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摘要:房建结构的抗震性能对建筑安全有着十分重要的意义,如果抗震性能不达标,一旦遇到强度较大的地震,就会使得建筑物受到不同程度的损伤,对居民生命财产产生巨大的威胁。
关键词:抗震设计特点;常见问题;对策
1、引言
随着我国社会主义现代化建设和城市化进程的不断向前推进,建设用地日趋紧张,促使建筑功能越来越多样化,高层建筑得的发展是大势所趋。高层建筑的特点是高度比较高,所以地震荷载和风荷载在设计过程中占主导和控制地位,而我国又是地震多发国家,因此高层建筑的抗震设计分析显得尤为重要。
2、房建结构中抗震设计特点
(1)控制建筑物的侧移是重要的指标
在地震荷载作用下,房建结构所产生的水平剪切力占主导地位,所以建筑物会产生明显的侧移,随房建结构的高度不断曾加,结构的侧向位移迅速增大,但该变形要在一定限度之内,这样才能保证结构安全以及使用功能。
(2)地震荷载中的水平荷载是决定因素
水平荷载会使建筑物产生倾覆力矩,并且在结构的竖向构件中引起很大的轴力,这些都与建筑物高度的两次方成正比,故随房建结构高度的增加,水平载荷大相径庭。对高度一定的建筑物而言,竖向荷载基本上是不变的,但是随着建筑物的质量、刚度等动力特性的不同,水平地震荷载和风荷载的变化是比较大的。
(3)要重视房建结构的延性设计
高层房建结构随着高度增加,刚度减小,显得更柔,在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有足够的变形能力,使结构进入塑性变形阶段仍然安全,需要在结构构造上采取有利的措施,使得房建结构具有足够的延性。
3、房建结构中抗震设计中常见的问题
3.1选择建筑抗震场地
在相同的施工条件下,施工场地的地质条件对建筑物的抗震性能起有十分重要的影响,受到破坏的程度存在明显的差异,因此选择建筑场地是房建结构抗震性能提高工作中一个十分重要的方面,在进行场地选择时,要尽量避开地质条件较差的场地,最大程度上的减小地震带来的损害。微风化、中等风化的基岩、密实的砂土层以及含水量较低的黏土层都属于比较有利的场地,而液化土、软弱土、湿陷性黄土都属于不利的场地,在选择时要注意辨别。遇到无法避免的不理地段时,要根据土质问题的级别采取一定的加强措施,以改变或改善不利的地质条件带来的影响,并且要对可能出现的不利影响进行预先的估计,估算不同强度的地震可能会带来的影响,并采取相应的加固和加强处理。对于地震时可能出现崩塌、断裂或塌陷的场地,应该进行事先的地基稳固工作,有可能避开的情况下,尽量不选择此类场地进行施工,实在无法避开时,要确保稳固工作的有效进行。
3.2选择房建结构抗震体系
选择合理的房建结构抗震体系是抗震设计中非常重要的一个因素,抗震体系的合理与否很大程度上的决定了建筑物的安全性和经济性,在进行建筑结构抗震体系设计时,具体可从以下三个方面入手:
(1)合理的房建结构体系应该有效的避免部分结构受到破坏时对整体结构产生过大的影响,应该避免当部分构件遭到破坏而导致整体结构瘫痪的情况。因此,房建结构的抗震设计必须具有一定的赘余度,还要拥有较好的变形能力和内力重分配功能。这样当地震发生时,即使部分结构遭受了较为严重的损坏,甚至退出工作,其余部分仍然可以承担起竖向荷载,保证整体建筑结构的稳固。
(2)房建结构体系的计算简图应该比较清晰,同时应该制定合理的地震作用传递路径,在竖向建筑构建进行布置时,应尽量使其在垂直重力荷载作用下的压力水平趋于平均,在对楼屋盖梁体系进行不只是,垂直重力荷载应该以最短的路径想竖向构件方向传递。进行转换结构布置时,应该尽可能的使上部结构竖向构件传递的垂直重力荷载通过转换层进行转换。建筑整体抗测力结构,即框架、剪力墙、支撑等,应该尽量相互联系,具有一个明确的体系。
