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抗震技术土木工程论文范文

来源:盘古文库作者:漫步者2025-11-191

抗震技术土木工程论文范文第1篇

【摘要】桥梁工程的抗震设计是保证桥梁质量与安全通行能力的重要措施,做好对桥梁工程的抗震设计对于提升其工程效益具有重要意义。文章先对桥梁抗震设计原则进行阐述,之后简要分析了桥梁工程的抗震设计参数,最后提出了桥梁抗震设计的几点建议。

【关键词】桥梁工程;抗震设计;结构延性

前言:

随着我国交通事业的不断发展,越来越多的桥梁工程得以建设。桥梁工程作为我国交通事业当中的重要表现形式,其抗震性能一直是业内所研究的重要内容。从桥梁工程的本质用途与基本结构角度来看,做好对其的抗震设计不仅能提高桥梁工程的建设效益,同时还能够保证桥梁的通行安全性,这对于促进我国交通事业的发展具有重要意义。

一、桥梁抗震设计原则

1.场地选择原则

从桥梁的建设需求角度来看,部分桥梁工程的建设是相对被动的,但为了保证桥梁的抗震性能,即使桥梁工程的建设需求相对被动,也必须要做好对场地的选择。在进行场地选择时,要依据对选址地形、地质的分析,来对选址地的地震危险性予以判断,确保桥梁工程的建设能够在一个既符合交通需求,地震出现几率又相对较小的位置,从根本上为桥梁的抗震性能提供支持。

2.整体性原则

整体性是桥梁工程抗震设计的最基本要求,因为具有整体性的桥梁工程,其能够更好的发挥出空间作用,在保证自身结构状态的基础上,能够实现对结构构件与非结构构件的有效连结,以避免发生地震时出现构件掉落的情况。在进行桥梁工程设计过程中,无论是桥梁的平面还是立面,桥梁的所有结构布置必须要使用科学的几何尺寸、刚度和规则度,从根本上保证桥梁结构的质量均匀和整体性,以确保桥梁工程能够更好的应对环境突然变化而带来的不利影响。

3.多层抗震原则

多层抗震原则是桥梁工程建设过程中的最基本原则。因为地震具有强度的不确定性和突发性,如果桥梁工程的抗震设计没有达到抗震标准,那么桥梁工程很有可能全部损毁,这不仅会造成巨大的经济损失,同时还会对驾驶员带来人身安全威胁。在这种情况下,必须要保证桥梁工程第一道抗震防线受到地震破坏后,仍有第二道、第三道抗震防线对其予以保护。在这种抗震设计原则下,超静定结构得以研发,并成为了桥梁抗震设计的主要策略。

二、抗震设计参数

从桥梁工程的结构性质角度来看,其在进行抗震设计时,需要特别对以下三方面参数予以设计:

1.结构强度

结构强度即桥梁工程整体结构的强度,其是抵抗地震为桥梁工程带来变形、断裂破坏的重要环节,桥梁工程只有具有了足够的结构强度,才能够在地震发生时与地震所带来破坏力产生抵抗,以实现对桥梁结构的有效保护。在进行桥梁工程结构强度设计时,需要在对选址地实际地质状态以及地震发生几率充分分析的基础上来予以进行。例如对于设防地震(475年一遇)的桥梁工程结构强度要足够高,才能达到抗震强度要求。

2.结构刚度

结构刚度即桥梁工程整体结构的刚度,其也是桥梁工程抵抗地震作用力的重要环节,桥梁工程具备了一定的刚度,才能够抵抗地震所带来的弹性变形,以确保桥梁结构的稳定性与安全性。在进行桥梁工程结构刚度设计时,设计师必须要做好对不同地震级别所能够为桥梁结构带来的变形力预估,然后通过所预估的最大变形力来对桥梁刚度予以设计,以抵抗对桥梁受地震破坏而出现变形或位移。

3.结构延性

结构延性即桥梁工程整体结构的刚度,其是指桥梁结构用于定康非弹性反应范围内的变形能力。在桥梁抗震设计环节中,结构延性的重要性无可比拟,因为能够对桥梁工程带来破坏的地震强度往往都超出了预估,另外地震对桥梁工程带来的破坏是运动式破坏,在这种破坏模式下,桥梁结构的延性能够在地震为桥梁工程带来超出结构弹性范围的变形时维持桥梁工程的大部分初始强度,从而避免桥梁工程遭受毁灭性破坏。

三、桥梁抗震设计建议

桥梁作为特殊性交通工程,为了提高其抗震性能,保证交通安全性,笔者提出以下几点抗震设计建议:

(1)桥梁工程材料选择优先次序:钢结构、钢矾结合、现浇钢筋矾、预制钢筋矾、预应力矾、砌体。

(2)从地震性质及桥梁工程结构角度分析,在地震发生时伸缩缝会对桥梁整体结构带来不安全因素。为了提高桥梁工程的整体性,提高桥梁工程的抗震能力,建议以连续桥跨来代替简支梁,从根本上减少伸缩缝的数量,实现对地震发生后落梁可能性的有效控制。

(3)为了避免地震发生时桥梁工程出现主梁落梁或位移的情况,建议增强桥面的连续构造,实现宽度延伸。与此同时,还要对宽墩、支座及顶盖梁进行加宽,并设置隔挡设施,从根本上降低地震时桥梁出现位移的几率。

(4)在进行桥梁轴线设计时,应尽量保持轴线笔直,因为曲线桥会让地震时桥梁所受破坏复杂化。另外应保持桥墩和桥台与轴线的垂直状态,以避免斜交而在地震时出现位移增大的不良反应。

(5)在桥梁设计时,应尽量选择短桥跨,以实现对桥梁墩柱承受轴向力的有效降低,从而保证墩柱的延性能力能够得以发挥,为桥梁提供良好的抗震支持。

(6)在进行桥梁工程设计时,如果所设计桥梁为轻高排架橋墩,建议在桥墩之间增设横系梁,以实现对桥墩的约束,降低地震发生时桥墩出现横向位移和设计弯矩的几率。

(7)为了提高桥梁工程的抗震性能,建议多使用新技术、新材料,例如减隔震支座、双曲面支座、阻尼器等,以实现对桥梁减隔震水平的提升,提高桥梁工程的抗震效果。

总结:

