建筑结构设计中的抗震设计分析论文_赖辉强

建筑结构设计中的抗震设计分析论文_赖辉强

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【摘 要】我国是个地震频发的国家,地震给我国的社会经济带来了非常大的损失,也让许多家庭承受了巨大的伤痛。但可惜的是地震是难以预测和完全避免的,因而我们能做的,除了提高地震预报的精准和时间之外,还有就是通过提升建筑物结构的抗震性,尽可能做到最大限度的保证建筑物的结构稳定,保证人民的生命财产安全。

【关键词】建筑结构;抗震设计;抗震措施

地震具有不确定性、复杂性和随机性,要准确预报出建筑物所遭遇地震的参数及特性,目前的技术手段是很难做到的。而建筑物其本身又是个很大的很复杂的系统,在遭受地震作用后其破坏过程和破坏机理及其复杂。而且在结构分析方面,由于不能充分的考虑结构的阻尼变化、非弹性性质、材料时效、空间作用等多种因素,也存在着许多的不确定性。因此结构工程的抗震问题不能完全依赖着计算设计来解决。应该立足于长期工程抗震经验总结和工程抗震基本理论的工程抗震基本概念,从概念设计的角度来思考结构的总体地震中的反应,按照结构的破坏过程,灵活运用抗震设计准则,并且全面合理地解决建筑物结构其设计中的基本问题,既注意了总体布置上的大原则,又可以顾及到其关键部位细节方面的构造,从根本上进一步提高建筑物结构的整体抗震能力。

一、抗震概念设计其基本原则与要求

1.选择有利场地位置。造成建筑物震害的原因是多方面的,场地条件便是其中的条件之一。由于场地因素而引起的地震伤害往往是最严重的,而且有些情况下仅仅依靠着工程措施来弥补是很困难的。因此,选择工程场址时,应进行详细勘察,地质情况、搞清地形,挑选出对建筑抗震相对有利地段,避开对抗震不利的地段,无论在任何情况下都不能在地震频发等危险地段上建造建筑物,最大程度的减少因此而产生的人员伤亡或较大经济损失。

2.采用合理的建筑平立面。建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理,结构布置符合抗震原则,就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。经验表明,规则、简单、对称的建筑其抗震能力要强于其他构造的建筑物,在地震时不容易被破坏;反之,如建筑物其体形不规则,立面上高低错落,平面上凸出凹进,在地震时容易产生震害。而且规则、对称、简单结构容易准确计算其地震反应,可以保证地震作用具有明确直接的传递途径,容易采取抗震构造措施和进行细部处理。

3.选择合理建筑结构形式。建筑物的抗震结构体系是其抗震设计必须考虑到的关键问题。按建筑的结构材料分类,目前主要应用的一些结构体系有钢筋混凝土结构、砌体结构、钢-混凝土结构、钢结构等;按结构形式分类,目前常见的有简体结构、框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。结构体系的确定受到抗震场地条件、设防烈度、建筑高度以及经济条件、建筑材料、施工条件等多方因素影响,是一个综合的技术及经济问题,因而需进行周密考虑确定。

4.提高结构的延性。结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。结构的延性直接的反映了结构的变形能力,是防止在地震作用下倒塌的一个关键因素。

5.确保结构的整体性。结构是由许多构件连接组合而成的一个整体,并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震震害作用。若建筑物结构在地震的作用下失去了整体性,则结构的各构件其抗震能力将不能充分发挥,这样容易使结构成为机动体而倒塌。因此,建筑物结构的整体性是保证结构各个部位在地震震害作用下可以协调工作的一个极为重要的条件,所以确保建筑物结构的整体性是抗震设计中的重要内容。

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二、建筑结构抗地震倒塌及分级

地基基础的抗震设计须从建筑场地的选择入手,要采取有效抗震措施,建筑结构设计合理,避免出现应力突 变等情况,保证施工质量,尽量避免和减少不利于因素,就可以提高 地基基础及建筑物的抗震能力,减轻地震灾害。抗震设防目标是指建筑结构遭遇不同水准的地震影响时,对结构、构件、使用功能、设备的损坏程度及人身安全的总要求.建筑设防目标要求建筑物在使用期间,对不同频率和强度的地震,应具有不同的抵抗能力,对一般较小的地震,发生的可能性大,故又称多遇地震,这时要求结构不受损坏,在技术上和经济上都可以做到;而对于罕遇的强烈地震,由于发生的可能性小,但地震作用大,在此强震作用下要保证结构完全不损坏,技术难度大,经济投入也大,是不合算的,这时若允许有所损坏,但不倒塌,则将是经济合理的.因此,中国的《建筑抗震设计规范》中根据这些原则将抗震目标与三种烈度相应,分为三个水准,具体描述为:第一水准:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震(或称小震)影响时,建筑物—般不受损坏或不需修理仍可继续使用;第二水准:当遭受本地区规定设防烈度的地震(或称中震)影响时,建筑物可能产生一定的损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用.第三水准:当遭受高于本地区规定设防烈度的预估的罕遇地震(或称大震)影响时,建筑可能产生重大破坏,但不致倒塌或发生危及生命的严重破坏.通常将其概括为:“小震不坏,中震可修、大震不倒”。结构物在强烈地震中不损坏是不可能的,抗震设防的底线是建筑物不倒塌,只要不倒塌就可以大大减少生命财产的损失,减轻灾害。

三、建筑结构抗地震的设计思想与方法

工程结构的抗震能力是社会抗震防灾系统里的首道防线。建筑物的倒塌也是直接造成地震灾害的主要原因。建筑物在地震中的被破坏程度,大体可以决定地震危害的严重程度。因此,建筑结构的抗震能力,特别是抗地震倒塌能力,是地震区抗震防灾能力的最重要组成部分。文中运用系统科学的思想,介绍了提高建筑结构整体抗震能力的设计思想,结合汶川地震中建筑震害的教训,重点针对建筑结构抗地震倒塌能力,讨论了建筑结构抗震设计中应注意的问题和改进建议。研究结果表明:建筑结构系统的安全储备分为基本安全储备、整体安全储备与意外安全储备三个层次。结构的整体抗震能力和抗地震倒塌能力取决于整体安全储备和意外安全储备,意外安全储备不足是地震建筑结构震害严重的主要原因。结构系统的意外安全储备主要来自其鲁棒性、整体稳定性和整体牢固性。

目前对于结构系统的整体安全储备和意外安全储备的研究很不够,结构设计规范的相关规定和要求也有待进一步完善。抗震概念设计是指一些在计算中或在规范中难以作出具体规定的问题,必须由工程师运用“概念”进行分析,作出判断,以便采取相应的措施。例如结构破坏机理的概念,力学概念以及由震害试验现象等总结提供的各种宏观和具体的经验等,这些概念及经验要贯穿在方案确定及结构布置过程中,也体现在计算简图或计算结果的处理中。建筑结构的抗震设计,是以现有科学水平和经济条件为前提的。

结语

地震相对来说大自然中最恐怖最具破坏力的自然灾害之一,会造成难以估量的经济损失及人员伤亡。一直以来人类都在与地震灾害斗争的过程中,同时也在不断地总结经验及教训。建筑物是人类生产和生活的主要场所,因此建筑物的抗震设计一直以来是抗震研究的中最重要的部分。现代建筑物的抗震结构设计研究已经成为建筑设计领域必须进行的过程,通过建筑的抗震设计来保障建筑物在地震发生时有较好的可靠性和安全性,从而把人类的生命和财产损失降到最低。因此,建筑物的结构抗震设计是建筑物抗震的重要措施,我们对建筑物的抗震设计方法进行研究具有非常实用的价值。

参考文献:

[1]李博.建筑结构设计中的抗震设计分析探讨[J]《建筑工程技术与设计》2015

[2]肖人杰.浅谈建筑抗震概念设计[J]《房地产导刊》,2013

[3]蔡龙.结构抗震中的概念设计[J]《安徽建筑》,2007

论文作者:赖辉强

论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期

论文发表时间:2016/11/11

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