高层建筑抗震标准十篇

发布时间:2024-04-26 00:54:44

高层建筑抗震标准篇1

关键词:旧层加层抗震鉴定抗震设计

1目前各地采用的方法

1-1主张按加层后的房屋总层数和总高度,用建筑抗震鉴定标准的要求对旧房屋部分进行加层抗震鉴定和抗震设计:对新建部分(加层加高部分)进行抗震设计。其理由是:适当放宽加层房屋的抗震要求,尽量减少加层房屋的加固工作量,以利于降低造价,及加层施工尽量不影响旧房的使用。

1-2主张对旧房部分用建筑抗震鉴定标准的要求进行加层抗震鉴定和抗震设计,对新建房部分用建筑抗震设计规范的要求进行抗震设计。其理由是:旧房已成事实,完全按建筑抗震设计规范的要求进行加固困难较大,故对其适当放宽。而新房部分按建筑抗震设计规范的要求进行设计无困难,故不放宽。

1-3主张对旧房部分用建筑抗震设计规范的要求进行加层抗震鉴定和抗震设计,对新房部分用建筑抗震设计规范的要求进行抗震设计,其理由是:使加层房屋新旧两部分抗震能力相匹配。

1-4主张对旧房部分用建筑抗震设计规范的要求进行加层抗震鉴定和抗震计算,提高一度采取抗震构造措施,对新建部分用建筑抗震设计规范的要求进行抗震设计。其理由是:考虑旧房屋抗震不利因素较多,故对其采取加强措施。

1-5主张以建筑抗震设计规范为主,参照建筑抗震鉴定标准的要求,对加层房屋进行抗震鉴定和抗震设计,其理由是:采用两种标准结合使用比较现实合理。

1-6主张对旧房区别对待,当旧房为按新建筑抗震设计规范设计时,此时应对加层新旧两部分均严格按照新建筑抗震设计规范的要求进行抗震鉴定和抗震设计,当旧房为按旧建筑抗震设计规范设计时,对加层房屋新旧两部分也可按旧抗震设计规范要求进行抗震鉴定和抗震设计。其理由是:这样可使加层房屋新旧两部分的抗震能力保持一致,比较经济合理。

2目前各地采用方法存在的问题

上述六种意见,各有一定的道理,但也均存在问题,值得进一步研究探讨。

方法一存在的主要问题是:对新建房屋都要求按现行国家标准建筑抗震设计规范进行设计,而加层房屋由新房和旧房两部分组成,即使是对旧房进行抗震加固也比新建房屋抗震能力差,如若采用比建筑抗震设计规范低的标准(抗震鉴定标准)对加层房屋进行抗震鉴定和抗震设计,则显然房屋的抗震能力更差,故不宜采用此法。

方法二存在的主要问题是:对加层房屋的新旧两部分采用不同的设计标准,尤其是对旧房屋部分采用较低的设计标准不够合理,造成加层房屋抗震能力上强下弱,对抗震很不利。

方法三存在的主要问题是:虽然比较科学合理,得不够全面,如若采用分离式加层结构方案,此方法就不适用,对与外套结构完全分离的旧房没有必要按建筑抗震设计规范的标准进行抗震鉴定和抗震设计。

方法四存在的主要问题是:对旧房部分按抗震设计规范的要求提高一度采取构造措施,标准偏高且对旧房来说难以满足要求,加大了加层设计施工的难度,提高了房屋加层造价。

方法五存在的主要问题是:规定的太原则,具体招待起来困难太大。

方法六存在的主要问题是;造成加层房屋采用的抗震鉴定标准和抗震设计规范不统一,使一部分加层房屋达不到现行国家建筑抗震设计规范的要求。

3建议采用的方法

首先应当明确指导思想,即对加层房屋的抗震要求应比新建房屋更严一些好,还是放宽一些好,还是不严不宽好?此问题解决后,本文所讨论的问题也就比较容易解决了。笔者认为:对加层房屋采用的抗震鉴定和设计标准不应低于对新房屋采用的标准,也不宜采用比新建房屋更严的标准,建议采用与新建房屋相同的标准。

加层房屋虽也有一些有利的因素,但不利因素更多,如旧房屋部分已使用多年,新旧部分连接整体性较差,对加层时加固的房屋不宜采用比新建房屋低的设计标准。若采用比新建房屋高的设计标准,则需要更多的投资,加大了加层房屋加固的工程量和施工难度,难于执行。采用与新建房屋相同的设计标准符合我国国情,比较经济合理,安全度也有保证,比较合适。根据调查,我国已有加层房屋多数是这样做的,我国正式出版的有关旧房改造(含加层)的专著也均主张按现行设计规范的标准进行设计和计算。既然对旧房的承载能力应按设计规范的标准进行设计验算,对旧房的抗震鉴定(包括抗震横墙间距、构造柱、圈梁设置、房屋总高度、总层数限值、高宽比限值、局部尺寸限值等)也应以抗震设计规范为标准。

对加层房屋进行抗震鉴定和抗震设计具体应采用什么规范和标准,笔者建议如下:

为便于执行,首先把加层房屋分为两大类。

高层建筑抗震标准篇2

关键词:高层建筑;抗震性能;设计分析

中图分类号:tU97文献标识码:a

1概述

事实上,在建筑结构的设计过程中,抗震性能设计是目前所有高层建筑极需认真考虑的问题。我国的高层建筑主材料一般都是选用钢筋混凝土,而高层建筑结构的复杂化以及设计的新颖化对高层建筑的抗震性能又有一定的影响。

2当前高层建筑抗震理念

在人类建筑史当中,人们一直想要寻求一个很好的办法去抗震防震,随着地质学家对地震的了解以及深入,已经基本掌握了地震的特征以及一般的地震地面运动特点,于是,在此基础上,高层建筑的抗震性能设计理论以及设计方案都有了很大的转变,并且不断完善发展。

现在最为流行使用的抗震设计方法就是基于位移的抗震设计方法。这种方法主要是对高层建筑进行准确的定量分析研究,再用量化的位移指标来制定高层建筑的抗震性能,从而让高层建筑的抗震变形能力范围可以满足地震时最低的变形要求,最终保持高层建筑的抗震性能能够达到一定的标准。

基于位移的抗震设计方法一般能够细分成下面的方法,即为:①能力谱方法;②按延性系数设计方法;③直接基于位移的方法。直接基于位移的方法是按照地震作用下预期的位移去计算地震的作用,从而进行高层建筑的抗震性能设计,望高层建筑能够达到一定的预期变形,能够起到抗震防震的作用。

3.高层建筑抗震性能低的原因分析

3.1高层建筑层数过多

混凝土高层建筑的层数是有一个极限的,也就是说混凝土高层建筑的高度是有一个极限的,不能无限增高。一旦该建筑超过了混凝土建筑的最大高度,高层建筑的自重就会变大,导致这个高层建筑的抗震性能变差,给实际上的高层建筑施工带来的施工难度就更大了。这样一来,施工的时间、成本的耗费也就大了,而且居民的安全却无法得到保障,这是没有好处的。若地震发生,高层建筑容易倒塌,给国家跟居民所造成的精神伤害以及经济损害是无法估计的。因此,为了能够保证高层建筑的抗震性能良好,高层建筑的层数不宜过高,一定要根据实际施工场地,严格依照专业的高层建筑设计师的标准高层建筑设计图来进行施工。

3.2地基选取不当

在一定程度上,地基的选取也可以对高层建筑的抗震性能造成一定的影响。地基之所以会对高层建筑的抗震性能造成影响,是因为地基作为所有建筑的基础,一旦地基不牢固,地震又不幸发生,高层建筑损坏甚至倒塌的现象就会极易出现。因此,在实际的高层建筑施工设计过程当中,优先选择一些地势较低、相对平坦的场地,还要保证基底的硬度足够大,如一些坚硬施工场地或者是较为均匀的中硬度施工场地,避免在山崖、陡坡或者下陷的地方进行高层建筑施工。

3.3材料选取不当

在地震较为频繁的地区,除了要考虑高层建筑的施工层数、地基的选取还必须要考虑高层建筑的施工材料。施工材料的选择,是控制高层建筑抗震性能的最直接途径。同时,还有注意选取比较合理的建筑结构体系,在实际施工中,施工工作人员应当确保混凝土结构的位移限制值必须控制在国家相关法律法规当中。

3.4抗震设防烈度偏低

根据地震发生的频率以及地震发生时地震的强度,我国把全国划分成多个地震设防区域,在不同的地方,不同的高层建筑设防等级也是不尽相同的。一旦高层建筑的抗震设防烈度下降,高层建筑的结构安全隐患就会增大。我国目前使用的抗震设防标准还没有达到一个较高的水平,中级地震就相当于在规定的设计既准期以内超越概率约为百分之十的地震强度,所以,高层建筑的抗震设防烈度不容忽视。

4、有效增强高层建筑的抗震性能

4.1高层建筑结构规则性

对高层建筑进行一个合理的布局是增强高层建筑抗震性能的有效措施,有专家曾经分析过,外观较为简单、建筑结构较为对称的建筑在地震发生时,该种建筑的抗震性能会比较好,不易被地震损坏。之所以会这样,是因为这类建筑在地震发生时可以很快地对地震的强度作出很好的反应,抵御地震。所以,专业的高层建筑施工人员在进行高层建筑设计时会采用较为简单的建筑结构设计,确保建筑的平面外形以及立面外形的尺寸、抗侧力构件布置、承载力等各个方面都能够均匀分布,保持了高层建筑的相对规则性。唯有外观简单、受力均匀、结构硬度适中的高层建筑设计,才可以保证建筑物的抗震性能良好。

4.2降低地震能量输入

要想降低高层建筑在地震中的能量输入,最常用的方法就是消能减震技术,这个技术就是在建筑结构的一些特殊部分,就好像节点、支撑点、连接缝等,在这些部位添加一些消能元件,然后这些消能元件就会通过产生摩擦非线性滞回变形耗能来分散或者是吸收地震能,从而减少建筑主体受地震的影响,防止高层建筑的结构被地震损坏甚至倒塌。

