合本國實(shí)際的理論技術(shù)創(chuàng)新。很大方面存在著缺陷,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.建筑抗震設(shè)計(jì)中缺乏科學(xué)規(guī)范的理論指導(dǎo),缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累;我國對(duì)地質(zhì)地震的認(rèn)識(shí)尚不夠完善,對(duì)地震的成因,預(yù)測(cè),防治研究不夠深入,地震防治規(guī)范不夠科學(xué)。因此,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)候,缺乏一定的科學(xué)依據(jù),或依據(jù)的是不完善的理論。因此,難以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中完美融合防震設(shè)計(jì)理念。

2.建筑抗震設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)立足于固定參數(shù),而忽視了實(shí)際情況,設(shè)計(jì)完全依據(jù)“計(jì)算設(shè)計(jì)”完成。而且將一定的地震或力學(xué)參數(shù)做出固定的規(guī)范,比如,在我國地震設(shè)計(jì)研究中,把地震的降級(jí)系數(shù)統(tǒng)一規(guī)定為2.81,將小震賦予固定統(tǒng)計(jì)意義。而小震多用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)截面承載能力設(shè)計(jì)和變形的檢驗(yàn)計(jì)算,需要依據(jù)一定的實(shí)際情況而行的。

3.設(shè)計(jì)中,沒有能夠深入研究地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)破壞的層次和順序,難以做到重視主體的設(shè)計(jì)而兼顧細(xì)節(jié)問題。沒有能根據(jù)實(shí)際情況靈活變通的運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

四,我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1.我國的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要遵循中華人民共和國GB 500112010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。辯證靈活運(yùn)用其中抗震設(shè)計(jì)原則,嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn),借鑒其中經(jīng)驗(yàn),結(jié)合房建本地實(shí)際,科學(xué)設(shè)計(jì)。

2.要堅(jiān)持實(shí)施多級(jí)防震措施。傳統(tǒng)房建結(jié)構(gòu)多采取的是三級(jí)設(shè)防措施,即小震不壞、中震可修、大震不倒。但在新的時(shí)期,房建結(jié)構(gòu)必須是采取的多級(jí)設(shè)防模式,保護(hù)建筑主體抗震能力,減輕經(jīng)濟(jì)損失,使得建筑抗震中更加安全。

3.將概念設(shè)計(jì)理論和基于性能的設(shè)計(jì)理論相結(jié)合。結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工地的具體實(shí)際情況,做出科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)勘探,掌握第一手資料,綜合分析考慮,做出最優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略設(shè)計(jì)組合。

五.建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的幾個(gè)主要設(shè)計(jì)問題

1.建筑體型設(shè)計(jì)問題

建筑體型包括建筑的平面形狀和立體的空問形狀的設(shè)計(jì)。在建筑體型的設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則,在平面形狀上,矩形、圓形、方形等對(duì)抗震來說,都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型,盡量避免不對(duì)稱的側(cè)翼和過長的側(cè)翼,在體型布置上使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布,避免產(chǎn)生因體型不對(duì)稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對(duì)稱而引起建筑物在抗震時(shí)發(fā)生扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。在建筑設(shè)計(jì)中,為了建筑立面美觀和藝術(shù)上的創(chuàng)意,復(fù)雜的建筑體型是難以避免的,但是,在設(shè)計(jì)時(shí)一定要把建筑藝術(shù)、建筑使用功能同結(jié)構(gòu)抗震安全很好地結(jié)合起來。

2.建筑平面布置設(shè)計(jì)問題

建筑物的平面布置在建筑設(shè)計(jì)中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求,同時(shí)它與建筑抗震關(guān)系很大,因此從概念上要解決的一個(gè)核心問題是,建筑平面設(shè)計(jì)上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻,對(duì)稱協(xié)調(diào),避免突變,防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在墻體布置上要均勻?qū)ΨQ;在抗震墻(剪力墻)布置上盡量與結(jié)構(gòu)抗震要求相結(jié)合;對(duì)剛度很大的樓、電梯井簡要居中布置,避免偏心扭轉(zhuǎn)地震效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計(jì)上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件,使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體,充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震中的基礎(chǔ)作用。

3.建筑豎向布置設(shè)計(jì)問題

建筑的豎向布置設(shè)計(jì)問題在建筑設(shè)計(jì)中主要反映在建筑物沿高度(沿樓層)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計(jì)上。在工業(yè)和民用建筑中,無論單層和多層都存在此類問題。在建筑設(shè)計(jì)中,盡可能使建筑物沿豎向的剛度分布比較接近,應(yīng)特別重視使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑底部,不應(yīng)中斷或不到底;盡量避免某一樓層剛度過??;盡量避免產(chǎn)生

4.屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)問題

設(shè)計(jì)高層和超高層建筑時(shí),屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)也是整個(gè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。近幾十年來,從多數(shù)高層建筑抗震設(shè)計(jì)評(píng)定結(jié)果看,屋頂建筑設(shè)計(jì)還存在一些問題,例如:屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過重。屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過重,無形當(dāng)中加大了屋頂建筑變形,而且地震作用也加大了,尤其對(duì)自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時(shí)屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上,如果屋頂?shù)目箓?cè)力墻和屋頂之下的抗側(cè)力強(qiáng)出現(xiàn)間斷,在地震發(fā)生時(shí),帶來的地震扭轉(zhuǎn)作用也會(huì)更嚴(yán)重,對(duì)抗震更不利。所以,進(jìn)行屋頂建筑設(shè)計(jì)過程中時(shí),應(yīng)該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強(qiáng)度較高、輕質(zhì)、剛度均勻的材料,使得地震作用傳遞不受阻礙;屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上;如果屋頂建筑非常高,屋頂建筑就必須具有較強(qiáng)的抗震性,讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小,盡量避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

六.結(jié)束語

建筑行業(yè)關(guān)系到我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定,關(guān)系到國民的生命財(cái)產(chǎn)安全,加強(qiáng)建筑抗震設(shè)計(jì),設(shè)計(jì),提高抗震能力,是促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定的客觀要求。因此實(shí)施科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法,科學(xué)處理建筑設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)的關(guān)系。建筑設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑抗震設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié),二者存在著密切的聯(lián)系,共同為提高建筑整體抗震性能提供了強(qiáng)大的支撐。在進(jìn)行建筑的抗震設(shè)計(jì)時(shí)候,必須要將建筑的建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合協(xié)調(diào)起來,實(shí)現(xiàn)二者的配合,共同為建筑整體的抗震設(shè)計(jì)發(fā)揮出更強(qiáng)大的作用。

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中圖分類號(hào):S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

一、前言

在目前的發(fā)展趨勢(shì)中,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流趨勢(shì)有低碳,環(huán)保,安全,節(jié)能,生態(tài)。其中指標(biāo)之一,就是建筑的安全性,而我國目前破壞力最大的安全威脅便是地震,因此,加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),必將會(huì)被提升到建筑設(shè)計(jì)新的戰(zhàn)略高度。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震性能衡量標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的性能從兩個(gè)角度進(jìn)行描述,一是通過損壞的程度描述其性能,將建筑結(jié)構(gòu)的損壞程度分為不損壞和屬正常維修下的損壞、可修復(fù)的破壞和倒塌;二是描述用途的重要性,即抗震設(shè)防分類。主要是氛圍甲、乙、丙、丁四類。

現(xiàn)行規(guī)范對(duì)于部分鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提出了相應(yīng)的定量指標(biāo),即正常維修和倒塌的層間變位角。而在設(shè)防類別上,提出了不同的抗震措施。其中乙類抗震措施的相關(guān)規(guī)定比甲類高一度。在強(qiáng)烈地震的影響下,乙類受到的毀壞程度比甲類輕。但是對(duì)于抗震能力,仍然缺乏確定的數(shù)量變化。借助于現(xiàn)行航震鑒定標(biāo)攤b所引進(jìn)的”綜合抗震能力由數(shù)量上的區(qū)別”有可能使不同性能要求的結(jié)構(gòu)所具有的抗震能力由數(shù)量上的區(qū)別。比如在判斷結(jié)構(gòu)抗力的高低中,可以采用結(jié)構(gòu)樓層的受剪承載力與設(shè)計(jì)地震剪力的比值。而在結(jié)構(gòu)變形能力高低方面,可以用結(jié)構(gòu)所具有的變形能力與基本變形能力的比值來表征,這樣就能保證不同性能要求下所對(duì)應(yīng)的抗震措施的數(shù)量化。對(duì)于丙類結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),主要利用抗力和變形能力進(jìn)行組合,并作為綜合抗震能力的基本值。而乙類建筑,設(shè)計(jì)的綜合抗震能力要低于相應(yīng)的基本值。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震性能的影響

1、 砌筑體結(jié)構(gòu)影響基本變化能力的構(gòu)造,重點(diǎn)是將整個(gè)圈梁、主要構(gòu)造柱數(shù)量、具置、斷面截面尺寸和配筋數(shù)量的分級(jí),局部的墻體尺寸、樓梯間的構(gòu)造等只適用于考慮局部影響。比如,5-6層磚房的主要構(gòu)造柱數(shù)量,房屋四角和樓梯間四角應(yīng)該設(shè)計(jì)為第一等級(jí),用于房屋隔開間的內(nèi)外墻鏈接處和樓梯間四角設(shè)計(jì)為第二等級(jí)。對(duì)于房屋每開間的內(nèi)外墻鏈接位和樓梯間四角設(shè)計(jì)為第三等級(jí);此處不用設(shè)置構(gòu)造柱與抗震設(shè)計(jì)不同。當(dāng)然,在相同設(shè)防烈度和性能要求的前提下,對(duì)與層數(shù)要求不同的砌筑結(jié)構(gòu),基本延性構(gòu)造的要求也不同,構(gòu)造柱設(shè)置就需要隨房屋層數(shù)的不斷增加而相應(yīng)提高。目前主要難題是,需要根據(jù)具體實(shí)例進(jìn)行計(jì)算和分析,針對(duì)同地點(diǎn)、同結(jié)構(gòu)的房屋按照不同等級(jí)采取相應(yīng)措施后,其措施的構(gòu)造影響能力系數(shù)如何確定?是否可在某個(gè)范圍內(nèi)取值。

2、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)變形能力構(gòu)造的影響,可適當(dāng)?shù)恼{(diào)整內(nèi)力、提高結(jié)構(gòu)柱箍筋和縱向鋼筋體積配箍率、抗震墻墻體和構(gòu)造作為抗震能力分級(jí)的重點(diǎn),而框支層、短柱、鏈接的構(gòu)造作為局部的影響。不同層數(shù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在相同設(shè)防烈度性能的要求,延性構(gòu)造要求也不一樣。目前,內(nèi)力調(diào)整、縱筋總配筋率和箍筋體積配箍筋率等都成型的分級(jí)和取值,但如何將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的影響系數(shù)還需要進(jìn)一步的計(jì)算和研究。

