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【摘 要】 近年来,地震的发生次数较为频繁,在进行建筑结构设计中,需要加强建筑结构的抗震设计,从而保证人们的使用安全。本文简要分析了建筑抗震结构设计对结构的影响。
【关键词】 地震;建筑结构;设计影响
引言:
近年来,随着建筑开始不断向高层及超高层方向发展,其结构也开始呈现复杂化,为了确保建筑结构具有良好的抗震性能,则对高层建筑的结构设计成为设计师设计中的难点问题。建筑结构抗震设计是一项系统、复杂的工作,需要从选址到结构设计的整个过程中都要对抗震设计进行充分地考虑,需要在建筑结构设计过程中运用不同的抗震方法来确保设计的建筑结构能够更好地符合贯彻结构设计的要求,而且建筑项目的不同,其抗震的设计也存在着较大的差别,所以需要在设计时针对建筑的特点选择最合理的抗震设计方案。
1、关于建筑结构设计抗震的概念
解析建筑结构设计抗震概念的分析可以从多个角度切入,一般来说,建筑结构的抗震设计主要是指根据地震灾害及建筑工程以往总结的工作经验等等最终形成的关于抗震的基本设计理念和观念,其是建筑本身与结构针对确定布置的一个过程。地震发生具有不确定性、复杂性和随机性,其发生可以说是随机的振动,人们难以准确知道地震发生的具体时间和地点,因此,想要实现精确预测建筑物能够造成地震的程度,就目前建筑结构设计抗震办法来看,是存在一定难度的。我国与国外许多发达国家相比,抗震规范在关系认识方面仍有诸多不足。
2、抗震设计在建筑结构设计中的重要性
2.1建筑模型设计的重要性
建筑空间形态具有很多种,主要包括平面形状和物体空间形状。根据相关的地震数据统计表明,在地震中,平面形状就会更加复杂,如出现不平衡,建筑的不对称翼将受到一定程度的损害。在唐山大地震中,我们可以看到许多这样的类型,一些传统的、常规的建筑造型在地震中没有严重的损害,甚至还有一些能够很好地保留下来。地震在三维空间内是非常复杂的,将会对建筑物造成很大的伤害。特别是在结构刚度出现突变的位置。因此,在建筑设计过程中,需要尽可能使建筑平面和空间形状变得简单。尽可能设计一些凹凸的结构面,尽可能延长一些不对称翼。在布局上,需要使得建筑物结构能够尽可能达到刚度的均匀分布,避免一些非对称的刚度分布不均匀,这样就能够有效避免住房建设出现扭转而产生破坏。
2.2建筑结构设计的规则合理对抗震设计的影响
在建筑设计的过程中,应该遵循优先选择的规则。在这座建筑设计的过程中,建筑平面、剖面和三维表面都要表现出简单规则和对称性的特点。此外,建筑结构的侧向刚度强度也要分布均匀,使建筑的质量能够均匀分布,这样就能够有效防止建筑物出现突变。为了实现建筑结构体系的科学合理性,我们必须首先确保设计能够具体、明确,其次还要保证建筑结构的结构设计能够科学合理,在这一过程中需要考虑到承受力需要合理分布,这样我们就可以在施工过程中保证,可以使得施工根据设计图来进行。建筑的形状规则的合理性,可以有效分散地震的破坏性,能够保护建筑物的完整性,从而在一定程度上提高建筑的抗震性能。
3、建筑结构设计中常用抗震办法介绍
3.1以建筑结构性能目标为依据
建筑结构的抗震设计主要的目的就是在遇到地震时,能够有效的保证建筑物的安全。因此,建筑物结构抗震设计需要考虑的设计标准是遵循建筑区域内可能出现的大地震烈度机构性。抗震性能指标是以建筑物受到地震影响时其内部结构和外部结构不会受到破坏。同时,还要保证建筑结构中没有抗震性能的结构以及建筑物结构的重要基础部位也具有较强的抗震能力。除了对建筑物抗震性能的考虑之外,我们还要充分考虑建筑物的抗风性能。在大风或者台风的影响下,建筑物的结构会发生水平振动从而导致建筑物安全性能的降低,同时还会影响建筑物本身的抗震构造的耐久性。因此,建筑物抗震设计的要求得到满足就需要将建筑结构的性能指标达到制定的标准。
3.2抗震设计应根据建筑场地和规划展开
