建筑结构抗震优化设计研究论文_田杰,李继涛

建筑结构抗震优化设计研究论文_田杰,李继涛

山东东方工程设计有限公司 山东省莱芜市 271100

摘要:我国历次特大地震,都造成了巨大的损失,无数人在地震中失去了生命,这使得建筑结构抗震性能成为人们关注的焦点,随着社会的发展,人们对建筑结构抗震性能也提出了新的要求,优化建筑结构抗震设计,提高建筑结构的抗震性能,确保建筑工程的稳定性,值得我们深入探讨。

关键词:建筑结构;抗震优化设计;研究

1加强建筑结构抗震优化设计研究的意义

建筑结构抗震加固设计及安全施工措施在建设工程中的意义,非常重要!地震灾害防御是地震发生前应做的防御性工作。震害防御主要有工程性防御措施和非工程性防御措施。工程性防御措施是减轻地震灾害最主要的途径。工程性防御措施是用工程的抗震设防和抗震加固来完成防御建筑物、构筑物遭受地震破坏,减轻地震灾害的措施。地震造成人员伤亡的直接原因是地表的破坏和建筑物、构筑物的破坏与倒塌。据对世界上130余次伤亡较大地震灾害进行的分类统计表明,其中95%以上的伤亡是由于建筑物、构筑物破坏、倒塌造成的。因此,对各种建筑物、构筑物依法进行相应的抗震设防,使其在破坏性地震中不损坏、不倒塌,是避免人员伤亡的关键。

我国对建设工程的抗震设防作了明确规定:新建、扩建、改建建设工程,必须进行抗震设防,达到抗震设防要求。一般工业与民用建筑建设工程,必须按照国家颁布的《中国地震动参数区划图》规定的抗震设防要求,进行抗震设防。重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程、核电站和核设施建设工程必须进行地震安全性评价,并根据经过国家和省级地震行政主管部门审定的地震安全性评价结果,确定抗震设防要求,进行抗震设防。建设工程必须按照抗震设防要求和抗震设计规范进行抗震设计,并按抗震设计进行施工。

2.影响建筑结构抗震性能的因素

2.1建筑选址不当

当建筑物的建造场地在软土、液化土等土壤分布不均等场地时,在地震发生时可能会导致建筑物的崩塌和下陷,这是由于地基内土壤存在软弱粘性的土壤和不均匀的土层造成的,尤其在填土的区域,一旦建筑物建设时如果无法避开土地和地形地势的影响,并且没有对地基进行加固处理和建筑结构的合理设计,建筑周围土质往往会发生地陷、和塌方滑移情况,从而对建筑物造成破坏。

2.2外形设计不合理

人为原因对建筑结构的抗震性能造成影响主要是建筑外形设计不合理,其主要表现形式是建筑结构上出现凸角等。一般而言在某些建筑物的设计上,为了追求建筑结构美观和特殊的需要,建筑结构上会设计一些凸角,但是在建筑结构上的凸角往往由于设计不尽合理,在地震发生时,受力的不平衡导致建筑结构的刚度下降,从而对建筑造成极大的破坏。

2.3结构设计不科学

我们应该注意建筑建构的延伸性,增强建筑设计的防震能力。当发生较大的地震灾害时,建筑结构的延性能力的性能十分重要,某种程度上来说,建筑结构构件的延性能力能够产生更大的抗震能力。建筑结构的延性能力主要是通过破坏部分次要的建筑构件来减轻地震对整个建筑结构所造成的破坏,达到对建筑物整体的保护作用。如果在延性框架上的设计缺乏合理,没有正确的选择一个可以受到强力作用的形变构件,建筑结构延性构件还没有发挥其延性就遭到破坏,从而对建筑结构造成破坏。

3建筑结构抗震结构的优化设计

3.1科学的选择建筑工程的地理位置

不同的地基类型对建筑结构的刚度与稳定性都有一定的影响,因此相关设计人员,要尽量选择较为开拓与平坦的地区进行施工,从而提高建筑结构由于我国国土幅员广阔,南北之间建筑施工存在较大的差异,因此科学的选择建筑结构的施工点,对建筑的抗震结构设计能够起到十分重要的作用。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外,地震多发的地区,会增加建筑结构的风险成本,影响建筑结构设计的抗震效果。此外,地震多发的地区,会增加建筑结构的风险成本,影响建筑结构设计的抗震效果。在建筑结构工程结构设计之前,要做好施工现场的勘察工作,尽量避免地质松散的地区。

3.2设置多种抗震防线

提高地震烈度设防等级,并设置多种防线,是提高建筑结构抗震性能的重要途径,一般来说,地震发生之后,会伴有强烈的余震,因此加强建筑结构余震防线的布置,是提高建筑结构结构抗震设计的重要手段。在经过强烈的震动之后,建筑结构的结构会发生变形,从而在后续的余震中,不断的累积伤害,直到建筑整体倒塌。建筑结构的抗变形能力主要取决于建筑结构的刚度,尤其在建筑的薄弱区,多次的余震会造成破坏性的影响。因此加强延性框架的设计,给建筑结构提供了安全的保障。

3.3坚持对称、规整的设计原则

科学的规划设计,不仅能够提升建筑结构的使用性能,还能保证建筑结构的安全性,因此在进行建筑结构抗震优化设计时,要求相关工作人员对建筑结构的整体结构有一个明确的认知,一方面,地震的作用下,会造成建筑结构的侧移及变形,影响建筑结构的整体安全性。另一方面,改变建筑结构的受力体系,也是保持建筑结构设计规整的有效途径。一般来说,采用双重抗侧力体系的建筑结构在控制结构变形方面,具有良好效果。能够利用支撑交错布置的方式,降低建筑结构整体的侧移,从而在设计角度,提高了建筑结构的抗震能力。此外,增加建筑的体形系数、采用立体构件代替传统的平面构件,控制后薄层,都是增强建筑结构的抗震性的有效措施。

3.4重视延性结构的设计

合理的控制锚固的长度,能够减缓地震对建筑结构的结构造成的损坏,尤其在结构的延性设计中,合理的进行刚度的调控,能够有效的降低地震作用力。当地震发生时,建筑结构会进入延性的塑性状态,在一定程度上吸收了大部分地震的能量,从而避免了地震对建筑结构结构的波坏性影响。因此延性的结构体系在我国的建筑结构的设计中,得到广泛的推广应用,并取得了良好的隔震效果。

4国外新型建筑结构抗震结构的发展

许多国家在高层建筑的抗震设计方案中,已经出现了新的结构,如:美国纽约的42层高层建筑物,建在于基础分离的98个橡胶弹簧上,日本的建在弧型钢条上防地震建筑物,前苏联的建在与基础分离的沙垫层上的建筑物,以及在中国已经获得了美国、中国和英国发明专利权的,刚柔性隔震、减震、消震建筑结构与抗震低层楼房加层结构,都十分成功的应用于工程实践中,都明显的在建筑结构体型上,改变了传统的插入式刚箍捆住内力(吸收地震能量)的结构体系。

①日本的弹性建筑。日本在东京建造了12座弹性建筑,经里氏6.6级地震的考验,减灾效果显著。这种弹性建筑物建在隔离体上,隔离体由分层橡胶、硬钢板组和阻尼器组成,建筑结构不直接与地面接触。阻尼器由螺旋钢板组成,可减缓上下的颠簸。

②美国的滚珠大楼。

美国硅谷兴建了一座电子工厂大厦,采用一种抗震新法,即在建筑物每根柱子或墙体下安装不锈钢滚珠,由滚珠支撑整个建筑,纵横交错的钢梁把建筑物同地基紧紧地固定起来。发生地震时,富有弹性的钢梁会自动伸缩,大楼在滚珠上轻微地前后滑动可以大大减弱地震的破坏力。

结语

随着社会的发展和人类文明的进步,会有越来越多的抗震结构设计形势出现,这就需要我们紧密结合时代发展的需要,努力提高自己的专业技能,对建筑结构抗震设计的缺陷,认真分析与总结,以改善结构的抗震性能,探求更合理、更现代化的抗震设计方案。

参考文献

[1]《建筑抗震设计规范》GB50011-2010局部修订的全文(2016年版)

[2]《建筑抗震加固设计规程》JGJ116-2009

[3]雷亮,王桂花;抗震概念设计在建筑结构设计中的运用标准 [J];中国标准化;2016(12)

[4]刘杰;韩育胜;高层建筑抗震结构设计浅述[J];科技资讯;2017(01)

论文作者:田杰,李继涛

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期

论文发表时间:2017/12/5

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