基于抗震理念的民用建筑结构设计探究论文_彭志利

基于抗震理念的民用建筑结构设计探究论文_彭志利

天元建设集团有限公司 山东临沂 276000

摘要:近年来,随着我国经济的快速发展,人们生活水平的提高,人们的生活方式和生活环境也发生了很大的改变,城市的人口密度也越来越大,在城市中也出现了越来越多的高层建筑。地震是一种不规律的地壳运动,会对建筑安全造成严重威胁。如何树立抗震理念,提高高层建筑的抗震能力是建筑行业重要的研究方向。

关键词:抗震理念;民用建筑;结构设计

引言

地震是目前对人类威胁最大的自然灾害,其破坏性极其强大,造成的人员伤亡和经济损失巨大,不可预防,地震对人类的威胁主要体现在对建筑的破坏上,尤其是对一些高层民用建筑所造成的破坏几乎是毁灭性的,还有很多抗震性能较差的建筑也是首当其冲,必须对民用建筑的抗震理念设计和建筑结构做出研究,提高民用建筑的抗震性能,保障人们的生命和财产安全。

1民用建筑抗震概念设计的含义

民用建筑抗震设计就是通过通过地震作用的取值和抗震措施共同实现的,通过对多年抗震经验的总结研究发现,抗震概念设计比数值计算更加重要,并且会具有更好的抗震效果。决定民用建筑抗震性能是否良好的关键就在于概念设计,我们可以说民用建筑结构抗震设计的关键和首要问题就是抗震概念设计。抗震概念设计主要是指在建筑结构设计中,不仅要关注建筑结构的整体地震反映,还需要按照建筑结构的破坏机制和过程,对抗震设计准则进行灵活的应用;同时不断要对建筑结构整体布置的原则进行把握,还需要注意细部部位的设计,从而从根本上对建筑结构抗震设计的问题进行解决,有效的提高建筑结构的抗震能力。

2民用建筑的结构特征

2.1砖木结构

在一些相对落后地区的建筑多为砖木结构,建筑的支撑主要靠木材,承重墙主要是用砖堆砌。这一类建筑总体来说用材简单,成本低,不坚固,抗震性能不强,因为这种民用建筑的在设计上和结构上都有很多缺陷,墙体之间的连接不紧密,最容易受到地震的破坏。

2.2钢结构

钢结构在现代建筑工程中已经得到了广泛使用,因为钢结构的自身重量较轻,整体强度表现良好,在钢结构体系当中也能够展现出较为优秀的延性和塑性,所以该结构类型的建筑的抗震性能是非常好的,即使是遇到较高烈度的震级,也能够最大强度地避免出现瞬间倒塌的情况,一旦地震灾害发生,其可以为人们争取更多的逃生时间。由此可见,钢结构建筑的安全性和可靠性是非常高的,但同时钢结构建筑物的造价相对而言也会更高,并且其耐火性能上相对于其他建筑会更差一些,在设计过程中针对这两点也要进行综合考虑。

2.3砌体结构

砌体结构在我国民用建筑中也较为常见。砌块在建筑抗震性设计中是非常常见的一种建筑材料,因其广泛应用于各种不同方面的技术,砌块也就有多种多样的应用方式。现如今我国的民用建筑结构很多都是采用了这种结构,此结构的墙体承重能力较强,对建筑的抗震性能有很大的提升。其劣势就是砌体材料较脆,容易发生变形和开裂,导致内部空间遭到破坏。

3民用建筑结构抗震措施

3.1选择合理的材料

常见建筑结构类型,依其抗震性能从优到劣而排列的顺序是:钢结构、型钢混凝土结构、混凝土-钢混合结构、现浇钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、装配式钢筋混凝土结构、配筋砌体结构以及砌体结构等。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如日本建筑在选材上格外讲究,比如在欧洲、中国经常被当作主要建筑材料的砖瓦,现在在日本建筑上几乎已经找不到踪影,而现在日本广泛应用的五彩缤纷的“瓦片”是由塑料制成的。1923年的关东大地震证明砖结构房屋不抗震。从那以后开始,砖结构建筑在日本几乎不再被使用,取而代之的是辅以轻型墙面材料的钢筋混凝土结构。由于木结构的优良抗震性能,在日本也被大量的应用。为了对传统的木结构的抗震能力进行提高,日本的普通的住宅普遍采用了箱体设计,那么当地震发生时,房屋会产生整体翻滚的现象,从而不会发生损毁。专业技术人员还会定期对民房进行抗震加固等级评定,政府会酌情给予居民适当的补贴鼓励。钢结构也是抗震性能极佳的建筑结构,因为钢材是塑性材料,在地震来临时能够很好的吸收地震力,从而起到了抗震的作用。

3.2建筑平面、空间的设计

在进行民用建筑的结构抗震优化设计时,要结合最新的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的要求,保证选择恰当的持力层,同时还应该确保其的形状和抗侧力构件有规律、整体性,尽量避免使用轴压比较大的钢筋混凝土作为住宅抗震的第一个保护层。在进行建筑结构抗震设计时,还应该考虑其具备抵抗多个余震的袭击,尽肯能地建造规则的住宅,提高建筑的固有频率,降低地震对住宅整体的影响。除此以外,在进行建筑结构抗震设计时,能够均匀分布刚度和强度,才有经济、有效的设计方案,提高住宅的抗震能力,同时建筑结构抗震设计应该具备较容易分析地震对建筑的影响能力,以提高建筑的自身维护能力。

3.3局部加强措施

地震发生时纵波会率先到达地表,使得地面上的建筑出现上下震动的情况,而根据自重惯性力和纵波之间出现的地震惯性力进行相互作用的过程中也会令整体的结构主体与其他构件之间成为弱势环节,之后随着横波传到地表,就会导致横波的惯性力被作用于建筑物之上,最终导致建筑结构的整体垮塌。那么如果要针对这一问题来对建筑物进行局部加强,就应当确保主体结构之间的连接能够确保质量和明确的传力途径,在主体结构与各个构件之间的连接需要确保牢固,并且根据现实的地震强烈程度,在建筑物结构主体保存完好的情况下,也要注重其他附属结构能够在地震不同烈度与时长情况下的支撑时间,确保一旦出现坍塌可以尽可能减少这些附属结构对建筑主体,后砌墙以及相关框架结构上的影响,从而实现建筑抗震能力的综合提升,在建筑结构设计层面最大程度地保证建筑内用户的生命财产安全。

3.4提升民用建筑弱承部位的抗震性能

(1)精确计算民用建筑每个楼层之间的抗震性能和原计划承受能力数值,通过平均数值变化,拟定防震方案,防止楼体数值发生突变,对建筑主体造成影响。(2)加强民用建筑整体结构的抗震性能,使民用建筑拥有更强的承载力,提升民用建筑的整体刚度和协调性。(3)民用建筑抗震性的设计要点是要对建筑主体结构中的薄弱部位进行针对性的加强,为了使民用建筑的整体抗震性能有所提升,需要使建筑薄弱部位具有更好的韧性和形变伸缩能力。在民用建筑的设计中,首先要明确地震对建筑的破坏强度,其次要在民用建筑的整体建筑构造和建材质量的选择上做出精确计算,拟定方案,对民用建筑进行更合理的设计,从而使民用建筑的抗震性更进一步提升。

结语

综上所述,在民用建筑结构设计中,必须树立抗震理念,进行合理的、科学的抗震设计。在民用建筑结构抗震设计中,设计人员应该将抗震理念贯穿于整个设计过程中,不仅要严格按照抗震设计原则进行,同时还应该考虑多方面的因素,保证设计的严谨性,从而保证民用建筑具有较好的抗震效果。

参考文献:

[1]段丽玲.基于抗震理念的民用建筑结构设计探究[J].城市建设理论研究:电子版,2018(17):46~48.

[2]刘娟娟,王玲.基于抗震理念谈民用建筑的结构设计[J].江西建材,2017(15):22.

[3]王晓平.试论民用建筑结构抗震理念设计特点[J].建筑•建材•装饰,2017(02):87.

论文作者:彭志利

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/1/14

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