综上所述,做好对桥梁工程的抗震设计是我国交通事业对桥梁工程提出的最基本要求,其是桥梁工程建设效益发挥的重要保障。在实际工作过程中,为了确保桥梁工程的抗震设计能够真正的符合桥梁工程建设的实际需求,相关人员必须要充分做好对桥梁工程所在地环境的分析,切实保证所设计抗震标准能够符合桥梁的需求,在保证桥梁工程建设质量的基础上,也为我国交通事业的安全发展提供最基础的支持。

参考文献:

[1]孙治国.钢筋混凝土桥墩抗震变形能力研究[D].中国地震局工程力学研究所,2012.

[2]陆本燕.基于性能抗震设计理论的桥梁结构性能量化指标研究[D].长安大学,2011.

[3]张煜敏.公路梁桥位移型抗震分灾系统研究[D].长安大学,2011.

[4]何晗欣.桥梁抗震与抗风及其影响因素分析研究[D].长安大学,2011.

抗震技术土木工程论文范文第2篇

2、浅谈碳纤维材料在建筑结构加固中的应用

3、土木工程中高层建筑结构施工技术分析

4、探析智能材料在土木工程中的应用

5、基于传递函数法的单自由粘弹性减震整体系统随机响应分析

6、衡阳清江大桥设计与研究

7、土木工程建筑结构设计中的问题分析

8、土木工程中结构与地基加固技术研究

9、博士点申报工作之内涵建设的具体思考

10、土木工程智能结构体系的研究与发展

11、土木工程中结构与地基加固技术

12、城市地下空间工程防灾减灾课程教学探讨

13、土木工程建筑结构设计中的问题与策略刍议

14、微探如何加强土木工程施工项目质量管理

15、土木工程用剪力围栏桩基

16、林同炎:预应力混凝土先生

17、土木工程现状与发展趋势研究

18、研究立足国家所需 科学保障桥梁寿命

19、新时期土木工程绿色节能新技术解析

20、论预应力钢结构在建筑土木工程中的应用

21、钢结构设计课程的教学方法探讨

22、浅析建筑结构减隔震的现状及未来发展

23、土木工程建筑结构设计优化策略研究

24、某超高层建筑的抗风设计

25、基于分散控制的建筑结构振动控制理论与计算方法研究

26、基于土木工程建筑结构设计的优化分析

27、现代大型渡槽结构型式综述

28、结构抗震中黏弹性阻尼器发挥的作用初探

29、土木工程建设中房屋建筑结构设计常见问题探讨

30、土木工程建筑结构设计中的问题与策略

31、车桥耦合振动2019年度研究进展

32、结构与地基加固技术在土木工程设计中的应用

33、探析高层建筑抗震结构设计

34、巨匠风骨思大师:写在结构大师胡庆昌逝世周年前夕

35、房屋建筑结构施工中常见问题分析

36、邹厚存:携创新一路前行

37、我国土木工程防灾减灾的研究现状和思考

38、浅谈高层建筑受水平荷载的影响及概念设计

39、幕墙立柱插芯节点的往复荷载试验研究

40、土木工程结构设计与地基加固技术分析

41、土木工程专业课程教学策略的思考

42、智能材料特征及其在土木工程中的应用

43、阻尼器在结构振动控制中的应用

44、解读土木工程智能建筑结构的发展及应用

45、智能材料在现代土木工程监控中的研究进展

46、矢志抗震防灾勇攀科研高峰

47、针对高层建筑空间结构设计问题探究

48、基于专业学科基础课教学整合的信息素质教学模式研究

49、中外土木工程防灾专业结构动力学课程比较研究

抗震技术土木工程论文范文第3篇

随着我国现在化城市和经济的飞速发展,交通线路的重要性越加突出,公路交通是国民经济大动脉,同时,也是抗震救灾生命线工程之一。桥梁工程是公路工程的咽喉要道,在保障公路通畅中起着至关重要的作用。而一旦地震使交通线路瘫痪,将会给国家和人民带来极大的损失和不便。大跨度桥梁是交通运输的关键枢纽,对其进行有效的抗震设计,确保其抗震安全性意义深远。

一、大跨度桥梁抗震设计发展

大跨度桥梁的抗震设计是一项综合性的工作,反应比较复杂,相应的抗震设计也比较复杂。目前,国内外现有的大多数桥梁工程抗震设计规范只适用于中等跨径的桥梁,超过使用范围的大跨度桥梁则无规范可循。我国公路大跨度桥梁的抗震设计规范仍在初步阶段,存在许多需要进一步解决的问题。近年来,美国、日本等一些国家的地震工程专家提出了分级设防的抗震设计思想,一般可概括为:小震不坏、中震可修、大震不倒。我国《公路工程抗震设计规范》规定地震烈度7度以上地区的新建桥梁都必须抗震设防。其中,最主要的建议是要采用两水平的抗震设计方法,即要求结构在两个概率水平的地震作用下,分别达到两个不同的性能标准。

二、抗震设计

“小震不坏,中震可修,大震不倒”的分类设防抗震设计思想已广为接受,而能力设计思想也越来越广泛地被国内外专家学者所接受。能力设计思想要求在一座桥梁内部建立合理的强度级配,以保证地震破坏只发生在预定的部位,而且是可控制的。具体来说,要选择理想的塑性铰位置并进行仔细的配筋设计以保证其延性抗震能力;而不利的塑性铰位置或破坏机制(脆性破坏)则要通过提供足够的强度加以避免。大跨度桥梁的抗震设计应分两阶段进行:1)在方案设计阶段进行抗震概念设计,选择一个较理想的抗震结构体系;2)在初步或技术设计阶段进行延性抗震设计,并根据能力设计思想进行抗震能力验算,必要时进行减、隔震设计提高结构的抗震能力。

