建筑结构的抗震性能设计研究论文_彭涛

建筑结构的抗震性能设计研究论文_彭涛

武汉开来建筑设计股份有限公司 湖北武汉 430000

摘要:经济的不断发展,带动了社会的进步,建筑行业也不断前进,高楼大厦几乎随处可见。我国处在地震多发区,因此,高层建筑的抗震性能成了重要的问题,这也引起了国家和政府的高度关注。本文主要阐述在建筑结构的优化设计中,要采用合理的设计理念,来提高建筑的抗震性能,以保证人们的生命安全。

关键词:建筑结构;抗震性能;设计

引言

抗震设计是所有建筑工程中最主要的环节,而高层建筑的抗震设计应比其他建筑严格。在科学进步和经济发展的今天,一同进步的还有高层建筑的结构体系。我国位于两大地震带之间,是一个地震多发国,因此,建筑工程的抗震设计和研究十分重要,目前遇到的难题是,在将安全放在首位的前提下如何增强高层建筑的抗震性能。

1建筑结构抗震性能设计目标

地震灾害是地壳快速释放能力,在此过程中会出现较大振动,具有突发性、破坏力强、可控性若等特征。为维护人民的生命财产安全,需注重建筑结构抗震设计,以优化建筑性能。基于以往建筑抗震经验,参照地震作用下的建筑的破坏规律与抗震理论,对建筑抗震性能设计进行管控。建筑结构设计中的抗震性能设计目标有二:(1)确保抗震设计达标。抗震性能设计中需在满足国家及行业相关标准的同时,委托设计单位与开发单位就建筑外观、使用性能等进行规划,确保建筑结构的实用性、美观性与经济性;(2)提高建筑质量。建筑设计人员需依据工程现场的周边环境与地质条件等分析静态地质情况下地震震动的变化情况,从而提升建筑的抗震性能,以保证建筑质量。

2高层建筑结构抗震性能设计的原则

2.1确保抗震性能

高层建筑设计中最主要的就是抗震性能,良好的抗震建筑,必须在刚度、延性、稳定性、承载力等多方面都具有较高的性能。而对结构组成构件来说,需要依照的原则是强节点弱锚固,强剪弱弯,强柱弱梁,切记主要耗能构件不可以是原本承受竖向载荷的构件,且对于可使整体结构变得脆弱的构件要增加额外的保护,以增强高层建筑结构的抗震能力。

2.2增强抗震能力相对微弱的环节

结构构件的实际承载力是由最微弱环节的承载力决定的,发生地震时,强大的冲击力使其无法安全存储强度。地震将高层建筑的楼层间的比值发生改变,会聚合塑性变形,应尽可能保障抗震设计时计算的外界承受能力与其实际承载能力的相对均衡,避免因局部受力过强造成建筑结构刚度和承载力失调。所以,有计划、有目标地增强建筑结构中抗震能力相对微弱的环节,可以有效地提高整体建筑结构的抗震能力,足以应付绝大多数的突发事件。

2.3构建针对高层建筑的抗震体系

为更好地增加建筑结构的抗震能力,应使用多个可以单独运转子体系,彼此之间由多条抗震防线连接,配合其他具有延性的分支构件,组成一个完整的抗震体系。使用多条抗震防线的原因是,发生地震时,一般不会只有一次,接下来往往会有很多次余震,首次地震后,若只有一条防线,那么之后的余震就会接二连三破坏建筑结构,这对高层建筑来说是致命的伤害。故在进行抗震设计时,应创建完善的分布屈服区,使其拥有更多的内部、外部冗余度,同时,为了不发生建筑倒塌现象,要让建筑结构能最大限度的吸取地震能量,增强抗震能力,也需要加强所有耗能构件的刚度和延性。组成抗震体系的所有构件之间要存在明显的优劣差距,如同楼层所使用的构件,应在主要耗能构件发生屈服现象时,其他的抗侧力结构构件正处在弹性状态中。如果此时能够延长耗能构件的屈服时间,就可以使整体建筑结构的抗倒塌能力增强。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时,在高层建筑的整体抗震设计中,千万不可出现设计不合理,由大代小,调整抗侧力构件的行为,假如使整体结构中的某一部分抗震能力过强,则会导致其他结构的抗震能力过弱,这样就会产生抗震受力不均的情况,一旦出现这样的情况,那必会造成严重的影响。