3、 鋼筋結(jié)構(gòu)對(duì)變形能力構(gòu)造的影響,可調(diào)整內(nèi)力、各節(jié)點(diǎn)域內(nèi)構(gòu)造、構(gòu)件的長細(xì)比和支撐設(shè)置作為重點(diǎn)的分級(jí),這時(shí)構(gòu)件的寬厚就是結(jié)構(gòu)的局部影響。在相同設(shè)防烈度和性能的要求下,對(duì)建筑層數(shù)不同的結(jié)構(gòu)建筑,基本延性構(gòu)造需求也不同。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中也有一些現(xiàn)成的定量取值,也要研究將其轉(zhuǎn)化為影響系數(shù)的方法。

四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)措施

1、要嚴(yán)格選擇地基選址

地基選址是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),因此,在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,要科學(xué)避開山嘴,山包,陡坡,河流等不利因素,要本著堅(jiān)硬,牢固,平坦,開闊的選址原則。親身實(shí)地,利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備,進(jìn)行地質(zhì)勘探,山石水土監(jiān)測(cè),并取樣論證,科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個(gè)地基牢固可靠,地質(zhì)穩(wěn)定無滲漏,無坍塌,無暗河,無熔巖,無火山……從而保證整個(gè)地基不會(huì)因?yàn)槌休d而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計(jì)。

2、確保結(jié)構(gòu)的整體性

在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,一般而言,要尤其注意其是由諸多構(gòu)件共同組合在一起,如此,要進(jìn)行整體化的對(duì)待。要充分調(diào)動(dòng)各個(gè)構(gòu)件的作用來完成整體建筑的抗震效果。當(dāng)建筑的一些構(gòu)件基本都失去了原有的功能時(shí)候,那么,在地震來臨之后,很容易讓整體的建筑結(jié)構(gòu)喪失對(duì)地震的抵抗能力。在這種情況下,很容易讓整個(gè)建筑坍塌,因此,要保證所有構(gòu)件的功能協(xié)調(diào),并確保所有的構(gòu)件都能夠在地震作用下保證良好的性能,如此,可以讓建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力增強(qiáng)。同時(shí),要堅(jiān)持實(shí)施多級(jí)防震措施。傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)多采取的是三級(jí)設(shè)防措施,即小震不壞、中震可修、大震不倒。但在新的時(shí)期,建筑結(jié)構(gòu)必須是采取的多級(jí)設(shè)防模式,保護(hù)建筑主體抗震能力,減輕經(jīng)濟(jì)損失,使得建筑抗震中更加安全。

3、屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)也是整個(gè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。近幾十年來,從多數(shù)建筑抗震設(shè)計(jì)評(píng)定結(jié)果看,屋頂建筑設(shè)計(jì)還存在一些問題,例如:屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過重。屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過重,無形當(dāng)中加大了屋頂建筑變形,而且地震作用也加大了,尤其對(duì)自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時(shí)屋頂建筑的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上,如果屋頂?shù)目箓?cè)力墻和屋頂之下的抗側(cè)力強(qiáng)出現(xiàn)間斷,在地震發(fā)生時(shí),帶來的地震扭轉(zhuǎn)作用也會(huì)更嚴(yán)重,對(duì)抗震更不利。所以,進(jìn)行屋頂建筑設(shè)計(jì)過程中時(shí),應(yīng)該最大限度的降低屋頂建筑的高度。選用強(qiáng)度較高、輕質(zhì)、剛度均勻的材料,使得地震作用傳遞不受阻礙;屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線上;如果屋頂建筑非常高,屋頂建筑就必須具有較強(qiáng)的抗震性,讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小,盡量避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

4、要合理且恰當(dāng)?shù)夭季值卣鹜饬Φ哪芰總鬟f與吸收的途徑,在地震當(dāng)中,要確保建筑的支柱、梁與墻的軸線,處于同一個(gè)平面上,從而可以形成構(gòu)件的雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。并且可以使其在地震的作用下,呈現(xiàn)彎剪性的破壞,并使塑性屈服情況,盡量的發(fā)生在墻的根底部,從而連梁適合在梁端產(chǎn)生塑性屈服,這樣還具有足夠的變形的能力。在震災(zāi)中,在墻段部分充分發(fā)揮抗震功能之前,要按照"強(qiáng)墻弱梁"的原則,來大力加強(qiáng)墻肢的承載力,避免墻肢遭到剪切性的破壞現(xiàn)象,從而最大限度的提高建筑結(jié)構(gòu)的整體的抗震能力。

5、要根據(jù)抗震等級(jí),在對(duì)墻、柱以及梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中,采取相對(duì)應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,力求確保建筑物結(jié)構(gòu),在地震的作用下可以達(dá)到三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。還可以根據(jù)"強(qiáng)柱弱梁"、和"強(qiáng)剪弱彎" 、以及"強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件"幾種構(gòu)造的原則,在建筑設(shè)計(jì)中,合理的選擇柱截面的尺寸,以此控制柱的軸壓比,并還要注意構(gòu)造配筋的要求,還要保證,鋼筋砼結(jié)構(gòu)建筑在地震的作用下,能夠具有足夠的承載能力以及具備足夠的延性。

6、在建筑設(shè)計(jì)過程中,要設(shè)置出多道抗震的防線,即,在設(shè)計(jì)一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)的體系當(dāng)中,有一部分延性比較好的構(gòu)件,在地震的作用下,首先可以擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用,然事,其他的構(gòu)件,在第一道抗震防線屈服以后,在地震中,會(huì)依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防線,這樣的抗震結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì),在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中,對(duì)于確保建筑結(jié)構(gòu)具有的抗震安全性,是非常的行之有效的設(shè)計(jì)方法和手段。

五、結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),關(guān)乎民生,關(guān)乎經(jīng)濟(jì)發(fā)展,社會(huì)穩(wěn)定,對(duì)建筑實(shí)施結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),主要涉及對(duì)建筑高度,承載力,總體結(jié)構(gòu),各個(gè)部件的性能規(guī)劃等一系列的因素,要求通過對(duì)各個(gè)構(gòu)件和整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上,既實(shí)現(xiàn)滿足居民生活生產(chǎn)保障安全的需要,又具有值得欣賞的美學(xué)價(jià)值。

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[3]崔燁 孫曉紅 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與分析 [期刊論文] 《科技資訊》 -2011年17期

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新年伊始,鄭州市商業(yè)技師學(xué)院舉行第五屆教師論文大賽。經(jīng)過近6個(gè)小時(shí)的角逐,商業(yè)貿(mào)易系師利君老師和旅游烹飪系周芳老師分獲一等獎(jiǎng),數(shù)控車焊系李林義等3名教師分獲二等獎(jiǎng),醫(yī)藥化工系赫中魁等5名教師分獲三等獎(jiǎng),機(jī)電工程系王金有等6名教師分獲優(yōu)秀獎(jiǎng)。大賽自2012年4月啟動(dòng)以來,共征集到論文285篇。大賽組委會(huì)對(duì)各系篩選出的32篇論文進(jìn)行了認(rèn)真評(píng)審,最終確定16篇論文進(jìn)入決賽。

大連理工大學(xué)

孔憲京教授主持項(xiàng)目獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)

在2012年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上,大連理工大學(xué)孔憲京教授主持完成的“高土石壩抗震設(shè)計(jì)理論研究與工程應(yīng)用”獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。這是孔憲京教授繼2010年榮獲核電廠工程抗震領(lǐng)域的國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)之后,再攀科技高峰,率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在土石壩抗震研究方面取得的又一項(xiàng)重大科研成果??讘椌┙淌诳蒲袌F(tuán)隊(duì)的科研項(xiàng)目研究成果對(duì)有效保障我國高土石壩抗震安全、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、采取有效抗震措施、節(jié)約工程投資等發(fā)揮了重要作用,創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

鹽城技師學(xué)院

與常熟觀致汽車有限公司舉行校企合作簽約儀式

近日,鹽城技師學(xué)院與常熟觀致汽車有限公司舉行了校企合作簽約儀式。常熟觀致汽車有限公司初始注冊(cè)資本為34億元,由奇瑞汽車有限公司與世界500強(qiáng)企業(yè)以色列集團(tuán)共同投資成立。院長呂成鷹充分肯定了觀致公司對(duì)校企合作工作所做的貢獻(xiàn)。她說,鹽城技師學(xué)院的辦學(xué)宗旨就是為企業(yè)服務(wù),為現(xiàn)代企業(yè)提供需要的綜合素質(zhì)高的技能人才,希望雙方樹立起“招生即招工,員工即學(xué)生”的理念,真正實(shí)現(xiàn)“專家進(jìn)課堂、教師進(jìn)企業(yè)”的深層次合作。

唐山勞動(dòng)技師學(xué)院

召開首屆大專畢業(yè)生畢業(yè)答辯啟動(dòng)儀式

日前,唐山勞動(dòng)技師學(xué)院舉行了河北聯(lián)合大學(xué)唐山勞動(dòng)高級(jí)技工學(xué)校函授站首屆函授大專生畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯啟動(dòng)儀式。唐山勞動(dòng)技師學(xué)院院長、黨委書記兼函授站站長李,河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院副院長王治國,負(fù)責(zé)畢業(yè)答辯的評(píng)委教師以及200多名即將畢業(yè)的首批函授大專生參加了啟動(dòng)儀式。本次啟動(dòng)儀式標(biāo)志著唐山勞動(dòng)技師學(xué)院函授站自2010年初建站以來,在河北聯(lián)合大學(xué)的支持下,經(jīng)過全院師生的共同努力,迎來采擷豐收的時(shí)刻——第一屆215名函授大專生即將順利畢業(yè)。

廣西南寧高級(jí)技工學(xué)校

醫(yī)藥校區(qū)舉辦第二屆“趣味競(jìng)技拓展活動(dòng)周”

為了活躍校園文化氛圍,豐富同學(xué)們的第二課堂活動(dòng),增強(qiáng)班級(jí)團(tuán)結(jié)力和凝聚力,廣西南寧高級(jí)技工學(xué)校醫(yī)藥校區(qū)學(xué)生科、團(tuán)總支聯(lián)合舉辦第二屆“趣味競(jìng)技拓展活動(dòng)周”。此次活動(dòng)周活動(dòng)分三周舉行,每周舉辦一個(gè)項(xiàng)目,這三個(gè)項(xiàng)目分別為袋鼠跳、貼長龍、夾氣球。同學(xué)們以班級(jí)為單位組隊(duì)參賽,每個(gè)項(xiàng)目參加人數(shù)上限為20人,以三個(gè)項(xiàng)目的總分計(jì)算成績,共設(shè)一等獎(jiǎng)2名、二等獎(jiǎng)6名、三等獎(jiǎng)8名。學(xué)生們紛紛表示很喜歡趣味競(jìng)技拓展活動(dòng),豐富了自己的課余生活,密切了自己和同學(xué)間的交流,希望學(xué)校今后能繼續(xù)舉辦類似的活動(dòng)。

大連市房地產(chǎn)高級(jí)技工學(xué)校

多位老師在全國職業(yè)學(xué)校教學(xué)設(shè)計(jì)及說課比賽中獲獎(jiǎng)

為了提高教學(xué)質(zhì)量,更好地貫徹“做中學(xué),做中教”的職教方針,引進(jìn)更好的教學(xué)方法并實(shí)現(xiàn)與外校的交流,大連市房地產(chǎn)高級(jí)技工學(xué)校教師積極參加全國中等職業(yè)學(xué)校教師教學(xué)設(shè)計(jì)和說課比賽,并取得了驕人的成績。吳麗媛老師參加機(jī)械類專業(yè)課程“創(chuàng)新杯”教師教學(xué)設(shè)計(jì)和說課大賽獲得二等獎(jiǎng),李雯老師參加數(shù)學(xué)課程“創(chuàng)新杯”教師教學(xué)設(shè)計(jì)和說課大賽獲得一等獎(jiǎng),侯曉寧老師參加工藝美術(shù)類專業(yè)課程“創(chuàng)新杯”教師教學(xué)設(shè)計(jì)和說課大賽獲得一等獎(jiǎng)。

五四一高級(jí)技工學(xué)校

篇(6)

Abstract: paper first part of the frame supported shear wall structure made ​​a brief overview, and then analyzes some of the shear wall structure supported frame design points. In the right part of the frame supported shear wall design, it should reduce the conversion, make overall planning. Meanwhile, in the design of the time to pay attention to maintaining the stability of the overall structure of a large space, as far as possible in the design calculations to be accurate and comprehensive section. Finally, the paper recommends seismic design of high-rise buildings should be performance-based seismic design, and gives the right part of the frame supported shear wall structure seismic design requirements and strategies.

