1.身份证号码:4127231986****2117
2.身份证号码:4127231986****2117
摘要:本文通过对建筑结构设计中的抗震设计方面的问题进行分析,并提出一些措施,期望能更好的促进建筑结构抗震设计方法的提升。
关键词:房屋建筑;结构抗震;构件;砌体房屋
引言:
我国是一个地震灾害比较严重的国家。随着科学技术的不断发展,我国的建筑结构抗震设计的方法随着结构试验、结构分析、地震学以及动力学的发展也在不断的进步,在不断学习国外经验的基础上,我国的震害调查、强震观察的方法在不断的成熟。但是,如何从我国的社会发展和地震环境的实际情况出发来提高建筑结构抗震性能,从而保持建筑物更加合理经济、安全可靠,是结构抗震设计中的一项重要的任务。
一、高层建筑抗震设计的特点分析
(一)刚柔相济
在建筑抗震设计过程中若一味的提高结构抗力,增加结构刚度,会导致结构刚度大则在地震发生过程中地震作用也会相应增大,即在增加结构刚度的同时也增强了地震作用,当地震发生时则往往造成建筑物局部受损导致建筑物各个击破;而若建筑物刚度太柔,虽然可以依靠其柔性消减外力,但容易导致建筑物过大形变而不能使用,甚至在地震发生时导致整体倾覆。因此在高层建筑物设计过程中应坚持刚柔相济原则,即建筑物在地震过程中既能满足变形要求,又能减小地震力的双重目标。
(二)多道设防
由于每次强震之后都会伴随多次余震,因此在建筑物的抗震设计过程中若只有一道设防,则其在首次被破坏后而余震来临时其结构将因损伤积累而倒塌,因此,建筑物的抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,在地震发生时由具有较好延性的结构构件协同工作来抵挡地震作用。
二、影响建筑结构抗震性能的因素
(一)建筑选址不当
当建筑物的建造场地在软土、液化土等土壤分布不均等场地时,在地震发生时可能会导致建筑物的崩塌和下陷,这是由于地基内土壤存在软弱粘性的土壤和不均匀的土层造成的,尤其在填土的区域,一旦建筑物建设时如果无法避开土地和地形地势的影响,并且没有对地基进行加固处理和建筑结构的合理设计,建筑周围土质往往会发生地陷和塌方滑移情况,从而对建筑物造成破坏。
(二)外形设计不合理
人为原因对建筑结构的抗震性能造成影响主要是建筑外形设计不合理,其主要表现形式是建筑结构上出现凸角等。一般而言在某些建筑物的设计上,为了追求建筑结构美观和特殊的需要,建筑结构上会设计一些凸角,但是在建筑结构上的凸角往往由于设计不尽合理,在地震发生时,受力的不平衡导致建筑结构的刚度下降,从而对建筑造成极大的破坏。
(三)结构设计不科学
我们应该注意建筑结构的延伸性,增强建筑设计的防震能力。当发生较大的地震灾害时,建筑结构的延性能力的性能十分重要,某种程度上来说,建筑结构构件的延性能力能够产生更大的抗震能力。建筑结构的延性能力主要是通过破坏部分次要的建筑构件来减轻地震对整个建筑结构所造成的破坏,达到对建筑物整体的保护作用。如果在延性框架上的设计缺乏合理,没有正确的选择一个可以受到强力作用的形变构件,建筑结构延性构件还没有发挥其延性就遭到破坏,从而对建筑结构造成破坏。
三、房屋建筑结构抗震技术的应用
(一)砌体房屋的层数和高度的控制
为了保证房屋建筑的结构性的抗震能力,要对砌体房屋的层数和高度进行严格控制,这是无数次的地震灾害带给我们的教训。研究表明,层数越多,高度越大的建筑物,在面对地震灾害时,越不堪一击。因此,在房屋结构设计时,要严格按照相关规范进行,对总高度和总层数进行合理的控制。在土地资源紧缺的今天,部分开发商为了攫取更多的利润,不按照抗震设计规范规定,在技术条件不成熟的情况下,尽可能多的增加楼层数。而地震灾害发生时,这些楼层往往是遭受破坏程度最大的。
(二)墙体面积和砂浆强度的选择
墙体面积大小和砂浆强度等级对多层砖混房屋的抗震性能有着较大的影响,因此这两项指标的选择合理,可以在很大程度上提升房屋的抗震性能。通过查询经验数据,可以发现,当对多层砖混房屋进行抗震实验时,房屋二层以上的部分,在地震发生时,受到地震作用力很小,大多数能够达到抗震承载力标准。而一层和二层的部分,受到的地震作用力较大,属于薄弱层,在第一层表现的尤为明显。底层薄弱层是可以加固的,研究表明,当合理的增加墙体的承载面积或者砂浆的强度等级时,底层的抗震承载力明显增强,基本满足要求。由此可见,减轻震害的办法之一就是适当的增加一层和二层的墙体面积或者提高砂浆的强度。
加强建筑薄弱部分
可以对建筑薄弱部分加双重保护,使建筑重要部位第一层材料毁坏时还有第二层材料替补,延缓地震对建筑的破坏,使高层建筑中的居民有更多时间逃生,加强建筑的安全性。对建筑中受力较大,承载力薄弱的底层结构等部位来进行加固处理,采取有效措施增强建筑的强度和刚度。提高短柱的延展性和承载力,采用“强柱弱梁”的框架,在地震中可以利用梁的形变吸能来消耗地震的能量,这样可以有效避免框架坍塌。
(四)抗震支座
抗震支座多用于地震影响比较大的部分或者伸缩梁较大,需要通过滑动释放内应力的部分。通常来讲,要想保证对地震作用的有效隔离,抗震支座必须具备几个方面的性能,一是应该能够承担上部建筑的荷载,同时变形较小,具备良好的竖向刚度和竖向承载力;二是在水平方向上必须具备较小的水平刚度,以延长结构的自振周期,减少上部结构的加速度反应及下部结构的层间剪力;三是必须有适当的阻尼,以限制结构位移;四是抗震支架的使用寿命不能少于建筑结构的使用年限。对于建筑设计人员而言,不仅需要熟悉抗震支座的各项性能,而且还应该熟练掌握其实验方法,以保证抗震支座的耐久性和相关力学性能。在对抗震支座进行设计和选择时,通常需要注意以下几个方面的内容:①地震波设计:指通过人工地震波的方式,对抗震支座的性能进行检验。假定地震震级为8级,震中距50km,则在弹性分析时,输入速度为25cm/s,在弹塑性分析时,输入速度为50cm/s。②抗震装置计算:在输入地震波对抗震装置的相关参数进行计算时,去大震时固有周期目标值为3s,等效粘性阻尼比的目标值为10%。③上部结构截面计算:采用基于长期应力和一次设计用剪力的地震应力,对上部结构的构件进步性容许应力设计。此时,以一次设计用建立超过输入25cm/s的地震反应建立;当输入波为50cm/s时,以上部结构基本上不屈服为目标进行设计。④设计准则:对应地震动为25Cm/s和50cm/s的地震反应分析,对于抗震支座最大位移量的确定方法为:取叠合橡胶垫的容许水平位移37.5mm的1/1.5为输入波水平达50cm/s时的最大位移,再取此值的1/1.5为输入水平达25cm/s时的最大值。
结束语:
综上所述,对于整个工程而言,抗震设计是一个十分复杂、科学的过程,由最初的选址、施工,一直到最后的竣工验收环节,抗震设计这项内容几乎贯穿了全程。因此,国家相关部门与项目负责人应给予其高度重视,将其作为衡量建筑物质量的重要标尺。总而言之,建筑房屋的质量直接受抗震设计的影响,应结合房屋的实际情况与建筑风格,制定多种不同的抗震设计方案,进而进行合理、适当的选择。
参考文献:
[1]吴磊.高层建筑混凝土结构设计中的抗震设计分析[J].门窗,2017(7):140-140.
[2]黄山.探究建筑结构设计中的抗震设计[J].中国住宅设施,2017(2):15-16.