3提升建筑结构抗震性能的途径

3.1基于承载力的结构抗震设计

基于承载力的结构抗震设计,可通过惯性力的具体表现形式对地震作用进行分析,并确定结构构件强度。该方法的设计目标有三:(1)确定抗震性能极限状态下建筑的使用功能,若使用功能正常则表明建筑安全等级较高,无需修复;(2)在抗震性能极限状态下,建筑受力关系发生变化,但是构件仍可修复,修复后建筑使用功能正常;(3)在强大地震作用力下可保证人身安全,要求建筑结构的抗侧向力与竖向重力荷载等不会受到影响,建筑不会出现较大面积的塌陷问题。

3.2对建筑结构构件加固

增强高高层建筑结构抗震能力最主要的环节就是对加固结构构件,如可增加建筑结构底部用于承担地震剪力的墙体厚度和钢筋配合比,增加钢筋混凝土柱数量。而对建筑结构中用于连接梁的配筋加固时,要进行综合考虑,善于结合科学的思维,使用分叉的形式,这样既可以保障结构的稳定,还不占用额外的材料。此外,针对框架连接或结构节点部分,不仅要定期监测,也需要对其进行单独的加固。

3.3对房梁、柱和墙体的节点运用必要措施

提高房梁、房柱和墙体的抗震能力,改善其抗震能力,当地震发生时,这种结构能有效地发挥出良好的抗震性能,确保结构的牢固稳定,从而防止高层建筑不被地震损毁。另外高层建筑多运用钢筋结构,所以提高钢筋结构的抗震性能,能明显提升建筑物整体的抗震性。而这其中的核心所在便是提高结构的伸展性和负荷能力,详细的措施主要是设计抗震性时,针对相应的原则来执行,运用规范有效的方法,对柱截面的规格和轴压比进行控制,尤其对节点进行优化构造,确保节点的质量,防止一些不必要的质量问题出现,用来提高节点的牢固性以及结构的抗震力,达到增强高层建筑结构的抗震性能的目的。

3.4布设多道抗震防线

这种方法的本质就是,在地震发生时,延展性比较好的构件的第一步弯曲,充分发挥抗震作用,同时其他构件也一并发挥相同的作用,只是还没有发生弯曲不被影响。然而实际上,只有第一道抗震防线发生弯曲后,其他防线才有可能一起。因此,为加强建筑物的抗震性,在对其进行设计时,最好多布设几道防线,如设置一道、二道甚至三道防线,如果条件允许,还可再布设更多道,这样有助于高层建筑的抗震能力的提升。

结语

高层结构的设计过程中,对于模型计算以及其计算结果不能盲目的应用,同时对结构的计算也不能忽视。最合适的方法就是在建设过程中应把结构的抗震性能以及受力状态作为前提,然后再将该建筑结构的概念设计以及工程实践经验融合其中,在对模型的计算结果进行合理的运用。除此之外,还要求在结构的整体设计过程中,应该要将概念设计作为一个重要部分突显出来,同时还要在结构体系中设置相对应的多道抗震防线,然后结合设计的规范,针对建筑的薄弱层以及薄弱部位的加强措施和大部分的耗能构件进行合理的布置,这样就可以实现三个水准的抗震设防目标。

参考文献:

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[3]陈烨.高层建筑结构抗震性能处理措施分析与设计[J].建筑工程技术与设计,2018(20).

[4]刘立军,贾明明. 能力谱法在建筑结构抗震性能评定中的应用[J]. 建筑结构,2018(S1):64-65.

论文作者:彭涛

论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期

论文发表时间:2019/7/1

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