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摘 要:建筑结构尤其是规则性相对较差的建筑是非常容易受到地震的影响的,如果地震的压力比较大,建筑自身就会产生一定的变形或者是损坏,这对于建筑本身的安全性和可靠性都有着很大的影响。笔者结合自己的实际经验对改善建筑抗震扭转结构设计进行简要的分析和阐述,以供有关人员参考和借鉴。
关键词:抗震设计;抗震扭转;方法
很多建筑工程在实际的使用中都会因为地震而使得建筑本身的性能受到极大的影响,甚至是倒塌。尤其是结构规则性较差的建筑,受地震作用的影响就更大,产生建筑结构倒塌现象的主要原因就是受到了地震扭转的作用,也就是建筑受到了地震作用而产生了一定的变形和破坏,为了能够更好的解决这一问题,一定要改良建筑结构的抗震扭转设计质量,提高建筑结构的安全性和稳定性。
1 扭转效应概述
扭转效应一般是针对建筑结构主体而言的,结构主体中的单个构件,如边梁,雨棚梁等可以通过计算作用在构件上的扭矩来确定其配筋,但是对于结构主体,扭转效应是指结构空间计算时,由平面不规则引起的楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)大于该楼层两端弹性水平位移(或层间水平位移)平均值,现行建筑抗争设计规范规定,大于1.2倍,即判定楼层平面不规则,在地震作用下,结构主体扭转明显,应通过结构布置来控制楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)与该楼层两端弹性水平位移(或层间水平位移)平均值的比值,比值不宜大于1.5,同时,在构件配筋计算是考虑抵抗扭矩而增加的配筋。
2 建筑结构在地震作用力下发生扭转的原因
建筑结构在地震作用下发生扭转是当前建筑设计工作中需要重点解决的问题,如果这一问题得不到有效的解决就会使得整个建筑的安全性和稳定性都大幅下降。建筑结构自身的质量也就无法得到有效的保证,在所有建筑结构的问题中,扭转是最主要的一个问题,所以在进行建筑结构的设计中一定要采取相应的措施加强建筑结构的抗扭转能力,这样就能够保证建筑在地震作用下受到更少的伤害,这样也就为建筑的安全提供了更为强大的保障,通常情况下,建筑抗扭转能力差主要是以下几方面的原因,首先是建筑的布置方式上存在着一定的问题,其次是建筑设计施工时所采用的施工工序也缺乏必要的科学性,还有就是没有采取合适的施工技术进行建筑的建设施工。
2.1 外界因素对建筑扭转的影响
在建筑投入使用之后,有一些建筑会遭受地震灾害的袭击,但这会严重影响到建筑结构自身的稳定性和安全性,甚至还会导致建筑物出现倒塌的现象,地震灾害是具有一定的区域性的,所以在一些地区,地震发生的频率也比较高,同时地震板块在运动时也存在着一定的差异,所以建筑和地面就会产生明显的地震效应,如果地震的等级很高,建筑结构就会发生很大的逆转,这种情况会使得建筑本身的稳定性大大减弱,但是在我国当前的发展形势下,我国的很多地震观测设备和技术还不是十分的成熟和完善,所以,有可能在实际的观测中存在着一定的问题,本文是不考虑这些因素的影响进行研究的。
2.2 建筑本身的原因
建筑物本身也会对其抗扭转性能产生十分重要的影响,在很多建筑的设计中都存在着一定的不合理因素,如果建筑本身结构的设计就存在问题,建筑结构自身的稳定性和抗扭转性能也会受到很大的影响,一旦发生了比较严重的地震就会使得整个建筑结构发生严重的扭转现象,针对这样想的现象,如果能够提高刚度中心和结构质量中心的工作,建筑的抗震性能一定会有很大幅度的提升,建筑发生扭转的可能性也会相应的降低,受到应力的伤害也会在一定程度上减弱。
3 抗震扭转设计的重要性分析
在建筑设计工作中一定要重视建筑抗扭转设计的重要意义有一个清晰的认识,目前,我国的建筑工程在进行设计工作时都比较重视对抗扭转性能的设计,一方面是能够有效的保证我国建筑整体设计的合理性,也是一种提高建筑整体性能的一个重要的途径,做好这方面的工作能够很好的保证建筑在地震发生时不会出现大幅度的扭转,从而保障了人们的生命和财产安全,所以建筑抗震扭转设计有着十分重要的积极意义,如果建筑在设计的过程中没有严格的控制抗震扭转设计的质量,即时没有出现倒塌的现象,但是整体结构已经发生了严重的扭转,所以建筑也无法正常的使用,这是因为如果继续在这样的建筑中生活,其质量和安全都是无法保证的,所以居住者的生命和安全也受到了极大的威胁,站在这个角度上来说,加强抗震扭转设计的质量也是十分必要的,相关部分的调查因为地震灾害而出现的建筑倒塌现象也是非常多的,甚至不计其数,所以加强建筑抗震扭转设计也能够有效的减少人员和伤亡,因此,在设计的过程中,相关人员一定要对抗震扭转设计工作予以充分的重视。
4 建筑结构布置分析
4.1 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。此外,带有较长翼缘的L形、U形、H形、T形、十字形、Y形平面也不宜采用,因为此类平面在地震时容易发生差异侧移而使震害加重。
4.2 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,它的上部质量歹酒下部质量小,使得重心偏高,增加了倾覆力矩。
5 结构扭转设计控制方法及措施
5.1 改善扭转效应
5.1.1 建筑平面总体布置应规则、对称,具有良好的整体性。
5.1.2 建筑的立面形状应规则,蛙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。
5.2 抗扭措施
5.2.1 根据建筑具体高度来选择适宜的结构类型。
5.2.2 确保框架一剪力墙基础具有良好的整体性和刚度。
5.2.3 框架结构和框架一剪力墙结构中,粱中线与柱中线、柱中线与剪力墙中线之间的偏心距不宜过大。
结束语
扭转效应是建筑遭受震害的重要因素之一,建筑设计工作者在对建筑进行结构设计时,一定要重视建筑结构的扭转问题,熟悉扭转原因,了解结构扭转性质,并掌握扭转的理论和计算方法。最关键的还是要充分考虑各方面的影响因素,做好计算和校核工作,根据建筑的具体特点,针对薄弱点,做好建筑结构的抗扭设计措施,使建筑能经得起地震的考验,保障人民的生命财产安全。
参考文献
[1]马泽照,绳冉冉,周俊杰.基于ANSYSWorkbench的板梁结构抗震分析[J].科技与企业,2013(21).
[2]战书东,刘光磊.建筑抗震结构设计要素及抗震措施探索[J].产业与科技论坛,2013(19).
作者简介:文弟,身份证:452322198306232717
关键词:抗震设计;抗震扭转;方法
很多建筑工程在实际的使用中都会因为地震而使得建筑本身的性能受到极大的影响,甚至是倒塌。尤其是结构规则性较差的建筑,受地震作用的影响就更大,产生建筑结构倒塌现象的主要原因就是受到了地震扭转的作用,也就是建筑受到了地震作用而产生了一定的变形和破坏,为了能够更好的解决这一问题,一定要改良建筑结构的抗震扭转设计质量,提高建筑结构的安全性和稳定性。
1 扭转效应概述
扭转效应一般是针对建筑结构主体而言的,结构主体中的单个构件,如边梁,雨棚梁等可以通过计算作用在构件上的扭矩来确定其配筋,但是对于结构主体,扭转效应是指结构空间计算时,由平面不规则引起的楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)大于该楼层两端弹性水平位移(或层间水平位移)平均值,现行建筑抗争设计规范规定,大于1.2倍,即判定楼层平面不规则,在地震作用下,结构主体扭转明显,应通过结构布置来控制楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)与该楼层两端弹性水平位移(或层间水平位移)平均值的比值,比值不宜大于1.5,同时,在构件配筋计算是考虑抵抗扭矩而增加的配筋。
2 建筑结构在地震作用力下发生扭转的原因
建筑结构在地震作用下发生扭转是当前建筑设计工作中需要重点解决的问题,如果这一问题得不到有效的解决就会使得整个建筑的安全性和稳定性都大幅下降。建筑结构自身的质量也就无法得到有效的保证,在所有建筑结构的问题中,扭转是最主要的一个问题,所以在进行建筑结构的设计中一定要采取相应的措施加强建筑结构的抗扭转能力,这样就能够保证建筑在地震作用下受到更少的伤害,这样也就为建筑的安全提供了更为强大的保障,通常情况下,建筑抗扭转能力差主要是以下几方面的原因,首先是建筑的布置方式上存在着一定的问题,其次是建筑设计施工时所采用的施工工序也缺乏必要的科学性,还有就是没有采取合适的施工技术进行建筑的建设施工。
2.1 外界因素对建筑扭转的影响
在建筑投入使用之后,有一些建筑会遭受地震灾害的袭击,但这会严重影响到建筑结构自身的稳定性和安全性,甚至还会导致建筑物出现倒塌的现象,地震灾害是具有一定的区域性的,所以在一些地区,地震发生的频率也比较高,同时地震板块在运动时也存在着一定的差异,所以建筑和地面就会产生明显的地震效应,如果地震的等级很高,建筑结构就会发生很大的逆转,这种情况会使得建筑本身的稳定性大大减弱,但是在我国当前的发展形势下,我国的很多地震观测设备和技术还不是十分的成熟和完善,所以,有可能在实际的观测中存在着一定的问题,本文是不考虑这些因素的影响进行研究的。
2.2 建筑本身的原因
建筑物本身也会对其抗扭转性能产生十分重要的影响,在很多建筑的设计中都存在着一定的不合理因素,如果建筑本身结构的设计就存在问题,建筑结构自身的稳定性和抗扭转性能也会受到很大的影响,一旦发生了比较严重的地震就会使得整个建筑结构发生严重的扭转现象,针对这样想的现象,如果能够提高刚度中心和结构质量中心的工作,建筑的抗震性能一定会有很大幅度的提升,建筑发生扭转的可能性也会相应的降低,受到应力的伤害也会在一定程度上减弱。
3 抗震扭转设计的重要性分析
在建筑设计工作中一定要重视建筑抗扭转设计的重要意义有一个清晰的认识,目前,我国的建筑工程在进行设计工作时都比较重视对抗扭转性能的设计,一方面是能够有效的保证我国建筑整体设计的合理性,也是一种提高建筑整体性能的一个重要的途径,做好这方面的工作能够很好的保证建筑在地震发生时不会出现大幅度的扭转,从而保障了人们的生命和财产安全,所以建筑抗震扭转设计有着十分重要的积极意义,如果建筑在设计的过程中没有严格的控制抗震扭转设计的质量,即时没有出现倒塌的现象,但是整体结构已经发生了严重的扭转,所以建筑也无法正常的使用,这是因为如果继续在这样的建筑中生活,其质量和安全都是无法保证的,所以居住者的生命和安全也受到了极大的威胁,站在这个角度上来说,加强抗震扭转设计的质量也是十分必要的,相关部分的调查因为地震灾害而出现的建筑倒塌现象也是非常多的,甚至不计其数,所以加强建筑抗震扭转设计也能够有效的减少人员和伤亡,因此,在设计的过程中,相关人员一定要对抗震扭转设计工作予以充分的重视。
4 建筑结构布置分析
4.1 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。此外,带有较长翼缘的L形、U形、H形、T形、十字形、Y形平面也不宜采用,因为此类平面在地震时容易发生差异侧移而使震害加重。
4.2 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,它的上部质量歹酒下部质量小,使得重心偏高,增加了倾覆力矩。
5 结构扭转设计控制方法及措施
5.1 改善扭转效应
5.1.1 建筑平面总体布置应规则、对称,具有良好的整体性。
5.1.2 建筑的立面形状应规则,蛙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。
5.2 抗扭措施
5.2.1 根据建筑具体高度来选择适宜的结构类型。
5.2.2 确保框架一剪力墙基础具有良好的整体性和刚度。
5.2.3 框架结构和框架一剪力墙结构中,粱中线与柱中线、柱中线与剪力墙中线之间的偏心距不宜过大。
结束语
扭转效应是建筑遭受震害的重要因素之一,建筑设计工作者在对建筑进行结构设计时,一定要重视建筑结构的扭转问题,熟悉扭转原因,了解结构扭转性质,并掌握扭转的理论和计算方法。最关键的还是要充分考虑各方面的影响因素,做好计算和校核工作,根据建筑的具体特点,针对薄弱点,做好建筑结构的抗扭设计措施,使建筑能经得起地震的考验,保障人民的生命财产安全。
参考文献
[1]马泽照,绳冉冉,周俊杰.基于ANSYSWorkbench的板梁结构抗震分析[J].科技与企业,2013(21).
[2]战书东,刘光磊.建筑抗震结构设计要素及抗震措施探索[J].产业与科技论坛,2013(19).
作者简介:文弟,身份证:452322198306232717