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摘要:建筑结构设计者更要根据实际情况和自身经验,加大对建筑抗震性能的研究,不断总结创新建筑结构设计中的抗震理念。我建议国家在建筑结构设计的整体方向上,要制定相关国家政策,严格把控建筑结构的抗震能力,确保建筑结构的整体安全性和稳定性,人们的生命安全尤为重要。 本文结合实践工作,对建筑抗震结构设计方面进行探讨。
关键词:建筑;抗震;结构设计;探讨
1.建筑抗震结构设计的概念
一般来说,所谓的建筑结构的抗震设计就是指通过地震时对建筑结构的破坏,结合建筑结构工程长期实践所积累的经验,总结形成的一种基本的设计方法与设计思想,也是进行建筑与结构整体布置并且确定细部构造措施的一个过程。地震动理论上来说就是一种随机的振动,它具有人们难以把握的随机性、复杂性与不确定性,要想很精确地预测某建筑物可能遭遇的地震的特性与参数,就目前来说我们还很难有更好的方法。在建筑结构的抗震设计分析这个方面,由于我们不能够很充分地考虑建筑结构的空间作用、建筑结构的性质、建筑的材料以及外界引起变化等等很多种不同的因素,因此有着一种不确定性的存在。所以建筑结构的抗震设计不能够全部的取决于计算结果,更应该以建筑结构工程抗震设计的基础理论以及经过长时间建筑工程抗震经验所能够总结出来的建筑工程抗震设计方法为基本出发点,进而更好的提高建筑结构的抗震性能。
2.结构抗震概念设计的重要性
2.1概念设计是解决地震不确定性的好方法。我们对地震破坏机理还不十分清楚,对地震的破坏现象也只是停留在感性认识阶段,建筑物抗震计算的原理只是一种近似方法,却不能代表建筑本身在地震中的真实反应。概念设计的思想不妨是个解决这个问题的好方法。
2.2概念设计是工程师进行结构设计创新的原则和方法。概念设计是展现先进设计思想的关键,一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。
2.3计算理论与实际受力的差别使得概念设计成为结构抗震的重要途径。概念设计的重要,主要是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性,这一矛盾使设计结果与结构的实际受力状态差之甚远,为了弥补这类计算理论的缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。
2.4概念设计在初步设计中的重要性。概念设计之所以重要,还在于在方案设计阶段,初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择效果最好、造价最低的结构方案。为此,需要工程师不断地丰富自己的结构概念,深入、深刻了解各类结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们。而人的设计,就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷,主要原因就是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思,即未进行概念设计所致。
3.抗震概念设计的基本原则
3.1建筑场地选择的基本原则
场地条件是造成建筑物震害的重要原因,因此在选择建筑物场地时,工程师应该注意掌握场地的工程地质、地震活动和地震地质等会影响工程的因素,并结合工程的实际需要,对抗震有利、不利和危险地段做出综合评价。选择对建筑抗震有利的地段,例如平坦、开阔的坚硬场地土;避开对建筑抗震不利的地段,当无法避开时,要采取有效的抗震措施。
3.2建筑体型的确定原则
建筑物体型应力求简单、规则、对称,质量和刚度变化均匀,以减少地震作用产生的变形、应力集中及扭转反应。
3.3选择合理的抗震结构体系
结构布置应具备多道抗震防线,多道设置抗震防线是为了防止由于地震的连续性对建筑物带来的多次冲击,以提高建筑物的防震能力。结构应具备必要的抗震承载力,良好的变形能力和耗能能力,避免地震对抗震结构体系的破坏,同时结构的刚度和强度需分配合理,避免薄弱环节出现。而一旦薄弱环节的出现,就要采取有效的加强措施。
4.建筑抗震设计中各种材料的不同运用方法
4.1砖结构:承重墙厚度不宜小于240mm
砖墙承重或砖柱承重的砖结构房屋,是目前乡村地区还比较普遍的一类传统民居,虽然现在我国人民的生活水平不断提高了,但是其受欢迎程度在乡村还是比较高的,所以绝对不容忽视.按其在建筑物中的位置区分有内墙和外墙;按材料和构造方式分,有实砌墙、空斗墙和复合墙。
砖结构房屋,要求墙体均匀、对称,纵横墙间距适当,并沿竖向上下连续;门窗位置的安排不要破坏纵横墙的接结;承重窗间墙最小宽1.2米。砖柱与砖墙要有足够的强度,所有承重墙体的厚度,应不宜小于240mm,如果是烧结普通砖和烧结多孔砖,其强度等级不低于MU10,其砌筑砂浆强度等级不低于M5.
为提高抗震性能,建房时,其楼盖屋盖宜优先采用现浇钢筋混凝土楼板.当采用混凝土预制装配楼盖屋盖时,可在板底处,沿房屋外墙、砖柱顶部设置现浇的钢筋混凝土圈梁,以增强砖房的稳定性和整体性,并采取措施保证各预制构件之间连接的整体性.此外,据了解,目前乡村地区建房时普遍存在不设构造柱的现象.这一点也值得广大乡村居民注意,应改变这种传统做法,必须在建房时在必要部位加设构造柱.。
4.2石结构:楼板石架入支座的支撑长度不小于120mm
石结构房屋、建筑物是沿海很多乡村因地制宜普遍运用的传统建筑结构,历史悠久、形式多样、颇具特色。但石材既硬又脆,不具弹性,抗弯、抗拉力和冲击力显然比钢筋混凝和木质结构都差,重力荷载大,如施工不佳、布局欠妥,就容易变成地震区的危房。
采用石结构房屋,必须严格控制层数,不盖或少盖多层石结构楼房,并力求材质和选用合适结构形式,保证施工质量。由于石砌墙体自重和承重大,还要尽可能按现代建筑技术的各项规定施工,不论哪一种墙体砌筑形式,砌体连结处灰缝一定要饱满、密实,并采用经过加工整平的优质方石材坐浆叠砌,少用或不用厚度大的垫片。纵横墙的交会点――墙体转角部位宽度应加大,内外墙要连结紧,并辅以钢筋加固,以增强抗震力。
4.3木结构:骨架尽可能采用穿斗式
木骨架承重房屋,在一些乡村民宅仍有一定比例。木结构一般由梁、柱、檩条和椽子等组成骨架,承受房屋和楼层的荷载,墙只起着围护与间隔作用。
建房时,增强纵向与横向的稳定性,是木屋架承重房屋有效的抗震措施。一般采取在梁与柱之间增设斜撑和剪刀支撑来加强。骨架尽可能采用穿斗式,柱脚基座最好做成现浇混凝土座,并用铁件、螺栓锚固;各连结点涂刷沥青等以防潮、防腐、防虫蛀。
木结构的房屋还有一些是由土墙或土坯墙支撑木质屋顶的。土墙的强度和耐久性,很大程度取决于土质的优劣。建房时应尽量保证墙身互相联结好,避免孤立墙,在墙身交接处或墙身过长时,须加筋或设圈梁,房屋总长度不宜超过60米,跨度不大于6米的屋架及超过1500公斤的集中荷载,若仍支承在土墙上须加垫板。
5.结语
由于地震具有随机性、复杂性、藕联性,每次地震所产生的波形各异,因而其对建筑物的作用各不相同,所产生的破坏程度也千差万别。作为结构工程师来说,必须使这一理念贯穿于结构设计的整个过程当中,既要严格把握好设计的大原则,又要全面考虑诸多因素,最终才能保证设计的科学性和严谨性,为社会创造更多精品工程。
参考文献 :
[1]吴健,于峰.试论建筑结构设计的抗震措施[J].黑龙江科技信息. 2012,5(4):146~144.
[2]范俊梅.有关高层建筑结构设计抗震的几点思考[J].中国新技术新产品. 2013,12(4):216~217
关键词:建筑;抗震;结构设计;探讨
1.建筑抗震结构设计的概念
一般来说,所谓的建筑结构的抗震设计就是指通过地震时对建筑结构的破坏,结合建筑结构工程长期实践所积累的经验,总结形成的一种基本的设计方法与设计思想,也是进行建筑与结构整体布置并且确定细部构造措施的一个过程。地震动理论上来说就是一种随机的振动,它具有人们难以把握的随机性、复杂性与不确定性,要想很精确地预测某建筑物可能遭遇的地震的特性与参数,就目前来说我们还很难有更好的方法。在建筑结构的抗震设计分析这个方面,由于我们不能够很充分地考虑建筑结构的空间作用、建筑结构的性质、建筑的材料以及外界引起变化等等很多种不同的因素,因此有着一种不确定性的存在。所以建筑结构的抗震设计不能够全部的取决于计算结果,更应该以建筑结构工程抗震设计的基础理论以及经过长时间建筑工程抗震经验所能够总结出来的建筑工程抗震设计方法为基本出发点,进而更好的提高建筑结构的抗震性能。
2.结构抗震概念设计的重要性
2.1概念设计是解决地震不确定性的好方法。我们对地震破坏机理还不十分清楚,对地震的破坏现象也只是停留在感性认识阶段,建筑物抗震计算的原理只是一种近似方法,却不能代表建筑本身在地震中的真实反应。概念设计的思想不妨是个解决这个问题的好方法。
2.2概念设计是工程师进行结构设计创新的原则和方法。概念设计是展现先进设计思想的关键,一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。
2.3计算理论与实际受力的差别使得概念设计成为结构抗震的重要途径。概念设计的重要,主要是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性,这一矛盾使设计结果与结构的实际受力状态差之甚远,为了弥补这类计算理论的缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。
2.4概念设计在初步设计中的重要性。概念设计之所以重要,还在于在方案设计阶段,初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择效果最好、造价最低的结构方案。为此,需要工程师不断地丰富自己的结构概念,深入、深刻了解各类结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们。而人的设计,就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷,主要原因就是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思,即未进行概念设计所致。
3.抗震概念设计的基本原则
3.1建筑场地选择的基本原则
场地条件是造成建筑物震害的重要原因,因此在选择建筑物场地时,工程师应该注意掌握场地的工程地质、地震活动和地震地质等会影响工程的因素,并结合工程的实际需要,对抗震有利、不利和危险地段做出综合评价。选择对建筑抗震有利的地段,例如平坦、开阔的坚硬场地土;避开对建筑抗震不利的地段,当无法避开时,要采取有效的抗震措施。
3.2建筑体型的确定原则
建筑物体型应力求简单、规则、对称,质量和刚度变化均匀,以减少地震作用产生的变形、应力集中及扭转反应。
3.3选择合理的抗震结构体系
结构布置应具备多道抗震防线,多道设置抗震防线是为了防止由于地震的连续性对建筑物带来的多次冲击,以提高建筑物的防震能力。结构应具备必要的抗震承载力,良好的变形能力和耗能能力,避免地震对抗震结构体系的破坏,同时结构的刚度和强度需分配合理,避免薄弱环节出现。而一旦薄弱环节的出现,就要采取有效的加强措施。
4.建筑抗震设计中各种材料的不同运用方法
4.1砖结构:承重墙厚度不宜小于240mm
砖墙承重或砖柱承重的砖结构房屋,是目前乡村地区还比较普遍的一类传统民居,虽然现在我国人民的生活水平不断提高了,但是其受欢迎程度在乡村还是比较高的,所以绝对不容忽视.按其在建筑物中的位置区分有内墙和外墙;按材料和构造方式分,有实砌墙、空斗墙和复合墙。
砖结构房屋,要求墙体均匀、对称,纵横墙间距适当,并沿竖向上下连续;门窗位置的安排不要破坏纵横墙的接结;承重窗间墙最小宽1.2米。砖柱与砖墙要有足够的强度,所有承重墙体的厚度,应不宜小于240mm,如果是烧结普通砖和烧结多孔砖,其强度等级不低于MU10,其砌筑砂浆强度等级不低于M5.
为提高抗震性能,建房时,其楼盖屋盖宜优先采用现浇钢筋混凝土楼板.当采用混凝土预制装配楼盖屋盖时,可在板底处,沿房屋外墙、砖柱顶部设置现浇的钢筋混凝土圈梁,以增强砖房的稳定性和整体性,并采取措施保证各预制构件之间连接的整体性.此外,据了解,目前乡村地区建房时普遍存在不设构造柱的现象.这一点也值得广大乡村居民注意,应改变这种传统做法,必须在建房时在必要部位加设构造柱.。
4.2石结构:楼板石架入支座的支撑长度不小于120mm
石结构房屋、建筑物是沿海很多乡村因地制宜普遍运用的传统建筑结构,历史悠久、形式多样、颇具特色。但石材既硬又脆,不具弹性,抗弯、抗拉力和冲击力显然比钢筋混凝和木质结构都差,重力荷载大,如施工不佳、布局欠妥,就容易变成地震区的危房。
采用石结构房屋,必须严格控制层数,不盖或少盖多层石结构楼房,并力求材质和选用合适结构形式,保证施工质量。由于石砌墙体自重和承重大,还要尽可能按现代建筑技术的各项规定施工,不论哪一种墙体砌筑形式,砌体连结处灰缝一定要饱满、密实,并采用经过加工整平的优质方石材坐浆叠砌,少用或不用厚度大的垫片。纵横墙的交会点――墙体转角部位宽度应加大,内外墙要连结紧,并辅以钢筋加固,以增强抗震力。
4.3木结构:骨架尽可能采用穿斗式
木骨架承重房屋,在一些乡村民宅仍有一定比例。木结构一般由梁、柱、檩条和椽子等组成骨架,承受房屋和楼层的荷载,墙只起着围护与间隔作用。
建房时,增强纵向与横向的稳定性,是木屋架承重房屋有效的抗震措施。一般采取在梁与柱之间增设斜撑和剪刀支撑来加强。骨架尽可能采用穿斗式,柱脚基座最好做成现浇混凝土座,并用铁件、螺栓锚固;各连结点涂刷沥青等以防潮、防腐、防虫蛀。
木结构的房屋还有一些是由土墙或土坯墙支撑木质屋顶的。土墙的强度和耐久性,很大程度取决于土质的优劣。建房时应尽量保证墙身互相联结好,避免孤立墙,在墙身交接处或墙身过长时,须加筋或设圈梁,房屋总长度不宜超过60米,跨度不大于6米的屋架及超过1500公斤的集中荷载,若仍支承在土墙上须加垫板。
5.结语
由于地震具有随机性、复杂性、藕联性,每次地震所产生的波形各异,因而其对建筑物的作用各不相同,所产生的破坏程度也千差万别。作为结构工程师来说,必须使这一理念贯穿于结构设计的整个过程当中,既要严格把握好设计的大原则,又要全面考虑诸多因素,最终才能保证设计的科学性和严谨性,为社会创造更多精品工程。
参考文献 :
[1]吴健,于峰.试论建筑结构设计的抗震措施[J].黑龙江科技信息. 2012,5(4):146~144.
[2]范俊梅.有关高层建筑结构设计抗震的几点思考[J].中国新技术新产品. 2013,12(4):216~217