如果想要保证建筑结构的抗震性,则应该选择基础较好的具有一定稳定性的场地。此外,抗震曾的设置在建筑抗震性的设计中尤为重要,此外还要保证建筑外部机构、空间等舒适性、实用性和安全性。建筑结构的场地规划应立足于建筑上部结构的综合因素去考量。建筑物如果使用时间比较长,应充分考虑建筑结构的整体有可能会发生移动,具体估量可以移动的范围,在这些范围之内尽量不要堆放障碍杂物等等,保证建筑场地的安全性。
3.3隔震加固法
结构刚度和地震作用成正比。当结构周期变大时,刚度随之减小,进而降低了地震作用。目前工程实践中,以增大周期为目的的加固技术方法多为隔震技术,其中最有代表性的就是铅芯橡胶隔震。该方法充分利用了橡胶、铅芯两种材料阻尼值相对较高、水平变形比较大,且能大量吸收并散耗地震动能量的特点,将铅芯橡胶隔震布置在地基基础和上部结构之间,使二者完全脱开。地震中,隔震垫产生较大的水平变形,吸收并消耗大量的能量,增加上部结构的周期,使得上部结构的地面水平加速度大幅降低,实现减小上部结构地震力的目的
3.4外加构件法
通过在原建筑结构构件外部增设构件,加强结构抗震承载力、变形能力和整体性的方法称为增设构件法。该方法可以对建筑物中承载力和变形能力不足的构件进行加强,但使用该方法进行构件的加固设计时,需重点关注新增加的构件对加固后结构整体抗震性能的影响。常用的技术方案有增设构造柱/圈梁加固、增设墙体加固、增设柱子加固、增设拉杆加固、增设支托加固、增设支撑加固和增设门窗加固等。
4、提高建筑抗震设计的措施
4.1建筑场地的选择
在进行建筑场地选择时,需要选择对抗震有利的平坦开阔地段来进行建设,而且在确保建设场地的土具有较好的坚硬性及密实度,而且硬度和密实度较为均匀。避免选择一些对抗震不利的地段上进行建筑物的建设。因为一些软土、液化土、山岳、陡坡、采空区及河岸边缘等地段,其场地土无论在其分布、岩性及状态上都处于不均匀状态,不利于达到抗震的要求,对于实在无法避开需要在这些地段上进行建筑物施工时,则需要做好防震措施。对于一些极易发生滑坡、地陷、地裂及泥石流等抗震危险地段,则不能进行甲、乙、丙类建筑的施工,同时对于地震断裂带上易发生错位的地段也不能进行建筑物的建设。 4.2选择对抗震有利的建筑平面和立面
为了避免地震时建筑发生扭转和应力集中或塑性变形集中而形成薄弱部位,建筑平、立面布置宜规则、对称,建筑的质量分布和刚度变化宜均匀,楼层不应错层,必要时设防震缝。建筑的防震缝可根据建筑结构的实际需要设置。体形复杂的建筑不设防震缝时,应选用符合实际结构的计算模型,进行较精细的抗震分析。当设置防震缝时,应将建筑分成规则的结构单元。防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差情况,留足够的宽度,其两侧的上部应完全分开。伸缩缝、沉降缝应符合防震缝的要求。
4.3处理好非承重结构构件和主体结构的关系
在抗震设计中,处理好非承重结构构件和主体结构的关系,可防止附加震害,减少损失。附属结构构件应与主体结构有可靠的连接或锚固,避免倒塌伤人或砸坏重要设备。围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利或有利影响,应避免不合理的设置而导致主体结构的破坏。例如,框架或厂房柱间的填充墙不到顶,使这些柱子变成短柱而极易破坏。幕墙、装饰贴面、吊挂件应与主体有可靠连接,以免地震时脱落伤人。
4.4加强抗震设计的质量
地震发生时,对建筑物产生的破坏作用是非常大的,因此加强对工民建筑结构中的抗震设计是十分重要的。我国的建筑行业虽然发展的较为迅速,但是相应的关键性技术水平还相对较低,尤其是建筑结构的整体设计水平,由此导致了没有科学合理的建设方案以及结构设计方案,从而导致了建筑工程的成本费用、重量等方面显著的提高,同时还降低了建筑物的抗震性能。因此,为了提高工民建筑结构设计的合理性,首先要严格遵循科学合理的抗震理论知识以及设计原则。然后结合建筑物本身的特点以及性能,充分考虑建筑物的建筑环境以及结构形式,促进建筑结构自身的安全性和可靠性。例如,在进行结构设计时,要将结构构件的承载力、耗能力以及刚度和延伸性进行充分的考虑,使建筑物的结构设计拥有较强的承载能力、刚度,同时还要具备较强的延性性能。
