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水工建筑物抗震设计标准

水工建筑物抗震设计标准

水工建筑物抗震设计标准范文第1篇

基于功能利用的建筑结构抗震模型设计是结构抗震设计在理论上的一个重大突破,也是地震工程发展历程中的重要篇章。该理论主要包括以下三个关键内容,即地震设防水准、建筑结构的抗震性能水准、建筑结构的抗震性能目标。

1.地震设防水准

地震设防水准指的是将来可能作用在建筑结构上的地震强度的大小。因为地震设防水准对建筑结构的抗震性能有着直接的影响,所以在基于功能利用的建筑结构抗震模式设计理论中,地震设防水准的选定十分重要。因此,在建筑结构抗震模式设计过程中必须将地震设防水准精细化,以确保不同等级的抗震设防水准能够在不同的地震强度作用下有效地控制建筑结构的损坏状态。

2.建筑结构的抗震性能水准

建筑结构的抗震性能水准指的是在不同的设防地震等级作用下的建筑物可能的最大损坏程度,其包括建筑结构的完整性、适应性以及安全性等。根据研究实际的地震灾害可知,按照传统设计理念设计出来的建筑物虽然能够避免因为坍塌所造成的人员伤亡,却无法有效减少因为建筑物结构破坏所造成的基本设备、构件功能缺失带来的巨大经济损失。基于功能利用的建筑结构抗震模式的设计要求,要考虑非结构构件、结构构件、建筑内部设备与装修等多项影响因子。还要据此设定详细、准确地建筑结构的抗震性能水准,以便扩大选择范围。

3.建筑结构的抗震性能目标

建筑结构的抗震性能目标指的是根据某一设防的地震等级所预期达到的建筑结构抗震能力。确立建筑结构的抗震性能目标必须综合考虑各项影响因素,比如工地特征、工程投入和效益、建筑的潜在价值等。其中,按建筑物的重要程度将结构抗震性能目标划分为基本设防目标、重要设防目标、特别设防目标。

二、基于功能的建筑结构抗震设计方法简介

国内外工程界学者对基于功能利用的建筑结构抗震模式设计方法的研究给予了高度的重视,在抗震设计的目标与理念上大致形成了统一的观点。一般情况下,基于功能利用的建筑结构抗震设计方法跟归纳为承载力设计法、位移设计法、能量设计法三种。

1.承载力设计法

当前,在世界各地的建筑结构抗震设计规范中往往采用承载力设计法。因此本文不做具体介绍,主要介绍一下两种设计方法。

2.位移设计法

位移设计法即先采用代替结构法把结构表示位移等效单自由度振子,用最大位移时的割线刚度和适合于非弹性反应时吸收的滞变能量的等效粘滞阻尼来表征结构,然后用预先确定的设计位移反应谱和由预期的延性求得估计的阻尼,由设计位移可求出最大位移时等效周期。因此,根据单自由度振子周期方程便可以求出最大位移时的有效刚度。

3.能量设计法

建筑物结构在强地震作用下,由于发生非弹性形变而造成能量损失。能力设计法指的是通过控制设施构件或者内部结构的能量消耗能力来实现建筑物结构抗震能力的有效控制。然而由于受结构复杂性的影响,导致其滞回耗能的计算过程错综复杂,存在较大的误差。

三、结语

水工建筑物抗震设计标准范文第2篇

建筑过程中涉及大量的利益纠葛,需要政府在制度设计上规范健康的建筑市场环境,由各利益主体互相监督。2000年国家曾颁布《建设工程质量管理条例》,政府从“管理者”角色转变为“裁判者”,通过明确各方主体责任以促进质量保证体系的形成。这一机制又可以满足不同建设单位、消费者对不同抗震等建筑标准的追求。

关键词:提高抗震标准建筑质量加强监管

中图分类号:U452.2+8 文献标识码:A 文章编号:

进入20世纪以来,无论国内还是国外,大地震爆发频繁。像国内1976年唐山大地震,整座城市几乎夷为平地,人口伤亡近40万人。2008年的汶川大地震,整座县城化为乌有,公路、桥梁损坏惨重。而国外,2004年印尼大地震地震,引发的海啸席卷斯里兰卡、泰国、印度尼西亚及印度等国,导致约30万人失踪或死亡。房倒屋塌不计其数。2011年的日本大地震,也让数以万计的人遭受灭顶之灾,沿海建筑随顷刻而至的海啸付诸东流。

据地震专家对世界上130例伤亡巨大的地震灾害资料进行统计后发现,其中95%以上的伤亡,是由于建筑物倒塌造成的。因此,把房子建得更牢固显得十分重要。

大地震的发生留给了灾区人民无尽梦魇,也提醒了灾区之外的人民开始重视起建筑的抗震能力。地震时建筑为什么会倒塌?简单地来说,其一是建筑设计的抗震标准低于地震震级,其二是建筑施工时的质量不过关。

要想把房子建得牢固,可以抵御大地震灾害,那就必须解决以上两个问题。这可以从以下入手:

一、修订建筑抗震标准

据了解,我国把地震烈度分为12度,建筑的防震措施主要应用于6度至10度地区。在1976年唐山大地震以后,我国对城市建筑的抗震标准进行了严格的规范。此前,我国规定的抗震建设标准是按照7度烈度来设防的。这已不能适应当代建筑的需要。比如,汶川当地的设防烈度是7度,8级地震相当于烈度10度,已经远远超过当地设防的烈度了。按照7度设计的房屋,面对9度以上的毁灭性地震,很多房屋倒塌是无法避免的。这还主要是由于设计建筑的时候对抗震需求考虑不足。所以,国家相关部门应该尽快组织专家,对全国范围的建筑抗震标准重新修订。况且,全国各地的建筑抗震标准不同,有的地方是7度、6度,比如,北京的建筑抗震标准是8度。因此,应根据地质结构尽快重新审核,这对未来灾区重建家园以及其他地方的建筑抗震设计都很重要。

与此同时,我们应在全国推广一个强制性的抗震安全标准。由住房和城乡建设部与地震局协同起来,研究制定出一个适合农村地区的抗震安全建筑标准。就目前来说,在农村地区推广这样的工作,难度还是很大的,但是从长远来看,必须朝这个方向努力。

此次四川大地震也给业界一个警示,应对普通地震,这样的抗震标准尚可运用,但对于大地震,我们的抗震标准则显得有点低。因此,应尽快修订和提高建筑抗震标准。

二、加强建筑工程质量监管

目前,根据我国的经济状况,提高国家规定的建筑抗震新标准是完全必要的。但毋庸讳言,提高建筑质量问题比提高建筑抗震新标准更为重要和迫切。因为建筑质量问题还在十分严重地困扰看我国。近些年来,楼房、桥梁、公路等方面的建筑质量事故频现报端。这不仅在抗震标准上,还包括防水、防火等诸多方面。1998年特大洪水时,施工质量低劣的建筑工程加重了洪水灾情,总理朱镕基直斥为“豆腐渣工程”。十年过去,这种现象的改善进展缓慢。就在汶川地震中,倒塌的建筑物中的混凝土,不少掺杂的是铁丝,甚至连铁丝都没有。这不仅使得建筑物的抗震能力降低,倒塌后成粉末状又加重了灾后援救的难度。而在今年的四川芦山地震中,倒塌的大都是老旧的房屋,新盖的大楼,基本上没怎么倒塌。据专家们说,这是因为自觉提高了国家房屋抗震新标准,并且采用了当代抗震新科技。这从侧面说明了,提高建筑物抗震标准,强化建筑质量的良好效果。另一方面也说明,我们的建筑行业中,一些有良心的建筑企业家、建筑设计师,已经开始自觉提高国家建筑标准,开始重视建筑质量问题。

所以,对大多数人来说,更重要的问题是,在现有国家抗震标准下,如何保证这一标准在建筑过程中的实施。

建筑质量的保证源于建筑的各个环节,包括建设单位、设计单位、施工单位、监理单位和竣工验收监督单位,要保证建筑质量就需要在制度设计上保证各个单位的激励相容。首先要保证的是建设单位作为业主对质量的追求,通常的商业住宅和写字楼,建设单位往往为独立核算自负盈亏的公司,其建筑物质量与其盈利能力和后续的物业管理直接相关,这迫使他们对设计、施工等单位形成制约机制,从而保证建筑质量。而学校、公路等国有或非营利建筑物则因其产权特性,建设单位更关心的是预算要压低,伙同设计、施工、监理单位减少预算、降低施工标准和监督力度,而责任追究机制的不明确又导致施工等单位能省则省、偷工减料,必然会导致豆腐渣工程。

水工建筑物抗震设计标准范文第3篇

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。

水工建筑物抗震设计标准范文第4篇

关键词建筑结构,结构抗震设计理论,抗震设防水准,抗震验算理论

中图分类号: TU318 文献标识码: A 文章编号:

1前言

中国是世界上地震灾害最严重的国家之一,2008年的汶川地震震碎了无数家庭、吞噬了数万生灵,使中国人民蒙受了巨大损失。最大限度地减轻地震灾害造成的人员和经济损失是政府和每一个工程技术人员的迫切目标。在中国经济突飞猛进的基础上,我们应该总结国内外先进的抗震设防思想,发展出台适应我国我国情的抗震设计规范,使地震灾害对人民群众的人身财产安全造成的损失降到最低。

2抗震设计的发展概况

结构抗震设计理论的理论框架由地震设防水准、结构抗震设计内容和建筑结构抗震性能目标三部分组成。这个框架的形成伴随着人类对地震和结构动力特性理解的深入,是一个循序渐进的发展和自我完善过程,总共经历了四个发展阶段:(1)静力理论阶段(1910-1940);(2)反应谱理论阶段(1940-1960);(3)动力理论阶段(1970-1980);(4)基于结构性能的抗震设计理论阶段(1990至今)。每一个阶段的理论成果都标志着当时人类对抗震设计的认识,每一个新阶段的诞生都意味着人类对抗震设计理论的创新和突破。是一个漫长的逐步深化过程。

3抗震设防水准

在现实中,我们通过使用一些参数来反映地震作用,它由很多因素决定。当地震作用函数确定已知时,我们把作用于现场的地震作用的大小定义为抗震设防水准。因为抗震设防水准直接决定了现在设计建筑结构在未来的抗震能力,所以在结构抗震设计理论中占有重要地位。

美国没有以国家名义公布的抗震设防标准,只有一些具有官方性质的研究机构或者非盈利机构提出的推荐性标准。但近来有很多美国学者在关于结构性能设计的研究报告中指出了地震等级划分标准的必要性。我国现行的抗震设计规范中关于震级的划分方法也经历过评议和修正,现阶段的抗震设防水准采用基于概率分析的三种设防级别:小震、中震和大震,这种划分是比较合理的,它充分考虑到了地震发生的随机性。

中国现行规范采用的抗震设防烈度和设计基本地震加速度的双重指标是值得探讨的。这种设防水准侧重对震后灾害结果的宏观描述,充分考虑了居民的生命安全,却在很大程度上忽略了经济指标。适应于现代经济的抗震设防目标应该要同时考虑到震中、震后建筑物的失效问题和经济损失问题。现行规范已采用的“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三级设防目标缺乏灵活性。随着超高层、大跨度以及地下工程等复杂的工程结构逐渐成为主流,当今的工程结构同过去相比已经有了翻天覆地的变化。同时,城市化使得人口和社会财富大量聚集,地震损失表现出很多新的特点,不能仅以人员伤亡作为设防标准,经济损失应该得到兼顾。我们考虑到地震可能会在建筑使用周期中的任何时候发生,地震强度的大小也不可知,所以针对不同地震,根据建筑物的用途和重要性,采用不同基准的设防目标应该有其合理性(比如高地震危险性地区的重要建筑可采取“中震不坏,大震可修”的高级别设防目标)。未来的设防水准应该表现出对时代和社会发展的适应性,应该采用基于地震动态参数的灵活设防指标。

4抗震设计内容

抗震设计内容包含建筑物的总体结构体系设计和抗震验算理论两部分。前者是为了应对建筑物所在场地、材料及结构抗力的不确定性和地震产生的随机性。在现实活动中,人们很难预测地震对建筑结构造成的破坏程度,为了确保安全经济,选择合理的抗震结构体系非常重要。后者是保障所设计的结构符合抗震设防水准的关键步骤,是结构抗震设计内容的重要环节。

4.1总体结构体系设计

(1)抗震结构体系

结构的规则性在现行的抗震设计规范中有明确体现。在选取抗震设计方案时,应该优先选取那些规则设计方案,尽量避免抗震性能较差的不规则方案,彻底杜绝抗震性能差的严重不规则方案。在进行建筑设计时,应尽量采用对称规则的布局设置、变化均匀的质量和刚度结构。对平面或立面不规则的建筑结构要进行水平地震作用计算和内力调整;对那些结构复杂、很难满足结构规则性的建筑物,可以考虑采取提高变形能力的措施和加强措施。

(2)场地地基

根据不同场地土的分类以及其特征周期值,针对场地地基对地震动的影响可以有一个判断。现行规范采用20米深度以内的折算剪切波速和80米以内的授盖层厚度来划分场地类型。这里需要指出的是,通过剪切波速和场地土覆盖层厚度虽然实现了对场地土的分类并对不同场地应用不同的地震反应谱,但这种方法还是有其局限性,无法全面反映土层对地震动强度和特性的影响。为了使得到的不同场地土对震动的影响更合理,我们将承载力、标准贯入基数和地下水位等参数作为场地土的附加特征参与分类划分,并且这种影响需要在计算方法、抗震结构体系及构造措施上综合体现出来。

4.2抗震验算理论

抗震验算应该包括地震作用计算与结构抗震验算两部分。

首先,在地震作用计算方面,现行规范为了发挥最大的加成优势,同时采纳了静力理论的底部剪力法、动力理论的振型分解反应谱法和时程分析法作为地震作用计算方法。针对设防三水准,依照我国规范进行设计时采用了两阶段设计。第一阶段要实现设防三水准中的前两个目标:小震不坏和中震可修。前者通过在小震下进行弹性承载力验算和弹性层间位移验算保障;后者通过在中震下增加相应的抗震措施以保障结构发生部分屈服后仍能承担地震作用来实现。第二阶段要实现大震不倒的目标。除了采用抗震措施保证结构抗震所需的塑性耗能外(与实现中震可修时采用的方法一致),还需进行结构的弹塑性位移验算来控制结构的变形以及保证结构的抗倒塌性。现实应用中,应根据建筑的高度、结构的复杂性和规则性等因素灵活选取抗震计算方法。对于那些质量和刚度沿高度分布比较均匀变化的建筑,宜采取底部剪力法;对于地震高发区(如日本、印尼)的建筑结构进行地震作用计算时,应该在正常计算外进行补充计算;对于地震低发区的建筑结构进行地震作用计算时,应该进行弹塑性时程分析验算;对于其它结构,采用振型分解反应谱法即可。

其次,结构抗震验算中的截面验算我们使用内力值,而结构抗震验算中的变形验算我采用弹性变形值。前者以相关处理后的内力值必须低于承载力的极限状态为通过验算。后者以弹性变形值所对应的弹性层间位移必须低于计算楼层的层高乘以弹性层间位移角限值后的数值为通过验算。

综上所述,我们分别通过选择底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法来应对结构特性不同条件下的水平地震作用。而根据我国经济发展水平及不同地区的结构物特点和用途来决定竖向地震动的结构范围是当下抗震验算理论的发展趋势和研究重点。

5建筑结构抗震性能目标

经过几十年的发展,国内的工程学者们总结得到了有关建筑结构抗震设计的实践经验,这些经验是建立在对许多地震震害实例分析的基础之上的,有很宝贵的实际应用价值。为了有效提高建筑结构抗震性能目标,需从以下几方面着手:首先,要尽量保证支柱、墙和梁的轴线处于同一平面,尽量形成构件双向抗侧力体系,使地震外力的能量传递吸收途径合理。其次,需要根据抗震等级对建筑的脆弱部位采取加强措以满足抗震设防水准。最后,建筑的抗震性能目标要实现构件的依次屈服,即设置多道抗震防线。在地震作用下,担负起第一道抗震防线的构件(延性较好)会首先屈服。其他构件则形成更多道的抗震防线,其作用是在第一道防线屈服后再依次屈服。

6结束语

结构抗震设计理论是建筑抗震设计的依据,涉及多个学科。我国投入了大量的人力、物力对其进行研究,并已取得了一些成果。但在具体应用中,现行的结构抗震设计理论还存在一定的局限性,例如忽略了一些经济指标、对建筑功能和地区差异没有进行细致区分、量化的评判标准还不够全面等,需要进行进一步的深入研究。当然,这将是一个漫长的过程。

参考文献

[1]梁栋. 浅谈结构的基本抗震思想和设计方法[J]. 山西建筑,2009,35 (5)

[2]艾树生. 建筑抗震工程设防“小震不坏”的研讨[J]. 华北地震科学,2005, 23(3)

[3]倪广林. 对建筑结构抗震设计的若干思[J]. 山西建筑, 2010, (9)

水工建筑物抗震设计标准范文第5篇

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: