建筑结构设计中的抗震结构设计理念论文_邓大利

建筑结构设计中的抗震结构设计理念论文_邓大利

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摘要:在我国传统的建筑结构设计理念之中,对于建筑结构抗震方面的具体要求,在实际的抗震设计过程中可以采用何种设计变量来满足所设计出的建筑物对于建筑结构抗震的要求,应该首先要根据所设计的建筑物结构的自身类型、建筑设计物对于不同区域中地震反应的独特性质、以及建筑物在设计中地震破坏模式等多种建筑结构设计因素综合进行考虑。

关键词:建筑结构;抗震设计;理念

1 建筑抗震的相关规范和理论分析

1.1建筑结构抗震要注意的规范

建筑结构的抗震规范是在结合国际上的综合建筑抗震经验基础上进行提炼得出的。这些规范内容包含了建筑的结构动力计算原则,结构抗震设计、施工的相关措施以及建筑地基抗震分析等等,这些内容是各国的具体抗震实践经验的总结,也是各国建筑水平的综合反映。 建筑结构的抗震规范要符合建筑力学的客观性,服从于技术经济发展方向,才能作为工程实践基础加以运用。

1.2抗震设计的理论

1.2.1地震动力理论

地震动力理论的发展结合了上世纪60年代以来的计算机技术和试验技术,加上建筑学界在各类建筑结构在地震作用时的线性与非线性反应研究的进步,因此得以不断发展。现代地震观测技术也在不断完善,建设强震观测台站的在全国不断增多,加上科学仪器对各类受损结构的地震反应的测量和记录的精确性和科学性大大提升,这些都使得动力理论的内容不断完善,且应用越来越广泛。动力理论又称地震时程分析理论,将地震按时间角度进行研究分析,以具备代表性时间节点的地震动加速度时程进行输入,把建筑物简化成多自由度的体系,可以分析到时间序列上的建筑物具体的地震反应,从而为抗震设计提供理论应用的基础。

1.2.2拟静力理论

拟静力理论从上世纪初开始被研究发展和应用,在评估地震对建筑结构设计作用时要假定建筑为刚性结构,地震力水平作用于在建筑的结构或构件的重心上,那么地震力的大小就可以用结构的重量乘一个比例常数进行表示。

1.2.3反应谱理论

反应谱理论是在上世纪中期发展出的理论,以建筑震动的加速度作为观测内容,通过对建筑结构的动力反应特性作为研究对象,再结合相应的记录对地震的地面运动进行深入的分析。

2 抗震建筑的形式

2.1 基础抗震

在建筑物最下层的基础部位设抗震层和抗震装置,是最基本的抗震结构形式,也是在工程中应用最多的抗震形式。采用基础抗震设计上应注意:在建筑物周边,抗震层部分要比基础大一圈,因此场地要宽裕;抗震层的周围设挡土墙,其上部有墙外狭道等,因此要确保地震时不因上部结构的移动而带来其它问题;方便检查和更换抗震装置;为使设备管线适应抗震层的位移和变形,常采用柔性连接或球型接点,但要考虑安放装置及检修的空间;抗震建筑物与其它建筑物之问的联系通道要适应相对变形,确保畅通无阻。

2.2 中间层抗震

在基础以上的中问楼层设置抗震层,下部结构同普通建筑物一样直接与地基接触,因此它不存在基础抗震建筑的底部体积和墙体数量问题,但抗震层以下的楼层需要做抗震处理。在市区场地不太宽裕时,可把抗震层设计在地面以上,在空中变形有利于节约用地,同时也能有效减少地基的挖土量。采用中间层抗震,设计上应注意:为适应抗震层的移动变形,该部分的建筑外墙应设水平缝,要考虑防水、隔音、防火等,也要注意立面的协调美观;解决楼梯、电梯井、机器升降、设备管线等贯穿抗震层的问题,并考虑防火区问的划分;便于检查、更换抗震装置及耐火材料等。

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2.3人工抗震地基

在多栋建筑物的人工地基下方设置抗震层,可一次性、大范围解决多栋建筑物的抗震问题,在集合住宅下方设置作为人工地基的共同管沟可提高整个城市空间的耐震性。全国首栋抗震楼采用人工抗震地基,设计上应注意:人工地基作为基本建设项目属共同财产,为各建筑物共同使用,应先明确所有权问题;人工地基上的建筑物不一定一次建成,应考虑部分竣工或增建改建等情况;人工地基设计时的标准掌握,建筑物的分摊份额及付款等法律上的问题,还有防火规范等,都应慎重考虑。

2.4抗震改造

由于建筑物下方增设抗震层,改变了支撑系统,使得基础工程量大大增加。与新建建筑物相比,既有建筑物的改造受到更多的条件限制:有要求边营业边施工的可能;要保持内外装修的连续性、一致性;还要确保通往建筑内部 的流线等。采用抗震改造时,设计上应注意:全面了解、把握建筑物现状,原有设计图纸,现场调查场地及建筑物耐震情况;确定建筑物在形态、材料等方面继续保留原样的程度和范围,在此基础上确定耐震加固及抗震层的位置等;考虑临时支撑或提升建筑物所需的空间和工作面;改造施工时采取措施,避免建筑物因不均匀沉降而受到破坏;明确设计标准,设定楼地面的强度,满足既有建筑物的承载力、变形能力、使用功能;考虑相应水平位移的对策,还要注意外观的连续性和亲和感,特别注意楼地面、墙等处伸缩连接的位置;增设中间抗震层时,应考虑贯穿抗震层电梯井与设备管线等的移动变形的改装和层高变更等竖向设计的问题。

3 建筑结构设计中的抗震设计

3.1选择有利的抗震场地

在对建筑物进行结构设计的过程中,首先应该要了解到的最重要的一点就是建筑物在实际设计过程当中的选址问题。相信很多的人们在实际的生活中也发现非常重要的一点,就是在建筑结构设计的不同建筑工程地质领域以及在施工过程中具有不同条件的地质场地上,建筑物在地震来临时所受到的地震对于建筑物的破坏程度有着非常明显不同的。这一点在建筑设计领域也展开了一项新的突破,在建筑设计领域中,很多的设计师会根据建筑物在不同建筑场地的实际地域状况下建筑物所受地震破坏程度的不同,在实际对于建筑结构设计中选择对建筑结构抗震有利的场地,而在实际的建筑结构设计过程当中避开对所设计的建筑物在地震环境中不利的场地进行建设,如此一来,就能在很大程度上减轻建筑结构地震的灾害。从另一个角度上来说,建筑物在设计过程中对于抗震结构的设计除了建筑结构设计的场地以外还会受到地震以外的许多因素的限制。在建筑结构设计师对建筑物进行设计选址的过程之中,除了在建筑结构设计中排除的极为不利和具有非常严重以及危险性的建筑场地以外,在通常的设计情况之下,是不能够经常排除建设过程中的应用场地的。在建筑结构设计过程中对于场地选择上的局限性就对于建筑物的结构设计提出了更高的要求。在这种局限性的存在条件之下,建筑师在进行设计的过程之中就有必要按照建筑结构设计的实际选择场地、建筑结构设计的地基对建筑物所受地震破坏作用的强弱和特征进行分类,为了按照不同场地特点采取抗震措施。这也就是建筑设计师们在实际的建筑设计过程中对于建筑结构设计地震区场地的选择和对建筑结构设计场地进行详细分类的主要目的。所以,在建筑设计师对建筑物进行实际设计时应该尽量避免在建筑物抗震不利的地段进行设计,如果设计师在设计过程中无法避免到这一点,则应该在建筑物结构设计中采取适当的建筑物抗震防震加强的措施。

3.2选择合理平面与立面布置

在设计师对建筑物结构设计的立体和平面结构的设计过程中,主要有以下几个方面的内容:(1)在建筑物的结构设计的过程当中,建筑结构在实际设计过程中的结构设计刚度和建筑结构设计的抗震能力中,在建筑物遭受水平地震作用的情况之下,建筑物结构设计应该是双向的,在设计师进行建筑结构设计抗震的结构布置上,建筑结构应该可以抵抗任何方向的地震。

(2)建筑结构在实际设计中的简单结构性。在建筑设计领域中,设计师在建筑结构设计过程中所说的在建筑结构设计上的简单性,它是对结构在地震时所具有明确和直接传力方式。

4 结语

从当前我国建筑抗震结构设计的实际情况来看,其中还存在着许多的问题,为此我们还要在不断的实践过程中,来对其设计理念进行相应的优化和改进,并且严格根据工程施工的实际情况,来对其进行处理,从而使得建筑工程的施工质量得到保障,促进我国建筑行业的稳定发展。

参考文献

[1]刘程彦. 建筑结构的抗震设计探讨[J]. 四川建材, 2010.

[2]郭华,江雄华. 现代建筑结构抗震设计方法研究[J]. 中国新技术新产品, 2010.

论文作者:邓大利

论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期

论文发表时间:2019/4/3

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