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关键词:建筑结构;结构设计;抗震措施;技术研究
1我国建筑结构设计的现状
建筑结构的设计要充分考虑建筑的抗震能力,这关乎人民的生命财产安全。我国位于环太平洋地震带以及地中海―喜马拉雅地震带上,因此我国是一个地震多发的国家之一。但是,从目前我国建筑的抗震能力来看,还存在着许多的问题。一直以来我国在进行建筑设计时都遵循着小震级的地震可以抵抗,大地震能够不倒的原则,虽然这样的设计理念在建筑物的抗震方面取得了一定的成效,可是,在面临大的地震时还是存在不足。尤其是一些设计人员的侥幸心理,在设计时缺少灵活的应变,一味的照抄照搬,使数据最终产生错误。不仅如此,在进行建筑施工时,一些建筑承包公司为了节省建筑开支,从而偷工减料,降低了建筑物的抗震能力,有的甚至是私自改变设计方案,最终导致建筑物抗震性能的改变。而施工人员不够专业也会影响整个建筑结构的抗震性能,施工人员在进行施工时,为了施工方便或者对设计的理解不透彻,对钢筋混凝土建筑结构的施工没有做到设计的相关要求,最终影响了整个工程的施工质量。
2建筑结构设计的抗震措施
2.1要结合建筑结构与性能进行设计
大部分的现代建筑中都是钢筋混凝土结构。在钢筋混凝土结构中通过控制钢筋混凝土构件的截面和配筋达到抗震的最终目的。在进行建筑施工时,可以在建筑的内外墙上设置钢筋混凝土构件,并且再在墙上安装一些特殊的减震材料等。尤其是对于建筑中的构造柱的要求要更加的用严格,他必须要延伸到建筑的顶部,而且还需要与圈梁进行连接,进一步保证整个建筑结构的整体性,增加建筑的抗震能力。同时,在进行结构设计时还要充分考虑建筑抗震的性能。不同结构类型的建筑物有不同的抗震防震的要求,只有充分考虑到建筑结构的性能才能为设计提供更为准确的实际数据,从而达到抗震的最佳效果。在我国一些地区是地震的多发地区,而有些地区地震发生的可能性比较小,对于这种情况就需要设计人员来进行不同的抗震设计。在发生大地震可能性较高的地区要以该地区最大的地震强度来设计,不仅仅如此,还要考虑建筑自身的结构类型来最终确定他的抗震能力。一般情况下,建筑的基础部位以及内部结构的设置需要进行抗震设计,在发生大地震时能够很好的保护建筑物,进而保证建筑中内部人员的生命安全。
2.2要结合建筑规划以及建筑环境进行设计
要使建筑结构的抗震性能达到比较好的效果,就需要在建筑的设计中充分考虑建筑所在的周围环境,选择地基比较稳定的环境。除此之外还应该考虑到建筑物之间的距离,建筑物之间的距离过近,在地震发生时造成的伤害就可能越大。在建筑设计之前还应该详细了解当地的地质、水文条件,尽量将建筑物建设在地质结构条件稳定的地方。对于建筑其他方面的规划,比如说地震逃生通道的设立,它能够保证地震发生时人员及时疏散。
2.3提高建筑抗震的设计质量
地震是一种对人类威胁较大的自然灾害,它不仅会对建筑物造成破坏,严重时还会威胁人类的生命安全。但是,造成人类伤亡一般是因为建筑物的倒塌,所以,对于建筑设计人员来说,建筑抗震的设计就显得尤为重要。当今我国的建筑结构的抗震设计水平还比较低下,许多设计施工人员对相关法律和规定的忽视,施工操作不规范,现场管理混乱等等。所以要提高建筑的抗震设计质量就要制定合理的设计方案,要根据相应的设计数据以及结合建筑本身的实际情况来进行设计。除此之外还应该加强对建筑从业人员的培训,增强他们的责任意识,提高他们自身的专业素质,为我国建筑行业的发展做出积极地贡献。
2.4地基施工要用特殊隔震材料
建筑的地基是整个建筑的关键部位,它的质量会影响到整个建筑物的抗震水平和抗震能力,所以我们在进行建筑设计施工时,最好使用特殊的隔震材料。在地基的建设中,通常要对它进行特殊处理,进而来降低地震对建筑物的冲击和损害。在中国古代的建筑中就有对地基抗震的特殊处理,比如,在进行建筑设计施工时,他们在建筑地基中铺上砂子以及粘土,在中国的南方的建筑中还发现了糯米这种减震的材料。近些年来,随着我国的抗震技术的不断提高,相应的抗震的特殊材料也越来越多。在地基的施工中铺设相应的建筑材料,能够有效的降低地震波的冲击,从基础上来保护整个建筑物,起到较好的抗震效果。但是,在市场中,一些材料也存在着一定的缺陷,所以企业在选择防震材料时,要特别注意材料的生产质量,必要时可以对材料进行相应的检测,以确保施工建筑的整体质量。
2.5悬挂隔震的隔震措施
所谓的悬挂隔震就是把建筑物的大部分的结构悬挂于空中,当地震发生时地震波带来的能量就不能够传到建筑主体部分,最终可以降低地震带来的冲击。这种悬挂设计一般都采用于较大的钢结构建筑。这样主要的钢柱框架在遇到地震时可以不受到其他钢结构的影响,最终起到抗震的目的,而且在这样的建筑结构中,悬挂式还可以最大限度的吸收地震的能量,降低地震带来的伤害。
2.6在建筑物层间设置隔震设备
在对建筑层间进行设计时,要用隔震设备来降低地震带来的损失,这种隔震技术设施主要采用在建筑物基础和上部建筑物的减震装置,它主要是通过对建筑底层的震波进行进行吸收,从而减少上部建筑物所受到的冲击。在进行施工时可以采用粘弹性隔震、摩擦滑移隔震的方法,通过在建筑的内部设置橡胶垫以及其他隔震装置来进行防震。而且这种建筑方法也可以用于旧建筑的防震改造中,一方面在施工时比较容易操作,另一方面这种隔震设计也可以很好的起到防震的效果,从而也降低了施工的费用,节省了社会资源,符合社会的发展规律。但是,这种隔震装置的应用也有它的局限性,他不适合在楼层比较高的建筑上实行。因为这种装置在地震发生时可能会延长建筑结构的自身震动周期,最终会导致这种装置在高层建筑中不仅不会起到相应的防震效果,有可能会加重整个建筑结构的震级,从而起不到最终的防震抗震的最终效果。
3总结
加强我国建筑结构的抗震设计能够为我国建筑行业的正常发展创立良好的环境,保证人民的生命安全。通过对建筑抗震设计的研究,我们发现了在实际建筑施工中存在的问题,并且针对这些问题可以找到更好的解决办法,这对建筑设计来说具有重大的现实意义。提高建筑结构的抗震能力,进一步提高了建筑的质量,加强了人类应对自然灾害的能力,从而促进我国建筑业的发展,促进我国经济的进步。
参考文献:
关键词:高层建筑;抗震措施
中图分类号:TU97文献标识码:A文章编号:
引言:随着我国经济的快速进展,建筑物越来越多,也越来越高,在看作情况下必须做好抗震设计。抗震结构设计规范是设计人员在进行建筑结构设计过程中遵循的原则,使结构满足强度.刚度.延性及耗能能力等方面的要求,以而实现“小震不倒.中震可修.大震不倒”的目的,但是在实际设计中,却达不到看作效果。因此,我们在对建筑物进行结构设计的时候,必须把建筑物的抗震问题放到非常重要的位置,并采取适当的措施,尽量避免地震对建筑物的损坏。
1.影响建筑抗震的因素
1.1建筑抗震取决于所选取建筑结构形式
