欢迎访问发表云网!为您提供杂志订阅、期刊投稿咨询服务!

抗震设防论文大全11篇

时间:2023-03-27 16:40:19

抗震设防论文

抗震设防论文篇(1)

中图分类号:TU352.1+1 文献标识码:A 文章编号:

建筑抗震设计规范作为建筑抗震工作的重要依据,在很在程度上影响着人们的生命财产安全,因此,抗震工作人员必须根据本国的经济发展水平和科技发展水平,制定出科学合理的建筑抗震设计规范,有效地保障人们的生命财产安全。

一、当代建筑抗震设计规范的内涵

建筑抗震设计规范是指为了减轻地震对建筑的破坏程度,减轻人员伤亡和经济损失对建筑建设规范作出的要求和规定。它包括对地震所产生的作用的客观分析、由各方制定的关于建筑建设活动的规定文件、对建筑的结构抗震性能的分析、对不同的建筑物和建筑场地的地基分析,以及建筑抗震方法策略经验的总结。建筑抗震设计规范受国家经济水平和科学技术水平的影响较大,因此,它能够反应一个国家的经济技术发展状况和抗震理念,有很重要的研究价值。

二、当代建筑抗震设计规范的发展趋向及问题

随着抗震理论的不断提高,当代建筑抗震设计规范也不断的发展。目前建筑抗震设计规范的发展现状是反应谱理论在设计规范中的应用比较全面,但是动力理论尤其是非线性动力理论的应用还有待完善。应用抗震设计规范的对象一般都是数量较大、面积较广的结构物,一些比较复杂的设计规范必须进行精简,形成具体简单地设计方法,才能够被更好的利用。在当代建筑设计规范的发展中,主要涉及到以下几个问题:

1、建筑抗震设防标准

地震的发生规律是不可预测的,当代建筑抗震设防标准是根据对地震发生概率的分析,采用了“大震、中震、小震”三个标准。大震是指大于当地抗震设防烈度的地震,也叫做罕遇烈度的地震;小震指小于当地抗震设防烈度的地震,也叫众值烈度的地震;中震是指等于当地抗震设防烈度的地震,也叫基本烈度地震。抗震设防是为了尽量减少地震对建筑的破坏和人们生命财产安全的危害,对于大小不同的地震,要根据建筑的重要性和人口的集中度,给与不同标准的设防,可以概括为“大震不倒塌,中震能修补、小震不损坏”。我国是一个人口众多、面积辽阔的国家,而且各地区的地理条件差别很大,地震给不同地区带来的危害,差别也很大。在制定建筑抗震设防标准的过程中,需要根据不同地区的实际情况,制定合理的建筑抗震设防标准。

2、建筑物的设计结构

建筑结构的体系类型、建筑的施工因素以及建筑结构的使用功能都在很大程度上影响结构地震的反应。当代建筑抗震设计规范对此有不同的规定。对于建筑结构的使用功能的重要程度,建筑抗震设计规范给出了不同分类,对不同的类型给予不同的抗震措施。在建筑的结构体系方面,对于平面或立面不规则等复杂的的平面结构的建筑结构,要考虑扭转振动效应,进行水平地震的计算和内力调整;对于比较均匀和对称的结构要运用通过地震的作用效应来实现扭转效应。但是现实中,那些均匀结构的建筑,也存在扭转破坏的情况,由于地震自己可以产生扭转的作用,有时会使结构的扭转作用变大。所以,当通过地震的作用效应来考虑扭转效应时,要注意结构的平面大小对扭转效应的影响,进行不同的调整。

3、地震的作用

有很多因素会对地震的作用产生影响,地震的作用可以表示成地震发生的概率的一个函数,如果将地震的作用用参数来表示,要考虑地震发生的一个概率,通过地震的频谱特征、地震的强度和持续时间来表示,地震的大小、发生地的地理情况、震中距等都会对地震的作用有很大程度的影响。因为地震的发生的持续时间也不能确定,而且震级较小但持续时间较长的地震破坏力比震级大但是持续时间较短的地震破坏力更大,对于这种情况,往往通过调整地震的频谱特征和强度来表示。在时程分析法中才能考虑地震的持续时间对结构的影响,用拟静力理论的振型分解法和底部剪力法也可以反映地震的持续时间,今后,运用地震的持续时间来调整地震的作用也需要给予重视。