(3)房建结构的刚度和强度应该合理,刚度和强度的分部也应该合理,避免由于局部削弱或者变形导致薄弱部位的产生,或较大的变形或应力集中现象。在进行框架结构设计时,应当考慮节点问题,保证节点不备破坏,对于有可能出现的较为薄弱的部位,可以实现采取适当的防护和加固措施,以提高其抗震能力。
3.3房建结构平面布置的规则和对称
根据抗震理念对建筑的平、立面布置进行相应的设计,保证房建结构设计方案的规则性,非常不规则的方案一般不建议采纳,根据相关的政策规定,对于不规则的房建设计(包括平面不规则和竖向不规则),都应该采用空间结构计算模型。而对于凹凸不规则,则应该采用复合楼板平面内实际刚度强度变化的计算模型。对于相对薄弱的部位应该乘以内力增大系数,按照相关规定对弹塑性变形进行分析,并对薄弱部位进行有针对性的抗震构造措施。
对称性是房建结构抗震性能十分重要的一个影响因素,包括了建筑物的平面对称、质量分布对称以及结构刚度对称。最理想的方案实施建筑的平面形心、质量中心、刚度中心都在一个点上,称为“三心重合”。一般而言,结构的对称主要就是指抗侧力主体结构的对称,这种对称结构比较容易实现,也具有一定的抗震能力,规则性主要是在抗侧力主体结构和刚度强度等方面体现的,首先要保证主体结构沿主轴方向的刚度和强度比较接近,变形特征差别不大,其次要保证沿抗侧力主体结构主轴线的强度和刚度分布较为均匀,再次是要具有一定的协调能力,刚度和强度必须具有较好的抗扭性,以避免地震发生时,建筑物出现严重的扭曲变形,造成结构构件的破坏,虽整体房建结构产生不利的影响。
4、加强房建结构中的抗震设计对策
房建结构中抗震设计是相关技术人员们通过对大量的房建地震震害实例进行研究、分析、归纳总结出来的实践经验。抗震设计在建筑结构设计中是至关重要的也是非常必要的,因而,有关部门应当高度重视建筑结构中的抗震设计。为了有效提高房建结构的抗震能力,需从以下三方面着手:
(1)要合理恰当地布局地震外力能量的传递吸收途径,保证支柱、梁和墙的轴线处于同一平面,从而形成构件双向抗侧力结构体系。使其在地震作用下呈弯剪性破坏,使塑性屈服尽量发生在墙的底部,而连梁适宜在梁端塑性屈服,还有足够的变形能力。在墙段充分发挥抗震作用之前,按照强墙弱梁的原则强化墙肢的承载力,避免墙肢的剪切性破坏,提高建筑结构的整体抗震能力。
(2)要按照抗震等级对墙、柱和梁节点采取相对应的抗震构造措施,确保建筑物的结构在地震作用下达到三个水准的设防标准。按照强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的原则,合理地选择柱截面尺寸,控制柱的轴压比,注意构造配筋要求,保证钢筋砼结构在地震作用下具有足够的承载力和延性。
(3)要设置多道抗震防线,即在一个抗震结构体系中,一部分延性好的构件在地震作用下,担负起第一道抗震防线的作用,其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次形成第二、第三或更多道抗震防线,这样的抗震结构体系对确保建筑结构的抗震安全性是非常行之有效的。
5、结束语
房建结构的抗震设计是一个完整、系统的概念,从场址的选择到建筑物的结构设计,抗震设计贯穿了整个过程,而且建筑物的抗震设计是衡量房建结构设计是否符合要求的重要指标。因此,准确、合理的运用不同的抗震设计方法是非常重要的,对于不同的建筑和不同的情况应区别对待,从而寻求最合理的抗震设计。
参考文献:
[1]付勤.浅谈建筑的抗震设计[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2011(08)
[2]兰友盛.建筑设计在建筑抗震设计中的探讨[J].民营科技.2011(02)
[3]董芸.浅析怎样提高建筑结构的抗震性[J].山西建筑.2009(31)