Key words: section frame supported shear wall; structural design; seismic Policy

中圖分類號(hào):TU398+.2 文章標(biāo)識(shí)碼:A

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)及社會(huì)的快速發(fā)展,我國城市化率越來越高,城市有限的空間及土地資源已經(jīng)很難滿足人們的需求,因此為了爭取更大的建筑空間,高層建筑越來越多。同時(shí),為了更為有效地利用地面的空間,部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越多地應(yīng)用在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中?;诖苏撐膶?duì)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震策略進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。

1、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)概述

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代高層建筑中常用的一種結(jié)構(gòu),具有底部大的特點(diǎn),因此也被稱為底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)。從這個(gè)界定可以看出部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)通常在高層或多層剪力墻結(jié)構(gòu)的底部,這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般是根據(jù)實(shí)際需要,為增加底部空間的使用功能而設(shè)置的[1]。所以上層建筑的部分剪力墻不能沿用到底層,不然的話會(huì)影響底層空間的使用效率,甚至有些底層的建筑空間在設(shè)計(jì)之處就已經(jīng)規(guī)劃好用途。所以在建筑的設(shè)計(jì)過程中就要設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層,通過結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層來減少建筑底層的壓力[2]。而轉(zhuǎn)換層下面的一層,即建筑的底層則稱為框支層,框支層中的貫穿上下層的墻則是剪力墻。同時(shí),界定建筑的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的時(shí)候,不僅要看其抗側(cè)剛度,還要整個(gè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),看是不是形成了薄弱層,抗側(cè)剛度是不是發(fā)生了突變等情況。不能僅僅依據(jù)建筑的豎向構(gòu)件有沒有貫通落地。

2、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

通過上面的分析可以看出,部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的界定是有一定的規(guī)范的,并不是所有的貫穿轉(zhuǎn)換層與底層的墻面都屬于部分框支剪力墻結(jié)構(gòu),還要觀察整個(gè)建筑本身的特點(diǎn)。所以在進(jìn)行部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意以下幾個(gè)要點(diǎn)。

(1)在對(duì)部分框支剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,應(yīng)該減少轉(zhuǎn)換,盡可能采用上下主體豎向布置的方式,以保證主體間的連續(xù)貫通。特別是在設(shè)計(jì)框架—核心筒結(jié)構(gòu)時(shí),要盡量保證核心筒可以上下貫通,這樣可以保證設(shè)計(jì)的安全性及可靠性。

(2)在設(shè)計(jì)時(shí)要注重統(tǒng)籌規(guī)劃,不要將各部分獨(dú)立開來,各構(gòu)件間的關(guān)系及布置要主次分明,傳力直接,這樣便于施工,同時(shí)減少識(shí)圖錯(cuò)誤的概率。而在轉(zhuǎn)換層上下主體的豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要盡量減小水平方向傳力的影響,避免多級(jí)復(fù)雜的轉(zhuǎn)換,這樣可以有效地保證水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的傳力比較直接。

(3)在設(shè)計(jì)的時(shí)候要加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)的剛度,弱化轉(zhuǎn)換層上部主體結(jié)構(gòu)的剛度,這樣就可以有效地保證下部的大空間整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,轉(zhuǎn)換層上下主體結(jié)構(gòu)之間的剛度及變形度也會(huì)比較接近。

(4)在部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算階段,最為重要的一點(diǎn)就是要全面而且要確保準(zhǔn)確,如果計(jì)算及計(jì)算結(jié)果出了問題,將會(huì)嚴(yán)重影響整棟建筑的質(zhì)量。而且要特別注意將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)作為整體結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要的組成,并采用正確的計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算。

3、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

我國地域廣闊,橫跨環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶,所以地震活動(dòng)比較頻繁,而且強(qiáng)度比較大,同時(shí)地震常發(fā)地區(qū)分布廣,可以說我國是一個(gè)震災(zāi)嚴(yán)重的國家[3],所以建筑防震性能的設(shè)計(jì)非常重要。

3.1 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)概述

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)主要是為應(yīng)對(duì)地震發(fā)生而進(jìn)行的一種設(shè)計(jì),這種設(shè)計(jì)是在地震發(fā)生的假設(shè)前提下進(jìn)行的。我國高層建筑的城市幾乎都在抗震設(shè)防范圍之內(nèi),因此部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)極為重要的內(nèi)容。一般來說地面運(yùn)動(dòng)主要有三種運(yùn)用描述方式,即強(qiáng)度、頻譜和持時(shí)。而地震的強(qiáng)度是由振幅來表示,振幅對(duì)建筑的破環(huán)程度跟很多因素有關(guān),比如說時(shí)間、速度、加速度,還有建筑本身的特性。所以在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候要綜合考慮多方面的因素。

3.2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求分析

我國為了更好地預(yù)防地震災(zāi)害,對(duì)建筑的抗震設(shè)計(jì)做了一系列的規(guī)定。上世紀(jì)80年代的抗震設(shè)防目標(biāo)是“小震不壞、中震可修、大震不倒” [4],但隨著我國經(jīng)濟(jì)及技術(shù)的發(fā)展,我國在2010年對(duì)建筑的抗震設(shè)防目標(biāo)進(jìn)行了修改,并給定了具體的抗震設(shè)計(jì)方法,表3-1是常規(guī)的設(shè)計(jì)方法與抗震設(shè)計(jì)方法的對(duì)比表(表3-1)。通過兩種抗震設(shè)計(jì)的防震目標(biāo)、實(shí)施方法及實(shí)踐運(yùn)用方面的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),我國明顯加大了地震災(zāi)害的預(yù)防力度?;谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)雖然運(yùn)用還不夠廣泛,但是對(duì)新技術(shù)、新材料的適應(yīng)性比較好,而且也滿足社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì),未來的運(yùn)用潛力比較大。同時(shí),基于性能的抗震設(shè)計(jì)可以增加結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容,比如剛度盡量對(duì)稱,框支轉(zhuǎn)換梁上墻體盡量居中布置,從初設(shè)階段將一些對(duì)結(jié)構(gòu)不利的東西規(guī)避掉。綜上所述,對(duì)于現(xiàn)代高層建筑的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)方案。

表 3-1 常規(guī)設(shè)計(jì)方法與性能設(shè)計(jì)方法的對(duì)比分析表

3.2 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)策略分析

通過上面的分析,論文對(duì)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)方案。因?yàn)椴糠挚蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)基本上都是高層建筑,采用的基本上都是框架—剪力墻結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)本身就具有良好的抗震性。導(dǎo)致抗震災(zāi)害形成的原因大都是由于建筑物的造型與建筑的抗震性能不協(xié)調(diào)導(dǎo)致的。所以在設(shè)計(jì)的過程中要特別關(guān)注這兩部分的設(shè)計(jì)。

(1)建筑體型的抗震設(shè)計(jì)策略分析

對(duì)于建筑體型的設(shè)計(jì)主要關(guān)系到的是建筑的布局及體量等方面的設(shè)計(jì),這也是建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的部分。很多設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的時(shí)候由于太過于關(guān)注建筑的造型及建筑本身的使用價(jià)值,很容易忽視建筑體型與建筑抗震性能之間的關(guān)系。所以在設(shè)計(jì)的過程中,設(shè)計(jì)者應(yīng)該科學(xué)地設(shè)計(jì)建筑的空間體量,包括建筑的高度、比例,建筑的對(duì)稱性,還要關(guān)注建筑的轉(zhuǎn)角的設(shè)計(jì),同時(shí)建筑周邊的抗力,建筑整體的均衡性等方面都要進(jìn)行綜合的考慮。

(2)建筑立面的抗震設(shè)計(jì)策略分析

建筑立面通常來說都是由大量的建筑部件組成的,所以建筑立面的設(shè)計(jì)要關(guān)注的主要是立面材料的選擇,部件之間的比例的設(shè)計(jì),還有其尺寸大小的控制等方面。而從抗震的角度來說,建筑的設(shè)計(jì)則要關(guān)注以下幾個(gè)要點(diǎn)。首先,在設(shè)計(jì)的時(shí)候,不能孤立地進(jìn)行孤立面的設(shè)計(jì),而應(yīng)該將正立面、側(cè)立面及背立面各個(gè)立體面之間協(xié)調(diào)起來,是他們之間得到統(tǒng)一,從而形成一個(gè)完整的整體。同時(shí),要注意立面的空間效果和立面各部件之間的均衡性和規(guī)則性。

4、結(jié)語

通過論文的分析可以看出,隨著城市化進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn),部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)越來越多地應(yīng)用在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,建筑防震性能的設(shè)計(jì)十分重要。而且在設(shè)計(jì)的過程中要減少建筑部件間的轉(zhuǎn)換,采用合理的布置方式,以保證建筑的安全性。同時(shí),要注重設(shè)計(jì)的統(tǒng)籌規(guī)劃,將建筑的各部件之間有機(jī)地聯(lián)系起來,以實(shí)現(xiàn)建筑的整體性和統(tǒng)一性。在分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要采用抗震設(shè)計(jì)方法,并對(duì)建筑物的造型及立面的進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。最后,希望論文的研究為相關(guān)工作者及研究人員提供一定的借鑒與參考價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 京浩.建筑抗震鑒定與加固[M].中國水利水電出版社,2010.

