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建筑抗震设计规范标准精彩4篇

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建筑抗震设计规范标准【第一篇】

关键词:建筑物 重要性分类 抗震设防标准

中图分类号:TM62 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)06(a)-0123-02

自国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(下文简称“新抗规”)颁布实施以来,虽然“新抗规”与《火力发电厂土建设计技术规程》(DL5022-2012)(下文简称“新土规”)及《电力设施抗震设计规范》(DL50260-2013)(下文简称“新电抗规”)中建筑设防标准是一致的,但由于二者对建筑物重要性分类名称不太一致和清晰,因此对设防标准不易准确判断,如将建筑设防标准定高了,会造成工程造价提高,若将建筑设防标准定低了,则会导致建筑物的不安全甚至破坏,因此,如何准确判别建筑抗震设防标准是一个非常重要的问题。特别是火力发电厂中各类建(构)筑物繁多,对于准确判别建筑抗震设防标准显得更为重要和突出。

1 建(构)筑物重要性分类

为了准确地判别建筑抗震设防标准,必须首先搞清“新抗规”和“新土规”中对建筑重要性的分类。

“新抗规”将建筑按其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类共四个抗震设防类别;而“新电抗规”将火力发电厂按单机容量和规划容量将电厂分为重要电力设施和一般电力设施,各电力设防中的建筑物分为乙类、丙类、丁类,详见表1。

表1进一步突出了设防类别划分中侧重于使用功能的灾害后果的区分,并更强调体现对人员安全的保障。

2 火力发电厂中各种建(构)筑物的重要性分类

“新电抗规”中将电力设施分为重要电力设施和一般电力设施,为了更加清晰地说明火电厂中建筑(构)物在“新土规”中的类别与“新抗规”中类别的对应,现将火电厂建(构)筑物重要性分类如下,详见表2。

规模很小的乙类工业建筑,当采用了抗震性能较好的结构体系时,允许按标准设防类设防。

3 建筑抗震设防标准的划分

所谓抗震设防标准是一种衡量对建筑抗震能力要求高低的综合尺度,既取决于地震强弱的不同,又取决于使用功能重要性的不同。建筑物按重要性分类明确后,就可准确地判别建筑抗震设防标准。

建筑抗震设防就是对建筑物进行抗震设计,它包括地震作用计算、抗震承载力计算和采用抗震措施。抗震设防标准的依据是抗震设防烈度,在一般情况下采用中国地震动参数区划图的地震动参数或与“新抗规”设计基本地震加速度值对应的烈度值,对按有关规定做过地震安全性评价的工程场地,应 按批准的抗震设防设计地震动参数或相应的烈度进行抗震设防。现将各类建筑类别的设防标准分类如下,详表3。

4 需要说明的几个问题

(1)由于同样或相近的建筑,建于Ⅲ、Ⅳ场地时震害比Ⅰ、Ⅱ类场地震害严重,所以规范要求提高抗震构造措施,但不提高抗震措施中的其它要求,更不不涉及对地震作用计算的调整。当建筑场地类别为Ⅲ、Ⅳ类,设计基本地震加速度为 g和 g,同时又属于是甲、乙类建筑物时,应考虑特殊的双重调整,宜综合确定调整幅度,建议7度( g)按+1=度,即比8度更高的抗震构造措施;对8度( g)胺+1=度,即比9度更高的抗震构造措施。

(2)火力发电厂的生产建筑中,其最高抗震设防类别为乙类建筑,没有甲级建筑,所以表3中未列入。

(3)重要电力设施中的电气设施可按抗震设防烈度提高1度设防,但不超过9度。

参考文献

[1] GB50011-2010.建筑抗震设计规范[S].

[2] DL5 022-2012.火力发电厂土建设计技术规程[S].

建筑抗震设计规范标准【第二篇】

关键词:综合抗震能力指数、加固、抗震性能

Abstract:With the frequent occurrence of worldwide earthquake disaster in ret years, Seismic reinforcement is paid more and more attention, as a remedial measure for improving the seismic behavior of existing building. unfortunately,the cost of traditional strengthening methods that based on the current codes is too high, and the reinforcement effect is not ideal. According to 《Technical specification for seismic strengthening of buildings》and《Standard for seismic appraisal of buildings》, This paper presents a design method of Seismic Strengthening aiming at multistory frame structure,what has certain practicability.

Keywords:composite index of the ability of anti-seismic ; reinforcement; Seismic performance

中图分类号:TU973+.31文献标识码:A 文章编号:

一、课题概述

我国是世界上遭受地震灾害最多的国家之一。在全球大陆地区的大地震中,约有四分之一至三分之一发生在我国。自1900年至20世纪末,我国已发生4级以上地震3800余次。其中,6~级地震460余次,7~级地震99次, 8级以上地震9次。地震给社会造成了巨大的人员伤亡和财产损失,新中国成立后,我国投入了大量的人力与物力来进行抗震减灾工作,而提高建筑物的抗震能力则是工作的一大重点。从我国颁布第一本技术规范起到现在,规范对建筑物的设计和施工标准一直在不断提高。

我国在2008年汶川大地震之后大范围修订了与抗震相关的技术规范,如结构设计最常用的《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》等。对于已有的建筑,唯有进行加固来提高其抗震性能。可以预见,今后抗震加固方面的工程将会原来越多。但是传统的加固方法面临着造价太高,客户难以承受这一突出问题,迫切需要一种全新的加固设计方法来进行针对性的抗震加固设计。本文即是介绍一套根据《建筑抗震加固技术规程》和《建筑抗震鉴定标准》总结出的综合分析方法。

二、传统加固方法的特点

传统的抗震加固设计一般按如下流程进行:

这种加固方法的出发点是非常理想化的,即是让加固后的建筑物能完全满足现行的规范要求。但由于现有加固施工技术的限制,即使设计图纸要求做到这一标准,也没有任何一家施工单位能够达到设计要求;或者说想尽一切办法达到了要求,但所花的代价非常惊人。

这种方法还有两个非常不合逻辑的弊端:1、很多已有的建筑已经使用了十几、二十年,其剩余的使用年限已不多,完全套用现行的规范按照50的设计基准期来进行计算和加固是不合理的。2、我们知道,新旧规范主要区别在于抗震构造措施的提高和承载力调整系数的改变,若完全参照现行规范来进行加固往往会导致加固量过大。如最常见梁、柱加密区箍筋加密的问题,仅此一项基本上整栋楼就已经没有一处不用加固了。3、已有的建筑物存在很多先天性的不足,如结构体系、混凝土强度、保护层厚度等,对这些项目很难进行全面的处理。

综上所述,传统的抗震加固方法不仅加固量很大,而且设计思路不合理,偶尔还会出现“头重脚轻”、“梁强柱弱”等明显不利抗震的情况,无法达到增强建筑物抗震性能的目的。

三、综合抗震能力指数加固方法的提出

其实在《建筑抗震加固技术规程》(JGJ116-2009)》中有条文明确指出,抗震加固应从“加强整体性、改善结构受力状态、提高综合抗震能力”为出发点,传统方法那种“头痛医头、脚痛医脚”的思维是应该摒弃的。

鉴于此,我们在仔细研究了《建筑抗震加固技术规程》(JGJ116-2009)和《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-2009)中关于综合抗震能力指数的相关条文后提出一套新的加固方法,这种方法的指导思想就是结合建筑物的后续使用年限,并将建筑物的承载力与抗震构造措施分开考虑,即:1、保证在无地震的情况下建筑物可以安全使用;2、按《抗震鉴定标准》来判断结构的抗震能力,保证在地震情况下建筑物的安全性。综合抗震能力指数加固方法的设计流程如下:

从流程图中可以看出,按综合指数法进行设计有如下几个优点:1、模型的计算荷载按后续使用年限进行折减;2、当建筑物的构造措施不满足《抗震鉴定标准》的要求时,可以选择不进行加固,而是通过体系影响系数和局部影响系数的取值来对构件进行承载力的折减。3、通过综合抗震能力指数来判定建筑物的抗震性能是否能满足要求,对建筑物的抗震性能有了一个量化的指标。