[3]毛海娟.城市住宅抗震设计分析与探讨[J].科技风.2009(12)
摘要:房建结构的抗震性能对建筑安全有着十分重要的意义,如果抗震性能不达标,一旦遇到强度较大的地震,就会使得建筑物受到不同程度的损伤,对居民生命财产产生巨大的威胁。
关键词:抗震设计特点;常见问题;对策
1、引言
随着我国社会主义现代化建设和城市化进程的不断向前推进,建设用地日趋紧张,促使建筑功能越来越多样化,高层建筑得的发展是大势所趋。高层建筑的特点是高度比较高,所以地震荷载和风荷载在设计过程中占主导和控制地位,而我国又是地震多发国家,因此高层建筑的抗震设计分析显得尤为重要。
2、房建结构中抗震设计特点
(1)控制建筑物的侧移是重要的指标
在地震荷载作用下,房建结构所产生的水平剪切力占主导地位,所以建筑物会产生明显的侧移,随房建结构的高度不断曾加,结构的侧向位移迅速增大,但该变形要在一定限度之内,这样才能保证结构安全以及使用功能。
(2)地震荷载中的水平荷载是决定因素
水平荷载会使建筑物产生倾覆力矩,并且在结构的竖向构件中引起很大的轴力,这些都与建筑物高度的两次方成正比,故随房建结构高度的增加,水平载荷大相径庭。对高度一定的建筑物而言,竖向荷载基本上是不变的,但是随着建筑物的质量、刚度等动力特性的不同,水平地震荷载和风荷载的变化是比较大的。
(3)要重视房建结构的延性设计
高层房建结构随着高度增加,刚度减小,显得更柔,在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有足够的变形能力,使结构进入塑性变形阶段仍然安全,需要在结构构造上采取有利的措施,使得房建结构具有足够的延性。
3、房建结构中抗震设计中常见的问题
3.1选择建筑抗震场地
在相同的施工条件下,施工场地的地质条件对建筑物的抗震性能起有十分重要的影响,受到破坏的程度存在明显的差异,因此选择建筑场地是房建结构抗震性能提高工作中一个十分重要的方面,在进行场地选择时,要尽量避开地质条件较差的场地,最大程度上的减小地震带来的损害。微风化、中等风化的基岩、密实的砂土层以及含水量较低的黏土层都属于比较有利的场地,而液化土、软弱土、湿陷性黄土都属于不利的场地,在选择时要注意辨别。遇到无法避免的不理地段时,要根据土质问题的级别采取一定的加强措施,以改变或改善不利的地质条件带来的影响,并且要对可能出现的不利影响进行预先的估计,估算不同强度的地震可能会带来的影响,并采取相应的加固和加强处理。对于地震时可能出现崩塌、断裂或塌陷的场地,应该进行事先的地基稳固工作,有可能避开的情况下,尽量不选择此类场地进行施工,实在无法避开时,要确保稳固工作的有效进行。
3.2选择房建结构抗震体系
选择合理的房建结构抗震体系是抗震设计中非常重要的一个因素,抗震体系的合理与否很大程度上的决定了建筑物的安全性和经济性,在进行建筑结构抗震体系设计时,具体可从以下三个方面入手:
(1)合理的房建结构体系应该有效的避免部分结构受到破坏时对整体结构产生过大的影响,应该避免当部分构件遭到破坏而导致整体结构瘫痪的情况。因此,房建结构的抗震设计必须具有一定的赘余度,还要拥有较好的变形能力和内力重分配功能。这样当地震发生时,即使部分结构遭受了较为严重的损坏,甚至退出工作,其余部分仍然可以承担起竖向荷载,保证整体建筑结构的稳固。
(2)房建结构体系的计算简图应该比较清晰,同时应该制定合理的地震作用传递路径,在竖向建筑构建进行布置时,应尽量使其在垂直重力荷载作用下的压力水平趋于平均,在对楼屋盖梁体系进行不只是,垂直重力荷载应该以最短的路径想竖向构件方向传递。进行转换结构布置时,应该尽可能的使上部结构竖向构件传递的垂直重力荷载通过转换层进行转换。建筑整体抗测力结构,即框架、剪力墙、支撑等,应该尽量相互联系,具有一个明确的体系。
