防震缝对竖向不规则建筑抗震性能影响分析
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竖向地地震特性及其对RC框架结构抗震性能的影响的开题报告一、选题的背景与意义地震是自然灾害中的一种,一旦发生地震,其对建筑物的破坏是十分严重的,因此抗震设计是建筑设计中一个非常关键的部分。
在建筑抗震设计中,通常假定地震动以水平方向作用于建筑结构,而忽略竖向地震动对建筑结构的影响。
但事实上,竖向地震动对建筑结构的破坏是不能忽略的,因为竖向地震动可能引发建筑结构的不稳定性和瓦解等现象,给建筑物及其上的人员带来巨大的安全隐患。
因此,本课题拟研究竖向地震特性及其对RC框架结构抗震性能的影响,旨在深入了解竖向地震动对RC框架结构的影响机理,为建筑抗震设计提供科学依据及技术支撑。
本课题通过研究竖向地震动的影响,旨在为建筑抗震设计提高抗震性能、减少地震损失提供实用性、影响性很强的科学依据。
二、研究的主要内容及拟解决的关键问题本课题的研究内容主要包括以下几个方面:1.研究竖向地震动的基本特性:本课题将深入探究竖向地震动的特性、频率、加速度等基本参数,掌握竖向地震动的发生机理及其特点。
2.研究竖向地震动对RC框架结构的影响:本课题将对竖向地震动对RC框架结构的影响进行详细研究,探讨其对RC框架结构的稳定性、振动响应等方面的影响。
3.确定RC框架结构的抗震性能需满足的竖向地震要求:本课题将通过对竖向地震动的影响和RC框架结构的稳定性、振动响应等方面进行研究,探讨RC框架结构应该满足的竖向地震要求。
4.分析RC框架结构的抗震性能:本课题将通过建立RC框架结构的数学模型,研究其抗震性能,在不同竖向地震动的作用下,分析其响应特性、变形特征等。
三、研究的关键技术方案及方法本课题的研究方法主要包括文献研究、室内模拟试验、数值分析等。
文献研究:通过查阅国内、外相关文献,深入了解竖向地震动的特点、RC框架结构的抗震设计理论、方法和实际案例等,为本课题提供理论基础和实践支持。
室内模拟试验:通过对建立的RC框架结构进行室内模拟试验,研究竖向地震动对RC框架结构抗震性能的影响,为后续的数值分析提供数据支持。
研究地震对建筑物的影响和防护技术地震对建筑物的影响和防护技术地震是指地壳发生剧烈震动的自然现象,是地球表面上断层破裂造成的,具有突发性、及时性和破坏性的特点。
地震的发生不仅对人类的生活和安全造成极大威胁,而且也对建筑物的安全性产生了巨大的影响。
本文将介绍地震对建筑物的影响以及现代防护技术的应用。
一、地震对建筑物的影响1. 结构破坏:地震震动会对建筑物的结构产生严重的破坏,包括墙体倒塌、柱子折断、楼梯崩塌等。
这些破坏不仅会导致建筑物的崩塌,还可能造成人员伤亡。
2. 地基液化:当地震发生时,震动会使得土壤中的颗粒间隙增大,使土壤失去了原有的结构强度,使地基液化发生。
地基液化会导致建筑物的沉降、倾斜甚至崩塌。
3. 侧摇现象:地震震动会引起建筑物的侧向摇摆,这对高层建筑来说尤为明显。
侧摇现象容易导致建筑物的结构破坏,同时也会引发建筑物内部的设备和家具的损坏。
4. 振动传递:地震的震动会通过建筑物的结构传递到内部,进而导致建筑物内部的设备和家具受损。
振动传递对于需要保持稳定状态的设备(如手术室内的医疗设备)来说尤为关键。
二、地震防护技术的应用1. 建筑物的设计:地震防护技术首先体现在建筑物的设计上。
工程师在设计建筑物时,需要考虑地震的影响,并采用合适的结构设计来降低地震对建筑物的影响。
例如,采用钢筋混凝土结构可以提高建筑物的抗震性能。
2. 减震装置:减震装置是一种常用的地震防护技术,通过在建筑物的结构上加装减震装置,可以有效减缓地震对建筑物的影响。
