关键词:工民建结构设计;抗震设计;要点
1、工民建抗震结构设计的简介
工民建结构抗震设计是一种基本的设计方法和设计思想,这种设计是在进行工民建设计及进行内部细致构造研究的一系列过程,这个过程通常都是通过地震对某些建筑的摧毁,结合长期的探索和在建筑工程实践中得来的一个探索结果。从自然灾害角度讲,地震具有一定的随机性和不确定性,地震发生的范围也是不可精确的。因此,要想很精准的找到或者预测某一建筑可能遭遇的地震摧毁,就目前的科技水平还很难做到。只有在进行工民建的结构抗震设计中加强建筑结构的牢固性,只有在总结经验的基础上根据现实情况进行摸索,设计出更有效的设计方法,才能更好地提升工民建建筑结构的抗震性。
2、工民建抗震结构设计要点分析
2.1选择合适的施工场地
地震灾害过后,地震对工民建筑的破坏程度不同,场地条件是一个重要原因。在选择场地选择的过程中,应该选择有利于工民建筑抗震有地方,避开不利于抗震的地方。其中有利于工民建筑抗震的地段主要指一些土壤条件和低级比较坚实的地段,不利与工民建筑抗震的地段主要是指在地震的过程中可能发生陷落的松软地段以及土壤成因、岩石状态和性质都不明显的地段。如果因为特殊原因是在无法避开这些路段时,就要采取必要的措施来加强地段的抗震能力。对于在地震过程中会滑移或者是地面出现开裂情况的地段,可以采用稳定地基的措施,还要考虑到地震过程中可能会出现的其他不利因素,加强地基和柱基的稳定性。在工民建筑设计层数比较高的工民建筑时,尽量不要采取地下室局部分布设计方案。
2.2合理选择结构抗震系统
2.2.1首先要对工民建筑的构造系统实施一定的重建,在地震的灾害之中,要防止由于结构或者构件的破坏造成的整体建筑构造失去抗震的能力,或者对重力的承载的能力,在工民建构造设计所具备的一个重要的设计原则是,当工民建结构的自身具备特别必要的力度,与变形的能力之中的时候。在地震出现的经过之中,能够优良的发挥抗震的功能。就算有部分的构件退出了工作,剩下的构件也能够承载压力,也要对整体的工民建筑结构失去平衡。
2.2.2工民建结构系统当中,还要具有清楚而明确的计算的简图,这也包含了合理而恰当的地震的作用所传达的路径。也要包括科学的地震作用下所传递的路径。在抗震的经过之中所牵涉的不止,要让建筑的构件尽可能竖向发展。
2.2.3工民建的结构与系统都要有科学湿度的刚度与强度,还要合理而平均的分布,在抗震的经过中,为了让在抗震的经过之中部分的削弱与变形,会对工民建筑物形成太大的影响。所以在工民建的结构设计中。要保证薄弱位置被非常可能的被照顾到,还要使用一定的措施让抗震的能力获得一定程度的提高。
2.3抗侧力体形的优化
对普通性构造的高楼,刚比柔好,使用刚性构造方案的高楼,不但主体构造破坏轻,并且因为地震时的构造变形小,隔墙,围护墙等非结构部件将获得保护,也会减轻破坏。把结构的超静定次数提高,在地震时可以产生的塑性铰就多,能耗散的地震能量也就愈多,结构就越可以经受住相对强地震而不倒塌。优化结构屈服机制,让结构破坏时依照整体屈服机制实施,而不是楼层屈服机制。设计构造时遵循强节弱杆、强柱弱梁、强剪弱弯,强压弱拉的原则。在实施结构设计时,要选定构件中轴力小的水平杆件,作为关键耗能杆件,并尽可能让其出现弯曲耗能。从而让整个构件具有相对大的延性与耗能能力。
2.4提高抗震设计的质量
地震的破坏冲击力较大,工民建抗震性能充分体现尤为重要。目前,建筑市场中许多项目往往为了投产利益所得而紧追工期进度,不仅造成投入成本增加,同时也给项目结构安全带来了重大隐患,而实际上也并未解决建筑抗震设计问题,成为了建筑产品中的高危住房。因此,工民建抗震设计需要将结构安全和质量控制作为首要设计原则,其次才能考虑尽可能控制项目所投成本的设计方案控制,以保证项目结构具有较强结构刚度和充分的延性能力的同时,降低项目所投成本。
3、案例分析
3.1工程概况
某高层建筑住宅楼地下1层,地上层数为22层,二层以上为剪力墙结构,由于底层大堂大空间的需要,部分剪力墙无法落地,需要转换,因此结构为部分框支剪力墙结构体系。转换层设于二层楼面,采用梁式转换。场地抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组第一组。
3.2地震作用及抗震措施
该高层建筑住宅高度为154.8米,按照抗震规范规定,6度区框支剪力墙结构的B级高层建筑的最大适用高度为140m。因此要采取更严格的抗震设计措施以及构造措施。
3.2.1抗侧力体系布置
该工程平面呈梭形,长宽比2.95。根据建筑布置,利用房间隔墙、楼梯间、电梯间布置剪力墙,受建筑限制,体型较薄方向(Y向)布置剪力墙较多,X向能布置的剪力墙较少。根据计算结果,由于该工程设防烈度为6度,地震作用下结构反应较小,易于满足规范要求。底层因建筑需要形成南北通畅空间,局部区域上部剪力墙无法落地,通过转换构件将上部竖向及水平荷载传递至框支柱。转换采用转换梁形式。由于上部剪力墙在端部有洞口,致使转换梁内剪力较大,而转换梁高度又受到限制,故通过在梁内设置型钢增加抗剪承载力。为增加延性,在转换梁两侧的框支柱内设置型钢。底层落地剪力墙加厚,增加底层侧向刚度。
3.2.2加强构件措施
由于该工程高层结构的建筑高度为超B级,因此本结构采取加强措施以确保其受力安全合理。采取加强措施如下:
①对于高度超限的抗震加强措施:将底层剪力墙和框支柱抗震等级从一级提高至特一级。底部加强区剪力墙抗震等级从二级提高至一级。
②对于平面规则性超限的抗震加强措施:由于平面较长造成楼层位移比超过规范限制1.2,但小于1.3。增大端部剪力墙水平分布筋的配筋率,加厚端跨楼板厚度并双面双向配筋,使端墙承受的水平地震力能传递至相邻内部剪力墙。
工民建建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的,该住宅工程中通过合理应用抗震结构设计,减小地震的作用力,增强地震的抵抗力,为人们的营造了一个安全、舒适的生活环境。
结束语
当前阶段地震灾害仍然是一种无法做到有效预测的灾害类型,做好工民建结构的抗震设计工作是保证工民建工程安全性的准备措施,也是保证工民建结构在地震灾害过程中的有效措施,设计师必须在工民建结构的设计过程中有效的做好相关设计工作,有效的提升工民建工程的抗震能力。
参考文献
[1]张志峰,姜歆瑗.刍议工民建结构抗震设计[J].房地产导刊,2014.
[2]李迎春.浅谈工民建结构设计中的抗震设计[J].科技创新与应用,2014.
[3]谭志鹏.刍议工民建结构抗震设计与加固改造[J].低碳世界,2014.