建筑结构设计中基于抗震措施的分析论文_李建平

建筑结构设计中基于抗震措施的分析论文_李建平

身份证号码:35072219851218XXXX 上海市 201612

摘要:近年来,地震灾害频繁发生,全国各地不时有小型地震发生,四川的汶川地震更是对造成了严重后果,加强建筑抗震设计成为建筑设计中不可忽视的一环。文章对建筑结构抗震的重要性进行了分析,对建筑结构抗震设计的要求进行了阐述,通过分析,并结合自身实践经验和相关理论知识,对建筑结构的抗震设计措施进行了探讨。

关键词:建筑结构;设计;抗震;措施

1建筑结构抗震的重要性

建筑的基本功能是供人们居住,随后才是审美价值的体现。就建筑的基本功能来说,其能够供人居住的首要前提是安全,包括使用安全以及建筑物自身的安全。也就是说,建筑物只有在保证了自身安全的前提之下,才能够供人们使用。因此,在建筑物的设计和建设过程中,往往需要对影响建筑安全性的因素作全方位考虑。

地震作为一种不可预知的自然灾害,其对建筑物安全性能的影响极大。而建筑物的安全一旦遭受威胁,必然会出现倒塌事件,从而砸伤和掩埋生命,给人们带来物质和精神上的双重损失。因此,建筑物在建设初期就必须做好抗震的准备工作,从根本上确保人们的生命和财产安全。

2建筑结构抗震设计的要求

一方面,高层混凝土建筑在设计规划时,一定要把握好结构刚度值的大小,经过精确的计算分析,充分了解地质地形条件、所用建材性能、机械设备运行参数、物理力学知识等内容,最终确定高层结构的整体刚度强弱或者某个结构设施的刚度,依靠连接设置的调节作用,力求保证抗震能力的提高,尽量让整个建筑波动受力保持在地质所能支持的范围之间。也就是说,如果其基础结构产生小幅度的变形,结构的自我调节功能就会使得整体结构不发生大幅度改变,在经过一此维护工作之后,仍然具有使用价值。

另一方面,在结构设计以及规划时,结构工程师一定要着重关键构件和连接点的受力情况,采取相关措施进行有效调节,可以达到消灾减震的目的,尽最大程度地降低地震灾害带来的损失。根据有关地震灾害统计,刚度过于柔和的高层混凝土建筑受到强大的震动作用后,其主体结构受到了一定程度的损毁,然而在余震的相继作用之下,就会受到持续损坏导致崩塌。

3建筑结构的抗震设计措施

3.1建筑场地

(1)应选择对建筑抗震有利的地段,如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土等地段。

(2)应避开对建筑抗震不利的地段,如软弱场地土,易液化土,条件突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘,场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀等地段。当无法避开时,应采取有效的抗震措施。

(3)不应在危险地段造建甲、乙、丙类建筑,对建筑抗震危险地段,一般是指地震的可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段,发震断裂带上地震等可能发生地表错位地段。建筑场地为Ⅰ类时,甲、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施;丙类建筑允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施,但抗震设防烈度为Ⅶ度时,可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。另外,场地土的刚度大小和场地土覆盖层厚度是影响建筑物震害得主要因素。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆震害调查表明,土质越软,覆盖层越厚,建筑物震害越严重,反之越轻。

3.2选择有利于抗震的建筑平面和立面布置

(1)建筑的体型要简单,平立面布置宜规则。体型简单和规则的建筑,受力性能明确,设计时容易分析结构在地震作用下的实际反应及其内力分析,且结构细部的构造也易于处理。所以这类结构遭遇地震后其震害相对都较轻。反之,建筑体型不规则,平面上曲出凹进,立面上高低错落。易于形成刚度和强度上的突变,引起应力集中或变形集中,也容易形成薄弱环节,往往造成比较严重的危害。

(2)建筑的平、立面刚度和质量分布力求对称。建筑的刚度和质量分布不对称、即使在地面平动分量作用下也会发生扭转振动,从而造成比较严重的危害。所以,整个建筑或其独立单元应力应求刚度、质量的对称,使其质心与刚心重合或偏心很小。

(3)建筑的质量和刚度变化要均匀。建筑的质量和刚度沿竖向分布往往是不均匀的、例如,由于建筑的竖向收进,地震时收进处上、下部分振动特性不同,易于在收进处的横隔层(楼板)产生应力突变.使竖向收进的凹角处产生应力集中;又如,在建筑物底层设置上下不连续的抗震墙(如底层框支抗震墙)、使建筑物沿竖向的不均匀性;框架的填充墙在层高范围内未连续设置或存在楼层的错尾,使框架形成短柱。也易于造成危害。设计时对上述质量和刚度沿竖向分布不连续的情况应加以限制、采取必要的构造措施。

(4)必要时设置防震缝。防震缝的设置,应根据建筑类型、结构体系和建筑体型等具体情况区别对待,不提倡一切都设,也不主张都不设。抗震规范的原则是,建筑防震缝的设置,可按结构的实际需要考虑。体型复杂的建筑不设防震缝时,应选择符合实际的结构计算模型,进行精细的抗震分析,估计其局部应力和变形集中及扭转影响、判别其易损部位、采取措施提高抗震能力。当设置防震缝时,应将建筑分成规则的结构单元,防震缝应根据烈度、场地类别、房屋类型等留有足够的宽度,其两侧的上部结构应完全分开。

3.3结构选型和结构布置

结构选型根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素,经技术、经济条件比较综合确定。单从抗震角度考虑,作为一种好的结构形式,应具备下列性能:延性系数高;匀质性好;正交各向同性;构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性,并能发挥材料的全部强度。结构布置遵循的原则是平面布置力求对称,使构件分配的力均匀;竖向布置力求均匀,尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀,避免出现薄弱层,并应尽可能降低房屋的重心。

3.4保证结构的延性抗震能力

合理选择了建筑结构后,就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性抗震能力,从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标,系统的抗震措施包括以下几个方面内容。强柱弱梁:人为增大柱相对于梁的抗弯能力,使钢筋混凝土框架在大震下,梁端塑性铰出现较早,在达到最大非线性位移时塑性转动较大;而柱端塑性铰出现较晚,在达到最大非线性位移时塑性转动较小,甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。强剪弱弯:剪切破坏基本上没有延性,一旦某部位发生剪切破坏,该部位就将彻底退出结构抗震能力,对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值,使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。

4结束语

为确保社会和谐稳定发展,需要加强建筑结构的防震设计,并采取一定的措施提高抗震能力。对于抗震的关键设计点是要选取科学有效的抗震措施,应用合理的设计方法,在最大程度上保证社会的安定。

参考文献

[1]王伟.浅谈建筑结构抗震结构设计[J].科技创新导报,2012,33:48.

[2]陈华.高层建筑抗震结构设计探析[J].中国科技信息,2011,16:42.

论文作者:李建平

论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期

论文发表时间:2018/7/25

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