1、抗震概念设计

对结构抗震设计来说,“概念设计”比“计算设计”更为重要。正是由于地震发生的不确定性和复杂性,再加上结构计算模型的假定与实际情况的差异,使“计算设计”很难控制结构的抗震性能,因而不能完全依赖计算。结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。因此,在桥梁的方案设计阶段,不能仅仅根据功能要求和静力分析就决定方案的取舍,还应考虑桥梁的抗震性能,尽可能选择良好的抗震结构体系。在抗震概念设计时,为了保证桥梁结构的经济性和抗震安全性,要特别重视上、下部结构连接部位的设计,桥墩形式的选取,过渡孔处

连接部位的设计以及塑性铰预期部位的选择。通常允许桥梁结构在强震下进入塑性工作状态,在预期的部位形成塑性铰以耗散能量,但不允许出现脆性破坏,如剪切破坏。为了保证所选择的结构体系在桥址处的场地条件下确实是良好的抗震体系,必须进行简单的分析(动力特性分析和地震反应评估),然后结合结构设计分析结构的抗震薄弱部位,并

进一步分析是否能通过配筋或构造设计保证这些部位的抗震安全性。最后,根据分析结果综合评判结构体系抗震性能的优劣,决定是否要修改设计方案。

2、延性抗震设计

桥梁的延性抗震设计应分两个阶段进行:1)对于预期会出现塑性铰的部位进行仔细的配筋设计;2)对整个桥梁结构进行抗震能力分析验算,确保其抗震安全性。这两个阶段可以反复,直到通过抗震能力验算,或进行减、隔震设计以提高抗震能力。

3、桥梁减、隔震设计

减、隔震技术是简便、经济、先进的工程抗震手段。减、隔震装置是通过增大结构主要振型的周期使其落在地震能量较少的范围内或增大结构的能量耗散能力来达到减小结构地震反应的目的。在进行抗震设计时,要根据结构特点和场地地震波的频率特性,通过选用合适的减隔震装置、相应参数以及设置方案,合理分配结构的受力和变形。一方面,应将重点放在提高吸收能量能力从而增大阻尼和分散地震力

上,不可过分追求加长周期。另一方面,应选用作用机构简单的减、隔震体系,并在其力学性能明确的范围内使用。减、隔震设计的效果,需

要进行非线性地震反应分析来验证。

大量研究表明,最适宜进行减、隔震设计的情况主要有:

1)桥梁墩柱较刚性,即自振周期较小;

2)桥梁很不规则,如墩柱的高度变化较大,有可能导致受力不均匀;

3)预测的场地地震运动的能量主要集中在高频分量,而低频分量的能量较少(浅震、近震、岩石地基)。因此,要根据结构特点和场地震动特点决定是否要进行减、隔震设计,以及采取什么减、隔震装置。

近年来国内外学者提出在桥梁结构中设置粘滞阻尼器来改善结构的抗震性能,已在多座桥梁中得以应用。有研究表明:将隔震支座与粘滞阻尼器组合使用既能减小结构地震力,又能有效地控制梁体位移及墩、梁相对位移。

三、抗震加固技术

在决定一座桥梁是否如何加固以前,应先评估其抗震能力。主要是先决定墩柱的破坏形式及墩柱的最大延性能力,其次计算整体屈服的地震加速度及整体的最大延性能力,最后算出桥梁的抗震能力Ac值。

1、桥梁震害介绍

从我国历次破坏地震中,调查得到的公路桥梁震害产生的主要原因有以下几类:

(1)支承连接件失效由于上下部结构产生了支承连接件不能承受的相对位移,使支承连接件失效,上部与下部结构脱开,导致梁体坠毁。由于落梁的强烈冲击力,下部结构将遭受严重破坏。支承连接件失效的原因,主要是设计低估了相邻跨之间的相对位移。为了解决这个问题,目前国内外的通常做法是增加支承面宽度和在简支的相邻梁之间安装纵向约束装置。

(2)下部结构失效主要是指桥墩和桥台失效。桥墩和桥台如果不能抵抗自身的惯性力和由支座传递来的上部结构的地震力,就会开裂甚至折断,其支承的上部结构也将遭受严重的破坏。

钢筋混凝土柱式桥墩大量遭受严重损坏,是近期桥梁震害的一个特点。其原因主要是横向约束箍筋数量不足和间距过大,因而不足以约束混凝土和防止纵向受压钢筋屈曲。目前的解决办法是通过能力设计和延性设计,使桥梁的屈服只发生在预期的塑性铰部位,其余结构保持弹性。

(3)软弱地基失效如果下部结构周围的地基易受地震震动而变弱,下部结构就可能发生沉降和水平移动。如砂土的液化和断层等,在地震中都可能引起墩台的毁坏。地基失效引起的桥梁结构破坏,有时是人力所不能避免的,因此在桥梁选址时就应该重视,并设法加以避免。如果无法避免时,则应考虑对地基进行处理或采用深基础。

2、研究现状

针对桥梁在地震中的震害类型,目前,国内外桥梁抗震加固主要采

取以下技术措施:

(1)在伸缩缝、铰和梁端等上部接缝处采用拉杆、挡块或者增加支承面宽度等措施,以防止落梁震害的发生;

(2)增加钢筋混凝土桥墩的横向约束,提高其抗弯延性和抗剪强度,防止桥墩弯曲和剪切震害;

(3)采用减隔震技术及专门的耗能装置,提高桥梁的抗震性能。例如采用铅芯橡胶耗能支座等。对隔震而言,利用周期、阻尼与位移等相依变量进行参数分析,配合加固目标的订定,最后提出结合位移设计法的隔震装置加固设计程序。隔震装置的分析采用铅芯橡胶支座(LRB)以及摩擦单摆支座(FPS)两种。对减震而言,亦可结合位移设计法进行减震加固设计。可使用替代结构法,将结构以等效劲度及等效阻尼比以线性迭代的方式来进行粘滞性阻尼器的加固设计。

