冯明周
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摘要:随着建设现代化城市的发展脚步不断加快,人们对建筑物的安全性能要求越来越严谨,而影响建筑物安全性能的因素之一就是其结构抗震设计。建筑结构抗震设计问题不但要依赖其计算设计来解决,还应该考虑到对建筑物的抗震基本理论、结合结构设计人员长期参与工程项目中对抗震设计经验总结,从结构抗震概念设计的角度,遵循结构的破坏过程和破坏机理,着眼于结构的总体地震反应,灵活运用抗震设计准则,全面合理地解决结构抗震设计中的基本问题,既符合结构总体布置上的原则,又顾及到关键部位的细节构造,最终提高结构的抗震能力。
关键词:建筑设计;抗震设计;探索
1建筑结构工程中抗震设计的基本原则
1.1建筑结构构件的性能
在进行建筑设计时,承载力、稳定性等建筑结构构件是抗震设计考虑范围内的重点内容。其中应遵循强柱弱梁、强节点弱等结构构件的基本原则。对于构件的薄弱部位进行重点的抗震能力设计。
1.2抗震防线的布设点设计延性设计
是抗震设计中的重要组成部分。延性良好的体系进行组合形成抗震的整体结构,为更好的实现抗震设计需要延性良好构件之间的协作。在建筑结构工程时应尽量多布设抗震防线,预防余震的发生。
1.3建筑结构构件的强弱关系
在进行建筑结构工程时应注意构件间的强弱关系。在抗震设计的过程中若出现一部分较强情况,则必定存在其薄弱的地方,强弱两者间必须正确处理。
2建筑结构工程中抗震设计的有效策略
2.1建筑地选择
在修建建筑前应选择地面较为平坦开阔的地区进行建设,有利于建筑的抗震设计。此外,对于所选建筑场地的土质应较为坚硬且密实度较高,保证硬度与密实度均匀。对于软土、陡坡、河岸边缘等地段不宜修建建筑,这些地段的土质硬度与密实度不均匀,不利于建筑的抗震设计。
2.2正确选择抗震建筑平面及立面
2.2.1建筑形态应简洁且平立面布置适宜
对于体型简洁规则的建筑,其受力性能的确定较为简单,同时对其在地震过程中的内力及反应也能够进行准确的分析。体型简洁规则的建筑物在发生地震时内部的结构构造较为容易处理,受地震的损害也不会很严重。针对体型与平面都不规则的建筑来说,其立面高低不同,所以建筑物的刚度与强度在地震发生时极容易产生突变,出现薄弱位置,而薄弱位置的产生在地震发生时易产生极大的危害。
2.2.2保证建筑平、立面的刚度与质量对称
若建筑平、立面的刚度与质量分布不均匀,无论建筑情况如何都会发生一定的扭转及形变,造成严重的危害。所以,必须保证平、立面刚度与质量的平衡与对称,使建筑的质心与刚心处于重合状态,保证建筑的稳定性。
2.2.3建筑质量与刚度变化均匀
在建筑质量与刚度方面,其竖向的分布一般是不均匀的。地震发生时的竖向收进上下部分的振动性能不同,容易使楼板出现应力变化,凹角处应力集中,最终导致地震带来的巨大损失。所以,在进行建筑结构抗震设计时应对竖向分布进行严格的监督,并采取相应的构造方式。
2.2.4防震缝的设置
根据建筑的不同类型、体型及不同的结构体系应采取适当的防震缝设置。针对建筑体型较为复杂的情况,若选择不设置防震缝,则应采用对其进行实际结构计算模型的抗震分析方法,对建筑物的局部应力及集中形变进行合理估算,并对其薄弱部位进行相应的防震设计。对于设置防震缝的建筑,应将其以结构单元形式进行划分,并根据场地的性质、房屋的类型预留相应的宽度。
2.3建筑结构的体系选择
2.3.1保证结构体系的承载能力
建筑结构体系的赘余度、变形能力及内力重分配等功能是建筑结构抗震设计的工作要点。地震发生时,哪怕出现其中部分构件问题,只要其余构件的承载能力能够对竖向承担荷载,就会使整个建筑处于稳定状态,保证其稳定性。
2.3.2建筑结构体系计算简图及地震作用传递路径
在进行建筑结构抗震设计的过程中,对于竖向构件的设置应使其在垂直重力的荷载作用下压应力近乎均匀。对于建筑的盖梁体系布置,尽量保证以最短的路径将垂直重力荷载传递到竖向的构件墙与构件柱上。对于转换体系的布置,要保证建筑上部结构对构件垂直重力荷载的传递在转换层进行不多于两次的转换过程。除此之外,对于建筑物的整体抗侧力体系也应明确确立,其中抗侧力的组成部分应完善并保证其连通性。
2.3.3建筑结构体系应具备适当的强度和刚度
适当的强度与刚度的建筑结构体系分布是避免突变及部分削弱导致部分出现的有效途径。在进行建筑框架结构设计的环节中应保证建筑节点的质量。针对易出现薄弱的部位,及时对其进行抗震能力的防御。
2.4建筑平面设置规则的重要性
在进行建筑物结构抗震性能的设计时,其平面的设置规则性占据较为重要的地位。对于建筑平、立面的布置在建筑结构抗震设计时应严格依据抗震设计原则进行正确的设计。建筑平面设置的规则性在建筑结构抗震设计过程中有较大的影响,同时对抗震能力的强弱也具有一定的重要作用。所以,在实际的建筑结构防震设计中应对建筑平面设置的规则性予以一定的重视。
3结构布置的一般原则
(1)平面布置力求对称通常情况下,对称结构在地面平动作用下只会发生平移振动,各构件的侧移量相等,这样就使得水平地震作用按构件刚度分配,所以各构件受力比较均匀,不会导致力的分布失衡。如果是非对称结构,刚心会偏在一边,质心与刚心不重合,即便只是发生地面平动也可能出现扭转振动。最终会导致远离刚心的构件,侧移量大,承担过度的水平地震剪力。这就很容易发生严重破坏,甚至可能会导致整个结构因一侧构件失效而倒塌。
(2)竖向布置力求均匀结构竖向布置均匀,可以最大限度的使其竖向刚度、强度变化均匀,这样可以有效的避免出现薄弱层。从建筑结构的特点看,临街的建筑物,往往会因为商业的需要,底部几层有大空间的设置。非临街的建筑物,底部也可能门厅、餐厅或停车场,而出现大空间。在这种结构中,上部的钢筋混凝土抗震墙或竖向支撑或砌体墙体到此被中止,而下部须采取框架体系。地震经验指出,这种体系很不利于抗震。因此,在实际的抗震结构设计中,应该要保持结构竖向布置的均匀。也就是说,同一楼层的框架柱,必须要具有大致相同的刚度、强度和延性,以此避免地震时,因受力大小悬殊而被各个击破的危险。
结语:
随着我国城镇建设的飞速发展,生活的不断提高,人们生活中最基本的元素之一就是房子,房子质量的好坏深深地影响着人们的生命财产安全。建筑结构的抗震设计对于建筑整体的应用性能具有较大的影响,所以在建筑结构工程时应在建筑场地选择到建筑结构工程的整个过程中,使抗震设计符合相应的要求。建筑结构的防震设计是保证建筑物稳定的基础,也是对人们生命及财产安全的有效保障。前事不忘,后事之师,一个优秀的建筑设计师为避免悲剧再次的发生,必须充分重视建筑抗震设计技术,不断地思考、总结和创新,并进行深入系统的理论分析。只有使结构抗震设计理论和方法可靠的,才能在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计师的应有作用。
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