¿Diseño conceptual para la resistencia sísmica de estructuras de edificios?

¿Cuál es el contenido específico del diseño conceptual de resistencia sísmica de estructuras de edificación? Zhongda Consulting le responderá a continuación.

1. Descripción general del diseño del concepto sísmico de estructuras de edificios. La teoría del cálculo estructural de mi país ha pasado por etapas como la estimación empírica, el método de tensión permisible, el cálculo de la etapa de daño, el cálculo del estado límite y el uso común en la actualidad. Teoría probabilística del estado límite. El actual "Estándar uniforme para el diseño de confiabilidad de estructuras de construcción" (GB50068-2001) adopta criterios de diseño de estado límite estructural basados ​​en la teoría de la probabilidad para permitir que el diseño de estructuras de construcción cumpla con los principios de avance tecnológico, racionalidad económica, seguridad y aplicabilidad. El método de diseño del estado límite probabilístico es más científico y razonable, pero este método todavía tiene un cierto grado de aproximación en el proceso de cálculo, por lo que solo puede considerarse como un método de probabilidad aproximado y es difícil estimar la verdadera capacidad de carga de un edificio basado únicamente en el diseño de estados límite. De hecho, un edificio es una estructura espacial en la que varios componentes trabajan juntos de manera bastante compleja y no son componentes separados del sistema estructural. Los terremotos son aleatorios, inciertos y complejos. Actualmente es difícil predecir con precisión las características y parámetros de los terremotos que enfrentan los edificios. El edificio en sí es un sistema grande y complejo, y su mecanismo y proceso de daño después de sufrir un terremoto son muy complejos. Además, en términos de análisis estructural, también existen incertidumbres debido a que no se consideran completamente los efectos espaciales, las propiedades inelásticas, el envejecimiento del material, los cambios de amortiguamiento y otros factores de la estructura. Por lo tanto, los problemas sísmicos de la ingeniería estructural no pueden resolverse completamente mediante el "diseño computacional". Debe basarse en los conceptos básicos de ingeniería de resistencia sísmica y el resumen de la experiencia de ingeniería de resistencia sísmica a largo plazo, centrarse en la respuesta sísmica general de la estructura desde la perspectiva del "diseño conceptual" y utilizar de manera flexible criterios de diseño sísmico de acuerdo con El proceso de daño de la estructura para resolver el problema de manera integral y razonable. Las cuestiones básicas en el diseño estructural incluyen no solo prestar atención a los principios generales del diseño general, sino también tener en cuenta la construcción detallada de las partes clave para mejorar fundamentalmente la sísmica. resistencia de la estructura. 2. Principios y requisitos básicos para el diseño del concepto sísmico 1. Seleccionar un sitio favorable. Hay muchas razones para los daños causados ​​por los terremotos en los edificios, y las condiciones del sitio son una de ellas. Los daños causados ​​por los terremotos causados ​​por factores del lugar suelen ser particularmente graves y, en algunos casos, es difícil remediarlos únicamente con medidas de ingeniería. Por lo tanto, al seleccionar el sitio del proyecto, se debe realizar un estudio detallado para comprender el terreno y las condiciones geológicas, seleccionar un área que sea beneficiosa para la resistencia sísmica del edificio y tratar de evitar áreas que sean desfavorables para la resistencia sísmica del edificio. En determinadas circunstancias, la construcción debe realizarse en una zona peligrosa resistente a terremotos. Edificios que puedan causar víctimas o grandes pérdidas económicas. Las áreas que son favorables para la construcción de resistencia a terremotos generalmente se refieren a suelos duros o suelos densos, uniformes y de dureza media ubicados en áreas abiertas y planas. Los edificios construidos en dichos sitios generalmente no sufren daños por terremotos debido a fallas en los cimientos, lo que puede reducir fundamentalmente el impacto de los terremotos en los edificios. Las áreas que son desfavorables para la construcción de resistencia a los terremotos, en términos de topografía, generalmente se refieren a caños de montañas sobresalientes, colinas y cimas de crestas aisladas, bordes de plataformas con grandes diferencias de altura, pendientes pronunciadas no rocosas, riberas de ríos y bordes de pendientes; calidad del suelo del sitio, generalmente se refiere a suelos débiles, suelos fáciles de licuar, ríos antiguos, zonas de fractura de fallas, estanques y barrancos enterrados, o cimientos medio excavados y medio rellenos, etc., así como aquellos cuyo origen, la litología y el estado son obviamente desiguales en la distribución plana del lote. 2. Utilice fachadas de edificios razonables. El comportamiento dinámico de un edificio depende básicamente de su disposición arquitectónica y disposición estructural. El diseño del edificio es simple y razonable, y el diseño estructural cumple con los principios de resistencia a los terremotos, lo que fundamentalmente puede garantizar que la casa tenga un buen rendimiento resistente a los terremotos. La experiencia demuestra que los edificios simples, regulares y simétricos tienen una fuerte resistencia sísmica y no se dañan fácilmente durante los terremotos, por el contrario, si la casa es de forma irregular, con protuberancias y concavidades en el plano, y alturas escalonadas en la fachada, es fácil; causar daños sísmicos durante los terremotos. Además, una estructura simple, regular y simétrica es fácil de calcular con precisión su respuesta sísmica, lo que puede garantizar que los efectos sísmicos tengan una ruta de transmisión clara y directa, y es fácil tomar medidas estructurales antisísmicas y realizar un procesamiento detallado. 3. Elija una forma estructural razonable. El sistema estructural sísmico es un tema clave que debe ser considerado en el diseño sísmico.