4、场地和地基

当选择建筑场地时,应该先了解场地的地质结构和地震活动情况,总结出抗震的有力地段、不利地段和危险地段,尽量避开不利和危险地段。场地和地基常常通过场地的土分类和它们的特征周期值来影响地震,当代建筑抗震设计规范,运用运用场地土覆盖层的厚度以及剪切波速来划分场地的类型,但是这在表示场地土层对地震的影响上并不全面,党对场地图层进行分类时,还要考虑到承载力、基数等的变化对分类的影响,并且要在构造方法、计算方法和概念的设计上加以分析。在当代建筑抗震设计规范中,对于场地条件在地震影响上的研究还有待完善,应该在抗震设计规范中进行必要的修正。

三、对建筑抗震设计规范的完善

针对当代建筑抗震设计规范发展中的一些问题,必须采取适当的措施加以解决,使建筑抗震设计规范更为完善。

首先是对于建构抗震设防分区的完善,地震对建筑所在地的影响,应该运用地震动强度以及设计反应谱来反映。其次是对于场地地基和基础抗震设计的完善,包括根据不同场地的类型采取抗震构造措施的措施,对建筑场地类型划分的部分调整,以及在地基基础抗震设计和岩土勘察上的完善。还有就是对于不同结构的建筑在抗震方法上的完善,钢筋混凝土结构的建筑要在框架结构上进行调整;砌体结构的建筑要注意,在层数和总高度上同时控制砌体建筑的使用范围,在一个墙段内要有多个芯柱和构造柱。

总之,在对建筑物进行抗震设计时,主要要有一些设计概念:1.选择对抗震有利的场地,避开对抗震不利的地段;2.建筑形状力求简单、规则;3.利用多道抗震防线;4.加强结构的延性,防止脆性破坏;5.非结构构件应满足抗震要求。

结束语:

由于地震严重威胁人类的生命财产安全,而地震的发生有不可预测,所以,抗震工作十分重要。建筑抗震设计规范对抗震工作的实施有很好的规范和指导作用,随着抗震理念的不断发展,建筑抗震设计规范也不断完善,必然会在指导抗震工作上发挥更大的作用。

参考文献:

[1] 谢礼立,马玉宏.现代抗震设计理论的发展过程[J].国际地震动态.2003(8)

抗震设防论文篇(2)

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)

抗震设防论文篇(3)

地震实践表明,破坏性地震引起的人员伤亡和经济损失,主要是由于地震时产生的巨大能量使得建筑物、工程设施发生的破坏和倒塌,以及伴随的次生灾害造成的。要想最大限度地减轻地震灾害,工程建设时必须进行科学合理的抗震设防,这是人类减轻地震灾害对策中最积极和最有效的措施。

1、基于结构性能的抗震设计理论

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,确定合理的抗震性能目标和合理的结构措施。

1.1结构的基本性能水准

结构的基本性能水准包括适用性、破坏控制和安全性三个方面。安全性是指结构遭受可能发生的最大地震作用时对结构性能的最低要求;适用性是指在常遇地震作用下避免结构发生破坏,从而保证震后尽快恢复使用,也是结构所应具备的基本要求;破坏控制水准是在大震发生时控制财产损失、社会影响在可接受的范围内,该水准可由业主自行选择。

1.2设计理论的基本内容

基于结构性能的抗震设计理论的基本内容应包括地震设防水准、结构抗震性能目标和结构抗震设计方法等三个方面。

1.3地震设防水准

基于结构性能设计理论的实质就是要控制结构在未来可能发生的地震作用下的抗震功能。地震设防水准是指未来可能施加于结构的地震作用的大小。由于地震设防水准直接关系到未来结构的抗震能力,因此地震设防水准的选择在基于结构性能设计的理论中占有重要地位。放眼21世纪委员会(Vision2000)宣称,基于结构性能的设计理沦追求能控制结构可能发生的所有地震波谱的破坏水准。为了实现这一目标,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”。Vision2000在关于结构性能设计的研究报告中,建议设防地震等级如表1所示。

