房屋建筑结构抗震设计分析论文_鲍洪兵

房屋建筑结构抗震设计分析论文_鲍洪兵

日照兴业集团有限公司 山东省日照市 276800;

摘要:我国位于亚欧板块、印度洋板块和太平洋板块的交界处,这是我国地震灾害较多的原因。中国解放后,唐山以及汶川地震就曾因为房屋坍塌,导致许多人被埋在废墟中,得不到及时的营救而遇难。建筑结构设计必须符合抗震设计要求,否则建筑物在地震来临时的承载能力不足。文章总结了房屋建筑结构的抗震设计目标与基本要求,分析了房屋建筑结构的抗震设计要点,确保房屋建筑结构的抗震性能。

关键词:房屋结构;抗震设计;要点

1导言

当下,信息技术发展时代,各种软件充斥设计院,软件的应用给设计人员带来了操作简单、方便、节省时间、计算结果高精确等好处,结构设计已离不开计算机软件。与发达国家相比,我国房屋建筑的防震效果远远不足。通过研究其他国家的建筑,我们了解到选用设计科学合理的房屋建筑,选择优质的材料以及采用优质的施工技术有助于降低灾害造成的损失。

2房屋建筑结构抗震设计要求分析

2.1设计理论的重点分析

当前使用比较广泛的结构抗震设计理论主要有动力理论、拟静力理论、反应谱理论,对于反应谱理论而言,抗震设计的重心要考虑地震震动时出现的加速度情况,对于动力理论而言,进行抗震设计时,要将地震视为独立的时间,其中的地震动加速度只作为地震动输入变量参数,但是进行房屋整体结构设计时,在计算系统中被视为自由度体系,可以得到地震准确的反映时间,在此基础上有效地进行抗震设计。对于拟静力理论而言,主要内容就是对地震力大小参数进行核算,房屋结构重量乘积和地震系数的乘积对这一参数进行核算。

2.2抗震设计的具体步骤分析

第一点,地震动参数的选取非常重要,在对房屋结构在弹性作用下进行计算中,需要准确的地震震动参数,计算时还要考虑重力荷载和风力荷载的影响,通过调整承载力对抗震系数进行调整,达到房屋建筑的抗震水平,为房屋建筑结构构件截面设计做好准备。第二点,使用上述得到的地震动参数,分析房屋建筑结构层间位移参数,让其符合建筑抗震标准、规范的限制条件,在抗震构造措施的作用之下,还能保证结构的延性性能,达到在抗震中的第二水准要求。第三点,房屋建筑结构在计算时,使用的震动参数要和第三水准抗震相对应,这样实际情况才能和抗震设计规范吻合,达到房屋建筑规定中的第三水准要求。

3房屋防震设计方案依据

3.1选择房屋建筑位置

在房屋建筑设计之前,应当首先选择房屋建设的位置。只有完全掌握建造房屋地段的地质内部构造,才能够选择合理的建筑结构。避免由于位置不当而造成的安全隐患,保障人民生命安全。

3.2优化结构设计方案

设计房屋建筑时应当避开烈度高、危险大的地段,设计方案可以与所在的地形相互结合。这样充分利用地形条件,提高防震水平,避免由于平衡条件变化引发的灾害。与此同时应当采用多种抗震技术,采用多种设防的方法,最大程度减少地震产生的不利影响。合理化的设计是实现抗震的技术保证。

3.3保证施工的合理性

房屋抗震能力的好坏受施工技术与材料的影响。这就要求施工技术人员在施工过程中必须严格按照设计标准,保证材料的质量,若在施工过程中发现问题,则需要及时上报,及时处理。并且在施工过程中要有人员进行专门的监督和管控。

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4房屋建筑结构抗震设计

4.1选择合适的结构体系和合理的结构布置

常用的结构体系有:框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、框支剪力墙结构、筒体结构等。设计中到底采用哪种结构,应根据各种结构的优缺点结合抗震设防烈度、建筑物的高度、功能、施工、经济等,经过比较确定。结构平面布置既要考虑建筑功能、使用、美观等与结构的协调,又要使结构受力合理、明确,以便取得尽可能大的效能。从受力看,均匀受力比集中受力好,多跨连续比单跨好,避免不明确受力。应尽量规则、对称,以避免扭转。为使扭转效应降低至最低,尽可能使结构刚度中心与质量中心重合或相近。另外,楼板是传递水平作用的主要构件,故应具有良好的整体性,避免楼板局部不连续,宜采用与梁、柱整体浇注的钢筋混凝土结构楼板。设计中应优先考虑通过调整平面形状和尺寸达到尽量不设防震缝。当建筑平面形状不规则或有较大的错层时,可在适当的部位设置防震缝,使不规则的平面划分为独立的规则的建筑单元。防震缝应有足够的宽度,使防震缝两侧在预期的地震下不发生碰撞或减轻碰撞引起的局部损坏。竖向布置宜规则,侧向刚度变化宜均匀,尽量避免竖向抗侧力构件不连续和侧向刚度、承载力突变。

4.2保证建筑的刚度

设计合理的建筑物结构形式在房屋建筑结构设计中十分重要。如果房屋建筑结构分为上下两不同体系,上部为钢结构,下部为钢筋混凝土结构,那么,不符合防震规范。由于上下两部分建筑结构的刚度不同,以及阻尼比不一样,因此,该设计是不合理的设计。提高房屋建筑物刚度最常用的办法就是使用钢筋混凝土剪力墙,而钢结构又有自重轻、强度大的特点,同时考虑建筑或设备使用的需要,因此超高层建筑常采用钢框架—混凝土核心筒的结构形式。由核心筒作为抗侧向力的主要构件,外围的框架(或巨型框架)主要承受竖向力及弯矩,并将水平荷载传递至核心筒。因此提高建筑物侧向刚度可以采用提高核心筒刚度和提高外围框架传递水平力能力两种方法。合理布置核心筒平面尺寸和增加剪力墙厚度均能有效提高核心筒刚度,而在相应楼层设置伸臂桁架、腰桁架和斜撑能提高外围框架的水平力传递能力,从而有效提高建筑物的刚度。

4.3分析框支剪力墙的抗震设计要点

在房屋建筑中设计框支柱时,通常会和上部剪力墙对齐位置,这种设计的优势是可以让传递竖向荷载力变得更加直接,有效减少转换梁内部的力。另一方面,上、下的抗侧力结构必须对齐,在地震来临时,这一设置能够有效改善转换梁的复杂受力。框支柱是框支剪力墙结构中最重要构件,但是当房屋结构设计中其稳固性不高,该建筑的抗震潜力就非常有限,在强烈的地震面前,其结构很容易发生变形,后果严重。由此可见,框支柱的承载力、延性等是整个设计工作的关键环节。根据抗震等级确定框支柱的轴压比,提高其延性。在设计框支柱时,要保证在计算的基础上,利用概念设计,结合构造措施进行整体的设计。部分框支剪力墙结构设计时控制框支柱承受的水平地震剪力标准值,相应调整框支柱的弯矩及柱端框架梁的剪力和弯矩。

4.4防震缝的合理设计

在房屋建筑工程中,为了有效提高结构抗震性,设置防震缝是非常重要的内容。其是提高防护建筑结构稳固性能的必要条件。在设计防震缝的过程中,要遵循科学合理的要求,根据建筑结构、房屋类型以及建筑需求的具体要求进行分析。首先设计人员需把房屋进行独立开来,且在防震缝的两侧上部结构中也需将其完全分离,分离的目的是为了满足既定设计要求,实现和沉降缝、伸缩缝等之间的良好协调。其次需要根据房屋进行全高设置,设置的宽度要和房屋高度保持一致,大多数情况下,如房屋建筑结构高度在15m以下,可采用100mm宽,反之,则可在每增加一个梯度上,宽度增加20mm,以实现防震缝和房屋整体结构的有效统一。

结束语

综上所述,通过以上对房屋建筑结构抗震设计要求分析,在进行建筑抗震设计中,相关设计人员必须了解抗震设计要求,根据实际情况合理进行防震抗震设计,采用科学合理的方法,研究防震与抗震技术。在房屋建筑结构设计领域采用合理有效的防震技术,最大程度地保证房屋的安全性,保证人民的生命财产安全。

参考文献:

[1]王炼.浅谈建筑结构抗震概念设计[J].规划与设计,2013(15).

[2]吴飞鹏.结构概念设计浅谈[J].技术探讨,2014(35).

[3]吴敦旺.房屋建筑结构的抗震设计要求探究[J].江西建材,2016(24):191-192.

论文作者:鲍洪兵

论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期

论文发表时间:2018/4/23

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