勉县住房和城乡建设管理局724200
摘要:近年来,国内地震灾害的发生越来越频繁,嚴重威胁着人们的生命财产安全。在震灾害中损伤较为严重的一类物体就是房屋建筑,据相关研究指出,房屋建筑抗震性能的好坏与地震中人们的生命安全密切相关,如果房屋建筑的抗震性能较差,则必定无法承受地震所带来的冲击,必定会造成房屋倒塌、增加伤亡人数。因此,本文简述了建筑结构工程抗震设计的作用以及加强建筑结构工程抗震设计的措施进行了论述。
关键词:建筑工程;抗震设计;作用;措施
1前言
随着社会的不断进步以及经济的快速发展,人们对建筑结构工程的性能也提出了越来越高的要求,尤其是抗震性能。建筑结构工程的抗震设计在减弱地震能量方面发挥着极其重要的作用。抗震设计重于泰山,建筑结构工程抗震设计的核心目标就是使地震给建筑物所造成的破坏降低到最小化,为国民的生命财产安全提供有效的保障。因此,对建筑结构工程的抗震设计进行探讨具有至关重要的现实意义。
2建筑结构工程抗震设计的基本要求
面对地震灾害时,人类无法控制只能够对其进行力所能及的防护,因此建筑结构工程结构设计的要求必须体现实用、经济和安全,建筑结构工程结构设计中的抗震设计需要满足上述的基本要求。《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。
3建筑结构工程抗震设计应遵从的原则
近些年,地震灾害的不断频发对国民的生命财产安全造成了巨大的危害。建筑物的倒塌是地震灾害中最为严重的一个问题。因此,在建造建筑工程时,必须对建筑结构工程的抗震设计加以高度重视。建筑结构工程的抗震设计应遵从如下几个原则:①在设计结构较为繁杂的建筑工程时,必须选用恰当的测算办法来对建筑工程薄弱层的塑弹性变形进行分析,如静力分析法、动力分析法等。②在设计建筑结构工程时,方兴未艾将弹性时程分析法当作补充类测算办法。必须着重测算建筑结构的整体内力位移,而且还必须选用多种不同的测算办法进行测算,以保证建筑物内力位移测算的准确度。③在对连体建筑进行设计的过程中,必须同时对一个和若干个建筑结构的振型数加以测算,而且振型数应至少为单体数量的9倍,以确保有效质量系数至少为0.9。
4抗震设计在建筑结构设计中的作用
4.1降低地震对建筑的影响
现最被工程界认可的一个办法是在建筑基础与建筑的主体部分之间加设一个隔震层,有的设计师在建筑物的顶端部分加设一个“反摆”。此反摆的作用是能够在地震时使建筑物的位移方向相反,降低了加速度,降低地震的作用。根据相关研究分析,如果对“反摆”设置合理,那么对降低地震作用的概率可达65%,也能最大限度地减少建筑物内的物品受损程度。这一方式在国内外正被广泛地研究,并应用到了实际的工程建筑中,取得了较好的成效。
4.2提高建筑结构的抗震力
出于对建筑结构抗震功能的保证,在建筑结构设计中要特别注意做到以下几点:①在建筑结构设计中要考虑地基的稳定性因素,挑选对抗震有益的地基,防止地基变形影响抗震功能;②同一建筑结构单元要设计在性质一样的地基上,要把地基最大潜力融入建筑的结构设计,有利于发挥地基的抗震功能;③建筑结构设计尽量做到规则、对称,以降低地震作用导致的建筑变形度以及避免地震作用力集中导致建筑扭曲的状况发生;④建筑的整体结构设计中要多加几道抵抗防线,以提高建筑结构的抗震力,同时建筑结构受力设计要明确,防止存在建筑结构局部薄弱。
4.3保证建筑的刚度
在建筑结构的设计过程中,合理地设计和确定建筑物的刚度非常重要。因此首先要考虑到的是采用大量的钢筋混凝土。主要是在已有的钢筋混凝土之上使用“钢结构”对其进行进一步加层加固。
4.4设防标准
我国明确规定,建筑的使用价值被区分成4个类别:甲乙丙丁。甲类和乙类建筑:当抗震设防的烈度是Ⅵ~Ⅷ度时,应该符合本地的抗震设防再高1度;丙类建筑:丙类建筑的抗震措施以及抗震作用都应该要符合本地的抗震设防要求;丁类建筑:在通常情况之下,地震措施可以相对于本地抗震设防的要求适度降低,但地震作用必须符合本地的抗震设防要求。
5加强建筑结构工程抗震设计的措施
5.1科学选择结构体系
为了保证建筑物的整体协调,需要科学选择结构体系。通常建筑结构工程抗震概念设计,需要让建筑结构体系同时满足这两大条件:①稳定;②合适。对于科学合理的建筑结构工程体系而言启不仅可以有效满足变形的要求,同时还可以有效抵抗冲击力的要求。建筑物要具备一定的刚度这样才能对自身的荷载起到一定的承受作用从而有效避免变形的出现此外在发生地震时才有可能对巨大的地震力起到有效缓冲作用而达到有效避免局部受损的良好效果。因此在选择建筑物结构体系时,既要注意建筑物传力途径的明确性,同时又要注意受力计算的明确性尽可能在建筑结构工程体系中不使用转换层这样在发生地震时可以有效避免建筑物倾斜或局部受损等现象的出现。
5.2加强轴压比和短柱的合理设计
抗震设计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。
5.3规范建筑形体及构件的布置规则
主要类型有:扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续,具体可以体现到对结构分析软件的计算结果的分析判断,如扭转不规则,体现在:位移比不宜大于1.2且不应大于1.5,周期比对于A级高度建筑不应大于0.90竖向刚度不规则的主要类型有:侧向刚度不规则、抗侧力构件不连续、楼层承载力突变等。如设计结果不满足,设计人员应对模型重新进行分析,调整梁柱布置及截面,尽量做到结构规则。
总而言之,由于我国是一个地震灾害高发国家,为了使地震灾害的破坏程度降到最小化,使国民的生命财产安全得到有效的保障,我们必须对建筑结构工程的抗震设计加以高度重视,根据工程实际,不断地对相关的抗震设计技术及经验加以分析与总结,以使建筑结构工程的抗震性能实现有效的提升,从而保障我国社会经济的可持续发展。如何做好建筑结构工程的抗震设计,这是一个值得我们不断探索与研究的重要课题。
参考文献
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