谈建筑结构在抗震方面的思考论文_沈云程

谈建筑结构在抗震方面的思考论文_沈云程

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摘要:进入21世纪,随着建筑技术的进步和建材工业的发展,建筑技术也快速成熟,现在的建筑高度记录在不断的刷新。与此同时,伴随人们生活质量的不断提升,使得人们对于房屋建筑的安全性及舒适性的要求越来越高,这就要求房屋建筑行业不断改善自己的设计能力和技术水平,不断为人们提供更好更优质的服务。房屋建筑行业是市场上需求比较重要的行业,我们要进行不断地探索,或许我们目前对于灾难方面的技术仍旧有欠缺,但是,我们只要对于抗灾设计有所重视,就能不断改善我们的技术,建造更优质的建筑。

关键词:抗震设计;房屋建筑;结构设计;重要性

众所周知,地震的发生严重危害人们的生命和财产安全,并严重破坏建筑物和工程设施,导致二次灾害的发生。因此,在进行房屋建筑的设计时,需要高度重视房屋建筑的抗震设计,从目前房屋建筑结构抗震设计的问题着手,如框架房屋设计以及砌体房屋设计问题,充分结合相关抗震设计的要求,有针对性地进行抗震设计,合理选择建设场地,加强建筑物的地基基础设计,重视建筑物主体构件的抗震设计,从整体上提升房屋建筑的抗震性能,减轻地震对房屋建筑的损害,保护人们的生命和财产安全。

1、房屋建筑抗震结构设计的作用

在房屋建筑结构设计中,我们总体上是基于实用、经济和安全的理念。建筑结构的设计是整个房屋建筑建成的基础,也是总体建筑方向的一个基本蓝图。

1.1提高房屋建筑结构的抗震力

抗震设计就是保障房屋建筑能够在地震时将其破坏程度保障到最小范围。所以在进行房屋建筑结构的设计时,首先就要保障有一个稳固的地基。地基是整个建筑的基础,其抗震性能也就在一定程度上决定着整个建筑的抗震能力。其次,房屋的整体选型和平面布局也要满足抗震合理要求。比如我们知道的一些几何图形具有稳定的效能,我们就可以将其运用在房屋的结构当中。规则、对称的建筑结构也能有利于保障房屋的受力合理性,从而减少地震导致房屋建筑变形的影响。再者,我们需要在房屋建筑中的一些细节上注意到对于抗震的作用,比如房屋建筑结构的受力设计,以及局部薄弱部位进行必要的调整等,都需要我们关注到其对于房屋抗震能力的影响。此外,我们国家对于房屋建筑抗震的标准有一些明确的规定,我们要保障房屋的高度、宽度以及房屋建筑的抗震缝在安全合理的范围内。这样一方面保证了房屋建筑自身的抗震能力,另一方面也能够减少建筑物与建筑物之间的相互影响,避免相互碰撞而导致不必要的伤害。最后,保障房屋空间结构的整体性能,保障房屋竖向结构的承载力能够支撑住整个建筑和刚度能够抵抗水平外力作用,从而在地震来临时,能够对抗地震,减少变形甚至损坏提供有效的安全保证。

1.2保证建筑刚度的合理

我们说了建筑结构的设计合理性一些要求外,还有就是保证建筑结构在地震作用下刚度的合理性。我们通常建筑高层使用钢筋混凝土材料,具有一定合理性能和耐久度,在符合规范的情况下通常满足五十年的使用要求,但是在地震作用下,钢筋混凝土刚度的作用是不容小觑的,刚度太小容易导致建筑物太柔,变形大,导致构件破坏,影响正常使用;刚度太大容易自身周期小,地震作用下地震力大,导致构件破坏,同时也会增加材料造价。目前,我们也仍需对于房屋建筑的使用材料进行进一步的探究,努力寻找优化建筑材料的办法,能够帮我们在建造房屋时一方面减少不必要的材料浪费,另一方面就是将优质的材料的性能充分地体现在房屋建筑整体的抗震性能上,例如现在正在发展的隔振垫等材料技术。

1.3帮助取得积极的社会效应

在当今的时代背景下,社会的正向效应是促进社会发展和进步的重要因素。从某个方面来讲,发挥抗震设计在房屋建筑中的作用对构建社会主义和谐社会具有重要意义。在灾害发生时,良好的抗震性能能够减少人民群众的生命财产的损失,有利于维护社会秩序。对社会主义现代化的建社具有正面的社会效应。所以说,抗震设计的作用不仅仅是作用在静态的房屋建筑,对整个社会的发展和稳定也有着至关重要的作用。

2、抗震设计在房屋建筑设计中应该注意的问题

2.1建筑的场地选择

如果想把抗震设计很好的融入到房屋建筑设计中,首先应该考虑的问题就是整个建筑的场地的合理选择及使用,在建筑过程开始之前应该选择适合的地基作为基础持力层,其次,在建筑的过程中应该注意布局的对称性和稳定性,如果地基左右前后受力不均,这样很容易导致地基发生形变,当地震发生时,受力较强的部分就会承受不住地震的冲力,导致房屋的坍塌等一系列损失的发生。

2.2建筑房屋的合理选型

由于现在的经济效应,如今开发商在建设房屋时大多都建设高层房屋,节约土地,楼层过高就会导致地基受力较大,风荷载和地震作用都起主要控制作用,这个问题是当前建筑设计中最值得关注的一个问题,因此,不管是在建设高层居民楼或者工业建筑的时候,应该注意将房屋整体重心和建筑整体刚度控制在合理范围内,保证刚重比,减重比,周期比等在合理范围内,注意剪力墙与连梁的有效配合。只有这样的设计才会使得建筑抗侧力能够连续起来,使得房屋的抗震水平得以在整体性上加强。

