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建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)
進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)會(huì)讓人們在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中建立正確的概念，學(xué)會(huì)如何運(yùn)用正確的思維和判斷力來整體的把握結(jié)構(gòu)的性能，對結(jié)構(gòu)的承載能力，變形能力等等更深的把握，合理地確定結(jié)構(gòu)總體與局部設(shè)計(jì)，接結(jié)構(gòu)具有良好的品性和性能。 由于地震用做的不確定性和不可預(yù)知性，結(jié)構(gòu)計(jì)算假定與實(shí)際情況的不符合性。使得往往的計(jì)算結(jié)果不能全面，真實(shí)的反映結(jié)構(gòu)的真是受力和變形的情況，但是為了確保建筑物能夠擁有良好的抵抗地震作用的性能，我們要以大的方向著手，做好這方面的設(shè)計(jì)。因?yàn)槿绻@方面做不好的話，其他的工作都有可能是白費(fèi)，避免不了結(jié)構(gòu)發(fā)生重大的破壞，所以根據(jù)這么多年來世界各個(gè)地區(qū)發(fā)生的地震，通過對其的分析和研究，大致歸納并總結(jié)出一些抗震概念設(shè)計(jì)的如下一些要點(diǎn)： 一、選擇對抗震十分有利的建筑場地，地段和地基 1.抗震有利地段 眾所周知，選擇施工和建造的建筑物的時(shí)候，宜選擇對抗震十分有利的地段，避開對其抗震設(shè)計(jì)不利的地段。那么怎么樣才算是有利呢，有利的抗震地段如穩(wěn)定的基巖，堅(jiān)硬的地基土，開闊，平坦，密實(shí)度高，土壤分布均勻的中硬等級(jí)的土等�？拐鹣鄬ξｋU(xiǎn)的地段是指可能發(fā)生例如山體滑坡，崩塌，地陷，地裂，泥石流等，以及地震設(shè)防烈度為8度以上的可能發(fā)生錯(cuò)位的地區(qū)。就地形而言，一般指突出的山嘴，孤立的山包和高差較大的地臺(tái)邊等。就場地土質(zhì)而言，一般指軟弱土，易液化土，斷層破碎帶以狀態(tài)不明的地段。 2.選擇對抗震有利的建筑場地和地基 為了減少由于地面運(yùn)動(dòng)通過建筑場地和地基傳給上部結(jié)構(gòu)的地震能量，應(yīng)采取下列方法：（1）選擇薄的場地覆蓋層；（2）選擇堅(jiān)實(shí)的場地土；（3）將建筑物的自振周期與地震動(dòng)的卓越周期錯(cuò)開，避免共振；（4）采取基礎(chǔ)隔震或消能減震措施。 此外，為了確保天然地基和基礎(chǔ)的抗震承載力，需按《抗震規(guī)范》的要求進(jìn)行抗震驗(yàn)算，并且地基承載力應(yīng)該是地基承載力特征值乘以地基承載力調(diào)整系數(shù)（≥1）�！犊拐鹨�(guī)范》還規(guī)定，對于存在飽和砂土和飽和粉土的地基，除6度設(shè)防外，應(yīng)進(jìn)行液化判別；存在液化土層的地基，應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別，地基的液化等級(jí)，結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的抗液化措施。 二、設(shè)計(jì)有良好抗震作用的體型，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)布局 1.有良好抗震作用的體型 有跡象表明，屬于不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，布置布局又不太合理，就會(huì)給建筑物帶來不利的影響甚至造成嚴(yán)重的震害。結(jié)構(gòu)的不規(guī)則程度主要體現(xiàn)在形體，剛度，質(zhì)量沿高度，平面的分布等因素進(jìn)行判別。 結(jié)構(gòu)的規(guī)則與否是影響結(jié)構(gòu)抗震性能的主要因素。由于建筑物的設(shè)計(jì)是多種多樣的，所以保證不了所有建筑物的設(shè)計(jì)都是規(guī)則的。規(guī)則的結(jié)構(gòu)可以用較簡單的計(jì)算方式如底部剪力法來計(jì)算，而不規(guī)則的結(jié)構(gòu)則需要更加精確地方法來計(jì)算，并提高抗震等級(jí)采取相應(yīng)的有效措施。不同結(jié)構(gòu)的建筑物應(yīng)該有各自合適的高度。一般而言，建筑物越高，其所受到的地震力和傾覆彎矩越大，危險(xiǎn)程度也就越高。所以必須根據(jù)結(jié)構(gòu)的的抗震性能，地基基礎(chǔ)條件，震害經(jīng)驗(yàn)，抗震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)性等因素來確定結(jié)構(gòu)的形式。 