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建筑抗震设计的加固设计措施验算

2021-03-15 15:01 作者:加固博士浏览:1044
建筑抗震设计关系到建筑的稳固性,对保障人民的生命财产安全具有重要的意义,因此在进行建筑设计的时候,应考虑到建筑结构的抗震性能设计,从而方便结构工程师针对结构系统实现合理的布置,提高建筑结构的抗震性能和承载能力。那么,具体来说有哪些基于建筑抗震设计的建筑设计措施呢

建筑抗震设计关系到建筑的稳固性,对保障人民的生命财产安全具有重要的意义,因此在进行建筑设计的时候,应考虑到建筑结构的抗震性能设计,从而方便结构工程师针对结构系统实现合理的布置,提高建筑结构的抗震性能和承载能力。那么,具体来说有哪些基于建筑抗震设计的建筑设计措施呢?

建筑抗震加固设计
▲ 建筑抗震加固设计

1、建筑结构设计的对称原则

对于建筑设计师和结构工程师来说,在进行建筑工程设计的时候,应尽量考虑简单、规则的建筑结构,一般以方形、圆形等为主。建筑竖向形态的变化要规则,一般可以选择梯形、矩形等变化均匀的形状!对称结构建筑在地震地面平动作用下,一般只会出现平移震动,建筑内部构件出现测位移量,内部构件受力均衡。但是非对称结构的建筑,遇到地震时,由于刚心和质心不重合,在地面平动的过程中也会出现扭转振动。如果建筑内部的构件离刚心较远,就会由于超出变形极限而出现损坏,进而导致结构一侧失效而倒塌,对防范地震的破坏很不利。

2、注重建筑构件和连接点处质量

在建筑工程设计和施工的过程中,建筑构件的合理配置和连接点处的质量,与建筑施工安全质量存在直接的联系。在新型建筑材料问世的同时,建筑物的外部设计大都采用新型建筑材料,例如瓷砖和大理石等等,建筑室内装饰也会使用到吊顶等技术。这些室内以及立面装饰本身存在着抗震性能的问题,并且其与建筑主体的牢固连接也是抗震设计的关键!近几年有部分国外高层建筑在发生地震时下起了“玻璃雨”,建筑的玻璃幕墙由于地震导致破损,这是由于当前所使用的玻璃幕墙还无法适应地震中产生的变形和扭转,因此建筑如果要采用玻璃幕墙,必须保证玻璃幕墙的强度和变形能力!在其与建筑主体连接处,要设计为能够在水平方向实现变位能力的构造,从而在地震时玻璃幕墙能够与建筑物地震变形脱离,减少玻璃幕墙的损坏。另外在建筑设计中内隔墙和玻璃隔断等结构件的设计中,也要充分考虑其和建筑主体连接点的牢固性,从而提高抗震性能。

3、建筑竖向布置

建筑竖向布置主要体现在建筑物的高度结构质量和刚度的设计中,特别是在高层建筑中,建筑的竖向布置,对于建筑抗震设计来说显得更加重要。建筑楼层的使用功能差异,导致建筑物楼层分布的质量和刚度均不一致,比如楼层包括游泳池、健身房和会议室等等,楼层的功能需求导致楼层上下之间的刚度差异过大。高层建筑中刚度最差的楼层的抗震性能最为薄弱,在出现地震时即为变形严重的薄弱层。在建筑设计中由于楼层功能不同导致的墙体不连续,柱子不对称等极大的限制了抗震性能。因此在建筑抗震设计中应该尽量保证竖向的刚度分布靠近,尤其是在结构上刚度转换层,更加需要引起建筑设计师和结构工程师的注意!