(3)房建结构的刚度和强度应该合理,刚度和强度的分部也应该合理,避免由于局部削弱或者变形导致薄弱部位的产生,或较大的变形或应力集中现象。在进行框架结构设计时,应当考慮节点问题,保证节点不备破坏,对于有可能出现的较为薄弱的部位,可以实现采取适当的防护和加固措施,以提高其抗震能力。
3.3房建结构平面布置的规则和对称
根据抗震理念对建筑的平、立面布置进行相应的设计,保证房建结构设计方案的规则性,非常不规则的方案一般不建议采纳,根据相关的政策规定,对于不规则的房建设计(包括平面不规则和竖向不规则),都应该采用空间结构计算模型。而对于凹凸不规则,则应该采用复合楼板平面内实际刚度强度变化的计算模型。对于相对薄弱的部位应该乘以内力增大系数,按照相关规定对弹塑性变形进行分析,并对薄弱部位进行有针对性的抗震构造措施。
对称性是房建结构抗震性能十分重要的一个影响因素,包括了建筑物的平面对称、质量分布对称以及结构刚度对称。最理想的方案实施建筑的平面形心、质量中心、刚度中心都在一个点上,称为“三心重合”。一般而言,结构的对称主要就是指抗侧力主体结构的对称,这种对称结构比较容易实现,也具有一定的抗震能力,规则性主要是在抗侧力主体结构和刚度强度等方面体现的,首先要保证主体结构沿主轴方向的刚度和强度比较接近,变形特征差别不大,其次要保证沿抗侧力主体结构主轴线的强度和刚度分布较为均匀,再次是要具有一定的协调能力,刚度和强度必须具有较好的抗扭性,以避免地震发生时,建筑物出现严重的扭曲变形,造成结构构件的破坏,虽整体房建结构产生不利的影响。
4、加强房建结构中的抗震设计对策
房建结构中抗震设计是相关技术人员们通过对大量的房建地震震害实例进行研究、分析、归纳总结出来的实践经验。抗震设计在建筑结构设计中是至关重要的也是非常必要的,因而,有关部门应当高度重视建筑结构中的抗震设计。为了有效提高房建结构的抗震能力,需从以下三方面着手:
(1)要合理恰当地布局地震外力能量的传递吸收途径,保证支柱、梁和墙的轴线处于同一平面,从而形成构件双向抗侧力结构体系。使其在地震作用下呈弯剪性破坏,使塑性屈服尽量发生在墙的底部,而连梁适宜在梁端塑性屈服,还有足够的变形能力。在墙段充分发挥抗震作用之前,按照强墙弱梁的原则强化墙肢的承载力,避免墙肢的剪切性破坏,提高建筑结构的整体抗震能力。
(2)要按照抗震等级对墙、柱和梁节点采取相对应的抗震构造措施,确保建筑物的结构在地震作用下达到三个水准的设防标准。按照强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的原则,合理地选择柱截面尺寸,控制柱的轴压比,注意构造配筋要求,保证钢筋砼结构在地震作用下具有足够的承载力和延性。
(3)要设置多道抗震防线,即在一个抗震结构体系中,一部分延性好的构件在地震作用下,担负起第一道抗震防线的作用,其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次形成第二、第三或更多道抗震防线,这样的抗震结构体系对确保建筑结构的抗震安全性是非常行之有效的。
5、结束语
房建结构的抗震设计是一个完整、系统的概念,从场址的选择到建筑物的结构设计,抗震设计贯穿了整个过程,而且建筑物的抗震设计是衡量房建结构设计是否符合要求的重要指标。因此,准确、合理的运用不同的抗震设计方法是非常重要的,对于不同的建筑和不同的情况应区别对待,从而寻求最合理的抗震设计。
参考文献:
[1]付勤.浅谈建筑的抗震设计[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2011(08)
[2]兰友盛.建筑设计在建筑抗震设计中的探讨[J].民营科技.2011(02)
[3]董芸.浅析怎样提高建筑结构的抗震性[J].山西建筑.2009(31)
[3]毛海娟.城市住宅抗震设计分析与探讨[J].科技风.2009(12)