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關鍵詞:建筑事業;建筑結構;抗震設計
中圖分類號:TU352.11文章標識碼:A文章編號:1672-9129(2017)10-0114-01
前言:
隨著近些年來我國發生的地震災害不斷增多,其給人們的生命財產安全帶來了巨大的威脅。為此,我們要積極采取應對措施來抵御地震等自然災害帶來的危害。在建筑結構設計工作中,加強建筑結構的穩定性是降低地震災害的有效措施,而如何科學合理的實施建筑結構設計便成為了諸多建筑工程單位所關注的任務。因此,文章針對于建筑結構設計在抗震設計的研究具有極為重要的現實意義。
1抗震設計在建筑結構設計中的重要性分析
就我國的自然災害形式而言,地震災害是目前對我們建筑工程事業威脅最大的自然災害之一,為此,在建筑結構設計中加強其抗震設計研究便十分重要。我們知道,在我們中國已知的地震災害史上,有很多地震給我國的人民生命和財產帶來了極為嚴重的損失,如唐山大地震和汶川地震等。隨著我國城市化進程的不斷加速,各種高樓大廈林立,倘若在建筑結構的抗震設計中做好充足的準備工作,那么一旦發生地震災害其所產生的危害便會降至最低。為此,建筑結構的抗震設計是人們生命和財產安全的重要保證。建筑結構的抗震設計原則為“小震不破壞建筑結構、中震建筑可加固、大震建筑不倒”,建筑結構設計在抗震設計中若能保證以上幾點原則,那么在地震災害來臨之時便會很大程度的減少人員傷亡和財產損失。由此可見,抗震設計在建筑結構設計中的研究是多么重要[1]。
2建筑結構設計中的抗震設計的要點分析
2.1選擇合理的建筑場地
提高建筑結構本身的抗震性能夠從多方面進行實施,其中,合理的選擇建筑場地是其抗震性得以提升的首要工作。建筑結構設計人員在對建筑物建筑地形進行選擇時要選用地勢較為平坦的地方,這樣能夠降低建筑結構的抗剪力強度,從而提高整體穩定性。此外,建筑工程現場的土質情況也要做好前期調研工作,盡可能選擇土層硬度和密度較高的地段進行施工建設,這樣能夠滿足建筑結構本身的荷載力承重要求。傳統的建筑物建筑基地往往存在河岸邊緣、采空區和軟土土質層問題,這些地段對建筑物自身的穩定性影響較大,很容易在地震來時發生沉降和塌陷問題。為此,建筑結構設計中抗震設計要合理選擇建筑場地。
2.2選擇科學的抗震結構
建筑結構的抗震性設計研究需要從以下幾方面實施:第一,建筑結構設計人員應該對抗震結構進行全面分析。科學合理的抗震結構能夠有效提升建筑物本身的穩定性,尤其是建筑結構的強度和剛度,為此,相關技術人員在進行結合設計時一定要做好抗震結構設計,選擇剛性較強的建筑結構方案推進建筑結構設計。第二,提高建筑結構的承載力。鋼筋混凝土結構的塑性內力重分布能力較好,能夠有效的吸收地震能力,為此,必須選用科學的抗震結構,從而提高建筑結構的承載力[2]。
2.3建筑結構參數計算工作
對建筑結構的參數計算工作進行合理推進十分重要,其能夠對可能形成的損害進行針對性的預防。為此,負責建筑結構參數計算的工作人員要結合多方影響因素進行分析,對地震發生時建筑結構受承受的各種力進行計算,從而明晰建筑物可能承受力的數值。此外,為了能夠保證參數計算工作的有效性,相關技術人員可以對建筑結構進行模型設計,并通過地震模擬來觀測模型所承受的力是多少,最后通過合理的參數設計和整改對建筑結構的抗震性設計參數進行修正,這樣便有效的提高了建筑結構的抗震可能性。
2.4多重抗震防線的設置
多重抗震防線的設計能夠進一步提升建筑結構設計的抗震性能。通常情況下,抗震防線多能夠給建筑結構更多的時間和空間來抵御地震所帶來的威脅。為此,在對建筑結構進行抗震設計時,要對第一道抗震防線的采取延展性構建,延展性構建對建筑物本身的抗剪力作用有著更高的適應性,且即便在地震中發生損壞也能讓其它的防線繼續發揮著抗震作用[3]。如此多重抗震防線的設置能夠將建筑結構設計的穩定性得以最大化發揮,從而為人們的生命和財產安全提供可靠的保障。
3結語:
【關鍵詞】建筑;結構設計;抗震設計
一、建筑抗震設計存在的問題
(一)部分建筑物高度超出限制
我國針對鋼筋混凝土結構技術的高層建筑物高度有規范規定,有明確的高度統一限制。然而,部分開發商并沒有嚴格執行這一規定,修建超高建筑。當地震突然襲來時,這些不符合規定的超高建筑物沒有足夠的抵抗能力,使得發生劇烈震蕩后產生破壞性變形。不僅如此,在地震過后的使用期間,其抗震能力大大削減,剛度等力學特征較之前有很多改變,導致建筑物必須嚴格檢測,甚至重新進行結構設計和工程預算。
(二)選材不科學
對于地震頻發的地區,對于建筑材料的選取及對組成的合理搭配至關重要。我國建筑結構普遍為鋼筋混凝土核心筒,并以結構位移量為主要的參考依據。當此類型建筑物發生彎曲變形或者側移產生較大幅度位移時,小剛度的鋼框架不足以承受由變形或側移所產生的應力,不僅會增加建筑鋼結構的荷載負擔,還會降低其對抗震性能的效果。通常情況下,解決此問題可以提高鋼筋混凝土核心筒的剛度,改善伸臂結構、增添加強層等。
(三)建筑位置不合理
面對越來越多的人口數量和土地面積不斷減小之間的矛盾,開發商忽視對建筑物地理位置進行科學合理地選擇,更多的是考慮其商業價值等短期利益上。實際上,對高層建筑物的選址是有成熟的原則的,應兼具開闊性和平坦性,且土體均勻堅實,避開軟弱土層或沙土易被液化區段,比如山岳、陡坡、丘陵、采空區、河岸邊緣等,還應該避開容易發生泥石流、滑坡、地陷等山體自然災害區段,或者地震活躍段和地震斷裂帶的明顯位置,以及變電站、火電廠這類危險場所。
二、建筑結構設計中抗震設計的有效措施
(一)選擇有利的建筑抗震場地
建筑結構的抗震設計中要十分注重對建筑抗震場地的選擇,對建筑抗震有影響的場地會大大降低建筑結構的整體抗震能力。地震災害發生時會引起不同于平常的地表位置錯動,在不同性質、不同結構的場地上的建筑物受地震的侵害程度也不一致。劇烈的地層震動會破壞建筑結構,若加之場地選擇不當,建筑結構會被破壞的更嚴重,甚至會導致建筑的坍塌。因此,選擇建筑場地時要避免建筑的場地,比如土層軟弱或砂土易被液化等地段。如果很難避開這些地段,就需要進行適當地改造,根據確定的抗震級別進行相應的地基加固措施。
(二)建筑材料合理選擇運用
高層建筑結構材料的選擇在抗震性能方面有關鍵性的影響。在地震時,高層建筑物遭受地震的作用力和建筑結構的剛度往往是成正向比例的,也就是建筑物中重量越大的結構構件,遭受地震的影響也就會越大。所以在對建筑材料進行選擇時,應該選用符合高層建筑抗震要求的工程材料,一方面在確保安全的基礎前提下,建筑屋面構件中用輕質材料來代替厚重的材料,以此減少建筑結構構件的整體重量,不同材料的結構類型性能是不一樣的,按照抗震性能多采用鋼結構或型鋼混凝土結構。同時還應考慮材料經濟性和建筑施工過程中的質量管理,在注重安全性的同時,也要注重工程建設的經濟效益。
(三)采取滑動抗震的設計方式
很多建筑結構中進行抗震設計時,都選用了摩擦滑動技術,為了將抗震效果達到最佳,通常會和限位裝置一起配合使用。當前使用的水平滑移材料有很多種,例如有石磨砂漿、聚四氟乙烯滑板、滑石粉、不銹鋼板等,該技術在運用過程中科學使用了滾軸、滾珠,二者具有很好的幾何復位效果,對于摩擦擺隔震系統而言,主要應用了滑動支撐技術和多層橡膠技術,要求不銹鋼的表面必須是凹球面,具體在建筑結構中應用之后,在結構自重的作用下產生恢復力,施工設計中使用的摩擦滑移裝置具有很好的初始剛度,地震發生之后這一結構可以在水平方向進行滑移,但卻沒有增加結構的剛度,避免這一建筑結構遭到地震的破壞。如果發生了小型地震,應用的摩擦裝置會產生很大的摩擦力,有效抑制結構發生水平位移,這樣建筑整體結構和地面都會在同一個運動節奏上,地震的水平力增大后,如果超過了這一裝置的最大摩擦力,在裝置的滑移面發生滑移,摩擦滑移裝置在最大程度上發揮其隔震作用,實際傳遞到建筑結構內部的地震力就會變小,雖然地面震動變得激烈,但是建筑震動幅度并不大,有效避免了結構發生的破壞。
