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建筑抗震设计基本知识

建筑抗震设计基本知识

建筑抗震设计基本知识范文第1篇

(石河子大学,新疆 石河子 832003)

摘 要:“建筑抗震设计”是一门理论性、实践性、综合性都很强的课程,震害分析在教学过程中处于核心地位,是培养学生分析解决问题的重要手段。文章结合石河子大学“建筑抗震设计”课程建设经验,介绍了基于震害分析的建筑抗震设计教学方法的基本思路,并以在混凝土结构抗震设计中的实践应用为例,具体分析以震害分析为核心的教学方法在概念设计、抗震计算,以及抗震构造措施等方面的应用。

关键词:建筑抗震设计;震害分析;教学思路;教学实践

中图分类号:G642.0 文献标识码:A文章编号:1002-4107(2015)09-0009-02

收稿日期:2014-12-28

作者简介:袁康(1982—),男,重庆合川人,石河子大学水利建筑工程学院土木工程系主任,博士,副教授,国家一级注册结构工程师,主要从事建筑结构工程研究。

基金项目:石河子大学一类课程“建筑抗震设计”

新疆地处亚欧大陆腹地,受南印度洋板块与欧亚板块碰撞作用以及来自北西伯利亚板块的挤压,构造运动强烈,是我国主要的内陆地震活动区域,也是国务院确定的地震重点监视防御区之一。进入20世纪以来,新疆境内发生6级以上地震100多次,平均每年一次以上,全区抗震设防烈度在6度以上的区域占全区总面积的80%以上,其中7度以上高烈度区域面积占60%以上,面临严峻的抗震形势[1]。因此,新疆地处地震高发区和高烈度区的抗震形势对当地建筑设计、施工等技术人员提出了更高要求。因而,建筑抗震设计在当地本科教学中的重要性更加突出。

随着近年来全球地震进入活跃期,强震频发,大量的工程震害为学生学习抗震知识和技能提供了生动的教学素材,尤其是汶川、玉树等一系列大震灾害引起了大家的重视,对典型震害的分析成为了促使相关抗震设计、构造施工技术进步的重要因素,如汶川地震后,我国的《建筑抗震设计规范》(GB2010 0011-2010)就进行了相应的修编[2]。因此,开展基于震害分析的“建筑抗震设计”教学方法改革也是石河子大学建筑抗震设计课程组一直探索的目标,在多年课程建设过程中,取得了较好的教学效果。本文将在分析“建筑抗震设计”课程的特点,剖析存在问题的基础上,阐述基于震害分析的研究型教学思路,并以在混凝土结构抗震设计中的实践应用为例,具体分析以震害分析为核心的教学方法在概念设计、抗震计算,以及抗震构造措施等方面的应用,以供参考。

一、“建筑抗震设计”课程特点及现状

“建筑结构抗震设计”课程在石河子大学开课学时为48学时,包括理论教学40学时和试验教学8学时,是建筑工程专业必修课程之一,同时也是一门涉及学科较广、综合性较强的课程,经过本课程的学习,为后续的毕业设计奠定基础,是建筑工程专业学生知识结构中重要的组成部分。

(一)涉及知识面广,对学生理论基础知识要求高

该课程主要涉及数学、力学、材料、结构等方面的知识,其先修课主要有工程数学、理论力学、材料力学、结构力学、建筑材料、钢结构、钢筋混凝土结构设计原理、钢筋混凝土结构设计、砌体结构、施工技术等,尤其是“单自由度和多自由度弹性体系地震反应分析”章节与结构力学中的动力学部分联系密切,是典型的“老师难教、学生难学”的章节。

(二)课程与规范联系紧密,条文规定多

该课程内容一般包括场地、地震作用计算、各种结构抗震设计,以及隔震减震技术等章节,其设置与《建筑抗震设计规范》的编排思路大致相同,可以说是规范的说明书。因此,教材中有大量的规范条文规定告诉学生应该如何去进行抗震设计,如何让学生印象深刻地去理解各种条文规定背后的含义是关键。

(三)实践教学缺失

该课程的另一特点是实践性极强,抗震设计事关人民生命财产安全,从学生阶段就培养学生的工程实践意识至关重要,而目前多数高校在抗震的实践教学方面存在缺失现象,其原因主要是抗震的试验手段主要有拟静力试验和振动台试验两种,均需要较长的试验准备周期和较高的经费投入。

综上,由于“建筑抗震设计”课程教学存在的上述问题,要“化繁为简、通俗易懂”地讲解这门看似枯燥、却对工程技术人员又十分重要的课程,需要借助地震灾害这个天然的试验场。工程震害分析与试验研究、理论分析是抗震技术发展的基本手段[3],在地震灾害频发的今天,震害分析已经成为了抗震技术验证的最佳场所,如四川雅安芦山地震中,凡是按照新的抗震规范设计的建筑均实现了相应的抗震目标,没有出现房屋倒塌的现象。因此,在抗震教学环节中,专业教师更应当以震害分析为核心,来引导学生研究、学习工程震害,使学生能够有血有肉地理解书本知识。