为实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标,新版《建筑抗震设计规范》中取消了砖混内框架结构,提高了砖混结构建筑的设计要求。目前普遍使用的框架-剪力墙结构、剪力墙结构、框架结构三种结构形式中,框架-剪力墙结构的抗震性能最为突出,剪力墙次之。单纯的框架结构造价虽然抗震性能不如前两种,但其造价较低,施工技术成熟,是目前最为常见的结构形式。根据建筑当地的实际情况,结合建筑的使用功能,选取合适的结构形式,对于建筑抗震意义重大。
1.2建筑抗震取决于适宜的抗震措施
在场地类型不同的情况下,抗震措施主要由建筑的不同等级决定。在确定建筑等级及场地类型之后,将先进的抗震理念和系统的分析计算纳入到抗震措施设计中,即可改善建筑抗震设计,提高建筑抗震效果。
1.3影响房屋建筑抗震性能的因素
房屋建筑抗震性能取决于场地选择、施工质量等其他因素。建筑工程场地选择不当等造成施工质量下降,这些因素都可能对建筑结构的抗震性能造成重要影响。选择建好的工程场地、加强施工质量监督,对于提高建筑抗震性能是十分必要的。
2.建筑结构设计的抗震措施
2.1建筑场地的选址和地基与基础设计
2.1.1建筑物的抗震能力与场地的选择有紧密的联系,实践证明,由于建筑的场地的不同虽然是同种建筑物,但是破换的程度大有不同,建筑场地选址时应尽量选择平原地带,没有断层通过或是断层交汇的地带。
2.1.2地基与基础设计在防震结构设计中起着重要的作用,由于是基础工程,它设计的质量直接影响着整个设计的流程进行,要想是建筑顺利进行,就要处理好地基沉降及承载力的问题,要调节好不均匀的沉降基础,尽量减少影响地基沉降的因素,使其在承载力或是整体结构上达到规范性的要求。
2.2选择有利于抗震的体系的类型
建筑结构影响抗震的因素很多:使用功能的重要性,体系的类型(结构在平面与立面上的规则性、对称性、整体性与刚度的均匀性以及材料类型)与施工因素等都会有所影响。
2.2.1建筑的体型要简单,平立面布置宜规则。体型简单和规则的建筑,受力性能明确,设计时容易分析结构在地震作用下的实际反应及其内力分析,且结构细部的构造也易于处理。所以这类结构遭遇地震后其震害相对都较轻。
2.2.2对于结构体系的类型,其规则性关系到建筑地震作用的产生、分配和传递,其建筑材料及结构体系对建筑物的固有周期和抗震延性有很大影响。扭转不规则时,产生附加扭矩,即影响地震作用的产生;刚度不连续时,影响地震作用的分配;传力构件不连续时,影响地震作用的传递。它们都对建筑的抗震不利。因此,对体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构需要在适当部位设置防震缝,使其形成多个较规则的抗侧力结构单元。否则,如为平面不规则的建筑结构(扭转不规则,凹凸不规则,楼板局部不连续)或立面不规则的建筑结构(侧向刚度不规则,竖向抗侧力构件不连续,楼板侧向承载力突变),则应进行水平地震作用计算和内力调整,并对薄弱部位采取有效的抗震结构措施。由于偶然偏心放大了结构的扭转效应,因此扭转不规则的计算应该考虑偶然偏心的影响,必要时设置防震缝。抗震规范的原则是:建筑防震缝的设置,可按结构的实际需要考虑。体型复杂的建筑,不设防震缝时,应选择符合实际的结构计算模型进行精细的抗震分析,估计其局部应力和变形集中及扭转影响、判别其易损部位、采取措施提高抗震能力。当设置防震缝时,应将建筑分成规则的结构单元。防震缝应根据烈度、场地类别、房屋类型等留有足够的宽度,其两侧的上部结构应完全分开。
2.3选择合理的抗震结构体系
抗震结构体系的选择,应根据建筑的设防烈度、房屋高度、场地、地基、材料和施工等因素结合技术、经济条件综合考虑。抗震结构体系应符合下列各项要求:
2.3.1宜有多道抗震防线。避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力。一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。一般情况下,应优先选择不负担重力荷载的竖向支撑或填充墙,或选用轴压比不太大、延性较好的抗震墙等构件作为第一道抗震防线的抗侧力构件。结构体系中的抗震墙处于第一道防线,当抗震墙在一定强度的地震作用下遭受可允许的损坏,刚度降低而部分退出工作并吸收相当的地震能量后,框架部分起到第二道防线的作用,这种体系的设计抗震墙能够承受大部分的地震力。对于强柱弱梁型的延性框架,在地震作用下,梁处于第一道防线,其屈服先于柱的屈服,首先用梁的变形去消耗输入的地震能量,使柱处于第二道防线。为使抗震结构成为具有多道抗震防线的体系,也可在结构的特定部位设置专门的耗能元件。
2.3.2应具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力。如果抗震结构体系有较高的抗侧力强度,但缺乏足够的延性,则这样的结构在地震时很容易破坏(如元筋砌体)。但如结构有较大的延性、而抗侧力强度不高,在不大的地震作用下结构产生较大的变形(如纯框架结构)。如果框架中设置抗震墙,使其抗剪力强度增加。则上述两种结构的抗震潜力都增大了。
2.3.3宜具有合理的刚度和强度分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力或塑性变形集中。对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高。由于与之相连的梁水平宽度较小,且梁、柱截面中心线不能重合,按规范规定,当梁、柱中心线不能重合时,应考虑偏心对梁柱节点核心区受力和构造的不利影响。有试验研究表明,当框架梁、柱中心线偏心距大于该方向柱宽的1/4时,在模拟水平地震作用试验中节点核心区不单出现斜裂缝,而且还有竖向裂缝。因此,有抗震设防的框架梁、柱中心线的偏心距大于该方向柱宽的1/4时应采用梁水平加腋等措施。
2.3.4薄弱部位钢筋构造。舞台这类大开洞结构,势必会在天桥和楼梯等部位形成薄弱部位,是抗震时最不利的部位。因此,对楼梯及天桥等部位的板钢筋应双层双向拉通设置,以增强其连接作用。同时,竖向构件的钢筋构造更不能放松。在对柱钢筋进行配筋设计时,针对一些角筋计算值较大的柱,应特别注意。角筋配筋值较大在满足柱单边纵筋计算配筋后,可能会使得柱全截面配筋值偏小,甚至达不到计算要求。此时,应增大柱单边中部的纵筋配筋面积,以满足计算要求。另:舞台结构中框架柱的截面尺寸多较大,且多有夹层、楼梯等构件使得框架柱形成短柱。对这类短柱,箍筋应全长加密,纵筋连接宜采用机械连接,接头区应尽量避开短柱区域。
3结束语
