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摘要:近年来,由于地震灾害的频发,让人们对建筑物的抗震性能尤为重视,地震对于房屋的破坏力极其严重,因此,为了降低地震灾害对社会经济及人类生产生活造成的影响。加强对房屋建筑结构抗震设计,提高房屋建筑结构的整体抗震性能是我们必须要关注的重要课题。本文就房屋建筑结构抗震设计进行了简要的探讨。
关键词:建筑工程;结构;抗震技术
引言:
无论是国内外,凡是遇到自然灾害地震,其所到之处轻者房屋建筑、交通设施受损,严重者房屋建筑被摧毁,交通系统瘫痪。严重地影响了社会经济及社会生活的良性发展,为此,世界各国都加大了房屋建筑结构的抗震设计的研究,以期能够通过提高房屋建筑抗震能力减少地震带来的危害。而近年来,由于科技水平的迅猛发展,各项新技术与新理念在建筑设计行业得到了广泛应用,有效丰富了抗震设计手段,提升了建筑结构整体抗震性能。
一、建筑结构抗震设计要点分析
对于结构抗震而言,就是为使建筑具备抗震功能,首先需具有抗震场地,若建筑结构属于平立面,尽量呈规则状,建筑结构为合理传力与不间断的体系途径。另外,必须确保结构整体性,若地震对建筑物产生作用力时,使结构能够一起工作,确保抗震达到极限值。建筑遭到破坏时,结构由先至后的顺序,如有必要,可能要舍弃次要结构,以最大消耗地震能量,使主要结构得到充分保护,降低生命、财产损失。
(一)与不利区域相互避开
对于建筑物而言,需具备抗震性能,确保地基坚实。所以,必须按照工程实际需求,结合地震活动状况与地质状况,确定最佳建筑场地,对抗震有利地段与危险地段进行综合评价。若发现不利地段,注意避开不利区域。如果确实无法避开,必须采取相应解决措施。处于危险地段时,杜绝建筑建造。当地震能力发出之后,对结构具有直接破坏力,可能导致地基沉降、地表开裂、滑坡、砂土化等间接性破坏。确定最佳建筑场地,可明显提升建筑抗震性能,节省投资成本。
(1)尽可能地选择一些地势开阔、土质坚硬的场地进行房屋建设。这是因为土质坚硬地基土不容易发生沉降,不会在地震力作用下地基土层发生位移。可有效地防止地震来临时因地基土层的位移、沉降而使房屋建筑上部结构受到破坏。
(2)尽量在房屋建筑选择场地时避开软弱地基以及地震频发的地段,如果应房屋建筑规划设计要求,无法避开这些地段,应采取必要的地基加固处理技术以及抗震措施。从房屋结构抗震性能入手,提高房屋建筑结构的整体性及牢固性。
(3)尽可能地避开易发泥石流、山体滑坡地段,如果在这些危险地段建设房屋,一旦地震来临时往往会引发泥石流及山体滑坡等灾害,加剧了房屋建筑结构的破坏程度;此外,房屋建筑场地的土层的强度和刚度也对房屋建筑结构的抗震能力有着一定的影响。通常是土层越厚越坚硬,房屋建筑受震害的程度越小。
(二)建筑结构的高度设计
依据我国现行《高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)》规定,在进行建筑结构设计时,应综合考虑适用性、经济性的原则,并给出不同结构体系的最大适用高度。
(三)协调设计
对于建筑抗震设计,必须具备专业设计知识,在建筑施工中,由于分工不同,建筑工程师通常只分析地震作用。所以,工程师与设计人员之间需加强配合、协调,对平立面进行调整,确保功能齐全,达到结构规则要求,满足抗震设计标准。对于平立面设计,需确保规则与对称,以确保整体性能良好。
(四)建筑外形设计