5、抗震设计对结构抗连续倒塌的影响
目前,抗震设计对抗倒塌能力的影响有两种不同的观点:一种认为抗震设计通常是可以取代抗连续倒塌设计的,主要在于抗震设计的结构有整体牢固性的特点,使得结构的抗连续倒塌性能提高。另一种观点认为,抗震设计和抗连续性的倒塌设计有着不同的出发点和目的,存在较大的差别。对于每一种设计都应该充分的考虑,不能够想当然的认为抗震设计可以取代抗连续倒塌设计。因为结构抗震设计中的一点点的构造的方法可能增加了。虽然一些构造措施可增加建筑抵抗倒塌的能力,但是毕竟这样的一点点增加对于整个建筑抵抗连续倒塌能力是微乎其微的。于述强等人通过科学的方法对于抗震设计对于结构抗连续倒塌性的影响。主要采取的方法是建立模型进行分析。采用拆除构件法通进行实验的主要方法,这也是美国使用比较科学的方法。分别拆除了角柱,外围中柱,拆除内柱等,然后分析了模型的抗连续性倒塌能力。通过模型实验分析得到了科学的理论。
(1)地震作用存在较多的偶然因素在里面,但是有不同于偶然作用,存在较大的差别,所以抗震设计并不能够取代抗连续倒塌设计。
(3)虽然抗震设计不能够期待连续性倒塌设计,但是研究表明抗震设计对于抗连续倒塌能力有着极其重要的意义。在较小级别的抗震结构设计中对于结构抗连续倒塌能力没有一个明显的提高,但是当建筑的抗震级别高于8度时,抗震设计结构抗连续倒塌能力得到增强。
6、结束语
随着地壳运动越来越频繁,地震带来的破坏力也越来越大,尤其是一些浅源地震。人们也随着越来越重视建筑的抗震设计,有效提高建筑结构抗震的能力,这样才能够确保人民生命和财产安全得到有效的保障。建筑结构的抗震设计是一项重要的设计工作,需要设计师们引起足够的重视,始终保持严谨的工作态度,采用科学合理的设计方案,为提高建筑的抗震能力提供有效的保障。
参考文献:
[1]薛斌.浅谈楼梯设计对建筑抗震的影响[J].陕西建筑,2012,11:16-18.
[2]朱珠.浅谈建筑抗震设计[J].技术与市场,2010,09:92-93.
[3]王志祥.浅谈建筑抗震设计对城市防灾的重要性[J].中国建设信息,2008,22:10-11.
[4]余宏耀,宋东辉.浅谈建筑抗震设计[J].科技风,2009,15:79.
【关键词】 地震;建筑结构;设计影响
引言:
近年来,随着建筑开始不断向高层及超高层方向发展,其结构也开始呈现复杂化,为了确保建筑结构具有良好的抗震性能,则对高层建筑的结构设计成为设计师设计中的难点问题。建筑结构抗震设计是一项系统、复杂的工作,需要从选址到结构设计的整个过程中都要对抗震设计进行充分地考虑,需要在建筑结构设计过程中运用不同的抗震方法来确保设计的建筑结构能够更好地符合贯彻结构设计的要求,而且建筑项目的不同,其抗震的设计也存在着较大的差别,所以需要在设计时针对建筑的特点选择最合理的抗震设计方案。
1、关于建筑结构设计抗震的概念
解析建筑结构设计抗震概念的分析可以从多个角度切入,一般来说,建筑结构的抗震设计主要是指根据地震灾害及建筑工程以往总结的工作经验等等最终形成的关于抗震的基本设计理念和观念,其是建筑本身与结构针对确定布置的一个过程。地震发生具有不确定性、复杂性和随机性,其发生可以说是随机的振动,人们难以准确知道地震发生的具体时间和地点,因此,想要实现精确预测建筑物能够造成地震的程度,就目前建筑结构设计抗震办法来看,是存在一定难度的。我国与国外许多发达国家相比,抗震规范在关系认识方面仍有诸多不足。
2、抗震设计在建筑结构设计中的重要性
2.1建筑模型设计的重要性
建筑空间形态具有很多种,主要包括平面形状和物体空间形状。根据相关的地震数据统计表明,在地震中,平面形状就会更加复杂,如出现不平衡,建筑的不对称翼将受到一定程度的损害。在唐山大地震中,我们可以看到许多这样的类型,一些传统的、常规的建筑造型在地震中没有严重的损害,甚至还有一些能够很好地保留下来。地震在三维空间内是非常复杂的,将会对建筑物造成很大的伤害。特别是在结构刚度出现突变的位置。因此,在建筑设计过程中,需要尽可能使建筑平面和空间形状变得简单。尽可能设计一些凹凸的结构面,尽可能延长一些不对称翼。在布局上,需要使得建筑物结构能够尽可能达到刚度的均匀分布,避免一些非对称的刚度分布不均匀,这样就能够有效避免住房建设出现扭转而产生破坏。
