黑龙江四方建设工程设计院 黑龙江哈尔滨 150001
摘要:强烈的地震是突然的灾难,危及人民的生命和财产。 建筑设计师必须分析和研究土地,建筑类型,地震结构等的抗震问题。 他们必须不断总结他们的工程经验,妥善解决这一施工问题,以防止和减少地震带来的损坏。本文介绍了建筑抗震的基本要求,提出了建筑抗震结构设计的有效方法。
关键词:抗震;结构;建筑
地震是威胁人类安全的重大自然灾害之一。我国是一个以多次地震为特征的国家,分布广,频率高,强度高,来源浅。近年来,不同国家的连续地震给人类造成了严重的灾难。建筑物中的地震实践表明,仅仅基于地震结构计算和抗震构造测量的地震区内没有良好总体施工计划的建筑物总是难以获得更好的在更强烈的地震作用下,施工的地震效应甚至可以减轻建筑物的地震破坏程度。因此,只有当建筑的设计与建筑的抗震设计有机地结合时,建筑的抗震设计水平才能达到相对完美的高度。
1 目前我国抗震设计中存在的不足?
通过多年对于建筑抗震设计的研究,我国逐渐形成了自己的一套较为先进的抗震设计方法而且日益成熟,但是也有许多考虑欠妥的地方,需要我们今后加以完善。首先,与国外规范相比,我国抗震规范在对关系的认识上还存在一定的差距。美国UBC规范按同样原则来划分延性等级,但在高烈度区推荐使用高延性等级,在低烈度区推荐使用低延性等级。这几种抗震思路都是符合规律的,而目前我国将地震作用降低系数统一取为2.86,而且还把用于结构截面承载能力设计和变形验算的小震赋予一个固定的统计意义。另外,我国规定的“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设防目标也存在一定的问题。该设防目标对甲类、乙类、丙类这三类重要性不同的建筑来说,并不都是恰当的。最后,由于不同类别建筑的不同重要性,不宜再笼统的使用以上同一个性态目标。此外,还应该考虑建筑所有者的不同要求,选择不同的设防目标,从而做到在性态目标的选择上更加灵活。?
2 高层建筑抗震设计中经常出现的问题?
2.1 部分建筑物高度过高?
按我国现行高层建筑混凝土结构技术规程规定,在一定设防烈度和一定结构型式下,钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。在这个高度,抗震能力还是比较稳妥的,但是目前不少高层建筑超过了高度限制。在震力作用下,超高限建筑物的变形破坏性会发生很大的变化,建筑物的抗震能力下降,很多影响因素也发生变化,结构设计和工程预算的相应参数需要重新选取。?
2.2 地基的选取不合理?
由于城市人口的增多和相对空间的缩小,不少建筑商忽略了这一问题,哪里商业空间大就在哪里建。高层建筑应选择位于开阔平坦地带的坚硬土场地或密实均匀中硬土场地,远离河岸,不应垮在两类土壤上,避开不利地形、不采用震陷土作天然地基,避免在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段建造房屋。高层建筑的地基选取不恰当可能导致抗震能力差。?
2.3 材料的选用不科学,结构体系不合理?
在地震多发区,采用何种建筑材料或结构体系较为合理应该得到人们的重视。由于我国建筑结构主要以钢筋混凝土核心筒为主,变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但因其弯曲变形的侧移较大,靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移,不仅增大了钢结构的负担,而且效果不大,有时不得不加大混凝土的刚度或设置伸臂结构,形成加强层才能满足规范侧移限值。?
2.4 较低的抗震设防烈度?
许多专家提出,现行的建筑结构设计安全度已不能适应国情的需要,建筑结构设计的安全度水平应该大幅度提高。我国现行抗震设防标准是比较低的,中震相当于在规定的设计基准期内超越概率为lO%的地震烈度,较低的抗震设防烈度放松了高层建筑的抗震要求。?
2.5 建筑外形与平面功能影响结构布置?
现在某些政府规划部门领导根本不懂结构,纯粹为了形象美观而对建筑设计指指点点,从而使建筑偏离了建筑设计师的最初理念,你对他提出的修改意见不予理会,你就通不过。还有某些建筑设计师根本就缺乏抗震设计的概念,在高烈度区设计出高层建筑的大悬挑,这既增加了工程造价,有埋下了安全隐患,不负责任的叫嚣“没有做不出的结构”,那要看付出的代价和收获是不是对等。?
3 高层混凝土建筑抗震结构设计策略?
3.1 高层混凝土建筑的结构体系选择?
高层建筑结构应根据建筑使用功能、房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、地基情况、结构材料和施工技术等因素,综合分析比较,选择适宜的结构体系。高层建筑钢筋混凝土结构可采用框架、剪力墙、框架- 剪力墙、筒体和板柱-剪力墙结构体系。?
框架结构可为建筑提供灵活布置的室内空间。当建筑物层数较少时,水平荷载对结构的影响较小,采用框架结构体系比较合理;框架结构属于以剪切变形为主的柔性结构,使用高度受到限制,主要用于非抗震设计和层数相对较少的建筑中。剪力墙结构中,剪力墙沿横向、纵向正交布置或多轴线斜交布置,由钢筋砼墙体承受全部的水平荷载和竖向荷载,属于以弯曲变形为主的刚性结构。该种结构的抗侧力刚度大,在水平力作用下侧向变形小,空间整体性好。但剪力墙结构自重大,建筑平面布置局限性大,难以满足建筑内部大空间的要求。因此更多地用于墙体布置较多,房间面积要求不太大的建筑物中,既减少了非承重隔墙的数量,也可使室内无外露梁柱,达到整体美观。?
框架――剪力墙结构是指在框架结构中的适当部位增设一些剪力墙,是刚柔相结合的结构体系,能提供建筑大开间的使用空间,是由若干道单片剪力墙与框架组成。在这种结构体系中,框架和剪力墙共同承担水平力,但由于两者刚度相差很大,变形形状也不相同,必须通过各层楼板使其变形一致,达到框架和剪力墙的协同工作。从受力特点看,剪力墙是以弯曲变形为主,框架是以剪切变形为主,由于变位协调,在顶部框架协助剪力墙抗震,在底部剪力墙协助框架抗震,其抗震性能由于较好地发挥了各自的优点而大为提高。因此可以适用于各种不同高度建筑物的要求而被广泛采用。板柱- 剪力墙结构,由于在板柱框架体系中加入了剪力墙或井筒,主要由剪力墙构件承受侧向力,侧向刚度也有很大的提高。这种结构目前在7、8 度抗震设计的高层建筑中有较多的应用,但其适用高度宜低于一般框架- 剪力墙结构。?
3.2 减少地震发生时能量的输入?
在具体的设计中,积极采用基于位移的结构抗震方法,对具体的方案进行定量分析,使结构的变形弹性满足预期地震作用力下的变形需求。对建筑构件的承载力进行验收的同时,还要控制建筑结构在地震作用下的层间位移限值;并且根据建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的关系,确定构件的变形值;根据建筑界面的应变分布以及大小,来确定建筑构件的构造需求。对于高层建筑,在坚固的场地上进行建筑施工,可以有效减少地震发生作用时能量的输入,从而减弱地震对高层建筑的破坏。?
4.结语?
总之,在建筑结构的抗震设计中,设计者必须考虑到建筑物的实际情况,结合地质环境并考虑到经济和环境因素,设计科学合理的防震措施。 为了保证建筑物的建造符合相应的防震标准。
参考文献:?
[1]寇秀梅.结构设计中的抗震设计问题[J].中国西部科技,2008(06).?
[2]李智建,石延明.浅谈建筑结构设计中的抗震设计[J].科技资讯,2009(12).
论文作者:王禹霏
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/30
标签:结构论文; 建筑论文; 剪力墙论文; 烈度论文; 建筑物论文; 高层建筑论文; 框架论文; 《防护工程》2019年8期论文;