(广西天艺建筑设计有限责任公司,广西 南宁 530022)
摘要:随着科技的发展与社会的进步,城市化进程的不断加快,推动了建筑行业发展的步伐,同时人们对于建筑的性能也提出了更高的要求,尤其是建筑结构抗震性能设计,在设计过程中必须要建筑的实际情况为主要的出发点,对建筑物的结构构件性能影响因素进行综合分析,才能提高建筑结构的安全性以及稳固性.本文将通过对建筑结构抗震性能设定目标与性能水准进行分析,进而对性能抗抗震设计方法以及注意事项进行阐述,以供参考。
关键词:建筑结构设计;抗震设计;抗震性能
钢筋和混凝土制成的建筑结构具有坚实、使用时间长、成本低以及防火效果好等优点,因此在建筑行业中被广泛的使用,但是这种建筑结构在地震时会出现结构扭转下现象,在建筑结构设计时,要着重注意抗震设计。基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计是在当今世界各国中使用范围比较广的设计思想,这种设计的性能能够依据业主的需求进行选择,对比采用不同的设计性能可以使建筑物达到不同的抗震能力。本文参照国际上最新的抗震设计理念,并结合我国的在建筑结构抗震方面的法律法规和国家标准,制定出适合我国建筑业的基于性能的钢筋混凝土建筑结构的抗震设计方法。
一、结构性能抗震设计理论概述基于性
能结构抗震理论是在结构位移理论基础上提出的,控制结构在地震中的层间位移角,达到抗震效果,量化位移设计指标。目前基于性能的抗震设计理论包括基于位移设计、位移影响系数和能力谱三种理论,已经成为地震工程学界普遍研究的问题,但我国对于其应用较少。
二、基于性能的钢筋混凝土建筑结构的抗震设计目标
在抗能的基础上进行抗震设计是以及建筑的使用途径以及抗震要求从而确定的抗震目标,依据不一样的抗震目标得出标准不一的抗震防范设计,让建筑物在地震时有着设计的抗震能力。在不同程度的地震中,设计不同建筑构件和相同建筑构件的不同抗震性能,从而使建筑结构达到计算估计的抗震效果。我国在以前提出的“小震不坏、中震可修、大震不倒”是我国建筑物结构应该达到的最基本的抗震性能。在进行抗震性能设计时,业主以及建筑物设计师应该相互沟通共同确定建筑物结构的抗震性能目标,确定在不同程度的地震中,建筑物结构的不同层次间变形的极限值,选取合适的抗震性能目标,在明确建筑物结构性能的目标之后对其进行抗震性能的分析,计算建筑物不同的构件的承载力以及建筑物结构的变形极限,如果计算结果得不到预期的性能目标,必须调节构件的截面积并重新分析抗震性能。本文依据我国的法律法规以及国家标准,提出了4种建筑物结构的性能标准。性能1是指在小震中,建筑物完好,中震中建筑物完好,大震中建筑物基本完好;性能2是指在小震中建筑物完好,中震中建筑物物基本完好,大震中建筑物被轻微或中等程度的破坏;性能3是指建筑物在小震中保持完好,中震中被轻微的破坏,大震中建筑物被中等程度的破坏;性能4是指建筑物在小震中保持完好,中震中被轻度或者中度的破坏,大震中建筑物能够保证不被严重破坏。
三、我国针对抗震性能水平的界定
为使震后建筑物的结构功能得以延续,控制建筑结构的整体破坏程度是基于性能的抗震设计的核心内容。抗震性能水平是指在人为设定的地震作用外力下建筑结构的预期抗震水平。针对其预测性的数据,建筑设计者在结合历次地震情况的前提下,预估未来会发生的最大地震级数,进一步明确建筑设定抗震目标,抗震目标的设定在取决于当地自然条件的基础上,需结合建筑物建成后的具体使用方向,设计者综合整体情况制定符合建筑整体条件的抗震方案,保障建筑物性能的最大限度发挥。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据我国现阶段的建筑结构体系,粗略的将建筑结构构件的性能水平分为小震弹性、中震弹性及不屈服、大震弹性及不屈服,运用基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计方法,满足建筑结构的多重复杂性,基于抗震性能水平的评估,确保建筑结构的承载能力优良。
四、我国基于性能的抗震设计方法分析
现阶段,建筑工程中的结构大多数为钢筋混凝土框支剪力墙,承载能力的抗震设计方法,针对地震强度,设计者有效借助反应谱,进一步计算出建筑底部剪力,根据相关规则将其与其它荷载有机组合,设计建筑结构的强度水平,保证建筑各构件均能提供相应的承载能力,进一步确保建筑物的综合抗震水平。较其它抗震设计方法相比,承载能力设计方法贴合实际、性能理念清晰,有一定的数据支持,借助大量的静力分析,保证建筑物的预期抗震性能。调查显示,承载能力设计方法在实际建筑施工过程中存在一定弊端,基于弹性反应的理论基础,不能将与建筑结构相关的系数进行科学地折减,导致建筑构件的抗震性能目标落不到实处。
较承载能力设计方法相比,直接基于位移进行抗震设计以位移数据为整个抗震设计过程的虚拟出发点,设计者在具体的建筑抗震设计过程中,根据位移谱得出建筑结构的周期,对其实施结构分析,实现配置符合建筑最大抗震性能的结构构件。基于位移的建筑抗震设计需设计者具备扎实的数学运算能力及物理知识,方案设计前期的精力投入较大,对设计者在设计过程中运算的精确性有一定要求。基于位移的抗震设计能保证设计者在设计初期明确各结构性能水平,在建筑实际抗震应用中最大程度发挥构件目标性能水平。
基于以上两种确定因素的抗震设计方法,能量也可作为设计者抗震设计的数据基础。设计者将地震输入的总能量假设为建筑结构破坏的主要原因,建筑物的结构构件及内部相关设施造成破坏所接收的能量受地震与构件耗散能量共同影响。以能量守恒为理论基础的抗震设计在一定程度上评估不同等级地震的潜在破坏力,但其操作过于繁琐,存在较多人为无法把控的因素。
五、基于性能的钢筋混凝土建筑结构的抗震设计方法
基于性能的钢筋混凝土建筑结构的抗震方案设计是完善我国建筑发展不可或缺的部分。建筑设计者应对钢筋混凝土结构目标性能进行细分,分化出多个具体量化目标性能水准,结合建筑物的重要程度,预估在震后建筑结构修复、完善所需支出,通过对建筑结构前期成本投资及未来震后损失等综合因素深入分析,制定合理的预期方案,确保建筑性能优良。进一步加强对概念设计实施的宏观把控,建筑设计者在设计的过程中,应重视建筑结构整体的规则性,合理选择建筑结构体系,结合多级程度震动外力下建筑构件的实际承受力,制定科学合理的强度设计。建筑设计者对建筑结构的抗震性能应预先进行综合评估,以变形指标为设计方向,整体把控建筑结构构件在外力作用下的损伤程度,在实际建筑设计实施过程中,提升建筑结构构件、非结构构件的整体性能水平,大幅缩减建筑结构在建筑生命周期中的资金投入。
结语
综上所述,基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震方法的研究与完善是我国建筑发展的趋势。我国应逐步加强对基于性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计相关内容的重视,对基于抗震设计实践操作过程中存在的问题不断进行探究及分析,在全面考虑建筑构件的综合性能的同时,运用可靠的计算数据,制定更为完善、科学的抗震方案,为我国日后的建筑设计奠定基石。
参考文献
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论文作者:韦金汕
论文发表刊物:《知识-力量》6中
论文发表时间:2018/10/14
标签:性能论文; 建筑结构论文; 建筑物论文; 建筑论文; 构件论文; 震中论文; 钢筋混凝土论文; 《知识-力量》6中论文;