已解决问题
请问那种建筑结构最抗震?
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问题时间:Nov 2, 2015,[ 共6条回复]
最佳答案
其实很简单,截面相同的混凝土与钢结构,假设长度均为20米放在一个支点上,钢结构会软成一根面条似地,而混凝土结构就会发生断裂。同理,钢结构的柱子可以发生轻微转动,而混凝土结构不可。也就是说局部稳定性肯定高于混凝土。
说白了钢结构可塑性大于混凝土。
但是钢结构的防火及防腐是非常差的。
其它回复
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要回答这个问题,首先应该假设抗震设防烈度、地震加速度、分组、场地类别等外部因素均相同,而且设计水平和施工质量均类似,而且没有任何后来的附加破坏(比如野蛮装修),否则回答没有意义。
最直观的比对,可以参照相关规范对于各类结构型式的限高规定。例如对于8度设防烈度,混凝土框架的最大适用高度为45米,混凝土剪力墙为100米,钢框架为90米,带支撑钢框架为200米,钢筒体为260米,配筋砌块砌体为30米,普通无筋砖砌体为18米。简单的排序,可以粗略的认为:钢筒体>带支撑钢框架>混凝土剪力墙≈钢框架>混凝土框架>配筋砌块砌体>普通无筋砖砌体。
此外,有的回答在讨论现实买房的问题。结合国内市场的实际,我也做个简略的分析。
对于高层商品房市场,几乎没有钢结构,常见的就是混凝土剪力墙和混凝土框架剪力墙这两种。这两种都差不多,但需要注意的是有一些是带转换层的混凝土结构,比如底部几层是大商场,往上才是住宅。这种带转换层的混凝土结构,由于存在转换层这个薄弱节点,抗震性能会打折扣。
对于多层商品房市场,常见的是砖混结构、混凝土框架和混凝土异形柱框架。设计合理施工可靠的混凝土框架要比砖混好,但请注意,前提条件是混凝土结构必须是设计合理施工可靠的。否则,还不如可靠的砖混结构。汶川地震就说明了这一点,一部分多层混凝土框架发生了梁柱核心区破坏、强梁弱柱破坏、甚至倒塌。
对于低层商品房,也就是连排别墅或者独栋别墅,一般都是混凝土异形柱框架,也有少部分是砖混结构的。为了迎合建筑效果,异形柱框架的性能并不是太好,不如常规的矩形柱框架。很多别墅为了追求气派等效果,常常有大开间、大天井、旋转楼梯等设计,也对抗震性能不利。
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钢结构的特性在于对各种力的抵抗都很强,而且较为轻质,也就是俗称的柔,又可以从结构处理上使其具备一定的刚度,抵抗地震效果较好,但对于大风和大火轻质易晃动,钢本来的耐火性差就成了致命伤,所以现在俗称的钢结构一般都包裹有放过材料或混凝土。
剪力墙和框架结构可以一起说,剪力墙实际上是将异形框架柱加长形成的结构,这两者都同时具备刚度大/(也就是抗变形能力强)的特点,对于地震频率较高,幅度不大的区域能起到较好的作用,因为一般的地震是无法使混凝土破坏的。
砖混结构一般都是单层或低层房屋使用主要依靠砖的相互摩擦力和材料的刚度抵抗地震,当然砖不能和混凝土比,但只要采取适当的构造措施抵抗较小的地震也没太大问题。
综上所述,如果是在相同的地区,相同的地质条件,相同的设计水准和施工水准情况下,钢结构>剪力墙≥框架>砖混结构,但这仅限于理想状态,就目前的实际状况来看,买不到钢结构的房子,就买个不太高的框架剪力墙结构房屋吧。
PS:就目前的设计院思路来看,是要求房屋刚到不允许破坏的,但刚度过大在遇到未知的较大地震的情况下,一旦哪个节点出现问题,问题就会延伸到整个房屋,目前国内施工单位的水准我想也是有目共睹的。
说这么多实际上只是想说一点,没有绝对弱的结构,那是材料的范畴,好的设计思路和节点控制,即使是砖混结构也是可以抵抗较大的地震的,另外地震这类自然灾害抵抗都是相对的,如何保护环境防止后发的连锁自然灾害才是关键的。
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回答时间:Nov 2, 2015 |
回答者:bjts
其实,我想说抛开建筑高度,形态,场地特征谈抗震性能都是在耍流氓。
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诚如1楼 的回答,在外部条件相同的情况下,理论上确实有这样从强到弱的排序。
但是注意,这只是结构原理上的答案。事实情况呢?
以下就是我的个人观察:本科和硕士阶段做过框架结构的抗震试验所以有以下心得,请各位评判。
1 国内的目前的施工水平总体上还比较低,实际的建筑能不能达到理论上预设的破坏准则是个未知数。
2 正因为施工水平低,高级的结构形式带来的理论上的抗震优越性就不那么明显了,或者说荡然无存。
3 就我本人对照国内主要研究机构的汶川地震震害调查资料来看,只要施工严格符合要求,即使是砖混结构,传统木结构也具有相当好的抗震性能。结论就是,在现阶段的施工水平下,不管是什么形式的建筑,对多层建筑来说,砖混或者框架结构并不重要,重要的是施工水平要好一点,对得起良心,就足够了。
对高层来说,总体上震害没有多层那么严重,所以尽可以放心。事实上,通过公开的报道可以发现,危害高层建筑的主要因素根本不是地震,而是火灾!痛心疾首啊!对别墅来说,最多不超过3层的,不管是异形柱,框架还是砖混,这些形式都没问题,只要保证足够的抗震构造措施就可以了,所以又回到施工质量的问题上来了。
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结构设计的第一原则就是在一定的经济条件下符合抗力大于效应。
一定的经济条件符合我国国情。
正题,不差钱当然使劲用详细看猪小宝博士的答案。
可是,六度区盖个三层小楼你砖混完全可以,你非得弄个剪力墙,可以是可以,可那是浪费呀。
所以说抗震好坏你也得考虑设计第一原则,符合一定经济条件。
另外说另外一方面。框架结构因为过多的开洞,他的整体性能可能比不上施工图上写着不得开洞的砖混结构。所以纵使框架大多数比砖混好,一定情况反而差于砖混。
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单纯从结构形式和材料上看,钢结构的抗震性能是最好的,砖混是最差的,各种结构形式建造的房屋在合适的高度下,抗震的结果是一样的,就是不会那么容易垮塌。就目前的震害调查结果看,砖混结构在满足规范要设计施工的情况下,大地震发生的时候也不会倒塌。混凝土结构,和钢架构如果设计施工不合理仍然会出现各种各样的问题。良好的场地,规则的平面立面是各种结构优良抗震性能发挥的重要条件。