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2.3高层房屋抗震墙的设计

在房屋的抗震设计中,充分考虑抗震墙之间的间距以及墙体的长度限制也是抗震设计中的一个较为重要的因素,只有把这些限值充分考虑到房屋的建筑设计中才不会影响建筑水平地震力的传递,增加建筑抗震的承载力度,满足建筑设计的抗震要求,不会出现由于局部刚度过大导致地震应力集中,墙面裂开局部构件破坏现象发生。

2.4房屋结构的延性设计

在具体的房屋结构抗震设计中,要重视钢筋混凝土的延性构件分析,在设计中要加强延性指标设计,对截面刚度要设计合理,针对构件位移延性,应按照相应的科学公式,保证设计的科学性。从而确定出延性和相关配筋以及轴压关系得到良好的调节。在钢筋混凝土的有关抗震设计中,其延性设计和塑性铰也有着较高的联系。只有在控制好弹性与塑性的合理关系,做到强柱弱梁,强剪弱弯,强节点强锚固,才能保证“小震不坏,中震可修,大震不倒”的控制要求。

3、建筑设计中应予以重视的抗震问题

3.1非结构构件的设计问题

建筑的室内装饰和建筑外立面的装饰都会影响到建筑的抗震性能。比如在立面上粘贴的大量的瓷砖、玻璃幕墙或者外挂花岗岩、大理石等材料,室内装饰中的房屋中的吊顶和顶灯等。这些装饰本身是否具有一定的抗震性能对建筑物内部人员和地震作用下正常使用影响很大。现在很多地震作用下人员的伤亡都有由于这些非结构构件的破坏导致的,这些非结构构件在地震作用下导致的二次伤害影响很大,应该足以重视。因此,在进行建筑的室内和外立面的装饰的过程中,应考虑到此类结构在地震作用下保证足够的安全,不随意掉落,从而保证建筑物内部人员的安全和建筑物各项功能的正常使用。

3.2满足设计限值的控制

我国的《建筑设计抗震规范》中对房的抗震设计中的要求的限值做出了一系列规定。因此进行房屋的抗震设计中,应该按照相应的限值进行设计。其次规定中也说明了房屋的局部墙体的尺寸的限值和剪力墙长度的限值。例如《高规》2010版规定:“剪力墙不宜过长,较长剪力墙宜设置跨高比较大的连梁将其分成长度较均匀的若干墙段等”。在抗震过程中,如果剪力墙局部过长,容易导致抗侧刚度过大,地震作用下应力往此集中,导致墙体现行破坏,一旦墙体开裂破坏刚度瞬间减小,水平地震力重新分配,容易导致一连串破坏。特别是水平层间位移和位移角都必须严格按照规范要求,否则变形较大,钢筋混凝土容易开裂丧失刚度,造成地震力转移破坏,因此在抗震设计中应按照相应的限值进行设计是非常重要的。

4、提高房屋建筑抗震结构设计水平的措施分析

4.1工程概况

某房屋工程为八层建筑,总面积为7283.5m2,长度为56.2m,宽度为16.2m,房间开间为4.8m,走廊宽2.4m,高度为24.2m。以粉细砂层为基础持力层,地下水位埋深约为4m,抗震设防烈度为8度。

4.2房屋抗震结构设计优化方法

(1)建筑基础设计优化

该房屋工程高度为24.2m,抗震设防烈度为8度,根据基础持力层将其设计为天然独立基础。通常情况下在首层有墙体的部位,底部要设置基础梁,基础梁根据墙体荷载计算;在地质较差,容易导致基础不均匀沉降的情况下,应基础与基础之间增设基础拉梁,保证结构的整体稳定。

(2)钢筋混凝土结构设计优化

在已知建筑布局和场地类别,抗震设防烈度等前提下,确定建筑物合理的结构形式,框架或者框剪及纯剪力墙,此楼为八层结构,通常框架结构或者框剪可以满足各项要求。然后对建筑整体结构进行受力分析,再进行结构分解,将每一构件受力进行结构优化,经过公式推算,计算出钢筋混凝土框架的合理截面及最优配筋率。

(3)建筑结构地震作用力设计优化

地震作用下,合理的周期会避免过大的地震力。对周期影响较大的主要为结构的抗震构件的刚度和建筑物自身的荷载。从抗震构件刚度着手,我们应当避免梁柱截面过大,改变截面越大越安全的传统思想,应当本着合理,经济,适用等三原则处理。建筑物自身的荷载基本已经定型,但是我们可以在非结构构件上多采用轻质结构来代替老旧的材料,减轻建筑物的自重。着手这两个方向处理,将会减小地震力多用,也就更加保证了建筑抗震的安全和材料使用的经济性。

5、结束语

综上所述,目前人们对于房屋建筑无论是安全性还是舒适性的要求越来越高,这就要求房屋建筑行业不断改善自己的设计和技术,不断为人们提供更好更优质的服务。同时,在进行具体的抗震设计时,设计人员要积极寻求多元化的建筑抗震方法,通过创新性视角降低地震对建筑物的破坏程度,通过采取相应的对策增强建筑结构的整体抗震性能。

参考文献:

[1]张学森.抗震技术在房屋结构设计中的应用[J].科技创新导报,2013(31).

[2]陈军.关于房屋建筑结构抗震设计探讨[J].江西建材,2014(18).

[3]郑和宁.房屋建筑结构抗震设计要求分析[J].四川水泥,2014(11).

[4]李建平. 建筑设计在建筑抗震设计中的作用[J].结构设计与研究应用.2013.04.16.

[5]张占奎. 建筑设计在建筑抗震设计中的作用[J].建筑规划与设计.2014,02,15.

论文作者:沈云程

论文发表刊物:

论文发表时间:2016/3/18

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