篇(7)

中圖分類號(hào): TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):

一.引言

隨著我國現(xiàn)代高層建筑高度的不斷增加,建筑的功能也日趨復(fù)雜,在高層建筑豎向立面上的造型也呈現(xiàn)多樣化。在某些建筑結(jié)構(gòu)中,通常會(huì)要求上部的框架柱或是剪力墻不落地,在建筑結(jié)構(gòu)中需要設(shè)置較大的橫梁和桁架來作為支撐,甚至有時(shí)要改變豎向的承重體系,此時(shí)就要求設(shè)置轉(zhuǎn)換構(gòu)件,將上部和下部兩種不同的豎向結(jié)構(gòu)進(jìn)行過度和轉(zhuǎn)換,通常這種轉(zhuǎn)換構(gòu)件占據(jù)約為一至二層,這種轉(zhuǎn)換構(gòu)件即為轉(zhuǎn)換層。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層在很大程度上改變了建筑的結(jié)構(gòu)體系,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要慎重考慮。

二.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)

由于高層建筑結(jié)構(gòu)下部樓層受力很大,上部樓層受力較小,正常的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)是下部剛度大、墻體多、柱網(wǎng)密,而到上部則逐漸減少墻體及柱的布置,以擴(kuò)大柱網(wǎng)。這樣,結(jié)構(gòu)的正常布置與建筑功能對(duì)空間的要求正好相反。因此,為了適應(yīng)建筑功能的變化,就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件,部分豎向構(gòu)件在轉(zhuǎn)換層處被打斷,使豎向力的傳遞被迫發(fā)生轉(zhuǎn)折,而轉(zhuǎn)換層就是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)折功能的大型水平構(gòu)件。轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式一般有以下幾種構(gòu)成:箱式轉(zhuǎn)換、梁式轉(zhuǎn)換、空腹桁架式轉(zhuǎn)換、桁架式轉(zhuǎn)換、板式轉(zhuǎn)換和斜撐式轉(zhuǎn)換等。 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑是一受力復(fù)雜、不利抗震的結(jié)構(gòu)體系,該結(jié)構(gòu)及其支撐系統(tǒng)有自身的特點(diǎn)。眾多高層建筑采用梁式轉(zhuǎn)換層進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換,這主要是由于:

1.轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)帶轉(zhuǎn)換層的多高層建筑,轉(zhuǎn)換層的下部樓層由于設(shè)置大空間的要求,其剛度會(huì)產(chǎn)生突變,一般比轉(zhuǎn)換層上部樓層的剛度小,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施減少轉(zhuǎn)換層上、下樓層結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度及承載力的變化,以保證滿足抗風(fēng)、抗震設(shè)計(jì)的要求。轉(zhuǎn)換構(gòu)件為重要傳力部位,應(yīng)保證轉(zhuǎn)換構(gòu)件的安全性。2.8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)除考慮豎向荷載、風(fēng)荷載或水平地震作用外。還應(yīng)考慮豎向地震作用的影響,轉(zhuǎn)換構(gòu)件的豎向地震作用,可采用反應(yīng)譜方法或動(dòng)力時(shí)程分析方法計(jì)算;作為近似考慮,也可將轉(zhuǎn)換構(gòu)件在重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力乘以增大系數(shù)1.1。

2.經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

從抗剪和抗沖切的角度考慮,轉(zhuǎn)換板的厚度往往很大。一般可2.0m~2.8m 。這樣的厚板一方面重量很大,增大了對(duì)下部垂直構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)要求,另一方面本層的混凝土用量也很大。

轉(zhuǎn)換梁常用截面高度為1.6~4.0m,只有在跨度較小以及承托的層數(shù)較少時(shí)才轉(zhuǎn)換梁常用截面高度0.9~1.4m,而跨度較大且承托較大且承托的層數(shù)較多時(shí),或構(gòu)件條件特殊時(shí)才采用較大的截面高度4.0~8.2m 。

3.抗震性能

由于厚板集中了很大的剛度和質(zhì)量,在地震作用下,地震反應(yīng)強(qiáng)烈。不僅板本身受力很大,而且由于沿豎向剛度突然變化,相鄰上、下層受到很大的作用力,容易發(fā)生震害。以往的模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究表明,厚板的上、下相鄰層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯裂縫和混凝土剝落。另外,試驗(yàn)還表明,在豎向荷載和地震力共同作用下,板不僅發(fā)生沖切破壞,而且可能產(chǎn)生剪切破壞,板內(nèi)必須三向配筋。

4.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的基本功能

從結(jié)構(gòu)角度看,轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的功能主要有:

(1)上、下層結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換

這種轉(zhuǎn)換層廣泛用于剪力墻結(jié)構(gòu)和框架--剪力墻結(jié)構(gòu),將上部的剪力墻轉(zhuǎn)換為下部的框架。

(2)上、下層結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)的轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有改變,但通過轉(zhuǎn)換層使下層柱的柱距擴(kuò)大,形成大柱網(wǎng),這種形式常用于外框筒的下層以形成較大的入口。

(3)下、下層結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)同時(shí)轉(zhuǎn)換

上部樓層剪力墻結(jié)構(gòu)通過轉(zhuǎn)換層改變?yōu)橄虏靠蚣芙Y(jié)構(gòu)的同時(shí),下部柱網(wǎng)軸線與上部剪力墻的軸線錯(cuò)開,形成下、下結(jié)構(gòu)不對(duì)齊的布置。

5.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法存在的問題

目前在多、高層建筑中,絕大多數(shù)的開發(fā)商都會(huì)要求建筑物具有完備的建筑功能,建筑師在建筑設(shè)計(jì)中也往往首先想到采用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層來完成上、下層建筑物功能的轉(zhuǎn)換。但一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)顯得無從下手,沒有可操作、可遵循的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)原則來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。造成這種現(xiàn)象的主要原因是當(dāng)前轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)沒有相關(guān)的可遵循的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,使設(shè)計(jì)人員難以進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型、截面確定、計(jì)算模型確定、計(jì)算方法確定,計(jì)算結(jié)果應(yīng)用以及配筋方法的實(shí)施等一系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟。這種現(xiàn)狀與我國當(dāng)前高層建筑的迅猛發(fā)展足不適應(yīng)的。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層具有與一般結(jié)構(gòu)層相比結(jié)構(gòu)重量大、結(jié)構(gòu)層剛度大、幾何尺寸超大、受力復(fù)雜等特點(diǎn)。這樣的尺寸和重量意味著轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)組成了建筑物的主要構(gòu)件。它們?cè)O(shè)計(jì)的是否合理、安全、經(jīng)濟(jì)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性、結(jié)構(gòu)造價(jià)、施工費(fèi)用等有著重要影響。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)方法,主要是針對(duì)形式簡單、受力相對(duì)簡單的轉(zhuǎn)換梁,對(duì)于受力復(fù)雜的轉(zhuǎn)換梁還沒有深入研究。即便是對(duì)于形式簡單的轉(zhuǎn)換梁,其受力性能也沒有完全清楚,而往往是互相混淆,設(shè)計(jì)概念小明確,設(shè)計(jì)原則不準(zhǔn)確。

三. 帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1. 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

高層建筑中轉(zhuǎn)換層的設(shè)置造成建筑物豎向剛度的突變,地震作用時(shí)在轉(zhuǎn)換層上下容易形成薄弱環(huán)節(jié),對(duì)結(jié)構(gòu)抗震不利,故轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則:

(1)為防止沿豎向剛度變化過于懸殊形成薄弱層,設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮使上、下層剛度比γ≤2,盡量接近1。這樣才能保證結(jié)構(gòu)豎向剛度的變化不至于太大,使上柱有良好的抗側(cè)力性能,減少豎向剛度變化,有利于結(jié)構(gòu)整體受力。

(2)盡可能減少需結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件,直接落地的豎向構(gòu)件越多,轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)越少,轉(zhuǎn)換層造成的剛度突變就越小,對(duì)結(jié)構(gòu)抗震更有利。

(3)設(shè)計(jì)中應(yīng)保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度,一般應(yīng)使梁高度不小于跨度的1/6,才能保證內(nèi)力在轉(zhuǎn)換層及其下部構(gòu)件中分配合理,轉(zhuǎn)換梁、剪力墻柱有良好的受力性能,能較好的起到結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換作用。

(4)必須控制框支剪力墻與落地剪力墻的比例,當(dāng)剪力墻較多且考慮抗震時(shí),橫向落地剪力墻數(shù)目與橫向墻總數(shù)之比不宜少于50%,非抗震時(shí)不宜少于30%。

(5)轉(zhuǎn)換層以上的剪力墻和柱子應(yīng)盡量對(duì)稱布置,梁上立柱應(yīng)盡量設(shè)在轉(zhuǎn)換梁跨中,以免轉(zhuǎn)換梁變形時(shí),在梁上立柱的柱腳處產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)角,帶動(dòng)立柱柱腳產(chǎn)生較大變形,引起柱的彎曲及剪切,使立柱產(chǎn)生很大的內(nèi)力而超筋。

(6)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑豎向的位置宜低不宜高。轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí),易使框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層附近的剛度、內(nèi)力和傳力途徑發(fā)生突變,并易形成薄弱層,對(duì)抗震設(shè)計(jì)不利,其抗震設(shè)計(jì)概念與底層框支剪力墻結(jié)構(gòu)有較大差異。當(dāng)必須采用高位轉(zhuǎn)換時(shí),應(yīng)控制轉(zhuǎn)換層下部框支結(jié)構(gòu)的等效剛度,即考慮彎曲、剪切和軸向變形的綜合剛度,這對(duì)于減少轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角及內(nèi)力突變是十分必要的,效果也很顯著。另外,對(duì)落地剪力墻間距的限制應(yīng)比底層框支剪力墻結(jié)構(gòu)更嚴(yán)一些。對(duì)平面為長矩形的建筑,落地剪力墻的數(shù)目應(yīng)多于全部橫向剪力墻數(shù)目的一半。

2.轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用

(1)梁式轉(zhuǎn)換層

作為目前高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層中應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)形式,它具有傳力直接明確及傳力途徑清晰,同時(shí)受力性能好、工作可靠、構(gòu)造簡單、計(jì)算簡便、造價(jià)較低及施工方便等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)換梁不宜開洞,若必須開洞則洞口宜位于梁中和軸附近。轉(zhuǎn)換梁有托柱與托墻兩種形式,其截面設(shè)計(jì)有4種方法,即普通梁截面設(shè)計(jì)法、偏心受拉構(gòu)件截面設(shè)計(jì)法、深梁截面設(shè)計(jì)法和應(yīng)力截面設(shè)計(jì)法。轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸一般由剪壓比(mv=Vmax/febh0)計(jì)算確定,應(yīng)具有合適的配箍率,以防發(fā)生脆性破壞,其截面高度在抗震和非抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分別小于計(jì)算跨度的16和18。(2)厚板轉(zhuǎn)換層 當(dāng)轉(zhuǎn)換層上、下柱網(wǎng)軸線錯(cuò)開較多而難以用梁直接承托時(shí),可采用厚板轉(zhuǎn)換層,但厚板的巨大荷載會(huì)集中作用于建筑物中部,振動(dòng)性能復(fù)雜,且該層剛度很大、下層剛度相對(duì)較小,容易產(chǎn)生底部變形集中,其傳力途徑十分復(fù)雜,是一種對(duì)抗震十分不利的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)進(jìn)行整體內(nèi)力分析、動(dòng)力時(shí)程分析及板的內(nèi)力分析等。厚板的厚度可由抗彎、抗剪、抗沖切計(jì)算確定;可局部做成薄板,厚薄交界處可加腋或局部做成夾心板,一般厚度可取2.0~2.8m,約為柱距的1/3~1/5。厚板應(yīng)沿其主應(yīng)力方向設(shè)置暗梁,一般可在下部柱墻連線處設(shè)置。轉(zhuǎn)換層厚板上、下一層的樓板應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng),樓板厚度不宜小于150mm。

(3)箱式轉(zhuǎn)換層

當(dāng)需要從上層向更大跨度的下層進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí),若采用梁式或板式轉(zhuǎn)換層已不能解決問題,這種情況下,可以采用箱式轉(zhuǎn)換層。

