建筑结构设计中的抗震设计探讨勾长明

建筑结构设计中的抗震设计探讨勾长明

中嘉城建设计有限公司黑龙江省哈尔滨市150001

摘要:抗震设计是建筑结构设计的重要内容,其不但关系到建筑结构的实用性、稳定性和安全性,而且关系到人民生命财产的安全。因此,在建筑结构抗震设计中,设计师需要依据建筑结构的抗震要求及设计原则开展设计工作,保证抗震设计的实用性与合理性,将建筑结构因地震带来的灾害降至最低,从而有效延长建筑结构的使用寿命。

关键词:建筑结构设计;抗震设计;

地震的突发性强,可预报性却相对较低,强烈地震对人身和财产造成的伤害和损失是巨大的。为了尽量减少建筑结构受到地震的影响,建筑设计师应该对建筑的抗震设计进行专门的研究和熟练的掌握,尽量使设计的建筑物符合抗震的要求,有效地降低地震给人们带来的痛苦。

一、建筑结构设计中抗震设计存在的问题

1.建筑抗震场地选择不合理。建筑结构在设计有几点需要特别关注的问题,首先就是对建筑抗震场地的选择,由于其对于建筑抗震的整体设计具有直接影响,如果选择不到位就会直接造成建筑整体抗震性能的下降,在地震灾害发生的时候,地表会发生不同程度的振动活移动,对所在区域不同结构、不同性质的建筑物造成的损害程度也是不一样的。在剧烈的振动影响下,建筑结构的整体结构被破坏,严重的情况下甚至有可能会发生坍塌现象。在建筑设计中场地选择的时候应该避免在不适合地地质条件上建立,比如:软土层或易被液化的砂土层。当不能避免在这种环境中进行施工时,必须要采取有效的改良措施,根据地震级别的要求,加强地基基础的加固和防护。

2.建筑结构体系选择不合理。建筑结构抗震设计在进行中首先要进行方案的确定,选择合适的建筑结构体系对于建筑抗震性具有直接影响。在抗震设计过程中容易出现以下问题:第一,以偏概全,在建筑设计中由于对某个建筑结构设计不理想造成整个结构的抗震性能降低,在设计中应该进行建筑结构的整体性规划,避免在出现个别部位损坏的情况下,影响建筑物整体的抗震性和稳定性。第二,没有做好准确的计算,对于地震所造成的影响没有合理分析,不清楚地震发生时所造成的传递路径,对于竖向结构设计垂直度及荷载条件等都存在一定缺失,上部结构对竖向构件产生的垂直重力荷载不完整,严重影响抗震效果。第三,设计人原设计能力存在问题,对建筑结构设计的强度及刚度设计都不能做到很好的把我,在设计过程中结构构件所承受的刚度和强度分配不均匀,造成结构整体效果的不理想。

3.缺少平面布置规则性。除了上面两点需要注意的问题,在建筑结构的抗震设计中对于平面布置也会非常关键的一项,在平面布置中如果没有按照相关的规则进行布置,很容易影响建筑结构抗震性能的整体效果。只有确保方案的规则性,才能提高整体的工作效率,由于设计人员在建筑结构整体设计中,缺乏对平面布置规则性的考虑,造成空间结构的不完整,在发生地震灾害时,产生不利影响。

二、建筑结构设计中抗震设计的方法

1.简单规则的选择建筑型状。选择建筑开头时,要注意建筑平立面不能出现凹角。如果一定要有凹角,那么就要让突出部分的宽度大于房屋平面突出部分的长度,并且把它们的差额控制在30%左右。房屋立面收进尺寸要保证低于房屋方向尺寸的25%左右。而且,整个房屋结构平面的长度比不能过大,平面的总体长度不能过长。

2.要选择抗震性强的建筑场地。在地震中,地震对建筑物的破坏一方面是由震动的强度直接造成的,还有一个方面是受所处场地外部条件的直接影响,像地震引起的地裂和地标错动等,地基土的不均匀沉陷、滑坡、粉、砂土液化等,因而会造成“重灾区中有轻灾,轻灾区中有重灾”的现象。具体的场地选择标准如下:(1)尽量选择抗震性强的地段,避开抗震效果不佳的地段。比如开阔平坦的坚硬场地土或者密度均匀的中硬土地段;避免选择软弱场地土、易液化土、突出的山嘴、高耸的山丘、河岸或者边坡地段。如果实在无法避开抗震性较差的地段,必须采取有效的抗震措施。(2)不应该在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。危险地段一般是指地震时容易产生滑坡、崩塌、地裂、泥石流的地段。另外还要考虑场地土的刚度和场地土覆盖层厚度的情况,震害调查显示,土质软、覆盖层厚的地段,建筑物受地震的灾害越严重。

3.建筑平面的质量与刚度对称均匀,力求对称均匀是抗震设计概念中非常重要的原则在地震发生时,不对称建筑结构的扭转情况很明显,具体的建筑设计要采取相应的措施,如果构件的强度和刚度的对称性没有达到规定要求,那么,在施工时就要从总体上调整刚度和质量,并且在计算时要对薄弱侧的位移和构件内力引起高度重视。

4.建筑物的刚度与建筑物的整体性。建筑的纵横承重构件组成了建筑空间刚度结构体系,建筑空间结构的整体刚度和它的稳定性决定了其在外力作用时,抗震能力的强弱。刚性楼盖为各方面抗侧力构件按照各身的侧移刚度,合理分配地震的作用提供了有力保证。现浇钢筋混凝土楼板以及筑顶盖还是比较理想的抗震构件,它们的整体性和水平刚度很好,这样的工程结构构件可以有效地消除偏移和滑落的问题,也能很好地调整好房屋的整体性,并且也能增大楼板刚度,同时,平面墙体对齐这一要求,在实际情况中,可适当放宽。因建筑砌体结构主要是剪切变形,建筑层间变形是完全可控的。由于楼板的刚度较强,屋盖的水平刚度合格,在荷载的有效传递上也很好,从建筑平面的角度来讲,屋盖的水平传递性能以及现浇楼板的性能都比较好,并且,通过现浇,可以加强通过楼盖和屋盖的现浇强楼板对墙体的控制。所以,增强楼房结构空间刚度和整体稳定性最好的选择就是现浇楼盖和现浇屋盖,如果能把构造柱增设在适合的位置,并且配合使用构造钢筋,那么,增强建筑结构整体性的目的就能更好地达到。另外,解决限制散落的问题,可以从配筋圈梁的设置入手,使空间刚度增强,并且有效提高建筑结构稳定性,进而达到提高房屋的抗震性能的目的。

5.建筑结构的延性抗震能力。当建筑所在地发生较大地震时,建筑结构主要依靠建筑的延性来抵建筑抗非弹性的变形,因此,在发生地震时,建筑结构的延性和建筑强度所发挥的作用是是一样的。为了更好地发挥钢筋混凝土结构在抗震中的延性,抵御地震的表现更加明显,我们要将良性性能集中在具有延性能力的构件中,并且在塑性变形方面保证良性性能。具体措施如下:(1)进行接收的塑性变形机构的选择。现在选用的塑性变形机构主要是“梁柱铰机构”,也就是“强柱弱梁”。我们一般采用增大柱截面组合弯矩所乘系数的方法,以求更好地实现“强柱弱梁”;同时,也可以用计算梁端的实际配筋的方法,计算出梁端可以承受的最大弯矩,根据增大后的弯矩值来设计截面的承载力。(2)人为增大建筑构件抗剪能力,在强震的作用下,结构延性没有充分发挥之前会出现非延性剪切的破坏。“强剪弱弯”指的是用剪力增大系数来增大柱端、剪力墙洞口连梁端、梁端、剪力墙端以及梁柱的节点组合中的剪力值,经过增大后的剪力设计值,调整受剪控制截面的条件,进行更准确的验算和更合理的设计。增大建筑构件抗剪能力的具体的措施是有两种,一种是直接对跨梁两端截面按同一方向的组合弯矩值乘以增大的系数,再与梁上竖向重力荷载的代表值一起求出合适的梁端剪力。另外一种是沿同一方向,求得跨梁两端截面之后,按照配筋实际能够抵抗的最大弯矩乘以增大系的数,最后和梁上竖向重力荷载值配合求出合适的梁端剪力。(3)对构造措施的应用,塑性转动能力和塑性耗能能力是塑性铰的部位必须具备的能力。一般会通过加密箍筋,以及轴压限制等措施来为此提供保证。

目前,我国建筑行业迅速发展,高层建筑不断出现,这就要求在结构设计中要更加重视抗震性能的设计。

参考文献:

[1]周毅.探究建筑工程结构设计中的抗震设计.建2016.

[2]王监政.浅析建筑工程结构设计中的抗震设计.2017.

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