表1vision2000中的设防地及等级的划分

设防地震等级 重复发健时间 超越概率

常遇地震 43年 30年内50%

偶遇地震 72年 50年内50%

罕遇地震 475年 50年内10%

非常地震 970年 100年内10%

结构的抗震性能与结构的地震作用有关。通过对与上表地震等级有关的地震动参数的选择,可将结构在地震中的破坏程度控制在预计的范围内。另外,地震加速度峰值、频谱和持时是反映地震动特征的三要素,也是影响结构地震反应的重要因素。近场地震效应对结构也有较大的影响,而地震动三要素是与震源特征、传播途径、场地条件有关的,采用地震等级为设防标准,从设防地震出发,采用概率一致设定地震和估计近场地震动的其他方法,就可以对不同量级的设防地震的地震参数作出估计。可见,未来的规范应该采用设防地震动和设防地震等级两种参数作为地震设防水准。

1.4结构抗震性能水准

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,结构和非结构构件破坏以及因它们破坏引起的后果,主要用结构破坏程度、结构功能性和人员安全性来表达;对于不同等级的抗震性能,都应根据结构类型、整体结构、竖向和横向承载构件、性能水准、结构变形、设备与装修修复使用等方面加以定义,应该表达为量化指标,以便工程设计和评估。

结构抗震设防目标是针对某一地震设防水准而期望达到的抗震性能等级。抗震设防目标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。美国学者建议将结构抗震性能目标分为三个等级,即基本设防目标、重要设防目标、特别设防目标。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;特别设防目标是含核材料等特别危险物资的特别重要建筑的最低设防标准。规范提出的抗震设防目标是最低标准,结构抗震性能目标可以根据业主的要求采用比规范的设防目标更高的设防标准。

2、超限高层建筑工程抗震应用示例

2.1大连金广枫景

7度设防的剪力墙结构,Ⅰ类场地,主楼平面为椭圆形且墙体全部落地。结构总高度170m,超过抗震规范适用高度42%,也比高层混凝土规程B级高度超过14%。

该工程的特点是超高较多,但小震的地震力比风力小,常规设计的截面承载力和变形为风力控制。所采用的性能设计要求是:墙体及其连梁的抗震等级采用特一级,比A级高度的剪力墙结构提高二级,而且上部轴压比大于0.2的墙肢设置约束边缘构件。底部加强部位墙体的承载力按中震弹性设计,可基本达到大震不屈服;同时,中震下的截面的平均剪应力为0.4ftk,接近满足大震不出现剪切裂缝的控制条件。总体上基本达到了上述性能目标C的判断准则的要求;考虑地震作用的不确定性,在延性构造上留有余地。

2.2北京兰华大厦

8度设防的框架-剪力墙结构,总高93m。底部五层的楼板偏于一侧,无楼板的一侧为穿层型钢混凝土斜柱,斜柱和斜支撑在五层顶板形成较大的拉力和压力。

针对上述特点,其性能设计的要求是:五层顶板采取加强措施确保静力和地震下的安全;斜柱采取措施减少长细比,并保证在中震下考虑P―效应的承载力按弹性设计,在大震下的变形可得到控制,约为1/450;增加框架部分承担的地震剪力,取20%的总地震剪力,且每个斜柱承担2%的总地震剪力。该结构的剪力墙和在六层以上的结构基本按规范的要求设计,故总体性能仅达到比性能目标E略有提高。

结语

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,可以相信,随着工程的不断应用和研究工作的深入,将会趋于成熟。

参考文献

抗震设防论文篇(4)

中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)35-0058-03

地震是地壳表层因弹性波传播所引起的振动作用或现象。地震也可以简明扼要地表达为是地壳的快速振动。地球上每天都在发生地震,有感地震全球每年约5万次以上。一次强烈地震能导致较大区域内地面变形和位移,不仅直接使房屋建筑、道路、桥梁、水利水电设施遭受严重破坏,还会次生水灾、火灾、滑坡、核泄漏等严重灾害,造成生命财产和环境生态的重大损毁。在具有地学优势的文、理、工、艺、体等的综合性中国地质大学,把《地震与地震灾害》作为全校通选课进行通识教育也是中国地质大学向世界一流大学学习的实践。通识教育的英文为“General Education”。《地震与地震灾害》通识教育课程属于非专业教育,是非功利性的,能使人受益终生。能让不同专业的学生了解地震、认识地震,从而拓宽知识面,使学生从地震地质、地震工程、工程抗震减灾几方面了解和认识地震与地震灾害知识,提高抗震防震减灾意识,达到避免和减轻地震灾害损失的目的。