采用这种方法来进行设计的好处是显而易见的:第一、根据我们大量的工程经验,一般80、90年代建造的房屋,施工质量较好的情况下,承载力不足的构件数量只是少数——尤其是本来经过正规设计的建筑,多数是因为构造措施的不足而需要进行加固,故而在使用综合指数法进行设计时会使加固构件的数量大量减少。第二、设计时能够更灵活的选择加固构件,这一点对工程造价和加固效果的影响是巨大的。比如一栋三层的建筑物所有的框架柱加密区箍筋都不能满足要求,但从提高整体抗震性能和降低造价的角度出发,我们就可以选择只加固首层柱,对上面两层的柱则先不进行处理,通过体系影响系数的折减来考虑其影响,若折减后整栋楼的综合抗震能力指数还是能满足要求,那么就可以选择不对这些柱进行加固。

四、综合指数法的发展前景

综合指数法的计算过程比较繁杂,而且目前市面上的软件都还不能完美的进行针对性的参数设置,所以在很多时候还要进行手算部分参数,导致设计人员的工作量比传统方法要大很多。并且目前来看,相关的规范条文还有一些不完善的地方,所以这套方法也还存在着一些漏洞。但从我们与多位业内专家交流的结果来看,他们都是认可我们这种加固方法的。相信今后随着规范的完善和软件的更新,这套加固方法将会更加完整,也会更具实用性。

建筑抗震设计规范标准【第三篇】

关键词:建筑结构设计;现状;标准;安全度

中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:

一、建筑结构设计安全度的现状

自50 年代以来, 我国建筑结构的设计方法有了很大的发展, 经历了容许应力设计法、破损阶段设计法、极限状态设计法和概率极限状态设计法的重大变化。但在结构设计安全度上一直没有大的变化,与国际通用设计标准相比始终处于低水平。

现以混凝土结构为例, 比较一下我国混凝土结构设计规范GBJ10—89 与国外规范在设计安全度上的差别。

(1) 构造规定结构设计的构造要求是为了弥补强度计算的不足, 其中很多是用来保证结构有必需的延性, 因而往往与配筋量相联系。低用钢量是我国结构设计标准的特色, 这从表1 可看出。我国GBJ 10—89 规范规定柱子压筋最小配筋率为 % ,比苏联1949 年规范的% 还要少, 当年苏联工业建筑研究院对低标号混凝土柱的试验研究表明, 少于0 .5% 的配筋率不能对混凝土柱的工作产生明显作用。如果以0. 4 % 配筋率用于C60 级混凝土设计成钢筋混凝土柱, 则钢筋对柱承载力的贡献只占4 % ,这种柱子的性能更象是素混凝土柱。

(2) 荷载的设计值与标准值荷载的设计值与荷载标准值及荷载分项系数有关。各国设计规范中的荷载标准值在统计时考虑的宽严程度大不一样。恒载的标准值相差不大, 而活载就有很大差异。表2是我国设计混凝土楼盖时采用的活载标准值与美国规范的对比。从总体看, 美国的楼层活载标准值平均竟比我国大5 0 % 。我国由于受历史条件的限制, 在确定荷载标准值时总是力求节约, 以符合最低要求为出发点。又如, 在确定风载时, 尽管我国规定的结构设计基准期为50 年, 却以30 年一遇的平均最大风速作为风压标准值的依据, 也比国外的标准值低。荷载的差异不仅反映在标准值上, 更重要的还体现在荷载分项系数上。(3) 材料强度的设计值与标准值 材料强度的设计值等于材料强度标准值除以材料分项系数。材料强度标准值是统计确定的, 各国多取95 % 保证率的强度作为标准值。看起来没有差别, 但各国对混凝土现场强度检验的标准不一样, 国外的比我国严格,所以材料强度标准值的实际保证率我国依然偏低。此外, 我国设计规范规定的材料分项系数又比国外低(表4), 因而同样的材料, 我国规定的材料强度设计值要比英美的高, 混凝土至少高5 % —10 % , 钢筋至少高3%—6 %。

材料强度分项系数表

注: 美国ACI 规范的设计表达式与我国及英国不一样,其中无分项系数。表中所列值为经过换算后得出的相当于分项系数的等效值。

(4) 构件承载力计算公式的精确度我国规范GBJ10—89 在正截面强度计算上采用了关。关的规定, 使得偏心距处于大小偏压界限附近的压弯构件偏于不安全, 也使配筋率较大并接近界限配筋率的受弯构件偏于不安全。当采用高强混凝土或高强钢筋时问题尤为严重。而国外在正截面强度计算中均取混凝土压区等效矩形应力图的应力为。我国规范的斜截面抗剪强度计算公式在一些情况下安全度不足是众所周知的, 与英美等国规范比较, 我国规范给出的抗剪承载力计算值有时竟高出一倍以上。可能除了冲切承载力以外, 我国规范各种承载力计算公式的安全裕度都比国外差。

二、现行的建筑结构设计安全度已不能适应国情的需要

从80 年代以来, 我国的经济形势发生了根本的变化, 主要表现是:

(l) 结构造价占整个建筑造价的比例愈来愈小 过去, 建筑物的造价以结构造价为主, 因建筑装修和设备都比较简单, 更没有地价、拆迁、城市建设等大笔附加费。以商品房为例, 目前中小城市的瞥价约为2000元/ m2, 其中土建成本费仅70 0 —8 0 元/ m2, 而结构造价大概不到300元/ m2。多放一些钢筋, 将房子设计得更加结实些, 增加的费用极其有限。对大城市的高档办公楼和住宅, 提高结构安全度对建筑总造价影响更小。

(2) 对结构使用功能的要求愈来愈高现在建筑物内各种设施和财产愈来愈值钱, 对结构的安全度自然会提出更高的要求。随着生产和生活方式的更新, 人们希望建筑物在使用过程中具有更大的灵活性, 能够适应功能变换的需要, 这也要求结构安全度有更大的储备。

(3 )对可持续性发展愈来愈重视 可持续发展对建筑结构的耐久性提出了更高的要求。建造建筑结构所需的砂、石、水泥、钢材都取自宝贵的资源, 生产水泥、钢材等既消耗能源又造成污染, 所以延长建筑结构寿命是节约资源和保护环境的重要措施。设计时如安全储备大一些, 对耐久性和使用寿命无疑是有利的。

(4 )建筑物已成为商品现在建筑物业已成为商品, 国家不再是城镇物业的唯一投资者和拥有者。这是一个重要的变化。过去业主只是国家, 国家不堪统建城镇房屋的重负, 只能采取低安全度的设计原则。现在业主中有了普通百姓, 百姓买房总认为结实些好, 何况提高结构设计安全度不会过多增加费用。

三、关于建筑结构的抗瓜设计标准

我国绝大多数城镇处于地震区, 国家制定了“ 大震不倒、中震可修、小震不坏” 的抗震设计原则。我国现行抗震设防标准是比较低的, 中震相当于在规定的设计基准期内(50 年) 超越概率为10 %的地震烈度。根据国家颁布的中国地震烈度表, 烈度为7 度时地震水平加速度参考值平均为125 cm/s2 , 8度时为250 cm/s2 , 而在建筑抗震设计标准中又分别将其降低为100 和200 cm/s2 。设防标准低的根本原因, 还在于从国家财力、物力有限的状况考虑。

我国建筑结构抗震设计除了设防烈度较低外,具体抗震计算方法和构造规定的安全裕度也不如国外, 在配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配等一系列保证抗震延性的要求上远不如国外严格。

四、需要从商品的角度粉待建筑结构设计安全度

有一种观点认为, 提高建筑结构的设计安全度只能微调, 否则就无法对已建工程作出交待。这个问题其实并不存在, 象汽车、飞机等各种产品在不断提高其安全性能时从来不需要照顾过去, 为什么在提高建筑物的安全度时就得向后看呢? 它们都是商品,商品质量的提高在资源和用户财力能够承受的前提下应该受到鼓励, 而不是限制, 这样才会有生产的发展和进步。在建筑结构的抗震要求上, 国家需要规定的是抗震设防的最低标准, 而不需限制业主提高设防能力的要求。