4、关注建筑顶部抗震

在高层建筑设计的过程中,建筑的顶部抗震设计也是很关键的,当前高层建筑的屋顶普遍存在着过高、过重的问题。屋顶过高或者过重会导致建筑变形加重,进而影响建筑的抗震性能,对于屋顶建筑和下层建筑物的安全性能,有着较大的负面影响。如果建筑的屋顶和下层建筑的重心没有位于同一条直线上,那么建筑屋顶的抗侧力墙也会和下层建筑的抗侧力墙出现分离,当地震出现时,会导致损坏加剧!因此在高层建筑设计中,应该使用新型的、高强度、轻质的建筑材料,尽可能保证屋顶的重心和下层建筑的重心位于同一条直线,从而保证抗震稳定性。

对于工程建设来说,建筑抗震性问题是一个既复杂又繁琐的问题,如果忽视抗震规划、地址勘查、设计以及施工等任何一个施工环节,都有可能会降低建筑结构的抗震能力,因此必须对建筑结构抗震性问题引起足够的重视。

建筑抗震加固
▲ 建筑抗震加固

建筑抗震设计

1、不同地质条件下,地震对建筑设施的破坏作用差异明显,因此应提前做好地质勘察工作,避开不利场地,合理选择有利于建筑设施抗震的建筑场地。

2、需在塑性铰区配置定量约束箍筋,提高建筑结构设计的极限应变能力,从而极大地增强建筑构造构件的延性能力,保证结构安全。

3、应做好抗震设防系统,并采取相应的抗震措施,合理选择加强地基和上部结构整体性刚度的措施,从而提高建筑安全性能。

建筑抗震验算

1、结合地震作用、重力代表值、地震影响系数、地震作用效应组合等情况,对建筑进行抗震验算,根据设防烈度进行审核,同时还需审核整体建筑是否满足原有使用功能。

2、对于仅进行抗震加固或局部改造的建筑可不进行抗震变形验算,如进行了加层改造,则必须进行抗震变形验算。

3、加固后的结构刚度和重力代表值变化分别小于10%和5%时,可不计入地震作用变化的影响;如改变了原有结构体系,则必须按加固后的实际情况进行结构整体抗震复核计算。

4、对于结构加固后设计使用年限不超过25年的建筑,承载力抗震调整系数可按规范规定值的0.85倍取值。

 建筑抗震韧性评价 

实际工程中,应对拟建房屋建筑和已建成的房屋建筑进行建筑抗震韧性评价。建筑抗震韧性评价主要包括以下几点内容。

1、集成评价对象的有效建筑信息,包括结构构件和建筑非结构构件的种类、数量、材料、几何尺寸,设备的种类、数量、安装方式等;

2、建立评价对象的结构模型,对于已建成建筑,宜进行振动测试,依据测试结果进行模型修正,并在给定地震水准下进行弹塑性时程分析;

3、由弹塑性时程分析结果中提取工程需求参数;

4、根据工程需求参数,结合结构/非结构构件易损性数据库,确定评价对象所包含的全部构件的损伤状态;

5、根据评价对象全部构件的损伤状态,评估其在给定地震水准下的修复时间、修复费用和人员损失;

6、根据评价对象在给定地震水准下的修复时间、修复费用和人员损失指标,综合评价其抗震韧性等级。

 建筑抗震施工验收 

基槽验收

基槽验收必须有地勘单位、设计单位、质监单位的参与验收通过,方可进行下一道工序的施工。阶段性的验收,也须有质监单位的监督,方可验收。

地下部分验收

按设计意图施工完每步工序并自检合格后,均向监理项目部、质监单位、建设部门抗震办申请验收。待完成地下部分施工后,须有地勘单位、设计单位、质监单位的参与验收通过,才可进行地上结构施工。

主体验收

为更好地控制工程质量和保证施工进度,在结构施工中项目部可计划主体分二次验收。每次验收均在自检合格并经项目监理部确认后,向质监单位、建设部门抗震办、设计院申请验收。通过后才可进行二次结构施工。

竣工验收

工程按设计文件要求施工完成,达到并满足使用效果后应进行自检。自检合格,并通过项目监理部组织的初验;向质监单位、市建设局抗震办、设计院及相关单位申请验收。待参加验收的各方一致认可该工程,在结构和使用功能上符合设计要求,并予以签认,该工程才可交付使用。

抗震加固后验收

抗震加固完工后应进行验收,验收合格后应在工程显著部位设置标牌,载明工程建造年代、抗震加固时间、加固后最长使用年限等信息。

加固博士是建筑检测设计材料施工一条龙服务型企业,自有结构设计事务所,设计团队拥有国家一级结构设计师结构资质,可设计院盖章(有需求),出计算书,出蓝图。咨询电话:18502149530微信同号。

注:作者:文/加固博士,本文为作者独立观点,不代表加固博识立场。如有侵权,请联系删除!
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