一、选课要求

考虑各院系专业学生的主业课程设置与基础知识现实以及选课人数限制,为了不浪费选课资源,目前还是主要是针对有地质学基础的学生开设,随着以后本课程的不断实践与总结完善会逐步向全校学生开放选课。2012年春季选课学生院系专业统计见表1,2012年秋季选课学生院系专业统计见表2。

二、教学内容的组织

通识教育在教学内容上,有别于专业课的专业教育,重在“育”而非“教”,在教学内容组织上切近实际,使“博学与精专相统一”,地震与地震灾害的“通识”与“专业”相融合,满足地质类专业和非地质类专业学生的学习兴趣和个性化素质培养需求。所以,教学内容组织以教学目的、教学目标为主线,着重传授学生地震与地震灾害基础知识、抗震防震的法规措施,提高和增强抗震防震减灾的意识。具体教学内容的组织和课时安排见表3。

三、教学方式的选择

充分利用现代化教育手段,使地震与地震灾害理论与现实地震事件结合,理性认识与视觉感性相结合。

1.理论教学与案例结合。对于课程中涉及到的重点、难点内容都力争联系实际地震事件和地震灾害讲解。在联系具体事件或实际案例的过程中,引导学生对知识点的正确理解。

2.地震实例讲解。图片、录像片段、三维动画相结合,从视觉与声音方面让学生感受地震,感受地震灾害,突出防震抗震的现实意义。以日本宫城地震、印度尼西亚苏门答腊岛地震、美国加州地震、印度古吉拉特邦地震为代表介绍世界上板缘地震发生特点以及地震后火灾、海啸等次生地震灾害。以我国唐山地震、汶川地震、台湾集集地震、玉树地震等近现期发生的地震为代表介绍中国内陆的板内地震发生特点及其地震的直接灾害和水灾、泥石流等次生地震灾害。播放有关唐山大地震的视频,如近万名开滦煤矿工人“生死大营救”;日本阪神地震视频……通过大量图片让学生了解我国大陆活动断裂(构造)的分布及其活动性,总结破坏性地震发生的地质条件、震源机制类型,并进行具体数据对比说明抗震设防的重要性、我国最新抗震设防标准及其在抗震设防方面取得的成果。同时,也让学生了解日本、美国抗震措施、建筑抗震结构等抗震防震领域的国际先进水准。

3.课堂讨论。就一些敏感的、有争议的、易于混淆的、各地抗震设防标准等问题展开课堂讨论。讨论涉及问题广泛具体,如建筑抗震设防的意义、地震预测预报、抗震防震对策、各地抗震防震的标准、地震前兆与民间预测、地震谣言、汶川地震中最坚固的教学楼、中小学地震逃生演习等问题。同学们自主提问、回答,教师给予引导,课堂气氛活跃,并对于是非题目给出正确答案,对于正确的分析建议给予肯定。有学生介绍自己家乡的地震发生情况、抗震设防烈度、抗震防震状况,并提出自己忧虑,表示有机会一定给家乡的抗震减灾作宣传。也有同学参加过抗震防震社会实践活动,形象生动地介绍了地震发生后如何正确避险、逃生、自救、互救或等待救援的基本常识。在课堂讨论中,有学生自主介绍,也有学生自问自答和老师提问学生解答,老师掌控课堂秩序,鼓励学生踊跃发言,引导学生科学思维、发散思维、创造性思维,锻炼了沟通能力,强化了抗震防震减灾的意识和社会责任。

四、教学效果的考核

文字报告。由于学生来源于不同的院系专业,基础知识掌握的程度有差异,可以视具体情况选择几个题目范围。主要分为两种:读书报告。把所学的知识点串起来,以读书报告的形式反映出来;科技论文。查阅信息资料、文献,就地震监测、预报、抗震防震等涉及某个专业性比较强的问题进行分析论证,得出结论。可以当作是科技论文的练习;课堂笔试。开卷,可以带笔记参考书,但必须独立完成。平时听课记录。最后课程成绩由文字报告成绩(40%)、课堂考试成绩(40%)、平时听课成绩(20%)综合构成。

通过书面调查,同学们普遍反映良好,掌握了许多有关地震和地震灾害方面的基础知识,了解了许多抗震防震减灾的对策,开拓了思路,提高了抗震防震减灾意识。同时也反馈了一些具体问题,如:有些地质学知识比较薄弱或不具备的学生听课比较吃力;节假日调课使通选课与专业课、实验课、社会活动冲突。有些问题教师可以自行解决,有些问题需要学校教务、学生、教师共同协调解决。《地震与地震灾害》通识教育课,目前还处于探索阶段,既要体现通识教育的特点又区别于概论类课,基础内容与专业性内容有合理比例切分,要具有一定的学术标准,随着课程的继续与总结,一定会更有特点。

参考文献:

[1]杨叔子,余东升.高等学校文化素质教育的今日审视[J].中国高教研究,2008,(03).

[2]周晓辉,等.通识教育的理论与实践探索[J].高教探索,2007,(03).

抗震设防论文篇(5)

2008年5月12日14时28分,四川省发生了新中国成立以来破坏性最大、波及范围最广的里氏8.0级大地震,全国大部分地区有明显震感,震中位于四川阿坝州汶川县,无数房屋、桥梁在地震中垮塌,给人们的生命和财产带来了极大的损失。汶川地震主震过后,东南大学土木工程学院迅速组织科研人员深入绵竹城区进行震害调查和房屋鉴定加固工作,获得了很多宝贵的资料。调查结果表明,砖混、砖木结构破坏严重,框架结构破坏较轻。因此,深入研究建造震害特征,总结经验,如何让工程结构更抗震,是值得工程结构研究、设计、教学人员思索的问题。本文结合汶川地震建筑震害的特点,对工程结构抗震课程的教学改革进行了一些思考和探索。

一、汶川地震建筑震害情况

1.框架结构房屋震害情况。在地震区,框架结构房屋破坏较少,其破坏形式主要有3种:一是框架非受力构件的破坏,;二是房屋破坏严重,但没有倒塌;三是框架结构完全倒塌。

2.砖混结构房屋震害情况。汶川地震中,砖混结构房屋破坏十分严重,砖混结构房屋倒塌数量占总倒塌房屋数量的70%以上,破坏形式多种多样,主要震害现象有:墙体开裂、预制板脱落、楼梯间破坏、局部倒塌、窗间墙破坏等。

3.自建结构房屋震害情况。在偏远的山村,自建的低层住宅大多为砖土结构或砖木结构,我国对“农民自建低层住宅”的设计、施工并没有做出明确的规定。此类结构房屋的抗震性能完全取决于房屋本身的构造情况。如图1所示,有构造柱和圈梁的房屋在地震中完好无损,而图2所示的房屋由于墙体太薄(120mm)而倒塌。

二、《工程结构抗震与防灾》课程的特点及学科定位

工程结构抗震涉及到的学科很多,主要有工程地质学、地球物理学、结构力学、结构动力学等多方面的知识,具有内容多、综合性强、对专业基础知识要求高以及和工程实践结合紧密等特点。讲授这门课的主要目的是使学生了解地震产生机理和抗震设计的基本方法,使学生掌握抗震设计的基本理论和设计方法,并具备独立分析和解决工程抗震问题的能力。

三、《工程结构抗震与防灾》课程教学改革初探

1.将传统板书和现代化多媒体教学方式相结合。对于《工程结构抗震与防灾》这门课,由于课本内容相对较抽象,学生不易掌握,采用多媒体教学方式,充分发挥多媒体生动形象、节省课时、便于学生理解的教学优势,将汶川地震中建筑物的破坏特征总结后制成多媒体课件,结合实际来向学生传授知识,以加深学生对工程抗震重要性的认识,促进学生工程抗震概念及工程抗震意识的形成。

2.重视理论教学与实际震害的结合。教师在讲授《工程结构抗震与防灾》课程中,应该使学生深刻地认识到,某一确定地区的抗震设防烈度是不准确的,加上人们对结构地震破坏和倒塌机理认识的局限,在建筑结构设计中往往概念设计比计算设计更重要。对于工程结构抗震设计而言,大多数理论知识常来源于地震震害的深刻经验教训,然而当今高校的学生对震害认识明显不足。这就需要教师在讲课过程中能够结合地震灾害实例,加深学生对某些抽象概念的理解。

3.考核内容。本课程传统的考核方式主要是闭卷考试,也有人建议采用闭卷考试和开卷考试相结合的方式。无论哪种考核方式,其题型大都包括选择题、填空题、简答题和计算题,力求对本课程考核的更加全面,然而,这样往往导致学生更加注重某些具体问题的细节处理,从而忽视了从整体上去分析和解决实际抗震问题。撇开考试方式不说,如果能将选择题、填空题和简答题柔和成几道综合性较强的论述题,这样既增加了考试内容的综合性,又能做到不减少考试的内容,最重要的是能够考察学生整体运用知识的能力,提高学生的综合水平。

四、《工程结构抗震与防灾》教材优缺点及改进构想

1.教材优点。(1)由通常的“建筑结构抗震设计”拓展至“工程结构抗震与防灾”,新增了钢结构抗震、结构基础隔震和消能减震设计、桥梁结构抗震设计、结构抗风和抗火设计等内容,较大程度的增加了知识的广度和深度,从而更好的满足土木工程本科专业的教学需求。(2)以各类结构抗震为重点,同时介绍结构抗风和抗火等方面的内容。(3)注重基本概念、基本理论和基本方法,注重内容的系统性和先进性,注重理论和工程实践的结合。

2.教材不足。汶川地震中,学校、医院等公共建筑破坏严重,造成的人员伤亡十分惨重。根据这一教训,新一版的《建筑工程抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)提高了学校、医院、交通枢纽等人员密集的公共服务设施的抗震设防类别,也出版了《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001,2008年版)。现有教材则是结合《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)等国家规范进行编制的,而该教材缺乏建筑抗震鉴定及加固这部分的内容。

3.改进措施。针对教材存在的不足,建议结合新一版的《建筑工程抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001,2008年版)对该教材进行修订,并将抗震鉴定及加固部分的内容写进教材。在此之前,教师在讲课的过程中,可以通过网络资源等多种方式,查阅相关资料,在讲课的过程中将这部分内容补充给学生。

五、结束语

汶川地震已逐渐离我们远去,淡出人们的视线,但它给人们生命财产带来的损失却是前所未有的,我们应当从中总结经验教训,学会如何减轻地震灾害,学会与地震共存。随着科学技术的发展,工程结构抗震技术的不断进步,人们对结构地震破坏和倒塌机理有了更深刻的认识。作为一个教学工作者,应结合地震带给人们的深刻教训,积极对《工程结构抗震与防灾》这门课进行改革探索,将地震灾害和工程抗震结合起来,改变传统的教学内容、教学方式和考试内容,从而使学生能更好地理解和掌握这门课程,增强学生综合素质,为社会培养更多的优秀人才。

参考文献:

[1]李爱群,高振世.工程抗震设计与防灾[M].南京:东南大学出版社,2003.

[2]建筑抗震设计规范.GB50011-2001,2008.

抗震设防论文篇(6)

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

抗震设防论文篇(7)

1必要的抗震对策

在高层建筑结构的抗震设计中国,出了要考虑到概念的设计,还要进行验算,结合地震的情况,要在高度允许的范围内建造,增加结构的延性。在当前的抗震设计中,抗震验算及构造与措施等角度入手进行分析,提高结构的抗震性与消震性能。建立地震力与结构延性互相影响的双重设计指标,直到达到预期的抗震效果。当前强柱弱梁,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高层建筑的抗震设计思想