二、基于震害分析的研究性教学思路

从各版“建筑抗震设计”教材不难发现,其在具体结构抗震设计中均是基于震害分析—概念设计—抗震计算—抗震构造的基本思路,可见震害分析是学习本课程的入手点,每种结构形式的震害现象对于后续的内容都具有强烈的指导意义。教学过程中尤其应当重视“分析”二字,在重视提高学生工程素质的当下,应当引导学生去理解每种震害发生的原因,设计、施工中如何去避免,从而使学生更加轻松地理解后续概念设计、抗震计算、抗震构造中大量的定量条文规定。

基于震害分析的研究型教学思路,即是在整个教学过程中始终紧扣震害分析这一前提,注重发挥学生的主观能动性去分析解决问题,在震害分析章节将震害现象归类为概念设计、抗震计算、抗震构造不符合规范要求的几种情况,设置研究问题,并告诉学生将在后续学习中逐步解决;在讲解到具体涉及前面设置问题的内容时,再带着学生一起解决问题。

三、基于震害分析的研究性教学实践

本文以混凝土框架结构抗震设计教学为例,阐述基于震害分析的研究型教学实践过程,具体教学思路如图1所示。

(一)基于震害分析的问题设置

混凝土框架结构是建筑工程领域最为常见的一种结构体系,尤其是在公共建筑当中。在历次地震中框架结构表现出了较好的抗震性能,但也有一些共性的震害现象得到了体现,因此,在讲述本章内容时,有必要将一些常见的震害现象集中梳理,设置研究问题(如下),在后续学习中不断解决。

1.框架结构中某一层集中倒塌现象。

2.建筑平面中角部破坏严重。

3.楼梯间框架柱剪切破坏。

4.邻近房屋碰撞破坏。

(二)基于震害分析的概念设计

中国的抗震设防采用“三水准设防、两阶段设计”[4],其具体实施主要通过概念设计、抗震计算和构造措施三个方面,其中概念设计是对结构体型、结构体系、刚度分布、构件延性的总体把握,是结构抗震设计的最为重要问题。但由于学生对于知识的学习未通过毕业设计的综合实践锻炼,尚停留在碎片化的阶段,无法站在全局的高度来看待概念设计的重要性。此外,长久以来的应试教育模式培养出来学生更喜欢依靠计算解决问题的特性,认为只要进行了抗震计算就能够保证建筑结构的抗震能力,对概念设计的认识不足。因此,有必要从一开始就将各条概念设计规定与相应的震害对应起来,并逐条解决,基本主线为:概念设计条文—对应工程问题—工程震害现象—解决途径,即通过工程实例中发生的震害现象,追溯其在设计阶段不符合抗震概念设计的情况,引导学生探寻相关解决途径。

(三)基于震害分析的抗震计算

结构抗震计算包括地震作用计算,地震力分配、内力组合及调整、截面承载力抗震设计、节点设计等内容,其中内力调整是此部分内容的核心问题,是实现框架结构合理破坏模式的关键所在,主要包括了“强节点弱构件、强柱弱梁、强剪弱弯”的内力调整思路[5],以及底层柱、角柱的内力放大。在讲述这些关键问题的时候可回到历次震害中发现的震害问题,引出震害分析中设置的问题:大量的结构并未实现梁端出铰的合理破坏模式,而是某一层柱集中倒塌的情况;以及底层柱和角柱的破坏往往更为严重的现象。带领学生以工程师的角度去从设计、施工角度查找出现上述问题的原因,理解按照合理破坏模式要求的内力放大调整方法。以汶川地震为例,当出现远超设防烈度的地震作用时,几乎没有一栋建筑实现了强柱弱梁的破坏形式,是值得工程人员深省的,因此,《建筑抗震设计规范》(GB2010 0011-2010)在内力调整系数上进一步放大。

(四)基于震害分析的抗震构造措施

抗震构造措施,是根据抗震概念设计原则,不需要计算而对结构和非结构部分必须采取的各种细部要求,主要包括对梁、柱截面尺寸的限制,钢筋直径、间距的限值等等,此部分内容与震害分析中的构件层面破坏密切相关,讲解中若采用完全“顺向讲授式”教学,学生很难记住相关的条文规定。教学中应结合震害分析,采用“反向研讨式”教学,即思考若不按条文规定会出现什么震害问题。例如,在讲授节点核心区配箍率的要求时,可联系震害中典型节点破坏的现象——由于节点区箍筋不足或间距过大,柱纵筋压曲外鼓,引导学生明白节点对结构维持大震不倒的重要性,以及箍筋体积配箍率可确保节点延性的意义。

“建筑抗震设计”是一门理论性、实践性、综合性都很强的课程,涉及大量的规范条文,如何生动地让学生理解相关条文背后的依据是关键,而大量的规范条文修编都是以无数次强震为代价。因此,震害分析在教学过程中处于核心地位,是培养学生分析解决问题的重要手段,课程组在教学改革过程中的成效表明,不断穿插震害分析不但可以提高学生的专业兴趣,更使学生在理论知识综合应用、工程质量意识等方面得到了锻炼,在毕业设计环节中更加得心应手。

参考文献:

[1]张勇.新疆农村抗震民居房屋结构类型及应用[J].震灾防御技术,2006,(4).