此外，建筑物的高寬比還應(yīng)該被限制，因?yàn)楦邔挶仍酱�，地震作用所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的側(cè)移和基地的傾覆彎矩越大，由于這種作用在基底的力很難被處理，所以必須采取措施來對建筑物的高寬比進(jìn)行限制。 房屋的防震縫的設(shè)置應(yīng)根據(jù)建筑類型，結(jié)構(gòu)體系和建筑體型等實(shí)際情況來區(qū)別考慮。不過，高層設(shè)置防震縫后，會(huì)給建筑和結(jié)構(gòu)專業(yè)帶來很大的困難。因此，高層建筑宜通過調(diào)整平面形狀和尺寸，在構(gòu)造上和施工上采取措施，盡可能不設(shè)縫。 防震縫的寬度不宜小于兩側(cè)建筑物在較低建筑物屋頂高度處的垂直防震縫方向的側(cè)移之和。一般情況下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防震縫最小寬度，應(yīng)符合我國《抗震規(guī)范》的要求。 2.合理的抗震結(jié)構(gòu)布局 大家都應(yīng)該知道，對稱布置的結(jié)構(gòu)體系能有效避免扭轉(zhuǎn)，對稱結(jié)構(gòu)在單項(xiàng)水平地震作用下，僅發(fā)生平移振動(dòng)，各層構(gòu)件的側(cè)移量相等，水平地震力則按剛度分配受力比較均勻。非對稱結(jié)構(gòu)由于質(zhì)量中心和剛度中心不重合，即使在單向水平地震力下也會(huì)激起扭轉(zhuǎn)振動(dòng)產(chǎn)生平移-扭轉(zhuǎn)藕連振動(dòng)。由于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響，遠(yuǎn)離剛度中心的構(gòu)件側(cè)移量明顯增大，從而所產(chǎn)生的水平地震剪力隨之增大，較易引起破壞，甚至嚴(yán)重破壞。為了把扭轉(zhuǎn)效應(yīng)降低到最低程度，應(yīng)盡可能減小結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心的距離。除了結(jié)構(gòu)平面布置要足夠合理外，結(jié)構(gòu)沿豎向的布置應(yīng)等強(qiáng)。結(jié)構(gòu)抗震性能的好壞，除了取決于總的承載能力，變形和耗能能力外，避免局部的抗震薄弱部位是十分重要的。 三、選擇合理的結(jié)構(gòu)材料 抗震結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)該滿足下列要求：延性系數(shù)，強(qiáng)度和重力比值大；勻質(zhì)性好，正交各向同性；構(gòu)件的連接具有整體性，連續(xù)性和較好的延性，并能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度。 1.鋼筋混凝土的構(gòu)件的延性和承載力，在很大程度上取決于鋼筋的材性，所使用的鋼筋應(yīng)符合下列要求： �。�1）不建議在抗震結(jié)構(gòu)中用高強(qiáng)度鋼筋，一般選擇中強(qiáng)度鋼筋。延伸率不小于4%-6%。 （2）鋼筋的實(shí)際屈服強(qiáng)度不能太高，要求鋼筋的屈服強(qiáng)度實(shí)測值與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于1.3。 （3）鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測值與屈服強(qiáng)度實(shí)測值之比值不應(yīng)小于1.25，以保證有足夠的強(qiáng)度儲(chǔ)備。 �。�4）不能使用冷加工鋼筋 �。�5）應(yīng)檢測鋼筋的應(yīng)變老化脆裂，可焊性，低溫抗脆裂。 2.混凝土 要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)不能太低，否則錨固不好。對于框支梁，框支柱及抗震等級(jí)為一級(jí)框架梁，柱，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，不應(yīng)低于C30；構(gòu)造柱，芯柱，圈梁及其各類構(gòu)件 C20.混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，9度時(shí)不宜超過C60，8度時(shí)不宜超過C70 四、結(jié)語 總體來講，結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)是學(xué)設(shè)計(jì)過程中一項(xiàng)非常重要的學(xué)問，它能夠幫助人們在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中建立正確的概念，讓人學(xué)會(huì)用自己的思維和判斷力，能夠全面正確的把握整體性能。使我們能夠在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，更加合理的確定總體布局，使結(jié)構(gòu)更加安全更加處于良好的狀態(tài)。
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