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摘要:现如今,在建筑结构设计的过程中抗震设计非常重要,现在国家对建筑物的抗震能力也有一定的要求,如何提高建筑结构性能及抗震设计是现在建筑方面专家需要解决的问题。从确定抗震性能目标、基于性能的抗震设计方法、混凝土结构基于性能的抗震设计进行分析。
关键词:建筑结构;抗震设计;问题分析
引言
建筑结构的设计处理是比较关键的一个重要环节,结合建筑结构设计工作的开展,注重抗震设计是比较基本的一个要求,建筑结构抗震设计的难度比较大,要求相对也比较高,需要结合不同需求进行详细分析,确保其能够体现出更强的适宜性。为了更好提升建筑结构抗震设计水平,基于性能进行抗震设计是比较有效的一个方式,其在当前的实际运用也确实表现出了一些明显优势,具备较强探讨价值。
1确定抗震性能目标
现在国家非常重视房屋等建筑物的抗震能力,提高抗震性能是房屋建筑的主要目标,如何科学有效的解决房屋的抗震性能,提高房屋的建筑结构设计是解决抗震性能的有效方式。建筑物的结构不同,对抗震能力是不同的,如何进行建筑结构设计,提高其抗震性能。根据其此设计准则,在一定程度上能够将建筑物在使用周期内所遭受的损失降低。一般地,降低工程造价,就会增加建筑内部结构遭受破坏的可能性,从而增加后期工程的修复和维修费用,所以存在一个最小费用值。建筑在施工的过程中,通常需要考虑建筑的设计性能,提高其设计的应用能力,把费用降低到最低标准。由于发生地震以及后期维修费用的增加都具有不确定性,所以这笔费用也是可以变的。因此,在进行项目投资时,一定要充分考虑到各方面的因素,并将相对可靠的理论作为基于性能的抗震设计的基础。抗震性能目标的设计是一个复杂的过程,对建筑物的各个环节都需要认真考虑,如何提升建筑物的抗震能力,减少人民群众的生命财产减少损失。
2当前建筑结构抗震设计涉及的问题分析
第一,地下部分:在满足规范的前提下,建筑物上部的荷载应均匀分布与地下部分,这样可使其受力构件布置连续、规则、受力均匀;将平面布置复杂的平面以防震缝的形式划分为若干规则的平面;如果上部结构构件与地下结构构件对齐布置,可利用防震缝将与上部塔楼连接的地下部分与其它地下部分脱开;如果上下构件不是同一种结构形式则会形成转化构件,并应满足相关规范的要求;同时还应注重转换层层高的控制,避免形成薄弱层。第二,延性设计:抗震设计的基本原则是“小震不坏、中震可修、大震不倒”,结构体系应设计成为强震下呈非线性反应并进入屈服状态,利用结构的延性性能耗散地震的能量,从而使建筑物不至于倒塌,同时也使得工程造价更加合理;其中,墙、柱的轴压比是影响结构延性的重要因素,因此在抗震设计中因严格控制轴压比使其不超过规范允许的范围。第三,施工方法:施工方法也会影响到建筑结构体系的抗震性能,尤其是结构的整体性。对于钢筋混凝土结构来说,采用现浇的形式可以保证结构具有良好的连续性,使得构件间的节点更加可靠的连接从而确保有效的整体性。而构件预制、节点现浇的装配整体式结构在节点处混凝土不易浇捣密实,节点强度不易保证,因而整体性差。装配式结构的整体性则更差,所以具有抗震要求的建筑应经量采用现浇的施工方法。
3基于性能的抗震设计方法
3.1承载能力设计方法
承载能力设计是提高抗震性能设计的常用方法,也是一种有效的方法。承载能力设计方法是通过底部剪力计算出来的,是一种比较科学的方法,加强建筑物结构强度设计,计算构件之间应该具有的承载能力,这是设计方法可靠,概念性能清晰等优点,能达到一定的预期目标。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但承载能力设计方法有一定的特点就是以弹性反应为基础,对于非弹性建筑物不能全面进行计算,计算出的数值不准确,不能应用承载能力设计方法进行抗震性能设计。
3.2合理确定地震设防水平