它很像箱形基礎(chǔ),也可看成是由上、下層較厚的樓板與單向托梁、雙向托梁共同組成,具有很大的整體空間剛度,能夠勝任較大跨度、較大空間、較大荷載的轉(zhuǎn)換。

(4)桁架式轉(zhuǎn)換層

這種形式的轉(zhuǎn)換層受力合理明確,構(gòu)造簡單,自重較輕,材料節(jié)省,能適應(yīng)較大跨度的轉(zhuǎn)換,雖比箱式轉(zhuǎn)換層的整體空間剛度相對(duì)較小,但比箱式轉(zhuǎn)換層少占空間。

(5)空腹桁架式轉(zhuǎn)換層

這種形式的轉(zhuǎn)換層與桁架式轉(zhuǎn)換層的優(yōu)點(diǎn)相似,但空腹桁架式轉(zhuǎn)換層的桿系都是水平、垂直的,而桁架式轉(zhuǎn)換層則具有斜撐竿??崭硅旒苁睫D(zhuǎn)換層在室內(nèi)空間上比桁架式轉(zhuǎn)換層好,比箱式轉(zhuǎn)換層更好。

四.結(jié)束語

高層建筑的迅速發(fā)展,從以往的簡單體型和功能單一的時(shí)代開始走向體型復(fù)雜,建筑的功能呈現(xiàn)多樣化發(fā)展。在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能簡單設(shè)置成“承上啟下”,而要在實(shí)際結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的過度和轉(zhuǎn)換。

參考文獻(xiàn):

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[2]季靜 韓小雷 楊坤 鄭宜 Ji Jing Han XiaoLei Yang Kun Zheng Yi帶主次梁轉(zhuǎn)換層的超限高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[期刊論文] 《結(jié)構(gòu)工程師》 ISTIC -2005年2期

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篇(8)

中圖分類號(hào):TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

引言

隨著建筑高層化的發(fā)展,對(duì)剪力墻性能及施工質(zhì)量提出了更高要求。對(duì)于從事高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程師來說,只有對(duì)框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和技術(shù)要點(diǎn)全面把握,并能夠吸收當(dāng)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些成功經(jīng)驗(yàn),并把結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性、合理性與結(jié)構(gòu)抗震的安全性等諸多因素加以統(tǒng)籌考慮,才能很好的與建筑師配合并設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理的高層建筑結(jié)構(gòu)體系。

一、框架、剪力墻的受力特點(diǎn)

1 框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)

柱子是承重的關(guān)鍵,柱子上方架著橫梁,橫梁上面鋪設(shè)樓板??蚣芙Y(jié)構(gòu)的建筑物往往有粗大的柱子,這樣才能夠能夠保證柱子有足夠的強(qiáng)度支撐建筑物的重量。框架結(jié)構(gòu)的這一受力特點(diǎn)導(dǎo)致采用框架結(jié)構(gòu)的建筑物對(duì)橫向受力的抵抗力不足,尤其是如果遇到地震,樓層間甚至可能出現(xiàn)移動(dòng)。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)

剪力墻結(jié)構(gòu)是利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的墻體作為主要承重結(jié)構(gòu),比如建筑外墻,這些墻體有著抗震,抗側(cè)剛度大,結(jié)構(gòu)的整體性好的特點(diǎn)。尤其是現(xiàn)澆的鋼筋混凝土,負(fù)載高,水平荷載大,抵抗水平力的作用明顯。

3 框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)

框架一剪力墻結(jié)構(gòu)是由梁柱搭建框架,再在部分框架間布置剪力墻,框架間填充加氣混凝土輕型墻體,讓剪力墻和框架一起承重,增加建筑物的承重能力。利用框架結(jié)構(gòu)的靈活多變的特點(diǎn)劃分建筑空間,利用水平荷載能力強(qiáng)的剪力墻抵抗水平方向的受力??蚣芤患袅Y(jié)構(gòu)把框架和剪力墻的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起,相互彌補(bǔ)了對(duì)方的弱點(diǎn)。

二、設(shè)計(jì)計(jì)算中的幾個(gè)問題

1 剪力墻的布置

原則上,布置剪力墻應(yīng)該盡量保證對(duì)稱、均勻、分散。剪力墻應(yīng)該沿著房屋的方向,縱橫布置,以外墻、電梯、樓梯、拐角劑周邊等處為宜。在分布上盡量滿足對(duì)稱原則,這樣的分布可以盡量使建筑物的剛度中心和質(zhì)量中心接近。增加抵抗扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力臂,最大化的加強(qiáng)建筑物的整體強(qiáng)度,提高抗扭轉(zhuǎn)能力。在縱向方向布置的剪力墻應(yīng)該從地基一直到房頂,保證墻體剛度。每片剪力墻的尺寸不要太長,最好不超過8m,盡量分散成多片,增加一片剪力墻就等于增加了一個(gè)抵抗水平力的結(jié)構(gòu)。尤其是具有一定轉(zhuǎn)折的剪力墻擁有更加優(yōu)秀的抗側(cè)力效果,比如L形、十字、圓形等形狀。

2 剪力墻的厚度

框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中,對(duì)于帶有邊框的剪力墻厚度有一定的規(guī)范。如果該建筑處于震區(qū),或者要考慮到抗震設(shè)計(jì),那么剪力墻的高度大于等于建筑物層高的1/16,底部的剪力墻加強(qiáng)部位厚度應(yīng)該大于等于200mm,無論是第一級(jí)還是第二級(jí)剪力墻都應(yīng)該滿足這個(gè)規(guī)范。如果不考慮抗震設(shè)計(jì),那么剪力墻的高度應(yīng)該大于等于建筑物層高的1/20,且厚度大于等于160mm。而邊框的梁最合適的寬度就等于剪力墻的厚度,邊框梁的高以剪力墻的2倍為宜。

3 重視屋面小塔樓的不利影響

現(xiàn)在的高層建筑物,在屋頂處常會(huì)設(shè)計(jì)小塔樓、電梯間、等突出屋頂?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)。由于塔樓結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比建筑物主體小很多,一旦發(fā)生地震,在鞭梢效應(yīng)的影響下,小塔樓會(huì)產(chǎn)生水平位移。就算建筑物主體并未受到損壞,塔樓也可能會(huì)因?yàn)楸奚倚?yīng)的作用遭到破會(huì)。目前,大部分高層建筑物在設(shè)計(jì)的時(shí)候都將塔樓和建筑物主體分離設(shè)計(jì),在抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候也是分別進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算高層建筑物頂部小塔樓的地震作用非常重要,現(xiàn)在主流的計(jì)算方法是底部剪力法,計(jì)算頂部塔樓受到的地震作用需要考慮增大系數(shù)。由于底部剪力法計(jì)算比較復(fù)雜,為了簡化計(jì)算方法,我們可以將小塔樓看做一個(gè)單獨(dú)的結(jié)構(gòu),在地面計(jì)算小塔樓受到的地震作用,將得到的結(jié)果乘以增大系數(shù)就可以得到小塔樓在屋頂受到的地震作用了。由于設(shè)計(jì)建筑主體的時(shí)候一般都忽略塔樓對(duì)建筑主體的地震作用,僅僅計(jì)算和塔樓連接的部位。這樣的算法還是存在缺陷,如果遇上強(qiáng)震,塔樓在鞭梢效應(yīng)的影響下,必定會(huì)對(duì)建筑物主體產(chǎn)生不良作用。

4 框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能時(shí),必須符合相關(guān)規(guī)程。在水平力作用下,框架剪力墻結(jié)構(gòu)底層的框架部分所承受的地震傾覆力矩與結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩有一個(gè)比值(以下簡稱力矩比值),根據(jù)這個(gè)比值的不同,要采取不同的設(shè)計(jì):當(dāng)力矩比值小于lO%時(shí),按剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),其中的框架部分應(yīng)按框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的框架進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)力矩比值大于10%時(shí),按框架一剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),力矩比值在5O%至80%之間的,可以適當(dāng)?shù)脑黾涌蚣芗袅Φ淖畲蟾叨???蚣芎图袅Φ牟糠謶?yīng)該按照各自的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)抗震等級(jí)及軸壓比。當(dāng)力矩比值大于80%時(shí),框架剪力墻的最大高度必須按照框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在抗震等級(jí)及軸壓比的設(shè)計(jì)上也和前一種情況有所不同,框架部分按照框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),剪力墻按照框架剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

三、高層框剪結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)

1 提高剪力墻的抗震能力

(1)提高剪力墻的抗震能力需要加強(qiáng)對(duì)傾斜方向裂縫的控制,我們可以利用邊框剪力墻來實(shí)現(xiàn)這一目的。將梁柱設(shè)計(jì)在剪力墻的邊上,增加擁有傾斜方向承載力的邊框結(jié)構(gòu),這些邊框能夠阻攔傾斜的裂縫。如果剪力墻產(chǎn)生裂縫,邊框結(jié)構(gòu)可以減低附加剪應(yīng)力,阻止裂縫衍伸到其他部位。

(2)合理的肢墻面積。

如果剪力墻縱向設(shè)計(jì)有洞口,那么這片剪力墻就變成了聯(lián)肢墻,聯(lián)肢墻的中間受到橫梁的約束。聯(lián)肢墻有雙肢墻和多肢墻兩種情況,雙肢墻上只有一列洞口,多肢墻上有多列洞口。

這樣的設(shè)計(jì)降低了剪力墻的剛度,增強(qiáng)抗震能力。即使出現(xiàn)裂縫也往往是在洞口或橫梁部位,降低了對(duì)墻體的傷害。

2 改善框架的抗震能力

(1)強(qiáng)化角柱。要增強(qiáng)抗震能力就應(yīng)該強(qiáng)化框架的角柱,提高抗剪應(yīng)能力。作為框架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分,角柱起到連接梁和柱子的作用只有強(qiáng)化了角柱才能從整體加強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)。

(2)增強(qiáng)框架的抗震能力需要提高整體框架對(duì)推力的抗性,降低橫向的位移,尤其要注意減少樓層之間的移動(dòng)??梢栽诳蚣軆?nèi)分散布置用鋼筋混凝土澆筑的剪力墻。由于這樣的設(shè)計(jì)沒有良好的延展性,我們可以設(shè)計(jì)一些有延展性的墻體,降低剛度。比如在剪力墻的墻體上合理的增加開口,形成耗能結(jié)構(gòu),有效的將震能釋放。

(3)在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中,設(shè)計(jì)贅余構(gòu)件可以有效的抵消地震部分的能量。設(shè)計(jì)贅余構(gòu)件時(shí)可以使用鋼筋做骨架的混凝土作為支撐構(gòu)件,發(fā)生地震時(shí),震能會(huì)首先影響這些構(gòu)件,當(dāng)這些構(gòu)件被破壞之后,建筑物的整體結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生一定的改變,同時(shí)改變了自振頻率,避免和形成共振。

3 改善整體抗震能力

( 1)如果在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的梁端和柱端安裝“塑性鉸”,可以在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中形成耗能結(jié)構(gòu)。由于塑性鉸能夠承受、傳遞一定的彎矩,地震發(fā)生時(shí),即使縱向鋼筋發(fā)生屈服也不會(huì)瞬間破壞結(jié)構(gòu),而是在塑性鉸的作用下承載。水平的構(gòu)件會(huì)先于縱向構(gòu)件發(fā)生屈服,

