摘要:近年来,一些国家和地区相继发生强烈地震,造成巨大损失。而我国又是一个地震多发的国家,要抵御、减轻地震灾害,必须对建筑结构进行必要的抗震设计。如何能够让建筑在地震中保持安全,不受严重的损害,特别是近年来地震频繁,人们的生命财产受到严重威胁,建筑安全则成了社会安全的一个重要影响因素,为保证建筑的抗震能力,设计人员必须要根据相关标准,设计出具有相当抗震能力的房屋。
关键词:抗震;结构;设计方法;探讨
1.关于建筑结构抗震设计的概述
地震具有随机性、不确定性和复杂性,要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数,目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统,在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,也存在着不确定性。因此,结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念,从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏过程,灵活运用抗震设计准则,全面合理地解决结构设计中的基本问题,既注意总体布置上的大原则,又顾及到关键部位的细节构造,从根本上提高结构的抗震能力。
2.抗震概念设计的基本原则与要求
2.1选择有利场地
在建筑工程施工中,建筑抗震设计有着十分重要的意义,它是保障整个建筑物稳定性和可靠性的重要手段之一,于是,我们在对其施工场地进行选择的过程中,就要对其施工地段进行全方位的分析,对整个工程的地质情况进行全面的了解,以确保工程的施工质量。
2.2采用合理的建筑平立面
在对建筑平面结构进行设计的过程中,设计师们必须要对整个建筑平面进行合理的设计,并且将相应的抗震设计理念融入到其中,只有这样才能使得建筑物的稳定性得到进一步保障。
2.3选择合理的结构形式
在建筑抗震设计的过程中,技术人员为了避免其整个建筑结构出现相关的破坏问题,我们就要对建筑结构体系中设置相应的抗震防线,从而使得建筑结构形式的稳定性和刚度得到进一步的保障。而且随着时代的不断进步,人们也将许多先进的施工技术和管理理念应用到其中,这就使得建筑结构形式的各方面性能得到进一步的提升。
3.建筑结构设计中抗震设计的措施
3.1谨慎选择抗震结构
审慎选择抗震结构是有效提高建筑结构抗震性能的重要保障,通过选择强度较优、刚度较高的建筑主体结构设计方案,能最大限度的降低建筑结构的变形概率,保障建筑物的安全性能。另外,设计员要认真仔细的分析抗震结构,要进行抗震结构分析时要保证其全面性,部分非结构构件也要在分析中得到体现,尤其是注意对非结构构件的刚度和强度等方面的分析。对非结构构件的主题部分也要进行必要的考究,针对易出现安全隐患的短柱部位要进行相应的措施,加强短柱部位的抗震能力,防止安全问题的出现,在整体性原则的指导下统筹结构构件和非结构构件。
3.2合理布局减少地震能量
在防震设计中采用以位移为基点的结构设计和定量分析能有效的减少地震灾害的能量输入,增强建筑物的抗震效果。通过对设计的定量分析,反复核算构件的总承载力,控制强震感下建筑下层的位移延性比,满足建筑物在受地震侵害时的结构变形要求。在建筑施工中地基要尽量选在坚硬的场地,要尽量避开地震的活跃周期范围,减少余震同建筑结构的共振,降低建筑物对地震能量的输入,降低地震带来的破坏。
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3.3设置多重抗震防线
进行抗震设计时设置多重抗震防线可以最大限度的降低地震侵害带来的危害。在进行设计工作时,可以将一些延展性能良好的构件纳入到抗震防线体系中,将其视为第一道抗震防线,将另一些建筑构件作为第二、第三道防线,在第一道抗震防线遭破坏后,利用其他防线抵抗地震的后续冲击力,保障人员生命安全。
3.4对材料和结构系统进行的选择
在地震经常发生的地区,对于建筑材料以及建筑结构类型的选择至关重要,需要高度重视。通常,对于高度在150米以上的建筑,主要结构类型为框架筒、筒中筒以及组合筒,它们在高层建筑中应用比较广泛。在国外一些地震高发地区,主要的建筑材料为钢结构,在我国主要是以钢筋混凝土和混合类型为主的结构模式。对于这种结果内筒,在地震中,所受到的力量为80%左右。鉴于整个结构的关键和核心为钢筋混凝土,因此,结构变形的极限即为混凝土结构变形的标准,要以此为基础,绝对不能超过。在弯曲变形的条件下,侧向位移增大,依靠钢结构实现对位移幅度的减少,但是效果不显著。一般情况下,为了提升结构刚度和强度,可以加强混凝土的刚度来实现,也可以增设伸臂结构,以促进抗震效果的提升。
3.5对于轴压比和短轴进行的相关设计
针对建筑机构抗震设计,为了实现抗震效果的提升,要减小柱的轴压比,同时,增加其截面的面积。对于轴压比的降低,其目的是将柱子设置于偏心受压的状况中,防止纵向受力钢筋脱离受拉屈服,出现混凝土破损的情形。对于柱本身,其具有较大的刚度和强度,但是,与之相适应的是结构的延性发生变化,出现延性较差的情况,一旦发生地震,整个结构在消耗地震能量方面就显现的十分差,结构发生变形、受到侵害的几率就大幅上升。因此,在进行高层建筑结构设计的时候,墙柱若梁是比较常见、有效的设计模式,主要是梁的延性较好,能够将适当的变形控制在合理的范围内,极大降低了柱子达到屈服强度的几率,在具体设计的时候,可以对轴压比进行合理范围内的增大。另外,通常情况下,在高层建筑的底层,柱子的长细比控制在4,但不是以此作为短柱的唯一判断标准。因为,短柱的关键影响因素为柱的剪跨比,当其数值被控制在2的范围,才能将其判断为短。
3.6对抗震设计的级别进行不断提升
在近些年,地震发生的频率较高,给整个社会带来巨大损失。对于地震灾害的研究,将50年作为一个探索周期,而小型地震再次发生的时间间隔为50年,这种地震的危害已经超过了结构抗震设计安全烈度概率的60%以上,而中型地震周期为475年,概率达到10%,而大型地震周期为2000年,概率达到2%,为此,要将建筑结构的抗震等级进行适时调整,提升到新的等级,对抗震设计进行全面、科学、合理的设计,实现较为稳定的抗震效果。
3.7重视建筑结构平面布置的规则性和对称性
在建筑的平面布置之中就要坚持抗震的理念的设计,适宜采取比较规则的抗震的结构的方案。不能采取不规则的设计方案。所有的建筑的额抗震的设计还要符合设计的规定,对平面不规则或竖向不规则,或平面、竖向都不规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型;对凹凸不规则或楼板局部不连贯时,应采用符合楼板平面内的实际刚度强度变化的计算模型;对薄弱部位应乘以内力增大系数,应按规范的有关规定分析弹塑性变形。要采取多种多样的措施保障抗震的稳定性和结构性。
4.结语
综上所述,建筑结构的抗震设计如何直接关系到其整体的使用质量,虽然地震的发生我们无法对进行控制,但是却可以采用相应的措施提高建筑结构的抗震性能,确保其不会因地震的发生而受到影响。因此,在未来的时间里,建筑工程的设计人员在对建筑进行设计的时候,应该尽可能全面考虑其抗震性,达到对其优化,确保其抗震性能,从而提高建筑的整体质量。
参考文献:
[1]蔡英.建筑结构抗震性设计的常见问题及改进措施[J].《科技资讯》.2006(28)
[2]常业军,隋杰英.建筑结构抗震设计中的若干问题[J].《特种结构》.2002(04)
论文作者:何俊
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/6
标签:结构论文; 建筑结构论文; 建筑论文; 刚度论文; 构件论文; 防线论文; 建筑物论文; 《基层建设》2016年第33期论文;