3、发展趋势

从桥梁震害调查中发现,遭受严重破坏和倒塌的桥梁结构,绝大部分是源于落梁和抗弯延性不足。因此,国外主要的多震国家,开始强调桥梁结构整体的延性能力,其它一些国家则在原有规范的基础上,也相应地对保证桥梁结构整体的延性能力,并通过设计和构造保证桥梁结构的整体延性能力。为了保证结构的整体延性能力,目前通常的做法是增加防落梁构造措施和在预期出现塑性铰的关键部位增加横向约束,以提高桥墩的抗弯延性和抗剪强度。从加固的对象上来看,美国、日本等桥梁抗震加固水平最高的国家,已经把加固的重点从以前单一

的防落梁构造措施,转移到重视桥墩整体延性上来,以保证加固后的桥梁与新建桥梁的抗震能力相当。国内外地震工程研究人员总结了近年来国内外的震害资料,开始检讨过去单纯“强度抗震”设计的指导思想,研究考虑基于性能的抗震设计原则。基于性能的设计被广泛的认为是未来结构抗震设计规范的基本思想。抗震设计的性能指标,可以是单一指标,也可以是多指标或组合指标。在研究手段方面,整个抗震工程学都出现了越来越重视和依靠地震模拟试验的发展趋势。应该注意到现在的试验已经不再是传统意义上的简单试验,而是和现代科技融为一体的高科技试验.

四、结语

抗震技术土木工程论文范文第4篇

1 地震灾害砌体结构受损原因简析

房屋空间大、自重大、墙体抗拉和抗剪力很低、场地地基与房屋自斟周期相近引发更大的共振、构造不合理;施工不规范、地震级数过高等因素。究其主要原因就是设计不合理,施工不规范,砌筑质量差。

2 应对策略

2.1 加强砌体约束构件的设置

加强边缘约束和配筋是改善砌体结构的脆性的主要措施。把边缘约束构件设置在承重墙体中的做法,可以极大地提高多层砌体结构房屋抗震的性能,一般可以抗击八级以下地震不会倒塌。在实施中应注意以下几个方面。

(1)构造柱截面面积不宜过大和配筋数量不可过多。且必须是在墙后浇构造柱混凝土之前,这样才能加强构造柱与墙体结合的紧密度,共同承担压力。在水平地震作用初期,不会受什么损害。但是,当墙体开裂后,随着柱内应力由小增大,直到裂缝在贯通墙体时,墙体就会破碎,但一般不至于倒塌,这就是“裂而不到”的预期目标。假如柱截面过大和配筋过多,大多数的地震力就会先作用在刚度较大混凝土上,这就会使构造柱比墙体先被破坏,也就无法取到约束墙体的功效。

(2)设置构造柱应保持砌体的刚性性质。因为,墙体在地震作用下,首先都是沿者45度主拉应力的方向开裂,并逐步延伸,形成对角交叉型的裂缝;高宽比较大的墙段,水平裂缝段则容易出现在墙体中段。所以,应保证构造柱的间距适中,杜绝过大,已达到加大对墙段砌体的约束作用,纵墙内每开间必须均设,横墙内间距要小于两倍层高。

(3)楼盖圈梁在多层结构中很难准确计算,它的作用是多方面的,如增强拉接,提高结构的整体性,抵御地基的不均匀沉降,加强楼板与墙体的连接等。而构造柱的作用也是如此,它在加强墙体之间的连接方面是明显的,但它的约束作用一般要在墙体开裂以后才能发挥,这是构造柱的特点之一。

2.2 加强配筋砌体。

在现代城市中的高层建筑中应用比较广泛,需要注意如下几个方面。

(1)在每一层都要设置楼层圈梁,截面适当加大。

(2)在每一个墙体交接处均应该设置构造柱。

(3)构造柱的间距必须控制在4米以内。

(4)在叫宽大的洞口两侧必须设构造柱。

(5)这些都是用组合砌体的原理设计的。但是,这样的弊端是构造柱的数量会增多,故此,必须严格控制构造柱的截面不能过大。

2.3 注重对房屋的重要部位

(1)加强楼梯间的构造柱设置。

(2)房屋门窗边的墙体必须尺寸长度合理。

(3)用边框对过大尺寸的门洞进行加强处理。

(4)在房屋角部设置构造柱的配筋。

3 一些建议

3.1 合理设计,保证施工质量

一栋房屋设计得如何,在很大程度上决定了房屋的抗震性能,特别是对于多层砌体结构的房屋来说,显得尤为重要。因为,在设计中的一点点错误,很可能会带来巨大的安全隐患,造成无法挽回的损伤。所以,对房屋进行科学规划和合理设计,是提高多层砌体结构房屋抗震性的前提。

3.2 联系实际,加大调研力度

“没有调查就没有发言权”。作为建筑业的从业人员,在工作是都应该树立“安全至上、质量第一”的意识,要站在对人民生命安全和财产负责的高度认识加固抗震技术研究的重要性和必要性。我们每一个建设者要把建筑工作当成自己赖以生存的事业去做。在工作中,应密切联系实际,加大对多层砌体结构房屋的调研力度,对震害中的房屋进行尽可能详尽地分析,以寻求破解顽固症结的良方。

3.3 设立基金,鼓励改良创新

一项工作的发展,关键是靠投入。笔者认为国家有关职能部门可以成立一些奖励基金,奖励那些在建筑物抗震方面取得重大成绩的人。号召人们对已有的多层砌结构进行不断地探究,创新思路,切实提高多层砌体结构房屋的抗震能力。针对部分地区房屋存在超越规范规定房屋层数的具体情况,应对该类房屋制定更为严格的细部构造措施和要求,或制定相应的地方标准,以指导工程实践。例如对于8度区的空心砖砌体房屋放宽规范限制,可以盖到7层,但对其开间大小、平面布置、构造柱及圈梁的设置、楼屋面结构形式等都做出了相应的严格规定,并考虑整体弯矩的影响。