[2][4]GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

建筑抗震设计基本知识范文第2篇

【关键词】建筑物;抗震概念;抗震设计;建筑结构设计;应用

地震严重威胁了人们的生命和财产安全,由于地震具有不可预知性,我们只能够在增强自身危机意识基础之上,增强我们所使用建筑物的抗震能力。抗震概念设计是建筑提升其抗震能力的基础,因此,将抗震概念设计融入到建筑结构设计之中去是当前的一大趋势。

1.建筑结构抗震的重要性

建筑的基本功能是供人们居住,随后才是审美价值的体现。就建筑的基本功能来说,其能够供人居住的首要前提是安全,包括使用安全以及建筑物自身的安全。也就是说,建筑物只有在保证了自身安全的前提之下,才能够供人们使用。因此,在建筑物的设计和建设过程中,往往需要对影响建筑安全性的因素作全方位考虑。

地震作为一种不可预知的自然灾害,其对建筑物安全性能的影响极大。而建筑物的安全一旦遭受威胁,必然会出现倒塌事件,从而砸伤和掩埋生命,给人们带来物质和精神上的双重损失。因此,建筑物在建设初期就必须做好抗震的准备工作,从根本上确保人们的生命和财产安全。

2.建筑物抗震概念设计

建筑工程在施工前期需要对建筑物结构进行设计,建筑结构设计一般分为两种:一种计算设计,一种概念设计。其中,计算设计是指根据相关的计算理论和计算规范对建筑结构模型,以及结构的受力状态进行设计。这种设计的基础是建立在客观存在,并有迹可循的建筑材料或外压力量之上的,也就是说,计算设计时,建筑物结构以及受力状态都是可以做出相关假设,并进行计算,得出一定结果的。但,这种设计方法显然不适用于建筑物的抗震设计。因为,地震本身具有着不可预知性,地震的发生是随机的,地震发生时建筑物结构的变化情况,包括建筑结构质量、钢筋混凝土内部模量和阻力的变化都是无法做出假设的,更无法对其进行计算。因此,单纯的依靠假设和计算是无法设计出具有较高稳定性的抗震结构的。只有将建筑物概念设计考虑进抗震设计中,综合计算设计,使两者协同发展,这才有可能设计出良好的建筑物抗震结构,提高建筑结构的抗震能力,减少地震中人员的伤亡率。

3.抗震概念设计的原则

3.1合理的地基基础设计

地基是建筑物的基础结构,对建筑物稳定性起着一定的保障作用。建筑物地基基础的设计应该结合施工场地的实际情况来考虑,施工现场的地质条件、水文环境,再加上建筑工程的结构类型、地基的实际荷载力等,对这些因素进行综合分析,以期最大限度的发挥建筑结构的抗震作用。

3.2优化建筑的平立面结构

建筑抗震概念设计会涉及到建筑物各个部分的结构设计,其中,建筑平面结构和立面结构的设计是较为重要的。在优化建筑的平面结构和立面结构时,务必要遵循以下原则:(1)结构简单,当地震发生,波及建筑物时,建筑物内部的结构体系受力明确;(2)建筑结构设计保证规则、对称,保证刚度变化的均匀,避免设计中出现楼层错层现象。在实际设计中,有时候可能会因为地理环境的影响,而导致建筑的结构必须要设计得不规则,这种情况就需要设计者在设计中对地震作用仔细的进行分析和计算,估算建筑物局部部位的应力和扭转反应,并根据计算结果,做好必要的防震工作。

3.3保证构件之间连接的可靠性

建筑结构抗震性能的提高需要确保建筑各个结构构件之间连接的牢固和稳定性,是决定建筑结构拥有良好抗震性能的关键。通常情况下,建筑结构构件在安装和连接时需要做到以下几点:(1)保证结构构件自身的承载力等于和它进行连接的构件的承载力;(2)预埋件的锚固承载力等于与它相互连接的构件的承载力;(3)各个构件之间的连接要牢固且可靠,并具有一定的刚度和变形能力。

4.抗震概念设计在建筑结构设计中的应用研究

4.1建筑设计应重视建筑结构的规则性

建筑结构的设计应该重视其规则性,综合现代建筑在地震中的若干表现来看,建筑结构规则性一直都对抗震能力产生着极其重要的影响。某一年,某一地方发生了地震,地震发生时,某地有两幢间隔并不远的高层建筑,一幢高层建筑是马那瓜的中央银行大厦,另外一幢高层建筑为十八层高的美洲银行大厦。当时的马那瓜地震强度被估计为八度,两幢高层建筑中,一幢在地震过程中遭到了严重的破坏,在地震后被拆除,而另一幢只有轻微的损坏,在地震以后稍微修理便可以继续使用。这两幢高层建筑在地震中的表现引起了人们的关注,经过研究发现,在地震中破坏较轻的建筑立、平、剖均比较对称和规则,其结构侧向刚度以及材料强度和质量分布都是连续、均匀的,而另一幢高层建筑则相反。所以,可以认为,建筑设计应该重视建筑结构的规则性。

4.2合理选择建筑的结构体系

抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题,结构方案的选取是否合理,对安全性和经济性起决定性作用。