对于建筑结构基于性能的抗震设计工作落实,需要首先从地震设防水平入手进行明确,这也是基本抗震原则履行的基本条件,需要明确“大震”、“中震”以及“小震”的不同要求,如此也就能够在后续具体抗震设计中具备明确的方向性,避免出现不符合该区域抗震设计要求的等级。在该地震设防水平的确定中,一般需要考虑以往历史地震发生状况,借助于概率分布进行分析,进而也就能够更好明确该区域发生地震及其等级的可能性,最终有效指导后续抗震设计工作。在这种地震设防水平的明确中,除了要重点考虑地震烈度之外,还需要综合分析其可能形成的速度、位移以及持续时间等,更好了解其地震作用影响,最大程度上提升其设防可行性。
3.3准确划分结构性能抗震水平
通过对国际上最近几十年重大地震灾害的分析,可以看出建筑物若只以生命安全为单一设防水准,则只能实现防止倒塌这一需求,对于结构破坏而造成的各种损失没有足够的重视。这就启示建筑工程在基于性能抗震设计中既要保证生命安全,又要对建筑结构的破坏程度加以控制,因此在实际设计中应突出对不同设防水准的地震制定明确的结构性能要求。考虑到建筑结构的破坏状态通常以其反应参数或相关定义的破坏指标来进行确定,因此可综合利用这些参数或指标来划分建筑结构性能,而现阶段较为方便实用的一种划分方法是基于位移(变形)来对建筑结构性能进行划分。
3.4采用特殊材料进行隔震
一般而言,建筑物基础隔震水平主要是指依靠对于建筑物基础采取一些特殊处理的方式,在地震灾害发生的时候,可以对其产生的作用予以一定程度的缓解,从而将其造成的损害降至最低。而针对传统建筑地基展开设计的时候,主要采用的方式便是在一些基础性位置交通铺设沙子和黏土,亦或者直接在其外部覆盖一层黏土垫层。在进行结构设计的时候,可以在其基础位置展开垫层的安装,同时还可以硬一些特殊材料展开施工,从而可以将地震带来的负面影响降至最低。通过近些年的观察可以发现,我国有关部门已经开始针对这一方面内容展开研究,从而开发出一种全新的材料,其原料主要以沥青为主,并且得到了广泛的应用。尤其是在隔震层方面,其效果令人十分满意,促使建筑物自身的抗震水平得到进一步提升。
3.5注重可靠度理论的应用
建筑结构基于性能的抗震设计还需要把握好可靠度理论的应用,能够更好实现对于可靠度理论的融入,针对建筑结构中可能存在的各个不确定因素进行及时处理,并且结合相关规范进行严格控制,力求建筑结构具备更强的抗震性能。结合这种可靠度理论的引入和应用,其需要围绕着设计表达式进行分析,确保各分项系数能够符合可靠性要求,能够在明确的抗震性能水准要求下进行处理,避免可能形成的明显地震影响和威胁。当然,这种可靠度理论同样也需要考虑到建筑结构的各个相关因素,能够基于多个影响因素进行综合评价,需要进行大量统计和试验分析,避免仅仅单纯考虑单一结构体系。
结语
现在我国建筑房屋基本都是高层,一旦发生地震会给人们的生命和财产带来一定的损失,如何提高房屋的抗震能力,减少由于地震带来的损失,这是建筑类专家需要解决的实际问题。基于性能抗震设计能够有效防止地震房屋倒坍等现象引起的用户损失,能有效包含人们的生命与财产,现在基于性能抗震设计是未来房屋建筑的主要发展方向。
参考文献:
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[2]齐玉平.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑知识,2017,37(08):13-14.
[3]温高擎.建筑结构设计中的抗震设计分析[J].门窗,2015(08):148.
论文作者:周永早
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/9
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