摘要:地震灾害具有突发性和极强的破坏性,带来的损害不可估量,使人们越来越重视建筑的抗震能力。建筑结构的抗震设计是一项极为复杂的设计过程,除了考虑建筑功能外,对建筑的荷载、内力、形变等因素也要进行深度考量。实际上,建筑抗震性能的设计并不理想,还需要相关工作人员进一步研究,在施工过程中充分发掘有效的抗震措施,理论与实践有效结合,最大限度地提高建筑抗震能力,为人们生命财产提供安全保障。
关键词:建筑结构;抗震设计;设计方案
1引言
在我国的历史上,发生过很多次大型地震,地震会造成房屋结构的破坏,危害人身安全,所以在建筑结构中重点考虑抗震设计是非常有必要的。当前我国建筑结构的抗震理念是三道防线,即小震不坏、中震可修,大震不倒,对结构中承担地震荷载的构件进行重点设防,有效提高结构的抗震能力,加强其安全性与稳定性,有效地保障人身安全与财产安全。设计人员在工作中针对不同结构形式的建筑应当制定不同的设计方案,使得抗震设计方案有实用性,能够在地震作用下保证居民的安全。
2现行建筑结构抗震涉及理论
2.1逆静力理论
逆静力理论是在20世纪初期发展起来的,其在抗震作用计算时,会对结构刚度和地震水平方向力进行假定,并将作用点设置在结构中心位置上,从而以重力乘以常规比例来进行作用力大小的计算。
2.2反应谱理论
反应谱地震理论是在动力理论思想的基础上研究产生的,在研究地震作用过程中发现,其会随着时间的推移呈现一种非线性的变化,通过变量的录入、建筑物的选择,模拟计算出地震发生时对建筑结构产生的应力和应变,进而确定地震影响。
2.3高层建筑抗震设计理念
根据地震等级的不同来保证建筑结构的质量,做到小震不坏、中震可修、大震不倒的基本原则。具体来说,在建筑结构抗震设计中主要可以分为以下三个阶段:
第一设防烈度地震(低于本区地震等级的地震)。由于地震等级较低,建筑结构仍处在弹性变化阶段内,不会造成任何的损坏,也无需进行任何的修补。不过需要对建筑结构的承载力极限以及弹性变形限值事项有效验算。
第二设防烈度地震。即与本区地震等级相同的地震。该阶段内,建筑结构自身已经存在一定程度的损坏,可以根据建筑结构的破坏情况选择修理或者不修理,不过不管采用哪种处理方式,都需要控制建筑的延展能力,以免脆性破坏问题的发生。
第三设防裂度地震。发生高于本地区地震级别的地震,此时的建筑结构已经进入了塑性变形阶段,出现了较为严重的破损,需要对建筑进行合理修补,以免建筑出现倒塌现象,威胁人们的生命财产安全。
3当前建筑结构抗震设计存在的问题
3.1设计人员的抗震设计概念不明确
抗震设计的理念是为了能够更好地抵御地震灾害,提高抗震能力,防止出现人身与财产的损失,但是在过去的几年中,甚至在当下,还有很多设计人员的理念停留在使用大量的钢筋来抵御地震这样的理念上。实践证明,建筑结构的钢筋用量并不是越多越好,钢筋多了反而会使材料的延性降低,反而降低结构的抗震能力,所以,越来越多的设计人员发现,单纯通过计算来进行抗震设计是不全面的。在设计中不仅仅要设计出需要加强的位置,也就是地震不损坏的位置,同样还要设计出薄弱的位置,就是必须损坏的位置来保证建筑结构的安全。因为薄弱构件的损坏会消耗大量的地震能量,最大限度拖延地震破坏的进度,因此,树立正确的设计理念是抗震设计的真正指导思想。
3.2建筑高度问题
随着城市化的快速发展,高层建筑越来越多,钢筋混凝土的使用也随之增多,就目前对建筑高度和施工技术的规范来看可以满足建筑的抗震需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆实际工程建设中,开发商为了提高企业的经济利益高度会超过设计标准相关约定,建筑相关参数都会超过标准,对地震的抵抗能力大幅度下降,一旦发生地震灾害,建筑极易发生形变,地震级别高时建筑甚至会瞬间坍塌,即便地震过后建筑没有明显损坏,建筑本身的抗震能力也大大降低,不足以抵御再次出现的地震灾害。严格按照建筑规范的安全质变,材料性能,延性要求,荷载能力等完成建筑设计,根据施工标准完成建设,确保建筑的抗震能力。
3.3建筑选址问题
我国方圆辽阔,但是人口数量大,人均占地面积有限,适宜建造建筑的位置并不多,开发商在建筑选址时往往对地理位置的考虑并不周全。建筑应选在地质稳固、周边开阔的区域,地基坚实,位置平坦,尽量减小地震时建筑的沉降量。避免选址在河流、山坡附近,这种地质较软,抗震能力差,同时还要考虑泥石流等其他可能发生的自然灾害。建筑场地土质坚硬,覆盖层薄,在发生地震灾害时,对建筑损害较小,在选址时要充分考察土质情况和覆盖厚度,尽可能避免在板块衔接区域或地震活跃地带建造工程项目。
3.4抗震设计在结构设计中不够重视
当前之所以建筑结构在地震中被大量破坏,究其原因,也是因为抗震设计在结构设计中的作用不够明显,设计人员不够重视所致,这些问题尤其是在建筑物的加层或者在改建中经常出现,这些小问题,小隐患在遇到地震之后就会被放大,成为威胁生命与财产安全的重大问题,所以设计人员应当结合施工的实际环境,对抗震等级与建筑物的构造进行合理的选择。
4做好建筑结构抗震设计
4.1选择适宜的场地
选择合适的场地是设计人员进行抗震设计的第一步,也是最重要的一步,因为良好的场地便于抵抗地震力,相对平坦开阔的空间能够提升建筑物的抗震能力。均匀的土质能够传递相同波速的地震波,防止在同样的部位产生不同的力,密度和承载能力较好的土质能够很好地分担建筑结构传递下来的重力荷载,还能提高建筑物与地基的整体性。在选择建筑场地的时候应当尽量避开液化土、湿陷性黄土、采空区以及河岸边缘等地段,避免土体中密度不平均、硬度和凝结度不同对建筑结构设计造成影响,对于一些容易发生地质灾害例如滑坡、泥石流等地段也应当合理规避,还要避开地震断裂带,以免降低建筑结构对于地震的抵抗性。
4.2完善建筑立面、结构竖向布置抗震设计
结构体系的外形设计和结构刚度的变化均会使楼层发生较为严重的变形,主体结构竖向布置的过程中也需要注意多方面的内容:结构侧向刚度自下而上逐渐减小。为有效规避软弱层,应采取有效的措施避免上下层刚度发生突变。框架结构的楼层与相邻上层的侧向刚度比应在0.7以上,与相邻三层的平均侧向刚度比需在0.8以上。在框剪结构中,楼层与相邻上层的刚度比在0.9以上,底层嵌固层的刚度比在1.5以上。结构中需尽量规避软弱层,层间受剪承载力应在上一层的8成以上。结构上部楼层的收缩部分到室外地面的高度与房屋高度的比值若超过0.2,则上部楼层收进后的尺寸要为下部楼层水平尺寸的75%,上部楼层的尺寸不得超过下部外挑水平尺寸的110%,规定外挑尺寸在4m以内。楼层的重力需沿高度均匀分布,上部楼层的重力应在下部楼层的1.5倍以内。
5结束语
建筑作为目前城市发展中不可或缺的重要组成部分,不仅是一个城市发展面貌的体现,更多的也是保证人们生活品质的基础条件,在建筑设计中,如果存在抗震设计不合理的情况,一方面会对人民的生命安全带来严重威胁,另一方面也会为我国经济建设带来较大损失,影响可持续发展战略的实施。在历史中,出现过很多次地震,每一次的地震都对人身和财产造成了不可忽略的影响,做好建筑的抗震设计工作刻不容缓。发生地震造成生命财产损失的原因多是由于抗震设计不合理所致,第一是因为很多从业者对于抗震设计的理念理解不足,第二是设计人员对于抗震设计的忽视。想要做好抗震设计,需要从场地开始,考虑建筑的结构,体型,加强与薄弱点的留置等等,并考虑做好二次结构,只有将这些工作全部做好,才能够真正提高建筑物的抗震能力,保证城镇居民的人身与财产安全。
参考文献
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[3]周现伟.建筑结构设计中的抗震设计研究[J].建筑技术开发,2018 (9):103.
论文作者:梁超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签:建筑论文; 建筑结构论文; 结构论文; 刚度论文; 能力论文; 楼层论文; 设计人员论文; 《基层建设》2019年第10期论文;