抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用探讨论文_唐博徽

中水珠江规划勘测设计有限公司 广东广州 510610

摘要:众所周知,地震能为人们带来非常严重的危害,不仅会损坏房屋建筑,还威胁着人们的人身与财产安全。尤其是近年来伴随此灾害的频频发生,必须要对建筑物的抗震设计加以重视。本文将结合具体实例对抗震设计在房屋建筑结构中的应用展开分析和研究,旨在为有关人员提供参考,推动我国建筑行业良好发展。

关键词:抗震设计;房屋建筑结构;设计

引言:由于我国位于太平洋和亚欧板块交汇的地震多发地带,加上地震有不可预知性,所以在不知其何时会发生的状况下,人们只能防范且尽可能的减少影响。所以,抗震设计在建筑物中的应用备受人们广泛关注,只有不断创新和完善抗震方法,提升房屋建筑结构稳定性,才能让人类在面对灾难时不再不堪一击。

一、抗震设计在房屋建筑结构设计中的运用

(一)遵循地震设防标准

因为是以事实根据来确定地震设防标准的,所以在设计房屋建筑结构时,必须要结合各种建筑物的抗裂度需求,保证其抗震性和本地地震设防要求相吻合。简单来讲,就是在设计时要按照建筑物的类型来考虑其具体抗震要求,以此保证房屋的抗震性可以和本地房屋抗震要求相匹配,让其具有良好的安全性,从而为房屋建筑带来最大化的经济效益。

(二)地基与基础设计

首先,要想提高房屋建筑结构的抗震水平,必须要确保结构和地基性质相同。

其次,根据有关要求控制基础埋设深度,保证发生地震时基础不会因其过浅而降低其牢固性,带来不必要的损失。

最后,建筑结构一般被分为两部分:上部结构和基础结构。若想提高建筑物的整体性,要禁止在基础室外地坪下布置内外交圈的基础圈梁,而且还要在二者间设立构造柱,让其充分发挥连接作用。

(三)宽度和高度设计

发生地震时,建筑物会随之一起波动,高度越高倾斜会更加严重。若其宽度较少,同样会加重此种波动效果。所以,高宽比和其受损程度是一种正比关系。这便需要设计人员在设计房屋建筑结构时,科学掌控户型,利用合理的高宽比来减少地震带来的不良影响。

(四)架构设计

在设计建筑物的整体架构时,设计人员必须要保证其均衡性与规则性。在其是一种平均且规则的分布时,能减少地震时对建筑物造成的扭曲损坏。尤其是在其总体质量、刚度以及平面分布都较为均衡的条件下,能大大减少地震对建筑物造成的伤害[1]。

(五)防震缝设计

在整个设计过程中,防震缝设计是非常重要的一环(如图1所示)。在设计前期设计者要精心布置防震缝,同时对房屋结构进行规则、均衡的划分。在实际设计工作中,防震缝的两端要实现预留出合理的抗震宽度,保证其两端结构保持隔离状态。全面分析建筑物的外形,结合具体情况选择在防震缝两端布置抗震墙。

图1 防震缝的设计

(六)防震墙设计

针对房屋建筑结构而言,墙体是非常关键的承重结构,必须要加强其设计工作。在设计过程中,不但要结合建筑物的刚度来决定墙体使用数量,还要考虑到承重墙,正确设计墙体的纵面与横面,确保建筑物具有良好的稳定性。另外,设计者要对建筑物抗震性与可靠性予以高度重视,通过科学设计,不断提高房屋建筑结构的抗震水平。在实际设计过程中,若建筑物位于地震多发区域时,要通过加大墙体厚度来提升其安全性与可靠性。在针对建筑结构进行设计时,要将墙体视为重点项目,通过采用正确的设计观念和方法,不但能增强建筑物的稳定性与抗震性,并且能为人们创造一个安全的环境,降低发生地震对其造成的伤害。

二、实例分析

(一)工程简介

以我国广东省广州市某商住楼工程为例,其地上共有29层,地下有3层,整个建筑面积有60000㎡。此工程整体选用钢筋混凝土框架剪力墙,墙厚300-400mm,柱截面800-900*1200,板厚为住宅110mm、裙楼100mm、转换层170mm,转换层框支架500*1500-600*1600。

此工程为VII度的抗震设防烈度,建筑设防种类为丙类,场地种类II类。抗震等级:底部强化部位(1-8层)剪力墙属于一级,超过8层的均为二级,框支框架属于特一级,小于6层包括本层的一般框架均为一级。

(二)设计策略

在抗震设计过程中,基于此工程在竖向与平面规则性等方面一些项目没有符合有关要求,考虑到房屋建筑结构规则性的要求,把转换层定在第6层。所以在设计抗震结构时从以下几方面入手:

1.延性的设计

延性系数法,具体是指选用的延性与要求的延性相关构件或者结构的需求延性,即目标延性的运算方法,把可使用的延性与延性需求做比较,根据评价构造的抗震性以及扭转影响的延性结构来设计位移。设计过程中通常最重视的是最高曲率位移延性系数。具体计算公式为:μФ=ФH/ФY;μ△=△H/△Y。

公式里的ФY与ФH代表塑性铰区截面的屈服曲率与极限曲率。而△Y与△H则代表延性要构件的屈服位移与极限位移。采用此种设计方法,实际上就是利用构件的截面曲率延性系数、塑性铰区混凝土极限压以及位移延性系数间内在联系,通过约束箍筋来确保中心混凝土可以满足极限压应变要求,进而让构件具备合理的延性系数。

2.其他对策

第一,把框支柱与剪力墙底端需要强化的抗震部位提升一个级别。

第二,把剪力墙底端强化部位纵向和水平配筋率合理提升到0.5%。

第三,把转换层的厚度加大到180mm,在设置板钢筋时结合罕遇地震的板平均弹性拉应力考虑,双向双层全面配置,同时要强化边梁的结构和钢筋。

第四,建筑物内部楼梯间和边楼厚度同时加大到160mm,并且在合理位置配置拉板或者拉梁,强化二者的配筋,双向双层合理设置,以强化变量的结构和配筋[2]。

第五,正确提升框支柱的配箍率和配筋率,同时在轴压较大的柱体中设立芯柱。

第六,剪力墙下部强化部位。在核心筒附近设立边框架,每两层建设一个暗梁,也就是一道配筋,用其来提升其强化部位的延性。

结论:在房屋建筑结构设计中采用抗震设计,是减少地震影响的有效措施。相关设计人员要结合实际情况有针对性的选用设计手段和方法,从地基与基础、架构、防震缝、防震墙等方面入手,不断提高建筑物的稳定性和安全性。

参考文献:

[1]冯太阳.浅谈抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用[J].民营科技,2018(10):117.

[2]闫峰岗.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用[J].山西建筑,2018,44(18):47-49.

论文作者:唐博徽

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期

论文发表时间:2019/2/28

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