根据相关地震调查研究表明,地震应力主要在构件截面、平立面等突变处,这些地方极易引发地震灾害。由于刚度中心明显偏离质量中心,极易导致结构扭转,引发严重性地震灾害。由于建筑整体性不高,传力通道堵塞,使得结构抗震性能明显下降。如果结构不规则,需加强地震作用力、内力计算与调整,改造薄弱位置。如果结构设计方案不合理,严重浪费资源,埋下安全隐患,进而导致抗震设计失效。
(五)材料和结构体系选择的问题
在地震多发地区,选用何种建筑材料和何种结构体系的抗震性能更好这个问题应该引起人们的关注。在我国,超过150m的高层建筑,通常采用框架筒体系、筒中筒体系、组合筒三种,同时这三种结构体系也是其他国家的高层建筑普遍采用体系类型。但在国外地震多发地区,主要以钢结构为主要建筑材料,而我国90%的高层建筑结构采用钢筋混凝土材料和混合类型结构体系。研究表明,采用钢筋混凝土混合结构的内筒在地震作用下,要承担80%的地震作用力。由于此结构体系的核心是钢筋混凝土筒,因此其变形限度要以钢筋混凝土结构的变形限度为基础,不得超越。但由弯曲变形所引起的侧向位移较大,靠钢框架共同作用减小侧向位移,由于钢框架刚度小,使得结构的负荷受限制,因而减小侧移的效果不明显。通常采用加大钢筋混凝土筒的刚度或设置伸臂结构,提高结构的刚度和强度。
(六)轴压比和短柱设计
在建筑结构抗震设计中,为了提高结构的抗震性,需要减小柱的轴压比,增大柱的截面尺寸。减小柱轴压比的主要目的是为了使柱子处于大偏心受压状态,避免纵向受力钢筋未达到受拉屈服而混凝土却被压碎的情况发生。由于柱的刚性强度比较高,使得整体结构的延性就差,当发生地震灾害时,结构吸收地震能量和耗散能量就少,使得结构很容易发生破坏。所以在高层结构设计时,通常采用强柱弱梁设计方法,且梁具有很好的延性,可以发生适量的变形,就会减少柱子进入屈服强度的可能性,且在设计时可以适当增大轴压比。此外,许多高层建筑底层的柱子长细比小于4,但不能依据长细比小于4则判断是短柱。因为短柱的确定因素是柱的剪跨比,只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。
(七)选取合适的基础形式
在建筑基础施工以前,需要选择合理的基础类型以提高建筑结构的抗震稳定性:建筑物的结构体系类型及荷载的大小情况决定基础的形式,上部结构传递的荷载越大,则要求选择基础时具有足够大的承载能力和刚度。不同的结构对于地基的变形和沉降的要求不同。
(八)抗震设计的其他方面
在地震多发地区,要确定高层建筑的结构类型时,除了前面的结构材料用量、建筑内部空间大小、建筑楼房的适用高度等限制条件外,还要考虑以下关于抗震设计准则:(1)在抗震设防设计时,要进行多道抗震设防,避免因结构一部分失效,而使结构整体出现失稳或承载能力不足的现象发生;(2)在结构体系选型设计时,尽量选用承载能力高、延展性好以及充足耗能性能的结构体系,防止地震发生时,结构有充足的抗倒塌能力;(3)结构的刚度和强度在水平和竖向方向上均匀分配,防止结构应力出现局部突变或削弱,使结构出现薄弱部位,避免了在地震发生时,结构出现过大的应力集中或塑性变形集中的现象。
二、总结
总之,建筑结构抗震设计的好坏,是工程质量的重要保障,对企业形象、施工质量具有严重影响,决定了建筑工程的经济效益。所以,我们必须按照施工实际情况,确定最佳的抗震技术,不断加强技术创新,提升技术水平,进而提升建筑结构的抗震性能。
参考文献:
[1]李冬.建筑结构抗震问题及其发展分析[J].城市建设理论研究:电子版,2012(29):90.
[2]孙三霞,姜效光,李红培.浅谈砖砌体房屋建筑的抗震设计[J].价值工程,2010,(13).
[3]张丽.基于性能的既有钢筋混凝土建筑结构抗震评估与加固技术研究[J].城市建筑,2013,(24):63-63.
关键词:建筑工程;结构;抗震技术
引言:
无论是国内外,凡是遇到自然灾害地震,其所到之处轻者房屋建筑、交通设施受损,严重者房屋建筑被摧毁,交通系统瘫痪。严重地影响了社会经济及社会生活的良性发展,为此,世界各国都加大了房屋建筑结构的抗震设计的研究,以期能够通过提高房屋建筑抗震能力减少地震带来的危害。而近年来,由于科技水平的迅猛发展,各项新技术与新理念在建筑设计行业得到了广泛应用,有效丰富了抗震设计手段,提升了建筑结构整体抗震性能。
一、建筑结构抗震设计要点分析
对于结构抗震而言,就是为使建筑具备抗震功能,首先需具有抗震场地,若建筑结构属于平立面,尽量呈规则状,建筑结构为合理传力与不间断的体系途径。另外,必须确保结构整体性,若地震对建筑物产生作用力时,使结构能够一起工作,确保抗震达到极限值。建筑遭到破坏时,结构由先至后的顺序,如有必要,可能要舍弃次要结构,以最大消耗地震能量,使主要结构得到充分保护,降低生命、财产损失。
(一)与不利区域相互避开
对于建筑物而言,需具备抗震性能,确保地基坚实。所以,必须按照工程实际需求,结合地震活动状况与地质状况,确定最佳建筑场地,对抗震有利地段与危险地段进行综合评价。若发现不利地段,注意避开不利区域。如果确实无法避开,必须采取相应解决措施。处于危险地段时,杜绝建筑建造。当地震能力发出之后,对结构具有直接破坏力,可能导致地基沉降、地表开裂、滑坡、砂土化等间接性破坏。确定最佳建筑场地,可明显提升建筑抗震性能,节省投资成本。
(1)尽可能地选择一些地势开阔、土质坚硬的场地进行房屋建设。这是因为土质坚硬地基土不容易发生沉降,不会在地震力作用下地基土层发生位移。可有效地防止地震来临时因地基土层的位移、沉降而使房屋建筑上部结构受到破坏。
(2)尽量在房屋建筑选择场地时避开软弱地基以及地震频发的地段,如果应房屋建筑规划设计要求,无法避开这些地段,应采取必要的地基加固处理技术以及抗震措施。从房屋结构抗震性能入手,提高房屋建筑结构的整体性及牢固性。
(3)尽可能地避开易发泥石流、山体滑坡地段,如果在这些危险地段建设房屋,一旦地震来临时往往会引发泥石流及山体滑坡等灾害,加剧了房屋建筑结构的破坏程度;此外,房屋建筑场地的土层的强度和刚度也对房屋建筑结构的抗震能力有着一定的影响。通常是土层越厚越坚硬,房屋建筑受震害的程度越小。
(二)建筑结构的高度设计
依据我国现行《高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)》规定,在进行建筑结构设计时,应综合考虑适用性、经济性的原则,并给出不同结构体系的最大适用高度。
(三)协调设计
对于建筑抗震设计,必须具备专业设计知识,在建筑施工中,由于分工不同,建筑工程师通常只分析地震作用。所以,工程师与设计人员之间需加强配合、协调,对平立面进行调整,确保功能齐全,达到结构规则要求,满足抗震设计标准。对于平立面设计,需确保规则与对称,以确保整体性能良好。
(四)建筑外形设计
根据相关地震调查研究表明,地震应力主要在构件截面、平立面等突变处,这些地方极易引发地震灾害。由于刚度中心明显偏离质量中心,极易导致结构扭转,引发严重性地震灾害。由于建筑整体性不高,传力通道堵塞,使得结构抗震性能明显下降。如果结构不规则,需加强地震作用力、内力计算与调整,改造薄弱位置。如果结构设计方案不合理,严重浪费资源,埋下安全隐患,进而导致抗震设计失效。
(五)材料和结构体系选择的问题
在地震多发地区,选用何种建筑材料和何种结构体系的抗震性能更好这个问题应该引起人们的关注。在我国,超过150m的高层建筑,通常采用框架筒体系、筒中筒体系、组合筒三种,同时这三种结构体系也是其他国家的高层建筑普遍采用体系类型。但在国外地震多发地区,主要以钢结构为主要建筑材料,而我国90%的高层建筑结构采用钢筋混凝土材料和混合类型结构体系。研究表明,采用钢筋混凝土混合结构的内筒在地震作用下,要承担80%的地震作用力。由于此结构体系的核心是钢筋混凝土筒,因此其变形限度要以钢筋混凝土结构的变形限度为基础,不得超越。但由弯曲变形所引起的侧向位移较大,靠钢框架共同作用减小侧向位移,由于钢框架刚度小,使得结构的负荷受限制,因而减小侧移的效果不明显。通常采用加大钢筋混凝土筒的刚度或设置伸臂结构,提高结构的刚度和强度。
(六)轴压比和短柱设计
在建筑结构抗震设计中,为了提高结构的抗震性,需要减小柱的轴压比,增大柱的截面尺寸。减小柱轴压比的主要目的是为了使柱子处于大偏心受压状态,避免纵向受力钢筋未达到受拉屈服而混凝土却被压碎的情况发生。由于柱的刚性强度比较高,使得整体结构的延性就差,当发生地震灾害时,结构吸收地震能量和耗散能量就少,使得结构很容易发生破坏。所以在高层结构设计时,通常采用强柱弱梁设计方法,且梁具有很好的延性,可以发生适量的变形,就会减少柱子进入屈服强度的可能性,且在设计时可以适当增大轴压比。此外,许多高层建筑底层的柱子长细比小于4,但不能依据长细比小于4则判断是短柱。因为短柱的确定因素是柱的剪跨比,只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。
(七)选取合适的基础形式
在建筑基础施工以前,需要选择合理的基础类型以提高建筑结构的抗震稳定性:建筑物的结构体系类型及荷载的大小情况决定基础的形式,上部结构传递的荷载越大,则要求选择基础时具有足够大的承载能力和刚度。不同的结构对于地基的变形和沉降的要求不同。
(八)抗震设计的其他方面
在地震多发地区,要确定高层建筑的结构类型时,除了前面的结构材料用量、建筑内部空间大小、建筑楼房的适用高度等限制条件外,还要考虑以下关于抗震设计准则:(1)在抗震设防设计时,要进行多道抗震设防,避免因结构一部分失效,而使结构整体出现失稳或承载能力不足的现象发生;(2)在结构体系选型设计时,尽量选用承载能力高、延展性好以及充足耗能性能的结构体系,防止地震发生时,结构有充足的抗倒塌能力;(3)结构的刚度和强度在水平和竖向方向上均匀分配,防止结构应力出现局部突变或削弱,使结构出现薄弱部位,避免了在地震发生时,结构出现过大的应力集中或塑性变形集中的现象。
二、总结
总之,建筑结构抗震设计的好坏,是工程质量的重要保障,对企业形象、施工质量具有严重影响,决定了建筑工程的经济效益。所以,我们必须按照施工实际情况,确定最佳的抗震技术,不断加强技术创新,提升技术水平,进而提升建筑结构的抗震性能。
参考文献:
[1]李冬.建筑结构抗震问题及其发展分析[J].城市建设理论研究:电子版,2012(29):90.
[2]孙三霞,姜效光,李红培.浅谈砖砌体房屋建筑的抗震设计[J].价值工程,2010,(13).
[3]张丽.基于性能的既有钢筋混凝土建筑结构抗震评估与加固技术研究[J].城市建筑,2013,(24):63-63.