(四)建筑結構隔震的處理技術
為了達到很好的抗震效果,在建筑結構設計中可以選用不同的抗震處理方式,其中懸掛隔震作用效果好,因此在設計中被廣泛應用。懸掛隔震設計原理是將所有結構重量都懸掛起來,這樣當發生地震后,地面會發生震動,但是由于和地面接觸的結構重量都被懸掛后,地震波就不會將破壞力傳遞到建筑上層,傳遞的破壞力十分有限,產生不了慣性力,最終起到很好的隔震作用。一些大型的鋼結構中很大范圍使用這種隔震方式,因為大型鋼結構主要材料為鋼,鋼構結構自重較輕,應用這種懸掛隔震措施有一定的優勢,操作簡單,作用效果好,提高建筑整體的隔震效果。
三、結語
綜上所述,近些年來,地震災害屢屢發生,對于人們生活和國家安全帶來嚴重威脅,這就對新時期建筑結構設計中的抗震設計提出了更高的要求,受到了社會各界廣泛的關注和重視。為了能夠保護人們生命財產安全,應該加強建筑結構設計中的抗震設計,促使建筑物具備更高的抗震性能,維護建筑物安全。
參考文獻
[1]黃山.探究建筑結構設計中的抗震設計[J].中國住宅設施,2017(02).
[關鍵詞]建筑工程;結構;設計;抗震
中圖分類號:TM318 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)15-0392-01
1.建筑常見的結構形式
1.1 砌體結構
砌體結構是我國民用建筑工程項目建設中應用比較廣泛的結構形式,在農村民用建筑建設過程中應用非常普遍。以砌體結構形式建設的民用建筑大多為小開間,建筑內部會存在很多隔墻。砌體結構自身具備抗側移能力較好,內墻結構設置使得房屋建筑抗震性能得到了有效提升。需要注意的是,砌體結構建筑應用的是脆性材料,這種材料的抗變形能力很低,在地震作用力的作用下會出現結構開裂情況,對室內裝修裝飾工程也會造成較大程度的破壞。墻體之間的跨度需要嚴格控制,否則會嚴重影響建筑結構的抗震性能。
1.2 框架結構
框架結構是由梁、柱通過剛接或者鉸接的方式,構建的一種建筑結構形式。在框架結構體系中,梁、柱聯系緊密共同組建了抵抗荷載應力的結構。結構體系在民用建筑中應用的優勢在于,強化了建筑內部空間布置的靈活性,降低了民用建筑結構自身重量,節約了民用工程項目建設的成本投入,而且結構體系也具備良好的抗震性??蚣艚Y構是框架結構體系發展的延伸,這種結構體系結合框架與剪力墻結構的優勢,結構自身對水平荷載控制成效良好,對提升民用建筑整體抗震水平也有積極影響。
1.3 鋼結構
鋼結構與傳統類型的混凝土結構進行綜合比對,鋼結構的適應性更強,在地基承載性能較差以及地震高發區域也較為適用。傳統的民用建筑工程項目建設,通常都會采用鋼筋混凝土結構。這種建筑結構模式不僅施工周期長,而且建筑結構往往具備較大的尺寸,會壓縮建筑內部的有效使用空間。鋼結構自身重量較輕,結構尺寸較小。需要特別考慮的是鋼材是可以回收利用的,這樣使得鋼結構具備良好的環保特性,這一特性也與我國可持續發展戰略相符。與眾多優點相對的,鋼結構建筑具有較高的造價,因此目前在國內民用建筑結構設計中的推廣和應用還有很大局限。
2.建筑結構抗震設計工作中應當注意的問題
2.1 關注建筑抗震場地的選擇
不同的地質環境及施工環境,會使建筑物中的建筑結構在同級地震中因影響因素的不同而遭到不同水平的破壞。所以,對于完善建筑結構抗震性能設計工作來說,好的建筑抗震場地的選擇是十分重要的。在對建筑場地進行篩選時,必須要考慮到那些會對建筑結構抗震性能產生不利影響的場地,并盡量地避開那些場地,例如:河岸、液化土區域等。與這些不安全的場地相比較,那些平坦的基巖層、比較密集的沙土層是建筑抗震場地的最佳選擇。
2.2 關注建筑結構抗震機制的選取
首先,一個成熟完善的建筑結構抗震機制必須是其建筑結構抗震性有準確的強度、剛度規定。在自然災害突然發生時,建筑結構本身的抗震性能夠保護建筑結構中的某一個脆弱環節。一旦建筑結構中的某一方面的抗震性降低,就會對建筑結構中的很多部分產生很大應力,若這些應力集中起來就會對整個建筑結構的抗震性產生不利影響。所以,要加強建筑結構的抗震性,必須要對建筑結構中的薄弱方面采取加強措施。
其次,在建筑結構抗震機制中,設計有地震功能傳送通道以及建筑結構抗震性能核算圖。設計師在設計建筑物中的建筑結構抗震性時,要考慮到重力作用,并且要確保建筑物中的建筑結構的各個部分受力均勻。
最后,在建筑結構抗震機制中,必須明確規定要設計制止建筑結構整體受力降低的體制。建筑結構抗震性能設計師必須關注到在建筑結構中部分會對整體產生影響的情況,防止在建筑結構中因為一個部分而影響整個建筑結構的情況,避免因建筑結構中的某一部分因受力過重而導致整個建筑結構失去抗震性的情況發生。
3.建筑結構抗震設計優化
3.1 科學嚴謹地確定建筑物防震縫寬度
隨著科技的進步以及經濟的增長,建筑工程從規模到外形都發生了較大變化,尤其是結構形體日趨復雜,這難免會涉及到防震縫設置問題。
1)當建筑物高度不超過15m時,可設置約為7cm的防震縫。
2)當建筑物高度超過15m時,6度、7度、8度和9度分別每增加高度5m、4m、3m和2m,其防震縫寬度宜加寬20mm,在實際設計中,相關人員要在上述規范要求基礎上,靈活運用圖表法、公式法或者表格法等方式來科學合理地確定防震縫寬度,為整個抗震設計提供有力依據。
3.2 科學嚴謹地布置建筑的平、立面
1)首選規則簡單的建筑結構。在實際生活中,很多設計師為了體現自身獨特的設計理念,其設計作品結構、形態都過于復雜,然而一旦遭遇地震災害,設計師將很難準確預測以及把控建筑物遭受地震沖擊力時的受力情況。較為規則簡單的建筑結構則不然,設計師借助先進的計算模型或者設計軟件,可以對建筑物受地震影響時的受力情況進行模擬,并且對建筑結構的位移內力進行全面細致的分析,從而為結構薄弱部位加固提供參考依據。
2)建筑剛度的中心要與結構質量中心一致。在建筑結構設計中,其豎向分布剛度常常與質量不對等。舉例來說,樓層錯位的存在或者在層高范圍內框架填充墻的設置不連續,則在框架上形成短柱,一旦遇到地震災害,就會對建筑本身造成嚴重影響。所以,應該采取有效措施來使建筑結構中的剛度變化以及質量等加以限制。
3.3 建筑結構抗震材料的選擇
在對建筑結構進行設計時,對于建筑材料的選擇非常重要,建筑材料是主要的承重原料,并且材料的性能會對抗震性能產生極大的影響,所以為了對建筑的整體抗震性和穩定性進行保證,就需要在材料的選擇過程之中,與本地的地震史進行有效的考察,來選擇合適的抗震材料。從抗震的角度進行考慮,在抗震材料的選擇時,應該使用輕質并且高強的材料,而且構件之間應該具有良好的連接,才能夠對材料的性能進行充分的發揮。以此,鋼結構是對于抗震材料的選擇較為優秀的,在多次的地震災害之中,鋼材料表明了自身的良好抗震性能,但是剛才的造價較高,并且還具有較高的維護費用。在目前的鋼筋混凝土使用之中,鋼筋混凝土具有良好的整體性并且價格較為低廉,過合理的設計可以具有一定的延伸性,所以在建筑的結構設計之中,可以采用鋼筋混凝土的科學使用來增強建筑的抗震性能。
結語
總而言之,對于建筑的抗震設計應該引起我們的高度重視,并且對于建筑的抗震設計技術記性不斷地提高,以此對人們的生命財產安全進行有效的保障。在進行建筑的項目開發和設計之中,相關的部門需要對自身工作做好,保證建筑物的工程質量和抗震性能的穩定,同時監理工作需要嚴格的進行,以此確保建筑的安全性和穩定性。
參考文獻:
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[2] 陳德源.略談房屋建筑結構設計中抗震設計的應用[J].江西建材,2016,22:41-42.
