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摘要:本文围绕抗震设计在房屋建筑结构设计中的相关议题进行了探讨,概述了抗震设计在房屋建筑结构设计中的重要性,分析了房屋建筑结构抗震设计的基本原则,论述了抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用策略及相关建议,旨在不断提升我国建筑结构设计的水平,推动建筑行业健康蓬勃发展。
关键词:房屋建筑;建筑结构;抗震设计;应用研究
1引言
在房屋建筑结构设计中,功能性、安全性、美观性、经济性、环保性是相互协同,缺一不可的。过去很长时间,工业生产的发展一方面加速了社会经济发展速度,另一方面却给生态环境造成了恶劣的破坏,随之而来的是自然灾害频频发生,给社会和民众造成了重大的损失。对于这一现状,社会各界对于环保问题给予了高度的重视,而在建筑结构设计中,应对自然灾害更直接有效的手段就是强化提升建筑物的安全性。自2017年起,住房和城乡建设部工程质量安全监管司对《建筑业10项新技术(2010)》进行了全面修订,其中对于建筑防灾和减灾的相关内容作了新的规范和说明。本文主要从抗震、加固设计方面谈一下自己的一些看法,希望给相关人士带来启发。
2抗震设计在房屋建筑结构设计中的重要性
抗震设计是针对建筑工程结构所进行的一项专业设计,尤其是在一些地震多发地区的建筑工程项目中,通过对建筑结构进行抗震设计可以提高工程结构安全性和经济性,避免地震波所引发的地面运动对建筑物造成的破幻,提升建筑结构的安全性,为民众生产和生活提供更多的保障,减少生命健康和经济损失。
3房屋建筑结构抗震设计基本原则
(一)确保建筑结构必要功能
房屋建筑结构设计中,抗震设计首先应满足建筑结构的必要功能,即具备良好的承载性能、刚性、延性以及稳定性。在对房屋建筑结构构件进行设计的过程中,必须严格遵循设计的标准,遵循强剪弱弯、强节点弱连接的原则。在一些建筑结构构件相对薄弱或可能发生薄弱的部位,设计人员应采取针对性的措施,改善其薄弱不足之处,提高建筑结构构件的整体抗震性能。对于建筑结构构件来说,尽量避免出现耗能构件承受竖向荷载力的情况。
(二)尽可能多的抗震防线
在房屋建筑结构设计中,通常是采用良好的抗震结构分体系来形成最终的建筑结构系统上的抗震总目标。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这一过程中,良好延性的结构构件往往发挥出重要的作用,通过弹性连接相关的建筑构件,使各抗震结构分体系之间既能够协同发挥出整体的建筑结构效能,同时各结构分体系间也能够留有一定的安全余度,使地震破坏程度能够有效得到缓冲,减少地震的破坏强度和破坏力度。比如在建筑结构中的框剪结构设计,将剪力墙和延性框架相对分离开来,当发生地震或余震时,就会形成有效的安全防线,减少地震或余震对房屋建筑结构的破坏,减少人员伤亡和经济损失。此外,在建筑设计过程中,通过留有最大限度的冗余度,以及建立屈服区分布结构设计,也是提高抗震防线的有效途径,使建筑结构区域能够最大限度的地消化瞬时地震能量,提高房屋建筑机构的安全性和稳定性。
(三)优化建筑构件的协同配合
房屋建筑结构构件有着不同的强弱关系,通过对这些不同强弱级别的建筑构件进行分析并合理配合,形成最优的抗震性能。通常情况下,在保障同一楼层中的主要耗能建筑构件达到均屈服后,对于其他的建筑构件,尤其是一些抗震侧构件应设计成弹性状态,以此来提升有效屈服的时间。通过主要和次要建筑构件的合理搭配,提高建筑结构整体抗震能力。
4抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用
(一)基础抗震设计
针对建筑施工区域进行地质地理环境调研,充分避开地壳活跃度强,地震高频多发的区域。在地基设计时,应严格按照抗震设计的标准,尽可能增加地基的填埋深度。在基础室外的地坪下应埋设内外基础圈梁。在房屋建筑结构和地基结构之间设置构造柱,以充分连接房屋建筑物上下部位结构,形成受力缓冲体系。在房屋建筑物的外形上,应充分考虑到高度和宽度的比例,如果建筑结构为不规则形状,应严格进行受力模型分析,使建筑物各区域各部位的结构刚度和质量分布能够更均衡。在建筑结构设计中应认真做好防震缝的处理,通过对各个区域及建筑单元的合理划分,使防震缝能够与建筑结构整体形成相互匹配的关系,提高抗震性能。
(二)其他抗震设计
(1)消能—承载双功能减震结构
该消能—承载双功能减震结构体系是由多种线约束和单侧面约束机制的屈曲约束钢作为支撑,然后通过螺栓形成点线面的股价和面馆夹层约束机制,形成有效的屈曲约束钢板墙结构。通过设计出高性能的“框—撑,框—墙,框—筒”减震结构,可以使消能-承载双功能构件体系将承载构件和消能构件的性能充分融合为一体,不不能满足了建筑结构抵抗小震和风载的性能,同时也大大提高了结构抵抗中震或大型地震的能力。另一方面,在该减震结构体系中,各部件组装、刚度调节和消能设计方面均具有较高的灵活度,为建筑施工和维护管理提供了更多的便利条件。
(2)减震阻尼器
减震阻尼器在房屋建筑结构中已经得到越来越普遍的应用。目前阻尼器的种类也不断增多,包括黏弹性阻尼器、黏滞流体阻尼器、扇形弹性阻尼器、钢管铅阻尼器等等。这些减震阻尼器通常有缸筒、活塞、阻尼孔、阻尼材料以及导杆构成。活塞与缸筒之间发生相对运动过程中会形成一定的压力差,因而是内部的流体阻尼材料从阻尼孔中通过,从而产生阻尼力。而液体类型的阻尼器是将建筑结构受到的震动能量传递给阻尼材料,转化成流体粘滞耗能,从而提高建筑结构的抗震性能。
5结语
面对地震作用的诸多不确定性,建筑结构设计在抗震环节上,也正在从基础的抗震设计逐步走向防震设计和减震设计,这也是未来房屋建筑结构设计技术的发展趋势。只有建筑结构设计拥有更多的风险防御主动性,才能进一步提升房屋建筑的安全性和稳定性,更好的面对地震灾害环境,为社会民众提供更多的保障,将地震所带来的生命和经济损失降到最低。
参考文献
[1]房屋建筑结构抗震设计常见问题分析与解决措施,张志文,《科技资讯》,2013(14)
[2]房屋建筑结构抗震设计要求解析,罗永忠,《建筑工程技术与设计》,2014(18)
[3]浅谈房屋建筑结构设计中如何应用优化技术,欧松涛,《四川水泥》,2015(04)
[4]浅析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用,老浩寅,《建筑·建材·装饰》,2015(01)
论文作者:买买提力·库来西
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/4
标签:建筑结构论文; 结构设计论文; 构件论文; 建筑论文; 房屋建筑论文; 结构论文; 房屋论文; 《建筑学研究前沿》2018年第24期论文;