试析建筑结构设计的抗震设计论文_向朝晖

试析建筑结构设计的抗震设计论文_向朝晖

甘肃省水利水电勘测设计研究院

摘要:据有效数据调查显示,全球各地每年发生的地震次数高达50万次,其中我国出现地震的次数约占1/3。地震灾害的发生,不仅给国家与社会带来巨大的经济损失,还直接威胁到人们的生命安全。因此在建筑结构设计中,设计师必须加强建筑抗震结构的设计,尽可能减少地震带来的危害,以确保人们居住的安全性。文章主要分析了建筑结构设计的抗震设计,希望能为建筑抗震结构的设计提供借鉴。

关键词:建筑结构;抗震设计;要点分析

地震作为较为常见的自然灾害,不论是2008年的四川汶川大地震,还是2017年的四川阿坝州九寨沟地震,都造成了人员伤亡与建筑坍塌。受地震的不确定性、危害性大和我国当前技术的限制,不能准确的预测地震的发生时间与破坏范围。因此人们只能通过加强房屋建筑的抗震性能,来降低地震给房屋建筑带来的破坏,以保证人们的生命、财产安全。因此在建筑结构设计中,加强抗震结构的设计具有重要意义。

1、建筑抗震设计所遵循的原则

对于建筑工程项目的建设而言,在进行抗震结构设计时,必须遵循以下设计原则:(1)结构合理。对于建筑抗震结构的而言,采用对称结构布置,能够有效抵抗对外力,提升建筑物的抗震强度,从而提高建筑物的使用性能与安全性。(2)形状简单。房屋建筑的受力分析关系到整个建筑物使用的性能,而将建筑物结构简单化、规则化,能够减少受力分析的障碍,降低地震波对建筑结构的损坏,因此在抗震设计中,坚持形状简单的设计原则,具有重要意义。(3)竖向均匀。建筑物的竖向均匀能够降低外力作用对建筑物造成的威胁,避免建筑物变形,以提高建筑物的刚度与强度。因此在实际建筑物抗震设计中,设计人员必须坚持竖向均匀设计的原则,平衡转换层的荷载,合理设置抗震缝,并控制房屋整体的结构比例。此外,还应注重建筑物内部墙柱连接的一致性,以吸收地震能量,减少地震带来的破坏力[1]。

2、建筑结构设计的抗震设计要点分析

2.1建筑场地的选择

房屋建筑抗震设计的基础部分便是建筑场地的选择,选择良好的建筑场地,是增强房屋建筑抗震性能的关键。具体体现为:地震的发生具有破坏性较强、不规则性和不确定性等因素,一旦发生地震,首先影响到的便是建筑地基。因此在建筑场地的选择方面,需要选择地势开阔平坦、土质坚硬的地区来建设房屋,减小地震对建筑物的破坏,同时防止地基下沉、位移。如果在建设过程中,因建筑场地的规划问题,必须在地震多发、地基软弱的地区建设,应对地基做加固处理,以免建筑物投入使用后发生沉降、倾斜。此外,在实际选择建设场地时,还需避开易发生山体滑坡和泥石流等地段。

2.2地基与基础的设计

在进行房屋建筑结构设计时,为了提升建筑结构的整体性和刚度,对于不同的单元建设,应选择相应的地基,采用相同的标准来处理。并且在处理地基的埋深时,应适当增加基础埋深的深度(嵌固深度),并做好基坑的回填夯实,提高建筑抗震的性能,确保建筑使用的稳定性与安全性。此外,由于房屋建筑由两部分构成:基础与上部结构,因此为了提升房屋建筑的整体性,砖混结构房屋需在上部结构与基础部分设置构造柱,将房屋上部结构和基础圈梁连接起来,若房屋建筑基础土质不均,需加强基础圈梁,提高建筑基础的刚度,或设置沉降缝与抗震缝一类的缝,把建筑物分成不同的单体,以免影响到建筑结构设计的抗震能力[2]。例如某建筑工程位于该城市的市中心,临近交通道路,地基占地面积为9969m2,建筑南侧和东侧是轻轨站,增加了工程建设的抗震设计压力,该工程地上22层办公楼房,高为97.6m,四周包括5层裙房,高为3.9m,主楼设有3层地下室,部分楼房有4层和1层地下室,作为停车、储存设备等使用,面积为96298m2,工程抗震级别为:主楼为丙类、裙房为丙类,防震强度为7度。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆鉴于该建筑项目所在地区,地质环境和工程环境的影响,在设计建筑抗震的基础部分时,需要加强建筑基础结构的控制,采用φ850的钻孔灌注桩,长为55m,单桩的承载为3000kN,建筑的沉降设为20mm。此外,为了降低轻轨交通对建筑的影响,还需在建筑抗震基础中安装隔震装置,加固建筑基础,隔断地震力的传输。

2.3屋顶和墙体的抗震设计

随着房屋建筑的高度增加,房屋建筑结构的抗震性能便会下降,加上房屋建筑的高度与宽度比直接影响到建筑的抗震能力,一旦房屋建筑高度与宽度比值增加,建筑在地震作用下发生位移与倾斜的程度也会增加,给建筑物造成的危害越大。因此为了提高房屋建筑抗震能力,减少地震波对建筑物造成的破坏,应依据有关的要求,填充墙体中设置必要的圈梁、构造柱,减轻填充墙体结构的质量,选择质量较轻的建筑材料,减少不必要的附属物。此外,还需控制房屋建筑的高度和宽度,合理设计房屋建筑的高度和宽度之比,从而实现抗震性能的优化。

2.4立面和平面的设计

立面和平面设计作为房屋建筑结构抗震设计的关键部分,为了提高建筑的抗震性能,必须确保建筑的刚度中心和结构质量中心保持一致,严格依据建筑抗震规范要求对建筑结构进行合理的平立面布置,将建筑的立面和平面设计简单化,避免建筑结构不规则影响到中心的重合而引起扭转效应,增加地震的破坏力[3]。例如某工程为一项多层办公楼,由北单元、中间单元南单元组成,其中北单元属于不规则单元,考虑到偶然偏心的扭转位移比大于1.2倍,平面凹凸储存大于边长的30%,上下层墙、柱和支撑不连续,相邻层承载力大于80%,为提升结构的承载力与延性,结合建筑主楼上部结构的抗震设计,将北单元独立设置成4层办公单体,平面尺寸为72×19m,底层跨越2层,层高为9.5m,3~4层的竖向构件通过3层楼面的转换梁和底层6根巨型斜柱进行传力连接,并采用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙机构体系来设计,抗震等级为2级,设防烈度为7度,设计地震为第一组,设防类为丙类。

2.5防震缝的设计

防震缝的设计直接关系到整个房屋建筑的抗震性能,因此在设计防震缝时,需要将房屋建筑物设立成独立的结构单元,将防震缝两侧的上部结构隔离开,以协调沉降缝和伸缩缝的关系。此外,对于防震缝的设计,必须沿着房屋进行全高设置,15m以下的建筑物需设宽为100mm的防震缝;15m以上的建筑物,每增加一个梯度,需要增加20mm的厚度。例如某工程项目位于当地天河北路北面和林和东路东面的交接位置,总面积为11.4万m2,建筑结构为矩形,考虑到场地限制,要想保证整个建筑结构满足“中震可修,大震不倒”的抗震设防目标,需要结合GB50011-2010《建筑抗震设计规范》与JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》的有关规定,在建筑立面的配合下设置永久防震缝,宽为750mm,将狭长的平面分割成2个形状相对规则的超高层塔楼。此外,为了实现简洁、美观的立面效果,需要在防震缝两侧设置内隔墙,外立面采用悬挑外包铝板幕墙处理。

结束语

综上所述,抗震设计作为建筑结构设计的关键内容,关系到住户的生命与财产安全。因此在建筑结构设计中,为了提高建筑结构的抗震性能与耐久性,必须坚持抗震设计的原则,严格选择建筑场地,加强对基础与地基、屋顶和墙体、立面和平面、防震缝等建筑抗震结构的设计,以提高建筑的使用性能与安全性。

参考文献

[1]窦思昆.对建筑结构设计中抗震设计的探析[J].建筑工程技术与设计,2017,(7):608.

[2]李瑞军.浅谈建筑结构设计的抗震设计[J].城市建设理论研究(电子版),2016,(11):3637-3637.

[3]王奎胜.浅谈建筑结构设计的抗震设计的问题及措施[J].建筑工程技术与设计,2016,(21):755.

[4]田宇.浅析建筑结构设计中抗震设计的作用[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(16):2427-2427.

论文作者:向朝晖

论文发表刊物:《防护工程》2017年第18期

论文发表时间:2017/11/22

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