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摘要:抗震设计是房屋建筑结构设计中最重要的组成部分,抗震设计工作水平和质量将直接影响着整个工程的施工质量,关系着后期工程的抗震性能,甚至会对人们生命安全造成影响。文章主要分析了钢筋混凝土房屋结构抗震设计措施,以供参考。
关键词:钢筋混凝土;结构;抗震设计
引言
随着社会经济的发展,高层钢筋混凝土房屋建筑建设的增多,大大增大了其在地震灾害影响下的水平位移和抗侧移刚度,这在无形之中就加大了地震灾害的影响。因此,为了防止地震灾害影响程度的扩大,提高建筑物的抗震性能,必须要做好抗震设计。
1钢筋混凝土房屋结构平面和立面设计
1.1整体布局设计
建筑的整体布局设计,主要是指建筑的平面和立体空间上的设计。在建筑的整体布局中,要使建筑平面和建筑空间在形状上,既规则又简洁。建筑的平面形状可以是圆形、矩形、方形等,这样的形状能够提高建筑抗震的水平。在建筑的整体布局设计中,要避免凹凸行的设计,这样的设计对建筑抗震起到了一定的制约作用。严重是还会出现扭转效应。要设计出具有立体美和具有艺术性的建筑,就一定要将建筑艺术和建筑所具备的功能,与建筑抗震设计结构结合到一起。
1.2平面布置
平面布置应遵循简单、规则、均匀对称的原则,并且应该具有良好的整体性,尽量使质量中心与结构刚度中心重合,以减少或避免扭转产生的影响。平面布置首先要保证建筑的刚性程度和建筑结构的质量,在布置上要求二者有着相互的对称性,避免结构受力产生严重的变形状况产生。进行平面布局设计时,不能忽略建筑结构中抗侧移结构布局需要注意的因素,保证建筑的使用功能和建筑的抗震性能都不会受到任何不利的影响,使建筑的抗震设计能够完美的发挥出其技术的优良特点。
1.3竖向布置
竖向布置主要的作用是控制转换层上、下刚度的突变,为了保证底部空间的刚度、强度以及延性,应该尽量强化转换层上下部的结构刚度,弱化转换层上部结构刚度,使转换层上下部的变形特征和结构侧向刚度尽量接近。
1.4转换构件选择及布置
转换层是建筑物中不同结构形式连接的关键点,它既是上部结构的空中基础,又是下部结构的封顶。一般情况下,转换层上部的竖向抗侧力构件宜直接落在转换层的主结构。转换构件上部载荷不直接传给下部对应构件,而是通过转换结构的内力重新分配,是因为结构竖向传力构件的不连续。因此,在布置转换层时,应注意尽可能水平转换机构直接落在转换层的主结构上。平面布置时剪力墙界面中心线应与框支梁截面中心线对齐,以防止框支梁上部剪力墙对框支梁产生不利的扭转影响。
2钢筋混凝土房屋结构抗震结构设计
2.1防震缝设计
防震缝是指为了防止地震对于建筑的破坏,在适当位置设置的缝隙,可以将建筑分为若干形体简单、结构刚度均匀的独立部分。通过设置防震缝,可以对复杂的建筑结构进行分割,形成相对规则的结构单元,从而减少建筑的扭转、改善结构抗震性能。在对防震缝进行设计时,设计人员应该结合实际情况,保证其宽度的合理性,如果完全按照规范要求,则在强烈地震作用下,仍然可能会发生碰撞;如果防震缝宽度过大,则会影响建筑立面设计。对于体形相对规则的混凝土结构建筑,可以不设置防震缝,而如果建筑的结构非常不规则,而且建筑场地并没有限制,则应该设置防震缝,同时防震缝的宽度应该能够满足抗震支座在遭遇强烈地震时的位移要求,并考虑建筑与周围构造物之间可能出现的相对运动。
2.2抗震层设计
抗震层一般位于建筑基础的顶部,是最为基本的抗震构造形式,能够最大限度地对地震能量进行隔离,从而保证建筑的使用安全。在实际设计中,为了保证安装和维护的便利性,需要在抗震层顶部梁底与基础面之间留出0.8m以上的空间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从建筑功能方面分析,为了对抗震层顶部的楼板进行有效利用,可以以地下室或者半地下室的形式,将抗震层设置在地下室柱顶或者墙顶。同时,为了对构件的受力情况进行改善,当水平剪力较大时,可以在柱体中设置相应的减震器,将抗震层的剪力和弯矩分别传递到柱或者墙的上下端。
2.3抗震支座设计
抗震支座多用于地震影响比较大的部分或者伸缩梁较大,需要通过滑动释放内应力的部分。通常来讲,要想保证对地震作用的有效隔离,抗震支座必须具备几个方面的性能,一是应该能够承担上部建筑的荷载,同时变形较小,具备良好的竖向刚度和竖向承载力;二是在水平方向上必须具备较小的水平刚度,以延长结构的自振周期,减少上部结构的加速度反应及下部结构的层间剪力;三是必须有适当的阻尼,以限制结构位移;四是抗震支架的使用寿命不能少于建筑结构的使用年限。对于建筑设计人员而言,不仅需要熟悉抗震支座的各项性能,而且还应该熟练掌握其实验方法,以保证抗震支座的耐久性和相关力学性能。
3钢筋混凝土房屋结构抗震设计注意事项
3.1有效控制扭转效应
地震有水平作用、竖向作用以及扭转作用等多种作用力,在这种情况下,就会对其破坏力很难掌握计算,如地裂、房屋倒塌、地势波动较为强烈等。因为地震伴随着随时性,包含许多不稳定的因素,这就对高层混凝土建筑抗震方面的结构设计提出了更高的要求,注重地震带来扭转效应。若未预先设置相关结构位移的标准,就要先测量出的最大位移部分刚度和最小位移的刚度,使其整体结构位移保持同步性,所有的细节都要与其相关设计要求达到一致,对暴露出问题的地方一经发现,要迅速做出有效的调整,尽一切方式来降低地震扭转作用带来的不利影响。
3.2合理设计结构参数
在对高层混凝土结构设计进行预处理阶段,必须充分了解项目的选址、地质条件、材料选择、施工专业技术、质量检测等多方面相结合,着眼于其中重点,建造建筑设计的基本框架,运用先进合理的设计理念与专业技能相结合设计出切实有效的设计方案,其关键部位要做出详尽准确的注明,使得建筑抗震结构得以更好地完成,同时建立系统完善、内容详尽的建筑结构设计信息数据库,方便结构工程师对相关案例的提取,以此总结经验,采用先进的设计方式来开展工作。
3.3提高结构延性
钢筋混凝土结构要实现延性结构必须通过良好的延性设计。抗震高层建筑的延性通过合理选用结构体系、合理布置结构、对构建及其节点采取各种构造措施等才能实现,施工质量的良莠对结构的延性也有很大的影响。延性设计不是通过计算实现的,所以,保证结构的延性要通过抗震机构的抗震等级要求及加强构造措施等方法。其中,重点需要保证梁、柱、墙构建均具备足够的延性,这样钢筋混凝土结构才能具有一定的延性,才能设计出延性框架和延性剪力墙。“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”是框架结构应遵循的设计原则,截面尺寸的合理选择,柱轴压比,剪跨比,箍筋选配的控制,以及核芯区的构造措施都是框架结构抗震设计的重要内容。框架—剪力墙结构和剪力墙结构设计为实现延性设计应符合“强墙弱梁,强剪弱弯”原则,还应该限制墙肢轴压比和墙肢设置边缘构件提高剪力墙的抗震性能,并且加强重点部位。
结束语
总而言之,我们要在严格按照建筑抗震规范要求的基础上上,科学地合理地进行建筑抗震设计,保证建筑物的稳定性和可靠性,促进我国建筑结构抗震设计向着高水平方向发展。同时,我国也应积极借鉴国内外的宝贵经验和研究成果,结合当前实际,在完善自身不足的同时,不断推动我国抗震设计出品位上水平。
参考文献:
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[4]何小银.基于性能的结构抗震设计概念的认识与应用[J].四川建筑.2008(01).
论文作者:张金勇
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2015/12/24
标签:结构论文; 建筑论文; 延性论文; 刚度论文; 钢筋混凝土论文; 建筑结构论文; 支座论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;