避免建筑物發(fā)生垮塌。

( 2)依照建筑物的實(shí)際情況,在框架剪力墻整體結(jié)構(gòu)的剛度和承載能力之間尋求平衡。由于地震發(fā)生時(shí),建筑物會(huì)的自振周期容易和地震產(chǎn)生共振,如果使用了過多的剪力墻就會(huì)減小自振周期,增加建筑物的剛度。那么,加大自振周期就可以有效減少地震作用。在設(shè)計(jì)的時(shí)候布置數(shù)量合理的剪力墻,適當(dāng)?shù)氖褂枚讨珘頊p少剪力墻的面積,既可以減輕建筑物的整體重量,有能夠有效的防御地震的影響。

( 3)由于框架和剪力墻的材料,制造工藝不相同,兩者的結(jié)構(gòu)也不一樣,他們存在著剛度、彈性和延展性等多種差異。有可能導(dǎo)致框架剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)件之前無法有效的合作,構(gòu)件之前缺乏協(xié)調(diào),降低了建筑物的抗震能力。只有在考慮協(xié)調(diào)性的基礎(chǔ)上,經(jīng)過嚴(yán)密的計(jì)算和設(shè)計(jì),在結(jié)構(gòu)的剛度、彈性和延展性之間做好平衡才能夠最大程度抵抗地震力。

四.結(jié)語

盡管在高層建筑中框架剪力墻已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,并且也取得了前所未有的高度和成就,但是該結(jié)構(gòu)復(fù)雜的受力特性使得在抗震性能上還有很大的改進(jìn)空間。在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)構(gòu)造時(shí),嚴(yán)格遵循本文提到的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,特別是抗震概念要求,在轉(zhuǎn)換層附近適當(dāng)提高其構(gòu)造等級(jí)要求,增強(qiáng)整體抗震能力,使得框架剪力墻結(jié)構(gòu)更好地應(yīng)用到高層建筑中。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 文偉 剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析 [期刊論文] 《城市建設(shè)》 -2010年35期

篇(9)

中圖分類號(hào):TU 457 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

0 引言

隨著我國對(duì)地下空間的開發(fā)力度的加大,地下結(jié)構(gòu)工程的數(shù)量迅速增加,作為生命線工程的埋地管道在輸送水、油、氣、煤以及在通信交通和排水等方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用,堪稱現(xiàn)代工業(yè)和城鎮(zhèn)生活的大動(dòng)脈,其破壞可導(dǎo)致城市乃至區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)功能的癱瘓[1] [2],如1971 年美國圣費(fèi)爾南多地震,使加里福尼亞州圣費(fèi)爾南多山谷的地下輸氣管道和給排水管道遭受重大破壞,給排水和天然氣管道有2400處遭到破壞,震中附近有25.6km管道破壞 [3] [6];1976年中國唐山地震,7.8級(jí)地震使全市給水系統(tǒng)癱瘓,搶修了一個(gè)多月才基本恢復(fù)供水,秦京輸油管線有4處破壞,流失原油1萬余噸,造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi),且污染了大片農(nóng)田、河流,次生災(zāi)害嚴(yán)重[4];2008年“5.12”汶川地震使震區(qū)供水管網(wǎng)受到嚴(yán)重破壞,供氣系統(tǒng)設(shè)施也出現(xiàn)不同程度的破壞,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),供水系統(tǒng)共有677個(gè)水廠受損,11萬處管線破壞,受損長度高達(dá)1.38萬km;排水管網(wǎng)管道受損長度約3300km, 供氣系統(tǒng)設(shè)施受損5.1萬處,供氣系統(tǒng)設(shè)施受損5.1萬處,供氣管道受損長度達(dá)到992km[5]。這些震害經(jīng)驗(yàn)表明,現(xiàn)代城市對(duì)生命線工程系統(tǒng)具有高度的依賴性,其抗震問題也引發(fā)了各國學(xué)者的關(guān)注,地下工程結(jié)構(gòu)的抗震安全和抗震設(shè)計(jì)已經(jīng)成為工程界普遍關(guān)心的問題。

筆者通過對(duì)大量埋地管道震害的分析研究, 總結(jié)了埋地管道的地震反應(yīng)特征和破壞類型,并對(duì)其破壞機(jī)理進(jìn)行分析,以期為埋地管道的抗震設(shè)計(jì)提供科學(xué)的依據(jù)和有益的參考。

1 埋地管道的振動(dòng)反應(yīng)特征

根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者對(duì)原型觀測(cè)(震害調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn))資料的研究分析以及近年來的研究成果,總結(jié)了埋地管道在地震波作用下反應(yīng)特征的一般規(guī)律,其是進(jìn)行埋地管道地震反應(yīng)分析的依據(jù)[6]- [12]。

(1)破壞荷載:理論分析和實(shí)際震害均表明,埋地管道的破壞主要由地震行波的傳播、場(chǎng)地失效(斷層相對(duì)運(yùn)動(dòng)、土體液化等因素)引起,受地震波傳播影響而引起的土體變位造成的震害較輕,但影響面廣,是埋地管道破壞的最基本形式;場(chǎng)地失效所造成的管道破壞都相當(dāng)嚴(yán)重,且難以避免,選址時(shí)應(yīng)盡量避免此類地段。

(2)地面位移:對(duì)埋地管道地震破壞的研究發(fā)現(xiàn),埋地管道振動(dòng)中的主要應(yīng)變與地震加速度大小的聯(lián)系不很明顯,而對(duì)周圍巖土體應(yīng)變十分敏感,周圍巖土體應(yīng)變?cè)酱蠊艿榔茐脑絿?yán)重。埋地管道的自振頻率遠(yuǎn)大于土體的振動(dòng)頻率,管道受到周圍土的阻尼影響很大,管道運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力,對(duì)結(jié)構(gòu)自身的反應(yīng)僅有非常小的影響,管道的反應(yīng)性態(tài)主要取決于沿線土體的位移特征,而對(duì)土體的運(yùn)動(dòng)位移特征幾乎無影響。

(3)地震波傳播方向及頻譜特性:埋地管道的振動(dòng)形態(tài)受地震波傳播方向的影響很大,地震波的入射方向發(fā)生不大的變化,管道各點(diǎn)的變形和應(yīng)力可發(fā)生較大變化。埋地管道走向與地震作用方向吻合時(shí),管道動(dòng)應(yīng)變最大,損壞最大;當(dāng)?shù)卣鹱饔梅较虼怪庇诠茌S方向入射時(shí),管道動(dòng)應(yīng)變最小。埋地管道的動(dòng)應(yīng)變不僅和地面應(yīng)變的峰值有關(guān),還與地震動(dòng)的頻率含量有關(guān),尤其是對(duì)低頻含量十分敏感。低頻含量愈豐富的地震波,激起的管道動(dòng)應(yīng)變?cè)酱蟆?/p>

(4)場(chǎng)地條件:埋地管道的破壞程度基本隨地震烈度的增大而加重,埋地管道從一種類型土壤過渡到另一類型土壤的過渡區(qū)震害較嚴(yán)重;軟土中的管線較硬土中的管線震害嚴(yán)重,同一地震烈度下,復(fù)雜地基和軟弱地基比基巖地基中的管道震害嚴(yán)重得多。

(5)管土間相互作用:現(xiàn)場(chǎng)震害資料證明,地震時(shí)埋地管道受周圍土體的約束與周圍巖土體一起運(yùn)動(dòng),受管道本身的剛度的影響,管道的變形比未敷設(shè)管道的土體變形小,只要管土界面的剪應(yīng)力未達(dá)到臨界剪應(yīng)力,管道就隨同周圍巖土體一起運(yùn)動(dòng)。當(dāng)管土界面的剪切應(yīng)力達(dá)到臨界剪應(yīng)力或管土間的極限摩擦力時(shí),管土之間將發(fā)生滑移。

(6)管道變形:震害資料及理論分析均表明,直埋管道的軸向應(yīng)變遠(yuǎn)較彎曲應(yīng)變凸顯,以軸向應(yīng)變?yōu)橹鳎鴱澒?、大直徑管道則需要考慮彎曲變形。

(7)管道的材質(zhì)及構(gòu)造:埋地管道的材質(zhì)、口徑、壁厚、接口型式均有不同程度的影響。埋地管道的破壞大多是由于管道強(qiáng)度不足以抵抗周圍土體傳來的振動(dòng)變形而引起的;震害資料表明:柔性接口的震害率明顯低于剛性接口,這是由于柔性接口具有較好的延性,可以吸收較多的變形;管道橫截面的剛度與管徑和壁厚有關(guān),小口徑管道在土中的約束程度比大口徑的約束作用大。日本、美國以及我國海城,唐山兩次強(qiáng)震中的震害均表明,管道的破壞隨管徑增大而減小,這說明管道剛度的影響不可忽視,但是各國學(xué)者對(duì)管徑的影響看法不一。

(8)管道埋深:埋地管道一般總是埋在地表下有限的深度處,1923年東京地震調(diào)查資料顯示,埋深的增加破壞增加,而埋深增加到2.4m后管道的破壞率減小。淺埋管道破壞較輕是由于作用在管道上的土壓力和縱向摩擦力較小,土體對(duì)管道的約束作用小,傳遞到管道上的地震作用就小,埋深增加約束作用增大,破壞率高;埋深增加到2.4m管道事故率降低可以解釋為隨深度的增加地震作用下土體的位移下降的幅度大于約束作用增大的幅度。然而在許多情況下埋地管道破壞與其埋深之間并不存在固定的關(guān)系。造成完全不同的結(jié)論是因?yàn)楣艿赖钠茐牟粌H取決于土移的大小,而且還取決于管道在土體中的約束程度,因而較難確定管道埋深多大時(shí)震害較輕。

2 埋地管道破壞的主要類型

地震作用下埋地管道的破壞類型主要有三種[22]- [24]:

(1)接口破壞:連續(xù)式鋼管焊縫連接處的開裂,法蘭螺栓松動(dòng);承插式管道接口填料松動(dòng)、剪裂、插頭拔出和承插口破裂等;

(2)管體破壞:管體出現(xiàn)縱向或斜向裂縫;地面大變形造成的管體折斷,銹蝕嚴(yán)重鋼管和鑄鐵管管體發(fā)生的折斷等;

(3)連接破壞:管道的三通彎頭、閘閥及其與其它構(gòu)筑物聯(lián)接處,易受應(yīng)變集中,運(yùn)動(dòng)相位不一致而發(fā)生破壞。

三種形式的破壞中管體破壞一般是由于地面斷裂、滑坡等嚴(yán)重地面大變形或由于管體本身缺陷和腐蝕嚴(yán)重而引起的破壞;接頭和連接破壞是地震作用下最為普遍的破壞見圖。

3 埋地管道破壞的機(jī)理分析

埋地管道的地震破壞主要由構(gòu)造性地運(yùn)動(dòng)-斷層錯(cuò)動(dòng)、地震場(chǎng)地失效-土壤液化、地震波傳播效應(yīng)引起,下面簡要分析埋地管道的破壞機(jī)理。

