浅析建筑结构抗震设计论文_邓向华,许文蓓,戈晓玲

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摘要:由于我国位于亚欧板块交界地带,位于环太平洋火山地震带,板块运动频繁,因此在我国地震为一种常见的自然灾害。要想减少地震灾害给人类带来的财物损伤和人命伤亡,就要求建筑要增强抗震性能,在地震发生时,建筑物良好的抗震性能,能为人们争取更多的逃生时间。因此结构工程师要重视起建筑物的抗震性能的设计,要发挥建筑结构工程设计的作用,最大限度的提高建筑物的抗震性能。以下本文在研究过程中,就对如何提高建筑抗震性能进行研究。

关键词:建筑抗震结构;设计方案探讨

前言

地震会极大程度的威胁到人类的生命安全和财产安全,是我国常见的自然灾害之一。由于我国位于火山地震带,是世界上地震灾害较为严重的国家。我国的地震分布广、频率高、震源浅强度大,一旦发生地震,将导致大量建筑倒塌,从而导致人员伤亡和经济财产损失。由此可见,建筑的抗震性能是尤为重要的,倘若建筑物抗震性能较差,结构抗震性能较弱,就会导致建筑在地震中失去抗震的效果。这就要求结构设计师要重视对建筑抗震性能的设计,提高建筑的抗震水平。

一、目前抗震设计中存在的问题分析

我国对于建筑物的抗震性能设计,已经有了多年的发展历史,也逐渐形成了一套符合中国地质条件的建筑抗震设计。但是建筑物抗震性能仍然存在很大的提升空间,与国外建筑的抗震性能相比,还存在一定的差距。目前我国建筑物的抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防地震影响时,可能发生损坏,单经一般性修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。这种建筑物抗震性能设防标准相对来说还不够完善,应该考虑建筑物所有者不同的要求,设立更为灵活的抗震防范目标。

二、如何提高建筑结构的抗震性能

1、合理选择建筑场地

地震造成建筑的破坏,除地震动直接引起结构破坏外,还有场地条件的原因,诸如:地震引起的地表错动与地裂,地基土的不均匀沉陷、滑坡和粉、砂土液化等。因此选择有利于抗震的建筑场地,是减轻场地引起的地震灾害的第一道工序,抗震设防区的建筑工程宜选择有利的地段,应避开不利的地段并不在危险的地段建设。选择建筑场地时,应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料,对抗震有利、一般、不利和危险地段做出综合评价。对不利地段应提出避开要求;当无法避开时应采取有效地措施。对危险地段,严禁建造甲、乙类的建筑,不应建造丙类的建筑。

2、优化结构方案

建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。建筑布置对结构的规则性影响重大,抗震性能良好的建筑,需要建筑师与结构工程师的互相配合。建筑形体及其构件布置应避免形成平面和竖向的不规则,平面不规则主要关注的结构的扭转问题,抗侧力构件之间的协同工作问题和水平传力途径的有效性问题,而竖向不规则主要关注薄弱层问题及竖向传力途径的有效性问题。因此《建筑抗震设计规范》规定:不规则的建筑应按规定采取加强措施;特别不规则的建筑应进行专门研究和论证,采取特别的加强措施;严重不规则的建筑不应采用。

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3、选择合理结构体系

影响结构体系的因素很多,如抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等,还应考虑技术、经济和使用条件等。结构体系问题是结构抗震设计的关键问题。

结构抗震设计的关键是解决承载力、刚度和延性问题:

3.1、对于非抗震结构,足够的材料强度和刚度是结构设计需要考虑的问题,而对于抗震结构除要承担常规荷载外还要承担地震动作用,其材料强度和刚度不是越大越好,而需要控制在合理的范围内。

3.2、结构体系由各类构件相互连接组成,抗震结构构件应具有必要承载力、合理的刚度、良好的延性、可靠的连接,使相互之间合理均衡。

3.3、结构构件应具有良好的延性(即变形能力和耗能能力),延性可以增加结构的抗震潜力,增强结构的抗倒塌能力。结构抗震设计的本质就是对结构承载力、刚度和延性的合理把握问题。

4、选择适宜结构材料

由于地震对结构产生往复的摇晃和上下颠簸动力作用,且使结构产生较大的变形,因此要求使用的材料应具有一定的强度,且能使结构有尽可能大的延性。抗震设计时,要求结构及构件具有较好的延性,在地震作用下当结构达到屈服后,利用结构的塑性变形吸收能量,削弱地震反应。这就要求结构在塑性铰处有足够的转动能力和耗能能力,能有效地调整构件内力,实现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件”的抗震设计原则。要贯彻结构抗震设计意图,实现设计构想,结构材料应有足够的保障,为此《建筑抗震设计规范》专门对不同的建筑材料提出了基本要求,结构设计时必须根据建筑具体情况选择适宜的建筑材料。

5、设置多道抗震防线

震害调查表明:破坏性强震具有持续时间长、脉冲往复次数多等特点。单一结构体系的建筑一旦破坏,接踵而来的持续地震动会造成建筑的倒塌。当建筑采用多道防线时,第一道防线破坏后,后续防线能接替抵抗后续的地震动冲击,从而保证建筑最低限度的安全,避免建筑的倒塌。因此抗震建筑设置多道防线是必须的,也是“大震不到”的基本要求。

三、结束语

由于我国地震较为频繁,因此提高建筑物的抗震性能是尤为重要的,这样能够最大限度的减少地震发生时,所产生的人员伤亡和经济损失。这就要求结构工程师,需要采取有效的办法,实现建筑结构抗震性能的提升。

参考文献:

[1]《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010(2016年版)

[2]朱炳寅 《建筑抗震设计规范应用与分析》(第二版)

[3] 傅学怡.整浇钢筋混凝土建筑结构抗震设计理念探究——来自台湾、阪神和阿拉斯加等地震震害的启示[J].建筑结构,2005(05):9-12+8.

论文作者:邓向华,许文蓓,戈晓玲

论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期

论文发表时间:2018/9/18

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