常见的减震装置包括加强梁、减震支承装置等。
3. 隔震技术:隔震技术是指在建筑物与地面之间设置隔震装置,使建筑物与地面发生相对运动,减少地震对建筑物的影响。
隔震技术可以通过减小时刻的力传递,保护建筑物及其内部设备的完好。
4. 加固和改造:对于一些老旧的建筑物,可以通过加固和改造来提高其抗震性能。
这包括对建筑结构进行强化,增加支承结构的承载能力,以及增加地震吸能的措施等。
地震灾害对建筑物结构的影响地震是自然界最为猛烈的一种地质灾害之一,它不仅会给人类带来巨大的经济和生命财产损失,同时也对建筑物结构产生了深远的影响。
在地震发生时,建筑物的抗震能力直接决定了其能否有效地承受地震的冲击和保护人们的生命安全。
本文将从地震对建筑物结构的振动、变形、破坏及抗震设计等方面展开论述。
首先,地震会对建筑物结构产生巨大的振动力。
地震是地球板块运动所造成的振动现象,它所释放的能量以地震波的形式传播。
当地震波穿过建筑物时,会使建筑物产生横向和纵向两个方向上的振动。
振动力的大小取决于地震波的强度和建筑物的抗震性能。
如果建筑物的抗震性能较差,地震波的振动力极易造成建筑物的倾斜、摇晃和部分或全部坍塌。
其次,地震对建筑物的变形有着显著影响。
由于地震的振动作用,建筑物会产生弯曲、剪切和拉伸等变形。
这些变形会导致建筑结构内部的构件发生位移,进而使建筑物发生形变。
如果地震波的振动力过大或建筑物的结构设计不合理,建筑物的变形会超过其承载能力,从而引起结构的塑性变形和破坏,甚至导致总体或局部的坍塌。
再次,地震会对建筑物的破坏程度造成重要影响。
建筑物的抗震设计主要为了使其在地震中保持良好的结构完整性和稳定性。
然而,地震波的振动力及建筑物的设计和施工质量都会对建筑物的破坏程度产生直接影响。
一般来说,如果建筑物的结构设计和施工质量良好,且抗震设防水平符合要求,那么即使在强烈的地震下,也能够保持较好的结构完整性,最大程度地减少破坏。
最后,抗震设计是建筑物结构抵御地震影响的关键因素。
为了提高建筑物的抗震能力,相关部门对于建筑物的抗震设计提出了一系列的要求。
抗震设计主要包括减少建筑物自重、提高结构的刚度和强度,采用抗震连接件和吸震装置等。
通过这些设计措施,可以将地震的冲击力尽可能转移到建筑结构的其他部位,从而保证整体结构的稳定性和抵抗能力。
抗震设计对于提高建筑物的抗震性能是至关重要的。
综上所述,地震灾害对建筑物结构产生了显著的影响。
抗震缝对隧道震动响应影响分析发表时间:2018-09-11T16:26:58.947Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第11期作者:黄博张丽[导读] a.采用轻骨料混凝土减小衬砌质量;b.采用钢纤维混凝土增加衬砌的强度。
重庆中检工程质量检测有限公司重庆水务集团股份有限公司摘要:采用有限元软件ANSYS进行动力分析,通过对设置抗震缝与未设抗震缝的隧道震动响应,及设置不同间距抗震缝对隧道影响两方面进行了对比分析,研究在不同烈度下设置抗震缝及抗震缝间距对隧道抗减震效果的影响规律。
关键词:隧道工程;抗震缝;有限元方法;动力分析;减震效果;隧道及地下结构抗震减震措施主要有两种途径[1][2]。
第一种途径是通过改变隧道的性能参数来减轻隧道衬砌的内力,主要包括:a.采用轻骨料混凝土减小衬砌质量;b.采用钢纤维混凝土增加衬砌的强度;c.采用聚合物混凝土或粘贴大阻尼材料增加衬砌的阻尼;d.采用管片式拼装衬砌、锚喷网支护或钢纤维混凝土、增加衬砌厚度或采用钢筋混凝土等措施调整衬砌的刚度。
第二种途径目前研究得较多的是包括设置减震层和抗震缝。
在隧道衬砌和地层之间设置减震层,使地层的变形难以传递到隧道上,从而使隧道的地震响应降低,主要方法有:在隧道衬砌和围岩之间设置减震器或减震材料、管片衬砌接头部位设置减震装置等。
沿着隧道轴向设置环向抗震缝,也可以消除隧道纵向拉应力,尤其是在隧道仰拱部位,从而起到减震作用。
本文采用了设置抗震缝,虽然在隧道规范中[3]已经提出了对抗震缝的设置,但仍是语焉不详,难以作为工程设计及施工依据。
本文通过数值分析来找出不同烈度下隧道抗震缝的设置规律。
1抗震分析方法选取地下结构的抗震分析方法,在早期主要是依靠借鉴地面结构抗震设计简化方法——静力法,其中包括地震系数法(又称拟静力法、惯性力法)、反应位移法等,这是一般地下结构抗震设计使用较频繁的实用方法,但是对于复杂的大型地下工程,往往还需要进行地震响应动力分析和动力模型试验分析。
建筑抗震设计规范GB50011-2001第1章总则第1.0.1条为贯彻执行《中华人民共和国建筑法》和《中华人民共和国防震减灾法》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,一般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地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用,当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
第1.0.2条抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑,必须进行抗震设计。
第1.0.3条本规范适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区建筑工程的抗震设计及隔震、消能减震设计。
抗震设防烈度大于9度地区的建筑和行业有特殊要求的工业建筑,其抗震设计应按有关专门规定执行。
注:本规范一般略去"抗震设防烈度"字样,如"抗震设防烈度为6度、7度、8度、9度",简称为"6度、7度、8度、9度"。
第1.0.4条抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。
第1.0.5条一般情况下,抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。
对已编制抗震设防区划的城市,可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。
第1.0.6条建筑的抗震设计,除应符合本规范要求外,尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
第2章建筑抗震设计规范术语第2.1.1条抗震设防烈度seismic fortification intensity按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
第2.1.2条抗震设防标准seismic fortification criterion衡量抗震设防要求的尺度,由抗震设防烈度和建筑使用功能的重要性确定。
地震对建筑物结构破坏的影响与防护地震是一种自然灾害,它给人类社会和经济发展带来了巨大的破坏和影响。
地震的破坏主要集中在建筑物结构上,因此,建筑物结构的抗震能力和防护对降低地震风险至关重要。
首先,地震对建筑物结构造成的破坏是由地震波引起的。
地震波是指地震发生时在地壳中传播的能量波动。
这些波动会导致建筑物产生接触力、剪切力和转矩力,从而对建筑物的结构产生影响。
如果建筑物结构的抗震能力较弱,就很容易导致结构的倒塌和损坏,给人员带来伤害甚至死亡。
然而,如何提高建筑物结构的抗震能力及防护是一个关键问题。