3.4 维护房屋周围安全,杜绝出现危害性震荡

如在砌体房屋周围的范围给以具体界定,不能出现重大破坏性的作业。政府职能部门应对地区场地进行合理的区划,避免场地土发生强烈的异常情况,以免对房屋造成损坏。有关部门应指导监督抗震设计工作。

3.5 在建筑物基础部位安装隔震器与阻尼器。

对于近震中发震概率比较小的地区,房屋主要受水平地震作用,减小上部建筑物的地震反应。例如叠层橡胶隔震支座及滑移隔震支座等的研究与应用。此种隔震技术的应用能起到事半功倍的效果;对于近震中地区,则结合当前墙体改革的需要,从节约能源、变废为宝、增强墙体抗震性能出发,研究新结构、新材料、新工艺、新技术,以满足我国城镇建设可持续发展的要求。当前出现的配筋约束砌体在强度、整体性、耗能性能等方面均优于传统的砌体结构,应推广使用。

3.6 将抗震规范基本要求中指导性的条文细化;例如对多层房屋平面形状的局部外伸或内收尺寸进行量化,便于抗震和设计部门操作。要采取必要的措施考虑竖向地震的影响

由于我国现在正处在墙体材料改革的时期,不同的地区都会有一些适合本地材料,但我们的总体思想“小震无碍,中震可修,大震不倒”是不变的,无论哪种材料,都要采取相应的抗震构造措施来保证工程的安全性,保证国家、人民的财产不受到损失。

摘要:作为传统的多层砌体结构,它的抗震性能明显要比框架结构和钢结构低,但是目前我国的城区留下老房子还比较多,特别是在二、三线城市和广大农村地区,由于经济等方面的因素,现在修建的房子仍然是以多层砌体结果为主。譬如在地震灾区重新修建的房屋,基本上都仍然是采用多层砌体结构。因此,笔者认为进行多层砌体结构房屋抗震加固技术分析是社会现实的需求,也是我们每一个建设者义不容辞的责任。本文对这种多层砌体结构房屋受大地震时容易倒塌的主要原因进行剖析,并结合现状提出了相应的对策和建议,期望取到抛砖引玉的作用。

关键词:多层砌体结构,加固,抗震

参考文献

抗震技术土木工程论文范文第5篇

摘要:本文对钢筋网复合砂浆加固方法进行了分析,并选择墙面的处理质量、界面剂涂刷、钢筋质量、钢筋固定、钢筋的位置、复合砂浆配合比、涂抹工序、涂抹厚度作为加固施工的质量控制点作了探讨。

关键词:钢筋网:复合砂浆:加固

文献标识码:B

1 前言

地震给人民的生命财产带来极大隐患,尤其在近期,报道屡见不鲜,继汶川地震之后又发生了青海玉树地震,造成了极大的人员伤亡和经济损失,这与房屋施工质量差等方面有重要的关系。因此,提高房屋的抗震性能,加强对建筑的抗震施工方法及质量控制的研究,对保证人们生命和财产的安全有重要的意义。

2 湖南省村镇建筑抗震性能调查

2.1 地质及震害概述

湖南省属于华中地区,地处中国中南部,土地总面积约为31774万亩,其中13.9%为盆地,154%为丘陵,13.1%为平原,51.2%为山地,总人口为6000多万。湖南省属于少震弱震省,它位于长江中下游地震带,是我国华北强震活动区到华南中强地震活动区的过渡地带,发生强震的次数很少,地质构造较为良好。从历史地震统计数据可以发现,湖南境内共发育有20余条活动断裂,其中仅洞庭湖东西两侧太阳山断裂和岳阳一临湘断裂活动性较强。6级以上强震的记载仅有1631年常德发生68级地震。湖南地区地震大多为构造地震和矿山、水库等引起的诱发地震,全省有仪器记录以来至2002年。共发生2级以上地震330次,其中天然构造地震135次,水库诱发地震30次,矿山地震占了65次。按《中国地震动参数区划图》,湖南省最高地震设防烈度为Ⅶ度,大多为Ⅵ度及Ⅵ度以下。

虽然总体来说湖南省地质情况较好,但历史上近500年来发生的中强地震也达20次,而且低强度地震的烈度值往往高于经验值,影响范围较广,如1996年7月,安化县高明乡青山村发生2.6级地震,烈度达到Ⅴ度,地震波及安化县高明乡、建陈村和涟源市伏口镇柏树村,有感面积约6.5km2;2003年1月,湖南省衡山县与湘潭县交接处发生ML2.8级地震,震中烈度为Ⅵ,有感范围北到湘潭县龙口乡泥湾村,南到衡山县白果镇高山村等龙口石膏矿区一带。造成这种情况,其主要原因有以下几个方面:

(1)浅源地震居多。湖南省境内地震主要是构造地震和矿山、水库等诱发地震,构造地震的震源深度一般在10km左右,很少超过20km。诱发地震震源深度大多仅为几千米。如1979年,常德市澄县澄南一带发生ML4.3级地震,震源深度为20km;湖南娄底煤田矿区自1972年开始发生的诱发地震震源均很浅,深度约1km左右。湖南东江水库诱发地震震源深度多集中在3km37km。

(2)地貌具有高烈度特征。由于湖南省境内山地所占面积大,51.2%为山地,若在陡峭的山区发生地震,则易引起山石滚落或山体滑坡,加重周围地表及建筑物破坏。另外,在洞庭湖区地表较为软弱,白垩系及新生代地层厚度达数千米,河湖相堆积的粘土淤泥、细砂层和卵石层厚度一般有150m,最厚达250-300m而且地下潜水面埋藏较浅,在地震作用下,软弱地基极易发生失效,引发高烈度。

