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【摘 要】 近年来,我国相继发生了几次破坏力较强的地震灾害,地震灾区许多房屋损坏或倒塌,给人民的生命财产造成了巨大的损失。如何在实现房屋建筑使用功能的同时,增强其抗震能力,成为建筑行业必须解决的重大问题。本分分析了抗震设计在建筑中的应用。
【关键词】 土木工程;建筑结构;抗震设计
引言:
由于地震动和结构地震反应的不确定性和复杂性,建筑物在强烈地震作用下的破坏是十分复杂的,通过精确计算地震作用而进行抗震设计具有一定困难。目前建筑抗震设计主要通过两种途径实现,即抗震计算设计和抗震概念设计。抗震计算设计是指基于地震作用效应的定量分析计算而进行的抗震设计;抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,通过合理的定性判断对建筑场地,建筑物平、立面和结构体系,抗震构造措施等一系列重要问题进行设计处理。合理地进行抗震设计,首先应从大的方面人手,通过灵活、合理地运用抗震设计原则,从根本上消除建筑物抗震薄弱环节,避免发生严重破坏和倒塌。
一、建筑抗震设计的简述
地震是一种突发的自然灾害,是由地下某处薄弱岩层破裂或地球板块互相挤压、冲撞引起振动,并以波的形式传至地表引起的地面运动。在历史上我国就是世界上的地震多发国家之一,地震之所以造成人民生命财产和国民经济严重的损失,直接原因有三:一是地震引起滑坡、地裂、断层等严重的地面变形,直接损害结构物;二是地震引起结构物地基的震陷、砂土液化,使地基失效;三是结构物在剧烈的振动中因承载力不足、变形过大、连接接头破坏、构件失稳甚至整体倾覆而破坏。建筑结构的抗震设计主要针对后一种情况而言,《建筑抗震设计规范》GB50011(以下简称抗震规范)规定:对位于抗震设防区的建筑物必须进行抗震设计,以预防为主,使建筑经抗震设防后,减轻地震破坏,避免人员伤亡,减少经济损失,实践证明,若想防控建筑工程质量出现问题,工程的设计质量是第一道关口。由于在设计上出现的问题,会给工程施工阶段与交付使用等方面带来很多安全质量隐患,所以一定要严格的管理建筑的抗震设计,20世纪以来,中国共发生6级以上地震近千次。最近100里,中国死于地震的人数高达55万之多,占全球地震死亡人数的53%。所以城市中的地震灾害主要是由建筑物的倒塌、破坏直接或间接造成的,因而提高各类工程的抗震能力就成为减轻城市震害的重要对策之一。
二、土木工程抗震结构设计中的重要性
对于抗震结构设计的重要性,我们主要从以下两个方面进行探讨。一是当今社会是一个科技迅速发展的时代,各行各业的要求也在逐渐的提升,并且精确度也越来越高,计算机已经逐渐的取代了传统的手工曹综合计算方式,再加上人们对与安全的认知和重视度也在逐渐的攀升,使得在进行土木工程结构设计的过程中,建筑工程师将抗震作为了考虑和分析的重点。并且土木工程在结构上具有复杂性,地震发生时所产生的动力具有多样性,这样就使得抗震设计成为了当下土木工程结构设计的重中之重。二是为了保证施工建设质量的安全和實用性,就必须保证设计概念的实际性和合理性,而这主要是从实体的实用性和真实性出发,使抗震设计不断的优化。
三、土木工程抗震机构设计中需要把握的要素
基于地震造成的在还具有无可估量性以及近年来发生地震几率的高频率性,使得建筑师们对于抗震设计越来越重视,为了有效的提升土木工程后期建设的使用安全性,在进行抗震结构设计的过程中,必须注意以下几点:
1、保证结构规划的整齐性和合理性
这里所指的结构整齐性指的是在进行结构设计的过程中,保证建筑结构的外形与立体刚度具有高度的对称性,进而有效的促进抗侧力的提升,达到建筑质量与抵御外力对称的目的,保持建筑物重心的稳定性,促进抗震性能的提高。
2、保证结构形状设计的简练性
一是保证结构设计的精细和简练,同时明确和分析各个构建的受力,保证计算数据的高度精确性。二是当地震发生的情况下,减少对建筑物的损坏,促进抗震能力的提升。
3、保证整体设计的合理、科学和有效性
在进行结构设计的过程中,必须严格按照相关的基础要求进行,保证设计的承载强度和刚度达标,同时与上部的构建进行稳定、可靠的衔接。再者就是保证隔板、柱体等衔接空间的充足,进而保证结构具有足够的刚度以及抗力,能够与其它部件之间形成良好的衔接,提升竖向和水平的抗震能力。
4、保证竖向设计的均匀性
这是在进行土木工程结构设计过程中必须充分考虑的因素,尤其是要特别的注意建筑横隔层的设计,精确竖向结构的尺寸收缩,保证分隔层均匀的称重。再者就是保证开设洞口的规则和整齐,减少扭曲和外力的作用,保证结构的强度、刚度和延性。这就要求了在设计过程中,必须使结构钢性、支柱在同一个水平面上具有均衡一致性,促进对地震能量的吸收和发散。在进行充填墙设置的时候,分开柱和墙,并将防震缝设置,保证后期建筑施工的质量。
四、选择抗震体系类型
合理选择建筑的抗震结构体系决定了建筑结构的安全性和经济性。具体而言,应注重以下三方面的设计:
第一,建筑结构体系应当避免因部分结构或构件的破坏而导致整个建筑结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计的一个重要原则就是结构应当具有必要的赘余度、良好的变形能力和内力重分配的功能,地震中,即使一部分构件退出工作,其余部分构件仍能承担起竖向荷载,避免整体建筑结构失稳。
第二,建筑结构体系应当具有清晰明确的计算简图和恰当合理的地震作用传递路径。在这过程中,竖向建筑构件的布置,应尽量使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平接近均匀;楼屋盖梁体系的布置,应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去;转换结构体系的布置,应尽量做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载通过转换层一次至二次转换。另外,建筑的整体抗侧力结构体系也必须明确,抗侧力结构一般由框架、简体、剪力墙、支撑等组成,它们宜尽量连续贯通。
【关键词】 土木工程;建筑结构;抗震设计
引言:
由于地震动和结构地震反应的不确定性和复杂性,建筑物在强烈地震作用下的破坏是十分复杂的,通过精确计算地震作用而进行抗震设计具有一定困难。目前建筑抗震设计主要通过两种途径实现,即抗震计算设计和抗震概念设计。抗震计算设计是指基于地震作用效应的定量分析计算而进行的抗震设计;抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,通过合理的定性判断对建筑场地,建筑物平、立面和结构体系,抗震构造措施等一系列重要问题进行设计处理。合理地进行抗震设计,首先应从大的方面人手,通过灵活、合理地运用抗震设计原则,从根本上消除建筑物抗震薄弱环节,避免发生严重破坏和倒塌。
一、建筑抗震设计的简述
地震是一种突发的自然灾害,是由地下某处薄弱岩层破裂或地球板块互相挤压、冲撞引起振动,并以波的形式传至地表引起的地面运动。在历史上我国就是世界上的地震多发国家之一,地震之所以造成人民生命财产和国民经济严重的损失,直接原因有三:一是地震引起滑坡、地裂、断层等严重的地面变形,直接损害结构物;二是地震引起结构物地基的震陷、砂土液化,使地基失效;三是结构物在剧烈的振动中因承载力不足、变形过大、连接接头破坏、构件失稳甚至整体倾覆而破坏。建筑结构的抗震设计主要针对后一种情况而言,《建筑抗震设计规范》GB50011(以下简称抗震规范)规定:对位于抗震设防区的建筑物必须进行抗震设计,以预防为主,使建筑经抗震设防后,减轻地震破坏,避免人员伤亡,减少经济损失,实践证明,若想防控建筑工程质量出现问题,工程的设计质量是第一道关口。由于在设计上出现的问题,会给工程施工阶段与交付使用等方面带来很多安全质量隐患,所以一定要严格的管理建筑的抗震设计,20世纪以来,中国共发生6级以上地震近千次。最近100里,中国死于地震的人数高达55万之多,占全球地震死亡人数的53%。所以城市中的地震灾害主要是由建筑物的倒塌、破坏直接或间接造成的,因而提高各类工程的抗震能力就成为减轻城市震害的重要对策之一。
二、土木工程抗震结构设计中的重要性
对于抗震结构设计的重要性,我们主要从以下两个方面进行探讨。一是当今社会是一个科技迅速发展的时代,各行各业的要求也在逐渐的提升,并且精确度也越来越高,计算机已经逐渐的取代了传统的手工曹综合计算方式,再加上人们对与安全的认知和重视度也在逐渐的攀升,使得在进行土木工程结构设计的过程中,建筑工程师将抗震作为了考虑和分析的重点。并且土木工程在结构上具有复杂性,地震发生时所产生的动力具有多样性,这样就使得抗震设计成为了当下土木工程结构设计的重中之重。二是为了保证施工建设质量的安全和實用性,就必须保证设计概念的实际性和合理性,而这主要是从实体的实用性和真实性出发,使抗震设计不断的优化。
三、土木工程抗震机构设计中需要把握的要素
基于地震造成的在还具有无可估量性以及近年来发生地震几率的高频率性,使得建筑师们对于抗震设计越来越重视,为了有效的提升土木工程后期建设的使用安全性,在进行抗震结构设计的过程中,必须注意以下几点:
1、保证结构规划的整齐性和合理性
这里所指的结构整齐性指的是在进行结构设计的过程中,保证建筑结构的外形与立体刚度具有高度的对称性,进而有效的促进抗侧力的提升,达到建筑质量与抵御外力对称的目的,保持建筑物重心的稳定性,促进抗震性能的提高。
2、保证结构形状设计的简练性
一是保证结构设计的精细和简练,同时明确和分析各个构建的受力,保证计算数据的高度精确性。二是当地震发生的情况下,减少对建筑物的损坏,促进抗震能力的提升。
3、保证整体设计的合理、科学和有效性
在进行结构设计的过程中,必须严格按照相关的基础要求进行,保证设计的承载强度和刚度达标,同时与上部的构建进行稳定、可靠的衔接。再者就是保证隔板、柱体等衔接空间的充足,进而保证结构具有足够的刚度以及抗力,能够与其它部件之间形成良好的衔接,提升竖向和水平的抗震能力。
4、保证竖向设计的均匀性
这是在进行土木工程结构设计过程中必须充分考虑的因素,尤其是要特别的注意建筑横隔层的设计,精确竖向结构的尺寸收缩,保证分隔层均匀的称重。再者就是保证开设洞口的规则和整齐,减少扭曲和外力的作用,保证结构的强度、刚度和延性。这就要求了在设计过程中,必须使结构钢性、支柱在同一个水平面上具有均衡一致性,促进对地震能量的吸收和发散。在进行充填墙设置的时候,分开柱和墙,并将防震缝设置,保证后期建筑施工的质量。
四、选择抗震体系类型
合理选择建筑的抗震结构体系决定了建筑结构的安全性和经济性。具体而言,应注重以下三方面的设计:
第一,建筑结构体系应当避免因部分结构或构件的破坏而导致整个建筑结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计的一个重要原则就是结构应当具有必要的赘余度、良好的变形能力和内力重分配的功能,地震中,即使一部分构件退出工作,其余部分构件仍能承担起竖向荷载,避免整体建筑结构失稳。
第二,建筑结构体系应当具有清晰明确的计算简图和恰当合理的地震作用传递路径。在这过程中,竖向建筑构件的布置,应尽量使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平接近均匀;楼屋盖梁体系的布置,应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去;转换结构体系的布置,应尽量做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载通过转换层一次至二次转换。另外,建筑的整体抗侧力结构体系也必须明确,抗侧力结构一般由框架、简体、剪力墙、支撑等组成,它们宜尽量连续贯通。