广东省建筑设计研究院
摘要:作为现在建筑结构设计界议论较多的话题之一,建筑物的抗震问题也是涉及到人类生命财产安全的重要问题,尽管从以前到现在抗震在设计方面都坚持“小震不塌、大震能修”原则,而且抗震在设计方面也采取了诸多措施,但因为各种因素,很多问题还是不可避免地发生了。基于此,在对建筑物进行结构设计时,必须要把建筑物的抗震问题放到首要位置,采取相应措施,以尽可能地避免地震对建筑物的损害。
关键词:现代建筑;结构设计;抗震措施
引言
伴随城市经济的快速增长,人民生活水平在提高的同时,对建筑工程的要求也越来越高,特别是这些年间,我国及世界各地频频发生地震灾害,以致人们进一步加强对地震的关注。建筑结构抗震设计不仅能确保建筑物的抗震能力,还能保障人民的生命财产安全,将地震发生时的经济损失降低。为此,需要我们来共同探讨在建筑结构设计中提高抗震能力的方法,制定相应的抗震措施。
一、建筑抗震结构设计的基本要素
(1)要有意识、有目的地在抗震设计中控制薄弱层,使其有足够的变形能力,同时又不使薄弱层发生转移,这也是提高结构总体抗震性能的有效手段。
(2)一个抗震结构体系应该由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接来协同工作。比方说框架――剪力墙结构是由延性框架和剪力墙两个分体组成,双肢或多肢剪力墙体系组成。
(3)判断薄弱部位的基础是构件的实际承载能力分析,结构构件在剧烈地震下不存在强度安全储备。
(4)当剧烈地震发生时往往会伴随多次余震,如果只有一道防线,就会导致在第一次破坏后又再遭余震,致使因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度,并建立一系列分布的屈服区,主要耗能构件应有较高延性和适当刚度,以助于结构能吸收和耗散大量的地震能量,提高结构抗震性能,避免大震时倒塌。
(5)楼层的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值应在总体上保持一个相对均匀的变化,当楼层的比值发生突变时,就会因为塑性内力重分布导致塑性变形的集中。
(6)不能为了防止加强局部而忽视对整个结构各部位刚度、承载力的协调。
二、建筑结构抗震设计的基本原则
2.1结构连续性原则
结构的连续性在地震作用时,能够保证建筑物的整体构造,是能使结构保持整体性的主要手段之一。
2.2房屋竖向刚度原则
结构沿纵、横两个方向的整体竖向刚度在建筑设计时须足够,房屋基础的整体性也应增强,只要这样才能够抵御地震发生时可能产生的地面裂隙穿过房屋以及地基不均匀沉降所造成的灾害。
2.3构件可靠连接原则
要想确保各构件承载力能够最大限度地发挥,建筑物抗震性能的提高,加强构件间的连接是关键,因此要将其可符合地震时大变形的延性要求及传递地震力时的强度要求。
三、我国建筑结构设计的现状
建筑结构设计关于人民的生命财产安全,因此要要充分考虑建筑的抗震能力。我国地势位于环太平洋地震带及地中海―喜马拉雅地震带上,故我国是一个地震频发的国家之一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国目前的建筑抗震能力还存在许多问题,我国一直以来在建筑设计方面都坚持“小震不塌、大震能修”原则,尽管其设计理念在建筑物抗震方面能取得一定效果,但当大地震来临时还是存在缺陷。甚至一些设计人员存在侥幸心理,一味照抄照搬,在设计时缺少灵活应变,导致数据最终产生错误。一些建筑承包公司在进行建筑施工时,为了节省建筑开支,偷工减料,导致建筑物抗震性能的改变。同时,施工人员不够专业也是影响整个建筑结构抗震性能的原因之一,施工人员为了施工方便或对设计的理解不透彻,在进行施工时对钢筋混凝土建筑结构的施工没有做到设计的相关要求,最终影响了整个工程的施工质量。
四、建筑结构设计的抗震措施
4.1建筑结构抗震体系的合理选择
(1)结构应当具有必要的赘余度、良好的变形能力和内力重分配的功能是建筑结构抗震设计的重要原则,在地震中,即便一部分构件退出工作,其余部分构件也能承担起竖向荷载,避免整体建筑结构失稳。所以建筑结构体系应当避免因部分结构或构件的破坏而导致整个建筑结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。
(2)建筑结构体系应当具备明确的计算简图和合理的地震作用传递路径。楼屋盖梁体系的布置,应尽可能使垂直重力荷载以最短路径传递到竖向构件墙、柱上去;竖向建筑的构件布置应尽能使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平接近均匀;转换结构体系的布置,应尽可能做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载通过转换层一次至多次转换。同时,必须明确建筑的整体抗侧力结构体系,抗侧力结构一般由框架、简体、剪力墙、支撑等组成,它们宜尽量连续贯通。
4.2建筑场地的选址和地基与基础设计
(1)建筑物的抗震能力与场地的选择密不可分,虽然是同种建筑物,但由于建筑的场地的不同,破坏程度也不同。因此建筑场地在选址时应尽量选择平原地带,不断层通过或断层交汇的地带。
(2)在防震结构设计中,地基与基础设计十分重要,因为是基础工程,其设计质量会直接影响着整个设计流程的进行,只有处理好地基沉降及承载力的问题,调节好不均匀的沉降基础,尽量减少影响地基沉降的因素,使其在承载力或是整体结构上达到规范性的要求,才能保证建筑顺利进行。
4.3多道抗震防线的设置
抗震建筑结构体系应根据建筑物的重要性、房屋高度、场地、设防烈度、地基、基础、材料和施工等因素,经过技术、经济条件比较综合确定。应设置多道抗震防线,避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承裁能力。多道抗震防线是指在一个抗震结构体系中,在地震作用下,一部分延性好的构件首先达到屈服,充分发挥其吸收和耗散地震能量的作用,担负起第一道抗震防线的作用,其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次屈服,形成第二、第三或更多道抗震防线,该结构体系对保证结构的抗震安全性非常有效。另外,底框建筑底层高度不宜太高,应控制在4.5m 以下。高度加大,底层刚度减小,重心提高,使框架柱的长细比增大,更容易产生失稳现象。因为高度较大,很多建筑房间被业主一层改成两层,造成了较大的安全隐患。抗震防线宜具有合理的刚度和强度分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位。产生过大应力集中或塑性变形集中;对于可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。
4.4刚度、承载力和延性的匹配
当结构具有较高的抗力时,其总体延性的要求也会有所降低;相反,较低抗力需要较高延性要求相配合。建筑物在地震时所受地震作用的大小与其动力特性密切相关,具备合理的刚度和承载力分布及与之匹配的延性。以提高工程造价及降低结构延性指标为代价,才能提高结构的抗侧刚度。只有使结构中的所有构件都具有较高延性,才能让建筑物具有很强的抗倒塌能力。但在实际工程中往往很难做到,基于此,需要在确定建筑结构体系时,能够寻找在结构刚度、承载力及延性之间的一种较好的匹配关系。
结束语:要想推动社会和谐稳定发展,就应加强建筑结构的防震设计,并采取相应措施提高抗震能力。抗震的关键设计点就是要选取科学有效的抗震措施,应用合理的设计方法,在最大程度上确保社会的安定。
参考文献:
[1]仲伟静.刍议建筑结构的抗震性设计.中国建筑金属结构.2013.01
[2]赵建荣.建筑结构抗震设计若干问题的探究[J].科技创新导报,2012(06).
论文作者:杨鉴斌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/7
标签:结构论文; 延性论文; 构件论文; 建筑结构论文; 建筑论文; 刚度论文; 建筑物论文; 《基层建设》2017年第33期论文;