关键词:工业与民用建筑;结构抗震;设计
引言
地震的产生是因为地壳中的板块发生了碰撞、错动或者断裂而产生的震动。地震作为一种自然灾害,具有很强的破坏力,会直接影响到我国社会的发展和人民的生命财产安全。近年来,随着经济的发展,建筑物越做越密集,民用建筑越来越多,建筑结构形式也逐渐多元化。结构的复杂性在一定意义上要求结构具有一定的抗震特性。在抗震的研究上,抗震结构的提出,为建筑结构抗震开启了新的思路,在该思想的指导下增加结构抗震的性能,提高建筑的安全性。所以,只有通过新技术、新材料,才能不断完善建筑结构抗震设计从而降低建筑物在地震灾害中的损失。
1 地震对工业与民用建筑物的破坏类型
1.1 地表建筑物地基失效
当地震作用于建筑物并造成破坏时,往往是由于地震引起地面不平或变形从而使得地基失效而引起。地基失效通常表现为地基承载力下降乃至全部丧失、断层位错、滑坡、砂土液化等形式,强烈的地表震动可能导致地基土发生永久变形,进而导致地表结构物、建筑物的倾斜、滑移、下沉、倒塌。总而言之,任何引起地基不均匀沉降的作用力都是造成上部结构破坏的重要原因。
1.2 建筑结构振动破坏
建筑结构震动破坏是指地震引起的建筑结构动态作用所带来的地表结构物的各种破坏。一般而言,由地震带来的结构振动破坏,与结构物自身特性有关系,其建筑物的破环程度通常收到自振频率、柔性、塑性、刚性等建筑结构要素的影响,从而导致不同程度的扭转破坏、脆性或者塑性破坏、局部破坏或者整体破坏。
2 工业与民用建筑的抗震结构体系设计
2.1 总体抗震结构设计
建筑物的抗震结构设计应首先从总体上进行综合考虑,根据工业与民用建筑的具体用途,从经济与安全相结合的原则出发,进行的建筑物抗震结构体系的总体统筹规划,具体包括对于房屋主体、房屋框架、底层框架、抗震墙结构等的具体设计和运用。只有做好建筑物抗震结构的总体设计,加强对建筑物的相关结构体系有效分析,充分重视设计前期的分析工作,才能将复杂的抗震结构设计工作具体化,保证工业与民用建筑结构抗震设计的具体可行。
2.2 局部抗震结构设计
针对地震作用对建筑物的不同破坏类型,要进行局部的、具体的抗震结构设计。对建筑结构实施必要的设计过程中,首先对于地基失效所引起的地表结构物破坏,要进行场地上的科学合理选择,在建造施工前就要对建筑场地进行地形地貌及相关地场条件的综合分析,一方面有利于降低地震作用的破坏力,避免地基失效,另一方面也可以降低实际建造施工中的技术难度和工作认任务,更好的实现建筑物得抗震效能。
2.3 刚性抗震设计
工业与民用建筑结构抗震设计的本质是对基于建筑承载力的结构设计,而传统的结构抗震设计也就是我国使用较为普遍的刚性抗震技术能够从整体上较好地强化建筑物的承载力结构。刚性抗震要求提前对建筑物结构的强度和受力性进行分析,通过一系列科学精密的受力结构分析计算,掌握建筑结构的性能,强化建筑结构强度,提高建筑的塑化能力,以降低地震作用破坏力,实现抗震整体结构的有效设计。
2.4 柔性抗震设计
柔性抗震与刚性抗震设计相辅相成,共同起到维护建筑物整体稳定性的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中,柔性抗震设计是基于承载力的刚性设计到基于位移和变形控制而发展起来的,是一种较为新颖的抗震技术。一般而言,柔性抗震对于多层、底层建筑效果比较明显,主要原理是通过消能减震技术有效降低建筑结构本身在地震作用下产生的加速度以及位移。随着结构动力分析方法和计算技术的重大进展,柔性技术可以逐渐实现对各种建筑结构抗震性能的准确分析,从而满足工业与民用建筑物的不同抗震需求。
3 建筑结构常见抗震方法
3.1 运用混凝土结构抗震
1)设置混凝土抗震墙
地震作用下水平位移大,而框架结构的抗侧移度又较小、框架结构有大量的柱和梁需要固定加固时,可以采用增加设置钢筋混凝土墙来抗震。可以通过设置这些抗震墙,将原来的框架结构体系变为框架-翼墙的结构体系,这样可以有效提高工业与民用建筑结构的抗震能力,减小相应的结构扭转效应。
2)加大截面
加大截面的抗震方法是运用同种材料钢筋混凝土包新在混凝土梁、柱、板外,以达到增大原来混凝土构件的截面面积,从而达到增强承载力、提高抗震能力的目的。这种方法是一种传统的抗震方法,采用这种方法时要注意避免因截面增大而导致局部刚度加大的局面,不能为了提高承载力而盲目的去加大截面。在进行抗震结构设计时应充分考虑增大截面对整体情况的影响,不能仅仅为了满足构件承载力的要求,避免因为用了这个方法提高局部抗震能力提高而导致其他位置出现薄弱环节,为工程留下安全隐患。
3)外包钢
外包钢加固是在被加固构件外面包上钢板,通过和原有构件的共同作用,很大程度上提高了构件的承载力和刚度,从而提高结构抗震能力。外包钢常见分类有两种:干式和湿式。干式是把钢板直接包在原来的构件外面,两者中间没有任何的填充物或水泥砂浆。湿式是把钢板包在原来的构件外面的同时在两者之间留有间隙,填充砂浆、乳胶水泥浆或混凝土,使两者粘结成一体,共同工作。抗震加固首选湿式包钢法,虽然施工量较大,但是加固效果较好,能更好提高结构抗震能力。
3.2 运用砌体结构抗震
1)外加钢筋混凝土构造柱、圈梁和钢拉杆
整体性差的砌体房屋,最有效的抗震方法就是外加钢筋混凝土构造柱、圈梁及钢拉杆。当原本的房屋没有构造柱和圈梁的时候,可以采用这种方法;在原本的房屋没有足够数量的圈梁的时候,也可以采用这种方法,但必须保证新加的构造柱和原有的圈梁和墙体之间有足够的延展性。如果原本的墙体间距过大,要先增设墙体再考虑用这种方法来抗震。
2)增设钢筋网水泥砂浆面层
增加钢筋网水泥砂浆面层主要是针对那些抗震承载力不足、砌体房屋刚度又不够的墙片进行加固使用的。通过在墙体外面增加钢筋网和水泥砂浆面层来对墙片进行加固,提高墙片的刚度和承载力,使房屋在地震时不至于造成破坏从而引起坍塌。
3)结构构造性加固
结构构造性加固法主要有三种:增加横墙、砖柱承重改为砖墙承重、托梁换柱。其中,主要的方法是增加横墙,这是因为水平地震作用力是直接由房屋面板传递给横墙,靠横墙来承担的。所以要保证房屋面板有足够刚度传递地震的作用力,就要把横墙之间的间距缩小。如果墙距很大横墙的数量又很少,纵墙的支撑就变少,房屋的整体性较差也就更容易被破坏。所以增加横墙会使纵墙有支撑从而防止发生较大的弯曲而导致建筑被破坏,提高结构抗震能力。
结语
随着社会经济的不断提高,人们的生活水平和质量也跟着不断提高,其对工业与民用建筑结构的安全要求随之增高,增加工业与民用建筑结构的抗震性能越发的被人们所重视,提高建筑的抗震性能,有利于提高人们的生活安全质量,进而促进城市建设更好更快的发展。
参考文献
[1]陆伟华.房屋结构抗震设计研究[J].江西建材.2017(22)
论文作者:林灿耀
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月5期
论文发表时间:2020/4/23
标签:结构论文; 建筑结构论文; 建筑物论文; 承载力论文; 圈梁论文; 工业论文; 地基论文; 《城镇建设》2020年2月5期论文;