摘要:随着社会经济的发展,建筑规模不断加大。但世界各地发生地震灾害的概率也在上升,因此建筑结构中的抗震设计具有十分重要的作用。只有保证了建筑结构的抗震性才能确保建筑的安全稳定,保证人们人身和财产的安全。在建筑设计的过程中,设计人员要重视抗震方面的问题并采取有效的措施来降低地震对建筑工程的破坏,以保障人们的切身利益。
关键词:建筑结构设计;抗震结构设计
引言:随着我国科学技术和国民经济实力的不断发展和壮大,社会科学技术的不断进步,全球化的趋势已经蔓延开来,我国的建筑行业也取得了非常明显的成效。随着人们日常生活水平的不断发展和提高,在逐渐满足日常居住和温饱的同时,对于建筑结构设计的抗震结构理念也提出了新的要求。所以需要在分析与设计时需要对其抗震性能进行重点关注和优化,有效提高高层建筑的抗震性能。
一、抗震设计的基本原则
1.1 对建筑结构进行整体规划
设计人员在进行建筑设计的过程中要综合规划抗侧力的结构,保证建筑设计的均匀、对称和规整。在进行实际设计的过程中,设计人员要将规则的图形或者是对称的图形作为构造形式并在此基础上调整调整建筑结构的整体性,进一步实现惯性力的聚集和传递,将地震过程中的破坏力分开,来保证建筑物在地震过程中的安全。
1.2 抗震防线的设置
建筑工程的结构体系包括很多的结构分体,这些结构分体进行协调合作,降低地震对建筑物的影响。有些地震在发生后还伴随着很多次的余震,余震级别不一,所以设计人员要设计多道抗震的防线,来保证建筑物尽量不受余震的影响。抗震的防线要通过有效的方式安置在结构在内外部,设计人员还要尽最大努力来处理结构刚和柔的关系,提高建筑物抵抗地震的能力。
1.3保证建筑物的结构刚度
在对建筑物进行设计的过程中,要考虑地震作用力的双向性,保证建筑物能够从各个方向对作用力进行抵抗。设计者还要将主轴方向上的刚度控制在合理范围。结构刚度方面的设计还要能够防止建筑物的过度变形,柔性结构对外力进行分担,避免地震作用力下的整体结构变形,导致人员伤亡和财务损失。
二、建筑结构设计中的抗震设计策略
2.1建筑场地
(1)应选择对建筑抗震有利的地段,如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土等地段。
(2)应避开对建筑抗震不利的地段,如软弱场地土,高耸孤立的山丘,非岩质陡坡、河岸和边坡边缘,岩性、状态明显不均匀等地段。当无法避开时,应采取有效的抗震措施。
(3)不应在危险地段造建甲、乙、丙类建筑,建筑抗震危险地,一般是指地震的可能发生滑坡、崩塌、地裂、泥石流等地段。建筑场地为Ⅰ类时,甲、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施;丙类建筑允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施,但抗震设防烈度为6度时,可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。
2.2选择有利于抗震的建筑平面和立面布置
(1)建筑的体型要简单,平立面布置宜规则。体型简单和规则的建筑,受力性能明确,设计时容易分析结构在地震作用下的实际反应及其内力分析,且结构细部的构造也易于处理。这类结构遭遇地震后其震害相对较轻。
(2)建筑的平、立面刚度和质量分布力求对称。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆建筑的刚度和质量分布不对称、即使在地面平动分量作用下也会发生扭转振动,造成严重危害。建筑或其独立单元应力应求刚度、质量的对称,使其质心与刚心重合或偏心很小。
(3)建筑的质量和刚度变化要均匀。建筑的质量和刚度沿竖向分布往往是不均匀的。例如,由于建筑的竖向收进,地震时收进处上、下部分振动特性不同,易于在收进处的横隔层产生应力突变,使竖向收进的凹角处产生应力集中。设计时对质量和刚度沿竖向分布不连续的情况应加以限制、采取必要的构造措施。
