浅谈混凝土结构建筑抗震结构设计论文_王卓选

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摘要:对于混凝土结构的建筑来说,进行抗震结构的设计是非常关键的,是确保混凝土结构建筑获得长远发展、发挥自身使用价值的一个重要关键点。本文主要探讨了混凝土结构建筑在抗震结构方面设计的具体内容,从而为工程的建设和开展提供参考。

关键词:混凝土结构建筑;抗震结构;设计

对于人们来说,地震的发生会给其带来比较大的生命伤害和财产方面的损失。2008年我国四川汶川发生的地震就是一个典型的案例。在这次地震当中,很多房屋在剧烈的震动之下出现了倒塌。经历了多次的地震之后,人们开始渴望找到一种具备着安全性、适用性和经济性的房屋耐震体系,使其能够更好地应对地震带来的影响。在专家们的不断努力之下,已经发展了土木工程方面的前沿领域——工程结构减震控制体系。这种体系引导之下的抗震设计方法在采用之后,会使得建筑的结构整体肉性得到大大的增加,在一定程度上,可以解除结构和水平地面运动的偶联关系,从而使得结构的反应加速度比地面的加速度小。这种建筑的理念主要是依靠限制,而不是通过抵抗地震的作用来对建筑的结构进行保护。

一、抗震结构的基本方案

混凝土结构的建筑在建造和设计的过程中,应该把抗震层设置在基础顶的位置,这是比较基础的一个要求。在这种要求模式下打造出来的抗震层,可以比较好的对地震中的能量进行有效的隔离。对于混凝土结构建筑来说,抗震装置的使用是非常关键的,它的存在可以更好的使得建筑的抗震效果更加突出。在抗震结构的设计中,为了是的抗震装置的安装更加方便,同时在维修方面也更加方便,需要确保抗震层的顶部梁底和接触面之间能够留有一个80厘米的空间。为了使得构件的受力情况得到改善,如果遇到水平剪力比较大的时候,应该把抗震器设置在柱中的位置。如果遇到一些特殊的建筑功能要求立足在建筑的底层周围,也没有可以移动的空间,或者是房屋比较高的情况,可以使用层间抗震的方式来进行。这种方式在日本和我国的已经有具体的应用实例,但是它的动力特性还比较复杂,特别是在地震发生的时候,抗震层的水平外,也对整个抗震层以下部位所导致的P-△相应和整个结构的倾覆问题是十分严重的,因此还需要通过更多的实践研究,从而使其在混凝土结构建筑中的应用得到有效的验证。

二、结构设缝

对于基础的抗震结构来说,它一般会用在房屋层数为30层以上,同时高宽比较小,上部结构水平刚度比较大的混凝土结构建筑当中。在这种情况之下,混凝土结构的建筑的抗震层的水平刚度一般的会比上部的小。遇到地震出现的时候,整个房屋结构的水平位移就会在抗震层当中进行聚集。但是,在实际的情况下,这里的平移空间是比较小的,如果没有采取措施对上部结构进行扭转,那么上部的结构就可以简化成一个仅仅进行水平方向运动的刚体。在防震缝方面的设计中,如果混凝土结构建筑的体型比较规则,那么就可以不设置防震缝。反过来,如果房屋的结构体型比较不规则,在建筑场地没有受到限制的情况下,可以进行防震缝的设置,使其把建筑分成多个体型规则的部分。

在沉降缝的设置方面,混凝土结构建筑的沉降缝设置和传统的房屋要求是相同的,受到沉降缝的设置是从基础底直到顶层这样的一个特点影响,因此在具体的设计过程当中再进行沉降缝的设置,使它的缝宽应该满足抗震房屋在防震缝方面的要求,特别是要满足在相互碰撞时的具体空间要求。在温度缝的设置上,它一般是在上部结构的首层以上进行设置的。在这样的情况之下,温度缝宽会受到传统抗震房屋在防震缝宽度方面的影响,一般来说二者可以采取相同的宽度,或者从基础定制结构定的情况来进行具体宽度的设置。不管使用哪种防震宽的设置参考方式,都需要充分地考虑抗震房屋在防震缝缝宽方面的具体要求。