(1)合理选择建筑的结构体系要求所选择的建筑结构体系不仅要有合理的地震作用传递途径以及明确的计算简图,还要求建筑结构体系的传力路线、传力合理以及受力明确,这些都应该与不间断的抗震分析相符合。

(2)合理选择建筑结构体系还应该对由于部分构件或者部分结构的破坏而导致的整个建筑结构体系丧失对重力荷载或者对抗震能力的承载能力。其中,有内力重分配功能以及赘余度功能是抗震概念设计的一个重要原则。坚持这一重要原则的重要性在很多建筑物地震后的实际情况中都得到了很好的印证。

4.3提高结构构件的延性

结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。对各种建筑结构采取的抗震措施进行规范,从根本上对各类建筑结构的构件延性水平进行提高是抗震概念设计在建筑结构设计中应用的重要问题。这里所指的抗震措施主要有:采用水平向和竖向混凝土构件,加强对砌体结构的约束,从而使配筋砌体在地震中建筑物产生裂缝以后不会散落和倒塌,从根本上使建筑物在地震时不致丧失对重力荷载的承载能力。

5.结束语

综上所述,一幢建筑,其抗震性能如何主要依赖于抗震概念设计对结构整体的宏观把握,只要对结构进行合理的概念设计,使建筑结构符合一定的要求和原则,便能够达到抗震的目的。 [科]

【参考文献】

[1]曹会兰,李山有,张雷,李伟.ARX结构模态参数识别方法对比(Ⅰ)——基于理论地震反应时程的对比[J].地震工程与工程振动,2009,(01).

建筑抗震设计基本知识范文第3篇

1 存在的主要问题

1.1 工程建设各环节存在较为严重的抗震设防质量问题,抗震设防监管薄弱

我国从1999年开始进行全国建筑工程质量检查工作后,原来的抗震设防质量监督检查工作也被纳入进去,并且随着我国各级政府职能调整中抗震管理部门的削弱,暴露出在监督工程建设各环节中抗震设防监管薄弱。在我国2005年全国建筑工程质量检查中,违反抗震设防强制性标准是违规工程中普遍存在的问题,其主要反映在工程建设主体出于经济等方面的原因存在轻视抗震设防的思想。

1.2 缺少抗震设防监管体系和措施

目前,由于原有抗震管理机构的削弱,原有的抗震设防监管制度已经无法贯彻,而在现有建筑工程质量监管体系中,由于历史的原因,大都只注重对建筑施工的监督检查,同时也缺少抗震设防监管技术人员和相应措施,抗震设防质量的监督管理未能很好地纳入监管体系之中,抗震设防监管被大大削弱。

1.3 抗震防灾意识尚需增强

由于破坏性地震重演周期长,致使人们的抗震防灾意识淡漠,不同程度地存在麻痹、侥幸心理。一些单位和个人对建设工程抗震工作重视不够,难免导致工程建设的某些环节忽视抗震设防的问题。这些问题较为普遍地存在于工程建设各主体,乃至建设管理部门。

1.4 对原有工程抗震加固资金渠道有待畅通,在役工程抗震设防存在监管空白随着产权改革和建筑市场主体的多元化,建、构筑物的产权所有人结构多元化,抗震责任主体也将随之发生变化。加固资金难于落实,在原有工程抗震加固工作的推行上存在一定困难。政府缺少有效的对策和措施,在役工程的抗震设防实际上在很多地区已经游离于监管之外。

1.5 城乡建设的抗震设防问题突出

城乡是我国居民建筑体系中抗震设防的突出薄弱环节。近几年我国多次大地震都突出表现了农村抗震能力薄弱的问题。主要表现在:

1.5.1 农村地区抗震能力受经济发展水平制约大,抗震设防的投入不足。我国农村地区经济发展水平普遍较城镇低,且地区差异较大,中西部地区农村经济水平更低,很多群众无力建设抗震性能好的房屋;另外,农村大部分地区在房屋建筑抗震设防上存在盲点,重救灾轻设防,政府缺少鼓励农村抗震建设的政策措施和资金支持,严重影响了农村建设的抗震设防工作。

1.5.2 农村建设缺乏统一的规划管理,村镇基本没有抗震建设的管理制度和措施。由于农村民房是自主建造,何时建造,采用何种结构型式、何种建筑材料等,完全由房主根据自己的财力、传统习惯等因素与建筑工匠议定,农民建房随意性大,给农村建筑带来了相当大的隐患,政府缺乏相应的抗震技术管理和推进机制。

1.5.3 现有城乡房屋的抗震技术标准的系统性、针对性和可操作性还有欠缺。尽管我国现行的《建筑抗震设计规范》、《建筑抗震鉴定标准》、《建筑抗震加固技术规程》等抗震技术标准对土木石等农村常用的结构类型也提出了抗震设计的基本原则和措施要求,但这些措施较为原则,其系统性、针对性、可操作性和覆盖面不足。

1.5.4 抗震技术推广力度不够,农民抗震防灾意识淡薄,缺乏必要的抗震知识;农村地区缺少专业施工力量,农村工匠传统的不良习惯做法对抗震不利。

1.5.5 农村抗震设防意识淡薄,农民缺少进行抗震建设的技术知识,普遍存在重视装修门面忽视房屋结构性能的倾向,俗称“两面光”。农村建房多片面追求大空间、大开窗,窗间墙宽度明显不足,这种现象在各地农村均较普遍。

城镇地区有资质、有技术实力的建筑施工企业不愿意到农村地区承担工程,而农村地区缺乏掌握规范施工做法的工匠,农村传统工匠建筑施工操作不规范,很多沿袭下来的传统习惯做法削弱了房屋的整体性能,给新建房屋留下隐患。采用新材料却仍沿用传统习惯的不当做法,“穿新鞋,走老路”,起不到抗震设防的作用。这种现象甚至在震后重建中也一定程度的存在。

因此,在当前建设社会主义新农村的要求下,加强城乡建设的抗震设防监督管理已刻不容缓,这也是执政为民的具体体现。

2 加强工程建设抗震防灾监督管理的相关实践探讨

2.1 加大宣传力度,增强抗震防灾意识。先后出台了《中华人民共和国防震减灾法》、《建设工程抗御地震灾害管理规定》、《城市抗震防灾规划管理规定》、《房屋建筑工程抗震设防管理规定》、《河北省建设工程抗震管理条例》等一系列抗震法律、法规、规章,建立起了抗震防灾法规体系。

2.2 坚持依法行政,将抗震防灾监督管理纳入法制化轨道。从抗震设防要求入手,由项目的选址、地质勘察、施工图设计、审查、施工、监理、验收等各个环节严格把关,认真执行国家的有关法律、法规和国家强制性技术标准、规范,从依法行政的角度观察问题、分析问题、解决问题,切实做到执法必严,违法必究。具体成果及措施如下:

2.2.1 会同建设、勘察、设计、审查机构、施工、监理及相关管理部门,针对如何增强建设各方主体抗震防灾意识、规范执法行为等方面内容,举办建筑工程抗震设防法律法规培训班;

2.2.2 开展全市建筑物抗震设防执法大检查;

2.2.3 针对检查中发现的共性问题提出相应的整改措施,进一步明确了建设各方主体的责任;

2.2.4 重视抓好日常监督管理工作,做好新建工程及加固、加层改造项目的抗震设计审查核准工作;

2.2.5 结合我市民居地震安全工程的开展,加强对城乡建设抗震设防的指导。

3 加强抗震设防质量监督管理的建议

3.1 树立安全就是发展的可持续发展观。地震灾害在各类灾害中对城市建设最具破坏性,城市管理者应树立安全就是发展的可持续性发展观。要根据抗震防灾工作实际合理设置责任体系,建立社会、企业、政府共担风险的机制。

3.2 进一步增强责任意识,保证抗震设防质量。各方主体应树立明确的责任意识。建设单位要切实加强质量管理,认真执行基本建设程序,严格要求有关单位按照国家的强制性标准进行抗震设防;勘察、设计、施工、监理单位应认真遵守房屋建筑工程抗震设防的法律、法规和工程建设强制性标准的规定,保证抗震措施落到实处;施工图审查机构应将抗震设计作为施工图设计文件的必审的重要内容严格把关,确保施工审查质量。

3.3 进一步加强对工程抗震设防质量的监督管理

3.3.1 要把抗震设防质量的监督落实到工程建设管理各环节,结合工作实际制定与法律法规相配套的规范性文件,建立责任追究制度,严格管理程序,加大管理力度;

3.3.2加强对抗震设防的法律、法规和工程强制性标准执行情况的检查。对于在检查中发现的问题要认真抓好整改,以保证房屋建筑工程的抗震设防质量;

3.3.3 加强对城乡建设抗震设防的指导。结合地域实际,提供可操作性的技术服务。

4 提高城乡抗震设防质量的几点对策

城乡建设由于受到经济发展水平和抗震防灾知识缺乏等方面因素的影响,农村民居和乡镇公共设施的抗震能力相对薄弱。大多由当地建筑工匠根据房主的经济状况和要求,按照当地传统习惯建造的房屋难于达到抗震设防要求。当破坏性地震发生时,人民群众的生命财产难免遭受惨重的伤亡和损失。地震灾害的经验教训告诉我们,城乡建设必须考虑抗震设防,建设行政主管部门有责任从当地经济社会发展的实际水平和地震形势的实际需要出发,重视和加强对城乡建设抗震设防的指导和服务,探索提高城乡抗震设防质量监督管理的新措施、新办法,不断增强城乡建设的抗震防灾能力。

4.1 重视城乡规划中抗震设防和抗震防灾的指导

城乡抗震防灾规划是城乡规划的重要组成部分。提高城乡建筑的抗震性能,主要是针对现有城乡建设在地震灾害中表现出的整体不足及习惯做法存在的缺陷予以改进和加强,普及抗震防灾的有关知识,纠正当地不符合抗震要求的习惯做法,消除建筑物中不利于抗震的因素。

如纵横墙交接处无拉接、无圈梁、无构造柱等抗震构造措施;未做适当的地基处理即在上面建房;基础埋深浅,直接坐落在耕作土层上;“金包银”等外砖里坯的做法,不能使砌块咬槎砌筑,墙体形成两张皮;房屋不设置门窗过梁,使门窗洞口上角普遍出现倒八字裂缝等。以期达到目前我国的建筑工程抗震设防的三个水准,即小震不坏,中震可修,大震不倒。

