建筑结构抗震设防设计中的相关问题探讨论文_刘超

建筑结构抗震设防设计中的相关问题探讨论文_刘超

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摘要:随着社会经济的不断发展,人们的生活水平不断提高,生活环境的舒适性、服务设施的完善和信息交流的便利性日益受到重视,导致对房屋抗震设计的要求越来越高。随着智能技术的飞速发展,对传统住宅的抗震设计提出了更高的要求。现代抗震技术与传统房屋建筑设计相结合,进一步拓展和完善房屋建筑的抗震设计功能,以满足人们对建筑质量和安全的要求。因此,现代住宅的抗震设计应充分发挥建筑设计工程师的聪明才智,不仅要满足住宅抗震设计功能的便利性和安全性,还可以减少建筑设备的能耗和建筑材料的浪费。

关键词:建筑结构抗震;设防设计;问题;探讨

1建筑结构抗震设计中的基本原则

在建筑结构抗震设计的过程中,需要结合施工实际情况进行分析,遵守相关流程和遵循一定的原则,重视技术方法,才能够保证施工设计方案具有科学性和可行性。

1.1尽量多的设置抗震防线

建筑结构需要一个良好的抗震结构体系,采用具有良好延展性的若干子系统的组合,进一步组成合理的抗震结构体系。例如,框架-剪力墙结构由延性框架和剪力墙两部分组成。剪力墙为第一道防线,框架为第二道防线,结构体系应具有尽可能大的内外冗余,吸收和消耗大量地震能量,以提高建筑物的抗震性能。

1.2 保证结构件具有必要的性能

在抗震设计过程中,必须保证结构部件具有一定的承载能力。结构部件需要遵循强柱弱梁,强剪弱弯,强节点、弱构件的设计原则。如果设计不合理,则结构有可能出现相对薄弱的部位,需要采取相应措施提高抗震能力。对于承受垂直载荷的主要部件,最好不要成为主要的耗能部件。

2建筑抗震设计现状的体会

2.1 愈发完善的结构设计规范、标准和技术措施

TJ11-74《工业与民用建筑抗震设计规范》经过了40多年的不断发展和完善,我国先后制(修)订颁布施行了以GB50011-2010《建筑抗震设计规范》为基础的30多项抗震防灾为主的国家标准和行业标准。这些标准内容涵盖建筑工程抗震设计、建筑结构中非结构构件、设备设施抗震设计以及专项工程和结构的抗震设计(例如地铁轨道交通)。除此以外,还有包括GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》、JGJ99-2015《高层民用建筑钢结构技术规程》、JGJ 3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》等在内的专业技术标准规程,这些标准规程不同层面范围均涉及具体的抗震设计技术内容。一方面是抗震设计的规范越来越完备,另一方面对于结构工程师正确理解与运用规范的能力提出了更高的要求。

2.2 社会发展需求与规范技术发展之间的矛盾

我国建筑抗震设计一直沿用的“两阶段、三水准”的设计方法,其目的是实现防止建筑在罕遇地震的作用下发生下倒塌破坏,保证建筑使用人员的生命安全。随着社会的不断发展,人们对住房建设的要求不仅仅限于单一的生活安全标准,还根据不同维度的需求提出了多层次的建筑性能要求。在工程实践中,还有许多新型建筑结构。例如,随着新型城市化和建筑工业化的发展,新型预制结构和混凝土-钢混合结构(包括水平复合结构和垂直复合结构)将被广泛应用。如地下轨道交通项目、综合市政项目、地下公用隧道和其他地下结构。这种新型结构迫切需要抗震设计技术规范的支持。

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2.3 现行规范没有能完全覆盖的结构体系

单从建筑结构的领域来看,目前的抗震设计标准体系仍不能完全涵盖以下结构体系,如:如:建筑空间需要的少墙框架结构和少支撑框架结构,高层建筑结构中下部混凝土-上部钢框架复合结构和钢筋混凝土核心筒-钢框架组合结构、钢筋混凝土/型钢混凝土框架-钢支撑组合结构、体育馆等大跨空间结构,功能组合复杂的地下建筑结构,正在快速发展、使用消能减震技术结构。在结构设计实践中,工程师们还需要把握规范的本质和自身的工程经验来判断和探讨所涉及的问题。