(1)斷層滑移作用[13]- [14]

在一次強(qiáng)破壞性地震中,斷層位錯(cuò)越大,震害越嚴(yán)重。斷層滑移的主要作用是使管道產(chǎn)生平錯(cuò)運(yùn)動(dòng),也可能伴隨有較小的垂直移動(dòng)。斷層滑移區(qū)土體發(fā)生相對(duì)較大的錯(cuò)動(dòng)滑移,埋地管道受周圍土體的約束,隨著土體的變形而變形,當(dāng)管道與活動(dòng)斷層相交時(shí),地震中產(chǎn)生的地表斷裂運(yùn)動(dòng)使管道產(chǎn)生縱向和橫向變形,縱向變形會(huì)使管道產(chǎn)生拉伸或縮短,管道受拉伸超過極限時(shí)就會(huì)發(fā)生破壞,管道受壓縮時(shí)則會(huì)由于薄殼失穩(wěn)而造成屈曲破壞;橫向變形則會(huì)使管道產(chǎn)生折斷等剪切破壞,管道發(fā)生的剪切位移、拉伸或縮短的程度取決于斷層的類型、管道和斷層的方位、斷層錯(cuò)動(dòng)的大小和斷層平面的傾角等因素,大量的震害調(diào)查認(rèn)為,具有高強(qiáng)度和韌性的鋼管(油、氣管道)一般能抗拒強(qiáng)烈地震的地面運(yùn)動(dòng),卻不能抵御斷層作用和地面破壞所產(chǎn)生的永久地面變形。

(2)土壤液化[15]- [16]

地下水位以下的飽和松砂和粉土在地震作用下,土顆粒之間因振動(dòng)而密實(shí),但由于顆粒之間的空隙水來不及排出,使土顆粒處于懸浮狀態(tài),即由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài),土在液化及液化后的反應(yīng)極為復(fù)雜, 其中牽涉到從固相到液相及從液相到固相的轉(zhuǎn)變、土骨架與水相互作用的問題、大位移與大變形以及非連續(xù)介質(zhì)等。液化往往造成管道上浮或下沉,目前研究液化砂土中管的動(dòng)力特性,主要集中在管道在液化和不液化的邊界區(qū)域和管的上浮力,對(duì)由液化引起的大的永久性位移卻沒有進(jìn)行足夠的研究。

(3)地震波傳播效應(yīng)[17]- [20]

地震引發(fā)地面振動(dòng)或搖晃,振動(dòng)以一定速度的波的形式在地面?zhèn)鞑?,既然運(yùn)動(dòng)是波,不同部位的管道的位移是不同步的,引發(fā)不同類別的應(yīng)變??v波沿管道方向的傳播使得土體受壓或受拉,管道被周圍土體夾裹著作波動(dòng)變形,則土體的這種張拉和壓縮力將作用于管道產(chǎn)生軸向應(yīng)變,橫波沿管道方向傳播使得土體垂直管道方向發(fā)生橫向變形,管道受土體約束影響而隨土體一起運(yùn)動(dòng),促使管道產(chǎn)生彎曲應(yīng)變。軸向應(yīng)變可能是受壓或受拉,且會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在一次地震中,受拉時(shí)管道接頭處產(chǎn)生拉拔力;受壓時(shí)管道產(chǎn)生擠壓或屈曲;彎曲變形則使連接開裂、破損,剪切引起折斷。

除此之外,埋地管道的變形還受周圍土體的地質(zhì)條件的影響。震害資料和理論研究均表明非均勻場(chǎng)地對(duì)埋地管道的動(dòng)力特性有較大的影響,管道在穿過非均勻場(chǎng)地時(shí),土體出現(xiàn)明顯的豎向和橫向位移,使管道由于變形不同而破壞。土體類型變化以及其它因素如地震波類型、地形地貌條件、斷層等共同作用對(duì)管道破壞的影響很大,結(jié)合起來考慮其破壞機(jī)理十分重要。一般來說,前二種作用對(duì)埋地管道的破壞是災(zāi)難性的,均屬于難以抗拒因素,實(shí)際工程中多采用避開這類地段鋪設(shè)管道的措施或?qū)iT研究特殊的抗震措施。而地震波傳播效應(yīng)則是埋地管道破壞的最普遍原因,最早引起了人們的關(guān)注,是埋地管道抗震研究的主要對(duì)象,其在理論和試驗(yàn)上的研究也較深入。

4 結(jié)語

埋地管道的抗震,是生命線地震工程的重要組成部分。只有認(rèn)清埋地管道在地震波作用下反應(yīng)特征的一般規(guī)律、破壞機(jī)理,并將其作為埋地管道地震反應(yīng)分析的依據(jù),才能建立適合實(shí)際工程的埋地管道地震災(zāi)害防御技術(shù),提高埋地管道的抗震能力,完善地震災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案和工程技術(shù)措施,從地震防御

到抗震理論分析,做到有的放矢,才能盡可能的減輕

埋地管道的破壞,埋地管道和地鐵、隧道、共同溝、地下管廊同屬于地下線形結(jié)構(gòu),其震害分析在理論上應(yīng)對(duì)后者震害原因分析有一定的借鑒價(jià)值。

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篇(10)

中圖法分類號(hào): TU文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

0 引言

隨著中國經(jīng)濟(jì)不斷蓬勃發(fā)展,帶動(dòng)了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),大量舊建筑物因達(dá)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,另一方面對(duì)于新建建筑所需混凝土量的不斷增加,能源與環(huán)境問題日益突出。再生混凝土的提出可以解決能源問題,近幾年國內(nèi)學(xué)者對(duì)再生混凝土結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了相關(guān)研究,其中對(duì)再生混凝土受壓構(gòu)件抗震性能的試驗(yàn)研究為今后再生混凝土技術(shù)能夠在實(shí)際工程中應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)。

國內(nèi)研究進(jìn)展

1.1 再生混凝土柱

崔正龍[1]等對(duì)再生混凝土柱的抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過2組再生鋼筋混凝土柱與普通鋼筋混凝土柱在軸壓比0.2的條件下進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,在混凝土強(qiáng)度接近的情況下,再生鋼筋混凝土柱在破壞形式、承載能力以及耗能能力等方面與普通鋼筋混凝土柱相比并沒有明顯降低,表現(xiàn)出良好的抗震性能,從結(jié)構(gòu)力學(xué)性能角度來看,再生混凝土應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件上是可行的。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)[2] ,北京工業(yè)大學(xué)[3],合肥工業(yè)大學(xué)[4],北京建筑工程學(xué)院[5],白國良[6]等相繼對(duì)再生混凝土柱抗震性能也進(jìn)行了試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果表明:再生混凝土柱與普通混凝土柱的破壞過程相似。

文獻(xiàn)[2]通過8根再生混凝土柱和4根普通混凝土柱進(jìn)行低周反復(fù)荷載試驗(yàn),結(jié)果表明在小軸壓比時(shí)發(fā)生延性破壞,在大軸壓比時(shí),發(fā)生脆性破壞;再生混凝土柱延性比普通混凝土柱差,粉煤灰的摻入可以改善再生混凝土柱的延性,但承載力會(huì)降低。

文獻(xiàn)[3] 進(jìn)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復(fù)荷載試驗(yàn)研究,模型按1/2縮尺,提出了基于混凝土強(qiáng)度折減的承載力實(shí)用計(jì)算方法。試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著再生骨料取代率的增加,其混凝土的彈性模量明顯減小,試件初始剛度明顯下降、承載力呈下降趨勢(shì)、耗能值下降,抗震能力呈下降趨勢(shì)。并且建議再生混凝土柱可用于多層結(jié)構(gòu)軸壓比較小的柱的抗震設(shè)計(jì)。

文獻(xiàn)[4]對(duì)四根再生粗骨料為100%的再生混凝土框架柱進(jìn)行抗震試驗(yàn),分析其滯回性能。并通過大型有限元分析軟件對(duì)各試件進(jìn)行有限元的單調(diào)荷載作用下的數(shù)值模擬。同樣得出再生混凝土的延性及承載力隨著軸壓比的增大而不斷下降;再生混凝土框架柱抗震性能略低于普通混凝土框架柱。

文獻(xiàn)[5]中試驗(yàn)結(jié)果表明,提高縱筋率和箍筋加密區(qū)的箍筋配置有利于改善再生混凝土柱的延性性能和極限變形性能。建議當(dāng)再生混凝土框架柱的設(shè)計(jì)軸壓比小于0.2時(shí),箍筋加密區(qū)的最小配箍特征值可按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2001的規(guī)定采用,當(dāng)再生混凝土框架柱的設(shè)計(jì)軸壓比大于0.2時(shí),應(yīng)不低于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2001對(duì)二級(jí)框架柱箍筋加密區(qū)最小配箍的要求或具有更高的要求。

王思源[7]等提出一種在地震作用下再生混凝土柱強(qiáng)剪弱彎設(shè)計(jì)可靠度指標(biāo)的計(jì)算方法,計(jì)算結(jié)果表明:再生混凝土強(qiáng)剪弱彎設(shè)計(jì)可靠度指標(biāo)低于普通混凝土柱;截面尺寸影響較小,配筋率,配箍率和軸壓比影響較明顯。

1.2 再生剪力墻

北京工業(yè)大學(xué)的曹萬林等人對(duì)再生混凝土剪力墻的抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究[8-10]。試驗(yàn)結(jié)果表明:與普通混凝土剪力墻相比,再生混凝土剪力墻的抗震性能略差,且隨著再生骨料摻量的增加,再生混凝土剪力墻的性能呈下降趨勢(shì);暗支撐的設(shè)置能夠明顯改善再生混凝土低矮剪力墻的抗震性能;配筋率的提高,使再生混凝土中高剪力墻的承載力、延性、耗能能力有所提高;軸壓比的提高,使再生混凝土剪力墻的承載力提高,彈塑性變形能力降低。建議在一定條件下,再生混凝土可用于一些剪力墻結(jié)構(gòu)工程。

1.3 再生混凝土砌體

南京工業(yè)大學(xué)的倪天宇[11]等通過對(duì)3片不同豎向荷載作用下的再生混凝土空心砌塊墻體進(jìn)行了低周反復(fù)荷載試驗(yàn),分析了抗震性能,結(jié)果表明:再生混凝土空心砌塊墻體在無豎向荷載的情況下,破壞時(shí)的裂縫數(shù)量較少,主裂縫明顯;在施加豎向荷載的情況下,破壞時(shí)無明顯主裂縫,結(jié)構(gòu)受力均勻,墻體的滯回曲線較飽滿,延性較好,耗能能力較強(qiáng),抗震性能良好。試驗(yàn)墻體的剛度退化趨勢(shì)大致相同,墻體的初始剛度較大,開裂后剛度退化迅速。

周中一[12]等進(jìn)行了2個(gè)再生混凝土磚墻體的低周反復(fù)荷載試驗(yàn),1個(gè)普通再生混凝土磚墻體和1個(gè)帶豎向構(gòu)造筋的再生混凝土磚墻體,墻體的高寬比約為1.0。分析了兩個(gè)端體的承載力、延性、破壞特征。研究結(jié)果表明:帶豎向構(gòu)造筋的再生混凝土磚墻體承載力較高、延性較好、抗側(cè)移剛度退化較慢;帶豎向構(gòu)造筋的再生混凝土磚砌體結(jié)構(gòu),經(jīng)合理設(shè)計(jì)是可以滿足村鎮(zhèn)低層房屋抗震設(shè)計(jì)要求。