首先,建筑物的结构设计需要充分考虑地震因素。
在设计过程中,需要根据地震的频率、地震波的传播路径等因素进行合理的抗震设计。
在地震波传播路径上设置减震器和吸震材料,可以有效地降低地震波对建筑物的影响,进而提高结构的抗震能力。
其次,建筑物的施工过程也需要注重细节和质量控制。
合理的施工方案可以增强建筑物的整体稳定性。
例如,在建筑物的基础部分设置加固结构,会有效地提高地震时建筑物的整体稳定性。
此外,使用高强度的建筑材料和合理的建筑连接方式,也能够提高建筑物的抗震能力。
另外,建筑物的维护和加固也是防护地震破坏的重要措施。
定期检查建筑物的结构和基础,及时修复和加固受损的部分,可以保障建筑物的抗震能力。
建筑物的加固可以通过增加支撑点、斜撑、钢筋等方式进行。
这样,在地震发生时,建筑物能够更好地承受地震波的冲击,减少损害。
此外,科学的地震预警系统也可以在一定程度上提高建筑物的防护能力。
地震预警系统可以提前预测地震的发生并发出警报,为人们提供逃生和保护的时间。
在地震预警系统的提示下,人们可以采取相应的措施,如迅速转移至安全地点或避免进入高风险区域,从而减少地震对建筑物和人员的伤害。
在地震防护方面,国家和社会也起到了关键作用。
国家应该加强地震科研和技术创新,提升抗震能力的标准和要求。
社会应该提高地震灾害的认识和应急意识,加强建筑物的维护和加固工作,同时也要做好灾后重建工作。
地震对建筑结构的影响及防护措施地震是自然界中一种具有巨大危害性的自然灾害,其对建筑结构的影响是不可忽视的。
地震通常会引起建筑物的倒塌、破坏和损害,给人们生命财产造成巨大损失。
因此,为了最大限度地减少地震对建筑造成的破坏,科学的防护措施非常必要。
首先,地震对建筑结构的影响主要体现在地震波的传播和震动。
当地震波传播到建筑物底部时,会引起地基和基础的振动,进而传输到建筑物的结构上。
这些震动力会造成建筑物的位移、变形和应力集中,从而导致建筑物的倒塌。
同时,地震还会引起建筑物的共振效应,即建筑物与地震波的频率相近,导致振幅放大,进一步增加了建筑物的破坏。
针对地震对建筑结构的影响,人们提出了一系列的防护措施。
首先,建筑物的结构设计应符合地震抗震的要求。
抗震建筑设计要考虑地震波的传播特点,并合理选择建筑材料和结构形式。
同时,还需要根据地震区域的地震烈度,确定相应的抗震设防烈度,确保建筑结构在一定程度上可以抵抗地震的影响。
此外,可以采用隔震结构设计,通过设置隔震装置将地震波的能量转移,从而减少对建筑物的影响。
其次,地震防护还需要考虑到建筑物的抗震加固。
对于既有建筑物,可以通过加固措施来提高其抗震能力。
常见的加固措施包括加固柱、加固梁、加固墙等。
此外,在建筑物的设计中还可以添加一些抗震装置,如防震支座、水平支撑等,以增加建筑物的稳定性。
此外,地震对建筑物的影响还需要考虑到建筑材料的选择和施工质量。
建筑材料的选择应尽量采用抗震性能好的材料,如钢材、钢筋混凝土等。
同时,在施工时要严格按照规范进行操作,保证建筑物的结构稳定性和质量。
最后,为了有效防护地震对建筑物的影响,人们还可以采用预警和避震措施。
地震预警系统可以提前发现地震波,通过及时预警能够给人们躲避和疏散的时间。
而地震避震措施则是通过在建筑物下方设置弹簧等避震装置,将地震波的能量分散和减小,从而有效减少地震对建筑物的影响。
综上所述,地震对建筑结构的影响是无法忽视的,但通过科学的防护措施可以最大限度地减少地震对建筑造成的破坏。
地震对建筑的影响与规避措施地震是一种自然灾害,它不仅给人类带来数百年来的破坏和人员伤亡,同时也会对建筑物造成极大的影响。
如何减少地震对建筑的影响,保障人类的生命安全,是建筑师们一直以来的难题。
本文将从地震对建筑的影响入手,探讨如何规避地震对建筑的影响。
一、地震对建筑的影响地震能够对建筑物产生影响是因为建筑物是可以振动的结构体系,所以地震会给建筑物带来振动。
据研究显示,地震对建筑的影响有以下几点:1、破坏结构体系地震会使建筑物产生摆动,从而使建筑物的结构体系产生扭曲、变形、破坏等,进而导致建筑物整体倒塌。
2、损伤建筑部件地震的地面振动能够使建筑物产生横向力、重力、剪切力等,从而损伤建筑物内部各个部件,例如砖、钢筋混凝土柱和梁等。
3、导致地基塌陷地震产生的振动可以导致地基塌陷,从而使建筑物发生倾斜、崩塌等问题。
4、影响地下管网地震的振动还可以影响到地下的管网,如水管、天然气管道等,从而加剧地震的破坏程度。
二、规避地震对建筑的影响为了减少地震对建筑物的影响,建筑师们正在不断探索和研究,采取各种措施来降低地震的影响。
以下是几种常见的规避措施:1、加建筑物抗震强度建筑师们在建筑的设计中为了提高建筑物的抗震能力,会对建筑物的结构体系进行加固,例如增加混凝土墙、加强钢筋混凝土柱和梁等。
2、用轻质材料轻质材料比重较轻,容易振动消散,因此在建筑的设计中,建筑师们可以采用轻质材料,如轻钢结构、轻质隔墙、轻质隔断、轻质石膏板等。
3、建设地震支撑系统地震支撑系统包括减震器、缓冲器、加固桥墩等,可以通过消耗和减缓地震能量来减小地震对建筑物的冲击。
4、增加安全出口在建筑物的设计中,建筑师们还会增加安全出口,以保障人员的生命安全。
在地震期间,人员可以通过安全出口安全地撤离建筑物。
总之,地震是一种无法避免的自然灾害,而造成的人员伤亡和财产损失也无法挽回。
因此,在建筑的设计和施工中,采取各种措施来规避地震对建筑的影响至关重要,这不仅需要建筑师们切实做好建筑物的抗震设计和施工,还需要各级政府和社会各界积极配合,共同努力,将地震对建筑的影响降到最低,保障人员的生命安全。
地震对建筑结构与设计的影响评估地震是一种自然灾害,造成了巨大的破坏和人员伤亡。
在地震发生后,建筑结构与设计的安全性成为了一个重要的议题。
地震对建筑结构与设计的影响评估是为了确保建筑物在地震中具备足够的韧性和稳定性。
本文将就地震对建筑结构与设计的影响进行评估和探讨。
首先,地震对建筑结构的影响主要集中在两个方面:地震力的作用和地震波传播的影响。
地震力的作用是指地震中由地壳运动产生的力对建筑物的作用。
大地震力作用下,建筑物的承载能力会受到较大的挑战,可能导致结构失稳甚至倒塌。
地震波传播的影响是指地震波在地壳中的传播过程对建筑物的影响。
地震波振动会导致建筑物发生动力响应,如结构位移、变形、裂缝等,进而影响建筑物的整体稳定性。
其次,针对地震对建筑结构的影响,设计者可以采取一系列措施来加强建筑物的抗震能力。
首先,加固结构是提高建筑物抗震能力的重要手段。
通过采用更加坚固的建材、增加钢筋混凝土结构的配筋密度等方式,可以确保建筑物在地震中的整体稳定性。
其次,减震设计也是一种有效的抗震措施。
通过在建筑物底部安装减震设备,例如减震器和阻尼器等,可以降低地震波传递到建筑物的震动幅度,从而减少结构受力和损伤。
此外,建筑物的布局和平面结构设计也是重要考虑因素。
科学合理地布置建筑物的功能区域,避免悬挑较大的结构和柱网较稀的设计,可以提高建筑物的整体稳定性。
同时,地震对建筑设计过程也产生了重要的影响。
在设计过程中,设计师需要考虑地震的影响因素,并对其进行评估,从而制定合适的方案。
首先,评估地震的发生概率和震级对建筑物安全性的影响非常重要。
地震发生频率和震级高的地区需要采取更严格的抗震设计要求,以确保建筑物可以承受较大的地震力。
其次,地震波的特征也需要考虑。
不同地区的地震波传播特点各不相同,例如地震波的频率、振幅和持续时间等都会对建筑物的响应产生影响。
在设计过程中,需要合理选择地震波的参数,并进行结构响应分析,以确保建筑物在地震中的安全性。
防震缝对竖向不规则建筑抗震性能影响分析
刘坤龙1 雷庆关1,2
(1.安徽建筑大学, 230601 2.合肥工业大学, 230009)
摘要:通过SAP2000分别建立设有抗震缝和不设抗震缝的大底盘多塔结构模型,分析抗震缝在地震作
用下的动力响应,以此探讨抗震缝对于结构的影响。
关键词:抗震缝;层间剪力
1工程算例
某工程为一综合体,由2栋不等高塔楼、裙房组成,塔楼与裙房之间未设缝,构成大底
盘多塔结构。采用SAP2000分别建立设置抗震缝和未设置抗震缝模型。该结构裙房部分为4
层,结构高度4.2m;左边塔楼15层,右边塔楼9层,结构高度均为3m。各框架柱间距6m,
截面600mmx600mm,框架梁截面600mmx300mm。结构抗震设防烈度为7度,设计基本地震加
速度为0.10g。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》关于抗震缝宽度的规定,对裙房于塔楼之间设置
宽度为35cm的沉降缝。
2 计算参数
本模型选取EL-centr波进行分析,地震波持续时间28s。积分类型选择模态积分,因
此线性时程的荷载工况从结构构件零应力刚度开始。根据《建筑抗震设计规范》
GB-50011-2010中有关结构时程分析所用地震加速度的时程曲线最大值的规定,将施加荷载
的比例系数设为1.0。
模型选择振型叠加法对解耦股模态方程进行解耦,两个模型各分析了12个振型,模态
分析的结果显示X、Y向平动的有效质量参与系数都达到了90%,满足《建筑抗震设计规范》
对于振型选取的规定要求。
3 结果分析
3.1 周期与振型参与系数
从图1可以看出,不设抗震缝的结构其自振周期较设缝的小,这是由于塔楼与裙房共同
构成大底盘组,使得结构质量、刚度中心有所偏离,主楼结构整体刚度有所增大,所以结构
自振周期有所减少。从多塔模型的振型质量参与系数可以看到,一些低阶振型参与系数很小,
而某些高阶振型参与系数却较大。
3.2层间剪力
由于SAP2000不能直接提供各楼层剪力,现采用截面切割功能分层截取内力,并绘制图
形。图2为两模型的各楼层层间剪力对比图,可以看出不设抗震缝的多塔模型同设有抗震缝
的模型相比其裙房的楼层剪力均有增加;同时无论设缝与否,多塔模型在裙房顶面即第四层
处剪力出现陡降,这是由于结构刚度在裙房和塔楼之间的突变,出现了较为明显的薄弱层,
此处连接部位需要加强;从曲线整体走势来看,设有抗震缝的曲线较为平缓,突变点不明显,
说明结构受力比较均匀。
3.3 层间位移
同层间剪力选取方法一致,采用截面切割得到其层间位移。图3为两个模型在地震波作
用下的层间位移曲线,可以看出两曲线的走势大致相同,都为随楼层高度增加,位移逐步增
大;在薄弱层出都表现出了位移突变;设有抗震缝的结构其位移曲线较缓和。
4 结语
本文主要选取大底盘多塔结构作为竖向不规则建筑,运用有限元分析软件建立设置抗震
缝和未设抗震缝的两个计算模型,通过模态分析、线性时程分析,得到以下主要结论:
(1)设置抗震缝虽会降低结构的刚度,但相应的结构柔度会增加,使得建筑物有很好
变形能力,能够吸收更多的地震能量,这一点对于抗震是有利的。
(2)在未设置抗震缝时,层间剪力在裙房与塔楼之间有明显的突变现象,而设置抗震
缝能较好的解决这一问题。
(3)裙房与塔楼连接处是结构的薄弱层,在进行设计时应当予以重视。
(4)抗震缝的设置有利于提高结构的受力性能,但会增加施工的难度,同时还要注意
结构在大震作用下有可能会发生碰撞的问题。
参考文献:
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