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摘要:对于地震的研究,我国起步较早,东汉时期伟大的天文学家张衡发明了地动仪。我国传统的隔震减震方法是采用抗震结构体系,通过加强结构的抗剪切能力和承载能力,通过建筑物的结构强度来抵抗地震对建筑物的影响。但这是一种被动的抵抗地震灾害的方法,其中存在着许多的不足之处,在经济高速发展和建筑物极为密集的今天,其适用性大大降低。如今,随着科技迅猛发展,房屋建筑结构的抗震技术也取得了非凡成就,其相对传统抗震减震技术,有许多不能取代的优势,能够更好的提高建筑物的抗震减震能力,使得许多超高层建筑物在大地震中幸免于难。
关键词:建筑结构;抗震设计;要求探究
1房屋建筑结构的抗震设计的意义
随着生活条件越来越好,人们对于房屋的要求不再仅仅是能够居住,还增加了对房屋安全稳定及美观的要求。无疑地震的危害极大,能瞬间摧毁抗震能力弱的建筑物。如果房屋建筑结构抗震性能不强,就极易在地震中对人们生命财产安全造成威胁。著名的唐山大地震和汶川地震都是发生于我国境内的,级别较高的地震,都对我国人民造成了巨大伤害,对国民经济造成了极大损害。而由于目前我国有关地震活动的监测水平有限,不能准确预测地震的发生,也就无法对于地震灾害进行预防。
2房屋结构抗震设计原则分析
2.1确保建筑结构构件能够发挥其应有功能
刚性、稳定性以及承载性是房屋抗震性的基础,强底层柱、强剪弱弯以及强节点弱构件是在实际进行构件设计时应遵循的准则。尤其注意对薄弱环节的抗震设计进行加强,对房屋建筑质量以及人民生命财产安全进行有效保障。
2.2尽量设置更多的抗震防线
优秀的抗震系统应由多个延性过硬的分体系构成,与此同时,延性较好的结构构件能在各个结构构件之间起到连接作用。如框剪结构由剪力墙和延性框架构成,一般而言,地震之后往往会继续发生多次余震,如果房屋结构设计仅仅只有一道抗震防线,那么房屋结构将很难经受住之后若干次余震的考验,长此以往将会对房屋结构的安全性造成严重影响。
2.3确保构件强弱关系处理的科学性
在房屋结构设计中,要注意对各个结构构件的强弱关系的正确、科学地处理。同一楼层内部的主要耗能构件在屈服之后,还要确保其他抗震侧构件仍处于弹性阶段,从而延长有效屈服的持续时间,进一步增强房屋结构的延性与抗震性能。在设计房屋结构的抗震体系时必须做到严谨、细致,对于存在缺陷和纰漏的构件设计在发现后必须第一时间加以改正。
3抗震设计在结构设计中的运用
3.1提高房屋建筑结构的抗震性能
提高房屋建筑结构的抗震性能,尽量减少因房屋建筑结构抗震性能差而在地震中遭受损坏。在结构工程师进行房屋建筑结构设计时,首先应注重地基的作用。房屋建筑是以地基为基础的,在地基上进行建设施工的,其抗震性能在很大程度上影响着整个房屋建筑的抗震性;其次,要注意房屋整体结构的抗震性。规则对称的建筑结构能有效提高房屋结构的抗震性能,以减少地震对于房屋建筑结构的不利影响。
3.2降低地震作用对建筑结构的影响
在房屋建筑结构设计完成之后,可以从地震对房屋建筑的破坏规律进行反推,找出有效降低地震对房屋建筑结构造成威胁的方法。结构工程师经采用的方法是在房屋建筑的基础与主体中设计一个隔震层,起到缓冲作用。能够使房屋建筑在地震中,减少建筑内各部分的碰撞摩擦,减小因地震带来的房屋建筑晃动的幅度,从而减小地震作用影响。
3.3保证房屋建筑结构的刚度
建筑物保持其刚度是十分重要。只有保持其体形与构件之间的几何关系,结构的计算与分析理论才能有效。刚度是满足结构正常使用的基本要求,刚度不满足要求的结构在使用上是没有意义的,刚度概念贯穿结构设计工作全过程。结构刚度分为构件的刚度与结构整体刚度两大类:构件刚度主要是梁式构件对于荷载的变形反应;整体刚度则是结构在侧向力作用下的变形反应,是结构设计的关键问题,尤其是对于风、地震等特殊荷载的作用。随着建筑物高度的增加,侧向作用逐步成为主要影响因素,对于结构抗侧移刚度要求越来越高。结构的刚度分布最为重要的是均衡,避免刚度剧烈变化形成应力集中。
4房屋建筑结构抗震的优化设计探讨
4.1优化结构方案设计
在房屋结构设计中,首先需要考虑的因素就是房屋建筑结构的抗震的稳定性以及安全性,这是最重要的,但是也不能忽视了建筑抗震结构的经济性以及可行性,这些都应该得到建筑设计人员的重视,因为不管多优秀的建筑结构设计,如果忽略了设计的经济效益,使得施工成本过高,那么就毫无意义。同时在进行房屋建筑的抗震结构设计时,要充分考虑各个方面的意见,包括施工单位、业主、建筑企业以及开发商,都是结构设计的重要参与者。要尽量满足各方的意见,但是也要注意建筑结构的个人特色,使得建筑结构设计方案既能满足各方要求,还兼具有经济效益和实用性能,同时还具有自己的特色。
4.2建筑的平、立面布置
建筑结构设计人员必须重视建筑的立面和平面,这两方面也是建筑抗震结构设计中的重中之重,在具体设计中要遵守以下几点:①在设计抗震结构时,必须规范方案设计,对于不规则的抗震设计方案坚决不予采用,同时还要做多层次的抗震防线,使得建筑物的抗震效果达到最佳;②在进行抗震设计时,还要注重保护建筑结构的主体,使得地震灾害对于建筑主体的破坏降到最低,另外可以通过提高房屋建筑结构的固有周期,达到抗震的效果。
4.3正确认识建筑的受力特点
建筑本质是一个竖向的悬臂结构,垂直荷载主要是结构的轴向力和建筑的高度成线性关系,水平荷载导致结构产生弯矩。从受力上来看,垂直荷载基本不变,而水平荷载则可能来自任意方向,而且随着建筑的高度的增加而增加,如果水平荷载是均布荷载,那么弯矩与建筑的高度呈二次方变化,侧移与建筑高度成四次方变化。因此水平荷载的影响远远大于竖直荷载的影响,在进行剪力墙设计时,一定要让侧向变形控制在结构变形的允许范围内。
4.4保证结构设计计算结果的准确性
设计人员在进行建筑结构方案设计时,为保证数据的准确性,可以采用计算机进行计算,以发现设计方案中的问题,及时修改完善,最终得到一个最佳的设计方案。但是在实际操作中,使用要以人为本,不能完全的依赖计算机,计算机只是辅助,在房屋建筑结构设计中,设计人员才是中心。
4.5科学、合理的选择建设位置
通过分析历史上的地震灾害,我们发现房屋的建筑位置对于抗震效果也有一定的影响,因此在进行设计时,一定要将位置因素考虑进去,通过全面考察房屋建筑结构的抗震地质条件,选择出一个科学、合理的位置进行房屋的建造。
5结语
总之,近年来地震灾害时有发生,为我国人民带来了难以磨灭的伤害,为国家经济带来了巨大损失。由于目前的地震监测技术还不成熟,不能有效预测地震的发生。因此,突发性的地震灾害,难以预防,这就要求结构工程师在进行房屋结构设计时,充分考虑结构抗震设计要求,提高房屋结构的抗震性能。
参考文献
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