2.2建筑结构设计的规则合理对抗震设计的影响
在建筑设计的过程中,应该遵循优先选择的规则。在这座建筑设计的过程中,建筑平面、剖面和三维表面都要表现出简单规则和对称性的特点。此外,建筑结构的侧向刚度强度也要分布均匀,使建筑的质量能够均匀分布,这样就能够有效防止建筑物出现突变。为了实现建筑结构体系的科学合理性,我们必须首先确保设计能够具体、明确,其次还要保证建筑结构的结构设计能够科学合理,在这一过程中需要考虑到承受力需要合理分布,这样我们就可以在施工过程中保证,可以使得施工根据设计图来进行。建筑的形状规则的合理性,可以有效分散地震的破坏性,能够保护建筑物的完整性,从而在一定程度上提高建筑的抗震性能。
3、建筑结构设计中常用抗震办法介绍
3.1以建筑结构性能目标为依据
建筑结构的抗震设计主要的目的就是在遇到地震时,能够有效的保证建筑物的安全。因此,建筑物结构抗震设计需要考虑的设计标准是遵循建筑区域内可能出现的大地震烈度机构性。抗震性能指标是以建筑物受到地震影响时其内部结构和外部结构不会受到破坏。同时,还要保证建筑结构中没有抗震性能的结构以及建筑物结构的重要基础部位也具有较强的抗震能力。除了对建筑物抗震性能的考虑之外,我们还要充分考虑建筑物的抗风性能。在大风或者台风的影响下,建筑物的结构会发生水平振动从而导致建筑物安全性能的降低,同时还会影响建筑物本身的抗震构造的耐久性。因此,建筑物抗震设计的要求得到满足就需要将建筑结构的性能指标达到制定的标准。
3.2抗震设计应根据建筑场地和规划展开
如果想要保证建筑结构的抗震性,则应该选择基础较好的具有一定稳定性的场地。此外,抗震曾的设置在建筑抗震性的设计中尤为重要,此外还要保证建筑外部机构、空间等舒适性、实用性和安全性。建筑结构的场地规划应立足于建筑上部结构的综合因素去考量。建筑物如果使用时间比较长,应充分考虑建筑结构的整体有可能会发生移动,具体估量可以移动的范围,在这些范围之内尽量不要堆放障碍杂物等等,保证建筑场地的安全性。
3.3隔震加固法
结构刚度和地震作用成正比。当结构周期变大时,刚度随之减小,进而降低了地震作用。目前工程实践中,以增大周期为目的的加固技术方法多为隔震技术,其中最有代表性的就是铅芯橡胶隔震。该方法充分利用了橡胶、铅芯两种材料阻尼值相对较高、水平变形比较大,且能大量吸收并散耗地震动能量的特点,将铅芯橡胶隔震布置在地基基础和上部结构之间,使二者完全脱开。地震中,隔震垫产生较大的水平变形,吸收并消耗大量的能量,增加上部结构的周期,使得上部结构的地面水平加速度大幅降低,实现减小上部结构地震力的目的
3.4外加构件法
通过在原建筑结构构件外部增设构件,加强结构抗震承载力、变形能力和整体性的方法称为增设构件法。该方法可以对建筑物中承载力和变形能力不足的构件进行加强,但使用该方法进行构件的加固设计时,需重点关注新增加的构件对加固后结构整体抗震性能的影响。常用的技术方案有增设构造柱/圈梁加固、增设墙体加固、增设柱子加固、增设拉杆加固、增设支托加固、增设支撑加固和增设门窗加固等。
4、提高建筑抗震设计的措施
4.1建筑场地的选择
在进行建筑场地选择时,需要选择对抗震有利的平坦开阔地段来进行建设,而且在确保建设场地的土具有较好的坚硬性及密实度,而且硬度和密实度较为均匀。避免选择一些对抗震不利的地段上进行建筑物的建设。因为一些软土、液化土、山岳、陡坡、采空区及河岸边缘等地段,其场地土无论在其分布、岩性及状态上都处于不均匀状态,不利于达到抗震的要求,对于实在无法避开需要在这些地段上进行建筑物施工时,则需要做好防震措施。对于一些极易发生滑坡、地陷、地裂及泥石流等抗震危险地段,则不能进行甲、乙、丙类建筑的施工,同时对于地震断裂带上易发生错位的地段也不能进行建筑物的建设。 4.2选择对抗震有利的建筑平面和立面
为了避免地震时建筑发生扭转和应力集中或塑性变形集中而形成薄弱部位,建筑平、立面布置宜规则、对称,建筑的质量分布和刚度变化宜均匀,楼层不应错层,必要时设防震缝。建筑的防震缝可根据建筑结构的实际需要设置。体形复杂的建筑不设防震缝时,应选用符合实际结构的计算模型,进行较精细的抗震分析。当设置防震缝时,应将建筑分成规则的结构单元。防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差情况,留足够的宽度,其两侧的上部应完全分开。伸缩缝、沉降缝应符合防震缝的要求。
4.3处理好非承重结构构件和主体结构的关系
在抗震设计中,处理好非承重结构构件和主体结构的关系,可防止附加震害,减少损失。附属结构构件应与主体结构有可靠的连接或锚固,避免倒塌伤人或砸坏重要设备。围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利或有利影响,应避免不合理的设置而导致主体结构的破坏。例如,框架或厂房柱间的填充墙不到顶,使这些柱子变成短柱而极易破坏。幕墙、装饰贴面、吊挂件应与主体有可靠连接,以免地震时脱落伤人。
4.4加强抗震设计的质量
地震发生时,对建筑物产生的破坏作用是非常大的,因此加强对工民建筑结构中的抗震设计是十分重要的。我国的建筑行业虽然发展的较为迅速,但是相应的关键性技术水平还相对较低,尤其是建筑结构的整体设计水平,由此导致了没有科学合理的建设方案以及结构设计方案,从而导致了建筑工程的成本费用、重量等方面显著的提高,同时还降低了建筑物的抗震性能。因此,为了提高工民建筑结构设计的合理性,首先要严格遵循科学合理的抗震理论知识以及设计原则。然后结合建筑物本身的特点以及性能,充分考虑建筑物的建筑环境以及结构形式,促进建筑结构自身的安全性和可靠性。例如,在进行结构设计时,要将结构构件的承载力、耗能力以及刚度和延伸性进行充分的考虑,使建筑物的结构设计拥有较强的承载能力、刚度,同时还要具备较强的延性性能。
5、抗震设计对结构抗连续倒塌的影响
目前,抗震设计对抗倒塌能力的影响有两种不同的观点:一种认为抗震设计通常是可以取代抗连续倒塌设计的,主要在于抗震设计的结构有整体牢固性的特点,使得结构的抗连续倒塌性能提高。另一种观点认为,抗震设计和抗连续性的倒塌设计有着不同的出发点和目的,存在较大的差别。对于每一种设计都应该充分的考虑,不能够想当然的认为抗震设计可以取代抗连续倒塌设计。因为结构抗震设计中的一点点的构造的方法可能增加了。虽然一些构造措施可增加建筑抵抗倒塌的能力,但是毕竟这样的一点点增加对于整个建筑抵抗连续倒塌能力是微乎其微的。于述强等人通过科学的方法对于抗震设计对于结构抗连续倒塌性的影响。主要采取的方法是建立模型进行分析。采用拆除构件法通进行实验的主要方法,这也是美国使用比较科学的方法。分别拆除了角柱,外围中柱,拆除内柱等,然后分析了模型的抗连续性倒塌能力。通过模型实验分析得到了科学的理论。
(1)地震作用存在较多的偶然因素在里面,但是有不同于偶然作用,存在较大的差别,所以抗震设计并不能够取代抗连续倒塌设计。
(3)虽然抗震设计不能够期待连续性倒塌设计,但是研究表明抗震设计对于抗连续倒塌能力有着极其重要的意义。在较小级别的抗震结构设计中对于结构抗连续倒塌能力没有一个明显的提高,但是当建筑的抗震级别高于8度时,抗震设计结构抗连续倒塌能力得到增强。
6、结束语
随着地壳运动越来越频繁,地震带来的破坏力也越来越大,尤其是一些浅源地震。人们也随着越来越重视建筑的抗震设计,有效提高建筑结构抗震的能力,这样才能够确保人民生命和财产安全得到有效的保障。建筑结构的抗震设计是一项重要的设计工作,需要设计师们引起足够的重视,始终保持严谨的工作态度,采用科学合理的设计方案,为提高建筑的抗震能力提供有效的保障。
参考文献:
[1]薛斌.浅谈楼梯设计对建筑抗震的影响[J].陕西建筑,2012,11:16-18.
[2]朱珠.浅谈建筑抗震设计[J].技术与市场,2010,09:92-93.
[3]王志祥.浅谈建筑抗震设计对城市防灾的重要性[J].中国建设信息,2008,22:10-11.
[4]余宏耀,宋东辉.浅谈建筑抗震设计[J].科技风,2009,15:79.