于德帅
同圆设计集团有限公司山东济南250101
摘要:我国地大物博、国土辽阔,这也导致我国成为了地震灾害频发的国家之一,为了降低地震灾害的损失,我国也对建筑结构抗震设计提出了相应的标准。建筑结构抗震设计十分的复杂,对设计人员的专业素养要求较高,虽然我国抗震设计在长期发展中取得了一定成效,但是在实际抗震结构设计当中,依然还存在着一些不足,这就需要结合抗震设计的不足掌握设计要点,并采取相应的措施来解决问题。
关键词:建筑结构;抗震设计;问题;措施
中图分类号:TU353文献标识码:A
1地震对建筑物的破坏形式
1.1整体型破坏
整体型破坏是指建筑结构在地震等突发情况下发生的稳定有序的破坏,此种破坏有利于充分发挥建筑各个部件的抗震能力,此种破坏模式相对较安全,破坏发生时,具有可预测性,能够预留较长时间转移人群,不易造成重要的人身财产安全威胁。整体型破坏是面对地震破坏较为理想的破坏模式。建筑结构设计时,在达到必须发生建筑结构破坏的较大地震强度下,应以此种破坏方式发生破坏。
1.2局部型破坏
局部型破坏是一种突变的过程,在地震灾害发生时,建筑结构发生不稳定变化:由局部破坏突变为整个系统,整个破坏过程难以控制,不可预测。容易发生此种破坏的代表结构为柱铰机制结构。在工程设计时,应尽量避免易发生局部破坏的设计结构。
2建筑结构抗震设计
经调查显示,随着我国城市化进程的不断加快,在当今时代背景下,我国大多数建筑物都属于高层建筑物,而在高层建筑物的抗震设计主要包含以下几项设计内容:①为结构抗震设计;②为抗震端设计;③为框支层设计。就结构抗震设计而言,相关的建筑物设计人员在实际进行结构设计高层建筑物结构的过程当中必须要准确有效地了解到建筑物的功能需求以及施工现场的实际情况,并设计出具有针对性的框架结构设计方案,同时还要注意一下几点:①为保证尽可能的提升纵面墙的程度;②为保证连梁的跨度较长;③为尽可能的提升连梁的刚度;④将墙体准确的划分成不同数量的小段,以此来提升建筑物的延展性,进而提升建筑物结构的抗震性,降低地震灾害对其所造成的不利影响。就抗震端设计而言,在实际设计建筑物的抗震端时期:①必须要保证抗震端的高度与建筑物框肢墙的高度相一致,尽可能的降低两者之间的高度差。②明确抗震端的主次性,对于主要的抗震端要进行重点加固处理。③必须要在施工阶段定期的检查抗震端的强度,对于一些出现问题的抗震端要及时的进行修补,以此来避免因为抗震端强度问题而造成建筑物的整体抗震性降低的问题出现。另外,在修补抗震端的过程当中必须要用质量等级较高的混凝土作为修补原材料。其次,在设计框支墙的过程当中,由于框支墙的抗震能力受剪力墙影响较强,必须要保证底部楼板之间的距离要保持在24m之内,以此来保证建筑物力的传导性,进而提升框支墙的刚度。最后,必须要对连梁弯矩进行动态调整处理,并在此基础上对框支墙的局部位置进行加厚处理,以此来提升节点区位置的抗变形能力,进而提升建筑物的整体抗震性。
3建筑工程抗震设计中的关键问题以及实施要点
3.1抗震场地选择
在相同的设计条件下,场地的地质条件对建筑抗震性能有着极大的影响,并且受到地震破坏程度差异明显,所以做好抗震场地选择工作十分重要。通常情况下,微风化与中等风化基岩、密实砂土层、含水量低的黏土都是较为有利的建设场地,而软土、液化土、湿陷性黄土都是不利场地,需要正确辨别场地的影响因素。如果工程建设区域地质不理想,则需要结合土质采取加强措施,同时要对可能出现的不利条件进行估算,并采取预先防护措施进行加固处理。如果发生地震时可能出现断裂的场地,需要重点加强地基,确保基础工程的安全。
3.2建筑结构抗震体系合理选择
建筑结构抗震体系是保障抗震设计质量的重要因素,建筑体系是否合理直接决定了建筑工程的经济性、安全性。在建筑结构抗震体系设计当中,需要重点从以下三点入手:(1)确保建筑结构体系合理性,需要避免部分结构遭到破坏对整个工程的影响,同时也包括部分构件遭到破坏造成整体结构瘫痪。(2)确保建筑结构抗震性设计的清晰性,明确设计当中地震力的传递路径,在对竖向建筑构件进行布置当中,要保证重力荷载均匀,并对楼屋盖梁体系设计当中,垂直重力荷载需要以最短路径向竖向构件传递。保证建筑整体抗侧力结构的剪力墙、支撑系统、框架等相互联系,结构体系受力明确。(3)确保建筑结构体系的刚度、强度满足要求,避免因为局部刚度、强度产生变化而影响整个结构。
3.3建筑结构平面布置的规则与对称性
根据抗震理念,对建筑立面、平面设计时,应确保建筑结构的规则性。对于不规则建筑工程通常都是采用空间结构计算模型;对于工程结构中较为薄弱的环节,需要提高内力系数,结合相关标准对弹塑性变形进行分析,薄弱部位需要采用针对性抗震设计。对称性同样是抗震设计中的重要一环,需要建筑结构对称、质量分布对称、刚度对称。通常最理想的方案是“三心重合”,三心即平面形心、质量中心、刚度中心。结构对称也就是抗侧力主体结构对称,该种对称较为容易实现,主要保证主体结构沿着主轴方向进行刚度、强度设计,变形特征差异不大;保证沿抗侧力主体结构当中的主轴线强度、刚度分布均匀;结构整体具备一定的协调能力,确保刚度、强度能够满足扭矩性能,这样即可在发生地震灾害时,建筑结构不会产生较大的扭转变形,避免主体结构、构件遭到破坏。
4提高改进建筑物抗地震倒塌能力的方法
我国建筑物抗震准则为“小地震无影响,中等地震可维修,大地震不倒塌”,在分析了设计思想的基础上,介绍防震设计的具体方法,主要分为两个阶段。第一阶段是基本的抗震设计,即计算出地震强度对建筑物的影响,进行抗震计算,可保证“小震不坏”,满足基本承载力安全储备。第二阶段是要实现“大震不倒”,需考虑众多因素且地震产生破坏力也较大,依据设计规范也无法保证抗震安全,因此设计时应结合具体工程,需加强经验总结,充分做好调查研究准备工作,综合考虑各方面影响。若要切实提高建筑物的抗地震倒塌能力,应在建筑结构设计阶段采用合理的建筑结构体系,全面了解掌握地震破坏的基本原理,选择最优的结构体系和布置形式,从地基处理、整体设计、规则性设计、连接处设计等多方面角度进行抗震优化,才能够保证建筑的抗地震倒塌能力。我国目前对结构设计的专家审查方法主要还是按照规范及经验审查,目前我国的抗震规范主要是根据具体构造的设计指导,在整体系统结构的考虑上有所欠缺,而整体结构体系是保证整个建筑物抗地震倒塌的重要依据,若整体体系设计不满足抗震要求,即使单个构件全部满足设计规范要求,也可能造成抗震性能较差、产生地震倒塌。现有规范原则性、可操作性较差,应进行改革提高。
结束语:
综上所述,随着高层建筑工程数量越来越多,国家对建筑结构抗震性能也提出了更高要求。虽然我国抗震体系经历了多年的研究和发展,但是依然存在着些许问题,这就需要结合当地的实际情况做好抗震方案设计工作,提高建筑工程的抗震性能,保证居民安全,降低地震灾害造成的生命财产损失。
参考文献:
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