關鍵詞:建筑結構設計;抗震設計
中圖分類號:TU973+.31 文獻標識碼:A 文章編號:
1影響建筑抗震的因素
1.1建筑抗震取決于所采用的抗震設防標準
一般建筑按照基本烈度設防,重要建筑需提高設防烈度,但建筑造價也會隨之提高。
1.2建筑抗震取決于所選取建筑結構形式
為實現“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標,新版《建筑抗震設計規范》中取消了磚混內框架結構,提高了磚混結構建筑的設計要求。目前普遍使用的框架-剪力墻結構、剪力墻結構、框架結構三種結構形式中,框架-剪力墻結構的抗震性能最為突出,剪力墻次之。單純的框架結構造價雖然抗震性能不如前兩種,但其造價較低,施工技術成熟,是目前最為常見的結構形式。根據建筑當地的實際情況,結合建筑的使用功能,選取合適的結構形式,對于建筑抗震意義重大。
1.3建筑抗震取決于適宜的抗震措施
在場地類型不同的情況下,抗震措施主要由建筑的不同等級決定。在確定建筑等級及場地類型之后,將先進的抗震理念和系統的分析計算納入到抗震措施設計中,即可改善建筑抗震設計,提高建筑抗震效果。
1.4影響房屋建筑抗震性能的因素
房屋建筑抗震性能取決于場地選擇、施工質量等其他因素。建筑工程場地選擇不當等造成施工質量下降,這些因素都可能對建筑結構的抗震性能造成重要影響。選擇建好的工程場地、加強施工質量監督,對于提高建筑抗震性能是十分必要的。
2現有抗震設計中的不足
我國的抗震設計思路是在借鑒其他國家抗震成果的基礎上,結合我國實際逐步確立并完善的。其中有符合現代抗震設計理念的創新部分,但是也有考慮欠妥的地方,需要我們今后加以完善。
2.1我國抗震規范在確定抗震關系上存在誤區
國外在劃定抗震的延性要求等級時,多結合當地實際情況,利用不同的地震作用降低系數來確定抗震延性,即“小震”取值越高,延性要求越低,反之亦然。與此同時,有些地區還結合了高烈度區使用高延性、低烈度區使用低延性的抗震設計理念。這兩種抗震設計都與實際需要的抗震效果是一致的。而我國將地震作用降低系數統一取值,并且將小震定義為一個固定的統計數字。這樣對于抗震延性而言,其性能就是由抗震等級來決定,這就造成同一個數值對應不同抗震效果,也就間接造成低烈度區建筑結構延性要求無法滿足實際建筑抗震需要。
2.2我國規定的“小震不壞,中震可修,大震不倒”抗震設防目標也有待商榷
該設防目標并不完全適用甲、乙、丙三類重要性不同的建筑。一棟建筑在大震下能否不倒,已經不是看其承載力的大小,而是看它的延性是否能夠到達設計要求。而實際上,我國規范對甲、乙、丙三類建筑的要求就存在概念性矛盾。我國規范要求,與國外規范相比較,對乙類和丙類建筑的是比較合理,而對于甲類建筑則過于偏松,對丁類建筑過于嚴格了。
3保證鋼筋混凝土結構的抗震措施
“高延性”是我國對鋼筋混凝土結構抗震設計提出的設計目標,即在較大的塑性變形狀態下仍保持其豎向荷載和抗水平力的能力。為實現該要求,在進行建筑結構抗震式設計時主要選取“梁鉸機構”,采取“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等設計方法,并通過提高構件的承擔各類荷載引起的內力及有效控制結構的水平力等能力,避免發生由于剪切力過大造成的構件損壞。該設計可以保證建筑具有一個相對穩定的塑性耗能整體和相對較大的塑性耗能能力。
為實現結構抗震延性的設計要求,就要嚴格遵循:
(1)控制好受拉鋼筋的配筋率,即需要控制好最大配筋率和最小配筋率。
(2)保證箍筋用量,用法,以實現箍筋抗剪、保證縱筋不過早局部失穩的設計目標。
(3)增加梁內有受壓鋼筋保護措施,以分擔其所受剪力,減小對整體結構造成的危害。
4提高建筑結構抗震能力的措施
4.1設計方案的選擇
為實現建筑結構的抗震效果,在對建筑物進行結構抗震設計(不考慮工程造價)時,設計方案應以體形簡單、規則、平面對稱為主,建筑結構應以框架-剪力墻結構和剪力墻結構為主。這些設計可以盡量減少由于各類荷載引起不必要內力的出現,避免由于結構不均勻的設計理念造成抗側向力的體系剛度過大、承載能力變化頻率過快等現象的出現。
4.2選擇有利的施工場地
應在充足的勘測數據基礎上,結合周圍地區的地形地貌、地質狀況,選擇最為有利于的施工場地,避開地質災害的地方。
4.3確保主體結構與其他構件之間連接可靠
在進行建筑結構設計時,需確保主體結構與其他構件之間連接可靠、傳力途徑明確、截面形式合理。為達到這個目的,設計者就必須對建筑內部所有出現的連接情況進行合理設計。這并不會增加設計的難度,卻能盡可能地減小震害出現時帶來的損失。
4.4把好施工質量關
除建筑物結構設計方面的因素外,影響建筑抗震效果的主要是施工因素。嚴格按照建筑抗震設計內容,保質保量的完成施工,是決定建筑物抗震性能的關鍵。
4.5選擇對抗震有利的建筑平面、立面和豎向剖面建筑抗震
設計應符合抗震概念設計的要求,不應采用嚴重不規則的設計方案。建筑及其抗側力結構的平面布置宜規則、對稱,并應具有良好的整體性;建筑的立面和豎向剖面宜規則,結構的側向剛度宜均勻變化,豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小,避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。1990年江蘇常熟發生里氏5.1級地震,震中區那些平、立面布局不合理,門窗洞口過多、過大,大開間,大進深房間太多的二、三層磚混結構房屋遭到嚴重破壞,造成了很大的損失。
4.6選擇技術和經濟合理的結構體系結構體系應根據建筑的
抗震設防類別、抗震設防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結構材料和施等因素,經技術、經濟和使用條件綜合比較確定。結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑,避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。要具備必要的抗震承載力,良好的變形能力和消耗地震能量的能力。對可能出現的薄弱部位的結構體系,應采取措施提高抗震能力。另外,結構體系宜設置多道抗震防線。
5結束語
綜上所述,在我國現在的建筑結構設計中,結構抗震的本質就是延性,提高延性可以增加結構抗震潛力,增強結構抗倒塌能力。設計人員在合理體現框架結構的延性設計時,應進一步增大作用效應以提高結構設計的可靠度和建筑物的抗震性能。
參考文獻
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關鍵詞:建筑 結構設計 抗震設計
建筑物的抗震問題是目前建筑業的熱點話題之一,大家圍繞各種抗震結構的分析闡述自己的見解,抒發自己的觀點,因為它直接關系到人民的財產和生命安全,平時,沒有災難時,看似無關緊要,但是一旦震災來臨,就面臨生死攸關的大問題,因此,我們在對建筑物進行結構設計的時候,必須把正視建筑物設計的抗震問題,端正態度,積極主動地探索減震措施。