(4)必要时设置防震缝。防震缝的设置,应根据建筑类型、结构体系和建筑体型等具体情况区别对待。抗震规范的原则是,建筑防震缝的设置,可按结构的实际需要考虑。体型复杂的建筑不设防震缝时,应选择符合实际的结构计算模型,进行精细的抗震分析,估计其局部应力和变形集中及扭转影响、判别其易损部位、采取措施提高抗震能力。当设置防震缝时,应将建筑分成规则的结构单元,防震缝应根据烈度、场地类别、房屋类型等留有足够的宽度,其两侧的上部结构应完全分开。
三、建筑结构体系的合理选择
(1)建筑结构体系应当具有清晰明确的计算简图和恰当合理的地震作用传递路径。竖向建筑构件的布置,应尽量使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平接近均匀;楼屋盖梁体系的布置,应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去;转换结构体系的布置,应尽量做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载通过转换层一次至多二次转换。建筑的整体抗侧力结构体系也必须明确,抗侧力结构一般由框架、简体、剪力墙、支撑等组成,它们宜尽量连续贯通。
(2)建筑结构体系应当避免因部分结构或构件的破坏而导致整个建筑结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计的一个重要原则就是结构应当具有必要的赘余度、良好的变形能力和内力重分配的功能,地震中,即使一部分构件退出工作,其余部分构件仍能承担起竖向荷载,避免整体建筑结构失稳。
(3)建筑结构体系应当具有合理适度的强度和刚度,防止和避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的塑性变形集中或应力集中;建筑的框架结构设计应使节点基本不被破坏,底层柱底的塑性铰宜形成晚,应当使柱、梁端的塑性铰出现得尽可能地分散;对于可能出现的薄弱部位,应采取适当措施提高抗震能力。
四、重视建筑平面布置的规则性
建筑的平、立面布置应符合抗震概念设计原则,宜采用规则的建筑设计方案。对平面不规则而竖向规则,或平面规则而竖向不规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型;对凹凸不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内的实际刚度变化的计算模型,对薄弱部位应乘以内力增大系数,应按规范有关规定进行弹塑性变形分析,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。在我国建筑中,结构的对称性主要指的是抗侧力主体结构的对称。对称的建筑如平面对称的框架结构、筒体结构、剪力墙结构、框架结构等,一般比较容易实现结构的对称性。结构的规则性主要体现在以下方面:(1)建筑主体抗侧力构件在两个主轴方向的刚度要比较接近、变形特性要比较相近;(2)建筑主体抗侧力构件沿竖向断面、构成变化比较均匀,不要突变;(3)建筑主体抗侧力构件的平面布置,应注意同一主轴方向各片抗侧力构件刚度尽量均匀;(4)建筑主体抗侧力构件的平面布置还应注意中央核心与周边结构的刚度协调均匀,保证主体结构具有较好的抗扭刚度,以避免建筑在地震或风荷载作用下产生过大的扭转变形,引起结构或非结构构件的破坏。
结束语:伴随着经济的发展,我国会更加重视建筑工程的高层防震建设。未来,建筑的发展是我国发展中非常重要的发展方向。我国对于建筑的防震性问题的重视和解决有利于从很本上保护我国人民的根本利益。注重建筑的防震性,可以最大限度的提高高层建筑的安全度,建筑是一个城市发展的根本,它与我们每一个人都息息相关,减少建筑中的现有问题,可有效的提高整个建筑的防震性。
参考文献:
[1]李志刚.建筑结构设计中的抗震设计[J].科技创新与应用,2012(3):177.
[2]卢建平.论房屋建筑结构中的抗震设计要求[J].江西建材,2011(4):59-60.
论文作者:杨剑
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/14
标签:建筑论文; 结构论文; 刚度论文; 建筑结构论文; 构件论文; 荷载论文; 烈度论文; 《基层建设》2017年第23期论文;