三、抗震支座的设计

对于抗震支座来说,它需要有这四个方面的功能,这样才能够更好地满足隔离地震的目的。首先抗震支座必须要能承受上部建筑的重量,并且在竖向的荷载作用之下,整体的变形比较小,这是一个基本的要求,也是竖向刚度上的基本要求。第二个方面的要求是在水平方向上需要有着充分的柔度,也就是比较小的水平刚度,从而使得结构的自振周期得到延长,尽量减少由于上部结构在加速度反应真相和下部结构出现层间之间的剪力。第三个方面的要求,要使得结构位移得到有效的限制,确保振动达到衰减的状态,出现适当的阻尼。第四个方面的功能是要使得混凝土结构建筑在设计使用上,它的年限达到50年,而支座的耐久年限也不少于50年。特别是在一些偶然的事件之下,例如火灾等等,抗震支座能够依然在一段时间之内有着作用的发挥。因此对于一个工程的设计师来说,对整个抗震装置的性能作出充分的掌握,否则就容易对整个建筑结构的设计产生优劣程度方面的影响。

四、常用的抗震结构设计参数

1、保护层的厚度

五、抗震设计

在地震发生之后,会使得混凝土结构的建筑承受的力在地震作用之下出现一定的变化,这个受力的情况会受到地基的坚硬程度以及建筑物固有周期产生一定的差异。地震本身的作用大小是一种静态的水平力,这种力在大多数情况下是会随着建筑物的高度增加出现增加的情况的。如果出现的地震作用是集中在某一个方向上,那么这个方向上的抗震要素就会进行抵消,并且和刚度之间形成一个正比的关系。在混凝土结构建筑设计的时候,为了提升他的抗震作用和效果,需要在平面和剖面这两个方向上进行二者的平衡、合理配置。

在抗震设计当中,首先要考虑施加于建筑物的地震作用。当震源传来地震波的时候,地表附近的地区如果越软弱,那么它所感受到的地震应力就会越强,并且这个地震的应力会随着建筑物的增高而增大,也会受到固有周期变长的影响。越是处在建筑物的上方,那么建筑的摇动力就会越大。在这样的情况下,在进行受力分析的时候,要将其当成是外加在建筑物各个楼层方面的水平力。在混凝土结构建筑设计的时候,要对抗震因素进行合理的配置。在进行配置的时候,首先要考虑它得三维特征,提升整体的合理性和立体性。当然,在具体的设置中,在一些情况下,也要将其当成二维的平面来进行考虑。如果这个水平力的时间超过了它本身的弹性限度,这会使得建筑的变形在急剧的情况下增加。在开展设计的时候,对于频度高的地震,一般都会停留在支撑力的弹性极限以下。如果是大的地震,就不要超过它本身能够承受的最大长度,否则就容易导致建筑的变形情况越加的明显。

六、结语

地震的出现给人们的生命和财产都带来了巨大的威胁,在这样的情况之下,加强在混凝土结构建筑中进行抗震结构的设计是确保建筑能够发挥自身作用的一个重要关键点。混凝土结构建筑在抗震结构设计上是要从多个方面的因素来进行思考,这样才能够提升整体设计的合理性,使得混凝土结构建筑能够形成一个稳定的整体,在地震来袭的时候能够更好地抵御地震,为人们的生命安全提供保障,有效地降低财产的损失。

参考文献

[1] 王继伟.浅谈混凝土结构建筑抗震结构设计[J].科技创新导报,2012(33)

[2] 邓琛来.浅谈混凝土结构建筑抗震结构设计[J].工业c,2015(62)

[3] 于运超.浅谈混凝土结构建筑抗震结构设计[J].城市建设理论研究:电子版,2013(32)

论文作者:王卓选

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第24期

论文发表时间:2018/1/25

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