虽然这个方法可以大幅度地提高高层建筑的抗震性能,但这个方式的真正施工实施较难,若施工的尺度不能准确把握,到时整个工程就没有达到预期的抗震效果。所以,在实际施工当中,一定要注意合理规划施工。

4.3控制地震扭转效应

一旦地震发生,那些建筑结构不对称、建筑格局不合理的建筑通常会出现水平移动,产生水平位移,这样就会产生扭转性的效应,严重的还会让高层建筑倒塌。究其原因,就是因为不规则的高层建筑的水平荷载中心跟刚度中心无法很好地重合在一起。所以,这就告诉专业的建筑施工人员,在实际的施工过程中要充分考虑建筑的结构会对建筑的抗震性能产生什么样的影响,最好选择一些外观规则、简单的建筑设计。

4.4建筑结构自重减轻

当前的混凝土高层建筑,自重很大,一旦高层建筑的层数过多,要求相应的地基承载力也要大。所以,应当尽可能地减小高层建筑的自重,这样就对地基有很好的效果而且我们都应该注意到,建筑的质量跟地震效应是成一个正比关系的,建筑质量越大,受地震的影响就越大,所吸收的地震能量也就多。如这些地震能量无法释放,必然会损坏高层建筑。

4.5增设抗震防线

要想增强高层建筑的抗震性能,还可以在建筑内外设置多道抗震防线,一旦第一道抗震防线被破坏,其他的抗震防线也可以继续起作用。

结语

在不断追求高层建筑的外形新颖奇特的同时,抗震性能一定不能忽略。因为一个建筑最能体现它的价值的除了其外观结构、建筑材料,更重要的一样就是抗震性能。从根本上增强高层建筑的抗震性能就要从实际上综合考虑各方面的因素。唯有从高层建筑的内部结构有足够大抗震防震措施,方可从根本上增强高层建筑的抗震性能。

参考文献

高层建筑抗震标准篇3

【关键词】超限高层基于性能抗震设计

中图分类号:tU208.3文献标识码:a 

一、概述

什么是超限高层?超限高层是指超过规范要求限制的高层建筑。超限高层建筑在项目的初步设计阶段进行审查,按照我国建设部的要求,全国超限高层审查委员会组织专家从技术角度进行多方论证,力求在抗震、消防等方面保证建筑物的质量安全。一般对于超限高层的理解是:混凝土框架剪力墙结构的高层建筑,超过120米为超限高层;混合剪力墙结构为100米以上;有错层的为80米以上;网架结构的为55米以上;而网架无盖结构为28米以上。无论建筑有多高,超限高层的存在都对工程技术质量提出了更高的挑战。建设部第111号令(《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》)明确指出,属于超限高层建筑的工程,在结构扩初结束后,需进行抗震设防专项审查。

新时期,经过多方努力,我们对于高层建筑的抗震性研究越来越深入。尤其是现在非常流行也很实用的基于性能的抗震研究,取得很大的成就。基于性能的抗震设计理论是20世纪90年代初由美国学者提出,按此理论设计的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。基于性能的抗震设计代表了未来高层结构抗震设计的发展方向,是一种更先进、科学、合理的设计理念。这一研究理论已引起了各国广泛的重视。美国联邦紧急管理厅资助的国家地震减灾项目neHRp提出了在用结构基于位移的抗震评估及加固方法,于1997年出版了《房屋抗震加固指南》(Fema273/274);

日本也在1995年开始进行了为期3年的“建筑结构的新设计框架开发”研究项目,并在研究报告《基于性能的建筑结构设计》中总结了研究成果。日本又在2000年6月实行了新的基于性能的建筑基准法(BuildingStandardLaw)。欧洲混凝土协会(CeB)于2003年出版了《钢筋混凝土建筑结构基于位移的抗震设计》报告。目前我国正在修订的国家标准《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》也打算把基于性能的抗震设计方法纳入进去。

我国目前已批准的《建筑抗震设计规范》及《高层建筑混凝土结构设计规程》在近几年科学研究及工程实践的基础上,已吸收了性能目标设计的内容,由于该项技术尚处于起步阶段,在地震作用的不确定性、结构分析模型和参数的选用方面存在不少经验因素、模型试验和震害资料较少等问题还有待进一步研究,相信随着超限高层建筑在工程中的不断应用,这一研究方法将会逐渐完善成熟。

二、超限高层建筑基于性能的抗震设计的内容、特点和方法的研究

1.基于性能的抗震设计包含的主要内容

(1)对于地震风险水平的确定;

(2)对结构性能水平和目标性能的选择;

(3)超限高层建筑场地的确定;

(4)概念设计、初步设计、最终设计中的可行性检查、设计方案确定及设计审核、实验验证等;

(5)高层建筑结构施工中的质量保证和使用过程中的检测维护。

2.基于性能的抗震设计的特点

现行的抗震设计规范主要是以保障生命安全为基本目标的,按照这一理念设计和建造的建筑物,在地震中虽然可以避免倒塌,但其破坏程度仍旧会造成严重的经济损失。这些破坏程度和损失远远超过了设计者、建造者以及业主的最初估计。

根据结构抗震的安全目标和结构抗震的功能要求,我们提出了基于性能的抗震设计思想和方法。基于性能的抗震设计具有以下特点:(1)着眼于单体抗震设防的同时考虑单体工程和说相关系统的的抗震;(2)在不同风险水平的地震作用下满足不同的性能目标,即将统一的设防标准改变为满足不同性能要求的更为合理的设防目标的标准;(3)设计人员可根据业主的要求,通过费用——效益的工程决策分析确定最优的设防标准和设计方案,以满足不同业主、不同建筑物的不同抗震要求;(4)抗震设计中更强调实施性能目标的深入分析和论证,有利于建筑结构的创新,经过论证(包括试验)可以采用现行标准规范中还未规定的新的结构体系、新技术、新材料;(5)有利于针对不同设防烈度、场地条件及建筑的重要性采用不同的性能目标和抗震措施。

这里有必要对我国的抗震知识做一介绍。

中国抗震设计规范GB50011-2001——三水准设防

中国地震风险水平

地震作用

水平50年超越概率重现期(年)

小震63.2%50

中震10%475

大震2~3%2495~1642

我国抗震设计规范GB50011-2001

小震不坏基本完好[θ]=1/550

中震可修中等破坏

大震不倒严重破坏[θ]=1/50

所谓小震不坏,就是高层建筑物遇到较低等级的地震时,高层建筑物处于弹性变形阶段,建筑物一般不受损坏或受损很轻,不需修理可以继续使用。中震可修是指相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,高层建筑物结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但这种破坏经一般修理或不需修理仍可继续使用。这一层次要求建筑物的结构具有相当的延性能力不发生不可修复的脆性破坏。大震不倒,是地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离,不至于建筑物倒塌从而保障了人员的安全。这一层次要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

3.基于性能的抗震设计方法

把基于性能的抗震设计应用于实际设计中,主要有两种方法。第一种是:基于传统的设计方法。这种方法基于的设防目标主要是:小震不坏、中震可修、大震不倒;小震有明确的性能指标,大震有位移指标,其余是宏观的性能要求;按使用功能重要性分甲、乙、丙、丁四类,其防倒塌的宏观控制有所区别。在方法上是:按指令性、处方形式的规定进行设计;通过结构布置的概念设计、小震弹性设计、经验性的内力调整、放大和结构以及部分结构大震变形验算,即认为可实现预期的宏观的设防目标。第二种是直接基于位移进行设计。此方法基于的设防目标是:按使用功能类别及遭遇地震影响的程度、提出对个预期的性能目标,包括结构的、非结构的、设施的各种具体性能自白哦;由业主选择具体工程的预期目标。这种设计方法采用结构位移作为结构性能指标,与传统设计方法想比较,它从根本上改变了设计过程,直接以目标位移作为设计变量,通过设计位移普得出在此位移时的结构有效周期,从而得出结构的有效刚度,求出结构此时的基底剪力,进行结构分析,具体配筋设计。

第一种方法基于传统的抗震设计,目前广泛应用,设计人员已经熟悉。对适用高度和规则性等有明确的限制,有局限性,有时不能适应新技术,新资料,新结构体系的发展。

第二种方法即基于性能抗震设计,目前较少采用,设计人员不易掌握,所承担的风险较大。为实现高层结构的设计提供了可行的方法,有利于技术进步和创新。技术上还有些问题有待研究改进

基于性能的抗震设计与现有常规方法相比,其优点是使三水准设防要求有具体量化的性能目标、水准,设计中更强调实施性能水准的判别准则、性能目标的选用和深入仔细的分析、论证。超限高层建筑结构基于性能的抗震设计将是今后较长时期高层结构抗震的研究和发展方向。虽然基于性能的抗震设计仍存在一些有待研究和解决的问题,尤其是地震作用大小的不确定性以及计算模型和参数的准确性等问题,但可以肯定的是,随着技术的进步和研究的深入,高层建筑的抗震性会越来越好,超限高层建筑也越来越安全。

【参考文献】

1.建筑抗震设计规范(GB50011-2001).北京:中国建筑工业出版社

2.马宏旺,吕西林.建筑结构基于性能抗震设计的几个问题.同济大学学报.2002.30(12)

高层建筑抗震标准篇4

一、指导思想和基本原则

实施城乡重要建(构)筑物抗震防灾工程的指导思想是:以邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观为指导,坚持以人为本、自力更生、艰苦奋斗,积极争取国家和自治区支持;广泛发动群众,运用市场机制,调动社会各界积极性;充分发挥城乡规划的综合调控作用,合理控制城镇开发强度,完善城乡地震避难场所和设施;加大城乡重要建(构)筑物抗震加固和改造力度,健全工程质量管理的长效机制,全面提高抗震防灾综合能力,确保各族群众生命财产安全,促进社会和谐稳定。

落实城乡重要建(构)筑物抗震防灾工程排查鉴定工作,时间紧、任务重、工作难度大。各县市要在州党委、政府的统一领导下,条块结合、属地管理、分级负责;要全面启动、重点突出、分步实施;要立足当前,着眼长远、经济实用;要因地制宜、科学规划、合理布局、城乡兼顾;要强化管理、多方参与、务求实效,全面提高我州的抗震防灾水平。

