首页 优秀范文 防震设计论文

防震设计论文赏析八篇

时间:2023-04-28 09:02:47

防震设计论文

防震设计论文第1篇

关键词:地震安全性评价 抗震设防动参数

一、安评的由来

我国是世界上多震的国家之一,地震引起的建筑物及工程设施破坏、倒塌是造成地震灾害的最主要因素,只有使建筑物和工程设施具备适当的抗震能力才能有效减轻地震造成的人员伤亡及财产损失。确定合理的设防目标是抗震设计的前提,医院建筑作为事关国计民生、在地震灾害发生时又需要承担救治功能的重要建筑,其抗震设防目标应当高于普通民用建筑。《建筑工程抗震设防分类标准》规定:医疗建筑的抗震设防类别应当符合:“三级医院中承担特别重要医疗任务的门诊、医技、住院用房,抗震设防类别应划分为特殊设防类,二、三级医院的门诊、医技、住院用房,具有外科手术室或急诊科的乡镇卫生院的医疗用房……,抗震设防类别应划分为重点设防类”,这意味着大部分县级及以上医院的医疗用房其抗震设防类别应属于重点设防类(乙类)建筑,这一类建筑的抗震能力应当比住宅、办公等普通建筑更高,属于在地震发生时功能不能中断或需尽快恢复的生命线工程。

工程场地地震安全性评价是《中华人民共和国防震减灾法》确立的一项法律制度,《中华人民共和国防震减灾法》第三十五条:“重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程,应当按照国务院有关规定进行地震安全性评价,并按照经审定的地震安全性评价报告所确定的抗震设防要求进行抗震设防。”“国务院地震工作主管部门和省、自治区、直辖市人民政府负责管理地震工作的部门或者机构,负责审定建设工程的地震安全性评价报告,确定抗震设防要求。”并在附则中给出了“重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程”的范围,国务院颁布的《地震安全性评价管理条例》及各省市的地震安全性评价管理办法都对需要进行地震安全性评价的工程明确了范围,以《山东省地震安全性评价管理办法》为例,在附件中就明确了必须进行地震安全性评价的建设项目,“……300张床位以上医院的门诊楼、病房楼、医技楼、重要医疗设备用房以及中心血站等;”这意味着对我省绝大多数县级及以上的医院的主要医疗建筑及重要设备用房都需要进行地震安全性评价。《山东省防震减灾条例》明确规定:“重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程的抗震设防要求,由省级以上人民政府地震工作主管部门根据审定的地震安全性评价报告批准确定。”“学校、幼儿园、医院等人员密集场所的建设工程,应当在地震小区划结果、国家颁布的地震动参数区划图或者地震安全性评价结果的基础上提高一档确定抗震设防要求。”国家及各省市已从法律法规的角度对医院建筑抗震设防要求及应采用审定后的安评结果进行抗震设计作了明确规定。

二、安评的应用

《建筑抗震设计规范》GB50011指出:抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定,一般工程的抗震设防烈度应根据GB18306《中国地震动峰值加速度区划图A1》和《中国地震动反应谱特征周期(Tg)区划图B1》确定的地震基本烈度进行设防;在一定条件下,可采用经国家有关主管部门规定的权限批准的供设计采用的地震设防区划的地震动参数(如地面运动加速度峰值、反应谱值、地震影响系数曲线和地震加速度时程曲线)进行设防。

由于历史的原因,《建筑抗震设计规范》对抗震设防的表述采用双轨制,即按设计地震基本加速度和设防烈度进行表述。抗震设计一般包含地震作用计算及构造措施两方面的内容,对于医院等重点设防类建筑,《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223不要求提高地震作用,只需提高其抗震措施,地震作用的计算是与设计基本地震加速度相关的,而抗震措施是按设防烈度确定的。《建筑抗震设计规范》明确指出:按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度为本地区抗震设防烈度,一般情况下,取50年超越概率10%的地震烈度。50年设计基准期超越概率10%的地震加速度为设计基本地震加速度;《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》的设防水准为50年超越概率10%;因此根据安评报告进行抗震设防时应按提供的50年超越概率为10%的地震动峰值加速度对应的地震烈度,同时还应按提供的50年超越概率63%对应的设计地震加速度和反应谱参数值进行地震作用计算。对于设计使用年限为100年时,安评应分别提供100年设计基准期内超越概率为10%和63%的设计地震加速度和反应谱参数值,对需要进行时程分析及大震性能化设计有定量要求时都还应提供超越概率2%-3%对应的设计地震加速度和反应谱参数值。

规范中的小震对应50年超越概率为63.2%的水准,称为多遇地震;中震对应的是50年超越概率为10%的水准,称为设防地震;50年超越概率为2%~3%的地震烈度,称为“罕遇地震”。结构承载力验算时取第一水准的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应,采用《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068规定的分项系数设计表达式进行结构构件的截面承载力抗震验算。换句话说是通过小震对应的地震动参数计算地震作用来保证“小震不坏”,“中震可修、大震不倒”是通过概念设计和抗震构造措施来满足的。地震作用计算采用的规范反应谱是根据国内外大量实际地震加速度记录的加速度反应谱进行统计分析并结合工程经验和考虑技术条件的综合结果,因此是一个统计意义并进行了人工调整的数据,设计反应谱通常用以下三个参数来描述:最大地震影响系数αmax、特征周期Tg、长周期反应谱下降曲线的衰减系数γ。安评一般是针对特定工程建设场址周边一定范围内的地震危险性进行评估,假定某种地震动衰减模型、通过地震危险性进行计算,得到50年或100年(必要时)超越概率为63%、10%、2%场址基岩处的地震加速度峰值和反应谱,再通过概率方法运用一维或二维土层模型计算得到场地地表或不同深度土层处的地震动峰值及与反应谱有关的参数。理论上安评结果要比国家标准规定得更加有针对性和更加细化,但是,由于地震危险性评估方法、地震动衰减规律、基岩地震动输入及土层反应模型的不确定性,再加上从事安评工作的人员自身专业水平的差异,针对特定工程所提供的地震动参数可靠性和工程实用性大受影响。

对于提供了安评报告的工程的抗震设计,小震作用下,可分别按规范规定的和安评报告提供的地震动参数进行计算,取二者计算所得到的结构底部剪力较大者的楼层水平地震作用进行结构抗震验算以保证结构的安全。大震作用下,由于安评一般根据实际强震记录对长周期段的谱值变化规律按二次曲线衰减给出,规范反应谱把长周期段谱值变化规律修正为按直线下降,因此按安评结果进行结构验算有可能会偏于不安全,此时可按规范提供的地震动参数进行计算。

