南京大学建筑规划设计研究院有限公司江苏南京210000
摘要:地震处于突发性的地质灾害,在严重的地震灾害影响下,众多建筑工程会出现坍塌现象,区域交通和通信会陷入瘫痪,人们正常生活及社会经济发展均会遭受巨大冲击。我国属于地震高发区,为了降低地震灾害所带来的损失或影响,需落实地震灾害的预防工作,将抗震概念设计与建筑结构设计相结合应用,是提升建筑抗震性能的重要措施,可为建筑用户提供相对安全的空间,进而保障广大人民群众的生命财产安全。本文分析了抗震概念设计在建筑结构设计中的应用。
关键词:抗震;概念设计;建筑结构;应用;分析研究
建筑的抗震性与人民群众的生命财产安全息息相关,加强建筑结构抗震设计的重要性是不言而喻的,因此,在建筑施工设计过程中,设计人员应根据建筑所在区域的地质情况及具体的抗震要求进行建筑结构设计,以进一步提高建筑结构的抗震性能,进而为建筑用户提供一个安全、舒适的生活工作环境。
1高层建筑结构设计中抗震概念设计原则
在高层建筑结构设计中对抗震概念设计的原则,主要包括三个方面分别是:(1)结构的整体性。在高层建筑结构中,楼盖的整体性十分重要,不仅要考虑聚集以及传递惯性力的子结构,同时还要让这些子结构有很好的抗震能力,尤其是在竖向抗侧力子结构不均匀、结构复杂并存在差异的时候,这就需要整个建筑都要利用抗侧分子结构进行协同合作。(2)结构的简单性。在地震的作用下结构简单性要有明确性与直接性。只有结构足够简单才能有合理的地震作用,才能进行结构的位移以及模型的分析,然后及时的采取相应的措施。(3)结构的刚度也是十分重要的部分,通过合理的布置结构能够抵抗地震作用,结构的刚度不应该只控制结构的变形,还要尽可能的降低地震的作用,如果结构发生很大改变的时候就会产生重力二阶效应,那么建筑的抗震可靠性也会逐渐降低。除了以上三个方面,还有建筑的结构均匀性也是十分重要的,沿着建筑物的竖向就能让建筑造型变得更加均匀,防止结构在竖向的楼层之间出现问题。
2抗震概念设计在筑结构设计中的应用
2.1建筑结构平立面体型的确定
影响建筑物抗震效果的还有一个因素就是对建筑结构进行平立面布置。对建筑结构进行合理的布置,能够提高建筑自身的抗震性能,从而保障了建筑物的稳定性。在设计建筑结构时,要想建筑物能够更好地防震,必须按照建筑抗震规范要求对建筑的结构进行合理的平立面布置。要想实现合理的建筑结构的平立面布置,就要求在建筑结构体型设计的过程中,以保证使用功能为前提,选择建筑物平面规则、对称布置,从而有效保证该建筑的刚度在同一楼层间的平面变化一致,再有还要考虑建筑物在竖向空间的凹凸少,让建筑在竖向刚度变化上保持稳定,避免出现抗震时不同楼层之间刚度不稳的现象。对于结构复杂的建筑物在设计中,必须注意抗震缝的设计,抗震缝两侧的结构必须完全分开,中间的距离要以保证在地震作用时两侧结构不会碰撞为标准。一般抗震缝在结构变形的部位进行设置。抗震缝如果没有设置好的话,那么地震发生时建筑物面对地震不能很好地抗震,因此抗震缝也会变成薄弱环节。
2.2因地制宜,选择恰当的建筑场地
一个恰当的建筑场地对于建筑结构的抗震设计工作来说是特别重要的,一个合适的建筑场地也可以减少有关的建筑工程的施工作业量。最开始,选择场地的时候需要选择较为平坦的土地,平坦的场地可以降低地震灾害所造成的损失,当然也方便进行施工作业。接着就是建筑的建筑地基需要避开软土地质,不能让软土作为建筑基础,不要使建筑场地处于地震断裂带中,地震断裂带比较容易发生地震灾害。通过对于所产生问题的处理可以减少对于资源的浪费,进而也避免了在建筑过程中出现坍塌的情况,所以需要在开展抗震设计工作的时候需要充分考虑地质的情况。