二、目标和任务

自治州城乡重要建(构)筑物抗震防灾工作的总体目标是:自2008年起,在排查鉴定的基础上,力争用3年时间完成对不符合现行抗震设防标准的各类学校、医院、幼儿园、儿童福利机构、老年福利机构等公共建筑,应急救援指挥机构办公楼、影剧院、体育场馆、会堂(礼堂)等人员密集的公共建筑,保障城镇供水、供热、燃气等生命线工程的抗震排查鉴定和加固改造工作;力争用5年时间,完成对不符合现行抗震设防标准的城镇多层住宅和棚户区的抗震排查鉴定和加固改造工作;进一步完善工程建设抗震设防和质量管理长效机制,新建建筑严格按照国家抗震设防要求设计施工,进一步加强城乡抗震设防基础性工作,使自治州抗震设防能力普遍提高。

主要任务是:

(一)依据工程建设标准,广泛开展既有建筑抗震排查鉴定工作

1.排查鉴定范围、依据和原则。

排查鉴定的范围:各级各类学校、医院(包括乡镇卫生院和疾控中心)、幼儿园(托儿所)、儿童福利机构、老年福利机构等公共建筑;保障城镇供水、供热、燃气等生命线工程;应急救援指挥机构办公楼、影剧院、体育场馆、会堂(礼堂)等人员密集的公共建筑;城镇多层住宅、棚户区。

排查鉴定依据:工程质量排查按照《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)、《建筑抗震设防分类标准》(GB50223—2004)、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300—2001)及系列验收规范和国家、自治区其他有关工程质量方面的法律、法规和标准执行;建筑抗震鉴定按照《建筑抗震鉴定标准》(GB50023—95)、《建筑抗震设防分类标准》(GB50223—2004)及当地现行地震基本烈度执行;危房鉴定按照《危险房屋鉴定标准》(JGJ125—99)执行;工程结构检测鉴定按照《建筑结构检测技术标准》(GB/t50344—2004)和《建筑抗震设防分类标准》(GB50223—2004)执行。

排查鉴定原则:

(1)工程质量排点对建筑工程基本建设程序、设计质量、施工技术资料及工程实体现状进行质量检查。检查过程中发现未进行质量监督、未按图施工、未进行竣工备案(验收)、无工程技术资料或主要技术资料不全、有质量缺陷(特别是结构质量缺陷)和质量隐患的工程,必须作进一步的质量排查(检测)或抗震鉴定,提出结论性意见及处理建议。

(2)抗震鉴定按照设计文件、鉴定标准、工程建造时当地抗震设防烈度及有关标准规范进行。

(3)1993年以前的工程按以下要求分类实施:凡使用预制楼板的砖混结构(包括底框结构,不包括有可靠连接的大型屋面板结构)、土木结构工程及棚户区建筑,可不做排查鉴定,直接列入加固改造计划;高层建筑以外的其他类型建筑工程应进行抗震或危房鉴定;高层建筑应进行质量排查(高层建筑的范围依据建筑工程分类,据JGJ3—91规定,10层及10层以上或房屋高度超过28m的为高层建筑)。

(4)1993年—2003年(含2003年)未进行施工图审查建筑工程的排查鉴定,按以下要求分类实施:砖混、土木结构的工程应进行抗震鉴定,对使用预制楼板且无整浇层的建筑直接列入加固改造计划;框架、框剪结构工程(不含高层建筑),跨度为30m以上的钢结构工程应进行质量排查;高层建筑、跨度为30m以下的钢结构工程可不进行排查鉴定。

(5)2001年(含2001年)以后通过施工图审查和竣工验收备案的建筑工程可不进行排查鉴定。

(6)已经过抗震鉴定、结构检测、危房鉴定的建筑工程,凡符合国家有关规定和本方案要求的,可不进行上述抗震鉴定。

2.排查鉴定和改造工作步骤、程序。

排查鉴定工作分单位自查、重点排查、抗震鉴定和加固改造四个步骤进行,纳入排查鉴定范围的建(构)筑物,由各级行业主管部门组织本行业各单位进行自查,填写自查统计表(表一和表二),自查结果由行业主管部门分类审核汇总(表三、表四),报同级建设主管部门汇总(表五、表六、表七)。根据各行业自查情况,建设主管部门组织专家对纳入重点排查范围的建筑进行重点排查,在表一上填写是否需要鉴定的审查意见,反馈相关产权单位和行业主管部门。需要抗震鉴定、危房鉴定和结构检测的工程,由相关行业主管部门组织产权单位委托具有鉴定资格的机构鉴定,鉴定结果反馈产权单位、当地行业主管部门和建设主管部门。

经排查,不符合现行抗震设防要求的建筑都要纳入改造范围;经鉴定属于D级的学校、医院、幼儿园、儿童福利机构和老年福利机构等建筑,要立即停止使用,实施拆除重建;凡存在质量安全隐患的城镇供水、供热、燃气等生命线工程必须按照抗震设防标准进行加固改造。凡纳入排查鉴定范围的产权单位,均应立即将工程设计图纸、施工技术资料、竣工验收资料、竣工验收备案资料、工程质量鉴定(抗震鉴定)资料(需要时)整理存放于单位办公室备查。

(二)坚持各负其责,做好城乡重要公共建(构)筑物抗震排查鉴定和加固改造工作,排查鉴定工作的自查、重点排查、抗震鉴定结果和加固改造方案必须经各阶段负责人签章

1.学校、幼儿园的抗震排查鉴定和加固改造由州、县市教育局牵头落实,结合“两基攻坚”检查验收、农村中小学校舍改造等工作一并进行。抗震排查(自查)工作于2008年8月31日前完成,抗震鉴定于2008年9月30日前完成,加固改造于2010年8月底前完成。

2.医院(包括乡镇卫生院和疾控中心)、血站(血库)、急救中心的抗震排查鉴定和加固改造工作由州、县市卫生局牵头落实。抗震排查(自查)于2008年8月31日前完成,抗震鉴定于2008年9月30日前完成,加固改造于2010年8月底前完成。

3.儿童和老年人福利机构的抗震排查鉴定和加固改造工作由州、县市民政局牵头落实。抗震排查(自查)于2008年8月31日前完成,抗震鉴定于2008年11月30日前完成,加固改造于2010年8月底前完成。

4.影剧院、体育场馆、会堂(礼堂)等文体设施的抗震排查鉴定和加固改造工作由州、县市文体局牵头落实。抗震排查(自查)于2008年8月31日前完成,抗震鉴定于2008年11月30日前完成,加固改造于2010年8月底前完成。

5.应急救援指挥机构办公楼、城镇供水、供热、燃气设施等的抗震排查鉴定和加固改造工作由各县市建设局牵头落实。抗震排查(自查)于2008年8月31日前完成,抗震鉴定于2008年11月30日前完成,加固改造于2010年8月底前完成。

6.多层商品住宅小区、单位自建住房、单位集资建房、经济适用房、棚户区的抗震排查鉴定工作由各县市街道办事处牵头落实,建设(房改)部门进行指导,抗震排查(自查)于2008年11月30日前完成,抗震鉴定于2009年5月31日前完成,加固改造于2012年8月底前完成。

(三)坚持分类指导,积极推进城乡既有民居抗震加固改造工作

经鉴定需要加固的城镇住房,要提出加固措施,列入城镇房屋抗震加固改造计划,按照“谁所有,谁负责”的原则,由房屋产权单位按现行国家抗震设防标准组织力量进行加固改造。房地产企业开发建设的多层商品房,由开发企业或建设(房地产)主管部门组织加固改造。具备条件的城镇住房,可将抗震加固改造与建筑节能改造一并进行。

州抗震安居办要督促各县市增加投入,按照下达的工作计划,在确保两年内完成农村抗震安居房建设任务的同时。对于已有新建抗震安居房农户的危旧住房,要立即停止使用,坚决拆除。

对没有加固价值的城镇危旧房屋,纳入自治区和州棚户区(危房)改造计划,享受经济适用房建设的各项优惠政策。危旧住房改造要按照科学规划、合理布局、因地制宜、综合开发、配套建设的方针,实行统一规划、统一拆迁、统一配套、分步实施。

城市低保户和低收入群体住房需要拆除重建的,通过廉租住房或经济适用住房予以解决;城市机关干部职工住房需要拆除重建的,通过单位集资建房形式解决;国有企业职工住房需要拆除重建的,通过州住房解危解困工程解决;城市其他居民住房需要拆除重建的,可出台优惠政策,通过招商引资,鼓励引导区内外有实力的房地产开发企业参与改造,其住房原则上在新建项目中通过产权调换的方式解决。

(四)健全管理机制,确保新建建筑符合现行抗震设防要求

各县市要认真贯彻执行《建筑法》、《建设工程质量管理条例》等法律、法规,严格执行抗震设防和工程质量强制性标准,强化政府质量监管职能,确保新建建筑抗震设防和质量合格率达到100%。新建和改造项目要严格履行法定基本建设程序,抗震设防烈度七度以上(含七度)的县城、乡镇和农村中小学校(幼儿园、儿童福利院)新建、重建的,原则上只建单层建筑,特殊情况需建多层的,应控制在三层以下。学校(幼儿园)、医院(包括乡镇卫生院和疾控中心)、儿童和老年福利机构等公共建筑和城镇供水、供热、燃气等生命线工程,应按高于当地抗震设防烈度1度的抗震措施进行设计(即按乙类建筑设防);所有新建项目不论规模大小,一律进行施工图审查,不得漏项;新建项中一律不得使用预制楼板。要严格执行施工图审查制度,凡不符合国家强制性标准,施工图设计达不到抗震设防要求的,一律不予通过审查,不得开工建设;超限高层项目必须由自治区超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会审查。要进一步加强工程招标监督管理,重点对建设单位压级压价和施工企业低于成本价竞标进行监管,引导建设单位和施工企业合理定价,防止工程造价过低引发质量安全问题。要严肃查处转包、挂靠、违法分包和超资质承包等违法违规行为,择优选择设计、施工、监理单位,有效控制质量风险。要加强监理工作管理,规范监理单位行为,充分发挥监理单位在确保工程质量方面的作用。要积极稳妥地推行工程建设代建制改革,规范政府投资工程建设管理。