地震灾害的大小取决于地震危险性和工程设施的易损性。因此,制定抗震防灾对策的关键是要考虑土地利用和工程选址时最大限度地减小工程地震危险性,根据地震危险性即地震烈度或地震动参数区划图、设防区划等方面因素,对建设工程进行抗震设防和抗震加固,减小建(构)筑物和工程设施的易损性,以提高抗震防灾能力,最大限度地减轻地震灾害。

4.2 加强城乡抗震防灾宣传、培训,提高抗震防灾认知能力

一方面开展好法律法规及科普知识的宣传,取得社会各界广泛支持。同时依靠当地建设行政主管部门针对本地实际做好防震减灾知识的普及和技术培训,重点对城乡建筑工匠进行培训,以增强其防震意识,在民房建筑中做好防震技术的推广;积极指导农民自建低层住宅进行抗震设防。另一方面,充分发挥城市带动农村发展的作用,鼓励农民提高其房屋的抗震能力。加大城市人才、智力投资对城乡的支持,在开展典型农村民居调研的基础上,提供具备抗震设防要求的,体现当地风俗习惯、建筑风格、适应不同层次要求的农村民居建设图集和施工技术指导。

4.3 建立政府投入机制,提高防灾资源的利用效益

灾害的多样性与群发性,决定了防灾工程需求的无限性,而用于防灾的资源是有限的。由于灾害发生的区域性决定防灾减灾不仅是个别单位和行业的事,需要政府来协调解决。据此,政府应建立投入机制,优化对防灾项目投资的管理。在资金有限的前提下,根据不同防灾项目的重要性原则,对多个防灾工程进行排序、筛选,对重要的防灾工程优先考虑投入,确保有限资金利用效益的最大化。

从我国目前的国情出发,城乡建设的抗震防灾是一项关系到广大农民安全的公益性事业,政府应给予必要的资金投入。

4.4 探索城乡建设抗震设防质量监督管理的合理化形式

建筑抗震设计基本知识范文第4篇

关键词:建筑结构;设计;安全

最近几年,我国建筑行业发展迅速,形势喜人,取得了辉煌成绩。但由于我国建筑行业规模越来越大,复杂程度越来越高,不可避免的出现这样那样的问题。即使有的建筑结构设计是好的,但是其安全性往往会存在问题。在建筑工程界,如何提高建筑结构设计的安全度,成了大家广泛关注的问题。而建筑设计又是一项复杂而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全性。为确保建筑物的安全性,本人分析了建筑结构设计安全性存在的几个问题。

一、建筑结构设计中存在的安全隐患

1. 抗震度不够。前几年的汶川大地震及今年的玉树地震造成的损失足以说明我国一些地方的建筑抗震性很差,未达到我国规定的标准。因此保证建筑物的抗震性能是减少地震发生时人员伤亡及财产损失的重要问题。在建筑结构设计中提高抗震设计水平是提高建筑结构设计水平的一个重要方面。关于建筑物的抗震性能设计,我国颁布了《建筑抗震设计规范》,为我国的建筑抗震设计提供了依据。《规范》中规定:“小震(超越概率63%)不坏、中震(超越概率10%)可修、大震(超越概率2%)不倒”。而一些建筑公司领导对建筑物的抗震性能的重视程度不够,导致了公司员工也不重视抗震性,尤其是建筑结构设计人员。有些建筑结构设计人员对抗震设计的认识不透,设计过程中个别忽略抗震性原则,造成了建筑物施工过程仅仅是一个表面工程,而实质是建筑物并不具有真正的抗震性能。这种现象在我国不少地区屡见不鲜。当然我国地域辽阔,各个地区的情况不同,地震几率与地震级别各有不同。不能恪守规则,不了解实际情况进行设计。建筑结构设计者要根据地区的实际状况,选择不同的抗震规范,以免造成不必要的浪费。

2.结构设计中偷工减料,钢材不足导致功能减弱。一方面在结构设计中,一些建筑公司为节省开支,获取高额利润,过度节约钢材等偷工减料,不重视建筑物的质量及安全性,导致建筑物中钢材等材料的性能减弱,进一步导致建筑物的质量不过关,安全性下降。我国对建筑物钢筋的配筋率有明确的规定,建筑物的不同部位,其配筋率是不同的。建筑设计公司的设计人员要高度重视建筑物的配筋率,对施工过程进行实时监督。另一方面,一些小的建筑公司为节省开支,使用中小城市现在还在发展的冷轧变形钢筋。这种钢筋强度高,脆性大,韧性小,且对建筑抗震不利,就是因为可以节省钢材,进而节约开支,所以,一些小建筑公司为牟取利益不惜不顾人们的生命安全使用不符合规定的钢材。

3.建筑结构设计不合理。由于建筑结构设计者的知识和经验不足,导致其设计的建筑结构不合理,存在安全隐患或其他问题。有些设计者安全意识薄弱,只顾建筑设计的美观而不顾建筑质量,或者明知道公司要求的设计形式行不通,为了保住自己的饭碗而不提出异议,纵使悲剧上演。这种人员虽然只是建筑结构设计行业中的极少数,但他们的存在也非常值得重视。因此设计人员要人人自危,不能只考虑公司利益,也要切身为顾客考虑,学会换位思考。设计人员要全面考虑情况后,再进行设计,并把不合理的设计或只顾美观不顾质量的设计扼杀在襁褓中,不要等到造成恶果时,再想补救措施。

二、提高建筑结构设计中安全性的措施

1.提高建筑结构设计人员对抗震性能的重视意识。结构设计是个系统、全面的工作,需要扎实的理论知识作为基本功,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。设计人员要精益求精,重视每一个基本构件的设计,并做到知其所以然,并深刻理解规范和章程的含义,密切配合建筑工程,在工作中做到事无巨细,善于反思和总结工作经验和教训,为以后的工作积累经验。结构设计人员要转换自己的陈旧思想,正确对待抗震性能的重要性,为人们的生命财产负责,发挥自己的主导作用,对工作负责,应用自己的个人才智,控制建筑结构设计的安全性能水平,让自己设计出来的作品体现自己的人本意识,积极配合国家以人为本的政策。

2. 严格按照国家规定的建筑规范设计建筑结构。随着建筑业进一步的发展,建筑结构越来越被重视。国家也出台了一些相应的规定。而一个国家的规定不仅仅是技术性的,还具有很强的政策性。而且这些规定是与时俱进的,要不断修改,我们不能仅仅满足于过去的设计标准。为了提高建筑的质量,消除安全隐患,建筑设计人员要谨守本责,对建筑过程中不符合国家相关规定的行为及时提出异议,并提出解决措施,以避免或减少类似情况的发生,使建筑结构设计更多的为人们考虑周全。同时,建筑结构设计人员对存在违规行为且屡教不改的人员要及时举报,以免造成更严重的损失。

3.开展科研,创新设计软件。工欲善其事,必先利其器,道理是显然的,这对于任何行业都适用。随着建筑事业的发展,特别是现今建筑行业的飞速发展,建筑结构设计的内容越来越复杂,难度越来越大。从另一个角度来说,我国建筑结构设计对设计人员知识的深度和广度有了更多的要求。在此种情况下,现有的结构设计程序已不能满足设计人员的需求。例如有些力学模型不能适应比较复杂的结构和构件形式,对某些构件的承载力设计处理不理想或计算不准确,这对建筑物的安全性缺乏保证。同时计算机程序的内容和功能直接影响结构设计水平。有时为了解决生产问题,配合软件的能力,只能把计算过程简化以满足计算程序的能力。所以,提高结构设计中建筑的安全性,首先要开发出一款高精度软件,这就需要设计者和计算机程序专业人员合作去完成软件开发,推新创新,不安于现状,勇于承担起这个任务。

三、结语

通过对以上建筑结构设计中存在问题的剖析,可以加强建筑结构设计人员重新认识自己工作的重要性,明确自己的责任,提高对结构设计质量安全问题的辨别能力,积累结构设计中出现的问题作为经验,使建筑结构设计工作行业逐步步入正轨,做到建筑物的设计更安全、更合理。把不与不法违规公司为伍,并切实把国家对建筑物的相关规定落到实处,不与规范,规定打球作为自己的工作原则,为提高建筑结构设计中建筑的安全性出一份力。

参考文献:

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2013.

[2]徐宜.丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨[J].江苏建筑,20013.

建筑抗震设计基本知识范文第5篇

【关键字】既有建筑;抗震性能;预测;调查

1 前言

建筑抗震性能的预测工作是城市抗震防灾工作的重要组成部分,可以为政府进行地震灾害预防、地震应急救援、地震灾情评估提供有效的依据。建筑抗震性能预测的方案对整个预测工作有着重要的指导意义,指引预测工作朝预定的目标顺利进行。本文将城市既有建筑抗震性能预测工作分为抗震性能调查和抗震性能预测两部分加以阐述。

2 建筑抗震性能调查

建筑抗震性能调查工作是整个抗震性能预测工作的基础,为下一步的预测工作提供必要的基础资料,因而调查工作进行的越详尽,下一步的预测工作就会越方便,并且预测的结果越可靠。

2.1 调查范围和对象

根据国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)[2]分类原则,鉴于所有建筑均要求采取提高抗倒塌变形能力的措施以达到“大震不倒”的设防目标,抗震性能调查按以下建筑类型分类:

2.1.1 防灾救灾建筑:医疗建筑,消防车库建筑,防灾应急指挥中心建筑和疾病预防与控制中心建筑等。

2.1.2 基础设施建筑:城市给排水、燃气、热力建筑,电力建筑,不应中断通信设施的通信调度建筑,交通运输建筑,邮电通信、广播电视建筑等。

2.1.3 公共建筑和居住建筑:文化娱乐和体育建筑,商业建筑,博物馆、档案馆和会展建筑,教育建筑,科学实验建筑,电子信息中心建筑,居住建筑等。

2.1.4 工业建筑:采煤、采油和矿山生产建筑,原材料生产建筑,加工制造也生产建筑等。

2.1.5 仓库类建筑:储存高、中放射性物质或剧毒物品的仓库,储存易燃、易爆物质的仓库等。

列出可以影响建筑抗震性能的各个因数作为调查的对象,如建筑的结构类型、建造年代、层数、建筑面积、抗震设防烈度、基础形式、场地类型、是否进行过抗震加固及采取的主要加固措施、是否存在改建扩建情况、是否存在改变使用性质的情况、可能发生地震的地震动参数等有关建筑抗震性能的信息。

