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关于民用建筑相关论文范文资料,与民用建筑的抗震设计相关论文提纲
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【摘 要】地震是危及人民生命财产的突发性灾害,搞好民用建筑抗震设计,提高其结构抗震能力,是预防和减轻地震灾害的有效途径.本文整理总结了基本的抗震设计的要求和合理化建议外,还引用了日本一些有效的抗震设计,作为参考.
【关 键 词】抗震设计；结构；刚度；地基
民用建筑分为公共建筑和居住建筑,以钢筋、木材和水泥为主要建筑材料,也有砖砌体及砖混型建筑.由于人口密集度高,一般划分为建筑工程抗震设防重点设防类,简称乙类.我国是一个多地震国家,且人口密集,抗震设计对于关乎社会建设显得尤为重要.
1民用建筑抗震设计基本要求
一般来讲,民用建筑结果工程中,抗震设计要考虑以下因素：建筑平、立面布置及外形尺寸；场地条件和场地土的稳定性；抗震结构体系的选取；抗侧力构件布置及结构质量的分布；非结构构件与主体结构的关系及二者之锚拉、材料与施工等.
1.1选择合理场地
选择建筑场地时,应根据工程需要,掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料,对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价.对于不利地段,避开软弱土,液化土,条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质的陡坡,河岸和边坡边缘.平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的上层等的地段,不在地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断带上可能发生地表位错的部位进行工程建设,应提出避开要求.当无法避开时应采取有效措施,不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑.
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1.2合理的结构设计
为了使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递,并限制质量与刚度之间的偏心,质量分布与结构刚度分布协调,建筑的平、立面布置宜规则、对称.要实现对抗震有利的结构平面布置,一是尽可能重合结构刚度中心与质量中心,二是增大结构的抗扭刚度,减少地震对结构产生的扭转反应.抗侧力构件合理布置.如在框架―剪力墙结构中,剪力墙宜均增布置在建筑物的周边附近,平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大；剪力墙开洞口宜上下对齐；抗震设计时,剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近.
楼(屋盖)结构及其与圈粱、梁、墙的连接非常重要,要确保构造柱
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1.3优选建筑材料
在地展多发区,尤其应注意建筑材料的优选.尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土(柱)结构或钢结构,以达到减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能的目的.若是大跨度大空间建筑一般均考虑采用钢结构,用较轻的结构自重跨越大空间.当建筑物超过一定高度后,由于钢结构质量较小而且较柔,为减小风振而需要采用混凝土材料,钢骨(钢管)混凝土通常作为首选.
1.4优化选型原则
传统的结构优化设计通常是给定结构形式、材料和荷载,由此建立数学模型,然后进行搜索、通近,以求得结构重t最轻或造价最低,所设定的优化变量是组成结构的基本构件.在整个结构设计全过程中,结构优化大体可以分为三个阶段,分别是结构体系的选择、结构方案的确定、结构构件的设计.由现阶段应用可知,较为成熟的还是结构构件优化设计,例如网架结构满应力优化设计.然而,三方面全面展开才是真正理想的结构优化设计,而在有的阶段并不是完全依靠数学工具定量分析,而是定性与定量相结合,以达到体现优化向题的实质.实际上,定性优化分析应用于结构设计的初期,更有利于优化.
目前规范给出的计算方法还是一种半经验半理论的方法,要进行精确的抗震计算还有一定的困难,因此人们在工程实践中提出了“建筑抗震概念设计”.概念设计的基本内容是
1.4.1刚柔并济.根据建筑材料计算刚性,再由结构刚度得出地震力,计算所得配筋.较柔的结构有很好的延,但容易变形性.隔震消能设计能很好的实现刚柔并济原则.针对各地震动结构设计阶段,按照以受损程度为基准的耐震目标,进行结构耐震性能设计.
1.4.2多道设防.强烈的地震后往往有很多小型余震,建筑物在遭受首次破坏后还要经受多次余震.因此,一个好的抗震结构体系,应由若干个较好的分体系组成,并由良好的结构构件连接起来协同工作,组成完整体系.如框架―剪力体系是由延性框架和抗震墙两个分体系组成.
除此之外,有意识地加强薄弱环节,如构件的实际承载力分析(而不是承载力设计值的分析)是判断薄弱层的基础,使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移.
上述均为民用建筑抗震设计的基本原则,在提高抗震设计中,又发展了抗震设计的要求和极限状态.基于建筑条件情况的不同,但给出的建筑规范应当是最低要求,并应该经常修改以适应工程技术的迅猛发展.从建筑功能和经济角度考虑,建筑业主有权选择高于规范要求的性能目标.结构工程师也有责任使所设计的结构满足业主选择的性能目标,并使工程的建设满足有关法规规定,以通过严格的工程检查和监督.
2日本独特有效地抗震设计
日本处于大陆侧板块和大洋侧板块结合部,是地震高发的国家之一,因此,日本针对抗震研究总结出了许多新的抗震设计.
2.1基础隔震技术:基础隔震技术是用水平力很“柔”的隔震元件将上部建筑与基础隔离,隔震支座类型主要有普通橡胶支座、高强橡胶支座、铅芯橡胶支座和滑动支座等.由于隔震层的刚度小,当地震发生时,隔震层将承受地震所引起的位移运动,而上部结构只作近似平动.基础隔震结构的层间变形很小,在保证建筑结构不被破坏的同时,又能确保建筑内的装修、设施也保持完好.该技术适用于高层超高层建筑.
2.2橡胶抗震技术:日本建筑师还普遍使用橡胶提高建筑物的抗震性能.高层建筑外围主要使用高强度16积层橡胶,天然橡胶系统的积层橡胶则用于建筑物中央部分.这样,在烈度为6°的地震发生时,就可将建筑物的受力减少至1/2.
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2.3“滑动体”基础技术:在建筑物与基础之间加上球型轴承或是滑动体,形成滚动式支撑结构,从而减轻地震所造成的摇动.该技术主要用于独户和古旧建筑.
2.4“局部浮力”技术：“局部浮力”技术是日本本国开发的一种抗震系统.在建筑物上层结构与地基之间设置贮水槽,使建筑物受到水的浮力支撑.这样的设计除了有较好的抗震效果外,贮水槽内贮存的水在发生火灾时坯可用来灭火,或者作为地皮发生后的临时生活用水.最值得一提的是,这一系统成木并不很高,物美价廉的轻型钢塑房也是日本广泛使用的,即由1mm~2mm厚的双层彩钢薄板和厚达100mm的泡沫塑料夹层组成的轻型钢塑料板,用来替代钢筋水泥.日木到处可见这的建筑,不仅抗度,而月美观舒适.
2.5给建筑物支柱缠上“绷带”：一种廉价的防震加固技术,类似安全带的树脂材料“绷带”包裹建筑物内支柱.抗震“绷带“采用树脂纤维编织制造,类似安全带.施工时,将抗及带涂上薪合剂,包裹后固定在建筑物支柱上.地震发生时,支柱即使出现内部损伤也不会倒塌,这可以确保人员的生存空间.该技术应用于包括新干线高架桥、医院以及学校建筑物等.
2.6弹升大楼A
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