各级工程质量监督机构要加强工程建设各方主体质量行为监管,对于违反工程建设强制性标准,影响工程质量的,依法严肃查处。要严格落实质量责任终身制,工程建设各方主体依据各自职责,对工程质量终身负责。要加强竣工验收备案管理,凡未通过竣工验收的项目,一律不得投入使用。要建立大型公共建筑定期检查制度,发现质量安全隐患及时整改,加强建筑使用过程中的质量安全管理。健全工程质量安全监督管理机构,充实技术人员,配备必要装备,落实工作经费,提高工程质量安全监管能力。要健全村镇建设管理机构,充实村镇建设管理力量,加强村镇建设工程质量管理。要加大农村建筑工匠培训力度,推行持证上岗制度,增强村镇建设技术力量。

(五)加强城乡规划工作,科学指导城乡抗震防灾建设

各县市要加快组织完成城镇抗震防灾专项规划修编、编制工作,为城镇抗震防灾建设提供科学依据。抗震设防地震烈度8度以上的县,要针对分布在地震活动断裂带、建筑物密度大、危旧房屋集中、缺少可用于避震通道和避震疏散场地的地段,尽快编制以抗震搬迁改造为主要内容的详细规划。城镇要开辟必要的避震场所和疏散通道,确保抗震需要;存在地震灾害安全隐患的地段,原则上只拆不建。地震时可能发生水灾、火灾、爆炸、放射性辐射、有毒物质扩散等严重次生灾害的工程,不得建在城镇人口稠密地区,已经建设的,要限期进行搬迁。要切实加强城市规划管理,把抗震设防内容作为城市各类规划的强制性内容,强制执行。要严把规划审批关,不符合抗震要求的规划不得批准实施;不符合抗震要求的选址、建设项目,一律不予审批。

(六)加强应急管理体系建设,提高抗震防灾基础工作水平

各县市要在州党委、政府的统一领导下,加快应急管理体系建设。要制定完善地震等灾害应急管理预案,建立健全应急管理指挥机构,确保信息畅通,做好人员、物资储备,强化地震灾害应急管理措施,提高地震防灾应对能力。要开展经常性的地震应急管理演练,及时发现和改正工作中的薄弱环节,提高全社会应对地震灾害的意识和能力。

三、工作要求

(一)加强组织领导,完善工作机制

自治州重要建(构)筑物抗震改造工程是一项民心工程。各级政府要从实践“三个代表”重要思想,落实科学发展观,构建和谐**的高度,把这项工作作为一项政治任务抓实、抓好。

自治州已成立城乡重要建(构)筑物抗震防灾工程领导小组,负责安排部署和指导协调州抗震排查鉴定工作。

各县市应尽快成立领导机构,明确分工,层层建立责任制,尤其要落实县市、乡镇和各有关部门领导的责任,确定专职工作人员,设立固定办公场所,配备必要的检测设备和办公用品,确保各项工作层层有人抓、各项任务落实到位。各牵头部门要加强监督检查,指导各县市按期完成年度排查鉴定和改造任务。凡工作不积极,措施不得力,不能按时完成计划,影响工程实施的,要按有关规定追究相关单位和责任人的责任。

(二)动员全社会力量,多渠道筹集资金

各县市、各有关部门要积极采取措施,多渠道筹集资金,确保工程顺利实施。各县市工作经费及建筑抗震设防能力排查鉴定工作费用,按属地管理原则,由各级财政纳入预算予以保障。

财政部门要会同有关部门,制定资金管理办法,加强资金使用的监督管理。各县市要严肃财经纪律,不得截留、挪用补助资金,确保专款专用,提高资金使用效益。要定期向州党委、政府汇报项目进展和资金使用情况,并自觉接受财政、审计等部门的监督。凡发现违规使用补助资金,采取瞒报、虚报等方式,套取补助资金的,将依据国家有关法律法规严肃处理。

高层建筑抗震标准篇5

关键词:抗震;结构设计;加固

一、建筑结构性能抗震设计

(一)基于性能的抗震设计含义

基于结构性能的抗震设计理论是以结构抗震性能分析为基础,根据设防水准的不同,将结构的抗震性能划分为不同的等级,设计者可根据业主的要求,采用合理的抗震性能目标和合理的结构措施进行抗震设计。除了抗震设计方法,基于性能的抗震设计理论还包括目标性能的确定,它是整个设计的基础和关键,主要包括以下三个方面:

1.地震设防水准

在设计基准期内,定义一组参照的地震风险和相应的设计水平,是基于性能设计理论的一个重要目标。基于性能的设计理论应追求能控制结构可能发生的所有地震波谱的破坏水准,为此,需要根据不同重现期选择所有可能发生的对应于不同等级的地震动参数的波谱,这些具体的地震动参数称为地震设防水准,分为常遇、偶遇、罕遇和稀遇地震,并给出了其重现期和超越概率。

2.结构的性能水平及其量化指标

结构的抗震性能水平表示结构在特定的某一地震水准下一种有限程度的破坏,包括结构和非结构构件破坏以及因它们破坏引起的后果,主要用结构易损性、结构功能性和人员安全性来表达。按照不同的地震动水平,结构的性能水准可分为四级,即功能完好、功能连续、控制破坏与损失、保证安全。其中,简化的三级性能水准,即可继续使用、修复后可再使用、保证安全。

3.抗震设计的目标性能

结构的抗震设计的目标性能是针对某一地震设防水准而期望达到的抗震性能等级,抗震设计目标性能的建立需要综合考虑场地特征、结构功能与重要性、投资与效益、震后损失与恢复重建、潜在的历史或文化价值、社会效益及业主的承受能力等诸多因素。我国抗震规范的目标性能实际是:小震不坏,中震可修,大震不倒。

(二)抗震设计的常见问题

1.建筑体形

由于建筑地形的限制,或为了形成街景,业主常要求设计单位在建筑体形上赋予变化,以求美化。主要表现在:a.建筑平面因地势需要设计转折;b.结构平面凹凸不规则,有的凸出或凹进的尺寸大于相应尺寸的30%;c.上部砌体总层数不一致,有的层面差达到两层甚至以上;d.楼板局部不连续或刚度突变,出现楼板错层,或楼板开洞率太大,有效楼板面积不足结构典型平面的50%;e.为了满足下部大空间的利用,下部框架投影面积大大超过上部砖房面积,质量出现较大偏心,使结构出现较大的不规则扭转;f.楼层之间大刚度和承载力变化明显,变化率超过20%~30%以上。

2.框架结构

框架的设计问题出现的形式多样:a.框架柱网不规则,开间不均匀;b.底部框架梁跨度太大,曾出现9m的跨度,必然导致“强梁弱柱”;c.框架梁柱截面偏小,表现为“剪压比”和“轴压比”超标;d.梁、柱的纵向配筋率和体积配筋率小于抗震要求;e.起转换作用的楼面的次梁设置不合理,有的偏少,有的不便于施工。

3.抗震墙

底框结构没有按要求设置抗震墙,追求经济效益,减少抗震墙数量;强调空间功能分布,抗震墙分布不对称、不均匀;有的工程抗震墙布置过多,使薄弱层上移,由于多层砌体房屋结构变形、耗能能力差,地震时破坏往往更加严重;剪力墙没有注明抗震等级。

二、抗震概念设计的重要性

大量的震害表明,结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。概念设计的目的就在于合理地选择结构形式,并通过构造措施来满足“大震不倒”的要求。设计师在提高抗震设计意识和水平的同时,建筑方案的选择不受业主的干扰,避免建筑的形状、尺寸、布局等表现出明显的抗震缺陷;结构方案更不能受业主的经济观念和使用功能的影响,降低下部结构的延性,使抗震墙的数量、形式、布置严重不合理,包括构件的构造措施不力等。

三、我国建筑抗震加固发展的过程

抗震鉴定的结论是抗震加固的目标和依据,抗震加固是抗震鉴定延续。回顾过去.我国建筑结构的抗震鉴定及加固经历了试点起步、蓬勃发展到综合开发的三个阶段。

第一阶段,大致由1966年邢台地震开始到1976年唐山地震,是抗震鉴定及加固的试点起步阶段。这个阶段的主要特点是:探索抗震鉴定及加固的基本技术和管理方法,在实践中证明了抗震鉴定及加固的必要性和有效性。

第二阶段,自1976年唐山大地震后至1989年基于概率可靠度理论的国家标准《建筑抗震设计规范》(GBJ111.89)正式,是抗震鉴定及加固蓬勃发展阶段。这个阶段的这种主要特点是:建立了抗震鉴定及加同的基本管理体制,制定了主要着眼于安全的《工业与民用建筑抗震鉴定标准》(tJ23-77),在国家计划的统一安排下,7度及以上抗震设防地区完成了一批现有建筑的鉴定和加固,使我国城市现有建筑的抗震能力得到了明显提高。在这个阶段.抗震加固提出了提高强度、提高变形能力和加强整体性的三种同标,以外加圈梁、构造柱、夹板墙和钢构套为基本手段,形成了增强自身法、外加构件法和替换法等基本加固力法。

第三阶段,大致由《建筑抗震设计规范》(GBJli-89)开始执行起,是抗震鉴定及加固综合发展阶段。这个阶段的特点是:抗震鉴定及加固的要求扩大到6度设防区,制定了与GBi11.89设计规范配套的鉴定及加固的技术标准,强调建筑结构抗震能力的综合分析开发,随着经济体制的改革,抗震鉴定、加固与建筑功能改造紧密地结合在一起,抗震加固,不仅要考虑安全,还要考虑扩大使用面积,改善使用功能,并保持建筑造型的美观。此阶段不断有新技术、新材料应用于结构抗震加固中,如碳纤维片加固技术、钢筋化学锚固技术、隔震和消能减震技术等。

四、建筑结构加固改造技术

高层建筑抗震标准篇6

[关键词]抗震结构设防设计特性

引言

中小学区域人口密度高,流动量大而且频繁,教学和附属生活设施相应集中。由于各种复杂的因素,由地震灾害及其地震引起次生灾害的可能性和危害性要比其他类型建筑大得多。地震发生后,因医院、学校食堂、救灾指挥中心、通讯枢纽、公共避难建筑等救灾关键建筑在一定程度上的受损,给救灾任务带来较大的阻力,造成严重的生命及财产损失。因此如何完善中小学建筑和救灾关键建筑的规划、设计理念和防震措施,是当代建筑从业人员急需探寻的重要问题。所以,对于中小学校的建筑设计应该注入抗震设计理念。

一、震害原因分析

抗震性能的主要因素有结构类型、设防标准、建造年代及建筑体型、现状质量、所用材料等。不同建筑结构的抗震能力一般从简体、剪力墙、框架、砖混等结构类型依次下降:建筑材料,如混凝土、砂浆的强度等级,钢材的型号以及施工水平等也都对建筑抗震能力具有重要影响。

1.1教学楼结构特性

本次特大地震中倒塌或严重损坏的中小学教学楼一般都为砌体结构。砌体结构是一种脆性结构,其抗拉和抗剪能力均较低。而教学楼多为两道纵墙,多道横墙,另加一外挑走廊。横墙间距为教室的长,纵墙间距为教室的宽,纵墙因采光需要,开洞较多,而且不均匀。在强烈地震作用下,这种砌体结构更易于发生脆性的剪切破坏,从而导致房屋的整体破坏和倒塌。

1.2抗震构造措施

震区倒塌的教学楼大多还是80年代甚至更早以前的建筑,抗震设防标准低,抗震构造措施严重不足。绝大多数教学楼为砖砌体加预制混凝土楼板结构,圈梁和构造柱设置数量严重不足。在强烈地震作用下,墙体脆性受剪破坏,本身未有多少破坏的预制楼板,因与墙体(圈梁)缺少可靠连接,预制楼板垮塌下来,造成教学楼整体倒塌。

1.3抗震设防烈度

5•12汶川特大地震,震级为m8.0级,震中地震烈度相当于10~11度,已远远超过了抗震设计方面的现行国家规范规定的抗震设防烈度。《建筑设计抗震规范》GB50011-2001[1]中,明确了对各地的抗震设防等级划分。

二、结构抗震新技术的研究和应用

2.1加大结构抗震新技术研究并推广应用随着隔震、消能减震、自复位等高性能抗震减震新技术和高性能材料的研究进展,一些成熟的成果可在中小学建筑和救灾关键建筑进行推广应用,不但能使这些建筑保证在特大地震下的安全性,而且还能尽量减少结构和非结构的损伤,并能在地震后迅速恢复其使用功能,能在震后保障其使用功能,实现可用性。为适应和实现中小学建筑和救灾关键建筑的大震性能目标要求,要采取各种新型结构抗震体系及其相应抗震措施,如中小学建筑的约束砌体结构和钢筋混凝土框架填充墙结构,以及各种高性能低损伤新材料的应用,保证大震下的安全性。例如基础隔震这种新型防震技术是目前较为成熟的一种结构抗震方法。

通过在上部结构与基础之间安装隔震层,地震时震层出现较大的集中变形,从而降低了上部结构加速度、速度和位移,使结构免遭破坏。近些年来基础隔震技术不论在理论研究还是设计等方面都有很大的发展。美国、日本、土耳其等国家均有采用基础隔震实施的建筑,经历了高烈度地震考验后,房屋仍完好无损的实例。材料方面例如钢构件,它不仅延性好,且自重小,强度高,钢结构用螺栓和焊接连接的节点整体性、延性均好。

这里建议,建造在高烈度区中小学教学楼宜选择钢框架结构,非承重墙采取相匹配的轻质板材,可大大地减轻建筑物自重,有效地降低地震力,完全能实现“大震不倒”的设防目标。结构抗震新技术的应用和推广能逐步提升我国建筑的抗震防灾能力的技术水平提供示范。

2.2新型结构抗震加固技术对于既有和震损中小学建筑和救灾关键建筑,建筑专业人员应研究震损建筑抗震设防水准、震损砌体、混凝土、木和砖木结构的可修指标、抗震能力计算方法,加固后的抗震能力计算方法,以及相应的可靠有效的抗震加固措施,例如:附加子结构加固、隔震加固、消能加固、纤维增强复合材料(FRp)加固、新性能水泥基材料加固和新型自密实加固混凝土材料、聚合物砂浆等。

三、抗震措施

3.1提高抗震设防分类标准

我国现行的《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2004[2]中第6.0.8条规定:“教育建筑中,人数较多的幼儿园、小学的低层教学楼,抗震设防类别应划为乙类。这类房屋采用抗震性能较好的结构类型时,可仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。”按该条文的条文说明,仅把单体建筑学童人数超600人的小学和人数超过200人的幼儿园、房屋层数不超过三层的砖混结构教学楼列为乙类建筑,其余中小学建筑的抗震设防分类仍为丙类。汶川5.12本次特大地震中小学建筑破坏的严重后果,中小学教学楼作为特殊的人员集中场所,应提高该类建筑物的抗震设防分类标准。

3.2抗震验算

3.2.1教学楼因使用功能要求,多采用外廊式单跨体系,该体系抗震性能相对较差。因此,平面结构布置宜规则,立面宜简洁,上下楼层横墙应基本对齐,结构质量中心与刚度中心相一致,避免结构的扭转效应。对于复杂形体的教学楼,应设置防震缝,以形成较规则的独立结构单元。

3.2.2教学楼的总层数与高度不能超过《建筑设计抗震规范》中第7.1.2条规定。抗震设防烈度为6度时,总高度不能超过18m,层数不能超过六层;抗震设防烈度为7度时,总高度不能超过15m,层数不能超过五层;抗震设防烈度为8度时,总高度不能超过12m,层数不能超过四层。抗震横墙的间距不能超过《建筑设计抗震规范》中第7.1.5条规定。

3.2.3教学楼抗震计算,可采用底部剪力法,可只选择从属面积较大或竖向应力较小的墙段进行截面抗震承载力验算。墙段的地震剪力按墙段的层间等效侧向刚度进行分配。支撑大梁的墙肢还应进行竖向承载力和局部受压承载力验算。

3.3抗震构造措施

3.3.1砌体结构是一种脆性结构,应设置适当数量的圈梁和构造柱,增加砌体结构的延性,提高抗震性能。构造柱应严格按照《建筑设计抗震规范》中的7.3.1条设置构造柱。当外纵墙洞口宽度大于2m时,洞口两侧应增设构造柱;女儿墙内应按间隔不大于2m设置构造柱。圈梁应每层设置,并且闭合,圈梁高度应不小于180mm。本次特大地震中,窗下墙多出现十字交叉剪切裂缝,外纵墙窗台部位应增设通长圈梁,圈梁高度宜为120mm,增强窗下墙体的抗剪强度。

3.3.2楼、屋盖结构是各片抗侧力结构间传递水平力的主要构件,通常作刚性楼面假定进行结构简化计算。因此选择正确的楼、屋盖结构,保证楼屋面的整体性、连续性和平面刚度,是保证结构设计计算正确合理的重要措施。楼、屋盖结构应采用钢筋混凝土现浇板结构,增强教学楼的平面刚度。除走廊现浇板外,现浇板的厚度不应小于110mm,不宜小于120mm。

3.3.3每间教室大多为二或三开间,两开间交界设横梁,横梁支承在纵向窗间墙上。窗间墙原本就很薄弱,却要承受由横梁传来的集中荷载以及由此荷载引起的地震作用。虽然在窗间墙部位设置了砖壁柱,但砖壁柱与翼墙仍为脆性构件。本次特大地震中,一、二层砖壁柱与翼墙大多出现十字交叉剪切裂缝。砖壁柱应设计成组合砖砌体,并且在砖壁柱与翼墙间,每间隔5皮砖,设两根通长拉接筋。

3.3.4砌体结构房屋的抗震能力与墙体横截面积及砂浆强度等级高低成正比,提高墙体面积、砂浆强度等级能有效地提高房屋的抗震能力。教学楼外纵墙的开洞率不宜大于50%,不应大于60%。教学楼底部一、二层承受的地震作用力较大,是薄弱层,本次特大地震中,教学楼外纵墙在一、二层部位受剪破坏尤为严重。因此外纵墙在一、二层部位选用370mm厚mu10砖砌筑m10混合砂浆墙体,能增强一、二层结构的抗剪承载力,从而提高结构整体抗震能力。

3.3.5走廊栏板是教学楼的关键安全构件。本次地震中,走廊栏板多处出现整体垮塌。走廊栏板应优先采用现浇钢筋混凝土栏板。当采用120厚砖墙栏板时,应每开间设置混凝土构造柱,构造柱断面应不小于240x240,栏板顶部应设置钢筋混凝土压顶,构造柱钢筋应锚固于压顶,120厚砖墙应每间隔5皮砖,设两根通长拉接筋,钢筋锚固于构造柱。

3.3.6教学楼楼梯间不应设置在端开间,当建筑要求楼梯间必须设在端开间时,楼梯间除在楼层设置圈梁外,在半跑的楼梯平台处还应设钢筋混凝土圈梁,在楼梯间四角和平台梁处均应设置构造柱。突出屋顶的楼梯间,构造柱应伸到顶部,与顶部圈梁连接。

结束语

随着社会的发展和进步,我们相信通过优化中小学建筑和救灾关键建筑的大震和特大地震下的抗震设计,以实现不同需求的“大震可用”为目标的中小学建筑和救灾关键建筑的先进结构体系、新型减震建筑技术应用和高性能减震与抗震材料的推广应用,提出将先进体系、技术、材料与科学普及集成融合为一体的中小学建筑设计理念,普及抗震防灾意识,中小学建筑和救灾关键建筑不仅能达到预期的抗震设防目标,而且在遭受罕遇地震时有可能达到“大震可用”的高水准,成为安全的抗震避难所。

参考文献

[1]徐正忠,王亚勇,王迪民等.GB5001i一2001建筑抗震设计规范[S].