总而言之,随着高层建筑的迅速发展,建筑高度不断增加,高层建筑的结构设计也成为结构工程师设计工作的主要重点和难点。其抗震设计变得尤为重要,建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念,从场址的选择到建筑物的结构设计,抗震设计贯穿了整个过程。建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。因此如何准确、合理的运用不同的抗震设计方法,是非常重要的,对于不同的建筑、不同的情况应区别对待,从而寻求最合理的抗震设计。
参考文献:
【关键词】建筑物结构;抗震性能;选择场地;概念设计
1前言
我国处在多地震带,是多地震国家,地震给人们带来人员伤亡和财产损失。例如:2008年四川汶川地震,造成我国重大人员伤亡和财产损失。地震中,导致重大人员伤亡的主要原因是建筑物的倒塌,倒塌现象较严重的是学校,有的甚至一地震房屋就倒塌了,使大量学生在地震中死亡,建筑物的质量没能得到保证,这是造成大量学生死亡的主要原因。由此看来,提高建筑物结构的抗震性能是非常有必要的,建筑物的抗震性能好,可以在地震发生的时候延缓时间,可以减少人员伤亡和财产损失。所以,提高建筑物的抗震性能的意义非常重大。
地震造成建筑物受损的主要原因有:首先,强烈的地震可能导致建筑物地基塌陷,使地基失效,导致建筑物抗震性能下降;其次,强烈的地震引起地面变形,使建筑物的重心偏移;再次;地震强烈的震动,变形大,使连接处断裂,造成建筑物抗震性能较差。所以,建筑物的设计人员必须对建筑物的抗震性能进行深入的研究,采取各种措施提高建筑物的抗震性能,减少地震给建筑物造成的危害。
2建筑场地的抗震性选择
如果施工条件相同,而施工场地的地质条件不同,这样便导致地震对建筑物的损坏程度也是不一样的,加强建筑物结构的抗震性能就必须选择好的建筑场地,避开对抗震性不利的场地,减轻地震灾害带来的损失。有些也可以根据地点特点采取抗震措施。
2.1场地类别的确定
建筑的场地类别问题一直是建筑界所关注的焦点。一般建筑场地类别的划分可以分为两种,包括土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度。
2.2建筑场地选择的原则
2.2.1首先我们要选择对建筑抗震性能有利的地方,例如:宽阔、平坦、坚实的场地。风化的基岩、坚实的砂土层以及不含水的粘土层都是良好的建筑场地,避开软弱土、山丘、和陡坡这些不均匀的地段。
2.2.2如果根据设计要求无法避开山丘、陡坡这些不利的地段时,则需要根据抗震设防类别采取适当的措施,加强建筑物整体结构的刚度,消除由于地基液化使地基沦陷的现象。
2.2.3有些地段地基内有软土层或者不均匀土层时,还要考虑地震造成的地基下降,采取有效措施对桩基、地基进行有效的加固,以及加强地基基础和地基上部结构的处理,对于有些易发生地震的地段还可能引起地陷或者是坍塌,要及时采取稳定地基的措施。
3建筑物抗震性概念设计的提高
3.1提高建筑结构的规则性
我国是一个多发生地震的国家,实践证明既规则又对称的建筑物地震时抗震性能较好,而且不容易被损坏,建筑结构越规则越容易准确计算地震的反应,从而确定出传递途径,及时发现问题采取有效的抗震措施。
3.1.1建筑形状要规则
如果地面是平立面,则应少出现有凸角的结构,若根据建筑物的设计要求无法避免凸角,则突出部分长度不可以超出总长度的百分之三十,更不能超出建筑的总宽度。
3.1.2建筑物结构要均匀对称
建筑物结构对称是抗震性能一个重要原则,如果结构是不对称的结构则在地震中会产生较强的扭转。若周边的构件强度和刚度不对称,在设计上从总体上减小刚度偏心,还应对构件内力的变形位移进行估测。
3.2增强刚度和整体性能
建筑物必须具有足够的刚度和稳定性才能维持建筑物自身的抗震性能。结构体系由纵、横承重构件和楼盖组成。在建筑施工时,要尽量增大构件的刚度,这样可以延长地震时构件的屈服力。同时,对构件的延性要求有所降低。设计人员还要考虑抗侧力构件的结构质量和布置。刚性楼盖抗侧力按各自侧移刚度在地震中合理分配地震作用。一般来说,较为理想的抗震构件选择用现浇钢筋混凝土楼板和屋盖。现浇钢筋混凝土楼板整体性能好、水平刚度大,对墙体对齐的要求不高,这样可以有效控制层问变形。强度大的楼板和屋盖的水平刚度可以传递荷载。采用现浇楼板和屋盖直接增强建筑物的整体稳定性和空间刚度,这样更有利于提高建筑物抗争性能。
3.3确保建筑物的结构延性
强烈的地震给人们的生命财产带来一定的危害,所以,建筑物在设计时要确保建筑物抗震能力大,这就要求设计人员充分考虑建筑物部分结构构件的损坏来增大延性耗散地震能量,使得建筑物整体承受的地震能量得到减少。结构延性可以抵抗地震引起的非弹性形变。为了避免地震中建筑物受到损坏使结构表现出必要的延性,使塑性变形集中在有延性能力的构件上。提高结构延性能力的方法:
3.3.1选择一个塑性变形结构,也就是“强柱弱梁”,人为的使抗弯能力强于梁的,这样,一旦发生地震,塑性铰最早出现在混凝土框架的梁端,柱端的塑性铰出现的相对比较晚,由于地震使二者达到最大非线性位移时,梁端塑性转动大,而柱端转动较小或者根本不会出现塑性铰。这样框架就获得了较大的塑性耗时能力。
3.3.2采用相应的抗震构造措施,确保能够出现塑性铰的部位尽量有足够的塑性转动能力和塑性耗能能力。建筑物中增加箍筋可以提高构建在发生断裂时达到所需的延性。
3.3.3为了避免建筑物结构延性在地震中还没有完全被发挥出来就发生了断裂和剪切的破坏,所以,我们需要人为的改变条件,增大建筑物构建的抗断裂和剪切能力,即强剪弱弯,要增大梁端和柱端的和构件节点处的剪力值,从而避免构件发生剪切、断裂的破坏。
4施工管理的改进
我们所设计的方案都要由施工方进行施工,施工质量得到保证才能满足设计的要求,施工中要时刻提高各个部门的负责人和施工人员对抗震性能重要性的认识。工程偷工减料,将会造成很严重的后果。所以,我们要对建筑物的抗震性能充分了解,依法执行建筑抗震性设计的规范。施工抗震性能工作做的好坏直接影响到整个施工过程抗震的效果。施工单位要定期对施工人员宣传抗震知识,提高他们对抗震性能的认识,确保施工的质量。施工人员要严格按照施工图纸和相关的抗震构造图进行施工,保证施工质量,提高建筑物的抗震性能。
5结束语
近几年,随着我国经济的快速发展,人们对建筑的需求也越来越多,如果建筑结构抗震性能不佳,一旦发生强烈的地震,将会导致人员伤亡和一定的财产损失,所以,提高建筑结构抗震性能必须受到高度的重视。从总体来说,都是为了避免地震带给人们的伤亡和损失,建筑物的设计人员要对建筑物的场地选在和建筑物的构建进行科学合理的安排,并且设计符合各个地段要求的工程,施工时严格按照施工要求进行施工。采取合理的措施控制地震作用下建筑物结构的薄弱环节,提高建筑物结构的抗震性能是非常有必要的,建筑物的抗震性能好,可以在地震发生的时候延缓时间,可以减少人员伤亡和财产损失。所以,提高建筑物的抗震性能的意义非常重大。
【参考文献】
关键词:建筑工程;砖混结构;抗震设计措施
中图分类号: TU973+.31 文献标识码: A
目前,我国的大部分地区建筑工程中所使用的材料均为砖混结构,同时据相关研究表明在汶川和玉树的地震中受到严重破坏的均为砖混结构,地震中砖混结构的破坏不仅带来了巨大的损失还给人们留下了不可磨灭的影响。为此很多的地震工作者在不断的进行着努力,总结了一些抗震措施。为此,本文就现行的抗震设计理念和砖混结构中存在的问题进行了探讨和分析,提出了在建筑工程中砖混结构的一些抗震设计措施,以其给同行以一定的借鉴。
1砖混结构中的设计理念
现在社会中,世界上很多国家应对建筑物的抗震目标中指出:在小地震频发地带,要求建筑物的结构能够经得起考验,出现一定的破损但经过修整之后可以投入使用;在遇到难的一见的大地震时,可以允许建筑物的结构出现一定程度的毁坏,但是不允许建筑物全部倒塌。在我国的抗震规范中要求建筑物“小震不坏,大震不倒”,总体上将砌体的抗震设计分为两个方面:(1)对截面的承载力进行验算,使构件或者整个结构能够经受一定强度的考验,这主要是对抗剪力的计算。(2)抗震能保护措施。在现阶段的研究中,主要是对结构的连续性、整体性以及布置的合理性等进行科学的布局,保证建筑工程中建筑物在遭受强震时不至于倒塌。根据相关资料的分析表明,对抗震进行合理的布置、注意构造措施能够有效的提高建筑工程中建筑物的抗震能力。这说明,在一定程度上设计的理念要比强度的计算更能对地震的预防起到作用。
2建筑工程中砖混结构在抗震设计中的问题
现阶段,很多的设计人员所做的工作绝大多数是针对基层建筑物进行抗震设计的,所以在针对建筑工程中抗震结构的设计过程中,不能重视建筑物顶层的抗震结构。一些顶层或楼梯之间砖混结构中的突出部位中砂浆强度不够,将会在地震中出现特别严重的破坏。在一些建筑工程的施工过程中,一些建筑物中为追求大客厅的效果,通常在建设过程中设有大开间和大门洞,但大门洞的墙宽不够300mm,而阳台的长度却要超过2m,砖混结构的设计过程中,其房屋因场地和造型的限制,使得在工程设计的过程中建设成了复杂的结构,从而使施工过程中不能够将纵横墙之间的布置进行对齐,同时使得竖向结构中存在着不能保持连续的情形。除此之外,一些由砖混结构构成的建筑物在针对抗震设计时,不能够准确的对建筑物的承载能力进行验证和核算,使得在建筑工程的施工过程中仅依靠经验对其进行设计,从而使得砖混结构的砌体不能够满足实际需要,达不到相关标准规定。在实际的施工过程中,存在于建筑物中的问题不仅仅限于此,所以作为设计人员必须要正视砖混建筑物中的问题,并进行认真的分析做出合理的设计。
3 建筑工程中砖混结构的抗震设计措施
3.1砌体建筑物的刚度及整体性的强化
在建筑工程的实施过程中,建筑物中的具有空间刚度的结构体系由承重构件和楼盖组成,该结构所具有的刚性和整体的稳定性是决定建筑物是否能够抵御地震的关键,这是砖混结构构成的建筑物的一大特性。在抗震过程中,刚性楼盖能够根据侧移对地震起到分配的作用,使建筑物的整体性增加,使滑移、散落现象消失,使楼板的刚度增加,增强抗震作用。同时楼板和屋盖具有较好的刚度能够使水平载荷进行良好的传递,在平面结构上,上下墙体进行对齐能够有效的传递水平力,而楼板和屋顶的存在则能够有效的对墙体进行约束。现阶段,在建筑工程的实施过程中使用现浇筑的屋盖能够有效的增强其刚度和稳定性。
3.2房屋圈梁和构造柱的合理设置
根据相关资料的调查表明,砖混结构组成的建筑物中采用圈梁能够起到有效的防震作用,使地震的损失减少,并能够在一定程度上提高砖混结构建筑物的抗震能力。圈梁设置在楼板的水平面可以使建筑物的整体性和稳定性增强,还能使内外墙体之间的连接更加协调,同时在圈梁的作用下还可以对楼板和纵横墙的布置进行约束,使它们组成一个有机整体,这能够有效的对内外墙的倒塌起到缓冲,有效的提高了墙体的抗震能力。在竖向的结构中,在构造柱和墙体的共同作用下,能够有效的对墙体的裂缝以及水平面的夹角进行限制,这能够显著的提高墙体的抗变形能力,使墙体的抗剪切能力增加,能够有效的保证墙体的完整性。圈梁的设置能减少地面裂缝的出现,同时可以改变地下的不均匀沉降,值得注意的是屋顶和基础顶采用圈梁是保证建筑物竖向刚度和抵抗砖混结构的最佳结构。
3.3 有效的保证建筑物的总层数和总高度
对有关砖混结构的建筑物进行调查的资料表明,建筑物的层数越高,其破坏程度就会越大,所以有效的降低砖混结构建筑物在地震中的破坏程度的措施之一就是降低建筑物的总高度和总层数。根据相关的建筑抗震设计规范中对高度和层数的强制规定:在建筑工程中建筑物的总高度和必须要满足各种限制。这是因为建筑物的顶层的总重量达到建筑物总重量的一半,增加一层楼就会使地震中建筑物坍塌的危险增加一分。在建筑物的层数相同的情况下,重量增加一分就会使建筑物底部承受的抗震倾覆力矩增大一分,在倾覆力矩过大的情况下,建筑物不能够承受较大的重量就会造成倾塌。所以,有效的减轻重量,是建筑物的层数降低,这是减弱地震的有效方法之一。
3.4墙体面积的适当增加和砂浆强度的合理提高
由砖混结构构成的建筑物在抗震设计过程中,上面几层房屋在地震中所起的作用较小,因此受到的影响也较小,很容易达到相关要求。在地震发生的情况下,建筑物的底层很容易成为脆弱层,不能够达到相关抗震需求。所以在实际建筑工程的施工过程中需要对砌体的承载面积和砂浆的强度等进行合理的调配,使它们达到相关标准。所以,在建筑工程的施工过程中,适当的增加底层的墙体面积或提高砂浆的强度可提高砖混结构的抗震能力。
3.5砖混结构建筑物的平面和立面的合理设计
建筑工程中砖混结构的合理设计中最重要和常见的内容是其平面和立面 的设计。在该工作的实施过程中必须要使平面和立面的各个方面做到简洁、正式和规范,同时使质量中心和刚度中心保持一致。在建筑工程的施工过程中常常会出现砖混结构构成的房屋不能够完全重合,这将会增加在地震中出现扭转作用的情形。在建筑物的施工过程中对于不规则的砖混结构需要注意对其偏离墙体的抗震数据进行精确的计算和验算,同时保证建筑物的重心位于最低端,建筑的立面要避免头重脚轻现象的出现,突出屋顶部位的建筑物高度不应设置的过于高,同时要尽量不使用错落的立面形式,预防砖混结构的建筑物在地震中产生鞭梢效应。
4结语
在地震的发生过程中能够造成最直接和最大经济损失的严重原因是建筑物的坍塌,而地震的发生具有很多因素,在其发生时若建筑物能够有效的对其进行抵挡,就能够有效的保护很大一部分人逃出房屋,保证他们的生命安全。所以在建筑工程中有关砖混结构中抗震设计措施中必须要做好方方面面的工作,将每一步的工作落实到实处,这样才能够有效的保证在地震中受到最小的损失,获得最大的经济和社会效益。
参考文献:
[1]刘辉.砖混结构房屋的抗震设计[J].中国科技财富,2011(9).
[2],高建全.浅谈砖混结构房屋的抗震设计[J].城市建设理论研究(电子版),2012(12).
关键词:建筑结构;抗震扭转设计;重要性;措施
建筑结构抗震扭转设计影响着建筑在地震作用下的形变程度,地震是破坏建筑质量的最大原因,通过改善建筑结构抗震扭转设计,可以有效的保障人们的生命财产安全。提高建筑结构抗震扭转设计,对提高建筑的质量与安全有着重要的影响作用,这项设计也是建筑单位比较关注与重视的内容。根据建筑不同的结构类型,其抗震扭转设计的内容也不尽相同,尤其是高层或者不规则建筑,这些建筑在地震的作用下结构极易变形,一旦发生安全事故,造成的损失也非常大,所以,必须通过相关的技术改善这类建筑结构的抗震扭转设计,本文对建筑结构发生扭转的原因进行了分析,希望相关部门可以尽快解决这些问题。
一、建筑结构扭转的形成原因
建筑结构扭转是建筑在地震力作用下最容易发生的质量问题,这种质量问题对建筑结构的破坏极大,如果不通过相关技术改善建筑结构问题,很容易埋下安全隐患,造成居住者较大的损失。为了避免建筑结构遭到破坏,可以增强建筑结构的刚度,提高建筑结构的扭转能力,还要了解建筑结构发生扭转的原因,这样才能改进抗震扭转设计技术,下文从建筑结构本身以及外来干扰两个方面,对建筑结构扭转的形成原因进行了简要分析。
1、建筑结构本身原因
影响建筑结构承重力的因素很多,其中建筑结构的刚度中心与质量中心是否重合是其中最重要的影响因素,如果在施工的过程中,没有将建筑结构的刚度中心与质量中心重合在一起,那么在地震发生时,建筑的结构则会遭到严重的破坏。所以,刚心与质心的位置影响着建筑结构的稳定性,两者重合在一起可以有效的提高建筑结构的整体性,而且也会减小地震对建筑结构的破坏,提高建筑结构的抗震扭转力。为了做好对刚心与质心重合的检测工作,必须提高监管人员对这项工作的重视程度,对质量进行严格把关,这样才能避免因建筑结构问题而影响其抗震扭转力。
2、外来干扰原因
地震的发生具有突发性与强破坏性性,人为力量无法阻止地震的发生,但是建筑设计人员却可以通过提高抗震扭转设计的质量,降低地震对建筑的破坏程度。地震发生时会对地面产生水平的作用力,而且对建筑结构会产生转动的作用力,这种力量对建筑结构产生巨大的破坏作用。地震虽然可以通过科学的方法进行预测,但是这种预测并不能保证百分之百的准确率,而且对地震的强度也无法掌握。所以,在进行建筑设计时,一定要多考虑外界因素的干扰,做好建筑结构抗震扭转设计,尤其是不规则建筑结构抗震扭转设计,需要通过科学的计算优化设计方案,这样才能提高建筑的质量与安全。
二、建筑结构抗震扭转设计的重要性
在建筑工程项目中,做好抗震扭转设计工作是至关重要的内容,其对于保证建筑结构整体性耐久性有着重要的意义。一般而言,扭转问题所产生的影响主要是对建筑结构安全性造成一定的威胁。就多年工作实践证明,破坏性地震会给国家经济和人民生命财产安全造成直接或者间接的危害以及损失,尤其是强烈的地震,甚至会给人类带来毁灭性灾害。目前,有关数据统计得出,全世界每年因为地震造成的死亡人数高达一万人以上,经济损失每次高达十亿美元。根据分析和总结得出,在地震问题中,其所造成的经济损失和人员伤亡大多都是由建筑结构倒塌而引起的。而扭转作为影响建筑结构整体性和安全性的主要因素,因此做好建筑结构抗震扭转设计就显得十分重要。
三、改善建筑结构抗震扭转设计的建议与措施
引发建筑结构的扭转振动的因素众多,包括地面的运动、建筑物质量和刚度分布的不均匀、计算分析的误差以及抗扭构件的脆性破坏等,这些使得扭转振动在所难免。在设计中应尽量改善结构扭转效应,并在构造上采取一定措施来减小扭转。
1、改善扭转效应
总的来说,就是要做到削弱中问、加强周边。具体可从以下几个方面来改善扭转效应:
1.1建筑平面总体布置应规则、对称,具有良好的整体性。
1.2建筑的立面形状应规则 ,纵向抗侧力构件的材料强度和形状尺寸从上到下应逐渐增加。避免其刚度和承载力突变。
2、 抗扭措施
2.1根据建筑具体高度来选择适宜的结构类型。
2.2确保框架-剪力墙基础具有良好的整体性和刚度。
2.3框架结构和框架-剪力墙结构中 ,梁中线与柱中线、柱中线与剪力墙中线之间的偏心距不宜过大。
四、建筑结构布置分析
1、平面布置
地震区的建筑,最好采用圆形、方形或矩形平面,椭圆形、扇形、正六边形、正八边形也可以采用。虽然三角形平面看起来也比较简单和对称,但它并非沿主轴方向都对称,地震时也易产生较强的扭转振动,所以地震区建筑的现状尽量避免采用三角形。
2、 立面布置
地震区建筑的立面也尽量采用矩形和梯形等均匀的几何形状,不宜采用带有突然变化的立面形状,因为形状突变会引起质量和刚度的剧烈变化,致使该突变部位在地震时因塑性变形,效应而加重破坏。在地震区尤其不宜出现倒梯形建筑和大底盘建筑,但这两种建筑形式是比较流行的。倒梯形建筑虽然建筑风格比较时尚,但其在质量、刚度和强度分布上均不符合抗震设计原则,它的上部质量下部质量小,使得重心偏高,增加了倾覆力矩。
五、结语
地震的发生会对建筑造成巨大的破坏,在地震的作用下,建筑的结构会发生变化,这也考验了建筑结构抗震扭转设计的质量,人们无法阻止地震的发生,但是可以通过提高建筑结构抗震扭转设计的质量,减少地震对建筑的破坏程度。建筑设计人员的技术水平对抗震扭转设计的质量有着重要的影响,所以,设计者必须不断的加强专业技术,掌握更多的专业知识,了解建筑结构扭转形成的原因,这样制定出科学、合理的抗震扭转设计方案。影响建筑质量的因素很多,其中建筑结构的刚心与质心是否重合,影响着建筑在地震作用下的抗震能力,如果二者未重合的话,会使建筑结构形成扭转破坏,所以,相关人员一定要全面考虑,这样才能有效的改善建筑结构抗震扭转设计。■
参考文献
[1] 考虑构件抗扭刚度的建筑结构抗扭计算[J].铁道科学与工程学报,2006(2).
关键词:建筑结构;抗震加固方法;应用研究
新时期,随着经济的发展,城市建设取得了飞越发展,对于建筑而言,安全性至关重要,虽然经过长期发展,建筑无论是结构选型还是施工技术,均取得了重大进展,但有的建筑结构性能依然难以满足抗震要求,尤其是在地震多发、易发地区,对建筑结构采取抗震加固措施尤为必要,也唯有如此,方可有效抵抗地震灾害,并降低影响和损失。下面就建筑结构的抗震加固进行研究,以供同行参考。
一、建筑结构抗震加固的必要性
众所周知,我国属于多地震国家,因此早在 20 世纪 60 年代便开展了有关建筑抗震技术的研究,且经过不断发展,我国建筑抗震技术取得了实质性进展,像高层框架、简体结构、剪力墙等建筑抗震加固方法日益丰富。即便如此,在地震灾害面前,仍有很多建筑难以抵抗其强大的破坏力,从而使得建筑结构出现了不同程度的损坏,甚至是瞬间倒塌。受此影响,住宅、学校、商场、医院、办公楼等建筑结构的安全性再度成为众人的关注焦点,加强建筑结构抗震加固研究显然是大势所趋。
二、建筑结构抗震加固方法探讨
由上可知,对建筑结构进行抗震加固已是必然选择,但关键在于采取何种加固措施,在此就常见的抗震加固方法进行分析:
1.增设合适的构件
就当下而言,通过设置必要的构件,用于改善建筑结构的变形能力、抗震能力和整体性能,是最基本也是最有效的建筑结构抗震加固方法,具体涉及增设支撑、抗震墙、钢架等几种加固形式。
其中设置抗震墙法多见于建筑结构中具有抗震作用的墙体承载力明显不足或间距无法满足相关要求的情况,即由新砌筑的抗震墙分担地震作用,以此将结构变形量降低最低,但前提是必须妥善处理建筑原有构件与新增墙体的连接问题,既要使其连接可靠,也要减少损坏原有构件,同时还要将加固后的建筑结构强度考虑在内,以免因其不均匀引发薄弱层的转移;相对而言,该抗震加固方法经济可靠、强度刚度较高且便于应力传递,不过必须确保其基础结构有着足够的承载力。而针对钢结构或钢筋混凝土等由梁柱连接构成的框架空间,可采取增设钢支撑这一抗震加固方法,其拥有施工快、支撑轻、可满足延性、强度要求等特点,而且不会对建筑内部情况造成严重影响,但因耗能有限,故通常在震后对其支撑构件予以更换。
2.适当强化构件性能
若建筑结构不适合采用增设构件这一抗震加固方法,可从原有构件着手,对其承载力、延性等进行强化,如粘贴钢板、外粘型钢、粘贴纤维复合材料等多种方法。
具体而言,针对建筑结构钢筋混凝土中的大偏心受压、受弯或者受拉构件,建议选用粘贴钢板法,即利用专用的建筑结构胶在构件表面位置粘贴钢板,其不仅可以补足原有钢筋构件的不足,也可增强构件的抗裂能力和结构的承载能力,且刚度增加很小,能够与原有构件形成一个受力均匀的整体,而不会出现应力集中,所以是国际上公认的加固方法,但必须确保粘接剂性能和施工质量;若建筑结构中的梁、柱等对截面承载力、抗震能力等要求较高,可选用外粘型钢法,即通过焊接或灌浆等手段在构件两角或四周包设型钢,使其与原有构件一起承受荷载,并在约束原有构件的同时使其变形能力和承载能力得到改善,若在混凝土柱、梁等构件需要显著提升承载能力且又不允许增大截面尺寸时选用该抗震加固方法,施工便捷、工作量小、增重较少不说,还可显著增强构件延性、刚度和承载能力;此外为钢筋混凝土中轴心受压、受弯、受拉等构件粘贴增强型纤维复合材料也不失为一种有效的抗震加固方法,但必须保证材料合适、可靠,唯有如此,其强度、抗化学腐蚀以及保护加固构件的能力才会充分发挥,进而改善建筑结构的加固效果和耐久性,当然简单的操作、较小的施工噪音和环境影响也是其一大优势。
3.做好建筑隔震减震处理
随着建筑结构抗震加固研究的不断深入,隔震技术和减震技术逐渐发展起来。其中防震技术是指借助布置隔震层集中地震变形,以此降低地震对建筑原有结构的影响,从而限制能量继续上传,实现增强建筑抗震能力的目的,可见其加固效果理想,抗震安全性好,无需再次加固非结构构件,那么建筑功能和用途自然不会受到干扰,可是在采用该方法时,必须注意合理连接穿过隔震层的设备配管、配线等;而减震技术则是通过设置必要的耗能阻尼减震装置弱化地震反应,但其需要增加结构的能量耗力,而非结构延性和刚度,同时实践证明,较之普通抗震结构,耗能减震结构可降低 40-60%的抗震反应,结构造价也有所降低,像粘性流体、附加阻尼刚度、粘弹性等阻尼器是常见的耗能装置。
三、建筑结构设计中抗震加固定法的应用
1.建筑结构设计中的抗震措施
在建筑结构设计中,一定要考虑到地质条件、建筑物本身的基础结构、材料、地理位置等,结合建筑类型和抗震设计标准,有针对性地进行双重抗震设计,运用有效的抗震技巧,全面提升建筑物在可能发生的地质灾害中的稳定性,确保建筑物的稳固。
2.建筑结构设计中的建材选择
建筑材料是建筑结构设计中最重要的承重原料,抗震结构对建材的塑性、刚度都有较高要求。在运用建材的过程中,要以保证建筑物的稳定性为目标,参照当地地震史,并经过科学的理论分析,选用最合适的建材。通常在不影响建筑物的结构和使用效果的情况下,应选用质量小的材料,因为在地震中,此类材料相比之下破坏力低,不易造成人员伤亡。
例如,在我国东北,建筑物经常使用钢筋混凝土作为主要材料,大型建筑物还会运用伸缩缝的方法,这样不但保证了建筑结构的完整性,还能很程度上防御地震的破坏。
3.建筑结构设计中的效能减震
效能减震的原理采用阻尼器、效能器对地震力进行主动消耗和吸收,从而减少地震对建筑主体的破坏,确保建筑主体安全。这种减震技术目前应用也很广,在,新、旧建筑物抗震加固中均能起到很好的抗震作用。
五、结束语
综上所述,为安全起见,对建筑结构采取合理的抗震加固措施十分关键,不容忽视,毕竟其事关建筑质量安全和使用效益。这就要求我们强化建筑结构抗震设计,并结合当地实际情况和建筑结构特点,选择合适的主动或被动抗震加固措施,以此提高建筑抗震能力,降低风险隐患,同时还需加强抗震方法研究和创新,以期推动我国建筑抗震技术健康发展。
参考文献:
[1]解增银,陶小林.浅析如何做好高层建筑结构抗震设计[J].建筑科学,2013(15):273.
[2]薛彦涛,范苏榕.传统抗震加固技术与抗震加固新技术的介绍[J].抗震防震工程设计专栏:19-22.
【关键词】建筑结构;抗震;设计;问题
建筑行业发展步伐紧紧跟随着城镇化发展愈来愈快的脚步。受到不同区域限制,及自然灾害的产生,使得建筑结构抗震设计成为建筑设计中一项不得或缺的设计任务,从保证建筑的安全性出发,为人身安全做出了保障。那么如何对建筑结构的抗震效果做出合理设计,需要考虑到什么?对抗震设计需要采取什么具体措施?本文将对以上问题进行探讨与解决。
1.建筑结构抗震设计的思想
1.1与不利区域相互避开
施工选区对建筑结构抗震能力有着至关重要的影响。再好的设计更需要有一个好的根基,建筑物的构建,需要避开地质状况不佳、地震低发区域,从而从根基上保证建筑地基能够坚实稳固。当地震灾害发生时,直接破坏的是建筑结构。如有特殊情况,无法避开不利建筑区域,这时必须使用特殊方式适当解决对应问题,并在建筑结构的构建设计上,需要对抗震能力大幅提升。所以选择一个最佳建筑建设区域,能够从根本上提高抗震性能。
1.2建筑外形设计
根据统计得出,建筑构件截面及平立面更容易突变,发生地震应力,引发地震灾害。当今时代,许多建筑设计师更注重通过建筑外形的设计稳定抗震性,设计师清楚地明白:①建筑设计注重整体性。建筑的整体性强,才能保持“传力通道”通畅,保证抗震能力强;②建筑结构遵循规则性。建筑结构不规则时,需要通过加倍地震产生的作用力与内力来重新计算建筑受力,调整设计;③设计方案的重要性。方案是否合理,直接影响着整个工程的耗材与建筑的安全性。
1.3协调设计
如何把控建筑结构的抗震效果?不仅需要的是对平立面设计的规则与对称,更需要的是建筑构造设计师与建筑工程工程师之间的协调与配合。建筑构造设计师与建筑工程工程师不仅要各司其职地完成设计与分析工作,还需要通过沟通交流,完成配合,对建筑结构的抗震设计进行调整,最终达到建筑结构规则要求与抗震设计标准。
1.4确定结构体系
当确定建筑结构后,需要选择并确定合适的结构体系。建筑结构体系的选择与确定,抗震设计中的建筑实际条件(建筑区域地质、地基深浅、建筑材料、建筑高度等)、抗震类别等决定了建筑结构体系的选择,再通过各体系间经济、技术等对比,可确定最终的建筑结构体系。确定结构体系对抗震整体分析有着不可替代的重要作用。拥有地震传递与作用途径、计算简图,能够把控地震的作用力并分析出作用力的传递方向,达到预防地震来袭并在一定程度地避免了对建筑物迫害的作用。
2.建筑结构抗震构造的关键措施
要提升建筑结构的抗震效果,必须要采取一定的构建措施。本文介绍了:设置防震缝、增设构造柱、设置圈梁三种防控地震的构建建筑的措施。具体措施介绍如下。
2.1设置防震缝
在抗震地区,建筑物立面高差≥6m、建筑物有错层、楼板间错层高度差很大、或是建筑物各组件间硬度或重量差距过大时,需要设置防震缝。防震缝的作用就是将建筑整体划分成若干个体单元,使这些个体单元的刚度以及重量均匀,从而降低地震对建筑物的破坏程度。防震缝一般设置于地基之上,宽度基本在50~100mm内取值。
2.2设置构造柱
为增强抗震能力,加强建筑材料强度与剐度分别在建筑物拐角、墙根部、隔断、高墙体中部、楼梯以及电梯间等位置设置构造柱,并通过圈梁、构造柱与墙体三体之间紧密相连构造出稳固的空间骨架,大大提高了建筑物强度及稳定性,也对墙体的应变能力得以提升,使建造出的建筑物达到“裂而不倒”的高标准要求。建筑施工过程中需要按照“砌墙逐段柱身”的顺序来进行工程搭建,在柱身过程中需要现浇钢筋混凝土,使之更加坚固,在构造柱时,要做好根基,在柱下固定钢筋混凝土,保证其根基稳定,柱的截面应≥180mm×240mm,主筋采用一般规格:4×412mm,箍筋间距应≤250mm,墙柱间沿墙高每≤250mm增设4×46mm的钢筋加以连结(嵌于墙内钢筋需≥1m)。
2.3设量圈梁
需要圈梁来配合楼板进行搭建是提高建筑物空间的刚度,加强空间整体性,巩固墙体稳定性,减少开裂情况,提高抗震能力的必要措施。圈梁的材料有两种可以选择:钢筋砖与钢筋混凝土。钢筋砖圈梁用于地震低发区的非抗震区域;钢筋混凝土则相反用于抗震地区,它的宽度基本和墙体厚度相当,高一般≥120mm,其最小横截面为240mm×120mm。抗震地区建筑建设中圈梁务必完全闭合,保证不能被洞口截断。
3.结语
建筑结构的抗震设计的优劣,是衡量工程质量的重要因素,为建筑质量作以保障。建筑结构的抗震设计直接影响的是建筑寿命,而间接影响的是建筑承纳人员的生命安全以及建筑单位的经济效益。所以,建筑结构抗震设计的整体思想必须遵循:避开不利区域选择合理的建筑建设地区(了解建筑施工地区的实地情况)、进行全方面合理设计(工程人员与设计人员的协调设计、建筑外形设计)、通过总结与对比选定合适的结构体系,结合最佳抗震技术,把握建筑建设过程中抗震的重点措施。根据上述设计思想,才能够完全保障建筑结构的抗震效果。
作者:齐玉平 单位:山东碧海建筑规划设计有限公司
参考文献
[1]王秀丽.多层钢框架梁柱连接节点抗震性能研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2004.
1高层建筑抗震设计的相关概念
高层建筑的抗震设计还需要结合当地的地形以及气候环境条件,针对一些地震高发地带,设计需要采用强度较高的施工材料,要做好建筑结构的优化工作,保证建筑满足抗震设防的要求。高层建筑有着良好的发展趋势,在设计与施工时,一定要保证建筑使用的安全性,并且要使建筑在地震力的作用下,不会出现结构严重变形的问题。高层建筑抗震设计是一项重要的工作,下面笔者对高层建筑结构抗震设计目标以及结构优化措施进行简单的介绍。
1.1高层建筑结构抗震设计目标
高层建筑结构抗震设计是一项重要的工作,设计人员需要保证结构的稳定性,高层建筑结构抗震设计目标是“小震不坏、大震不倒”。为了达到这一目标,设计人员还要合理确定施工的材料,施工材料要具有较高的强度与刚度,建筑结构要具有良好的延展性。另外,在高层建筑施工时,需尽量减少耗能情况,施工单位要多采用可再生的新型能源。
1.2高层建筑结构优化措施
1.2.1加强结构体系的优化高层建筑施工在选择材料时,应尽量选择轻质的材料,结构材料还要具有较高的强度,这样的结构有着良好的连续性,可以抵抗较大的荷载以及作用力,可以保证建筑结构的整体性。合理选择结构材料,并优化结构体系,是提高建筑防震效果的有效措施。建筑工程多采用的是钢结构或者型钢混凝土结构,这对钢材以及混凝土的性能有着较高的要求,在施工前,需要对施工材料的性能进行检测。优化建筑抗震结构体系,可以保证建筑的承载力,避免结构在地震力作用下出现变形问题,良好的建筑结构可以起到吸收地震能量的作用,在地震灾害下,有利于避免建筑出现较为严重的损毁问题。建筑抗震设计需主要结构的整体性,这考验了设计人员的能力,采用型钢混凝土结构,可以保证建筑结构达到立面的效果,提高建筑使用的安全性。
1.2.2场地的选择高层建筑对施工场地也有着一定要求,在施工前,设计人员需要做好地质的考察工作,对施工场地的土质进行检测,并保证地质结构的稳定性,设计人员加强实地勘探,可以了解该地区是否存在地震隐患,并了解地下岩层的结构,根据这些因素进行综合评价,从而得出准确的场地数据。如果遇到不适合建造高层建筑的场地,应该采取回避的措施,给出恰当的危险性评价,从根源上杜绝出现由于地面的震动而摧毁地基的现象。
1.2.3建筑结构的规则性建筑结构的规则性对于抗震作用比较大,不规则的建筑结构不利于抗震。因为建筑结构具有规则以及对称的剖面结构,地震对建筑物带来的摇晃有一定的支撑作用,从而起到很好的抗震效果。从建筑竖向剖面理论来说,竖向抗侧力构建的截面尺寸以及材料强度应该自下而上的逐渐减少,这样就能够避免测力结构的承载力突变。因此,对于没有特殊要求的高层建筑物,应该尽量避免过于规则的结构组成,不能一味的追求其视觉效果,更多的注重抗震要求。
1.2.4多道防震体系一般情况下,一次地震不会造成持续的震动,但是可能会造成接连不断的余震,尽管强度不大,但是从持续时间以及反复次数上来说,在一定程度上对建筑物造成不同程度的损坏。高层建筑物只是采取单体的结构,一旦遭遇到破坏时就会难以应付接踵而来的持续余震,最终导致建筑物坍塌。针对此种现象,就必须设立多道防震体系。设立多道防震体系,及时第一道防震线被摧毁,还有第二道以及第三道防震线,就能够很好的躲避反复的余震带来的破坏,大大的降低了危险指数,增加了抗震能力。
2高层建筑结构抗震设计中应主要的几个问题
2.1控制结构超限现象以及相关的解决措施
对于结构薄弱位置,在框架柱内设置型钢,提高其承载力以及抗震安全性;控制结构扭转比,使结构楼层的扭转位移比小于1.2;对于个别墙柱按照中震弹性以及小震计算结果进行包络设计,满足中震弹性的抗震性能目标;依次类推,标准层的个别墙柱则按照中震计算结果,满足中震不屈服的抗震性能目标;根据弹塑性实程分析结果,连梁以及框架梁出现弯曲塑性铰,梁端塑性铰在各个楼层分布较为均匀,反应历程中最大层间位移角小于1/120,满足规范要求。
2.2剪力墙连梁抗震设计措施
①调整连梁刚度折减系数:对内力以及位移进行计算时,对竖向与水平的荷载效应下两种情形进行区别对待。在水平荷载效应下,可以折减连梁的刚度系数,例如:当出现作用力时,折减系数应该大于或者等于0.50;在竖向荷载效应下,不需要折减连梁的刚度系数,通过利用支座弯矩调整的幅度来降低连梁支座的弯矩。
②调整连梁跨高比:在设计连梁时,可能会遇到刚度折减之后连梁的正截面仍然承受剪承载力不足的现象,这时就需要增加洞口的宽度,减低高度。
③其他措施:设置水平缝形成双连梁、连梁内设置交叉暗撑、采用型钢混凝土连梁、调整连梁的内力以及增加连梁延性等。
3结论
【关键词】建筑机构;设计;常见问题;解决措施
1 建筑结构设计中地基计存在的具体问题
1.1 建筑结构设计中对地基埋设所进行的设计不够合理
建筑物的地基设计要根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》中的具体要就进行合理设计,然而在现实的基础地基设计中高层建筑基础有效埋置深度不足的问题非常普遍,建筑地基作为承受建筑结构物荷载的岩体埋设深度不符合建设标准,将严重影响到地基的有效承载能力,当地基上部的建筑结构荷载超过地基可承受的荷载范围时,地基会受到破坏甚至产生变形,地基质量一旦出现问题,将严重威胁建筑结构的安全性能,对居民的正常使用造成威胁。
1.2 地基设计过程中忽视了地基沉降问题
在具体的设计过程中设计工作人员应针对施工的具体环境,对天然地基与人工的地基的沉降量进行科学的估算,并在施工过程中对建筑地基的沉降量实施严格的控制,并采取有效措施保证建筑结构中不同部位的地基沉降要基本保持一致,不可存在较大的差异。只有这样才不至于因地基沉降问题导致建筑物上部结构出现裂痕,影响建筑的使用性能。然而在具体的地基设计中,设计人员往往忽视了对地基沉降问题的综合分析与研究,最终导致地基变形,难以维持建筑物的正常使用,给建筑单外以及用户造成巨大的经济损失。
2 钢筋混凝土结构体系选型、布置及构造方面存在的常见问题
2.1 房屋高度、高宽比超过现行规范、规程的限值
现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。审查中发现某些高层建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规定限值,个别高层建筑房屋高度和高宽比均超出规定限值,且既无可靠的设计依据。在抗震设防区也没有采取有效的抗震加强措施,给结构抗震带来一定的隐患。根据建设部第59 号令,对于房屋高度、高宽比和体型复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑,应按超限高层建筑进行设计,并按有关规定进行抗震设计专项审查。
另外还有一点常被设计人员所忽视的是,房屋适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外,尚与场地类别和结构是否规则等因素有关,当位于Ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时,其最大适用高度应适当降低。
2.2 建筑结构的布置缺乏合理性,结构布置不规则
建筑结构的布置是否合理对建筑结构的抗震效果有着非常重要的影响。建筑结构的规则布置主要是指对建筑结构平面、立面的外型尺寸进行合理布置,同时还要兼顾建筑结构的质量分布以及建筑结构中抗侧力构建的具体分布情况,将影响建筑结构安全使用性能的各主要建筑结构进行有机整合,合理布置。在建筑结构设计中不规则的结构布置问题非常普遍,而且这一问题的存在很难用简单的定量指标来加以规范,为此解决建筑结构中的不合理布局具有一定的难度。
建筑结构设计人员在对建筑结构进行布置时由于缺乏标准规范的有效指导,同时由于缺乏对结构抗震的理念的足够认识,在进行具体结构布置时主观随意性非常大,有的设计人员甚至盲目服从业主的喜好以及建筑工程师的要求,导致建筑结构布置缺乏规则性,建筑结构的抗震效果受到极大的破坏,为建筑的安全使用埋下隐患。建筑结构设计中布置不规范的例子比比皆是,下面简单列举几个比较常见的例子:高层建筑中存在楼层错层问题,楼层错层问题主要是因楼层内部楼板缺乏连续性,楼板结构不是统一的整体,这一问题的存在极大地削弱了建筑结构的抗震能力;高层建筑中建筑结构设计不统一,不同的建筑结构设计无法形成合力来抵御外部作用力对建筑物所造成的影响;在高层建筑结构内,水暖与用电安装工作需要对楼板进行开洞,这些工作的进行往往导致楼板开洞率过高,有的甚至近乎于30%左右,严重影响了楼板的整体性与承重效果,不利于维护建筑结构的稳定性与安全使用性。在具体的建筑结构设计中,设计人员与施工人员应采取有效措施,尽量避免这些问题的存在,使建筑结构尽量趋近于规则,保障建筑物的安全性与稳定性。
2.3 建筑结构中楼板、楼柱等主要承重结构设计存在的问题
楼板是建筑上部结构的主要承重结构,楼板的设计要求设计人员对楼板的实际承重情况有清醒的认识,并对楼板的具体设计进行认真地计算,同时还要根据楼板内双向板的长短跨向的不同来对楼板配筋进行科学的计算,只有这样才能保证楼板在遭受外力作用时能够保持稳定,避免房倒屋塌的惨剧发生。同时还要在设计时保证楼板与房梁、楼柱等主要承重结构之间相互连接,浑然一体,只有这样才能够保障建筑机构整体的安全性与稳固性。然而设计人员在进行建筑物内承重结构设计时,没有坚持建筑机构设计的基本原则进行,此外建筑结构设计人员在执行具体设计任务时还带有极大的随意性与盲目性。
2.4 异形柱结构设计中存在的问题
近年来,我国在进行住宅建设中,特别是高层或小高层住宅,有些采用了异形柱结构。由于缺少相应的设计依据和规定,目前在异形柱结构设计中存在的问题很多,也比较突出,主要表现在异形柱结构房屋的高度超高、体型不规则、结构布置不合理、抗震构造措施不当等方面。
应当说,目前国内对异形柱的受剪承载力、节点承载力和结构延性等方面的试验研究还不多,对异形柱结构抗震性能的认识还不够充分。在这种情况下,设计异形柱结构时,对房屋高度、结构规则性及抗震措施等方面宜从严掌握。
2.5 结构缝设置不合理,缝宽度不足
对于超长建筑物,为减少温度变化对结构的不利影响,合理地设置伸缩缝是必要的。有些设计人员提出用后浇带代替伸缩缝,笔者认为此种做法并不一定妥当。因为后浇带仅能减少混凝土材料干缩的影响,不能解决温度变化的影响。后浇带处的混凝土封闭后,若结构再受温度变化的影响,后浇带就不能再起任何作用了。对于不能或不便设置温度伸缩缝的超长结构,除留设施工后浇带外,还应采取其它构造加强措施,如加强顶层屋面的保温隔热措施,对受温度变化影响较大的部位适当配置直径较小、间距较密的温度筋,或采用预应力混凝土结构等。
2.6 采取的结构抗震等级有误
对建筑结构抗震等级经常做出错误的判断,例如:异形柱结构抗震等级的划分不同于普通框架;框- 剪结构中框架部分抗震等级的划分常常出现差错;裙房结构的抗震等级划分常常有误。当裙房与主楼分开时,应按裙房本身确定抗震等级;但当裙房与主楼相连时,裙房抗震等级不应低于主楼的抗震等级;超限高层建筑结构抗震等级的划分不能再以现行规范、规程为依据。根据建设部第59 号令,应采取比现行规范、规程更严的抗震措施,因此超限高层建筑结构的抗震等级应适当提高,满足建筑结构抗震的基本需求。
3 总结
建筑结构设计对建筑物的使用性能以及建筑结构的安全性有着非常重要的影响,针对建筑结构设计中存在各种问题,作为建筑结构设计工作人员要在执行具体设计工作任务时认真贯彻落实建筑结构设计的基本原则,同时还要不断提高自身的理论素养和设计技能,吸取国内外建筑结构设计中的经验教训,提高自身的设计水平,为我国建筑工程事业的发展设计出质量好、安全性高的建筑结构,最大限度的满足广大用户的根本要求。
参考文献: