摘要:筆者結(jié)合自己的實際工作,在本文中簡要闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震的概念,提出了幾種常用的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震方法,并對強化建筑工程抗震措施的對策進行了探討,供業(yè)內(nèi)同行借鑒參考。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)抗震方法探討
當前,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮抗震要求,嚴格遵守抗震規(guī)范,已經(jīng)成為特別重要的環(huán)節(jié),因為它關(guān)系著人民群眾的生命財產(chǎn)安全。只有深入了解建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點,熟悉抗震設(shè)計要求,采用合理的結(jié)構(gòu)形式,切實提高設(shè)計質(zhì)量,才能保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震要求,保證建筑的質(zhì)量和安全。
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震概念
一般來說,所謂的建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計就是指依據(jù)發(fā)生的地震災(zāi)害與建筑結(jié)構(gòu)工程經(jīng)過長期所積累的經(jīng)驗等等所形成的一種基本的設(shè)計方法與設(shè)計的基本思想,也是進行建筑與結(jié)構(gòu)整體上布置并且認真確定的建筑細部構(gòu)造的一種過程。地震動按理來說就是一種隨機的振動,它有一種很難以把握的隨機性、復(fù)雜性與不確定性,要想很精確地預(yù)測所在建筑物可以遭遇地震的特性與參考數(shù)據(jù),就目前來說我們還很難有更好地做到。與國外規(guī)范相比,我國抗震規(guī)范在對關(guān)系的認識上還存在一定的差距。歐洲和新西蘭規(guī)范按地震作用降低系數(shù)來劃分延性等級,“小震”取值越高,延性要求越低,“小震”取值越低,延性要求越高。在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計分析這個方面,由于我們不能夠很充分地考慮建筑結(jié)構(gòu)的一種空間作用、建筑結(jié)構(gòu)的性質(zhì)、建筑的材料以及外界引起變化等等很多種不同的因素,也有著一種不確定性的存在。所以建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計不能夠全部的取決于它的計算得到的結(jié)果,更應(yīng)該能夠以建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計的基礎(chǔ)理論以及經(jīng)過長時間建筑工程抗震經(jīng)驗所能夠總結(jié)出來的建筑工程抗震設(shè)計方法為基本出發(fā)點,可以有更好的建筑結(jié)構(gòu)性能的起決定性作用的影響因素。
二、常用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震方法
1、根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)基本構(gòu)造來設(shè)計抗震
一般情況下,建筑采取的混凝土結(jié)構(gòu),是通過建筑鋼筋砼構(gòu)件的截面高寬比來限制取值,那么,建筑要求的最小配筋率,是由承重柱的軸壓比來控制的。建筑的磚混結(jié)構(gòu),一般比較常見的構(gòu)造方法有限制建筑房屋的整體高度與建筑的層數(shù)與層高;在建筑的橫縱墻中來設(shè)置一些鋼筋混凝,并且還要設(shè)置一些防震縫等等。在經(jīng)過修訂以后的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的規(guī)范標準中要求增加一些具有強制性的條例,要突出建筑屋頂?shù)臉、電梯,要求建筑?gòu)造柱應(yīng)該延伸到建筑的頂部,并且要與建筑頂部圈的粱連接在一起,以此來拉結(jié)建筑的填充墻來加入總體建筑結(jié)構(gòu)的承受力,并且對建筑結(jié)構(gòu)自身的剛度有著比較大的作用,這個應(yīng)該在抗震設(shè)計中加以充分的思考。
2、根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)性能目標來設(shè)計抗震
建筑物在發(fā)生地震的時候有高度的安全性,是在抗震設(shè)計中應(yīng)該具有的很大特點,所以建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計要求以將要建設(shè)建筑物的地區(qū)可能會大地震的烈度為基本的標準。而且還要以建筑自身以及建筑物得室內(nèi)物品沒有造成破壞為最終目標來確定建筑結(jié)構(gòu)的一些抗震性能指標。建筑結(jié)構(gòu)的一些非抗震的下部結(jié)構(gòu)以及建筑結(jié)構(gòu)的一些基礎(chǔ)部位也需要有一定程度上的抗震能力,在發(fā)生大地震的時候建筑結(jié)構(gòu)要基本保持在所能承受的彈性范圍之內(nèi)。另外,建筑結(jié)構(gòu)的抗風性能是因為抗震的建筑水平所具有的剛度比較小而容易發(fā)生一些比較小的波動,這個應(yīng)該思考那些因為發(fā)生的季節(jié)風等所帶來的作用發(fā)生的影響。所以由于風壓所產(chǎn)生的建筑水平振動很有可能會導致建筑的安全使用性能以及建筑抗震部分的耐久性能受到破壞。因此,建筑結(jié)構(gòu)要有一定的比較好的性能指標,以便達到高的抗震設(shè)計要求。
3、根據(jù)建筑場地和建筑規(guī)劃來設(shè)計抗震
建筑結(jié)構(gòu)要有好的抗震性,需要選擇比較有穩(wěn)定性的場地,這樣會有比較好的基礎(chǔ)。另外,具有抗震性的建筑需要有抗震層的設(shè)置,而且建筑結(jié)構(gòu)的外部空間應(yīng)該做包括鄰棟間距、建筑外觀等等的一些舒適感以及安全性能的角度來考慮。而且在進行建筑結(jié)構(gòu)的場地規(guī)劃的時候,也應(yīng)該從適應(yīng)建筑上部結(jié)構(gòu)的位移等特點與性能方面的角度來考慮。建筑物在經(jīng)過長時間的使用后,建筑結(jié)構(gòu)的整體可能發(fā)生移動的范圍之內(nèi)不應(yīng)該堆放一些障礙雜物。在建筑結(jié)構(gòu)可能發(fā)生移動的范圍之內(nèi)一般來說會設(shè)置一些建筑的出口與入口,并且還要注意不能因此而使得人受到一些傷害,最好為了避免人或者車輛比較容易通過出入口,應(yīng)該設(shè)置一些門墻或者指示標記等等。
三、強化建筑工程抗震措施的對策
1、選址要科學合理!吨腥A人民共和國防震減災(zāi)法》規(guī)定,對于重大建設(shè)工程和可能發(fā)生嚴重次生災(zāi)害的建設(shè)工程,必須進行地震安全性評價;并根據(jù)地震安全性評價的結(jié)果,確定抗震設(shè)防要求,進行抗震設(shè)防。建筑物建造在軟弱地基或可液化場地或臨近地震斷層,地震對場地液化導致地基失效,建筑物傾斜而易于倒塌。務(wù)必重視社會經(jīng)濟系統(tǒng)的安全,規(guī)劃時應(yīng)注意避免導致地震次生災(zāi)害或使次生災(zāi)害限于局部。新設(shè)計建筑物時,要選擇對抗震有利的地段,避開對建筑不利的地段,不應(yīng)在危險地段建造各類工業(yè)與民用建筑。
2、采用合理的結(jié)構(gòu)形式。目前我國建筑常用結(jié)構(gòu)形式有磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋——混凝土組合結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)?筛鶕(jù)不同的地區(qū),不同設(shè)防烈度選擇不同的結(jié)構(gòu)形式。鋼筋混凝土本身具有柔性,因而這種結(jié)構(gòu)的建筑物變形能力好,承載能力高,一般來說抗震能力也強。在確定結(jié)構(gòu)方案時,應(yīng)根據(jù)建筑使用功能要求和抗震要求進行合理選擇。從抗震角度來說,結(jié)構(gòu)的側(cè)移度是選擇結(jié)構(gòu)體系時要考慮的重要因素,特別是對于高層建筑的設(shè)計,這一點起控制作用,隨著多層和高層房屋高度的增加,結(jié)構(gòu)在地震作用以及其他荷載作用下產(chǎn)生的水平位移迅速增大,要求結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度必須隨之增大。而不同類型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系,由于構(gòu)件及其組成方式的不同和受力特點的不同,在抗側(cè)移剛度方面有很大差別,他們具有各自不同的合理使用高度。
3、切實提高設(shè)計質(zhì)量。地震尤其是震級和烈度高地震,危害性非常大,建筑物的抗震性能就顯得尤為重要。目前我國抗震設(shè)計的目標是“小震不壞,大震不倒”。目前我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平還很低,大量的建筑所采用的建筑方案不是很合理,導致結(jié)構(gòu)方案無法合理布置,增加材料用量,帶來兩個惡果:—是造價升高;二是自重增加,導致地震作用加大,從而布置更多材料。其實,從建筑設(shè)計的角度出發(fā),在正確的抗震理論指導下,依據(jù)合理的設(shè)計原則,同樣可提高甚至保證建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性。 其原則包括:結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具備足夠大的承載能力;結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠大的剛度以減小地震作用下的扭轉(zhuǎn)和位移;結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠大的延性和耗能能力,這一點對結(jié)構(gòu)在強震作用下的安全性尤為重要。延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后,具有承載力不降低或基本不降低且有足夠塑性變形能力的一種性能。延性大,說明塑性變形能力大,強度或承載力的降低緩慢,從而有足夠大的能力吸收和耗散地震能量,避免結(jié)構(gòu)倒塌。綜合運用抗震原則,以承載力、剛度和延性為主導目標,多道防線剛?cè)峤Y(jié)合,同時保證結(jié)構(gòu)體型簡單,結(jié)構(gòu)受力和傳力途徑直接,整體結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同作用,如此一來就可以從設(shè)計上確保建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性。
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