高层建筑抗震标准篇7

关键词:砌体结构;抗震加固改造;抗震构造措施;改造设计

相应规范:《建筑抗震设计规范》(gb50011-2010)

《砌体结构设计规范》(gb50003-2011)

《建筑抗震鉴定标准》(gb50023-2009)

0引言

医疗建筑属于防灾救灾重点建筑,根据《建筑工程抗震设防分类标准》属于乙类建筑。要求在遇到地震时使用功能不能中断或需尽快恢复。乙类建筑,地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求;抗震措施,一般情况下,当抗震设防烈度为6~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求,当为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。对较小的乙类建筑,当其结构改用抗震性能较好的结构类型时,应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。

对大连某医院的砖混门诊楼进行抗震鉴定和结构加固改造设计。

1原建筑结构概况

大连某医院门诊楼修建于1984年并投入使用。主体为5层砖混结构,建筑面积约3000?,至今未进行过加固改造。当初设计时根据《建筑抗震设计规范》(gbj-89)大连地区属于7度抗震设防地区,但并未按照提高一度的要求采取抗震措施。

门诊楼主体长33.9米,宽12.0米,高19.8米,层高3.3米(建筑平面见图1),局部有出屋面楼梯间。承重墙均采用烧结普通页岩实心砖,外墙为370mm,内墙均为240mm。墙体在楼层标高处隔层设置圈梁,主体四角,楼梯间四角,横墙与外墙交接处隔开间设置构造柱。房屋楼(屋面)板采用现浇钢筋混凝土楼板。墙下采用毛石条形基础,设有地圈梁,地面粗糙度为c,场地类别ⅱ类。

2房屋抗震鉴定

工程采用b类建筑抗震鉴定方法;按抗震设防类别划分为乙类建筑;抗震设防烈度为7度。根据《建筑工程抗震设防分类标准》(gb50223-2008)第4.0.3.2条款规定:医疗建筑属于需要提高设防标准的建筑。因此,应该按照设防烈度8度要求核查抗震构造措施,并按7度,0.15g验算其主体的地震作用。

第一级鉴定:本工程为5层建筑,高度为19.8米,满足《抗规》7.1.2条规定。由于本建筑同一楼层内开间大于4.2米的房间面积占本层总面积的40%以上,属于横墙较少房屋。因此根据《抗规》7.3.1-3条对本建筑按增加一层要求设置构造柱。基础和地基经检测未发现问题。虽然纵横墙对称均匀布置,沿轴线平面内对齐,且沿竖向上下连续,未有局部退台的布局,但不符合“房屋的端部和转角处不宜设置楼梯间”的要求,房屋的整体性连接局部不符合要求,加强整体性的结构抗震构造措施不合格。

经现场观察检查发现,房屋存在以下几点损坏情况:1.外墙皮破损脱落;2.女儿墙与屋面板间有明显的缝隙;3.墙体存在竖向裂缝、斜裂缝、窗口墙体裂缝的现象;4.砂浆有松动现象。

房屋按图纸施工,现场情况与原图纸完全相符。对主体进行整体结构计算分析,平面荷载按房屋改造后要求重新输入。采用pkpm2010进行计算。经验算,根据计算数据得出房屋主体满足抗震要求,局部存在不满足抗震要求的现象。

综合抗震第一、二级鉴定和抗震承载力验算结果,该房屋整体满足抗震设计要求,局部存在不满足抗震承载力《建筑抗震鉴定标准》(gb50023-2009)(简称鉴定标准)要求的现象,需要进行加固处理。

3.房屋抗震加固及改造

根据计算结果和房屋存在的问题采取以下方法进行加固处理:1.将原有女儿墙进行拆除,采取植筋的方法重新制作混凝土女儿墙;2.将原外墙皮全部铲除,采用40mm厚、强度为m15的砂浆面层,采用直径为6mm的钢筋网@400x400加固外墙;3.对不涉及结构安全的裂缝,根据情况采用灌浆法、填缝封闭修补法等方式进行修补。4.对局部不满足承载力要求的墙垛采用双面混凝土墙加固方法。同时采用拉结筋,将两侧混凝土墙收紧,对原有砖墙体起到箍的作用,提高承载力。对不方便采用双面混凝土墙加固的位置采取增加构造柱的做法,留出马牙槎整体浇筑混凝土,同时从构造柱伸出钢筋插入原墙垛内。

4.结论

高层建筑抗震标准篇8

【关键词】高层建筑;混凝土;抗震结构;减震结构;设计;探讨

中图分类号:tU97文献标识码:a

前言

在高层混凝土建筑中,抗震结构和减震结构设计是建筑中必须重点考虑的关键问题,它包含对地震危险性的分析、对建筑物抗震性能的分析、对结构抗震性能的评估等多个设计要素,同时还直接关系到建筑的使用寿命和安全问题,因此,是目前高层混凝土建筑研究中的重要课题。

二、高层建筑的结构特点

从本质上讲,高层建筑就是一个竖向悬臂结构,竖向垂直荷载主要使结构产生轴向力,与建筑物高度大体为线性关系;水平荷载使结构产生弯矩。从受力特性看,垂直荷载方向不变,随建筑物的增高仅引起量的增加;而水平荷载可来自任何方向,当为均布荷载时,弯矩与建筑物高度呈二次方变化。从侧移特性看,竖向荷载引起的侧移很小,而水平荷载当为均布荷载时,侧移与高度成四次方变化。由此可以看出在高层结构中,水平荷载的影响要远远大于垂直荷载的影响,水平荷载是结构设计的控制因素,结构在抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力时应有较大的强度外,同时要求结构要有足够的刚度,使建筑物随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。

三、建筑结构抗震等级规定及标准

建筑结构抗震等级是按照地震强度来划分的,具体而言,就我国来看,其地震主要划分为了六个等级:①3级——小地震;②3~4.5级——有感地震;③4.5~6级——中强地震;④6~7级——强烈地震;⑤7~8级——大地震;⑥8级以上——巨大地震。相关标准还规定了抗震设防分为了三类建筑,即甲、乙、丁,而在我国大部分的房屋抗震等级中都为Ⅷ度,其抗震能力都能达到抵御6级地震的作用。在具体的建筑设计中,对于抗震等级的选择,应根据建筑物的具体分类、设防标准及房屋高度和结构等来确定。比如说在高层混凝土建筑中的抗震设计,就应根据建筑高度、结构及设防烈度采用不同的抗震等级,并且必须符合相关的计算与措施要求。

四、高层混凝土建筑抗震结构、减震结构的设计方法

本文主要探讨的就是高层混凝土建筑结构设计的方法,主要包括了以下几个方面的内容:

1.加强建材的选择

对于建筑工程而言,其材料属于基础,因此在抗震方案设计中,不可忽视建材的选择。为了提高建材的的抗震性能,不仅需要对建材承受力进行分析,还应加强建材的抗震性能参数分析,从整体上进行所有建材的参数变异性的分析。换句话说,从抵抗地震来选择建材就应控制好建筑结构的延性,为了达到这个方面的需求,就需要选择满足抗震需求同时也经济适用的建材。

2.概念设计及设计参数的合理选择

在进行抗震结构方案设计时,需要进行概念设计,以明确结构体系地震作用的传递途径,同时也使得结构拥有更多的抗震防线。结构最大且适用高度等应控制在规范的允许范围之内,以便结构拥有足够的延性。在剪力墙的布置上理应对称与均匀,而且应在横纵两方向上都要合理布置,使得两个主轴方向上的刚度能保持一致;墙体上的开洞尽量少,若必须开洞,则应保证洞口的齐整,要避免随意的开洞;高层混凝土结构的构件在截面尺寸、受力钢筋及箍筋等方面的设置应控制恰当;在结构构建的装配及连接上,要保证其结构的整体性,对于预应力混凝土构建的预应力钢筋而言,锚固在节点核心区之外最佳。

3.重视抗震、减震结构的设计

就目前来看,我国在150米及以上的高层混凝土建筑,主要有三种结构体系,这些结构体系也是其他各国普遍采用的体系。由于我国钢材生产十分丰富,加之该类结构在加工制造中也得到了很大的进步与提高,基于此我国高层混凝土建筑结构可以采用钢骨混凝土结构或者钢管混凝土结构,这样可以有效减少柱断面的尺寸,从而提高高层建筑的抗震性能。

4.科学选择高层建筑结构体系

在高层建筑结构设计的时候,首先就要充分考虑该高层建筑的房屋高度、使用功能、抗震设防烈度、高宽比、地基情况、场地类别及施工技术等,通过综合的分析与研讨,最终科学选择高层建筑结构体系。就当前来看,我国普遍适用的高层混凝土建筑结构体系主要有:框架、剪力墙、框架—剪力墙、板柱一剪力墙等。本文就其中的前三者进行简要的阐述与探讨:

(一)框架结构

高层建筑结构采用框架结构的话,则其室内空间可以灵活布置。当高层建筑层数不多时,水平荷载所承受的力不大,同时对结构的影响也很小,因此采用框架结构就比较合理。但是,这种结构的本质属于柔性,并且以剪切变形为主,因此实际的使用高度受到了限制,一般适用于层数较少或者非抗震设计的高层建筑中。

(二)剪力墙结构

这种结构主要指的是剪力墙随着纵向与横向采用多轴线斜交布置或者正交布置,而全部的水平及竖向荷载最终都由钢筋混凝土墙体所承受,其本质为刚性,同时以弯曲变形为主。这种结构有着很好的抗侧力,并且在水平力的作用下侧向变形很小,空间的整体性不错。但是,由于剪力墙结构自身的重量过大,使得建筑的平面布置过于局限,无法满足内部过大的建筑需求。因此,剪力墙结构主要用在墙体布置较多且房屋面积要求不大的建筑中。

(三)框架一剪力墙结构

框架一剪力墙结构当属框架结构与剪力墙结构的有机结合,指的是在框架结构中适当增设剪力墙,从而实现建筑结构的刚柔并进,能屈能伸。这种结构能够为建筑提供更为广阔的使用空间,并且框架与剪力墙可以共同承当水平作用力。但是,两种结构在刚度及变形上都有着一定的差异,因此需要通过一定的辅助措施来促使两者的变形保持一致,当前主要是在各层楼板间下功夫,以此实现两者的协同运作。两者受力不同,但是通过了变位协调之后,顶部的框架可以协助剪力墙抗震,同时底部的剪力墙也可以协助框架共同抗震,以此实现两者的优势结合,最大化提升抗震性能。此种结构模式普遍适用于不同高度的建筑物结构设计中。

五、结构的抗震性能评估方法

能力谱方法的基本思路是运用图形对比结构的抗震能力和地震地面运动对结构的需求,直观地评价结构在地震作用下的整体表现。对于评估结果不符合设计预定的抗震目标水准时,要修改设计参数或采用其它的抗震设防措施。重新设计,直到分析的结果满足抗震设计目标性能水准为止。对所设计出的结构进行非线性分析。进而评估其抗震性能,是结构的抗震等级满足结构性能目标等级要求的重要保证,是基于结构性能的综合抗震设计方法的重要步骤,也是基于结构性能的抗震设计理论的重要内容之一。

六、提高结构的抗震减震性能的具体措施

高层建筑与一般建筑之间的区别在于受力特性上,尤其是在地震区开展高层建筑结构设计时,除了要保证足够大的刚度与强度,更应具备良好的抗震性能。对高层建筑结构进行抗震设计与研讨,使得建筑结构抗震性能得到提升,最终实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的目标。为了实现这样的目标,有些地区在进行结构抗震设计的时候利用了塑性变形来吸收地震产生的能量,从而实现地震破坏的减小,这种方法已经得到了一定的推广及应用,取得了良好的效果。

1.合理的建筑结构刚度和建筑结构体系

一个好的建筑设计方案首先包含着结构受力合理,施工方便简单。在建筑体型构思,平面布置和竖向设计阶段,建筑和结构设计人员一定要密切配合,相互取长补短,既要充分考虑到建筑物使用合理,造型美观,又要考虑到结构受力明确,结构设计经济合理,有利于抵抗水平作用和方便施工等,其体型应尽量设计的简单和规则。建筑物的体型对建筑结构的受力和材料消耗又有极其重要的作用。设计中根据建筑物的功能,选择适宜的结构体系,严格控制建筑物在横向和纵向上各层之间的剪切刚度比。在建筑结构达到适宜的刚度(含满足变形,振动加速度,自振周期等要求)后按如下原则分配:在平面布置时刚度既要相对集中又要均匀分布。相对集中可节约材料,减轻结构自重,减少地震力;均匀分布可以减小某些构件产生过大变形。建筑物一定要尽量避免其纵横向刚度相差悬殊,自振周期相差悬殊的情况出现。

2.强柱弱梁、强剪弱弯、强核心区强锚固

在对建筑结构进行抗震设计时,通过强柱弱梁,可以使柱子不会先于梁破坏,对构件应力产生平衡,保证地震不会对建筑物整个结构造成威胁。抗震设计时保证在强震作用下,梁端的塑性铰区,采用强剪弱弯设计,实现弯曲破坏,避免剪切破坏。通过强核心区强锚固加强对混凝土的约束。

3.高层基础的抗震

高层建筑应设置地下室,基础埋深应满足相应的规范要求,地下室四周填土应进行夯实处理。高层的桩基础不仅要能够承受来自竖向的结构自重与活荷载,更要能够承受来自地震产生的水平力。所以,桩基水平承载力计算也应得到相应的重视,基础的水平承载力计算一般通过两个方面来实现:1,单桩的水平承载力。2,地下室周边土的被动土压力,两者之和应大于地震产生的水平力,从而保证上部结构的安全。

七、结束语

随着高层结构体系和形式的复杂化,对高层混凝土建筑的抗震设计分析的难度不断加大,它需要我们全面细致的考虑结构各个构件的设计和每个组成部分的配合,成为今后高层建筑结构抗震设计和考虑的重点问题。只有通过全面深入的考虑做出来的抗震减震设计才能提高高层建筑的安全性能,起到一定的保护作用。这需要我们不断探索与创新。

参考文献:

[1]杨慧.高层钢筋混凝土建筑结构抗震减震延性设计[J].中国新技术新产品.2011(04).

[2]陆雪颖.建筑设计在建筑抗震设计中的探讨[J].中国新技术新产品.2011(14).

高层建筑抗震标准篇9

关键词:纵墙承重抗震鉴定加固设计

中图分类号:S611文献标识码:a

1.纵墙承重砌体结构抗震能力分析

纵墙承重多层砌体结构抗震鉴定,是指针对大于三层的建筑物240mm与370mm两种厚度的墙进行抗震分析。由于建筑物楼板的侧边不与墙体镶嵌,地震破坏力不容易通过楼板横向传到墙体内。主要通过纵墙和横、纵墙交界面传到横墙,造成纵墙开裂严重、横墙砂浆震松、墙体崩坏、墙体压酥。砌体的砖混结构很复杂,纵横墙连接处是砖混结构最薄弱的地方,地震发生后,连接处产生巨大的水平拉力造成墙体竖向裂缝,造成纵横墙极易脱离裂开,甚至纵墙整片倒塌。

纵墙承重建筑物的破坏,主要是外纵墙过度变形造成外闪。纵墙起支承横墙的作用,抗震能力低的纵墙不能支援横墙抗震,使纵横墙的总体抗震性能大幅度削弱。在建设中适当加固纵墙以增强抗震能力,能提高横墙的抗震能力。对薄弱的墙体采取相应的加固建设,有利于加强建筑整体的抗震能力。

2.多层砌体结构的震害分析

多层砌体结构主要由多种脆性建筑材料构成。这就造成多层建筑自重大,抗剪、拉、弯的能力都很低、整体延展性很差,所以其抗震能力也很差。多层砌体建筑震后墙的主体、墙垛、窗间墙、纵横墙连接处等都遭到地震严重的破坏,导致墙体倒塌和建筑物坍塌。受地震危害最严重的是预制板楼屋盖和楼梯间墙。预制板与墙体的连接性很差,因而预制板整体的抗震性能很差,板缝太小或不严实、搁置部分不够长、板与板间没有坚固的连接,极易被地震破坏力拉断开裂,导致楼屋盖崩坏散落。多层砌体结构的楼梯间因开间小、水平方向刚度大,承受地震破坏力巨大,在高度方向缺少支撑,极易被地震作用力严重破坏。

3.抗震鉴定和加固设计

3.1抗震鉴定

建筑后续使用年限与多层砌体抗震鉴定方法的种类直接相关,直接影响到抗震设防目标的变动和抗震鉴定结论及加固方案的设计,因此,对建筑物进行抗震鉴定之前,必须明确建筑物的后续使用年限。建筑物后续使用年限概念为:a类建筑30年,B类建筑40年,C类建筑50年。89规范执行前建设的建筑物定义为a类建筑,抗震鉴定沿用95鉴定规定的标准。按照89规范建设的建筑物规定为B类建筑。

2001抗震设计规范规定建设的建筑物叫做B类建筑,其抗震鉴定按现行的2001抗震规范规定的标准进行。B类建筑与C类建筑相比,场地特征周期减少量大于0.05s,内力调节系数比较小,抗震构造设计比较容易。B类建筑鉴定上要求的差异相应的加固工作就存在很大差异,实际的鉴定和加固设计因建筑的差异导致加固资金投放量悬殊巨大。在多层砌体结构鉴定和加固的过程中,需要结合实际情况兼顾到建设工程的经济成本,确定建筑物合理的后续使用年限。

3.2.鉴定结论

在进行建筑抗震鉴定中,要使鉴定结论既规范又符合建筑的实际情况,必须做好以下几项工作:首先,纵墙城中砌体结构由于整体性和延展性都很差,所以整体的抗震能力薄弱,不适用于地震灾区现代化建筑的建设。而是根据原有纵墙承重进行抗震鉴定,在抗震鉴定之下,采取增加建筑中薄弱部位的加固措施。其次,根据建筑物的实际砌体结构使用多级鉴定标准进行抗震鉴定,再综合工程的实际情况进行加固设计,在确保原有砌体结构抗震性能的基础上,增强加固设计中砌体结构的抗震能力,增强建筑物整体的抗震能力。再次,建筑砌体的抗震鉴定和加固设计都要注重砌体的抗震概念,加固设计注重概念设计上的提高。

3.3加固设计

抗震鉴定结论要结合措施和承载能力评价综合做出定论,例如:超出第一级鉴定的抗震横墙间距。第二级鉴定综合抗震能力可以确立满足规范的评定,避免固守特有的鉴定规范驱使加固设计的思路单一、不可变性。横墙间距超过一级限制,加固设计就可以使用现浇混凝土叠加层以增强高层建筑楼盖的刚度,使得加固设计满足理论的横墙间距规范和维护原有的抗震结构。如果加固设计的这种方案破坏了抗震结构,降低了砌体的抗震性能,就要根据实际情况再做加固设计上的修改。

宏观控制上的检查鉴定是砌体抗震鉴定过程的重要步骤,宏观控制检查鉴定的对象包括建筑平立面、刚度分布、抗震墙体等抗侧力部件,主要任务是检查这些抗侧力部件是否对称。现代化建筑建设过程注重性能设计,要求采用非常高的设防标准对多层、高层建筑进行加固设计。对此,在加固设计方面,要提高设计的概念,增设多种抗震防线、减小原始抗震结构的地震破坏作用等措施,都能满足设计概念高要求的限制,根据砌体结构和建设工程的实际运用多种加固设计相结合,以实现提高纵墙承重砌体抗震性能的目标。

例如:原建筑为总高度21m、总面积6300m2的教学楼,建于1985年,1995年增建成7层,原建筑5层是内廊式砌体结构的平房,接建后两层是混凝土柱、周圈梁和横向槽钢梁结合组建的组合结构,建筑是两道防震三分空间的凹形结构。用装配式预制空心楼板建成楼面,用现浇混凝土楼板建成厕所和雨篷,用轻质空心板接建上面的两层楼面。外墙、楼梯间各个四角和内外墙、山墙与内纵墙各个相连处都建有构造柱,外墙内纵墙和内横墙的屋盖和每层楼盖处的横墙全部建有圈梁。