安评报告一般都给出了根据50年超越概率10%的动参数所在的基本地震加速度分区,对于一些没有明确给出加速度分区可的可参考《中国地震动参数区划图》宣贯教材中加速度分档进行划分;据此确定基本烈度,然后按有关的建筑抗震规范确定具体的设防要求。

工程实例一:青岛胶州市某医院门诊医技综合楼及病房楼,重点设防类,根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010附录,本地区设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第三组,场地特征周期为0.45s,依据地震安全性评价结果,该建设项目设计地震动参数如下:

设计地震动参数 超越概率水平

50年63% 50年10% 50年2%

Amax(cm/s2) 32 98 164

βm 2.7 2.7 2.7

T0(s) 0.10 0.10 0.10

Tg(s) 0.45 0.55 0.60

C 0.90 0.90 0.90

工程场地地表5%阻尼比50年超越概率10%水平向设计地震动加速度峰值为98gal,依据GB17741-2005《工程场地地震安全性评价》有关地震动加速度分区原则,本次结果属0.10g区。相当于地震基本烈度值为7度,根据《山东省防震减灾条例》,经地震主管部门批复后,该医院建筑的抗震设防要求按地震动峰值加速度0.15g确定。结构设计按7度、0.15g的基本地震加速度计算地震作用,按8度采取抗震措施。

工程实例二:济南市某医院综合病房楼,重点设防类,根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010附录,本地区设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第三组,场地类别为II类场地,场地特征周期为0.45s,依据地震安全性评价结果,该建设项目设计地震动参数如下:

设计地震动参数 超越概率水平

50年63% 50年10% 50年2%

Amax(cm/s2) 31 78 134

βm 2.6 2.6 2.6

T0(s) 0.10 0.10 0.10

Tg(s) 0.35 0.40 0.40

C 0.90 0.90 0.90

依据GB17741-2005《工程场地地震安全性评价》有关地震动加速度分区原则,工程场地50年超越概率10%的地震动峰值加速度位于0.05g范围,相当于地震基本烈度值为6度,根据《山东省防震减灾条例》,经地震主管部门批复后,该医院建筑的抗震设防要求按地震动峰值加速度0.10g确定。结构设计按7度、0.10g的基本地震加速度计算地震作用,按7度采取抗震措施。需要指出的是,特征周期是根据场地类别及设计地震分组确定的,现行抗震规范水平地震影响系数的最大值αmax与超越概率(小震、中震、大震)有关,而特征周期与超越概率无关,而安评报告的特征周期一般都与超越概率有关,大震反应谱的特征周期往往大于小震。当按安评报告的结果确定加速度档进行小震作用下的承载力验算时,应选用安评的地震动参数(基本加速度所在的档对于的小震地震影响系数及特征周期)进行计算,并按规范的动参数计算,取二者的较大值进行设计。

实际上从建筑工程抗震设防要求来讲,在地震时功能不能中断或者需尽快恢复的生命线相关工程,其抗震设防要求应该是在预估的罕遇地震作用下设置在结构中的设备和设施尽快恢复正常,这一类的建筑工程抗震设防规定的年限就不应该是50年超越概率10%的情况,建筑规范给出荷载及地震作用都是以50年基准期给出,不同规定期限建筑物抗震设计的三个水准的取值均可转化为50年的相应超越概率,这不在本文的讨论之列,具体可参考相关文献。

三、结论

对于医院这一类需要进行重点设防的建筑,大多需要进行地震安全性评价工作,安评的结论往往同抗震规范的地震动参数不一致,《防震减灾法》及防震减灾条例等法律法规规定的设防要求不尽相同,而且各地建设行政主管部门及施工图审查机构对相关的设防标准解读也存在差异,使得设计人员往往无所适从,本文从法律法规的有关条文及规范的相关规定出发,论述了医院建筑等重点设防类建筑工程在抗震设防时如何应用安评结果进行设防。并结合工程实例给出了抗震设防的具体做法及建议,供同行们参考。

参考文献:

防震设计论文第2篇

【关键词】高层建筑;结构设计;抗震设计

0、引言

由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载,建筑物的地震破坏机理又十分复杂,存在着许多模糊和不确定因素,在结构内力分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,计算方法还很不完善,单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。建筑结构抗震设计的基本要求:抗震设计主要包括三方面的内容:概念设计,计算设计和构造设计。结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计,其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳,从而经济地实现规范中要求的“小震不坏,中震可修,大震不倒”的目的。

1、从理论上分析高层建筑的抗震设计

建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计,包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容的法定性文件。它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

(1)拟静力理论。拟静力理论是20世纪10~40年展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数即地震系数。

(2)反应谱理论。反应谱理论是在加世纪40~60年展起来的,它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。

(3)动力理论。动力理论是20世纪70-80年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于60年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而完成抗震设计工作。

2、高层建筑的抗震结构设计理念

高层建筑的抗震要能做到:当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,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。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度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。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,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。

对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。

3、建筑设计和建筑结构的规则性

建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称、整体性较好:建筑的立面和竖向抗拉力构件的截面尺寸和材料温度宜自下而上逐步减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。对平面不规则和竖向不规则类型的建筑结构应按《抗震规范》要求进行水平地震作用计算和内力调整,并对薄弱部位采取有效的抗震措施。

防震设计论文第3篇

关键词:高层建筑;混凝土房屋;抗震设计;抗震设防

Abstract: This article researches and analyzes the seismic design of the tall reinforced concrete building, according to the author’s practical experience and summarized relevant materials,.

Key words: high-rise building; concrete building; seismic design; seismic fortification

中图分类号:TU3文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)

在建筑工程项目建设中,设计阶段是整个工程最为关键的一个环节,在设计中要考虑到多方面的因素。本文结合工作实践对高层建筑结构抗震设计进行理论上的研究,从设计理念、设计原则到设计方法进行了探讨,虽然有些粗浅,希望对同行们有一定的参考作用。

地震是人类在繁衍生息、社会发展过程中遇到的一种可怕的自然灾害。强烈地震常常以其猝不及防的突发性和巨大的破坏力给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害。据统计,历史上各种自然灾害曾毁灭了世界各地 52 个城市,其中因地震而毁灭的城市有 27 个。地震之外的其它各种灾害,如水灾、火灾、火山喷发、风灾、沙灾、旱灾等毁灭的城市为 25 座。因此,地震占灾害总数的 52%。可见地震灾害确系“群害之首”。研究表明,在地震中造成人员伤亡和经济损失最主要的因素就是房屋倒塌及其引发的次生灾害(约占 95%)。无数次的震害告诉我们,抗震设计是防御和减轻地震灾害最有效、最根本的措施。

1 建筑抗震的理论分析

1.1 建筑结构抗震规范 建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

1.2 抗震设计的理论 拟静力理论。拟静力理论是 20 世纪 10~40 年展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于结构的重量乘以一个比例常数(地震系数)。反应谱理论。反应谱理论是在加世纪 40~60 年展起来的,它以强地震动加速度观测记录的增多和对地震地面运动特性的进一步了解,以及结构动力反应特性的研究为基础,是加理工学院的一些研究学者对地震动加速度记录的特性进行分析后取得的一个重要成果。动力理论。动力理论是 20 世纪 70-80 年广为应用的地震动力理论。它的发展除了基于 60 年代以来电子计算机技术和试验技术的发展外,人们对各类结构在地震作用下的线性与非线性反应过程有了较多的了解,同时随着强震观测台站的不断增多,各种受损结构的地震反应记录也不断增多。进一步动力理论也称地震时程分析理论,它把地震作为一个时间过程,选择有代表性的地震动加速度时程作为地震动输入,建筑物简化为多自由度体系,计算得到每一时刻建筑物的地震反应,从而完成抗震设计工作。

2 高层建筑结构抗震设计

2.1 抗震措施 在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

2.2 抗震设计理念 我国 《建筑抗震规范》(GB50011-2001)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此, 要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,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。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度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。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,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。

三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率(或重现期)来区分的:多遇地震:50 年超越概率 63.2%,重现期 50 年;设防烈度地震(基本地震):50 年超越概率 10%,重现期 475 年;罕遇地震:50 年超越概率 2%-3%,重现期 1641-2475 年,平均约为 2000年。对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合。并引入承载力抗震调整系数。进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。

2.3 抗震设计方法 我国的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定:高度不超过 40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法;除 1 款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法;特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

3 结语

要使工程建设真正达到能够减轻以至避免地震灾害,把握好抗震设计关是减轻地震灾害的根本措施。

参考文献:

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.

[2]郑文忠,王英.对既有房屋套建增层改造的认识与思考[J].工业建筑,2008.6.

[3]计静.套建增层预应力钢骨混凝土框架抗震性能与设计方法研究.哈尔滨工业大学博士学位论文,2008.

防震设计论文第4篇

关键词:抗震设计;基于性能;设计理论;设计方法;位移影响系数法;能力谱法;直接位移设计法

中图分类号:TU352 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)03-0050-02

近100年来,随着人们对地震的运动特征和反应特征的探索和认识逐步加深,人类科技水平不断提高,对于建筑结构的抗震设计及方法也在不断的完善。各类理论在通过地震的考验后逐渐发展、全面、多样化,其中基于性能的抗震设计理念是为当下各国所大力发展的。

一、建筑结构基于性能的抗震设计概况

(一)基于性能的抗震设计的提出

20世纪90年代初,美国学者首先提出了这项设计理论,以改进基于承载力的传统设计理念,用量化的抗震指标来控制建筑抗震性能,随即被各国所重视。该项设计理论基础是结构性能分析,根据用途和要求确定性能,使建筑物在面对不同的地震等级中达到预期抗震目标。

1995年,美国的放眼21世纪委员会提出了基于性能抗震设计的框架,此专项研究得到美国政府大力支持与资助,并进行了有前瞻性的多方面研究。此后,澳大利亚、日本、新西兰、英国、智利等国家也在多方资助下,为推进此专项研究,成立了各类委员会,包括评估、分析、协调、规范等,在对这项理论进行了大量的研究后,均提出和采用了力求达到国际一体化要求的一系列抗震设计理论。

我国在这项理论的研究上起步较晚,为了与国际规范同步,我国在与美国等在这项研究领域取得先进成果的国家进行学术交流、学习中,对这项理论进行专项研究并引入理论,许多中国高校也开展了专项研究,旨在不断发展和完善出符合我国国情的性能抗震设计理论,并取得了一定的研究成果。

(二)性能抗震设计理念的特点

通过对现行抗震设计理论的实践,可以对两者进行对比,以得到性能抗震设计理念的特点。

1.多级设防。相对于现行的三阶段设防目标(小震不坏、中震可修、大震不倒),性能抗震设计注重多级设防,保护非结构件与内部设施,后者的设计理念既保证使用者安全,又减轻业主和社会的经济损失与压力。

2.投资效益准则。性能抗震设计偏重于安全、经济等多方面。在安全与经济之间找到合理、平衡的切入点,确定最佳方案,以优化设计为目的。

3.自由度大。相比较传统抗震设计刻板的被动状态,性能抗震设计可根据业主的要求确定目标,给设计带来新的动力。

(三)性能抗震设计目标

目标为在不同地震等级的作用下,建筑物结构能达到预期所应达到的水平。最大程度的在经济与结构可靠性上找到合理的平衡点。建立设计目标需要考虑场地、结构所需功能、建筑重要性、损失与重建等各方面的因素。

(四)设计设防水准

1.地震设防水准。抗震设计设防对象所选择的地震强度,直接决定建筑物的抗震能力,如何确定设防水准在基于性能抗震设计中有决定性的地位。应取决于优化后的经验基础上来确定并根据地震参数及烈度作设防水准。

2.结构性能水准。地震等级作用下对建筑物预期破坏最大程度。除了对主体结构破坏带来的损失有控制力外,还要注重对非主体、内设施的损坏的控制。因此,能兼顾主体、非主体结构破坏程度的结构性能水准才是合理、科学的。

(五)现行抗震设计局限性

1.现行抗震设计很少对建筑结构在地震发生时的性能进行评估,只是按规范标准设计。

2.业主与使用者并不了解所使用的建筑结构的抗震性能。

3.经济评估准则并没有在建筑业中得到广泛应用。

(六)现行抗震设计理念存在问题

1.设计参数选择不当。我国现行抗震设计基于强度或承载力,但经实践表明建筑物结构的抗震不仅基于强度。

2.性能概念不明确。现行设计规范对多级设防的目标描述较模糊,业主追求最经济的方案,设计人员追求单纯的重力承载,基础未能处于科技的评价之上,导致面临地震时损失的加重。

3.损失控制不力。现行设计理念除了重视主体结构损坏造成损失外,对非主体结构、内部设施损坏所带来的损失容易忽视。

4.刻板的规范标准。设计者走不出以往设计规范标准的条框,约束了设计人员的主动性。

5.设计方法的欠缺。现行的设计方法偏于保守,限制了新技术的应用。

二、基于性能的抗震设计方法

(一)性能抗震设计阶段

1.概念设计。根据用途和业主的要求,合理确定设防目标,通过场地、建筑平面等进行初步设计。

2.计算设计。根据预定的设防目标,计算出能影响各类因素的抗震参数,参数与预定目标不符要及时修改,直至满足参数需求。以基于位移的抗震性能设计为例,主要包括步骤有确定不同强度地震作用下性能目标;根据初步设计,确定结构内的位移的极限值;通过等效阻尼比等各类等效数值,确定等效刚度;设计采用必需的构造措施;评价结构强度要求和变形能力。以严谨、科学、合理的态度进行评估,如计算阶段有不符合,则需重复计算设计步骤,以不断完善结构设计。

3.性能评估。通过各类的分析法得出设计结果来确定该建筑结构的性能。

(二)性能抗震设计方法

目前大致主要有:位移影响系数、能力谱、直接位移设计等方法。

1.位移影响系数法。基于结构性能设计方法,通过分析得出的最大期望位移值,利用等效方法、模态进行确定。以达到此系数的修正作用。此方法还存在着由于它是整体抗震评估方法,无法具体体现主要结构、楼层的损坏情况与抗震水准等问题。

2.能力谱法。1975年被提出,随后不断改进。能力谱设计是将能力谱曲线与地震反应谱转化而来的需求谱,进行比较来评估其抗震性能。此方法侧重对结构的实际性能进行验算、评估。另外,能力谱设计法比较适用于平面结构可简化且分布较均匀的结构,否将会产生不小的误差。

3.直接位移设计法。侧重于结构性能设计,概念简单,根据地震等级来预期位移计算,使结构达到预定位移。此方法也存在着只能从建筑结构材料的极限变化得到数值,而不能考虑到预期以外的强震效应的不足。

三、结语

建筑结构基于性能的抗震设计是比较宽泛的体系,它是现行抗震设计的延续与发展,以结构性能分析作为基础,建筑物的性能目标以全面、科学的因素来确定,使建筑物在面对不同等级的地震时,能达到预期的抗震目标。与传统抗震设计相比,优点明显:基于性能抗震相较于以往更系统化;性能抗震设计的适应性、连贯性更好,应用意义更大;灵活性的加大,使设计人员能发挥创造性,增加对新技术、新材料的推广应用等。性能抗震设计方法也需要解决一些设防水准数据化的划分,合理的参数取值范围介定等问题,才能更好的服务于社会经济建设,达到符合我国国情的设计规范。

参考文献

[1] 沈章春,王春凤.基于性能抗震设计理论与实用方法[J].四川建筑科学研究,2008,34(3).

[2] 王涛.基于性能抗震设计与常规抗震设计比较研究[J].建筑与结构设计,2008,2(4).

防震设计论文第5篇

关键词:中国地震动参数区划图;抗震设防标准;建筑结构设计;建筑工程造价

引言

我国是世界上遭受地震灾害最为严重的国家之一。20世纪以来,我国因地震死亡人数近60万,占世界因地震死亡人数的一半,世界上两次死亡人数超过20万的大地震均发生在我国,几乎所有的省、自治区、直辖市在历史上均遭受过6级以上地震的袭击[1]。随着经济和社会迅速发展,为保障经济社会和谐稳定和可持续发展,对地震安全提出了更高、更迫切的要求。国家强制性标准GB18306-2015《中国地震动参数区划图》即第五代地震区划图,于2016年6月1日正式实施。

1新版《中国地震动参数区划图》的意义

地震区划图是依据当地可能的地震危险程度对国土进行区域划分,是一般建设工程的抗震设防要求和编制社会经济发展、国土利用规划、防灾减灾规划和环境保护规划等相关规划的依据[2]。新版地震区划图坚持以人为本,充分考虑公民在地震中的生命安全问题,将建筑物抗倒塌作为编图的基本准则,为全面提高我国建设工程抗震设防能力提供了法律保障和科学依据,是政府部门依法履行公共安全和社会治理行政职能的重要支撑。相较于第四代地震区划图,新版地震区划图有三大变化:(1)设防区域全覆盖;(2)明确了四级地震作用(常遇地震动、基本地震动、罕遇地震动和极罕遇地震动)及相应地震动参数的调整关系;(3)给出了除港澳台地区以外的全国城镇Ⅱ类场地的基本地震动参数。为实现防震减灾2020年奋斗目标和全面防御战略的实施奠定了基础,为从制度上改变我国部分地区不设防的现状做好了技术储备。

2陕西区域抗震设防标准变化

新版地震区划图规定的设防标准有所提高。根据第四代地震区划图标准,陕西省有104个县(市、区)处于抗震设防烈度6度以上的区域,占全省国土面积的91.7%,其中7度及7度以上的高烈度区有58个县(市、区),占全省国土面积的32.3%,只有榆林榆阳区、横山县大部分区域和神木、佳县、米脂、子洲、宝塔区、子长、安塞少部分区域处于6度以下,占国土面积的8.3%。2016年6月1日起实施的新版地震区划图,规定的我省的抗震设防标准总体有所提高,其中,地震烈度8度和7度以上的高烈度区,包括90个县768个乡镇,涉及国土面积7.46万平方公里,占全省面积的37.3%,区域人口2585.5万人,占全省人口的68.2%,GDP达9065亿元,占全省GDP的49.9%。6度区包括57个县,652个乡镇街道,面积13.12万平方公里,占全省面积的62.7%。总体来看,陕西有以下三点主要变化:(1)取消了陕北地区1.71万平方公里的不设防区域,涉及榆林榆阳区、横山县大部分区域和神木、佳县、米脂、子洲、宝塔区、子长、安塞少部分区域,占国土面积的8.3%,这些区域均应按地震基本烈度6度进行抗震设防。(2)全省7度区范围有所扩大。咸阳(彬县、长武)、延安(宜川、黄龙)、汉中(略阳)、榆林(定边)、安康(宁陕、旬阳、白河)、商洛(丹凤、商南)6市共13个县区部分乡镇街道从6度(0.05g)提高到7度(0.10g)。(3)全省8度(0.20g)及以上地区范围进一步扩大。在新版地震区划图中,全省抗震设防烈度8度的县区由原来的14个增加到42个。所增加的县区集中在关中地区,包括西安(长安、高陵、户县、蓝田、周至)、咸阳(秦都、渭城、兴平)、杨凌(杨陵区)、宝鸡(渭滨、金台、陈仓)3市共10个县区的全部乡镇街道从7度提高到8度。咸阳(三原、泾阳、武功、礼泉、乾县)、宝鸡(凤翔、岐山、扶风、眉县、千阳、凤县)、渭南(合阳、富平、澄城、蒲城)、汉中(略阳)5市共18个县区部分乡镇、街道从7度提高到8度。(其中乾县部分乡镇街道由原7度0.10g提高到8度0.20g,其余均为原7度半地区)

3建筑工程设计影响分析

3.1对原抗震设防烈度小于6度地区的影响

榆林市榆阳区、横山县、靖边县均属于抗震设防烈度小于6度[3],但在实际的工程设计中,这些地区虽然不进行抗震计算,但均按6度设防考虑其抗震构造措施。因此本次新修订地震区划图后,对于原抗震设防烈度小于6度地区的工程设计,仅仅是在结构计算时要进行抗震计算,因此对于工程设计的影响相对较小。

3.2对原设防地区的影响

如前文所述,本次新版《中国地震动参数区划图》对于陕西大多数地区而言,抗震设防烈度均有不同程度提高。现以长安区某建筑单体的结构设计为例进行说明。工程条件:建筑高度:28m;结构类型:框架结构;建筑用途:酒店;场地类别:Ⅱ类;抗震设防分类:丙类;结构安全等级:二级。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ-2010)6.2.2:“抗震设计时,一、二、三级框架结构的底层柱底截面的弯矩设计值,应分别采用考虑地震作用组合的弯矩值与增大系数1.7、1.5、1.3的乘积。”等等。上表中新旧两版规范对于工程设计的影响,可分为两部分:一是地震加速度增大,抗震设防烈度提高,导致结构计算结果的增大;二是设防烈度的提高,根据《建筑抗震设计规范》表6.1.2,可能会使得建筑的抗震等级提高,由此相应的抗震措施也均有所提高。

4建筑工程造价的影响分析

抗震设防标准决定了建筑物的抗震能力水平,并进而影响建筑物在地震中的损失大小,而抗震设防标准也直接影响着建筑物的初始造价。

4.1理论研究

在《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)制定时,相关的单位就进行了关于最优抗震设防烈度的探讨,在实施后,相关从事防灾减灾专业研究的人员依然对最优抗震设防烈度继续进行研究和论证。高小旺等[4]对河南省洛阳市(6度设防)、郑州市(7度设防)和新乡市(8度设防)以及四川省成都市(7度设防)四百多栋建筑工程造价进行调查分析,其结果表明:对于钢筋混凝土框架结构的建筑,7度较6度土建成本增加约3%;8度较7度土建成本增加约4.8%。李树桢等[5]在1998年,就设防烈度与投资比发出咨询函96份,收到43件,进行统计,其结果表明:对于钢筋混凝土建筑,7度较6度土建成本增加约3.9%;8度较7度土建成本增加约3.8%。周雍年等[6]研究表明:“一般说来,按7、8、9度设防后,工程造价将分别增加3%~5%、7%~10%和15%~20%。”

4.2、市场调查

通过对国内一线地产公司的经济技术控制指标的搜集,针对各基础条件基本一致,仅抗震设防烈度情况下,不同的控制指标进行对比,分析其含钢量及混凝土用量的增加值。分析恒大地产集团含钢量控制指标在设防烈度不同的条件下的差值,大致可总结见表5:两个地产公司,因其产品所在区域及定位有所不同,数值上略有差异,但经济技术控制指标的总体变化规律,基本一致。小结:通过市场调研,分析经济技术控制指标,设防烈度对建筑造价的影响大概是一致的:(1)建筑高度越高,受设防烈度变化的影响越大;(2)7度区与8度区的建造成本的差值较7度区与6度区的建造成本的差值要大。

4.3、工程实例的假定计算

建立设防烈度与工程造价之间的一一对应关系是非常困难的,结构的初始造价实际上是与具体的设计方案有直接关系的,给定同一设防烈度,可以设计出多个满足要求的不同方案,因而其造价也不同[7]。并且影响工程造价的因素十分庞杂,不仅仅是建筑方案,还有结构形式、场地类别、地区的差异性、材料价格、人工价格等等。现以某实际工程为例,结合表3、表5,取平均值,进行假定计算。以收集到的西安地区部分工程实际造价结果为计算基础:(1)建筑总高度为32米的会所,层高4.8米,建筑面积3301平米,取:设防烈度由6度提升至7度:含钢量每平米增加3.5kg,混凝土每平米增加0.02m3;设防烈度由7度提升至8度:含钢量每平米增加3.5kg,混凝土每平米增加0.04m3。经计算,结果如表6所示:(2)西安大兴东路某住宅项目,框架剪力墙结构,地下2层,地上29层,总建筑面积23481m2,设防烈度由6度提升至7度:含钢量每平米增加3.5kg,混凝土每平米增加0.02m3;设防烈度由7度提升至8度:含钢量每平米增加5kg,混凝土每平米增加0.04m3。经计算,结果如表7所示:(3)渭南市某博物馆项目,框架结构,结构高度14.5m,建筑面积:3420.2m2,设防烈度:8度。设防烈度由6度提升至7度:含钢量每平米增加3.5kg,混凝土每平米增加0.02m3;设防烈度由7度提升至8度:含钢量每平米增加5kg,混凝土每平米增加0.04m3。经计算,结果如表8所示:假定计算结果与前文所述论文研究成果基本一致,但考虑到所引用论文研究结果大多是基于原《建筑抗震设计规范》,2000年之后《建筑抗震设计规范》经过几次修订,相较旧版规范要求更加严格和细致,另外建材价格、人工成本、所参考地产集团对于经济指标控制的严苛性以及本次所参考实际工程的特殊性(层高较高),因此实际的一般建设工程中因设防烈度的提高而导致土建成本的增加比例应该比表中数值更高一些。

5结语

(1)抗震设防烈度的提高,设计基本地震加速度的增大,可能会导致建筑抗震等级的提高,会使得结构计算结果增大,并且相应的抗震措施也均有所提高;(2)建筑高度越高,受设防烈度变化的影响越大;(3)7度区与8度区的建造成本的差值较7度区与6度区的建造成本的差值要大;(4)设防烈度由6度提高至7度,土建成本增加比例约为3~4%,设防烈度由7度提高至8度,土建成本增加比例约为4%~5%。

参考文献:

[1]GB18306-2001《中国地震动参数区划图》宣贯教材.北京:中国标准出版社.2001

[2]罗开海,刘培.新一代地震区划图调整统计及抗震规范局部修订简介[J].城市与减灾.2016,5:43

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

[4]高小旺,等.工程抗震设防标准若干问题的探讨[J].土木工程学报.1997,12:52-59

[5]李树桢,李冀龙.房屋建筑的震害矩阵计算与设防投资比确定[J].自然灾害学报.1998,11:106-114

[6]周雍平,张晓志,谢礼立.工程抗震设防标准的效益分析[J].地震工程与工程振动.2002,2:14-20

防震设计论文第6篇

重庆位于我国南北地震带中段东侧,属中强地震比较活跃的地域,1996年重庆市被国务院列为全国地震重点监视防御城市。重庆地区的中强地震具有震源浅、烈度高、震害严重、易导致严重的次生灾害等特点。由于重庆乡镇人口集中,地震所造成的灾害损失和社会影响很大。近年来,随着重庆经济社会的发展,城乡居民的住房条件有了明显改善,但广大农村地区仍是防震减灾工作的薄弱地区。因此逐步提高农村防震能力是当前迫切开展的一项工作,是加强农村防震减灾工作,统筹城乡一体化的必然结果。

一、重庆农村民居防震设防应对措施

农居抗震设防历来是防震减灾工作的薄弱环节,我国在前几年确定防震减灾十年目标时,是以城市为重点,要求在各级政府和全社会的共同努力下,争取用10年左右时间使我国大中城市和人口稠密、经济发达地区具备抗御6级左右地震的能力,当时农村的抗震设防工作没有提到议事日程。随着农村经济的发展和地震对农村经济破坏的加重,农居地震安全工程已引起了党和政府的高度重视,并提出了“突出重点、全民防御,健全体系、强化管理,社会参与、共同抵御”三大战略要求。

为贯彻落实全国农村民居防震保安工作会议精神,努力提高农村民居防震保安能力,2007年重庆市建委、市地震局提出了全市的农村民居地震安全工程的实施意见;2008重庆市政府拟出台文件,要求按高于《中国地震动参数区划图》确定的抗震设防要求设计,提高重庆市新建、改建大楼的防震标准;2009政府又安排300万元专款,组织有关专家和科研单位,开展农村民居经济实用抗震技术和农村民居巴渝建筑风貌特色研究,编制实用技术标准。目前,区县的抗震民居示范工程已经逐步启动。

二、农村民居抗震设防基本状况和存在的问题

随着改革开放以后人民群众物质文化生活水平的提高,村镇建筑(本文仅指不纳入建设行政主管部门管理的居民建筑)建设的快速增长,居民的房屋结构也由传统的土坯或土木结构逐渐改为砌体结构、框架结构。但由于缺乏有效的技术指导,多数建筑在没有规范设计和规范施工的情况下就已建成,留下了不少的安全隐患。具体问题在于:一是目前重庆市村镇建筑多由居民自己出资,在自有土地产权范围内建设,一般不纳入政府职能部门的基本建设管理范围,大多无正规设计标准,房主仅为了满足自身需求,依照自己拟定的功能、开间尺寸、进深尺寸、层高、层数等来进行建盖;二是施工方大多属无资质的农民施工队,工匠技能参差不齐。建盖过程中,凭建房农民自己的经验和感觉,甚至是错误的经验就把房屋结构建盖起来;三是建筑经费使用不合理,主要追求住房的高大、宽敞、明亮,在外表装饰上投入过多,在结构抗震上过分省钱,有的甚至不与考虑过房屋结构的抗震问题;四是地基选择不合理,地基挖掘深度不够,处理方式简单,大多数仅在地面下50公分左右填埋碎石或片石,很少打地圈梁,基本没有加钢筋,多层建筑大多没有圈梁;五是承重墙厚度达不到要求,有的砖混结构承重墙仅是l2墙,普遍存在砖木结构房屋层高超高,达4~5米;六是砂桨比例不合理,粘接强度差,建筑质量差,忽视抗震设防标准,达不到抗震设防的要求。

从重庆5个乡镇民居的调查统计分析情况看:个别地区乡镇经济发展较快,农民生活逐渐富裕,房屋建筑情况相对好些,主要以混合和混预结构为主,采用了圈梁,结构上具有一定的抗震能力,约占调查总数的10%;以砖混合预制结构为主的农家自建楼房,建房过程中根本未考虑抗震设防因素,施工人员技能普遍很低,特别是部分房屋的选址不科学、地基不稳定,不符合抗震设防要求,虽然这类房屋具有一定的抗震性能但很脆弱,约占调查总数的25%;在有些偏僻山区的情况相对较差,由于经济原因主要以土木结构(土坯房)为主,少部分为砖木结构,房屋基本不具备抗震能力,约占总数的65%。总体上看,农村民居抗震能力十分脆弱,推广和加强农村民居地震安全工程的工作十分必要。

三、推行民居抗震设防工作需加强的几项工作

推进农村民居地震安全工程是一项复杂的系统工程,是一项长期而艰巨的任务。各级政府要在民居安全工程建设中发挥主导作用,将其纳入政府的议事日程,要落实分管领导、责任到人。在推进农村民居防震保安工作中不容忽视以下几个方面:

1、专家参与设计,组织进行抗震性能房屋建设论证。针对不同地区、不同经济条件下各种机构类型,给出当地群众经济上易接受的抗震技术措施和指导性建议。通过编制地区性房屋抗震技术标准和抗震构造图集的形式,指导村镇房屋建造,提高其综合抗震能力。

2、领导重视。少数乡镇政府对农居抗震设防工作没有给予足够的重视,干部群众防震减灾意识淡薄,存在侥幸心理,对推广民居地震安全工程积极性不高,没有建立农居档案,心中无数,这种现状对今后的抗震救灾工作极为不利。

3、严把五关。严把选址关:严格规划选址实行统一规划、分栋(分户)自建,严格按建设程序审批。规划选址用地避开山洪、风口、泥石流、洪水淹没、风景区核心景区、地下采空区、高压输电线路等,并要求有充足的水源和便利的交通条件,以方便生产生活;严把建筑设计关:住宅方案供农民选择使用,免费向村民提供住宅设计图集,住宅设计一般为2~4层,达到国家技术标准,满足农村生产生活需要;严把施工关:以镇为单位编制施工方案,组织有资质的施工企业或持证工匠施工,杜绝无证施工,加强施工安全管理;严把工程质量关:聘请监理公司或区质监站对农房建设进行监理和监督,同时还应建立由镇村管所技术人员、村组干部、建房业主代表三方组成的质量监督小组进行质量监督;严把建筑材料关:凡进入施工现场的建筑材料及构配件必须符合国家标准,凡不能满足技术标准的一律禁止进入施工现场。

4、加强宣传教育。农村长期存在防震抗震知识不足,对建房质量认识不能到位,采用科学、灵活、及时有效的宣传方式,通过各种宣传媒体,将农村住宅建设防震抗震知识普及到乡(镇)、村庄和农户,使广大农民建设安全农居变为维护自身生命财产安的自觉行动,增强市民防震意识。

5、加强监管,保障农村民居抗震质量。把抗震设防管理纳入工程审批、规划、勘察、设计、施工、验收等各个管理环节中,加强监管,确保抗震设防质量。

四、结束语

农村民居防震保安工作要结合新农村建设来改善农民居住条件,是加强农村民居防震减灾能力的一种基本措施。同时,积极宣传,提高农民认识,让农民自主自愿参与实施地震安全民居工程,做好抗震设防技术指导和服务是实施地震安全民居工程的核心。

(作者单位:重庆大学建设管理与房地产学院)

主要参考文献:

[1]陈东良.真抓实干求真务实扎实推进农居地震安全工程试点工作.高原地震,2007.1.

[2]罗书山.山地城镇防震规划初探.重庆建筑工程学院学报,1991.4.

防震设计论文第7篇

关键词:民用建筑;结构设计;抗震设计

中图分类号:TU318 文献标识码: A

引言

地震的发生具有不确定性,属于突发性自然灾害,它会给人类社会造成严重的破坏。现阶段,民用建筑正朝着多样化的方向发展。高层住宅建筑多为民用建筑,且多数高层小区住宅建筑距离近,很容易引发危害,所以在民用建筑物中加入抗震设计理念,不仅可以满足民用建筑在刚度、强度、耗能能力和延性等方面的要求,还可以保证建筑的抗震性能。地震由于其强大的破坏作用,给人类带来巨大损失。在对建筑结构抗震设计的研究中,人们积累了大量成果,提出了多种抗震设计方法。从最初的静力理论,到目前国际上普遍认可的反应谱理论,再到基于性能的抗震设计理论,抗震设计的理论和方法正逐步趋于成熟和完善。在对建筑结构抗震设计的研究中,人们积累了大量成果,提出了多种抗震设计方法。本文对抗震设计主要方法及运用提出探讨。

一、做好设计工作的重要性

建筑结构设计的基本定义是设计师用梁板、柱、墙等建筑结构语言表达自己的设计理念。建筑结构设计包括地上结构设计和地下结构设计。民用建筑包括人们的居住空间和公共活动场所,按功能差异划分,可将其分为公共建筑和居住建筑两大类,其中包括住宅、大专院校教学楼、医疗用房、办公用房、科研用房、商店、招待所和旅馆等。民用建筑的结构直接影响着工程的质量,民用建筑的工程质量直接关系着人们的生命安全,因此做好民用建筑结构的抗震设计工作,可以提高建筑物的抗震能力,减少不必要的财产损失和人身伤害。

二、基于性能的抗震设计理论的特点

基于性能的抗震设计理论,是在对强烈震害分析和对现行抗震设计理论反思的基础上产生的,该理论不同于目前的设计理念和方法,但它并不排斥现行的设计理论和经验,具有以下特点:

1、采用多级设防目标

我国现行“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防水准,以保障人民生命安全为一级设防目标,但无法避免大震产生巨大的经济损失。基于性能的抗震设计理论提出了多级目标设计理念,既要保证生命安全,又要避免经济损失超过社会承受能力,更加注重非结构构件和内部设施的保护。

2、强调个性设计,具有更大的自由度

现行抗震设计需要依照规范按部就班,缺乏灵活性,结构设计人员处于被动状态。基于性能的抗震设计除了满足共性外,更加注重“个性”设计,增加了业主与设计人员的交流,根据结构的用途确定结构性能目标后,设计人员可以选择实现该性能目标的设计方法,采用相应的构造措施,有利于新材料的推广应用和新技术的开发。同时结构的抗震能力是按选定的抗震功能目标进行设计,具有可预见性。

3、设计方法不统一

基于性能的抗震理论目前还没统一的设计方法,很多学者提出采用结构层问变形或顶点位移作为性能指标,它是从传统的以力为基础设计转变成以变形为基础的设计,是从弹性设计方法转变为弹塑性的设计方法,解决了传统设计理论上的不足,尽可能使结构的预期功能与实际地震作用下的功能相符合。

三、抗震理念的具体内容

1、合理的地基基础

地基是建筑物的基础结构,建筑物是否稳定,地基起到了决定性的作用。每个建筑的地基基础的设计都有所不同,要因地制宜,具体情况具体分析,根据场地的具体情况考虑。包括:对当地的水文环境、地质条件、建筑物的结构类型等。

2、优化建筑的平立面结构

建筑抗震理念包括对建筑物的平面结构和立面结构的考虑和设计,同时还要遵循以下原则;建筑结构保证规格和对称,保证刚度变化的均匀;建筑物的结构简单。在实际设计当中,还是要因地制宜,根据不同的地理环境设计出适宜的建筑物,这样的建筑物可能很美观,也可能会很不规则,设计者必须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,尽力做到防震工作的万无一失。

四、民用建筑结构设计中的抗震设计

1、合理选址、布局

因为应用方式不同、功能不同,民用建筑的布置结构存在多变性和复杂性,所以,场地选址在一定程度上受工程、水文等地质条件的影响。地质条件不同,建筑物在地震中受到的破坏程度就不同。民用建筑多建在城市中,平面结构布置复杂,可能会导致结构重心、刚度中心、几何中心不重合,在地震荷载作用下出现扭转效应,继而危害建筑的整体结构,加剧地震对建筑物的破坏。为了减少安全隐患,在设计阶段,应充分了解地质勘查资料。力学分析结果显示,某些建筑部位可能会因为应力集中而造成局部破坏。大量震害资料显示,容易发生震害的建筑形式较为复杂,包括建筑平面布置不对称,建筑过多外凸、内凹等。因此,在建筑设计时,应保证民用建筑平面简单、规则、对称,需要进行凸出设计时,应注意凸出尺寸,建筑物的质量越大,结构越容易被破坏。地震对建筑物造成的破坏与建筑物的质量成正比,高层建筑物的重心较高,在地震的作用下,其倾覆力矩也随之增加,为了减少其倾覆力,应选择质地轻的材料减轻楼体自重(可选用加气混凝土砌块)。总体概括起来,民用建筑的布局应遵循以下几点:设计建筑布局时,要保证建筑布局的合理性,建筑平面和立面要规则、简洁且具有对称性;保证刚度中心与质量中心重合;避免应用大悬挑结构;不将质量较大的跨间布置在结构边缘,如果设施质量较大,应将其放在刚度中心附近;为了避免发生意外事故,在设计围护结构时,尽量要选择质地轻的材料。

2、明确规定建筑结构抗震等级

钢筋混凝土建筑的抗震等级应符合相关建筑计算和构造的设计要求,抗震等级的设定应根据地震烈度、结构类型和建筑高度来确定。任何黏土砖和天然石砌体的建筑是不存在抗震抵御能力的,地震袭来后,这种堆积墙体极容易坍塌,就算不会坍塌,毁损程度也十分严重。为了防止发生严重的灾害,应合理使用圈梁和构造柱。