Según la clasificación de los materiales estructurales, los sistemas estructurales utilizados principalmente en la actualidad incluyen estructura de mampostería, estructura de acero, estructura de hormigón armado, estructura de acero-hormigón, etc., según la clasificación de la forma estructural, los más comunes actualmente incluyen estructura de marco, corte; estructura de muro y estructura de muro de corte de marco, estructura simplificada, etc. La determinación del sistema estructural se ve afectada por muchos factores, como la intensidad de la fortificación sísmica, la altura del edificio, las condiciones del sitio, los materiales de construcción, las condiciones de construcción y las condiciones económicas. Es una cuestión técnica y económica integral que requiere una cuidadosa consideración y determinación. Los códigos sísmicos tienen las siguientes disposiciones principales para los sistemas estructurales de construcción: ① El sistema estructural debe tener diagramas de cálculo claros y rutas de transmisión de acción sísmica razonables ② El sistema estructural debe tener múltiples líneas de defensa sísmica y toda la estructura debe evitarse debido a daños; a parte de la estructura o componentes el sistema pierde su resistencia sísmica o capacidad de carga para cargas gravitacionales ③ El sistema estructural debe tener la capacidad de carga sísmica necesaria, buena capacidad de deformación y capacidad de disipación de energía; ④ El sistema estructural debe tener una rigidez razonable y distribución de la capacidad de carga para evitar el debilitamiento local o mutaciones repentinas de las partes débiles, lo que resulta en una concentración excesiva de tensiones o una concentración de deformaciones plásticas. Se deben tomar medidas para mejorar la resistencia sísmica de las posibles partes débiles. ⑤ Las características dinámicas de la estructura en los dos ejes principales. Debe ser similar y se debe seguir el diseño estructural. El principio de diseño en planta simétrico y diseño de fachada uniforme es evitar vibraciones torsionales y capas débiles causadas por la desalineación del centro de masa y el centro de rigidez. 4. Mejorar la ductilidad de la estructura. La ductilidad de una estructura se puede definir como la capacidad de la estructura para sufrir deformación inelástica sin una reducción significativa de su capacidad portante. La ductilidad de una estructura refleja la capacidad de deformación de la estructura y es uno de los factores clave para prevenir el colapso bajo la acción de un terremoto. Una buena ductilidad de la estructura ayuda a reducir los efectos sísmicos, absorber y disipar la energía sísmica y evitar el colapso estructural. La ductilidad y el consumo de energía de la estructura dependen de la forma de falla del componente y su proceso de plastificación. La ductilidad del componente de flexión es mucho mayor que la del componente de corte. La energía sísmica de entrada consumida por el componente hasta que se dobla y cede. hasta que falla también es mucho mayor que la del componente. La energía consumida por la falla por corte. Por lo tanto, el diseño estructural debe esforzarse por evitar la falla por corte de los componentes y esforzarse por lograr la falla por flexión de más componentes. Siga siempre el principio de "columnas fuertes y vigas débiles, fritura fuerte y flexión débil, nudos fuertes y anclaje débil". La destrucción y retiro de componentes hace que toda la estructura pase de un sistema estable a otro, provocando que el ciclo de la estructura cambie para evitar el efecto de vibración causado por la acción continua a largo plazo del período sobresaliente del terremoto. 5. Garantizar la integridad estructural. La estructura es un todo compuesto por muchos componentes conectados y combinados, y puede resistir eficazmente los efectos de un terremoto mediante el trabajo coordinado de cada componente. Si la estructura pierde su integridad bajo la acción de un terremoto, la resistencia sísmica de cada componente de la estructura no puede ejercerse por completo, lo que fácilmente puede provocar que la estructura se convierta en un cuerpo móvil y colapse. Por lo tanto, la integridad de la estructura es una condición importante para garantizar que todas las partes de la estructura funcionen en coordinación bajo la acción de los terremotos. Garantizar la integridad de la estructura es una parte importante del diseño del concepto sísmico. Para aprovechar al máximo la resistencia sísmica de cada componente y garantizar la integridad de la estructura, se deben seguir los siguientes principios durante el proceso de diseño: ① La estructura debe tener continuidad. La continuidad estructural es uno de los medios importantes para permitir que la estructura mantenga su integridad durante los terremotos. ② Asegure una conexión confiable entre los componentes. Para mejorar el comportamiento sísmico de los edificios y garantizar que cada componente pueda ejercer plenamente su capacidad de carga, la clave es fortalecer las conexiones entre los componentes para que puedan cumplir con los requisitos de resistencia al transmitir fuerzas sísmicas y los requisitos de ductilidad para adaptarse a grandes deformaciones durante terremotos. ③Mejorar la rigidez vertical de la casa. Al diseñar, la estructura debe tener suficiente rigidez vertical general tanto en dirección longitudinal como transversal, y los cimientos de la casa deben tener una integridad fuerte para resistir el asentamiento desigual de los cimientos y las grietas del suelo que pueden ocurrir durante los terremotos que afecten la casa.

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