摘要:随着城市一体化的深入,人们的住所逐渐趋于集中化,一旦发生大的自然灾害,造成的损失将是不可估量的。近年来国内频发地震灾害,因此在房屋建筑中充分考虑抗震的设计非常重要。本文首先阐述了进行抗震设计的重要意义,然后讨论了抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用。
关键词:地震;房屋建筑;抗震设计
引言
在我国的历史上,发生过很多次大型地震,地震会造成房屋结构的破坏,危害人身安全,所以在建筑结构中重点考虑抗震设计是非常有必要的。当前我国建筑结构的抗震理念是三道防线,即小震不坏、中震可修,大震不倒,对结构中承担地震荷载的构件进行重点设防,有效提高结构的抗震能力,加强其安全性与稳定性,有效地保障人身安全与财产安全。设计人员在工作中针对不同结构形式的建筑应当制定不同的设计方案,使得抗震设计方案有实用性,能够在地震作用下保证居民的安全。
1建筑结构抗震设计理念
1.1逆静力理论
逆静力理论是在20世纪初期发展起来的,其在抗震作用计算时,会对结构刚度和地震水平方向力进行假定,并将作用点设置在结构中心位置上,从而以重力乘以常规比例来进行作用力大小的计算。
1.2反应谱理论
反应谱地震理论是在动力理论思想的基础上研究产生的,在研究地震作用过程中发现,其会随着时间的推移呈现一种非线性的变化,通过变量的录入、建筑物的选择,模拟计算出地震发生时对建筑结构产生的应力和应变,进而确定地震影响。
1.3高层建筑抗震设计理念
根据地震等级的不同来保证建筑结构的质量,做到小震不坏、中震可修、大震不倒的基本原则。具体来说,在建筑结构抗震设计中主要可以分为以下三个阶段:第一设防烈度地震(低于本区地震等级的地震)。由于地震等级较低,建筑结构仍处在弹性变化阶段内,不会造成任何的损坏,也无需进行任何的修补。不过需要对建筑结构的承载力极限以及弹性变形限值事项有效验算。第二设防烈度地震。即与本区地震等级相同的地震。该阶段内,建筑结构自身已经存在一定程度的损坏,可以根据建筑结构的破坏情况选择修理或者不修理,不过不管采用哪种处理方式,都需要控制建筑的延展能力,以免脆性破坏问题的发生。第三设防裂度地震。发生高于本地区地震级别的地震,此时的建筑结构已经进入了塑性变形阶段,出现了较为严重的破损,需要对建筑进行合理修补,以免建筑出现倒塌现象,威胁人们的生命财产安全。
2在房屋建筑结构设计中进行抗震设计的重要性
2.1保证人们的生命财产安全
建设工程领域蓬勃发展,大量的建筑群一一落成,为人们的生产生活提供了一个稳定的场所。当前在建筑行业,建设单位为了自己的利益,偷工减料,造成建筑物不能达到抗震设计的要求的现象时有发生。再者,现阶段人们生活和谐稳定,认为地震距离自己很遥远,所以只看重房屋的地理位置以及美观程度,对房屋抵抗自然灾害的能力重视不够。以上种种原因造成我国房屋抗震设计发展进程缓慢。在这种情况下,如果发生地震必将会对人们的生命财产安全构成威胁,因此我们要对房屋的抗震设计提起足够的重视。
2.2有利于推动城市规划的进程
首先,房屋建筑为了达到市政规范的要求就必须体现建筑的抗震设计能力,除此之外,在城市的规划中,往往需要很多的建筑单元,这些建筑都需要考虑整体的布局。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次,进行城市规划往往需要耗费一定的时间,这段时间内可能会发生各种突发事件,因此需要对建筑物进行抗震设计提高建筑物的使用年限,这样其他建筑单元落成的时候,可以结合城市规划的图纸进行对比,从而创造更加多元化的结构布局。如果建筑被损坏可能就会影响城市规划的进程。
3建筑结构抗震设计
3.1选择适宜的场地
选择合适的场地是设计人员进行抗震设计的第一步,也是最重要的一步,因为良好的场地便于抵抗地震力,相对平坦开阔的空间能够提升建筑物的抗震能力。均匀的土质能够传递相同波速的地震波,防止在同样的部位产生不同的力,密度和承载能力较好的土质能够很好地分担建筑结构传递下来的重力荷载,还能提高建筑物与地基的整体性。在选择建筑场地的时候应当尽量避开液化土、湿陷性黄土、采空区以及河岸边缘等地段,避免土体中密度不平均、硬度和凝结度不同对建筑结构设计造成影响,对于一些容易发生地质灾害例如滑坡、泥石流等地段也应当合理规避,还要避开地震断裂带,以免降低建筑结构对于地震的抵抗性。
3.2完善建筑立面、结构竖向布置抗震设计
结构体系的外形设计和结构刚度的变化均会使楼层发生较为严重的变形,主体结构竖向布置的过程中也需要注意多方面的内容:结构侧向刚度自下而上逐渐减小。为有效规避软弱层,应采取有效的措施避免上下层刚度发生突变。框架结构的楼层与相邻上层的侧向刚度比应在0.7以上,与相邻三层的平均侧向刚度比需在0.8以上。在框剪结构中,楼层与相邻上层的刚度比在0.9以上,底层嵌固层的刚度比在1.5以上。结构中需尽量规避软弱层,层间受剪承载力应在上一层的8成以上。结构上部楼层的收缩部分到室外地面的高度与房屋高度的比值若超过0.2,则上部楼层收进后的尺寸要为下部楼层水平尺寸的75%,上部楼层的尺寸不得超过下部外挑水平尺寸的110%,规定外挑尺寸在4m以内。楼层的重力需沿高度均匀分布,上部楼层的重力应在下部楼层的1.5倍以内。
3.3房屋结构构件的合理布局
在房屋建筑设计中,建筑构件位置的设置是十分重要的,如果位置设计不合理就可能会影响房屋整体的抗震性能。同时为了提高房屋的抗震性能还要尽量保证质量和刚度的中心重合,降低房屋结构的重心。当构件有凸出屋面的部分时,一定要保证其稳定性,避免地震发生时出现鞭鞘效应。在设计中还应注意抗震设计一定要符合国家标准:小震不坏,中震可修,大震不倒,尽量保证抗震设计的规范性。但当今社会对建筑造型的要求比较高,经常会设计一些不规则建筑,不能保证抗震设计的规范性。这时就需要把建筑整体分为一个个建筑单元,在每个建筑单元中进行抗震缝的设置保证整体建筑的抗震性能。
3.4选择适宜的场地
选择合适的场地是设计人员进行抗震设计的第一步,也是最重要的一步,因为良好的场地便于抵抗地震力,相对平坦开阔的空间能够提升建筑物的抗震能力。均匀的土质能够传递相同波速的地震波,防止在同样的部位产生不同的力,密度和承载能力较好的土质能够很好地分担建筑结构传递下来的重力荷载,还能提高建筑物与地基的整体性。在选择建筑场地的时候应当尽量避开液化土、湿陷性黄土、采空区以及河岸边缘等地段,避免土体中密度不平均、硬度和凝结度不同对建筑结构设计造成影响,对于一些容易发生地质灾害例如滑坡、泥石流等地段也应当合理规避,还要避开地震断裂带,以免降低建筑结构对于地震的抵抗性。
结语
在历史中,出现过很多次地震,每一次的地震都对人身和财产造成了不可忽略的影响,做好建筑的抗震设计工作刻不容缓。发生地震造成生命财产损失的原因多是由于抗震设计不合理所致,第一是因为很多从业者对于抗震设计的理念理解不足,第二是设计人员对于抗震设计的忽视。想要做好抗震设计,需要从场地开始,考虑建筑的结构,体型,加强与薄弱点的留置等等,并考虑做好二次结构,只有将这些工作全部做好,才能够真正提高建筑物的抗震能力,保证城镇居民的人身与财产安全。
参考文献
[1]罗天娣.建筑结构基于性能抗震设计的几个问题[J].中国标准化,2018(14):37.
[2]周现伟.建筑结构设计中的抗震设计研究[J].建筑技术开发,2018(9):103.
论文作者:何志孔
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签:建筑结构论文; 建筑论文; 刚度论文; 结构论文; 楼层论文; 建筑物论文; 场地论文; 《基层建设》2019年第10期论文;