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摘要:地震自古以来都是最困扰人类的自然灾害之一,由于它的发生无规律可循,地震灾害造成的人员伤亡极大,近年来随着科学技术的不断发展,我国的抗震设计也逐渐跟上了国际主流。在当前的建筑抗震设计过程当中,应将旧楼改造增加抗震性能,新楼建立要增加抗震构件。本文根据以往的工作经验,对房屋结构设计中抗震工作进行分析,重点研究了如何做好房屋结构中的抗震工作,从而希望对建筑结构抗震设计的相关人员提供一些借鉴。对于相关领域科研工作者和同行业工作人员具有十分重要的参考意义。
关键词:建筑结构;抗震设计
1 引言
建筑抵抗地震的性能不仅作为衡量建筑是否合格能力,更与我们自己的人身安全和财产安全息息相关,因此在建筑施工中必须注意建筑的抗震问题,这是关键问题之一。近些年来,自然灾害发生频繁,建筑物的抗震性能受到了社会各界的持续关注,住宅建筑抵抗地震的能力密切关乎着百姓自身的人身和财产安全,可以说抗震性能是建筑施工的基本要求,同样是每个行业相关人员都必须加以重视的问题。然而,根据近年来几次大规模地震情况来看,目前世界上建筑的可靠性不能令人满意,未达到保障人身安全的能力,造成这种问题的原因各种各样,既有建筑工艺和材料的问题,也有施工工艺的问题,因此解决起来不能一蹴而就,仍然必须从房屋的根本上改善建筑对地震的抵抗能力,从建筑的初步设计抓起,才能将各种因素加以控制,以确保建筑的抗震水平。半个世纪以来,我国的结构抗震设计的方法从无到有,其中伴随着地震学与结构试验以及动力学的发展与进步,逐渐追赶并赶超了国际同行水平,将抗震特殊构件设置于建筑物中防止建筑物因地震倒塌,抗震设计有很多种类,应根据不同的建筑物结构特点进行选择。
2 抗震设计
对于相关设计单位,有必要在工程方案阶段提出相应的抗震布设设计方案。结构的性能优劣与层间位移角紧密相连,关系见表1。一些不合理的地震布置会使地震的破坏产生非常严重的影响,这将使地震的破坏会继续加剧,但面对这种情况会使一些轻地震产生非常严重的影响。建设规划布局的建筑的结构工程师应该采取的平面对称分布,尽可能禁止一些特殊的不规则的建筑设计,设计单位需要通过调整结构安排的平面形状、大小和建设工程结构深入调查后采取最科学合理的地震施工方案。
表1 结构性能与层间位移角关系
2.1 注重抗震结构的设计
根据目前的建筑情况来看,150米以上的建筑物当中,其主要是采取了3 种类型的结构体系,即框架-核心筒、筒中筒以及框架支撑体系。设计人员必须要能有效的研究影响建筑结构设计的因素,并采用科学方法解决这些问题,只有这样才能提升建筑结构设计的效率,使在地震发生时发挥良好的抗震效果。设计中应该注意,采用高强混凝土时,还应适当降低剪压比。剪压比过大,易发生脆性斜压破坏。现浇钢筋混凝土结构?整体性和连续性较好,薄弱部位——施工缝。预制楼板端部做成齿槽状,将少数肋伸入混凝土墙内,保证整体性。
地震的发生由震源的力量非常迅速地发展到周围的地方。在了解了地震的强能量趋势后,对建筑物应采取相应的防范措施。例如,确保墙、梁和柱的轴线在同一平面上,这种形式的系统抵抗外部势力强大的地震发生时,地震力能源底部的墙,柱和梁下具有一定的变形能力,同时还需要增加墙的坚固度,这样我们可以增加墙的承载能力,能使结构能够抗震。地震发生的程度不同,在设计建筑物的抗震能力时,要根据地震发生的等级来实现。地震震级越大,建造墙壁、支柱和梁所需的结构措施就越严格。
2.2 注重力学分析
由于经济和可承受性的原因,如果结构保持弹性,设计力将远远低于所需的设计力。相比之下,抗风结构的设计是为了在因素作用下保持弹性。指定的规范要求旨在提供必要的非弹性地震行为。在当今设计的几乎所有建筑中,在大地震中幸存直接取决于它们的框架系统在经历(相对)大的非弹性变形时滞回耗能的能力。这两点是抗震设计的关键。如果可能的话,设计结构以在极端事件中保持弹性肯定是可取的。然而,弹性地震力可以是风力的几倍,而这种力的设计在经济上根本不可行。通过允许在弹性地震需求的一定比例下屈服,设计力减小,达到了预期的经济效果。然而,为了使设计可行,必须对系统进行详细的设计,以适应屈服后将发生的非弹性变形。
现在给出了地震对比。强调荷载效应实际上是施加在地面上的位移(加速度)。由于对地面运动的惯性阻力,力在结构中产生。响应确实是动态的。变形是反向的——在同一事件中,正位移与负位移的量相等。对于极端事件,响应将是非弹性的。事实上,在高地震活动性地区,甚至可以预期每10年左右发生一次的中等地震的非弹性响应。虽然设计力是在构件中产生的,但真正的极限状态是可变形性。如果事实如此,结构有多强并不重要,只要能证明其强度可以在几个非弹性变形周期内保持。
第一周期地震荷载的研究发现,时间-历史图显示了地面位移。地面向左移动,结构滞后。惯性力是由于地面运动和结构相对于地面的动力响应而产生的。为了详细描述元素,只有相对于地面的变形才是重要的。X-Y图显示了结构在不屈服情况下的弹性响应,并对比了结构在风作用下的设计强度。
在基于力的方法中,选择一个系统,假定其延性供给,并根据弹性需求除以预期延性供给计算设计力。为了确保延性需求不超过供应,检查层间漂移。结构关键区域的变形要求和变形能力从来没有明确检查过。这种方法很好地适应了新建筑,因为在这个过程的开始,单个元素的强度是未知的。对于基于强迫的设计,线性分析是足够的。在以置换为基础的方法中。只要能够证明临界区域的变形需求不超过供应,该结构就被认为是可以接受的。强度从不显式检查。该方法很好地适应了现有的建筑,因为在这个过程的开始,单个元素的强度是已知的。基于位移的设计需要进行非线性分析。
2.3基础以及地下室结构的设计
对于该工程±0.000来说,其相当于绝对标高3.600m;同时,地下水设防水位相对标高是-0.5m。对于该工程来说,地上部分的高层房屋以及多层房屋都是坐落在同一地下室的上部,并且地下室设计采用满堂设置,并且不设缝。通过对结构进行受力分析,设计人员了解到建筑上部的结构层数较大。在进行设计工作时,依照业主方面所提供的沉降控制要求,需要将沉降控制在30mm以内,因而房屋主楼下抗压桩使用的是850钻孔灌注桩,该桩的有效桩长达到了63m。其中,桩端进入到中低压缩性的第9层灰色粉细砂层中,距离约为1.5m。对于该工程来说,单桩的抗压承载力可以达到4200kN。对于高层房屋的核心筒下桩布设方式来说,采用的是满堂式的布置方法。
3. 结束语
综上所述,目前民用建筑当中,为了更好地指导建筑结构的设计,保证整个结构的稳定性,有必要建立先进的抗震概念。因此,在建筑结构设计过程中,设计人员根据施工区的地质条件和抗震设计的具体要求,对建筑结构进行设计,提高结构的抗震性能,建造更加安全稳定性强的建筑物,最后,为人们提供了一个安全舒适的生活和工作环境。
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论文作者:李金光,朱利国
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/12
标签:结构论文; 建筑论文; 弹性论文; 位移论文; 建筑物论文; 能力论文; 发生论文; 《防护工程》2019年9期论文;