2 國內(nèi)再生混凝土有待研究方向及展望

1)對(duì)再生混凝土骨料破碎工藝流程及相關(guān)設(shè)備的研究,使得再生骨料能夠規(guī)格化;

2)從微觀方面對(duì)再生混凝土的基本力學(xué)性能進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究;

3)加強(qiáng)對(duì)再生混凝土耐久性研究,例如抗磨性、抗碳化、耐火性、抗凍融性等;

3)對(duì)再生混凝土的收縮和徐變應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步研究

4)應(yīng)對(duì)再生混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能深入研究和試驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn);

5)目前國內(nèi)已有部分學(xué)者和高校對(duì)再生混凝土不同的結(jié)構(gòu)形式的抗震性能進(jìn)行了初步研究,但是數(shù)量仍然較少,且離散性較大,仍須繼續(xù)深入。

應(yīng)增加對(duì)再生混凝土技術(shù)開發(fā)研究資金的投入,加快編制相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范,并且通過經(jīng)濟(jì)調(diào)控促進(jìn)推廣再生混凝土在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

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篇(11)

2008年的5·12汶川地震在給我們帶來傷痛的同時(shí)也引起了各界對(duì)房屋建設(shè)的關(guān)注,對(duì)于每一名房屋設(shè)計(jì)和建設(shè)者來說如何提高房屋的抗震能力成了必須思考和探索的問題。廣木線穿心店站的貨運(yùn)樓在其周圍房屋基本倒塌的情況下仍然可以保持房屋上部結(jié)構(gòu)的基本完整性這一特殊的現(xiàn)象為我們有效提高房屋抗震性能提供了一種可能。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)該樓房在修建過程中應(yīng)用房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù),這就提示我們房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)能有效提供房屋抗震性能,而這一點(diǎn)在國家現(xiàn)行的GB 50011.2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中得到證明。下面就介紹一下房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)的基本原理和優(yōu)越性,并且探討一下其應(yīng)用的方法。

1 房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)的基本原理

房屋基礎(chǔ)隔震技術(shù)的基本原理就是在房屋的上部結(jié)構(gòu)同地基之間實(shí)現(xiàn)柔性連接——一般是在上下結(jié)構(gòu)的中間增加水平剛度低且具有適當(dāng)?shù)母粽鸷驮黾咏Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)的柔性,使上部結(jié)構(gòu)得以同可能造成破壞的地面運(yùn)動(dòng)分離,以達(dá)到降低房屋上部結(jié)構(gòu)的地震能量加速,且提高房屋對(duì)于地震的抵抗能力的目的??梢哉f基礎(chǔ)隔震技術(shù)通過“以柔克剛”的方式使得房屋的抗震性能大大提高。當(dāng)?shù)卣鹌茐某潭容^小時(shí),“隔震裝置的初始剛度足以使房屋屹立不動(dòng)”[1],在遇到破壞性大的地震時(shí)這種設(shè)計(jì)就可以保持房屋的基本結(jié)構(gòu)讓房屋不至完全倒塌,就像5·12地震中的廣木線穿心店站的貨運(yùn)樓。

房屋結(jié)構(gòu)應(yīng)用基礎(chǔ)隔震措施后,其周期是沒有應(yīng)用基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的2~3倍,依據(jù)反應(yīng)譜理論可知較長的隔震建筑的周期可以使地震對(duì)房屋的影響大幅度減小。但就傳統(tǒng)對(duì)原理的解釋來看,這種隔震設(shè)計(jì)一般多用于層數(shù)較少的樓房,而目前我國在高層建筑中也開始了基礎(chǔ)隔震技術(shù)的使用。雖然,這用傳統(tǒng)的理論很難解釋其合理性,但是從實(shí)際運(yùn)用中來看,我們?nèi)耘f可以發(fā)現(xiàn)其合理因素所在,即就隔震能力本身而言基礎(chǔ)隔震技術(shù)降低房屋上部結(jié)構(gòu)的地震能量加速。

2 房屋基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)的優(yōu)越性

無論是從理論上還是實(shí)踐中基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)較傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)在抗震能力和節(jié)約成本方面都有很大的優(yōu)勢(shì)。

2.1 抗震能力更好 明顯有效地提高了地震對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的影響?;A(chǔ)隔震技術(shù)使得房屋結(jié)構(gòu)的加速度降低60%左右,也就是相當(dāng)于沒有運(yùn)用基礎(chǔ)抗震技術(shù)結(jié)構(gòu)的1/10~1/4。如此一來房屋上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)也剛體平動(dòng)十分類似,從而能讓房屋的整體結(jié)構(gòu)得到有效的保護(hù),同時(shí)也因結(jié)構(gòu)的震動(dòng)得以保持在較為輕微的水品內(nèi)而讓房屋的內(nèi)部設(shè)施。同時(shí)在地震時(shí),應(yīng)用了基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)的房屋能夠保持上部結(jié)構(gòu)的彈性工作狀態(tài)的正常運(yùn)作,這可以給某些重要的建筑物以可靠的保護(hù)。

2.2 節(jié)約成本 從目前國內(nèi)的房屋建設(shè)實(shí)例來看,采用了基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)的房屋在初始造價(jià)上往往較非基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)的房屋高,但是我們?cè)谟?jì)算隔震設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性時(shí)不能只考慮初始的工程費(fèi)用,而應(yīng)該從其抗震性能、抗震安全性、震后維護(hù)等方面來進(jìn)行評(píng)估。首先,房屋基礎(chǔ)隔震可以有效的保護(hù)房屋內(nèi)部的浮放設(shè)備,防止內(nèi)部物品的破損,減少了受災(zāi)群眾的經(jīng)濟(jì)損失和次生災(zāi)害的發(fā)生。其次,抗震措施簡單明了,隔震設(shè)計(jì)僅考慮隔震裝置,“這樣就可以把設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造的注意力集中到這些構(gòu)件上”[2],因此建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工得以簡化。最后,地震后無需對(duì)隔震建筑進(jìn)行過多的維修。

3 房屋基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)的應(yīng)用方法

3.1 隔震裝置的選擇 現(xiàn)階段常用的隔震裝置有:加鉛芯的多層橡膠支座、橡膠隔震支座、摩擦滑動(dòng)層隔震裝置、阻尼器。這些隔震裝置都各有其優(yōu)缺點(diǎn),具體什么選擇還得按照房屋的總體設(shè)計(jì)需要來,但總的來講要想隔震裝置在地震中發(fā)揮作用,保證房屋整體的抗震性能和安全性,就必須就有適當(dāng)?shù)淖枘峒跋苣芰A(chǔ)隔震裝置必須具有一定的阻尼、消能能力和豎向承載能力。下面我們就以疊層橡膠隔震支座為例。疊層橡膠隔震支座一般用天然橡膠或者人工合成橡膠制作,呈圓柱形,直徑在300mm以上1000mm以下,單個(gè)可以承重500KN到700KN。其有點(diǎn)是有很好的自復(fù)能力。其缺點(diǎn)是“由于上部結(jié)構(gòu)的粱是由疊層橡膠支座為其豎向支座的,為了減小梁的跨度,就需要放置比較多的疊層橡膠支座,那么就提高了整個(gè)隔震體系的成本。”[3]   3.2 確定水平向減震系數(shù) 水平向減震系數(shù)取值必須大于等于0.25,而且隔震作用發(fā)揮后,地震作用的總水平應(yīng)該是隔震結(jié)構(gòu)相對(duì)的減震系數(shù)的百分之七十。為了更加合理化水平向減震系數(shù),我們要根據(jù)具體情況配合相應(yīng)的防烈度,具體來說可看下表:

水平向減震系數(shù) 防裂度

0.25 6-7

0.38 6-8

0.5 6-8

0.75 7-9

3.3 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 當(dāng)我們進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮隔震產(chǎn)生的減震效果,只需按原設(shè)防烈度著手設(shè)計(jì)即可。

3.4 隔震層設(shè)計(jì)要點(diǎn) 隔震層能在地震中起到應(yīng)有作用是設(shè)計(jì)的根本,因而就必須確保整體隔震結(jié)構(gòu)得以協(xié)調(diào)工作,這樣一來我們?cè)趯⒕哂泻线m剛度的梁板體系安排在隔震結(jié)構(gòu)的項(xiàng)部的同時(shí)要做到讓該層隔震裝置的兩種負(fù)荷——永久、可變負(fù)荷的“豎向平均壓應(yīng)力限值不超過相關(guān)規(guī)范規(guī)定,且在罕遇地震下不出現(xiàn)拉應(yīng)力?!盵4]還有一點(diǎn)需要我們注意,就是雖然在前面已經(jīng)列出了防烈度的相應(yīng)系數(shù),但是考慮到在遇到豎向地震是隔震層的相對(duì)無力,在上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是我們有必要把水平向換算烈度提高?;A(chǔ)隔震設(shè)計(jì)不是單靠哪一個(gè)部分就能夠完成的,要想使得隔震設(shè)計(jì)的性能得到良好的發(fā)揮,就必須保證設(shè)計(jì)的每個(gè)部分都不能脫節(jié),要重視連接點(diǎn)的重要性,從全局出發(fā)著手設(shè)計(jì)。

3.5 隔震層設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 隔震層的抗震性能還收其以下結(jié)構(gòu)的影響,因此我們要注意一下的設(shè)計(jì)要點(diǎn):①對(duì)于支柱、支墩等地相連且有相當(dāng)大的承重任務(wù)的結(jié)構(gòu),在設(shè)計(jì)時(shí)要以高標(biāo)注也就是罕見破壞性地震作為隔震底部相關(guān)力如豎向力和水平力的計(jì)算依據(jù)。②要具體問題具體分析,不同的地區(qū)對(duì)于隔震建筑地基有這不同的要求和標(biāo)準(zhǔn),所以我們?cè)谧鞒鼍_計(jì)算和設(shè)計(jì)時(shí)不能忽略相應(yīng)地區(qū)抗震防烈度。

4 房屋基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)在我國的應(yīng)用情況和前景展望

基礎(chǔ)隔震的概念早在1881年就已提出,但其真正開始在工程上運(yùn)用是到上世紀(jì)20年代才開始。而我國卻是到了60年代才開始有學(xué)者關(guān)注這一技術(shù),所以該技術(shù)的應(yīng)用在我國起步較晚,不過經(jīng)過不斷的推廣,目前國內(nèi)已經(jīng)有包括北京、天津、汕頭、西安、南京、深圳等在內(nèi)的地方進(jìn)行了基礎(chǔ)隔震技術(shù)工程的試點(diǎn)建設(shè)和推廣。但是我們發(fā)現(xiàn)在西部,這一技術(shù)的應(yīng)用并不充分,而我國西部一些人口密集的城市地處地震帶,汶川、玉樹的地震給我們提了個(gè)醒,我們應(yīng)該重視推廣該技術(shù)的應(yīng)用輻射地區(qū),特別是西部地區(qū)。

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