1 抗震概念設計
建筑結構中抗震概念設計一般是指,在對建筑物進行相應的抗震設計時,設計人員不被傳統的、盲目的計算機數據驗算分析所拘泥,而是依據當地的地震災害資料以及長期的建筑結構抗震設計的經驗而形成的建筑結構抗震設計理念,并且在這一基礎上對建筑結構進行相應的總體布置以及一些部分構造,從而來確定分析的過程。建筑結構中抗震概念設計展現了設計人員對于地震知識以及當地地震的相關資料的靈活運用,同時,這也凸顯了設計人員在對建筑結構進行相應的抗震設計時的創新能力。
2 抗震設計的原則
每一個東西的設計都需要遵循它的要求以及原則,所以,抗震設計也應該遵循它獨特的要求以及原則。同時它是一種細致但模糊的設計過程,是一種由整體到局部的設計。所以在對于建筑物進行抗震設計的時候,應該遵循以下的原則:
2.1 選擇場地
在選擇工程的場地時,應該先了解、掌握該地區的地質資料以及地震的相關資料,這樣在選擇工程的具置時,把工程要求同當地的地質資料以及地震的相關資料相結合,從而做出安全的、穩定的判定,合理的選擇工程的場地,避開那些地質條件不好的場地。若場地中的地質條件不能滿足設計的相關要求,并且還不能避免時,相關人員應該及時的采取有效的措施來解決這一問題。
2.2 選擇建筑布局
一般情況下,建筑物要盡量避開那些比較復雜的平面布局,建筑的平面布局整體性要求較強,并且還應該對稱、簡單等。建筑平面布局的形狀變化一定要均勻,盡可能的避開形狀突變現象的發生。
2.3 選擇抗震材料
選擇抗震材料以及施工工藝同施工質量都要有較為嚴格的要求,抗震材料的性能指標一定要符合有關規范的要求。
2.4 選擇建筑結構中的抗震體系
合理的建筑結構體系,它能使地震荷載的傳遞路徑較為明確。對抗震體系進行明晰的計算,能從一定程度上掌握建筑結構的抗震功能。同時,抗震防線的設置應該層次分明,各個防線都應該擁有相應的耗能以及變形能力,從而避免因為局部的破壞而破壞建筑結構的整體。對于那些薄弱的環節應該采取有效的措施進行相應的防范。
4 如何設計抗震
4.1 結合建筑物構造
建筑使用的混凝土是根據鋼筋砼構件的截面高度比取值的,所以混凝土最小配筋率受控以承重柱的受壓比。所以,由此限制房屋的高度與層數,或者在縱橫墻中設置鋼筋混凝土,或者是必要的防震縫等可以達到抗震的目的。又如把建筑構造柱延伸到建筑物頂部,和頂部的梁接在一起,能大大增加建筑物的承載能力對建筑本身也產生巨大作用。
4.2 結合結構性能標準
建筑物通常在受到地震作用的影響時通常都存在一定高度安全性,這是結構抗震設計最顯著的特點。所以,結構抗震通常以施工地區可能會出現的地震強度作為設計施工的標準。同時,有些建筑也許會受到風力的影響,風力給了建筑細小的水平振動,是建筑結構發生細微改變,影響建筑物的抗震性能。所以,在進行結構設計時需要有較完善的結構性能標準,這樣建筑才能滿足更高的抗震要求。
4.3 結合施工地點和計劃設計抗震
不同地區有不同的地貌特征,提高建筑的抗震性能需要根據當地的施工場地來確定設計方案。這樣建筑就會有較好的基礎。另外,考慮周圍的建筑密度以及相對鄰樓的距離也會使建筑的抗震性能得到提高。
5 抗震方法
5.1 隔震技術
隔震技術不光能減輕地震對建筑物上部的損壞,而且能對室內的設施進行保護。隔震有很多種,按照隔震層位置不同可分為地基隔震,基礎隔震,層間隔震,懸掛隔震等幾種。下面將對幾種技術進行分析。
(1)地基隔震
地基隔震通常隔震層設置在基礎以下的地基中。歷史上采用過糯米墊層或砂墊層,也有通過使用一層軟粘土、一層土工布、一層砂土的方法來吸收和減弱地震波,是地震波的能量得到衰減。但是這樣的方法容易受到自然條件或者是時間變更產生不穩定的變化,反而造成抗震性能降低?,F代已經有通過設計使用改性瀝青阻尼隔震墊來減弱地震波的方法,這種方法在抗震方面得到了很好的效果。
(2)基礎隔震
基礎隔震是通常隔震層設置在基礎與上部結構之間,通過減小地震能量向上部結構的傳遞來減弱地震的影響,降低上部結構的地震反應的。這種方法適用于體積規則或者是低層或中層建筑結構,但是對于的高層的效果較差。基礎隔震通常包括粘彈性隔震,滑移隔震,摩擦擺隔震,摩擦滑移隔震等形式。通過這樣的方法,減震效果通??蛇_8%~60%。
(3)層間隔震
層間隔震一般用于舊房加層或者是抗震加固。一般通過利用原結構的加層或者是隔熱層,適當改建,從而達到減震目的。這種方法簡單易行,通過在原結構上安裝由質量和隔震裝置組成的系統,地震發生時,通過該系統吸收并消耗地震能量,達到減震的目的。
(4)懸掛隔震
一般來講,建筑物的質量一般是承受在地基上,通過懸掛減震,將主體的質量全部或大部分轉移到懸掛裝置上,地震能量對建筑主體產生不了慣性力,這樣就可以起到隔震的作用。一般我們看到的大型的鋼筋懸掛體系就是這種裝置的應用。一般的懸掛機構分為主框架和主結構,主框架和一般的框架結構大致相同,主結構采用鋼索或吊桿懸掛,用以承受主體的質量,減少地震作用的傳遞。這種方法已經被廣泛的應用于橋梁,火電廠的鍋爐架當中,在城市中的樓層也可用這種方法,成功的案例是香港的匯豐銀行的新大樓。
5.2 消能技術
消能技術主要是通過提高建筑結構的附加阻尼來減少地震的反應。這種技術的使用是非常廣泛的。從新建筑的設計到舊建筑的加固,都可以使用。這種技術不光適用于鋼筋混凝土結構,更適合鋼結構,高聳結構。對于上述所說的對建筑上部結構不適用隔震方法,這種技術能產生很好的彌補。
通過用特殊的設置構件對地震能量進行吸收,相對于傳統的完全依靠結構本身或是通過節點的延性耗散來消耗能量,先進了不止一點。這種消能裝置的消能效果往往與消能裝置的種類有關,摩擦阻尼器,塑性消能器磁流變阻尼器等都是效果不同的阻尼消能裝置,依據不同的建筑結構要求可采用不同的結構。
6 結束語
建筑物的抗震問題是目前建筑結構設計中討論比較多的話題之一,也是涉及到人類生命財產安全的重要問題,因此,我們在對建筑物進行結構設計的時候, 必須把建筑物的抗震問題放到非常重要的位置,并采取適當的措施,盡量避免地震對建筑物的損壞。
參考文獻:
[1] 鄭建楊. 建筑物結構抗震若干問題探討[J]. 科技風, 2010( 6)
關鍵詞:民用建筑;結構設計;抗震設計
中圖分類號:TU318 文獻標識碼: A
引言
地震的發生具有不確定性,屬于突發性自然災害,它會給人類社會造成嚴重的破壞。現階段,民用建筑正朝著多樣化的方向發展。高層住宅建筑多為民用建筑,且多數高層小區住宅建筑距離近,很容易引發危害,所以在民用建筑物中加入抗震設計理念,不僅可以滿足民用建筑在剛度、強度、耗能能力和延性等方面的要求,還可以保證建筑的抗震性能。地震由于其強大的破壞作用,給人類帶來巨大損失。在對建筑結構抗震設計的研究中,人們積累了大量成果,提出了多種抗震設計方法。從最初的靜力理論,到目前國際上普遍認可的反應譜理論,再到基于性能的抗震設計理論,抗震設計的理論和方法正逐步趨于成熟和完善。在對建筑結構抗震設計的研究中,人們積累了大量成果,提出了多種抗震設計方法。本文對抗震設計主要方法及運用提出探討。
一、做好設計工作的重要性
建筑結構設計的基本定義是設計師用梁板、柱、墻等建筑結構語言表達自己的設計理念。建筑結構設計包括地上結構設計和地下結構設計。民用建筑包括人們的居住空間和公共活動場所,按功能差異劃分,可將其分為公共建筑和居住建筑兩大類,其中包括住宅、大專院校教學樓、醫療用房、辦公用房、科研用房、商店、招待所和旅館等。民用建筑的結構直接影響著工程的質量,民用建筑的工程質量直接關系著人們的生命安全,因此做好民用建筑結構的抗震設計工作,可以提高建筑物的抗震能力,減少不必要的財產損失和人身傷害。
二、基于性能的抗震設計理論的特點
基于性能的抗震設計理論,是在對強烈震害分析和對現行抗震設計理論反思的基礎上產生的,該理論不同于目前的設計理念和方法,但它并不排斥現行的設計理論和經驗,具有以下特點:
1、采用多級設防目標
我國現行“小震不壞,中震可修,大震不倒”的抗震設防水準,以保障人民生命安全為一級設防目標,但無法避免大震產生巨大的經濟損失?;谛阅艿目拐鹪O計理論提出了多級目標設計理念,既要保證生命安全,又要避免經濟損失超過社會承受能力,更加注重非結構構件和內部設施的保護。
2、強調個性設計,具有更大的自由度
現行抗震設計需要依照規范按部就班,缺乏靈活性,結構設計人員處于被動狀態?;谛阅艿目拐鹪O計除了滿足共性外,更加注重“個性”設計,增加了業主與設計人員的交流,根據結構的用途確定結構性能目標后,設計人員可以選擇實現該性能目標的設計方法,采用相應的構造措施,有利于新材料的推廣應用和新技術的開發。同時結構的抗震能力是按選定的抗震功能目標進行設計,具有可預見性。
3、設計方法不統一
基于性能的抗震理論目前還沒統一的設計方法,很多學者提出采用結構層問變形或頂點位移作為性能指標,它是從傳統的以力為基礎設計轉變成以變形為基礎的設計,是從彈性設計方法轉變為彈塑性的設計方法,解決了傳統設計理論上的不足,盡可能使結構的預期功能與實際地震作用下的功能相符合。
三、抗震理念的具體內容
1、合理的地基基礎
地基是建筑物的基礎結構,建筑物是否穩定,地基起到了決定性的作用。每個建筑的地基基礎的設計都有所不同,要因地制宜,具體情況具體分析,根據場地的具體情況考慮。包括:對當地的水文環境、地質條件、建筑物的結構類型等。
2、優化建筑的平立面結構
建筑抗震理念包括對建筑物的平面結構和立面結構的考慮和設計,同時還要遵循以下原則;建筑結構保證規格和對稱,保證剛度變化的均勻;建筑物的結構簡單。在實際設計當中,還是要因地制宜,根據不同的地理環境設計出適宜的建筑物,這樣的建筑物可能很美觀,也可能會很不規則,設計者必須在設計中對地震作用仔細的進行分析和計算。估算建筑物局部部位的應力和扭轉反應,盡力做到防震工作的萬無一失。
四、民用建筑結構設計中的抗震設計
1、合理選址、布局
因為應用方式不同、功能不同,民用建筑的布置結構存在多變性和復雜性,所以,場地選址在一定程度上受工程、水文等地質條件的影響。地質條件不同,建筑物在地震中受到的破壞程度就不同。民用建筑多建在城市中,平面結構布置復雜,可能會導致結構重心、剛度中心、幾何中心不重合,在地震荷載作用下出現扭轉效應,繼而危害建筑的整體結構,加劇地震對建筑物的破壞。為了減少安全隱患,在設計階段,應充分了解地質勘查資料。力學分析結果顯示,某些建筑部位可能會因為應力集中而造成局部破壞。大量震害資料顯示,容易發生震害的建筑形式較為復雜,包括建筑平面布置不對稱,建筑過多外凸、內凹等。因此,在建筑設計時,應保證民用建筑平面簡單、規則、對稱,需要進行凸出設計時,應注意凸出尺寸,建筑物的質量越大,結構越容易被破壞。地震對建筑物造成的破壞與建筑物的質量成正比,高層建筑物的重心較高,在地震的作用下,其傾覆力矩也隨之增加,為了減少其傾覆力,應選擇質地輕的材料減輕樓體自重(可選用加氣混凝土砌塊)??傮w概括起來,民用建筑的布局應遵循以下幾點:設計建筑布局時,要保證建筑布局的合理性,建筑平面和立面要規則、簡潔且具有對稱性;保證剛度中心與質量中心重合;避免應用大懸挑結構;不將質量較大的跨間布置在結構邊緣,如果設施質量較大,應將其放在剛度中心附近;為了避免發生意外事故,在設計圍護結構時,盡量要選擇質地輕的材料。
2、明確規定建筑結構抗震等級
鋼筋混凝土建筑的抗震等級應符合相關建筑計算和構造的設計要求,抗震等級的設定應根據地震烈度、結構類型和建筑高度來確定。任何黏土磚和天然石砌體的建筑是不存在抗震抵御能力的,地震襲來后,這種堆積墻體極容易坍塌,就算不會坍塌,毀損程度也十分嚴重。為了防止發生嚴重的災害,應合理使用圈梁和構造柱。
3、充分發揮縱橫墻拉結作用
眾所周知圈梁可對墻體產生拉結作用,所以有必要合理應用縱橫墻,使其充分發揮拉結作用。在實際設計時,建筑師可將橫墻設計成凹凸型,使其深入縱墻內部,此外強有效的拉結形式可以減輕地震災害,降低人員傷亡率。同時還應重視拉結鋼筋的設置工作,至少選用2根鋼筋,并保證鋼筋深入磚縫的長度>400mm。防震縫是結構整體柔韌性的關鍵,如果民用建筑物符合以下情況,可以設置防震縫:結構的荷載或剛度在某些部位相差過大,且無搶救措施;平面各項尺寸超過規定限值,且無加強設施;建筑物錯層較大。
4、其他合理化建議
在一般情況下,發生強烈地震后,還會產生多次余震,如果只設置一道防線,那么,此道防線除了受到強烈地震的影響外,還會遭到余震的沖擊,繼而增加建筑倒塌的可能性,因此有必要設置多道抗震防線。鋼筋混凝土結構具有非彈性變形特性,此特性可以有效抵抗強震突襲,建筑師在進行民用建筑的抗震設計工作時,應給抗震結構設定一定的屈服水準,抵抗小震的威脅,同時還要給抗震結構設定一定的延性水準,抵御強震攻擊。選用鋼筋混凝土結構可以取得較好的經濟效益,它既能使建筑物具備較強的抗震能力,又能保證民眾的生命安全。級數較低的地震,可以選用承載力低的高延性設計結構,或是具有中等承載力的中等延性建筑結構;級數較高的地震,可以選擇承載力低的高延性結構,也就是說,地震級數越大,就必須有高延性結構與之對應。
結束語
如今地震己成為對人類的生命和財產安全最大的破壞者,井且近些年來,全球的地震發生的頻率也逐漸增多,地震對建筑具有毀滅性的影響,我們贏盡快研究出有效地防震措施,尤其對建筑物的抗震設計要提高,避免居住人員的傷亡。因此落實對于建筑結構的抗震理念,一直是設計人員工作的重點,在目前地震高發的時期,此抗震理念必須受到建筑設計人員的高度重視為了有效保障居民的生命財產安全,就必須加強對民用建筑結構的抗震能力的研究。通過建筑的抗震技術的深入研究,進一步完善建筑結構設計中的抗震理念,使地震到來時我們不在懼怕,不再有傷亡和損失。
參考文獻
[1]陳曦.高層民用建筑結構設計研究[J].科技致富向導,2013(08).
【關鍵詞】建筑結構;結構設計;抗震設計
引言
經過多年來對建筑結構中抗震設計的研究,我國的抗震設計方法已經逐漸趨于成熟,但是還有許多需要完善的地方。我們要在嚴格按照建筑抗震規范要求的基礎上上,科學地合理地進行建筑抗震設計,保證建筑物的穩定性和可靠性,促進我國建筑結構抗震設計向著高水平方向發展。
一、建筑抗震結構設計的基本原則
1、要盡最大的可能性安排許多的抗震的防線,使得多個延展性比較好的分體也可以形成完整的抗震的結構和體系,運用這樣一個具有延展性的結構構件進行一定的合作,也可以使得這樣的框架形成一個良好得結構。在經過了級數較大的地震之后,隨后還會有余震。如果只設計了第一道防線,那么余震很可能會給建筑物再帶來很大的風險,也有可能會造成建筑物的倒塌。如果設計得當,可以在很大程度上對建筑物抗震的程度進行提高。
2、采取相應的措施在可能出現的薄弱部位加強其抗震能力。對于薄弱部分判斷基本的因素是構件承載能力,在發生地震的過程之中,構件并沒有一定強度的安全的儲備,因此在設計的過程里面,還需要進行樓層實際承載能力和設計上計算的承受彈力的比值也在一個均勻的變化趨勢。而且不能過分的重視局部的強度和承載力對整體的協調程度。從整體式進行抗震性能的手段進行加強,效果比較明顯的手段是對層次的設計,還可以對變形的能力進行轉化。
二、建筑結構設計中抗震設計的措施
建筑結構抗震性能的強弱同建筑物業主及周邊環境有非常直接的聯系,不好的抗震能力會直接威脅到建筑物周邊行人的人身安全,周邊建筑和設施或多或少也會受到影響,切實提高建筑結構的抗震能力顯得十分重要。通過自身多年的親身實踐與切實觀察,對提高建筑結構抗震性能提出筆者自己的一些建議,主要包括謹慎選擇抗震結構、合理布局減少地震能量以及設置多重抗震防線等,現具體闡述如下:
1、謹慎選擇抗震結構
審慎選擇抗震結構是有效提高建筑結構抗震性能的重要保障,通過選擇強度較優、剛度較高的建筑主體結構設計方案,能最大限度的降低建筑結構的變形概率,保障建筑物的安全性能。另外,設計員要認真仔細的分析抗震結構,要進行抗震結構分析時要保證其全面性,部分非結構構件也要在分析中得到體現,尤其是注意對非結構構件的剛度和強度等方面的分析。對非結構構件的主題部分也要進行必要的考究,針對易出現安全隱患的短柱部位要進行相應的措施,加強短柱部位的抗震能力,防止安全問題的出現,在整體性原則的指導下統籌結構構件和非結構構件。
2、合理布局減少地震能量
在防震設計中采用以位移為基點的結構設計和定量分析能有效的減少地震災害的能量輸入,增強建筑物的抗震效果。通過對設計的定量分析,反復核算構件的總承載力,控制強震感下建筑下層的位移延性比,滿足建筑物在受地震侵害時的結構變形要求。在建筑施工中地基要盡量選在堅硬的場地,要盡量避開地震的活躍周期范圍,減少余震同建筑結構的共振,降低建筑物對地震能量的輸入,降低地震帶來的破壞。
3、設置多重抗震防線
進行抗震設計時設置多重抗震防線可以最大限度的降低地震侵害帶來的危害。在進行設計工作時,可以將一些延展性能良好的構件納入到抗震防線體系中,將其視為第一道抗震防線,將另一些建筑構件作為第二、第三道防線,在第一道抗震防線遭破壞后,利用其他防線抵抗地震的后續沖擊力,保障人員生命安全。
4、對材料和結構系統進行的選擇
在地震經常發生的地區,對于建筑材料以及建筑結構類型的選擇至關重要,需要高度重視。通常,對于高度在150米以上的建筑,主要結構類型為框架筒、筒中筒以及組合筒,它們在高層建筑中應用比較廣泛。在國外一些地震高發地區,主要的建筑材料為鋼結構,在我國主要是以鋼筋混凝土和混合類型為主的結構模式。對于這種結果內筒,在地震中,所受到的力量為80%左右。鑒于整個結構的關鍵和核心為鋼筋混凝土,因此,結構變形的極限即為混凝土結構變形的標準,要以此為基礎,絕對不能超過。在彎曲變形的條件下,側向位移增大,依靠鋼結構實現對位移幅度的減少,但是效果不顯著。一般情況下,為了提升結構剛度和強度,可以加強混凝土的剛度來實現,也可以增設伸臂結構,以促進抗震效果的提升。
5、對于軸壓比和短軸進行的相關設計
針對建筑機構抗震設計,為了實現抗震效果的提升,要減小柱的軸壓比,同時,增加其截面的面積。對于軸壓比的降低,其目的是將柱子設置于偏心受壓的狀況中,防止縱向受力鋼筋脫離受拉屈服,出現混凝土破損的情形。對于柱本身,其具有較大的剛度和強度,但是,與之相適應的是結構的延性發生變化,出現延性較差的情況,一旦發生地震,整個結構在消耗地震能量方面就顯現的十分差,結構發生變形、受到侵害的幾率就大幅上升。因此,在進行高層建筑結構設計的時候,墻柱若梁是比較常見、有效的設計模式,主要是梁的延性較好,能夠將適當的變形控制在合理的范圍內,極大降低了柱子達到屈服強度的幾率,在具體設計的時候,可以對軸壓比進行合理范圍內的增大。另外,通常情況下,在高層建筑的底層,柱子的長細比控制在4,但不是以此作為短柱的唯一判斷標準。因為,短柱的關鍵影響因素為柱的剪跨比,當其數值被控制在2的范圍,才能將其判斷為短。
6、對抗震設計的級別進行不斷提升
在近些年,地震發生的頻率較高,給整個社會帶來巨大損失。對于地震災害的研究,將50年作為一個探索周期,而小型地震再次發生的時間間隔為50年,這種地震的危害已經超過了結構抗震設計安全烈度概率的60%以上,而中型地震周期為475年,概率達到10%,而大型地震周期為2000年,概率達到2%,為此,要將建筑結構的抗震等級進行適時調整,提升到新的等級,對抗震設計進行全面、科學、合理的設計,實現較為穩定的抗震效果。 .
7、重視建筑結構平面布置的規則性和對稱性
在建筑的平面布置之中就要堅持抗震的理念的設計,適宜采取比較規則的抗震的結構的方案。不能采取不規則的設計方案。所有的建筑的額抗震的設計還要符合設計的規定,對平面不規則或豎向不規則,或平面、豎向都不規則的建筑結構,應采用空間結構計算模型;對凹凸不規則或樓板局部不連貫時,應采用符合樓板平面內的實際剛度強度變化的計算模型;對薄弱部位應乘以內力增大系數,應按規范的有關規定分析彈塑性變形。要采取多種多樣的措施保障抗震的穩定性和結構性。
結束語
總之,建筑物的抗震性設計應引起重視,使其設計與技術進一步提高,以確保人們的安全。在建筑開發項目設計與施工的各個具體環節之中,相關部門也要根據自身的職責做好相應的工作,確保建筑物的工程質量與抗震性能,監理單位更應該嚴格地做好監理的工作,而勘察單位就應該如實出具勘察報告,從而確保房屋建筑的安全性。
參考文獻
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關鍵詞:地震災害、建筑結構設計、抗震設計、要點
隨著我國經濟的快速發展,我國的城市規模變得越來越大、人口也越來越向城市集中,從而在給建筑行業提供良好的發展機遇的同時,也給城市建筑結構的抗震性等方面提出了更高的要求。因此,為了提高城市建筑的抗震性,設計人員在設計建筑結構的過程中,應該按照《建筑抗震設計規范》中所制定的建筑結構的抗震設計要求,結合施工現場的實際情況制定有效的結構抗震措施,加強局部薄弱環節的抗震能力,從而全面提高建筑結構的抗震性。
一、抗震設計的概況
現階段,建筑結構的抗震設計可以分為概念設計和理論設計兩個方面,而在一般情況下,我們將建筑結構的概念設計作為抗震設計的重點。概念設計指的是在設計過程中,特別是在遇到規范中難以規定的問題或一些難以做出精確理性分析的問題時,依據建筑結構不同部分的分體系與整個建筑結構的整體體系之間的力學關系、建筑結構的破壞機理、地震災害的特點、工程經驗以及實驗現象中所得到的基本設計思路與設計原則,從建筑結構的整體角度出發來設計建筑結構各部分抗震結構的設計方法。由于,這種辦法具有概念清楚、定性準確、使用方法簡單、經濟效益高、可靠性高等優點,在現階段的建筑設計中得到了廣泛的應用。
二、建筑結構的主要隔震措施
在設計建筑物的抗震方案時,為了提高建筑物的抗震能力,我們通常會采用對建筑物的地基進行特殊處理、對建筑結構的上部進行防震設計等方式來提高建筑物的抗震能力。其中,最重要的一個環節就是在建筑物的底部的關鍵部位采取隔震措施的方式。現階段,根據隔震層的部位不同,常見的隔震設計有以下幾種。
1、在建筑物地基處采用特殊材料進行隔震
建筑物的基礎隔震指的是,通過采用特殊方式對建筑物的地基進行處理,削弱地震災害發生時的地震波動,從而減少地震對建筑物造成的損害。在傳統的建筑工藝中,設計人員一般采用在地基處直接設置粘土或砂子,或者交替鋪上粘土和砂子的方式來設置墊層。在中國建筑歷史上,還曾出現過以糯米為原材料來處理建筑物地基墊層,從而減少地震波動對建筑物產生的影響。而近幾年來,隨著科技的不斷進步,有關部門在處理建筑地基方面的施工工藝有了突破性的進展,并研制出了一種以瀝青為原料的特殊防震材料,而以此材料鋪置的隔震層有著更好的防震效果。
2、在建筑結構的基礎部位設置隔震裝置減震
這種隔震方式主要是指通過將特殊隔震裝置設置在建筑結構的基礎部位和建筑物的上層之間,從而有效地減少向上傳遞的波動能量。而在最好的設置情況下,這種方法最多可以減少地震對建筑物所產生的2/3的能量。然而,在高層建筑物中使用這種隔震方式時,由于這種裝置會延長建筑結構自身的自振周期,從而減少了這種隔震方式的隔震效果,從而不太適用于高層建筑物的隔震。因此,在一般情況下,設計人員會采用粘彈性隔震或摩擦滑移隔震等方式,向高層建筑中安裝橡膠墊或混合隔震裝置等裝置來提高高層建筑的隔震效果。
3、建筑物的層間隔震措施
建筑物層間隔震方法和在建筑物基礎部位設置隔震裝置等辦法相比,其效果不是十分理想,在一般情況下這種隔震方法只能減少10%-30%的地震能量。然而,由于這種隔震方法有施工簡單、容易操作的優點,使得它在舊房改建工程中得到了廣泛的應用。建筑物層間隔震法的隔震原理和基礎隔震的隔震原理基本相同,它主要是依靠設置在建筑結構中每個層間的減震裝置和隔震裝置來吸收和削弱地震的傳播能量,從而降低地震對建筑物產生的損害。
4、建筑結構的懸掛隔震措施
懸掛隔震指的是將建筑物的部分結構懸掛起來,使地震來臨時,地震所產生的能量不能傳遞給懸掛建筑結構,從而降低地震對建筑結構所產生的損害。在一般情況下,懸掛隔震方式常用于大型的鋼結構,而大型鋼結構常使用鋼結構懸掛體系來進行隔震。大型鋼結構常分為主框架和子框架,在鋼結構的懸掛體系中,通常使用吊桿或索鏈將子框架懸掛于主框架的上方。如此一來,當地發生地震時,主框架雖然會因為地震動搖,但由于子框架和主框架之間是靠吊桿或鎖鏈連接的,因此,地震產生的能量在傳遞到子框架時會被削弱,從而不至于破壞子框架的結構。
三、建筑結構設計中經常使用的減震技術
現階段,設計人員在設計建筑物時,設計人員會在建筑結構中經常使用消能減震技術來增加建筑結構的阻尼,降低地震災害給建筑結構帶來的能量波動,從而減少地震給建筑物帶來的損害。隨著科學技術的不斷發展,用來保護建筑物、降低地震對建筑物損傷的元件和裝置有很多,使用基本上都是不同種類的阻尼器和消能器,而我們習慣把這些裝置分為粘滯型和滯回型兩種。而在一般情況下,我們常見的減震技術有以下幾種。
1、 新建建筑物的結構設計
隨著建筑設計理念的不斷發展和人們安全意識的不斷提高,人們對建筑結構隔震、減震方面的功能越來越重視。設計人員在設計建筑結構時,除了采用特殊的處理方法對建筑結構的基礎部位進行處理之外,還可以使用消能減震的建筑元件或相關的裝置來降低地震對建筑物的作用力,提高建筑物的抗震效果,從而保護人們的生命財產安全。
2、對建成建筑物的抗震加固
在設計建筑結構的隔震方案時,施工單位一定要在沒有施工之前按照設計人員提出的隔震設計要求去完成相應的準備工作。如果時間太過倉促準備不及的話,最遲也要在施工的過程中在建筑結構的關鍵部位安裝具有隔震效果的特殊裝置。如果建筑物已經施工完成而沒能在建筑過程中采取有效地抗震措施的話,施工單位就采用增加阻尼的辦法,在建筑結構上增加減震、隔震在裝置,從而提高建筑結構進行抗震能力。
四、其他減震措施
1、無粘結支撐體系減震問題
無粘結支撐體系是現階段建筑物結構減震體系中最有效果的體系之一。無粘結支撐體系主要是通過科學合理的設計,使建筑架構中的外包鋼管和內核鋼之間無粘結合,且在建筑結構中形成一個能夠自由華升的層面,在發生地震災害時,通過外部鋼管和內部鋼管之間的配合來降低地震的能量,從而保護建筑結構。
2、建筑物走向設計抗震問題
由于地震是由地殼的運動所引發的,它與地質結構有著非常重要的關系。所以,施工單位在選擇建筑物所在地時,要充分考慮建筑物所在地的地質特點,分析當地的地震震向,避免建筑結構的走向與地震能量所傳遞的方向平行,盡量使兩者的方向能夠垂直,從而提高建筑物的抗震能力。
五、結束語
由于建筑結構的抗震能力是關系到人們生命財產的重要問題。因此,設計人員在設計建筑結構時,必須要將建筑物的抗震能力放在重要的位置進行考慮。此外,在具體施工的過程中,施工單位也要采取適當的措施,盡量提高建筑物的抗震能力,從而為保障人們的生命財產安全作出應用的貢獻。
參考文獻:
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[關鍵詞]地震;抗震設計;建筑結構設計;實證探討
文章編號:2095-4085(2015)07-0059-02
為了保證工程建設的施工質量與建設的速度,最大程度的降低地震這種自然災害對于建筑物的破壞,在建筑項目開發設計階段,應重視抗震結構的設計并將其放在一個十分重要的位置上。從建筑結構人手,逐步探究抗震設計在建筑結構設計中的應用,有助于幫助我們更好的改進現有的抗震設計,對于提升建筑物自身的抗震性能,增強其使用性有著重大的現實意義。
1.抗震設計的發展現狀
隨著城市化的進行,多層建筑物數量的增多,建筑結構設計中的抗震設計受到越來越多的青睞,我國抗震設計雖然取得了一些進步,但是仍然缺乏必要的理論支持與實踐借鑒,發展的速度較為緩慢。
我國建筑行業在進行抗震結構設計與施工時,較為普遍的采用框架與砌體兩種設計結構。這兩種建筑設計結構雖然在一定程度上能夠滿足建筑抗震性的功能需求,但是其自身依舊存在著一些不足??蚣茉O計針對地震發生時,建筑物承受橫向破壞力的情況,加強了建筑物橫向上的抗震性,增強了其在抗震性能,但是框架設計也對建筑物本身的結構造成了一些不必要的影響,致使建筑物的某些結構與功能發生變化,使得建筑物豎直方向上的抗震性能受到削弱,形成一個薄弱區域,從而影響建筑物的實際抗震效果,建筑物整體的抗震性得不到最為充分的發揮。在進行防震框架設計時,建筑開發項目的設計人員很難根據實際建筑需要進行防震框架的模擬,這就造成了框架設計抗震性能的模糊性與不確定性,開發設計者很難明確使用框架結構的建筑物的抗震能力,無法科學而全面的對建筑結構的抗震性能進行評估,導致框架設計在抗震結構中很難得到廣泛的應用。加之框架設計為了增強建筑主體結構的抗震性,在建筑物項目施工建設中普遍采用填充墻這種建筑結構,但是填充墻自身在地震發生時就是一種安全隱患,地震時所引發的豎直方向上的震動,極易導致填充墻的倒塌,極易給人們的生命財產帶來損失。因此要加強對填充墻的結構設計與質量監督,保證其質量,同時在竣工驗收之后,要對填充墻進行定期的檢查與維護,保證其一直處于良好的狀態,保證其抗震性得到最大程度的發揮。
隨著城市化進程的不斷加快,多層建筑逐漸興起,成為城市建筑的主流。多層建筑在滿足城市發展需要的同時,也給建筑物的抗震性能帶來了一定的困擾,形成一定的抗震隱患。多層建筑的大空間與砌體之間逐漸形成一種矛盾,即建筑物主體內存在的巨大空間很難依靠砌體結構滿足抗震性的需求,當代人在選擇居住環境或者居住環境時,更傾向于選擇大空間,為了滿足這種需求,建筑項目的開發者更多是采取降低墻體厚度的方式,相對性的增加建筑物的主體空間。這雖然滿足了人們的消費需求,但是無法滿足建筑物的抗震要求,所以在進行砌體設計時應該對空間大小與墻體厚度之間的比例關系進行全面的考量,科學的協調好二者之間的關系,在滿足建筑物功能的同時,增強建筑物的抗震性。
2.增強建筑結構設計中抗震設計的方法途徑
對建筑結構中抗震設計的提高與增強是一個復雜的過程,在這一過程中需要我們在相關理論的指導下,進行正確的探討,從而增強抗震設計的安全性,提高建筑物的抗震性能。這一目的的實現就需要我們從框架與砌體兩種結構出發,進行合理高效的設置。
2.1框架設計
建筑項目的規劃設計人員在建設開發項目的設計階段要根據建筑物主體構建布局進行全面的考量與綜合的判斷,從而使得抗震性設計能夠夠好的滿足建筑開發項目的實際需要,同時加強對建筑物自身剛性重要程度的認識,將建筑物的形變量有效地控制在合理的范圍之內,保證建筑物在地震過程中能夠承受較大的形變力量,從根本上提高建筑物主體的抗震能力與效果。在建筑物結構中建筑物的抗震性能扮演著重要角色,發揮著一定的作用,因此建筑項目的施工建設者需要對建筑物的非結構性構建進行科學的評估,以保證非結構建筑構件的抗震性能的發揮。為了達到這一目的,最大限度的提升框架結構的穩定性,在進行框架結構設計與施工的過程中必須要將保塑性鉸安置在框架梁的首端,以此來加強框架設計對于地震發生時豎直方向上作用力對建筑物的破壞。為了提升建筑物中填充墻的穩定性,減少因填充墻的損害降低建筑物主體抗震性能,因此當相關的設計與施工人員在進行填充墻設計和施工的時候一定要加強填充墻的墻體質量,最大限度的降低填充墻在地震中出現裂縫的可能性,同時按照科學的周期,對填充墻進行定期的檢修與維護,保證填充墻一直處于一種良好的狀態。
2.2砌體設計
墻體厚度作為墻體剛性與延展性的重要載體,其對建筑物的抗震性產生了極為重大的影響,通過對墻體厚度的科學合理設計能夠極大的提升建筑物的穩定性,從而能夠提升建筑物的抗震性能。例如在地震多發地帶開展建筑開發項目時,就需要建筑項目的設計者與施工者在設計與施工階段對墻體的厚度進行適當的增加,在進行多層建筑的設計施工的過程之中,開發建設單位不能只是一味的強調提升建筑物的高度,還需要充分的考慮到多層建筑的穩定性與安全性。為了加強建筑物主體的抗震能力降低地震對建筑物與人員的傷害,更好的保護人身與財產安全。在進行建設開發項目設計時要在國家相關法律與法規的指導下進行建筑物抗震性能的設計與施工,確保建筑物的設計與施工能夠符合國家性的技術要求。
3.結語
總之,建筑物的抗震性設計應引起重視,使其設計與技術進一步提高,以確保人們的安全。在建筑開發項目設計與施工的各個具體環節之中,相關部門也要根據自身的職責做好相應的工作,確保建筑物的工程質量與抗震性能,監理單位更應該嚴格地做好監理的工作,而勘察單位就應該如實出具勘察報告,從而確保房屋建筑的安全性。
參考文獻: