装配式建筑工程知识分享:建筑抗震概念设计分析
1 抗震概念设计的含义
抗震设计是通过地震作用的取值和抗震措施共同实现的,通过总结历次地震灾害后发现,对于结构抗震设计来说,“概念设计”比“数值计算”更为重要。结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”,也就是说,“概念设计”是结构抗震设计的首要问题。所谓“概念设计”是指在进行结构设计时,既要着眼于结构的整体地震反应,又按照结构的破坏机制和过程,灵活运用抗震设计准则;既要把握整体布置的大原则,又兼顾了关键部位的细节,从根本上解决了结构抗震设计的问题,有效地提高了结构自身的整体抗震能力。
2 抗震设计的一般原则
2.1场地和地基
建筑结构在地震作用下的破坏情况有四种:
(1)地震时,在水平和竖向振动作用下,建筑物的内力和变形骤增,甚至结构的受力形式发生改变,最终导致建筑物承载力不足甚至于丧失或者变形过大而破坏。
(2)地震作用下,由于节点强度不足、延性不够、锚固失效,使得结构构件缺乏可靠的连接,建筑物丧失整体性而遭破坏。
(3)地震作用下,由于地基承载力下降或地基土液化,使得地基部分失效甚至于完全失效,最终导致建筑物倾斜、倒塌。
(4)由地震引发的次生灾害如火山、洪水、滑坡、泥石流等造成建筑物的严重破坏。
所以场地的选择是建筑抗震设计成功的第一步,从选址工作开始就应该选择对抗震有利的地段,尽量避开不利的地段,避不开时应采取有效措施确保地基的稳定性;任何情况下均不考虑在抗震危险地段建造建筑物。
2.2规则性建筑
在建筑的方案设计阶段就应该尽量采用规则建筑方案,即建筑平、立、剖应规则、简单、对称;结构侧向刚度、材料强度和质量的分布应均匀、连续,无突变,因为不规则的建筑在水平地震作用下也会产生扭转振动,进而破坏。
2.3合理的结构体系
一个合理的结构体系,首先应有明确的计算简图和合理、简洁的传力途径,对于不规则建筑,应采用空间计算模型计算地震力,考虑扭转藕联影响,使其更接近实际工况。不在同一结构单元混用受力体系,优先选用现浇混凝土结构,在多层砌体房屋中优先采用横墙承重的结构体系,在底层框架抗震墙砌体房屋中,优先采用混凝土抗震墙。体型复杂的建筑,设置合理的抗震缝将上部结构分割成相互独立、相对规则的结构单元。
2.4计算结果的校核
一般来说,在结构设计中,通常采用计算软件进行抗震分析,这就要求设计人员对所用软件的适用范围、技术条件、计算模型等均有深刻的认识和充分的掌握,对所有计算结果,应经认真分析校核,只有经分析判断结果合理、有效后,方可用于工程实际。
2.5抗震构造措施
对结构构件采用多道设防,严格按规范要求保证“强柱弱梁”,“强剪弱弯”,“强节点弱构件”,加强节点连接,加强梁、柱端头箍筋加密区的箍筋量。所用材料等级不低于规范要求的最低等级,从而有效减小材料的脆性,计算中还应严格控制梁的相对受压区高度。砌体结构应按规范要求设置圈梁、构造柱等,有效约束砌体,提高砌体的延性和整体性。非结构构件比如框架填充墙两端应与柱有效拉结,附属构件女儿墙、雨篷、挑檐等除保证自身整体性能外,还应与主体结构有可靠连接和锚固。
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