浅谈我国建筑结构设计中抗震设计

浅谈我国建筑结构设计中抗震设计

陈聪

赣州现代规划建筑设计有限公司

摘要:随着社会经济的发展,建筑项目不断增多,规模不断加大。然而,世界各地发生地震灾害的概率也在上升,特别是近年来地震频繁,人们的生命财产受到严重威胁,因此建筑结构中的抗震设计具有十分重要的作用。地震这种灾害总是突然间发生,令人防不胜防,破坏力极强,能够引起房屋倒塌等严重的后果,并严重危害人们生命以及财产。针对于这种突发性灾害,提高建筑抗震性能非常必要。建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。因此要准确合理运用不同的抗震设计方法,对于不同的建筑、不同的情况应区别对待,寻求最合理的抗震设计。

关键词:建筑结构设计;抗震设计;重要性

引言:

随着社会经济的发展,建筑项目不断增多,规模不断加大。然而,世界各地发生地震灾害的概率也在上升,特别是近年来地震频繁,人们的生命财产受到严重威胁,因此建筑结构中的抗震设计具有十分重要的作用。只有保证了建筑结构的抗震性才能确保建筑的安全稳定,保证人们人身和财产的安全。

一、抗震设计在建筑结构设计中的重要性

1.1充分保护生命财产安全

房屋建筑的使用对象一般来说都是为人们的生活提供一个固定的场所,如何评判一个好的房屋建筑首先是其实用性,其次是美观程度。在如今的时代大背景下,人们对自然灾害的防护意识并不高,在建筑行业中,有些建造商为了获得更高的利益在建筑过程中偷工减料,导致房屋的抗震性能不高。

1.2促进建筑结构设计理念的创新和进步

2008年的四川汶川地震给当地人们带来了巨大损失,不管从物质上还是从精神上,这种国家的创伤使我们永久铭记,在汶川大地震发生时除了震级较大的原因导致损失严重外,还有另一方面原因就是在地震前在房屋建筑设计中对抗震设计考虑较少,大多数房屋抗震性能较差。在汶川地震后,房屋的抗震设计得到了有关部门的重视,人们开始着力研究房屋的抗震性。

二、建筑结构设计中的抗震设计策略

2.1建筑场地

(1)应选择对建筑抗震有利的地段,如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土等地段。

(2)应避开对建筑抗震不利的地段,如软弱场地土,易液化土,条件突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘,场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀等地段。当无法避开时,应采取有效的抗震措施。

(3)不应在危险地段造建甲、乙、丙类建筑,对建筑抗震危险地段,一般是指地震的可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段,发震断裂带上地震等可能发生地表错位地段。建筑场地为Ⅰ类时,甲、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施;丙类建筑允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施,但抗震设防烈度为6度时,可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。场地土的刚度大小和场地土覆盖层厚度是影响建筑物震害得主要因素。震害调查表明,土质越软,覆盖层越厚,建筑物震害越严重,反之越轻。

2.2建筑结构体系的合理选择

(1)建筑结构体系应当避免因部分结构或构件的破坏而导致整个建筑结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计的一个重要原则就是结构应当具有必要的赘余度、良好的变形能力和内力重分配的功能,地震中,即使一部分构件退出工作,其余部分构件仍能承担起竖向荷载,避免整体建筑结构失稳。

(2)建筑结构体系应当具有清晰明确的计算简图和恰当合理的地震作用传递路径。在这过程中,竖向建筑构件的布置,应尽量使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平接近均匀;楼屋盖梁体系的布置,应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去;转换结构体系的布置,应尽量做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载通过转换层一次至多二次转换。另外,建筑的整体抗侧力结构体系也必须明确,抗侧力结构一般由框架、简体、剪力墙、支撑等组成,它们宜尽量连续贯通。

(3)建筑结构体系应当具有合理适度的强度和刚度。宜具有合理恰当的强度和刚度分布,防止和避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的塑性变形集中或应力集中;建筑的框架结构设计应使节点基本不被破坏,底层柱底的塑性铰宜形成晚,应当使柱、梁端的塑性铰出现得尽可能地分散;对于可能出现的薄弱部位,应采取适当措施提高抗震能力。

2.3选择有利于抗震的建筑平面和立面布置

(1)建筑的体型要简单,平立面布置宜规则。体型简单和规则的建筑,受力性能明确,设计时容易分析结构在地震作用下的实际反应及其内力分析,且结构细部的构造也易于处理。所以这类结构遭遇地震后其震害相对都较轻。反之,建筑体型不规则,平面上曲出凹进,立面上高低错落。易于形成刚度和强度上的突变,引起应力集中或变形集中,也容易形成薄弱环节,往往造成比较严重的危害。

(2)建筑的平、立面刚度和质量分布力求对称。建筑的刚度和质量分布不对称,即使在地面平动分量作用下也会发生扭转振动,造成比较严重的危害。建筑或其独立单元应力应求刚度、质量的对称,使其质心与刚心重合或偏心很小。

(3)建筑的质量和刚度变化要均匀。建筑的质量和刚度沿竖向分布往往不均匀,设计时对质量和刚度沿竖向分布不连续的情况应加以限制、采取必要的构造措施。

(4)必要时设置防震缝。防震缝的设置,应根据建筑类型、结构体系和建筑体型等具体情况区别对待。抗震规范的原则是,建筑防震缝的设置,可按结构的实际需要考虑。体型复杂的建筑不设防震缝时,应选择符合实际的结构计算模型,进行精细的抗震分析,估计其局部应力和变形集中及扭转影响、判别其易损部位、采取措施提高抗震能力。当设置防震缝时,应将建筑分成规则的结构单元,防震缝应根据烈度、场地类别、房屋类型等留有足够的宽度,其两侧的上部结构应完全分开。

2.4重视建筑平面布置的规则性

建筑的平、立面布置应符合抗震概念设计原则,宜采用规则的建筑设计方案,不应采用严重不规则的设计方案。对平面不规则而竖向规则,或平面规则而竖向不规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型;对凹凸不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内的实际刚度变化的计算模型,对薄弱部位应乘以内力增大系数,应按规范有关规定进行弹塑性变形分析,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。在我国建筑中,结构的对称性主要指的是抗侧力主体结构的对称。对称的建筑如平面对称的框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、剪力墙结构、框架结构等,一般比较容易实现结构的对称性。结构的规则性主要体现在以下四个方面:一是建筑主体抗侧力构件在两个主轴方向的刚度要比较接近、变形特性要比较相近;二是建筑主体抗侧力构件沿竖向断面、构成变化比较均匀,不要突变;三是建筑主体抗侧力构件的平面布置,应注意同一主轴方向各片抗侧力构件刚度尽量均匀;四是建筑主体抗侧力构件的平面布置还应注意中央核心与周边结构的刚度协调均匀,保证主体结构具有较好的抗扭刚度,以避免建筑在地震或风荷载作用下产生过大的扭转变形,引起结构或非结构构件的破坏。

结束语

伴随着经济的发展,我国会更加重视建筑工程的高层防震建设。未来,建筑的发展是我国发展中非常重要的发展方向。我国对于建筑的防震性问题的重视和解决有利于从很本上保护我国人民的根本利益。在注重建筑的防震性,可以最大限度的提高高层建筑的安全度,建筑是一个城市发展的根本,它与我们每一个人都息息相关,减少建筑中的现有问题,可有效提高整个建筑的防震性。

参考文献:

[1]冯广泉.多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计[J].农村科技.2018(09)

[2]王艳.工民建结构抗震现状分析及研究[J].民营科技,2018(02):38-40.

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