摘要:现在,建筑的抗震能力得到了人们的重视,建筑结构抗震能力的提高能够提高建筑的稳定性,地震灾害的发生给人们带来安全隐患,所以,对建筑结构的抗震能力进行科学的评估是很有必要的。本文分析了影响建筑抗震能力的主要因素,探讨了评估结构抗震能力的技术方法。
关键词:建筑结构;抗震能力;评估技术
随着我国经济的发展,人口的增加,对建筑面积的需求也会越来越大,为了满足这种需求,实现建设效益的最大化,开展高层建筑建设已经被提上日程,但是由于高层建筑内人员密集,一旦发生地震灾害将会对其产生严重影响,所以为了保证人民的生命财产健康安全,有必要对建筑整体结构的抗震能力评估技术的应用进行深入研究。
1影响建筑抗震能力的主要因素
1.1结构的总体设计
建筑结构在设计时尽量追求简单,由于结构具有不规则的特点,所以,在平面上会出现凹凸不平的问题,在立面上也是参差不齐的,这样的结构的抗震能力就比较差,会导致严重的地质灾害,所以,建筑结构在设计的过程中,尽量追求简单的造型。建筑结构在设计时为了能够提高其稳定性,就要设计成对称的结构,非对称的结构在小的震动下都会发生不稳定的问题,所以,在建筑结构设计时应该使独立单元做到稳定。建筑结构在设计的过程中要实现强度和刚度的稳定性,现在,很多建筑结构都是单层的,其刚度会发生骤变的问题,所以,在那些变形比较集中的部分,就会产生强烈的震动。
1.2结构类型的选择
首先,在选择建筑结构类型时,要确保结构的类别是合适的,通过对材料的分析,建筑材料一般选用钢筋混凝土能够提高结构的稳定性,在使用砖结构时,尽量使用那些配筋砌体结构。建筑结构应该设计成超静定结构,这种结构在巨大的外界压力下仍然能够保持稳定,而且,在强烈的震动下,破坏首先发生在赘余的材料上,这些材料能够缓解地震的冲击力,使结构的稳定性提高,提高建筑结构的超静定次数,因为其次数越多,对震动的缓冲效果就越好,其抗振性能也会越好。在对平面结构进行施工的过程中,应该采用框架结构,运用带支撑的框架取代单一的框架。
1.3结构的整体性
在对建筑结构施工的过程中,要确保各类构件之间要有效地连接,在地震发生时主要是因为建筑之间的结构连接不牢固,从而使建筑的整体性遭到破坏,导致建筑物的坍塌。如果各个结构不能紧密连接,那么在没有实现抗震的效果之前就会导致结构的破坏,结构直接从构件上掉落。因此,要完善建筑的抗震能力,首先要确保构件具有较大的强度,而且要使各类构件之间有效的衔接。在建筑结构施工时,要提高建筑的垂直刚度,如果地基比较软弱,首先要提高地基的强度,然后,应该使建筑水平和垂直两个方向的刚度提高,使建筑物的整体性增强,即使地震发生时,也不会产生严重的沉降问题。
1.4刚度和强度的延性比例分析
建筑结构有些刚度强,但是强度比较小,而有些建筑结构恰恰相反,所以,在对建筑结构施工的过程中,应该首先选择抗推刚度大的结构,这类结构能够对震动起到缓冲的效果,而且要确保结构的刚度和强度是相互匹配的。
1.5材料的选择
建筑结构的质量能够决定其抗振能力,所以,在对建筑结构施工时,尽量减小结构的质量,因为当地震发生时,建筑结构的质量越大,那么其产生的震动就会越大,所以,在选择建筑材料时尽量选择那些质量小的,可以选用多孔砖和混凝土板来设计结构。
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1.6建筑场地的选择
建筑工程的抗震能力的好坏不仅仅与建筑的表面结构有关,而且还与地基有着密切的关系,为了能够提高建筑结构的稳定性,防止建筑在受到强大的震动后发生沉降问题,就需要选择合适的建设场地,在建筑施工之前对场地进行勘查,分析当地的地质条件,如果在施工现场存在活性的断层,或者有滑坡等地质灾害,就要选择合适的地基,提高地基的抗压能力,确保建筑的表面结构能够与地基有效的连接。
2评估结构抗震能力的技术方法
为检测建筑结构抗震能力,就要利用评估技术对建筑结构抗震能力做出评估。在进行分析时,主要使用以下四种评估技术。
2.1 经验评估技术
经验评估技术是确定性的评估,是指在现有震动情况下对要检测的建筑进行抗震能力分析,通过象限函数方式进行表达。主要结合大量地震实际情况,根据之前的经验,对抗震能力进行分析。目前,我国结合经验评估法,颁布了《建筑结构抗震能力分析标准》。经验评估法在使用过程中,结合一定思路,以建筑结构抗震防范目的为基准,按照建筑结构发生振动后产生的危害,确定建筑结构的抗震能力,明确建筑结构布置整体性以及建筑结构连接。现场观察建筑结构构建形式、排架柱、柱间支撑、围护墙、屋盖支撑等,比对以往地震震害事例,判断该建筑结构所具有的抗震能力大小。在经验评估法的运用过程中,不仅要对建筑施工环节进行了解,还要通过实地调查分析建筑的设计理念和建筑主要特点对建筑结构抗震性能做出更全面分析。
2.2 振动测量评估技术
振动测量评估技术是将振动评估过程与结构损伤进行了综合。这种技术能够把握整个评估过程,对建筑结构的损伤程度作出直观的分析。首先会通过动力学的测试对建筑结构进行振动特征的分析。对建筑结构进行力学性能测试时,运用人工测量和机械测量相结合的方法,对建筑结构进行多角度分析。采用环境推动法和环境脉动法,通常使用环境脉动法进行建筑结构评估,科技逐渐进步,计算机技术得以发展,这项测试技术日渐完善,方法也相对更为简单,与周围环境结合,对建筑结构产生随机振动,分析建筑结构振动信号,得出建筑结构的动力学参数,实现数据的高速处理。使用环境脉动法得到的参数准确性更高,并且操作简单,不需要大型设备,而且对建筑结构大小没有要求,不管建筑结构大小都可以直接进行测试。在利用环境脉动法进行测试的过程中不浪费过多的人力资源。在现场进行建筑结构抗震能力测试时,可以借助频谱分析的方法,也可以通过计算机技术建立多通道的系统,进行不同点的测量,现阶段,此种方法非常实用。
2.3 能量评估技术
保证建筑结构抗震能力,在地震时不发生坍塌,从能量角度分析,就是保证建筑结构的综合抗震能力大于建筑结构在遭遇地震时消耗的能量,保证在地震发生时,建筑结构不坍塌。相关研究表明,地震总能量在多自由度体系中弹性与塑性相差不大。因此,采用简单的弹性分析代替复杂的弹塑性总能量的分析。此种方法为能量评估技术,结果具有准确性。
2.4 规范校核技术
规范校核技术是指根据现场实测得到建筑结构强度大小,自振周期与刚度断面尺寸,利用《建筑抗震设计规范》所提供的三种抗震验算方法:底部剪力法、振型分解反应谱法以及时程分析法对实际建筑结构进行分析,确保计算步骤与抗震设计步骤一致。该方法更容易被工程技术人员掌握,属于半经验半分析的方法,在评估中,可根据具体的情况进行科学的应用,以提高评估质量。
对于地震多发地区,研究建筑结构抗震能力评估技术能够将损失降至最小。因此,本文主要阐述了建筑结构抗震能力的主要影响因素,其中主要为建筑结构的选型、建筑结构的整体布置以及建筑结构材料的选取。并总结了目前建筑结构抗震能力的评估技术的优缺点以及技术主要内容,以提高建筑的抗震性能。
参考文献:
[1]杨仕升,郝效强,秦荣.钢筋混凝土框架结构抗震能力评估研究[J].地震工程与工程振动,2015,05:82-86.
[2]吴昊.砌体结构教学楼抗震性能及地震破坏机制控制研究[D].成都:西南交通大学,2013.
论文作者:刘丹
论文发表刊物:《基层建设》2016年32期
论文发表时间:2017/1/18
标签:建筑结构论文; 结构论文; 能力论文; 建筑论文; 刚度论文; 技术论文; 发生论文; 《基层建设》2016年32期论文;