在《建筑抗震规范》中有明文规定,建筑的抗震设防要符合“三水准、两阶段”的要求。所谓的“三水准”就是指“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遇到第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物可以正常使用。一般情况下,建筑物不会被损害,也不需要修理即可使用。所以,高层建筑结构的抗震设计要满足地震频发下的承载力极限,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遇到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,建筑物结构会发生损害,但是不经修理或者简单修理就可以继续使用。所以,建筑结构必须要有足够的延性能力,不会出现脆性破坏。当发生第三设防烈度地震的情况下,就是遇到本地区地震极限外的情况,结构会受到非常严重的损害,但是结构的非弹性变形距离倒塌仍有一段距离,不致产生危及生命的损害,保障了居住人员的安全。所以在进行高层建筑结构设计的过程中,要保证建筑的足够变形能力,其弹塑变形要在规范的数值之内,保证结构良好的抗震性能。三个水准烈度的地震作用水平是根据不同超越概率进行区分的,一般情况下是: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。从高层建筑的抗震水准来看,设防的要求是通过“两个阶段”设计来实现的,具体方法如下:第一环节,第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,提前计算出高层建筑结构在弹性状态下的地震作用效应,与风力、重力荷载进行高效组合。同时引入承载力抗震调整系数,进行构件截面的准确射击,进而达到第一水准的强度要求;然后是运用同一地震参数计算出结构的层间位移角,使其可以在抗震规范设定的限值之内;同时采用相应的抗震构造对策,确保结构可以有足够的延性、变形能力与塑形耗能,进而达到第二水准的变形目的。而第二阶段则是运用与第三水准对应的地震动参数,算出结构的弹塑性层间位移角,使其在抗震规范的限值之内,然后进行必要的抗震构造对策,进而实现第三水准的防倒塌目的。

抗震设防论文篇(8)

一、我国高层建筑发展的历史回顾

我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段是在上个世纪80年代,当时各大、中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店,全部采用框架一芯墙全钢结构体系,深圳发展中心大厦是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。现阶段,土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善,如果可以在结构与地基的材料特性,动力响应,计算理论,稳定标准诸方面得到符合实际的发展,自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。

二、从理论上分析高层建筑的抗震设计

高层建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点,概述高层建筑的发展,对建筑抗震进行必要的理论分析,从而来探索高层建筑的设计理念、方法,从而采取必须的抗震措施。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。

三、高层建筑结构抗震设计的理念、方法和措施

1.高层建筑的抗震设计理念

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。

2.高层建筑结构的抗震设计方法

我国的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定:⑴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。⑵除1款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法。⑶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. 高层建筑结构的抗震措施

抗震设防论文篇(9)

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.

抗震设防论文篇(10)

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.

抗震设防论文篇(11)

关键词:钢结构;抗震设计;中国和美国

中图分类号:TB

文献标识码:A

doi:10.19311/ki.16723198.2016.12.094

1美国钢结构抗震设计的发展

1923年,美国钢结构协会制定了第一个钢结构设计规范,该规范是以容许应力为基本原则的设计法,经过多次修改,在1961年,其格式与内容基本上形成了固定模式。1986年,AISC规范委员会提出了以概率理论为基础编写的荷载和抗力分项系数钢结构设计规范,简称LRFD。以概率理论为基础编写的ASCE/SEI 7―05,作为美国各种设计理论依据,后该理论被不断修改与改进。

美国工程结构抗震设计大体上分为三种,国家标准、协会标准以及地方标准。发展过程大致经过初创、发展、统一几个阶段。1925年,出现了第一个建筑结构抗震设计规范UBC,紧接着又出现了NBC,SBC。

美国的抗震目标是把地震伤害降到最小化,即那些专门为人民提供生命安全、财产安全保障的设施,要按照他们的作用进行改造,加强它们的防震性能,使它们在震后也能正常的运行工作。该抗震目标把抗震强度分为两个等级,即“设计地震”和“最大考虑地震”。“最大考虑地震”是指五十年的超越概率为百分之二的地震;“设计地震”的加速度是“最大强度地震”的三分之二。

2中国抗震设计规范

中国抗震规范提出的抗震目标为三水准,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。第一水准是指,当某地区所受到的地震强度伤害低于该地区所预防的强度时,遇到这种地震,震后可以不用修复,继续正常使用;第二水准是指,当某地区所受到的地震强度伤害等于该地区所预防的地震强度时,建筑物可能会受到小的或局部损伤,只需进行简单的修理甚至不用修理,就可以继续使用;第三水准是指,当某地区遇到的地震强度远大于他所预防的强度时,不会导致房屋坍塌或危及到人的生命财产安全。其中,小震五十年的超越概率为63.2%;中震是指五十年的超越概率为10%,相当于美国的“设计地震”等级;大震是指五十年的超越概率为2%到3%,相当于美国的“最大考虑地震”等级。

3中美两国抗震设防标准的比较

3.1中国的建筑工程抗震设防分类标准

我国根据建筑破坏造成的人员伤亡、经济损失、社会影响等因素将建筑物设防类别划分为特殊设防类(甲类)、重点设防类(乙类)、标准设防类(丙类)和适度设防类(丁类)四类。

甲类:指一些有特殊重要设施,关系到国家安全的重大工程和及可能发生次生灾害,应加以特殊保护的建筑。

乙类:指在地震中仍然要继续使用或者损坏后会带来严重的人员伤害,应该提高预防标准的建筑。

丙类:是指除了甲类、乙类和丁类的建筑。

丁类:是指使用的人员较少的,不致产生次生灾害,可降低预防标准的建筑。

3.2美国的建筑工程抗震设防分类标准

A类:符合最基本的抗震设计要求。

B类和C类,符合一般性的抗震设计要求,只需要按照静力方法计算地震的作用就行。

D类、E类和F类:即严格按照抗震设计要求,用动力学来计算地震的作用。

4中美两国钢结构抗震的原则和方法的对比

(1)中国的抗震设计两阶段方法:第一阶段设计是抗震建筑需考虑的最基本且必须遵循的设计内容。需要确定结构方案及布置,取第一水准的地震动参数,计算结构的弹性位移和构件内力,用极限状态设计法对截面配筋,并进行截面承载力抗震及变形验算,最后考虑延性和耗能要求采取适当的构造措施。第二阶段设计是对抗震有特殊要求或对地震敏感、大震下易发生损害的薄弱部位的建筑进行的弹塑性变形验算。

(2)美国的抗震设计的方法:单一阶段设计法。通过不同的调整系数来考虑不同结构的延性性能,比如对处于弹塑性工作状态的建筑可以采用线性静力计算法,对于处在D类、E类、F类的工作状态的建筑,不采用线性静力计算法。

(3)两国抗震设计结构分析原则和方法之所以有如此大的区别,是因为两国对抗震设防的划分标准不相同。

5中美钢结构抗震设计规范安全度设置水平的对比

在软场地条件下,中国的抗震设计规范安全度设置水平与美国的基本相同;在硬场地条件下,按中国抗震规范设计出的柱截面抗震应力比美国的大。

对于竖向地震作用,现阶段中国规范仅仅只在少数情况下考虑它的影响,而美国对绝大多数建筑都需考虑竖向地震作用。

所以,综合以上分析可以看出,两国的钢结构抗震设计规范安全度各有特色,但两国总的钢结构抗震设计规范安全度设置水平相当。

6中美钢结构抗震设计规范中主要构造措施的对比

中国的比较重要的和常见的构造措施有特殊抗弯框架、中等抗弯框架、普通抗弯框架、特殊中心支撑框架、偏心支撑框架。然而,美国对框架中梁、柱构件没有特殊的要求。美国对构件类型的划分比较详细,而中国会根据不同抗震设防烈度给出不同的限值。中国和美国关于梁柱连接焊缝类型的规定基本相同,对材料的冲击韧性的规定有一定的差异。

中国规定特殊抗弯框架节点与补强板柱翼缘连接应采用全熔透焊缝或贴角焊缝来发挥补强板的抗剪强度,对特殊抗弯框架、中等抗弯框架,梁柱承受非弹性应变的区域作为保护区设计,上下柱接头应采用全熔透焊缝,梁在V形支撑和人字形支撑相交处,应采用侧向支撑。

美国柱的拼接焊缝承受应变力,应满足如下要求:部分熔透坡口焊缝的焊接点,拼接接口处的柱翼缘和腹板的厚度和宽度变化时,可不用斜坡过渡。对于V字支撑和人字形支撑特殊支撑中心框架,支撑处上下翼都采用侧向支撑,对中心支撑框架有特殊的保护区,应有四分之一长度范围及支撑和柱及梁之间的连接部分。

中国对钢结构偏心框架中支撑构件的长细有明确的限制,而美国没有。

7总结

通过以上对两国钢结构抗震设计的对比分析可以看出,两国的钢结构抗震设计有很大的不同,设计原则不尽相同,构造的重点也不一样,各有特色。

参考文献

[1]侯建国,李健祥,李扬.中美混凝土结构抗震承载力验算安全度设置水平的比较[J].