2.4 建筑平面抗震优化策略

建筑平面设计应遵循规则、均匀的原则,同时满足建筑的空间使用功能要求。不规则的建筑平面和立面会形成结构薄弱部位。在地震作用下,薄弱部位首当其冲。必须加强对薄弱部位的判别并采取相应的加强措施。建筑平面设计过程中应重视建筑的平面组合和单个房间的设计。在设计单个房间时,必须确定每个房间的面积和门窗位置。根据工程实际情况,选择平面组合法。例如,使用单位平面组合法实现各种使用空间的相互整合,一般的单位平面组合法多用于商业建筑和高层办公建筑,这有助于提高建筑物整体刚度和抗扭刚度。当竖向交通设计中心体现在平面之外,则需要采取有效措施减少在转角位置开设门窗,防止出现“转角效应”。

2.5 重要组成部分抗震优化

建筑物的地板层和楼梯井部分是建筑物抗震优化设计的重要组成部分,将在很大程度上影响建筑物的抗震性能。楼梯间起到垂直交通的作用,能有效地分流人流。进行平面布置时,不得将楼梯间布置在建筑物的末端和角落。

2.6 注重结构整体性

在地震的影响下,不合理的局部构件的失效导致整个结构变成机动体系,结构外围构件平面外失去稳定性倒塌等都属于结构丧失整体性。结构设计要加强构件间的连接,保证传递地震作用的强度要求和地震时后变形延性需求,保证构件充分发挥其作用,构件连接不破坏与失效,始终保持结构体系的整体完整性。除了常规分析整体性,在施工阶段的施工也存在整体性的考虑,如砌体结构中,作为砌体结构的约束构件构造柱,通过先砌筑墙体后浇筑构造柱混凝土的方式,使组合构件的整体性得到实现。

3.利用好计算机辅助系统验证概念设计

建筑个性化的需求越来越受到重视,这些个性化带来建筑平面变化、立面丰富甚至特殊,各种新型复杂组合体形(包括大底盘多塔、主裙楼整体连接、结构连体、立面多次收进退层和悬挑等结构)、复杂结构体系(多体系组合结构、不同类型结构转换和巨型结构等)越来越多。为了分析这些结构体系,应采用相应的和不同的力学模型进行分析和比较。这些分析往往关注地震影响下不同分析模型承载力的客观一致性。主振动周期、振动模式、位移和最大剪切承载能力无较大差异。弹性时程分析地震波的选择符合规范的统计意义。弹塑性静力分析或弹塑性力补充分析,分析结构检查和钢筋设计。

通过先进的计算机辅助技术手段,可以围绕性能化设计的要求,实现结构构件、结构体系的性能化设计。通过正确运用这些技术手段,能实现结构设计分析过程的可视性,进而实现结构设计的安全性和经济合理性。这些辅助技术的运用,回过头来又促进了建筑结构概念设计理念的全面落实。

结束语

建筑抗震作为建筑结构设计的重点工程,在整个建筑结构设计中有着不可替代的作用和地位。为了保证建筑结构抗震性能在建筑结构和实际寿命中充分发挥其价值,必须注重抗震设计的质量、科学的选择和技术的优化,并在保证结构合理安全的前提下追求经济。在建筑物抗震设计过程中,必须与建筑物的结构设计相协调,以保证建筑物的安全,同时节约建筑成本,提高建筑的经济效益。

参考文献:

[1]李佳丽.建筑结构抗震设计要点探析[J].建材与装饰,2017(22).

[2]唐福.关于建筑结构设计中抗震设计标准的探究[J].中国标准化,2017(10).

[3]曾建宁.高层建筑结构抗震设计优化措施探讨[J].科技创新导报,2018.

论文作者:刘超

论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期

论文发表时间:2019/4/25

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