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摘要:我国是地震灾害频发的国家之一,地震的危害性极大,严重威胁着人们的生命财产安全。现阶段建筑物的抗震能力和抗震设计已经成为了一个重要的技术课题,建筑设计人员、工程施工人员以及其他相关人员应该不断地对建筑工程结构抗震技术进行研究和探索,以此提高建筑物的抗震能力,保证人们的财产生命安全不受到地震灾害的威胁。
关键词:建筑工程;抗震设计;抗震技术
引言
我国地大物博、国土辽阔,这也导致我国成为了地震灾害频发的国家之一,为了降低地震灾害的损失,我国也对建筑结构抗震设计提出了相应的标准。建筑结构抗震技术十分的复杂,对施工人员的专业素养要求较高,虽然我国抗震技术在长期发展中取得了一定成效,但是在实际抗震技术应用过程当中,依然还存在着一些不足,这就需要结合抗震技术的不足采取相应的措施来解决问题。
1地震的危害及抗震概述
1.1地震的危害
地震灾害是一种破坏性较大的自然灾害之一,威胁着人们的生命财产安全,会使建筑物发生剧烈震动,极大的破坏了建筑结构,甚至会使建筑物倒塌。近些年发生的较为严重的地震灾害有:唐山大地震、汶川地震等。据统计,我国在20世纪,就有约50万人死于地震灾害,在同期全世界因地震灾害死亡人数的50%。面对这些沉痛的历史教训,在灾难事前规避损失,是全体人民的心声。
1.2抗震理论
①拟静力理论,其是20世纪初发展起来的,其在进行地震估计时,假定结构为刚性,在结构的质量中心上作用地震力,结构的重量乘以地震系数(一个比例常数)为地震力的大小。②反应谱理论,其是20世纪中期发展起来的,随着对地震规律了解的增多,一些学者通过研究结构动力反应,在其基础上分析震动加速度记录。③动力理论,其是20世纪后期发展起来的,随着试验技术和电子计算机技术的发展,在地震的研究中引入以上技术,可以深入到地震结构的内部研究,了解地震后地壳的受损结构,将建筑物比作多自由度体系,从而完成抗震设计工作。
2建筑工程抗震设计
2.1合理选择的建筑结构形式
当前建筑的主要结构形式有框架剪刀墙结构、整体承载式钢结构、砖混结构、钢结构以及框架结构,以上结构都具备抗震性能,建筑物具体的抗震效果要与其结构形式和高度决定。框架结构与砖混结构共同使用,可以提高建筑的抗震性,原因是砖混结构是由容易破碎的建筑材料砌成,抗震性能较差,而框架结构采用钢结构、框架剪刀墙和承载式轻钢结构,抗震性能强。据统计,欧美等发达国家65%左右的建筑物采用钢结构。首选钢结构的优势在于,钢结构易于施工、生产,具有可重复利用和很好的环保性能,关键是具有很好的抗震防灾功能。钢结构材质具有很好的抗拉、抗剪、抗压和延展性,使用寿命长,已经得到了广泛的应用。目前,台湾已经明令要求多层住宅建筑要使用钢结构建筑,北京地区的钢结构建筑模式也成为建筑潮流,国家大剧院工程就是使用的全钢结构建筑模式,图1为建筑钢结构模式。
2.2理选择建筑场地与环境与设计建筑物的抗震等级
建筑物的抗震性会受到建筑的地形和地理位置的影响,在建筑地理位置的选择上,应避免一些抗震不利的地形,河岸滑坡、断层错动、地层陷落的地形坚决不能选。因此,在建筑选址前,首先要对所在地的地形、地质进行勘查,进行全面的掌握。在确定选址后,根据地形与地质条件,确定建筑物的抗震等级,建筑物的抗震等级受建筑物类型、建筑物抗震强度和所在场地的影响。一般情况下,可将抗震等级分为四类(甲、乙、丙、丁类),其中一般住宅与写字楼分为丙类,抗震设防烈度为Ⅶ度,在建筑结构设计中,运用相应的计算系数进行计算可得,同时还要相关部门进行审核批准和备案的。
3建筑工程施工中抗震技术的应用
3.1半主动、主动控制技术
使用半主动控制技术时要对建筑结构参变量按照抗震等级标准的要求进行调整,掌控构件为调节载体,需要的外界能源量非常少,可以采用铅酸蓄电池等弱电形式进行电力供给。目前,此项减震技术应用时将断路器作为掌控构件,整个控制系统依托断路器装置进行控制,使得建筑结构动力特性出现了巨大的变化,可控液体阻尼、可改变等装置为经常使用的半主动控制装置。另外一种则为主动控制减震技术,该技术应用时对于外界能源的需求量非常大,发挥抗震作用的为反方向作用力,在该力与地震波的相互作用中,达到抗震的目的。作用机制为施工单位在建筑内部设置传感系统,如果建筑在应用过程中出现了地震波导致的震动、结构变形等情况,传感器便可以敏感的记录全部数据,之后会将数据传输至控制系统,系统平台便会对收集的全部信息进行计算分析,得出最佳的震动反方向力后,借助于外界力量向地震波施加压力,从而对抗地震强烈的震动作用。现阶段使用空气脉冲发生系统、气动挡风板体系等能够进行主动控制的装置可以有效地进行地震波的抗震减震处理。
3.2耗能减震抗震技术
此种技术在施工建设时需要选择具备能量消耗价值的构件,在建筑内部相应位置进行安装,以此提高阻尼值,在建筑地震运动期间可以消耗大量的能量。施工所用的构件具备弹性特点,在发生较小震级的地震灾害时,在动力作用之下会出现侧向刚度变化,以此控制建筑变形情况。建筑施工所在地发生严重地震时,构件则呈现为非弹性状态,此时建筑自身的阻尼值较高,能量的可吸收量大,建筑整体的震动作用可以被有效减轻。因此,该技术应用期间采用的能量消耗构件为技术应用的重点,该种构件价格低廉,应用期间轻易不会发生损坏,可以在当前的建筑施工中多加应用,应用较多的耗能减震装置有粘弹性阻尼、摩擦耗能抗震装置等。
3.4抗震加固技术
采用砌体、混凝土钢筋框架进行施工建设,有着非常好的抗震价值。其中的砌体加固处理,即施工单位可以采用钢筋网水泥砂浆来加固建筑,施工人员先要铺筑水泥砂浆,此种材料可以对建筑整体起到良好的紧固效果,避免墙体裂缝、渗水漏水情况发生,再辅以钢筋网可以为建筑构建一个保护层,但是该种抗震手段施工时没有进行基础作业,抗震技术应用时仅适用于震级较小的地方。还可以在建筑相应位置铺装抗震墙,此种墙体完全与抗震等级的要求一致,修建完成后可以对巨大地震作用进行抵抗。如果一些建筑有着非常高的历史价值,以上砌体加固建筑抗震的方法均不可取,需要使用聚合物砂浆来提高建筑整体的抗震能力。
采用钢筋混凝土框架进行加固作业,具体的加固方法为:施工人员可以使用钢支撑构件、减震耗能支撑构件,将其布设在能够消解抗震作用力的地方,并且需要将钢支撑安装在建筑整体框架的各个柱体的间隔位置处,以此可以有效提高结构框架的稳定性以及抗震刚度,一旦发生较为严重的地震灾害,此种层层设置的框架与钢支撑架,可以保证建筑不会发生巨大的变形情况,而且置于结构框架中的耗能支撑架,可以在地震来临时对大量地震能力进行吸收处理,最大化地控制此种地震作用力对建筑本身构造所致的不良影响。
结语
如今,建筑的抗震已经逐渐成为了工程质量是否合格的另一个标准,对建筑施工技术的发展也具有重要作用。因此,在进行建筑施工过程中,相关的技术人员一定要将建筑抗震施工技术应用到工程中。提升建筑的整体质量,确保建筑的抗震性能,促进我国建筑的稳步向前发展,建立并完善建筑工程抗震系统。
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论文作者:陈怀义
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/21
标签:建筑论文; 结构论文; 技术论文; 建筑物论文; 钢结构论文; 灾害论文; 构件论文; 《防护工程》2018年第34期论文;