(3)村镇地区房屋抗震性能低。湖南省村镇地区房屋结构形式以砖混结构或土木结构居多且老旧房屋较多,大多未设置抗震设防措施,房屋建造质量不高,导致在低强度地震作用下,农村地区房屋破损程度较为严重。

3 钢筋网复合砂浆加固方法概述

钢筋网复合砂浆加固法是一项墙体加固新技术。复合砂浆具有强度高、收缩小,与构件粘结性能好等一系列优点,是一种新型的无机材料,与钢筋网结合后而形成的加固薄层能与被加固的墙体很好的共同作用。钢筋网复合砂浆加固的采用能有效提高墙体的变形能力和抗震承载力。

钢筋网复合砂浆加固的方式有增设构造柱及圈梁、面层加固、增设剪刀撑三种。采取何种方式加固应根据待加固墙体的加固要求和承载能力来确定。

3.1 钢筋网复合砂浆面层加固

钢筋网复合砂浆面层加固适用于砂浆强度低,或抗压和抗剪承载力均不足,裂缝宽度不超过10mm的墙体。面层加固是对整个砖墙表面绑扎钢筋网,然后用复合砂浆作为保护和锚固作用,使薄层与墒体共同工作,整体受力。面层加固有单面加固和双面加固两种形式。

该加固方式的优点是能极大提高砖墙的承载能力、刚度、抗裂性及延性。缺点是材料使用量大、造价高,施工工期长。

3.2 增设钢筋网复合砂浆构造柱及圈梁

增设构造柱和圈梁是用钢筋网复合砂浆加固墙体的周边部分,并通过增强该部位的刚度和承载力来达到约束墙体的目的(见图1)。这是一种整体加固方法,适用于未设置构造柱或圈梁且整体性不足的房屋。新增的构造柱一般设置在房屋四角、不规则平面的转角处或纵横墙的交接处,并与新增的圈梁的墙体相连,且在同一平面内闭合。

该加固方式的优点是能提高砖墙的整体性,而且造价较为经济。

3.3 增设钢筋网复合砂浆剪刀撑

增设钢筋网复合砂浆剪刀撑加固方式是在墙体的对角线部位设置两道交叉的钢筋网复合砂浆带,以提高墙体抗剪性能,延缓墙体开裂(见图21。该方法适用于墙体抗剪承载力不足的情况。

该加固方式的优点是造价经济,能较大提高砖墙的抗剪能力。

4 钢筋网复合砂浆加固施工方法

4.1 加固材料选择

加固所用材料主要包括钢筋、水泥、外加剂、纤维、界面剂等。

钢筋可以选用HRB335级热轧带肋钢筋或HPB235级的热轧钢筋。钢筋性能和质量应分别符合国家现行标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499,《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB13013的规定。

外加剂可采用化学外加剂、矿物外加剂、膨胀剂、聚合物乳液和可再分散聚合物胶粉。化学外加剂应可采用高效减水剂、引气减水剂和缓凝高效减水剂:可再分散聚合物胶粉可采用乙烯基类和丙烯酸类:矿物外加剂可采用Ⅰ、Ⅱ级磨细矿渣。Ⅰ级磨细粉煤灰和硅灰:聚合物乳液可采用聚醋酸-乙烯共聚乳液和聚丙烯酸酷乳液。

水泥可采用的品种有普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥,其中硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥强度等级不宜低于32.5级,矿渣硅酸盐水泥强度等级不宜低于42.5级:水泥的细度宜小于380m2/kg。严禁使用过期、受潮水泥。

加固用纤维可采用钢纤维和聚合物纤维。钢纤维长度宜为20-35mm:直径为0.30.6,长径比为30430,抗拉强度宜为6C0级。聚合物纤维可选用聚丙烯睛纤维、聚丙烯纤维、聚酞胺纤维和改性聚脂纤维,纤维抗拉强度应不低于

300N/mm2,直径为10-100μm,长度为4-20mm。

界面剂应采用水泥基界面处理剂,采用的水泥应为普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。

所用的砂宜选中砂,含泥量应控制在2%以内。

拌和用水应选用洁净的饮用水,不得使用含有酸、碱或油污的水源。

4.2 加固施工工序

钢筋网复合砂浆加固的施工工序:施工准备→墙面处理→钢筋的制作与固定→复合砂浆涂抹→养护。

4.3 墙面处理

墙面处理可采用人工凿除法。主要工作是将墙体表面粉刷层、灰渣、油污及松散的砂浆清理干净,封闭墙体裂缝,以形成坚实、洁净、粗糙的界面。

处理时要注意,对粘结良好且无空鼓的原有水泥砂浆粉饰层可以只做凿毛处理。凿除力度不宜过大,不得凿坏砖块,尽量避免对墙体造成扰动。在墙面处理时应将灰缝松动砂浆瓤除,残留在墙面及灰缝中的灰渣要用高压水或钢丝刷清理干净。

4.4 钢筋制作与安放

钢筋制作时应根据设计图纸进行放样,确定钢筋的直径、长度和根数。制作前应对钢筋进行调直、除锈。

在待加固砖墙布置钢筋时,首先按设计图纸要求放线确定钢筋的位置,然后再摆放钢筋。钢筋要正确摆放,对面层加固的钢筋网,竖向钢筋放置在内侧,横向钢筋在外侧:对于剪刀撑加固的钢筋网,斜向受力钢筋放置在内侧,分布钢筋放置在外侧:构造柱和圈梁钢筋的受力钢筋放置在内侧,外套箍筋。由于钢筋网紧贴墙面会导致钢筋与墙体无粘结,影响加固效果,因此内侧钢筋与墙面之间应设置砂浆块,将两者之间的空隙应控制在5mm左右。

钢筋网的交点部位可采用绑扎连接或点焊连接两种方式。采用绑扎方法连接时,应对全部交点进行绑扎,不得跳扎。采用电阻点焊的连接方法是:首先将两根已除锈钢筋安放成交叉叠接形式。然后压紧于两电极之间,利用电阻热融化钢筋,最后加压将两钢筋连接在一起,电阻点焊应根据钢筋级别、直径和焊机性能等,合理选择变压器级数、焊接通电时间和电极压力。

4.5 钢筋同定

面层和剪刀撑的钢筋网一般采用拉结筋固定。拉结筋分两种形式,单面加固的钢筋网采用L形钢筋固定,双面加固的钢筋网采用S形穿墙筋固定。

拉结筋的制作材料一般采用直径为6-8mm热轧钢筋,S形拉结筋的下料长度为墙厚加40mm;L形拉结筋的下料长度为锚固长度加20mm,其中锚固长度应按设计图纸要求取值。若图纸未作要求时可取15d。

拉结筋应按构造及设计要求放线定位。S形拉结筋应尽重选择在灰缝处,L形拉结筋应选在眠砖或斗砌的丁砖处。

L形拉结筋应植入砖内,植入方式是先钻孔,再用环氧树脂固定。

钻孔时应选择合适的钻孔直径和深度,因为钻孔过大、过深不仅会造成植筋胶的浪费,还会对墙体的整体性造成破坏:钻孔过小、过浅则会影响拉结筋与墙体之间的粘结性。对单面加固墙体,钻孔直径应为拉结筋直径的2-2.5倍,钻孔深度应植入深度加10mm;对双面加固墙体,钻孔直径应为拉结筋直径加2mm。钻孔时钻杆应垂直墙面,平稳钻进,不得损坏钻孔周围的砌体。由于孔洞内的灰尘会影响拉结筋的固定,可采用空气压缩机等除尘设备来清除,若遇雨天或孔内有水时,必须用海绵棒将水吸净,然后用脱脂棉蘸丙酮擦洗孔壁。在植拉结筋前,应临时将孔口用木塞封堵保护。

采用环氧树脂胶植拉结筋的方法是:当环氧树脂胶制备好后,应迅速往钻孔内注胶,并立即将已加工的拉缩筋缓慢旋转插入孔内。按一定方向旋转数圈,使树脂胶与钢筋和砖墙粘结密实。注入孔内的环氧树脂胶量,以插入钢筋后不外溢为宜。拉结筋植入后,需待环氧树脂胶固化并达到80%强度后方能进行下一步工序。

4.6 复合砂浆涂抹

复合砂浆应采用机械搅拌。在投料前,先对原材料计量,对每盘砂浆用砂、水泥及外加剂进行称量,水泥、外加剂的配料误差应控制在±3%以内,砂、水等配料误差应控制在±5%以内。严格按照配合比进行投料,投料顺序是先将砂、水泥干拌均匀后,然后加水和外加剂,对于含纤维的外加剂应分次投放。复合砂浆的搅拌时间控制在3-5min,时间过短,砂浆搅拌不均匀,时间过长容易出现泌水现象。

由于砖墙的孔隙率大,吸水性强,因此在复合砂浆涂抹之间应首先对砖墙浇水湿润。然后,对墙面涂刷界面剂以增强复合砂浆与墙面的粘结性。涂刷界面剂时应均匀、迅速。

复合砂浆厚度一般为25-35mm,可采用人工涂抹法施工。为了保证复合砂浆的密实,应分三层进行涂抹,第一层涂抹需将钢筋与墙体表面的间隔空隙抹实,第二层涂抹需将钢筋全部覆盖。第三层涂抹至设计厚度,并在初凝后再压光两三遍。涂抹过程要用力压实砂浆。各层砂浆的接茬部位必须错开,并压平粘牢。

5 抗震加固施工质量控制点设置及控制

钢筋网复合砂浆加固施工受人员、机械、环境的影响较小,对质量控制点的选择可从界面粘结、钢筋工程和复合砂浆三个方面进行。

5.1 界面粘结方面

5.1.1界面剂涂刷

界面剂能提高复合砂浆与砖墙的粘结能力。

控制措施:选择合适的配比。对涂刷遍数和厚度进行控制。

5.1.2 墙面的处理质量

影响复合砂浆面层与墙面粘结力的最主要因素就是处理后墙面的粗糙和坚硬程度,在施工过程中应重点控制。

控制措施:在墙面处理过程中应设专人进行监督。在墙面清理前应制定合适的处理方案,并对施工人员进行交底,清理墙面时,应选择合适的工具,并控制好凿击的力度。

5.2 钢筋工程方面

5.2.1 钢筋质量

钢筋质量对墙体的加固效果有重要影响。

控制措施:根据使用要求选择合适品种的钢筋:钢筋进场时应对其进行验收,认真检查钢筋型号、产品合格证、出厂检验报告等。

5.2.2 钢筋固定

钢筋是否固定牢固,会影响加固层中钢筋参与的程度。

控制措施:对拉结筋的植入间距、钻孔深度进行复核,拉结筋、箍筋应按正确方法施工。

5.2.3 钢筋的位置

钢筋的保护层厚度和钢筋与墙面之间的间距是否合理,会对复合砂浆的密实性及与墙面的粘结力造成一定的影响。

控制措施:钢筋定位放线要做到精确,控制好钢筋摆放顺序及砂浆垫块的厚度。

5.3 复合砂浆方面

5.3.1 配合比

复合砂浆的配合比会影响复合砂浆的强度、流动性。

控制措施:配合比应根据复合砂浆的设计强度和施工方法合理选择,并要通过试配来检验配合比设计结果。

5.3.2 涂抹工序

复合砂浆涂抹工序不合理会降低复合砂浆的密实度,以及复合砂浆与墙面的粘结力。

控制措施:涂抹前对工人进行技术交底。按正确操作方法进行施工,对第一层复合砂浆涂抹质量和复合砂浆涂抹厚度进行检查。

5.3.3 涂抹厚度

复合砂浆的厚度不足易引起露筋,降低加固效果。

控制措施:在墙面上隔一定的间距设置砂浆块来确定涂抹的厚度,并在施工过程中设专人检查。

6 结束语

钢筋网复合砂浆加固砖砌体房屋的方式有钢筋网复合砂浆面层加固、增设钢筋网复合砂浆构造柱及圈梁加固、增设钢筋网复合砂浆剪刀撑加固三种方式。对三种加固方式进行比较分析,面层加固优点是极大提高砖墙的承载能力、刚度、抗裂性及延性:增设构造柱及圈梁加固的优点是提高砖墙的整体性,造价较为经济:增设剪刀撑加固的优点是造价经济,能较大提高砖墙的抗剪能力。

抗震技术土木工程论文范文第6篇

关键字:过点高层建筑;工程结构;性能抗震设计

一、超限高层建筑基于性能抗震设计相关分析

(一)对高点的判别。10层高以上的建筑物才被叫做大型高层建筑。其中还有超限大型高层建筑。而对于我国高层建筑是否超限的判断则是通过将其有关高度同相应标准要求的限值相比较来作出,它一般涉及高宽比的超限、建筑平面规律超限和竖向规律的超限三个层面。

(二)过点我国中高层建筑基于性能抗震设计的思想内涵问题。在当前的环境下,当今世界各地均把”小震不坏、中震可修、大震不倒”的思想视为其建筑物抗震的根本原则,并且通过时间与实际经验的证明,该思想对于大地震灾难问题在解决结构上是目前人类所可以想到的较为合理的解决办法。不过,该思想最大的缺陷就在于尽管可以让建筑物在大地震面前屹立不倒而保障了人类的生命安全,但在大地震中却很易造成建筑结构功能的损害,进而给各方面对社会带来巨大经济损失,但在当前的社会实际基础上,该思想早已造成了巨大了的损失,其缺陷也有所体现,所以,建筑基于性能的抗震设计更加关键。基于性能设计的建筑起初就以抗震为设计基准并贯彻于建筑整个施工流程的自始至终,主要对构造系统的布局、建筑设计,以及施工阶段中对建筑构件系统的运用、对其质量的把关等方面加以规定,从而实现了建筑构件系统即使在抗震影响下,也能完成其构造功能的设计目的。

(三)超限中国的高层建筑抗震性能水平。根据当前相关法规,中国的超限对我国高层建筑的抗震性能水平大致分为如下六个方面的标准:1、在地震过后可以保证建筑构件的完整性,通常不需对其进行修补就可以重新使用;2、在地震过后可以保证建筑构件的完整性,内部仅有几个细小的裂纹,在通常情况下不需对其进行修补就可以重新使用;3、在地震过后可以保证建筑主要构件的完整性,其他部位虽有裂纹但在对其进行一般修补以后也能重新使用4、如果在地震过后建筑物的主要构件有轻度损坏,或者其他非主要构件也有中等程度的损坏,建筑必须进行相应的修补后方可重新使用;5、当抗震过后建筑物主要构件有中等程度的损坏,其他非主要构件有中等程度以上的损坏,建筑物必须进行相应的修理与补强方可使用。

(四)中国超限大型高层建筑基于性能抗震设计的技术问题。由于受到历史条件的约束,当时中国的建筑科技发展水平还未到达相当的先进水准,因此中国超限高层建筑基于性能抗震的技术设计,并无法有效的解决实际中存在的各种问题;并且随着社会的进步,中国高层建筑的工程设计也更加复杂化了,在对建筑物进行可行性结构评价时,往往因为评价结论都是根据有关实验结果进行,而导致了这在实际运用中很难进行有效实现;在当今日新月异的年代,每栋高层建筑设计都需要有所革新,这就导致了许多大型高层建筑的抗震性能水平都无法进行正确的划分,并且鉴于大型高层建筑的复杂性,对其抗震性能水平的主要评价方法如Pushover分析,在某些情形下也无法适应计算的要求,所以对其进行分类的计算方法也亟待提高。虽然综合上述所说,基于性能水准的耐震设计方法在过点大型高层建筑的设计中也是较为合理的,不过鉴于建筑的特点和复杂性,具体应怎样进行和设计则尚有待进一步深入研究。

(五)对中国超限建筑基于性能抗震设计的建议。按照前文所述,中国逾期建筑基于性能抗震设计的缺陷问题大多集中体现于对抗震技术水平的评价上,尤其是按照《建筑混凝土施工技术法规》,由于其对中抗震技术水平规范缺乏具体的规范,导致在对构造实施工程设计时常常无法实现”中震可修”的目的。所以,希望补充法规中对地震应力技术水平规范的缺陷,通过在中震和小震中间再增设一次中小震的技术指标,将对中震的规范进一步细分,并规范相关的特性技术指标,实现”中震可修”的设计目标更为具体。再把前文提出的六个主要结构性能水平,改为建筑功能良好、轻度损坏、较严重损坏、重大破坏和近乎倒塌的五种结构性能水平,以简化具體的重要构造性能水平技术指标,使工程设计更富有目的性和可操作性。

(六)抗震措施探讨。要通过复合螺旋箍筋来增加柱的抗剪强度,并提高对砼的约束效果,才能实现提高短梁抗震特性的目的。使用分体梁方式。提高短梁的受压强度可降低梁截面、增加剪跨比,进而提高整体构件的抗震特性。

二、结语

近年来,国家对超限中国高层建筑基于性能抗震材料的设计,在工程实践上也获得了不俗的成绩,并极大推动了相关科技的发展,进一步提高了超限中国高层建筑的安全程度。尽管基于性能的抗震设计方式,还是有不少的问题和不足比如在抗震作用水平的评价和对建筑物性能水平的估算等方面都未能得以克服,不过随着未来中国社会科学技术的持续发展与进步,以及科学研究的不断深入,该设计方式还可以取得很好的完善与成熟。

参考文献

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作者简介:张晓华,1988年生,女,汉族,山东烟台人,研究生,工程师,就职于武汉理工大设计研究院有限公司,主要研究方向:结构设计

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