这栋建筑物属于典型的B类砌体结构,应使用乙类建筑工程的抗震鉴定标准。凹形结构平面建筑的墙体结构比较对称,同轴线是窗间墙体宽度均匀,传力结构十分明确。该建筑接建的两层均高3.3m,均由横向槽钢梁、混凝土柱、轻质夹心墙和轻质面板组合构建,未经过抗震检测的砌体结构,加层后新建砌体结构与原有砌体结构形成了复杂的结构体系,两种组合砌体的动力特性与受力特征的差异加大了该建筑的抗震鉴定和加固设计的复杂性。这栋建筑接建后的高度和层数超出每级抗震鉴定标准,与原建砌体结构相比,后续使用年限和周期增长,刚度减小,两种组合砌体结构相连处极易受到地震的严重破坏,总体结构的地震作用反应增大。对该建筑的安全、抗震能力分析要结合两种组合结构的特性和相互作用,引入0.56的砌体结构体系影响系数和0.72的局部影响系数来进行抗震验算,将接建两层按照原建砌体结构的抗震标准进行抗震鉴定,增加非抗震能力墙体的加固设施。经过抗震鉴定,该建筑的结构布局、砌体结构体系和抗震承受力,都不符合B类砌体结构建筑的抗震设防达到的要求,砌筑砂浆的强度小。由于加固工作的施工量非常大,应该考虑拆除接建楼层,再权衡加固设计,优化加固方案。

4.结束语

纵墙承重多层砌体结构的抗震能力是建筑构造中最薄弱的性能,需要通过对其砌体结构进行抗震鉴定,加固设计及增加抗震防线来维护、增强抗震性能。抗震鉴定好加固设计是建筑工程中复杂的环节之一,经过分析建筑实体的整体结构、砌体结构及墙体各种数据进行操作设计,对增加抗震防线的方案做出合理、专业的决定,达到增强建筑的整体抗震性能的最终目的。

参考文献:

[1]王宗年.李志刚.某教学楼裂缝原因分析和安全性检查鉴定.兰州工业高等专业学校学报,2010,17(4).

高层建筑抗震标准篇10

关键词:建筑设计;抗震设计

中图分类号:tU973+.31文献标识码:a文章编号:

1.概述

随着建筑结构抗震相关理论研究的不断发展,抗震设计思路也经历了一系列的变化。最初,在未考虑结构弹性动力特征,也无详细的地震作用记录统计资料的条件下,经验性的取一个地震水平作用(0.1倍自重)用于结构设计。高层抗震设计思路经历了从弹性到非线性,从基于经验到基于非线性理论,从单纯保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服,并赋予结构一定的非弹性变形性能力的“耗”的一系列转变。

2.现代抗震设计思路

在当前抗震理论下形成的现代抗震设计思路,其主要内容可归结为:

2.1合理选择确定结构屈服水准的地震作用

一般先以一具有统计意义的地面峰值加速度作为该地区地震强弱标志值(即中震的),再以不同的R(地震力降低系数)得到不同的设计用地面运动加速度(即小震的)来进行结构的强度设计,从而确定了结构的屈服水准。

2.2制定有效的抗震措施

制定有效的抗震措施使建筑结构确实具备设计时采用的R所对应的延性能力。其中主要包括内力调整措施(强柱弱梁、强剪弱弯)和抗震构造措施。

现代抗震设计理念是基于对结构非弹性性能的研究上建立起来的,其核心是关系,主要指在不同滞回规律和地面运动特征下,结构的屈服水准与自振周期以及最大非弹性动力反应间的关系。其中R为弹塑性反应地震力降低系数,简称地震力降低系数;而μ为最大非弹性反应位移与屈服位移之比,称为位移延性系数。随着对地震作用规律认识的深入,这一规律已被各国规范所接受。在抗震设计时,对在同一烈度区的同一类结构,可以根据情况取用不同的R,也就是不同的用于强度设计的地震作用。当R取值较大,即用于设计的地震作用较小时,对结构的延性要求就越严;反之,当R取值较小,即用于设计的地震作用较大时,对结构的延性要求就可放松。

3.现代建筑抗震设计

3.1建筑抗震设防标准

建筑地震设防标准是指未来可能施加于建筑结构的地震作用的大小,其直接关系到建筑结构的抗震能力。某机构认为基于建筑结构性能的设计理论来寻求能有效控制建筑结构可能发生的所有地震波谱的破坏水准。为了实现这个目的,根据不同地震重现期选择所有可能发生的对应于不同等级的地震动参数的波谱,而这些具体的地震动参数被称为“地震设防水准”。建议建筑设防地震等级如表1所示。

表1设防地震等级的划分

建筑结构抗震性能水准表示结构在特定的某一地震设计水准下预期破坏的最大程度。建筑结构和非结构构件的破坏及由其破坏引起的后果,主要用结构破坏程度、结构功能性和人员安全性来表达。不同等级的抗震性能应依据建筑结构的类型、整体结构、竖向和横向承载构件、结构变形、设备与装修和修复使用等方面加以定义,并应该表达为量化指标。建筑结构抗震性能分为三个等级:基本设防目标、重要设防目标和特别设防目标。建筑基本设防目标是一般建筑设防的最低标准;重要设防目标是医院、公安消防、学校、通讯等重要建筑设防的最低标准:特别设防目标是包含核材料等特别危险物质的特别重要建筑的最低建筑设防标准。

3.2建筑防震设计方法

建筑抗震的概念设计指在进行建筑结构抗震设计时,应着眼于建筑物结构的总体地震的震动反应,按照建筑结构的破坏机制和破坏过程,灵活应用建筑抗震的设计准则,全面而合理地解决建筑结构设计中出现的基本问题。

3.2.1钢结构建筑设计

钢结构建筑有许多优良的特性。有很好的抗震、抗风性能。钢结构整体刚性好、强度高、重量轻、变形能力强,建筑物自重仅为砖混结构的1/5,抗震性能却是砖混结构的2倍以上,并有很强的抗风性能,有效的保护人民生命和财产安全。建筑钢结构都是由多层水平的楼盖和竖向的柱、墙等组成。楼盖主要承受竖向荷载,而建筑竖向的柱、墙等构件因为建筑高度的变化,其组成方式和受力变形。特性结构体系也有明显的变化。框架、剪力墙及筒体是结构中抵抗竖向及水平荷载的基本单元,由它们及其变体组成了各种结构体系,如框架结构体系、框架-支撑结构体系、框架-剪力墙体系、框架-简体结构体系等。

3.2.2建筑设计应设置多道抗震设防体系

由于地震的震动往往会持续一定时间,而且震动是往复的。根据对地震的大量研究可以看出,建筑物的倒塌通常是由于地震的持续往复作用,使建筑物的结构造到破坏,从而丧失了对建筑物重力荷载的承载能力。所以,建筑抗震规范提出“强柱弱梁、强剪弱弯”的抗震设计思想。建筑柱桩是建筑主要承受重力荷载的构件,通过科学、合理处理柱与梁之间的强弱关系,使建筑框架梁在地震中先于柱子屈服,出现了塑性铰,从而耗散一定的地震能量,柱桩在建筑抗震中退居到第二道抗震设防体系。剪切破坏属于力学的脆性破坏,而弯曲破坏是材料力学中的延性破坏,破坏后出现塑性铰,建筑结构还能够继续承载。“强剪弱弯”的设计思想则使剪切破坏退居到第二道抗震设防体系。

3.2.3建筑延性系数设计方法

该方法的实质是通过建立建筑构件的位移延性系数或建筑截面曲率延性系数与塑性铰区混凝土极限压应变的关系,由结构约束箍筋来保证核心混凝土能够满足所要求的极限压应变,从而使建筑构件具有所需要的延性系数。建筑延性包括建筑结构延性、构件延性和截面延性三个方面。结构延性可以用顶点位移延性和层间位移延性来表达;构件位移延性与塑性铰区长度和截面延性等有关;截面延性与建筑物的几何形状、混性土强度、轴压比、纵筋含钢率、含箍特征值等因素有关。

3.2.4采用能力谱方法进行建筑抗震设计

该方法是通过地震反应谱曲线和建筑结构能力谱曲线的叠加来评估建筑结构在给定地震作用下的反应特性。反应谱是指单自由度体系在给定地震输入下的加速度谱;能力谱是指通过对建筑结构进行静力推的分析,转换得到等效单自由度体系的加速度和位移之间的关系曲线。能力谱方法由Freeman等提出,经过不断的完善和革新。《日本建筑标准法》和美国atC-40都采用能力谱法作为基于性能,位移抗震设计方法。Chopra提出了将能力谱方法和结构损伤指数评定相结合的屈服位移能力谱的地震损伤分析方法,增加并强化了能力谱法的实用性。因此,能力谱法的实质是采用的基于承载力的设计方法加位移、变形的能力校核,并依据能量的设计方法。对抗震设计的研究表明地震动瞬时能量在大多数情况下对结构最大位移反应具有决定性作用。但要建立基于能量的有效建筑抗震设计框架还需更深入的研究。

4.隔震、耗能减震加固设计

4.1隔震加固法

隔震加固法是将隔震技术应用于抗震加固领域中的一种方法,通过隔震层的设置将地震变形集中到隔震层上,从而达到减小原有结构地震反应的目的,限制能量向上部结构传递,提高了建筑的抗震安全度。此法的优点是加固效果好。抗震安全度高。无需对非结构构件等再进行抗震加固,故建筑的功能和用途均不受影响。缺点是设置隔震层后,穿过隔震层的设备配线。配管等需要进行妥善的柔性连接,费时费事。

4.2耗能减震加固方法

耗能减震加固方法是通过在结构某些部位增设耗能阻尼减震装置,以减小地震反应,是抗震加固的一条新途径。此方法主要依赖增加结构的能量耗散能力,而不是依靠增加结构的刚度和延性来加固结构,即地震输入到结构中的能量通过率先进入耗能状态的耗能构件来耗散,而不是由结构主要承重构件的屈服或破坏来耗散。国内外耗能减震结构的振动台试验研究表明例,耗能减震结构与传统抗震结构相比,地震反应减小了40%~60%。而从国外工程资料表明,耗能减震结构体系与传统抗震结构体系相比,可以节约结构造价5%~10%。若用于已有结构的加固改造,可节省造价会更加可观,有的加固改造工程节省造价达60%。

参考文献: