建筑结构抗震设计要求探析

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  摘要:近年来,随着地震灾害的频发,房屋建筑结构抗震设计越来越受到人们的重视。地震是一种突发性的自然灾害,破坏性极强,尤其是对房屋建筑的破坏程度最为严重,地震所到之处房屋建筑在地震力的作用下倒塌成为废墟。给社会经济发展带来了极大损失,同时也对人们的生命安全造成了极大威胁。所以,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及亟待研究的重要课题。 
  关键词:建筑结构;抗震设计;要求;应用 
  中图分类号:TU3文献标识码: A
  一、建筑抗震设计
  抗震设计主要有抗震概念设计和抗震计算分析两个方面。抗震概念设计包括抗震措施与抗震构造措施共同组成了抗震设计,经过大量实际地震震害考察分析和总结,形成了抗震概念设计理论。目前,关于地质运动的预测和分析尚未达到可靠的科学水平,因此,震害经验更加的重要起来,抗震措施也就更加的重要,相比之下,抗震措施比抗震计算更加的重要。经过大量的地质灾害考察,总结出地震后建筑物破坏主要有以下几种形式:首先,由于结构整体性破坏而引发的结构破坏,造成承重结构承载力不足或者变形过大造成的破坏;其次,由于抗震中结构变形超过规定限值或者承重体系承载力不满足地震荷载而引发的结构破坏;最后,由于地震时地基失效引发的结构破坏。
  大量震害考察表明,建筑物的规则性对于建筑的抗震性能影响重大。具体分为平面规则程度及竖向规则程度。平面规则指建筑的质量中心和刚度中心基本一致,平面规则的建筑能够更好的传递水平地震力,防止地震时建筑扭转破坏;竖向规则程度主要指建筑物的竖向布置连续、均匀,竖向规则的建筑地震时能够有效的传递竖向地震力。我国是个多地震国家,历次大地震造成了巨大的生命财产损失,给无数的家庭造成了不可磨灭的创伤,让无数的儿童失去父母,无家可归。因此,建筑的防震、抗震设计作为抵抗地震灾害的有效措施显得更加的重要。历次震害经验分析,基于灾害经验的抗震措施理论对于建筑抗震设计更加的重要,抗震措施经验的研究分析也更加的重要。
  二、建筑结构抗震分析和设计的主要内容
  随着经济的发展,人们对居住环境、质量的要求在不断提高。建筑抗震性能作为建筑质量的重要评判标准之一,备受人们的关注。因此,建筑要想满足大震压力下的结构标准,就必须加强对建筑弹塑性能的研究,因为在强震的情况下,建筑结构会进入塑性状态。建筑结构的弹塑性主要分为两大类:第一,弹塑性动力分析。该方法是用干模型和层模型将建筑结构进行简化,以方便弹塑性的计算。干模型计算法的应用可以有效地计算出在地震情况下各个楼层反应的准确数值,但是该方法也存在不足之处,如计算时间长、计算比较烦琐,且投入较大,这种方法被个别国家采用。而层模型计算法也可以得到各个楼层在地震时的反应数值,但是通过层模型计算出的结果比较宏观,该方法的优点是计算时产生的数值较少,目前已经被各个国家广泛应用。第二,弹塑性静力分析法。该方法是通过对每一个结构构件的内力、承载压力进行研究来确定楼层的抗震性。该方法现阶段也被广泛应用于建筑结构抗震设计中,可以有效地检测到建筑结构部件是否符合标准,从而进行及时处理,提高建筑结构的安全性。
  三、我国高层建筑抗震设计中的一些问题
  随着技术的发展,高层建筑的抗震设计有了很大的进步,但也存在一些急需解决的问题。
  1、高度问题
  在一定设防烈度和一定结构型式下,钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度,但是,有许多混凝土结构高层建筑的高度超过了这个限制,这样会带来很大的隐患,在地震力作用下,超高限建筑物会发生很大的变化。
  2、材料的选用和结构体系问题
  变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。但因其弯曲变形的侧移较大,靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移,不仅会增大钢结构的负担,且效果不大,有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构,形成加强层才能满足规范侧移限值。因此,在需要设置加强层及转换层时,要慎重选择其结构模式,尽量减小其本身刚度,减小不利影响。
  四、建筑结构抗震设计要点分析
  1、建筑场地的选择
  (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)尽可能地避开易發泥石流、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。
  2、地基和基础设计
  (1)为了提高房屋建筑的整体性及刚性,进而增强房屋建筑结构的抗震能力,在房屋建设设计过程中,应按照同一建筑单元建设在同一性质的地基上,结构相同的房屋建筑在地基处理方式选择方面应采用统一的地基处理方式。
  (2)房屋建筑基础应按照有关规定深度进行埋设,尽可能地增加基础的埋设深度,如果基础埋设深度不够或者过浅会降低建筑物的嵌固作用,使房屋建筑在地震灾害下振幅增大,房屋建筑受害严重。所以,在满足房屋建筑基础埋设深度的基础上尽可能地加大基础埋设深度,并做好基坑的回填夯实工作,提高房屋建筑基础的稳定性。
  (3)房屋建筑是由基础和上部结构两部分构成。为了提高房屋建筑的整体性,一般在基础室外的地坪下不宜设置内外交圈的基础圈梁;应在房屋建筑上部结构和基础部分之间设置构造柱,构造柱连接房屋上部结构及基础的圈梁;如果房屋建筑基础土质的刚度不够,应考虑在基底设置圈梁,进而提升房屋基础的强度和刚度。
  3、采用合理的建筑平立面
  建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理,结构布置符合抗震原则,通过无数次的实验表明,简单、规则、对称的建筑结构抗震能力强,对延缓地震烈度范围延伸,消耗地震的能量,减少地震对整体结构的破坏,而且,对称结构容易准确计算其地震反应。
  4、合理控制房屋建筑高宽度
  对于房屋建筑而言,其受震害程度与建筑本身的高宽比具有一定的关系。受地震作用影响,房屋建筑的倾斜程度(侧移程度)会因为其本身高宽比越大而越严重。同时,房屋建筑的层数越多,其在地震灾害中所面临的破坏也会越严重。因此,为了保障房屋建筑对于地震破坏的抵抗能力。在设计期间,需对其建筑的高度与宽度进行合理控制。结合房屋建筑的实际情况,在保障房屋建筑的抗震要求的条件下,对房屋建筑层数进行合理调整。 
  5、注重增强建筑的整体刚性
  建筑的受力部分包括纵向和横向的承重部件,要想使建筑在地震过程中保持整体上的稳定性,就要注重建筑整体上的刚性的增强,目前在建筑过程中所采用的钢筋混凝土结构,就能够较好地实现这样的目的,能使建筑具有较好的整体性,以及较强的水平刚度,能够比较均匀地传递载荷。增大建筑的整体刚性,建筑整体上的受力就较为均匀,可以使建筑在面对地震时,能够有效延迟结构的屈服时间,起到较好的抗震效果。 
  6、提高抗震设计等级
  由于近几年,一些特大地震灾害频频出现,给我国造成了巨大的经济损失。研究表明,以地震灾害分析50年为一个分析周期,而小震的重现世间为50年,小震灾害已经超过抗震设计安全烈度的概率为62%;中型地震的重现世间为475年,中震灾害已经超过抗震设计安全烈度的概率为10%;大型地震的重现世间为2000年,大震灾害已经超过抗震设计安全烈度的概率为2%。因此,一些建筑结构设计专家指出,我国地震多发地带应该及时提高建筑结构的抗震等级,严格控制建筑结构的抗震设计,确保建筑结构的抗震稳定性。
  结束语
  终上所述,只有正确的建筑结构抗震设计分析,采用合理有效的抗震设计方案,才能有效减轻地震灾害,减少人身财产损失
  参考文献
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