论智能建筑和抗震的发展趋势
作者:佚名; 更新时间:2017-10-14

  当今社会科技的迅速发展无形中带动建筑行业的发展,从而驱动智能建筑的迅速发展,文章根据实践经验和对有关资料的总结,对多层及高层钢筋混凝土房屋的抗震设计问题进行了研究和探讨。

  20世纪科学技术的飞速发展,导致产业结构的巨大变化。智能建筑的产生为解决这一问题展开了广阔前景,尤其是其通信及办公自动化系统,大大提高了办公效率。

  智能大厦发展史,是一个从监控到管理的发展过程,也是楼宇设备监控的演变史。早期的超高层大楼一般设备非常多,诸如空调系统、给排水系统、变配电系统、保安系统、消防系统、停车场系统等各种专业系统同时共存。操作和控制这些系统,仅靠中央临近室很难实现。

  未来的智能建筑发展将体现如下显著特征:(1)多学科、多技术相互渗透。如虚拟现实、人工智能、生物电子工程、仿生学、生态学等新技术,使智能建筑有新的功能。(2)多个系统的相互交叉融合。智能大厦的三个系统不久就可以结合一个系统。(3)智能大厦群体化;未来将发展智能化建筑群。进一步实现智能化城市和国家。(4)智能建筑是可持续发展的建筑、其内涵:高功能建筑、绿色建筑、健康建筑、生态建筑。 智能建筑将成为建筑革命的先声,成为21世纪的重要产业部门,并进而带动其它行业的发展,乃至成为一个国家科学技术与文化发展水平的重要标志。

  地震区建筑结构设防与不设防,震后结果大不一样。要使工程建设真正达到能够减轻以至避免地震灾害,把握好抗震设计关是减轻地震灾害的根本措施。

  我国作为发展中国家,人口稠密,建筑物抗震能力低。因此,我国的地震灾害可谓全球之最。因此,建筑物的抗震设防问题是我国减轻自然灾害、保障国民经济建设和社会持续发展,特别是保障人民群众生命安全的一个重要问题。

  一、震害多发点

  地震作用具有较强的随机性和复杂性,要求在强烈地震作用下结构仍保持在弹性状态,不发生破坏是很不实际的;既经济又安全的抗震设计是允许在强烈地震作用下破坏严重,但不倒塌。因此,依靠弹塑性变形消耗地震的能量是抗震设计的特点,提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力,防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。

  (一)结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层

  钢筋混凝土框架结构在整体设计上存在较大的不均匀性,使得这些结构存在着层间屈服强度特别薄弱的楼层。在强烈地震作用下,结构的薄弱层率先屈服,弹塑性变形急剧发展,并形成弹塑性变形集中的现象。

  (二)柱端与节点的破坏较为突出

  框架结构的构件震害一般是梁轻柱重,柱顶重于柱底,尤其是角杜和边柱易发生破坏。除剪跨比小的短柱易发生柱中剪切破坏外,一般柱是柱端的弯曲破坏,轻者发生水平或斜向断裂;重者混凝土压酥,主筋外露、压屈和箍筋崩脱。当节点核芯区无箍筋约束时,节点与柱端破坏合并加重。当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时,柱顶剪切破坏严重,破坏部位还可能转移至窗洞上下处,甚至出现短柱的剪切破坏。

  (三)砌体填充墙的破坏较为普遍

  砌体填充墙刚度大而变形能力差,首先承受地震作用而遭受破坏,在8度和8度以上地震作用下,填充墙的裂缝明显加重,甚至部分倒塌,震害规律一般是上轻下重,空心砌体墙重于实心砌体墙,砌块墙重于砖墙。

  二、抗震结构设计

  较合理的框架地震破坏机制,应该是节点基本不破坏,梁比柱屈服可能早发生、多发生,同一层中各柱两端的屈服历程越长越好,底层柱底的塑性铰宜最晚形成。即:框架的抗震设计应使梁、柱端的塑性铰出现尽可能分散,充分发挥整个结构的抗震能力。

  (一)抗震计算中的延性保证

  从用楼层水平地震剪力与层间位移关系来描述楼层破坏的全过程可反映出,在抗震设防的第二、三水准时,框架结构构件已进入弹塑性阶段,构件在保持一定承载力条件下主要以弹塑性变形来耗散地震能量,所以框架结构需有足够的变形能力才不致抗震失效。试验研究表明,“强节点”、“强柱弱梁’、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的框架结构有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移大,抗震性能较好。规范通过构件承载力调整办法在一定程度上可以体现上述的强弱要求,且考虑了设计者的使用方便,采用地震组合内力的抗震承载力验算表达式,只是要对地震组合内力的设计值按有关公式进行相应的调整。

  综合大量实验研究成果,影响不同受力特征节点延性性质的主要综合因素有:相对作用剪力、相对配筋率、贯穿节点的梁柱纵筋的粘结情况。

  (二)构造措施上的延性保证

  四川大地震实践证明,当建筑结构在大地震中要求保持足够的承载能力来吸收进入塑性阶段而产生的巨大能量,因为此时的结构在震中进入到一个塑性阶段,容易产生变形。所以,根据这种特点和抗震的要求,多发地震的国家钢筋混凝土结构抗震设计均要求按延性框架结构进行设计,所以建筑结构的设计必须保证结构局部薄弱区的承载力与刚度,保证了建筑构造的整体性,延性的增加也就提高了变形能力,这样可以减少地震的破坏性,提高了建筑的抗震能力。

  三、结语

  钢筋混凝土框架结构是我国大量存在的建筑结构形式之一,土房屋抗震设计的实践中,由于设计人员对规范的理解和掌握尺度上,以及因地因人在结构选型、布置以及计算方法上相互差异较多而对设计产生较多的争议,抗震设计方法值得深入研究。

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