3、充分发挥纵横墙拉结作用

众所周知圈梁可对墙体产生拉结作用,所以有必要合理应用纵横墙,使其充分发挥拉结作用。在实际设计时,建筑师可将横墙设计成凹凸型,使其深入纵墙内部,此外强有效的拉结形式可以减轻地震灾害,降低人员伤亡率。同时还应重视拉结钢筋的设置工作,至少选用2根钢筋,并保证钢筋深入砖缝的长度>400mm。防震缝是结构整体柔韧性的关键,如果民用建筑物符合以下情况,可以设置防震缝:结构的荷载或刚度在某些部位相差过大,且无抢救措施;平面各项尺寸超过规定限值,且无加强设施;建筑物错层较大。

4、其他合理化建议

在一般情况下,发生强烈地震后,还会产生多次余震,如果只设置一道防线,那么,此道防线除了受到强烈地震的影响外,还会遭到余震的冲击,继而增加建筑倒塌的可能性,因此有必要设置多道抗震防线。钢筋混凝土结构具有非弹性变形特性,此特性可以有效抵抗强震突袭,建筑师在进行民用建筑的抗震设计工作时,应给抗震结构设定一定的屈服水准,抵抗小震的威胁,同时还要给抗震结构设定一定的延性水准,抵御强震攻击。选用钢筋混凝土结构可以取得较好的经济效益,它既能使建筑物具备较强的抗震能力,又能保证民众的生命安全。级数较低的地震,可以选用承载力低的高延性设计结构,或是具有中等承载力的中等延性建筑结构;级数较高的地震,可以选择承载力低的高延性结构,也就是说,地震级数越大,就必须有高延性结构与之对应。

结束语

如今地震己成为对人类的生命和财产安全最大的破坏者,井且近些年来,全球的地震发生的频率也逐渐增多,地震对建筑具有毁灭性的影响,我们赢尽快研究出有效地防震措施,尤其对建筑物的抗震设计要提高,避免居住人员的伤亡。因此落实对于建筑结构的抗震理念,一直是设计人员工作的重点,在目前地震高发的时期,此抗震理念必须受到建筑设计人员的高度重视为了有效保障居民的生命财产安全,就必须加强对民用建筑结构的抗震能力的研究。通过建筑的抗震技术的深入研究,进一步完善建筑结构设计中的抗震理念,使地震到来时我们不在惧怕,不再有伤亡和损失。

参考文献

[1]陈曦.高层民用建筑结构设计研究[J].科技致富向导,2013(08).

防震设计论文第8篇

一、选题的背景和意义:

大自然是无情的,自然灾害是每个国家都无法避免的。日本是个多地震的国家,

但是日本每次都能在震后迅速恢复,并且站起来。就拿刚刚发生的日本大地震来说,日本那么小的一个国家,本来应该是经不起那样严重的地震的,就算是恢复也应该需要很长时间的。

但是,日本却以顽强的生命力生存下来了。其中有很多值得我们去学习的地方。如果,我们能够将日本的这种精神以及防灾的方法学习到,那么我们国家在防灾减灾这一块也会有很大的进步。我们不只要学习日本的这种对抗自然灾害的方法也要学习日本人在自然灾害面前那种临危不惧,依旧保持原有秩序的精神。

既然自然灾害是无法避免的,那么,我们就要努力在自然灾害之后迅速崛起。因此,学习那些有效的防灾减灾的措施是相当有必要的。

二、课题研究的主要内容:

日本是如何对受灾人员进行救援的,又是如何安排受灾人员的受灾人员所必须

的物资又是如何第一时间运到安全地带的地震中人们做了哪些事情,如何有序的进行撤离以把伤害降到最低的灾后,日本采取了哪些措施进行灾后重建。以及哪些措施进行预防。对失去了家园的人们是如何进行安置的我们可以从日本大地震中学到哪些东西。包括日本国民的面对地震临危不乱的精神,在地震面前依旧井然有序的素质,以及日本在灾后所采取的种种措施。反观我们本身防灾系统存在哪些不足之处,只有学习了别的国家的长处,我们自身才能得到发展。

三、主要研究(设计)方法论述:

本文将采用文献本文将采用文献研究、理论逻辑分析、实证分析三种方法。、理论逻辑分析、实证分析三种方法。

1.文献研究:先对己有的关于日本大地震的一些资料进行学习和阅读。归纳整理日本大地震中政府以及救灾人员和人民群众做了哪些事情。

2.理论逻辑分析:日本所做的这些事情使得日本在灾后迅速恢复,我们需要借鉴他们的一些做法,从而健全我们自身的防灾减灾体系。

3实证分析:

分析日本防灾减灾所处的背景。

分析日本防灾减灾的特点及可以借鉴之处。

提出我国该如何借鉴日本的这些方法,以及学习日本人的精神。

四、设计(论文)进度安排:

时间(迄止日期) 工作内容

20XX年10月10~28日确定毕业设计学生名单;确定指导教师及其所负责指导的学生名单

20XX年11月10~20日指导教师制定毕业设计指导计划,明确与学生的联系和指导方式

20XX年12月1~18日结合顶岗实习岗位,搜集相关论文资料,确定毕业论文选题,并提交审核

20XX年12月19~30日校内指导教师下达毕业设计任务书,指导学生填写开题报告

20XX年1月5~15日学生完成开题报告

20XX年1月16~3月10日校内指导教师指导学生撰写毕业论文,提交初稿;学生毕业论文进行中期检查

20XX年3月11~30日校内指导教师指导学生撰写毕业论文,评阅、修改二稿;

20XX年4月1~30日校内指导教师指导学生撰写毕业论文,评阅、修改三稿;

20XX年5月1~16日校内指导教师指导学生撰写毕业论文,评阅、修改、定稿;学生提交毕业论文报告以及成果材料;

20XX年5月25~6月9日答辩准备,9日论文答辩

20XX年6月12日前成绩评定

20XX年6月20日前形成本届毕业设计工作总结、毕业设计所有资料(含子文档)归档保存。

五、指导教师意见:

日本是个地震多发的国家,在防灾减灾方面有丰富的经验,日本人在大震灾面前所表现出的互助精神和有序的行为让我们感动,本论文深入挖掘应对震灾的措施,为我们提供参考。查阅资料丰富,研究方法恰当,结构安排合理,同意开题。

目次

【要旨】

【キーワード】

はじめに7

1.日本人の防灾

1.1日本人の防灾バック

1.2日本政府と国民の防灾

2.地震中日本人の対応方法

2.1日本国民の対応方法

2.2日本政府の対応方法

3.地震後日本政府がすること

4.日本地震から勉强すべきところ

4.1日本の建物

4.2日本人はルールを守る

4.3日本のメディア

5.结论