天津 300000
摘要:随着城市的不断发展,高层建筑越来越普遍,抗震设计作为结构设计中的重要的组成部分,也越来越让结构工程师格外重视。地震效果是一个随机性强的循环、反复荷载,建筑物地震损坏机理相对复杂,存有很多模糊与未知因素。抗震概念设计就是把地震及其影响的不确定性和规律结合起来,设计时应着眼于结构的总体反应,依据结构破坏机制和破坏过程,灵活运用抗震设计准则,从一开始合理的把握好结构设计的本质问题,顾及关键部位的细节,力求消除结构中的薄弱环节,从根本上保证结构的抗震性能。
关键词:抗震设计;建筑结构设计
引言
建筑工程作为人们日常生活的基础保障,执行防震减灾以预防为主的方针,在进行结构设计时抗震设计尤为重要。为了有效提高房屋建筑的抗震性能,尽可能降低地震灾害发生时候对房屋建筑所造成的破坏影响,抗震概念设计应用到房屋建筑结构设计中已势在必行。本文阐述了抗震概念设计在建筑结构设计中意义,探讨了抗震概念设计在建筑结构设计中的具体应用。
1 建筑结构设计概况
1.1建筑结构设计概述
建筑结构设计简单来说就是用结构语言来表达建筑师和相关专业工程师想表述的内容。结构语言就是结构工程师依据建筑图及相关图纸所提取简化而来的工程内容(柱、墙、梁、板及楼梯等)。利用这些内容来确定合理的建筑体系及结构平面布置。
1.2建筑结构设计阶段概述
建筑结构设计的阶段可以大致分为三个阶段,方案阶段、结构计算阶段与施工图阶段。
1.2.1方案阶段内容
依据建筑重要性,建筑所处的抗震烈度,工程地质调查报告,建筑场地类型和建筑高度与层数来选定合理的建筑结构体系。建筑结构体系应优先抗震能力强、延性好、耗能能力强、便于施工的具有多道防线的结构体系(如采用设置耗能连梁的抗震墙结构、框架-抗震墙结构),注意对承载力和刚度及延性的合理把握。采用合理的地基基础方案。
1.2.2结构计算阶段内容
1.2.2.1依据建筑图及其相关依据正确的计算并选用荷载。
1.2.2.2结构构件的试算。高层建筑是一个复杂的空间结构。它不仅平面形状多变,立面体型也各种各样,而且结构形式和结构体系各不相同。高层建筑中有框架、剪力墙和筒体等竖向抗侧力结构,又有水平放置的楼板将它们连为整体。这样一种高次超静定、多种结构形式组合在一起的三维空间结构,要进行内力和位移计算,就必须进行计算模型的简化,引入不同程度的计算假定。简化的程度视所用的计算工具按必要和合理的原则决定结构构件的试算依据,合理确定结构构件的截面及配筋。
1.2.2.3施工图阶段内容
依据结构计算结果、结构规范,正确绘制施工图。
2现有房屋建筑结构抗震设计的不足
2.1总体结构平面布置的不合理
在现有的房屋设计中,部分人员优先强调观感,抗震性能没有得到充分重视。资料表明当地震发生时,建筑下部(距离地面1/3处)的扭应力,是导致建筑力平衡被打破、严重损坏甚至倒塌的主要原因。在对应位置进行抗震设计(如外凸),原则上可以提升建筑应对地震的能力,目前部分建筑并没有做出针对性调整,依然片面强调感观和使用功能,抗震能力难以得到提升。
2.2传力途径不合理
建筑上方的垂直应力、中部的扭应力等,都可以通过传力途径予以弱化,从而降低地震带来的脆性破坏,未能做好传力途径设计,也可能导致建筑抗震能力的削弱。如高层建筑的转换层,设计人员多在设计的过程中设置转换梁和辅助梁,使其起到优化建筑抗震能力的作用。部分建筑为保持转换层具有较大空间,会对转换结构进行调整,以满足建筑上部压力转换为需求,不充分考虑抗震需要,导致建筑抗震能力下降。
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2.3抗震标准模糊
抗震标准模糊是建筑工程竣工后,无法通过有效的量化指标进行抗震能力的评估,其抗震设计的有效性因此显得模糊化。如高层建筑设计时,通过以标准文件为基础进行模拟设计,设计的过程中添加各类抗震指标,以模拟结果评价抗震性能。
3建筑抗震概念设计的体现
3.1对建筑场地、地基与基础的要求
选择建筑场地时,应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料,对抗震有利、一般、不利和危险地段作出综合评价。选取对抗震有利的地段,避开不利的地段,当出现没有办法避开的情况时,应采取有效措施。同时为了防止造成建筑物发生“共振”破坏的情况,需要尽量让地震周期和待建其建筑物的自振周期错开,减少地震其能量输入。从地震调查结果表明,存有“共振”破坏,同一场所,地震存在“有选择”的损坏某一类型建筑物,然后“放过”其他建筑物。《建筑抗震设计规范》中明确规定,建筑场所类别依据土层等效其剪切波速与场所覆盖层其厚度分成4 类。地基与基础设计应符合下面的条件:①同一构造单元基础不适合设置在本质不一样的地基上;②同一构造单元不适合部分运用天然其地基,部分运用桩基;③地基有液化土、软弱粘性土这两类,新近填土或严重不均匀的情况下,应估算地震的情况下地基不均匀沉降或其他有害影响,并采取相应措施。
3.2合理确定建筑结构参数
通过分析近些年来的地震灾害现象,可以发现同一地震等级对不同地区、不同类型房屋建筑所造成的影响是不同的。所以严格遵循地震设防标准,结合当地实际情况,来对房屋建筑结构进行抗震设计,才能够使得所制定的抗震设计方案是科学的、有效的。在对房屋建筑结构进行设计的过程中,设计人员应采用科学的计算方法,合理确定房屋建筑结构参数,确保结构参数的有效性和准确性。最好是可以进行地震灾害模拟试验,参考地震灾害模拟试验的实验结果来展开结构参数的确定,一方面为房屋建筑结构设计提供相应的参考依据,一方面提高房屋建筑结构的整体稳定性,确保设计的房屋建筑拥有符合地震设防标准的抗震性能。
3.3选择对抗震有利的结构布置
设计需要切合抗震概念设计要求,应采用概念清晰、传力途径明确的结构布置。建筑和抗侧力构造的平面布置规则;建筑立面与竖向剖面规则,结构侧向刚度均匀改变,竖向抗侧力部件的截面大小与材料强度自下而上渐变,以防抗侧力构造的侧向刚度与承载力的突变。建筑物的建筑布局与结构布置在一定程度上决定了建筑物自身的动力性能。例如建筑结构布置与抗震概念设计原则一致,建筑的布局做到简单合理,就能确定房屋具有优秀的抗震性能。
3.4建筑结构选型
一般来说,选择建筑工程结构类型关乎到抗震概念设计,在设计中是不可或缺的内容,直接影响建筑物的实际使用效果。在建筑工程结构抗震设计过程中必须要重视结构类型的正确选择。结合建筑物的具体使用要求以及结构特征进行仔细分析,通常体现在两个方面,分别是竖向传力以及水平传力。在设计中需要遵循的基本原则是较多的,必须要紧紧围绕结构的可靠性落实到位。例如:选择结构类型时,既要简洁安全防止繁琐复杂影响抗震效果,又要重视整体的和谐性,只有确保结构自身具有整体性的特征,才可以使抗震效果得到大大的提升。此外,在选择建筑结构类型时,还需要多角度分析构件的强度,保证整体结构可靠从而提升抗震能力。
结束语
本文对建筑结构设计中的抗震设计进行了初步探究,设计人员的抗震概念设计应依托抗震设计的基本理论,清晰的力学概念,正确和全面的把握结构的整体性,并依据对结构特性(如承载能力、变形能力、耗能能力等)正确的把握,合理确定结构的总体布置与细部构造,确保在对建筑物其构造的抗震设计在地震中可以达到精良的抗震效果,进而保障人们在地震中生命财产不会受到威胁,从而不断的推进我国建筑领域的快速发展。
参考文献
[1]谢天祥.建筑结构工程抗震设计分析[J].居舍,2017(36):68.
[2]陈明.关于建筑结构设计中抗震结构设计问题及策略研究[J].建材与装饰,2017(52):102.
[3]吕晓祥.高层建筑中转换层结构的设计探析[J].住宅与房地产,2017(36):85.
[4]卢俊舟.高层建筑结构设计中抗震问题探讨[J].住宅与房地产,2017(36):95.
[5]崔晶巍.抗震设计在高层建筑结构设计中的应用[J].民营科技,2017(12):91.
[6]朱炳寅.建筑抗震设计规范应用与分析
论文作者:万丽丽
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/8/26
标签:结构论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 结构设计论文; 建筑物论文; 概念论文; 能力论文; 《建筑学研究前沿》2019年11期论文;