建筑结构基于性能的抗震设计理论与对策探析论文_何勇军

建筑结构基于性能的抗震设计理论与对策探析论文_何勇军

同济大学

摘要:伴随着我国经济发展速度的日益加快,因环境问题对于自然声带造成了诸多影响,如我国汶川大地震等,同时也将当代建筑企业抗震设计理念中存在的不足暴露出来。因此,对研究抗震设计理论势在必行,本文重点分析如今建筑结构抗震设计理论,并提出相应地解决策略,并更好地落实建筑的抗震设计,将舒适安全的居室环境提供给人们,并给我国建筑的稳定性提供借鉴。

关键词:建筑结构;基于性能;抗震设计;理论;对策

目前国家建筑结构的抗震设计理论正在使用“大震不倒、中震可修、小震不坏”三水准设防水准设计思维,据此拟定出相应地设计条例与规范。以此设计思想的各类建筑在地震当中虽说保证了基本的生命安全,却无法在大震以及中震当中控制好地震造成的损失,其的损失甚至超过社会与业主可以承受的范围。伴随经济发展与我国人口数量的不断增加,结构物内部装修、信息技术设备、非结构构建等成本通常超出了建筑物的成本,地震形成的经济损失也会日益严重化,进而让人们慢慢认知传统规范只能确保人类生命安全作为单纯设防标准的设计理念,在具体的抗震设计理念、符合社会需要等方面仍具有诸多问题。

1.建筑结构性能抗震设计的概况

1.1基于性能提出的抗震设计

二十世纪九十年代初期基于性能抗震设计是由美国专业学者所提的,其作为让设计结果在后续地震灾害中可以保持要求的性能水准。投资效益的原则与建筑结构标准性能的个性化作为鉴于性能抗震设计的关键思想,基于性能设计积极地克服了当前抗震设计的规范局限性,在鉴于性能的设计环节中,明确规范了建筑性能的相关需要,并且可通过不同手段与方法确保这些性能的要求得以实现,这样才能让新型结构、新型材料系统、新型设计方案等更易获得运用。

1.2基于性能的抗震设计理念特征

通过实践现行的抗震设计理论,可将二者实施比较,以此来获得基于性能的抗震设计理念特征。

(1)多级设防。相较现行“小震不坏、中震可修、大震不倒”道德三个阶段设防标准,基于性能的社抗震设计需要对多级防护加以重视,维护内部设备与非结构构件,后者设计观点不仅要确保应用者的安全,还要降低业主与社会经济的损失和压力。

(2)投资效益原则。基于性能的抗震设计比较偏重于诸多方面,如经济、安全等,在经济和安全间找出平衡、合理地切入点,明确最佳的设计方案,以此来达到设计的优化目标。

(3)自由度较大。相较以往的被动式抗震设计的刻板状态,基于性能的抗震设计可以按照业主的需要来明确目标,为设计带来新型动力。

2.基于性能的抗震设计标准

目标在给不同的地震等级作用下,建筑结构可以达到理想中想要达成的水平。最大化的在建筑结构与社会稳定性方面找出相应地均衡点。所构建的设计标准需要对结构需要的性能、建筑场地、建筑物的重要性、地震损失、重建等诸多方面因素加强考虑。

3.抗震设计的设防水准

(1)设防地震的水准。抗震设计的设防对象对于地震强度的选择直接决策着建筑物的抗震性能,怎样明确设防水准在性能的抗震设计中具备决策性作用。应该取决于优化后经验的基础方面来明确并依据地震的参数以及烈度进行设防水准的设计。

(2)设防结构的性能水准。基于地震级别的作用下对于建筑物的预期破坏的最大化。不仅会控制好主体结构的破坏所造成的经济损失,还要重视控制好建筑结构非主体以及内部设备的损坏。所以,可以兼顾非主体构造及主体构造的破坏程度才是科学合理地结构性能水准。

4.目前抗震设计理念中的问题

4.1选择不当的设计参数

国家现行的抗震设计鉴于强度或是承载性能,但是经过实践证明建筑结构的抗震设计不仅鉴于强度。

4.2不明确的性能概念

现行的设计规范对于多级设防标准的描述并不清晰,业主们都在追逐经济化的设计方案,设计者正单纯的追逐重力承载,无法处在科技评价的基础上,造成在面对地震的时候不得不面对严重的经济损失。

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4.3控制损失力度不够

现行的设计理念不仅需要对主题结构损失导致的损失给予重视,对内部设备及非主体结构带来的损失极易被忽略。

4.4规范标准过于刻板

设计人员无法迈出传统设计中规范标准的条条框框,制约了设计者工作方面的主动性。

5.建筑结构基于性能的抗震设计对策

5.1基于性能的抗震设计阶段

(1)概念设计。依据业主与使用要求,合理地明确设防标准,通过初步设计建筑场地以及建筑平面等。

(2)计算设计。依据预设的设防标准,设计对各种因素造成影响到抗震参数。参数和预定标准若出现不符现象理应及时进行更改,直到符合参数的需求为止。将鉴于位移抗震性能的设计为例,具体涵盖的步骤包括明确地震不同强度作用之下的性能标准;依据初步的设计原则,明确结构内部的位移极限值;通过等效的阻尼比等各种等效数值,明确等效刚度;设计必需使用构造策略;对建筑结构的强度要求与变形性能进行评价。以科学合理、严谨的态度实施评价,如设计阶段若是不合理,就要重复进行设计步骤的计算,以此来实现建筑结构设计的完善化。

(3)性能评估,通过各种分析法获得的设计结果来明确此种建筑结构的性能。

5.2基于性能的抗震设计方案

当前大概包括:能力谱、位移影响系数、位移直接设计等方案。

(1)位移影响系数法。鉴于建筑结构性能的设计方案,通过研究获得的最大化期望位移值,运用等效方案以及模态实施明确。以此来达成该系数的修正效用。此种方法还具有因其属于整体抗震的评估方案,难以具体呈现出重点构造以及楼层出现的损坏状况和抗震水平等相关的问题。

(2)能力谱法最早提出于上世纪七十年代,作为评估位移目标经常使用的方法。其实质上就是通过地震反应的谱曲线与结构能力的谱曲线叠加对建筑结构进行评价在给定地震的作用下所反映出来的特性。能力谱法最明显的特征就是对线性等效方法的运用。此种方法对于结构在地震的作用下具有明确的“供需”,有利于选择结构性能标准。

5.3直接鉴于位移的方案

国内与国外学者对于鉴于位移抗震设计的理念实施了深入调研,并指出相应地不同种类结构鉴于位移的抗震设计方案。

鉴于位移设计方案(DCB)应该对结构期望的计算位移的最大值,然后设计建筑结构,让结构与构建出现的变形超出期望的位移最大化计算值。

鉴于位移限值迭代的计算方案(IDSB)类似于鉴于位移的计算方案,不一样的则是结构位移限值属于给定的,在设计结构时,要求对结构系统反复进行修改,直至分析计算位移值比位移限值小,整体设计流程需进行迭代计算。

直接鉴于某个限值位移方案(DDSB)作为从某个给定目标位移作为出发点开始进行建筑结构的设计,并获得结构需要的刚度及强度等,最后获得符合某个地震水平设计目标的位移,此种方式的设计流程无需迭代,也无需预先设计建筑结构。

结束语

总之,建筑结构鉴于性能抗震设计理念作为非常广泛地一个系统,其属于现行抗震设计的发展和延续,以结构性能的研究为基准,建筑性能的标准需要以科学全面的因素加以明确,让建筑在面临不同级别地震的同时,可促使抗震效果达到预期的效果。相较传统的抗震设计,优势显著:基于性能的抗震设计与以往相比较更具系统化;性能的抗震设计才能港剧连贯性以及适应性,才具有更大的使用价值;更大的活跃性,才能发挥出设计者的穿创造价值,加强推广与运用新型材料以及新型技术等。建筑结构基于性能的抗震设计方案仍需对一些设防水准的数据划分加以处理,合理地参数趋势范畴介定等相关问题,才可以为社会经济的建设流程提供更好地服务,进而满足我国建筑结构基于性能抗震设计的规范化。

参考文献:

[1]余勇.建筑结构基于性能的抗震设计理论与对策[J].产业与科技论坛,2012(6):53-54.

[2]黄鹤,王佳蕾.建筑结构基于性能的抗震设计理论及方法[J].中国高新技术企业,2012(03):58-59.

[3]胡紫城,王社良,朱敏纳.建筑结构基于性能的抗震设计理论与方法[J].陕西建筑,2008(2):3-5.

[4]胡玉超.建筑结构基于性能的抗震设计理论与方法[J].江西建材,2012(04):37-38.

论文作者:何勇军

论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期

论文发表时间:2020/3/11

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