关键词:建筑;抗震;结构设计
引言:建筑抗震结构设计对建筑抗震起着重要的基础作用。一个优良的建筑抗震设计,必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。为此,要充分重视结构设计在建筑抗震设计中的重要性,在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。
1、建筑物震害倒塌分析
通过对唐山、汶川地震的建筑震害相关资料的对比研究发现,建筑结构在地震作用下的倒塌过程大体可分为两类:第一类是建筑在竖向及水平地震作用和竖向荷载共同作用下,在地面运动的过程中发生倒塌;第二类是地震过程中部分竖向承重构件破坏,地震后由于破坏构件上部结构不能继续承受竖向荷载,而发生倒塌。从倒塌的形式看可分为整体倒塌和局部破坏引起的连续倒塌两类。
2、对建筑抗震结构设计以及结构构件的规定
2.1对建筑抗震结构设计的规定
应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系,与纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续,同一轴线上的窗间墙宽度要均匀,楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角,如果房屋有错层及楼板高差较大时宜设置防震缝,缝两侧均应设置墙体,缝宽应根据烈度和房屋高度确定,可采用50~100mm:房屋立面高差在6m以上。由于各部分结构刚度、质量截然不同,烟道、风道、垃圾道等不应被削弱墙体,同时不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。
2.2对结构构件的规定
结构构件应符合下列要求:应合理选择混凝土结构构件的截面尺寸,配置纵向受力钢筋和箍筋,避免剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土的压溃先于钢筋的屈服、钢筋的锚固粘结破坏先于构件破坏;砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱,或采用配筋砌体等;预应力混凝土的抗侧力构件,应配有足够的非预应力钢筋;钢结构构件应合理控制尺寸,避免局部失稳或整个构件失稳。
结构构件的连接,应符合下列要求:构件节点的破坏,不应先于其连接的构件;预埋件的锚固破坏,不应先于连接件;装配式结构构件的连接,应能保证结构的整体性;预应力混凝土构件的预应力钢筋,宜在节点核心区以外锚固。
3、建筑抗震设计应注意的问题
3.1结构设计应密切配合场地情况
设计人员应掌握施工场地的地质情况,仔细斟酌建筑场地岩土工程的勘察资料,平衡利弊,选择合理设计方案。
3.2依据震害资料,调整设计观念
由于地震作用无法真实模拟,震害资料就是设计人员了解地震作用最有效,最直接的路径。根据以往震害,调整我们现有的设计理念,才是真实而又有效的抗震设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如;多次震害表明,楼梯间是框架结构和砌体结构的一个比较集中地震破坏区,然而,在大多数设计中,一般不考虑楼梯参与整体结构共同工作。
楼梯对框架结构产生类似斜撑的作用就没有考虑,设计就缺乏了真实性。同时,楼梯间位置的布置,对框架结构的扭转效应和内力分布都有很大的影响,因而楼梯间的合理布置及设计方法的改进,将会明显的提高我们的设计效果,因而,研究震害会让我们的设计更真实,更合理。
4、建筑结构设计的抗震措施
4.1建筑物结构悬挂隔震
将建筑物的全部或者一部分悬挂起来以隔离地震,就是我们常说的悬挂结构,名字很恰当地表达了它的特点,同时,我们也能很直接的感受到它的缺点和局限,即耗费的成本太大,和并不适合于普遍的推广,虽然是一种非常行之有效的方法,但是执行起来却是值得商榷的。一般情况下,大型的钢结构会采用此种措施。大型钢结构一般分为主框架和子框架,在悬挂体系中,子框架通过索链或者吊杆悬挂于主框架上,地震来临时主体框架虽然受到冲击,但是其子框架以及其他零部件是用近似于双节棍的链接方式与主体相连的,那么主体受到的冲击力在传送给子框架时就会减小很多,有益于保护子体框架。
4.2 建筑物基础设置隔震装置减震
这这种减震措施与上文的不同之处在于是在建筑物中间加上辅助材料或者部分已达到减震目的,而前者则是在整体框架结构上的创新上入手,减震装置属于独立于建筑物自身的材料,使用得当最多可使震力减少三分之一左右,不过这种方法局限于非高层建筑,高层如果采取这种方法,反而会增加建筑物的质量,而使地震来临时,这些附属物的重量给生命和财产造成更大的伤害。
4.3 建筑物地基
用具有防震功能的材料,彻底从根源上稳固地基,将防震落实到最底部,从而到达减震的最终目的。传统的做法是在建筑物的基础部位用粘土和砂子结合固定,也可以直接设置粘土或砂子垫层。在我国建筑史上,曾经有人突发奇想以糯米为原材料,采起优良的粘着性,在建筑物底部形成防震的糯米垫层,减少地震对建筑物的损害,不可谓不奇,当然现当今的的材料学,尤其是建筑材料学已经发展的足够进步,我们可以不仿照古人的做法了,但是这种创新和探索的精神还是值得我们学习的。
4.4 层间隔震
层间隔离主要用于旧房改建的改建中对于防震的需求,在施工方面很简洁,专业性不强,居民可自行操作。当然于此对应的是低收益,也就是层间隔离的效果没有上述几种方法明显,这也是必然的,因为旧房改建,旧房的地基,基础结构是不能改变的,也是无法改变的,所以只能作为辅助结构使用,其作用原理与前面提到的在建筑物中增加辅助减震的原理基本相同,可以借鉴,也可以根据不同的具体情况选择使用。
4.6 辅助类的装置
主要分为滞回型和粘滞型两种。主要有以下两种情况:在对建筑物的地基或基础进行隔震设计时,我们一定要在建筑物没有动工以前按照隔震设计的措施,完成相应的工作。最迟也是在建筑物的施工过程当中,在建筑物的关键部位设置特殊的隔震装置。然而,建筑物建成以后,若想加强防震能力的话,只有采取增添辅助器具的方式和方法了,在添加的时候注意与室内设计相结合,保证功能的同时兼顾室内设计的和谐感,在此基础上在建筑物的结构上重新添加消能减震装置。
结束语
综上所述,地震是一种突发式的自然灾害现象,但我们可以减轻地震的灾害,故可采取的措施主要有三条:一是加强地震预报,力争在地震发生前采取行动以减少损失;二是在设计和施工方面提高各类建筑物对地震的抵抗能力,包括对已建建筑进行抗震能力鉴定及加固;三是加强地震时应急指挥和救援工作。总之,从各个环节上重视和把关,把地震灾害尽量降到最小、最轻。
参考文献
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[2]张文银.高莉.建筑结构抗震设计[J].山西建筑,2008
[3]刘宇.从国内地震谈建筑抗震设计[J].建筑与文化,2012
论文作者:蔡江峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/14
标签:建筑物论文; 构件论文; 结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 是在论文; 框架论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;