玉树地震灾区试验推广抗震木结构民宅_结构抗震实验静力试验

其他范文 时间:2020-02-26 23:27:28 收藏本文下载本文
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玉树地震灾区试验推广抗震木结构民宅由刀豆文库小编整理,希望给你工作、学习、生活带来方便,猜你可能喜欢“结构抗震实验静力试验”。

玉树地震灾区试验推广抗震木结构民宅

在青海玉树地震灾区结古镇红卫路上,两座新建的民宅虽然还未完工,每天却吸引了众多前来参观的藏族群众。由于抗震性能好,施工周期短,这种钢木结构的房屋受到当地群众欢迎。征求完当地群众意见推广使用后,有关部门将加快震后农牧民住房重建速度。

31日,牧民尕松和邻居们一起,仔仔细细把两座房子看了个遍。一座是80平方米的藏饰平房,一座是200平方米的二层小楼。

“这种结构特别好,因为是钢木结构的,有藏族传统木房的样子,而且地震来的话也不怕震倒了。”尕松说,他非常盼望今年冬天就能住进这样的房子里。

据南京林业大学土木结构系教授黄东升介绍,这种抗震木结构民宅带有“消能减震节点”,加上木结构的柔韧性,大大加强了抗震性。而且所有构建都可实行工厂生产,现场组装,不需要施工机械,一座200平方米的房屋施工期仅需7天。

在施工现场,玉树抗震钢木结构民宅项目施工经理熊长发告诉记者,这一成果是中国科学院和国家发改委委托南京林业大学特别研制的,这种房屋的主要性能就是抗震、环保、节能,同时既有传统的藏式风格,又有现代的建筑优势。

“经过对玉树高海拔高寒环境的反复试验论证,可以满足玉树保温、节能、环保的各项技术要求,耐久性比混凝土建筑还要高。”黄东升说,目前灾区即将入冬,抗震木结构民宅的推广将解决大部分牧民冬季住房问题。

三、建筑结构抗震设计内容

地震是一种随机振动,有着难以把握的复杂性和不确定性,要准确地预测建筑物遭遇地震的特性和参数,尚难以做到。在建筑抗震理论未达到科学严密的今天,单靠计算很难使建筑具备良好的抗震能力。因此,结构工程师必须重视建筑总体抗震能力的概念设计。

3.1避免抗震危险地段,选择对抗震有立的场地、地基和基础

在进行设计时,应根据工程需要,掌握地震活动情况和工程地质的有关资料,作出综合评价,宜选择坚硬土或开阔平坦地段密实均匀的中硬土等有利地段;避开软弱土、液化土、河岸和边坡边缘,平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层等不利地段;同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上,也不宜部分采用天然地基,部分用桩基,当地基有软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时,宜加强基础的整体性和刚度。

3.2合理的平立面布置

建筑物的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理,结构布置复核抗震原则,从而确保房屋具有良好的抗震性能。

建筑物的平、立面布置宜规则、对称,质量和刚度变化均匀,避免楼层错层。对体型复杂的建筑物合理设置变形缝,在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施,严格控制建筑物的高度和高宽比。

3.3结构选型和结构布置

结构选型根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素,经技术、经济条件比较综合确定。单从抗震角度考虑,作为一种好的结构形式,应具备下列性能:①延性系数高;②“强度/重力”比值大;③匀质性好;④正交各向同性;⑤构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性,并能发挥材料的全部强度。

结构布置遵循的原则:①平面布置力求对称,使构件分配的力均匀。②竖向布置力求均匀,尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀,避免出现薄弱层,并应尽可能降低房屋的重心。

3.4多道抗震防线的设置

多道设防就是人为加强某些竖向抗侧力结构,提高部分的可靠度;并且有意识地设置一些薄弱环节,使其在强震作用下退出工作。将建筑物自振周期与地震动卓越周期错开,使建筑物的共振现象得以缓解,减轻地震的破坏作用。抗震防线的设置原则如下:

(1)优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙,或者选用轴压比较小的抗震墙、实墙筒体之类构件,作为第一道抗震防线的抗侧力构件。

(2)建筑物采用双重抗侧力体系,在建筑物中设置赘余杆件。当建筑物受到强烈地震动作用时,一方面利用结构中增设的赘余杆件的屈服和变形,来消耗输入的地震能量;另一方面利用赘余杆件的破坏和退出工作,实现结构周期的变化,避开地震卓越周期长时间持续作用所引起的共振效应。

3.5刚度、承载力和延性的匹配

当结构具有较高的抗力时,其总体延性的要求可有所降低;反之,较低的抗力需要较高的延性要求相配合。文献[1]提出了”综合抗震能力”的概念,即综合考虑整个结构的承载力和构造等因素来衡量结构具有的抵抗地震作用的能力。地震时建筑物所受地震作用的大小与其动力特性密切相关,具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。提高结构的抗侧刚度,往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的,要使建筑物具有很强的抗倒塌能力,最理想的是使结构中的所有构件都具有较高的延性,然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆件的延性是比较经济有效的办法。因此,在确

定建筑结构体系时,需要在结构刚度、承载力及延性之间寻找一种较好的匹配关系。

四、建筑抗震构造措施与结构的延性

行之有效的构造措施对结构抗震是十分重要的,结构的整体性与延性主要依靠构造措施给予控制和保证。在大震作用下,结构进入弹塑性状态,需要良好的延性来满足多道防线的要求,达到“大震不倒”的目的。改善构件延性的途径主要有:①控制构件的破坏形态,结构延性和耗能的大小,决定于构件的破坏形态及其塑化过程。弯曲构件的延性远远大于剪切构件的延性;构件弯曲屈服直至破坏所消耗的地震输入能量,也远远高于构件剪切破坏所消耗的能量。所以,进行工程抗震设计时,应在计算和构造方面采取措施,力争避免构件的剪切破坏,争取更多的构件实现弯曲破坏。②减小杆件轴压比:就框架体系而论,柱的延性对于耗散输入的地震能量,防止框架的倒塌起着十分重要的作用,而轴压比又是影响钢筋混凝土柱延性的一个关键性因素。试验研究结果表明,柱的侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降;而且在高轴压比的情况下,增加箍筋用量对提高柱的延性比不再发挥作用。③高强混凝土的应用:为了保证框架柱具有良好的延性,降低轴压比,宜采用高强混凝土。不过设计中还应该注意,采用高强混凝土时,应适当降低剪压比。④钢纤维混凝土的应用:利用这种新型材料的良好抗震延性、抗冲击韧性和较高的抗拉、抗裂和抗剪强度来满足抗震需求。⑤ 型钢混凝土结构的应用:对于应力分布复杂。剪刀打,延性差的关键构件,可通过采用型钢混凝土结构的办法来满足抗剪及延性的要求。

五、做好概念设计应注意的几个问题

①结构方案要根据建筑使用功能、房屋高度、地理环境、施工技术条件和材料供应情况、有无抗震设防来选择合理的结构类型。②不同结构体系在竖向荷载、风荷载及地震力作用下的受力特点。③风荷载、地震作用及竖向荷载的传递途径。④结构破坏的机制和过程,以加强结构的关键部位和薄弱环节。⑤建筑结构的整体性、承载力和刚度在平面内及沿高度均匀分布,避免突变和应力集中。⑥预估和控制各类结构及构件塑性铰区可能出现的部位和范围。⑦地基变形对上部结构及其受温度变化的影响。⑧各类结构材料的特性及其受温度变化的影响。⑨非结构件对主体结构抗震产生的有利和不利影响,要协调布置,并保证与主体结构连接构造的可靠等。

六、结语

概念设计强调,在工程设计一开始,就应把握好能量输入、房屋体形、结构体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面,从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节,再辅以必要的计算和构造措施,就有可能使设计出的房屋具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。

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