建筑抗震设计规范标准【第四篇】

关键词多遇地震;设防地震;罕遇地震;基本烈度

当结构工程师设计一般的结构时,往往要求结构在规定荷载作用下处于或基本处于弹性工作阶段,结构设计要有足够的强度,保证安全,又要有足够的刚度,保证结构的变形在使用许可范围之内。例如,我们设计楼板或梁时,在竖向恒载及活载作用下,除了必须满足强度要求外,其挠度变形也必须控制在许可范围之内,从而使之在使用功能上和外观上均能满足要求。又如,在设计高耸结构时,设计者将会考虑在大风作用下结构依然保持弹性状态。总之,结构抵御一般的荷载作用时,设计者必须遵循的基本原则是使结构在预期荷载作用下保持在或基本保持在弹性工作状态,结构内力的分析与设计一般采用弹性分析方法。在实际工程中,按照这样原则设计出来的结构,如果没有遇到特别的情况,在预期的荷载作用下,极少出现严重破坏、过度变形等不正常状态。

而地震作用则不同,由于地震本身的随机性很强,在某一地区,在某一基准期内,可能出现的最大地震动是一个随机变量,事先无法预知。相对于上述荷载,地震动的影响次数少,作用时间短,各次地震的强度差异很大。若要求在各种强度地震动下,结构仍然保持弹性状态是很不经济的,甚至是不可能的。因此,结构的抗震设计与结构抵御其他荷载作用的设计是不同的,对于结构工程师而言,在进行工程抗震设计时,必须要清楚地震作用有别于其他荷载的特殊情况,进而准确理解与把握符合这一特殊情况的结构设计基本原则,即结构抗震设计思想。

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第条规定:“为贯彻执行国家有关建筑工程、防震减灾的法律法规并实行以预防为主的方针,使建筑经抗震设防后,减轻建筑的地震破坏,避免人员伤亡,减少经济损失,制定本规范。按本规范进行抗震设计的建筑,其基本的抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需修理可继续使用,当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时,可能发生损坏,但经一般性修理仍可继续使用,当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏”。作为抗震设计规范的第一条规定,其目的是为了明确建筑抗震设防的政策、方针及基本目的,同时,给出了现阶段抗震设计的基本思想,即抗震设防目标问题。我国现行《建筑抗震设计规范》GB50011-2010仍以“三个水准”为抗震设防目标。即通常所说的“小震不坏、中震可修、大震不倒”。

我国现行《建筑抗震设计规范》GB50011-2010对抗震设防标准作了如下一些规定:

(1)在遭受本地区规定的基本烈度地震影响时,建筑(包括结构和非结构部分)可能有损坏,但不致危及人民生命和生产设备的安全,不需修理或稍加修理即可恢复使用;

(2)在遭受较常遇到的、低于本地区规定的基本烈度的地震影响时,建筑不损坏;

(3)在遭受预估的、高于基本烈度的地震影响时,建筑不致倒塌或发生危及人民生命财产的严重破坏。

上述三点规定可概述为“小震不坏、中震可修、大震不倒”这样一句话。

按照上述抗震设防思想,从结构受力角度看,当建筑遭遇第一水准烈度地震(小震)时,结构应处于弹性工作状态,可以采用弹性体系动力理论进行结构和地震反应分析,满足强度要求,构件应力完全与按弹性反应谱理论分析的计算结果相一致;当建筑遭遇第二水准烈度地震(中震)时,结构越过屈服极限,进入非弹性变形阶段,但结构的弹塑性变形被控制在某一限度内,震后残留的永久变形不大;当建筑遭遇第三水准烈度地震(大震)时,建筑物虽然破坏比较严重,但整个结构的非弹性变形仍受到控制,与结构倒塌的临界变形尚有一段距离,从而保障了建筑内部人员的安全。如图1所示为三水准下钢筋混凝土框架结构的破坏程度与层间位移角的大致对应关系。

建筑抗震设计规范的三个水准设防目标是通过“两阶段设计”来实现,其方法和步骤是:

第一阶段设计:第一步采用第一水准烈度的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力等荷载效应组合,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弹性层间位移角,使其不超过规定的限值,同时采取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。

第二阶段设计:采用第三水准烈度的地震动参数,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》限值,并结合采取必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。

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