2.2 震害等级划分

根据国家规范、规程、标准和地方有关部门要求,按调查的建筑物的破坏状态可以分为五个等级:基本完好,轻微破坏,中等破坏,严重破坏和倒塌,这些状态用多个指标来定义和描述,其中包括主观性的模糊变量和确定性的物理量。

2.3 调查方式

对城市既有建筑抗震性能可以采取问卷调查和现场调查相结合的方式对建筑基本信息进行收集,根据影响建筑抗震性能的各个因数制作问卷调查表和现场调查表,并请相关人员加以填写。

2.3.1 问卷调查

按照国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》(GB50032-2003)等国家现行标准进行抗震性能问卷调查,调查内容为调查对象结构类型、建设年代、层数、建筑面积、抗震设防烈度、是否进行过抗震加固及采取的主要加固措施、是否存在改建扩建情况、是否存在改变使用功能的情况等对建筑抗震性能有关的信息。在此基础上进行整理统计和分析。

2.3.2 现场调查

调查内容主要包括:

(1)查阅调查对象的地质勘察报告、施工图纸、竣工图纸和工程验收文件等原始资料。

(2)了解调查对象地基基础现状,调查上部结构主体是否存在不均匀沉降、裂缝和倾斜情况,进行必要的量测和检测。

(3)调查钢筋混凝土建筑物的梁、柱及节点的混凝土开裂与剥落情况,钢筋露筋、锈蚀情况,填充墙开裂或与框架脱开情况,主体结构构件变形、倾斜或歪扭情况。

(4)调查砌体房屋的承重墙体砂浆和砌块强度,构造柱和圈梁与墙体连接情况,楼板和梁与墙体连接情况,内外纵横墙连接情况以及楼梯间墙体与楼梯梁连接情况等。

3 建筑抗震性能预测

建筑物震害预测是估计一个地区或城市在遭遇一定烈度地震影响时建筑物可能发生的破坏程度。根据前述调查整理得到的资料,选用合适的震害预测方法对建筑的抗震性能进行预测,为抗震加固或采取其他抗震减灾对策提供依据。

3.1 预测依据和主要内容

既有建筑应根据其重要性和使用要求,按现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),确定所在地区的抗震设防基本烈度,根据调查统计得到的建筑的各项性能指标如建筑物的建造年代、结构类型、抗震规范版本、抗震设防类别、抗震设计烈度、场地土类别、基础形式、楼板形式、地震动参数等,选择合适的方法对城市既有建筑在遭遇到本地区基本烈度和提高一烈度的地震作用下的抗震性能进行预测。

3.2 预测方法简介

目前常用的震害预测方法主要有四种:(1)半经验半理论法,根据不同结构房屋的震害特点提出一个或几个指标来代表其抗地震的水平,建立数学模型,计算出破坏指标,给出相应的易损性矩阵[5]。(2)震害预测智能辅助决策系统法,依靠专家的知识、经验建立震害预测专家系统知识库,根据建筑物基础资料调查,采集所需数据信息,通过搜索技术,进行易损性分析[6]。(3)多步简化的pushover方法,通过该方法进行变形验算可最终得到对应不同峰值加速度的建筑物各层的最大层间位移角反应曲线。以最大层间位移角表述建筑物对地震力的反应,从而用来判断建筑物的易损性[7]。(4)经验判定法,由若干名专家根据基础资料和现场调查的结果,分别填写对建筑物易损性的评定意见,经汇总后给出易损性分析结果。这种方法主要依靠专业技术人员的经验[8]。

4 结语

建筑抗震性能预测工作主要是对建筑信息等资料的收集和整理,建议建立一个进行建筑抗震性能资料调查和预测的专家数据库系统,以方便对建筑抗震性能进行预测。本文给出了一个预测城市既有建筑抗震性能的普通方案,并已在安徽省重要公共建筑抗震性能预测中加以应用,具有一定参考价值。然而没有涉及关于经济损失和人员伤亡预测的内容,仍要在今后工作中进一步完善。

参考文献:

[1]柳炳康,沈小璞等.工程结构抗震设计[M].武汉:武汉理工大学出版社,2006.7

[2]建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2008 [S].北京:中国建筑工业出版社,2008

[3]尹之潜,杨淑文.地震损失分析与设防标准.北京:地震出版社,2004

[4]尹之潜.地震灾害及损失预测方法.北京:地震出版社,1996

[5]尹之潜. 地震灾害损失预测研究[J].地震工程与工程振动,1991, 11 (4) : 87-96.

[6]杨玉成,王治山,杨雅玲,等.城市现有房屋震害预测智能辅助决策系统[J].地震工程与工程振动,1992, 12 (1) : 77-89.