2.3提升结构延性
高层建筑抗震设计水平低于地震等级,极易因为脆性破坏,造成建筑倒塌,所以在建筑结构抗震设计中,要提高结构延性,增强建筑结构抵抗能力。可以从以下方面入手:①材料。选择延性材料,此类材料的应用,当发生非弹性变形,或者发生反复弹性变形时,其延性不会明显下降。②杆件。通过控制杆件的延性,包括塑性变形与能量收纳与耗散等,提高结构延性,通常从墙肢与框架的柱等方面捂手。③构件。构件的延性指的是某个构件的塑性变形与能量消耗的能力,通过控制墙体或者框架延性,来提高建筑结构整体延性。总得来说,建筑结构延性指的是抗倒塌能力与塑性变形能力。在设计时,可以采取以下措施:①在平面上,增强突变处与转角处等构件的延性;②对于竖向,则可以加强薄弱楼层的延性,比如体型突变处、主楼与裙房相接的楼层等;③增强首道抗震防线部分的构件延性。
2.4提升结构的整体性
高层建筑结构的整体性较强,能够确保建筑结构在地震力的作用下,处于协调运行的状态,可避免建筑倒塌。采取以下措施:①选用钢结构支撑结构。钢结构作为建筑行业的新技术,其市场份额不断扩大,比如某钢结构发展中心楼,楼层高24层,建筑面积为26000m2,建筑承板使用的是钢筋线桁架工艺,建筑整体性较好,抗震性能较好。高层建筑结构设计中,采取钢结构支撑体系,对提升高层建筑框架结构中的侧向刚度,有着积极的影响,可以抵抗水平荷载,提升高层建筑整体强度。与纯框架架构相比,支撑结构稳定性较好,将窗台下方-下层窗户顶部区域位置,作为支撑位置,合理设置支撑,能够达到结构支撑要求。采取环向封闭同一平面,能够提高建筑钢结构侧向刚度,在强震区应用,其效果更为凸显。②抗侧力结构。若高层建筑结构为多种框架结构形式,应用钢结构,可以承载建筑物竖向负载与部分横向负载。采用抗侧力结构,可以按照建筑的各类要求,来选用抗侧力结构。若高层建筑中桁架高度和单楼层相同,可以利用交错桁结构,来设置上下楼层,确保各单元设置的灵活性。应用此结构,在钢结构平面内,梁柱弯矩较小,侧向位移也较小。
2.5做好非结构部件设计
非结构部件指的是建筑结构分析中,不考虑侧向荷载与重力荷载的建筑部件,包括内隔墙与外围墙等。虽然建筑结构设计时,此类部件不参与荷载分析,但若发生地震,此类部件会起到作用,极有可能会改便建筑结构承载力,或是提升建筑抗震性,或是增加破坏性,因此需要做好非结构部件的处理。可以采取以下措施:①加强建筑框架和填充墙之间的联系,使得填充墙可以成为建筑主体抗震结构的组成部分。对于墙体连接,可以采取柔性连接方式,削弱墙柱的联系,避免发生嵌固作用。②对于附着在建筑楼与屋面结构的,需要做好此类非结构构件和主体结构的连接处理,以免发生地震时,造成人员伤亡。③加强幕墙和装饰贴面等和建筑主体结构的有效连接,避免贴面损坏。
3结语
总而言之,当前建筑中,需要树立一个先进的抗震理念,这样才能保证整个建筑结构的稳定性,因此,在建筑施工设计过程中,设计人员应根据建筑所在区域的地质情况及具体的抗震要求进行建筑结构设计,以进一步提高建筑结构的抗震性能,进而为建筑用户提供一个安全、舒适的生活工作环境。
参考文献
[1]刘均伟.高层建筑结构设计中抗震概念设计的运用研究[J].山西建筑,2016.
[2]雷雨润.高层建筑结构中抗震概念设计的应用[J].建设科技,2017.
[3]王鸿飞.浅析抗震概念设计在建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰,2016.
[4]杨磊.建筑结构设计中的概念设计与结构措施[J].住宅与房地产,2016.